采煤工作面支护设计与顶板管理.ppt

1、1,采煤工作面支护设计与顶板管理,生产管理部,2,支护设计,一、支护设计的必要性 1、支护强度不足：造成安全事故。 2、支护强度过高：导致经济效益差。一是造成职工劳动强度大，效率低；二是成本投入高。 因此，科学合理的进行支护设计是保障安全、提升经济效益的需要。,3,支护设计,二、支护设计的基本方法 1、工程类比法。 2、理论计算法。 3、计算机数值模拟法。,4,支护设计,三、应坚持动态设计的观念 1、同一工作面在不同条件的地段，应有不同的设计。 2、在实践中检验设计的科学性，根据监测数据不断优化设计。 3、条件变化时及时变更设计。,5,回采工作面顶板管理,四、采煤工作面控顶原则 根据采煤工作面

2、冒顶有压、漏、推三个基本类型，回采工作面支架必须具备“支、护、稳”的基本性能，即“支得起，护得好，稳得住”。,6,回采工作面顶板管理,支得起： 综合使用“支、切、让、挑”等手段，防止压垮。 支：用工作面空间基本支柱工作阻力平衡工作空间上方垮落带岩重。依此可确定基本的支护强度、计算支护密度及柱排距。,7,回采工作面顶板管理,切：切断下位岩层，防止顶板压力前移。依此确定末排支柱工作阻力，计算末排支柱的线密度。 让：适应裂隙带下沉。 挑：松动碎裂厚层难冒顶板。,8,回采工作面顶板管理,护得好： 一是护住工作空间的顶板不冒落； 二是保证回柱人员有工作空间； 三是控制端面顶板。,9,回采工作面顶板管理,

3、稳得住： 一是支架结构稳定; 二是提高支柱初撑力。,10,支护设计,五、支护设计中的有关概念 1、初撑力：支架对顶板的主动作用力 。 2、工作阻力：支柱受顶板压力作用而反映出来的力称为工作阻力。 3、支柱最大载荷：支柱最大工作阻力 。 4、支柱平均载荷：支柱平均工作阻力。,11,支护设计,5、允许比压：单位面积底板破坏前承受的最大压力。 6、支护强度：支柱对单位面积顶板提供的工作阻力称支护强度。 7、对底板比压: 支柱对单位面积底板提供的工作阻力。 8、支护密度：单位面积内的支柱数量。,12,支护设计,六、淮北矿业集团采用的支护设计方法 七、支护设计实例。,13,回采工作面顶板管理,一、顶板管

4、理的主要内容 1、工作面支护 作用：提供作业空间，保持通风。 类型：按结构、材质、原理、作用等有不同的类型。 2、采空区处理 作用：减轻工作面压力。 方法：全部垮落、缓慢下沉、充填、煤柱支撑法。 全部垮落放顶方法：密集支柱、无密集支柱、强制放顶法。,14,回采工作面顶板管理,二、淮北矿业集团公司采煤工作面顶板管理现状 1、03、05年实现采煤工作面顶板管理安全年。 2、近年来重大顶板事故。 04年石台矿北四采区3煤工作面发生冒顶事故，死亡一人。 06年桃园矿北四采区10煤底分层发生冒顶事故，三人被埋，经抢救后脱险。 3、事故原因 初放期间，顶板离层、空顶，支柱失稳。,15,回采工作面顶板管理,

5、三、石台矿“2.8” 采煤工作面垮棚事故案例分析 1、事故经过： 2004年2月6日，34142工作面推采到延面位置，矿于2月3日组织有关部门召开了延面放顶专题会议，并形成“纪要”。下延段长53米，倾角15-30，下部25米切眼托顶煤丢底煤，空漏顶现象较多，由预备区初装四排后于2月5日中班交采煤四区回采。2月7日中班，采四区从机头往上已刷帮20棚，8日夜班安排3人在延面段内进行改棚时，发生冒顶垮14棚（长8米，宽4米，冒高1.5米），吴西亮、杨云亭两人被埋。经局、矿组织抢救于6:01分吴西亮被脱险，6:40分杨云亭被扒出已死亡。,16,回采工作面顶板管理,2、事故原因 预备区在装面时没有严格按

6、照装面措施进行施工（切眼套2棚，刷帮推进2棚，共装4排），大部分支柱没穿鞋，空顶没处理，过顶背帮差，给事故发生埋下了隐患。 在2月5日装面完成后，矿没有组织在现场验收移交，致使安全隐患未得到及时发现和处理。 采四区没按初放要求进行管理，从机头向上又刷帮20棚，没按初放要求打挑棚、抗柱、实行三封闭等，使隐患进一步增大，导致在改棚时，造成顶板二次松动，引发从煤壁到老塘冒顶垮棚。,17,回采工作面顶板管理,2月7日早班矿压监控已报告延长段测12个点中有7个点不合格，下部有2个点为0；中班测12个点全部不合格，下部5个点三个点为0，另两个点也只有0.8KN，工作面支柱初撑力普遍达不到要求，致使顶板离层

7、。 矿有关领导及职能部门对安全隐患不重视。对7号大班、中班多名科区干部及现场矿压监测报告发现反应的支柱初撑力低、漏顶、片帮、推棚等问题，没有认真安排整改落实。,18,回采工作面顶板管理,3、防范措施 对初装面装面质量差，隐蔽工程没有落实整改的一律不准投产。 对初放面（含延面放顶）初撑力达不到规定、支护质量差的，一律停产整改。 对初放面重点异常地段，安全质量管理责任制、安全技术措施没有落实到位的一律停产整改。 现场重大隐患的处理，有关领导必须亲自组织处理，安监部门必须在现场监督，防患于未然。,19,回采工作面顶板管理,四、初次放顶工作面的顶板管理 1、初次期间顶板事故的原因。 顶板破碎，支柱超高

8、(棚式支护留顶煤工作面)； 顶板虽保持直观上的完整但实际已离层，顶板断裂线出现在工作面内部； 顶板初次跌落下滑、旋转，向下或工作面内推倒支架。,20,回采工作面顶板管理,2、初放期间的顶板管理方法 较硬的直接顶，沿放顶线打单排密集支柱，提高初撑力和支护密度，提高工作面支护强度。 坚硬不易垮落的直接顶，沿工作面隔一定距离增设木垛，为防止推倒木垛，可增设戗柱。 一般对初次垮落步距大于20米左右的坚硬不易垮落顶板，提前采取强制放顶，即在工作面推进过程中使顶板拉开槽沟、产生裂隙，减弱初次垮落强度。,21,回采工作面顶板管理,为防止煤壁出现采动裂隙和台阶式下沉，增设背帮支柱，为防止直接顶垮落向工作面内推

9、棚，在放顶线位置支设向老塘倾斜的戗柱。 加大漏、冒顶区的倾斜方向控顶范围(35米)，将漏、冒顶区一次放至放顶线以外。 第一次放顶，最好能放够切眼宽度。可采用自下而上的顺序或分段同时放顶。 密切关察顶板活动和冒落情况。,22,回采工作面顶板管理,五、采煤工作面顶板管理经验总结 1、采煤工作面实现安全的前提。 系统有一定的刚度； 初撑力规定与规程不同的原因。 保持一定的支撑力。,23,回采工作面顶板管理,五、采煤工作面顶板管理经验总结 2、抓住两个重点 煤壁线： 事故原因： 直接顶裂隙发育，形成游离岩块； 爆破后支护不及时； 崩倒支架； 来压时煤壁片帮。,24,回采工作面顶板管理,预防措施：支设背

10、帮支柱 支设方法： 每棚均支设； 支柱相对较轻，不穿鞋； 超前移，始终作为背帮支柱使用； 煤体松软破碎时，及时护帮；,25,回采工作面顶板管理,放顶线： 事故原因： 岩块失稳，旋转或下滑； 支架稳定性差。,26,回采工作面顶板管理,预防措施：架设挑棚支护 架设方法： 半圆木平面向上，配合单体支柱，一梁两柱或一梁三柱。 倾斜形成整体，提高稳定性； 煤层倾角较大时，最下一根支柱适当迎山； 支柱打在圆木与铰接顶梁交岔点; 先架设挑棚，后回柱放顶。,27,回采工作面顶板管理,3、强化三项管理 现场初撑力 液压系统：保证泵站压力；密封件不失效、管路不漏液；安全阀要达到规定的调整标准。 操作方面：操作时将初撑力给足；二次补液；支柱架设正规。 支柱完好：试压；更换；乳化液配比合理清洁；防杂物进入。,28,回采工作面顶板管理,矿压监测监控 制度保证：采煤矿长组织，采煤副总负责实施。矿设矿压组，由技术科归口管理。 监控原则：装面收作棵棵监控，初放期间强化监控，正常生产选测监控，重点区、异常段、特殊点重点监控。 过程控制：检测、补改、验测、填报、处理 。,29,回采工作面顶板管理,矿压监测监控 监测项目：活柱压缩量、支柱载荷、顶板下沉量。 处理方法：