煤矿顶板设计和管理课件

7/23/20231煤矿顶板设计和管理

7/23/2023一、采煤工作面顶板管理二、掘进工作面顶板管理

7/23/202327/23/2023第一部分采煤工作面顶板管理第一节支护设计第二节工作面顶板管理第三节顺槽及端头顶板管理7/23/202337/23/2023

第一节支护设计支架额定工作阻力确定（以彭庄煤矿1306工作面为例）用公式Q=CPBCSC/KC式中：Q----液压支架额定工作阻力，KN/架；C----备用系数，一般取1.1～1.2，取1.2；BC----控顶距，取4.09m；SC----支架中心距，1.5m；KC----取0.95;P---取500KN/㎡。计算支架工作阻力：Q＝1.2×500×4.09×1.5／0.95＝3874(kN/架)7/23/202347/23/2023根据以上计算结果1、1306工作面选用ZY5000／12／26型掩护式液压支架95架；2、工作面上端头过渡支架配置2架，下端头配置3架，型号为ZY5600/14/28；全面共计100架支架。见下图7/23/202357/23/20237/23/20237/23/2023第二节工作面顶板管理本工作面顶板管理采用全部垮落法。本工作面配置95架ZY5000／12／26型掩护式液压支架和5架ZY5600-14/28型掩护过渡式支架,共100架液压支架,对工作面实行全支护法管理。见下图7/23/202387/23/20237/23/20237/23/2023一、正常工作时期顶板支护方式：采用追机移架的方法对顶板进行及时支护，在采煤机割煤后，先移支架，后移运输机。正常情况下，采用及时移架少降快移一次到位的方式移架，正常移架滞后采煤机后滚筒3～5架，端面距不大于340mm，工艺为：割煤→移架→推移运输机。顶板破碎及过断层时，要紧跟采煤机前滚筒带压移架或超前移架控制顶板,即：当发现片帮严重时，不等采煤机割煤就进行移架，再进行其它操作，工艺为：移架→割煤→移运输机。2023/7/23117/23/2023二、特殊时期的顶板管理：1、来压征兆：①支架阻力激增，表现为支柱安全阀频繁开启；②煤壁片帮严重；③采空区发出闷雷声。

2023/7/23127/23/20232、处理原则：对片帮地段要超前移架，拉架时要做到少降快拉或擦顶移架，缩小空顶面积，对端面冒顶要进行接顶，工作面液压系统要完好，出现漏液要及时停乳化泵处理，支架必须达到初撑力，减少顶板下沉量。破碎地段能超前移架的必须超前移架，不能超前移架的，移架紧跟采煤机前滚筒进行，割一架停机，移一架；及时超前支护，支护住端面顶板。支架严禁超高，采取措施保证支架达到初撑力，控制支撑压力进一步往煤壁前方移动。

2023/7/23137/23/2023第三节顺槽及端头顶板管理

一、支护要求：轨顺、皮顺两巷超前支护均采用单体液压支柱配合铰接顶梁支护方式，两顺槽的超前支护长度都少于30m。皮顺、轨顺巷道断层破碎带及超高地段，工作面来压前应提前支护处理，超高地段造假顶，保证巷道高度不大于3.0m，其它顶板来压处及时支设点柱加强支护。见下图1306轨道顺槽超前支护.JPG

7/23/2023147/23/20237/23/2023超前支护采用DW－2500/DW－2800/DW－3200/DW－3500单体液压支柱配合HDJA－1200型金属铰接顶梁支护顶板，一梁一柱，柱距1.2m。工作面轨顺打三排（距两帮及排间距均为1.0m）；皮顺破碎机以里打三排，破碎机以外打两排（距上帮、下帮均为1.0m，两排单体排距为2.5m）。原支护的锚杆、钢筋梯和锚索必须在放顶线排回撤，以加强顶板支护。见下图1306轨道顺槽超前支护.JPG2023/7/23167/23/20237/23/20237/23/20237/23/20237/23/2023二、工作面端头支护及安全出口管理：1、正常情况下，工作面靠近端头的过渡支架能够有效地维护住轨顺和皮顺的顶板，轨道顺槽、皮带顺槽超前支护支设的单体支柱顶梁延续到放顶线回撤。关门支护.JPG2023/7/23217/23/20237/23/20232、当支架或刮板运输机出现上窜下滑，过渡液压支架与轨道顺槽或皮带顺槽延续到放顶线回撤的一排超前支护顶梁间距超过0.8m时，在刮板运输机机头（尾）与放顶线之间加设单体液压支柱配合HDJA－1200型金属铰接顶梁支护顶板，即距靠近端头的液压支架0.3m处开始支设第一排，依次按排距0.5m，柱距1.2m支设，加设的支柱顶梁同样延续到放顶线回撤。2023/7/23237/23/20233、如果靠近端头的支架不能有效地维护好刮板运输机头、机尾上方的顶板，机头（尾）超出过渡液压支架0.6m时，则在机头、机尾上方分别加设4.2m的“∏”型钢梁维护顶板，“∏”型钢梁成对交错使用，一梁三柱，迈步前移，且距液压支架侧护板的距离不大于0.6m。成对使用的对内的两根“∏”型钢梁中～中不大于0.6m，且“∏”型钢梁沿倾向到最近一排铰接顶梁的距离不大于0.8m。π形钢梁.JPG7/23/2023247/23/20237/23/20237/23/2023

4、上、下端头支柱支设，初撑力不低于90KN。在支架与煤帮之间的放顶线处，每条顶梁下支设三棵立柱和两颗迎向老空的戗柱，戗柱和立柱间隔支设，正常情况下放顶线下立柱与戗柱柱脚间距0.2～0.3m，当坡度变化大时，根据巷道坡度而定。关门柱间隙不大于0.3m,戗柱上端向老塘倾斜10～20°。所有支柱拴防倒绳管理。端头支护.JPG7/23/2023277/23/20235、上、下端头回柱放顶时，要确保后退路畅通，卸柱时，要采用远距离操作，即卸载手把后端拴绳，绳长不少于4.0m（或在过渡支架内侧操作），卸载手把绳使用细软钢丝绳或皮条制作；待回柱顶板垮落稳定后，方可拾取柱梁。上、下端头禁止回柱放顶与拉过渡液压支架平行作业。6、回柱时，坚持先支后回原则，按照由下而上、由里向外的顺序进行。首先在放顶线次排，支设上顶梁打好戗柱，再依次回放顶线排的戗柱、立柱。端头回出的多余支柱运到指定位置、码放整齐。2023/7/23287/23/2023第二部分掘进工作面顶板管理第一节巷道分类第二节支护工艺第三节管理措施7/23/2023第一节巷道分类一、开拓巷道二、准备巷道三、回采巷道7/23/20231、开拓巷道：交叉点.JPG定义：为全矿井服务，或者为一个或一个以上阶段、水平服务的巷道。包括：井筒、井底车场、石门、主要上（下）山。布置：在稳定的岩层中。服务年限：15~20年以上。7/23/20237/23/20232、准备巷道：准备巷道.JPG定义：为一个采区或为一个以上的采煤工作面服务的巷道。包括：一中、二中车场、煤仓、采区石门、采区硐室等。布置：一般在半煤岩巷中。服务年限：2~4年。7/23/20237/23/20237/23/20233、回采巷道：1306轨道顺槽.JPG定义：为一个采煤工作面服务的巷道。包括：顺槽、联络巷、切眼等。布置：在煤巷中。服务年限：1~2年。7/23/20237/23/2023第二节支护工艺一、开拓及准备巷道支护工艺以彭庄煤矿西翼采区-500水平胶带大巷施工为例详见施工图西翼-500m大巷布置图.dwg7/23/2023支护材料1.锚杆及锚固剂：锚杆采用等强度全螺纹钢锚杆，直径为20mm，长度为2200mm，顶部每根锚杆均用1块MSK2370型树脂锚固剂固定；帮部每根锚杆均用1块MSK2870型树脂锚固剂固定，锚固长度不少于500mm，锚杆外露长度15～50mm，零部件齐全，托盘为正方形，规格为长×宽=150×150mm，用8mm厚钢板压制成弧形。树脂锚固剂直径为23mm，每块长度为700mm，锚杆均使用配套标准六角加强螺母紧固，每根锚杆抗拔力不小于78.4KN。锚杆间排距均为800×1000㎜。7/23/20232.金属网：钢筋网采用直径为6.0mm盘圆加工制作的经纬网，钢筋网的规格为长×宽=2000×1100mm，网格为长×宽=150×100mm，钢筋网压接连接，压接重叠段不小于100mm。网子压茬连接，搭接长度≥50mm，用12#铁丝双股绑扎，并不少于2.5圈，连接点要均匀布置，间距不大于300mm。7/23/20233.喷射混凝土水泥使用P.O42.5级，砂为纯净的河砂，石子粒径不大于10mm，沙、石子过筛，并用水冲洗干净，混凝土强度C20，配合比为水泥：砂：石子=1：2：2（重量比）。速凝剂型号为J85型，不使用受潮变质的速凝剂，掺入量一般为水泥的3～5%，喷拱取上限，喷淋水区时，可酌情加大速凝剂掺入量，速凝剂必须在喷浆机上料口均匀加入。遇到出水大时可先导水后喷浆。7/23/20234.施工中如果遇到断层或破碎带，为保证巷道支护强度，采用锚索梁加强支护，锚索线采用ф15.24mm的低松驰预应力钢绞线截制而成，长度为6000mm，进行锚索支护时锚固端深入稳定岩体中不得少于1000mm。锚索梁采用12#槽钢制作，长度2400mm，眼孔间距中～中2000mm，每根锚索梁采用两条锚索线。锚索梁布置采用双排并列布置：巷道中心线与锚索梁间距均为中-中1000mm，锚索梁排距2000mm。每条锚索线用两块MSK2370型树脂锚固剂固定，锚固长度不少于1000mm，锚索线外露长度不大于200mm，不小于150mm。每根锚索的预拉力不得少于100kN，钢绞线的破断力不得小于260kN。7/23/2023二、回采巷道支护工艺以彭庄煤矿1308下顺槽施工为例详见施工图1308下顺槽断面图.dwg7/23/2023支护材料1、锚杆：规格：顶部选用直径Φ=20mm，长度2200mm等强度螺纹钢锚杆支护，帮部选用直径Φ=18mm，长度2000mm等强度螺纹钢锚杆支护。锚固方式：顶板锚杆用顶锚杆机打锚杆眼，每根锚杆用一块MSK2370型锚固剂，两帮用帮部锚杆机打锚杆眼，每根锚杆用一块MSK2370型锚固剂。7/23/20232、钢筋梯:顶部采用长×宽=4200×70mm的钢筋梯，帮部采用长×宽=2200×70mm的钢筋梯，钢筋梯加工材质采用ф8mm钢筋加工。7/23/20233、锚网：顶板采用菱形网规格为4200×1200mm，帮部采用钢塑复合网规格为2200×1200mm，菱形网采用Φ2.5mm铁丝编织，网格60×60mm，菱形网压茬连接，相邻两片网之间要用14#镀锌铁丝连接，连接点要均匀布置，扣距不大于0.2m。帮网之间要用钢塑复合条穿接，上下两端系紧在锚网上。顶网与帮网隔200mm用钢塑复合条穿接并系紧。4、锚杆托盘：采用150(长)×150(宽)×8mm(厚)钢板制作。7/23/20235、锚索：锚索采用ф15.24mm的低松驰预应力钢绞线截制而成，长度为6000mm，锚索梁采用矿12#槽钢加工制作而成，长2000mm，锚索梁孔距1600mm，每孔装MSK2370树脂药卷两块。7/23/2023第三节管理措施一般规定1、施工中必须严格执行临时支护、敲帮问顶、顺序施工等规定。2、掘进过程中必须使用前探梁进行临时支护，切割或放炮后前探梁先跟迎头，然后再进行其他工作。

7/23/20233、掘进工作面严禁空顶作业。前探梁采用3条长4m的φ89mm钢管按锚杆间距悬吊到顶部锚杆上，每条前探梁不少于2个悬吊点固定，前探吊环要紧固可靠并用木楔加紧，然后在空顶处先撺两块小板梁，并在其上用小杆或木楔打木垛接顶背实。在移动前探梁时，要从外向里在支护好的锚杆下进行。靠近掘进工作面10m内的支护，在爆破前必须检查加固整理。7/23/20234、敲帮问顶必须在前探梁的掩护下由两人进行操作,工作时施工人员必须站在安全地点，一人监护一人用长柄工具，按“由后向前、先上后下”的工作顺序找掉顶帮及迎头活矸危岩，确认安全后再进行工作。7/23/2023