煤矿掘进支护技术培训大纲

演讲人：日期:煤矿掘进支护技术培训大纲目录CATALOGUE01掘进支护基础认知02支护技术规范03主要支护设备操作04安全防护措施05支护质量监控06事故应急处理PART01掘进支护基础认知煤矿巷道类型与功能运输巷道主要用于煤炭、矸石及设备运输，需满足车辆通行和通风需求，通常设计为拱形或梯形断面以增强稳定性。探水巷道用于地质勘探或排水作业，需具备防水密封性，支护结构常选用注浆加固配合U型钢支架。通风巷道承担矿井通风功能，需确保气流畅通且风速符合安全标准，常采用锚网支护结合混凝土喷层以降低风阻。回采巷道直接服务于采煤工作面，需承受动态采动压力，多采用液压支架或可缩性金属支架以适应顶板下沉变形。常见围岩分类特征坚硬稳定围岩岩体完整性高、节理不发育，自稳能力强，支护以局部锚杆加固为主，可减少主动支护成本。岩层松散易垮落，需采用超前管棚或注浆预加固，配合全断面锚索网喷联合支护控制变形。含黏土矿物易吸水膨胀，支护需预留变形量并采用可缩性支架，同时设置排水系统降低含水率。受构造应力影响显著，易发生岩爆或片帮，需通过应力释放孔配合高强度锚杆支护分散集中应力。破碎软弱围岩膨胀性围岩高应力围岩通过锚杆、锚索等构件主动施加预应力，提高围岩自承能力，形成承载拱结构以改善应力分布。依靠U型钢支架、混凝土砌碹等刚性结构被动抵抗围岩变形，适用于破碎带或高应力区段支护。结合注浆改良围岩性质与柔性支护体系，实现“围岩-支护”协同变形，减少局部应力集中风险。根据巷道服务周期及围岩变形监测数据，动态调整支护参数或补强措施，确保长期稳定性。支护基本作用原理主动加固原理被动承载原理协同控制原理动态调整原理PART02支护技术规范严格遵循国家及行业规定的支护作业流程，包括支护材料验收、施工前安全检查、支护结构安装顺序等环节，确保每一步骤符合安全技术规范。作业规程执行标准标准化作业流程在支护作业过程中需实时监测围岩变形、支护结构受力等参数，根据监测数据动态调整支护方案，避免因地质条件变化导致支护失效。动态监测与调整所有参与支护作业的人员必须持有相关操作资格证书，并定期接受安全技术培训，确保熟练掌握支护设备操作及应急处理技能。人员资质与培训地质雷达探测技术采用高频电磁波探测围岩内部裂隙发育程度、含水层分布等地质特征，为稳定性分级提供数据支持。力学参数测试通过实验室或现场测试获取围岩的抗压强度、弹性模量、内摩擦角等力学参数，结合数值模拟分析围岩的潜在破坏模式。工程类比法参考同类地质条件下已完成的支护案例，结合本矿区的岩层特性、构造特征等因素，综合评估围岩稳定性等级。围岩稳定性评估方法地质条件匹配性在满足安全要求的前提下，优先选择材料成本低、施工周期短的支护方案，如可缩性支架适用于快速掘进场景。经济性与施工效率长期维护需求对于服务年限较长的巷道，需采用防腐、防锈的高耐久性支护材料，并设计便于后期检修的支护结构。针对不同岩层硬度、节理发育程度及地应力分布特点，选择锚杆支护、U型钢支架或喷射混凝土等差异化支护形式。支护形式选择依据PART03主要支护设备操作设备检查与调试钻孔定位与角度控制操作前需全面检查钻机液压系统、动力单元及钻杆连接部位，确保无漏油、松动或磨损现象，空载试运行验证转速和推进力稳定性。根据支护设计图纸精确标定孔位，调整钻机俯仰角至设计范围（通常75°-90°），采用激光指向仪辅助校准，避免钻孔偏斜影响锚固效果。锚杆钻机操作要点钻进参数优化针对不同岩层硬度动态调整转速（建议200-400rpm）和推进压力（控制在8-12MPa），遇破碎带时需降低推进速度并配合注浆加固孔壁。锚杆安装质量控制钻孔完成后立即清理岩粉，按规程注入树脂锚固剂，采用扭矩扳手确保锚杆预紧力达到50-80kN，并安装托盘和螺母完成最终锁定。液压支架安装流程基础验收与调平安装前需测量巷道底板平整度，使用垫铁调整支架底座水平误差≤3mm/m，验收预埋锚杆抗拔力（≥200kN）以确保基础稳固。支架组装与吊装分体运输的支架需在井下组装区完成顶梁、立柱和底座的连接，使用防爆起重机配合专用吊具进行吊装，严禁单点起吊超过5吨部件。液压系统连接按标准对接主管路（Φ32mm高压胶管），测试泵站压力（31.5MPa）后逐架调试立柱升降、护帮板伸缩功能，保压30分钟无渗漏方可验收。邻架协同调试完成单架安装后需联动调试相邻支架的电液控制系统，验证自动跟机移架功能及防倒防滑装置的响应灵敏度。临时支护装置应用前探梁支护选型根据巷道断面（≥12㎡）选择组合式前探梁（通常3-4根π型钢梁），覆盖范围需超出掘进工作面1.2-1.5m，梁间距≤0.8m。快速安装工艺采用液压升降平台配合锚链悬吊系统，在掘进机截割后10分钟内完成前探梁伸出、支撑油缸顶紧（初撑力≥50kN）及金属网铺设。动态监测与调整安装后每班检查梁体挠度（≤L/300）、支撑点位移（≤10mm），遇顶板离层时立即补打单体液压支柱或增补锚索加强支护。与永久支护衔接临时支护需预留永久锚杆施工空间，在永久支护完成80%设计排距后方可分段拆除，严禁超前撤除导致空顶作业。PART04安全防护措施必须选用符合国家标准的抗冲击、防穿刺安全头盔，佩戴时需调整松紧带确保贴合头部，定期检查头盔外壳有无裂纹或变形。防护头盔选择与使用针对粉尘环境需配备防尘口罩或正压式呼吸器，滤芯更换周期依据作业环境粉尘浓度动态调整，确保有效过滤PM2.5及以上颗粒物。呼吸防护设备管理高空或倾斜巷道作业必须穿戴全身式安全带，挂钩应连接于独立锚点，禁止将安全绳系在临时支撑构件上。防坠落装备配置个人防护装备规范顶板风险识别要点岩层裂隙观测技术通过地质雷达与目视结合监测顶板裂隙发育方向，重点识别X型交叉裂隙或平行密集裂隙群，此类结构易引发局部冒落。水文地质关联分析顶板渗水量突然增大或出现浑浊水流时，需结合地质资料判断是否存在隐伏导水通道，防止突水引发顶板失稳。支护失效预警征兆发现锚杆托盘变形超过5mm、锚索预紧力下降30%或金属网撕裂面积大于0.5㎡时，必须立即启动加固预案。工作面安全禁区管理超前支护未完成区域掘进机前方20m范围内未完成临时支护时，禁止人员进入该区域，需设置红外线声光报警装置实现智能隔离。瓦斯积聚防控标准回风侧瓦斯浓度达到0.8%即启动自动断电系统，人员撤离后需采用风筒布设与局部通风机联合方式进行强制稀释。设备检修能量隔离液压支架检修前必须执行"上锁挂牌"程序，同时关闭液压主阀并释放残余压力，防止误操作引发机械伤害。PART05支护质量监控锚固力检测标准静态拉拔试验规范采用液压千斤顶分级加载至设计锚固力的1.2倍，记录位移曲线与峰值载荷，确保锚杆锚固力不低于设计值的90%。动态无损检测技术通过应力波反射法分析锚杆自由段与锚固段的波阻抗差异，快速评估全长粘结锚杆的密实度与有效锚固长度。多点分布式监测系统在关键支护区域布设光纤传感器阵列，实时监测锚杆群协同受力状态，识别局部应力集中或滑移风险。顶板离层监测技术在顶板钻孔内分层布置基准环与位移计，通过千分表定期测量岩层分离量，精度需达到0.01mm。机械式离层仪安装集成液压枕与位移传感器，自动记录顶板离层速率并上传至中央控制平台，触发阈值报警功能。电液伺服监测系统采用巷道表面形变扫描技术，构建顶板下沉量三维模型，结合岩性参数预测离层发展趋势。三维激光扫描分析锚杆预应力衰减率当离层速率超过0.5mm/h或累计位移达巷道高度的3%时，判定为失稳前兆。顶板位移加速度阈值围岩声发射事件频度通过微震监测系统捕捉岩体破裂信号，若事件频率突增且能量等级超过50dB，需紧急撤离作业面。连续监测锚杆轴力变化，若24小时内预应力损失超过初始值的15%，需启动加固预案。支护失效预警指标PART06事故应急处理03冒顶预兆识别方法02围岩变形量测技术采用收敛计、多点位移计等设备实时监测巷道围岩位移量，当单日变形量超过安全阈值或出现加速变形时，立即启动应急预案。支护体失效特征观察重点检查锚杆托盘变形、锚索预应力损失、钢架扭曲等支护结构异常现象，结合钻孔窥视仪探查岩体裂隙发育情况。01顶板异常声响监测通过监听顶板发出的破裂声、摩擦声等异常声响，结合矿压监测数据，判断岩层应力变化趋势，及时预警冒顶风险。需配备高灵敏度声波传感器和数据分析系统。紧急避险路线规划多通道逃生系统设计主副两条避险路线需保持独立通风系统，间隔距离大于50米，每条路线设置反光标识、应急照明及氧气补给站，确保任一通道堵塞时仍可安全撤离。动态路径优化算法基于GIS系统实时更新冒顶区、瓦斯积聚区等危险区域数据，通过Dijkstra算法计算最优逃生路径，并同步至矿工定位终端。避险演练标准化流程每月开展全流程盲演，模拟断电、通讯中断等极端场景，考核矿工在黑暗环境中依触觉标识快速撤离的能力。支护结构抢修预案模块化快速支护体系预置U型钢可伸缩支架