第八章回采和顶板管理.doc

第八章回采和顶板管理第一节矿山压力一、矿山压力及其显现矿山压力是指地下煤层开采后，破坏了原岩体应力的平衡状态，引起岩体内应力的重新分布在重新分布过程中，促使围岩产生运动，从而导致围岩发生变形，断裂，位移，直到垮落，人们把煤层在运动过程中，对支架，围岩所产生的作用力，称为矿山压力在矿山压力的作用下，引起一系列的自然现象，例如顶板下沉和垮落，底板鼓起，片帮，支架变形和损坏，充填物下沉压缩，煤岩层和地表移动，露天矿边坡滑移，冲击地压，煤与瓦斯突出等，这一系列现象称为矿山压力显现二、采煤工作面的初次压和周期来压回采工作面由开切眼开始采煤后，到老顶第一次大面积垮落而造成的工作面压力突然增大，叫采煤工作面初次来压回采工作面初次来压后，随工作面不断推进而周期性地出现老顶来压现象，叫周期性来压两次周期来压之间工作面推进的距离叫周期来压步距，周期来压步距一般为初次来压步距1/4~1/2，初次来压步距，当老顶为坚硬的砂页岩，砂岩和石灰岩时，一般为20~35米，如属厚度7~8米或10米以下坚硬岩层时，一般为50~70米初次来压和周期来压以安全生产的威胁很大，必须根据顶板压力情况采取加强支护的安全措施三、采煤工作面初次来压和周期来压时应采取的安全措施初次来压时，一般采取的安全措施有：1、 加强支护，沿切顶线增设1~2排密集支柱。

2、 提高支架的稳定性，沿切顶线每隔5~8米增设一个木垛，增设一梁三柱的戗或一梁三柱抬棚3、 可适当加大工作面控顶距，以增加工作面支架的支撑力和稳定性4、 采取小进度多循环作业方式，加快工作面推进速度，以保持煤壁的完整，使之具有良好的支撑作用5、 落煤后及时支架，支架密度和架设质量要符合工程质量标准的要求6、 在工作面和采空区设木信号点柱7、 老顶周期来压，可采取同初次来压时一样的安全技术措施，不同的是周期来压时，要尽量缩小工作面控顶距，此外，采空区里的支柱一定要回收干净，使直接顶充分垮落，以缓冲老顶垮落时对工作面支架的冲击第二节顶板管理一、回采工作面的顶板分级1、 根据围岩与煤层的相对位置，可将其分为伪顶，直接顶，老顶三种伪顶是直接贴在煤层上面，厚度一般在1.5米以下，随采落的岩层，一般为炭质页岩或层状砂页岩直接顶是在伪顶以上的岩层，但有煤层以上地伪顶时它紧贴煤层多数在回柱放顶是会垮落老顶是位于直接顶之上的有一定厚度的坚硬岩层，有时也可能紧贴煤层之上，一般情况下，它能要采空区上方维持很大悬顶面积2、 从顶板管理的角度分析，将顶板为分：易垮落，中等垮落，难垮落，极难垮落以及塑性弯曲等到五类顶板。

易垮落有松软顶板，一般是直接顶为较易垮落的岩层，能随回柱垮落，并能充满采空区，工作面来压比较缓和中等垮落顶板，是直接顶为松散岩层，厚度不大，能随回柱垮落，但不能充满采空区，工作面有周期来压现象难垮落坚硬顶板，煤层之上覆盖极坚硬的厚岩层，采空区悬顶面积可达几千甚至几万平方米而不垮落，一旦垮落会形成狂风，巨响，易造成重大事故，如大现矿区1961年10月挖金湾矿青年湾井的一次大冒板，面积达1.28㎡塑性弯曲顶板，是直接顶具有一定厚度塑性较大的坚硬岩石，回柱后不垮落，而随采空面积增大呈缓慢的弯曲下沉，逐渐与底板接触二、全部陷落法采煤时特种支架的架设为了使直接沿顶板垮落线垮落，需要沿放顶线靠煤壁侧架设支架，常用的特殊支架有戗棚，木垛，戗柱等1、 戗棚是沿工作面倾斜方向在靠采空区一排支架煤壁侧架设根据戗棚梁长，采用一梁两柱或一梁三柱，戗棚要对接，棚腿戗向采区，棚梁与顶梁，支柱接实，升紧打牢2、 木垛是在靠工作面采空区一侧用方木架设，方木截一般为0.15×0.15㎡或0.2×0.2㎡，长为1.2~1.6米三、全部陷落法管理顶板时回柱放顶的规定用陷落法管理顶板，如果回柱后顶板仍不冒落，超过规程规定的悬顶距离时，必须停止采煤，采取人工强制放顶或其他措施进行处理。

用陷落法管理顶板时，回柱放顶的方法和安全措施，以及放顶同放炮，机械落煤等工序平行作业时的安全距离，都必须在作业规程中明确规定放顶区域内的支架，木垛等都必须回净，木柱必须用机械 回撤采煤工作面的初闪放顶，最后收尾，托伪顶开采以及过老空，过局部破碎带，过断层和过顶底板松软等区域内放顶时，都必须制订安全措施，报矿总工程师批准，并必须有区，队长亲自在场指挥放顶人员必须站在支架完整，无崩绳，崩柱，甩钩，断绳抽人等危险情况的安全地点工作，回柱放顶前，必须对放顶的安全工作进行全面检查，清理好退路，回柱放顶时，必须指定的经验有人员观察顶板采煤工作面采用密集支柱切顶时，两段密集支柱之间，必须留有宽0.5米以上的出口出口间的距离和新密集支柱超前的距离，都必须在作业规程中明确规定采煤工作面采用无密集支柱切顶时，应有防止工作面冒顶和矸石窜入工作面的措施四、采用掩护支架开采急倾斜煤层时顶板管理的规定采用俺护支架开采急倾斜煤层时，顶板管理应遵守《规程》的如下规定：1、 采用掩护支架开采急倾斜煤层时，支架的角度，结构，支架垫层的层数和厚度，必须在作业规程中规定2、 在生产中，遇有断梁，支架悬空窜矸等情况，必须及时处理。

如果支架沿走向弯曲，歪斜或其角度超过作业规程规定时，在下次放架过程中，必须进行调整，支架上的螺栓和附件应经常检查，如有松动，必须及时拧紧3、 正倾斜掩护支架的每个回采带的两端，都必须设置人行眼，并用木板隔出溜煤眼，伪倾斜俺护支架工作面上下两个出口的要求和工作面的伪倾角，都必须在作业规程中规定4、 掩护支架接近顺槽时，应缩短每次下放支架的距离，并减少同时放炮的炮眼数和装药量，掩护支架过顺槽时，溜煤眼和顺槽的连接应加强支架或架设木垛五、采用综合机械化采煤时顶板管理的规定采用综合机械化采煤时，必须遵守《规程》中的下列规定：1、 综合机械化采煤工作面必须根据矿井各个生产环节，煤层地质条件，煤层厚度，煤层倾角，瓦斯涌出量，有无自然发火倾向和矿山压力等因素，编制设计，报矿务局总工程师批准2、 运送、安装和拆除液压支架时，必须有安全措施，明确规定运送方式，安装质量，拆装工艺和管理顶板的措施，并指定专人负责3、 综合机械化采煤工作面煤壁，刮板输送机和支架都应保持直线，支架间的煤，矸应清理干净，在倾角大于15度时，液压支架必须采取防倒，防滑措施，液压支架必须接顶，顶板破碎时，应超前支护，在处理液压支架上方冒顶时，必须制订安全措施。

报矿总工程师批准4、 采煤机采煤时，必须及时移架，采煤和移花接木架之间的悬顶距离， 应根据顶板的具体情况，在作业规程中明确规定超过规定距离或发生冒顶，片帮时，必须停止采煤5、 严格掌握采高严禁采高超过支国架允许的最大高度，当煤层变薄时，采高不得小于支架允许的最小高度6、 当采高超过3米或片帮严重时，液压支架必须有护帮板，防止片帮伤人7、 综合机械化采煤工作面的两端，应使用端头支架，否则，必须增设其他形式的支护8、 在综合机械化采煤工作面下口转载机尾处安有破碎机时，必须加保护栅栏，防止人员进入9、 处理倒架，歪架，压架以及更换支架或拆修顶梁，支柱，座箱等大型部件时，都必须有安全措施10、 综合机械化采煤工作面放炮时，必须有保护液压支架和其他设备的安全措施11、 乳化液的配制，水质化验，配比等，必须符合有关规定要求，否则，不得使用六、巷道的基本支护形式及优缺点1、 木材支架，具的重量较轻，加工方便，易于支设并有可缩性的优点，其缺点是易腐朽，强底低，并易于燃烧2、 金属支架，具的强度大，体积小，坚固耐用，防火等优点，其缺点是比木材支架重，本身无可缩性3、 装配式钢筋混凝土支架，具有强度大，经久耐用，耐火，并在湿度大的情况下可提高强度以及成本低等优点，其缺点主要是重量大。

4、 石材支架，主要是砌墙，拱顶具有整体性强，抗压力较大的优点，其缺点是在地压大或地压不均匀的地区，它的抗位强度低，架设也费时费工5、 锚杆支架，具的重量轻，成本低，不缩小巷道断面以劳动产生率高等优点，其缺点是安设技术高，修理较困难6、 喷射混凝土支护，是一种新型支护，也可结合锚杆支架称为锚喷支护，优点是提高井巷围岩自身稳定性和承载能力，并且施工速度快，成本低，施工简便以上支护的选用是依井巷的用途，报务年限以及围岩性质而定的七、对掘进巷道临时支架的要求巷道掘进施工过程中，顶棋逢对手岩石暴露出来，在巷道永久支架与工作面这间因承受动压，顶板会出现裂缝，片帮，抽帮，掉矸等到事故，因此：；1、 在工作面到永久支架之间，应根据岩石性质，强度在作业规程中对空顶距离加以限制，在限制的空顶距离以外，必须架设临时支架2、 掘进工作面的临时支架在放炮以前必须加固，防止放炮时崩倒棚子3、 临时支架必须按规定的质量标准架设，不许马虎凑合，由于放炮或其他原因损坏，崩倒，崩坏的支架，要及时修复八、检查锚喷巷道质量的方法井下巷道或硐室掘出以后，利用打锚杆，喷混凝土支护的称为锚喷支护检查锚喷巷道的质量主要项目有：1、 眼孔数量，位置，眼孔方向。

眼孔深度要符合设计要求2、 使用钢筋砂浆锚杆时，眼孔必须清洗干净，灌满灌实3、 对锚杆的托板应做拉力试验，对喷体应做厚度强度检查4、 锚杆的托板，必须紧贴巷壁，并用螺母拧紧5、 采用锚喷支护的巷道或硐室，施工完毕后，还应指定人员经常检查，发现问题及时处理九、防止煤壁片帮事故的基本措施1、 落煤后，工作面煤壁应采直采齐，打好贴帮支柱，这样使暴露的新煤壁得到支护，减少顶板对煤壁的压力2、 采高大于2米，煤质松软时，除打贴帮柱外，还应在煤壁与贴帮柱间加横撑3、 在片帮严重的地方，如果截煤或放炮后煤壁上方已经发现垮落，则应在贴帮柱上加托梁或超前挂金属铰接梁4、 全理布置炮眼，掌握好角度 ，顶眼距顶板不要太近， 炮眼装药量也要控制5、 落煤后有时挑顶刷帮，使煤民壁不向采空区倾斜或留有伞檐十、使用单体液压支柱的壁式工作面初次放顶的安全措施使用单体液压支柱的壁式回采工作面初次放顶的主要安全措施：回采工作面由开切开始回采到一定距离，要按作业规程规定回柱，采空区顶板处于无支架支撑状态，随着悬顶面积增加，顶板会发生大面积垮落，工作面压力很大，最易发生冒顶事故，因此初次放顶应采取以下主要安全措施：1、 有区队长在现场指挥，指定的经验的人员观察顶板。

2、 工作面沿放顶线打密集支架，加固或适当增加工作面支架3、 对坚硬不易垮落的顶板，沿工作面根据顶板压力情况，隔一定距离增设特殊支护，压力很大时，为防止木垛推倒，可再增设戗柱4、 防止煤壁处顶板下沉，以及老塘顶板垮落时向工作面的推力，煤壁与老塘一侧支架均可打戗柱5、 采取小进度多循环作业方式，加快工作面推进速度，以保持煤壁完整性，使之具有良好的支撑作用十一、预防回采工作面冒顶事故的措施1、 新工作面未投产前，回采技术员，地质人员要深入现场了解地质及顶板情况，编制切合实际的作业规程，报经矿总工程师审核后，由队长组织，回采技术员负责在全队所有生产人员中学习贯彻2、 作业人员，队干必须定期学习回采工作面工程质量检查验收标准，严格按照工程质量标准作业和管理3、 严格按照作业规程的规定进行作业，验收人员必须按作业规程进行验收4、 工作面及上安全出口，必须备有足够数量和符合规格型号的木支柱或金属支柱，在工作面结束收尾搬家时，要把全部金属支柱运出到地面进行试压，合格的才能转移到其他工作面使用5、 回采及地质技术人员要深入现场，随时掌握和了解各回采工作面地质变化和顶板底板及附近是否有老巷等情况，如有了变化，要及时提出补充措施，报经矿总工程师批准后向作业人员贯彻。