采掘工程支护方案.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流采掘工程支护方案.精品文档.采掘工程支护方案设计一、采煤工作面顶板控制（一）设计1、采用类比法进行设计：参考本矿或邻矿同煤层矿压观测资料，选择工作面矿压参数，最大平均支护强度258.72kN/m2。2、工作面选用液压支架工作参数见下表。 工作面条件与支架适应条件对照表 项目工作面条件支架适应条件采高2.0m1.62.4m倾角725035煤厚4.5m1.87m煤硬度1.51-4底板比压38MPa1.5Mpa顶板种类（e）类3、支护强度计算（1）、工作面合理支护强度Pt= kghr= 69.82.02.2 =258.72（kNm2）式中：Pt-支

2、护强度K-4-8系数，根据本矿实际条件取6g-9.8h-采高，取2.0r-容重，本矿取2.2（2）、支架支护阻力计算：P= Pt (L1+L2+a)B=258.72(2.46+ 0.8+0.2)1.1=985(KN)式中： Pt-支架支护顶板所需的支护强度KN/m2 258.72L1-支架长度m 2.46 L2-前伸梁长度m 0.8 a-支架的梁端距m 0.2 B-支架的支护宽度m 1.1（3、）支架的支护强度：为1800 KN/m2 P1800（4、）支架底板比压为1.5Mpa工作面底板容许比压38MPa4、支架选择：根据以上计算结果，选用ZH1800/16/24型悬移支架，其工作阻力为18

3、00KN，大于计算所需工作阻力985KN，能满足采煤工作面顶板支护强度需要。通过以上数据对比，选用ZH1800/16/24型悬移支架，能满足采煤工作面支护强度要求。ZH1200/16/24型支架主要技术参数如下：名称单位参数备注支架高度m1.6-2.4支架长度m2.46不含前伸梁的长度支架中心距mm1100支柱直径mm100支柱数量根4支柱提缸力KN24移架步距mm800支架工作阻力KN1800支架初撑力KN600整架重量kg900包括双体支柱4棵泵站压力Mpa18工作液浓度2-3%前伸梁行程mm800前伸梁数量2（二）、基本支护工作面采用ZH18001624 型悬移支架配合DH22/3001

4、00S型单体液压支柱支护顶板。工作面上端头采用4对8根长2.4 mDFB型长托梁，下端头采用4对8根长2.8mDFB型长托梁配合单体液压支柱支护顶板，工作面超前支护使用铰接顶梁抬棚支护，单体液压支柱型号为DW22/300100型，铰接顶梁型号为DJB1000300。支护参数的选择：架间距1.1m，支护密度为0.4架m2，最大控顶距3.26m，最小控顶距2.46m，放顶步距0.8m。（三）、特殊支护本工作面的特殊支护有端头一梁三柱、走向板棚、倾向抬棚、单体斜撑柱、贴帮柱。1、一梁三柱（长托梁）：上下端头使用的一梁三柱随采面的推采方向交错迈步前移，上下端头各支设4对，每对长托梁两根之间间距不大于3

5、0cm，对距不大于70 cm，其支柱初撑力不低于12MPa。2、倾向抬棚：倾向抬棚是为了防止推倒支架所用的特殊支护，在靠近支架后柱10cm沿工作面倾斜方向支设一排，把工作面支架上下全部铰接，倾向抬棚用单体支柱配铰接顶梁，顶梁必须铰接使用，并将铰接顶梁上的销子紧实。煤层倾角较大及俯采时，铰接顶梁支设的支柱两方向（推采及倾斜方向）上都必须有迎山角（6-8迎山1），底板坚硬时，支柱必须刨出3-5cm的柱窝，支柱钻底大于10cm时必须穿鞋，且要迎山有力；支柱初撑力不低于6.5MPa。3、走向板棚：走向板棚是当架距大，金属网下坠严重时在架间支设，顶梁采用型顶梁，顶梁长度一般在2.4米，所用支柱不得少于两

6、棵。支柱初撑力不低于12MPa。4、单体斜撑柱：当工作面支架与顶板不平行，变形严重或煤层倾角大于15时支设，用于护架，其初撑力不低于6.5MPa。5、贴帮支柱：当工作面压力增大时，煤壁片帮时支设，以防片帮伤人，其初撑力不低于6.5MPa。（五）适用性1、工作面正常工作时期采用基本支护和特殊支护方式。2、特殊时期（1）工作面初次来压安全技术措施：工作面初次来压前，应在上回风巷、下运输巷挂牌标明来压位置，加强来压的预测预报工作。加强上、下端头顶板管理，要提高支护质量，适当加大支护密度，确保端头支架联网与巷道搭接0.5m以上，防止出现端头冒顶。坚持正规循环作业，采面开采高度严格控制在2.0m以内。提

7、高工作面支架的支护质量，随时注意顶、帮及煤壁的变化情况，并加强维护。严禁超宽开采，当工作面面前出现空帮、空顶时，应及时伸出前探梁，必要时用半圆料在面前下托棚进行维护，并保证一梁三柱。加强架与架间的横向联系，打好托棚和斜支柱。备用不少于2立方米的半圆料和正常使用大架单体支柱的10%备用支柱。严格控制一次开帮距离，并及时联网探梁，必要时逐架开帮，顶板破碎时，采用镐刨钎子捣的方式控制顶板。工作面安全出口保证始终畅通，移溜子头时卸下的支柱必须及时补齐。每班检查两巷情况，发现隐患及时处理。质量验收员每班三次对支柱进行量压，发现有压力显现征兆时及时采取措施。加强泵站及液压管路维护，保证泵站压力不低于18M

8、Pa。（2）停采前的顶板管理：严格工作面的支护质量，及时对支柱二次注液，端头支护、一梁三柱等特殊支护齐全有效，保证工作面支护强度。顶板破碎压力大时，增加支架支护密度或在支架间支设走向棚。面前压力大有片帮现象时，面前及时挂网或支设戴帽贴帮柱加强支护。（3）过断层及顶板破碎时的顶板管理：加强顶板管理，严格执行敲帮问顶制度。打眼人员应根据顶板的具体情况，严格控制打眼深度、角度及装药量，应尽量减少对断层破碎带的震动，必要镐刨控制顶板。当面出现片帮或顶板破碎时，应及时联网维护，控制顶板，并减少一次开帮长度。当面前出现空顶时，应先用单体支柱在面前套棚维护，有效控制顶板，然后再放炮。顶板较破碎时，应先联网，

9、用单体维护好顶板、并减少一次开帮长度，必要时采用一炮一放的方式控制顶板。当面前出现局部冒顶时，必须用木料将顶结实，保证支柱初撑力。攉煤过程中，随时坚持敲帮问顶制度，当片帮严重时，用单体临时护帮柱挂网并将网挂到底。因断层影响，不沿底板的地段支柱钻底超过10cm必须穿铁鞋，确保支柱有足够的支撑力。（4）放顶煤时期的顶板管理：放顶煤前后必须对支架进行二次注液，并达到初撑力。放顶煤前下好联锁托棚，加强支架的整体稳定性。放顶煤时严禁将支架后方放空，以矸石围住支架为准。加强工作面工程质量，严禁出现调斜、立棱支架。（5）应力集中区的顶板管理：为加强应力集中区的顶板管理，巷道内掘进棚下采取打点柱的方法加强支护

10、，工作面内加强工程质量，打好架与架之间的联锁托棚，加强支架的稳定性。杜绝立棱，调斜支架，保证支柱初撑力。二、巷道支护岩巷、半煤岩巷和硐室一般采用锚喷支护。但可根据煤层厚度、硬度、顶、底板岩性和淋水大小等情况，也可采用钢架棚支护。1、锚喷支护设计应按锚杆喷射混凝土支护技术规范（国标50086-2001）进行。锚喷支护设计主要用工程类比法。只有在复杂地质条件下，对于重点工程和大跨度巷道、硐室等以及缺乏恰当类比对象时，才进行监控法设计和解析法验证。煤矿安全规程规定掘进工作面严禁空顶作业，必须使用临时支护，结合我国锚网喷支护形式，可根据断面跨度确定临时支护方式，断面宽度4000mm时挑杆不少于3条，断

11、面宽度4000mm时挑杆数量应不少于4条。对于极不稳定类型顶板还可采用打临时点柱的临时支护方式。（1）、锚喷支护材料：、锚杆及锚固剂：锚杆采用5#(A5)钢制成的等强度螺纹钢锚杆，直径18mm，长度1800mm，锚杆间排距800mm800mm。每根锚杆均用2块树脂锚固剂固定，锚固长度不少于700mm，锚杆外露长度不大于50mm，托盘为方形。树脂锚固剂直径为28mm，每块长度为500mm，锚杆均使用配套标准螺母紧固，锚固剂型号为MSZ2535，每根锚杆锚固力不小于64KN。 、金属网采用8铁丝制作的经纬网，网的规格为长宽=2000mm1000mm，网格为长宽=8080mm，网要压茬连接，搭接长度

12、不小于100mm，相邻两块网之间要用14#铁丝连接，连接点要均匀布置，间距0.1m。 、喷射混凝土必须使用用标号不低于425#水泥，沙为纯净的河沙，石子粒径小于5mm，石子过筛，并用水冲洗干净，混凝土强度抗拉1.4MPa、抗压25MPa，配比为水泥：沙：石子=1：2：2；混凝土标号为150#。速凝剂型号J85，掺入量一般为水泥重量的23.5%，喷拱时取上限，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，喷层厚度为200mm。 （2）、临时支护在施工过程中，为保证人员安全，采用前探梁支护作为临时支护，前探梁采用15kg/m钢轨2根，长度4m，每根前探梁用3个吊环固定，吊环

13、形状为倒梯形，大面朝上。使用锚杆固定，放完炮20min并待炮烟吹散后，敲帮问顶，用长把工具处理干净伞檐悬矸后，立即将前探梁伸向迎头，最大空顶距不得超过0.8m，前探梁上部空隙用板梁、木板打紧打牢接实顶，维护好空顶区顶板，板梁规格：长宽厚=1.6m0.3m0.2m，前探梁间距1.0m，所有施工人员必须在前探梁的掩护下工作。（3）、永久支护采用锚喷支护，支护材料为螺纹钢锚杆，喷射混凝土（水泥、石子、沙子），锚杆株排距拟定为800mm，喷体厚度为200mm。按悬吊理论计算锚杆参数、锚杆长度计算：1、锚杆长度计算：L = KH + L1 + L2式中：L 锚杆长度，m；H 冒落拱高度，m；K 安全系数

14、，一般取K=2；L1 锚杆锚入稳定岩层的深度，一般按经验取0.5m；L2 锚杆在巷道中的外露长度，一般取0.1m；其中：H =B/2f =4.4/(24) =0.55(m)式中：B 最宽巷道开掘宽度，取4.4m；f 岩石坚固性系数，砂岩取4；则L=20.55+0.5+0.1=1.7(m)、锚杆株、排距计算，按株排距相等，取a：a= 式中：a 锚杆间排距，m；Q 锚杆设计锚固力，64KN/根；H 冒落拱高度，取0.55m；r 被悬吊砂岩的重力密度，取27KN/m3；K 安全系数，一般取K=2；a=1.47(m)（选取锚杆间排距为800mm）通过以上计算，选用直径18mm、长度1800mm的等强度

15、螺纹钢锚杆，可以满足支护强度要求。（4）、支护工艺 、锚杆及锚固剂：锚杆采用5#(A5)钢制成的等强度螺纹钢锚杆，直径18mm，长度1800mm，锚杆间排距800mm800mm。每根锚杆均用2块树脂锚固剂固定，锚固长度不少于700mm，锚杆外露长度不大于50mm，托盘为方形。树脂锚固剂直径为28mm，每块长度为500mm，锚杆均使用配套标准螺母紧固，锚固剂型号为MSZ2535，每根锚杆锚固力不小于64KN。 、金属网采用8铁丝制作的经纬网，网的规格为长宽=2000mm1000mm，网格为长宽=8080mm，网要压茬连接，搭接长度不小于100mm，相邻两块网之间要用14#铁丝连接，连接点要均匀布

16、置，间距0.1m。 、喷射混凝土必须使用标号不低于425号水泥，沙为纯净的河沙，石子粒直径小于5mm，石子过筛，并用水冲洗干净配比为水泥：沙：石子=1：2：2，速凝剂型号为J85型，掺入量一般为水泥重量的23.5，速凝剂必须在上料口均匀加入。 （5）、锚杆安装工艺 、打锚杆眼 打眼前，首先按照中、腰线严格检查巷道断面规格，不符合作业规程要求时必须先进行处理；打眼前要先敲帮问顶，仔细检查顶帮围岩情况，找掉活矸、危岩，确认安全后方可开始工作，锚杆眼的位置要准确，眼位误差不得超过100mm，尽量与岩层层里或裂隙面垂直，层里不明显时，以与巷道轮廓线的切线夹角为准，角度均不小于75，误差不得大于15。用

17、直径32mm钻头打眼，杆眼深度应与锚杆长度相匹配，打眼时应在钎子上做好标志，严格按锚杆长度打眼，深度1.8m50mm，应用长短钎套打以保证锚杆眼的深度和角度；锚杆眼打好后，应将眼内的煤岩渣、积水清理干净。打眼时，必须在临时支护的掩护下操作。打眼的顺序，应由外向里先顶后帮的顺序依次进行。 、安装锚杆安装锚杆前，应将眼孔内的积水、岩粉用压风吹扫干净。吹扫时，操作人员应站在孔口一侧，眼孔方向不得有人。吹扫干净锚杆眼后把2块树脂锚固剂送入眼底，把锚杆插入锚杆眼内，使锚杆顶住树脂锚固剂外端头套上螺帽，用带有专用套筒的风煤钻卡住螺帽，开动风煤钻，使风煤钻带动杆体旋转将锚杆旋入树脂锚固剂，对锚固剂进行搅拌，

18、直至锚杆达到设计深度，方可撤去风煤钻，搅拌旋转时大于35s后，卸下螺帽，上好托盘，拧上螺帽，12min之后，拧紧螺帽给锚杆施加一定预紧力，拧紧力矩不小于120NM。紧固锚杆使用锚杆预应力扳手（MC-300/750）。本巷道每排锚杆数量为13根。 （6）、喷射混凝土A、准备工作 必须先按照中、腰线严格检查巷道断面规格，不符合作业规程要求时必须先进行处理； 检查锚杆安装是否符合设计要求，发现问题及时处理。清理喷射现场的矸石杂物，接好风、水管路，输料管路要平直不得有急弯，接头要严密，不得漏风，严禁将非抗静电的塑料管做输料管使用。检查喷浆机是否完好，并送电空载试运转，紧固好摩擦板，不得出现漏风现象。喷

19、射前必须用高压风水冲洗岩面，在巷道拱顶和两帮应安设喷厚标志。喷射人员要佩戴齐全有效的劳保用品。 B、喷射混凝土的工艺要求 喷射顺序为：先墙后拱，从墙基开始自下而上进行，喷枪头与受喷面应尽量保持垂直。喷枪头与受喷面的垂直距离以0.81.0m为宜。采用搅拌机拌料、水泥、沙和石子应混合均匀。喷浆时，喷浆机的供风压力在0.4MPa，水压应比风压高0.1MPa左右，加水量凭射手的经验加以控制，最合适的水灰比是0.40.5之间。喷射过程中应根据出料量的变化，及时调整给水量，保证水灰比准确，要使喷射的湿混凝土无干斑，无流淌，粘着力强，回弹料少。 C、喷射工作 喷射工作开始前，应首先在喷射地点铺上旧风带，以便

20、收集回弹料，一次喷射完毕，应立即收集回弹物，并应将当班拌料用完。当班喷射工作结束后，必须卸开喷头，清理管路和喷浆机内外部所有遗留物。开机时必须先给水，后开风，再开机，最后上料；停机时，要先停料，后停机，再关水，最后停风。喷射顺序为：先墙后拱，从墙基开始自下而上进行。喷射工作开始后，严禁将喷射枪头对准其它人员，喷射中突然发生堵塞故障时，喷射手应紧握喷头并将喷口朝下并立即命令关掉压风开关。 D、喷射质量及养护喷射前必须清洗岩帮，清理浮矸，喷射均匀，无裂隙，无“穿裙，赤脚”。喷射工作结束后，当班喷层必须在下一个班末开始洒水养护，洒水养护时间不低于28天，7天以内每班洒水2次，7天以后每班洒水1次。

21、（7）特殊支护在锚喷支护中，当围岩稳定性较好，采用先锚后喷的方式；当围岩稳定性较差时，锚杆株排距缩小为0.6m，并挂钢筋梯加强支护，首先及时喷射不小于50mm厚的混凝土封闭围岩，紧接打锚杆挂网，复喷到设计厚度，初喷距迎头不得超过3m，复喷距迎头不得超过6m，初喷厚度为5070mm，复喷总厚度不低于150mm。2、11号矿工钢支护（1）、采用矿用11号工字钢梯形刚性支架。其优点是适应性强，承载能力大，可加工性好，安装容易，耐火性好，支架构件在达到屈服强度以后塑性工作范围大，安全性好；易修复，可多次复用，经济效果好。缺点是初期一次投资大，用钢量多。其参数、性能见下表： 矿用工字钢的尺寸规格(mm)

22、 表2型号高度h腿宽b腰厚d111102.0902.090.6矿用工字钢的牌号和化学成分 表3型号牌号化学成分(质量分数)(%)CSiMnPS1120MnK0.210.260.200.601.201.600.0450.050矿用工字钢的力学和工艺性能 表4牌号力学性能工艺性能屈服点s/MPa抗拉强度b/MPa伸长率5(%)冷弯试验18020Mnk35551018d=2a（2）、基本支护：11号矿用工字钢梯形刚性支架： 表5型钢号巷道断面参数支架结构参数净高H1(mm)上顶宽B3(mm)下底宽B4(mm)净断面S1(m2)掘进断面Sm(m2)H(mm)B(mm)H1+H4(mm)L1(mm)L2

23、(mm)A ()工112000200027004.75.723102920220023002230802200200027705.26.325102980240023002430802200220029705.76.82510313024002500243080说明: 1、顶梁与柱腿接口长度150mm 2、柱腿扎角()80(也可自行调整)3、材料为矿工钢（3）、特殊支护在矿工钢梯形棚支护中，当围岩稳定较好，棚距0.80.1m，塑料网铺顶铺帮，塑料网规格6.60m1.0m，扣扣相连，20公分系一扣，网铺平拉紧，板梁、木楔腰邦背顶，顶六帮四。当围岩稳定性较差时，棚距0.6-0.8m，铁丝网铺顶铺帮，网规格6.60m0.9m，网压茬不小于10公分，用16#铁丝绑扎，网铺平拉紧，板梁、木楔腰邦背顶，顶六帮四。采掘工程支护方案设计宁阳县南宁矿业有限公司二0一三年一月