2022年采煤工作面顶板管理教案.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀教案采煤工作面顶板治理教案 目 录 一、基本概念 1、顶、底板 2、矿山压力 3、初次来压、周期来压 4、采煤工作面压力概况 5、采煤工艺方面的基本概念 6、地质方面的基本概念一、采煤工作面顶底板分类 1、MT 554-1996 缓倾斜煤层采煤工作面顶板分类 2、MT 553-1996 缓倾斜煤层采煤工作面底板分类 三、煤矿事故分类 四、采煤工作面顶板事故类型、易发生的地点及措施五、特殊回采条件下的顶板治理 六、采煤工作面的安全检查七、采煤工作面常见顶板事故隐患 八、我矿采煤工作面概况、顶底板基本情形及主要事故 类型及实行的主要措
2、施九、采煤安全质量标准化名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 45 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀教案一、基本概念 1、顶、底板及划分 顶板:位于煤层上面的岩层,称为顶板;煤层按自然层位分为:(1)伪顶:直接位于煤层之上,一般为薄层炭质页岩等脆弱层组成,厚度在0.3 0.5m 以下,极易冒落;(2)直接顶:直接位于煤层或伪顶之上的一层或数层 岩层,常有泥质页岩、页岩、砂质泥岩组成,厚度不等,并 随回柱垮落;(3)老顶:通常位于直接顶之上的厚而坚硬的岩层,常由砂岩、石灰岩、砂砾岩等组成,回柱后可悬露大面积而 不冒落;底板:位于煤层下面的岩层称
3、为底板;(1)直接底:直接位于煤层之下,强度较低的岩层,一般由泥岩、炭质泥岩、粘土岩组成,遇水易膨胀隆起挤压 支柱;(2)老底:位于直接底之下,也有直接位于煤层之下,比直接底坚固, 一般由砂岩和石灰岩组成,有较强的支撑力;上述分类在实际工作中要对比实际地质情形,有的无伪顶、直接顶、直接底,如我矿的一 顶,只有老顶;4 煤层,无伪顶和直接按直接顶岩层的稳固性及老顶来压强度的顶板分类:名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 45 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀教案(1)不稳固顶板(又称破裂顶板):指直接顶是松软易垮落的漏顶的岩层;用数字序号表示;
4、如郭庄井的二 1 煤 层顶板;(2)中等稳固顶板:直接顶中有裂隙但比较完整,工 作面推动肯定距离后,悬露顶板板才会冒落;用数字序号 表示;如宁庄井四 7 采区的顶板;(3)稳固顶板:直接顶为强度较大的岩层,分层厚,无明显节理裂隙,工作面对前推动后顶板并不冒落,回柱放 顶时,需要做人工强制放顶;用数字序号表示;如我矿的 二 2 煤层顶板;(4)坚硬顶板:顶板完整,很少有裂隙,回柱放顶后,顶板能大面积悬露不垮落;这种工作面的顶板必需实行深孔 爆破,高压注水等特殊的放顶方法;用数字序号表示;如 我矿的一 4 煤层顶板;按老顶来压强度的强弱可将顶板分为四级:不明显,用数字序号表示;明显,用数字序号表示
5、;猛烈,用数字序号表示;极猛烈,用数字序号表示;2、矿山压力与显现 矿山压力: 在未采动的岩体内, 岩石处于原始应力状态,当在岩体内进行采掘工程后,必定会引起围岩中应力的重新名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 45 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀教案分布,达到新的平稳,这种压力重新分布及其对围岩的作用 过程称作矿山压力;矿山压力显现:在矿山压力作用下造成的围岩变形破 坏,煤壁片帮、支架受载变形、煤的压出、冲击地压、以及 煤与沼气突出等现象,称为矿山压力显现;矿山压力的衡量指标:(1)顶板下沉量:一般是指煤壁处暴露的顶板到采空区边缘的顶板移
6、近量,以mm计,在缓倾斜工作面由于顶板下沉量一般情形下远比底膨量大,因而称做顶板下沉量;(2)顶板下沉速度:是指单位时间内的顶底板移近量,一般以 mm/h计,它表示顶板活动的猛烈程度;(3)支柱载荷:随着顶板下沉,采煤工作面支柱受载 也逐步增加,一般可以用肉眼观看到柱帽的变形和破坏,剧 烈时可以观看到支柱的变形和折损;详细数值可用测力计或 2表示;压力表测得,支柱所受载荷用 KN/m 影响回采工作面矿山压力的主要因素(1)采高与控顶距: 它的变化直接影响着顶板压力及 顶板下沉量,采高、控顶距越小,顶板下沉量越小,顶板也 就比较稳固;(2)工作面推动度:加快工作面推动度,在肯定情形 下,能削减顶
7、板下沉量,但推动速度增长到肯定后,顶板下 沉量将不会有显著转变;名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 45 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀教案(3)开采深度:开采深度在600m至 800m时,深度对矿山压力没有明显影响,但随着开采学度的增加,煤壁内的 支撑压力将加大,可能迫使支架的工作载荷增加;采煤工作面矿山压力的基本特点 采煤工作面初次来压后,随着工作面的向前推动,顶 底板岩层受到破坏,一般顶板岩层受到破坏严峻,依据岩层 破坏特点可以将岩层分为三部分:冒落带:岩块成不规章垮落, 岩体破裂系数为 1.3 1.5 左右;裂隙带:在冒落带之上,
8、此处岩层虽已断裂,但仍能 整齐排列;弯曲下沉带:裂隙带之上直到地表的岩层,这部分岩 层裂隙更少;冒落带矸石对裂隙带岩层起支撑作用,从而可减缓裂 隙带岩层的挠曲程度;3、初次来压、周期来压 初次来压与初次来压步距:采煤工作面从切眼开头推 进,一般情形下,伪顶随采随放顶随冒落,直接顶也会随回 采放顶回柱而垮落,而老顶只是在悬露面积大时,才发生剧 烈下沉和垮落;老顶垮落时,顶板压力显著增大,此时的顶 板压力就叫初次来压,通常把老老顶第一次大面积人垮落叫 初次来压;初次来压时,工作面煤壁距开采切眼煤壁的距离名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 45 页精选学习资料 - - - - -
9、 - - - - 名师精编 优秀教案称作初次来压步距;初次来压的特点:(1)由于老顶的猛烈活动,迫使工作面顶板下沉量和 下沉速度急剧增加;(2)老顶的活动和顶板下沉的急剧增加,使支架受力 猛增,顶板破裂并显现平行煤壁裂缝,甚至显现工作面顶板 台阶下沉;(3)因老顶悬露垮度增大,煤壁内的压力过于集中,会使煤壁片帮破坏范畴扩大,加上老顶断裂时顶板急剧下 沉,会进一步将煤壁压碎,而大面积片帮,严峻时片帮深度 可达 0.6m 至 0.8m;采煤工作面周期来压与周期来压步距 周期来压:老顶初次来压以后,顶板压力削减,但随 着采煤工作面的推动,悬顶面积逐步增大,到肯定跨度时,又发生弯曲下沉、折断和垮落,顶
10、板压力也显著增加,这种 垮落是有规律和周期性发生,故而叫周期来压;两次来压的 距离叫周期来压步距;周期来压步距一般为初次来压步距的 1/4 至 1/2. 4、采煤工作面压力概况 采煤工作面的正常压力:在两次周期来压之间,顶板压力一般处于正常状态就叫 做正常压力,在正常压力状态下,工作面的地点不同,顶板名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 45 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀教案压力也有差别;遇到断层、褶曲、陷落柱及劈裂时顶板压力 也会突然增大;采煤工作面前后方压力分布规律 采煤工作面前后方压力分布以曲线形式可划分为八个 区域:(1)不受采动
11、压力影响区:该区距工作面距离较远,通常在 60m至 150m以外;25m 至(2)前支承压力影响区:该区在采面煤壁前方150m范畴内受采动压力影响,生支架折断;矿压显现稍微, 仅局部地点发(3)前支承压力显现区:该区距采面较近,一般为 8m至 35m,工作面回采时受采动影响,断梁折柱逐步增多;巷道有明显的压力显现,(4)最大压力区: 该区在采煤工作面煤壁前方 1m至 15m 范畴之内,回采时受采动影响较大,且支承压力集中,支架 破坏严峻;(5)压力下降区:当接近采面煤壁时,由于支承压力 作用将煤压松产生裂隙,从而传递压力减弱,煤壁推过后形 成工作空间和采空区,因此压力急剧下降;这个区域的范畴在
12、工作面煤壁前5m至工作面煤壁后方7m;(6)卸压区:在采煤工作面推过后,直接顶垮落,老 顶临时承担上覆岩层的重量,并将其重量传递到工作面煤壁名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 45 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀教案前方和后方采空区冒落的矸石上,因此,在工作面煤壁后方5m至 50m范畴采空区处于卸压状态;(7)后支承压力区:由于上覆岩层砌体梁的形成,一端作用于工作面前方煤壁,另一端作用于采空区冒落的岩石上,使采空区后方压力再次上升,该区在工作面煤壁后方20m至 100m范畴内;(8)压力稳固区:随着采面的推动,支承压力不断前移,上覆岩层也
13、缓慢下沉,于是在采空区 压力逐步趋于稳固;50m 至 100m 以外此外,采煤工作面的上下方压力也值得留意;7、采煤工艺方面的基本概念 初撑力:支柱或支架在泵站额定压力作用下,对顶板的 支撑力叫初撑力;工作阻力:支柱或支架在顶板压力作用下,使支柱下腔 的压力增高到安全阀开启压力时,支柱或支架对顶板的支撑 力叫工作阻力;支柱的迎山角与迎山距:支柱的轴线和煤层顶底板法线 的夹角称支柱迎山角,支柱顶部由煤层顶底板法线向上偏移 的距离叫迎山距;放顶:采纳全部垮落法时,使顶板自行垮落(或强制垮 落)的过程叫放顶;回柱:撤除放顶区内的支柱或支架叫回柱;名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共
14、 45 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀教案放顶步距:工作面沿走向一次放顶的宽度叫放顶步距;最大控顶距:放顶前工作面沿走向的最大宽度叫最大控 顶距;最小控顶距:放顶后工作面沿走向的最小宽度叫最小控 顶距;最大控顶距等于最小控顶距与放顶步距之和;全部垮落法的放顶方法:一是密集支柱放顶:是将放顶 线上补打成密集支柱,待放顶区内的支柱回撤后,顶板即沿 这排密集支柱切断而垮落,同时密集支柱仍可阻挡垮落的矸 石,不致滚落于工作面,适用于顶板比较坚硬的采面;二是 无密集支柱放顶:当工作面顶板松软,较易垮落,放顶线上 不补打加强支柱,在放顶区回柱后,顶板仍能垮落,当采高 较
15、大或垮落大块矸石时,可在放顶线内侧打一梁二柱或一梁 三柱的对接戗棚,以加强其稳固性;三是人工强制放顶:是 当直接顶比较坚硬,撤回支架后不垮落时,采纳沿切顶线打 眼放炮的方法迫使顶板垮落,采纳此方法,采面多采纳沿切 顶线打戗棚,和回采工作面沿倾斜间隔打木垛的方法,保护 平稳采面的压力;采面常用的特殊支架:采面常用的特殊支架有戗棚、木 垛和戗柱;采煤工作面循环:回采工作面完成落煤、装煤、运煤、支护、采空区处理等全部工序击而复始的采煤过程,称为采名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 45 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀教案面循环;采面正规循环:即
16、回采工作面在规定的工种定员和时间 内保质保量,安全地完成作业规程中循环图表所规定的全部 工序和工作量,并周而复始的完成规定的循环次数,称正规 循环作业;月正规循环率:是全月实现的正规循环个数与全月工作 日数和作业规程规定的日循环个数乘积之比,以百分比表 示;循环方式:昼夜循环次数和循环进度的总称为循环方式,其种类有:单循环- 一昼夜完成一个循环;双循环- 一昼夜完成两个正规循环;多循环 循环;- 一昼夜完成两个以上的正规回采工作面的作业方式:回采工作面作业方式是指采煤 班和预备班的协作形式,就是在一昼夜内分班个数各班应完成的任务;预备班工序包括:回柱放顶、设备检修、接掐溜子、缩短顺槽、运输机等
17、;采煤班的工序:落煤、装煤、运煤、移置工作面设备、挂梁、打柱、做缺口等;作业方式的种类: (1)三班作业、 两班出煤、 一班预备,名师归纳总结 简称“ 两采一准”;(2)三班作业、两班半出煤、半班预备;第 10 页,共 45 页(3)三班作业、三班出煤、班内预备,简称“ 边采边准”- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀教案(4)四班作业、三班出煤、一班预备;(5)四班作业、四班出煤、班内预备; (6)四班交叉作业、三班出煤、一班准 备;劳动组织形式:劳动组织形式是指工人在生产过程中,分工与协作的形式, 回采工艺的不同, 劳动组织形式也不同;炮
18、采单体柱工作面劳动形式:主要采纳专业和综合工作相结合的形式;机采工作面劳动组织形式分:(1)专业工作队追机作业;(2)综采工作队分段作业; (3)分段接力追机作业;正规循环作业的基本内容:回采工作面正规循环作业的 基本内容包括循环方式、作业方式、工序支配、劳动组织和 技术经济指标;即是在组织生产时,将工作面循环方式、作 业方式、工序支配、劳动组织和技术经济指标,用图表形式 反映出来,作为组织指挥生产的依据;8、地质方面的基本概念 煤层厚度:是指煤层顶底板之间的垂直距离;煤层按厚度分类:一是薄煤层- 地下开采时厚度 1.3m 以 下的煤层;二是中厚煤层- 地下开采时厚度 1.3 至 1.5m 的
19、煤层;三是厚煤层 - 地下开采时厚度3.5m 以上的煤层;煤(岩) 层的产状要素: 是由三个要素组成的,即走向、倾向和倾角;走向- 即煤或岩层层面与水平面的交线;倾向-即在煤(岩)层层面上,与走向线垂直向下的线倾斜线,倾 斜线在水平面上的投影叫倾向线,倾向线所指的方向叫倾名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 45 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀教案向;倾角 - 是煤(岩)层层面与水平面的夹角;按倾角的煤层分类: 一是近水平煤层- 地下开采时倾角 8度以下的煤层;二是缓倾斜煤层- 地下开采时倾角在 8 度至25 度的煤层;三是倾斜煤层- 地
20、下开采时倾角在 25 度至 45度的煤层;四是急倾斜煤层- 地下开采时倾角在 45 度以上的煤层;按煤层的稳固性煤层分类:一是稳固煤层;二是较稳固煤层;三是不稳固煤层;二、采煤工作面顶底板分类1、MT 554-1996 缓倾斜煤层采煤工作面底板分类2、MT 553-1996 缓倾斜煤层采煤工作面顶板分类见如下图片:名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 45 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 名师精编优秀教案第 13 页,共 45 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 名师精编优秀教案第 1
21、4 页,共 45 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 名师精编优秀教案第 15 页,共 45 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 名师精编优秀教案第 16 页,共 45 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 名师精编优秀教案第 17 页,共 45 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 名师精编优秀教案第 18 页,共 45 页- - - - - - -精选学习资料 - - -
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