采煤工作面支护设计与顶板管理

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,采煤工作面支护设计与顶板管理,生产管理部,1,支护设计,一、支护设计的必要性,1、支护强度不足：造成安全事故。,2、支护强度过高：导致经济效益差。一是造成职工劳动强度大，效率低；二是成本投入高。,因此，科学合理的进行支护设计是保障安全、提升经济效益的需要。,2,支护设计,二、支护设计的基本方法,1、工程类比法。,2、理论计算法。,3、计算机数值模拟法。,3,支护设计,三、应坚持动态设计的观念,1、同一工作面在不同条件的地段，应有不同的设计。,2、在实践中检验设计的科学性，根据监测数据不断优化设计。,3、条件变化时及时变更设计。,4,回采工作面顶板管理,四、采煤工作面控顶原则,根据采煤工作面冒顶有压、漏、推三个基本类型，回采工作面支架必须具备“支、护、稳”的基本性能，即“支得起，护得好，稳得住”。,5,回采工作面顶板管理,支得起：,综合使用“支、切、让、挑”等手段，防止压垮。,支：用工作面空间基本支柱工作阻力平衡工作空间上方垮落带岩重。依此可确定基本的支护强度、计算支护密度及柱排距。,6,回采工作面顶板管理,切：切断下位岩层，防止顶板压力前移。依此确定末排支柱工作阻力，计算末排支柱的线密度。,让：适应裂隙带下沉。,挑：松动碎裂厚层难冒顶板。,7,回采工作面顶板管理,护得好：,一是护住工作空间的顶板不冒落；,二是保证回柱人员有工作空间；,三是控制端面顶板。,8,回采工作面顶板管理,稳得住：,一是支架结构稳定;,二是提高支柱初撑力。,9,支护设计,五、支护设计中的有关概念,1、初撑力：支架对顶板的主动作用力 。,2、工作阻力：支柱受顶板压力作用而反映出来的力称为工作阻力。,3、支柱最大载荷：支柱最大工作阻力 。,4、支柱平均载荷：支柱平均工作阻力。,10,支护设计,5、允许比压：单位面积底板破坏前承受的最大压力。,6、支护强度：支柱对单位面积顶板提供的工作阻力称支护强度。,7、对底板比压: 支柱对单位面积底板提供的工作阻力。,8、支护密度：单位面积内的支柱数量。,11,支护设计,六、淮北矿业集团采用的支护设计方法,七、支护设计实例。,12,回采工作面顶板管理,一、顶板管理的主要内容,1、工作面支护,作用：提供作业空间，保持通风。,类型：按结构、材质、原理、作用等有不同的类型。,2、采空区处理,作用：减轻工作面压力。,方法：全部垮落、缓慢下沉、充填、煤柱支撑法。,全部垮落放顶方法：密集支柱、无密集支柱、强制放顶法。,13,回采工作面顶板管理,二、淮北矿业集团公司采煤工作面顶板管理现状,1、03、05年实现采煤工作面顶板管理安全年。,2、近年来重大顶板事故。,04年石台矿北四采区3煤工作面发生冒顶事故，死亡一人。,06年桃园矿北四采区10煤底分层发生冒顶事故，三人被埋，经抢救后脱险。,3、事故原因,初放期间，顶板离层、空顶，支柱失稳。,14,回采工作面顶板管理,三、石台矿“2.8” 采煤工作面垮棚事故案例分析,1、事故经过：,2004年2月6日，34142工作面推采到延面位置，矿于2月3日组织有关部门召开了延面放顶专题会议，并形成“纪要”。下延段长53米，倾角15-30，下部25米切眼托顶煤丢底煤，空漏顶现象较多，由预备区初装四排后于2月5日中班交采煤四区回采。2月7日中班，采四区从机头往上已刷帮20棚，8日夜班安排3人在延面段内进行改棚时，发生冒顶垮14棚（长8米，宽4米，冒高1.5米），吴西亮、杨云亭两人被埋。经局、矿组织抢救于6:01分吴西亮被脱险，6:40分杨云亭被扒出已死亡。,15,回采工作面顶板管理,2、,事故原因,预备区在装面时没有严格按照装面措施进行施工（切眼套2棚，刷帮推进2棚，共装4排），大部分支柱没穿鞋，空顶没处理，过顶背帮差，给事故发生埋下了隐患。,在2月5日装面完成后，矿没有组织在现场验收移交，致使安全隐患未得到及时发现和处理。,采四区没按初放要求进行管理，从机头向上又刷帮20棚，没按初放要求打挑棚、抗柱、实行三封闭等，使隐患进一步增大，导致在改棚时，造成顶板二次松动，引发从煤壁到老塘冒顶垮棚。,16,回采工作面顶板管理,2月7日早班矿压监控已报告延长段测12个点中有7个点不合格，下部有2个点为0；中班测12个点全部不合格，下部5个点三个点为0，另两个点也只有0.8KN，工作面支柱初撑力普遍达不到要求，致使顶板离层。,矿有关领导及职能部门对安全隐患不重视。对7号大班、中班多名科区干部及现场矿压监测报告发现反应的支柱初撑力低、漏顶、片帮、推棚等问题，没有认真安排整改落实。,17,回采工作面顶板管理,3、防范措施,对初装面装面质量差，隐蔽工程没有落实整改的一律不准投产。,对初放面（含延面放顶）初撑力达不到规定、支护质量差的，一律停产整改。,对初放面重点异常地段，安全质量管理责任制、安全技术措施没有落实到位的一律停产整改。,现场重大隐患的处理，有关领导必须亲自组织处理，安监部门必须在现场监督，防患于未然。,18,回采工作面顶板管理,四、初次放顶工作面的顶板管理,1、初次期间顶板事故的原因。,顶板破碎，支柱超高(棚式支护留顶煤工作面)；,顶板虽保持直观上的完整但实际已离层，顶板断裂线出现在工作面内部；,顶板初次跌落下滑、旋转，向下或工作面内推倒支架。,19,回采工作面顶板管理,2、初放期间的顶板管理方法,较硬的直接顶，沿放顶线打单排密集支柱，提高初撑力和支护密度，提高工作面支护强度。,坚硬不易垮落的直接顶，沿工作面隔一定距离增设木垛，为防止推倒木垛，可增设戗柱。,一般对初次垮落步距大于20米左右的坚硬不易垮落顶板，提前采取强制放顶，即在工作面推进过程中使顶板拉开槽沟、产生裂隙，减弱初次垮落强度。,20,回采工作面顶板管理,为防止煤壁出现采动裂隙和台阶式下沉，增设背帮支柱，为防止直接顶垮落向工作面内推棚，在放顶线位置支设向老塘倾斜的戗柱。,加大漏、冒顶区的倾斜方向控顶范围(35米)，将漏、冒顶区一次放至放顶线以外。,第一次放顶，最好能放够切眼宽度。可采用自下而上的顺序或分段同时放顶。,密切关察顶板活动和冒落情况。,21,回采工作面顶板管理,五、采煤工作面顶板管理经验总结,1、采煤工作面实现安全的前提。,系统有一定的刚度；,初撑力规定与规程不同的原因。,保持一定的支撑力。,22,回采工作面顶板管理,五、采煤工作面顶板管理经验总结,2、抓住两个重点,煤壁线：,事故原因：,直接顶裂隙发育，形成游离岩块；,爆破后支护不及时；,崩倒支架；,来压时煤壁片帮。,23,回采工作面顶板管理,预防措施：支设背帮支柱,支设方法：,每棚均支设；,支柱相对较轻，不穿鞋；,超前移，始终作为背帮支柱使用；,煤体松软破碎时，及时护帮；,24,回采工作面顶板管理,放顶线：,事故原因：,岩块失稳，旋转或下滑；,支架稳定性差。,25,回采工作面顶板管理,预防措施：架设挑棚支护,架设方法：,半圆木平面向上，配合单体支柱，一梁两柱或一梁三柱。,倾斜形成整体，提高稳定性；,煤层倾角较大时，最下一根支柱适当迎山；,支柱打在圆木与铰接顶梁交岔点;,先架设挑棚，后回柱放顶。,26,回采工作面顶板管理,3、强化三项管理,现场初撑力,液压系统：保证泵站压力；密封件不失效、管路不漏液；安全阀要达到规定的调整标准。,操作方面：操作时将初撑力给足；二次补液；支柱架设正规。,支柱完好：试压；更换；乳化液配比合理清洁；防杂物进入。,27,回采工作面顶板管理,矿压监测监控,制度保证：采煤矿长组织，采煤副总负责实施。矿设矿压组，由技术科归口管理。,监控原则：装面收作棵棵监控，初放期间强化监控，正常生产选测监控，重点区、异常段、特殊点重点监控。,过程控制：检测、补改、验测、填报、处理,。,28,回采工作面顶板管理,矿压监测监控,监测项目：活柱压缩量、支柱载荷、顶板下沉量。,处理方法：计算机软件。,监测目的：发现问题，及时整改，保证工作面的安全；收集矿压显现规律，指导工作面的安全生产。,29,回采工作面顶板管理,质量标准化,检查方法：,矿井自查申报，公司组织验收。,检查内容：,质量管理，顶板管理，工作面支护，安全出口，回柱放顶，煤壁机道 ，两巷与文明生产 ，假顶和煤炭回收 ，机电设备 ，安全管理。,30,谢谢大家！,31,