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1、1,采煤工作面支护设计与顶板管理,生产管理部,2,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。,3,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。,4,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。,5,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
2、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”。,6,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。,7,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。,8,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。,9,回采工作面顶板管理,
3、稳得住: 一是支架结构稳定; 二是提高支柱初撑力。,10,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。,11,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。,12,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。,13,回采工作面顶板管理,一、顶板管
4、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。,14,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。,15,回采工作面顶板管理,
5、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。,16,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
6、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。,17,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
7、。 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。,18,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。,19,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
8、(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。,20,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。,21,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
9、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。,22,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。,23,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。,24,回采工作面顶板管理,预防措施:支设背
10、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;,25,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。,26,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。,27,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
11、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。,28,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 。,29,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。,30,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。,31,谢 谢 大 家 !,