采煤工作面支护设计与顶板管理.ppt

1采煤工作面支护设计与顶板管理采煤工作面支护设计与顶板管理生产管理部生产管理部2支护设计支护设计一、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”。6回采工作面顶板管理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。10支护设计支护设计五、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。14回采工作面顶板管理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。16回采工作面顶板管理回采工作面顶板管理2、事故原因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。17回采工作面顶板管理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。18回采工作面顶板管理回采工作面顶板管理3 3、防范措施、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。20回采工作面顶板管理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。22回采工作面顶板管理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；25回采工作面顶板管理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。28回采工作面顶板管理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！谢谢大家！