1、采煤支護(hù)工教案一、煤礦生產(chǎn)技術(shù)：（一）、煤層的厚度及產(chǎn)狀：1、煤層的厚度：是指煤層頂?shù)装逯g的垂直距離。（1）、在復(fù)雜結(jié)構(gòu)的煤層中，煤層厚度可分為總厚度和有益厚度。（2）、總厚度是包括夾矸在內(nèi)的全厚度。（3）、有益厚度是除去夾矸的純煤厚度。煤層厚度的分類：薄煤層-厚度小于1.3m中厚煤層-厚度在1.3-3.5m厚煤層-厚度在3.5m以上生產(chǎn)工作中，有時(shí)習(xí)慣將厚度大于6m的煤層稱為特厚煤層2、煤層的產(chǎn)狀：產(chǎn)狀要素包括煤層的走向，傾向和傾角。（1）、走向-煤層層面與水平面的交線稱為走向線。走向線兩端所指的方向就是煤層的走向。（2）、傾向-在煤層層面上與走向線垂直直線叫傾向線，傾斜線兩端所指的方向就

2、是煤層的傾向（3）、傾角-煤層層面與水平面之間的夾角。傾角的變化在0°-90°之間。3、煤層按傾角大小可分為：近水平煤層-傾角8°緩傾斜煤層-傾角8°-25°傾斜煤層-傾角25°-45°急傾斜煤層-傾角45°二、地質(zhì)構(gòu)造及其對(duì)巷道的影響：1、地質(zhì)構(gòu)造通常包括褶皺，斷層和節(jié)理，斷層和節(jié)理統(tǒng)稱斷裂構(gòu)造。2、褶皺的形成：煤層在生成初期，一般是成水平狀態(tài)的，由于地殼運(yùn)動(dòng)的結(jié)束，使煤層和它周邊的巖層發(fā)生變形和變位。當(dāng)巖層收到水平方向的擠壓和由地心緩慢上升的壓力，巖層被擠壓或彎曲狀，但也沒(méi)有失去原有的連續(xù)性，這種構(gòu)造形態(tài)較褶皺

3、構(gòu)造。褶皺構(gòu)造中，巖層每一個(gè)彎曲的部分，叫褶曲。褶曲的形狀有背斜和向斜兩種，巖層層面向上凸起的彎曲稱為背斜，巖層層面向下凹的彎曲叫向斜。3、褶皺對(duì)巷道掘進(jìn)的影響：（1）、大型向斜的軸部頂板壓力有增大的現(xiàn)象，必須加強(qiáng)支護(hù)，否則容易發(fā)生冒頂事故，給頂板管理帶來(lái)很大的困難。（2）、有瓦斯突出的礦井，向斜軸部是瓦斯突出的危險(xiǎn)區(qū)。由于向斜軸部頂板壓力大，在加上強(qiáng)大的瓦斯壓力，向斜軸部容易發(fā)生瓦斯突出。4、斷裂構(gòu)造：煤（巖）層受地殼運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的地應(yīng)力作用發(fā)生斷裂，就失去了連續(xù)性和完整性，出現(xiàn)斷裂面，形成斷裂構(gòu)造。如果斷裂面兩側(cè)的煤（巖）層沒(méi)有發(fā)生顯著的位置錯(cuò)動(dòng)，稱為節(jié)理或裂隙。若發(fā)生了顯著的位置錯(cuò)動(dòng)，即為斷

4、層。（1）、斷層：斷層是由于地殼運(yùn)動(dòng)而使煤巖層的完整性遭到破壞，發(fā)生斷裂而形成的現(xiàn)象。斷層的性質(zhì)及其在空間的位置和形態(tài)，可用斷層要素來(lái)表示，包括斷層面、斷層線、斷盤和斷距。斷層根據(jù)其位置的移動(dòng)可分為正斷層、逆斷層和平移斷層。逆斷層：上盤相對(duì)上升，下盤相對(duì)下降的斷層。正斷層：上盤相對(duì)下降，下盤相對(duì)上升的斷層。平移斷層：如果兩盤巖塊沿?cái)鄬用孀鳛樗揭苿?dòng)的斷層。（2）、斷層出現(xiàn)的預(yù)兆：A、煤層的走向與傾斜發(fā)生較大的變化B、煤層的頂?shù)装宄霈F(xiàn)凸凹不平，頂?shù)籽亓严对龆啵以浇咏鼣鄬恿严对蕉唷、煤層厚度發(fā)生顯著變化，煤層松軟，光澤變暗，滑動(dòng)面和摩擦痕增加。D、破碎帶有淋水或涌水現(xiàn)象，瓦斯涌出量增多。二、

5、采煤方法（一）概念1、采煤工作面：在采場(chǎng)內(nèi)進(jìn)行采煤的煤層暴露面成為煤壁，又稱為采煤工作面。2、采煤工作：在采場(chǎng)內(nèi)，為了開(kāi)采煤炭資源所進(jìn)行的一系列的工作，成為采煤工作。3、采煤工藝：由于煤層的自然賦存條件和采用的采煤機(jī)械不同，完成采煤工作各道工序的方法也就不同，在進(jìn)行的順序、時(shí)間和空間上必須有規(guī)律的加以安排和配合。這種在采煤工作面內(nèi)各道工序按照一定順序完成的方法及其相互配合成為采煤工藝。在一定時(shí)間內(nèi)，按照一定的順序完成采煤工作各項(xiàng)工序的過(guò)程，成為采煤工藝過(guò)程。采煤工藝主要有：爆破采煤工藝、普通機(jī)械化采煤工藝、綜合機(jī)械化采煤工藝和水力采煤工藝。4、采煤系統(tǒng)：采煤系統(tǒng)是指采區(qū)內(nèi)的巷道布置以及為了正常

6、生產(chǎn)而建立的采區(qū)內(nèi)用于運(yùn)輸、通風(fēng)等目的的生產(chǎn)系統(tǒng)。通常是由一系列的準(zhǔn)備巷道和回采巷道構(gòu)成的。5、采煤方法：采煤方法是指采煤系統(tǒng)和采煤工藝的綜合及其在時(shí)間、空間上的相互配合。（二）、采煤方法的分類1、壁式體系采煤法特點(diǎn)：（1）、在采煤工作面的兩側(cè)各至少布置一條巷道，構(gòu)成完整的生產(chǎn)系統(tǒng)。（2）、采煤工作面較長(zhǎng)，一般在80250以上。（3）、采煤工作面分別采用爆破、滾筒式采煤機(jī)或刨煤機(jī)破煤和裝煤，用與工作面煤壁平行鋪設(shè)的可彎曲刮板輸送機(jī)運(yùn)煤，用自移液壓支架或單體支柱與鉸接頂梁組成的單體支架支護(hù)采煤工作面工作空間，用全部垮落法處理采空區(qū)。（4）、隨著工作面的推進(jìn)，頂板暴露面積增大，礦山壓力顯現(xiàn)較為強(qiáng)烈

7、。2、柱式體系采煤法（不常用）柱式體系采煤法又稱為短壁體系采煤法，是以房、柱間隔采煤為主要特征，常見(jiàn)的有巷柱式、房式、房柱式采煤法。三、礦山壓力1、礦山壓力的概念：礦山壓力就是由于進(jìn)行采掘工作破壞了巖體中原巖應(yīng)力平衡狀態(tài)，引起應(yīng)力重新分布，我們把存在于采掘空間周圍巖體內(nèi)和作用在支護(hù)物上的力稱為礦山壓力，簡(jiǎn)稱“礦壓”。2、礦山壓力的來(lái)源：采動(dòng)前，原始巖體中已經(jīng)存在的應(yīng)力是礦山壓力產(chǎn)生的根源。井下深部原巖處于復(fù)雜的受力狀態(tài)。承受著上覆巖層重量引起的自重應(yīng)力，地質(zhì)構(gòu)造引起的構(gòu)造應(yīng)力，遇水膨脹和溫度變化引起的應(yīng)力等。3、礦山壓力顯現(xiàn)：在礦山壓力作用下，圍巖和支架所表現(xiàn)出來(lái)的力學(xué)宏觀現(xiàn)象，如威嚴(yán)變形、離

8、層、破壞和冒落，支架受力變化和折損，煤（巖）突出，充填物產(chǎn)生壓縮或地面塌陷等，稱為礦山壓力顯現(xiàn)，簡(jiǎn)稱礦壓顯現(xiàn)。采煤工作面礦壓顯現(xiàn)的形式主要有：工作面頂板下沉、支架變形與折損、頂板破碎或大面積冒落、煤壁片幫、支柱插入底板、底板底鼓等。礦山壓力的現(xiàn)象會(huì)給進(jìn)行采掘工作造成不同程度的危害，為了維護(hù)采掘空間，就必須采取各種技術(shù)和措施加以控制。其中包括對(duì)采掘空間的支護(hù)、對(duì)軟弱巖體的加固、強(qiáng)制放頂?shù)龋舶ê侠淼乩玫V山壓力為采煤工作服務(wù)。把所有人為的調(diào)節(jié)、改變和利用礦山壓力的各種技術(shù)措施，叫做礦山壓力控制，簡(jiǎn)稱礦壓控制。四、頂板的分類采煤工作面上方的巖層成為頂板，下方的成為底板。采煤工作面頂板分為偽頂、直

9、接頂和基本頂。偽頂是位于煤層之上隨采隨落的極不穩(wěn)定的巖層，其厚度一般在0.30.5以下。直接頂是位于偽頂或直接位于煤層之上，具有一定的穩(wěn)定性，隨移架或回柱放頂后能自行垮落的巖層。基本頂是位于直接頂或煤層之上，厚而堅(jiān)硬難垮落的巖層。它一般有砂巖、石灰?guī)r及砂礫巖等巖層組成。采煤工作面自開(kāi)切眼推進(jìn)一段距離后，直接頂懸露達(dá)到一定跨度，就要對(duì)采空區(qū)頂板進(jìn)行初次放頂，使直接頂垮落下來(lái)，這一過(guò)程稱作直接頂?shù)某醮慰迓洹Ｖ苯禹敵醮慰迓涞目缇喑蔀槌醮慰迓洳骄唷ｋS著采煤工作面繼續(xù)推進(jìn)，直接頂不斷垮落，基本頂懸露跨度逐漸增大并產(chǎn)生彎曲，當(dāng)達(dá)到極限跨度時(shí)，基本頂將出現(xiàn)斷裂，進(jìn)而發(fā)生垮落，基本頂?shù)牡谝淮慰迓涑蔀榛卷敵醮?/p>

10、垮落。基本頂由開(kāi)始破壞直至垮落一般要持續(xù)一定時(shí)間，上方有事在基本頂垮落前的兩三天，即出現(xiàn)頂板斷裂的聲響等來(lái)壓征兆。在垮落前12小時(shí)采空區(qū)上方可能有轟隆隆巨響，通常煤壁片幫嚴(yán)重，頂板產(chǎn)生裂縫或掉渣，頂板下沉量和下沉速度明顯增加，支架載荷迅速增高，這種現(xiàn)象稱為基本頂?shù)某醮蝸?lái)壓。基本頂周期來(lái)壓及礦壓顯現(xiàn)特征當(dāng)采煤工作面繼續(xù)向前推進(jìn)，基本頂懸臂跨度達(dá)到極限跨度時(shí)，基本頂在其自重及上覆巖層載荷的作用下，將沿采煤工作面煤壁之內(nèi)發(fā)生折斷和垮落。隨著采煤工作面的推進(jìn)，基本頂這種“穩(wěn)定失穩(wěn)再穩(wěn)定”現(xiàn)象，將周而復(fù)始的出現(xiàn)，使采煤工作面礦山壓力周期性明顯增大。這種基本頂?shù)闹芷谛云贫问Х€(wěn)對(duì)工作面產(chǎn)生的周期性的來(lái)壓顯現(xiàn)

11、，稱為基本頂?shù)闹芷趤?lái)壓。工作面上覆巖層移動(dòng)規(guī)律（P94）根據(jù)巖層移動(dòng)特征，可將煤層的上覆巖層分為冒落帶、裂縫帶和下沉帶。（1）、冒落帶當(dāng)采煤工作面移架或回柱放頂后，冒落帶巖層將自上而下一次垮落，一般在冒落帶下部因巖塊垮落時(shí)自由度比較大，排列極不整齊；而上部巖塊由于自由度較小，塊度較大，排列較規(guī)則。多數(shù)情況下，冒落帶是由直接頂垮落后形成的。一般認(rèn)為開(kāi)采后冒落帶的高度為采高的24倍。（2）、裂縫帶裂縫帶位于冒落帶之上，隨冒落帶巖石的垮落和逐漸壓實(shí)，裂縫帶巖層出現(xiàn)彎曲下沉，離層和斷裂為排列整齊的巖塊。裂縫帶的范圍，隨冒落帶上覆巖層的性質(zhì)、開(kāi)采高度變化而變化。（3）、彎曲下沉帶裂縫帶上方直至地表的巖層

12、為彎曲下沉帶，這部分巖層不產(chǎn)生裂縫或僅產(chǎn)生極微小的裂縫，并在采空區(qū)上方的地表形成一個(gè)比開(kāi)采范圍大的沉降區(qū)。五、采煤工作面礦山壓力采煤工作面前后方支承壓力分布特點(diǎn)：1、工作面前方支承壓力遠(yuǎn)比工作面后方大。2、工作面前后方支承壓力是移動(dòng)支承壓力。3、采煤工作面處于減壓力范圍。六、綜合機(jī)械化采煤工藝1、綜合機(jī)械化采煤工藝，簡(jiǎn)稱“綜采”，即破、裝、運(yùn)、支、處五個(gè)主要生產(chǎn)工序全部實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。2、采煤機(jī)的割煤方式往返一次割兩刀煤 這種割煤方式也叫“穿梭割煤”，多用于煤層賦存穩(wěn)定、傾角較緩的綜采面，工作面為端部進(jìn)刀。往返一次割一刀，即單項(xiàng)割煤，工作面中部或端部進(jìn)刀。該方式適用于：頂板穩(wěn)定性較差的綜采面；煤層

13、傾角大，不能自上而下移架，或輸送機(jī)易下滑、只能自下而上推移的綜采面；采高大而滾筒直徑小、采煤機(jī)不能已采采全高的綜采面；采煤機(jī)裝煤效果差、需單獨(dú)牽引行程的綜采面；割煤時(shí)產(chǎn)生煤塵多、降塵效果差，移架工不能在采煤機(jī)的回風(fēng)平巷一端工作的綜采面。3、采煤機(jī)的進(jìn)刀方式直接推入法進(jìn)刀該方式需要提前開(kāi)出工作面端部切口，而且大功率采煤機(jī)和重型輸送機(jī)機(jī)頭（尾）疊加在一起，推移困難，所以很少采用。工作面端部斜切進(jìn)刀該方式又分為割三角煤和留三角煤兩種。割三角煤方法進(jìn)刀過(guò)過(guò)程：A、當(dāng)采煤機(jī)割至工作面端頭時(shí)，其后的輸送機(jī)槽已移近煤壁，采煤機(jī)機(jī)身處尚留有一端下部煤（圖a）；B、調(diào)換滾筒位置，前滾筒降下、后滾筒升起并沿輸送機(jī)

14、彎曲段反向割入煤壁，直至輸送機(jī)直線段為止。然后將輸送機(jī)移直（圖b）；C、再調(diào)換兩個(gè)滾筒上下位置，重新返回割煤至輸送機(jī)機(jī)頭處（圖c）；D、將三角煤割掉，煤壁割直后，調(diào)換上下滾筒，返程正常割煤（圖d）。綜采面斜切進(jìn)刀操作過(guò)程：A、采煤機(jī)割煤至工作面左端；B、空牽引至工作面中部，并沿輸送機(jī)彎曲段斜切進(jìn)刀，繼續(xù)割煤至工作面右端；C、移直輸送機(jī)，采煤機(jī)空牽引至工作面中部；D、采煤機(jī)自工作面中部開(kāi)始割煤至工作面左端，工作面右半段輸送機(jī)移近煤壁，恢復(fù)初始狀態(tài)。滾筒鉆入法進(jìn)刀A、采煤機(jī)割煤至工作面端部距終點(diǎn)位置35m時(shí)停止?fàn)恳珴L筒繼續(xù)旋轉(zhuǎn)；B、開(kāi)動(dòng)千斤頂推移支撐采煤機(jī)的輸送機(jī)槽；C滾筒邊鉆進(jìn)煤壁邊上下或左

15、右搖動(dòng)，直至達(dá)到額定截深并移直輸送機(jī)；D采煤機(jī)割煤至工作面端頭，可以正常割煤。4、移架方式A、單架依次順序式，又稱單架連續(xù)式，支架沿采煤機(jī)牽引方向依次前移，移架步距等于截深，支架移成一條直線，該操作方式簡(jiǎn)單，容易保證規(guī)格質(zhì)量，能適應(yīng)不穩(wěn)定頂板，應(yīng)用比較多；B、分組間隔交錯(cuò)式，該方式移架速度快，適用于頂板較穩(wěn)定的高產(chǎn)工作面；C成組整體依次順序式，該方式按順序每次移一組，每組兩三架，一般由大流量電液閥成組控制，適用煤層地質(zhì)條件好、采煤機(jī)快速牽引割煤的日產(chǎn)萬(wàn)噸工作面。5、液壓支架的支護(hù)方式A、及時(shí)支護(hù)：先移架后移溜。特點(diǎn)：工作空間大，有利于行人、運(yùn)料和通風(fēng)；若煤壁容易片幫時(shí)，可先于割煤進(jìn)行移架，支護(hù)

16、新暴露出來(lái)的頂板。但這種支護(hù)方式增大了工作面控頂寬度，不利于控制頂板。B、滯后支護(hù)：先移溜后移架。特點(diǎn)：適應(yīng)周期壓力大及直接頂穩(wěn)定性好的頂板，但對(duì)直接頂穩(wěn)定相差的頂板適應(yīng)性差。七、工作面端頭支護(hù)：1、普采：端頭支護(hù)種類:單體支柱加鉸接頂梁支護(hù)；用45對(duì)長(zhǎng)梁加單體支柱組成的邁步走向抬棚支護(hù)；用基本支架加走向抬棚支護(hù)。2、綜采：端頭支護(hù)種類:單體支柱加鉸接頂梁支護(hù)。該方法適應(yīng)性強(qiáng)，有利于排頭架的穩(wěn)定，但支設(shè)麻煩、費(fèi)工費(fèi)時(shí)；自移式端頭支架。移動(dòng)速度快，但對(duì)平巷適應(yīng)性差；用工作面液壓支架支護(hù)端頭。適用于煤層傾角較小的綜采面，通常在機(jī)頭（尾）處要滯后于工作面中間支架一個(gè)截深3、煤礦安全規(guī)程第五十條規(guī)定：采煤工作面所有安全出口與巷道連接處超前壓力影響范圍內(nèi)必須加強(qiáng)支護(hù)，且加強(qiáng)支護(hù)的巷道長(zhǎng)度不得小于20m，巷道高度不低于1.8m，安全出口寬度不小于0.7m。但我集團(tuán)公司規(guī)定，超前支護(hù)距離不得小于30