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矿井挖掘安全办理训练ppt课件

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采掘安全技能讲座

煤矿员工训练中心

孙祖河

采煤作业面矿压闪现规矩及顶板操控

初度来压特征:老顶初度来压比较忽然。来压前回采作业空间上方的顶板压力比较小。因此往往简略使人疏忽大意。初度来压时,老顶垮距比较大,影响的规模也比较广,作业面易呈现事端。

老顶初度来压对作业面的影响较大,因此有必要把握初度来压步距的巨细,以便及时采纳对策。在来压期间,有必要加强支架的支撑力,特别要加强支架的安稳性。一般能够选用木垛、斜撑等特种支架加强回采作业空间的支护。

2)作业面周期来压时的安全办法

(1)经过矿压观测,精确判别周期来压的时刻和方位,做好猜测预告作业。

(2)做好来压前的支护作业,保证支架的规范质量,保证必定的支护密度和支架安稳性。

(3)合理缩小控顶距,以利于作业面保护。

(4)保证直接顶垮落的质量。采空区冒落的矸石能够减轻老顶的来压强度。

(5)加强正规循环,坚持作业面推动速度。

因为在榜首分层回采时顶板岩层已阅历了一次悬露、决裂、折断和垮落的进程,无缺性遭到了损坏;因此,下分层作业面的老顶来压将会显着削弱或许不再闪现,即一般所说的在回采顶分层时或许呈现“动压”,而在回采下分层时则首要体现为“静压”。 其根本体现为老顶来压步距小;强度小;支架载荷变小;顶板下沉量变大。(三小一大)

图2-2 放顶煤挖掘技能

因为放顶煤挖掘的支架上方存在一层厚而破碎且随采随放的顶煤,因此与分层挖掘比较,其矿压闪现也有一些其自身的特色

放顶煤挖掘时,一次性采出厚度增大,直接顶的垮落高度成倍添加,并且与煤层的采出厚度显着相关。综放挖掘时,采场上方仍可构成安稳的砌体梁式老顶结构,但其构成的方位相对远离采场,其安稳性也发作了相应的改动。

顶煤运移规矩及对矿压闪现有显着影响。支架上方的顶煤经过了支承压力效果发作了破碎,刚度下降,但破碎程度与顶煤强度,裂隙散布和支承压力散布状况等有关,巩固顶煤的运移始动点距煤壁间隔较小,累计位移量较小,顶煤的破碎效果较差,传递上覆岩层效果的才能较强,则体现出的矿压闪现显着。

支承压力散布区前移。放顶煤挖掘时,作业面前方的支承压力区距煤壁间隔较大,发作前移。对软煤而言,支承压力峰值点距煤壁间隔较硬煤的大,峰值小,散布平整。

支架作业阻力改动不大。放顶煤作业面的支架阻力不大于单一煤层或分层挖掘的顶分层挖掘的作业面的。来压的动载系数也没有显着改动,支架以初撑和一次增阻作业状况为主。前柱作业阻力遍及大于后柱的,一般为10 - 15%,关于软顶煤而言,顶煤的破碎和放出较充沛,支架顶梁后部上方的顶煤较少,不利于传递上覆岩层的效果,因此相对硬顶煤而言,支架前柱的作业阻力大于后柱的作业阻力这一特色体现的更显着。

二、采煤作业面顶板操控办法

采煤作业空间的直接保护对象是直接顶,直接顶的好坏将对安全出产有直接影响。而直接顶的无缺性又遭到老顶平衡特征的影响

从必定含义讲操控采煤作业面矿山压力闪现首要是操控老顶的活动规矩,使其不危及到作业面的安全。

作业面支护的直接对象是直接顶。经过直接顶间接地对老顶的活动起必定的操控效果

采煤作业面顶板操控本质是操控采煤作业面矿山压力闪现。

(二).单体支柱支护作业面顶板操控

1.木支柱。

2.冲突式金属支柱

3.单体液压支柱

(三)综采作业面顶板操控

综采作业面顶板首要是经过液压自移支架来操控的。

液压支架依照支架的支撑特色和结构特色分为

1)支撑式

2)保护式

3)支撑保护式

(四)特别条件下采煤作业面顶板操控

1采煤作业面初采时的顶板操控

2采煤作业面过旧巷时的安全办法

3采煤作业面过小地质结构时的安全办法

4采煤作业面收尾时防备冒顶的安全办法

因为围岩性质的不同,在岩体内挖掘巷道后,围岩的改动办法也不一样。

1.围岩为比较安稳的巩固岩石:

巷道挖掘后,在巷道两头构成支撑压力既是加上回采构成的支撑压力,因为岩石强度高,巷道围岩仍在弹性改动规模内,此刻巷道乃至不必支护,极易保护。

2.围岩为中等安稳的巩固岩石:

巷道挖掘后,在巷道两头构成支撑压力和回采影响构成的支撑压力的效果下,顶板及两帮或许构成部分破碎和片落,支撑压力的最高点外移,巷道上方能够构成天然平衡拱。此刻用支架对围岩进行保护,因为支架具有必定的作业阻力,使巷道变形安稳下来。

3.围岩为不安稳的岩石:

巷道挖掘后,因为围岩比较脆弱,很快便会发作变形、移动和损坏,乃至或许发作冒落,底版也或许发作底臌,在支架支撑下,围岩能够处于极限平衡状况。有时虽有支架支撑也难以阻挠其变形,如再遭到采动的影响,改动将更剧烈,这时用一般的支架是无法保护的。

二、巷道掘进与支护

巷道掘进和支护是依照规划要求从岩体 中把岩石破碎下来,并对所构成的空间进行支护,防止围岩持续损坏和垮落,其间心问题是破岩和支护。

支护的效果在于改进围岩安稳状况和操控围岩运动的发展速度,以保护安全的作业空间。

巷道掘进办法有机掘和炮掘两种,而炮掘占绝大大都,对顶板的办理影响也以炮掘最大,选用钻爆法掘进的岩石巷道有必要选用光面爆炸技能。机掘与炮掘比较,巷道成型规整,围岩免遭炮震影响,对巷道围岩安稳性影响小,有利于顶板的办理。

对炮掘作业,为减小爆炸与支护对围岩的影响,保证巷道契合规划要求,有必要做到以下几点:

1.合理安置炮眼并正确打眼。

2.合理承认爆炸参数和爆炸次序。

3.按规矩质量规范进行支护.

掘进机掘进破岩技能

1、挑选截割煤岩的准则

1)有利于顶板保护。

2)有利于钻进开切,截割阻力小。

3)截割作业效率高。

4)截齿损耗小,轰动小。

5)防止呈现大块,利于装载转运。

2、截割质量要求

1)按规划对断面形状,支架规范和间隔要求,截割时要一次到达够高、够深、够宽。

2)截割出的巷道断面周边概括规整,不欠挖、不超挖。

3)截割功率耗费低、截割损耗少。

巷道支护

支护的效果:

改进围岩安稳状况和操控围岩运动的发展速度,以保护安全的作业空间。

支护的分类:

依据支护对围岩的效果办法不同

支:以反抗围岩变形为主的各种支架办法。

如棚式支架、砌碹等。

护:以进步围岩自身支撑才能和安稳性为

主的各种保护办法。如锚杆支护、锚 喷支护和注凝固剂等。

巷道支护的办法:

木支架

金属支架

锚杆支护

锚喷支护

料石混泥土砌碹

支护办法的挑选,决议与围岩安稳状况,动压小的巷道,可选用沉缩量小的刚性支架,动压大的不安稳巷道,应选用可缩性支架。

1)具 有 一 定 的 支 撑 力 。

2) 具 有 一 定 的 可 缩 性 。

3) 具 有 一 定 的 适 应 性 。

巷 道 支 架 应 具 备 的 性 能

3.锚杆支护

锚杆支护是一种快速、安全、经济的的巷道支护办法。

1)锚杆支护理论

⑴悬吊理论:锚杆支护的效果是将巷道顶板较脆弱的岩层悬吊在上部巩固的岩层上,操控和削弱岩层的下沉和离层,坚持顶板的安稳。

顶板锚固的全体强度应大于脆弱岩层的分量,并坚持1.5~3.0的安全系数。

(2)组合梁理论:经过锚杆的支护效果,将顶板中不稳固的若干较薄的层状岩层锁紧成一个较厚的岩层,由叠合梁变成组合梁,显着进步岩梁抗曲折才能并减小跨度。

(3)紧固理论:在块状围岩中,锚杆可将巷道周围的危岩互相挤紧,然后加固成能接受载荷的全体结构。

(4)紧缩(组合)拱理论:在松软岩层中,各个锚杆构成的压应力圆锥体交织堆叠,构成一个接连的均匀紧缩(组合)拱,以接受其外部破碎岩石施加的径向载荷。

2)锚杆的品种及适用规模

按 锚杆的品种许多,现在遍及运用的有:木锚杆、紧缩木锚杆、金属楔缝式锚杆、金属倒楔式锚杆和钢筋旧钢丝绳锚杆。

(1)木锚杆:结构简略、制作简略、成本低。但锚固力小(1吨左右),运用期短。

一般用于围岩压力不大、服务年限不长(一年左右)的巷道。如经防腐处理,能够服务2~3年。

(2)紧缩木锚杆:这种锚杆设备后,逐渐吸收空气中的水分,全体胀大,揉捏孔壁,构成全体锚固。因此其锚固力比一般木锚杆大,如进行防腐处理,运用期限可达,运用期可达5年以上。

(3)金属楔逢式锚杆:结构简略,作业牢靠。但运用后一般不能收回,岩层较软时不能运用。

(4)金属倒楔式锚杆:锚固力可达4吨以上。适用于服务年限3年以上的巷道。

(5)钢筋沙浆锚杆:结构简略、制作简略、成本低、锚固力大。但不能当即完成初锚力。如合作喷浆运用,可用在服务年限较长1的首要巷道和硐室,此外还可用来防止巷道底臌。

3)锚杆支护的优缺陷

(1)长处:巩固、经用、安全、牢靠,巷道保护量小、施工工程简略、劳动强度低,可紧跟掘进作业面,便于安排掘进、支护平行作业和一次成巷。有利于完成快速掘进和支护机械化。可缩小巷道掘进面的10%~20%,节约很多建筑材料,掘进费用低。

(2)缺陷:打顶眼困难。

4、喷浆支护

能够防止围岩风化,充填围岩裂隙,补平围岩凹凸,防止围岩裂隙的发育和围岩外表应力的会集,进步围岩的安稳性和支撑才能。

1)长处:工艺简略、机械化程度高、速度快、效率高、成本低和运用规模广等。

2)缺陷:粉尘大,回弹物多。

顶板事端的计算剖析

常见顶板事端的分类

(一)部分冒顶事端

部分冒顶事端的特色是规模小,每次伤亡人数较少,很简略被人忽视,以致于这类事端不断发作。计算剖析证明,每年因部分冒顶事端构成的逝世人数比重占60%一70%, 重伤事端比重高达80%以上。

部分冒顶就其触发的原因首要有两个方面:

一是已破碎的顶板未能及时支护而部分冒落;

二是老顶下沉迫使直接顶损坏支护体系,而构成部分冒落。这类事端就其发作的时刻和地址而言,存在着必定的规矩性,即绝大部分发作在挨近断层、褶曲轴部等结构带规模。在正常顶板条件下,则大都发作在老顶宋压前后,特别是发作在直接顶是巾强度较低、分层厚度较小的岩层组成的条件下。

采煤作业面常见的顶板事端类型

常见顶板事端的计算

事端发作的时刻及地址

采煤作业面从开切眼推动到停采线停止,按顶板运动和矿压闪现特征可分为两个阶段,其一是老顶的初度来压阶段;其二是老顶的周期来压阶段。

事端的类型及效果力来历

计算剖析标明,一切严重切顶事端都是由直接顶来压或老顶来压所引起的,由表可知,其间直接顶来压所构成的事端占61%,而老顶来压所构成的事端仅占39%。由此可知,精确预告直接顶来压和老顶来压的时刻和方位,提早采纳办法,用正确的采煤办法、合理的支护办法及特别的支护办法,是完全能够防止严重事端发作的。

事端的规模

经过对30屡次作业面切顶垮面事端的剖析,由表可知,绝大部分垮面事端的规模是有限的,全作业面塌垮的严重事端很少。除直接顶和老顶来压或许分段进行外,事端的发作与作业面的出产工艺进程、各进程的操作状况以及作业面有关部位的支护状况有关。例如,直接顶在煤壁邻近开裂时,采煤机盲目高速向前推动,构成大面积空顶,极易在直接顶和老顶来压时构成推垮作业面事端。所以,应把握顶板来压的规矩,事前把握顶板活动的信息,从操作工艺、支护办法上采纳正确的办法,大都事端是能够防止的。

事端发作的煤层计算

对30次顶板事端发作的煤层厚度条件计算剖析的成果。由表可知,80%的冒顶事端发作在中厚及厚煤层条件下;薄煤层的采高小,顶板答应活动的空间小,顶板事端仅占20%;挖掘厚煤层下分层时所发作的顶板事端占58%,其首要原因是作业面人工顶板胶结欠好,很简略发作部分冒顶,导致发作大面积推垮作业面事端。

事端发作的工艺技能条件

由表可知,采煤作业面运用不同支护类型支架对顶板事端发作有很大影响。选用金属冲突支柱的作业面占66.7%,其首要原因是金属冲突支柱初撑力小,支护质量难以保证,而单体液压支柱初撑力高,可缩量大,呈恒阻特性,能习惯顶板下沉和效果力的要求,很少呈现作业面垮面现象。

部分冒顶事端的防治

据计算,采煤作业面冒顶事端中,部分冒顶事端约占70%左右。因为这类事端规模较小,有时仅为1~2架或3~5架支架的规模,每次伤亡为1—2人,因此没有引起人们的满足注重。

部分冒顶的原因有两类:

一类是因为直接顶被损坏后失掉有用的支护而构成部分冒落;另一类是老顶下沉迫使直接顶损坏作业面支架而构成部分冒顶。

从事端发作的地址来看,部分冒顶町分为挨近煤壁邻近的部分冒顶、上下出口部分冒顶、回柱放顶线邻近的部分冒顶和断层带邻近的部分冒顶。

大型冒顶事端的防治

作业面大面积冒顶的征兆

采煤作业面随回柱放顶作业进行,直接顶逐渐垮落,假如直接顶垮落后未能充溢采空区,则巩固的老顶要发作周期来压。来压时煤壁受压发作改动,构成作业面压力会集,在这个改动进程中作业面顶板、煤帮、支架都会呈现老顶来压前各种征兆。

1)顶板的征兆

顶板接连宣布开裂声,这是因为直接顶和老顶发作离层,或顶板堵截而宣布的声响。有时采空区顶板宣布像闷雷的声响,这是老顶和上方岩层发作离层或开裂的声响。顶板岩层破碎下落,称之为掉渣。这种掉渣一般由少逐渐增多,由稀而变密。顶板的裂缝添加或裂隙打开,并发作很多的下沉。

当巷道围岩应力比较大、围岩自身又比较脆弱或破碎、支架的支撑力和可缩量又不行时,在较大应力效果下,或许损坏支架,构成巷道冒顶,导致顶板事端。

巷道顶板事端办法多种多样,发作的条件也各不同,但它们在某些方面存在着共同点。依据这些事端发作的原因与条件,能够拟定出防备顶板事端发作的相应办法。

过断层等结构改动带的安全办法

(1)加强结构改动带的地质查询作业,查清地质材料,及时拟定详细的施工办法与安全办法。

(2)减小空顶间隔,缩短围岩露出时刻,及时架起暂时支架,尽或许快地架起永久支架。永久支架滞后间隔一般不能大于2m~4m,选用砌碹支护时,每次掘砌宽度不得超越1 m。

(3)恰当改动巷道支护办法。巷道穿越地质破碎带时,可缩小棚距或改用砌碹及U型可缩性金属支架支护。

(4)削减放炮装药量,下降因放炮对断层带邻近破碎顶板的轰动。假如放炮法难以操控与办理顶板,可改用手镐办法掘进。

(5)不安稳顶板选用超前探梁支护,肯定制止在空顶条件下作业。

(6)施工中严格执行操作规程、交接班和安全查看准则,随时留意围岩安稳状况的改动,发现异常要及时处理。

(7)巷道挨近断层结构带时,放炮前还有必要查看掘进作业面瓦斯等有害气体的积存状况,做好断层水的探查作业,有异常状况要及时处理。

在松软胀大岩层或破碎煤体中掘进的安全办法

在施工办法上可选用超前导硐法、短段掘砌法、撞楔法等施工办法。

选用锚喷支护或锚、喷、支混合支护来削减围岩露出时刻,操控不安稳顶板。

选用注浆法加固破碎岩石,即往正在掘进或已掘好的巷道围岩中加灌水泥浆或水泥砂浆,使围岩胶结加固。

改动巷道断面办法。在松软易胀大岩层中,可选用受力状况好的巷道断面办法,如拱形、圆形、椭圆形等。

大断面巷道施工时顶板操控办法

(1)要有专人担任查看和处理顶板,依据顶板安稳状况及时采纳恰当的暂时支护。

(2)在施工时(特别是在交岔点施工时)及时支护露出出来的顶板,并留意保证支护质量。

(3)处理留下的岩柱时,应选用缩小眼距、眼深,削减装药量的爆炸办法,防止震裂巷道顶板。

开帮与贯穿时的安全办法

(1)开帮和贯穿地址要选在围岩条件比较好、远离交岔点与停采线、煤柱等各种受会集应力影响的当地。

(2)在两巷贯穿前15m开端打超前钻进行超前勘探,探钻眼深不得小于3m,并坚持1.5m的超前探眼。贯穿时要放小炮。

(3)要加固好开帮贯穿点邻近的支架,及时进行支护,缩短顶板露出时刻。

(4)处理好开帮贯穿点的积水,及时对有害气体进行检测、处理。

巷道修理及冒顶处理的一般准则

先外后里

先查看该处前后5 m规模内支架的无缺状况,有问题先处理。必要时可采纳暂时加固办法,例如加密支架,加打木垛。前后支架拉紧支牢,加打抬板,插严背牢等,以添加后路、外围支架的支护才能和安稳性,保证后路疏通。

对一段规模巷道修理和冒顶处理时,也有必要坚持先处理外面的(离安全出口近的那一头),逐渐向前处理,再处理里边的,直至该段规模悉数处理通。制止在巷道只存一个安全出口的状况下两端处理,这样能够防止因修理和冒顶地带再一次发作冒顶,将人员堵在里边。

先支后拆

替换巷道支护时,在撤除原有支护前,应先加固挨近支护,撤除原有支护后,有必要及时除去顶帮后矸和架没永久支护,必要时还应采纳暂时支护办法。 如需替换柱腿,应该先用内注式单体液压支柱或金属冲突支柱在顶梁下打好立柱,再拆去旧柱腿。

巷道修理及冒顶处理的一般准则

先上后下

歪斜巷道修理支架和处理冒顶时应改由上至下进行。特别是倾角在15°以上时,有必要有防止矸石、物料滚落和支架歪倒的安全办法。

先近后远

当一条巷道存有几处需求修理支架和处理冒顶的地段,应该先处理距安全出口较近的那段,再向前处理较远的那一段,直至把巷道内的各段都修理好或处理通。这样能够防止因距安全出口较近的那一段再次冒顶,将里边那一段的作业人员堵在里边。

先顶后帮

为了保证操作人员的人身安全,在处理程序上有必要留意先保护,支撑住顶板,再保护好两帮。如巷道一侧片帮需求处理,这时有必要在顶梁下靠片帮侧打—卜一根立柱,使顶板稳住,然后对片帮空间进行架起支架。

巷道冒顶事端的处理办法

1.部分冒顶时的处理办法

(1)先加固整理好冒顶区前后的无缺支架,支架间用拉杆或绳子连好,背顶封帮要紧密。

(2)及时封顶、操控冒顶规模的扩展。一般状况下可选用木垛法进行处理,处理人员站在安全一侧处理掉冒顶区顶部活动矸石块,承认无危险后抓住安没支架,砌好护顶木垛,并逐渐加高护顶木垛使其托住顶板。

(3)在具有锚喷支护条件时,可考虑运用锚喷支护法处理冒顶区域。

巷道冒顶事端的处理办法

2.大面积冒顶的处理办法

假如冒顶规模较大(如冒顶区长6m~8m、冒高3m左右)时,能够选用从冒落区两头相向处理、使用绞架操控顶板的办法。

(1)加固冒落区邻近的支架。可在巷道两帮打木板抬棚,以进步支架安稳性与支撑才能。

(2)架起绞架前要用长杆东西站在有支架保护的当地敲下松动浮矸,承认无危险时再进行作业,并随时留意顶板改动状况。

(3)架起绞架地址至少要有高2m左右、宽1m以上的安全出口,假如顶板破碎、冒高过大时,则制止架起绞架。

(4)假如巷道内冒顶高度与规模都很大,用绞架办法进行处理或许要耗费很多坑木,并且也不安全时,可另开绕道,绕过冒顶区。

文档信息
  • 文档上传人:admin
  • 文档格局:PPT
  • 上传日期:2014年11月24日
  • 文档星级:★★★★★
  • 需求煤安币:5个
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