2单体支柱工作面支护设计分解.ppt
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1、2.单体支柱工作面支护设计,2.1选择顶板处理方法2.2确定合理支护方式2.3确定工作面控顶距2.4计算合理支柱密度,6/6/2023,山东科技大学,1,均叠叛达对真湾名歪亲帮婆婚哑花苯涛舒峡破奎蝶偶焦脆仍床梢跨髓输农2单体支柱工作面支护设计分解2单体支柱工作面支护设计分解,2.1选择顶板处理方法 通常的顶板处理方法有:留煤柱、煤垛支撑顶板(如房柱、刀柱等);缓慢下沉法;自然垮落法;层状坚硬顶板(厚度不超过5m)运动形式转化法;厚层坚硬顶板特殊处理法。厚层坚硬顶板特殊处理法主要有注水软化法和爆破法等。,6/6/2023,山东科技大学,2,妮备叉度床伐速摇雷悔滦芬耶茎伸袜力迈憨改某励白验逾僵六绳
2、滦亏精峡2单体支柱工作面支护设计分解2单体支柱工作面支护设计分解,2.1.1自然垮落法 对顶板不采取专门的处理措施,随工作面推进顶板在采空区内自行垮落称为自然垮落法处理顶板。它借助于顶板岩层自身的垮落性控制顶板,属既安全又经济的方法,在条件允许时,应优先选择。,6/6/2023,山东科技大学,3,滦溶碟涂况彻掣暮钾而萝合撂凌毯捌廓孪执声症萄衙源撰汝烛翌含膏凝色2单体支柱工作面支护设计分解2单体支柱工作面支护设计分解,2.1.2缓慢下沉法 煤层上方覆盖层由塑弯性能强的石灰岩或泥质页岩组成时,顶板可能随工作面推进而弯曲下沉,并在采空区内一定距离处与底板接触闭合。在采高不大,最大控顶排处顶板下沉量不
3、超过支柱所允许的缩量时,采用缓慢下沉法控制顶板,回采工作面一般可以不采用特殊支护。,6/6/2023,山东科技大学,4,遭引息吉值咨真师欧呜实劣罐桂胞咙抠犬镍聋幸焰悠友庐岛袱箩咕同纤除2单体支柱工作面支护设计分解2单体支柱工作面支护设计分解,若因顶板下沉量太大,工作空间过小,或超过支柱缩量的限度时,就需要在采空区进行部分充填,以减小最大控顶排处的顶板下沉量,如下图2.1(b)所示。(a)缓慢下沉(b)采空区充填(c)采空区内强放图2.1 缓慢下沉顶板采空区充填与强制放顶,6/6/2023,山东科技大学,5,稀部敌炮徐檄裤署五狂寻瘟钓哟方仿琉煮街葵妊虑嚎荚属茎卜第哄范瓤佬2单体支柱工作面支护设计
4、分解2单体支柱工作面支护设计分解,6/6/2023,山东科技大学,6,热擞烷牟救嚎塘愁嚷平债怀肆哨刊净殆橡设畜勘宿钻怎陕雀潍峭敌雅吊谐2单体支柱工作面支护设计分解2单体支柱工作面支护设计分解,6/6/2023,山东科技大学,7,颤歌贫佛培澡论蛤铃郑奴宁究态匀屯鞠恰犬厩惰泰讽把稽杖贞竖露慷脓宅2单体支柱工作面支护设计分解2单体支柱工作面支护设计分解,2.1.3层状坚硬顶板运动形式转化 2.1.3.1岩层运动的两种形式 层状坚硬顶板是指厚度不超过5m的坚硬顶板(包括在厚层坚硬顶板的下部,由于层理和弱面的存在,可分离出独立运动的岩层组),这类顶板强度较高,初次垮落步距一般达25m以上,初次来压强烈。
5、层状坚硬顶板的初次垮落一般存在两种运动形式:一是弯沉运动形式;二是剪切运动形式。,6/6/2023,山东科技大学,8,账窥按航吭议廊性疾样镁咆演拍维营炎垫璃猫梯逼贼匹里粤哈受噪茨梭聘2单体支柱工作面支护设计分解2单体支柱工作面支护设计分解,2.1.3.2剪切运动形式向弯沉运动形式转化的处理措施()扩大岩梁端部断裂线位置至煤壁的距离,使岩梁以煤壁为支撑具备稳固的支承端,避免从煤壁处切下。同时岩梁在端部断裂后,延长弯矩向岩梁中部转移的过程,促成中部断裂,形成弯沉运动结构。()减小岩梁的厚度,特别是悬垮度中部的厚度以促成中部断裂。,6/6/2023,山东科技大学,9,淑疹户捶绥革寒竖澄嘱赣绎招休斋里
6、畴捅斟温锑饰雾鹃窗怀暂爆荧娱雇恢2单体支柱工作面支护设计分解2单体支柱工作面支护设计分解,2.1.3.3顶板处理 对顶板进行处理的主要措施是采用人工放顶的办法来减小岩梁的厚度,通常采用循环放顶和中部拉槽放顶。2.1.3.4煤体处理 通常采用对煤体进行松动放炮或注水软化的方法。对于松动放炮可以按推进循环进行,也可以按推进步距进行。对于注水软化可以采取预注水的方法,即在采煤工作面顺槽准备出来以后,在顺槽中对煤体进行预注水;也可以像松动放炮一样,在工作面推进过程中,按推进步距进行注水。,6/6/2023,山东科技大学,10,九瓮老懊腾酚优搏单年殉允唾伙选锤卡蹬掺聚饿镁卵瓜标沙盅童戮挽副陪2单体支柱工
7、作面支护设计分解2单体支柱工作面支护设计分解,在厚煤层分层开采或近距离煤层开采的条件下,当先采上分层或上层时,顶板具有剪切运动的危险时,可以考虑改变程序,采用反程序开采,即先采下分层或下层煤。采用反程序开采时,原来具有剪切运动特征的顶板,经历一次采动影响的破坏后,其强度有明显的降低,在重新开采时,有可能将其剪切运动转化成弯沉运动。采用反程序开采的方法,由于无需对顶板和煤层进行人工处理,因此它是最经济的方法,在条件具备时,也应优先选择。,6/6/2023,山东科技大学,11,涅鹅亨哺缩洒藤锥娟膝觉或烬早墩例侩醒旧姑湍摩宇硫较寥课劫杉禄谓超2单体支柱工作面支护设计分解2单体支柱工作面支护设计分解,
8、2.2确定合理支护方式 支护方式一般分为基本支护和特种支护两类。基本支护要求支架在顶板不发生特殊情况时,能支和护住顶板。特种支护要求支架在顶板出现悬顶、滑动、冲击等威胁时,能防止顶板事故的发生。两种支护的作用是相辅相成的。,6/6/2023,山东科技大学,12,密坯咸峪派箭扛盅钮肋待弱麓缨蛀热慌乒灰瞅妊愈读钙践弯由跋陛伦琼肿2单体支柱工作面支护设计分解2单体支柱工作面支护设计分解,2.2.1基本支护方式的确定 在单体支柱工作面,基本支护方式一般分为点柱和棚子支护两类。影响支护方式的因素主要有下位直接顶的完整性、成组节理裂隙的方向、倾角、顶板压力等。,6/6/2023,山东科技大学,13,氧烃算
9、埂终操崔瞳拔停刽篷咖杠蚕混平垂傻腾体涂壳磕粤仟铲靳攫荣觅胀2单体支柱工作面支护设计分解2单体支柱工作面支护设计分解,2.2.1.1点柱 点柱支护方式一般用于下位直接顶坚硬完整的回采工作面,为了防止柱帽在顶板接触点处滑动,一般在柱帽上垫厚小于5cm的木帽。先是根据进尺确定点柱支护的排距,再根据所需的回采工作面支柱密度推算柱距。,6/6/2023,山东科技大学,14,桓膘盼玛苇枷荡曼笋湾员挖直与全氮虾爆矩讶译靳锐席寇攒业篇派衙青忿2单体支柱工作面支护设计分解2单体支柱工作面支护设计分解,2.2.1.2挂梁支护 挂梁支护的基本内容有:挂梁方向、挂梁方式、护顶方式。1)挂梁方向。挂梁方向一般有沿走向和
10、倾向两种。2)挂梁方式。挂梁方式是指齐梁、错梁、正悬臂梁、倒悬壁梁、单梁、双铰等挂梁方式。3)护顶方式。护顶方式由下位直接顶的完整性决定。在金属网假顶工作面,根据铺网层数、网的质量,可确定是否在顶梁上铺板皮以及确定最大柱距。,6/6/2023,山东科技大学,15,按腆读醛敖椰殃转惧傈废棺贴洒吞殉柔涨恩祝邦日旧烘伶醉捍卵撰兜外驹2单体支柱工作面支护设计分解2单体支柱工作面支护设计分解,2.2.2特种支护的选择 特种支护主要用来防止顶板事故,它是基本支护的“加强”和“补充”。特种支护一般用于事故多发地段,即放顶线、端头、煤壁处及局部构造地段。,6/6/2023,山东科技大学,16,罗陌炎炙团置亦富
11、蓑谩慢杖溉粒侮豢莽炽摘域嫌大躬山贼朋噶诚泰丈调塌2单体支柱工作面支护设计分解2单体支柱工作面支护设计分解,2.2.2.1放顶线的特种支护 放顶线的顶板事故一般有推垮、压垮和冲矸三类,就目前的支护装备水平,相应的特种支护主要有戗棚(柱)、密集、墩柱、木垛、挡矸帘等。1)防止向倾斜推垮的特种支护;2)防止向采空区推垮的特种支护;3)防止向煤壁推垮的特种支护可选用向采空区方向的戗棚(或戗柱)。,6/6/2023,山东科技大学,17,窜屿茄咀众给姚冬檄大蛊船字纂短万寻乌革唐批在诞蛇灶伞项题盆旋叛佬2单体支柱工作面支护设计分解2单体支柱工作面支护设计分解,2.2.2.2端头特种支护 端头是事故多发地段,
12、因此,也是支护的重点。端头特种支护要求整体性强,抗压性能好。目前,用的比较好的主要有四对八根长梁(双楔铰接顶梁)、十字顶梁支架。,6/6/2023,山东科技大学,18,永翅辉赠厘郊梦纂挚岳袖常搂乘版摇徘挽铲灸糟铅虑弗淆按权睡害傅绿者2单体支柱工作面支护设计分解2单体支柱工作面支护设计分解,()四对八根长梁端头支护,6/6/2023,山东科技大学,19,依惟尾息沼莲储痞窑摔剔渴套拧摊运哮翻涩回羹骇首备陌旧硝沾湛颈砷混2单体支柱工作面支护设计分解2单体支柱工作面支护设计分解,()十字顶梁端头支护,6/6/2023,山东科技大学,20,牲匠星厘通彦靠袭偶谜衔鼠座肪维稚颂玲癸俩蛙蒜驳汹哦壤绘隘妓割釜棕
13、2单体支柱工作面支护设计分解2单体支柱工作面支护设计分解,()木垛()机巷破顶掘进采场下端头的特种支护,6/6/2023,山东科技大学,21,蹬冰营糟移携宵虚坟弦泌尔良筷哨虞师青夫躺仅买则纠墒绍妓敌恭觅态彻2单体支柱工作面支护设计分解2单体支柱工作面支护设计分解,2.2.2.3煤壁处的特种支护1)防止破碎顶板在机道处垮落的贴帮柱;2)防止大采高松软煤层煤壁片帮的背帮措施。2.2.2.4全承载支护 全承载支护是指将末排回下的支柱,支到前排支柱的内侧,这样既可加强后排的支护,又可保护支柱。因此,应提倡采用全承载支护。全承载支护也可看成是一种最基本的特种支护。,6/6/2023,山东科技大学,22,
14、挪面慨蔷伊纷导弊榨挡指汲乍莲揩檀训藉沮招铱吸涸均蚌枢瞩换医锌颂甄2单体支柱工作面支护设计分解2单体支柱工作面支护设计分解,2.3确定工作面控顶距2.3.1控顶距的定义和基本控顶距1)控顶距:从煤壁到最后一排支柱的距离。2)基本控顶距:根据安全生产的基本要求,采场至少必须有3硐分别供运煤、行人和堆料用,因此,在“见四回一”的采场,基本控顶距最大为4硐,最小为3硐,在“见五回二”的采场,最大控顶距为5硐,最小为3硐,任何小于3硐的控顶距在安全方面都是不允许的。,6/6/2023,山东科技大学,23,升硒站缚摧驾昧张讼惩沥棍乍咬馅衅俊交鲜般肆评寝弦旧沙舅钾惋绑怜盼2单体支柱工作面支护设计分解2单体支
15、柱工作面支护设计分解,6/6/2023,山东科技大学,24,痒刮综枪门溪迈胶毫搪鬃谤惕批连阂楔倪谰陪涯塔食答缅泉卤牡约隙摧心2单体支柱工作面支护设计分解2单体支柱工作面支护设计分解,2.3.2影响控顶距的因素 复合顶板下处于不同推进阶段、局部地质构造影响、支架性能、顶板的完整性、基本顶的冲击程度、工艺特点(顶梁长度、进尺、放顶距等)、瓦斯、采高、倾角等。,6/6/2023,山东科技大学,25,垂慌类饮玄内裕恍赦落陌耻腔潍偶浅凭移藻另肄惶婶简昂侨丢饮忿鞋澡酪2单体支柱工作面支护设计分解2单体支柱工作面支护设计分解,2.3.3合理控顶距的确定2.3.3.1一般条件下的控顶距 当回采工作面各方面条件
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