煤礦開采安全

2023/12/131礦井開拓巷道掘進與支護采煤方法采掘工作面頂板事故防治本章培訓(xùn)主要內(nèi)容2023/12/132第一節(jié)礦井開拓★煤層結(jié)構(gòu)和埋藏特征★原煤儲量的分級和分類★礦井生產(chǎn)能力和效勞年限★井田內(nèi)的劃分★礦井開拓第二節(jié)巷道掘進與支護★破巖★巷道支護★巷道施工的平安管理2023/12/133第三節(jié)采煤方法★概念和分類★長壁采煤方法采煤工藝★長壁采煤法組織管理★放頂煤采煤法★急傾斜煤層開采第四節(jié)采掘工作面頂板事故防治★礦山壓力根底知識★沖擊地壓★采煤工作面冒頂事故的原因及防治★巷道冒頂事故的原因及防治2023/12/134(一)、煤層厚度、結(jié)構(gòu)：1、煤層特征：主要是指煤層厚度、結(jié)構(gòu)、傾角、穩(wěn)定性、埋藏深度及頂?shù)装鍑鷰r性質(zhì)，是確定開拓方式和選擇采煤方法的重要依據(jù)。2、煤層結(jié)構(gòu)——指煤層中含有的夾矸層。1〕簡單結(jié)構(gòu)煤層—一般沒有夾矸或偶有1一2層穩(wěn)定夾矸。2〕復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層—含有很多夾矸層，層數(shù)、層位、厚度及巖性變化大。第五章煤礦開采平安第一節(jié)礦井開拓一、煤層結(jié)構(gòu)和埋藏特征2023/12/1352023/12/136(二）煤層的分類2、按煤層傾角劃分2023/12/1372023/12/138〔三〕煤層的埋藏特征1、頂?shù)装澹骸?〕偽頂：緊貼煤層之上，極易垮落的巖層。〔2〕直接頂：直接位于偽頂或煤層之上、隨著回撤支架而垮落的巖層?！?〕老頂：位于直接頂或煤層之上厚而堅硬的巖層?！?〕偽底：直接位于煤層之下的薄層軟弱巖層。〔5〕直接底：直接位于煤層之下硬度較低的巖層。〔6〕老底；直接底下面比較堅硬的巖層。2、煤層層數(shù)：含煤的層數(shù)。3、埋藏深度：指離地表的深淺程度。2023/12/139為了說明不同塊段煤層地質(zhì)情況被查明的程度，常將儲量劃分成不同的級別，儲量分A、B、C、D4級。根據(jù)工業(yè)要求、開采條件以及儲量被查明的程度，礦井的儲量分為以下幾類：2023/12/1310二、原煤儲量的分級和分類

礦井儲量指井田范圍內(nèi)可采煤層的全部儲量。根據(jù)勘探程度將儲量分級分類

可采儲量

工業(yè)儲量能利用的儲量設(shè)計損失量礦井地質(zhì)儲量遠(yuǎn)景儲量尚難利用的儲量礦井地質(zhì)儲量：礦井技術(shù)邊界范圍內(nèi)的全部煤炭儲量能利用的儲量：在目前經(jīng)濟技術(shù)條件下能夠開采的儲量，A、B、C、D級儲量的和，也叫平衡表內(nèi)儲量。2023/12/1311尚難利用的儲量：目前經(jīng)濟技術(shù)條件下尚不能夠開采的儲量，平衡表外儲量。工業(yè)儲量：A、B、C級儲量和，是礦井設(shè)計的資源依據(jù)。工業(yè)儲量中預(yù)計可以采出來的煤量為可采儲量，預(yù)計不可以采出來的煤量為設(shè)計損失量。遠(yuǎn)景儲量：D級儲量，因勘探程度不夠，不能作為礦井設(shè)計的依據(jù)。可采儲量與工業(yè)儲量之間的關(guān)系：

zk=(zg-p)·c式中Zk_可采儲量；Zg_工業(yè)儲量；p_永久性煤柱損失量；C-采區(qū)設(shè)計采出率，厚煤層不低于75％，中厚煤層不低于80％，薄煤層不低于85％。2023/12/1312

三、礦井生產(chǎn)能力和效勞年限(一)礦井生產(chǎn)能力礦井生產(chǎn)能力稱井型．是指礦井設(shè)計的年產(chǎn)量我國礦井按其生產(chǎn)能力的大小分為三類：大型：1.20、1.50、1.80、2.40、3.00及以上(Mt／a)；中型：450、600、900(kt／a)；小型：90、150、210、300(kt／a)。2023/12/1313(二)礦井效勞年限礦井效勞年限指礦井從投產(chǎn)到轉(zhuǎn)產(chǎn)的年限.確定礦井效勞年限要與礦井生產(chǎn)能力相適應(yīng)。礦井生產(chǎn)能力與效勞年限之間關(guān)系，可用下式表示：T=Zk／A．KZk-礦井可采儲量T-礦井設(shè)計的效勞年限(a)；A-礦井設(shè)計的生產(chǎn)能力(萬t／a)；K-儲量備用系數(shù)。

2023/12/1314四、井田內(nèi)的劃分當(dāng)一個煤田的范圍較大時，必須把煤田劃分為假設(shè)干較小的局部，每一局部由一個礦井來開采。劃歸一個礦井來開采的那一局部煤田稱為井田。煤田劃分為井田后，井田范圍仍然比較大，需要把井田劃分為更小局部，以便有方案按照一定順序進行開采。2023/12/1315(一)井田劃分為階段和水平當(dāng)開采傾斜和緩傾斜煤層時，通常在井田范圍內(nèi)，沿傾斜方向按一定標(biāo)高將井田劃分成假設(shè)干條帶，每個條帶稱為階段。階段特征：階段走向長度等于井田走向長度；階段垂高一般為150~250m；階段設(shè)有階段運輸大巷和階段回風(fēng)大巷，運輸大巷一般布置在階段的下部，回風(fēng)大巷一般布置在階段的上部。每個階段有獨立的運輸和通風(fēng)系統(tǒng)。巷道和硐室一般布置在某一標(biāo)高的水平面上，這一水平面稱為水平。設(shè)有井底車場及主要運輸大巷的水平稱為開采水平；設(shè)有主要回風(fēng)巷道的水平稱為回風(fēng)水平。

2023/12/1316

根據(jù)煤層賦存條件，一個井田可以用一個水平開采，或者用幾個水平開采，前者稱為單水平開拓；后者稱為多水平開拓。單水平開拓是用一個開采水平把井田沿傾斜劃分為兩個階段。在水平以上的階段，采出的煤炭向下運到開采水平，稱為上山階段；在水平以下的階段采出的煤炭向上運到開采水平，稱為下山階段。單水平開拓一般用在煤層傾角較小(16?以下)，傾斜長度也比較小的井田；多水平開拓是用兩個以上開采水平開采整個井田，一般用于煤層傾角、范圍較大的井田。2023/12/1317〔二〕階段內(nèi)的布置階段范圍內(nèi)的面積還相當(dāng)大，不能直接布置采煤工作面．還必須再劃分為更小的塊段。1．分區(qū)式在階段范圍內(nèi)，沿走向把階段劃分為假設(shè)干塊段，每一塊段稱為采區(qū)。采區(qū)的斜長即階段斜長。階段的斜長往往很大，有時長達(dá)1000~1500m。通常再沿煤層傾斜劃分成假設(shè)干長條局部，每一長條局部稱為區(qū)段。每個區(qū)段布置一個采煤工作面。區(qū)段的斜長等于采煤工作面長度、運輸平巷和回風(fēng)平巷的寬度與煤柱寬度的和。

2023/12/13182023/12/13192．分段式在階段范圍內(nèi)，沿煤層的傾斜方向?qū)⒚簩觿澐殖杉僭O(shè)干個走向條帶，每個條帶布置一個采煤工作面，稱為分段。采煤工作面沿走向方向由井田中央向井田邊界推進，或者由井田邊界向井田中央連續(xù)推進。分段的傾斜長度和區(qū)段斜長根本相同，分段的走向長度等于井田走向全長。3．分帶式分帶：在階段內(nèi)不劃分采區(qū)，沿煤層走向劃分成假設(shè)干個傾斜條帶，每個條帶布置1~2個采煤工作面，稱為分帶。在分帶內(nèi)，采煤工作面沿煤層傾斜方向(仰斜或俯斜)連續(xù)推進，即由階段的下部邊界向上部邊界或者由階段的上部邊界向下部邊界連續(xù)推進。2023/12/1320五、礦井開拓(一)巷道的種類礦井巷道按井巷和水平面夾角不同，巷道可分為垂直巷道、水平巷道和傾斜巷道等；按照作用和效勞范圍的不同，巷道分為開拓巷道、準(zhǔn)備巷道和回采巷道等。1．開拓巷道為全礦井、一個水平或兩個以上采區(qū)效勞的巷道稱為開拓巷道。2．準(zhǔn)備巷道為一個采區(qū)內(nèi)的一個或幾個采煤工作面和掘進工作面效勞的巷道和硐室稱為準(zhǔn)備巷道。2023/12/13213．回采巷道直接為一個采煤工作面效勞的巷道稱為回采巷道。(二)開拓方式在井田范圍內(nèi)，從地面向地下開掘一系列巷道進入煤層，建立生產(chǎn)系統(tǒng)，稱礦井開拓。這些井下巷道的形式、數(shù)量、位置及其相互聯(lián)系稱為開拓方式。開拓方式的內(nèi)容包括：通到地下的井硐形式(立、斜、平)、水平數(shù)目以及階段內(nèi)的布置方式(分區(qū)式、分段式、分帶式)等。無論哪一種井硐形式，都可用單水平或多水平開采，以及分區(qū)式、連續(xù)式或分帶式布置。通常以井硐形式把井田開拓方式分為平硐開拓、斜井開拓和立井開拓三種。2023/12/1322礦井巷道示意圖1－主井；2－副井，3－井底車場；4－主要運輸石門；5－階段運輸大巷；6－回風(fēng)井；7－回風(fēng)石門；8－回風(fēng)大巷；9－采區(qū)運輸石門；10－采區(qū)下部車場底板繞道；11－采區(qū)下部車場；12－采區(qū)煤倉；13－行人進風(fēng)巷；14－運輸上山；15－軌道上山；16－上山絞車房；17－采區(qū)回風(fēng)石門；18－采區(qū)上部車場；19－采區(qū)中部車場；20－區(qū)段運輸平巷；21－下區(qū)段回風(fēng)平巷；22－聯(lián)絡(luò)巷；23－區(qū)段回風(fēng)平巷；24－開切眼；25－采煤工作面2023/12/13231．平硐開拓在山嶺和丘陵地區(qū)，直接從地表用水平大巷進行開拓，叫做平硐開拓。平硐形式一般有以下幾種：走向平硐：平硐沿煤層走向底板巖層或直接在煤層中開掘，開拓工程量少，建設(shè)期短，出煤快，投資少，經(jīng)濟效益好。

垂直走向平硐：垂直煤層走向開掘的平硐進入煤層后，可以在兩翼布置采區(qū)，礦井生產(chǎn)能力較大。

斜交平硐：斜交于煤層走向開掘的平硐。階梯平硐：如井田傾斜長度過大或煤層傾角過大，在地形條件允許時，可以采用階梯平硐。

2023/12/1324走向平硐示意圖2023/12/1325垂直走向平硐開拓示意圖2023/12/1326階梯平硐示意圖2023/12/13272．斜井開拓斜井開拓是利用傾斜巷道由地面進入地下到達(dá)煤層的開拓方式。采用斜井開拓時，井筒可以沿煤層或煤層底板開掘，也可以由頂板或底板巖石中穿層進入煤層。斜井井筒形式一般有兩類：

順層斜井：其中包含煤層斜井、巖層斜井；穿層斜井：包含有頂板斜井、底板斜井。其中巖層斜井、頂板斜井、底板斜井均為巖石斜井.斜井開拓井簡裝備形式與裝備井筒的數(shù)量、井筒的傾角有關(guān)。2023/12/1328

串車提升時．井筒傾角不宜大于25?；箕斗提升時，井筒傾角不大于25?~35?；無極繩提升時，井筒傾角不大于10?；膠帶輸送機提升時，井筒傾角一般不大于17?~18?，假設(shè)裝備大傾角膠帶輸送機，有防滑措施時，井簡傾角可以到達(dá)20?~25?。裝有帶式輸送機的井筒兼作風(fēng)井時，應(yīng)遵守以下規(guī)定：裝有帶式輸送機的井筒兼作進風(fēng)井時，井筒中的風(fēng)速不得超過4m／s，并有可靠的防塵措施，井筒中必須裝設(shè)自動報警滅火裝置和敷設(shè)消防管路。裝有帶式輸送機的井筒兼作回風(fēng)井時，井筒中的風(fēng)速不得超過6m／s，且必須裝設(shè)甲烷斷電儀。2023/12/13293．立井開拓★當(dāng)煤層埋藏很深，如果用斜井開拓，那么井筒長度過大，維護比較困難。★煤層埋藏雖不很深，但上覆巖層中有很厚的流砂層或表土，開鑿斜井困難時?！镩_采急傾斜煤層時，由于水平數(shù)目較多，石門過長，同樣，不宜用斜井。在上述情況下，可以采用立井開拓。上述三種開拓方式各有特點。條件適宜時，應(yīng)優(yōu)先考慮用平硐或斜井開拓。4．綜合開拓.在某些條件下，為了充分利用地形，或考慮煤層埋藏深淺等特點，防止大量提前投資，或單純用一種開拓方式在技術(shù)上和經(jīng)濟上不夠合理時，可采用綜合開拓

2023/12/1330包括：平硐-斜井；平硐-立井；斜井-立井等。其中，以斜井作為主井、安裝膠帶輸送機提煤，立井作副井，以利于輔助提升的綜合開拓方式，是一些大型礦井的開展方向，這是由于目前井工開采深度不斷加大，立井作副井可以適應(yīng)這一變化；立井井筒斷面大，線路短，能滿足上下人員、通風(fēng)、提矸、下料等要求；作為主井的斜井，能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)運輸，減少運輸環(huán)節(jié)，提高生產(chǎn)能力；副斜井的輔助提升比較困難，通風(fēng)、排水線路長，行人不方便；國內(nèi)外的實踐證明，采用主斜井副立井效果良好。2023/12/1331(三)開采順序開采順序包括井巷的開掘順序和煤層的開采順序。井巷開掘順序關(guān)系到礦井的采掘關(guān)系，關(guān)系到礦井通風(fēng)系統(tǒng)的形成，關(guān)系到礦井的平安運行，一般按照開拓巷道、準(zhǔn)備巷道和回采巷道的順序進行開掘。礦井開拓時，首先要開掘井硐，掘到開采水平或井底車場附近，至少貫穿一次，形成通風(fēng)系統(tǒng)，一條巷道進風(fēng)，一條巷道回風(fēng)。采區(qū)上山掘進要貫穿，形成采區(qū)變電所等硐室，當(dāng)掘至采區(qū)上部邊界附近，掘出絞車房，聯(lián)通后形成通風(fēng)系統(tǒng)，然后才能夠掘回采巷道。2023/12/1332階段內(nèi)的開采順序一般采用“采區(qū)前進、區(qū)內(nèi)后退〞，即先采靠近井筒的采區(qū)，然后由近及遠(yuǎn)逐步推進；在每個采區(qū)內(nèi)部，先掘出兩條順槽，在采區(qū)邊界開切眼貫穿，采煤工作面從采區(qū)邊界向采區(qū)上山方向后退回采。采區(qū)內(nèi)各區(qū)段之間的開采順序一般采用下行式，即沿傾斜方向由上而下依次回采。只有當(dāng)煤層傾角很小時，才可能采用上行式開采順序。煤層群或厚煤層分層開采順序一般采用由上而下進行開采，即下行式開采順序。采用下行式開采順序時，下一煤層可以在上煤層采煤工作面推進一段距離(平安錯距)后，同時進行采掘工作。

2023/12/13331－采區(qū)輸送機上山；2－采區(qū)軌道上山；3－區(qū)段運輸平巷；4－區(qū)段回風(fēng)平巷；5－采煤工作面；6－采區(qū)邊界線2023/12/1334第二節(jié)巷道掘進與支護一、破巖破巖的方法有兩種：鉆爆法和機械破巖。機械破巖主要適用于在煤層內(nèi)開掘的巷道即煤巷，機械破巖多使用掘進機，使用掘進機掘進應(yīng)遵守規(guī)程的有關(guān)規(guī)定。開掘巖巷多用鉆爆法。鉆爆法應(yīng)到達(dá)以下要求：炮眼利用率高，炸藥雷管消耗量少；斷面符合設(shè)計要求，不超挖也不欠挖；對巷道圍巖的破壞和振動要?。粠r石塊度和巖堆高度要適中，以利于提高裝巖效率和鉆眼與裝巖平行作業(yè)。2023/12/1335

(一)巷道斷面形狀與尺寸巷道斷面形狀主要是根據(jù)巷道的效勞年限、巖層的物理力學(xué)性質(zhì)、礦山壓力的大小和方向、選擇的支護方式和支架材料決定，以利于開掘和支護為原那么。常用的有拱形、梯形、矩形、圓形和橢圓形。拱形、圓形和橢圓形巷道能抵抗較大的壓力，應(yīng)用于效勞年限較長的開拓巷道；矩形斷面巷道易于掘進，巷道斷面容易控制，適宜提高機械化施工，多用于在煤層中掘進的側(cè)壓較小的回采巷道；梯形斷面巷道掘進和支護容易，可以承受較大的側(cè)壓，選用木材支架的巷道使用比較普遍。2023/12/1336

巷道斷面尺寸主要依據(jù)用途、軌道的數(shù)目、運輸容器或電機車的外廓尺寸、運輸速度及平安間隙來確定，最后用通過該巷道的風(fēng)速進行校核。巷道凈寬度主要取決于運輸設(shè)備本身的寬度、人行道寬度和規(guī)定的平安間隙，無運輸設(shè)備的巷道可根據(jù)通風(fēng)及行人的需要來選取。巷道高度以人員通過平安、方便為原那么。一般情況下開拓巷道不得低2.0m，準(zhǔn)備巷道不得低于1.8m，回采巷道不得低1.6m。規(guī)程規(guī)定：1．巷道凈斷面必須滿足行人、運輸、通風(fēng)和平安設(shè)施及設(shè)備安裝、檢修、施工的需要.2023/12/1337〔1〕主要運輸巷和主要風(fēng)巷的凈高，自軌面起不得低于2m。(2)采區(qū)(包括盤區(qū))內(nèi)的上山、下山和平巷的凈高不得低于2m，薄煤層內(nèi)的不得低于1.8m。2．運輸巷兩側(cè)(包括管、線、電纜)與運輸設(shè)備最突出局部之間的距離，應(yīng)符合以下要求：(1)新建礦井、生產(chǎn)礦井新掘運輸巷的一側(cè)，從巷道道碴面起1.6m的高度內(nèi)，必須留有0.8m以上的人行道〔綜合機械化采煤礦井為1m)，管道吊掛高度不得低于1.8m；巷道另一側(cè)的寬度不得小于0.3m(綜合機械化采煤礦井為0.5m)。2023/12/1338巷道內(nèi)安設(shè)輸送機時，輸送機與巷幫支護距離不得小于0.5m；輸送機機頭和機尾處與巷幫支護的距離應(yīng)滿足設(shè)備檢查和維修的需要，并不得小于0.7m。巷道內(nèi)移動變電站或平板車上綜采設(shè)備最突出局部，與巷幫支護距離不得小于0.3m。(2)生產(chǎn)礦井已有巷道的寬度不符合本條第一款第(1)項的要求時，必須在巷道的一側(cè)設(shè)置躲避硐，2個躲避硐之間的距離不得超過40m。躲避硐寬度不得小于1.2m，深度不得小于0.7m，高度不得小于1.8m，躲避硐內(nèi)嚴(yán)禁堆積物料。2023/12/1339

(3)在人車停車地點的巷道上下人側(cè)，從巷道道碴面起1.6m的高度內(nèi)，必須留有寬1m以上的人行道，管道吊掛高度不得低于1.8m。(二)鉆眼機具掘進巷道所需的炮眼全部采用機械鉆眼，鉆鑿炮眼所使用的機械通常有鑿巖機和電鉆兩大類。鑿巖機是井巷掘進時在巖石工作面用來鉆鑿炮眼的機械工具，它所使用的動力是壓縮空氣，在煤礦上一般把它叫做風(fēng)鉆。

電鉆是直接用電為動力，連續(xù)地旋轉(zhuǎn)切削破碎巖石的鉆眼機械。電鉆可分煤電鉆和巖石電鉆兩大類。兩者的區(qū)別在功率不一樣。2023/12/1340

(三)工作面炮眼布置取得良好爆破效果的途徑：正確布置工作面炮眼；合理確定爆破參數(shù)；選用適宜的炸藥；改進爆破技術(shù)等。正確地布置工作面炮眼是取得良好爆破效果的前提。將各種不同作用的炮眼合理地布置在相應(yīng)位置上，使每個炮眼都能起到它應(yīng)有的爆破作用。掘進工作面的炮眼，按其用途和位置的不同可分為掏槽眼、輔助眼和周邊眼三類。它們只有依次起爆才能保證爆破效果。2023/12/13411．掏槽眼掏槽眼的作用是首先在工作面上將某一局部巖石破碎并拋出，在原來只有一個自由面的根底上崩出第二個自由面來，為其他炮眼的爆破創(chuàng)造有利條件，以提高破巖效率。炸藥在煤巖體內(nèi)爆炸后，其爆炸能量是向著抵抗方向釋放的。掏槽眼一般布置在巷道斷面中央靠近底板處。它的好處是便于打眼時掌握方向，讓多數(shù)炮眼在崩落巖石時，能借助巖石自重掉落下來。在斷面中如果存在有顯著易爆的軟弱夾層時，應(yīng)將掏槽眼布置在這些軟弱層中。2023/12/1342按照掏槽眼的方向不同，掏槽方式可分為斜眼掏槽、直眼掏槽、混合掏槽三類。斜眼掏槽的優(yōu)點：充分利用自由面，掏槽效果好；掏槽眼數(shù)目少，掏槽面積大，操作簡單。缺點：眼深受巷道斷面限制，因而循環(huán)進度也受到限制；打眼時工作面風(fēng)鉆布置較亂，不利于多臺風(fēng)鉆同時作業(yè)。直眼掏槽的特點；眼深不受巷道斷面限制，可實行深孔爆破；工作面布置風(fēng)鉆容易，有利于多臺風(fēng)鉆作業(yè)；炮眼要相互平行，精度要求高；掏槽眼數(shù)目多，而且要求有中空眼；光爆效果好。2023/12/1343中空眼的作用：①對爆炸應(yīng)力和爆破方向起導(dǎo)向作用；②補償作用，使受壓巖石有必要的補償空間，它是人為附加自由面。直眼掏槽適用于無瓦斯、巖石中硬以上工作面。直眼掏槽的眼距要嚴(yán)加控制，既不能太大，太大打不開，掏不出槽來；又不能太小，太小巖石被擠實造成巖石再生。一般掏槽眼距等于破碎圈直徑(為藥卷直徑的3-5倍)，即為100~250mm。2023/12/1344

2．其他炮眼布置(1)輔助眼：掏槽眼以外布置輔助眼進行擴槽，輔助眼的個數(shù)為4~l0個。(2)周邊眼：控制巷道成型的炮眼。一般在巷道的輪廓線上布置周邊眼，硬巖可布置在輪廓線以外，與輪廓線外接；軟巖可布置在輪廓線以里，與輪廓線內(nèi)切。

2023/12/1345

(四)光面爆破光面爆破(簡稱光爆)是通過合理選擇爆破叁數(shù)，使爆破后的巷道成型規(guī)整，減少超挖和欠挖，最大限度的保持圍巖的自身強度，從而增強圍巖的自承能力，有利于平安施工和永久支護，為井巷工程推廣錨噴支護創(chuàng)造有利條件。光爆標(biāo)準(zhǔn)：眼痕率(光爆后可見眼痕的炮眼個數(shù)與不包括底板的周邊眼總數(shù)的比值)不小于50％；巖壁超挖尺寸不大于150mm，欠挖尺寸不超過質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求；圍巖不出現(xiàn)明顯的炮震裂隙。

2023/12/1346二、巷道支護(一)巷道支護的根本原理巷道未開掘以前，地下巖體處于相對平衡的原巖應(yīng)力狀態(tài)。巷道開掘以后，破壞了原巖應(yīng)力狀態(tài)，打破了原有的應(yīng)力平衡，應(yīng)力重新分布，形成了集中應(yīng)力，巖體受三向壓縮轉(zhuǎn)變?yōu)殡p向壓縮。巷道周邊圍巖是否破壞取決于：集中應(yīng)力的大小和圍巖的強度。如果集中應(yīng)力大于圍巖的強度，巖體就會破壞，集中應(yīng)力就會向圍巖內(nèi)部轉(zhuǎn)移。在轉(zhuǎn)移過程中集中應(yīng)力降低，圍巖越向里，其承載能力越強，直到重新平衡為止。由此可見，巷道維護須從兩方面采取措施：提高圍巖強度，控制圍巖應(yīng)力。2023/12/1347要使得巷道易于維護，就要合理選擇巷道位置；減少對巷道圍巖的震動與破壞；及時支護，提高巷道圍巖強度，防止松動巖石脫落。提高支架的初撐力和強度，及時支護，才能夠發(fā)揮支護的作用。如果不及時支護，造成工作面空頂，就會發(fā)生冒頂、片幫、掉矸而造成人員傷亡。掘進工作面嚴(yán)禁空頂作業(yè)。

(二)巷道支護的類型1．支撐式支架支撐式支架是直接支撐巖體的支護方式。這種支護方式分為棚式支架和石材整體式支架。

2023/12/1348

棚式支架一般分木支架、金屬支架和鋼筋混凝土支架。木支架由一梁兩柱，以及背板、木楔等組成，常用來支護梯形斷面的巷道。金屬支架是用舊鋼軌、工字鋼或槽鋼代替木材，制成梁和柱支設(shè)的棚子。鋼腿可由兩節(jié)組成，有一定的可縮量。拱形金屬支架用特型鋼由幾段組合成拱形支架，接點處可以移動，可在動壓較大的巷道中使用。鋼筋混凝土支架是在地面用鋼筋混凝土預(yù)制成標(biāo)準(zhǔn)尺寸的梁和柱運入井下組成的棚式支架。2023/12/1349石材整體式支架是指用料石、混凝土或鋼筋混凝上砌筑成的連續(xù)整體式支架。一般稱這種支架為砌碹，主要形式是直墻拱頂式。拱型多采用三心拱和半圓拱，主要用于圍巖十分破碎、有大面積涌水和化學(xué)腐蝕、巷道效勞年限長的地方。規(guī)程規(guī)定：(1)掘進工作面嚴(yán)禁空頂作業(yè)?？拷蜻M工作面l0m內(nèi)的支護，在爆破前必須加固。爆破崩倒、崩壞的支架必須先行修復(fù)，方可進入工作面作業(yè)。修復(fù)支架時必須先檢查頂、幫，并由外向里逐架進行。2023/12/1350在松軟的煤、巖層或流砂性地層中及地質(zhì)破碎帶掘進巷道時，必須采取前探支護或其他措施。在堅硬和穩(wěn)定的煤、巖層中，確定巷道不設(shè)支護時，必須制定平安措施。(2)支架間應(yīng)設(shè)牢固的撐木或拉桿?？煽s性金屬支架應(yīng)用金屬拉桿，并用機械或力矩扳手?jǐn)Q緊卡纜。支架與頂幫之間的空隙必須塞緊、背實。巷道砌碹時，碹體與頂幫之間必須用不燃物充滿填實；巷道冒頂空頂局部，可用支護材料接頂，但在碹拱上部必須充填不燃物墊層，厚度不小于0.5m。2023/12/1351(3)更換巷道支護時，在撤除原有支護前，應(yīng)先加固臨近支護，撤除原有支護后，必須及時除掉頂幫活矸和架設(shè)永久支護，必要時還應(yīng)采取臨時支護措施。2．補強式支架補強式支架是補強巖體，利用圍巖本身強度來維護巷道的支護方式。這種支護方式主要有錨桿支護、噴射混凝土支護、噴漿支護和錨索、錨噴支護等。(1)錨桿支護巷道掘出后，向圍巖中打錨桿眼，然后將錨桿安設(shè)在錨桿眼內(nèi)，對巷道圍巖予以人工加固，提高圍巖自身的強度，以維護巷道的穩(wěn)定。2023/12/1352錨桿支護分集中錨固和全長錨固兩種。集中錨固：通過眼底端的錨頭和另一端的緊固局部，使錨桿受張拉而抑制圍巖的變形與松動。全長錨固：通過桿體與孔壁間的膠結(jié)材料，使錨桿在全長范圍內(nèi)與巖石粘結(jié)在一起對巖體產(chǎn)生錨固作用。錨固方式可分為機械錨固型和全面鉸接型(粘結(jié)錨固型)。錨固裝置或錨桿桿體和錨桿孔壁接觸，靠摩擦阻力起錨固作用的錨桿，屬于機械錨固型錨桿。錨桿桿體局部或錨桿桿體全長利用樹脂、砂漿、水泥等膠結(jié)材料，將錨桿桿體和錨桿孔壁粘結(jié)、緊貼在一起，靠粘結(jié)力起錨固作用的錨桿．屬于粘結(jié)錨固型錨桿。2023/12/1353錨桿支護原理：①加固拱(擠壓組合拱)作用開巷后形成的圍巖破壞圈，通過錨桿的作用使圍巖形成一個具有一定厚度的能夠維持自身穩(wěn)定而具有防止其外部圍巖松動的加固拱。②懸吊作用將要冒落的軟弱巖層或圍巖懸吊于深部鞏固穩(wěn)定的巖體上，由錨桿來承擔(dān)這些巖體的重量。③組合梁作用在層狀巖層中通過錨桿作用將一層層巖石組成一個整體．提高其承載能力，這個整體就是組合梁。錨固強度是指作用到單位圍巖面積的錨固力。錨桿支護要做到：及時安設(shè)，擰緊緊固螺母，提高錨固強度。

2023/12/1354(2)噴射混凝土和噴漿支護噴射混凝上是將一定比例的水泥、沙、石的拌合料通過混凝土噴射機，用壓縮空氣作動力沿著管路送到噴嘴處與水混合后，以較高的速度(100m／s)噴射在巖面上凝結(jié)硬化而成的一種支護形式。從混合料及施工工藝上大體可以分為干式噴射法、潮式噴射法和濕式噴射法。潮式噴射法是混凝土混合料含有一定水分(或濕度)，在壓氣氣流中呈稀薄流動狀態(tài)輸送，到噴嘴處再參加少量的水混合后噴往圍巖外表。潮式噴射法與干式噴射法的主要區(qū)別在于石子和砂子是不是濕料。

2023/12/1355噴射混凝土和噴漿支護的作用原理：①結(jié)構(gòu)作用(加固、組合)。噴層具有良好的物理力學(xué)性能，抗壓強度較高，能起到結(jié)構(gòu)支撐作用。同時由于噴層具有一定的柔性，可以產(chǎn)生一定變形。②封閉作用。噴層封閉了圍巖外表，完全隔絕了空氣、水與圍巖的接觸，有效地防止風(fēng)化作用所造成的圍巖破壞和剝落。③充填作用。噴射混凝土以很高的速度射入巖體張開的節(jié)理裂隙，把松動的巖塊粘結(jié)、充填起來，產(chǎn)生粘結(jié)作用，大大提高了圍巖的整體性和強度。

2023/12/1356(三)錨桿支護施工質(zhì)量要求

及時主動支護是錨桿形成錨固承載層的關(guān)鍵，在安裝錨桿的同時，應(yīng)立即施加足夠的預(yù)緊力，不僅消除了錨桿構(gòu)件的初始滑移量，而且給圍巖一定的預(yù)壓力，防止頂板的早期離層。錨桿支護施工時，一定要在頂板剛剛暴露后就及時安裝錨桿，并保證要有足夠的預(yù)緊力，這是錨桿支護取得成功的保證。2023/12/1357三、巷道施工的平安管理(一)平巷施工特點1．水平巖石巷道施工水平巖石巷道的掘進目前還是以鉆爆法為主，包括鉆眼、爆破、裝巖、運輸和支護等主要工序以及工作面通風(fēng)、排水、砌水溝和測量等輔助工序。(1)裝巖平巷掘進中裝運巖石工作，是掘進作業(yè)中最繁重而又消耗工時的工序。一般情況下，這項工序要占掘進循環(huán)總時間的35％—50％。2023/12/1358(2)臨時支護掘進巷道時，從掘進到架設(shè)永久支架前，為了防止巖塊墜落，工作面應(yīng)該預(yù)先架設(shè)臨時支架，或前探梁。金屬臨時支架是最常用的一種，它的優(yōu)點是：支架結(jié)構(gòu)形式易于適應(yīng)各個巷道斷面形狀，強度大，能保證工程質(zhì)量和作業(yè)平安，節(jié)約坑木；降低工程本錢；架設(shè)撤除方便，可以重復(fù)使用。根據(jù)巷道兩幫圍巖的穩(wěn)定情況，可以采用無腿金屬臨時支架，或有腿金屬臨時支架。

2023/12/1359

在堅硬和穩(wěn)定的煤、巖層中，確定巷道不設(shè)支護，必須具備以下條件：①巷道開鑿后，巖體不發(fā)生明顯的變形和位移；②巷道在整體均勻的巖層中，或抗壓強度在60MPa以上，又無沖擊地壓危險；③煤和半煤巖巷道中，煤體穩(wěn)定，煤層不會自然發(fā)火。確定巷道不支護時，必須制定平安措施，并要加強日常觀測，及時清理頂、幫活石。

2023/12/1360(3)排水巷道一側(cè)要設(shè)置排水溝，以便泄出井下涌水，保證生產(chǎn)平安，創(chuàng)造較好的行人、運輸?shù)裙ぷ鳁l件，有利于巷道的維護。掘進巷道在穿透老空之前，必須堅持“有疑必探．先探后掘〞的探放水原那么，編制切實可行的探水方案。2．煤巷施工煤巷掘進的工序與巖巷掘進根本上一樣，但施工方法有許多不同之處：2023/12/1361(1)煤層比巖層的鞏固性小，可以采用效率較高的多種掘進機或掘進裝巖機，也可采用連續(xù)采煤機掘進巷道。(2)煤層內(nèi)多含有瓦斯，爆破后又有大量煤塵飛揚，故爆破時要噴霧灑水，使用水炮泥。(3)在煤巷掘進時，軌道上經(jīng)常積有浮煤。為防止揚塵，在煤巷掘進時應(yīng)選擇履帶式裝巖機或其他不致引起煤塵大量飛揚的裝巖機。(4)在煤層中掘進巷道，一般采用雙巷掘進，每隔一定距離進行貫穿，以利通風(fēng)。在容易自燃或自燃煤層中掘進，為防止漏風(fēng)，也可采用單巷掘進。

2023/12/13623．半煤巖水平巷道施工(1)巷道鑿巖位置的選擇開掘半煤巖巷道，必須認(rèn)真選擇在巷道斷面內(nèi)的鑿巖位置，即挑頂、臥底或挑頂兼臥底。鑿巖位置根據(jù)煤層傾角，頂?shù)装鍘r性以及巷道用途等條件來選擇。同時做到：盡量防止破壞頂板，保持巷道穩(wěn)定，盡可能掘鑿軟巖，并力求掘煤面積最大，減少開掘困難和費用，充分滿足巷道運輸、裝車的要求。在一般情況下，緩傾斜煤層的半煤巖巷道，通?？刹捎门P底，傾斜煤層，多采用挑頂兼臥底，急傾斜煤層，一般采用臥底。2023/12/1363

(2)煤巖的開鑿順序在半煤巖巷道掘進中，煤巖的開掘順序?qū)蜻M速度和效率有很大影響。在通常情況，應(yīng)實行全斷面一次開掘，并盡可能實行煤巖分次爆破和裝運。

(二)傾斜巷道施工特點1.上山施工

掘進上山時應(yīng)特別注意通風(fēng)排瓦斯工作。由于瓦斯的相對密度小，常常積聚在上山掘進工作面附近，如果不采取措施，有可能發(fā)生瓦斯爆炸。因此，在瓦斯礦井上山掘進時，必須加強通風(fēng)，采取雙巷掘進(一個進風(fēng)，一個回風(fēng))，甚至采取自上而下的掘鑿方式。2023/12/1364

在近水平或緩傾斜煤層中，上山掘進一般用礦車或輸送機運輸。當(dāng)上山掘進使用絞車，提升斜長小于150m左右時，可將絞車布置在上山一側(cè)的小硐室內(nèi)，如果斜長過大，一臺絞車提升能力不夠，即應(yīng)安設(shè)多臺(一般為兩臺)絞車，實行分段接力提升。如條件適宜，最好采用鏈板運輔機或溜槽。傾角大于35?的巷道，煤矸可以沿底扳自溜，這時應(yīng)在巷道一側(cè)做出一個密閉的溜矸間，限制矸石不能在巷道內(nèi)任意滾溜，以免造成傷人或砸壞設(shè)備的事故。2023/12/1365在傾角小于10?的上山可以使用裝煤機，配合鏈板輸送機運輸。目前廣泛應(yīng)用的是耙斗裝巖機，用在傾角小于30?的巷道。耙斗裝巖機距工作面應(yīng)不小于6m，每20~30m移動一次。規(guī)程中規(guī)定：由下向上掘進25?以上的傾斜巷道時，必須將溜煤(矸)道與人行道分開，防止煤(矸)滑落傷人。人行道應(yīng)設(shè)扶手、梯子和信號裝置。斜巷與上部巷道貫穿時，必須有平安措施。在掘進工作面上方還必須設(shè)置鞏固的遮擋。遮擋距掘進工作面的距離必須在施工組織設(shè)計和作業(yè)規(guī)程中規(guī)定。2023/12/13662．下山(斜井)施工掘進下山時，因瓦斯可沿巷道上升，故通風(fēng)比較容易。運輸和排水較為復(fù)雜。下山掘進的平安問題主要是防跑車。下山掘進時，上部平巷的滲水，煤層或巖層本身及其頂?shù)装宓挠克加锌赡芰髦辆蜻M工作面。為了減少掘進工作面的排水工作量，有利于掘進施工，可以采取將上部平巷靠下山一段水溝加以封閉，在下山巷道中，每隔一定距離(如10~15m)開掘一條橫水溝等措施，攔截上部平巷滲水和煤巖涌水。2023/12/1367下山掘進的排水方式，根據(jù)下山傾角和長度大小以及涌水地點，可采用單段排水或分段排水。當(dāng)下山傾角不超過25?，長度不超300m，水直接從工作面涌出時，可采用單段排水。單段排水，將水泵設(shè)置在工作面附近，直接把水排到上部水平。當(dāng)下山傾角大于25?，長度很大，且水沿巷道全長涌出時，適于采用分段排水。采用分段排水時，在巷道中應(yīng)設(shè)置中間水倉。中間水倉應(yīng)能容納水泵從工作面排出的和從縱橫水溝流入的水量。隨著下山掘進的延伸，中間水倉和水泵亦應(yīng)向下移設(shè)。2023/12/1368

規(guī)程中規(guī)定：開鑿或延深斜井、下山時，在掘進工作面的上方設(shè)置鞏固的跑車防護裝置。跑車防護裝置與掘進工作面的距離必須在施工組織設(shè)計或作業(yè)規(guī)程中規(guī)定。斜井(巷)施工期間兼作行人道時，必須每隔40m設(shè)置躲避硐并設(shè)紅燈。設(shè)有躲避硐的一側(cè)必須有暢通的人行道。2023/12/1369第三節(jié)采煤方法一、采煤方法的概念和分類采煤方法主要由采區(qū)內(nèi)的采煤系統(tǒng)和采煤工藝兩局部內(nèi)容組成。采煤系統(tǒng)是指采區(qū)內(nèi)的巷道布置系統(tǒng)以及為了正常生產(chǎn)而必須建立的采區(qū)內(nèi)用于運輸、通風(fēng)等目的的生產(chǎn)系統(tǒng)。采煤工藝是指采煤工作面內(nèi)破煤、裝煤、運煤、支護和采空區(qū)處理等工序在時間和空間上的進行程序和安排方式。采煤方法的種類較多。按照工作面長度可分為長壁式和短壁式采煤法兩類。2023/12/1370長壁式采煤法的主要特征是采煤工作面長度為100~200m或更長。長壁式采煤法按照采煤工作面推進方向可分為走向長壁采煤法和傾斜長壁采煤法兩類。將長壁工作面沿煤層傾斜布置，工作面沿走向推進，工作面的傾角等于煤層的傾角，這種采煤法叫做走向長壁采煤法；如果將長壁工作面沿煤層走向布置，工作面沿傾斜方向推進，這種采煤法叫做傾斜長壁采煤法。在傾斜長壁采煤法中，如果工作面沿傾斜向上推進，稱為仰斜長壁；如果工作面沿傾斜向下推進，稱為俯斜長壁。按照采煤工藝方式和機械化程度不同，采煤方法可分為炮采、普采、綜采等。2023/12/1371二、長壁采煤法的采煤工藝回采工藝是指采煤工作面內(nèi)破煤、裝煤、運煤、支護和采空區(qū)處理等工序在時間和空間上的進行程序和安排方式。

(一)爆破采煤工藝爆破采煤工藝主要包括爆破落煤、人工裝煤、刮板輸送機運煤、推移輸送機、頂板支護和回柱放頂?shù)裙ば?。爆破落煤包括打眼、裝藥、填炮泥、連線和爆破等工序。2023/12/1372

1.工作面連線方式爆破連線方式有串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)等幾種。

串聯(lián)網(wǎng)路是把相鄰電雷管腳線彼此(手拉手)連接起來，然后再把兩端腳線通過端線與母線連接起來，母線接到電源上。并聯(lián)是把各個雷管的兩根腳線分別連到兩根母線上?；炻?lián)是并聯(lián)和串聯(lián)的結(jié)合，適用于巷道斷面大、炮眼數(shù)目多的掘進斷面。并聯(lián)要求的電流大．在井下使用的不多。

2．工作面炮眼布置

爆破落煤時要求保證進度，工作面平直，不留頂?shù)酌?，不破壞頂板，不崩倒支柱，也不能崩翻輸送機，盡量降低雷管和炸藥的消耗。

2023/12/1373因此，要根據(jù)煤層的硬度、厚度、節(jié)理裂隙以及頂板狀況，正確地確定鉆眼爆破的參數(shù)。①單排眼用于lm以下的薄煤層或煤質(zhì)松軟、節(jié)理發(fā)育的煤層中，或事先已掏底槽的工作面中；②雙排眼包括有對眼、二花眼及三角眼，一般用于中厚煤層及煤質(zhì)中硬的工作面中；③三排眼也叫五花眼，用于煤層較厚和采高較大的工作面中。2023/12/1374炮眼布置圖炮眼排數(shù):取決于煤層的厚度和煤層的硬度單排雙排三排M

1mM=1

2.5mM

2.5m2023/12/1375

炮眼角度應(yīng)滿足以下要求：①炮眼與煤壁的水平夾角一般50?~80?，軟煤取大值，硬煤取小值。為了不崩落支架，應(yīng)使水平方向的最小抵抗線朝向兩柱之間的空當(dāng)。②頂眼在垂直面上向頂板方向仰起5?~10?。頂眼距頂板0.1~0.5m，其值視煤質(zhì)軟硬和粘頂情況而定，應(yīng)保證不破壞頂扳的完整性。③底眼在垂直面上向底板方向保持l0?~20?的俯角，眼底接近底板，以不丟底煤為原那么。2023/12/1376炮眼深度根據(jù)每次的進度而定。一般有淺進度和深進度兩種。淺進度的方式土要是配合金屬支架和鉸接頂粱、可彎曲輔送機和爆破裝煤，每次進度為0.8~1.2m；深進度每次進度達(dá)2.0m左右。(二)普通機械化采煤工藝落煤和裝煤應(yīng)用淺截深采煤機或刨煤機，運煤采用可彎曲刮板輸送機，支護采用單體金屬支柱和鉸接頂梁裝配采煤工作面，就稱為普通機械化采煤，簡稱普采。2023/12/1377普采面配套設(shè)備有：單搖臂滾筒采煤機或雙搖臂滾筒采煤機、刮板輸送機，金屬摩擦支柱或液壓支柱，可配金屬控接頂梁。1.采煤工作面單體支架的布置及架設(shè)(1)根本概念支架是平衡采煤工作面頂板壓力的一種構(gòu)筑物，必須具備兩個特性：良好的支撐性能和一定的可縮性。支柱對頂板的主動作用力稱為支柱的撐力，支柱支設(shè)時對頂板的作用力稱為支柱的初撐力。2023/12/1378始動阻力：在頂板壓力作用下，活柱開始下縮的瞬間支柱上反映出來的力。工作阻力：支柱受頂板壓力作用能夠承受的負(fù)荷。支柱開始工作的力稱為初工作阻力，支柱能夠承受的最大工作負(fù)荷稱為最大工作阻力。支柱的特性主要決定于支柱的工作特性。支柱的工作特性主要有以下兒種：急增阻式，微增阻式，恒阻式從支柱的工作阻力和有利于支柱頂板考慮，恒阻式支柱較為有利，急阻式比較差。2023/12/1379(2)單體支柱的性能木支柱：木材是一種各向異性材料，沿紋理方向加壓時，支柱的阻力增長快，可縮性要比垂直紋理方向加壓時小得多。摩擦式金屬支柱：我國使用比較多的摩擦式金屬支柱有急增阻式(HZJA)和微增阻式(HZWA)兩種，它由活柱、底柱與柱鎖三個主要局部組成。支柱的特性主要是由柱鎖局部決定。2023/12/1380

(3)單體支架布置方式單體支架常用的有戴帽點柱、棚子支護、懸臂支架支護三種形式，其作用是減緩頂板下沉，維護控頂距內(nèi)頂板的完整，保證工作空間的平安。懸臂支架由單體支柱和交接頂梁組成。懸臂支架的主要特點：①及時支護新暴露的頂板；②每列支架連在一起整體性強；③掛梁與打柱工序可分開，互不影響。2023/12/1381按照頂梁的懸伸方向不同，懸臂支架分為正懸臂支架和倒懸臂支架兩種。懸臂伸向煤壁的支架稱為正懸臂支架；懸臂伸向采空區(qū)的支架稱為倒懸臂支架。正懸臂支架的特點：軌道有懸臂支護，比較平安；采空區(qū)一側(cè)懸臂短，切頂性好，頂不易折損；倒懸臂支架的特點：采空區(qū)一側(cè)懸臂長，回柱容易，比較平安；頂梁易折損；機道上方空頂面積大。常用的懸臂式支架的布置方式有齊梁式和錯梁式兩種。齊梁式支護及頂梁懸臂端與工作面相齊，如果支柱排成直線狀，那么稱為齊梁直線柱。2023/12/1382齊梁直線柱的截深與頂梁長度關(guān)系：①截深等于頂梁長度。采煤機每進一刀掛一次梁打一次柱。②截深等于頂粱長度的一半。采煤機每進兩刀，掛粱打柱一次。齊梁直線柱多采用正懸臂支護。錯梁式支護即頂梁懸臂端相錯，梁端呈三角形。如果交錯使用正倒懸臂支架，即一列為正懸臂另一列為倒懸臂，支架呈直線狀，稱為錯梁直線柱，采煤機截深是頂梁長度的一半。錯梁直線柱的特點是采煤機每進一刀，隔一架棚掛一根粱，頂梁交錯向前。頂板懸露時間較短，可得到及時支護，掛梁打柱工作均勻，進機速度快，支柱排列整齊，便于行人和運料，倒懸臂易折損。2023/12/13832．采空區(qū)處理采空區(qū)處理方法有緩慢下沉法、全部垮落法、充填法和刀柱法，一般采用全部垮落法。每當(dāng)工作面推進一定距離，及時回柱放頂，使頂板巖層垮落下來，以減輕頂板對支架的壓力。每次放頂?shù)膶挾确Q為放頂距。放頂距應(yīng)當(dāng)同支柱的排距相適應(yīng)，以保持一定的工作面寬度范圍。采煤工作面允許的最大寬度稱為最大控頂距，允許的最小寬度稱為最小控頂距。2023/12/1384規(guī)程的有關(guān)規(guī)定：(1)采煤工作面必須經(jīng)常存有一定數(shù)量的備用支護材料。使用摩擦式金屬支柱或單體液壓支柱的工作面，必須備有坑木，其數(shù)量、規(guī)格、存放地點和管理方法必須在作業(yè)規(guī)程中規(guī)定。采煤工作面嚴(yán)禁使用折損的坑木、損壞的金屬頂梁、失效的摩擦式金屬支柱和失效的單體液壓支柱。在同一采煤工作面中，不得使用不同類型和不同性能的支柱。在地質(zhì)條件復(fù)雜的采煤工作面中必須使用不同類型的支柱時，必須制定平安措施。摩擦式金屬支柱和單體液壓支柱入井前必須逐根進行壓力試驗。2023/12/1385對摩擦式金屬支柱、金屬頂梁和單體液壓支柱，在采煤工作面回采結(jié)束后或使用時間超過8個月后，必須進行檢修。(2)采煤工作面必須按作業(yè)規(guī)程的規(guī)定及時支護，嚴(yán)禁空頂作業(yè)。所有支架必須架設(shè)牢固，并有防倒柱措施。嚴(yán)禁在浮煤或浮矸上架設(shè)支架。使用摩擦式金屬支柱時，必須使用液壓升柱器架設(shè)，嚴(yán)禁在控頂區(qū)域內(nèi)提前摘柱。碰倒或損壞、失效的支柱，必須立即恢復(fù)或更換。移動輸送機機頭、機尾需要撤除附近的支架時，必須先架好臨時支架。(3)嚴(yán)格執(zhí)行敲幫問頂制度。2023/12/1386

(三)綜合機械化采煤工藝綜合機械化采煤(簡稱“綜采’’)，采煤工作面的落煤、裝煤、運煤、支護、采空區(qū)處理等主要工序全部實現(xiàn)了機械化，形成連續(xù)作業(yè)。綜采與普采最根本的區(qū)別是將支護與控頂這兩種工序用自移式液壓支架合為一體。工作面主要設(shè)備有液壓支架、雙滾筒采煤機、刮板輸送機和單體液壓支柱；平巷主要設(shè)備有轉(zhuǎn)載機、帶式輸送機、破碎機、乳化液泵、乳化液泵箱、噴霧泵站和液壓平安絞車；端頭主要配備端頭液壓支架、單體液壓支柱和金屬鉸接頂粱。2023/12/1387綜采工作面采煤機工作方式對工作面產(chǎn)量影響很大。綜采工作面一般均采用雙滾筒采煤機，自開缺口，當(dāng)面向煤壁，左手為左滾筒，右手為右滾筒。雙滾筒的兩個滾筒是向相反方向旋轉(zhuǎn)的，一般情況下左滾筒為左螺旋，右滾筒為右螺旋。因為采煤機正常工作時前滾筒沿頂板割頂煤，后滾筒沿底板割底煤，司機操作平安，煤塵少，裝煤效果好。采煤機滾筒工作的原那么為相背旋轉(zhuǎn)，割頂煤的滾筒受力向上，割底煤的滾筒受力向下。雙滾筒采煤機截割方式主要有單向割煤和雙向割煤兩種，采煤機沿工作面往返一次進一刀為單向割煤；采煤機往返一次進兩刀為雙向割煤。2023/12/1388三、長壁工作面組織管理使采煤工作面各工序在空間上、時間上均衡和連續(xù)的進行，保證人力、物力得到充分合理的運用，獲得好的經(jīng)濟效益，對采煤工作面的生產(chǎn)過程進行合理的組織。(一)采煤工作面循環(huán)作業(yè)完成采煤工作面“采、裝、運、支、回〞的全過程。炮采、普采完成一個循環(huán)的標(biāo)志是回柱，綜采完成一個循環(huán)標(biāo)志是移架。1．循環(huán)方式循環(huán)方式是循環(huán)進度和晝夜循環(huán)數(shù)的總稱。即每循環(huán)進幾米，每晝夜幾個循環(huán)。每完成一個循環(huán)，工作面煤壁向前推進的距離稱為循環(huán)進度。2023/12/1389正規(guī)循環(huán)作業(yè)：在規(guī)定的時間內(nèi)保質(zhì)、保量、平安地完成循環(huán)作業(yè)的全部工作量。循環(huán)時間、循環(huán)進度、工作質(zhì)量和勞動定員。正規(guī)循環(huán)率：正規(guī)循環(huán)占方案循環(huán)數(shù)的比例，一般不低于80％。2.作業(yè)形式一晝夜內(nèi)采煤班和準(zhǔn)備班在時間上的配合關(guān)系。即何時進行檢修，何時進行生產(chǎn)。如“兩采一準(zhǔn)〞、“三班采煤，邊采邊準(zhǔn)〞、“三采一準(zhǔn)，四班作業(yè)〞、“交叉作業(yè)〞等?！叭梢粶?zhǔn)〞就是將一晝夜劃分成四個班，其中三班出煤，一班準(zhǔn)備，采煤班內(nèi)進行落煤、裝煤、運煤、支護和移輸送機，準(zhǔn)備班內(nèi)進行回柱放頂、檢修機器、接長或縮短輸送機等工作。2023/12/13903.工序安排確定工作面循環(huán)方式和作業(yè)形式時，應(yīng)合理安排工序。對安排工序的要求是充分利用工作空間和時間，安排緊湊能防止各工序互相影響，工序利用率高，工作量均衡。安排工序時應(yīng)注意：保證主要工序的順利進行；處理好主要工序和輔助工序之間的關(guān)系；利用平行作業(yè)，提高工作效率。4.勞動組織勞動組織是各工作班中勞動力定員與各工種之間的相互配合關(guān)系，包括勞動力的配備和勞動組織形式。勞動組織形式主要有追機作業(yè)、分段作業(yè)、分段接力追機作業(yè)。2023/12/1391四、放頂煤采煤法(一)放頂煤技術(shù)概念和優(yōu)缺點I．放頂煤技術(shù)概念和類型放頂煤技術(shù)主要是在厚煤層的某一底部位置布置采煤工作面，并利用頂扳壓力及其它措施將頂煤一起放落的采煤方法。(1)一次采全厚放頂煤技術(shù)。這是我國當(dāng)前使用的主要方法。它是在煤層下部沿著底板布置采煤工作面，在采煤的過程中，有步驟地放落頂煤。(2)預(yù)采頂分層的放頂煤技術(shù)。它適用于直接頂堅硬不易冒落或煤層中瓦斯含量大，需要預(yù)先排放瓦斯，厚度在10m以上的煤層。

2023/12/1392(3)急傾斜特厚煤層分段放頂煤技術(shù)。按一定標(biāo)高自上而下分段，在每個分段里布置采煤工作面進行放頂煤開采。1．綜采放頂煤采煤法的優(yōu)缺點優(yōu)點：(1)綜采放頂煤技術(shù)容易實現(xiàn)高產(chǎn).(2)放頂煤綜采巷道掘進率低.(3)工作面搬家次數(shù)少，可以明顯提高綜采設(shè)備的利用率，提高單套設(shè)備的年產(chǎn)量，減少搬家費用.(4)綜采放頂煤技術(shù)中頂煤根本是利用地壓破煤、依靠自重放煤.(5)綜采放頂煤技術(shù)適應(yīng)性強.

2023/12/1393缺點：采空區(qū)煤炭易自燃；工作面產(chǎn)量增加，瓦斯絕對涌出量和風(fēng)流中瓦斯含量必然增加，瓦斯?jié)舛纫壮?；煤塵濃大；工作面回采率難以控制，工作面兩端煤難以放落，回采率低；工藝相對復(fù)雜。

(二)綜采放頂煤工藝1．放頂煤綜采工藝過程放頂煤綜采主要工藝過程：采煤機割煤移架推移前部輸送機移后部輸送機放頂煤。放頂煤綜采工作面采用雙滾筒采煤機沿工作面全長截割煤體，在工作面兩端斜切進刀方式。2023/12/1394放頂煤為綜采放頂煤開采的關(guān)鍵工序，一般要根據(jù)架型、放煤口位置及幾何尺寸、頂煤厚度及破碎情況，合理確定放頂煤的步距與作業(yè)形式。根據(jù)放煤的厚度，一般采用兩采一放或三采一放，及采煤機割兩刀或三刀放一次頂煤。頂煤放出順序為逐架依次放煤或輪換放煤。放頂煤時有三種原因引起放煤異常：碎煤成拱、大塊煤堵口和頂煤過硬。碎煤成拱可以采用支架擺尾來處理；大塊煤堵口可以采用插板破碎、支架擺尾等形式處理；頂煤過硬通過高壓注水軟化或預(yù)裂爆破來處理。2023/12/13952.頂煤破碎綜放開采時頂煤有效破碎和順利放出是放頂煤工作的核心問題。頂煤的厚度、硬度、夾矸和節(jié)理發(fā)育影響頂煤破碎。頂煤破碎是超前支承壓力、頂扳運動及支架反復(fù)支撐共同作用的結(jié)果。超前支承壓力起預(yù)破壞作用，頂扳回轉(zhuǎn)活動起再破壞作用，支架反復(fù)支撐起輔助破壞作用。2023/12/13963．放煤步距沿工作面推進方向前后兩次放煤的間距為放煤步距。放煤步距與頂煤厚度、破碎質(zhì)量、松散程度以及放煤口的位置有關(guān)。放煤步距過大時，上方矸石易于在放完煤前到達(dá)放煤口；放煤步距過小時前方矸石易混入放煤口，容易誤認(rèn)為煤已放盡而停止放煤，造成上部頂煤喪失。2023/12/1397采用放頂煤開采時，必須遵守以下規(guī)定：(1)礦井第一次采用放頂煤開采，或在煤層(瓦斯)賦存條件變化較大的區(qū)域采用放頂煤開采時，必須根據(jù)頂板、煤層、瓦斯、自燃、水文地質(zhì)、煤塵爆炸性、沖擊地壓等地質(zhì)特征和災(zāi)害危險性編制開采設(shè)計，開采設(shè)計應(yīng)當(dāng)經(jīng)專家論證或委托具有相關(guān)資質(zhì)單位評價后，報請縣級以上煤炭管理部門審批，并報煤礦平安監(jiān)察機構(gòu)備案。(2)針對煤層的開采技術(shù)條件和放頂煤開采工藝的特點，必須對防瓦斯、防火、防塵、防水、采放煤工藝、頂板支護、初采和工作面收尾等制定平安技術(shù)措施

2023/12/1398

(3)采用預(yù)裂爆破對堅硬頂板或堅硬頂煤進行弱化處理時，應(yīng)在工作面未采動區(qū)進行，并制定專門的平安技術(shù)措施。嚴(yán)禁在工作面內(nèi)采用炸藥爆破方法處理頂煤、頂板及卡住放煤口的大塊煤(矸)。(4)高瓦斯礦井的易自燃煤層，應(yīng)當(dāng)采取以預(yù)抽方式為主的綜合抽放瓦斯措施和綜合防滅火措施，保證本煤層瓦斯含量不大于6m3／t或工作面最高風(fēng)速不大于4m／s，(5)工作面嚴(yán)禁采用木支柱、金屬摩擦支柱支護方式2023/12/1399有以下情形之一的，嚴(yán)禁采用單體液壓支柱放頂煤開采：(1)傾角大于30?的煤層。(2)沖擊地壓煤層。有以下情形之一的，嚴(yán)禁采用放頂煤開采。(1)煤層平均厚度小于4m的；(2)采放比大于1：3的；(3)采區(qū)或工作面回采率達(dá)不到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的；(4)煤層有煤(巖)和瓦斯(二氧化碳)突出危險的；(5)堅硬頂板、堅硬頂煤不易冒落，且采取措施后冒放性仍然較差，頂板垮落充填采空區(qū)的高度不大于采放煤高度的；(6)礦井水文地質(zhì)條件復(fù)雜，采放后有可能與地表水、老窯積水和強含水層導(dǎo)通的。2023/12/13100五、急傾斜煤層采煤法開采急傾斜薄及中厚煤層，主要有以下三種采煤法：1．倒臺階采煤法這種采煤法的采區(qū)巷道布置和生產(chǎn)系統(tǒng)與走向長壁采煤法相似，但工作面呈倒臺階形狀，而不是直線狀。采煤工作面之所以形成倒臺階，主要是由于采用風(fēng)鎬落煤。每臺風(fēng)鎬的生產(chǎn)能力比較低，為了使工作面能多臺風(fēng)鎬同時落煤提高采煤工作面生產(chǎn)能力，同時又要防止采落的煤塊下滑砸傷人，保證在下部臺階面工作的人員平安，而且在每個臺階面均可同時工作，因而將工作面由直線狀改為倒臺階的形狀。2023/12/13101

這種采煤方法，巷道系統(tǒng)簡單、掘進率低，煤炭回收率高，但生產(chǎn)工藝復(fù)雜、工作面支護及頂板管理工作量大，坑木消耗多和平安條件差，工作面難以實行機械化。它適用于厚度在2m以下的急傾斜煤層。2．水平分層和斜切分層采煤法這類采煤法的實質(zhì)是把煤層沿水平面劃分成假設(shè)干個2~3m厚的分層即水平分層，然后逐層回采。當(dāng)煤層厚度大于7~8m時，為解決人工攉煤和擴散通風(fēng)的困難，以相互平行的斜面(一般是傾角25?~30?)把煤層劃分成假設(shè)干個2~3m厚的分層，就叫做斜切分層。2023/12/13102水平分層采煤法能適應(yīng)煤層厚度、傾角變化大的條件，工作比較平安，回采率較高。其主要缺點是巷道掘進量大，通風(fēng)、運料困難及工作面人工攉煤勞動繁重，因此這種采煤方法產(chǎn)量小，效率低，適用于厚度2~6m或傾角變化較大的急傾斜煤層。3.偽傾斜柔性掩擴支架采煤法這種采煤方法的采煤工作面是呈直線形，按偽傾斜方向布置沿走向推進。工作面上方用一定結(jié)構(gòu)形式的支架掩護起來，使之不受冒落巖石的影響，采煤工作就在支架的掩護下進行。隨著煤層被采出，掩護支架在自重和采空區(qū)冒落巖石的壓力下，緊跟工作面向前移動。2023/12/13103第四節(jié)采掘工作面頂板事故防治一、礦山壓力根底知識(一)礦壓與礦壓顯現(xiàn)地下巖體在采動以前處于原始應(yīng)力狀態(tài)，當(dāng)開掘巷道或進行采煤時，圍巖的原巖應(yīng)力遭到破壞，圍巖應(yīng)力重新進行分布。采掘空間上部巖體應(yīng)力會向煤壁上方轉(zhuǎn)移，引起應(yīng)力升高。頂板巖層因失去支撐而在水平應(yīng)力和自重作用，當(dāng)這種應(yīng)力超過極限強度時，頂板巖層即遭到破壞。由于采掘過程破壞了原巖應(yīng)力而引起圍巖應(yīng)力重新分布，這種應(yīng)力重新分布過程中的力稱為礦山壓力，簡稱礦壓。2023/12/13104應(yīng)力重新分布結(jié)果必然使采掘工作面周圍一局部巖體承受較高的應(yīng)力。重新分布后的應(yīng)力高于原巖應(yīng)力的，稱為支承壓力。隨著采掘工作面的不斷推移，應(yīng)力集中越來越明顯，隨著煤體的破壞和壓力的轉(zhuǎn)移，頂板巖層的沉降也越來越明顯。在這一過程中，采掘工作面的支架就可能會出現(xiàn)下縮量增加、阻力升高、變形折斷等現(xiàn)象。由于礦山壓力的作用，使圍巖、煤體和各種人工支撐物產(chǎn)生的種種力學(xué)現(xiàn)象稱為礦壓顯現(xiàn)。礦壓是礦壓顯現(xiàn)的原因，礦壓顯現(xiàn)是礦壓作用的結(jié)果2023/12/13105(二)直接頂?shù)某醮慰迓渲苯禹斒遣擅汗ぷ骺臻g直接維護的對象。直接頂?shù)姆€(wěn)定性將直接影響到生產(chǎn)工作的平安及整個工作面生產(chǎn)能力的發(fā)揮，而且也直接影響到支護方式的選擇。直接頂?shù)耐暾潭戎饕Q于兩個因素：①巖層本身的力學(xué)性質(zhì)；②直接頂巖層內(nèi)部層理、裂隙的發(fā)育程度。當(dāng)工作面自開切眼向前推進一段距離后，如沒有支護，直接頂懸露到達(dá)一定跨度，就要開始垮落，這時直接頂?shù)目缇喾Q為初次垮落步距。當(dāng)工作面推進距離到達(dá)初次垮落距(6~20m)時，撤回采空區(qū)支架，直接頂隨回柱而垮落，就是初次放頂。初次放頂時，工作面推進的距離叫初次放頂步距。2023/12/13106

二、沖擊地壓沖擊地壓是礦井巷道和采場周圍煤巖體由于變形能的釋放而產(chǎn)生的以突然、急劇、猛烈破壞為特征的特殊的礦山壓力現(xiàn)象。其主要顯現(xiàn)特征是突發(fā)性，發(fā)生前無明顯前兆，沖擊過程短暫；多樣性表現(xiàn)為煤爆、淺部沖擊(煤壁內(nèi)2~6m范圍)和深部沖擊；破壞性強，往往造成煤壁片幫、頂板下沉和底鼓、支架折損、巷道堵塞、人員傷亡；復(fù)雜性。沖擊地壓可簡單地看作承受高應(yīng)力的煤巖體突然破壞的現(xiàn)象。

2023/12/13107(一)沖擊地壓的特征及分類沖擊地壓的特征主要表現(xiàn)為：

(1)突然爆發(fā)。沖擊地壓發(fā)生前，預(yù)兆不明顯。

(2)巨大聲響。沖擊地壓爆發(fā)的瞬間伴有雷鳴般的響聲

(3)沖擊波強。煤體內(nèi)積聚的彈性能突然釋放，產(chǎn)生強大的沖擊波，能沖倒幾十米至幾百米內(nèi)的風(fēng)門、風(fēng)墻等設(shè)施。2023/12/13108(4)彈性振動。沖擊地壓發(fā)生時在圍巖內(nèi)引起彈性振動，人員被彈起摔倒，輸送機、軌道等重型設(shè)備被振動和推移，地面人員有時都能感到這種振動。(5)煤體移動。據(jù)現(xiàn)場觀測，淺部沖擊時煤體發(fā)生移動。(6)頂扳下沉或底板鼓裂。(7)煤幫拋射性塌落。塌落多發(fā)生在煤幫上部到頂板的一段，越靠近頂板塌落越深，強烈沖擊時，塌落深度可達(dá)1.5m~2.0m

2023/12/13109(三)沖擊地壓發(fā)生的影響因素及預(yù)測方法1．沖擊地壓發(fā)生的影響因素(1)自然地質(zhì)條件①煤層性質(zhì)：煤的強度、沖擊傾向性、彈脆性等力學(xué)性質(zhì)；煤的厚度、埋深、含水率、孔隙度、煤層結(jié)構(gòu)等物理性質(zhì)。②煤層頂?shù)装鍘r層性質(zhì)：堅硬巖層的厚度、強度、沖擊傾向性等。③地質(zhì)構(gòu)造：褶曲構(gòu)造、斷裂構(gòu)造局部形態(tài)，局部地應(yīng)力異常，煤層厚度和傾角突變等。

(2)生產(chǎn)技術(shù)因素①人為造成高應(yīng)力集中區(qū)，為沖擊地壓的發(fā)生提供力源條件；2023/12/13110②人工作業(yè)造成應(yīng)力狀態(tài)的突變和煤層約束條件的改變。2．沖擊地壓的預(yù)測方法為了對有沖擊危險的煤層及時采取防治措施，必須進行預(yù)測。

(1)頂板動態(tài)法。沖擊地壓發(fā)生之前預(yù)兆表現(xiàn)為：煤巖層向已采空間運動加劇，頂板巖層斷裂聲加劇，有板炮聲，采空區(qū)有雷聲，頂板下沉，煤壁片幫；打煤層眼時，鉆桿卡住不易拔出，支柱折斷，柱帽壓縮等；采煤工作面和巷道壓力有明顯的增大現(xiàn)象。2023/12/13111(2)鉆屑法。鉆屑法又稱鉆粉率指數(shù)法或鉆孔檢驗法。(3)巖石在壓力作用下發(fā)生變形、破壞過程中，必然產(chǎn)生聲響和振動，以脈沖形式向周圍巖體傳播，產(chǎn)生應(yīng)力波或聲發(fā)射現(xiàn)象。這種聲發(fā)射也稱地音。用微振儀或地音儀記錄這一系列地震波，根據(jù)地震波的強弱變化規(guī)律和正常地震波相比可以判斷煤層或巖體發(fā)生沖擊的傾向程度。(四)沖擊地壓的防治根據(jù)發(fā)生沖擊地壓的成因和機理，沖擊地壓的主要防治原那么應(yīng)是防止產(chǎn)生應(yīng)力集中。2023/12/13112對已產(chǎn)生應(yīng)力的區(qū)域、因地質(zhì)構(gòu)造等因素存在高應(yīng)力區(qū)的區(qū)域，應(yīng)采取改變煤巖體物理力學(xué)性質(zhì)，降低或釋放煤巖體積聚的彈性能等措施。1．合理開拓布局，采用正確的開采方法(1)開采保護層。開采煤層時，為了降低潛在危險層的應(yīng)力，可先開采保護層。當(dāng)所有煤層都有沖擊地壓危險時，應(yīng)先開采沖擊地壓危險性最小的煤層。當(dāng)有沖擊地壓危險的煤層的頂?shù)装宥假x存有保護層時，應(yīng)先開采頂板保護層。(2)防止形成孤立煤柱。劃分井田和采區(qū)時，應(yīng)保證有方案的合理開采，防止形成應(yīng)力集中的孤立煤柱，不允許在采空區(qū)內(nèi)留煤柱，巷道上方不留煤柱，有條件的采區(qū)上山、采區(qū)邊界及區(qū)段巷道采用無煤柱開采技術(shù)，防止應(yīng)力集中。2023/12/13113(3)選擇合理的開采方法。開采有沖擊地壓危險的煤層時，應(yīng)盡量采用長壁采煤法，全部垮落法管理頂扳。(4)選擇合理的巷道布置方式。開采有沖擊地壓危險的煤層時，應(yīng)盡量將主要巷道和硐室布置在底板巖石中。(5)合理安排開采程序。要合理安排開采程序，防止采煤工作面三面被采空區(qū)包圍，形成“半島〞。2．煤層預(yù)注水煤層預(yù)注水的目的主要是降低煤體的彈性和強度。采用向煤層注水的方法，使相鄰巷道、采煤工作面的煤巖層邊緣區(qū)減少內(nèi)部粘結(jié)力，降低其彈性，減少其潛能。2023/12/13114

3．鉆孔卸壓法鉆孔卸壓法是利用鉆孔降低積聚在煤層中的彈性能，是釋放彈性能的一種方法。一般利用直徑大約100mm的鉆頭鉆孔，現(xiàn)已有直徑為300mm的鉆頭。由于鉆孔后，周圍的煤體受力狀態(tài)發(fā)生了變化，約束條件減弱，使煤體卸載，支承壓力的分布發(fā)生了變化，峰值向煤體深部轉(zhuǎn)移。當(dāng)支承壓力不超過煤層孔壁穩(wěn)定范圍時，孔壁不破壞，鉆孔不變形，排出煤粉量為正常值，煤層沒有卸壓。當(dāng)支承壓力超過煤層孔壁穩(wěn)定范圍時，鉆孔被破壞。支承壓力愈高，鉆孔破壞范圍愈大。因此，煤層積聚的應(yīng)力愈高，利用鉆孔卸壓愈有效。2023/12/131154．震動爆破法震動爆破法是：在平安條件下，用爆破方法釋放煤層積聚的能量，使煤層裂隙松動。這是預(yù)防沖擊地壓的有效方法，一般有卸載爆破和誘發(fā)爆破兩種方式。卸載爆破就是在高應(yīng)力區(qū)附近打鉆，在鉆孔中裝藥進行爆破，其主要目的是改變支承壓力帶的形狀和減小峰值，炮眼布置盡量接近于支承壓力帶峰值位置。誘發(fā)爆破就是在具有沖擊地壓危險的區(qū)域進行大藥量的爆破，人為地在工作人員撤出后誘發(fā)沖擊地壓。

2023/12/13116三、采煤工作面冒頂事故的原因及防治按冒頂范圍的不同分為局部冒頂和大面積冒頂兩類。按發(fā)生冒頂事故的力學(xué)原因可將煤層頂板事故分為：壓垮型冒頂、漏垮型冒頂和推垮型冒頂三類。①局部冒頂：指范圍不大，有時僅在3~5支架范圍內(nèi)，傷亡人數(shù)不多(1~2人)的冒頂，常發(fā)生在靠近煤壁附近、采煤工作面兩端以及放頂線附近。②大面積冒頂：指范圍較大，傷亡人數(shù)較多(每次死亡人數(shù)多在3人以上)的冒頂。它包括根本頂來壓時的壓垮型冒頂、厚層難冒頂板大面積冒頂、直接頂導(dǎo)致的壓垮型冒頂、大面積漏垮型冒頂、復(fù)合頂板推垮型冒頂、金屬網(wǎng)下推垮型冒頂、大塊游離頂板旋轉(zhuǎn)推垮型冒頂、采空區(qū)冒矸沖入采煤工作面的推垮型冒頂及沖擊推垮型冒頂?shù)取?023/12/13117(一)局部冒頂事故防治采掘工作空間或井下其他地點小范圍內(nèi)由于頂板巖石墜落而造成的頂板事故稱為局部冒頂。1．工作面局部冒頂發(fā)生的規(guī)律(1)局部冒頂大多數(shù)發(fā)生在工作面的初次來壓階段(2)局部冒頂多數(shù)發(fā)生在工作面的上下端頭，放頂線處，煤壁機道區(qū)，地質(zhì)破碎帶等地點。(3)采煤工作面局部冒頂事故的多發(fā)時間主要是落煤后、放頂時。(4)多數(shù)冒頂事故是由于“平安第一〞思想不牢，作業(yè)人員麻痹大意，違章指揮，違章作業(yè)及工程質(zhì)量低劣所造成。2023/12/131182．局部冒頂?shù)念A(yù)兆(1)頂板發(fā)出響聲，巖層下沉斷裂。頂板壓力急劇加大時，木支架會發(fā)出劈裂聲，緊接著出現(xiàn)折梁斷柱現(xiàn)象；金屬支柱的活柱急速下縮，也會發(fā)出很大響聲；鉸接頂粱的楔子被彈出或擠出；底板軟時支柱發(fā)生鉆底現(xiàn)象。(2)頂板掉渣。頂板破裂嚴(yán)重時，折梁斷柱就要增加，并出現(xiàn)頂扳掉渣，掉渣越多，說明頂板壓力越大。在人工頂板下，掉下的碎矸石和煤渣更多，工人叫“煤雨〞，這就是即將發(fā)生冒頂?shù)奈ｋU信號2023/12/13119(3)片幫。煤質(zhì)變酥，煤壁片幫增多，范圍增大，工作面鉆眼省力，采煤機割煤時負(fù)荷減小。(4)裂縫。頂板的裂縫一種是地質(zhì)構(gòu)造產(chǎn)生的自然裂隙，一種是由于采空區(qū)頂板下沉引起的采動裂隙?，F(xiàn)場的經(jīng)驗是：流水的裂縫有危險，因為它深；縫里有煤泥、水銹的不危險，因為它是老縫；茬口新的有危險，因為它是新生的。新生的裂縫繼續(xù)加深加寬，說明頂扳繼續(xù)惡化。(5)頂扳出現(xiàn)離層?！扒脦蛦栱敤晻r，頂板發(fā)出“空、空〞的響聲，說明上下巖層之間已經(jīng)離層。(6)頂板發(fā)生漏頂。破碎的偽頂或直接頂有時會因背頂不嚴(yán)和支架不牢出現(xiàn)漏頂現(xiàn)象，造成棚頂托空，支架松動造成冒頂。2023/12/13120(7)瓦斯涌出異常。(8)頂板淋水增大。3．局部冒頂事故的原因及防治工作面發(fā)生局部冒頂?shù)脑蛑饕袃蓚€：一是直接頂被破壞后．由于失去有效的支護而造成局部冒頂；二是根本頂下沉壓迫直接頂破壞工作面支架造成局部冒頂。從生產(chǎn)工序上來看，局部冒頂可分為采煤過程中發(fā)生的和回柱過程中發(fā)生的兩類。前者由于采煤過程中有破碎頂板得不到及時支護，或者雖及時支護，但支護質(zhì)量不好造成的；后者是由于單體支柱回柱操作方式不合理，如先回承壓柱，使鄰近破碎頂板失去支撐而造成局部冒頂。2023/12/13121從發(fā)生地點看，工作面局部冒頂?shù)囊装l(fā)生地點為“兩線〞、“兩口〞和“一帶〞．“兩線〞即煤壁線和放頂線；“兩口〞即上下出口；“一帶〞即地質(zhì)破碎帶。(1)靠煤壁附近的局部冒頂①局部冒頂?shù)脑蛞话阌腥N：a.直接頂被密集裂隙切割．形成了游離巖塊；b.采高過大，在根本頂來壓期間，煤壁片幫，擴大了無支護空間；c.放頂煤開采，頂煤破碎。2023/12/13122②單體支柱采煤工作面預(yù)防煤壁局部冒頂?shù)拇胧゛.采用能及時支護懸露煤層頂板的支架，并使端面距不大于200mm。b.爆破采煤時，炮眼布置及裝藥量應(yīng)合理，盡量防止崩倒支架。c.盡量使采煤工作面與煤層的主要節(jié)理方向垂直或斜交，防止煤層片幫。③綜采工作面主要是漏垮型冒頂，其預(yù)防措施為a.在支架設(shè)計上，采用伸縮前探梁和護幫板，增大支架向煤壁方向的水平推力，提高支架的初撐力；2023/12/13123

b.在工藝操作上，采煤機過后，及時伸出伸縮梁，及時擦頂帶壓移架。C.當(dāng)碎頂范圍較大時(比方過斷層破碎帶等)，那么應(yīng)采取對破碎直接頂注入樹脂類粘結(jié)劑使其固化等方法，以防止漏頂。(1)采煤工作面兩端的局部冒頂①采煤工作面兩端局部冒頂?shù)脑蛟诓擅汗ぷ髅鎯啥藱C頭、機尾處，暴露的空間大；假設(shè)巷道提前掘進，巷道周邊圍巖可能已變形與破壞；經(jīng)常要進行機頭機尾的移置工作，在撤除舊支柱支設(shè)新支柱時，破碎的煤層頂板可能進一步松動冒落。2023/12/13124②采煤工作面兩端局部冒頂?shù)念A(yù)防措施在機頭機尾處各應(yīng)用四對一梁三柱的鋼梁抬棚支護(即“四對八梁〞支護)，每對抬棚隨機頭機尾的推移邁步前移；采煤工作而兩端還可以采用十字鉸接頂梁以防漏冒。在超前支護20m的范圍內(nèi)靠近采煤工作面10m以內(nèi)，巷道支架應(yīng)加雙中心柱，10m以外巷道支架可以采用單中心柱加強支護。綜合機械化采煤時．工作面兩端必須使用端頭支架或增設(shè)其他形式的支護。2023/12/13125(3)放頂線附近的局部冒