工作面支護(hù)簡(jiǎn)介課件

工作面支護(hù)及采空區(qū)處理炮采工作面支護(hù)普采工作面支護(hù)綜采工作面支護(hù)一、普采或炮采工作面支架布置方式的確定

1.單體液壓支柱和金屬鉸接頂梁一般均采用單體液壓支柱與鉸接頂梁組成的懸臂支架。按懸臂頂梁與支柱的關(guān)系，可分為正懸臂與倒懸臂兩種，如圖所示。炮采和普采工作面支架布置方式主要有齊梁直線柱和錯(cuò)梁直線柱兩種，如圖。（a）正懸臂（b）倒懸臂下頁上頁任務(wù)首頁下頁上頁任務(wù)首頁錯(cuò)梁直線柱布置的特點(diǎn)工作面一次進(jìn)度（爆深或截深）為頂梁長(zhǎng)度的一半；正倒懸臂支架相間布置；每次落煤后間隔掛梁，頂梁交錯(cuò)向前移動(dòng)；工作面全長(zhǎng)完成第一次落煤時(shí)，支臨時(shí)支柱，工作面全長(zhǎng)完成第二次落煤煤時(shí)，臨時(shí)支柱改為永久支柱，工作面全長(zhǎng)完成二次落煤工作面增加一排控頂距，該布置方式機(jī)道上方頂板懸露窄，支護(hù)及時(shí)；工作面全長(zhǎng)完成一次落煤掛梁、支柱數(shù)量少，工作量均衡；支柱成直線，行人、運(yùn)料方便；在切頂線處支柱不易被埋住，因此為現(xiàn)場(chǎng)多用。但是，對(duì)切頂不利，倒懸臂梁易損壞。下頁上頁任務(wù)首頁最小控頂距時(shí)應(yīng)有３排支柱，以保證有足夠的工作空間最大控頂距時(shí)一般不宜超過5排支柱。通常推進(jìn)一或兩排柱放一次頂，即三四排或三五排控頂。在有周期來壓的工作面中，當(dāng)工作空間達(dá)到最大控頂距時(shí)，為了加強(qiáng)對(duì)放頂處頂板的支撐作用，回柱之前常在放頂處另外架設(shè)一些加強(qiáng)支架，稱為工作面的特種支架。特種支架的形式很多，有叢柱、密集支柱、木垛、斜撐支架以及切頂墩柱等。（a）叢柱（b）密集支柱（c）木垛（d）斜撐支架下頁上頁任務(wù)首頁2.單體液壓支柱和π型長(zhǎng)鋼梁組成的邁步抬棚如圖所示，這種支架布置的控頂形式一般為三四排控頂。梁的長(zhǎng)度為機(jī)道寬度和兩個(gè)排距之和，每架棚子由兩根梁組成，兩根梁相距0.2m，前后相錯(cuò)一次進(jìn)度長(zhǎng)，梁端距煤壁0.2m～0.3m，兩架棚子相距0.6m～0.8m。隨工作面每次落煤，每架棚子中滯后的頂梁前移，這樣兩根頂梁交錯(cuò)前移。下頁上頁任務(wù)首頁

3.懸移液壓支架懸移液壓支架是炮采和普采最新出現(xiàn)支護(hù)方式，其頂梁和單體液壓支柱聯(lián)接在一起，頂梁由貫穿工作面全長(zhǎng)的方形梁承托。隨工作面落煤，液壓支柱回縮柱根提起，頂梁和液壓支柱一起向前移動(dòng)工作面一次進(jìn)度的距離后，液壓支柱伸長(zhǎng)柱根落向底板支撐頂梁。懸移液壓支架按照頂梁的寬窄有分體頂梁、整體頂梁和復(fù)合頂梁三種類型；按照刮板輸送機(jī)的位置和數(shù)量又有前部單輸送機(jī)、中部單輸送機(jī)和前部中部雙輸送機(jī)三種類型（如圖）。前部單輸送機(jī)適用于單一薄及中厚煤層的開采，中部輸送機(jī)和前部中部雙輸送機(jī)適用于厚煤層放頂煤開采。下頁上頁任務(wù)首頁（a）分體頂梁；（b）整體頂梁；（c）復(fù)合頂梁下頁上頁任務(wù)首頁分體頂梁液壓支架下頁上頁任務(wù)首頁復(fù)合頂梁液壓支架下頁上頁任務(wù)首頁普采工作面端頭支護(hù)設(shè)計(jì)

工作面上下端頭是工作面和平巷的交會(huì)處，此處控頂面積大，設(shè)備人員集中，又是人員、設(shè)備和材料出入工作面的交通口。因此，搞好工作面端頭支護(hù)極為重要。端頭支護(hù)應(yīng)滿足以下要求：要有足夠支護(hù)強(qiáng)度，保證工作面端部出口的安全；支架跨度要大，不影響輸送機(jī)機(jī)頭、機(jī)尾的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并要為維護(hù)和操縱設(shè)備人員留出足夠活動(dòng)空間；要能夠保證機(jī)頭、機(jī)尾的快速移置，縮短端頭作業(yè)時(shí)間，提高開機(jī)率。下頁上頁任務(wù)首頁①單體支柱加鉸接頂梁支護(hù)

如圖所示，為了在跨度大處固定頂梁鉸接點(diǎn)，可采用雙鉤雙楔梁，或?qū)⑵胀ㄣq接頂梁反用，使楔鉤朝上。下頁上頁任務(wù)首頁③用基本支架加走向邁步抬棚支護(hù)

如圖所示，除機(jī)頭、機(jī)尾處支護(hù)外，在工作面端部原平巷內(nèi)可用順向托梁加單體支柱或“十”字鉸接頂梁加單體支柱支護(hù)。下頁上頁任務(wù)首頁四、超前支護(hù)設(shè)計(jì)工作面運(yùn)輸和回風(fēng)順槽靠近工作面的20m左右，有時(shí)可達(dá)到30m的范圍內(nèi)，由于工作面前方移動(dòng)支承壓力和順槽兩側(cè)固定支承壓力的共同作用，而使該范圍內(nèi)順槽壓力很高，如果仍然采用正常巷道支護(hù)方式，很難達(dá)到支護(hù)目的，有時(shí)甚至發(fā)生事故而影響工作面正常生產(chǎn)，為此應(yīng)加強(qiáng)該范圍內(nèi)順槽支護(hù)。在生產(chǎn)實(shí)踐中，工作面順槽斷面形狀和支護(hù)方法各異。所以，應(yīng)在礦山壓力觀測(cè)的基礎(chǔ)上，充分考慮煤層及其頂?shù)装鍘r層的性質(zhì)，結(jié)合順槽斷面形狀和支護(hù)方式，確定超前支護(hù)距離和支護(hù)方式。

下頁上頁任務(wù)首頁（a）工字鋼梯形棚巷道（b）錨（或錨網(wǎng)）梯形巷道（c）錨（或錨網(wǎng)）矩形巷道（d）錨（或錨網(wǎng)）拱形巷道（e）拱形U鋼巷道1—工字鋼棚梁；2—工字鋼棚腿；3—π鋼長(zhǎng)梁；4—單體支柱；5—π鋼棚梁；6—U鋼棚子；7—錨桿下頁上頁任務(wù)首頁2.加強(qiáng)放頂線支護(hù)的穩(wěn)定性無論是有排柱還是無排柱，由于直接頂垮落或基本頂來壓，往往因水平推力而推倒末排支柱。為此，必須使末排支柱不僅支撐力強(qiáng)，而且支護(hù)狀態(tài)穩(wěn)定。一般采用斜撐把排柱連鎖起來，形成一個(gè)防護(hù)整體，必要時(shí)加打木垛，硬頂板時(shí)打雙排柱或打?qū)χ?、叢柱等增加切頂力?/p>

3.加強(qiáng)工作面端頭維護(hù)其支護(hù)形式一般采用四對(duì)八梁走向大抬棚。十字梁是工作面端頭的一種有效支護(hù)，選用時(shí)根據(jù)頂板條件、輸送機(jī)傳動(dòng)裝置以及人行道的要求可靈活調(diào)整。下頁上頁任務(wù)首頁

4.加強(qiáng)工作面“三度”管理支護(hù)強(qiáng)度是指工作面單位頂板面積上的支護(hù)阻力。支護(hù)強(qiáng)度應(yīng)以工作面最困難狀態(tài)下滿足支架—圍巖巖體體系的平衡，不發(fā)生重大頂板事故為準(zhǔn)則。支護(hù)密度是指控頂范圍內(nèi)單位面積頂板所支設(shè)的支柱數(shù)量。設(shè)計(jì)支柱密度時(shí)必須掌握工作面所用支柱的實(shí)際阻力情況，加強(qiáng)金屬支柱抽樣試驗(yàn)和失效檢查。支護(hù)剛度是指支護(hù)物產(chǎn)生單位壓縮量所需要的力。提高支護(hù)剛度的主要措施是：（1）清除浮煤浮矸，保證支柱支在實(shí)頂實(shí)底上；（2）頂?shù)装逅绍洉r(shí)支柱穿鞋戴帽。柱帽規(guī)格不應(yīng)過大，更不允許帶雙帽、穿雙鞋；（3）嚴(yán)格支柱操作，堅(jiān)持使用液壓升柱器升柱，保持支柱有足夠的初撐力。下頁上頁任務(wù)首頁采空區(qū)處理

隨著采煤工作面不斷向前推進(jìn)，頂板懸露面積越來越大，為了工作面的安全和正常生產(chǎn)，就需要及時(shí)對(duì)采空區(qū)進(jìn)行處理。由于頂板特征、煤層厚度和保護(hù)地表的特殊要求等條件不同，采空區(qū)有多種處理方法，但最常用的是全部垮落法。方法：當(dāng)工作面從開切眼推進(jìn)一定距離后，主動(dòng)撤除采煤工作空間以外的支架，使直接頂自然垮落。以后隨著工作面推進(jìn)，每隔一定距離就按預(yù)定計(jì)劃回柱放頂。特點(diǎn)：簡(jiǎn)單可靠、費(fèi)用少；凡是條件合適時(shí)均應(yīng)盡可能采用這種方法。適用：直接頂易于垮落或具有中等穩(wěn)定性的頂板。主要工序：配合工作面推進(jìn)定期進(jìn)行回柱放頂工作，鏈接知識(shí)下頁上頁任務(wù)首頁當(dāng)工作面推進(jìn)一次或二次之后，工作空間達(dá)到允許的最大寬度，即最大控頂距，應(yīng)及時(shí)回柱放頂，使工作空間只保留回采工作所需要的最小寬度，即最小控頂距。如果不放頂，工作面繼續(xù)向前推進(jìn)，就會(huì)使頂板懸露過寬而頂板壓力過大，占用支柱和頂梁過多。最小控頂距一般為3排支柱，最大控頂距為４排或５排支柱。最大控頂距與最小控頂距之差即為放頂步距。工作面使用單體液壓支柱時(shí)，通常用人工回柱，有時(shí)支柱鉆底或被垮落碎矸埋住，則需輔以拔柱器?；刂鶓?yīng)按由下而上、由采空區(qū)向煤壁方向的順序進(jìn)行，并應(yīng)遵守安全規(guī)程的各項(xiàng)規(guī)定，以保證回柱放頂工作的安全。下頁上頁任務(wù)首頁“三、四”排放頂“三、五”排放頂下頁上頁任務(wù)首頁頂板管理受移架方式的影響

選擇移架方式不僅要考慮移架速度，還要考慮對(duì)頂板管理的影響。一般說來，單架依次順序移架雖然速度慢，但卸壓截面積小，頂板下沉量比后兩種小得多，適于穩(wěn)定性差的頂板。即使頂板穩(wěn)定性好，采用后兩種移架方式時(shí)，同時(shí)前移的支架數(shù)N也不宜大于3，以防頂板情況惡化。由于頂板狀況多變，還要依照具體情況考慮移架方式：下頁上頁任務(wù)首頁液壓支架支護(hù)方式及時(shí)支護(hù)方式（a）割煤；（b）移架；（c）推移輸送機(jī)滯后支護(hù)方式（a）割煤；（b）推移輸送機(jī)；（c）移架下頁上頁任務(wù)首頁綜采面端頭支護(hù)綜采工作面端頭是指工作面與兩巷的交接處。端頭處的懸頂面積大，機(jī)械設(shè)備多、設(shè)備和人員又要經(jīng)常通過i特別是工作面端頭處的頂板事故約占工作事故的1/4～1/3,所以必須采取措施加強(qiáng)支護(hù)，作好安全生產(chǎn)工作。確定端頭支護(hù)方式時(shí)，主要考慮端頭懸頂面積的大小、頂板壓力的大小及其穩(wěn)定性、回采巷道原用支護(hù)方式、工作面和兩巷道的聯(lián)系特點(diǎn)、工作面生產(chǎn)工藝特點(diǎn)、端頭設(shè)備布置形式等因素。相關(guān)知識(shí)下頁上頁任務(wù)首頁（一）綜采面端頭支護(hù)方式

1.單體支柱加長(zhǎng)梁組成的邁步抬棚與普采面的該方式端頭支護(hù)相同。該方式適應(yīng)性強(qiáng)，有利于排頭液壓支架的穩(wěn)定，但支設(shè)麻煩、費(fèi)工費(fèi)時(shí)。

2.自移式端頭支架目前使用的端頭液壓支架類型主要有垛式錨固支架、邁步式端頭支架和支撐掩護(hù)式端頭支架。端頭支架移動(dòng)速度快，但對(duì)平巷條件適應(yīng)性差。其主要適用于工作面傾角小，兩巷斷面大，頂板較為完整的條件。下頁上頁任務(wù)首頁下頁上頁任務(wù)首頁下頁上頁任務(wù)首頁（2）邁步式端頭支架該支架由兩個(gè)框架并列支撐。使用時(shí)先降副架，主架支撐頂板，操作千斤頂以主架為支點(diǎn)，推動(dòng)副架前移，到新工作位置后，升柱并支撐頂板。下頁上頁任務(wù)首頁（3）支撐掩護(hù)式端頭支架

該支架布置在工作面下端頭，用于支護(hù)下順槽與工作面連接處的頂板，以隔離采空區(qū)。防止矸石進(jìn)入工作區(qū)，并能自動(dòng)前移和推移轉(zhuǎn)載機(jī)及刮板輸送機(jī)機(jī)頭，每組兩架并列布置。下頁上頁任務(wù)首頁使用工作面端頭液壓支架時(shí)，每個(gè)端頭可安設(shè)一組兩架，下端頭液壓支架與巷道轉(zhuǎn)載機(jī)的相互位置關(guān)系有中置式和偏置式兩種情況，如圖所示為中置式。根據(jù)實(shí)際情況在出口處可配用大抬棚作為輔助支護(hù)。1—端頭支架2—工作面支架3—工作