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支承压力:
井下进行的采掘工程,在煤岩体内形成了孔峒,孔峒以上的煤(岩)层重量由相邻煤(岩)体或其它支撑体承担,这种由于支承条件改变而在相邻支承体上形成的集中压力就叫支承压力。
煤(岩)层的产状三要素:
煤(岩)层的产状三要素是指煤(岩)层的走向、倾向和倾角。
走向——倾斜煤(岩)层的层面与假想水平面的交线所指的方向。
倾向——倾斜煤(岩)层的倾斜方向。
它的方位与走向方位相差90度。
倾角——倾斜煤(岩)层的层面与假想水平面的夹角。
并有真倾角和假倾角之分。
煤矿井下常见的地质构造:
煤矿井下经常遇到的有断层、褶曲、节理(裂隙)等地质构造。
褶曲构造:
煤(岩)层受力后,被挤得弯弯曲曲但仍保持其连续完整的,称为褶曲构造。
褶曲的形状多种多样,但其基本形态只有两种:
一种向下弯曲的称为向斜:
另一种向上弯曲的称为背斜。
断层:
煤(岩)层受力后,发生断裂,出现断裂面,失去其连续完整性,称为断裂构造。
对断裂两侧煤(岩)体没有发生明显相对位移的叫裂隙;
发生明显相对位移的叫断层。
断层分为正断层、逆断层和平推断层三种。
断层出现的征兆:
①、煤层的走向和倾斜发生较大的变化。
②、煤层顶、底板出现严重凸凹不平,顶、底板岩石发生较大裂隙,而且越接近断层裂隙越多。
③、煤层厚度发生显著变化,煤层松软,光泽变暗,滑动面和磨擦痕增加。
④、破碎带有滴水或涌水出现,瓦斯涌出量增大。
敲帮问顶:
就是利用手镐或钢钎之类的工具,去敲击巷道周围已经暴露而为加管理的岩石(或煤体),使其发出声音,来探明周围岩体内部是否松动、断裂和离层的一种方法。
怎样敲帮问顶:
手托顶板,拿长把工具,由轻而重轻轻敲打顶板,若顶板发出“咚”的声音,就证明顶板已离层或脱皮,应及时将离层岩层放掉或进行临时支护,并用工具将松动的煤(岩)块除掉。
采煤:
矿山压力在采煤工作面的压力显现:
①顶板下沉,产生裂隙,发生局部冒顶或大面积冒顶;
②工作面内的支架变形、折断或支柱钻底;
③在倾角较大的采煤工作面发生底板鼓起、滑动等现象;
④工作面的煤壁片帮、滑落或煤岩被压出等现象。
初次来压:
工作面从切眼开始回采时,随着工作面的推进,老塘面积增大,当第一次老顶垮落时,工作面支架承受的压力明显增大,这时的压力叫初次来压。
初次来压步距:
是指从开切眼煤壁开始推进到基本顶初次来压时,与采煤工作面煤壁的距离。
周期来压:
初次来压以后,老塘悬露面积又逐渐增大,到一定距离老顶又会折断,顶板压力和顶板下沉量又会增加,这种周期性的,有规律的老顶折断和支架受压增加,顶板下沉量加大的现象就叫周期来压。
工作面顶板控制:
采煤工作面中工作空间支护和采空区处理工作的总称叫工作面顶板控制。
顶板控制的方法:
有垮落法、充填法、缓慢下沉法及煤柱支撑法。
采空区上方岩层的结构:
采煤后,采空区上方岩层通常自下而上形成冒落带、裂隙带和弯曲下沉带;
影响回采工作面矿山压力的因素:
(1)采高和控顶距(采高越大、控顶距越大、压力就越大);
(2)生产工序和推进速度;
(3)开采深度;
(4)煤层倾角。
判别回采工作面顶板压力大小的主要方法:
(1)观察支柱受力大小
(2)观察采空区情况
(3)观察煤壁情况
(4)观察顶板情况
工作面易发生顶板事故的地点:
(1)煤壁区;
(2)初次放顶和回柱放顶时;
(3)上下端头;
(4)两巷超前支护区域
(5)地质构造带附近。
冒顶前的预兆:
①舍帮及顶板会发出象闷雷一样的响声;
②顶板出现掉碴或煤尘飞扬;
③煤墙片帮、裂缝、脱层;
④支架会发生折断,并发出断裂声。
煤壁片帮的防治:
(1)加快推进度,甩掉压力,保证煤壁平直。
(2)工作面煤壁采直采平,及时站上煤墙柱并给足初撑力。
(3)煤质松软时,除站好煤墙帮柱外,还应及时用竹笆、椽子进行闭帮。
(4)片帮严重的地方,应超前移梁支护并用竹笆、椽子护顶。
(5)合理布置炮眼,掌握好角度,装药量应适当控制,片帮严重时严禁放炮,手镐落煤。
6)加强煤壁动压注水注水质量必须合格。
支柱迎山角:
在采煤工作面内,支柱与垂直于顶底板的法线方向之间的夹角就叫支柱迎山角。
为什么要有迎山?
大小如何确定?
在缓倾斜煤层中,回采工作面的支柱不但要承受顶板的垂直压力,而且还要承受岩层沿倾斜方向产生的向下滑动力量,因此支柱一定要有迎山角,且迎山有力。
迎山角的大小根据煤层倾角而定,一般为煤层倾角的1/6-1/8。
在什么情况下支柱应采取防倒柱措施?
在采高大、煤层倾角>15°
的工作面应采取防倒柱措施。
防倒柱的措施:
①在中排巷用一根棕绳贯穿整个工作面,并用子绳将支柱绑在棕绳上;
②煤墙、舍帮两根支柱分别用双抗网绑在一起(手把处一道、三阀处一道);
③条带工作面舍帮付梁上固定一根1.2m的3分钢丝绳,另一端设活沟在支柱顶盖以下绕一圈,放顶后在付梁柱下绕两圈。
冒顶的分类:
①局部冒顶②压垮型冒顶③摧垮型冒顶。
为什么会发生压垮型冒顶事故?
当顶板来压时,如果工作面支护强度不够,就可能发生压垮型冒顶而且多数是在台阶下沉过程中发生的。
为什么会发生推垮型冒顶?
工作面大型顶板事故多以推垮型冒顶为主,推垮型冒顶是由于支架不能抵抗侧向推力而失稳引起的,因此应特别注意提高单体支架的稳定性。
“复合顶板”下推垮型冒顶的原因:
所谓复合顶板是指煤层顶板由下软上硬不同岩性的岩层组成,软硬岩层间夹有煤线或薄层软弱岩层,下部软岩的厚度一般为0.5-2.0米之间的顶板,当支架的初撑力及刚度不够时,软岩层就离层;
又由于原生及采动裂隙所切割,顶板软岩层中形成一个六面体。
当六面体下方有空间,六面体向倾斜或采空区有“去路”并有一定倾角,即有向倾斜下方或向采空区的推力。
如果围岩对六面体的摩擦阻力小于六面体无去路的推力,即会发生推垮型冒顶。
处理冒顶的方法及适应情况:
①撞楔法②高梁法③开绕道法
撞楔法:
适用于顶板不断冒落,但块度较小,冒顶范围不大但又看不到冒落后的顶板;
高梁法:
适用于顶板沿煤壁冒落,矸石块度较大,但冒落后冒顶空间在一定时间内暂不冒落,即可临时架棚,在临时棚上绞架处理;
开绕道法:
适用于冒顶范围很大,以上两种方法无法处理时,可沿煤壁开绕道或另做开切眼绕开冒顶区。
防止冒顶事故的要求:
(1)支架架设符合作业规程要求;
(2)支护及时,不空顶作业;
(3)支柱初撑力达到要求,保证有足够支护强度;
(4)放顶顺序符合要求;
(5)炮眼布置合理,装药量适当;
(6)特殊时期措施得力;
(7)坚持正规循环作业;
(8)抓好事故多发地点的管理工作。
防止冒顶主要手段是提高支柱初撑力。
初撑力:
指初设支柱对顶底板的主动支撑能力。
影响支柱初撑力的因素:
(1)泵站压力大小
(2)底板比压力小,支柱钻底或顶空
(3)注液阀进孔被脏物堵塞
(4)密封失效
(5)注液枪失灵,管路漏液严重
(6)操作时没将初撑力给足
(7)安全阀调压螺丝松动,没达到规定调整标准。
提高支柱初撑力的措施:
(1)保证泵压达到18MPa,乳化液浓度达到2-3%;
(2)液压系统完好不漏液;
(3)保证顶实、底实、支柱穿鞋;
(4)主管路使用无缝钢管;
(5)加强多次注液,保证注液时间;
(6)减少同时用枪个数,尽量单枪注液;
(7)加强支柱维修,严禁使用失效支柱;
(8)使用增压或注液枪;
(9)投入使用大流量泵站。
操作单体柱应注意的事项:
(1)新下井支柱要排出柱腔内的空气;
(2)严禁使用漏液及损坏的支柱;
(3)支柱必须对号入座,两人配合作业,支柱支要实底或柱鞋上并迎山有力,注液前要用注液枪冲刷阀嘴然后插枪注液;
(4)升柱时应保证支柱初撑力;
(5)手抓支柱手把时应掌心向上,防止砸伤手背;
(6)回柱卸载时要用工具,不准用锤等敲打,不准做推溜器;
失效支柱有哪些特征?
密封损坏、漏液;
阀体损坏或失灵;
柱体弯曲、顶盖掉爪、手把变形。
单体柱三用阀的作用:
注液升柱,卸载回柱,安全溢流。
掘进:
煤矿中巷道断面的形状及常用的巷道断面形状:
巷道断面形状一般有矩形、拱形、梯形、马蹄形、椭圆形、圆形及其特殊条件下使用的不规则形等。
最常用的巷道断面形状为梯形和拱形两种。
巷道支架应具备的性能:
①、具有一定的支撑力,使围岩不致破坏,以利用围岩的承载能力。
②、具有一定的可缩性,允许围岩有一定的变形而减轻支架所受的压力。
③、由于巷道围岩岩性的不均匀性,有些巷道顶压大,有些巷道侧压大,有些巷道有底臌,还有可能是上述情况的组合,因此,支架支撑力和可缩性还必须适应这些不同情况。
按巷道支护的承压方式分为哪几种支护类型?
①、被动承压支护:
用承载结构支承围岩的压力,如砌碹支护和棚式支架。
②、主动承压支护:
支护与围岩形成统一结构,利用围岩自身支承围岩压力。
如锚杆支护、锚喷支护、锚喷网支护等。
③、联合支护:
将主动承压和被动承压联合应用以支承围岩压力。
如锚喷与砌碹,锚喷与棚式支护等。
按支护形式分,巷道支护分哪几种?
各具有什么特点?
①、架棚式支护;
适应性强,一般地质条件下均可使用,尤其是多用于回采巷道。
②、锚喷支护;
多用于动压较小的开拓、准备巷道。
③、联合支护;
适应于围岩松软、压力较大的地点。
选择巷道支护形式和支护材料应考虑的因素:
①、巷道的用途及要求;
永久性大巷等宜选用防火、防水、防腐蚀的耐压支架。
如锚喷等。
②、巷道的服务年限(时间):
服务时间长的多采用防腐性能好的耐压支架,短的宜选用棚式支架,便于回收。
③、围岩压力的大小:
静压大时宜用锚喷支护,动压大时,宜选用“U”型钢可缩性支架。
④、巷道的断面形状:
金属支架可加工成各种面形状,砌碹支护只选用曲线断面巷道。
⑤、支护费用:
在满足安全使用的条件下,应选择材料来源充足、加工方便、施工简单的支架。
在施工中怎样贯彻执行“敲帮问顶”制度:
按照“煤矿安全规程”规定,班组长应及时地对顶板和两帮围岩进行检查,第个根本工作人员也必须经常地检查工作地点的顶板、煤壁、支架等情况。
在急倾斜煤层中,还必须同时注意底板情况。
当通过敲帮问顶发现异常时,应采取措施,进行处理。
在松软、破碎的煤岩层中掘进,常采用的施工方法:
根据松软岩层的特点,常用的施工方法有:
①超前导硐法;
②、短段掘砌法;
③撞楔法;
④、锚砌或锚支联合支护施工法。
掘进巷道顶板管理的内容:
①、掌握巷道开掘后围岩体的范围和应力分布情况。
了解围岩的性质、巷道埋深、巷道周围地质构造、水文变化、巷道横断面形状和尺寸。
②、从有利于巷道围岩的稳定性出发,合理选择巷道的施工方法,编制合理的爆破说明书,包括合理的钻眼眼位、角度、深度、装药量及爆破次序等,并严格现场操作,以减少对顶板管理影响。
③、施工中,严格工程管理,保证工程质量,并做好基础资料的积累和隐蔽工程的记录工作。
影响放炮掘进巷道施
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