综合机械化采煤工艺培训课件（400页）.ppt

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1、本书目录,一：综采工作面的生产准备（重点）二：综采工作面的矿压显现及监测三：综采工作面的采煤工艺（重点）四：综采工作面的顶板管理（重点）五：综采工作面的生产事故预防与处理六：特殊地质条件下的综采技术七：综采工作面的撤除与搬迁（重点）八：综采工作面的瓦斯与煤尘治理的综合治理（重点）九：综采工作面的生产管理,模块一综采工作面的生产准备,返回,第一节采煤工作面生产组织管理,一、采煤工作面的循环作业采煤工作面的“循环”就是完成工作面落煤、装煤、运煤、支护和放顶（或放顶煤）等工序的全过程，并且周而复始地进行下去。,第一节采煤工作面生产组织管理,(一)循环方式循环方式是循环进度和昼夜循环次数的组合。1、循

2、环进度2、昼夜循环次数3、正规循环作业4、正规循环率月正规循环率=,第一节采煤工作面生产组织管理,(二)作业方式作业方式是采煤工作面在一昼夜内生产班与准备班的相互配合关系。1、两采一准作业形式2、边采边准作业形式3、两班半采煤半班准备作业形式4、三采一准作业方式5、四班交叉三采一准作业方式,第一节采煤工作面生产组织管理,(三)工序安排1、安排工序时应注意问题2、工序流线图如下图所示,第一节采煤工作面生产组织管理,(四)劳动组织1、追机作业2、分段作业3、分段接接力追机作业4、分段综合作业,第一节采煤工作面生产组织管理,二、采煤工作面循环作业图表（一）循环作业图表10-1采煤工面循环作业图常用符

3、号,第一节采煤工作面生产组织管理综采工作面循环作业图,第一节采煤工作面生产组织管理,（二）劳动组织表劳动组织表是根据工作面的作业形式与循环作业各工种工作量和企业劳动定额规定，计算确定各工种所需定员数目，列表表示工作面个工作班不同工种应出勤人数、工时、各班及工作面所配备人员总数。（三）技术经济指标表1、采煤工作面技术条件2、采煤工作面地质条件3、循环作业组织概况4、主要技术经济指标,第一节采煤工作面生产组织管理,（四）工作面布置图工作面布置图是按一定的比例绘制工作面正常生产时支护设备布置的基本情况，利用断面图反映采煤工作面最大控顶距和最小控顶距断面特征的图件，是进行工作面风量分配、风速计算的基础

4、。（五）采煤工作面循环图表编制示例,第二节采煤工作面技术管理,一、采煤工作面作业规程（一）采煤工作面作业规程主要内容1、工作面基本概况2、工作面的地质状况（1）煤层性质（2）围岩性质（3）地质构造特征（4）瓦斯、煤尘及煤炭自然发生状况（5）水文地质状况（6）工作面煤炭储量,第二节采煤工作面技术管理,3、采煤方法（1）工作面的巷道布置系统图（2）采煤工艺设计4、工作面主要生产系统5、工作面的循环图表6、安全管理制度7、安全技术措施8、灾害事故防治措施9、煤质管理措施,第二节采煤工作面技术管理,(二)作业规程编审步骤1、收集整理资料编制作业规程初稿2、集体研讨定稿3、作业规程审批4、作业规程的贯彻

5、落实5、作业规程的修改与补充措施,第二节采煤工作面技术管理,(三)编制作业规程注意事项1、编制作业规程必须符合工作面的基本条件，切实可行。2、作业规程要文字简明易懂，图表清晰准确，计算规范无误，措施齐全可行。3、严格按煤矿安全规程的有关规定和设计规范的有关要求。4、选择合理的作业形式和劳动组织方式，各项指标要具有一定的先进性，使工作面的生产技术管理达到先进水平。,第二节采煤工作面技术管理,二、技术操作规程1、一般规定2、操作前准备与检查3、操作及注意事项4、收尾工作,作业,1、说明采煤工作面循环、正规循环作业和正规循环率的概念，正规循环率如何规定？2、何谓采煤工作面的作业形式？作业形式主要有哪

6、些？说明各作业形式的主要特点。3、何谓采煤工作面的劳动组织？说明劳动组织的主要方式和特点。4、试绘制综采工作面循环作业图？工作面长度160m，采用三采一准作业形式，双向割煤，每班进3个循环。,第三节采煤工作面质量管理,一、产品质量管理(灰分、水分、含矸率、块煤率)1、采区及工作面设计时要有完善的排矸系统，实现煤矸的分采分运2、编制作业规程时，应制定合理的煤质管理措施。3、健全煤炭质量管理机制，定期对煤炭质量管理工作进行考核，确保煤炭产品质量，提高煤矿的经济效益。,第三节采煤工作面质量管理,二、安全工程质量管理(一)采煤工作面安全工程质量管理标准1、质量管理工作；2、顶板管理；3、工作面支护；4

7、、安全出口与端口支架；5、回柱放顶；6、煤壁机道；7、两巷与文明生产；8、假顶和煤炭回收；9、机电设备；10、安全管理,第三节采煤工作面质量管理,考核评比结果优良品：十大项中前五项最低得分不低于本项总分的90%，后五项不低于本项总分的80%。合格品：十大项中前五项最低得分在本项的70%90%，后五项最低得分不低于本项总分的60%。不及格品：十大项中前五项最低得分在本项总分70%及以下，后五项最低得分在本项总分60%以下。,第三节采煤工作面质量管理,(二)加强工作面安全工程质量管理措施1、提高职工工程质量管理意识2、健全工作面工程质量管理体系3、保证工作面物料储备4、严格质量事故追究制度5、采取

8、激励机制搞好工作面的工程质量,第四节采煤工作面安全管理,一、加强职工安全管理意识二、健全安全管理体制三、加强工作面工程质量管理四、严格执行安全管理制度五、采用先进的安全技术设备,第四节采煤工作面安全管理,六、健全完善安全技术措施1、灾害事故防治措施（1）瓦斯防治措施（2）煤尘防治措施（3）火灾防治措施（4）水灾防治措施（5）顶板事故防治措施,第四节采煤工作面安全管理,2、生产过程中的各项安全技术措施（1）工作面初采安全技术措施（2）工作面周期来压防治措施（3）工作面支架移设的安全措施（4）采煤机割煤时的安全措施（5）特殊条件开采安全技术措施,第四节采煤工作面安全管理,3、机械电器设备安全使用管

9、理措施（1）液压泵站安全操作措施（2）工作面绞车使用、移设安全管理措施（3）矿车辅助运输的安全措施（4）电器设备检查维修安全管理措施,第四节采煤工作面安全管理,4、其他安全技术措施（1）严禁五种人（请假准备回家或刚从老家回来的人、没有经过专业技术培训的人、身体有病的人、情绪不正常的人、酗酒的人）下井。（2）严格执行“四不生产”（工作地点不安全不生产、事故隐患不排除不生产、整改措施不落实不生产、工程质量不达标不生产）规定。,作业,1、采煤工作面安全工程质量考核评比标准考核内容主要有哪几大项？考核等级如何划分？2、如何加强采煤工作面产品质量管理？3、采煤工作面安全管理的主要措施有哪些？,本书目录,

10、模块一：综采工作面的生产准备（重点）模块二：综采工作面的矿压显现及监测模块三：综采工作面的采煤工艺（重点）模块四：综采工作面的顶板管理（重点）模块五：综采工作面的生产事故预防与处理模块六：特殊地质条件下的综采技术模块七：综采工作面的撤除与搬迁（重点）模块八：综采工作面的瓦斯与煤尘治理的综合治理（重点）模块九：综采工作面的生产管理,课程引入,1、采煤方法有哪些？2、采煤工作面有哪些采煤工艺？3、什么是综采工艺？4、综采工艺的特点是什么？5、综采工艺有哪些配套设备？,相关概念：回采工作在采煤工作面内，为采取煤炭所进行的各项工作。五大工序：破煤、装煤、运煤、支护和采空区处理。采煤工艺在采煤工作面内，

11、按照一定顺序完成各项工序的方法及其配合。采煤系统回采巷道的掘进和回采工作之间在时间上的配合以及在空间上的相互位置关系。采煤方法是采煤系统与采煤工艺的综合及其在时间和空间上的配合。两者之间相互影响相互制约。,采煤方法分类,采煤方法分为：露天开采和井工开采。井工开采可分为：柱式体系和壁式体系两种。壁式体系采煤法壁式体系采煤法一般以长壁工作面采煤为主要特征，是目前我国应用最普遍的一种采煤方法，其产量约占到国有重点煤矿产量的95%以上。,采煤方法分类,壁式采煤法的特点：工作面的两端至少各布置一条回采巷道，用于通风和运输。工作面长度一般80-250米。随着工作面的推进及时处理采空区，一般采取全部垮落法管

12、理顶板工作面通风状况良好。,壁式体系采煤法的类型按采煤工艺分类：爆破采煤法、普通机械化采煤法、综合机械化采煤法按采空区处理方法分:全部垮落采煤法、煤柱支撑(刀柱)采煤法、充填采煤法按工作面布置和推进方向分:走向长壁采煤法、倾斜长壁采煤法（俯斜，仰斜）,采煤方法分类,柱式体系采煤法柱式体系采煤法又称为短壁体系采煤法，是以房、柱间隔采煤为主要特征，常见的有巷柱式、房式、房柱式采煤法。现代短壁机械化开采技术的成功应用，逐渐引起大家的关注。,采煤方法分类,采煤方法分类,柱式采煤法的特点：工作面长度较短，一般10-30m,工作面数目较多。需要开掘大量的巷道，掘进率高。一般没有处理采空区工序。工作面通风条

13、件较差，采出率低。,水平分层,2、采煤工作面有哪些采煤工艺？炮采工艺普通机械化采煤工艺高档普通机械化采煤工艺综合机械化采煤工艺,三种采煤工艺：爆破采煤工艺方式解放后至60年代初为主普通机械化采煤工艺方式60年代初至70年代中期为主综合机械化采煤工艺方式70年代中期以后为主,长壁采煤法的采煤工艺,长壁采煤工作面的工艺方式：炮采：爆破落煤、人工装煤、机械化运煤、单体支架支护。普采：采煤机落煤装煤、机械化运煤、单体支架支护。综采：破、装、运、支、处等主要工序全部采用机械化连续作业。,炮采工艺,一、爆破落煤爆破落煤由打眼、装药、填炮泥、联炮线及放炮等工序组成。炮眼布置：单排眼双排眼三排眼二、装煤与运煤

14、1）、爆破装煤：爆破后刮板输送机贴近煤壁，利于装煤。2）、人工装煤：人工攉煤。3）、机械装煤：在输送机煤壁侧装有铲煤板。,炮眼布置图a单排眼b对眼c三角眼d三花眼e五花眼,炮采工艺,炮采工艺,三、工作面支护主要采用金属支柱和铰接顶梁支护，单体液压支柱。主要有两种：正悬臂齐梁直线柱（图a）和正悬臂错梁三角柱（图b）,普采工艺,工艺过程：采煤机破煤装煤刮板输送机运煤单体支柱加金属顶梁支护破煤和运煤滚筒采煤机：单滚筒、双滚筒采煤机结构：截割部、牵引部、动力部、辅助装置牵引方式：机械牵引、液压牵引、电牵引（传动）钢丝绳、有链牵引、无链牵引（行走）,普采工艺,采煤机割煤方式：单向割煤，往返进一刀；双向割

15、煤，往返进两刀；“”字形割煤、往返一刀,普采工艺,工作面运煤：一般采用刮板输送机运煤。每隔6m设一个液压千斤顶，机头机尾各3个。弯曲段长度15m。,普采工艺,工作面支护：支架布置方式：带帽点柱、单体液压支柱或磨擦式金属支柱与铰接顶梁组成的悬臂支架。按悬臂顶梁与支柱的关系分为正悬梁和倒悬梁两种；按梁的排列特点分为齐梁式和错梁式两种，为了行人和工人作业方便，工作面支柱一般排成直线状。,普采工艺,单体支架正悬臂与倒悬臂布置,支架齐梁式和错梁式布置,普采工艺,控顶距：当工作面推进一次或二次之后，工作空间达到允许的最大宽度，即最大控顶距。及时回柱放顶，使工作空间只保留回采工作所需要的最小宽度，即最小控顶

16、距。最大控顶距与最小控顶距之差即为放顶步距。,普采工艺,采空区处理：全部垮落法全部充填法局部充填法缓慢下沉法煤柱支撑法,综采工艺：长壁工作面用双滚筒采煤机割煤、装煤，用可弯曲刮板输送机运煤，自移式液压支架支护并控制顶板的采煤工艺方式。,二、综采工艺及装备配套,1采煤机；2刮板输送机；3液压支架；4下端头支架；5上端头支架；6转载机；7胶带输送机；8配电箱；9移动变电站；10设备列车；11泵站；12喷雾泵站；13绞车；14集中控制台,设备及布置,综采工艺,综采历史：自1974年从国外引进50套综采设备和78年引进的100套综采设备开始，至今已有30多年的历史。发展经历：经过了摸索起步、引进提高、

17、仿制创新、国产与引进并重四个阶段。,综采工艺,综采产量：七十年代综采面大致为20万吨/年-面左右八十年代综采面大致为100万吨/年-面左右2005年兖州东滩矿综采面生产了753万吨/年-面2005年神东上湾矿综采面生产了1145万吨/年-面（神东矿区目前有4个超千万吨的综采面，实现了一井、一面、安全、高效的生产目标。）,综采工艺,综采现状：2006年底全国有高产高效矿井197个共产煤6.352亿吨（占全国当年煤炭产量29%）平均产煤331万吨/矿。2006年底全国有442个综采面（占全国2.5万个工作面1.8）2006年底全国有363个普采面（占全国2.5万个工作面1.5）,综采工艺,综采参数

18、：综采面长150m400m采煤机最大功率达2000kW，刮板输送机最大功率达3*1000kW，液压支架一般20t/架。工艺过程：采煤机破煤装煤刮板输送机运煤液压支架支护顶板,58,综采工作面主要设备,液压支架双滚筒采煤机刮板运输机桥式转载机胶带输送机,综采工艺,采煤机的割煤方式：往返一次割两刀、往返一次割一刀液压支架类型：支撑式支架、掩护式支架、支撑掩护式支架液压支架的移架方式单架依次顺序式；分组间隔交错式；成组整体依次顺序式。,综采工艺,综采工作面工序配合方式：综采面主要工序有三个：割煤、移架、推移输送机，按照不同顺序有两种配合方式，即及时支护方式和滞后支护方式。,综采相对于炮采、普采而言，

19、具有以下特点：1、机械化程度高，工人劳动强度大大降低。2、生产能力大。企业效益增加。3、顶板支护效果好，安全系数高。因此，目前新建矿井在条件允许下，尽量采用综采工艺。,本节重点：1、读懂矿井巷道布置图2、理解矿井主要生产系统,模块一综采工作面的生产准备,利用自然条件作为井田边界划分井田,煤田划分为井田,井田边界划分方法1垂直划分；2水平划分；3以断层为界,煤田划分为井田,井田内再划分井田划分为阶段和水平,井田内再划分阶段划分为采区,井田内再划分,1主井；2副井；3井底车场；4阶段运输大巷；5阶段回风大巷；6回风井；7运输上山；8轨道上山；9区段运输平巷；10区段回风平巷；11采煤工作面图1-1

20、矿井巷道立体示意图,1主井；2副井；3井底车场；4主要石门；5阶段运输大巷；6回风井；7回风石门；8回风大巷；9采区运输石门；10采区下部材料车场；11上、中部车场甩车道；12行人进风斜巷；13采区煤仓；14运输上山；15轨道上山；16上山绞车房；17采区回风石门；18采区上部车场；19采区中部车场；20区段运输平巷；21下区段回风平巷；22联络巷；23区段回风平巷；24开切眼；25采煤工作面图1-2井下生产系统示意图,巷道分类,1按巷道所处空间位置和形状分类垂直巷道立井：是指有直接通达地面出口的垂直巷道。立井一般位于井田中部，担负全矿煤炭提升任务称为主立井，担负人员升降和材料、设备、矸石等辅

21、助提升任务的为副立井。暗立井：是指没有直接通达地面出口的立井，装有提升设备，有主、副暗立井之分。溜井：是指担负自上而下溜放煤炭任务的暗井。,倾斜巷道斜井：是指有直接出口通达地面的倾斜巷道。担负全矿井下煤炭提升任务的斜井称为主斜井。只担负矿井通风、行人、运料等辅助提升任务的斜井称为副斜井。暗斜井：是指没有直接通达地面的出口、用作相邻的上下水平联系的倾斜巷道，其任务是将下部水平的煤炭运到上部水平，将上部水平的材料、设备等运到下部水平。上山：是指服务于一个采区(或盘区)的倾斜巷道，也称采(盘)区上山。上山用于开采其开采水平以上的煤层。按上山的用途和装备可分为运输上山、轨道上山、通风上山和人行上山等。

22、运输上山内的煤炭运输方向为由上向下运到水平大巷。下山：是指由运输大巷向下，沿煤岩层开掘的为一个采区(或盘区)服务的倾斜巷道，也称采(盘)区下山。按其用途和装备分为运输下山、轨道下山、通风下山和人行下山。,水平巷道平硐：是指有出口直接通到地面的水平巷道。一般以一条主平硐担负全矿运煤、出矸、运材料设备、进风、排水、供电和行人等任务。专作通风用的平硐称为通风平硐。石门：是指与煤层走向正交或斜交的水平岩石巷道。服务于全阶段、一个采区、一个区段的石门，分别称为阶段石门、采区石门、区段石门。用作运输的石门称为运输石门。用作通风的石门称为通风石门。煤门：是指开掘在煤层中并与煤层走向正交或斜交的水平巷道。煤门

23、的长度取决于煤层的厚度，只有在厚煤层中才有必要掘进煤门。,平巷：是指没有出口直接通达地面，沿煤层走向开掘的水平巷道。开掘在岩层中的叫岩石平巷，开掘在煤层中的称为煤层平巷。根据平巷的用途，可将平巷分为运输平巷、通风平巷等。按平巷服务范围，将为全阶段、分段、区段服务的平巷分别称为阶段平巷、分段平巷、区段平巷。,2根据巷道服务范围及其用途分类根据巷道服务范围及其用途，矿井巷道可分为开拓巷道、准备巷道和回采巷道三类。开拓巷道为全矿井或一个开采水平服务的巷道称为开拓巷道。准备巷道为一个采区、一个以上区段、分段服务的运输、通风巷道称为准备巷道。回采巷道形成采煤工作面及为其服务的巷道称为回采巷道。,一、采区

24、巷道布置,1、采区巷道掘进顺序2、区段平巷布置方式：单巷布置双巷布置,分巷布置瓦斯尾巷布置,二、生产系统,通风系统运输系统：运煤系统辅助运输系统排水系统供电系统压气、供水系统矿井安全监测系统,通风系统,新鲜风流从地面23451015192025；污风2317876排入大气。,运煤系统,252014135431地面,运料排矸系统,2345911152325,排水系统,采掘工作面涌水，由区段运输平巷、采区上山排到采区下部车场，经水平运输大巷、主要运输石门等巷道的排水沟，自流到井底车场水仓，由中央水泵房排到地面。,模块二综采工作面矿压显现规律及监测,返回,提纲1、加强顶板管理的重要性和紧迫性2、顶板

25、管理的一些基本概念3、顶板管理技术简介4、我省煤矿顶板管理的实践,1、加强顶板管理的重要性和紧迫性,一、近年顶板事故情况1、19952001年（7年）全省煤矿死亡事故中，顶板事故起数和死亡人数分别占事故总量的44和28。对比：瓦斯事故占30和51。,2、20022005年（4年）全省煤矿死亡事故中：顶板事故起数和死亡人数分别占事故总量的55和39.9。CK：瓦斯事故分别占20和36.2。,3、20062008年（3年）全省煤矿死亡事故中：顶板事故起数和死亡人数分别占总量的56和43。CK：瓦斯事故分别占17.3和36。4、2009年19月，全省煤矿死亡事故130起，死亡196人，顶板事故分别占

26、58和48。44%55%56%58%28404348,5、20032008年，顶板较大事故21起，死亡68人，平均每年3.5起死亡11.3人，几乎每季度发生1次顶板较大事故，死亡人数占全部较大事故死亡人数的10.7。09.3.18辰溪蒋家坪井坚硬顶板下采煤柱冒顶，死亡6人。顶板事故起数和死亡人数已稳操第一（达到4348），占比呈连续上升态势，较大事故每年均有发生。,二、顶板事故案例综合分析1、支护技术和理念落后支护落后，全省仍以木支护为主。支护材料、性能不同，支护效果不同。支护理念落后，多数煤矿不掌握顶板管理基本理论，以“不变（木支护、砌碹巷道）应万变”。支架与支护方式不同，控顶效果不同。,2

27、、随心所欲，不按规程规范作业（1）技术素质低，作业不规范采掘后不及时支护、空顶作业，超高、超前采掘，乱采乱挖放“浮煤”；0544长沙市澄潭江煤矿75生平452采区做回采面开切眼，作业人员放炮后空顶作业，黄某被突然掉下来的矸石打中头部死亡。05718涟源市龙塘乡新腾煤矿一上山巷道式采煤，没有及时支护，当头来压发生冒顶，将2名作业人员掩埋致死。进入工作面作业前或放炮后不“敲帮问顶”；05710浏阳澄潭江镇桥头煤矿在小槽大巷南翼维修，进班时发现伪顶有点裂缝，认为裂缝不大，没有必要处理下来，于是开始砍树架棚。正在架棚时，一块1千多斤的矸石从顶板掉下，砸死1人。,处在不安全地点冒险作业或休息；05421

28、涟源安平镇新万三煤矿325工作面机巷吴某在处理顶板松石过程中，二块重约200公斤的岩石打中吴的头部，当场死亡。0572湘潭韶山亿德煤矿在南大巷砌拱装模。8点进班后拖出2个拱子，拆了模板准备装模，装好一边后，杨某出去挂钩，郭某便在拱下休息，此时顶部矸石垮落下来，将郭埋住致死。维修巷道不按操作规程要求作业；0546安化县清塘铺镇新胜开发煤矿在维修巷道时，高某想把旧支护敲掉再装新支护，在拆旧支护时发生冒顶，将高掩埋致死。05620冷水江市岩口镇新红煤矿三石门维修，大工阳某在没有加固维修地点的支架时，就拆换已变形的支架造成冒顶，将大工掩埋致死。,支柱支在浮煤上，软底不“穿鞋”；回柱放顶锤打斧砍，不用回

29、柱绞车。涟源七星街镇峡山煤矿05924回收四石门运输巷木支架，用斧头撤支架时顶板冒落死亡1人。,（2）不按质量标准施工作业支柱规格小，棚距过大，支架之间无稳定措施，支护质量差；辰溪县煤矿肖家溪井05414事故就存在支护材料直径过小、梁柱未亲口连接等原因。加禾县萝卜安煤矿05911在225采区10沿煤回风上山修理，修好4架棚子后正准备抬栌，新架的棚子垮塌掩埋2人致死。破碎顶板背顶背帮不严实，顶帮内空，来压时突然垮塌；05713涟邵塘冲煤矿11237回采面补充风巷掘进，因当头空帮空顶，凌晨突然冒顶，将副队长吴某掩埋致死。缺柱、折柱、无效支柱、断梁等不及时补充更换；,倾斜巷道支架无迎山角（“顺山棚”

30、），压力大的巷道不抬栌，冒高巷道不接顶等；分层开采工作面不铺假顶、不洒水灌黄泥浆；不同类型支架混合使用。各种支架在顶板下沉不同时期作用不相同，木柱一般允许最大下沉量为200毫米，若与单体液压支柱混合使用，起初共同支撑顶板，中期木支柱发挥主要作用，当顶板下沉量大于200毫米时，木支柱大部分折损。,3、管理上的缺陷忽视必须的设计和有针对性的采、掘工作面作业规程；巷道或回采工作面布置不合理，过于集中导致应力集中，巷道上下重叠措施不当造成掉底；04630慈利县零阳胜利煤矿在三号下山往矿车里装煤的过程中突然底板垮落，致朱某死亡。地质、测量工作薄弱，巷道测量和填图不及时，构造变化和巷道位置不清；,有关顶板

31、管理制度形同虚设，现场无章可循，工程质量差，三违现象严重；缺少顶板管理方面的安全教育和技术培训；轻视巷道维修，巷道失修严重。05426冷水江市涟溪矿业公司一工区270水平补二石门5煤巷道失修严重，作业人员进入巷道，李某的矿灯带挂上断梁引起冒顶，将李某掩埋致死。,4、环境条件制约煤层赋存不稳定，地质构造复杂；开采造成围岩应力集中；急倾斜煤层开采、残采、复采，环境条件差；煤矿严重缺少采矿、地质工程技术人员；06年全省煤炭行业采矿工程技术人员共2267人，其中采矿1064人，地质241人；在煤矿企业的1622人，60分布在国有煤矿。攸县150个煤矿，年产420万吨煤，其中148个非国有煤矿仅有1名科

32、班的专业技术人员。采掘工人过度流动，缺少熟练技术工人。如：洪山殿公司05年末1890名工人，其中采掘778人，均无技术职称；初中及以下文化程度占75；778名采掘工人中，从事采掘工作2年以下的占46；2004年招收476名采掘工人，到年底仅剩50人；班组长中30只有2年以下工作经验。09.10.16浦溪煤矿发生突出死亡8人，除1人31岁，其余均在38岁以上；3名采掘工人和一名抽放管子工均为07.12以后入矿的。,矿井生产规模与百万吨死亡率之间的关系,国有重点煤矿采煤机械化程度与百万吨死亡率关系,三、顶板管理从经验到科学的转变针对煤层赋存条件各异、工作面不断推进、构造复杂多变的特点，进行顶板控制

33、设计，实现科学管理。1、顶板控制设计基础：研究和掌握各类（个）具体煤层需要控制的上覆岩层范围及其运动规律（包括运动发生的时间和条件等）。（1）不同类型顶板事故往往与不同类型的顶板结构对应，分析顶板结构特征，认识和分析在该结构下可能发生的顶板事故类型和特点，是有针对性防治顶板事故的前提。结构面（弱面）对结构的影响（2）开采引起的上复岩层破断运动，对工作面直接顶的冒落活动有决定性影响。,2、针对具体煤层条件选择和用好支护手段：掌握各类支架的特性及其在不同生产现场所能达到的有效支撑能力。了解支护，选好支护，发展支护（单体液压支柱、液压切顶支柱、十字顶梁、前探梁等），用好支护，监测支护（质量）。3、了

34、解支架与顶板运动间的关系，确定支架对顶板的合理工作状态，设计安全上可靠、经济上合理的顶板控制方案。,2.顶板管理的一些基本概念,概念（矿山压力控制，顶板管理）概念的本质特征描述概念的适用条件概念的特例概念的例外概念可能相互转换及其转化条件如直接顶与老顶相互转化基于以下原因：1、地质条件变化。岩层厚度变小，原为老顶的岩层可能随回柱冒落；岩层变厚，原垮落的岩层可能向老顶转化；大的断层构造，可以切割传递岩梁，使很大范围的老顶向直接顶转化。2、采动条件变化。增加采高，允许岩梁弯曲沉降的实际空间增大，老顶中的岩梁可能转化为直接顶；降低采高，原直接顶可能转化为老顶。3、改变采空区顶板处理方法。采用充填，减

35、少岩层弯曲沉降的运动空间，原直接顶转化为老顶。,1、顶板和底板煤层以上的岩层叫做顶板，煤层下面的岩层叫做底板（直接在煤层下面的岩层叫直接底）。三种顶板：（1）伪顶：在煤层和直接顶之间，有时存在一层厚度小于0.5米、随采随冒的软弱松散岩层。常见的伪顶有炭质页岩，泥质页岩等。,（2）直接顶：直接在煤层或伪顶上面，有一定强度，并会随回柱放顶而冒落的岩层（在老塘已冒落、采场内支架暂时支撑的顶板）。常见的直接顶岩层有页岩、砂页岩等。采煤工作面的直接维护对象是直接顶，直接顶的稳定性对支架的选型、支护方式以及对引起工作面冒顶常常起主导作用。,直接顶的稳定程度取决于三个因素：岩层本身的力学性质；直接顶岩层内由

36、于各种原因造成的层理和节理裂隙的发育程度；直接顶的稳定性（完整性）还受到上覆老顶来压的影响。,综合考虑前两个因素，我国将直接顶按稳定性分为三种类型：不稳定顶板多数为分层厚度较小（250mm）、强度低，原生裂隙发育，初次垮落步距小于8m，采空区内形不成悬顶。如页岩、炭质页岩、粉沙岩、再生顶板等。对这种顶板如不及时支护，很容易造成局部冒顶。,中等稳定顶板此类直接顶多为分层厚度在250600mm的砂质页岩、厚层页岩、粉砂岩、泥质石灰岩等，岩层力学强度较大，有些岩层虽受到一系列裂隙所切割，但局部较完整，仍属中等稳定型。初次垮落步距一般为915（18）m。这类顶板，采前勿需提前支护，但采后必须及时支护；

37、沿工作面分段放炮落煤。,稳定（完整）顶板分层厚度大（600mm），裂隙不发育，比较完整。这种顶板一般悬露面积大（初次垮落步距大于1518米），稳定性好，不易发生局部冒顶，如砂岩、坚硬的砂页岩等。这类顶板采前勿需专门处理，采后也可不及时支护，可沿工作面全段放炮落煤。,（3）老顶（基本顶）：直接在直接顶上面、强度比较大，厚度在1.5米以上，大面积暴露后才断裂冒落的岩层。老顶又指运动时采场矿压显现有明显影响的传递岩梁的总合。它由明显影响采场矿压显现的一组或几组“传递岩梁”组成（该岩梁在工作面推进中能始终保持向煤壁前方和老塘矸石上传递作用力）。常见的老顶岩层有砂岩、石灰岩、砂砾岩等。老顶的失稳和来压不

38、仅对直接顶的稳定性有直接影响，而且对支护强度、支架具备的可缩量以及选择采空区处理方法等，都起着决定性作用。,在采用全部垮落法的工作面中，在相同采高时，一般情况下老顶对工作面矿压显现的影响，主要取决于老顶离煤层的距离、冒落的直接顶充填原来由直接顶和煤层所占空间的程度。老顶距煤层越远，采高越小，则老顶来压越不明显。通常，把直接顶厚度M与采高h之比N（NM/h）作为衡量老顶对矿压显现影响程度的指标，也是老顶分级的重要指标。一般认为：,级基本顶，N5，称无周期来压或周期来压不明显的顶板，这时老顶的垮落与错动对工作面的支架无多大影响。级基本顶，2N5，为有周期来压顶板，老顶的失稳对工作面支架有较为严重的

39、影响。级老顶，N0，随直接顶初次垮落，基本顶在一定范围内呈现悬露状态，可视为“板”;由于基本顶在采煤工作面方向上的长度远大于推进方向长度，可将其视为一端由采煤工作面煤壁支承，一端由煤柱支承的两端支撑的梁结构。（二）基本顶初次垮落与初次来压随采煤面继续推进，基本顶悬露跨度逐渐增大，产生弯曲，达到一定跨度时，发生垮落。基本顶第一次垮落称为基本顶初次垮落。,（三）基本顶初次垮落步距确定,基本顶初次垮落时，其最大悬露跨度L初称为基本顶初次垮落步距。1、一般情况下，视基本顶为两端固定梁,视基本顶为梁时的受力分析图,极限垮距（只考虑按弯距计算）L初：,2、浅部煤层情况下，近似视基本顶为简支梁极限垮距L初：

40、,基本顶断裂后的平衡拱结构,基本顶岩梁达到极限跨距断裂后，并不一定立即垮落，断裂岩块间由于回旋形成挤压，能形成平衡拱式的结构。,基本顶断裂后形成的平衡拱,三、基本顶的周期来压,（一）基本顶来压前的状态基本顶初次垮落后，随着采煤工作面继续推进，工作面上方的基本顶岩层由两端固定梁状态转变为悬臂梁状态。如图所示：,当采煤工作面继续推进，基本顶悬挂臂跨度达到极限跨度时，基本顶在其自重及上覆岩层载荷的作用下，将沿采煤工作面煤壁甚至煤壁之内发生折断和垮落。随着采煤工作面的推进，基本顶这种“稳定失稳再稳定”现象，将周而复始地出现，使采煤工作面矿山压力周期性明显增大。这种基本顶的周期性破断失稳对工作面产生的周

41、期性的来压显现，称为基本顶的周期来压。,（二）基本顶周期来压及矿压显现特征,基本顶周期来压及矿压显现特征,1、直接顶；2、支架；3、已断裂基本顶；4、冒落矸石,（三）周期来压步距的确定,基本顶两次周期来压间隔时间称为来压周期。在来压周期内采煤工作面推进的距离称为周期来压步距，用L周表示。比较上式，知L周（0.50.25）L初。,（四）周期来压的分析,咬合点的平衡,四、工作面上覆岩层移动规律,根据岩层移动特征，可将煤层的上覆岩层分为冒落带()、裂缝带()、弯曲下沉带()。如图所示：,作业：1、简述矿山压力、矿压显现的基本概念。2、简述直接顶的初次垮落、基本顶的初次来压和周期来压的基本概念。,第三

42、节采煤工作面矿山压力显现规律,一、采煤工作面支承压力显现规律支承压力显现特征可用支承压力地、峰值的位置及应力集中系数表示。（一）采煤工作面前后方支承压力分布采煤工作面前后方支承压力分布与采空区处理方法有关，对于采用全部垮落法管理顶板的采煤工作面，其前后方支承压力分布如下图所示：,采煤工作面前后方支承压力分布,a：应力增高区；b：应力降低区；c：应力稳定区,采煤工作面前后方支承压力分布的特点,1、采煤工作面前方煤壁一端支承着工作面上方裂隙带及其上覆岩层的大部分重量，即工作面前方支承压力远比工作面后方大。2、由于采煤工作面的推进，煤壁和采空区冒落带是向前移动的，因此工作面前后方支承压力是移动支承压

43、力。3、由于裂缝带形成了以煤壁和采空区冒落带为前后支承点的半拱式平衡，所以采煤工作面处于减压力范围。,（二）采煤工作面两侧支承压力分布,采煤工作面两侧的支承压力是指工作面两侧煤柱或煤体上的支承压力。,卸载带；支承压力带；原岩应力带；采后应力稳定带；lmax峰值位置,1、采煤工作面两侧的支承压力剧烈影响区并不在煤体的边缘，而是位于煤体边缘有一定距离的地带。2、采煤工作面两侧煤体边缘处于应力降低区，支承压力低于原岩应力。3、采煤工作面两侧支承压力从形成到向煤体深部转移要经过一段时间过程，所以要使沿空掘巷保持稳定，必须从时间上避开未稳定的支承压力作用期。,采煤工作面两侧支承压力分布规律,二、支承压力

44、在底板中的传递,采煤工作面采动后，在工作面四周形成的支承压力将向煤层底板进行传递，尤其采煤工作面两侧支承压力的传递，对下部煤层开采巷道布置产生重要影响。底板岩层内压应力的大小与煤柱上方的支承压力成正比。,底板岩层中的应力分布,1、2支承压力曲线；3原岩应力曲线；4、5应力增高区边界线；6应力降低区边界线,煤层底板巷道位置选择,（1）巷道与煤层底板的垂直距离不小于一定数值h。H与围岩性质的关系见下表。,煤层底板巷道位置选择,（2）巷道布置在煤柱向底板传递力的影响角以外。若巷道布置在煤柱影响角以内，即使巷道位于较稳定的岩层内，也要受到应力升高的影响。为使巷道布置在煤柱影响角以外，巷道离煤柱边界的水

45、平距离S为：煤层倾角；的余角；煤柱影响角，一般在2555间。通常支承压力越大和煤柱尺寸越小，其值越大。,煤层底板巷道位置选择,巷道位置选择示意图,巷道至煤壁边缘水平距离的计算图,第四节采煤工作面顶板分类,科学的分类可为顶板控制、支架选型、合理确定支护参数以及为采空区处理方法提供依据。一、直接顶分类强度指数D10RcC1C2式中Rc岩石单向抗压强度，MPa；C1节理裂隙影响系数；C2分层厚度影响系数。,二、基本顶分级,基本顶来压强度主要决定于直接顶厚度h与采高m的比值N及基本顶初次来压步距L。根据N和L两个指标，将基本顶分为四级。,作业：1、简述开采后上覆岩层移动特征。2、采煤工作面两侧支承压力

46、分布有何特征？,模块五综采工作面生产事故的预防与处理,1.1工作面顶板事故的预防(1)加强矿井地质工作，掌握回采工作面的顶、底板和采区的水文地质等情况，有针对性地采取防范措施。(2)认真编制采区设计和工作面作业规程，并由矿技术部门组织有关人员进行会审，报矿总工程师批准。情况发生变化时，必须及时修改作业规程或补充安全措施,并报矿总工程师批准。(3)严谨选用支护设备并安设仪表,对工作面支护质量进行监测及早采取相应安全措施。,(4)保证工作面支护质量,严禁出现挤架、垛架现象，控制支架间隙。如果架间隙超过300mm时，使用单体柱架一梁二柱抬棚管理；若架间空隙超过500mm时，平行工作面在支架前梁上挑半

47、圆木,然后架一梁二柱单体柱抬棚管理。如果间隙过大，要及时用大板棚进行支护,当间隙大于1.5m时要及时补架。(5)认真执行安全规程中顶板管理有关规定，加强管理，严格工程质量。保证机电设备完好，乳化液泵站供液压力达到31.5MPa，确保支架的初撑力，控制采场顶板离层变形，并努力确保液压系统不漏液，不窜液。认真按煤矿工人技术操作规程和岗位作业标准操作，确保工作面采直采平即达“三直一平两畅通”。,(6)工作面顶板破碎，煤墙片邦时，必须超前移架或及时移架护顶和及时伸出侧护板、逼帮板护帮（煤墙）。(7)严格执行敲帮问顶制度，回撤工字钢棚，十字顶梁，要先检查顶板完整情况，顶板有离层、掉顶危险时，要坚持先替后

48、回原则。处理冒顶时清理好现场，找好退路，顶板稳定之后派有经验的老工人处理并设专人监护。进入煤墙侧作业时，必须用道木或大板护顶，半圆木逼帮，在停机闭锁大溜专人监护下进行。,1.2工作面上下端头及安全出口管理,煤矿安全规程规定：采煤工作面所有安全出口与巷道衔接处的20m范围内，必须加强支护，巷道高度不得低于1.6m，综合机械化采煤工作面所有安全出口与巷道衔接处的20m范围内，巷道高度不得低于1.8m，安全出口必须设专人维护,支架有断梁折柱时,必须及时更换。综采工作面上下端头要使用端头架管理，端头架与中间架之间尽量用23组排头排尾架过渡管理。人行道净宽不少于0.7m，随时清理浮煤及杂物，移架后及时打出支架外帮护帮板，同时打设逼帮柱，沿煤墙打设的逼帮柱一般要求间距为0.81.2m，从而实现安全有效地管理外帮煤墙。,近水平煤层单层开采或分层开采对三角区和超前支护有严格的要求，但较一次采全高工作面要求要松，因此，我们重点讲述低位放顶煤一次采全高工作面上下端头三角区和超前支护的管理措施。超前支护及要求。运、风两巷超前工作面20m架设单体柱大板棚或形梁管理。十字梁的挂梁方法步骤：工人在操作平台上抬起十字梁与