综采工作面支护设计

编号:MPG-回采工作面支护设计–2014-01-01版本号:第二版新疆阜康市磨盘沟煤矿回采工作面支护专项设计及顶板管理安全技术措施第一版发布时间：2014-01-01第一版实施时间：2014-01-01至2014-12-31阜康市磨盘沟煤矿生产办公室编制磨盘沟煤矿回采工作面支护设计批准页磨盘沟煤回采工作面支护设计批准页目录第一章概况.......................................... - 1 -一、矿井概况...................................... - 1 -二、工作面位置及井上下关系........................ - 2 -三、煤层.......................................... - 3 -四、煤层顶底板：.................................. - 3 -五、水文地质...................................... - 4 -六、地质构造...................................... - 4 -八、储量及服务年限................................ - 5 - 第二章国内外现状及设计意义......................... - 5 -一、国内外回采工作面控制现状...................... - 5 -（一）单体支护................................ - 6 - （二）综采液压支架支护......................... - 8 -二、国内工作面顶板控制设计意义................... - 11 - 第三章、磨盘沟煤矿工作面布置概况.................... - 11 -一、煤层顶底板概况............................... - 11 -二、工作面生产概况............................... - 12 - 第四章工作面顶板控制设计........................... - 13 -一、工作面超前支护设计........................... - 13 -（一）、超前支护方案确定....................... - 13 - （二）、超前支护参数与布置方式确定............. - 16 -(三)、工作面端头顶板控制设计.................. - 19 -二、工作面常规段支护设计......................... - 21 -（一）、工作面支护方案优选确定................. - 21 - （二）、工作面支护参数确定..................... - 24 - 第五章、煤矿综采工作面顶板管理安全技术措施 .......... - 26 -一、成立矿顶板管理领导小组....................... - 27 -二、综采工作面概述............................... - 27 -三、综采工作面顶板管理的一般规定................. - 27 -四、综采工作面交接班期间的顶板管理............... - 29 -五、综采工作面非来压期间的顶板管理............... - 29 -六、综采工作面周期来压的顶板管理................. - 30 -七、停机检修前的顶板管理......................... - 31 -八、工作面内局部冒顶的处理措施................... - 33 -第一章概况一、矿井概况阜康市磨盘沟煤矿位于阜康市正南10km，从阜康市区有可通行汽车的简易公路直达井田。

井田西侧有阜康市至水磨河旅游区沥青公路，从公路的9km处正东侧有可通行汽车的3km简易公路直达井田。

井田距乌鲁木齐市76km，交通较便利，该矿行政区隶属阜康市管辖。

井田西起65线西0.4km，向东1km为井田东界，北起F1阜康逆掩断裂北0.12km，向南1km为南界。

井田东西长1.404km，南北宽0.712km。

该区属山区，无常年流水河流。

根据国土资采划[2005]第069号“划定矿区范围批复”，批准该矿矿区范围由4个拐点圈定，开采深度由897m至420标高，矿区面积约1.0km2 。

表1—1—1井田属博格达多山北麓低山地带，地势东高西低，南高北低之趋势。

一般海拔在830～1000m左右，“V”字形沟谷在井田发育。

根据自治区批准的阜康市煤炭工业结构调整规划方案，将该矿改扩建为年生产能力为9万t/a的阜康市磨盘沟煤矿。

二、工作面位置及井上下关系磨盘沟煤矿1122-1综采工作面位于740水平西翼14-15号煤层，东以750回风下山为界；西以矿井边界为界，南北都是实体岩层，1122运输巷水平标高+740ｍ。

本工作面地表为荒山，无河流及公路通过，设计停采线距回风巷下山40米。

工作面平均走向长度为510米；煤层平均倾角：45º～55 º；属急倾斜煤层；煤层总厚度：平均16米；煤层赋存稳定，构造简单。

三、煤层该煤层赋存主要受褶曲影响较大，煤层走向近东西。

煤层中部走向起伏变化较大，其煤种牌号为ＱM45号煤，煤层编号为14-15号煤层，属特厚煤层，在井田内其结构基本稳定，无大的变化，其厚度有较大的变化。

煤层可采厚度从65线～66线～69线由24.43m～5.69 m～0.37m,逐渐变小，煤层厚度不稳定，结构简单，夹矸0-1层，顶底板岩性均为粉砂岩。

四、煤层顶底板：煤层顶底板见可采煤层特征表五、水文地质根据本矿综采工作面1122-1工作面进风巷、回风巷的施工情况来看，本工作面的涌水量主要受第14～15号煤层含水层及上部古火区积水的影响，工作面巷道布置完成后，涌水量逐渐减弱，但在回采期间加强排水工作。

六、地质构造该工作面范围内地层属单斜构造, 工作面上部倾角变大，两巷及切眼煤层裂隙较发育，局部地段十分破碎，可能对回采有一定的影响。

因煤层沿走向有一定的宽缓褶曲构造，两巷有不同程度的丢煤，在回采时应制定专项措施，加大上下隅角顶煤回收量，减少资源丢失率。

七、影响回采的其他因素（一）、影响回采的其他地质情况;1、瓦斯：含量较高，掘进期间总回风侧绝对瓦斯涌出量 6.82m ³/min;。

2、煤尘：有爆炸危险性，在生产工作中做好降尘工作，定期冲洗巷道。

3、煤的自燃性：根据自燃倾向性鉴定报告14～15号煤层有自燃倾向性。

（二）、地质部门建议工作面周期来压前后，工作面及两巷前方约50米范围内应加强支护工作，并根据工作面实际来压情况，做好个人防护工作及此时的工作面超前预爆破工作。

八、储量及服务年限（一）、储量本工作面可采走向长度510米，工作面长度16米，采放高度9米，工作面煤炭容重为 1.3t/m3,其工业储量约为其储量510×16×9×1.3=9.5万吨。

（二）、工作面服务年限由工作面服务年限=9.5/0.75×1.4=9个月。

第二章国内外现状及设计意义一、国内外回采工作面控制现状当前国内外工作面支护中，多为单体支护和综采液压支架支护两种，其中单体支护按其材料分为木支柱和金属支柱两种，其中木支柱由于其承载能力低、复用率低、安全性差、防火性能差，一般仅用于0.8m以下的煤层，在有条件的条件下一般不予采用。

对于金属支柱，则分为金属摩擦支柱和液压支柱两种，由于金属摩擦支柱属于被动支护方式，目前处于全面淘汰状态，故单体液压支柱（单体液压支架）成为工作面单体支护的主体。

（一）单体支护在采用单体支护时，工作面支护主要有支柱+钢梁构成的棚子支护、支柱+铰接顶梁支护、带帽点柱支护三种方式。

⑴支柱+钢梁构成的棚子支护。

该类支护方式按照顶梁的布置方向不同可分为走向棚和倾斜棚，走向棚是沿着煤层走向布置，而倾斜棚是沿着煤层倾斜布置，具体采用哪种方式应视顶板主导裂隙的空间展布方向而定，当然也要考虑到采动影响下次生裂隙的空间展布情况。

目前在这两种棚子中，走向长壁工作面多采用走向棚子。

按照新老两排棚子棚梁的相互位置的不同，走向棚子可采用连锁式、搭接式和对接式三种。

①连锁式走向棚子的优点是支撑力大，其缺点是装备的支柱数量多，支护工作量重复，因此连锁式棚子仅在顶板很破碎、压力很大、或有假顶、煤项、循环进度较小的工作面采用。

搭接式走向棚子支护的优点是：机器道上方有较长的棚梁探出部分掩护，减少了顶板暴露面积；棚梁护顶面积大，可少背顶或不背顶；在联合采煤机工作面，跟着联合采煤机后面架设棚子，由于有老棚子的探出部分掩护，可以先打上靠煤壁的支柱，另一根支柱可随后补打，这样，追机支柱架设快，可以充分发挥联合采煤机的生产能力。

②搭接式走向棚子支护的缺点是不经济，因为这种支护方式费工费时，且不能适应整体移运输机的要求。

搭接式走向棚子支护适用于顶板比较破碎，采用联合采煤机或截煤机，采高较小，不适宜采用悬臂支架的工作面和采高虽然较大，但缺乏铰接式金属顶梁的工作面。

对接式走向棚子支护方式，这种棚子优点是顶梁承托面积大，支柱排距可以根据运输机和行人的要求，有较大的变化。

其缺点是不经济，且不能适应整体移运输机的要求。

③对接式走向棚子适应于顶板节理、裂隙较多、但压力不大，采用爆破落煤的工作面。

斜棚子支护优点对放顶有利，架设比较方便。

其缺点是不经济，不能适应整体移运输机的要求。

倾斜棚子支护方式应用较少，其适用于顶板比较破碎，节理和裂隙方向垂直于煤壁或者是倾斜较大的打眼放炮采煤工作面。

⑵支柱+铰接顶梁支护在单体支柱工作面，在支柱上方配备铰接顶梁，其目的一是增加支柱之间的稳定性，二是增加控/护顶的面积，以此来增加工作面生产的安全性。

根据支柱与顶梁之间的搭配位置不同可分为柱支中间、正悬臂、倒悬臂三种方式。

①柱支中间搭配方式。

此时梁上的受力相对比较均匀，对顶板的控制效果相对较好。

②正悬臂搭配方式。

该方式是支柱支设在顶梁的后1/3位置处，其最大的优点是：机道上方能得到及时支护，空顶面积小，机道相对比较安全。

其最大的缺点是支柱距离采空区比较近，回撤支柱时相对不安全，同时最后一排支柱容易受采空区冒落的矸石冲击，发生倒柱或埋柱现象。

③倒悬臂搭配方式。

该方式与正悬臂恰好相反，支柱支设在顶梁的前1/3位置处，其最大的优点是：支柱距离采空区比较远，回撤支柱时相对安全，同时最后一排支柱不容易受采空区冒落的矸石冲击，避免发生倒柱或埋柱现象发生。