煤矿迎山角定义、计算及示意图
单体液压支柱迎山角的计算及打设方法
单体液压支柱迎山角的计算及打设方法一、支柱迎山角的计算方法迎山角是针对支柱打设的稳定与可靠性而定的，其目的就是为了加强支护技术方面的管理，便于对工作面顶板的维护，是为防止顶板沿倾向移动提出的。
下面从支柱的受力情况作一下分析（见图1），支柱支护顶板的压力，其主要是直接顶的重力，取一块直接顶 岩体A ，来进行受力分析。
在图1中，F 为老顶对直接顶的压力；F m 为老顶对直接顶之间的摩擦力；F 1，F 2分别为来自斜上方的围岩应力；G 为直接顶A 的自重；Q ，P 分别为重力G 沿倾角和法向上的两个分力；Z 为支柱对直接顶A 的支撑力；α为煤层倾角；α1为支柱与顶板间的法向夹角，即迎山角。
图1 支柱受力示意图FF 2F mF 1QGPα1Zα当直接顶与老顶处于稳定的连接状态时，对工作面支护不会产生大影响，这种情况不必要进行分析，而直接顶与老顶处于滑动、离层的临界状态时，F 、F 1、F 2均可略去不计，直接顶A 从受力保持平衡的条件上，必须满足以下关系式：1sin m F Z Q α+≥ （1）1cos Z Pα≥ （2）()1cos cos m F Z G fαα=- （3）sin Q GZ α=，cos P G α= （4）式中f —直接顶与老顶间的摩擦系数。
将（3），（4）式代入（1）式得()11cos cos sin sin Z G f Z G αααα-+≥ （5）所以()()11cos sin cos sin Z f G f αααα-≥+()11cos sin cos sin Gf f Z αααα+≥+设一锐角β，使cos β=，sin β≥则有()()1sin sin GZ αβαβ+≥+()1sin arc sin G Zααββ⎡⎤≥++⎢⎥⎣⎦（6）对于每棵支柱支护的直接顶重量G 则有以下表达式h G N γ=式中 h —直接顶的厚度；γ—直接顶的容重； N —工作面支护密度。
显德汪矿合理支柱迎山角研究与实践
第 ５卷
第 ３期
华 北科技学院学报
２０ ０ ８年 ７月
显德 汪 矿 合 理 支 柱 迎 山角 研 究 与 实践①
石建 军 ② 李英 明 付永 刚
（ ．华北科技学院安全工程学院 ， １ 北京 东燕郊
资源 开 发 与 管 理 工 程 系 ， 徽 淮 南 安
式中： 。 。 为单元体 、 面体 沿倾 斜 向下 的 Ｔ 、 —— Ｔ 六 重 力分 量 ； Ｎ 、 。 — 为单 元 体 、 面体 沿 顶 板 法 线 方 。Ｎ— 六
向的重 力分 量 ；
① ② ４ ８
收稿 日期 ：０ ８０ ．２ ２０ －６１ 作者简介 ： 石建军 （９ ５一） 男， １７ ， 黑龙江人 ， 华北 科技学院安全工程学院采矿教研室教师。
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第３ 期
石建军等 ： 显德汪矿合理 支柱 迎 山角研究与实践
进， 加上其它的诱发条件 ， 回柱放顶 、 如 放炮落煤 等工 序 的影响 ， 可 能 导致 顶 板 下推 垮 落 型 冒顶 则 事故 的发 生 ， 这就 是 迎 山支 柱 既 不 能过 山也 不 能 退 山 的原 因。 因此 ， 理 确 定迎 山 角不 仅 能 减 少 合 顶 板发生 离层 的可 能 性 、 制 离 层顶 板 下 沉 和 断 控 裂， 同时还 能抑制 离 层沿 层面下 滑 ， 并依 靠支 柱 的 支撑力增大煤层顶板 间的摩擦力 ， 另外还 能增强 支柱 的稳定 性 ， 充分 发挥 支柱 的支 撑力 。
中 图 分 类 号 ： Ｄ ５ ． Ｔ ３０１ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：１７ ６ ２—７６ （０ ８ ０ ０ ４ ０ １９ ２０ ）３— ０ ８— ３
在 矿 山倾 斜 采 掘 工 作 面 ， 板 不 仅 对 支 架施 顶 加 垂直 方 向的压 力 ， 而且 还 有 使 支 架 沿 倾 斜 向下 滑动 的推力 。为稳 定 采 场 压 力 ， 柱 应 有 一 定 的 支 迎 山角 ， 即支柱 与 顶 底 板 垂 直线 保 持 一 个 向上 倾 斜 的夹 角 （ ， 防 止 顶 板 岩 层 沿 倾 斜 面下 滑 。 Ｂ） 以 在现 场实 践 中 ， 因支 柱 迎 山角 不 当 面 引起 的 冒顶
煤矿专业基础知识第3章 倾斜巷道施工
3.2 施工工序
3.2.1 破岩 井巷施工常用的破岩方法有综合机械化破岩和钻眼 爆破破岩两种。近年来，在半煤岩巷、全煤巷以及部分 全岩巷中逐步推广使用综合机械化破岩，破岩效率得到 了大幅度的提高，但钻眼爆破仍是目前国内外使用较普 遍的一种破岩方法。 (1)钻眼机具 采用钻眼爆破法破岩，首先要钻出炮眼。在岩石中 钻眼主要采用冲击式钻眼法，而在煤层中钻眼主要采用 旋转式钻眼法。
6
(2)钻眼工作 在倾斜巷道中使用气腿式凿岩机钻眼难度较水平巷 道大，自上向下施工时钻中上部眼比较容易，但在钻底 眼时操作很不方便，拔钎比较困难；自下向上施工时钻 中下部眼比较容易，但在钻顶眼时操作也很不方便。因 此施工倾斜巷道时炮眼深度以 2.0 m左右较为适宜，也 可根据施工队伍情况适当调整炮眼深度。
1
3.1.1 上山巷道出的巷道符合倾斜角度的规定。此外，放炮时要 特别注意防止崩倒棚子，巷道底板容易“上漂”。 (2)通风 由于上山工作面附近容易积聚瓦斯，在沿瓦斯煤层 掘进时，除正确选用爆破器材和采用隔爆电气设备外， 应注意加强工作面的通风和瓦斯检查，以保施工安全。
第3章 倾斜巷道施工
3.1 倾斜巷道施工特点
倾斜巷道大致可分为斜井、暗斜井、上山、下山及 倾斜溜煤眼等几类。采用自上向下施工的主要有斜井、 暗斜井和下山，采用自下向上施工的主要有上山和溜煤 眼。斜井、暗斜井、上山以及下山坡度通常为 10°~25°，但由于开拓条件的不同，有的可以在10° 以下，有的则达到了25°以上，有的甚至达到了35°以 上；倾斜溜煤眼坡度通常为60°~70°。
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(3)装矸(煤)工作 可采用人工装车或溜车和机械装载方式。目前应用 广泛的是耙斗装岩机，它可用在30°以内的倾斜巷道。 不管采用哪种装载机械都必须设臵安全可靠的防滑装臵。 (4)提升运输工作 煤、矸的运输方式与上山的倾斜角度有关。当倾斜 角大于35°时，煤、矸可沿巷道底板靠自重下滑；倾角 为 25°~35°，可用铁溜槽；倾角为 15°~25°时，可 以采用搪瓷溜槽或塑钢溜槽。倾角小于25°的倾斜巷道 皆可采用链板运输机和绞车运输。为了向工作面运送工 具材料，在掘进断面允许的情况下，可在巷道一帮安装 运输机，另一帮铺设轨道用绞车提升。双斜巷掘进时， 可在一个巷道铺轨，一个巷道安装运输机。
煤矿企业巷道布置及支护说明
煤矿企业巷道布置及支护说明第一节巷道布置一、开拓方式：234下伏煤上出口自原230下伏煤巷探内553#导线点以上19nl处巷道西帮开门，开门后该巷道在岩层中掘进时，采用三心拱断面锚喷支护。
找到2煤下伏煤后沿2煤下伏煤顶板起底掘进，巷道采用矩形断面锚网支护或梯形断面架棚支护。
二、开拓顺序：1、234下伏煤上出口开门位置：自原230下伏煤巷探内553’导线点以上19nl 处巷道西帮开门，按方位280。
5%。
掘进234下伏煤上出口绕道车场15m。
调线按按方位214。
30,掘进234下伏煤上出口绕道25m后，找到2煤下伏煤再调线按方位269。
30,沿2煤下伏煤顶板起底掘进234下伏煤上出口，掘进500nl后，与234下伏煤切眼贯通。
2、234下伏煤上出口采用矩形断面锚网支护。
当顶板破碎、压力大或遇断层及其它地质构造时，采用架棚支护，必要时缩小棚距或等棚距对棚支护。
3、巷道在施工中，要每隔40m左右掘一个躲避所，其规格：宽X深X高=2. 0 X2.0X2.0m。
躲避所采用架棚支护时，棚距0.8口，躲避所掘完后，在其正迎头按标准打好两棵贴帮木柱，木柱直径不小于140nlm,木柱居中支设，间距 1.0m。
躲避所采用锚网支护时，锚杆间排距0.8X0. 8m,躲避所掘完后，必须在其正面打注两条锚杆，并用钢丝绳纸背实压紧。
4、234下伏煤上出口掘进过程中，若遇跌嵌或压梁时，必须平推将煤层找出，遇爬嵌或底鼓需根据现场实际情况，加大巷道坡度掘进施工。
5、巷道开门掘进时必须编制措施，经审批后认真贯彻执行。
6、巷道掘进施工中，必须严格按工程质量标准及中腰线施工。
7、巷道掘进过程中遇断层或破碎带时，必须采取加强支护措施。
8、巷道掘进工程量：540m。
234下伏煤上出口预想剖面图见附图（I ）（1： 1000）234下伏煤上出口平面位置图见附图（III）（1： 1000）234下伏煤上出口开门大样图（1： 50）板起底掘进时，采用矩形断面锚网支护，当顶帮围岩破碎、压力大时，采用梯形 苗毛中>280。
《采煤工》高级工考试复习题
《采煤工》高级工考试复习题一命题人：刘开渠1、画采掘工程示意图必须按照比例尺的大小来绘制。
（）答案：（×）2、根据碎屑颗粒的大小把碎屑分成砾岩、砂岩和粉砂岩。
（）答案：（√）3、在沉积岩中形成明显的层次，把这些层次叫节理。
（）答案：（×）4、柱式采煤法对采空区不做任何处理。
（）答案：（√）5、采掘空间上方岩层破坏后，形成的相对稳定的拱形结构叫平衡拱。
（）答案：（√）6、有的采煤工作面没有初次来压与周期来压的现象。
（）答案：（√）7、综采工作面的五大生产工序为：破煤、装煤、移刮板输送机、支护和采空区处理。
（）答案：（×）8、倾斜长壁采煤法的工作面沿倾斜向上回采叫俯斜开采。
（）答案：（×）9、木垛、戗柱和密集支柱都是属于加强支护类型的支护方式。
（）答案：（×）10、煤电钻发热温度达到50℃时，必须停止打眼、散热冷却。
（）答案：（√）11、菱形钻杆的扭距较大，适于硬煤层工作面打眼。
（）答案：（√）12、刮板输送机的机头护板是保护机头不受损害的装臵。
（）答案：（×）13、爆破装煤采取一次爆破的方式可以提高自装率。
（）答案：（×）14、循环作业图的横坐标是代表工作面进度，表示空间位臵的。
（）答案：（×）15、在灾害中对窒息人员急救时，人工呼吸方法有口对口、俯卧压背和仰卧压胸等方法。
（）答案：（√）16、单位时间内涌出瓦斯量叫相对瓦斯涌出量。
（）答案：（×）17、采煤工作面在透水事故发生前没有任何征兆。
（）答案：（×）18、年产120万吨原煤的矿井能够为大型矿井。
（）答案：（√）19、与煤层走向平行的岩石巷道叫石门。
（）答案：（×）20、风桥是方便行人的设施。
（）答案：（×）二、选择题：1、矿井通风技术管理规定，每个矿井必须有完整的---------系统。
A．独立生产；B．独立通风；C．独立防尘答案：（B ）2、煤层厚度是指煤层顶底板之间的-------------距离。
倾斜工作面支柱迎山角的计算及应用
操作方法: ①挂铰接梁，确保铰接梁上侧紧贴顶 板; ②用卡槽卡住铰接梁，由于二者刚好吻合，则手 柄所指方向即为单体柱方向。该方法操作非常方 便，现已广泛应用于雍和煤业。
防止顶板沿倾向移动。理论与实践证明，工作面支 护的岩体范围仅限于直接顶范围内的岩层，而对基 本顶岩层所产生的矿山压力，工作面支护系统几乎 起不到支 撑 作 用［2］。 现 对 支 柱 的 受 力 情 况 进 行 分 析( 图 1) 。取 1 块直线顶岩体( 直接顶) A，对其受 力情况进行分析。
在图 1 中，F 是基本顶对 A 的压力，Fm 为基本 顶与 A 之间的摩擦力，F1 为斜下方的围岩应力，F2 为斜上方的围岩应力。G 是 A 自身的重力，Q、P 分 别是 G 沿巷道倾向和顶底板法线方向的分力。Z 为 支柱对岩体 A 的支撑力，α 为工作面倾角，β 为支柱 方向和巷道顶底板法线之间的夹角( 迎山角) 。
( 6)
每根支柱支护的直接重力为 G，则有:
G = hγ / N
( 7)
式中，h 为直接顶的厚度; γ 为直接顶的容重; N 为工
作面的支护密度。
将式( 7) 代入式( 6) ，得出迎山角为:
[ ] β≥arcsin NhγZ·sin( α + θ) － θ
( 8)
从受力情况分析来看，迎山角是为防止直接顶
2 支柱迎山角的计算
支柱保证一定的迎山角，目的是加强顶板控制，
收稿日期: 2012 － 04 － 08 作者简介: 袁红起( 1974—) ，男，河南睢县人，助理工程师，2010 年 毕业于中国矿业大学，现从事煤矿生产技术管理工作。
支架(柱)迎山角定义及其示意图
1、质量要求
迎山角符合作业规程规定，误差小于±0.5°，不得退山。
2、检查方法
用半圆仪仅靠立柱与底板构成锐角的立柱侧面量测。迎山角=斜巷设计角度－半圆仪读数。
均匀布置5个检查点。量测检查点前一架支架两侧的立柱。
用半圆仪的弦长部分紧靠立柱的下侧面量测。一架棚不符合要求扣1分，扣完为止。有一架棚退山该项不得分。
迎山角
一、迎山角的定义及作用：
在平巷里，顶板压力的方向是重力方向，是垂直于巷道顶板的。在倾斜巷道内却不同，顶板压力虽然是重力方向，但顶板压力（P）可以分解为两个方向的力，一个是垂直于顶板的垂直压力（N）,另一个平行于顶板的倾斜压力。
斜巷(有一定坡度采面)的支架（柱）既要承受垂直压力，又要承受下推力。因此斜巷(有一定坡度采面)的支架就不能按垂直于巷道顶底板的方向去架设，而必须向上迎一个角度，我们把棚腿（单体液压支柱）中心线与顶底板法线之间的夹角，叫做迎山角。支架（柱）迎山角是为了克服下推力，防止支架向下倾倒的措施之一。
二、迎山角的计算方法：
支架（柱）的迎山角（β）是按照巷道（采面煤层）的倾角（α）来计算的，一般迎山角等于倾角的～，即～例如巷道的倾角为30°，则迎山角为5°～4°.迎山角过大、过小都会降低支架的支撑能力。迎山角过大叫过山，迎山角给反了叫退山，都是不允许的。
当巷道倾角大于45°或者巷道倾角（α）超过底板岩石的滑动角时，底板岩石可能下滑，则巷道底板也要进行支护。
怎样确定迎山角，理论认为在6°—8°的斜巷中支护时，柱子垂直顶底板向上挺一度。在作业规程中规定迎山角为倾角的大家都知道，并下巷道及工作面顶板都有正压力和下滑力，特别在采煤工作面的正压力和下滑力较为突出，故在打柱时柱子垂直于顶底板柱头必须向上挺，但在个别采面及90％的人员认为柱头向下摆是迎山角。如果工作面顶板的压力下滑难免把工作面所有的柱子全部扑倒发生顶板事故，其实如果超过迎山角度的称之为过山，柱子垂直于顶底板柱头向下偏的称之为退山。
煤矿巷道顶板压力的分析与迎山角的选择
煤矿巷道顶板压力的分析与迎山角的选择摘要：很多人把顶板的下沉运动看做是自由落体运动，如果只是微观的取无限大顶板中的一个点作受力分析，而忽略了无限大顶板岩体对该点的作用力，这种分析是不合理的。
关键词：迎山角；顶板压力；稳定性；反作用力；下滑力；初撑力我从事井下工作10余年，先后从采煤到修护、再到掘进，每个单位他们对迎山角的理解都不尽相同。
我在大倾角工作面回采中发现：支柱垂直顶底板支设时，支柱的初撑力才能达到最佳状态，支柱的稳定性才能越好，因为只有这种情况下，支柱和顶底板之间的才能达到最大的接触面积，才能保证足够的摩擦力，特别是单体支柱穿铁鞋后，一旦单体支柱有一定迎山角之后，柱根与铁鞋之间的接触面很小，就很容易打滑，造成支柱跐脚。
煤层倾角越大，越容易发生抽底现象，柱根越容易打滑，支柱的稳定性越差。
如下图1所示，支柱有了一定的迎山角之后，一旦支柱受压，支柱的底根产生一个沿煤层底板倾斜面向下滑动的分力f’，造成支柱跐脚，从而降低支柱的初撑力，造成支柱的稳定性降低。
图1 支柱的支撑受力分析在图1中，顶板的压力的方向我用垂直顶板的力Q表示，很多人对顶板压力的方向争论不休，我们通过下述实验证明：我们可以采用海绵等柔性的长方体，将长方体倾斜放置，分别用垂直长方体上平面的力和竖直向下的力按压长方体，长方体变形后截面呈现的形状会和巷道顶板受压弯曲变形后的形状对比进行分析，就可以得出顶板压力的方向。
我们作顶板的受力分析时应该考虑到：顶板中的任何一块岩体都不是自由体，它是受到束缚的。
上覆岩层所受重力W的两个分力：一是沿切面方向的滑力F,二是垂直与岩层面的重力的分力Q。
同时近乎无限大的顶板将对该块岩体施加了一个反作用力F’,下滑力F与反作用力F’抵消，顶板中的任何一块岩体能且只能垂直顶板向自由空间运动。
因此顶板下沉的作用力就可以用垂直与岩层面的重力的分力Q代替。
有很多人这样理解，随着煤层倾角a的增大，顶底板移近量逐渐变小，上覆岩层重力w沿层面切向滑力F=W×sina随之增大，而作用于层面的重力Q=W×cosa则随之减小，也就是说顶板对支柱的压力减小。
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一、迎山角的定义及作用：
在平巷里，顶板压力的方向是重力方向，是垂直于巷道顶板的。
在倾斜巷道却不同，顶板压力虽然是重力方向，但顶板压力（P）可以分解为两个方向的力，一个是垂直于顶板的垂直压力（N）,另一个平行于顶板的倾斜压力。
斜巷(有一定坡度采面)的支架（柱）既要承受垂直压力，又要承受下推力。
因此斜巷(有一定坡度采面)的支架就不能按垂直于巷道顶底板的方向去架设，而必须向上迎一个角度，我们把棚腿（单体液压支柱）中心线与顶底板法线之间的夹角，叫做迎山角。
支架（柱）迎山角是为了克服下推力，防止支架向下倾倒的措施之一。
二、迎山角的计算方法：
支架（柱）的迎山角（β）是按照巷道（采面煤层）的倾角（α）来计算的，一般迎山角等于倾角的1/6～1/8，即β=(1/6～1/8)α，例如巷道的倾角为30°，则迎山角为4°～5°，迎山角过大、过小都会降低支架的支撑能力。
迎山角过大叫过山，迎山角给反了叫退山，都是不允许的。
当巷道倾角大于45°或者巷道倾角（α）超过底板岩石的滑动角时，底板岩石可能下滑，则巷道底板也要进行支护。
三、迎山角的质量要求及检查方法：
1、质量要求
合格品：不超过设计值±1°，不得退山、过山。
优良品：不超过设计值±0.5°，不得退山、过山。
2、检查方法
用半圆仪紧靠立柱沿平行于切眼中心线的一个侧面进行量测。
迎山角=斜巷设计角度-（90°-半圆仪读数）。
i. .w.
四、附图（采煤工作面单体液压支柱支设、受力及测量迎山角度示意图）
i. .w.
图1-1 正确打柱方式i. .w.
图1-2 错误打柱方式——退山i. .w.
图1-3 错误打柱方式——过山i. .w.
1-4 测量迎山角度的方法i. .w.
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图1-5 支架中心线垂直于切眼顶底
板时支架的受力分析
G d为单体柱自身所受的重力；G dx、G dy分别为G d在平行于切眼顶底板和垂直于切眼顶底板方向上的分力；P x为P 在平行于切眼顶底板方向上的分力；F N为切眼底板对单体柱的支持力；f为切眼顶底板对单体柱的摩擦阻力；F为F N、f的合力。
i. .w.。