【正文】 規(guī)則垮落，碎脹的巖塊將填滿采空區(qū)，形成冒落帶，支撐老頂。 第二節(jié) 工作面礦山壓力的顯現(xiàn)規(guī)律 ? 由于周期來壓前，基本頂呈懸梁狀態(tài)，而初次來壓前，基本頂呈雙支板梁狀態(tài)。繼工作面的推進，基本頂?shù)目迓渑c工作面增壓現(xiàn)象重復(fù)出現(xiàn)。 圖 5—3 基本頂初次垮落 L1初次垮落步距 第二節(jié) 工作面礦山壓力的顯現(xiàn)規(guī)律 ? 三、周期來壓 – 基本頂初次垮落后，工作面暫時免除了基本頂下沉的影響，支架受力減輕，基本頂由雙支板梁變?yōu)閼冶哿骸；卷敵醮慰迓鋾r，工作面距切割煤壁的距離 L1稱為 初次垮落步距或初次來壓步距 。當板梁垮度隨著工作面推進增大到一定的范圍，由于基本頂?shù)淖灾睾蜕细矌r層的作用下，使基本頂斷裂垮落。為了避免沖擊地壓發(fā)生而造成重大事故，必須降低支承壓力的集中程度，例如采用充填法處理采空區(qū)；采空區(qū)內(nèi)不留煤柱；避免兩上工作面相向回采，以防止形成支承壓力的重疊。沖擊地壓是煤和巖層在礦壓作用下，急劇地破碎和被拋出的現(xiàn)象。 – 工作面的煤壁，在支承壓力作用下，產(chǎn)生變形破壞，導(dǎo)致煤壁破碎片幫成斜面；破碎范圍與煤質(zhì)硬度和支承壓力大小有關(guān)，一般為1m～ 3m；工作面前方煤壁內(nèi)支承壓力的峰值，向煤壁內(nèi)轉(zhuǎn)移，增壓區(qū)（支承壓力區(qū)）斜向煤壁里面；減壓區(qū)擴大；穩(wěn)壓區(qū)向煤壁里面轉(zhuǎn)移。一些實際資料表明，頂板下沉量可達 15mm～ 60mm，甚至達100mm。 ? 底板巖層堅硬，支承壓力影響范圍大，但集中程度小。因此，采用全部充填法處理采空區(qū)比采用全部垮落法處理采空區(qū)時，煤壁內(nèi)的支承壓力分布范圍和大小要小得多。 – 采空區(qū)頂板懸露面積越大，時間越長，頂板壓力就越大，而支承壓力的分布范圍和集中程度越大。 工作面圍巖應(yīng)力分布 a—增壓區(qū)； b—減壓區(qū)； c—穩(wěn)壓區(qū) 第二節(jié) 工作面礦山壓力的顯現(xiàn)規(guī)律 ? 從圖看出，由于采動影響的結(jié)果，在工作面前方煤體中和工作面后方的采空區(qū)內(nèi)，根據(jù)壓力分布不同可分為三個區(qū)： ? a——增壓（支承壓力）區(qū)，它的應(yīng)力大于原始應(yīng)力； ? b——減壓區(qū)，它的應(yīng)力小于原始應(yīng)力； ? c——穩(wěn)壓區(qū)，它的應(yīng)力等于原始應(yīng)力。它的大小為原始應(yīng)力 γH的 ～ ，最大值可為原始應(yīng)力的 2～ 4倍或更大。 – 當在煤體內(nèi)開掘切眼后，破壞了應(yīng)力的平衡狀態(tài)，引起應(yīng)力重新分布。 – Ⅳ 類基本頂 ——平時頂板無壓力，采空區(qū)懸露面積達幾千甚至上萬m2不垮落，初次和周期來壓時，頂板垮落常形成狂風(fēng)、巨響。 – Ⅱ 類基本頂 ——初次和周期來壓很明顯，來壓的大小相當于 8～ 12倍采高的頂板巖層重量。 ? 根據(jù)我國巖層的實際情況，一般把直接頂分為三類： – 一類直接頂（不穩(wěn)定） ——回采時不及時支護，很易造成局部冒頂，如頁巖、煤皮、再生頂板等； – 二類直接頂（中等穩(wěn)定） ——頂板雖有裂隙，但仍比較完整，如砂質(zhì)頁巖； – 三類直接頂（穩(wěn)定） ——頂板允許懸露較大面積而不垮落，直接頂完整，如砂巖或堅硬的砂質(zhì)頁巖。例如，巖層中具有層理、節(jié)理等弱面，沿這些弱面方向的巖石抗拉強度，遠小于其它方向的抗拉強度，有些甚至完全失去抗拉能力。煤礦開采方法 ? 全國職業(yè)培訓(xùn)教學(xué)工作指導(dǎo)委員會煤炭專業(yè)委員會 烏魯木齊煤礦技工學(xué)校 2023采煤通風(fēng)組 煤礦開采方法 第三篇 礦山壓力及采煤工作面 技術(shù)管理 第 10章 礦山壓力及其控制 第 11章 采煤工作面生產(chǎn)管理技術(shù) 煤礦開采方法 第 10章 礦山壓力及其控制 主要內(nèi)容 ?第十章 礦山壓力及其控制 ? 第一節(jié) 煤層圍巖及分類 ? 第二節(jié) 工作面頂板壓力顯現(xiàn) ? 第三節(jié) 工作面支架的結(jié)構(gòu)、性能和選擇 ? 第四節(jié) 頂板觀測 ? 復(fù)習(xí)思考題 第一節(jié) 煤層圍巖分類 ? 圍巖的性質(zhì)，尤其是它的力學(xué)性質(zhì)對采掘工作面的壓力顯現(xiàn)影響最大。又如雖屬同種巖石，由于構(gòu)造裂隙影響，它們的力學(xué)性質(zhì)，往往相差很大。 第一節(jié) 煤層圍巖分類 ? 基本頂（老頂）分類尚無統(tǒng)一規(guī)定，現(xiàn)根據(jù)基本頂對工作面的壓力（初次和周期來壓）及初次來壓的步距，把老頂分為四類介紹如下： – Ⅰ 類基本頂 ——初次和周期來壓不明顯，來壓時緩和無沖擊。初次來壓步距大于 25m～ 50m。初次來壓步距大于 50m，甚至可達 100m～ 150m。這時在切割眼上部頂板內(nèi)形成了自然平衡“壓力拱”。 第二節(jié) 工作面礦山壓力的顯現(xiàn)規(guī)律 煤體內(nèi)開掘切割眼后應(yīng)力重新分布 a—切眼寬度； Q—切眼上部巖體重量； H—煤層距地面深度； γ—上覆巖層的容重 第二節(jié) 工作面礦山壓力的顯現(xiàn)規(guī)律 ? 由于“壓力拱”的存在，切割眼處于減壓狀態(tài)。 ? 在采煤工作面上下兩端的區(qū)段煤柱內(nèi)，也由于采煤和掘進區(qū)段平巷而形成支承壓力，它的分布特征和工作面前方的支承壓力基本相同。 – 開采深度越大，懸露頂板的重量越大，支承壓力也越大。 第二節(jié) 工作面礦山壓力的顯現(xiàn)規(guī)律 ? 頂板巖層越堅硬，頂板壓力分布越均勻，支承壓力的集中程度就比較小。 ? 煤質(zhì)堅硬，支承壓力比較集中，影響范圍較小；反之，煤質(zhì)松軟，變形和破壞程度越大，則支承壓力分布范圍越大，集中程度越低。當頂板比較堅硬，煤層較厚或較軟時，頂板下沉量較大。 第二節(jié) 工作面礦山壓力的顯現(xiàn)規(guī)律 ? 煤層壓碎，雖增加了片幫的機會，對安全不利，但可減輕落煤工作，淺截式采煤機就是采落壓碎范圍內(nèi)的煤，因而破落煤時阻力小。在我國煤礦里，常常聽到煤層內(nèi)轟鳴聲，有時可能發(fā)生煤被壓出或頂板下沉及斷裂現(xiàn)象，這些都是輕微沖擊地壓的顯現(xiàn)。 ? 支承壓力集中程度高，不僅可能產(chǎn)生煤層突出，還可能伴隨大量沼氣突出，造成煤和沼氣突出事故。這時，工作面已不再處于基本頂掩護之下，頂板迅速下沉而破碎，通常把基本頂?shù)谝淮未竺娣e垮落稱為 初次垮落 。 L1值與基本頂巖性、厚度以及地質(zhì)構(gòu)造等因素有關(guān)，一般為 20m～ 35m，少數(shù)達 50m～ 70m。上覆巖層的重量主要由基本老頂懸臂梁直接傳給煤壁，部分由垮落的矸石承擔。這種垮落與來壓隨工作面推進而周期性的出現(xiàn)，稱為 基本頂周期垮落和周期來壓 。因此，在工作面內(nèi)，周期來壓步距小于初次來壓步距，它們的關(guān)系大致為： L2=（ 1/2～ 1/4） L1 ? 周期來壓特點與初次來壓類似。當松軟巖層很厚時，冒落的高度可視為直接頂?shù)暮穸?。在上覆巖層的壓力作用下，冒落的巖塊逐漸壓實。如直接頂比較厚，沒有全部跨落，而直接頂?shù)膹姸纫话阌中∮诶享攺姸?，因此，在直接頂與老頂之間也會產(chǎn)生離層。 ? B區(qū)：從工作面后方 2~4m至 30 m左右，頂板劇烈下沉破斷，且各巖層下沉速度由下向上逐漸減小，層與層之間產(chǎn)生離層，稱為 離層區(qū) 。為此，要求支架有足夠的支撐力（工作阻力）和一定的可縮性。 (三 )彎曲下沉帶 ? 裂隙帶上方直到地表的巖層為彎曲下沉帶，這部分巖層不產(chǎn)生裂隙或僅產(chǎn)生極微小的裂隙，并在采空區(qū)上方的地面形成一個比開采范圍大的空間。 一、單體支架 ? 單體支架是指，由單體支柱與橫梁或柱帽組成的支架。 第三節(jié) 工作面支架的結(jié)構(gòu)、性能和選擇 ? 木支柱的工作性能差、利用率低、消耗量大、且資源有限，因此使用很少。 第三節(jié) 工作面支架的結(jié)構(gòu)、性能和選擇 HZJA 1柱體； 2活柱； 3頂蓋 4鎖箍 5水平楔； 6底座 HZJA1000型支柱工作特性曲線 1—實驗室測定結(jié)果； 2—井下測定結(jié)果 第三節(jié) 工作面支架的結(jié)構(gòu)、性能和選擇 ? 液壓支柱是利用高壓油或乳化液來升柱支撐頂板。當頂板下沉壓縮下沿腔內(nèi)的油時，支柱的工作阻力急增到額定工作阻力，此時，支柱有微小的壓縮，如頂板繼續(xù)下沉。這樣，保證支柱工作阻力基本恒定，同時又能隨頂板下沉而下縮，這種支柱又稱為恒阻式支柱，它的特性曲線如圖所示。 ? 單體液壓支柱應(yīng)與鉸接頂梁配套使用，不能與木頂梁配套使用。自移式液壓支架就是一種維護回采空間的機械化支護設(shè)備。 ? 目前國產(chǎn)的液壓支架類型有： BZZC型、 TZ型、 WKM—400型、 DM—400型、ZYZ型、 ZY型等。 – 垛式液壓支架 的外形和作用好象木垛一樣，礦稱為垛式液壓支架。通常由兩個框節(jié)組成一架節(jié)式支架，有時也可由三節(jié)或更多框節(jié)組成，故稱為節(jié)式液壓支架。 圖 11—13 垛式液壓支架 1—頂梁； 2—前梁； 3—立柱； 4—控制閥； 5—推移裝置； 6—底座 圖 11—14 節(jié)式液壓支架 1—前梁； 2—立柱； 3—底座； 4—千斤頂； 5—閥座；6—彈簧鋼帶 第三節(jié) 工作面支架的結(jié)構(gòu)、性能和選擇 第三節(jié) 工作面支架的結(jié)構(gòu)、性能和選擇 ? （二） 掩護式液壓支架 – 這種支架一般由 頂梁、掩護梁、底座、立柱、連桿、推移和操縱裝置等組成 。 ? （三） 支撐掩護式液壓支架 – 實質(zhì)上就是支撐式和掩護式的組合型支架。 ? 如頂板不穩(wěn)定，起伏不平，支架的整體頂梁不能有效地支撐頂板，這時就應(yīng)選用鉸接頂梁支架。為了避免頂板過早下沉，要求支架的初撐力大些為好，新型支架的初撐力可達工作阻力的 80%以上。因此，當煤層傾角大于 10176。 第三節(jié) 工作面支架的結(jié)構(gòu)、性能和選擇 ? 隨著開采技術(shù)的發(fā)展，近年來國外出現(xiàn)各種新型支架，如 履帶式液壓支架 ，能在頂?shù)装逯g帶壓移架，以適應(yīng)松軟頂板的特點；雙輸送機垛式液壓支架 ，它具有伸縮頂梁和鉸接后梁，以適應(yīng)放頂煤采煤的要求；具有貼幫板的液壓支架，以適應(yīng)松軟煤層片幫的要求。 ? 6．什么叫支承壓力？工作面周圍支承壓力是如何分布的？ 煤礦開采方法 第 11章 采煤工作面的生產(chǎn)管理技術(shù) 主要內(nèi)容 第一節(jié) 生產(chǎn)計劃的編制與正規(guī)循環(huán)的概念 ? 第二節(jié) 作業(yè)方式與勞動組織形式 ? 第三節(jié) 工序安排 ? 第四節(jié) 班組成本核算 ? 第五節(jié) 作業(yè)規(guī)程的編制 ? 復(fù)習(xí)思考題 第一節(jié) 生產(chǎn)計劃的編制與正規(guī)循環(huán)的概念 ? 采煤工作面的生產(chǎn)過程是通過多工種、多工序的聯(lián)合作業(yè)來實現(xiàn)的。 第一節(jié) 生產(chǎn)計劃的編制與正規(guī)循環(huán)的概念 一 、 采煤工作面的循環(huán)作業(yè) 采煤工作面的“循環(huán)”就是完成工作面 落煤、裝煤、運煤、支護和放頂 （或放頂煤）等工序的全過程，并且周而復(fù)始地進行下去。 ? 采煤工作面正規(guī)循環(huán)作業(yè)標準： ? ①有一個科學(xué)的切實可行的作業(yè)規(guī)程和循環(huán)圖表，完成規(guī)定的正規(guī)循環(huán)率。 第一節(jié) 生產(chǎn)計劃的編制與正規(guī)循環(huán)的概念 ? 正規(guī)循環(huán)率： 一般指全月正規(guī)循環(huán)次數(shù)與全月工作日數(shù)乘作業(yè)規(guī)程規(guī)定的日循環(huán)次數(shù)之比， ? 月正規(guī)循環(huán)率（％）＝［全月正規(guī)循環(huán)次數(shù)／（全月工作日數(shù)作業(yè)規(guī)程的日循環(huán)次數(shù)）］ 100％ ? 上式中：全月工作日數(shù)是指當月日歷數(shù)減去外因素，如例假、檢修、停電或其它影響的日數(shù)，不能累計逐日的影響時間而后算天數(shù)。 ? 式中： 月正規(guī)循環(huán)數(shù) ——是按正規(guī)循環(huán)標準的要求，逐日累計的統(tǒng)計數(shù)，不得用月末總進尺數(shù)反算。 第一節(jié) 生產(chǎn)計劃的編制與正規(guī)循環(huán)的概念 ? 循環(huán)方式概念： ? 循環(huán)方式就是循環(huán)進度和每晝夜循環(huán)數(shù)的總稱。 每循環(huán)落煤次數(shù)的確定： 頂板冒落步距、經(jīng)濟合理性。如正規(guī)循環(huán)作業(yè)圖所示。另外勞動組織也是影響出勤人數(shù)的因素之一。 第一節(jié) 生產(chǎn)計劃的編制與正規(guī)循環(huán)的概念 ? 工人出勤人數(shù)與勞動組織的關(guān)系 ? 由于勞動組織形式的不同，工人出勤人數(shù)也不同。 它應(yīng)該與全礦的工作制度相適應(yīng) 。 有較充分的準備和檢修時間 ， 但設(shè)備利用率不高 ，設(shè)備效能不能充分發(fā)揮 。 四班交叉三采一準作業(yè)方式 三班出煤 ， 一班檢修 。 綜采工作面應(yīng)盡量采用這種作業(yè)形式 。 ? 充分利用工時，發(fā)揮設(shè)備效能，達到高產(chǎn)高效 ? 開收工時間一致；便于組織管理 ? 在出勤有較大波動時有較大適應(yīng)性 ? 缺點： ? 分工過細，一個工序失調(diào)，將影響全局 ? 勞動量不均，忙閑不勻 ? 跟機作業(yè)勞動強度大 ? 要求有較高的生產(chǎn)組織管路水平。有的還包括回柱放頂。 ? （ 2 ）找出次要矛盾線：如支護線、回柱放頂線、作缺口線等。 最后，用簡單明了的符號繪成工藝流程圖（箭頭圖），把一個循環(huán)的整個采煤工藝過程明確地表示出來 第三節(jié) 工序安排 安排工序時應(yīng)注意問題 工序流線圖如下圖所示 第三節(jié) 工序安排 第三節(jié) 工序安排 ? 炮采工作面的工序運行 ? 爆破落煤和采煤機割煤均使無支護空間的面積擴大 ,附近頂板通常會急劇下沉。 ? 采煤工作面應(yīng)合理安排工序 ,盡可能將對頂板影響較大的工序在時間和空間上錯開。生產(chǎn)班中回柱或爆破時 ,必須在支護 (柱 )完成和完好的環(huán)境下進行 ,通常要在該回柱或該