掘进顶板支护技术ppt课件
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煤矿顶板管理技术培训课件
一
煤矿顶板支护基本情况
二
金属支架支护原理与技术
三
锚杆（索）支护理论与技术
一、煤矿顶板支护基本情况
（一）煤矿顶板灾害形势严峻
巷道是井工煤矿开采的必要通道，巷道围岩的稳定与否直
接影响着煤矿的安全高效生产；
我国煤矿新掘巷道长度约
，其中
，规模巨大，居世界第一位。
井工煤矿开采示意图
巷 道
一、煤矿顶板支护基本情况
在松散体安装锚杆，能够形成以锚头和紧固端为顶点的锥形 压缩区，压缩区内松散体由于受挤压而保持稳定； 间排距足够小，锥形压缩体重叠连接。
锚杆组合拱原理
三、锚杆（索）支护理论与技术
巷道冒顶隐患分级指标体系和分级方法
将巷道冒顶隐患分级分为Ⅳ级
将巷道顶板分为四级，其中Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级顶板的最大冒顶高度分别为 1.5m、3.5m、5.5m，Ⅳ级顶板最大冒顶高度不确定，冒顶隐患级别最高。
在顶板上部有稳定岩层，将破坏区载荷悬吊于稳定岩层(图a)； 在比较软弱的围岩中，巷道开掘后应力重新分布，出现松动破碎区，在 其上部形成自然平衡拱，将松动破碎区载荷悬吊于巷道冒落拱上 (图b)。
图a
图b
三、锚杆（索）支护理论与技术
组合梁理论
锚杆作用实质在于锚杆将邻近顶板的若干岩层锚固成一个较厚的 组合岩梁，这种组合梁在上覆岩层载荷作用下，最大弯曲应变和应力 大大减小，挠度也显著减小。
巷道跨度为5m时锚杆支护参数（无锚索支护）
三、锚杆（索）支护理论与技术
底臌的处理方式
底臌成因复杂，找到根源，实施对策，一般原则： “强帮固顶治底臌”
底臌处理常用技术手段。（1）可采用注浆锚杆（索），或注浆锚杆与注浆锚索联合支 护，能有效地提高底板强度，防止底臌或减小底臌量；（2）采用加长底角锚杆及底角注 浆锚杆（扎角锚杆），也能有效地控制巷道底臌；（3）遇水泥化或无法在巷道底板打注 浆孔时，采用封闭型可缩性U型钢支架控制底臌。
煤矿顶板支护基本情况
二
金属支架支护原理与技术
三
锚杆（索）支护理论与技术
一、煤矿顶板支护基本情况
（一）煤矿顶板灾害形势严峻
巷道是井工煤矿开采的必要通道，巷道围岩的稳定与否直
接影响着煤矿的安全高效生产；
我国煤矿新掘巷道长度约
，其中
，规模巨大，居世界第一位。
井工煤矿开采示意图
巷 道
一、煤矿顶板支护基本情况
在松散体安装锚杆，能够形成以锚头和紧固端为顶点的锥形 压缩区，压缩区内松散体由于受挤压而保持稳定； 间排距足够小，锥形压缩体重叠连接。
锚杆组合拱原理
三、锚杆（索）支护理论与技术
巷道冒顶隐患分级指标体系和分级方法
将巷道冒顶隐患分级分为Ⅳ级
将巷道顶板分为四级，其中Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级顶板的最大冒顶高度分别为 1.5m、3.5m、5.5m，Ⅳ级顶板最大冒顶高度不确定，冒顶隐患级别最高。
在顶板上部有稳定岩层，将破坏区载荷悬吊于稳定岩层(图a)； 在比较软弱的围岩中，巷道开掘后应力重新分布，出现松动破碎区，在 其上部形成自然平衡拱，将松动破碎区载荷悬吊于巷道冒落拱上 (图b)。
图a
图b
三、锚杆（索）支护理论与技术
组合梁理论
锚杆作用实质在于锚杆将邻近顶板的若干岩层锚固成一个较厚的 组合岩梁，这种组合梁在上覆岩层载荷作用下，最大弯曲应变和应力 大大减小，挠度也显著减小。
巷道跨度为5m时锚杆支护参数（无锚索支护）
三、锚杆（索）支护理论与技术
底臌的处理方式
底臌成因复杂，找到根源，实施对策，一般原则： “强帮固顶治底臌”
底臌处理常用技术手段。（1）可采用注浆锚杆（索），或注浆锚杆与注浆锚索联合支 护，能有效地提高底板强度，防止底臌或减小底臌量；（2）采用加长底角锚杆及底角注 浆锚杆（扎角锚杆），也能有效地控制巷道底臌；（3）遇水泥化或无法在巷道底板打注 浆孔时，采用封闭型可缩性U型钢支架控制底臌。
采煤工作面支护的设计与顶板管理-PPT课件
4、支柱平均载荷：支柱平均工作阻力。
10
支护设计
5、允许比压：单位面积底板破坏前承受的最大压 力。 6 、支护强度：支柱对单位面积顶板提供的工作阻 力称支护强度。 7、对底板比压: 支柱对单位面积底板提供的工作阻 力。 8、支护密度：单位面积内的支柱数量。
11
支护设计
六、淮北矿业集团采用的支护设计方法
18
回采工作面顶板管理
四、初次放顶工作面的顶板管理 1、初次期间顶板事故的原因。 ⑴顶板破碎，支柱超高(棚式支护留顶煤工作面)； ⑵顶板虽保持直观上的完整但实际已离层，顶板断裂 线出现在工作面内部； ⑶顶板初次跌落下滑、旋转，向下或工作面内推倒支 架。
19
回采工作面顶板管理
2、初放期间的顶板管理方法 ⑴较硬的直接顶，沿放顶线打单排密集支柱，提高初 撑力和支护密度，提高工作面支护强度。
16
回采工作面顶板管理
⑷2月7日早班矿压监控已报告延长段测12个点中有7个点不合 格，下部有2个点为0；中班测12个点全部不合格，下部5个 点三个点为0，另两个点也只有0.8KN，工作面支柱初撑力 普遍达不到要求，致使顶板离层。 ⑸矿有关领导及职能部门对安全隐患不重视。对7号大班、中 班多名科区干部及现场矿压监测报告发现反应的支柱初撑力 低、漏顶、片帮、推棚等问题，没有认真安排整改落实。
3、计算机数值模拟法。
3
支护设计
三、应坚持动态设计的观念
1、同一工作面在不同条件的地段，应有不同的设 计。 2 、在实践中检验设计的科学性，根据监测数据不 断优化设计。 3、条件变化时及时变更设计。
4
回采工作面顶板管理
四、采煤工作面控顶原则
根据采煤工作面冒顶有压、漏、推三个基本类型， 回采工作面支架必须具备“支、护、稳”的基本 性能，即“支得起，护得好，稳得住”。
采掘机械课件.第八章.pptx
2）推移输送机：把操纵阀5的手柄扳到“推溜”位置，高压液体 即进入推移千斤顶4的活塞腔，使千斤顶的活塞杆伸出，推动输送 机前移。同时，活塞杆腔内的液体经总回液管回到油箱。
3）降柱：把操纵阀5的手柄扳到“降柱”位置，高压液体即进入 立柱上腔，同时打开控制阀3中的液控单向阀，使立柱活柱回缩。
4）移柱：把操纵阀5的手柄扳到“移柱”位置，高压液体即进入 推移千斤顶活塞杆腔，使活塞杆回缩，支柱即以输送机为支点被 拉前移。
1、单体液压支柱的类型及工作原理？ 2、金属铰接顶梁的使用和架设方法？ 3、切顶支柱的结构原理和特点？ 4、滑移顶梁支架的结构和工作原理？
第17页/共18页
谢谢您的观看！
第18页/共18页
1.切顶支柱的结构原理
如图8-11所示，切顶支柱结构由立 柱1、复位橡胶块2、控制阀3、推 移千斤顶4、底座8和操纵阀5等组 成。
图8-11 切顶支柱
1-立柱；2-复位橡胶块；3-控制阀；4-推移千斤顶；5操纵阀；6-连接头；7-防滑盘；8-底座
第14页/共18页
2.工作过程 3.特点
1）升柱：升柱时，把操纵阀5的手柄扳到“升柱”位置，从泵站 来的高压液体经控制阀3进入支柱下腔，使立柱活柱升起支撑顶板。 同时，立柱上腔的液体通过工作面总回液管回到泵站油箱。
图8-10 铰接顶梁 1-梁体；2-楔子；3-销第子1；3页4/-共耳1子8；页5-定位块；6-接头；7-夹口
第二节 切顶支柱和滑移顶梁支架
一、切顶支柱
切顶支柱是用于普采或炮采工作面、与单体液压支柱配合使用的回采工作面支护设备， 具有放顶和推移输送机的作用。它布置在工作切顶线单体液压支柱之间，取代木垛、密集 支柱、丛柱等特种支柱，起到支撑和切断顶板的作用，其千斤顶可用作推溜移柱。
3）降柱：把操纵阀5的手柄扳到“降柱”位置，高压液体即进入 立柱上腔，同时打开控制阀3中的液控单向阀，使立柱活柱回缩。
4）移柱：把操纵阀5的手柄扳到“移柱”位置，高压液体即进入 推移千斤顶活塞杆腔，使活塞杆回缩，支柱即以输送机为支点被 拉前移。
1、单体液压支柱的类型及工作原理？ 2、金属铰接顶梁的使用和架设方法？ 3、切顶支柱的结构原理和特点？ 4、滑移顶梁支架的结构和工作原理？
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1.切顶支柱的结构原理
如图8-11所示，切顶支柱结构由立 柱1、复位橡胶块2、控制阀3、推 移千斤顶4、底座8和操纵阀5等组 成。
图8-11 切顶支柱
1-立柱；2-复位橡胶块；3-控制阀；4-推移千斤顶；5操纵阀；6-连接头；7-防滑盘；8-底座
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2.工作过程 3.特点
1）升柱：升柱时，把操纵阀5的手柄扳到“升柱”位置，从泵站 来的高压液体经控制阀3进入支柱下腔，使立柱活柱升起支撑顶板。 同时，立柱上腔的液体通过工作面总回液管回到泵站油箱。
图8-10 铰接顶梁 1-梁体；2-楔子；3-销第子1；3页4/-共耳1子8；页5-定位块；6-接头；7-夹口
第二节 切顶支柱和滑移顶梁支架
一、切顶支柱
切顶支柱是用于普采或炮采工作面、与单体液压支柱配合使用的回采工作面支护设备， 具有放顶和推移输送机的作用。它布置在工作切顶线单体液压支柱之间，取代木垛、密集 支柱、丛柱等特种支柱，起到支撑和切断顶板的作用，其千斤顶可用作推溜移柱。
《采场顶板支护》课件
05
采场顶板支护案例分析
案例一：某矿采场顶板支护设计与实践
总结词：成功案例
详细描述：某矿采场面临顶板破碎的问题，通过科学合理的支护设计，包括采用 合适的支护材料和支护方式，以及加强日常监测和维护，成功地控制了顶板垮落 的风险，保障了采场作业的安全。
案例二：某矿采场顶板失稳原因分析与治理
总结词：问题解决
施工的准备
技术准备
熟悉采场顶板支护施工图纸，了解相关技术 规范和标准，组织技术交底和培训。
施工现场准备
清理施工现场，搭建临时设施，确保施工环 境安全、整洁。
物资准备
根据施工需要，采购和租赁所需的设备和材 料，确保质量和数量满足要求。
人员准备
组建施工队伍，进行人员资质审核和安全教 育培训。
施工工艺与方法
支护间距
根据采场顶板的跨度、厚度和 岩石性质等因素确定合理的支
护间距。
锚杆长度与直径
根据顶板的厚度、岩石性质和 锚杆承载力等因素确定锚杆的 长度和直径。
混凝土厚度
根据采场顶板的厚度、载荷和 岩石性质等因素确定混凝土的 厚度。
其他参数
根据实际情况确定其他支护参 数，如支架高度、排距等。
03
采场顶板支护施工
支护材料的选择与要求
钢材
选择高强度钢材，如 Q345等，用于支撑和固
定顶板。
混凝土
采用高强度混凝土，提 高支护结构的整体性和
稳定性。
木料
适当采用木料作为临时 支护材料，满足施工过
程中的临时需求。
其他材料
根据实际情况选择其他 适宜的支护材料，如化 学锚杆、喷射混凝土等
。
支护结构设计
01
02
03
第四节巷道掘进及支护ppt课件
５、下底梁或架设环形支架 当巷道发生底臌时采用下底梁的方式支护，
当巷道底臌严重时，采用架设环形支架的方式 支护。 ６、架木垛
当巷道冒落较高，支架上方顶板空隙较大时， 应棚梁上方架设木垛接顶，以防止顶板继续冒 落。架设木垛处应加强通风工作，以吹淡冒高 处的瓦斯。
精品课件
第四节 巷道掘进及支护
７、套棚维修砌碹巷道 当砌碹巷道失修不严重时，若不影响通风与
巷道维修及冒顶处理的安全措施 （１）维修巷道前，应对巷道维修点进行瓦斯 浓度测定，只有在回风流中，瓦斯浓度不超过 １％，二氧化碳浓度不超过1.5％，才能进行 维修。否则，应先处理瓦斯或二氧化碳，只有 当瓦斯和二氧化碳的浓度符合《煤矿安全规程》 有关规定后，才可以进入巷道进行维修。
精品课件
第四节 巷道掘进及支护
精品课件
第四节 巷道掘进及支护
通风设施亦称通风构筑物，其使用地点对巷 道支护的要求主要是结构严密、坚固、不漏风或 少漏风，通风阻力小。
通风设施
风硐 风桥 测风站 风门 密闭墙
精品课件
第巷四道维节修及冒顶巷处理道掘进及支护 １、井巷失修率：是指统计期末失修巷道总长度 占巷道总长度的百分比。 E1=(L失1/L总)Ｘ100% 式中： E1——巷道失修率，%； L失1——统计期末失修巷道总长度，为失修巷道 和严重失修巷道之和，m L总——统计期末矿井巷道总长度，是指矿井正在 使用的全部巷道长度，m
精品课件
第四节 巷道掘进及支护
３、加固支架 对于失修不严重，不影响安全使用的巷道，可
采用加固的办法进行维修，方法有打中柱、架套 棚、支抬棚等。 ４、改用砌碹支护
当失修巷道冒落很高、片帮严重，使用架棚修 复有困难时，可改用砌碹支护。也可以墙体砌筑， 顶梁采用架设钢梁的方式。
当巷道底臌严重时，采用架设环形支架的方式 支护。 ６、架木垛
当巷道冒落较高，支架上方顶板空隙较大时， 应棚梁上方架设木垛接顶，以防止顶板继续冒 落。架设木垛处应加强通风工作，以吹淡冒高 处的瓦斯。
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第四节 巷道掘进及支护
７、套棚维修砌碹巷道 当砌碹巷道失修不严重时，若不影响通风与
巷道维修及冒顶处理的安全措施 （１）维修巷道前，应对巷道维修点进行瓦斯 浓度测定，只有在回风流中，瓦斯浓度不超过 １％，二氧化碳浓度不超过1.5％，才能进行 维修。否则，应先处理瓦斯或二氧化碳，只有 当瓦斯和二氧化碳的浓度符合《煤矿安全规程》 有关规定后，才可以进入巷道进行维修。
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第四节 巷道掘进及支护
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第四节 巷道掘进及支护
通风设施亦称通风构筑物，其使用地点对巷 道支护的要求主要是结构严密、坚固、不漏风或 少漏风，通风阻力小。
通风设施
风硐 风桥 测风站 风门 密闭墙
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第巷四道维节修及冒顶巷处理道掘进及支护 １、井巷失修率：是指统计期末失修巷道总长度 占巷道总长度的百分比。 E1=(L失1/L总)Ｘ100% 式中： E1——巷道失修率，%； L失1——统计期末失修巷道总长度，为失修巷道 和严重失修巷道之和，m L总——统计期末矿井巷道总长度，是指矿井正在 使用的全部巷道长度，m
精品课件
第四节 巷道掘进及支护
３、加固支架 对于失修不严重，不影响安全使用的巷道，可
采用加固的办法进行维修，方法有打中柱、架套 棚、支抬棚等。 ４、改用砌碹支护
当失修巷道冒落很高、片帮严重，使用架棚修 复有困难时，可改用砌碹支护。也可以墙体砌筑， 顶梁采用架设钢梁的方式。
2015年春季顶板安全管理掘进系统支护工培训课件
作业要点
11.扶钻人员 要紧扎袖口严 禁带手套。
12.打眼过程 中注意观察钻 杆的垂直度以 及接头的完好 情况。
二零一五年春季顶板安全管理掘进系统支护工培训课件
工 作 标 准
在搅拌停止后，须等待树脂固化，超快速凝固 的（CK型）需5分钟，快速凝固的K型需用7分钟， 中速凝固的Z型需要12分钟，慢速凝固的M型需要30 分钟。不经过等待时间就安装托板是违章操作，必 须制止。等待时间过长，顶板得不到支护，也必须 防止。 托板或钢带要紧贴岩面，不得出现点接触，托 板或钢带也不能反上。垫片的强度也要与锚杆的锚 固力相适应。锚杆要上双螺母|，用力矩板手加大 紧固力量，使锚杆能挤压固顶板，发挥对顶板的主 动支护作用。 (9)对上一班施工安装的铺杆必须进行检査， 发现螺母扭矩不足时必须进行二次紧固，以确保锚 杆扭矩力达到作业规程规定要求。 (10)施工中必须随开眼随安装锚杆，不得将 一排锚杆眼打完后再统一安装锚杆。 5.收尾工作 ⑴把锚杆钻具的管路吊挂整齐，锚杆钻具放到 距工作面10米以外的安全地点待用。 ⑵拆除工作台，把材料、工具搬出工作面，置 于合适位置。
作业要点
1.交接班 1、交接班 ⑴及时进入工作面交接班地点，找到交接班对 象。 (2)交班人要把本班铺杆钻具的使用情况、巷道 围岩的变化情况及锚杆的打设情况况以及应该注意 的安全隐患告知接班人，并解答接班人提出的问题。 2.设备班检 (3)交接清楚，作好记录，履行交接班手续。 2、设备班检 (1)接班后，针对上个班工作情况和设备的故障 隐患点进行仔细排査，并进行维护。 (2)备齐铺杆、网、钢带和锚固剂等支护材料并 检查规格和质量是否合格。 (3)备齐钻头、钻杆和施工工具并检査数量和质 3.试运转。 量是否符合要求。 3、试运转 (1)对所使用的锚杆钻具分别进行试运转査看锚 杆钻具操作手柄动作是否灵敏可靠各种动作是否平 4.钻杆中心 稳匀速、动作可靠，确认锚杆钻具能正常操作使用， 孔不通不得 风、水管路通畅压力正常，以及泵站工作正常，否 使用。 则要进行检査并及时处理。 (2)试运转正常后，把锚杆钻具的管路吊挂整齐， 锚杆钻具抬放到距工作面10米以外安全地点待用。
顶板管理ppt课件
三、任务面顶板管理
〔一〕任务面支柱初撑力必需到达质量规 范化的要求。如遇任务面顶、底板较软的 情况，必需加强二次〔或多次〕补液；采 取穿柱鞋、垫方木；保证泵站乳化液浓度 在2～3%以上及泵站压力在18Mp以上等措 施来保证初撑力符合要求。同时地测人员 要开展矿压观测，针对该地域特点，提出 符合该地域实践的支护方式和支柱压力报 矿及集团公司同意。
一、开辟掘进巷道顶板管理
〔五〕掘进巷道施工必需有平安可靠的暂时支护 措施，严禁空顶作业。接近掘进任务面10m内的 支护，在爆破前必需加固。
〔六〕一切掘进任务面，必需备有足够的物料， 以防发生顶板冒落时及时支护顶板。
〔七〕架棚支架间应设结实的撑杆或拉杆，U型 钢必需将卡缆上紧。
〔八〕一切2.4×2.4米工字钢支护巷道过交叉口时， 必需改用3.0米工字钢长梁，梁爪外300—500，长 梁下部打双抬棚，且双抬棚打在梁爪外部,交叉口 的分支巷道正式棚的第一棚必需紧贴梁头。
〔五〕必需严厉工程质量管理和现场管理， 杜绝不合格工程。质量规范化任务必需平 常抓、抓平常。
三、任务面顶板管理
(六)任务面过老巷或硐室时,必需制定平安措 施,任务面上下顺槽内的硐室必需采取措施, 及时加固。
(七)任务面初采初放及放终了顶必需制定专 项平安技术措施，有关职能科室及矿指点 现场跟班，监视措施的执行情况。
〔十一〕对于大断面、高地压、顶板破碎 等用普通锚杆支护难以支撑顶板的巷道， 应采用锚索加U型钢的支护方式加固顶板。
〔十二〕严厉按照作业规程规定的控顶距 操作，不准超控顶距作业。
一、开辟掘进巷道顶板管理
〔十三〕岩巷掘进必需实行光面爆破，保 证巷道轮廓的成形完好。巷道掘进后应及 时进展喷浆封锁围岩。
〔离平安出口近的那一头〕，逐渐向前处 置，再处置里面的，直至该段范围全部处 置通。制止在巷道只存在一个平安出口的 情况下两头处置。
煤矿掘进顶板管理课件
及时支护
02
在掘进过程中，应及时进行永久支护，以防止顶板长时间暴露在空气中。永久支护可以采用锚杆、锚索、钢带、钢筋网等材料进行联合支护。
循环作业
03
在掘进过程中，应采用循环作业的方式，即按照掘进、支护、检查的顺序进行循环，以确保顶板的稳定性和作业安全。
掘进中的顶板管理
在掘进结束后，应对已完成的巷道进行质量检测，检查巷道的断面尺寸、支护质量等是否符合设计要求。
支护设计
根据调查结果，进行支护设计。选择适当的锚杆、锚索、钢带、钢筋网等支护材料，设计合理的支护参数，以确保顶板的稳定。
临时支护
在掘进前，应设置临时支护，以防止顶板突然坍塌。临时支护可以采用木支柱、金属支柱或液压支柱等。
监测监控
01
在掘进过程中，应实时监测顶板的稳定性，如发现异常情况应及时采取措施进行处理。同时，应使用各种传感器和监测仪器对顶板进行实时监控，以获取顶板的动态信息。
智能化顶板监测技术
随着科技的发展，智能化顶板监测技术逐渐应用于煤矿掘进顶板管理中。通过安装智能传感器和监测系统，可以实时监测顶板的应力分布、位移变化和裂缝发展等情况，为预防顶板事故提供科学依据。
实时预警与自动控制
智能化顶板监测技术具备实时预警和自动控制功能。当监测到异常情况时，系统能够及时发出警报，并自动采取控制措施，如调整支护参数或启动应急预案，确保安全生产。
某矿掘进工作面面临顶板破碎、稳定性差的问题，为确保安全生产，决定采取顶板加固措施。
工程背景
采用注浆、锚杆（索）等加固方法，提高顶板岩体的整体性和承载能力。
加固方案
加固工程实施后，顶板稳定性得到显著提高，有效降低了冒顶、片帮等事故的发生率。
实施效果Biblioteka 案例二：某矿掘进工作面顶板加固工程实践
02
在掘进过程中，应及时进行永久支护，以防止顶板长时间暴露在空气中。永久支护可以采用锚杆、锚索、钢带、钢筋网等材料进行联合支护。
循环作业
03
在掘进过程中，应采用循环作业的方式，即按照掘进、支护、检查的顺序进行循环，以确保顶板的稳定性和作业安全。
掘进中的顶板管理
在掘进结束后，应对已完成的巷道进行质量检测，检查巷道的断面尺寸、支护质量等是否符合设计要求。
支护设计
根据调查结果，进行支护设计。选择适当的锚杆、锚索、钢带、钢筋网等支护材料，设计合理的支护参数，以确保顶板的稳定。
临时支护
在掘进前，应设置临时支护，以防止顶板突然坍塌。临时支护可以采用木支柱、金属支柱或液压支柱等。
监测监控
01
在掘进过程中，应实时监测顶板的稳定性，如发现异常情况应及时采取措施进行处理。同时，应使用各种传感器和监测仪器对顶板进行实时监控，以获取顶板的动态信息。
智能化顶板监测技术
随着科技的发展，智能化顶板监测技术逐渐应用于煤矿掘进顶板管理中。通过安装智能传感器和监测系统，可以实时监测顶板的应力分布、位移变化和裂缝发展等情况，为预防顶板事故提供科学依据。
实时预警与自动控制
智能化顶板监测技术具备实时预警和自动控制功能。当监测到异常情况时，系统能够及时发出警报，并自动采取控制措施，如调整支护参数或启动应急预案，确保安全生产。
某矿掘进工作面面临顶板破碎、稳定性差的问题，为确保安全生产，决定采取顶板加固措施。
工程背景
采用注浆、锚杆（索）等加固方法，提高顶板岩体的整体性和承载能力。
加固方案
加固工程实施后，顶板稳定性得到显著提高，有效降低了冒顶、片帮等事故的发生率。
实施效果Biblioteka 案例二：某矿掘进工作面顶板加固工程实践
最新煤矿巷道顶板课件ppt
2020/12/22
14
超 前 支 护 采 用 DW － 2500/ DW － 2800/ DW － 3200/ DW － 3500 单 体 液 压 支 柱 配 合 HDJA － 1200型金属铰接顶梁支护顶板，一梁一柱，柱 距1.2m。工作面轨顺打三排（距两帮及排间距 均为1.0m）；皮顺破碎机以里打三排，破碎机 以外打两排（距上帮、下帮均为1.0m，两排单 体排距为2.5m）。原支护的锚杆、钢筋梯和锚 索必须在放顶线排回撤，以加强顶板支护。见下 图1306轨道顺槽超前支护.JPG
2020/12/22
23
3、如果靠近端头的支架不能有效地维护好刮板运 输机头、机尾上方的顶板，机头（尾）超出过渡
液压支架0.6m时，则在机头、机尾上方分别加设 4.2m的“∏”型钢梁维护顶板，“∏”型钢梁成 对交错使用，一梁三柱，迈步前移，且距液压支
架侧护板的距离不大于0.6m。成对使用的对内的 两根“∏”型钢梁中～中不大于0.6m，且“∏” 型钢梁沿倾向到最近一排铰接顶梁的距离不大于
2020/12/22
8
一、正常工作时期顶板支护方式：
• 采用追机移架的方法对顶板进行及时支护，在采 煤机割煤后，先移支架，后移运输机。
• 正常情况下，采用及时移架少降快移一次到位的 方式移架，正常移架滞后采煤机后滚筒3～5架， 端面距不大于340mm，工艺为：割煤→移架→ 推移运输机。顶板破碎及过断层时，要紧跟采煤 机前滚筒带压移架或超前移架控制顶板,即：当
煤矿巷道顶板管理
一、采煤工作面顶板管理 二、掘进工作面顶板管理
2020/12/22
2
第一部分 采煤工作面顶板管理
第一节 支护设计 第二节 工作面顶板管理 第三节 顺槽及端头顶板管理
巷道掘进技术及顶板管理培训课件
掘进断面的确定
确定断面求，合理确定巷道的断面尺寸 。
考虑地质因素
根据岩层分布、岩石硬度、节理 裂隙发育情况等地质因素，调整 断面设计。
炮眼布置与爆破设计
炮眼深度与间距
根据岩层性质、巷道断面和施工条件 ，合理布置炮眼深度与间距。
爆破材料选择
选用合适的炸药和雷管，确保爆破效 果和安全。
安全管理与风险控制的新思路
介绍了基于大数据和物联网的安全监控与预警系 统的应用和发展趋势，为学员提供新的安全管理 思路和工具。
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感谢您的观看
案例三
某矿井采用新型支护材料的实践效 果，通过案例分析，使学员了解新 技术在实际应用中的优势和效果。
技术发展与展望
1 2 3
巷道掘进技术的未来发展方向
介绍了新型掘进设备、高效能支护材料和智能化 监测系统等发展趋势，为学员提供前瞻性的技术 视野。
顶板管理技术的创新与实践
探讨了新型顶板控制设计方法、智能化监测与预 警系统等创新技术在实际工程中的应用前景和实 践经验。
安全管理与风险控制
强调了掘进作业中的安全注意事项和风险控制措施，提高学员的安 全意识和应对能力。
实际应用与案例分析
案例一
某矿井在巷道掘进过程中遇到的 问题及解决方案，通过案例分析，
使学员了解实际工程中可能遇到 的问题和解决方法。
案例二
某矿井顶板事故的原因分析及预防 措施，通过案例分析，使学员了解 顶板事故的危害和预防措施。
02 巷道掘进技术分类
钻爆法掘进
总结词
通过钻孔、装药、爆破的方式进行岩石破碎，适用于各种地 质条件。
详细描述
钻爆法掘进是一种传统的巷道掘进方法，通过钻孔、装药、 爆破的方式将岩石破碎，然后进行出渣和支护作业。该方法 具有适应性强、成本低等优点，但施工效率相对较低，且对 围岩的扰动较大。
掘进巷道支护ppt课件
L t
压 缩 拱
图1-4压缩（组合）拱理论
（二）锚杆支护类型
锚杆支护类型很多，按锚杆材 料分类，有木锚杆、竹锚杆、金属 锚杆、树脂锚杆、快硬水泥锚杆。 按锚杆作用方式分类，有端部锚固 型锚杆、全长胶结型锚杆、摩擦型 锚杆、长锚索法。
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常见的两种主要锚杆支护如下： 1.顶板锚杆—超高强度螺纹钢锚杆 （1）锚杆杆体。锚杆杆体 采用φ22mm无纵筋左旋螺纹钢杆体，材质为 20MnSi经中频调质处理，其强度提高到：屈 服强度平均610MPa，屈服载荷平均231.8kN， 极限强度平均820MPa，极限载荷平均 311.6kN，伸长率平均19%。 （2）锚固形式：全长锚固 （3）锚杆托盘等附件：锚杆托盘为压制 蝶形托盘，其承载能力大，消耗材料少，强 度与锚杆杆体相适应。为了提高锚杆的预紧 力，配有减摩擦尼龙垫；为了适应锚杆安装 角度和防止树脂锚固剂外流，还附有球形垫。 锚杆螺母的强度与锚杆杆体等相匹配。 超高强度锚杆结构见图1-5。
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Байду номын сангаас
（6）采用人工上料喷射机喷射混凝土、 砂浆时，必须采用潮料，并使用除尘风机 对上料口、余气口除尘。喷射前，必须冲 洗岩帮。喷射后应有养护措施。作业人员 必须佩戴劳动保护用品。 （7）锚杆必须按规定做拉力试验。媒 巷还必须进行顶板离层监测，并用记录牌 板显示。对喷体必须做厚度和强度检查。 并有检查和试验记录。在井下做锚固力试 验时，必须有安全措施。 （8）锚杆必须有机械或力矩扳手拧紧， 确保锚杆的托板紧贴巷壁。 （9）岩帮的涌水地点，必须处理。 （10）处理堵塞的喷射管路时，喷枪口 的前方及其附近严谨有其他人员。
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采场顶板支护方法优秀课件.ppt
采场顶板支护方法优秀课件
二、对直接顶的分类
直接顶是支架直接维护的对象，支架通过 它对老顶进行控制。直接顶的完整程度直接影响 工作面安全和支护方式的选择。 影响直接顶完整性的两个因素：
• 岩层的力学性质：抗拉、抗压强度，弹模等 ①岩层内节理裂隙的发育情况：原生裂隙、构
造裂隙、压裂裂隙。
采场顶板支护方法优秀课件
•级 0.3<N≤3～5, L > 50m
来压强烈
N≤0.3 , L=25～50m
•级 N≤0.3 , L > 50m 来压极强烈
采场顶板支护方法优秀课件
Pe= 241.3ln(L0)-15.5N+52.6m 式中， Pe,老顶初次来压当量；
L0，老顶初次来压步距；
N=∑h/m，直接顶厚度与采高之比。 距，提高对机道上方顶板支撑力。 （2）在顶板局部冒顶情况下，可考虑不勾顶。 （3）移架时，其结构在一定程度上允许承载前移。 （4）挡矸性好，采空区矸石不可涌入回采空间。
缺点： 支架工作空间小，通风断面小，行人不便。
采场顶板支护方法优秀课件
一、单铰式支架受力分析
MO 0
Ql cos a p cos (l l1 ) sin a P sin (l l1 ) cos a Qfl sin a
→ 外注
采场顶板支护方法优秀课件
三、液压支架的分类 从支架结构及其支撑特点出发，我国将液
压支架分为三类： •支撑式：结构上没有掩护梁，对顶板的作用是 支撑。
采场顶板支护方法优秀课件
支撑式支架支护性能： 支撑力大，作用点在支架中后部，切顶性能 好；对顶板重复支撑次数多，易把完整的顶 板压碎；抗水平载荷能力差，稳定性差；护 矸能力差，矸石易窜入工作空间；支架工作 空间和通风断面大。 适应于缓倾斜、顶板采场稳顶板定支护的方法薄优秀与课件中厚煤层。
二、对直接顶的分类
直接顶是支架直接维护的对象，支架通过 它对老顶进行控制。直接顶的完整程度直接影响 工作面安全和支护方式的选择。 影响直接顶完整性的两个因素：
• 岩层的力学性质：抗拉、抗压强度，弹模等 ①岩层内节理裂隙的发育情况：原生裂隙、构
造裂隙、压裂裂隙。
采场顶板支护方法优秀课件
•级 0.3<N≤3～5, L > 50m
来压强烈
N≤0.3 , L=25～50m
•级 N≤0.3 , L > 50m 来压极强烈
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Pe= 241.3ln(L0)-15.5N+52.6m 式中， Pe,老顶初次来压当量；
L0，老顶初次来压步距；
N=∑h/m，直接顶厚度与采高之比。 距，提高对机道上方顶板支撑力。 （2）在顶板局部冒顶情况下，可考虑不勾顶。 （3）移架时，其结构在一定程度上允许承载前移。 （4）挡矸性好，采空区矸石不可涌入回采空间。
缺点： 支架工作空间小，通风断面小，行人不便。
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一、单铰式支架受力分析
MO 0
Ql cos a p cos (l l1 ) sin a P sin (l l1 ) cos a Qfl sin a
→ 外注
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三、液压支架的分类 从支架结构及其支撑特点出发，我国将液
压支架分为三类： •支撑式：结构上没有掩护梁，对顶板的作用是 支撑。
采场顶板支护方法优秀课件
支撑式支架支护性能： 支撑力大，作用点在支架中后部，切顶性能 好；对顶板重复支撑次数多，易把完整的顶 板压碎；抗水平载荷能力差，稳定性差；护 矸能力差，矸石易窜入工作空间；支架工作 空间和通风断面大。 适应于缓倾斜、顶板采场稳顶板定支护的方法薄优秀与课件中厚煤层。
顶板支护管理知识PPT课件
❖ 3、提高锚网、喷浆巷道的施工质量，请各施 工队加强施工质量，请相关监督人员加强监 督。
2021/6/20
17
❖ 4、涉及到掘进装备的必须配齐，未配齐将 按100元/件次处罚。
❖ 5、克服经验主义，坚持正规循环作业。
❖ 6、加强顶板支护设备使用。
❖ 锚索机、张拉机、乳化泵等必须妥善保护 好，我们是企业不是福利单位，凡是损坏 的要进行陪偿，特别锚索支护材料器具。
+150排矸石门等目前多处出现掉矸
2021/6/20
9
❖ 4、解决好各类临支护问题！！
❖ 关键方法：提高认识
❖ （1）全岩巷道临时支护单体必须全使用， 不使用证明未把安全摆在第一位。正确认 识采用单体的作用。
❖ （2）今后对各头临支护材料配备纳入我们 日常检查范围。
❖ （3）锚网巷道前探梁使用严格按规定。
2021/6/20
10
❖ 5、解决好正规循环作业的问题！！
❖ 关键：思想认识彻底转变 ❖ （1）从科室到队上转变观念，在循环作业
与生产组织中寻找平衡点。 ❖ （2）未实现正规循环作业的我们必须要停
得下来。（做事不能留后患）
2021/6/20
11
❖ 6、解决后利用梁子、锚杆起吊问题
❖ 关键:遵守游戏规则 ❖ （1）涉及到起吊必须先加固。 ❖ （2）遵守规程、措施规定。N2806运输巷
要原因是松藻煤矿的“9.14”顶板事故）
❖ 4、全岩巷不再单独采用点锚杆支护。 ❖ （必段配网或梁进行支护）。
2021/6/20
14
❖ 5、增加了锚固力批次锚固力检测制度 ❖ （每批次要抽做锚固力检测报告）
2021/6/20
15
四、需要学习的内容
2021/6/20
17
❖ 4、涉及到掘进装备的必须配齐，未配齐将 按100元/件次处罚。
❖ 5、克服经验主义，坚持正规循环作业。
❖ 6、加强顶板支护设备使用。
❖ 锚索机、张拉机、乳化泵等必须妥善保护 好，我们是企业不是福利单位，凡是损坏 的要进行陪偿，特别锚索支护材料器具。
+150排矸石门等目前多处出现掉矸
2021/6/20
9
❖ 4、解决好各类临支护问题！！
❖ 关键方法：提高认识
❖ （1）全岩巷道临时支护单体必须全使用， 不使用证明未把安全摆在第一位。正确认 识采用单体的作用。
❖ （2）今后对各头临支护材料配备纳入我们 日常检查范围。
❖ （3）锚网巷道前探梁使用严格按规定。
2021/6/20
10
❖ 5、解决好正规循环作业的问题！！
❖ 关键：思想认识彻底转变 ❖ （1）从科室到队上转变观念，在循环作业
与生产组织中寻找平衡点。 ❖ （2）未实现正规循环作业的我们必须要停
得下来。（做事不能留后患）
2021/6/20
11
❖ 6、解决后利用梁子、锚杆起吊问题
❖ 关键:遵守游戏规则 ❖ （1）涉及到起吊必须先加固。 ❖ （2）遵守规程、措施规定。N2806运输巷
要原因是松藻煤矿的“9.14”顶板事故）
❖ 4、全岩巷不再单独采用点锚杆支护。 ❖ （必段配网或梁进行支护）。
2021/6/20
14
❖ 5、增加了锚固力批次锚固力检测制度 ❖ （每批次要抽做锚固力检测报告）
2021/6/20
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四、需要学习的内容
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
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（1）悬吊理论
将巷道顶板较软弱岩层悬吊在稳定岩层上，以避免较 软弱岩层的破坏、失稳和 塌落，锚杆所受的拉力来自被悬吊的岩层重量。 缺点：没有考虑围岩的自承能力，而且将被锚固体与原岩体分开。
27
按“松动圈”分类
28
二、锚杆、锚索支护原理
（2）组合梁理论
将锚固范围内的岩层挤紧，增加岩层间的摩擦力，防止岩石沿层面滑动，避免 各岩层出现离层现象，提高其自撑能力。将几层薄岩层锁紧成一个较厚的岩层 （组合梁）。在上覆岩层载荷的作用下，这种组合厚岩层内的最大弯曲应变和应 力都将大大减小，组合梁的挠度亦减小。 缺点：将锚杆作用与围岩的自稳作
10
一、掘进工作面顶板管理基本知识
巷道支护变形破坏现象 主要有三种： 1.顶板下沉，冒顶； 2.两帮收敛位移，片帮（内移）； 3.底臌。 以下显示巷道变形的实物图片
11
掘进工作面顶板管理基本知识
冒顶(钢架支护)
12
掘进工作面顶板管理基本知识
尖顶(钢架支护)
13
掘进工作面顶板管理基本知识
钢架支护严重变形
料石碹支护严重底臌
21
掘进工作面顶板管理基本知识
锚网支护，大变形尖顶
22
掘进工作面顶板管理基本知识
锚网钢架料石碹 复合支护变形底臌
23
一、掘进工作面顶板管理基本知识
巷道布置的原则 1.空间上尽量避免支承压力的强烈影响、叠加影响和多次影响；时间上尽量
缩短支承压力影响时间。 2.巷道布置在应力降低区或原岩应力区。 3.采用无煤柱开采，必须留煤柱时在保证煤柱稳定的条件尽可能小。 4.如果需要留煤柱保护巷道，所留护巷煤柱尺寸应使巷道不受支承压力影响
或影响较小。 5.避免在煤柱上、下方布置巷道。合理选择巷道与煤柱边缘的水平距离和与
煤层的垂直距离。 6.在围岩受采动影响稳定后再掘巷道。 7.巷道轴线方向尽量与最大水平主应力方向平行，避免与之垂直。
24
二、锚杆、锚索支护原理
阳煤集团1989年开始应用锚索加固岩石巷道 1999年大面积进行小锚索支护技术的研究、试验和推广 工作 是国内较早试验应用锚索支护技术的煤矿之一 锚索支护应用到井下所有巷道 提高了巷道的支护质量，改善了巷道顶板力学状况 而且节约了大量的支护材料和维修费用 使回采工作面生产能力得到充分发挥 经济效益显著
6
一、掘进工作面顶板管理基本知识
3.地质构造
在向斜、背斜轴部、断层、陷落柱周边等都存在较大 应力。
4.巷道的尺寸
巷道的矿山压力与巷道的尺寸成正比。
5.时间
矿山压力将随时间而增加，如果维护得当，强度较大 的岩体将在短时间内趋于稳定，软弱岩体将持续较长 时间。
6.采动：采动影响范围巷道的矿压显现加剧。
1.上覆岩层重量（自重应力）
2.构造运动的作用力（构造应力）
3.采动影响的作用力（采动应力）
3
平面应力模型实验台
4
5
一、掘进工作面顶板管理基本知识
煤及岩层采动后，在矿山压力作用下表现出来的围岩运
动与支护物受力现象，称为矿山压力显现。
影响矿山压力显现的因素： 1.深度
开采深度越大，巷道越难维护，浅部巷道的矿压主 要表现在巷道顶板，深部巷道的矿压来自巷道四周。 2.岩层性质 岩层强度较小、节理发育的岩层矿压显现明显，反 之不明显。
15#煤：抗剪（拉）强度0.8Mpa，容重1.43kg/m2，
坚固性系数f=0.5—1。
稳定岩层：指巷道顶板上方岩性坚硬稳定不易冒落的较 厚岩层，是锚索起到悬吊作用的根基。一般是厚度超 过2米的坚硬岩层如细砂岩、石灰岩等，或厚度较大 节理不发育、高度超过自然平衡拱2米的不很坚硬岩 层如砂质泥岩、中砂岩等。对于顶板上方岩层如果节 理十分发育、破碎难以施工锚杆或锚索的，不应采用 锚杆或锚索支护形式，应采用支棚的形式。
25
二、锚杆、锚索支护原理
锚杆的锚固力
锚固力定义为锚杆对围岩的约束力 ,锚杆支护是 兼有支护和加固两种作用的较完美的支护形式, 径向锚固力显著地提高了围岩的残余强度，发 挥了锚杆的支护作用,切向锚固力提高围岩中 弱面的抗剪强度，发挥了锚杆的加固作用。
26
二、锚杆、锚索支护原理
1、 锚杆支护理论评述
7
一、掘进工作面顶板管理基本知识
矿山压力与矿压显现之间存在一定的对应关系，可以通 过矿山压力显现来推断矿山压力情况，为巷道布置和 支护提供依据。如：
◆巷道顶板在锚杆锚索受力不大（托板、垫片没有变
形）的情况下出现顶板下沉严重现象，说明锚索没有 锚固到稳定岩层中，需加长锚索。要探明稳定岩层的 位置。
◆巷道顶板出现裂隙、下沉，两帮和底板鼓，锚杆锚
掘进工作面顶板支护技术
1
掘进工作面顶板管理规定
课件重点内容 一、掘进工作面顶板管理基本知识 二、 锚杆、锚索支护原理 三、高预应力锚杆支护理念及核心
2
一、掘进工作面顶板管理基本知识
矿山压力的概念：地下岩体受到人类工程活动影响前
称为原岩体，原岩体在地壳内处于平衡状态。当开掘 巷道或进行采矿工作时破坏了原来的平衡状态，引起 岩体内部的应力重新分布，重新分布的应力超过煤岩 的极限强度时，使巷道周围的煤岩发生破坏，并向已 采空间移动。采动后作用于围岩中和支护物上的力称 为矿山压力。矿山压力来源于以下三个方面：
索受力较大（托板、垫片严重变形、锚杆或锚索被拉 断等），说明矿压很大，需加强支护。根据矿压显现 程度确定支护强度。
8
一、掘进工作面顶板管理基本知识
1、常见岩层的性质
泥岩（页岩）：抗剪（拉）强度1.06Mpa，容重
2.56kg/m2，坚固性系数f=3—4。
砂质泥岩：抗剪（拉）强度1.47Mpa，容重2.69kg/m2，
14
掘进工作面顶板管理基本知识
钢架支护围岩大变形流变
15
掘进工作面顶板管理基本知识
16
掘进工作面顶板管理基本知识
钢架支护，底角扭曲破坏
17
掘进工作面顶板管理基本知识
18
掘进工作面顶板管理基本知识
料石碹支护顶板塌方
19
掘进工作面顶板管理基本知识
料石碹支护顶板塌方
20
掘进工作面顶板管理基本知识
坚固性系数f=4.74kg/m2，
坚固性系数f=5—6。
中砂岩：抗剪（拉）强度3.14Mpa，容重2.65kg/m2，
坚固性系数f=4—5。
9
一、掘进工作面顶板管理基本知识
石灰岩：抗剪（拉）强度6.08Mpa，容重2.6kg/m2，
坚固性系数f=6—8。
将巷道顶板较软弱岩层悬吊在稳定岩层上，以避免较 软弱岩层的破坏、失稳和 塌落，锚杆所受的拉力来自被悬吊的岩层重量。 缺点：没有考虑围岩的自承能力，而且将被锚固体与原岩体分开。
27
按“松动圈”分类
28
二、锚杆、锚索支护原理
（2）组合梁理论
将锚固范围内的岩层挤紧，增加岩层间的摩擦力，防止岩石沿层面滑动，避免 各岩层出现离层现象，提高其自撑能力。将几层薄岩层锁紧成一个较厚的岩层 （组合梁）。在上覆岩层载荷的作用下，这种组合厚岩层内的最大弯曲应变和应 力都将大大减小，组合梁的挠度亦减小。 缺点：将锚杆作用与围岩的自稳作
10
一、掘进工作面顶板管理基本知识
巷道支护变形破坏现象 主要有三种： 1.顶板下沉，冒顶； 2.两帮收敛位移，片帮（内移）； 3.底臌。 以下显示巷道变形的实物图片
11
掘进工作面顶板管理基本知识
冒顶(钢架支护)
12
掘进工作面顶板管理基本知识
尖顶(钢架支护)
13
掘进工作面顶板管理基本知识
钢架支护严重变形
料石碹支护严重底臌
21
掘进工作面顶板管理基本知识
锚网支护，大变形尖顶
22
掘进工作面顶板管理基本知识
锚网钢架料石碹 复合支护变形底臌
23
一、掘进工作面顶板管理基本知识
巷道布置的原则 1.空间上尽量避免支承压力的强烈影响、叠加影响和多次影响；时间上尽量
缩短支承压力影响时间。 2.巷道布置在应力降低区或原岩应力区。 3.采用无煤柱开采，必须留煤柱时在保证煤柱稳定的条件尽可能小。 4.如果需要留煤柱保护巷道，所留护巷煤柱尺寸应使巷道不受支承压力影响
或影响较小。 5.避免在煤柱上、下方布置巷道。合理选择巷道与煤柱边缘的水平距离和与
煤层的垂直距离。 6.在围岩受采动影响稳定后再掘巷道。 7.巷道轴线方向尽量与最大水平主应力方向平行，避免与之垂直。
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二、锚杆、锚索支护原理
阳煤集团1989年开始应用锚索加固岩石巷道 1999年大面积进行小锚索支护技术的研究、试验和推广 工作 是国内较早试验应用锚索支护技术的煤矿之一 锚索支护应用到井下所有巷道 提高了巷道的支护质量，改善了巷道顶板力学状况 而且节约了大量的支护材料和维修费用 使回采工作面生产能力得到充分发挥 经济效益显著
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一、掘进工作面顶板管理基本知识
3.地质构造
在向斜、背斜轴部、断层、陷落柱周边等都存在较大 应力。
4.巷道的尺寸
巷道的矿山压力与巷道的尺寸成正比。
5.时间
矿山压力将随时间而增加，如果维护得当，强度较大 的岩体将在短时间内趋于稳定，软弱岩体将持续较长 时间。
6.采动：采动影响范围巷道的矿压显现加剧。
1.上覆岩层重量（自重应力）
2.构造运动的作用力（构造应力）
3.采动影响的作用力（采动应力）
3
平面应力模型实验台
4
5
一、掘进工作面顶板管理基本知识
煤及岩层采动后，在矿山压力作用下表现出来的围岩运
动与支护物受力现象，称为矿山压力显现。
影响矿山压力显现的因素： 1.深度
开采深度越大，巷道越难维护，浅部巷道的矿压主 要表现在巷道顶板，深部巷道的矿压来自巷道四周。 2.岩层性质 岩层强度较小、节理发育的岩层矿压显现明显，反 之不明显。
15#煤：抗剪（拉）强度0.8Mpa，容重1.43kg/m2，
坚固性系数f=0.5—1。
稳定岩层：指巷道顶板上方岩性坚硬稳定不易冒落的较 厚岩层，是锚索起到悬吊作用的根基。一般是厚度超 过2米的坚硬岩层如细砂岩、石灰岩等，或厚度较大 节理不发育、高度超过自然平衡拱2米的不很坚硬岩 层如砂质泥岩、中砂岩等。对于顶板上方岩层如果节 理十分发育、破碎难以施工锚杆或锚索的，不应采用 锚杆或锚索支护形式，应采用支棚的形式。
25
二、锚杆、锚索支护原理
锚杆的锚固力
锚固力定义为锚杆对围岩的约束力 ,锚杆支护是 兼有支护和加固两种作用的较完美的支护形式, 径向锚固力显著地提高了围岩的残余强度，发 挥了锚杆的支护作用,切向锚固力提高围岩中 弱面的抗剪强度，发挥了锚杆的加固作用。
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二、锚杆、锚索支护原理
1、 锚杆支护理论评述
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一、掘进工作面顶板管理基本知识
矿山压力与矿压显现之间存在一定的对应关系，可以通 过矿山压力显现来推断矿山压力情况，为巷道布置和 支护提供依据。如：
◆巷道顶板在锚杆锚索受力不大（托板、垫片没有变
形）的情况下出现顶板下沉严重现象，说明锚索没有 锚固到稳定岩层中，需加长锚索。要探明稳定岩层的 位置。
◆巷道顶板出现裂隙、下沉，两帮和底板鼓，锚杆锚
掘进工作面顶板支护技术
1
掘进工作面顶板管理规定
课件重点内容 一、掘进工作面顶板管理基本知识 二、 锚杆、锚索支护原理 三、高预应力锚杆支护理念及核心
2
一、掘进工作面顶板管理基本知识
矿山压力的概念：地下岩体受到人类工程活动影响前
称为原岩体，原岩体在地壳内处于平衡状态。当开掘 巷道或进行采矿工作时破坏了原来的平衡状态，引起 岩体内部的应力重新分布，重新分布的应力超过煤岩 的极限强度时，使巷道周围的煤岩发生破坏，并向已 采空间移动。采动后作用于围岩中和支护物上的力称 为矿山压力。矿山压力来源于以下三个方面：
索受力较大（托板、垫片严重变形、锚杆或锚索被拉 断等），说明矿压很大，需加强支护。根据矿压显现 程度确定支护强度。
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一、掘进工作面顶板管理基本知识
1、常见岩层的性质
泥岩（页岩）：抗剪（拉）强度1.06Mpa，容重
2.56kg/m2，坚固性系数f=3—4。
砂质泥岩：抗剪（拉）强度1.47Mpa，容重2.69kg/m2，
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掘进工作面顶板管理基本知识
钢架支护围岩大变形流变
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掘进工作面顶板管理基本知识
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掘进工作面顶板管理基本知识
钢架支护，底角扭曲破坏
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掘进工作面顶板管理基本知识
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掘进工作面顶板管理基本知识
料石碹支护顶板塌方
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掘进工作面顶板管理基本知识
料石碹支护顶板塌方
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掘进工作面顶板管理基本知识
坚固性系数f=4.74kg/m2，
坚固性系数f=5—6。
中砂岩：抗剪（拉）强度3.14Mpa，容重2.65kg/m2，
坚固性系数f=4—5。
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一、掘进工作面顶板管理基本知识
石灰岩：抗剪（拉）强度6.08Mpa，容重2.6kg/m2，
坚固性系数f=6—8。