顶板安全管理知识.docx

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顶板安全管理知识

顶板安全管理知识

一、执行敲帮问顶制度有何规定？

1、每个掘进工作面必须有撬棍、洋镐、等工具。

进入工作面前，要先责成有生产经验的人员进行敲帮问顶，彻底排除浮矸活石，方可进行作业。

如果处理浮矸石可能发生危险或遇有撬不掉的活动炭块，必须先设置临时支护，任何人不得在有隐患的情况下作业。

2、找顶工作应由两名经验的人员担任，一人找顶，一人观察顶板和退路。

找顶人应站在安全地点，观察人员应站在找顶人的后面，并保证退路畅通。

3、找顶应从有完好支护的地点开始，由外向里，先顶部后两帮依次进行，找顶范围内严禁其他人员进入。

4、找顶工作人员应载手套。

用长工具找顶时，要防止煤矸顺杆而下伤人。

5、顶帮遇有大块断裂煤矸或煤矸离层时，应首先设置临时支护，保证安全后，再顺着裂隙，层理慢慢地找下，不提硬刨强挖。

二、顶板的类型和支护方式：

1、顶板类型：

伪顶、直接顶、老顶。

2、顶板常见的支护方式：

单体支护、摩擦金属支护、液压支架支护。

三、常见冒顶的预兆：

遇到地质构造，裂隙增多、增大，顶板发生断裂声，顶板掉矸、掉渣，淋水增大、瓦斯增大。

四、采用锚杆、锚喷等支护形式时，应遵守下列规定：

（一）锚杆、锚喷等支护的端头与掘进工作面的距离，锚杆的形式、规格、安装角度，混凝土标号、喷体厚度，挂网所采用金属网的规格以及围岩涌水的处理等，必须在施工组织设计或作业规程中规定。

（二）采用钻爆法掘进的岩石巷道，必须采用光面爆破。

（三）打锚杆眼前，必须首先敲帮问顶，将活矸处理掉，在确保安全的条件下，方可作业。

（四）使用锚固剂固定锚杆时，应将孔壁冲洗干净，砂浆锚杆必须灌满填实。

（五）软岩使用锚杆支护时，必须全长锚固。

（六）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。

（七）锚杆必须按规定做拉力试验。

煤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。

（八）锚杆必须用机械或力矩扳手拧紧，确保锚杆的托板紧贴巷壁。

（九）岩帮的涌水地点，必须处理。

（十）处理堵塞的喷射管路时，喷枪口的前方及其附近严禁有其他人员。

五、采煤工作面顶板管理要求：

1、采煤工作面必须经常存有一定数量的备用支护材料。

2、使用摩擦式金属支柱或单体液压支柱的工作面，必须备有坑木，其数量、规格、存放地点和管理方法必须在作业规程中规定。

3、采煤工作面严禁使用折损的坑木、损坏的金属顶梁、失效的摩擦式金属支柱和失效的单体液压支柱。

4、在同一采煤工作面中，不得使用不同类型和不同性能的支柱。

在地质条件复杂的采煤工作面中必须使用不同类型的支柱时，必须制定安全措施。

5、摩擦式金属支柱和单体液压支柱入井前必须逐根进行压力试验。

6、对摩擦式金属支柱、金属顶梁和单体液压支柱，在采煤工作面回采结束后或使用时间超过8个月后，必须进行检修。

检修好的支柱，还必须进行压力试验，合格后方可使用。

7、采煤工作面必须按作业规程的规定及时支护，严禁空顶作业。

所有支架必须架设牢固，并有防倒柱措施。

严禁在浮煤或浮矸上架设支架。

8、使用摩擦式金属支柱时，必须使用液压升柱器架设，初撑力不得小于50kN；单体液压支柱的初撑力，柱径为100mm的不得小于90kN，柱径为80mm的不得小于60kN。

对于软岩条件下初撑力确实达不到要求的，在制定措施、满足安全的条件下，必须经企业技术负责人审批。

9、严禁在控顶区域内提前摘柱。

碰倒或损坏、失效的支柱，必须立即恢复或更换。

移动输送机机头、机尾需要拆除附近的支架时，必须先架好临时支架。

10、采煤工作面遇顶底板松软或破碎、过断层、过老空、过煤柱或冒顶区以及托伪顶开采时，必须制定安全措施。

11、严格执行敲帮问顶制度。

开工前，班组长必须对工作面安全情况进行全面检查，确认无危险后，方准人员进入工作面。

12、采煤工作面必须及时回柱放顶或充填，控顶距离超过作业规程规定时，禁止采煤。

用垮落法控制顶板，回柱后顶板不垮落、悬顶距离超过作业规程的规定时，必须停止采煤，采取人工强制放顶或其他措施进行处理。

六、煤巷锚杆支护机理：

锚杆杆体长度方向的尺寸远大于其它两个方向的尺寸，力学上属于杆件。

可以提供两方面的作用，第一是抗拉，其次是抗剪作用。

抗弯能力和抗压能力非常小。

七、锚杆的作用：

（1）锚杆的早期作用

锚杆早期作用：

阻止破碎岩块掉落并抑制浅部围岩扩容和离层。

锚杆安装越及时，预紧力越大，支护效果越好。

锚杆没有预紧力，只有当岩层产生一定变形时锚杆才有载荷，不能控制在这以前顶板岩层的离层和失稳。

预应力太小也不能起到良好效果。

锚杆安装不及时，较大范围内的岩层已产生滑动、失稳、离层，岩层承载能力丧失很大，再打锚杆，不会取得良好的锚固效果。

（2）锚杆的中期作用

随着时间推移，围岩破坏范围逐渐扩大。

锚杆能伸入稳定岩层时，其作用为：

将破坏区岩层与稳定层相连，阻止破坏岩层垮落。

锚杆提供径向和切向约束，阻止破坏区岩层扩容、离层、滑动，从而提高其承载能力。

锚杆不能伸入稳定岩层时，其作用主要是在破坏区内形成次生承载层，它可以阻止上部破坏岩层的进一步扩容和离层。

次生承载层厚度的影响因素很多，而且是不断变化的。

当其远小于巷道尺寸时，必须考虑压曲失稳和弯曲失稳。

（3）锚杆的后期作用

当次生承载层压曲失稳后，如果能满足块体咬合平衡，巷道顶板仍能保持稳定。

两倾斜锚杆作用明显，它不仅可以阻止破坏岩层滑落，同时有一定的控制转动的作用。

但是，当转动角度较大时，要求倾斜锚杆承受的载荷很大，平衡不易满足，因此，锚杆群支护很容易失稳、垮落，而且倾斜锚杆端部的岩层因受力过大也会发生破坏。

组合构件的作用，减小了顶板岩层发生转动失稳的可能性。

同时，托梁均衡了角锚杆端头岩层受力，使其工作阻力得以充分发挥，阻止顶板岩层的滑落失稳。

托梁与角锚杆共同作用组成了一个组合支护统，即使顶板中部锚杆的作用不大，也能保持顶板岩层的稳定性。

（4）煤帮锚杆的作用

煤巷两帮变形破坏特征主要是扩容、松动和挤出。

由于煤层强度较低，且受到采动影响，所以煤巷两帮支护显得尤为重要。

打锚杆后，对煤帮的两种变形均有控制作用，加钢筋托梁后效果会更好。

（6）锚索作用机理

锚索具有锚固深度大、锚固力大、可施加较大预紧力等优点，是困难巷道工程支护加固不可缺少的重要手段。

端锚预应力锚索一般认为主要起悬吊作用。

锚索的作用主要是将锚杆支护形成的次生承载层与围岩的主承载层相连，提高次生承载层的稳定性。

即使次生承载层发生断裂、转动，也不致于失稳而引起的顶板垮落。

锚索可施加较大的预紧力，可挤紧和严密岩层中的层理、节理裂隙等不连续面，增加不连续面之间的摩擦力，从而提高围岩的整体强度。

八、煤巷锚杆支护技术介绍锚杆支护的优越性

支护原理：

主动支护，充分利用围岩自承能力；棚式支护为被动支护；

支护效果好，有利于巷道的长期稳定；

节约大量钢材，减少支护材料运输量；

巷道在服务期间内基本不需要维修；

减轻工人劳动强度，改善作业环境；

简化了采煤工作面端头支护工艺，有利于采煤工作面快速推进，实现高产高效;

综合技术经济效益十分明显。

九、井下锚杆锚固力拉拔试验

锚杆锚固力拉拔试验是锚杆支护常规实测项目，用于评价巷道围岩的可锚性。

拉拔试验应在要支护的巷道现场或类似条件围岩中进行，每次不少于3根锚杆。

拉拔试验时采用端部锚固，用300mm长度的K型树脂锚固剂及选用的锚杆杆体在钻孔中进行。

锚杆锚固拉拔力应≥50kN。

在以下情况之一时必须进行锚杆锚固拉拔试验：

（1）锚杆支护初始设计之前；

（2）支护设计变更；

（3）支护材料变更；

（4）围岩地质条件发生变化。

十、巷道围岩地质力学参数相关知识：

巷道围岩地质力学参数有一定的适用范围。

当在一个地点获取的参数用于同一煤层的其它地点时，应进行充分的现场调研，以保证两地点条件的相似性。

当巷道围岩岩性、结构和应力条件发生较大变化时，如遇到大型地质构造，煤层赋存条件明显变化等，应对地质力学参数进行重新测定。

十一、煤巷断面应采用矩形，特殊情况可采用拱形。

巷道断面设计应考虑以下因素：

（1）巷道内布置的最大设备尺寸；

（2）巷道内管线布置及行人要求；

（3）巷道内通风要求；

（4）巷道变形预留量，巷道设计宽度和高度可预留200-300mm变形量。

十二：

锚杆支护形式有以下类型：

（1）单体锚杆支护；

（2）锚网支护；

（3）锚梁（带）支护；

（4）锚梁（带）网支护；

（5）锚梁（带）网、锚索支护。

服务时间长的煤巷，根据需要还应进行喷浆。

巷道顶板应采用钢筋托梁或钢带作为锚杆支护的组合构件。

支护材料必须符合煤炭行业标准。

杆体、锚固剂、托板、螺母及组合构件等的力学性能和结构必须相互匹配。

（1）煤巷顶板必须采用树脂锚固锚杆。

对于煤顶巷道和大断面巷道，顶板应采用高强度螺纹钢锚杆组合支护，并进行加长或全长锚固。

（2）煤巷补强加固应优先采用锚索。

锚索长度应保证锚固到稳定岩层中

的长度不小于1m。

（3）靠采煤工作面一侧的煤帮锚杆优先采用可切割锚杆。

当可切割锚杆

不能满足要求时，可采用金属锚杆。

十三、煤巷锚杆支护材料

锚杆支护材料包括锚杆杆体、锚固剂、托板、螺母，组合构件（钢筋托梁、W钢带）、金属网，锚索、锚具、锚索托板、锚索托梁等。

各构件的性能、强度与结构应相互匹配。

金属锚杆杆体应符合以下规定：

（1）高强度螺纹钢锚杆杆体必须使用左旋无纵筋螺纹钢。

（2）高强度杆体的屈服强度不低于400MPa，极限抗拉强度不低于

570MPa，延伸率不低于15%；

（3）圆钢锚杆杆体的屈服强度不低于235MPa，抗拉强度不低于370MPa，

延伸率不低于20%；

（4）杆尾螺纹应采用滚压加工工艺成型，保证杆尾螺纹部分破断力不低

于杆体破断力的90%。

（5）锚杆杆体不直度不大于3mm/m。

树脂锚固剂：

执行煤炭行业MT146.1-2002标准。

锚杆托板应符合以下规定：

（1）金属托板形状应为拱形，根据需要还应配用调心垫圈。

（2）托板的承载能力应与杆体尾部螺纹承载力相匹配。

（3）金属托板尺寸不小于100100mm，其厚度不小于6mm。

组合构件应符合以下规定：

（1）根据巷道条件选用钢筋托梁和W型钢带。

（2）托梁宽度应与托板匹配（托板尺寸应大于托梁宽度20mm）。

托梁必须保证焊接质量。

（3）W钢带煤炭行业MT/T861-2000《矿用W钢带》标准。

巷道顶板网应采用金属网，优先选用菱形金属网。

巷帮可根据条件选符合相应技术指标的金属网及其它材料的网。

锚索应符合以下规定：

（1）锚索索体应采用高强度低松弛预应力钢绞线，抗拉强度不小于1860MPa，延伸率3.5%；

（2）锚索索体锚固端应设置搅拌头和锚固剂堵头，以保证锚索锚固质量

（3）锚具的承载能力应不小于索体拉断载荷；

（4）托板和托梁的承载能力应与索体强度匹配；

（5）树脂锚固锚索的锚固长度不应小于1200mm。

十四、煤巷锚杆支护施工

煤巷锚杆支护施工前应做好准备工作：

（1）支护材料：

根据设计要