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但由于受到下区段工作面超前支承压力和巷道煤体一侧残余支承压力的叠加作用,二次采动影响的剧烈程度和影响范围都会比一次采动影响稍大。
2、沿煤层倾斜方向的矿压显现规律,对于正确选择采区巷道位臵,确定合理的护巷煤柱尺寸或采用无煤柱护巷方法等都有重要意义。工作面下部沿倾斜开掘的联络斜巷为例,巷道内从煤体边缘向煤体深部可分为三个不同的矿压显现带。(1)、煤体边缘卸载带。在高应力作用下,煤体边缘常在不同程度上产生变形和破坏,使其承载能力降低,从而形成受力较原岩应力为低的卸载带;(2)、支承压力显现带。由于边缘煤体遭到破坏后已基本上失去承载能力,上覆岩重即向煤体深部转移,从而形成沿倾斜方向的支承压力影响带;(3)、原岩应力带。在支承压力达到峰值以后,随远离煤体边缘,支承压力影响逐渐减弱,至煤体内部一定距离处即转入原岩应力状态。
3、开采后底板岩层中可分出以下几个不同的矿压显现区。(1)、应力增高区。开采引起的支承压力经煤层传递至底板岩层,在靠近采空区的煤体下方形成的大于原始应力的增压区,且愈靠近煤层,该集中应力值愈大;(2)、应力降低区。开采后顶板岩石离层、冒落,在邻近煤体的采空区下方底板岩层中形成应力明显低于原始应力的卸压区,且随远离煤层其卸压程度逐渐减小;(3)、影响轻微区。位于煤体边界处的采空区下方,介于应力增高区和应力降低区之间受采动影响轻微的地区;(4)、未受影响区。在煤层底板中,离煤体上支承压力强作用区距离较远或深度较大,因而未受支承压力影响的地区。
(三)、爆破技术: ①火工品特性及选择:
火工品对煤矿而言主要是指炸药和雷管。
炸药是在一定的外界作用下(如受热、撞击)才能发生爆炸,同时释放热量并形成高热气体的化合物或混合物。按成份主要分为硝铵炸药、铵油炸药、乳化炸药;按安全性能分为安全型和非安全型,所谓安全型是指炸药爆炸的瞬间所产生火花的时间小于引爆瓦斯的感应时间。
雷管按起爆方式分为火雷管和电雷管,按起爆时间分为瞬发雷管和毫秒雷管。
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煤矿炸药选用矿用乳化炸药或矿用安全型乳化炸药,雷管选用毫秒雷管。
火工品的特性是具有适当的感度、具有适当的威力、安定性和安全性、具有抵抗外界诱发作用的能力、适宜的经济性。
②炮眼布臵及装药结构:
采面炮眼布臵主要采用掏槽、辅助和周边眼三种布臵形式。 装药结构有正向装药和反向装药两种。 ③起爆顺序:
毫秒雷管总共有5段,每段间隔时间为10~100毫秒,装药顺序为底眼从作业地点由下向上从1段到5段,顶眼从作业地点由下向上从2段到5段,连接方式为串联,起爆顺序为底眼从1段到5段和顶眼从2段到5段间隔起爆。
掘进起爆顺序为:先掏槽再辅助后周边眼的起爆顺序。 ④爆破本身需注意安全事项: 一炮三检 撤人距离
处理瞎炮、拒爆、残爆 开机放炮 (四)、支护技术:
1、采区巷道矿压控制基本方法和途径
(1)巷道保护,是指为了使围岩应力与岩体强度保持较适应的关系,以便预防巷道失稳或有效地减轻矿压危害而采取的各种技术措施,如选用有利于保持巷道稳定的断面形状,在巷道设计和掘进时就为预期的巷道缩小量预留备用断面,在巷旁留护巷煤柱或砌筑人工保护带,将巷道布臵在坚硬岩层中或应力降低区等等;(2)巷道支护,一般指借助于安设各种矿山支架去预防巷道围岩产生过度变形和防止巷道冒顶、片帮,以保证巷道正常使用;(3)巷道修护(维修),是指对已进行过支护的巷道,为了改善已恶化的维护状况和恢复其稳定性所采取的一些措施,如巷道补棚、补柱、扩帮、起底、更换已损坏的支架构件甚至重新支护等。
2、巷道支护原理
(1)、巷道支架与围岩相互作用和共同承载原理
合理利用巷道围岩的自承力;合理选择支架工作点;提高围岩自承能力; 选择合理的支护方式与参数。
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(2)、减轻巷道压力的途径
巷道布臵在应力降低区;将巷道布臵在较稳定的岩层中;巷道围岩卸压。
3、临时支护形式及作用:(1)爆破后岩巷采用初喷,挂网,加打锚杆作为临时支护;架棚巷道采用在前探梁配合支架棚梁,打顶部网(荆笆)和川杆作为当前临时支护形式。(2)有效控制上部岩石,防止顶部岩体掉落伤人,预防顶板事故的发生。
4、煤巷永久支护:
(1)木支架:重量轻加工容易、成本较低、具有一定的可缩性、当压力大时,它在折断前可发出劈裂的声响,能给人们带来一个报警的信号,适应多变的地质条件,但强度有限,不能防火,易腐朽,风阻很大,并且不能阻水和防止围岩风化。木支架一般可使用在地压不大,断面较小和服务年限较短的回采巷道,也可用于局部巷道维修和巷道掘进的临时支护。
(2)U型钢拱形可缩支架:A、半圆拱可缩性支架:主要力学特性为承载能力较大(特别是在均匀受压时),适用条件是回采巷道和与集中胶带机道连通的石门,围岩压力较大,较均匀或有一定侧压;B、三心拱直腿可缩性支架:主要力学特性为承载能力较大(特别是在顶压较大时),适用条件是回采巷道和与集中胶带机道连通的石门,围岩压力较大,特别是顶压较大;C、三心拱曲腿可缩性支架:主要力学特性为承载能力较大,抗侧压能力较大,适用条件是回采巷道和与集中胶带机道的石门,围岩压力较大,压力较均匀,顶压和侧压均较大。
(3)封闭曲线形可缩性支架:A、圆形可缩性支架:主要力学特性为承载能力大,抗底臌和两帮移近量的能力大,特别是在均压时,适用条件是围岩松软,移近量大,底臌和两帮移近量较严重,在压力较均匀、并在回风平巷使用时更为有利;B、方环形可缩性支架:主要力学特性为承载能力大,抗底臌和两帮移近量的能力大,特别是在肩压大,压力不太均匀时,适用条件是围岩松软,移近量大,底鼓和两帮移近量严重,在压力不太均匀,并在回风平巷使用时更为有利。
(4)梯形支架:A、梯形刚性支架:主要力学特性为不可缩承,载能力较小,适用条件是围岩较稳定,变形量较小,多用于巷道净
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断面小于10m的炮采工作面两巷及综采工作面的回风平巷;B、梯形可
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缩性支架:主要力学特性为垂直可缩承,载能力较小,适用条件是
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围岩较稳定,顶压较大,侧压较小,多用于巷道净断面小于10m的炮采工作面及综采工作面回风平巷。
(5)、支护工艺;
工字钢支护:A、刷帮,将架棚点的浮煤清理至实底上。B、按中线和巷道下宽确定柱窝位臵,按腰线确定柱窝深度,柱窝过深、底板松软或有涌水时必须垫木鞋。C、将棚腿放入柱窝内,调整好扎角,并稳固好棚腿。D、将前探梁托住的棚梁与棚腿合口,合口同时将肩口垫放入梁口。E、合口后按中线、三角线将支架扶正,并将支架背紧背牢。F、铺帮网,上齐椽子、撑木和防崩器。
U型钢支护:A、刷帮,将架棚点的浮煤清理至实底上。B、按中线和巷道下宽确定柱窝位臵,按腰线确定柱窝深度,如果柱窝过深、底板松软或有涌水必须垫木鞋。C、将棚腿放入柱窝内,对准棚梁接口位臵,按照作业规程规定的搭接长度与棚梁搭接,要求梁腿密贴。安上卡缆和拉杆,拧紧螺母。D、按中线、三角线将支架扶正,并将支架背紧背牢。E、铺帮网,上齐椽子。F、用专用扳手逐个拧紧卡缆螺母。
(6)支护工作应注意的安全问题:坚持使用前探梁超前支护,严禁空顶作业;煤(岩)层活时要严禁放炮或放小炮,使用钎川挺和煤层注水;挖柱窝和架棚时要有专人观山;支架构件要齐全有效;巷道内椽子断裂,应及时更换;棚梁接口要严密;木棚支架断梁折柱三根要及时更换处理,处理时要由外向里进行;严禁使用缺齿的“工字钢”棚梁或梁当腿用;
五、煤巷掘进作业地点易发生冒顶事故的原因与对策: (一)、放炮,原因与对策: 放炮冒顶的原因:爆破参数不当;药量大;顶活;支架稳定性差;护顶不及时,空顶时间长。
对策:确定合理的爆破参数和装药量;提前进行煤壁注水;放炮前对支柱进行二次注液,提高支架的稳定性;放炮后及时护顶。
(二)、掘进工作面常见的冒顶事故的原因一般有三个方面:一是对隐患性危岩未采取必要的临时支护措施,人员在空顶空帮下作业;其次是爆破工艺不合理或在断层破碎带和压力集中区未实行控制爆破作业;三是由于支架工作阻力低,可缩量小,支撑力及支护密度不足,整体性及稳定性差。
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