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教 案

班 级 2015年
课 程 煤矿生产基础知识
任课教师 张庆华
学 校
时 间 2015年

导入新课：
本章内容主要是对煤矿的基础地质知识与基本生产常识的讲解，让广大员工对上述知识的进行一个初步了解，从而对煤矿的安全生产有一个大概的认知，为以后到工作岗位后的安全生产打下良好的基础。

第一节 煤矿地质基础知识
目的要求：通过学习是学员知道煤的形成、煤系和煤层。煤层地质构造对煤矿安全生产的影响，了解煤矿的地质构造。
重 点：煤层的分类在实际工作中的作用，直接顶对采煤工作面的影响。
难 点：直接顶的完整性对采煤工作面的影响。断裂构造对煤矿安全生产的影响。
关 键 点：煤层分类、褶曲、断层
一． 煤的形成
煤是有古代植物遗体经过转化而形成的。
1. 成煤的四个先决条件： 植物条件
气候条件
地理环境
地壳运动
2.成煤的三个阶段： 泥炭化阶段
成煤阶段
变质阶段
二． 煤层埋藏特征
煤层的赋存主要指煤层的厚度、倾角、层数、层间距及顶地板岩性等。其中煤层的厚度和倾角是确定开采方法的最主要的因素。
1. 煤层的形态
2. 煤层的结构
3. 煤层的厚度
（1） 煤层:指顶底板之间所夹的煤炭物质及薄的夹矸层的沉积岩
（2） 煤层厚度：指煤层顶底板之间的垂直距离。煤层的厚度分：总厚度、有益厚度、可采厚度。
（3） 煤层的厚度分：薄煤层1.3m以下
中厚煤层1.3—3.5m
厚煤层：3.5—6.0 m
巨厚煤层：8.0 m以上
4. 煤层的产状：指其在地壳中产生的状态，包括它们的储存状态和所在空间位置。
（1） 走向：煤层层面与水平面的交线称为走向线，走向线两端所指的方向就是煤层的走向。
（2） 倾向：在煤层面上与走向线垂直的直线叫倾向线，倾斜线由高到低的水平投影所指的方向称为倾向。
（3） 倾角：煤层层面与水平面之间的夹角叫做倾角。
煤层按倾角大小可分为四类：近水平煤层8°以下
缓倾斜煤层8°—25°
倾斜煤层25°—45°
急倾斜煤层45°以上

5. 煤层按自然层位顶板分：伪顶、直接顶、基本顶
底板分：直接底、基本底。
三． 地质构造及其对煤矿安全生产的影响
（一）. 单斜构造
（二）. 褶皱构造
1. 褶曲两种基本形态有背斜和向斜
2. 褶皱与煤矿安全生产的关系
1）影响井田的划分和采区的划分
2）影响井筒的位置确定，井筒的位置最好不要布置在向斜的轴部
3）影响巷道掘进
4）顶板压力不稳定，易产生瓦斯突出
5）影响煤炭的开采率，影响机械化生产。
（三）.断裂构造
1.节理：即岩层中的裂隙，是断裂面两侧没有显著位移变化的断裂构造。
2.断层：是岩层或煤层沿断裂面发生显著位移变化的断裂构造。
按上、下两盘相对位移移动的方向分：
1. 正断层：是上盘相对下降，下盘相对上升的断层。
2. 逆断层：是上盘相对上升，下盘相对下降的断层。
3. 平移断层：是上下两盘做平移运动的断层。
24. 4.断层与煤矿安全生产的关系
25. 1）断层影响井田和采区的划分。
26. 2) 断层影响巷道掘进。
27. 3）断层影响安全生产、影响水瓦斯、顶板破碎。
28. 4）断层增加煤炭损失、煤质不好。

课 后 小 结
煤矿生产技术的第一节，主要讲煤的形成、煤层埋藏特征、地质构造及其对煤矿安全生产的影响。通过学习使学员对煤炭的形成、形成时的地质变化，对煤炭开采过程中有何影响有整体的了解。重点掌握煤层顶底板的分类及其在采掘工作面起的作用，地质构造中断层的分类以及对煤矿安全生产的关系。
练习题
1、煤层的划分方式有哪些
2、断层的分类
思考题
地质构造对煤矿安全生产的影响？

29.

第二节 井田开拓
目的要求：通过学习是学员对井田内的再划分有整体的了解。对本矿的煤矿生产系统能过熟悉。对巷道的分类熟悉并能掌握，为煤矿安全生产奠定良好基础。
重 点：井田再划分及矿井生产系统。
难 点：同上
关 键 点：开拓方式、巷道类型
定义： 由地表进入煤层，建立矿井运输、提升、通风、排水和动力供应等生产系统而进行的井巷布置和开掘工程称为井田开拓。
一． 矿井开拓方式
4. 立井开拓
5. 斜井开拓
6. 平硐开拓
7. 综合开拓
四种开拓方式相互比较有何优缺点？讲明根据不同的地质条件和煤层的埋藏深度、生产技术等条件，合理的选用开拓方式。
本矿是典型的立井多水平开拓，分区式采区巷道布置。根据井田再划分及阶段内的布置（分区式、分带式、分段式）详细讲一讲：水平、阶段、采区、采面之间的关系。并且，把1水平、2水平、延伸度及上、下山开采做详细说明，使工人通过培训对本矿的采区布置做到心中有数，以便更好的服务于井下。

下边以图为例做讲解

阶段 一水平
阶段 二水平
采区
区段

采煤工作面

阶段

根据上图可以看出
井田： 划归一座矿井进行开采的那部分煤田就叫井田。
阶段： 沿着井田的走向长度，沿倾斜方向，按一定的标高把井田划分为若干个条带，这个条带就叫阶 段。
水平： 通过运输大巷或总回风巷的某一标高的水平面就叫水平。
开采水平： 把设有井底车场和主要运输大巷的水平及其服务的开采范围称为开采水平。
采区： 沿着走向把阶段划为若干部分，每一个部分称为采区。
区段： 沿倾斜把采区划分为若干个较小的条带，每一个条带称为区段。
采煤工作面： 在区段内布置的工作面。
知道了开采水平，按出煤的方向及顺序又分为上山开采和下上开采，结合本矿的实际情况讲明上山开采与下山开采的区别。
二． 煤矿井下常见巷道分类
1. 按其空间位置可分为： 垂直巷道
水平巷道
倾斜巷道
硐室
2. 按其作用和服务范围可分为： 开拓巷道
准备巷道
回采巷道
开拓巷道： 为全矿井一个开采水平或阶段服务的巷道称为开拓巷道。
准备巷道： 为整个采区服务的巷道，称为准备巷道。
回采巷道： 为工作面采煤直接服务的巷道，又称为回采巷道。
根据其定义及位置反复提问井下巷道是属于何巷道？结合起来让工人给矿井巷道进行分类。
三． 矿井生产系统
以单一煤层的采区布置为例讲解采区生产系统。采区生产系统和整个矿井密切相连。
1. 采煤系统
工作面采出的煤 区段运输平巷 运输上山 采区煤仓 采区运输石门运出
2. 通风系统
风量由采区运输石门进入采区下部车场
轨道上山（运输上山） 区段运输平巷 采煤工作面 乏风经区段回风平巷 采区回风石门

3. 供电系统：
由地面 井底变电所 采区变电站 采煤工作面的各个配电点
4. 排水系统：采煤工作面的水流动到采区泵房，视情况而定
，井底设有水仓。
5. 其他系统：除了以上系统之外，井下还配有监测系统等等系统。

课 后 小 结
这一节课是讲的井田开拓，是一节基础课，通过对矿井开拓方式、煤矿井下常见巷道分类、矿井生产系统的讲解，要求学员掌握矿井开拓方式的分类，煤矿巷道按不同的要求怎么样分类，矿井的五大生产系统。重点掌握巷道的分类以及本矿的生产系统，熟悉本矿的开拓方式及采区划分，做到到井下能做到心中清楚，更好的搞好安全生产。

练习题
1、 矿井有几种开拓方式？
2、 矿井常用巷道分类？

思考题
为何要进行多水平开采？

第三节 采掘技术
目的要求：通过学习使学员对采煤方法的概述全面了解。要求学员掌握炮采、普采、综采的工艺过程和特点。并对规程中的有关问题做到就应知应会。要求学员对巷道施工中：平巷施工、斜巷施工中安全注意事项做到心中有数，严格施工规定，做到安全生产。
重 点：综采工艺过程及有关规定。平巷、斜巷施工中的安全注意事项。
关 键 点：采煤方法、割煤机进刀方式
一． 采煤方法概述

1.采煤方法：采煤工艺与回采巷道布置及其在时间、空间上的相互配合，称为采煤方法。

采煤方法包括两项内容： 采煤系统、回采工艺。

2.采煤工艺：人们根据煤层的赋存情况选用某种技术装备进行生产的方式。

3. 采煤工作面：进行采煤作业的场所，是由煤壁至采空区边缘的采煤工作空间。 。

4. 煤壁：在采煤工作中，直接进行采掘的煤层暴露面。

5. 采高：每次落煤的煤壁高度。

二． 采煤方法的分类：

单一走向长壁采煤方法
走向长壁采煤方法 分层走向长壁采煤方法
壁式体系采煤法 倾斜长壁采煤方法

房式
柱式体系采煤法 房柱式
巷柱式

三． 采煤工艺
采煤工艺： 是指采煤工作面各工序所用方法、设备及其在空间、时间上的相互配合关系。或者说（人们根据煤层的赋存情况选用某种技术装备进行生产的方式）。
采煤工艺由五个主要工序组成：
破煤、装煤、运煤、支护、采空区处理。
（一）.爆破采煤采煤工艺
炮采的工艺： 破煤、装煤、运煤、移溜、支护、采空区处理。
所用设备： 爆破落煤、人工装煤、输送机运煤、单体液压支柱支护、人工回柱放顶。
1..爆破落煤
爆破落煤主要满足的要求：
出煤效率高，炮眼利用率高；
材料消耗少，时间耗用少；
不崩坏顶棚，不崩倒支架，不崩坏或压死溜子，不丢顶拉底，不出太大块的煤。
1）.工作面炮眼位置：顶眼、底眼、腰眼。
2）.按炮眼布置方式：
单排眼:适用条件（薄煤层，煤质松软，节理发育的煤层）
双排眼（对眼、三花眼）：适用条件（煤质中硬用对眼，煤质松软用三花眼，煤质松软顶板破碎时用三角眼）
三排眼（五花眼）：适用条件（采高较大的中厚煤层或煤质坚硬的煤层）
3）.装药、连线爆破
2.装煤
3.运煤
4.炮采工作面支护和采空区处理
此内容实际上是重点在顶板管理这一节重点讲解。
（二）.普通机械化采煤
采煤工艺：采煤、运煤、顶板支护、采空区处理。
设备： 单滚筒采煤机、可弯曲刮板输送机、单体液压支柱、金属铰接顶梁或型钢梁。
1.普采工作面单滚筒采煤机的割煤
1）.割煤方式：单向割煤
双向割煤
2）.进刀方式：直接进切口
割三角煤 留三角煤
（三） 综合机械化采煤工艺
1.工艺过程：采煤、移架、推溜。
设备：大功率的双滚筒采煤机、液压支架、转载机、移动变电站、乳化液泵站。
优点：劳动强度低、产量高、效率高、安全条件好。
2.双滚筒采煤机的割煤工艺
1.割煤方式：双向割煤
单向割煤
3.进刀方式 ：
推入式进刀法（预开切口）

钻入式进刀法（正切式进刀）
割三角煤斜切进刀
端部斜切式进刀
斜切进刀法 留三角煤斜切进刀
中部斜切式进刀

1. 工作面的支护
1） 液压支架：支撑式、掩护式、支撑掩护式。
2).初撑力：支架（支柱）在泵站额定压力下对顶板的支撑能力。
3).工作阻力：支架的最大支撑力称为支架的工作阻力。工作阻力表示了支架在承载状态下可以承受的最大载荷。
掩护式液压支架的优点：支护性能好；支架稳定性较好；顶梁短，控顶距距小，支撑力集中。
缺点：工作面空间小；切顶性能较差；支撑力小；不利于操作和通风。
4）.液压支架的支护方式：及时支护、滞后支护。
及时支护：采煤机割煤后，先移架，后移输送机叫及时支护。
滞后支护:采煤机割煤后，先移输送机，后移支架叫及时支护。
四.巷道掘进施工方法
（一）巷道掘进：在岩（煤）体中，采用一定的手段把岩石（煤）破损下来，形成地下空间，接着对这个空间进行支护的工作，叫巷道掘进。
1.掘进的主要工序有：破岩、装岩、运输、支护。
2.掘进辅助工序有：排水、掘砌水沟、通风、铺轨、测量等。
(二）破岩技术
常见的方法有两种：钻眼爆破破岩法、掘进机破岩法。
（1） 钻眼爆破破岩法（钻爆法）
主要包括岩巷光面爆破技术、毫秒爆破技术、断裂控制爆破技术等。
（2） 掘进机破岩法
（三）掘进施工
1.平巷施工
水平岩石巷道施工中安全注意事项：
水平煤巷巷道施工中安全注意事项：
（1）.煤巷掘进一般不破碎顶板，沿中心线掘进，不设腰线，施工中应根据不同的破岩方法，做好顶板管理工作。
（2）.在有瓦斯煤层中爆破中，应采用毫秒雷管实现全断面一次爆破，其最后一段时间不得超过130ms。
（3）.在巷道顶板破碎、煤质松软、层理节理发育或瓦斯浓度降到允许爆破的情况下，应采用风镐破煤。
（4）.适用掘进机掘进煤巷时，应严格控制控顶距，严禁空顶作业。
水平半煤岩巷道施工中安全注意事项：
1）.煤巷掘进一般不破碎顶板，沿中心线掘进，不设腰线，施工中应根据不同的破岩方法，做好顶板管理工作。
（2）.在有瓦斯煤层中爆破中，应采用毫秒雷管实现全断面一次爆破，其最后一段时间不得超过130ms。
（3）.在巷道顶板破碎、煤质松软、层理节理发育或瓦斯浓度降到允许爆破的情况下，应采用风镐破煤。
（4）.适用掘进机掘进煤巷时，应严格控制控顶距，严禁空顶作业。
水平半煤岩巷道施工中安全注意事项：
（1）.巷道凿岩位置的选择。
（2）.煤岩的开凿顺序。
（3）..排水。
2.斜巷施工
上山掘进安全注意事项：
（1）.掘进上山时应特别注意通风工作。
（2）.在近水平或缓倾斜煤层中，上山掘进一般用矿车或输送机。上山掘进使用的绞车：当提升斜长小于150m时，可将绞车布置在上山一侧的小硐室内，如果斜长过大，一台绞车提升能力不够，即安装多台（一般为两台），实行分段接力提升，当上山倾角大于25°时，可用搪瓷溜槽运输。但必须
将溜煤（矸）道与人行道隔开，防止煤（矸）滑落伤人。
下山（斜井）掘进时安全注意事项：
3.《煤矿安全规程》相关规定：
（1）.开凿或延伸斜下山时，必须在斜下山的上口设置防跑车装置，在掘进工作面的上方设置坚固的防跑车装置。跑车防护装置与掘进工作面的距离必须在施工组织设计或作业规程中规定，斜井（巷）施工期间兼做行人道时，必须每隔40m设置躲避硐并设红灯，设有躲避硐的一侧必须有畅通的人行道。上下人员必须走人行道，行车时红灯亮，行人立即进入躲避硐;红灯熄灭时，方可行走。
（2）.由下向上掘进25°以上的倾斜巷道时，必须将溜煤（矸）道与人行道分开，防止煤（矸）滑落伤人。人行道应设扶梯和信号装置。斜巷与上部巷道贯通时，必须有安全措施。
（四）支护材料
1.矿用支护材料有：木材、石材、水泥砂浆、金属材料、钢筋混凝土等。
2.支护形式
1）.棚式支架、木棚子、金属棚子、钢筋混凝土棚子。
2）.拱形砌碹支护
3）.锚喷支护：锚杆支护、喷浆支护、喷射混凝土支护。
锚喷支护有以下五种类型：
锚杆单一支护
喷浆或喷射混凝土单一支护
锚杆、喷射混凝土或喷浆联合支护（锚喷支护）
喷射混凝土、金属网联合支护（喷网支护）
锚杆、金属网、喷射混凝土联合支护（锚喷网联合支护）

课后小结
通过对采煤方法概述、采煤方法的分类、采煤工艺、掘进施工方法的详细讲解，要求学员认真掌握采煤方法、采煤工艺、巷道掘进这三个名词。并且掌握采煤工艺，巷道施工主要工序。重点掌握综合机械化采煤的工艺及其主要设备，水平煤巷施工安全注意事项，熟悉本矿的机械设备、型号。通过学习要求学员真正学到一定的安全知识和技术能力，为煤矿的安全生产奠定良好的基础。

练习题
1、 综合机械化采煤有几种进刀方式？
2、 掘进施工中有破岩技术有哪些？
思考题
1、 综合机械化采煤有哪些好处？
2、 掘进施工中爆破时的安全注意事项。

第四节 巷道掘进施工方法
目的要求：了解不同条件下巷道施工方法，施工过程注意事项。
重点及难点：1.巷道掘进定向，2.巷道上下山施工，3.特殊条件施工。
关 键 点：巷道断面形状及尺寸、施工方法
一、巷道掘进施工
(一)巷道断面形状及尺寸
1．巷道断面形状
我国常用的断面形状：梯形、矩形和直墙拱形（如半圆拱形、圆弧拱形、三心拱形，简称拱形），特定的岩层和围岩压力条件下选用不规则的形状（半梯形）、圆形、椭圆形、封闭拱性等。
不同巷道断面使用条件：
矩形断面利用率高，承载能力低，一般用于顶压、侧压都不大，服务年限短的巷道。
梯形断面利用率较拱形高，但承压性能较拱形差，常用于服务年限不长，断面小或围岩稳定、矿压不大的巷道。
拱形断面常用于服务年限长或围岩不稳定、矿压大的巷道。
木支架和钢筋混凝土支架适用于梯形和矩形断面；料石和混凝土砌碹适用于拱形、圆形等曲线形断面；而金属支架、锚杆支架适用于任何形状断面。
2．巷道断面尺寸
主要依据用途来决定的，并用所需风量来校正，以人员通过方便为原则。巷道断面尺寸主要考虑巷道的净高和净宽。
1)巷道的净宽度。
巷道净宽主要取决于运输设备本身的宽度、人行道宽度和相应的安全间隙，无运输设备的巷道净宽可根据通风及行人的要求来选取。
注：《煤矿安全规程》规定：
(1)新建矿井、生产矿井新掘运输巷的一侧，从巷道道碴面起1．6m的高度内，必须留有0.8m(综合机械化采煤矿井为lm)以上的人行道，管道吊挂高度不得低于1．8m；巷道另一侧的宽度不得小于0.3m。
(2)在生产矿井已有巷道中，人行道的宽度不符合上述要求时，必须在巷道的一侧设置躲避硐，2个躲避硐之间的距离不得超过40m。
(3)在人车停车地点的巷道上下人侧，从巷道道碴面起1．6m的高度内，必须留有宽lm以上的人行道，管道吊挂高度不得低于1．8m。
2)巷道的净高度。
矩形、梯形巷道的净高度是指自道碴面或底板起至顶梁或顶部喷层面、锚杆露出长度终端的高度。
注：《煤矿安全规程》规定：
主要运输巷和主要风巷的净高自轨面起不得低于2m。采区(包括盘区)内的上山、下山和平巷的净高不得低于2m，薄煤层内不得低于1．8m。
(二)巷道掘进的定向
巷道掘进中保证巷道断面的规格、尺寸、巷道的坡度、方向必须按巷道的中心线、腰线进行施工。
中心线是巷道掘进方向的基准线。每隔一定距离在巷道顶板或支架上标定一组设有挂线的中心点。腰线是指示巷道坡度的基准线，腰线点设在据巷道底板或永久轨面以上1m标在侧帮或支架上。
讨论：中心线、腰线的使用和延设。
(三)巷道施工方法
巷道掘进最基本的过程就是把岩石破碎下来，形成设计所要求的空间，并对掘出的空间进行支护。在施工过程中，主要包括破岩、装岩、运输、支护等主要工序。同时还有掘进通风、修筑排水沟、敷设管道、铺设轨道等辅助工序。
1．巷道施工方法
分次成巷、一次成巷。
2．一次成巷作业方式就是把巷道施工中的掘进、支护、水沟及铺设永久轨道、安设永久管线等4个分部工程视为一个整体，在一定距离内，最大限度地同时施工，一次做成巷道，不留收尾工程。按照掘进和支护的相互关系，一次成巷可分为平行作业、单行作业和多巷交替作业3种。
（1）平行作业
采用掘支平行作业时，一般均用全断面一次掘进的方式，适用于围岩较稳定，掘进断面大于8㎡的巷道。采用掘喷平行作业时，掘进后立即安装部分或全部锚杆，并喷上一薄层砂浆或混凝土，作为临时支护，待掘进工作面推前20m左右，再补打锚杆，一次喷够设计厚度。
（2）单行作业
这种作业方式就是先将巷道掘进一段距离后，停止掘进，然后边拆除临时支架，边将该段巷道改换成永久支护。常用在断面较小的巷道。
（3）交替作业
当一个综合工作队施工两条以上临近的巷道时，可在一条巷道内掘进，而在另一条巷道内更换永久支护，轮流交替完成掘进与支护。
讨论：不同施工方法优缺点？
二、煤巷及半煤岩巷掘进
(一)煤巷掘进
煤巷掘进的施工方法有：钻眼爆破法、风镐法、机械或水力掘进法。
煤巷：煤层占4/5以上（含4/5 ）
注：
煤巷掘进的施工中应注意以下4点安全事项：
(1)煤巷掘进一般不破顶板，沿中心线掘进，施工中应根据不同的破岩方法，做好顶板管理工作。
(2)在有瓦斯煤层中爆破时，应采用毫秒雷管实现全断面一次爆破，其最后一段延期时间不得超过130ms。
(3)在巷道顶板破碎、煤质松软、层理节理发育或瓦斯浓度降不到允许放炮的情况下．应采用风镐破煤。
(4)应严格控制控顶距，严禁空顶作业。
(二)半煤岩巷掘进
半煤岩巷 ：1/5 ＜岩层（包括夹石层）＜4/5
1．巷道位置的选择
巷道掘进断面的位置，有挑顶、卧底及挑顶兼卧底3种情况
2．炮眼布置
半煤岩工作面，由于煤层较软，掏槽眼多布置在煤层中。掏槽形式、炮眼间距和深度应根据巷道断面大小、煤层厚度和位置以及循环进尺而定。
3．施工组织
半煤岩巷掘进的施工组织有：煤、岩不分全断面一次掘进和煤、岩分掘分运两种形式。
三、岩石巷道施工
（一） 施工方法：
钻爆法、机掘法
1. 钻爆法
掌握炮眼深度、炮眼直径、布置数目、装药量。掌握了解以上参数。
2. 机掘法
机掘法施工工艺
3. 光爆技术
炮眼深度、炮眼直径、装药量要求。
（二）岩石斜巷施工
1.下山掘进
掌握炮眼施工布置、装岩运输、通风、供排水、支护。
2.下山掘进
掌握炮眼施工布置、装岩运输、通风、供排水、支护。
注;分析以上两种施工不同之处以及施工过程中注意事项。
四、特殊工程施工
1.巷道交叉点施工
施工方法：全断面施工、导硐法、扩帮刷大法。
分析：三种施工方法优缺点以及使用条件。掌握三种施工方法以及注意事项。
2.硐室施工
施工方法：全断面施工、导硐法、台阶法。
分析：三种施工方法优缺点以及使用条件。掌握三种施工方法以及注意事项。
3..弯道施工
掌握曲线施工要点：曲率半径，巷道中线延伸、支护、装岩工艺。
五、特殊条件下巷道施工
1.穿巷施工
施工方法：平面交叉通过、原巷下通过、原巷上通过。
分析：三种施工方法使用条件。掌握三种施工方法以及注意事项。
2.靠近老空区
掌握对老空区观测：有毒有害气体，老空水探测等。

课后小结
本节通过对巷道支护及断面选择进行讲述，旨在提高职工在生产过程中对不同断面巷道使用及特点加强认识，提高施工过程中安全意识，提高技能为重点。

练习题
1、巷道掘进施工的巷道都有哪几种形状？
2、煤巷掘进的施工中应注意的安全事项？

思考题
巷道上下山施工中应该如何注意安全。

第五节 巷道矿压
目的要求：了解矿压形成过程以及冲击地压对矿井施工影响
重点及难点：矿压形成原因，冲击地压特性
关 键 点：影响矿压的因素
一、 巷道矿压及形成
由于进行采掘活动而在采掘空间周围岩体中及支护物上产生的压力叫矿山压力，简称矿压。这种在矿山压力作用下围岩和支护物上产生的一系列力学现象叫矿山压力显现，简称矿压显现。
1．顶压时形成
如果巷道开掘后立即支护，支架就以其本身的承载力阻止或减小岩石变形和移动。这部分岩石压在支架上的力，就叫顶压．
2．侧压的形成
侧压是指苍道两帮对支架的压力，它是由于两帮岩石或煤向巷道内挤压而形成的。
3.底压的形成
在巷遭侧压的作用于下，底板内部将会产生侧压力，井产生向上的底压，使底板臌起、离层、弯曲或破坏。
4．斜巷矿压的形成及特点
棚腿中心线与顶底板垂线之间的夹角，叫做迎山角。支架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、影响巷道矿压的因素
巷道矿压的大小．主要受巷道所处深度、巷道断面大小、地质构造、围岩性质等因素的影响。
(1)深度的影响。 (2)巷道断面与支护形式。 (3)地质构造的影响。
(4)围岩性质的影响。 (5)巷道相对开采煤层与回采工作面的位置。
三、冲击地压
冲击地压是井巷或采煤工作面的煤岩体，由于变形能的释放而产生的一种以突然、急剧、猛烈的破坏为特征的动力现象，是山压力的一种特殊显现形式。
(一)冲击地压显现的特征
(1)爆发突然。
(2)发生时声响巨大，发生过程短暂而急剧，并有强烈的震动。
(3)破坏性大，冲击地压有时导致顶板显著下沉或底板臌裂，煤体移动，大量煤块从煤壁抛出，堵塞巷道。
(二)冲击地压影响因素
1．自然地质固紊
自然地质因素主要包括采深、地质构造及煤岩结构和力学特性的影响。
2．开采技术固素
由于开拓布置不合理或采煤方法不当，容易造成冲击地压的发生。
(三)冲击地压的防治措施
冲击地压的防治措施主要体现在两个方面：一是降低应力的集中程度；二是改变煤岩体的物理力学性能。
1．降低应力的集中程度
(1)超前开采保护层 (2)无煤柱开采 (3)合理安排开采顺序
2．改变煤层的物理力学性能
(1)高压注水 (2)放松动炮 (3)钻孔槽卸压

课后小结
本节通过对矿压形成过程以及冲击地压对矿井施工影响进行讲述，旨在提高职工在生产过程中对不同巷道压力特点加强认识，提高施工过程中安全意识，提高技能为重点。

练习题
1、 巷道矿压的概念
2、 影响巷道矿压的因素

思考题
矿压的危害都有哪些？

第六节 巷道支护
目的要求：了解不同支护差异，使用条件
重点及难点：金属可缩支护 锚喷支护
关 键 点：各类支护形式的特点
一、巷道支护选择
支护形式及支护材料的选择取决于:巷道围岩性质、压力大小、巷道的服务年限、用途及巷道的断面形状等因素。
常见支护方式：木支护、料石及混凝土砌碹、矿工钢支护、U型钢支护。目前，广泛采用的有架棚支护、锚杆支护以及喷射混凝土支护。
二、架棚支护
1.梯形支架
木支架、金属支架
1）金属支架
金属支架的优点是具有承载能力大，可多次复用，储运方便，安装容易及迅速等优点，是采准巷道中使用时间最长的一种支护形式，采区巷道中常用的有以下几种。
金属梯形支架有两种类型，一种为梯形刚性支架，另一种为梯形可缩性支架。
①矿用工字钢刚性支架
②矿用工字钢梯形可缩性支架
根据可缩结构的类型可分为三类：螺栓连接式、楔紧连接式和插底式。
平顶型可缩金属支架的加工制造容易，巷道掘进无需挑顶，有利于保持顶板完整性，其断面利用率比拱形支架高，支架的安装和回收较方便，可简化巷道与工作面连接处的支护工艺。
架设梯形金属支架时应遵守下列规定：
(1)严禁混用不同规格、型号的金属支架，棚腿无钢板底座的不得使用，卡缆构件要齐全。
(2)严格按中、腰线施工．井及时返线，保证巷道的坡度和方向。
(3)柱腿要靠紧梁上的挡块，不准打砸粱上焊接的矿用工字钢挡块。
(4)梁、腿接合处不吻合时，应调整梁腿斜度和方向，严禁在缝口处打入本楔。
(5)校作业规程规定背帮背顶，并用木楔刹紧，前后棚之间必须上紧拉杆和打上撑木。
(6)固定好前探梁及防倒器。
2.拱型支架
金属拱形支架可分为两类，即普通金属拱形支架和u形钢拱形支架。
普通金属拱形支架分为无阻、有腿和铰接3种。
u形钢拱型支架可分为半圆拱、直腿三心拱和曲腿三心拱3种。
架设拱型支架时应遵守下列规定：
(1)拱粱两端与柱腿搭接吻合后，可先在两侧各上一只卡缆，然后背紧帮、顶，再用中、腰线检查支架支护质量，合格后即可将卡缆上齐。卡缆拧紧扭矩不得小于150Nm。
(2)u形钢搭接处严禁使用单卡缆．其搭接长度、卡缆中心距均要符合作业规程规定，误差不得超过l0％。
架棚支护安全注意事项
(1)现场应有班、组长负责指挥协调架棚作业。
(2)严格执行敲帮问顶制度。
(3)必须检查工作地点支架的质量。
(4)必须采用金属前探梁等临时支护，严禁空顶作业。
(5)注意操作安全，保证支护施工质量。
③U型钢拱形可缩性支架
拱型可缩金属支架——软岩、地压大且不稳定（动压）、围岩变形量大，断面小于12m2，矿用特殊型钢制作，间距一般在0.7m左右，纵向通过金属拉杆拉紧提高稳定性。
U型钢拱形可缩性支架一般由顶梁、柱腿、连接件、架间拉杆、背衬材料等5部分组成。按支架节数分为三节、四节、五节，一般讲，巷道断面较小、侧压不大时用三节，断面较大、侧压较大或围岩条件和外载变化较大时用四节，断面较大时用5节。按柱腿曲直情况分为直腿式和曲腿式两种；按拱的形状分为三心拱和半圆拱两类。
三、砌碹支护
砌碹支护是以料石、砌块为主要原料，以水泥砂浆胶结，或以混凝土现场浇灌而成的连续体支护。
砌碹支护施工安全注意事项：
(1)砌碹施工工艺复杂，区队干部应与工人一起跟班作业，及时处理施工中出现的事故隐患，保证安全施工。
(2)施工前应对施工地点的支护情况、环境等作全面检查，发现不安全因素，要及时处理，处理后方可进行工作。
(3)掘砌基础的工作必须在临时支护的保护下进行。
(4)立碹胎时要配足人员，由班长或经验丰富的工人统一指挥，保证立眙工作的安全。
(5)回胎时要配足人力，在班长或者工人的统一指挥下进行。回收人员必须站在安全的地点，退路必须畅通，严禁无关人员在其附近停留。
(6)有冒顶危险的地区不能掘、砌平行作业。巷道围岩破碎时要短段掘砌。
(7)在上山掘进和砌碹平行作业时，在砌碹工作面上方5～10m，要设置安全挡。
四、锚杆支护
（一）锚杆支护机理
1.悬吊作用
2.组合梁作用
3.减小跨度作用
4.挤压加固作用
5.围岩补强作用
（二）锚杆支护优点
1.改善围岩受力状况
2.变被动为主动
3.减少巷道维修量
4.提高掘进速度
5.简化超前支护
6.降低支护成本
7.减少工人劳动强度
8.有利于生产组织
（三）锚杆支护类型
根据巷道用途、服务年限、围岩性质、地应力大小及地质条件等特性，采取不同锚杆材质及支护形式。通常采用形式有：单体锚杆直护、锚杆+喷射混凝土、锚杆+网+喷射混凝土、锚杆+网或锚杆+笆、锚杆+钢带、锚杆+网+钢带或锚杆+网+梁支护、锚杆+梁支护、锚杆+网+钢带+锚索等。
目前我矿常用支护形式有：单体锚杆直护、锚杆+喷射混凝土、锚杆+网+喷射混凝土、锚杆+网+钢带或锚杆+网+梁支护、锚杆+网+钢带+锚索、锚杆+笆+梁支护+喷射混凝土等支护形式。
（四）锚杆布置方式
一般采用“三花”、“五花”、“方形”、“矩形”等。锚杆间排距一般不大于杆体长度的二分之一，一般取0.6m、0.8m、1.0m。顶板良好或采用联合支护方式时可采用1.0m、1.2m。目前我矿常用矩形等布置方式。
（五）锚杆支护参数选取原则
1.必须在相关理论指导下进行，安全系数不小于2。
2.锚杆设计锚固力不小于杆体屈服载荷；锚索设计锚固力不小于钢绞线极限载荷的90%。
3.安装应力不小于杆体屈服载荷的40%。
4.必须提高巷道护表构件的刚度和强度，使安装应力向周围煤、岩体扩散。
5.锚杆、锚索支护强度必须匹配，保证支护整体性能。
6.深井支护的支护系统必须达到高强度、高刚度、高可靠性。
7.煤巷锚杆支护巷道顶板两肩角锚杆，必须倾斜安装，与铅垂线夹角为20-30°。顶板两肩部的斜向锚杆水平投影深入两帮长度不小于200mm，同时采用偏中心孔托盘。
（六）锚杆锚固
1. 锚固方式
锚杆锚固方式可分为端头锚固、加长锚固和全长锚固。圆钢锚杆宜采用端头锚固，螺纹钢宜采用加长或全长锚固；硬岩层中可采用端头锚固、破碎软岩及煤层中宜采用加长锚固或全长锚固。
2. 锚固力
(1)加长锚固锚杆，设计锚固力不小于150KN。
(2)全长锚固锚杆，杆体直径应选用≥20mm，KMG335及以上钢材。
(3)顶部锚杆必须采用快速安装工艺，即搅拌树脂、上托盘、拧螺母一次完成，拧紧螺母的扭矩M18不小于100N.m；M20及以上的不小于120N.m。煤帮应优先选用树脂锚杆，并应采用快速安装工艺施工，帮锚杆螺母预紧力矩不得低于60N.m。
(4)锚杆支护煤层巷道垂深在500—800米时，锚杆安装预紧力：Ф18不得小于175N.m、Ф20不得小于190N.m、Ф22不得小于210N.m。
(5)锚杆支护煤层巷道垂深超过800米时，锚杆安装预紧力：Ф18不得小于250N.m、Ф20以上不得小于400N.m。
3.锚杆支护施工安全注意事项
（1）锚杆施工必须有作业规程，并严格按照作业规程规定组织施工。
（2）锚杆眼必须按照作业规程规定的间排距布置，锚杆至迎头间距必须小于锚杆的设计排距。
（3）打眼前，必须敲帮问顶、捣落活岩危矸，按规定架设临时支护，严禁空顶作业。
（4）钻眼时，应按照事先确定眼位施工钻孔，钻完后，应将眼内岩粉和积水吹（掏）干净。
（5）锚杆眼应做到当班打眼当班锚。
（6）必须按照规定角度打眼，不得打穿皮眼或沿顺层面、裂缝打眼。
（7）使用树脂锚杆时，应佩戴防护手套。
（8）锚杆安装时预紧力必须符合作业规程规定。
（七）锚索支护
锚索支护采用有一定弯曲柔性的钢绞线，通过预先钻出的钻孔以一定方式锚固在围岩深部，外露端通过锁头锚固，一般配合其它支护形式进行围岩加固。其特点是锚固深度大，承载能力强、将下部不稳定岩层锚固在上部稳定岩层中，可靠性大。可施加预应力，主动支护围岩，支护效果好。
1.锚锁类型
按照锚固长度分为端部锚固锚锁和全长锚固锚锁；按照预紧力分为预应力锚锁和非预应力锚锁。
2.锚索结构
锚索主要部件有钢绞线、锁具、锚固剂。
3..锚索结构
将锚索分为内锚