煤矿支护培训课件模板

煤矿支护培训课件第一章煤矿支护基础概述支护的定义与重要性煤矿支护的主要类型支护在矿井安全中的作用煤矿支护是指通过各种技术手段和工程措锚杆支护利用锚杆将松散岩层锚固煤矿支护是预防冒顶片帮事故的第一道防•施，控制矿井围岩变形，防止冒顶、片帮成整体线，有效的支护系统能够等灾害，确保矿井安全生产的工程活动锚索支护深层加固，增强围岩稳定性•防止矿井顶板、侧壁垮塌，确保作业•支护是煤矿安全生产的基础工程，对保障钢架支护通过金属支架承受围岩压力空间稳定•矿工生命安全、提高资源回收率、降低安喷浆支护形成保护层，防止围岩风减少矿井灾害事故，降低伤亡率••全事故发生率具有决定性作用化剥落延长巷道使用寿命，提高矿山效益•联合支护多种支护方式组合使用•保障采掘工作面安全有序推进•维持通风系统稳定，防止瓦斯积聚•煤矿支护的历史演变传统支护方式回顾早期煤矿支护主要依靠木材支护，采用简易的木棚、木柱等支护形式这种支护方式材料易得，但存在强度低、易腐蚀、使用寿命短等缺点随后发展出金属支架支护，包括型钢支架、拱形支架等，U提高了支护强度，但安装工序复杂，劳动强度大现代支护技术发展趋势现代煤矿支护技术呈现以下发展趋势从被动支护向主动支护转变，注重发挥围岩自身承载能力•从单一支护向复合支护发展，综合利用各种支护方式优势•高强、轻质、耐腐蚀新型支护材料广泛应用•支护智能化、自动化水平不断提高•支护设计更加注重数值模拟和理论分析•典型矿井支护事故案例分析山西某煤矿因支护不当导致的巷道冒顶事故事故原因支护设计未考虑地质条件变化，支护强度不足•事故后果造成人死亡，经济损失超过万元•3500教训启示支护设计必须根据具体地质条件，预留安全系数•河南某煤矿巷道片帮事故事故原因支护施工质量不达标，锚杆长度不足•事故后果导致人受伤，影响生产进度•2第二章煤矿地质与支护环境煤层地质特征及其对支护的影响矿井围岩分类与力学性质煤层厚度影响采场高度和顶板管理难度围岩按稳定性分类••煤层倾角影响支护结构选择和布置方式•Ⅰ类稳定性好，自立时间长•煤层顶底板岩性决定支护强度和密度要求•Ⅱ类稳定性中等，需及时支护•煤层瓦斯含量影响支护施工安全措施•Ⅲ类稳定性差，需加强支护•构造破碎带特殊地质条件需加强支护•Ⅳ类极不稳定，需特殊支护措施围岩力学性质抗压强度决定围岩承载能力•抗拉强度影响围岩破坏模式•弹性模量决定变形特性•地应力与矿井变形关系地应力是影响巷道稳定性的关键因素垂直应力随埋深增加而增大，约为•

0.027MPa/m水平应力受构造应力影响，分布复杂•应力集中在拐角、交叉点处形成，易造成局部破坏•矿井变形类型顶板下沉顶板岩层受力变形•底板鼓起底板承受压力隆起•两帮挤压侧壁向内挤入•整体收敛巷道断面缩小•煤矿围岩变形与破坏机理主要围岩破坏形式重力破坏受重力作用，围岩分层下沉或掉落

1.挤压破坏高地应力条件下，围岩受压失稳

2.剪切破坏不同岩层间发生相对位移

3.膨胀破坏围岩遇水膨胀，体积增大造成破坏

4.爆裂破坏高应力条件下，围岩突然爆裂

5.变形过程中的关键节点围岩变形通常经历以下阶段弹性变形阶段围岩承受荷载但保持稳定

1.塑性变形阶段围岩开始出现不可逆变形

2.破坏发展阶段裂隙扩展，变形速度加快

3.失稳阶段围岩整体破坏，支护系统失效

4.关键时间节点开挖后小时初期变形，需及时临时支护•0-2开挖后小时内变形加剧期，必须完成永久支护•24开挖后天变形逐渐稳定，需检查支护效果•7-15典型围岩破坏案例图示案例一顶板分层下沉破坏特征顶板出现层状裂隙，逐渐扩展形成阶梯状断裂•原因顶板岩层抗弯强度不足，支护强度不够•预防加强顶板锚固，形成悬吊结构•案例二软弱围岩挤压破坏特征巷道两帮向内挤出，底板隆起，断面缩小•原因围岩强度低，地应力高，塑性变形明显•预防采用让压支护，控制变形速度，保持必要断面•案例三构造破碎带失稳特征局部围岩大量碎裂，支护结构严重变形•第三章支护结构与材料锚杆支护锚索支护锚杆通过锚固作用，将松散岩层连接成整体，提高围岩自承能力锚索是更长、承载力更大的锚固构件，用于深层加固围岩常见类型普通螺纹钢锚杆、树脂锚杆、摩擦锚杆、液压膨胀锚杆常见类型钢绞线锚索、高强钢丝锚索••技术参数直径，长度，承载力技术参数直径，长度，承载力•16-22mm

1.6-

2.5m≥80kN•

15.2-

21.8mm4-8m≥200kN•适用条件中等稳定性围岩，埋深小于800m的巷道•适用条件稳定性差的围岩，大断面巷道钢架支护喷浆支护钢架通过本身强度直接承受围岩压力，是传统的被动支护方式在围岩表面喷射混凝土，形成保护层，防止风化剥落•常见类型U型钢架、工字钢架、拱形钢架•常见类型普通喷浆、钢筋网喷浆、纤维喷浆技术参数型号，间距技术参数厚度，强度等级•29U-36U

0.5-

1.0m•50-100mm C20-C25适用条件极不稳定围岩，高地压区域适用条件易风化围岩，作为联合支护的组成部分••新型高性能支护材料介绍高强锚杆高性能喷射混凝土采用高强度合金钢制造，抗拉强度达到，较普通锚杆提高以上，适用于高地压条件下的巷道支护添加特种外加剂和纤维材料，早期强度高，小时强度可达设计强度的以上，减少初期变形600-800MPa30%2470%树脂锚固剂复合材料支护构件快速固化型树脂锚固剂，凝固时间秒，固化强度高，能有效提高锚杆锚固力，改善支护效果15-30支护材料性能对比图支护材料类型抗拉强度抗压强度使用寿命适用环境优缺点MPa MPa普通螺纹钢锚杆年一般巷道价格低，易获取，耐腐蚀性400-500-3-5差树脂锚杆年潮湿环境锚固力大，成本较高500-600-5-8摩擦锚杆年软岩巷道安装简便，适应变形300-400-2-4钢绞线锚索年大断面巷道承载力大，施工复杂1500-1860-8-10型钢支架年以上高地压区域承载力大，占用空间大U36U-235-34510喷射混凝土年易风化围岩封闭性好，单独使用强度不C252-325-305-8足碳纤维复合材料年以上腐蚀环境重量轻，强度高，价格昂贵1200-2400800-120015材料选择原则与注意事项材料选择的主要原则材料使用注意事项根据围岩条件选择适当强度的材料严格检验材料质量，杜绝伪劣产品••考虑矿井服务年限与材料寿命匹配按规范储存，防止材料性能劣化••特殊环境（高腐蚀、高温）需选择专用材料锚杆、锚索等关键材料应进行抽样检测••综合考虑经济性与安全性•第四章支护设计原理与方法12支护设计的基本原则载荷分析与支护承载力计算煤矿支护设计遵循以下基本原则支护载荷分析包括安全可靠性原则支护设计必须确保巷道稳定，预留足够安全垂直载荷顶板重量，，其中为岩层容重，为松动••P=γ·h·bγh系数高度，为巷道宽度b经济合理性原则在满足安全要求前提下，追求经济合理侧向载荷侧壁压力，一般取垂直载荷的倍••

0.3-

0.5施工可行性原则设计方案必须考虑施工条件和技术可行性动态载荷爆破、采动等引起的附加载荷•••因地制宜原则根据具体地质条件和使用要求确定支护参数支护承载力计算主动支护原则充分发挥围岩自身承载能力，形成支护体系•锚杆支护单体承载力×锚杆数量×安全系数•钢架支护钢架抗弯强度×截面模量÷跨度•联合支护各支护形式承载力叠加，考虑协同效应•3数值模拟在支护设计中的应用等数值模拟软件在支护设计中的应用FLAC3D围岩应力分布模拟确定高应力区域，优化支护布置•塑性区发展预测评估不同支护方案对塑性区控制效果•支护参数优化通过多方案对比，确定最佳支护参数•支护效果预测模拟支护后围岩变形和稳定性状况•数值模拟案例某深部煤矿巷道模拟结果显示，锚杆长度从增加到，可使围岩塑性区减小•FLAC3D

1.8m

2.2m35%锚索与锚杆配合使用，比单纯锚杆支护降低顶板下沉量以上•50%案例分享高合煤矿巷道边帮支护设计项目背景高合煤矿位于山西省西部，巷道埋深，围岩为砂岩、泥岩互层结构，边帮稳定性差，传统支护方式频繁出现变形失效，800m影响正常生产关键构件柱体支护应用针对边帮稳定性差的问题，采用创新性的柱体支护技术设计原理在巷道边帮预先构建高强度柱体，形成支撑结构•具体做法沿巷道边帮每隔钻设一组深孔（直径，长度），注入高强度树脂材料，形成人工支撑柱•

1.5m50mm3m支护参数柱体直径，长度，间距，强度达到•50mm3m

1.5m35MPa支护效果数值模拟结果通过数值模拟分析，对比传统支护与柱体支护效果FLAC3D边帮最大变形量传统支护，柱体支护，减少•250mm85mm66%塑性区范围传统支护扩展至边帮处，柱体支护控制在内•

2.1m

1.2m支护系统稳定性传统支护预计使用寿命个月，柱体支护可达年以上•62现场应用效果与经验总结柱体支护技术在高合煤矿实施一年后的效果边帮变形显著减小，最大变形量控制在以内•100mm支护维修频次由每月次降至每季度次•21巷道断面收敛率降低，有效保障了通风和运输需求•70%经济效益分析虽然初期投入增加约，但维修费用降低，综合效益显著•20%60%关键经验总结柱体支护技术应用的核心经验针对性设计根据具体地质条件定制支护方案•第五章支护施工技术与工艺施工准备锚杆支护施工•测量放线确定支护位置和参数

1.钻孔按设计参数钻设锚杆孔•设备检查锚杆钻机、喷浆机等设备检修

2.清孔压缩空气吹除钻孔中的岩粉•材料验收锚杆、锚索、网片、钢架等材料质量检验

3.安装锚固剂放入树脂药卷或注入水泥浆•安全培训作业人员安全技术交底

4.安装锚杆插入锚杆并旋转搅拌锚固剂

5.拧紧托板安装托板并拧紧螺母

6.张拉锚杆达到设计预紧力喷浆支护施工钢架支护施工

1.表面处理清除松动岩块

1.组装钢架按设计尺寸组装

2.安装钢筋网按设计要求固定

2.就位安装吊装至设计位置

3.混凝土配制按配合比准备材料

3.调整校正确保垂直度和间距

4.喷射作业由下至上均匀喷射

4.加固连接安装连接件，加固底部

5.养护保持湿润，防止开裂

5.背板安装安装木背板或网片

6.注浆填充钢架背后空隙注浆填充施工安全注意事项人员安全防护设备安全操作•必须佩戴安全帽、防尘口罩、防护眼镜等个人防护装备•操作钻机前检查电气线路和气路是否完好•高处作业需系安全带，防止坠落•喷浆机操作需防止高压管路爆裂•施工前检查顶板状况，防止冒顶伤人•钢架安装时注意吊装安全，防止重物坠落•严格遵守安全操作规程，不得违章作业•电气设备必须有可靠接地，防止触电施工质量控制要点•锚杆质量控制钻孔深度、锚固剂质量、预紧力达标、抽检拉拔力•喷浆质量控制喷射厚度均匀、表面平整、无裂缝、强度符合设计要求•钢架质量控制型号规格正确、组装牢固、间距准确、底部稳固施工现场照片与流程示意锚杆安装流程喷浆作业详解钢架搭设工艺设备准备检查钻机、风管、电缆等表面处理清除松动岩块，确保表面干净材料检查核对钢架型号、规格和数量

1.

1.

1.确定钻孔位置按照设计图纸标记钻孔位置安装钢筋网按设计固定金属网，搭接长度不预组装在安装地点附近将钢架部件组装

2.

2.

2.小于钻孔使用锚杆钻机钻设孔洞，深度应超过锚10cm基础处理挖设基础槽，确保稳固

3.

3.杆长度混凝土准备按配合比混合水泥、砂、骨料和10-20cm

3.吊装就位使用吊装设备将钢架吊至设计位置

4.外加剂清孔用压缩空气吹除孔内岩粉，确保清洁

4.调整对中确保钢架居中且垂直

5.设备调试检查喷浆机、管路和喷头准备锚固剂检查药卷质量，确保在有效期内

4.

5.紧固连接紧固连接螺栓，确保结构稳定

6.

6.安装锚固剂将药卷推入孔底

5.喷射技术喷嘴与岩面保持

0.8-

1.2m距离，底部加固用混凝土浇筑底部，增强稳定性

7.垂直喷射安装锚杆插入锚杆并旋转，搅拌固化剂

7.安装连接件相邻钢架间安装拉杆或连接件

8.喷射顺序从底部开始，逐渐向上喷射

6.安装托板和螺母将托板紧贴岩面，拧紧螺母

8.背板安装在钢架背后安装木背板或网片

9.厚度控制分层喷射，每层厚度控制在

7.3-5cm检查锚固质量通过扭矩扳手检查预紧力

9.养护喷射完成后保持湿润小时，防止开裂

8.48质量检查厚度测量和取样强度检测

9.第六章支护监测与维护支护结构监测指标与方法支护监测的主要指标•围岩变形顶板下沉、底板隆起、两帮收敛等•支护构件受力锚杆拉力、钢架应力等•围岩内部位移深部位移、层间滑移等•围岩应力变化应力集中、重分布情况监测方法•断面收敛监测使用收敛计或激光测距仪•锚杆受力监测应力传感器或测力计•深部位移监测多点位移计、钻孔伸缩仪•应力监测应力计、应变片•光纤监测分布式光纤感测技术变形监测仪器介绍•收敛计测量巷道断面变化，精度±

0.5mm•多点位移计测量不同深度岩层位移，深度可达15m•锚杆测力计监测锚杆轴力，量程0-300kN•数字激光测距仪非接触式测量，精度±1mm•分布式光纤监测系统可同时监测温度和应变，空间分辨率

0.1m支护维护与加固技术支护维护的主要内容•常规检查每班至少1次巡查，发现问题及时处理•定期检测每月进行一次全面检测，评估支护状态•数据分析建立数据库，分析变形趋势，预测支护状态•维护措施更换损坏构件，紧固松动部件，清理排水系统支护加固技术•补充支护增加锚杆、锚索密度，强化支护能力•注浆加固向围岩裂隙注入水泥或化学浆液，提高整体性•钢带加固在原支护表面增设钢带，增强整体刚度•U型钢加固在变形严重区域增设U型钢支架监测数据实例分析预警信号识别以下情况应视为预警信号，需要立即采取措施•变形速率超过设定阈值（一般为10mm/天）•变形加速度突然增大（曲线斜率增大）•锚杆轴力接近极限承载力（达到设计值的80%以上）•围岩出现裂缝或明显破碎•支护构件出现变形、断裂或脱落•监测点数据异常波动或中断维护决策流程变形曲线图解读上图为某煤矿采区巷道顶板下沉监测曲线，从中可以分析出•初期变形（0-7天）下沉速率较大，每天约5-8mm，属于正常变形范围•稳定期（7-30天）下沉速率减缓，每天约1-2mm，支护系统工作良好•异常期（30-35天）下沉速率突然增加，每天达到10mm以上，说明支护系统可能出现问题•干预后（35-45天）进行支护加固后，变形速率重新趋于稳定变形分析的关键指标•累计变形量反映总体变形程度，一般控制在200mm以内•变形速率反映变形发展趋势，关键指标是变形加速度第七章深部巷道支护技术深部高应力环境特点随着开采深度增加，煤矿巷道面临更加复杂的地质环境•高地应力埋深每增加100m，垂直应力增加约

2.7MPa•高地温每下降100m，温度升高约3℃•高瓦斯深部煤层瓦斯含量高，压力大•高突出危险煤与瓦斯突出、岩爆风险增加•软岩变形深部软岩变形大，持续时间长传统支护在深部环境面临的挑战•支护结构承载力不足，容易失效•巷道变形速率快，难以控制•围岩破坏范围大，难以有效加固•维修频率高，安全风险大屏蔽充填注浆协同控制技术--针对深部高应力环境，发展了屏蔽-充填-注浆协同控制技术屏蔽技术•原理在围岩与支护结构间设置缓冲层，屏蔽部分地应力•方法使用柔性材料（如泡沫混凝土）作为缓冲层•效果减小支护结构直接承受的应力，延长使用寿命充填技术•原理填充围岩破碎区域，恢复围岩整体性•方法使用高水材料、快硬水泥等注入破碎区•效果增强围岩自承能力，减小变形量注浆技术•原理通过注浆改善围岩物理力学性质•方法高压注浆，形成加固圈•效果提高围岩强度，控制塑性区扩展大断面深部巷道支护案例山东某煤矿1100m深部大断面运输巷道支护案例•巷道参数断面宽6m，高

4.5m，埋深1100m•地质条件顶板为砂岩，底板为泥岩，围岩强度低•传统支护效果钢架+锚网支护，3个月内变形量达300mm，需频繁维修协同控制技术应用•屏蔽层20cm厚中强度泡沫混凝土•基础支护高强锚杆+钢带网深部巷道支护技术效果对比图传统支护协同控制技术对比分析vs对比项目传统支护技术协同控制技术改进效果初期变形控制效果差，开挖后变形迅速屏蔽层吸收变形能量，减缓变形速度初期变形速率降低以上50%围岩稳定性塑性区范围大，稳定性差注浆加固围岩，塑性区范围小塑性区范围减小40-60%长期变形控制长期变形量大，难以控制多重支护协同作用，长期变形可控总变形量减少60-70%支护寿命深部条件下寿命短，约个月结构优化，材料改进，延长使用寿命使用寿命延长倍6-123-5维修频率需频繁维修，平均个月一次结构稳定，维修需求低维修频率降低以上2-380%施工难度施工简单，但效果不佳工艺相对复杂，要求技术水平高需专业队伍施工经济性初期投入低，后期维护成本高初期投入高，后期维护成本低全寿命周期成本降低30%效果提升的关键因素应用建议屏蔽层合理设计厚度、强度、弹性模量匹配围岩条件根据埋深和围岩条件，合理选择协同控制技术组合

1.•深部锚固参数优化锚索长度、预应力、布置方式科学确定深度超过的巷道，建议采用协同控制技术

2.•800m注浆材料与工艺创新开发适合深部条件的注浆材料与工艺围岩破碎、应力集中区域，加强屏蔽和注浆效果

3.•监测反馈及时跟进实时监测数据指导支护参数优化长期使用的主要巷道，经济上更适合采用协同控制技术

4.•系统整体协同作用各支护元素协同工作，发挥最大效能新技术应用前，建议先进行小范围试验段评估

5.•第八章巷道边帮保留技术保留巷道概念与优势保留巷道是指煤层开采完毕后，保留原有的运输或回风巷道，用于下一个工作面的开采，从而避免重新掘进新巷道的技术保留巷道的主要优势•降低掘进工作量减少50%以上的巷道掘进量•提高资源回收率减少煤柱损失，提高资源回收率5-8%•加快工作面接替缩短工作面准备时间30-50%•降低安全风险减少掘进工作量，降低安全事故风险•节约成本综合成本可降低30%以上保留巷道面临的主要挑战•采动影响严重工作面推进引起巷道周围应力重分布•围岩破坏范围大采动影响可使围岩破坏范围扩大数倍•支护条件恶劣需承受动态荷载和静态荷载双重影响•变形控制难度大保留期间变形量往往是正常巷道的2-3倍高水材料充填技术高水材料是一种新型支护材料，含水量达60-70%，初期流动性好，终凝后强度高，是保留巷道的理想填充材料高水材料主要特点•早期强度发展快2小时强度可达1MPa，24小时达到5MPa以上•流动性好可实现泵送和自流，填充密实•体积稳定硬化过程中无收缩，与围岩密实接触•后期强度高28天抗压强度可达15-20MPa•具有一定韧性能适应小幅变形，不易脆断双巷道保留支护方案双巷道保留是指工作面两侧巷道同时保留的技术方案，具体实施如下•超前加固采用长锚索对将受采动影响的巷道段进行超前加固保留巷道稳定性分析应力分布与塑性区模拟保留巷道周围的应力变化经历三个阶段现场观测数据支持开挖阶段巷道开挖后，围岩应力重分布，巷道周围形成应力集中区

1.山东某煤矿水平保留巷道监测数据-1000m采动影响阶段工作面接近并通过时，应力急剧变化，前方形成高应力集中区，后方应力释

2.放监测位置传统支护变形量充填支护变形量改善率%稳定阶段工作面远离后，应力逐渐稳定，但仍高于初始状态

3.mm mm数值模拟结果显示顶板下沉

62023062.9采动前塑性区范围顶板，底板，两帮•

1.2m

0.8m

1.0m底板隆起

42018057.1采动影响最大时塑性区范围顶板，底板，两帮•

3.5m

2.2m

4.5m•采用高水材料充填后塑性区范围顶板

2.0m，底板

1.5m，两帮

2.8m两帮收敛

58026055.2充填后塑性区范围减小约，说明高水材料充填能有效控制围岩破坏•40%断面缩小率42%18%

57.1锚索受力监测数据传统支护采动影响期间锚索轴力迅速增加，多数超过设计承载力，部分锚索断裂•充填支护锚索轴力增长平缓，最大值不超过设计承载力的，无断裂现象•85%经济效益分析传统方式需要重新掘进巷道，成本约元米•8000/保留巷道高水材料充填加固成本约元米•+3500/经济效益每米节约元，一个工作面米可节约万元•45001000450第九章安全管理与应急措施支护相关安全风险识别应急预案与事故处理流程煤矿支护工作中存在的主要安全风险支护事故应急预案应包含以下内容•冒顶片帮风险支护不及时或不到位导致顶板、侧壁垮塌•应急组织机构明确指挥部、救援队、技术组、后勤组等职责•支护构件失效风险锚杆断裂、钢架变形、喷层脱落等•应急物资准备救援设备、医疗物资、通信设备等•机械伤害风险钻机、锚杆机等设备操作不当造成伤害•报警与通信建立畅通的事故报警和信息传递渠道•高处坠落风险高位作业防护不到位导致坠落•人员疏散制定清晰的疏散路线和集合点•物体打击风险工具、材料坠落造成伤害•救援程序针对不同事故类型的具体救援方法•触电风险电气设备绝缘损坏、接地不良等导致触电•恢复生产事故处理后恢复生产的程序和要求风险等级评估方法冒顶事故处理流程•风险等级=危害程度×发生概率

1.事故发生→立即撤离人员至安全区域•危害程度轻微

1、一般

2、较重

3、严重

4、灾难性

52.报告事故→通知应急救援指挥部•发生概率极低

1、低

2、中

3、高

4、极高

53.启动预案→救援队伍赶赴现场•风险等级1-4低、5-9中、10-16高、17-25极高

4.现场勘查→评估事故范围和危险程度

5.制定方案→确定救援和处理方案

6.实施救援→搜救被困人员，加固危险区域

7.事故调查→分析原因，制定防范措施

8.恢复生产→重新支护，验收合格后恢复生产矿工安全操作规范支护作业安全操作规范•作业前安全检查检查顶板、设备、工具、材料•个人防护必须佩戴安全帽、防尘口罩等防护装备•作业区域检查进入工作面前检查支护状况•工作面管理保持工作面整洁，物料堆放有序•设备操作规范严格按操作规程使用设备•支护质量控制确保支护质量符合要求•相互监护实施作业互保制度，不得单独作业•异常情况处理发现异常及时撤离并报告安全技术交底要求•每班作业前必须进行安全技术交底•交底内容包括工作任务、安全要点、注意事项•特殊条件下作业需详细说明安全措施•交底必须签字确认，确保人人知晓煤矿支护事故典型案例警示案例一某煤矿综采工作面冒顶事故事故概况2022年3月，某煤矿8305综采工作面回撤通道因支护不当发生冒顶事故，造成2人死亡，直接经济损失约320万元事故原因剖析

1.技术原因•支护设计未考虑顶板岩层特性变化•锚杆长度不足，锚固力不够•未进行有效的顶板离层监测

2.管理原因•现场监督检查不到位，发现问题未及时处理•安全教育培训流于形式，作业人员安全意识不强•违章作业，未按规定进行临时支护预防措施•加强地质条件调查，针对性设计支护方案•严格控制支护质量，确保支护参数符合设计要求•加强顶板监测，发现异常及时处理•强化安全培训，提高作业人员安全意识•严格执行敲帮问顶制度，杜绝违章作业案例二某煤矿掘进工作面支护失效事故事故概况2021年6月，某煤矿北二采区运输巷掘进工作面因支护失效导致大面积片帮，造成设备损坏和作业中断，经济损失约150万元事故原因剖析

1.技术原因•巷道穿过断层破碎带，支护参数未调整•喷浆厚度不足，未能有效封闭围岩•未采用预注浆等加固措施

2.管理原因•地质预报不到位，未能预见断层破碎带•施工过程监督不严，存在偷工减料现象•监测数据分析不及时，未能预警预防措施•加强超前地质预报，掌握前方地质条件第十章支护技术新发展与未来趋势智能支护监测系统机器人与自动化支护施工基于物联网和大数据技术的智能监测系统，实现支护状态实时监控、机器人技术在支护施工中的应用，减少人工作业，提高安全性和效预警和分析率分布式光纤感测技术一根光纤可替代数百个传统传感器自动化锚杆安装机器人精准定位、钻孔、安装锚杆••无线传感网络摆脱电缆束缚，信息传输更便捷喷浆机器人根据三维扫描结果精准喷射••大数据分析对海量监测数据进行挖掘和分析钢架安装机器人自动化组装和安装钢架••可视化展示直观展示支护状态，辅助决策远程操控技术实现危险区域无人作业••绿色环保支护材料研发人工智能辅助决策新型环保支护材料的研发和应用，降低环境影响，提高支护效技术在支护设计、监测和维护中的应用AI果智能设计系统根据地质条件自动生成支护方案•生物基锚固剂替代传统树脂，降低有害物质排放•异常识别自动识别支护异常和潜在风险•纳米增强材料提高支护材料强度和耐久性•预测性维护预测支护系统何时需要维护•智能响应材料能够感知和适应环境变化•知识图谱构建支护技术知识库，辅助决策•废弃物再利用矿渣、粉煤灰等制作支护材料•能源回收支护系统数字孪生技术应用利用围岩变形能量发电或供热的创新支护理念构建矿井支护系统数字孪生模型，实现全生命周期管理压电材料应用将围岩压力转化为电能三维建模精确再现巷道和支护结构••热能回收利用深部高温岩体供热实时映射监测数据与模型实时关联••弹性能储存储存变形能量并定向释放模拟预测预测支护系统未来状态••综合能源管理与矿井其他能源系统协同优化决策辅助支护方案优化和维护决策••智能支护系统示意图传感器布局与系统架构传感器布局方案实时数据采集与分析智能支护监测系统采用多层次、全覆盖的传感器布局策略智能支护系统的数据采集与分析流程顶板监测层数据采集•

1.多点位移计每布置一个，测量不同深度岩层位移采集频率正常状态分钟次，异常状态可提高至分钟次•50m•5-15/1/应力传感器重点区域每布置一个，监测顶板应力传输方式有线无线混合网络，确保数据传输可靠性•30m•+离层仪易离层区域密集布置，实时监测岩层分离数据预处理去噪、滤波、异常值剔除等••支护结构层数据存储•

2.锚杆（索）测力计典型锚杆上安装，监测轴力变化分布式数据库存储海量监测数据••钢架应变片钢架关键部位安装，监测受力状态历史数据归档按时间和区域分类存储••喷层压力盒监测喷层与围岩接触压力数据备份多重备份机制确保数据安全••围岩稳定性层数据分析•

3.•收敛仪每20m布置一组，监测断面变化•实时分析监测数据与阈值比对，触发预警微震传感器敏感区域布置，监测微震活动趋势分析计算变化速率，预测发展趋势••光纤传感器沿巷道布设，实现分布式监测关联分析多参数综合分析，发现潜在风险••分析机器学习算法预测支护状态•AI智能支护系统应用效果89%62%75%预警准确率维护成本降低事故率下降系统能够准确识别和预警支护异常情况，减少误报和漏通过预测性维护，减少不必要的维修，延长支护寿命早期预警和及时处理，显著降低支护相关事故发生率报倍3监测覆盖率提升相比传统监测系统，覆盖范围大幅提升，监测点密度增加第十一章培训总结与考核重点知识回顾常见问题答疑问如何判断锚杆支护是否有效？支护基础知识答判断锚杆支护效果可通过以下方法1）锚杆拉拔试验，合格标准为拉力不小于•支护的定义与作用设计值；2）锚杆扭矩检查，扭矩应达到设计要求；3）观察围岩变形情况，变形速率•主要支护类型及适用条件在允许范围内；4）锚杆轴力监测，应在合理范围内波动•支护材料性能与选择原则问深部巷道支护为什么传统方法效果不好？答深部巷道地应力高，围岩破坏严重，传统支护强度不足且缺乏适应性深部巷道支护设计与施工需采用强支护、勤维护、少扰动原则，结合屏蔽-充填-注浆等协同控制技术，才能有效控制围岩变形•支护设计基本原则•载荷分析与计算方法问高水材料充填技术有哪些注意事项？•施工工艺流程与质量控制答高水材料充填需注意1）材料配比必须准确，影响凝固时间和强度；2）充填前必须封堵严密，防止材料流失；3）充填速度要适当，过快可能造成压力过大；4）环境温度影响凝固时间，需根据实际情况调整配比；5）充填后24小时内避免扰动，确特殊条件支护技术保凝固质量•深部高应力支护技术培训考核说明•保留巷道支护技术•复杂地质条件支护方法本次培训考核采用理论与实践相结合的方式进行•理论考核闭卷笔试，满分100分，及格分数70分安全与管理•实践考核现场操作或案例分析，满分100分，及格分数80分•综合成绩理论占40%，实践占60%，总分达到75分为合格•支护安全风险识别考核安排•应急预案与处理流程•安全操作规范•理论考试时间培训结束后第二天上午9:00-11:00•实践考核时间培训结束后第二天下午14:00-17:00掌握要点•成绩公布考核结束后3个工作日内•补考安排未通过者可在一个月内申请一次补考机会

1.支护设计必须基于地质条件，不同地质条件采用不同支护方案

2.支护施工质量是安全的基础，必须严格按工艺要求施工

3.监测是支护状态评估的重要手段，必须重视监测数据分析

4.特殊条件下需采用针对性支护技术，如协同控制、高水材料充填等

5.安全意识和操作规范是预防事故的关键，必须严格执行

6.新技术应用需谨慎，先小范围试验再推广应用

7.支护系统是一个整体，各环节必须协调配合培训考核题型示例

一、选择题（每题分，共题）

三、填空题（每空分，共空）

3101201.以下哪种支护形式属于主动支护？

1.煤矿巷道支护的基本原则包括安全可靠性原则、_______原则、施工可行性原则、因地制宜原则和原则型钢支架_______•A.U•B.锚杆支护

2.锚杆支护的主要参数包括锚杆长度、锚杆直径、_______、_______和预紧力•C.木棚支护

3.深部巷道协同控制技术的三个关键环节是_______、充填和_______•D.砌碹支护

4.支护监测的主要指标包括围岩_______、支护构件受力、围岩内部位移和围岩变化煤矿巷道顶板一般采用的锚杆长度为_______

2.巷道变形主要表现为顶板下沉、隆起和两帮

5.______________•A.

1.0-

1.5m

四、案例分析题（分）•B.

1.6-

2.5m30•C.

3.0-

4.0m某煤矿位于山西省，水平开拓新采区，巷道断面为宽，高的半圆-800m5m

3.8m•D.

5.0-

6.0m拱形围岩为砂岩、泥岩互层结构，局部存在断层破碎带初步支护方案为顶板

3.高水材料的含水量一般为锚杆采用Φ20×2200mm树脂锚杆，排距800×800mm；两帮锚杆采用×树脂锚杆，排距×；全断面铺设钢筋网，•A.20-30%Φ182000mm800800mmΦ

6.5mm网格×；喷射混凝土，厚度100100mm C2050mm•B.40-50%请分析这一支护方案的合理性，并针对可能存在的问题提出改进建议分析内容应•C.60-70%包括•D.80-90%

4.以下哪项不是判断支护质量的指标？

1.支护参数是否合理，为什么？•A.锚杆抗拉强度

2.支护方式是否适合该地质条件，需要哪些调整？•B.喷层厚度

3.断层破碎带区域应如何特殊处理？•C.支护材料颜色

4.如何进行支护效果监测和评估？钢架间距•D.深部高应力巷道支护应采用

5.单一支护方式•A.柔性支护方式•B.协同控制技术•C.纯木材支护•D.

二、判断题（每题分，共题）210锚杆支护的原理是增加围岩的自承能力（）

1.喷浆支护可以单独使用，不需要配合其他支护形式（）

2.围岩按稳定性可分为四类，其中Ⅰ类稳定性最好（）

3.冒顶事故发生后，救援人员应立即进入事故区域进行救援（）

4.高水材料充填是保留巷道支护的有效技术（）

5.附录一相关法规与标准12国家煤矿安全法规简介支护设计与施工标准•《中华人民共和国矿山安全法》•《煤矿巷道支护设计规范》MT/T5025-2010•颁布时间1992年11月7日•适用范围煤矿井巷工程支护设计•最新修订2009年8月27日•主要内容支护设计原则、方法、参数确定•主要内容规定了矿山企业安全生产责任、安全设施管理、安全监察等内容•关键要求支护设计必须基于地质条件，确保安全可靠•《煤矿安全规程》•《锚杆支护设计与施工技术规范》MT/T152-2012•颁布单位国家煤矿安全监察局•适用范围煤矿锚杆支护设计与施工•最新版本2016年版•主要内容锚杆类型、参数、施工工艺、质量检验•支护相关规定第三章井巷支护详细规定了支护设计、施工、检查等要求•关键要求锚杆长度不小于锚固岩层厚度的80%•《煤矿安全监察条例》•《煤矿喷射混凝土支护技术规范》MT/T154-2011•颁布时间2000年11月30日•适用范围煤矿喷射混凝土支护工程•最新修订2013年7月18日•主要内容材料要求、配合比设计、施工工艺•主要内容规定了煤矿安全监察体制、职责和程序•关键要求喷层厚度误差不超过±10mm•《煤矿金属网喷射混凝土支护技术规范》MT/T155-2011•适用范围煤矿金属网喷射混凝土支护工程•主要内容网片规格、安装方法、喷射工艺•关键要求网片搭接长度不小于100mm3安全生产法律责任违反支护相关法规可能承担的法律责任•行政责任•罚款违反支护规定可处5万-50万元罚款•责令停产整顿存在重大安全隐患的•吊销证照情节严重的可吊销安全生产许可证•刑事责任•重大责任事故罪因支护不当导致重大事故的•危险作业罪明知存在重大事故隐患而不排除的•刑罚可处3年以下有期徒刑或拘役；情节特别恶劣的，处3年以上7年以下有期徒刑•民事责任•赔偿责任对因支护不当造成的人身伤亡、财产损失承担赔偿责任•连带责任设计、施工、管理等多方可能承担连带责任遵守相关法规和标准是煤矿安全生产的基本要求，每位从业人员都应熟知并严格执行支护工作必须按照标准进行设计和施工，确保安全可靠违反相关规定不仅会带来安全风险，还将面临严厉的法律制裁安全生产责任重于泰山，必须常抓不懈附录二常用支护设备介绍锚杆钻机喷浆机支架安装设备锚杆钻机是用于钻设锚杆孔的专用设备，主要类型包括喷浆机是将混凝土或砂浆喷射到巷道表面形成支护层的设备，主要类型包括支架安装设备用于安装钢架、拱架等支护构件，主要类型包括•气动锚杆钻机•干式喷浆机•液压支架安装台车•工作原理利用压缩空气驱动，结构简单•工作原理干混料通过压缩空气输送，在喷嘴处加水混合•工作原理液压系统驱动，可举升重型钢架•适用条件无瓦斯或瓦斯含量低的矿井•适用条件对水源要求低，适合干燥环境•适用条件大断面巷道，重型钢架安装•优缺点防爆性好，但噪音大，效率较低•优缺点粉尘大，但可长距离输送，停机后易清理•优缺点效率高，安全性好，但设备体积大•电动锚杆钻机•湿式喷浆机•气动支架安装器•工作原理电动机驱动，动力强劲•工作原理预先混合好的湿料通过泵送至喷嘴•工作原理压缩空气驱动，结构简单•适用条件需要防爆认证，适用于一般矿井•适用条件需要水源保障，适合有防尘要求的环境•适用条件小型钢架，低矮巷道•优缺点效率高，噪音小，但防爆要求高•优缺点粉尘少，质量稳定，但输送距离较短•优缺点灵活轻便，但承载能力有限•液压锚杆钻机•混合式喷浆机•多功能支护台车•工作原理液压系统驱动，稳定性好•工作原理干湿法结合，兼具两者优点•工作原理集钻孔、安装锚杆、安装钢架等功能于一体•适用条件适用于各类矿井•适用条件适用于各类复杂环境•适用条件综合机械化程度高的矿井•优缺点动力大，精度高，但设备复杂•优缺点适应性强，但设备复杂，维护成本高•优缺点效率高，但投资大，需专业操作设备选型注意事项使用注意事项安全操作要点•根据巷道断面选择适当臂展•严格控制水灰比和材料质量•设备就位前确认工作面安全•根据围岩硬度选择钻机功率•定期检查管路和喷嘴磨损情况•吊装过程中禁止人员在重物下方通行•考虑矿井瓦斯等级选择防爆等级•作业人员必须佩戴防护装备•安装过程中及时校正钢架位置•操作人员必须经过专业培训设备维护与保养日常维护定期保养附录三支护施工安全操作规程施工人员防护要求•个人防护装备•安全帽必须佩戴符合标准的矿用安全帽，下颌带系紧•防尘口罩钻孔、喷浆等产尘作业必须佩戴防尘口罩•防护眼镜钻孔、切割等作业必须佩戴防护眼镜•安全鞋穿着矿用安全鞋，防砸、防刺、防滑•工作服穿着阻燃、防静电工作服•安全带高处作业必须系安全带，并固定在牢固点•特殊防护要求•喷浆作业穿戴全套防护服，包括防护面罩•注浆作业佩戴防化手套和防护服•高噪声环境佩戴耳塞或耳罩•有害气体环境佩戴相应防毒面具设备操作安全规范锚杆钻机操作规范

1.操作前检查•检查电气线路完好，接地良好•检查液压系统无泄漏，压力正常•检查钻杆、钻头状态良好•确认安全装置齐全有效

2.操作中注意事项•严禁带手套直接接触旋转钻杆•钻进过程中站位要正确，避开钻杆旋转范围•钻孔遇阻时不得强行钻进•移动钻机时必须切断电源喷浆机操作规范

1.操作前检查•检查管路连接牢固，无破损•检查搅拌装置运转正常•检查安全阀、压力表正常

2.操作中注意事项附录四支护材料供应与质量控制供应链管理支护材料供应链管理是确保支护质量的重要环节，主要包括以下内容供应商管理•供应商资质审核•必须具有相关生产许可证和产品合格证•产品须通过煤矿安全标志认证•具有稳定的生产能力和良好的市场信誉•供应商评价体系•建立评分制度，包括产品质量、交付及时性、售后服务等指标•定期对供应商进行评价，优胜劣汰•与优质供应商建立长期合作关系采购管理•需求计划根据工程进度制定材料需求计划•采购流程严格执行招标、比价、合同签订等流程•应急预案建立关键材料储备，应对供应中断风险•价格管理建立价格数据库，控制采购成本库存管理•安全库存根据工程需求和供应周期确定安全库存量•先进先出特别是树脂锚固剂等有有效期的材料•分类存放不同材料分区存放，标识清晰•环境控制控制仓库温度湿度，防止材料变质材料验收标准各类支护材料的验收标准和要点锚杆验收•外观检查表面无裂纹、气孔、锈蚀等缺陷•尺寸检查直径、长度、螺纹符合设计要求•力学性能抗拉强度不低于设计值，延伸率符合标准•标识检查生产厂家、批号、规格清晰可见•抽样比例每批次不少于3%，且不少于10根锚固剂验收•包装检查密封完好，无破损漏料互动环节现场问题讨论与经验分享学员提问典型问题解答问题1深部巷道支护经常出现底鼓问题，有什么有效的解决方法？深部巷道底鼓问题解决方案来自某煤矿采区队长的提问

1.采用复合底板加固技术•底板锚杆使用长度不少于

2.5m的高强锚杆问题2不同类型的锚杆应该如何选择？有什么具体标准？•底板锚索在关键位置布置深度6-8m的预应力锚索来自技术部工程师的提问•格栅梁锚杆连接钢筋网和钢带，形成整体结构问题3喷浆支护施工中如何控制回弹，提高材料利用率？•混凝土浇筑C25以上混凝土浇筑150-200mm厚底板

2.预留变形空间底板设计适当预留变形空间，减少维修频次来自支护队施工人员的提问

3.改善排水条件设置完善的排水系统，减少水对底板的软化作用问题4高水材料使用中经常遇到凝固时间不稳定的问题，如何解决？

4.分段施工长距离巷道分段施工底板加固，减少暴露时间来自某矿技术主管的提问锚杆选择标准问题5如何判断巷道是否需要加强支护？有什么预警指标？锚杆类型适用条件优势局限性来自安全监察员的提问普通螺纹钢锚杆一般围岩条件，干燥环境价格低，易获取耐腐蚀性差，锚固力一般树脂锚杆破碎围岩，需快速支护锚固力大，施工快速价格较高，有效期短摩擦锚杆松软围岩，有变形需求适应变形，施工简便承载力较低，耐久性差高强度锚杆高地压条件，支护难度大承载力高，抗变形能力强价格高，施工要求高选择原则根据围岩类型、埋深、服务年限、经济性综合考虑经验交流喷浆施工技巧分享高水材料使用经验支护预警判断经验来自某大型煤矿支护队长张工的经验来自某煤矿工程部李工的实践经验来自某煤矿总工程师王工的判断经验

1.喷射角度控制喷嘴与岩面保持60-80度角，减少回弹•温度控制材料存放和使用环境温度控制在10-25℃范围内•变形速率判断

2.喷射距离保持在

0.8-

1.2m的最佳距离•配比精确使用精确计量设备，严格按比例配制•正常顶板下沉＜2mm/天，两帮收敛＜

1.5mm/天

3.分层喷射每层厚度控制在3-5cm，避免厚喷•搅拌充分确保材料均匀混合，无结块•注意顶板下沉2-5mm/天，两帮收敛

1.5-3mm/天

4.添加剂使用适量添加速凝剂，但不宜过多•加入调节剂根据温度条件添加适量调节剂•预警顶板下沉5-10mm/天，两帮收敛3-6mm/天

5.喷射顺序从底部向上喷射，由两侧向中间推进•施工连续一旦开始充填，应连续完成，避免中断•危险顶板下沉＞10mm/天，两帮收敛＞6mm/天

6.材料配比严格控制水灰比，一般控制在

0.4-

0.45•设备清洗使用后立即清洗设备，防止堵塞•目视观察指标应用这些技巧后，该矿喷浆回弹率从25%降至10%以下，每年节约材料成本约50万元通过这些措施，该矿高水材料凝固时间控制在±15%的误差范围内，充填质量显著提高•锚杆托板变形或锚杆头突出•喷层出现裂缝或脱落•钢架变形或钢带弯曲•底板隆起或开裂结语筑牢安全防线，保障矿工生命使命1安全支撑2技术与管理基础3知识、经验与责任保障4系统化培训与持续学习目标5零事故、高效率、可持续发展支护技术是矿井安全基石通过本次培训，我们系统学习了煤矿支护的基础理论、设计方法、施工技术和安全管理，深刻认识到支护工作在煤矿安全生产中的基础性作用支护质量直接关持续学习与创新是保障安全的关键系到矿工的生命安全和矿井的生产效率，是煤矿安全生产的第一道防线煤矿开采条件日益复杂，传统支护技术已难以适应深部开采和复杂地质条件的需求只有不断学习新知识、掌握新技术、创新工作方法，才能应对各种挑战从历史数据看，支护不当导致的冒顶片帮事故占煤矿事故总数的30%以上，造成的伤亡占比高达40%每一起支护事故背后，都是一个个破碎的家庭和无法挽回的生命因此，我们必须牢固树立支护先行，安全第一的理念，将支护工作置于最重要的位置当前，智能监测、机器人施工、新型材料等技术正快速发展，为支护工作带来新的机遇我们要保持开放的心态，积极接纳新技术，勇于实践和创新，推动支护一个合格的矿工，宁可在支护上多花一小时，也不要在抢救伤员上多花一分钟技术不断进步同时，要建立完善的经验分享机制，将宝贵的实践经验转化为系统知识，在全行业推广应用每一次成功经验和失败教训，都是提高安全水平的宝贵财富共同努力，打造安全绿色矿山安全生产是煤矿企业的生命线，也是全社会的共同责任我们每一位煤矿工作者都是安全生产的参与者、实践者和守护者从管理层到一线工人，从设计人员到施工队伍，都应当树立高度的安全责任感，将安全理念贯穿到每一个工作环节面向未来，我们要坚持安全、高效、绿色的发展理念，推动煤矿向智能化、信息化、绿色化方向转型通过科技创新和管理提升，既保障矿工安全，又实现资源高效利用，为建设美丽中国贡献力量让我们携起手来，从自身做起，从点滴做起，共同筑牢安全防线，守护矿工生命，创造煤矿安全生产的新局面！培训总结通过本次培训，我们掌握了煤矿支护的系统知识，提高了安全意识和技术能力希望各位学员将所学知识应用到实际工作中，不断实践和探索，共同提高煤矿安全水平安全生产没有终点，只有起点让我们以此次培训为新的起点，不断前进！谢谢聆听欢迎提问与交流联系方式与后续支持信息感谢各位参加本次煤矿支护培训我们相信，通技术咨询热线•400-888-XXXX过系统的学习和实践，每一位学员都能在各自的安全应急电话•0XXX-XXXXXXX岗位上发挥重要作用，为矿山安全生产贡献力量培训资料下载扫描右侧二维码•在线学习平台•coal-safety.XXX.com如有任何问题或需要进一步了解的内容，欢迎随专家咨询邮箱•expert@XXX.com时提问和交流煤矿安全是一个永恒的主题，需后续培训计划要我们共同努力、不断学习和进步最后，祝愿各位工作顺利，平安健康！《智能化煤矿支护技术》月日•615-18《特殊地质条件下的支护技术》月•710-日13《支护监测与数据分析》月日•85-8《支护事故案例分析与防范》月日•920-23本次培训资料将以电子版形式发送至各单位，请注意查收培训考核结果将于个工作日内公布，合格3者将获得相应证书安全是金，责任如山让我们牢记使命，共筑安全防线！。