带式输送机大巷作业规程内容Word文档下载推荐.docx
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地面相对位置及邻近采区开采情况见表2-1。
表2-1井上下对照关系情况表
概
况
煤层名称
三层煤
水平名称
+850m水平
采区名称
23
工作面
名称
梅花井煤矿23采区1煤组带式输送机大巷
地面标
(m)
+1322.0~+1346.0
工作面标高(m)
+871.936~+1190.191
地面位置
该工作面投影于M7线(N=104°
)274.65m,走向18°
40′,地表为低缓沙漠丘陵地貌,地表覆有少量植被,地面无建筑物及保护。
井下位置及四邻采掘情况
施工长度(m)
2306.87m
与煤层顶底板关系(m)
沿2-2号煤底板掘进。
方位角
(°
)
343°
40′方位角。
第二节煤(岩)层赋存特征
梅花井煤矿23采区1煤组带式输送机大巷掘进过程中依次揭露岩性为:
3号煤层顶板粉砂岩,粉砂岩真厚14.52m,灰黑色,薄层状,局部砂岩互层,普氏系数(f)≈2.0~5.0;
2-2号煤平均真厚1.04m,黑色,块状,弱沥青光泽,较轻,断口平坦,普氏系数(f)≈1.0~2.0;
2-2号煤顶部粉砂岩真厚3.2m,灰黑色,薄层状,泥质成份较高,含大量植物化石,胶结致密,普氏系数(f)≈3.0~6.0。
由勘探资料可知:
2-2号煤属薄煤层,煤层结构简单,不含夹矸,属稳定煤层。
附图2-1:
梅花井煤矿煤岩层柱状图(1:
200)
表2-2巷道岩性情况表
序号
(煤)岩名称
厚度
岩性特征
备注
1
粉砂岩
3.2
灰黑色,薄层状,泥质成份较高,含大量植物化石。
2
炭质泥岩
0.3
黑褐色,薄层状,含炭屑及植物化石,松软。
3
2-2煤
1.04
黑色,块状,弱沥青光泽,较轻,断口平坦。
4
14.52
灰黑色,薄层状,局部砂岩互层。
5
3煤
0.88
表2-32-2号煤层特征表
项目
指标
备注
煤层厚度(平均)/m
1.0
煤岩层产状
182°
~191°
∠9°
~13°
M706号、1906号地质勘探钻孔提取岩性。
煤层硬度f
1.0~2.0
煤层层理(发育程度)
发育
煤层节理(发育程度)
瓦斯绝对涌出量(m3/min)
0.0493
瓦斯
瓦斯相对涌出量(ml/g)
0.319(最大)
煤尘爆炸指数/%
34.21%
具爆炸危险性
煤层自然发火期
27天
可自燃~易自燃煤层
地温
22℃~23℃
地压
无冲击地压
表2-43号煤层特征表
110°
~113°
∠11°
~24°
1.5~1.8
0.03
低瓦斯
0.01(最大)
30.0%
30天
自然发火煤层
第三节地质构造
根据勘探资料及附近已施工出的巷道揭露的地质资料分析:
本区范围内受DF1正断层地质构造影响,每次穿断层施工揭露2-2号煤层后,顶板裂隙发育,煤岩层不稳定,煤壁易片帮,巷道含水层段正常涌水量平均为3-6m3/h,最大涌水量10m3/h。
巷道已揭露DF1断层(断层走向N45°
E,SE∠63°
~78°
,H=0~42m),该范围内距顶板含水层间距约6m,含水层厚度10m,顶板岩层裂隙较为发育,掘进过程中有滴水、淋水现象,巷道正常涌水量为5~8m3/h。
施工过程中必须加强临时支护及永久支护,完善排水系统,加强排水工作。
第四节水文地质
巷道施工过程中,揭露断层地质构造,巷道顶板具有含水层,预计巷道顶板局部出现滴、淋水现象,水源主要为顶板围岩的介质水,无直接水力联系,水文条件较复杂。
掘进工程中,巷道穿越含水层时,迎头及低洼处容易形成积水区,施工过程中需及时施工临时水仓,开挖临时水沟,提高巷道排水效率。
表2-5水文地质情况表
数量
定性分析
涌水量(m3/h)
正常3.0~6.0,最大10
无水威胁
突出危险性
无突出危险
第五节影响巷道施工的主要因素及其影响程度、范围
一、设计方面
无
二、地质构造
1煤组带式输送机大巷掘进区域存在DF11、DF1断层及派生断层,影响巷道正常施工进度及工程质量。
三、水、火、瓦斯、煤尘、顶底板方面
1、巷道掘进过程中顶板局部段会出现淋水,预计正常涌水量为3~6m3/h,最大涌水量10m3/h。
2、巷道掘进范围内无火灾影响。
3、根据《宁夏回族自治区鸳鸯湖矿区梅花井井田补充勘探地质报告》2煤瓦斯相对涌出量最大为:
0.319ml/g,二氧化碳相对涌出量最大为:
0.22ml/g,最小为0.02ml/g。
4、煤层煤尘具有爆炸性,2号煤煤尘爆炸指数为34.21%,穿越DF1断过层后进入煤层施工时应采取降尘措施,降低煤尘,防止爆炸。
5、穿断层、煤层施工时,顶板岩石较软,易碎、易掉落,在掘进过程中容易发生漏顶事故,需加强顶板管理。
四、火区、空区、老巷、小窑
掘进过程中不受火区、采空区、老巷、水窑的影响。
五、其他方面
1、巷道断面积较大,施工进度较慢,工效低。
2、受DF1断层影响,在2-2煤层底板掘进为全岩巷道,巷道掘进时岩石硬度较高影响施工进度。
第三章巷道布置及支护说明
第一节巷道布置
巷道设计长度:
一煤组带式输送机大巷设计施工长度为4814.0m,目前已施工至2474.7m,剩余工程量为2339.3m。
坡度施工至巷道揭露2煤后,按同方位角沿2煤底板施工至停掘位置,开口坐标:
X=4213503.491m,Y=36388357.758m,Z=+871.936m。
附图3-1:
23采区1煤组带式输送机大巷平面图(1:
500)
附图3-2:
23采区1煤组带式输送机大巷剖面图(1:
第二节矿压观测
该巷道永久支护设计为锚、网、钢带、锚索、喷射混凝土联合支护,施工中需对锚杆和锚索进行载荷检测,检测内容、目的及手段见下表。
表3-1巷道支护检测内容、目的及手段一览表
检测内容
检测目的
检测手段
检测办法
锚索安装质量
检测锚索预紧力
锚索张紧器
每根锚索进行检测,预紧力达到100KN以上
锚杆安装质量
检测锚杆安装质量
锚杆拉力计
执行本规程中第七章第三节相关内容
第三节开口设计
开口处支护设计:
该巷道自开口永久支护使用锚网喷钢带锚索联合支护,经现场查看,1煤组带式输送机大巷开口处永久支护符合要求。
第四节支护设计
一、巷道断面
1、1煤组带式输送机大巷断面设计
1煤组带式输送机大巷设计为直墙半圆拱形断面,掘进宽5300mm,掘进高4050mm,拱高2650mm,墙高1400mm,掘进断面积18.45m2;
净宽5000mm,净高3700mm,净断面积15.82m2。
巷道底板浇筑200mm厚混凝土地坪,地坪中间夹一层金属网,巷道东侧墙基处施工水沟,水沟净宽×
净深=300×
300mm,沟沿、沟底混凝土厚度100mm,水沟面与混凝土地坪面保持平齐,地坪及水沟混凝土强度等级均为C25。
附图3-3:
1煤组带式输送机大巷施工断面图(1:
50)
附表3-2:
1煤组带式输送机大巷断面特征及材料消耗量表
二、临时支护设计
临时支护采用机载式液压前探支架
1、机载式液压前探支架型号:
ZLJ-4型
Z--液压支护
L--临时支护
J--机载
4--最大工作阻力10~16MPa/试验压力21Mpa
2、主要结构、工作原理
(1)结构:
有顶梁架、连接器、主架、油缸、翼架旋转油缸、插装双向锁、高压油管路、分流集流阀、溢流阀、控制操作阀等组成。
(2)原理:
工作时,用掘进机的原站供油,溢流阀到操作阀,供油经分流集流阀分流,进入双向锁,双向锁打开进入油缸,主架打开升超,顶架打开升起,主架升高,直到所需要的高度、角度停止。
(3)主要技术参数
①适用巷道高度≥2.3m~4.2m
②最大支护宽度:
2m(展开2.4m)
③最大支撑力:
1T
④支护面积:
2m×
2.1m(展开2.4m×
2.4m)
⑤支护超出载割头:
1m~1.8m(展开2.1m)
⑥系统压力:
16Mpa
⑦顶架可倾斜:
≤20°
(上展45°
⑧整机重量:
0.96T
附图3-4:
液压前探支架临时支护平、剖面图(1:
三、永久支护设计
采用锚网喷钢带锚索联合支护,左旋无纵肋螺纹钢锚杆规格φ20×
2500mm,间、排距700×
700mm,每根锚杆使用1块铁托板,2节Z2370型树脂锚固剂锚固,铁托板规格170×
170×
12mm,锚杆采用“三花”布置。
带式输送机大巷全断面铺金属网,金属网使用直径6.5mm圆钢加工,网孔沿长边一列规格100×
150mm,其余网孔规格150×
150mm,金属网长×
宽=11130×
700mm,拱部使用一片规格8130×
700mm,两侧墙部使用二片规格1500×
700mm金属网,金属网长、短边对接铺于巷壁。
钢带采用φ18mm圆钢加工,规格7780×
80mm,11档分布,档距700mm。
锚索沿1煤组带式输送机大巷走向方向布置二列单点,锚索规格φ21.6×
7300mm,间、排距1500(弧)×
2000mm,每根锚索使用4节Z2370型树脂锚固剂,矩形布置。
锚索托梁采用[14槽钢加工,长度0.4m,配套铁托板规格120×
120×
10mm。
1煤组带式输送机大巷喷射混凝土厚150mm,强度C20,底板现浇200mm厚混凝土,强度C25,混凝土地坪中间铺一层规格4500×
700mm金属网,网孔规格与拱部金属网相同。
附图3-5:
1煤组带式输送机大巷支护断面图(1:
100)
附图3-6:
1煤组带式输送机大巷锚杆支护展开图(1:
附图3-7:
1煤组带式输送机大巷锚索支护平面图(1:
四、采用计算法校核支护参数
按照本质安全管理体系要求和地质部门提供的1煤组带式输送机大巷顶板岩层特征分析,该巷顶板管理列为巷道施工中主要危险源。
根据《梅花井煤矿23采区1煤组带式输送机大巷掘进地质说明书》提供的资料分析,该巷顶板基本情况为:
顶板为粉砂岩、中砂岩,底板为粉砂岩。
采用计算法校验支护参数。
1、锚杆长度验算(按岩巷验算)
顶部锚杆通过悬吊作用、帮部锚杆通过加固帮体作用达到支护效果的条件,应满足:
L≥L1+L2+L3
式中:
L—锚杆总长m;
L1—锚杆外露长度(金属网厚度+托板厚度+螺母厚度+0.15+0.05m),m;
L2—锚杆有效长度(顶锚杆取免压拱高b、帮锚杆取煤壁破碎深度c),m;
L3—锚入硬岩层内深度(顶锚杆取0.8m、帮锚杆取0.6m),m。
普氏免压拱高:
b=[B/2+Htan(45°
-ω帮/2)]/f顶
B、H—巷道掘进跨度和高度,B=5.3m,H=4.05m;
f顶—顶板岩石普氏系数,f顶取6;
ω帮—两帮围岩内摩擦角,ω帮取63.43°
;
b=[5.3/2+4.05tan(45°
-63.43/2)]/4=0.902m;
c=Htan(45°
-ω帮/2)=4.05tan(45°
-63.43/2)=0.956m;
L1顶=金属网厚度+铁托板厚度+螺母厚度+0.05
=0.0065+0.012+0.025+0.05=0.0935m;
L1帮=金属网厚度+铁托板厚度+螺母厚度+0.05
根据上述公式得出:
L顶≥L1顶+L2+L3=L1顶+b+0.8=0.0935+0.902+0.8=1.7955m;
L帮≥L1帮+L2+L3=L1帮+c+0.6=0.0935+0.956+0.6=1.6495m;
因此所选锚杆长度均能满足要求。
2、顶锚杆间、排距验算按单体锚杆悬吊作用计算
a=(Q/kγl2)1/2或a=0.887d(σt/kγl2)1/2
σt-杆体抗拉强度,Mpa
γ-岩体容重,kN/m3
k-安全系数,一般取1.5~1.8
通常a=b
锚杆悬吊岩体重量:
G=a2l2γ
由kG=Q或kG=πd2σt/4(杆体承载力)
l2-巷道顶板岩体破碎带高度,m
d-锚杆杆体直径,mm
a-锚杆间距,mm
a=(Q/kγl2)1/2=0.887d(σt/krl2)1/2=[50/(1.8×
24×
0.902)]1/2=1.133m
因此顶锚杆间、排距700×
700mm能满足顶板支护要求。
3、锚索间、排距验算(按煤巷验算)
根据设计要求使用φ21.6mm×
7300mm锚索,将锚杆加固的“组合梁”整体悬吊于坚硬岩层中校核锚索间、排距,冒落方式按最严重的冒落高度大于锚杆长度的整体冒落考虑。
巷道两帮的肩窝锚杆和锚索一起发挥悬吊作用,在忽略岩体粘结力和内摩擦力的条件下,取垂直方向力的平衡,可用下列公式计算锚索间、排距。
L=nF2/[BHγ-(2F1sinθ)/L1]
L—锚索间、排距m;
B—巷道最大冒落宽度,B取5.3m;
H—巷道最大冒落拱高度,H取4.0m;
γ—岩体容重,γ取24KN/m3;
L1—锚杆排距,0.7m;
F1—锚杆锚固力,取50KN;
F2—锚索极限承载力,取220KN;
θ—锚杆与巷道顶板间夹角,取75°
n—每排锚索数量,2根。
L=nF2/[BHγ-(2F1sinθ)/L1]
=2×
220/[5.3×
4.0×
24-(2×
50sin75°
)/0.7]
=2.631m。
通过上述计算,锚索间、排距应当小于2.0m,因此所选锚索参数满足要求。
通过以上计算得出永久支护设计参数均能够满足该巷道掘进施工。
第五节支护工艺
一、液压前探支架临时支护
1、施工工艺
(1)当掘进一个循环后,掘进司机将综掘机后退掘进机,使截割头处于已使用锚网钢带永久支护的位置并落下截割头,掘进机司机将掘进机转换隔离开关手柄转至“关”位置并取下,由掘进机司机随身携带,掘进机副司机将掘进机左、右两急停按钮按下。
(2)班长和副班长站在永久支护后的安全地点,使用敲帮问顶专用工具进行敲帮问顶工作,将顶帮活矸撬干净。
(3)在班长的监护下,迎头支护人员用铁锹清理出支护工安全行走路线,将截割头盖好。
(4)掘进机司机检查掘进机左、右两侧急停按钮是否按下并闭锁,掘进机左后方转换隔离开关是否转至“关”位置,确认安全后打开液压前探支架开关,操作液压前探支架升降手柄,缓缓将液压前探支架升起至距离顶板约200mm位置后停止。
(5)将金属网放置在前探支架上端,并将金属网与支护好的金属网长边相连扣扣相连。
(6)缓缓将液压前探支架升起,保证液压前探支架上表面与顶板紧密接触,支护人员将钢带运至工作面,钢带与待支护金属网长边平齐后使用14#铅丝相连。
2、工艺标准和要求
(1)液压前探支架的安装必须在专业人员指导下进行。
(2)操作液压前探支架的人员为掘进机司机(班长配合完成),操作人员必须懂得液压前探支架的构造和原理,并能熟练操作前探支架的升降控制。
(3)进行临时支护前,掘进机司机必须将掘进机停电闭锁。
(4)每次掘出一个循环后,必须进行彻底敲帮问顶,清除巷道顶、帮危岩活矸或松动、片帮的煤(岩)。
(5)液压前探支架必须在工作面迎头顶板锚网钢带永久支护完毕且迎头最前排锚杆距离迎头空顶距离不大于200mm时,方可缩回液压前探支架。
(6)最大控顶距1600mm,最小控顶距200mm,最大截割循环进度1.4m。
二、永久支护
1、锚杆支护施工工艺和要求
工艺步骤:
敲帮问顶→临时支护→标记锚杆孔位置→钻锚索孔→安装锚杆→使用锚杆拉力计进行检测。
(1)敲帮问顶、进行临时支护,标记锚杆孔位置
每循环截割完毕后,首先进行敲帮问顶,及时进行临时支护,确保顶板临时支护可靠。
检查巷道规格尺寸是否符合设计要求,若不符合,必须先处理至符合设计要求,按照锚杆布置形式及锚杆间、排距将拱部锚杆孔位定在钢带卡槽处,帮锚杆按照锚杆布置形式及锚杆间、排距确定并标记。
(2)钻锚杆孔
作业人员进入支护地点前,应进行安全检查,检查设备、施工工器具的完好性,准备支护材料。
支护工将锚杆机抬至支护地点,立起锚杆机并升至巷道拱部,使锚杆机尾端插入岩体深度超过500mm。
拱部锚杆孔由2组人员使用2台风动锚杆钻机配合2套Ф19mm六方钻杆与Φ32mm钻头自巷中向两侧拱基线位置逐个钻孔,每组派3名操作人员,帮部煤位置锚杆使用煤电钻配合Φ28mm麻花钻杆与Φ32mm钻头钻孔,帮部岩位置锚杆使用风钻配合Φ28mm六方钻杆与Φ32mm钻头钻孔,钻孔过程中必须是短、长钎杆相结合,避免直接使用长钎杆钻孔时断钎伤人。
锚杆孔深度误差控制在0~+50mm,锚杆孔要清理干净,确保树脂锚固剂能充分凝固,锚杆锚固力达到设计要求。
当锚杆机钻孔过程中发生夹钻杆现象时,将锚杆机缓缓降下,支护工使用扳手卡住六方钻杆左、右拧钻杆并拔出。
(3)安装锚杆
锚杆安装工艺流程:
检查锚杆材质及规格尺寸→检查巷壁锚杆孔间距→装树脂锚固剂→装全套锚杆→搅拌树脂锚固剂→停20~30s→拧紧螺母→依次安装其它锚杆。
①检查锚杆的材质及规格尺寸是否符合设计要求:
左旋无纵肋螺纹钢锚杆斜切端头(斜切45°
角)是否合格,杆体有无氧化生锈现象,若有锈蚀现象,使用之前必须擦刷干净;
锚固剂有无过期结块变质,包装袋有无破裂损坏,影响正常使用,必须更换。
②尺量锚杆孔的间距是否符合设计要求,用待安装锚杆伸入锚杆孔检查角度、深度是否符合设计要求,若不合格必须重新钻孔。
③锚杆孔装入2节树脂锚固剂并插入锚杆,将锚杆推进器插入尾部螺母后推进器一端插入锚杆钻机马达边推进边搅拌,搅拌时间约为20~30s,铁托板密贴巷壁后停止搅拌且不能缩下钻机,还应保持钻机较大的推力使锚固剂充分锚固。
④紧固螺母:
缓慢降下锚杆机(退出煤电钻),调整铁托板位置至设计要求,再用扭力扳手将锚杆螺母拧紧,托板与金属网紧贴巷壁,保证锚杆具有较大的初锚力。
(4)锚杆必须定期或定量使用锚杆拉力计做锚固力检验,由施工队技术人员到现场做锚固力抽查,抽查方法是每300根锚杆为一组,每组测试不少于3根,测试结果填写入施工地点锚杆抗拔力试验牌板。
(5)锚杆的预紧力必须达到100N﹒M以上,锚固力必须达到50KN以上(压力表指针指示在17Mpa以上)。
若出现锚固力小于17Mpa的锚杆,必须在距不合格锚杆300mm处补打锚杆并重新进行锚固力测试。
2、钢带支护施工要求
钢带与金属网的长边用14#铅丝捆绑,先铺金属网,后挂钢带。
挂钢带前必须检查钢带的规格尺寸是否符合设计要求,钢带材质及焊接质量是否合格,有无开焊现象,若影响正常使用必须立即更换。
3、锚索支护施工工艺及要求
敲帮问顶→标记锚索孔位置→钻锚索孔→安装锚索→使用锚索张紧器进行张紧并进行预应力检测。
(1)敲帮问顶,标记锚索孔位置
进入支护地点进行敲帮问顶,按照锚索布置形式及锚索间、排距在拱部标记锚索孔位置。
(2)钻锚索孔
锚索孔由1组人员使用1台风动锚杆钻机配合7根长1.0m,Ф19mm六方钻杆与Φ32mm钻头自巷中向左、右两侧逐个钻孔,每组派3名操作人员。
锚索孔深度误差控制在0~+50mm,锚索孔要清理干净,确保树脂锚固剂能充分凝固,锚索预应力达到设计要求。
(3)安装锚索
锚索安装工艺流程:
检查锚索杆材质及规格尺寸→检查巷壁锚杆索间距→装树脂锚固剂→装锚索→搅拌树脂锚固剂→停30~50s→安装锚索槽钢→依次安装其它锚索。
①检查锚索的材质及规格尺寸是否符合设计要求,锚索有无氧化生锈现象,若有锈蚀现象,使用之前必须擦刷干净。
②尺量锚索孔的间、排距是否符合设计要求,用待安装锚索伸入锚索孔检查角度、深度是否符合设计要求,若不合格必须重新钻孔。
③锚索孔装入4节树脂锚固剂,使用锚索将锚固剂缓缓推入孔底。
锚索推进器插入锚索尾部后推进器一端插入锚杆钻机马达边推进边搅
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