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第八章灾害应急措施及避灾路线28
第一章概况
化乐煤矿简介
贵州华隆煤业有限公司化乐煤矿,位于化乐井田地处水城县比德乡、化乐乡及六枝特区新场乡、牛场乡,东部边界与毕节地区纳雍县曙光乡接壤,是贵州省发展的重点项目。
(1).井田范围及资源量:
井田勘探面积100.89km2,由68个坐标点圈定。
范围:
西北抵比德向斜西南翼北段勘探区边界(F1断层);
南东至比德向斜西南黑塘普查边界(F6断层);
南西(浅部)至龙潭组地层底界及小煤矿边界;
北东(深部);
以2号煤层+700m底板等高线地面投影为界。
走向长25km,倾向宽4.5—6.5km,总资源量873676Mt。
(2).煤层及煤质:
化乐井田有可采煤层12层,煤层平均总厚度为12.11~24.28m,平均16.80m,煤层倾角5~56°
,一般为10~15°
。
井田内煤层总体以井田内2、3-1、4、5、6-1煤层为贫瘦煤;
3-2、5-1、6-2、7、30、32、33煤层为贫煤。
可作为良好的动力用煤和化工用煤。
(3).建设规模及服务年限:
矿井建设规模300万吨/年,其中一井区100万吨/年,三井区200万吨/年。
服务年限77年。
(4).矿井开拓方式:
三井区采用斜井和立井开拓方式。
第一节概述
一、巷道名称
本作业规程掘进的巷道为三井区主斜井、主副井之间联络巷。
二、掘进目的及用途
掘进目的是为形成三井区的运输生产系统,满足该采区的运输、通风及行人等的需要。
三、巷道设计长度及服务年限
1、巷道设计长度:
主斜井工程量1198米,主副井之间联络巷工程量11248米。
2、服务年限:
77年。
四、预计开竣工时间
本掘进工作面预计2011年1月份开工,2014年6月份竣工。
第二节编写依据
1、贵州化乐煤矿招标书文件。
2.化乐煤矿设计文件及相关图纸。
3、化乐矿井及选煤厂地质资料;
4、巷道工程量清单;
5、现场踏勘调查所获得的工程地质、水文资料、交通状况及施工环境等调查资料;
6、我工程处所拥有的技术装备力量、机械设备状况、管理水平和多年积累的施工经验;
7、技术规范、规程及安全规定;
服从甲方和监理单位的管理,贯彻执行甲方的施工管理规定。
所有井巷工程要严格执行《矿山井巷工程施工及验收规范》(GBJ213-90)、《混凝土工程施工及验收规范》(GB50204-2002)和《煤矿井巷工程质量检验评定标准》(MT5009-94),有国家新标准的按新标准执行,工程质量优良。
严格执行《煤矿安全规程》及国家相关规定。
按《防治煤与瓦斯突出规定》、《煤矿瓦斯抽采基本指标》(AQ1026-2006)执行,在施工期内如有新标准按新标准执行。
按《煤矿防治水规定》执行,在施工期内如有新标准按新标准执行。
严格执行甲方制定的安全质量管理制度及《贵州省煤矿顶板管理规定》、《贵州省煤矿安全质量标准化及考核评级办法》。
8、施工组织设计。
第二章地面相对位置及地质情况
第一节地面相对位置及邻近采区开采情况
1、地面相对位置
贵州华隆煤业有限公司化乐煤矿三井区二标段,位于化乐井田地处水城县化乐乡泵村,主斜井井口坐标为:
X=2928646.852,Y=35522782.668,底版标高Z=1370.00。
2、邻近采区开采情况
本区浅部小煤矿开采具有上百年历史。
早在清朝当地居民就进行了地表浅部的开采,主要开采2、3-1、3-2、5、5-1、6-1、6-2、32、33煤层。
但开采杂乱无序,大多沿煤层露头开采,一般倾斜延伸在50m以内,走向100~500m。
随着《中华人民共和国矿产资源法》的颁布实施及矿业秩序的整顿,至2009年4月,井田边界外浅部只有丰源煤矿、凤凰山、桑达、锦源、宏宇、大田及朝阳煤矿7对有证生产矿井;
无证小煤窑31个,均为季节性开采,开采深度较浅,现已塌陷或炸封。
第二节煤(岩)层赋存特征
本井田总体呈一宽缓的单斜构造,地层走向36线以南为南东~北西向,倾向北东,36线以北为近南北向,倾向近东,煤层倾角自西向东有变陡趋势,地层倾角5~56°
,一般10~15°
8~17线浅部地层倾角较大,一般40°
左右,深部地层倾角逐渐变缓为20°
左右。
区内可采及局部可采煤层有12层,全区可采为2、5、6-1、32煤层,大部可采为3-1、3-2、4、30、33煤层,主采煤层尚发育,大部分为近距离煤层群,适合采用联合布置进行开采。
另外,区内煤层赋存受构造影响较大,沿井田走向多被断层切割,受大断层切割影响,自然形成多个块段,断层切割情况,详见表5-1-1。
表5-1-1影响较大断层及构造带情况表
断层
编号
所处位置
倾角(°
)
落差
(m)
断层描述
F1
井田北部边界外
57~60
50~80
切割了玄武岩组~永宁镇组地层
F2
39-40线
63~83
50~150
切割了永宁镇组至玄武岩全部地层
F3
34-35线
65~72
30~80
割了永宁镇组~龙潭组上段地层
F6
30线附近
64~78
80~150
切割了永宁镇~含煤地层
F7
30-32线浅部
65
40m
切割了飞仙关~玄武岩地层
F10
26线附近
70
切割地层P3ι~T1yn1
F11
鱼跳龙至半头坡一线
50~70
30~300
切割地层P2m~T1yn2
F14
赵家猪场至陈家寨一线
70~78
60~100
切割地层P2m~T1f3
F15
大冲经二道湾、迷达、转坡至大屋基一线
60~83
20~200
F17
五里碑经马家垭口至高芦一线
15~73
30~120
切割地层P2m~T1f5
断层切割破坏了煤层的整体性,特别是26~30号勘探线之间断层较多,构造复杂,利用井下巷道沟通较困难,且井巷工程量较大,不利于矿井集中开拓;
从煤层赋存的上、下限标高来看,水平标高无法统一;
从勘探程度来看,中间块段(F6—F11断层之间)勘探程度较低,不适合初期开发。
第三节地质构造
井田位于比德向斜西南翼中段,总体呈一宽缓的单斜构造,次一级褶曲,断裂呈北东-南西向展布,地层走向整体呈北西-南东向,倾向北东。
地层倾角12线以西一般在15°
左右,12线以东一般大于30~40°
,全区平均倾角25°
①褶曲
井田内次一级褶曲不甚发育。
地表在局部地方见挠曲现象,无大的波状起伏;
孔内未见褶曲;
据生产矿井调查,井下有少量小褶曲,起伏不大。
地表仅发育一组背向斜:
水落洞背斜:
位于井田西部王家苞苞南部至水落洞一带。
轴部最老地层为T1f1+2砂泥岩,轴向北东~南西向,走向长3.6km。
两翼地层为T1f1+2~T1yn1,北西翼地层倾向为北、北西,倾角6~13°
,南东翼地层倾向东、南东、北东,倾角8~15°
,为一不对称倾伏背斜。
上寨向斜:
位于勘查区中部陈家寨至下寨一带。
轴部最新地层为T1yn1。
砂泥岩,轴向北东~南西向,走向长3.8km。
两翼地层为T1f3~T1yn1,北西翼地层倾向为北、北西,倾角10~15°
,南东翼地层倾向北北东,倾角10~24°
,为一不对称倾伏向斜。
②断层
井田内共发现49条断层,地表见25条,孔内见隐伏24条;
正断层43条,逆断层6条;
地表25条断层中,北东向20条,近南北向3条,近东西向2条;
落差大于或等于30m的25条,小于30m的24条。
第四节水文地质
地表水系属长江流域乌江水系,抵母河、猫化河、三岔河、赵家河、比德河为勘探区的主要河流。
其中,抵母河邻近勘探区北面边界,是汇集区内地表水和地下水的主要河流;
猫化河位于井田北西部外围,发源于大荒地及沙沟的茅口灰岩内,流经40~20勘探线的含煤岩系、飞仙关一段地层后汇入三岔河;
三岔河为赵家河、猫化河交汇后形成的河流,流经20~14勘探线范围内T1f1、T1f2、T1f3、T1f4、T1f5、T1yn1地层后沿西~东方向流出区外汇入抵母河;
赵家河发源于勘探区西部外围的茅口灰岩地层,流经19、20、22勘探线范围内煤系地层后汇入三岔河;
比德河位于勘探区北西部外围,发源于麻冲茅口灰岩内,经过P3β、P3l、T1f1、T1f2、T1f3地层后汇入抵母河。
猫化河、三岔河、赵家河、比德河主要靠大气降水和裂隙水补给;
抵母河邻近东面边界,是汇集地表水和地下水的主要河流,流量受大气降水影响较大。
由于不同季节的降雨量变化对地下水形成不均的补给,使地下水动态变化亦随季节性的变化较明显。
该区地表水、地下水均属长江支流乌江流域的补给范围,其流量受大气降水影响较大。
第三章巷道布置及支护说明
第一节巷道布置
主斜井井口坐标为:
X=2928646.852,Y=35522782.668,底版标高Z=1370.00,方位角282度,掘进坡度16度。
第二节矿压观察
掘进过程中进行锚杆锚固力检测、顶板离层监测及巷道表面位移观测。
第三节支护设计
一、巷道断面
主斜井断面为半圆拱d形,S净=19.2m2,S掘=19.2m2。
二、支护方式
巷道支护方式采用锚网喷支护,锚杆采用螺纹钢锚杆,锚杆间距为800mm*800mm,每根锚杆采用树脂锚固剂锚固,锚固长度不小于700mm,网片为6.5mm的冷拔钢筋编制150mm*100mm的方格网,网片规格为1500mm*1000mm。
喷射混凝土标号C20,灰、砂、石子比1:
2:
2,速凝剂掺量为水泥重量的4%,喷厚120mm,水泥为425号普通硅酸盐水泥,砂为干净的机制砂,粗集料:
粒径不大于15mm。
细集料:
中砂或粗砂,细度模度大于2.5,含水率5%~7%。
粗集料符合现有规范、标准要求。
第四节支护工艺
一、喷射混凝土
1、集料要求
粗集料:
2、喷射砼施工工艺
喷射施工见喷射施工工艺及示意图
喷混凝土料由井口搅拌站生产,由矿车运输混凝土至井内。
3、喷射砼施工方法
此标书巷道采用锚喷支护作为永久支护,支护材料为等强度螺纹钢锚杆,选用直径18㎜、和20㎜的等强度螺纹钢树脂锚杆,间排距为800㎜×
800㎜。
锚网喷支护时,采用锚杆紧跟迎头的支护方式,前排锚杆距迎头超过800㎜时及时安、注锚杆,全断面挂网。
在锚喷支护中,采用先锚后喷的方式;
首先及时喷射不小于50㎜厚的混凝土封闭围岩,紧接着打锚杆挂网,复喷到设计厚度,初喷距迎头不得超过3m,复喷距迎头不得超过20m,初喷厚度为50㎜~70㎜,复喷厚度不低于100㎜,洒水养护时间不少于28天。
锚网喷工程质量规定(见《锚网喷支护巷道工程质量规定表》)
二、锚杆
1、锚杆及锚固剂
锚杆采用5﹟(A5)钢制成的等强度螺纹钢锚杆,直径18㎜和20㎜,每根锚杆均用树脂锚固剂。
2、喷射混凝土使用必须用标号不低于425#水泥,沙为纯净的中粗河沙,石子粒直径小于20㎜,将粒径大于15㎜的石子控制在20%以下,石子过筛,并用水冲洗干净,混凝土强度抗拉70MPa,抗压1.4MPa,配比为水泥:
沙:
石子=1:
2:
2。
速凝剂型号为J85型,掺入量一般为水泥重量的2~3.5%,喷拱取上限,喷淋水区时,可酌情加大速凝剂掺入量,速凝剂必须在喷浆机上料口均匀加入。
锚网喷支护巷道工程质量规定表
项目
质量标准(㎜)
部位
巷道规格及名称(㎜)
正常段
巷
道
净
帮
左
≮50
≯200
拱基线
1350
墙中
墙脚
右
3050
巷道净
高
均不<30
腰线以上≮250
腰线至拱顶
2420
腰线下
1280
锚固力
拱
70KN/根
两帮
喷浆及混凝土强度
C20
抗拉70MPa,
抗压1.4MPa
喷射厚
度
墙
局部<
10%
100
拱
锚杆布置
±
150
800×
800
防水特殊要求
锚杆规格
¢
18×
2000
锚杆安装
人工安装
喷射质量
喷射均匀、无裂隙
水沟
30
深度
450
宽度
400
15
腰线距水沟底
1600
50
中线至内岩
850
锚杆距迎头
≯800
初喷距迎头
3000
复喷距迎头
20000
水沟距迎头
工业卫生
三无一畅清洁卫生
三、锚杆安装工艺
1、打锚杆眼
打眼前,首先按照中、腰线严格检查巷道断面规格,不符合作业规程要求时必须先进行处理;
打眼前要先敲帮问顶,仔细检查顶帮围岩情况,找掉活矸、危岩,确认安全后方可工作,锚杆眼的位置要准确,眼位误差不得超过50㎜,眼向误差不得大于15度。
锚杆眼深度应与锚杆长度相匹配,打眼时应在钎子上做好标志,严格按锚杆长度打眼,深度2.0m,锚杆眼打好后,应将眼内的岩渣、积水清理干净。
打眼时,必须在前控支架的掩护下操作。
打眼的顺序,应由外向里先顶后帮的顺序依次进行。
2、安装锚杆
安装前,应将眼孔内的积水、岩粉用压风吹扫干净。
吹扫时,操作人员应站在孔口一侧,眼孔方向不得有人,把2块树脂锚固剂送入眼底,把锚杆插入锚杆眼内,使锚杆顶住树脂锚固剂,外端头套上螺帽,用带有专用套筒的煤电钻卡住螺帽,开动电煤钻,使煤电钻带动杆体旋转将锚杆旋入树脂锚固剂,对锚固剂进行搅拌,直至锚杆达到设计深度,方可撤去煤电钻,搅拌旋转时间大于35秒后,卸下螺帽,挂好网,上好托盘,拧上螺帽,12分钟后,拧紧螺帽给锚杆施加一定预紧力,拧紧力矩不小于120N·
M。
四、喷射混凝土
1、准备工作
1检查锚杆安装和金属网铺设是否符合设计要求,发现问题及时处理。
②清理喷射现场的矸石杂物,接好风、水管路,输料管路要平直不得有急弯,接头要严密,不得漏风,严禁将非抗静电的塑料管做输料管使用。
③检查喷浆机是否完好,并送电空载试运转,紧固好摩擦板,不得出现漏风现象。
④喷射前必须用高压风、水冲洗岩面,在巷道拱顶和两帮应安设喷厚标志。
⑤喷射人员要佩戴齐全有效的劳保用品。
2、喷射混凝土的工艺要求
喷射顺序:
先墙后拱,从墙基开始自下而上进行,喷枪头与受喷面应尽量保持垂直,其垂直距离以0.8~1.0m为宜。
人工拌料时采用潮拌料,水泥、沙和石子应清底并翻拌三遍使其混合均匀。
喷射时,喷浆机的供风压力在0.4MPa,水压应比风压高0.1MPa左右,加水量凭射手的经验加以控制,最合适的水灰比是0.4~0.5之间。
喷射过程中应根据出料量的变化,及时调整给水量,保证水灰比准确。
要使喷射的混凝土无干斑,无流淌,粘着力强,回弹料少,一次喷射混凝土厚度50㎜左右,并要及时复喷,复喷间隔时间不得超过2个小时,否则应用高压水重新冲洗受喷面。
3、喷射工作
喷射工作开始前,应首先在喷射地点铺上旧皮带,以便收集回弹料,喷射工作结束后,喷层必须连续洒水养护28天以上,7天以内每班洒水1次,7天以后每天洒水1次,一次喷射完毕,应立即收集回弹物,并应将当班拌料用净。
当班喷射工作结束后,必须卸开喷头,清理水环和喷浆机内外部所有灰浆或材料。
开机时必须先给水,后开风,在开机,最后上料;
停机时,要先停料,后停机,再关水,最后停风。
喷射工作开始后,严禁将喷射枪头对准人员,喷射中突然发生堵塞故障时,喷射手应紧握喷头并将喷头口朝下。
4、喷射质量
喷射前必须清洗岩帮,清理浮矸,喷射均匀,无裂隙,无“穿裙,赤脚”。
为保证施工人员的安全,必须加强临时支护,及时喷射砼封闭开挖面,尤其是在基岩裂隙水较多处,更应及早施作锚喷砼支护,防止水对围岩的软化作用,充分发挥围岩的自承能力。
为保证喷射砼的质量,减少粉尘和回弹量,拟采用湿式喷法喷浆,喷射砼施工时,为使喷层表面平整光滑,喷头与受喷面基本垂直,呈螺旋状自下而上施喷。
每次喷射宽度控制在1m左右,喷射完成后,对其表面喷水养护,使其表面保持湿润。
湿喷方法具有粘结性能好、一次喷射厚度可达5-10CM。
喷混凝土施工示意图
五、施工注意事项
砼喷射机安装调试好后,在料斗上安装振动筛(筛孔10mm),以避免超粒径骨料进入喷射机;
用高压水冲洗干净受喷围岩面,而后即可开始喷射砼。
通过砼喷射手调整风压,使之控制在0.45—0.7MPa之间,若风压过小,粗骨料则冲不进砂浆层而脱落,风压过大或过小都将导致回弹量增大。
因此,根据喷射效果及情况及时调整风压,控制好速凝剂掺量。
喷嘴与岩面的距离为60-100cm,太近太远都会增加回弹量;
喷射方向尽量与受喷面垂直,拱部尽可能以直径方向喷射。
一次喷射厚度不宜超过10mm,若需喷第二层,时间间隔为15-20min。
为保证质量,喷射作业应分片进行,先边墙后拱脚,最后喷射拱顶的顺序施喷。
喷前先找平受喷面的凹处,再将喷头成螺旋形缓慢均匀移动,每圈压前面半圈,绕圈直径约30cm,力求喷出的砼层面平顺光滑。
六、施工技术措施和要求
施工机具布置在无危石的安全地带,喷射混凝土前先处理危石,检查开挖断面净空尺寸,如有欠挖及时处理后再喷;
特殊地质地带,设专人随时观察围岩变化情况,当受喷面有涌水、淋水、集中出水点,先进行引排水处理。
喷射前设置控制喷混凝土厚度的标志,检查电线路、设备和管路。
并用高压水冲洗受喷面,当受喷面遇水易泥化时,用高压风吹净岩面。
按施工前实验所取的方法与条件进行喷射混凝土作业,在喷射混凝土达到初凝后方能喷射下一层。
首次喷射混凝土厚度不小于50mm。
喷射作业分段、分片、分层,由下而上顺序进行,有较大凹洼处,先喷射填平。
速凝剂添加准确,添加均匀。
喷嘴与岩面垂直,距受喷面1.0~1.5m。
施工中经常检查出料弯头、输料管和管路接头,处理故障时断电、停风、发现堵管时立即停风关机。
第四章施工工艺
第一节施工方法
根据我项目部的技术装备,岩巷采用YT-28型风钻钻眼,采用光面爆破法施工;
P-90B扒装机装渣,650型皮带机运输,并配备JD-1.6绞车和4.0箕斗作为运输材料及备用。
第二节凿岩方式
凿岩采用YT-28型风钻钻眼,采用光面爆破法施工。
具体要求:
(1)设计符合围岩特性的爆破图表。
(2)中腰线延至掌子面。
(3)按爆破图表抡尺定位。
(4)打眼要求炮棍导向、平、直、齐、准,提高炮眼利用率。
(5)按爆破图表要求装药、联线、放炮,周边眼半拉眼眼痕率不少于60%,打眼做到“四定”原则,即定钻、定位置、定人、定责任。
第三节爆破作业
一、爆破器材及爆破材料
爆破器材:
MFB—200型发爆器
爆破材料:
煤矿许用乳化炸药,延期毫秒雷管
二、钻眼爆破参数的确定
1、单位炸药消耗量
q=Q/SLη
式中:
q——单位岩体炸药消耗量kg/m3
Q——每循环总装药量kg
S——掘进面积m2
L——炮眼深度m
η——炮眼利用率80%
q=50.7/19.2×
2.1×
0.8=1.55kg/m3
2、炮眼深度
根据月作业计划60m,日循环进尺70/30=2.4m,考虑到施工中往往由于地质、机电、空车等其它难以预料的事故影响,故月正规循环率按0.7计算,为此日进度应为2.4/0.7=3.4m,小班循环进尺3.4/2=1.7m,炮眼深度为1.7/0.8=2.1m。
3.炮眼数目
N=qsηm/ap
N——炮眼数目
m——药卷长度0.2m
a——炮眼装药系数,一般取0.5~0.7
p——每个药卷重量kg
N=1.55×
19.2×
0.8×
0.2/0.6×
0.15=53
根据光爆要求,周边眼应加密,辅助眼均匀布置,增加一个水沟眼,通过炮眼布置,炮眼总数为60个,比估算多7个,每循环炮眼数目确定为60个。
(三)爆破图表和爆破说明书
爆破图表(见图6、图7)
爆破说明书见表。
爆破说明书
编号
名称
眼深
炮眼角度
装药量
封泥量
雷管段位
水平
垂直
条/眼
小计(条)
1-4
掏槽眼
2.1
90°
11
44
不小于0.5m
1
5-25
辅助眼
1.8
6
126
3、5、7
26-51
周边眼
3
78
9
52-59
底板眼
2.0
85°
10
80
60
水沟眼
13
合计
338
(三)爆破条件和经济技术指标
爆破条件见表,技术指标见表
爆破条件表
序号
单位
数量
掘进断面
M2
19.2
2
炮眼深度
M
炮眼数量
个
4
岩石坚固性系数
f
4~6
5
煤矿乳化炸药
㎏/m
延期毫秒雷管
发/m
39
爆破经济指表
数量
炮眼利用率
%
每循环进尺
1.7
每循环爆破实体岩石
M3
32.6
每立方炸药消耗
Kg/m3
1.55
每米炸药消耗
Kg/m
每米雷管消耗
7
每立方岩石雷管消耗
发/m3
第四节装载与运输
1、装岩设备主要是P-90B扒岩机,扒斗容积:
0.9m3,生产能力:
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- 煤矿 作业 规程