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采区名称
三采区
地面标高(m)
+1204~+1480m
+1342m
井下标高(m)
+993~+1215m
+1104m
地面的相对
位置及建筑物
工作面对应地表为安家寨和周家寨,有部分耕地及荒地,上方有一条通往安家寨的乡村公路,无重要的建构筑物,工作面对应地表的村庄现已搬迁完毕;
地形地貌主要为缓坡、冲沟、山脊组合;
对应地表无水体,河流及铁路通过。
井下位置及对地面设施影响
35303工作面位于三采区中部,工作面北起+980水平大巷保护煤柱线,南止30101上部车场及30302回风顺槽(距30302采空区与30301采空区煤柱最小平距37m),西起35303运输顺槽,东止35303回风顺槽,工作面上限标高为+1215m,下限标高为+993m。
35303工作面对应地表的村庄现已搬迁完毕,无重要建构筑物,煤层最大埋深为287m,最小埋深为184m,平均为236m,预计掘进不会对地表设施造成影响;
但受3煤层开采影响,对应地表开裂较为严重,地测科和工农办需加强地表巡查,发现问题及时处理。
邻近采区开采情况
35303工作面对应上方1、3煤层现已基本回采结束,工作面正上方3煤层中有30304、30303、30306、30302、30305采空区,3煤距5-3煤层间距为24m左右,1煤层中为30105、30104、30102、30101、30108采空区;
工作面西南面为三采区三条主巷及设计布置的35301工作面,东北面为设计布置的35305工作面,西北面为+980水平大巷保护煤柱线及+980水平三条大巷,西南面为30101上部车场和30302采空区与30301采空区煤柱。
第二节煤(岩)层赋存特征
一、煤(岩)层赋存特征
附图二:
地层综合柱状图
附表一:
5-3煤层结构及顶底板情况表
二、煤层煤尘及自燃情况
5-3煤层有煤尘爆炸危险性,属于不易自燃煤层。
第三节地质构造、水文及瓦斯地质
一、地质构造
根据现有地质资料分析,35303回风顺槽从下往上掘进里程732m处可能揭露在30101切眼揭露的F56:
133∠50°
H=8.2m反倾正断层,预计该断层在5-3煤层中落差减小至2.0m左右;
35303工作面掘进期间不会揭露其它大中型断层、褶皱、古河流冲刷及陷落柱等地质构造,但掘进期间不排除有揭露隐伏小断层的可能性,为了确保掘进期间的安全,需注意以下事项:
1、掘进期间,必须严格执行“有掘必探、先探后掘、长探短掘”的施工原则,超前探明前方水文地质、瓦斯地质、地质构造等情况,确保掘进期间的安全。
2、35303回风顺槽有揭露F56:
H=8.2m反倾正断层的可能,断层附近5-3煤层煤与瓦斯突出概率相对较高,掘进期间必须严格执行《防治煤与瓦斯突出规定》中“四位一体”综合防护措施。
3、掘进期间加强顶板管理工作,严格执行敲帮问顶制度,临时支护紧跟迎头,顶板破碎带必须采取锚索加锚网加强支护。
4、根据煤层底板等高线图分析,35303工作面内5-3煤层倾角从上至下逐渐增大,掘进期间加强对煤层产状资料收集,为今后35303工作面回采提供可靠的地质资料。
5、根据现有地质资料分析,该工作面内断层对煤层厚度及产状破坏程度较小,但巷道揭露断层前,综掘工区必须提前编制过断层的专项安全技术措施经审批后严格执行,确保过断层掘进期间安全。
6、地测科加强现场资料收集,提高预报精度,确保不误揭断层。
二、水文地质
35303回风顺槽上覆无含水层、承压水、地表水体及河流通过。
主要充水源为采空区积水、老巷积水、顶板裂隙水,受大气降水补给渗入巷道内。
工作面正上方3煤层中的30304、30303、30306、30302、30305采空区;
3煤层与5-3煤层间距在25m左右;
3煤层中采空区积水已实施过探放水,但为防止采空区放水孔堵塞误判采空区无积水,造成水害事故的发生,掘进期间必须严格执行“有疑必探、先探后掘、长探短掘”的探放水原则,确保掘进期间安全。
根据相邻的30304工作面掘进期间的实测涌水量2.8~16.4m3/h,预计工作面掘进期间正常涌水量为4m3/h,最大涌水量为20m3/h。
防治水措施;
1、施工前及施工期间必须加强巷道排水管理工作,严禁巷道内积水超过10cm,巷道内毛水沟及时开挖。
2、由于现在对3煤层中采空区积水情况不明,巷道在靠近3煤层采空区掘进期间,必须严格执行“有疑必探,先探后掘,长探短掘”的探放水原则。
3、地测科提前编制35303工作面的探放水设计,瓦斯防治工区严格按照设计组织施工。
4、地测科提前对工作面上方采空区积水情况进行调查及水害分析,为工作面安全生产起重要指导作用。
5、受1、3煤层开采影响,工作面对应地表开裂较为严重,大气降雨易通过裂隙渗入采空区,造成采空区出现积水,威胁工作面掘进期间安全,建议掘进前对地表所有裂隙充填,最大限度降低地表水对采空区的补给,掘进期间,地测科加强地表巡查,发现新裂隙,必须及时充填。
6、掘进期间突水危险性评价:
35303工作面上方采空区较多,但采空区积水已实施探放水工程,且工作面内的断层通过上覆煤层开采论证,断层导水性较弱,预计35303工作面掘进期间突水危险性低。
7、排水路线
迎头→一中车场→+980轨道大巷水沟→回风平硐水沟→地面
三、瓦斯地质
5-3煤层为突出煤层。
1、根据瓦斯地质图,35303工作面煤层原始瓦斯含量6~10m3/t,属高瓦斯工作面,且5-3煤有煤与瓦斯突出危险性,但工作面对应上覆保护层3煤已基本开采结束,只剩余部分煤柱未开采,掘进前,通防科提前对5-3煤层残余瓦斯含量及瓦斯压力进行开采保护层后效果检验,提交工作面开采保护层后的突出危险性评估。
2、根据地测科下发的巷道掘进地址说明书得知,35303回风顺槽从10102运联巷开口挑顶施工25°
上山保证与+980m水平回风大巷岩柱4米后施工穿层石门完全揭露5-3煤层后沿着5-3煤层顶板掘进,自开口至里程77m、里程269~293m、里程467~494m里程793~820m为巷道未保护区域。
在距离未保护区域50前,地测科提前下发邻近未保护区域的通知,邻近未保护区域掘进,通防科提前编制并下发防突设计及抽放设计,必须严格先抽后掘,效果检验等“四位一体”的综合防护措施。
3、5-3煤层为突出煤层,掘进期间必须严格执行考察批掘制度,严禁超掘。
施工前,通防科下发消突评估报告。
4、通防科提前编制下发35303回风顺槽煤巷掘进专项防突设计。
5、断层附近施工,必须严格执行“先探后掘、长探短掘”的施工原则。
第三章巷道支护设计
第一节支护设计
一、巷道断面
1、35303回顺梯形断面
煤岩
类别
掘进断面(m2)
净断面(m2)
净宽
(m)
高
支护
方式
空顶距(m)
巷道坡度(°
)
最大
最小
煤
10.73
4.7
2.2
顶板及一帮锚网
2.3
0.7
+11°
~+13°
详见附图三-1:
35303回顺梯形断面图
2、每米支护材料消耗表
项目
单位
35303回顺梯形断面
顶部锚杆消耗
根/米
10
帮锚杆消耗
5
树脂锚固剂消耗
节/米
15
金属网
m2/米
6.5
混凝土
m3/米
二、支护方式
(一)临时支护
根据目前掌握的5-3煤顶板情况,采用前探梁、金属网、背板(厚度不小于5cm,宽度不小于20cm,长度较巷道宽度小50~100cm)作为临时支护,特别是在过地质构造带、顶板破碎带、顶板有淋水等情况下,必须正确使用好前探梁。
前探梁用直径不小于76mm的钢管制作,两头各钻2个小眼孔,长度不小于4.5m;
吊环使用φ20mm的锚杆与螺帽焊接加工而成。
前探梁间距以顶板支护锚杆间距为准,用吊环吊挂固定,每根前探梁不少于3个吊环,吊环用配套的锚杆螺母固定(吊环上满螺帽丝扣),锚固力不小于64千牛/根,前探梁穿过吊环抵到迎头(前端距迎头不大于0.5m),前探梁与吊环间使用木楔楔紧,前探梁上方铺放金属网(联好),并用长木板或道木接实顶板;
顶板未永久支护前的所有作业必须在前探梁的临时支护下进行,开口前5米可不使用前探梁。
上、下山施工时前探梁必须有防滑装置,防护装置采用ф6.5钢筋弯成挂钩配合废旧的手拉葫芦小链加工而成,挂钩挂在前探梁上提前钻好的孔上,将前探梁与顶板锚网连接进行防滑。
附图三-7:
前探临时支护平、剖、断面图
(二)永久支护
按悬吊理论计算锚杆参数,取巷道宽度为4700mm(主掘进巷道宽度)。
1、锚杆长度计算
L=KH+L1+L2
式中:
L—锚杆长度,m;
H—冒落拱高度,m;
K—安全系数,一般取K=2;
L1—锚杆锚入稳定岩层的深度,一般按经验取0.5m;
L2—锚杆在巷道中的外露长度,一般取0.05m;
其中:
H=B/2f=4.7÷
(2×
4)=0.59(m)
B—巷道开掘宽度,根据设计取4.7m;
f—煤岩硬度系数,取4;
则L=2×
0.59+0.5+0.05=1.73(m)
2、锚杆间距、排距计算,通常间排距相等,取
a=
a—锚杆间排距,m;
Q—锚杆最小锚固力,取64KN;
H—冒落拱高度,取0.59m;
R—被悬吊砂岩的重力密度,取25.48KN/m3;
则断面锚杆间排距a为1.46m。
3、锚杆直径:
根据杆体承载力与锚固力等强度原则,应用公式
D=√4Rabhk/πδ
a,b—锚杆间排距1.46m;
h—被悬吊岩层的厚度,取2.0m;
δ—锚杆屈服强度,420MPa;
k—安全系数,取2;
则D=14mm。
4、锚杆锚固力计算
N=πφ2δ曲/4
式中N—锚杆锚固力
δ曲—锚杆材料屈服强度,420MPa;
φ—锚杆直径,取20mm。
经计算,N=132KN>
64KN
经以上验算,根据设计,采用以下支护参数:
断面
顶部(mm)
帮部(mm)
拱、顶间排距(mm)
帮间排距(mm)
35303回顺断面(沿空留巷)
梯形
Ф20×
2000
700×
700
(三)加强支护
1、在巷道交岔点、硐室加宽段、硐室交岔口、顶板破碎淋水带必须采用锚索加强支护,若锚索支护不能满足要求时可采用点柱或喷浆及架棚支护并编制专项安全技术措施。
2、锚索支护参数计算
选用直径φ15.5mm的矿用锚索,强度级别1860MPa,延伸率73.5‰,屈服荷载221.5KN,破坏荷载260.7KN(双排为521.4KN)。
4.7米宽巷道潜在冒高为2.35米,设锚索在稳定岩层内的长度为2.4m,因此将锚索的总长度设定为5m。
上覆岩层潜在垮落范围内直接顶岩层的自重荷载为:
W=SγD排
式中S—潜在破坏范围的面积,S=0.5Bh'=5.52
h'
-潜在冒高,h'
=0.5B=2.35;
B-巷道宽度,取4.7m;
γ-岩体容重,取25.48kN/m3;
D排一锚索排距,2.0m;
故
W=281.30kN
锚索的悬吊能力P为:
P=P1>W,P1为锚索的破断载荷,P1=521.4kN。
锚索锚固长度计算:
La≥Kd1fa/4fc
式中K—安全系数,取2;
d1—锚索直径,取15.5mm;
fa—锚索抗拉强度,取1426.05N/mm2;
fc—锚索与锚固剂的粘结强度,取10N/mm2。
经计算,La≥1105mm
经以上计算,选用直径φ15.5mm的矿用锚索,长5m,双排布置,间距2.5m,外露200~300mm,每根使用2块CK25/70型树脂锚固剂锚固(顶板破碎时全锚)。
锚索进入稳定岩层的最小长度不能小于2.4米,当锚索进入稳定岩层的长度达不到2.4米时,应加长锚索长度。
当巷道冒落高度大于2.35米时,应加长锚索长度。
第二节支护工艺
一、支护材料
1、锚杆及锚固剂:
锚杆为高强度左旋无纵筋φ20×
2000mm型锚杆,锚固剂为CK25/70型树脂锚固剂,每根锚杆用1块锚固剂锚固,并使用配套螺母紧固,托盘规格为120×
120×
8mm,钢板压制而成。
2、锚索:
锚索由Φ15.5mm钢绞线加工而成,每根使用2块CK25/70型树脂锚固剂锚固(顶板破碎时全锚);
锚索托盘由厚度不小于10mm的优质钢板加工成200×
200mm规格,专用锁具紧固。
3、金属网(网边带网扣):
由φ6.5mm的钢筋制作,长×
宽=1500×
1000mm,网格为100×
100mm,网与网之间每隔200mm用12#铁丝联接。
二、锚杆安装工艺
作业前,首先按照中线和施工设计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;
要先敲帮问顶,仔细检查顶帮围岩情况,找掉活矸、危岩,确认安全后方可开始作业。
1、打锚杆眼
锚杆眼的位置要准确,眼位误差不得超过100mm,眼向误差不得大于15°
。
锚杆眼深度应与锚杆长度相匹配,打眼前应在钎子上做好标记,严格按锚杆长度打眼。
打眼按由外向里(支护侧向未支护侧)的顺序进行。
2、铺网
网与网搭接长度不小于100mm,每隔200mm用12#铁丝紧固联接,扣扣相连;
坏网要及时更换。
3、安装锚杆
安装前,锚杆外端头套上托盘,拧上螺帽;
安装时,取树脂锚固剂送入眼孔,锚杆从钢筋网下面穿过顶住锚固剂,并送入眼内一定深度(以满足锚杆钻机正常工作为准),然后用带有专用套筒的锚杆钻机卡住锚杆螺帽(不得用其他物品代替专用套筒),开动锚杆钻机,用锚杆钻机将锚杆和树脂锚固剂送入眼底,搅拌,待锚固剂固化后,拧紧螺帽给锚杆施加一定预紧力,使钢筋网紧贴顶板。
锚杆横竖成行,且与巷道中线基本垂直。
三、锚索支护
锚杆钻机打眼,用锚索把树脂药卷推入锚杆孔内,将锚索放在专用套筒中(不得用其他物品代替专用套筒),套筒卡在钻机的卡座上。
打开气腿开关,以最大速度的50%启动旋转马达,气腿伸出要持续不停,直到锚索达到孔底,当锚索达到孔底时,使马达旋转到最大速度,充分搅拌,确保树脂药卷、锚索和孔围岩体锚固在一起。
停止马达旋转,待锚固剂固化后,撤除锚杆钻机,使用专用锚索张拉机具、锁头和托盘将锚索紧固。
四、施工质量和要求
(1)锚杆安装牢固,托板密贴顶帮部,不松动。
(2)间、排距不超过允许偏差±
100mm。
(3)锚杆方向与巷道轮廓线(或岩层层理)角度≥750。
(4)锚杆外露长度10~30mm(螺帽以外,吊挂前探梁用锚杆外露30~50㎜)。
(5)锚固力不小于64KN。
(6)严格按煤矿安全质量标准化及考核评级办法执行。
(7)各工种工人严格按工序质量操作,前道工序质量不合格,不得进行下一道工序,必须整改,不合格的支护材料严禁使用,班长对本班的工程质量和安全负责。
(8)掘进队建立严格的质量验收制度,对本队施工的巷道进行监督检查,所备支护材料必须合格,确保巷道工程质量达到优良。
(9)锚网巷道质量表(巷道主掘进断面)。
质量标准(mm)
0~+100
部位
巷道规格及名称(mm)
梯形断面
巷
道
净
宽
左
帮
墙中
2350
墙脚
右
巷道
净高
下帮
2400
右帮
顶板为准
锚固力
顶部
64千牛/根
锚杆布置
±
100
间距×
排距
锚杆规格
Φ20×
帮部
锚杆安装
人工安装
锚杆距迎头
≯700
工业卫生
三无一畅
第四章施工工艺
第一节施工方法
35303回顺从掘进一区停掘位置开始使用EBZ-132型掘进机沿煤层顶板掘进施工,胶带输送机运煤,“三八作业制”。
第二节掘进机掘进工艺流程
1、掘进机的截割顺序:
应自下而上,自右帮而左帮,每次循环进尺为0.8m,跨距0.6m。
附图:
《掘进机截割顺序图》
2、工艺流程
交接班安全检查→校对中线→洒水防尘、掘进机割煤出煤(岩)→敲帮问顶→临时支护→后撤掘进机→校对中线→永久支护→清理出煤→洒水防尘→掘进机割煤(岩)进入下一个循环。
根据现场实际情况,当煤层顶板较好时,可采取连续截割两刀(即1.6m),再进行临时支护及永久支护,当煤层顶板破碎时,必须采取上述正规工艺流程进行作业。
迎头施工作业必须根据掘进工艺流程和各工种的分工合作及劳动组织的人员配备,合理安排工序,工序和工序之间衔接紧密、不窝工,尽量做到交叉进行、平行作业。
第三节掘进机司机正规操作程序
1、开机前必须发出报警信号,合上隔离开关,按机器技术操作规定顺序起动。
一般起动顺序是:
按“信号”按钮发出警报鸣响→启动油泵电机→胶带转载机→小溜子→启动耙爪→按切割报警按钮鸣响警报→开启内、外喷雾及冷却水→开动截割电机,至此启动工作全部完毕可以进行切割工作。
H5A设备管理资源网
2、按作业规程要求进行切割工作,根据不同性质的煤岩,确定最佳的切割方式。
3、岩石易破碎的,应在巷道断面顶部开始切割;
断面为半煤岩,应在煤岩结合处的煤层开始切割。
司机要按正确的截割循环方式操作,并注意下列事项:
(1)掘进半煤岩巷道时,应先截割煤,后截割岩石,即按先软后硬的程序。
(2)一般情况下,应从工作面下部开始截割,首先切底掏槽。
(3)切割必须考虑煤(岩)的层理,切割头应沿层理方向移动,不应横断层理。
(4)对于硬煤,采取自上而下的截割程序。
4、截割过程中的注意事项:
(1)岩石硬度大于掘进机切割能力时,应停止使用掘进机,并采取放炮措施。
(2)根据煤岩的软硬程度掌握好机器推进进度,避免发生截割电机过载和压刮板输送机等现象,切割时应放下铲板。
如果落煤量大而造成过载时,司机必须立即停车,将掘进机退出进行处理。
严禁点动开车处理,以免烧毁电动机或损坏液压马达。
(3)切割头必须在旋转状况下,才能截割煤岩。
切割头不许带负荷起动,推进速度不宜太大,禁止超负荷运转。
(4)切割头在最低工作位置时,禁止将铲板抬起。
截割部与铲板间距不得小于300mm,严禁切割头与铲板相碰。
截割煤岩时应防止截齿触网、触棚。
(5)司机应经常注意清底及清理机体两侧的浮煤(岩),扫底时应一刀压一刀,以免出现硬坎,防止履带前进时越垫越高。
(6)煤岩块度超过机器龙门的宽度和高度时,必须先行破碎后方可装运。
(7)当油缸行至终止时,应立即放开手柄,避免溢流阀长时溢流,造成系统发热。
(8)掘进机向前掏槽时,不准使截割臂处于左、右极限位置。
(9)装载机、转载机及后配套运输设施不准超负荷运转。
(10)注意机械各部、减速器和电机声响以及压力变化情况,压力表的指示出现问题时应立即停机检查。
(11)风量不足、除尘设施不齐不准作业。
(12)截割电机长期工作后,不要立即停冷却水,应等电机冷数分钟后再关闭水路。
(13)发现危急情况,必须用紧急停止开关切断电源,待查明事故原因、排除故障后方可继续开机。
(14)按规定操作顺序停机后,应将掘进机退到安全地点,并将装载铲板放在底板上,截割臂放底板上,关闭水门,吊挂好电缆和水管。
(15)清除机器上的煤块和粉尘,不许有浮煤留在铲板上。
(16)在淋水大的工作面,应将机器垫高,确保电机不被淹没。
(17)将所有操作阀、按钮置于零位,放松离合器,切断电源,关好供水开关。
(18)全面检查掘进机各部位及各种安全保护装置,有问题时应先处理并记录在册。
第四节装、运煤(矸)方式
一、装煤(矸)方式
掘进机配合皮带机装运煤(矸)为主,人工装煤(矸)为辅。
二、运输方式
施工中使用胶带输送机运输煤矸,材料采用绞车运输,斜巷采用JD-1.6(25KW)、JD-2.0(40KW)型等绞车提升,大巷内采用蓄电池式电机车运输。
第五节管线及轨道敷设
在掘进施工中所敷设的电缆、风水管路等均应按断面图中规定的位置敷设,并达到发耳煤业发[2006]3号文件要求。
一、电缆敷设标准
1、电缆必须使用电缆钩吊挂,并敷设在巷道左帮(巷道的下帮)。
电缆钩(5钩)每1.5m一个,电缆钩底部距巷道底板1.8m。
2、电缆按通讯线、监测线、高压电缆、低压电缆由高到低顺序排列,电缆垂度不超过50mm。
3、巷道照明线敷设在巷道的顶部。
4、电缆通过风门时,必须用穿墙钢管保护,管口与电缆外皮应不承受应力,管内径应不小于电缆外径的1.5倍。
二、管路敷设标准
1、风水管路吊挂在巷道的右帮(巷道的上帮),供风主管路φ133mm,分支管路φ108mm;
供水主管路φ108mm,分支管路φ89mm。
2、风、水管路采用管卡吊挂,3m一个,吊挂点借用顶帮锚杆固定。
供风管在上,供水管在下,同固定点吊挂,间距200mm,供水管距巷道底板1800mm。
3、每50m设一风、水支阀,45度向上布置,支阀采用φ19、φ10球阀。
4、排水管路根据现场实际情况安装。
5、风、水管接口要严密,不得出现漏风漏水现象。
风、水管随工作面推进及时延长,以备迎头正常供风供水。
三、风筒吊挂标准
1、风筒吊挂在巷道的左帮。
2、风筒吊挂平、直、稳、紧,逢环必吊、缺环必补,无脱节、无破口、双反边,防止急转弯,保证吊挂高度。
3、风筒不能使用能产生火花的材料吊挂,不能与电缆挂在同一侧。
4、风筒拐弯使用弯头。
5、当迎头及回风流中瓦斯浓度≤0.5%时,风筒口距迎头5~10m;
当迎头或回风流中瓦斯浓度>0.5%时,风筒口距迎头距离不得>5m。
四、轨道敷设
1、轨枕采用木轨枕,间距800mm(中对中),保证人行道侧轨枕端头平齐(外露200~250mm);
轨道两侧道钉对角完全砸入轨枕中,使道钉头部卡住轨道。
2、轨道尽量平坦一致,轨道接头所铺轨枕距轨道接头各300mm(中对中)。
3、轨道接缝不大于5mm,高低、左右差错不大于2mm;
两条轨面高低差不大于5mm;
道夹板、鱼尾螺丝等齐全有效。
4、轨道采用22Kg/m钢轨铺设,严禁不同规格钢轨混用。
5、严格按照轨道中心线敷设。
五、
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 作业 规程