综掘工作面掘进作业规程完整Word格式.docx
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煤(岩)赋存特征见表2、表3。
附图2:
116103工作面运输巷地质预想剖面图
附图3:
综合柱状图
表2煤层特征表
项目
指标
备注
煤层厚度(最小~最大/平均)/m
3.49~5.46/4.3
平均有益煤厚4.3m
煤岩层产状
110o~113o∠11o~24o
煤层硬度f
1.5~1.8
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)
0.0558
低瓦斯
瓦斯相对涌出量(ml/g)
0.01
煤尘爆炸指数/%
30%
具爆炸危险性
煤的自燃倾向
自燃等级为I级
容易自燃
表3煤层顶底板情况表
顶板名称
岩石类别
厚度
岩性
顶
板
老顶
细砂岩
0.00~15.36
灰白色,以石英长石为主,方解石充填及方解石结核,分选差,半坚硬。
直接顶
粉砂岩
2.75~16.37
灰白色,植物根茎化石,缓波状化石,半坚硬。
底
直接底
0.00~4.42
灰色,块状,植物茎叶化石,方解石充填裂隙,有挤压现象,半坚硬。
老底
0.00~9.7
灰白色,以石英为主,云母星点,含暗色矿物,方解石充填裂隙,缓波及脉状层理坚硬,局部硅胶。
第三节地质构造
116103工作面运输巷处于该区主要构造鸳鸯湖背斜的北翼,地质构造简单;
预计向前掘进过程中巷道整体将上坡掘进,且掘进过程中出现波状起伏状态。
第四节水文地质
116103工作面顶板含水层为组6煤以上砂岩裂隙~孔隙承压水含水层。
根据含水层富水性、岩性组合特征及埋藏条件等,可划为上段(4煤以上)、下段(4煤以下),两工作面主要受下段影响;
岩性主要为中、粗粒砂岩,夹粉、细砂岩,钙质胶结,坚硬~半坚硬,含水层厚5.0~30.0m,平均厚16.2m,该层层位较稳定,隔水层以4煤为标志,和上、下段含水层有一定的水力联系,但渗透较差、富水性极弱。
工作面附近钻孔可知:
工作面距含水层层间距为3.8~31.7m,且工作面上部含水层与隔水层呈互层状分布,受隔水层影响,各含水层间水力联系较差,但局部围由于巷道距含水层较近,在掘进过程中将出现顶板滴、淋水现象。
本掘进工作面正常涌水量为3.0~6.0m³
/h,最大涌水量为10m³
/h,无水威胁。
第五节影响巷道施工的主要因素及其影响程度、围
一、设计方面
无。
二、地质构造
三、水、火、瓦斯、煤尘、顶底板方面
1、巷道掘进过程中顶板局部锚杆和锚索眼有淋水,预计正常涌水量为3~6m3/h,最大涌水量10m3/h。
2、巷道掘进围无火灾影响。
3、根据《116103工作面运输巷掘进地质说明书》中6及6-1煤瓦斯相对涌出量最大为:
0.01ml/g。
二氧化碳相对涌出量最大为:
0.22ml/g,最小为0.02ml/g。
4、该煤层煤尘具有爆炸性,煤尘爆炸指数为30%,大于10%,施工时应采取降尘措施,降低煤尘,防止爆炸。
5、116103工作面运输巷(回采段)直接顶破碎,易垮落,煤岩交接处易片帮。
四、火区、空区、老巷、小窑
本井田附近无火区、空区、老巷、小窑。
五、其他方面
无影响。
第三章巷道布置及支护说明
第一节巷道布置
116103工作面运输巷设计开口位置位于三号带式输送机石门,开口坐标为(X=4211208.723;
Y=36386268.461;
Z=+1066.43m(底板)),116103工作面运输巷以201°
10′的方位角向前施工。
第二节矿压观测
一、观测对象
116103工作面运输巷(回采段)。
二、观测容
巷道顶板离层量,底板相对移近量,两帮相对移近量,锚杆、锚索的载荷及锚固力。
三、观测方法
1、巷道顶板离层量观测:
从116103工作面运输巷200m处开始设置1号观测点,在巷道拱顶安装ZKBY-IIA型顶板离层指示仪进行观测,每50m布置一个测点,共设92个观测点。
2、底板相对移近量和两帮相对移近量:
用测枪检测断面处底板相对移近量、两帮相对移近量,共需4把测枪。
3、锚杆、锚索的载荷及锚固力:
巷道掘进过程中,用锚杆拉力计检测拱、帮锚杆锚固力,用锚索紧器检测锚索预紧力和锚固力,共需锚杆拉力计2台,扭力扳手10把,锚索紧器4台。
四、数据处理分析
必须按规定进行观测,将数据填入矿压观测记录表,并及时对所有数据进行分项整理、统计分析,最后编制成矿压观测报告。
第三节开口设计
一、116103工作面运输巷开口设计
116103工作面运输巷(回采段)开口位于116103工作面运输巷机头硐室开口以201°
10′的方位角掘进199m处,回采段开口只需永久支护紧跟工作面,无特殊开口设计。
第四节支护设计
一、巷道断面
116103工作面运输巷(回采段)断面设计为直墙半圆拱形,掘进宽度5400mm,掘进高度3900mm,掘进断面积17.9m2;
净宽5300mm,净高3700mm,净断面积为16.6m2。
混凝土地坪设计厚度为150mm,水沟规格为300×
300mm,水沟侧壁厚100mm,抹底100mm,地坪中间夹铺一层Φ6.5mm圆钢制作的金属网,网孔规格150×
150mm,地坪、水沟混凝土强度等级C20。
二、支护方式
1、临时支护
临时支护使用液压前探梁,液压前探梁设计参数为:
(1)适用巷道高度≥2.3~4.2m;
(2)最大支护宽度:
2m;
(3)最大支撑力:
1t;
(4)支护面积:
2m×
2.1m;
(5)支护超出截割部:
1m~1.8m;
(6)额定工作压力:
16MPa;
(7)顶架可倾斜:
≤20°
;
(8)整机重量:
0.96t。
附图4:
临时支护平、断面图(1:
50)
2、永久支护
采用锚、网、索、钢带和喷浆联合支护方式,支护材料为螺纹钢锚杆、锚索钢绞线、金属网、塑料网、圆钢钢带、14#槽钢、树脂药卷、钢制托板、木托板、砂浆等材料。
三、支护设计
1、永久支护设计
116103工作面运输巷(回采段)永久支护采用锚、网、索、钢带和喷浆联合支护。
巷道拱部及帮部均使用Φ20×
2500mm的螺纹钢锚杆,每根锚杆使用2节Z2370树脂药卷锚固;
帮部锚杆外加一个木托板,木托板规格为400×
200×
50mm;
拱、帮锚杆均为“矩形”布置,拱部锚杆间排距为800×
800mm,帮部锚杆间排距为600×
800mm;
巷道拱部铺设金属网,金属网规格为8250×
800mm,网孔规格为150×
150mm,φ6.5mm圆钢钢筋加工;
拱部锚杆用一根钢带连接,钢带采用φ16mm圆钢加工,规格为6480×
80mm,九孔八档分布,档距800mm;
巷道帮部铺设宽度为1500mm的塑料网,塑料网与金属网搭接150mm,塑料网与塑料网搭接200mm;
沿巷道顶板中线及两侧打设三列锚索桁架,锚索沿巷道方向排距1800mm,垂直巷道方向间距1400mm(弧长),锚索桁架长2200mm,锚索使用φ17.8×
5500mm的钢绞线,每根锚索使用3节Z2370树脂药卷锚固;
锚杆和锚索托板均采用120×
120×
10mm的钢制托板,材质为3号钢;
巷道全断面喷射砂浆,喷射厚度为50mm,砂浆强度等级为M7.5。
附图5:
巷道支护断面图(1:
附图6:
巷道支护平面展开图(1:
附表4:
巷道支护断面特征表
附表5:
巷道支护材料每米消耗表
2、锚杆支护验证
(1)按照加固拱原理计算锚杆参数设计。
锚杆长度计算公式为:
L=N×
(1.1+B÷
10)
式中L——锚杆长度,m;
N——危岩稳定性影响系数,取1.2;
B——巷道宽度:
5.4m;
10)=1.2×
(1.1+5.4÷
10)=1.97
通过以上计算及设计要求,116103工作面运输巷使用的φ20×
2500mm的螺纹钢锚杆(左旋无纵肋)可以满足锚杆支护的要求。
(2)锚杆间、排距为
a≦
式中a——锚杆的间、排距,m;
Q——锚杆的设计锚固力,50KN;
γ——被悬吊岩石的重力密度,取23KN/m3;
K——安全系数,一般取K=2;
软弱岩层厚度是根据地质资料、实测或经验估计;
冒落拱高度是按下式估算,
名称
围岩
类别
支护
形式
喷射
(mm)
断面积
(m2)
掘进尺寸(mm)
锚杆支护参数
锚索支护参数
掘进
净
宽
高
种类
长度
布置
方式
间排距
规格
116103工作面运输巷(回采段)
煤巷
锚网索、钢带、喷浆
50
17.9
16.6
5400
3900
Φ20mm
螺纹钢
2500
矩形
拱部:
800×
800
帮部:
600×
17.8×
5500
1400×
1800
(三列)
表4巷道支护断面特征表
表5巷道支护材料每米消耗表
每米材料消耗
锚杆
(套)
锚索
树脂药卷
(节)
金属网
塑料网
喷射砂浆
(m3)
铺底混凝土
钢托板
(个)
木托板
14#槽钢(m)
圆钢钢带(m)
水沟(m3)
18.75
1.67
42.5
15.4
3.0
0.55
0.735
7.5
1.83
8.1
0.105
即:
H=
式中B——巷道开挖宽度,m;
f——岩石坚固性系数,取3。
H=5.4÷
2÷
3=0.9m
则
a≤
=1.21m
通过以上计算及设计要求,116103工作面运输巷(回采段)锚杆间排距为800×
800mm,可以满足锚杆支护的要求。
第五节支护工艺
一、支护工艺及要求
1、临时支护工艺及要求
(1)临时支护工艺
①截割后,首先敲帮问顶→将掘进机截割头落地并将综掘机闭锁→将金属网和钢带摆放在液压前探梁顶梁架上→展开液压前探梁。
前探梁展开后,必须将钢带和金属网紧压巷道顶板上。
②液压前探梁操作顺序:
先检查各部位零部件管路是否正常,再启动液压前探梁泵箱。
把钢带和钢筋网摆放在顶梁架上,向前推动支护主架和顶梁架液压控制手柄,主架和顶梁架由拆和状态慢慢平稳打开,打开时,综掘机副司机应注意观察各管路是否有不正常现象,钢带和钢筋网是否有挂、卡现象。
打开到所需要的角度和位置再升主架,升到巷道顶板,把钢带和钢筋网紧压在巷道顶板上,人员方可在液压前探梁的支护下安全的打孔、安装锚杆。
装完金属网、钢带和锚杆,先把主架下降到最低位置,再拆合主架和顶梁架,合到顶梁架靠在掘进机上为止,关闭液压前探梁泵箱。
③临时支护完毕后,使用截割头防护罩将综掘机截割头罩住,然后在临时支护的掩护下,按照规程要求打锚杆眼、安装锚杆,最后将液压前探梁卸压归位,完成一个循环临时支护。
(2)最大、最小空顶距
巷道顶板完整、条件好时,掘进工作面最大控顶距为1800mm,最小控顶距为200mm;
顶板围岩破碎、易片帮时,掘进工作面最大控顶距为1000mm,最小控顶距为200mm。
临时支护必须在截割成型后及时使用,严禁空顶作业。
2、永久支护工艺及要求
(1)锚网支护工艺及要求
敲帮问顶→临时支护→用液压锚杆机打眼,并安装好锚杆。
①定锚杆眼位
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后,按照锚杆布置要求将拱部锚杆眼位定在钢带卡槽位置,帮锚杆按设计要求使用喷漆喷出眼位。
②打锚杆眼
拱部锚杆采用液压锚杆机施工,用Ф19mm的六方钻杆与Φ28mm钻头配合施工顶板锚杆孔,钻孔过程中必须是短、长钎杆相结合进行施工,避免长钎杆施工时断钎伤人;
帮部锚杆采用煤电钻施工,用Φ28mm麻花钻杆与Φ32mm钻头施工巷帮锚杆孔。
严格控制锚杆钻孔深度,误差控制在0~+50mm,锚杆钻孔要清理干净,确保树脂药卷充分发挥作用,使锚杆锚固力达到设计要求。
③锚杆安装
a作业人员进入掘进工作面前,应进行安全检查、设备检查与维护、物料准备等工作。
b每循环截割后,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。
c检查锚杆的规格尺寸是否符合设计要求:
螺纹钢锚杆(左旋无纵肋)斜切端头(斜切45°
角)是否合格,杆体有无氧化生锈现象,若有必须擦刷干净;
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。
d检查锚杆眼的眼位、角度、深度是否符合设计要求(用待安装锚杆伸入锚杆眼孔检查),若不合格必须重新打眼。
e锚杆安装工艺流程:
确定巷道顶板锚杆孔位置→装树脂药卷→装全套锚杆→搅拌药卷→停20~30s→上紧螺母→依次完成其它的顶板锚杆→用14#铅丝将金属网扣扣相联;
确定巷道巷帮锚杆孔位置→装树脂药卷→装全套锚杆→搅拌药卷→停20~30s→上紧螺母→依次完成其它的巷帮锚杆→用14#铅丝将金属网与巷帮塑料网扣扣相联。
f锚杆施工顺序:
由巷道拱顶向两侧施工。
g树脂药卷的搅拌时间约为20~30s,此后停机,但不能缩下钻机,还应保持钻机较大的推力。
h紧固螺母:
停机后缓慢降下锚杆机(退出煤电钻),调整钢托板和木托板(帮锚杆还需加装木托板)位置至设计要求,再用扭力扳手将锚杆螺母拧紧,金属网(塑料网)紧贴岩面,保证锚杆具有140N.M的预紧力。
④锚杆必须定期或定量做锚固力检验,由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,测试结果及时汇报相关部门,锚固力测试采用锚杆拉力计进行。
⑤锚杆的安装质量必须达到要求。
锚杆的预紧力必须达到140N﹒M,锚固力必须达到45KN以上;
(2)锚索支护工艺及要求
①定锚索眼位
根据巷道规格尺寸,按照锚索布置要求定锚索眼位,并做好标记。
②打锚索眼
按照设计锚索眼深度、角度、用锚杆钻机打眼,使用Ф19mm的六方钻杆与Φ28mm钻头,长短钎对接配合打眼,避免长钎杆施工时断钎伤人。
严格控制锚索钻孔深度,误差控制在0~+50mm,锚索钻孔要清理干净,确保树脂药卷充分发挥作用,使锚索锚固力达到设计要求。
③锚索安装
a安装锚索前,应进行巷道安全检查、设备检查与维护、物料准备等工作。
b检查锚索的规格尺寸是否符合设计要求,锚索是否合格,有无氧化生锈现象,若有必须擦刷干净;
再检查锚固剂有无过期结块变质,包装袋有无破裂损坏,影响正常使用的必须及时更换;
最后检查锚索眼的眼位、角度、深度,若不合格必须重新打眼。
c先用锚索将药卷缓缓推入眼底,将专用搅拌器尾部插入锚杆钻机,并与锚索相连,开启钻机,一边推进,一边搅拌药卷,搅拌时间为30~50s。
停止搅拌后,锚杆钻机保持推力状态2分钟方可放下钻机。
d锚索线安装好2根后,经10分钟,安装托梁、托板、锚具。
将锚索拉器套在锚索上,拴好安全链,手动操作高压油泵,进行拉,同时注意观察压力表指针达到预紧力时,迅速换向回程,卸下锚索拉器。
e拉时,发现预紧力不合格的锚索,必须在其附近平行原锚索眼200mm处补打合格的锚索。
f锚索必须按设计间排距施工,锚索排列成排成行,严禁将锚索散乱排列施工。
④锚索的拉预紧力不低于125KN(压力表指针指示在25Mpa以上),锚固力必须达到250KN以上(压力表指针指示在50MPa)。
⑤锚索距离掘进工作面不超过40m。
(3)钢带支护要求
钢带与金属网的一边用14#铅丝绑紧,同时进行铺设。
铺设前必须检查钢带的规格尺寸是否符合设计要求,钢带是否合格,若影响正常使用必须立即更换。
(4)喷射砂浆
巷道全断面使用PC-7U型湿式喷浆机进行喷射砂浆,采用Ф50mm喷浆软管,喷浆料经地面搅拌站拌好后由无轨胶轮车运至喷浆地点。
①准备工作
a每次喷浆前必须检查巷道顶板及两帮是否符合设计要求,不合格处必须先处理后方可喷浆。
b喷浆前,根据设计断面尺寸、中线位置,严格按照质量标准要求进行修帮挂线,两帮墙角必须清理干净露出墙基50mm。
c每次喷浆前必须检查锚杆的安装质量,对锚杆铁托板不贴顶、螺帽松动等质量不合格处,必须先处理合格后方可喷浆。
d每次喷浆前,必须用高压水冲洗顶板及两帮表面,清除顶板及两帮表面粉尘,以免影响喷浆效果。
e每次喷浆前,清理喷浆现场的杂物,必须对巷道的各类管线、开关、机械设备认真检查,并用塑料膜进行覆盖,确认无误后,方可组织喷浆。
f喷浆工要佩戴齐全有效的劳动保护用品。
②喷射砂浆的工艺要求
a喷射顺序为先墙后拱,从墙基开始自下而上进行,喷头与受喷面应尽量保持垂直,且垂直距离以0.8m~1.0m为宜。
b喷浆料采用潮拌料,若采用人工拌料,水泥、砂子应清底并翻拌3遍使其混合均匀。
c喷浆时,喷浆机的供风压力为0.4MPa,水压应比风压高0.1Mpa左右,加水量凭喷浆工的经验加以控制,最适合的水灰比是0.4~0.5。
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,要使喷射的砂浆无干斑、无流淌、粘结力强、回弹少,并用高压水在喷浆前重新冲洗受喷面。
③喷浆工作
a若喷浆地点有少量淋水时,可以适当增加速凝剂掺入量;
若出水点比较集中时,可设好排水管引导至水沟,然后再喷浆。
b喷浆结束,喷层必须连续洒水养护14d,7d以每班洒水1次,7d以后每天洒水1次。
c每班必须将喷浆料用净,喷浆回弹率不得超过15%,喷射完毕,应立即收集回弹物,并卸开喷头,清理水管和喷浆机外部所有灰浆或材料。
d开机时,必须先给风,后开水,再开机,最后上料;
停机时,要先停料,后停机,再关水,最后停风。
e喷浆开始后,严禁将喷头对准人员。
喷射过程中突然发生堵塞故障时,喷浆工应紧握喷头,并将喷头朝下。
f巷道喷浆滞后掘进工作面的距离不超过50m。
④喷浆质量
喷射前必须清洗巷帮、清理浮矸,喷射均匀,无裂隙,无“穿裙”、“赤脚”。
⑤原材料质量控制
a原材料必须具有出厂合格证或经实验室复试合格达到质量标准方准使用,对水泥还需在使用前详细核对出厂日期、包装或散装号,严禁使用出厂日期超过3个月或存放变质结块的水泥。
b必须对每批原材料做配合比试验,并在搅拌现场悬挂M7.5砂浆配合比牌板,明确各种物料的配合。
⑥计量控制
在地面配置一台型号为PK124配料机控制器进行计量控制。
水泥称量允许偏差±
2%,砂子称量允许偏差±
3%。
速凝剂掺量根据混凝土初凝时间不大于5分钟,终凝时间不大于10分钟,通过实验确定为水泥用量的5%。
⑦原材料选用
水泥:
选用普通425#硅酸盐水泥;
砂子:
砂子选用中粗水洗砂,细度模数为2.0~3.7,含泥量≤3%;
掺加剂:
选用正规厂家生产的合格速凝剂;
水:
符合《混凝土拌和用水标准》(JGJ63-89)的规定。
(5)浇筑混凝土地坪
随着工作面的正常掘进,由里向外先浇筑巷道的混凝土地坪、水沟,混凝土浇筑使用插入式振动棒进行振捣,成品混凝土经地面搅拌站拌好后由无轨胶轮车运至浇筑地点。
a将巷道混凝土地坪浇筑段的材料、设备、杂物等进行清理,并将巷道底板浮煤清理至实底,对底板松软或顶板有淋水段用碎石进行垫实,且巷道高度不能小于巷道高度设计值。
b巷道顶板的淋水统一采用塑料薄膜或导水桶将水引至毛水沟,不得乱流,影响混凝土浇筑。
c材料及主要机具:
水泥、砂子、石子、水、掺加剂、金属网、搅拌机、磅秤、无铁锹(平头和尖头)、插入式振动棒、木抹子、钢模、风镐、洋镐等。
②施工工艺
a地坪浇筑:
巷道清理→混凝土拌制→地坪浇筑→捣震→养护。
b水沟浇筑:
根据巷道中心线开挖毛水沟→支设水沟模板→水沟浇筑→捣震→养护→拆模→摸底→养护。
③混凝土拌制
a在地面搅拌站,校核混凝土配合比,使用台磅秤重进行配料。
b按混凝土的配合比投料,每盘投料顺序为:
石子→水泥→砂子→水(掺加剂)。
④浇筑混凝土地坪和水沟
a按照巷道中线将水沟模板加固牢固,模板不得有松动现象,且所有模板连接后必须在一条直线上。
b将搅拌好的混凝土成品运输至浇筑地点后,用铁锹将混凝土依次由里向外铺在底板,并将金属网加铺至混凝土中部,最后用铁锹将混凝土摊平至设计厚度。
c用振动棒将混凝土全面振动夯实,不得出现漏振和缺振情况。
振捣时要求反复来回振捣,直至混凝土表面不再出现气泡。
d捣实后测定混凝土厚度,如没达到设计厚度,继续浇筑混凝土,直到达到设计浇筑厚度。
e混凝土振捣密实后,表面应用木抹子配合平板靠尺依次将地坪平至设计高度搓平,保证底板平整度达到优良。
f将H架侧混凝土地坪表面标高降低10mm,使混
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