赵庄东山风井作业规程修订版Word下载.docx
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灾害应急措施及避灾路线19
编制概况
一、巷道名称
山西高平科兴赵庄煤业有限公司东山回风斜井井筒刷扩及总回风巷开拓工程。
本工程包括东山回风斜井及下平巷刷扩,15S总回风巷,行人安全出口,风洞,绞车窝,施工躲避硐等配套硐室工程。
二、施工的目的及用途
本工程为赵庄煤业有限公司120万t矿井改扩建工程,风井工程包括原回风斜井及下平巷刷扩、新掘15S总回风巷。
主要用途为15S回采东北采区集中回风任务。
三、巷道的设计长度及规格
1、设计长度
回风斜井刷扩主巷规格:
4.8*3.9米,工程量为281.055米,坡度为29°
~33°
。
15S总回风巷主巷规格:
4.8*3.9米,工程量为261.497米,坡度为0~21°
2、工程量及规格表
工程量及规格表
巷道名称
规格
(米)
设计坡度
工程量(米)
支护形式
备注
回风斜井29°
段
4.8*3.9
29°
72.193
钢筋混凝土
刷扩
35.065
锚网喷
回风斜井33°
33°
161.797
回风斜井下平巷
3‰
12
15S总回风巷上平巷
10.358
15S总回风巷斜巷
21°
251.139
躲避硐
1.4*1.9
0°
8.4
合计
550.952
水文地质
一 、自然地理
矿区位于山西省高平市东约1km处,属中-低山丘陵区,区内地形复杂,山峦起伏,沟谷发育。
矿区内无河流流经,矿区有公路直接与高平市相连,交通便利。
二、地质及水文地质概况
矿井经多年开采证明本区岩层稳定,地址构造较简单,煤岩层呈近水平状,主要由细、中砂岩组成,岩石普氏硬度6-8。
本区第四系冲击层厚度约30m,第三系地层厚度约20m。
本区9S以上含水层经多年开采已基本疏干,但9S以下为未开发区,预计施工经含水层时涌水较大,施工时应配足排水设备,保证正常施工。
本区经开采证实瓦斯含量较低,煤尘经取样测试,具有爆炸危险。
巷道布置及支护说明
巷道布置
回风斜井沿原巷道方向坡度刷扩,在变坡点局部进行调整,以利于施工。
刷扩下车场完工后,在车场中部施工15S回风巷交岔点,在巷道右侧与巷道呈45°
夹角回掘15S回风巷上平巷段,掘进长度15m后进入斜巷段施工。
斜巷坡度21°
,斜长251.139m,进入15S后沿15S底板掘进15S总回风巷。
本工程回风斜井在井口段设计有行人出口及风洞,在2S煤层段与上巷间距约20m且上巷有积水,施工中应注意与相邻巷道关系,确定好交岔点位置,防止透老空水。
支护设计
一、巷道断面及支护设计:
巷道支护设计见支护设计表。
巷道断面及支护设计表
支护层厚度mm
支护特性
段明槽
450
Φ22双层钢筋网C30S6混凝土
段暗槽
双层钢筋网C30S6混凝土
段基岩
150
C25喷射混凝土
100
二、支护方式
1、永久支护
见支护断面图。
2、临时支护
表土明槽段
明槽开挖时应按0.67放坡,土层稳定时可不支护;
若土层不稳定,可打设土层锚杆,土层锚杆采用砂浆锚杆,锚杆直径不小于12mm,长度2000,间排距1000,三花布置,盖板规格100*100*10,表面连接及防护采用10#铁丝菱形网。
风化基岩暗挖段
围岩较稳定时可采用点柱作临时支护,点柱采用150原木,梁采用1500*200*70木板,点柱间距1500。
点柱临时支护段长不大于2500.
围岩稳定时,采用锚网喷临时支护,临时支护布置在巷道拱基线以上,支护层厚度100,支护材料及要求同基岩段永久支护。
临时支护控顶段长视围岩情况确定为10m至20m。
围岩不稳定时采用管缝锚杆超前支护,管缝锚杆规格Φ40*2000,间距300mm,循环掘进1500,一炮一支护,至稳定基岩段止。
超前支护锚杆布置于巷道拱部轮廓线以外,外扎角度3°
稳定基岩段
采用锚杆挂网临时支护,爆破后及时用专用工具找清迎头悬矸危岩,然后打注锚杆作为临时支护。
锚杆选用φ22mm,长2000mm左旋高强螺纹钢锚杆,间排距800mm布置,每排7-8根,由正顶开始均匀矩形布置。
锚杆金属网临时支护段长不超过10m,成巷后浆体总厚度不小于150mm,两侧墙体落后于顶部支护不大于10m。
支护工艺
一、表土明槽段钢筋混凝土支护
1、表土明槽段开挖:
表土明槽开挖设计如下图。
表土明槽段开挖斜长23.721m,斜坡最深处11.5m,按45°
放坡。
明槽开挖方法采用机械配合人工开挖:
使用1台挖掘机、2台8t自卸汽车运土,1台装载机集中装车。
开挖施工要求:
(1)开挖时采用分层开挖,直至挖够设计规格尺寸。
分层厚度,2-3m。
(2)开挖前要将施工区地面、地下障碍物清除,测定标桩,撒布灰线。
(3)在开挖区四周布置简易排水沟和截水沟,打设施工围栏,围栏高度1200,立柱间距2m,设2道拉绳,并安设红灯,防止人员误入。
(4)开挖顺序从上而下,由中心向两边,逐层顺坡纵向开挖,开挖过程中要随时处理边坡,使边坡一次成型。
(5)按设计标高开挖,设计标高以上300-500厚度土方采用人工开挖,防止机械挖土对原土扰动。
(6)修帮清底要按照设计拉通线,采用人工进行。
(7)表土层的杂物、石块及砂石用装载机装入自卸汽车排至指定排矸场地,凡是粘土用汽车运到指定地点集中堆放以便回填使用,不符合回填要求的土一律运到指定排矸场地。
2、铺底
当挖够设计规格尺寸后,采用人工平整巷道底板,夯实底部土层,然后从下往上采用片石、砂浆铺底。
3、永久支护
永久支护的顺序为从下往上分段进行。
钢筋混凝土支护要求:
(1)模板:
内、外模板均采用16#槽钢碹胎,1.5米1架,模板采用钢模板。
(2)内外碹胎要打好支撑,防止浇筑走动。
(3)按设计绑扎钢筋,钢筋搭接符合设计规定35d。
绑扎绑丝不小于20#铅丝。
(4)使用好保护层垫块,保护层不小于50mm,垫块间距不大于1000。
(5)钢筋绑扎检查合格后方可浇筑混凝土。
(6)混凝土采用C30商品混凝土,输送采用泵车输送。
(7)浇筑应分层对称浇筑,分层高度不大于500。
(8)采用电动振捣器振捣,要边浇筑边振捣,防止出现蜂窝、麻面。
(9)回模时间不得早于5d。
(10)混凝土要每班进行浇水养护,养护时间不少于28d。
4、回填
明槽段支护施工完毕后,将巷道支护以外边槽回填至自然地坪标高,回填土采用机械夯实,防止地面水渗入巷道。
回填施工要求;
(1)回填必须待混凝土浇筑28天后进行。
(2)回填采用粘性土或3:
7灰土,回填土中所含石块最大不得超过100mm。
(3)灰土分层进行,每层厚度300-400mm。
(4)回填后护墙及护坡按照设计处理。
二、表土暗挖段钢筋混凝土支护
明槽段施工完毕进入风化岩层:
暗槽施工采用短段掘砌,段长2-6m。
1、掘进:
风化段掘进采用风镐掘进,如风搞掘进有困难时,采用打眼、放松动炮方法,然后用风镐修整巷道轮廓达到设计规格尺寸。
2、永久支护:
(1)模板:
同明槽段。
(2)混凝土搅拌及运输:
混凝土搅拌机设在井口一侧,搅拌好的混凝土经输送管路送至工作面人工入模。
(3)混凝土振捣采用风(或电)动振捣棒振捣。
(4)永久支护工艺:
当掘到2-6m后转入砌壁,首先挖基础绑扎墙部钢筯→支模→浇注砼→绑钢筯→挂模板浇注砼。
3、巷道工程质量标准
钢筋混凝土巷道工程质量标准
项目
质量标准
优良/mm
合格/mm
净宽
巷道中心线至左帮
0~+30
0~+50
巷道中心线至右帮
腰线至顶、底板距离
基础深度
接茬
≤15
表面平整
≤10
三、锚网喷联合支护
1、支护材料
①锚杆及锚固剂:
锚杆打注要符合“三径匹配”要求,并且同一巷道必须使用同一种规格的锚固剂。
锚杆选用左旋高强螺纹钢锚杆,直径22mm,长度2000mm,每根锚杆使用2卷K2335型(或1卷K2560)树脂锚固剂,锚杆外露不大于80mm,但必须上满扣,托盘为正方形,规格(长×
宽)为150mm×
150mm,厚度10mm。
每根锚杆锚固力不小于50kN,螺丝扭矩≥150N·
m。
锚杆间排距为800mm×
800mm;
三花布置,锚杆每排为13-14根。
(详见锚杆布置图)
顶部锚杆使用锚杆机打注,钻头使用28mm双齿钻头;
侧顶及帮部使用风锤打注,钻头使用32mm柱齿钻头。
②金属网为φ6.5mm冷拔丝制作,网格规格为100mm×
100mm,网片的规格为:
长×
宽=1000mm×
1800mm,网片搭接不小于100mm,网片采用16-18#邦丝绑扎,绑扎间距不大于200mm。
金属网由正顶开始向两帮铺设,锚杆外露部分穿过金属网,然后用锚杆托盘将金属网托住,用配套螺丝紧固好。
巷道两帮墙最后一块金属网可以根据实际情况裁剪。
③喷浆必须采用标号不低于425号水泥,浆料配比为水泥:
砂:
石渣=1:
1.87:
1.87,浆体强度≥C25,另加入水泥用量的2-4%速凝剂,速凝剂和骨料必须搅拌均匀,淋水较大的区域可酌情加大速凝剂的掺入量。
2、锚杆安装工艺
①打锚杆眼
爆破后先进行找掉,迎头高度达到2.5m时找掉后先在顶部每排打注5根锚杆,迎头高度达不到2.5m时,应先行出矸,巷道高度达到2.5m高后,再打注顶部锚杆。
然后出矸、补齐剩余部分锚杆。
打掘进眼时,锚杆距槽口不超过0.9米,响炮后锚杆距槽口不超过3米。
打锚杆眼前,首先严格按照中、平线检查巷道断面规格,不符合施工设计要求时必须先进行处理,打锚杆眼前,要按照由下向上先找出一条安全通路,然后由上向下,先顶后帮的顺序找掉活矸危岩,确认安全后方可作业。
锚杆眼位置要准确,眼位实际操作允许误差±
100mm,眼向误差不得大于15°
(锚杆角度≥75°
),锚杆应垂直岩层层理打注,岩层层理不明显时,垂直巷道轮廓打入,锚杆眼深度为2.35m。
打锚杆眼时,采用长、短钻杆和配套小锤架施工。
②安装锚杆
安装前应将眼孔内的积水、岩粉用吹眼器吹扫干净,吹眼时,操作人员应站在孔口一侧,眼孔方向不得有人,然后把锚固剂按规定数量送入眼底,随后将锚杆插入锚杆眼内,使锚杆顶住锚固剂,使用锚杆机或风动扳手旋转锚杆搅拌锚固剂,搅拌20-35秒顶到设计位置后,如果锚杆已达到设计深度要求,要继续搅拌到规定时间,然后停止锚杆转动将锚杆机(帮锚杆机)或风动扳手与锚杆分离,然后在外端铺设好金属网并套上托盘和螺母,锚杆打注完后要等5分钟,螺母再上紧,锚杆的单根锚固力≥50kN。
3、喷射混凝土
喷浆使用HPZ5U型喷浆机,使用水泥、砂、石渣、速凝剂作为骨料和添加剂。
(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喷浆前必须用水冲洗岩面,在巷道拱顶和两帮拉绳安设喷厚标志。
⑤喷射人员要佩带齐全有效的劳保用品。
(2)喷射混凝土的工艺要求:
①喷射顺序为先墙后拱,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。
喷枪头与受喷面的垂直距离以0.8m~1.0m为宜。
②人工拌料时采用潮拌料,水泥、砂、石渣应翻拌混合均匀。
③喷浆时,喷浆机的供风压力为0.15~0.2MPa,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,使喷射的湿混凝土无干斑、无流淌、粘着力强,回弹料少,一次喷射混凝土厚度20~30mm,并要及时复喷,复喷间隔时间不得超过2小时,否则,应用水重新冲洗受喷面。
(3)喷射工作
①喷射工作开始前,应首先检查喷浆使用工具是否齐备,无问题后方可以进行喷射工作。
若喷射地点有少量淋水时,可以适当增加速凝剂掺入量;
若出水点比较集中,可设好导水管,然后再喷浆。
喷射结束后,喷层必须洒水养护28天以上,7天内每天洒水一次,7天以后每周洒水1次。
喷射完毕后,应立即收集回弹物,并将当班拌料用净。
当班喷射结束后,必须卸开喷头,清理水环和喷浆机内外所有灰浆和材料。
废料、回弹要当班收集,装车运出,保证喷浆机清洁。
②开机时,必须先给水,后开风,再开机,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,并将喷口超下。
③发生堵管时要及时断电停料停水,用敲击法逐段疏通管路,处理时要放直输料管,设专人把好枪头,任何情况下枪口不准对着人,更不准对着枪口看。
(4)喷射质量
喷浆前必须清洗岩帮、清理浮矸,喷射均匀平整,无裂缝,无“穿裙、“露脚”现象。
二、巷道工程质量标准
锚网喷巷道工程质量标准
0~+100
0~+150
锚杆
间排距/mm
±
孔深/mm
2350+50
喷射混凝土厚度
成巷总厚度
≥150mm
施工工艺
施工方法
根据斜井的工程特征、地质状况、支护形式、工期要求,结合我公司施工设备及工人操作技术水平等因素,确定采用斜井快速机械化施工作业线。
即光面爆破、扒渣机装岩、侧卸矿车提升、风泵配合卧泵接力排水的施工方法。
凿岩方式
本规程所施工岩层巷道均采用钻爆法破岩。
凿岩机使用YT-28型风动凿岩机,钻杆使用B22mm钻杆,掘进炮眼使用φ43mm钻头;
锚杆眼顶部使用风动锚杆钻机打注,侧顶及墙部使用YT-28型风动凿岩机和φ32mm钻头打注。
爆破作业
断面布孔按爆破图表执行。
1、炸药、雷管:
使用煤矿二级硝铵炸药,毫秒延期电雷管1-4段。
2、装药结构:
采用正向装药结构。
3、最小抵抗线:
工作面有2个或2个以上的自由面时在煤层中最小抵抗线不得小于0.5m在岩层中最小抵抗线不得小于0.3m。
浅眼装药爆破大岩块时,最小抵抗线和封泥长度都不得小于0.3m.
4、起爆方式:
受雷管段数影响,断面内采用分次装药起爆,先爆破掏槽及下半部,后爆破顶部(掘进躲避洞不在此限)。
起爆使用MFD-150/200型发爆器,联线方式采用大串联。
5、巷道采用光爆锚喷,根据围岩硬度周边眼距定为350~500mm,抵抗距为500mm。
周边眼距与抵抗距的比值在硬岩中取0.7~0.8为宜,而在软岩中取0.6~0.8为宜。
装药量按照爆破图表执行。
附爆破图表。
装岩及运输
1、装岩
巷道出矸采用ZWY-120/55L型扒渣机装岩,工作面爆破岩石经扒渣机装入矿车,经斜井提升至地面排出。
装岩时遇大块岩石应采用风镐破碎,不得强行装入矿车。
扒渣机出矸与打眼平行作业时,应保留足够安全距离,扒渣机最大臂展与打眼人员距离不得小于2m,如果距离不够严禁打眼与装岩平行作业。
2、运输
提升设备选择
1、斜井上段刷扩期使用JTP-1.6m绞车牵引2.5m³
侧卸矿车运输。
2、斜井下段采用JD-2.5绞车牵引1个2.5t侧卸矿车运输。
3、车场采用JD-11.4调车。
4、JTP-1.6绞车提升验算
主要技术参数
绞车电机功率110kW
斜山坡度γ=33°
矿车自重mZk=950kg;
货重2.5m³
矿车上行,矸石容重取1.5t/m³
,矿车装满系数取0.9,则G=1.5*2.5*0.9=3375kg
核算绳段载荷3375kg
矿车运行阻力系数W=0.025
钢丝绳绳径φ=24.5mm,型号6*19-1550-24.5
钢丝绳单位重量mP=2.165kg/m
钢丝绳摩擦阻力系数f=0.1
提升速度V=3.06m/s
φ24.5mm钢丝绳破断力为355000N=36200kg
绞车牵引力45KN=4591kg
验算
①.矿车重载:
(1)总下滑力
F1=(mZ+G)·
sinγ
=3375×
sin33°
=1838.2kg
(2)矿车运行阻力
F2=w·
(mZ+G)·
cosγ
=0.025×
3375×
cos33°
=70.8kg
(3)钢丝绳自重所需牵引力
F3=L*mp(fcosγ+sinγ)
=270×
2.165(0.1×
+sin33°
)
=367.4kg
(4)矿车重载上行所需牵引力:
F=F1+F2+F3=1836.2+70.8+367.4=2274.4kg<
4591kg
绞车牵引力满足要求。
②.钢丝绳破断力验算
钢丝绳破断力验算
钢丝绳安全系数ma=钢丝绳破断力总和/最大拉力
ma=36200÷
2274.4=15.92>
6.5合格。
③.电机功率验算
按矿车重载上行验算,提升速度3.06m/s,提升拉力2274.4kg,提升时所需电动机功率为N=FV/η=2274.4×
3.06/0.87=7999.6kg*m/s=78.4kW<
110kW(合格)
5、JD-2.5绞车提升验算
绞车电机功率37kW
斜山坡度γ=21°
矿车自重mZ=950kg
货重取G=2.5*1.5*0.9=3375kg
钢丝绳绳径型号6*19-1400-18.5
钢丝绳单位重量mP=1.218kg/m
提升速度V=1.03-1.57m/s
φ20mm钢丝绳破断力为180000N=18355kg
绞车牵引力2500kg
①.矿车重载(装满1车矸石):
=(950+3375)×
sin21°
=1549.9kg
(950+3375)×
cos21°
=100.9kg
=260×
1.218×
(0.1×
+sin21°
=143.1kg
F=F1+F2+F3=1549.9+100.9+143.1=1793.9kg<
2500kg
通过以上计算,绞车牵引力满足要求。
②.钢丝绳破断力验算
ma=18355÷
1793.9=10.23>
③.电机功率验算
按矿车重载上行验算
提升速度1.57m/s,提升拉力1793.9kg,提升时所需电动机功率为N=FV/η=1793.9×
1.57/0.87=3237.3kg*m/s=31.73kW<
35kW(合格)
管线及轨道铺设
一、管线
在掘进施工中电缆、排水管路敷设在巷道右侧,压风、供水管路、风筒设在巷道左侧。
风水管接口严密,不得出现漏水、跑风现象。
压风管距工作面40m范围内使用32㎜高压胶管,后路使用108mm钢管;
供水管距工作面40m范围内使用12㎜高压胶管,后路使用52mm钢管,风水管路要随工作面及时延长,以供工作面正常用供风和用水。
风筒吊挂必须平、直、顺,环环吊挂,风筒距工作面不得超过10米。
附施工断面图。
二、轨道
掘进时铺设临时轨道为30kg/m的轨道,轨距600mm,使用支拉板作为临时道枕,支拉板成对布置,间距1000mm,铺设的轨道必须符合规定,轨距误差不大于5mm,不小于3mm;
轨道间隙不超过5mm,内外差不大于5mm,轨道构件齐全、紧固有效。
临时轨道支拉板下平不得高于设计临时底板标高。
设备及工具配置
设备配备表
序号
设备工具名称
型号规格
功率/kW
单位
数量
扒
渣
机
作
业
线
局部通风机
FBD5.6
11×
2
台
备用1台
扒渣机
120
55
1
小绞车
JD-11.4
11.4
YT-28型风动凿岩机
YT-28
风动
5
备用2台
喷浆机
HPZ5U
5.5
风镐
C10
风动扳手
QT-40
潜水泵
FWQB-70/30
1台
JD-2.5绞车
JD-2.5
37
生产系统
通风系统
1、根据巷道掘进通风长度,工作面选用2×
11kW对旋局部通风机,使用直径φ600mm柔性风筒给工作面供风,满足施工需要。
2、对旋局部通风机安装地点
在15S总回风巷开口10m外的全风压进风流安装2×
11kW对旋局部通风机,局部通风机安设高度距底板不少于300mm,放置在支架上以防吸水受潮损坏设备,使用φ600mm柔性风筒给工作面供风。
3、系统风流
新风:
东山回风井——工作面
乏风:
工作面——-总回风巷。
工作面压风由地面压风站经108mm压风管路引至工作面使用。
防尘系统
为了减少工作面粉尘、积尘,采取以下防尘降尘措施:
①湿式凿岩:
即湿式打眼,严禁干打眼。
②放炮喷雾:
距
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