马头门作业规程Word文档格式.docx
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(4)《煤矿安全规程》(2016)、《煤矿岗位技术操作规程》、《各工种岗位责任支度》。
(5)《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)。
第二节工程概况
一、巷道名称、位置及相邻关系
1、副立井井底马头门:
位于腾晖煤业副立井井底,工程总长度为44.8m,其中19m采用锚网索+砼碹支护,断面形式为半圆拱,浇筑厚度为300mm,混凝土强度为C35。
2、喷浆段11.3m采用锚网索喷支护,喷厚100mm,喷砼强度为C30。
铺轨长度为29.9m、38㎏/m、轨距600mm;
水沟长度为24.9m,净断面300mm×
350mm,混凝土强度为C10。
3、井筒浇筑段共14.5m,锚网+砼碹支护,断面为圆型,浇筑厚度为400mm,混凝土强度为C35。
具体巷道布置及断面见附图。
二、掘进目的及用途
该工程为副立井马头门,是井底车场巷道与立井井筒连接的过渡段。
三、巷道设计长度及服务年限
1、设计长度:
全长44.8m。
2、其服务年限为永久。
四、预计开、竣工时间
根据掘进工程安排,自2016年5月15日开工,预计2016年6月25日竣工。
五、矿井瓦斯情况
霍州煤电集团河津腾晖煤业公司为高瓦斯矿井。
附图1:
工作面巷道设计图(1:
1000)
第三节地面相对位置及邻近采区开采情况
一、巷道相对应的地面位置、标高,区域内的水体和建、构筑物对工程的影响等。
马头门地面位于工业广场东侧,低山丘陵地带,v字型沟壑发育,地表为黄土层覆盖,多为荒坡。
地面标高为:
+696—+758;
工作面标高为:
+325.47。
井上、下对照关系情况表
工作面名称
马头门
煤层名称
2#煤层
水平名称
+325.47m
地面标高(m)
+696~
+758
工作面标高(m)
+325.47
埋藏深度(m)
地面相对位置
及地表情况
地面位于工业广场北侧,低山丘陵地带,v字型沟壑发育,地表为黄土层覆盖,多为荒坡。
井下位置及与四邻关系
该掘进巷道位于井田北部,巷道在掘进中穿过2#煤层顶板砂质泥岩(4.72m)、中粒砂岩(11.81m,K8含水层)至砂质泥岩(3.6m)层位。
巷道长度
设计长度:
44.8m。
二、临近采掘情况及对刷扩巷道的影响
根据相邻巷道刷扩情况分析,K8砂岩含水层水对巷道施工影响不大。
预计巷道内无积水,但可能存在有害气体。
附图2:
工作面四邻关系平面图(1:
三、煤(岩)层赋存特征及地质构造
1、煤(岩)层赋存特征
根据地质报告及邻近202钻孔资料,2#煤层顶板砂质泥岩(4.72m)、中粒砂岩(11.81m,K8含水层)至砂质泥岩(3.6m)层位,其顶板直接顶为细粒砂岩(5.05m),上为泥岩(1.10m),基本顶为细粒砂岩(7.25m)。
工作面各煤岩层自下而上分别为:
2#煤层厚度约6.2m,呈灰黑色,块状,平坦状断口,含植物化石;
砂质泥岩层位,厚约4.72m,呈灰黑色,块状,平坦状断口,含植物化石;
中粒砂岩(K8砂岩)层位,厚度约11.81m,呈灰白色,中厚层状,成分以石英为主,长石岩屑次之,泥硅质胶结,分选磨圆差;
砂质泥岩层位,厚约3.6m,呈灰黑色,块状,平坦状断口,含植物化石;
细粒砂岩,厚约5.05m,呈灰色,细粒砂状结构,平坦状断口,成分以石英为主长石岩屑次之,硅质胶结,偶见植物化石碎片;
泥岩,厚约1.1m,呈深灰色,泥钙质结构,水平状层理,含泥质,致密性脆;
细粒砂岩,厚约7.25m,呈灰色,细粒砂状结构,平坦状断口,成分以石英为主长石岩屑次之,硅质胶结,偶见植物化石碎片。
2、地质构造
根据相邻巷道揭露情况及地质报告分析:
马头门施工中不会揭露断层、陷落柱等影响生产的地质构造。
3、水文地质
1)、碎屑岩类裂隙含水岩组主要为K7、K8、K10三层砂岩含水层及层间砂岩裂隙水,其富水性弱,易于疏干,巷道掘进中局部地段淋水或渗水,对掘进影响不大。
2#煤层位于山西组中下部,上距K8砂岩平均约5m。
2)、碎屑岩类碳酸盐岩类裂隙含水岩组分布于全井田,为岩溶裂隙含水层,有三层发育良好且易被水溶解的海相石灰岩(K2、K3、K4),含水层厚度15.03m~24.26m,富水性弱,根据S401水文孔抽水资料,静止水位标高502.877m,单位涌水量0.000179L/s×
m,渗透系数0.00098m/d,对巷道掘进没有影响。
3)、碳酸盐岩类岩溶裂隙含水岩组主要为奥陶系上马家沟组、峰峰组灰岩,是煤系地层之基底,埋于井田深部,据S401水文地质钻孔资料,静止水位标高+454.487m。
水位单位涌水量0.0021L/s×
m,渗透系数0.0135m/d,本区奥灰水水流缓慢,水力坡度小,约6.4×
10-4,井田内奥灰水位标高约+454~+456m,马头门标高为+321m-+340m,工作面带压,带压值为1.14-1.33MPa,因本区域奥陶系灰岩富水性弱,对巷道掘进没有影响。
附图3:
煤层柱状图
4、涌水量情况:
工作面掘进期间预计正常涌水量约0.5m3/h。
主要水源为施工用水,无水害威胁。
第二章巷道布置、断面
第一节巷道布置
一、巷道布置
副立井井筒中心坐标X=3961286.145,y=19465134.241,z=+325.47,马头门掘进方
位角为270°
。
二、巷道断面及形状
副立井井底马头门共6个断面,祥见图《副井井筒与井底车场连接处》(图号S1066-117)。
工程量见下表
名称
施工长度(m)
净高
(m)
净宽
净断面(m2)
荒断面(m2)
支护方式
喷浆/砌碹厚度(mm)
东侧马头门
5.1
3.1~4.31
4.0
30.3~34.6
33.2~38.1
锚网索+砼碹
300
西侧马头门
8.5
液压及操作硐室室
3.3
5.0
18.8
25.75
锚网索+砼碹碹
调度绞车硐室
2.1
3.0
2.0
11.1
15.91
200
井筒加厚支护
14.5
4.7
21.28
26.42
400
西侧等候室通道
11.3
18.98
锚网索喷
100
第二节巷道断面
马头门刷扩浇筑段断面为半圆拱,支护方式为锚网索+混凝土浇筑,最高处净高6410mm,净宽4000mm,掘进高6710mm,掘进宽度为4600mm,最低处净高5200mm,净宽4000mm,掘进高5500mm,掘进宽4600mm,支护厚度为300mm。
井筒浇筑段支护采用锚网索+砼碹支护,掘进直径为5800mm,净直径5000mm,支护厚度为400mm。
马头门喷浆段采用锚网索喷支护,掘进宽度为4200mm,掘进高度4900mm,净宽4000mm,净高4700mm,铺底厚度100mm,喷厚100mm。
附图4:
巷道断面图(1:
50)
第三节巷道开口施工
马头门施工先在巷道两侧满铺轨道及皮带,然后从上向下施工马头门上3m井筒段。
井筒支护方式为采用锚网索+砼碹,最大控顶距为2.2m,最小控顶距为0.3m。
临时支护为锚网支护。
第四节矿压观测
一、监测对象:
副立井井底马头门。
二、监测内容:
顶板离层及锚杆、锚索支护应力。
三、监测方法:
采用KJ216顶板压力监测系统,巷道开口处布置一组测点,遇到顶板破碎情况,在破碎段增设一组顶板检测设备,离层仪安设点居于巷道正中、液压枕安装于巷道正中的锚杆上,巷道掘进结束后,应设置3个测点,井下数据定期汇报生产科进行数据处理。
(详见矿压监测内容、目的及手段一览表)
矿压监测内容、目的及手段一览表
序号
设备名称
型号
观测目的
测试手段
1
顶板移位传感器
GYW300
监测顶板稳定状况,及时采取安全措施
顶板位移传感器
2
锚杆(索)应力传感器
GYM400
检测顶板及锚杆受压力情况
四、监测管理:
1、对每个监测点进行挂牌管理。
当班跟班队干负责本班的顶板监测、填写矿压观测牌板,并填报在验收表上,队组根据验收表内容,发现问题要汇报矿生产科。
2、跟班队干在日常监测中,发现离层仪、压力枕读数变量较大,离层量超过20mm、压力枕读数增大100KN时,要及时汇报生产科,生产科要进行变化分析,并采取措施。
3、施工队技术员负责每五天深入现场收集资料,并进行总结、分析,每十天向队组下顶板矿压预测预报表,队组接到预测预报后,严格执行顶板管理特殊规定。
第三章支护设计
第一节永久支护形式
一、永久支护设计形式
1、马头门浇筑段
该段支护采用锚网索+砼碹支护。
支护锚杆顶锚杆采用φ20×
2500mm左旋螺纹钢锚杆,间排距800×
800mm,每根锚杆配2支CK2340树脂锚固剂;
帮锚杆采用φ20×
2000mm左旋螺纹钢锚杆,间排距800×
800mm,每根锚杆配2支CK2340树脂锚固剂;
锚索选用φ21.6×
5300mm钢绞线,间排距1600×
1600mm,每孔配4条CK2340树脂锚固剂;
钢筋网采用φ6.5钢筋焊接网,网孔间距100×
100mm,网与网搭接100mm,锚杆垫板采用碟形垫片,规格为φ130×
8mm,锚索托板采用高强度锚索钢板,规格为400×
400×
12mm,顶锚杆预紧力不小于150N*m,帮锚杆预紧力不小于120N*m,锚索张拉力不低于25MPa。
砌碹支护厚度为300mm,支护强度为C35。
顶锚杆抗拔力为70KN,帮锚杆抗拔力为50KN。
钢筋网的绑扎间距为200mm,采用14#铁丝双股绑扎。
2、井筒浇筑段
支护锚杆采用φ20×
2000mm左旋螺纹钢锚杆,间排距800×
800mm,每根锚杆配2支CK2340锚固剂;
8mm,锚索选用φ21.6×
6200mm钢绞线,间排距1600×
锚索托板采用高强度锚索钢板,规格为400×
12mm,锚杆预紧力120N*m。
锚索张拉力不低于25MPa,砌碹支护厚度为400mm,支护强度为C35。
锚杆抗拔力为50KN。
3、马头门喷浆段
该段支护采用锚网索喷支护。
支护顶锚杆采用φ20×
800mm,每根锚杆配2支CK2340;
1600mm,每孔配一条4条CK2340树脂锚固剂;
12mm,顶锚杆预紧力不小于150N*m,帮锚杆预紧力不小于120N*m,锚索张拉力不低于25MPa。
喷浆支护厚度为100mm,支护强度为C30。
附图6:
永久支护平剖面图
附图7:
临时支护平剖面图(1:
二、锚杆参数的选择
(1)、锚杆长度
按平衡拱理论计算:
由公式L=N×
(1.1+W/10)计算确定
式中:
N——围岩影响系数,取1
W——巷道跨度,取巷道最大跨度4200mm。
L——锚杆总长度,m
则:
L=1×
(1.1+4.2/10)=1.52m
取顶锚杆长度为2.5m,帮锚杆长度为2m可以满足要求。
(2)、锚杆直径
由公式d=L/110计算确定。
d——锚杆直径,mm
d=2000/110=18.18mm
取顶锚杆直径20mm,帮锚杆直径d=18mm可以满足要求。
(3)、锚杆钻孔直径与树脂锚固剂直径确定
根据“三径”匹配要求,锚杆钻孔直径与锚杆杆体直径之差为6~12mm,锚杆钻孔直径与树脂锚固剂直径之差为4~7mm;
因此锚杆钻孔直径R在24~32mm之间,树脂锚固剂直径R树在17~28mm之间。
取R孔=28mm,R树=23mm。
(4)、锚固方式和长度
采用加长锚固方式进行锚固。
锚固长度计算:
加长锚固要求锚固长度为0.5~0.9倍锚杆长度,取0.5倍,则锚固长度L锚=0.5×
2.0m=1m,选用Z2388型1条CK2340型1条树脂锚固剂,锚固剂长度等于880mm+400mm=1280mm。
实际锚固长度:
根据公式L锚=(L树·
R2树)/(R2孔-R2杆)
L锚——树脂锚固剂锚固长度,mm
L树——树脂锚固剂长度,mm
R树——树脂锚固剂半径,mm
R杆——锚杆半径,mm
R孔——钻孔半径,mm
实际锚固长度
L锚=(1280×
11.52)/(142-92)=1472mm
符合设计要求。
(5)、锚杆间、排距
由确定公式M≤0.5L和B=nN/2KraL2确定。
M——锚杆间距,m
B——锚杆排距,m。
n——顶板每排锚杆根数,取5;
N——每根锚杆锚固力,取100KN;
K——安全系数,取2~3,取3;
r——顶板岩层容重,取24kN/m3;
a——掘进巷道跨度之半,取2.1m;
①M=0.5×
2.1=1.05m
②B=5×
100/2×
5×
24×
2.1=0.99m
锚杆支护间、排距取0.8m×
0.8m均符合设计要求。
第二节临时支护
马头门刷扩浇筑段临时支护为锚网支护,锚杆采用∮20×
800mm,垫片选用Φ130×
8mm冲压碟形垫片,每孔配2条CK2340树脂锚固剂。
钢筋网规格Φ6.5,长×
宽=2000×
1000mm,网孔规格为100×
100mm。
第四章掘进方式
第一节掘进工艺流程
1、马头门施工采用人工打眼放炮刷扩,耙装机装矿车出渣。
2、马头门施工顺序为搭设平台→平台以上井筒刷扩8m及马头门两侧13m刷扩→二次搭设平台→下部井筒3m刷扩、浇筑→三次搭设平台→清底及喷浆段巷道扩刷、喷浆→2个硐室扩刷施工→马头门、井筒浇筑及硐室浇筑→摇台基础。
3、一次平台:
马头门施工前,在马头门+328.1m水平两侧铺满24kg轨道与进车侧马头门底板同一水平。
利用副立井罐笼底部的绳套绑扎住轨道悬吊,轨道另一端预留5m长的麻绳,轨道起吊后轨道另一端3人同时拉拽轨道至巷道底板,然后人工进行调整。
二次平台:
位于+316m水平,在副立井井底马头门两侧分别用锚杆固定托架搭设40#工字钢U型卡固定(滑轮根据需要随时调整位置),在工字钢上制作一临时吊环、钩头及吊篮,同时利用井底回柱绞车起吊吊篮,吊篮宽0.6m,长1.2m,人员站在吊篮上打锚杆固定托架,托架上铺25#工字钢,共3根,间距为1.4m,在工字钢上满铺24kg轨道,轨道上铺满废旧皮带。
三次平台:
位于325.01水平,搭设方式与一次方式相同,起吊作业方式与二次平台方法相同。
在搭设平台前,先将马头门两帮的底板起到设计位置,长度为2m,然后在设计标高的底板搭设平台。
具体见附图
4、井筒防掉渣方案。
在马头门底板以上8m位置,在井筒内分别打12根锚杆,直径20mm,长度为1000mm,锚杆外露400mm,锚固剂采用CK2340一支,两边用锚索及绳卡连接,在锚索上面满铺竹板,用铁丝固定在锚索上,放炮前,将竹板掀开一半到另一边,防止放炮崩坏。
5、马头门砌碹段施工工序:
交接班→安全检查→开工准备→拉中心腰线→打眼→瓦斯检查→装药→瓦斯检查→→拆脚手架→放炮→瓦斯检查→出碴→锚网索支护→支拱架、模板→混凝土浇筑。
马头门砌碹段施工前,在进车侧轨面水平铺满24kg轨道,在轨道上面满铺废旧皮带作为施工平台,施工巷道拱部时,搭设脚手架操作。
6、井筒扩刷及浇筑
交接班→安全检查→搭设脚手脚→打眼→瓦斯检查→装药→瓦斯检查→拆脚手架→放炮→瓦斯检查→搭设脚手架→锚网支护→支模板→混凝土浇筑→出渣。
井筒扩刷时,施工方式为由上到下的顺序,浇筑时由下向上的顺序施工。
井筒与马头门同时浇筑施工。
7、锚网喷段:
交接班→安全检查→开工准备→拉中心腰线→打眼→瓦斯检查→装药→瓦斯检查→放炮→瓦斯检查→出碴→锚网索支护→喷浆。
附图8:
炮眼布置三视图、炮眼装药结构图及爆破说明书
第二节支护工艺
一、锚杆施工
1)采用风动型锚杆机,顶锚杆钻孔深度2500mm,帮锚杆钻孔深度2000mm;
2)钻孔角度≮75°
,尽量与岩面垂直,锚杆外露长度不大于50mm,间排距偏差为±
每根锚杆安装2支CK2340树脂药卷。
3)安装前测量锚孔深度,要求不小于杆体有效长度;
4)用压缩空气或扫孔器清净锚杆眼内岩粉;
5)锚杆安装时,要保持凿岩机与锚杆、钻孔的中心线在同一轴线上;
6)首先将锚固剂插入锚杆孔将托盘带上螺帽,然后再紧好放入锚杆孔内,
利用锚索机将树脂锚固剂搅拌均匀和锚杆一同推入孔内,托盘紧帖岩面。
7)锚网安装后搭接100mm,绑扎间距为200交叉相连,采用16#铁丝双股连接。
二、锚索施工
1)采用普通单体锚杆机配S19中空六方接长式钻杆和Φ28双翼钻头湿式
打眼。
为保证孔深准确,可在起始钻杆上用白色或黄色油漆标出终孔位置。
2)锚索下端装上专用搅拌驱动器,2人配合用锚索顶住锚固剂缓缓送入钻
孔(注意不能反复抽拉锚索),确保锚固剂全部送到孔底。
3)将专用驱动器尾部六方头插入锚杆机上。
4)锚杆机边推进边搅拌,前半程用慢速旋转,后半程用快速旋转,搅拌时
间控制在20~30s。
5)停止搅拌,但继续保持锚杆机的推力约3min,然后可退下锚杆机并移
开打下一个锚索孔。
6)15分钟后,卸下专用搅拌驱动器,装上托盘、锚具,使托盘紧贴岩面。
7)2人一起将张拉千斤顶套在锚索上,并用手托住。
8)开泵进行长拉,并注意观察压力表读数,达到设计预紧力千斤顶行程结
束时,迅速换向回程。
9)卸下长拉千斤顶(注意用手接住避免坠落)。
10)锚索外露长度200~300mm,角度与岩面垂直,间排距为1600mm,偏差±
100mm,预紧力为25MPa。
三、喷射混凝土
采用人工上料喷浆机。
喷浆时,作业人员必须抱紧喷枪,喷枪口严禁对人,喷浆先墙后拱进行,围岩不好时,先初喷,后再挂网打锚杆进行喷浆,喷枪与岩面尽量保持垂直,喷射质量以不流淌为宜。
速凝剂掺量为水泥重量的4~6%。
开机顺序:
风—水—电—料,
停机顺序:
料—电—水—风。
堵管问题处理:
喷射作业时,发现喷头不出料,要立即停料、停机,再停风、水,自喷头至机体用大锤敲击,特别是接头处;
敲击后,用压风吹出。
喷浆作业时,注意出料管不可有死弯,以防堵管。
C30喷浆配合比为水泥:
砂:
石子:
速凝剂=1:
2.03:
1.36:
0.04,水灰比为0.55。
四、混凝土浇筑
模板采用钢模板,墙部规格为1500×
300mm,拱部规格为1500×
150mm。
依据巷道中心线和腰线组装支架、墙板,为保证脱模后混凝土的表面质量,分段立模,分次浇灌。
C35混凝土配合比为水泥:
石子=1:
2.36:
4.21,水灰比为0.57。
五、拆模
1)浇筑后24小时以后拆模。
2)拆模工作应从上往下逐层人工拆除。
3)对拆模后的混凝土壁表面观感质量及时修饰处理。
六、铺底
马头门施工完,将马头门底板找平至设计标高,浇筑100mm厚混凝土。
七、管线吊挂与轨道铺设
巷道内的风水管路均接自管线井原有的风水管路,吊挂在巷道右侧,距地
面高度为300~1100mm,电缆吊挂在巷道左侧,距地面高度为1.5m,每3m打一电缆钩,管线吊挂保证平顺直。
八、巷道水沟
350mm,混凝土强度为C10,壁厚100mm。
九、设备及工具配备
设备工具配备表
设备、工具名称
型号规格
单位
数量
备注
绞车
25kw
台
喷浆机
PZ-5
3
耙岩机
22kw
4
风钻
YT-28
5
风镐
第五章施工工艺
第一节运输方式
采用人工装1吨矿车(前期),后期采用22kw耙岩机,25kw绞车运输,经轨道石门运送至采区煤仓。
22kw耙岩机安装在轨道石门与马头门交叉口5m处,25kw绞车安装在轨道石门绞车硐室。
二、材料运输
地面→副立井→工作面
工作面的材料主要用人工装矿车运送至马头门工作面。
第二节运输管理
一、耙岩机使用管理
1、移设耙岩机前,首先根据碛头施工情况确定好移机步距(为防止放炮损坏耙岩机,不超过工作面6m),同时按照中腰线要求,耙出浮矸,清理至巷道设计底板。
2、耙岩机移机前,首先指定专人对耙岩机与绞车钩头进行检查,确定安全、可靠,移机时,也必须有专人进行指挥,信号联系必须准确、可靠,绞车司机必须集中精力进行操作,使耙岩机运行慢速、平稳,并指定专人监视其运行状态,发现异常时,必须立即发出停车信号,严禁冒险作业和违章指挥,待隐患排除并检查确认可靠后,方可继续提升,移机过程中,无关人员必须躲在安全地点,严禁在耙岩机后方进行其它作业。
3、以上工作做好经专人检查无误后,同时指定专人将耙岩机尾轮固定在工作面,尾轮安装必须安装严格按照作业规程施工;
然后用直径15.5mm的钢丝绳,将导向滑轮和牵引滑轮与尾轮连接,组成一个滑轮组,然后用反牵引绞车匀速上拉到指定位置,钢丝绳连接采用型号相同的绳卡,每个连接点设卡子不得少于2个,卡子必须上牢靠,以上工作必须指定专人进行检查,确认无误并使钢丝绳均匀受力。
4、以上工作指定专人确认无误后,安全后,除信号工外,所有人员必须撤离至安全地点,然后将直径30mm、长度1.5m的4根圆钢分别插入耙岩
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