煤仓上口通风绕道掘进作业规程Word文档下载推荐.docx
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井筒穿过主要含水层有二叠纪下石盒子下段,山西组砂岩裂隙含水层,岩层含水性强,主要靠大气补偿,其单位涌水量Q=0.00011~0.188L/s.m。
太原组K4、K3、K2石灰岩溶洞含水层、岩层含水性较强,但也主要靠上部砂岩裂隙含水层补给及大气降水补给,单位涌水量Q=0.03~1.0L/s.m。
井筒穿过2#、4#煤采空区,根据矿区水文地质补充报告,低洼处存有积水,2#、4#煤矿井水文地质确定为简单类型。
9#、10#、11#煤层水文地质类型确定为中等类型。
三、煤仓上口通风绕道概况:
煤仓上口通风绕道开口位于主斜井井筒ZX4测点往井口方向27.09m,于井筒呈45°
夹角掘进,结束位置与上仓斜巷贯通。
第三章巷道布置及支护说明
第一节巷道布置
1.断面、工程量、中腰线、开口的位置、方位角等
煤仓上口通风绕道采用半圆拱断面,毛断面13.7m2,净断面12.24m2,工程量79m,开口坡度为15°
,掘进5.99m后以7°
坡度掘进4.27m,剩余为平巷掘进。
毛断面中腰线规定:
中心线左2.15m,右2.15m。
腰线上2.15m,下1.5m。
附:
巷道平面布置图
第二节支护设计
该工程主要由晋中市煤炭规划设计研究院及矿技术部门设计,由施工单位具体施工。
具体设计情况如下:
1、临时支护方式,工作面与临时支护、永久支护间的最小和最大距离
临时支护:
爆破后等炮烟散尽,班组长、爆破工、瓦检员由外向里检查通风、瓦斯、煤尘、顶板、支护、拒爆、残爆等安全情况,认真敲帮问顶,清除净帮顶活矸,然后使用直径不小于200mm的优质圆木作为临时支护,每循环临时支护不少于3根,临时点柱必须配合长托帽打紧背牢。
工作面与临时支护的最小和最大距离分别为0.5m和1.8m;
2、支护参数的确定
采用C15混凝土锚网索喷支护,顶部锚杆为φ24mm×
2400mm的左旋螺纹钢金属锚杆,帮部锚杆采用φ20mm×
2000mm的左旋螺纹钢金属锚杆,顶部锚杆间排距800mm×
800mm,帮部锚杆间排距为750mm×
750mm,每根锚杆使用一根CK2335和一根K2360树脂锚固剂,托盘为150mm×
150mm×
10mm拱形高强度托盘。
单根锚杆锚固力不低于80KN。
每排15根锚杆。
3、支护参数的验算
1、锚杆支护
⑴锚杆支护方案的选取
根据地质资料,巷道选取锚网喷支护较为科学、合理。
为能有效控制锚杆之间岩石块体的冒落及改善顶板、帮部表面岩层的完整性和韧性,决定在施工巷道顶板、帮部锚杆时,沿巷道顶板、帮部表面铺设金属网(用Q235钢筋焊制,Φ4×
2000×
1000mm),Q235钢板托盘、CK2530和K2530锚固剂联合支护巷道。
⑵支护结构采用:
锚杆+锚索+金属网+Q235钢板+喷浆。
⑶锚杆附件参数的确定
①托板的确定
根据我矿锚网喷支护经验,巷顶采用Q235钢板作托盘。
②金属网的确定
根据本巷道服务年限及本施工区域内顶板情况,决定顶部采用Q235钢筋焊制的Φ4×
1000mm金属网配合Q235钢板、锚杆改善顶板表面岩层的完整性和韧性,控制锚杆之间岩石块体的冒落。
⑷锚杆几何参数(长度、直径、强度)的确定
①锚杆材料(直径、强度)的确定
根据矿方提供的地质资料,确定本巷道锚杆支护材料如下:
根据锚杆设计锚固力不小于80KN,扭矩力不小于120N.m,确定锚杆直径为顶部采用φ24mm,帮部采用φ20mm的螺纹钢锚杆。
②锚杆长度的确定(按悬吊理论)
根据矿方提供的地质资料,确定其锚杆长度
Lg=KH+L1+L2
式中Lg:
锚杆全长,m;
K:
安全系数,取1.3;
H:
不稳定岩层最大厚度,为0.5m。
L1:
锚杆锚入稳定岩层的长度,取为1.0m。
L2:
锚杆外露长度,取为0.05m。
代入上式:
Lg=1.3×
0.5+1.0+0.05
=1.7m
为了增加锚杆锚固深度,决定采用长度为2.4m的螺纹钢锚杆作为拱顶锚杆,长度为2m的螺纹钢锚杆作为帮部锚杆。
⑸锚固参数(孔径、锚固剂型号、锚固长度)的确定
①锚杆孔径的确定
根据锚杆支护“三径”(锚杆直径、锚固剂直径、锚杆孔径)相匹配的原理及结合我矿锚杆支护经验,确定锚杆孔径为28mm。
②锚固剂型号的确定
根据锚杆支护“三径”相匹配原理及结合我矿锚杆支护经验,确定树脂锚固剂的直径为Φ23mm。
③锚固长度的确定
根据设计锚杆锚固力不小于80KN,扭矩力不小于120N.m,确定其锚固长度为:
锚杆锚固长度:
1.2m,每孔配K2360、CK2360锚固剂各1卷。
2、锚杆材料(直径、强度)的验算
根据巷顶部锚杆设计锚固力不小于80KN及锚杆杆体承载力与锚固力等强度原则,用如下公式验算锚杆直径。
d=35.52
式中d:
锚杆杆体直径,mm;
Q:
锚固力,≮80KN。
Qt:
杆体材料抗拉强度,直径为Φ20mm锚杆杆体的抗拉强度为:
490Mpa,杆体伸长率≥15%,杆体屈服强度为:
335Mpa。
=35.52
=14.35mm
为安全起见,本巷道顶部锚杆采用Φ24mm,,帮部采用Φ20mm的锚杆。
锚索采用φ17.8mm×
6000mm预应力钢绞线,间排距2000mm×
5000mm,按2-2平行布置,每根锚索使用一根CK2360、一根K2360和一根Z2360型树脂锚固剂。
托板为300mm×
300mm×
10mm的钢板托盘。
钢筋网φ4mm钢筋焊接而成,网幅2000mm×
1000mm,网孔规格为100mm×
100mm,网与网搭接长度为100mm,采用14#铁丝绑扎连接,绑扎间距不大于200mm/道。
喷射混凝土支护:
喷砼厚度150mm,混凝土配合比为:
水泥:
砂:
石子=1:
3.12:
4.87速凝剂掺量为水泥用量的4%,其强度为C15。
普通硅酸盐水泥,标号为PO32.5,无过期、受潮结块现象。
坚硬清洁的中粗黄砂,含水率3-6%,含泥量不大于3%。
石子:
清洁干净,粒度5-10毫米。
速凝剂:
经国家鉴定合格的产品,无受潮变质现象。
水:
矿井生活用水,不含杂质,PH值为6-8。
煤仓上口通风绕道巷断面支护图
第三节支护工艺
一、锚杆支护工艺:
打锚杆前,首先由经验丰富的老工人和班长进入工作面进行敲帮问顶,找掉活矸浮石,确认安全后,其他人员方可进入工作面。
首先严格按中腰线检查巷道断面规格,不符合设计要求时必须先进行处理;
打锚杆眼前要先按照由外向里,先顶后帮的顺序检查顶帮,确定符合设计要求后方可施工。
按设计锚杆间排距,点锚杆眼位,利用MQT-120型锚杆钻机配φ20mm中空六角合金钢钎杆,φ28mm双翼钻头,由后向前逐排逐根凿眼,锚杆眼方向为井巷设计轮廓线的法线方向,锚杆眼深符合《井巷工程质量检验评定标准》要求。
利用锚杆搅拌器安装锚杆并严格掌握搅拌时间(30±
5s)。
卸去搅拌器,把锚杆眼找平,套上托盘,拧紧螺帽。
等树脂药卷达到凝固时间,进行螺帽的二次紧固,施工结束后必须对锚杆进行抽样检查,锚杆的锚固力不低于80KN,不合格的锚杆必须重新补打。
二、钻机的操作与使用
为保证锚索在最佳状态下进行安全工作,正式钻孔前必须做好充分的准备,才能正式钻孔。
1、钻孔前的准备:
操作前,首先检查锚索钻机的各零部件是否齐全,紧固件是否松动,操作机构是否灵活,动作是否准确无误。
钻机开机前所有的控制板手都必须处于关闭状态。
将风、水管路接入钻机,并用卡子紧以防使用中脱落。
检查钻机是否垂直,内孔是否畅通,钻头是否锋利。
2、钻孔:
空载试验操作步骤:
将支腿控制把打到开的位置,使支腿各级杠筒应在自重下缩回,两只支腿的伸出和缩回必须同步。
将马达控制扳机转到开的位置,观察钻机连接是否有水流出。
空开试验正常后,开始钻孔,钻机开眼后将钻机的旋转速度调到最大,以达到快速钻进,钻完孔后,关闭支腿的控制开关,支腿排气,钻机在自重的作用下,收回,此时马达缓慢旋转,带着钻机落下,然后关闭气阀,关闭冲洗水阀。
锚索孔一般较深,一次钻孔不可能达到位置待钻机降落后再接上钻杆,继续向上钻孔,直到钻孔满足锚索孔的所需深度为止。
3、锚索的安装工艺
⑴地面的准备:
首先检查钢绞线截去松丝、严重锈蚀和死弯部分,按设计长度截断钢绞线除去锈蚀和污泥,尤其是内锚固段,在锚固头安装毛刺和挡圈。
钻孔:
钻孔深度6m,钻孔采用MQT-120/2.4气动锚杆钻机,可连接B19或B22的钻杆,φ28mm钻头,在钻孔时要保持钻机的底部不挪动,以免钻孔的轴线不在一直线上,给锚索取的安装带来困难。
⑵锚固:
采用树脂药卷锚固,每根锚索使用一支CK2335一支K2360和一支Z2360型树脂锚固剂,超快速的在孔底,快速的在中间,中速的在外边。
按先后顺序将超快的和快速的送入孔内,最后送入中速的,用钢绞线轻轻将树脂药卷送入孔底,搅拌20~30s,停止搅拌,等待3分钟,回落钻机卸下搅拌器,完成锚索的内锚固。
15分钟后装上托板和锚具,并将其托到紧贴顶板的位置。
⑶张拉:
树脂药卷锚固15分钟后用MS15-180/155矿用锚索张拉机具张拉锚索,张拉预紧力要达到150KN以上。
锚索安装48h后,对锚索预应力进行检查,发现预紧力下降及时补打。
锚索锚固力不低于200KN。
三、喷浆工艺
利用PZ-7B型喷浆机喷射混凝土成巷。
喷射混凝土以湿式为主,喷射前检查巷道规格,挂线、埋设喷厚标桩。
若一次性喷射厚度太大,由于自重作用,混凝土会坠落,回弹量增大,一次喷厚太小,石子无法镶进喷浆层,也会使回弹增大。
一次喷厚宜在50mm~80mm。
喷浆时,严格按操作规程使用喷浆机,调整好风压、水压,以减小回弹,降低粉尘,保证喷层质量;
喷浆时先开水,后开风,喷完浆后,先关风,后关水。
喷浆压风软管使用前扎牢,以防伤人。
拌制混合料时,必须严格按配合比进行配制,速凝剂在喷浆机上料时按比例均匀加入,随上料随往料斗内加入速凝剂。
每次配拌料的数量要和班级作业计划相符,当班配的料当班一定要喷完,以免造成浪费。
上料工要听从喷浆司机指挥,喷浆机盍正常后,方可将拌好的混合料装到喷浆机料斗里。
正常喷射过程中,料要上的均匀连续,料斗内始终保持足够数量的存料,不能强行提高喂料速度,防止料过多造成喷射机负荷过大。
喷射前用细铁丝在巷道拱顶和两帮拱基线处打点挂线,以便按线喷射,保证喷射质量。
喷射顺序:
由下向上,先底角、墙,后拱肩、顶进行。
复喷前,一定要先用水冲洗原喷层。
喷头操作时要先给水后给料,及时调整水灰比,喷射时喷头尽可能垂直受喷面,夹角不小于70°
,喷头与受喷面以1m为宜。
喷头运行轨迹呈螺旋线移动,旋状直径以200mm-300mm为宜,一圈压半圈的方法均匀缓慢移动;
两人配合,一人持喷头喷射,一人辅助照明并负责联络,观察顶帮安全和喷射质量。
巷道成形后,要求无漏筋、漏锚杆现象,表面平整度要求在50mm以内。
四、巷道质量要求
项目
设计尺寸、数量
允许偏差
合格
优良
巷道净宽(中宽)/mm
4000
0~200
0~100
巷道净高(中高)/mm
3200
锚杆扭矩/N.m
顶
≥150
符合设计
帮
锚杆间排距/mm
800×
800
±
100
50
750×
750
锚杆锚固力/kN
≥80
锚杆角度/(°
)
顶帮
90
≤15
锚杆外露长度/mm
30~50
锚索间排距/mm
5000
锚索角度(°
≤3
锚索外露长度/mm
≤300
锚索预紧力/kN
锚索锚固力/kN
≥200
托盘、金属网安装
紧贴岩面
第四章施工工艺
第一节施工方法
1、施工工艺
⑴测量部门首先确定开门位置、方位角、腰线。
⑵清理施工开点位置附近的场地,为施工创造条件。
⑶准备好施工所需材料。
2、施工方式
采用光面爆破落岩方式掘进施工,ZWY-220型矿用挖掘装载机机配合人工装岩,4m³
侧卸式箕斗运输排矸。
3、施工工序
交接班→安全检查→打眼→装药→检查→爆破→敲帮问顶→架设临时支护→打顶部锚杆(索)→排矸→打帮部锚杆→初喷→复喷→清理。
⑴打眼:
采用YT28型风动凿岩机打眼,锚杆眼采用MQT-120型风动锚杆机打眼,安注锚杆时使用MQT-120型锚杆安装机,风源来自地面压风机房。
掏槽眼深度2.3m,其余眼深2.0m,φ28mm两翼型钻头湿式打眼。
⑵降尘方法:
湿式打眼、放炮使用水炮泥,装岩洒水、爆破喷雾、爆破后冲刷岩帮、开放水幕。
⑶爆破作业
掏槽方式为锲行掏槽法。
①炸药:
低瓦斯矿井的岩巷掘进面必须使用安全等级不低于一级的煤矿许用炸药,炸药规格φ28mm×
200g。
②雷管:
选用煤矿许用1-5段毫秒延期电雷管,最后一段延期时间不得超过130ms。
不同厂家生产的或不同品种的雷管,不得掺混使用。
不得使用导爆管或普通导爆索,严禁使用火雷管。
③起爆方式:
采用正向装药,选用矿用防爆型发爆器全断面一次起爆,联线方式为串并联。
炮眼利用率85%。
④放炮母线:
选用2芯放炮母线。
⑤封孔材料:
水炮泥和黄泥,封孔时要求先封200mm黄泥,再装1块水泡泥,剩余眼孔用黄泥封实,封泥不足的炮眼严禁放炮,严禁用块状材料及其它可燃性材料作封孔材料。
⑥爆破说明书:
煤仓绕道爆破说明书
爆破原始条件
表4-2
序号
名称
单位
数量
1
掘进断面
m2
13.7
5
雷管数量
发
63
2
岩石硬度
f
6—10
6
总装药量
Kg
22.8
3
炮眼深度
M
7
雷管段数
段
4
炮眼数量
个
眼号
炮眼名称
炮眼个数
眼深(m)
眼长(m)
角度
装药量(卷)
起爆顺序
联线方式
水平
垂直
每孔(卷)
小计
1-8
掏槽眼
8
2.3
82°
90°
24
A
串并联
55-67
一周眼
10
2.0
20
B
38-54
二周眼
14
28
C
9-37
周边眼
D
68-78
底眼
11
85°
22
合计
114×
0.2=22.8(kg)
预想爆破效果
序号
名称
单位
数量
炮眼利用率
%
每m3原岩炸药消耗量
Kg/m3
0.94
循环炮眼个数
每米巷道炸药消耗量
Kg/m
12.7
循环进尺
m
1.8
每m3原岩雷管消耗量
个/m3
2.6
循环实体岩量
m3
24.66
9
每米巷道雷管消耗量
个/m
35
循环炮眼总长度
128.4
每米巷道炮眼消耗量
m/m
71.3
炮眼布置图。
第二节装载与运输
岩石采用ZWY-220型矿用挖掘装载机机配合人工装岩,4m³
侧卸式箕斗运输排矸,材料、设备采用人工装入箕斗运至装载机后方,人工搬运至工作面使用。
第三节管线及轨道敷设
在掘进巷道中,所敷设的电缆、供水和排水管路、压风管路、风筒等均应按规定的位置吊挂牢固整齐。
1、风水管路接头要严密,不得漏风、漏水。
供风和排水管路使用2寸铁管,供水管路使用2寸铁管,距工作面20m范围内使用1.5寸高压胶管。
风筒使用直径800mm的软胶阻燃风筒,逢环必挂且不得漏风。
风筒口至工作面不得超过10m。
2、轨道
临时轨道铺设严格按矿有关规定进行铺设。
第四节设备及工具配备
所需设备、工具名称、型号、规格、数量见下表
设备工具名称
型号
功率/kw
备注
风动锚杆机
MQT-120
台
备用1台
风动力矩扳
MC
套
备用1套
锚杆拉力计
LDZ-200
风镐
G10
部
备用1部
风泵
QJB50X
张拉千斤顶
MS15-180/155
气脚式风钻
YT28
备用2台
照明综保
ZXZ-4
真空磁力启动器
QBZ-120
双风机双电源自动切换开关
QBZ2×
120
局部通风机
FDE15×
2*15
12
激光仪
JK-3
13
喷浆机
PZ-7B
5.5
第五章生产系统
第一节通风
一、通风路线:
新鲜风流:
地面→主斜井井筒→风机、风筒→工作面
污浊风流:
工作面→绕道→主斜井井底→矿井回风系统→地面。
二、风量计算:
1、按CH4和CO2涌出量计算:
Q掘=100×
q掘×
K=100×
1.2×
2=240m3/min
式中:
Q掘---掘进工作面实际需要风量,m3/min;
q掘---掘进工作面瓦斯绝对涌出量,1.2m3/min;
K----掘进工作面瓦斯涌出不均衡系数,取2。
2、按人数计算:
Q掘=4N=4×
36=144m3/min
4---每人每分钟不低于4m3的配风量;
N---掘进工作面同时工作的最多人数,取18人.
3、按炸药量计算:
Q掘=25A=25×
8.4=210m3/min
25---每1kg炸药爆炸需要的风量;
A----每次爆破最大炸药量.
三、掘进工作面风量验算:
1、按风速验算:
Q掘min=Vmin×
S=9×
12.4=111.6m3/min<240m3/min
Q掘max=Vmax×
S=240×
12.4=2976m3/min>240m3/min
Vmin---岩巷最低允许风速,取9m/min;
Vmax---岩巷最高允许风速,取240m/min;
S---掘进工作面的净断面积12.4m2.
2、掘进工作面实际需要风量为240m3/min,故选用对旋风机2×
15kw可以达到要求,另备用一台同型号的风机,配φ800mm风筒,即可满足要求。
3、风筒采用抗静电、阻燃风筒,直径为φ800㎜。
风筒要吊挂平直,缓慢拐弯,保证风流畅通。
四、局部通风机安装地点及风筒要求:
1、安装局部通风机的地点设在主斜井井筒绕道开口以上20m以外的安全风压地点,此处全风压风量大于局部通风机吸风量,且可以保证局部通风机吸入口至掘进工作面回风道口之间的最低风速。
2、风筒悬挂位置及要求
①风筒吊挂在巷道右帮,逢环必挂,平直一条线,不能拐死弯,拐弯处必须使用专用风筒弯头,保证风流畅通。
②风筒接口要严密不漏风,工作面风筒不落地。
③风筒采用双反压边联接法。
④风筒口距工作面迎头距离不大于10米。
五、通风管理:
1、风机由使用单位设专人挂牌管理,风机供电实行“三专两闭锁”,开关处悬挂专用设施标
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