掘二新西三轨道掘进作业规程对头Word文档下载推荐.docx
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第一节概述
一、巷道名称
西三采区轨道大巷。
二、掘进目的及用途
主要用于西三采区运输、通风、行人。
三、设计施工长度及服务年限
设计长度:
2084m,截止8月17日已施工1568m,剩余516m,预计施工长度180m,
服务年限:
15年。
四、预计开竣工时间
预计开工时间为2018年8月下旬,预计竣工时间为2018年12月下旬。
第二节编写依据
一、经过审批的设计及批准时间
1、《铁法煤业(集团)有限责任公司小康煤矿西三采区修改设计局部施工图》,批准时间为2016年4月。
2、本作业规程的地质资料是依据地测队《铁法煤业(集团)有限责任公司小康煤矿西三采区地质说明书》而编写的,批准时间为2014年6月。
二、其他编写依据
1、《煤矿安全规程》(2016版);
2、《煤矿安全规程》(2016版)执行说明;
3、《煤矿井巷工程质量验收规范》(GB50213-2010);
4、《煤矿工人安全技术操作规程》;
5、集团公司、小康矿有关技术文件规定。
第二章地面相对位置及地质情况
第一节地面相对位置及邻近采区开采情况
表1井上下对照关系表
水平、采区
-399m水平
西三采区
工程名称
西三采区轨道大巷
地面标高/m
+90.11~+95.99m
井下标高/m
-717.00m
地面相对位置建筑物及其它
位于小康矿工业广场西南侧,三台子村西侧,四家子东侧,斜穿通往四家子乡村公路,大部分为平坦略有起伏的农田。
村庄高压线在上方通过。
井下相对位置对掘进巷道的影响
其平面位置为x:
4724120~4724136,y:
41529616~41529912。
在西三101运顺无极绳硐室、西三101运顺回风斜巷下方通过,层间距12~15m,对掘进巷道有一定影响。
临近采掘情况对掘进巷道的影响
西部为大平矿南二南九采区,南部为西三101运输顺槽、回风顺槽两个掘进工作面。
对掘进巷道无影响。
附图1井上下对照图
第二节岩层赋存特征
1、岩层总的赋存形态为向南倾伏的单斜构造。
2、西三采区轨道大巷在煤层下部岩石施工。
煤层底板岩性一般为粉砂岩、细砂岩、中砂岩、夹薄层泥岩等。
3、岩石物理力学性质为:
密度2.6g/cm³
,含水率1.2%,孔隙比0.159,抗压强度17.6Mpa,软化系数0.7,坚固系数1.8,抗拉强度1.3Mpa,弹性模量8.8×
10Mpa,内凝聚力1.5Mpa,内摩擦角33.6°
,膨胀应力0.085Mpa,泊松比0.18。
附图2综合柱状图
第三节地质构造
煤(岩)层倾角略缓,一般在2~5°
之间;
煤层走向为近东西走向;
其西部煤岩层逐渐接近向斜轴倾角较大,一般在13~30°
之间。
在煤层下部掘进,煤层走向为近东南走向。
附图3地质平面图
附图4地质剖面图
第四节水文地质
预计掘进期间最大涌水量46.16m3/h,西三采区轨道大巷水文地质条件简单,掘进期间不受水害危胁。
一、该采区含水层与大平矿南二采区含水层基本一致,现分述如下:
分别为:
白垩系直接充水承压含水层、白垩系砂岩及砂砾岩承压含水层、第四系砂岩及砂砾岩承压含水层。
1、白垩系直接充水承压含水层
该层主要由灰白色砂岩及砂砾岩组成。
泥质胶结,结构致密质软,赋存于煤层的中下部,井田边缘部薄,约5m左右,中部较厚10m左右,一般厚度8m。
2、白垩系砂岩及砂砾岩承压含水层
该层根据其岩性和沉积建造环境条件及水文地质特征等可分为两段,即上部白垩系风化带含水段及白垩系下部微弱含水段。
3、第四系砂岩及砂砾岩承压含水层
该层由以石英、长石为主的砂及砂砾组成(仅在井田东南角有一约5km2的舌状洪冲积地带),本采区无此层。
二、隔水层情况:
本采区划分为二个隔水层,西三采区隔水层与大平煤矿南二采区隔水层基本相同,即第四系粘土及亚粘土隔水层和白垩系煤层顶板油页岩隔水层。
第三章巷道布置及支护说明
第一节巷道布置
1、从西三采区5#联络巷与西三采区轨道大巷交岔点以方位角86°
58′53"开始施工,起始坐标为x:
4724120,y:
41529616,设计长度2084m,已施工完成1568m,剩余516m,预计施工长度185m,包括主巷180m,上风眼硐室5m。
⑴机电硐室一个,距拉门口35m处起,长度为125m,B-B断面;
⑵交岔点一个,分别位于距拉门口166m处,长度为18m;
⑶上风眼硐室一个,距拉门口92m处,深度为5m,A-A断面;
⑷西三轨道大巷其余巷道施工累计长度55m,A-A断面。
附图5施工平面图
附图6A-A断面图
附图7B-B断面图
第二节矿压观测
1、观测对象:
2、观测内容:
巷道顶底板相对移近量、两帮相对移近量、锚杆的锚固力、预紧力。
3、观测方法:
⑴顶板动态监测方法:
在巷道中部一组测站,测站布置两个点,对顶板下沉量、中宽、底板移近量进行测量;
⑵支护质量监测方法:
使用涨拉器对锚杆、锚索进行拉拔试验,直接读取读数,结果不得低于设计要求,锚杆设计锚固力100KN,锚索设计预紧力31Mpa。
锚杆和锚索每100根抽查拉拔一组(3根),锚杆按10米拉拔一组,锚索按15米拉拔一组。
4、数据处理:
⑴顶板动态监测数据统计与分析:
每月汇总记录统计数据;
⑵支护质量监测数据统计与分析:
每月汇总记录统计数据。
5、观测及分析过程中,发现巷道变化出现异常及时向矿领导汇报。
第三节支护设计
一、确定巷道支护形式
结合西三采区回风大巷的支护的经验数据,采用工程类比法进行该工作面的支护设计,工作面采用锚杆、金属棚、壁后充填混凝土、锚索联合支护锚,小康矿西三采区回风大巷与西三采区轨道大巷位于同一煤层,地质条件比较接近,所以选择西三采区回风大巷的支护形式作为本工作面支护设计的类比对象是合适的,支护参数对设计具有参考价值。
二、支护参数设计
1、锚杆采用计算法校核锚杆长度:
L=L1+L2+L3
式中:
L——锚杆总长,m;
L1——锚杆外露长:
纯外露长(从螺母外算起)+螺母厚度+托盘厚度;
L1=纯外露长(0.04m~0.06m)+螺母厚度+托盘厚度
L1=0.06+0.05+0.008=0.118m
L2——有效长度;
式中R0——圆形巷道的掘进半径,取2.75m;
r——岩体容重,取22kN/m3;
Z——巷道中心距地表深度,取810m;
——岩体内摩擦角,取33.6°
;
C——岩体粘结强度,取4.28kN/m2;
h——圆巷取2.75m;
Rp——岩体破碎带半径,Rp=3.69m。
L2=3.69-2.75=0.94
L3——锚入岩层内深度(顶锚杆取0.8m,帮锚杆取0.5m)。
由此可算得:
L顶=L1+L2+L3=0.118+0.94+0.8=1.858m
L帮=L1+L2+L3=0.118+1.15+0.5=1.768m
按岩石巷道算,工作面帮、顶板锚杆选用长2.4m的全螺纹等强锚杆,大于计算值,设计选用的帮顶锚杆长度均满足计算要求。
2、按锚杆所能悬吊的重量校核顶锚杆的间、排距:
锚杆锚固力应能承担锚杆悬吊岩体的重量。
Q>KG
Q——锚杆锚固力,取100KN/根;
K——安全系数,取2;
G——每根锚杆悬吊岩体重量。
G=γL2a2
γ——岩体容重,取10kN/m³
L2——顶锚杆有效长度,取1.0m;
a——悬吊岩体范围半径,m。
Q>KG=2γL2a2=2×
10×
1.0a2,取Q=KG
计算得a=2.24m。
设计顶锚杆间距为0.8m,排距为0.8m,小于2.24m,所以顶锚杆间、排距参数满足计算结果。
3、采用悬吊理论校核锚索排距:
L=nF2/[BHγ-(2F1sinθ)/L1]
式中L—锚索排距,m;
B—巷道最大冒落宽度m,取7m;
H—巷道冒落高度,取5m;
γ—岩体容重,取22kN/m3;
L1—顶锚杆排距,取0.6m;
F1—顶锚杆锚固力,取100KN/根;
F2—锚索承载力,取340KN;
n—每排锚索根数,取3根。
θ—角锚杆与巷道顶板的夹角,取70°
。
由此可计算:
L=nF2/[BHγ-(2F1sinθ)/L1]
L=3×
340/[7×
5×
22-﹙2×
100×
0.94﹚/0.6]=1.71。
设计锚索间排距为1.6m、1.6m,小于1.71m,满足支护要求。
三、支护方式
(一)临时支护
1、护顶:
在工作面顶板布置等强锚杆,用锚杆托盘辅以木柈对顶板进行维护。
2、护迎面:
在工作面迎面布置等强锚杆,用锚杆托盘辅以木柈对迎面进行维护。
3、超前护顶:
该巷道临时支护采用打超前支护锚杆进行维护顶板。
(二)永久支护
采用锚杆+金属棚+壁后充填混凝土+锚索联合支护形式。
第四节支护工艺
一、支护材料规格
材料规格参数见表2
表2材料规格参数表
序号
名称
规格型号
备注
1
锚杆
φ22×
2400mm
全螺纹等强锚杆
2
迎面锚杆
1600mm
3
锚杆锚固剂
CK2370/CKZ23120
树脂锚固剂
4
锚杆托盘
400×
150×
20mm
中孔径φ30mm,废U型钢加工
5
顶锚索
φ28.6×
7300mm
钢绞线锚索(19芯)
6
帮锚索
5300mm
7
锚索锚固剂
Z28120
8
锚索大托盘
310×
270×
中孔径φ35mm,废U型钢加工
9
锚索小托盘
180×
中孔径φ35mm,废U型钢加工
10
木柈
1300×
100mm
11
金属棚
用36U钢制作
12
卡子、拉条
卡子用10mm厚的钢板及Φ25mm的卡钩、螺母制作
拉条用36U旧钢材制作
13
钢筋网
510×
1010mm/510×
1100mm
网孔100×
100mm,φ8mm钢筋焊制
14
苇帘
700×
11000mm
苇杆编织
15
混凝土
混凝土强度等级为C20。
混凝土配合比(体积比)为水泥:
砂:
石子=1:
2:
2,水泥为P·
S32.5级矿渣硅酸盐水泥,砂为中粗砂,石子选用粒径为5~10mm的碎石,水灰比为0.5
二、支护工艺及要求:
(一)支护工艺
1、锚杆施工要求
⑴本工程使用的支护锚杆Φ22×
2400mm全螺纹等强锚杆。
锚杆间排距为800×
800mm。
锚杆托盘规格为400×
20mm,巷道中布置的支护锚杆是永久支护的一部分。
⑵顶锚杆每孔装CKZ23120锚固剂1支,帮锚杆每孔装CK2370锚固剂1支。
使用树脂锚固剂前,应检查其是否过期,过期的锚固剂严禁使用。
装入锚固剂时,用锚杆顶住锚固剂轻轻送入,注意不要用力过猛和不能反复抽拉锚杆,以防捅破锚固剂影响锚固质量。
锚杆上托盘支护,紧固后托盘紧贴岩壁。
2、锚索施工要求
⑴施工锚索使用双托盘,大托盘在里侧,小托盘在外侧。
⑵顶锚索使用Φ28.6×
7300mm的19芯钢绞线,帮锚索使用使用Φ28.6×
5300mm的19芯钢绞线,每根锚索用1支Z28120型树脂锚固剂,要求成排、成线布置,每排七根,锚索间排距为1600×
1600mm。
⑶锚索在成巷后统一补打。
(二)临时支护工艺
爆破后先进行帮顶找掉,确认安全后施工顶板锚杆,先顶后帮、由外向里进行布置锚杆,顶板锚杆间排距为800×
800mm,每根锚杆使用CKZ23120锚固剂1支。
锚杆外露长度为40~60mm。
A-A断面顶部锚杆按7-8-7五花眼布置,B-B断面顶部锚杆按8-9-8五花眼布置,帮锚杆施工至帮卡子上方400mm位置。
顶板锚杆施工完毕后,从中间往两边铺设一片经纬网,防止顶板掉块伤人。
当帮、顶破碎时,适当增加支护锚杆数量。
巷道掘进施工时,每循环顶板锚杆支护后,在巷道迎面上部布置1.5m长护迎面锚杆2根,底板出货后,在迎面下部同样布置1.5m长护迎面锚杆2根(A-A断面和B-B断面相同),根据迎面围岩情况适当增加护迎面锚杆数量,锚杆每孔装CK2370锚固剂1支,在迎面与锚杆托盘间安放2块木柈(1400×
200×
100mm),拧紧锚杆螺母,使托盘压紧木柈紧贴迎面。
3、超前支护锚杆:
每循环顶板锚杆及上部护迎面锚杆安装完毕后,在工作面正顶间距1.0~1.5m位置施工2.4m长超前支护锚杆,A-A断面与B-B断面均施工2根,锚杆每孔装CK2370锚固剂1支,施工位置在最后一排护顶锚杆向前400mm范围内,方向沿巷道掘进方向向上30~40°
巷道顶板破碎时适当增加超前支护锚杆数量。
(三)永久支护工艺
1、架棚的工艺及要求
⑴4.6m圆棚、5.2m圆棚均由6节梁组成,棚距为800mm,4.6m圆棚搭接长度为500mm,顶梁与上半部帮梁搭接处安设5付卡子,其余搭接处安设4付卡子。
5.2m圆棚搭接长度为600mm,顶梁与上半部帮梁搭接处安设5付卡子,其余搭接处安设4付卡子。
整体成线,并用风动扳手拧紧。
⑵棚子间用拉条连接,圆棚除底梁外每梁上一道拉条,顶梁和上半部帮梁上在正中,两帮下半部帮梁上在距底搭接300-400mm处,用风动扳手拧紧带满扣。
⑶金属棚必须垂直巷道顶、底板以及巷道中心,前倾后仰小于1°
(垂1m线绳距离不大于17mm)。
扭距偏差不超过50mm,两侧梁头(腿)要平。
2、挂网、铺苇席、注砼
⑴铺设钢筋网及苇席,必须按要求铺平,网间距小于50mm,互相平行铺好,并用16#铁线绑牢,网钩必须钩住棚梁的外沿。
钢筋网铺设至底拉条。
⑵铺苇席时,苇席要铺直、铺平,搭接不少于100mm,以防注浆时有漏浆现象,苇席与网间不得有杂物隔离。
铺苇席前,苇席要浇水湿润。
⑶砼必须保证拌料均匀,注浆料现用现拌,必须搅拌均匀。
注浆时水门要随时调节,以苇席渗出浆为宜。
⑷挂网前首先将壁后不足300mm处开够,做到不欠挖,之后将棚后浮货清理干净,严禁网内有浮块、杂物。
⑸注浆要求“见三充二”及时充填,充严充实。
顶板破碎时改为“见二充一”。
⑹充砼时从两侧底脚开始,要边充砼边用木柈或其它工具敲打钢筋网,使砼料震实,直至苇席上略渗出灰浆。
⑺当遇高顶或空帮严重时,充砼厚度为500mm,剩余空间用木柈接帮封顶,木柈与木柈之间留有50mm到100mm的空隙,然后充满砼。
⑻当工作面注混凝土至二肋卡子以上后,用木柈将未注混凝土处的帮顶刹实,可进行爆破作业。
⑼爆破后,按要求施工顶板锚杆。
注浆人员可站在有效顶锚杆支护下,将木柈取出继续注浆。
附图8A-A断面顶板、迎面支护示意图
附图9B-B断面顶板、迎面支护示意图
三、巷道工程质量支护参数
巷道支护参数见表3
表3巷道工程质量支护参数表
项目
质量标准
巷道
掘进断面
1、宽:
中心一侧允许偏差为0~+100mm。
2、高:
巷道全高允许偏差为-30~+100mm。
锚杆
锚索
孔深
允许偏差:
0~+30mm。
间距
±
100mm。
排距
外露长度
1、锚杆露出螺母长度40~60mm。
2、锚索露出锁具长度150~250mm。
角度
1、锚杆按孔定位,角度允许偏差±
5°
2、锚杆、锚索排列要求横成排,竖成线。
预紧力矩
1、锚杆的锚固力为100KN;
拧紧扭距100N·
m。
2、锚索锁定后的预紧值为31Mpa。
金属
棚
要求
1、棚及其构件、配件的材质、规格,螺丝紧固,要达到设计要求。
2、棚架设后中心到一侧允许偏差0~+100mm。
3、棚扭距≤50mm。
4、棚间距偏差±
50mm。
混凝土强度为C20。
第四章施工工艺
第一节施工方法
一、施工前准备
1、由地测大队标定巷道中心及腰线。
2、施工前,将所需的各种管路、电缆、铁道等接设到位,安设施工所用各种设备。
接设风筒到工作面,准备齐全生产工具和支护材料。
二、掘进施工方法(顺序)
1、采用钻眼爆破法掘进,全断面一次起爆
2、掘进循环进尺1.6m时(每循环2架棚),最小控顶距0.4m,最大控顶距2.0m,顶板破碎或遇构造时,循环进尺0.8m(每循环1架棚),最小控顶距均为0.4m,最大控顶距1.2m。
3、施工工序
↗出矸↘
交接班安全确认—→打下部炮眼—→敲帮问顶—→装药、连线、爆破—→
↘注混凝土↗
敲帮问顶—→施工顶板锚杆—→施工迎面上部锚杆—→施工超前支护锚杆—→施工上部炮眼—→耙矸—→敲帮问顶—→施工下部迎面及帮锚杆—→架棚。
4、硐室及交岔点施工
⑴机电硐室、下部车场掘进到位后,扩断面施工,4.6m圆棚断面直接变为5.2m圆棚断面。
⑵上风眼硐室、交岔点施工到位后,另行编制安全技术措施。
5、在W3101无极绳硐室、W3101回风斜巷下方通过时,两条巷道平行距离20m以内,爆破时在W3101无极绳硐室、W3101回风斜巷内设置警戒,警戒距离距交叉点大于75m处。
附图10最大、最小控顶距示意图
三、锚杆施工方法
1、施工顶锚杆及超前支护锚杆使用MQT-130/2.4型锚杆钻机,施工两帮锚杆及迎面锚杆用ZMS-30型风煤钻或7655型凿岩机。
2、作业人员站在永久支护下方,将浮石、险块等隐患处理掉,确认安全无误后,先由中心至两帮、由外向里逐排施工顶板锚杆,顶板锚杆施工完毕后,然后施工护迎面上部锚杆,最后施工超前锚杆,当底货出完后,由外向里、由上向下逐根施工帮锚杆,最后施工护迎面下部锚杆。
3、锚杆眼要垂直于巷道轮廓线,锚固剂要送到眼底,注锚杆要求边旋转搅拌边匀速推进到孔底,搅拌时间为20秒。
锚杆打一注一紧一,使用风动扳手拧紧螺母。
四、架棚施工方法
1、先组装下半部棚梁并上好拉条,之后在工作台上方2~3人抱住二梁与底梁合严,使用卡子锁紧,并上好拉条之后,4人扛起顶梁与二梁合严使用卡子锁紧,上好顶拉条后进行调棚,调棚完毕后,将所有拉条打紧。
2、工作台的搭设及拆除:
⑴工作平台的底托架采用2根Φ108mm钢管搭设,钢管靠近工作面一端套入迎面预先打注的锚杆上,使用一支CK2370型树脂锚固剂锚固(每循环施工2根2.4m长锚杆,高度满足架棚需要,距巷道中心线左右各1.5m位置,外露800~1000mm),并用Φ15.5mm钢丝绳扣作为二次保护,悬挂在上半部迎面锚杆上;
钢管另一端使用Φ15.5mm钢丝绳扣,钢丝绳的另一端连接一个托钩,托钩挂在棚子拉条上。
工作台保持外高里低,之后在底托架上铺设规格为4000×
60mm跳板,跳板要靠严迎面,跳板超出钢管两端不小于200mm,每根钢管上使用一根锚杆将跳板固定好,锚杆两端使用双股8#铁线连接牢固,防止跳板发生水平位移,每循环架棚1架棚时工作平台宽度不小于1m,架2架棚时工作平台宽度不小于2m。
工作平台的最外端捆绑一道棕绳或吊挂防坠杆,棕绳或防坠杆在工作台外檐的里侧距外檐不小于200mm,在工作台面向上0.8~1.0m位置,起到“防坠”作用。
要求棕绳绷紧,两端固定牢固可靠,上下工作平台要使用专用梯子。
⑵拆工作台时要多人作业,要先取掉二次保护绳。
由外向里拆除跳板。
拆除跳板后拆掉跳杆,拆跳杆时要先拆一端后再拆另一端。
五、注混凝土施工方法
1、采用ZP-6转子式混凝土喷射机注浆。
2、注混凝土前先将碹头处浮货清理干净。
3、挂钢筋网、铺苇席后,要先使用水泥袋装货将碹头堵好,然后将注浆管路接设到位,最后喷手在工作平台上开始注混凝土。
4、注混凝土顺序为:
先帮后顶。
注混凝土时,喷手注意水灰比,要边充砼边用木柈或其它工具敲打钢筋网,以苇席渗浆为宜。
5、砼必须保证拌料均匀,注浆料现用现拌,必须搅拌均匀。
6、注混凝土结束后按要求停机、停水、停风,并将料管内残料吹净,以备下次使用。
六、锚索施工方法
1、巷道锚索孔使用MQT-130/2.4型锚杆钻机、B22×
1000mm套钎、Φ35mm钻头施工。
2、锚索孔施工后,两人配合用锚索顶住锚固剂缓缓送入钻孔,确保锚固剂全部送到孔底。
注意不要用力过猛和不能反复抽拉锚索,以防捅破锚固剂影响锚固质量。
3、在锚索下端装上专用搅拌驱动器(套把),将其尾部六方头插入锚杆钻机上。
4、一人扶住机头、一人操作锚杆机,边推进边搅拌,前半程慢速旋转,后半程快速搅拌。
搅拌时间控制在20~30s,确保搅拌均匀。
5、停止搅拌后,继续保持锚杆机的推力约3min,然后收回锚杆机。
等5min后,卸下专用搅拌驱动器,装上托盘和锁具,并将其托到紧贴顶板的位置。
6、两人一起将张拉千斤顶套在锚索上并用手托住,然后开泵进行张拉,张拉千斤顶固定住后,人员离开张拉千斤顶下方,并注意观察压力表读数(31MPa),达到设计预紧力或千斤顶行程结束时,迅速换向回程。
7、卸下张拉千斤顶(注意用手握住,正下方不得有人,避免坠落),然后收回机具。
第二节凿岩方式
一、炮眼施工
使用7655式凿岩机,配合B22×
2200mm、B22×
1600mm钎杆、Φ43mm“一”字钻头施工炮眼。
工作面布置4台凿岩机,钻孔前按巷道的规格尺寸画轮廓线,做到合理分工,按爆破说明书布置炮眼。
二、掏槽方式
掏槽方式采用楔形掏槽法。
三、爆破材料及器材
1、采用煤矿许用三级乳化炸药,煤矿许用毫秒延期电雷管。
2、MFd-200型隔爆电容式发爆器起爆。
四、装药结构及起爆方式
1、装药结构采用反向装药。
连线方式采用串并联。
2、起爆方式为全断面一次起爆。
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