紧急避难硐室掘进作业规程.docx

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紧急避难硐室掘进作业规程

山西长治联盛首阳山煤业有限公司

紧急避难硐室

掘

进

作

业

规

程

二〇一二年二月二十五日

审批签字：

矿长：

安全矿长：

安全指挥中心主任：

生产矿长：

总工程师：

机电矿长：

通风助理：

调度室：

安全科：

通风科：

技术科：

机电科：

开拓队：

编制人：

编写时间：

作业规程会审表

参加人员：

会审意见：

备注：

目　　　录

第一章概况1

第一节概述1

第二节编写依据1

第二章地面位置及地质情况1

第一节地面相对位置及邻近采区开采情况1

第二节煤层赋存特征2

第三节地质构造3

第四节水文地质3

第三章巷道布置及支护说明4

第一节巷道布置4

第二节矿压观测4

第三节支护设计5

第四节支护工艺6

第四章施工工艺8

第一节施工方法8

第二节掘进方式8

第三节爆破作业9

第四节装载与运输10

第五节管线敷设11

第六节设备及工具配备11

第五章生产系统12

第一节通风12

第二节综合防尘13

第三节防灭火及隔爆14

第四节安全监控系统15

第五节供电系统16

第六节排水16

第七节运输系统17

第八节通信和信号17

第六章劳动组织及主要技术经济指标17

第一节劳动组织17

第二节作业循环18

第三节主要技术经济指标18

第七章安全技术措施18

第一节一般规定18

第二节一通三防19

第三节顶板管理23

第四节机电25

第五节运输28

第六节其他35

第八章灾害预防36

第一节灾害预防措施36

第二节避灾害路线37

`

第一章概况

第一节概述

紧急避难硐室掘进工作面位于首阳山煤业有限公司井田的西部，均为沿15号煤层顶板掘进的全煤巷道。

相邻关系：

东为1004巷，南为原旧巷，西为井田边界保安煤柱，北为胶带大巷。

第二节编写依据

为完善井下紧急避险六大系统，需掘进紧急避难硐室，该巷所在区域均为未探明区域，均需探明，为下一步生产工作打好基础。

第二章地面位置及地质情况

第一节地面相对位置及邻近采区开采情况

井上下对照关系表

水平、采区

1501采区

工程名称

紧急避难硐室掘进工作面

地面标高/m

1230～1325

井下标高/m

920～960

地面的相对位置建筑物、小井及其他

工作面位于山西省长治县八义镇石窝沟村向南的山脊地带，工作面范围内有少量农田，无民房。

井下相对位置对掘进巷道的影响

东为1004巷，南为原旧巷，西为井田边界保安煤柱，北为胶带大巷。

邻近采掘情况对掘进巷道的影响

由于工作面四周均为未知区，所以掘进期间应严格执行探放水。

第二节煤层赋存特征

本工作面15号煤层总厚度为4.2m，为简单结构煤层，含有一层夹矸。

煤岩类型为半亮型。

煤层倾角为2°～15°，平均为8°。

预计掘进中瓦斯绝对涌出量为0.51m3/min，15号煤层为自燃煤层（Ⅱ级），应加强CO的检测工作。

煤层特征情况表

指标

参数

备注

煤层厚度（最大～最小/平均）/m

m

4.39～4.06/4.2

煤层倾角（最大～最小/平均）/（°）

（°）

15.0～2.0/8

煤层硬度（f）

1.5～2.0

煤层层理（发育程度）

发育程度

中等发育

煤层节理（发育程度）

发育程度

中等发育

自然发火期/d

d

绝对瓦斯涌出量/（m3·min-1）

m3/min

0.51

相对瓦斯涌出量/（m3·t-1）

m3/t

3.65

煤尘爆炸指数/%

%

地温/℃

煤层顶底板情况

顶底板名称

岩石类别

硬度

厚度/m

岩性

顶板

基本顶

石灰岩

6

7.2

深灰色燧石灰岩：

含黄铁矿和生物碎屑，见有方解石细脉，致密坚硬。

下部燧石含量增高。

直接顶

石灰岩

6

0.8

致密性脆

伪顶

黑色炭质泥岩

4

0.2

随采随落。

底板

直接底

灰色泥灰岩

2.2

铝质粘土为主，含植物化石，易底鼓

基本底

深灰色泥土泥岩

1.7

石英为主，钙质胶结，分选中等

附图1：

煤层柱状图

第三节地质构造

紧急避难硐室掘进工作面为西高东低的单斜构造，煤层有波状起伏，倾角一般为4°左右。

该避难硐室区域内为未知区域，且西部为井田边界保安煤柱，掘进时应严格执行“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原则。

第四节水文地质

本工作面煤层形态简单，第四纪砂砾层水不会对巷道掘进造成影响，邻近没有老巷、采空区积水，工作面上部为3#煤层采空区，层间距为104m，经山西同地源地质公司和114煤田地质勘察院实地考测和计算，导水裂隙带不会波及到3#煤层采空区，不会给15#煤开采带来水患，预计最大涌水量为2.0m3/h，正常涌水量为1m3/h，掘进队在低洼处配备一定能力排水设备。

第三章巷道布置及支护说明

第一节巷道布置

紧急避难硐室起始于1004巷，断面为矩形断面，目的是完善井下紧急避险六大系统。

附图2：

紧急避难硐室巷道布置示意图

第二节矿压观测

1、观测对象：

紧急避难硐室。

2、观测内容：

用锚杆拉力计，扭力矩扳手对帮锚杆的锚固力，扭力矩实施抽查检测，用YDC-120型测力计观测锚索受力情况。

用顶板离层仪观察顶板位移量，在顶帮设标记观察点，用钢尺实测量巷道表面位移，即顶、底板和两帮移近量。

具体观测内容见下表。

序号

观察项目

观察目的

观察方法

1

巷道浅部顶板移近量

顶层0～4m煤层及岩层变化量

观察浅层离层仪读数

2

巷道深部顶板移近量

顶层4～8m顶板变化情况

观察浅层离层仪读数

3

两帮相对移近量

两帮移近量

在标记点间用钢尺量

4

锚索载荷

是否达到设计要求

使用YDC-120型锚索拉力器

5

帮锚杆锚固力

是否达到设计要求

使用LDZ-200型锚杆拉力器

3、观察方法：

（1）测点布置：

正常情况下，每50±5m，在巷中安设一组顶板离层仪。

（2）观测时间：

离煤头200m以内的巷内测点每4～5d观测1次，200m以外每10d观测1次。

（3）锚杆拉拨力每30m抽查1次，锚索预紧力每25m抽查一次，一次分别不少于3根。

4、数据处理：

我们采取边施工，边观测，及时对测量的数据加以分析、判断，并把测量的结果反馈到设计和施工中去，从而不断修改设计，补充措施，指导施工。

第三节支护设计

一、巷道支护形式

紧急避难硐室采用锚网索联合支护方式，巷道断面均为矩形断面：

宽4400mm，高3600mm，断面积15.84m2。

二、支护参数设计

（一）采用类比法合理选择支护参数

根据目前的情况，结合周围兄弟矿井已施工块段锚索网巷道的经验数据，采用工程类比法合理选择支护参数，采用计算法校核支护参数，进行该面锚杆支护设计。

紧急避难硐室顶板采用6根φ18mm×1800mm的螺纹锚杆，间距800mm，排距1000mm；左、右帮各采用4根φ16mm×1600mm铁锚杆，间距1000mm，排距1000mm。

顶板沿巷中“三排五花”布置锚索，锚索选用φ15.24mm×4300mm、1860级低松弛钢绞线，间距2500mm，排距2000mm。

顶锚杆锚固力不小于70KN，扭力矩不小于100N·m；帮锚杆锚固力不小于30KN，扭力矩不小于60N·m；锚索预紧力不小于120KN，锚固力不小于230KN。

（二）采用计算法校核支护参数

1、顶锚杆通过悬吊作用，帮锚杆通过加固帮体作用，达到支护效果的条件，应满足：

L≥L1＋L2＋L3

式中：

L——锚杆总长度

L1——锚杆外露长（钢带厚度＋托板厚度＋螺母厚度＋0.02～0.05m，顶锚杆取0.07m,帮锚杆取0.15m）m

L2——有效长度（顶锚杆取免压拱高b，帮锚杆取帮破碎深度c），m

L3——锚入岩层内深度（顶锚杆取0.8m，帮锚杆取0.6m）,m.

普氏免压拱高:

b=【B/2＋Htan（45O-ω帮/2）】/f顶

式中：

B、H——巷道掘进跨度和高度，B=4.0m,H=2.7m

f顶——顶板岩石普氏系数，ｆ顶取３

ω帮——两帮围岩的内摩擦角，取63.43O（查表得）

b=【4000/2＋2700tan（45O-63.43/2）】/3=879mm

C=2700tan（45O-63.43/2）=638mm.

依据上式计算得出：

顶锚杆长L顶≥L1＋L2＋L3=70+879+800=1749；帮锚杆长L帮≥L1＋L2＋L3=150+638+600=1388mm。

所选锚杆长度均能满足计算要求。

2、按锚杆所能悬吊的重量校核锚杆的排距：

每根锚杆悬吊岩体重量G=γ·L2a2，锚杆锚固力Q应能承担G的重量。

为安全起见，再考虑安全系数k，取k=2。

a＜（Q/kyL2）1/2所选顶锚杆的锚固力Q≥70KN，计算得：

a＜1.2m。

因此，间、排距参数能满足计算结果。

附图3:

紧急避难硐室巷道支护断面图、支护俯视图

第四节支护工艺

一、支护形式和材料规格

1、支护形式

紧急避难硐室顶板支护设计为：

锚杆＋锚索＋钢带＋金属网联合支护；巷帮支护设计为：

锚杆＋钢带＋金属网联合支护。

2、材料规格

（1）锚杆支护材料及规格

顶锚杆：

φ18mm×1800mm螺纹锚杆

顶托板：

100mm×100mm×8mm方形托板

顶药卷：

MSCKφ23mm×600mm树脂药卷

顶钢带：

80mm×4400mm成品钢筋钢带（φ12mm）

顶菱形网：

4400mm×1200mm成品铁丝菱形网（12#铁丝）

帮锚杆：

φ16mm×1600mm铁锚杆

帮托板：

100mm×100mm×8mm方形托板

帮药卷：

MSCKφ23mm×600mm树脂药卷

帮钢带：

80mm×3600mm成品钢筋钢带（φ12mm）

帮菱形网：

3600mm×1200mm成品铁丝菱形网（12#铁丝）

（2）锚索支护材料及规格

顶锚索：

φ15.24mm×4300mm1860N/mm2的钢绞线

铁托板：

250mm×250mm×10mm钢板

药卷：

MSCKφ23mm×1200mm树脂药卷

锚具：

OVM15—1型单孔锚具

二、支护工艺及要求

1、临时支护

锚网索巷道临时支护，采用带帽点柱，点柱规格为直径不小于160mm，长3m的新鲜圆木，每排不少于2根，穿木靴升紧接顶维护空顶区。

永久支护紧跟其后。

2、永久支护

紧急避难硐室采用锚网索联合支护方式作为永久支护，支护材料为螺纹锚杆、托盘、锚索、菱形金属网、钢带、钢垫板等材料。

（1）安装顶锚杆要求

1）矩形布置。

顶锚杆每排6根，杆间距800mm，排距为1000mm，中间4根垂直顶板布置，两肩角锚杆与水平呈75°，外斜布置，分距煤帮200mm。

2）联网时，网与网搭接100mm，孔孔相连，双丝三扣，扭接圈数不少于3圈。

3）顶锚杆锚固力不小于70KN，扭力矩不小于100N·m。

4）施工顶板锚杆孔：

采用2台MQT-120/2.7c型风动锚杆钻机按钢带孔位由巷道两帮向中间施工锚杆眼。

巷道顶板锚杆孔深总长1750mm。

5）送树脂药卷：

穿过钢带孔眼向锚杆孔装入2节K2335快速树脂锚固剂，用装好的锚杆慢慢将树脂药卷推入孔底。

6）搅拌树脂：

用搅拌接头将钻机与锚杆销钉螺母连接起来，然后升起钻推进锚杆，当钻机升到锚杆接触顶板岩面时，停止升钻机，搅拌20～30s后停机。

7）紧固锚杆：

60s后再次启动钻机边旋转边推进，锚杆螺母在钻机的带动下剪断定位销，托盘快速压紧顶板岩面，使锚杆具有较大的预拉力，钻机输出扭矩大于或等于120N·m，最后在掘进迎头采用人工加扭的方式将扭矩增加至150N·m以上。

（2）安装帮锚杆要求

1）帮锚杆每排每帮布置4根，左、右帮都为铁锚杆，间距1000mm，排距1000mm，帮上部锚杆上斜布置，距顶板300mm，安装角度与水平呈15°，巷帮下部锚杆距底板200mm，呈水平布置，中间2根均呈水平布置。

2）两帮连接金属网、铺设梯子梁。

联网时，网与网搭接100mm，孔孔相连，双丝三扣，扭接圈数不少于3圈。

3）帮锚杆锚固力不小于30KN，扭力矩不小于60N·m。

4）按设计部位施工巷道帮锚杆孔：

采用煤电钻，2000mm长钻杆，φ27mm钻头，打1550mm深钻孔。

5）送树脂药卷：

穿过锚条眼孔向锚杆孔装入1节E2360中速树脂药卷和1节K2335快速树脂锚固剂，用组装好的锚杆慢慢将树脂药卷装入孔底。

6）搅拌树脂：

用连接套将煤电钻与锚杆螺母连接起来，并将锚杆推入孔底，然后开动煤电钻边搅拌边推进，推入孔底搅拌20s后停止搅拌。

7）安装锚杆：

30s后再次开动钻机，将螺母中定位销剪断，托盘快速压紧岩面，安装完毕，最后采用人工加扭的方式将扭矩增加至100N·m以上。

（3）安装顶锚索要求。

1）顶板沿巷中“三排五花”布置锚索，间距2500mm，排距2000mm。

2）锚索预紧力不小于120KN，锚固力不小于230KN。

3）安装锚索：

施工顶眼：

施工眼深度为4000mm。

送树脂药卷：

向孔内装入2节K2335快速树脂药卷和1节E2360中速树脂药卷用钢绞线慢慢将树脂药卷推入孔底。

搅拌树脂：

用搅拌接头将单体锚杆钻机与钢绞线连接起来，然后升起钻机推进钢绞线，边搅拌边推进，直至推入孔底，停止升钻机，搅拌20s后停机。

张拉钢绞线：

10min后用张拉千斤顶张拉钢绞线，预紧力为60KN。

安装完毕，进入下一个循环。

第四章施工工艺

第一节施工方法

1、紧急避难硐室采用炮掘方式，装载运输采用工作面人工攉煤，刮板运输机转载至带式输送机的方法。

2、紧急避难硐室采用锚网索联合支护方式作为永久支护。

工作面临时支护必须采用带帽点柱，支护紧跟工作面。

第二节凿岩方式

一、紧急避难硐室掘进方式

1.采用炮掘

2.工艺流程：

准备（检查顶板、瓦斯、探头位置等）→打眼→装药→爆破→敲帮问顶→永久支护（验收）→下一循环。

二、降尘方法

炮掘采用水炮泥定炮，放炮喷雾，开启转载喷雾洒水、装载洒水和风流净化水幕装置，从而使已经产生的煤尘迅速沉降，减少煤尘飞扬的数量与时间。

第三节爆破作业

掏槽方式为楔形掏槽法，周边眼与设计轮廓线距离为200mm。

一、爆破器材

使用3号煤矿抗水硝铵炸药，药卷规格为φ32mm×200mm，重200g，瞬发电雷管引爆，MFB-200型隔爆电容式发爆器起爆。

二、装药结构

全部煤眼统一采用正向连续柱状装药，装药时要小心将药卷用炮棍送到眼底，不得弄断雷管脚线，有水时要使用防水套，以免受潮拒爆。

三、起爆方式；

采用先掏槽后刷帮、压顶的作业方式

四、炮眼布置图及爆破说明书

1、炮眼数目和装药量的确定

根据下列公式可算出一次爆破所需的总炸药量：

Q=qSln

式中：

q——单位炸药消耗量，1.5Kg/m3

S——巷道断面积，15.84

l——炮眼深度，m取1.5

n——炮眼利用率，取0.85

根据下列公式可算出每茬炮所需炮眼数目：

N=

式中：

N——炮眼数目，个

m-----每个药卷长度m，取m=0.2m

x——炮眼装药系数，一般取0.5～0.7,取0.5

p——每个药卷重量，取0.2kg.

根据以上两公式,确定茬炮进尺所需炸药量和炮眼数量分别为:

Q=1.5×15.84×1.5×0.85=30.29（kg）

N=

=4.039÷0.1=40.39（个）

实际炮眼数量取40个.

2、爆破说明书

（1）紧急避难硐室：

见下表

炮眼

名称

炮眼

编号

眼深/m

眼距/m

抵抗线/m

装药量

角度（O）

爆破顺序

联线方式

眼数

/个

孔装药量/块

总装药量/块

总装质量/Kg

水平

竖直

左

右

仰

零

俯

掏槽眼

1～6

1.2

0.5

0.6

6

3

18

3.6

63

63

0

Ⅰ

串联

辅助眼

7～14

1.0

0.7

0.8

9

1

9

1.8

90

90

0

Ⅱ

周边眼

15～40

1.0

0.7

0.7

20

1.5

30

6

81

81

81

81

Ⅲ

第四节装载与运输

一、设备配备

1.运料设备：

JD—11.4型调度小绞车，JD—25调度绞车。

二、运输方式及要求

1.刮板输送机或带式输送机运煤，材料运输使用调度绞车牵引平板车运输。

2.刮板输送机必须铺在实底上，各部件齐全、可靠、有效，机头、机尾必须打压柱。

3.运煤过程中直径大于300mm的大块需打碎，各个转载点要洒水降尘。

4.煤仓、溜煤眼按规定设置防护栏及筛篦，并保证完好，防护栏杆高1.5m，以防人员或其他物件误附其中。

5.绞车运输材料时，要用声光双向往返信号联系，运输时严格执行“行车不行人，行人不行车”制度。

6.斜巷运输“一坡三档“必须齐全有效，并且灵活可靠，绞车钩头和插销，必须使用合格的产品，严禁使用自制的或不合格的连接装置。

第五节管线敷设

1.在掘进巷道中所敷设的风筒、电缆、风、水管路等，要求吊挂牢固整齐。

2.风筒吊挂在巷道运煤设备的一侧，吊挂要平直整齐，不影响运输和行人。

必须采用抗静电、阻燃风筒。

风筒出风口到掘进工作面的距离不得大于5m。

3.电缆钩每1.2m一个，电缆垂度不超过50mm。

通信电缆和信号电缆要敷设在电力电缆上方0.2m以上的地方。

4.水管接口要严实，不得出现漏水现象。

供水管路（铁管）距离工作面不得超过30m，设三通，胶管紧跟工作面，以满足洒水需要。

第六节设备及工具配备

设备及工具配备见下表。

设备及工具配备见下表。

序号

序号设备、工具名称

规格型号

单位

数量

备注

1

调度绞车

JD-11.4

台

1

2

调度绞车

JD-25

台

1

3

煤电钻

ZM-1.2

部

2

4

综掘机

EBH-120C

台

1

5

胶带输送机

SP-800

部

2

6

刮板输送机

SGW-40

部

2

7

控制开关

QBZ-120

台

4

8

控制开关

QBZ-80

台

4

9

控制开关

QBZ-4×120/660A

台

2

局扇开关

10

馈电开关

KBZ-400

台

1

11

局部通风机

FBD№6.0-2×15

台

2

12

激光定向仪

YBJ-500（B）

台

2

13

锚杆钻机

MQT-120/2.7c型

部

2

14

矿用锚索张拉机具

MSY-180

个

2

15

备用风机

FBD№6.0-2×15

台

2

16

综保

ZZ8L-2.5

台

2

17

气动隔膜泵

QYB0.45-70

台

2

第五章生产系统

第一节通风

一、通风方式及供风距离

通风方式采用压入式通风，紧急避难硐室局部通风机安设在胶带大巷内，最长供风距离为200m（具体位置参考通风示意图）。

二、通风系统

新风：

集中轨道巷→胶带大巷→1004巷→掘进工作面

乏风：

掘进工作面→1004巷→风硐→集中回风巷→风井→地面

三、掘进工作面风量计算

1、按瓦斯涌出量计算：

式中：

Q掘——掘进工作面实际需要的风量，m3/min

q——工作面的瓦斯绝对涌出量，取0.12m3/min（2011年瓦斯鉴定报告）

k——瓦斯涌出不均衡系数，取k=1.5

2、按人数计算

式中：

Q掘——掘进工作面实际需要的风量，m3/min

N——掘进工作面同时的最多人数

4——每人供给的最小风量，m3/min

3、按局部通风机的实际吸风量计算

式中：

Q掘——掘进工作面实际需要的风量，m3/min

Q局——掘进工作面局部通风机采用对旋轴流式2×15KW；局部通风机吸风量为370m3/min；

4、按掘进工作面一次使用炸药量最多计算;

Q掘=25A

=25

6=150m3/min

式中A—掘进工作面一次使用炸药量最多kg

25—每公斤炸药的供风量不得少于25m3/min

5、按风速验算：

15S掘＜Q掘＜240S掘

15

15＜550＜240

15

225＜550＜3600

式中S掘——掘进工作面平均断面积为15m2

　　　　　　　　　15——掘进工作面允许最低风速：

0.25

60=15m3/min

240——掘进工作面允许最高风速：

4.0

60=240m3/min

所以掘进工作面需风量550m3/min

通风设施

根据以上风量计算，2×15KW对旋式风机出口风量为320m3/min，所选风机能够满足紧急避难硐室掘进巷道通风要求，故掘进作业时紧急避难硐室使用2台2×15KW对旋式风机（一台备用）。

四、局部通风机安装要求

1.紧急避难硐室风机吊挂安设在胶带大巷内。

2.风机开关必须上架，风筒出风口距工作面不得大于5m，保证工作面有足够的新鲜风流

3.局部通风机必须挂牌管理，专人负责，实现“三专”（专用线路，专用开关、专用变压器）、“两闭锁”（风电闭锁、瓦斯电闭锁）。

通风机必须是双电源双风机

4.风筒必须采用抗静电、阻燃风筒，要吊在巷道顶板上，吊挂整齐，逢环必挂，平直不出现拐死弯现象。

风筒接口要严实不漏风，工作面风筒不落地。

5.必须保证风机连续运转，不准无故停风、停电。

附图5：

紧急避难硐室通风系统示意图

第二节综合防尘

一、防尘水源及路线

防尘水源来自地面净化水站。

紧急避难硐室掘进巷道水源路线：

经主斜井→集中轨道巷→胶带大巷→1004巷→掘进工作面。

二、防尘措施

1.距煤头50m范围内安装3道净化水幕：

一道为固定水幕，距回风口50m；另外两道为移动水幕，与工作面保持30~50m。

巷道内沉积煤尘长度小于5m，厚度小于2mm。

2.施工过程中，必须及时铺设静压水管，每隔50m安装一个三通阀门，水管吊挂平直，高度不低于1.0m。

3.出煤、转载点附近设喷雾洒水装置（要保证雾化效果），出煤前要进行喷雾洒水。

各转载点开机开水、停机停水。

4.水幕和转载点喷雾不得用铁丝捆绑固定，要用焊接固定架，水幕固定架长度不得小于巷道宽度的90%。

5.定期冲洗巷道，防止粉尘堆积，每周一次。

6.对于产生粉尘飞扬和煤尘大的地点，根据实地情况随时进行冲洗。

7.防尘设施齐全有效，喷雾装置必须覆盖巷道全断面且水压符合要求。

附图6：

紧急避难硐室供水防尘系统示意图

第三节防灭火及隔爆

一、防灭火措施

1.巷道内各输送机机头、机尾，配电点，风机开关处至少各备有2个灭火器、一个砂箱和一把消防锹。

灭火器必须上架，吊挂在离输送机机头5m便于取用的地方。

消防锹及灭火砂不得挪做他用。

2.井下使用的润滑油、棉纱、布头和纸等，必须存放在盖严的铁桶内。

用过的棉纱、布头和纸，也必须放在盖严的铁桶内，并由专人定期送到地面处理，不得乱放乱扔。

严禁将剩余油、废