务川县金旗煤矿 运输绕道掘进作业要求.docx
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务川县金旗煤矿运输绕道掘进作业要求
务川县金旗煤矿
掘进工作面作业规程
工作面名称:
+1155运输(回风)绕道
编制人:
总工程师:
矿长:
批准日期:
2013年8月2日
执行日期:
2013年8月3日
规程名称:
+1155运输(回风)绕道掘进作业规程
作业规程审批栏
矿长:
工程师:
生产副矿长:
安全副矿长:
施工负责人:
作业规程学习记录
作业规程学习签名表
学习地点
学习时间
学习内容
主持人
学习人员签名
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····································3
第一节地面相对位置及邻近采区情况··························3
第二节煤(岩)层赋存特征································3
第三节地质构造········································5
第四节水文地质········································5
第三章巷道布置及支护说明····································9
第一节巷道布置········································9
第二节矿压观测········································9
第三节支护设计········································10
第四节支护工艺········································14
第四章施工工艺············································18
第一节施工方法········································18
第二节凿岩方式········································18
第三节爆破作业········································19
第四节装载与运输······································20
第五节管线及轨道敷设···································21
第六节设备及工具配备···································22
第五章生产系统···········································23
第一节通风··········································23
第二节压风··········································24
第三节瓦斯防治·······································24
第四节综合防尘········································25
第五节防灭火·········································26
第六节安全监控········································27
第七节供电··········································28
第八节排水··········································28
第九节运输··········································28
第一十节照明、通讯和信号··································28
第六章劳动组织及主要技术经济指标······························30
第一节劳动组织········································30
第二节作业循环········································30
第三节主要技术经济指标··································31
第七章安全技术措施········································32
第一节一通三防·······································32
第二节顶板··········································35
第三节爆破··········································39
第四节防治水·········································42
第五节机电··········································43
第六节运输···········································46
第七节其他···········································47
第八章灾害应急措施及避灾路线·································50
第一章概况
第一节概述
巷道名称:
+1155运输(回风)绕道。
用途:
由于+1120—+1190水平斜长达到250m,按照《采矿工程设计手册》的要求,工作面的长度在80—150m为宜,所以,必须在+1155水平东西两翼布置区段运输(回风)巷。
设计长度:
1000m。
工程量:
4200m3。
坡度:
5‰。
服务年限:
16个月。
开竣工时间:
2013年8月—2014年2月
附图:
巷道布置平面图。
第二节编写依据
本规程根据本矿掘进队现有施工力量,技术素质和机械装备,并在广泛听取有关主管技术领导的指示意见的基础上编制的,主要依据资料有:
1、务川县金旗煤矿委托贵州省六枝工矿(集团)恒达勘查设计有限公司编写的《务川县金旗煤矿委托开采方案设计(变更)说明书》和《安全专篇》;
2、务川县金旗煤矿委托贵州新思维矿业规程设计评估有限公司编写的《务川县泥高乡金旗煤矿新掘主斜井安全专项设计说明书》;
3、金旗煤矿2013年7月30日《采面接替专项设计备案登记表》;
4、煤矿作业规程编制内容及要求;
5、《煤矿安全规程》及《工种操作规程》;
6、《生产矿井质量标准化标准》;
7、《采矿工程设计手册》;
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
表1地面相对位置及邻近采区开采情况表
水平、采区
一采区
+1155水平
工程名称
+1155运输(回风)绕道
地面标高
+1285—1306m
井下标高
+1120—+1190
地面的相对位置建
筑物、小井及其它
地面相对位置为金峰岭北东翼,猫门场村以西农田,无村庄、河流及重要设施。
井下相对位置对掘
进巷道的影响
该巷道布置在一采区M煤层顶板全岩中,上部为+1190西翼运输平巷,与其垂高超过30m,两边分别为回风上山和行人上山,掘进对地面及相邻巷道均无影响。
邻近采区开采情况
该采区+1190水平以上为本矿2013年度完成采煤任务而布置的工作面,+1190水平以下均未开采。
第二节煤层赋存特征
一、煤层特征
该区煤层赋存于二叠系上统吴家坪组底部,吴家坪组(P3w)为该区唯一的含煤地层,属海相沉积。
据调查,本矿区含煤1层、可采煤层1层,煤层厚0.88~0.92m,平均厚0.90m。
煤层主要分部于矿区西部及南部地段,地表露头长度大于1.5km,延深约800m左右。
煤层产状与地层产状基本一致,地层产状:
倾向350°~68°,倾角13°~40°。
为一北北东倾向的向斜构造。
表2金旗煤矿矿区煤层特征表
序号
区域组
煤层名称
煤层厚度(m)
煤层夹矸数
稳定性
煤层倾角(度)
煤种
顶底板
岩性
最小
最大
平均
顶板
底板
1
吴家
坪组
M
0.88
0.92
0.90
1
较稳定
13-40
贫
煤
炭质页岩、灰岩
粘土岩
二、煤质特征
1、煤质
根据中化地质矿山总局贵州地质勘查院2007年7月编制的《贵州省务川县金旗煤矿资源储量核实报告》提供的煤质资料,矿区M煤层的煤质资料参见表3。
表3金旗煤矿煤层煤质分析表
煤层
编号
灰份
Ad(%)
挥发份
Vdaf(%)
硫份
St,d(%)
发热量
Qnet,d(MJ/kg)
M
21.15
19.06
2.84
26.505
2、物理性质
M煤层属贫煤,煤呈灰黑~黑色,条痕棕褐、褐黑、黑灰色,风化后多为粉状或粉粒状,性松软,土状或油脂光泽,表面常见铁锈,新鲜时则为鳞片状、碎块~块状,性硬脆,多为玻璃~强玻璃光泽,常可见由亮煤和暗煤相间组成的条带状构造。
综上所述,矿区内可采煤层煤的类型属中灰、中高硫、高发热量的贫煤。
煤灰成分:
矿区内可采煤层原煤煤灰成分以SiO2、Al2O3和Fe2O3为主。
三、煤层瓦斯、自燃及煤尘情况
《务川县金旗煤矿瓦斯等级鉴定报告》鉴定结果:
矿井绝对瓦斯涌出量为0.32m3/min,绝对二氧化碳涌出量为0.18m3/min,该矿井为低瓦斯矿井。
M煤层自燃倾向等级为Ⅰ类容易自燃煤层;根据贵州省煤田地质局实验室2007年7月20日提交的该矿煤尘爆炸性鉴定报告结果,该矿M煤层的煤尘有爆炸性。
第三节地质构造
工作面范围内煤岩层走向270°—290°,倾向SW—SE,围岩较稳定。
巷道施工过程中还可能会揭露一些小断层,届时需要加强支护。
预计巷道施工范围内无陷落柱、岩浆侵入体等特殊地质构造。
第四节水文地质
1、地下水类型
该区地下水类型可分为松散岩类孔隙水、碎屑岩裂隙水及碳酸岩类岩溶管道~裂隙水三类,其中碳酸岩类岩溶管道~裂隙水按水的承压性质又可分为碳酸盐岩溶管道~裂隙潜水(包括夜郎组黄村坝段、长兴组、吴家坪组)及碳酸盐岩溶管道~裂隙承压水(茅口组)。
2、含水岩组及其含水特征
(1)松散岩类孔隙水
指第四系,该组地下水在矿区内主要分布在东部的水基顶一带,含水性极弱,无供水意义,对煤层开采无影响。
(2)碎屑岩裂隙水
夜郎组沙堡湾段,该段地下水在矿区主要分布在矿区中部及东部,含水性差,为相对隔水层。
(3)碳酸盐岩溶管道—裂隙潜水
包括黄村坝段、长兴组、吴家坪组三个组,该三组地层中的地下水为岩溶管道—裂隙潜水,一般不具备承压性质,分布于整个矿区,出露厚度大于200m,区内未见顶。
从区域上看,岩溶现象发育,富水性好。
但由于矿区地处地表分水岭向北东倾斜的斜坡地带,地下水主要靠大气降水补给。
矿区范围内,地表见2处泉点出露,出水标高分别为+1165m和+1225m。
(4)碳酸盐岩溶管道—裂隙承压水
只包括茅口组一个层位,该地层中地下水在泥高向斜中浅部为潜水,随着地下水埋藏深度的增加,渐变为承压水,即在泥高向斜两翼浅部为潜水,向向斜核部渐变为承压水,越接近核部压力越大。
该组地层在矿区内未出露,为煤层的间接底板,与煤层之间有一层厚0~5m的粘土岩。
在矿区内的茅口组灰岩为承压水。
据调查的两处泉点的出水标高,即+1165m和+1225m,保守估计取小值,务川县金旗煤矿的地下水位标高约为+1165m。
茅口组灰岩溶洞、暗河发育,富水性强,且为承压水,当低于水位标高开采时,底板突水的可能性大,突水量大,危险性大。
因此,茅口组灰岩底板充水含水层为威胁煤层开采的主要充水含水层。
3、老窑积水
金旗煤矿于2007年6月由贵州省国土资源厅颁发采矿许可证,设计生产规模9万吨/年,采用地下开采方式,采矿方法为走向长壁后退式,矿区东南部有0.13km2的老采空区,老采空区为平硐开采,现已全部关闭,由于开采不规范,在开采面一带,形成低于主平硐的采坑,形成一定的老窑积水,一般10-50m3,老窑围岩为吴家坪煤系地层,岩性主要为泥岩、灰岩及泥质灰岩,岩溶较为发育,当煤层开采与岩溶裂隙沟通时,老窑积水沿岩溶裂隙渗入矿井,可能造成矿井涌水。
4、地下水的补给、径流、排泄条件
该矿位于区域水文地质单元的地下水的补给区,地势总体上是南东高北西低,大气降水至地表后,沿地表的溶蚀洼地、岩溶漏斗、落水洞及岩溶裂隙,直接汇入地下,主要沿地下垂直岩溶裂隙向下运动,至地下深部后,沿溶蚀管道、裂隙以管流、脉流及隙流的形式进行水平径流,先由北西向进入无名小溪,然后向北东的泥高乡流动,最后排泄于东面的洪渡河,地下水总体向北东流动;属乌江水系。
5、矿井充水因素分析
该矿是以大气降水为主的裂隙充水矿床,其次以底板间接充水的岩溶充水矿床和老窑积水。
据水文地质报告提供资料:
金旗煤矿开采煤层正常涌水量为211m3/d,最大涌水量320m3/d,最小涌水量174m3/d。
矿区的水文地质条件中等类型,煤系地层本身含水弱。
矿山开采过程中的实际测量,煤层开采时无滴水、淋水现象,对矿床开采影响不大,但在今后开采生产中应加强对采空区积水的监测,确保生产安全。
大气降水是矿床充水的主要因素。
一般沿基岩裂隙渗入矿井,裂隙发育地段矿井充水会有所增大;地表水对地下水具有一定的补给作用,岩层渗透性好,含水性较弱。
地表水与地下水之间可能发生联系,易引起矿床充水。
该矿的地下水位标高约为+1165m。
茅口组灰岩溶洞、暗河发育,富水性强,且为承压水,当低于水位标高开采时,底板突水的可能性大,突水量大,危险性大。
在掘进过程中,要注意发生突水现象,应引起高度重视,特别是在靠近采空区时及茅口组灰岩底板充水含水层,更应加强探测及防水工作,特别是矿区在今后的采矿生产过程中应加强水文地质勘查工作,做好防水和排水工作,确保安全生产。
综上所述,该井田水文地质条件属中等偏复杂类型。
第三章巷道布置及支护说明
第一节巷道布置
运输(回风)绕道从轨道上山甩偏在+1155水平开始变破,按照50°方位角掘进27m后进入煤层直接顶板中,转向以90°方位角掘进布置车场,设计长度25m,车场完工之后按照原方位不变掘进巷道20m,再转向以160°方位角揭穿每层为止。
巷道坡度必须控制在5‰,采用一次性成巷完成水沟、锚网支护等工作。
+1155东翼绕道完工之后再进行西翼绕道施工,工程质量严格按照规程中的图纸及说明进行施工,绕道设计总长为90m。
第二节矿压观测
一、观测对象:
+1155水平边坡处、岔口及断层地段。
二、观测内容:
顶底板相对移近量,两帮相对移近量,工字钢变形量。
三、观测方法:
巷道开口5米后,开始布置观测点站,正常掘进时,每隔30米布置一个观测点;顶板破碎、断层带及压力大地段每隔10米布置一个观测点。
每个观测点设置一个观测断面,在巷道两帮设点观测两帮移近量,顶底板设点观测顶底板移近量,对每个测点进行定期观测。
四、观测工具:
皮尺、5m长的钢卷尺、线绳,记录纸等。
+1155绕道开口后,必须间隔20m打设一棵信号点柱,信号点柱距离迎头最大距离不得大于20米。
根据对巷道的矿压观测,若现有支护不能满足支护要求时,及时调整支护参数。
第三节支护设计
一、巷道断面及支护形式
巷道采用“锚+网+喷”联合支护,断面形状为半圆拱形,
=4.8m2,
=4.18m2;
附图:
巷道断面图、巷道永久支护示意图。
二、支护方式
(一)支护方法
1、临时支护
巷道光面爆破后,首先敲帮问顶,剔除迎头危岩悬矸,采用两根吊环式金属前探梁配单体液压支柱作为临时支护,前探梁用11#工字钢或18kg/m以上钢轨制作,长度不小于4m,吊环使用厚度大于7mm的钢板制作,每根前探梁不少于2个吊环,专用螺母固定。
爆破前最小空顶距离不大于1.0m,爆破后最大空顶距离不大于2.5m,循环进度1.5m。
2、永久支护
巷道采用“锚+网+喷”联合支护。
顶板采用φ20×1800mm全螺纹钢等强锚杆配金属网支护,两帮采用φ20×1800mm全螺纹钢等强锚杆配金属网支护;锚杆间距900mm,排距1000mm,喷浆厚度不得低于100mm。
(二)质量要求
1、临时支护
临时支护采用前探梁接顶并用木楔紧固接实;每根探梁的吊环不少于两个且必须满帽,并有0—+20mm露丝;距迎头端面距不大于300mm。
2、永久支护
(1)严格按中腰线施工,中线至两帮允许误差:
合格为-50—50mm,优良为0—50mm,腰线至顶底板合格为-30—50mm,优良为0—50mm。
(2)巷道中净高允许误差;合格为-30—50mm,优良为0—50mm。
(3)锚杆安装后必须将网张紧,紧贴煤岩面,每扣必连;铁丝锋利的尖端必须指向周壁。
(4)锚杆在煤层中锚固力不低于70kN,在岩石中不低于130kN。
(5)严格按规定安装锚杆,角度不合格必须重打。
(6)锚杆外露15—50mm,上吊环的锚杆外露40—80mm。
(7)锚杆间排距误差为±100mm。
(8)支护后顶板下沉超过100mm时,要及时补打锚杆。
3、文明生产
巷道文明生产达到“四无、四整齐、五统一、六条线”。
“四无”:
巷道内无淤泥积水(淤泥、积水长度不超过5m,深度不超过0.1m);无脏杂物和废旧物料;无积(煤、岩)尘;无尾工。
“四整齐”:
图牌板吊挂整齐;材料码放整齐;工具存放整齐;开关上台上架排列整齐。
“五统一”:
牌板规格、标准统一;挂衣架统一;料场统一;管子吊挂统一;电缆吊挂统一。
“六条线”:
风筒吊挂一条线;风水管路吊挂一条线;轨道铺设一条线;各类标志一条线;台阶铺设一条线;水沟打设一条线。
三、确定锚杆参数(按悬吊理论、组合拱和工程类比法计算)
(一)按悬吊理论计算锚杆参数
1、锚杆长度
式中:
L—锚杆长度,m;
H—冒落拱高度,m;
K—安全系数,一般取K=2.0;
L1—锚杆锚入稳定岩层的深度,一般按经验取0.5m;
L2—锚杆在巷道中的外露长度,一般取0.1m;
其中:
H=B/2f=4/8=0.3(m)
式中:
B—巷道开掘宽度,取2.4m;
f—岩石坚固性系数,取4;
则L=2.0×0.3+0.5+0.1=1.2(m)
2、锚杆间排距计算,取a:
式中:
a—锚杆间排距,m;
Q—锚杆设计锚固力,130KN/根;
H—冒落拱高度,取0.30m;
r—被悬吊砂质页岩的重力密度,取28KN/m3;
K—安全系数,一般取K=2.0;
a=1.29(m)
(二)按组合拱理论计算锚杆参数
1、锚杆长度
式中:
L—锚杆长度,m;
N—围岩影响系数,取1.1;
W—巷道跨度,m,取2.4m;
则:
L=N(1.3+W/10)=1.1×(1.3+2.4/10)=1.69(m)
2、锚杆间排距
A≤0.4L=0.4×1.69=0.0.676(m)
式中:
A—锚杆间排距,m;
L—锚杆长度,m;
3、锚杆直径:
d=L/110
式中:
d—锚杆直径,m;
L—锚杆长度,m;
则:
d=L/110=1.69/110=0.015(m)
(三)按工程类比法确定锚杆参数
通过相邻矿井实际揭露和地质部门提供的资料,锚杆采用φ20×1800mm的全螺纹钢树脂锚杆,间排距为900×1000mm。
通过以上计算和相似相邻巷道的工程类比,结合锚杆支护技术管理规定,确定该巷道的支护参数为:
锚杆采用φ20×1800mm的全螺纹钢等强锚杆,锚杆间排距为900×1000mm。
第四节支护工艺
一、支护材料
(一)锚杆及锚固剂
每根锚杆采用2块树脂锚固剂固定,锚固长度不小于700mm;树脂锚固剂直径为28mm,每块长度为350mm。
锚杆均使用配套标准螺帽紧固,锚固剂型号为Z2835,每根锚杆锚固力岩石中不小于130kN,煤中不小于70kN。
(二)金属网规格:
长×宽=2000×1000mm。
二、锚杆安装工艺
1、打眼
打眼前,首先按照中、腰线严格检查巷道断面规格是否符合作业规程要求。
打眼前严格执行敲帮问顶制度,仔细检查顶帮围岩情况,剔掉活矸、危岩,确认安全后,方可开始工作。
锚杆眼的位置要准确,误差不得超过100mm,眼向误差不大于15度。
锚杆眼深度应与锚杆长度相匹配,打眼时应在钎子上做好标志,严格按锚杆长度打眼。
锚杆眼打好后,应将眼内的岩渣、积水清理干净。
打眼时,必须在临时支护下操作。
打眼的顺序,应由外向里,先顶后帮的顺序依次进行。
2、安装锚杆
安装前,应将眼孔内的积水、岩粉吹扫干净。
把2块树脂锚固剂送入眼底,把锚杆插入锚杆眼内,使锚杆顶住树脂锚固剂。
外端头套上螺帽,用带有专用套筒的锚杆搅拌器卡住螺帽,开动锚杆搅拌器,使锚杆搅拌器带动杆体旋转将锚杆旋入树脂锚固剂,对锚固剂进行搅拌,达到设计深度,方可撤去锚杆搅拌器。
搅拌旋转时间大于40秒,8分钟后上好托盘,拧紧螺帽,预紧力矩不小于200N·M。
表4每米巷道支护材料消耗表
项目
顶板锚杆(根/米)
两帮锚杆(根/米)
金属网(m2/m)
树脂药卷(块)
托盘(块)
规格
φ20×1800
φ20×1800
1.0×2.0
Z2835
铁质
数量
4
2
2
12
6
表5巷道技术特征表
项目
数量
煤岩
类别
断面
形状
掘进断面(m2)
净断面(m2)
巷道坡度
最小(大)控顶距(m)
锚杆排距(mm)
锚杆间距(mm)
放炮前
放炮后
90m
全岩
半圆拱
4.8
4.2
5‰
1.0
2.5
1000
900
三、喷浆作业
(一)施工前
1、施工队派专人协助机电技术人员对相关设备进行检查,是否安全可靠,保证正常运转;现场检查现场安全隐患并进行处理,进行悬矸请找,在保证安全的前提下才能进行喷浆支护。
2、将设备、材料运到指定地点,并进行堆放整齐,不得影响行人和通风,挂牌管理。
3、喷浆前要对周围20m范围的铁道、水沟、管线等用旧皮带、旧栏板或风筒布等进行掩护,以便清理回弹和保持巷道标准化、文明生产。
4、喷射前后20m严禁有人作业或逗留。
5、施工人员必须戴防尘口罩作业。
(二)施工过程中
1、随时注意压力表变化,正确地判断是否发生堵管,防止堵管;并按喷射混凝土输送距离和喷射方向,随时调整工作风压和水压;
2、喷头操作:
①喷头与受喷面最佳距离为0.6m~1.2m,当压风波动时,该距离可适当调整;喷射方向与受喷面的角度以垂直为最佳;喷射物流在受喷面上应呈螺旋轨迹移动,即一圈压半圈按顺序横移,螺旋半径取10㎝~20㎝为宜。
②喷射手与喷射司机要密切配合,协同动作。
③喷射手要随时掌握给水情况,注意喷射效果,使喷射物表面达到厚度一
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