最新煤矿3509轨道顺槽掘进工作面作业规程.docx

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最新煤矿3509轨道顺槽掘进工作面作业规程

第一章概况

第一节概述

一、巷道名称

本《作业规程》掘进的巷道为3509轨道顺槽。

二、掘进目的及用途

掘进目的是为了形成3509工作面，满足3509轨道顺槽施工时的通风、行人、运输、排水、管线敷设的需要。

三、巷道设计长度及服务年限

3509轨道顺槽长度490m（平距），3509轨道顺槽联络巷30m（平距），巷道坡度为0°～10°，平均4°，总工程量520m。

服务年限：

2年。

四、预计开、竣工时间

预计2015年1月开工，2015年5月竣工。

第二节编写依据

一、编写依据

本规程以《煤矿安全规程》、《煤矿安全质量标准化基本要求及评分办法》、《井巷工程施工及验收规范》（GB50213-2010）及《煤矿井巷工程质量检验评定标准》（MT5009-94）为编写依据。

二、采区设计说明书及批准时间

采区设计说明书为《3500采区设计说明书》，批准时间为2013年8月。

三、地质说明书及批准时间

地质说明书为《肥城矿业（集团）公司煤矿3509工作面地质说明书》，批准时间为2014年2月20日。

四、矿压资料

根据3507轨道、胶带顺槽巷道掘进矿压观测资料，井巷地压的显现及其对巷道的破坏程度，与开采深度、开采范围、围岩性质和地质构造条件等有关。

随开采深度的增加及构造发育区附近，地压明显增大，软岩层较坚硬岩层地压显现明显，巷道易片帮底鼓。

第二章地面相对位置及水文地质情况

第一节地面相对位置及邻近采区开采情况

井下位于3500采区西侧。

该面西侧为3500西部回风下山，南侧为东翼胶带大巷里段，东侧、北侧为未开采区。

附：

地面相对位置及邻近采区开采情况表（2-１）

地面相对位置及邻近采区开采情况表2-１

水平名称

-595m水平

采区名称

3500采区

地面高程

（m）

+39.7～+41.9

工作面高程

（m）

-742～-775

地面相对位置及建筑物

该工作面中切眼及切眼以西东部位于胡台庙村下，西距南总干渠1200m，北距南一干渠280m；自切眼向西200m内为胡台庙村，地面钻孔13-1以北210m。

井下位置及邻区采掘情况

本工作面位于3500采区向斜东翼，SDF6断层以东，SDF3断层以西。

本工作面以西为3500采区西部下山，以南76m为正在掘进的3507工作面胶带顺槽，以北80m为掘进的3500西部轨道巷，工作面以东尚无采掘工程。

走向长（m）

490

倾斜长（m）

80

面积（㎡）

35600

煤层

总厚度

（m）

2.9～3.35

————

3.19

煤层结构（m）

煤层倾角

（°）

19～24

———

21

3.19

第二节煤（岩）层赋存特征

一、煤（岩）层产状、厚度、结构、坚固性系数、层间距

该工作面3下煤层赋存稳定，厚2.90m～3.35m，平均3.19m，煤层结构简单。

煤层倾角19°～24°，平均21°，煤种为1∕3焦煤，f=1,煤层局部被吞蚀或变薄。

附：

岩性特征表（2-2）

岩性特征表2-2

顶底板情况

岩石名称

厚度（m）

岩石特性

老顶

粉砂岩

4.75

浅灰白色，较坚硬，性脆，主要成分为石英及长石，泥质胶结。

直接顶

细砂岩（岩浆岩）

18.7（9.35）

细砂岩灰白色，较坚硬，性脆，成分以石英长石为主，泥质胶结（岩浆岩为浅灰白色及灰绿色,较坚硬，性脆，块状，中厚层状，充填方解石薄膜）。

直接底

炭质泥岩

1.2

深灰色，块状，平坦状参差状断口。

老底

粉砂岩

10.8

浅灰色，薄层状，夹细砂岩条带，水平层理，含植物化石。

二、煤层瓦斯涌出量、瓦斯等级、发火期、煤尘爆炸指数

3500采区瓦斯绝对涌出量为0.25m³/min。

1/3焦煤自燃倾向性为Ⅱ类，为易自燃。

1/3焦煤煤尘爆炸指数为27.86%，火焰长度为9mm，为有煤尘爆炸性。

3、地温:

地温为34～37℃，地温梯度为2.61℃/100m。

4、地压:

3500工作面煤岩样鉴定结果为:

3下煤层属于Ⅱ类，为具有弱冲击倾向性的煤层；煤层顶底板为具有弱冲击倾向性的岩层。

第三节地质构造

一、概述

本工作面位于一宽缓的向北倾伏的向斜构造（3500向斜）的东翼，向斜轴位于13-1钻孔西侧70m～100m，轴向0°～349°。

西翼走向78°～96°，倾向348°～6°，倾角18°～24°；东翼走向72°～90°，倾向342°～0°。

煤岩层倾角19º～24º，平均21º；据13-1钻孔资料，3下煤层顶板有岩浆岩岩床侵入，下距3下煤27.50m，厚8.60m。

依据物探资料，该区域未发现陷落柱和古河床冲刷现象，预计本工作面掘进不会揭露落差5m以上的断层，落差0～5m的断层共2条。

附：

断层产状参数表表2-3

二、河流冲刷带:

无。

三、岩浆岩侵入体:

无。

四、岩溶陷落柱:

无。

断层产状参数表2-3

构造

名称

走向

（°）

倾向

（°）

倾角

（°）

性质

落差（m）

揭露控制情况

f1

36

306

70

正断层

0～4

影响大

SDF3-1

4

274

70

正断层

0～5

影响大

第四节水文地质

一、水文地质概况

掘进过程中将会有少量的顶板砂岩及上分层顶板淋水出现，该淋水会随工作面掘进自行疏干，对工作面掘进影响不大。

防治水措施：

1、受洒水及顶板淋水影响巷道低洼处可能有积水。

掘进过程中应及时探放水，迎头安装不少于50m3/h排水设施，及时排水。

2、掘进过程中应保持疏水线路畅通并加强水情观测，若有异常，及时汇报处理。

3、掘进距预透、穿过、跨越老巷至规定距离前下达通知书，并编写专项措施，坚持“有疑必探”，确保安全预透。

最大涌水量：

29m3/h，正常涌水量：

19m3/h。

二、问题及建议

1、该面共揭露断层1条，断层附近围岩裂隙发育，强度低，完整性差。

掘进时应对顶、底板加强管理。

第五节储量计算

储量计算表2-4

块段号

走向长

（m）

倾斜长

（m）

斜面积

（m2）

煤厚

（m）

容重

（t/m³）

基础储量

（万t）

备注

工作面

490

80

35600

3.19

1.39

15.78

合计

15.78

第三章巷道布置及支护说明

第一节巷道布置

3509轨道顺槽自3500西部回风下山H4号测点前7.5m处（X=8271.26Y=8400.4Z=759.6）为开门，按81°的方位角沿煤层顶板掘进490m（平距）至3509切眼止；按261°方位角沿煤层顶板掘进30m联络巷与3500西部胶带下山贯通，总工程量共计520m。

躲避硐：

3509轨道顺槽为机轨合一巷道，为确保施工时的运输安全，设计每40m在顶板完整处，巷道下帮施工深3m的躲避硐。

临时水仓：

为保证排水在巷道北帮低洼处及时施工深6.0m的临时水仓。

附：

1、3509轨道顺槽煤层底板等高线预测图（1∶1000）；

2、3509轨道顺槽地质预想剖面图（1∶1000）；

3、3509轨道顺槽地层综合柱状图（1∶200）。

4、3509轨道顺槽开门施工大样图（1:

100）。

第二节支护设计

一、巷道断面

顺槽及切眼断面为距形：

1、当煤层厚度达不到3100mm时，

1-1断面：

荒宽=4400mm,荒高=3100mm,净宽=4200mm，净高=3000mm,S净=12.4m2,S荒=13.64m2。

毛水沟设在巷道左侧，规格300×300mm。

2-2断面：

荒宽=3800mm,荒高=3100mm,净宽=3600mm，净高=3000mm,S净=10.8m2,S荒=11.78m2。

毛水沟设在巷道左侧，规格300×300mm。

躲避硐：

荒宽=3200mm，净宽=3000mm，荒高=3100mm，净高=3000mm；S荒=9.92㎡；S净=9㎡。

临时水仓：

荒宽=3200mm，荒高=3100mm，S荒=9.92㎡；净宽=3000mm，净高=3000mm，S净=9㎡，落底1.5m。

2、当煤层厚度超过3100mm时，沿煤层顶底板掘进，荒宽=4400mm,净宽=4200mm。

附:

3509轨道顺槽1-1支护断面图、俯视图（3-1）。

3509轨道顺槽2-2支护断面图、俯视图（3-2）。

3509轨道顺槽躲避硐支护断面图、俯视图（3-3）。

3509轨道顺槽临时水仓支护断面图、俯视图（3-4）

二、支护方式

1、临时支护：

3509轨道顺槽临时支护采用吊挂式前探支架，前探梁用3根型号不小108mm长度不小于4.0m的钢管制作，间距不大于1.2m，且均匀布置。

每根前探梁用3组吊环固定，吊环用直径20mm的钢筋焊制，吊环用配套的锚杆螺母固定，吊挂环螺丝拧入长度不小于30mm，锚固力不小于80KN/根，前探梁上方用2块规格为：

长×宽×厚=3000×150×60mm板梁和小杆接顶，并刹紧、背实。

移前探时人要站在锚杆支护好的下方，迎头一切工作都要在前探梁的掩护下进行，严禁空顶作业。

爆破前最大空顶距离不大于300mm，爆破后最大空顶距不大于2100mm。

坡度大于15°时，使用防滑链。

放炮后，及时将前探支架移至迎头，在前探支架上先放好网，再在金属网下用板梁和小杆配合小楔接顶背实。

（小杆规格1200×80×50mm、木楔长度200mm）

巷道开门施工时无法使用前探支护时，采用3棵点柱作临时支护，点柱采用直径大于或等于180mm的优质坚韧圆木制作，点柱上端用木楔加紧，下端有不少于200mm深的柱窝，并支在实底上。

施工过程中应经常检查点柱的牢固情况，发现问题及时处理。

附：

3509轨道顺槽1-1临时支护平剖面图（3-4）；

3509轨道顺槽2-2临时支护平剖面图（3-5）；

附：

3509轨道顺槽信号硐室临时支护平剖面图（3-6）；

2、永久支护

支护说明：

锚网索支护作为永久支护，支护材料为高强预应力锚杆，钢筋网，塑料网。

锚杆和金属网起加固顶板的作用，使顶板形成一个整体，锚索主要是起悬吊作用兼有加固顶板的作用，因此支护参数验算按如下进行：

按悬吊理论计算锚杆参数：

1.锚杆长度计算：

L=KH+L1+L2

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；

L1—锚杆锚入稳定岩层的深度，一般按经验取0.7m；

L2—锚杆在巷道中的外露长度，一般取0.15m；

其中：

H=

=

=0.55（m）

式中：

B—巷道开掘宽度，取4.4m；

f—岩石坚固性系数，取４；

则L=2×0.55+0.7+0.15=1.95（m）

2.锚杆株距、排距计算，通常株排距相等，取a：

a=

=

=1.61（m）

式中：

a—锚杆株排距，m；

Q—锚杆设计锚固力，80KN/根；H—冒落拱高度，取0.55m；

R—被悬吊岩石的重力密度，取28KN/m³；K—安全系数，一般取K=2；

锚杆锚固长度计算：

L0 = LD21 /（D2-D²2）= （500+500）×23²/（28²-20²）=1378mm 

式中：

L--锚固剂长度，为500mm，2根。

D--钻孔直径，为28mm。

D1—树脂锚固剂直径，为23mm 

D2--锚杆内径，为20mm 

通过计算并结合3507轨道顺槽成功支护经验，3509轨道顺槽顶板选用直径20mm、长度2400mm的高强预应力锚杆，两帮选用直径20mm、长度2400mm的等强预应力锚杆，具体布置如下：

3509轨道顺槽采用锚网索作为永久支护，支护巷道锚杆、锚网规格及布置：

顶部采用直径20mm、长度2400mm的高强预应力锚杆，帮部采用直径20mm、长度2400mm的等强预应力锚杆，锚杆外露长度为10-40mm。

①1-1断面顶部布置6根（2-2断面顶部布置5根）锚杆，每根锚杆采用两块型号为K2350树脂药卷（φ23mm，长500mm）锚固，扭矩力不小于400N.m，锚固力不小于80KN,锚杆间距为800mm，排距为900mm。

②两帮共布置8根锚杆，锚杆间距为900mm,排距为900mm。

第一根布置在顶板以下300mm处，向下按900mm间距布置，并垂直于巷帮，锚杆应横向成排，纵向成线，底角锚杆与巷道底板呈75°俯角。

每根锚杆采用两块型号为K2350树脂药卷（φ23mm，长500mm）锚固，锚固力不小于80KN，扭距力400N.m。

③顶、帮部锚杆托盘均为（顶板为10mm）8mm钢板压制的正方形碗状托盘，钢制托盘规格为长×宽=150×150mm；开门施工50m后帮部使用木托盘其规格为300×250×40mm.④顶部采用直径不小于6.0mm的冷拔铁丝网，顶部规格为长×宽=1400mm×1000mm；开门帮部采用双层网支护，施工50m后两帮采用JD-PP-35-35双向拉伸塑料网，使用绳皮连接；金属网要搭接连接，相邻两块网之间要用12＃双股铁丝三花连接，连接点要均匀布置，间距不大于200mm。

⑤锚索间排距为1600×2700mm，“二·一·二”打设，每组2根，每孔装4卷K2350树脂药卷。

锚固长度不小于2.0m，锚索预紧力不小于100kN。

信号硐室采用锚网索作为永久支护，支护巷道锚杆、锚网规格及布置：

顶部采用直径20mm、长度2400mm的高强预应力锚杆，帮部采用直径20mm、长度2400mm的等强预应力锚杆，锚杆外露长度为10-40mm。

①顶部布置5根锚杆，每根锚杆采用两块型号为K2350树脂药卷（φ23mm，长500mm）锚固，锚固力不小于80KN,锚杆间距为800mm，排距为900mm。

②两帮共布置8根锚杆，锚杆间距为900mm,排距为900mm。

第一根布置在顶板以下100mm处，向下按900mm间距布置，并垂直于巷帮，锚杆应横向成排，纵向成线，底角锚杆与巷道底板呈75°俯角。

每根锚杆采用两块型号为K2350树脂药卷（φ23mm，长500mm）锚固，锚固力不小于80KN，扭距力400N.m。

③顶部锚杆托盘为10mm钢板压制的正方形碗状托盘，钢制托盘规格为长×宽=150×150mm；帮部锚杆托盘为10mm钢板压制的正方形碗状托盘，钢制托盘规格为长×宽=150×150mm及规格为长×宽×厚=250×150×40mm的木托盘；④顶部采用直径不小于6.0mm的冷拔铁丝网，顶帮部规格为长×宽=1400mm×1000mm；金属网要搭接连接，相邻两块网之间要用12＃双股铁丝连接，连接点要均匀布置，间距不大于200mm。

搭接100mm，绑扎密度200mm⑤锚索间排距为1600×2700mm，“二·一·二”打设，每组2根，每孔装4卷K2350树脂药卷。

锚固长度不小于2.0m，锚索预紧力不小于100kN。

临时水仓支护：

附：

锚网索巷道工程质量标准表3-1。

支护工程质量标准表（3-1）

基本

项目

检验项目

设计

要求

标准规定

检验部位

类别

合格

优良

1.巷道净宽

主要（中线至任一帮）

0～+150

0～+100

拱基

一般（中线至任一帮）

-50～+150

0～+150

无中线（中心线至任一帮）

-50～+200

0～+200

墙脚

2.巷道净高

主要（腰线至顶底板）

0～+150

0～+100

腰线

一般（腰线至顶底板）

-30～+150

0～+150

上

无腰线（测全高）

-30～+200

0～+200

下

3.锚固力

合格：

最低值不小于设计的90%优良：

最低值符合设计值

注：

锚索抽查施工记录

顶帮

4.锚杆、索的安装

合格：

安装牢固，托板基本紧贴壁面，锚杆附件基本齐全有效，不松动，锚杆预紧力不小于设计值的90%

优良：

安装牢固，托板紧贴壁面，锚杆附件齐全有效，未接触部位楔紧，锚杆预紧力最低值符合设计值

顶帮

5.网梁的压接质量

合格：

搭接压茬（绑扎）良好，网梁基本紧贴壁面，不松动

优良：

搭接压茬（绑扎）良好，网梁紧贴壁面，无空帮、空顶

顶帮

允许偏差项目

1.间排距

-100～+100mm

合格：

70%及以上实测值在允许偏差范围内，其余不影响安全使用。

优良：

90%及以上实测值在允许偏差范围内，其余不影响安全使用。

2.锚杆、锚索角度

与井巷轮廓线的角度和岩层层理夹角≥75度

3.锚杆、索孔深度

0～+200mm

4.锚杆外露长度

+10～+40mm

5.锚索外露长度

+150～+250mm

6.水沟

位置

-50～+50mm

宽度

-30～+50mm

深度

-50～+50mm

质保资料

检验项目

质量情况

锚杆、锚固剂抽样试验报告

锚固力测试报告

检验结果

基本项目

检查项，其中优良项，优良率%

允许偏差项目

实测点,其中合格点，合格率%，优良点，优良率%

质量保证项目

检查项，其中项合格项优良

第三节支护工艺

一、支护材料

1、锚杆规格及布置

顶部采用规格为Φ20×2400mm的高强预应力锚杆，帮部采用规格为Φ20×2400mm的等强螺纹钢锚杆支护。

2、锚网

顶采用直径6.0mm的钢筋网，规格为长×宽=1400mm×1000mm，钢筋网网格为长×宽=100mm×100mm，两帮采用JD-PP-35-35双向拉伸塑料网；使用绳皮连接，塑料网规格为长×宽=1400mm×1000mm，网格为长×宽=30mm×30mm。

3、锚索

锚索间排距为1600×2700mm，采用规格为Φ17.8×6300mm的锚索，“二·一·二”打设，每组2根，每孔装4卷K2350树脂药卷。

锚固长度不小于2.0m，锚索预紧力10T。

4、当顶板为泥岩，泥质砂岩或过断层顶板较破碎时，锚杆间排距缩小为顶部800×700mm采用规格为Φ20×2400mm的高强螺纹钢锚杆压钢筋、塑料网支护，帮部900×700mm采用φ20×2400mm等强螺纹钢锚杆压钢筋网支护；锚索间排距缩小为1350×1400mm，“三·三”打设，每组3根，每孔装4卷K2350树脂药卷。

锚固长度不小于2.0m，锚索预紧力不小于10t。

（见巷道支护断面图）

5、施工时，最大控顶距离为2.1m；当现场条件发生变化（遇断层、顶板破碎）时，最大控顶距离缩为为1.0m，锚杆排距缩为0.7m，逐排施工且另编制安全措施。

6、支护材料每米消耗用量

（1）3509轨道顺槽每米消耗高强锚杆6.7套，等强锚杆7.8套，锚索0.74套，锚固剂31.96支，金属网5.1m²,塑料网6.83m².

（2）信号硐室每米消耗高强锚杆5.6套，等强锚杆8.9套，锚索0.74套，锚固剂30.52支，金属网11.26m²,塑料网7.43m.

（3）临时水仓消耗

7、物料存放

距迎头100m外布置专门的料场，现场至少备有不少于20架的架棚支护材料用量，并在迎头外100m范围内的料场中挂牌管理，分类存放，码放整齐。

二、支护工艺

（一）锚杆钻机打眼工艺

1、作业前检查：

（1）操作者手持操作臂上的手把，安装进气、进水接头，锚杆机转柄必须处于关闭位置。

（2）每次接装进气、进水接头时，都应冲洗管内的沙石异物（包括压气管内的聚留气）。

（3）操作者应在机子摇臂端的外侧站立。

（4）按顶板高度选用合适的初始钻杆。

（5）钻孔前，检查马达旋转、水路启闭全部正常，再正式投入生产。

2、作业时：

（1）首先应按支护设计要求确定好钻眼位置，将钻机搬到一眼位的正下方。

（2）开眼位时，钻杆不可过快，气腿推力要调小一些，当钻进孔眼30mm时，方可逐步加快转速，加大推力，进入正常钻孔作业。

（3）钻孔到位后，关闭气腿进气，调小出水量，减慢钻机转速，使钻机靠重力平衡的带着钻杆回落。

3、作业完以后：

（1）先关水并用水冲洗钻机外表，然后空车运转一下，达到去水防锈的目的。

（2）检查钻机是否损伤，螺丝是否松动，并及时处理好。

（3）将钻机以竖直方式置于安全场所免受炮崩、机轧、车辗等意外损伤。

（二）锚杆支护

（1）锚杆支护操作顺序：

敲帮问顶——检测掘进断面规格——临时支护——刷帮修边——找线定锚杆眼位——打锚杆孔——检测角度、深度、清孔——安装固定锚杆——上托盘螺帽——紧固螺帽。

（2）打锚杆前必须敲帮问顶、找掉活石，在确保安全的条件下方可作业；敲帮问顶，找掉活石必须由有经验的老工人进行，一人操作一人监护，操作人员站在顶板完好的安全地点，由外向里进行。

（3）敲帮问顶、找掉活石，临时支护后，在打锚杆前先依中腰线检测掘进断面规格尺寸，欠挖处用风镐或手镐刷够，依照施工图找出锚杆布置位置，用炮泥或粉笔做记号，定好锚杆眼位。

（4）锚杆打设顺序为：

自后向前（即由外向里），先顶板后两帮，顶板先中间后两边，两帮自上而下，打完一个锚杆眼必须随即安装一根锚杆，并使托盘紧贴岩面，螺帽拧紧。

顶部采用MQT-130型风动锚杆机配B19中空六棱钢钎、Φ28mm羊角钻头打眼，两帮锚杆用YT-28气腿式凿岩机配B22中空六棱钢钎，Φ32mm一字合金钢钻头打眼。

（5）锚杆眼打好后，安装锚杆前用扫眼器清孔同时检测眼的深度，浅的补钻，深的用炮泥充填，并用角度仪检测角度，与轮廓线夹角小于75°的作废重新打眼。

（6）锚杆安装前要检查锚杆规格是否符合设计，锚固剂失效、硬化的禁止使用，锚固剂用锚杆缓慢顶入孔底，用风动帮锚机配搅拌器旋转推进锚杆，旋转搅拌时间不低于45s。

要求预紧力不低于4t，安装扭矩不低于400N.m；放炮前最大空顶距不得超过300mm。

（7）锚杆必须做拉力试验，拉力试验由当班班长、验收员（或区队跟班队长）、当班安检人员共同进行。

（三）锚索支护

（1）锚索支护操作顺序：

定孔位→钻孔→装填4支K2350树脂药卷→插入钢绞线将锚固剂送至眼底→拧上搅拌器→连续搅拌30秒钟以上→松下锚索机→药卷凝固后上好锚索盘及锁具→穿上千斤顶开启油泵张拉至设计拉力，锚索预紧力不低于10T。

（2）地面准备:

主要是锚索的加工。

首先检查钢绞线，截去松丝、严重锈蚀和死弯部分，按设计长度用砂轮锯截断，视情况对整个锚固段进行除锈、除油污处理。

（3）锚索施工工艺流程

①采用锚索钻机打眼，在钻孔时应保持钻机不挪动，以免钻孔轴线不在一条直线上，给锚索安装带来困难。

②插入树脂药卷前应检查其质量，然后将树脂药卷安装到位。

③将钢绞线上的水、岩屑等擦拭干净，以免影响锚固力，二人配合用锚索线顶住药卷（4支K2350树脂药卷）缓缓推入钻孔中（不能反复抽拉锚索），确保药卷全部送至孔底。

④锚索下端装上专用搅拌驱动器，并与锚索钻机连接，边推进边搅拌，前半程慢速旋转，后半程快速旋转，搅拌时间控制在30s左右。

⑤锚索安装半小时后，进行张拉，开始张拉时，注意观察压力表读数，若千斤顶行程不够，应迅速回程，然后继续张拉，达到设计张拉力后，停止张拉，卸下千斤顶。

⑥搅拌树脂药卷过程中不能停顿，要一气呵成，绝对不能反复搅拌。

⑦要求锚索预紧力不低于10T。

⑧锚索安装48h后，如发现锚索预应力下降，应及时补拉，张拉时发现锚固力不合格的锚索，应在其附近补打合格锚索。

（四）挂网

锚杆盘压紧钢筋