六采区开拓延伸及16012采面设计说明书.docx
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六采区开拓延伸及16012采面设计说明书
六采区开拓延伸及1612采面设计说明书
陕西苍村煤业有限责任公司
2012.10.20
六采区开拓延伸及1612采面设计说明书
1、地质说明:
2、巷道布置:
本次开拓延伸,巷道进入薄煤层。
要形成1612采面生产系统,集运巷、轨道巷、总回至少分别需要延伸70米、80米、70米,横川60米。
1612采面布置在开拓巷西侧,向井田边界施工,按陕煤建司生产部要求,设计长度1650米,面宽150米。
根据地质资料和开拓巷掘进写实,煤层厚度1.1米,伪顶厚0.2米左右,极不稳定,掘巷时难保留;直接顶厚6.6米左右,岩性为厚层装泥岩,中等稳定;煤层底板下0.4-1米左右为炭质泥岩和泥岩,易底鼓。
因此巷道掘进层位选择为:
开拓巷道顶板沿煤层直接顶掘进,1612两顺槽底板沿煤层底板下0.4米掘进。
在施工过程中并根据顶底板岩性变化及时调整层位。
3、巷道断面尺寸的确定:
按照满足运输、通风、行人、设备安装等要求,遵照《煤矿安全规程》第二十二条规定设计的。
据统计和规划,苍村煤业现在和将来,轨道巷通过的宽高最大设备为综掘机后部件,宽度1.6米,最大高度为支架装运车1.65米,设计时宽度按1.6米考虑,高度按1.7米考虑;集运巷安装的皮带机身宽度为1.3米;总回考虑有车辆运行和通风要求,断面选择同轨道巷。
最终设计轨道巷和总回掘进宽3.2米,掘进高2.4米,断面积7.7平米;集运巷掘进宽2.6米,掘进高2.4米,断面积6.24平米。
1612运顺掘进宽3.5米,掘进高2.2米,断面积7.7平米;间隔100米设一个配电点硐室,掘进长8米,掘进宽4米,掘进高2.2米,断面积8.8平米;在1612运顺中部(即800米处)和1612运顺横川,各设一移变和泵站硐室,掘进长30米,掘进宽4米,掘进高2.2米,断面积8.8平米;巷道中部低洼积水处,在巷道外帮打水仓一个,尺寸:
2米×2米×4米。
1612回顺掘进宽3米,掘进高2.2米,断面积6.6平米。
间隔300米设一个车场,掘进宽3.5米,掘进高2.2米,断面积7.7平米;巷道中部低洼积水处,在巷道外帮打水仓一个,尺寸:
2米×2米×4米。
工作面两顺槽与轨道巷、总回有轨道运输的交叉点,断面应加宽,一般在交叉点前后长各5米扩宽到3.5-4米,弯道内楞角扩平1.5米×1.5米,以便运大件。
各胶带运输机机头硐室巷道断面加宽段尺寸为:
4米×10米×2.2米。
1612切眼沿煤底板掘进,先小断面掘通(宽3米),再扩宽至5.5米,掘进高2.2米,断面积12.1平米。
需加宽的巷峒见附图。
4、支护设计:
(一)、确定巷道支护形式:
根据地质资料分析,煤层直接顶为中等稳定顶板,适合锚网支护。
为了将锚杆加固的组合梁悬吊于坚硬岩层或压力平衡拱内,需用锚索做辅助支护。
开拓巷道再采用喷浆封闭围岩,厚度不小于30毫米。
根据现有巷道的支护经验,巷道选用矩形断面,锚网、锚索联合支护,开拓巷再加喷浆。
(2)、支护参数设计:
1、采用类比法选择支护参数
根据地质资料和邻近巷道的支护经验,支护锚杆选用Φ16㎜×2000㎜麻花锚杆,间距,开拓巷道为650㎜-750㎜,回采巷道为700㎜-800㎜;排拒均为1000㎜。
帮锚选用Φ16㎜×1000㎜麻花锚杆和Φ18㎜×1000㎜玻璃钢锚杆,间距为700㎜-800㎜,排拒为1000㎜。
锚索均选用Φ15.24㎜×6000㎜、1860级低松弛钢绞线,沿巷中部布置两排,间距1600㎜,开拓巷道排距为2000㎜-3000㎜;回采巷运顺沿巷中部布置两排,间距3000㎜,回顺沿巷中部三花布置,排距3000㎜,间距1200㎜。
锚杆锚固力不小于50KN,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。
2、计算法校核支护参数
(1)、锚杆长度校核:
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+L
式中L----锚杆总长m
L1----锚杆外露长取50㎜
L2----有效长度(顶锚杆免压拱高b,帮锚杆煤帮破碎深度c)m
L3----锚固端深度(顶锚杆取500㎜,帮锚杆取300㎜)
普氏免压拱高:
b=[B/2+Htan(45o-ω帮/2)]/f顶
式中B、H巷道掘进宽和高(按最宽巷道效验),B=5500㎜H=2400㎜;
f顶-------顶板岩石普氏系数取3煤取2
ω帮------两帮围岩的内摩擦角取45o
b=[5500/2+2400×tan(45o-45o/2)]/3=1250㎜
C=2400×tan(45o-45o/2)]/2=497㎜
依据上述计算顶锚杆长度L顶≥50+500+1250=1800㎜
帮锚杆长度L帮≥50+300+497=847㎜
所选锚杆长度满足要求。
(2)、锚杆锚固力效验:
锚固力就是锚固剂与锚杆的粘剂力、锚固剂与锚孔的粘结力及锚杆的抗拉力的最小值确定的,再考虑一定的安全系数来计算。
顶锚杆锚固长度500㎜,锚杆直径Φ16㎜,锚固段岩锚孔直径40㎜。
帮锚杆锚固长度300㎜锚杆直径Φ16㎜,锚固段与煤锚孔直径40㎜。
锚固力P=(P1,2)/K
锚固剂与锚杆的粘结力P1,2=Φ1,2
×π×L3×T1,2
式中P1---锚固剂与锚杆的粘剂力KNP2----锚固剂与锚孔的粘结力KN
Φ1----锚杆直径㎜Φ2----锚固段锚孔直径㎜
L3--------锚固段长㎜顶锚杆为500㎜帮锚杆为300㎜
Τ1----锚固剂与锚杆的粘结强度N/㎜2,取5
Τ2-----锚固剂与锚孔的粘结强度N/㎜2,煤孔取1.2,岩孔取1.8
K----安全系数取顶1.5-2帮取1-1.3
顶锚杆锚固力验算:
锚固剂与锚杆的粘结力
P1=16×π×500×5=125600N=125.6KN
锚固剂与锚孔的粘结力
P2=40×π×500×1.8=113040N=113KN
则P=(P1,2)/K=113/2=56.5KN大于50KN
帮锚杆锚固力验算:
锚固剂与锚杆的粘结力
P1=16×π×300×5=75360N=75KN
锚固剂与锚孔的粘结力
P2=40×π×300×1.2=45216N=45KN
则P=(P1,2)/K=45/1.3=35KN大于30KN
(3)、锚杆抗拉力:
P3=π/4×Φ2×σT
P3---锚杆破断力KN
σT---锚杆抗拉强度N/㎜2取375
Φ----锚杆直径㎜
则P3=π/4×162×375=75360N=75KN大于50KN满足要求
(4)、锚杆间排距校核:
按锚杆最小密度校核
排拒m=1000㎜=1m间距n=800㎜=0.8m
每根锚杆支护的顶板面积为:
S=m×n=0.8m2
锚杆悬吊的岩体厚度为最大压力拱高:
h=b=1.25m
岩体容重r=25KN/m3
每根锚杆最大载荷:
P=S×h×r=0.8×1.25×25=25KN
小于50KN,满足要求。
帮锚同理校核满足要求。
(5)、悬吊理论校核锚索参数
锚索锚固力校核:
锚固端校核
P索=Φ索,孔×π×τ索,孔×L3
式中P索----锚索锚固力KN
Φ索----锚索直径㎜取15.24Φ孔------锚索孔径㎜取28
τ索----锚索与锚固剂粘结强度N/㎜2取10
Τ孔------锚固剂与锚孔粘结强度N/㎜21.8
L3------锚索锚固段长㎜设计1800
锚索与锚固剂粘结力:
P索=15.24×π×10×1800=861364N=861KN
锚固剂与锚孔粘结力:
P索=28×π×1.8×1800=284860N=284KN
锚固端计算锚固力大于230KN,满足要求
锚索强度校核:
——锚索的最低破断力N
——钢绞线抗拉强度,
(1920MPa,合1883.52
)
——锚索钢绞线直径取15.24mm
=
2/4×π×1883.52=343407N=343KN
实际大于设计230KN,满足要求
锚索间排距校核:
根据悬吊理论,锚杆坚固层失效后,锚索同巷两帮角锚杆一起发挥悬吊作用,来承担锚杆坚固层失效岩体的载荷。
可用公式:
锚索间距
L=nF2/[BHr-(2F1sinθ)/L1]
式中
L------锚索间距m
n------锚索排数2
F2-----锚索设计锚固力取230KN
B------巷道最大宽度㎜取4m
H------巷道冒落高,按最严重冒高取2m
F1------锚杆设计锚固力取50KN
L1------锚杆排拒取1m
θ------角锚杆与顶板夹角取75º
Г-----顶板岩石容重取25KN/m3
则L=2×230/[4×2×25-(2×50sin75º)/1](2排锚索)
=4.4m
L=230/[4×2×25-(2×50sin75º)/1](2排锚索)
=2.2m
通过计算2排锚索间距不超过4m就可满足要求。
单排锚索间距不超过2m就可满足要求。
因此设计锚索都满足要求。
3、巷道特征表
序号
巷道名称
工程量
(m)
断面尺寸(m㎡)
倾角
(度)
方位
每米掘煤量
(t)
每米掘矸量(m3)
备注
毛宽
净宽
毛高
净高
毛面积
净面积
1
集中运输巷
100
2.6
2.5
2.4
2.2
6.3
5.5
3
4
3.5
2
总回风巷
80
3.2
3.1
2.4
2.2
7.7
6.8
3
4.8
4.2
3
轨道巷
100
3.2
3.1
2.4
2.2
7.7
6.8
3
4.8
4.2
4
1612运顺
1720
3.5
3.4
2.2
2.0
7.7
6.8
3
5.2
3.9
5
1612回顺
1730
3.0
2.9
2.2
2.0
6.6
5.8
3
4.5
3.3
6
1612切眼
150
5.5
5.4
2.2
2.0
12
11
3
8.2
6.1
7
1612措施巷
300
2.4
2.3
2.2
2.0
5.3
4.6
3
3.6
2.7
8
泵站硐室扩宽
(在运顺中和横川)
60
4.0
3.9
2.2
2.0
8.8
7.8
3
1.5
1.1
9
配电点(在运顺共17个)
136
4.0
3.9
2.2
2.0
8.8
7.8
3
1.5
1.1
10
胶带机头硐室
(5部胶带机)
50
4.0
3.9
2.2
2.0
8.8
7.8
3
1.5
1.1
11
水仓(2个)
8
2.1
2.0
2.1
2.0
4.4
4.0
4
12
轨道交叉加宽段(4处)
40
4.0
3.9
2.4
2.2
9.6
9.4
3.2
1.3
4、每米巷道材料消耗表
巷道名称
材料名称
及规格
顶板锚网消耗
帮锚网消耗
备注
锚杆
锚固剂
托板
锚索
锚固剂
托梁
金属网
锚杆(金属、玻璃钢)
锚固剂
托板
金属网
钢棚
Φ16×2000(根)
CK35×30(卷)
150×150×8(个)
Φ15.24×6000(根)
CK23×60(卷)
100×100×600(个)
1.2×4.
8号丝(块)
Φ16×1000(根)
Φ18×1000(根)
玻璃钢
CK35×30(卷)
150×150×8
(个)
1.2×2.4.
1.2×2.2
(块)
3mπ型梁
集运巷
5
10
5
0.8
2.4
0.8
1
8
16
8
2
集回巷
5
10
5
0.8
2.4
0.8
1
8
16
8
2
轨道巷
5
10
5
0.8
2.4
0.8
1
8
16
8
2
1612运顺
5
10
5
0.7
2.1
0.7
1
4
4
16
8
2
1612回顺
4
8
4
0.7
2.1
0.7
1
4
4
16
8
2
1612切眼
8
16
8
2.5
7.5
2.5
2
1.6
1612措施巷
3
6
3
0.4
1.2
0.4
1
五、支护工艺
(一)、支护形式及材料规格
1、支护形式:
(1)开拓巷顶板采用锚网、锚索、菱形网、喷浆联合支护;1612两顺槽顶板采用锚网、锚索、菱网联合支护;切眼顶板采用锚网、锚索、菱网、π型刚棚联合支护。
(2)两帮均采用菱形网、树脂锚杆支护。
(3)锚杆排拒1m,间距0.7-0.8m;锚索间距1.2-1.6m,排拒2-3m(见图)
切眼顶板锚索每排3根,间距1.4m,排拒2m,锚索滞后掘进头最大不超过20m,顶板压力大或破碎时锚索紧跟掘进头。
2、支护材料规格:
(1)锚杆支护材料规格:
顶锚杆 Φ16㎜×2000㎜ 麻花锚杆
顶托板 150㎜×150㎜×8㎜ 方形托板
顶锚杆药卷Φ35㎜×300㎜ 树脂药卷
帮锚杆 Φ16㎜×1000㎜ 麻花锚杆
帮药卷 Φ35㎜×300㎜树脂药卷
帮托板(回采巷道) 300㎜×200㎜×50㎜ 木托板
帮垫片 80㎜×80㎜×6㎜ 铁垫片
顶板菱形网(8号丝) 4m×1.2m3.2m×1.2m3m×1.2m2.6m×1.2m
帮菱形网(12号丝)2.4m×1.2m2.2m×1.2m
(2)锚索支护材料及规格:
钢绞线Φ15.24㎜×6000㎜ 1860N∕㎜2的钢绞线
顶托梁(长×宽)600㎜×100㎜×100㎜ (废旧钢梁加工)
顶垫片100㎜×100㎜×10㎜ 铁垫片(中孔Φ18~20㎜)
药卷Φ23㎜×600㎜ 树脂药卷
锚具OVM15-1型 单孔锁具
3、安装锚杆要求:
(1)按设计要求安装
(2)锚杆外露长度从托板算起不大于50mm。
锚固力:
顶锚杆不小于50KN,帮锚杆不小于30KN。
螺母扭力矩:
顶锚不小于100N.m,帮锚杆不小于60N.m。
(3)顶锚杆角度不小于75°,边锚杆向帮外斜75°,遇裂隙时,锚杆要尽量垂直于裂隙面;帮锚杆垂直巷帮布置,木托板垂直于顶底板。
(,4)顶锚杆每孔使用2个树脂药卷,帮锚杆每孔使用1个药卷。
安装锚杆时将锚固剂外包装袋去掉,用锚杆体顶住送至孔底,启动搅拌器,边旋转搅拌边均匀推进到孔底,搅拌时间为30~45s(中速型树脂锚固剂)、15~25s(快速型树脂锚固剂)。
搅拌停止后,等待90~180s,卸下搅拌器上托板、拧紧螺母。
(5)锚杆间排距误差不超过±0.1m。
(6)顶锚杆孔深为1930mm,帮锚杆孔深为950mm。
(7)顶锚杆均采用边掘边锚,即“掘锚紧跟”。
必须是先打顶锚杆后,再打帮锚杆。
4、铺联网要求:
顶帮网长边垂直巷道中线铺设。
相邻网必须对接,每隔200mm用14号双股铅丝连接一道,拧紧不少于3圈。
5、锚索支护要求。
(1)锚索支护形式。
(2)打锚索使用MQT-85型风动锚杆钻机,打眼前先送水后开钻,严禁无水开钻,推力要适当,严禁猛升造成钻杆折断。
(3)锚索眼深5.8m,药卷搅拌时间按药卷使用说明书,严禁随意截短药卷或钢绞线。
(4)锚索承载能力应在230kn以上,张拉预紧力为120kn(使用FSL-50型风动锚索泵时,压力表读数必须达到24MPa以上)。
(5)锚索应尽量与岩层层面或巷道轮廓线垂直布置,外露长度不超过200mm。
(6)锚索施工滞后掘进工作面最大不超过20m,如遇顶板节理发育、松软、压力大地段加密锚索布置,并紧跟掘进头支设。
(7)锚索预紧时,必须用电动泵或风动泵,严禁用手动泵。
(二)锚杆支护工艺及要求
1、锚杆间排距按设计要求进行布置,扭力矩和锚固力达到要求。
2、巷道超挖过300mm,必须在其旁边补打锚杆。
3、锚杆头螺纹部分或麻花体必须清理干净,不得有氧化皮,保证锚固质量。
4、煤体锚杆眼必须用掏勺将眼内煤粉淘净。
(三)锚索支护工艺及要求
2、装卸钻杆必须在钻机停止运转的情况下进行。
3、搅拌器一定要插入钻机底,钢绞线要插进搅拌器底部,注药卷过程中要专人护住钢绞线,以防甩脱钢绞线发生伤人事故。
4、钢绞线锚固后,及时上托板预紧托梁。
5、张拉时,千斤顶应与钢绞线保持同一轴线。
6、如巷道较高需搭设架时,必须搭设牢靠,不允许站输送带上锁锚索。
(四)、交叉点施工要求
1巷道丁字口、十字口均用锚杆、菱形网、锚索进行联合支护,丁字口、十字口(开口处、透口处)要及时补打锚索,采用“三花式”(丁字口)和“五花式”(十字口)布置。
丁字口、十字口锚索支护方式见交叉点锚索布置附图。
2若顶板破碎或压力大时,根据顶板情况适当加密锚索,布置6~10根。
3、各开口和透口处,帮网要连接合格,帮锚杆要紧贴煤帮,抹角处空顶距超过30cm时要补打顶锚杆进行维护。
5、施工工艺
(1)施工方法
1、采用光爆技术,钻爆法掘进;人工装渣,溜子、皮带运输;锚网、锚索支护。
由于是半煤岩掘进,根据围岩硬度,选用岩石电钻和风动机具。
2、爆破作业按光爆设计,循环进度不小于2米;系统要实现煤矸分掘、分装、分运。
3、设备和管线布置、供电系统见附图。
六、生产系统
1、通风系统
本次开拓巷掘进最长供风距离在150米之内,1612运顺单头掘进供风距离在1700米左右,1612回顺上部单头掘进供风距离在950米左右,1612回顺,下部单头掘进供风距离在1000米左右,要根据距离和断面等因素选配通风设备。
2、压风系统
压风要紧跟工作面,一是提供动力,二是自救。
动力可以用3号井压风系统或配备移动压风机。
3、运输系统见附图。
4、供电、排水、安全监控、照明、通讯和信号等系统另有设计。
5、设备配备表
序号
设备名称
规格型号
数量
使用地点
备注
期初
期末
1
胶带运输机
铺长1000米
5台
7台
2
刮板运输机
铺长100米
5台
5台
3
锚杆打眼机
6台
6台
4
岩石电钻
6台
6台
5
移动压风机
按需使用
6
移变
1台
7、劳动组织
由于1613工作面布置失败,1612工作面布置长度较大,又是半煤岩巷道掘进,所以接续非常紧张。
为了缓减接续,掘进队组织三个圆班组三头掘进。
一组在1612运顺掘进,二组在开拓巷和1612回顺上部掘进,三组通过七采区集中巷和新掘措施巷,在1612回顺下部掘进。
小班一组出勤劳力配备:
班长1人,验收员1人,打眼放炮、支护工3人,排渣工5人,运输机司机3人,电工1人,共计14人,小班出勤42人。
八、接续安排
掘进工作面接续
队别
组别
掘进面编号
工程量
月进度
工期
起止时间
掘进队
m
m
天
掘进队
一组
六区集运及辅助巷
100
270
12
11.1-11.12
六区集回及辅助巷
100
270
12
11.13-11.25
1612回顺上部
1000
270
112
11.26-13.3.18
六区集中巷掘进
520
270
58
13.3.18-13.5.16
二组
1612措施巷
300
270
34
11.15-12.20
1612回顺下部
730
270
82
12.21-13.3.15
1612切眼小断面
150
270
17
13.3.16-13.4.2
1612运顺反掘
200
270
23
13.4.3-13.4.26
1612切眼扩大
150
10
13.4.27-13.5.7
三组
1612运顺
1600
270
180
11.10-13.5.10
六区集
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- 关 键 词:
- 采区 开拓 延伸 16012 设计 说明书