21212风巷作业规程锚+网+锚索联合支护.docx
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21212风巷作业规程锚+网+锚索联合支护
金沙县新化乡金凤煤矿掘进工作面
掘第号
作业地点:
作业规程
矿长:
生产矿长:
安全矿长:
机电矿长:
掘进队:
编制:
工程师:
编制日期:
年月日
会审意见
存在问题:
第一章概况
第一节概述
巷道名称:
21208风巷
巷道位置:
二采区南翼,C12煤层井筒西侧,二采区运输上山以南。
巷道用途:
21208采面铺设抽放管及回风。
巷道设计长度:
535m至采区南边界。
巷道设计坡度:
按煤层实际。
服务年限:
46个月。
第二节编写依据
《煤矿安全规程》
金沙县新化乡金凤煤矿(技改)开采方案设计(变更)
金沙县新化乡金凤煤矿(技改)安全设施设计(变更)
其他相关规定
第二章地面位置及水文地质情况
第一节工作面对地表的影响
工作面对地表的影响:
该掘进工作面距离地表相对高差为130—190m,地表无居民区,因此,该巷道掘进不会对居民的生产、生活及地表造成影响。
第二节煤(岩)层赋存特征
煤层平均厚度:
1.5米
煤层地质构造:
较简单
煤层倾角:
2—6°
煤种:
为中灰(MA)中硫(MS)高热值(HQ)无烟煤
煤层顶底板
C12煤层倾角2—6°,属于近水平煤层。
煤层顶、底板岩性主要为粘土岩、砂质粘土岩、细砂岩、石英砂岩等。
煤层直接顶、底板均为簿—中厚层粘土岩,均为软质岩组,遇水易软化。
此外,顶、底板岩层中发育有多组裂隙,岩体结合力差,岩层稳固性差。
在采空区形成之后,易产生硐室顶板冒顶垮塌及底鼓等矿山不良工程地质问题。
井下开采应注意采取有效的支护措施和合理的采矿方法。
根据本区和邻区资料,其工程地质条件中等类型。
第三节矿区地质构造
地层
矿区内出露分布的地层有第四系(Q)、下三迭统夜郎组(T1y)和上二迭统的长兴组(P3c)以及上二迭统的龙潭组(P3l),由上至下各地层的岩性为;
第四系(Q)
残积、坡积、碎石土层,分布在斜坡和地形平缓及低洼处。
厚0~6米。
夜郎组玉龙山段(T1y2)
浅灰色薄层至中厚层状灰岩,泥质灰岩夹泥页岩,缝合线发育,厚大于150米。
夜郎组沙堡湾段(T1y1)
灰绿、灰黄色泥岩、钙质泥岩夹薄层泥页岩,厚15~30米。
上二迭统长兴组(P3c)
灰、深灰色厚层状燧石灰岩,节理和岩溶裂隙发育,分布在矿区的中部和东部,厚45米。
上二迭统龙潭组(P3l)
是矿区及区域的含煤地层,为一套海陆交替相的碎屑岩沉积,主要岩性为,灰、黄灰色泥质粉砂岩,粉砂质泥岩、粉砂岩,断续夹薄层菱铁质岩,含两层全区可采和一层局部可采煤层,由上至下编号为C5、C9、C12等煤层。
含煤地层厚105至115米。
中二迭统的茅口组(P3m)
在矿区没有出露,据区域调查,该组岩性为灰,浅灰色厚层状石灰岩,含少量燧石结核,下部层间常夹炭质或沥青质页岩,厚度大于100米。
矿区构造
金凤煤矿区所处区域构造位置为扬子准地台——黔北台隆——遵义断拱——毕节北东向构造变形区,禹谟复向斜北西翼中的微波穹隆状褶皱部位,该构造变形区内,大多数褶皱呈向南东方向凸出的弧形,北段轴向近南北,南段轴向近东西,既有排列轴近于南北的纵排,也有排列轴近东西的横排。
展示为一“多”字型区域构造图象,该矿区就是属于纵排的穹隆形微波状褶皱,岩层产状变化大,倾角平缓一般3~6度,矿区中部偏北西处,岩层产状为450/20、南西方向处产状为150/20,矿区东部岩层产状为1100/50。
煤层与岩层产状一致,未发现断层等断裂构造,无岩浆岩活动和变质作用,矿区地质构造简单。
矿区内构造复杂程度属简单类型。
煤层自燃性和爆炸性:
根据贵州省煤田地质局实验室2007年8月出具的金沙县金凤煤矿C12煤层煤炭自燃倾向性鉴定报告:
C12煤层自燃倾向等级为Ⅲ类(不易自燃煤层)。
鉴定结果如下:
第四节水文地质
根据贵州有色地质遵义勘测院2008年2月编制的《金沙县新化乡金凤煤矿水文地质调查报告》:
本矿二采区C12煤层均位于当地最低侵蚀基准面(+1275m)以下,C12煤层距强含水层茅口组顶板只有4.1~5.2m,矿床直接充水含水层(P3l)富水性弱;地表水对矿床充水的有一定影响;构造对矿床充水的可能性小;间接顶板含水层(T1y1+2+P3c),在采空塌陷带及导水裂隙带的作用下,对矿床充水的可能性大;间接底板含水层(P2m)正常情况下对矿床充水的可能性较小,当遇构造破碎带、岩溶发育带且勾通含水系统时,可能对矿床进行充水。
矿井在开采C12煤层时,矿床水文地质勘探类型为第三类第二亚类第二型,即以岩溶含水层充水为主、底板进水为主、水文地质条件中等的岩溶充水矿床。
第三章巷道布置及支护方法
第一节巷道布置
该巷道沿C12煤层顶板破底板施工,坡度随煤层顶板,巷道在回风上山1#测点处开门,开门处底板高程为1282.56m.方位角为180°。
第二节支护设计
一、确定巷道支护形式
C12煤层直接顶为中厚层状泥质灰岩、砂质泥岩,岩性较稳定,属中等稳定Ⅲ类岩层,适合采用锚网支护,为了将锚杆加固的“组合梁”悬吊于基本坚硬岩层中,需要高强锚索做辅助支护,根据本矿二采区上山支护经验,初步确定21212风巷采用近矩形断面,锚杆+网+联合支护,断层破碎处及贯通处10m范围内施工采用梯形钢棚支护(11#工字钢,规格:
2.8m×2.0m〔上宽×高〕)。
二、支护参数设计
21212风巷永久支护锚杆选用Φ=20mm,L=1800mm镙纹钢筋,树脂锚固剂用量两卷,型号为MSZ2335,锚杆间排距800mm×800mm。
托盘规格为120mm*120mm。
金属网采用Φ6.5mm元钢焊制加工制作,网片规格2000mm×1000mm,网孔尺寸100×100mm,网片压茬长度为100mm连接。
锚索长度≥5m,锚索选用∮15.24×6300㎜、1860级低松弛钢绞线,沿巷道中间布置一排,锚索间距为6m。
锚杆锚固力不小于70KN,扭力距不小于100N·M;帮锚杆锚固力不小于30KN,扭力距不小于60N·M;锚索预紧力不小于120KN,锚固力不小于230KN。
采用计算方法校核支护参数
(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,m;
L1----锚杆外露长度,取0.1m;
L2----有效长度(顶锚杆取免压拱高b,帮锚杆取煤帮破碎深度c),m;
L3----锚入岩层(煤层)内深度(顶锚杆取0.6m,帮锚杆取0.6m),m。
普氏免压拱高:
b=〔B/2+Htan(45-ω帮/2〕/f顶c=H×tan(45-ω帮/2)=543(㎜)
式中B、H----巷道掘进跨度和高度,B=3.2,H=2.4m;
f顶----顶板岩石普氏系数,f顶取3;
ω----两帮围岩内摩擦角,ω帮取63.43°
带入求得:
b=0.722m,c=0.543m
依据上述公式算得:
顶锚杆L顶≥1.592m;帮锚杆长L帮≥1.333m。
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间排距:
每根锚杆悬吊岩体重量G=rL2a2,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=2.0
KG<Q
a<(Q/KrL2)1/2所选顶锚杆的锚固力Q≥70KN,计算得a<1.392m。
因此间排距参数能满足计算结果。
(3)按悬吊理论校核锚索间距:
根据地质钻孔柱状分析,直接顶为泥质灰岩、砂质泥岩,属于中等稳定顶板,但为防止局部地段出现异常而出现冒顶,仍然采用∮15.24×5300㎜、1860级低松弛钢绞线将锚杆加固的组合梁整体悬吊于坚硬岩石中,校核锚索间距,冒落方式按最严重的冒落高度大于锚杆长度的整体冒落考虑,此时靠巷道两帮的角锚杆和锚索一起发挥悬吊作用,在忽略岩体粘结力和内摩擦力的作用下,取垂直方向力的平衡,可用下式计算锚索间距。
L=Nf2/[BHγ-(2f1sinθ)/L1]
式中L----锚索排距,m;
B----巷道最大冒落宽度,取3.2m;
H----巷道冒落高度,按照最严重冒落高度取2.0m;
γ----岩体容重,取25.0KN/m3;
L1----锚杆排距,0.80m;
f1----锚杆锚固力,70KN;
f2----锚索极限承载力,取230KN;
θ----角锚杆与巷道顶板的夹角,75°;
n----锚索排数,取1。
通过上述计算知:
L≤7.4m,即:
依靠两根帮锚杆的悬吊作用和7.4m间距的锚杆就能起到支护巷道的作用,为保险起见,选择6m的间距,所以锚索间距L取一个合适的间距6m是具有理论根据的,所选锚索参数满足设计要求。
三、巷道支护断面图
附:
巷道支护平面图、断面图。
第三节支护工艺
一、支护材料
1、锚杆及锚固剂:
锚杆采用直径为20mm园钢,长度为1.8米,每根锚杆使用2根树脂锚固剂端部粘结,锚杆外露长度为30~50mm。
托盘由厚6mm,120mm×120mm的正方形钢板制成。
锚固剂型号为MSZ2335型,长度为300mm
2、锚网采用直径为Φ=6.5mm冷拨钢丝加工制作,网片规格为长×宽=2000mm×1000mm,网格为长×宽=100mm×100mm。
3、锚索选用∮15.24×5300㎜、1860级低松弛钢绞线。
2、支护质量要求:
a、锚杆与层面的夹角∮≥75°
b、锚杆间、排距为800㎜、800㎜。
c、锚杆的布置在巷道的轮廓线上,数量每圈为10根,锚杆成矩形布置。
d、锚杆安装优良率≥90%。
f、锚杆外露长度≤50毫米,安装牢固,托板紧贴壁面,未接触部位必须楔紧,不得松动。
g、锚索长度≥5.3m,锚索眼必须与巷道面垂直,眼深误差为±50㎜;偏差为±150㎜,锚索距离为5m,锚索的托板紧贴岩面,不得松动。
托板规格:
200×400㎜工字槽钢,锚索张拉预紧力不小于120KN。
h、网片压茬处每格必联,接头必须用铁钳扭紧。
i、巷道净宽、净高不得超过设计规定100毫米,不得小于设计要求.
j、树脂药卷推入眼底锚杆搅拌不少于35秒,等待90~180S后卸下搅拌器上托板,上好托板,加上间盘垫圈,旋转上紧螺母,并用扳手将螺母拧紧。
锚固力:
顶锚杆不小于70KN,帮锚杆不小于30KN;螺母扭距力:
顶锚杆不小于100N·M;帮锚杆不小于60N·M。
3、施工顺序:
安全检查—打眼放炮—敲帮问顶—打临时支护—出煤—施工锚杆眼安装锚杆—进入下一个循环
4、掘进落煤、出煤,掘进循环进尺1500㎜。
3、钢棚支护
一、支护方式参数
钢棚规格:
梁全长3.0m,内净宽2.8m,腿全长2.7m。
钢棚为矿用11号工字钢加工。
背帮材料:
水泥背板长×宽×厚为1.0×0.15×0.05m3,竹笆1.20m×0.60m。
二、支护的质量要求:
1、巷道断面要符合设计要求,严禁两帮超、欠挖。
2、棚腿窝深度不低于0.2米。
3、巷道两帮及顶部用背板腰帮接顶,并且用笆片封闭。
用木楔刹紧打牢。
背板数量为顶8帮7,背板排列整齐。
如果局部冒顶时必须用背板接顶。
4、棚体要端正,梁水平,无左右扭曲的现象。
5、棚距(中-中)为0.8米,误差(±0.1米)。
6、钢棚的牙口要稳合,牙口部位要加垫板,棚梁接口不得离合、错位,棚腿跨度符合设计要求。
7、钢棚之间其上部、下部的撑木或拉杆齐全。
8、巷道的净宽、净高不得超过±100mm。
4、临时支护
1、锚索网施工时临时支护
1、临时支护形式:
(1)临时支护采用内注式单体打点柱戴帽,戴帽点柱必须使用3根以上并且确保现场操作安全。
(2)临时支护工艺、工序及要求:
放炮掘进一排锚杆进度后,作业人员站在永久支护下用长度不小于2.5米的长柄工具处理干净顶帮的活石,并进行敲
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