赤城煤矿主斜井探煤方案终稿.docx
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赤城煤矿主斜井探煤方案终稿
赤城煤矿首采面上部煤层
补充勘探方案设计
矿长:
总工程师:
主管领导:
工程管理科:
审核:
编制:
华亭煤业集团赤城煤矿
二〇一五年十一月三日
科:
华亭煤业集团赤城煤矿
二○一一月日
赤城煤矿首采工作面上部煤层
补充勘探方案设计
一、基本情况
赤城煤矿于2015年2月份和5月份,分两次在主斜井井筒1520-1655m范围,采用钻探方式对煤5-2层赋存情况及顶底板岩性进行了补充勘探,初步探明了主斜井剖面煤层倾角及厚度,煤层的走向和倾向尚未探明。
从主斜井两次揭露煤层和勘探资料与井田勘探报告中煤层赋存情况对比,煤层产状有所变化。
为了进一步探明煤5-2层厚度、赋存情况及确定煤层露头,为首采面布置提供较为可靠的依据,应采用巷探与钻探的方式进行补充勘探。
二、勘探方案
1、方案设计
(1)探煤巷道施工方案一:
在+695主风井联络巷(X=3893774.303,Y=410658.724,H=+696.032)开口施工探煤巷道,探煤巷道预计总工程量为424.67米(具体工程量以实际施工为准),巷道断面为梯形,上顶净宽1.8m,下底净宽2.2m,净高2.2m,净断面积为4.4㎡。
采用锚杆+菱形金属网支护巷道顶部采用φ22*2400㎜高强左旋无纵筋螺纹钢锚杆,帮部采用φ22*2400㎜树脂锚杆,树脂药卷为Z2360,每个锚杆眼安装树脂药卷2节,托盘为150*150*10㎜高强托盘;巷道压力较大时考虑间隔打设φ17.8*3500㎜和φ17.8*7300㎜锚索,间排距1000*1600㎜,锚索托盘采用14#槽钢加工,长度为400㎜,每个锚索眼安装Z2360树脂药卷3节;金属网采用丝径3.5㎜菱形金属网。
具体详见《赤城煤矿探煤巷道布置及施工图》。
在探煤巷道掘进过程中每掘进50m,垂直煤层倾角布置1个钻孔,采用MQT-110C1型顶钻探煤,钻头采用φ28㎜中空钻头,MQT-110C1型顶钻无法满足探煤要求时用GXY-1型(即150型)钻机探明煤层厚度,探煤巷道内共布置11个钻孔,钻孔具体工程量以实际勘探施工为准。
该方案能探清煤层倾向、走向、倾角及厚度,但是施工工程量较大、上山段巷道运输困难。
(2)、探煤巷道施工方案二:
在主井1561m处(X=3893822.427,Y=36410729.560,H=+728.124)开口施工探煤巷道,探煤巷道预计总工程量为175.083m(具体工程量以实际施工为准),巷道断面为梯形,上顶净宽1.8m,下底净宽2.2m,净高2.2m,净断面积为4.4㎡。
采用锚杆+菱形金属网支护,巷道顶部采用φ22*2400㎜高强左旋无纵筋螺纹钢锚杆,帮部采用φ22*2400㎜树脂锚杆,树脂药卷为Z2360,每个锚杆眼安装树脂药卷2节,托盘为150*150*10㎜高强托盘;巷道压力较大时考虑间隔打设φ17.8*3500㎜和φ17.8*7300㎜锚索,间排距1000*1600㎜,锚索托盘采用14#槽钢加工,长度为400㎜,每个锚索眼安装Z2360树脂药卷3节;金属网采用丝径3.5㎜菱形金属网。
具体详见《赤城煤矿探煤巷道布置及施工图》。
在探煤巷道掘进过程中每掘进50m,垂直煤层倾角布置1个钻孔,采用MQT-110C1型顶钻探煤,钻头采用φ28㎜中空钻头,MQT-110C1型顶钻无法满足探煤要求时用GXY-1型(即150型)钻机探明煤层厚度,探煤巷道内共布置5个钻孔,钻孔具体工程量以实际勘探施工为准。
该方案能够探清煤层倾向、走向、厚度及煤层露头、工程量小、施工容易,经过方案讨论、会审,决定采用方案二。
(3)井底探煤方案为:
在主斜井向下2042m处(X=3893648.147,Y=36410340.920,H=+505.837)分别以仰角20°、2°布置13#、14#钻孔,钻孔深度分别为50m、120m(预计接近推断煤层顶板);在中央水泵房管子道(X=3893727.757,Y=36410443.165,H=+510.833)分别以仰角5°、30°布置15#、16#两个钻孔,钻孔深度分别为80m、60m(预计接近推断煤层顶板);在风井井筒1682m处(X=3893654.676,Y=36410426.789,H=+500.552),分别以仰角5°、30°布置17#、18#钻孔,钻孔深度分别为60m、44m(预计接近推断煤层顶板)。
以上6个钻孔中13#、15#、16#、17#、18#钻孔方位角均为246°,14#钻孔方位角均为66°,预计钻孔总工程量为414m。
钻孔布置详见钻孔布置剖面图。
所有钻孔在岩石段采用岩芯钻头配合岩芯管取岩芯施工,以探明煤5-2层顶、底板之间的岩层情况;当钻孔进入煤层后,可采用螺旋钻头施工,以探明煤5-2层厚度。
钻孔直径均为75mm。
(4)、探煤巷道施工完毕后用不燃性材料砌筑一组密闭墙,墙间距5m,墙厚不小于0.5m;钻孔施工完毕后采用快速水泥药卷封堵勘探钻孔,孔深5m。
2、施工放线
(1)、探煤巷道:
①、施工前,用全站仪标定巷道开口位置和中线。
②、巷道中线标定后沿煤层底板掘进巷道。
③、巷道掘进过程中,对巷道腰线(煤层实际倾角)进行测定。
(2)井底探煤钻孔:
①、施工前,先用全站仪在巷道顶部(偏中线)和两帮标定出钻机安设的中心点位置和中线(方位角)。
②、钻机安设完毕后,用半圆仪上边紧贴钻机回转器的立轴下方,准确标定出钻孔的仰角。
③、当钻孔开孔后,再对钻机安设情况及实际仰角进行检查、复核。
钻孔施工完毕后,对孔口实际标高进行复测。
3、施工精度控制及要求
(1)探煤巷道的在揭煤后必须沿煤层底板掘进。
打眼前必须由跟班队长、班组长共同配合延伸巷道中腰线,并按照巷道参数找出巷道周边轮廓位置标好炮眼位置,严格按照炮眼布置图和爆破说明书进行打眼、装药和爆破。
(2)钻机的安设、固定必须牢固,严防在钻进过程中发生位移,出现偏孔、卡钻等现象。
施工时,必须严格按照要求掘进巷道,严禁拉底丢帮和基础不到位的现象,保持当时掘进巷道底板平整。
严格按照巷道参数施工,控制巷道成形,严禁超挖、欠挖。
(3)在钻进过程中,前进压力必须根据岩石坚硬程度掌握适中,确保匀速、缓慢钻进,严防前进压力忽高忽低、钻进速度忽快忽慢,发生飘孔、卡钻等现象,以保证岩芯的完整。
(4)每个钻孔施工完毕后,应根据施工情况,对钻孔上下、左右的偏移误差进行预测,以便较为准确的推断出钻孔的终孔位置。
4、资料的收集
(1)施工单位技术人员要及时对探煤巷道中腰线进行标定,探煤巷施工完成后及时进行复测,并整理测量资料。
(1)钻孔施工前,施工单位必须制作放置岩芯的专用岩芯(木)箱,岩芯箱的加工尺寸及数量详见岩芯箱加工图(附图)。
(2)在钻孔施工过程中,要求对岩石部分全段取芯,即采用1m岩芯管,每钻进0.8m取一次岩芯;在钻孔进入煤层后,可采用螺旋钻头施工,不再采取岩芯。
要求岩芯的采取率不得低于80%。
(3)每次取出的岩芯,必须按顺序摆放在专用的岩芯箱内,并根据钻孔的实际长度(钻进位置)进行编号,写好回次票,严防发生混乱、混淆;单孔施工完毕后,将岩芯全部升井,在地面辨认岩石成分,收取资料。
(4)为保证收取资料的准确,要求每个钻孔必须连续施工,不得中途停工、停钻。
(5)施工期间,施工单位和甲方必须各安排一名技术人员现场跟班,负责钻机的安设及中线、仰角的复核;钻进速度的监督(根据岩性及取出岩芯的完整程度);岩芯的采集、编号、保管等。
(6)技术人员在跟班过程中,每个班都必须填写班报,包括钻孔角度、进尺、岩芯采集、设备运转、钻程记录、作业时间、交接班记录等原始资料。
记录要真实钻孔施工情况,做到全面、准确、详细和整洁。
同时,要根据钻程随时观察回水的颜色及回水中的砂粒成分,并做好记录。
(7)每个钻孔施工完成后,应利用快速水泥药卷进行封堵,封堵深度不得小于5m。
(8)在探煤巷道及每个钻孔施工完毕后,工程科技术人员会同施工单位技术人员,根据现场施工记录,及时进行资料的收集整理,并提交以下资料:
①、探煤巷道地质素描图;
②、煤层露头位置及煤层厚度;
③、钻孔精度分析;
④、钻孔剖面图或综合柱状图;
(9)在整个补充勘探结束后,由赤城煤矿工程科负责,提交综合钻探报告。
三、施工组织
(一)、探煤巷道施工组织
1、设备配备
本次探煤巷道装煤(岩)采用P-60B耙岩机装岩。
打眼采用MQT-110C1型顶钻或YT-28风钻。
2、工艺流程
掘进探煤巷道→打顶钻探明煤层厚度→收集整理资料→钻机拆除。
3、施工人员的配备
每天分为三个班,每班共7人,其中:
耙岩机司机1人,打眼工3人,普工3人。
4、施工安排
由主井筒施工单位甘煤一公司赤城项目部,根据设计要求施工,巷道施工采用凿岩机打眼、放炮掘进的方式进行施工,为确保施工进度,采用“三、八”制作业方式,掘进工作面迎头每小班按7人配置,计划每天完成2个作业循环,进尺3.6m,按照正常循环率计算,月循环进尺108m,确保月度进尺不小于90m。
在探巷施工完成后,每隔50m布置一个探煤钻孔,以此类推,共布置16个。
5、排水:
临时水沟至主斜井水沟。
6、爆破:
采用毫秒延期1-5段电雷管,二级煤矿许用乳化炸药爆破;总延期时间不得超过130毫秒,采用MFB-200型直流发爆器起爆。
爆破网络采用全部串并连,全断面一次起爆。
7、支护:
支护采用锚网方式支护。
巷道顶部锚杆为Φ22×2400mm高强无纵筋螺纹钢锚杆,“矩形”布置,间排距800×800mm;树脂药卷为Z2360,每个锚杆眼放树脂药卷2节;托盘为150×150×10mm高强托盘,巷道帮部锚杆采用Φ22×2400mm树脂锚杆,“矩形”布置,间排距800×800mm;树脂药卷为Z2360,每个锚杆眼放树脂药卷2节;托盘为150×150×10mm高强托盘;网片规格丝径3.5㎜菱形金属网,全断面挂网,网片搭接长度为100㎜,两片网之间用14#铁丝连接,锚杆托梁用φ14钢筋加工,宽100㎜,孔100㎜,为四孔或七孔钢筋托梁,巷道压力显现较大时考虑间隔打设φ17.8*3500㎜和φ17.8*7300㎜锚索,间排距1000*1600㎜,每排打锚索3根,锚索托盘采用14#槽钢加工,长度为400㎜,每个锚索眼安装Z2360树脂药卷3节。
8、通风系统:
在主斜井1561m处(探煤巷开口处)向上20m处安设局部对旋风机,布置一路φ600mm风筒向探煤巷供风或者在+695联络巷(风井侧)开口处向上20米处安设局部对旋风机,布置一路φ600mm风筒经+695联络巷向探煤巷供风。
9、提升运输系统:
采用人工出渣,上山段巷道安设小绞车,1.1m³“V”型翻斗矿车4辆串车运输煤(矸),经主斜井副提升JK-2.5*2.2/20型提升机及副提升轨道提至地面(工作面→主斜井→地面)。
下料采用主斜井副提升系统1.1m³“V”型翻斗矿车4辆串车下料至探煤巷。
10、压风系统:
供风方式是采用压入式供风;施工压风使用主斜井施工时的系统,具体供风路线如下:
地面压风机房→主斜井井筒→探煤巷掘进工作面。
11、供水系统:
巷道施工及钻孔施工用水,采用主斜井供水管路直接供给。
即在探煤巷开口处及每个钻孔处的供水管道上加设配有闸阀的三通支管,用高压胶管将三通支管与钻机的水龙头连通,由闸阀控制直接供水。
(二)、井底探煤
本次钻探采用GXY-1(150)型钻机,该钻机是立轴式轻便钻机,选用金刚石钻头或螺旋钻头施工,钻孔孔径为75mm,钻孔深度可达150m。
钻孔施工用水,采用井下消防用水直接供给。
即在消防供水管道上加设配有闸阀的三通支管,用高压胶管将三通支管与钻机的水龙头连通,由闸阀控制直接供水。
2、工艺流程
专用岩芯箱加工→钻机地面调试→钻机及岩芯箱入井→钻机安装及配电→钻机试运转→钻孔施工(每钻进0.8m,下钻取一次岩芯)→岩芯升井→设备拆除、回撤。
3、施工人员的配备
每天分为三个班,每班共7人,其中:
司机1人,换钻杆及负责供水3人,电工1人,跟班技术员2人(施工单位和甲方各1人)。
四、安全技术措施
1、通风安全技术措施
(1)局扇安装必须垫高0.3m以上,施工前将风机和启动装置安装在回风井+695联络巷上口20m处或者主斜井1561m处探煤巷道开口向上20m处。
(2)临时停工时不得停风,否则必须切断电源,设置栅栏警标、禁止人员进入并报调度室。
2、顶板管理安全措施
(1)爆破作业严格按照爆破图表施工,装药量符合设计,防治出现超挖和超进尺。
遇到顶板破碎段循环进度为1.0m,并及时进行支护。
(2)发现不合格或已失去支护作用的锚杆,应立即返工处理,直到合格。
3、钻机的安装
钻机要安放平稳,底板不平时可加设枕木垫平,按四压两戗固定。
使用木柱固定时,坑木直径不得小于180mm;若使用钢管固定时,钢管直径不得小于100mm,且钢管两端必须戴帽、穿靴(木质),并用木楔刹紧。
4、钻孔施工
(1)要严格按照标定的孔位及方案设计的方位、仰角和钻孔精度控制及要求施工,未经甲方同意,不得擅自改动。
(2)钻进过程中,一旦发现“见软”、“见空”、“见水”和变层,要立即停钻,丈量残尺,并记录其深度和孔内变化情况。
(3)若发现煤岩松软、塌孔、来压、孔内水量、水压突然加大或顶钻时,必须立即停止钻进,但不得拔出钻杆,不得直对或任意跨越钻杆,迅速向矿调度室汇报,并派人监视水情。
(4)施工地点必须保持通风良好,杜绝无计划停电停风。
当钻孔打到设计位置或预计接近煤层时,必须检查孔内气体含量,确定无有害气体溢出后,方可拔出钻杆;若发现异常,应迅速向调度室及甲方汇报,采取措施,进行处理。
(5)下钻具前,要准确丈量机上余尺,认真检查制动装置、离合装置及拧卸工具是否安全完好,发现问题要及时更换和处理。
同时,还要认真检查钻具接头、接箍、丝(口)扣是否合格,钻杆有无弯曲、磨损等。
凡钻杆直径单边磨损达2mm,或均匀磨损达3mm,每米弯曲超过3cm及各种钻具有微小裂隙,丝扣严重磨损、松动或有其他明显变形时,均不得投入使用。
附件:
1、井底探煤钻孔布置平、剖面图
2、赤城煤矿探煤巷道布置及施工图
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