机运巷皮带巷掘进作业规程.docx
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机运巷皮带巷掘进作业规程.docx
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机运巷皮带巷掘进作业规程
4#层406机运巷
作业规程
编制人:
技术主管:
施工负责人:
施工单位:
提报日期:
2013-06-06
目录
会审综合意见3
掘进技术论证4
第一章概况5
第一节概述5
第二节依据5
第二章地面相对位置及水文地质情况6
第一节地面相对位置及邻近采区开采情况.6
第二节煤(岩)层赋存特征6
第三节地质构造8
第四节水文地质…………………………………………………………………………8
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10
第三节支护设计11
第四节支护工艺14
第四章施工工艺22
第一节施工方法22
第二节割煤方式22
第三节装载与运输24
第四节管线及轨道敷设25
第五节设备及工具配备26
第五章生产系统27
第一节通风27
第二节压风30
第三节瓦斯防治30
第四节综合防尘32
第五节防灭火34
第六节安全监控35
第七节供电37
第八节运输38
第九节供水、排水38
第十节照明、通讯和信号39
第六章劳动组织与主要技术经济指标40
第一节劳动组织40
第二节循环作业40
第三节主要技术经济指标41
第七章安全技术措施42
第一节一通三防42
第二节顶板管理44
第三节防治水47
第四节机电48
第五节运输51
第六节压风自救55
第七节供水施救56
第八节其它57
第八章灾害应急措施及避灾路线64
作业规程学习和考试记录65
作业规程复审记录66
会审综合意见
会审单位及人员签字:
总工程师:
年
月
日
生产科:
年
月
日
安全副矿长:
年
月
日
地测科:
年
月
日
掘进副矿长:
年
月
日
机电科:
年
月
日
掘进副总:
年
月
日
运输科:
年
月
日
采煤副总:
年
月
日
通风科:
年
月
日
安全副总:
年
月
日
安监科:
年
月
日
机电副总:
年
月
日
调度室:
年
月
日
通风副总:
年
月
日
销售部:
年
月
日
防治水副总:
年
月
日
供应部:
年
月
日
地测副总:
年
月
日
人力资源部:
年
月
日
会审意见:
掘进技术论证
时间:
2013年月日
地点:
主持:
参加人:
论证意见:
第一章概况
第一节概述
井巷的名称、长度、用途、坡度、类别、服务年限,开竣工时间
1、4#层406机运巷。
2、设计长度为1485m。
3、施工主要目的是:
运煤、行人等。
4、巷道坡度:
根据406机运巷剖面图及时调整施工坡度。
5、服务年限:
服务年限2年。
6、开竣工时间:
预计2013年6月20日开工。
预计2013年10月10日竣工。
工程概况表1
巷道
名称
设计工程量(m)
坡度
支护形式
设计断面(㎡)
备注
断面
编号
S掘
406
机运巷
1485
沿底
掘进
锚(索)杆网
2-2
16.64
第二节依据
该工作面依据《煤矿安全规程》、《矿山井巷工程及验收规范》、《煤矿井巷工程质量检验评定标书》《东坡煤矿掘进工程及质量标准化管理规定》、“4煤406工作面设计施工图”及“地测科提供的406掘进地质说明书进行编写。
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
1、地面位置:
地面对应工作面北部大尹,东部为山沟、山坡及山梁上。
2、标高:
地面标高1291m-1207m,工作面标高1045.7m-890.1m。
3、井下位置:
406机运巷位于4#层,西至北翼轨道巷,东到井田边界,南为405工作面,北到井田边界保护煤柱线。
井上下对照关系情况表
水平、采区
406机运巷
工程名称
4#层406机运巷掘进工程
地面标高
1291m-1207m
井下标高
1045.7m-890.1m
地面的相对位置建筑物、小井及其它
地面对应工作面北部大尹,东部为山沟、山坡及山梁上
邻近采掘情况对掘进巷道的影响
西至北翼轨道巷,东到井田边界,南为405工作面,北到井田边界保护煤柱线。
第二节煤(岩)层赋存特征
1、地质及煤层结构:
该巷道为4-1层。
4-1煤:
位于太原组顶部,黑色,半暗型,沥青光泽,内生裂隙,断口棱角状,可见镜煤条带。
煤层厚度3.50-6.0m,平均厚度5.1m,煤层厚度变化较大,煤层层理较清晰,结构较复杂。
煤层含夹矸1-3层,夹矸厚度0.26-0.46m,夹矸为泥岩、及砂质泥岩等。
夹矸至上而下依次为:
煤层向下约1.77m处夹矸为砂质泥岩,棕色,厚0.46m左右,该层夹矸相对较稳定;煤层中下部有一层约0.26m的夹矸,夹矸为炭质泥岩,该层夹矸极不稳定,夹矸由东部向西部逐渐变薄。
煤层倾角3°-16°,平均5°。
2、顶底板岩性:
4-1煤层顶板以厚层状粗砂岩为主,局部为伪顶。
伪顶岩性为砂质泥岩,薄层状,易跨落,厚度约0.3m:
老顶为粗砂岩,灰白色,砂岩厚度大,强度高,岩体结构以块状、层状结构,总体稳定性好,坚硬、裂隙发育,岩层厚度约9.01m-15.0m。
该岩层抗压强度为18.40Mpa,但在局部地段,特别是靠近断层附近,岩体张强度降低。
底板岩性:
为泥岩,细砂岩,灰褐色及灰白色,砂质含量较高,中厚层状,层理较稳定,断口不平,含植物化石碎片,质较硬。
406机运巷煤层特征表
序号
指标
参数
备注
1
煤层厚度(最小~最大/平均)
3.50m~6.0/5m
2
容重
1.42t/m3
3
煤层倾角
3—16°/5°
4
煤层硬度f
<3
5
煤层层理
较清晰
6
煤层节理
较清晰
7
自然发火期
3-6个月
8
矿井绝对瓦斯涌出量
0.104m3/min
9
矿井相对瓦斯涌出量
0.024m3/t
10
煤尘爆炸
有爆炸性
406机运巷煤层顶底板情况表
顶板名称
岩石名称
厚度(m)
岩性特征
顶板
老 顶
粗砂岩
9~15平均10.1
灰白色,主要成分为石英、长石,质地坚硬,裂隙发育。
直接顶
砂质泥岩
0~0.78
平均0.5
灰白色,含灰黑色砂质条纹,砂质含量较高,平坦状断口,易冒落。
底板
直接底
砂质泥岩
0.08~2.23
平均1.3
灰褐色夹灰黑色砂质含量较高,平坦状断口,易碎。
老 底
细砂岩
1.88~3.23
平均2.61
灰黑色薄层状细砂质结构坚硬。
第三节地质构造
根据相邻资料分析:
掘进巷道煤层底板等高线西高东低,中间略有起伏。
地质条件较复杂,断层较发育,总体形态为一单斜构造,期间可能伴有规模较小的褶曲。
煤层倾角由西向东逐渐变大,倾角在3°-16°之间,平均5°。
工作面掘进巷道预计揭露断层3条。
均为正断层。
各断层产状如下:
F物4,H=2-4m,60-70°;f1N15°∠60H=3-5.0m;f2N65°∠60H=2.5-3.0m。
工作面回采巷道掘进期间还可能遇到其它隐伏构造,届时将给掘进带来一定影响。
《附图1:
地质综合柱状图》
第四节水文地质
406工作面巷道掘进期间的主要充水源是顶板砂岩水层裂隙水、地表水及大气降雨。
砂岩含水层岩性为灰白色中粗砂岩,底部K3砂岩分布较稳定。
DP4号钻孔K3砂岩裂隙发育,裂隙面内无充填物,透水性好。
根据DB1钻孔混合抽水试验,单位涌水量0.0079L/s.m,渗透系数为0.01214m/d,为弱含水层,但顶板砂岩含水层富水不均,在裂隙发育地带及导水断层附近富水性较强。
根据405材料道(最大出水约60m3/h)施工过程中出水情况分析,该工作面在掘进施工期间,两道及切眼都将不同程度的出现涌水现象。
另据DP1号钻孔资料,奥灰水水位标高1053m,4-1号煤层距奥灰约110m,本工作面最低回采标高为900m,突水系数为0.014MPa/m,在正常情况下不会造成突水(规程中的临界突水系数为:
正常地段0.10,破碎带0.06),但当工作面存在断层或陷落柱时,缩短老底板隔水层厚度,将可能会出现突水情况。
预计正常涌水量为15m3/h,最大涌水量80m3/h。
根据《煤矿防治水管理规定》及山西煤管部门要求,本着“预测预报,有掘必探,先探后掘,先治后采”的防治水原则,在该巷道时在巷道左帮施工钻机窝进行长探、班探结合,有掘必探,严禁超前掘进。
由于砂岩含水层受构造和裂隙发育层度等因素控制,含水性不均一,在工作面掘进时可能出现涌水。
掘进过程中要将排水系统紧跟迎头,配备排水能力不低于80m3/h的水泵2台,一台备用一台使用。
确保工作面的出现涌水时正常使用。
在低洼处施工临时水仓,配备排水能力不低于50m3/h的水泵,确保巷道不出现积水现象。
第三章巷道布置及支护说明
第一节巷道布置
1、4#层406机运巷预计掘进工程量1485米。
开口位置在北翼轨道巷,沿底板施工皮带机头段42米(另加北翼轨道巷与皮带巷联巷18米,机头段全部工程量60米。
后期要进行爆破挑顶达到设计高度)。
406机运巷掘进按照地测科提供的4#层406机运巷剖面图,根据地质条件变化及时调整施工坡度。
2、406机运巷开窝点坐标X=4367813.899,Y=19621288.931);施工方位N=0°00́00˝。
3、406机运巷绕道开窝点坐标X=4367902.647,Y=19621309.407;施工方位N=50°00́00˝。
以7°41´下山与406机运巷贯通。
贯通点(坐标X=4367818.347,Y=19621309.415)。
4、406机运巷机头段60米,巷道设计采用拱形断面布置,掘进断面为7000×4600mm(扩巷道左帮),掘进断面积为32.2m2;406机运巷绕道设计32米采用矩形断面布置,掘断面为4500×3200mm,掘进断面积为14.4m2;406机运巷设计采用矩形断面布置,断掘面为5200×3200mm,掘进断面积为16.64m2。
无极绳机头段35米,巷道设计采用矩形断面布置,掘进断面为7200×3200mm(扩巷道左帮2米),掘进断面积为23.04m2
6、巷道右手帮施工水沟,水沟规格为400×400mm。
7、电缆钩布置在巷道右帮,电缆钩点眼位置距巷道顶板500mm,用2分细钢绳拉线打托钩,每间隔3米打一组托钩,电缆钩间隔0.8米悬挂一组。
8、巷道右帮距底板1.5米布置Φ108供风、供水、排水、Φ159排水管四趟管路,托管架点眼位置距底板1500mm。
所有管路进行刷漆,压风管刷蓝色漆、供水管刷绿色漆,排水管刷海绿漆。
9、406机运巷在巷道左帮铺设22kg轨道,要求铺设轨道时下卧巷道底板2/3,巷道高度由轨面至顶板不得小于3米,并在巷道中施工一个车场,车场具体位置及长度根据地质情况而定。
10、406机运巷机头段、406机运巷绕道全断面喷浆、喷浆厚度100mm,强度C15。
11、掘进期间所有需要安装通风设施的地方在通风科的指定下进行安装。
12、巷道掘进时,严格按照山西省要求进行探放水工作,有掘必探,先探后掘的原则,要进行长探和迎头班探,巷道每掘进70米在巷道左帮施工一个钻机窝进行长探(具体要求后见防治水一节)。
附图:
《4#层406机运巷设计施工平面图》、
《4#层406机运巷预想剖面图》
第二节矿压观测
1.观测对象
开窝点至巷道施工结束。
2.观测内容
巷道顶板离层量,锚杆、锚索的载荷及锚固力。
3.顶板离层仪安装要求及监测要求
406机运巷掘进开门处和巷道掘进40米后分别安装顶板离层仪。
测站间距40米,共设37个测站,顶板离层仪按规定间隔紧跟掘进工作面及时安装,以便监测顶板变化的全过程,其滞后距离距迎头不得超过50米。
交岔点顶板离层仪安设位置为其交中。
安设深度:
浅基点固定在锚杆端部深度相同的位置,深基点固定在锚索端部深度相同的位置。
巷道正中安装LBY-3离层仪,根据离层仪的显示数据,观测巷道顶板压力情况,记录备案直到巷道施工完毕。
安装要求:
(1)在巷道顶板垂直岩面打一个钻孔,钻孔直径24mm,钻孔深基点深度6.3米,浅基点深度2.6米。
(2)安装顶板离层仪,首先将带有较长不锈钢钢丝的孔内固定装置(深基点),用安装杆推到锚索端部位置,抽回安装管;再将另一个带有较短不锈钢钢丝的内固定装置推到锚杆端部的位置。
将两根不锈钢钢丝与孔口测读装置相连。
如果孔口过大,侧在孔壁垫上木板片,使孔口测读装置能够牢固地固定在孔口。
(3)安装固定测绳时,测绳要拉紧、并且固定牢固。
深、浅基点初始读数观测值为5-10mm。
观测要求:
(1).离层仪安设后,立即进行观测,做好记录。
并将测读结果记录好,并整理登记到记录台帐上。
(2).观测频率由测量值的变化速度确定,一般距掘进工作面100m以内每天观测一次,100m以外每周一次。
(3).观测前应先检查测站是否完好、有效,若测站已损坏失效,应立即修复或补设测站。
(4).观测时,应使用专用记录表逐项填写实测数据。
当怀疑数据有误时,应检查顶板离层仪是否安装正确,若离层仪完好、安装正确,则应重新观测并
如实填写观测数据,不得随意修改、编造数据。
(5).在掘进施工中,严格执行朔州中煤矿业有限公司制定的《顶板离层仪监测操作规范》的规定。
数据处理
迎头100米范围内顶板离层仪每天观测一次,其他每周进行一次数据观测,并记录在案,发现移进量超过规定,立即分析原因、采取措施补强支护。
第三节支护设计
(1)顶锚杆长度计算
按加固拱原理确定锚杆参数
根据公式:
式中:
N-围岩稳定性影响系数1.0;
W-巷道跨度5.2米;
L=1.62mL取2.6米
(2)锚杆间距、排距计算
A.锚杆间距:
由于巷道顶板为粗砂岩,根据工程类比法及锚杆均匀布置确定锚杆间距为1000mm。
B.锚杆排距:
根据公式:
D=(N×n)/(2×k×R×L×L1)
式中:
D-锚杆排距;
N-每根锚杆的锚固力,取锚杆屈服荷载150KN;
n-顶部每排锚杆数量5根;
k-安全系数取2;
R-顶板岩层容量取24KN/m³;
L-巷道之半取2.6m;
L1-锚孔深度取2.6m;
所以D=(150×5)/(2×2×24×2.6×2.6)=1.16m,为安全起见取
D=1.0m。
通过以上计算可知,施工时选用ф20mm、长度2600mm的高强螺纹钢锚杆,锚杆间排距1000×1200mm,能够满足设计要求。
顶锚杆树脂药卷数量
n=Lg(R2-R22)/(R12×Ly)
式中:
n—每孔锚固剂数量;
Lg-全长锚固剂填充长度,取693mm;
R-锚孔半径,取12mm;
R1-锚固剂半径,取11.5mm;
R2-锚杆半径,取10mm;
Ly-支锚固剂长度,取600mm;
所以n=693×(122-102)/(11.52×600)=0.384支,考虑锚杆快速安装工艺要求,选用CK2360树脂药卷1支。
顶锚杆直径
根据锚杆支护“三径”匹配原则,锚杆直径取Φ20mm,杆体为高强度螺纹钢材料,其破断力为190KN,校核锚杆锚力P固为:
P固=§×π×Φ空×L锚
式中:
P固-锚杆锚固力;
§-锚固剂与孔壁间粘结强度取1.5MPa;
Φ空-锚孔直径取24mm;
L锚-每孔锚固剂数量1支;
所以P固=1500×3.14×0.024×1=113.04kN
(5)帮锚杆参数设计:
帮锚杆长度
帮部锚杆长度的确定原则是:
使其锚固端投影深入两帮煤帮内0.5m以上,以保证锚杆受力有效传递到两帮煤壁中,从而实现巷道顶部荷载向两帮转移,按下列式计算:
L=L1/cosβ+L2+L3
式中:
L-为倾斜锚杆长度;
L1-要求锚固端水平投影深入煤壁的水平距离,取600mm;
β-倾斜锚杆与水平面夹角,取≥10°;
L2-额定锚固长度取600mm;
L3-锚杆外露长度,取40mm;
所以,L=600/cos10°+600+40=1249mm,故取1800mm符合设计要求。
锚索支护与校核:
.按悬挂吊理论校核锚索支护参数:
La=K{(dL×fs)/4fc}
式中:
La-锚索深入到稳定岩层中的锚固长度mm;
K-安全系数取2.0;
dL-锚索直径取17.8mm;
Fs-锚索抗拉强度取1860KN/mm²
Fc-锚索与锚固剂的设计粘度树脂药卷取10KN/mm²;
则:
La=2×{(17.8×1860)/(4×10)}=1655.4mm
所以:
1800mm(3根)>1655mm,故每根锚索使用3卷锚固剂。
.锚索长度L=La+Lb+Ld+Lc
式中:
L-锚索长度mm;
La-锚索深入到稳定岩层中的锚固长度mm;
Lb-需要悬吊的不稳定岩层厚度取800mm;
Lc-上托盘及索具的厚度取100mm;
Ld-需要外露的张拉长度取250mm;
则:
L=1800+800+100+250=2950mm,故锚索取6300mm满足设计要求。
.锚索数目的确定
N=K·w/P断
式中:
N-锚索数目;
K-安全系数取1.0;
W-被悬吊岩层自重KN;
P断-锚索最低破段值取260KN;
w-B×Σh×Σr×D
式中:
B-巷道掘进宽度取5.2m;
Σh-悬吊岩层厚度取1.8m;
Σr-悬吊岩层平均容量取21KN/m³;D-锚索排距取3.0m;
故w=5.2×1.8×21×3.0=589.7KN
N=1×589.7/260=2.3根取3根
所以:
锚索采用2-1-2布置满足设计要求。
第四节支护工艺
一、巷道支护方式
406机运巷皮带机头段、406机运巷绕道永久支护方式为:
锚(索)杆+点焊钢筋网+钢筋梯子梁+喷浆
406机运巷永久支护方式为:
锚(索)杆+点焊钢筋网+钢筋梯子梁
1.顶部:
Φ20×2600mm螺纹钢锚杆每排5根,每根用一卷CK2360型树脂锚固剂,间排距1000×1000mm矩形布置,碟形钢垫板150×150×8mm,挂点焊钢筋网,网片规格:
2700×1100mm,网格100×100mm,网间搭接100mm,间隔200mm用16#铁丝绑扎一处。
托Φ14mm×5200×70mm钢筋梯子梁,并压在顶网压茬处。
顶锚锚固力不小于64KN,扭矩力150N.M,锚杆螺母外锚杆丝扣长度10-40mm,,最靠近帮部的倾斜锚杆与巷道顶板铅垂线成15°夹角。
2.锚索;
间排距3000×3000mm,呈“2-1-2”布置,“2”以8°夹角向巷道两侧倾斜,“1”垂直顶板布置。
规格:
Φ17.8×6300mm的钢绞线锚索,每根锚索采用3根CK2360型树脂锚固剂,钢垫板300×300×16mm;锁具型号KM/18-1/1860,锚固力不小于150KN,锚索露出锁具150mm-250mm之间。
3.帮部:
(1)406机运巷皮带机头段左右帮均采用Φ18×1800mmQ235圆钢锚杆,每排3根,每根用一卷CK2360型树脂锚固剂,间排距1000×1000mm矩形布置;
(2)406机运巷绕道巷道左右帮均采用Φ18×1800mmQ235圆钢锚杆,每排3根,每根用一卷CK2360型树脂锚固剂,间排距1200×1200mm矩形布置;
(3)406机运巷巷道左帮采用Φ20×2000mm玻璃钢锚杆,每排2根,每根用一卷CK2360型树脂锚固剂,间排距1500×1200mm矩形布置;右帮采用Φ18×1800mmQ235圆钢锚杆,每排3根,每根用一卷CK2360型树脂锚固剂,间排距1200×1200mm矩形布置;
(4)圆钢锚杆碟形钢垫板150×150×8mm,挂Φ4.5×3000×1100mm点焊钢筋网,网格100×100mm,与顶网搭接100mm,间隔200mm用16#铁丝绑扎一处,每处拧紧不少于3圈。
锚固力不小于30KN,扭矩力不小于120N.M,锚杆螺母外锚杆丝扣长度10-40mm,最靠近顶部的倾斜锚杆与巷道水平线成10°夹角。
当巷道超高时,补打帮锚杆,最下面一根距底板300mm;片帮严重时用300×300mm带孔木鞋或废旧皮带垫片或用水泥等抹平,不得出现虚锚现象。
4.铺网:
(1)406机运巷皮带机头段、406机运巷绕道巷道、406机运巷顶部均铺设点焊钢筋网;
(2)406机运巷皮带机头段、406机运巷绕道巷道两帮均铺设点焊钢筋网;
(3)406机运巷左手帮压普通尼龙网,右手帮压点焊钢筋网;
(4)顶板、两帮2张顶网平行巷道布置,中间压茬100mm,帮网竖向放置,网与网之间必须有100mm搭茬,联网间距200mm,每扣拧2~3圈,双股16#铁丝隔孔V型联网,扭结牢固。
两网相互连接成必须成为一整体,连接时两网要相互对齐,不能有明显的错茬,肩窝处网片必须进行联网,金属网两边和中间都要连接牢固,不能出现裂缝。
5、钢筋梯子梁铺设
406机运巷绕道顶部压规格为Φ14×4500×70mm的钢筋梯子梁一根;406机运巷顶部每排锚杆压规格为Φ14×5200×70mm的钢筋梯子梁一根;铺设时要铺平、铺直、平行巷道铺设,两肩窝处梯子梁要将顶网片与帮网片搭接处压实。
临时支护方式
临时支护方式:
采用3.5m长10#槽钢5根,按掘进方向固定在迎头两排锚杆外露丝上作为固定支点,槽钢与锚杆之间使用矩形吊环连接,槽钢与顶板之间采用木板、木刹与顶板楔紧背实,木板长3.5m×宽200mm×厚50mm,木板与顶板间用木刹刹紧。
临时前探梁操作过程如下:
1、机组切割后(够施工两排锚杆后),安排专人站在永久支护下用长柄工具“敲帮问顶,找净险矸(煤)活矸(煤),确保无问题后人员站在永久支护下,
挂联顶网。
顶网联好后,在紧靠迎头的两排锚杆上固定好吊环,施工人员及时定
期前移前探梁,并用前探梁托起一根钢筋梯子梁,前探梁上及时用木板梁维护顶
板,按中线和间排距调好梯子梁位置。
穿前探梁时必须有人监护顶板和两帮,顶
板维护好后,由外向里打注顶锚杆。
2、上前探梁时不少于4人,1人观察顶板并协调指挥,2人起网和梯子梁,1
人前移前探梁。
3、前探梁要串到迎头,吊环要用木板与槽钢背紧。
4、加强顶板管理,发现顶板压力大、顶板离层、有响声等危险预兆的时候应立即停止作业,撤出人员,待顶板稳定后,由外向里打带帽点支柱后方可施工。
5、打顶锚杆必须由外向里、由中间向两边,如前探梁占据锚杆位置,可先打其他锚杆,退出前探梁后打
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