新10#煤轨道大巷作业规程大小断面.docx

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新10#煤轨道大巷作业规程大小断面

10#煤轨道大巷施工作业规程

第一章工程概况

第一节概述

一、巷道名称:

巷道称为10#煤北翼轨道大巷。

二、巷道用途:

10#煤北翼轨道大巷用途为服务开采4#煤、10#煤层时的运送材料、设备、行人及管线敷设。

三、巷道设计长度及服务年限:

1、巷道设计长度:

693m。

2、服务年限与矿井服务年限相同。

四、预计开竣工时间:

预计开工时间为2012年3月1日,竣工时间为2013年4月1日。

第二节编制依据

本作业规程依据《晋邦德煤业有限公司机械化升级改造工程可行性研究报告》和《煤矿安全规程》《操作规程》施工设计、地质报告及2012年的生产衔接计划等有关文件规定而进行编制的。

第二章地面相对位置及地质情况  

第一节地面相对位置及邻近采区开采情况  

一、地面的相对位置:

位于井田东北部,巷道相应的地面位置在工业广场以东300m处,属吕梁山系,是典型的黄土高原地貌。

部分巷道进入高岭村保安煤柱,地面标高1280米左右,巷道施工对地面没有任何影响。

二、井下位置及四邻采掘情况:

10#煤轨道大巷垂直于4#煤集中轨道巷开拓,巷道四周围总为实体岩层,相邻为未开拓的采区,施工中主要受静压力影响。

  

第二节地质水文地质

一、巷道穿越的煤层、岩层特征:

该巷道位于4#煤下部岩层,掘进时向下-8°坡度下山掘进138.601m。

再-3°‰向北掘进413m。

上部标高820.859,下部标高799.742.。

穿越的岩层分别为:

砂质泥岩、细砂岩、泥岩、石灰岩煤层等。

(附煤岩层柱状图1)

二、井田地质:

井田地质构造呈宽缓的不对称向斜(离石向斜中断),北东翼较缓,西翼较陡,倾角5-24度,井田内较多落差,南北走向落差1-30m。

在矿井施工和生产过程中,揭露大小陷落柱.4个。

三、煤层瓦斯及自燃:

1、根据矿瓦斯等级鉴定结果及我矿以往开采的瓦斯记录,本矿为低瓦斯矿井,。

相对涌出量为2.4m3/t,绝对涌出量为0.4m3/min。

在掘进过程中做好瓦斯检查及通风工作,预防采空区有积聚的瓦斯涌出。

2、煤尘:

根据测试报告,本工作面煤尘具有爆炸危险性,10#煤火焰长度110mm,最低岩粉用量70%,煤层为自燃煤层,自燃倾向等级为Ⅱ。

3、地温

井田范围内恒温深度在80-90米,温度变化范围在16ºC-17ºC之间,平均度为2.7ºC╱100m,属地温正常区.

四、水文地质:

(一)、地形地貌,为典型的黄土高原地貌,地势东北高,西南低,岩层总体为背斜构造。

(二)、地表水

井田内无常年性河流,仅在雨季有洪水从沟谷中流出,汇入三川河,最终进入黄河.

(三)、地下水

工作面上覆岩层为山西组砂岩水层及强隔水层,工作面基本无淋水。

工作面下方岩层为太原组含水层,工作面掘进延伸接近其含水层,掘进过程中受其影响。

(四)老空水

在施工过程中,水没有大的威胁,无老空水,但在施工时要随时进行观察,严格执行探放水制度,坚决做到有掘必探,先探后掘,长探短掘,不探不掘。

(五)涌水量

最大涌水量70m3/h;最小涌水量5m3/h;

第三章巷道布置及支护说明

第一节巷道布置

1、10#煤轨道大巷与4#煤集中轨道巷垂直布置掘进233.298m,现到10#煤轨道大巷。

(巷道布置图附后)

第二节矿压观测  

一、锚杆锚固力检测:

  

自开口位置开始,每隔10m随机抽取3根锚杆做拉拔力试验,以检验顶板支护效果,并将检测结果记入专用记录本中备查。

抽检指标为:

锚杆锚固力不得低于70KN。

发现不合格锚杆,必须在其周围200mm的范围内补打合格锚杆。

二、巷道表面位移观测:

施工过程中,要对巷道表面位移情况及时进行观测,迎头掘进10m后设一组检测断面,两组检测断面之间的距离不得大于30m,每组检测断面设3个检测点,即顶部、两帮腰线处各设一个。

每24小时检测一次,并将检测结果记入专用记录本中备查。

第三节巷道断面及支护

一、巷道断面:

10#煤轨道大巷形状为直墙半圆拱,采用锚网喷支护,巷道1-1断面净宽4.2米,直墙高1.6米,拱高2.1米,净高3.7米,掘进断面14.64㎡,净断面13.64㎡。

巷道2-2断面净宽4.6米,直墙高1.6米,拱高2.3米,净高3.9米,掘进断面16.7㎡,净断面14.6㎡。

(一)巷道1-1断面

特征及支护参数表

巷道名称(断面编号)

围岩类别

支护形式

断面积(㎡)

掘进尺寸(mm)

锚杆参数

掘进

净宽

净高

锚杆

类别

锚杆

(m)

直径

(㎜)

排列方式

间排距

(㎜)

1-1

锚喷

13.64

14.64

4200

3700

树脂锚杆

2.0

20

矩形

750

附:

巷道永久支护断面图

巷道每米材料消耗量表

巷道名称(断面编号)

锚杆(根)

铁托板(个)

金属网(m2)

树脂药卷(节)

砂子

(m3)

水泥

(吨)

石子(m3)

1-1

13

13

11

26

1.7

1.4

1.7

(二)巷道2-2断面

特征及支护参数表

巷道名称(断面编号)

围岩类别

支护形式

断面积(㎡)

掘进尺寸(mm)

锚杆参数

掘进

净宽

净高

锚杆

类别

锚杆

(m)

直径

(㎜)

排列方式

间排距

(㎜)

1-1

锚喷

14.6

16.7

4600

3900

树脂锚杆

2.0

20

三花形

700

附:

巷道永久支护断面图

巷道每米材料消耗量表

巷道名称(断面编号)

锚杆(根)

铁托板(个)

金属网(m2)

树脂药卷(节)

砂子

(m3)

水泥

(吨)

石子(m3)

1-1

22

22

11.8

44

1.7

1.4

1.7

二、支护设计:

1、确定巷道支护形式

10#煤回风巷根据钻孔柱状资料分析,属稳定岩层,适合锚杆支护。

锚杆(锚索)预紧力与扭矩对照表

项目

锚杆

(索)规格

预紧力

(KN)

拉拔机表值

(MPa)

扭矩

(N.m)

涨拉力

(KN)

锚杆M20

70

15

190

锚索φ17.8

30

230

三、支护参数计算:

1.锚杆长度的确定

通过加固作用使顶板形成承载结构所需的锚杆有效长度按下式确定:

L=(1+

)(1.1+

)+L3

式中:

f—岩石普氏系数,取7;

B—巷道有效跨度,B=4.2m;

L3—锚杆外露长度;取0.05;

则L=(1+1/14)(1.1+4.2/10)+L3=1.68m

据以上计算,选择2.0m锚杆符合要求。

2.锚杆间、排距

锚杆的间、排距要保证其约束强度尽可能分布,为此考虑围岩的完整性(完整性系数)及锚杆的作用角(与f值有关),按下式计算锚杆间排距的平均值。

=

K锚.K护(

+

式中:

K锚—锚固方式系数,全长锚取1.2,

K护—护岩方式系数,有托盘或钢带取1.0

I—围岩完整系数,与节理间距及分层厚度有关,0.35≤I≤0.75,取0.6

f—围岩普氏系数,取7

则顶锚杆:

=

×1.2×1.0×(3×0.6÷2×0.6×1)+(2×7×1÷2×7×1)=0.781米,顶锚杆间距取0.75米,排距0.75米,根据D间=0.75米,计算顶板每排锚杆根数n:

n=4.2÷0.75=7,取n顶=5;

帮每排锚杆根数:

n=

=3.6;取n帮=4。

据以上计算结果;顶、帮锚杆间、排距取0.75m符合要求。

3.单根锚杆承载力确定及顶板锚杆锚固力设计

根据围岩潜在失稳指数确定单根锚杆承载能力及设计锚固力:

围岩潜在失稳指数:

q=

式中:

—垂直应力,通过计算

=6.48Mpa

—最大水平应力,取侧压系数

=0.5,则

=3.24Mpa

—顶锚杆长度范围内各分层岩体抗压强度平均值,

=45Mpa

B—巷道宽度;h—巷道高度;

因为

>

,故按

计算q:

q=

×(

=0.748

Q

≤0.5

0.5~1.0

1.0~1.5

1.5~2.0

2.0~2.5

2.5~3.0

顶板,

KN/m2

0-50

50-100

100-150

150-200

200-250

250-300

巷帮,

KN/m2

20

20-25

25-35

35-50

50-70

70-95

 

顶帮锚杆约束强度推荐值见上表。

由表按插值法得顶锚杆约束强度为

顶=75KN/m2

则顶锚杆单根承载能力为:

P顶=

=

=62.5KN

对于两帮q=

—巷帮煤体强度,据测定

=17.5Mpa

q=

×(

=1.92

由表按插值法得帮锚杆约束强度为

帮=47.6KN/m2

P帮=

=

=47.6KN

根据计算得出的顶帮锚杆单根锚杆承载力,可确定顶帮设计锚固力分别为62.5KN和47.6KN。

4.锚杆杆径

Ф顶=

式中:

n—强度储备系数,取1.5

δs—锚杆杆体屈服极限,螺纹钢锚杆材质为MnSi取δs=300Mpa

Ф顶=

=0.019m;取20mm

据计算顶帮锚杆选用公称直径Ф20的螺纹钢锚杆,均满足设计要求。

5.锚索补强加固参数:

根据对10#煤顶板冒落的观测,顶板冒落高度为2.5米,取2.5m为顶板潜在破坏高度,即h=2.5m。

锚索的布置间隔按巷道失稳时潜在冒落范围内的岩层容重全部由锚索承担来确定。

潜在顶板破坏区自重载荷为:

Q=SrD

式中:

S-潜在冒落范围的面积;S=

·B·h=

×4.2×2.5=5.25m2

r—岩层平均容重;据岩性取2.6t/m3

D—锚索间距。

Q=5.25×2.6D=13.652D

则锚索的破断载荷应满足:

P索=KQ=1.1×13.65D=37.5T(K为安全系数,取1.1),D=2.5米;为安全可靠,可取锚索间距2.0~3.0m.,多根布置并与顶锚杆托盘联合支护。

锚索长度:

锚索应锚在稳定岩层中,锚固长度一般1.5~2.0m,则

L索=2.5+2.0=4.5m。

考虑锚索张拉长度不小于0.3m,锚索长度为5.2m。

结合晋邦德实际情况选取公称直径φ17.8mm,锚索长度为5.2m,满足设计要求。

6.根据以上计算以及巷道用途选择不同支护参数,现场可据实际情况加强支护,巷道具体支护形式及所用材料设计参数见下表

巷道名称

支护材料

规格

材质

布置间排距

10#煤回风巷

顶锚杆

φ20×2000

螺纹钢

700×700

帮锚杆

φ20×2000  

螺纹钢

700×700

锚索

φ17.8×5200

钢绞线

5000×1000

四、

(一)巷道1-1断面支护方法:

1、临时支护:

每次放炮后及时进行敲帮问顶,找尽顶板帮部的浮矸活石,及时进行混凝土初喷封闭拱顶,作为临时支护。

初喷厚度30-50mm。

2、永久支护:

a、锚网支护:

等初喷封闭凝固后,在临时支护的掩护下,进行拱顶部锚网喷永久支护。

拱顶部永久支护好后,再进行出渣。

渣出完后,两邦立即采用锚网喷永久支护。

使用锚杆机打孔,孔径为28mm,孔深为1950mm,眼打好后吹尽眼内的水及粉尘。

锚杆间排距为750×750mm,矩形布置,每排为13根布置,误差不得超过±100mm。

锚杆方向与井巷轮廓线夹角不得低于75°。

每根锚杆必须用两卷CK2360锚固剂,用锚杆将锚固剂轻推至眼底,开始搅拌锚固剂药卷,搅拌时风动锚杆机要快转慢转,搅拌时间15-20s,等待10-60s安装托板。

锚杆锚固力不小于70kN(力距板手显示190Nm)。

墙部金属网要超出最下锚杆150mm。

锚杆托盘必须紧贴金属网和岩面,锚杆露出托盘30-50mm。

锚网的搭接长度不得小于100mm,使用14#铁丝连接,间距不超过200mm,扭结圈数不少于3圈。

锚网安装完成后,必须检查锚网支护情况,达不到要求的要补打和重新安装,确认达到支护要求,方可通知有关人员验收。

b、锚索支护:

锚索使用风动锚杆机打眼。

锚索孔深5000mm,锚索支护以巷道中心线点布置一排,锚索支护布置排距为5000mm打一根。

如遇工作面顶板破碎岩性变软,压力大。

锚索支护布置为排距1.5m,间距1.2m。

以巷道中线点打一根,中线点左右各打一根,共打三根。

眼打好后用水冲洗眼孔,然后内装三卷药卷。

两卷CK2360在上,一卷K2360在下,用锚索将其轻推至眼底,开始搅拌药卷,搅拌时风动锚杆机要快转慢进,搅拌时间为15-20s,等待10-60s后方可安装大小压板及锁具,锚索露出托盘250-300mm,并使用张拉机具将锚索上紧。

锚固力为不小于150kN。

c、喷浆支护:

锚网支护经验收合格后,进行永久性的喷浆,喷浆前必须彻底冲洗巷道岩面和二次喷面。

喷射混凝土在井下进行配比,水泥、沙、石子的配合比为1:

2:

2,水灰比为0.45,速凝剂的掺和量为水泥量的3-5%,喷射混凝土标号C20,喷浆时要求挂线一次成巷。

喷浆厚度为100mm。

喷浆后喷浆部位加强喷层的洒水养护,7天内每天洒水养护一次,28天后进入防尘清洗巷道阶段。

3、支护工艺及材料质量要求:

锚杆选用φ20×2000mm的左旋高强度螺纹钢,锚杆托盘为10mm厚钢板制作,托盘尺寸为100×100mm,锚索选用φ17.8mm的钢绞线,长5200mm,锚索托盘为15mm厚钢板,托盘尺寸为200×200mm,钢筋网选用φ6mm经纬焊接钢筋网,网格80×80mm,规格1000×2400mm,锚固剂选用CK2360,水泥选用425#普通硅酸盐水泥,沙子选用中粗沙,石子选用粒径为5-10mm碎石子。

4、如遇工作面顶板破碎,压力大:

可采用锚杆、双层钢筋网、锚索喷浆支护。

同时,缩小循环进度为1000mm,锚杆间排距缩小为500mm,锚索间排距为1000mm。

(二)巷道2-2断面支护方法:

1、临时支护:

每次放炮后及时进行敲帮问顶,找尽顶板帮部的浮矸活石,及时进行混凝土初喷封闭拱顶,作为临时支护。

初喷厚度30-50mm。

2、永久支护:

a、锚网支护:

等初喷封闭凝固后,在临时支护的掩护下,进行拱顶部锚网喷永久支护。

拱顶部永久支护好后,再进行出渣。

渣出完后,两邦立即采用锚网喷永久支护。

使用锚杆机打孔,孔径为28mm,孔深为1950mm,眼打好后吹尽眼内的水及粉尘。

锚杆间排距为700×700mm,三花形布置,每排为22根布置,误差不得超过±100mm。

锚杆方向与井巷轮廓线夹角不得低于75°。

每根锚杆必须用两卷CK2360锚固剂,用锚杆将锚固剂轻推至眼底,开始搅拌锚固剂药卷,搅拌时风动锚杆机要快转慢转,搅拌时间15-20s,等待10-60s安装托板。

锚杆锚固力不小于70kN(力距板手显示190Nm)。

墙部金属网要超出最下锚杆150mm。

锚杆托盘必须紧贴金属网和岩面,锚杆露出托盘30-50mm。

锚网的搭接长度不得小于100mm,使用14#铁丝连接,间距不超过200mm,扭结圈数不少于3圈。

锚网安装完成后,必须检查锚网支护情况,达不到要求的要补打和重新安装,确认达到支护要求,方可通知有关人员验收。

b、锚索支护:

锚索使用风动锚杆机打眼。

锚索孔深5000mm,锚索支护以巷道中心线点左右各布置一根,锚索支护布置排距为1.9m,左右两根间距1.0m。

如遇工作面顶板破碎岩性变软,压力大。

锚索支护布置为排距1.5m,间距1.2m。

以巷道中线点打一根,中线点左右各打一根,共打三根。

眼打好后用水冲洗眼孔,然后内装三卷药卷。

两卷CK2360在上,一卷K2360在下,用锚索将其轻推至眼底,开始搅拌药卷,搅拌时风动锚杆机要快转慢进,搅拌时间为15-20s,等待10-60s后方可安装大小压板及锁具,锚索露出托盘250-300mm,并使用张拉机具将锚索上紧。

锚固力为不小于150kN。

c、喷浆支护:

锚网支护经验收合格后,进行永久性的喷浆,喷浆前必须彻底冲洗巷道岩面和二次喷面。

喷射混凝土在井下进行配比,水泥、沙、石子的配合比为1:

2:

2,水灰比为0.45,速凝剂的掺和量为水泥量的3-5%,喷射混凝土标号C20,喷浆时要求挂线一次成巷。

喷浆厚度为100mm。

喷浆后喷浆部位加强喷层的洒水养护,7天内每天洒水养护一次,28天后进入防尘清洗巷道阶段。

3、支护工艺及材料质量要求:

锚杆选用φ20×2000mm的左旋高强度螺纹钢,锚杆托盘为10mm厚钢板制作,托盘尺寸为100×100mm,锚索选用φ17.8mm的钢绞线,长5200mm,锚索托盘为15mm厚钢板,托盘尺寸为200×200mm,钢筋网选用φ6mm经纬焊接钢筋网,网格80×80mm,规格1000×2400mm,锚固剂选用CK2360,水泥选用425#普通硅酸盐水泥,沙子选用中粗沙,石子选用粒径为5-10mm碎石子。

4、如遇工作面顶板破碎,压力大:

可采用锚杆、双层钢筋网、锚索喷浆支护。

同时,缩小循环进度为1000mm,锚杆间排距缩小为500mm,锚索间排距为1000mm。

第四章施工工艺  

第一节施工方法

一、施工组织:

每个循环开始施工前,首先敲帮问顶,检查已施工巷道的顶帮支护情况,将浮矸、活石清除干净后,必须采用6m钻杆打眼探水,然后打眼、装药工作,等放炮结束,全面敲帮问顶后进行初喷、锚、网支护、复喷永久支护,最后清理卫生、文明生产,完成一个循环的作业工作。

二、巷道施工方法:

 

1、由地测部门标定巷道中、腰线,施工单位严格按线进行施工。

施工前按设计要求,安设好局部通风机,接好风筒,并三班派专职瓦检员现场跟班检查通风、瓦斯情况,严禁无风、微风及瓦斯超限作业。

跟班队长监督检查,确保施工安全进行。

2、施工单位必须提前将所需各类施工材料下运到规定堆料位置,分类堆放整齐,挂牌管理,严禁乱丢乱放。

  

第二节施工作业方式

1、采用气腿式凿岩机打眼。

2、矿用乳化炸药,毫秒延期雷管引爆,全断面分次爆破。

3、人工配合耙斗机和一吨U形矿车装碴运输。

4、必须按循环进度先把巷道断面掘出,并进行初喷封闭作为临时支护,然后进行出渣、打锚杆、挂网、喷浆永久支护。

第三节工艺流程

交接班——处理隐患——钻眼——装药放炮——处理隐患——初喷封闭-----拱部打锚杆挂网——出渣——永久支护(墙部打锚杆、挂网、复喷)

各工艺注意事项

一、交接班:

上下班的班长必须在井下现场口对口、手交手搞好交接班,交接清楚。

井下现场存在的隐患、工程质量、施工进度、设备工具完好情况,并按接班制度写好交接班记录。

二、处理隐患:

接班后,班长要针对接班情况,安排专人先处理上班遗留下来的隐患,隐患不排除,不得开工作业。

三、钻眼:

1、钻眼工具

使用两台YT-28型气腿式风动凿岩机,2.5米长六棱钢空心钻杆,直径42mm十字形合金钢钻头,炮眼深度2.3米。

掏眼深2.4米

2、炮眼布置

①、掏槽眼

采用锥形掏槽,锥形眼眼距320mm,与工作面的夹角85°与水平面的夹角±5°。

②、铺助眼

眼距取500mm—600mm,紧邻周边眼的辅助眼与巷道轮廓线相似的形状布置,使之与周边眼的抵抗线处相等。

③、周边眼

周边眼眼距选400mm最小抵抗线400mm

④、底眼

底眼眼距511mm,孔口高出底板130mm,底眼与底板的夹角76°。

3、钻眼组织

每次钻眼前,先按爆破说明书画好眼位,做到按区域定人、定钻、定眼位、定角度、定深度、定眼数、定时间,分工负责。

钻眼顺序应自上而下移动,工作面在同时使用二台钻打眼时,必须避免拥挤和忙乱,打上部眼的钻机不应布置在同一垂直面内。

4、钻眼时应注意事项

(1)、钻眼过程中,不准用手、脚稳住钻杆,不准套残眼,掌钎人不准戴手套,工作服袖口必须扎紧,脖子上的毛巾头,必须塞到工作服领口里面并系好纽扣,防止钻杆转动而扭卷伤人。

(2)、打眼扶钻人员,要躲开眼口方向,站在钻机侧面,两腿前后错开,脚蹬实处,禁止踩空或骑在支架上打眼,以免断钎摔倒伤人。

(3)、打上部眼时,工作台必须搭设牢固,防止打眼过程中因震动使工作台倒塌伤人,不许蹬在活石上打眼,以免歪倒伤人。

(4)、打眼过程中,如发现出水、出气、瓦斯涌出等异常现象时,要立即停钻,不准将钻杆抽出,并立即向上级汇报并撤出人员。

(5)、工作面装药和打眼不能平行作业。

(6)、必须采用湿式钻眼,禁止干打眼。

四、装药放炮:

(一)、爆破说明书

1、爆破材料:

(1)、炸药选用矿用二级乳化炸药

(2)、雷管使用毫秒延期雷管引爆。

2、爆破网络:

为了便于检查和操作,联接简单,不易遗漏,该使用串联连接

3、爆破参数表:

(一)、10#煤轨道大巷1-1断面爆破参数表

炮眼

名称

眼号

眼数

眼深

m

眼距

mm

倾角

装药量(Kg)

起爆

顺序

联线

方式

水平

垂直

单孔

会计

中心眼

0

1

2.3

90

90

串联

掏槽眼

1—4

4

2.3

740

85

85

1..0

1..0

辅助眼

5—15

16—28

11

13

2.2

2.2

600

500

90

90

90

90

0.4

0.4

4.4

5.2

周边眼

29—49

21

2.2

400

87

76

0.4

8.4

底眼

50—58

9

2.2

525

90

72

0.8

7.2

合计

59

26.2

10#煤轨道大巷1-1断面爆破条件与技术经济指标表

指标名称

单位

数量

指标名称

单位

数量

净断面

m2

13。

.64

循环雷管用量

59

掘进断面

14.64

炮眼深度

m

2.2

岩石性质

砂质泥岩

炮眼数量

59

岩石普氏系数

<10

循环炮眼长度

m

瓦斯情况

炮眼利用率

%

88.2

涌水量

m3/n

>5

循环进尺

m

1.5

凿岩机

气腿式

循环实体岩量

m3

11.27

炸药名称

煤矿许可用药

炸药单位消耗量

Kg/m3

2.78

雷管名称

矿用段发

雷管单位消耗量

发/m3

3.76

循环炸药用量

Kg/循环

11.8-14.8

起爆方式

两次

串联

(二)、10#煤轨道大巷2-2断面爆破参数表

炮眼

名称

眼号

眼数

眼深

m

眼距

mm

倾角

装药量(Kg)

起爆

顺序

联线

方式

水平

垂直

单孔

会计

中心眼

0

1

2.4

90

90

串联

掏槽眼

1—4

4

2.4

320

85

85

1.0

1.0

辅助眼

5—45

41

23

500

90

90

0.4

4.4

周边眼

46—67

23

2.3

400

87

76

04

13.6

底眼

68—77

10

23

511

90

72

0.8

7.2

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