工作面支护设计.docx
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工作面支护设计
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技术科
调度所
安监处
掘进副总
批准
矿总工程师
审批意见
Ⅱ5696掘进工作面支护设计
一、Ⅱ5696工作面地质概况：
该工作面位于Ⅱ2采区南翼，该工作面位于Ⅱ2采区南翼，上部为Ⅱ1023工作面采空区，下为10煤层-675底板等高线，左为10煤层变薄区，右为I水平二采区人行上山保护煤柱线。
该工作面设计走向长约605m,平均倾斜长145m,该工作面受古河流冲刷区影响，煤层厚度变化较大，煤厚一般为1.6～3.8m，平均厚度为3.0m；煤层倾角为20～37°，平均倾角为26°；煤层顶板为泥岩，底板为粉砂岩。
老顶为4.4m厚的砂岩,灰色、细粒、斜层理、分选差，层理面含大量碳质；直接顶为4.26m厚的泥岩，深灰色、块状，含大量植物化石碎片，中部夹薄层炭质泥岩。
直接底为0.52m厚的炭质泥岩，深灰色、层状、含大量碳质；老底为2.54m厚的粉砂岩，深灰色、块状，局部含大量植物化石碎片（附Ⅱ5696工作面综合柱状图）。
工作面为南北走向、倾向东的单斜构造。
工作面内有2条断层，其中F15断层位于预计收作线外，断层落差2.7m，影响较小。
F15断层在掘进Ⅱ1023机巷时已揭露；工作面里段靠近古河流冲刷区，煤层厚度变化较大。
Ⅱ5696工作面掘进期间主要充水因素有三个方面：
一是老空水，Ⅱ1023工作面采空区内动水量维持在30m3/h，能够自Ⅱ1023轨道巷流出；二是顶、底板砂岩裂隙水，以淋、渗水进入巷道，预计涌水量5～10m3/h；三是钻孔水，该工作面在施工机巷期间，将过6-13钻孔，该钻孔开孔坐标为：
（x:
3712876.04；y:
39502541.46），钻孔终孔层位在9煤底板下铝质泥岩，未见10煤。
二、Ⅱ5696掘进工作面支护设计：
1、支护设计依据
根据地质资料分析，并结合桃园矿多年的支护经验，采用工程类比法，决定风巷采用U型钢棚支护，机巷、切眼、风联巷及机轨联巷采用煤锚支护。
2、巷道支护规格
风巷U型棚设计规格：
净宽（腰宽）×净高=4660×3120mm；
机巷采用煤锚支护，斜梯形断面，规格：
净宽×净高（中高）=4000×2800mm；当顶板条件变差时，巷道采用U型棚支护，巷道规格：
净宽（腰宽）×净高=4660×3120mm；
机轨联巷、风联巷为矩形，巷道规格为：
净宽×净高=3600×3000mm;
切眼为矩形，巷道规格为：
净宽×净高（道面）=7000×2800mm;
巷道断面布置图具体如下：
⑴、风巷断面布置图：
⑵、机巷煤锚断面布置图：
⑶、机巷U型棚断面布置图：
⑷、风联巷、机轨联巷断面布置图：
⑸、切眼断面布置图：
3、临时支护
⑴支护形式：
金属前探梁、内注液压单体、带帽点柱、迎头端面防片网和护帮板。
⑵支护材料：
①金属前探梁可选用长度不小于4m的型钢（24Kg/m钢轨、11＃矿工钢等）。
②内注式液压单体规格2.8m，数量10根，帽、鞋由矿统一加工；点柱为圆木，直径≥180mm，长度为1.6～2.8m，数量为10根。
帽规格为长×宽×厚=500mm×200mm×50mm；木鞋规格为长×宽×厚=300mm×200mm×50mm；大板规格为（1200～3000）mm×300mm×70mm。
③防片网采用不带静电的特制尼龙绳编织而成，绳径不小于6mm，网眼规格不大于150×150mm，编织大小要与所施工巷道断面一致。
④护帮板由矿统一加工，按规定使用。
⑶支护参数：
①架棚巷道梁长大于2.4m，采用3根前探梁；前探梁平行布置，两边距帮各500mm，固定点每根不少于3处，每两个固定点之间至少应间隔一棚，两端固定点处的前探梁要余出不少于l00mm的长度，前探梁前端距煤壁不大于200mm。
斜巷施工时要用细钢丝绳将前探梁固定在棚梁上，防止下滑伤人。
②锚杆巷道跨度≥2600mm，按掘进生产技术管理规定打两排点住，每排打设两棵，点柱距迎头最大距离不大于800mm。
③迎头端面防片网要紧跟迎头布置。
④护帮板生根在距迎头最近的一棚棚腿上，其前端距迎头不应大于700mm。
⑷支护平、剖、断面图
①风巷、机巷U型棚
②机巷煤锚支护：
③联巷
④切眼导硐
⑤切眼刷大侧
⑸质量要求：
①前探梁必须打设牢固、可靠，有足够的支撑能力，结构简单、便于操作。
倾斜巷道使用前探梁，其后端必须钻孔，用细钢丝绳生根在永久支护上。
②点柱要求及时打设，点柱打设要稳固、牢靠。
点柱上要带帽，下部打在实底上，无法打在实底上时要穿鞋。
③架棚巷道迎头端面防片网上端挂在带钩的1寸铁管上，铁管上铁钩间距不大于300mm，铁管长度、形状与棚梁一致，用铁丝拧紧，在钩子上挂上防护网。
在巷道两帮及下部打一圈固定眼，眼距不大于800mm，眼深不低于500mm。
两边用带倒楔的锚杆固定防护网。
下端用锚杆配合挡矸绳（细钢丝绳）固定，固定点距底板不大于1.0m，中部固定眼距不超过800mm，采用倒楔锚杆固定，确保防护网贴紧煤体。
④迎头端面防片网下端距底板不大于1.0m。
⑤护帮板距顶梁不大于300mm，距底板不大于1.0m。
⑹保证措施：
①架棚巷道必须正常使用前探梁作为临时支护，放炮后及时前移，缩小空顶时间。
前探梁卡子必须牢固，木楔打紧。
在做好迎头顶板的临时支护后，立即正规吊挂迎头端面防片帮网。
在挖腿窝之前必须正规使用护帮板，护帮板用卡子卡上后用大锤打紧。
②煤锚巷道放炮后在进行临时支护前严格执行敲帮问顶制度，及时找掉浮矸、活石，确保点柱正规、有劲。
当护顶锚杆打到迎头后，最大距离不超过一排锚杆间距，临时支护方可拆除。
迎头使用防片帮网，必须覆盖距底板不大于1m的整个断面。
帮锚杆除底角锚杆滞后外，其它锚杆必须在倒下部矸子后及时补打，否则不准打下部进尺眼，若有片帮危险时，帮锚杆紧跟迎头。
4、永久支护
⑴支护形式：
架棚支护、煤锚支护。
⑵支护材料：
风巷与机巷顶板破碎带采用U型棚支护，采用U29型钢半圆拱形支架，铁背板配合塘材、塑网、笆片腰帮背顶；机巷、机联巷和风联巷采用煤锚支护，锚杆规格为GM22/2400-490锚杆；树脂锚固剂型号Z2550，每棵2卷，金属网规格为2500mm×900mm或1700mm×900mm，网格100mm×100mm。
⑶巷道支护参数：
①架棚巷道支护参数：
巷道
名称
断面
形状
围岩
类别
煤层
类别
净高
净宽
支架
护顶（帮）材料
棚距
棚腿扎角
材料
规格
间距
搭接
风巷
U型
Ⅱ类
三类
3120
4660
600
80°
塘材
φ50L800
200
铁背板
600
塑网
1400×800
100
笆片
700×800
100
机巷
U型
Ⅱ类
三类
3120
4660
600
80°
塘材
φ50L800
200
铁背板
600
塑网
1400×800
100
笆片
700×800
100
说明：
除特殊标注外，数据单位为mm
②机巷煤锚支护参数
断面
形状
围岩
类别
锚杆
株距
锚杆
排距
锚杆
材料
锚杆
规格
锚固
长度
锚杆
初锚力
锚杆
锚固力
梯形
中等
稳定
800
800
螺纹
钢
GM22×
2400
加长锚
≥300N.m
≥80KN
铺网
规格
锚固剂
型号
净高（中顶）
净宽
2500
×900
Z2550
3000mm
4000mm
③机轨联巷支护参数
断面
形状
围岩
类别
锚杆
株距
锚杆
排距
锚杆
材料
锚杆
规格
锚固
长度
锚杆
初锚力
锚杆
锚固力
矩形
中等
稳定
顶800
800
螺纹
钢
GM22×
2400
加长锚
≥300N.m
≥80KN
帮700
铺网
规格
锚固剂型号
净高
净宽
2500
×900
Z2550
3000mm
3600mm
④切眼:
断面
形状
围岩
类别
锚杆
株距
锚杆
排距
锚杆
材料
锚杆
规格
锚固
长度
锚杆
初锚力
锚杆
锚固力
矩形
中等
稳定
顶900
800
螺纹
钢
GM22×
2400
加长锚
≥300N.m
≥200N.m
≥80KN
≥60KN
帮800
铺网
规格
锚固剂
型号
净高
净宽
2500
×900
Z2550
2800mm
7000mm
⑷支护平、剖、断面图
①风、机巷支护平、剖、断面图
②机巷煤锚支护平、剖、断面图
③机轨联巷平、剖、断面图
④切眼平、剖、断面图
⑸U型钢棚质量要求：
①架棚尺寸严格按设计断面进行，其净高、净宽允许误差为-30～+100mm。
②棚梁应保持水平，淋肩不超过50mm，梁扭矩≤100mm。
③水平巷道前倾后仰偏差为±1°（1m垂线不大于17mm）；倾斜巷道迎山角偏差＋1°，不得退山。
④棚距600（±100）mm。
⑤搭接长度500mm，搭接处使用两副限位卡缆，卡缆间距允许误差±30mm，螺母拧紧力矩≥300N·m。
⑥每棚采用一根拉条，要求拉条成线布置。
⑦腰帮过顶的材料要规范。
腰帮过顶应背紧、背严、背牢。
⑧棚腿必须栽在稳定岩石上，软底必须穿鞋；若过老墟，提棚子等柱窝墟时，必须用工具将柱窝撞实，且腿子必须穿木鞋，其规格为长×宽×厚=300mm×200mm×50mm。
⑨架棚距迎头最大空顶距应不大于600mm。
⑩严格跟煤层顶板，按中线施工。
⑹煤锚和锚喷支护质量要求：
①巷道尺寸严格按设计断面进行，其净高允许误差为-50～+250mm，净宽允许误差为-50～+200mm。
②锚杆眼位要按线布置，株排距均匀，对称布置两帮锚杆。
c、锚杆方向：
锚杆布置方向应尽量与巷道轮廓线（或岩层主要层理面）垂直，其夹角度不小于75°。
锚杆眼深度必须与锚杆长度相匹配，眼深误差0～＋30mm。
③锚杆安装的质量要求丝杆露出螺母10～40mm，安装的锚固力≥80KN，扭矩≥300N.m，并经常进行锚杆锚固力测试，对于失锚、锚空和不合格的锚杆，要及时进行补打，锚杆安装必须牢固，托盘紧贴岩面，无松动。
④软岩使用锚杆支护时，必须全长锚固。
⑤护顶锚杆至迎头的空顶距离不准超过800mm；帮锚杆滞后迎头不大于800mm。
放炮后要及时补打护顶锚杆。
⑥临时水沟紧跟耙矸机尾，永久水沟滞后耙矸机尾不大于30m，其规格为：
宽度×深度=300mm×300mm，误差±30mm。
⑻保证措施：
①中腰线的管理：
严格按地测部门所给定的中腰线施工。
施工单位技术员必须随时检查和校核中腰线，发生偏差时应及时与测量部门联系，进行重新确定。
掘进施工人员要妥善保护好中腰线、测点等。
巷道施工过程中，测量部门每隔40m校验一次中线。
②小班设质量验收员，对当班所施工巷道进行全面的质量验收，验收不合格必须立即整改。
③经管办与技术科严把支架加工关，棚梁刷头焊接必须牢固，棚腿两端按规定度数焊斜坡；U型钢棚加工时按设计图加工，梁腿弧度要一致。
④架工字钢棚时，棚腿扎角76°，巷帮压力较大时可以适当放到75～73°，防止腿子被挤出。
⑤腰帮背顶必须整齐、刹紧，壁后用物料填实，杜绝“三空”。
⑥平巷架棚时支架应垂直于顶底板；斜巷架棚必须有迎山角，以受力稳定为原则。
⑦锚杆支护管理：
锚杆眼位要按线布置，株排距均匀，中顶锚杆不偏离中线且最下一排帮锚杆距底板不应超过500mm；锚杆的孔深和锚杆的长度配套，锚杆孔的直径必须和杆体、锚固剂直径相配套，选用Φ28mm孔径，配套Φ23mm树脂卷；安装锚杆前，应用压风扫眼器将孔壁冲洗干净，将孔内岩渣、积水用压风吹净；锚杆施工要求严格执行“五不”制度。
⑧加强锚杆监测监控。
⑨施工期间，要强化锚杆施工质量，严格按设计施工，杜绝锚杆穿皮、螺母松动等现象，发现不合格锚杆及时补打。
锚杆安装要牢固树立“初锚力第一”的观念。
必须使用锚杆钻机安装锚杆，使树脂锚固剂充分搅拌混合。
并使用快速安装工艺，即搅拌树脂锚固剂、上托盘、拧紧螺母一次完成。
严禁用锤击或风锤搅拌的方法安装锚杆。
为检查支护质量,技术科锚拉组要积极配合施工单位及时设置相应的测站,对围岩位移、顶板离层状况、锚杆载荷等进行观测，同时要认真执行锚杆抽检制度。
正常情况下要求每隔50m在巷道顶板中央安设顶板离层指示仪一个,顶板不稳定、地质条件恶化时可适当加密到30～40m一处，检测锚杆受力的液压枕也要正常安设。
施工单位要严格按照“桃园煤矿煤巷锚杆支护安全质量管理保证体系”中有关规定，认真落实小班自检、大班日检和矿井抽检制度，对照各自的岗位责任制和有关操作规程进行作业。
⑼切眼支护设计另出。
5、补强支护
⑴补强支护及其支护形式的确定原则：
当巷道出现变形、漏帮漏顶或巷道施工过断层带、破碎带时，必须对原有支护进行补强。
补强形式主要有套棚、打挑棚和补打锚索等。
⑵质量要求：
新套棚或所打挑棚必须满足巷道断面要求，不妨碍运输、通风和行人。
补强支护必须受力稳定，与帮顶及老支架接实。
挑棚应打成一梁三柱形式，有条件时打双挑棚，即靠近原棚梁两端各打一架。
套棚时原支架保持不动，否则按改扩棚措施进行改、扩棚；锚索的预紧力要达到要求。
⑶锚索补强支护
根据围岩赋存情况，采用钢绞线长度为５.4m，直径17.8mm的锚索，每4m安装一套（围岩破碎时要加密，改为每2.4m安装一套），每眼4卷脂药卷（1卷K2550型和3卷Z2550型）。
机轨联巷、轨道巷，锚索布置巷中；运输石门锚索布置巷中和肩窝，施工滞后迎头不得超过10m；切眼导硐与刷大部分交叉菱形布置。
⑷保证措施：
对局部架棚支护进行补强支护前，首先加固临近支架，棚撑、木楔打齐，打上劲。
所套棚或挑棚必须正规，梁腿接实，与原支架间用木鞋、木楔打紧，棚撑打齐必须定期对补强支护进行检查，发现问题，及时处理。
三、监测监控
⑴严格执行安全确认制度，每班开工前，由班队长对工作面的安全情况进行一次全面检查，在确认无安全隐患后，其他施工人员方可进入工作面；若发现工作地点顶板、支架、设备及安全设施等有安全隐患，及时组织人员进行处理；认真填写《掘进工作面安全确认牌板》。
⑵跟班干部在当班开工前、班中、当班工作结束后对工作面的安全情况进行一次全面巡查，发现隐患后及时通知隐患威胁区域内的人员停止工作并撤到安全地点，安排当班人员处理，若当班未处理完，由跟班干部在现场安排给下一班跟班干部及班队长，并认真填写《掘进现场安全确认记录》。
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