运输顺槽掘进作业规程.docx
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运输顺槽掘进作业规程
规程编号：
ZNMK-SJ-2018-10
新疆准南煤矿有限责任公司
（1501工作面运输顺槽）
掘
进
作
业
规
程
新疆准南煤矿有限责任公司
二0一八年十月十日
审批表
职能部门
审批意见
审批人
时间
施工队
调度室
通防部
机运部
安环部
技术部
通防副总工
机电副总工
生产副总工
安全副总工
生产矿长
机电矿长
安全矿长
总工程师
矿长助理
矿长
目录
第一章工程概况1
第一节概述1
第二节编写依据2
第三节矿压观测资料2
第二章地面相对位置及水文地质情况2
第一节地面相对位置及邻近采区开采情况2
第二节煤（岩）层赋存特征4
第三节地质构造6
第四节水文地质6
第三章巷道布置及支护工艺7
第一节巷道布置7
第二节矿压观测8
第三节支护设计9
第四节支护工艺16
第四章施工工艺23
第一节施工方法23
第二节 巷道的施工工艺过程24
第三节 截割顺序和方法25
第四节装载与运输26
第五节巷道管线布置26
第五章生产系统28
第一节通风28
第二节压风33
第三节瓦斯防治35
第四节 综合防尘44
第五节防灭火48
第六节安全监控48
第七节 供电系统50
第八节供水、排水系统50
第九节运输系统52
第十节照明、通讯和信号56
第六章劳动组织与主要技术经济指标57
第一节劳动组织57
第二节作业循环57
第七章安全技术措施59
第一节一通三防59
第二节顶板灾害防治68
第三节破碎巷道支护安全技术措施71
第四节防治水安全技术措施72
第五节机电事故防治安全技术措施73
第六节运输安全技术措施77
第七节主要设备安装、使用、检修、维护、拆除安全技术措施80
第八节综掘机的使用与维护安全技术措施81
第九节其它安全技术措施83
第八章灾害应急措施及避灾路线86
第一章工程概况
第一节概述
一、巷道名称：
1、本作业规程掘进巷道名称：
1501运输顺槽。
2、1501运输顺槽设计长度为951ｍ。
该巷道的开口位置：
在一号石门东侧开口，以方位76°25´14"沿B5煤层顶板掘进至开切眼，长度951米。
3、巷道服务期限为1年。
5、1501运输顺槽于2018年11月开始掘进，预计2019年5月30日竣工。
二、巷道设计目的及用途：
1501工作面运输顺槽设计目的是为了满足1501工作面通风、行人、机电设备运输及工作面支架安装、回撤等需要，完成1501工作面的回采任务。
三、巷道设计概况：
1501工作面运输顺槽布置在B5煤层中沿B5煤层顶板掘进,巷道掘进宽4.2m、高2.9m。
巷道净宽4.0m、净高2.8m，巷道为不规则梯形断面。
巷道开口位置：
在一号石门东侧开口，以方位76°25´14"沿B5煤层顶板掘进至开切眼，1501工作面运输顺槽设计总长951米，由于1501工作面运输顺槽布置在B5煤层中，与上部1701采空区层间距4米，要选用合适的支护形式，确保掘进工作面的安全。
第二节编写依据
一、《新疆准南煤矿勘探报告》
二、1501工作面施工设计图
三、有关的矿压观测资料
四、相关的技术规范
五、《煤矿安全规程》2016版
六、《新疆准南煤矿1501工作面设计说明书》
七、《煤矿井巷工程质量检验及评定标准》
第三节矿压观测资料
1501工作面运输顺槽掘进面，除了参考1703工作面掘进及回采期间的矿压观测资料外，每班应及时对B5煤层顶板厚度进行探测，根据对B5煤层顶板探测的实际厚度，选取锚索合理的支护长度进行有效支护。
根据施工质量要求，每300m一组进行锚杆、锚索拉拔力测定，每100米安装一组顶板离层监测仪有效的监测巷道顶板离层情况，记录矿压观测资料,确保掘进施工安全。
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
一、地面位置
1501工作面运输顺槽地面位置位于井田东部山坡地带，采区位置内无季节性河流贯穿工作面，根据1701工作面回采情况及顶板垮落情况分析，该掘进面上部1701回采工作面已在2014年6月回采完毕，空区压力已完全释放，对1501工作面运输顺槽压力影响不大，也可根据现场压力情况及顶板破碎程度，选用锚网索+钢带的联合支护形式。
二、井下位置
1501工作面掘进相对位置及地质说明书
概
况
煤（矿）层名称
B5
水平名称
一水平
采区名称
一采区
工作面名称
1501运输巷
地面标高
+1620.8~
+1552.5
工作面标高（m）
+1295
地面位置
位于工业广场东南。
井下位置
上部为跃进老窑、1703、1701工作面采空区。
东部为二采区未开拓区，西部为一采区轨道上山。
南为B5煤层未开拓区，北为B5煤层未开拓区。
1501回风顺槽掘进工作面为B5煤层首个掘进工作面。
走向长度（m）
950
倾斜长（m）
160
面积
152000m²
160
煤
层
情
况
煤（岩）层总厚（m）
2.5～2.8
煤（岩）层结构
煤（岩）层倾角（度）
28.5º～24.5º
2.6
含2～3层夹矸
26º
本工作面为一采区B5煤层首采工作面，煤层厚度2.5～2.8m，平均煤层厚度约2.6m，煤岩类型以亮煤为主，次为镜煤、暗煤、半亮煤。
原煤发热量约4500大卡。
B5煤层含2～3层夹矸，平均夹矸厚度0.6m，夹矸以深灰色泥岩为主，局部呈砂岩、泥岩互层状。
煤层
顶
底
板
情
况
顶底板名称
岩石名称
厚度（m）
岩性特征
老顶
无
直接顶
以泥岩、泥质粉砂岩为主,顶部B6煤层底板局部为细砂岩
3.5～5.0m
直接顶以泥岩、泥质粉砂岩为主，局部偶见细砂岩，厚度1.2～2.0m灰～深灰色，性脆、易断裂，中部含1层炭质泥岩厚度约0.6～1.2m，岩性松软，易冒落。
伪顶
无
直接底
以泥岩、泥质粉砂岩为主
6.0m
深灰色，性脆、易断裂。
老底
无
地
质
构
造
情
况
工作面范围内，根据上部1701工作面揭露，小断层发育，小于1.0以下的断层没有参与统计，断层落差1.0～3.5m，小断层以倾向斜交正断层为主，逆断层不发育。
煤层走向较稳定无较大起伏。
工作面切眼附近煤层倾角偏大约28.5°，停采线附近煤层倾角约24°～25°。
构造名称
走向
（度）
倾向
（度）
倾角
（度）
性质
落差
（m）
对掘进影响程度
F1断层
70
正
1.0
较小
F2断层
70
正
3.5～7.0
对工作面回采影响大
F3断层
70
正
2.5
对工作面回采影响较大
F4断层
70
正
1.2
对工作面回采有影响
F5断层
70
正
1.0～1.2
对工作面回采有影响
F6断层
70
正
1.3
对工作面回采有影响
F7断层
70
正
2.5
对工作面回采影响较大
附件：
1501工作面相对位置图1-1：
第二节煤（岩）层赋存特征
该面所采B5煤层含2～3层夹矸，平均夹矸厚度0.6m，夹矸以深灰色泥岩为主，局部呈砂岩、泥岩互层状。
详见表1。
表1煤层特征情况表
指标
数值
备注
煤层厚度/m
2.6
煤层倾角/度
28.5～24.5
煤层硬度/f
1～2
煤层节理
较发育
煤层层理
较发育
自然发火期/月
3～6
绝对CH4涌出量/m3·min-1
0.073
煤尘爆炸指数
36.03%
地温/0C
15
地压
小
预计涌水量
2～5m³/h
煤层顶、底板情况：
顶板：
直接顶以泥岩、泥质粉砂岩为主，局部偶见细砂岩，厚度1.2～2.0m灰～深灰色，性脆、易断裂，中部含1层炭质泥岩厚度约0.6～1.2m，岩性松软，易冒落。
底板：
直接底：
以泥岩、泥质粉砂岩为主，深灰色，性脆、易断裂。
详见综合柱状图1-2。
表2煤层顶底板情况表
名称
岩石类别
硬度（f）
厚度
（m）
岩性
顶板
直接顶
以泥岩、泥质粉砂岩为主,顶部B6煤层底板局部为细砂岩
4～3
3.5～5.0m
直接顶以泥岩、泥质粉砂岩为主，局部偶见细砂岩，厚度1.2～2.0m灰～深灰色，性脆、易断裂，中部含1层炭质泥岩厚度约0.6～1.2m，岩性松软，易冒落。
底板
直接底
以泥岩、泥质粉砂岩为主
2～3
6.0m
深灰色，性脆、易断裂。
第三节地质构造
该巷道地质构造情况中等,工作面走向总体呈东低西高态势,根据1703工作面运输顺槽所揭露情况来看，该巷道预计揭露顺槽走向130米处，一正断层落差约3.5米长以上，对掘进施工影响较大，顺槽掘进到断层后，向东大概为13m穿过断层。
受区域单斜构造控制，本矿井田总体为由南向北的缓倾斜的单斜构造，倾向7°-17°，倾角10°-14°，地层产状呈东缓西陡，浅部稍缓，深部约陡的变化特点。
沿走向掘进煤层底板坡度变化3°－6°。
地表及矿井均未发现较大的褶曲及断裂，因此，井田属构造简单区。
第四节水文地质
1、水文：
侏罗系中统西山窑组弱含水层是本工作面开采时的主要充水含水层。
西山窑组弱含水层出露于井田的中部，其岩性主要由泥质粉砂岩、细砂岩、中砂岩、砂砾岩、泥岩及煤层组成，地下水赋存在煤（岩）层的孔隙和裂隙中；为弱富水含水层。
西山窑组弱含水层补给途径主要由大气降水沿地层倾向进行缓慢渗透，由于含水层的储水性和透水性都很弱，对工作面掘进施工影响不大。
含水层厚度50.89～57.83m；矿井正常涌水量6.2m3/h，最大涌水量为16m3/h。
通过资料，断层有小量涌水，不会威胁矿井施工安全，该巷道在施工过程中必须遵循“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的“十六字”探放水原则方可掘进，否则不得施工断层巷道。
2、火烧区：
距地面地质调查、矿井测量，结合邻区矿井调查，井田内可采煤层在地表浅部有不同程度的火烧，在运输斜井东南端（1582m水平）B5煤层火烧区已与西部沟小贯通形成水流通道，说明最低火烧标高低于1582m水平，推测火烧垂深在30-150m之间，主要可采煤层B4、B5和B7因煤层厚度不大，形成厚度的火烧区对下部采区影响较小，B5煤层最大火烧垂深为80m。
从已有资料分析，火烧区总体呈东高西低的变化趋势，因各煤层火烧强弱不一，形成的火烧深度也不尽相同。
不同地段被不同程度火烧后，形成深浅不一的火烧洼地，这些低洼地带成为火烧区裂隙潜水的有利聚集部位。
据地测部门估算，在原1701采空区内有积水存在，在掘进时，应采取提前探水、长探短掘，编制防治水措施，避免井巷B3煤层掘进时突发性涌水。
根据该巷道施工位置，巷道顶帮都须做探放水钻孔，待水放完，做验证孔确认，根据探放水设计再进行掘进施工。
因此，在1501工作面运输顺槽施工时注意观察顶板淋水，底板涌水等现象，发现异常及时向调度室、生产技术部和地测部门负责人汇报。
第三章巷道布置及支护工艺
第一节巷道布置
一、巷道布置及掘进
1501运输巷走向长度950m，开口位置在一号石门东侧，以方位角76°25′14″，沿B5煤层顶板施工950m至1501切眼。
巷道设计为不规则梯形断面，巷道净宽为4.0m，巷道中心净高度为2.8m,掘进净断面积为11.2m2。
顶板厚度小于4m时，采用11#工字钢支架和锚网索联合支护，顶板厚度大于4m时，采用锚杆、钢带、锚索联合支护，施工采用EBZ160悬臂式掘进机割煤矸，运输采用皮带机转载至一采区运输上山，在进入井底煤仓。
图：
巷道施工断面图（见附图）1-3
2、巷道规格尺寸
1、B5煤层1501工作面运输顺槽设计为不规则梯形断面，设计巷道毛断面：
B=4.2m、H=2.9m，净断面：
B=4.0m、H=2.8m。
1501工作面运输顺槽巷道断面特征表
巷道基本情况
支护方式
锚杆支护
净断面
毛断面
周长
支护形式
锚杆外露长度
（mm）
排列方式
间排距
（mm）
锚深
（mm）
锚杆
托板
（套）
锚网
m2/m
直径
m2
m2
m
11.2
12.2.
钢网片+锚杆+钢带+锚索支护
10-30
扇形
800×800
1950
18.75/m
顶部钢网片：
4.6；上帮部锚网：
2.6；上帮部锚网：
3.8
20
20
第二节矿压观测
一、锚杆锚固力监测
巷道掘进过程中，要求每班用力矩扳手对支护锚杆、锚索等逐根进行监测，保证顶锚杆力矩＞75KN、帮锚杆≮45KN，锚索≮140KN并将监测结果由技术部人员详细记入技术管理台帐，以便备查。
二、顶板离层监测
⒈巷道掘进过程中，在巷道顶部每隔100m安设一台，监测巷道顶板下沉量，每7天观测一次并做好相关记录。
⒉数据收集及资料整理分析
⑴巷道内要悬挂顶板离层指示仪管理牌板，每7天由技术部人员进行填写，要求内容齐全、文字清晰。
⑵要建立顶板离层指示仪监测记录台帐，技术员检查升井后必须及时填写一式两份，生产技术部留一份备查。
第三节支护设计
根据B5顶板岩性及硬度，结合我矿1501工作面锚杆、锚索支护经验，确定1501工作面运输巷道为梯形断面，采用菱形编织金属网、钢带、锚杆、锚索梁支护。
遇顶板破碎、松软区域，增加工字钢棚架支护。
1、1501工作面运输顺槽巷道支护断面图（附）
二、具体参数选择：
1、采用锚杆、金属网支护，顶、帮锚杆排间距800mm×800mm。
（1）顶部锚杆采用Φ20mm的等强螺纹钢锚杆，长度为2000mm。
两帮采用Φ20mm、长度为2000mm的等强螺纹钢锚杆。
（2）托板用8mm厚的钢板制成150mm×150mm的凸型托板。
（3）顶部采用MSCK2350快速锚固剂，每眼3卷。
两帮采用MSCK2350快速锚固剂，每眼2卷。
（4）锚索钢绞线采用Φ15.8mm、长度暂定为4100m（根据每天夜班探测B5煤层顶板实际厚度，决定锚索的实际取用长度），排间距1600mm×2500mm,锚索布置在锚杆排距中间。
（5）锚索采用MSK2335快速锚固剂，使用长4100mm的锚索每眼装4支锚固剂。
（6）顶部要求用铁丝锚网配合锚杆支护，两锚网连接处要用14#铁丝连接成一体,两网搭接不得小于100mm，并用锚杆托盘把锚网压紧，及时紧固螺丝。
顶部、帮部采用Φ10mm自制钢带，钢带的上、下帮的上部两端头，分别压覆在钢带两端并均用锚杆托盘将其压紧螺丝紧固牢靠。
（7）1501工作面运输顺槽前150米在原采区1703运输顺槽下部，距保护煤柱,5m布置。
因1703工作面运输顺槽采空区的压力未达到卸压平衡，所以在1501工作面运输顺槽断面支护上，采用锚网、锚杆、锚索和工字钢棚架联合支护，必要时加设钢带进行补强支护，并打设锚杆用锚杆托盘压紧及时紧固螺丝。
（8）当顶板破碎或遇地质构造带时，顶部采用锚网、锚杆、钢带、锚索加11#矿用工字钢梁架棚联合支护方式。
并根据实际情况及时架设11#矿用工字钢棚梁联合支护方式。
11#矿用工字钢规格表
型号
高度（mm）
腿宽（mm）
腰厚（mm）
理重
11#工字钢
110±0.2
90±0.2
9±0.6
26.05Kg
三、支护形式：
采用掘进机割一排支护一排的方式进行跟进支护，严禁空顶距超大。
四、巷道锚杆、锚索支护设计计算:
（一）悬吊作用理论设计锚杆支护参数
1）锚杆长度的确定
L=L1+L2+L3
式中L——锚杆长度，m；
L1——锚杆外露长度，m；
L2——锚杆有效长度，m；
L3——锚杆锚固长度，m。
（1）锚杆外露长度L1的确定
L1=垫板厚度+螺母厚度+（0.02～0.03）m
一般L1=0.15m。
（2）锚杆有效长度L2的确定
采用普式自然平衡拱理论确定L2
巷道顶锚杆有效长度L2的确定：
=4.6/（2×4）=0.57m
巷道帮锚杆有效长度L2的确定：
式中f——普氏系数；
B——巷道跨度，m；
1+fB-153.6
L2=——+——=——+——=1.198m
1+2fB+195.6
（3）两帮煤体受挤压深度c
c=（（KrHB/1000fcKc）Cos（a/2）-1）h×tg（45-ψ/2）
式中：
K——自然平衡拱角应力集中系数，与巷道断面形状有关，取2.8
r ——上覆岩层平均容重，取25.7KN/ m3
H——巷道埋深m
B——固定支撑力压力系数，按实体煤取1
fc——煤层普氏系数，取2
Kc——煤体完整性系数，0.9-1.0
a——煤层倾角 ,13°
h——巷道掘进高度，3.9m
ψ——煤体内摩擦角，74°
c=（（KrHB/1000fcKc）Cos（a/2）-1）h×tg（45-ψ/2）
=（（2.8×25.7×200×1/1000×2×0.9）×cos6.5°-1）×3.9×tg8°=3.8m
（4）锚杆锚固长度L3的确定
L3=0.3～0.4m
巷道顶锚杆长度：
L=L1+L2+L3=0.04+0.57+0.4=1.01m
巷道帮锚杆长度：
L=L1+L2+L3=0.04+1.198+0.4=1.638m
1501工作面运输顺槽巷道顶部锚杆支护设计采用直径为Φ20mm、长2000mm的等强螺纹钢锚杆和两帮锚杆支护采用直径为Φ20mm、长2000mm等强螺纹钢锚杆符合设计要求。
2）锚杆间排距的确定
对锚杆支护巷道，考虑施工工艺通常取间排距相等，锚杆间排距D按下式计算：
D≤0.5L
顶部等强螺纹钢锚杆支护间排距：
D≤0.5L=0.5×2=1m
帮部等强螺纹钢锚杆支护间排距：
D≤0.5L=0.5×2=1m
经计算所得，我矿巷道顶、帮锚杆间排距均采用为0.8m×0.8m，符合要求。
3）锚杆直径的确定
锚杆直径d可按下式计算：
顶帮部等强螺纹钢锚杆直径：
=2000/110=18.2mm
我矿设计巷道锚杆采用直径为20mm的等强螺纹钢锚杆符合支护要求。
4）顶锚杆承重计算
顶锚杆承重可按下式计算：
式中Q——锚杆承重，t；
K——锚杆安全系数，取2～3；
L2——锚杆有效长度，取0.60m；
r——视密度，2.57t/m3。
=3×0.57×0.8×0.8×2.57=2.812t
故单根锚杆的承重力为28.12KN。
直径为20mm的等强螺纹钢锚杆的承载力为105KN。
105KN>28.12KN，故直径为20mm的等强螺纹钢锚杆的锚固力满足支护要求。
5）直径为Ø20mm的等强螺纹钢锚杆的锚固力：
我矿设计每根等强螺纹钢锚杆使用3支MSCK2350型树脂锚固剂，锚固长度1m；锚固长度1m时直径为20mm的等强螺纹钢锚杆的锚固力为：
105KN。
我矿设计等强螺纹钢锚杆拉拔力>70KN。
145KN>105KN>70KN>28.12KN，故直径为20mm的等强螺纹钢锚杆的锚固力满足支护要求。
6）校核顶锚杆间、排距：
应满足
式中
——锚杆间、排距，m；
——锚杆设计锚固力，KN/根；
k——安全系数，一般取2；（松散系数）
L2——有效长度（顶锚杆取b）;
——岩体容重
顶锚杆间排距
帮锚杆间排距
我矿巷道锚杆支护顶帮锚杆间排距采用0.8m×0.8m，支护间排距满足1501工作面运输顺槽的支护要求。
（二）悬吊作用理论设计锚索支护参数
1）锚固长度La
La≥fst×d1/π×fcs
式中：
d1—锚索钢绞线之径，mm
fst—钢绞线抗拉强度，Mpa
fcs—锚索与锚固剂的设计粘接强度，按10MPa计算
fst×d1/π×fcs=（1426.05/3.14×10）×17.8=808.4mm
我矿锚索支护使用MSCK2350型树脂锚固剂4支，即锚固长度2m，2m＞0.69m。
故我矿设计锚索锚固长度符合要求。
2）巷道潜在冒落高度（不稳定岩层厚度）
Lb=（a+c）Cosɑ/KyFr
式中：
a——顶板有效跨度之半，2.3m
c---两帮岩体受挤压深度,2.3m
ɑ——岩层倾角，13°
Ky——直接顶煤岩类型性系数，取0.6。
当岩石f=3-4时，取0.45；f=4-6时，取0.6；f=6-9时，取0.75。
Fr——直接顶普氏系数，取4.。
Lb=（a+c）Cosa/KyFr=（2.3+2.3）×cos13°/（0.57×4）=1.966m
3）锚索的长度的确定
式中
——锚索总长度，m；
——锚索深入到较稳定岩层的锚固长度，1.5m；
——需要悬吊的不稳定岩层厚度，1.966m；
——托板及锚具的厚度，0.15m；
——外露张拉长度，0.25m；
=1.5+1.966+0.15+0.25=3.866m
我矿使用Ø15.8mm的钢绞线锚索，锚索长度暂定4.1m，4.1m>3.866m；故我矿设计使用的Ø15.8mm的钢绞线锚索长度4.1m符合要求。
4）锚索梁的间排距的确定
根据锚索间距离与锚索孔深之间的关系应满足孔深/间距≥2的经验公式。
L/S≥2
S≤L/2=5.3/2=2.65m
我矿设计锚索间排距为：
1600mm×2500mm，故直径为15.8mm的钢绞线,锚索每2500mm布设一组，锚索间、排距布置满足巷道支护要求。
第四节支护工艺
一、永久锚杆支护材料及规格：
（一）锚网支护参数
1、顶板锚杆布置：
宽4.0m的梯形断面，顶板锚杆布置6根等强螺纹钢φ20×2000mm锚杆，间、排距800mm×800mm，树脂锚固剂MSCK2350每孔2支。
锚网为普通铁丝编制网。
两网搭接不得小于100mm，搭接处要用14#铁丝连接成一体，并用锚杆托盘把锚网压紧及时紧固螺丝。
锚杆露出螺母长度为10mm-40mm。
锚杆应与巷道轮廓层理面、节理裂隙面垂直，最小不应小于75°。
2、帮部锚杆布置：
上帮布置5根φ20×2000mm强螺纹钢，间排距800×800mm，树脂锚固剂MSCK2350每孔2支；下帮布置3根φ20×2000mm强螺纹钢锚杆，间排距800×800mm，树脂锚固剂MSCK2350每孔2支。
螺母露出锚杆长度为10mm-40mm。
3、顶部金属网要求用钢丝锚网，网格50mm×50mm，支护时沿巷道横断面铺设，帮部金属网要求用12#铁丝编制的锚网，沿巷道走向铺设，要用铁丝把两网连接成一体，两网搭接不得小于100mm，帮部和顶部同步均为每800mm布置一条钢带，用锚杆托盘将其压紧紧固牢靠。
两
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