运输巷道施工组织设计.docx

运输巷道施工组织设计.docx

《运输巷道施工组织设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《运输巷道施工组织设计.docx（37页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

运输巷道施工组织设计

运输巷道施工组织设计

1设计原始数据和资料

1.1井田地质特征

1.1.1地层

1）区域地层

区域地层由老至新为元古界前寒武系，古生界泥盆系和石炭二迭系，中生界晚侏罗系，新生界第四系。

元古界和古生界地层均在煤田外零星出露，主要岩性为中酸性火成岩及部分变质岩。

中生界地层区内广泛分布，晚侏罗系上统兴安岭群的中酸性熔岩和火山碎屑岩组成了聚煤盆地的基底。

扎赉诺尔聚煤盆地属于晚侏罗系扎赉诺尔群。

本区第四系比较发育，广泛分布于煤系地层之上。

2）井田地层

井田内地层因第四系广泛覆盖而没有出露，根据前人及目前所获得的资料，地层由老至新为中生界侏罗系上统兴安岭群、中生界晚侏罗系扎赉诺尔群、新生界第四系。

地层分述如下：

1、中生界侏罗系上统兴安岭群

该地层在本井田埋藏较深，与扎赉诺尔群不整合接触，是含煤地层的直接基底。

按岩性特征分为龙江组和甘河组。

2、中生界晚侏罗系扎赉诺尔群

本群是井田内发育最好的含煤地层，依据岩性、含煤性、生物化石等特征，分为大磨拐河组和伊敏组。

3、新生界第四系

井田内第四系地层广泛分布，由一些未胶结松散沉积物组成，下部为冲积相砂、砂砾、粘土及亚粘土、上部风积砂、亚粘土及腐植土。

以不整合覆盖煤系地层之上。

厚度约12～27m。

1.1.2井田地质构造

本井田位于扎赉诺尔含煤盆地中部，为一宽缓不对称向斜构造，其轴向主要呈北20°东方向，北端向东偏转轴向25～30°，两翼地层倾角均较平缓，西翼略陡，一般3～5°，浅部有时可达7°，东翼略为平缓，一般2～3°，浅部有时可达5°。

井田内断裂构造不发育，富水性、导水性较差，断层较可靠。

井田内未见岩浆岩活动。

1.1.3岩石工程地质特征

经对井田内可采煤层顶板30m和底板30m岩性采样分析，岩性由泥岩、粉砂岩及粗中砂岩组成，以粗、中砂岩为多，泥质胶结，粗、中砂岩松散、抗压强度低。

泥岩、粉砂岩、细砂岩有随深度增加，抗压强度增高的规律。

而粗、中砂岩的抗压强度没有明显变化。

一般规律是煤层的抗压强度普遍较高，岩石抗压强度较低，岩石随粒度变粗而抗压强度变低。

矿井L3井筒检查孔对各煤层及其顶底板进行岩石力学试验,详见表1-3。

表1-3各煤层及顶底板岩石力学试验成果表

Tab.1-3Theroofandfloorrockmechanicaltestresults 

层位

（从上至下）

天然含水率

（%）

单向抗压强度

（Mpa）

泊松比

（P）

内摩擦角

（°）

内聚力系数

（Mpa）

备注

泥岩

19.74～20.29

5.2～5.4

0.44

24.3～26.1

1.52～1.56

Ⅱ2-1煤层

-

6.4～7.1

-

35.5

1.53

砂质泥岩

14.21～20.64

4.1～8.2

0.39～0.45

32.7～35.8

1.40～2.23

细砂岩

22.90

1.6

-

32.4

0.51

Ⅱ2-2煤层

-

9.8

-

-

-

砂质泥岩

17.32～18.20

5.3～7.5

0.44～0.46

20.4～26.9

1.05～1.99

粉砂岩

17.71

3.4

0.45

26.4

1.08

泥岩

15.26～18.50

6.5～8.0

0.44～0.46

24.2～31.5

1.67～2.48

中砂岩

13.23～20.28

0.10～23.3

0.36～0.46

31.1～37.5

0.15～7.51

泥岩

17.34

11.9

-

-

-

Ⅱ3煤层

-

14.9

-

-

-

1.1.4水文地质特征

1）含水层

井田内含水层按时代划分为第四系、伊敏组和大磨拐河组三个大含水煤岩组，按空间由上而下划分为第四系砂砾含水层和煤层及其顶、底板粗、中砂岩含水层共5个含水层。

2）隔水层

全区连续发育，隔水性能良好。

3）水文地质条件

Ⅰ1煤～Ⅰ3煤水文地质类型为一类三型，水文地质条件复杂。

Ⅱ1煤～Ⅱ3煤水文地质类型为一类二型，其水文地质条件中等。

4）矿井涌水量

根据井田水文地质条件、充水因素及邻近生产矿井的水文资料，经采用比拟法预计，一水平矿井正常涌水量为1000m3/h，最大涌水量为1800m3/h。

2巷道断面形状

矿年产设计生产能力150万t，矿井可开采储量1431.59Wt，低瓦斯矿井，井下一般涌水量为100m3/h，最大涌水量为180m3/h，储量备用系数取1.4，矿井服务年限为24.4年。

该巷道穿过IV级围岩，围岩坚固性系数为。

巷道设计总长度为875m，通过该巷道的最大风量为50m3/h，巷道矿井12煤层为突出危险层。

调查显示煤尘具有爆炸危险性，本井Ⅱ2－1、Ⅱ2－2、Ⅱ31＋2、Ⅱ3煤属容易自燃，井区位于地温正常区。

2.1巷道断面形状

半圆拱断面形状，采用螺纹钢树脂锚杆和喷射混凝土支护，600mm双轨运输。

2.2巷道断面尺寸

巷道设计掘进宽度：

B1＝3840mm

巷道计算掘进宽度：

B2＝3990mm

巷道设计掘进高度：

H1＝3720mm

巷道计算掘进高度：

H2＝3795mm

巷道设计掘进断面积：

S1＝12.70m2

巷道计算掘进断面积：

S2＝13.43m2

2.3巷道内水沟和管缆的布置

2.3.1水沟布置

水沟的位置一般设在人行道一侧或空车线一侧。

水沟深500mm、水沟宽500mm，水沟净断面积0.225m2；水沟掘进断面积0.272m2，每米水沟盖板用钢筋2.036kg，混凝土0.0323m3；每米水沟用混凝土0.152m3。

2.3.2管缆布置

动力电缆布置在非人行道一侧，通讯照明电缆布置在人行道一侧，距供水管300mm以方便检修；电缆采用电缆架悬挂至合理的高度。

供水管布置在非人行道一侧，距道砟面2000mm，用锚杆悬挂；压风管和供水管平行布置，且位于供水管之上。

3．巷道支护设计

3.1支护形式的确定

由该巷道所通过围岩等级以及工程掘进支护过程中的难易程度和材料消耗，确定该巷道使用螺纹管树脂锚杆与喷射混凝土进行支护，局部的加强支护地段，可以考虑使用锚喷网联合支护方法。

3.2支护材料的选择

3.2.1水泥的选取

水泥作为水硬性胶凝材料可以与水混合后在空气中及在潮湿环境中硬化；在巷道的支护中要求支护混凝土有早期强度高、凝结快的特点，所以决定使用强度等级为42.5的硅酸盐水泥。

3.2.2锚杆的选取

根据工程概况，为保证支护能力和掘进施工的顺利进行，决定使用螺纹钢树脂锚杆。

3.3锚杆参数的确定

根据加固理论得：

锚杆长度：

L=N（1.1+B/10）

锚杆间距：

M≤0.5L

锚杆直径：

d=L/110

式中：

N-围岩影响系数，Ⅳ级围岩N=1.1

因此确定：

表3-1锚杆规格

Boltspecificationtable

锚杆长度（m）

锚杆间距（m）

锚杆直径（mm）

计算值

1.628

≤0.814

14.8

实际选择值

1.8

0.8

20

与锚杆配套的托盘的规格为10mm厚150mm×150mm的拱形托盘。

3.4喷射混凝土支护参数的确定

巷道算穿过的围岩的等级已知，且锚杆的参数已确定，所以根据工程经验设计喷射混凝土厚度为T=100mm，分两次喷射，一次喷射一半厚度，在局部需加强地段，喷射一次后，铺设钢筋网后，在进行第二次喷射，组成锚喷网联合支护，其中钢筋网钢筋直径为6mm，尺寸为100mm×100mm。

喷射混凝土工的主要工艺参数：

工作水压和风压

水压比风压大0.1Mpa左右，有利于水能充分湿润瞬间通过喷头的拌合料；湿喷时，应把风压控制在0.15-0.18Mpa，工作风压要随输料管长度增加而增大；一般水平输料管每增加100m，工作风压应提高0.08-0.1Mpa，垂直向上每增加10m，工作风压应提高0.02-0.03Mpa；

水灰比

水灰比宜在0.4-0.45，喷层表面平整、潮润光泽、黏塑性好、密实；当水量不足时，喷层会出现干裂、尘土飞扬；当水量过大时，则混凝土滑移流淌；

喷头与受喷面的距离与倾斜角

喷头与受喷面距离保持在0.8-1.2m为宜；喷射角度视不同受喷面确定，以减少混凝土损失。

喷射厚度与分层喷射间歇时间

一次喷射厚度应保持在合适的值，防止出现过厚和过薄的现象，一般在侧墙处，一次喷射厚度为50-60mm，拱处一次喷射厚度在50-70mm；分层喷射间歇时间一般为15-20min为宜。

混合料的存放

因砂石中含有一定量水，与水混合时间应尽量缩短，不掺速凝剂时，存放时间不宜超过2h，掺速凝剂时，存放时间不超过20mim，最好做到随拌随用。

图3-1东荣矿巷道支护图

Dongrongmineroadwaysupportmap

4施工组织设计

4.1施工方案编制原则

1）按工程系统理论进行编制项目施工计划，并以此为依据来控制施工过程，以动态管理为基础，选取可行性强的施工方法，工程管理中要坚持“以人为本、认真组织、精心安排、优质快速、安全高效、文明施工”。

2）满足生产需求、工程质量和工期的要有，把优质工程作为目标，保证项目管理对质量、工期、成本实施有效控制，并且要进行全面有效的质量监督。

3）利用先进合理的生产设备和方法以保证工程尽快完成，缩短工期，使项目尽快产生效益，如可选择有实力有经验的施工队伍，合理安排工期，及时排水，使用先进的凿岩装岩设备等。

4.2施工方案的确定

由巷道穿过的岩层特性以及实际工程概况，并考虑到三大目标的控制，兼顾安全优质快速的原则，本巷道决定采用一次成巷，掘进与永久支护平行作业方式，从副井进入运输巷，全断面掘进，掘进过程中采用光面爆破的方法，支护采用锚喷支护，锚杆选用螺纹钢树脂锚杆。

4.3钻眼爆破工作

4.3.1爆破的一般要求

1）要求尽量保证爆破单位体积岩石所消耗的炸药和雷管的量要低，鉆眼工作量要小，并尽可能提高炸药利用率

2）爆破后的断面规格，方向及坡度都要符合设计要求；同时在光面爆破时，要注意超挖和欠挖都要符合标准规定。

3）爆破作业后的岩块尽量要均匀，不大，堆积集中以便运输。

4）爆破作业要尽量减少对周围岩体的扰动，有利于巷道支护和巷道的维护工作。

4.3.2爆破器材的确定

炸药选用2号岩石乳化炸药，雷管选择使用毫秒延期电雷管；选用的2号岩石乳化炸药规格如下：

表4-1炸药规格

Explosivespecificationstable

名称

药卷直径（mm）

药卷质量（g）

药卷长度（mm）

2号岩石乳化炸药

32

150

200

4.3.3爆破参数的确定

1）炮眼深度

我国煤矿巷道掘进中，通常是以计划月进度和凿岩、装岩设备的能力来综合确定每一循环的炮眼深度。

按计划月进度确定，即

（4-1）

式中：

——炮眼深度，m;

——计划月进度，本巷道的计划月进度为140m

——每月实际用于掘进的天数，30天；

——正规循环率；在本巷道掘进中取0.9

——每日完成掘进循环数，3次；

——炮眼利用系数，取0.9

故≥1.920m；

因为巷道爆破凿岩过程中，多使用凿岩机进行作业，而本巷道采用的是气腿式凿岩机，炮眼深度在1.6m到2.3m较为合适，而炮眼中掏槽眼要比其他炮眼深0.2m；所以根据上式计算值及实际情况，确定掏槽眼深度为2.2m，其他炮眼深度为2.0m。

表4-2炮眼深度表

Holedepthtable

炮眼类型

掏槽眼

辅助眼

周边眼

水沟眼

炮眼深度（m）

2.2

2.0

2.0

2.0