回风立井作业规程3文档格式.docx
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名称
煤层厚度
最小-最大
平均
层间距
岩性
含矸层数
煤层结构
可采
性
稳定性
顶板
底板
18-19
9.80-16.44
12.58
23.83-38.16
29.09
炭质泥岩中砂岩
高岭质泥岩砂质泥岩
4-14层
极复杂
全井田
稳定
22-1
3.79-6.78
4.76
中砂岩
粗砂岩
铝土质泥岩
粉砂岩
3-9层
井田局部
0.00-4.70
2.19
22
3.45-7.90
4.06
0-5层
复杂
17.55-24.55
21.39
25
3.55-7.07
5.70
0-4层
2、地质构造
(1)本井田位于大同石炭二叠系煤田中部,大同向斜的东南翼,本井田构造形态基本为一单斜,走向略有变化,总体为北-西,倾向主要为北东-北,倾角1°
-4°
。
(2)井田内断裂构造为南部和北部的F1和F2正断层,断距分别为10m和5-15m,井田内西南部的F3断层和中部的F4、F5断层,断距分别为5m和6m、8m,全部为中型正断层,而且每条断层都是在井下开拓和采煤过程中发现确定的(详见断层特征表)。
断层特征一览表
断层
编号
断层产状
落差
(m)
性质
位置
延深长度(m)
备注
走向
倾向
倾角
F1
N85°
W
N
80°
10
正断层
井田南部
2760
F2
N56°
75°
5-15
井田北部
2670
F3
N14°
SW
5
井田西南部
690
F4
N5°
E
6
井田中部
560
F5
8
400
回风立井中施工所要穿过的岩层:
表土黄色亚粘土,下部为浅红色的亚粘土,厚度0-23.33米,之下基岩以紫色砂质泥岩为主,上部多为紫红色的砂质泥岩,中粗砂岩,下部以中粗砂岩为主,夹有粉砂岩、砂质泥岩、色相呈黄色、紫色、杂色易于识别,底部为一层黄绿色厚层状砂砾岩,平均厚度4.18米,此段厚度平均105米。
18-19号煤层顶板:
直接顶:
多为灰白色中粗砂岩,平均厚度4.72米。
老顶为:
灰色深灰色砂质泥岩中细砂岩组成,平均厚度37米。
底板岩性:
多为深灰色砂质泥岩、泥岩、粉细砂岩。
中下部岩性变粗,多为灰白色中粗砂岩、砂砾岩、该地层东南变溥,中部局部有21号煤层,但大部分尖灭。
22ˉ1煤层顶板:
上部多为深灰色砂质泥岩、泥岩、粉细砂岩,中下部岩性变粗多为灰白色中粗砂岩、砂砾岩,该地层东南变薄。
中部局部有21号煤层但大部分尖灭,平均厚度29米。
22号煤层底板岩性:
上部多为深灰色粉细砂岩、砂质泥岩,中部为厚层状灰白色、中粗砂岩,底部多含一层铝土著人岩及泥灰岩,该地层变化大,平均厚度21.39米(详见综合柱状图)。
第三节水文、地质
一、水文地质情况
根据钻孔揭露,奥陶系灰岩含水层为本区主要含水层,奥灰水位标高在1187.50-1195.00之间,高于所有煤层底板标高。
回风立井井口设计标高1345.000米,落底标高+1112.500m,在掘进中需加强探放水工作,做好井筒防水工程。
二、涌水量预计
根据调查原本矿范围以往未做过专门水文地质工作,根据原矿井地质报告水磨湾煤矿一般含水系数0.09m3/t,最大含水系数为0.28m3/t,原龙湾煤业公司一般含水系数0.18m3/t,最大含水系数为0.42m3/t,两矿井平均一般含水系数0.135m3/t,最大含水系数为0.35m3/t,经预算目前该矿井正常涌水量是368m3/d,最大涌水量是954m3/d。
由于18-19号煤层的采空区内有不同程度的采空区积水,在掘进井筒至下部22-1号煤层时,可能会使上部18-19号煤层采空区的积水向下渗透,直接影响井筒掘进的安全。
因此在向下掘进到22-1号煤层前必须对18-19号煤层积水提前排放,以免造成水害的发生。
矿井开采至今基本上按设计合理有序开采,井田内水文地质条件与建井初期无较大变化,无论地表水还是地下水,对矿井开采的影响均较轻微,水文地质条件属中等类型。
此矿井初期开拓主斜井筒100多米时有一含水层出水,水量不大,至今已基本枯竭,矿井涌水量多年一直保持稳定,并呈下降趋势,由于地层为南高北低,应格外注意邻矿的古空水。
第四节瓦斯煤尘
1、瓦斯
根据大同市煤炭工业局文件晋煤安发[2008]1116号《关于大同市2008年度30万吨/年及以上煤矿矿井瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定结果的批复》,原水磨湾煤矿瓦斯鉴定,其结果如下:
瓦斯绝对涌出量为0.61m3/min,相对涌出量是1.03m3/t,二氧化碳绝对涌出量为0.39m3/min,相对涌出量是0.66m3/t,鉴定等级经省、市安全监督部门审批均为低瓦斯矿井。
2、煤尘
(1)本矿井的煤尘
据山西省煤炭工业局综合测试中心2008年8月12日检验报告,原水磨湾煤矿和龙湾煤业有限公司,18-19号煤层有煤尘爆炸性,具体指标为:
煤层火焰长度380mm,抑制煤尘爆炸最低岩粉量70%。
(2)相邻矿井的煤尘
由于本煤矿只开拓18-19号煤层,下部煤层没有鉴定报告,本次收集了西部相邻怀仁县峙峰山煤矿,2007年11月8日由山西省煤炭工业局综合测试中心对22号煤层(原怀仁县峙峰山煤矿5号煤层)、25号煤层(原怀仁县峙峰山煤矿8号煤层)的检验报告,鉴定22号煤层煤尘有爆炸性,具体指标为:
煤层火焰长度180mm,抑制煤尘爆炸最低岩粉量55%。
25号煤层煤尘有爆炸性,具体指标为:
煤层火焰长度150mm,抑制煤尘爆炸最低岩粉量55%。
煤尘爆炸性定性分析表
煤层号
火焰长度(m)
抑制煤尘爆炸最低岩粉用量(%)
鉴定结论
资料来源及鉴定时间
380
70
有爆炸性
原水磨湾煤矿2008.8.12
180
55
怀仁峙峰山煤矿2007.11.8
150
3、煤的自燃倾向性
据山西省煤炭工业局综合测试中心2008年8月12日,对原水磨湾煤矿18-19号煤层测试结果,吸氧量0.52cm3/g,自燃等级Ⅱ级,为自燃煤层。
由于本煤矿只开拓18-19号煤层,下部煤层没有鉴定报告,本次收集了西部相邻怀仁县峙峰山煤矿,2007年11月8日由山西省煤炭工业局综合测试中心对22号煤层(原怀仁县峙峰山煤矿5号煤层)、25号煤层(原怀仁县峙峰山煤矿8号煤层)的检验报告,鉴定22号煤层吸氧量0.5648cm3/g,自燃倾向性等级Ⅱ级,为自燃煤层;
25号煤层吸氧量0.5952cm3/g,自燃倾向性等级Ⅱ级,为自燃煤层。
2010年3月5日峙峰山煤矿又对22号煤层进行了测试,煤层吸氧量0.69cm3/g,自燃倾向性等级Ⅱ级,为自燃煤层;
发火期一般为4-6个月。
第三章井筒设计布置与支护说明
第一节井筒布置情况
回风立井布置于水磨湾副斜井井口北部100.0米处,净直径5.0米,净断面19.63㎡,井筒垂深232.500米,井筒落底于22#煤层,回风立井井筒内装备封闭梯子间,担负全矿井回风任务,兼做安全出口,回风立井落底于标高+1112.500米,在22#煤层向西南布置一条总回风大巷与南北回风大巷相接,南北回风大巷平行布置于南北胶带大巷西北侧,在22#煤层总回风大巷与回风立井贯通,18—19#煤层总回风大巷与回风立井在+1142.500m标高处贯通。
第二节井筒支护设计形式
回风立井设计断面为园形,表土段40米为双层钢筋砼砌碹支护。
净直径5m,净断面积19.63㎡,砼厚度0.5m,井筒内装备封闭梯子间,担负全矿井回风任务,兼做安全出口。
回风立井总长232.5米,①从井口起地面1.5米为防爆门基础,壁厚1.0米,C30素混凝土浇筑,内埋预留件,留有储油槽;
②从井口向下4.0米留有安全出口,安全出口为半圆拱形,长16.083米,净宽2.0米,净高2.5米,双层钢筋混凝土浇筑,碹厚0.3米,内环筋、外环筋、内竖筋、外竖筋、上底筋、下底筋均为φ20@300㎜,联系筋为φ10@600㎜;
C30混凝土;
③从井口向下10米为风硐,风硐为半圆拱形,双层钢筋混凝土砌碹支护,碹厚0.3米,C30混凝土浇筑,矿建工程长度为5.6米,净宽3.5米,净高3.0米,内环筋、外环筋、内竖筋、外竖筋、上底筋、下底筋均为φ20@300㎜,联系筋为φ10@600㎜;
④从井口向下35米处为壁座,壁座长2.3米厚1.85米,呈倒梯形,里宽0.5米,钢筋混凝土浇筑,架立筋为φ20@300,槽环筋为φ20@1600、φ20@1200、φ20@800,φ20@410,联系筋为φ10@300;
⑤井底为二号壁座,钢筋混凝土浇筑,规格尺寸同一号壁座,架立筋φ20@300、联系筋φ20@300,槽环筋φ20@2根,共8根,槽环筋φ20@1200、φ20@800,上底下底筋φ20@300;
⑥在18-19#煤层、22#煤层处各做马头门一个,长14米;
⑦回风立井表土段长40米,钢筋混凝土浇筑,壁厚0.5米,内竖筋、外环筋、内竖筋、外竖筋为φ20@300,联系筋为φ10@600;
在18-19#煤层马头门上下5米处,22#煤层马头门上10米均为C30钢筋砼浇筑,井筒采用C25混凝土浇筑,井筒基岩段浇筑厚度0.35米。
附:
井筒平面图及断面图。
第三节支护设计
一、永久支护:
使用钢筋砼作为永久支护。
井筒表土段、安全出口、风硐、壁座采用钢筋混凝土砌碹作为永久支护,防爆门基础、井筒基岩段、马头门(包括马头门10米范围)、采用混凝土浇筑。
井筒及壁座采用C25混凝土浇筑,其余采用C30混凝土浇筑。
1、使用材料及配合比:
钢筋:
φ20㎜的螺纹钢和φ10㎜的螺纹钢。
水泥:
使用同煤集团生产的普硅42.5水泥
碎石:
使用吴家窑石料场生产的碎石,直径16-31.5㎜,含泥量不超过0.5%,泥块含量不超过0.2%。
中沙;
使用吴家窑沙场生产的中沙,细度模数2.7,含泥量小于1.8%,泥块含量小于0.4%。
配合比为(重量):
水:
砂子:
石子=432:
183:
618:
1167,重量比为水泥:
石子=1:
0.42:
1.43:
2.7
2、支护模板采用1.25×
1.3米的金属模板,浇筑段高5米。
3、钢筋绑扎质量要求
(1)钢筋的品种和质量必须符合设计要求和有关标准规定。
(2)所用钢筋具有出厂质量证明,对各钢厂的材料均进行抽样检查,并附有复试报告,未经验收不得使用,并且做好钢筋的待检、已检待处理、合格和不合格的标识。
(3)钢筋绑扎允许偏差值符合规定,合格率控制在90%以上。
搭接长度90%及以上符合设计要求,搭接接头应错开。
(4)、钢筋表面必须清洁,严禁使用有裂缝、断伤的钢筋
(5)、纵向、横向的钢筋在数量和位置符合设计要求。
钢筋的连接方式、接头位置、接头数量、接头面积百分率应符合设计要求。
4、模板支设质量要求
(1)、模板接缝严密,不得漏浆
(2)、模板及其支架应具有足够的强度、刚度和稳定性
(3)、重复使用的模板应经常检修和整形,涂刷隔离剂。
5、砌碹支护质量要求
(1)、支模前应对井筒中线进行检查,严格按中线进行支护。
(2)、模板应支设牢固,版面应平整。
(3)、模板应与中线平行,浇筑混凝土的拆模期不应少于5天。
第四章施工方案与施工工法
第一节施工方案
根据钻孔提拱资料,该立井表土层至风化岩层厚度只有4.5米,表土层上部为土黄色亚粘土,下部为浅红色的亚粘土。
基岩段掘进由上向下要穿过的岩石有:
砂质泥岩、砂岩、粉砂岩、灰色铝土泥岩、泥岩、中-粗粒砂岩、中、细砂岩、含砾粗砂岩,泥灰岩、炭质泥岩、中粗石英砂岩、灰岩、铝土质泥岩、铁质泥岩。
根据井筒设计技术特征,结合我公司多年来立井施工经验及配套凿井装备能力,确定采用掘砌单行作业,掘进和砌筑工作在工作面上先后进行或部分平行作业,砌筑永久井壁工作混入到掘进工作中间构成一个循环。
采取由下向上,短掘短砌,单行作业,一次成巷的施工方案。
具体施工方案如下:
采用Ⅳ型钢管非标凿井井架吊挂,YT-28风钻打眼,毫秒延期电雷管和水胶炸药起爆,抓岩机装岩,JTP—1.6型矿用提升绞车配2m3吊桶作为提升,人工翻矸,模板用1.25×
1.3m组合金属模板,插入式电动振动棒振捣浇筑混凝土的作业方式。
第二节施工方法
表土段施工是立井施工准备期的重要部分,在准备期间回风立井井筒破土开挖要与其它准备工作同时进行,待完成表土段井筒施工之后,便可组立井架、安装好全部施工设施转入井筒正常施工。
表土施工分为以下几个步骤:
一、回风立井井筒临时锁口
1、回风立井井筒表土要用挖掘机首先开挖,按照井筒的设计井径挖深度3m。
挖掘井筒时,连同井架基础一并挖出。
之后按设计要求进行永久支护,为井筒临时锁口创造有利条件。
2、井筒表土锁口施工时,同时进行井架基础浇筑。
3、井口封口用400㎜工字钢和δ6㎜网纹钢板进行。
4、掘进深度够5米后,安装井架。
二、回风立井井筒表土段施工
1、挖掘井筒
井口锁好后,表土段剩余部分采用人工、配合风镐,必要时放小震动炮进行开挖,开挖高度根据围岩情况决定,直到表土段施工完为止;
2、排矸方式
井筒掘出的矸石在工作面装入2m3吊桶内,通过井口提升系统(前期5.0米用吊车,后期用绞车)提到井口倒入临时翻矸点,之后运到指定排矸点。
3、临时支护
根据表土井壁情况,如需临时支护就采用井圈背板作为临时支护,反之则不进行临时支护;
掘够段高后及时进行永久支护。
4、永久支护:
(1)回风井井筒表土段永久支护设计为钢筋混凝土支护,厚度500mm,混凝土强度C25,每段均从下向上进行永久支护。
(2)浇混凝土采用金属组合式模板进行,每块模板高1.25m,根据表土段围岩情况决定每次浇筑长度。
(3)井口布置混凝土搅拌系统,砼搅拌好后,利用溜槽将混凝土下到工作面模板内。
(4)立模、模板加固后浇灌混凝土,采用电动振动棒捣固。
(5)第一碹浇筑井壁混凝土非常关键,必须严格控制水平标高及立模尺寸。
(6)由下向上砌筑第二碹井壁时,模板中下部必须搭设安全网。
5、当混凝土浇灌后,可继续向下挖掘井筒,提升可利用JTP-1.6提升绞车吊2m3吊桶进行。
用这种方法掘进与支护交替进行施工,直到具备井架安装条件为止。
6、人员材料下放:
人员上下采用吊桶,吊桶要每班进行检查,只有在完好的情况下才可以使用;
在井筒壁设人员专用梯子,沿井壁固定。
小型材料下放用吊桶。
7、通风:
采用2*11kw对旋局部通风机配以φ600mm胶质风筒对井筒工作面进行压入式通风。
8、排水:
若遇少量涌水,采用70m扬程的风泵直接将工作面积水排至地面水沟。
三、井筒基岩段掘砌施工方法
(一)、掘进工作
采用普通钻眼爆破法掘进井筒。
1、钻眼
1.1、凿岩:
采用5台YT—28型气腿式风动凿眼机打眼,配以φ22.5mm的中空六角钢钎和φ42mm一字形钻头。
总耗风量17m3/min,打完眼后,将风水软管提到吊盘上。
1.2、采用湿式打眼、水泡泥、装岩前洒水、爆破后冲刷井筒壁等综合防尘措施。
2、炮眼布置:
炮眼参数的确定:
2.1炮眼深度:
炮眼深度2m,布置眼孔85个。
2.2炮眼直径:
依据钻眼机具的技术规格,确定炮眼直径42㎜.
2.3炮眼布置:
其圈径分别为φ1.6m、φ3.1m、φ4.9m、φ5.8m。
2.4周边眼按光面爆破要求控制,周边眼间距400mm,周边眼眼位内移100mm,按88°
外斜钻孔,底部落到荒径外100mm。
2.5炮眼个数:
根据岩石硬度f=4~5,确定掏槽眼个数为8个,辅助眼个数为31个,周边眼个数为46个。
共85个。
爆破原始条件
序号
项目
单位
数量
1
掘进断面
㎡
28.26
煤岩系数
f
4~5
2
炮眼深度
m
瓦斯等极
低
3
炮眼数目
个
85
7
涌水量
m3/h
4
雷管数目
炸药用量
Kg
62
爆破参数及装药量表
圈径/m
眼数/个
眼距/㎜
眼深/m
装药量﹙卷﹚
起爆顺序
垂深
小计长度
每眼
小计
掏槽眼
辅助眼
周边眼
合计
1.6
3.1
4.9
5.8
1~8
9~20
21~39
40~85
12
19
46
600
800
16
24
38
92
170
48
76
138
62kg
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
预期爆破效果
单位
数量
炮眼利用率
%
90
每m炸药消耗
Kg/m
0.36
循环进尺
1.8
循环炮眼长度
循环爆破岩石实体
m3
50.87
单位体积雷管消耗
个/m3
1.67
单位体积炸药消耗
Kg/m3
1.2
每m雷管消耗
个/m
0.5
炮眼布置图:
3、爆破材料:
选用φ32mm水胶炸药,雷管选用1~5段毫秒延期段发电雷管,总延期时间不超过130毫秒。
4、装药结构:
采用正向装药结构,装药前用吹风管将眼孔内残渣吹净,吹完后立即装药。
装药结构示意图
注:
1―脚线、2―水炮泥、3―炮土、4―雷管、5―聚能穴、6―药卷
5、联线方式:
采用每周圈串联,然后圈间并联。
6、放炮器:
放炮采用专用放炮器,型号为MFB-200型。
(二)、回风立井装岩:
1、选用HS-6型长绳悬吊抓岩机装岩。
2、在地面安装一台10吨稳车,通过天轮平台上的天轮吊住抓岩机下放到井筒工作面方可进行装矸工作。
其技术特征如下:
抓斗容积为0.6m3,抓岩能力约50m3/h,耗风量17m3/分,风压为5~7Kgf/cm2,机器总重10290kg。
3、回风立井配备2m3吊桶二个,运行一个,座底一个。
吊桶装满系数不超过0.9。
4、装岩的同时,注意检查井筒的几何尺寸,对不够设计尺寸的井壁及时修整处理。
5、排矸:
矸石吊桶提至翻矸台,采用人工操作吊桶钩翻矸,矸石翻入翻矸点,由三轮车运至排矸场地。
6、提升工作:
选用JTP-1.6提升绞车,最大提升速度3.8m/秒,配132KW电动机,采用35KN勾头一个,配两个2m3座钩式吊桶,主要用于提升矸石,运输部分材料。
(三)、临时支护:
井筒掘出后如需临时支护时,拟采用树脂锚杆配钢丝网进行临时支护。
(四)、永久支护
1、采取组合式金属模板浇混凝土,模板全高5m,一次成井高度5m。
2、金属模板采用螺栓连接。
3、立、脱模工作:
3.1当掘进距离5m时,停止出矸,下放中线测量井筒荒径并及时处理后,开始平底立模。
3.2按设计要求在8个测定位置准确测量模板上、下尺寸,及时调整,在所有尺寸无误时把模固定好,方可浇灌砼。
3.3立模的同时,搭设好模板工作台,将溜灰槽放好,作好浇灌的准备工作。
4、混凝土料由地面混凝土搅拌机搅拌好后,由溜灰管经溜槽直接进入金属模内。
5、混凝土料均匀对称下至金属模板内,用插入式电动振动棒捣固。
第三节关键工序
一、爆破工作
1、对放炮员的要求
放炮员必须是经过专门培训并由有关部门发给放炮合格证的专职人员来担任,放炮员要熟悉(包括运送人员、装药人员)爆破材料的性能,掌握爆破工作的操作规程,以保证安全,防止意外爆破事故的发生。
放炮员的职责范围
(1)根据实际用量和规定品种、数量来领取爆破材料
(2)确定及检查爆破现场的警戒范围和作业信号
(3)按爆破图表要求进行装药和爆破
(4)对爆破现场的设备、器材进行检查,以免因爆破而引起其他事故。
(5)及时标志和处理瞎炮和残药
(6)爆破后要将消耗的各种爆破物品与剩余的爆炸材料认真核对,并将剩余部分全部交库。
2、爆破前的准备工作
(1)爆破材料的领取
A、放炮员在水磨湾炸药库领取炸药时,必须持有有关人员签名的领取单证。
放炮员必须用木制的结实的容器来分别装炸药和雷管,不得乱扔乱放,尤其不准把炸药雷管装在衣袋里,炸药和雷管的箱子要上锁,不准交给他人代为看管。
B、运输和现场存放
在出井时,炸药和雷管必须分罐出井,并事先通知绞车司机和井上下信号工。
火工品出井后,爆破员和护送员必须立即回项目部办理领退手续,严禁中途逗留
火工品领回后,要立即下井使用,如特殊情况不能立即使用时,要存放在雷管箱和炸药箱内,并加锁,存放时间不能超过六小时,存放数量不能超过一次需用量,否则退回仓库。
(2)起爆药卷的装配、连线放炮要遵循《煤矿安全规程》
(3)放炮后的清查工作
A、井底工作面的检查
爆破完成后在开始其他工序正常工作以前,必须由放炮员和班组长一起对井底工作面进行认真必要的