回风顺槽掘进机作业规程Word格式文档下载.docx

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第七章安全技术措施58

一、施工前准备工作58

二、顶板管理59

三、“一通三防”管理61

四、掘进机操作流程71

五、掘进机操作注意事项74

六、矿压观测与维护87

七、通讯及信号系统管理88

八、其它安全技术措施88

九、避灾路线（见附图）89

第八章其它内容99

一、安全生产岗位责任制99

前言

一、工程名称:

502盘区一顺槽

二、预计总工程量/：

1200m

三、预计剩余工期：

约4个月

四、编制依据：

（一）《煤矿安全规程》（2011版）、《煤矿井巷工程质量验收规范》（GB50213-2010）、《井巷掘进各工种操作规程及岗位责任制》、《掘进生产技术管理规定》（2010年6月修订版）以及永兴乡大贝峁煤矿、关于安全生产的指令性规定、文件等。

（二）永兴乡大贝峁煤矿提供的《502盘区一顺槽相互关系平、剖面图》、《502盘区一顺槽顺槽断面图》及相关业务联系书。

（三）永兴乡大贝峁煤矿生产技术部提供的《502盘区一顺槽掘进地质说明书》等资料。

（四）大贝峁煤矿矿建项目部通风组提供的“一通三防”设计。

（五）大贝峁煤矿矿建项目部机电队提供的掘进供电设计。

五、编制目的：

永兴乡大贝峁煤矿502盘区一顺槽设计工程量约1200m，为提高单进效率，缩短工期，决定使用全硬岩综掘成套设备。

为保证顺槽的工程质量、施工工艺等符合《煤矿安全规程》（2011版）及永兴乡大贝峁煤矿、工程建设项目指挥部的指令性规定、文件的要求，确保该井巷工程的施工安全，使该井巷工程的整体工程质量、施工工艺等达到安全质量标准化的要求，特编制本作业规程。

第一章地质概况

一、掘进顺槽地质概况

一、井田位置及交通

整合区行政区划属陕西省神木县永兴乡管辖，矿井南距神木县17km。

距西包铁路神木北车站约33公里，距神朔铁路新城川集装站约14公里。

公路：

西距神府公路2.5km，并与外部国家主干道相接，向北经鄂尔多斯可达包头，向南经榆林市可达西安，交通方便。

铁路：

距西包铁路神木北车站约33公里，距神朔铁路新城川集装站约14公里，交通方便。

交通位置见图1-1-1。

　　井田位置见图1-1-2。

二、自然地理1.地形、地貌及水文整合区位于陕北黄土高原北端，毛乌素沙漠东南缘，地貌单元属黄土梁峁区，区内地表大部分被第四系黄土所覆盖。

整合区内西北部及东部沟谷地带有红土和延安组基岩沿沟谷两侧出露。

最高处位于整合区内的中圪塔，最低处位于整合区的西北边界附近，整合区总体地形为东高西低，海拔标高1353～1175m，相对高差178m。

整合区水系为整合区南部边界附近的李家沟沟流，系窟野河水系的二级支流永兴沟的次级支流，为常年性河流；

整合区北部、东部有韩家沟、红崖沟、老坟沟等小的沟流，均为季节性沟流。

2.气象　　本区属中温带大陆性半干旱气候，其特点是冬季寒冷，夏季炎热，春季

一、地理位置

多风，秋季凉爽，温差较大，冷热多变，风沙频繁，干旱少雨，雨季多集中在七、八、九月份，蒸发强烈。

每年由10月初至次年3月为冰冻期。

据神木县气象观测资料，主要气象资料如下：

极端最高气温38.9℃，（1996.6）

极端最低气温－29.0℃，（2003.1）

多年平均温度8.6℃，（1961～2003）

多年平均降雨量434.1mm，（1961～2003）

丰水年最大降雨量819.1mm（1967年），

枯水最小降雨量108.6mm（1965年），

多年平均蒸发量1712.4mm，是降雨量的4～5倍。

（1961～2003）

年平均相对湿度56％，（1961～2003）

极端最大风速19.0m/s（1970.7）。

冻土最大深度146cm（1968）。

年平均绝对湿度7.61毫巴，属湿度过低或微湿度带。

年平均气压910毫巴。

3.地震本区位于鄂尔多斯台向斜宽缓的东翼—陕北斜坡上，地壳活动相对微弱。

据历史记载仅公元1448年在榆林发生过4.7级地震，烈度6度；

1621年5月在府谷孤山一带发生过6.7级地震，烈度6度，此后再未发生过4级以上地震。

邻省区曾发生过其它一些较大地震本区仅有震感，如1996年5月30日，距本区约350公里的内蒙古包头市发生6.4级地震，本区仅有震感，2008年5月12日四川汶川发生的8.0级大地震，榆林地区有明显震感。

近百年来本区从未发生过大的地震，虽有几次小的地震，但烈度仅2.5度，属无震区。

根据《陕西省工程抗震设防烈度图》（1993年10月）的烈

度划分，本区地震动峰值加速度Pgа<

0.05g，地震烈度Ⅵ度。

三、周边煤矿开采情况　　本整合区位于陕北侏罗纪煤田新民普查区的东南部，李家沟井田北部；

北与梅庄煤矿相邻。

五、矿井建设外部条件1.运输条件

本矿地理位置优越，距西包铁路神木北车站约33公里，距神朔铁路新城川集装站约14公里，外部交通运输方便。

2.电源条件本矿双回路电源，一回电源均引自永兴10kV变电所的10kV母线，距离约3km；

另一回引自南梁10kV变电所的10kV母线，距离约7km。

该两回电源上一级引自不同区域电源，能够满足本矿井双回路电源要求。

3.水源条件据矿方提供的资料，本矿井生产、生活用水取自工业场地梅庄河上游，在梅庄河上游附近建大口井取水。

该水量能满足本次设计矿井整合的需要。

4.主要建筑材料的供应据了解，当地建材资源较少，主要建筑材料如钢材、水泥、木材均需从外地运入，砖、瓦、沙石等建材可由当地就近解决。

所以，煤矿建设的主要建材可从市场上采购。

5.外部协作条件目前神木县城及大柳塔镇均建有矿区机修厂、设备租赁站、物资总库等，可为本矿井的机电设备大、中修等提供服务。

神木县城规划有设施齐全的生活居住、商业服务、医疗卫生、文化教育以及附属的货物流通中心（服务项目有货物集散、转运、储调、加工、配送）、消防站、救护队等,故外部协作条件较优越。

第二节、地层特征

整合区地表除沟谷两侧有基岩出露外，均被第四系、新近系沉积物覆盖，依据地质填图及钻孔揭露，地层由老至新依次为：

三叠系上统永坪组（T3y）、侏罗系下统富县组（J1f）、侏罗系中统延安组（J2y）、新近系上新统保德组（N2b）、第四系中上更新统离石组（Q2l）。

现分述如下：

（一）三叠系上统永坪组（T3y）

该地层是陕北侏罗纪煤田含煤岩系的沉积基底，与上覆地层呈假整合接触，下伏全区，未有出露。

据区域资料厚度80～200m。

岩性为巨厚层状浅灰绿色中～细粒长石砂岩，含大量白云母及绿泥石，分选性及磨园度中等，具大型板状交错层理、楔状层理及块状层理，局部含石英砾、灰绿色泥质包体及黄铁矿结核。

（二）侏罗系下统富县组（J1f）

本组地层地表无出露，井田内普遍发育。

厚度一般30m，本次施工的勘1钻孔，揭露的富县组厚度为17.60m，它是印支期后，在上三叠统

永坪组凹凸不平的古地形上起填平补齐作用的陆相沉积物。

岩性组合是：

上部为灰色、灰绿色、紫杂色粉砂岩、泥岩夹薄层灰白色长石石英砂岩。

中、下部为巨厚层状白色长石石英砂岩。

与下伏延安组地层呈假整合接触。

（三）侏罗系中统延安组（J2y）

该组地层为整合区的含煤地层，详见本节中“含煤地层”部分。

（四）新近系保德组（N2b）

该地层在整合区大部分分布，出露于整合区北部及南部的沟谷两侧两端，据野外填图及钻孔揭露，该组地层厚度0～78.81m，一般厚度42.03m。

岩性主要为浅紫红色～棕红色粘土及亚粘土，含不规则的钙质结核，呈层状分布。

局部地段底部为10～30cm厚的砾石层，砾石成份多为石英砂岩、泥岩砾等，钙质胶结，致密坚硬。

（五）第四系中更新统离石组（Q2l）：

整合区大部分被该组地层覆盖，据野外填图及钻孔揭露，该组地层厚度0～108.00m，一般厚度50.00m。

岩性主要为褐黄色粘质粉土，大孔隙，半固结，具纵深垂直节理。

含钙质结核，偶夹棕色古土壤层。

钻孔揭露厚度0～80m，一般厚32m，除沟谷外全区分布。

第三节、含煤地层

延安组是本区的含煤地层，整合区全区分布，出露于整合区北部的韩家沟、红崖沟、老坟沟沟谷两侧及沟谷地带。

因受侏罗纪中世直罗组沉积早期古河流的冲刷及后期新生界的剥蚀，本组上部地层有不同程度的缺失。

本次勘探没有穿透该组地层，据周边及本次钻孔揭露，该组地层残存厚度26.80～65.20m，平均46.09m，厚度变化总体趋势由东向西、由南向北逐渐增厚。

与下伏三叠系上统永坪组呈平行不整合接触。

该地层为一套陆源碎屑沉积，其岩性以灰白色至浅灰色粗、中、细粒长石石英砂岩、岩屑长石砂岩及钙质砂岩为主，次为灰至灰黑色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩及煤层，少量炭质泥岩。

根据沉积旋回、岩煤组合特征及物性特征，将其划分为五段，本次沿用以往新民普查地质报告的分段及煤层编号，自下而上依次编为一～五段，每段各含一个煤组，自上而下编为1～5号煤组。

因受后期剥蚀，造成延安组地层在整合区范围内第五段、第四段、第三段全部缺失，第二段有不同程度缺失，第一段保留完整。

现根据煤系的旋回结构及岩性组合特征自下而上分段叙述如下：

（一）延安组第Ⅰ段（J2y1）

该段自延安组底部至5-1煤层顶面，全区分布，含5号煤组；

本次勘探终孔层位是5-1煤下15m，没有穿透该组地层，煤矿（整合区）内施工钻孔揭露该组厚度为15.07～33.09m。

岩性为浅灰至浅灰白色中至粗粒岩屑长石砂岩，局部含砾，具大型交错层理及槽状层理。

上部为河漫相粉砂岩，发育断续状层理，小型交错层理，夹有薄层闭流沼泽相砂质泥岩。

5-1煤位于顶部，是主要可采煤层。

（二）延安组第Ⅱ段（J2y2）

该段自5-1煤层顶面至4-2煤层顶面，遭受后期剥蚀保留不全，在煤矿（整合区）内仅保留了下部地层，据钻孔揭露该段厚度9.33～43.69m，平均26.85m；

本段所含4号煤组以完全剥蚀。

岩性为灰白色细粒长石石英砂岩，发育小型交错层理，和缓波状层理，砂体下有不厚的前三角洲粉砂岩或砂质泥岩。

具断续波状层理，水平层理，小型交错层理，含大量菱铁质结核和瓣鳃动物化石。

夹似水平层理的细粒席状砂体和闭流沼泽相黑色砂质泥岩薄层。

虽发育巨厚分流河道砂体，但从相序结构及岩相组合特征看，应是前沿型相序结构，浅湖或滨湖平原亚相沉积。

砂体是水下分流河道，且不少钻孔有以粉砂岩为主的岩性组合。

此段所含煤层以剥蚀。

纵观延安组岩石组合有如下特点：

1、各段结果清晰；

2、岩石类型细碎屑岩多于粗碎屑岩，且以粉砂岩为主，第二岩段最显著；

3、少量泥岩多分布于第二岩段；

4、粗碎屑岩以细粒砂岩为主，粗粒多在第一段。

第四节、构造

整合区位于鄂尔多斯台向斜东翼陕北斜坡上，矿区基本构造形态为北西倾斜的单斜构造，产状较平缓，倾角1°

左右，区内未见大的断裂及褶曲构造，也无岩浆活动。

燃烧。

5－1煤层氢含量平均值为4.38%。

氮（Ndaf）：

氮是煤中唯一完全以有机状态存在的元素，主要由成煤植物中蛋白质转化而来。

5－1煤层氮含量平均值为0.94%。

氧（Odaf）：

5－1煤层氧含量平均值为13.98%。

煤中碳、氢数据是煤质的基本指标，作为动力燃料时，是计算煤的发热量主要参数。

第五节、整合区水文地质条件

（一）地形地貌

整合区位于陕北黄土高原北端，毛乌素沙漠东南缘，地貌单元属黄土梁峁区，区内地表大部分被第四系黄土所覆盖。

在整合区内西北部及东部沟谷地带有红土和延安组基岩沿沟谷两侧出露。

（二）地表水

（三）含（隔）水层组水文地质特征

1.第四系中更新统离石黄土（Q2l）弱透水层

第四系中更新统离石黄土（Q2l），岩性主要为褐黄色粘质粉土、灰黄色粉土，大孔隙，半固结，含星散钙质结核，具纵深垂直节理。

中更新统离石黄土钻孔及填图揭露厚度0～108.00m，一般厚55.00m，除沟谷外全区分布；

含水性差，是区内的弱的透水层。

2.新近系上新统保德组红土（N2b）隔水层

新近系上新统保德组红土（N2b）主要出露于井田沟谷两侧及沟掌。

钻孔及填图揭露厚度0～78.81m，一般厚46.00m左右。

岩性为棕红色粉质粘土，密实，硬塑，夹似层状钙质结核层，局部地区底部发育有一层钙质结核层。

含水性极差，是区内的主要隔水层。

3.侏罗系中统延安组（J2y）风化基岩孔隙裂隙承压水含水层

整合区内连续分布，分布于基岩顶部，岩性以灰黄色的粉砂岩、泥岩、细粒砂岩为主，厚度6.50～29.10m，平均厚度16.63m，靠近沟谷较薄。

结构较松散，裂隙较发育，其富水性受地形地貌、上覆含水层特征、风化程度及基岩岩性制约。

风化岩中岩体结构较疏松破碎、风化裂隙发育，有一定含水性，但该组上覆为厚度65.46～134.27m的黄土、红土隔水层。

补给条件差，据李家沟井田勘探地质报告，风化基岩孔隙裂隙承压水富水性中等。

4.侏罗系中统延安组（J2y）孔隙裂隙承压含水层

本组为煤系地层，受后期剥蚀厚度变化较大，由中、细粒砂岩、砂岩、泥岩及炭质泥岩组成，煤层直接充水含水层为其上部的中、细粒砂岩，按可采煤层的赋存情况主要为延安组砂岩裂隙含水段（J2y）。

由于上部地层前期遭受剥蚀，该段仅局部地段还有残留，钻孔揭露，本组地层一般很薄，钻孔揭露，该组厚度9.33～43.69m，平均26.85m。

为5-1号煤层的直接充水含水层，岩性以泥岩、砂质泥岩、粉砂岩居多，次为中、细粒砂岩，由于本组岩性致密，泥质含量较高，裂隙不发育，砂体彼此不连续，且上部多为黄土和红土所覆盖，补给条件差，所以煤层顶板直接充水含水层富水性弱，见表1-2-15。

根据南部李家沟井田抽水试验成果及钻孔简易水文资料表明：

该含水层段富水性主要受地貌及埋藏条件所控制。

平面上，相对富水地段分布于河谷区及有利于大气降水汇集的低洼地带；

梁峁区垂向上，风化裂隙带水量较丰富，随深度增加水量减弱。

该含水层段的水质类型为HCO3·

Cl-Na·

Ca·

Mg型，矿化度小于1g/L。

表1-2-155-1煤上基岩段含水层抽水试验成果一览表

孔号

地貌

含水层厚度（m）

水位

降低

（m）

涌水量

（公升/秒）

单位涌

水量

（l/m·

s）

渗透

系数

（m/d）

水化学类型

2-3

梁峁区

22.76

26.20

0.027

0.00103

0.003394

HCO3·

Mg

4-2

27.97

11.20

0.080

0.007143

0.01920

注：

表中数据均来自李家沟井田勘探地质报告

（四）．地下水补给径流排泄条件

1.地下水动态变化特征

地下水、地表水动态变化受气象因素、地形地貌影响，每年6、7、8三个月为雨季，降水量相对集中，同时气温最高，蒸发量最大。

此期间韩家沟、李家沟、红崖沟、老坟沟等流量最大。

9、10、11三个月降水量相对减少，致使地表水及泉的流量也相应减少，从12月开始到翌年1、2月为流量相对稳定的冰冻时期。

3、4、5月因解冻，地表水、地下水水量均有增大现象。

因此，地下水动态以气象型为主。

2.地下水补给、迳流及排泄条件

前述地下水动态特征，显示了地下水的主要补给来源是大气降水。

其次为局部地段地表水就地补给基岩风化带潜水。

基岩风化带以下潜水及承压水，则主要通过透水“天窗”接受上覆风化带潜水补给，同时，也存在煤矿外围侧向迳流的补给。

基岩风化带潜水含水层，出露于煤矿（整合区）西北部及南部河谷地段，由于露头处风化裂隙及烧变岩裂隙孔洞较发育，易于接受大气降水的直接渗入补给；

一般情况下，河床中的冲洪积层水补给河水，雨季及洪水发生时，则河流补给冲洪积层潜水；

在第四系黄土层覆盖区，大气降水直接渗入黄土层中，同时黄土层潜水与其下伏的基岩风化带潜水构成一体，成为双层结构的潜水含水层。

大部分部地段，因黄土层与新近系保德红土接触，可形成上层滞水。

（五）矿床充水因素分析

1．充水水源分析

（1）大气降水

区内多年平均降水量434.10mm，降水主要集中在每年的7～9月份，占全年降水量的70%左右，历史日最大降水量达141.1mm。

地表有较厚的黄土、红土隔水层，故大气降水在煤矿（整合区）为矿井间接充水水源。

（2）地表水

地表水体主要是南部边界附近李家沟及北部的韩家沟等沟流水，局部地段煤层开采后形成的冒落带及导水裂隙带将沟通地表水体，但煤矿（整合区）内有较厚的红土相对隔水层，因此地表水一般为间接充水含水层。

（3）地下水

煤矿（整合区）内地下水主要风化基岩孔隙裂隙承压水及各煤层顶板基岩孔隙裂隙承压水。

风化基岩孔隙裂隙承压水：

风化基岩裂隙承压水是下部各煤层的间接充水的含水层。

煤层顶板基岩孔隙裂隙承压水：

煤系地层含水层是煤层的直接充水含水层，属富水性弱的岩层。

据李家沟井田勘探报告钻孔抽水试验资料，涌水量0.027～0.080L/s，富水性弱，易于疏干，对矿井开采不会造成危害。

2．充水通道分析

本区矿井内充水通道主要是人为因素引起的，即煤层开采后形成的冒落带和导水裂隙带，它是矿坑充水的人工通道。

这里对5-1号煤层开采后形成的导水裂隙带进行分析。

依据《矿区水文地质工程地质勘探规范》及本区煤层顶板岩层的工程地质特征，其冒落带、导水裂隙带最大高度按中硬类岩石的公式计算，即：

Hc=（3～4）M，本次采用Hc=4M

Ht=100M/（3.3n+3.8）+5.1

式中：

Hc—冒落带最大高度（m）

Ht—导水裂隙带最大高度（m）

M—累计采厚（m）

n—煤分层层数（当M≤4.2m时，n＝1；

当4.2m＜M≤8.4m时，n＝2；

当M≥8.4m时，n＝3）

根据公式计算出各煤层冒落带最大高度、导水裂隙带最大高度，见表1-2-16。

表1－2－165-1煤层冒落带、导水裂隙带计算结果表

煤层厚度

冒落带厚度

Hc（m）

导水裂隙带厚度

Ht（m）

5-1煤上覆基岩厚度（m）

备注

Z56-1

3.33

13.32

52.00

43.69

贯通

Z56-3

3.60

14.40

55.80

23.54

Z56-4

3.59

14.36

55.66

32.11

Z56-7

4.00

16.00

61.44

28.24

Z56-10

1.48

5.92

25.95

18.13

Z56-11

3.99

15.96

61.30

9.33

Z56-12

3.84

15.36

59.18

19.34

Z56-13

62.93

13.91

由计算结果可以看出，在煤层采空后，导水裂隙带将全部贯通上覆基岩达到松散层以上；

但上部松散层为较厚的红土隔水层，所以松散层水不会对矿井生产造成大的威胁；

但在北部及南部沟谷处基岩出露，导水裂隙带将完全贯通上部风化岩水或雨季地表水极有可能造成淹矿威胁。

此外，据神木、府谷两县气象站多年观测，本区24年出现过8次暴雨，年内暴雨及降水量主要集中在6～9月份，每逢暴雨过后数十分钟之内，山洪爆发，河水暴涨，对生产矿井及小煤矿正常开采造成很大威胁。

因此，在未来矿井开采时，应考虑采取适当的防洪措施。

（六）矿井涌水量

矿井涌水量采用比拟法和大井法两种方法进行计算和比较，地质勘探部门建议取矿井涌水量为243m3/d。

本设计确定矿井正常涌水量为15m3/h，最大涌水量为30m3/h

第六节、开采技术条件1.煤层顶板

本井田5-1煤层直接顶应属2类中等稳定顶板，可采区无伪顶分布，基本顶基本顶全区属Ⅰ～Ⅱ级，即基本顶压力显示不明显～明显。

煤层顶板以细粒砂岩为主，粉砂岩、泥岩次之，底板以粉砂岩为主，中粒砂岩次之。

2.煤层底板分类

本区底板以泥岩、炭质泥岩和粉砂岩为主，老底砂岩以细粒砂岩、中粒砂岩为主；

一般底板较稳定，未见底鼓、变形现象；

依据《缓倾斜煤层采煤工作面底板分类》（MT553－1996）标准，工作面底板分类以煤层底板允许单向抗压强度进行分类，本区煤层底板主要由粉砂岩和泥岩组成。

依据煤层底板岩石力学测试成果，采用允许底板单向抗压强度计算公式计算结果为：

5-1煤层Rp值为17.63Mpa。

煤层底板属Ⅲb类，即较软类底板。

3.瓦斯5-1煤层1件样品测试分析表明：

煤层自然瓦斯成分中，CH4为0％，CO2为49.36％，N2为50.64％；

瓦斯含量中CH4为0，CO2为12.39mL/g,daf，C2～C8均为0，煤层属瓦斯分带CO2-N2（表1-2-17）。

表1－2－17各煤层瓦斯含量测定成果汇总表

煤

层

点数

（件）

自然瓦斯成分（％）

瓦斯含量（mL/g,daf）

N2

CO2

CH4

C2～C8

C2～C8

5-1

1

50.64

49.36

12.39

根据陕西省煤炭工业局《关于2007年度全省矿井瓦斯等级鉴定结果的批复》（陕煤局发[2008]2号），与之毗邻的神木县永兴大贝峁煤矿2006年检测的CH4绝对涌出量为0.00m3/min，相对涌出量0.00m3/t；

2007年检测的CH4绝对涌出量为0.00m3/min，相对涌出量0.00m3/t，连续两年均批准为“低”等级。

2007年检测的CO2相对涌出量为2.09m3/t，连续两年亦批准为“低”等级。

神木县永兴梅庄煤矿2006年检测的CH4绝对涌出量为0.00m3/min，相对涌出量0.00m3/t；

2007年检测的CO2相对涌出量为2.47m3/t，连续两年亦批准为“低”等级。

相邻各生产煤矿均亦连续两年批准为“低”等级。

以上资料说明，本整合区内拟建矿的开采煤层含有少量瓦斯，从安全角度考虑，矿井生产应加强通风和瓦斯监测，杜绝明火、明线在井下出现，防止瓦斯局部聚集。

4．煤尘

煤尘爆炸性测试成果汇总见表1－2－18。

5-1煤层测试的火焰长度均大于≥200mm，抑制煤尘爆炸最低岩粉用量在60～65％之间，均属于爆炸性危险的煤层。

煤的干燥无灰基挥发份（Vdaf）与固定碳（FCdaf）之比（爆炸性指数）远远大于10%的界限。

表明5-1煤尘有爆炸性危险。

在设计和开采煤炭时应引起高度的重视。

表1－2－18煤尘爆炸性测试成果汇总表

孔号