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第五节机电管理30
第七节运输管理33
第八节应用EBZ-160型掘进机安全管理33
第八章灾害预防及避灾路线47
安全管理制度48
第一章概况
第一节概述
一、巷道名称、位置
本《作业规程》掘进的巷道为10号煤集中运输巷,顺原巷道停掘迎头继续向前施工,方位不变。
10号煤集中运输巷为主斜井延伸巷道,北临10号煤集中行人巷,南邻10101回风顺槽尚未准备,东临矿井主斜井。
巷道开门位置:
在矿井主、副斜井联络通道导线“转”号点处,开门位于10号煤层,方位按243°
,巷道开门标高901.06m;
地表标高1050.16m,地表距掘进工作面垂深标高149.10m。
二、掘进目的及巷道用途
掘进目的是形成矿井运输系统,并满足通风、行人等需要。
三、巷道设计长度、坡度、工程量及服务年限
巷道设计长度、坡度、工程量:
顺10号煤层施工,施工工程量为592m。
服务年限:
与矿井相同。
四、预计开、竣工时间
经矿有关领导研究决定,本掘进工作面自2011年3月下旬开工,预计2011年6月份竣工
第二节编写依据
一、采区设计说明书及批准时间
采区设计说明书名称为《10号煤集中运输巷设计说明书》,批准时间为2011年1月。
二、地质说明书及批准时间
地质说明书名称为《10号煤集中运输巷地质说明书》,批准时间为2011年
1月12日。
第二章地面相对位置及地质水文情况
第一节地面相对位置及邻近采区开采情况
10号煤集中运输巷为主斜井延伸巷道,北临10号煤集中行人巷,西邻10号煤集中回风巷尚未开拓,南邻10101回风顺槽尚未准备,东临矿井主斜井。
第二节煤(岩)层赋存特征
一、煤(岩)层产状、厚度、结构、坚固性系数、层间距
10号煤层位于太原组中部,上距6号煤层29.35~35m,平均32.56m,根据井田内钻孔及井峒见煤点煤层厚度统计,煤层厚度为3.52~5.77m,平均4.18m,发育0~4层夹矸,结构复杂,属全井田稳定可采煤层。
顶板为L1石灰岩~泥岩~灰岩~泥岩~灰岩,平均厚10.92m,灰岩为深灰色厚层状,主要成分碳酸钙,深灰色石灰岩微晶结构,断面见有铁锈斑,局部加有薄层泥灰岩;
老顶为泥岩,厚度为4.89m,深灰色厚层状泥质结构,见有水平层理,主要成分粘土矿物质。
根据主、行人斜井及中央水仓泵房揭露煤厚3.4米,附近钻孔揭露10号煤煤厚3.4~4.34m,平均4.0m,详细见附表。
孔号
煤层
见煤底板
煤层厚度
(m)
封孔质量
备注
标高
10-1号
6号
943.29
0.90
乙级
煤心厚度0.9m
10号
907.71
4.34
黑色半光亮煤
10-2号
876.031
1.05
黑色半暗型
844.531
4.15
深灰色厚层状,主要成分碳酸钙
10-3号
974.597
不用
939.997
4.10
黑色半光亮煤,有0.35m夹矸层泥岩
顶底板条件:
10号煤层顶板为L1石灰岩,厚度8.10~14.16m,平均厚度12.79m;
深灰色厚层状,致密状结构,块状结构,主要成分为钙质,硅质,有方解石脉充填,含动物化石及碎片;
中部一般夹有煤层泥岩、炭质泥岩、粉砂岩等;
并夹有隧石条带,岩性坚硬。
厚度4.60~9.80m,平均厚7.45m。
底板为泥岩,局部为砂质泥岩,厚度2.85~7.71m,平均厚度3.88m。
附图1:
煤岩层综合柱状图(1:
200)
第三节地质构造及水文地质
一、地质构造
1、井田构造总体为一单斜,地层走向北西~南东,倾向南西,地层倾角一般3°
~8°
之间,局部地段倾角较陡,达到16°
。
根据4号煤开采情况,10号煤地质构造较简单。
2、地质构造简单,10号煤老顶是石灰岩,属于含水层,掘进时要特别注意,如果发现淋水变大,要停止工作,汇报相关领导进行处理,安全后方可掘进,严格执行“有掘必探、先探后掘”的探放水原则。
第四节水文地质
一、水文地质情况
石炭系太原组碎屑夹碳酸岩岩溶裂隙含水层:
岩性为石灰岩(L5、L4、L1)组成,彼此之间隔以泥岩及少量砂岩。
单位涌水量0.00026~1.24L/s·
m,渗透系数在0.00275~8.53m/d,水位标高874.93~1044.00m,富水性弱—强,水质属重碳酸盐—硫酸盐型,为软的淡水。
井田内10号煤层直接充水含水层为太原组灰岩岩溶裂隙含水层组,属弱富水性含水层。
10号煤层在井田西部边界处属带压开采煤层。
根据山西恒安益煤业有限公司开采4号煤层,生产能力9万t/a时,矿井正常涌水量8m3/d,最大涌水量10m3/d,富水系数为0.029~0.037m3/d。
预计10号煤集中行人巷正常涌水量8m3/d,最大涌水量10m3/d,富水系数为0.029~0.037m3/d。
10号煤层位于7号煤层下18m左右,岩性为石灰岩(L5、L4、L1)组成,彼此之间隔以泥岩及少量砂岩。
掘进工作面涌水量涌水量预计:
正常涌水量为1.661³
/d,最大涌水量为2.325m³
/d
问题及建议:
1、探放水:
10号煤集中运输巷掘进施工前,提前打探水眼,坚持“有掘必探、先探后掘”的探放水原则,密切注视水文地质条件变化和隐伏断层、陷落柱等构造现象的出现,对井下涌水量做好观测、记录,若发现异常,立即汇报调度室和技术部并采取有效措施,防止水害事故的发生。
2、永聚煤业有限公司由山西吕梁离石泰宁煤业有限公司、山西恒安益煤业有限公司及山西吕梁离石菁蒿焉煤业有限公司兼并重组而成。
山西吕梁离石泰宁煤业有限公司,原名为王家沟煤矿(村办小煤窑),该矿兼并前矿井涌水量为30~50m3/d。
3、巷道顶底板砂岩含水层为弱含水层,以净水储量为主,一般以滴水或淋水的方式进入掘进巷道;
掘进迎头低洼地段要安设水泵、管路,保证运转正常,防止淋水积聚影响生产。
4、巷道以上18米左右为7号煤,岩性为L4石灰岩,彼此之间隔以泥岩及少量砂岩,巷道掘进时,加强观测,遇有顶板滴水或淋水立即汇报调度室和技术部,等处理、确认安全后再施工。
5、在巷道内打设水池,容量不小于3m³
,安装水泵及时排出积水。
二、瓦斯
1、地质资料及历年瓦斯等级鉴定
根据井田内10-1、10-2、10-3号钻孔煤芯瓦斯样资料,评见表2-1-7:
表2-1-7钻孔瓦斯含量统计表
煤层号
钻
孔
号
干燥无灰基含量
ml/g
煤中自燃瓦斯成份粉前(%)
取样深度
瓦斯分带
CH4
CO2
N2
C2-C8
6
10-1
0.72
0.12
0.68
59.28
7.00
33.72
0.000
48.50-48.70
氮气—甲烷带
10
0.02
0.32
0.98
4.14
38.19
57.67
82.00-82.20
氮气—二氧化碳带
10-2
0.08
1.32
17.30
8.56
74.14
144.80-145.00
氮气带
10-3
0.19
0.14
1.38
21.79
9.10
69.11
82.30-82.50
据山西省煤炭工业局晋煤安发[2009]88号文件《关于吕梁市2008年度30万t/a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》,原菁蒿焉煤业10号煤层2008年度矿井瓦斯相对涌出量2.16m3/t,绝对涌出量0.06m3/min,二氧化碳相对涌出量2.88m3/t,绝对涌出量0.08m3/min。
泰宁煤业10号煤层2008年度矿井瓦斯相对涌出量1.85m3/t,绝对涌出量0.19m3/min,二氧化碳相对涌出量3.11m3/t,绝对涌出量0.32m3/min。
综上所述,井田内6、10号煤层均为低瓦斯矿井。
(三)煤尘
根据原恒安益煤业2009年10月19日采取的4号煤层煤样,经山西煤矿矿用安全产品检验中心检验,4号煤样的煤尘有爆炸性危险性。
根据2010年2月5日永聚煤业10号煤层检验报告,检验单位山西煤矿矿用安全产品检验中心,火焰长度为5mm,加岩粉用量45%,煤尘有爆炸性危险性。
综上所述,井田内4、6、10号煤层煤尘均有爆炸性危险性。
第三章巷道布置及支护说明
第一节巷道布置
附:
10号煤集中运输巷平面布置图。
第二节支护设计
一、巷道断面:
采用锚带网支护:
断面形状为矩形。
断面:
净宽=4.2m,净高=4.0m,荒宽=4.4m,荒高=4.2m。
S净=16.8m2,S荒=18.48m2。
(施工顺煤层顶板掘进)
二、临时支护方式
1、采用炮头托钢带作临时支护:
(1)一次托一排钢带时的临时支护顺序:
顶板相对比较破碎时一次托1排钢带。
采用炮头托钢带作临时支护,炮头托钢带紧贴岩面,空顶处用板枇、木仨接顶、垫实。
割煤前最大空顶距不大于0.3m,循环进尺0.8m,割煤后不大于1.1m。
用炮头配长度2m、高0.15m、宽度0.15m的方木直接托钢带,每次托1排钢带,首先打设钢带两端的第二根锚杆,打完并紧固好锚杆后再打肩角锚杆;
施工时保证打完一根锚固一根后,再打设下一根。
当两端的锚杆打安完毕,确保打设的锚杆预紧力、锚固力符合质量要求后,撤下炮头及方木,再打设中间的锚杆,并确保质量符合标准。
施工完毕顶板锚杆后,再施工两帮锚杆。
采用两钢带搭接使用时,两帮最下1根锚杆可拖后掘进机后施工,拖后掘进机距离不大于30米。
A.迎头割煤后,达到1.1m空顶距;
B.用长把工具(≥2m)敲帮问顶,摘除迎头悬矸危岩;
C.将方木放在炮头上,往方木上放钢带、铺顶网,用炮头连同网和钢带一同托起,每次只能托一根钢带;
D、根据中线将钢带和网调整至适当位置,涨紧网使两帮余留量对称,将新铺网与原顶网连好;
E、用炮头将方木及钢带顶紧,进行永久支护。
(2)一次托二排钢带时的临时支护顺序:
当顶板完整时一次托2排钢带。
采用炮头+专用托梁器+方木托钢带作临时支护,每次托2排钢带,炮头及其上方的钢板方木托钢带紧贴岩面,空顶处用板枇、木仨接顶、垫实。
割煤前最大空顶距不大于0.3m,循环进尺1.6m,割煤后不大于1.9m。
用炮头+托梁器配两根长度2m、高0.15m、宽度0.15m的方木直接托钢带,两根钢带分别放在炮头方木上和托梁器方木上。
首先打设钢带两端的第二根锚杆,打完并紧固好锚杆后再打肩角锚杆;
施工时必须按先外后里的顺序逐排向前施工,保证打完一根锚固一根后,再打设下一根。
A、迎头割煤后,达到1.9m空顶距;
B、用长把工具(≥2m)敲帮问顶,摘除迎头悬矸危岩;
C、将托梁器放在炮头上,将两根方木分别放在托梁器上和炮头前端适当位置,往方木上放钢带、铺顶网,用炮头连同托梁器、网和钢带一同托起,每次只能托2排钢带;
2、在松软的煤、岩层或地质破碎带掘进时,割煤后,及时使用临时支护,减少空顶时间,顶板破碎难以控制,必须采用超前锚杆加强顶板支护。
超前支护是在每次割煤前,紧贴迎头向前以与顶板45°
夹角施工两根直径18mm长度不低于2.0m金属全纹钢等强锚杆,锚杆间距0.8—1.2m,锚杆末端用钢带块、铁锚盘紧固,当顶板非常破碎时,每次施工3根锚杆。
三、永久支护形式:
顶部使用4.2m“W”钢带,顶部网使用金属菱形网,金属网时每隔200mm用14#铁绑丝双股扭牢一处。
顶板锚杆采用直径18mm、长度2000mm的全螺纹等强金属锚杆护顶。
帮部均使用“W”护帮钢带或钢筋梯子梁护帮,护帮钢带顶端必须与在顶板钢带水平方向的延长线上。
帮网采用金属菱形网,金属菱形网用8号铁丝编制,金属网时每隔200mm用14#铁绑丝双股扭牢一处,并且网连接搭茬不小于200mm,帮部锚杆使用直径18mm、长度2000mm全螺纹钢等强锚杆护帮。
当帮钢带搭接使用时,上部两根锚杆跟迎头施工,下部锚杆拖后迎头不大于30米。
掘进后进行统一喷浆喷浆厚度100mm。
四、质量要求:
①净宽4200mm,允许偏差0-+150mm,净高4.0m(顺煤层顶板掘进净高随煤层变化),允许偏差0—+200mm。
②锚杆安装牢固,托板紧贴壁面,不松动,锚杆予紧力达300N.m,锚索张拉予紧力应控制在80—100KN,锚索安装48小时后,锚索张拉予紧力应达到200KN,如发现予紧力下降,必须及时补拉。
③锚杆间排距:
顶板锚杆间排距为800mm×
800mm;
两帮锚杆间排距均为800×
800mm,顶帮锚杆间排距允许误差均为±
100mm;
④锚杆锚固力顶板达到130KN,帮部锚杆锚固力70KN。
⑤网搭接严密压实,锚盘压网紧贴岩面。
⑥顶板靠巷道两帮的锚杆,必须向巷道两帮倾斜,锚固端距各自邻近帮距离不大于0.5m,并与钢带连接;
巷道两帮肩角锚杆距巷道顶板不大于400mm,倾斜角度根据顶板倾角调整,保证锚固端在顶板岩石中,底板为煤层时,巷道两帮最下一排锚杆距巷道底板不大于400mm,起底掘进煤层底板为坚硬岩石时,最下一排锚杆锚至煤层底板岩石,距巷道底板不大于600mm,与水平线夹角为10°
-30°
夹角,锚固端位于底板岩石中。
⑦锚杆外露长度30-50mm,锚索外露长度不大于200mm。
⑧补打锚杆质量要求:
补打的锚杆及钢带块必须与原护帮钢带、锚杆在一条直线上。
钢带块长度不小于200mm,且锚杆孔在钢带块中心部位。
底角锚杆距底板达到900mm,补打锚杆压短钢带支护,可利用支护锚杆钢带压茬使用;
五、施工过程中遇顶板破碎带、复合顶板、过断层施工、压力增大时巷道加强支护的措施:
1、①当顶板破碎或顶板以上3m范围内无复合顶,隔排布置一根锚索,锚索之字形布置。
锚索托梁垂直顶板钢带,锚索绳向巷道两侧倾斜,与铅垂线的夹角10°
锚索拖后割煤前迎头距离不大于3排钢带。
②当顶板比较破碎(表现为形成网兜、顶板岩石易碎、遇水易泥化)或顶板以上3米范围为复合顶板,每排布置一根锚索,锚索之字形布置,锚索托梁垂直顶板带,锚索绳向巷道两侧倾斜,与铅垂线的夹角10°
锚索拖后割煤前迎头的距离不大于2排钢带。
顶板以上2米范围有复合顶时,直接采用五花布置锚索,且跟割煤前迎头永久支护钢带施工。
③当顶板破碎且有淋水区段、顶板破碎严重或有下沉迹象或锚杆锚在煤中时,锚索按“五花”布置。
锚索托梁垂直顶板带,锚索绳向巷道两侧倾斜,与铅垂线的夹角10°
锚索跟割煤前迎头支护钢带施工。
当顶板永久支护锚杆锚在煤中时,采用加长锚杆支护锚杆长度根据现场顶板煤厚决定。
2、当过压力集中区时,顶板破碎时,隔排布置一根锚索,且拖后迎头不大于3排钢带。
当顶板比较破碎时,每排布置一根锚索且拖后迎头不大于2排钢带,当顶板破碎严重时,锚索五花布置且割煤前迎头支护钢带施工。
3、过断层时:
当上坡找煤施工时,断层带根据顶板破碎情况补打锚索,顶板破碎时,每排布置一根锚索,顶板比较破碎时五花布置锚索。
自顶板锚杆锚在煤中直至揭露煤层顶板,锚索五花布置。
当下坡找煤时,断层带根据顶板破碎情况补打锚索,顶板破碎时,每排布置一根锚索,顶板比较破碎时五花布置锚索。
4、当断层带有淋水区段、顶板下沉、已施工巷道变形严重、出现钢带撕裂、锚杆撸帽等现象、采用五花锚索仍不能有效控制顶板时,采用复棚加强支护,当迎头补打锚索后,能有效控制顶板下沉,掘进过程中,发现顶板离层达到100mm时,必须及时复棚。
当迎头补打锚索后,仍不能有效控制顶板,复棚跟迎头施工。
安设锚索的质量要求:
锚索托梁应紧贴岩面、不松动。
单根锚索设计锚固力应大于200KN,涨拉时,如发现锚固不合格时,必须及时补打。
锚索外露长度不大于200mm。
每根锚索使用5块树脂锚固剂,锚索最小锚固长度不小于1.5米,锚固方式为加长锚。
锚索使用直径17.2mm的锚索。
打设、安装锚索的正规操作:
①先备齐机具及有关材料,检查施工地点支护状况,只有在支护状况良好,无片帮冒顶危险状况下方可施工,否则,必须自外向里先加固好施工地点附近10米内顶板两帮,严防片帮冒顶伤人,并在有效的支护下施工锚索。
②打锚索眼时,根据锚孔设计位置要求,确定眼位,并做出标记,竖起锚杆机,把初始钻杆插到钻杆接头内,观察围岩,定好眼位,使锚杆机和钻杆处于正确位置,钻机开眼时,要扶稳钻机,先升气腿,使钻头顶住岩面,确保开眼位置正确。
③开钻:
操作者站立在操作臂长度以外,先开水,后开风,开始钻眼时,用低钻速,随着钻孔深度的增大,调整到合适钻速,直到初始锚孔到位。
④打锚索眼时,要注意观察钻进情况,有异常时,必须迅速闪开,防止断钎伤人,锚杆机2米以内不得有闲杂人等;
⑤钢铰线旋向应与搅拌工具旋转方向相反。
⑥退钻机,接钻杆,完成最终钻孔。
⑦锚索眼、五花布置时中间的那根必须与巷道岩面垂直,其余锚索眼要与铅垂线的夹角呈30°
向巷道两帮打设。
所有锚索眼眼深误差为±
50mm,偏差为±
150mm。
⑧锚索眼打完后,先关水,后关风。
⑨安装、锚固锚索,将树脂药卷用钢绞线送入锚索孔底,用锚杆打眼机进行搅拌,前半程用慢速后半程用快速,旋转约40秒。
⑩停止搅拌,但继续保持锚杆机的推力约1分钟后,缩下锚杆机。
树脂锚固剂凝固1小时后进行涨拉和予紧上托盘工作。
涨拉时,涨拉缸前不得有人,人员必须撤至5米以外。
打设及安装锚索托梁的程序及安全措施:
安装锚索托梁时,可由一施工人员托起托梁,锚索绳通过托梁孔后,另一施工人员将锚具穿过锚索绳,通过锚具临时固定住托梁后,施工人员闪开5m以外,然后进行涨拉,初步涨紧后、停止涨拉,然后将托梁调正,进行二次涨拉、直至达到设计锚固力。
喷射混凝土
1、准备工作
检查锚杆安装和冷拔丝网铺设是否符合设计要求,发现问题及时处理。
②清理喷射现场的矸石杂物,接好风、水管路,输料管路要平直不得有急弯,接头要严密,不得漏风,严禁将非抗静电的塑料管做输料管使用。
③检查喷浆机是否完好,并送电空载试运转,紧固好磨擦板,不得出现漏风现象。
④喷射前必须用高压风水冲洗岩面,在巷道拱顶和两帮应安设喷厚标志。
⑤喷射人员要佩戴齐全有效的劳保用品。
2、喷射混凝土的工艺要求
喷射顺序为:
先帮后顶,从墙基开始自上而下进行,喷枪头与受喷面应尽量保持垂直。
喷枪头与受喷面的垂直距离以0.8~1.0m为宜。
人工拌料时采用潮拌料,水泥、沙和石子应清底并翻拌三遍使其混合均匀。
喷射时,喷浆机的供风压力在0.4MPa,水压应比风压高0.1MPa左右,加水量凭射手的经验加以控制,最合适的水灰比是0.4~0.5之间。
喷射过程中应根据出料量的变化,及时调整给水量,保证水灰比准确,要使喷射的湿混凝土无干斑,无流淌,粘着力强,回弹料少,一次喷射混凝土厚度50~70mm,并要及时复喷,复喷间隔时间不得超过2个小时。
否则应用高压水重新冲洗受喷面。
顶帮有淋水时,适当控制水量、增加速凝剂用量保证喷浆支护质量。
3、喷射工作
喷射工作开始前,应首先在喷射地点清理干净,以便收集回弹料,喷射工作结束后,喷层必须连续洒水养护28天以上,7天以内每班洒水1次,7天以后每天洒水1次,一次喷射完毕,应立即收集回弹物,并应将当班拌料用净。
当班喷射工作结束后,必须卸开喷头,清理水环和喷浆机内外部所有灰浆或材料。
开机时必须先给水,后开风,再开机,最后上料;
停机时,要先停料,后停
机,再关水,最后停风。
喷射工作开始后,严禁将喷射枪头对准人员,喷射中突然发生堵塞故障处理堵管子时,必须停料、停机,再关水,最后停风,严禁喷头对着施工人员,确保停电、停风、停水后方可解开喷浆管路处理堵管子。
4、喷射质量
喷射前必须清洗岩帮,清理浮矸,喷射均匀,无裂隙,无“穿裙,赤脚”。
六、安全环境整治标准:
(1)、作业场所设标准内容齐全的施工图牌板;
(2)、通风合理风量符合规定,风筒吊挂平直不漏风;
(3)、永久支护及临时支护符合规程要求;
(4)、安全设施齐全,质量符合标准。
(5)、巷道内无杂物,无淤泥、积水,管线吊挂整齐,材料工具码放整齐。
(6)、巷道每天洒水一遍,严格洒水灭尘制度。
(7)、巷道文明生产,达到“四无、四整齐、五统一、五条线”。
“四无”:
巷道内无淤泥积水;
无脏杂物和废旧物料;
无积(煤岩)尘;
无尾工。
“四整齐”:
图牌板悬吊整齐;
材料码放整齐;
工具存放排列整齐;
开关上台上架排放整齐。
“五统一”:
牌板规格、标准统一;
挂衣架统一,杜绝衣物、水壶、工具包乱放乱挂现象;
料场统一;
管子吊挂钩统一;
电缆悬挂统一。
“三条线”:
风筒悬吊一条线;
风水管路电缆吊挂一条线;
各类标志标注一条线。
附一:
锚带网施工支护设计
根据同类巷道矿压观测的支护参数、两帮移进量,本巷道选用¢
18mm,L=2000mm全螺纹等强锚杆。
一、确定原则是使锚杆的约束作用合理分布,从而在保证支护效果的前提下,为提高成巷速度创造条件,为此,需考虑围岩的完整性。
1、顶锚杆间排距几何平均数:
d=1/2K锚K护[3I/(2I+1)+(2f-1)/(2f+1)]
K锚---锚固方式系数,顶板采用树脂加长锚,取K=1.03
K护-