905区探放水设计方案Word格式.docx
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5、开启各转载点自动喷雾装置。
四、装煤(岩)方式
采用EBJ-132型综掘机割煤后,通过综掘机自身耙爪将截割的煤扒装到综掘机本身的刮板运输机、转载机。
综掘机停止截割后,将综掘机退出4m把截割头落至巷道底板,上好防护罩并切断综掘机电源使其闭锁。
掘进工作面截割的煤炭,由综掘机本身的刮板运输机、转载机将煤转载到搭接可伸缩式胶带输送机上,然后由可伸缩式胶带输送机转载至采区运输皮带,最后再转载至主运输皮带上运出。
5、支护方式
1、巷道断面
S净=15.15/14.15m2,B净=4800/4400mm,H净=3500mm
2、支护方式
施工巷道采用锚网、锚索进行永久支护,帮顶锚杆规格为φ22×
L2400mm、锚索规格为φ17.8×
L4800mm。
帮顶板锚杆间排距为700mm×
700mm,每条锚杆采用3卷S2335树脂锚固剂固定,保证锚固力不低于10吨;
锚索隔排打设,每排布置四根锚索,采用5卷S2335树脂锚固剂进行固定,最终锚固力不小于18吨。
3、支护参数验算
锚杆支护参数设计
(1)、锚杆支护设计原理
巷道开掘以后,两帮及顶底板都会出现一定范围内的破坏区,锚杆支护的作用就在于保持破坏区范围内岩层的稳定性,并控制其变形的发展,即利用锚杆将软弱岩层或危岩吊挂于上部稳定岩层上,由锚杆承担其重量。
(2)、锚杆支护设计所需原始资料
破坏区的范围值(巷帮破坏深度C、顶板破坏高度b),本设计当中所用的公式、查表等均根据井巷工程锚杆支护设计及采矿工程设计手册中选取。
①巷道两帮破坏深度C的确定:
C=
式中Kδ—应力集中系数,查表为4.6
δcc—被巷道切割煤层单向抗压强度MPa,本矿为焦煤,单向抗压强度为26MPa
γ—巷道上覆岩层的平均容重,本矿直接顶为粉砂岩,老顶为细砂岩,平均容重为39.59KN/m3
H—巷道埋深,取380m
α—煤层倾角,本矿煤层平均倾角取13°
h2c—被巷道切割煤层的厚度,取3.1m
l—巷道切割煤层的最大宽度,即巷道宽度为4.4m
μ—煤层的波松比,通过查表选取为0.4
φ—煤层内摩擦角,通过查表得55°
将以上数据代入式中,可得巷道两帮破坏深度为1.16m
②巷道顶板破坏高度b的确定:
b=
(
)
式中a—悬臂岩层的半跨距,取巷道宽的一半,即2.2m
λ—巷道侧压系数查表取1.2m
将以上数据代入式中,可得巷道顶板破坏高度为1.48m
(1)、锚杆支护参数设计
①顶锚杆长度L=b+Δ
式中b为顶板破坏高度,b=1.48m
Δ为锚杆外露长度与伸入到稳定岩层长度之和,锚杆外露长度取0.1m,伸入到稳定岩层的长度取0.5m,即Δ=0.6m
顶锚杆长度L=b+Δ=1.48+0.6=2.08m
帮锚杆长度L1=b+Δ=1.16+0.6=1.76m
②锚杆直径根据设计锚固力选取
d=0.03×
式中Q为设计锚固力,顶锚杆取180KN,帮锚杆取120KN
δt为杆体材料设计抗拉强度,高强度螺纹钢锚杆取500MPa,A3圆钢锚杆取300MPa,则
d=0.03
=0.03×
0.6=0.018=18mm
d1=0.03
0.43=0.013=13mm
③锚杆间排距计算公式:
a=
式中k为安全系数取3;
r为上覆岩层容重39.59KN/m3
巷道两帮煤层容重为13.5KN/m3
l为顶板破坏高度取1.48m,两帮破坏深度取1.16m
a=
=1.01m
a1=
=1.08m
根据上述设计原理及结合本矿井实际情况,帮顶锚杆采用高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆,规格为:
Ф22×
2400mm,间排距为700×
700mm。
锚索支护设计
①理论要点
锚索参数以悬吊作用为主来确定,在大跨度、高边墙的地下工程中采用预应力锚索支护,是根据国内外的工程实践提出的。
采用普通锚杆(预应力小于100KN)不能提供足够的支护抗力和有效防止较大规模的失稳岩体的塌落,采用预应力锚索、普通锚杆相结合的支护方法,能收到满意的效果。
②适用条件
A、大跨度硐室工程的系统支护及大断面巷道局部不稳定块体的支护。
B、采空区侧巷道、孤岛开采的工作面两巷及开切眼。
③计算公式
A、锚索长度:
L=La+Lb+Lc+Ld
B、锚索数目:
N=W/P断-KW=B·
∑h·
∑γ·
D
C、锚固长度:
La≥k·
d1·
fs/4fc
式中:
L—锚索长度,m;
La—锚索深入稳定岩层的锚固长度,m;
Lb—需要悬吊的不稳定岩层厚度,m;
Lc—托盘及锚具的厚度,0.1m;
Ld—需要外露的张拉长度;
0.2~0.3m
N—锚索数目,根;
K—安全系数,一般取2;
P断—锚索的破断荷载,MH型煤矿巷道系列锚索优先选用原材料为Φ5mm×
7高强度、低松弛(270KN)、预应力钢绞线,其破断荷载为260.7KN。
MH型锚索系列技术参数见《煤矿巷道锚杆支护技术》表1-5-1;
W—被悬吊岩层的自重,KN;
B—巷道掘进宽度,m;
∑h—悬吊岩层厚度,m;
∑γ—悬吊岩层的平均容量,KN/m3;
见《手册》表1-4-2,页岩24~27KN/m3,砂岩22~26KN/m3;
D—锚索排距,m;
D1—锚索钢绞线直径,mm;
预应力低松弛锚索直径为17.8mm;
fs—钢绞线抗拉强度,Mp;
(270级)地松弛钢绞线抗拉强度为1860Mp;
fc—锚索与锚固剂的设计粘结强度,树脂作锚固剂,其粘结强度为10Mp。
④巷道使用计算
巷宽4.8/4.6m,顶板为砂质页岩,厚3m,其上为中等坚硬砂岩,采用锚杆+网+钢带联合支护,锚索设计参数计算如下:
K=2
P断=260.7Mp
B=4.8/4.4m
∑γ=25KN/m3
∑h=岩石4.3m,
Lb=3m
Lc=0.1m
Ld=0.2m取La=1.5mLd=0.2
则锚索长度L=La+Lb+Lc+Ld=3.3+1.5+0.1+0.2=5.10m
D=1.6
则W=B·
D=(5.0)4.5×
4.3×
25×
1.6=(860)774KN
锚索数目N=W/P-2=722/260.7-2=0.77根。
实取:
巷道支护实际锚索长度4.8m,间排距1000×
1400mm,锚索直径Φ17.8mm,锚索隔排打设,每排布置四根。
⑶锚固长度
锚杆的锚固长度是由锚固剂所提供的锚固力确定的,本矿锚杆使用的锚固剂一般为S2335型,其锚固力由拉拔试验所得。
①锚索锚固长度段长度与锚固剂长度之间的关系用下式确定:
fs/4fc≥2×
15.24×
1860/(4×
10)≥1417mm
La—锚索深入到较稳定岩层的锚固长度,m;
k—安全系数,一般取2;
d1—锚索钢绞线直径,mm;
MH型锚索(270k级)低松弛钢绞线直径为17.8mm;
(270k级)低松弛钢绞线抗拉强度为1860Mp;
fc—锚索与锚固剂的设计粘结强度,树脂作锚固剂,其粘结强度为10②锚杆锚固段长度与锚固剂长度之间的关系用下式确定:
Lo=L3(D2—D22)/D12式中:
Lo—树脂锚固剂长度,m;
L3—锚固段长度,m;
D—钻孔直径,m;
D1树脂锚固剂直径,m;
D2—锚杆(或锚索)直径,m。
③锚固参数计算
巷道顶部锚杆锚固假设长度600mm,锚索锚固长度900mm,钻孔直径28mm,锚杆直径20mm,采用2335型锚固剂,锚杆锚固长度:
Lo=600(282—162)/232=598mm,需锚固剂5卷;
锚索锚固长度:
Lo=900(282—162)/232=898mm,需锚固剂5卷;
第五章钻孔设计及布置
一、探水线、钻孔深度、孔径
为了落实好“预测预报,有掘必探,先探后掘、先治后采”的原则,确保安全掘进,确定工作面迎头为探水线,首先采用高分辨电法仪进行超前探测,探测深度不小于90米,根据每次探测结果分析确定重点防治区域,同时利用钻探进行验证。
每次钻孔钻进60米,无异常时允许掘进30米,钻孔超前距为30米,帮距为20米,
二、钻孔数目及布置方案
根据《煤矿安全规程》和《煤矿防治水规定》有关规定,更好地落实“预测预报,有掘必探,先探后掘、先治后采”的原则,掘进中每组探水钻进17个探眼。
呈左8、中1、右8扇形布置,探眼距煤层底板1米处水平钻进,探眼钻孔依次为角度依次为为0-20度,每次探眼保持终孔位置平距不超过3米。
防治水设备采用高分辨电法仪进行超前探测,推断重点防治水区域。
探水采用BDY-2000S架柱式回转钻机,钻杆Φ=79㎜,孔径为89mm。
三、施工技术要求
1、钻孔位置、方位、倾角由测量人员按设计标定,按设计施工,严格按《规程》操作。
要经常检查设备运转情况,观察孔壁完整程度,防止孔内和机械事故发生,保质保量按期完成钻孔任务。
2、钻进期间如发现水压、水量突然增大、顶钻、进入老空等异常现象时,必须立即停止钻进,不得拔出钻杆。
要立即向调度室汇报,并派人监测水情。
如果发现情况危急时,关闭防喷装置止水,并立即撤出所有受水害威胁地区的人员,然后采取措施进行处理。
第六章设备选型
一、物探采用高辩电法仪,产品型号为:
YD32(A)
主要技术指标:
供电电池为LPI88270型5Ah锰酸锂电池三串联
最高开路电压(VDC)最大短路电流(A)
5.253
5.250.5
5.250.25
-5.25-0.25
发射输出开路电压幅值≤105V,输出电流幅值≤50mA或开路电压幅值≤55V,输出电流幅值≤135mA
检验报告编号:
0902155
主要电气性能:
发射电压:
≤105V
发射电流:
≤50mA
发射通道:
2道
发射电流系统误差:
≤10%;
重复误差:
≤0.5%;
接受电压范围:
-1000mV―+1000mV
接受电压系统误差:
≤5%
接受电压重复误差:
≤0.5%
分辨率:
10μV
防爆合格证号:
2094119
安全标志号:
MFA060016
防爆标志:
ExibI
二、钻探采用BDY-2000S架柱式回转钻机,具体参数如下:
额定工作压力12.5MPa
额定转矩≥380N.m
推进器行程15000mm
额定转速≥210r/min
推进力10KN
最大转矩500N.m最大钻孔深度大于80m(孔径79㎜,煤岩f<
3)
钻孔角度0°
-20°
适应巷道高度度1000mm-2200mm
空载推进速度≥2500mm/min
第七章打钻注意事项
在安装钻机进行探水前,应当符合下列规定:
(1)加强钻孔附近的巷道支护,并在工作面迎头打好坚固的立柱和拦板;
(2)清理巷道,挖好排水沟。
探水钻孔位于巷道低洼处时,配备与探放水量相适应的排水设备;
(3)在打钻地点或其附近安设专用电话;
(4)依据设计,确定主要探水孔位置时,由测量人员进行标定。
负责探放水工作的人员亲临现场,共同确定钻孔的方位、倾角、深度和钻孔数量;
(5)钻进中发现有害气体喷出时,应立即停止钻进、切断电源,不得拔出钻杆,立即将人员撤到有新鲜风流的地点。
及时报告矿调度室,采取措施,进行处理。
(6)钻进时,发现煤岩松软、片帮、来压或孔中的水压、水量突然增大、顶钻等现象时,必须立即停钻,记录其孔深并同时将钻杆固定。
要立即向矿调度室汇报,采取措施,进行处理。
(7)在接近有出水可能的地区打钻时,钻孔内水压过大或喷高压水时,应采用反压和防喷装置的方法钻进,严禁将钻杆拔出。
操作时禁止人员直对钻杆站立。
(8)钻孔探后出水时,要观测水压、水质、水量和估计积水量或补给量。
并对水的来源作出正确的判断,采取相应的措施。
(9)交接班时若正在进行打钻,严禁停钻。
第八章探水技术措施
1、探水工作必须严格执行“有掘必探,先探后掘”的原则。
技术人员要根据矿图资料进行水情预测预报和充水条件分析。
提出合理有效建议,并且报调度室及有关领导审批。
2、掘进工作面在开工前要备好堵水材料,存放在掘进头码放整齐,并且必须配备一台完好的探水钻和一台多级泵,保证排水管路畅通。
3、为了确切掌握探眼的覆盖面积符合要求,探水工作每班由生产技术科派技术员现场技术指导,班长负责落实,安全员、瓦检员负责监督。
4、每次探水前瓦斯员必须先检查瓦斯和通风情况,安全员检查顶板和煤帮,技术员标定探眼位置,确认一切正常后报当班班长。
5、当班班长接到技术员、安全员和瓦检员通知后,再认真检查巷道行人是否畅通、排水设备及系统是否可靠,确认一切正常后电话汇报调度室,经调度室同意后方可开始探水工作。
6、探水人员在探水过程中要严格执行探放水操作规程。
7、探水钻进必须有一名跟班领导监督执行,遇到问题及时处理。
8、每次探水完毕后,当班技术员必须将探水情况及时汇报矿调度室和探水队队长,同时将探水钻孔布置图交探水队备案存档,探眼由验收员验收合格后方能进行掘进。
9、巷道掘进到允许掘进位置时必须停止掘进,进行探水,安全员要及时向调度室和安全科汇报探眼深度和当班掘进进尺,并认真填写探水记录牌板。
调度室和安全质量管理部要对汇报清况记录备案。
10.探水钻进时发现煤岩松软、片帮、来压或者钻眼中水压、水量突然增大和顶钻等透水征兆时,应当立即停止钻进,严禁拔出钻杆。
由跟班领导负责向调度室汇报,调度室召集有关区队及主管领导进行分析并制定方案。
11、安全员、瓦检员要随时检查探眼,随工作面前掘探眼暴露在巷道煤帮时,无异常情况要及时采用水泥、砂浆进行封堵,以防有毒有害气体涌出。
12、所有作业人员包括队长、安全员、瓦检员都必须现场交接班,并将当班存在问题及处理结果记录在交班记录本上。
13、安全员当班队长在交接班时必须把当班掘进长度、剩余掘进长度交接清楚,以保证安全距离不小于30米。
14、在探水点附近要安设电话和报警装置,遇到水情及时向调度室汇报。
15、在探水施工中,遇到含水层、断层、陷落柱和积水区之前,应停止钻进,安好防水闸门后再继续钻进。
16、及时清理好巷道,保证安全撤离路线畅通无阻。
17、根据工作面探水情况,探水钻孔可兼作放水孔。
如探至水量较大或有其他水体时要编制放水措施,进行放水作业。
第九章放水安全技术措施
1、放排水工作由专业队组负责,技术部、机电区、通风区、安全质量管理部负责监督协调,具体工作由当班队长统一指挥,安全员现场监护。
2、所有作业人员必须熟悉避灾线路,遇有特殊情况时能够及时安全撤离,当探水过程中发生突水事故时,施工人员应沉着冷静,及时报告调度室和主管领导,同时严禁拔出钻杆,在跟班领导和班队长及安全员的指挥下,迅速沿工作面避灾线路撤至安全地点。
3、调度室接到水情报告后要迅速通知有关人员制定处理方案。
情况危急时要立即启动矿井水害应急预案。
4、发生突水事故时,调度室必须有一名矿级领导值班,负责处理协调工作。
5、放水时要派专人监测钻孔出水情况,每30分钟向调度室汇报一次,如果发现水量突然变化,应当及时处理立即向调度室汇报。
6、放水要根据钻孔出水情况选择合适的排水泵及排水管道,并且制定专项排放水安全技术措施。
生产技术部
2015年10月25日
附:
1、三下山采区巷道探放水钻孔角度表
2、三下山采区巷道探水钻孔布置示意图
3、三下山采区巷道钻孔断面布置示意图
4、三下山准备工作面平面布置示意图
5、三下山准备工作面避灾路线示意图
6、三下山准备工作面支护设计平面设计图
7、三下山准备工作面单孔设计示意图
三下山回风巷道探放水钻孔角度表
孔号
水平角度
探眼深度
倾角
备注
1
0°
61.5
探眼倾
角根据
工作面
实际情
况而定
2
2°
35′
61.6
3
-2°
4
5°
10′
61.7
5
-5°
6
7°
43′
62
7
-7°
8
10°
15′
62.5
9
-10°
10
12°
44′
63
11
-12°
12
15°
63.7
13
-15°
14
17°
33′
64.5
15
-17°
16
19°
53′
65.4
17
-19°
三下山进风巷道探放水钻孔角度表
36′
13′
61.8
48′
62.1
21′
52′
63.1
19′
63.8
64.6
20°
5′
65.5