唐口南部回风大巷掘进作业规程Word文档格式.docx

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走向长∕m

4777

倾斜长

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

1.该工作面北接西部回风大巷，该处底板为3上煤顶板，掘9.776m后按13°

起坡掘进48.5m，再按-5‰掘106.316m后按-12°

掘进12m下山，再按5‰坡度掘进至南风井。

从3上煤层底板等高线图上可以看出，该工作面北部将依次跨越北部轨道、西部胶带、轨道大巷及1301皮带顺槽、1301皮带顺槽施工道等，按设计该工作面与上述被跨越巷道之间岩柱分别为8.5m、7.2m、16.4m、7.4m、8.0m。

2.该工作面为穿层掘进，自开门口起约在213～252m、308～407m掘进段内揭露并穿过3上煤，主要揭露煤层顶板中、细、粉砂岩及泥岩；

在1924m处将揭露DF15断层进入煤层底板，主要揭露煤层底板中、细、粉砂岩及少量泥岩；

在3595～3698m、4725m～南风井掘进段内将揭露并穿过三灰，三灰厚4.5～6.1m，均厚5m，与3上煤间距48～95.18m，平均69.5m。

沿巷道掘进方向受蒋营向斜影响煤岩层有一定起伏，岩层伪倾角在6～15°

之间，平均9°

。

3.该工作面约在479～1717m、2908～3896m掘进段内下部有3下煤赋存，3下煤沉积不稳定，与3上煤间距8～26.08m，平均16.4m，厚度0～2.95m，平均厚1.0m。

4.该巷掘进中自开门口由北向南将揭露八条正断层，对掘进有较大的影响。

二、煤层瓦斯涌出量、瓦斯等级、发火期、煤尘爆炸指数

1.瓦斯涌出量：

按2008年度矿井瓦斯等级鉴定，矿井瓦斯绝对涌出量为：

CH4:

14.21m3/min，CO2：

8.78m3/min；

矿井瓦斯相对涌出量为：

CH4：

3.51m3/t，CO2：

2.16m3/t；

根据南部大巷瓦斯实际绝对涌出量资料，预计南部回风大巷瓦斯绝对涌出量为：

0.24m3/min，CO2:

0.12m3/min。

2.瓦斯等级：

矿井为低瓦斯矿井，其瓦斯含量较低，但局部瓦斯异常。

3.煤层发火期：

煤层自然发火倾向为自燃，自然发火期为54～118天，地温28℃。

4.煤尘爆炸指数：

唐口煤业3上煤分析鉴定试验资料指出，煤尘爆炸指数为41.62%，煤尘具有强爆炸性。

表2-23上煤层顶、底板岩性特征表

顶底板

名称

岩石

名称

厚度∕m

岩性特征

老顶

细砂岩

5.50~17.09

8.50

灰白色，成分以石英为主，长石次之，泥质胶结，少量直立裂隙且被方解石充填，底部夹粉砂岩薄层。

抗压强度为50MPa，属稳定顶板。

直接顶

泥岩

2.10~9.90

4.10

灰黑色，水平层理，松软易碎。

抗压强度为30MPa，属不稳定顶板。

直接底

0.50~3.30

2.48

灰黑色，水平层理，参差状断口，具直立裂隙，且被方解石充填。

抗压强度为30MPa左右，属不稳定底板。

老底

粉砂岩

2.05~7.10

4.0

黑灰色，含植物茎叶化石，无规则裂隙发育被方解石充填，偶含菱铁矿结核，局部夹镜煤条带。

抗压强度为40MPa，属较稳定底板。

附：

南部回风大巷掘进地层综合柱状图（图2-1）

第三节地质构造

1.从3上煤底板等高线图上来看，该工作面掘进中自北向南将分别揭露：

HF1H=0.7m∠65°

、HF2H=1.2m∠70°

、DF26H=10m∠66°

、DF18H=5m∠72°

、DF15H=5m～20m∠55°

～75°

、EF66H=2.5m∠70°

、F7H=15m～20m∠74°

、EF59H=10m∠73°

等八条正断层，对掘进有较大的影响。

2.地压大，过断层或向背斜等构造部位时必须采取措施加强巷道支护，确保安全生产。

3.工作面与被跨越巷道之间虽然留有足够高度的岩柱，但跨过被跨巷道时还应采取措施，加固巷道底板，确保安全。

表2-3断层产状参数表

构造名称

走向∕（°

）

倾向∕（°

倾角∕（°

性质

落差∕m

对掘进的影响程度

HF1

168

78

65

正

0.7

无影响

HF2

158

248

70

1.2

影响小

DF26

57

147

66

10

影响大

DF18

45

135

72

5

影响较大

DF15

175～250

265～340

55～75

5～20

EF66

60

150

2.5

影响较小

F7

180～270

205～295

74

15～20

EF59

30

120

73

第四节水文地质情况

一、水文地质情况

1.根据邻近南部轨道、胶带大巷掘进中揭露的水文地质资料分析，南部轨道、胶带大巷现已掘进约2400m左右，掘进中巷道出水主要为局部地段沿着巷道顶底板的砂岩裂隙带或锚索眼、断层破碎带等淋水或渗水。

据此预计该巷掘进中，局部地段也将沿着巷道顶底板的砂岩裂隙带或锚索眼、断层破碎带等淋水或渗水，是主要的充水含水层，其富水性差，易于疏干，对掘进影响不大。

DF15断层在南部轨道大巷掘进中经巷道实际揭露和钻探证实断层不含导水。

该巷掘进至约3030m处时将会揭露F7断层，由于该断层落差较大，可能导通三灰造成巷道出水；

当巷道掘进至EF59断层时巷道将再次揭露三灰。

2.从矿井三灰探查资料分析，3上煤底板三灰富水性较弱，补给差，但局部富水。

该工作面掘进最低标高为-986.4m，3上煤层底板至三灰顶面间距为48m～95.18m，平均间距约69.5m。

根据南轨三灰观测孔J23孔8月6日观测资料三灰水位为-907.5m，三灰隔水层底板所承受的工作面掘进所需的三灰安全隔水层厚度为：

H安=L（

-rL）/4Kp

=5.5×

（

-2.3×

5.5）/（4×

5）=18m

预计该巷将在F7断层、EF59断层附近揭露并穿过三灰，因此当工作面掘进至底板距三灰隔水层厚度在小于18m前必须进行探放三灰水，以确保安全。

二、涌水量预计

该巷地质情况及掘进长度与南部轨道、南部胶带基本相当，故采用掘进长度相似条件比拟法预计工作面的涌水量。

目前南轨掘进正常涌水量约为5m3/h，则该巷掘进时的正常涌水量取Q正常＝5.0m3/h，取正常涌水量的2倍作为最大涌水量，则Q最大＝2×

Q正常＝10m3/h。

三、防治水措施

1.由于工作面大部分按5‰的坡度掘进，工作面较平缓且长度大，掘进中必须及时掘砌水沟，并确保水沟畅通，保证涌水能及时流出。

2.掘进至1301采空区附近时，应注意观测巷道顶底板及周围的出水情况，出现异常及时处理，确保施工安全。

3.当工作面掘进至F7断层、EF59断层前50m左右时，必须编制设计措施探放三灰水，并对F7、EF59断层的含导水性进行探测，若三灰水量大或断层含、导水，应进行注浆封堵，以确保掘进安全。

第三章巷道布置及支护说明

第一节巷道布置

1.南部胶带大巷与南部回风大巷一路联络巷：

南部胶带大巷与南部回风大巷一路联络巷（以下简称“南胶与南回一路联络巷”）自SN2#导线点以北0.3m处以方位角257°

按照断面1-1开门口（长度5m）掘进，开门口后继续以断面1-1按照+5‰的坡度掘进南胶与南回一路联络巷，该巷道全长63.68m。

2.南部回风大巷反掘段：

南胶与南回一路联络巷掘进至距SN2#导线点72.28m处停止掘进，在距SN2#导线点69.28m处然后以方位角17°

反向按照Ⅰ—Ⅵ段的掘进顺序掘进南部回风大巷直至与西部回风大巷贯通。

该段巷道全长434.44m。

表3-1掘进顺序表

段号

采用断面

巷道坡度

长度/m

Ⅰ

2-2

-5‰

116.8

Ⅱ

2′-2′

+5‰

52.56

Ⅲ

+13º

101.8

Ⅳ

105

Ⅴ

-11º

53.28

Ⅵ

0º

3.南部回风大巷：

待南部回风大巷与西部回风大巷贯通后，调整掘进方向以方位角197°

按照断面2-2、+5‰的坡度继续掘进。

该段巷道长度4342.56m。

南部回风大巷平面图（图3-1）

南部回风大巷预想剖面图（图3-2）

南部回风大巷施工断面布置图（图3-3、3-4、3-5）

第二节支护设计

一、巷道断面

南部回风大巷断面1-1、断面2-2、断面2′-2′均采用直墙半圆拱断面。

断面名称

宽度∕m

高度∕m

面积∕m2

喷厚∕m

B净

B荒

H净

H荒

H墙

S净

S掘

1-1

4.4

4.64

3.8

3.92

1.6

14.7

16.2

0.12

5.2

5.44

4.2

4.32

19

20.3

19.42

20.55

表3-1巷道断面尺寸表

南部回风大巷支护断面图（图3-6、3-7、3-8）

二、支护方式

（一）临时支护

临时支护采用喷浆保护层，喷层厚度为30-40mm，迎头爆破后及时摘除活石实施喷浆，迎头必须常备3-5条高度3-4.5m、小头直径不小于180mm的抗压抗弯性能好的优质圆木，迎头条件不好时打设木点柱做临时支护。

施工过程中，锚杆紧跟迎头打设，喷层距离迎头不大于300mm。

爆破掘进时，爆破前锚杆距迎头为0.3m；

爆破后，锚杆距迎头为1.65m。

硬岩掘进机截割时，截割前锚杆距迎头为0.3m；

截割后，锚杆距迎头为1.8m。

爆破（截割）前后临时支护平、剖面图（图3-9～图3-16）

（二）永久支护

该巷道采用锚网索喷永久支护，按悬吊理论计算锚杆、锚索参数。

1.锚杆长度计算

L1=KH1+l1，+l2，

式中：

L1——锚杆长度，m；

H1——冒落高度，m；

K——安全系数，一般取K=2；

l1，——锚杆锚入稳定岩层的深度，一般按经验取0.5m；

l2，——锚杆在巷道中的外露长度，一般取0.1m。

其中：

H1=B/（2f）=5.44/（2×

3.5）=0.78（m）

B——巷道开掘宽度，取5.44m；

f——普氏系数，取3.5；

则L1=2×

0.78+0.5+0.1=2.16（m）。

2.锚杆间距、排距计算，取a1

a1=

a1——锚杆间排距，m；

Q——锚杆设计锚固力，125kN/根；

H1——冒落高度，取0.89m；

γ——被悬吊泥、砂岩的重力密度，取25kN/m3；

K——安全系数，一般取K=2。

a1=

=1.78（m）

通过以上计算并结合实际情况，选用直径22mm、长度2400mm的20MnSi左旋高强螺纹钢锚杆，拱形断面顶板锚杆间排距取800mm×

1000mm（该取值小于理论值，满足设计要求）。

3.锚索长度计算

L2=KH2+l1+l2

L2——锚索长度，m；

H2——冒落高度，取0.78m；

K——安全系数，一般取K=2；

l1——锚索锚入稳定岩层的深度，一般按经验取1.0m；

l2——锚索在巷道中的外露长度，一般取0.2m。

则L2=2×

0.78+1.0+0.2=2.76（m）

4.锚索间距、排距计算，取a2

a2=

a2——锚索间排距，m；

Q——锚索设计锚固力，200kN/根；

H2——冒落拱高度，取0.89m；

K——安全系数，一般取K=2。

=2.26（m）

通过以上计算并结合经验类比法，锚索：

顶板选用直径21.6mm、长度6200mm的左旋预应力钢绞线，拱形断面间排距1200mm×

5.材料规格及支护设计

（1）支护材料

采用Ф22×

2400mm的20MnSi左旋高强螺纹钢锚杆，杆尾螺纹为M2，锚杆牌规格150×

150×

10mm，锚杆为矩形排列；

金属网由Φ6.5mm冷拔钢筋焊制，网格100×

100mm，网片1500×

1100mm；

锚索采用1×

7×

Φ21.6mm钢绞线截制，锚索梁采用GDⅡ140/20梯形钢带、材质HRB335加工制作。

（2）1-1断面（直墙半圆拱+反底拱形断面）采用锚网索喷支护

①锚网支护

全断面挂网，网片之间搭接处钢筋全部弯钩连接，弯钩长度不小于100mm。

全断面锚杆成矩形排列，采用4支树脂药卷全长锚固，端头1支为SMK2350或SMK2850快速药卷，下端3支为SMZ2350或SMZ2850中速药卷。

每排锚杆总共14根。

拱部：

拱部布置4根，间排距800×

1000mm；

肩窝：

肩窝布置6根，间排距800×

墙部：

墙部布置4根，间排距800×

1000mm。

②锚索支护

锚索与锚杆纵向间隔布置，在锚杆支护基础上打设梯形钢带。

梯形钢带L=1400mm（2孔，孔距1000mm），锚索排距为1000mm，每棵锚索线端头1支为SMK2350快速药卷，下端2支为SMZ2350中速药卷。

拱顶：

布置4根Ф21.6×

6200mm锚索线，锚深6.0m（正顶两根间距为800mm，两侧间距为1200mm）。

布置2根Ф21.6×

4200mm锚索线，锚深4.0m（下部锚索线从拱基线以上1m处布置，上部锚索线与下部锚索线间距为1200mm）。

4200mm锚索线，锚深4.0m（下部锚索线距底板350mm，上部锚索线与下部锚索线间距为1200mm）。

④喷浆支护

喷射混凝土强度等级为C20，巷道设计喷厚120mm，混凝土重量配比水泥：

砂：

石子为1：

2.03：

2.19，水灰比0.48，体积比为水泥：

2：

2；

速凝剂掺入量一般为水泥重量的2.5%～4%，混凝土拌料均选用0.32.5R复合硅酸盐水泥、中粗河砂、粒径5～10mm的碎石。

（3）2-2断面采用锚网索喷支护

每排锚杆总共15根。

拱部布置5根，间排距800×

4200mm锚索线，锚深4.0m（下部锚索线距底板400mm，上部锚索线与下部锚索线间距为1200mm）。

（4）水沟断面尺寸及砌筑标准

表3-2水沟断面尺寸表

壁厚∕m

0.1

0.3

0.5

0.4

0.09

0.2

0.6

0.25

0.42

采用强度等级为C20混凝土支护，混凝土拌料均选0.32.5R复合硅酸盐水泥、中粗河砂、粒径5～10mm的碎石。

（三）巷道工程质量标准

1．光面爆破要求

①周边眼眼痕率不小于50%;

②超挖尺寸不大于150mm，欠挖不得超过质量标准规定;

③岩面上不应有明显的炮震裂缝。

2．锚杆锚索打设安装要求

①打设锚杆锚索眼首先要敲帮问顶，摘除危岩活石，使用临时支护控制好安全后再打眼;

②锚杆锚索孔眼与岩面或巷道周边轮廓线的夹角：

顶板不小于85°

、两帮不小于75°

;

③树脂药卷必须逐一顶入，锚杆锚索安装前必须用压风将锚杆孔吹洗干净，并且打一眼锚一眼，从外向里逐排进行;

④所用锚杆锚索材质及规格长度必须符合设计要求;

⑤锚杆和托盘要紧贴岩面，锚杆外露长度不大于50mm。

锚索外露长度不大于200mm;

⑥锚杆锚固力不小于125kN，锚索涨紧力不小于120kN，锚杆预紧力不得小于200N·

m。

3．金属网安装要求：

网梁紧贴岩面，无空帮、空顶现象，帮网距底板不大于200mm。

4．水沟：

必须保持水流畅通，底板无积水。

5．喷层厚度：

最低值不小于设计的90%。

6．表面质量：

巷道表面平整密实，墙角无裸露，在1m范围内凸凹不大于50mm。

巷道工程质量规定见表3-3、表3-4。

表3-3锚网索（喷）巷道工程质量检验评定表

基本项目

检验项目

设计尺寸

标准规定

检验部位

第一点

第二点

第三点

第四点

第五点

检查点数

优良点数

合格点数

优良率

等级

类别

合格

优良

左

右

巷道净宽

主要

-10~200

0~100

拱基

一般

-50~200

-30~150

无中线

-50~300

-30~250

墙脚

巷道净高

-30~200

-10~100

腰线

中

-50~250

上

无腰线

-60~300

下

锚固力

合格：

最低值不小于设计的90％

优良：

最低值符合设计值

顶

帮

喷层厚度

锚杆锚索的安装

安装牢固，托板基本紧贴壁面，不松动。

锚索排列、长度符合规程要求

安装牢固，托板紧贴壁面，未接触部位楔紧。

网梁的压接质量

搭接压茬（绑扎）良好，网梁基本紧贴壁面（不喷砼的），不松动

搭接压茬（绑扎）良好，网梁紧贴壁面（不喷砼的），无控帮、控顶

表面

质

量

基本平整密实，墙无明显裸露，在1m范围内凹凸不大于80mm

表面平整密实，墙层无裸露，在1m范围内凹凸不大于50mm

左帮

右帮

间排距

-100~100

70％及以上实测值在允许偏差范围内，其余不影响安全使用。

90％及以上实测值在允许偏差范围内，其余不影响安全使用。

注：

1、毛水沟以水流通畅为原则；

2、使用特制的树脂锚杆螺帽，其外露长度不大于100mm，锚索外露长度不大于300mm。

火药库硐室锚杆不得外露。

允许偏差项目

锚杆锚索角度深度

与井巷轮廓线的角度和岩层夹角≥75度深度符合规程要求

锚杆外露长度

≤50

水沟

位置

-50~50

宽度

-30~50