4307回风顺槽掘进作业规程Word格式.docx
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顶底板情况
名称
岩石类别
厚度（m）
岩性特征
顶板
粗砂岩、泥岩、砂质泥岩
0.50-12.70
细砂岩，中细砂岩；
胶结较好比较坚硬
直接底
粉砂岩
1.17-3.24
泥岩中砂岩，富动植物化石
老底
粗、细、粉砂岩
5.0—7.8
灰白色中粗粒砂岩，较坚硬。
二、影响掘进的其它因素
表1-2其它地质情况
瓦斯
该煤层矿井相对瓦斯涌出量为1.13m3/t，绝对瓦斯涌出量为0.55m3/min
二氧化碳
相对二氧化碳涌出量为1.33m3/t，绝对涌出量为0.65m3/min
煤尘
具爆炸危险性。
煤层自燃
煤层具有自燃倾向性，属自燃煤层，自燃等级为Ⅱ级
地温
属地温正常区
地压
属地压正常区
第三节地质构造
本区域位于宁武煤田北部平朔矿区，宁武煤田的东缘及东北缘太古界交质岩系、寒武系、奥陶系出露、石炭系、二迭系、三迭系、沿河底周围呈形状出露。
本区域总体为一走向从东西向南倾斜的单斜构造，倾角0°
～5°
，一般为2°
左右下山，有发育小构造。
第四节水文地质
本区域位于宁武煤田北部，地基覆盖层薄，属典型的低山丘陵地貌黄土覆盖植被稀少，降水少但强度集中，不利于大气降水的补给，区域内无常年地表水体，地表泄水条件良好，最大涌水量30m3/h，矿井正常涌水量13m3/h，本区有少量积水的采空区，距离本开拓巷道比较远，奥灰水系地段，灰岩水不对其构成威胁。
第五节煤层结构综合柱状图
附：
煤层结构综合柱状图（图1-1）。
第六节工程概况
一、巷道布置平、剖面图
4307回风顺槽断面为矩形，总长度为1868m，巷道掘进高度3.2m（净高3.1m），巷道掘进宽度4.66m（净宽4.4m）。
具体规格如巷道断面图。
平面设计图（图1-2）
二、巷道拨门坐标与方位
表1-3拨门坐标与方位
巷道名称
坐标
方位
说明
X
Y
Z
α
4307回风顺槽
4373733.65
19625658.63
三、巷道概况
表1-4巷道概况
序号
巷道功能
施工层位
设计工
程量（m）
支护形式
断面
形状
预计工
期（月）
预计服务
年限（年）
1
回风
4号
1868
锚、梁
网、索
矩型
7个月
2
四、巷道断面图
1、4307回风顺槽施工断面图（图1-3）
2、4307回风顺槽车场（料场）施工断面图（图1-4）
3、4307回风顺槽运料联巷（图1-5）
4、4307回风顺槽回风联巷（图1-6）
第二章巷道施工
第一节施工方法
一、破煤（岩）方式
依据地质条件，煤层赋存条件和设备条件，确定采用综合机械化掘进机。
表2-1破岩方式
掘进机型号
及截割方式
EBZ160悬臂式掘进机
开窝位置
东翼北运输巷835米处右帮
一次截割深度
500mm
图2-1截割路线示意图
二、施工顺序
从东翼北运输巷835米处右帮（技术科给定位置）开窝掘进，4307回风顺槽按该煤层底板掘进。
4307回风顺槽施工到43米时从东翼北轨道巷下方穿过；
4307回风顺槽施工到65米时，右拐施工运料联巷，运料联巷施工完成后退回综掘机继续施工4307回风顺槽；
4307回风顺槽施工到78米时从东翼北回风巷下方穿过；
4307回风顺槽施工到97米时，右拐施工回风联巷，回风联巷施工完成后退回综掘机继续施工4307回风顺槽;
4307回风顺槽施工到123米时,扩刷左帮施工一个30米的料场；
4307回风顺槽施工到556米时,扩刷左帮施工一个30米的料场；
4307回风顺槽施工到1816米时,扩刷右帮施工一个30米的车场。
该工程预计在2015年7月5日开工。
第二节巷道支护
一、临时支护
1、支护形式
在掘进过程中，从巷道掘进工作面到永久支护之间必须使用临时支护，严禁空顶作业。
使用3根前探梁，每根前探梁不少于2个固定吊环。
2、支护材料
前探梁采用3寸钢管（壁厚2.75mm）加工，长度4m，吊环用Ф18螺纹钢锚杆制作，吊环用焊接在吊环上的锚杆螺母固定在巷道顶板锚杆上。
另加工4个大木楔，4块半圆木木料（直径120-180mm,长1.4m）以备用。
3、支护参数
从巷道掘进工作面到永久支护之间必须使用临时支护，使用3根前探梁，3根前探梁分别安装在顶板中间的三排锚杆上，间距为1000mm。
4、质量要求
有效撅顶长度应占前探梁总长度的三分之二以上；
如巷道坡度较大，应用8#铁丝将前探梁与顶板锚杆连接成整体，防止前探梁串出吊环。
顶板成型不好，前探梁支护难以使用时，迎头必须配备5根（3用2备）可伸缩带初撑力不低于10KN的安全点柱，安全点柱配合半圆木木料作为带帽点柱使用，带帽木料数量不低于3块，对工作面留有伞檐，顶帮开裂但找不掉的煤（矸），必须及时打上点柱加强支护，点柱必须找到实底并打足劲。
撅顶道吊环螺母厚度不得低于25mm，螺母不得加封板，且螺母必须穿透吊环，环形钢箍体要满焊，确保焊接强度和质量，安装时必须上满丝。
迎头找顶工具使用不低于2m长一头有尖的金属材料加工而成的长把工具1个，要求满足巷道高度要求。
配备相应规格的登高作业的梯子或脚手架，保证作业人员可触及巷道顶板。
二、永久支护
1、支护形式
采用锚、梁、网、索联合支护。
（1）锚杆规格：
左旋无纵筋螺纹钢等强锚杆Φ18mm×
2000mm；
树脂玻璃钢锚杆Φ18mm×
2000mm。
（2）钢筋梁规格：
顶板钢筋梁选用d12H型圆钢加工。
钢筋梁长度L=4.3m，宽70mm。
（3）铁托板规格：
130mm×
130mm×
8mm铁托板，孔眼眼位居于托板中间，且用钻床或冲床加工，孔眼直径较锚杆杆体大1.5mm～2mm，不得使用铸铁托板。
与玻璃钢锚杆配套的塑料托盘。
（4）网规格：
钢筋网由Φ4钢筋加工，规格：
1200×
2400mm，网孔100mm×
100mm。
护帮塑料网，网宽1.8m。
（5）锚杆安装使用与锚杆配套的快速安装防松螺母。
（6）锚固剂规格：
顶板锚杆使用CK2360、Z2360树脂药卷各1支，CK2360在孔底；
帮使用Z2360树脂药卷1支；
锚索使用1支CK2360、2支Z2360树脂药卷，CK2360在孔底，充分搅拌15～25秒，凝胶8分钟后方可紧固锚索。
（7）锚索规格：
选用Φ15.24mm的7股钢绞线锚索，长7500mm，并配以Z19-1型锚具，液压张拉机具型号为：
MQ15.24/17.8。
（8）锚索托板规格：
300mm×
10mm钢板，眼孔居托板中间，且用钻床或冲床加工。
3、支护材料选用计算
白芦煤矿4煤层的视密度为1.46t/m3,煤层厚度6.02—9.92m，平均8.12m，属全区稳定可采煤层。
其顶板一般含砾粗砂岩，有时为泥岩、砂质泥岩，底板多为粉砂岩。
煤层硬度，f=2.3。
井田4号煤层顶板为粗砂岩、泥岩、砂质泥岩，厚度0.50-12.70m，底板为粉砂岩，厚度为1.17-3.24m，老底为粗、细、粉砂岩，根据工程类比法，我矿围岩类别Ⅱ围岩稳定性较好岩层，围岩基本稳定，较长时间不支护会出现小块掉落，围岩松动圈范围40～100cm，应选择锚杆悬吊理论，喷层局部支护。
表2-2巷道支护围岩松动圈分类
围岩类别
分类名称
围岩松动圈Lp/cm
支护机理及方式
备注
小松动圈
稳定围岩
0-40
喷混凝土支护
围岩整体性好，不易风化的可不支护。
中松动圈
较稳定围岩
40-100
锚杆悬吊理论
喷层局部支护
一般围岩
100-150
刚性支护有局部破坏
大松动圈
一般稳定围岩（软岩）
150-200
锚杆组合拱理论
喷层金属网局部支护
刚性支护大面积破坏，采用可缩性支护。
不稳定围岩（较软围岩）
200-300
围岩变形有稳定期
极不稳定围岩（极软围岩）
>
300
待定
围岩变形一般在支护下无稳定期。
表2-3煤矿锚杆支护围岩分类
围岩分类
岩层锚述
巷道开挖后围岩的稳定状态（3~5m跨度）
岩种举例
类别
1.完整坚硬岩层Rb＞60MPa，不易风化；
2.层状岩胶结好，无软弱夹层
围岩基本稳定，长期不支护无碎块掉落现象
完整的玄武岩、石英质砂岩、奥陶纪石灰岩、茅口灰岩、大冶厚层灰岩
Ⅱ
稳定性
较好岩层
1.完整比较坚硬岩层Rb=40~60MPa
2.层状岩层，胶结较好
3坚硬块状岩层，裂隙面闭合，无泥质充填物，Rb＞60MPa
围岩基本稳定，较长时间不支护会出现小块掉落
胶结好的砂岩、砾岩、大冶厚层灰岩
Ⅲ
中等
稳定岩层
1.完整的中硬岩层Rb=20~10MPa
2.层状岩层以坚硬层为主，夹有少数软岩层
3.比较坚硬的块状岩层Rb=40~60MPa
能维持一个月以上稳定，会产生局部岩块掉落
砂岩、砂质页岩、粉砂岩、灰岩、硬质凝灰岩
Ⅳ
较差岩层
1.较软的完整岩层，Rb＜20MPa
2.中硬的层状岩层；
3.中硬的块状岩层，Rb=20~40MPa
围岩的稳定时间仅有几天
页岩、泥岩、胶结不好的砂岩、硬煤
Ⅴ
不稳定
岩层
1.易风化潮解剥落的松软岩层
2.各类破碎岩层
围岩很容易产生冒顶片帮
炭质页岩、花斑泥岩、软质凝灰岩、煤破碎的各种岩石
表2-4巷道支护围岩松动圈分类
表2-5巷道顶板锚杆支护形式与主要支护参数选择
巷道
巷道围
岩状况
基本支护形式
主要支护参数
Ⅰ
非常稳定
整体砂岩、石灰岩类岩层：
不支护
其他岩层：
单体锚杆
端锚杆体直径：
16~18mm
锚杆长度：
1.6~1.8m
排间距：
0.8~1.2m
设计锚固力：
64~80kN
稳定
顶板较完整：
顶板较破碎：
锚杆+网
1.6~2.0m
0.8~1.0m
中等稳定
锚杆+钢筋梁或桁架
锚杆+钢带+网，或增加锚索
桁架+网，或增加锚索
1.8~2.2m
0.6~1.0m
全长锚固杆体直径：
18~22mm
1.8~2.4m
锚杆+W钢带+网，或增加锚索
极不稳定
1．顶板较完整：
锚杆+金属可缩支架，或增加锚索
2．顶板较破碎：
锚杆+网+金属可缩支架，或增加锚索，或加固围岩
3．底鼓严重：
锚杆+环形可缩支架
2.2~2.6m
4、煤巷锚杆支护参数和设计方法的确定
该巷道掘进宽度为4.66m，高度为3.2m。
锚杆支护参数确定：
锚杆支护参数确定采用悬吊作用理论进行。
（1）锚杆长度的确定
L=L1+L2+L3
式中：
L——锚杆长度，m；
L1——锚杆外露长度，m；
L2——锚杆有效长度，m；
L3——锚杆锚固长度，m。
①锚杆外露长度L1的确定
一般取L1=0.15m。
②锚杆有效长度L2的确定
由于没有测定巷道围岩松动圈，也没有采用岩层探测仪进行测量，因此，本项目采用解释法中普式自然平衡拱理论确定L2。
巷道顶锚杆有效长度L2的确定：
由于煤层顶板为粗粒砂岩，普氏硬度为4～7，大于3，采用下式确定L2：
巷道顶板锚杆有效长度（使用顶板岩石的普氏系数）
=0.78
f——普氏系数，取3；
B——巷道跨度，取4.7m；
经计算：
巷道顶板锚杆的有效长度为0.82m。
③锚杆锚固长度L3的确定
L3=0.3～0.4m
取L3为0.4
经计算，顶锚杆长度L=0.15+0.82+0.4=1.37m，2m锚杆完全能够达到要求。
锚杆长度取2m。
帮锚杆长度也取2m。
（2）锚杆间排距的确定
根据每根锚杆悬吊的岩石重量确定，即锚杆悬吊的岩石重量等于锚杆的锚固力。
通常锚杆按等距计算，锚杆间排距D按下式计算：
=1.3m
Q——锚固力7t；
K——锚杆安全系数1.5～2；
γ——岩石体积力2.65t/m3。
锚杆间距取1.0m，排距取1.0m，符合要求。
（3）锚杆直径的确定
——杆体材料抗拉强度；
顶锚杆直径为大于12.1mm,为安全起见取18mm。
锚索支护参数的确定：
煤矿应用锚索技术，特别是在应用小孔径树脂锚固预应力锚索后，锚索在煤巷中得到大面积推广应用，显著扩大了锚杆的应用范围，提高了巷道的安全可靠性，成为支护困难巷道补强加固的主要手段。
根据白芦煤矿的特点，本项目锚索采用φ15.24mm的7股钢绞线。
（1）锚索长度的确定
X=X1+X2+X3
=0.2+3+1.8
=5m
取7.5m。
式中
X1——锚索外露长度，取0.2m；
X2——有效长度,取3m；
X3——锚索锚固长度，取1～2m；
（2）锚索排距
依据每排布置2根锚索，当锚杆失效时锚索所承担的岩层重量进行验算
s=3σn/4B2γk
=3×
353×
2/（4×
4.7²
×
12×
0.5）=3.99m
取3m
n——每排锚索个数；
σ——每根锚索最低破断载荷，353kN；
γ——煤岩体积力，12kN/m3；
B——巷道宽度，4.7m；
k——安全系数，取0.5；
（3）锚索间距
m=0.85B/n=（0.85×
4.7）/1=3.99m
取2.2m。
式中n——排数；
B——巷道宽度，4.9m。
由于巷道宽度为4.7m，因此，每排布置2个锚索，间距2.2m，排距3m，布置在巷道中线两侧。
4、支护参数
（1）4307回风顺槽巷道掘进锚网支护参数：
掘进宽度4.66m，高度3.2m。
顶板铺设Φ4钢筋加工钢筋网，规格：
Φ4×
1200mm×
100mm；
顶板布置5根等强锚杆，间排距为1000×
1000mm，顶板隔排使用H型钢带，1根/2m；
两帮各布置2根玻璃钢锚杆，间排距为1300×
1000mm；
锚索矩形布置，巷道中线两侧1100mm各一根，排距3m。
（2）4307回风顺槽料（车）场锚网支护参数：
掘进宽度5.66m，高度3.2m。
顶板铺设钢筋网，顶板使用Φ4×
2400mm钢筋网，顶板布置6根等强锚杆，间排距为1000×
锚索矩形布置（车场中线两侧各1.1m布置1根），2根/3m。
若顶板动压显现明显时，顶板、两帮锚杆排距变更为800mm,顶板每排使用H型钢带。
5、质量要求
（1）锚杆角度误差不超过设计的±
5度；
锚杆孔深误差范围0～+50mm，螺母外锚杆丝扣长度在10～40mm之间，安装撅顶道的顶部锚杆螺母丝扣外露在30～40mm，锚杆间排距误差±
（2）锚索垂直顶板布置，角度误差不超过±
3度，锚索孔间排距误差±
150mm，孔深误差-100～0mm，锚索外露不得小于150mm且不得大于250mm。
锚索预应力不低于100KN，不大于120KN。
锚索距迎头最大距离不超过2个锚索排距。
（3）巷道净宽任何一帮距离中线为0～+100mm，巷道掘进高度0～+200mm，局部底板起伏处在施工过程中顺平滑。
底煤厚度不得超过400mm，以保证巷道底板平整。
（4）等强锚杆螺母在下一班接班时必须先对上一班施工的锚杆进行二次紧固，螺母初锚扭矩达到100-120N.m，二次紧固后螺母扭矩达到120N.m以上，抗拔力不小于60KN；
玻璃钢锚杆抗拔力不小于30KN。
（5）锚杆托盘应紧贴钢带、网或巷道围岩表面，锚杆托盘处及周围50mm范围的浮煤矸必须找掉、找平、找实。
（6）网采用压茬联接方式，其压茬宽度应保持在100～200mm，将网拉紧压实，紧贴巷道围岩表面，并用双排扣联接，联网材料采用不低于16#的双股铁丝联接，联接点间距不大于200mm。
（7）顶板锚杆必须按照逐排由外向迎头顺序施工，每排锚杆必须按照由中间向两帮顺序施工，必须采用快速安装工艺钻孔、搅拌、安装，应尽可能减少顶板空锚时间，严禁采用一次性将所有钻孔打好，再安装锚杆的方法施工。
严禁将回收、修复后的金属锚杆，应用于巷道顶板主体支护。
第三节装载与运输
1、运物料（设备）系统：
井下大巷内使用无极绳绞车运输至东翼北轨道巷口，通过绞车，运输到中部联巷（尾部联巷，再人工转运到工作面。
2、运煤（矸）系统：
迎头→4307回风顺槽→东翼北运输巷→东翼运输巷（四部）→集中运输上山（三部）→西翼运输大巷（二部）→运输上山（一部）→主井煤仓→主斜井强力皮带→地面。
3、运输设备的选用：
（1）、巷道平均度数4°
，最大坡度8°
选用25kw电绞，每勾松拉3辆歪摆车。
巷道平均度数2°
，最大坡度4°
选用11.4kw电绞，每勾松拉3辆歪摆车。
（2）、电绞验证：
由电绞使用说明书得知：
25kw电绞静拉力为1800kg。
由力学公式：
W＝n（G+Go）（sinα+W1cosα）+PLx（sinα+Wkcosα）
＝3（1000+500）（sin8°
+0.0075cos8°
）+1.22*400（sin8°
+0.009cos8°
＝732.1kg<
F静拉力＝1800kg
Go－－歪摆车自重取500kg
G－－歪摆车载重量取1000kg（按全岩计）
W1－－车运行基本阻力系数取0.0075
Wk－－钢丝绳与巷道底板摩擦系数取0.009
α－－巷道坡度取8°
（最大坡度）
n－－一钩所提车辆数
P－－钢丝绳单位长度重量取1.22kg/m
Lx－－巷道长度400m
验算钢丝绳安全系数:
5分钢丝绳破断拉力为15200㎏，钢丝绳安全系数＝15200/732.1＝20.76>
6.5倍，钢丝绳可以使用。
经以上验证：
巷道施工时，采用25kw电绞，最大坡度8°
，用5分钢丝绳，使用歪摆车时，每勾可拉3辆。
第四节管线布置
在掘进施工中所敷设的供风、水，排水管路，均使用双股10#铁丝将管路固定在巷帮的吊挂锚杆上，吊挂锚杆与最下一根帮锚杆在同一线上。
保证吊挂牢固平直，吊挂间距2米；
巷道掘进期间铺设三趟临时管路：
管路排列顺序由上往下依次：
供风管路、供水管路、排水管路。
供风、水管路均选用矿用钢丝网聚乙烯复合管（φ90mm），排水管路选用矿用钢丝网聚乙烯复合管（φ110mm）；
要随工作面前进及时延长；
管路吊挂在巷道的右帮。
管路接口要严密，不得出现漏水跑风现象，最下面一趟管距底板不低于0.5m。
在掘进施工中所敷设电缆要吊挂平直，电缆钩使用单股16#铁丝吊挂在巷帮吊挂锚杆上（左帮），电缆钩间距1米。
第五节施工工序及工艺
迎头破煤（岩）后通过掘进机前铲板上的星轮装入掘进机一运转载机溜子，再进入二运皮带，再进入巷道皮带运输机；
对剩余小部分浮煤，由人工装入皮带运输机，以保持巷道的整洁。
施工工艺：
现场安全检查→短探→破煤（岩）（一个循环进尺）→敲帮问顶→临时支护→永久支护→清理。
锚杆支护工艺：
定眼位→钻眼→吹眼→装填树脂药卷→搅拌→等待凝固→紧固
打设锚杆眼：
顶部锚杆采用MQT-130（120）型风动锚杆钻机配B19×
1.0m中空六棱套钎，Φ28mm羊角钻头打眼。
帮部锚杆采用帮锚机配2.0m麻花钻杆配Φ28mm钻头打眼。
打眼前，首先按照中腰线严格检查巷道断面规格，不符合作业规程要求时必须先进行处理；
打眼前要先敲帮问顶，仔细检查顶帮围岩情况，找掉活矸、危岩，确认安全后方可开始工作，并按设计间排距定出眼位。
打设顺序：
由外向里，先顶板后两帮，顶板先中间后两边，两帮自上而下。
打完一个锚杆眼必须随即安装一根锚杆并上紧托盘。
严格控制打眼深度，打眼前要预量钎子长度，确保眼深比锚杆长度短0～50mm，打完眼后，应采用高压风吹眼，把眼内的岩粉、积水吹干净，以确保树脂药卷与眼壁的粘结力。
安装锚杆：
先把树脂药卷按规定的规格、数量放进眼口，用锚杆顶住送至眼底，启动锚杆机将药卷边推进边搅拌。
搅拌时间为20～35s。
搅拌充分后，停止搅拌约35s待树脂药卷凝固时再将锚杆机退下，装上托盘上好螺母，15min后用扳手拧紧，保证托盘压紧、压正网并紧贴巷道围岩表面。
锚索支护工艺：
按
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