30106工作面措施巷掘进作业规程.docx
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30106工作面措施巷掘进作业规程
第一章概况
第一节概述
30106工作面运输顺槽、回风顺槽、切眼已施工完毕,现对30106工作面措施巷使用EBZ-160型掘进机进行掘进施工。
1、巷道名称
本《作业规程》掘进的巷道为30106工作面措施巷。
2、掘进目的及巷道用途
30106工作面措施巷掘进目的是形成工作面回采系统,满足矿井生产的需要。
3、巷道设计长度
巷道设计长度:
30106工作面措施巷设计长:
1598m。
第二节编制依据
本规程依据陕西竹园嘉原矿业有限公司《30106工作面设计说明书》、《30106工作面掘进地质说明书》、《柳巷煤矿30106工作面巷道布置图》设计图纸编制。
1、设计图纸编号:
《柳巷煤矿30106工作面巷道布置图》[L1002--HD--30106]。
2、编写依据:
2011版《煤矿安全规程》、GB50213-2010《煤矿井巷工程质量检验评定标准》、《煤矿安全技术操作规程》。
第三节地质及水文地质情况
1、地质情况
该工程在3号煤层中施工,根据已揭露煤性情况,该工程施工段为煤巷,倾向320°,倾角0.3°左右。
2、水文地质情况
根据30106工作面运输顺槽、回风顺槽施工情况,该施工段为无水区域。
3、柱状图
第三章巷道布置及支护说明
第二章巷道布置及支护说明
第一节巷道布置及断面特征
巷道布置、工程量及特征表:
工作面位置
主井煤门北侧
巷道工程量及特征表
巷道名称
巷道
类别
断面形状
工程量(m)
掘进
宽度
(m)
掘进
高度
(m)
掘进
断面
(m2)
支护
形式
锚杆
布置
煤岩
类别
坡度(°)
30106工作面措施巷
回采
矩形
1598
4
2.6
10.4
锚杆
矩形
煤巷
沿煤层顶板预留800mm厚顶煤
其它说明
1、巷道掘进期间顶板锚杆支护。
2、巷道交岔点、顶板破碎或遇有不良地质条件时,可采取如下支护措施加强顶板维护:
(1)铺设金属网、加密锚杆支护。
(2)小循环掘进,缩小锚杆间排距及控顶距离。
3、巷道开口、透窝处补打2根锚索,增强三角门顶板支护。
附图
平面图、断面图、支护图
2、管线布置
措施巷开窝后,将风筒及风水管路从30106工作面工艺巷延接至措施巷左侧帮。
风筒距顶板300mm,距帮200mm,距底板不小于1500mm布置,要求吊挂平直,逢环必挂,无破裂、漏风。
风水管路最下一趟管路距底板不小于1000mm布置,要求管路敷设平直,不得漏风、漏水。
各类电缆线路布置在巷道的右侧,最下一个线钩距巷道底板1200布置,每列线钩间距为1000mm。
第二节支护设计
一、概述
根据设计要求,30106工作面措施巷断面设计为矩形巷道,采用顶板锚杆支护作为永久支护。
二、支护参数
材料
名称
规格
(mm)
间距×排距
(mm)
布置方式
预应力
角度(°)
与巷道轮廓线
锚杆
Φ20×2100mmⅡ级无纵筋左旋螺纹钢筋锚杆
1200×1200
矩形布置
抗拔力≥60KN(17mpa)
90(顶板两肩窝锚杆角度≥75°)
托盘
锚杆托盘选用Q235钢,规格150×150×8mm。
锚固剂
锚杆:
MSCK2355×2
2、控顶距:
1)掘进施工时在顶板完整的情况下,距离迎头的最大控顶距离不得超过1个循环进尺加300mm的距离(规定为6.3m)。
每个循环支护工作完成后,紧靠迎头的一排顶部锚杆,距迎头最大控顶距离不得大于1/2个锚杆排拒、不小于200mm(规定为0.3m)。
三、临时支护的技术要求
1、临时支护形式
临时支护采用在安全点柱支护下对巷道全断面施工锚杆支护形式。
安全点柱为5根,高度与巷道高度匹配,4用1备;安全点柱帽8块,规格:
长×宽×厚=1000mm×100mm×80mm。
安全点柱距迎头第一排永久支护锚杆3000mm布置,间排距2000×3000mm。
如遇顶板破碎、不稳定时,用长把工具找掉危岩后,在顶板铺上锚网打上安全点柱在施工锚杆。
安全点柱要打实打牢,严禁空顶作业,安全点柱距离迎头距离不超过50m。
附图
2、支护工艺、工序及要求:
1)掘进机截割一个循环后,使截割头落地,闭锁截割电机,断开掘进机电源开关,操作人员站在永久支护的顶板下,用长柄工具(长度不小于2m)找掉顶、帮的活矸,并进行敲帮问顶,确保无问题后,在安全点柱下对巷道顶板施工锚杆支护。
2)加强顶板管理,发现顶板压力大、顶板离层、顶板有响声,要立即停止作业,撤出工作面人员,待顶板稳定后,用长把工具找掉危岩,由外向里布置临时支护后方可继续施工。
3)打顶锚杆时必须由外向里,由中间向两边,如安全点柱占据了锚杆位置,可先打其他锚杆,退出临时支护后再补打。
第三节锚杆支护工艺
30106工作面措施巷,根据设计要求从30106工艺巷中开窝,开窝与变坡处按测量给的中腰线掘进,巷道只顶板锚杆支护。
一、支护用作业机具型号
1、钻孔机具
施工顶板锚杆时,选用MQT-130型锚杆钻机,钻杆使用B22的六方钻杆,钻头使用Φ28mm的合金刚羊角钻头。
二、锚杆支护工艺
1、顶部锚杆
顶部锚杆按照由外向迎头、由中间向两帮的顺序逐根、逐排依次施工。
施工前先敲帮问顶,并按中、腰线将断面刷至设计尺寸,然后根据中线和锚杆间排距标记孔位。
锚杆安装操作流程如下:
(1)使用锚杆钻机按标定的孔位和要求的角度钻孔,孔深为2100mm,误差范围0~+50mm;
(2)向钻孔内装2根树脂锚固剂,用成套组装好的锚杆穿过眼孔,将锚固剂推入钻孔内;
(3)然后升起钻机、推进锚杆,当推至锚固剂接触到孔底时,钻机边搅拌边推进,搅拌15~25s,同时将锚杆送入孔底,钻机停机(不回落);
(4)等待不少于30s后再次启动锚杆钻机,旋紧锚杆螺母,使托板压紧围岩面。
第四节巷道掘进技术规范要求
1、净宽:
中线至任意一帮的距离不超过设计的0~+150mm
2、净高:
无腰线测全高不超过设计的0~+200mm
3、锚杆:
孔的深度允许偏差0~+50mm;间排距允许偏差±100mm;外露长度10~40mm;
拉拔力≥60kn(17mpa)锚杆的扭矩二次紧固应在250N.m≤扭矩≤300N.m范围内,抗拔力最低值不得小于设计值的90%;
锚杆方向与巷道轮廓线的角度或层里面、节理面、裂隙面的夹角不小于75度。
第三章施工工艺
第一节施工方法
采用EBZ-160型综掘机截割并自行装煤,掘进机二运与带式输送机联合运输。
30106工作面措施巷开窝按6°55’18”上山施工61.46m后按顶板留800mm顶煤掘进,即将于切眼贯通前29.3米按15°下山施工直至与切眼贯通。
锚杆间排距为1200×1200mm,矩形布置
1、施工准备:
(1)由测量人员给出工程施工的中、腰线。
(2)在巷道开口处安装改造掘进期间需要的压风、供水及消防管路,供给到迎头。
(3)由30106工作面回风顺槽电源转接到施工处。
(4)在30106工作面联络巷安装二台2×15kw局扇,Ф800mm风筒接到施工地点。
2、施工顺序:
综掘:
环境安全确认——截割——出煤——找掉、锚杆支护。
第二节施工方式
一、施工方式
1、生产工艺流程:
开机前准备→环境安全确认→掘进机割、装、运→运料、清浮煤→清找围岩、临时支护→锚杆支护→下一循环。
2、检修工艺流程:
检修前准备→检修掘进机各部位、加油、更换截齿→检修带式输送机→正常掘进。
4、掘进机截割顺序
1)截割时自巷道底部进刀,根据巷道断面尺寸整体割出。
2)综掘截割路线图
第三节掘进、装载与运输
1、煤运输:
掘进采用EBZ-160型掘进机,掘进煤经掘进机一、二运转载到30106工作面工艺巷带式输送机→30106工作面运输顺槽带式输送机→一水平北翼带式输送机→主斜井皮带运输至地面煤仓。
2、材料运输:
材料采用矿车或材料车装载,由副斜井井口运输到井底换装硐室,由无轨胶轮车和人工运送到工作地点。
3、运输设备铺设:
(1)皮带、刮板输送机的铺设:
皮带输送机机头地锚使用四根Ф20×2100mm等强锚杆固定于底板并用四根锚链加以连接;刮板输送机机头使用两根Ф20×2100mm等强锚杆和两根锚链分别与顶底板固定,刮板输送机机尾使用两根Ф20×1200mm等强锚杆、带式输送机机尾在底板钻孔Ф30mm,L=800mm的圆钢和锚链直接固定在底板上。
掘进、装载设备与运输方式见下表:
序号
设备名称
型号
数量
安装位置
运输方式
运输距离
1
掘进机
“三一”160
1台
掘进头
直接运输
20m
2
刮板机
SWG-40T
1部
开窝处
接力运输
70m
3
皮带机
DSJ-80
4部
30106工作面运输顺槽、30106工作面工艺巷、
30106工作面措施巷、
一水平北翼带式输送机大巷
接力运输
2000m
4
强力皮带
2部
一水平北翼带式输送机大巷、主斜井
接力运输
1340m
第四节设备及工具配备
井下设备及工具配备
序号
设备、工具名称
规格型号
单位
数量
备注
1
掘进机
“三一”-160
台
1
皮带输送机
DSJ-80
部
1
2
刮板机
SWG-40T
台
1
可移动
3
风煤钻
MQ-30B
部
4
2台备用
4
锚杆钻机
MQT-100A
台
4
2台备用
5
电话
KTH-11
台
2
可移动
7
风泵
台
4
备用1台
8
风镐
GT10P
部
4
备用2部
9
信号综保
ZXZ8-2.5
台
3
10
激光指向仪
ZJY-2
部
2
1台备用
11
馈电开关
BKD-400
台
3
12
控制开关
BQD-200
台
3
13
控制开关
QBZ-120
台
4
14
镐
把
6
15
大锤
把
4
16
撬棍
个
10
17
锹
把
30
18
手动油泵
KZB0.63/63型
台
1
19
YCD系列千斤顶
YCD-18
台
1
20
安全点柱
4000mm
根
5
1根备用
第四章主要生产系统
第一节通风
一、通风方式、风机位置及供风距离
30106工作面措施巷掘进期间工作面采用煤矿用局部通风机压入式通风,风机安设在30106运顺联络巷内,距回风口大于10米处的新鲜风流中,随着工作面进尺风筒及时向前延接,因掘进期间风筒末端有效射程Ls=(4~5)
=4×
=13米,为更有效的控制迎头风量满足生产,风袋距迎头不得大于5米,该工作面为煤巷掘进,长度为1598m,巷道断面为:
宽4m,高2.6m,因此工作面风量计算如下。
二、通风系统
地面新鲜风流→主井(副井)→一水平北翼辅助运输巷→30106联络巷→风筒→迎头
掘进期间乏风:
迎头→工艺巷→30106回顺外段→一水平北翼回风巷→回风煤门→风井→地面。
30106工作面措施巷与切眼贯通后。
风向:
30106工作面措施巷→切眼→30106回顺→一水平北翼回风巷→回风煤门→风井→地面
三、风量
1、按照风速、温度计算工作面需要风量:
Q安=60×V安×S安max×K温
式中:
V安—巷道内最低允许风速,m/s;
岩道V安≥0.15m/s,煤巷和半煤岩巷V安≥0.25m/s;
S安max—巷道的最大净断面积(工作面因出现断层、高冒、地质构造造成巷道断面积的增大除外),m2;
K温—巷道空气温度调整系数,工作面空气温度调整系数的选取见表1;
K温——工作面空气温度调整系数(表1)
工作面空气温度(℃)
配风调整系数K温
18~20
1.00
20~23
1.00~1.10
23~26
1.10~1.25
26~28
1.25~1.4
28~30
1.4~1.6
30106工作面措施巷最大设计断面为10.4m2。
故风量计算如下:
Q安=60×V安×S安max×K温 =60×0.25×10.4×1.0=156m3/min
注:
参照101运输顺槽掘进工作面施工时,温度为18℃~20℃
2、按照瓦斯绝对涌出量计算
Q掘2、156×0.06÷100
=0.093m3/min
Q掘2、=100×q掘×k掘(m3/min)
=100×0.0621×1.5
=9.315m3/min
式中:
Q掘2—单个掘进工作面需要风量,m3/min
q掘2—掘进工作面回风流中的瓦斯绝对涌出量,m3/min
k掘—掘进工作面瓦斯涌出不均衡系数
100—掘进工作面回风流中的瓦斯浓度不超过1%所换算的常数
30106工作面措施巷掘进工作面瓦斯涌出情况(日平均瓦斯涌出量为0.0621m3/min,日最大绝对瓦斯涌出量为0.093m3/min,日最小绝对瓦斯涌出量为0.032m3/min,瓦斯不均衡系数K为1.5)进行计算。
3、按掘进工作面同时作业人数进行计算
Q掘3>4N
Q掘3>4×22=88m3/min
式中:
N—掘进工作面同时作业最多人数,取22人,每人供风量为4m3/min
4、按风速进行验算
30106工作面措施巷掘进工作面为煤巷,
因此15S掘max<Q掘<240S掘min
88m3/min<156m3/min<2496m3/min
式中:
Q掘—掘进工作面的风量,m3/min;根据以上计算取最大值,为156m3/min
S掘max—局部通风机供风巷道的最大净断面积,m2;取10.4m2
s掘min—局部通风机供风巷道的最小净断面积,m2;取10.4m2
(5)、按掘进工作面1次爆破炸药量计算风量
Q掘6>25A
全矿井均采用机械化采煤及掘进,不再按炸药用量计算风量
5、无轨胶轮车风量计算
在30106工作面措施巷施工期间,一台无轨胶轮车将进出巷道运送施工所需物料,必须合理配风,将有害气体浓度稀释到一定值,以最大限度的保护矿工的身心健康。
按无轨胶轮车功率计算风量,第一台柴油及设备风量按5.4m3/min·kw,第二台加单台的75%,第三台及以上各台分别加50%的风量,计算公式为:
∑Q机车={P1·5.4+P2·5.4×75%+(P3·5.4×50%+…+Pn·5.4×50%)},根据公式计算出一台无轨胶轮车在最大功率时使用风量为:
5.4×160KW=864m3/min(本矿井使用胶轮车最大功率为160KW)
6、局部通风机工作风量计算
Q扇=Q掘×Pm3/min
P;风筒漏风系数
柔性风筒按下式计算:
P=1/(1-nL)
n:
风筒接头系数160节按掘进长度1598m
L;一个接头漏风率反风压接头时L=0.002
P=1/(1-160×0.002)=1.47
Q扇=156×1.47=229.32m3/min=3.822m3/s
7、局部通风机工作风压计算
根据掘进工作面设计长度、局部通风机需要工作风量、风筒风阻,计算掘进工作面局部通风机工作风压值:
Hft=Rp*Q扇*Q掘
式中:
Rp――压入式风筒的总风阻,N.S2/m8;
Hft――压入式局部通风机全风压,Pa;
Rp=6.5α×L/(d5)+(n×ζj0+∑ζbei+ζin)×[ρ/(2s2)]
ɑ—风筒摩擦阻力系数N.S2/m4;
L—风筒长度,m;
d—风筒直径,m;
p—空气密度,kg/m3;
s—风筒断面,m2;
n—风筒接头个数;
ζj0—风筒接头局部阻力系数;
ζbei—风筒拐弯局部阻力系数;
ζin—风筒入口局部阻力系数,
当入口处完全修圆时,取ζin=0.1;
不加修圆的直角入口时,取ζin=0.5~0.6;
表1胶质风筒α、ζj0选用范围参考表
风筒直径(mm)
摩擦阻力系数α(N.S2/m4)
接头局部阻力系数ζj0
备 注
300
0.0053
0.15
接头为插接、
反边接头
400
0.0049
500
0.0045
0.15~0.13
600
0.0041
700
0.0038
0.13~0.09
800
0.0032
1000
0.0029
表2 胶质风筒拐弯局部阻力系数参考表
拐弯角度
20°
40°
60°
80°
90°
100°
ζbei
0.18
0.4
0.62
1.0
1.25
1.55
=6.5×0.0032×1598/0.85+(160×0.13+1.55+1.55+0.1)×[1.2/(2×0.52)]
=156
Hft=Rp×Q扇×Q掘=159×3.77×2.6=1558Pa
8、局部通风机安装处巷道全风压供风量的计算
30106工作面措施巷掘进工作面计算风量如下:
Q掘=∑Q+60×v×S
450﹢60×0.25×10.4
=1056m3/min
Q掘—局部通风机安装处巷道的全风压供风量m3/min
∑Q扇—局部通风机吸入口至局部通风机供风井巷,回风口之间的最低极限风速,取v=0.25m/s
四、局部通风机的选型及风筒吊挂
根据计算确定30106工作面措施巷掘进工作面的需风量为156m3/min,在掘进期间措施巷使用两台2×30kw,型号均为FBDN6.0/2×30-Ⅱ的对旋式局部通风机。
开双级时额定供风风量为600—800m3/min;安装两台,一台运转、一台备用。
保证工作面不间断正常通风。
风筒选用Φ800mm阻燃、抗静电胶质阻燃风筒,双返边接设。
1、风筒吊挂在掘进方向的左侧帮,距巷道底板距离不小于1.8m,做到逢环必挂;风筒末端距工作面距迎头不大于5m。
2、为保证对掘进工作面连续供风,要求对局部通风机各配以三专两闭锁装置,每天对局部通风机切换一次,时间不低于30min,并做好记录。
局部通风机供风量要能满足其吸入风量和巷道最低风速0.25m/s的要求。
附图
第二节压风
1、根据施工方法及施工机具设备,井筒最大耗风量:
Qmax=1.15×1.1×(Q风钻+Q喷射机+Q风镐+Q风泵)×0.7
=1.15×1.1×(10×3.3+2×8+4×1.2+3×4.5)×0.7
=59.6m3/h
两台SA120A型螺杆式压风机满足需要,井内布置一路Ф108mm钢管作压风管。
压风管路从主井井筒→运输煤门→一水平北翼带式运输巷→30106运顺→30106工艺巷→迎头。
2、风水管路铺设在掘进方向左侧帮下侧,铺设要上线,每隔4m设置一个挂钩,悬挂高度最下一个管路距巷道底板不低于300mm,距工作面不大于30m。
具体见附图:
第三节综合防尘
1、风水管路铺设在掘进方向左侧帮下侧,铺设要上线,每隔4m设置一个挂钩,悬挂高度最下一个管路距巷道底板不低于300mm,距工作面不大于30m。
2、防尘水管使用D59mm钢管与30106工艺巷防尘主管路(φ108mm)连接至迎头并每隔50米安装一个三通甩头。
3、转载点喷雾和掘进机内、外喷雾,净化水幕,佩戴防尘保护用品,湿式打眼,使用除尘风机及定期巷帮冲尘。
另附图
第四节瓦斯监测监控系统:
风电、瓦电闭锁装置齐全灵敏可靠,30106工作面措施巷掘进工作面安装瓦斯传感器各2台,迎头瓦斯传感器安装在距工作面迎头不大于5米,瓦斯探头放在风筒的另一侧,距顶不大于300mm,距帮不小于200mm。
回风侧距回风口不大10米处。
瓦电闭锁装置要求.
(1)、报警瓦斯浓度≥1%。
(2)、迎头及回风口瓦斯传感器断电瓦斯浓度≥1.5%,
(3)、复电瓦斯浓度<1%。
(4)、断电范围:
30106工作面措施巷掘进巷道内全部非本质安全型电气设备。
另附图
第五节供电系统
一、供电系统及供电方案
1.供电线路:
盘区变电所→一水平北翼辅助运输巷→30106联络巷→30106运输顺槽→30106工艺巷→30106措施巷掘进工作面。
2.供电方案:
一台KBSGZY-400KVA移变带掘进工作面综掘机,电压等级为1140V;一台KBSG-200KVA干式变压器作为掘进工作面风机专用电源,电压等级为660V;一台KBSGZY-630KVA带掘进工作面的电绞、照明、水泵、胶带输送机等设备,电压等级为660V。
风电、瓦斯电闭锁分别由型号为KBZ-400的智能馈电开关实现。
二、设备负荷统计表
序号
设备
电动机
总容量
安装地点
名称
型号
台数
型号
台数
容量
kW
1
30106工艺巷
局扇风机
FDB5.6-2×30
2
——
2
2×30
120
运输顺槽:
660V(210.5KW)1140V(261KW)
30106运输顺槽
皮带
电滚筒
1
1
30
30
30106工艺巷
皮带
电滚筒
1
1
30
30
2
30106措施巷
胶带输送机
DSJ80
1
DSB-55×2
2
55
110
3
30106措施巷
张紧绞车
1
1
7.5
7.5
4
30106措施巷
照明综保
ZBZ-4
1
——
—
—
——
5
30106措施巷
污水泵
BQS50-20-5.5
6
6
5.5
33
6
30106措施巷
综掘机
EBZ-160
1
3
160
261
90
11
三、变压器的选型验算及整定
1、综掘机变压器:
SB综掘机=
=0.6
261/0.8=195.75KVA<400KVA符合要求。
额定电流IE=261×0.63=164.43A
综掘机单机最大启动电流IQe=6Ie=6×160×0.63=604.8A,
其他电机额定电流ΣIe=(90+11)×0.63=63.63A,
所以移变高压侧:
过流整定IG=
IE=1.2×164.43÷8.3=23.7A,取25A
短路整定ID=
(IQe+ΣIe)=1.2×(604.8+63.63)÷8.3=96.6A,取100A
移变低压侧:
过流整定IG=1.2IE=1.2×164.43=197.3A,取200A
短路整定ID=1.2(IQe+ΣIe)=1.2×(604.8+63.63)=802.1A,取800A
式中:
—全部由计算的变压器供电的设备的容量;
—由变压器供电的用电设备的功率因数的加权平均值,取0.80
—需用系数
;
—负荷系数取0.70
—同时系数取0.80;
—电动机的平均效率取0.95
—供电线路的效率取0.95
1.2——可靠系数Kb——变压器的变压比,取8.3。
2、局扇风机变压器:
SB局扇=
=0.6×60/0.8=45KVA<200KVA符合要求。
局扇额定电流IE=60×1.15=69A
局扇最大启动电流IQe=6Ie=6×69=414A,
所以:
过流整定IG=1.2IE=1.2×69=82.8A,取80A
短路整定ID=1.2IQe=496.8A,取5