顶板瓦斯抽采下巷作业规程改.docx

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顶板瓦斯抽采下巷作业规程改

目录

目录1

第一章概况3

第一节概述3

第二节编制依据4

第二章巷道地理位置及地质水文情况4

第一节地面相对位置及邻近采掘情况5

第二节岩层赋存特征5

第三节地质构造8

第四节水文地质9

第三章巷道布置及支护说明10

第一节工程设计概况11

第二节支护设计11

第三节支护工艺12

第四章施工质量控制及文明施工14

第五章施工工艺15

第一节施工方法16

第二节凿岩方式16

第三节爆破作业17

第四节装载与运输20

第五节管线布置20

第六章生产系统22

第一节通风22

第二节压风23

第三节瓦斯防治23

第四节综合防尘24

第五节防灭火24

第六节排水系统25

第七节运输系统25

第七章劳动组织主要经济技术指标27

第一节劳动组织27

第二节作业循环27

第三节主要技术经济指标28

第八章安全技术措施29

第一节一通三防29

第二节顶板32

第三节爆破33

第四节防治水37

第五节机电37

第六节运输41

第七节其它44

第九章灾害应急措施及避灾路线45

第一节应急措施45

第二节避灾路线45

第一章概况

第一节概述

一、巷道名称

德科煤矿11顶板瓦斯抽采下巷。

二、掘进目的及用途

根据德科煤矿2013年总体设计要求及巷道变更,完善矿井45万吨∕年生产系统,决定施工11顶板瓦斯抽采下巷,解决M1煤层瓦斯的抽放,为一采区的早日投产创造条件。

三、巷道性质

岩巷,在M1煤层顶板中掘进,布置在二叠上统长兴组(P3c)泥质粉砂岩岩层中。

四、巷道形状及施工方式

(一)巷道形状:

直墙半圆拱形,净宽3600mm,净高3200mm,S掘=10.1㎡。

(二)支护方式:

1.临时支护:

采用吊挂前探梁进行支护。

2.永久支护:

锚杆+锚网支护。

(三)掘进方式:

钻眼爆破。

五、巷道设计长度及服务年限

(一)11顶板瓦斯抽采下巷开口位置在11运输石门与11运输石门联络巷交汇处,开口坐标为:

X=2941539.453,Y=35530823.219,Z=1634.300,设计总长度900m,其中:

运输联络巷32m,方位231°,平巷段14m,+5‰,斜巷段18m,以14°的坡度起坡;顶抽巷876m,方位140°,+5‰。

钻场每30m施工一个,单边布置。

(二)服务年限:

5年。

六、预计开工、竣工时间

本工程预计2013年4月30开工,预计2014年2月底竣工,历时10个月。

第二节编制依据

一、贵州省金能煤炭开发公司德科煤矿生产技术部2013年4月1日设计并报矿领导批准的《德科煤矿11顶板瓦斯抽采下巷施工平、断面图》。

二、贵州省煤矿设计研究院设计并批准的《德科煤矿初步设计安全专篇(修改)》;

三、重庆136地质队2013年1月提供的《贵州省纳雍县德科煤矿资源储量核实及补充勘探报告》;

四、《煤矿安全规程》。

 

第二章巷道地理位置及地质水文情况

第一节地面相对位置及邻近采掘情况

地面相对位置及邻近采面开采情况:

井上下关系对照表

水平、采区

一水平,一采区

工程名称

11顶板瓦斯抽采下巷

地面标高(m)

2040.5~2081.3

井下标高(m)

1634.3~1679.6

地面情况

地面为山地,无建筑物与水体。

井下相对位置

位于11运输石门及111运输顺槽以东。

邻近采掘情况对掘进巷道的影响

111运输顺槽的掘进对其有一定影响。

第二节岩层赋存特征

一、地层

(1)区域地层

区域内出露的地层详见下表。

区域地质简表

地层系统

厚度(m)

岩性简述

分布

系统

组(段)

代号

第四系

Q

坡积、残积、洪积和山鹿堆积。

山间沟谷低凹地带

下侏

罗统

香溪含煤地层

J1

>100

黄至黄褐色、青灰色中粗粒厚层状长石石英砂岩、富含云母片,斜层理发育。

水公河向斜核部

上段

T21-3

267.18

下部为浅灰色白云质灰岩夹薄层泥灰岩,中部为浅灰色薄层状隐晶质白云岩,上部是厚层状隐晶质灰岩。

水公河向斜核部

中段

T21-2

264.00

灰色、浅灰色中厚层状隐晶质灰岩。

上部夹少许白云质灰岩,中部夹有瘤状灰岩。

水公河及百兴向斜核部

下段

T21-1

236.72

底部为绿豆岩,下部为角砾状岩层及白云质泥灰岩,中部为杂色泥岩夹中厚层状白云质灰岩,上部是灰色中厚层状灰岩及泥灰岩。

水公河及百兴向斜核部

上段

T12-2

348.20

下部为蓝色、蓝绿色泥岩,中部是灰色隐晶质灰岩,上部是浅灰色薄至中厚层状白云质灰岩,向上有角砾状砾岩。

出露于各个向斜中

下段

T12-1

201.71

灰色厚层状纯石灰岩。

下部岩溶发育。

出露于各个向斜中

上段

T11-2

266.01

底部泥灰岩,下部为灰紫色粉砂岩,中部为灰岩,泥灰岩夹钙质细砂岩,上部为粉砂岩,顶部为红紫色泥岩,产瓣腮类化石。

出露于各个向斜中

下段

T11-1

329.16

下部为灰绿色、灰色砂质泥岩、钙质粉砂岩;中部灰岩,具鲕状构造;上部是紫灰泥质粉砂岩、粉砂岩、产瓣腮类化石。

出露于各个向斜中

长兴组

P3c+d

39.76

灰色粉砂岩夹薄层蒙脱石粘土岩及泥质生物灰岩。

产腕足类、瓣腮类、头足类化石。

各个背、向斜边缘

地带

龙潭组

P3l

318.00

以碎屑岩为主,夹有菱铁岩、铁铝岩、生物灰岩及煤层。

产瓣腮类、腕足类、头足类、掘足类、蕨类及轮叶类等动植物化石。

各个背、向斜边缘

地带

峨嵋组

P3β

115.00

玄武岩中夹角砾状玄武岩及灰岩和碎屑岩,为间歇性火山喷发的火山岩系。

各个背、向斜边缘

地带

茅口组

P2m

336.00

浅灰色、灰白色灰岩,中上部含燧石结核及燧石层和生物灰岩,产有蜒科化石。

勺座背斜、加戛背斜轴部

栖霞组

P2q

258.00

深灰色及黑灰色燧石结核灰岩夹少量白云质灰岩。

勺座背斜、加戛背斜轴部

梁山组

P2l

42.00

由砾岩、石英砂岩及杂色泥岩组成,夹薄煤层1-3层。

勺座背斜、加戛背斜轴部

石炭系

C

68.00

中下部为粗晶白云岩;上部为灰岩,产蜒科化石。

勺座背斜轴部

下寒

武统

杂色砂质泥岩、粉砂岩。

下部夹灰岩、泥灰岩。

产腕足类、古杯海绵化石;中部夹石英砂岩,产雷氏三叶虫化石。

勺座背斜轴部

井田为二叠、三叠系及第四系地层,第四系分布于低洼地带,为残坡堆积表土层,厚度0~l0m,矿区地表为中高山地形,地表河流不发育,未出现大面积冲积层。

(二)11顶板瓦斯抽采下巷巷道地层

德科井田内含煤地层为二叠上统龙潭组(P3l),矿区内发育的地层由老至新有二叠上统龙潭组(P31)、长兴组(P3c)、三叠系飞仙关组(Tlf)、永宁镇组(T1yn)及第四系:

根据现场实际围岩情况分析决定:

巷道布置在二叠上统长兴组(P3c)泥质粉砂岩中,掘进过程中预计不会遇到煤层。

二叠上统长兴组(P3c)地层特征:

古生界二叠上统长兴组(P3c)深灰色中至厚层状泥晶灰岩夹同色粉砂质泥岩。

11顶板瓦斯抽采下巷底板为长兴组与龙潭组交界处的灰色泥质灰岩,细晶结构,忠厚层状,含方解石,岩性较好;顶板为深灰色泥质粉砂岩,薄层状,水平互层层理,局部节理发育,顶部夹蒙脱石,局部夹薄层细砾岩,岩性较差。

附德科煤矿综合柱状图

二、瓦斯

根据重庆136地质队提交的《贵州省纳雍县德科煤矿资源储量核实及补充勘探报告》,在德科矿界范围内,共采用瓦斯样89件分析测试项目有瓦斯含量、瓦斯成分、煤的真密度、视密度、孔隙率、瓦斯放散初速度、坚固性系数和吸附瓦斯常数。

除此之外还作了专门的瓦斯压力测试工作。

根据测定结果,区内煤层中瓦斯的主要成分甲烷(CH4)含量:

M1煤层13.12~30.36ml/g.r,平均21.74ml/g.r;M4煤层24.04~26.06ml/g.r,平均25.32ml/g.r;M5煤层17.07~29.55ml/g.r,平均24.58ml/g.r;M6煤层16.43~39.53ml/g.r,平均28.04ml/g.r;M7煤层17.62~25.28ml/g.r,平均21.45ml/g.r;K14煤层21.09~26.31ml/g.r,平均24.53ml/g.r;M20煤层24.31~26.52ml/g.r,平均25.09ml/g.r;M27煤层20.86~28.70ml/g.r,平均24.26ml/g.r;M32煤层19.80~26.74ml/g.r,平均23.82ml/g.r,均属高瓦斯带。

煤层瓦斯汇总表

煤层编号

瓦斯含量(ml/g.煤)

瓦斯含量(ml/g.可燃物)

空干基CH4含量(ml/g)

最小值-最小值

最小值-最小值

最小值-最小值

平均值(点数)

平均值(点数)

平均值(点数)

M1

7.78~23.17

15.66(5)

9.92~41.65

21.20(5)

6.29~17.04

11.99(5)

M3

15.40~30.34

20.26(4)

19.04~69.65

34.57(4)

11.04~14.09

12.70(4)

M4

11.14~43.53

24.85(3)

13.04~68.11

36.46(3)

9.52~27.79

17.11(3)

M5

15.38~17.73

16.65(4)

20.64~24.39

22.81(4)

9.70~13.17

12.25(4)

M6

12.47~20.41

16.00(4)

19.68~38.85

28.75(4)

10.54~14.89

12.33(4)

M7

8.81~32.19

19.63(5)

9.97~61.18

29.69(5)

7.79~17.68

13.48(5)

M8

13.21~26.99

19.40(5)

15.56~52.19

27.95(5)

10.74~18.59

14.21(5)

M12

8.64~39.09

19.67(3)

10.53~77.86

34.32(3)

7.08~19.77

11.86(3)

M14

16.24

20.63

12.78

M20

11.40~26.78

18.73(4)

14.23~37.24

27.00(4)

9.13~19.26

13.08(4)

M21

10.01~16.61

14.10(4)

14.42~23.11

20.56(4)

6.95~11.96

9.61(4)

M33

9.43~25.33

18.05(4)

10.91~40.01

25.94(4)

8.15~14.50

10.89(4)

本巷道设计布置在二叠上统长兴组(P3c)泥质粉砂岩中,掘进过程中虽然预计不会遇到煤层瓦斯,但在掘进全过程中仍然要加强瓦斯检查工作。

第三节地质构造

一、断层

(一)地表揭露的断层

根据重庆136地质队提供的《贵州省纳雍县德科煤矿资源储量核实及补充勘探报告》,区内大的断裂构造较发育,地表发现3条走向逆断层及1条倾向逆断层,落差30~80米。

(二)矿井坑道揭露的断层

矿井巷道中,发现断层较多,落差一般在1~2m之间,多为逆断层、少量正断层,多为走向断层,破坏了煤层的连续性,对煤层的开采有一定的影响,规律性不明显。

二、褶曲

根据重庆136地质队提供的《贵州省纳雍县德科煤矿资源储量核实及补充勘探报告》,区内出露的主要褶皱构造为呈北西向展布的加戛背斜(银厂沟背斜)。

加戛背斜(银厂沟背斜)轴部位于区内北东部,背斜轴向呈北西向展布,轴线长约900m。

核部地层为二叠系中统茅口组(P2m),两翼地层由二叠系上统峨嵋山玄武岩组(P3β)、龙潭组(P3l)、长兴组(P3c)及三叠系下统飞仙关组(T1f)、永宁镇组(T1yn)组成。

南西翼地层倾角为21°~35°,局部地段达60°;北东翼地层出露不全,地层倾角为15°左右。

三、其它构造

根据勘探地质报告,井用范围内至目前止尚未发现诸如陷落柱、剥蚀带发育以及火成岩侵入等构造形态。

总的来说,区内地质构造复杂程度属中等(二类)。

第四节水文地质

一、水文地质条件、类型

(一)地下水类型、含水层及隔水层

德科煤矿位于乌江流域三翁河(纳雍河)左岸崖坡地带,矿区内主要地下水类型为基岩裂隙水和岩溶水,其次为第四系松散层孔隙水。

第四系(Q):

岩性为坡积、堆积与残积成因的砂土、亚砂土和少量粘土,厚0~30m,零星分布于矿区低洼地带。

水文地质意义不大。

下三叠统永宁镇组(T1yn)、飞仙关组(T1f)岩溶含水层富水性中等,但含水性

不均匀。

峨眉山玄武岩组及上二叠统龙潭组、长兴组基岩裂隙富水性弱,钻孔单位涌水量0.02~0.0231/s.m,其中泥岩段相对隔水性好,为隔水层。

大气降水是地下水的唯一补给来源。

(二)地表水

矿区内及邻近无地表水体,矿井南边界至三岔河上游纳雍河北岸的最近距离为3km左右。

该河面海拔高程1180m,受地形和地质构造控制,该河面标高是本区域最低侵蚀基准面。

由于该河流距矿区较远,对矿坑涌水没有影响。

(三)断层水

根据勘探地质报告,矿区内断层及次级褶曲不发育,目前暂未发现断距较大的断层存在,对煤层开采影响不大。

但由于本次勘探深度不够,对30m以内断层勘探不明,来掌握的断层其含水性及导水性如何,需进一步探明,在掘进和生产过程中仍需进行探放水工作。

(四)小窑水

矿区浅部,尤其是矿区北西侧煤层埋藏较浅,小窑开采有一定历史,据调查,小窑开采的煤层多为M1及M2煤层,采深一般在煤层露头线下斜深20~30m,个别达50m,目前小窑均已塌陷,积水范围及积水量不明。

在巷道掘进过程中,坚持“预测预报、有掘必探,先探后掘、先治后采”的探放水原则。

二、主要水害威胁状况

矿床直接充水层位为含煤地层龙潭组,其上覆地层永宁镇组、飞仙关组岩溶含水层为间接充水层位,主要可采煤层下伏有较厚泥岩和玄武岩隔水层,二叠系中统茅口组形成矿井充水的可能性较小。

矿区断裂构造不发育,矿井充水通道主要为岩体中的裂隙及节理。

矿区无地表水体,地下水的唯一补给来源是大气降水。

因此,本矿床为顶板直接进水的裂隙充水矿床,水文地质条件简单。

从以上分析可以看出,各含水层含水性较弱,加之矿区范围内无地表水体及大于30m落差断层,同时采用平硐开拓方式,故本巷道受水害威胁程度较小

 

 

第三章巷道布置及支护说明

第一节工程设计概况

巷道名称:

11顶板瓦斯抽采下巷。

开口位置在11运输石门与11运输石门联络巷交汇处,开口坐标为:

X=2941539.453,Y=35530823.219,Z=1634.300,设计总长度908m,其中:

运输联络巷32m,方位231°,平巷段14m,+5‰,斜巷段18m,以14°的坡度起坡;顶抽巷876m,方位140°,+5‰。

在M1煤层顶板中掘进。

每隔30m施工一组钻场,每个钻场长3.5m×宽3m×高2.7m,钻场单边施工。

详见:

11顶板瓦斯抽采下巷平、剖布置图。

第二节支护设计

一、巷道及钻场断面

(一)11顶板瓦斯抽采下巷断面:

净宽3600mm,净高3200mm,S净=10.1㎡。

详见11顶板瓦斯抽采下巷平、剖面图。

(二)钻场:

长3500mm,宽3000mm,高2700mm,S净=8.3m²。

二、支护方式

(一)永久支护

巷道及钻场永久支护方式设计采用锚杆+锚网支护。

支护锚杆采用规格为Φ20mm,L=2000mm的螺纹钢树脂锚杆,间排距800mm×800mm。

每根锚杆使用树脂锚固剂2支,托盘规格为l00mm×l00mm×6mm的钢板。

锚网采用Φ6mm圆钢加工制作,网片规格2000mm×l000mm,网孔尺寸100×l00mm,网要压茬连接。

网与网间搭接纵、横均为l00mm。

(二)按悬吊理论计算锚杆参数

l.锚杆长度计算:

L=L1+L2+L3。

式中

—锚杆外露长度,取50mm;

—锚杆的有效长度,即围岩松动圈的范围,通过查规范知一般取1500m;

—锚杆锚固段长度亦即锚杆锚入坚硬岩石的长度,取400mm。

为安全起见,取锚杆长度L=2000mm满足施工。

2.锚杆间、排距计算,设计锚杆间排距为a,则a={Q/(KHr)}1/2

式中a─—锚杆间排距,rn;

Q─—锚杆设计锚固力5t,即40KN/根;

H─—冒落拱高度,m;

r─—被悬吊岩石的重力密度,20KN/m,

K─—安全系数,一般取K=2。

a={40/(2×O.67×20)}1/2=l.2

通过计算施工中锚杆间排距取800mm×800mm,可以满足顶板支护要求。

放炮前永久支护距工作面迎头不大于0.8m,放炮后永久支护距工作面迎头不大于3.0m。

(三)临时支护

采用吊挂前探粱作为临时支护,前探梁使用Φ100mm钢管或18Kg/m轨道,单根长6.0m,间距为800mm,一组三根。

安装时先将吊环拧在锚杆外露端,每根前探梁不少于3个吊环,由外向里推移。

吊环采用6δ10钢板、φ20mm圆钢加工制作。

放炮前、后前探梁必须及时跟进迎头,其最大控顶距为0.3m;前探梁上用木板接实顶板。

附:

巷道支护断面图及临时支付平、剖面图。

第三节支护工艺

一、支护材料

(一)锚杆及锚固剂:

锚杆采用Φ20mm螺纹钢树脂锚杆,L=2000mm,每根锚杆使用2节树脂锚固剂,锚杆外露长度为30~50mm。

托盘由l00mm×l00mm×6mm的正方形钢板制成。

(二)锚网采用Φ6mm的圆钢加工制作,网片规格为:

长×宽=2000mm×l000mm,网格为长×宽=l00mm×l00mm。

二、锚杆安装工艺

(一)打锚杆眼

1.打眼前,首先要严格按照中、腰线检查巷道规格,不符合设计要求时必须先进行处理,打眼前先按照由外向里、先顶后帮的顺序检查顶板与两帮、找掉活矸危石,确认安全后方可作业。

2.锚杆眼位要准确,眼位误差不得超过±50mm,眼向误差不得大于15°,锚杆眼深度应与锚杆长度相匹配,打眼时应在钻杆上做好标志,严格按锚杆长度打锚杆眼,深度为1.95m。

打眼应按由外向里、先顶后帮的顺序依次进行。

3.打锚杆眼使用锚杆钻机,采用φ22mm钻杆,使用时要先送水、后送风、停机要先停风、后停水。

(二)安装网片与锚杆

锚杆眼钻好后,用锚杆将树脂药卷轻轻送入眼底,再用锚杆钻机进行搅拌,搅拌20s±5s凝固后取下钻机,l0min后,由两人合作将网片托至岩面,用铁丝进行纵横塔接绑扎,将托盘上好,螺母拧紧,要求托盘压紧网片使其紧贴岩面,确保支护有效,避免顶板离层。

(三)支护质量要求

l.锚杆要与岩层层面垂直,与顶板或巷道轮廓线交角不小于75°。

2.锚杆外露长度为30mm~50mm。

3.网片要压茬连接,错接长度不小于l00mm。

4.每50m进行一组(一组三根)锚杆拉力试验,锚固力必须达到5t以上,拧紧力矩不小于100N.m,不合格的必须重新补打。

 

第四章施工质量控制及文明施工

一、技术要求

(一)该巷道为半圆拱直墙断面:

1.断面净宽3600mrn,净高3200mm,墙高1400mm,拱净高1800mm,腰线至巷道硬底1400mm。

2.巷道坡度要求:

允许误差为±1‰;巷道宽度要求:

中线至任一帮误差范围为0~+150mm;巷道高度要求:

腰线(起拱线)上或下误差范围为0~+150mm。

(二)锚杆与锚网施工:

采用规格为Φ20mm、L=2000m的树脂锚杆,间排距800mm×800mm,网片沿巷道轮廓铺设,网必须紧贴岩面,并采用铁丝进行纵横塔接绑扎。

锚杆沿巷道法线或垂直岩层层面布置,锚杆方向与井巷轮廓线或岩层层面角度偏差≤15。

,间排距偏差为±50mm,孔深偏差为±50mm,露出托板长度≤50mm。

安装顺序为由外向里,先顶后帮。

二、一般要求

(一)刮板机安装要求:

1.平:

输送机整机铺设要平,坡度变化平缓。

机头架下底板平整硬实,必要时用木板垫平。

中部槽搭接端头靠紧,过渡平缓无台阶。

相邻两节中部槽接口处在垂直方向的弯曲度不大于3°。

机道底板应平整,积煤、木头、石块等杂物清除干净,巷道底板变坡平缓。

中部槽槽帮整体暴露在巷道地板上。

2.直:

输送机整机铺设呈直线,无严重扭曲,直线变化平缓。

相邻中部槽水平弯曲度不大于3°。

3.稳:

刮板机铺设稳固,落地坚实,运行平稳、无晃动。

4.牢:

刮板运输机头、机尾必须安装底托架,机头架、机尾架安装稳固的压柱。

(二)胶带输送机安装要求:

胶带输送机安装完毕必须满注足以下要求:

机头及机尾处底板必须整理平整并夯实,风筒下沿距胶带上沿必须大于500mm;胶带输送机边梁与巷道壁之间留有不小于0.5m的安全距离,机头和机尾处与巷帮的距离不得小于0.7m,若胶带输送机机头、机尾不满足以上之要求时,必须提前开帮。

(三)轨道安装要求

1.轨距误差不大于10mm、不小于5mm;

2.轨道接头间隙不超过10mm,内错差、高低差不大于5mm,水平误差不大于10mm;

3.枕木间隙不大于1米,连接件齐全紧固;

4.无杂拦道,轨枕无浮离、空吊现象。

(四)巷道内无杂物,无淤泥积水。

浮矸收到巷道设计底板高度,巷道内严禁存放大块矸石。

(五)风水管道及风筒吊挂整齐,风筒逢环必挂,不漏风,迎头风筒不落地。

(六)管线吊挂整齐,浮矸收净,严格做到一次成巷。

(七)施工作业场所的“五图一表”及瓦斯管理牌板应当保持清晰完好,并合理悬挂。

同时现场材料必须分类码放整齐,并进行挂牌管理。

(八)机电设备安装位置合理,卫生清洁,挂牌管理,开关上架,杜绝电器设备失爆。

 

第五章施工工艺

第一节施工方法

一、施工前生产技术部测量人员必须提前标定开口位置,标定巷道中、腰线(腰高1400mm),施工单位严格按中、腰线施工。

二、开口前生产技术部测量人员应严格复核各导线点,并编制详细的测量方案,报监理审批合格以后,方可进行开口前的放线工作。

三、开口前应提前按照设计要求安设好局部通风机,接好风筒,准备好各种支护材料。

四、掘进采用风钻湿式打眼,全断面一次光面爆破成巷。

五、采用PD—60B耙岩机装岩,DP1010/650胶带输送机运输。

六、采用锚杆+锚网的支护方式支护。

(见施工断面图)

七、工艺流程:

安全检查→打眼→检查瓦斯→装药→撤人警戒→检查瓦斯→开启防尘水幕→放炮→检查瓦斯(撤警戒后)→敲帮问顶→临时支护→出矸→永久支护(打锚杆、挂网)。

第二节凿岩方式

一、钻眼工作

钻眼工作必须严格按照爆破图表所要求的眼位、方向、深度和角度进行施工,并组织好凿岩机的分区、分工作业,以保证钻跟质量和提高钻眼速度。

采用2台YT-28型风钻,配φ22mm

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