辅运巷初步设计.docx
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辅运巷初步设计
401盘区40104辅运巷
初步设计说明书
编制：
生产技术部
施工单位：
综掘二队
日期：
2010.12.1
会审综合意见
会审单位及人员签字：
总工程师：
生产副总经理：
基建副总：
安全副总：
地测副总：
机电副总
通风副总：
技术部：
通风部：
地测部：
机电部：
安监部：
调度室：
会审综合意见：
技术论证
时间：
地点：
主持：
参加人：
论证意见：
一、工程说明
1、巷道名称：
40104工作面辅助运输巷
2、施工依据：
（1）《煤矿安全规程》
（2）《煤炭生产技术管理实施细则》
（3）《煤矿安全质量标准化标准及考核评级办法》
3、工程目的：
为形成40104工作面运输顺槽掘进头独立的通风线路，以及不影响40103综采工作面的正常生产而设计施工。
4、工程量：
40104工作面辅助运输巷设计全长230米。
5、开门及层位位置：
40104辅助运输巷设计开口位置为本矿40104回风顺槽测3’点后8.1米处，距离401盘区轨道大巷25.6米，巷道设计掘进方位角179°32′30″，巷道前期沿4#煤底板掘进，后期根据40104切眼最终掘进长度及40104运输顺槽与401盘区皮带大巷搭接处的实测高程决定辅运巷的层位。
6、施工说明及要求：
（1）根据40104工作面开拓施工组织设计，巷道开口位置为本矿40104回风顺槽测3’点后8.1米处，40104工作面辅助运输巷设计全长230m，巷道施工采用EBZ132掘进机破煤岩，跟SJ-80皮带机、SGW-40溜子出煤，MQT-120J锚杆机施工顶锚杆，ZM-90-I风煤钻施工帮锚杆，辅助材料采用矿车运输，巷道遇构造（过断层或陷落柱）岩石较硬不利于经济切割时，采用放松动炮方式破岩，该巷预计2010年12月10日开工，计划2010年12月底完工；辅运巷（初步设计230米）掘进完毕之后，掘进机左转90°，以方位角89°52′30″掘进52米与401盘区胶带大巷贯通，形成新的运输系统及进风系统后，退机到辅运巷口以方位角269°52′30″开始掘进40104运输628米与40104切眼贯通，从而形成40104准备工作面的全部井巷工程。
（2）巷道采用矩形断面，掘进宽3.8米，高3.1米，断面11.78平方米。
支护方式为锚梁（带）网索支护。
施工遇到断层或破碎带，顶煤相对较破碎不易控制时，采用缩小锚杆（索）间排距届时将根据现场情况报专项补充措施。
（3）巷道改变支护形式或设计参数时，均必须由技术部门下发联系单，补专项针对性措施后执行。
（4）施工队必须严格按照设计的巷道断面与尺寸施工，不得超挖或欠挖。
（5）严格按照中腰线施工，保证巷道成型质量，尽量使巷道表面平整、光滑，避免凸凹不平，为锚杆、锚索支护及构件的安装创造良好条件，同时使其处于较好的受力状态，从而充分发挥其支护作用。
（6）工作面应采用有效的临时支护，严禁空顶作业。
二、地质说明书及综合柱状图
（一）地质说明
401采区地质说明书
一、概况
位置及范围
水平
+965
翼
北翼
采区
401
系（组）
石炭系太原组
煤层
4#
北、西均以井田境界煤柱为界，东、南均以F4断层煤柱为界，采区对应地表范围内主要村庄为歇马关，马关河从本区西部边缘穿过。
上限标高
+1000
下限标高
+920
地面标高
1130~1267
走向长
1015m
倾向宽
793m
面积
1.4km2
邻区情况
实见地质及水文地质简述：
由于受F4断层的影响，在4#--5和4#----4采区揭露许多平行派生的小断层，断距最大为12米，揭露断层处顶板有淋水现象。
矿床充水主要含水岩组为太原组、山西组砂岩风化裂隙含水岩组，富水性较弱，地形条件有利于水的自然排泄，水文地质条件相对比较简单。
采掘情况：
401采区东南部的4#---5和东北部的4#---4采区已采空，断层已留足保护隔离煤柱。
地面情况及受生产影响程度
本区为低山丘陵区，地表被黄土覆盖，经多年侵蚀切割，形成黄土梁峁，一般南北方向展布，常干涸无水，雨季后有洪水流泄。
采掘影响及破坏程度：
受采空影响，地面耕地有不同程度的裂缝和塌陷坑。
区内地质勘探情况
孔号
煤层
见煤底板标高
煤厚
终孔层位
终孔
深度
备注
Y—6
1211.58
4
+992.82
6.83
本溪组C2
333.0
9
+929.96
15.28
11
+922.06
6.0
Y—8
1217.76
4
+981.06
5.67
本溪组C2
343.49
9
+915.49
12.89
11
+906.58
5.68
二、地层
地层
采区内钻孔揭露了煤系地层基底----中奥陶统O2，往上依次是石炭系本溪组、太原组、二叠系山西组、下石盒子组，上石盒子组，第三系，第四系不整合于基岩之上。
其中太原组为主要的含煤地层。
标志层
主要标志层有（由下依次往上）K1石灰岩，K2、K3中砂岩，K4砂岩为山西组底部，K5中粗砂岩为下石盒子组底部，K6中细砂岩为上石盒子组底部。
三、煤层
煤层赋存
太原组为主要的含煤地层，其中稳定可采4#、9#和11#。
目前仅采4#煤层。
煤层间距
煤层名称
厚度
结构
层间距
Km
R
稳定性
4#
6.25
简单
55
稳定
9#
14.09
简单
稳定
2.5
11#
5.84
简单
稳定
四、煤质
煤层
颜色
煤岩
类型
比重
水份（%）
灰份（%）
挥发份（%）
含硫量（%）
发热量（MJ/g）
煤种
4#
褐—黑色，沥青-玻璃光泽
半暗型
1.45
2.66
25.93
38.83
0.5
31.72
气煤
9#
褐—黑色，沥青-玻璃光泽
半暗型
1.39
2.57
27.67
42.07
1.64
31.01
气煤
11#
褐—黑色，沥青-玻璃光泽
半暗型
1.47
2.04
33.04
39.14
2.60
30.49
气煤
五、煤层顶底板
煤层
类别
岩石名称及岩性特征
4#
顶板
顶板为粉砂岩，局部为砂质泥岩，多属中等半坚硬岩石，局部有0.02-0.05炭质泥岩或钙质泥岩伪顶，易垮落。
底板
底板为灰黑色泥岩，属软—半坚硬岩石。
9#
顶板
顶板为中粒砂岩，局部为砂质泥岩，属软-半坚硬岩石。
底板
底板为中、细粒砂岩和粉砂岩，属中等半坚硬岩石。
11#
顶板
顶板为深灰色泥灰岩，厚0.3米，属中等坚硬岩石，局部为中细砂岩。
底板
底板为砂质泥岩，局部为粉砂岩，属坚硬—半坚硬岩石
六、地质构造（陷落柱、岩浆岩等）
编号
构造性质
产状（轴面产状）
实见位置及控制情况
走向
倾向
倾角
落差（m）
1
断层
N45°E
NW
65
12~14
401盘区回风巷7点前13米
2
断层
N25°E
NW
71
2.5
4#轨道上山18点前5米
3
断层
N30°W
NE
41
2.8
40104切眼口76米处
4
断层
N30°W
NE
41
2.8
40104切眼口76米处
5
断层
正北
12
40104工作面距401轨道巷250米左右（预计）
6
陷落柱
长轴40米
短轴20米
401轨道大巷L2点处
7
陷落柱
长轴30米（预计）
短轴20米
40102运输顺槽距离401轨道大巷850米处
8
陷落柱
长轴30米（预计）
短轴20米
40102运输顺槽距离401轨道大巷850米处
七、水文地质
基本特征
401采区水文地质条件简单，煤层顶板为砂岩，含水较弱，裂隙不太发育，但断层揭露处顶板有淋水现象
充水因素及威胁程度
对采区有充水影响的主要有构造（断层和陷落柱）、405和404采区的老空水、奥灰水和西北部的马关河
最大涌水量
85m3/h
正常涌水量
60m3/h
（二）巷道预想剖面图（见附图）
三、巷道布置及支护说明
A.巷道断面规格
40104辅运巷设计为矩形巷道。
巷道名称
毛断面
净断面
宽
（m）
高
（m）
掘进面积
（m2）
宽（m）
高（m）
净面积
（m2）
40104辅运巷
3.8
3.1
11.78
3.6
3.0
10.8
40104辅助运输巷沿4#煤底板掘进，4#煤顶板为砂岩特厚层，设计巷道周围无采掘活动，该工作面在掘进期间主要受矿山静压力的影响。
B.临时支护方式
进行永久支护前，先设置临时支护，具体如下：
1）锚网支护临时支护形式采用三根4.0米长11#槽钢、通过专用吊环基于支护顶锚杆的插杆悬臂式前探梁。
2）锚网支护前探梁的使用方法和操作顺序为：
截割完毕→进行敲帮问顶工作→将三吊环前移到最靠近工作面一排的第二、三、四顶锚杆上→铺设金属网→插入三根11#槽钢→联好顶网→固定好前探支护使其前端紧贴顶板或用1000×200×50mm3的实木托梁接实顶板→进行锚顶支护作业。
3）由于该临时支护形式对顶板的初撑力较小，因此在设好临时支护进行锚顶支护作业时，所有作业人员应处于已有的永久支护下作业，不得滞留于空顶区和设好的临时支护下。
4）作业现场备用三根￠20cm的硬质红松木，并配备规格为1000×200×50mm3的实木托梁3-5根，对敲帮问顶不能处理掉的危岩或顶板破碎有掉顶危险的情况，采用戴帽木质单点柱进行临时支护。
5）戴帽点柱距迎头不得超过20m（见临时支护断面图）。
C.永久支护方式：
40104辅助运输巷为沿底掘进、留顶煤的全煤巷道，为满足行人、通风和运输的要求，设计巷道为矩形断面，净断面为3.6×3.0m，锚梁（带）网索支护，最大控顶距不大于2.5米。
按悬吊理论计算锚杆参数：
1、锚杆长度计算
L=KH+L1+L2
式中：
L-锚杆长度，m；
H–冒落拱高度，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。
H=
=
=0.6（m）
式中：
B-巷道开掘宽度，取最大3.8m；
f–岩石坚固性系数，砂岩取5，煤层取3:
；
煤层顶板L=2×0.6+0.5+0.1=1.80（m）
2、锚杆株、排距计算，按株排距相等布置，其取a
a=
式中：
a-锚杆株排距，m；
Q–锚杆设计锚固力，Q235￠18mm的圆钢锚杆拉断载荷为96.7KN/根；
H–冒落拱高度，煤取0.6；
r–被悬吊砂岩的重力密度，岩取25.48KN/m3，煤取14.5KN/m3；
K–安全系数，一般取K=2;
煤a=
=2.40m
3、如果锚杆锚固力与杆体的破断力相等，则锚杆直径可由下式得出：
D=
式中d–锚杆的直径，mm;
σt-杆体材料的抗拉强度，MPa；Q235杆体抗拉强度为380MPa;
Q--锚杆拉断载荷，N.
则D=
=√4×96700/3.14×380=18mm
结论：
根据以上计算及工程类比,考虑到井下施工复杂性和地质条件多变性，40104辅助运输巷顶板选用公称直径φ=20mmQ235圆钢锚杆,锚杆长度为2.2m,锚杆间距为850mm，排距为1000mm，锚固力不小于80KN；两帮锚杆间排距为1000mm、锚固力不小于50KN。
因该巷道服务年限较长，为保护安全，沿巷道中心线两侧对称布置双排锚索进行支护加固。
锚索选用直径15.24mm钢绞线，长度5300mm，间距×排距为1200mm×（3000±200）mm，锚索托盘采用300×300×10（mm）的圆钢,外露长度不小于350mm。
见支护断面图。
D.支护材料说明
1、锚杆:
顶板选用Φ20mm，L=2200mm圆钢锚杆及配套螺母，巷帮选用Φ20mm，L=1800mm圆钢锚杆及配套螺母。
2、树脂锚固剂：
顶帮锚杆每孔使用1卷CK2360型树脂锚固剂端头锚固，搅拌时间控制在25～35秒，实行快速安装工艺。
锚索搅拌时间控制在25～35秒，等待480秒后，实行快速安装工艺后回落锚杆钻机。
使用树脂锚固剂的要求：
（1）树脂药卷必须在有效期内使用，严禁使用过期、变质树脂药卷；如发现过期、树脂药卷过硬，或胶泥已与固化剂混合，均不得再使用。
（2）施工人员的皮肤应避免直接接触固化剂和树脂胶泥。
（3）在拌运过程中，严禁乱摔、乱放树脂药卷，以防包装薄膜破皮，影响安装质量及锚固效果，且易造成药卷固化。
（4）树脂药卷堆放高度不超过4箱。
（5）更换不同厂家的树脂锚固剂时，必须以参照产品说明书执行。
3、托盘：
锚杆托盘规格为长150mm，宽150mm，厚10mm的铁托板，中心孔径大于锚杆直径1.5～2.0mm。
4、钢带：
采用Φ12mm圆钢加工的钢筋梯子梁，宽为60mm，钢带长为3.6m，锚杆、钢带、铁托板材质均为Q235-AF（A）型。
5、网：
选用8#铁丝制作的菱形网、规格：
长×宽为5000×1200（mm）网横向铺设。
6、锚索:
钢铰线Φ15.24mm长5300mm；托板规格为300×300×10mm的钢板平托板，中心孔径大于锚索直径1.5～2.0mm，锁具一套。
E.支护参数的选择
1、锚杆布置的要求：
顶板每排布置5根锚杆，两帮每排各布置3根锚杆，锚杆间排距850×1000（mm）。
巷帮为1000×1000mm²，从顶板向下200mm布置第一根锚杆以1000mm的间距布置第二根锚杆。
2、网的要求：
顶板每排使用1块长5000mm宽1200mm的金属菱形网,两帮上下各使用2块长5000mm宽1200mm的金属菱形网。
网横向铺设,其压茬100-200mm,每200mm间距用不小于14#铁丝双股双排扣联网。
3、钢筋梯子梁的要求：
顶板每排用一根长3600mm的钢筋梯子梁；
4、锚索的布置要求：
顶板（半切眼）中心线两侧各600mm上对称布置2根锚索，排距3000mm，间距为1200mm，锚索外露不超350mm，锚索预紧力大于13t，锚固力大于23t。
5、开口三角门增打锚索呈桁架布置。
F.支护用作业机具型号和要求
顶板锚杆孔选用MQT-120型锚杆钻机钻孔，帮锚杆采用风煤钻、煤电钻钻孔。
1、对施工锚杆孔的规定
（1）钻孔前，必须根据设计要求确定孔位，做好标记。
（2）锚杆间排距误差不超过±50mm。
施工时严格控制巷道高度和宽度，巷道顶板两侧与帮超过300mm时，必须打锚杆；其支护要求与其它锚杆支护技术要求相同。
（3）锚杆角度误差不超过设计规定的±5°。
（4）锚杆孔深度误差范围为0～50mm。
（5）施工锚杆孔所用的钻杆长度不得大于所用锚杆的长度。
锚杆必须推到孔底，螺母外锚杆丝扣长度在10～40mm之间。
（6）锚杆孔内的煤岩粉必须吹干净，不得有积水。
（7）由于帮锚杆孔含水或湿润对树脂锚杆的锚固效果有一定的影响，帮锚杆孔可采用干打外喷方式施工，但必须确保外喷降尘效果。
（8）钻孔直径应与锚杆及锚固剂相匹配，不得太大或太小。
2、安装锚杆规定
（1）顶板锚杆支护必须采用快速安装工艺安装锚杆。
（2）螺母的拧紧必须采用锚杆钻机、风煤钻、气板机等进行，且必须对锚杆螺母进行二次紧固，以保证螺母扭矩符合规定要求。
锚杆螺母扭矩：
Φ20mm，不小于120N.m。
（3）托盘应紧贴钢带、网或巷道围岩表面，锚杆托板处及周围50mm范围内的浮煤矸必须找掉、找平、找实。
3、每个循环支护工作完成后，紧靠迎头的第一排顶部锚杆，距迎头的最大控顶不得大于1/2个锚杆排距，不得小于200mm。
在打迎头第一排顶部锚杆孔时，设计迎头第一排顶部锚杆孔到正迎头端头顶板部分向下的煤岩体必须刷直，不得留有拖根以保证迎头第一排顶部锚杆的施工角度。
4、顶板锚杆的施工安装，必须逐排由外向迎头顺序施工；每排内的锚杆必须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，再一次性安装锚杆的方法施工。
锚杆支护巷道落煤（岩）后，迎头达到可以进行支护顶板锚杆的高度时，必须立即支护顶板，顶板锚杆支护必须紧跟迎头。
5、两帮煤体稳定时，两帮锚杆施工最大滞后距离为10排，最大空帮时间不超过16小时。
如两帮煤体松软不稳定时，两帮锚杆施工最大滞后距离为2排。
6、锚杆安装前,先用锚杆测量孔深和锚杆角度。
安装锚杆时，先用锚杆轻轻把树脂锚固剂送入眼底，将锚杆螺丝段与连接套筒连接，通过锚杆机边搅拌边将锚杆推进至眼底，到底后继续搅拌3～5秒，确保树脂锚固剂充分混和。
7、施工现场必须配备扭矩扳手。
当班接班后，验收员或班长必须先对上班的锚杆螺母扭矩进行二次紧固，确保扭矩达到规定要求。
G.锚索支护的技术要求
1、小孔径预应力锚索施工应遵守的规定：
（1）必须采用锚索钻机或锚杆钻机钻孔。
（2）锚索孔深度误差-100～0mm。
（3）锚索垂直于顶板或巷道轮廓线布置，角度误差不超过±5°。
（4）锚索间排距误差不超过±150mm。
（5）钢绞线必须推到孔底，尾部露出锁具不得小于150mm，不得大于250mm，距巷道底板小于1.8m时应加防护套。
（6）锚固外端至锁具的钢绞线自由段长度不小于3m。
（7）当班接班后，必须对上一班施工的锚索进行检查，发现预紧力不足应立即进行二次张拉。
（8）采用树脂锚固锚索的锚固位置不得选择在含水层中，否则必须补打锚索。
（9）锚索距迎头最大距离不得超过2个锚索的排距。
2、Φ15.24mm的小孔径预应力锚索：
锚索预紧力不得小于130kN；在特殊地质条件下，施工锚索时应及时补充有关规定。
3、使用锚杆钻机钻好孔后，用钢绞线测试孔深，然后用钢绞线托住树脂锚固剂将其送至孔底，用搅拌连接器将钢铰线与锚杆钻机连接起来,开动钻机,边搅拌边将钢绞线推至孔底，完成锚索的内锚固工序。
4、锚索内锚固需养护1小时后,再装托梁锁具，并使托梁紧贴顶板。
上紧托盘时，先挂上张拉千斤顶开泵进行张拉，观测压力表读数，若千斤顶行程不够，应迅速回程，然后继续张拉，达到设计预紧力停止张拉，卸下千斤顶。
5、锚索不得替代锚杆参与主体支护。
锚索应打在锚杆排与排之间，不得打在锚杆位置或与锚杆同排布置。
6、当班接班后，验收员或班长必须先对上班的锚索进行二次紧固，确保锚索预紧力达到规定要求。
H.锚杆支护质量监测
1、锚杆支护巷道必须对围岩稳定状况进行监测，监测主要内容有巷道顶板离层和围岩移近量等。
2、掘进巷道的顶板离层监测。
锚杆支护巷道每掘进100m（三角门、断层、顶板破碎带除外），在巷道顶板中部安装一个顶板离层仪。
顶板离层仪安设在顶板中部，深基点固定在稳固岩层内至少1.5米，浅基点固定在锚杆端部位置，且与顶板锚杆一起安装，不得滞后安装。
区队技术员负责顶板离层仪的日常观察，并填写牌板建立台帐,发现顶板离层仪达到临界值300mm时,应立即向工区、调度室、安监、生产技术部门人员汇报。
3、巷道内崩断、失效的锚杆、锚索在24h内补打完毕，发现严重下沉必须立即采取加固措施。
I.特殊地段的支护方式和技术要求
1、凡施工三、四角门、车场、过揭发、交岔点等必须补充专门技术安全措施，明确规定具体施工方法，支护形式及支护材料等。
2、凡施工三、四角门抬棚必须有专门设计，并在施工措施中明确规定具体施工方法、支护形式、支护材料的规格，完工后由相关职能部门组织有关人员验收合格后，方可开窝掘进。
3、当掘进工作面迎头过断层、褶曲、顶板破碎、煤层松软、老峒、夹矸厚度变化时，施工单位必须及时补充措施。
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