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采区外环水仓设计说明书
采区外环水仓设计说明书
采区外环水仓设计说明书
郑煤集团马池煤矿有限责任公司
二0一一年十一月五日
目录
第一章概况及地质特征···························2
第一节概况···································2
第二节地质特征·······························2
第二章巷道布置及支护说明·······················5
第一节巷道布置······························5
第二节支护设计·······························6
第三章工程施工方法及工艺·······················7
第一节施工工艺流程··························7
第二节各工序操作要求··················[换行];······8
第三节工程质量要求··························11
第四节劳动组织······························12第四章生产系统·································13
第五章灾害预防措施·····························16
采区外环水仓设计说明书
第一章概况及地质特征
第一节概况
一、巷道位置
本巷道为采区外环水仓及附属巷道，巷道开口位于八水平内环水仓通道变坡点处，具体见采区外环水仓设计平面图。
二、巷道用途
目前的下部采区只布置有一个水仓，不符合《煤矿安全规程》的有关要求。
现在矿上准备重新再掘进一个外环水仓，外环水仓施工完成后，容水量可以达到800m⊃;，使矿井排水系统更加完善、合理。
三、水仓巷道设计长度、施工顺序及服务年限
巷道设计总长度为165.29m，计划从两侧开口掘进施工该巷道，外水仓巷道贯通后与内环水仓通过配水巷连接。
该水仓的服务年限等同于矿井服务年限。
第二节地质特征
一、煤（岩）层赋存特征
二1煤层位于下二叠统山西组下部，全区发育，结构简单，层位稳定。
二1煤层顶板为砂质泥岩和泥岩，底板为砂岩。
煤层厚度0～6.0m，平均3.5m，煤层走向270～273°，倾向0～3°，平均倾角25°，表现为单斜构造。
该外环水仓主巷道布置在距离一8煤层4.7m的石灰岩中，该地区岩层稳定，没有断层等大的地质构造存在。
具体见下图
二、水文地质特征
1）、主要含水层
（1）上寒武统和中奥陶统灰岩岩溶裂隙承压含水组
主要岩性为白云质灰岩，溶洞发育，揭露最大厚度111.14m;该含水组单位涌水量0.00962～1.863L/s.m，渗透系数0.1567～5.85m/d，水位标高+229.25～+428.62m。
（2）太原组下段灰岩岩溶裂隙承压含水层
该含水层为二1煤层间接充水含水层。
为L1～L4石灰岩，石灰岩平均厚13.63m，该组单位涌水量0.0021～0.00491L/s.m，渗透系数0.0362～0.222m/d，水位标高+407.31m。
（3）太原组上段灰岩岩溶裂隙承压含水层[换行]该层为二1煤底板直接充水含水层。
由L7灰岩及以上太原组组成，以L7灰岩为主，一般9.40m;该组单位涌水量0.353～0.664L/s.m，渗透系数2.93～9.44m/d，水位标高+268.989～+299.86m。
（4）二1煤顶板砂岩孔隙裂隙承压含水层
系指二1煤以上60m范围内的中、粗粒砂岩含水层，厚度2.45～58.23m，一般20m，其中以大占砂岩和香炭砂岩为主，岩芯破碎，含弱孔隙裂隙承压水，钻孔抽水单位涌水量0.0062～0.018L/s.m，渗透系数0.014～0.2974m/d，水位标高+320.86～+371.81m。
反映其迳流条件不好，富水性弱的特点。
该层为二1煤直接顶板含水层，正常情况，不会对巷道掘进造成威胁。
该巷道位于灰岩中，顶、底板无大的水害威胁。
2）、老窑、老空水
该巷道在石灰岩层中掘进，重点保持与内水仓之间的间隔距离，防止内水仓的积水，顶、底板水不会对该掘进巷道造成威胁。
3）、断裂构造影响
本工作面区域内无断裂构造。
4）、水文地质条件及涌水量
由白坪井田水文地质资料得知，马池矿位于白坪井田西部，二1煤顶板砂岩含水层富水性弱，水文地质条件简单;二1煤底板太原组上段灰岩含水层为灰岩裂隙水，水文地质条件简单，本井田处在水文地质条件简单地段。
巷道掘进过程中的涌水量1--2m⊃;左右。
第二章巷道布置及支护说明
第一节巷道布置
为了加快掘进进度，尽早使外环水仓投入使用，决定从两侧进行掘进施工，为保证安全，在巷道距离贯通20m时，停止一个掘进工作面。
外环水仓设计工程量表
1、水仓东段
开口坐标：
x=3800925，y=38412360，顶板标高-80.1m。
设计沿岩层掘进，共分三段：
一、掘进方位角1230，坡度-3‰，长度15.73m;二、掘进方位角2160，坡度-5°，长度24.54m;三、掘进方位角2690，坡度-3‰，长度50.26m。
采用锚喷支护，规格为3.0×2.8m，掘进断面8.15m2，净断面7.41m2。
2、水仓西段
开口坐标：
x=3800923，y=38412290，顶板标高-80.8m。
设计沿岩层掘进，共分三段：
一、掘进方位角2510，坡度-3‰，长度12.42m;二、掘进方位角1630，坡度-5°，长度23.92m;三、掘进方位角890，坡度-3‰，长度26.73m。
采用锚喷支护，规格为3.0×2.8m，掘进断面8.15m2，净断面7.41m2。
3、配水巷
水仓主巷道贯通后，从东、西段交叉点处，按照方位角50，坡度-3‰，掘进11.69m与内水仓贯通。
采用锚喷支护，规格为3.0×2.8m，掘进断面8.15m2，净断面7.41m2。
第二节支护设计
巷道采用锚网喷支护。
（一）、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———冒落顶高度，mK———安全系数，取K=3;
L1———锚杆锚入稳定岩层的深度，一般按1.0m;
L2———锚杆在巷道中的外露长度，一般取0.1m;
其中：
H=B/2f=3.2/2×8=0.2;
式中B——巷道开掘宽度，取3.2m;f——岩石坚固系数，取8～10;
则L=3×0.2+1.0+0.1=1.7;
取L长度为1.8m
通过以上计算，选用树脂锚杆长1.8m，锚杆的间、排距为0.8m。
在支护中，当围岩稳定性好时，采用先挂网后喷浆的方式（锚杆距工作面不得大于2m）;当围岩稳定性较差时，要先初喷50mm厚的混凝土封闭围岩，锚杆的间、排距必须调整减小，减小后的间、排距由总工确定。
然后打锚杆挂网，复喷达到设计厚度。
初喷紧跟工作面迎头,初喷厚度50mm，复喷厚度不得小于50mm，总喷浆厚度100—120mm。
洒水养护时间不少于28天。
第三章工程施工方法及工艺
第一节施工工艺流程
一、施工工艺流程图[换行]第二节各工序操作要求
一、凿岩方式
1、巷道采用打眼爆破的方法掘进。
2、打眼使用YT—28凿岩机，安装锚杆使用风动扳手。
风源使用地面两台20m3的空压机供气通过4寸钢管进入工作面，井下洒水管路供水保证湿式打眼。
二、爆破作业
巷道掘进采用光面爆破，炸药使用安全等级不低于三级的煤矿许用炸药，毫秒电雷管起爆。
起爆使用MFd—100型防爆发炮器起爆，连线方式为串联。
三、光爆打眼要求
为保证光爆的效果和质量，除合理选择爆破参数外，必须严格施工操作，才能收到实际效果。
1、必须保证打眼的规格质量，打眼的质量是光爆成巷效果好坏的关键，总的要求应使各炮眼达到“平、直、齐”。
即各炮眼相互平行，平行于巷道轴线，各炮眼顺直钻进，各眼眼底应落在同一个平面上。
严格按爆破图打眼，消灭“自由式”打眼的错误习惯。
为保证打眼规格质量必须采取如下措施：
⑴准确看线，抡尺定位。
开工前将中、腰线引到工作面上，然后按中腰线准确的定出周边眼、辅助眼、及掏槽眼的位置，并在工作面作出明显标注。
⑵按中线打好第一个正顶眼，打正顶眼时，在钎杆上方顶板上距工作面1m的地方悬挂一临时中线，以保持炮眼沿巷道轴线钻进;然后将此眼插上炮棍作为导向的标志，周边眼打在设计轮廓线上，眼底允许向巷道外偏出50～70mm。
在周边眼轮廓线上遇到软岩、煤层或层理发育的部位，应适当增加空眼，作为导向眼。
⑶预量钎长，做到心中有数，保持各眼底落在同一平面上。
⑷划分区域，定人打眼，以便熟悉技术、掌握规律，提高打眼速度和准确性。
2、严格按要求装药连线，做到认真细致，必须杜绝多装药放大炮的习惯做法，在装药连线应做到以下几点：
⑴严格检查炸药雷管的质量，对受潮、变质、硬化的炸药禁止使用，对雷管要做导通试验，以保证所有雷管准确起爆。
⑵正确加工起爆药卷。
用竹、木棍在药卷的顶端扎眼，将雷管埋入，而不应将雷管从药卷的凹面或侧面插入。
⑶清理炮眼，逐卷装入。
装药时，应逐卷装入，使之各药卷之间彼此密接，不得冲撞和捣实，各药卷的聚能穴方向要一致，起爆药卷装入底端，聚能穴朝向眼口方向。
周边眼采用空气柱装药方式，即药卷装入眼底，再装上水炮泥，眼孔内全长均留有空气柱，只在眼口用炮泥（长度不少于300mm）进行堵塞。
⑷填塞炮泥要有足够的长度，除周边眼外均不得少于400mm。
⑸细心连线，避免接触。
3、严格中腰线施工。
四、使用锚杆机时的规定
1、打眼前，首先处理顶板与两帮的危岩，确保安全作业。
2、禁止锚杆机平放在地面。
3、打眼时，不准用手握转动的钎子。
4、开眼位时，应扶稳锚杆机进行开眼工作。
5、打眼时，不要一味加大气腿的推力，以免降低打眼的速度，造成卡钻、断钎、崩裂刀刃等事故。
6、钻机回落时，手不要扶在气腿上，以防伤手。
五、风钻打眼的注意事项
1、打眼前要检查风水管路是否畅通，零部件是否齐全紧固，注油器内有无装满机油，运转声音是否正常，各操作手把是否灵活可靠，有无漏风、漏水现象，气腿升降是否灵活等，无问题时方可打眼。
2、钻眼时，要随时注意两帮、顶板，发现有片帮、冒顶危险时，必须立即停钻处理。
3、打眼过程中，发现钻眼机具的零部件、设施等出现异常时，必须停钻处理。
4、钻眼时，司机一手要扶住风钻把柄，一手根据钻进情况调节操纵阀和钻架调节阀，钻杆不要上下、左右晃动，以保证钻进方向;钻杆下方不要站人，以免断钎伤人。
5、司机扶钻时，要躲开眼口的方向，站在风钻的侧面，两腿前后错开，禁止踩空或骑在气腿上钻眼，以防钻杆推断时扑到伤人。
6、多台风钻同时作业时，要划分好区域，做到定钻具、定人定开眼顺序，不准交叉作业。
7、使用风钻钻完眼后，应将钻眼机具、设施撤出工作面，存放在安全地点，将风、水管阀门关闭，软管盘放整齐。
[换行]8、严禁打眼与装药平行作业和在残炮眼内继续打眼，并必须坚持湿式打眼。
第三节工程质量要求
一、工程质量标准：
掘宽3200mm，中线至一帮1600mm;
掘高2900mm，拱上1600mm，拱下1300mm。
锚网喷后规格为：
净宽3000mm,中线至一帮1500mm。
净高2800mm，拱上1500mm,拱下1300mm。
锚杆间、排距：
800×800mm。
喷浆厚度：
100mm。
基础深度：
100mm。
坡度：
-3‰。
水沟规格：
300×300mm。
二、验收标准：
⑴巷道净宽允许误差：
-50～+150mm为合格;
（中线至任一帮）0～+150mm为优良;
⑵巷道净高允许误差：
-30～+150mm为合格;
（腰线至顶、底板）0～+150mm为优良。
⑶喷层厚度：
合格：
不小于90mm;
优良：
不小于100mm;
⑷锚杆角度允许偏差：
≤15°;
⑸锚杆间排距允许偏差：
±100mm;
⑹锚杆孔深度允许偏差：
0～+50mm;
⑺锚杆外露长度允许偏差：
露出托板≤50mm;
⑻表面平整度允许偏差：
≤50mm;
⑼基础深度：
≤10﹪;
（10）网搭接长度不得少于100mm。
第四节劳动组织
一、正规循环
（一）循环方式、组织措施、日进尺
该巷道施工时采取一掘一成循环方式，平均日进尺3.0m。
采取有力措施确保掘进工及特殊工种出勤能满足施工需要;施工安排要严格按照作业流程，保证正规循环;每小班安排一名机电工确保机电设备正常运转，减少对生产的影响。
（二）正规循环图表
第四章生产系统
第一节局部通风及瓦斯监测系统
一、风量计算
1、按瓦斯绝对涌出量计算
Q=100qk=100×0.5×1.7=85m3/min
其中Q——掘进工作面实际需要风量，m3/min;
q——掘进工作面的瓦斯绝对涌出量，m3/min;
100——单位瓦斯涌出配风量，回风流瓦斯浓度以不超过1.0%的换算值;
k——掘进工作面的瓦斯涌出不均衡系数，取1.7。
2、按人数最多计算
Q=4N=4×26=104m3/min
其中Q——掘进工作面实际需要风量，m3/min;
N——掘进同时工作的最多人数，交接班13×2=26人;
3、按炸药消耗量计算
Q=25×A=25×6=150m3/min
其中Q——掘进工作面实际需要风量，m3/min;
A——掘进同时爆破的炸药量6kg
4、风速验算
Q=150m3/min≥0.15·60S掘=0.15×60×8.2=73.8m3/min
Q=150m3/min≤4×60×S掘=4×60×8.2=1968m3/min
经过以上计算，掘进工作面的实际供风风量取最大值为：
150m3/min。
二、风机、风筒选型
根据以上计算选用FBDYN0562-2×11KW型局扇，其工作风量为200～400m3/min，可以满足要求。
选用直径为600mm的[换行]胶质双抗阻燃风筒，双反压边接头，每10m为一节。
局部通风线路：
副斜井——八水平车场——水仓通道——掘进迎头
三、瓦斯监测系统
1、按照《规程》规定在掘进工作面及回风流中设置一个甲烷传感器，通过八水平的监控分站与调度室的KJ-95N瓦斯监控系统连接。
2、传感器的悬挂位置为：
传感器应挂在非风筒侧，一个安在风筒出口以后≤5m处，另一个安在距离回风巷口以里10至15m的地方，传感器设置位置：
距帮不小于200mm，距顶板不大于300mm，且该处巷道顶板完好，无淋水。
3按照郑煤集团公司规定，瓦斯报警和断电浓度设为大于或等于0.8%，复电浓度设为小于0.8%，断电范围为掘进工作面及供风线路中所有非本质安全型电气设备。
4、安全监控设备必须定期进行调试、校正，每月至少一次，甲烷传感器、便携式甲烷检测报警仪每7天使用标准气样调校一次。
第二节供电系统
供电系统：
采区变电所变压器（CP-09号变压器）——CP-14总馈电开关——CP-35号分馈电开关——小绞车开关——水泵——喷浆机
第三节运输系统（矸、料）
运矸系统：
工作面—→八水平车场—→副斜井—→地面
运料系统：
地面—→副斜井—→八水平车场—→工作面
一、装岩方式
巷道采用人工装岩。
二、运输方式
平巷采用矿车人工推车运输，斜巷采用小绞车运输。
第四节压风系统
1、压风设备
利用地面空压机站L-22/7空压机2台，一台工作，一台备用。
2、压风自救系统
水仓巷道压风管路：
地面空压机房—→副斜井—→八水平车场—→掘进工作面
第五节供水、洒水降尘系统
防尘系统：
地面消防水池——副斜井——八平巷——掘进工作面。
洒水降尘管路安装要求：
（1）、管路规格：
防尘洒水管路为直径φ50×4mm无缝钢管。
（2）、管路敷设牢固平直，接头严密不漏水。
（3）、管路靠上帮敷设，巷道每隔5m设置管路托架，托架要预埋或喷浆后打钻安装。
（4）、管路敷设高度不得低于巷道底板0.6m
（5）、每隔50m设置一个三通阀门。
采用佩带防尘口罩、湿式打眼、使用水炮泥、爆破洒水、装煤（岩）洒水、冲刷巷道、净化水幕等综合防尘措施。
第六节排水系统
一、排水系统：
掘进工作面—→采区泵房内环水仓—→中央泵房水仓—→地面
外环水仓在巷道下变坡点即最低处做临时水仓，采用BQW35-7-2.2泵排水，2台泵，一备一用。
从外环临时水仓排到采区泵房内环水仓。
第七节通讯与照明系统
掘进工作面安装一部防爆专用电话，可以与地面调度室、压机房等各个单位直接联络。
井下职工随身携带矿灯照明，[换行]根据需要可以领取1-2盏备用矿灯。
第五章灾害预防措施
一、爆炸事故发生的措施
1、一旦掘进工作面发生局部瓦斯和煤尘爆炸，人员不准乱跑，由带班干部或班组长识别真情，把人员带到巷口，在通过炮烟前，戴好自救器，用电话与调度室联系等待命令。
2、一旦人员无法撤出，所有人员要背向爆轰波传播方向，向下趴在巷道底板上，迅速戴好自救器，待爆炸波过后，尽快撤离灾区，到安全地点等待救援。
二、顶板事故的预防和处理：
1、经常检查巷道内的顶板和支护情况，发现问题及时处理，不能立即处理的，必须将人员撤到安全地点，汇报矿、队值班人员，不安全地点严禁进入。
2、巷道一旦冒顶出路被堵，未堵人员及时向调度室汇报，汇报内容包括冒顶范围、被堵人数和位置，并积极组织抢救。
3、在进行抢救时，要安排有经验的老工人监视顶板变化情况，避免抢救人员受伤是事故扩大，抢救时，必须由外向里进行，抢救时必须支设临时支护。
三、水灾的预防措施：
透水预兆：
掘进工作面或其他地点发现有挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气、水叫、顶板淋水加大、顶板来压、底板鼓起或产生裂隙出现渗水、水色发浑、有臭味等异状时，必须停止工作，采取措施报告矿调度室;如果情况紧急时，必须立即发出警报，撤出所有受水威胁地点的人员。
探放水钻进时，发现煤岩松软、片帮、来压或钻孔中的水压、水量突然增大，以及有顶钻等异状时，必须停止钻进，但不得拔出钻杆，现场负责人员应立即向调度室报告，并派人监测水情，如果发现情况危急时，必须立即撤出所有受水威胁地区的人员，然后采取措施，进行处理。
四、顶板来压预兆：
托板压烂严重，顶板有“闷炮”声，巷道掉碴片帮严重，顶板破碎;喷浆层脱皮严重，顶板离层有裂缝，打钻时卡钎等。
遇到上述情况时，工作面必须停止工作，采取措施进行处理，及时架设临时支护、减少空顶距、采取锚网支护并紧跟工作面，遇到危急情况时撤离危险区。
五、火灾发生时的处理措施
1、任何人发现井下火灾时，应视火灾性质、灾区通风和瓦斯情况立即采取一切可能的方法直接灭火，控制火势。
2、电器设备发生着火时，首先切断电源，在切断电源之前只准使用不导电的灭火器材进行灭火。
巷道掘进过程中采用风钻找岩，防火重点是防设备、电缆、放炮火灾和人为火灾。
工作面备用有砂子可直接灭火，同时可使用防尘水源进行灭火。
六、避灾路线：
1、避水灾路线：
掘进工作面——八水平车场——副斜井——地面。
2、避火灾路线：
掘进工作面——八水平车场——副斜井——地面。
郑煤集团马池煤矿
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