煤矿主井作业改造规程生产能力由21万吨提至30万吨.docx
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煤矿主井作业改造规程生产能力由21万吨提至30万吨
第一章概况
一、矿井概况
煤矿位于省县境内，行政区划隶属镇。
矿区位于龙岗山脉西南侧的低山区，地形标高406～617m，相对高差211m。
区内地表植被发育，多为乔木及灌木，局部种植人工林。
该矿井北侧与煤矿重叠，南侧与龙马煤矿重叠，上述两煤矿均开采下套煤。
煤炭科学总院对重叠开采进行了专项安全评价，评价结果为上、下套煤层同时开采相互没有影响，能够保证矿井安全生产。
区内未发生过有级地震，地震烈度为6级，建筑物不需考虑抗震设防。
区内以往无滑坡、泥石流等自然地质灾害发生。
煤矿是由煤矿、煤矿和煤矿整合而来。
年县煤业有限公司依法取得该矿井采矿权，新矿井名称为县煤业有限公司煤矿。
矿井采矿许可证号。
现矿井正在按照批准的改造初步设计进行矿井建设工作，通过改造将矿井生产能力由21万吨/a提至30万吨/a。
主井筒已施工至+420m标高，副井已施工至+306m标高。
二、主井工程概况
根据煤矿矿井改造初步设计，主井井口标高为+527.3m，井口坐标X=4704009.83，Y=42582311.903，井底标高为+250m，井筒坡度为27°，斜长611m，原已掘凿237m（标高+420m），还需掘凿374m。
井筒自地表以下至坚硬岩层间采用砌碹支护，并向坚硬岩层内延深5m。
其他地段井筒支护方式为锚网喷支护或架设U型棚+锚网喷支护，净断面为6.5m²，净高2.5m，掘凿断面为7.65m²/7.2m²，井筒内铺设22kg/m轨道，木轨枕，并铺设行人台阶及扶手。
第二章地质概况
一、地质构造
矿区构造位置位于中朝准地台（Ⅰ级）、辽东台隆（Ⅱ级）、铁岭~台拱（Ⅲ级）东段、马当中生代上叠含煤盆地内。
区内太古界鞍山群花岗片麻岩构成含煤盆地的基底，其上沉积了中生界侏罗系上统林子头组、石人组及新生界第四系。
矿区内含煤地层呈缓倾斜的单斜构造，含煤地层总体倾向东，4线以北倾向100°，以南逐渐变为倾向45°，倾角11°～28°。
区内断裂构造不发育，仅在矿区东南界外有F15正断层，断层走向35°，倾向305°，倾角约70°，落差300m以上，为井田东南边界断层，区内仅在开采中局部见有小断层，断距均小于50m，对开采影响不大。
区内未见侵入岩。
二、煤质及瓦斯
区内煤为黑色，条带状结构，层状及块状构造，贝壳状断口，性脆易碎，内生裂隙发育。
煤岩组分以暗煤为主，次为亮煤，宏观煤岩类型属半光亮型煤。
煤的视密度1.36～1.83t/m³。
根据该矿井2007年瓦斯鉴定资料，瓦斯相对涌出量为2.12m³/t，绝对涌出量为0.24m³/min，属瓦斯矿井。
煤尘有爆炸危险，没有煤与瓦斯突出现象。
煤层自燃倾向性属Ⅱ类，即自燃。
根据该区以往开采实际，井下温度未发现异常现象，地温梯度小于3℃/百米，属地温正常区；瓦斯梯度为55m左右。
三、水文地质
1、水文地质条件
该区属低山区，地形标高406～617m，相对高差211mm。
区内无地表水体分布，矿区以南300m处有珠子河自西向东流过，平均流速0.35m/s，流量0.1244～244m³/s，最高洪水位标高416.5m，对矿山开采无影响。
区内含水层有：
（1）第四系玄武岩裂隙水含水层，分布于矿区西侧及北侧，厚度50～103m，气孔、裂隙发育，属中等富水。
（2）侏罗系石人组裂隙水含水层：
①火山碎屑岩段中凝灰岩、安山岩含水层，厚度81～334m，开采证实为弱富水；②上含煤段（上套煤）顶板砂岩、粗砂岩含水层，厚度4～14m，属弱富水；③砂砾岩段中砂岩、砾岩含水层，厚度125～205m，透水性好，属中等富水；④含砾粉砂岩段中粉砂岩夹砾岩含水层，厚度70m，分布广，属弱富水；⑤林子头组粉砂岩含水层，厚度90m，属弱富水。
（3）构造裂隙水含水层，区内断层不发育，仅在矿区外东南部见有F15断层，落差大于300m，横切株子河及井田深部煤层，规模较大，其富水性不清，对开采本区的上套煤层无影响。
区内隔水层有石人组上含煤段泥岩及页岩隔水层，平均厚度50m；石人组下含煤段粉砂岩、泥岩、页岩隔水层，厚度60m。
以上两个隔水层隔水性能均良好。
区内煤层赋存于470m～120m标高，矿井最低排泄面已达260m标高。
矿坑主要充水来源为区内上部裂隙水通过下渗进入坑道。
2、充水因素分析
该矿区水文地质条件简单，无地表水体影响。
为以裂隙、孔隙水间接充水水源的矿床。
所以没有水患威胁，水文地质条件属简单类型。
矿井充水因素主要为大气降水及浅部风化裂隙带水通过基岩裂隙或断层等间接渗入井下。
因此，开采中要加强矿井水文地质以及对老塘旧巷水的探放工作，对是否存在导水构造（断层、裂隙）要作好分析判断，及时采取预防措施，并要严格执行“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的原则，确保矿井安全生产。
矿井涌水预计最大为99.3m³/h，正常为69.9m³/h。
第三章巷道断面及支护要求
一、断面现状及支护形式
1、主井井筒断面为直墙半圆拱，净断面B×H=3×2.5m。
S净=6.5m2，S掘=7.2m2。
2、施工时根据现场围岩情况，可以选择锚网喷支护或U25型棚支护。
采用U型棚支护时，S掘=7.65m2。
锚杆采用Φ16mm*L1800mm螺纹钢锚杆；锚网采用10#铁丝菱形编制；规格为7m×1m，喷浆厚度100mm。
人行台阶设计在巷道右侧，台阶规格为600*250*150mm。
3、主井施工每隔40m设置一躲避硐，躲避硐设置在人行道侧，躲避硐断面采用直墙半圆拱，宽度不小于1.6m，高度1.8m，深度1.0m。
采用喷浆支护。
附：
主井锚网喷支护断面图
主井U型棚+锚网喷支护断面图
二、临时支护
临时支护采用前探梁支护。
使用3根长4m的3寸钢管作为前探梁。
前探梁与岩面使用木背板及木楔楔劳接实，背板规格1200×150×50mm。
1、锚网喷段：
前探梁采用套管方式，即使用4寸钢管套3寸钢管。
先在4寸钢管上割一个孔，然后焊接一个锚杆帽，使其可以固定在锚杆上，然后套上3寸钢管。
2、U型棚段：
使用铁链将前探梁按800mm间距固定在紧邻空顶区两架U型棚上。
迎头爆破后，要及时架设并前探梁，在前探支护的掩护下及时的打锚杆、挂网。
爆破前最大空顶距离不大于1000mm。
附：
前探梁支护平面图、剖面图。
三、施工质量要求
（一）锚喷支护的质量要求
1、主井净宽，中线至任一帮距离允许偏差0～150mm；腰线至顶、底板的距离允许偏差0～150mm。
2、锚杆间距800mm，排距1000mm，锚杆的间距、排距允许偏差应为±100mm。
3、锚杆孔的深度允许偏差应为0～50mm。
锚杆外露长度不应大于50mm；锚杆孔的方向要求垂直于岩层，如不能垂直岩层，与井巷轮廓线的角度节理面、裂隙面夹角不应小于75°。
锚杆安装应牢固，托板紧贴壁面、不松动。
锚杆的拧紧扭矩不得小于100N.m。
安装托盘前，要把托盘范围内的岩石找平。
4、锚杆的预紧力矩不小于100N.m；锚杆的抗拔力为90kn，最低值不得小于设计值的90%。
5、安装锚杆前必须检查钻孔的深度、锚杆质量和钻孔的角度，凡是不符合要求的不得安装。
6、要严格控制锚杆眼、锚杆、锚固剂之间的三径比，即钻头直径不得大于32mm，如果用Φ32的钻头打眼，必须采用Φ28mm的锚固剂；用Φ28mm的钻头打眼，必须采用Φ23mm的锚固剂，每根锚杆使用的锚固剂不得低于2卷。
7、金属网要相互搭接100mm，每隔200mm，用12#铁丝联网一次。
8、喷射砼标号为C20，采用P.O32.5水泥，速凝剂掺入量为水泥重量的3.0%，喷淋水区时，可酌情加大速凝剂掺入量，速凝剂必须在喷浆机上料口均匀洒入。
喷浆用的砂石必须经过筛选，不得夹杂粒度大于20mm的石子，砂子含泥量不得大于3%，喷浆混凝土的配比为水泥：
砂子：
石子为1:
2:
2（体积比）。
喷浆厚度100mm，厚度不小于设计90%。
（二）U型棚支护质量要求
1、主井U型棚支护使U25型棚。
2、主井净宽，中线至任一帮距离允许偏差0～100mm；腰线至顶梁底面、底板的距离允许偏差-30～+100mm。
3、U型棚间距1m，铁拉板固定在钢棚搭接处，间距允许偏差±50m，迎山4～5°（迎山值70～87mm/m）。
4、U型棚迈步要一致，扭矩允许偏差≤80mm。
5、用直径50～80mm，长度1300mm的硬杂木做背板，背板间距500mm，背板要被紧被实。
6、棚腿与棚梁搭接长度允许偏差±30mm，卡缆间距允许偏差±20mm。
7、棚腿要坐落坐落在实底上，生根要牢固。
第四章施工工艺及施工方法
第一节施工准备及施工工艺
一、施工准备
1、在施工地点安装好风、水头，接好配电点。
2、将施工用料、设备等运至施工地点附近码放好。
3、重新测定主井的中腰线，调整好激光指向仪。
二、施工工艺
（一）锚杆施工工艺
1、锚杆安装流程：
检查巷道断面规格、检查帮顶→打锚杆眼→安装锚杆→上好托盘→拧上螺帽→用扭矩扳手检查扭紧力矩是否合格。
2、打锚杆眼
首先，严格按中、腰线检查巷道断面规格，不符合设计要求时必须先进行处理：
打眼前要先按照由外向里、先顶后帮的顺序检查顶帮，找掉活石危岩，确认安全后方可作业。
锚杆眼位置要准确，眼位误差不超过100㎜，眼方向误差不超过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。
打眼应按由外向里、先顶后帮的顺序依次进行。
3、安装锚杆
安装前，应将眼孔内的积水、岩粉用压风吹扫干净。
吹扫时操作人员应站在孔口一侧，眼孔方向不得有人。
然后把树脂锚固剂送入眼底。
随后把锚杆插入眼内，使锚杆顶住树脂锚固剂，外端头套上螺帽，用套把插在锚杆机上卡住螺帽。
开动锚杆机，使其带动杆体旋转将锚杆旋入树脂锚固剂，对锚固剂进行搅拌，直至锚杆达到设计深度，方可撤去锚杆机。
搅拌旋转大于30ｓ后，卸下螺帽，挂好网，上好托盘，拧上螺帽。
1min后，拧紧螺帽给锚杆施加一定预紧力，扭紧力矩不小于100Ｎ·ｍ，锚杆托盘要紧贴岩面。
锚杆安装要打一个锚杆眼，安装一根锚杆。
严禁全部打完锚杆眼，集中安装锚杆。
（二）喷砼支护工艺：
1、准备工作：
⑴检查锚杆安装和挂网是否符合设计要求，发现问题应及时处理。
⑵清理喷浆现场的矸石、杂物，接好风、水管路，输料管路要平直、不得有急弯，接头要严密、不得漏风。
严禁将非抗静电的塑料管做输料管使用。
⑶检查喷浆机是否完好，紧固好摩擦板并送电空载试运转，不得出现漏风现象。
⑷喷射前，必须用高压风水冲洗岩面，在巷道拱顶和两帮安设喷厚标志。
⑸喷浆作业人员要佩带齐全有效的劳保用品。
2、喷浆的工艺要求：
喷射顺序为先墙后拱，从墙基开始自下而上进行，喷头与受喷面应尽量保持垂直，其距离以0．8～1．0ｍ为宜。
人工拌料时，水泥、砂和碎石应清底并翻拌三遍，使其混合均匀。
喷射时，喷浆机的供风压力为0．4MPａ，水压应比风压高0.1MPａ左右，加水量凭喷射手的经验加以控制，最适量的水灰比是0.4～0.5之间。
喷射过程中应根据出料量的变化，及时调整给水量，保证水灰比准确，要使喷射的湿砼无干斑、无流淌、粘着力强、回弹料少。
一次喷射砼厚度50～70㎜，并要及时复喷至设计厚度。
复喷间隔时间超长时，应用高压水重新冲洗受喷面。
3、喷射工作：
（1）喷射工作开始前，应首先在喷射地点铺上旧皮带或旧风筒，以便收集回弹料，回弹率不得超过15％。
（2）若喷射地点有少量淋水时，可以适当增加速凝剂掺入量；若出水点比较集中时，可设好排水管，然后再喷浆。
（3）喷射工作结束后，喷层要洒水养护。
（4）一次喷射完毕，应立即收集回弹物，并应将当班所拌料用净。
当班喷射工作结束后，必须卸开喷头，清理水环和喷浆机内外部所有灰浆或材料。
回弹料要及时收集，可掺入料中继续使用，但掺入量不超过30﹪，可用于水沟施工。
（5）开机时，必须先给水，后开风，再开机，最后上料；停机时，要先停料，后停机，再关水，最后停风。
喷射工作开始后，严禁将喷头对准人员。
（6）喷射中突然发生堵管故障时，喷射手应紧握喷头，并将喷口朝下。
4、喷射砼质量：
喷射前，必须清洗岩帮、清理浮矸；喷射均匀。
无裂隙、无“穿裙”、无“赤脚”。
（三）架设U型棚施工工艺：
1、U型棚间距1000mm（中－中）。
2、利用梯子铺设大板的方式搭设工作平台。
（1）梯子加工要求：
梯子采用DN50钢管焊成（焊接为满焊），梯子宽度不小于800mm，根据巷道坡度加工异形腿梯子，梯子高度1500mm左右。
（2）搭设方法：
首先将放梯子位置底板清至实底，然后将梯子斜靠在巷帮上，在梯子上铺设大板，为增加平台的稳固性，可在大板下支设方木。
平台架搭设完毕后，在平台架上密集铺设宽度200mm，厚度50mm木板，木板间隙不大于30mm。
大板与平台架的搭接长度不小于200mm，并用不小于φ10mm尼龙绳绑扎在梯子上。
3、平台施打完毕后，由班长亲自检查平台是否牢固，确认无安全隐患后，方可架设U型棚，架设U型棚工作不得小于6人进行。
将架设棚腿的底角清理平整见硬底，钢棚运到位后，安设两侧棚腿，每侧安排不少于2人扶住棚腿；然后，3人上平台作业，在班长的统一指挥下，两人相向，同肩同时起身，在另外1人的协助下，将棚梁抬起，将棚梁、棚腿搭接好，将钢棚一侧搭接处的卡子上好，然后上好另一侧的棚梁与棚腿间卡子。
调整好两侧棚腿的间距，并将两侧搭接处的卡子上紧；调整好U型棚两棚腿超步和迎山值，再上好连板，第一架棚支设完后，用背板、木楔在下山侧将钢棚刹紧，依次架设其余U型棚，将U型棚与巷道顶帮之间的间隙用背板、木楔刹紧背实。
新架设U型棚要与原巷道U型棚使用连板连接好。
第二节施工方法
1、巷道掘进采用钻爆法施工。
爆破循环进尺不少于2m，岩层破碎时，可根据现场情况适当减少循环进尺。
2、施工顺序
敲帮问顶→画巷道断面轮廓线→打眼装药→爆破→通风排烟→洒水降尘→敲帮问顶→临时支护→出渣→敲帮问顶→架设U型棚（打锚杆、挂网）→喷浆。
工作面爆破后，炮烟排完后，班组长、瓦检员、安全员进入工作面先处理好风筒，将风筒吊挂起来后，进入迎头进行敲帮问顶工作。
出渣前要打好临时支护。
第三节凿岩及爆破
一、凿岩方式
1、采用湿式打眼，爆破方法破岩
2、使用YT-28型风动凿岩机凿眼，选用中空φ22mm六棱钎杆，Ø32mm的一字型钎头，风源来自地表压风机，通过直径75mm管路供至作业地点。
3、凿岩工艺：
爆破凿岩严格按照中线腰线施工，按照控制爆破要求，在巷道断面上合理布置掏槽眼，辅助眼及周边眼。
根据岩石的易爆性，选择适宜的凿眼爆破参数，尤其要选择适应的掏槽方式。
一般的，当岩石较松软时，应采用楔型掏槽，当岩石较致密，宜采用垂直桶型掏槽，中心布置一个空孔作为掏槽自由面，可尽量利用地质构造提高凿眼爆破效果。
允许周边眼向外偏2～3度的角度。
凿岩时，凿岩人员要戴好防尘口罩和耳塞，采用湿式凿岩。
二、炸药雷管
1、爆破使用煤矿许用炸药，雷管使用煤矿许用毫秒电雷管。
2、装药采用反向装药方式，联线方式为串联联线。
3、起爆方式，起爆使用MFD-100型发爆器一次起爆。
三、炮眼布置及装药量
根据本巷道前期施工经验，炮烟布置及装药量如下：
1、炮眼分为掏槽眼、辅助眼、周边眼三种。
掏槽眼选用直眼角柱式菱形掏槽方式。
辅助眼间距为600mm，最小抵抗线为50mm。
炮眼方向垂直于工作面，装药系数为0.5。
周边眼间距为400mm，距巷帮50mm，眼底落在巷道轮廓线外100mm，底眼向下倾斜3°，以利于辅轨。
在水沟部位多布置一个炮眼。
周边眼装药系数为0.5。
附：
炮眼布置图
爆破说明表
第四节装载与运输
一、装岩方式
巷道掘进使用耙装机装岩。
二、运输方式
1、矸石运输
利用设在地面JK-2.5*2型矿用提升机和1.0吨矿车进行提升运输，每次最多提升7个矿车。
2、人员运输
施工人员交接班时，利用巷道右侧台阶步行至施工地点。
3、物料运输
砂、石子、锚杆、网等可装矿车的材料设备，利用矿车提升运输。
轨道、管路等超长材料必须使用专用材料车运输，封车要牢固可靠。
在井内运输时，必须提前通知井下作业人员至安全地点躲避。
第五节管线敷设
在主井掘进施工中所铺设的电缆、风水管路，风筒等均应按设计断面图中规定的位置架设，要求吊挂整齐牢固。
1、电缆钩固定在腰线上0.6m处，每隔3米一个，电缆垂度不超过50mm。
供水管吊挂在腰线下0.2m处、风管固定在腰线下0.6m处，排水管固定在下行左帮，腰线下1m处，风筒吊挂在下行左帮，吊挂点在腰线上0.8m处。
2、风水管要接口严密，不得出现跑冒滴漏现象，风水管距迎头20米范围内使用一寸胶管，20米以外使用设计要求钢管，要随迎头掘进及时加长，以备掘进迎头正常用风水。
3、风筒要随巷道掘进及时加长，风筒接头处不得漏风，风筒末端距迎头不得超过10m，以保证工作面有充足的新鲜空气。
4、主井轨道铺设：
轨距600mm，轨型选用22kg/m，枕木规格长×宽×厚=1200×120×120mm，轨枕间距（中到中）不大于1000mm，允许偏差50mm。
扣件应齐全、牢固并与轨型相符。
轨道接头的间隙不得大于5mm，高低和左右错差不得大于2mm。
直线段2条钢轨顶面的高低差，以及曲线段外轨按设计加高后与内轨顶面的高低偏差，都不得大于5mm。
轨距上偏差为+5mm，下偏差为-2mm。
道碴的粒度及铺设厚度应符合标准要求，轨枕下应捣实。
对道床应经常清理，应无杂物、无浮煤、无积水。
第六节设备及工具配备
设备及工具配备表
序号
设备工具名称
型号规格
功率
单位
数量
备注
1
局部通风机
FBDNO-5.5/30
2×5.5KW
台
1
2
耙装机
PY-90B
30KW
台
1
3
喷浆机
FBD—VI
8.5KW
台
1
4
风钻
YT—28（7655）
部
2
备用1部
5
锚杆机
MQCT-120
台
1
6
风煤钻
MQS-50
部
2
备用1部
6
锚杆拉力计
LDZ-200
台
2
备用1台
7
风镐
G10
部
2
备用1部
第五章劳动组织方式
第一节劳动组织
一、劳动组织
各工种各班人员配备。
（见劳动组织表）
二、作业方式
1、直接工采用“滚班“工作制作业，根据工程进展从事掘进、出矸、支护工作。
2、辅助工根据工作需要采用“三八”工作制分工协作，共同服务于工程的施工工作。
附：
劳动组织表劳动组织
序号
工种
在册
出勤人数
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
合计
1
打眼工（支护工）
12
3
3
3
9
2
出渣工
16
3
3
3
9
3
耙装司机
4
1
1
1
3
4
地面把钩工
6
2
2
2
2
6
5
地面拌料工
2
2
6
喷浆工
2
2
7
爆破工
4
1
1
1
3
8
维修工
4
1
1
1
1
3
9
绞车司机
7
2
2
2
2
6
10
班长
3
1
1
1
1
3
11
跟班队长
3
1
1
1
1
3
12
队长
3
3
合计
43
10
10
10
33
说明：
部分工种可以兼职，可根据施工情况适当调整人员。
第二节循环作业
为保证正规循环作业的完成，迎头施工作业必须根据劳动组织的人员配备，合理安排，各工序之间尽量交叉进行，平行作业，以充分利用工作时间，提高工时利用率。
附:
循环作业图表
序
号
工
序
时
间
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
1
交接班
20
2
生产准备
20
3
打眼
80
4
装放炮
40
5
放炮通风
30
6
临时支护
20
7
耙岩出矸
180
8
永久支护
180
9
收尾
20
掘进循环作业图表
附:
喷浆循环图表
喷浆循环图表
序号
工
序
时
间
1
2
3
4
5
6
7
8
1
交接班
20
2
准备
60
3
喷浆
440
4
收尾
20
第三节主要技术经济指标
附:
技术经济指标表
技术经济指标表
序号
项目
单位
指标
备注
1
每原班在册人数
人
43
2
每原班出勤人数
人
33
3
出勤率
%
76.7
4
原班进尺
m
6
5
效率
m/工
0.142
6
月循环次数
个
45
7
循环率
%
75
集中喷浆按10天计算
8
月进尺
m
90
9
炸药消耗量
Kg/m
13
10
雷管消耗
个/m
22
11
锚杆消耗
套/m
8
12
螺帽和锚盘
个/m
8
13
锚固剂
块/m
16
14
钢筋网
m2/m
7
15
水泥
kg/m
340
16
沙子
m3/m
0.74
17
石子
m3/m
0.75
18
速凝剂
kg/m
10.2
19
U25钢棚
架
1
每架带4套U型卡，2根拉板
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