煤矿岩巷掘进工作面作业规程完整.docx
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煤矿岩巷掘进工作面作业规程完整
作业规程初审记录
规程名称
四水平南翼皮带巷及联络巷
主持人
会审时间
记录人
会审地点
参加初审人员
队干部
老工人
初审意见：
作业规程会审记录
规程名称
四水平南翼皮带巷及联络巷
主持人
会审时间
记录人
会审地点
参加会审单位及人员
生产副总
地测副总
通风副总
机电副总
安质科
调度室
开拓科
生产科
机运科
地测科
通防科
通风区
负责人
编制人
会审意见：
总工程师审批意见：
签名：
年月日
安全矿长阅示：
签名：
年月日
第一章概况
第一节概述
一、巷道名称
四水平南翼皮带巷及联络巷
二、巷道位置
四水平南翼皮带巷及联络巷开口位于-550北回风石门42A196点前75.7m处，四水平南翼皮带巷东部为新副井和井底车场，北部为-550m北轨道石门大巷，南部为四水平南翼轨道上山。
三、巷道用途
运输、行人、通风等需要。
四、巷道设计长度及服务年限
1、巷道设计长度：
910.5m（截止2015年10月1日，已施工568m）。
2、服务年限：
长期。
五、预计开工、竣工时间
该工程于2014年8月开工，预计2016年12月竣工。
六、施工中的特殊要求及重点说明的问题：
1、四水平南翼皮带巷及联络巷在二1煤层上施工，开口位置距离二1煤层23m。
2、四水平南翼皮带巷及联络巷布置在三水平，为未开拓新区，位于321向斜轴部，该巷处于321向斜轴部，地质构造复杂，岩层产状变化大，掘进期间将揭露F41-2、F3033、F3034三条断层。
第二节编写依据
一、批准的设计文件
《四水平南翼皮带巷及联络巷平、剖、断面图》，批准日期：
2014年8月。
二、地质部门提供的地质说明书
《四水平南翼皮带巷及联络巷掘进地质说明书》，批准日期：
2014年8月。
三、其他法规及技术规范
1、依据2014版《煤矿安全规程》。
2、《煤矿安全质量标准化基本要求及评分办法（试行）》。
3、《煤矿安全技术操作规程》；
4、《鹤壁煤业技术管理规范手册》
5、《煤矿井巷工程质量验收规范》。
6、《鹤煤第三煤矿2015年度矿井灾害预防与处理计划》；
7、《鹤煤第三煤矿2015生产安全事故应急救援预案》；
8、《鹤煤公司采掘机电运输规范化、统一化标准》等相关规章制度；
9、《四水平南翼皮带巷及联络巷开口通知书》。
10、由机电部门提供的供电系统图和机电设备资料。
第二章地面相对位置及地质情况
第一节地面相对位置及邻近采区开采情况
四水平南翼皮带巷及联络巷属开拓巷道，四周煤层均未开采。
见表1
表1井上下关系对照关表
水平
-550m
工程名称
四水平南翼皮带巷
地面标高
+206.2～227.87
井下标高
-550～-618m
地面的相对位置
四水平南翼皮带巷及联络巷地面相对位置西高东低，为丘陵地带。
地面为新副井工业广场，无河流、铁路，公路。
井下相对位置对掘进巷道的影响
四水平南翼皮带巷及联络巷布置在三水平，为未开拓新区，位于321向斜轴部。
因受321向斜构造影响岩层倾角变化大，地质构造变化大，掘进期间将揭露F42-1、F3033、F3034三条断层。
邻近采掘情况对掘进巷道的影响
相邻采区为未开拓区域。
施工中主要受静压力影响。
水、火、瓦斯影响
该巷四周煤层均未开采，过断层或特殊地质构造时注意加强水、火、瓦斯管理
第二节岩层赋存特征
四水平南翼皮带巷及联络巷在中细粒砂岩和砂质泥岩中施工，期间有两层煤线，该巷掘进期间揭露断层和煤线。
该煤层赋存于本组地层中部。
砂质泥岩深灰色，致密，细腻性脆及壳状断口夹紫斑，含植物化石碎片，含黄铁矿结核，夹菱铁质泥岩，裂隙充填次生黄铁矿，分选一般，水平层理，钙质胶结，呈层状，局部夹灰色薄层泥岩渐变为中粒砂岩；砂岩，深灰色，以石英长石为主，含暗色矿物，白云母片，水平层理，钙质胶结。
我矿为突出矿井，四水平南翼皮带巷及联络巷预计绝对瓦斯涌出量0.52m³/min，总体上瓦斯涌出量不大，但是在过断层和构造带时瓦斯涌出量有可能增大，因此在施工中应加强通风设施的管理，严格瓦斯检查与管理。
见表2煤层特征情况表
附图1：
四水平南翼皮带巷综合地质柱状图。
表2煤层特征情况表
指标
参数
备注
岩层厚度
平均厚度7.9m。
沿倾角
+5°
岩层硬度f
3～4
煤层层理
层理发育较好
自然发火期
岩层不易自燃发火
绝对瓦斯涌出量
0.52m³/min
以往掘进时预计瓦斯涌出量很低，无法用仪器测量。
煤尘爆炸指数
16.29%
地温
21℃
第三节地质构造
四水平南翼皮带巷及联络巷布置在三水平，为未开拓新区，位于321向斜轴部，因受321向斜构造影响岩层倾角变化大，地质构造变化大。
掘进期间将揭露F41-2（H=10.0m,∠75°）、F3033（H=13.0m,∠70°）、F3034（H=38.0m,∠57°）三条断层对巷道掘进有一定影响。
揭露断层，若巷道顶底板围岩较破碎，需加强支护。
在掘进过程中加强观测，发现异常情况及时向开拓科、技术科、地测科汇报，并采取措施。
见表3断层情况表。
表3断层情况表
断层名称
倾向（°）
倾角（°）
性质
落差（m）
对掘进影响程度
揭露位置
F3034
57
正断层
38
对掘进影响较大
F3033
70
正断层
13
对掘进影响较大
F41-2
75
正断层
10
对掘进影响较大
第四节水文地质
四水平南翼皮带巷及联络巷掘进期间充水水源为顶板砂岩水（S10—S13），水量不大，易于疏干，预计水量为0.50m³/h—10.0m³/h。
预计巷道在掘进过程中不受水害威胁，无突水危险。
该巷掘进揭露F3034断层后充水水源将由顶板砂岩水变为底板砂岩水（S9）和C3L8灰岩水为掘进中主要的充水水源，S9砂岩水水量不大，易于疏干，C3L8灰岩水已进行疏放。
根据钻孔探测资料分析，C3L8灰岩裂隙不发育，水量不大，预计水量为0.5m³/h—3.0m³/h，最大涌水量3.0m³/h—8.0m³/h。
预计巷道在掘进过程中受C3L8灰岩水的影响，但影响不大，无突水危害。
但是，因局部向斜处顶板砂岩水的聚集或遇较大断层时，也有可能发生大的出水，在掘进中要采取相应安全措施并及时完善排水设施。
第三章巷道布置及支护说明
第一节巷道布置
一、巷道布置
该巷道在二1煤上施工，东部为新副井和井底车场，北部为-550m北轨道石门大巷，南部为四水平南翼轨道上山。
开口以3200×2800mm直墙半圆拱形断面、191°方位，以-3‰坡施工32m（平距），然后向左拐137°方位，以5200×3300mm直墙半圆拱形断面，以-3‰下坡施工533m（平距）；以15°下山施工248m（平距）；在3m（平距）内将巷道变为-3‰下坡施工27m（平距）;变断面为4000×3000mm直墙半圆拱形断面，第一拐以夹角100°施工弧长21.33m（平距）,然后在施工9.6m直巷（平距），第二拐以夹角28°施工弧长6.03m（平距），在向前掘进23.2（平距）m；甩车道以10°～12°坡度掘进18.92m（平距）结束。
斜巷段每40m于行人侧（巷道右帮）施工一个躲避硐，规格为：
宽×高×深=2.2×2.2×2m，直墙半圆拱断面。
在15°下山段上、下变坡点处（巷道右帮）分别施工一个信号房，在巷道结束后左帮施工一个信号房，规格为：
宽×高×深=2×2.3×2.5m，直墙半圆拱断面。
附图2：
四水平南翼皮带巷平面布置示意图。
附图3：
四水平南翼皮带巷预想剖面示意图。
第二节矿压观测
1、观测对象：
四水平南翼皮带巷及联络巷。
2、观测内容：
拱顶相对移近量、两帮相对移近量、底板相对移近量。
3、观测方法：
在巷道开口点前10m的位置设第一组检测点，以后每隔20m设一组检测点，在每个测站断面的顶、底板和两帮拱基线位置各布置1个测点。
测点安设方法如下：
在测点处施工直径43mm、深200mm垂直围岩表面的钻孔，将长约200mm的木桩打入孔内，在木桩端部安设平头钉作为测量基点。
当过断层或破碎带围岩十分破碎时，测站间距要根据需要适当缩小。
做好初始读数记录，以后每10天观测一次，连续观测时间不得低于90天，并做好记录，如果移近速度长期居高不下（移近量超过100mm），应查明原因，采取措施进行处理。
4、巷道顶板离层量、两帮相对移近量和底板底臌量观测时发现巷道在7天内顶板、两帮或底板移近量超过200mm时，应及时向开拓科汇报，由开拓科制定巷道加强支护加固方案。
第三节巷道支护
一、巷道断面设计
1、本工程共4个断面，其中，
1-1断面掘宽×高=3400×3000mm;断面净宽×高=3200×2800mm，直墙半圆拱断面，断面面积：
S掘=8.97m2，S净=7.86m2。
附图4：
1-1断面支护示意图。
2-2断面掘宽×高=4200×3300mm;断面净宽×高=4000×3100mm，直墙半圆拱断面，断面面积：
S掘=11.56m2，S净=10.28m2。
附图5：
2-2断面支护示意图。
3-3断面掘宽×高=5200×4100mm；净断宽×高=5000×3900mm，直墙半圆拱断面，断面面积：
S掘=17.90m2，S净=16.32m2。
附图6：
3-3断面支护示意图。
信号硐室掘宽×高=2200×2600m；净断宽×高=2000×2300mm，直墙半圆拱断面，断面面积：
S掘=4.98m2，S净=4.17m2。
附图7：
信号硐室断面支护示意图。
躲避硐室掘宽×高=2200×2200m；净断宽×高=2000×2200mm，直墙半圆拱断面，断面面积：
S掘=4.30m2，S净=3.56m2。
附图8：
躲避硐室断面支护示意图。
2、为满足排水需要，巷道内布置水沟，水沟布置在巷道右帮，采用混凝土浇筑，掘宽×高=500×400m；净宽×高=300mm×300mm，壁厚100mm，水沟上沿与巷道底板平。
3、开口前，由地测部门标定好巷道的中腰线，施工单位严格按中腰线施工。
二、超前支护
（一）金属前探梁超前支护要求
1、金属前探梁超前支护采用直径2寸的无缝钢管制作，长度不小于3500mm；吊环采用Φ18mm钢筋加工成。
2、金属前探梁超前支护的总宽度不得小于施工巷道宽度的70%，1-1断面护顶宽度不小于2.3m，2-2断面护顶宽度不小于2.9m，3-3断面护顶宽度不小于3.5m，信号硐室、躲避硐护顶宽度不小于1.6m。
3、金属前探梁超前支护最大控顶距离为2000mm，最大空顶距离为400mm。
若顶板破碎时适当减小控顶距离。
4、架设质量要求及具体方法
（1）架设质量要求
①1-1断面使用4根金属前探梁和8个吊环进行超前支护。
2-2断面使用4根金属前探梁和8个吊环进行超前支护。
3-3断面使用5根金属前探梁和10个吊环进行超前支护。
信号硐室、躲避硐断面使用4根金属前探梁和8个吊环进行超前支护。
②每根金属前探梁配2个吊环为一组超前支护装置；
③金属前探梁相互平行，沿巷道掘进方向布置；
④金属前探梁尾部超出吊环不少于100mm，金属前探梁超前支护距迎头距离不大于300mm；
⑤金属前探梁相互间距不大于900mm；靠帮金属前探梁与巷帮距离不大于1200mm；
⑥背板使用时交错棚在前探梁与顶板之间，必须背实背牢；
⑧巷道超挖时，在超挖处必须用小块木板背实楔紧，以背实顶板；
（2）具体方法：
（1）每次爆破30min后，爆破工、瓦斯检查员和班组长首先巡视爆破地点，检查通风、瓦斯、顶板、拒爆、残爆、残药等情况，确认安全后，方可进行下一步工作。
（2）班组长安排专人（至少2人，1人观察，1人找顶）进行找顶，找顶人员应站在已支护好的顶板下使用专用尖钎进行敲帮问顶，按照由外向里、先顶部后两帮再正前的顺序，逐一将活矸聋岩找净，确认安全后，进行前探梁临时支护工作。
（3）架设金属前探梁需要3-4人，架设金属前探梁人员必须由跟班队长或班组长指定有经验的老工人来完成，监护人员要站在永久支护下的安全地点，时刻观察顶板及两帮的情况，并保持后路畅通，发现异常，必须立即停止工作，撤出人员到永久支护的顶板下。
（4）吊环用托钩固定在顶板上，托钩眼深不得小于300mm，拖钩必须规格统一且固定牢固，在钢管上铺上钢筋网，用板料背严背实接住顶板。
3、使用要点
（1）巷道空顶距超过400mm时，必须使用金属前探梁临时支护。
（2）固定金属前探梁时使用前探梁吊环，严禁使用铁丝、连网绳等强度不能满足使用要求的材料固定。
（3）金属前探梁的每块背板都必须承载在至少两根前探梁上。
4、存放要求
备用材料及在用的金属前探梁、拖钩、吊环、背板等不用时，必须统一存放在材料架上，码放整齐，并挂牌管理，严禁挪作他用。
附图9：
金属前探梁超前支护示意图。
三、临时支护
（1）施工信号硐室时，爆破后首先进行敲帮问顶，并将信号硐室拱部初喷封闭作为临时支护措施，然后方可进行其它支护作业，具备使用超前支护的条件后，及时安设超前支护。
（2）巷道开口、变坡、变断面、施工硐室、掘进遇断层破碎带、地质构造带、揭煤层或爆破后岩石破碎时，或顶板条件发生变化等不能使用正常临时支护的情况下，对巷道顶部初喷一层20～50mm的厚砼，能有效封闭围岩，防止风化，作为一项辅助临时支护措施。
（3）在软岩或岩石破碎的情况下，采取打管缝锚杆进行超前护顶。
管缝锚杆采用Φ33×1600mm，以3~5°的仰角打入巷道轮廓线上方，间距不大于300mm，数量根据巷道断面及岩性确定，必需满足控制顶板的要求。
进行临时支护前，先进行找顶工作，找顶时必须有跟班干部、班（组）长、找顶人员进行找顶工作，找顶时先保证后路畅通，找顶人员必须站在安全地点，要一人找顶，一人监护，先顶后帮，由外向里敲帮问顶，找完顶后跟班干部确认巷道安全后，方可进行临时支护。
四、特殊地段加强支护要求
巷道掘进施工中，穿越围岩破碎带或断层时，为保证巷道支护强度，确保巷道施工过后达到使用要求，应采取以下措施：
1、掘进过程中揭露的落差≤1m的断层或局部破碎带，可根据现场情况适当缩短锚杆间排距或增加锚索加强支护。
2、当巷道围岩十分破碎时，可采用“锚网＋套U36钢棚＋喷射砼”复合支护；采用复合支护时另行补充安全技术措施。
3、掘进过程中揭露的落差＞1m的断层时，根据实际揭露情况另行补充过断层安全技术措施。
五、永久支护参数设计
（一）锚杆支护参数设计
按悬吊理论计算锚杆支护参数。
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0.05m。
其中：
H=B/2f=5.2/（2×4）=0.64m
式中：
B—巷道开掘宽度，按3-3断面的施工掘断面取5.2m；
f—岩石坚固性系数，取4。
则：
L=2×0.64+0.5+0.1=1.9m。
2、锚杆间距、排距计算
锚杆间排距a按照下式计算：
a=（Q/KHγ）1/2
式中：
a—锚杆间排距，m；
Q—锚杆设计锚固力，70kN/根；
H—冒落拱高度，取0.64m；
γ—被悬吊砂岩的重力密度，取25kN/m³；
K—安全系数，一般取K=2。
则a=（Q/KHγ）1/2=[80/（2×0.64×25）]1/2=1.47m
3、锚杆杆体直径计算
根据锚杆杆体承载力与锚固力等强度原则确定，一般按下式计算：
d=35.52（σ∕σt）1／2
式中：
d——锚杆杆体直径，mm；
σ——锚固力，由锚杆锚固力试验确定，取70kN；
σt——杆体材料抗拉强度，取490MPa。
则：
d=35.52（σ∕σt）1／2
=13.4mm。
综合考虑计算结果和安全系数，锚杆长度、直径必须比计算值大，锚杆间排距必须比计算值小才能更好的保证巷道的支护强度。
结合我矿现有锚杆品种，选用Ф22×2000mm高强锚杆，锚杆矩形布置，间排距取700×700mm。
施工时要求锚杆锚固力不低于70kN，预紧力不低于200N·m。
（二）锚索支护参数设计
1、锚索钢绞线长度计算
钢绞线长度计算按照下式计算：
L=La+Lb
式中：
L—钢绞线总长度（m）；
La—钢绞线的自由段长度（m），取4；
Lb—钢绞线的锚固长度（m）。
按GB50086-2001《锚杆喷射混凝土支护技术规范》要求，钢绞线锚固长度Lb按下列公式确定，并取其中较大的值：
Lb=KNt/（πDqr）
Lb=KNt/（nξπdqs）
式中：
Lb——锚固段长度（mm）；
Nt—钢绞线轴向拉力设计值（kN），取120；
K—安全系数，取2.2；
D—钻孔直径（mm），取32；
d—单根钢绞线直径（mm），取5；
n—单钢绞线根数（mm），取7；
qr—锚固体与岩石孔壁之间的粘结强度设计值（MPa），取2.4；
qs—锚固体与钢绞线之间的粘结强度设计值（MPa），取3.2；
ξ—采用2根及以上钢绞线时，界面粘结强度降低系数，取0.6。
经上式计算可得出Lb取1250mm。
则：
L=La+Lb=4000+1250=5250mm
2、钢绞线的直径按下列公式计算：
d=2[﹙KNt/fptk﹚／π]1/2
式中：
d—钢绞线直径（mm）；
Nt—钢绞线轴向拉力设计值（kN），取120；
fptk—钢绞线抗拉强度标准值（N/mm²），取1284；
K—钢绞线界面设计安全系数，取1.8。
则：
d=2[﹙KNt/fptk﹚／π]1/2=14.4mm
综合考虑计算结果和安全系数，结合我们矿现有钢绞线品种，选择规格为Ф17.8×6000mm的锚索进行支护。
锚索每排3根，布置在正顶、两肩窝位置，间排距1400×2100mm，托盘采用规格为250×250×20mm的锚索托盘。
锚索锚固力不低于120kN。
3、利用工程类比法选择支护参数
类比对象选择42采区运输上山。
42采区运输上山采用锚网喷+锚索支护，采用Φ22×2000mm的螺纹钢锚杆，端头锚固；锚杆间排距700×700mm（±100mm）；锚索采用Φ17.8×6000mm的钢绞线，端头锚固；巷道全断面铺设金属网。
42采区运输上山支护现状来看，巷道顶、底板无压力显现，在安全、运输、通风等方面均能满足安全生产的需要。
（三）支护形式选择
根据以上计算，结合我们矿对巷道支护的研究和实践经验，四水平南翼皮带巷在施工中采取的支护形式为：
1、采用锚网喷支护。
（1）锚杆支护
1-1断面拱部采用7根Φ22×2000mm的螺纹钢锚杆，两帮采用4根Φ22×2000mm的螺纹钢锚杆；2-2断面拱部采用8根Φ22×2000mm的螺纹钢锚杆，两帮采用4根Φ22×2000mm的螺纹钢锚杆。
3-3断面顶部采用11根Φ22×2000mm的螺纹钢锚杆，两帮采用4根Φ22×2000mm的螺纹钢锚杆。
信号硐室顶部采用5根Φ22×2000mm的螺纹钢锚杆，两帮采用4根Φ22×2000mm的螺纹钢锚杆。
躲避硐室顶部采用5根Φ22×2000mm的螺纹钢锚杆，两帮采用4根Φ22×2000mm的螺纹钢锚杆。
底角帮锚杆与水平面成15°夹角倾斜向下，其余锚杆均垂直于巷道轮廓。
锚杆间排距均为700×700mm（±100mm），信号硐室、躲避硐室锚杆间排距为600×600mm（±100mm），采用2卷K2850型树脂药卷，长×宽×厚=120×120×8mm，材质Q235，外露长度不大于50mm。
锚杆支护其它规定：
①顶锚杆必须紧跟迎头施工（锚杆角度无法保证时，可暂不打设，但必须进行临时支护）。
②帮锚杆滞后规定如下：
顶部锚杆必须成巷到腰线，腰线以下爆破后不超过7排；若遇围岩破碎、易片帮、帮部为煤等特殊条件时，除最下部一排帮锚杆外，其余帮锚杆每次爆破前必须紧跟迎头施工。
（四）、打锚索加强支护
（1）1-1、2-2、3-3断面打锚索加强支护。
每排布置3根（正顶1根，两肩窝各1根）锚索。
锚索规格采用Φ17.8×6000mm钢绞线，每根锚索使用4卷K2850型树脂药卷，锚索间排距2100×1400mm，锚索截断前露出锁具长度不超过300mm，截断后露出锁具长度不大于100mm，锚索托盘规格：
长×宽×厚=200×200×20mm，材质Q235。
（2）锚索必须在巷道喷浆后施工，若巷道顶板稳定，无脱落、裂隙、离层等情况，锚索滞后迎头的距离不超过100m。
若巷道顶板出现下沉、局部顶板脱落、裂隙、离层现象或过断层期间时，锚索滞后迎头距离不超过50m。
巷道顶板压力显现明显的地方锚索支护紧跟窝头。
（3）巷道过F42-1、F3033、F3034断层期间，可根据围岩状况，锚网喷支护困难时，采用相应断面的U36型钢棚支护，棚距700mm。
架棚支护时另行编制补充措施。
五、锚网喷支护材料
巷道特征及每米主要消耗材料见表4、表5、表6。
表41-1断面巷道特征及每米主要材料消耗
巷道
掘进断面（3400×3000mm）
8.97㎡
特征
净断面（3200×2800mm）
7.86㎡
每米巷道材料消耗量
材料名称
规格
单位
单价
数量
每米投资/元
螺纹钢锚杆
Φ22×2000mm螺纹钢锚杆
套
32.24
15.7
506.16
金属网
2000×1000mm
m2
26.6
8.22
218.65
树脂药卷
K2850
卷
2.63
47.1
123.87
炸药
Φ32×200mm
kg
11
12.7
139.7
雷管
毫秒延期电雷管
发
2.3
56
128.8
水泥
32.5#普通硅酸盐水泥
t
253
1.6
404.8
砂
中粗砂
m3
118.32
3.2
378.624
米石
5-8mm
m3
44.67
3.2
142.944
速凝剂
HSS-3
t
1034
0.06
62.04
锚索
17.8×6000mm
根
186.88
1.43
267.23
锁具
个
12.54
1.43
17.93
锚索托盘
200×200×20mm
个
107.22
1.43
153.01
表52-2断面巷道特征及每米主要材料消耗
巷道
掘进断面（4200×3300mm）
11.56㎡
特征
净断面（4000×3100mm）
10.28㎡
每米巷道材料消耗量
材料名称
规格
单位
单价
数量
每米投资/元
螺纹钢锚杆
Φ22×2000mm螺纹钢锚杆
套
32.24
17.14
552.59
金属网
2000×1000mm
m2
26.6
8.70
231.42
树脂药卷
K2850
卷
2.63
51.42
135.23
炸药
Φ32×200mm
kg
11
15.7
172.7
雷管
毫秒
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