C2煤层5胶运巷与5综采工作面切眼设计方案.docx
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C2煤层5胶运巷与5综采工作面切眼设计方案
C2煤层20205胶运巷及20205综采工作面切眼设计方案
第一章概况
第一节概述
一、巷道名称
C2煤层20205胶运巷及20205综采工作面切眼。
二、掘进目的及用途
回采20205工作面时，满足回采时通风、行人、主运输及安设综采设备的要求。
三、巷道设计长度及服务年限
20205胶运巷剩余需掘进巷道1333.572米，20205综采工作面切眼需掘进201.707米。
服务年限2年。
第二节编制依据
１．《白龙山煤矿首采区设计说明书》；
2.《白龙山煤矿地质说明书》；
3、白龙山煤矿首采区设计方案；
4、首采区设计图纸。
5、《煤矿安全规程》、《技术操作规程》、《煤矿建设安全规定》
6、《矿山井巷工程施工及验收规GBJ213－90》及《煤矿井巷工程质量检验评定标准MT5009-94》。
第二章地面位置及水文地质情况
第一节地面相对位置及邻近采区开采情况
地面相对位置及邻近采区开采情况表表一
工作面名称
20205胶运巷
采区名称
二采区
地面位置
巷道对应地面为富源县黄泥河镇十八连山乡自然保护区，有两处民用建筑，植被丰富。
该巷道掘进对地面无影响。
井下位置
及四邻
采掘情况
本巷道东边为主斜井、一号、二号副斜井井筒，北东面为本工作面煤壁、回风巷，北西面约1.5公里为F7矿井及井田边界断层，南边为本矿一采区。
本巷道掘进施工对井下四邻无影响。
第二节煤（岩）层赋存特征
一、煤（岩）层产状、厚度、结构、坚固性系数
煤层厚度为1.38～2.89m，平均1.7米；半亮至光亮型煤，以块煤为主，中夹两层高灰粉煤，粉煤中含硫较高。
煤层松散系数为1.2，煤的坚固性系数为0.36。
容重为1.52T/米3。
二、煤层顶、底板岩性特征
顶、底板岩性特征表表二
煤层顶底板情况
顶底板情况
岩石名称
厚度
岩性特征
老顶
粉砂岩，细砂岩。
4.0
浅灰色中厚层状粉砂岩，局部相变为深灰色细砂岩。
直接顶
粉砂岩
1.5
浅灰色薄至中厚层状粉砂岩，夹菱铁质粉砂岩。
直接底
及老底
粉砂岩
5.0
浅灰色中厚层状粉砂岩
三、瓦斯涌出量、瓦斯等级、发火期、煤尘爆炸指数
瓦斯相对涌出量：
10.22m3/t，瓦斯绝对涌出量：
16m3/min
煤尘爆炸性：
不具有爆炸危险性。
煤层自燃:
容易自燃煤层。
瓦斯等级：
属高瓦斯矿井。
附图1：
20205胶运巷综合地质柱状图
第三节地质构造
区没有钻孔；离本区最近的钻孔为423501号孔，位于本区中部南界外70米，地质勘探程度仅达到普查阶段。
煤层、构造控制程度差。
根据相邻采区精查资料和本采区已掘巷道显示，本区地质构造应为中等偏简单型，地层总体为单斜。
煤层稳定，区基本无大、中型构造，小型构造不发育，煤岩层缓波状起伏，地层倾角为5°～14°。
第四节水文地质
总体水文地质条件属弱裂隙含水层充水为主的简单型，遇断层局部可能会出现淋、滴水现象，无突出危险。
第三章巷道布置及支护说明
第一节巷道布置
20205胶运巷施工位置F2209点，施工方位N275°42＂，沿煤层顶板施工，遇断层时根据中腰线施工,施工完毕后施工20205综采工作面切眼；具体详见施工巷道平面布置图。
第二节支护设计
一、巷道断面
20205胶运巷及20205综采工作面切眼采用锚索、锚杆、钢带联合支护，20205胶运巷断面为矩形，净高×净宽为2.4m×5.0m，20205综采工作面切眼断面为矩形，净高×净宽为2.4m×6.0m（附巷道断面图）。
二、支护方式
施工时最大空顶距为2米.
（一）临时支护
采用四根外供液单体柱。
顶板破碎时采用带帽，木帽规格（长×宽×高）为500mm×200mm×150mm。
附临时支护布置图。
（2）永久支护
采用锚索、锚杆、钢带、金属网联合支护。
（3）支护设计说明
（1）顶板支护设计
A、稳定顶板地质条件下的顶板支护方案：
锚杆间排距：
每排5根锚杆，间距1.0米，排距1.2米。
锚杆规格：
Φ18×1800mm。
锚索辅助支护方案：
巷道每2排锚杆打一根锚索。
锚索与工作面锚杆同时施工，不得滞后。
钢带规格：
厚×宽×长为3×250×4500mm。
B、中等稳定和不稳定地质条件下的顶板支护方案：
采用锚杆加钢带支护。
锚杆间排距：
每排5根锚杆，间距1.0米，排距1.2米。
锚杆规格：
Φ18×1800mm。
钢带长度：
4.5米。
（五孔）
锚索辅助支护方案：
锚索规格：
Φ15.24mm×6200mm的钢铰线。
巷道每一块钢带两根锚索和一根锚索交替施工。
锚索与工作面锚索、钢带同时施工，不得滞后。
本方案实际是把锚杆和锚索支护结合成一个整体。
用锚索代替部分锚杆。
这种辅助支护可以减少锚杆用量。
（具体支护见附图）。
C、当遇极不稳定顶板、地质构造或破碎带锚杆支护不能满足支护要求时，采用架设工字钢棚支护，棚距1.0米。
（详见施工巷道断面图）。
（2）帮支护设计
20205胶运巷巷道右帮采用玻璃钢锚杆挂金属网支护，左帮采用螺纹钢锚杆挂金属网支护；20205综采工作面切眼回采煤壁面采用玻璃钢锚杆挂金属网支护，另一面采用螺纹钢锚杆挂金属网支护。
玻璃钢及螺纹钢锚杆规格：
Φ18×1800mm。
帮网规格：
长×宽×网孔为4000×2000×60mm。
帮支护滞后工作面不大于10米。
（详见施工断面图、帮支护布置图）。
三、支护工艺
1、施工顺序
安全检查（顶板、瓦斯、工程质量、探头位置、风筒是否接到位等）---正常掘进施工---敲帮问顶---临时支护---永久支护。
2、安装顶锚杆
（1）临时支护：
临时支护直接打在钢带上。
（2）施工顶板锚杆孔：
采用两台风动单体锚杆钻机按钢带孔位由巷道中间向两帮施工锚杆眼，眼深1800mm。
（3）送树脂药卷：
穿过钢带孔向锚杆眼装入两卷锚固剂，用装好的锚杆慢慢将锚固剂推入孔底。
（4）搅拌锚固剂：
用搅拌接头将钻机与锚杆螺母连接起来，然后升起钻机推动锚杆，当钻机升到锚杆托盘将钢带顶至岩面时，停止升钻机，搅拌4-6秒后停机。
（5）紧固锚杆：
搅拌停机20秒后再次启动钻机，锚杆螺母在钻机的带动下进行旋转，直至打开阻尼并将扭矩力标准垫圈挤破后停钻机（施工前做扭矩力标准垫圈试验，保证在其挤破后锚杆扭矩力可以达到100N.M以上,否则施工时需采用人工将扭矩力增加至100N.M以上）。
3、安装帮锚杆
（1）两帮连接金属网：
金属网采用对接的方式，中间用2米的8#线串上，两端锁住。
（2）按设计部位施工帮锚杆孔：
采用帮部锚杆钻机打1800mm深的钻孔。
（3）送锚固剂：
向锚杆孔装入两卷锚固剂，然后用锚杆慢慢将锚固剂推入孔底。
（4）搅拌锚固剂：
用搅拌接头将钻机与锚杆螺母连接起来，并将锚杆向孔底推入，然后启动钻机边搅拌边推动锚杆，推入孔底搅拌4-6秒后停机。
（5）紧固锚杆：
搅拌停机20秒后再次启动钻机，锚杆螺母在钻机的带动下进行旋转，直至锚杆托盘紧贴帮壁为止，最后采用人工加扭将力矩增加至70N.M以上。
4、安装顶板锚索
（1）施工顶板眼：
眼深6000mm。
（2）送锚固剂：
向孔装入四卷锚固剂，用锚索慢慢将锚固剂推入孔底。
（3）搅拌锚固剂：
用搅拌接头将钻机锚索连接起来，然后升起钻机推进锚索，当钻机升到锚索托盘将钢带顶至岩面时，停止升钻机，搅拌4-6秒后停机。
（4）拉锚索：
10分钟后用紧器拉锚索，预紧力为10T以上。
（5）安装完毕进入下一循环。
四、支护设计
（一）顶板稳定性分类
根据白龙山矿的地质采矿具体条件，顶板可以分为以下几种类型：
A、稳定顶板
1、无垂直节理。
2、直接顶200-400mm的坚硬层完整稳定。
3、无断层带和地质构造的影响。
4、锚杆机打眼时无严重频繁的“跳钎”现象。
B、中等稳定
1、有垂直节理但与巷道夹角大于45°。
2、直接顶200-400mm的坚硬层完整，变薄但不小于200mm。
3、无断层带和地质构造的影响区。
4、锚杆机打眼时无频繁的“跳钎”现象。
C、不稳定
1、有垂直节理但与巷道夹角小于45°。
2、直接顶200-400mm的坚硬层完整，变薄小于200mm。
3、无断层带和地质构造的影响区。
4、锚杆机打眼时有频繁的“跳钎”现象。
D、极不稳定
1、有垂直节理但与巷道夹角小于45°。
2、直接顶200-400mm的坚硬层完整，变薄小于200mm。
3、断层带和地质构造的影响区。
4、锚杆机打眼时有频繁的“跳钎”现象。
（二）根据白龙山煤矿的地质采矿条件，用有限元数植分析方法，锚杆的基本参数设计如下：
用Φ18×1800mm的325号钢的高强锚杆，基本支护参数：
巷道宽度：
6.0米（以最大设计巷道宽度）
间距：
1米
排距：
1-1.2米（以最大1.2米为限）
每排锚杆数：
5根
锚杆长度：
1.8米
锚杆直径：
18mm
安装应力：
4T
屈服载荷：
8.7T
最大抗拉载荷：
12.7T
钻孔直径：
28mm
树脂锚固剂：
2卷23×350mm超快药卷
（3）锚杆强度校核：
校核准则：
1）锚杆的安装载荷不大于锚杆最大抗拉强度的50%。
2）考虑到1.5的安全系数，锚杆系统的支护强度应大于支护围的净载荷。
根据准则一：
所需锚杆的屈服载荷为
QS=QC/0.5
=4/0.5
=8吨≤Qm
锚杆满足强度要求
QS----锚杆所需的屈服载荷
QC----锚杆的安装载荷
Qm----锚杆杆体的最大抗拉强度
根据准则二：
锚杆系统的支护强度
P=N×Qm/（W×L）
=5×12.7/（5.0×1.2）
=10.6吨/m2
P---锚杆系统的支护强度
N---每排锚杆数目
Qm--锚杆杆体的最大抗拉强度
W---巷道宽度
L---锚杆排距
顶板静载荷
Qd=Lm×r=1.8×2.7
=4.86吨/m2
Qd---顶板静载荷
Lm---锚杆长度
r---岩石比重
安全系数
SF=P/Qd
=10.6/4.86
=2.18
当地质条件变化时应根据工程检测结果和现场实际修改支护设计。
五、特殊说明
（1）正常情况下每两排锚杆一根锚索，深度6米。
锚索与工作面锚干同时施工，不能滞后。
锚索布置在巷道中间，具体位置如附图。
（2）由于采煤工作面滚筒切割的原因，20205工作面胶运巷前进方向右帮帮支护要求：
帮锚杆采用非金属锚杆。
第四章施工工艺
第一节施工方法
20205胶运巷工作面及20205综采工作面切眼工作面采用钻爆法施工，光面爆破，全断面掘进，一次成巷。
施工前，首先按由外向里的顺序，如有危岩活石，要及时找掉。
第二节凿岩方式
本规程所施工的巷道均采用打眼放炮的方法破岩（煤）。
1、打眼器具：
采用YT-28型风钻打眼，风源来自地面压风机房。
安注锚杆、锚索时使用MQT-120J型锚杆钻机。
2、降尘方法
降尘方法采用湿式打眼、水炮泥定炮、爆破时使用风水喷雾、爆破后开放净化水幕、出货前进行洒水。
第三节爆破作业
掏槽方式为楔式掏槽法。
1、炸药、雷管
使用三级煤矿乳化炸药、毫秒电雷管，电雷管必须编号。
2、装药结构
正向装药结构。
3、起爆方式
起爆使用MFd-200型发爆器全断面一次起爆，连线方式为串联连线。
（详见爆破图表。
）
第4节装、运矸（煤）方式
1、装矸（煤）方式
20205胶运巷及20205综采工作面切眼工作面采用人工装货。
2、运输方式
工作面采用人工出矸（煤），出货上2台40T型刮板输送机---10台皮带输送机---1台40T型刮板输送机---9台皮带输送机---4台皮带输送机---3台皮带输送机---2台皮带输送机---1台皮带输送机---地面
第5节管线敷设
在掘进施工中所敷设的电缆、风水管路、风筒等均应按断面图中规定的位置要求吊挂牢固整齐。
电缆钩每隔1.5米一个，电缆垂度不超过50mm。
水管、风管要接口严密，不得出现漏水、漏风现象，风、水管路距迎头20m围使用胶管，20m外使用铁管，要随工作面前进及时延长，以备迎头正常用水。
风筒要逢环必挂，并且严禁使用铁线等金属材料吊挂，达到平、稳、直的要求，风筒出风口距迎头不超过5m。
第6节设备及工具配备
20205胶运巷及工作面切眼设备及工具配备情况表
序号
设备工具名称
型号规格
功率
单位
数量
备注
1
对旋风机
FBDSNO8/2×55
55KW
台
2
备用一台
2
风钻
YT-28
部
3
备用一台
3
锚杆机
MQT-120J
台
3
备用一台
4
刮板输送机
SGB-40T
55KW
台
2
5
皮带输送机
DSP-1080/160
台
2
第五章劳动组织及主要技术经济指标
第一节劳动组织
20205胶运巷及20205综采工作面切眼掘进采用每天“三八”制作业方式（一天三班，每班八小时）组织生产，每班一个循环，每循环有效进尺1.8米。
劳动力组织表
序号
工种
工作面出勤人数
总计
一班
二班
三班
1
班长
6
2
2
2
2
打眼工（兼）支护工（兼）出货工
12
4
4
4
3
溜子司机
3
1
1
1
4
放炮员
3
1
1
1
总计
24
8
8
8
第二节循环作业图表
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，合理安排工序，工序之间尽量做到交叉进行，平行作业，以充分利用工作时间，提高工时利用率。
作业循环图表
工序
时间（min）
班作业图
60
120
180
240
300
360
420
180
检查准备
20
敲帮问顶
20
打顶部眼、装药、放炮
150
支护、打下部眼
150
排矸
120
文明生产
20
第三节主要技术经济指标
参见技术经济指标表
技术经济指标表
名称
指标
名称
指标
日进度
5.4米
月进度
120
日工效率
0.225米/日*工
直接工
24
每循环进度
1.8
树脂锚固剂
15.2卷/米
日循环次数
3
螺纹钢锚杆
5.25根/米
月循环天数
22
出勤率
85%
玻璃钢锚杆
1.5根/米
金属网
4m2/米
锚索
0.5根/米
第六章生产系统
第1节通风系统
1、通风方式
20205胶运巷及20205综采工作面切眼施工过程中，均采用压入式通风。
1、工作面风量计算
（1）风量计算
A、按工作面同时工作的最多人数计算
Q=4MK=4×20×1.45=116m3/min
式中：
M---同时工作最多人数，取20人；
K---压入式通风系数，取1.45。
B、按煤层瓦斯绝对涌出量计算：
Q掘=100×q掘×Kd
式中：
q掘---掘进工作面平均绝对瓦斯涌出量，m3/min；
Kd---掘进工作面因瓦斯涌出不均匀的备用风量取2.0。
计算结果：
掘进工作面需风量：
Q掘=100×5.08×1.5=762m3/min
Q掘---掘进工作面实际需要的风量；
QCH4---掘进工作面沼气绝对涌出量，取5.08m3/min（根据白龙山煤矿首采区C2煤层开采设计）
K掘通---掘进工作面的通风系数，主要包括瓦斯涌出不均衡和备用风量等因素，根据实际考察结果可取K掘通=2.0。
C、按巷道最小允许风速计算
20205胶运巷工作面：
Q=60V小S=60×0.25×12=180m3/min
20205工作面切眼工作面：
Q=60V小S=60×0.25×14.4=225m3/min
Q---所需风量，m3/min；
V小---巷道允许最小风速m/s,0.25m/s;
S---巷道净断面积，m2。
经以上计算，工作面末端风量取最大值为762m3/min。
D、按炸药量计算:
Q=25×A=25×27.45=686.25m3/min
（3）风量验算
最小允许风量Q≥0.25×60×Smax=15×14.4=216m3/min
最大允许风量Q≤4.0×60×Smin=240×12=2880m3/min
根据以上计算风量选择合理。
风机选择：
（1）考虑到风筒漏风因素，工作面局部通风机风量计算：
Qa=P×Q=1.3×762=990.6m3/min
式中：
Qa---局部通风机吸入风量，m3/min
P---风筒的风量比取1.3
局扇的风量Qa为990.6m3/min
根据所确定的Qa选用FBDSNO8/2×55低噪音双速矿用对旋阁爆轴流式局部通风机。
该风机还具有高低速可调的特点，在排放瓦斯时低速运转，限量排放，给工作带来较大安全。
技术特征如下：
转速（转/min）
全风压（pa）
风量（m3/min）
电机功率（KW）
2950
1500-7500
700-1000
2×55
（4）风筒规格的确定及其它要求：
选用直径800mm的抗静电阻燃M胶质风筒供风，可满足工作面供风的需要。
压入式风筒出风口距工作面的最大距离为5m.
2、局部通风机安装和要求
（1）局部通风机安装地点和要求
20205胶运巷局部通风机安设在20205胶运巷九联巷口以下20米处新鲜风流中，最长供风距离1555m。
安设两台2×55KW局部通风机向工作面供风（一台工作，一台备用）。
20205综采工作面切眼使用20205胶运巷局部通风机供风，最长供风距离1756m。
（2）局部通风机安装要求
1）风机必须放在风机托架上，距离底板不小于500mm。
2）风机开关必须上架，风筒出风口与工作面的距离不大于5m，必须保证工作面迎头有足够的新鲜风流。
3）局部通风机必须挂牌管理，专人负责，严格执行“三专两闭锁”管理（风电闭锁、瓦斯电闭锁）。
4）风筒吊挂在巷道的一帮不低于1.5m的位置，并且要求逢环必挂，达到平、稳、直，不出现拐死弯现象。
5）风筒接口要严密不漏风，风筒要用拉线吊挂，且做到逢环必挂，不得用铁线吊挂。
6）必须保证风机24小时连续运转，不准无故停电、停风。
2、通风系统：
（1）20205胶运巷工作面入风路线：
一号副斜井→C2煤2#绕道→C2煤辅运巷→20205胶运巷→工作面
20205胶运巷工作面回风路线：
工作面→20205胶运巷→七联巷→20205辅运巷→二采区回风巷→一号回风井
（2）20205综采工作面切眼工作面入风路线：
一号副斜井→C2煤2#绕道→C2煤辅运巷→20205胶运巷→20205综采工作面切眼→工作面
20205综采工作面切眼工作面回风路线：
工作面→20205综采工作面切眼→20205胶运巷→七联巷→20205辅运巷→二采区回风巷→一号回风井
详见通风系统图
第2节压风系统
采用地面集中压风站供风，通过DN150、DN50型钢管接至工作面。
1、压风管道的选择
压风管道末端风压不得小于0.6Mpa。
地面压风机站向井下供压风采用DN150热轧无缝钢管为供风主管，风管之间采用法兰连接。
通往各工作面的压风分别采用DN50管接出，在风管入井井口及落平处安设油水过滤器，在末端安装分风器，各用风设备分别在风分器上获取压风。
2、管道安装要求
（1）管道安装前应进行检查，钢管不得留有残杂物和其它脏物；
（2）管道敷设要求平顺、接头密封、防止漏风，凡有裂纹、创伤、凹陷等现象的钢管不得使用；
（3）压风管道在总输出管道上，必须安装总闸阀以便控制和维修管道；主管上每隔200～250m分装闸阀；并在适当地段加设一个三通接头备用；管道前端至开挖工作面距离宜保持在30m左右，并用高压软管接分风器；
（4）在管道每隔500～600m的低处设置油水分离器，定期放出管中聚积的油水，以保持管清洁与干燥；
20205胶运巷工作面压风路线：
地面压风机房→一号副斜井→C2煤2#绕道→C2煤辅运巷→20205胶运巷→工作面。
20205综采工作面切眼工作面压风路线：
地面压风机房→一号副斜井→C2煤2#绕道→C2煤辅运巷→20205胶运巷→20205综采工作面切眼→工作面。
第3节防尘供水系统
利用地面高位水池，采用管接水池，再通过水泵压至施工用水点。
具体防尘措施如下：
1、20205胶运巷及20205综采工作面切眼施工时，距工作面50m后及回风口各安装一道临时水幕。
2、施工过程中，必须敷设水管，每隔50m安装一个三通阀门便于洗尘，水管吊挂平直，管路上下间隔0.2m。
3、工作面必须采用湿式打眼，做到无水不开钻、停水停钻。
4、水幕喷雾不得用铁丝捆绑固定，要用固定架，水幕固定架长度不得小于巷道宽度的90%，水幕安装距顶板距离不大于300mm。
5、定期冲洗巷道，防止粉尘堆积，每周1次。
6、对于产生粉尘飞扬和粉尘大的地点，根据实际情况随时进行冲洗。
7、防尘设施齐全有效，喷雾装置必须覆盖巷道全断面且水压符合要求。
20205胶运巷工作面供水路线：
地面高位水池→一号副斜井→C2煤2#绕道→C2煤辅运巷→20205胶运巷→工作面
20205综采工作面切眼工作面供水路线：
地面高位水池→一号副斜井→C2煤2#绕道→C2煤辅运巷→20205胶运巷→20205综采工作面切眼→工作面
第4节防灭火
1、巷道落尘要定期冲洗和清扫。
2、井下使用易燃物（如棉纱、润滑油、布头、纸等）必须存放在盖好的铁桶，用过的棉纱布头、纸必须存放在盖严的铁桶，并由专人定期送到地面，不得乱扔放。
3、严禁将剩油、废油留在巷道。
4、严禁无措施时明电、明火作业。
5、用静压水管作为消防水管。
6、消灭井下火灾时必须严格按《煤矿安全规程》第二百四十四条规定执行。
7、若电气设备着火时，必须先切断电源，然后用砂子灭火。
第5节安全监测系统
1、通风检测仪表位置及断电围
1、按《煤矿安全规程》规定，工作面、巷道下表要求安设瓦斯探头。
2、要加强瓦斯探头的维护、调校工作，确保其灵敏可靠。
3、瓦斯传感器应悬挂在巷道风筒对面回风侧，离巷顶300mm，距巷壁不小于200mm处。
4、所有探头均应设置在无淋水、不被重物砸到及机械损伤的安全地点，修理时必须加强保护，防止损坏。
、
5、“瓦斯电闭锁”及“风电闭锁”装置必须灵敏、可靠，瓦斯传感器至少每十天用标准气样校正一次。
6、瓦斯传感器安设监测布置表
安设地点
报警点
断电点
复电点
断电围
迎头向外5m以
≥1.0%
≥1.5%
<1.0%
切断工作面及回风流所有非本质安全型电气设备电源
巷道回风口向里10～15m处
≥1.0%
≥1.0%
<1.0%
切断工作面及回风流所有非本质安全型电气设备电源
7、复电围：
工作面及巷道中的全部
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