主斜井炮掘规程2.docx
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主斜井炮掘规程2
主斜井井筒作业规程
作
业
规
程
二〇一三年五月
目录
第一章概况1
第一节概述1
第二节编写依据1
第二章地面相对位置及地质水文情况2
第一节地面相对位置及邻近巷道开掘情况2
第二节煤岩层赋存特征2
第三节地层地质及水文地质概况3
第四节水文地质4
第三章巷道布置及支护说明5
第一节巷道布置5
第二节矿压观测9
第三节巷道支护设计10
第四节支护工艺13
第四章施工工艺20
第一节施工方法20
第二节凿岩方式20
第三节爆破作业20
第四节装、运岩（煤）方式23
第五节锚网喷作业23
第六节管线、轨道敷设及水沟施工24
第七节设备及工具配备25
第五章劳动组织及主要技术经济指标27
第一节劳动组织27
第二节循环作业图表28
第三节主要技术经济指标28
第六章生产系统30
第一节通风系统30
第二节运输系统与设备32
第三节压风系统33
第四节供水系统33
第五节瓦斯防治34
第六节综合防尘34
第七节防灭火系统34
第八节安全监控35
第九节供电系统36
第十节排水系统38
第十一节照明、通讯和信号39
第七章安全技术措施40
第一节施工准备40
第二节“一通三防”管理40
第三节顶板管理43
第四节爆破管理45
第五节防治水管理48
第六节机电管理49
第七节运输管理52
第八节其它55
第八章灾害预防及避灾路线58
第一章概况
第一节概述
一、巷道名称：
二、巷道用途：
该巷道主要用于原煤运输及通风、行人以及敷设管线，矿井的安全出口等任务。
三、巷道设计长度和服务年限：
井筒斜长840.346米，其中表土段42米，基岩段198.346米.设计躲避洞20个。
四、服务年限：
47年
第二节编写依据
一、山西忻州神达南岔煤业有限公司矿井兼并重组整合项目招标文件,招标编号：
CQZB-2011-054
二、设计图纸、说明书及批准时间：
1、设计图纸为《山西忻州神达南岔煤业有限公司兼并重组整合矿井初步设计》（平、剖、断面图），批准时间为2011年8月25日。
2、主斜井施工组织设计
三、地质说明书及批准时间
地质说明书为《山西忻州神达南岔煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告》，批准时间为2011年4月1日。
四、《煤矿安全规程（2012版）》、《技术操作规程》；
五、《矿山井巷工程施工及验收规范GBJ213-90》及《煤矿井巷工程质量检验评定标准MT5009-94》。
第二章地面相对位置及地质水文情况
第一节地面相对位置及邻近巷道开掘情况
山西忻州神达南岔煤业有限公司位于山西省宁武县县城东北26km处的三岔村，行政区划属阳方口镇管辖，其地理坐标为东经111º00＇44"～111º02＇29"，北纬36º53＇48＇～36º55＇26"。
井田南北走向长2.8km，东西宽2.1km，面积5.6532km2。
地面相对位置及邻近采区开采情况见下表2-1-1。
主斜井井口座标为：
X=4326701.697y=19617007.635Z=1417
表2-1-1井上下对照关系情况表
工程名称
主斜井
水平
一水平
地面标高/m
1417
井下标高/m
1398～1693
地面相对位置建筑物、小井及其他
无建筑物、小煤窑和高压线
井下相对位置对掘进巷道的影响
主斜井为全矿井服务的一期开拓巷道，对掘进无影响。
邻近采掘情况对掘进巷道的影响
无影响
第二节煤岩层赋存特征
2号煤层位于太原组顶部，煤层厚度为4.25～9.60m，平均7.02m,煤层赋存稳定，含1～6层夹矸，一般在3层以上，结构复杂，单层夹矸厚0.15～0.90m,老顶为K2砂岩,直接顶板为泥岩，底板为泥岩。
属全井田赋煤区稳定可采煤层。
第三节地层地质及水文地质概况
（1）、地形地貌
该矿地处云中山北端，地貌上属剥蚀断块低中山区，区内地形东高西低，区内沟谷切割严重，区内最高点位于井田的东北部，海拨1693.0m，最低点位于井田的西部，海拔1398m，相对高差295m，区内无常年流水性河流，沟谷中仅在冰雪消融时及雨季有短期地表径流。
井田位于云中山脉北端与恒山山脉西南端的交汇处，为典型的黄土、基岩切割型中山～丘陵地形地貎，井田内沟谷山梁发育，按其形态类型分为侵蚀地形及堆积型地形，前者占绝对优势。
（2）、水文
本井田属于海河流域，永定河水系桑干河支系，恢河支流，恢河为区域内第二大河流，发源于云中山脉北麓分水岭，经宁武县城，阳方口镇向北汇入桑干河，该河位于本井田西部，属季节性河流，以它为主要河道的水系呈羽毛状，本井田的冲沟平时干涸无水，只在雨季汇聚洪水，并从不同方向排出后均向西汇入恢河，该河雨季流量增大，遇大雨则洪流暴发，携带大量泥沙向下游直泻，雨后流量锐减，7～9月份流量占全年总流量的50%～70%。
枯水的冬、春季节流量甚小，主要靠泉水、生活用水、工业废水等汇成细流。
（3）、气候
本区属大陆性中温带季风气候，为干旱地区。
气温变化昼夜悬殊，四季分明。
降雨量较小，多呈干旱状态，冬春两季多西北风少雪雨，而夏季雨量集中，有时出现洪涝、冰雹灾害。
年平均气温6.2℃，1月份最低，平均为-9.9℃，极值为-24.2℃；7月份最高，平均为20℃，极值为34.8℃，平均温差29.9℃。
一般降至0℃时间在10月中旬，回升至0℃的时间在翌年4月中旬。
年平均降水量为468.1mm，最大降水量在7月份，为744.8mm，最小在1月份，为4.5mm。
水量主要集中于7、8、9月份，占全年的59%。
蒸发量年平均为1902.3mm，蒸发量大于降水量，气候特别干燥。
初霜期在10月上旬，终霜期在翌年3月底，平均无霜期194天。
初雪期平均为11月下旬，终雪期为翌年3月底，一次最大积雪厚度为1.30m。
最早冻结在11月中旬，最晚解冻为翌年4月，井田内最大冻土深度为1.50m。
风向多为西北风及西风，风速历年平均3.1m/s，最大月（3～5月）平均4.3m/s，最小月（8月）平均2.2m/s。
（4）、地震
根据《中国地震动参数区划图》（GB18306－2001）附录A“中国地震动峰值加速度区划图”，本区地震动峰值加速度为0.15g，对应的地震基本烈度值为Ⅶ度。
历史记载本区内曾发生过多次地震，较大的为1683年11月22日原平7级地震，1961年10月27日宁武东寨4.5级地震。
（5）、矿井地质
本矿井位于宁武向斜北部，属单斜构造，地质结构比较简单，根据地质报告和钻孔资料分析，该井田岩层结构稳定，没有大的断层，但是，由于地面有两条大的冲沟和一条季节性河流，在洪涝季节可能对施工带来淋水影响，但不会影响生产，只要做好防排水准备工作即可。
第四节水文地质
井田内沟谷较为发育，但均为雨季排洪通道，地表水由井田冲沟排出后，向西汇入恢河，经宁武县城，阳方口镇向北汇入桑干河。
主井口标高1417m，附近沟谷中历年最高洪水位为1400m,不会对矿井造成威胁，但也要做好防洪防讯准备工
第三章巷道布置及支护说明
第一节巷道布置
一、巷道断面形状的选择：
1、由于巷道为开拓巷道，其服务年限较长，故主斜井巷道断面选择半圆拱型。
2、依据施工图，巷道净宽4.8m，净高3.8m，墙高1.4m。
倾角-16°，方位角248°。
3、每隔40米设置一个安全躲避硐，规格为净宽2米，净高2.3米，深2米的半园拱型巷道。
4、截止到2012年4月底，主斜井筒已施工421米，200m以上工程施工采用机掘，由于岩石硬度大于综掘机截割硬度系数及巷道涌水量较大，故改为炮掘，1-1断面不在本规程详述。
二、巷道平、剖、断面图
图3-1-1平、剖面图
图3-1-2断面图
主井2-2断面
3-3断面（躲避硐室）
主斜井腰线断面图
注：
（1）腰线以铺底面提高1.40m（铅垂）而实际放线.
（2）高度以铅垂线放样，尺寸为净断面.
三、巷道管线布置
主斜井施工时，供水管路、压风管路、排水管路、动力电缆、通信信号监测电缆及风筒均布置在巷道前进方向的左侧，供水管路位于拱基线下方0.7m，以下依次布置压风管路和排水管路，其间距为0.2m,每隔2m设一管架。
动力电缆位于拱基线上方50mm，通信信号监测电缆下端位于拱基线上方300mm，在巷道左帮每隔2m安设一个电缆挂钩。
风筒布置于巷道前进方向的左侧，中心距拱基线1.2m，每隔5m打一膨胀螺丝固定风筒。
风筒逢环必挂，吊挂平直。
图3-1-3管线布置断面图
第二节矿压观测
表3-2-1矿压观测内容、目的及手段一览表
序号
观测内容
观测目的
测试手段
1
巷道表面位移
监测巷道相对变形量，从而判定稳定性
测杆、测枪
2
顶板离层
监测顶板稳定状况，及时采取安全措施
离层指示仪
顶底离层监测每隔50～100m设置1处，巷道表面位移监测设置3～5处，锚杆、锚索承载监测设置1～2处，螺母拧紧力矩每班必须抽查，。
表3-2-2测点布置方式，观测仪器一览表
序号
名称及规格
数量
备注
1
测杆（或测枪）
4
2
离层指示仪
40套
为准确掌握巷道围岩的变形规律，在掘巷开始时应及时进行巷道围岩表面位移观测。
第三节巷道支护设计
一、巷道断面规格
表3—1巷道断面特征
主斜井表土段
主斜井进入基岩后
宽度
净m
4.8
4.8
掘m
6.4
5.1
高度
净m
3.8
3.8
掘m
4.35
4.1
断面积
净m2
15.76
15.76
掘m2
22.53
18.28
净周长m
15.1
15.1
基础深度m
0.5
0.15
砼厚m
0.4
0.15
支护形式
临时支护：
25U型钢架
永久支护：
钢筋砼砌碹支护
锚杆、金属网、锚索、喷浆混合支护
支护材料
25U型钢、钢筋、混凝土
详见支护材料附表
断面形状
半圆拱形
半圆拱形
2-2断面采用锚杆、金属网、喷浆联合支护（根据施工图，在软岩巷道增设锚索支护）。
具体参数选择如下;
主斜井顶帮支护为十三排锚杆，锚杆间距0.8m,排距0.8m，加挂金属网。
二、支护计算
1）、顶板锚杆参数的选择
（1）根据泥岩页岩巷道锚杆与网梁组合的经验公式计算：
锚杆长度:
L=N（1.5+W/10）=1.1（1.5+4.8/10）=2.178m,取2.2米
锚杆间距：
（按加固拱原理选）M=0.5L=1m，现取0.8m。
锚杆直径：
d=L/110=2/110=0.0181m,取20mm
根据支护的单位面积重量验算：
A、每根锚杆的支护面积：
S支=LD=1.0x1.0=1平方米
B、每根锚杆支护围岩的重量:
Q支=S支
L*h*R*K=1*2.2*2.0*1.5=6.60吨
C、由于锚杆支护强度大于7吨
故Q大于Q支，支护能力可行。
上述式中：
H——锚杆支护长度2.2m
k——锚杆支护安全系数取1.5
R——围岩的容重取2.0吨/立方米.
L——锚杆长度
N——围岩影响系数
W——巷道最大宽度4.8m
M——锚杆间距m
d——锚杆直径
故锚杆取长为2.2m,直径为20mm的螺纹钢锚杆，间排距取0.8m
（2）、顶帮锚杆杆体的选择：
采用取长为2.2m,直径为20mm的螺纹钢锚杆
（3）、锚固剂的选择：
规格为MSK2360
（4）、顶锚锚固长度：
L0=LR1平方/（R平方-R2平方）=600*11.5平方/（14平方-10平方）=827mm。
L---树脂药卷长度。
Mm
L0----锚固长度，mm
R---钻孔半径，14mm
R1----树脂药卷半径，11.5mm
R2------锚杆半径，10mm
（5）、三径匹配
三径合理匹配值：
钻孔直径与锚杆杆体直径之差应为6——10mm,钻孔直径与树脂药卷直径之差应为4——8mm.
锚杆杆体直径取20mm，故钻孔直径应为28mm，树脂药卷直径为23mm
（6）、托板、螺母、垫圈的选择：
托板选用150*150*10mm的钢托板，但破坏载荷不小于80KN，螺母、垫圈的选择使用普通型。
（7）、预紧力距的确定：
顶锚预紧力矩不小于120N.M
（8）、顶锚杆锚固力不小于60KN。
2）、网规格2000mm*1000mm
锚杆杆体及其附件有关参数见下表：
顶
锚
锚杆长度
（mm）
锚杆直径（mm）
杆体材质
屈服强度
（MPa）
抗拉强度MPa
破断载荷（kn）
延伸率
%
2200
20
普通A3园钢
400
125
180
15
帮
锚
锚杆长度（mm）
锚杆直径（mm）
杆体材质
2200
20
普通A3园钢
锚杆
破坏载荷kn
规格（mm）
托板
150*150*10
20mm普通钢板
药
卷
规格及型号
MSK2360
网
网孔规格mm
网直径mm
规格mm
100*100
Ø6
2000*1000
第四节支护工艺
一、支护材料：
1、锚杆：
使用金属螺纹钢车丝锚杆，直径为20mm，长度为2200mm，托盘为正方形，规格为长×宽=150mm×150mm，用10mm厚的钢板压制成弧形。
2、树脂锚固剂：
树脂锚固剂直径为23mm，长度为600mm，锚固剂型号为MSK2360。
3、金属网：
采用Ø6钢筋焊接的经纬网，金属网的规格为长×宽=2000×1000mm，网孔为100mm，网要压茬连接，其搭接量不小于100mm，用16#镀锌铁丝双股双排扣菱形联接，其联网扣间距200mm；网扣必须绑扎在经纬网经、纬点上。
4、喷射混凝土：
标号C25，使用P.O42.5R普通硅酸盐水泥，砂为中粗砂，石屑直径5～10mm，配比为水泥：
砂：
石屑=1：
2：
1.5；速凝剂型号为J85。
二、锚杆安装工艺
1、打锚杆眼：
打眼前，首先按照中、腰线严格检查巷道断面规格，不符合作业规程要求时必须先进行处理。
打眼前要先敲帮问顶，仔细检查顶帮围岩情况，找掉活矸、危岩，确认安全后、方可开始工作，锚杆眼的位置要准确，眼位误差不得超过100mm，眼向误差不得大于15度。
锚杆眼深度应与锚杆长度相匹配，打眼时应在钎子上做好标志，严格按锚杆长度打眼，锚杆眼打好后，应将眼内的岩渣、积水清理干净。
打眼时，必须在前探支架的掩护下操作。
打眼的顺序，应由外向里、先顶后帮的顺序依次进行。
打锚杆使用MQT-120锚杆钻机，B19钻杆，Ø28钻头。
2、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。
锚杆的安装：
将树脂锚固剂装入锚杆眼内，使用锚杆顶入眼底，锚杆一块装入锚杆眼内，外端头套上螺帽，用助锚器卡住螺帽，开动锚杆钻机，匀速搅拌并推进到眼底，搅拌机械的转速不小于150r/min，搅拌时间15s，搅拌完毕后等待30s，然后拧紧螺帽，给锚杆施加一定预紧力。
3、锚杆钻机打眼工艺：
（1）作业前检查：
a.操作者手持操作臂上的手把，接装进气、进水接头，锚杆机转柄必须处于关闭位置。
b.每次接装进气、进水接头时，都应冲洗管内的砂石异物（包括压气管内的聚留气）。
c.操作者应在机子摇臂端的外侧站立。
d.按顶板高度选用合适的初使钻杆。
e.钻孔前，检查马达旋转、水路启闭全部正常，再正式投入作业。
（2）作业时：
a.首先按支护设计要求确定好钻眼位置，将钻机搬到一眼位的正下方。
b.开眼位时，钻杆不可过快，气腿推力要调小一些，当钻进孔眼30mm时，方可逐步加快转速，加大推力，进入正常钻孔作业。
c.钻孔到位后，关闭气腿进气，调小出水量，减慢钻机转速，使钻机靠重力平衡地带着钻杆回落。
（3）作业完以后：
a.先关水并用水冲洗钻机外表，然后空车运转一下，达到去水防锈的目的。
b.检查钻机有否损伤，螺丝有否松动，并及时处理好。
c.将钻机以竖直方式置于安全场所免受炮崩、车碾等意外损伤。
4、使用风动锚杆钻机时必须遵守以下规定：
（1）钻孔前，必须确保顶板与两帮围岩稳定，进行安全作业。
（2）禁止机子平置于地面。
（3）钻孔时，不准用带手套的手去试握钻杆。
（4）开眼位时，应扶稳钻机，进行开眼作业。
（5）钻孔时，不要一味加大气腿推力，以免降低钻孔速度，造成卡钻、断钎、崩裂刀刃等事故。
（6）机子回落时，手不要扶在气腿上，以防伤手。
（7）机子加载和卸载时，会出现反扭矩，均可把持摇臂，取得平衡。
特别是突然加载和卸载时，操作者更应注意站位，合理把持摇臂手把。
三、喷射混凝土施工
使用PZ-5型喷浆机喷射混凝土，喷射砼标号C25。
1、准备工作：
①检查锚杆安装和钢筋网铺设是否符合设计要求，发现问题及时处理。
②清理喷射现场的矸石杂物，将机电设备、电缆及其它设备掩盖好或移至不喷浆地点。
③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。
④检查喷浆机是否完好，并送电空载试运转，紧固好磨擦板，不得出现漏风现象。
⑤喷射前必须用高压风水冲洗岩面，在巷道拱顶和两帮应安设喷厚标志。
⑥喷射人员要佩戴齐全有效的劳保用品。
2、喷射混凝土的工艺要求：
喷射顺序为：
先墙后拱，从墙基开始自下而上进行，喷枪头与受喷面应尽量保持垂直。
喷枪头与受喷面的垂直距离以0.8～1.0m为宜。
喷射时，喷浆机的供风压力控制在0.4MPa，水压应比风压高0.1MPa左右，加水量凭射手的经验加以控制，最合适的水灰比是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，要使喷射的湿混凝土无干斑，无流淌，粘着力强，回弹料少，并要及时复喷，复喷间隔时间不得超过2个小时。
否则应用高压水重新冲洗受喷面。
喷射时，使用除尘器除尘。
3、喷射工作：
喷射工作开始前，应首先在喷射地点铺上旧皮带，一次喷射完毕，应立即收集回弹物，并应将当班拌料用净。
喷完后需及时自检喷砼厚度和质量。
喷射工作结束后，喷层必须连续洒水养护28天以上，7天以内每班洒水1次，7天以后每天洒水1次。
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。
喷浆时必须先给水，后开风，再开机，最后上料；停喷时，要先停料，后停机，再关水，最后停风。
喷射工作开始后，严禁将喷射枪头对准人员，喷射中突然发生堵塞故障时，喷射手应紧握喷头并将喷口朝下。
4、喷射质量：
①喷层厚度达到设计要求，喷后无露筋、无蜂窝麻面、无失脚穿裙子现象。
②喷射砼回弹率：
不大于30%。
③粉尘浓度：
不大于20mg/m3。
四、质量要求
（一）基岩掘进
1、建立健全岗位责任制和工程质量管理制度并严格按制度执行。
2、抓好爆破质量，保证巷道成型规则，打眼前先进行敲帮问顶，敲掉活矸，看准中线，画出周边轮廓线，并按炮眼位置图点出眼位。
3、为保证同类型眼的眼深一致，保证爆破效果，打眼前必须在钎子上标定出各类眼深的标记。
4、精心钻眼，钻出的炮眼要做到准、齐。
准：
各炮眼准确打在点好的眼位上，上下左右的误差要控制在20mm以内，周边眼误差要尽量减小。
齐：
同类型炮眼深度要基本一致，眼底要基本位于平行于巷道断面的同一平面上，误差要控制在50mm以内。
5、为保证打出的眼孔准、齐，打眼时点眼工必须将钎子放在所标定的眼位上，扶钎工必须按爆破图表规定的各类炮眼的角度以及在钎子上标定的深度进行打眼，打完眼后必须用压风进行扫孔，将岩粉积水排净后方可装药放炮。
6、为保证钻孔符合要求，应采取以下措施：
（1）坚持先打出高质量的导向孔，并插上钎子或炮棍作为其他各眼的导向。
（2）坚持“五定”即一定钻工、二定钻、三定眼、四定位、五定责。
（3）必须严格控制装药量，装药前要先检查炮眼深度，角度是否符合要求，炮眼不合格不准装药，必须重打后方可装药放炮。
（4）放炮后要认真检查有无瞎炮、残炮。
耙装后要对巷道断面按设计尺寸进行检查，凡有欠挖部分都要进行处理。
（二）巷道质量要求
1、巷道净宽：
合格为0～+50mm，优良为0～+30mm。
2、巷道净高：
合格为0～+100mm，优良为0～+50mm。
3、锚杆质量：
锚杆锚固力不小于设计值（设计值为10MPa）。
锚杆预紧力不小于设计值（设计值为120N.M）。
锚杆间排距允许偏差±100mm；锚杆与岩面垂直，夹角不小于75°；锚杆盘贴紧岩面。
4、金属网搭接量100mm，联结扣间距200mm，联网扣必须绑扎在经纬网的经、纬交点上。
5、喷层厚度不小于设计值。
6、喷后表面质量达到平整密实，无赤脚，穿裙子。
7、基础深度≥150mm。
8、临时轨道间距600mm，道木间距不大于1.0米，扣件齐全，紧固有效，钢轨型号为22kg/m。
轨道接头内外错差、高低差不大于5mm。
轨道固定使用铁道钉将轨道钉在道木上，道钉数量为2个，轨道两侧各1个。
基底整平、垫实，道接头悬接，道接头处轨枕中心线间距不大于500mm，轨枕上平面必须外露，无杂拌道，中腰线符合设计要求。
9、喷射砼：
（砼配比及强度）P.O42.5R普通硅酸盐水泥，石子粒径4-6mm，喷砼标号C20，砼配比水泥：
沙子：
石子=1：
2：
1.5。
喷层厚度达到设计要求，喷后无露筋无空洞，无蜂窝麻面，无失脚穿裙子现象。
附：
锚网喷巷道工程质量检验评定表（2-2断面）
基本项目
检查项目
合格（mm）
优良（mm）
检验部位
规格
1
巷道净宽
中线至任一帮距离
0～+50
0～+30
左
上
2400
中
2400
下
2400
右
上
2400
中
2400
下
2400
2
巷道净高
圆心至拱壁、
拱基线至底板
0～+50
0～+30
拱
顶
2400
左
2400
右
2400
墙
左
1400
3
初喷厚度
不少于设计值的90%
不少于设计值
全断面
+145～+150
4
锚杆预紧力
不少于设计值的90%
不少于设计值
支护锚杆
110N.M
5
锚杆抗拔力
不少于设计值的90%
不少于设计值
支护锚杆
18MPa
6
巷道坡度
主要轨道50米内±1‰
主要轨道50米内±0.5‰
允许偏差项目
检查项目
设计值
允许偏差
1
表面平整度
-50mm～+50mm
不超过设计值
2
基础深度
150mm
≤10%
3
金属网的搭接量
≥100mm
不小于设计值
4
金属网的联扣间距
200mm
不大于设计值
5
锚杆间排距
800mm
-100mm～+100mm
6
锚杆孔深度
2200mm
0～50mm
7
锚杆最下排至底板距离
600mm
不超过设计值
8
锚杆与井巷轮廓线法线角度
90
≤15
9
锚杆外露长度
0～50mm
不超过规定值
10
水沟
位置
中心距巷中2100mm
-50mm～+50mm
宽度
200mm
-30
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