708北翼轨道大巷掘进作业规程.docx

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708北翼轨道大巷掘进作业规程

第一章概况

第一节概述

一、巷道名称

本«作业规程»用于掘进的巷道为-708北翼轨道大巷。

二、掘进目的及巷道用途

掘进目的是为形成四采区生产系统，满足四采区生产运输、行人、通风及管线敷设的需要。

三、巷道设计长度及服务年限

设计长度：

2245m

服务年限：

35年

四、预计开工、竣工时间：

本掘进工作面自2009年12月开工，预计2012年12月份竣工。

第二节编写依据

一、设计说明书及批准时间

设计说明书名称为《3400采区设计说明书》，批准时间为2007年6月6日。

二、地质说明书及批准时间

地质说明书名称为《-708北翼轨道大巷掘进地质说明书》，批准时间为2009年8月9日。

三、矿压资料

向斜轴部应力集中，围岩压力比较大；断层带及其附近围岩条件较差，压力比较大。

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

-708北翼轨道大巷位于工业广场以西1700m。

轨道大巷里段以东50m有孙垓村，外段以东170m有黄河李村。

赵王河在轨道大巷北部流过。

井下位于3400采区西部，为-708水平北翼的开拓巷道。

大巷北部位于孙垓村煤柱内；南部位于黄河李村煤柱内。

四邻采掘情况：

以东有正在掘进的3406皮带、轨道及3408轨道顺槽，以南有3400皮带、回风大巷及正在掘进的轨道大巷。

以西及以北尚无采掘工程。

附图1：

3400采区煤层底板等高线预测图（1：

2000）（包括巷道布置平面图）

表一：

井上、下对照关系情况表

水平名称

-708m水平

采区名称

3400采区

地面标高/m

+38.6～+39.87

井下标高/m

-660～-740

地面相对位置

该大巷位于工业广场以西1700m。

轨道大巷里段以东50m有孙垓村，外段以东170m有黄河李村。

赵王河在轨道大巷北部流过。

井下相对位置及掘进巷道的影响

该巷道井下位于四采区西部，北部位于孙垓村煤柱内；南部位于黄河李村煤柱内。

大部在黄河李村保护煤柱内。

邻近采区、煤层、巷道对掘进的影响

四邻采掘情况：

以东有正在掘进的3406皮带、轨道及3408轨道顺槽，以南有3400皮带、回风大巷及正在掘进的轨道大巷。

以西及以北尚无采掘工程。

走向长/m

倾斜长/m

2620

面积/m²

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、层间距

该面3上煤为气煤，依据地面钻孔L10-3、L9-1及附近巷道揭露资料，3上煤层总厚度1.25~4.0m，平均2.82m，东厚西薄，向西逐渐冲刷尖灭。

煤层倾角2～16°，平均9°，煤层普氏硬度系数f=1.8。

表二：

煤层特征情况表

指标

参数

备注

煤层厚度（最小-最大/平均）/m

1.25-4.0/2.82

煤层倾角（最小-最大/平均）/（º）

2-16/9

煤层硬度f

1.8

煤层层理（发育程度）

煤层节理（发育程度）

自然发火期/d

属一类易自燃煤层

瓦斯涌出量/（m³·min-1）

0.5

煤尘爆炸指数/%

44.54%

表三：

煤层顶底板情况表

顶底板名称

岩石类别

厚度/m

岩性

顶板

基本顶

中砂岩

9.1

灰白色，以石英长石为主，含暗色矿物及褐色矿物，分选性中等。

直接顶

粉砂岩

0.48

深灰色，含黄铁矿及植物碎屑化石。

伪顶

底板

直接底

泥岩

4.7

灰黑色，薄层状，含植物根部化石。

基本底

粉砂岩

4.7

灰色，波状层理，平坦状断口裂隙发育。

二、煤层瓦斯涌出量、瓦斯等级、发火期、煤尘爆炸指数

该煤层瓦斯涌出量为CH4：

0.5m3/t，CO2：

0.5m3/t，属低瓦斯煤层。

煤尘爆炸指数为44.54%，属一类易自燃煤层。

附图2：

煤岩层综合柱状图（1：

200）

第三节地质构造

依据三维物探资料，-708北翼轨道、皮带、回风大巷位于武寨背斜东南翼。

煤（岩）层倾角2°～16°，平均9°。

据三维物探资料，该区域西北部发育两处3煤层异常带，以西发育3上煤冲刷无煤区，无陷落柱等地质现象。

依物探资料，该区域断层发育，由北向南有13条，其中大于5m的断层10条，断层情况见下表：

表四：

断层情况表

构造名称

走向

（°）

倾向

（°）

倾角

（°）

性质

落差（m）

对掘进影响程度

F21

357

正断层

0～63

影响大

DF137

170

正断层

0～15

有较大影响

F19

128

正断层

0～22

影响大

DF134

185

正断层

0～14

有较大影响

DF122

343

正断层

0～8

有较大影响

DF140

344

正断层

0～12

有较大影响

DF120

160

正断层

0～6

有影响

F22

146

正断层

0～30

影响大

DF109

340

正断层

0～9

有较大影响

DF108

123

正断层

0～9

有较大影响

110

200

正断层

0～4

有影响

180

正断层

有影响

175

正断层

0～4

有影响

附图3：

-708水平西翼轨道大巷地质剖面图（1：

2000）

第四节水文地质

影响掘进的含水层主要有3上煤顶、底板砂岩裂隙含水层和3上煤底板三灰岩溶裂隙含水层。

1．3煤顶、底板砂岩裂隙含水层

根据L10-3、L9-1等钻孔资料，轨道、皮带、回风大巷3上煤层顶板以上0.48m为中砂岩，厚度平均9.1m，层理及裂隙较发育。

3上煤层底板以下13.72m为细砂岩，总厚度19.9m。

据矿井地质报告，3上煤层顶底板砂岩裂隙含水层单位涌水量为0.0227～0.0483L/s.m，渗透系数K=0.0579m/d，富水性弱。

-708m水平3上煤层顶、底板砂岩裂隙含水层最大出水量分别为45m3/h（3102切眼）、56m3/h（西翼总回风巷）。

3100、3200采区已回采的工作面均未发生顶、底板突水情况。

该含水层是3上煤层开采的直接充水水源。

预计3上煤层顶板砂岩裂隙含水层主要以淋水形式影响掘进。

2．三灰

根据L10-3、L9-1等钻孔资料，三灰含水层平均厚度4.3m，上距3上煤层平均70m，属岩溶裂隙含水层。

据地质报告，单位涌水量q=0.0121～0.1338L/s.m，富水性不均一，为弱至中等。

据3400回风大巷施工的三灰观测孔观50资料，孔口标高-730m，现水压0.3MPa，水位-700m。

我矿已回采结束的各工作面均未出现三灰突水现象。

利用观50计算三灰“安全隔水层厚度”为：

三灰“安全隔水层厚度”计算

t=L（√r2L2+8KpH-rL）/4Kp=6.0m

上式中：

t——底板安全隔水层厚度（m）；

L——采掘工作面底板最大宽度（m）；

r——隔水层岩石的容重（t/m3）；

Kp——隔水层岩石的抗张强度（t/m2）；

H——隔水层底板承受的水头压力（t/m2）。

上式中各参数取值如下：

L=5m；r=2.5t/m3；Kp=40t/m2；H=130t/m2。

经计算，实际隔水层厚度（70m）远大于计算的安全隔水层厚度（6.0m），除遇较大隐伏构造外，可确保掘进安全。

第三章巷道布置及支护说明

第一节巷道布置

-708北翼轨道大巷从J30#点前44.21米，按332°方位角，+5‰的坡度施工2245m止，施工全长为2245m。

第二节矿压观测

一、锚杆锚固力检测

掘进过程中，每班安注的锚杆要用扭矩扳手和液压测力计逐根进行检测，凡扭紧力矩达不到120N·m的锚杆要当班补打安装，并将检测结果记入专用记录本中备查。

二、巷道表面位移观测

施工过程中，要对巷道表面位移情况及时进行观测，工作面掘出10m后设一组检测断面，两组检测断面间的距离为20ｍ，每组检测断面设4个检测点，即拱顶、底板及两帮腰线处各设1个，每24h检测一次，观察巷道长度为120m，并将检测结果记入专用记录本中备查。

第三节支护设计

一、断面特征

巷道设计断面为直墙半圆拱形，B净=4.6m，B荒=4.9m，H净=4.0m，H荒=4.15m，H墙=1.7m，S掘=17.8m2，S净=16.1m2。

附图4：

《巷道永久支护断面图1》（1:

50）

附图5:

《巷道永久支护断面图2》（1:

50）

二、支护形式

锚网索喷支护。

喷砼强度C20，喷浆厚度150mm。

三、支护方式

（一）临时支护

1、巷道爆破后采用混凝土初喷作为临时支护。

爆破后，首先由专人进行敲帮问顶，把迎头端面伞檐、活矸用长柄工具找掉。

敲帮问顶在永久支护的掩护下用长柄工具先摘除迎头危岩悬矸，并在永久支护掩护下进行初喷，初喷厚度不小于30mm，初凝20分钟后方可进入迎头进行作业。

2、巷道在穿煤层、过断层或顶板破碎时，采用初喷联合前探支架作为临时支护，巷道爆破后在永久支护的掩护下用长把工具先摘除迎头危岩悬矸，并在永久支护的掩护下进行初喷，初喷厚度不低于30mm，初凝20分钟后方可进入迎头将前探梁移至迎头，然后铺网并用木料背实顶肩部的围岩，前探支架采用三根4寸厚壁钢管制作，长度不小于4m，间距不大于1.2m，用金属锚杆和吊环固定，吊环形式为圆形或长方形，每根前探梁用2个吊环固定，使用时交替前移。

吊环用配套的锚杆螺母固定，吊环螺母必须上满丝，锚杆采用与巷道正常支护用锚杆规格相同，每根螺纹锚杆注树脂锚固剂不少于2块，锚固力不低于80KN，前探梁上方用规格为：

1500×150×20mm的木板加木楔背实。

同时要及时将循环进尺缩小至1m，巷道最大控顶距为1.7m，最小控顶距为0.7m。

必要时，放炮前迎头打超前锚杆维护顶板。

附图6:

初喷临时支护及前探梁临时支护平、断面图（1：

100）

附图7:

前探梁临时支护平、断面图（1：

100）

3、临时支护时必须遵守以下规定：

（1）严格执行敲帮问顶制度，施工中必须每隔15min用2m以上的长柄工具及时摘除巷道围岩存在的活石危矸。

摘除时一人操作，一人监护；同时人员必须先清理好退路，并在可靠的支护下进行作业；

（2）当顶板条件差，冒落严重时，采取浅打眼（深度1.0m），少装药，缩小循环进度方法施工，每循环不大于1m,够间排距及时进行支护；

（二）永久支护

-708北翼轨道大巷采用直墙半圆型锚网喷支护作为永久支护，掘进巷道为中砂岩及更坚硬完整的岩石时，采用初喷、一次锚网索、二次锚网索（二次锚网时要敷设钢筋梯）、复喷双层支护的方式；一次支护与二次支护的单层锚杆间排距均为1000×1000，锚杆一次支护与二次支护要均匀间隔布置，形成间排距为500×500（mm），消耗锚杆11根/排；。

锚索间排距为1600×2000（mm），每排7根，一次支护打注顶部3根，二次支护补打两侧各两根锚索。

喷砼总厚度为150m，初喷不少于30mm，一次喷浆为30～50mm，二次喷浆为50～70mm。

巷道在过断层破碎带、穿煤层、顶板破碎或托顶煤时采用“初喷、一次锚网支护、锚网索二次支护、复喷”的双层支护，喷砼厚度为150mm，采用“喷、锚网喷、锚网索二次支护、复喷”二次支护时，在初喷不低于30mm的临时支护联合前探支架的有效支护住顶板情况下，按800×800（mm）的锚杆间排距打一次支护锚杆，并压钢筋网。

支护材料：

φ18，L=2400（mm）等强螺纹钢锚杆；φ6.0mm钢筋网，规格为1000×1400（mm），网格为100×100（mm）；喷射强度为C20混凝土（水泥：

石子：

沙子体积比为1：

2：

2）；锚索采用φ17.8，L=6000mm的钢绞线。

一、二次支护相隔不大于100m，二次支护的锚杆要与一次支护的锚杆呈五花布置，打注二次支护锚杆的同时压钢筋网敷设钢筋梯，并按设计间排距补打两侧各两根锚索，网及钢筋梯要用托盘压紧，并用铁丝连网，然后进行复喷，复喷厚度50～70（mm），喷厚均匀，盖网严密，无露筋现象。

喷浆后喷体洒水养护时间不少于28天，7天内每班洒水1次，7天以后每天洒水1次。

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0.1m；

其中：

H=B/2f=0.47（m）

式中：

B—巷道开掘宽度，取4.70m；

f—岩石坚固性系数，砂岩取5；

则L=2×0.47+0.5+0.1=1.54（m）

2、锚杆间距、排距计算，通常间排距相等，取a：

a=（）0.5

式中：

a—锚杆间排距，m；

Q—锚杆设计锚固力，80KN/根；

H—冒落拱高度，取0.47m；

R—被悬吊砂岩的重力密度，取25.48KN/m3；

K—安全系数，一般取K=2；

a=（80/（2×0.47×25.48））0.5=1.83（m）

通过以上计算，选用直径18mm、长度2400mm的右旋螺纹锚杆，锚杆排距1000mm，间距1000mm，能够满足设计要求。

（三）锚索加强支护

巷道施工过程中，要采用锚索加强支护，锚索施工在锚杆支护间空内，排距为2.0m,间距为1.6m，每排7根。

确定锚索长度：

L=La+Lb+Lc+Ld

式中L—锚索总长度

La—锚索深入到较稳定岩层的锚固长度，2.0m；

Lb—需要悬吊的不稳定岩层厚度，取2m；

Lc—上托盘及锚具的厚度，取0.2m；

Ld—需要外露的张拉长度，取0.3m；

按GBJ-1985要求，锚索锚固长度La按下式确定：

La≥K×

式中K—安全系数，取K=2；

d1—锚索钢绞线直径，取17.8mm；

fa—钢绞线抗拉强度，N/mm2（1920MPa，合1883.52N/mm2）；

fc—锚索与锚固剂的粘合强度，取10N/mm2。

则

La≥2×

=838.1664mm=0.8m

取La=2.0m，则L=2+2+0.2+0.3=4.5m。

设计取锚索长度为6.0m，满足理论计算要求。

锚索倾角：

巷道拱顶部的锚索要垂直于巷道岩面安装，巷道两帮部与岩面不小于60°夹角布置。

锚索数目的确定：

N=K×

式中N—锚索数目；

K—安全系数，一般取2；

P断—锚索的最低破断率，353KN；

W—被吊岩石的自重，KN；

W=B×Σh×Σr×D

式中B—巷道掘进宽度，取最大宽度4.6m进行计算

Σh—悬吊岩石厚度，取1m；

Σr—悬吊岩石平均容重，19.992KN/m3。

D—锚索间排距，取3.5m。

则W=4.8×1×19.992×3.5=335.865（KN），

N=2×335.865/353=1.90（根）

通过以上计算：

巷道布置锚索时，即锚索排距为3.5m，锚索间距为3.5m，每排2根，即可满足支护要求，此巷道锚索布置为：

间排距1.6×2.0（m），每排7根。

故锚索布置完全满足设计要求。

锚网索喷支护及锚网索支护，采用锚杆紧跟工作面的支护方式，前排锚杆距工作面超过1000mm时及时安注锚杆，全断面锚网。

四、锚网喷工程质量规定

见表五：

锚网喷支护巷道工程质量规定

项目

质量标准（mm）

部位

巷道规格及名称（mm）

支护断面

双层支护断面

巷

道

净

宽

左

帮

≮设计

≯100

拱基线

2300

墙中

2300

墙脚

2300

右

帮

拱基线

2300

墙中

2300

墙脚

2300

巷道净高

均不＜设计

腰线以上≯100

起拱线至拱顶

2300

起拱线下

1700

锚固力

拱

80KN/根

两帮

80KN/根

喷浆及混凝土强度

C20

喷射厚度

墙

局部＜10%

左

150

右

150

拱

左

150

右

150

锚杆布置

±100

拱

1000×1000

500×500

左

1000×1000

500×500

右

1000×1000

500×500

防水特殊要求

锚杆规格

￠18×2400

锚杆安装

人工安装

喷射质量

喷射均匀、无裂隙

水沟

±30

深度

500

宽度

500

±20

腰线距水沟底

1660

±50

中线至水沟中

1900

锚杆距工作面

≯1500

≯900

初喷距工作面

≯2000

≯1000

复喷距工作面

≯100000

水沟距工作面

≯100000

工业卫生

三无一畅清洁卫生

-708北翼轨道大巷锚网喷支护巷道工程质量规定表

第四节支护工艺

一、支护材料：

1、锚杆及锚固剂：

锚杆采用等强树脂螺纹钢锚杆，直径为18mm，长度为2400mm。

每根锚杆均用2块K2850或K2350型树脂锚固剂锚固，锚固长度不少于1000mm，锚杆外露长度为50～70mm，托盘为正方形，规格为长×宽=150×150mm，用10mm钢板压制成弧形，锚杆均使用配套标准螺母紧固。

K2850树脂锚固剂，直径为28mm，长度为500mm，K2350树脂锚固剂直径为23mm，长度为500mm，每根锚杆初锚力不小于80KN（20MPa）。

2、锚索：

钢绞线：

围岩完整坚固的巷道采用Φ17.8，L=6000mm左旋预应力钢绞线，巷道穿层、过地质变化带、托顶煤时采用Φ17.8，L=8000（mm）左旋预应力钢绞线，每条钢绞线必须使用专用的托盘和与配套的锁具固定。

托盘：

钢板制作，长×宽×厚=200×200×10（mm）。

锁具：

规格型号为QLM。

锚固剂：

K2350树脂药卷（使用4块K2350的树脂药卷固定，其搅拌时间为45秒）。

3、金属网采用Φ6.0mm的钢筋制作的经纬网，网的规格为长×宽=1400×1000（mm），网格为长×宽=100×100（mm），网要压茬连接，搭接长度不小于100mm，相邻两块网之间要用10#铁丝三角连接，双丝双扣，连接点要均匀布置，间距不大于0.2m。

4、喷射混凝土使用R32.5水泥，沙为纯净的河沙，石子粒径为5～10（mm），石子过筛，并用水冲洗干净，混凝土强度C20，配比为水泥：

沙：

石子=1：

2：

2（体积比）；速凝剂型号为J85型、掺入量一般为水泥重量的2～3.5%，喷拱取上限，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加入。

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；打眼前要先进行敲帮问顶，仔细检查顶帮初喷喷体的牢固情况，找掉开裂喷体，确认安全后、方可开始工作，打锚杆眼用2.4m长钎和φ32锯齿钻头湿式打眼，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°（>75°）。

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，深度2.3m，锚杆眼打好后，应将眼内的岩渣、积水清理干净。

打眼时，要站在永久支护的巷道下由外向里进行支护，围岩变化时施工人员站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。

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。

（1）把树脂药卷和锚杆放入孔内。

人工用锚杆将树脂药卷推入眼底，注意在上推时严禁旋转，严禁把托盘死死压在顶板上。

（2）开动锚杆机迅速旋转锚杆15-20秒，顺势上推锚杆使锚杆托盘贴近顶板（托盘离顶板的间隙5mm左右）。

（3）停：

完成搅拌后停止60-120秒钟左右让树脂充分凝固。

（4）上紧螺母：

旋转搅拌器上紧螺母。

在紧螺母时应给最大扭矩而不要施加上推力以最大限度的上紧螺母。

（5）用扭矩放大器或手动加长扳手，进一步上紧螺母，达到规定的安装应力。

锚杆安装可以总结为：

一推（推树脂入孔到规定位置），二转（旋转搅拌树脂），三等（等树脂充分凝固）四紧（紧固螺母）

在安装过程中要严格按安装步骤安装,否则会出现“长尾锚杆”或打不开阻尼现象。

这会大大影响锚杆支护效果甚至失效。

三、锚索施工工艺：

根据现场实际情况，巷道按设计要求支护合格以后，用MQT-120型气动锚杆钻机配合φ19mm中空六方接长式钻杆和Ф27mm双翼钻头湿式打眼。

打完锚索眼后，先把眼内的积水和岩粉清理干净，然后把树脂药卷依次放入眼内，用锚杆、钢绞线顶住药卷推至眼底，用转换套将钢绞线拧紧上牢固后，将转换套放入锚杆机，启动锚杆机将药卷顶入眼底位置后开始搅拌，搅拌时间为45秒，停止搅拌约30秒后慢慢将锚杆机落下、退出，再将钢绞线上的转换套卸下（转换套采用断钎尾与Ф20mm，壁厚5mm的优质钢管焊接制作，钢管长度为200mm，钢管口以里有至少两个与Ф8×10mm螺栓配套的套丝口，以固定钢铰线，固定钢绞线长度不少于150mm），上托盘和钢绞线配套的锁具，然后用FDBO63液压泵配合YCD-230或YCD-180涨紧油顶顶住锁具涨紧钢绞线并达到涨紧拉力不小于30MPa，并保持钢绞线外露长度不大于300mm。

四、锚索施工质量要求：

（1）锚索布置：

从巷道顶板均匀布置，其间排距不超过设计的+150mm；钢绞线锚入硬砂岩1000mm以上。

（2）锚固力：

每根锚索钢绞线初锚力不少于120KN，（风动液压油泵达到30MPa，同时要求液压油泵上的配套压力表必须完好无损并符合要求）。

（3）锚索安装：

钢绞线外露长度150～300mm，钢托板紧贴岩面并压正，螺母拧紧，锚索锁具涨紧有预应力，锚固力均符合要求。

在使用不同直径的钻杆打钻眼时，必须使用与钻眼配套的树脂药卷固定。

五、锚杆钻机打眼工艺：

（1）作业前检查：

1、操作者手持操作壁上的手把，接装进气、进水接头，锚杆机转柄必须处于关闭位置；

2、每次接装进气、进水接头时，都应冲洗管内的沙石异物（包括压气管内的聚留气）；

3、操作者应在机子摇臂端的外侧站立；

4、按顶板高度选用合适的初始钻杆；

5、钻孔前，检查马达旋转、水路启闭全部正常，再正式投入生产。

（2）作业时：

1、首先应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；

2、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；

3、钻孔到位后，关闭气腿进气，调小出水量，减慢钻机转速，使钻机靠重力平衡的带着钻杆回落；

（3）作业完以后：

1、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；

2、检查钻机是否损伤，螺丝是否松动，并及时处理好；

3、将钻机以竖直方式置于安全场所免受炮崩、车辗等意外损伤；

六、喷射混凝土

喷浆机放在迎头副道侧的铁路上，距迎头30～40m。

1、准

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