11509运输回风顺槽巷道开凿设计.docx

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11509运输回风顺槽巷道开凿设计

米脂县龙镇煤矿芦则沟矿井

11509运输、回风顺槽

掘

进

设

计

说

明

书

生产技术部：

总工程师：

2018年7月1日

第一部分井田概况

一、井田位置

核实区位于米脂县城北西约20km、郭兴庄乡政府西南约7km处，行政区划隶属于陕西省米脂县郭兴庄乡管辖，地理坐标为东经109°47′45″～109°49′57″，北纬37°47′28″～37°48′45″（1980西安坐标系）。

二、地形地貌

本区位于陕北黄土高原中北部，地貌单元属黄土丘陵地区，黄土覆盖全区，最高处位于11509工作面杨家圪塔西南部，标高1231.3m，最低处位于11509工作面杨家圪塔西部，标高1086.5m，地面相对最大高差144.8m。

三、小窑及*周边煤矿开采情况

据本次野外实际调查，位于核实区西部的白印则沟沟底发现两处开采小窑，其询问当地村民，小窑1号点于1999年施工，2000年改建了2号井口，均属立井开采，开采资源量及巷道延伸均不详，以上井口于2001年7月榆林市横山县马坊爆炸事件发生后关闭，再未进行开采（由于开采年代久远，详细资料无法调查）。

本次调查，两个井口内均有积水（无法测量，储水量不详）。

芦则沟煤矿周边仅有南部的子洲县侯石畔茂源煤矿，据本次调查，该煤矿开采煤层亦为Ⅴ号煤层，目前处于停产状态。

四、地质情况

（一）、地质构造

该区大地构造位置处于鄂尔多斯盆地之陕北斜坡中部、构造相对稳定的区段。

构造形态总体为北西向缓倾的单斜构造，局部发育有宽缓的波状起伏。

区内没有大的褶皱和断裂，无岩浆侵入活动，地层总体倾向北西，产状一般为倾向210°～350°，局部地层有微波状起伏。

区内主要为近于水平的平缓单斜地层，倾向NW，倾角1～3°。

（二）V号煤层

该煤层位于瓦窑堡组第四段顶部。

大部分可采，可采面积1748.02万m2。

煤层厚度0～0.83，估算采用厚度0.40～0.83m，估算平均厚度0.56m，标准差0.30，变异系数为0.16，可采指数为0.57，属薄煤层。

该煤层由东向西逐渐变薄，核实区东、西部不可采，无该煤层赋存（见图6）。

该煤层普遍含一层夹矸，厚度0～0.64m，大部地段0.30m，岩性以粉砂岩、砂质泥岩、泥岩为主。

煤层顶板多以薄煤、砂质泥岩、细粒砂岩、粉砂岩为主。

埋深在36.10～183.98m，底板标高变化在990～1060m之间。

煤类为长焰煤42号（CY42），该煤层为全区大部可采的薄煤层，普遍含一层夹矸，结构简单，厚度变化小，规律性明显，煤类单一，属较稳定型煤层。

（三）煤层顶底板

本次利用L14号钻孔煤层顶底板力学性质数据，依据《矿区水文地质工程地质勘探规范》（GB12719-1991）中推荐的几种方法，对

号煤层顶底板岩体质量进行评价。

（1）岩体质量等级和岩体完整性RQD值评价法

（2）岩体质量系数法（Z值）

Z=I·f·SS=RC/10

（3）岩体质量指标法（M值）

M＝RC·RQD／30

式中：

Z—岩体质量系数

I—岩体完整系数（以RQD值计）

f—结构面摩擦系数

S—岩块坚硬系数

RC—岩块饱和抗压强度（Mpa）

M—岩体质量指标

各岩体RQD值、Z值、M值评价列于表6-5。

煤层顶底板岩体质量等级评价表表6-5

煤层顶板

结构类型

岩石饱和抗压强度

RC（Mpa）

结构面摩擦系数f

岩体质量等级评价

RQD值法

岩体质量系数法

岩体质量指标法

RQD值（％）

岩石

质量

Z值

岩体

质量

M值

等级

Ⅴ号煤

顶板

整体结构

67.9

0.45

66

中等

完整

2.02

好

0.15

中等

Ⅴ号煤

底板

层状结构

49.5

0.45

73

中等

完整

1.6

一般

0.12

差

本次对L14号钻孔全孔进行了系统采样，从表中可以看出，三种定量评价方法所得结果基本一致，而且各顶底板岩体定性评价与定量评价相吻合，表明了煤层顶底板岩体质量的等级。

影响煤层顶、底板稳定性的地质因素主要有岩性、岩石单轴抗压强度、硬度、地质构造及裂隙发育程度、层厚、层理等。

本次对煤层顶、底板稳定性的划分主要依据直接顶板的岩性和岩石抗压强度，参考岩层厚度、层理、裂隙及硬度等进行综合分析确定的，其稳定性分级依据《缓倾斜煤层工作面顶板分类》（MT554-1996）标准见表6-6。

各煤层顶、底板岩石力学性质叙述如下：

顶底板稳定性分级标准表6-6

顶底板稳定性

分级标准

不稳定（Ⅰ）

较稳定（Ⅱ）

稳定（Ⅲ）

坚硬（Ⅳ）

抗压强度

<35

35-60

60-80

>80

岩性

泥岩、粉砂岩

泥岩、砂岩

砂岩、钙质泥岩

砂岩

1、煤层顶板稳定性

Ⅴ号煤层顶板以基本顶为主，其次为直接顶，直接顶主要以细粒砂岩、粉砂岩、砂质泥岩为主，泥岩、中粒砂岩次之，基本顶以细粒砂岩、粉砂岩、中粒砂岩为主，据试验资料显示，抗压强度一般为67.9Mpa，软化系数0.72，天然抗剪强度3.95MPa。

为易软化的较软弱岩类岩石，属稳定型（Ⅲ）。

开口处根据西回风大巷与西运输大巷实际揭露情况，遇区域构造煤层较为稳定，局部区域顶、底板较为破碎，根据11505运输、回风顺槽向南揭露顶、底板情况，顶、底板属稳定型，所以根据揭露情况判断11509运输、回风顺槽顶、底板变稳定型。

2、煤层底板板稳定性

Ⅴ号煤层底板以岩性细粒砂岩、粉砂岩、砂质泥岩为主，泥岩次之，据试验资料显示，抗压强度一般为49.5Mpa，软化系数0.70，天然抗剪强度4.41MPa。

为易软化的较软弱岩类岩石，属较稳定型（Ⅱ）。

3、工程地质类型

本区地形地貌和地质构造中等，地层岩性单一，岩体结构多为互层状，可采煤层顶板多属半坚硬、坚硬的层状岩类，较稳定～稳定，不易发生矿山工程地质问题。

根据《水文地质工程地质勘探规范》，本区工程地质勘探类型可划分为Ⅲ类Ⅰ型，即层状岩类简单矿床。

（四）水文地质

1、三叠系上统基岩顶面风化裂隙孔隙含水层（T3w）

由于基岩顶面长期风化剥蚀作用，岩石多形成松散状裂隙和孔隙，为地下水赋存创造了有利条件，其厚度为30-50m，据邻区子洲侯石畔茂源煤矿施工H24-4号钻孔抽水资料，静水位26.83m，含水层厚度8.17m，单位涌水量0.000097L∕s·m，渗透系数0.000419m∕d，为SO4.HCO3-Na型水，矿化度0.646g∕L。

2、三叠系上统瓦窑堡组裂隙承压含水层（T3w）

本组含水层岩性以中-细粒长石砂岩为主，按可采煤层可分为二个承压含水岩段：

上段自Ⅴ号煤层底-瓦窑堡组顶面，地层平均厚度59m，其中中、细粒长石砂岩含水层厚4.25-19.30m，平均厚13.77m，据邻区子洲侯石畔茂源煤矿以往H24-4号孔抽水资料，静水位埋深53.63m，含水层厚5.37m，单位涌水量0.000022L∕s.m，渗透系数0.000135m∕d，为富水性弱的含水层，水质为SO4.Cl-Na型水，矿化度2.613g∕L。

中段为3号煤层顶-Ⅴ号煤层底，地层平均厚度36m，含水层平均厚度13m，岩性为中、细粒长石，地表泉水流量0.039-0.454L∕s，含水层富水性弱。

3、三叠系上统永坪组裂隙承压含水层（T3y）

本区内无出露，含水层岩性为细-中粒砂岩，厚度大，埋藏深，富水性弱，水质差。

基岩内无论是瓦窑堡组还是永坪组，基岩性组合均发育有较厚的泥岩、砂质泥岩和粉砂岩，它们组成了各含水岩段之间的相对隔水层。

第二部分V号煤11509运输、回风顺槽巷道开凿

第一章巷道布置

根据矿井西运输大巷掘进所揭露的V号煤层情况，煤层厚度为0.60～0.7米，在西运输大巷X17号测点向西18.95m处向南开始施工11509回风顺槽，设计方位180°00′00”，设计长度约为100m，开口坐标：

X=4185780.036；Y=37394362.460.191；Z=997.553；在西运输大巷X17号测点向西120.95m处向南开始施工11509回风顺槽设计方位180°00′00”，设计长度约为564m，开口坐标：

X=4185780.036；Y=37394260.441；回风联巷设计长度20米，设计方位90°开口位置11509回风顺槽向南22米处，向东开口。

第二章巷道掘进施工方法

一、施工方法：

巷道掘进采用综掘机施工，支护采用两台湿式风钻打眼，风钻型号为MQT－130型风动凿岩机，树脂锚固剂锚固支护方式进行支护。

二、施工设备选型：

详见下表。

机械设备明细表

序号

设备名称

型号

单位

数量

功率

备注

1

岩石掘进机

EBZ200

个

1

310KW

2

风动锚杆机

MQT-130型

台

2

3

风机

FBD-22

台

1

22

备用1台

第三章巷道断面及支护参数的选择

一、巷道断面几何尺寸的确定

根据地质精查报告中围岩特性，考虑施工的巷道是服务于V号煤回采运输工作，确定巷道的几何尺寸：

巷道断面对照表

巷道名称

围岩类别

断面

形状

净尺寸（mm）

断面积（m2）

宽

高

净

掘

11509运输、回风顺槽

半煤岩

距形

4000

2200

8.8

8.8

二、巷道的支护方式及支护材料的选择

1、支护材料

根据矿井精探报告中围岩特性及11505回风顺槽开凿设计支护的情况，11509运输、回风顺槽开凿巷道采用锚、网、索联合支护。

2、支护参数

（1）锚杆

根据锚杆挤压加固作用的分析，在锚杆群的作用下顶板形成足够后的挤压加固拱，即可起到保护巷道顶板完整性的作用，但锚杆长度必须大于锚杆间距的2倍，即：

L=N（1.1+B/10）

式中：

N—围岩稳定性系数，N一般取1.2

B—巷道宽度，取4

得:

L=N（1.1+B/10）

=1.2（1.1+4/10）

=1.8m

锚杆外漏长度为0.1m,故锚杆长度L长=1.8+0.1

=1.9m

根据矿井11505回风顺槽开凿巷道设计中顶板稳定性与11505回风顺槽稳定性相比较差，Φ18mm×2000mm左旋二级螺纹钢锚杆支护强度可以满足顶板的支护要求。

且保证取长不取短的原则所以锚杆长度L长取Φ18mm×2000mm左旋二级螺纹钢锚杆。

锚杆间排距:

D≤2/L

≤2/1.9

≤1.1m

考虑顶板支护锚杆的分布符顶板自然隐形供的支护要求故锚杆间排距D取1100mm。

（2）锚索

根据锚索长度计算公式：

L=La+Lb+Lc+Ld

式中La—锚索深入到较稳定的锚固产度，为1.2米

Lb—需要悬吊不稳定的岩层厚度，为3.32米

Lc—托盘及锁距的厚度，取0.066米

Ld—锚索外漏张拉长度，取0.25米

得：

L=La+Lb+Lc+Ld

=1.2+3.32+0.066+0.25

=4.836m，取5.5m

锚索间排距：

S≤Le/2Le—锚索孔深度

得：

S≤Le/2

≤（L-Lc-Ld）/2

≤2.13取1.8米，菱形布置。

（3）、锚杆、锚索参数

根据上面计算结合矿井以前岩石巷道支护情况得：

锚杆支护参数：

锚杆规格：

Φ18mm×2000mm左旋螺纹钢

托盘规格：

150×150×10mm

树脂型号：

CK2360型树脂锚固剂1卷

锚杆间排距：

1000×1100mm（顶板正常情况下）。

锚索支护参数：

锚索规格：

Φ17.8mm×5500mm

锚索间排距:

1800×3300mm距形布置（顶板正常情况下）

托盘规格:

300×300×16mm钢托盘

药卷规格:

CK2360×2卷

（4）、网片

采用Φ4mm的钢筋经纬网。

第四章施工组织

一、施工组织

1、工作面循环作业方式

（1）作业形式：

实行“三八”制作业方式，两个半班生产，半个班检修。

掘支采用顺序作业。

（2）、循环方式

循环进度:

2.2m

日循环个数:

6个

循环率:

80%

月进度：

264m

第五章巷道运输管理

一、运输

运输采用无轨脚轮车运输

二、主要运输

掘进是采取煤岩分掘分运的方式，将煤采用防爆装载机将煤装无轨胶轮车运至地面洗煤厂；将矸石采用防爆装载机装至无轨脚轮车运至地面矸石场。

第六章巷道供电管理

执行矿供电系统及机电科相关规定。

第七章巷道供电管理

执行矿供电系统及通风科相关规定。