木孔煤矿+640m水平抽放巷施工组织设计.docx

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木孔煤矿+640m水平抽放巷施工组织设计

目录

第一章巷道概况-1-

概述-1-

第二章巷道布断面设计-1-

第一节巷道布置-1-

第二节矿压观测-2-

第三节支护设计-3-

第四节支护工艺-6-

第三章巷道施工-9-

第一节施工方法-9-

第二节凿岩方法-9-

第三节爆破作业-9-

第四节装载与运输-11-

第五节管线及轨道敷设-11-

第六节设备及工具配备-12-

第四章巷道施工组织与管理-13-

第一节劳动组织-13-

第二节作业循环-13-

第三节主要技术经济指标-14-

第五章安全技术措施-15-

第一节一通三防-15-

第二节顶板-17-

第三节爆破-18-

第四节防治水-21-

第五节机电-21-

第六节运输-22-

第七节其他-25-

第六章参考文献-25-

第一章巷道概况

概述

木孔煤矿地处贵州省金沙县木孔乡，属新建矿井，设计年生产能力为60万t/a，该矿井属煤与瓦斯突出矿井。

+640m抽放巷是为形成11203专用底板瓦斯抽放巷,用于+650m水平穿层瓦斯抽放和放水及通风、行人等需要。

巷道坡度为3‰，墙高为1.4m，拱高为1.6m，开挖宽度为3.2m，掘进断面为8.5㎡，设计长度为1080m。

根据勘探资料综合分析，本区岩性与整个井田大致一样，即煤系地层属二叠系龙潭组（P2L），与下伏茅口组地层为假整合接触，与上覆长兴组为整合接触。

岩性主要为粉砂岩，砂页岩，硅质灰岩及煤等组成，各煤层间距变化见煤岩“煤质地层综合柱状图”。

本巷道为煤系地层中巷道。

巷道布置在4#于5#之间的硅质灰岩中，以硅灰岩作为标志层，顺层掘进。

该巷道位于我矿东井西翼井田内，在安底（大顶坡）背斜与金沙向斜之间，采区内总体构造较简单，为单斜构造，地质条件相对简单。

本巷道为全岩煤系地层巷道，本巷道的岩性为隔水层，不含水，无水害威胁。

施工过程中，为防治水害事故和防止误穿煤层，采取“物探先行、长探验证”“逢掘必探”的原则并编制专门安全技术措施，禁止盲目掘进，确保施工安全。

煤尘爆炸性：

各主采煤层尘均无爆炸危险性。

煤层自燃性：

2、3、4、5、7号煤自燃倾向性等级为不易自燃煤层。

第二章巷道布断面设计

第一节巷道布置

一、巷道位置、标高、坡度、工程量：

+640m抽放巷位置：

+650回风大巷以北，起于+640m抽放回风上山东侧，止于11区+640m回风联络巷，巷道坡度为+3‰，工程量：

200m，标高：

+638m~+640m。

附图1：

+640m抽放巷巷道布置示意图。

二、断面形状及断面尺寸

1.断面掘进参数：

断面：

半圆拱断面，掘进断面S掘=8.50m²,掘进开挖宽度3.2m，掘进高度为3m（墙高1.4m，拱高1.6m）。

（4）水沟掘进参数600mm（宽）×400mm,水沟净断面为400mm×300mm。

详见附图2：

+640m抽放巷支护断面图

2．巷道工程特征表

表2

巷道名称

长度（m）

坡

度

断面

掘进工程量

支护

形式

形状

断面积㎡

实体

松散（2.5）

m3/m

m3/m

+640m抽放巷

200

3‰

半圆拱

8.50

8.50

21.25

锚网喷

合计

200

第二节矿压观测

一、观测对象：

+640m抽放巷

二、观测内容：

矿压观测内容、目的及手段一览表表3

序号

观测内容

观测目的

测试手段

1

顶板离层

监测顶板稳定情况，作顶板离层检测

安装顶板离层仪

2

锚杆

检测锚杆拉力

锚杆拉力计

3

锚索

检测锚索拉力

锚索拉力计

三、观测方法及处理：

1.当巷道出现离层，矿压离层观测组必须向矿生技科及地测技术科提供观测资料，上报总工程师研究方案采取相应措施。

2.顶板离层监测每隔50m安设一组离层观测仪。

第三节支护设计

一、支护形式：

采用锚网喷支护形式：

锚索施工采用“五花型”方法，三排支护中使用5根锚索；锚索只针对拱顶中部，其余用锚杆支护;锚索采用为Φ17.8*3500mm；锚索锚杆采用为Φ20*2200mm高强全螺纹钢树脂锚杆，间、排距800*800mm，每根锚杆、锚索安装K2350树脂药卷3卷。

锚网喷断面使用6张钢筋网1000*2000φ6.5*100*100网片，搭接长度不小于100mm，C25喷射混凝土厚100mm。

水沟（净）规格：

400mm（宽）*300（深），C25浇筑混凝土厚度100mm,若遇断层及围岩破碎时另行编制措施。

具体详见下表3：

巷道断面特征及每米材料消耗表表4

序

号

断面编号

支护形式

断面积（m2）

锚杆特征及布置

铺轨

水沟

备注

净

设计掘进

锚杆名称

直径与

长度

间

排

距

数量

长度

轨型

净断面

巷

基

1

1-1

锚网喷

7.73

8.50

0.02

树脂锚杆

φ20*

2200mm

800*

800mm

11

1

22kg

0.09

二、锚杆的选型

+640m抽放巷断面掘进宽度为3.2m，掘进高度为3m，巷道顶板围岩中岩石有粘土、砂页岩、粉砂岩等，巷道围岩为较软岩石，普氏系数为5，内摩擦角为56°19'~63°26'，松散系数为2.2~2.5。

1、顶锚杆支护参数的计算及选择

（1）、锚杆长度的确定

根据加固拱的原理：

L=W×（1.1+B/10）

式中：

L——锚杆长度

W——围岩影响系数：

取1.0

B——巷道断面设计宽度：

取3.2m，

则：

L=1.0×（1.1+3.2/10）=1.42m

因此：

锚杆长度选择2.2m。

（2）、锚杆间、排距的确定

根据公式：

D≤0.5L

式中：

L——锚杆长度

D——锚杆间、排距

则;D≤0.5×2.2=1.1m,间距取0.8m排距取0.8m。

（3）、锚杆直径的确定

根据公式d=L/110=2200/110=20mm，因此取锚杆直径20mm。

（4）、锚固长度的确定

根据公式：

L′≥2/3L

式中：

L′——锚固长度

L——锚杆长度

则：

L′≥2/3×2200=1446mm,锚固长度为端锚，按2200mm设计。

根据锚杆眼、锚杆及药卷直径，锚固剂选取K2350。

锚杆强度验算：

a、锚杆锚固力验算

根据悬吊理论：

F=R·H·S式中F——锚杆悬吊岩体负荷重量

R——顶板岩石比重，1.81t/m3

S——支护面积，S=0.8×0.8=0.64m2

H——选择锚杆锚固长度1.5m

故：

F=1.81×1.5×0.64=1.74（t/根）=17.4KN/根，考虑到安全系数，锚固力按50KN/根设计。

b、锚杆最大抗拉力

根据公式：

F=S×Q拉

式中：

F——锚杆最大抗拉力，KN/根

S——锚杆断面积：

S=πR2=π×（17.4/2）2=237mm2

Q拉——锚杆抗拉强度，Q拉=56.4kg/mm2

故：

F=237×56.4=13366（kg/根）=133.66KN/根

经验算锚杆悬吊岩石重量小于锚杆抗拉强度，因此，顶杆选择

φ20×2200mm的高强锚杆，间距0.8m，排距0.8m可以满足要求。

2、帮锚杆参数的确定

（1）、帮锚杆长度的确定

巷道两帮潜在松塌区宽度L1：

L1=h1×tan（45—φ/2）=3×tan（45—56.32/2）=0.91m

式中：

h1——巷道掘进高度为3m；

φ——煤层内摩擦角，岩层硬度系数f=1.5~2，

φ=arctanf=56°19'，

锚杆长度：

L=L1+L2+L3=0.91+0.5+0.05=1.46m

因此，取帮锚杆长度2.2m，可满足要求。

其中：

L2——帮锚杆伸出潜在松塌区的额定锚固长度，取0.5m；

L3——帮锚杆外露长度，取0.05m。

（2）、树脂锚固剂数

锚固长度1500mm。

根据锚杆眼、锚杆及药卷直径，锚固剂选取K2350。

（3）、锚杆直径

根据公式d=L/110=2200/110=20mm，因此取锚杆直径20mm。

（4）、锚杆间、排距的确定

根据公式：

D≤0.5L

则：

D≤0.5×2.2=1.1m

帮锚杆选择φ20×2200mm的左旋螺纹钢高强锚杆。

为了与顶锚杆间排距一致，

间距取0.8m，排距取0.8m。

3、在巷道掘进过程中，若遇断层、构造等地质变化时，可采取锚索等措施加强巷道的支护。

第四节支护工艺

一、巷道断面

断面：

半圆拱断面。

掘进断面S掘=8.50m2掘进宽度3.2m，掘进高度为3.0m（墙高为1.4m，拱高为1.6m）。

附图2

（1）：

+640m抽放巷断面图

附图2

（2）：

+640m抽放巷锚（网）喷支护图

二、支护方式

（一）.临时支护：

即前探梁的使用：

1准备工作

（1）根据断面宽度准备好所需的前探梁、铁链、木板、网片等材料。

（2）前探梁采用9#工字钢制作，长4～4.5m的2根，锚网巷道前探梁用高强度金属吊环固定在永久支护好的锚杆上，每根前探梁使用吊环不少于3个，吊环用配套的锚杆螺母固定。

（3）巷道断面宽度小于等于4m时，使用2根前探梁，巷道断面宽度4～5m时，使用3根前探梁。

2.施工步骤

安全检查（找悬矸）→前探梁顶拢碛头→贴网片→用排方背接地板。

3.锚网巷道使用前探梁安全技术措施

（1）永久支护好的锚杆锚固力不小于64千牛/根，控制锚杆外露长度，以便安装吊环。

（2）吊环的间排距以锚杆间排距为准。

（3）前探梁要直、无破损弯曲，均匀布置在巷道中部并垂直于掘进工作面。

（4）掘进工作面爆破后必须使用前探梁临时支护，在支护前探梁前和支护前探梁过程中要敲帮问顶，及时摘除危岩悬矸。

①应由两名有经验的人员担任这项工作，一人敲帮问顶，一人观察顶板和退路。

敲帮问顶人员应站在安全地点，观察人应站在找顶人的侧后面，并保证退路畅通。

②敲帮问顶应从有完好支护的地点开始，由外向里，先顶部后帮依次进行，敲帮问顶范围内严禁其他人员进入。

③用长把工具敲帮问顶时，应防止煤矸顺杆而下伤人。

④顶帮遇到大块断裂煤矸或煤矸离层时；应首先设置临时支护，保证安全后，再顺着裂隙、层理敲帮问顶，不得强挖硬刨。

（5）吊环螺母与锚杆连接必须上满丝扣，人工上前探梁时，必须手托前探梁，稳抬稳放，不要将手伸入吊环内，前探梁放稳后及时用木楔紧固，防止前探梁滑动。

（6）在上前探梁时，严禁人员站在梁下。

（7）上前探梁后，前探梁上方进行铺联网封闭顶板，并用排方接实顶板，排方尽可能与巷道宽度相当，横放在前探梁上方。

（8）打锚杆时操作人员必须要掌握眼子的深度，锚杆安装好后，锚杆外露长度为15—30mm，方便上吊环。

（9）爆破前最大空顶距小于锚杆排距，爆破后最大空顶距不大于锚杆排距加循环进度，爆破后临时支护一定要紧跟迎头，严禁空顶作业。

（10）排方的距离为200mm，以便留出锚杆眼的施工位置。

（11）拱形断面施工使用前探梁支护，铺联网后用木板或道木接实顶板，木板不易太长，能横放在两根前探梁上方为宜。

（12）遇顶板起伏时，应用多孔吊环，保证前探梁垂直于工作。

（13）使用前探梁后，空顶距离不大于300mm。

（14）前探梁分别穿在吊环内，并伸到碛头，在背好顶后吊环不得发生晃动。

（15）放炮和初喷时，正定两侧的锚杆及碛头第一排在搭接网片时需要松动锚盘的锚杆，必须保护好，待不需要上吊环后，再将其封闭。

（二）永久支护：

锚网支护跟至碛头，两掘一喷。

（三）打锚杆（索）眼

打眼前要进行敲帮问顶，找干净松浮石，打眼采用锚杆钻机打眼，B22钻杆，φ28mm钻头，按由外向里先顶后帮的顺序进行，眼位布置为打眼方向与井巷轮廓线的（或岩层层理）夹角不小于75°，锚杆支护按“打一锚一”及时安装锚杆，锚杆眼的位置要准确，眼位误差不超过100mm。

（四）安装锚杆（索）

安装时，用压风吹净孔内岩粉，用木棍把树脂锚固剂送入眼底，每眼装3支K2350树脂药卷,再把锚杆插入锚杆眼内，从钢筋网下面穿锚杆，使锚杆顶住树脂锚固剂，外端头套上托盘，拧上螺帽，用带有专用套筒的锚杆钻机卡住螺帽，开动锚杆钻机，使锚杆钻机带动杆体旋转将锚杆旋入树脂锚固剂，对锚固剂进行搅拌，直至锚杆达到设计深度，锚杆杆体外露长度一般规定为不大50mm，18秒后，拧紧螺帽给锚杆施加预紧力，使钢筋网紧贴岩面，锚杆锚固力要达到50KN以上。

三、喷砼工艺

1.准备工作

①检查锚杆安装是否符合设计要求，发现问题及时处理。

②清理喷射现场杂物，检查巷道规格是否符合设计并处理欠挖部位，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。

③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。

④喷射前必须用高压风水冲洗岩面。

⑤喷射人员要佩戴齐全有效的劳保用品。

2.喷射砼工艺要求

喷射部位：

全断面，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。

C25砼重量配合比为水：

水泥：

砂=0.47:

1:

4.03，速凝剂的掺量为水泥重量的3%-5%，喷射混凝土强度为C25，每成巷50m取一组试块送质量检测中心检验；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，做到喷射出的湿砂浆无干斑，无流淌，粘着力强，回弹料少，一次喷射混凝土厚度50～60mm，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后再复喷，复喷后的厚度达到设计要求，具体详见下表5。

C25喷射混凝土强度配合比表5

水泥

水

砂

速凝剂

50kg

23.5kg

20.15kg

1.5kg

1

0.47

4.03

0.03

3.喷射混凝土工序

喷射工作开始时，必须先给水，后开风，再开机，最后上料；停机时，要先停料，后停机，再关水，最后停风。

一次喷射完毕，应立即收集回弹料。

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砂料。

必须定期洒水养护。

4.喷射质量

喷射前必须清找浮矸、清洗岩帮、喷射均匀。

第三章巷道施工

第一节施工方法

一、施工方案：

1.施工方式

+640抽放巷采用全断面普通钻爆法掘进，全断面一次成巷。

使用P-60B耙岩机装矸、机车运输出矸。

2.凿岩方式

工作面采用YT-29型风钻、B22风钎、φ38mm钻头湿式打眼，打眼工严格按《风钻打眼工技术操作规程》执行。

第二节凿岩方法

一、掘进施工方式

1、本规程所有巷道均采用钻爆法施工。

2、钻爆作业中，原则上执行爆破图表中的炮眼位置、数量及参数，现场实际如有变化，科根据现场实际情况适当调整，以保证较好的爆破效果。

二、爆破及运输方式

1、使用YT-29型气腿式凿岩机打眼，使用Ⅲ级煤矿许用炸药，1-5段煤矿许用毫秒延期电雷管，正向装药，大串联全断面一次起爆，使用MFB-200型防爆器进行起爆。

2、采用P-60B耙斗机装矸，机车运输。

第三节爆破作业

一、爆破器材：

炸药为Ⅲ级煤矿许用乳化炸药，雷管为1～5段煤矿许用毫秒延期电雷管，总延期时间不超过130ms；发爆器选用MFB-200电容式发爆器。

二、装药结构：

正向连续装药，装药时用炮棍送到眼底，不得装错雷管段号，不得弄断雷管脚线，

具体详见附图4：

+640抽放巷断炮眼布置图。

三、起爆方式：

正向起爆，爆破网络采用大串联全断面一次起爆。

四、爆破参数：

断面爆破说明书表6

炮眼

名称

炮眼编号

眼

深

（m）

眼距（m）

炮眼角度（。

）

装药量

爆破顺序

联线

方式

装药结构

水平

竖直

眼数（个）

单孔装

药量（条）

小计（条）

掏槽眼

1～6

2.0

700~1600

74

90

6

4

24

Ⅰ

大串联

正向装药

辅助眼

7～18

1.8

500

85

85

12

3

36

Ⅱ

周边眼

19～35

1.8

450

93

85

17

2

34

Ⅲ

底眼

36～42

1.8

500

90

93

7

3

21

Ⅳ

水沟眼

43

1.8

90

95

1

4

4

Ⅴ

合计

78.6

43

119

断面爆破参数表表7

名称

单位

数量

名称

单位

数量

巷道掘进断面积

ｍ2

8.50

每循环实体煤（岩）体积

ｍ3

8.50

巷道净面积

ｍ2

7.73

每循环松散煤（岩）体积

（松散系数取2.5）

ｍ3

21.25

炸药种类

Ⅲ级煤矿许用乳化炸药

每循环雷管消耗

个

43

雷管种类

毫秒雷管

每循环炸药消耗

kg

35.7

循环进尺

ｍ

1.53

岩石硬度系数

5

炮眼利用率

％

85

绝对瓦斯涌出量

ｍ3/min

0.5

五、具体见附图4：

+640抽放巷炮眼布置图。

六、施工质量技术要求

1.打眼前必须由跟班队长、班长共同延放好施工中腰线至碛头，并找出巷道轮廓标出炮眼位置，严格按炮眼布置图和爆破说明书进行打眼、装药、爆破。

2.施工必须按要求掘进巷道，严禁拉底丢帮。

3.中腰线的控制由地质测量人员放线到碛头退后40m位置。

从碛头退后40m位置的中腰线由技术员放线到离碛头10m位置，距离碛头10m以内的中腰线由班长和跟班队长放线。

第四节装载与运输

1、装岩方式

+640m抽放巷掘进施工过程中，采用P-60B耙岩机耙矸，1.1m3侧翻式矿车装矸，采用机车运输+640m抽放巷皮带井矸子仓出矸；耙斗机距离碛头的控制距离20～40m，永久水沟紧跟耙岩机距离不大于10m。

2、运输方式

出矸运输路线：

1）主要路线：

+640m抽放巷工作面→+640m皮带井卸矸仓→主暗斜井皮带→地面皮带→卸矸场

2）辅助路线：

+640m抽放巷工作面→+640m副井卸矸仓→副斜井箕斗→地面装矸车转运→卸矸场

3、材料下放：

由人工（或铲车）装入运料矿车内→副斜井→第三中部车场→+650m大巷→+640m抽放上山→人工转运至+640m抽放巷工作面材料堆放处。

第五节管线及轨道敷设

1.在掘进施工中所敷设的电缆、风水管路、风筒等均按照断面图中规定的位置吊挂，吊挂符合规范要求。

电缆钩在巷道北帮，电缆沟距轨面1.5m，每隔1.5m一个，电缆垂度不超过0.1m。

风管、水管在巷道南帮；风管中心距底板1.3m；水管中心距底板1.1m，管桩每隔3m一个，风、水管接口要严密，不得出现漏风漏水现象。

直径为800mm的风筒挂巷道南帮，放炮母线挂在巷道顶部，风、水管随工作面推进及时延长，以备工作面正常供风供水。

2、施工轨道采用22kg/m的钢轨与同型号道夹板，木轨枕或水泥轨枕，轨枕间距≤1.0m/根，浮矸不超过轨枕上平面，接头高低差，内错差符合质量标准化要求。

附图5：

+640m抽放巷管线布置示意图。

第六节设备及工具配备

掘进生产系统所需设备、工具的名称、型号规格、单位、数量等。

主要设备及工具配备表表8

序号

设备、工具名称

规格型号

单位

数量

备注

1

风泵

台

2

备用1台

2

喷浆机

PC5I

台

2

备用1台

3

装岩机

P-60B

台

1

4

风锤

YT-29

台

3

备用1台

5

控制开关

QBZ-80

台

1

6

控制开关

QBZ-30

台

1

7

馈电开关

KBZ-200

台

1

8

控制开关

QBZ-2х120/660（380）FS

台

1

9

局部通风机

FBDNO.6.3/2*22kw

台

2

10

锚杆钻机

MQT-120J-G

台

2

备用1台

11

1m绞车

JTKB-1*0.8w

台

1

12

翻斗矿车

1.1m³

辆

8

备用4辆

13

防爆电机车

CTY5/6P

台

2

1

14

第四章巷道施工组织与管理

第一节劳动组织

作业方式、劳动组合、劳动力配备、出勤率。

劳动力配备表表10

序号

工种

班次

在册人数

出勤人数

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

合计

备注

1

班长

4

1

1

1

3

兼打眼工

2

安全员

4

1

1

1

3

3

打眼工

4

1

1

1

3

4

装岩机司机

4

1

1

1

3

5

绞车司机

4

1

1

1

3

6

出矸工

7

2

2

2

6

7

放炮员

4

1

1

1

3

8

杂工

4

1

1

1

3

10

合计

35

9

9

9

27

第二节作业循环

根据工艺流程，正规作业循环方式（日、班正规循个数），规循进尺，编制正规作业循环图表。

正规作业循环图表（以一循环为例）表11

作业时间

作业顺序

h

min

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

交接班安全检查

10

打上半部眼

30

扒掘进工作面

60

打下半部眼

50

装药前检查，装药连线

40

装药后检查

10

放炮前检查，放炮及放炮后等待

50

临时支护

20

锚网支护

120

喷浆

210

装矸运输

260

第三节主要技术经济指标

主要技术经济指标表表12

序号

项目

单位

指标

备注

1

巷道设计长度

m

200

2

巷道掘进断面

m²

8.50

3

巷道净断面

m²

7.73

4

在册人数

人

35

5

出勤人数

人

27

6

出勤率

%

77

7

循环进度

m

1.53

8

日进尺

m

2.5

9

月进尺

m

68

10

循环率

%

75

第五章安全技术措施

第一节一通三防

一、通风管理

1.局部通风机必须由专人负责管理