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石门施工作业规程

第一章工程概况

第一节地质概况

一、围岩特征:

梅花井煤矿一号车场及辅助运输石门所穿越的地层为侏罗系含煤地层。

侏罗系含煤地层沉积物较细,岩层岩相较稳定。

岩性由灰、灰白色长石石英质各粒级砂岩,灰、灰黑色粉砂岩、泥岩、煤组成。

一号车场及辅助运输石门为穿层巷道掘进,依次穿过的煤层为18#(H=2.19m)、17#(H=0.67m)、16#(H=0.56m)、15#(H=1.44m)、14#(H=1.61m)、12-2#(H=0.26m)、12-1#(H=2.36m)、10#(H=4.46m)、6-2#(H=0.34m)、6-1#(H=3.55m)、4-2#(H=2.83m)、4-1#(H=0.31m)、3#(H=1.03m)、在2#煤的底板细砂岩中与回风顺槽联通。

煤层的普氏硬度系数为1.6~2.1之间,岩层普氏硬度系数为1.5~7,4~6之间的中硬岩石分布较广,揭露较多。

附图1:

煤岩层柱状图

二、水文地质情况

一号车场及辅助运输石门施工区域内地下水补给贫乏,岩层富水性较弱,气候干旱少雨,无较大地表水系,水文地质条件简单。

但局部地段由于第四系潜水和含水层的影响,预计由滴水~淋水~渗水~涌水现象,预计局部可能出现5~15m3/h的涌水量,因此,局部不排除有瞬间小型突水的可能性。

三、瓦斯、煤尘情况

煤层瓦斯涌出量:

0.06~0.125m3/t;

煤尘爆炸指数大于35.0%,有爆炸危险;煤层自燃发火期30天,属可自燃煤层。

第二节工程概况

一、工程概况:

工程概况表

巷道名称

梅花井煤矿一号副斜井一号车场及辅助运输石门

巷道类别

开拓巷道

施工层位

+1270m水平

开口位置

一区段施工巷

巷道用途

通风、运输

施工工艺

机掘、炮掘配合施工

施工顺序

掘进、锚网(加锚索)支护、装运渣、喷射混凝土支护

计划开工日期

实际开工日期

二、工程施工设计平、剖面图:

附图2:

梅花井煤矿一号副斜井一号车场及辅助运输石门工程平、剖断面图

三、影响巷道施工的主要因素及其影响程度、范围:

1、设计方面:

断面变化多,施工复杂。

2、运输方面:

综掘机、刮板输送机、胶带运输机,运输环节多。

3、施工方面:

综掘产尘大、巷道淋水等影响施工。

第二章施工方法与工艺

第一节永久支护设计

一、巷道断面设计:

附图3:

一号车场施工断面图

附图4:

辅助运输石门施工断面图

二、巷道断面特征:

①-②段8.400米,巷道断面净宽5500mm,净高4350mm;②-③段57.36米,巷道断面净宽5500mm,净高4350mm;③-④段7.369米,巷道断面净宽5000mm,净高3800mm;④-⑤段为一号交岔点。

长23.576米;⑤-⑥段5.0米,巷道断面净宽5000mm,净高3800mm;⑥-⑦段45.5米,为二区段换装站,无轨胶轮车换向硐室长17.0米;⑦-⑧段692.69米,巷道断面5000mm,净高3800mm;二号交岔点长8.460米。

工程量及每米材料消耗量表

名称

断面(m2)

支护厚度mm

锚杆(mm)

锚杆数量(套)

药卷Z2370(个)

喷射材料(m3)

铺底混凝

m3

金属网(m2)

铺轨长度m

轨型kg/m

设计掘进

设计基础

型式

外露长度

排列方式

排间距

锚深

直径

1

一号车场

20.6

23.2

0.02

120

树脂

50

三花

700

2200

22

25.5

51

1.52

1.1

9.25

2

30

2

辅助运输石门

16.3

18.6

0.02

120

树脂

50

三花

700

2200

22

22.7

45.4

1.35

1

8.46

1

30

三、支护设计:

一号副斜井一号车场及辅助运输石门采用锚、网、喷联合支护,交岔点和无轨胶轮换向硐室采用锚、网、喷(加锚索)支护。

锚、网、喷联合支护具体参数为:

锚杆采用Φ22×2200mm树脂药卷锚杆,布置形式为“三花”形,间、排距为700×700mm;树脂药卷规格Ф23×700mm,每眼安装2节;拱部挂金属网,金属网采用Φ6.5圆钢焊接制作,网孔规格为100×100mm;一号车场及辅助运输石门喷射混凝土厚度120mm,混凝土强度为C20。

锚网喷(加锚索)支护具体参数为:

锚、网、喷支护参数同上;锚索仅布置在拱部,锚索采用Ф15.24×7000mm高强低松弛预应力钢绞线,长度为7米,间、排距为2000×5000mm,每根锚索充填规格为φ23×700mm树脂药卷4卷。

附图5:

锚杆支护展开图

四、施工方法与工艺:

工作面配备1台MQT-110C型锚杆钻机打眼、安装拱部锚杆;墙部使用2台YT-24型风动凿岩机钻眼,1台煤电钻安装墙部锚杆。

安装锚杆前,应将金属网按设计要求挂好,紧贴岩面,利用托板压紧压实。

喷射混凝土永久支护工作分两次完成,第一次初喷与掘进同步进行,起到封闭围岩支护作用;第二次复喷成巷,炮掘滞后掘进工作面20-30米;机掘滞后掘进工作面40-50米,复喷与掘进工序平行作业。

喷射混凝土一次喷厚:

30-50mm,分多次喷射达到设计厚度。

如在施工中出现超挖现象(大于设计300mm以上),采用重新挂网,补打锚杆,分次喷浆成巷。

每次喷厚严格按照上述规定执行。

复喷应在上次喷射混凝土凝固后进行,时间间隔不小于4小时。

喷射混凝土拌料在地面用1台JZC-500C型搅拌机搅拌,下料用1.1m3V形翻斗矿车运至喷射混凝土的地方,用PZ-5F型湿式喷射机喷射混凝土。

锚杆支护施工工艺:

掘进工序结束,敲帮问顶、支设临时支护后,开始进行锚杆支

护。

具体要求如下:

1、定锚杆眼位

检查巷道规格尺寸是否符合设计要求,首先处理好不合格部位,按照锚杆布置要求定锚杆眼位,并用粉笔做好标记。

2、打锚杆眼

按照设计锚杆眼深度、角度,顶部锚杆用MQT-110C型锚杆钻机打眼,使用直径为Φ28mm的钻头,墙部锚杆用YT-24型风动凿岩机钻眼,煤电钻安装。

3、清锚杆眼

安装锚杆前将锚杆眼内煤(岩)粉清理干净(用钻杆来回抽动清孔或利用专用清孔器连接高压风清孔),确保锚固剂与锚杆杆体和锚杆眼壁良好接触。

4、锚杆安装

安装前检查工作

检查锚杆的规格尺寸是否符合设计要求:

螺纹钢锚杆是否合格,杆体有无氧化生锈现象,若有必须擦刷干净;锚固剂有无过期结块变质,包装袋有无破裂损坏,影响正常使用时必须更换。

检查锚杆眼的眼位、角度、深度是否符合设计要求(用待安装锚杆伸入锚杆眼内检查),若不合格必须重新打眼。

具体安装步骤:

拱部锚杆安装:

先将铁托板和限位螺帽上好(限位距离30-40mm),再将螺纹钢筋锚杆拧入连接套中,然后将2节树脂药卷(药卷总长度1.4米)依次放入锚杆眼内,用锚杆斜切端头顶在树脂药卷后端,缓缓将树脂药卷送入眼底,最后将锚杆钻机卡在连接套上,启动锚杆钻机边旋转边将锚杆推入眼底,旋转搅拌时间必须控制在20-30秒之间,锚杆钻机保持推力一分钟,使锚杆杆体临时固定,保证搅拌后的树脂药卷充分凝固,防止锚杆在树脂凝固前下滑,锚杆推入眼底三分钟后取下连接套。

铁托板压紧、压实钢筋网。

每套锚杆安装一个加强螺帽,取下连接套后必须将螺帽用扳手逐个再拧紧上牢。

两帮锚杆安装:

先将铁托板和限位螺帽上好(限位距离30-40mm),再将螺纹钢锚杆拧入连接套中,然后将两节树脂药卷放入锚杆眼内,用锚杆斜切端头顶在树脂药卷后端,缓缓将树脂药卷送入眼底,最后用煤电钻卡住连接套,启动煤电钻边旋转边将锚杆推入眼底,旋转搅拌时间必须在20-30秒之间结束。

5、锚索安装

打锚索眼操作要求:

竖起钻机把初始钻杆插到钻杆接头内,观察围岩,定好眼位,使钻机和钻杆处于正确位置。

钻机开眼时,要扶稳钻机,先升气腿,使钻头顶住岩面,确保开眼位置正确。

开钻:

操作者站在操作臂以外,分腿站立保持平衡。

先开水,后开风。

开始钻眼时,用低速钻孔,随着钻孔深度的增加,调整到合适转速,直到初始钻杆钻进到位。

在软岩条件下,锚杆钻机用高速钻进,要调整气腿推进力,防止糊眼;在硬岩条件下,锚杆钻机用低速钻进,要缓慢增加气腿推进力;退钻杆;接钻杆;完成最终钻孔。

锚索眼必须与巷道岩面垂直,眼深允许偏差0~+200mm,眼距允许偏差为±100mm。

打完锚索眼后,先关水,后停风。

安装、锚固锚索:

检查锚索眼质量,不合格的重新钻孔;把锚索末端套上专用驱动头、拧上导向管并卡牢;用锚索将树脂药卷顶入锚索眼底;用锚杆钻机进行搅拌,将专用驱动头尾部六方插入锚杆钻机上,一人扶住机头,一人操作锚杆钻机;边慢速推进边搅拌,旋转约40秒停止搅拌,但继续保持锚杆钻机的推力一分钟后,缩下锚杆钻机。

锚索锚固力检测:

卸下专用驱动头和导向管,装上托盘、索具,并将其托至紧贴顶板的位置,把手动张紧油缸套在索具上,使张紧油缸和锚索同轴,挂好安全链,人员离开,张紧油缸前不得有人。

开泵进行张拉并注意观察压力表读数,分级方式为0→30KN→60KN→90KN→130KN。

油缸行程结束后,迅速换向回程。

五、工程质量标准及要求

(一)保证项目

1、采用光面爆破法掘进,爆破图表齐全,爆破参数选择合理,光面爆破施工符合作业规程规定;临时支护必须符合本规程规定。

2、锚杆:

锚杆的材质、品种、规格、结构、强度应符合设计要求,每批加工的螺纹钢锚杆必须有钢材合格证和锚杆强度试验合格单方可使用;树脂药卷材质、规格、配比、性能必须符合设计要求,每批药卷必须有出厂合格证和质量合格证。

3、金属网:

金属网的材质、规格、品种和焊条质量必须符合设计要求,网格必须焊接牢固,并应在使用前清除锈污。

4、锚索:

锚索的材质、品种、规格、强度应符合设计要求,锚索必须有出厂合格证和质量合格证。

5、喷射混凝土材料:

水泥、砂、水、外加剂(速凝剂)的质量必须符合设计要求和本规程规定;喷射混凝土的配合比、原材料计量、搅拌和混凝土的养护、外加剂掺量必须符合设计要求和规程规定;混凝土强度必须满足设计要求。

(二)基本项目

1、巷道净宽:

中线至任一帮允许偏差:

合格0~+150mm,优良0~+100mm。

2、巷道净高:

腰线至顶、底板允许偏差:

合格0~+150mm,优良0~+100mm。

3、锚杆锚固力:

≥5T,合格:

最小值不小于设计的90%,优良:

最小值不小于设计值。

4、锚杆安装:

合格:

安装牢固,托板基本紧贴壁面,不松动;优良:

安装牢固,托板紧贴壁面,不松动。

锚杆托板要压紧、压实金属网,联网用14#铅丝双股扣扣相连。

5、锚索锚固力:

≥13T。

合格:

最小值不小于设计的90%,优良:

最小值不小于设计值。

6、喷层厚度:

合格:

喷层厚度不小于设计值的90%,优良:

喷层厚度不小于设计值。

(三)、允许偏差项目

1、表面质量:

基本平整、密实,墙基无裸露。

允许偏差:

在一米范围内凹凸不大于50mm。

2、锚杆间排距:

700×700mm。

允许偏差:

±100mm。

3、锚杆角度:

与巷道轮廓线垂直。

允许偏差:

≤15°。

4、锚杆孔深:

支设Ф22×2200mm的锚杆孔深为2150mm。

允许偏差:

0~+50mm。

5、锚杆外露长度:

允许偏差,露出托板≤50mm。

6、锚索角度:

钻孔轴线和设计轴线垂直。

允许偏差:

合格:

偏差角不应大于3°,优良:

偏差角不应大于2°,外露长度不大于100mm.

7、巷道坡度:

允许偏差:

合格±1‰,优良±0.5‰。

8、铺网质量:

网片质量符合设计要求和规程规定,网子间绑扎牢固,长边对接,短边搭接,采用14#铅丝扣扣相连,每扣拧紧程度不小于三圈。

9、水沟净尺寸:

200×200mm。

允许偏差±30mm。

10、水沟沟沿、沟底均厚100mm,不小于设计值100mm。

11、水沟位置允许偏差±50mm。

标高允许偏差±20mm。

(四)、临时轨道铺设标准

1、铺设30Kg/m轨道,1200×140×140mm木轨枕。

2、轨道间距:

600mm。

误差不小于5mm,不大于10mm。

3、轨道接头平整度应符合以下要求:

接头间隙不超过10mm,高低和内错距均不大于5mm,水平误差不大于10mm。

4、轨枕间距1000mm,误差±100mm,构件齐全并与轨型相符,紧固有效,轨枕无浮离。

5、轨枕垫平垫实,无悬空、歪扭现象。

(五)、锚索安装质量标准和要求

1、打锚索眼时,必须严格控制好眼深。

2、采用的锚固剂为树脂药卷锚固剂。

装锚固剂药卷时,严格按照设计要求药卷装配的长度,一节一节的用锚索送至锚索眼底,严禁药卷没送到眼底就进行锚索安装。

3、安装锁具时,采用液压张力器进行安装。

锚索安装初应力必须达到98KN以上;

4、锁具安装紧固,锚索超出托板外露长度不大于100mm。

第二节开口处施工设计

根据梅花井煤矿主、副斜井施工现状,结合2006年度施工计划重点,统筹梅花井煤矿的总体布署,施工巷施工到车场石门北侧时,按照垂直与石门的方向施工到石门的另一边,施工期间适当调整巷道高度。

石门开口时,只在拱部打锚杆,石门开口施工结束后,测量人员及时给出石门的中、腰线,施工队按照调整后的中、腰线施工。

第三节临时支护设计

一、临时支护方式

临时支护采用金属前探梁临时支护

二、临时支护设计

临时支护平面图

 

临时支护断面图

 

三、施工方法与工艺

使用金属前探梁支护,是将三根金属前探梁按照中心线打设:

一根按照巷道中心线打设,中心线左右0.8米处各设置一根。

前探梁为φ75mm×4000mm的圆钢管,前端焊接φ30×500mm的圆钢,每根前探梁使用两付φ30mm圆钢加工制作的卡环固定于螺纹钢锚杆之上,前探梁前端探入岩体深度不小于450mm。

柳木板背紧刹实。

在前探梁用卡子固定前,先将支护的金属网铺挂在上面,前探梁与锚杆固定后再使用2000×150×50mm的柳木背板背紧刹牢接顶。

临时支护紧跟迎头,严禁空顶作业。

临时支护最大空顶距1.8m。

第四节施工方法

一、施工方法概述

根据一号车场、辅助运输石门、交岔点和换装站的设计技术特征、相关地质资料及以往施工经验,对该巷道施工方案进行了选择和优化。

为保证巷道施工技术的可靠性和先进性,施工进展的快速性和持续稳定性,先自施工联络巷开口以272°方位采用光面爆破法掘进施工一区段辅助运输石门和一号车场,采用P-60B型耙斗装岩机装碴,人力推车翻矸至刮板输送机后经第一胶带运输机运至地面;车场与一号副斜井贯通后自施工联络巷处以92°方位采用综掘机掘进,综掘施工由掘进机截割成形,局部超出综掘机截割能力的岩层采取松动爆破,出渣经掘进机配套运输系统运至施工联络巷-刮板输送机-第一胶带运输机运至地面。

松动爆破以500mm间排距打眼,眼深1.0~1.2米,根据岩石硬度,每眼装药量150~300g,一次打眼装药,串联爆破,一次最大爆破眼数11个。

光面爆破采用楔形掏槽,眼深2.0m,辅助眼、周边眼眼深1.8m,最小抵抗线0.40m,使用2#煤矿安全许用炸药,1~4段毫秒延期电雷管、正向装药、MFB-200型直流发爆器起爆系统起爆。

二、施工组织设计

“三八”制循环作业方式,机掘按照两掘一准,随掘随支,每班进尺2.7m,最大循环进尺1.8米,日进尺5.4m,炮掘采用二掘一喷,每班进尺1.7m,日进尺3.4m;复喷成巷与掘进最大限度平行作业。

第五节工艺流程

一、掘进方式

一号车场、辅助运输石门采用光面爆破法掘进,辅助运输石门采用综掘机掘进。

二、掘进工艺设计

1、掘进机掘进:

选用S100型掘进机掘进。

操作顺序:

开动油泵电机→开动第二运输机→开动第一运输机→开动耙爪→开动截割头。

截割时:

质量验收员和班组长,按照激光指定的中、腰线和巷道设计尺寸,将巷道轮廓线画出。

截割煤(岩)层时,使用截割头上下、左右移动,截割出初步断面形状,然后根据激光束指定的断面形状进行修正。

设备主要性能:

综掘机截割高度5.1m,宽度6.5m;装载运输能力4.0m3/min;爬坡能力±16°,行走速度8m/min,掘进机截割功率100KW。

集截割、装运、转载功能,后配套胶带运输机运输。

掘进机截割顺序示意图

激光点

 

设备布置图及工艺

设备布置示意图

 

2、松动爆破法破岩

综掘施工时,局部超出综掘机截割能力的岩层采取松动爆破,出现上硬下软时,先截割下部软岩1200mm,采用松动爆破的方法爆破上部坚硬岩石并支护;出现上软下硬时,先截割上部软岩1200mm、支护后采用松动爆破的方式爆破下部坚硬岩石。

3、光面爆破法掘进

光面爆破法采用全断面打眼一次爆破成形。

三、打眼、装药、爆破、临时支护、装运渣、永久支护工艺流程

1、掘进机掘进:

交接班及安检准备工作开机检查激光定位,确定掘进尺寸掘进出渣临时支护安装锚杆清理浮渣文明生产

2、松动爆破法破岩

退综掘机确定掘进尺寸打眼瓦斯检查装药封泥瓦

斯检查联线爆破瓦检通风临时支护永久支护收尾

3、光面爆破法掘进:

交接班安检打眼瓦斯检查装药封泥瓦斯检查联线爆破瓦检通风临时支护出碴永久支护

收尾

4、喷射混凝土支护:

安检挂线修帮进料冲洗巷壁喷浆质量检查(复喷)清理回弹收尾

四、质量标准和要求

执行《煤矿安全质量标准化标准及考核评级办法》(试行)中的掘进安全质量标准化标准及考核评级办法,要求达到一级的水平。

工程质量要求达到优良品。

第六节爆破设计

一、钻眼爆破参数

钻眼爆破参数表

项目

内容

要求

钻眼机具

YT-24型风动凿岩机

器具完好

起爆器材

MFB-200起爆器

器材完好、电力充足

掏槽方式

楔形掏槽

眼的角度、深度满足钻爆设计

炮眼直径

43mm

炸药种类

2#煤矿许用乳胶炸药

雷管种类

煤矿毫秒延期电雷管

起爆方式

串联一次

装药方式

正向装药

警戒设置

距爆破点不小于120m

二、装药结构示意图:

辅助运输石门装药、封泥结构示意图

掏槽眼

炮泥引药药卷

1.0m1.0m

2.0m

辅助眼、底眼

炮泥引药药卷

0.8m

1.8m

周边眼

泡泥雷管药卷

0.5m

1.8m

一号车场装药、封泥结构示意图

掏槽眼

炮泥引药药卷

1.0m1.0m

2.0m

辅助眼、底眼

炮泥引药药卷

0.8m

1.8m

周边眼

泡泥雷管药卷

0.5m

1.8m

辅助运输石门松动爆破装药、封泥结构示意图

松动炮眼

炮泥引药药卷

0.8m0.2m

1.0m

施工方法如下:

装药前,必须先用高压风进行清孔作业,以排出孔内煤(岩)粉和积水。

按照每个炮眼需要的药量,用木质炮棍将药卷轻轻推入炮眼中,送到眼底后再轻捣几下,不留间隙。

用炮棍送药卷时,一手持炮棍送药卷,另一只手要轻轻握住引药的两根脚线,防止脚线随药卷一起送入炮眼中影响爆破。

装药结束后,将准备好的炮泥用手攒成直径35~40mm、长100~150mm的炮泥逐节填塞至规定长度,不留空隙。

三、炮眼布置三视图

附图6:

辅助运输石门炮眼布置三视图

附图7:

一号车场炮眼布置三视图

四、爆破说明书

辅助运输石门循环爆破图表

炮眼

名称

眼号

眼深

眼距

角度(度)

装药量(kg)

雷管段别

联线

方式

m

水平

垂直

眼数

每眼

总量

掏槽眼

1-6

2000

700

72

90

6

0.750

4.500

 

1.0

6

辅助眼

7-19

1800

680

90

90

13

0.600

7.800

0.8

13

辅助眼

20-32

1800

620

90

90

13

0.600

7.800

0.8

13

周边眼

33-54

1800

360

88

90

22

0.150

3.300

0.5

22

底眼

55-64

1800

582

88

90

10

0.600

6.000

0.8

10

合计

64

29.400

64

一号车场循环爆破图表

炮眼

名称

眼号

眼深

眼距

角度(度)

装药量(kg)

雷管段别

联线

方式

m

水平

垂直

眼数

每眼

总量

掏槽眼

1-6

2000

700

72

90

6

0.750

4.500

 

1.0

6

辅助眼

7-20

1800

600

90

90

14

0.600

6.400

0.8

14

辅助眼

21-37

1800

600

90

90

17

0.600

10.200

0.8

17

周边眼

38-67

1800

400

88

90

30

0.150

4.500

0.5

30

底眼

68-77

1800

638

88

90

10

0.600

6.000

0.8

10

合计

77

31.600

77

五、爆破指标表

辅助运输石门爆破指标表

编号

项目名称

单位

数量

备注

1

巷道长度

m

803.595

岩巷

2

(煤岩种类、岩层硬度、普氏系数)

f

4-6

3

炸药种类

Kg/m

17.294

2#煤矿安全许用炸药

4

雷管种类

发/m

38

毫秒延期电雷管

5

雷管段数

Ⅰ~Ⅳ

6

循环进度

m

1.7

7

炮眼利用率

%

94.4

8

爆破体积

m3

31.62

S=18.6m2

一号车场爆破指标表

编号

项目名称

单位

数量

备注

1

巷道长度

m

65.76

岩巷

2

煤岩种类、岩石硬度、普氏系数

f

4-6

3

炸药种类

Kg/m

18.588

2#煤矿安全许用炸药

4

雷管种类

发/m

46

毫秒延期电雷管

5

雷管段数

Ⅰ~Ⅴ

6

循环进度

m

1.7

7

炮眼利用率

%

94.4

8

爆破体积

m3

39.44

S=23.2m2

六、警戒位置及警戒人员设置

炮掘工作面在爆破过程中,作业人员必须全部撤至后巷距爆破点120米(直巷)和100米(拐弯巷道)以外的安全地点,在120米处设置警戒线。

警戒线内警戒牌、警戒绳、警戒哨和警戒人员齐全,放炮时所有人员不得进入警戒线内。

爆破警戒图

图例

爆破警戒线:

松动爆破警戒线:

爆破作业点:

主斜井

70M

 

31M

爆破作业点

70M

辅助运输石门

爆破警戒线

120M

松动爆破作业点

掘进工作面

第七节安全技术措施

一、爆破管理安全技术措施

1、爆破工必须经专业培训,考试合格后持有岗位证后方可上岗操作,严禁无

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