2301顺槽巷开口构筑系统作业规程.docx

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2301顺槽巷开口构筑系统作业规程

目录

第一章概况3

第一节概述3

第二节编写依据3

第二章地面相对位置及水文地质情况3

第一节地面相对位置及邻近采区开采情况3

第二节煤（岩）层赋存特征4

第三节地质构造4

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6

第三节支护设计7

第四节支护工艺9

第四章施工工艺15

第一节施工方法与安全技术要求15

第二节凿岩方式20

第三节装载与运输21

第四节管线敷设21

第五节设备及工具配备21

第五章生产系统22

第一节通风22

第二节压风26

第三节瓦斯防治27

第六节防灭火29

第七节安全监控30

第八节供电34

第九节供水排水35

第十节运输36

第十一节照明、通讯和信号36

第十二节煤质管理36

第十三节压风自救系统37

第六章劳动组织与循环作业图表38

第一节劳动组织38

第二节循环作业图表39

第七章安全技术措施41

第一节一通三防41

第二节顶板44

第三节防治水46

第四节机电47

第五节运输48

第六节其它各主要工序的安全技术组织措施52

第八章灾害应急措施及避灾路线61

第一节灾害应急措施61

第二节避灾路线65

第三节避灾组织措施66

第一章概况

第一节概述

一、巷道名称：

三盘区3—5#层2301系统巷及皮带机头硐室。

二、位置关系：

8301工作面在三盘区东翼中部，为三盘区首个工作面，四周均为实煤区。

西部与三盘区辅运巷、三盘区皮带巷、三盘区回风巷相接。

三、巷道用途：

8301工作面运输顺槽。

四、工程量：

1.2301检修联巷47.86m。

2.皮带机头硐室115.28m。

3.回风绕道52.88m。

4.硐室：

操作硐室1个、电机硐室2个、拉紧硐室1个。

五、巷道坡度：

从三盘区辅运巷中心至回风巷中心一段为1°20’，从回风巷中心至开切眼为-3°。

六、服务年限：

至8301工作面开采结束。

附图1：

巷道平面布置图

第二节编写依据

一、工作面设计和批准时间

本工程根据同煤大唐塔山煤矿有限公司生产技术部提供的《三盘区3～5＃层8301工作面平、剖、断面图》（附图）。

第三节目标

一、安全目标：

轻伤事故率控制在最低线以下，杜绝重伤以上人身事故。

二、质量目标：

1.消灭重大质量事故，工程竣工验收合格率达到100%；

2.合同兑现率达到100%；

3.矿方满意度达到80%以上。

三、环境目标、指标：

1.重大环境污染事故为0；

2.工作场所噪声不超过85分贝；

3.井下施工现场粉尘每立方米不超过10㎎；

4.安全质量标准化达标。

四、职业健康安全目标：

1.劳动保护用品定期发放；

2.凡井下员工必须缴纳意外伤害保险；

3.凡涉尘人员，每年体检一次（职业防病所）；

4.职业健康体系考核100%。

第二章地面相对位置及水文地质情况

第一节地面相对位置及邻近采区开采情况

塔山矿井位于大同市南郊区及怀仁县境内，矿区工业广场位于杨家窑村东，距同煤集团15Km，东侧有北同蒲和大秦铁路，交通十分便利。

工作面对应地表，西部为贾候涧沟的沟谷与山梁地段，中东部为三岔沟与西窑沟的沟谷与山梁地段，东南部为铁路保护煤柱，同煤经地字（2008）607号文批准留设。

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

煤层结构复杂，且大部分叉。

5号层利用厚度为：

3.92～9.46米，平均6.71米。

煤层中含3～13层夹矸，平均7层，厚度为2.84米，岩性为：

黑色泥岩、高岭岩；3号层厚度为0.31～8.08米，平均2.96米，与5号煤层间距在0.75～2.96米之间，平均1.91米。

二、煤层瓦斯涌出量、瓦斯等级、发火期、煤尘爆炸指数

相对涌出量为3.80m3/T，绝对涌出量为0.803/min。

具有爆炸危险性。

自燃发火期为58～72天。

无高温热害区，地温梯度为3.29゜c/100m。

第三节地质构造

8301工作面头、尾部区域煤层走向近似南北，头部倾向西，尾部倾向东，工作面形成了中间高两边低的褶曲构造。

根据上覆侏罗系煤层采掘揭露情况推测工作面掘进过程中将揭露五条正断层，落差在1.30～7.00米之间，详细情况如下：

2301巷，从三盘区运输巷起算，掘进前方里程248米、418米、740米处预计将揭露三条正断层，落差分别为2.00米、1.30米、1.70米，前方为上升盘。

巷道开口处至里程2862米区域段为火成岩侵入影响区。

煤层顶底板情况表

煤层顶底板情况

顶底板

名称

厚度（m）

岩　性　特　征

老　顶

3.20～7.53

4.87

岩性为浅灰色、灰白色、中砾砂岩、粗砾砂岩，主要成份以石英、长石为主，分选中等，次棱角状，硅质胶结，致密，坚硬，岩芯比较完整。

直接顶

4.32～21.59

13.04

岩性上部为深灰色、褐灰色砂质泥岩、泥岩，近均一结构，断口平坦状，贝壳状，含植物叶片化石，松软。

中夹2号煤层厚度为1.24～6.43米平均3.81米，含1～5层夹矸，厚度为1.40米，岩性为泥岩，局部受煌斑岩侵入影响变质硅化。

下部为褐灰色、深灰色泥岩、砂质泥岩，近均一结构，断口平坦状，局部含炭质泥岩，高岭质泥岩，含植物叶片化石。

直接底

3.75～26.21

10.47

岩性为灰黑色、灰白色砂质泥岩、高岭岩、中粒砂岩，局部含有粗砾砂岩，薄层状，高岭岩岩芯破碎，均一结构，泥质胶结。

中夹6号煤层厚度为0.76～2.55米，平均1.49米，下部为灰色、褐灰色泥岩、砂质泥岩、细砂岩，平坦状断口，黄铁矿充填，松软，砂质泥岩主要成份以石英、长石为主，分选差，粒径自上而下渐粗。

老　底

4.10～31.48

14.85

岩性为浅灰色、灰白色中粒砂岩、粗砾砂岩，主要成份以石英、长石为主，含岩屑，次圆状，分选中等，底部破碎，钙质胶结，砾岩成份为石英、燧石，粒经在1～5mm，胶结致密，分选差。

第四节水文地质

1、工作面上覆为同煤集团雁崖矿侏罗系14号层采空区及小窑东乃山煤矿、东坡煤矿、西沟煤矿侏罗系14号、15号层采空区。

2、为了进一步确保安全生产，针对上覆侏罗系采空区将在对应地面设计并施工地面探放水钻孔，如采空区有积水将通过钻孔进行排放，在工作面开采前清除水患。

祥见8301工作面探放水设计。

3、工作面东南部靠近口泉河河道，经过常年的积累下渗工作面在经过该区域时涌水量可能会有所增加，队组要加强观测，发现涌水量增大及时与矿调度室及地测科联系，确保安全生产。

4、工作面上覆含水层自下而上为山西组砂岩裂隙含水层，石盒子组砂岩裂隙含水层，永定庄组砂岩裂隙含水层，单位涌水量0.004～0.72L/s.m，渗透系数0.00385～0.0212m/d，富水性均弱。

山西组、石盒子组、永定庄组砂岩之间均有厚度不等的泥岩、砂质泥岩，具有隔水作用，是3～5号煤层与大同组之间良好的隔水层工作面下伏含水层为太原组砂岩裂隙含水层，单位涌水量0.00073～0.08L/s.m，渗透系数0.0022～0.08m/d，富水性弱。

5、工作面要严格执行“物探先行、化探跟进、钻探验证”的防治水综合探测手段，每掘进70米采用瞬变电磁和直流电法两种物探手段进行超前物探，探测深度100米，如物探探测有异常，针对异常区域编制专项探放水设计，进行异常区钻探验证，若有出水异常，采用化探手段分析水源，采取合理措施治理。

如物探探测无异常，采用钻探对物探结果进行验证,每100米进行一次钻探验证，每组施工三个钻孔，孔深均为150米，允许掘进距离120米，超前距不得小于30米。

6、工作面必须配备一台45KM备用水泵及2吋、4吋排水管路各一趟。

排水管路要随掘进进度延设。

排水设备要经常检修、确保安全生产。

第三章巷道布置及支护说明

第一节巷道布置

2301顺槽巷平行于5301顺槽巷，方位73°19′39″。

设计要求：

2301检修联巷、操作硐室、机电硐室、拉紧硐室、系统段巷、2301回风绕道，断面设计均为矩形断面；

2301检修联巷（3-3断面）：

掘进宽度：

6240mm，掘进高度3600mm，掘进面积22.464m2，净宽6000mm，净高3280mm，净面积19.68m2，支护采用锚杆、锚索、8#铅丝金属网、W钢带、W钢护板、JW钢带、喷混凝土联合支护；

操作硐室（4-4断面）：

掘进宽度：

4000mm，掘进高度2200mm，掘进面积8.8m2，净宽3760mm，净高2000mm，净面积7.52m2，支护采用锚杆、锚索、8#铅丝金属网、W钢带、W钢护板、JW钢带、喷混凝土联合支护；

机电硐室（5-5断面）：

：

掘进宽度：

5500mm，掘进高度3420mm，掘进面积18.81m2，净宽5260mm，净高3200mm，净面积16.832m2，支护采用锚杆、锚索、8#铅丝金属网、W钢带、W钢护板、JW钢带、喷混凝土联合支护；

拉紧硐室（6-6断面）：

掘进宽度5000mm，掘进高度3120mm，掘进面积15.6m2，净宽4760mm，净高2900mm，净面积13.804m2，支护采用锚杆+锚索+8#铅丝金属网+W钢带+W钢护板+JW钢带+喷混凝土联合支护；

系统段巷（2-2断面）：

掘进宽度6240mm，掘进高度4320mm，掘进面积26.96m2，净宽6000mm，净高4100mm，净面积24.6m2，支护采用锚杆+锚索+8#铅丝金属网+W钢带+W钢护板+JW钢带+喷混凝土联合支护；

2301回风绕道（12-12断面）：

掘进宽度4000mm，掘进高度3100mm，掘进面积12.4m2，净宽3800mm，净高2900mm，净面积11.02m2，支护采用锚杆+锚索+8#铅丝金属网+W钢带+W钢护板+JW钢带+喷混凝土联合支护。

第二节矿压观测

1.观测对象

对2301系统巷进行顶板离层监测，使用YHW300围岩位移测定仪。

2.观测内容

锚固端到基岩段顶板离层量。

②锚杆锚固范围顶板离层量。

3.观测方法

施工时,在巷道开口及回风绕道口处,拐弯处巷道顶板各安设一台顶板离层仪，要求深基点深度位于锚索锚固末端以上300mm处，浅基点深度位于锚杆锚固末端以上300mm处，离层仪的初始读数不超过0-5mm。

塔山矿矿压组负责对顶板离层仪进行安装和抽测，施工队负责打设安装钻孔和离层仪的日常检查及保护工作。

4.数据处理

（1）、将离层量准确填报巷道顶板离层观测记录表，并绘制顶板离层监测反馈表。

（2）、量值超过30mm采取措施。

（3）、离层仪每隔100m安装一个。

第三节支护设计

1、锚杆支护参数（按悬吊理论计算锚杆参数）

1-1断面

（1）、锚杆长度计算：

L=KH+L1+L2（公式3-1）

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0.4m；

L2—锚杆在巷道中外露长度，一般取0.1m；

其中：

H=B/2f=6.24/（2×4）=0.78

式中B—巷道开掘宽度，一般按6.24m；

f—岩石坚固系数，取4。

则L=2×0.78+0.4+0.1=2.06m

（2）、锚杆间、排距计算

A=[Q/KHR]1/2（公式3-2）

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，m；K—安全系数，取K=2。

R—被悬吊煤岩层的容重，取15kn/m3

A=[80/2×0.78×15]1/2=1.85m

通过计算选用Φ22mm×2.5m左旋无纵筋螺纹锚杆，排间距900mm×900mm合理。

2、锚索支护参数

（1）、确定锚索长度L=La+Lb+Lc+Ld（公式3-3）

L—锚索总长度，m；

La—锚索深入到较稳定岩层的锚固长度，m；

Lb—需要悬吊的不稳定岩层厚度，取4m；

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

锚索锚固长La≥K×d1fa/4fc

式中K—安全系数，取K=2；

d1—锚索钢绞线直径，取17.8㎜

fa—钢绞线抗拉强度，N/mm2（1860MPa,合1920N/mm2）；

fc—锚索与锚固剂的粘合强度，取10N/mm2；

则La≥2×17.8×1920/（4×10）=1708.8mm≈1.7m

取La=1.7m

锚索长度L=1.7+4+0.2+0.3=6.2m

故设计取锚索长度为8.3m合理。

（2）、锚索倾角：

锚索按垂直巷道拱的切线布置。

（3）、锚索排距的确定：

因为锚索排距一般不大于锚索长度的1/2，所以排距小于4m即可。

为保证安全，确保支护效果，排距取2.7m完全满足要求。

（4）、锚索数目的确定

N=KW/P断（公式3-4）

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，为350KN；

W——被吊岩石的自重，KN，

W=B×∑h×∑r×D

B——巷道掘进宽度，为6.24m；

∑r——悬吊岩石平均容重，20KN/m3；

∑h——悬吊岩石厚度，取2m；

D——锚索间距，取2.4m。

则W=599KN。

计算得：

N≈3.4根。

通过以上计算：

按2.4m的间距在顶部布置3根，进行支护能够满足要求。

附图：

巷道断面图。

第四节支护工艺

一、支护设备

顶锚杆和锚索采用MQT-90Ⅲ型气动锚杆（锚索）钻机，YDC-108/250张拉千斤顶，帮锚杆采用风动帮锚机，YT-28型风钻，顶部锚杆眼打设采用B19×28的钻杆及Ø28钻头，帮锚杆眼打设岩石采用Ø22的六方钻杆及Ø28一字钻头，煤采用Ø28的麻花钻杆及Ø28钻头。

二、支护顺序

1、顶部：

前探支护→打锚杆眼→上树脂药、锚杆→铺网→铺“W”型钢带→上锚杆托板→拧螺母（→打锚索眼→锚索→上JW钢带→上锚索托板、锁具→打压）→喷浆（初喷、复喷）。

2、两帮：

打眼→上树脂药、锚杆→挂网→上W钢护板→拧螺母→喷浆（初喷、复喷）。

三、支护材料规格及支护要求

⒈支护材料规格

⑴1-1、2-2断面

①顶板锚杆支护使用:

φ22-M24-2500mm的左旋无纵筋螺纹钢锚杆、托盘规格：

150×150×10mm拱形高强度托盘、W钢带规格：

5900×280×3.75mm、和一支MSK2335、一支MSZ2360树脂药，一杆两药，上部快速，下部中速。

②两帮锚杆支护使用:

φ22-2000mm的左旋无纵筋螺纹钢锚杆、托盘规格：

150×150×10mm拱形高强度托盘、W钢护板（450×280×4.75mm）和一支MSZ2360树脂药。

③顶板锚索规格：

φ17.8-1×7-8300mm，托盘规格;200×220×12mm的高强拱形托板，JW钢带规格：

5200×330×6mm,树脂药卷使用一支MSK2335和两支MSZ2360，一杆三药，药卷从上到下先快速，后中速。

④肩角锚索规格：

φ17.8-1×7-4300mm，600mm11#工字钢，树脂药卷使用一支MSK2335和两支MSZ2360，一杆三药，药卷从上到下先快速，后中速。

⑵4-4断面

①顶板锚杆规格:

φ22-M24-2500mm的左旋无纵筋螺纹钢锚杆、托盘规格;150×150×10mm拱形高强度托盘、W钢带规格：

3900×280×3.75mm、和一支MSK2335、一支MSZ2360树脂药，一杆两药，上部快速，下部中速。

②两帮锚杆规格:

φ22-2000mm的左旋无纵筋螺纹钢锚杆、托盘规格：

150×150×10mm拱形高强度托盘、W钢护板规格：

450×280×5mm和一支MSZ2360树脂药。

③顶板锚索规格：

φ17.8-1×7-8300mm，托盘规格;300×300×10mm的高强拱形托板，树脂药卷使用一支MSK2335和两支MSZ2360，一杆三药，药卷从上到下先快速，后中速。

⑶5-5断面

①顶板锚杆规格:

φ22-M24-2500mm的左旋无纵筋螺纹钢锚杆、托盘规格：

150×150×10mm拱形高强度托盘、W钢带规格：

5100×280×3.75mm、和一支MSK2335、一支MSZ2360树脂药，一杆两药，上部快速，下部中速。

②两帮锚杆规格:

φ22-2000mm的左旋无纵筋螺纹钢锚杆、托盘规格：

150×150×10mm拱形高强度托盘、W钢护板规格：

450×280×5mm和一支MSZ2360树脂药。

③顶板锚索规格：

φ17.8-1×7-8300mm，托盘规格;300×300×10mm的高强度球型托板，JW钢带规格：

4500×330×6mm,树脂药卷使用一支MSK2335和两支MSZ2360，一杆三药，药卷从上到下先快速，后中速。

④肩角锚索规格：

φ17.8-1×7-4300mm，600mm11#工字钢，树脂药卷使用一支MSK2335和两支MSZ2360，一杆三药，药卷从上到下先快速，后中速。

⑷6-6断面

①顶板锚杆规格:

φ22-M24-2500mm的左旋无纵筋螺纹钢锚杆、托盘规格：

150×150×10mm拱形高强度托盘、W钢带规格：

4800×280×3.75mm、和一支MSK2335、一支MSZ2360树脂药，一杆两药，上部快速，下部中速。

②两帮锚杆规格:

φ22-2000mm的左旋无纵筋螺纹钢锚杆、托盘规格：

150×150×10mm拱形高强度托盘、W钢护板规格：

450×280×5mm和一支MSZ2360树脂药。

③顶板锚索规格：

φ17.8-1×7-8300mm，托盘规格;300×300×10mm的高强拱形托板，JW钢带规格：

4500×330×6mm,树脂药卷使用一支MSK2335和两支MSZ2360，一杆三药，药卷从上到下先快速，后中速。

⑷12-12断面

①顶板锚杆规格:

φ22-M24-2500mm的左旋无纵筋螺纹钢锚杆、托盘规格：

150×150×10mm拱形高强度托盘、W钢带规格：

3600×280×3.75mm、和一支MSK2335、一支MSZ2360树脂药，一杆两药，上部快速，下部中速。

②两帮锚杆规格:

φ22-2000mm的左旋无纵筋螺纹钢锚杆、托盘规格：

150×150×10mm拱形高强度托盘、W钢护板规格：

450×280×5mm和一支MSZ2360树脂药。

③顶板锚索规格：

φ17.8-1×7-8300mm，托盘规格;300×300×10mm的高强拱形托板，JW钢带规格：

4500×330×6mm,树脂药卷使用一支MSK2335和两支MSZ2360，一杆三药，药卷从上到下先快速，后中速。

④顶板锚索规格：

φ17.8-1×7-6300mm，托盘规格;200×220×12mm的高强拱形托板，JW钢带规格：

5200×330×6mm,树脂药卷使用一支MSK2335和两支MSZ2360，一杆三药，药卷从上到下先快速，后中速。

⑸顶、帮采用金属网100×100mm的8＃铅丝制成金属网。

⑹1-1、2-2、4-4、5-5、6-6断面巷道喷浆厚度120mm；12-12断面巷道喷浆厚度100mm。

⒉支护要求：

⑴1-1断面顶板每排布置8根锚杆，排间距为900×800mm。

沿中心线对称布置；两帮每排各布置3根锚杆，排间距为900×1100mm，最顶端锚杆距顶板300mm，与顶部钢带在同一直线布置。

⑵2-2断面顶板每排布置8根锚杆，排间距为900×800mm沿中心线对称布置；两帮每排各布置4根锚杆，排间距为900×1000mm，最顶端锚杆距顶板300mm，与顶部钢带在同一直线布置。

⑶14-14断面顶板每排布置4根锚杆，排间距为900×800mm沿中心线对称布置；两帮每排各布置2根锚杆，排间距为900×1100mm，最顶端锚杆距顶板300mm，与顶部钢带在同一直线布置。

⑷15-15断面顶板每排布置6根锚杆，排间距为（900/1800）×900mm，沿中心线对称布置；两帮每排各布置4根锚杆，排间距为900×900mm，最顶端锚杆距顶板300mm，与顶部钢带在同一直线布置。

⑸3-3、9-9、15-15断面顶板每排布置5根锚索，排间距为2700×1000mm，沿中心线对称布置，8300mm、6300mm锚索交替布置；14-14断面顶板每排布置2根锚索，排间距为2700×1600mm，沿中心线对称布置。

⒊共同要求：

⑴锚杆锚固采用加长锚固剂，顶锚杆采用两支树脂药卷，一支为MSK2335，另外一支为MSZ2360，上部快速、下部中速，锚固力要求不低于8T；帮锚杆采用一支树脂药卷为MSZ2360，帮部锚固力不低于6T,顶、帮预紧力矩不小于200N·M。

⑵锚索采用端头锚固，采用三支树脂药卷，一支MSMSK2335，两支MSMSZ2360，上部快速、下部中速，锚固长度不小于1.5m，预紧力不小于120KN，锚索锚固力不低于19T。

⑶W型钢带：

排距同锚杆排距，要求紧贴岩面。

⑷金属网规格：

为100×100mm，搭接长度为200mm，采用14#铅丝双道三花扭结，纽结间距200mm；

⑸喷射混凝土强度为C20。

⑹在巷道开口处采用锚索+工字钢锁口及组合锚索补强支护，支护要求为：

锚索￠17.8-1×7-8300㎜、11#工字钢长为4300㎜，组合锚索中的对角锚索长度分别为8300㎜、6300㎜，中心锚索长度为10300㎜，锚索的锚固力不小于200KN和立交点处施工时应当根据围岩性质采取合理的施工方法，并加强支护，补强支护采用在原支护不变的情况下增加组合锚索的方法进行支护。

⑺当巷道片帮较多时，应增加两帮的支护；如果炸帮巷道超宽，当煤帮距锚杆距离达到0.4m时必须补打锚杆支护顶板。

⑻支护材料必须符合设计要求，支护材料必须有检验报告和合格证；所有进场支护材料，由生产技术部现场取样送试验室检验，经检验合格后方可使用，严禁使用不合格的支护材料。

⑼锚杆支护材料必须符合MT146.1-2002树脂锚杆锚固剂、MT146.2-2002树脂锚杆金属杆体及其附件、MT/T861－2000W型钢带、GB/T14370-2000预应力筋用锚具、夹具和连接器等标准。

⑽钻孔直径、锚杆直径和树脂药卷直径要合理匹配。

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4～6mm。

⑾锚杆支护设计中锚固剂、杆体、托盘及钢带等的性能、强度与结构必须与设计锚固力匹配。

⑿锚杆必须使用风动、电动施工机具或加长力矩扳手紧固，锚索必须使用风动或电动涨拉机具紧固。

⒀锚杆支护巷道必须每300根锚杆至少取一组（3根）做锚杆拉拔力测试，检测记录与现场标记一致，并有记录牌板显示。

⒁三径（支护材料杆径、钻孔孔径和锚固剂直径）匹配

钻孔直径、锚杆（锚索）直径和树脂药卷直径要合理匹配。

名称

锚杆

锚索

钻头

药卷

直径mm

φ22mm

φ17.8mm

φ28mm

φ23mm

四、临时支护

临时支护：

采用ZLJ-4型机载前探梁临时支护装置，最大工作压力16M帕，额定工作阻力：

15KN，支护高度：

2.3-4.2m，支护面积：

2.0×2.0㎡，展开3.4×3.4㎡

1、掘进机截割到最大控顶距时，掘进机立即停止作业，将掘进机切割头落地，并将掘进机停电闭锁。

2、将机载