=p10.5/(1÷3f)L2r×9.8
=304.2~359.5/(1÷0.9)×4.52×2.5×9.8
=0.55~0.65m
④棚距确定
为加大支护安全系数,并考虑我矿常用棚距,施工时棚距K取0.5m。
3、锚杆支护参数设计
①锚杆长度(依据加固拱原理)
L=N(1.1+B/10)
上式中,
L——锚杆长度,m;
N——围岩稳定性影响系数,取1.0;
B——巷道宽度,取4.5m;
L=1.0×(1.1+4.5/10)=1.55m
根据我矿锚杆应用情况,选取L=2.0m.(锚固长1.95m)
②锚杆间排距
D<0.5L
上式中
D——锚杆间排距,m;
L——锚固长度,1.95m;
D<0.5×1.95=0.975m。
根据我矿锚杆应用情况,选取排距800mm。
由于巷道净宽4.5m、净高3.75m,选择锚杆每排布置13根,间距800mm。
③锚杆直径(按杆体承载能力与锚固力强度原则)
d=1.13×[Q/σ]1/2
上式中,
d—锚杆直径,mm;
Q—锚固力,(Q=1.85f-1.2)〔f=5〕,t;
σ—锚杆材料抗拉强度,(MSGLD-335,σ=490Mpa=490N/mm)
d=1.13[(1.85×5-1.2)×9800/490]1/2=14.33(mm)
根据我矿锚杆应用情况,选择锚杆直径d=18mm。
④树脂药卷长度:
L孔(d孔2-d杆2)
L卷=——————————
2×d卷2
上式中:
L卷—树脂药卷长度,mm;
L孔—钻孔深度,取1950mm;
d孔—锚孔直径,取29mm;
d杆—锚杆直径,取18mm;
d卷—树脂药卷直径,取23mm。
1950×(292–182)
L卷=—————————=952.9(mm)
2×232
选取:
一卷K2333,二卷Z2333,共三卷φ23×330mm树脂药。
即树脂药卷总长990mm。
第六节、支护要求及验收标准
1、采用锚网喷射混凝土支护时:
⑴、临时支护:
使用Φ18×2000mm的锚杆,间排距0.8×0.8m。
锚杆布置在正顶,每排在横断面上不少于5根。
然后上托盘、拧紧螺帽。
最大临时控顶距不超过2m。
(2)、永久支护:
(临时支护做为永久支护的一部分)
1)锚杆+钢筋网+喷浆
其中锚杆支护参数:
a、锚杆:
Φ18×2000mm等强度螺纹钢,每排打13根锚杆,最下面一根锚杆距轨面不小于200mm。
b、间排距:
0.8×0.8m矩形布置。
c、树脂锚固剂:
快速Φ23×330mm1卷/眼和中速Φ23×330mm2卷/眼。
e、锚固力:
100kN
f、托板:
Φ120×12mm
2)钢筋网是用Ф6钢筋焊接的1.0×2.0m长方形网片,采用纵向、环向搭接形式,搭接不小于100mm。
安装相临钢筋网片间使用12#以上铅丝绑牢,绑扎点四个(铁背板三等份点和两端),四角用8#铅丝拴牢,然后用托盘压好、拧紧螺帽固定。
钢筋网按设计断面铺设,不能用托盘压的用8#铅丝吊好。
保证其与岩壁面间的喷射厚度不小于20mm,且保护层厚度不小于30mm。
钢筋网要为下一段留出搭接网茬,搭接量不少于150mm。
喷浆厚度:
150mm
巷道地脚深度:
100mm
水沟规格:
300×300mm
(3)、巷道验收标准(单位:
mm)
a、巷道净宽:
4500
b、巷道净高:
3750
项目
mm
净宽
允许误差
0~+100
净高
允许误差
-20~+100
c、锚杆间距:
800mm(-100~+100)
d、锚杆排距:
800mm(-100~+100)
e、锚杆角度:
与岩壁夹角不小于75度
两帮底根200mm处锚杆下扎15~20度
f、锚杆外露:
≤50mm
g、锚固力:
≥100kN
h、螺母紧固力矩≥100N·m
2、采用锚棚支护时
1、临时支护
a、使用直径Φ18×2000mm的锚杆,间排距0.8×0.8m。
锚杆布置在正顶,每排在横断面上不少于5根。
然后上托盘、拧紧螺帽。
之后挂上菱形网、再上托盘、拧紧螺帽,并用12#铅丝绑牢。
使用金属前探梁,材料为两根长度不小于3m的矿用10#工字钢,4个长300mm的特制勾子(用φ20mm螺纹钢制作)。
具体使用方法:
将前探梁前串,用木楔戗实,然后把棚梁放到前探梁上,用撑子与架好的棚子固定好,插严背实后,进入下一个工作循环。
b、棚距为500mm。
2、巷道验收标准
1)用29U12.22m2金拱架棚支护,棚距500mm,插背采用木背板插背,木质背板与巷壁间用木料及岩块背实。
使用5道铁撑子,其中正顶一道,梁腿搭接上端各一道,梁腿搭接处下返1.4m各一道。
2)选取锚索间距4m(即每5排锚杆打一根锚萦);锚索长6m。
锚索为15.24mm×6000mm(5mm×7股)钢绞线;要求孔径27mm,每眼使用6卷树脂药包,其中K2333二卷,Z2333四卷;锚索托板使用C40型槽钢,长400mm,托板孔径φ=20mm。
锚索锚固力应大于200kN。
3、质量要求(单位:
mm)
项目
棚距
搭接
卡距
净高
净宽
柱窝深
12.22m2
500
450
350
3200
4500
200
允许误差
-50~+50
-30
-20~+20
-20~+100
0~+100
-150~0
支架前倾后仰:
水平巷道允许偏差+1°(1m自然垂线不大于17mm);倾斜巷道支架架设要迎山有劲(上下山6°~8°,出一度迎山角),迎山角允许偏差±1°,不得抢、退山。
支架梁扭向:
≤100mm。
耳间隙<15mm。
卡缆螺丝扭矩大于150N·m。
如果旧棚子,巷道净宽允许有200mm误差。
第三章、掘进方式及施工工序
第一节、掘进方式及施工工序
1、掘进方式为钻眼爆破:
(1)使用7655或YT28型凿岩机进行钻眼工作,工作面配备5台凿岩机,其中2台备用。
(2)采用煤矿用安全炸药、毫秒延期电雷管进行爆破,使用200发电容式起爆器进行起爆。
毫秒雷管最后一段的延期时间不超过130毫秒,采用正向起爆。
(3)采用垂直楔形掏槽方式进行掏槽。
(4)炮眼布置及装药量见爆破图表。
2、施工工序:
锚喷巷道:
进尺班:
打眼→响炮→通风→找掉→打顶部锚杆(临时支护)→打上部炮眼→出矸→打帮锚杆、挂网→迎头矸石出清
喷浆班:
找掉→检查处理巷道规格→清挖地脚→喷浆→清理回弹
锚棚巷道:
打眼→响炮→通风→找掉→打顶部锚杆、挂网、挂前探梁、挂棚梁、插背正顶(临时支护)→出矸→接棚腿插背两帮(永久支护)。
3、按“三八”制工作,锚网喷巷道为两掘一喷(8、4点班进尺,夜班喷浆),循环进尺3.2m;锚棚巷道为三班掘进,班循环进尺1.5m。
根据地质预报当遇到围岩破碎以及过断层时一炮一排,同时注意顶板控制。
第四章、掘进通风
第一节、通风方式
采用局部通风机压入式通风。
第二节、风量计算、验算及风车选型
一、风量计算:
1、按瓦斯涌出量计算
Qhf=100×qhg×khg=100×0.32×1.2=38.4m3/min
式中:
Qhf——掘进工作面需要风量,m3/min;
qhg——掘进工作面回风流中平均绝对瓦斯涌出量,0.32m3/min;
khg——掘进工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数,取1.2;
100——按掘进工作面回风流中瓦斯的浓度不应超过1%的换算系数。
2、按二氧化碳涌出量计算
Qhf=67×qhc×khc=67×2.42×1.2=194.57m3/min
式中Qhf——掘进工作面需要风量,m3/min;
qhc——掘进工作面回风流中二氧化碳的绝对涌出量,2.42m3/min;
khc——二氧化碳涌出不均衡通风系数,取1.2;
67——按掘进工作面回风流中二氧化碳的浓度不应超过1.5%的换算系数。
3、按炸药量计算
三级煤矿许用炸药
Qhf≥10×Aaf=10×23.85=238.5m3/min
式中Aaf——一次爆破炸药最大用量,(Kg)。
按爆破图表选用23.85kg。
根据计算结果,按二氧化碳涌出量计算风量为工作面风量(194.57m3/min),工作面选用2×11KW(风量为200~400m3/min;风压350~4000Pa)对旋风机进行供风满足要求。
选取风车实际吸风量Qaf=240m3/min。
二、风量验算:
1、按工作人员数量验算
Qaf≥4×NhfK
240m3/min≥4×14×1.25=70m3/min
式中Qaf——最小风量,m3/min;
N——工作面同时工作最多人数,取14人;
4——每人每分钟供风标准,4m3/min;
K——人员流动不均衡系数,取1.25。
2、最小风量验算
Qaf>60×0.25Shf
240m3/min>60×0.25×10.42=156.3m3/min
式中Shf—掘进工作面有效平均断面积。
S=B(h-0.1075B)
式中B—巷道净宽度,取4.5m
h—巷道净高度,取3.75m
S=4.5×(3.75-0.1075×4.5)
≈14.7m2
3、最大风量验算
Qaf<60×4.0Shf
240m3/min<60×4.0×9.86=2366.4m3/min
式中Shf—掘进工作面有效平均断面积(选10.5m2架棚支护断面面积)。
S=B(h-0.1075B)
式中B—巷道净宽度,取4.2m;
h—巷道净高度,取2.8m。
S=4.2(2.8-0.1075×4.2)
≈9.86m2
156.3m3/min<240m3/min<2366.4m3/min满足要求。
三、风车所在位置巷道配风量
Qhf=Qaf×I+60×0.15Shd
=240×1+60×0.15×10.42
=333.78m3/min
式中:
Qaf——局部通风机实际吸风量,m3/min;
I——掘进工作面同时通风的局部通风机台数,取1;
0.15——无瓦斯涌出的岩巷允许的最低风速;
Shd——局部通风机安装地点到回风口间的巷道最大断面积,取10.42m2。
风车安装巷道3048大巷风量为1194m3/min>333.78m3/min,满足要求。
第五章、生产系统
第一节、排矸系统
工作面→+850材料上山→+850甩车场→一采区轨道上山→+730辅助运输巷→副井→地面
第二节、运料系统
地面→副井→+730辅助运输巷→一采区轨道上山→+850甩车场→+850材料上山→工作面
第三节、通风系统
新鲜风:
地面→副井→+730辅助运输巷→一采区轨道上山→+850甩车场→+850材料上山→工作面
乏风流:
工作面→+850材料上山→+850甩车场→采区配电室→+820总回风巷→风井→地面
第四节、供水系统
地面→副井→+730辅助运输巷→一采区轨道上山→+850甩车场→+850材料上山→工作面
第五节、排水系统
工作面→+850材料上山→+850甩车场→一采区轨道上山→+730辅助运输巷→主副水仓
第六节、压风系统
地面→副井→+730辅助运输巷→一采区轨道上山→+850甩车场→+850材料上山→工作面
第七节、供电系统
中央变电所→+730辅助运输巷→一采区轨道上山→850甩车场→850材料上山→工作面
第八节、避灾路线
发生煤尘、瓦斯爆炸及火灾时避灾路线:
工作面→+850材料上山→+850甩车场→一采区轨道上山→+730辅助运输巷→副井→地面
发生煤尘、瓦斯爆炸及火灾时,人员位于灾害进风区域直接按避灾路线撤离,位于灾害回风区域的人员要立即佩带自救器,按避灾路线选择最近联络巷,进入进风侧,迎风撤离。
发生水灾时避灾路线:
工作面→+850材料上山→+850甩车场→一采区轨道上山→+730辅助运输巷→副井→地面
发生上述灾害时,现场管理人员要亲自指挥按避灾路线撤人,清点人数,并及时、准确地向矿业公司调度室汇报,再向区值班室汇报。
如果发生伤亡事故,必须先向矿业公司调度室汇报,再向区值班室汇报,并在现场积极组织抢救。
第六章、安全技术措施
除严格执行《煤矿安全规程》、《各工种安全技术操作规程》、国家和集团公司矿业公司等上级相关规定外,还必须执行如下安全技术措施:
第一节、一般规定
1、各工种操作人员必须经过培训,考试合格后持证上岗。
2、开拓工作面,在大巷铺设两趟Ф108mm管路,一条压风管路,一条静压水管路。
3、施工时工作面安装电话,要求距迎头不大于100m。
4、上山施工时,在巷帮固定好扶手,每班开工前、施工中检查是否完好,否则不许开工。
5、上山施工时,在耙岩机以下钉好临时台阶。
6、施工中遇地质水文等其它变化时另行补充措施。
7、施工需要搭脚手时,使用φ12.5mm以上钢丝绳固定Ф108mm铁管子上铺75mm大板搭设脚手。
钢丝绳要用两道绳卡固定牢固。
或使用专用板凳,板凳使用200mm宽、75mm厚大板,配合Ф130mm以上的半圆搭设牢固的脚手,板凳腿钉拉条固定好,各处搭接用钉子钉实。
使用板凳时,板凳要四脚放平,落在实处。
第二节、找掉
1、找掉工作,要由两名有经验的人员担任,由班(队)长现场指挥。
2、每班必须坚持(开工前、爆破后、班中)三找掉制度,做到有掉必须找清。
找掉时,一人找掉,一人观山。
观山人员要站在找掉人员的侧面,找掉时应选好撤身步,并确保找掉人员后路畅通。
3、找掉时,现场班长、找掉人员和观山人员要站在有支护的安全地点,其他人员远离找掉地点。
4、找掉时,严禁两组人员在同一地点同时找掉。
5、找掉时,找掉人员必须带手套,超过头顶以上的掉,必须使用1.2m以上的专用找掉工具,严禁用镐找掉。
找掉时,如遇爬杆现象,要立即扔掉工具,迅速向后路安全地点撤离。
6、找掉顺序为先找上顶后找两帮。
7、遇到难于找下的大掉,应先在掉下打好稳定牢实的临时支柱托住,然后打眼响小炮处理好,响小炮另行补充安全技术措施。
柱脚应打在实茬上,如打在虚矸上,要在柱脚下穿200mm×200mm×50mm木鞋,爆破时临时支柱不准回拆。
第三节、开工及验收要求
现场无跟班班长、班长不到工作面不准开工,每班由班、队长负责班末工作质量验收,并做好记录。
第四节、巷道掘进措施
1、严格执行各工种岗位责任制,定机、定人、定位、定质量。
2、打眼前必须检查迎头安全及顶板情况,搞好安全确认,无问题后方可开工。
打眼前,必须先看线,轮尺确定好周边眼位。
必须按规定角度进行打眼。
3、安装风、水管路前要先将管内脏物吹、冲洗干净,再与凿岩机牢固联接,联接使用快速接头配专用销,专用销与风锤之间用双股8#铅丝绑牢。
施工中随时检查联接情况,有问题及时处理。
4、打眼时要先开水后开风。
5、钻眼时,领钎人不准带手套,袖口必须扎紧。
开眼时要躲开凿岩正前方立于一侧,开眼后立即躲开,严禁骑锤作业。
6、开眼后,待钎子钻进20-30mm后,再给全风钻进,且推力均匀,不准忽猛忽缓,防止折
钎、夹钎或卡钻头。
7、钻眼工作只能一人一台操作。
打眼人精神要集中,随时注意断钎后及时扶住凿岩机。
8、打眼过程中,发现钎子变形弯曲或不透气,钻头或合金片脱落,应及时更换。
突然停风时应将钎子拔出。
第五节、放炮部分
1、装药时,要严格按爆破图表规定的药量、封泥长度进行装药,必须使用水炮泥。
2、装药前测杂散电流,测量位置分别是炮眼对棚子、炮眼对风筒,杂散电流不大于30毫安时,才可以装药。
3、坚持“一炮三检制”、“三人连锁放炮制”、“炮机加箱上锁制”。
4、班长亲自布置截人工作,截人时将所有人员截至250m以外,并有遮挡(拐一直角弯100m以外),截人位置应设放炮截人牌和拉绳,截人每次每处去两人,一人截人一人汇报,截人人员要戴截人袖标,班组长收齐汇报下达放炮命令,爆破工吹口笛三声或大喊三声“放炮啦”5秒后响炮。
放炮截撤人地点由现场盯班区(队)长进行确认并挂牌标记。
当工作面遇有变化时,必须重新确认放炮截撤人地点,其他人不得变更其地点。
5、待炮烟吹净由瓦斯员、炮工和班组长进行验炮:
⑴检查通风、瓦斯、煤尘等情况,如有问题先行处理。
⑵检查支护情况,确认无问题后,方可站在支护完好的安全地点检查迎头是否留有瞎炮、残爆。
⑶在完成找掉和临时护顶工作才可进入迎头处理残留的雷管、炸药。
初步验炮完成后,在进行出煤矸作业过程中,炮工和现场操作人员要继续关注瞎炮、残爆和残留的雷管、炸药情况,边出煤矸边验炮,发现问题立即处理。
迎头煤矸出清以后,必须对全断面的瞎炮、残爆和残留的雷管、炸药情况进行一次全面检查。
确认无问题后方可进行其它工作。
6、不得在残眼和虚发眼上继续加深和装药。
7、处理拒爆时,由于连线不良造成的可以重新连线起爆,如果还没起爆,在距瞎炮眼300mm以外另打与瞎炮眼平行的新炮眼,重新装药起爆。
严禁用其它方法处理瞎炮。
8、锚棚联合支护时,每次响炮前,对迎头10米范围内棚子的卡缆进行紧固。
9、坚持使用水炮泥,以减少炮烟量及煤、岩尘的在风流中悬浮量。
10、爆破操作严格按照下列要求进行:
⑴爆破母线每次爆破使用前,必须对爆破母线进行全电阻检查,并要进行安全确认,保证符合相关要求。
出现两个以上接头或出现三处以上破损的爆破母线不得使用。
每班使用后要对爆破母线进行烘干处理,烘干温度不得大于40℃。
⑵爆破连线工作,必须做到雷管脚线之间的连接、雷管脚线与爆破母线的连接牢靠结实,确保电爆网路全电阻值稳定,符合规定。
连线时要逐炮眼一一确认其连线是否符合要求,是否正确。
在母线没接入电爆网路前,再次对各爆破眼连线情况进行核验,防止丢炮现象的发生。
在爆破时先进行网络检查。
将条形闭锁钥匙插入钥匙孔内,将爆破网路的两根母线分别压在两个测试端子上,如果网路连接正确,显示窗数码管会显示整个爆破网路的阻值,网路连接合格后才可以爆破。
⑶爆破网路测试合格后,将爆破网路的母线从测试端子上拆下,再把爆破母线两端缠绕到发爆器发爆接线柱上不少于1圈,并将压线螺栓拧紧压实。
在《煤矿安全规程》规定的安全起爆条件下,首先在遥控距离内使用发爆器遥控器(该遥控器与发爆器配套具有唯一性,请妥善保管)向着发爆器连接按两下“开”键。
此时充电指示灯亮为红色指示,则说明闭锁开关已经打开,此时显示窗数码管显示熄灭,电路已经导通,仪器能够正常工作。
然后,把爆破钥匙开关转到“充电”位置,充电指示灯为绿色或橙色指示,经10-20秒后爆破指示灯亮且待其稳定,并不得小于20秒