401回风顺槽掘进作业规程.docx
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401回风顺槽掘进作业规程
综掘队北翼401面回风顺槽
掘进作业规程
第一章概况
第一节概况
一、巷道名称、位置及相邻关系
本掘进面为北翼401面回风顺槽，位于井田东北部，东、北、均为实煤区，南与北翼401专用回风大巷相邻，西侧与北翼轨道大巷相连。
二、巷道用途
主要承担北翼401工作面回风。
三、巷道性质
开口坐标：
X:
4170537.473Y：
490113.561
方位角:
109°13′50.42″
巷道坡度:
按中线、延4#煤顶板掘进。
四、设计施工长度、开工日期
401面回风顺槽设计施工长度为1714米，预计开工日期为2010年1月15日，竣工时间为2010年6月25日。
五、巷道平面布置
巷道平面布置图见附图。
第二节依据
本规程编写的依据是：
一、《山西临县华烨煤业有限公司机械化采煤升级改造矿井地质报告》
二、《华烨煤矿北翼401面回风顺槽地质报告及设计说明书》
三、《华烨煤矿北翼401面回风顺槽通风设计》
四、《华烨煤矿北翼401面回风顺槽供电设计》
五、《华烨煤矿北翼401面回风顺槽监测监控设计》
第二章地面位置及地质情况
第一节地面相对位置及邻近采区开采情况
本巷道对应的地面位置为山坡，无建筑物及水体影响。
本巷道东、北、南均为实煤区，西侧与北翼轨道大巷相连。
周边无巷道掘进及煤层开采，不受动压影响。
第二节煤（岩）赋存特征
表1煤层特征表
煤层厚度
平均厚约1.91m
煤层走向
N40°～70°E
煤层倾向
50°～20°
煤层倾角
3°～5°
煤层结构
简单
煤层稳定程度
稳定可采
表2煤层顶底板情况表
顶底板名称
岩石类别
岩性
顶板
基本顶
细砂岩
细砂岩、粗砂岩为主，浅灰色
直接顶
砂质泥岩
砂质泥岩，深灰色，局部岩层比较破碎
底
板
直接底
泥岩
节理发育，局部砂质泥岩，局部有底鼓现象
第三节地质构造
本井田范围内总体呈褶皱构造，发育有S1向斜和S2背斜。
S1向斜：
向斜轴位于井田东部，在井田北部轴向为北西向，在井田南部为南西向，倾伏方向向北。
两翼倾角约3°～4°。
S2背斜：
背斜轴位于井田西部，在井田北部轴向为北西向，在井田南部为南西向，背斜轴由钻孔工程及井下开采控制。
西翼较缓，倾角为2°～3°，东翼较陡，倾角为3°～5°。
井田内未发现断层及陷落柱，也没有岩浆岩的侵入。
井田构造属简单类。
巷道施工范围内地质构造较为简单，在施工过程中可能无较大落差的断层，遇到小断层及较破碎的顶板时要加强支护，在本巷道内可能要遇到一向斜构造，但对施工不会有多大影响。
第四节水文地质
1、地表水系
井田为黄土丘陵，大部分为中上更新统地层所覆盖，只有沟谷出露少部分二叠系、石炭系地层；井田内无大的地表水系。
2、含水层
矿井4#煤层的直接充水层是山西组砂岩含水层，含水裂隙发育较差，富水性较弱；煤层上部石河子组间接含水层富水性较弱。
3、矿井涌水量
根据地质报告资料分析，本掘进面预计涌水量为240-500m3/d。
4、矿井充水因素
矿井冲水因素主要为4#煤层顶板以上砂岩水通过顶板裂隙向巷道渗漏，以及采区积水沿煤层底板向巷道渗漏。
5、矿井水文地质类型
根据山西省煤炭地质公司提供的山西临县华烨煤业有限公司机械化采煤升级改造矿井地质报告依据，4#、5#煤层的矿井水文地质类型为简单型。
第五节瓦斯、煤尘
根据吕梁市煤炭工业局吕煤质【2007】661号文，对本矿《2007年度矿井瓦斯等级鉴定的批复》，2006年瓦斯鉴定结果为：
瓦斯绝对涌出量为4.37m3/min，相对涌出量10.97m3/t，二氧化碳绝对涌出量为0.88m3/min，相对涌出量2.21m3/t，属高瓦斯矿井。
据2005年6月2日，国家级煤化工产品质量监督检验中心，对4#煤层煤尘爆炸性测试结果：
4#煤层煤尘具有爆炸危险性。
4#煤层吸氧量为0.58㎝2/g，自燃等级为二级，属自燃煤层。
第三章巷道布置及支护说明
第一节巷道布置及规格
北翼401面回风顺槽巷道为矩形断面，掘进宽度为4.6m，掘进高度为2.6m。
沿4#煤层顶板以109°13′50.42″方位角掘进，为行车方便，要求坡度不大于3°。
第二节矿压观测
1、观测对象：
北翼401面回风顺槽
2、观测内容：
①顶板离层量
②底板相对位移量
③两帮变形相对移近量
④锚杆、锚索的载荷及锚固力。
3、观测方法：
在掘进面巷道50m处，开始布置测站，测站间距100m。
每一测站设置一个观测断面，用测枪检测断面处底板相对移近量、两帮相对移近量，用MLJ—40（T）拉力计检测锚杆锚固力。
每一测站断面正顶安装一个HWBY-Z型顶板离层指示仪，顶板中间锚杆、锚索以及两帮中间锚杆分别安装一块MYC—16型锚杆（锚索）压力指示仪，根据巷道顶板压力显示状况，对锚杆、锚索受力及围岩位移每隔3天观测一次，直到巷道施工完毕。
另外在巷道交叉口、断层带附近、顶板破碎带处也相应安装顶板离层指示仪，根据现场施工确定安装位置。
4、数据处理：
通过对顶板离层仪记录的观测、确定是否修改支护方案，另外在检测锚杆、锚索的锚固力时，无论是锚杆还是锚索拉出一根，在此根附近200mm处必须补打一根。
5、每隔50m预留一根锚杆，外露长度150mm，进行一次锚杆破坏式可锚性试验，并由试验部门准确记录拉力值。
6、HWBY-Z型顶板离层指示仪主要技术特征：
测量方式反光彩色显示与测尺读数
测量点数（个）14
最大量程（mm）180
安装钻孔直径（mm）φ28，φ42
仪器的结构：
HWBY-Z型顶板离层指示仪主要由基点锚头、测绳、主体及长测筒和短测筒等组成。
7、离层指示仪的安装：
①先安装基点锚头。
用安装杆把锚头送至设计位置1，送入时用手拉紧测绳。
②然后，将浅部锚头送至设计位置2。
③再把离层仪安装到钻孔中。
④调好长测筒和短测筒的定位位置，紧牢钢丝固定螺丝。
⑤记录初读数，安装完毕。
HWBY-Z型顶板离层指示仪在钻孔中的安装位置见图。
钻孔顶部点1与长测筒相连。
中部点2与短测筒2相连，当点1与点2之间出现分离时，长测筒上的刻度显示出离层量。
当点2与点3之间出现离层时，短测筒上的刻度与长测筒的刻度指示出相同的数值，即点2与点3之间的离层量。
长测筒上的刻度可表示出点1与点3之间的全部离层量。
HWBY-Z型顶板离层指示仪安装位置图
第三节支护设计
1、顶板支护形式
据地质资料来看，巷道顶板为砂质泥岩，属较稳定岩层，适合锚网支护。
为了将锚杆加固成“组合梁”悬吊于坚硬岩层中，需用高强锚索做辅助支护。
根据煤层顶板的特性和已施工巷道的经验，应用工程类比法，确定支护形式。
采用锚杆+锚索+钢带+网联合支护的形式进行支护。
巷道顶板前进方向每米布置钢带三片，锚杆应打在钢带上，锚索拖住护顶铁丝网。
顶锚杆每排布置6根，间、排距800mm×1000mm，帮锚杆每排两侧各布置3根，间、排距为900mm×1000mm。
采用112锚索支护法，同锚索交错布置，间、排距1.8m×1m。
支护断面图和支护平面图见附图。
2、支护材料
表3支护材料表
锚杆
帮
Φ16mm×1600mm
顶
Φ18mm×1800mm
锚索
Φ15.24mm×6000mm
托盘
帮
Φ130mm×9mm
顶
200mm×200mm×14mm
钢带
帮
1900mm×60mm
顶
4100mm×60mm
网
5000mm×1100m
锚固剂
CK2360树脂锚固剂
Z2340树脂锚固剂
3、支护材料参数
（1）锚杆参数：
①锚杆长度：
帮：
1600mm；顶：
1800mm
②锚杆直径：
帮：
16mm；顶：
18mm
③配件
螺母：
普通螺母、高强螺母。
托盘：
锚杆：
Φ130mm×9mm普通托盘；
锚索：
200mm×200mm×14mm托盘。
锚固剂：
每根顶锚杆采用两支CK2360的树脂锚固剂，每根帮锚杆采用两支Z2340的树脂锚固剂。
（2）锚索参数：
为把锚索固定在煤层顶板的稳定岩层中，确定锚索长度为6000mm，锚索直径为15.24mm，锚索托盘采用200mm×150mm×14mm的托盘，锚索预紧力不小于120kN,锚固力不小于230kN。
每根锚索采用四支树脂锚固剂，上部用两支CK2360、下部两支Z2340型树脂锚固剂。
（3）钢带参数：
为提高顶板表面支护，采用钢带配合锚杆和锚索的方法支护。
顶钢带长度为4100mm×60mm，帮钢带长度为1900mm×60mm。
（4）网规格：
铁丝网：
5000mm×1100mm，网孔规格为50mm×50mm。
第四节支护工艺
为了提高树脂锚固支护技术操作水平，保证树脂锚杆（索）支护质量，通过对现场树脂锚固剂操作使用水平的了解，结合树脂锚固剂特性及使用要求，特编制树脂锚杆（索）安装规范及要求。
一、树脂锚固剂储存和使用应遵守的规定：
1、树脂锚固剂必须在4～25℃的避光防火仓库内贮存。
2、锚杆（索）安装前，应检查树脂锚固剂性状。
严禁使用过期、硬结、破裂等变质失效的锚固剂。
3、井下运输、存放树脂锚固剂应注意避免受压、受折、受热，已破损或废弃的树脂锚固剂要挖坑掩埋或采用其他方式妥善处理，严禁进入煤矸流系统。
4、树脂锚固剂中的固化剂有腐蚀性，施工人员的皮肤避免直接接触固化剂与树脂胶泥,施工时必须佩带劳动保护用品。
如不慎接触到皮肤和眼睛，要立即用清水清洗。
5、严禁树脂药卷接触明火。
6、搅拌树脂锚固剂时，必须严格按以下标准掌握搅拌时间和等待时间：
①超快速（CK-a），搅拌时间10-15秒，等待时间10-30秒;
②超快速（CK）,搅拌时间10-20秒，等待时间10-60秒;
③快速（K）,搅拌时间20-25秒,等待时间90-180秒;
④中速（Z），搅拌时间25-30秒，等待时间480秒。
7、安装树脂锚杆时，必须严格按设计要求的顺序和数量在锚杆（索）孔中放置树脂锚固剂。
二、树脂锚杆（索）的安装
树脂锚杆（索）的安装包括装锚固剂、插入锚杆（索）、搅拌药卷、紧螺母或锁具。
1、装药卷。
①药卷外观检验：
用目测、手捏，要求树脂药卷质地柔软，装填饱满，颜色均匀，树脂胶泥不分层沉淀，内管（包括采用薄膜分隔装）无断裂、渗漏，封口严密，树脂卷直立时无弯曲现象。
②在全长或加长锚固时，为便于安装、提高安装速度和保证质量，需在孔中装入两种凝胶速度的树脂锚固剂，孔底为超快速或快速，其余为中速。
③装药卷之前应先检查锚杆（索）孔的质量（深度与角度），锚杆（索）构件是否齐全，对锚杆（索）锚固端进行除锈、除油、除渣处理。
④按设计要求的树脂药卷型号及数量，依次装入孔内。
2、插入锚杆（索）杆体。
锚杆（索）尾部通过连接套与锚索机头联接，升起锚索机，锚杆（索）端部顶住树脂药卷，通过杆体将药卷缓缓送入孔内至孔底，然后开始转动进行搅拌。
3、搅拌药卷
药卷的搅拌对保证锚固质量十分重要，直接影响到锚固效果的好坏。
搅拌时间过短，药卷中的固化剂与树脂胶泥不能充分起化学反应而影响凝胶和固化效果;搅拌时间过长，使已凝胶和固化的状态遭到破坏，同样影响锚固效果。
所以严格控制药卷的搅拌时间，同时要求药卷的搅拌过程要一气呵成，中途不得间断。
4、安装托板及螺母和锚索的张拉安装。
树脂锚杆药卷搅拌后的等待时间不少于3分钟，方可安装;锚索树脂药卷搅拌后的等待时间不少于15分钟，方可进行安装。
三、有关技术要求
1、锚杆（索）孔钻眼完毕后应用压风或压水冲洗钻孔，将煤（岩）粉清除干净，在煤或软岩中打眼，锚索机不许来回转杆，防止扩大孔径。
2、安装锚杆（索）前，必须用锚杆（索）量好眼深，并在锚杆（索）上做好记号。
3、使用中速锚固剂，一般缓推猛搅，逐渐将杆体送到眼底;使用超快或快速锚固剂时要快推猛搅，迅速将杆体送到眼底。
4、锚索药卷搅拌时，边推进边搅拌，前半程用慢速旋转，后半程用快速旋转，严格控制搅拌时间，搅拌停止后，保持钻孔推力3～5分钟方可撤下锚索钻机。
5、严禁利用锚杆钻孔机将锚杆（索）插入眼底后再对药卷进行搅拌。
6、钻孔直径28mm。
7、锚孔深度应保证锚杆外露长度在20mm～50mm之间。
8、用扭矩扳手检验，扭矩不能低于160N·m。
9、托盘凸面朝下，平面与顶板严密紧贴。
10、钻孔方向与井巷轮廓线≤15°，最大控顶距1100mm。
11、当工作面淋水非常大,用树脂锚固剂不能正常锚固时，适当考虑用水泥锚固剂或其它有效可靠锚固剂，锚固后必须有效可靠，抗拔力满足设计值，操作方法执行所用锚固剂使用说明书。
12、钻孔轴线与设计角度≤3°。
13、锚索外露长度不能超过200mm。
14、锚索最大控顶距1100mm。
15、锚索必须当班钻好眼当班锚固好、紧好。
发现张拉不合格的锚索必须在旧锚索附近200mm处重新打眼安装一套合格的。
16、网与网必须重叠搭接，搭接长度不小于100mm，且用8#铁丝将两片网拧紧。
17、锚索张拉预紧力不小于120kN，锚固力不小于230kN。
四、巷道超宽支护：
当掘进宽度超过设计500mm时，须增加支护，采用补打锚杆和锚索方式，因片帮造成巷道任一帮超宽300mm以上时必须采取增补支护措施。
第四章施工工艺
第一节施工方法
1、凿岩方式
以EBZ132型掘进机沿巷道底板截割，以铲板自行装矸，以机载输送机及胶带转载机运输，巷道一次成形。
2、生产工艺流程
开机前准备——掘进机截割、装、运——运料、清理浮煤——临时支护——锚杆+锚索+钢带+网联合支护——下一个循环。
3、检修工艺流程
检修前准备——检修掘进机各部位、加油、更换截齿。
检修带式输送机及延伸——下料、其他工作——正常掘进。
4、综掘机切割工艺
⑴掏窝槽：
①做好准备工作，使整个系统处于待命状态。
②依次启动油泵、转载机、刮板机、喷雾泵。
③空负载情况下启动切割系统。
④启动行走系统，使掘进机向前移动，空转的切割头接触煤壁后，同时左摆动切割头，摆动量约为300～400mm。
⑤掘进机截割头进入煤壁深度达到要求，即完成掏槽作业。
⑵横向切割
①关闭行走电机，落下后稳定器、撑紧，增强机器稳定性。
②驱动切割头，沿断面宽度水平摆动，开掘横槽。
⑶跨距切割
①横槽到位后，抬高（或下落）切割头，同时左右摆动切割头，每次抬高量不应超过150mm。
②重复抬高（或下落）切割头，使切割头的升高（或下降）达到规定距离，即完成跨距切割。
⑷全断面切割
重复进行跨距切割和横向切割，即完成工作面全断面切割。
⑸掘进机施工路线
选择从巷道左下角进刀掏窝槽，由底向顶依次进行切割，最后刷两帮和顶板使巷道成形。
掘进机施工工艺图见附图。
⑹切割注意事项
①巷道由底板向顶板依次切割，要注意避免出现大煤块，以免影响装载系统正常作业。
对大块坠落体应采用手镐、大锤等工具处理成小块后在进行装载，人工处理时必须在停止掘进机运转后进行。
②掘进机作业时，切割臂不得处于极限位置，应向内回摆150～200mm。
5、掘进机装载、运输方式
掘进面落下的煤通过掘进机铲板扒装到机载的刮板输送机上，再经机尾的小胶带机转载到北翼运输大巷的胶带机上。
第二节胶带机与管线敷设
回风顺槽的胶带机铺设在掘进面进向的左侧，风筒挂在掘进面进向的左帮第一列锚杆上，风筒逢环必挂，迎头风筒不落地，与工作面距离不大于7米。
动力电缆用电缆钩吊挂在掘进面进向右帮第一列锚杆上距顶板0.5米，必须延到机组电控箱电源电缆的接线盒，并留有一定的伸长距离。
信号电缆、照明电缆挂在电缆钩的中部、动力电缆挂在电缆钩的下部并都延到胶带机尾处。
通讯电缆和瓦斯监控电缆挂在电缆钩的上部，通讯电缆延到距工作面50米内，监控电缆延到距工作面5米内，并随工作面不断掘进向里延伸。
表4管线敷设方式表
序号
名称
规格型号
吊挂方式
与工作面间距（m）
与顶板间距（m）
1
风筒
Ф1000mm×10m
左帮锚栓逢环必挂
<7
0.80
2
排水管
Φ57mm
左帮锚栓下管路钩
<5
1.5
3
静压水管
Φ57mm
左帮锚栓下管路钩
<50
1.7
4
动力电缆
70mm2×3
+35mm2×1
右帮锚栓下电缆钩
<20
0.50
5
信号电缆
2.5mm2×3
右帮锚栓下电缆钩
<20
0.40
6
照明电缆
2.5mm2×3
右帮锚栓下电缆钩
<20
0.40
7
瓦斯监控电缆
2.5mm2×3
右帮锚栓下电缆钩
<5
0.30
8
通讯电缆
1mm2×2
右帮锚栓下电缆钩
<100
0.30
第五章生产系统
第一节通风
1、通风方式
采用压入式局部通风机通风。
2、掘进工作面风量计算
①按CH4涌出量计算
Q掘=q沼×k/c=4.37×1.2/0.01=524.4m3/min
式中：
Q掘—掘进工作面所需风量；
q沼—掘进巷道绝对瓦斯涌出量，取4.37m3/min;
k—掘进巷道中瓦斯涌出不均匀系数，取1.2；
c—掘进巷道中风流的瓦斯允许浓度，取1.0%
②按人数计算
Q需=4N=4×40=160m3/min
N—井下同时工作的最多人数
取上述最大值，即524.4m3/min。
风速验算：
V=
=524.4/（60×11.44）=0.76m/s
式中：
V—风速，m/s
S—掘进巷道断面，m2
Q—经计算确定的掘进工作面所需风量，取524.4m3/min
根据《煤矿安全规程》规定，掘进工作面的风速为0.25-4m/s,故风速满足要求。
③按全风压供风量计算
Q扇=（1+A）Q定=（1+0.2）×550=660m3/min
式中:
Q扇—全风压供给局部通风机的最小风量；m3/min
A——保证局部通风机不产生循环风的安全系数；0.2—0.4（取0.2）
Q定—局部通风机铭牌额定风量，取550m3/min
通过以上计算，选择两台FBD№7.1-2×45的对旋局部通风机，铭牌额定风量为550—820m3/min；并选用直径为1000mm的抗静电阻燃风筒。
3、局部通风机安装位置
局部通风机安设在北翼轨道大巷第六联络巷向五连巷方向10m处的新鲜风流中，最长供风距离为1714m。
4、通风系统
局部通风机→北翼401回风顺槽掘进面→二联巷→北翼401专用回风大巷→风桥→矿井总回风巷→回风井→地面。
5、通风系统图见附图
第二节压风
1、掘进工作面风源及压风设备
两掘进面风源由HPY18-10/7-K型空压机提供，功率为75kw。
2、压风方式:
二级双缸压缩
常压空气→滤清器→一级气缸压缩（0.2Mpa）→中冷器→二级气缸（0.7Mpa）→储气罐压缩空气→用风点。
3、送风管路
每节6米长，主巷采用Φ108×4.0无缝钢管，支线采用Φ57×30无缝钢管，由空压机储气罐经送风管路到达掘进面用风点。
4、空压机位置:
安装在地面。
工作面使用2台MQT-120型锚索钻机，单机耗风量：
Q索=2.9～3.8m3/min
所以Q总=1.15×1.15×1.15×1×1×3.8=5.8m3/min
第三节运输
运输系统图见附图
1、运煤系统：
北翼401回风顺槽掘进面→北翼运输大巷胶带机→主井胶带机→地面
2、材料设备运输系统：
（副立井安装完毕后，可做同时运料井）
主斜井（副立井）→集中轨道大巷→北翼轨道大巷→掘进面
表5机电设备及工具配备表
序号
设备名称
规格型号
功率
额定电流
数量
1
综掘机
EBZ132
194.5
1
2
馈电开关
KBZ400
400
2
3
磁力启动器
QBZ-80/120/200
4
4
皮带机
SPJ-800
2×75
1
5
风动锚杆机
MFS-75
2
6
对旋风机
FBD2×45
2
7
高频风钻
TY-7655
2
8
综保
ZBZ-10
1
9
电缆
MYP-3×70+1×25
2000m
10
电缆
MYP-3×50+1×16
80m
11
电缆
MYP-3×35+1×16
1220m
12
电缆
MYP-3×25+1×10
50m
13
电缆
MYP-3×4
800m
14
激光指向仪
YBJ-600
1
15
电话
KTH12
1
第四节供电
整套供电设备采用MYTV42-8.7/10.3×70mm2长1000米，交联聚乙烯绝缘阻燃电力电缆，经主斜井下井，两回路同时工作，互为备用。
井下由变电所的高开分配至四连巷两台移变，分别为KBSGY-500/10、10/1.2Kv和KBSGY-500/10、10/1.2Kv供电。
综掘工作面的供电电源由北翼变电所供出，低压电缆采用MYP-660/1140型矿用橡胶电缆供电。
供电线路：
移动变电站—401回风顺槽工作面
一、设备选型
1、负荷统计：
（表6）
设备名称
电动机额定容量（Kw）
数量（台）
设备总容量（Kw）
额定电压（V）
额定电流（A）
额定启动电流（A）
掘进机
132/75
1
194.5
1140
81/56
560/400
皮带
2×75
1
150
1140
110
750
风机
2×45
1
90
660
150
照明综保
10
1
10
1140
总功率444.5Kw
2、移变容量的选择：
根据负荷表：
SB=KX∑Pe/cosΦz=0.563×354.5/1.6=332.64KVA
选一台KBSGZY-500KVA的移变，向该工作面的所有设备供电供电系统供电。
KX=0.286+0.714×132/354.5=0.5519
cosΦz—各用电设备平均功率因数，综掘工作面取0.6。
3、低压电缆的选择：
⑴确定电缆的型号
根据《煤矿安全规程》确定，选MYP型电缆。
⑵支线电缆的选择
根据机械强度要求及长时载流量按ICe＞Ie选择。
①综掘机使用电缆
Pe=132Kw
Ie=Pe×103/
3UeCosΦηe
=194.5×1000/1.732×1140×0.8×ηe=129.56A=130A
选用MYP3×70+1×16型电缆。
ICe=245＞130A
②皮带用支线电缆的选择
Pe=150Kw
Ie=Pe×103/
3UeCosΦηe
=150×1000/1.732×660×0.8×ηe=100A
选用MYP3×50+1×10型电缆。
ICe=173＞100A
③专用风机支线电缆的选择
Pe=2×45=90Kw
Ie=Pe×103/
UeCosΦηe
=90×1000/1.732×660×0.8×ηe=103.6A
选用MYP3×35+1×10型电缆。
ICe=138＞103.6A
4、按启动条件校验电缆截面
①电动机起动时电网允许的电压损失
ΔUMQ=E20-0.75Ue=1200-0.75×1140=345V
②掘进机起动时电缆的电压损失
ΔUZQ=
IQLZCosΦ/SD
=1.732×570×1000×0.8/5
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