进风巷及切巷掘进作业规程.docx
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进风巷及切巷掘进作业规程
81103工作面进风及切巷掘进作业规程
第一章概况
第一节概述
一、巷道名称、位置
所掘巷道为丈八81103工作面进风巷、切巷，本工作面位于北丈八井北翼十一采区的南部。
二、巷道用途
所掘巷道服务于81103工作面，工作面回采时，进风巷作为本工作面专用进风巷兼运煤巷，切巷作为回采工作面。
三、巷道性质
所掘巷道均为沿15#煤底板掘进的81103工作面回采巷道。
四、设计施工长度及服务年限
所掘巷道进风巷未做进尺1200m,切巷未做进尺188m，合计未做进尺1388m。
预计开工时间：
2008-1-10，预计竣工时间：
2008-8-1
服务年限：
4年
五、巷道平面布置图（如下）
第二节编写依据
一、本面所掘巷道施工依据生产科提供的《国阳公司一矿北丈八井十一采区81103工作面平面布置修改施工图》，批准时间为2007年11月12日。
二、本面所掘巷道地质资料依据地质科提供的《国阳公司一矿北丈八井81103掘进工作面修改地质说明书》，批准时间为2007年11月21日。
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
地面相对位置及邻近采区开采情况见表1。
表1井上下对照关系表
水平
丈八669水平
工程名称
81103工作面进风巷及切割巷
采区
十一采区
地面标高
1103.0-1278.3
井下标高
695.5－740.5
地面的相对位置建筑物、小井及其他
地面位于西山以南，老虎圪梁以北，张花沟以西，西沟村以东。
地面无建筑物。
井下相对位置对掘进巷道的影响
井下位于十一采区回风大巷以西，西沟村保护煤柱线以东，北翼轨道巷以北，十一采区81102工作面（已回采）以南。
邻近采掘情况对掘进巷道的影响
十一采区81102工作面已回采完毕，导致81103工作面进风巷及切割巷在掘进过程中矿压较大。
第二节煤（岩）层赋存特征
煤（岩）层赋存特征见表2、表3。
表2煤层特征表
项目
指标
备注
煤层厚度（最小～最大/平均）/m
6.00－7.20/6.65
煤层倾角（最小～最大/平均）/（°）
4－10
煤层硬度f
2.0
煤层层理（发育程度）
发育
煤层节理（发育程度）
较发育
自然发火期/d
绝对瓦斯涌出量/（m³·min－¹）
相对瓦斯涌出量/（m³·t－¹）
煤层爆炸指数／％
地温/°C
17－22
表3煤层顶底板情况表
顶底板名称
岩石类别
硬度
厚度
岩性
顶板
基本顶
8.0－12.0
10.57m
K2石灰岩
直接顶
3.0-4.0
1.54m
黑色泥岩
伪顶
底板
直接底
4.0-5.0
2.75m
深灰色砂质泥岩
基本底
6.0-7.0
4.51m
深灰色
细砂岩
施工区的岩性特征：
北丈八井北翼十一采区81103工作面进风巷及切割巷在掘进过程中沿15#煤下层掘进。
综合柱状图见图二。
第三节地质构造
进风巷及切割巷总体构造形态为一背斜构造，局部发育有次一级的向，背斜构造，煤层倾角大致在4度~10度之间。
预计进风巷在掘进过程中会遇一条逆断层及一个陷落柱。
具体情况为：
①距十一采区回风巷200m~220m范围内遇逆断层，逆断层产状：
285°∠30°，落差：
H=5.50m；②距十一采区回风巷711m~852m范围内遇陷落柱。
过逆断层和陷落柱时另提措施。
第四节水文地质
施工区域在掘进过程中主要充水因素为：
①含水层水：
该区域上方有K2石灰岩、怪砂岩、K3石灰岩等含水层。
因此该区域在掘进过程中在向斜部位可能会出现顶板淋头水现象。
②采空区积水：
该区域上方有两处3#煤采空区积水，积水量分别为24000立方米、73698立方米。
另外该区域上方有12#煤41306、41307工作面采空区，在采空区低洼处可能有零星积水。
第三章巷道布置及支护说明
第一节巷道布置
所掘巷道按地质科给定的中线沿15#煤层底板掘进。
第二节矿压观测
一、观测对象：
所掘巷道为丈八81103进风巷、切巷。
二、观测内容：
巷道顶板离层量，帮锚杆的锚固力、扭力矩，顶锚索的张拉预紧力。
具体观测内容见下表。
序号
观测项目
观测目的
观测方法
1
巷道顶板深度移近量
顶层3-6m顶板变化量
观察离层仪深部读数
2
巷道顶板浅度移近量
顶层0-3m顶板变化量
观察离层仪浅部读数
3
锚杆锚固力
是否达到设计要求
使用0~100KN锚杆测力计
4
锚杆扭力矩
是否达到设计要求
使用扭矩扳手
5
锚索张拉预紧力
是否达到设计要求
使用0~300KN锚索测力计
使用0~500KN锚索测力计
三、观测方法：
1、测站布置：
在进风巷开口30m范围内，开始布置测站并编号，以后每100m设置一个（切巷每50m设置一个）。
每一测站设置一个观测断面，每个断面巷道正顶安装一个顶板离层仪，顶板中间进度锚索与补强锚索上分别安装一个锚索压力指示仪。
2、观测时间：
距工作面200m时每天观测一次，200m外每周观测两次。
3、锚杆拉拔力每300根抽查一次，每次不少于3根。
锚索预紧力每100根抽查一次，每次不少于5根。
4、顶板岩性探测：
每50m探眼一个，眼深为7m。
四、数据处理：
采取边施工、边观测，及时对测量的数据加以分析、判断，并把测量的结果反馈到设计和施工中去，从而不断修改设计、补充措施、指导施工。
第三节支护设计
一、巷道断面及支护形式
根据地质科提供的柱状资料分析，15#煤层直接顶为黑色泥岩，厚度1.54m；基本顶为K2石灰岩，厚度为10.57m；属较稳定岩层。
根据相邻工作面对15#煤层顶板矿压观测数据的统计和顶板支护经验，同时为满足本工作面生产、进运料及通风要求，初步设计本工作面巷道为矩形断面，进风巷：
净高×净宽为2.9×4.5m；切巷：
净高×净宽为2.8×8m。
采用全锚支护，顶板支护形式为：
进风巷、切巷均采用波纹钢带+金属网+锚索联合支护。
（附巷道断面特征表）
巷道断面特征表
巷道
名称
断面
形状
支护
形式
毛宽
（mm）
净宽
（mm）
毛高
（mm）
净高
（mm）
毛断面
（m2）
净断面（m2）
备注
进风巷
矩形
全锚
4800
4500
3000
2900
14.4
13.05
切巷
矩形
全锚
8300
8000
3000
2800
24.9
22.4
附：
巷道断面图（如下）
二、支护参数设计
（一）采用工程类比法选择支护参数
根据81103进风巷、切巷支护参数及所产生的支护效果，该巷道适合采用波纹钢带＋Φ15.24×5200mm主锚索＋Φ17.8×7200mm补强锚索＋金属网联合支护方式。
进风巷：
顶板每排使用一片规格为：
BHW-1075-220-4-4600mm的5眼波纹钢带，使用一片规格为5000×1000mm的金属网；钢带的1、3、5眼布置Φ15.24×5200mm主锚索，2、4眼布置Φ17.8×7200mm补强锚索，锚索间距1075mm，排距800mm，两帮帮锚杆每排3根Φ20×2000mm普通螺纹钢锚杆，挂金属网，托板为300×180×80的水泥托板，间距距顶到距底依次为400/1000/1000/600mm，排距800mm。
切巷：
切巷施工分左右两面交替作业，顶板每排使用一片规格为：
BHW-950-220-4-4100mm的5眼波纹钢带，使用一片规格为5000×1000mm的金属网；钢带的1、3、5眼布置Φ15.24×5200mm主锚索，2、4眼布置Φ17.8×7200mm补强锚索，锚索间距950mm，排距800mm，两帮帮锚杆每排3根Φ18×2000mm玻璃钢锚杆，挂塑料网，托板为1/2×Φ200×500mm的木托板，间距距顶到距底依次为400/1000/1000/600mm，排距800mm。
（二）采用计算法校核支护参数
1、顶锚索通过悬吊作用，帮锚杆通过加固帮体作用，达到支护效果的条件，应满足：
L＞L1＋L2＋L3
式中L-----锚索（杆）总长，mm；
L1----锚索外露长取200mm；帮锚杆外露长取50mm；
L2----有效长度（顶锚索取免压拱高b，帮锚杆取煤帮破碎深度c），mm；
L3锚入岩层内深度（顶锚索取1200，帮锚杆取600），mm；
普氏免压拱高：
b=[B/2＋Htan（45o－ω帮/2）/f顶
式中B、H—巷道掘进跨度和高度，B=4.8m，H=3m；
f顶---顶板岩石普氏系数，f顶取4；
ω帮---两帮围岩的内摩擦角，取63.43o；
b=[4800/2＋3000tan（45o－63.43o/2）]/4
=（2400＋3000×0.236）/4=777mm
帮锚杆破碎深度：
c=3000tan（45o－63.43o/2）=708mm
依据上述公式计算得出：
顶锚索长L顶＞200＋777＋1200=2177mm
帮锚杆长L帮＞50＋708＋600=1358mm
所选主锚索长=5200mm＞2177mm、帮锚杆长=2000mm＞1358mm，
均能满足计算要求。
2、按锚索所能悬吊的重量校核锚索的排距：
每根锚索悬吊岩体重量G=ΦL2a2，锚索锚固力Q应能承担G的重量。
为安全起见，再考虑安全系数k，取k=2。
kG＜Q
a＜（Q/KφL2）½
式中a---锚索排距，m；
Φ—岩体容重，30KN/m3；
Φ15.24×5200mm钢绞线锚固力Ｑ≥230KN，计算得a＜[230/（2×30×0.777）]½=2.22m，所设计锚索排距进风巷0.8m＜2.22m，能满足计算结果。
3、悬吊理论校核锚索间距：
L=nF2/[BHΦ-（2F1sinθ）/L1]
式中L---锚索间距，m；
B---巷道宽，取4.8m；
H---巷道最大冒落高度，取5.0m；
Φ—岩体容重，30KN/m3；
L1—锚索排距，0.8m；
F1—锚索锚固力，230KN；
F2—锚索极限承载力，330KN；
θ—角锚索与巷道顶板的夹角，75o；
n---锚索排数，取1。
L=330/[4.8×5×30-（2×230×sin75o）/0.8]=2.0m
进风巷所设计锚索间距=1.075m＜2.0m，能满足设计结果。
第四节支护工艺
一、支护形式及材料规格
1、支护形式
81103进风巷、切巷均采用主锚索＋波纹钢带＋金属网＋补强锚索联合支护，巷道断面均为矩形断面。
2、支护材料及规格
进风巷支护材料规格表
项目
规格
锚固剂
规格
锚固
长度
搅拌
时间
锚固力
锚杆（索）
破断力
主锚索
Φ15.24×5200mm
CK23-120
1151mm
25~30S
>230KN
26T
顶网
5000×1000mm金属网
钢带
BHW-1075-220-4-4600mm的5眼波纹钢带
顶托板
150×150×24mm的铸钢波纹托板
补强锚索
Ф17.8×7200mm
CK23-120
1246mm
25~30S
>330KN
36T
补强托板
500×200×100mm的铸钢波纹托板
帮锚杆
Ф20×2000mm普通螺纹钢锚杆
CK23-60
420mm
25~30S
>50KN
11T
帮网
5000×1000mm金属网
帮托板
300×180×80mm的水泥托板
切巷支护材料规格表
项目
规格
锚固剂
规格
锚固
长度
搅拌
时间
锚固力
锚杆（索）
破断力
主锚索
Φ15.24×5200mm
CK23-120
1151mm
25~30S
>230KN
26T
顶网
5000×1000mm金属网
钢带
BHW-950-220-4-4100mm的5眼波纹钢带
顶托板
240×160×29mm的铸钢波纹托板
补强锚索
Ф17.8×7200mm
CK23-120
1246mm
25~30S
>330KN
36T
补强托板
500×200×100mm的铸钢波纹托板
帮锚杆
Ф18×2000mm玻璃钢锚杆
CK23-60
420mm
25~30S
>50KN
11T
帮网
30000×1000mm塑料网
帮托板
1/2×Φ200×500mm的木托板
二、支护要求及质量验收标准
1、临时支护工艺、工序及要求
进风巷、切巷均使用掘进机截割头挑起钢带做为临时支护。
要求掘进机每割出一个循环进度后，退机摆正，先进行敲帮问顶，处理活矸，然后开启掘进机利用掘进机截割头挑起钢带与顶板相接触做为临时支护，关掉掘进机电源，司机不得离开操作台。
打眼工按锚索间排距要求确定排距，然后开始打眼。
2、永久支护工艺及要求
1）进风巷的永久支护工艺及要求
顶板使用Φ15.24×5200mm的主锚索＋Φ17.8×7200mm补强锚索＋波纹钢带＋金属网联合支护，支设好临时支护后，按打一根、注一根、张紧一根的正规流程进行及时支护。
顶板支护完成后进行两帮支护。
顶网之间，顶网与帮网之间连接时用双股12#连网丝每隔20厘米连一道，并且每道至少拧三圈拧紧。
永久支护完成后，进行质量检查，然后进行下一个循环，顶板支护完成后进行两帮支护。
2）切巷的永久支护工艺及要求
顶板使用Φ15.24×5200mm的主锚索＋Φ17.8×7200mm补强锚索＋波纹钢带＋金属网联合支护，两帮均使用玻璃钢锚杆加塑料网加木托板做永久支护，切巷施工工艺分左右两面交替作业。
切巷支护工艺流程及要求：
当掘进机在迎头截割出一个循环进度（循环进度0.8m，最大控顶距1.1m，最大空顶距0.3m）后，利用掘进机截割头将钢带和金属网挑起，使之与顶板相接触。
然后用锚索钻机按钢带上的眼位进行钻眼，按照打一个眼，注一个眼，上一块托板（包括锁具），张紧的流程进行支护，具体流程同进风巷。
打起一面后移开掘进机截割头，顶板支护完成后退出掘机再进行两帮支护。
按照断面图帮锚杆间排距的要求，画出锚杆眼位置，打一根，注一根，上网、连网，上帮托板并拧紧使之紧紧抵住煤壁。
顶、帮永久支护完成后要进行质量检查，确保每个项目都达到质量验收标准，帮锚杆可滞后煤头一排。
3、巷道顶、帮支护平行作业的要求
为保证掘支平行作业，4寸风管距煤头不得超过30m，煤头最少配备三部锚杆钻机，其中一部钻机作为备用，两部钻打眼；在顶板稳定时，方可进行平行作业。
1）、顶板支护：
支设好临时支护后，打眼时要先打人行道一侧的第二个眼和风筒帮一侧的第二个眼。
打起四个眼并紧固后把截割头移开再打中间的眼。
打眼时一部钻从中间往左边打，另一部钻从中间往右边打，锚索不可滞后，风动锚杆钻机钻眼工严格执行集团公司巷道掘进操作规程（2004）第110条。
2）、两帮支护：
打帮锚杆时，先打上面的两根锚杆，人行道一侧下面的帮锚杆可滞后煤头15米，安设皮带一侧滞后煤头不得超过10米。
其中靠人行道一侧最下面的一根可只打帮锚杆不用挂网，在出煤时补打帮锚杆由检修班补挂网或班班补打；如遇特殊情况片帮严重时帮锚杆只可滞后煤头一排（包括最下面一根帮锚杆），手持式风煤钻钻眼工严格执行集团公司巷道掘进操作规程（2004）第109条。
4、永久支护工艺其它要求
1）、进风巷钢带排距0.8m，帮锚杆排距0.8m。
切巷钢带排距0.8m，帮锚杆排距0.8m。
顶板不好时，排距均缩小为0.7m。
每班循环结束后，顶锚索必须紧跟煤头，支护后空顶不超过0.3m。
2）、施工时顶锚索除两边两根与水平成75度角外，其余的都要垂直顶板或岩面，严禁打斜眼。
3）、掘进过程中，如果巷道出现超宽、超高现象时，每超宽0.5m补打一根顶锚索，每超高0.8m，补打一根帮锚杆，出现网包大于0.5×0.5m应补打锚杆（锚索），巷道高度超过4米时，要补打帮锚索，每超一米打一根Φ15.24×5200mm的锚索。
4）、金属网要用12#铅丝拧紧，金属网搭接100mm，每200mm联一道网。
5）、进风巷内要备有30根以上8.2m和10.2m的大锚索和6.2m的小锚索，以备煤层变厚使用，同时要备有一定数量的木棚梁和10架铁棚。
5、施工质量标准（见下表）。
项目
进风巷
切巷
帮锚杆拧紧力矩
≥100N.m
≥60N.m
锚杆外露长度
≤50mm
≤50mm
帮锚杆排距误差
±100mm
±100mm
帮锚杆间距误差
±100mm
±100mm
Φ15.24×5200mm
的锚索预紧力
≥43MPa
≥43MPa
Φ17.8×7200mm
的锚索预紧力
≥53MPa
≥53MPa
锚索外露长度
100~200mm
100~200mm
排距
800mm
800mm
最大控顶距
1100mm
1100mm
帮锚杆抗拔力
>50KN
>50KN
第四章施工工艺
第一节施工方法
施工工艺：
采用S—100型综掘机沿15#煤层底板掘进。
第二节凿岩方式
一、施工方式
1、本工作面采用S—100型综掘机沿15#煤层底板截割煤体并自行装煤，由皮带运入煤仓。
采用掘一排支一排的作业方式，循环进度：
进风巷为0.8m，切巷为0.8m。
2、生产工艺流程
检查工作面隐患——综掘机割煤、落煤、装煤、运煤——敲帮问顶、支设临时支护——打顶锚索——打帮锚杆——工程质量检查——准备下一个循环。
二、综掘机截割顺序
一般情况下掘进机司机把综掘机截割头摆放到工作面左下角位置，利用综掘机自身的推进和截割头的伸缩及左右摆动开始进刀水平截割，左右各摆动一次为一个行程，两个半行程为一个循环。
掘机司机严格执行集团公司巷道掘进操作规程（2004）第152条--第170条规定。
附：
综掘机割煤轨迹图：
图例:
1、图中数据4800mm为进风巷的毛宽，3000mm为进风、切巷的毛高。
2、切巷为二次成巷，第一次割4.8m宽，第二次割3.5m宽，两次割8.3m宽。
第三节装载与运输
一、装运设备
装载煤矸使用S—100型综掘机，运输煤矸使用SSJ800/2×40皮带机和SGW-40刮板输送机。
小型物料运输使用皮带机底皮带（主要是支护材料），大型材料运输使用小绞车。
皮带机司机严格执行集团公司巷道掘进操作规程（2004）第260条—第282条；刮板输送机司机严格执行集团公司巷道掘进操作规程（2004）第283条—第306条；小绞车司机严格执行集团公司巷道掘进操作规程（2004）第307条—第328条。
二、装运设备表
设备名称
型号
数量
安装位置
固定方式
运输距离
综掘机
S-100
1
工作面
20m
皮带机
SSJ800
2
工作面
1150m
小绞车
JD—11.4
5
根据地形确定
地锚
1200m
刮板输送机
SGW-40
1
进风巷与
大皮带巷之间
30m
三、装运方式
煤矸由综掘机装入皮带经刮板输送机运至大皮带巷，然后运入煤仓。
各种设备材料从井上经大巷到北翼十一采区轨道巷。
其中小型支护材料利用底皮带运送至煤头，运送时要专人指挥，专人停开皮带，停皮带装料和下料，易滚动和有弹性的物料要捆绑好，皮带装卸料点前后5米范围内严禁有人停留。
第四节管线敷设
一、各类管线、运输设备的布置要求
风管采用4寸铁管，主水管采用2寸铁管、支管可用Φ25mm的高压管，分别吊挂在巷道的人行道侧。
电缆线、遥测线分别吊挂在巷道的人行道侧，其位置在水管上方，距顶板的位置不小于0.5m。
运输设备布置在巷道的风筒帮侧距巷帮不小于0.2m，轨道距设备凸出部分不小于0.7m。
巷道内风筒吊挂在运煤设备一侧。
吊挂要平直整齐，不影响运输和行人。
风筒出口到工作面的距离不超过5m。
序号
名称
规格型号
数量
吊挂方式
与工作面距离
1
风管
4寸铁管
1180m
吊挂
不大于30m
2
水管
2寸铁管
1180m
吊挂
不大于30m
3
风筒
φ1000㎜柔性
1200m
吊挂
不大于5m
4
电缆
70㎡
1200m
电缆钩
不大于10m
二、管线敷设方式见下表：
三、供风、供水
1、供风：
地面压风机站（6寸管）----北翼总回风巷（4寸管）----北翼十一采区轨道巷（4寸管）----工作面（4寸管）
2、供水：
地面静压水仓（6寸管）----北翼总回风巷（4寸管）----北翼十一采区轨道巷（4寸管）----工作面（2寸管）
第五节设备及工具配
设备及工具配备表
序号
设备、工具名称
规格型号
单位
数量
1
调度绞车
11.4kw
台
5
2
综掘机
S-100
台
1
3
锚杆钻机
MQT-80
部
3
4
风煤钻
ZMS-30
部
2
4
煤溜
SGW-40T
部
1
5
胶带输送机
SSJ—800
部
2
6
馈电开关
KBZ—400
台
7
综合保护装置
台
1
8
激光定向仪
BJ2-Ⅱ
台
1
9
局部通风机
FDⅡ-2×45KW
台
1
10
千斤顶
YCD—180
台
2
11
锚杆拉力器
MYC-16
台
1
12
扭矩扳手
把
1
13
铁锹
14
镐
15
移动变电站
KSGZY—500/6
台
1
第五章生产系统
第一节通风
一、通风方式与供风距离
掘进头采用压入式通风，配备一台FDⅡ-2×45KW对旋式“双风机双电源”风机，专供电源为主风机供电，动力电源为副风机供电，要求主风机出现故障时，副风机自动投入运行。
二、掘进工作面风量计算
1、按瓦斯涌出量计算
Q=100×q×k=100×2×1.43=286m³/min
式中：
Q----掘进工作面实际需要风量，m³/min；
100--单位瓦斯涌出量，以回风流瓦斯浓度不超过1%的换算值；
q----掘进工作面的瓦斯绝对涌出量，m³/min；取2m³/min
k----掘进工作面瓦斯涌出不均匀系数，取1.43；
2、按人数计算
Q=4×n=4×45=180m³/min
式中：
Q---掘进工作面实际需要风量，m³/min；
n---掘进工作面同时工作的最多人数；
3、按局部通风机的实际风量计算
Q=Q局×I+15S=250×1+15×13=445m3/min
式中：
Q----掘进工作面实际需要风量，m³/min；
Q局--掘进工作面局部通风机的实际吸风量，m3/min；取250m3/min
I---掘进工作面局部通风机台数；1台
S--局部通风机吸至掘进工作面回风口之间巷道的净断面积，13m²
4、确定工作面实际需要风量
根据上式计算取最大值，确定工作面实际需要风量为445m³/min。
5、按风速进行验算
煤巷掘进最低风量，Q＞15S=15×13=195m³/min
煤巷掘进最大风量，Q＜240S=240×13=3120m³/min
式中：
Q----掘进工作面实际需要风量，m³/min；
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