煤矿掘进作业规程.docx
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煤矿掘进作业规程
第一章工程概况
第一节概述
一、巷道名称:
本作业规程掘进巷道为煤1一采区1108工作面运输巷及切眼。
二、掘进目的及巷道用途:
掘进目的是为形成1108工作面生产系统,满足1108工作面回采时的通风、行人、运输、管线敷设的需要。
三、巷道设计长度及服务年限:
巷道设计长度:
运输巷(B-E’)长度为米(平距);切眼(F’-E’)长度为米(平距)。
服务年限:
年。
四、巷道类别、巷道层位及巷道坡度:
巷道类别:
回采巷道。
巷道层位:
1108运输巷由B点开口施工4米平巷后,按6°下山预计施工米(平距)后进入煤1施工层位,进入施工层位后沿煤1底板施工;切眼沿煤1顶板施工。
巷道坡度:
材料巷为0°~-6°;切眼坡度约为11°。
五、通风方式:
局扇压入式。
六、使用机械:
耙装机、调度绞车、喷浆机、风煤钻、风钻、水泵、局扇、综掘机、胶带运输机、刮板运输机。
七、预计开工和竣工时间:
根据采掘接续要求,经研究决定自2013年8月开工,预计2014年2月竣工。
第二节编写依据
一、采面设计及批准时间:
该工作面设计名称为《1108工作面设计》。
二、地质说明书及批准时间:
地质说明书名称为《龙口煤电有限公司梁家煤矿1108工作面掘进地质说明书》。
三、矿压观测资料:
依据同煤层已施工及回采的1103工作面、1106工作面掘进支护经验,1109材料巷掘进期间矿压观测资料,以及煤2一采区巷道、煤2集中片巷道成功支护经验。
第二章地面相对位置及地质水文情况
第一节地面相对位置及邻近采区开采情况
附表1 地面相对位置及临近采区开采情况表
表一地面相对位置及临近采区开采情况表
煤层
煤1
水平名称
-450
采区名称
煤1一采区
工作面名称
1108工作面
地面标高(米)
工作面标高(米)
+~+
-325~-364
地面位置
北皂前村东南,大莱龙铁路以东,梁家和小孙村以北,疏港高速公路以西。
井下位置四邻采掘情况
西为集中轨道上山和大莱龙铁路压煤边界,东为疏港高速公路压煤边界,北为已回采的1106工作面,南为梁家村压煤边界。
下方为2205、2207、2210、2212、4112、4114、4116、4210、4216工作面采空区。
1108工作面
走向长
米
倾斜长
米
可采面积
走向
EW
倾向
NS
米2
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。
1108工作面煤1、油2上2、油2上1各层赋存稳定,厚度变化小。
其中上部煤1结构简单,不含或偶含一层夹矸,厚度~,平均m。
中部油2上2厚~m,平均m,黑褐色,水平层理发育,比重小,含炭量及含油率较高,底部夹薄煤层。
下部油2上1厚为~,平均m,褐灰色,含油率较高,比重大,质量较差。
煤1顶板含油泥岩及粉砂岩抗压强度~,平均MPa,普氏硬度系数f=。
油页岩平均抗压强度MPa,普氏硬度系数f=。
油2上1底板含油泥岩平均抗压强度MPa。
二、煤层瓦斯涌出量、瓦斯等级、发火期、煤尘爆炸指数。
低瓦斯矿井,瓦斯涌出量随开采深度增加而增高,煤尘具有爆炸性。
煤层燃点低,层理发育,透气性好,地温较高,煤层容易自燃发火。
1、瓦斯:
低瓦斯矿井。
2、地温情况:
地温25°C~28°C。
3、煤层自燃情况:
煤层裂隙发育,容易自燃。
4、煤尘:
煤尘具有爆炸性。
5、地压:
地压显现明显。
附图2-1 煤系地层综合柱状图。
第三节地质构造
由于下部采掘工程密集,因此该区内地质构造已基本查明。
本区煤岩层总体呈单斜构造,走向NEE—EW向,倾向SSE—S,平均倾角10°,受下部采动影响,局部产状变化大。
断层为本区主要构造,均为高角度正断层,落差较大的断层多为南倾,走向多为近EW向。
该区域北部为F2-2、F2-2-1两条南倾断层,落差分别为米、5米;南部为F2-3、F1-13-1两条南倾断层,落差分别为5米、12米。
另有12条落差小于5米的小断层是根据下部煤2层采掘实见情况上延到煤1。
此外,施工中有可能揭露其它隐伏小断层和不均匀塌陷造成的假断层。
附表二:
顶、底板岩性特征表
煤(矿)层顶底板情况
顶底板名称
岩石名称
厚度(m)
岩性特征
抗压强度(MPa)
直接顶
含油泥岩及粉砂岩
灰褐色,水平层理,层面含白云母碎屑和化石。
直接底
含油泥岩
灰褐色,水平层理。
地质构造情况
本区由于下部采掘工程密集,因此该区内地质构造已基本查明。
本区煤岩层总体呈单斜构造,走向NEE—EW向,倾向SSE—S,平均倾角10°,受下部采动影响,局部产状变化大。
断层为本区主要构造,均为高角度正断层,落差较大的断层多为南倾,走向多为近EW向。
该区域北部为F2-2、F2-2-1两条南倾断层,落差分别为米、5米;南部为F2-3、F1-13-1两条南倾断层,落差分别为5米、12米。
另有12条落差小于5米的小断层是根据下部煤2层采掘实见情况上延到煤1。
此外,施工中有可能揭露其它隐伏小断层和不均匀塌陷造成的假断层
构造名称
走向
倾向
倾角
性质
落差(m)
对掘进影响程度
F2-2
近EW
S
55
正断层
影响设计和掘进
F2-2-1
EW
S
55
正断层
5
影响设计和掘进
F2-3
近EW
S
55
正断层
5
影响设计和掘进
F1-13-1
近EW
S
60
正断层
12
影响设计和掘进
f6
近EW
S
55
正断层
影响设计和掘进
f7
EW
S
65
正断层
影响设计和掘进
f10
EW
S
60
正断层
影响设计和掘进
f11
EW
S
60
正断层
影响设计和掘进
表二顶、底板岩性特征表
第四节水文地质情况
地表塌陷区有大量积水,第四系砂岩富水性强,但与煤系地层水力联系及其微弱,对采掘无影响。
煤1油2上覆煤系地层含水层有泥岩与泥灰岩互层、泥灰岩。
泥灰岩、泥岩与泥灰岩互层是煤1油2的直接充水层,赋水不均,之间多为泥岩隔水层,正常情况下各含水层之间无水力联系,局部裂隙发育地段或受断层影响,可能将上覆含水层水导入掘进工作面。
煤1油2本身是含水层,但由于下部煤2回采后,冒落裂隙已发育到煤1油2,本层水已经过疏放,掘进时煤1油2本层不会出现大量涌水现象,少量补给水将可能流入掘进工作面。
煤1油2以下各含水层富水弱,对煤1油2采掘无影响。
该区域煤1油2下部煤2采空区有泄水通道,基本无积水,现老空动态出水量为5m3/h。
原煤2各工作面,可能在密闭附近和局部低洼处存有少量积水,对掘进无影响。
该区内6个钻孔:
15#、42#钻孔无封孔结论,2-18#、2-20#、9-1#、3-37#钻孔封孔合格。
其中2-18#、15#、42#和3-37#钻孔在煤2工作面回采时揭露,无出水现象;9-1#钻孔在2212材料巷掘进时揭露,无出水现象。
设计时应避开钻孔煤1见煤点10米以上。
预计工作面掘进过程中正常涌水量5m3/h,最大涌水量30m3/h。
涌水量预计方法为比拟法综合分析确定。
第三章巷道布置和支护说明
第一节巷道布置
1108运输巷在原1101运输巷破碎机硐室迎头位置开口施工,1108运输巷B点沿方位角°施工米(平距)至E’点,由E’点沿°方位角施工米(平距)与1108材料巷F’点贯通,形成1108工作面。
附图3-11108工作面平面布置图(1:
2000)
附图3-21108运输巷巷平面图(1:
500)
附图3-31108工作面Ⅱ-Ⅱ剖面图(1:
500)
附图3-41108工作面Ⅲ-Ⅲ剖面图(1:
500)
第二节矿压观测
1、加强对已施工巷道的矿压观测,每隔30米左右设一组测点,进入正常施工层位后,每隔50米左右设一组测点。
每周观测一次巷道变化情况,每组测点要记录测点上下和测点之间的数据,并做好每次观测的记录。
定期观测顶板离层情况并将观测数据填写到顶板离层监测牌板上。
若巷道发生变化,及时向技术科汇报。
每月进行一次巷道观测情况分析,对巷道变化情况进行总结,向技术科提交分析报告和提出对巷道支护的建议。
2、在巷道围岩压力显现区域,要适当增加测点密度,每2天测量一次数据,并将数据向技术科汇报。
每周进行一次巷道观测情况分析,对巷道变化情况进行总结,向技术科提交分析报告和提出对巷道支护的建议。
第三节 支护设计
一、巷道断面
1、巷道设计断面与支护形式:
(1)2-2断面:
采用B×H=3600mm×3200mm的直墙三心拱形断面,S荒=,S净=;工程量为米。
支护形式为锚网喷锚梁支护,两帮锚杆间排距为@=1200mm×900mm,顶腮锚杆间排距为@=650mm×650mm,锚梁间排距为1000mm,每组锚梁3组锚杆固定,喷浆厚度120mm;底脚锚杆在复喷后施打,底脚锚杆布置在两帮底板向上150mm处,与水平成15°俯角施打。
根据现场情况确定是否架设U型钢棚加固,U型钢棚间距1000mm,U型钢棚底脚锚杆布置在两帮底板向上200mm处,与水平成15°俯角施打。
附图3-5 2-2断面图。
(2)3-3断面:
采用B×H=3600mm×3500mm的直墙三心拱形断面,S荒=,S净=m2;工程量为米。
支护形式为锚网喷锚梁支护,锚杆间排距为@=650mm×650mm,锚梁间排距为1000mm,每组锚梁3组锚杆固定,喷浆厚度120mm;底脚锚杆在复喷后施打,底脚锚杆布置在两帮底板向上150mm处,与水平成15°俯角施打。
根据现场情况确定是否架设U型钢棚加固,U型钢棚间距1000mm,U型钢棚底脚锚杆布置在两帮底板向上200mm处,与水平成15°俯角施打。
附图3-6 3-3断面图。
(3)6-6断面:
采用B×H=4500mm×3650mm的直墙半圆拱形断面,S荒=,S净=;工程量为30米。
支护形式为双层锚网喷锚梁支护带料石反底拱,一次锚网锚杆间排距为@=800mm×800mm,二次锚网锚杆间距为@=650mm×650mm,锚梁间排距为1000mm,每组锚梁5组锚杆固定,喷浆厚度150mm;底脚锚杆在复喷后施打,底脚锚杆布置在两帮底板向上150mm处,与水平成15°俯角施打。
根据现场情况确定是否架设U型钢棚加固,U型钢棚间距1000mm,U型钢棚底脚锚杆布置在两帮底板向上200mm处,与水平成15°俯角施打。
料石底拱净矢高1000mm。
附图3-7 6-6断面图。
(4)7-7断面:
采用B×H=3800mm×3200mm的直墙三心拱形断面,S荒=,S净=m2;工程量为385米。
支护形式为锚网喷锚梁支护,两帮锚杆间排距为@=1200mm×900mm,顶腮锚杆间排距为@=650mm×650mm,锚梁间排距为1000mm,每组锚梁3组锚杆固定,喷浆厚度120mm;底脚锚杆在复喷后施打,底脚锚杆布置在两帮底板向上150mm处,与水平成15°俯角施打。
根据现场情况确定是否架设U型钢棚加固,U型钢棚间距1000mm,U型钢棚底脚锚杆布置在两帮底板向上200mm处,与水平成15°俯角施打。
附图3-8 7-7断面图。
(5)躲避硐采用B×H=2000mm×2000mm直墙半圆拱形断面,深度为不小于1500mm,S荒=,S净=;在行人侧每隔40米施工躲避硐,支护形式同施工段巷道帮部。
附图3-9 躲避硐断面图。
如需改变支护形式或支护材料时,另行编制补充措施,经审批后贯彻执行。
2、附表三 巷道特征表。
项目
断面
岩层硬度(f)
荒断面(m2)
净断面(m2)
巷道方位(度)
巷道坡度(度)
锚杆间排距(mm)
喷砼厚度(mm)
2-2
0~-12
650×650
1200×900
100~120
3-3
约11
650×650
100~120
6-6
0
800×800
650×650
130~150
7-7
0
800×800
650×650
130~150
躲避硐
垂直巷道
0
650×650
100~120
表三巷道特征表
二、锚杆长度及间排距的计算:
按悬吊理论计算锚杆参数:
1、锚杆长度计算:
L=KH+L1+L2
式中:
L—锚杆长度,米;H—冒落拱高度,米;K—安全系数,一般取K=2;L1—锚杆锚入稳定岩层的深度,一般按经验取米;L2—锚杆在巷道中的外露长度,一般取米;
其中:
H=B/2f=(2×)=米
式中:
B—巷道开掘宽度,取米;f—岩石坚固性系数,煤1取;则L=2×++=(米)。
因此,锚杆长度取2250mm满足要求。
2、锚杆间距、排距计算,通常间排距相等,取A:
A=Q/KHr。
式中:
A—锚杆间排距,米;Q—锚杆设计锚固力,60KN/根;H—冒落拱高度,取米;r—被悬吊煤1的重力密度,取米3;K—安全系数,一般取K=2;
A=60/(2××)=米。
通过以上计算,选用MSGLD-335/18×2250mm螺纹钢锚杆,锚杆间排距选取@=650mm×650mm,满足要求。
三、支护方式:
(一)临时支护:
巷道掘进采用前探梁做为顶板临时支护,采用腰梁做为迎脸临时支护。
1、前探梁安装方法:
前探梁由D89×4钢管制作,长度不小于2500mm;套管(梁环)由D108×4无缝钢管制作,长度不小于200mm。
施工前,首先班组长指定专人监护,站在顶板完好、退路畅通的安全地点用专用敲帮问顶工具进行敲帮问顶工作,包括对正迎头的敲问,确认无安全隐患后方可进入迎头,进行架设前探梁工作,前探梁上预托网。
每架前探梁由1个套管固定,套管分别安装在靠近迎头的锚杆上,前探梁前端距迎头不大于150mm,后端探出套管长度不小于500mm。
前探梁支设方法:
敲帮问顶确认安全后,先安装套管,安设前探梁套管的锚杆为巷道顶板支护锚杆,螺纹钢锚杆的锚固力不小于60KN/根。
安设前探梁套管前,使用力矩扳手或风动扳手检查锚杆质量,发现紧锚杆螺丝帽时锚杆有拉出等质量不合格问题时,不得采用该锚杆安设套管。
前探梁套管安装在顶板锚杆上必须确保锚杆外露长度不少于1丝。
套管安设后,然后穿入前探梁,前探梁通过套管实现前后移动,铺设金属网人员站在有锚网支护的顶板下,在前探梁上铺设一张金属网,金属网伸入没有支护的顶板下,随前探梁前移至与顶板支护金属网搭接100mm处,并将金属网连好,再继续向前铺设金属网和连网,至前探梁移至距迎脸岩层不大于150mm处。
由后向前用道木、背板背实背牢,先在套管后端背一背板,然后在套管前端背上三道道木、背板,最后用木楔子将套管后端背板刹紧。
先安设中间的一根前探梁,再安设两边的前探梁。
前探梁间距(中一中)为不大于1300mm,不小于1200mm。
前探梁数量不少于3根,(巷道宽度大于4500mm时,前探梁数量不少于5根)。
前探梁安设好后,在前探梁的掩护下打顶部锚杆孔。
施工人员严禁进入没有前探梁临时支护的顶板下作业。
锚梁紧跟迎头无法采用锚杆吊挂的前探梁套管时,可以使用锚梁吊挂前探梁套管,吊挂销子采用Ф18圆钢,两端外露不小于50mm。
锚梁吊挂前探梁套管采用两根Ф18圆钢和长度不小于200mm的D108×4钢管加工,D108×4钢管两端分别焊接一根Ф18圆钢,Ф18圆钢弯成弧型并将两端头焊接到D108×4钢管上。
2、前探梁撤除方法:
在前探梁掩护下,将顶腮锚杆施打完毕后,撤除前探梁。
撤除前探梁时,将背设前探梁的木楔子、道木、背板逐块撤除,再将前探梁从套管中移出,并将前探梁及背板运至后方巷道码放整齐(综掘机施工时,将前探梁安放在综掘机的材料架上)
附图3-10前探梁临时支护平、断面示意图
3、腰梁安装方法:
顶腮锚杆完成后,撤除前探梁,施打迎脸上部的第一架腰梁,腰梁采用D108×4钢管和D73×4钢管套接而成,套接长度不小于500mm,由插入两帮的两个腰梁环子固定,腰梁环长度为1300~1500mm,插入煤岩为1100~1300mm,外露部分不小于100mm,不大于200mm,插入煤岩部分不得里高外低。
第一道腰梁距离巷道顶板1000~1300mm,依次向下间距为1000~1300mm,腰梁与迎脸之间用背板背实刹紧。
然后施打两帮上部锚杆挂网,最后进行扒矸工作,待达到设计深度后,停止迎头扒矸,施打迎脸第二架腰梁,该腰梁与第一架腰梁间距为1000~1300mm,两架腰梁与迎脸之间空隙用木板背实刹紧,大板必须接顶。
腰梁背设大板时,底板不大于500mm,大板可以进行搭接,且搭接长度不得小于200mm。
4、腰梁撤除方法:
拆除迎头腰梁时,必须自上而下逐架拆除,敲问后,先撤除上部一架腰梁的木楔子并松动背板,随拆随对迎头进行敲问,敲落浮矸、危岩;每撤除一架腰梁后,撤除松动的背板;待腰梁全部撤除后,对迎头进行全面敲问工作确认无安全隐患后。
方可组织人员进入迎头进行放炮连线等工作。
工作过程中必须由班长或一名有经验的老工人,站在退路畅通的安全地点进行监护,发现险情及时示警,施工人员听到险情示警,立即撤离迎头,撤到安全地点。
附图3-11腰梁临时支护断面示意图。
(二)永久支护确定:
用经验类比法确定1108运输巷及切眼永久支护。
1108工作面的北部为已经回采完毕的1106工作面。
1106工作面材料巷、运输巷及切眼,永久支护形式均为锚网喷支护、局部锚网喷锚梁支护,联络巷段锚网喷锚梁支护,局部锚网喷锚梁支护架设U型钢棚加强支护,巷道状况良好。
1108运输巷及切眼的地质条件1106工作面基本相似,因此,确定1108运输巷及切眼永久支护形式采用锚网喷支护、局部锚网喷锚梁支护,联络巷采用锚网喷锚梁支护、局部采用锚网喷锚梁支护架设U型钢棚加强支护。
压力显现段根据现场情况编制补充措施加强支护。
(三)锚网喷工程质量规定:
1、锚杆必须做拉力试验,炮掘巷道每24米检查一组,综掘巷道每50米检查一组每组检查不少于6根。
顶板2根、两帮各2根,并做好记录和向有关部门汇报。
2、对喷体应做厚度和强度检查,并有检查和实验记录,在井下做锚固力实验时,必须在《锚杆拉力计使用安全技术措施》指导下进行。
附表四锚网喷支护巷道工程质量规定
项目
质量标准(mm)
部位
巷道规格及名称(mm)
2-2断面
3-3断面
6-6断面
巷巷道净宽
左帮
0~+100
拱基线
1800
1800
2500
墙中
1800
1800
2500
墙角
1800
1800
2500
右帮
拱基线
1800
1800
2500
墙中
1800
1800
2500
墙角
1800
1800
2500
巷道
净高
0~+100
腰线至拱顶
1700
2000
2150
腰线下
1500
1500
1500
锚固力(KN)
拱
不小于60
不小于60
不小于60
两帮
不小于60
不小于60
不小于60
喷射厚度
墙
0~-20
左
100~120
100~120
130~150
右
100~120
100~120
130~150
拱
0~-20
左
100~120
100~120
130~150
右
100~120
100~120
130~150
锚杆
布置
±50
拱
650×650
650×650
里层800×800
外层650×650
左
1200×900
650×650
右
1200×900
650×650
锚杆规格
顶部
Ф18L2250
Ф18L2250
Ф18L2250
帮部
Ф18L2250
Ф18L2250
Ф18L2250
底脚锚杆
Ф18L2250
Ф18L2250
Ф18L2250
锚梁锚杆
Ф18L2250
Ф18L2250
Ф18L2250
锚杆安装
人工安装、紧贴巷壁。
喷射质量
喷射均匀,无裂隙,表面圆滑平整。
锚杆距迎头
不大于米。
初喷距迎头
不大于当班循环进尺。
复喷至迎头
炮掘不大于27米、综掘不大于50米。
锚梁施打质量
锚梁间距允许误差±100mm,锚梁两端水平误差<50mm。
锚梁扭距误差<100mm。
表四锚网喷支护巷道工程质量规定
续表四锚网喷支护巷道工程质量规定
项目
质量标准(mm)
部位
巷道规格及名称(mm)
7-7断面
躲避硐断面
巷道净宽
左帮
0~+100
拱基线
1900
1000
墙中
1900
1000
墙角
1900
1000
右帮
拱基线
1900
1000
墙中
1900
1000
墙角
1900
1000
巷道
净高
0~+100
腰线至拱顶
1700
500
腰线下
1500
1500
锚固力(KN)
拱
不小于60
不小于60
两帮
不小于60
不小于60
喷射厚度
墙
0~-20
左
100~120
100~120
右
100~120
100~120
拱
0~-20
左
100~120
100~120
右
100~120
100~120
锚杆
布置
±50
拱
650×650
650×650
左
1200×900
650×650
右
1200×900
650×650
锚杆规格
顶部
Ф18L2250
Ф18L2250
帮部
Ф18L2250
Ф18L2250
底脚锚杆
Ф18L2250
Ф18L2250
锚梁锚杆
Ф18L2250
Ф18L2250
锚杆安装
人工安装、紧贴巷壁。
喷射质量
喷射均匀,无裂隙,表面圆滑平整。
锚杆距迎头
不大于米。
初喷距迎头
不大于当班循环进尺。
复喷至迎头
炮掘不大于27米、综掘不大于50米。
锚梁施打质量
锚梁间距允许误差±100mm,锚梁两端水平误差<50mm。
锚梁扭距误差<100mm。
第四节 支护工艺
一、支护材料及支护参数
1、锚杆:
2-2断面、3-3断面、6-6断面、7-7断面及躲避硐均采用MSGLD-335/18×2250螺纹钢锚杆;锚杆间排距为:
2-2断面及7-7断面顶板锚杆间排距为@=650mm×650mm,两帮锚杆间排距为@=1200mm×900mm;3-3断面锚杆间排距均为@=650mm×650mm;6-6断面为双层锚网喷,一次锚网锚杆间排距为@=800mm×800mm,二次锚网锚杆间排距为@=650mm×650mm。
躲避硐锚杆同该处巷道支护锚杆。
锚梁锚杆:
6-6断面采用10根锚杆固定,其余断面采用6根锚杆固定。
锚杆为MSGLD/18×2250mm螺纹钢锚杆固定。
底脚锚杆均采用MSGLD/18×2250螺纹钢锚杆,底脚锚杆间距为1000mm。
2、药卷:
每根螺纹钢锚杆均采用一支MSK/23600树脂药卷锚固。
3、金属网:
采用Φ4mm冷拔钢筋加工而成,规格1800mm×1000mm或2000mm×1100mm,也可根据现场掘进循环进尺确定,网格为100mm×100mm,全断面敷挂。
金属网与金属网之间搭接长度为100mm,每隔300mm用双股12#铁丝连网一道。