回风斜井作业规程.doc
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1、第一章 概 述第一节 概 述一、巷道名称本作业规程掘进的巷道名称为: 1890煤矿二采区工程回风斜井井筒掘进工程。二、掘进目的及用途:担负1890煤矿二采区回风、人员安全出口等任务。 三、巷道设计长度及服务年限:本巷道设计743米,其中表土段40m,基岩段703m。规避硐每40m一个,共18个。巷道掘进断面:19.22-23.1巷道净断面:13.80-16.95坡度:150掘进方式为:炮掘 服 务 年 限:9.34年。四、预计开竣工时间;按协议规定和施工计划安排:预计工期12个月,自2023年7月15日开工,预计2023年7月14日竣工。第二节 编制依据一、采区设计说明书及批准时间采区设计说明
2、书名称为:一八九煤矿二采区设计方案说明书批准时间为:二、地质说明书及批准时间 地质说明书名称为:二采区回风斜井掘进工作面地质说明书批准时间为:三、煤矿安全规程(2023年版带注释)四、煤矿作业规程编制指南 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表井上、下对照关系表:概况煤层名称水平名称采区名称二采区工作面名称回风斜井地面标(m)1839.983工作面标高(m)+1700m+1790地面位置回风斜井井筒位于二采区中部。处在工业广场的西南部,该井筒掘进相应地面为荒山,无房屋等地面建筑及山塘水库河流等水体。所以开掘对地面无影响。井下位置及四邻采掘情况该斜井西北部以6
3、勘探线北西150m留20米保护煤柱为界,东南部以井田境界保护煤柱为界,北部以公路保护煤柱为界,上部以+1800m水平为界,下部+1685m水平为界。根据以往井筒的施工情况看,本井筒施工过程中,无采空区、空巷、积水等情况。第二节 煤 ( 岩 ) 层赋存特性1、采区内1-1号、1-2号、2-1号、2-2号、4号煤层为主采煤层。采区内煤层较集中,各煤层间的层间距不大。煤层厚度变化有其规律性。2、1-1号、1-2号、2-1号、2-2号、4号煤层简介:1-1号煤层厚度0.934.52m,平均2.27m。煤层倾角9-25。1-2号煤层可采厚度0.7011.31m,平均2.98m,煤层倾角925;与下伏2煤
4、层间距5.3427.25m,平均11.58m。2-1号煤层可采厚度0.722.49m,平均1.28m,煤层倾角925。2-2号煤层可采厚度0.8110.66m,平均3.71m,煤层倾角925。与下伏3号煤层间距为22.1551.69m,平均44.15m。3号煤层与下伏4号煤层间距17.5444.38m,平均23.79m。4号煤层可采厚度0.734.02m,平均1.59m,煤层倾角925。与下伏一采区5号煤层间距为26.2856.08m,平均41.28m。瓦斯、煤尘、煤层自然倾向性井田内煤层露头起40m50m深度范围内为风氧化带,150m以下为瓦斯带,地质报告未提供井田内各煤层瓦斯含量。依据重庆
5、煤科院提供资料,二采区参照+1682m水平运料石门揭露4#煤层的瓦斯涌出量资料,按高瓦斯采区考虑。依据地质报告提供资料,煤尘爆炸指数(Vr)一般在2445左右,扑灭火焰的最低岩粉量在2575之间,井田内各煤层的煤尘均具爆炸性。依据地质报告提供资料,井田各煤层浅部风氧化带内,燃点温度306325,自燃指数(T)3339.5,煤层有自燃发火倾向。风氧化带以下煤层燃点温度381402,自燃指数(T)914,煤层不易自燃。第三节 地 质1、本工作面岩层总体构造形态为向南倾斜的单斜构造,赋存条件稳定。2、依据钻孔资料和邻近煤岩揭露情况,石门掘进区域不受断层影响,但受褶曲影响。3、工作面个别点顶板裂隙发育
6、,比较破碎,易出现脱层现象。加强顶部支护。4、施工过程中严格按规定打设探孔。煤层柱状图为:综 合 柱 状 图煤岩性名称柱状厚度煤(岩)性描述2、地质平面图、地质剖面图:第四节 水文地质情况根据以往地质勘探资料对矿井水文描述并结合矿井实际采掘情况来看, 一八九煤矿二采区即将开采的1-1号、1-2号、2-1号、2-2号、4号煤层。其直接充水含水层为八道湾组含煤岩系裂隙含水层。八道湾组含煤岩系裂隙含水层因其富水性较强也许会对井下安全导致危害;地表水艾维尔沟河的渗漏而成为矿床充水的危险水源。第四系中档富水性含水层重要分布在河床及河流两岸和支沟的河谷内,含水层重要为Q4的冲洪积层。主沟含水层一般厚度不超
7、过10m,由砂砾石、卵石及漂石组成。支沟水力坡度大,渗透性强,古河床水量不大,此含水层直接受河水补给,含水层水也向河里排泄,成互补关系,此层水及河水是矿区开采的重要隐患。根据现阶段一八九煤矿实际测水资料(一八九煤矿最大涌水量300m3/h, 最小涌水量260m3/h,)预计二采区正常涌水量230m3/h。第三章 巷道布置及支护第一节 巷道布置一开口位置及施工顺序1、开口位置:井筒方位270,倾角12。井口坐标具体为X=4762242.708 Y=29544499.878 Z=1839.983。2、施工顺序:回风斜井井筒总长度为743m,其中表土段40.0m,基岩段703m,规避硐18个。按照从
8、上往下一次成型施工。图1-2-1 巷道平面、剖面示意图二、中腰线标定1、开口掘进时,地测人员按工作面设计图及时标定中腰线,并有醒目的记,队组严格按照中腰线施工。2、激光仪在使用过程中,队组跟班队干每班开工前进行核算,保证中线的对的使用,如发现激光仪中线偏离,及时告知地测科进行调校。3、激光仪在使用过程中,够100m距离需设立一组检核点,使用最大距离200m。4、过构造(1米以上断层及无炭柱)时,应标定腰线。第二节 矿压观测 一、观测目的根据焦煤集团及1890煤矿安全生产的规定,为了保证工程质量和掌握岩层矿压分布以及巷道围岩的变化情况,要对本巷道进行顶板离层监测、顶和两帮移近量监测、锚杆载荷的监
9、测。二、观测站布置及测点安设(一)顶板离层监测:顶板离层指示仪安装在巷道开口处,巷道顶的中部,以便监测顶板变形的全过程。(二)锚杆承载检测每打300根锚杆选点抽样检测一组,每组检测3根(顶一根,两侧帮各一根)并做好记录,如设计或材料变更时,应另取一组,每组不得少于3根。根据检测结果评判锚杆锚固力和安装质量。螺母拧紧力矩每班必须抽查,所需仪器数量见下表。序号名称及规格数量备注1卷 尺(5m)5把2顶底板位移离层指示仪1个开口处安装一个3液压锚杆拉力计1台4扭 矩 扳 手4个观测仪器一览表:三、观测内容(一)观测顶板离层指示仪刻度值是否有变化,并做记录。(二)观测锚杆受力承载情况:巷道每打300根
10、锚杆随即对巷道顶帮锚杆选点抽样检测一组,进行拉拔实验并进行记录。现使用的锚杆拉拔力计型号为MZ-20型,说明书中拉力与压强对照表为:1MPa5MPa10MPa20MPa30MPa57MPa0.52t2.6 t5.2 t10.4 t15.6 t30 t(三)观测锚杆螺母拧紧力矩情况,可各班用扭矩扳手随即对巷道顶帮锚杆进行检测。序 号观测内容观测目的测量工具1顶板离层监测顶板稳定状况,及时采用安全措施离层指示仪2锚杆受力检测锚杆强度是否合适,以调整密度锚杆拉力计3螺母拧紧力矩检查锚杆安装质量扭矩扳手观测内容、目的及方法见下表:四、观测仪器及使用方法对顶板离层指示仪要实行挂牌管理,在巷道开口顶的中部
11、安设离层指示仪做观测基准点,在观测点旁边挂观测牌板,读取仪器上顶板离层位移数据并记录在牌板上。五、观测时间观测顶板离层位移情况,在安设好观测点后即可进行第一次观测,对距掘进工作面100m以内的测点,天天观测一次,100m以外每周1次。当围岩变形量趋近于平稳后每30天进行一次观测,新设测站与上测站的观测方法和时间同样。第三节 支护设计一、说 明:1、本巷道布置回风斜井井筒总长度为743m,其中表土段40.0m,基岩段703m,规避硐18个。井筒倾角12,方位270。井口坐标具体为X=4762242.708 Y=29544499.878 Z=1839.983。按中、腰线进行掘进。局部也许会碰到破碎
12、,因此在掘进当中要认真执行敲帮问顶制度,严防顶板事故2、井筒断面(一)表土层表土层井筒断面为直墙半圆拱形,表土层又分两个断面。(1)斜井口平巷段一长7m,毛宽5800-5300mm,毛高4100-4800mm,毛断面19.22-23.1。净宽4500mm,净高3500-4250mm。净断面13.80-16.95。(2)斜井口平巷段二长4m,毛宽5800-5300mm,毛高4800mm,毛断面23.1。净宽4500mm,净高4250mm。净断面16.95。(3)井口斜巷长45.0m,毛宽5800-5300mm mm,毛高4800mm,毛断面23.1,净宽4500mm,净高4250mm。净断面16
13、.95。混凝土浇筑厚度450-650mm,浇筑混凝土强度C25-C20,底板铺底:砂浆100mm。水沟靠左帮井筒,净宽*净高300200mm,壁厚100mm。图3-1-3 表土层断面支护示意图(二)基岩层基岩层井筒断面为直墙半圆拱形,毛宽4660mm,毛高4430mm,毛断面17.12。净宽4500mm,净高4250mm。喷射混凝土浇筑厚度80mm,净断面16.95m。铺底:混凝土厚度100mm。规避硐毛宽2100mm,毛高2050mm,深1500mm,毛断面2.74,喷厚50 mm。喷射混凝土强度C20,水沟靠左帮井筒,净宽*净高300200mm,壁厚100mm。图3-1-4基岩层断面支护示
14、意图图3-1-5锚杆分布断面示意图3、巷道允许误差:宽度0+50mm,高度0+50mm二、锚杆支护作用原理1、悬吊作用:用锚杆将直接顶悬挂在坚固的直接顶上。2、组合梁作用:是把层状岩体用锚杆连接并紧固,锚杆把数层薄岩层组合成类似铆钉加固的组合梁,提高了岩层的整体抗弯能力。3、挤压加固拱作用:锚杆通过锚头和垫板对围岩产生压应力,形成组合拱。说明:以上几种理论对于锚杆来说,只有在产生拉应力的前提下才起作用。因此在施工中一定要将螺帽上紧,并将垫板与顶贴实,产生一定的拉应力。一、锚杆、锚索支护参数计算(按断面宽 3.7m,高2.5m计算) 按巷道断面为 3.7 2.5进行验算,采用181800锚杆配合
15、铁托板,锚索采用15.247300进行支护。1、按悬吊作用理论锚杆支护参数的计算(1)锚杆长度L的拟定:L=l1+ l2+ l3式中:l1锚杆外露长度,采用木垫片、铁托板支护,l1取50mm, l2锚杆有效长度。 l2 =B / 2f B巷道跨度,取(明槽段5800mm,暗槽段4660mm) f 普氏岩石坚固性系数,由于直接顶为复合性顶板,取最小值,4.5 l2 =B / 2f=5800/24.5=644.4mm。l2=B / 2f=4660/24.5=517.8mm l2有范围易调查拟定的易碎直接顶厚度(顶板围岩属于、类较稳定或中档稳定围岩,l2取值范围为0.4111.4m)m l3进一步稳
16、定岩层长度,按锚固粘结力(dcl3)等于杆体屈服或拉断承载力(/4d22)而得的公式估算: l3= d2 / 4c=495mm式中:d锚杆直径,18mm; 2 杆体材料的设计抗拉强度,18螺纹钢锚杆设计抗拉强度为550Mpa。 c 锚杆与树脂的粘结强度,螺纹钢取5.0 Mpa。锚杆长度:L= l1+ l2+ l3=50+(411.11400)+495=956.11945 mm所以锚杆采用长度1800 mm可以满足使用规定。(2)按锚杆杆体承载力与等抗拔力强度原则拟定锚杆直径d锚杆锚固力Q等于锚杆杆体承载力P,P=/4d22,由P=Q得:d=1.13Q/t 式中Q 按我矿现场抗拉拔力实验数据取6
17、8600N;t 锚杆杆体材料的设计抗拉强度,按普通低碳钢抗拉强度取值420 Mpa。d=1.13Q/t=1.1368600/420106=0.0144m=14.4mm所以锚杆直径选择为18mm大于14.4mm可满足支护需要。(3)锚杆间排距根据每根锚杆悬吊岩石载荷大小拟定锚杆间距(a)与排距(b)(通常a=b),及锚杆悬吊岩石载荷(G=a2l2)等于锚杆的锚固力(Q)。在考虑安全系数(K)的情况下a=0.028dt /Kl2式中:a锚杆间距,取1m; K锚杆安全系数,一般取K=1.51.8,取最大值1.8; 岩石容重,KN/m3。取25.6 l2 锚杆有效长度:1.8-0.5-0.495=0.
18、805ma=0.02818550/1.825.60.805=1.940m锚杆间排距采用1.1m1.1m,能满足支护规定。(4)锚索长度的拟定根据我矿施工经验,锚索支护使用的钢绞线长度应根据巷道顶板岩性特性来拟定,以保证钢绞线锚固在稳定的岩层中。巷道特性表巷道名称掘进断面净断面水沟断面支护方式锚杆深最大空顶距支护规格岩层断面形状宽墙高全高面积宽墙高全高净面积净宽净高顶帮二采区回风斜井mmmm2mmmm2mmmm白沙半圆拱4662144316954524250060203第三节 支护方式一、临时支护1、支护方式本巷道使用带帽木点柱及金属前探梁两种临时支护方式。(1)、顶板完整时,采用带帽木点柱临时
19、支护。其中木点柱采用原木直径300mm,长度4200mm,并“穿鞋戴帽”。木帽规格长度450mm、宽150mm、厚50mm。使用2根木点柱,在未使用木点柱临时支护前,工作面不得进行任何形式其他工作,在使用带帽木点柱临时支护后,必须打锚杆。不得在前探粱临时支护下进行掘进。(2)、顶板好时,使用金属前探梁作临时支护,前探金属管采用108mm钢管,长度4000mm;吊环用20mm以上圆钢制作,吊环内径130mm,吊环上焊接120120mm(厚度10mm)钢板,钢板中心打孔,孔径根据巷道永久支护的锚杆直径拟定。采用悬吊式前探梁,每根金属管的吊环不得少于2付,锚杆悬吊式前探梁用螺母将吊环固定在工作面已锚
20、固安装好的第一、第三排顶部锚杆上;将金属管穿入吊环中,一端前窜至迎头,上好背板,背板规格为长*宽*厚=1200*150*50mm。用木楔背紧、背牢。 2、支护规定 (1)、炮掘岩巷落渣后,一方面敲帮问顶,找掉伪顶及活煤活渣,及时支护木点柱或前移前探梁、铺联网。 (2)、临时支护时间不超过20分钟。 (3)、梁头必须紧贴煤壁,严禁空顶,前探梁与顶板之间必须背紧背牢。 (4)、前探梁长度4m,使用2根前探梁,分别位于左右第一、三根锚杆上。 (5)、混凝土初喷必须紧跟工作面。3、控顶距离 临时支护控顶距离:顶板完整时为1.8m,顶板不完整时为0.8m。二、永久支护1、表土层 (1)、根据施工图设计规
21、定永久支护采用钢筋砼支护,井筒轴向采用16mm螺纹钢,横向采用12mm螺纹钢,轴向*横向=250*250mm,双层。钢筋砼拱部厚450mm,墙上部厚450mm,墙下部厚650mm,梯形。钢筋砼强度C25。 (2)、表土暗掘段临时支护采用超前探管、锚杆支护,土层稳定性较差时再增长喷砼加强支护。 2、基岩层 (1)、根据施工图设计规定永久支护采用锚网喷支护,喷射砼标号C20,厚度80mm。锚杆体材料为II级螺纹钢锚杆,药卷ck2335型,每孔3卷,锚杆181800mm,间、排距800800mm(100mm);托盘为Q235钢板120120 mm,厚8 mm。网片采用6mmQ235钢筋焊接金属网,网
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