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乌海能源公司平沟煤矿平沟煤矿掘进作业规程乌海能源公司平沟煤矿平沟煤矿掘进作业规程 乌海能源公司平沟煤矿简介 乌海能源公司平沟煤矿位于乌海市海勃湾东南 10km 处，该矿始建于1958 年，先后经过三次技术改造，于 1991 年底建成设计生产能力为 120 万t/a 的矿井，2010 年经国家发改委核定为 180 万 t/a 的矿井。井田面积为16.1km2东西倾斜长 2.52km，走向长 6.4km，由北向南划分为三个盘区，目前集中在盘区开采，盘区正处于恢复阶段。井田开拓方式为斜竖井综合式，主采煤层共 3 层，分别为 9、10、16煤层。全矿共有两个采煤队和两个掘进队、两个开拓队。综采面分别布置于 9、10、16煤层中。瓦斯抽放队负责施工下组煤 1610 及 1611 钻场。 第一章 概况 第一节 概述 1、巷道名称：下组煤 1612 车场、下组煤 1610 及 1612 钻场、钻场回风巷。 2、巷道用途：钻场为 16煤层抽放瓦斯用，回风巷做为打钻时的回风 用。 3、开口位置：下组煤轨道下山 J16 点东 18.66m。 4、巷道设计长度及服务年限： 设计长度：全长 313.5 米。 服务年限：三年 5、预计开竣工时间 本掘进工作面自 2011 年 7 月开工，预计 2011 年 11 月竣工。 1 附：巷道平面布置图。 第二节 编制依据 一、采区设计说明书 编制依据由矿生产技术部门编制，公司相关部门批准的巷道开工设计说明书。 二、地质、水文地质说明书 编制依据由矿生产技术部门编制、矿领导相关部门批准的下组煤 1610 。及 1612 抽放瓦斯钻场及回风巷地质说明书 三、其它技术规范 （2011 版）进行编制。 1、按照煤矿安全规程 2、按照煤矿作业规程编制指南进行编制。 3、依据煤矿相关的法律、法规进行编制。 4、依据平沟煤矿本质安全管理体系风险管理手册进行编制。 5、依据煤矿工人安全技术操作规程指南进行编制。 2 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。表 井上下对照关系情况表 下组煤 1610 及 水平采区 1070 水平 工程名称 1612 抽放瓦斯钻 场 地面标高/m 12511263 井下标高/m 909.839-932.111 地面相对位置建 筑物、小井及其 四斜井口往西 1600 米处，周围无任何建筑物及设施。 它 井下相对位置对 该巷道开口处西为 1611 车场，南为下组煤南部风道。 掘进巷道的影响 对掘进无影响。 邻近采掘情况对 无影响 掘进巷道的影响 第二节 煤层赋存特征 钻场布置在 16煤层内，回风巷由 16煤层穿入 14煤层煤层走向近南北倾向近东西14煤层属稳定可采煤层，结构简单局部有分叉现象，煤层倾角平均 9-10，平均厚度为 0.50m。15层属极不稳定煤层局部可采，16煤层为本区主采区，顶板以砂质泥岩为主，局部为砂岩和泥岩为主、底板为砂质泥岩或细砂岩结构复杂，煤层厚度为 1.852.4m。 3 表 煤层特征情况表 指标 数值 备注 煤层厚度/m 1.85-2.4 煤层倾角（ ） 910 岩层硬度（f） lt3 煤层层理 不发育 煤层节理 不发育 自然发火期 d 二类自然 绝对瓦斯涌出量 1.13 （m3min-1） 煤尘爆炸指数 有爆炸性 地温（） 22 瓦斯含量（m3t-1） 附图：煤岩层综合柱状图 第三节 地质构造 该巷道地质构造为简单型，总体构造为单斜构造，向西倾斜地层产状 266倾角 910掘进范围内无大的断层，岩浆岩侵入体及大型褶曲，在掘进区域内煤层底板有小型波状起伏，对掘进影响不大。 第四节 水文地质 该掘进区段水文地质条件复杂，具体见 16柱状图。 4 第三章 巷道布置及支护说明 第一节 巷道布置 一、巷道布置 该车场开口位于下组煤绞车道 J16 点向东 18.66m，从开口处开始扩帮9m，掘进长度为 108.499m，总工程量为 117.499m。 1610、1612 瓦斯抽放钻场是分别在 1610 皮带巷和 1612 轨道巷内施工掘进。1610 钻场：AB 段坡度为 5，BC 段坡度为 00，CD 段坡度为13.50 。1612 钻场与 1610 钻场施工尺寸相同。 二、巷道断面 下组煤 1612 车场断面： I-I、断面为矩形，掘进宽 4.2m掘进高 3.0mS 掘进12.6m2净 宽 4.0m，净高 2.6m，S 净10.4m2。 -断面为梯形，上掘进宽 3.2m下掘进宽 4.6m，掘进高 3.02m，S 掘进 11.78m2上净宽 2.9m，下净宽 4.2m，净高 2.6m，净9.23m2。 1610 及 1612 钻场断面： 断面：上净宽：2.9m、下净宽 4.2m、净高 2.6m、净断面 9.23 。上掘进宽：3.2m、下掘进宽 4.6m、掘进高 3.02m、掘进断面 11.78 ，施工长度 56.6m。 、-断面：上净宽：3.6m、下净宽 4.9m、净高 2.6m、净断 面 11.05 。上掘进宽：3.9m、下掘进宽 5.3m、掘进高 2.6m、掘进断面 13.89 ，断面施工长度 12m，-断面施工长度 28.4m。 回风巷-断面：上净宽：1.8m、下净宽 2.3m、净高 1.9m、净断面 5 3.89 。上掘进宽：2.1m、下掘进宽 2.7m、掘进高 2.6m、掘进断面 6.24。 施工长度为 48.64m。附：巷道支护断面图 第二节 支护设计 根据地质情况及其开采经验，下组煤 1612 车场设计为矩形和梯形断面巷道，支护方式采用锚喷支护、U 型钢金属棚支护。1610 及 1612 钻场设计为梯形断面巷道，支护方式采用 U 型钢金属棚支护。 一、支护方式： 、临时支护设计： （一） 锚杆支护巷道临时支护采用 2 根长度为 3m，50mm 的钢管结合前探卡子及长度为 3.0m、宽为 0.3m、厚度为 8cm 的 3 块木板进行前探支护。 架棚巷道临时支护采用 18kg/m 长为 2m 的两根铁道、结合棚梁上的四 （每根铁道上 2 个前探卡子）个前探卡子进行前探作业支护。 。 临时支护：最小空顶距 300mm，最大空顶距 1100mm。 、永久支护设计： （二） 1612 车场：-、-断面采用锚杆钢筋网喷浆一体支护两侧顶锚杆分别向两帮岩体倾斜 20即与水平夹角为向上 70其余垂直于顶板进行支护，两帮锚杆分别向顶底岩体倾斜 20即与水平夹角为向上 70其余垂直于两帮进行支护。喷浆厚度为 100 mm。 -断面采用 29kg/mU 型钢金属棚塑料网松木刹杆的支护方式作为永久支护。 瓦斯抽放钻场采用 29Kg/mU 型钢架梯形棚上铺塑料网、 1610 及 1612 钻场： 6松木刹杆进行永久支护。 回风巷采用 11矿用工字钢架梯形棚上铺塑料网、松木刹杆进行永久支护。二、设计方法选择： 根据我矿下组煤 161514层地质情况、16层围岩不稳定，顶帮压力较大，故选用 U 型钢进行支护，U 型钢承受压力大、支撑时间久、易安装不易变形等特点，同时根据我矿 9、10层 U 型钢支护经验数据显示，U 型钢能够有效的控制顶帮压力，所以选用 U 型钢做支护材料是可取的。回风巷是由 16煤层穿入 14煤层，14煤层围岩稳定，煤层结构简单，15煤层围岩不稳定，但煤层较薄压力较小，穿层过程中不受影响，并且巷道断面小采用 11矿用工字钢能够有效的支护顶帮。三、支护参数的选择：一、1612 车场:-、-断面 1、顶锚杆：间距为 0.9m，排距为 0.8m，每排 5 根顶锚杆 2、帮锚杆：间距为 1.0m，排距为 0.8m，每排 3 根帮锚杆 3、锚 索：间距为 2.7m，锚索排距 2.4m，每排 2 根锚索。 4、锚固形式及锚固剂：采用加长锚固形式，树脂卷直径一般应比钻孔直径小于 4-14mm，由于钻孔直径为 28mm，故选择直径为 23mm 的树脂卷。5、按悬吊理论计算锚杆参数： 锚杆长度计算 LKHL1L2 式中：L锚杆长度mm H冒落拱高度，mm K安全系数，一般取 K2 7 L1锚杆锚入稳定岩层的深度，一般按经验取 300mm。 L2锚杆在巷道中的外露长度，一般取 50mm。 其中：HB2f420024525mm 式中：B巷道开掘宽度，取 4200mm f岩石坚固性系数，取 4 则：L2525300501400mm 锚固间距、排距计算：则 a2QKH 式中：a锚杆间排距，mm Q锚杆设计锚固力，64kN/根 K安全系数，一般取 K2 H冒落拱高度，取 525mm 被悬吊岩石的重力密度，取 20kN/m3 a1.725m 施工时的锚杆间距取 900mm，排距取 800mm。 通过以上计算，选用锚杆20mm，L2400mm，间距为 900mm，排距为800mm，是能够符合支护要求的，支护时每排 5 根锚杆。6、锚杆锚固长度：根据锚固力应大于锚杆杆体极限载荷的原则，由锚杆杆体极限载荷和树脂卷与围岩的粘结强度确定锚固段长度 LO： LOPm/2RL 171103/23.14141.210610-3 1.62m 8 式中：Pm设计锚固力，螺旋钢锚杆体极限载荷 171KN R锚孔半径，2R28mm LO锚固长度 L树脂药卷与钻孔壁的粘结度，按煤体考虑，取 1.2MPa 则需要用树脂药卷长度： L（R2R22）/ R12LO （ 142-102）/11.521.62 1.19m. 式中：L需要树脂锚固卷长度 R钻孔半径，R14mm R2锚杆半径，R210mm R1药卷半径，R111.5mm LO锚固长度，LO 1.62m 根据计算所得，锚固剂总长度取 1.2 m/孔，实际施工中，用 S2360 和Z2360 树脂卷各一卷，并将超快端置于眼底。7、锚索长度的确定： LLaLbLcLd 式中： L锚索总长度，m La锚索深入到较稳定岩层的锚固长度，m Lb需要悬吊的不稳定岩层厚度，取 2m Lc上托盘及锚具的厚度，取 0.82m 9 Ld需要外露的张拉长度，取 0.30m 按 GBJ86-1985 要求，锚索锚固长度 La 按下式确定： La（Kd1fa）/4fc 式中： K安全系数，取 K2； d1锚索钢绞线直径，取 15.24mm fa钢绞线抗拉强度，N/mm21920Mpa，合 1883.52N/mm2 fc锚索与锚固剂的粘合强度，取 10N/mm2。 则 La（215.241883.52）/4101.435m 取 La1.44m 则 L1.4420.820.304.56m 根据以上计算和我矿实际地质情况，施工时锚索选用长 7.0m，15.24mm，17股低松驰级的钢绞线。间距 2.7m，排距 2.4m。 5、锚索锚固长度 按锚固剂与围岩（煤）的最小粘结力和锚索的破断载荷估算锚固段长度： LO Pm/2RL （2402103）/（23.14141.2103） 2.26m 式中： Pm设计锚固力，圆钢锚杆体极限载荷 2402KN R锚孔半径，R14mm 10 LO锚固长度 L树脂药卷与钻孔壁的粘结度，按煤体考虑，取 1.2MPa 则需要用树脂药卷长度： L（R2R22/ R12） O L （1427.622/11.52）2.26 2.38m 式中： L需要树脂锚固卷长度 R钻孔半径，R14mm R2锚索半径，R27.62mm R1药卷半径，R111.5mm LO锚固长度，LO 2.26m 在实际施工中，锚固剂总长度为 2.4m/孔，在孔底使用一卷 S2360 双速锚固剂，并将快速端置于眼底，其余 3 卷为 Z2360，共 4 卷。 -断面支护参数的选择： -断面采用 29kg/mU 型钢金属棚塑料网松木刹杆的支护方式作为永久支护。 1、-断面顶部采用 29kg/mU 型钢钢梁全长 3100m，净宽 2.9m，棚梁上每间隔 300mm 布置 1 根规格为（11008050mm）的松木刹杆，上铺塑料网，接顶部分用柳木刹杆进行充填。 2、-断面巷帮采用 29kg/mU 型钢棚腿全长 2.9m。棚距为 800mm腿下部铺垫规格为（250250200mm）的柱鞋进行穿鞋支护。帮网和顶网每 11间隔 20cm 用 14铁丝进行联结。附：巷道支护断面图1610 及 1612 钻场断面支护设计：1、断面 U 型钢棚梁全长 3.1m、棚腿全长 2.9m，棚距 0.8m棚梁上部每隔 300mm 布置一根规格为10005080mm 松木刹杆，刹杆不少于 11根，并用木楔打紧使刹杆与顶板密接，上铺塑料网，且塑料网搭接处每隔200mm 用 14铅丝进行扭结，搭接宽度为 200mm。巷道棚梁两端及两帮棚腿上各安装一根拉杆，棚腿拉杆距底板 0.9m。2、-断面 U 型钢棚梁全长 3.8m、棚腿全长 2.9m，棚距 0.8m棚梁上部每隔 300mm 布置一根规格为10005080mm 松木刹杆，刹杆不少于 14 根，并用木楔打紧使刹杆与顶板密接，上铺塑料网，且塑料网搭接处每隔 200mm 用 14铅丝进行扭结，搭接宽度为 200mm。巷道棚梁两端及两帮棚腿上各安装一根拉杆，棚腿拉杆距底板 0.9m。3、回风巷 11矿工钢棚梁全长 2.1m、净宽 1.8m、棚腿全长 2.1m，棚距 0.8m，棚梁上部每隔 300mm 布置一根规格为10005080mm 松木刹杆，刹杆不少于 6 根，并用木楔打紧使刹杆与顶板密接，上铺塑料网，且塑料网搭接处每隔 200mm 用 14铅丝进行扭结，搭接宽度为 200mm。工作面 10 米范围内两帮安装防倒拉杆。 第三节 支护工艺 一、支护材料： 、顶锚杆：20mm，L2.40m 的左旋螺纹钢锚杆。 、帮锚杆：18mm，L1.8m 的圆钢筋普通锚杆。 12 、锚杆托板：锚杆托板的承载能力应与锚杆的力学性能相适应，使 用中间突出的 1001008mm，中孔22mm 的方碟形钢托板，配套半 球形导向球使用。 、锚梁：用14mm 的圆钢焊制而成的钢筋梯子梁，梁长 2.6m；在 锚杆位置均焊有 70mm 长横撑格，即锚杆卡栏。 、锚固剂：S2360、Z2360 型树脂锚固剂。 、钢筋网：为6mm 钢筋焊接成网格为 7070mm 的矩形金属网。规 （4200850）mm，钢筋网加工时前端留有 5cm 扭结边，施工中必须格为：用专用扳手将钢筋网与上一排网扭结牢固，并将焊接边紧贴顶板。 、金属网：为2.8mm 铅丝编制成网格为 5050mm 的菱形金属网， 网与网要搭接 20cm，搭接处每 25cm 用铅丝扭结好。 、锚索支护材料规格 锚 索：15.24mm7000mm 钢绞线 锚索托板：30030010mm 锚 索 梁：L3.1m（净口 2.7m，12槽钢） 、架棚支护材料规格 棚 腿：为 29kg/m U 型钢长度为 2900mm 棚 梁：为 29kg/m U 型钢长度为 3100mm 及 3800mm。 回风巷棚梁、棚腿：11矿用工字钢 松木刹杆： （1000mm50mm80mm） （长宽厚） 柳木刹杆： （1200mm100mm50mm） （长宽厚） 柱 （200mm200mm150mm） 鞋:（长宽厚） 13 二、锚杆安装工艺： 打锚杆眼 打眼前，首先严格按中、腰线检查巷道断面规格，不符合设计要求时必须先进行处理；打眼前要先按照由外向里、先顶后帮的顺序检查顶帮，找掉活矸危岩，确认安全后方可作业。锚杆眼位置要准确，眼位误差不得超过100mm，眼向误差不得大于 15。锚杆眼深度应与锚杆长度相匹配，打眼时应在钻杆上做好标志，严格按锚杆长度打锚杆眼，打眼应按由外向里，先顶后帮的顺序依次进行。 安装锚杆 安装前应将锚杆孔吹洗干净，然后把 2 卷树脂锚固剂送入眼底。随后将锚杆插入锚杆眼内，使锚杆顶住锚固剂，外端头套上螺帽，用带有专用套筒的锚杆机卡位螺帽，开动锚动机，使锚杆机带动杆体旋转将锚杆旋入树脂锚固剂，对锚固剂进行搅拌，直至锚杆达到设计深度，方可撤去锚杆安装机。搅拌旋转 35S 后，卸下螺帽，上好托盘，拧上螺帽。12min 后，拧紧螺帽给锚杆施加一定预紧力，拧紧力矩不少于 100Nm，锚杆托盘要紧贴岩面。锚杆外露段长不得大于 50mm。 二、喷浆工艺 喷浆：喷浆工作应滞后掘进工作面 30 米。 喷浆材料：水泥：普通硅酸盐水泥 425（32.5） 沙子：为中、粗沙 水泥：沙子：水 1：2：2 准备工作 14 喷射前首先要检查锚杆是否有松动现象，清理喷射现场的矸石杂物，接好风、水管路，辅料管路要平直，不得有急弯，接头要严密，不得漏风，检查喷浆机是否完好，并送电空载试运转，紧固好摩擦板，不得出现漏风现象，发现问题应及时处理。喷射前必须用高压风水冲洗岩面，在巷道拱顶和两帮拉绳安设喷厚标志。喷射人员佩戴好安全有效的劳保用品。 喷浆的工艺要求喷射顺序为先帮后顶，从帮顶开始自上而下进行，喷枪头与受喷面应尽量保持垂直，最小不得小于 75，喷枪与受喷面的距离以 1.0-1.2m 为宜，操作时应使喷头沿螺旋形轨迹运行，一圈压半圈并均匀缓慢移动。供风压力为 0.4Mpa水压应比风压高 0.1Mpa 左右，加水量凭射手的经验加以控制，最合适的水灰比是 0.4-0.5 之间。喷射过程中应根据出料量的变化及时调整给水量，保证水灰比准确，要使喷射的灰浆无斑，无流淌，粘着力强，回弹料少，一次喷射厚度在 30-50mm，并要及时复喷，复喷时间间隔超过2h 时，应用高压水重新冲洗受喷面。加入速凝剂，必须随喷随掺，不得提前掺入料中。 喷射工作 喷射工作开始前，应首先在喷射地点铺上旧胶带，以便收集回弹料，