1302工作面开切眼作业规程新版Word文件下载.docx
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1302工作面切眼导硐及相关硐室3煤赋存稳定,结构简单,含夹矸1-2层,煤层厚度变异系数为42%,煤层厚度6.79~4.13m,平均厚5.67m,为较稳定至稳定煤层;
坚固性系数1.57;
该掘进工作面煤层构造简单,无断层,走向272~289°
,倾向182~199°
,倾角8~12°
,平均10°
。
二、煤层瓦斯涌出量、瓦斯等级、发火期、煤尘爆炸指数:
瓦斯绝对涌出量0.8m3/min。
煤层属易Ⅰ级很容易自燃及Ⅱ级易自燃煤层,自燃发火周期37天。
本区煤层煤尘均具有爆炸性,其岩粉量在55-85%之间,3煤层火焰长度在300mm以上,同时根据区内开采的小煤矿调查资料,各煤层也具有爆炸性,掘进过程中要加强通风及除尘工作,以免酿成生产事故。
地温梯度1.91~2.37℃/百米,正常略-偏高,未发现地热异常现象。
瓦斯等级:
属低瓦斯矿井。
第三节地质构造
1302工作面切眼导硐及相关硐室井下位于煤仓以东1500m,井下标高+291~+329;
设计长度长269m(含硐室),北至1302辅助运输顺槽,切眼位置、上覆及下覆煤层均为实炭区,尚未开采。
该掘进工作面延伸至DF3断层附近,工作面设计迎头位置距DF3断层130~380m,DF3位于三维区北部,走向北西,倾向北东,倾角约67°
,落差0~45m。
延展长度约1500m,属详细查明断层,25-1孔以东可靠性较差,断层附近煤层厚度、倾角和轴部煤岩层硬度、完整性会有很大变化,对巷道掘进可能有一定影响。
第四节水文地质
一、水文地质情况分析:
1、顶底板水
(1)含水层
顶板含水层Ⅴ3:
是首采煤层3煤的直接充水含水层。
表现为西薄东厚、南薄北厚的特点,平均厚5.66m,一般2-6m。
底板含水层Ⅴ4:
主要在井田内北部冲刷区分布,另还有两处分布,21-3孔~21-2孔~22-3孔~22-2孔连线区和25-2孔为中心的分布区,厚度较小,一般1-2m。
根据距离1302辅运顺槽最近的钻孔23-1及22-2、24-2钻孔资料分析:
Ⅴ3含水层下距3煤层6.65-34.69m左右,岩性为粗砂岩、砂砾岩,厚度2.95-8.8m,局部裂隙发育,为弱含水层;
Ⅴ4含水层上距3煤层3.8-12.8m,岩性为中砂岩、粗砂岩、砂砾岩,厚度8.65-12.75m,裂隙发育,为弱含水层。
(2)隔水层
3煤层顶、底板粉砂岩、泥岩,为隔水层。
底板隔水层厚度3.8-12.8m,顶板隔水层厚度6.65-34.69m。
2、钻孔情况
1302工作面切眼导硐附近无任何钻孔。
3、DF3断层导水
工作面设计迎头位置距DF3断层380m,DF3位于三维区北部,走向北西,倾向北东,倾角约67°
延展长度约1500m,属详细查明断层,25-1孔以东可靠性较差,断层附近煤层厚度、倾角和轴部煤岩层硬度、完整性会有很大变化,对巷道掘进顶底板含水层导水性可能有一定影响。
4、1302工作面切眼导硐及相关硐室除了上述充水的因素外,应考虑到降水因素。
井田区属极干旱气候,蒸发量远远大于降水量,不能排除可能出现罕见的暴雨形式的集中降水,易在低洼处形成暂时性水体,通过工作面裂隙等途径,对矿床进行充水的情形。
5、最大涌水量预计:
预计该面正常涌水量3~5m3/h,最大涌水量6~10m3/h。
三、防治水措施:
1、掘进过程中必须坚持“有疑必探,先探后掘”的防治水原则。
2、1302工作面切眼导硐及相关硐室掘进人员应熟知避灾路线和出水征兆等防治水常识,掘进过程中加强水情观测,发现出水或出水征兆立即停止掘进,上报调度室和生产技术部,经分析排除水害威胁后,方可继续掘进。
附图1
第三章危险源评估
1、结合本矿具体的开采技术条件、开拓部署、生产系统、工艺、设备、设施的特点,最终将掘进过程中危险、有害因素分为:
煤尘爆炸、火灾、水害、提升运输伤害、电气伤害、顶板、起重伤害、机械伤害和其他危害等。
2、矿井重大危险源辨识依据
根据国家标准《重大危险源辨识》(GB18218-2000)和《关于开展重大危险源监督管理工作的指导意见》(安监管协调字[2004]56号),矿井有下列情况之一的为重大危险源.
(1)高瓦斯矿井;
(2)煤与瓦斯突出矿井;
(3)有煤尘爆炸危险的矿井;
(4)水文地质条件复杂的矿井;
(5)煤层自然发火期≤6个月的矿井;
(6)地压冲击倾向为中等及以上的矿井。
3、矿井重大危险源识别
根据《关于开展重大危险源监督管理工作的指导意见》(安监管协调字[2004]56号),该矿井有2个条件符合之规定,即:
(1)煤尘
(2)煤层自燃倾向性
3煤层属易Ⅰ级很容易自燃及Ⅱ级易自燃煤层,自燃发火周期37天,3煤层自然发火期≤6个月,故构成重大危险源。
3、矿井重大危险源识别结果
根据以上分析矿结果,3煤层煤尘具有爆炸性、煤层自然发火期≤6个月、已构成矿井重大危险源,应按重大危险源进行监控、管理,防止重大恶性事故的发生。
第四章巷道布置情况及支护说明
第一节巷道布置
1、1302工作面开切眼导硐开口位置在1302胶带输送机顺槽巷道尽头,施工方位角1°
55′12",沿3煤层底板掘进。
施工坡度约为9°
2、巷道采用锚网索梁喷砼+钢筋梯联合支护。
3、根据施工图纸及实地测量,由技术部给定巷道的中线方向、巷道延3煤层底板开门掘进,施工坡度约为9°
;
施工时严格按中线施工。
4、巷道施工过程中根据《大南湖一矿2012-10-31号业务联系单》、《大南湖一矿2012-11-23号业务联系单》安排1302工作面切眼导硐及相关硐室锚网索梁+钢筋梯联合顶板喷砼支护;
帮部采用玻璃钢锚杆支护,顶板采用钢锚杆支护。
附图2:
1302工作面切眼导硐及相关硐室平面图
附图3:
1302工作面切眼导硐及相关硐室断面图
附图4:
1302工作面切眼导硐钢筋梯加工图
附图2
附图3
附图4
附图5
附图6
附图7
附图8
附图9
切眼导硐钢筋梯示意图
第二节支护设计
一、巷道断面
1302工作面切眼导硐及相关硐室设计为矩形断面:
3-3断面荒宽8.5米,荒高3.25米,净宽8.3米,净高3.0米,荒断面积27.6m2,净断面积24.9m2,设计长度206.1米。
4-4断面荒宽9.4米,荒高3.25米,净宽9.2米,净高3.0米,荒断面积30.55m2,净断面积27.6m2,设计长度36.9米。
导硐断面荒宽5.2米,荒高3.25米,净宽5.0米,净高3米,荒断面积16.9m2,净断面积15m2。
倒车硐室2个断面荒宽5.2米,荒高3.4米,净宽5.0米,净高3.2米,荒断面积17.7m2,净断面积16m2,切眼后退150米处胶带顺槽北帮一个设计长度6米,切眼尽头辅助运输顺槽北帮一个设计长度9米。
端头支架安装硐室断面荒宽5.2米,荒高3.4米,净宽5.0米,净高3.2米,荒断面积17.7m2,净断面积16m2,设计长度4米。
泵站硐室断面荒宽4.2米,荒高3.4米,净宽4.0米,净高3.2米,荒断面积14.3m2,净断面积12.8m2,设计长度4米。
采煤机滚筒窝(2个)断面宽3米,高3米,断面积9m2,设计长度1个1.5米。
二、临时支护方式
采用金属前探梁作为临时支护,前探梁为三根φ89mm×
4000mm的钢管,并使用专用卡环固定于树脂锚杆之上。
先将焊接金属网置于上(顶板破碎时先对拱顶部位进行初喷,厚度30~50mm)然后将前探梁伸入空顶区,每根前探梁梁体用3付卡环固定在树脂锚杆上,用背板将顶接实。
临时支护紧跟迎头,严禁空顶作业,最大控顶距1100mm,最小控顶距300mm。
详见附图6;
附图10:
1、掘进完成后,将掘进机截割头落地,各手把打到零位,隔离开关打到零位(队干确认),并设专人监护;
2、闭锁机组上所有急停按扭(主、副司机侧),跟班队干确认停电闭锁;
3、敲帮问顶,敲帮问顶工作应由两名有经验的老工人担任,一人找顶,一人观察顶板,观察顶板的人站在找顶人的侧后面,并且两人都要站在安全地点,要保证后退路线畅通。
用专用工具(3.5米长6分钢管,一头尖,一头扁)对顶、帮进行敲击,敲打点与对点的距离不超过600㎜,凿掉所有的活煤活矸,发现声音异常时必须及时使采取相对应措施进行处理,在敲帮问顶过程中其他人员不得进入敲帮问顶区进行监护,发现问题立即处理;
4、利用一块宽度不少于300㎜,厚度不少于50㎜的木板放在掘进机护罩和梯子上作为工作平台,由班组长站在工作平台上迅速将将前探梁迅速平行穿移至工作面,紧贴工作面顶板,打好前探梁防退销(防止前探梁向后滑移必须保证每根前探梁上至少有一个防退销或开口销吃劲,前探梁的悬臂段不得大于1.1米);
5、在最后一排永久支护与临时支护中间上一木板;
6、然后撤出人员,将掘进机退离工作面5米以外,截割头落地并上好护罩,隔离开关打到零位并闭锁一运、二运急停按钮,人员清理好安全退路;
7、人员在作业过程中必须随时观察护顶板的状况,防止坠落伤人;
8、这样便完成了对迎头的临时支护,跟班队干对临时支护情况检查合格后,方可进行下一歩工序。
三、永久支护
1302工作面切眼导硐及相关硐室采用锚网索梁喷+钢筋梯联合支护,巷道断面呈矩形,由于断面跨度过大采用分两部分施工法施工,首先施工导硐待导硐施工完毕后再施工切眼。
根据要求取导硐断面为例使用下列支护参数。
1、顶板支护:
锚杆:
采用左旋无纵筋等强度螺纹钢锚杆,规格为Φ20×
2500㎜。
锚固方式:
每根锚杆使用两支CK2335树脂锚固剂锚固,锚杆抗拔力不低于85KN;
锚杆托盘规格:
托盘规格为150×
150×
8mm;
锚杆角度:
靠近巷帮的顶锚杆安设角度为与垂线成650~700外偏角,其它顶锚杆垂直顶板打设。
网片规格:
采用金属网护顶,网片采用Φ6.5mmQ235圆钢焊接而成,网格为100×
100㎜,网片规格2000×
1000mm,网片联结方式为搭接,搭接长度100㎜,采用12﹟铁丝连接,间距200mm;
锚杆布置:
锚杆间距800mm,排距900mm,±
100mm。
钢筋梯规格:
(详见附图8:
钢筋梯加工图)
锚索梁:
[16#,L=2400mm,眼距2000mm,一梁两索;
锚索:
直径为:
17.8mm,长度为:
8300mm,每根锚索使用5支CK2335树脂锚固剂锚固,锚索抗拔力不低于200KN;
锚索内嵌托盘:
托盘规格100×
100×
10mm;
锚索梁布置:
间距1500mm,排距(梁头对梁头)2000mm,±
200㎜,由巷道中心向两帮布置。
喷砼:
采用强度C20喷砼,喷射厚度为50mm。
2、巷帮支护:
西帮采用玻璃钢锚杆、Φ150㎜圆形玻璃钢托盘,规格为Φ20×
东帮采用左旋无纵筋等强度螺纹钢锚杆,规格为Φ20×
2500㎜,托盘规格为150×
8mm。
每根锚杆使用3支CK2350树脂锚固剂锚固,锚杆抗拔力不低于50KN;
100mm,每排8根锚杆。
靠近顶板的两根锚杆与巷帮向上呈20°
-30°
,靠近底板的两根锚杆与巷帮向下呈40°
-50°
,其它帮锚杆垂直巷帮。
φ12mm×
2750mm×
70mm(详见钢筋梯加工图)。
巷道两帮不进行喷浆。
3、底板:
巷道底板采用现浇砼进行铺底,强度为C30,厚度为150mm。
铺底时另行编制施工安全技术措施。
附图11:
附图12:
四、锚杆支护参数计算
根据设计院设计,确定巷道采用矩形断面,采用锚网索喷+钢筋梯联合支护作为巷道的永久支护方式。
支护材料为等强度树脂锚杆、冷拔钢筋网,喷射混凝土,锚杆排距均拟定为800mm,间距均拟定为800mm,顶板喷砼厚度50mm。
支护参数设计:
1、锚杆长度计算:
L=KH+L1+L2
式中:
L—锚杆长度,m;
H—冒落拱高度,m;
K—安全系数,一般取K=1.5;
L1—锚杆锚入稳定岩层的深度,一般按经验取0.5m;
L2—锚杆在巷道中的外露长度,一般取0.1m;
其中:
H=B/2f(m)
B—巷道开掘宽度,取5.2m,则H=1.087m
f—岩石坚固性系数,砂岩取2.3;
则L=1.5×
1.087+0.5+0.1=2.235(m);
2、锚杆间距、排距计算,通常间排距相等,取a;
a=Q/(KHr)
a—锚杆间排距,m;
Q—锚杆设计锚固力,85kN/根;
H—冒落拱高度取0.975m;
K—安全系数,一般取K=2;
r—被悬吊砂岩的重力密度,取25.48kN/m3;
a=85/(2×
0.975×
25.48)=1.308(m);
通过以上计算,选用直径22mm,长度2500mm的等强度螺纹钢锚杆,锚固力85kN/根,锚杆间距为800mm,排距为800mm;
锚杆距迎头不超过800mm,全断面挂网,锚网距离巷道底板不大于350mm。
当遇顶帮围岩破碎时,必须采取随掘随锚网喷、永久支护紧跟迎头的施工方法。
喷浆后对喷砼洒水养护不少于28天。
第三节支护工艺
一、锚杆(锚索)施工工艺
1、顶锚杆施工工艺
(1)锚杆应紧跟掘进头及时支护,最大空顶距1.1m。
打锚杆前按规定敲帮问顶并打设临时支护
(2)锚杆孔采用MQT130风动锚杆机完成。
先用1.0m的短钻杆,后换2.5m的长钻杆,采用28mm钻头。
钻孔时锚杆机升起,使钻头插入相应的金属网孔中,然后开动锚杆机进行钻孔。
孔深要求为2400mm允许偏差0~+50mm,锚杆外露长度不大于50mm,并保证钻孔角度。
钻头钻到预定孔深后下缩锚杆机,同时清孔,清除煤粉和泥浆。
(3)、具体安装步骤:
①站在工作平台上,放入树脂药卷。
锚杆杆体套上托板及带上螺母,杆尾通过安装器与锚杆机机头联接,杆端插入已装好树脂药卷的钻孔中,升起锚杆机,将孔口处的药卷送入孔底。
②把树脂药卷和锚杆推入规定的孔位,锚杆杆体戴上托盘、螺母,利用锚杆和锚杆搅拌器通过锚杆机的上推力把树脂药卷推入孔内,直到锚杆托盘离顶板10mm左右,注意在上推树脂药卷时尽量不要旋转,严禁把托盘紧紧压在顶板上。
③完成第2步后,迅速旋转锚杆搅拌15-20秒(旋转搅拌时不要施加上推力),然后顺势上推锚杆使托盘紧贴顶板。
④完成搅拌时停止60秒左右让药卷充分凝固。
⑤上紧螺母:
旋转搅拌器上紧螺母。
在紧螺母时应给最大扭矩而不要施加上推力以最大限度的上紧螺母。
⑥用扭矩放大器或手动加长扳手、风动扳手,进一步上紧螺母,达到规定的安装应力。
⑦锚杆安装可以总结为:
一推(推药卷至钻孔规定位置),二转(旋转搅拌药卷),三等(等药卷凝固),四紧(紧固螺母)。
2、锚索安装
钻孔深度大于锚索长度(从托盘到锚索前端的距离)30~50mm。
钻孔打好后,轻轻将选定的锚固剂推入钻孔,要确保不使锚固剂外壳破裂。
用安装好垫圈和托盘的锚索将锚固剂缓缓推入钻孔,直至推不动为止。
将预先安装在钻机上锚索搅拌器跟锚索的尾部连接,快速搅拌锚固剂,搅拌锚固剂的同时钻机推力要最大。
锚固剂搅拌时间为25~30秒,搅拌锚固剂停止时要确保锚索梁靠近岩面。
锚固剂搅拌完毕后15~20分钟后,用锚索涨拉器拉紧锚索,锚索预应力要达到200KN。
锚索外露长度要控制在200—300mm之间。
3、帮锚杆施工工艺
帮锚杆安装过程同顶锚杆,帮锚杆可以滞后工作面一排打设,帮底角锚杆必须滞后工作面两排打设,(煤质酥软时,帮锚杆紧跟迎头,底角锚杆仍然滞后两排)。
二、锚杆安装质量检查标准:
合格的锚杆安装应该满足下列准:
锚杆外露长度:
不大于50mm。
用扭矩扳手检验,顶帮锚杆扭矩不能低于100N.m。
三、喷射混凝土施工工艺:
1、喷射混凝土
1)材料的选用:
喷射混凝土水泥使用P.O42.5级,砂子为中粗石英砂,碎石粒径不大于10mm,砂子过筛,混凝土强度C20,配合比为水泥:
砂:
石子=1:
2:
2(重量比)。
速凝剂型号为711型,掺入量一般为水泥的2~4%,喷淋水区时,可酌情加大速凝剂掺入量,速凝剂必须在喷浆机上料口均匀加入。
遇到出水大时可先导水后喷浆。
2)混合料搅拌使用人工拌料。
3)混和料要随拌随用,不掺速凝剂时存放时间不超2h,掺加速凝剂后存放时间不得超过20min。
4)速凝剂掺量为3%~5%。
混凝土初凝时间不大于5min,终凝时间不大于10min。
5)喷射前要做好敲帮问顶工作,除去活石、浮石,用高压风水冲洗岩壁,要埋设控制厚度的标桩。
6)喷头距喷射面距离0.6~1.0m为宜。
喷射角度10°
~15°
下俯为宜。
7)喷射时控制好风压、水压,一般水压应比风压大0.1Mpa左右。
8)喷射时应控制好水灰比,使混凝土表面润湿光泽,无干斑或滑移流淌现象。
发现混凝土表面干燥松散,下坠、滑移或裂纹时,应及时清除补喷。
9)喷射混凝土在终凝2h后应洒水养护,同一混凝土区域内洒水养护期不得少于7d。
2、工艺流程
1)工艺流程:
敲帮问顶找掉浮煤活矸—处理锚杆、整理网片—冲洗巷道—搅拌砼料—喷砼—喷水养护。
2)喷砼顺序:
先凹后凸,自下而上,逐段进行。
3、操作步骤
1)开机操作步骤:
开压风-给水-送电开机-调整风压、水压-上料-喷射砼。
2)正常停机操作步骤:
停止上料-停电停机-关水-关风。
3)喷射管路发生堵塞故障时:
先立即停机-关水-再停风-查明原因进行处理。
4、喷射轨迹
喷射顶部时喷枪运行轨迹为:
螺旋状,一圈压半圈地均匀缓慢移动,轨迹直径为200㎜左右。
5、上料
1)上料工要听从喷射机司机的指挥,喷射机运转正常后,方可将搅拌好的混合料人工用铁锹装到喷射机料斗内。
2)上料时要将料缓慢地放入喷射机的料斗里,不得往料斗上扬料。
3)正常喷射过程中,上料要连续均匀,料斗内应始终保持足够数量的存料。
4)不能强行提高喂料速度,防止上料过多造成喷射机负荷过大。
5)速凝剂掺入时要按比例均匀加入。
6)停机前应先停止上料。
6、喷射砼质量标准及检验标准
1)喷射混凝土要均匀,无裂隙,无“穿裙、赤脚”现象。
2)各种原材料的规格、材质必须符合设计要求。
3)喷砼检验标准
喷层厚度:
合格率不小于设计的90%,表面平整度小于或等于50mm。
巷道净宽:
合格-50~+150mm。
巷道净高:
合格-50~+200mm。
7、收尾工作
1)工作结束后,关闭风水阀,卸开喷头,清理水环和喷射机。
2)料管及风水管送到固定点盘放好。
3)对喷射质量不合格的地点要做出明显标记,下次作业补喷。
4)喷砼结束时拌料必须用完,并搞好作业区段的文明生产。
第五章施工工艺
第一节施工方法
1302工作面切眼导洞及相关硐室考虑到断面施工跨度大,采用先施工导硐的方法施工,待导硐施工完成后再施工切眼,1302工作面切眼导洞及相关硐室导硐在1302胶带输送机顺槽巷道尽头距3煤胶带输送大巷中心平距1491.322米,按方位角1°
55′12″开门,沿3煤层底板掘进;
巷道采用综掘机掘进,采用SSJ-800/2×
45型皮带运输煤矸。
第二节作业方式
一、1302工作面切眼导硐及相关硐室采用160综掘机掘进。
要求按设计尺寸施工,保证成形质量。
不得超挖或欠挖。
巷道掘进尺寸与设计尺寸允许误差0—200mm。
为保证巷道成形质量,掘进机割煤时应先由左帮开始,首先用炮头找到煤层顶板,然后由左帮从下到上一次割出左帮轮廓,然后顶部由左到右割出顶板轮廓,右帮应由上至下割出右帮轮廓,一定要先按巷道尺寸将帮顶与中部煤(岩)体分离,并且掘进机炮头旋转方向应是压煤方向。
如巷道断面较大,可分两部分割煤,割煤顺序同上。
工作面迎头煤墙要成倾斜状,严禁出现伞檐;
活矸、活煤要及时处理。
割煤完成后,应尽可能将浮煤清理干净,特别是两帮附近的浮煤,以防造成帮托梁安装困难和底角锚杆安装困难。
二、机掘工艺流程:
安全检查→延伸皮带→割煤、岩(出料)→安监、临时支护→挂网→打眼、清孔→安装树脂药卷和锚杆→搅拌树脂药卷→等待1min左右→安装钢筋梯→拧紧螺母安装其它帮锚杆、、钢筋梯、打设安装锚索梁→验收合格后进入下一循环。
1)安全检查:
对工作面的支护情况、瓦斯、通风进行检查,无异常后方可施工。
2)延伸皮带:
用掘进机燕尾部挂大链将皮带机尾拖至工作面,完善插架工作。
3)割煤、岩:
掘进机司机按规定程序启动掘进机,根据巷道设计断面尺寸进行切割。
4)安监、临时支护:
巷道成形后,人员站在安全地点,用专用工具敲帮问顶,及时处理活煤活矸,确认无问题后,进行下一步工作。
5)打设顶锚杆:
用专用工具量取距离后,首先打设中部顶锚杆,然后打设其它顶锚杆,挂好并联好顶网。
6)标定
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