1、地面标高1450-1580m井下标高1050-1060m地面的相对位置建筑物、小井及其他无井下相对位置对掘进巷道的影响邻近采掘情况对掘进巷道的影响第二节 煤（岩）层赋存特征该巷道布置在2#煤层中，位于山西组中下部，东西走向，南北倾向，倾角0-13，煤岩层物理性质特征和赋存情况：该工作面厚度比较稳定，煤层平均厚度3 m，煤层中普遍存在一层夹矸，大约0.150.5m，煤层容重1.35t/m。 煤岩层特征表 指 标单 位参 数备 注煤层厚度（最大+最小平均）m煤层倾角（最大+最小平均）（）煤层硬度f1.5煤层层理（发育程度）较为发育煤层节理（发育程度）自然发火期d180绝对瓦斯涌出量mmin-16.
2、84相对瓦斯涌出量t-13.69煤尘爆炸指数（%）20地 温煤层顶底板情况表顶底板名称岩 性厚 度顶板基本顶砂岩、细粒砂岩710m直接顶页岩45m伪顶底板直接底砂质泥岩2.03.0m基本底粉砂岩3-5m附图2-2-2 综合柱状图第3节 地质构造地质构造分析：掘进工作面的掘进过程中可能会伴随断层的出露，落差0.8-7m，因该工作面掘进可能揭露断层，煤层会受断层影响，局部地段煤层变软，节理发育，出现顶板破碎情况，因此在掘进过程中应随时关注顶板变化情况，加强顶板管理。2307进风巷掘进至70m处会受到F54#（走向NE60）断层影响，预计影响范围70m；届时将制定专项安全技术措施。附图2-2-3 井
3、上下对照图第四节 水文地质2307进风探巷位于天然分水岭两侧，大气降水对井下补给不足，地面没有河流、湖泊等，因此地表水对地下水不存在补给关系。2#煤层顶板K8砂岩富水性弱，对2#煤层无充水危险。1、含水性特征划分的含水层自下而上为：1、中奥陶统峰峰组石灰岩溶隙含水层。由于奥灰水水位埋藏较深，根据周围钻孔推断在本区标高为675m,因此对于煤层开采不会产生影响 。2、太原组石灰岩溶隙含水层，其中包括K3、K2石灰岩，K3石灰岩厚度变化不大，裂隙不发育，为弱含水性，K2石灰岩为主要含水层，成为9号煤层顶板直接充水含水层，厚度7.0m由于补给条件有限，且埋藏较深，对开采2号煤层不会产影响。3、下石盒子
4、组（K9、K8）砂岩裂隙含水层，主要位于1号、2号煤层以上，K8砂岩成为煤层顶板直接充水层，为灰色以石英为主的中粒砂岩，浅埋藏地带，风化裂隙发育，含水性较强，随埋深增加，风化裂隙减弱，含水性减弱。K9砂岩位于煤层以上50m左右，含水情况与K8砂岩相似，属中等裂隙含水层。4、第四砂砾孔隙含水层，岩性为黄白色砂质粘土、亚粘土、砂砾层及砾石层，厚度变化不大，由于大气降水和地表水补给条件较好，同时排泄条件也好，因此，埋藏厚度大时，将成为地下水较丰富的孔隙潜水含水层。二、隔水层2号煤层至K2石灰岩之间的隔水层，是由致密的粉砂岩、泥岩组成，一般厚度65m左右，具有良好的隔水性能，在无断裂贯通的情况下，2号
5、煤层不与含水层发生水力联系。2号煤层至风化裂隙带含水层之间的隔水层，主要由具可塑性泥岩、粉砂岩组成，各层砂岩层之间均有泥岩分布，一般厚度2至数米不等，可起到良好的层间隔水作用。区域内水文地质条件总体比较简单。根据地质资料情况分析，本工作面不存在承压水，探放水的主要目的为煤系水、断层构造水。第三章 巷道断面及支护第一节 巷道断面一、巷道布置方式 2307进风探巷开口位置：巷道开口位置位于三下山采区进风巷内，沿煤层掘进1000米（具体掘进长度根据煤层揭露情况而定），该巷道前期已掘进施工145m，现继续向前掘进。二、巷道断面形状及规格1、选择巷道断面形状根据矿提供的地质资料，该巷道顶底板岩性较为坚固
6、，且节理不发育，顶帮易于控制，故选择矩形断面。2、确定巷道净断面尺寸 巷道宽度：B=a+b+c+2d =1.2+1.3+0.8+2*0.5 =4.3m 其中：a皮带宽度按，取1.2mb系列车宽度，取1.3mc人行道宽度，取0.8md设备距巷帮宽度，取0.5m巷道高度：1）按管道装设要求确定Hh1+h2式中h1巷道底板至管子底高度，取h2=1800mm； h2管子悬吊件总高度，取h3=900mm；故H1800+900=2700mm2）按人行高度要求确定H1800mm综合计算，巷道高度应不低于2700mm，取巷道高度为3000mm。3、确定巷道净断面积S和净周长P巷道净断面积为：S=H*B=3*4
7、.3=12.9巷道净周长为：P=2H*B=10.3m4、确定巷道的掘进断面积根据支护后允许变性的最大要求，该巷道设计掘进宽度和高度以及断面积如下： S 掘=13.95mB掘=4500mm H掘=3100mm 第二节 支护设计1、锚杆支护参数设计（1）锚杆支护设计原理本设计根据自然平衡拱理论，该理论认为巷道开掘以后，围岩失去了层间联系，在上覆岩层的压力作用下，浅部岩层发生破坏，即两帮及顶底板都会出现一定范围内的破坏区，而在深部一定范围内形成自然平衡拱，锚杆支护的作用就在于保持破坏区范围内岩层的稳定性，并控制其变形的发展，即利用锚杆将软弱岩层或危岩吊挂于上部稳定岩层上，由锚杆承担其重量。（2）锚杆
8、支护设计所需原始资料破坏区的范围值（巷帮破坏深度C、顶板破坏高度b）分别按下式计算，本设计当中所用的公式、查表等均根据井巷工程锚杆支护设计及采矿工程设计手册中选取。 巷道两帮破坏深度C的确定： C = 式中 K 巷道周边挤压应力集中系数，取4.6cc 被巷道切割煤层单向抗压强度MPa，直接顶为泥岩，单向抗压强度为40Mpa 巷道上覆岩层的平均容重，本矿直接顶为粉砂岩，老顶为细砂岩，平均容重为39.59KN/mH 巷道埋深，取260m 煤层倾角，本矿煤层平均倾角取4.5h2c 被巷道切割煤层的厚度，取3.1ml 巷道切割煤层的最大宽度，即巷道宽度为4.5m 煤层的波松比，通过查表选取为0.4 煤
9、层内摩擦角，通过查表得55将以上数据代入式中，可得巷道两帮破坏深度为1.16m 巷道顶板破坏高度b的确定： b = （式中 a 悬臂岩层的半跨距，取巷道宽的一半，即1.8m 巷道侧压系数查表取1.2mKy顶板岩性系数，按有关资料取0.4cr顶板普氏系数，该处取2.0将以上数据代入式中，可得巷道顶板破坏高度为1.38m（3）锚杆支护参数设计 锚杆长度L=b（C）+式中b为顶板破坏高度1.38m，C为两帮破坏深度取1.16m为锚杆外露长度与伸入到稳定岩层长度之和，锚杆外露长度取0.1m，伸入到稳定岩层的长度取0.5m，即=0.6m 顶锚杆长度L=b+=1.38+0.6=1.98m帮锚杆长度L1=b
10、+=1.16+0.6=1.76m 树脂药卷数由 L锚= n2卷L卷/（2孔d2）式中:卷树脂药卷直径，卷=23mmL卷树脂药卷长度， L卷=600mmL锚树脂药卷锚固长度，根据设计顶锚杆取1400mm，帮锚杆取600mm孔锚杆孔直径，孔=28mmn树脂药卷数；d锚杆直径，为了增加锚杆支护强度、减小锚杆支护密度、提高掘进速度，宜采用大直径锚杆，孔径与锚杆直径相差612mm时，锚固力达到最大，根据施工方便和锚固力大的设计思想，确定顶锚杆直径为20mm、帮锚杆直径为16mm，钻孔直径28mm。由上式计算得出n1=1.639卷，n2=0.64卷考虑锚杆快速安装工艺要求，顶锚杆选用两卷CK2360树脂药
11、卷加长锚固，帮锚杆选用一卷CK2360树脂药卷加长锚固。 顶、帮锚杆直径校验按杆体强度与锚固力相匹配的原则确定杆体直径。额定锚固力为P锚=孔L锚式中 孔锚杆孔径，取28mm树脂药卷与孔壁之间的粘结强度：取 1.03MpaL锚药卷锚固长度，顶锚杆取1400mm，帮锚杆取600mm由上式计算得出P顶锚=126.8KN，P帮锚=55KN；顶锚杆杆体采用20左旋无纵筋螺纹钢材料，帮锚杆采用A3圆钢制作而成的麻花杆体，则其直径应满足：d2s /4P锚d杆体直径；s杆体屈服强度，顶锚杆取400Mpa，帮锚杆取240 Mpa由上式计算得d顶=19.54mm， d帮=15.8mm；取d顶=20mm，d帮=16
12、mm 锚杆间排距假设锚杆间排距相等，计算公式如下：a = 式中 k为安全系数，取1.8 r为上覆岩层平均容重39.59KN/m l锚杆有效长度,顶锚杆为1.38m，帮锚杆为1.16m=1.1ma1 = =1.08m根据上述设计原理及结合本矿井实际情况，顶锚杆采用高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆，规格为：202000mm，间排距为8001000mm，帮锚杆采用A3圆钢制作而成的麻花杆体，规格为161800mm，间排距为8001000mm。（4）锚索支护参数设计由于地质条件的复杂性和多变性，巷道掘进过程中可能会出现地质构造、断层等应力集中区，单用锚杆支护是难以奏效的，必须在锚杆支护的基础上采取补强加固措
13、施，因此，巷道除采用高强度锚杆支护外，还必须用锚索进行加固并将锚索线锚固到顶板深部稳定的细砂岩中。（1）锚索线最小长度LminLmin=Lx+Lm+Lw=6800mm其中：Lx直接顶厚度，取5000mmLm钢绞线锚固长度，取1500mmLw锚索张拉后所需外露长度，取250mm根据已有生产经验，锚索线最小长度为7300mm，在施工中根据老顶层位及岩性变化及时进行修定。（2）树脂药卷数由 L锚索= nL锚索树脂药卷锚固长度，根据设计锚索取2000mm孔锚索孔直径，孔=28mmd锚索直径，为了增加锚索支护强度、减少支护密度、提高掘进速度，宜采用大直径锚索，孔径与锚索直径相差612mm时，锚固力达到最
14、大，根据施工方便和锚固力大的设计思想，确定锚索直径为17.8mm、钻孔直径28mm。由上式计算得出n=2.9卷考虑锚索快速安装工艺要求，确定选用三卷CK2360树脂药卷加长锚固。（3）锚索直径校验按杆体强度与锚固力相匹配的原则确定锚索直径。额定锚固力为P锚索=孔锚索孔径，取28mmL锚索药卷锚固长度，取2000mm由上式计算得出P锚索=181.1KN；锚索采用屈服强度为1860 Mpa的矿用钢绞线材料，则其直径应满足：s /4P锚索d锚索直径；s杆体屈服强度，取1860Mpa由上式计算得d锚索=11.2mm；故选用直径为17.8的锚索满足要求；（4）锚索排距D锚索排距D应小于锚索长度的一半即：
15、DLmin/2=3650mm。在此取锚索排距为3000mm。（5）锚索间距D由于直接顶厚度为4500mm，故锚索长度初选为7300mm，在施工中根据老顶层位进行修定，由于巷道跨度较小，结合矿井以往施工经验，锚索每隔三排沿巷布置两根。第三节 支护方式一、临时支护1、采用吊环式前探梁。构件：采用75mm钢管，长4.5m，管壁厚度4mm，数量2根为前探梁。将100mm钢管截割成200mm的短节，外围等距焊接顶锚杆螺母4个为吊环。选用宽200mm，长3000mm，厚50mm的木板作为板梁。2、使用方法：掘好一个循环，须经班组长认真敲帮问顶、排除活碴后，顶板完好压力不明显时，将4个吊环拧在迎头第一排和第
16、三排左右各第二根顶锚杆外露头上紧固，2根钢管探梁分别穿入左右侧各两个吊环内，并在空顶区下部加板梁和木楔有力接顶，临时支护完成。3、锚杆支护迎头最大控顶距2300mm，最小控顶距为300mm。锚索支护迎头最大控顶距3300mm，最小控顶距为300mm。4、临时支护的备用数量规定：背板数量不得少于6块，吊环不得少于4个。前探梁钢管不得少于2根。5、特殊情况下，前探梁难以使用时，采用临时打木点柱的方式进行临时支护。二、永久支护2307进风探巷掘进施工时采用锚网索进行永久支护。1、顶锚杆采用20MnSi高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆，规格为20L2000mm，每排布置6根，由中间向两边均匀布置，锚杆间距为
17、800mm，排距为1000mm，靠近两帮的锚杆与帮的距离为250mm，并且与顶板垂直方向向外呈15夹角，顶板锚杆每根使用2卷CK2360锚固剂，保证预紧力矩达到180N.m以上。顶板锚杆托盘采用钢板冲压制作，其规格为直径为120mm、厚8mm的圆盘，使用M22的高强螺母加球形垫进行紧固；帮锚杆：帮锚杆由A3圆钢制作而成，规格为16L1800mm，每帮均匀布置4根，间排距为800mm1000mm，要求与所在部位巷道轮廓线垂直布置，靠近顶板的锚杆分别呈15仰角布置，靠近底板的锚杆呈15俯角布置。帮锚杆每根使用1卷CK2360锚固剂，保证预紧力矩达到120N.m以上。帮锚杆托盘采用钢板冲压制作，其规
18、格为直径为110mm、厚6mm的圆盘，使用M16的高强螺母进行紧固，锚杆螺母外锚杆丝扣外露长度10-40mm。2、金属网：巷道顶帮均采用由12#铁丝编制而成的网孔为5050mm的菱形铁丝网，其中顶网规格为L4700B1200mm，帮网规格为L3000B1200mm，金属网相互之间搭接长度为100mm，金属网搭接时采用双股16#铁丝，按间距200mm连接，连接扣不下于三匝，并且丝头转向煤帮。3、钢带：顶钢带采用“W”型钢带，规格为L4300B200mm，厚度为3.00mm，帮钢带为“H”型，规格为L2800B55mm，顶帮钢带必须托压住网。4、锚索：采用17.8mm的低松弛预应力左旋钢绞线，长度
19、为7300mm。每条锚索使用一个托盘和配套锁具，采用3卷CK2360锚固剂紧固。配套托盘使用钢板制作，规格为：长宽厚=30030010mm，配套锁具型号为QLKM19单孔锚索索具。锚索打设与顶板方向垂直，必须保证锚索锚入顶板以上硬岩层中的长度不小于1000mm，外露长度为露出锁具150mm250mm之间，保证预紧力必须达到30Mpa以上。锚索每隔3排布置2根，间排距为16003000mm。5、锚固剂型号为CK2360，采用树脂胶泥和固化剂分隔包装，锚固速度快、安全性高，锚固剂必须在有效期内，严禁使用过期的、胶结、硬化的锚固剂。附图3-3-4 巷道永久支护平面图、剖面图附图3-3-5 临时支护平
20、面图、剖面图第四节 支护工艺一、锚杆施工工艺 1、工艺流程:敲帮问顶架设临时支护定眼位准备钻具点锚杆眼打锚杆眼吹锚杆眼装锚固剂、锚杆搅拌锚固剂固定锚杆安装锚杆托盘、螺母拆除前探临时支护检测锚杆扭矩清理现场2、施工前先敲帮问顶，确保施工地点安全。施工人员系好工作服纽扣，将毛巾掖入衣领内，将衣领、袖口、衣角扎紧。3、标定锚杆眼位置：（1）检查巷道断面规格，局部达不到要求时必须先处理合格。（2）根据测量给定的巷道中线，按由上向下、由外向里的顺序标定好锚杆眼的位置。4、准备工具：将钻机、钻杆、吹管、风水管及手镐、铁锨、锚杆搅拌器等工具运至施工地点，钻机安设好风水管路，靠巷道一侧摆放整齐。准备的工具必须
21、合格能够正常使用。5、点锚杆眼：标定好锚杆眼后，点眼工用油漆标定眼位。6、打锚杆眼：（1）打眼前先敲帮问顶，摘掉危岩活石，确定安全后方可开始工作。打锚杆眼时按由外向里、先上后下、由顶到帮的顺序依次进行。眼位布置必须拉线管理，误差不得超过30mm。（2）根据要打设的锚杆眼的位置，调整好钻具，使钻杆与锚杆眼所在的巷道轮廓线垂直布置，误差为5（3）打眼时点眼工协助钻手将钻具支设好，将钻头对准眼位并顶紧。然后点眼工撤到钻手后部负责观察。钻手缓慢开动钻具钻进，待钻进3050mm后加大风量钻进，到达设计深度，减小风量使钻具低速运转，缓慢退出钻杆后关闭风水，停止钻具运转。然后调整钻具再打设其它锚杆眼。采用锚
22、杆机打眼时钻手要与锚杆机操作手柄成一直线操作，开钻时按照先开水门再开风门的顺序进行，关钻时按照先关风门再关水门的顺序进行。（4）需要更换、续接钎子时，在长钎或续接后的钎子上，比锚杆长度小80100mm的部位做好标记。然后将钻头端插入锚杆眼内，再将钎尾安放在钻具上，然后钻进到设计深度。锚杆眼打设完成后取下钎子，将钻具和钎子放到施工位置后部，靠巷道一侧摆放好。7、吹锚杆眼：锚杆眼打完后，将钻具上风管拆下，并安放在吹管上，一人控制供风阀门，一人手持吹管吹眼。随吹管慢慢伸入眼内，逐渐加大风量，将眼内的积水、岩粉吹出。开风吹眼时现场人员要躲开钻孔方向。8、安装锚杆：（1）施工前先“敲帮问顶”，摘掉危岩活
23、石，确定安全后方可开始工作。（2）将锚杆、锚固剂等支护材料运到施工地点，靠巷道一侧摆放整齐。准备的支护材料必须合格能够正常使用。（3）将锚固剂逐卷装入锚杆眼内，然后用锚杆将锚固剂轻轻顶入眼底。（4）在锚杆的外露端安设搅拌器，将搅拌器安在锚杆机上，开动锚杆机带动锚杆旋转，边旋转边推进，将锚杆推入并对锚固剂进行搅拌，直至锚杆达到设计深度，搅拌时间达到30s后停止搅拌，撤去锚杆机、搅拌器，在锚杆末端安放锚杆盘，拧上锚杆螺帽。（5）待锚固剂凝固35min后及时用机械或专用扳手拧紧锚杆螺帽，保证锚杆盘压紧靠紧岩面，控制好巷道围岩。9、锚杆安设质量检测：（1）采用锚杆角度仪对锚杆安装角度进行检测。要求锚杆
24、与所在部位巷道轮廓线垂直，靠近两帮的锚杆与顶板垂直方向向外呈15夹角，误差为，达不到要求的重新补打。（2）每班安装的锚杆由验收员用力矩扳手对锚杆的紧固情况等进行详尽检查，对不合格的锚杆必须重新补打合格，未达到要求的锚杆重新进行紧固。（3）补打的锚杆在不合格锚杆周围300mm范围内布置。（4）锚杆应按规定做拉拔试验，每300根（含300根以下）抽样一组（不少于9根）进行检查。（5）锚杆锚固质量符合条件：被检查的9根锚杆都应符合要求。其中只要有3根不合格，再抽样一组（9根），再不符合要求，由矿有关领导或部门组织调查分析不合格原因，并采取措施进行处理。（6）抗拔试验后，必须及时拧紧螺母；如果锚杆失效
25、必须及时补打锚杆。 10、施工完成后清理施工现场，将工具、管路、剩余物料撤到掘进机后部，摆放在工具、物料架上。将施工中找掉的矸石清理、平整，保证巷道高度达到要求。搞好现场文明施工。 二、锚索施工工艺1、工艺流程：敲帮问顶定锚索眼位准备钻具点锚索眼打锚索眼安装锚固剂、锚索线安装锚索盘、锁具涨紧锚索检测锚固力清理现场2、施工前先敲帮问顶，摘掉危岩活石，确定安全后方可开始工作。3、施工准备：将风动顶锚杆机、接长钻杆、风水管、手镐、铁锨、锚索搅拌器、液压泵、涨拉油顶等工具运到施工地点；将锚索线、锚索盘、锁具、锚固剂等材料运到施工地点，靠巷道一侧摆放整齐。接长钻杆总长度要达到锚索线的长度。准备的工具、材
26、料必须合格能够正常使用。4、标定锚索眼：根据锚索布置方式及间排距要求，在巷道顶板上确定锚索眼的位置，并标定好。眼位误差不得超过5、点锚索眼：标定好锚索眼后，点眼工用油漆标定好位置。6、打锚索眼：（2）根据要打设的锚索眼的位置，调整好钻具，使钎子与锚索眼所在的巷道轮廓线垂直布置。（3）打眼前点眼工协助钻手将锚杆机安设好，将一节钻杆安放在锚杆机上，点眼人协助钻手稳住锚杆机，钻手缓慢开启气腿阀门，使气腿慢慢升起，将钻头对准点好的眼窝并顶紧。钻手缓慢开启控制阀，使锚杆机慢速运转，待钻头钻进3050mm深度后，钻手加大风、水量钻进。钻杆进入岩体后，调整风阀将风量减到最小，使锚杆机低速转动，气腿慢慢收回，
27、然后关闭风阀、水阀，停止锚杆机运转。（4）续接钎子时点眼工由锚杆机上拔出钎子，在末端续接一节钎子，然后将续接后的钎子上端（钻头侧）插入眼内，下端安放在锚杆机上。再次续接钎子时，将钎子在眼内抬高，在末端续接一节钎子后再安放在锚杆机上。（5）续接完成后点眼工撤到钻手后部负责观察。钻手开启锚杆机，继续加深锚索眼。眼深达到要求后，开大锚杆机水阀，加大水量，并上下来回串钎子，将锚索眼内的岩粉冲刷干净。然后按上述要求退下锚杆机，钻手和点眼工配合由下向上逐节撤出钎子。7、安装锚索线：（1）将锚固剂依次放入锚索眼内（2）二人配合用锚索线顶住锚固剂缓缓送达眼底，锚索线要顶紧锚固剂不能出现下滑。（3）在锚索线末端安设好锚索搅拌器并拧紧紧固螺栓，然后将搅拌器末端安放在锚杆机上。确认无问题后点眼工协助钻手稳住锚杆机，钻手将风阀打到三分之一处使锚杆机慢速旋转、升起搅拌锚固剂。锚索线搅拌到眼底，达到设计搅拌时间后停止锚杆机旋转，等待约30s后慢慢将锚杆机气腿收回退出锚杆机。松开搅拌器紧固螺栓将搅拌器卸下，完成
