1、主变电所作业规程主变电所作业规程 第一章 概 况 第一节 概 述 一、巷道名称及位置 本作业规程所述的巷道名称为主变电所，位于北辛窑煤矿井下主排水泵房西侧，主变电所开口中心为坐标点（X=4330442.633m，Y=19615523.628m，Z=+1040.875m）前3.5m处，施工方位角240。 二、掘进目的及巷道用途 主变电所为了形成矿井井下中央变电系统。 三、巷道设计长度及服务年限 巷道设计长度：98.2m。 服务年限：同矿井服务年限。 四、预计开、竣工时间 本掘进工作面计划2020年11月20开工，预计2020年1月13竣工。 五、巷道坡度 主变电所坡度为+3、+3.5、+6.8。
2、 附图1：主变电所平面图 第二节 编写依据 一、巷道设计施工图纸及批准时间 中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司设计图纸： 同煤集团北辛窑矿井主变电所平、断面图，剖面图； S1618-137-1。 二、地质说明书 大同煤矿集团有限责任公司北辛窑矿地质科下发的主变电所掘进地质说明书。 三、技术规定 煤矿安全规程、煤矿技术操作规程、煤矿井巷工程施工规范GB50511-2020、煤矿井巷工程质量验收规范GB50213-2020、煤矿防治水规定、山西省煤矿安全质量标准化标准及考核评级办法、煤炭建设工程技术资料管理标准、集团公司及矿有关规定。 第二章 水文地质情况 第一节 地面相对位置及地质情况 工作面
3、位置及井上下关系表（表2-1） 工作面名称 主变电所 煤层名称 5#、6#煤 地面标高 +1277.4-+1298.0m 井下标高 +1040.4-+1046.4m 地面相对位置 主变电所相对位于工业广场西南角，地面为黄土丘陵地貌，区内大部分为黄土覆盖，地面标高为1277.4m1298.0m，周围钻孔有5号检查孔一个钻孔。 掘进对地面影响 对地面影响较小。 井下位置及 四邻关系 井下相对位于副斜井井筒西南侧，井底车场南侧，邻近主水泵房、井底水仓。 第二节 岩层赋存特征 据山西省煤炭地质115勘查院出具的5号孔综合柱状图描述，本掘进工作面岩性主要为：煤、粗砂岩、细砂岩。 5#煤顶底板岩性如下表（
4、表2-1）： 名称 岩石名称 厚度（m） 岩性描述 顶 板 细砂岩 4.23 灰色，岩芯较破碎，波状、交错层理， RQD=24% 中砂岩 9.07 灰白色，岩芯破碎，含黄铁矿结核，夹煤线，RQD=22% 细砂岩 0.57 灰色、深灰色，波状、交错层理，岩芯较破碎，RQD=21% 底 板 中砂岩 9.05 灰白色，岩芯破碎，波状、交错层理，RQD=22% 细砂岩 2.38 灰白色，波状、交错层理，岩芯完整，RQD=0 粗砂岩 11.73 灰白色，钙质胶结，疏松，岩芯破碎，RQD=0.05% 附图2：5号钻孔综合柱状图 第三节 地质构造 本掘进工作面所处地层为石炭系上统太原组，岩层整体赋予形态走向
5、为南北方向，岩层走向为NE18，倾角约12。本区域无断层、褶皱等构造。 1、本工作面区域为地温正常区，无地温危害。 2、无冲击地压危险。 附图3：主变电所地质剖面图 第四节 水文地质 一、水文地质情况 1、从3、5、7、8号检查孔揭露的地层分析，孔隙、裂隙含水层主要分布在2号煤层和5号煤层之间，岩性主要为中、粗粒砂岩，2号煤层受顶板二叠系砂岩裂隙水影响，其下部地层裂隙发育，在垂向上厚度较大且连续，局部岩芯破碎，单位涌水量0.017170.05249L/s.m，渗透系数0.05750.2084m/d，含水层富水性弱。 2、井田奥灰水位标高在1060m左右，由于本区奥灰含水层富水性中等强，因此施工
6、该巷道时，要特别注意对奥灰水的防范。 3、该区域地质情况较复杂，主要岩性为细砂岩、中砂岩、粗砂岩，岩性局部破碎和裂隙发育，是井筒的充水通道，会出现裂隙水、淋水增大，要注意加强防排水工作。 4、本区域最大涌水量243m3/h，正常涌水量152m3/h，根据地质提供的探放水资料，本巷道最大15m3/h，正常涌水10m3/h。 二、水力联系及影响 18号检查孔揭露的地层及抽水试验表明： 1、上、下石盒子组地层，在其上部由于所处位置较浅，风化强烈、松散，贮水和补给条件较好；下石盒子组以下地层为砂岩与泥岩交互沉积，泥岩为隔水层，由上至下，随着岩石埋深增加，岩石固结越来越密。虽然砂岩含水层间有泥岩相隔，水
7、力联系较弱，但由于本区构造较复杂，节理裂隙发育，且节理裂隙存在于各种岩性的地层中，故含水层之间的相互补给条件较好。 2、山西组、太原组含水层中，扩散曲线含水层反映不明显，反映了含水层富水性弱的特征。 3、受节理裂隙发育程度的限制，含水层的富水性具有不均一性，总体来看，砂岩裂隙含水层的富水性较弱，局部富水性中等。 4、从抽水试验观测的静止水位分析，上下石盒子组含水层及山西组、太原组含水层与奥灰水无水力联系。 三、其他 1、巷道掘进前必须进行探放水施工，以探明前方地层富水情况，同时在施工过程中留有至少30m超前探测距离，确保巷道安全施工。 2、加强对工作面涌水量的监测与管理，若涌水量突然增大，要及
8、时汇报并采取有效措施进行堵截和排放。 3、严格执行“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的探放水原则，确保巷道安全掘进。 4、因工作面如遇其他地质构造区，掘进过程中必须加强巷道支护，防止井壁塌落。 5、由于巷道标高位于奥灰水水位之下20m，有奥灰突水威胁，因此在巷道掘进过程中，严格执行“物探先行，钻探验证”综合探测验证制度，提前探明掘进前方地质构造、涌水量增大等异常情况。 6、本矿井为瓦斯矿井，可能存在局部瓦斯聚集等异常现象，对矿井安全生产造成影响，故矿井掘进及生产期间一定予以重视，并采取必要的安全措施。 7、现场施工人员应熟记突水征兆，随时观测巷道工作面及顶底板出水情况，发现异常及时向调
9、度室和地质部门汇报。 8、水文地质人员加强现场观测及水文地质资料的收集及分析，超前预测，指导现场安全生产。 9、施工过程中要在低洼处或一定位置设置临时排水点，容量不小于12m3，至少配备2台流量不小于60m3/h的潜水泵，且全部处于热备用，同时工作面配备一趟4寸排水管路。 第三章 巷道布置及支护说明 第一节 巷道布置 一、巷道布置 1、主变电所位于北辛窑矿水泵房西侧，主变电所开口中心为坐标点（X=4330442.633m，Y=19615523.628m，Z=+1040.875m）前3.5m处，施工方位角240。总长98.2m，其中主变电所硐室49.5m，变压器硐室9.5m，主变电所通道39.1
10、78m。巷道采用锚网索喷+混凝土砌碹、锚网喷+混凝土砌碹、锚网喷，巷道为直墙半圆拱断面。 2、巷道施工顺序为：主变电所硐室、变压器硐室、主变电所通道。 3、巷道开口前，测量人员放设好开口位置的中腰线，对开口位置前后10m的电缆、风水管路及风筒进行保护，可使用废旧皮带或木板进行遮挡，防止放炮崩坏。 4、巷道开口处施工，采用带帽点柱作为临时支护，铺网打点柱，网片由外向里逐排铺设，然后逐个打点柱，巷道拱部使用点柱顶住网片接顶，底部放置一块木板，点柱要接实底，要牢固可靠，一次支护使用不少于3根带帽点柱，点柱直径不小于200mm，长度2-4m，根据现场实际调整，现场备用点柱不能少于2根。拱部每排5根锚杆
11、支护完毕后方可撤走点柱进行下一步施工。 附图4：主变电所剖面图 附图5：巷道开口大样图二、巷道断面 表3-1-1 巷道断面掘进技术参数表 断面 名称 宽度(mm) 长度(m) 拱高(mm) 墙高（mm） 断面(m2) 支护厚度(mm) 备注 净 荒 净 荒 净 荒 1-1断面 4800 5700 49.5 2400 2850 1300 15.28 21.31 50+400 锚网索喷+混凝土砌碹 铺底200mm 2-2断面 2-2断面 2-2断面 3000 3600 23.1 1500 1800 1100 6.83 9.41 50+250 锚网喷+混凝土砌碹 铺底100mm 3-3断面 3-3断
12、面 3-3断面 3000 3240 25.6 1500 1620 1100 6.83 8.01 120 锚网喷 铺底100mm 合计 98.2第二节 矿压观测 一、矿压监测工作主要是井下巷道变形监测。巷道围岩变形位移量不大，顶、帮锚杆载荷变化不大，未达到破断载荷，锚索载荷未变化，这说明现采用的锚网喷支护对巷道围岩有很好的支护效果，能够形成挤压加固平衡拱，有效地保持了顶帮围岩的整体稳定，这样的支护参数和形式较为合理。 1、观测对象：主变电所。 2、观测内容：两帮相对移近量。 3、观测方法：掘进过程中，对已施工巷道布置测点，每一个测点设置一个观测面。在巷道帮部安装一根20550mm的全螺纹钢筋，全
13、长锚固在预先施工深500mm且垂直巷壁的钻孔内，根据掘进巷道顶板压力显示情况，对帮部位移每天观测一次，一个月后每周观测一次，直到测点数据不再变化为止。 4、数据处理：通过对巷道的矿压观测数据综合分析得出：若两帮相对移近量最大为30mm。由上述数据可知，巷道围岩变形位移量不大，这说明采用锚网索喷支护对巷道围岩有很好的支护效果，能够形成挤压加固平衡拱，有效的保持了围岩的整体稳定，选择的支护参数和形式较为合理。 二、巷道施工中，在主变电所硐室及通道揭露了5#、6#煤层或地质构造段时、按照有关规定及要求安装顶板离层仪。 1、安设位置：主变电所硐室 2、测点布置：变电所硐室与通道连接点揭露煤巷处、煤巷5
14、0m段及地质构造段。 3、顶板离层仪安装： (1)用锚杆钻机打眼，钻头规格为28mm。打眼的位置要准确，垂直巷道顶板，保证顶板离层仪测绳自然下垂，根据该地点附近锚索的锚入深度施工一个钻孔。 (2)用锚索绳将深部基点锚固器推入孔中直至设计位置，抽出锚索绳后，手拉一下钢丝绳，确认锚固器已锚固牢固，然后再将浅基点锚固器推入孔中设计位置(与锚杆长度相同)，抽出锚索索绳后，手拉一下钢丝绳，确认锚固器已锚固牢固。 (3)对准刻度：将浅基点刻度指示套的红色基线与浅基点刻度仪上的0刻度对齐（允许误差不超过5mm），将绳卡死，并截去多余钢丝绳，然后将深基点刻度指示套的红色基线与深基点刻度仪上的0刻度对齐（允许误
15、差不超过5mm），将钢丝绳卡死，并截去多余钢丝绳。 (4)安装完毕后记下深浅基点刻度的初始值，并由技术人员备案建档。 4、顶板离层仪的监测 (1)顶板离层仪牌板内容填写必须工整、清晰、真实，悬挂位置合理并面向人行道便于观察，巷道施工单位必须保证离层仪和牌板清洁、完好。 （2）指定技术员对所施工巷道内的顶板离层仪进行监测和记录，技术负责人负责汇总监测数据、备案建档，其他管理人员也必须随时观察，以便及时发现异常现象，及时处理，确保安全。 （3）在掘进期间，距掘进工作面50m及安装5天之内（以上条件均需满足）的顶板离层仪以及特殊区域内的离层仪（读值变化较快的离层仪），要求班组长（班组质检员）每班进行
16、检测和记录，同时监测人员做好每天监测和记录；距工作面50m及安装5天以外（以上条件均需满足）、顶板移动量在安全区内的顶板离层仪，改为每周一次测读和记录。 （5）监测方法：顶板离层仪的深、浅刻度读数等于初始值加上移动量；当锚杆支护范围内顶板下沉时，顶板离层仪的深、浅两个基点的刻度都有变化，锚索支护范围内顶板下沉而锚杆支护范围内顶板不动时，顶板离层仪只有深基点刻度变化，若锚杆、锚索支护范围内的顶板同时下沉时，顶板离层仪深、浅基点上的刻度都有变化，而深基点刻度的变化量即是顶板下沉量的总和。 第三节 支护设计 本巷道施工主要为半煤岩巷施工，在施工过程中应加强围岩支护，加强敲帮问顶的工作，采用锚网索喷+
17、混凝土砌碹、锚网喷+混凝土砌碹、锚网喷作为永久支护。 一、临时支护 1、采用滑移式前探梁作为临时支护。前探梁使用12.6#槽钢制作，长4.5m，全断面使用5根前探梁，由正顶向两侧均匀布置。吊环采用不小于18mm的圆钢、10mm厚钢板及两个M20锚杆螺母制作而成，吊环规格为100mm120mm矩形状，每根前探梁用2个吊环吊挂在巷道拱部间距为700mm的锚杆上。 2、每次爆破完成后，由外往里认真检查巷道的安全状况，发现隐患及时处理；在隐患没排除之前，严禁进行与此无关的其他工作；到达工作面后，先在已加固好的锚网支护下进行找顶工作，用长把工具及时清除前方顶部悬矸、危岩、活石，确保安全后，向前滑移前探梁
18、进行铺网、连网（连网时可先连几扣）。铺网前先将前后两排网片提前连接后，将新铺网片与原支护网片按规程规定压接并连网，找顶或铺、连网时，人必须站在永久支护的掩护下工作。将吊环固定在工作面后第1排和第2排的锚杆上，先将中间前探梁由后向前穿入吊环滑移探至工作面，然后压下前探梁后端，使前端将中间网片挑起并与顶板接实，在吊环后侧前探梁尾端与顶板之间用木墩刹紧，再将两侧前探梁按照同样的方法安装完毕。 3、木墩一端用8mm钢筋弯制成的U型卡+链钩固定好，木墩刹紧后将链钩挂在顶板网片上，防止落下伤人。然后在前探支护的掩护下及时进行巷道支护工作。 4、每排锚杆拱部至少5根锚杆支护完毕后方可撤下前探梁和吊环，锚网支
19、护完毕，然后对巷道进行初喷。前探梁使用必须紧固有效，吊环每移动一次，都要检查它的安全情况，有无裂纹、开焊、损坏等，发现问题要及时更换。前探梁紧跟工作面，最大控顶距离2.7m，最小控顶距离0.7m，前探梁间距为0.7m。 5、临时支护顺序： (1)爆破通风洒水降尘。 (2)用长柄工具敲帮问顶，排除工作面危岩悬矸。 (3)前移前探梁，铺网进行锚网支护。 (3)锚网支护完成后进行初喷，初喷初凝后并检查无异常后方可进入工作面作业。 (4)找顶用的长柄工具采用6分镀锌钢管制作，长度为3.5m，一端尖，一端扁。 附图6：临时支护示意图 二、永久支护材料设计 1、主变电所硐室、变压器硐室、通道、选用2022
20、00mm左旋无纵筋锚杆，间排距为700mm700mm，垂直巷道的轮廓线；主变电所硐室锚索选用17.87300mm钢绞线，间排距1400mm2100mm,3-2-3布置。 2、托盘：锚杆托盘规格为长宽=150mm150mm，厚10mm。锚索托盘规格为长宽=300mm300mm，厚16mm。 3、锚固剂：每根锚杆采用2支MSK2360型锚固剂，每根锚索采用3支MSK2360型锚固剂，直径为23mm，长度600mm。 4、锚杆均使用配套标准M20螺母紧固，锚杆扭矩力不小于200Nm，锚杆锚固力不小于105kN;锚索配套锁具，锚固力不小于180kN，预应力不小于30MPa（103KN）。 5、钢筋网片
21、：锚网喷采用网径6.5mm圆钢制作的经纬网，网孔规格120mm120mm，使用14#铁丝进行绑扎，双丝双扣，对角绑扎，孔孔相连,扭结圈数不少于3圈。 6、喷射混凝土水泥规格为P.O42.5，砂子为中粗砂，碎石粒径510mm。砂子、碎石过筛，并用水冲洗干净。喷射混凝土强度C20，喷厚50/120mm，配合比由实验室提供配比报告。速凝剂型号为0910型，掺入量一般为水泥用量的3%-5%，喷浆用水水温不得小于5。喷淋水区时，可酌情加大速凝剂掺入量。遇到淋水时可根据现场需要先埋设导水管导水，然后喷射混凝土。 7、采用混凝土砌碹段，水泥规格为P.O42.5，砂子为粗砂，碎石粒径20-40mm，砌碹厚度4
22、00/250mm，强度等级C30，配合比由实验室提供配比报告。砌碹混凝土必须添加防水剂，添加量为水泥的10%，抗渗等级不低于P8，且符合地下防水规程GB50108-2020的有关规定。 8、主变电所、变压器硐室、铺底厚度为200mm，通道铺底厚度为100mm。 9、主变电所硐室设置一道防火栅栏门，变电所通道各设置一道栅栏门和密闭门，密闭门采用MMB1.82.0型。 10、巷道施工穿过含水基岩、断层破碎带、煤层或地层交界带时，围岩变化较大时，采用缩小锚杆、锚索间排距及及时喷射混凝土进行支护，另编制安全技术措施。 附图7：1-1断面永久支护图 附图8：2-2断面永久支护图 附图9：3-3断面永久支
23、护图 三、永久支护参数选择 按悬吊理论计算参数： 1、锚杆参数选择 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=2； L1 锚杆锚入稳定岩层的深度，一般取0.5m； L2 锚杆在巷道中的外露长度，一般取0.05m； 其中：h=B/(2f)=5.7/（24）0.71m 式中：B 巷道开掘宽度，取5.7m（变电所掘进宽度）；f 类岩石坚固性系数，取4； 则：L =20.71+0.5+0.05=1.97m 锚杆间距、排距计算，通常间排距相等，取a： a = 式中：a 锚杆间排距m； Q 锚杆设计锚固力，105kN/根；
24、 h 冒落拱高度，取0.71m； r 被悬吊砂岩的重力密度，取25kN/m3； K 安全系数，一般取K=2； a =1.72m 通过计算及结合巷道掘进过程中所揭露类岩石的赋存状况和岩体层理厚度、层间结构关系，采用202200mm的锚杆，锚杆间排距为700mm700mm能满足支护要求。 2、锚索参数选择 锚索长度： 锚索长度公式(拱顶)L=La+Lb+Lc+Ld 式中：L锚索长度m； La锚索深入到较稳定岩层的锚固长度m； Lb需要悬挂的不稳定岩层厚度，取2m； Lc上托盘及锁具的厚度，取0.1m； Ld需要外露的张拉长度，取0.3m。 锚索锚固长度La按下式确定： LaKd1fa/4fc 式中
25、：K安全系数，取K=2； d1锚索钢绞线直径，取17.8mm； fa钢绞线抗拉强度，取1860N/mm2； fc锚索与锚固剂的粘合强度，取10N/mm2。 则：La217.81860/（410）=1655mm L=1.655+2+0.1+0.3=4.055m 设计取锚索长度为7300mm符合要求。 锚索间排距： 根据经验锚索间排距应满足不大于孔深的一半，即7300/2K(K为安全系数，取1.2)=3041.67mm。 根据以上计算，锚索取直径为17.8mm的钢绞线，长度7300mm，间排距取14002100mm符合要求。 第四节 支护工艺 一、锚杆施工工艺 1、锚杆钻机打眼工艺 （1）作业前检
26、查 拱部使用MQT-130型气动锚杆钻机配合19mm中空六方接长式钻杆和28mm双翼钻头湿式打眼，帮部使用YT-28型风钻配合2.5m钻杆，28mm一字钻头进行打眼。操作者手持操作臂上的手把，接装进气、进水接头，开钻打眼前各开启装置必须处于关闭位置。 每次接装进气、进水接头时，都应冲洗管内的砂石等异物（包括压气管内的聚留气）。 操作者应在机器摇臂端的外侧站立。 按顶板高度选用合适的钻杆。 钻孔前先检查马达旋转、水路启闭是否正常，再进行施工。 （2）作业时 首先应按设计支护要求确定好钻眼位置，将钻机搬到眼位的正下方或正前方。 开眼位时转速不可过快，气腿推力要调小一些，当钻进孔眼3050mm时，方
27、可逐步加快转速，加大推力，进入正常钻孔作业。 钻孔到位后，关闭气腿进气，调小出水量，减慢钻机转速，使钻机靠重力平衡带着钻杆回落。 （3）作业完成后 先用水冲洗钻机外表，然后空机运转一下，达到去水防锈的目的。 检查钻机有否损伤，螺丝有否松动，并及时处理好。 将钻机置于安全场所免受炮崩、机轧、车辗等意外损伤。 （4）打锚杆眼的要求 严格执行敲帮问顶制度，仔细检查顶帮围岩情况，找掉活矸、危岩，按照中、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。按设计间排距标定出锚杆眼的位置，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（孔深2100mm），所用锚杆材质及规
28、格长度必须符合设计要求，锚杆孔、锚杆及锚固剂必须达到三径匹配要求，且随打随支。打眼时必须在前探梁的掩护下操作，其打设顺序为：由外向里，先顶板后两帮，顶板先中间后两边，两帮自上而下。 2、安装锚杆 安装前，应将眼孔内的积水、岩粉用压风吹扫干净。吹扫时，操作人员应站在孔口一侧，眼孔方向不得有人。 （1）人工把树脂锚固剂按照先短后长的顺序用锚杆将其推入眼底，注意在上推时严禁旋转。 （2）开动锚杆机迅速旋转锚杆2030s，顺势上推锚杆使锚杆托盘紧贴顶板。 （3）搅拌充分后，停止搅拌约4190s待树脂锚固剂凝固后，慢慢将锚杆机退下。 （4）等90180s后，用ZKS-50/1.6型风动扳手，预紧螺母，达
29、到规定的要求，紧固螺母必须使用减磨垫片。 工艺流程：定眼位打眼吹眼放入锚固剂搅拌凝固紧固。 锚杆安装可以总结为：一推（推树脂锚固剂入孔到规定位置），二转（旋转搅拌树脂锚固剂），三等（等树脂充分凝固），四紧（紧固螺母），在安装过程中要严格按安装步骤安装。 3、锚杆施工质量与要求 锚杆的扭矩力不小于200Nm，锚固力不小于105kN，锚杆间排距均为700mm700mm，锚杆间、排距误差为100mm，锚杆外露长度为10-30mm，锚杆支护垂直于巷道轮廓角度不得小于75。 遇软岩段，锚杆必须采取全长锚固方式，失效锚杆及时进行补打。 二、网片安装工艺 放炮后，及时进行敲帮问顶，找掉顶、帮部危岩并进行临时
30、支护，确保安全后，把网片平铺到前探梁上，网片搭接长度120mm且布置均匀，做到连网到头，然后用14#双股铁丝绑扎，双丝双扣，对角绑扎，孔孔相连，扭结圈数不少于3圈，严禁出现漏连现象。 三、锚索施工工艺 1、锚索打眼及安装工艺 （1）巷道按设计要求支护合格以后，用MQT-130型气动锚杆钻机配合19mm中空六方接长式钻杆和28mm双翼钻头湿式打眼。 （2）放入树脂锚固剂前应检查其质量是否合格，以手感柔软为合格，不合格的严禁使用。 （3）用棉纱将锚索锚固段的水、岩粉等污物擦干净。 （4）将3支MSK2360锚固剂装入孔内，二人配合用锚索顶住锚固剂缓缓送入孔底。注意不要用力过猛及不能反复抽拉锚索，以免捅破树脂锚固剂影响锚固质量。 （5）锚索下端装上专用搅拌工具，再将专用搅拌工具尾部六方头插入锚杆钻机上。 （6）一人扶住机头一人操作锚杆机，边推进边搅拌，前半程用慢速旋转，后半程用快速搅拌，搅拌时间控制在2030s之间，确保搅拌均匀。 （7）停止搅拌后，必须继续保持锚杆机的推力约13min，然后收回锚杆机。 （8）
