2204轨道顺槽作业规程.docx
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2204轨道顺槽作业规程
第一章概况
第一节概述
一、巷道名称
2204轨道顺槽
二、工程用途
主要用于22#煤回采时的行人、通风、运料等。
三、设计长度
2204轨道顺槽施工长度1497m。
四、预计复竣工时间及巷道服务年限
1、2204轨道顺槽计划2011年10月下旬开工,预计2012年6月下旬竣工。
2、巷道从掘进开始直至2204工作面回采结束。
第二节编写依据
一、批准的设计文件及批准时间等
1、《2204轨道顺槽复工通知单》,批准时间为2011年9月18日。
2、《2204轨道顺槽平、断面图》,批准时间为2011年9月18日。
二、地质部门提供的地质说明书
1、《新疆伊宁县潘津乡工业煤矿勘探报告》,提交时间为2009年6月。
三、矿压
根据地质资料显示,该工程范围煤(岩)层稳定,实体煤掘进,压力显现不明显。
四、其它技术规范
1、2010年3月1日国家煤矿安全监察局发布的新版《煤矿安全规程》。
2、《煤矿安全质量标准化标准及考核评比办法》。
3、《潘津煤矿2010年度矿井灾害预防与处理计划》。
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
一、地表状况
本巷道对应地面:
地形为丘陵,无建筑物等。
二、井下位置及四邻采掘情况
2204轨道顺槽,西为22#煤胶带运输下山,东为井田边界,北、南均为实体煤。
工作面位置及井上、下关系见表1。
表1井上、下关系对照表
采区名称
22#煤采区
工程名称
2202皮顺工作面
地面标高
+800m
井下标高
+700~+703m
地面相对位置
地表均为丘陵。
井下位置及四邻关系
西为22#煤胶带运输下山,东为井田边界,北、南均为实体煤。
邻近采掘情况对掘进巷道影响
临近无采空区,对掘进无大的影响。
第二节煤层赋存特征
22#煤层结构简单,无夹矸,平均厚3.9m,属较稳定的厚煤层,煤岩为特低灰、高挥发份、特低磷、低硫、高发热量的41CY长焰煤。
表2煤层特征情况表
项目
单位
指标
备注
煤层厚度(最小~最大/平均)
m
1.96~5.7/3.9
岩(煤)层倾角
(最小~最大/平均)
°
12~18°/15°
煤层结构
简单
煤层稳定程度
稳定
煤层硬度
f
2
煤层相对瓦斯涌出量
m³/t
4.08
煤尘爆炸指数
%
有
自然发火期
月
3~6
地温
℃
9.27
表3煤层顶底板情况表
类别
岩石名称
厚度(m)
主要岩性特征
顶板
老顶
细砂岩
2.6
灰色,为半坚硬岩层。
直接顶
粉砂岩
4
灰色,胶结致密,性脆,细砂岩顶板胶结好。
伪顶
细砂岩
5.8
灰白色,为半坚硬岩层。
底板
直接底
粉砂岩
2.9
灰色,为半坚硬岩层,钙泥质胶结,致密、性脆。
老底
细砂岩
0.8
灰色,为半坚硬岩层。
第三节地质构造
2204轨道顺槽位于22#煤层中,22#煤层为中厚可采煤层,厚度变化为1.96~5.7m,平均厚度3.9m。
从22#煤层上覆地层岩性反映均为细、粉砂岩,在煤岩交界处,会对支护形式产生很大影响,该工程范围煤岩层稳定,无大的断层、褶区、裂隙等地质构造,对掘进影响不大,综合柱状图见图2-1。
第四节水文地质
一、本区主要冲水因素
本区位于伊宁盆地北缘,地质构造基本为弧形单斜构造,地层有侏罗纪下统的八道弯组下段地层和第四纪地层,浅部基岩或裸露区风化裂隙发育,有利于接受大气降水直渗补给,形成了基岩地下水顺南部单斜地层向深部或盆地汇集的总趋势;掘进期间,顶板会出现渗水或淋水情况,水文地质条件简单。
二、涌水量
巷道掘进期间会出现顶板淋水现象,预计正常涌水量2m³/h,最大涌水量10m³/h。
三、掘进工作中存在的问题及解决办法
在掘进期间会存在顶板淋水、底板及两帮渗水现象,要做好“有掘必探,先探后掘”的探放水工作,保证巷道排水系统完善。
第三章巷道布置及支护说明
第一节巷道布置
从控制点PZ4往前2.4m处以73°50′00″方位开始施工2204轨道顺槽,巷道沿煤层顶板施工,施工长度为1497m。
(巷道平面图见图3-1)
第二节支护设计
一、巷道形状及断面尺寸
巷道断面为矩形断面,净宽3200mm,中心净高不低于2800mm;S净断面=3.2m×2.8m=8.32㎡;掘宽3400mm,掘高2900mm,S掘断面=3.4m×2.9m=9.18㎡。
上帮沿底板,下帮留底煤,以保证巷道底板水平。
水沟布置在巷道下帮,净尺寸为300×300mm。
(巷道断面图见图3-2)
二、临时支护
1、临时支护的形式、材料、规格及架设质量要求
(1)临时支护形式:
“吊环——前探梁——背板”临时支护。
(2)材料及规格:
前探梁:
Φ57×6mm钢管,长3000mm,共三根;背板:
2000×200×50mm松木木板,不少于6块,6个螺母吊环。
(3)架设质量要求及具体方法要求
①正确使用前探梁临时支护(永久支护到迎头时,可不使用前探梁),严禁空顶作业。
②使用三根前探梁,2000mm长背板不少于6块。
③使用前探梁时,要求吊环拧紧在最前面两排顶锚的螺杆上。
A、前探梁必须紧跟迎头;B、背板左右交替排列最后一块背板紧接迎头;C每块背板都必须承载在至少两根梁上。
④使用前探梁时,应将顶网紧背在顶板上,钻眼及安装顶锚时,不必取下。
⑤背板不牢或不贴顶板时,可用木楔楔紧。
2、临时支护平、剖面见图3-3。
三、永久支护
(一)支护设计
1、按悬吊理论计算锚杆参数
(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;
H=B/(2f)=3.4/(2×3)=0.57m;
其中B——巷道掘进宽度,3.4m;
f——岩石坚固性系数,取3;
K——安全系数,一般取K=2;
L1——锚杆锚入稳定岩层的深度,一般按经验取0.4m;
L2——锚杆在巷道中的外露长度,一般取0.05m。
则L=2×0.57+0.4+0.05=1.59m
施工时取L=2.0m,满足生产需要。
(2)锚杆间排距计算
α≤(Q/KHγ)1/2
式中α——锚杆间排距,m;
Q——锚杆设计锚固力,100KN/根;
H——冒落拱高度,0.6m;
K——安全系数,一般取K=2;
γ——被悬吊岩石的密度,取25KN/m3
则α≤(Q/KHγ)1/2=[100/(2×0.6×25)]1/2=1.83m
施工时取α=0.8m,满足生产需要。
2、支护方式选择
根据我矿井下实际地质情况,结合已掘巷道的经验数据,采用工程类比法进行2204轨道顺槽的支护设计。
根据2202轨道顺槽和2204皮带顺槽施工期间的情况来看,巷道在安全、运输、通风等方面整体状况均能够满足安全生产的需要。
2204轨道顺槽支护采用“锚网索+钢筋梯”支护。
(二)支护方式
1、顶板支护:
锚网索+钢筋梯
(1)锚杆使用Φ20×2000mm的高强锚杆,锚杆间排距为750×800mm,每根锚杆使用CK2350锚固剂两支,铁托盘规格为150×150×8mm。
(2)钢筋梯规格为3200×60mm,采用Φ16mm圆钢双面焊接。
(3)锚索沿巷道中心线布置一排,间距为6000mm。
锚索规格为Φ15.24×8000mm,每根锚索使用CK2350锚固剂四支,钢托盘规格为300×300×14mm。
顶板完好时锚索滞后迎头不得大于12m;遇顶板破碎,地质结构不稳定等情况时要求锚索间距改为4m一根或改为工字钢棚支护。
2、两帮支护:
锚网
(1)锚杆规格均为Φ16×1600mm的普通锚杆,锚杆间排距为800×800mm,每根锚杆使用CK2335锚固剂两支,托盘规格为100×100×6mm,锚杆起锚高度不得大于400mm。
为防止巷道片帮,同时满足平行作业的要求,爆破作业前,帮部锚杆滞后工作面的距离不得大于2排。
3、全断面铺网,金属网规格为2000×1000mm,采用Φ4.5mm的钢筋焊接,网格为100×100mm;网搭接为100mm,用12#铁丝连接,扭转不少于3圈,连接间距不大于200mm,网片距离底板不大于400mm。
表4锚杆支护质量标准
检查项目(设计值)
质量标准及允许偏差
合格(mm)
优良(mm)
保证
项目
锚杆的杆体及配件的材质、品种、规格、强度、结构
必须符合设计要求
锚固剂的材质、规格、配比、性能
必须符合设计要求
基本
项目
一般巷道净宽:
中线至任一帮距离
-50~+150
0~+150
一般巷道净高:
测全高
-30~+200
0~+200
锚杆安装质量
安装牢固,托盘基本密贴壁面,不松动
安装牢固,托盘密贴壁面,未接触部位必须楔紧
顶部锚杆的预紧力:
150N·m
帮部锚杆的预紧力:
100N·m
最低值不小于设计的90%
最低值不小于设计值
顶(帮)锚杆的抗拔力:
70(50)KN
最低值不小于设计的90%
最低值不小于设计值
铺网质量(每隔200mm一连)
符合设计要求,网间压接基本牢固
符合设计要求,网间压接牢固,并压实
允许偏差
锚杆间排距
±100
锚杆孔深度
0~+50
锚杆方向与井巷轮廓线垂直
≤15º
锚杆外露长度
+20~+50
表5锚索支护质量标准
基本
项目
检查项目(设计值)
质量标准及允许误差
合格
优良
锚索安装质量
安装牢固,做张拉实验托盘没有明显形变。
安装牢固,做张拉实验达到设计值,没有形变。
锚索预应力:
10t
最低值不小于设计的90%
最低值不小于设计值
锚索的张拉压力:
30MPa
最低值不小于设计的90%
最低值不小于设计值
允许
误差
锚索间排距
±100mm
锚索孔深度
0~100mm
锚索方向与井巷轮廓线垂直
≤15°
锚索外露长度:
150~200mm
±100mm
第三节支护工艺
一、施工顺序
交接班→安全检查(发现隐患及时处理)→敲帮问顶→钻眼→装药、连线→爆破→敲帮问顶→临时支护→出煤→打顶锚杆→刷帮→打帮锚杆→清理。
二、支护工艺
1、锚杆支护流程
(1)钻锚杆眼、清孔。
(2)挂网。
(3)装树脂药卷、插入锚杆、搅拌药卷。
(4)装托盘、紧螺母。
(5)连网支护。
2、锚杆支护工艺
(1)打锚杆眼
打眼前,首先要按照由外向里、先顶后帮的顺序检查顶帮,找掉活矸危岩,确认帮顶安全后方可作业,打眼前严格按中线检查巷道断面规格,不符合设计要求时必须先进行处理;锚杆眼位置要准确,眼位误差不得超过±100mm,眼角度误差不得大于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。
(2)安装顶部锚杆
打眼前先挂好金属网和钢筋梯,锚杆眼打好后将眼孔内的积水、煤(岩)粉用压风吹干净。
吹眼时,操作人员应站在孔口一侧,眼孔方向不得站人,然后挂金属网和钢筋梯,留出眼孔,将两支CK2350锚固剂送入眼内,使用专用的注头进行搅拌,搅拌8~15s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,拧紧力矩不小于150N·m,锚杆托盘要紧贴岩面。
(3)安装帮部锚杆
安装前应将眼孔内的积水、煤(岩)粉用压风吹干净。
吹眼时,操作人员应站在孔口一侧,眼孔方向不得站人,然后挂金属网,留出眼孔,将两支CK2335锚固剂送入眼内,使用专用的注头进行搅拌,搅拌8~15s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,拧紧力矩不小于100N·m,锚杆托盘紧贴岩面。
(4)锚杆的质量要求
①锚杆的杆体及配件的材质、品种、规格、强度符合要求。
②锚杆的间排距与设计的误差不得超过±100mm。
③打锚杆时帮部要垂直岩面。
④安装锚杆前应将眼孔内的积水煤(岩)渣吹干净。
⑤锚杆孔深与设计误差为±50mm。
⑥锚杆安装要整齐牢固、成排、成行、零部件齐全。
⑦锚杆托盘应紧贴岩面,上紧、上牢,不得松动,顶部螺母扭矩不小于150N·m,帮部螺母扭矩不小于100N·m。
⑧锚杆的外露长度+20~+50mm。
⑨顶部锚杆的锚固力不小于7t,帮部锚杆的锚固力不小于5t。
3、锚索支护
(1)打眼
打眼工艺同打锚杆眼施工工艺,但由于锚索钎子是由1m长的短钎子接成8m长,所以在打眼时要稳住,不得横向加力,以免断钎伤人。
搭设脚手架时必须搭设牢固,并且保证不会被刮板输送机刮住,确保安全。
打眼前要用尺子找准眼位,眼距误差为±100mm。
(2)安装锚索
①安注锚固剂前应检查其质量是否合格,以手感柔软为合格,不合格的或破损的禁止使用。
②两人配合用锚索顶住锚固剂(四支CK2350锚固剂)缓缓送入钻孔,确保锚固剂全部送到孔底,不能用力过猛,以防捅破锚固剂影响锚固质量。
③锚索下端装上专用的搅拌注头,一人扶住机头、一人操作锚杆机,边推进边搅拌,搅拌时间控制在20~30s,确保搅拌均匀。
④停止搅拌后,必须继续保持锚杆机的推力约3min,然后收回锚杆机。
⑤10min后,方可上托盘、锁具,并将其托到紧贴顶板的位置。
将张拉千斤顶套在锚索上并用手托住,然后压动液压泵进行张拉,达到设计预紧力或千斤顶行程结束时,迅速换向回程。
卸下千斤顶时要用手托住,以免坠落伤人。
千斤顶正下方严禁有人。
(3)截断外露长的锚索时,周围5m范围内禁止有人。
操作人员上锁具时,使用的锚索张拉器型号为MS15-180/55。
(4)锚索安装质量要求
A、间排距允许偏差±100mm;B、孔深允许偏差0~+100mm;C、锚索外露长度150mm~200mm,允许偏差±100mm;D、托盘必须紧贴岩面,上紧、上牢;E、锚索预应力不小于10t;F、在上锁具时,锚索张拉器压力表读数≥30MPa。
三、每米巷道支护材料消耗
每米巷道支护材料消耗如表6所示。
表6每米巷道支护材料消耗表
序号
材料名称
规格
单位
数量
1
高强锚杆
Φ20×2000mm
套
6.25
2
普通锚杆
Φ16×1600mm
套
8.75
3
大眼网
2000×1000mm
㎡
12.04
4
钢绞线
Φ15.24×8000mm
根
0.167
5
锚索托盘
300×300×14mm
块
0.167
6
锁具
个
0.167
7
树脂锚固剂
CK2350
支
13.17
8
树脂锚固剂
CK2335
支
17.5
9
钢筋梯
3200×60mm
根
1.25
第四章施工工艺
第一节施工方法
采用钻眼爆破法、全断面一次成巷施工,不留尾工,严格按爆破作业图表的规定进行钻眼、装药、爆破,每循环进度为1.6m。
在掘进过程中若遇见顶板破碎,断层等地质构造时,根据现场情况变化,缩小循环距并及时改为工字钢棚支护。
第二节爆破作业
一、钻眼机具
钻眼采用ZQS-35/2.0型风煤钻。
二、爆破图表及爆破说明书
炮眼布置三视图及装药结构示意图见图4-1。
表7原始爆破条件
序号
名称
单位
数量
序号
名称
单位
数量
1
掘进断面
㎡
9.86
4
炮眼个数
个
26
2
煤层硬度
f
2
5
硝铵炸药
卷
58
3
瓦斯浓度
%
0
6
毫秒延期电雷管
个
26
表8爆破说明书
眼名
眼号
眼深
(m)
角度(度)
眼
数
(个)
每眼装药量
装药量合计
起爆顺序
连
线
方
式
水
平
垂
直
卷数
(卷)
重量
(kg)
封泥长(m)
卷数
(卷)
重量
(kg)
掏槽眼
1-6
2.0
76
90
6
3
0.45
0.6
18
2.7
Ⅰ
串
联
辅助眼
7-13
1.8
90
90
7
2
0.3
0.6
14
2.1
Ⅱ
周边眼
14-19
1.8
80
90
6
2
0.3
0.6
12
1.8
Ⅱ
底眼
20-26
1.8
90
84
7
2
0.3
0.6
14
2.1
Ⅱ
合计
26
58
8.7
表9爆破指标
序号
项目名称
单位
数量
序号
项目名称
单位
数量
1
炮眼利用率
%
89
5
每立方米煤炸药消耗量
kg
1.13
2
每循环进尺
m
1.6
6
每米巷道炸药消耗量
kg
5.4
3
每循环爆破实体煤
m3
15.8
7
每立方米煤雷管消耗量
发
2.98
4
每循环炸药消耗量
kg
8.7
8
每米巷道雷管消耗量
发
16.25
三、爆破器材
1、爆破器材
放炮器使用MFd200型隔爆型发爆器,放炮母线必须使用铜芯绝缘线。
MFd200型隔爆型发爆器的技术参数如表10所示。
表10MFd200发爆器性能指标表
参数
单位
数值
参数
单位
数值
引爆能力
发
150
输出冲能
A2·ms
≥8.7≤12.0
峰值电压
V
1800~2100
供电时间
ms
≤4
主电容量
μF
40×3
最大外阻
Ω
≤920
2、爆破材料
采用煤矿许用硝铵炸药,药卷直径35mm,长度200mm,每卷重0.15kg;雷管选用Ⅰ-Ⅲ段煤矿许用毫秒延期电雷管,其最长延期时间不得超过130ms。
3、爆破要求
①所有爆破人员,包括放炮员、送药装药人员必须熟知爆破器材和爆破材料基本性能及使用要求。
②打眼装药爆破必须严格按照炮眼布置图及爆破说明书进行。
③炸药的领取及途中运输工具采用专用炸药箱。
④领药时,由放炮员和领药工共同在炸药库领取,点清数量后装入炸药箱,由放炮员或炸药管理员上锁,钥匙由放炮员保管,领药工将炸药箱背到爆破地点。
⑤炸药领取后,应直接送到工作地点,中间不得停留或转交他人,当班剩余炸药必须当班退回炸药库。
⑥电雷管只准装在专用的雷管箱内,由放炮员随身携带到工作面,不准随便乱放,以防丢失。
⑦炸药箱必须放在顶板完好,避开机械、电气设备的地方。
爆破时必须把炸药箱放到警戒线以外的安全地点。
⑧不同厂家生产的或不同品种的电雷管,不得掺混使用。
⑨电雷管必须由药卷的顶部装入,严禁用电雷管代替竹、木棍扎眼。
电雷管必须全部插入药卷内,严禁将电雷管斜插在药卷的中部或捆在药卷上。
4、装药结构
正向装药结构
第三节装载及运输
一、装运设备
1、掘进头
SGB420/40改刮板输送机一部,SSJ-800/2×40胶带输送机一部。
二、装、运设备的布置地点
掘进头:
SGB420/40改刮板输送机,SSJ-800/2×40胶带输送机。
布置地点见图4-2。
三、设备的固定
巷道掘进时,刮板运输机随着掘进通过溜槽及链条不断向前延伸,要求延伸刮板机尾及时打机尾压柱,机头、机尾压柱必须有防倒绳,机头、机尾压柱均为2根,木压柱直径不小于180mm。
胶带输送机随着刮板机不断向前延伸,要求延伸胶带输送机机尾时打地锚固定,地锚数量为2根,规格为Φ16×1600mm的普通锚杆,严禁用帮部锚杆固定机尾。
四、运输路线
(1)运煤路线:
掘进工作面→2204轨道顺槽→22#煤胶带运输下山→22#煤胶带运输石门→主斜井→地面
(2)运料路线:
地面→副斜井→22#煤轨道运输石门→22#煤轨道下山→主副风井联络巷→22#煤胶带运输下山→2204轨道顺槽→掘进工作面
第四节管线敷设
一、风水管路敷设
风水管路敷设在巷道的上帮,管路悬挂高度距巷道底板≥1.0m;平直刷染编号;供风供水管路距迎头不超过30m,胶管紧跟迎头。
二、电缆敷设
电缆敷设在巷道的上帮,悬挂高度距巷道底板不低于1.8m;通信电缆和信号电缆敷设在动力电缆上方,与动力电缆间距为100mm,或者通信电缆、信号电缆与动力电缆分开敷设(分开敷设时也必须保证二者间距为100mm);电缆每隔1000mm吊挂一处,并保持一定的弛度。
三、风筒吊挂
风筒吊挂在巷道的下帮,要求平直整齐,逢环必挂,悬挂高度距巷道底板≥1.9m。
第五节设备与工具配置
表12设备及工具配备
序号
设备、工具名称
规格型号
单位
数量
备注
1
风煤钻
ZQS-35/2.0
台
4
2台工作,2台备用备用
1
胶带输送机
SSJ-800/2×40KW
部
1
2
刮板输送机
SGB420/40改
部
1
3
局部通风机
FBD-NO5.6/2×11KW
台
2
1台工作,1台备用
4
气动锚杆钻机
MQT-130/2.8
台
3
2台工作,1台备用
5
馈电开关
KBZ-400/1140(660)
台
2
6
照明综保
ZBZ-4.0/1140(660)
台
2
7
水泵开关
QJZ2-80/1140(660)
台
3
8
水泵开关
QJZ2-80/660(380)
台
1
9
水泵开关
QJZ-60/660(380)
台
2
10
刮板机开关
QJZ-120/1140(660)
台
1
11
风镐
G10
台
4
2台工作,2台备用用
12
排沙泵
7.5kw
台
2
1台工作,1台备用
13
锚索张拉器
MS15-180/55
台
2
1台工作,1台备用
第五章生产系统
第一节通风
一、通风方式及供风距离
采用压入式供风方式,局部通风机设在22#煤胶带运输下山,最长供风距离为1512m,通风系统图见图5-1。
二、风量计算
1、按瓦斯涌出量计算
Q1=100×q掘×Kd=100×4.08×(9.86×6.24×1.26)×2/24×60
=43.92m3/min
式中:
Q1—掘进工作面实际需要的风量,m3/min;
q掘—掘进工作面的绝对瓦斯涌出量;取q掘=0.43m3/min;
K—掘进工作面瓦斯涌出不均匀系数,取1.5-2.0;取A=2;
其中2204轨道顺槽的掘进断面为9.86㎡,日掘进量为6.24m,煤的容重取1.26。
2、按炸药量计算
Q2=25A=25×8.7
=217.5m3/min;
式中:
Q2——掘进工作面需要的风量,m3/min;
A——一次爆破炸药最大用量,施工时采用分次爆破取A=8.7kg;
3、按工作面最多人数计算
Q3=4×N=4×33=132m³/min;
式中:
Q3—掘进工作面需要的风量,m³/min;
N—掘进工作面同时工作的最多人数,取33人;
4、按风速进行验算
60×0.15×S掘≤Q掘≤60×4×S掘
60×0.15×9.86≤Q掘≤60×4×9.86
88.74m3/min≤Q掘≤2366.4m3/min
1.479m3/s≤Q掘≤39.44m3/s
式中:
Q煤——煤巷掘进工作面所需风量,m3/min;
S掘—
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- 2204 轨道 作业 规程