第一章概况。
第一节概述。
一、巷道名称。
5303-2中间巷①、中间巷②及切眼②
二、掘进目的及巷道用途。
主要用于5303-2工作面的安装、通风、行人、运输以及生产。
三、巷道设计长度及服务年限。
巷道设计长度:5303-2中间巷①长112.3m,5303-2中间巷②长158.3m,5303-2切眼②长71m。
服务年限:2年。
四、预计开、竣工时间。
经矿有关领导研究决定,本掘进工作面自2023年10月份开工,预计2023年12月份竣工。
五、巷道坡度。
5303-2中间巷①按平巷掘进6m,然后找3煤底板后沿3煤底板掘进88.6m,然后按平巷掘进18.5m至设计位置。
5303-2中间巷②按平巷掘进6m,然后按同一坡度掘进4.5m,然后找3煤底板后沿3煤底板掘进148m至设计位置。5303-2切眼②刷宽71m。
第二节编写依据。
一、设计说明书及批准时间。
设计说明书名称分别为《5303-2中间巷及切眼②平、断面图》,批准时间为2023年10月7日。
二、地质说明书及批准时间。
地质说明书名称为《5303工作面掘进地质说明书》,批准时间为2023年3月23日。
三、矿压观测资料。
根据五采区工作面及顺槽的矿压观测,3层煤伪顶不发育,直接顶为中等稳定的二类顶板,老顶为明显来压的**顶板,巷道在掘进时,受掘进影响范围为30m,成巷影响距离短,在影响范围内顶底移近速度6mm/d,最大12mm/d,两帮移近速度平均8.1mm/d,最大为42mm/d,累计顶底移近量为36mm,两帮移近量为26mm,掘出30m后巷道趋于稳定,稳定期内围岩变形小于1mm/d。矿压显现不明显,整体性较好。
主要应力表现为大地静力场型,属简单型。
第二章地面相对位置及地质水文情况。
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表表一。
第二节煤(岩)层赋存特征。
一、煤(岩)层产状、厚度、结构、坚固性系数、层间距:
3煤老顶,厚度18.20~33.45m,平均厚度24.
26m,中细砂岩互层,灰白色,以中砂岩为主,主要成分为石英、长石,自上而下粒度变细,节理较发育,水平层理及缓波状层理清晰,泥钙质胶结,坚硬致密, f=6~7。
3煤直接顶,厚度1.53~5.70m,平均厚度3.32m,顶泥岩,灰黑色,泥质胶结,致密块状构造,性脆,易破碎,节理较发育,硬度f=4。
3煤伪顶不发育。
3煤,黑色,以亮煤为主,暗煤次之,玻璃光泽,厚度8.15~9.59m,平均8.
60m,厚度稳定,结构简单,属半暗~半亮型煤,具有条带状结构,层状构造;工作面内煤层产状变化较大,总体趋势为北高南低,西高东低;工作面北部煤层倾角较大,预计最大倾角为13°,煤层普氏硬度系数f =2.9。**在工作面南部及中部的煤层底板上0.
5~1.6m处,局部发育厚0.5~1.
0m的高灰煤,硬度较大。
3煤直接底,厚度0.69~2.00m,平均厚度1.28m,泥岩,灰黑色,致密较坚硬,泥质胶结,块状构造,节理较发育,硬度f=4。
3煤老底,厚度10.75~15.32m,平均厚度13.
56m,粉细砂岩互层,浅灰色,以细砂岩为主,夹粉砂岩条带,成分以石英、长石为主,水平及波状斜层理清晰,节理较发育,泥钙质胶结,硬度f=6~7。
二、煤层瓦斯涌出量、瓦斯等级、发火期、煤尘**指数:
煤层瓦斯绝对涌出量:0.21m3/min。
二氧化绝对涌出量:0.57m3/min。
煤尘**性:具有**危险,最大**指数42.16%。
煤层自然发火期:3~6个月。
瓦斯等级:属瓦斯矿井。
第三节地质构造。
一、褶皱。工作面煤层产状变化不大,总体趋势为走向近南北,北高南低,西高东低;工作面中部和南部发育了两个次级宽缓向斜和一个次级宽缓背斜,北部为单斜构造;工作面煤层走向:0°~40°,倾向:
90°~130°;煤层倾角3°~13°,平均8°。
二、断层。根据实际地质资料揭露情况分析,工作面地质构造较简单,断层不发育。
第四节水文地质。
一、水文情况:
1.3煤顶板砂岩:五采区西部3煤顶板砂岩平均厚17.
3m,中砂岩为主,富水性弱;附近采区抽水资料,q为0.000473~0.0131l/为0.
00129~0.211m/d,矿化度0.37~1.
46g/l,水质类型为hco3-na+型水。5308综放工作面回采期间最大出水260 m3/h(2023年4月 )。随着3煤不断向西部采区回采,3煤顶板砂岩水不断疏放,富水性不断变弱,2008至 2023年回采的等工作面均未出现3煤顶板砂岩突水现象;但随着工作面不断向西部推进,工作面上覆基岩厚度不断变小,在局部断层、裂隙发育地带,已接受第四系下组水补给,导致富水性增加,对掘进和回采带来影响。
工作面3煤顶板砂岩厚度18.20~33.45m,平均24.
26m,以中、细砂岩互层为主,富水性普遍较弱;工作面上覆基岩西北薄东南厚;西北部掘进时最小基岩厚度达35.0m,在局部断层、裂隙发育地段,易接受第四系下组水补给,致使较富水,对工作面掘进带来影响;东南部基岩厚度较厚区3煤顶板砂岩水富水性弱,对掘进和回采影响较小。
2.第四系下组松散层:下组厚约40~60m,含较稳定的含水层3~4层,厚0.
90~43.35m,平均厚度24.05m,以含粘土质砂(砂砾)、砂(砂砾)为主,为孔隙承压含水层组。
结合附近钻孔抽数资料,q值为0.03566~0.006183l/ k为0.
03540~0.05977m/d,矿化度0.533~0.
630g/l,以hco3-·cl--na+·ca2+型水,富水弱-中等。第四系下组水随着开采面积的不断拓宽,对下部含水层的不断补给,水位持续下降。松散层普遍作为间接含水层补给下部含水层,在基岩较薄区域,采后裂隙可能直接波及松散层,形成导水通道,为回采时直接充水含水层,对回采带来较大影响。
3.工作面内第四系厚197.48~206.
85m,下组厚138.6~177.7m,第四系底界分别通过粘土层和砂砾层与基岩不整合接触,第四系底界距3煤顶界面35.
0~96.7m;西北高东南后,在西北部基岩较薄的断层和裂隙发育带,松散层水对基岩水进行补给,给掘进带来影响,在回采阶段采后裂隙可能直接发育到松散层形成导水通道,为工作面回采的直接充水含水层。
二、涌水量预计。
工作面与其相邻的5304-1工作面的充水条件相似,采用比拟法预计工作面掘进期间正常涌水量1~2 m3/h,最大涌水量15 m3/h;在导水裂隙带波及到第四系底部含水层时,预计涌水量180 m3/h。
图1:地层综合柱状图。
第三章巷道布置及支护说明。
第一节巷道布置。
5303-2中间巷①按方位角45°施工;5303-2中间巷②按方位角0°施工;5303-2切眼②按270°施工。平面位置图见图2;**剖面图见图3。
第二节巷道断面。
5303-2中间巷-2中间巷②断面形状均为矩形,5303切眼②断面形状为梯形。断面(1-1)s净=12.3m2,s掘=13.
33m2;断面(2-2)s净=19.8m2,s掘=21.08m2;断面(3-3)s净=15.
675m2,s掘=16.832;断面(4-4)s净=13.2m2,s掘=14.
26m2;断面(5-5)s净=27.225m2,s掘=28.73m2。
第三节支护设计。
一、支护设计依据。
1.地质说明书:《5303工作面掘进地质说明书》。
2.设计:《5303-2中间巷及切眼②平、断面图》。
3.企管科于2023年3月在5305②轨道顺槽进行了短锚固拉拔实验,顶部拉拔1根,两帮各拉拔一根,其结果为:顶部50kn,右帮50kn,左帮50kn,均达到标准值要求(标准值为50kn)。
4.根据《兖矿集团****煤巷锚杆支护技术规范》,5303-2中间巷及切眼②巷道围岩稳定性类别为ⅱ类。
5.由工程类比法选择锚杆基本支护形式及支护参数,目前本矿与其邻近工作面施工的煤巷均采用锚网支护,其支护效果较好。
二、支护方式。
1.根据以上资料,5303-2中间巷①、中间巷②及切眼②采用锚网支护。
2.巷道顶板破碎带、压力较大、顶板有淋水、通过落差<1m的断层,原设计支护不能保证支护安全时,支设点柱或顺山dfb金属顶梁棚加强支护。
3.以上支护方式难以保证支护安全或通过落差≥1m的断层时,必须改变支护方式,采用架棚或锚架联合支护。
三、锚杆支护参数计算。
1.锚杆长度计算。
l=kh+l1+l2
式中:l—锚杆长度,m;h—冒落高度,m;k—安全系数,一般取k=2;
l1—锚杆外露长度,一般取0.1m;
l2—锚杆锚入稳定岩层深度,一般按经验取0.5m;
其中:1-1:h=b/2f=4.3/(2×2.9)=0.74m
2-2:h=b/2f=4.8/(2×2.9)=0.87m
3-3:h=b/2f=4.95/(2×2.9)=0.85m
4-4:h=b/2f=4.6/(2×2.9)=0.79m
5-5:h=b/2f=3.9/(2×2.9)=0.67m
式中:b—巷道开掘宽度,断面(1-1)取4.3m;断面(2-2)取4.
8m;断面(3-3)取4.95m;断面(4-4)取4.6m;断面(5-5)取3.
9m。f—岩石坚固性系数,取2.9;
则:1-1:l=2×0.74+0.1+0.5=2.08m
2-2:l=2×0.87+0.1+0.5=2.23m
3-3:l=2×0.85+0.1+0.5=2.3m
4-4:l=2×0.79+0.1+0.5=2.18m
5-5:l=2×0.67+0.1+0.5=1.94m
2.锚杆间排距计算,通常间排距相等,取a:
a=[p/(khγ)]1/2
式中:a—锚杆间排距,m;p—锚杆设计锚固力,150kn/根;
h—冒落拱高度,断面1-1取h=0.74m;断面2-2取h=1.07m;断面3-3取h=0.85断面4-4取h=0.79m ;断面5-5取h==0.67m;
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