第一章工程概况。
第一节概述。
一、工程名称及用途:
号煤运输大巷。
#煤运输大巷是为10号煤北翼采区服务的主要运煤大巷。
2、开口位置、工程量:
1、开口位置:运输大巷在10号煤仓上口开口,以n90度方位掘进,开拓运输大巷。
2、工程量:掘到10201首采工作面的运输顺槽前5米停掘,该段巷道平面距离长220米,往前还有2494米,施工时再另编制安全技术措施。
三、巷道形状、支护形式:
1、巷道形状:开口施工为全岩巷道,采用炮掘,断面为拱形。掘过岩石见煤层后采用掘进机掘进,将拱形断面改为矩形断面。
2、支护形式:采用锚网喷支护,锚索补强。采用c20混凝土喷射砼,喷厚150mm。
第二节编写依据。
1、山西地宝能源****二0一0年五月编制的《山西吕梁离石炭窑坪煤业****兼并重组整合矿井地质报告》。
2、煤炭工业合肥设计研究院设计二采区10号煤大巷布置图和平面、剖面、断面图。
第三节邻近采区开采情况。
#煤运输大巷位于10#煤仓以东,该巷道北侧开掘10号煤轨道大巷,除此外,没有采掘动象。
2、巷道相对的地表面没有建筑物,地表面未发现坍塌或裂隙,对地表面构建物没有影响。
第四节煤(岩)层赋存特征。
10#煤层顶板大部为石灰岩,局部为泥岩;底板大部为泥岩,局部为砂质泥岩。煤层厚度4.75~8.
55m,平均厚度6.65m,煤层倾角为3~8度,该煤层为井田稳定可采煤层,煤层结构复杂,中间有2~3层夹矸,局部含4~5层夹矸。煤的色泽为暗型和半暗型。
10#煤层位于太原组底部,全区发育,大部可采。井田内#煤层大部合并为一层。
附:煤岩层综合柱状图(图:1)
第五节地质构造。
炭窑坪井田位于河东煤田中段,区域构造位置处于吕梁山复背斜之次级构造王家会背斜西翼,受其影响井田范围总体呈一走向北东,倾斜北西的单斜构造,局部有次级起伏。其中较大的次级起伏在井田南部,表象为井田西部的s1刘家湾向斜和井田东部的s2大土河背斜及s3向斜。井田地层倾角大部平缓,为3°~12°左右,北东局部地段较陡,地层倾角可达45°~70°,根据地表出露和井下巷道揭露,井田内有6条正断层,未发现陷落柱等其他构造,未见岩浆岩侵入体,井田总体构造属简单类型。
区域内的断层构造对本工程影响不大。
第六节水文地质。
10#煤轨道大巷位于太原组下部,煤层直接顶为l1石灰岩,灰岩中部局部有泥岩,石灰岩节理发育,节理缝内充填方解石,属坚硬顶板。巷道充水水源为太原组l4灰岩岩溶裂隙含水层。该含水层岩性分布稳定,厚度最大10.
16m,平均7.9m,属弱—中等富水含水层。
1、巷道顶板水:根据10号煤北回风大巷西段掘进揭露情况分析,巷道顶板淋水现象比较普遍,当遇到断层破碎带时,即可形成涌水通道,涌水量增大,单个出水点预计最大出水量在10m3/h以上,一般出水量预计在5~8m3/h左右,对巷道掘进施工影响较大。
2、底板水:底板为泥岩,局部为砂质泥岩,厚度约8m。泥岩不含水,可为良好隔水层,但遇水时变软膨胀。
3、奥灰水:根据本掘进工作面最近钻孔zk2分析,本工作面底板距 o2顶面距离50.33m。
底板隔水层承受水压值为2.605mpa,突水系数为0.052(mpa/m)。
本掘进工作面最低标高为590.6m,底板隔水层承受水压值为1.68(mpa/m),突水系数为0.
033(mpa/m)。小于构造安全突水系数0.06(mpa/m)。
预计本工作面奥灰水突水危害的可能性较小。但当掘进工作面遇到较大型断层时必须预防与奥陶系地层连通造成突水事件。
4、钻孔水:本掘进工作面最终位置距最近钻孔zk2有160m,距离较长,钻孔封孔资料优良,预计无钻孔突水危险。
为了施工安全,加强观察巷道和工作面的淋水、涌水情况,发现问题及时采取措施。加强对员工的水害预兆教育,坚持“**预报、有掘必探,先探后掘”的方针,巷道开掘前进行探放水,防止突水事件。
第二章巷道规格及支护设计。
第一节巷道布置。
号煤运输大巷布置在10号煤仓上口开口,以n90度方位向东开拓该运输大巷。
2、开口施工时为全岩巷道,采用炮掘,巷道断面为拱形。进入煤层后采用综掘机施工,将拱形断面改为矩形断面,巷道沿煤层顶板掘进。
3、开口掘进为水平巷道,平掘30米后,以-15°下山掘竖曲线20.94米,巷道见煤后再以竖曲线形式缓慢变平,然后沿煤层顶板掘进。巷道全部进入煤层,将拱形断面改为矩形断面。
4、巷道右侧设计排水沟,排水沟采用风镐挖掘。
附巷道布置平面图)
第二节巷道规格。
1、开口为全岩巷道,断面为直墙半圆拱,其规格为:净宽4.2m,净高3.2m;掘宽4.5m,掘高3.55m;
2、机掘为矩形断面,其规格:净宽4.2m,净高3.0米;掘宽4.5m,掘高3.35m。
3、施工结束,巷道底板进行硬化,硬化厚度100mm。
4、巷道内设计排水沟,水沟规格:宽300mm,深250mm,浇注厚度100mm。水沟布置在巷道右侧(面向工作面)。
附:断面图)
第三节支护设计说明。
一、支护设计说明:
号煤运煤大巷采用锚网喷支护,锚索补强。
2、开口掘进时应按照支护设计进行支护。巷道进入灰岩岩层,顶板围岩坚硬、完整无破碎,岩层无改变情况下,可以不打锚索。但遇断层、破碎带地段或顶板岩性发生变化时,继续打锚索补强支护。
二、锚网(索)喷支护参数:
1、锚杆:采用φ20×2400mm的左旋无纵筋螺纹钢锚杆,锚杆间排距800x800mm,每根锚杆采用1卷k卷z2330锚固剂进行锚固,锚固力不小于50kn。锚杆托盘采用8mm厚150×150mm的方形预应力铁托盘,钢筋网采用φ6.
5mm的圆钢焊制而成,网的规格为2000×1000mm;网孔为100×100mm的金属网。钢筋网进行搭接,搭接长度100mm,并用14#双股铁线绑扎,每隔300mm绑扎一次,绑扎圈数3圈,并用铁钳绑扎牢固。
2、锚索:锚索采用¢17.8×6500mm钢绞线,每根锚索自上而下分别采用一卷k2360、一卷z2360、一卷m2360型树脂锚固剂进行锚固,锚固力不小于200kn。
锚索间距1.2m,排距1.6m,呈三花形布置。
锚索托盘采用15mm厚,200×200mm的方形铁托盘;钢绞线外露长度150~200mm。采用mt-1单孔锁具,并张拉紧。当锚索孔位置占用锚杆孔位置时打锚索,可以不打锚杆。
3、钢带:矩形巷道顶部加(h)钢带,钢带采用普通φ14mm的圆钢焊制而成,钢带长4.5m,宽80mm,方孔为80×80mm,共6个小孔,要求锚杆从钢带小孔中穿入支护。
4、喷浆:喷射砼混凝土标号为c20,喷厚150mm。喷射砼选用普通硅酸盐水泥。
沙子采用中粗河沙,沙子粒径为2~5mm,石子粒径为≤10 mm,速凝剂选正规生产厂家生产的产品。喷射砼材料体积比为水泥:砂子:
石子=1:2:2,水灰比0.
4-0.6,速凝剂掺量为水泥用量的4-6%,使用ps5i转子式混凝土喷射机喷射砼。
三、锚杆选用与计算:
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;
—冒落拱高度,m;
—安全系数,一般取2;
1—锚杆锚入稳定岩层的深度,一般按经验取0.5m;
2—锚杆外露长度,一般取0.1m。
其中:h=b/2f=4.5/(2×5)=0.45m
b—巷道掘进跨度,取4.5m
f—普氏岩石坚固性系数,取5
则:l=2×0.45+(0.5+0.1)=1.5m
施工时取l=2.4m。
2、锚杆直径的确定:
根据材料力学计算锚杆直径为:
d=[4.7p/(πjb)]?
式中:d—锚杆直径,mm
p—锚杆截面载荷,取105kn。
jb—螺纹钢锚杆屈服点,取420mpa
则:d=[4.5×105×103/(3.14×420)]?18.9mm
施工时取d=20mm。
3、锚杆间、排距计算:
a=(qkhγ)?
a—锚杆间、排距,m;
—锚杆设计锚固力,50kn/根。
—被悬吊砂岩的重力密度,取26.46kn/m3。
则:a=[50/(2×0.5×26.46)]?1.37m
施工时取a=800mm,<1.37m,间、排距选择合理。
4、锚杆支护密度校核验算: ⑴沿巷道掘进方向煤层顶板选取最大控顶距离2.4m进行验算,锚杆支护密度为800mm×800mm,则该范围内有3排,共计18根锚杆(每根锚杆设计锚固力为50kn),因此总锚固力为:
f总=18×50=900kn。
⑵、该范围内2m厚悬吊围岩重量(该顶板多为灰岩,选取最大密度为2.7g/cm3,g=9.8n/kg)为:
g围岩=2.4×4.5×2×2.
7×9.8=571.53kn。
⑶、f总﹥g围岩,故所选支护密度适合。
通过以上计算,选用直径20mm、长度为2400mm的左旋无纵筋螺纹钢锚杆,间排距800mm×800mm为适宜。
4、临时支护:
1、巷道顶板岩层稳定、无破碎,采用锚网初喷为临时支护。
2、顶板岩层发生变化,围岩不稳定时采用前探梁做临时支护。遇到断层、破碎带、顶板冒落的特殊地段,需要改变上述支护时,再编制专项安全技术措施。
附:临时支护、断面支护图)
第四节支护工艺。
一、支护工序:
敲帮问顶→打锚杆孔→清孔→挂网→安装锚杆→初喷→复喷找平→养护。
2、临时支护工艺:
1、采用锚网初喷为临时支护。临时支护是永久支护的一部分,临时支护的锚杆网应按照永久支护工艺标准进行安装。
2、前探梁采用两根直径108钢管经加工做主梁。每根主梁由两根锚杆固定在顶板上,主梁上采用四根直径不小于10㎝的原木做辅梁,辅梁密贴顶板,用木楔将其打牢,起到支撑顶板作用。
三、锚网支护工艺:
1、打注锚杆:爆破破岩后及时摘掉浮石,采用mqt-120/2.5c 锚杆机钻锚杆眼,钻眼结束进行清孔,把锚固剂轻轻送到眼底进行搅拌,搅拌时间15~20s,停止搅拌下缩钻机,过2~3分钟开始挂网上托盘,并用力矩扳手拧紧螺母。
钢筋网应进行搭接,搭接长度100mm,并用14#双股铁线进行绑扎,每隔300mm绑扎一次,并用铁钳拧紧,绑扎牢固。
2、巷道顶部锚杆按照巷道轮廓线进行打注,其角度不小于75?。锚杆间排距为800×800mm;锚杆丝扣外露螺栓10~40mm。炮掘断面,最大控顶距为1600mm。
3、采用综掘机施工的矩形断面,截割煤后进行“敲帮问顶”,摘除浮石,采用mqt-120/2.5c 锚杆机钻锚杆眼。钻眼结束进行清孔,把锚固剂轻轻送到眼底进行搅拌,搅拌时间15~20s,停止搅拌下缩钻机,过2~3分钟开始挂网上托盘,并用力矩扳手拧紧螺母。
挂顶板网时,在网搭接处安装钢带(h),钢带压在钢筋网上,锚杆从钢带小孔穿入,压紧钢带上锚杆托盘。打注顶部两侧和巷帮上部及巷帮底部锚杆应有75度夹角,中间锚杆垂直。钢筋网进行搭接,搭接长度100mm,搭接处用14#铁线**,每隔300mm**一次,并用钳子**牢固。
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