第一章概况。
一、巷道名称。
专用回风巷。
二、掘进目的及巷道用途。
为了5-1二盘区布置掘进工作面时构成独立通风、行人系统,保障安全生产,为5-1二盘区各综采工作面回撤时兼做回撤通道。
三、巷道设计长度。
该巷道总掘进量973.64m。
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。
对应地面地形海拔标高一般在1390.8~1423.4m之间,地面起伏相差为78.6m左右。区内具有典型的高原侵蚀性丘陵地貌特征、黄土高原。
附:地面相对位置及邻近采区开采情况表。
地面相对位置及邻近采区开采情况。
第二节煤(岩)层赋存特征。
一、煤(岩)层性质。
开采煤层为51#煤层,该煤层平均厚度2.80-3.25m,由南向北渐薄。
埋深平均为103m,最浅处仅为76m,施工必须有防止发生冒顶措施。煤层结构单一,呈现黑灰色,条痕色为褐黑色,玻璃光泽,沥青光泽,偶见丝绢光泽,内外生裂隙不发育,且多被方解石、黄铁矿薄膜充填,线理状、条带结构、层状构造、阶梯状或参差断口,密度1.29t/m3。
(一)顶板:
1、伪顶:炭质泥岩或砂质页岩,0~0.7m,煤层接触面清楚。
2、直接顶:为泥岩,厚度3.80~4.5m。
3、老顶:灰白色中粒、粗粒砂岩,层状构造。
二)底板:泥岩,厚度5.40-6.00m,与煤层接触明显。
二、煤层瓦斯涌出量、瓦斯等级、发火期、煤尘**指数。
1、瓦斯:绝对涌出量0.90m3/min,掘进最大绝对涌出量0.17m3/min,相对涌出量为0.35m3/t,属低瓦斯矿井。
2、co2: 绝对涌出量1.3m3/min,相对涌出量为0.42m3/t
3、煤尘:井田内煤层的煤尘具有**性,**指数42%。
4、煤的自燃:煤层属i级容易自燃煤层。
5、地温:最大地温梯度1.6℃/100m,平均1.2℃/100m,无地温异常,本区域为正常地温区。
6、地压:沟谷附近煤层覆盖较浅,有浅层地压影响。
第三节地质构造。
该区处于鄂尔多斯盆地,所处煤层属侏罗统延安组,区内地质结构简单,总体呈一产状平缓的单斜构造,向西南方向微倾。地层平均倾角3°。构造活动微弱,断裂和褶皱均不发育,也无大的起伏和构造台阶。
第四节水文地质。
根据水文地质资料及邻面揭露状况分析:该面地下充水水源主要以承压含水层水源为主,在粉砂岩、细粒砂岩均含水,大气降水与承压含水层水力联系较弱,该承压水富水性较弱,导水性能差,通过主运大巷对煤体揭露分析,该掘进工作面最大涌水量为4.8m3/h,最小涌水量2.
2m3/h,平均涌水量为2.5m3/h,对掘进有一定影响。但工作面遇起伏段低洼处或断层时其涌水量可能增大,在掘进中,宜在低洼处掘出排水池,以便设泵排水。
附图:煤岩层综合柱状图。
第三章巷道布置及支护。
第一节巷道布置。
该巷道位于51煤层内,2盘区专用回风巷,由南向北沿煤层底板掘进。
顺槽起点坐标:x =4391563.873 y = 439647.610;
顺槽终点坐标:x = 4392534.773 y = 439719.341;
如遇断层后根据断层产状另补安全技术措施。
附图:巷道平面布置图
第二节支护设计。
一、 巷道断面。
由开口后40m范围内,巷道宽为:5m,高为:2.
6m断面积为13㎡,采用锚杆、锚网、锚索联合支护,往里巷道宽度4.0m,高度2.6m,面积10.
4㎡。锚杆、锚网、锚索联合支护。
二、 支护方式。
1、临时支护形式、工艺、工序。
临时支护采用前探梁3根φ50mm、长6m的钢管,每根前探梁分别用3道吊环(吊环用φ75mm钢管上焊接螺母)固定在紧靠工作面的两3根锚杆上,前探梁上用木板梁刹顶,木板梁两端伸出前探梁不小于200mm。严禁空顶作业。
顺序:安全检查→掘进机割煤→装煤→运煤→架设前探梁→清浮煤→打锚杆→检查工程质量。
掘进机割出2500mm后,使截割头落地,闭锁截割部电机,断开掘进机上的电源开关和电控箱的隔离开关。用不小于2500mm长的长柄工具处理干净顶帮的活煤,并进行敲帮问顶,确保无问题后,人员在永久支护下,在紧靠工作面三根锚杆上挂好吊环,施工人员及时前移前探梁。前探梁及时用木板梁刹顶,板梁与前探梁用木楔背紧,穿前探梁时,必须有专人观察顶板与煤帮,顶板维护好后,撤出工作面所有人员,将掘进机退出工作面外5米,闭锁截割部电机,断开掘进机上的电源开关和电控箱上的隔离开关,由外向里打锚杆。
上前探梁时,不少于三人,一人观察顶板并协调支护,两人窜前探梁。前探梁移动到工作面后,在最后一个环的上面用木楔背紧。
加强顶板管理,发现顶板压力大、顶板离层、顶板有响声,要立即停止作业,撤出工作人员,待顶板稳定后,由外向里加强支护方可继续施工。
打锚杆时必须由外向里、由中间向两边。
附图:临时支护平面图、断面图、剖面图。
2、永久支护形式。
永久支护工序:移前探梁→清浮煤→永久支护。
掘进支护形式。
该巷道顶板采用锚杆、锚网、锚索作永久支护,两帮不支护。顶板挂4张双层菱形网片,支护锚杆4排、锚索2排。
锚杆采用φ18×2200mm的螺纹钢锚杆,使用型号为msck2360树脂锚固剂1卷,锚杆外露长度为10~40mm,锚杆均使用配套标准螺母紧固,每根锚杆锚固力不小于70kn。锚杆间、排距800mm×800mm,排列方式为正方形,铁托盘规格为150mm×150mm×10mm。
锚索采用φ15.24×6000mm的钢绞线,使用型号为msck3540树脂锚固剂3卷,铁托盘规格为300mm×300mm×10mm。锚索间距为3m,排距为2m,以巷道中线向左右1m各支护一排锚索,每根锚索锚固力不小于190kn,锚索外露长度不小于150mm,不大于250mm。
锚网采用8#铁线菱形金属网片,规格为1.2mx10m,目矩为50mmx50mm。网片的长边、短边搭接压茬均为200mm。联网使用双股12#铁线,扣距不大于200mm。
该巷道开口40米段顶板采用锚杆、锚网、锚索作永久支护,两帮不支护。顶板挂6张双层菱形网片,支护锚杆6排、锚索3排。
3、锚杆支护参数确定:
1﹚、根据普通悬吊理论计算顶板压力(即工作面所需支护强度):
p=4a2×r/3f=4×2.1×22/3×4=2.8t/m3
式中:r为岩石平均容重:取2.1 t/m3;
f为岩石坚固数:取4;
a为巷道宽之半:取2m;
故锚杆设计锚固力不小于70kn。
2﹚、锚杆长度计算:
l=kh+l1+l2=2×0.5+0.4+0.1=1.5
式中: l——锚杆长度,m;
k——锚杆安全系数,取2;
h ——冒落拱高度,0.5m,是根据公式h=b/2f估算得;
b——巷道开挖宽度,取4 m;
f——岩石(煤)坚固系数,f=4。
l1——锚杆锚入岩层深度,根据经验条件,取0.4m;
l2——锚杆在巷道中的外漏长度,取0.1m。
故锚杆长度取2.20m满足要求。
﹙3﹚、锚杆间、排距选择:
a = 1.87m
式中:a — 锚杆间排距,m;
q — 锚杆设计锚固力,70kn/根;
h — 冒落拱高度,取0.5m;
r — 被悬吊砂岩的重力密度,取20.1kn/m3;
k — 锚杆安全系数,一般取k=2;
故锚杆纵横间距取0.8m符合要求。
4、锚索支护参数的确定。
(1)锚索长度确定:
l=l1+l2+l3+l4 =5.65m
式中 l——锚索总长度
l1——锚索深入到较稳定岩层的锚固长度,1.2m;
l2——需要悬吊的不稳定岩层,取4m
l3——上托盘及锁具的厚度,取0.2m
l4——需要外露的张拉长度,取0.25m 按gb j86—1985要求。
(2)锚索间排距的确定:
l=nf2/[bhγ-(2f1sinθ)/l1]=4.502m
式中 l—锚索排距,m;
b—巷道最大冒落宽度取4m;
h—巷道冒落高度,按最严重冒落高度取 0.5m;
—岩体容重,取21kn/m3 ;
l1—锚杆排距,0.8米;
f1—锚杆锚固力,取 70kn;
f2 —单根锚索的极限破断力,取260kn;
—角锚杆与巷道顶板的夹角75o;
n—锚索排数,取2 ;
考虑巷道宽度,间距取3米,排距取2米,符合理论计算要求。
5、特殊支护:当发现巷道顶板破碎、压力大、顶板有滑纹等地质构造时,现场班长或跟班区队长应立即责令停止工作面迎头掘进工作,及时进行临时支护,安全检查完毕后,跟进永久支护,掘一排支护一排,并在破碎带、滑口处增加网片并且锚杆、锚索加密支护,锚杆间排距不大于800mm,锚索间排距不大于2m。
三、顶板离层检测。
1、巷道掘进过程中每100m安设一组顶板离层监测仪,在巷道开口及交叉巷道顶板安设一组顶板离层仪,准确检测顶板离层有关数据,并有专人负责,不少于10天一次把检测的数据及时记录到牌板和顶板离层检测记录本上。
2、顶板离层仪锚深为6m,浅孔锚深不小于3m,锚入稳定的岩石厚度不小于1.5m。
3、发现煤层与顶板有离层现象时,必须及时改变支护方式,调整巷道层位,减小巷道顶煤高度,确保锚杆能够锚固在煤层顶板岩石内。
四、锚杆支护工程质量规定。
质量要求:执行煤矿井巷工程质量检查验收标准(mt5009—94)
1、巷道净宽:中线至任何一帮间距偏差0~+100mm
2、巷道净高允许偏差0~+100mm。
3、锚杆锚固力:设计不小于70kn,锚杆抗拔力试验时,锚杆锚固力检测抽样率为3%,每300根锚杆各抽样一组(共9根)进行检查,不足300根时,按300根进行。锚杆锚固力均不低于设计锚固力为合格;如有一根低于设计锚固力,应重新抽样检测,如重新检测的锚杆锚固力均不低于锚杆设计锚固力为合格,如仍有一根不合格则判锚杆施工安装质量为不合格。
根据锚杆拉力器油缸计算每兆帕约为0.35t,即70kn为20mpa。
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