第一章概况。
第一节概述。
一、巷道名称、位置及相邻关系。
本工作面所掘巷道为一矿北丈八井西大巷三采区准备巷,地表位于四亩堰村以南,李家梁以北,三亩坡以东,大石板沟以西,地面无建筑物。井下位于西大巷以北。
二、巷道用途。
巷道服务于丈八三采区工作面,工作面回采时,其作为运料、出煤及回风巷。
三、巷道性质。
三采区准备巷掘进工作面为15#沿煤层顶板掘进的三采区皮带巷、采区系统横贯以里的轨道巷以及东、西副巷。
四、设计施工长度及服务年限。
设计施工总长度约为5240m,服务年限10年。
预计开工时间为2023年8月,竣工时间为2023年5月。
第二节编写依据。
一、经过审批的设计及批准时间。
本规程编写依据是:
1、《国阳公司一矿北丈八井南条带15#煤三采区准备巷设计施工图》,批准时间为2023年4月21日。
2、编写本规程依据的地质资料为《北丈八井560水平三采区准备巷区域地质资料》。
二、矿压观测资料。
参考本煤层丈八560水平皮带巷有关矿压观测数据分析结论。
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。
地面相对位置及邻近采区开采情况见表1。
表1 井上下对照关系表。
第二节煤(岩)层赋存特征。
煤(岩)层赋存特征见表2、表3。
表2 煤层特征表。
表3 煤层顶底板情况表。
综合柱状图见附图1
第三节地质构造。
该区域南部为一倾伏背斜构造,北部为一单斜构造,掘进至南部可能遇三维**探测陷落柱一个,断层二条。掘至中部可能遇三维**探测陷落柱一个。煤层倾角大致在2°~8°之间。
第四节水文地质。
施工区域的主要充水因素为: k2石灰岩(四节石),k3石灰岩(钱石),及怪砂岩,掘进中可能出现局部淋头水。
第三章巷道布置及支护说明
第一节巷道布置。
本掘进工作面为沿煤层顶板掘进的三采区皮带巷、采区系统横贯以里的轨道巷以及东、西副巷。
根据设计,三采区准备巷由地质科给定中腰线,准备巷包括沿煤层顶板掘进的三采区皮带巷、采区系统横贯以里的轨道巷以及东、西副巷。其中轨道巷沿煤层顶板向北掘进,巷道长1280m;皮带巷沿煤层顶板向北掘进,巷道长约1400m;东、西副巷分别沿煤层顶板向北掘进,巷道各长1280m。
具体开口位置以地质科划定为准,具体尺寸详见《北丈八井三采区准备巷平面布置图》。丈八三采区准备巷平面布置图见附图2。
第二节矿压观测。
根据集团公司有关文件的要求,该巷道在沿煤层顶板掘进段必须进行顶板离层监测、顶底和两帮移近量监测、锚杆和锚索载荷监测,观测内容、目的和手段见表4。
表4 矿压观测内容、目的及手段。
煤巷掘进5m后开始布站,测站间距150m。每个测站设置一个观测断面,用测尺检测断面处顶底板相对移近量、两帮相对移近量,用锚杆测力计检测顶、帮锚杆受力。每个断面巷道正顶安装一个顶板离层仪,顶板中间锚杆、顶锚索分别安装一块锚索测力计,根据掘进巷道顶板压力显示状况,对锚杆、锚索受力及围岩位移,在距工作面200m以内每天观测一次,其他每周观测两次;螺母拧紧力矩必须每天抽查,直到巷道施工完毕。
开口5米范围内打一个顶板探测眼,煤巷眼深5.5米,以后每50米打一个顶板探测眼。
观测所需仪器见表5。
表5 观测所需仪器表。
为准确掌握巷道围岩的变形规律,在开始掘进时即应进行矿压观测,通过对测站数据的综合分析,检验并及时修正支护设计和形式。
一、观测方法:
1、测站布置:在巷道开口,开始布置测站并编号,以后每150m设置一个。每一测站设置一个观测断面,每个断面巷道正顶安装一个顶板离层仪,顶板中间锚杆、锚索分别安装一个锚杆、锚索压力指示仪。
2、观测时间:距工作面200m以内每天观测一次,200m以外每周观测两次。
3、锚杆拉拔力每300根抽查一次,一次不少于3根。锚索预紧力每100根抽查一次,每次5根。
二、数据处理:采取边施工、边观测,及时对测量的数据加以分析、判断,并把测量的结果反馈到设计和施工中去,从而不断修改设计、补充措施、指导施工。
第三节支护设计。
一、确定巷道断面及支护形式。
表6 三采区准备巷断面特征表。
巷道的其他要求:
电缆钩:三采区轨道巷与皮带巷设计电缆钩,距底板高度1.9m,每1.5m一个,电缆线要平直地挂在电缆钩上。
巷道支护断面图、平面图见附图。
二、支护参数设计。
一)1、锚杆长度的计算: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,一般按经验取0.4m;
l2—锚杆在巷道中的外露长度,一般取0.1m。
其中:h=b/2f=4.5/(2×4)=0.56m
式中 b—巷道开掘宽度,取4.5m;
f—岩石坚固性系数,取4。
则:l=2×0.56+0.4+0.1=1.62m
2、锚杆间排距离计算:设计时令间、排距均为a,则。
a = q/khr
式中 a—锚杆间排距,m;
q—锚杆设计锚固力,100kn/根;
h—冒落拱高度,取0.56m;
r—被悬吊石灰岩的重力密度,取25kn/m3
k—安全系数,一般取 k=2。
a =[100/(2×0.56×25)]1/2=1.91m
施工时取a=600--800mm。
通过以上计算,选用直径18--20mm,长度1800--2000mm的等强度锚杆,锚杆间排距600--800mm。
二)采用计算法校核支护参数:
1、顶锚杆通过悬吊作用,帮锚杆通过加固帮体作用,达到支护效果的条件,应满足:
l>l1+l2+ l3
式中 l—锚杆总长度,m
l1—锚杆外露长度,取0.05m;
l2—有效长度(顶锚杆取免压拱高b,帮锚杆取煤帮破碎深度c),m;
l3—锚入岩层深度(顶锚杆取0.8,帮锚杆取0.6),m;
普氏免压拱高:
b=[b/2+htan(45°-ω帮/2)]/f顶。
式中 b、h—巷道掘进跨度和高度,b=4.5m,h=3.0m;
f顶—顶板岩石普氏系数,f顶取4;
ω帮—两帮围岩的内摩擦角,取63.43°;
b=[4500/2+3000tan(45°-63.43°/2)]/4=739mm;
c=3000×tan(45°-63.43°/2)=708mm;
依据上述公式计算得出:顶锚杆l顶≥1.589mm;帮锚杆长l帮≥1358mm;
所选锚杆长度均满足计算要求。
2、按锚杆所能悬吊的重量校核锚杆的排距:
每根锚杆悬吊岩体重量g=φl2α2,锚杆锚固力q应能承担g的重量。为安全起见,再考虑安全系数k,取k=2。
kg<qα<(q/kφl2)1/2所选顶锚杆锚固力q≥60kn,计算得α<1.14m,应此间排距参数能满足计算结果。
3、悬吊理论校核锚索间距:
l=n f2/[bhφ-(2 f1sinθ)/l1]
式中 l—锚索间距,m;
b—巷道宽度,取4.5m;
h—巷道最大冒落高度,取2.0m;
—岩体容重,30kn/m;
l1—锚杆排距,0.7m;
f1—锚杆锚固力,60kn;
f2—锚索极限承载力,230kn;
θ—角锚杆与巷道顶板的夹角,75°;
n—锚索排数,取1。
通过上述计算,锚索间距l小于2.0m。所选锚索参数能满足设计要求。
第四节支护工艺。
一、支护形式及材料规格。
1、支护形式:
巷道采用钢带网+锚杆+锚索联合支护。
2、支护材料规格:
支护材料规格表见表7。
表7 三采区准备巷支护材料规格表。
3、质量标准及检验:
锚杆巷道质量要求及检验标准见表8。
表8 锚杆巷道质量要求及检验标准。
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