秀房沟煤矿矿管集团陕西铜川秀房沟煤矿项目部矿管集团陕西铜川秀.docx
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秀房沟煤矿矿管集团陕西铜川秀房沟煤矿项目秀房沟煤矿矿管集团陕西铜川秀房沟煤矿项目部矿管集团陕西铜川秀部矿管集团陕西铜川秀秀房沟煤矿24205工作面巷道掘进方案矿长:
总工:
生产技术部二O一五年四月三日审批栏总工程师:
审阅栏生产矿长:
安全矿长(掘进矿长):
通防矿长(回采矿长):
机电矿长:
安全调度指挥中心:
生产技术部:
机电运行部:
通防科:
24205工作面掘进方案一、工作面概况24205工作面位于242皮带机上山南翼,下(东)邻24207工作面,上(西)邻秀房沟煤矿井田边界线,北边为242皮带机上山,南端至秀房沟煤矿井田边界线,该工作面与地表相对高差305m,地表为山林地貌。
根据秀房沟煤矿精查地质报告,结合24207工作面掘进时的煤层揭露情况表明,24205工作面4-2煤层储存稳定,煤厚1.46m-3.5m,均厚3.21m,内含2-3层夹矸,多为泥岩,倾角3-5度,煤层节理明显,纵向裂隙发育,质底中硬,层理间透气性强,受压易破碎、垮落。
4-2煤层直接顶为灰色炭质泥岩、灰色粉砂岩,水平层理,厚约0.2m-1m,属中等稳定易垮落顶板。
直接顶之上为4-1煤,厚约1.5m左右。
4-2煤底板以泥岩、炭质泥岩为主,厚约几米至几十米,遇水受压易膨胀崩解,出现底鼓现象,造成巷道破坏,影响安全生产,具体见附图1-1,煤岩综合柱状图。
根据2012年瓦斯等级鉴定结果,秀房沟煤矿为瓦斯矿井。
煤尘爆炸试验结果表明,矿井煤尘具有爆炸危险性,煤层属易自燃煤层,发火期为3-6个月。
二、巷道掘进方案1、掘进工艺及技术装备根据我矿现有掘进技术装备水平和采掘生产接续的要求,24205工作面采用综合机械化掘进工艺完成运输顺槽、回风顺槽、回顺联络巷、切眼、硐室的掘进工程。
采用EBZ132型掘进机完成破、装、运工序,使用DZQ-15/20/11型桥式转载机和SSJ-650/40型可伸缩胶带输送机完成工作面掘进煤运输至242上山皮带机。
掘进工艺:
安全检查(顶帮支护、通风瓦斯)掘进机割、装、运(同时备支护材料)临时支护铲板清底煤永久支护延伸皮带机、管线、风筒铺轨自检验收交接班。
2、掘进方式24205工作面运、回顺、回风联络巷采用全断面一次掘进成巷,切眼采用先小断面掘通,后扩帮成巷方式掘进。
3、掘支护作业方式24205工作面采用掘支顺序单行作业方式,坚持正规作业循环,一次成巷,采用树脂加长锚固锚杆+铁丝网+钢筋梁联合支护系统、锚索补强支护方式。
4、巷道布置及施工顺序
(1)巷道布置具体见附图2-1工作面巷道布置及通系统平面示意图。
242皮带巷延伸工程量60m,按2970000方位掘进,破4-1煤0.4m做巷道顶板掘进,净断面4.23=12.6m2,掘进断面4.43.1=13.64m2见附图3-824205运输顺槽:
由242皮带机上山起向南设计长度920.4m,按2140000方位掘进,开口先破4-1煤0.4m做巷道顶板平掘,4-2煤层厚度达到2.6m以上时,沿4-1煤底做巷道顶板掘进,该巷与24207回风顺槽中对中间隔25m平行布置。
巷道断面:
运顺皮带机机头安装段15m巷道,净断面5.53=16.5m2,掘进断面5.73.1=17.67m2见附图3-1;16m至60m净断面53=15m2,掘进断面5.23.1=16.12m2见附图3-2;61m至450m、501m至820.4m,巷道净断面规格4.53=13.5m2,掘进断面4.73.1=14.57m2见附图3-3;451m至500m巷道净断面规格4.83=14.4m2,掘进断面53.1=15.5m2见附图3-4;821.4m至920.4m巷道净断面规格43=12m2,掘进断面4.23.1=13.02m2见附图3-5;24205回风顺槽:
由242回风上山延伸段正头起,与24205运输顺槽间隔130m向南平行布置,按2140000方位掘进,设计掘进长度为840.8m(平距),开口先破4-1煤0.4m做巷道顶板平掘,4-2煤层厚度达到2.6m以上时,沿4-1煤底做巷道顶板掘进;巷道净断面:
3.83=11.4m2,掘进断面43.1=12.4m2见附图3-7;在回顺巷道开口以里460m至490m长度30m设置一个材料堆放场(兼安装工作面时的运输车场),方便材料运输、存放,巷道净断面规格4.83=14.4m2,掘进断面53.1=15.5m2见附图3-4。
242回风巷延伸回顺回风联络巷、242回风巷设计长度192.6m(平距),按2630000方位掘进242回风上山巷道延伸段,掘进时破4-1煤0.8m做巷道顶板掘进,净断面:
3.83=11.4m2,掘进断面43.1=12.4m2见附图3-9切眼:
长130m,按3040000方位掘进净断面7.52.8=21m2,掘进断面7.72.9=22.33m2见附图3-6硐室:
切眼上下端头沿切眼中心线、顺槽中心线外延各布置2个绞车硐室,统一规格:
深宽高=533=45m3。
水仓:
根据上下顺槽积水疏排的要求,在上下顺槽最低处,开凿水仓,如积水无法及时排出,可在距离原有水仓50100米巷道低洼处再掘进一个水仓,以满足巷道排水要求,水仓规格深长宽=1.51.51.5=3.38m3。
安装水泵、水管,建立疏排水系统。
(2)机电硐室24205工作面共设置两个机电硐室,运顺机头60m巷道,在该段设置一个机电硐室,0至15m净断面5.53=16.5m2,见附图3-1;16至60m净断面53=15m2,见附图3-2;在运顺巷道开口以里451m至500m设置一个机电硐室,长度50m,巷道断面在原宽度上扩宽0.3m,扩巷道右侧帮(靠24205回顺侧一帮),巷道净宽度为4.8m,机电硐室净断面规格:
长宽高=504.83m。
见附图3-3(3)掘进施工顺序根据矿井当前采掘规划布局及接续情况,先掘进242皮带巷至设计位置,延伸掘进242回风巷与242皮带巷贯通,以满足巷道通风、运输,继续掘进242回风巷至设计位置,掘进回风顺槽,至设计位置后掘进切眼,先按设计断面的断面掘进切眼后帮至设计位置停掘;掘进24205运输顺槽,至设计位置与切眼贯通后,再扩掘切眼前帮,达到设计断面要求。
(4)24205运顺巷道变断面时规定运顺巷道设计5个断面规格,变更巷道断面规格时一律缩放巷道掘进方向线的右侧(上帮)巷道宽度,掘进方向线左侧(下帮)巷道宽度不做变动。
三、巷道支护方式24205工作面布置巷道均采用锚网支护、锚索补强,具体支护方式见附图1、巷道断面特征表名称煤岩类别形状净宽净高断面积锚索支护掘进面积净面积运顺机头煤巷矩形5.53.017.6716.5四排锚网运顺中部煤巷矩形4.53.014.5713.5三排锚网回顺煤巷矩形3.83.012.411.4双排锚网切眼煤巷矩形7.52.822.3321四排锚网回顺回风联络巷煤巷矩形3.83.012.411.4双排锚网机电硐室煤巷矩形4.83.015.514.4三排锚网绞车硐室煤巷矩形3.03.09.929.0双排锚网242皮带巷煤巷矩形4.23.013.6412.6三排锚网2、支护说明书:
24205工作面支护布置方式根据综采放顶煤生产工艺特点,结合24207工作面掘进时的资料,煤层变薄裂隙发育,护底、护顶煤较小,围岩坚固性差、底鼓推帮严重的实际情况,支护方式如下:
1、工作面支护间排距计算:
(1)、锚杆长度计算:
LL1+L2+L3式中:
L锚杆总长度,m;L1锚杆外露长度,包括钢带、托板和螺母,取0.1m;L2锚杆有效长度或软弱岩层厚度,m;L3锚杆锚入稳定岩、煤层的深度,一般为0.3-0.4m,取0.35m。
L2的计算:
1)根据“悬吊理论”计算L2=KH其中:
H冒落拱高度(软弱岩层厚度),m;K安全系数,一般取K=2;其中:
H=B/(2f)=4.5/(23)=0.75m。
式中:
B巷道开掘宽度,按205运顺4.5m;f岩石坚固性系数,粉砂岩取3;则L2=20.75=1.5m2)根据“普氏自然平衡供理论”计算f3时,L2=KB/2ff3时,式中:
K安全系数,一般取1.5-2,取2;f岩石坚固性系数,粉砂岩取3;B巷道跨度,205运顺4.5m;H巷道掘进高度,205运顺3.0m;内摩擦角,()。
L2=24.5/2/3=1.5m。
L=L1+L2+L3=0.1+1.5+0.35=1.95m。
(2)、锚杆间距、排距计算,通常间排距相等,取a:
a10.5L=0.51.95=0.975m或a2=式中:
Q锚杆设计锚固力,70KN/根;H冒落拱高度,以上计算为0.75m;R被悬吊砂岩的重力密度,取25KN/m3;K安全系数,一般取K=2;则:
a2=70/(20.7525)=1.37ma1、a2取较小者,即间排距取a1=0.975m,为确保安全锚杆支护排距设计为0.9m,巷道顶、帮部补打锚索进行补强支护。
2、巷道支护方式
(1)运顺机头15m,采用5.53=16.5m2矩形断面,以方便和满足皮带机头安装、检修的要求,帮部由上到下布置三排锚杆,采用W钢带加菱形金属网,间排距1000900mm;顶部锚杆8个,间距为750mm,前后排距900mm,四排锚索补强,间排距12001800mm见附图3-1
(2)运顺16m至60m,巷道,采用53=15m2矩形断面,锚网支护,顶部锚索补强锚杆布置方式:
顶部锚杆一排7个,间排距800900,帮部为三排,左帮间排距1000900,右帮间排距1100900锚索:
顶部锚索三排,(五花布置)间排距12001800mm见附图3-2(3)运顺61m至450m,501m至820.4m巷道净断面规格4.53=13.5矩形断面,锚网支护,顶部锚索补强锚杆布置方式:
顶部锚杆一排6个,间排距850900,帮部为三排,左帮间排距1000900,右帮间排距1100900锚索:
顶部锚索两排,(平行布置)前后间距1800mm,左右排距2000mm见附图:
3-3(4)运顺巷道451m至500m,采用4.83=14.4m2矩形断面。
锚网支护,顶部锚索补强锚杆布置方式:
顶部锚杆一排6个,间排距900900,帮部为三排,左帮间排距1000900,右帮间排距1100900锚索:
顶部锚索三排,(五花布置)间排距12001800mm见附图3-4;(5)821.4至切眼口100m巷道净断面规格43=12m2见附图3-5;说明:
运顺巷道掘进时,0至15m两帮均使用W钢带加菱形金属网,16m至终点掘进方向左帮使用W钢带加菱形金属网,锚索补强支护,运顺巷道左帮(靠24207回顺侧下帮)打锚索加强支护;右帮使用钢筋托梁加菱形金属网支护(见支护断面图附图)。
(3)回风顺槽:
巷道断面,3.83=11.4,锚网支护、双排锚索补强平行布置,顶帮锚杆布置方式,顶锚杆5个,间排距900900,帮锚杆三根,间排距1100900,见附图3-7(4)24205回顺与242皮带巷间回风联络巷采用3.83=11.4m2矩形断面,顶锚杆5个,间排距900900,帮锚杆间排距1100900。
见附图3-7。
(5)切眼采用7.52.8=21m2矩形断面,顶锚杆10个间排距850800,四排锚索补强,间排距15002000。
采空区一侧帮部采用铁锚杆+铁丝网、前煤帮部采用木锚杆支护,由上到下布置三排,间排距9001100见附图3-6(6)242皮带巷采用4.23=12.6m2矩形断面,顶锚杆6个,间排距800800mm,帮锚杆间排距800800mm,顶板三排锚索补强支护三花布置,见附图3-8。
3、支护材料规格说明:
(1)锚杆形式和规格:
杆体为20#等强全螺纹钢筋,顶帮锚杆长度均为2000mm。
锚固方式:
树脂加长锚固,采用2支树脂药卷,一支规格为K2335,另一支为Z2360,锚固长度1000mm。
(2)托板:
采用蝶形高强度压制钢托盘,规格15015010mm(3)钢筋托梁:
顶部(顶板)采用14mm的钢筋焊制而成,托梁挂锚杆位置焊接连杆,规格:
L100-100100mm,帮部采用直径10mm的钢筋焊制而成,规格同顶部托梁。
(4)W钢带规格帮部W钢带规格:
长宽厚=25002803mm。
(5)菱形金属网:
采用12#铁丝机制菱形金属网护顶,规格:
L1000-5050mm。
(6)锚索:
索体为高强度低松弛预应力钢绞线,顶部规格为:
15.24-8300-17,采用一支K2335和三支Z2360树脂锚固药卷加长锚固,锚固长度2.15m;帮部锚索规格为:
15.24-4300-17,锚索托板规格为250mm250mm12mm,配装高强度锁具,采用一支K2335和两支Z2360树脂锚固药卷加长锚固,锚固长度1.5m。
(7)木锚杆、木托板:
锚杆杆体为直径不小于38mm,杆长度1500mm;托板规格为300mm200mm30mm。
四、巷道管线悬挂1、电缆的悬挂运顺巷道电缆悬挂在巷道右侧(巷道上帮),距巷帮1m,距巷道顶板0.3m,间距0.1m,悬挂顺序为监控线、信号照明线、低压电缆、高压电缆。
回顺巷道电缆悬挂在巷道左侧(巷道下帮),距帮0.1m,距巷道顶板0.3m,悬挂间距0.1m,悬挂顺序为监控线、信号照明线、低压电缆、高压电缆。
2、管路的悬挂运顺巷道管路悬挂在巷道右帮,距顶板0.3m,贴帮悬挂,管道悬挂顺序为制氮管、间隔1m悬挂压风管、间隔0.1m悬挂供水管、间隔0.1m悬挂排水管。
回顺巷道风、水管路悬挂在巷道左帮,管道悬挂顺序为压风管、间隔0.1m悬挂供水管、间隔0.1m悬挂排水管;巷道右帮(上帮)悬挂抽放管道、灌浆管道,抽放管道距顶板0.1m,间隔0.1m悬挂灌浆管道。
风、水管路阀门设置为了便于生产使用,运回顺巷道风、水管路间隔50m,设置一个阀门,风、水、排管路接头必须对齐,相差不大于300mm。
五、安全技术组织和措施1、由生产技术部根据本方案,完成24205工作面导线设计及开口测设标定工作。
2、由综掘工区认真按照该方案编制完成切实可行的掘进作业规程并报审。
3、根据本方案,由综掘工区完成掘进施工过程中的顶底板煤层钻探工作,并认真完成24205煤层地质剖面写实和地质预报工作。
如果出现新的煤岩地质问题,应停止掘进,报矿总工,采取安全技术措施后,方可开始掘进。
4、工作面运回掘进施工中,由生产技术部、综掘工区根据煤层地质结构、走向坡度标定腰线,及时调整和控制巷道坡度,防止出现较大起伏而造成生产运输困难。
5、由通防科、机电运行部完成24205工作面通风和供电计划工作。
6、工作面切眼扩掘形成以后,沿中部补打两排戴帽点柱,以加强顶板支护。
五、主要经济技术指标名称单位数量名称单位数量运顺m920.4总掘进工程量m2143.8回顺m840.8运顺断面m213.5回风延伸巷道m192.6回顺断面m211.4切眼m130切眼断面m221皮带巷延伸m60回风联巷m211.4煤厚m3.21皮带巷延伸m212.6可采储量万吨49.6
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