煤矿掘进工作面作业规程.pdf
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1、 统一编号:掘第(2012)号 叙永煤矿掘进工作面作业规程 掘进工作面名称:15 采区一区段运输石门 编 制 人:钱志鹏 施工队负责人:郭龙林 生 产 科 长:马爱国 总 工 程 师:汤 鲜 主管生产矿长:李银华 批 准 日 期:2012 年 月 日 会 审 意 见 一、存在的主要问题:二、处理意见:会审单位及人员签字 会审时间:2012 年 月 日 参加人员 实施意见 签 字 生产副矿长 安监处处长 采掘副总 机电副总 安监处副处长 安监处 生产科 劳资科 机运科 通风科 调度室 供销科 生产科地测 机电队 通风队 运输队 施工队 编制人 总工程师批准意见:目 录 第一章 概 况 6 第一节
2、 概 述 6 第二节 编制依据 8 第二章 地面位置及地质情况 8 第一节 地面位置及邻近采区开采情况 8 第二节 煤(岩)层赋存特征 9 第三节 地质构造 10 第四节 水文地质 10 第三章 巷道布置及巷道断面、支护说明 11 第一节 巷道布置及巷道断面 11 第二节 巷道锚杆支护设计 12 第三节 支护形式及材料、规格、要求 12 第四节 轨道及道床 15 第五节 巷道排水沟 15 第六节 巷道管线布置 15 第七节 矿压观察 16 第四章 施工工艺 17 第一节 施工方法 17 第二节 凿岩方式 18 第三节 爆破作业 18 第四节 装载与运输 22 第五章 生产系统 23 第一节 通
3、 风 23 第二节 压 风 27 第三节 瓦斯防治 28 第四节 综合防尘管路 28 第五节 防灭火 28 第六节 安全监控 30 第七节 供 电 30 第八节 排 水 31 第九节 运 输 31 第十节 照明、通信和信号 32 第六章 劳动组织及主要技术经济指标 32 第一节 劳动组织 32 第二节 循环作业 32 第三节 主要技术经济指标 33 第七章 安全技术措施 34 第一节 一通三防安全技术措施 34 第二节 顶板安全技术措施 36 第三节 爆破安全技术措施 38 第四节 防治水安全技术措施 40 第五节 机电安全技术措施 41 第六节 运输安全技术措施 42 第八章 灾害应急措施及
4、避灾路线 48 第一节 避灾措施 48 第二节 避灾线路 49 作业规程学习和考试记录 50 作业规程补充学习和考试记录 50 作业规程复审记录 50 第一章 概 况 第一节 编制依据 一、根据 15 采区一区段运输石门施工设计。二、根据 15 采区一区段掘进地质说明书。三、根据 15 采区运输上山、15 采区专用回风上山、15 采区二区段运输石门顶板围岩、揭露情况及矿压显现情况。四、根据 煤矿安全规程、操作规程、威达公司有关技术规范,及矿有关规定。五、川煤集团安全质量标准化标准及考核评级办法(试行)六、集团公司、矿安全生产管理制度。第二节 概 述 一、巷道名称:15 采区一区段运输石门,位置
5、:+1068m-+1070m水平,15 采区一区段石门坡度为 3直至穿 C19 煤层止,预计施工总长 240m;二、15 采区一区段运输石门布置在茅口灰岩岩层中,掘进穿过硫铁矿层、C25 煤层、C24 煤层和 C20 煤层,最终穿过 C19 煤层为止。三、15 采区一区段运输石门,主要为 15 采区一区段运输、行人、通风服务。设计一区段运输石门巷道总长度为 240m,总长工程量为240m,施工期 2.6 个月,预计开工时间:2012/4/1,竣工时间:2012/6/19。四、详见 15 采区一区段运输石门施工设计图,并按施工设计图施工。五、施工地点安全评估:序作业活 存在的危害 可能导致可能性
6、等级 风险级别 号 动、场所(包括设备器材)的事故 会 发生 很 可能 可 能 不太 可能 不 可能 一般 重大 不可承受 1 耙矸机 停 送 电未严格执行停送电制度 触电伤人损坏设备 停 机 后未将开关打到零位 伤人 损坏设备 耙 斗 运行范围内及耙 矸 机 两侧、下方有人 伤人 耙矸机两侧未设置铁挡棍或挡绳 伤人 停 机 处理时开关未打到零位并闭锁,伤人 损坏设备 开车前未对钢绳、付绳、刹车装置、安全设施进行检查 伤人 损坏设备 未设 防滑装置 伤人 损坏设备 2 顶板 支 护 前掉矸、两帮片帮,未严格执行撬帮问顶制度 砸伤人 3 放炮时 站岗警戒 不到位 伤人 4 放炮后 炮烟未散尽 伤
7、人 碛头瞎炮 未检查 伤人 5 风锤 骑 在 风锤上打眼,钎子、风锤正下方站人 断钎伤人 6 锚杆 支护 未 使 用临时支护空顶作业 顶板掉 矸伤人 第二章 地面位置及地质情况 第一节 地面位置及邻近采区开采情况 井上下对照关系表 水平、采区+1068m+1070m、15 采区 工程名称 15 采区一区段运输石门 地面标高+1271.6m-+1307.2m 井下标高+1068-+1070m 地面的对应位置建筑物 工作面地面处于朴长塆一带,为坡谷地貌,地势东高西低。地表为山峰和沟谷,均被植物覆盖,无大的建筑物和水体,有少数民房,对巷道的施工无大的影响。巷道对地面 设施的影响 覆盖层厚度远大于巷高
8、近 100 倍,对地表设施无影响。邻近采掘情况对掘进巷道的影响 东北方为 15 采区运输上山,西北方为 15 采区总回风巷,东南方为 15 采区轨道上山 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(f),预计巷道揭露的各煤层间距,顶、底板岩性及特性分析 该区域岩层属灰、深灰色中厚层状石灰岩,局部含燧石结构,底部为深灰色中厚层石灰岩、局部含燧石结构,岩层厚度约 40 米,岩石普氏系数为 810,该巷顶底板均属灰岩。在揭露煤层区域内有C19、C20、C24 和 C25 煤层,层间距为 3.8m、14.6m 和 8.9 米。其中 C19 煤层平均厚度为 0.9m,C20
9、煤层平均厚度为 0.8m,C24 煤层平均厚度为 1.0m。C19 煤层俗称“大炭”,亮光亮型煤,位于含煤岩系下部,该煤层结构简单,不含夹矸,抗碎性较强。C20 煤层俗称“小炭”,半亮光亮型煤,位于含煤岩系下部,该煤层结构简单,局部含一夹矸,抗碎性较强。C24 煤层俗称“三层炭”,半暗半亮型煤,位于含煤岩系下部,该煤层结构简单,含两层稳定夹矸,将煤层分为三层,抗碎性较强。二、预测巷道瓦斯涌出量、瓦斯突出倾向、煤层自然发火倾向、煤尘爆炸性、地温等。根据 15 采区二区段运输石门、15 采区三区段运输石门掘进工作面瓦斯涌出情况分析,预测该工作面瓦期涌出量为 0.45m/min,根据矿井瓦斯参数测定
10、报告,该采区无瓦斯突出倾向,但由于是首次揭露煤层,为安全起见必须制定相应的防突措施。本工作面全巷按中、腰线穿岩(煤)掘进,预测地温为 17。全岩巷道穿层情况表 巷道穿层地层 岩石 类别 硬度 厚度(水平距)厚度(真厚)穿层岩性 砂质 泥岩 砂质 泥岩 4-6 5.6 3.22 深灰色砂质泥岩、泥岩,含植物化石,含少量菱铁矿结核 C20 煤层 C20 煤层 2-4 2.4 0.65 属黑色半亮光亮型煤,结构简单,下部含一层夹矸,煤质好,易碎,俗称“小炭”。砂质泥岩、细砂岩 砂质泥岩、细砂岩 4-6 30.5 7.95 深灰色砂质泥岩、泥岩,夹 0.8m 厚浅灰色细砂岩,含植物化石,含少量菱铁矿结
11、核 细砂岩 细砂岩 4-6 19.9 4.36 浅灰色细砂岩、粉砂岩、含黄铁矿结核及少量菱铁矿结核 煤层特征表 指 标 参 数 备注 煤层厚度(最小最大/平均)(m)(0.91.10/1.06)煤层倾角(最小最大/平均)()1517/16 煤(岩)层硬度系统(f)f=24 煤层层理(发育程度)层理发育 煤层节理(发育程度)节理较发育 煤层自然发火期(d)不自燃 绝对瓦斯涌出量(m3/min)0.45 m3/min 相对瓦斯涌出量(m3/t)3.81 m3/t 地温()16 围岩类型 浅灰色细砂岩、灰色细砂岩 煤层顶底板岩性 煤 层 顶 底 板 煤 层 伪 顶 直 接 顶 老 顶 伪 底 直 接
12、 底 C19 无 深灰色砂质泥岩,下部含植物化石碎屑。薄 中厚 层 状细砂岩、泥 质 粉砂岩,含菱 铁 矿结核。局 部地 方煤 层底 板有 炭质 泥岩。1.48m 深灰色砂质泥岩含 植 物 化石;1.0m 灰色泥质粉砂岩,含团块状菱铁矿。岩 性 C20 局 部 地方 煤 层顶 板 有炭 质 泥岩。灰色细粒砂岩,夹粉砂质条带,含植物化石。薄 中厚 层 状细砂岩、泥 质 粉砂岩,含菱 铁 矿结核。无 深灰色砂质泥岩、泥岩及粉砂岩,含 植 物 化石,含菱铁矿结核。C24 无 深灰色砂质泥岩、泥岩及粉砂岩,含植 物 化石,含菱铁 矿 结核。薄 中厚 层 状细砂岩、泥 质 粉砂岩,含菱 铁 矿结核。无
13、深灰色砂质泥岩、泥岩,含 植 物 化石,含菱铁矿结核。第三节 地质构造 一、断层 根据15 采区巷道及相邻巷道揭露情况分析,掘进区内无大中型断层。二、掘进区内无陷落柱及岩浆侵入。三、岩(煤)层产状倾向 NE54倾角 9-11,C19 煤层平均厚度为1.2 米,倾角 911,平均倾角为 10。但掘进灰岩段的时候很可能会揭露隐伏陷落柱及溶洞,在揭露菱铁矿层时应加强对巷道顶底板的支护,在揭露隐伏构造时请相关部门做好相应的安全准备工作。第四节 水文地质 一、水文地质条件 该巷道主要水源来自防尘水,在施工过程中可能会遇到暗河、溶洞等构造水对工作面造成一定影响,根据原掘进巷道分析,所遇的暗河、溶洞均以少量
14、的水流出,对掘进工作影响不大。二、其他 巷道掘进区无大中型断层,地表无大型水体。第三章 巷道布置及巷道断面、支护说明 第一节 巷道布置及巷道断面 一、15 采区一区段运输石门巷道布置在茅口灰岩及硫铁矿层和煤层中,沿+3坡度掘进。在 15 采区总回风巷中开口开口点 X 坐标为 3111966.431,Y 坐标为 35555293.512,底板标高 1068.401,开口先按 3的坡度,55413的方位角预计掘进 40m 后,再在总回风巷中开口开口 X 坐标为 3111939.430,Y 坐标为 35555307.168,底板标高 1068.491,开口先按 3的坡度,55413的方位角预计掘进2
15、3m 后,为施工一个=65133,R=12000mm,T=14230mm,Kp=13612mm 的弯道,再以 3503510的方位角-3.14的坡度掘进25m 穿 15 采区一区段运输石门,最后再按 3的坡度,55 413的方位角掘进,最后穿过 C19 煤层为止。设计总长度为 240m,掘进总长度为 240m,15 采区一区段运输石门中线至两帮各为 2.0m,腰线至轨面 1.5m,按中线掘进。方位角 55413。二、断面情况:1、15 采区一区段运输石门断面为三心拱断面,巷道规格为:4.0m3.0m(净中宽净高)。净断面为 10.93。掘进下宽 4.0m,掘进中高 3.2m,掘进断面为 11.
16、73m。2、15 采区一区段运输石门回风联络巷断面为三心拱断面,巷道规格为:3.0m3.0m(净中宽净高)。净断面为 8.37。掘进下宽 3.0m,掘进中高 3.2m,掘进断面为 8.97m。第二节 巷道锚杆支护设计 一、支护方式 1、支护参数的确定(1)、锚杆参数确定 叙永煤矿巷道支护主要采用锚+网支护。锚杆长度 根据组合梁、加固拱、围岩松动圈理论,按照下列公式计算巷道顶板锚杆长度:LN(1.5W/10)1.2(1.54.0/10)2.28 式中,L锚杆长度,m;N围岩影响参数,取 1.2;W巷道跨度,按设计取 4.0m。巷道两帮锚杆作用主要限制巷道两帮岩体表面的松散变形破坏,因此,巷道顶帮
17、锚杆长度按 2.2m 考虑。锚杆间排距 根据国内许多矿井采用锚杆支护的经验,为便于现场操作,锚杆的间距和排距可以采用相同值。一般而言,锚杆支护的间、排距 D 与锚杆长度 L 应满足如下关系:D0.5L=0.52280=1.140m 考虑现场施工偏差,锚杆的间、排距均取 800mm。锚杆直径 各种锚杆的锚固力需与杆体本身的抗拉强度相适应,即锚杆的实际锚固力要大于或等于杆体抗拉极限,这样才能充分发挥杆体材料的作用。因此,按照杆体的抗拉力等于锚杆实际锚固力原则 (拉固24dQ),考虑 1.1 的富余系数,则锚杆体直径的计算公式如下:拉固Qkd13.1 (1)式中,d锚杆的直径,m;拉锚杆杆体材料的设
18、计抗拉强度,340MPa;Q固锚杆的锚固力,85kN;K富裕系数,取 1.1。经计算得 d=19.7mm,故取锚杆直径为 20mm。根据上述计算结果,结合过去锚杆的使用经验,为确保施工安全,巷道顶板选用20mm 的螺纹钢锚杆,锚杆长度为 2.2m,间排距为 800800mm。巷道两帮均锚杆选用16mm 的树脂锚杆,帮锚杆长度为1.5m,其间排距均为 800800mm。锚杆的锚固长度 一般而言,锚杆的锚固方式分为三种:一是全长锚固,锚固长度占锚杆长度的 90以上;二是加长锚固,锚固长度占锚杆长度在5090之间;三是端部锚固,锚固长度占锚杆长度的 50以下。由于矛口灰岩顶板较好以及考虑支护成本,锚
19、杆推荐端部锚固方式,选取 40左右的锚固长度。及 L=2.2m 的锚杆配用 3 根树脂药卷,L=1.5m 的锚杆配用 2 根树脂药卷。(2)、锚索参数的确定 锚索的作用是靠自身强大的承载能力,将巷道顶板邻近岩层自重传递到远离巷道顶板的上覆坚硬岩层上,从而将大幅减轻巷道两帮一定范围的支承压力及相应的底板压力,这对于防止两帮变形和底鼓会起到重要作用。锚索长度确定 2.abcdL LLLLm (2)2.13.90.10.26.3(m)式中,L锚索总长度,m;La锚索深入到稳定岩层的锚固长度,取 2.0m;Lb需要悬吊的不稳定岩层厚度,取 3.9m;Lc 上托盘及锚具的后土(一般取 0.1),m;Ld
20、需要外露的张拉长度(一般取 0.2),m。锚索的锚固长度 锚索的锚固长度根据 GBJ85 要求,锚索锚固长度 La 应满足下式:115.24 18602141744 10sacd fLKmmf 式中,k安全系数,一般取 2;d1锚索钢绳线直径,15.24mm;f1钢绞线抗拉强度,1860N/mm2;fc锚索与锚固剂的设计粘结强度,取 fc10N/mm3。由计算得知,穿层巷道锚索的锚固长度为 1417mm,取 1.75m。锚索锚固力确定 一般而言,巷道锚索的锚固力不低于 200kN。锚索的间排距 锚索间排距根据锚杆失效时,锚索所承担的岩层质量确定。按每排布置二根锚索考虑,则锚索排距:234aaS
21、ak4.6m (3)式中,a巷道宽度,取 2.9m;上覆岩层平均体积质量,取 2.5kN/m3;a单根锚索的极限破断力,取 260 kN;k安全系数,取 2。为确保安全和锚索能够达到较好的支护效果,我们选取锚索的排距为 3m。详见施工图纸。2、锚杆锚索类型和结构(1)、锚杆类型及结构 选用 20MnSi(锰硅)20mm 的螺纹钢锚杆。其屈服极限为 340MPa,强度极限为 510Mpa,截面积为 314.2mm2。锚杆设计锚固力85kN。为了增强锚杆丝头强度,采用滚丝方式进行加工。顶板锚杆结构如图 1。为了更易于刺破药卷,锚头端部加工成扁楔状。在顶板比较破碎或松软时,采用力学性能与树脂锚杆相匹
22、配的 碟形高强度托盘,规格为 150mm150mm8mm(最好配调心球和减摩尼龙垫圈)。考虑锚杆头部加工成扁平状后体积减少量,锚杆上设置挡圈,挡圈至锚杆头部的距离,顶板锚杆为 1.5m。锚杆钻孔壁锚头杆体挡圈螺帽锚尾托板 图 1 顶板锚杆结构示意图(2)、锚索类型及结构 锚索采用 7 股5mm 高强度钢绞线组成。钢绞线直径为15.24mm,强度级别 1860MPa,公称截面积 140.00mm2,最低破坏荷载 260.7kN,质量 1.102kg/m。锁具的选择:以瓦片式为主的锁具有多种规格,应根据钢绞线规格选取,保证瓦片与钢绞线有良好的匹配关系,在这里选用15.24mm的锁具。锚索构成如图
23、2 所示。采用力学性能与树脂锚杆相匹配的规格为30030016mm 的高强度托盘,材料采用腰高腿宽腰厚160658.5mm 的槽钢,其型号为 16#B 重量 19.755kg/m,在槽内焊接厚 16mm、长 150mm、宽 55mm 的钢板,然后在槽钢的中心位置打孔。详见锚索托板加工示意图 3。D锚固段自由段外锚固段毛刺钢绞线钻孔巷道围岩表面16mm厚钢板垫锁具图2 锚索各段及其构成槽钢 160658.5a 槽钢尺寸1501655b 16mm厚钢板垫55打眼孔1628mmc 钢板垫与槽钢的焊接及打孔位置图3 锚索托板加工图 3、相关参数的选择(1)、锚杆、锚索药卷用量 在选择锚杆、锚索的锚固剂
24、用量时,必须考虑锚杆的直径、钻孔直径和药卷直径等的“三径”配合问题。“三径”配合的相关参数见表 21。表 21 顶板锚杆“三径”配套的相关参数 顶锚杆直径(mm)20 帮锚杆直径(mm)16 钻孔直径(mm)33 锚杆药卷直(mm)28 锚索直径(mm)15.24 (2)、金属网 设计采用铁丝菱形金属网。其形状如图 4 所示。若采用自己编织,顶板采用 8#铁丝编织,网孔距为 50mm50mm。两帮采用 10#铁丝进行编织,网孔距 50mm50mm。图 4 铁丝菱形金属网 4、托板的使用 为了保证锚杆与钢带之间更加紧密的贴合,提高托盘与钢带之间的摩擦力,设计了专用蝶形托盘,使钢带、托盘、锚杆三者
25、之间成为一个更加统一的整体,减少了锚杆与钢带之间的错动,有利于预防锚杆杆体产生的剪切破坏。二、支护方式 采用锚网索支护。三、支护要求 根据锚网索支护实验的有效成果,决定该 C24 煤层巷道采用锚网索支护。每根锚杆及锚索必须紧固有力,外露长度符合质量标准化要求;金属网必须相互搭接并用托板压牢实。4、支护材料 该巷道采用两种锚杆:第一种:20mm、长度为 2.2m 的左旋螺纹钢树脂锚杆;第二种:16mm、长度为 1.5m 的树脂锚杆。锚索采用15.24mm 的钢绞线自制而成,长度为 6.3m。金属网为 10 号铁丝编制的菱形金属网,菱形网孔距为 50mm50mm。第三节 支护工艺 正常巷道段永久锚
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