5218开口构筑系统作业规程

1第一章概况第一节概述一、巷道名称本《作业规程》掘进的巷道为塔山矿二盘区8218工作面5218顺槽巷开口及形成系统。二、掘进目的及巷道用途本巷道为5218顺槽巷系统段，5218顺槽巷是塔山矿井8218回采工作面回风顺槽巷。三、巷道设计长度、坡度及服务年限巷道设计长度：165.136m平距(从二盘区辅运巷北帮算起至5218顺槽巷回风绕道与二盘区回风巷贯通处)。巷道设计坡度：5218顺槽巷开口及形成系统严格按照设计所给的规格和坡度要求施工。附图：巷道布置平面图服务年限：8218工作面综采完毕第二节编写依据一、工作面设计和批准时间本工程根据同煤大唐塔山煤矿有限公司生产技术部提供的《二盘区3～5＃层8218工作面平、剖、断面图》（附图），图号：TS2014-4-28。第二章地面相对位置及水文地质情况第一节地面相对位置及邻近采区开采情况塔山矿井位于大同市南郊区及怀仁县境内，矿区工业广场位于杨家窑村东，距同煤集团15Km，东侧有北同蒲和大秦铁路，交通十分便利。对应地面为双井沟村部分住宅区，村庄已搬迁，同煤经地字（2011）957号文批准撤销村庄保护煤柱。2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、层间距8218工作面位于二盘区中部。东邻8216工作面已进行顺槽施工，南与二盘区回风巷为界，联通二盘区皮带巷、辅运巷。西为8220工作面未开拓，北至口泉铁路保护煤柱。煤层结构复杂，利用厚度：6.44～19.68米，平均12.93米。煤层中含5～15层夹矸，平均9层，厚度为4.81米，夹矸单层厚度为0.05～3.51米之间变化。夹矸岩性为：灰褐色高岭岩、灰黑色炭质泥岩局部夹有灰黑色砂质泥岩。煤层顶部局部受煌斑岩侵入变质硅二、煤层瓦斯涌出量、瓦斯等级、发火期、煤尘爆炸指数根据2013年瓦斯测定结果，相对涌出量为2.83m3/T，绝对涌出量为90.16m3/min具有爆炸危险性、爆炸指数为37％。自燃发火期为180天。无高温热害区，地温梯度为2.41゜c/100m。第三节地质构造地层走向总趋势近似东西，是一倾向北、局部倾向北西的单斜构造，工作面中北部局部为南北走向成小型向斜，形成头尾较高中间较低的地形。第四节水文地质巷道顶板局部会有淋水现象，属于砂岩裂隙水、煤岩层裂隙水与孔隙水。巷道低洼处积水，要配备排水设备，将水直接排入水仓。第三章巷道布置及支护说明第一节巷道布置5218顺槽巷平行于2216顺槽巷。3设计要求：巷道开口到A点断面设计为矩形断面（1-1断面），宽度：5000mm，高度3600mm，面积18m2，净宽4760mm，净高3260mm，净面积15.52m2，支护采用锚杆、锚索、8#铅丝金属网、钢带、喷混凝土联合支护；巷道A点到B点为矩形断面（2-2断面）宽度：5500mm，高度4100mm，面积22.55m2，净宽5260mm，净高3780mm，净面积19.88m2，支护采用锚杆、锚索、8#铅丝金属网、钢带、喷混凝土联合支护。3-3断面（回风绕道）宽度：5000mm，高度3600mm，面积18m2，净宽4760mm，净高3260mm，净面积15.52m2，支护采用锚杆、锚索、8#铅丝金属网、钢带、喷混凝土联合支护。第二节矿压观测1、由于巷道跨度大，煤层软，施工中密切注意顶板、两帮及底板变化情况，对有顶板离层的地方要经常观察离层变化情况，根据巷道矿压显现情况，确定支护形成。施工中密切注意前方煤层性质变化情况，如发现煤体变松软、破碎或钻眼过程中压力增大要及时停工处理。2、施工时在巷道开口及回风绕道口处巷道顶板各安设一台顶板离层仪，要求深基点深度位于锚索锚固末端以上300mm处，浅基点深度位于锚杆锚固末端以上300mm处，离层仪的初始读数不超过0-5mm。塔山矿矿压组负责对顶板离层仪进行安装和抽测，施工队负责打设安装钻孔和里层云离层仪的日常检查及保护工作。3、将离层量准确填报巷道顶板离层观测记录表，并绘制顶板离层监测反馈表。量值超过30mm采取措施。4、巷道每掘进30米顶帮锚杆各抽样一组（9根）锚杆，锚杆为顶3根，两帮各3根、锚索为顶一根，可分左、中、右。Ø22左旋无纵筋等强螺纹钢锚杆，抗拔力顶锚杆不低于8T，抗拔力帮锚杆不小于6T，锚索：Ø17.8钢绞线抗拔力不小于17T。第三节支护设计1、锚杆支护参数（按悬吊理论计算锚杆参数）1-1断面4（1）、锚杆长度计算：L=KH+L1+L2（公式3-1）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—锚杆在巷道中外露长度，一般取0.1m；其中：H=B/2f=5.0/（2×4）=0.625式中B—巷道开掘宽度，一般按5.0m；f—岩石坚固系数，取4。则L=2×0.688+0.4+0.1=1.75m（2）、锚杆间、排距计算A=[Q/KHR]1/2（公式3-2）式中A—锚杆间排距，m；Q—锚杆设计锚固力，80KN/根；H—冒落拱高度，m；K—安全系数，取K=2。R—被悬吊砂岩的容重，取25kn/m3A=[80/2×0.625×25]1/2=1.6m通过计算选用Φ22mm×2.5m左旋无纵筋螺纹锚杆，排间距900mm×900mm合理2、锚索支护参数（1）、确定锚索长度L=La+Lb+Lc+Ld（公式3-3）L—锚索总长度，m；La—锚索深入到较稳定岩层的锚固长度，m；Lb—需要悬吊的不稳定岩层厚度，取4m；Lc—上托盘及锚具的厚度，取0.2m；Ld—需要外露的张拉长度，取0.3m锚索锚固长La≥K×d1fa/4fc5式中K—安全系数，取K=2；d1—锚索钢绞线直径，取17.8㎜fa—钢绞线抗拉强度，N/mm2（1860MPa,合1920N/mm2）；fc—锚索与锚固剂的粘合强度，取10N/mm2；则La≥2×17.8×1920/（4×10）=1708.8mm≈1.7m取La=1.7m锚索长度L=1.7+4+0.2+0.3=6.2m故设计取锚索长度为8.3m合理。（2）、锚索倾角：锚索按垂直巷道拱的切线布置。（3）、锚索排距的确定：因为锚索排距一般不大于锚索长度的1/2，所以排距小于4m即可。为保证安全，确保支护效果，排距取2.7m完全满足要求。（4）、锚索数目的确定N=KW/P断（公式3-4）式中：N——锚索数目；K——安全系数，一般取2；P断——锚索的最低破断率，为350KN；W——被吊岩石的自重，KN，W=B×∑h×∑r×D；B——巷道掘进宽度，为5.0m；∑r——悬吊岩石平均容重，25KN/m3；∑h——悬吊岩石厚度，取2m；D——锚索间距，取1.6m。则W=400KN。计算得：N≈2.29根。通过以上计算：按1.6m的间距在顶部布置3根，进行支护能够满足要求。2-2断面（1）、锚杆长度计算：L=KH+L1+L2（公式3-1）6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—锚杆在巷道中外露长度，一般取0.1m；其中：H=B/2f=5.5/（2×4）=0.688式中B—巷道开掘宽度，一般按5.5m；f—岩石坚固系数，取4。则L=2×0.688+0.4+0.1=1.876m（2）、锚杆间、排距计算A=[Q/KHR]1/2（公式3-2）式中A—锚杆间排距，m；Q—锚杆设计锚固力，80KN/根；H—冒落拱高度，m；K—安全系数，取K=2。R—被悬吊砂岩的容重，取25kn/m3A=[80/2×0.688×25]1/2=1.525m通过计算选用Φ22mm×2.5m左旋无纵筋螺纹锚杆，排间距900mm×900mm合理2、锚索支护参数（1）、确定锚索长度L=La+Lb+Lc+Ld（公式3-3）L—锚索总长度，m；La—锚索深入到较稳定岩层的锚固长度，m；Lb—需要悬吊的不稳定岩层厚度，取4m；Lc—上托盘及锚具的厚度，取0.2m；Ld—需要外露的张拉长度，取0.3m锚索锚固长La≥K×d1fa/4fc式中K—安全系数，取K=2；7d1—锚索钢绞线直径，取21.8㎜fa—钢绞线抗拉强度，N/mm2（1860MPa,合1920N/mm2）；fc—锚索与锚固剂的粘合强度，取10N/mm2；则La≥2×17.8×1920/4×10=1708.9mm≈1.708m取La=1.708m锚索长度L=1.708+4+0.2+0.3=6.208m故设计取锚索长度为8.3m合理。（2）、锚索倾角：锚索按垂直巷道顶板水平直线布置。（3）、锚索排距的确定：因为锚索排距一般不大于锚索长度的1/2，所以排距小于4m即可。为保证安全，确保支护效果，排距取2.7m完全满足要求。（4）、锚索数目的确定N=KW/P断（公式3-4）式中：N——锚索数目；K——安全系数，一般取1.5；P断——锚索的最低破断率，为350KN；W——被吊岩石的自重，KN，W=B×∑h×∑r×D；B——巷道掘进宽度，为5.5m；∑r——悬吊岩石平均容重，14.5KN/m3；∑h——悬吊岩石厚度，取2m；D——锚索间距，取2m。则W=319KN。计算得：N≈1.37根。通过以上计算：按2m的间距在顶部布置3根，进行支护能够满足要求。附图：巷道断面图。第四节支护工艺一、支护设备顶锚杆和锚索采用MQT-90Ⅲ型气动锚杆（锚索）钻机，YDC-108/250张拉千8斤顶，帮锚杆采用风动帮锚机，7655型风钻，顶部锚杆眼打设采用B19×28的钻杆及Ø28钻头，帮锚杆眼打设岩石采用Ø22的六方钻杆及Ø28一字钻头，煤采用Ø28的麻花钻杆及Ø28钻头。二、支护顺序1-1和3-3断面：顶部：前探支护→铺“W”型钢带→铺网→打锚杆眼→上树指药、锚杆→上锚杆托板→拧螺母（→打锚索眼→锚索→上锚索托板、锁具→打压）→喷浆（初喷、复喷）。两帮：打眼→上树脂药、锚杆→挂网→上钢护板→拧螺母→喷浆（初喷、复喷）。2-2断面：顶部：前探支护→铺“W”型钢带→铺网→打锚杆眼→上树指药、锚杆→上锚杆托板→拧螺母（→打锚索眼→锚索→上锚索托板、锁具→打压）→喷浆（初喷、复喷）。两帮：打眼→上树脂药、锚杆→挂网→上钢护板→拧螺母→喷浆（初喷、复喷）。三、支护材料及支护要求1-1及3-3断面①支护材料顶板锚杆支护使用:φ22mm×2500mm的左旋无纵筋螺纹钢锚杆、托盘为150×150×10mm拱形高强度托盘、W钢带（4800×280×3.75mm）和一支K2335、一支Z2360树脂药，一杆两药，上部快速，下部中速。两帮锚杆支护使用:φ22mm×2000mm的左旋无纵筋螺纹钢锚杆、托盘为150×150×10mm拱形高强度托盘、W钢护板（450×280×5mm）和一支Z2360树脂药。锚索支护使用:锚索为φ17.8mm×8300mm，300×300×10mm高强拱形托板支护，树脂药卷使用一支K2335和两支Z2360，一杆三药，药卷从上到下先快速，后中速。顶、帮采用金属网100×100mm的8＃铅丝制成金属网，巷道喷浆厚度120mm。②支护要求顶每排布置6根锚杆，间距为900mm，排距900mm。沿中心线对称布置。顶每排布置3根锚索，间距为1600mm，排距2700mm。沿中心线对称布置。9两帮每排各布置3根锚杆，间距为1000mm，排距900mm，最顶端锚杆距顶板400mm，与顶部钢带在同一直线布置。2-2断面①支护材料顶板锚杆支护使用:φ22mm×2500mm的左旋无纵筋螺纹钢锚杆、托盘为150×150×10mm拱形高强度预应力垫片、W钢带（4800×280×3.75mm）和一支K2335、一支Z2360树脂药，一杆两药，上部快速，下部中速。两帮锚杆支护使用:φ22mm×2000mm的左旋无纵筋螺纹钢锚杆、垫片为150×150×10mm拱形高强度托盘、W钢护板（450×280×5mm）和一支Z2360树脂药。锚索支护使用:锚索为φ17.8mm×8300mm，和300×300×10mm拱形高强度托盘支护。树脂药卷使用一支K2335和两支Z2360，一杆三药，药卷从上到下先快速，后中速。顶、帮采用金属网100×100mm的