巷道施工组织设计

伊犁四矿21-1煤层总回风巷施工组织设计伊犁四矿掘三项目部2012年3月10日21-1煤层总回风巷施工组织设计编审单位签章编制人：年月日施工负责人：年月日矿建室：年月日机电室：年月日通防室：年月日安全室：年月日监理工程师：年月日矿建副总：年月日生产经理：年月日总工程师：年月日21-1煤层总回风巷施工组织设计审查意见审查单位意见:总工程师意见：会审意见21-1煤层总回风巷施工组织设计会审时间地点：2012年月日参加人员：会审意见：目录矿审批意见…………………………………………………审查意见…………………………………………………会审意见…………………………………………………第一章概况……………………………………………1第一节概述………………………………………………1第二节编写依据………………………………………1第二章地面相对位置及地质水文情况………………2第一节地面相对位置及邻近采区开采情况……………2第二节煤（岩）层赋存特征……………………………2第三节地质构造…………………………………………3第四节水文地质…………………………………………3第三章巷道布置及支护说明……………………………4第一节巷道布置…………………………………………4第二节支护设计…………………………………………4第三节支护工艺…………………………………………6第四章施工工艺………………………………………13第一节施工方法………………………………………13第二节凿岩方式………………………………………18第三节装、运岩方式……………………………18第四节管线及皮带敷设…………………………18第五节设备及工具配备………………………………19第五章劳动组织及主要技术经济指标………………21第一节劳动组织………………………………………21第二节循环作业………………………………………22第三节主要技术经济指标……………………………25第六章生产系统………………………………………26第一节通风系统………………………………………26第二节压风系统………………………………………28第三节防尘系统………………………………………30第四节防灭火…………………………………………32第五节供电系统…………………………………32第六节排水系统………………………………………35第七节运输系统………………………………………37第八节通讯系统…………………………………………39第七章灾害预防及避灾路线……………………………39第八章安全技术措施…………………………………42第一节施工准备…………………………………………42第二节“一通三防”管理……………………………42第三节顶板管理…………………………………………45第四节防治水管理………………………………………47第五节机电管理…………………………………47第六节运输管理……………………………………51第七节特殊措施…………………………………………54第八节其它……………………………………571第一章工程概况第一节概述一、巷道名称本巷道名称为21-1煤层总回风巷。二、巷道位置21-1煤层总回风巷，自21-1煤层辅助运输巷导线点Y5以东23.15米开门施工，按0°方位角、沿煤层掘进33米后，再按-16°坡度施工80.6米（斜），然后开始拐曲线施工，曲率半径9米、圆心角90°、曲线长14.3米、坡度：-7.5°，拐正后再按照90°方位角、-7.5°坡度施工9米。再拐曲线施工，曲率半径9米、圆心角90°、坡度：-6.6°曲线长14.3米，拐正后再按照180°方位角、坡度-6.6°、施工8.3米，与东部立风井马头门中对中、底对底贯通。三、掘进目的及巷道用途掘进目的是为了形成21-1煤层回风系统，满足21-1煤层通风行人等需要。四、巷道设计长度及服务年限巷道设计总长度：154.92米。服务年限：112年。五、预计开、竣工时间本掘进工作面自2012年2月份开工，预计2012年4月份竣工。第二节编写依据一、采区设计说明书及批准时间根据新疆煤炭设计研究院和北京圆之翰设计院负责编制的《新汶矿业集团（伊犁）能源开发有限责任公司伊犁四号矿井可行性研究报告》于2009年3月通过中国国际工程咨询公司审查，2009年8月修改完成并提交。二、地质说明书及批准时间由山东省第一地质矿产勘查院负责编制的《新疆伊北煤田霍城县界梁子井田勘探报告》，批准时间为2008年4月。由新汶矿业集团地质勘探有限责任公司负责编制的《新疆伊犁四号矿下发的21-1煤层回风通道及回风大巷地质说明书编写。》，批准时间为2012年2月。三、矿压观测资料2本矿井通过21-1煤层巷道及23-2煤层的巷道的施工，通过顶板离层仪进行矿压观测，本矿井矿压比较稳定无大变化。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地面相对位置及邻近采区开采情况表表一水平名称+660m水平采区名称11采区地面标高+895m～+857m井下标高（m）+779.5m～+659m地面的相对位置及建筑物该巷道地面相对位置：21-1煤层总回风巷位于该井田北部区域的中东部，西距霍城县城18km,属低山丘陵地貌，无村庄、无其它重要建筑物、无水体。井下位置及掘进对地面设施的影响该巷道位于东部立风井与21-1煤层辅助运输大巷之间，标高为+779.5m～+753m。掘进对地面无影响。邻近采区开采情况该井田内无生产矿井和老窑，井筒周围无开采区。地层走向0-55°地层倾向270-325°施工长度154.92m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、层间距该巷道布置在中生界侏罗系水西沟群八道湾组（J1b）煤21-1煤层中及21-1煤层底板岩石中，本段地层倾角一般在5-12°，煤层倾角平均7°。煤21-1上距煤1899.38～160.45m，平均132.93m，下距煤21-21.10～12.7m，平均4.51m。可采范围内厚度0.94～8.93m，平均4.62m，厚度变异系数为39.6%。煤厚变3化趋势由西向东、自南至北逐渐增厚。在11采区煤层可采厚度1.35～8.93m，平均5.3m，煤21-1的天然抗压强度为3.1MPa,饱和抗压强度为0.1MPa，抗拉强度为0.6MPa。天然抗剪强度1.1MPa，含水率7.77%，吸水率25.23，软化系数为0.03。顶板岩性主要为浅灰色细砂岩、泥岩、粉砂岩、炭质泥岩、灰白色中砂岩、粗砂岩。底板岩性为灰黑色细砂岩、粉砂岩、炭质泥岩、灰色鲕粒泥岩、泥岩。二、煤层瓦斯涌出量、瓦斯等级、发火期、煤尘爆炸指数21-1煤层回风通道部分沿煤层掘进，煤21-1平均瓦斯含量为0.185ml/g，其中CH4为0.000～0.001ml/g，瓦斯分带为二氧化碳—氮气带，总趋势显示向深部瓦斯含量增加，巷道掘进时要做好有害气体检测工作，确保工作面正常回风。根据井田周边生产矿井和小煤矿煤层实验报告，该煤层属很易自燃的煤，自燃发火期多为3-6个月，施工时要加强对煤层段巷道的封闭，防止煤层自燃。煤21-1火焰长度大于400mm，扑灭火焰的岩粉量在70-85%之间，煤层有煤尘爆炸性危险。施工中要做好防尘工作，防止煤尘积聚。第三节地质构造该巷道布置在中生界侏罗系水西沟群八道湾组（J1b）煤23-1顶板岩石及煤21-1煤层中，地层为向斜构造，走向0-55°，倾向270-325°，无断裂、无褶曲、无陷落柱、无火成岩侵蚀。第四节水文地质井田水文地质类型属二类一型，即为孔隙裂隙弱至中等含水层间接充水为主的、水文地质条件简单的矿床。井田直接充水含水层为季节性河流和小的泉水，无常年性的河流。煤21-1顶部中粗砂岩含水层多分布于中南部铁厂沟向斜核部及北翼的煤18与煤21-1之间，分布不稳定，厚度变化较大，多位于煤18顶底及煤21-1顶部，局部为煤18直接顶底板或煤21-1直接顶板。含水层埋深38.68～120.67m层底标高762.74～917.0m；厚3.69～31.37m，平均厚度12.73m。岩性以灰白色中粗砂岩为主其次为砂砾岩，由南向北、自东到西粒度变粗，厚度变薄，泥质胶结程度变弱，因岩石裂隙不发育且补给条件差，透水性差：水位埋深41～109.65m，水位标高840～849.85米m，单位涌水量q为0.007～0.000073L/s.m，渗透系数k为0.018～0.0011m/d，矿化度3.66～44.13g/l，pH值7.5～8.2，水温14～17°C，水化学类型为SO4.C1-Na或C1.SO4-Na.Ca型。该含水层是煤21-1回风大巷掘进充水因素。21-1煤层辅助运输大巷掘进过程中，局部有淋水现象，由于含水层节理裂隙不发育，渗透性弱，接受补给条件差，表现为弱含水，具承压性，其含水性随埋藏条件自上而下逐渐变弱，矿化度逐渐增高。根据勘探报告和已掘巷道综合分析,预计涌水量不大于2m3/h。因此本巷道水文地质条件简单，预计巷道掘进过程中局部会出现淋水。施工过程中若出现地质情况异常，涌水量和水压突然加大时，停止施工，及时采取探放水措施。巷道掘进时备好排水能力不低于10m3/h的排水设备，完善排水系统。第三章巷道布置及支护说明第一节巷道布置附：21-1煤层总回风巷工程平面布置图1：2000，放大图1:500，煤岩层柱状图（1：200），21-1煤层总回风巷剖面图（1：500）21-1煤层总回风巷，自21-1煤层辅助运输巷导线点Y5以东23.15米开门施工，按0°方位角、沿煤层掘进33米后，再按-16°坡度施工80.6米（斜），然后开始拐曲线施工，曲率半径9米、圆心角90°、曲线长14.3米、坡度：-7.5°，拐正后再按照90°方位角、-7.5°坡度施工9米。再拐曲线施工，曲率半径9米、圆心角90°、坡度：-6.6°曲线长14.3米，拐正后再按照180°方位角、坡度-6.6°、施工4米，与东部立风井马头门中对中、底对底贯通。附：21-1煤层总回风巷工程平面布置图1：2000、放大图1:500、煤岩层柱状图1:200、21-1煤层总回风巷1:500第二节支护设计一、巷道断面巷道断面为直墙半圆拱断面。巷道净宽4600mm，净高4300mm，墙高2000mm，拱高2300mm，铺底混凝土层厚度200mm。巷道掘进断面积20.82m2,净断面积17.50m2。附：断面支护图1:60二、支护方式5KHrQ㈠临时支护：1、采用吊环式前探梁做临时支护，顶板破碎时采用初喷+前探梁支护；2、吊环式前探梁采用五寸钢管做穿环，共计两排，每排三个，采用三寸钢管做前探梁长度4.2米。间距为1.6米。㈡永久支护巷道采用二次锚网喷作永久支护，采用Φ20×2400mm全螺纹钢等强锚杆，单层锚杆间、排距为800×800mm，外层锚杆与里层锚杆呈五花布置，每条锚杆采用三支K2835型树脂锚固剂加长锚固。喷层厚度200mm。巷道开三岔门时，锚索及时跟上，支护必须完好。打锚索根据开三岔门的面积按照锚索间、排距2000×1600mm布置。三岔门巷道开门5m范围内锚杆采用Φ20×2600mm，间排距为700×700mm。水沟：位于巷道的东帮（转弯前），规格为300×100，铺底浇筑厚度为100mm。巷道中心线至水沟中心线的距离2050mm。（三）按悬吊理论计算锚杆支护参数1、锚杆长度计算：1）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1.0m；L2—锚杆在巷道中的外露长度，一般取0.1m；其中：式中：B—巷道开掘宽度，取5.0m；f—岩石坚固性系数3-5，取4；H=B÷2f=5.0÷（2*4）=0.63m则L=KH+L1+L2=2×0.63+1.0+0.1=2.36(m)2、锚杆间距、排距计算，通常间排距相等，取A：A=（）1/26式中：A—锚杆间排距m；Q—锚杆设计锚固力，130KN/根；H—冒落拱高度，取0.63m；r—被悬吊岩石的重力密度，取43KN/m3；K—安全系数，一般取K=3；A={130/（3×0.625×43)}1/2=1.27m通过