永久避难硐室

-1-第一章概况第一节概述一、巷道名称：本《作业规程》的编制是为指导和规范位于五采区轨道下山中部车场的永久避难硐室施工，为确保施工安全和施工质量，施工过程中应严格遵照执行。二、掘进目的及用途：1、硐室位置及服务范围设计在五采区轨道下山中部车场处建设一处永久避难硐室，为五采区范围内所有作业人员及相关管理人员等提供避险场所。2、硐室服务人员五采区最多布置一个采煤工作面和两个掘进工作面，采区区域同时作业人数最多为81人，根据《煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定》，永久避难硐室的额定人数，应满足所服务区域同时工作的最多人员的紧急避险需要，并考虑不低于1.2的备用系数。设计五采区永久避难硐室额定避险人数为100人。3、硐室位置围岩情况五采区永久避难硐室附近巷道岩层稳定，相邻区域无地质构造带、高温带、应力异常区以及透水危险区，满足建设避难硐室的要求。三、巷道设计长度及服务年限五采区永久避难硐室包括生存硐室25米，过度硐室2个各4米；另外施工两个硐室，分别为一个卫生间（宽2.0m×深3.0m×高2.0m）、一个电源硐室（宽3.0m×深4.0m×高2.5m）。巷道长度共计40米。五采区永久避难硐室服务于五采区，服务年限8年。四、预计开竣工时间：-2-根据生产计划排定：本掘进工作面自2013年4月份开工，预计2013年5月竣工。第二节编写依据一、采区设计说明书及批准时间设计说明书名称为《井下安全避险“六大系统”设计说明书》，批准时间为：2012年3月。二、地质说明书及批准时间地质说明书名称为《五采区永久避难硐室掘进地质说明书》，批准时间为2012年11月。三、设计原则1、各紧急避险设施的总容量应满足突发紧急情况下所服务五采区全部人员紧急避险的需要，包括生产人员、管理人员及可能出现的其他临时人员，并应有一定的备用系数。永久避难硐室的备用系数不低于1.2。2、紧急避险设施应与矿井安全监测监控、人员定位、压风自救、供水施救、通信联络等系统相连接，形成井下整体性的安全避险系统。3、避难硐室应布置在稳定的岩层中，避开地质构造带、高温带、应力异常区以及透水危险区。前后20m范围内巷道应采用不燃性材料支护，且顶板完整、支护完好，符合安全出口的要求。永久避难硐室应确保在服务期间不受采动影响。-3-第二章地面相对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该工作面对应地表，位于工业广场西面，其南部有吴楼、邵庄村,北部为马楼村。其它地段皆为农田空旷地带，地势平坦，地面标高+45.71～+46.48m。地面相对位置及邻近采区开采情况表表-1水平名称一300水平采区名称五采区地面标高（m）+45.71m～+46.48m井下标高（m）-300m～-445m地面的相对位置及建筑物对应地表，位于工业广场西面，其南部有吴搂、邵庄村,北部为马楼村。其它地段皆为农田空旷地带，地势平坦，地面标高+45.71～+46.48m。井下位置及掘进对地面设施的影响该工作面位于五采区皮带巷的西恻,五采区轨道巷中部。周围是五采区未开采的工作面。根据岩移观察，对地表建筑物及其他设施影响不大。邻近采区开采情况工作面东部为一采区采空区；西北部为井田边界；南部为四采区未开采区。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-4-该巷道为穿层掘进巷道,所穿过的(煤)岩层有九灰、砂质泥岩、14煤等。砂质泥岩为灰色至深灰色,粉砂含量由上而下渐少,结构较致密;九灰厚2.11m,深灰色,微晶质,块状,含泥质质不纯;14煤厚0.62m,黑色,块状,玻璃光泽,半亮煤,含薄层状黄铁矿。由于工作面为穿层巷道,顶板完整性较差,掘进施工中应主要加强顶板管理。二、煤层赋存条件12下煤厚度较稳定，平均全厚度1.54m，平均纯煤厚度1.32m，f=2.5，以亮煤为主，次为暗煤，含一层较为稳定的夹矸，分别为灰色炭质泥岩，灰黑色细砂岩，深灰色泥岩，典型结构为0.56（0.22）0.76。三、煤层瓦斯涌出量、瓦斯等级、发火期、煤尘爆炸指数12下煤层二氧化碳相对涌出量为1.04m3/td，瓦斯相对涌出量为0.51m3/t，煤尘爆炸指数为45%，煤层自燃发火期为30个月，为低瓦斯矿井。附：五采区避难硐室煤岩层综合柱状图（图1）-5--6-第三节地质构造本工作面呈一宽缓的单斜构造，总体倾向西偏北，倾角2°～11°左右，平均6°。根据五采区轨道巷中部车场掘进地质资料可知，本工作面没有大于1m的断层，小于1m的断层较为发育，多为正断层，掘进施工中应严格按中腰线施工，当遇到断层围岩破碎带应严格执行“敲帮问顶制度”并制定相关措施，加强顶板管理。第四节水文地质一、水文情况该巷道所穿过的(煤)岩层有九灰、砂质泥岩皆为弱含水层。主要含水层在12下煤层上部（12下煤层上距上侏罗统砂砾岩含水层73.83m,上距三灰含水层为55.6m），据有关水文地质资料可知及五采区皮带、轨道巷在揭露五灰时,五灰的初始涌水量约为40m3/h,在揭露七灰时,七灰的初始涌水量约为15m3/h,前期轨道巷和皮带巷施工中,五灰和七灰水已部分释放,对掘进影响不大,八灰为弱含水层,揭露时仅为滴水或淋水现象,因此该工作面掘进不受含水层威胁。二、安全隔水层计算距该巷道最近的含水层为三灰，上距55.6m，掘进巷道按回采冒落裂隙计算：导水裂隙带：Hf=100M÷（3.3N+3.8）+5.1式中：M—12下煤采厚1.54mN—煤分层层数（取1）Hf=100×1.54÷（3.3×1+3.8）+5.1=26.52m＜55.6m因此该巷道掘进不受上覆三灰水威胁。-7-第三章巷道布置及支护说明第一节巷道布置五采区避难硐室在五采区轨道下山中部车场12#导线点前2.5m处开门，方位285°,先按3/‰下山施工4m过度硐室后；再施工25m生存硐室；再施工4m过度硐室；最后施工两个硐室分别为一个卫生间（宽2.0m×深3.0m×高2.0m）；一个电源硐室（宽3.0m×深4.0m×高2.5m）。巷道长度预计40米。附：五采区永久避难硐室平面位置图（图2）五采区永久避难硐室剖面图（图3）五采区永久避难硐室施工大样图（图4）第二节矿压观测本掘进工作面矿压比较稳定，但由于工作面为穿层掘进,又受小断层的影响，顶板压力较大完整性差，因此施工过程中应特别加强顶板管理。第三节支护设计一、巷道断面该工作面设计断面为半圆拱形断面，如图所示，生存硐室和过度硐室：S1荒=14.64m2，S1净=12.28m2,设备硐室S2荒=8.28m2，S2净=6.53m2,卫生间S3荒=4.9m2，S3净=3.57m2锚网喷支护，锚杆间排距为800mm×800mm。附：巷道支护断面平面图（图5-15-2，5-3）二、支护方式（一）临时支护-8-采用吊挂前探支架做为施工的临时支护，前探梁用15kg/m的两根钢轨制作而成，长度4m，间距不大于1.6m。用吊环和钢梁牢固连接。吊环用40Ｔ刮板链制成，每根前探梁不少于2个吊环。前探梁最大控顶距离2.5m，调整好中线，并用板批、木楔接实顶板。放炮后及时将前探探至迎头，距迎头不大于200mm。施工绞车房、绞车通风道时，由于巷道短、断面不一致无法正常使用前探，必须控制每茬炮的进尺在1米以内,锚杆支设到迎头,以解决临时支护问题。附：临时支护平、剖面图（图6）。（二）永久支护采用全断面锚网喷浆支护作为永久支护，顶板采用Φ18×2400mm螺纹钢锚杆，两帮和硐室Φ18×1800mm螺纹钢锚杆作为支护，锚杆间排距为800mm×800mm，金属网的规格为长×宽=1.3×1.0m，用Φ6.5mm的钢筋焊制而成。密闭门墙体采用混凝土浇注，混凝土等级为C35;巷道喷厚不低于200mm。按悬吊理论计算锚杆参数1、锚杆长度计算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=2L1—锚杆锚入稳定岩层的深度，一般按经验取0.5mL2—锚杆在巷道中的外露长度，取0.08m其中：H＝B÷2f=4.2÷（2×4）=0.525m-9-式中：B—巷道开掘宽度，最大宽度取4.2mf—岩石坚固系数，砂质泥岩取4则L＝2×0.525＋0.5＋0.08＝1.63（m）2、锚杆间排距计算（按间排距相等）α=KHrQ式中：α—锚杆间排距m；Q—锚杆设计锚固力50KN/根H—冒落拱高度取0.525mr—被悬吊砂质泥岩的密度，取25.5KN/m3K—安全系数，取K=2α=5.25525.0250=1.366m通过以上计算，选用Φ18×1800mm的螺纹钢锚杆，间排距800mm×800mm的支护方式能够满足支护要求，采用锚杆紧跟迎头的支护方式，前排锚杆距迎头超过1m时及时打装锚杆，正常条件下，采用先打锚杆,全断面挂网,然后再进行喷浆的方式,当顶板遇围岩破碎、裂隙发育等稳定性较差时，锚杆间排距缩小为0.5m。使用金属网的规格为长×宽=1.3×1.0m，用Φ6.5mm的钢筋焊制而成，挂网时，网的压茬不得小于10cm，用12号铁丝连接牢固，金属网必须紧贴岩面，每片网不少于4棵锚杆，四角和中间必须用铁丝和锚杆连接固定牢固，挂网后喷浆，全面覆盖金属网，喷厚不少于200mm。-10-巷道必须及时初喷工作面迎头（特别是不使用前探时），严禁空顶作业，初喷厚度30～50mm，复喷总厚度不低于200mm，洒水养护时间不少于28天。（三）锚网喷巷道工程质量规定锚网喷巷道工程质量规定表表2项目质量标准（mm）部位巷道名称及规格卫生间设备硐室生存硐室巷道净宽0～+100优良-50～+100合格中线至左帮1000mm1500mm2000mm中线至右帮1000mm1500mm2000mm巷道净高0～+50优良轨面至顶板2000mm2500mm3500mm锚固力顶板50KN/根喷浆及砼强度抗拉1.6Mpa抗压22MPa喷射厚度墙局部≮10%左200mm右200mm锚杆布置±100间距800mm排距800mm锚杆规格Φ18×1800mm或Φ18×2400mm螺纹钢锚杆锚杆安装与岩面夹角不小于75°，锚柄接触面不小于80％挂网要求金属网必须紧贴岩面，网的压茬不得小于10cm，每片网不少于4棵锚杆并用铁丝连接牢固，。喷射质量表面光滑，无干斑、裂隙、麻点、蜂窝、失脚、露筋现象。锚杆距迎头不大于0.8m初喷距迎头6m复喷距迎头30m水沟距迎头30m工业卫生无积水、无淤泥、无浮矸、无杂物-11--12--13--14--15--16--17--18-第四节支护工艺一、支护材料1、锚杆及锚固剂：锚杆采用Φ18×1800mm、Φ18×2400mm的螺纹钢杆，选用MSCK2350型树脂锚固剂，规格为Φ23×500mm，每根锚杆均用2块树脂锚杆药锚固。锚杆使用配套标准锚柄和螺母拧紧上牢，锚杆外露长度10～40mm。2、金属网用Φ6.5mm钢筋焊制成经纬网，网的规格为长×宽=1.3×1.0m，网格为边长10cm的正方形，网要压茬连接，搭接长度不小于10cm，相邻两片网之间要用12号铁丝连接牢固。金属网必须紧贴岩面，四角和中间必须用铁丝和锚杆连接固定。3、喷射混凝土必须使用标号不低于425#水泥，砂为纯净的河砂，石子粒直径小于20mm，粒径大于15mm的石子控制在20％以下。混凝土强度抗拉1.6Mpa，抗压22Mpa，配料比为水泥∶砂∶石子＝1∶2∶2，速凝剂掺入量为水泥用量2～4％。喷顶取上限，喷淋水区时，可酌情加大速凝剂掺入量，速凝剂必须在喷浆机上料口均匀加入。二、锚杆安装工艺1、打锚杆眼采用MQT-120型锚杆钻机打眼前，首先按照中、腰线严格检查巷道断面规格，不符合作业规程要求时，必须先进行处理，打眼前要先敲帮问顶，仔细检查顶帮围岩情况，找掉悬矸、危岩，确认安全后方可开始工作。锚杆眼的位置要准确，眼位误差不得超过50mm，垂直巷道岩面打眼，锚杆与岩面的夹角不得小于75°。后，应将眼内的岩渣积水清理干净。2、安装锚杆-19-首先清除眼孔内的岩粉，把2块锚杆药送到眼内，把锚杆插入锚杆眼内顶住锚杆药并推到眼底，然后把锚杆的外端头插入气动钻机转接头，利用气动钻机带动锚杆转动搅拌药卷直到眼底，搅拌时间为8S左右。再依次安装锚饼和背紧螺