第一章概 况
第一节概述
一、巷道名称
本《作业规程》所施工的巷道为永久避难硐室该巷道布臵在三采区轨道巷和运输巷之间为了满足设计要求利用原有巷道进行刷大。
二、掘进目的及用途
本巷道掘进目的、用途是用于煤矿井下发生自然灾害在紧急情况下为遇险人员安全避险提供场所事故发生后矿工在里面避难直到可以安全撤离或等到救援人员。
三、巷道设计长度及服务年限:
巷道设计长度 74m平距 。
服务年限为8.6年。
四、预计开、竣工时间:
经矿有关领导研究决定本掘进工作面自2013年5月份开工至2013年6月份竣工。
第二节编写依据
一、工程设计及批准时间
避难硐室由石家庄设计院组织设计批准时间为2013年5月18日。
二、地质说明书及批准时间
地质说明书为《避难硐室掘进工作面地质说明书》批准时间为2013年4月。
三、矿压资料
随开采深度的增加构造复杂地段及断层交汇处地压将明显增大。
第二章地面相对位臵及水文、地质情况
第一节 地面相对位臵
井下位于5300采区。本面东侧为F103断层西侧为主井保护煤柱南侧为5300轨道巷北侧为5300运输巷。
处源丰二井以西375m处水东煤矿西翼井的南部矿工业广场、宿舍的北部地势北高南低。
地面相对位臵及邻近采区开采情况表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
该面煤5两极厚1.4m1.9m平均厚1.60m f=0.9结构简单属稳定的中厚煤层。
一号煤下距五号煤之间的间距为1720m平均厚度为18.5m。
岩性特征表 表2-2
二、煤层瓦斯涌出量、瓦斯等级、煤尘爆炸指数、发火期
1、瓦斯矿井绝对涌出量为1.22m3/min相对涌出量3.01 m3/t矿井CO2绝对涌出量为1.33 m 3/mi n认定该区块属低瓦斯区域。
2、煤尘依据标准AQ 1045-2007进行鉴定有煤尘爆炸危险性。
3、煤的自燃煤层有自燃发火倾向等级为Ⅱ级发火期为36个月。
附图一三采区紧急避险硐室掘进工作面地层综合柱状图1 200 。
第三节地质构造
该面煤层倾向N45° E煤层倾角3°6° 平均5° 。
据5300轨道巷、 5300皮带巷揭露资料分析巷道掘进范围内地质构造简单。虽巷道东面为F103断层但该掘进工作面距F103断层的距离为53m对掘进影响不大。
该巷道掘进不受岩浆侵入体、岩溶陷落柱和古河流冲刷的影响。
第四节 水文地质
1、水文地质条件
1.1含水层与隔水层
1.1.1 寒武系灰岩岩溶裂隙承压含水层
矿井内为煤系基底。岩性以紫色页岩为主夹竹叶状及鲕状泥质灰岩裂隙不发育富水性弱单位涌水量0.00004350.0958l/s.m平均0.0166 l/s.m。
1.1.2 下花园组上段砂岩裂隙承压含水层
以细粒砂岩为主局部为粗砂岩岩石较坚硬多为泥、钙质胶结节理裂隙不发育富水性弱—极弱为水文地质条件简单的直接充水含水层单位涌水量
0.0000441.163l/s.m平均0.0492l/s.m。
1.1.3 第四系底部砂土或砂充填的卵、砾石孔隙含水层
岩性主要为砂砾石或卵砾石厚度510m为孔隙浅水地下水季节性影响较大含水层富水性一般较弱。
1.1.4下花园组下段砂岩含水层相对隔水层
以中细砂岩为主裂隙不发育补给条件差含水性弱单位涌水量平均为
0.00113l/s.m为含水极弱的相对隔水层。
1.1.5中侏罗统九龙山组砂砾岩含水层相对隔水层
岩性为细砂岩、粗砂岩、凝灰质砂岩泥质胶结夹有粘土岩节理裂隙不发育含水微弱单位涌水量平均0.00194l/s.m为相对隔水层。
2、矿井的充水因素分析
矿井内无地表水体第四系中的粘土亚粘土是良好的隔水层上覆地层及煤系本身富水性极弱基底为寒武系紫色页岩夹竹叶状鲕状灰岩富水性很弱矿井
属于以大气降水为主的简单类型的裂隙充水矿床。又因基岩裸露植被稀少且逆坡受水降水渗入补给极差。
矿区冲沟较为发育补给条件差排泄条件良好。
综上所述 因其含水层含水弱水量小在掘进过程中不会造成水害。从5300轨道巷及5300运输巷揭露情况看本采区存在原矿井老巷老巷内积水量不明。所以在掘进期间对于老巷积水必须引起高度重视。
四、防治水措施
1、工作面掘进前应清理疏水线路确保排水系统正常运转。
2、掘进过程中加强顶底板管理区队干部、安监员应明确职责如发现顶底板出水等异常情况应及时汇报调度室以便采取措施。
第三章巷道布臵及支护说明
第一节巷道布臵
三采区紧急避险硐室
按三采区紧急避险设计要求三采区紧急避险硐室自5300轨道巷F8测点前3m处A点处开始至F8测点前77m处E点结束。
工程量共计74m。 以上距离数据均为平距
附图二巷道平面位臵图3-1。
第二节支护设计
一、巷道断面
本作业规程施工的巷道断面均为半圆拱形断面规格
AB段、CD段、DE段断面为半圆拱形净宽3.2m净高3.0m S净=8.58m2 S荒=10.15m2 BC段断面为半圆拱形净宽3.8m净高3.1m S
净=10.23m2 S荒=11.66m2。
附图三锚网支护巷道断面图3-2。
二、支护方式
1、永久支护
巷道永久支护方式采用锚网喷支护配合锚索加强支护。锚杆采用直径为18 mm的等强度螺纹钢锚杆长度为2100mm。锚杆排株均距为800mm每根锚杆采用3卷树脂锚固剂锚固锚固剂型号MS K2535锚固长度不小于1050 mm。网为
3.5mm的冷拔丝编制的方格网网的规格为长〓宽=2200〓1200mm网要压茬连接。喷浆所用水泥为425#普通硅酸盐水泥砂为纯净的河砂石子直径不大于15 mm并用水冲洗干净混凝土配合比为水泥砂石子=1 2 2。锚索采用直径为15.24mm L=4500mm锚固到稳定岩层为1.5m的钢绞线配合锁头、托盘制作其中锚索有效长度为4250 mm外露部分为250 mm锚索排距为2400 mm每排三根株距1.2m一根布臵在巷道顶板正中处其余两根对称布臵在两侧锚索至迎头不得大于4m。硐室上部及中部施工完毕后要对硐室采用反拱浇筑混凝土加固底板 同时浇筑好电缆沟。混凝土强度等级为C30轴心抗压强度不低于20MPa抗拉强度不低于2MPa。施工前要通过配比试验确定混凝土的合理配比。水泥为525#普通硅酸盐水泥石子粒径为5-40mm砂为纯净的河砂并在使用前过筛洗净搅拌混凝土必须采用洁净水不能用井下脏水更不准用酸性或碱性水混凝土要搅拌均匀。附混凝土配比表
C30混凝土配比表
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=2
L 1—锚杆锚入稳定岩层的深度一般按经验取0.5m
L2—锚杆在巷道中的外露长度一般取0.1 m
其中 H=B/2f=3.8/2〓4=0.475(m)
式中 B—巷道开掘宽度取3.8mf—岩石坚固性系数砂岩取f=4
则L=2〓0.475+0.5+0.1=1.55(m)
②锚杆株距、排距计算设计令株、排距均为a则
a= KHr
式中:a—锚杆株排距m
Q—锚杆设计锚固力 64KN/根
H—冒落拱高度取0.475m
γ—被悬吊砂岩的重力密度取19.992KN/m3
K—安全系数一般取K=2a=1.88(m)
施工时取a=800mm
通过以上计算选用直径18mm、长度2100mm的等强度螺纹钢锚杆。锚杆间株距0.8m、排距0.8m。爆破前为锚杆精品距迎头0.2m爆破后不得超过1.4m
迎头爆破后要及时进行初喷初喷厚度为80 mm初喷距迎头爆破前为0.2 m爆破后为1.4m初喷后要及时挂冷拔丝网全断面挂网网要压茬连接压茬长度不小于80 mm每隔200 mm有一个连接点。然后进行复喷厚度为40mm复喷后总厚度为120 mm。复喷距迎头不得超过10 m。当围岩稳定性较差时初喷后要紧跟锚杆到迎头并挂钢筋梯加强支护。洒水养护时间不少于28天。
2、临时支护
1采用初喷作为临时支护爆破后及时用长把工具摘掉迎头的悬岩危矸立即进行初喷初喷厚度不小于80 mm喷体初凝20分钟后方可准许人员进入迎头作业。两帮底角没有喷上的要在迎头扒净后及时补喷。爆破前初喷到迎头爆破后初喷距迎头不得超过1.4m初喷喷浆厚度为80mm。复喷厚度为40mm喷浆总厚度达到120mm复喷距迎头的最大距离为20m。 2当围岩稳定性较差时必须打超前锚杆进行支护。
3、锚索加强支护
硐室永久支护后要采用锚索加强支护。锚索排距为2400 mm每排三根株距1.2m一根布臵在巷道顶板正中处其余两根对称布臵在两侧锚索至迎头不得大于4m。
⑴锚索参数设计
①确定锚索长度
L=La+Lb+Lc+Ld
式中 L—锚索的总长度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2 m
Lc—上托盘及锚具的厚度取0.2 m
Ld—需要外露的张拉长度取0.25 m。
按GBJ86-85要求锚索锚固长度La按下式确定d1fa
La ≱K〓4fc
式中 K—安全系数取K=2 d1—锚索钢绞线直径取15.24mmfa—钢绞线抗拉强度N/mm2[1920MPa合1883.52 N/mm2] fc—锚索与锚固剂的粘合强度取10N/mm2
15.24× 1883.52
则La≱2〓 4× 10 =1435.242 mm≈1.435 m
取La= 1.44 m
则 L= 1.44+2+0.2+0.25=3.89 m
设计取锚索长度为4.5米。
②锚索倾角
锚索垂直巷道拱的切线安装布臵。
③锚索数目的确定
W
N=K〓P断
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 268.5KN
W—被吊岩石的自重 KN
其中 W=B〓∑h〓∑r〓D
B—巷道掘进宽度取最大宽度3.8m进行计算
∑h—悬吊岩石厚度取2m精品
