阳泉煤业燕煤公司程庄煤矿15104工作面回风巷(南部)掘进作业规程
第三节 地质构造
本工作面总体为单斜构造,北高南低,煤层倾角2~13度,区域地层总体走向东西,向南倾伏,为单斜构造,在此基础上发育有次一级的褶曲构造,从9#煤和15104内错尾巷揭露情况来看,回风巷向北掘进到75m和540m时,预计将遇到陷落柱,未发现较大断层和其它构造现象。
第四节 水文地质
一、地表:本工作面上方地表为山梁、丘陵和荒沟,雨季时有水流过。
二、含水层:本工作面上方有K2石灰岩含水层,掘进时应注意观察,掘进时可能会出现顶板淋头水现象,应坚持“有掘必探、先探后掘”的原则。
三、采空区:工作面上方9#煤开采时未发现涌水,也无积水。 四、涌水量:工作面预计最大涌水量:2m3/h;工作面预计涌水量:0.2 m3/h。
第三章 巷道布置及支护说明
第一节 巷道布置
所掘回风巷(南部)按地测科给定的中线掘进,巷道开口时,执行炮掘,待进入综掘机后,再执行机掘,先沿15#煤层顶板向北掘进30m,然后沿地测科给定坡度继续向北掘进必须在30m内进入15#煤下层,然后沿15#煤底板掘进,与15104回风巷北部巷道贯通。(见巷道布置图)
第二节 矿压观测
一、观察对象:所掘巷道为15104回风巷(南部)。
- 4 -
阳泉煤业燕煤公司程庄煤矿15104工作面回风巷(南部)掘进作业规程
二、观察内容:巷道顶板离层量,锚杆的锚固力、扭力距,锚索的涨拉预紧力。具体观察内容见下表。 序号 观察项目 观测目的 观测方法 观察离层仪深度数 1 巷道顶板深度移近量 顶层5~8m顶板变化量 2 巷道顶板浅度移近量 顶层0~5m顶板变化量 观察离层仪浅度数 3 锚杆锚固力 是否达到设计要求 使用MYC—16型锚杆拉力器 4 锚杆扭力距 是否达到设计要求 使用扭距扳手 使用YCD22—290型千斤顶 5 锚索涨拉预应力 是否达到设计要求 使用YCD—180—1型千斤顶 三 、观测方法:
1、测站布置:从巷道开口起,开始布置测站并编号,以后每50m设置一个。每一测站设置一个观测断面,每个断面正顶安装一个顶板离层仪,顶板中间锚索上安装一个锚索压力指示仪。
2、观测时间:每天观测一次。
3、锚杆锚固力每300根抽查一次,每次不少于3根。锚索预应力每100根抽查一次,每次不少于3根,抽查按公司规定。
4、生产队组逐根试验,必须全部合格,并记录齐全。
四、 数据管理:采取边施工、边观测,及时对测量的数据加以分析、判断,并把测量的结果反馈到设计和施工中去,从而不断完善和修改设计、补充措施、指导施工。
第三节 顶板岩性探测
一、顶板岩性探测:开口处开始顶板探测,回风巷(南部)每50m布置一个探眼,探测结果及时记录台账,并根据岩层探测结果确定锚索长度,确保巷道支护强度。
二、遇地质构造、顶板岩性或煤层变化大的地段,应根据实际情况缩小岩性探测(10~30m)。
- 5 -
阳泉煤业燕煤公司程庄煤矿15104工作面回风巷(南部)掘进作业规程
第四节 支护设计
一、巷道支护形式及断面特征
15#煤层直接顶为K2石灰岩;老顶为砂质泥岩,平均厚度为11.51m,属较稳定岩层。本工作面为本矿井15#煤北翼第二个回采工作面的掘进巷道,根据阳煤集团一矿和我矿15102工作面矿压观测数据的统计和顶板支护经验,同时为满足本采区生产、进运料及通风要求,初步设计本工作面巷道为矩形断面,顶板支护形式为:
回风巷(南部)采用波纹钢带+金属网+锚索联合支护;
巷道断面特征 巷道 断面 支护 毛宽净宽毛高净高毛断面净断面名称 形状 形式 (mm) (mm) (mm) (mm) (m2) (m2) 回风全锚 矩形 4300 4000 3100 2900 13.33 11.6 巷 支护 二、支护参数设计
(一)采用工程类比法选择支护参数 本工作面回风巷采用全锚支护。
(二)采用计算法校核支护参数(按回风巷下层巷校核) 1、顶锚索通过悬吊作用,帮锚索通过加固帮体作用,达到支护效果的条件,应满足:L≥L1+L2+L3
式中:L——锚索总长度,mm;
L1——顶锚索外露长取250mm:帮锚索外露长取250mm。
L2——有效长度(顶锚索取免压拱高b,帮锚索取煤帮破碎深度c),mm;
L3——锚入岩层内深度(顶锚索取4000,帮锚索取1200),mm; 普氏压拱高;b=[B/2+Htan(45°—ω帮/2)]/f顶 式中B、H---巷道掘进跨度和高度,B=4.3m,H=3.0m; f顶---顶板岩石普氏系数,f顶取4; ω帮---两帮围岩的内摩擦角,取75.96°
- 6 -
阳泉煤业燕煤公司程庄煤矿15104工作面回风巷(南部)掘进作业规程
b进=[4300/2+3000tan(45°—75.96°/2)]/4=629mmm; C=3000tan(45°—75.96°/2)=369mm; 依据上述公式计算得出: 顶锚索长L≥L1+L2+L3
=250+629+4000
=4879mm; 帮锚索长L≥L1+L2+L3 =250+369+1200
=1819mm
回风巷所选主锚索长=7200mm≥4879mm,帮锚索长=5200mm≥1819mm,均能满足计算要求。
2、按锚索所能悬吊的重量校核锚索的排距:
每根锚索悬吊岩体重量G=kγL2a2,锚索锚固力Q应能承担 G的重量。为安全起见,再考虑安全系数k,取k=2。 因Q>kG
所以a<(Q/kγL2)1/2 式中:γ—岩体容量,30KN/m2;
φ21.6mm钢绞线锚固力Q≥350KN,计算得a≤[350/(2×30×0.715)]1/2=3.04m,所设计锚索排距=0.8m≤3.04m,能满足计算结果。
3、悬吊理论校核锚索间距:
L≤nF2/[BHγ—(2F1sinθ/L1)] 式中L——锚索间距,m; B——巷道宽,取4.3m; L1——锚索排距,0.8m, F1——锚索锚固力,250KN; F2——锚索极限承载力,350KN; θ——角锚杆与巷道顶板的夹角,75°; n——锚索排数,取1。
- 7 -
阳泉煤业燕煤公司程庄煤矿15104工作面回风巷(南部)掘进作业规程
通过上述计算,锚索间距L≤350/[4.3×5×30—2×250sin(75/0.8)]=2.39m。所设计锚索间距=0.95m≤2.39m,能满足设计要求。
第五节 支护工艺
一、支护形式及材料规格 1、支护形式
回风巷(南部)采用波纹钢带+金属网+锚索联合支护,两帮采用锚索+金属网支护。
2、永久支护材料及规格
顶板采用bhb-950-220-4-4100的5眼波纹钢带,眼距950mm,排距800mm;每排钢带内布置5根锚索。上层巷道采用φ21.6mm×5200mm的钢绞线,下层巷道采用φ21.6mm×7200mm的钢绞线,全部采用400×200×100mm的铸钢波纹托板,外垫一块80×80×8mm的铁垫片。锚索锚固剂为MSCK-23/120的树脂固化剂1卷,顶锚索预应力不小于55Mpa(25t),锚索端头深入15#煤坚硬岩层不小于1000mm;每帮使用两根φ15.24mm×5200mm的钢绞线,帮锚索间距1200mm,排距800mm,采用300×300×10mm的托板,外带800mm长的29#U型钢,配200×70×8mm的铁垫片。帮锚索预应力不小于40Mpa(12t),帮锚固剂为MSCK-23/120的树脂胶泥固化剂。金属网采用1×10m的规格,要求搭接在10cm以上,用14#连网丝双股相连,每10cm连一道且拧三圈以上。
掘进时,若顶板破碎,掘进循环进度和排距改为600mm。
如顶板破碎压力较大地段面积较大时,应增加1m长29#U型钢,同时加垫托板、铁垫片。托板为300×300×10mm;铁垫片为200×70×8mm。
因地质变化造成煤层变厚时,根据实际顶板岩性探测情况,及时加长锚索长度,以便达到支护要求。
- 8 -