巷道永久避难硐室作业规程

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1.4m1.9m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1720m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36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0.00004350.0958l/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510m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

AB段、CD段、DE段断面为半圆拱形净宽3.2m净高3.0m S净=8.58m2 S荒=10.15m2 BC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3.8mf—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=2a=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15.24mmfa—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