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煤矿开采技术毕业设计编 制 人： 编制日期： 2009年9月2日目 录第一章 摘要 3第一节 概述 3第二节 编写依据 3第二章 地质说明书 4第三章 巷道布置及支护说明书 4第一节 巷道布置 4第二节 支护设计 4第三节 支护工艺 8第四章 施工工艺 12第一节 施工方法 12第二节 凿岩方式 12第三节 爆破作业 12第一章 摘 要第一节 概 述一、巷道名称巷道名称为-700轨道下山上部车场。二、掘进目的及用途形成33采区提升运输系统，供33采区通风、行人、运输和管路敷设用。三、巷道设计长度和服务年限巷道设计长度为100m。服务年限：10年。四、施工方式钻眼爆破、耙装机扒矸、矿车运输。五、作业方式两掘一喷。六、支护形式锚喷支护，顶板不完整时采用一掘一喷并挂网支护。第二节 编 写 依 据本设计编制依据煤矿安全规程，天能集团煤矿生产技术管理规定、-700轨道下山上部车场设计说明书，-700轨道下山上部车场平面布置图、-700轨道下山上部车场掘进地质说明书以及公司、矿有关文件规定。第二章 地质说明书一、概况：-700轨道下山上部车场位于002勘探线之间，在-520车场14点前37.3m处开窝，方位为355524，进尺 70.4m后，调方位为3052524，全长100m。标高为-521m ，相应地面为季节性农田，对掘进无影响。地面标高+32.2+32.8m。地势东南高西北低，第四系冲积层厚37.4095.00m，平均51.52m，覆盖在煤系地层之上，无基岩出露，地表为农田。-700轨道下山上部车场井上、下对照关系情况。见下表：井上、下对照关系情况表地面标高/m+32.2+32.8井下标高/m-521地面相对位置地面相应为季节性农田井下相对位置及掘进巷道的影响该巷道在31延伸采区底板施工、最近点13m，对掘进巷道无定影响。邻近采区、煤层、巷道对掘进巷道的影响该巷道上道为3煤未回采； 下伏7煤尚未开拓，对掘进巷道无影响。二、地层情况：1、二叠系下统下石盒子组沉积环境本矿区该地层厚205232m，平均222m，为本区主要含煤地层之一，是在滨海内陆冲积平原环境下形成砂泥含煤沉积。其岩性为：上部非含煤段厚130m，由杂色泥岩、粉砂质泥岩，深灰色粉砂岩，褐灰色铝质泥岩、灰绿灰白色细砂岩及少量砂岩组成。杂色泥岩多含菱铁矿鲕粒，粉砂岩中常见植物碎片化石，岩石具缓波壮水平层理及斜层理，下部含煤段厚80m左右，主要为灰、深灰色泥岩、粉砂岩、灰白色细-中砂岩和煤层。以灰绿灰色含砾中、粗砂岩（分界砂岩）为界，与下伏山西组地层呈整合接触。2、该巷道所处地层该道自3煤底板施工，距3煤最远点为31m，最近点为13m，该道为穿层巷道，穿过岩层顺次为：杂色泥岩、细砂岩、泥岩。岩性描述见综合柱状图及预想剖面图三、施工岩石的岩石力学性质粉砂岩 内摩擦角3630 凝聚力20mpa抗压强度57.462.0mpa抗拉强度2.0533.4mpa 细砂岩 内摩擦角3630 凝聚力16抗压强度 43.9119.7mpa抗拉强度 2.61 4.85mpa 平均3.45mpa泥 岩：内摩擦角3630 凝聚力20mpa抗拉强度 0.721.84mpa 平均1.78mpa粘土岩：内摩擦角3630 凝聚力20mpa抗压强度 3.4743.8mpa抗拉强度 1.53 2.53mpa 平均2.03mpa岩石稳定性为类四、构造：通过33采区探煤巷在掘进中实际揭露一条正断层f10，该道在进尺75m处将遇此断层。该断层参状见下表： 断 层 情 况 表序号断层名称构造性质走向/（）倾角/（）落差/m位置对工程的影响1f10正断层ne60703.0进尺75m对工程有一定影响五、水文地质 1、该道开窝点标高为-544m，距3煤最远点为13m，自3煤底板向下40 m内主要含水层有5层砂岩：细砂岩、含砾中粗砂岩、粉砂岩细砂岩互层、粉砂岩，这5层砂岩通过7煤两道下山掘进实际揭露富水性较弱，无滴淋水现象，但底板有涌水，最大涌水量为0.5m3/h，最小涌水量为0.2 m3/h 。2、钻孔水:该道无钻孔. 3、断层水：通过33采区探煤巷在掘进中实际揭露f10断层未发现导水现象。4、老塘、老硐水：该道为新采区无老塘、老硐水。5、第四系冲积层：厚度37.4095.00m，平均51.52m，主要由粘土、砂质粘土、砂姜粘土夹含粘土粉细砂、中砂、砾石层及粘土砂姜、钙质粘土等松散层组成，其中砂层、砂砾石层等含水层一般仅占地层总厚度的1314，且普遍含粘土成份。剖面上一般可将第四系松散层划分为上、中、下、底四段。1）、底段：厚度022.0m，平均10.50m，仅发育于西、西北部。岩性为棕黄灰绿色粘土、砂质粘土及粘土质中细砂，偶见粘土质砾石层。2）、下段：厚度6.225.2m，平均13.70m，黄褐色夹绿灰色，上部以粘土砂姜、砂姜粘土为主；下部多见钙质粘土、中部偶夹粘土质粉细砂、砂质粘土等。3-15号孔抽水试验，第一股水(250l)抽出后，24小时抽出水量仅6.828l，富水性弱。水质为硫酸钠镁型，矿化度1.655gl。3）、中段：厚度13.030.0m，平均18.70m，黄褐色为主，夹绿灰色，紫色，可塑硬塑，岩性以粘土、砂质粘土及粉细砂等为主。局部含砂姜，该段为相对富水层。见少量现代蚌螺壳残体。4）、上段：厚度4.518.4m，平均8.62m，灰浅黄色，常见一层灰色流塑状淤泥质粘土。以软可塑状粘土、砂质粘土为主，局部夹l-2层粘土质粉细砂，多见近代植物根须及小孔隙。六、瓦斯、地温1）、瓦斯根据对该矿瓦斯鉴定，定为低沼气矿井， 但在适宜聚气的压性构造部位，沼气可能有局部富集的现象，不可忽视。生产中出现异常要及时采取措施，确保安全。2）、地温与地压本矿-500米为正常地温区26.44c，地温梯度：1.96cloom，该道最大深度-521m,温度26.85,矿井在-521m实测温度21。相临矿井垞城矿已回采至-750米，未见冲击地压现象。七、存在问题及建议：该道为穿层施工巷道，施工时根据岩层变化，及时采取相应的措施搞好顶板管理。第三章 巷道布置及支护说明书第一节 巷 道 布 置该道设计开窝于520车场14点前37.3m处，按方位353524掘进平巷，预计总工程量100m。第二节 支 护 设 计 一、巷道断面该工程巷道为锚喷支护，断面形状为半圆拱。巷道名称面积（m2）毛 宽(m)净 宽(m)净高(m)墙 高(净m)拱 高(净m)工程量(m)（毛）（净）-700轨道下山上部车场13.8411.54.244.03.31.32.0100附：巷道断面支护图二、支护方式（一）临时支护1、临时支护形式：临时支护采用前探梁，使用5组。每组前探梁使用两道吊环，安装时先将吊环拧在紧靠迎头的两排锚杆外露端，前探梁上用木板维护。2、临时支护材料及规格：（1）前探梁：2寸钢管，长度4.0m。（2）吊环：18mm钢筋圆成圆环，直径略大于2寸钢管，并焊接与锚杆相配套螺丝帽，焊接要牢固不得点焊。（3）挂钩：废钢钎制作，长度1.2m。（4）木板梁：长宽厚=200020050mm，两头伸出挂钩0.3m左右。3、临时支护工艺、工序及要求：（1）爆破后用不短与2.5m的长把工具由外向里、由顶及帮顺序进行找顶、找帮，找净活矸险石，确保无问题后人员站在永久锚杆支护下上好吊环，穿好前探梁，挂好挂钩后用木板维护好顶板，木板与前探梁用木楔背紧。顶板维护好后，打迎头挂厥眼，安装好挂厥后撤出迎头所有人员到耙装机以后进行扒矸，扒矸够打锚杆高度后将耙装机停电闭锁，由外向里，由中间向两边打注顶部锚杆。（2）上吊环、前探梁及用木板维护顶板时必须设专人观察顶板及两帮，发现险情必须立即通知撤人。（3）进行临时支护时不少于4人，1人观察顶板、1人上吊环，2人穿前探梁、上挂钩和木板。（4）前探梁前端必须到迎头，吊环与钢管用木楔背紧，前探梁挂钩上必须用木板封严接实。（5）打注顶部锚杆时必须由外向里、由中间向两边，锚杆必须打一根注一根，前探梁占据锚杆位置时将前探梁后撤到略小于一排锚杆位置后进行打注，打注下一排锚杆时临时支护必须前移，操作人员必须始终站在有支护的顶板下作业。（6）顶部未初喷前临时支护必须紧跟到迎头。（7）放炮前、喷浆前撤除临时支护，放炮找顶找帮后及时安装。安装前探梁时先中间后两边，撤除临时支护时由里及外逐步后撤。附：临时支护示意面图。 （二）、永久支护 该道均为锚喷支护。按悬吊理论计算检核锚杆参数：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；l1锚杆锚入稳定岩层的深度，一般取0.5m ；l2锚杆在巷道中的外露长度，一般取0.1m；其中： h=b/2f=4.24/24=0.53式中： b巷道开掘宽度，取4.24m ；f岩石坚固系数，取4； 则 l=20.53+0.5+0.1=1.66m 2、锚杆间、排距计算：间、排距相等：=q/kh1/2式中 a锚杆间排距，mq锚杆设计锚固力，64kn/根h冒落拱高度，0.53m被悬吊砂岩的密度，取25kn/m 3k安全系数，取k=2a=64/20.53251/2=1.55m。通过以上计算，选用直径18mm的左旋无纵筋螺纹钢锚杆，长1.8m，锚杆的间、排距为800800mm符合设计支护要求。在支护中，当围岩稳定性较好时，顶部采用先锚后喷、帮部初喷后打注锚杆。当穿层过泥岩、杂色泥岩、断层及围岩稳定性较差时，采用锚梁网喷支护，并视现场情况缩小锚杆的间、排距，掘后及时喷射混凝土不小于50mm厚的混凝土封闭围岩，并打注双排锚索进行补强支护，锚索间距1.4m，排距3.0m，然后复喷达到设计厚度。初喷距迎头不得超过两个掘进循环进尺，复喷距迎头不得超过10m。初喷厚度为5070mm，复喷后厚度不得小于120mm，洒水养护时间不少于28d，水沟距耙装机不得超过5m。（三）锚喷支护质量要求1、巷道净宽、净高允许误差为0+100mm；2、锚杆间、排距800800mm，允许误差为100mm;3、锚杆方向垂直于岩层面,最小不小于754、锚杆托板紧贴岩壁,不得松动;5、锚杆外露不超过3050mm；6、锚固力不得少于64kn（18mpa）；7、锚杆扭距力不小于100n.m；8、锚索预紧力30mpa，锚索钢绞线必须推到孔底，尾段露出锁具200300mm，间距误差200mm；9、锚网必须拉紧压实紧帖岩面，必须用锚杆压住双层网的压茬部位，压茬宽度在140200mm之间；10、基础深度不得小于200mm；11、表面基本平整，喷射均匀，无裂缝，在1m2范围内凹凸不平不得大于50mm。12、水沟在巷道迎头方向的左帮，水沟上沿至起拱线1.4m，允许偏差20mm，水沟净宽、净高允许偏差30mm，浇注厚度100mm，不小于设计的10mm。第三节 支 护 工 艺一、支护材料1、锚杆及锚固剂：顶、帮部锚杆采用18左旋无纵筋螺纹钢，l=1800mm，尾部滚丝长100 mm，配套快速安装螺母，并增加塑性减磨擦垫圈，顶部每根锚杆使用2根树脂药卷，帮部每根锚杆使用1根树脂药卷，锚杆的外露长度为3050mm；托板由厚15015010mm的正方碟形钢板制成。树脂锚固剂型号为msk2350型，参数见表。类型特性凝胶时间（s）等待时间（s）参考搅拌时间（s）颜色标识ck超快8401060815红k快速4190901801525蓝z中速911804802535白m慢速180备注在221c环境温度下测试2、混凝土：喷射混凝土采用标号不低于42.5号水泥；砂为纯净的河砂含水率不大于6%，粒径为0.353.0mm的中粗砂；石子粒度不大于10mm 石灰岩石子，按配比为水泥：砂子：石子=1：2：2，均匀搅拌而成；水灰比为0.54：1，混凝土标号不低于150#。3、速凝剂型号为j85型，掺入量为水泥质量的45%。速凝剂必须在喷浆机的上料口随喷随掺入，不得提前掺入混凝土内。4、对存放的水泥、砂子、石子要分类存放并保管好，不得受潮和雨淋。5、锚网：金属菱形网，规格为2.01.2m。6、梯子梁：直径12mm钢筋焊制，长度3.4m。7、钢绞线：15.24mm、长5300mm；8、锚索托板：20#矿用槽钢截成，长度400mm，中间加焊17017010mm的钢板，眼孔直径16.5mm，居于托板中间；9、锚具：ovm15-1型单孔锚具。二、锚杆安装工艺1、打锚杆眼：（1）、首先要认真敲帮问顶，及时用长柄工具找掉危岩，确认安全后方可进行工作。打眼必须站在临时支护下进行作业。（2）、打眼前要根据中腰线检查巷道断面的规格是否符合设计要求，不符合时必须处理。（3）、打锚杆眼使用锚杆机、风钻打眼，锚杆机钻头直径为28mm ,风钻钻头直径为28mm 。使用锚杆机打眼时要先送水、后送风，停锚杆机时要先停风、后停水。（4）、锚杆露出托盘长度小于50mm ,与岩面尽量垂直，夹角不小于75。打完眼后要用压风把眼内的积水、岩粉清理干净。（5）、打眼顺序：应先施工紧靠有永久支护的一排锚杆眼，且一般以巷道中间向两帮依次施工为宜，一般不间隔施工。如果紧靠两肩窝的顶板锚杆眼设计向煤帮方向倾斜，一般靠肩窝的两个锚杆眼可以同时打，即用短钎子将两个眼打完，在换长钎子套打。（6）、开眼时应轻打，钻杆转速不宜过快，气腿推力不宜过大，当钻进孔眼30mm左右时，方可逐步加快转速，加大推力而进入正常钻孔作业。当岩石坚硬时，转速不宜过快，当岩石松软时，气腿推力不宜过大，必要时可用手镐辅助认眼。（7）、钻孔够深后，钻机要反复升落23次，以防孔内碎矸碴堵孔卡钻然后关闭气腿进气阀，调小出水量，减慢钻杆转速，使锚杆机平稳地带着钻杆回落。（8）、先用同规格的锚杆试探锚杆眼的深度，检查其角度和孔眼直径以及孔内是否有碎块，若不符合要求必须重新打眼。（9）、用上述相同的步骤打顶板和帮部其他锚杆。（10）、支护前将铁托板套在锚杆上，上好螺母，备好搅拌连接套筒。（11）、机子加载和卸载时，会出现反扭矩，但可把住摇臂，取得平衡，特别突然加载和卸载时，操作者更注意站位，合理把持摇臂把。禁止将钻机平置与地面，防止通气误操作气腿突然伸出造成事故。（12）、机子回落时，手不要扶在气腿上，以防气腿收缩挤伤手。mqt-85/2.2j型气动锚杆钻机技术参数：锚杆机型号mqt-85/2.2j名称单位数据工作气压mpa0.4-0.63空载转速r/min650失速扭距n.m200额定气压mpa0.5额定转速r/min240额定扭矩n.m85耗气量m/min2.9-3.4推进力kn9.5冲洗水压力mpa0.6-1.2噪声db(a)95钎尾六方尺寸mm19整机重量kg44-46-502、安装锚杆（1）、装树脂药卷前，先用锚杆插入孔内试探锚杆孔深度，看孔深是否符合要求，孔深不够时，应重新打眼达到要求为止。（2）、安装锚杆时，先把树脂药卷按规定的数量装入眼内，随后插入锚杆。此时安好连接头，启动锚杆机使之旋转，慢慢推到眼底，搅拌20s左右停钻，等待2分钟后退机，药卷固化前不得使杆体移位或晃动并摆正托板，7分钟后用扳手拧紧螺母，15分钟后测试锚固力。（3）、锚杆的托板要紧贴岩面，如岩面不平时，先用手镐找平，在安装锚杆。（4）、锚杆的锚固力不得小于64kn，扭距力不得小于100n.m。3、锚杆锚固力、扭距力检查：（1）、掘进中锚杆安装每小班跟班区长必须严格检查锚杆，监督锚杆安装工艺，每小班使用扭矩板手检查是否符合设计要求，并做好记录；对上一班施工的锚杆必须进行二次紧固，以确保锚杆螺母扭距达到100n.m以上，凡锚固力、扭距力达不到规定要求的失效锚杆当班必须进行补打。（2）、巷道每掘3050m，抽样一组锚杆（3根）做拉拔力试验进行检查。拉拔加载至锚杆设计锚固力的90%时，只要有一根不符合要求，再抽样一组（3根），再不符合要求，即定为工程质量不合格巷道，由矿总工程师组织研究锚杆质量不合格原因，并采取处理措施。三、喷射混凝土1、喷射混凝土前的准备工作：（1）、检查待喷巷道内的所有锚杆是否合格，无问题时方可进行喷射工作。（2）、清理待喷巷道内的杂物，矸石等，接好风、水管路，输料管路要摆放平直不得有急弯，接头要严密不得漏风。（3）、检查喷浆机是否完好，摩擦板是否紧固、有无漏风等，无问题时方可进行喷射工作。（4）、检查风、水压是否符合要求，风压应控制在0.10.4mpa，水压应控制在0.25mpa。2、在喷浆前，先检查待喷巷道的规格质量，处理好欠挖部分，必须符合设计要求后方可进行喷射工作。3、混凝土搅拌要均匀，配比符合要求。4、为保证喷浆厚度和表面光滑，必须挂线喷浆，即在巷道顶板和巷道两帮腰线上分别按巷道设计的净高，净宽挂好三条线，作为检查巷道和喷浆厚度的依据。5、喷浆前，要用压风与水将巷道的顶帮冲刷干净，并将电缆和其他设备保护好，用木板盖严。作业时各操作者必须有可靠的联络方式或信号（用矿灯联系，绕圈为开风，一字型为停风，乱灯为停风停机）。6、喷射手在喷浆前必须戴上胶皮手套、防护口罩、防护眼镜、雨衣和雨靴。7、喷射中一人掌握喷枪，一人协同移动输料管，胶皮管不得出现直角弯，持枪者要一手掌握喷枪，掌握喷射方向，一手握住进水阀门控制水量的大小，严禁枪口对准其他人员，喷射时要通过调节水阀门控制合适的水灰比。8、喷枪与受喷面要基本垂直，最小不得小于75，喷枪与受喷面的距离以1.01.2m为宜。9、喷枪操作时，应使喷头沿螺旋形轨迹（11.5m ）运行，一圈压半圈（圆圈直径200mm ）并均匀缓慢移动。10、喷射顺序先下后上，先墙后拱，先凹后凸，喷墙时一次喷厚6080mm ,喷拱时一次喷厚3040mm，间歇时间1530min 。11、加入速凝剂，必须随喷随掺，不得提前掺入料中。12、喷射混凝土必须洒水养护，要求每天洒水12次，养护时间不少于28d。13、两帮必须挖出不少于200mm深的基础，防止出现“穿裙子”现象。14、对于渗水或漏水地段，宜采用排、堵的方式来解决，用导水管把水集中导出，当混凝土形成强度后，在用砂浆封孔。15、在松散破碎和膨胀性围岩中进行锚喷作业时，必须注意以下几点：（1）严禁用高压水冲洗围岩，必要时可用压风冲刷。（2）放炮后立即喷混凝土50，水泥标号不低于42.5号。（3）喷完混凝土后到下一循环放炮时间间隔不应小于4小时。（4）可采用金属网、钢梁与喷锚进行联合支护。（5）放炮前，预打超前锚杆，把顶板锚住防止顶板冒落。16、正在喷浆的回弹料，可回收后掺入新料中，但掺量不得超过30%，亦可灌注水沟、台阶等。17、喷射混泥土的回弹率的规定：拱部不大于25%；两帮不大于15%。18、为了减少喷射混泥土的收缩裂缝，应使用潮湿的中粗砂，控制水泥用量，严格掌握水灰比，喷层厚度不得低于120，并保证最少28m的潮湿养护。19、严格执行开停机顺序，开机时必须先给水，后开风，再开机，最后上料；停机时，必须先停料，后停机，再关水，最后停风。20、施工前必须详细检查胶皮管质量是否符合以上规定否则严禁施工。堵管时必须停风停机处理，严禁用压风去处理堵管，以免炸管伤人。每班检查胶皮管磨损程度，内胶层磨损以后以及胶皮管手摸很软后必须更换。21、在机体运转时，严禁用手和其它工具伸入速凝剂添加器的料斗中或触摸运转的零部件。第四章 施 工 工 艺第一节 施 工 方 法本规程的巷道均采用光爆锚喷支护进行掘进，坚硬岩层周边眼眼距为300350，抵抗拒为500，周边眼距与抵抗拒之比为0.6m1.0m。当岩层较软时，周边眼距用控制在300，抵抗距为400，半眼率为60%以上。第二节 凿 岩 方 式1、 本规程所有巷道均采用打眼爆破的掘进方法破岩掘进。2、打眼使用yt-23（7655）凿岩机，25中空六棱钻杆，长2.0m，一字型钻头40mm和mqt-85/2.2j型锚杆机进行打眼；安装锚感使用mqt-85/2.2j型气动锚杆钻机型锚杆机；锚帮使用zms-30型风煤钻，风源来自地面压机房，l132200a型和l132/4l-208型空压机各一台，通过4寸及1寸管路输送到工作面。3、支护顺序（施工工