52204轨道顺槽作业规程概论

52204巷掘进作业规程

第一章概况

概述

一、巷道名称

本作业规程掘进的巷道为52204回风顺槽巷。

二、掘进目的及用途

1、掘进目的：是为了形成82204综采工作面运料、回风系统。

2、用途：满足82204材料运输、通风、行人、管路敷设等需要。

3、性质：本作业规程掘进的巷道是沿22#煤层底板掘进。

三、巷道设计长度及服务年限

1、52204回风顺槽巷设计长度：2400 m，已掘81m,剩余2319m待掘。

2、服务年限：82204工作面回采结束。

四、预计开竣工时间

预计开工时间为2015年3月11日，竣工时间为2015年11月1日。

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

第二节煤层赋存特征

1、 22#煤层上距22-1号煤层7.25～29.60m，平均21.11m，煤层厚度2.17～7.73m，平均5.34m，含夹矸1～7层，一般为3-5层，结构复杂，属全区可采的稳定煤层，顶板岩性为砂质泥岩、粗粒砂岩，底板多为泥岩、砂质泥岩。

2、煤层顶底板情况表

22#煤层顶、底板情况

二、其它地质情况：

1、瓦斯

22号煤层属瓦斯煤层（山西省煤炭工业厅晋煤瓦发【2013】47号文件批复瓦斯鉴定报告—通风科）。

2、煤尘

据矿方2010年7月采取22号煤层煤样委托山西省煤炭工业局综合测试中心进行煤尘爆炸性试验结果为：22号煤层火焰长度为＞400mm，加岩粉量为80%， 22号煤层煤尘有爆炸性。

3、煤的自燃

该矿于2010年4月13日采取22号煤层煤样委托山西省煤炭工业局综合测试中心进行煤的自燃倾向性试验结果为：22号煤层自燃等级为Ⅱ类，自燃倾向性属自燃。

4、地温、地压

据地质报告，井下末发现有地温地压异常情况，本区属地温地压正常区。

第三节地质构造

该井田位于大同煤田南东部，总体构造形态为单斜构造，地层走向近东西，倾向北，在井田南部，伴有一宽缓的背斜构造，轴向近东西。地层平缓，倾角一般为8°～12°,各含煤地层沿走向及倾向的产状变化不大，工作面有少量断层，无岩浆岩活动的影响，属构造简单类型。

第四节水文地质

根据集中辅运大巷、集中胶带运输大巷、集中回风大巷的掘进情况，该区域底板无涌水。根据附近钻孔资料、相邻集中辅运大巷实揭地质资料及22#底板等高线分析，该工作面内地质构造简单，顶板比较稳定，产状平缓，但也不能排除小落差断层导致局部顶板有少量涌水出现。52204工作面四周为实体煤，因资料不祥，不能排除以往小窑对下层煤是否开采破坏，52204工作面在掘进过程中必须坚持“有掘必探，先探后掘”的探放水原则。根据矿井开采情况，井下正常涌水量5m3/h。井田22号煤层水文地质类型属中等型。

第三章巷道布置及支护说明

第一节巷道布置

巷道沿煤层底板掘进2400m，设计方位284°。施工开口前以生产技术科实际给

定中腰线位置为依据。

第二节矿压观测

一、矿压观测

1、观测对象：煤及顶板。

2、观测内容：顶板变化及煤顶的位移量。

3、观测方法：施工过程中，选用WBY-10型顶板离层检测仪，对顶板下沉进行

观测记录，边施工边观测。

二、顶板离层检测仪的布置:

自巷道开口处安设一台顶板离层检测仪，每掘进100m，再安设一台WBY-10型顶

板离层检测仪。前3日每天观察一次，顶板没有下沉位移量，而后一周观察一次。

三、顶板离层检测仪的安装：

1、用MQT-120/2.4型锚杆钻机，选用Φ30-40㎜的钻头，向顶板垂直打孔7250 ㎜，深部卡子安装在 7250 ㎜处，中部卡子安装在2250㎜处。

2、将孔底及孔中固定弹性卡子依次送入孔中:

3、将“T”型标尺的中管插入孔内,将拉线拉紧后把套在拉线上的小铜管靠近浮子,在用钳子夹紧小铜管.

4、装后,及时记录初始的标尺值.随后按照规定时记录标尺的数值,最终计算出孔

内各点的位移值.即为顶板离层指示仪的初始数据。具体安装步骤见附图。

5、通过交叉处时,交叉点必须要安设顶板离层仪.

四、数据检测及资料整理分析:

(1)巷道内要悬挂顶板离层指示仪管理牌板，由专人进行填写，内容齐全，文字清晰。

(2)要有正规的顶板离层指示仪监测记录表，检查人上井后要及时填写。

第三节支护设计

根据山西大同李家窑煤业有限责任公司生产技术科编制的22#煤52204巷设计及地质情况说明书，52204巷采用矩形断面，巷道断面规格尺寸见附图。

前探钢梁作为临时支护依据巷道围岩性质和邻近工作面矿压资料，采用锚杆、锚索、网支护作为永久支护，能极大程度地起到悬吊、组合梁、加固拱和围岩补强作用，是一种积极防御的支护方法。故所掘巷道确定采用锚网索支护作为永久支护。

采用计算法校核支护参数

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，取2

L1——锚杆锚入稳定岩层深度，取0.5m

L2——锚杆在巷道中的外露长度，取0.04m

其中： H=B/2f=4/(2×6)=0.3m

式中：B——巷道宽度 f——岩石坚固性系数，取6

L ≥ 2H+L1+L2=2×0.33+0.5+0.04=1.6m 根据以往施工经验，结合22204巷直接顶厚度为4.3m，为保证施工安全，锚杆长度取2.0m。

2、锚杆间距、排距a、b

a=b≤ Q/KHr

式中：a、b——锚杆间、排距m

Q——锚杆设计锚固力，85kN/根；

H——冒落拱高度，取1m ；

K——安全系数，取2；

r——被悬吊粘土岩的重力密度，25kN/m3

a=b≤ 85/2×25=1.3m

施工中间排距取0.8m，符合校核标准。

3、锚杆直径的选择：

d= 4PK/π△

P=abhr=0.8×0.8×2×25=32kN/m2

式中：a---锚杆排距

h---锚杆承载岩体高度，取锚杆长度2m

b---锚杆间距

r---承载岩体容重25kN/m3

K---安全系数取2

Δ--锚杆材料抗拉强度，取38kN/m2

d≥ 4PK/π△≥ 4×3200×2/3.14×3800 =1.46mm

施工中取Φ=20mm，能满足支护要求。

4、锚固剂

锚固剂充填长度L锚=nφ2卷L卷/（φ2孔-d2）

L锚：锚固剂出厂长度600mm

式中：n--锚固剂卷数

φ卷--树脂锚固剂直径28mm

L卷--树脂锚固剂长度600mm

φ孔--锚杆孔直径30mm

d--锚杆直径20mm

n=600×（302-202）/（282×600）=0.64

故取n=1卷 ,考虑锚杆快速安装，选用K23/600型树脂锚固剂1卷，校核其锚固力。

P锚=3.14φ孔σ1 L锚K

式中：φ孔--锚杆孔直径28mm=0.030m

σ1--锚固剂与孔壁粘结强度，取1.6MPa=1600Kpa

L锚--锚固剂长600mm

K--药卷长度充填系数1.6

P锚=3.14×0.03×1600×0.6×1.6=144.7＞100KN满足要求

5、帮锚杆长度

两帮潜在松塌区宽度L1=htg（45-φ/2）

式中：h—巷道掘进高度，3.0m

φ--煤体内摩擦角56.3°

L1--=3.0×tg（45-56.3°/2）=0.9m

故帮锚杆长度为L=L1+L2+L3

式中：L1--两帮潜在松塌区宽度取0.9m

L2--帮锚杆锚固长度0.6m

L3外露长度取0.05m

L=0.9+0.6+0.04=1.54m；根据类比工程经验锚杆长度取2.0m。

6、帮锚杆间距

D≤1/2L=1/2×2.2=1.125m

根据类比工程经验52204巷锚杆间距取1.0m。

7、帮锚杆锚固力：A3钢帮锚杆设计锚固力50KN

8、帮锚杆材质及直径

帮锚杆设计锚固力50KN，故选直径20mm，A3钢锚杆，其极限载荷66KN，杆前端螺纹滚丝而成。

9、帮锚杆锚固剂

帮锚杆锚固剂选用K23/600型树脂锚固剂1卷，校核其锚固力。

P锚=3.14×φ孔σ1L锚K

式中：φ孔——锚杆孔直径，φ孔=32mm=0.032m

σ1——锚固剂与孔壁之间的粘结度，1000Kpa

L锚——锚固剂长度0.6m K—药卷长度充填系数1.0

P锚=3.14×0.032×1000×0.6×1.0=60.2KN＞50KN满足要求。

10、锚索支护参数计算：

⑴确定锚索的长度：

L=La+Lb+Lc+Ld

式中 L----锚索总长度，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3.5m

Lc---上托盘及锚具的厚度，取0.1m

Ld---需要外露的张拉长度，取0.3m

锚索锚固长度La按下式确定：

La≥K×(d1fa/4fc)

式中：K---安全系数，取2

d1---锚索钢绞线直径，取17.8mm

fa---钢绞线抗拉强度，N/m㎡(1920MPa,含1883.52N/mm2)

fc—锚索与锚固剂的粘合强度，取10N/mm2

则La≥（2×15.24×1883.52）/4×10=1435.242㎜≈1.44m

L=1.44+3.5+0.1+0.3=5.34m 施工取锚索长度为7.3m。

⑵锚索的间、排距校核:

L=NF2/｛BHr-(2F1sinθ)/L1｝

式中 L—锚索间排距，m

B—巷道最大冒落宽度，正巷4m

H—巷道冒落高度，按最严重冒落高度取2.0m

r---岩体容重，30kN/m3

L1—锚杆的排距，0.8m

F1—锚杆的锚固力，85kN

F2—锚索极限承载力，17.8mm取260kN

θ—角锚杆与巷道顶板的夹角，75度

n—一排锚索个数，取2

通过上述计算，52204巷锚索间距小于2.5m布置。根据巷道掘进支护情况，52204巷施工二排锚索加强支护，长度7.3m，间排距为2.0m布置，每根锚索使用不少于三节树脂药卷锚固，可满足支护要求。

第四节支护工艺

一、巷道断面

52204巷全长2400米，断面设计为矩形，断面规格：宽 4000㎜，高为3000㎜，掘进断面为12 m2。

二、支护形式：

52204巷道采用锚网索联合支护。

三、支护工艺

（一）临时支护

采用前探梁作为临时支护,前探梁用10#槽钢，4米长3根，吊挂采用φ20mm钢筋作成吊环，吊环规格为150mm×100mm安装时，先将吊环拧在锚杆外露段，每根前探梁采用2个吊环，由外向里推移，至工作面后，用刹顶木前后将前探梁刹紧，做到工作面不空顶。顶板完好时，掘进机每切割1米后，将其退到原来位置，人员站在临时支护好的顶板下开始永久支护（支护人员必须站在浮煤上，进行永久支护，浮煤距底板不低于1米），顶部锚杆支护先中间后两边，距工作面迎头不大于0.3m，帮部支护从上往下支护，可视两帮煤层稳定情况可滞后工作面5m 后支护。待支护完成后由机组自行清理浮煤，开始做下一循环。当顶板破碎或离层时，应采用以下方法进行支护：双层金属网、锚杆、锚索联合支护，在锚网索支护下再架设钢棚支护，棚间距1.0米。用水泥背板与顶邦刹紧背牢。

（二）永久支护：

1、支护形式为锚网索联合支护

①顶锚杆采用Φ20㎜×2000㎜的左旋螺纹钢锚杆，锚杆间排距为800×900㎜，每排打注5根锚杆，每根锚杆锚固长度为900mm。锚固用1卷K2360树脂药卷，锚固长度不小于600㎜，锚杆托板为长×宽×厚=150×150×12㎜的Q235钢蝶形托板，孔深为1950㎜，允许偏差0—+50㎜，顶锚杆锚固力85KN,拧紧力矩为100N·M，使用LDZ-200型锚杆拉拔仪时，压力表读取必须为18MPa以上，锚杆外露长度10—40㎜。

②帮锚杆与巷道煤壁垂直，采用Φ18㎜×1800㎜的树脂锚杆，锚杆间排距1000×1000㎜，每帮每排布置3根，锚固用1卷K2360数脂药卷。锚杆托板Φ125㎜×12mm的园形托版，帮锚杆孔深为1750㎜，允许偏差0—+50㎜，锚固力为50KN，拧紧力矩为80N·M，使用LDZ-200型锚杆拉拔仪时，压力表读取必须为

10.7MPa以上，锚杆外露长度10—40㎜。

③网规格：顶网采用Φ6.5㎜、长×宽=2000㎜×1000㎜的金属网片，网孔为100×100㎜，网之间连接为压茬搭接，搭接长度为100㎜，用24#铁丝联网，联网扭扣间距为200㎜，各连接扭扣均匀布置，拧铁丝不小于两圈。

帮网采用长×宽=50000㎜×3000㎜的尼龙网，网之间连接为压茬搭接，搭接长度为100㎜，用24#铁丝联网，联网扭扣间距为300㎜，各连接扭扣均匀布置，拧铁丝不小于两圈。

④锚索规格为Φ17.8㎜×7300㎜（1×7钢绞线），锚索孔深7150㎜，允许偏差0—+150㎜，锚固用2卷K2360脂药卷，锚索布置为“222”布置，间排距为2000mm ×2000mm。托板规格为长×宽×厚=300㎜×300㎜×12㎜的Q235平钢托板，锚索的预应力不小于120KN（使用MQ15-180/63矿用锚索张拉机具检测时，压力表读数必须大于25.7MPa），锚索外露长度≤250㎜。

四、锚杆（索）安装工艺

（一）安装锚杆

安装前应将眼孔内的积水、煤粉用压风吹扫干净，吹扫时，操作人员站在孔口一侧，眼孔方向不得有人。然后把树脂锚固剂送入眼底，随后将锚杆插入锚杆孔内，

使锚杆顶住锚固剂，外头套上螺母，用带有专用套筒的锚杆安装机卡住螺帽，开动锚杆机，使锚杆安装机带动杆体旋转，将锚杆旋入树脂锚固剂，对锚固树脂进行搅拌，直至锚杆达到设计深度，方可撤去锚杆安装机。搅拌旋转大于35s后，卸下螺帽，接好网，上好托板，拧上螺帽12min后，拧紧螺帽，给锚杆施加一定的预紧力，拧紧力矩不小于100N·m，锚杆托板紧贴巷面。

（二）锚索安装工艺

（1）安装方法:

1、当巷道按设计要求支护合格以后，用MQT-120/2.4型气动钻机配合S19中空六方加长式钻杆和Φ27mn双翼钻头湿式打眼。为保证孔深准确，必须在起始钻杆上用白色或黄色油漆标出终孔位置，眼深7150mm，并用压风将眼内的残渣吹净。

2、安注树脂锚固剂前应检查其质量是否合格，以手感柔软为合格，不合格的严禁使用。

3、用棉丝将锚索锚固段的水、煤粉等擦干净，用塑料胶带将树脂锚固剂与锚索粘接定位。

4、两人配合用锚索顶住锚固剂缓缓送入钻孔，确保锚固剂全部送到孔底。安注药卷时必须快凝药卷在上、缓凝药卷在下，然后用锚索钢绞线顶住树脂锚固剂轻轻送人，注意不要用力过猛及不能反复抽拉锚索，以防捅破树脂锚固剂影响锚固质量。

5、锚索下端装上专用搅拌驱动器，再将专用搅拌驱动器尾部六方头插人锚杆钻机上。

6、一人扶住机头、一人操作锚杆机，边推进边搅拌，前半程用慢速旋转，后半程用快速搅拌，搅拌时间控制在30—40s，确保搅拌均匀，一次搅拌到位，不准二次搅拌。

7、停止搅拌后，必须继续保持锚杆机的推力约3min，然后收回锚杆机。

8、10min后先卸下专用搅拌驱动器,装上托盘、锚具，并将其托到紧贴顶板的位置。

9、两人一起用张拉千斤顶套在锚索上并用手托住。然后开泵进行张拉，并注意观察压力表读数，达到设计预紧力或千斤顶行程结束时，迅速换向回程。

10、卸下张拉千斤顶 (注意用手接住，避免坠落)，完成锚索的安装。

（2）技术要求:

1、锚索应在迎头施工时与锚杆同时安装。

2、锚索孔深误差控制在0—＋150㎜。

3、锚索外露长度控制在小于或等于250mm。

4、锚索搅拌树脂药卷过程中不能停顿，要一气呵成，绝对不能反复搅拌，否则已开始聚合反应的树脂分子链会遭到破坏，导致锚固失败。

5、搅拌树脂药卷30min后张拉锚索，张拉预紧力控制在120kN。

6、锚索安装48h后，如发现预紧力下降，必须及时补拉。

7、锚索预应力不低于120kN。

8、张拉时发现锚固不合格的锚索，必须立即在其附近补打合格的锚索，或者用张拉器将不合格的锚索拔出，然后用钻机将原来的钻孔重新钻进一遍，用压风吹净粉尘、残渣、重新安装锚索。

四、支护要求

1、锚杆锚索间排距一定要按照设计断面图中的要求进行布置，预紧力矩和锚固力达到规定要求，角度必须符合设计要求。

2、锚杆头螺纹部分或麻花体钢绞线必须清理干净，不得有氧化皮，保证锚固质量。

3、锚杆眼、锚索眼孔必须要将眼孔内的煤岩粉用水冲洗，眼孔内不得留有煤岩粉。

4、如上W钢带时，必须使钢带贴紧顶板。

5、锚索接、卸钻杆时必须在钻机停止运转的情况下进行。

6、锚索搅拌器一定要插入钻机底，钢绞线要插进搅拌器底部，注药卷过程中要专人护住钢绞线，以防甩脱钢绞线发生伤人事故。

7、张拉时，千斤顶应与钢绞线保持同一轴线。

8、巷道高时，需搭设或焊制梯子架，焊接搭设一定要牢固可靠，并要有防身护栏，严禁站在皮带上和综掘机上锁锚索。

五、支护材料每米消耗

52204巷道支护材料每米消耗

施工中备用材料不少于2天的用量，并在工作面外50m专用材料场中挂牌管理码放整齐。

六、备用支护材料：

工作必须预备小头直径不小于180㎜的优质松木20根，柱帽规格：长×宽×高=1000㎜×200㎜×100㎜，50根，木楔70个，快速树脂药卷K2360型5箱，锚杆Φ20×2000㎜的左旋螺纹钢锚杆150根，锚杆Φ18×1800㎜的左旋螺纹钢锚杆150根，托板150㎜×150㎜×12㎜的碟形托板300块，直径为3.5㎜的铁丝网30片。尼龙网2卷、钢绞线30根，锚索托板30片。

七、巷道质量规定：

锚网索支护巷道工程质量评定表