3903工作面切眼施工安全技术措施
3903工作面切眼施工安全技术措施
编制:白彦文
审核:高鹏
批准:王亮生
山西柳林寨崖底煤业有限公司技术科二零一三年十月九日
审批栏
名称:3903工作面切眼施工安全技术措施
矿长瓦斯防治中心
生产矿长水害防治中心
总工程师技术科
安全矿长地测科
机电矿长调度室
矿长助理安监站
生产副总机电科
通风副总通风科
机电副总督察队
地测副总施工队
机运管理中心编制人白彦文
审批意见:
3903工作面切眼施工安全技术措施
一、工程概况
3903切眼全长200m,断面为宽8.2m×高3.6m,开口坐标为:X:1089.7515 Y:4794.4217,沿9#煤稳定夹矸做顶掘进,顶板用“锚杆+金属菱形网+梯子梁+11#工字钢+锚索+WD/2/4单体柱”联合支护,两帮采用“锚杆+金属菱形网+托盘”联合支护。
二、施工方式及技术要求
1、根据切眼巷道特宽的实际情况,切眼施工采用机掘二次成巷的方式掘进。施工时先按照宽4.8m×高3.6m的小断面从非采煤帮侧进行掘进,然后刷扩为宽8.2m×高3.6m的断面。最后在机尾位置刷扩开缺口,开缺口宽2m,断面刷扩至宽10.2m×高3.6m,刷扩长度为25m。
2、切眼施工时,严格执行,刷一排,支护一排,严禁空顶作业。
3、锚杆、工字钢锚索要打设的成排、成行。
4、锚索的外露长度为150—250mm;锚杆的外露长度为10—40mm。
5、锚索的预紧力要达到100KN、锚固力达到200KN、拉拔力达到180KN(40MPa)。顶锚杆的预紧力矩150N·m,锚固力100KN,拉拔力达到90KN(20MPa),帮锚杆的预紧力矩150N·m,锚固力为80KN,拉拔力达到72KN。
6、切眼形成后需对底板进行硬化,硬化厚度200mm,硬化材料采用C20商品混凝土,工程量为200m。
三、巷道支护
(一)、第一次成巷的支护
1、支护设计
(1)顶板支护:采用锚网梯子梁联合支护;
锚杆规格为Φ22×2500mm,间排距为800×800mm,每排6根,距非采煤帮100mm打一仰角20°的锚杆,剩余5根全部垂直打入顶板。每根锚杆采用快速CK2340一支,中速Z2360一支,锚固长度1.2m,铺设金属菱形网和φ16mm圆钢焊制的钢筋梯子梁,梯子梁长4800mm,金属菱形网规格为12000×1000mm,采用12号铁丝编织,托盘使用130×130×10mm的钢板。
(2)非采煤帮支护;
非采煤帮采用锚杆+金属菱形网+铁托盘联合支护,锚杆规格为φ22×2500mm的螺纹钢锚杆,间排距为800×800mm,每排各5
根,每根锚杆采用快速CK2340一支、中速Z2360一支,锚固长度1.2m,帮部铺设金属菱形网配合支护。距顶以下200mm处打一根锚杆,仰角20°,其余锚杆全部垂直打入煤壁,托盘使用130×130×10mm 的钢托盘,配合W型钢垫板。巷帮所挂金属菱形网规格1000×12000mm。
(3)采煤帮支护;
采煤帮采用锚杆+金属菱形网+托盘联合支护,锚杆规格为φ16×1800mm的可回收锚杆,间排距为800×800mm,每排各5根。帮部铺设金属菱形网配合支护。采煤帮距顶以下200mm处打一根锚杆,仰角20°,其余锚杆全部垂直打入煤壁,托盘使用W型钢垫板配圆形钢托盘。采煤帮所挂金属菱形网规格为1000×10000mm。
(4)锚索加强支护;
顶部布置三排锚索进行支护,锚索规格为Φ17.8×8000mm钢绞线锚索,间排距为1600mm×1600mm,距帮900mm处打设一根向非采煤帮偏15°的锚索,其余锚索垂直打入煤壁,每根锚索采用CK2340型锚固剂一支,Z2360锚固剂二支,锚固长度1900mm,采用一块300×300×16mm的钢板,一块规格为130×130×10mm的钢板,一套锁具进行支护。
(5)顶板压力过大或局部破碎时,顶锚杆排距缩小为600mm,循环进尺为600mm。
(二)、第二次成巷的支护
第一次掘进到位后,对切眼巷道进行刷扩,扩帮为采煤帮侧,将第一次成巷采煤帮侧可回收锚杆拆除。刷扩断面宽3.4m×高3.6m,刷扩后断面为宽8.2m×高3.6m。
1、支护设计
(1)顶板锚杆支护;
刷扩后顶板采用锚网梯子梁联合支护,与第一次成巷支护规格相同。锚杆规格为Φ22×2500mm,间排距为800×800mm,每排5根,顶距采煤帮100mm打一根仰角20°的锚杆,其余锚杆全部垂直打入煤壁。每根锚杆采用快速CK2340一支,中速Z2360一支,锚固长度1.2m,帮部铺设12000×1000mm菱形网和φ16mm圆钢焊制的钢筋梯子梁,菱形网采用12号铁丝编织,梯子梁长3600mm,托盘使用130×130×10mm的钢板。
(2)采煤帮支护;
采煤帮采用锚杆+金属菱形网+铁托盘联合支护,锚杆规格为φ16×1800mm的可回收锚杆,间排距为800×800mm,每排各5根。帮部铺设规格为1000×12000mm金属菱形网配合支护。采煤帮距顶以下200mm处打一根锚杆,仰角20°,其余锚杆全部垂直打入煤壁,托盘使用W钢垫板配圆形钢托盘。
(3)锚索加强支护
新扩断面布置两排锚索进行支护。规格为Φ17.8×8000mm钢绞线锚索,间排距为1600mm×1600mm,并加11#工字钢进行加强支
护,即每隔一排锚索中间补加工字钢锚索加强支护,工字钢长7.5m,即工字钢锚索间排距为800mm×800mm。顶距采煤帮900mm处打设一根采煤帮偏15°的锚索,其余锚索垂直打入煤壁,每根锚索采用快速CK2340型锚固剂一支,中速Z2360锚固剂二支,锚固长度1900mm,采用一块300×300×16mm的钢板,一块规格为130×130×10mm的钢板,一套锁具进行支护。
(4)顶板压力过大或局部破碎时,顶锚杆排距缩小为600mm,循环进尺为600mm。
(5)3903工作面切眼刷扩由轨顺向皮顺推进,首先在初掘切眼超前段48m内进行临时支护(被动支护),采用单体柱配合π型梁“一梁两柱”架棚支护,棚距为1600mm,然后采用7500mm的工字钢加强支护(主动支护)完毕后,逐架前移倒替,被动支护与主动支护的间距不大于主动支护1个循环。
工字钢采用7500mm的11#工字钢加强支护,工字钢锚索的间排距为1600mm,工字钢排距为1600mm,配合单体柱进行加强支护,一排3根单体柱,两根与工字钢相连接,一根与顶板相连接,单体柱距采煤帮350mm与顶板相连接,依次2350mm、4800mm打设的工字钢,工字钢焊接200mmπ型梁(详见π型梁工字钢加工图)。(三)、开缺口段支护
第二次成巷宽3.4m×高3.6m掘进到3903切眼靠轨顺采煤帮一侧剩余25m处时,由原来掘进宽3.4m×高3.6m加宽为宽5.4m×高
3.6m。即刷扩宽度增加2m,长度25m。
1、支护设计
(1)刷扩帮支护与第一次成巷支护相同。
(2)顶板采用锚网梯子梁联合支护,锚杆规格为Φ22×2500mm,间排距为900×800mm,每排2根,顶距采煤帮300mm打一根仰角20°的锚杆。锚杆采用快速CK2340一支,中速Z2360一支,锚固长度1.2m,铺设菱形网和φ16mm圆钢焊制的钢筋梯子梁,金属菱形网规格为12000×1000mm,采用12号铁丝编织,梯子梁长2000mm,托盘使用130×130×10mm的钢板。
(3)开缺口段断面布置一排锚索进行支护,锚索规格为Φ17.8×8000mm钢绞线锚索,排距为800mm,锚索采用快速CK2340型锚固剂一支,中速Z2360锚固剂二支,锚固长度1900mm,采用一块300×300×16mm的钢板,一块规格为130×130×10mm的钢板,一套锁具进行支护。
(4)顶板压力过大或局部破碎时,顶锚杆排距缩小为600mm,循环进尺为600mm。
(5)成巷后补打两排单体柱进行加强支护,支设单体住时每根单体柱配合200mm长的π型钢梁接顶支护,排距5m,柱距1.6m,单体柱距采煤帮侧2.2m,距非采煤帮侧1m。
(四)、临时支护
临时支护采用“吊环”式。Φ3寸钢管和木板梁支护,木板梁数量
两块,规格为长×宽×厚=3200mm×150mm×30mm,前探梁数量两根,长为4.8m。每根前探梁配备4个活性“吊环”,吊环采用厚12毫米的钢板焊制。
掘进工作面临时支护也可用木点柱支护,工作面准备4根木体柱,从外向里每平方米打一根点柱作为临时支护。
四、施工工艺
1、施工方法
综掘机割煤、装煤、运煤,再由皮带将煤运出。
2、掘进方式
3903切眼采用机掘一次成巷。
3、工艺流程
安全质量检查→综掘机割煤→装、运煤→临时支护→永久支护。4、截割
综掘机必须由两名取得操作证的主、附司机操作,根据工作面煤层中部含有夹矸的实际情况,截割时先从中底部煤层(左方)切割掏窝槽,然后从左向右自下而上截割。截割时,必须先开启除尘风机和综掘机的内外喷雾。
开掘窝槽时,先转动截割头依靠掘进机行走履带,伸缩油缸和升降油缸完成掏槽工作,当窝槽的开掘工作完成以后,关闭行走马达,让装载部与刮板输送机工作,使铲板紧贴底板,并落下后部稳定器将掘进机略微抬高,使机器在切割过程中有良好的稳定性。
驱使转动的切割头,根据巷道断面的宽度水平摆动开掘横槽,切割头移动到位后,使其开高一个距离,每次跨距不大于600mm,接着驱使切割头水平摆动。重复以上动作,直至完成整个断面的切割工作。每完成一个大循环(1.6m)后,驱动机头上下移动,切割使煤壁平直。
五、支护工艺
1、安装顶板锚杆
①施工顶板锚杆眼,采用MYT—120C0锚杆机、Φ28mm钻头、B—IP系列可接长钻杆风动锚杆钻机,按梯子梁眼位由巷道中间向两帮施工锚杆眼,锚杆眼深度为2.5~2.55m。打眼时要将锚杆机放平、垫稳、垂直于顶底板打眼。
②送树脂锚固剂,按顺序向锚杆眼内装入一支CK2340型、一支Z2360型树脂锚固剂,装好后用锚杆缓慢地推入孔底。
③搅拌树脂锚固剂:用连接套将钻机与锚杆销螺母连接起来,然后升起钻机。推进锚杆送到孔底后,停止升钻机,搅拌20~30S后停机1min,然后撤钻,防止未凝固自然下垂。
④安装锚杆:锚杆安装好3分钟后挂网、上梯子梁、安装托盘紧固锚杆,并用力矩扳手检查预紧力不小于150N·m,锚固力为120 KN,拉拔力为100 KN。在顶板与梯子梁之间铺设单层金属菱形网,菱形网长边垂直巷道掘进方向铺设,长边搭接,短边搭接150mm,用双股12#铁丝采用“十”字交叉法连接,连接扣间距100mm,锚杆外露
长度10mm-40mm。
⑤施工顶板锚杆应逐排进行。
2、安装帮锚杆:
①砍壁修整巷道两帮,为防止巷道片帮先砍两帮上部成型后打眼安装上部两排锚杆,安装好上部后在砍下部,下部砍好后进行支护。
②两帮联接金属网,金属网长边垂直巷道掘进方向铺设,长边对接,短边搭接150mm,用双股12#铁丝连接,要求金属网平整、拉紧、贴顶、不留网包。
③按设计部位施工打帮锚杆眼:采用MQB—351风煤钻,2m长钻杆φ28mm钻尖打2m深钻孔,抖动钻杆排净煤粉。
④安装帮锚杆:向锚杆眼内装入一支CK2340,装好后用锚杆缓慢地推入孔底。搅拌树脂锚固剂:用连接套将风煤钻与锚杆销螺母连接起来,然后开始搅拌,搅拌20-30S后停机,然后撤钻。安装锚杆:15分钟后安装托板紧固锚杆,并用力矩扳手检查预紧力不小于110N·m,锚固力为80KN,拉拔力为60KN,锚杆外露长度10mm-40mm。
3、锚索安装
锚索为加强支护,顶板完整时,锚索滞后于工作面迎头不能大于5m。顶板破碎时,锚索紧跟工作面迎头。
(1)、锚索孔施工:采用MYF120C0风动锚杆机、Φ28mm钻头、B—IP系列可接长钻杆打眼。
(2)、送树脂锚固剂:按顺序向孔中装入一支CK2340、两支Z2360型树脂锚固剂,用规格为Φ17.8×8000mm预应力钢绞线锚索慢慢将树脂锚固剂推进。
(3)、搅拌树脂锚固剂:用连接套将锚杆钻机与钢绞线连接起来,然后升起钻机推进,直至推入孔底,停止升钻机,搅拌30—45S后停机,加设小木楔,撤钻。
(4)、安装:树脂药卷锚固段需养护30min,养护好后装托梁、托板、锁具,并使它们紧贴顶板,开泵进行张拉,达到设计预紧力,锚索预紧力100kN。安装完毕进入下一循环。
4、收尾
①清理工作面浮煤、巷道卫生。
②将工作面管线、工具、设备悬挂摆放整齐。
③进行工程质理管理工作,巷道断面、支护质量符合设计要求。
六、生产系统
1、运输系统
(1)3903切眼煤的装运方式
工作面→刮板输送机→3903辅助运输巷→3#主皮带→2#主皮带→煤库→主斜井皮带→地面。
(2)材料、设备的运输方式
地面材料库→副斜井→南轨道下山→3903轨顺→3903切眼
2、通风系统
(1)供风路线
进风风流:
主(副)斜井—南轨下山—3903轨顺—局部通风机—3903切眼掘进工作面
回风风流:
3903切眼掘进工作面—3903轨顺—1#贯眼—3903回风巷—西回风下山—西总回风—回风立井—地面
具体通风设计及贯通后安全技术措施由通风科编制。
3、排水路线
根据有关资料及地质预测,掘进时工作面正常涌水量为0.2~0.3m3/h。因此在巷道低凹处打水窝,选用两台耐酸泵(一台备用)配3寸排水管路。
工作面→临时水仓→中央水仓→回风立井→地面。
4、压风自救系统
(1)、管路布局
工作面共安装压风自救装置4组,每组6台,每隔50m安装一组。安装过程中与主管路连接的胶管必须贴帮铁壁,每间隔1m用扎带固定一次,且压风自救装置安装在行人侧,距底板1.5m,安装时需要掏槽入壁,用锚杆固定。
掘进过程中,距迎头25-40m设置4组,固定在行人侧,距底板1.5m,且在主管路安装集中放水器。
安装、维护由本队人员负责,直至工程完毕移交其他生产队组。
(2)、供风路线:
地面→回风立井→西回风下山→南轨道下山→3903轨顺→工作面。
5、供水施救系统
(1)、管路布局
工作面共安装压风自救装置4组,每组6台,每隔50m安装一组。安装过程中与主管路连接的胶管必须贴帮铁壁,每间隔1m用扎带固定一次,且供水施救装置安装在行人侧,距底板1.5m,安装时需要掏槽入壁,用锚杆固定。
掘进过程中,距迎头25-40m设置4组,固定在行人侧,距底板1.5m,且在主管路安装集中放水器。
安装、维护由本队人员负责,直至工程完毕移交其他生产队组。
(2)、供水路线:
地面→主副斜井→22盘区南轨道下山(南皮)→23盘区南轨道下山→3903轨顺→工作面。
6、防灭火系统
(1)、3903皮顺皮带机头配备两台灭火器、一台沙箱、两把铁锹,并备有洒水管;皮带机尾备有洒水管。
(2)、入井人员严禁携带烟草和点火物品,严禁穿化纤衣服和戴电子表。
(3)、加强电气设备及机械设备管理。电气设备着火时,应先切
断电源,在切断电源前,只准用不导电的灭火器材灭火。
(4)、发生火灾时,视火灾性质、灾区通风和瓦斯情况,立即采取一切可能的方法直接灭火,控制火势,并汇报矿调度,同时按避灾路线将受火灾威胁地区内的所有人员撤至安全地点。
(5)、掘进过程中一旦发生冒顶(冒顶高度超过1.0米)时,施工单位必须及时用不燃性材料充填严实,同时向矿调度室汇报,并在现场做好标记。
(6)、高冒处理采用外喷内注的方法,将冒落空间充满填实,消除发火隐患。掘进产生的高冒必须在20天内处理完毕。矿安监站和通风科要对处理质量和进度进行监督、检查和验收。
(7)、高冒点由通风部门设点检查,并挂牌管理,建立防火台帐和报表。煤巷高冒每周检查不少于3次,除正常检查气体和温度外,还要有专人用红外线测温仪检查温度,发现异常要及时向矿总工程师汇报,由总工程师组织进行防火处理。
(8)、对需处理的高冒点,要预埋铁管至高冒顶部,留作防火检查用,通过检查预埋管内的CO 和温度情况,掌握高冒处理的效果。
(9)、井下出现明火、烟雾,发现者必须立即向矿调度汇报,并由现场跟班领导和瓦检员组织人员,利用水管和灭火器实施就地灭火,与灭火无关人员按避灾路线撤至安全地点。如火势凶猛无法实施灭火,由矿调度室负责指挥抢险。
(10)、矿调度对重大火灾隐患、火灾险情除向矿有关领导汇报
外,还必须及时向福山集团公司调度室汇报。
(11)、井下使用的润滑油、棉纱、布头和纸等,必须存放在盖严的铁桶内。用过的棉纱、布头和纸,也必须放在盖严的铁桶内,并由专人定期送到地面处理,不得乱放乱扔。严禁将剩油、废油泼洒在井巷或硐室内。井下清洗风动工具时,必须在专用硐室进行,并必须使用不燃性和无毒性洗涤剂。
(12)、皮带机头、移变等要害部位每处都必须配干粉灭火器,现场工作人员要熟悉灭火器的使用方法和存放地点。
(13)、加强皮带机的管理,必须使用阻燃输送带,并经常清理皮带机下的浮煤,皮带机各托辊必须转动灵活,巷道环境必须干净。
(14)、电气开关保护整定值及电缆使用要符合技术要求和相关规定。
(15)、工作面需做好防火准备,电器设备旁及巷道出口处备好防灭火器材(灭火器、沙箱、铁铲),灭火器需挂在距电器设备不超过5米的巷帮,沙箱需放在距电气设备5米处。
(16)、工作面油脂、棉纱必须统一管理、存放,集中出井处理。
(17)、工作面如发生火灾时,可用静压水管做消用防水。
(18)、定期检查防灭火设施,对灭火器过期的及时进行更换。
(19)、定期检查防灭火设施,对灭火器过期的及时进行更换。
(20)、严格明火管制管理制度,切关做到:
①严禁携带明火下井;
②井下严禁拆卸矿灯;
③井下电气设备必须有防短路的保护装置;
④井下电焊气焊作业必须严格按《煤矿安全规程》规定进行;
(21)、严格井下可燃物管理制度,切实做到:
①严格限制携带易燃易爆物品下井,确属井下需要者,必须符合规定,并办理手续。
②严禁向地面裂缝或通风井下的通道口倾到炉灰、棉、布头和油类等可燃物。
③井下严禁存放汽油、煤油、变压器油,井下使用的棉纱、布头、纸和润滑油等必须存放在盖严的铁桶内,严禁扔洒在井巷、峒室和采空区内。
④严格限制可燃性支护使用范围。
⑤井下皮带运输机应采用不延燃皮带。
(22)、矿井所有工作人员都要掌握灭火器材的使用方法和熟悉自己工作区域内灭火器材的放置地点。每个季度由矿长组织有关人员对矿井防火供水系统、消防器材进行一次大检查。
(23)、任何人发现井下火灾应立即向矿调度报告。调度室应立即通知通风科及有关单位迅速查明火灾原因,同时向值班领导、通风处及公司经理、总工汇报,通风处应根据火灾情况迅速采取控制火势的紧急措施,并报请公司总经理,总工同意。
(24)、任何人发现矿井火灾应首先采取一切可能的措施直接灭
火,现场区、队、班组长应依照矿井灾害预防和处理计划的规定将所有受害地区和可能受害地区的人员撤离危险区,并组织人员利用现场一切工具和灭火器材直接灭火。
(25)、矿调度室接到火警报告后应立即按矿井灾害预防处理计划的规定通知有关人员。值班领导人在总经理和公司总工尚未到达之前,应立即组织矿山救护队、通风科、机电科抢救灾区人员和进行灭火工作,在抢救人员和进行灭火时,必须指定专人检查和监视火灾气体及风流变化,并采取防止人员中毒和防止爆炸的措施。
(26)、一旦发生火灾事故,必须立即成立救灾指挥部。公司总经理及总工必须立即赶到现场组织救灾工作。总经理任总指挥,迅速建立井下救灾基地,由总指挥选派基地指挥。
(27)、当井下火灾无法直接灭火或直接灭火无效时,必须采取封闭措施的灭火。封闭火区时,必须制订专门方案。方案中应有检查瓦斯、氧气、一氧化碳以及其有害气体和风流方面的变化等内容。本工作面采用KJ70N瓦斯监控系统,KJ70N-F型号分站GJC4型瓦斯传感器,且探头设置应符合《一通三防实施细则》规定要求。7、安全监控系统
(1)、安设位置
根据《煤矿安全规程》工作面安装一套KJ70N安全监控系统。
分站一台:型号KJ70N-F,安装在进风侧,且配备一台分站电源,断电后可保证供电不小于2h,一台断电器。
甲烷传感器3个:在工作面安装3个甲烷传感器;
其他传感器:开停4台;3903切眼刮板机头上风侧安装1个CO 传感器;3903切眼刮板机头上风侧安装1个烟雾传感器。
电缆的位置:电缆铺设要求不得与高压电缆交叉,距高压电缆30cm。
(2)、各类传感器的用途
①瓦斯传感器,型号为GJC4,用来监测煤矿井下空气中的瓦斯含量。
②CO传感器,型号为KGA3,检测该区域的CO浓度。
③烟雾传感器,型号为KJN2,检测当巷道内产生烟雾时,传感器报警,提醒人员及时处理。
④开停传感器,检测局扇运行状态。
(3)、安设要求及措施
①分站安装在顶板良好、无滴水、支护完好的进风巷内。
②探头悬挂位置距顶板不得大于30cm,距煤帮不得小于20cm。
③监控电缆要与高压电缆分开悬挂,距高压电缆30cm。
④监控系统要严格按照AQ1029-2007的标准执行。
⑤安全监控设备必须定期进行调试、校正。每月至少1次。甲烷传感器,甲烷检测设备每7天必须用标准气样和空气样调校1次,每7天必须对甲烷超限断电功能进行测试。
⑥掘进工作面巷道内及回风流中所有非本质安全型电气设备都