轨道大巷作业规程讲义

第一章概况

第一节概述

一、巷道名称

本作业规程掘进的巷道为轨道大巷。

二、掘进目的及巷道用途

掘进目的是为全矿井的所有工作面生产期间的材料运输、通风、管线敷设、行人等需要。

三、巷道设计长度及服务年限

巷道设计长度：3000m。

服务年限：约17年。

四、工程接续

根据生产安排，本掘进工作面逐段向南开拓延伸至边界为止。

第二节编写依据

一、依据《山西灵石红杏元富煤业有限公司资源整合初步设计说明书》、《山西灵石红杏元富煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告》、《矿井施工组织设计》。

二、依据《煤矿安全规程》、《煤矿安全技术操作规程》、《安全生产法》、《矿山安全法》、《煤炭法》、《煤矿安全监察条例》等编写。

第二章地面相对位置及地质水文情况

第一节地面相对位置

轨道大巷巷位于本矿井中部。地面相对位于赵家沟村西部，海拔960m左右，低山丘陵地带，无建筑物。井下相对位置：位于运输大巷西侧，南、北、东部临近均无采空区。

第二节煤（岩）层赋存特征

一、(岩)层产状、厚度、结构、坚固性系数、层间距：

该规程掘进的巷道沿10#煤层顶板破底板掘进。10#煤层位于太原组下段上部。上距K2灰岩11.29m左右，下距K1砂岩平均20.61 m。该煤层当地俗称大炭，相当于灵石霍县区的大炭及崔家沟井田的大炭层位。上距6号煤层32.34-62.09m，平均45.64m，煤层厚度0.51-2.15m，平均1.65m。煤层结构简单，含矸0-1层。煤层顶板为砂质泥岩，底板为泥岩、粉砂岩、砂质泥岩。属基本稳定可采煤层，局部有采空。

二、煤层顶板（伪顶、直接顶）、底板情况

10号煤层直接顶为炭质泥岩，厚4.96m，其抗拉强度为3.6 MPa，极限抗压强度为64.53MPa，岩性属中硬岩石，底板也为细砂岩，厚1.72 m，其抗拉强度0.35MPa，极限抗压强度为25.5MPa，岩性属中硬岩石。

附图：煤岩层综合柱状图

第三节地质构造

该区域为向斜构造，轴向北偏西30°，两翼地层倾角4°—8°，井田内局部可能出现地质构造，对施工影响不大

第四节水文地质

1、地表水

井田内地势总体为中部高南、北低，大气降雨沿东南向沟谷流出

区外，井田内无常年性河流。以井田中东部黄土梁分水岭为界，南部

属道美沟上游支沟，北部属富家滩沟上游支沟，沟谷中平时干涸无水，仅在雨季有洪水流过，南经道美村、北经富家滩汇入汾河。井田具有

良好的排洪泄水条件，大气降水仅有极小部分沿裂隙渗入地下转为地

下水。

2、地下水

井田内的含水层主要有中奥陶统石灰岩含水层、上石炭统太原组

灰岩岩溶裂隙含水层、下二叠统山西组含水层、二叠系下石盒子组砂

岩裂隙含水层、第四系孔隙含水层。

第五节其它地质情况

1、瓦斯：瓦斯绝对涌出量为1.21m3/min；二氧化碳绝对涌出量为

1.69m3/min，为低瓦斯矿井。

2、煤尘爆炸性：煤尘云最大爆炸压力0.63MPa，煤尘云最大压力上升速率42.96MPa/s，煤尘云爆炸下限浓度20g/m3，煤尘云最低着火温度600℃，煤尘层最低着火温度260℃。10号煤火焰长度为290mm，岩粉最低用量75%，煤尘有爆炸危险性。

3、煤层自燃倾向：10号煤层吸氧量0.46cm3/g，自燃倾向性等级Ⅱ，自燃倾向性为自燃。

4、地温：据调查，本区煤矿在开采过程中，地温一般为16℃-17℃，区内地温梯度小于3℃/100m，无地热异常，属地温正常区。

第三章巷道布置及支护说明

第一节巷道布置

该巷道开门位置自联4G-1导线点处按技术定好的中线施工，开门按174°17’方位角，沿10#煤层顶板掘进，顺中线向南掘进至矿界为止。

附：巷道平面布置图（1：2000）

轨道大巷平面示意图

第二节矿压观测

一、观测对象

轨道大巷。

二、观测内容

巷道顶板离层量，底板相对移近量，两帮相对移近量，锚杆、锚索的载荷及锚固力。

三、观测方法

1、巷道顶板离层量观测：从轨道大巷4G-1号测点前20米开始设置1号观测点，在巷道顶板安装ZKBY-IIA型顶板离层指示仪进行观测，每掘100m布置一个测点。

2、锚杆、锚索的载荷及锚固力：巷道掘进过程中，用锚杆拉力计检测拱、帮锚杆锚固力，用锚索张紧器检测锚索预紧力和锚固力，共需锚杆拉力计2台，扭力扳手10把，锚索张紧器4台。

四、数据处理分析

必须按规定进行观测，将数据填入矿压观测记录表，并及时对所有数据进行分项整理、统计分析，最后编制成矿压观测报告。

第三节支护设计

一、巷道断面、支护布置

本规程设计巷道均采用锚杆、锚网、锚索、喷浆联合支护，断面形状为矩形。

巷道净宽4.0m，净高3.0m，S荒 =13.2m2 ，S净 =12m2，基础0.1m，喷厚0.12m; 锚杆布置：顶板锚杆自巷道中心线布置一根，然后分别按间距0.9m向两侧布置；顶板共布置5根；两帮锚杆自顶板向下量0.3m打第一根，然后按间距0.9m向下布置，两帮共布置8根；顶帮排距为0.9m。锚杆采用Ф20×2400mm的全螺纹钢等强锚杆。

锚索布置：自巷道中心线向两侧各1.0m布置各打一根，排距2.0m，对眼布置形式。

附：巷道永久支护断面图（1：50）。

二、支护参数的选择依据：

锚杆支护参数确定采用悬吊作用理论进行。

KHR

Q

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，一般按经验取0.5； L2 — 锚杆在巷道中的外露长度，一般取0.05m ；

其中：H = = 4.2÷2÷4.0 =0.525 (m) 式中：B — 巷道开掘宽度，取4.2 f — 岩石坚固性系数，砂岩取4.0； 则L=2×0.5+0.525+0.05=1.575 (m)

根据计算锚杆长度定为2.4m ﹥1.575m ，符合要求。 2、锚杆间距、排距计算，通常间排距相等，取a ： a =

式中：a — 锚杆间排距，m ； Q — 锚杆设计锚固力，70KN/根； H — 冒落拱高度，取同0.525m ；

R — 被悬吊砂岩的重力密度，取32.48KN/m3； K — 安全系数，一般取K=2； a= 100÷2÷0.525÷32.48= 1.71(m) 3、锚杆直径的确定

顶锚杆：d=L/110=2.0/110=18.2mm 取20mm 。

通过以上计算及经验：采用Ф20×2400mm 的全螺纹钢等强锚杆，锚杆间排距900×900mm ，符合支护要求。 4、支护材料参数

锚杆：Ф20×2400mm 的全螺纹钢等强锚杆。

锚固剂：MSCK2360、MSZ2360树脂药卷（应符合煤炭行业标准MT146.2-2002）。

锚杆托盘：规格为120X120X8mm ，中间孔Φ22mm 的方形托板。 端头锚固力：顶锚杆锚固力≮70KN ，帮锚杆锚固力≮30KN.

f

B

2

锚索：采用Ф15.24×6600mm的钢绞线制作。

托盘：使用20#槽钢做锚索托盘，托盘长300mm。或使用规格为：300*300*16mm（长×宽×厚）的穹形多功能钢板托板。

端头锚固力：锚索锚固力≮120KN，

锚网：选用Φ6mm钢筋焊接而成的矩形网。规格为1000X2000mm。网压茬100mm且网应绷紧，使用12#铁丝连接，连接点间距200mm。

混凝土参数：425#普通硅酸盐水泥；砂子：粒径为0.3-3mm粗粒的黄砂。初喷厚度为30-50mm，复喷至120mm，误差≯10mm。

水泥：砂子：速凝剂=1：4：0.04（150#砂浆）

5、技术要求：

（1）锚杆和锚固剂必须符合国家行业标准。

（2）锚杆眼的方向应与岩层层理面或主要岩石裂隙面垂直。

（3）安装锚杆前必须吹净眼内岩粉，泥水。

（4）用风动搅拌器带动锚杆杆体，搅拌树脂药卷20—30S，每根锚杆2块药卷（MSCK、MSZ），每根锚索3块药卷（由里向外药卷分别为：MSCK、MSK、MSZ）。

（5）安装锚杆时，锚杆托盘必须紧贴岩面，螺母必须用扳手上紧。

（6）锚杆外露长度10-40mm（锚杆露出螺母的长度）；锚索外露长度150-250mm（锚索线露出锁具外的长度）。

（7）严禁使用失效变质的锚固剂。

（8）喷浆料必须掺匀，速凝剂添加均匀。

（9）巷道迎头岩性较差时，采用先初喷的方式临时支护后，再打锚杆锚固。

（10）喷浆后必须每班进行养护，7天内每班一次，7天后每天一次，养护时间28天。

（11）锚杆锚固力必须做拉拔试验，巷道每掘进20—50m抽样一组（3根），检查拉拔加载至锚杆设计锚固力的90%。

（12）掘进中的锚杆支护巷道每小班必须指定专人负责锚杆支护质量的检查及日常检测工作，并有检查和试验记录。

（13）锚杆质量的合格条件：被检查的3根锚杆加载至设计锚固力的90%时，其中只要有一根不符合要求，在抽样一组（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的原因，并采取处理措施。

三、工程质量标准

锚杆间排距允许误差±100mm，每棵锚杆使用两块树脂药卷（CK2360、Z2360），顶板锚杆锚固力≥70KN，两帮锚杆锚固力≥30KN，锚杆每个螺母拧紧力矩≥200N.m，锚杆外露丝10mm-40mm（使用吊环式前探梁，上吊环的锚杆必须留有40～80mm的丝扣，以保证吊环的牢固）。

顶板靠巷道两帮的锚杆，必须向巷道两帮倾斜，锚固端距各自邻近帮距离不大于500mm；巷道两帮肩角锚杆距顶板不大于550mm，倾斜角度根据顶板倾角调整，保证锚固端在顶板岩石中；巷道两帮最下一排锚杆距巷道底板不大于600mm，并向下倾斜，与水平线呈15°～45°夹角，锚固端位于底板岩石中。

巷道净宽4000mm，中线至巷帮允许误差0—100mm；净高3000mm，允许误差0—100mm。

四、临时支护

采用三根吊环式前探梁+金属矩形网和接顶方木做为临时支护。

前探梁用3根3寸钢管制作，长度不小于3.2m。前探梁用顶板金属锚杆和吊环固定；吊环用配套的锚杆螺母固定（螺母必须满帽）。放炮前迎头最大控顶距0.8m，放炮后迎头最大控顶距1.8m，循环进尺1.0m，前探梁到迎头的端面距不得大于0.3米。前探梁上铺好金属矩形网并用方木接实顶板，方木规格为：长×宽×厚=2000×120×120mm。

临时支护顺序：摘除危岩完毕后,先将三根吊环式前探梁安装好，在前探梁上敷设金属矩形网，在金属矩形网上方接接顶方木，方木必须接实顶板。

附：临时支护平面图。

五、永久支护：

采用锚杆、锚网、喷浆联合支护，在前探梁的掩护下及时扒装，然后初喷，待初喷层凝固后，及时打锚杆、安装锚网、复喷。

六、特殊地段支护和技术要求

如遇巷道顶板破碎，岩性发生变化时应根据实际情况及时缩小支护的间排距，增加支护强度，或遇到断层等特殊情况时相应的增补锚索，锚索布置方式按顶板情况定；当不能锚网支护时，应该变支护方式并补充支护安全技术措施。同时现场应备有10架以上同等规格的11#工字钢棚，以作应急用。

第四节支护工艺

一、钻眼工艺

钻锚杆眼具选用2台MQT—120/2.4型风动锚杆机，配六棱中空钻杆（1.0m，2.0m），钻头选用直径28mm‘Y’型钻头；7665型气腿式凿岩机，配备六棱中空钢钎（1.0m，2.0m），一字型钻头，直径32mm。

二、锚杆安装工艺

1、打锚杆眼

打锚杆应遵循“由外向里，由上而下”的施工顺序。打眼前，首先按照中、腰线严格检查巷道断面规格，不符合作业规程要求时必须先进行处理；打眼前要先敲帮问顶，仔细检查顶帮围岩情况，找掉活矸、危岩，确认安全后方可开始工作，锚杆眼的位置要准确，眼位误差不得超过100mm，眼向误差不得大于150。锚杆眼深度应与锚杆长度相匹配，打眼时应在钎子上做好标志，严格按锚杆长度打眼。锚杆眼打好后，应将眼内的岩渣、积水清理干净。打眼的顺序，应按照由外向里先顶后帮的顺序依次进行。

2、安装锚杆

安装前，应将眼孔内的积水、岩粉用压风吹扫干净。吹扫时，操作人员应站在孔口一侧，眼孔方向不得有人，把2块树脂锚固剂送入眼底，把锚杆插入锚杆眼内，使锚杆顶住树脂锚固剂，外端头套上螺帽，用带有专用套筒的风煤钻卡住螺帽，开动风煤钻，使风煤钻带动杆体旋转将锚杆旋入树脂锚固剂，对锚固剂进行搅拌，直至锚杆达到设计深度，方可撤去风煤钻，搅拌旋转时大于35秒后，卸下螺帽，挂好网，上好托盘，拧上螺帽，12分钟之后，拧紧螺帽给锚杆施加一定预紧力，拧紧力矩不小于200N·m。

3、挂网

作业人员要站在脚蹬架上操作，要有专人监护顶板的安全情况，发现问题及时处理。挂网时，卸开一根锚杆后要及时安好网并将螺母紧固牢固，严禁多根锚杆同时卸开。网与网要相互压茬，压茬要严密并紧贴巷道顶帮。

三、锚杆质量监测

⑴锚杆锚固力检测

锚杆必须按规定做拉力实验。巷道每成巷30-50m或每300根（含300根以下）抽样一组（3根）进行检查。锚固力合格条件：被检查所有锚杆均应符合要求。其中有1根不合格，继续抽样检查，若再不符合要求，由矿分管矿长组织分析锚杆质量不合格原因，并采取补充加强支护措施进行处理。拉拔试验后，应及时重新拧紧螺母；如果锚杆