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1、 华润天能徐州煤电有限公司柳泉煤矿-420 南大巷支护设计技术科审 批 程 序编 制：审 核：科 长：总 工：-420 南大巷支护设计一、设计依据1、柳泉煤矿 35 采区设计；2、柳泉煤矿-420 南大巷地质说明书；3、 煤矿安全规程(2010 年版)、 煤矿防治水规定 ，公司 2009 年下发的煤矿生产技术管理规定 ，以及相关的设计规范和有关规定等；4、 煤矿安全质量标准化标准和考核评级办法5、矿井现有的机电设备和工人的实际操作水平。 二、工程地质概况因工程需要，-420 南大巷现迎头暂停掘进，退至该巷 13 点前 20m 处开门向 35 采区掘进。开门位置、方位及工程量见平面示意图。巷道为
2、平巷掘进(3)，工程量约 262m。地面标高/m +32.2+32.8 井下标高/m -416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-420 大巷施工，为 35 采区开拓巷道，上部为3 煤采空区，距离 100m 以上，对掘进无影响。邻近采区、煤层、巷道对掘进巷道的影响该巷道开窝点标高为-416m，距 3 煤底板最近点 100m，最远距 3 煤底板 130m。该道在二 叠 系 下 石 盒 子 组 底 板 施 工 ，自 3 煤底板施工，距 3 煤最近点为 100m，距 3 煤最远点为 130m，该巷道为平巷掘进，穿层巷道，穿过岩层顺次为：页岩、砂页岩、砂岩、杂色页岩
3、、粉砂岩、泥岩、砂岩。岩性描述见综合柱状图及预想剖面图（附后）、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岩石稳定性为类综合柱状图、构造：该巷道为 3
4、5 采区开拓巷道，采区勘探资料较少，勘探精度较低，该区域以往未有掘进巷道，探明的构造较少，掘进过程中一定要注意，为新采区积累第一手的地质资料，未以后采区其它巷道掘进准备资料。根据以往经验，岩巷掘进小构造较少，五米以上断层密度在 1 条/100m，掘进时应注意顶板变化。、水文地质1、该巷道开窝点标高为-416m，距 3 煤底板 130 m，该道终点标高为-416m 距 3 煤底板100m，进尺范围内岩性多为泥岩，在进尺过程中无滴淋水现象，自 3 煤底板向下 70 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 层砂岩通过中皮延伸段在掘进过程中实际揭露富水性
5、较弱，无滴淋水现象，但底板有渗水，该巷道最大涌水量为每小时 0.5m3/h，最小涌水量为每小时 0.2m3/h。2、钻孔水：该道无钻孔。3、老空水：该道无老空区。4、断层水：根据我矿在 31 采区轨道下山掘进过程中实际揭露过 F10 断层，导通顶板砂岩裂隙水，涌水量为 0.21.0m 3/h。由于本矿井开拓工程少，勘探程度低，对矿井范围内地质构造不能探明，即在掘进过程中遇到构造或顶底板裂隙发育时，必须要先探后掘。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
6、层一般仅占地层总厚度的 1314，且普遍含粘土成份。、瓦斯、地温根据对该矿瓦斯鉴定，为低瓦斯矿井， 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，我矿瓦斯鉴定绝对涌出量为 1.69 m3/min，CO 2 绝对涌出量2.43m3/min。生产中出现异常要及时采取措施，确保安全。本 矿 -500m 为 正 常 地 温 区 26.44C， 地 温 梯 度 ： 1.96 /100 m， 该 道 上 标 高 为 -416 m，该 道 最 高 温 度 为 26.85 ， （ 实 测 21 ） 相 邻 矿 井 的 开 垞 城 矿 已 回 采 至 -750m， 未 见 冲 击 地 压 现象
7、 。三、巷道断面、支护参数及支护材料的选择 、巷道断面该工程巷道为锚喷支护，断面形状为半圆拱。面积（m 2）巷道名称（毛） （净）净 宽(m)净 高(m)墙 高(净 m)拱 高(净 m)喷 厚(mm)工程量(m)-420 南大巷 10.12 8.86 3.2 3.0 1.4 1.6 100 262.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，
8、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=200020030mm，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 3.0m 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（丝扣必须上满） ，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，由中间向两边逐排、逐根打注顶部锚杆。（2）上吊环、前探梁及用木板维护顶板时必须设专人观察顶
9、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。临时支护平剖示意面图
10、、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+L 1+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=3.4/24=0.43式中： B巷道开掘宽度，取 3.4m ；f岩石坚固系数，取 3；则 L=20.43+0.5+0.1=1.46m 2、锚杆间、排距计算：间、排距相等：=Q/KH 1/2式中 a锚杆间排距，mQ锚杆设计锚固力，64KN/根H冒落拱高度，0.43m被悬吊砂岩的密度，取 25KN/m 3K安全系数，取
11、 K=2a=64/20.43251/2=1.73m。通过以上计算，选用直径 18mm 的左旋无纵筋螺纹钢锚杆，长 2.0m，锚杆的间、排距为700800mm 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、粘土岩、断层及围岩稳定性较差时，采用锚网梁喷支护、锚索补强，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。锚索布置一排 3 根。沿中线布置 1 根，两侧间距 1.2m 各布置 1 根（每眼使用 4 根树脂药卷） ，排距 2.1m。锚杆布置方式为正顶布置一根，然后向两侧均匀布置，墙基锚杆距底板不大于
12、300mm，并以水平向下 10倾角施工。所有锚杆在放炮前（初喷前）必须进行二次紧固，一次紧固扭矩为 150N.m扭矩200N.m，二次紧固扭矩为 250N.m扭矩300N.m, 锚索预紧力120KN（30MPa） 。初喷距迎头不得超过两个掘进循环进尺，距迎头至少 15m 不得复喷，以便于进行二次紧固螺母和质量检测工作，复喷距迎头最大距离不得超过 30m。初喷厚度为 3050mm，应在喷层凝固后进行锚杆施工工序的操作。复喷后厚度不得小于 100mm，洒水养护时间不少于 28d，水沟距耙装机不超过 10m。锚杆直径(mm)锚杆长度(mm)锚固长度(mm)锚杆间距(mm)锚杆排距(mm)喷厚(mm)
13、18 2000 顶 1000 帮 500 700 800 100断面图附后。、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=2000mm，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 1050mm；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K 快速 4190 90180 1525 蓝备注 在 221C 环境温度下测试2、混凝土：喷射混凝土
14、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，混凝土强度不低于 C20 （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、金属菱形网：，规格为 2.01.2m，网格 50 mm。6、梯子梁：直径 12mm 钢筋焊制，长度 4.0m。7、钢绞线：15.24mm、长 6300
15、mm；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。四、锚杆及喷浆支护施工要求.施工工序巷道采用用光爆锚喷支护进行掘进，两掘一喷。掘进班 敲帮问顶、找掉标定中腰线画轮廓线点眼位打眼（打帮锚杆至迎头）装药连线放炮敲帮问顶临时支护前探梁篡至迎头加固临时支护出矸石打注顶锚杆（锚索）整理验收 （打锚杆和出矸可平行作业）喷浆班 敲帮问顶标定中腰线挂线找墙基（二次紧固锚杆）临时支护后撤喷浆清理回弹料钉道清洗工具.施工注意事项1、施工时，必须采用光面爆破，爆破后的巷道要成型规整，轮廓尺寸基本符合设计要求，眼痕率达到 50%以上，超挖不超过 200mm 。2、临时支护必须紧跟迎头，严禁空顶作业，临时支护必须带有初撑力。3、锚杆支护必须紧跟迎头，严格控制空顶距。4、使用树脂锚杆时应用防护手套，未固化的树脂药包和固化剂具有毒性和腐蚀性，避免与皮肤接触。破损的药包应及时处理。5、锚杆孔施工规定（1）锚杆孔采用锚杆钻机、风钻钻孔。（2）钻孔前，应根据设计要求确定孔位，做出标记。（3）锚杆间排距误差不超过100 mm。（4）锚杆孔深度误
