西辅运联巷安全技术措施

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1、第 1 页 共 46 页第一章、工程概况第一节 概况西辅运联巷是为西辅运巷、西回风巷运输和行人的通道，设计长度为 29.700m。巷道开口坐标为 X=4431013.303，Y=526984.646，设计标高为 H=922.622.预计 2014 年 7月 15 日开工。1、编制依据编制依据：煤矿安全规程 、 掘进各工种操作规程 、 西辅运大巷施工图2、工程项目概况巷道名称 西辅运联巷巷道用途 为西辅运巷、西回风巷运输和行人的通道巷道类别 临时巷道巷道坡度 巷道方位 3005459巷道设计长度 29.700m断面形状 矩形断面 4-4掘宽 掘高 52003800mm净宽 净高 50003500

2、mm断面面积（ m2） 19.76断面尺寸 断面净断面面积（ m2） 17.5锚杆规格 222200mm顶部 900900mm间排距帮部 900900mm顶部：钢板球星托盘 13013010mm锚杆锚杆托盘 帮部：钢板球星托盘15015010mm、BHW-280-4 L=450mmW 型锚杆钢护板金属网规格 6mm 钢筋制作，网格 100100mm，8#铅丝金属网，网格 5050mm锚索规格 17.89300mm 锚索间排距 14002700mm锚索托盘 钢托盘 30030016mm支护形式锚网喷+锚索喷浆厚度 100mm 强度等级 C25铺底 砼铺底 200mm，强度 C25第 2 页 共

3、46 页第二章 地面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地面相对位置及邻近采取开采情况见表表 1 井上下对照关系情况表水平、 采区 +839.2 工程名称 西辅运联巷地面标高/m +1340.9 井下标高/m 通道开口 838.451地面相对位置建筑物、小井及其他北部位于南端午新村以东附近处，南部位于南端午村至乱坟梁一带山沟及山梁处，南部有红沟斜穿工作面，地面除村庄及建筑物外未见有大型建筑物井下相对位置及邻近采掘情况附近有西辅运巷、西胶带巷、西回风巷煤层特征情况表指 标 数 值 备 注煤层厚度/m 5.25-9.27煤层倾角/（） 45煤层硬度/f 34煤层层理 中等发育煤层节

4、理 中等发育自然发火期/d 180绝对瓦斯量/（m/T） 1.04煤尘爆炸指数 37地 温（/100） 2.13第 3 页 共 46 页表 3 岩层顶底板情况表顶底板名称岩石名称 厚度(m) 岩 性 特 征老 顶 含砾砂岩 724 浅黄色砾石分选磨圆度较好，胶结致密坚硬，无层理。煌斑岩 0.12 灰白色胶结致密坚硬，菱铁矿结核。直接顶细砂岩 3 灰白色致密坚硬含石英,长石伪 顶 炭质泥岩 0.3 黑色胶结致密性脆，断口呈滑石面，易破碎垮落。岩层顶底板情况直接底 炭质泥岩 33 黑灰色泥质岩，含植物茎根化石。第二节 煤（岩）层赋存特征地质构造简单，在遇到顶板破碎及断层等地质条件时另编制安全技术措

5、施，以保证施工安全。第三节 水 文 地 质水文地质条件简单，无大的含水层，在掘进过程中，煤岩层的裂隙水与空隙水会造成局部顶板淋水。预计掘进工作面最大涌水量 5.4m/小时，正常情况时仅出现顶板淋水现象，正常涌水量 0.6m/小时。第 4 页 共 46 页第三章、支护说明第 一 节 巷 道 布 置巷道设计总长 29.700m，巷道设计方位为 3005459巷道断面为矩形。巷道断面 7-7：净宽净高=50003500mm，详见后附图 1。第 二 节 矿 压 观 测（1）观测对象：在巷道施工过程中，在矿压显现明显，巷道交岔口处、顶板破碎带和有断层的地方进行观测。（2）观测内容：顶底板活动规律分析；支

6、护巷道顶板离层量、底板及两帮变形相对移近量监测，支护质量动态监测，锚杆锚索锚固力检测。（3）观测方法：使用矿方提供的顶板离层监测仪，在巷道中部进行安装，实时观测顶底板的变化情况。（4）数据处理：监测数据与支护设计不符时，应重新计算，改进设计。第 三 节 支 护 设 计一 、 确 定 巷 道 的 支 护 形 式根据矿方提供地质预报顶板为:煌斑岩、山 4#煤层及粗砂岩，底板为泥岩，巷道从开口处以 000进行掘进，巷道断面为矩形巷道。支护均为：锚杆采用222200mm 的左旋无纵筋螺纹钢锚杆，顶部支护间排距为 900900mm、帮部支护间排距为 900900mm。锚索采用 7 股 5mm 高强度钢绞

7、线，直径 17.8mm(间排距为14002700mm)，长度可由矿方适当调整，但必须保证锚索打进稳定岩层中 2.0m 以上。锚杆托板采用 15015010mm 高强度金属托板，每根锚杆装 CK2335、Z2360 药卷各 1 卷。锚索托板采用 30030016mm 钢板球星托盘，每根锚索装 CK2335 药卷 1 卷，Z2360 药第 5 页 共 46 页卷 2 卷。如遇围岩破碎段，应采用砼砌碹支护。1、用解析法确定单体锚杆的支护参数（按单体锚杆悬吊作用计算）（1）锚杆长度 L 的确定：L=l1+l2+l3式中：l 1锚杆外露长度，考虑配合钢带支护，l 1取 100mm，l2取普氏免压拱高（b

8、） ，f=7 ,l 2=b=B2ff岩石坚固性系数B巷道跨度，5.9ml2=B2f=5.927=0.42ml3深入稳定岩层长度，按锚固粘结力（d cl3）等于杆体屈服或拉断承载力（ ）而得的公式估算：td24l3= =22335/45=368.5mmct式中：d锚杆直径，22mm； t杆体材料的设计抗拉强度，22mm 螺纹钢锚杆设计抗拉强度为335Mpa。 c锚杆与树脂的粘结强度，螺纹钢取 5.0 Mpa。所以锚杆长度 L= l 1+l2+l3=100+420+368.5=888.5mm，我们取值锚杆长度 2200mm。（2）按锚杆杆体承载力与锚固力等强度原则确定锚杆直径 d锚杆锚固力 Q 等

9、于锚杆杆体承载力 P，P= ，由 P=Q 得：t24式中：Q按矿现场锚固力拉拔试验数据取 t=49000N； t锚杆杆体材料的设计抗拉强度，22mm 螺纹钢锚杆设计抗拉强度为335Mpa。td13.第 6 页 共 46 页13m0.13549.13. 6Qdt所以锚杆直径选择为 20mm 大于 13mm 可满足支护需要。(3)、锚杆间距根据锚杆的锚固力应等于或大于被悬吊软弱岩层重量的原则确定，即QKHD 2 则： D HKQ式中：Q锚固力，吨。现场拉拨试验510吨，取7吨粗砾砂岩平均容重，吨/ 3，查表取2.05K安全系数，取K=2H冒落高度，取H=0.5m则： D D Q5m.10.2取锚杆

10、间距为0.8m，符合计算要求。（4） 、确定锚杆整体参数在综合分析国内某些单位采用的锚杆参数和国外关于锚杆参数的某些经验规定，可按下面的经验公式确定锚杆参数：锚杆长度：LN（1.1 ）10B式中：B巷道或硐室跨度，南辅运巷取5.9；N围岩稳定性影响系数，规定如下：类(稳定性较好)围岩，N=0.9类和(中等稳定)围岩 N=1.0类(稳定性较差)围岩 N=1.1类(不稳定) 围岩 N=1.2第 7 页 共 46 页根据顶板现状分析，提高支护的安全系数，决定选用类稳定性较差围岩N=1.1则： L51011 =N(1.1+ )=1.1(1.1+ )=1.85910B109.5（5） 、按悬吊理论计算锚

11、杆整体参数若用锚杆把不稳定的软弱岩层悬吊在坚固岩体上，锚杆参数可按悬吊理论计算，计算如图所示：锚杆长度：L=KHL 1L 2锚杆间距根据锚杆的锚固力应等于或大于被悬吊软弱岩层重量的原则确定，即QKHD 2 则： D HKQ式中：D锚杆排间距，；Q锚固力，吨。现场拉拨试验510吨，取7吨软弱岩层平均容重，吨/ 3，查表取2.05K安全系数，取K=2H巷道顶板岩体破碎带高度，取0.5m1.3m。则： D D D1.14。Q05.2317从计算结果可知，当软弱岩顶板厚度在0.51.25时，可采用2.2锚杆支护。锚杆间距为0.8可满足巷道支护需要。通过验算，辅盘区辅运联巷选择22左旋无纵筋螺纹钢锚杆，

12、可满足支护需要，选择锚杆排间距小于等于0.9可满足正常条件下顶板支护的需要。4、锚索参数设计锚索长度的确定为了加强锚固体的强度，减少顶板冒落，采用预应力锚索作加强支护，采用低松弛、第 8 页 共 46 页高强度钢绞线，直径为 17.8该钢绞线的最低破断载荷为 345KN，应用悬吊理论进行参数计算:锚索长度:L=l 1+l2+l3L锚索长度；l1锚索外露长度，取 0.30；l2巷道顶板潜在破坏范围，取 L2=2.01；l3锚索伸入老顶长度，按 l3= 计算ctd4式中 锚索直径为 17.8 t锚索钢绞线的抗拉强度，345KN 的破断载荷作用在 17.8的钢绞线上相当于强度 1387Mpa 所以

13、t取 1387Mpa c钢绞线与树脂粘结强度，取 10Mpa代入数据得 L3=0.624。计算得：L=0.3+2.01+0.624=2.934从以上计算结果与辅盘区辅运联巷地质说明书分析，辅盘区辅运联巷顶板老顶、煌斑岩、5#煤层及粗砂岩，根据实际地质情况，辅盘区辅运联巷选择 9.3m 锚索支护，保证锚索锚固在直接顶稳定岩层中，达到有效控制顶板。在掘进过程中，如发现使用的锚索无法锚固在稳定岩层中 1.0m 以上时，要根据情况加大锚索长度，使其锚固在顶板岩层中。锚索排间距及抗拉拔力设计的确定为防止巷道顶板岩层发生大面积整体跨落，用 17.89300mm 的钢绞线，将锚杆加固的“组合梁”整体悬吊于稳

14、定岩层中。校核锚索排、间距，冒落方式按最严重的冒落高度大于锚杆长度的整体冒落考虑。此时，靠锚索发挥悬吊作用，在忽略岩体粘结力和内摩擦力的条件下，取垂直方向力的平衡，可用下式计算锚索排、间距。L=nF2/BH-(2F 1sin )/L1式中 L锚索间距，m；第 9 页 共 46 页B巷道最大冒落宽度，按南辅运巷取 5.9m；H巷道冒落高度，按最严重冒落高度取 2.5m；岩体容重，23.52kN/m 3；L1锚杆间距，0.9m；F1锚杆锚固力，70kN；F2锚索极限承载力，因该钢绞线的最大抗拉强度为 1860 Nmm2；该钢绞线直径为 17.8mm，则F2（17.82 ） 21860462582

15、N463 kN 锚杆与巷道顶板的夹角，75n锚索排数，取 3。通过上述计算，L=10.5m即辅盘区辅运联巷锚索支护间距为 1.4m。符合此要求，所选锚索参数满足设计要求。为了保证西辅运联巷在掘进与服务期间的安全，决定在西辅运联巷顶板铺设 6 钢筋网，规格：长宽=10002000mm，在帮部铺设菱形网，网与网之间搭接长度为100mm，采用专门联网丝进行连接，用 222200 锚杆固定支护。三、巷道控顶距要求：最大控顶距=一个支护间距+最小控顶距临时支护到工作面的最大控顶距为 0.9m、最小控顶距为 0m。永久支护到工作面的最大控顶距为 0.9m、最小控顶距为 0.3m。四、支护编码管理从巷口第一架（根）开始分类编号，按 1、2、3顺序编号。支护按班组代码进行编号，每掘进 20 米在巷道挂设里程牌，严格落实责任制。第五节 支护程序第 10 页 共 46 页炮掘采用一掘一锚：掘进，锚网索支护平行作业。锚网+锚索一次支护结束。第四章、质量标准与检验一、支护设备顶锚杆