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1、陕西金土地古县安吉欣源项目部全员岗前培训教案2013年3月8日以轨道下山作业规程为例：一、巷道名称、位置及相邻关系本规程所施工的巷道为轨道下山，该巷道位于井田东南部，巷道西面为运输下山，东面为回风下山，巷道之间的间距 50 米，四周均为煤实体。二、掘进巷道用途、性质根据地质相关资料，轨道大巷为半煤岩巷道，巷道方向与坡度均按设计要求施工，主要服务于矿井辅助运输。三、巷道设计长度、工程量、坡度及服务年限该巷道设计长度为 1600m，转线前平均坡度约为6，转线后平均坡度约4。掘进约 80 米后转线，转线方位 255，转线后继续掘进 1350 米与多沟井轨道下山贯通，形成轨道运输系统。服务年限：永久。
2、四、煤层巷道瓦斯涌出量、瓦斯等级、煤层自然发火倾向、发火期、煤尘爆炸指数该工作面煤层据2011 年矿井瓦斯等级和 CO2涌出量鉴定批复表全矿井绝对瓦斯涌出量为 5.44m3/min，CO 2涌出绝对量为 1.78 m3/min，属低瓦斯（具备瓦斯浓度 5-16%；温度 650-750C；氧气不低于 12% 三个条件，缺一不可）煤层，井下实测工作面绝对瓦斯涌出量为 0.39 m3/min（上级主管部门已批复）；2 号煤层吸氧量为 0.69cm3/g，自燃倾向性为级，属于自燃煤层，但无自燃发火历史；2 号煤层煤尘火焰长度为 110mm，加岩粉量为 50%，煤尘具有爆炸性；3 号煤层吸氧量为 0.7
3、0cm3/g，自燃倾向性为级，属于自燃煤层，但无自燃发火历史；3 号煤层煤尘火焰长度为 80mm，加岩粉量为 45%，煤尘具有爆炸性。（煤尘爆炸要具备浓度在 30-2000g/m；温度 700-800 度；氧气不低于 18% 三个条件，缺一不可）。）轨道下山综掘均在 3 号煤层中。从以上数据可看出本矿井属低瓦斯矿井，但是，往往瓦斯爆炸事故都发生在低瓦斯矿井。比如10月 20日22 时47 分,位于河南新密市平陌镇的郑煤集团 大平煤矿发生特大瓦斯爆炸事故2004 年11 月28日7时06 分, 陕西省铜川矿务局陈家山煤矿发生特别重大瓦斯爆炸事故,造成166人死亡 ,45人受伤, 直接经济损失41
4、65.9万元。 2005年2 月 14日15 时03 分,孙家湾煤矿发生一起特大瓦斯事故, 截至目前,遇难者人数214 人 。不到100 天发生三期重大瓦斯爆炸事故。巷道布置及支护说明一、巷道布置：层位、水平标高、断面、工程量、坡度、中腰线、开口的位置、方位角等。轨道下山根据设计要求与运输下山平行布置；水平标高为：+803.7+819米；巷道断面为半圆拱断面，毛宽 4.2 米，毛高 3.6 米，净宽 4.0 米，净高3.5 米。开口位置在二联巷 G3 号导线点前 98m 处，坐标为 x：4032447 y：19596193 巷道方位 15840沿 3 号煤底板掘进。下山施工掘进 170 米后转
5、线，转线方位 255，转线后继续掘进 1350 米与多沟井轨道下山贯通，形成轨道运输系统。轨道下山每掘进 50 米打一个躲避硐室，躲避硐室断面为矩形断面，净宽 2.5 米，净长 3.0 米，净高 2.2 米，锚杆间距 800mm,排距 800mm,硐室正中打一锚索。轨道下山总掘进量约为 1600m。轨道下山支护断面：半圆拱形，净宽 4.0m，净高（至底板）3.5m，净断面12.28m2；毛宽 4.2m，毛高 3.6m，毛断面 13.22m2，轨道下山施工必须严格按巷道的中、腰线组织施工，跟煤层底板破顶掘进。附：巷道开口大样图(附图 4)。二、 矿压观测1观测内容：巷道顶板离层量，顶底板相对移近
6、量。2观测方法：根据煤矿安全规程第 44 条规定：锚喷支护巷道中煤巷必须进行顶板离层监测，锚杆必须按规定做拉力试验。自巷道开口掘进 5m 处，开始布置测点，测点间距 100 米，遇有巷道交岔点、构造时加设测点。每一测点在巷道正顶安装一个 DLY-4 型顶板离层监视仪，并有记录牌板显示，同时巷道安装 LDZE-30 锚杆（索）测力计，固定性监测锚杆、锚索在支护中的载荷情况。根据掘进巷道顶板压力显示状况，对围岩位移每隔3 天观测一次，及时观测内测筒（锚杆范围外离层量） 、外测筒（锚杆范围内离层量）读数变化，直到巷道施工完毕。3、顶板支护质量监测：为了保证施工质量，必须对锚杆的锚固力进行抽检，用扭矩
7、扳手抽检指标为顶锚杆的锚固力不得低于 165NM，帮锚杆的锚固力不得低于 100NM。发现不合格锚杆，应在其周围 200mm 的范围内补打锚杆。巷道在施工过程中，每 300 根或 300 根以下锚杆必须做抗拔力试验，每次不得少于一组，若设计或材料变更，应另取一组，每组不得少于 3 根。对于抽查不合格的锚杆必须及时补打。为将来完善设计提供依据，必须配备必要的矿压观测手段，矿压观测根据巷道实际情况每隔 100 米安设一套顶板离层仪。每个巷道交叉点、特殊地质构造段必须要安设一套顶板离层仪（离层仪布置在巷道顶板中心处） ，现场设置离层数据牌板，验收员按要求安设、观测，并做好记录。4数据处理。通过对所有
8、测点数据综合分析，得出巷道顶板离层量、顶底板相对移近量，顶板移近量按巷道高度100mm/m。在观测过程中，发现顶板离层量超过相关规定，要及时采取加强支护措施，如采用加套定型工字钢棚或采取增加锚索密度来加强支护，确保矿井的安全生产。三、支护设计（一）确定巷道支护形式根据巷道围岩性质，依据施工现场实际情况选择科学的支护设计，确定合理的巷道支护形式。锚杆支护是通过锚入围岩内部的锚杆，改变围岩本身的力学状态，在巷道周围形成一个整体而又稳定的岩石带，利用锚杆与围岩的共同作用，达到维护巷道的目的，是一种积极防御的支护方法。根据本矿附近钻孔的柱状资料分析，2 #煤层下距 3#煤层底底平均 10m，老顶为细粒
9、砂岩，孔隙式胶结，斜层理发育，半坚硬，固壮，中等稳定顶板。底板为灰褐色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩，属不坚硬或中等坚硬岩石。根据锚杆支护理论及要求，该巷道适合锚杆支护，临时支护采用前探梁超前支护、永久支护选用锚网梁加锚索补强支护，在顶板破碎处，可适当增加金属工字钢套棚以及锚索密度，确保对顶板的有效支撑。（二）临时支护及要求1、临时支护形式、材料及规格轨道下山临时支护形式为吊环前探梁超前支护，采用木板及木楔构顶。吊环采用高强螺母与直径 18mm 或 20mm 的钢筋焊制成直径 150mm 防滑式圆环，用丝扣拧在锚杆上，数量 6 个，前探梁用 2 寸钢管制作，长度为 4.0m，数量两根，木板规格为 20
10、00mm200mm50mm。2、前探梁支护操作要求 将 6 个吊环分别安装在距工作面第一、第三排锚杆上，综掘机退机停机后，首先采用长钎挑落顶部活矸，进行敲帮问顶。将工作面顶网挂好，并同后面网连住，随后移前探梁，同时把托梁按锚杆排距及中线放到位置，并用木板木楔打紧，然后安装顶部锚杆，锚杆安装结束后，将吊环再次移到工作面第一、第三排锚杆上，以备下一循环使用。前探梁超前支护必须紧随工作面，严禁空顶作业。当顶板严重不平、巷道无法使用前探梁或其他原因未使用前探梁时，必须使用 3 根戴帽金属支柱或可伸缩金属点柱进行临时支护。临时支护前，必须先进行敲帮问顶，敲帮问顶时要有专人监护。确保无问题后，人员站在永久
11、支护下，开始操作前探梁支护。前探梁木板接顶必须构紧背牢，同时铺设金属网时，网与网搭接、压茬应保持在 140200mm 范围内。连接处用 14#连网丝连好。每道最少拧三圈，网要紧贴巷道顶 板或煤（岩）帮，用锚杆托板压住双层网的压茬部位，将网拉紧压实。巷道由于半煤岩施工，岩性变化较大，施工过程中要加强顶板管理，发现顶板压力大、顶板离层、顶板有响声，要立即停止作业，撤出工作人员，待顶板稳定后，由外向里增加带帽点柱支护后方可继续施工。3、最大控顶距和最小控顶距按锚杆排距为 800mm，综掘机截割头深度为 0.8m，施工循环进度为 1.6m。要求工作面最大空顶距为 2.0m，最小空顶距为 0.4m。（三
12、）永久支护巷道采用半圆拱形断面，永久支护采用锚网喷浆配合顶部锚索作为永久支护。四、锚杆、锚索支护参数的计算及选择依据1、锚杆支护参数的计算及选择A、锚杆长度的确定L=W（1.1B/10）式中：L锚杆长度W围岩影响系数，取 1.3B巷道设计跨度，取 4.2m则：L=1.3(1.14.2/10)=1976mm因此：锚杆长度选择 2200mm。B、锚杆间、排距的确定根据公式：D0.5L式中：L锚杆长度D锚杆间、排距则：D0.52.2=1.1m，间距取 800mm，排距取 800mm。C、锚杆直径的确定根据公式 d=L/110=2200/110=20mm，因此取锚杆直径 20mm。L锚杆长度D、锚固长
13、度的确定根据公式：L1/3 L 式中：L锚固长度L 锚杆长度则：L1/32200=733.3mm，锚固长度为加长锚固，按 800mm 设计。根据锚杆眼的布置、锚杆及药卷直径，锚固剂选取 Zk2335 一条、K2360一条。E、锚杆强度验算a、锚杆锚固力验算根据悬吊理论：F=RHS式中：F锚杆悬吊岩体负荷重量R顶板岩石比重，2.76t/m 3S支护面积，S=0.80.8=0.64m 2 H选择锚杆锚固深度 0.8m故：F=2.760.80.64=1.183（t/根）=14.13KN/根，考虑到安全系数，锚固力按 50 KN/根设计。b、锚杆最大抗拉力根据公式：F=SQ 拉式中：F锚杆最大抗拉力，
14、KN/根S锚杆断面积，S=R 2=（20/2） 2 =314.16mm2Q 拉锚杆抗拉强度，Q 拉=56.4kg/mm 2故：F=314.1656.4=14344.8(kg/根)=177.19KN/根经验算锚杆悬吊岩石重量小于锚杆抗拉强度，因此，顶锚杆选择202200mm 的加长锚杆，间距 800mm，排距 800mm，可以满足要求。2 锚索加强支护设计 （1） 、确定锚索长度：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 2.57m；Lc上托盘及锚具的厚度，取 0.2m；Ld需要外露的张拉长度，取 0.3m；按
15、GBJ861985 要求，锚索锚固长度 La按下式确定：LaK(d 1fa)/(4fc)式中： K安全系数，取 K=2；d1 锚索钢绞线直径，取 17.8mm； 钢绞线抗拉强度，N/mm 2（1920MP,合 1883.52N/mm2）af锚索与锚固剂的粘合强度，取 10 N/mm2c则 L aK(d 1fa)/(4fc)2(17.81883.52)/(410)=1.676m=取 La=1.68m，则 L=La+Lb+Lc+Ld=1.68+2.57+0.2+0.3=4.75m根据实际情况，取设计长度 L=8.0m（2） 、锚索倾角： 锚索垂直巷道轮廓线安装布置。（3） 、锚索数目的确定：N=KW/P 断式中：N锚索数目；K安全系数，一般取 2；P 断 锚索的最低破断率，320kN；W 被吊岩石自重，kN；W=BhD式中：B巷道掘进宽度，取最大宽度 4.2m 进行计算；h巷道冒落高度，取 2.57m；悬吊岩石容重，27 kN/m 3D锚索间排距，取不大于锚索长度的 1/2，取 2m；则 W=4.22.57272=582.88kNN=2582.88/320=3.6 根通过以上计算：巷道按注锚索时，考虑到锚索为在原锚杆支护的基础上加固，故 4 根即可满足设计要求。锚索选择 17.88000mm 的加长锚索，间距160
