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晋杨煤业1110水平东轨道下山炮掘工程施工组织设计

晋杨煤业1110水平东轨道下山炮掘工程

编制单位：中十冶驻晋杨煤业项目部

智能温室大棚花卉布展项目EPC总承包招标文件(发售)编制日期：二〇一二年四月一日

山西通洲集团晋杨煤业有限公司井田位于沁源县郭道镇苏家庄村下雾头村以东、岭后庄一带，南距沁源县约40km。

山西省国土资源厅于2009年11月26日颁发给山西通洲集团晋杨煤业有限公司采矿许可证(证号为：C1400002009111220045361)，矿区面积为10.2996km2，批准开采2～11号煤层，生产能力为900kt/a。其中兼并重组前原山西沁源郭道晋杨煤业有限公司井田面积2.47km2，批准开采2、10号煤层，生产能力150kt/a；原沁源县致远多种经营有限公司致远煤矿井田面积3.105km2，批准开采2号煤层；新增矿区面积4.7246km2。

为了合理开发兼并重组整合后的矿井资源，2010年10月，山西通洲煤焦集团股份有限公司委托我院在充分考虑矿井长远发展的前提下，编制《山西通洲集团晋杨煤业有限公司矿井兼并重组整合项目初步设计》。

1、根据施工图纸、相关技术条款及该地区有关地质、气象资料。

2、本单位的资源优势及本工程前期的施工经验等。

3、国家、地方有关部门制定的有关煤炭开采方面的安全管理、质量验收和环境保护等方面的规范、标准和法规文件等。

4、国家规定适用的施工规范、施工技术规程、质量检验评定标准与验收办法等。

2、《煤矿井巷工程质量验收规范》

3、《锚杆喷射混凝土技术规范》

4、《混凝土强度检验评定标准》

5、《混凝土结构工程施工质量验收规范》

6、《混凝土质量控制标准》

7、《地下防水工程质量验收规范》

8、《钢筋焊接及验收规程》

9、《施工现场临时用电安全技术规范》）

10、《爆破安全规程》

11、《煤矿测量规范》

12、《防治煤与瓦斯突出规定》

13、《煤矿防治水规定》

各种文件若不一致，则下顺序优先执行：国家标准、行业标准、企业标准，若出现新的标准文件等，按新准执行。

1、名称：东轨道下山炮掘工程

2、巷道形状及断面尺寸，支护方式，（见附图）。

3、巷道用途：1110水平运输。

4、设计长度600m;净断面9.36㎡。

5、支护方式：锚网喷+锚索。

第二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区开采情况表（表2－1）

地面的相对位置及建筑物

属山区林地带，无其它地面建筑。

井下位置及掘进地面设施的影响

本巷道位于井田中心东部，为开拓巷道，巷道北面布置为2105工作面，南部为东采区轨道巷。

第三节煤（岩）层特征：

1、煤(岩)层产状、厚度、结构、坚固性系数、层间距

煤层瓦斯涌出量、瓦斯等级、发火期、煤尘爆炸指数

2、煤层瓦斯绝对涌出量：3.0m3/min，相对瓦斯涌出量为12.37m3/t，属高瓦斯矿井，煤层自燃倾向性为II级，属不易自燃煤层，无煤尘爆炸危险，无瓦斯突出趋势。

井田的含水层自上而下有：

(1)新生界松散岩类孔隙含水层

第四系中、上更新统地层多分布在梁峁之上，但由于沟谷坡度大，降水多形成地表径流，对地下水补给有限，因此该含水层多为透水而不含水岩层，局部含上层滞水，水量微弱。

(2)石炭系上统太原组碎屑岩类夹碳酸盐岩类岩溶裂隙含水层

本组含水层为石灰岩和砂岩，由于砂岩含水层层位稳定性差，横向之间变化大，赋水条件差；主要含水层为K2、K3、K4石灰岩，K3、K4石灰岩，厚度变化较大，K2灰岩一般厚7.00m左右，浅部岩溶裂隙较发育，K2石灰岩为9、10号煤层直接充水含水层，也是太原组的主要含水层，钻孔钻进至该层位时，消耗量出现15.00m3/h的全漏，表明具有一定的富水性，深部地带含水性减弱。据区内施工的ZK402孔C3t抽水试验，单位涌水量为0.0327L/s.m，水位标高1230.637m，富水性弱。

2、采空区及老窑积水对矿井开采的充水影响

(1)井田内采空区积水

井田内现开采2号煤层，充水水源主要为顶板砂岩裂隙水，由于地层总体向东南倾斜，西南部埋藏较浅，这样顶板砂岩裂隙水与基岩风化带裂隙水发生水力联系，顶板裂隙水相对较大，随着埋深的增加，顶板裂隙水将减弱，矿井涌水量明显显示这一特点，矿井正常涌水量120m3/d，最大涌水量150m3/d，矿井规划面积10.2996km2。矿井周围各矿与本矿无越界现象，根据调查对采空区积水进行了预测估算，其据调查，原沁源县致远多种经营有限公司致远煤矿现阶段只布置了巷道，未开采，无采空区，在巷道中有淋滤水，积水面积1975m2,积水量3555m3。随着井田内开采范围的增大，采空区积水量增多，采空区积水对煤矿生产将产生一定威胁，因此在开采2号煤层以及下伏煤层时一定要引起高度重视，采取防范措施，防止事故的发生。

(2)周边矿井积水情况

井田北部为山西通洲集团安达煤业有限公司，西北部为山西通洲集团祥云煤业有限公司。其采空区积水主要是北、西北相连边界，因紧邻本井田北部边界的原山西沁源安达煤业有限公司已开采，而井田西北部原山西山西沁源顺丰煤业有限公司未采，因此北部山西通洲集团安达煤业有限公司采空区对本井田开采有一定影响。对矿井开采有影响采空区积水详见表，因此在开采靠近时一定要加强防范，采取措施，防止事故的发生。

井田为倾向南东的单斜构造，主要可采煤层2号煤层的充水含水层为顶板砂岩裂隙水，补给条件较差，地形切割地带易排泄，含水性较弱，奥灰岩溶水位低于煤层，对煤层开采无影响。2号煤目前已开采，在矿区北部存在部分采空区，据调查，采空区积水量少，水文地质条件属于中等类型。

2号煤层：正常涌水量120m3/d最大涌水量150m3/d，巷道通过范围内，水文地质条件较为简单，会伴随有季节性裂隙水出现，但无大的水患影响，不会影响巷道的正常施工。

依据巷道断面情况及施工作业线，确定施工工序如下：

工作面顶部刷扩——顶部清除危岩——顶部打锚杆挂金属网临时支护——排矸——巷道底部掘进———排矸——两侧打锚杆挂金属网——喷浆。

（1）严格按照爆破图表进行，特别要注意掌握好巷道掘进的方向和坡度。

（2）钻眼工作必须严格按照设计要求进行，在开眼时必须使钎头落在实体岩石上，若眼位处有浮矸，应处理以后再开眼，绝不允许在残眼内继续钻眼。

（3）刚开眼时，给风阀门应徐徐开启，待钻进一段后，再全部开足风门，钻进中不要推力过猛或横向加压，以免断钎伤人。

由于凿岩机震动大，注意把风管接牢，以免脱落乱甩伤人。

缺水时应立即停止钻进。

钻底眼时应注意清除眼口附近的碎矸，钻完的底眼要及时插入木楔，以免进入碎矸堵塞炮眼。

待全部炮眼都钻完后，要把工具清理好并撤到规定的安全地点，胶皮风、水管要撤离工作面并盘起来保护好。

2、装药放炮操作要领：

（1）联线工作：炮眼全部装完药后，由放炮员亲自采用串联的方式进行联线。联线前，远离工作面的端头母线应扭结短接，同时无关人员应撤离工作面到安全警戒线以外的安全地带。

1）放炮前，必须指定专人在可能进入放炮地点的通路上设置岗哨，严防外人误入放炮区，所有人员都要撤到警戒线以外的安全地点。同时要把设备、工具、电缆保护起来，防止崩坏。

2）放炮后只准放炮员一人操作。放炮员必须在有掩护的安全地点进行放炮。放炮前必须发出明显的放炮信号。

3）放炮后，放炮员必须将放炮母线从电源上摘下，并将其扭结在一起。在炮眼没有吹散以前，不准进入工作面。待安全检查完毕，确认工作面没有不安全隐患时，才能进入工作面。

4）通电后若拒爆，不要立即进入放炮地点查找原因。使用瞬发电雷管要等5min、使用延期电雷管时要等15min，才可沿线路进去检查，找出拒爆的原因并进行处理。

4、周边眼每米装药量：

（1）岩面上留下均匀眼痕的周边眼数应不少于其总数的50%；

（2）超挖尺寸不得大于150mm；

（3）岩面上不应有明显的炮震裂隙。

附：炮眼布置图及爆破说明书：

炮眼数量和装药量的确定：

根据下列公式可算出一次爆破所需的总药量：

此总装药量如按照一定的炮眼装药系数，平均装入工作面所有的炮眼中去，总装药量可写作

Q=NLaP/m,kg

以上两式相等，故得总炮眼数为

N=qsnm/ap,个

S—巷道断面积10.6m2

L—炮眼深度，m取2000mm

n—炮眼利用率，取0.85

m—每个药卷长度，取0.2m；

a—炮眼装药系数一般取0.5—0.7取0.6

p—每个药卷重量，取0.2kg

N=（1.82×10.6×0.2×0.85）/(0.6×0.2)=27（个）

根据半煤岩掘进的实际爆破效果，实际炮眼数量取31个。

爆破说明表(半圆拱断面)

采用锚杆挂网临时支护，爆破后及时用专用工具找清迎头悬矸危岩，然后打注锚杆挂金属网作为临时支护。锚杆选用Φ20mm,长2000mm左旋高强螺纹钢锚杆，间排距800mm布置,每排11根,。锚杆金属网临时支护段长不超过10m，成巷后浆体总厚度不小于150mm,两侧墙体落后于顶部支护不大于10m。

锚杆：Φ20×2000mm左旋高强螺纹钢锚杆；锚固剂：K2335或K2360；锚杆间距及布置：锚杆间排距为800mm；锚固力：70KN(20Mpa)；金属网：Φ6.5mm冷拔丝网，网格规格为100mm×100mm，幅面尺寸900mm×1700mm，锚索Φ15.24×7000mm；锚索间距及布置：间排距5000mm，顶部布置形式每排一根；锚索预紧力：不小于110KN；锚固力不小于200KN（40Mpa），喷射混凝土：混凝土C25、厚度150mm。

锚杆选用左旋高强螺纹钢锚杆，直径20mm，长度2000mm，每根锚杆使用1卷K2335型和1卷K2360树脂锚固剂，托盘为正方形，规格（长×宽）为150mm×150mm，厚度10mm。每根锚杆锚固力不小于70kN，螺丝扭矩≥100N•m。锚杆间排距为800mm×800mm；锚杆每周为11根。锚杆使用锚杆机打注，钻头使用30mm双齿钻头。（2）金属网：

金属网采用φ6.0mm冷拔丝制作，网格规格为100mm×100mm，网片的规格为：长×宽=1700mm×900mm，网片搭接不小于100mm，网片采用18#邦丝绑扎，绑扎间距不大于200mm。金属网由正顶开始向两帮铺设，锚杆外露部分穿过金属网，然后用锚杆托盘将金属网用配套螺丝紧固好。巷道两帮墙最后一块金属网可以根据实际情况裁剪。（3）锚索：

4）锚杆（锚索）安装工艺

（1）打锚杆（锚索）眼

爆破后先进行找掉，迎头高度达到2.5m时找掉后先在顶部每排打注7根锚杆，迎头高度达不到2.5m时,应先行出矸,巷道高度达到2.5m高后,再打注顶部锚杆。然后出矸、补齐剩余部分锚杆。打掘进眼时，锚杆距迎头不超过0.2米，响炮后锚杆距迎头不超过1.9米。打锚杆眼前，首先严格按照中、腰线检查巷道断面规格，不符合施工设计要

求时必须先进行处理，打锚杆眼前，要按照由下向上先找出一条安全通路，然后由上向下，先顶后帮的顺序找掉活矸危岩，确认安全后方可作业。锚杆眼位置要准确，眼位实际操作允许误差±100mm，眼向误差不得大于15°（锚杆角度≥75°），锚杆应垂直岩层层理打注，岩层层理不明显时，垂直巷道轮廓打入，锚杆眼深度为1.95m。

安装前应将眼孔内岩粉洗干净，然后把锚固剂按规定数量送入眼底，随后将锚索插入锚索眼内，使锚索顶住锚固剂，使用锚杆机专用接头旋转锚索搅拌锚固剂，顶到设计位置后，然后停止锚杆钻机转动，将锚杆机与锚索分离，锚索打注完后要等5分钟，在进行张拉。

喷浆使用HPZ5U型喷浆机，使用水泥、砂、石渣、速凝剂作为骨料和添加剂。

①安装锚杆时要检查巷道断面，喷浆前要检查锚杆安装和金属网铺设是否符合设计要求，发现问题及时处理。

②清理喷射现场的矸石杂物，接好风、水管路，输料管路要平直、不得有急弯，接头要严密、不得漏风，严禁将非抗静电的塑料管做输料管使用。

③检查喷浆机是否完好，并送电空载试运转，紧固好摩擦板，不得出现漏风现象。

④喷浆前必须用水冲洗岩面，在巷道拱顶和两帮拉绳安设喷厚标志。

（2）喷射混凝土的工艺要求：

②人工拌料时采用潮拌料，水泥、砂、石渣应翻拌混合均匀。

③喷浆时，喷浆机的供风压力为0.15～0.2MPa,水压应比风压高0.1MPa左右，加水量凭射手的经验加以控制，最合适的水灰比是0.4～0.5之间。喷射过程中，应根据出料量的变化，及时调整给水量，保证水灰比准确，使喷射的湿混凝土无干斑、无流淌、粘着力强，回弹料少，一次喷射混凝土厚度20～30mm，并要及时复喷，复喷间隔时间不得超过2小时，否则，应用水重新冲洗受喷面。

①喷射工作开始前，应首先检查喷浆使用工具是否齐备，无问题后方可以进行喷射工作。若喷射地点有少量淋水时，可以适当增加速凝剂掺入量；若出水点比较集中，可设好导水管，然后再喷浆。喷射结束后，喷层必须洒水养护28天以上，7天内每天洒水一次，7天以后每周洒水1次。喷射完毕后，应立即收集回弹物，并将当班拌料用净。当班喷射结束后，必须卸开喷头，清理水环和喷浆机内外所有灰浆和材料。

工作面煤矸由人工装渣，刮板机→采区胶带机→煤仓。

装矸及要求：必须将工作面浮煤清理干净，而且要把掘进头帮矸铲下来，以便合理布置炮眼，开动刮板机时必须打点，并以点动式启动。

劳动组织及主要经济技术指标

队组实行"三八"制，两班掘进一班喷浆。保证出勤率为85%。每班配一个跟班队长，负责工作面现场指挥作业，验收员保证施工质量的合格率。

为保证正规循环作业的完成，迎头施工作业必须根据劳动组织的人员配备，合理安排工序，工序和工序之间尽量做到交叉进行，平行作业，以充分利用工作时间，提高工作效率。（附图四：循环作业图表）

第三节主要技术经济指标

半煤岩巷全长600m，日进尺1.7*2m，共计需要177天。

挂网施工采取平行作业，不计工期。

共计180天完工，提前1天竣工。

1、风量计算、供风路线、设备、通风方式

掘进采用局扇供风，选择功率为2×15KW局扇供给工作面风量。

局扇安装于东运输下山巷道内,距离回风口不小于10m的安全地点，新鲜风流经风筒送至工作面，泛风流沿工作面→第四联络贯→回风下山→总回风巷→地面（附图：通风系统图）

a、风机必须吊挂在顶板上或放在风机架上距底板高度不小于0.3米；

b、风机开关必须上架，风筒距工作面不得大于5米，保证工作面有足够的新鲜风流；

c、风机必须挂牌管理，专人负责，实现"三专"、"两闭锁"且能实现双风机双电源自动切换功能。

d、风筒接口要求严密不漏风，转弯要圆滑，工作面风筒不落地；

e、风筒吊在巷道顶板上，风筒要求逢环必挂，平直不出现死弯现象；

f、必须保证风机连续运转，不准无故停风、停电。

掘进面要有计划停风措施：

a、有计划停风，要明确停风时间，并派专人办理相关手续；

b、在班前会上学习此措施，跟班矿长、科长负责安全措施的落实情况；

c、局部通风机停电停风前，跟班副矿长、科长、安全员、瓦斯员负责将停风区内的人员撤至全风压供风的皮带巷中，并安排专人进行警戒，设置明显警示标志，防止人员进入；局部通风机停电、停风后，局部通风机管理人员要立即向信息科等科队进行汇报，值班人员要作好记录。

一、掘进工作面风量分配：

掘进工作面所需风量按沼气涌出量，人数等条件计算，取其中最大值，符合风速要求，即为掘进工作面所需风量，局部通风机安设处的全风压风量必须大于局部通风机吸风量的1.3倍。

(一)、按瓦斯涌出量计算，本矿井CH4含量高，CO2含量低，故按CH4涌出量计算：

据公式:Q=100×q×k

AQT 3002-2021阻隔防爆橇装式加油（气）装置技术要求.pdfQ=掘进工作面实际需要风量260m3/min；

（三）、按局部通风机的实际吸入风量计算：

Q通=364.8m3/min；

据公式：Q掘=A=14.8×4=59.2（m3/min）

Q掘=364.8m3/min可满足下列要求：

15S掘≤364.8≤240S掘即：15×10.6≤364.8≤240×10.6

159≤364.8≤2544显然符合风速要求

国投昔阳能源有限责任公司安平发电厂2×150MW循环流化床空冷机组工程施工方案故：该工作面所需风量为364.8m3/min