第一章 概 況
第一節 概 述
一、巷道名稱
所掘巷道名稱為北二采區1208-2運輸順槽。
二、巷道用途
北二采區1208-2運輸順槽用于北二采區1208-2綜采工作面運煤及行人等。
三、設計長度、坡度及服務年限
北二采區1208-2運輸順槽A點至B點段巷道設計長度為1345.5m,A點-A′點巷道設計長度100.8m,施工坡度沿12-1煤頂板掘進,A′點-B點段巷道設計長度1244.7m,施工坡度沿-9°進入12-2煤層后沿12-2煤底板破頂掘進。服務年限2年。
四、巷道施工順序
北二采區1208-2運輸順槽由A點拉門至A′點、B點的順序施工(見附圖1)。
五、本工作面2014年9月開工,預計2015年8月竣工。
六、北二采區1208-2運輸順槽平面圖、剖面圖(見附圖1、2)。
第二節 編寫依據
一、設計說明書及批準時間
設計說明書名稱為《北二采區1208-2綜采工作面巷道布置》,批準時間為2014年08月05日。
二、地質說明書及批準時間
地質說明書名稱為《北二采區1208-2綜采工作面掘進地質說明書》,批準時間為2014年08月 日。
三、礦壓觀測資料
根據已掘北二采區1208-1運輸順槽有關礦壓觀測資料,確定掘進地質構造段應力集中。
四、其他技術規定
根據《中華人民共和國安全生產行業標準》、《煤礦安全規程》、《防治煤與瓦斯突出規定》、《煤礦防治水規定》及礦有關技術要求。
第二章 地面相對位置及地質情況
第一節 地面相對位置及鄰近采區開采情況
1、北二采區1208-2運輸順槽相應的地表為:魚塘、稻田,標高+22.918~+23.625m,區域內的水體和建、構筑物對施工影響不大。
2、北二采區1208-2運輸順槽位于北二采區,北側為北三采區1206采空區,上部為1208-1采空區,下部為未動區,對巷道施工影響不大。
3、北二采區1208-2運輸順槽臨近為北二1208-1采空區、北三1206采空區,巷道部分地段在北二采區1208-1采空區內,掘進過程中應加強工作面出水征兆觀察、頂板管理、通風及瓦斯監測工作。
4、井上下關系對照表(見表1)
表1
水平、采區北二采區工程名稱北二采區1208-2運輸順槽
地表標高/m+22.918~+23.625井下標高/m-849.995~-979.443
地面的相對位置
建筑物、小井及其他魚塘、稻田。
井下相對位置對
掘進巷道的影響北二采區1208-2運輸順槽位于北二采區,北側為北三采區1206采空區,上部為1208-1采空區,下部為未動區,以上區域對掘進巷道影響不大。
臨近采掘情況對
掘進巷道的影響北二采區1208-2運輸順槽北側為北三采區1206采空區,上部為1208-1采空區,臨近采掘現狀對掘進巷道影響不大。
第二節 煤(巖)層賦存特征
1、煤巖層產狀: 261°~272°∠5°~10°。
2、煤層情況: 12-1煤平均厚1.60米;12-1煤與12-2煤間夾矸為泥巖,平均厚為1.02米;12-2煤平均厚1.70米。12-2煤頂板為黑色泥巖,平均厚1.02米,底板為細砂巖,平均厚1.15米。底板細砂巖下為13煤,平均厚2.35米。
3、堅固性系數:12-1煤、12-2煤f=0.26;泥巖 f=2.19~2.65;細砂巖f=4~6;粉砂巖f=2.6~4.5;中砂巖f=6.2。
4、根據遼工大編制的瓦斯地質圖及有關部門提供的實測瓦斯資料,分析預測北二采區1208-2掘進工作面瓦斯含量為1~4m³/t,掘進過程中應加強工作面的瓦斯管理。
5、根據煤層自燃傾向鑒定報告,12煤為Ⅱ類自燃煤層,自然發火期3-6個月,掘進過程中應加強防火管理,防止煤的自燃。
6、根據煤塵爆炸性鑒定報告,鑒定結論為12煤煤塵有爆炸性,掘進過程中應加強防塵管理。
7、地溫:35-41℃。
8、煤、巖層賦存特征(見表2),煤層頂底板情況(見表3),地層綜合柱狀圖(附圖3)。
煤(巖)層特征表 表2
指 標參 數備 注
煤層厚度(平均)/m1.612-1煤
煤層厚度(平均)/m1.712-2煤
煤層傾角(最小~最大/平均)/°4~10/7
煤層硬度f0.26
煤層層理(發育程度)發育
煤層節理(發育程度)發育
自燃發火期/d3-6
預計絕對瓦斯涌出量/(m³/min) 0.18
預計相對瓦斯涌出量/(m³/t)1-4
煤塵爆炸性有
地溫/℃ 35~41
自燃發火類型II類
煤層頂底板情況表 表3
頂底板名稱巖石類別硬度f厚度/m巖性
頂板直接頂泥巖2.19-2.651.02灰黑色。
底板直接底細砂巖4-61.15灰黑色,泥質,致密。
第三節 地質構造
1、根據相鄰巷道實際揭露資料推測,北二采區1208-2運輸順槽煤巖層節理、層理發育,掘進工作面總體構造形態為單斜構造,斷層及裂隙發育, 掘進過程中將遇落差大于1米的斷層1條,Fy4,產狀;134°∠26°,落差1.5m,掘進過程中可能見一些小構造,對掘進施工無影響。
2、斷層情況表:
編號斷層名稱性質走向傾角落差對工程的影響
1Fy4正斷層134°∠26°1.5m無影響
3、火成巖情況
北二采區1208-2運輸順槽掘進過程中將遇火成巖墻1條、火成巖床1處,巖性均為輝綠巖,對掘進施工有一定影響,影響前掘長度73.6m,巖床平均厚0.3m,火成巖床侵蝕層位為12煤。其中巖墻厚度大于1m的火成巖1條,βμ2產狀為;226°∠73°,寬:2.9m?;鸪蓭r具體位置、產狀見地質說明書。
第三節 水文地質
1、采空區積水
北二采區1208-2工作面北側為北二采區1206采空區,南側為北二1210-1采空區,該工作面在掘進過程中受北二1210-1采空區積水及北二1208-1采空區積水影響,其中北二采區1210-1采空區預計剩余水量23105m³,水頭高度14.9m,北二1208-1采空區積水預計剩余水量6670m³,水頭高度5.0m。
2、巷道所在地層為石炭系上統太原組。太原組裂隙承壓弱含水層,含水層平均厚22.72m,單位涌水量為0.00004~0.0006 h/sm,滲透系數為0.0004~0.00084 m/d。太原組上方為山西組地層,山西組裂隙承壓弱含水層,含水層厚度為35.51m~41.29m,單位涌水量為0.00334h/sm,滲透系數為0.00913 m/d。太原組下方為本溪組地層,本溪組裂隙承壓弱含水層,含水層平均厚39.81m,單位涌水量0.00064 h/sm,滲透系數0.00373 m/d。
3、綜上所述,該工作面水文地質條件中等,圍巖富水性弱,對該工作面前掘影響較小。根據相鄰巷道揭露情況,預計工作面最大涌水量不超過2m³/h。
第三章 巷道布置及支護說明
第一節 巷道布置
1、北二采區1208-2運輸順槽位于北二采區,水平標高-849.995~-979.443m,0-100.8m區域內巷道斷面形狀為矩形,寬度4.6m,高度2.8m,沿12-1煤頂板掘進, 100.8-1345.5m區域內巷道斷面形狀為三心拱型,寬度5.333m,高度3.248m,沿-9°進入12-2煤層后沿12-2煤底板破頂掘進,巷道開拉門位置位于北二下采膠帶巷,方位角為270°。
2、巷道斷面圖(見圖1)
3、巷道開拉門施工
(1)巷道拉門施工前必須做好準備工作(通風系統、防塵噴霧系統、風水管路、機電設備、瓦斯監測系統),具備施工條件,經礦職能部門驗收后,方準開工。
(2)拉門口3.0m范圍內頂板補打錨索加強巷道支護(見圖2)。
4、巷道施工順序
巷道施工由A點拉門沿12-1煤頂板掘進,掘至A′點沿-9°進入12-2煤層后沿12-2煤底板破頂掘進掘至B點的順序施工。
第二節 礦壓觀測
1、觀測對象:北二采區1208-2運輸順槽。
2、觀測內容:巷道頂板離層量,錨桿的錨固力。
3、觀測方法:巷道拉門口10m內設一組頂板離層觀測點,此后每前掘50m設一組頂板離層觀測點,每掘進18m分別對幫、頂錨桿錨固力進行1組測試,每組3根,兩幫各1根,頂板1根,進入1208-1采空區后取消觀測,采用架U型鋼棚做永久支護。
4、數據處理:頂錨桿錨固力≥70KN(17.5Mpa)。幫錨桿錨固力≥30KN(7.5Mpa)。
北二采區1208-2運輸順槽巷道斷面圖(單位mm) 圖1
比例 1:60
巷道斷面特征表
斷面編號斷面積錨桿參數錨索參數
(m²)長度直徑錨深長度直徑錨深
凈掘mmmmmmmmmmmm
A-A′12.912.92200202150650021.76250
A′-B14.314.32200202150
北二采區1208-2運輸順槽拉門口大樣圖(單位mm) 圖2
第三節 支護設計
一、確定巷道支護形式
1、根據地層綜合柱狀圖資料分析,12-1#煤頂板為黑色泥巖,致密均一,貝殼狀斷口,含菱鐵礦結核,12#-2煤頂板為黑色泥巖,黑色,致密,貝殼狀斷口,質軟,易碎,賦存不穩定,上方為采空區冒落形成的再生頂,再生頂破碎易冒落。
2、根據"加固拱原理"和巷道所處的圍巖性質(四類圍巖)確定,預掘北二采區1208-2運輸順槽0-100.8m區域內巷道采用鋼帶、錨索、錨桿、金屬網聯合支護。100.8-1244.7m區域內巷道采用錨桿、金屬網、鋼帶、架U型鋼棚聯合支護(巷道支護平、斷面圖見圖1、3)。
二、0-100.8m區域內巷道支護計算原理
1、錨桿支護計算(計算原理按懸吊理論計算錨桿參數)
(1)錨桿長度計算:
錨桿長度:L≥L1+ L2+L3
式中:
L—錨桿理論長度(頂錨桿理論長度Lb,幫錨桿理論長度Lc)
L1—錨桿外露長度,取0.1m
L2—有效長度(頂錨桿取免壓拱高b,幫錨桿煤幫破碎深度c)
L3—錨入巖層內深度(頂錨桿取0.8m,幫錨桿取0.6m)
B—巷道掘進寬度
H—巷道掘進高度
f—頂板巖石普氏系數,取3
ω—圍巖的內摩擦角,取71.34°(查表得)
普氏免壓拱高b=[B/2+Htan(45°-ω/2) ]/f
=[4.6/2+2.8×tan(45°-35.67°)]/2.5=0.875m
煤幫破碎深度c=H×tan(45°-ω/2)=2.8×tan(45°-35.67°)=0.575m
北二采區1208-2運輸順槽巷道幫頂錨桿、錨索布置圖(單位mm) 圖3
比例 1:60
經計算得出:
頂錨桿理論長度Lb=0.1+0.875+0.8=1.775m
幫錨桿理論長度Lc=0.1+0.575+0.6=1.275m
校核:Ls取2.2m,頂Ls≥Lb,幫Ls≥Lc,所選錨桿長度滿足要求。
(2)錨桿間距、排距計算(設計時按間距×排距均為A²):
計算公式:A²=Q/KEγ=67.2/(2×1.47×26.07)=0.88
式中:
A=0.88×2=1.76m
A—錨桿間排距
Q—錨桿設計錨固力,取67.2KN/根
E—冒落拱高度,取參照H=B/2f
γ—被懸吊巖石的重力密度,取26.07 KN/m³
K—安全系數,一般取2