阳煤集团新补进、回风大巷及联络横贯掘进作业规程
表4 施工巷道观测项目、目的、方法
序号 1 2 3 4 5 观测项目 巷道顶板深度移近量 巷道顶板浅度移近量 锚杆锚固力 锚杆扭力矩 锚索涨拉预紧力 观测目的 顶层3-6m顶板变化量 顶层0-3m顶板变化量 是否达到设计要求 使用0~50KN锚杆测力计 是否达到设计要求 是否达到设计要求 使用0~250KN锚索测力计 使用扭矩扳手 使用0~160KN锚索测力计 观测方法 观察离层仪深部读数 观察离层仪浅部读数 使用0~70KN锚杆测力计 三、观测方法:
1、测站布置:在巷道开口20m范围内,开始布置测站并编号,以后每150m设置一组矿压观测站。每一组矿压观测站包括一个顶板离层仪和两块锚索压力表(一块安装在φ21.6mm锚索上,另一块安装在φ17.8mm锚索),距离相差不超过5m范围。矿压观测站要随巷道的掘进及时建立。
2、观测时间:距工作面200m时每天观测一次,200m以外每周观测两次。
3、用钢尺检测断面标志点,顶底板相对移近量,两帮相对移近量。 4、用LC—100锚杆拉力计检测顶、帮锚杆的锚固力,巷道每施工20米由检修班记录员负责检测一次锚杆锚固力及扭力矩,扭力矩用T960—300扳手测试,每次检测不少于6根(顶锚杆3根,帮锚杆3根)。
5、用北京巧力神YCD-200(YCD-290)涨拉千斤顶和KZDB1.25363型隔爆电动泵检测锚索预紧力,巷道每施工20米,由检修班记录员负责抽查一组,每组锚索不少于3根。
6、每个测站(观测断面)的巷道正顶安设一个HLY—2型顶板离层仪,用于观测顶板离层量和岩层相对移近量。
7、每个测站的顶锚索、顶锚杆各安设一块MCZ—500型矿用锚杆(索)测力计,观测锚杆(锚索)受力情况。
四、数据处理: 1、观测
日常观测由队组技术员、记录员负责,做好观测记录,每月将观测
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记录报生产技术部。
2、结果分析
采取边施工、边观测,及时对测量的数据加以分析、判断,并把测量的结果反馈到设计和施工中去,从而不断修改设计、补充措施、指导施工。每月由生产技术部技术人员将观测记录、分析报告审核存档。
五、顶板岩性探测:
1、探测对象:沿3#煤顶板掘进的新补进、回风大巷。
2、施工队组负责常规顶板岩性探测。巷道每施工50m打一个岩性探测孔,孔深要求超过锚索设计长度0.5m,孔径不小于φ29mm,队组技术员根据相邻窥视资料和钻具钻进速度对顶板岩性准确的分界,并绘制探眼柱状图报矿分管副总工程师、生产部主任工程师和施工队组。
3、巷道开口20 m内及每施工300m,地测部负责组织施工队组打一个顶板岩性窥视探测孔,孔深要求超过锚索设计长度2.0m,孔径不小于φ29mm,地测部有关人员负责将岩性探测结果及时出图,并报矿分管副总工程师、生产部主任工程师和施工队组。
4、顶板岩性窥视探测资料由矿地测部主任工程师进行初步审查分析、分管副总工程师作出最终审查意见。
第三节 支护设计
一、巷道断面及支护形式
根据地质测量部提供的柱状资料分析,煤层上部存在一层粉砂岩伪顶,厚度约为0.20~0.40米,直接顶为泥岩,厚度为1.89米,老顶为粉砂岩,厚度为3.28米,局部变相为细粒砂岩,根据对3#煤层顶板矿压观测数据的统计和顶板支护经验,初步设计新补进、回风大巷及联络横贯为矩形断面。新补进、回风巷支护形式相同,顶部支护形式为波纹钢带+金属网+锚索联合支护;帮部支护形式为钢筋钢带+金属网+锚杆+锚索联合支护形式。联络横贯顶部支护形式为W钢带+金属网+锚杆+锚索联合支护,帮部支护形式为钢筋钢带+金属网+锚杆联合支护形式。
(附巷道断面特征表5)
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表5 巷道断面特征表
宽(m) 巷道名称 形状 毛 新补进风大巷 新补回风大巷 联络横贯 备注 矩形 矩形 矩形 5.24 5.24 4.2 净 5.0 5.0 4.09 毛 3.52 3.52 3.0 净 3.37 3.37 2.94 毛 18.4 18.4 12.6 净 16.8 16.8 12.02 高(m) 断面积(m) 2净高为锚索锁具至底板垂直距离,净宽为两帮锚杆末端之间水平距离。 二、支护参数设计
(一)采用工程类比法选择支护参数
1、根据临近巷道掘进支护效果,新补进、回风大巷顶板适合采用波纹钢带、金属网、锚索联合支护方式,两帮采用钢筋钢带、金属网、锚杆、锚索组合支护;联络横贯采用W钢带、金属网、锚杆、锚索联合支护方式;两帮采用钢筋钢带、金属网、锚杆组合支护。
2、锚索长度选择、支护材料选型
锚索长度根据顶板岩性探测确定。必须将锚索锚固到稳定且坚硬的石灰岩层中,当锚固不到稳定岩层中时,锚索长度应适当加长,并满足以下要求:
锚固段:按现场拉拔试验来确定,根据近几年来现场使用情况,树脂锚固剂长度应不小于1.2m。
自由段:长度一般不小于3.0m,也可按岩层最大破裂面的深度来选取,要求超过破裂面最小1.0m。
涨拉段:涨拉端长度一般不小于0.15m,不大于0.2m。 3、锚索承载能力、涨拉预紧力
φ21.6mm锚索设计承载能力为500kN,涨拉预紧力不小于250kN,使用KZDB1.25363型电动泵和配套YCD-290千斤预紧时,压力表读数不小于55MPa。φ17.8mm锚索设计承载能力为320kN,涨拉预紧力不小于160kN,使用KZDB1.25363型电动泵和配套YCD-200千斤预紧时,压力表读数不小于42.5MPa。
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(二)采用计算法校核支护参数
1) 锚索支护理论验算应以悬吊理论为主。主要是为了防止巷道顶板大面积整体冒落。可按下式验算:
K2G≤n2A
式中G-锚索承受的离层岩层或危石重量(KN); K-安全系数,取2; n-锚索的根数(根/㎡); A-锚索的设计承载力(N)。
根据地质说明书提供的资料,锚索需要承载的岩体(包括煤)为煤层和锚固段以下岩层的重量。其中煤层厚度h煤=2.74 m,煤的容重r17.8),A2为500KN(φ21.6),故
G=h?+h?
G= h? h? =2.7431.5+3.2832.67=128.68KN K2G=23128.68=257.35KN N≥K2G/A1=257.35/320=0.81根 N≥K2G/A2=257.35/500=0.52根 由K2 G≤n2A知道: 实际锚索布置为:
新补进、回风大巷φ17.8mm锚索平均每平方米为0.83根;新补进、回风大巷φ21.6mm锚索平均每平方米为2.08根;联络横贯平均每平方米为6.3根。实际大于计算得出的根数,能满足要求。
⑵ 锚索长度根据巷道顶板岩层情况确定,应使锚索锚固到稳定的岩层中,当稳定岩层与巷道顶板距离过大时,锚索长度应超过自然平衡拱2m以上,并满足以下要求:
①锚固段长度不小于1m; ②自由段长度不小于3m;
③涨拉端长度要保证涨拉工艺要求的长度,一般不小于100mm。 2)锚杆长度校核:
顶锚杆通过悬吊和帮锚杆通过加固帮体作用,达到支护效果的条件,
煤
=1.5t/m3,岩层厚度h岩=3.28m,岩石的容重r岩=2.67t/m3,A1为320KN(φ
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