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工作面切眼施工安全技术措施

工作面切眼施工安全技术措施

一、工程概况
??????? 3903切眼全长200m,断面为宽8.2m×高3.6m,开口坐标为:X:1089.7515 Y:4794.4217,沿9#煤稳定夹矸做顶掘进,顶板用“锚杆+金属菱形网+梯子梁+11#工字钢+锚索+WD/2/4单体柱”联合支护,两帮采用“锚杆+金属菱形网+托盘”联合支护。
??????? 二、施工方式及技术要求
??????? 1、根据切眼巷道特宽的实际情况,切眼施工采用机掘二次成巷的方式掘进。施工时先按照宽4.8m×高3.6m的小断面从非采煤帮侧进行掘进,然后刷扩为宽8.2m×高3.6m的断面。最后在机尾位置刷扩开缺口,开缺口宽2m,断面刷扩至宽10.2m×高3.6m,刷扩长度为25m。
??????? 2、切眼施工时,严格执行,刷一排,支护一排,严禁空顶作业。
??????? 3、锚杆、工字钢锚索要打设的成排、成行。
??????? 4、锚索的外露长度为150-250mm;锚杆的外露长度为10-40mm。
??????? 5、锚索的预紧力要达到100KN、锚固力达到200KN、拉拔力达到180KN(40MPa)。顶锚杆的预紧力矩150N·m,锚固力100KN,拉拔力达到90KN(20MPa),帮锚杆的预紧力矩150N·m,锚固力为80KN,拉拔力达到72KN。
??????? 6、切眼形成后需对底板进行硬化,硬化厚度200mm,硬化材料采用C20商品混凝土,工程量为200m。
??????? 三、巷道支护
??????? (一)、第一次成巷的支护
??????? 1、支护设计
??????? (1)顶板支护:采用锚网梯子梁联合支护;
??????? 锚杆规格为Φ22×2500mm,间排距为800×800mm,每排6根,距非采煤帮100mm打一仰角20°的锚杆,剩余5根全部垂直打入顶板。每根锚杆采用快速CK2340一支,中速Z2360一支,锚固长度1.2m,铺设金属菱形网和φ16mm圆钢焊制的钢筋梯子梁,梯子梁长4800mm,金属菱形网规格为12000×1000mm,采用12号铁丝编织,托盘使用130×130×10mm的钢板。
??????? (2)非采煤帮支护;
??????? 非采煤帮采用锚杆+金属菱形网+铁托盘联合支护,锚杆规格为φ22×2500mm的螺纹钢锚杆,间排距为800×800mm,每排各5根,每根锚杆采用快速CK2340一支、中速Z2360一支,锚固长度1.2m,帮部铺设金属菱形网配合支护。距顶以下200mm处打一根锚杆,仰角20°,其余锚杆全部垂直打入煤壁,托盘使用130×130×10mm的钢托盘,配合W型钢垫板。巷帮所挂金属菱形网规格1000×12000mm。
??????? (3)采煤帮支护;
??????? 采煤帮采用锚杆+金属菱形网+托盘联合支护,锚杆规格为φ16×1800mm的可回收锚杆,间排距为800×800mm,每排各5根。帮部铺设金属菱形网配合支护。采煤帮距顶以下200mm处打一根锚杆,仰角20°,其余锚杆全部垂直打入煤壁,托盘使用W型钢垫板配圆形钢托盘。采煤帮所挂金属菱形网规格为1000×10000mm。
??????? (4)锚索加强支护;
??????? 顶部布置三排锚索进行支护,锚索规格为Φ17.8×8000mm钢绞线锚索,间排距为1600mm×1600mm,距帮900mm处打设一根向非采煤帮偏15°的锚索,其余锚索垂直打入煤壁,每根锚索采用CK2340型锚固剂一支,Z2360锚固剂二支,锚固长度1900mm,采用一块300×300×16mm的钢板,一块规格为130×130×10mm的钢板,一套锁具进行支护。
??????? (5)顶板压力过大或局部破碎时,顶锚杆排距缩小为600mm,循环进尺为600mm。
??????? (二)、第二次成巷的支护
??????????? 第一次掘进到位后,对切眼巷道进行刷扩,扩帮为采煤帮侧,将第一次成巷采煤帮侧可回收锚杆拆除。刷扩断面宽3.4m×高3.6m,刷扩后断面为宽8.2m×高3.6m。
??????? 1、支护设计
??????? (1)顶板锚杆支护;
??????? 刷扩后顶板采用锚网梯子梁联合支护,与第一次成巷支护规格相同。锚杆规格为Φ22×2500mm,间排距为800×800mm,每排5根,顶距采煤帮100mm打一根仰角20°的锚杆,其余锚杆全部垂直打入煤壁。每根锚杆采用快速CK2340一支,中速Z2360一支,锚固长度1.2m,帮部铺设12000×1000mm菱形网和φ16mm圆钢焊制的钢筋梯子梁,菱形网采用12号铁丝编织,梯子梁长3600mm,托盘使用130×130×10mm的钢板。
??????? (2)采煤帮支护;
??????? 采煤帮采用锚杆+金属菱形网+铁托盘联合支护,锚杆规格为φ16×1800mm的可回收锚杆,间排距为800×800mm,每排各5根。帮部铺设规格为1000×12000mm金属菱形网配合支护。采煤帮距顶以下200mm处打一根锚杆,仰角20°,其余锚杆全部垂直打入煤壁,托盘使用W钢垫板配圆形钢托盘。
??????? (3)锚索加强支护
??????? 新扩断面布置两排锚索进行支护。规格为Φ17.8×8000mm钢绞线锚索,间排距为1600mm×1600mm,并加11#工字钢进行加强支护,即每隔一排锚索中间补加工字钢锚索加强支护,工字钢长7.5m,即工字钢锚索间排距为800mm×800mm。顶距采煤帮900mm处打设一根采煤帮偏15°的锚索,其余锚索垂直打入煤壁,每根锚索采用快速CK2340型锚固剂一支,中速Z2360锚固剂二支,锚固长度1900mm,采用一块300×300×16mm的钢板,一块规格为130×130×10mm的钢板,一套锁具进行支护。
??????? (4)顶板压力过大或局部破碎时,顶锚杆排距缩小为600mm,循环进尺为600mm。
??????? (5)3903工作面切眼刷扩由轨顺向皮顺推进,首先在初掘切眼超前段48m内进行临时支护(被动支护),采用单体柱配合π型梁“一梁两柱”架棚支护,棚距为1600mm,然后采用7500mm的工字钢加强支护(主动支护)完毕后,逐架前移倒替,被动支护与主动支护的间距不大于主动支护1个循环。
??????? 工字钢采用7500mm的11#工字钢加强支护,工字钢锚索的间排距为1600mm,工字钢排距为1600mm,配合单体柱进行加强支护,一排3根单体柱,两根与工字钢相连接,一根与顶板相连接,单体柱距采煤帮350mm与顶板相连接,依次2350mm、4800mm打设的工字钢,工字钢焊接200mmπ型梁(详见π型梁工字钢加工图)。
??????? (三)、开缺口段支护
??????? 第二次成巷宽3.4m×高3.6m掘进到3903切眼靠轨顺采煤帮一侧剩余25m处时,由原来掘进宽3.4m×高3.6m加宽为宽5.4m×高3.6m。即刷扩宽度增加2m,长度25m。
??????? 1、支护设计
??????? (1)刷扩帮支护与第一次成巷支护相同。
??????? (2)顶板采用锚网梯子梁联合支护,锚杆规格为Φ22×2500mm,间排距为900×800mm,每排2根,顶距采煤帮300mm打一根仰角20°的锚杆。锚杆采用快速CK2340一支,中速Z2360一支,锚固长度1.2m,铺设菱形网和φ16mm圆钢焊制的钢筋梯子梁,金属菱形网规格为12000×1000mm,采用12号铁丝编织,梯子梁长2000mm,托盘使用130×130×10mm的钢板。
??????? (3)开缺口段断面布置一排锚索进行支护,锚索规格为Φ17.8×8000mm钢绞线锚索,排距为800mm,锚索采用快速CK2340型锚固剂一支,中速Z2360锚固剂二支,锚固长度1900mm,采用一块300×300×16mm的钢板,一块规格为130×130×10mm的钢板,一套锁具进行支护。
??????? (4)顶板压力过大或局部破碎时,顶锚杆排距缩小为600mm,循环进尺为600mm。
??????? (5)成巷后补打两排单体柱进行加强支护,支设单体住时每根单体柱配合200mm长的π型钢梁接顶支护,排距5m,柱距1.6m,单体柱距采煤帮侧2.2m,距非采煤帮侧1m。
??????? (四)、临时支护
??????? 临时支护采用“吊环”式。Φ3寸钢管和木板梁支护,木板梁数量两块,规格为长×宽×厚=3200mm×150mm×30mm,前探梁数量两根,长为4.8m。每根前探梁配备4个活性“吊环”,吊环采用厚12毫米的钢板焊制。
??????? 掘进工作面临时支护也可用木点柱支护,工作面准备4根木体柱,从外向里每平方米打一根点柱作为临时支护。
??????? 四、施工工艺
??????? 1、施工方法
??????? 综掘机割煤、装煤、运煤,再由皮带将煤运出。
??????? 2、掘进方式
??????? 3903切眼采用机掘一次成巷。
??????? 3、工艺流程
??????? 安全质量检查→综掘机割煤→装、运煤→临时支护→永久支护。
??????? 4、截割
??????? 综掘机必须由两名取得操作证的主、附司机操作,根据工作面煤层中部含有夹矸的实际情况,截割时先从中底部煤层(左方)切割掏窝槽,然后从左向右自下而上截割。截割时,必须先开启除尘风机和综掘机的内外喷雾。
??????? 开掘窝槽时,先转动截割头依靠掘进机行走履带,伸缩油缸和升降油缸完成掏槽工作,当窝槽的开掘工作完成以后,关闭行走马达,让装载部与刮板输送机工作,使铲板紧贴底板,并落下后部稳定器将掘进机略微抬高,使机器在切割过程中有良好的稳定性。
??????? 驱使转动的切割头,根据巷道断面的宽度水平摆动开掘横槽,切割头移动到位后,使其开高一个距离,每次跨距不大于600mm,接着驱使切割头水平摆动。重复以上动作,直至完成整个断面的切割工作。每完成一个大循环(1.6m)后,驱动机头上下移动,切割使煤壁平直。
??????? 五、支护工艺
??????? 1、安装顶板锚杆
??????? ①施工顶板锚杆眼,采用MYT-120C0锚杆机、Φ28mm钻头、B-IP系列可接长钻杆风动锚杆钻机,按梯子梁眼位由巷道中间向两帮施工锚杆眼,锚杆眼深度为2.5~2.55m。打眼时要将锚杆机放平、垫稳、垂直于顶底板打眼。
??????? ②送树脂锚固剂,按顺序向锚杆眼内装入一支CK2340型、一支Z2360型树脂锚固剂,装好后用锚杆缓慢地推入孔底。
??????? ③搅拌树脂锚固剂:用连接套将钻机与锚杆销螺母连接起来,然后升起钻机。推进锚杆送到孔底后,停止升钻机,搅拌20~30S后停机1min,然后撤钻,防止未凝固自然下垂。
??????? ④安装锚杆:锚杆安装好3分钟后挂网、上梯子梁、安装托盘紧固锚杆,并用力矩扳手检查预紧力不小于150N·m,锚固力为120 KN,拉拔力为100 KN。在顶板与梯子梁之间铺设单层金属菱形网,菱形网长边垂直巷道掘进方向铺设,长边搭接,短边搭接150mm,用双股12#铁丝采用“十”字交叉法连接,连接扣间距100mm,锚杆外露长度10mm-40mm。
??????? ⑤施工顶板锚杆应逐排进行。
??????? 2、安装帮锚杆:
??????? ①砍壁修整巷道两帮,为防止巷道片帮先砍两帮上部成型后打眼安装上部两排锚杆,安装好上部后在砍下部,下部砍好后进行支护。
??????? ②两帮联接金属网,金属网长边垂直巷道掘进方向铺设,长边对接,短边搭接150mm,用双股12#铁丝连接,要求金属网平整、拉紧、贴顶、不留网包。
??????? ③按设计部位施工打帮锚杆眼:采用MQB-351风煤钻,2m长钻杆φ28mm钻尖打2m深钻孔,抖动钻杆排净煤粉。
??????? ④安装帮锚杆:向锚杆眼内装入一支CK2340,装好后用锚杆缓慢地推入孔底。搅拌树脂锚固剂:用连接套将风煤钻与锚杆销螺母连接起来,然后开始搅拌,搅拌20-30S后停机,然后撤钻。安装锚杆:15分钟后安装托板紧固锚杆,并用力矩扳手检查预紧力不小于110N·m,锚固力为80KN,拉拔力为60KN,锚杆外露长度10mm-40mm。
??????? 3、锚索安装
??????? 锚索为加强支护,顶板完整时,锚索滞后于工作面迎头不能大于5m。顶板破碎时,锚索紧跟工作面迎头。
??????? (1)、锚索孔施工:采用MYF120C0风动锚杆机、Φ28mm钻头、B-IP系列可接长钻杆打眼。
??????? (2)、送树脂锚固剂:按顺序向孔中装入一支CK2340、两支Z2360型树脂锚固剂,用规格为Φ17.8×8000mm预应力钢绞线锚索慢慢将树脂锚固剂推进。
??????? (3)、搅拌树脂锚固剂:用连接套将锚杆钻机与钢绞线连接起来,然后升起钻机推进,直至推入孔底,停止升钻机,搅拌30-45S后停机,加设小木楔,撤钻。
??????? (4)、安装:树脂药卷锚固段需养护30min,养护好后装托梁、托板、锁具,并使它们紧贴顶板,开泵进行张拉,达到设计预紧力,锚索预紧力100kN。安装完毕进入下一循环。
??????? 4、收尾
??????? ①清理工作面浮煤、巷道卫生。
??????? ②将工作面管线、工具、设备悬挂摆放整齐。
??????? ③进行工程质理管理工作,巷道断面、支护质量符合设计要求。
??????? 六、生产系统
??????? 1、运输系统
????????????? (1)3903切眼煤的装运方式
???????????? 工作面→刮板输送机→3903辅助运输巷→3#主皮带→2#主皮带→煤库→主斜井皮带→地面。
???????????? (2)材料、设备的运输方式
???????????? 地面材料库→副斜井→南轨道下山→3903轨顺→3903切眼
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