西山金信水仓施工作业规程
中央水仓作业规程 第一章 概况
中央水仓位于副斜井井底车场附近,掘进距离为250米,毛断面为4300mm×5300mm,净断面为4000mm×5000mm,工程量为2454m3,积水量为2454m3。
第二节 地质构造
中央水仓现迎头岩性为灰色砂质泥岩,厚度为4.5~6 m,顺巷岩层呈水平状态,岩层总体呈单斜构造,西高东低,岩层起伏变化不大。
附图2-1:综合柱状图。
第三节 水文地质
地表有恢河河流流经,最大流量为100-130m3/h,因盖山厚度较大,故对井下影响不大。
工作面掘进岩层内无含水层,正常涌水量6-10m3/h,最大涌水量15-20m3/h。进入雨季后,随着降雨量增大,顶板可能会出现淋头水或局部涌水增大等现象。主要涌水为井筒穿越的含水层,最大涌水量70-80m3/h,在井底段要设置临时水仓,保证排水畅通。
故在掘进中按照“有掘必探,先探后掘”的原则进行施工。
第三章 巷道布置及支护说明
第一节 巷道布置
中央水仓巷道开口位置为副斜井井筒落底点附近,巷道全长250m,开口以后进去28米,到28米后以14%的下坡走20米,然后一直平走与胶带运输大巷贯通。巷道断面支护图
表3-1巷道断面形状、规格尺寸
巷道名称 中央水仓
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断面 1-1(拱形) 支护形式 锚网索喷 喷浆厚度 0.15m 荒宽 5.3m 荒高 4.30m 掘进断面 净宽 净高 19.83㎡ 5m 4m 净断面积 17.3㎡ 西山金信水仓施工作业规程
第二节 支护工艺
一、支护形式
中央水仓采用锚网喷+锚索联合支护。 二、支护材料
表3-3锚杆、锚索支护材料参数表
材料名称 锚杆 药卷 托盘 钢绞线 药卷 托梁 垫片 锚具 钢筋网 材料规格/mm φ22×2400㎜ CK2360 K2360 120×120×10㎜ φ17.8×6200mm MSS23/120 L=400 100×100×10 KM18型 2000×1000mm, 网格规格100×100mm 材料种类 无纵肋左旋螺纹钢锚杆 树脂锚杆锚固剂各一支 正方形托盘 1860级低松弛钢绞线 树脂药卷 14#槽钢 铁垫片 单孔锚具 采用φ6.5mm搭接长度为100mm,每隔200mm用14#双股铁丝绑扎一道并拧紧不少于三圈。 矩形布置,排距1600㎜,间距1600㎜,每排二根。 矩形布置,间排距 均为800㎜。 布置方式 喷射砼:强度等级为C20,喷射厚度150mm,水泥用42.5#普通硅酸盐水泥,石屑用粒径5~10mm碎石,中粗粒黄砂,速凝剂掺量为水泥重量的3-5%,配合比(体积比)水泥:中砂:碎石=1∶2∶2。
三、支护设计
(一)采用类比法合理选择支护参数
根据中央水仓锚杆选用Φ22×2400mm的无纵肋左旋树脂螺纹钢锚杆,间距为800mm,排距为800mm;锚索选用Φ17.8×6200mm,1860级低松弛钢绞线。
中央水仓锚杆锚固力不小于70 kN,扭力矩不小于150N.m;锚索预紧力不小于160 kN,承载不小于320 kN。
(二)采用计算法校核支护参数
1、顶锚杆通过悬吊作用,帮锚杆通过加固帮体作用,达到支护效果的条件,应满足:
L≥L1+L2+L3 式中:
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L-锚杆总长;
L1-锚杆外露长度(顶锚杆取70mm,帮锚杆取150mm);
L2-有效长度(顶锚杆取免压拱高b,帮锚杆取煤帮破碎深度c); L3-锚杆锚固段长度(顶锚杆取800mm,帮锚杆取400mm); b=[B/2+Htg(45°-ω/2)]/f顶 式中:B、H-巷道掘进跨度和高度, B=5000mm,H=3900mm;
f顶-顶板岩石普氏系数,f顶取4;
ω-两帮围岩的似内摩擦角,ω取75.96°,ω=arctan(f顶);
L2=[5000/2+3900×tg(45°-75.96°/2)]/3=1197.33mm c=Htg(45°-ω/2)
帮锚杆c=2600×tg(45°-75.96°/2)=728mm 依据上述公式计算得出
顶锚杆长L≥70+1197.33+950=2064.29mm 帮锚杆长L≥150+787+600=1530.5mm 所选锚杆长度均能满足计算要求。 2、按锚杆所能悬吊的重量校核锚杆的间距 每根锚杆悬吊岩体重量G=RL2a1b1, 锚杆锚固力Q应能承担G的重量. KG<Q 则: a1<Q/KrL2b1 式中:
Q-锚杆设计锚固力Q≥70kN; k-安全系数,取k=1.8; r-岩体容重,26.7kN/m3; a1-顶锚杆间距
b1-顶锚杆排距,0.95m; 计算得a<0.95m
顶锚杆间、排距参数能满足计算结果。 3、悬吊理论校核锚索间距
根据地质钻孔柱状分析,为防止巷道顶板岩层发生大面积整体跨落,用Φ17.8×
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6200mm的钢绞线,将锚杆加固的“组合梁”整体悬吊于坚硬岩层中,校核锚索间距,冒落方式按最严重的冒落高度大于锚杆长度的整体冒落考虑,此时,靠巷道两帮的角锚杆和锚索一起发挥悬吊作用,在忽略岩体粘结力和内摩擦力的条件下,取垂直方向力的平衡,可用下式计算校核锚索间距.
L=nF2/[BHr-(2F1Sinθ)/L1] 式中:
L-锚索间距,m;
B-巷道最大冒落宽度, 5.4 m
H-巷道冒落高度,按严重冒落高度2.4 m r-岩体容重,26.7KN/ m3 L1-锚杆排距,0.80 m F1-锚杆锚固力,70 KN F2-锚索极限承载力,取320 KN θ-角锚杆与巷道顶板的夹角,75° n-锚索排数, n=1
通过上述计算,锚索间距L=4.1 m >1.6 m 所选锚索参数满足设计要求。 四、支护工艺 (一)支护工艺流程
放炮→敲帮问顶→出矸→临时支护→打注锚杆、锚索、打眼→回撤临时支护→出矸→打注帮锚杆→放炮。
(二)临时支护工艺
巷道临时支护正常情况下选用9柱一器配帽柱进行临时支护,当遇顶板不好巷道超高时采用打支点柱戴帽柱的方式进行临时支护,点柱选用φ200mm以上的优质圆木,帽柱采用1200×200×80mm的半木或整根道木,严禁用其他材料代替,临时支护必须紧跟掘进工作面,最大空顶距小于0.4m。放炮后,由班长指派两名有经验的老工人在清理选择好退路的情况下,一人监护,一人站在安全处用不小于2.5m长柄撬棍从外向里、由上到下对围岩进行处理,采净活矸、危岩,然后根据围岩的实际情况,从外向里打设不少于6根,金属摩擦支柱进行临时支护,在临时支柱确实可靠的情况下,方可进行永久支护和其它工作。摩擦支柱必须穿鞋戴帽,鞋、帽均采用整根道木,严禁用其它材料
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