XV2305煤礦綜采工作面頂板處理施工組織設(shè)計(jì)

XV2305綜采工作面頂板處理施工組織設(shè)計(jì)XV2305綜采工作面頂板處理施工組織設(shè)計(jì)一、工作面概況部跨落后退式綜合化采煤法開采，工作面傾斜長120m,走向長406m,煤層平均厚度為2.5m,煤層傾角2-7°。工作面布置三條順槽，采用兩進(jìn)度7.42～10.99m,平均9.32m,致密堅(jiān)硬，節(jié)理裂隙較發(fā)育，在井田內(nèi)該巖層特別穩(wěn)定，單向抗壓強(qiáng)度平均127.57MPa,單向抗拉強(qiáng)度平均7.56MPa;抗剪強(qiáng)度平均16.11MPa,屬堅(jiān)硬性頂板，在開采過程中大面直接頂為約1.5—2m左右的泥巖或砂質(zhì)泥巖，再向上是石灰?guī)r。二、頂板處理方案變頂板巖體的物理力學(xué)性質(zhì)，以減小頂板懸露面積，防止或減弱這種大形成矸石墊層。切斷頂板可以減小頂板冒落面積，減弱頂板冒落時(shí)產(chǎn)生根據(jù)十五號煤具體情況，結(jié)合調(diào)研目前國內(nèi)堅(jiān)硬頂板管理經(jīng)驗(yàn)，確松動(dòng)爆破主要作用是：切斷堅(jiān)硬頂板，減小頂板冒落面積。具體做法是在工作面順槽或特殊巷道(工藝巷)向頂板打深孔，在工作面前方一定距通過超前深孔松動(dòng)爆破的方式弱化頂板，可以起到兩個(gè)作用，第一是減少初次來壓步距，第二是減少周期來壓步距，相應(yīng)的處理方案分為兩個(gè)部分，即切眼頂板處理(切眼切斷)和兩順槽頂板處理(初次放頂、三、頂板處理施工設(shè)計(jì)工作面設(shè)計(jì)采高為2.5m,為保證冒落頂板能完全充填采空區(qū)，爆破的有效放頂深度H至少為：式中：M——采高，取2.5m;Kp——巖石破碎后的體積膨脹系數(shù)，取1.3。因此，為了保證放頂充填效果，初步確定工作面頂板巖層處理范圍置見插圖1:切眼切斷炮眼布置及放炮圖。120m長的切眼共布置6組炮孔(分別用A、B、C和a、b、c字母代表6組炮孔),A、B、a、b、為3個(gè)炮孔，C和c組炮孔分別為4個(gè)炮孔，共布置了20個(gè)炮孔。A組炮孔與a組炮孔對稱，B組炮孔與b組炮孔對稱，以此類推。見插圖1:切眼切斷炮眼布置及放炮圖。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和理論計(jì)算，深孔爆破孔徑定為75mm,封泥長度為炮孔長度的20%~30%,徑向裝藥不耦合系數(shù)為1.25,具體炮孔參數(shù)如表1炮孔編號炮眼長度仰角/孔徑裝藥量7)88781846合計(jì)//即1.2～2.4m后進(jìn)行裝藥、聯(lián)線和爆破。次起爆3個(gè)炮孔，最后兩次分別起爆4個(gè)炮孔，為分組裝藥、分次爆破。一茬炮聯(lián)線采用“局部并聯(lián)，總體串聯(lián)”的方式進(jìn)行(即3或4個(gè)炮孔串聯(lián)，1個(gè)炮孔內(nèi)并聯(lián))。為了防止炮孔爆破時(shí)見插圖1:切眼切斷炮眼布置及放炮圖。初次放頂孔布置在距切眼煤壁24m處，初次放頂孔每組為8個(gè)炮孔，見插圖2:初次放頂炮眼布置及放炮圖。炮孔起爆時(shí)孔底離工作面煤壁距離應(yīng)大于5m。放炮使用BF-200型起爆器，炮孔起爆順序是從內(nèi)向外，每次起爆2個(gè)炮孔，為分組裝藥、分次爆破。一茬炮聯(lián)線采用“局部并聯(lián)，總體串聯(lián)”的方式進(jìn)行(即2個(gè)炮孔串聯(lián)，1個(gè)炮孔內(nèi)并聯(lián))。放炮采取分組起見插圖2:初次放頂炮眼布置及放炮圖。表2兩順槽內(nèi)初次放頂各炮眼參數(shù)與裝藥量表炮眼編號炮眼長度仰角水平孔徑裝藥深度裝藥量/kg封泥長度A8B9CD7E5F957合計(jì)步距放頂每隔30m布置一組炮孔。步距放頂孔每組為8個(gè)炮孔，分見插圖3:步距放頂炮眼布置及放炮圖。第一組煤孔爆破時(shí)離工作面煤壁距離應(yīng)大于5m,其余炮孔起爆時(shí)孔底離工作面煤壁距離應(yīng)大于50m。放炮使用BF-200型起爆器，炮孔起爆順序是從內(nèi)向外，每次起爆2個(gè)炮孔，為分組裝藥、分次爆破。一茬炮聯(lián)線采用“局部并聯(lián)，總體串聯(lián)”的方式進(jìn)行(即2個(gè)炮孔串聯(lián)，1個(gè)炮孔內(nèi)并聯(lián))。放炮采取分組起見插圖3:步距放頂炮眼布置及放炮圖。表2兩順槽內(nèi)步距放頂各炮眼參數(shù)與裝藥量表炮眼編號炮眼長度仰角水平孔徑裝藥深度/m裝藥封泥長度A8B9CD7E5F96G8H合計(jì)在開采過程中，有大面積頂板懸頂(工作面超過10m2)或塌落高度長度5—7m,炮眼水平角10—20度，垂直角50—65度，炮眼直徑42—見插圖4:工作面局部放頂示意圖。本設(shè)計(jì)中所選用ZDY1200S(MK-4)型全液壓鉆機(jī)外形尺寸為1.85×0.71×1.46m,考慮巷道寬度、高度，及設(shè)備鋪設(shè)、人員操作及行人空間，需在順槽內(nèi)施工鉆場硐室，硐室參數(shù)選擇如下：皮帶順槽：順槽凈寬4400m,硐室深度為4m,寬度為4m,硐室布置軌道順槽：順槽凈寬4400mm,硐室深度為4m,寬度為4m,硐室布見插圖5:鉆場硐室布置圖。采用上述布置參數(shù)，打眼與順槽內(nèi)運(yùn)輸可同時(shí)進(jìn)行，以減小相互影響時(shí)間，提高鉆孔效率。在爆破前首先要進(jìn)行鉆孔，由于打眼量較大，眼深較長，而打眼地點(diǎn)相對固定，根據(jù)王臺十五號煤鉆探經(jīng)驗(yàn)看，正常情況下現(xiàn)有SGZ—150鉆機(jī)不能滿足生產(chǎn)需要。因此，首采面鉆孔選用煤科院西安分院的ZDY1200S(MK-4)型全液壓鉆機(jī)，φ50mm鉆桿，鉆頭直徑75mm,為三翼復(fù)合片鉆頭及天然金剛石表鑲鉆頭配合使用，成孔直徑75mm。鉆機(jī)參數(shù)如表3所示。預(yù)計(jì)此鉆機(jī)掘進(jìn)十五號煤層石灰?guī)r頂板(考慮頂板含層狀燧石)巖石鉆進(jìn)速度為2～7m/h。共需4臺，兩臺施工，兩臺備用。設(shè)備外形見插圖6:ZDY1200S鉆機(jī)整體結(jié)構(gòu)圖。鉆場配備TBW—5泥漿泵1臺(配套蛇形軟管)用于鉆探循環(huán)供水(水源為靜壓水),水量增大需要外排時(shí)增設(shè)潛水泵排入巷道排水系統(tǒng)。鉆場內(nèi)需施工水窩兼作換鉆桿機(jī)窩，水窩尺寸為1×1×1=1m3,位置根據(jù)現(xiàn)場插圖6ZDY1200S鉆機(jī)整體結(jié)構(gòu)圖表3ZDY1200S(MK-4)型鉆機(jī)主要技術(shù)參數(shù)一覽表鉆孔深度(m)給進(jìn)速度(m/s)開孔直徑(mm)起拔速度(m/s)終孔直徑(mm)液壓系統(tǒng)額定壓力(MPa)鉆桿直徑(mm)型號鉆孔傾角(°)排量(mL/r)回轉(zhuǎn)器輸出轉(zhuǎn)速高速擋擺線馬達(dá)型號低速擋排量(mL/r)給進(jìn)行程(mm)電動(dòng)機(jī)型號功率；(kW)給進(jìn)能力(kN)主機(jī)外形尺寸：(m)起拔能力(kN)鉆機(jī)重量：(kg)爆破所用炸藥為2號煤礦許用乳化炸藥，藥卷規(guī)格為中60×500mm,起爆，使用兩根導(dǎo)爆索進(jìn)行起爆，先準(zhǔn)備一藥卷，把兩根導(dǎo)爆索插入到藥卷里，并用膠帶纏好再把此藥卷放入到PVC管(防靜電)里，并用膠管的長度，把炸藥放入到PVC管內(nèi)，為了方便裝藥把PVC管在地面上要開一個(gè)1/4的口，在裝到要求的長度后，用炮棍把PVC管推入到孔底。過緊，一次只能推炮泥不能大于4節(jié)。黃泥要充填密實(shí)，但封堵炮泥時(shí)用雙雷管，雙導(dǎo)爆索引爆，每一根導(dǎo)爆索均采用瞬發(fā)電雷管起爆，2個(gè)起爆藥卷見插圖7:起爆藥卷示意圖起爆藥卷裝入PVC管見插圖8:把起爆藥卷裝入到PVC管示意圖炮棍見插圖9:炮棍示意圖裝藥結(jié)構(gòu)見插圖10:裝藥結(jié)構(gòu)示意圖導(dǎo)爆索起爆藥卷伸入到藥卷導(dǎo)爆索插圖7起爆藥卷示意圖插圖8把起爆藥卷裝入到PVC管示意圖50n…50n…共21根插圖9炮棍示意圖插圖10裝藥結(jié)構(gòu)示意圖每次放炮前工作面所有支架必須處于完好工作狀態(tài)，各種閥組、乳化液管接頭等必須完好，支架拉成一條直線，并要接頂良好，支架要打足初撐力，超前支護(hù)必須符合作業(yè)規(guī)程要求，否則不得放炮。裝藥和放炮前必須切斷工作面及順槽所有電器設(shè)備電源。放炮前必須對工作面和回風(fēng)巷道的煤塵進(jìn)行徹底清洗，每次裝藥和放炮前必須對工作面和回風(fēng)巷道及放炮地點(diǎn)的瓦斯和煤塵濃度進(jìn)行檢測，如不符合放炮要求，嚴(yán)禁裝藥放炮。放炮人員必須在距放炮地點(diǎn)300m安全距離以外的進(jìn)風(fēng)巷道聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)進(jìn)行放炮工作。炮煙回風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)的所有人員必須撤出。4、爆破所需設(shè)備和火工品爆破所需的設(shè)備和火工品如表4匯總。設(shè)備或火工品規(guī)格數(shù)量備注鉆機(jī)多于2臺每條巷至少1臺炸藥煤礦許用2號乳化炸藥工作面每推進(jìn)30m需雷管煤礦許用8號雷管工作面每推進(jìn)30m需32支，切眼需40支；導(dǎo)爆索煤礦許用導(dǎo)爆索工作面每推進(jìn)30m約需730m,切眼約需420m;礦用導(dǎo)爆索PVC管內(nèi)徑中63mm工作面每推進(jìn)28m約需225m,切眼約需260m;防靜電、能彎曲炮棍50節(jié)制作方法如圖示炮泥若干用沙子與黃土制作放頂組采用“三八”制作業(yè)，一臺鉆配備3人，一人鉆機(jī)操作，二人配合(上下鉆桿、水電開停等);兩臺鉆同時(shí)施工需鉆工6人，電工由鉆工兼職，三個(gè)班共需鉆工18人，考慮鉆工輪休需配備25人。配備炮工2人，隊(duì)干1人。則綜采二隊(duì)放頂組共需人員28人。2、作業(yè)計(jì)劃綜合切眼及順槽鉆孔施工考慮，在工作面安裝前皮帶巷前二組孔應(yīng)布置完成，鉆孔進(jìn)尺為350m,和切眼切斷孔進(jìn)尺合計(jì)為756m,2臺鉆機(jī)同時(shí)施工需時(shí)13天(按單機(jī)日進(jìn)尺30m計(jì)算)。考慮鉆機(jī)運(yùn)輸及鉆工熟練程度，應(yīng)在5月25日前鉆機(jī)進(jìn)場施工，方可保證在6月15日前完成在正?；夭善陂g，采面推進(jìn)30m用時(shí)3.5天(月產(chǎn)量11萬噸),而步距放頂孔每循環(huán)360m,需兩臺鉆機(jī)施工6天，若步距放頂孔不提前施工則不能滿足生產(chǎn)需要。本工作面初次、步距放頂循環(huán)數(shù)為13個(gè)，鉆孔總進(jìn)尺為4680m,除去工作面安裝前施工的350m,還剩余4330m,需時(shí)72天。本工作面可采出量為20萬噸，回采期近兩個(gè)月，再加上安裝期，大于50m,超前距離滿足放頂要求。3、爆破前，必須用水沖洗放炮地點(diǎn)80米范圍內(nèi)的煤塵，詳細(xì)檢查工作面及爆破地點(diǎn)及附近20米范圍內(nèi)風(fēng)流中瓦斯?jié)舛?，只有?dāng)瓦斯?jié)舛炔怀^1.0%時(shí)方可起爆。4、爆破母線用銅芯絕緣線，長度不小于300米。禁止使用鋼軌，金屬管等當(dāng)作回路或母線使用。爆破母線與電纜、電線、信號線應(yīng)分別懸掛在巷道兩側(cè)，如遇到特殊情況必須掛在同一側(cè)時(shí)，爆破母線必須掛在5、在聯(lián)線爆破前，必須在爆破地點(diǎn)20米范圍內(nèi)進(jìn)行第二次瓦斯檢查，在瓦斯?jié)舛刃∮?.0%時(shí)，方可進(jìn)行連線爆破，否則必須采取措施警戒，各警戒崗距爆破地點(diǎn)的距離不少于300米。爆破工躲避距離不得小于300米，并避開直線方向。工作面不得有人工作和停留，工作面的7、等迎頭炮煙排凈后(至少15分鐘),爆破工、綜采隊(duì)班組長、瓦檢員首先進(jìn)入迎頭，由外向里檢查通風(fēng)、瓦斯、煤塵、支護(hù)、頂板、拒(矸),確認(rèn)安全的條件下方可操作。9、工作面每次裝藥前、爆破前及爆破后，爆破工必須攜帶數(shù)字式瓦斯檢測報(bào)警儀，檢查裝藥及爆破地點(diǎn)附近20米范圍內(nèi)的瓦斯?jié)舛?。?dāng)瓦斯?jié)舛瘸^1.0%時(shí)，不準(zhǔn)裝藥爆破，必須立即匯報(bào)