毕业设计（论文）-沙坪坝煤矿回风斜井施工组织设计.doc

重庆大学网络学教育院毕业设计（论文）全套图纸加扣3012250582 题目 沙坪坝煤矿回风斜井施工组织设计 学生所在校外学习中心 山西电大校外学习中心 批次 层次 专业122批次 专科起点本科 采矿工程 学 号 W12211763 学 生 指 导 教 师 起 止 日 期 2015年1月 28日起至 2015年4月10日止重庆大学网络教育学院学生毕业设计（论文）任务书批次、层次、专业 122批次 专科起点本科 采矿工程 校外学习中心 山西电大校外学习中心 学生姓名 学号 W12211763 一、设计（论文）题目 沙坪坝煤矿回风斜井施工组织设计 二、毕业设计（论文）工作自2015年1月 28日起至 2015年4月10日止三、毕业设计（论文）内容要求沙坪坝煤矿地处重庆市沙坪坝区双碑镇，属兼并重组矿井，设计年生产能力为90Mt/a，该矿井属煤与瓦斯突出矿井，开拓方式为综合开拓，设计回风斜井采用锚网喷加锚索支护永久支护。斜井井筒倾角21，井筒长度341m，井筒净宽：3.8m，净高：3.85m，净断面积S=12.66m2，井筒穿越地层主要为奥陶系系地层，以粉砂岩，泥（页）岩为主，井口表土段长约17m主要为第四纪坡（洪）积土，整个井筒围岩稳定性较差；井筒平均涌水量估计在20m3/h以上，开口段主要补给水源为地表水、大汽降水，基岩段补给水源主要为裂隙水。可采煤层：2、3、5备注：以上设计内容为学院统一提供，学生根据所设计的实际情况，按学院要求完善选择的设计题目，变更以上横线的红色内容，并将变更后的文档在选题确定后主动提交给指导教师，以方便指导教师下达任务书。四、达到的技术指标及要求：1、设计说明书一份，包括内容如下：（1）目录（2）巷道概况（第一章）（3）巷道断面设计（第二章）（4）巷道施工（第三章）（5）巷道施工组织与管理（第四章）（6）技术经济指标（第五章）（7）安全技术措施（第六章）（8）参考文献2、图纸（标准图纸）（1）巷道断面图（2）炮眼布置图（3）循环作业图五、主要参考文献：1、防治煤与瓦斯突出规定2、矿山井巷工程施工及验收规范（GBJ21390） 3、锚杆喷射混凝土支护技术规范（GB500862） 4、煤矿井巷工程质量检验评定标准 5、施工现场临时用电安全技术规范（JGJ4688）6、煤矿安全规程六、格式要求1、图 纸图纸格式如下：（dwg格式已提供在学院首页下载专区毕业设计专栏下载）2、设计说明书计算书采用A4打印纸上边距：2.5cm下边距：2.5cm左边距：2.0cm右边据：1.5cm行距：1.5倍正文字体使用小四号字，宋体，一级标题使用四号字体，黑体，加粗；二级标题使用小四号字体，黑体，加粗；三级标题使用小四号字体，宋体，加粗。序号：毕业设计（论文）各章节序号采用阿拉伯数字编码，格式为：11.11.1.1（最多不超过3层）页码：阿拉伯数字进行编号，位于每页页底中部。指导教师_ _ 李 磊_下发日期_ _ 2015-2-4 _ 附：巷道施工毕业设计平台进度安排表平台阶段名称平台提交时间进 度 计 划备注1图纸Word文档毕业设计第一阶段参看当前批次时间安排表收集地质资料巷道概况巷道断面设计完成第一、二章的内容毕业设计第二阶段巷道施工巷道施工组织与管理技术经济指标完成第三、四、五章的内容毕业设计第三阶段（1）巷道断面图（2）炮眼布置图（3）循环作业图安全技术措施综合一、二阶段，完成设计说明书和图纸，并提交终稿。摘 要沙坪坝煤矿位于重庆市沙坪坝区双碑镇，交通便利。根据该井田的地质储量计算矿井设计生产能力为90万t/a，考虑矿井今后的发展，主要系统环节留有30万t/a的余地。井田走向为西北，向西南倾斜，煤层倾角为1428煤层平均厚度4.54m；采用斜井开拓方式。回风斜井采用三心拱形断面并用粗料石砌碹支护，井筒内敷设照明电缆、通讯电缆、动力电缆、洒水管、台阶，设水沟。根据重庆地区实际情况，考虑矿井煤层赋存条件，本次设计主要考虑2号煤的开采；达产时中央及南一盘区各布置一个放顶煤综采工作面。考虑到矿井瓦斯含量高，采用抽出式通风，同时设计采用抽放率较高的瓦斯高抽巷进行瓦斯抽放，并辅以内错瓦斯尾巷排放瓦斯。本设计共包括：1、巷道概况；2、巷道断面设计；3、巷道施工；4、巷道施工组织与管理；5、技术经济指标；6、安全技术措施；7、总结与展望。所需图纸有：1、炮眼布置图；2、巷道断面图；3、循环作业图。都采用AutoCAD2007版绘制关键词：斜井；巷道掘进；综合开拓目 录1.巷道概况11.1 工程概况11.2 地层地质及水文地质概况11.3 工程巷道概况101.4 辅助工程122.巷道断面设计132.1 施工方案的选择132.2 回风斜井表土及风化基岩段支护设计142.3 基岩段支护设计142.4 支护工艺142.5 进场准备工作152.6 正式开工准备163.巷道施工183.1 作业方式183.2 爆破作业193.3 施工质量技术要求193.4 装运要求193.5 管线布置193.6 设备及工具配备（单个井筒）203.7 装岩、排矸203.8 临时支护203.9 永久支护204.巷道施工组织与管理234.1 排矸运输提升系统234.2 压风系统234.3 排水系统234.4 通风系统234.5 供电系统254.6 供水系统264.7 照明、通讯与信号系统264.8 砼搅拌系统274.9 地面临时设施275.技术经济指标285.1 劳动组织285.2 正规循环作业285.3 主要技术经济指标286.安全技术措施316.1 通用部分316.2 掘进部分316.3 一通三防部分346.4 机电运输部分356.5 顶板管理386.6 风钻打眼397.总结与展望397.1全文总结397.2 今后的研究方向和展望40参考文献41.1.巷道概况1.1 工程概况 沙坪坝煤矿地处重庆市沙坪坝区双碑镇，属兼并重组矿井，设计年生产能力为90Mt/a，该矿井属煤与瓦斯突出矿井，开拓方式为综合开拓。1.2 地层地质及水文地质概况1.2.1自然条件1、地形地貌井田位于重庆市沙坪坝区双碑镇，玉林河从井田东缘由南向北穿过，树枝状支沟呈近东西向展布构成井田沟梁相间的起伏地貌，井田中部为一南北向绵延梁脊，梁脊多为黄土覆盖。井田内总体地势为南部高北部低，最高点位于井田南部山顶，标高为1854.3m，最低点位于井田西北部沟谷，标高为1593m，最大相对高差为261.3m。2、气象条件本区属大陆性半干旱气候，夏季短而炎热，冬季长而寒冷，气候变化剧烈。7至8月份气温高达33，平均气温20左右，12月至1月份气温最低至22.2，1月份平均气温9.7。霜冻期从10月上旬至次年4月中旬，无霜期150170天，最大冻土深度1.5m。3、降水量井田年降水量162-760mm，平均年降雨量465mm。降雨多集中于7、8、9月份，占全年降水量75%左右。4、蒸发量井田年蒸发量1638mm，多集中于4-6月，占全年蒸发量63%-68%。蒸发量为降水量的3.5倍以上。5、风冬春两季以西北风居多，夏秋两季以东南风为主。风速一般在2m/s左右，最大风速18m/s。霜冻期从10月上旬至次年4月中旬，无霜期150170天，最大冻土深度1.5m。据中华人民共和国建筑抗震设计规范（GB50012001），本区地震设防烈度为度，地震动峰值加速度为0.15g。1.2.2地层本井田位于重庆市沙坪坝区上桥镇，根据地表出露、巷道揭露及井田南部贾庄井田02钻孔资料，井田内地层由老至新分别为奥陶系中统上马家沟组、石炭系中统本溪组、上统太原组、二叠系下统重庆组、下石盒子组、上统上石盒子组、第四系上更新统及全新统，现分述如下：1、奥陶系中统上马家沟组（）含煤地层之基底，总厚度250300m，主要为浅海相碳酸盐岩沉积，岩性由灰色石灰岩、白云质灰岩、泥灰岩、角砾状灰岩等组成，与下伏下马家沟组整合接触。2、石炭系（C）(1)中统本溪组（C2b）平行不整合于下伏奥陶系中统上马家沟组地层之上，上部主要为浅灰色中细粒铁、泥质胶结砂岩，成份以石英为主，下部主要为灰色中厚层状铝土岩，局部夹透镜状褐铁矿即山西式铁矿及深灰色含铝质、铁质鲕粒泥岩。本组厚度30.00-50.91m,平均40.00m。(2)上统太原组（）连续沉积于本溪组地层之上，为井田内主要含煤地层。由灰色、灰黑色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩及灰黑色海相泥岩、煤组成，该区本组海相灰岩不发育，相变为海相泥岩，底部含丰富的动物碎屑化石，海相泥岩有两层，分别为4号煤层和5上号煤层的顶板，为井田识别4号和5上号、5号煤层的标志层，本组含煤自上而下编号为2、3、4、5上、5号煤层，局部含6号煤层。本组底部为灰白色K1石英砂岩，硅、钙质胶结，以细粒为主，局部相变为中粒或粉砂岩，质硬。本组地层厚度96.31-127.26m，平均104.21m。3、二叠系（P）(1)下统山西组(P1s)连续沉积于太原组之上，由灰色、深灰色泥岩、砂质泥岩、灰白色中细砂岩、煤组成。为井田内次要含煤地层。井田内含01、02、03号煤层，均不稳定，不可采。本组底部K2为灰白色中粗粒石英砂岩，分选、磨园度好，钙质胶结，质硬，局部相变为粉砂岩，为重庆组2号煤层的老顶，为良好的标志层，本组地层厚度33.71-54.74m，平均42.34m。(2)下统下石盒子组（P1x）连续沉积于下伏重庆组之上，主要由灰色、灰绿色、灰黑色砂质泥岩、泥岩、细-粗粒砂岩、粉砂岩、粘土泥岩等，近顶部见杂色铝质泥岩、含铁质鲕粒（俗称“桃花泥岩”），为上、下石盒子组分界的辅助标志。底部为灰绿色中细粒长石石英砂岩（K3）。厚81.97103.70m,平均98.44m。(3)上统上石盒子组（P2s）连续沉积于下伏下石盒子组之上，根据02号钻孔资料，该地层在本井田最大残留厚度为170.35m，主要为中下段地层，依岩性特征分别为:下段（P2s1）：主要由灰绿色泥岩、砂质泥岩，夹黄绿色、灰绿色中、粗粒砂岩，底部分界砂岩（K4），成分以长石、石英为主，具楔状交错层理，局部含砾，本段厚度44.0072.80m,平均67.62m。中段（P2s2）：主要由浅黄绿、灰绿色细粗粒砂岩，夹紫色、灰绿色泥岩、砂质泥岩，底部为一浅黄绿色中粒砂岩（K5），泥质胶结，易风化。本段在本井田最大残留厚度为126.35m。4、第四系（Q）(1)上更新统（Q3）分布于井田西部沟谷阶地上，厚0-55m，为灰、浅灰黄色砂质粘土，含大量冲积砾石，夹砂砾石层。不整合于下伏各时代地层之上。(2)全新统（Q4）为现代冲洪积物，分布于玉林河床及井田内较大沟谷底部，由紫色、杂色砂、卵砾石组成。含丰富的潜水，为当地居民饮用水源，厚020m。1.2.3煤层一、含煤性井田内主要含煤地层为石炭系上统太原组及二叠系下统山西组。太原组地层平均厚度104.21m，本组含2、3、4、5上、5、6号煤层。其中2、3、5号煤层为本井田赋煤区稳定可采煤层，根据井田内现有巷道揭露及贾庄井田钻探资料，4、5上、6号煤层为零星可采煤层。2号煤厚4.09-6.16m，平均4.54m，3号煤厚1.02-1.50m,平均1.20m，4号煤厚0.30-1.50m，平均0.60m，5上号煤厚00.75m,平均0.53m，5号煤厚8.20-11.50m，平均9.51m，6号煤厚0-1.40m,平均0.50m。本组煤层平均总厚度为16.88m，含煤系数16.20%。重庆组地层平均厚度为42.34m，本组主要含01、02、03号煤层，均为不可采煤层，01号煤层煤厚0-0.65 m，平均0.22m，02号煤层煤厚0-0.55 m，平均0.19m，03号煤层煤厚0-0.60m，平均0.45m。本组煤层平均总厚度为0.86m，含煤系数2.03%。二、可采煤层1.2.4水文地质一、地表水系井田内主要河流为玉林河，为季节性河流，除雨季洪水期水量较大外，平常水量很小。该河流位于井田东缘，由南向北流径长梁沟，在轩岗镇汇入阳武河，属海河流域滹沱河水系，一般情况下水量小于0.038m3/s。根据调查，井田内泉水出露较少，仅在碳庄村南芦小沟发现有两处泉水，出露地层为上石盒子组和石千峰组砂岩，流量分别为0.1L/s和0.2L/s，均很微小。水井集中于贾庄、炭庄村周围，经几处水井调查，出水层位为上石盒子组或第四系冲积层，第四系冲积层水位埋深0.55-2.5m, 炭庄一带水量较小，贾庄一带水量稍大。二、井田主要含水层1、奥陶系中统上马家沟组石灰岩岩溶含水岩组岩性由厚层状石灰岩、角砾状灰岩、泥灰岩等组成，以石灰岩为主要含水层，含岩溶水。根据石豹沟煤矿贾庄井田2003年6月施工的101号钻孔奥灰水位观测资料，奥灰水位埋深406.00m,奥灰水位标高为1217.77m。本井田位于贾庄井田南部距101号钻孔2000m处，根据101号水文钻孔资料及马圈泉出露高程推算本井田奥灰水位标高为1232-1230m，奥灰水流向北东。2、石炭系太原组砂岩裂隙含水层根据石豹沟煤矿贾庄井田勘探报告，203号专门水文孔对太原组进行抽水试验，降深56.10m时，单位涌水量0.00579L/s.m，渗透系数为0.0094m/d， 属弱含水层。抽水试验后恢复水位稳定在58.81m，水位标高1483.40m，水质类型为HCO3- MgCaK+Na型，矿化度为0.545g/L，总硬度327.33mg/L， PH值7.62。3、二叠系下统山西组砂岩裂隙含水层根据石豹沟煤矿贾庄井田勘探报告，101号专门水文孔对下石盒子组K3砂岩及山西组含水层进行抽水试验，降深22.51m时，单位涌水量0.00355L/s.m，渗透系数为0.00855m/d，属弱含水层。抽水试验后恢复水位稳定在89.46m，水位标高1534.31m，水质类型为HCO3- KNa型，矿化度为0.418g/L,总硬度53.46mg/L，PH值8.62。4、二叠系石盒子组砂岩裂隙含水层二叠系下统下石盒子组、上统上石盒子组，岩性由砂岩、砂质泥岩、泥岩等组成，以砂岩为主要含水层，含砂岩裂隙水，富水性弱。据石豹沟煤矿贾庄井田202、01、02、102号钻孔采样送验资料，上石盒子组水质类型HCO3Cl-K+Na型，矿化度375mg/L,总硬度21.82mg/L，PH值为8.55。下石盒子组水质类型HCO3 CaMg型，矿化度484mg/L,总硬度301.14mg/L，PH值为7.52。5、第四系冲积层孔隙含水层第四系冲积层主要为黄土、砂土、砂砾、卵石等冲洪积物，结构疏松，孔隙发育，是良好的储水条件。据石豹沟煤矿贾庄井田采样送验资料，水质类型为HCO3SO4CaMg型，矿化度616mg/L，PH值为8.32。三、隔水层1、石炭系中统本溪组位于煤系底部，本组厚度30-50m,其上部为浅灰色中细粒铁、质胶结的砂岩，下部主要为灰色厚层状铝土岩，局部夹透镜状“山西式铁矿”及深灰色含铝质、含铁质鲕粒泥岩，具有良好的隔水作用，为井田内主要隔水层。2、本溪组上覆各组地层中，砂岩含水层之间均夹有厚度不等的泥岩或砂质泥岩，一般不透水可起到相对层间隔水作用。四、充水因素分析1、地表水井田河流属海河流域滹沱河水系，井田内较大的河流为玉林河，沿井田东缘由南向北流经长梁沟，在轩岗镇汇入阳武河，为季节性河流，每年春季、冬季干枯无水。到夏季、秋季时，暴雨过后有洪水流过，平常流量小于0.038m3/s。井田内总体地势为南部高北部低，最大相对高差为261.3m。汛期地表径流快，不易积水，各沟谷的水汇集流入阳武河，最终流向滹沱河，而且井田内各井口标高均高于井口附近沟谷最高洪水位510m，地表径流不会对开采造成大的影响。2、砂岩裂隙水井田东南部，由于煤层埋藏较浅，当开采裂隙沟通上部风化裂隙带发生水力联系时，风化裂隙含水层成为矿井充水的主要充水来源。由于煤层上覆含水层富水性弱，因此，一般情况下，砂岩裂隙水对煤矿生产影响不大。3、古空、采空区积水古空及采空积水是矿井主要充水因素。本井田内2号煤层采空区积水量为5010m3，5号煤层采空区积水量为18425m3，开采3、5号煤层形成冒落带及导水裂隙高度超过相应煤层间距时，上部煤层采空区积水有可能通过冒落带及导水裂隙进入下部煤层巷道，现利用下列公式计算3、5号煤层开采形成的冒落带高度及导水裂隙带高度：H冒=100M/(4.7M+19)+2.2 （2-1）H导=100M/(1.6M+3.6)+5.6 （2-2）式中：H冒、H导为导水裂隙带的高度，M为煤层累计采厚其中，3号煤层累计采厚取1.50m，5号煤层累计采厚取11.50m（1）3号煤层开采形成的冒落带高度及导水裂隙高度分别为：H冒=1001.50/(4.71.5019)2.2=7.96m （2-3）H导=1001.50/ (1.61.50+3.6)+5.6=30.60m （2-4）由式2-3和式2-4计算并分析可得：3号煤层采空以后其冒落带及导水裂隙带的高度均大于2、3号煤层间距，所以在开采3号煤层时，2号煤层煤采空区积水对3号煤层有影响。（2）5号煤层开采形成的冒落带高度及导水裂隙高度分别为：H冒=10011.50/(4.711.5019)2.2=17.94m （2-5）H导=10011.50/(1.611.503.6)+5.6=57.87m （2-6）5号煤层采空以后形成的导水裂隙带的高度为57.87m,加上3号煤层开采对底板的破坏厚度取经验值17m，大于3、5号煤层间距（64.7471.18m），所以在开采5号煤层时，2、3号煤层煤采空区积水对5号煤层开采有影响。所以在生产过程中，为防止采空区积水对生产造成影响，开采过程中必须加强采空区积水探放工作，开采下层煤时先疏干上层煤采空区积水。4、奥灰水本井田属下马圈泉岩溶区域，井田奥灰水位标高为1232-1230m左右。井田内5号煤层最低底板标高为1260m,不存在承压开采，奥灰水对煤层开采无影响。 5、断层导水井田内发育2条断层，断层带岩石破碎，充填、胶结差，不同程度地存在导水性和富水性，对巷道掘进到断层附近必须超前探水，避免事故。总上所述，根据煤矿防治水规定(2009，国家安监总局)，本井田水文地质条件中等。五、水害防治措施本矿的主要水害是采(古)区积水。为预防水害事故的发生，在生产过程中必须采取下列相应的防治措施：1、进一步查明采空区积水情况，查明井田内与地表水、含水层及上部采空区有水力联系的导水断层、裂隙带，做好预留煤柱工作；2、必须经常检查矿区地表是否存在导水裂隙或其它导水通道，发现裂隙及其它导水通道，应及时回填密实；3、完善井下排水系统，必须预备有专用排水设施，除保证正常排水工作外，还要有足够的设备预防突发水害的抢险工作。4、采空区周围留有足够的防水煤柱，不得随意破坏。5、根据山西省煤炭工业局综合测试中心水质化验结果：5号煤层矿井水PH值为7.87，呈碱性，该矿井水基本达标排放。六、矿井涌水量预算井田内水文地质条件中等，地下水主要接受大气降水的渗入补给，补给水量较小，地下水各含水层富水性弱。根据被整合的三矿多年来的生产实践：原韩尖沟煤矿生产能力为3万t/a时,2号煤层矿井正常涌水量为12 m3/d，最大涌水量为16 m3/d，5号煤层矿井正常涌水量为8m3/d,最大涌水量为10 m3/d；原永昌煤矿生产能力为3万t/a时，2号煤层矿井正常涌水量为3m3/d,最大涌水量为6 m3/d，5号煤层矿井正常涌水量为2m3/d,最大涌水量为4 m3/d；原北峪河家沟煤矿只开采5号煤层，矿井生产能力为3万t/a 时，5号煤层矿井正常涌水量为18m3/d,最大涌水量为20 m3/d。采用富水系数比拟法预算矿井生产能力达90万t/a时2、5号煤层矿井涌水量：富水系数 （2-7）式中：K为富水系数，Q为单位时间内从矿井内排出水量（m3)，P为单位时间内煤炭开采量(t)采用被整合各矿2、5号煤层矿井涌水量最大值，即采用韩尖沟煤矿2号煤层涌水量、北峪河家沟煤矿5号煤层涌水量预算整合后矿井生产能力达90万t/a时2、5号煤层矿井涌水量：1、韩尖沟煤矿年生产能力3万t/a时，2号煤层矿井正常涌水量为12 m3/d，最大涌水量为16 m3/d。由富水系数公式可得2号煤层正常富水系数（K1）和最大富水系数（K2）分别为 （2-8） （2-9）预算矿井生产能力达90万t/a时，2号煤层矿井正常涌水量和最大涌水量分别为： （2-10） （2-11）2、北峪河家沟煤矿年生产能力3万t/a 时，5号煤层矿井正常涌水量为18 m3/d，最大涌水量为20m3/d。由富水系数公式可得5号煤层正常富水系数（K1）和最大富水系数（K2）分别为: (2-12) (2-13)预算矿井生产能力达90万t/a时，5号煤层矿井正常涌水量和最大涌水量分别为： (2-14) (2-15)经预算，预计煤矿整合后，年生产能力达90万t/a时，2号煤层矿井正常涌水量为15m3/h，最大涌水量为20m3/h；5号煤层矿井正常涌水量为22.5m3/h，最大涌水量为25m3/h。在顶板完整时，隔水性好，涌水量较小，当顶板破碎、节理裂隙发育或遇大的冒顶时，也会有较大涌水。应建立健全排水设施，保证安全生产。七、供水水源本矿生产生活用水现主要取自井下裂隙水。随着生产规模的扩大，生产和生活用水量增加，可考虑打深井取水，将奥灰岩溶水做为供水水源。1.2.5其它开采技术条件1、煤层顶底板岩石工程地质特征根据生产巷道揭露：2号煤层伪顶为泥岩、炭质泥岩,直接顶为厚2.20m左右的砂质泥岩，局部无直接顶，老顶为细砂岩或中粗砂岩，成分以石英为主，钙质胶结，质较硬，厚度1.40-7.28m,砂岩的抗压强度16.849.6 MPa，平均38.1MPa；直接底为厚0.35-3.8m，平均2.10m的泥岩，老底为厚2.60-10.35m的细砂岩，质硬，细砂岩岩性抗压强度64.872.4MPa，平均69.6MPa，底板未发生过底鼓现象。3号煤层伪顶为泥岩、炭质泥岩，质较软，局部无伪顶，老顶为细砂岩，厚2.6010.35m，平均6.69m，细砂岩抗压强度60.868.0MPa，平均64.8MPa，伪底为泥岩、炭质泥岩，老底为厚1.6118.47m的细砂岩，质较硬，岩性抗压强度38.441.6MPa，平均40.1MPa。5号煤层直接顶板为泥岩或砂质泥岩，厚度7.7915.55m,平均9.85m, 砂质泥岩抗压强度14.816.8MPa，平均15.9MPa，老顶为粉细砂岩。底板为粉砂岩或砂质泥岩，厚度2.405.07m，砂质泥岩抗压强度24.028.8MPa，平均26.7MPa。底板未发生过底鼓现象。井田内工程地质条件简单，边坡稳定性好，未出现滑坡、泥石流等地质现象。在生产过程中应严格按照煤矿安全规程、操作规程和作业规程操作，进一步加强现场的管理，避免冒顶事故的发生。2、瓦斯、煤尘及煤的自燃(1)瓦斯2006年根据重庆煤炭资源整合和有偿使用工作领导组办公室文件晋煤整合办核(2006)2号关于重庆市煤炭资源整合和有偿使用工作方案的核准意见，沙坪坝煤矿有限公司由重庆市沙坪坝区双碑镇永昌煤矿、重庆市双碑镇炭庄村韩尖沟煤矿和重庆市长梁沟镇北峪村河家沟煤矿及周边空白区进行资源整合而成，整合后煤矿一直处于基建阶段。根据山西省煤炭工业局文件晋煤安发2005284号关于重庆市煤矿矿井2004年瓦斯等级鉴定结果的批复：重庆市沙坪坝区双碑镇北峪河家沟煤矿瓦斯绝对涌出量为0.20m3/min，相对涌出量为2.07m3/t，二氧化碳绝对涌出量为0.12m3/min，相对涌出量为1.24m3/t；沙坪坝区双碑镇永昌煤矿瓦斯绝对涌出量为0.13m3/min，相对涌出量为2.60m3/t，二氧化碳绝对涌出量为0.11m3/min，相对涌出量为2.20m3/t；重庆市沙坪坝区双碑镇炭庄韩尖沟煤矿瓦斯绝对涌出量为0.38m3/min，相对涌出量为3.55m3/t，二氧化碳绝对涌出量为0.95m3/min，相对涌出量为8.88m3/t。以上三矿均属低瓦斯矿井。尽管如此，本区在今后的开采中，随着开采面积的增大，瓦斯含量可能增加，应随时对瓦斯涌出量进行监测，确保安全生产。同时在生产过程中注意采空区瓦斯对煤层开采的影响。本矿井虽属低沼气矿井，但应防患于未然，加强通风管理和必要的瓦斯检测。加强通风设施管理及风筒的维修，减少漏风；严格瓦斯检测制度，及时处理局部瓦斯积聚；掘进巷道一定要做到风电闭锁，采掘工作面须有瓦斯电闭锁装置，并安装瓦斯自动报警装置，矿灯应为瓦斯报警型。严禁由地面中性点直接接地的变压器直接向井下供电。井下所有采掘运排通等设备必须防爆，并经常检查，属失爆电气设备不得入井，要及时送检或更换。井下电气设备应装设短路、过负荷和漏电保护装置。煤电钻应有综合保护装置。(2)煤尘爆炸根据2008年10月29日国家煤及煤化工产品质量监督检验中心对2、3、5号煤层所作的煤尘爆炸定性分析和特性参量：本井田2号、3号、5号煤层煤尘均具爆炸性，在开采时应采取洒水降尘措施。2号煤层：火焰长度400mm，抑制爆炸加岩粉量85%，有爆炸危险性；5号煤层：火焰长度400mm，抑制爆炸加岩粉量85%，有爆炸危险性；8号煤层：火焰长度400mm，抑制爆炸加岩粉量80%，有爆炸危险性；为了降低煤尘，防止煤尘飞扬和爆炸，改善工人劳动环境，需本着预防为主的方针进行综合防尘。建立完善的喷雾洒水系统，在井下易产生煤尘的地点，如回采工作面，运输转载点，装车点，运输及回风顺槽等，应设置洒水装置，进行喷雾洒水降尘。严格控制井下风流、风速，风速增大时要采取相应的措施，防止煤尘飞扬。定时清洗、粉刷巷道。(3)煤的自燃据2008年10月29日国家煤及煤化工产品质量监督检验中心对2、3、5号煤层所作的“煤层自燃倾向性鉴定”，2号煤层吸氧量为0.67cm3/g，3号煤层吸氧量为0.69cm3/g，5号煤层吸氧量为0.69cm3/g，2、3、5号煤层自燃倾向等级均为级，均为自燃煤层，自然发火期3-4个月。本井田南部原北峪村河家沟煤矿2004年开采时曾发生过煤燃层自燃现象，已息灭且永久封闭。3、地温、地压据煤矿现有资料表明，平均地温梯度小于3/100m,地温未见异常现象，从矿井生产巷道维护与采空区冒落情况看，该井田地压显现不大。1.3 工程巷道概况1.3.1巷道位置及相邻关系该巷位于原永昌副井工广处。自回风斜井F1点开门按方位251掘进，巷道坡度为21下坡。施工巷道全长347m。开门位置标高1618.00m（），停掘位置标高1503.96m（）。1.3.2巷道支护形式1、临时支护（1）表土段根据表土层的稳定情况，当表土层稳定时，采用14a槽钢棚作为临时支护，槽钢棚穿靴，棚间距800-1000mm；表土层不稳定时槽钢棚加密400-500mm,并用木板穿实，特殊情况下采用超前支护和16号钢棚联合支护，超前支护采用长3米的3寸的钢管，在工作面最前一架槽钢棚拱部向工作面的表土内打入，并超前工作面2米，每两架棚进行超前支护，每3-6米作为一段及时进行永久支护。（2）基岩段临时支护巷道光爆后，首先敲帮问顶，用长度不小于2m的长把工具摘掉迎头危岩悬矸，然后进行初喷，喷厚不小于30mm。初凝20分钟达到一定强度后方准许人员进入迎头作业。顶板破碎时，使用前探梁作为临时支护，顶板极其破碎时，迎头顶板及两肩窝按2-5仰角打设3根20mmL2000mm的全螺纹钢等强锚杆作为辅助临时支护。2、永久支护（1）表土段采用钢筋砼支护。砌筑砂浆采用M10。该段为混凝土铺底，铺底后再浇筑混凝土井壁。砼支护段采用16号工字钢整体拱架，墙部定型钢模板，墙部模板规格为1200200mm,拱部模板为1200100mm。钢筋砼施工质量标准：钢筋在地面加工，长度一般为3-5米，横钢筋要按设计曲率半径弯成弧形，对弯曲和生锈的钢筋先在地面调直、除锈。锈蚀严重或带有油脂的钢筋不得使用。向井内运送钢筋时，必须使用专用车。按设计要求的规格、数量、间距布钢筋，误差必须符合质量标准的有关要求；绑扎钢筋时不得歪斜或错上错下的现象，钢筋结点要靠严绑紧，根据图纸设计要求，帮扎钢筋横钢筋搭接长度不小于35mm，钢筋外保护层和内保护层厚度要严格按照要求预留30mm，并不得有露钢筋现象。浇注砼：井口广场设料场，JS-750搅拌机两台，HPD1200B型自动计量系统，暗挖段使用混凝土输送车运输混凝土到工作面，采用砼输送泵浇注如模，砼入模后风动振动棒捣固，随浇随捣。（2）基岩段采用喷锚网喷支护，总喷厚为150mm；断面形状为半圆拱形，支护使用20L2000mm全螺纹钢锚杆、配合14铁丝(或同直径冷拨铁丝，网格尺寸8080mm)编织网，网格均匀；锚杆间排距不超过850850mm。1、支护设计(1)按悬吊理论计算锚杆参数锚杆长度计算 （2-16）式中：L为锚杆长度，H为冒落拱高度，K安全系数，一般取K=2；L1 为锚杆锚入稳定岩层的深度，一般按经验取0.5m；L2 为锚杆在巷道中的外露长度，一般取0.1m；其中： （2-17）式中：B为巷道开掘宽度，取4.1m；为岩石坚固性系数，砂质页岩取3；锚杆株距计算 （2-18）式中：a为锚杆株距，Q为锚杆设计锚固力，130KN/根；H为冒落拱高度，取0.68m；r为被悬吊砂质页岩的重力密度，取28KN/m3；K为安全系数，一般取K=2(2)按组合拱理论计算锚杆参数锚杆长度计算 （2-19）式中：L为锚杆长度；N为围岩影响系数，取1.1；W为巷道跨度，取4.1m；锚杆排距计算： （2-20）式中：A为锚杆间排距，L为锚杆长度锚杆直径： （2-21）式中：d为锚杆直径，L为锚杆长度根据上述,决定该巷道采用20L2000mm全螺纹钢锚杆支护，锚杆排距0.85m。2、永久支护该巷道采用锚网喷加锚索支护，支护使用20L2000mm全螺纹钢锚杆、配合4钢丝经纬网(网格尺寸100100mm)，网格均匀；锚杆间排距不超过850850mm。锚杆呈三花布置，距迎头050米进行复喷，喷浆砼采用C25细石混凝土，喷厚90mm，喷射混凝土总厚度120mm。锚索：15.247000mm，锚至坚硬岩石中不小于1000mm。每两排锚杆打设一组（一组两根）。1.3.3巷道断面回风斜井表土段采用钢筋砼支护，基岩段采用锚网喷加锚索支护，断面形状为半圆拱形，表土段S荒=17.45m2，S净=12.66 m2；基岩段S荒=14.24 m2，S净=12.66m2 。1.4 辅助工程供电、通讯、供排水、设备运输等各项辅助工程，待组织人员进入施工现场堪察，根据实际情况，编制工程设计，请求业主协助办理，以便进行施工准备工作。表1-1回风斜井技术特征表序号名称单位技术参数1井筒长度m3412坡度0021下坡3断面形状半圆拱4净断面12.665净宽m3.86净高m3.857掘进断面表土段17.458掘进断面基岩段14.249拱半径mm1.910墙高mm1.9511巷道基础mm50012支护形式混凝土、锚网喷13锚杆排间距mm80085014喷厚mm15015砼强度等级C25/C202.巷道断面设计2.1 施工方案的选择根据巷道工程技术特征和现有地质、水文资料，结合多年来的施工经验、队伍状况、装备水平，通过方案比较和论证，确定表土段采用人工开挖，基岩段采用钻眼光面爆破法组织施工。施工方案为：采用YT28型风动凿岩，ZYP-17型耙装机装岩，JTB1.21.0-30型绞车配1吨U型矿车运输、排矸。MG60风动单体锚杆钻机打锚杆孔，物料采用矿车运输，PC-51(B)型砼喷浆机喷射砼；7.5KW潜水泵排水，激光指像仪导向，按中腰线掘进，FBDNO6(215KW)对旋局扇配600mm抗静电、阻燃风筒通风，回风斜井井筒砌碹部分的料石由地面集中运输，浇筑采用14#槽钢予制碹箍，金属予制模板。2.2 回风斜井表土及风化基岩段支护设计2.2.1 支护形式回风斜井表土及风化基岩段支护形式采用荒混凝土浇筑，厚度为350mm。斜井水沟及行人台阶用砼浇灌的形式砌筑。砼强度等级为C25。砼配合比为：水泥：沙子：石子：水=1:2:2:0.502.2.2 支护工艺流程立模运送料石人工浇筑凝固拆模养护2.2.3 作业形式采用短掘短砌的作业方式，两掘一砌，段长3m。掘进时采用木支架作为临时支护。2.3 基岩段支护设计斜井基岩段施工采用锚网喷联合支护，金属网采用100100mm网孔（4钢筋）焊接网，15010mm金属托盘固网。采用202000mm树脂锚杆支护,其排间距为850850mm。喷射砼厚度为150mm，强度等级为C20，喷射砼配合比为：水泥：砂子：石子：水=1：2：2：0.42速凝剂为红星号，添加量为4-5%。原材料控制：水泥：425#普通硅酸盐水泥沙子：含泥量不得超过5%石子：1025mm石灰岩碎石，含泥量小于1%喷浆机风压0.20.3Mpa，水压0.30.4Mpa.2.4 支护工艺工艺流程：打锚杆孔上锚固剂及锚杆搅拌树脂锚固挂金属网上托盘喷浆。1、作业形式采用两掘一喷的作业方式，即两班掘进一班喷射砼（三班制）。支护断面示意图见附录。如图3-1与图3-2为回风斜井支护示意图。2、打锚杆孔、锚固钻孔前，首先进行安全质量检查，处理掉浮矸活石，测量断面尺寸，坚持敲帮问顶制度，确认安全和质量符合要求后，方可钻锚杆孔。钻孔采用MFC1392/3657风动锚杆钻机，钻孔后吹静孔内岩粉，将两卷Z2835树脂药卷送如孔内，利用锚杆钻机,将锚杆连同树脂药卷推到设计位置，搅拌40秒后，停机15分钟后，安装锚杆托盘，人工用扳手上紧螺母，作临时支护。3、挂金属网上金属托盘锚杆全部锚固合格后，按排分段取下螺母托盘，由一帮向顶部逐渐铺网，重新安装托盘，用力矩扳手上紧螺母，直至另一帮。网片规格为1.61m。金属网重叠搭接100mm，用14#绑丝捆绑，绑丝必须捆紧绑牢。4、喷浆喷射砼采用PC-51(B)型喷浆机，利用矿车运输砼材料，井下跟机配料搅拌。喷浆前，挖出两帮基础，达设计尺寸，将受喷岩面用风水冲洗干净，并埋设厚度标志。检查金属网情况。喷浆厚度为150mm，长度3m。为了减少回弹量，喷射混凝土中加入水泥重量的2.5%的速凝剂。喷射顺序，先基础，后帮部，最后顶部。喷头尽量垂直岩面，喷头距岩面以600-1000mm为宜。墙基一次喷射完成，深度为100mm。喷完后及时清洗喷浆机、清除回弹砼。喷浆时由墙向拱顶逐段进行，以宽1.5-2.0m，高1.0-1.5m为1个作业段。开停机顺序：开机先给水，后给风，再送电、给料。停机：先停止给料，待罐中存料喷完后再停电，后停水、停风。喷头操作开始时，先给水，再送料。结束时，先停风，后停水。5、水沟、行人台阶及斜井地面浇灌水沟毛断面在巷道掘进时，同时掘成，待斜井全部掘成后，自下而上逐段进行水沟、行人台阶的砌筑与地面的砼浇注。在浇注过程中为保证施工质量，边浇注边用HE6-50型电动振动器捣实，水沟、行人台阶严格按设计要求施工。水沟立模使用钢模板，行人台阶使用木模板。水沟、行人台阶及地面浇注砼的强度等级为C20,其配合比为：水泥：砂子：石子：水=1：1.87：3.63：0.502.5 进场准备工作在进场前，全力以赴着手准备如下工作：1、技术准备（1）收集并熟悉有关技术资料：熟悉当地有关矿山建设法规：认真研究矿区地质及水文地质报告、基本设计和施工图；收集地质、地形测量资料、进井点及附近测量标桩资料情况；掌握工程设计的主要技术特征，单项工程设计工艺。布置工业场地，并积极参与设计与工程技术施工交底。（2）编制单项工程施工组织设计根据项目建设总工期进度计划及施工图，按照合同要求，详细编制单项工程的施工组织设计，质量保证措施，施工作业规程，并组织施工作业人员认真学习贯彻，熟悉掌握有关技术资料规程规定。2、施工人员进场按工程施工准备计划及工程开工需要，分期分批及时组织施工人员进入施工现场。3、工程准备（1）根据业主提供的测绘资料及时完成巷道开口实测、定位工作，并实施复测。（2）完成施工需要的工业设施：冷却水池、绞车基础、仓库、水泥库、压风机房、绞车房、值班室、信号室、机修车间等。（3）完成生活设施：食堂、宿舍、项目经理部办公室、会议室、锅炉房、浴室。4、器材准备（1）设备供应：提前做好空压机、运输装岩设备、锚杆钻机绞车等施工机械设备的检修和购买，根据施工要求，做好计划，保证设备及时到位并投入使用。（2）材料供应根据施工图编制预算，积极严格按标准要求，采购钢材、木材、水泥、砂子、石子、砖、瓦等主要材料，并保证供应及时随用随领，零星材料也要同时做好计划。（3）工具、安全仪表、仪器、劳保用品，根据需要及时组织货源，落实供应。2.6 正式开工准备正式开工前准备工作安排要求平行交叉进行，合理分配劳动力，完成施工所有的大型临时设施，形成运输、供电、供水、压风、通风、排水等系统。如表2-1所示为大型临时设施一览表。表2-1 大临设施一览表名称结构数量（间）面积（m2）备注食堂砖木470宿舍砖木25400锅炉房砖木220浴室砖木250厕所砖木210办公室砖木245会议室砖木640仓库砖木230水泥库砖木330值班室砖木245机修车间砖木330蓄水池砼32压风机房砖木1120绞车房砖木1116变电所砖混30合计56106841.3.巷道施工采用分段的方法对回风斜井施工进行施工，主要包括如下三个部分：第一段：（025m）表土破土施工。本段采用明槽破土法施工，挖掘机开挖，人工扩刷，当掘至4m左右时暂时停止，由下向上进行永久浇筑至井口，然后回填。施工时预留热风道口。第二段：风化基岩段（2550m）。该段采用短段掘砌施工，利用风镐配松动爆破法进行掘进，要求能用风镐的尽量用风镐，确需放炮松动时，必须采用多打眼少装药的形式，避免对周边围岩的破坏及震动，炮眼深度控制在1m左右，破土后用爬岩机装入1吨U型矿车，JTB1.21.0-30型绞车提升运出地面。临时支护采用14a槽钢棚作为临时支护，槽钢棚穿靴，棚间距800-1000mm；表土层不稳定时槽钢棚加密400-500mm,并用木板穿实，特殊情况下采用超前支护和16号钢棚联合支护，超前支护采用长3米的3寸的钢管，在工作面最前一架槽钢棚拱部向工作面的表土内打入，并超前工作面2米，每两架棚进行超前支护，每2-4米作为一段及时进行永久支护。地面形成砼搅拌、信号、翻排矸、压风、通风等系统。第三段：基岩段（50761m）（回风斜井530