XV2305煤矿综采工作面顶板处理施工组织设计

XV2305综采工作面顶板处理施工组织设计XV2305综采工作面顶板处理施工组织设计一、工作面概况部跨落后退式综合化采煤法开采，工作面倾斜长120m,走向长406m,煤层平均厚度为2.5m,煤层倾角2-7°。工作面布置三条顺槽，采用两进度7.42～10.99m,平均9.32m,致密坚硬，节理裂隙较发育，在井田内该岩层特别稳定，单向抗压强度平均127.57MPa,单向抗拉强度平均7.56MPa;抗剪强度平均16.11MPa,属坚硬性顶板，在开采过程中大面直接顶为约1.5—2m左右的泥岩或砂质泥岩，再向上是石灰岩。二、顶板处理方案变顶板岩体的物理力学性质，以减小顶板悬露面积，防止或减弱这种大形成矸石垫层。切断顶板可以减小顶板冒落面积，减弱顶板冒落时产生根据十五号煤具体情况，结合调研目前国内坚硬顶板管理经验，确松动爆破主要作用是：切断坚硬顶板，减小顶板冒落面积。具体做法是在工作面顺槽或特殊巷道(工艺巷)向顶板打深孔，在工作面前方一定距通过超前深孔松动爆破的方式弱化顶板，可以起到两个作用，第一是减少初次来压步距，第二是减少周期来压步距，相应的处理方案分为两个部分，即切眼顶板处理(切眼切断)和两顺槽顶板处理(初次放顶、三、顶板处理施工设计工作面设计采高为2.5m,为保证冒落顶板能完全充填采空区，爆破的有效放顶深度H至少为：式中：M——采高，取2.5m;Kp——岩石破碎后的体积膨胀系数，取1.3。因此，为了保证放顶充填效果，初步确定工作面顶板岩层处理范围置见插图1:切眼切断炮眼布置及放炮图。120m长的切眼共布置6组炮孔(分别用A、B、C和a、b、c字母代表6组炮孔),A、B、a、b、为3个炮孔，C和c组炮孔分别为4个炮孔，共布置了20个炮孔。A组炮孔与a组炮孔对称，B组炮孔与b组炮孔对称，以此类推。见插图1:切眼切断炮眼布置及放炮图。根据实践经验和理论计算，深孔爆破孔径定为75mm,封泥长度为炮孔长度的20%~30%,径向装药不耦合系数为1.25,具体炮孔参数如表1炮孔编号炮眼长度仰角/孔径装药量7)88781846合计//即1.2～2.4m后进行装药、联线和爆破。次起爆3个炮孔，最后两次分别起爆4个炮孔，为分组装药、分次爆破。一茬炮联线采用“局部并联，总体串联”的方式进行(即3或4个炮孔串联，1个炮孔内并联)。为了防止炮孔爆破时见插图1:切眼切断炮眼布置及放炮图。初次放顶孔布置在距切眼煤壁24m处，初次放顶孔每组为8个炮孔，见插图2:初次放顶炮眼布置及放炮图。炮孔起爆时孔底离工作面煤壁距离应大于5m。放炮使用BF-200型起爆器，炮孔起爆顺序是从内向外，每次起爆2个炮孔，为分组装药、分次爆破。一茬炮联线采用“局部并联，总体串联”的方式进行(即2个炮孔串联，1个炮孔内并联)。放炮采取分组起见插图2:初次放顶炮眼布置及放炮图。表2两顺槽内初次放顶各炮眼参数与装药量表炮眼编号炮眼长度仰角水平孔径装药深度装药量/kg封泥长度A8B9CD7E5F957合计步距放顶每隔30m布置一组炮孔。步距放顶孔每组为8个炮孔，分见插图3:步距放顶炮眼布置及放炮图。第一组煤孔爆破时离工作面煤壁距离应大于5m,其余炮孔起爆时孔底离工作面煤壁距离应大于50m。放炮使用BF-200型起爆器，炮孔起爆顺序是从内向外，每次起爆2个炮孔，为分组装药、分次爆破。一茬炮联线采用“局部并联，总体串联”的方式进行(即2个炮孔串联，1个炮孔内并联)。放炮采取分组起见插图3:步距放顶炮眼布置及放炮图。表2两顺槽内步距放顶各炮眼参数与装药量表炮眼编号炮眼长度仰角水平孔径装药深度/m装药封泥长度A8B9CD7E5F96G8H合计在开采过程中，有大面积顶板悬顶(工作面超过10m²)或塌落高度长度5—7m,炮眼水平角10—20度，垂直角50—65度，炮眼直径42—见插图4:工作面局部放顶示意图。本设计中所选用ZDY1200S(MK-4)型全液压钻机外形尺寸为1.85×0.71×1.46m,考虑巷道宽度、高度，及设备铺设、人员操作及行人空间，需在顺槽内施工钻场硐室，硐室参数选择如下：皮带顺槽：顺槽净宽4400m,硐室深度为4m,宽度为4m,硐室布置轨道顺槽：顺槽净宽4400mm,硐室深度为4m,宽度为4m,硐室布见插图5:钻场硐室布置图。采用上述布置参数，打眼与顺槽内运输可同时进行，以减小相互影响时间，提高钻孔效率。在爆破前首先要进行钻孔，由于打眼量较大，眼深较长，而打眼地点相对固定，根据王台十五号煤钻探经验看，正常情况下现有SGZ—150钻机不能满足生产需要。因此，首采面钻孔选用煤科院西安分院的ZDY1200S(MK-4)型全液压钻机，φ50mm钻杆，钻头直径75mm,为三翼复合片钻头及天然金刚石表镶钻头配合使用，成孔直径75mm。钻机参数如表3所示。预计此钻机掘进十五号煤层石灰岩顶板(考虑顶板含层状燧石)岩石钻进速度为2～7m/h。共需4台，两台施工，两台备用。设备外形见插图6:ZDY1200S钻机整体结构图。钻场配备TBW—5泥浆泵1台(配套蛇形软管)用于钻探循环供水(水源为静压水),水量增大需要外排时增设潜水泵排入巷道排水系统。钻场内需施工水窝兼作换钻杆机窝，水窝尺寸为1×1×1=1m³,位置根据现场插图6ZDY1200S钻机整体结构图表3ZDY1200S(MK-4)型钻机主要技术参数一览表钻孔深度(m)给进速度(m/s)开孔直径(mm)起拔速度(m/s)终孔直径(mm)液压系统额定压力(MPa)钻杆直径(mm)型号钻孔倾角(°)排量(mL/r)回转器输出转速高速挡摆线马达型号低速挡排量(mL/r)给进行程(mm)电动机型号功率；(kW)给进能力(kN)主机外形尺寸：(m)起拔能力(kN)钻机重量：(kg)爆破所用炸药为2号煤矿许用乳化炸药，药卷规格为中60×500mm,起爆，使用两根导爆索进行起爆，先准备一药卷，把两根导爆索插入到药卷里，并用胶带缠好再把此药卷放入到PVC管(防静电)里，并用胶管的长度，把炸药放入到PVC管内，为了方便装药把PVC管在地面上要开一个1/4的口，在装到要求的长度后，用炮棍把PVC管推入到孔底。过紧，一次只能推炮泥不能大于4节。黄泥要充填密实，但封堵炮泥时用双雷管，双导爆索引爆，每一根导爆索均采用瞬发电雷管起爆，2个起爆药卷见插图7:起爆药卷示意图起爆药卷装入PVC管见插图8:把起爆药卷装入到PVC管示意图炮棍见插图9:炮棍示意图装药结构见插图10:装药结构示意图导爆索起爆药卷伸入到药卷导爆索插图7起爆药卷示意图插图8把起爆药卷装入到PVC管示意图50n…50n…共21根插图9炮棍示意图插图10装药结构示意图每次放炮前工作面所有支架必须处于完好工作状态，各种阀组、乳化液管接头等必须完好，支架拉成一条直线，并要接顶良好，支架要打足初撑力，超前支护必须符合作业规程要求，否则不得放炮。装药和放炮前必须切断工作面及顺槽所有电器设备电源。放炮前必须对工作面和回风巷道的煤尘进行彻底清洗，每次装药和放炮前必须对工作面和回风巷道及放炮地点的瓦斯和煤尘浓度进行检测，如不符合放炮要求，严禁装药放炮。放炮人员必须在距放炮地点300m安全距离以外的进风巷道联络巷内进行放炮工作。炮烟回风系统内的所有人员必须撤出。4、爆破所需设备和火工品爆破所需的设备和火工品如表4汇总。设备或火工品规格数量备注钻机多于2台每条巷至少1台炸药煤矿许用2号乳化炸药工作面每推进30m需雷管煤矿许用8号雷管工作面每推进30m需32支，切眼需40支；导爆索煤矿许用导爆索工作面每推进30m约需730m,切眼约需420m;矿用导爆索PVC管内径中63mm工作面每推进28m约需225m,切眼约需260m;防静电、能弯曲炮棍50节制作方法如图示炮泥若干用沙子与黄土制作放顶组采用“三八”制作业，一台钻配备3人，一人钻机操作，二人配合(上下钻杆、水电开停等);两台钻同时施工需钻工6人，电工由钻工兼职，三个班共需钻工18人，考虑钻工轮休需配备25人。配备炮工2人，队干1人。则综采二队放顶组共需人员28人。2、作业计划综合切眼及顺槽钻孔施工考虑，在工作面安装前皮带巷前二组孔应布置完成，钻孔进尺为350m,和切眼切断孔进尺合计为756m,2台钻机同时施工需时13天(按单机日进尺30m计算)。考虑钻机运输及钻工熟练程度，应在5月25日前钻机进场施工，方可保证在6月15日前完成在正常回采期间，采面推进30m用时3.5天(月产量11万吨),而步距放顶孔每循环360m,需两台钻机施工6天，若步距放顶孔不提前施工则不能满足生产需要。本工作面初次、步距放顶循环数为13个，钻孔总进尺为4680m,除去工作面安装前施工的350m,还剩余4330m,需时72天。本工作面可采出量为20万吨，回采期近两个月，再加上安装期，大于50m,超前距离满足放顶要求。3、爆破前，必须用水冲洗放炮地点80米范围内的煤尘，详细检查工作面及爆破地点及附近20米范围内风流中瓦斯浓度，只有当瓦斯浓度不超过1.0%时方可起爆。4、爆破母线用铜芯绝缘线，长度不小于300米。禁止使用钢轨，金属管等当作回路或母线使用。爆破母线与电缆、电线、信号线应分别悬挂在巷道两侧，如遇到特殊情况必须挂在同一侧时，爆破母线必须挂在5、在联线爆破前，必须在爆破地点20米范围内进行第二次瓦斯检查，在瓦斯浓度小于1.0%时，方可进行连线爆破，否则必须采取措施警戒，各警戒岗距爆破地点的距离不少于300米。爆破工躲避距离不得小于300米，并避开直线方向。工作面不得有人工作和停留，工作面的7、等迎头炮烟排净后(至少15分钟),爆破工、综采队班组长、瓦检员首先进入迎头，由外向里检查通风、瓦斯、煤尘、支护、顶板、拒(矸),确认安全的条件下方可操作。9、工作面每次装药前、爆破前及爆破后，爆破工必须携带数字式瓦斯检测报警仪，检查装药及爆破地点附近20米范围内的瓦斯浓度。当瓦斯浓度超过1.0%时，不准装药爆破，必须立即汇报