论文部分内容阅读
[摘要]： 采掘是煤矿生产的基础工作，他是关系到煤矿生产是否能顺利进行、安全是否有保障的大问题。要想做好采掘，必须对该矿的地质状况、地质结构、煤层结构、岩石情况、水文地质、瓦斯煤尘等情况 ，进行全面的收集，进行综合分析，根据该矿地质等情况进行掘进工作面的设计与施工。
[关键词]：煤矿掘进 工作面设计 施工
中图分类号：K261.32 文献标识码：K 文章编号：1009-914X（2012）16-0020-01
首先，要了解工作面的地理位置及工程量。东风煤矿开拓一区30205工作面位于二水平二采区中部，上部为43001工作面，下部为未采区域。该工作面地面相对位置位于缸窑沟附近，地面无河流及建筑物，地面标高为+200～220米地面由南向北倾斜。
在了解工程量之后，就要对工作面的地质情况进行全面分析，基本上要做到六看：
一看地质构造。该工作面因受断层组的影响，工作面内的断层较多，断层走向为N30。E，均与断层组平行，倾向NW，倾角在50。-65。之间，属于高角度下断层。根据揭露资料，在掘进过程中将遇到的断层落差为1.0-3.0米，回风巷掘进时将遇到F24121-1、24121-2、24121-3断层，断层落差分别为1.2米、12.0米6.5米。给施工带来不同程度的影响，给安全生产带来困难。
二看煤层结构及产状。因工作面受断层的影响，煤层产状变化较大，走向NN～NW20。倾向EE～NE70。倾角在14-170之间。根据实际揭露的煤厚综合分析，煤的厚度平均为1.7米左右。
三看煤层顶底岩性及厚度变化情况。根据地面钻孔和现已掌握的资料确认该工作面：1、煤无伪顶，直接顶板为深灰色吵质泥岩，含植物化石，局部含砂质较多，厚度高25.95米，现在的工作面直接顶板为假顶。直接底板为黑色砂质岩，含石英、长石及暗色矿物，钙质胶洁，微波状大层理，厚度约3.8米。
四看水文地质。顶板含水层厚度2.03米，至61煤顶板25.95米，属于粗粒砂岩、裂隙微弱承压含水层。62煤层36.0米为C3L8灰岩含水层，该含水层渗透系数K=0.0177～0.0415M/天，水质HC03～CaMg型，矿化度0.32克/升，PH=8.1，属于赋沙发中等的岩溶裂隙承压含水层。断层处局部淋水，是62煤顶板S10砂岩补充的水源。
五看瓦斯及煤尘与自然发火期。该工作面己回采三层，周边地区基本采掘完毕，工作面瓦斯涌出量相对 较低，对成产不会产生较大影响，瓦斯涌出量一般为3.01m3/t（通防科提供）。煤尘植树为10.25～17.25%。煤的自然期一般在4.5～12个月。
六看存在的问题。在掌握地质多方情况的基础上，根据存在问题提出改进意见。
1、存在的问题
（1）受断层的影响，顶板局部可能破碎。
（2）工作面内煤层厚度局部变薄。
（3）煤矿的采掘活动，会给矿山的生产带来一定的影响。
（4）巷道掘进时将遇多条老巷及采空区，有混合气体的出现。
2、改进意见。针对上述问题，建议从以下几方面改进：
（1）施工单位要提前探测。
（2）加强巷道支护、防止多断和破碎顶板塌陷。
（3）制定老巷道和老空断层的防范安全措施。
（4）多部门、多方位加大监督力度。
（5）制定预防有害气体涌出的专项改进措施。
掘进工作前要靠强有力的支护做柱石，支护的好坏将直接影响煤矿的生产与安全，因此，合理坚固的劫掠设计就显得 尤为重要了。必须做好巷道断面及支护的设计。
一要做好巷道劫掠断面图。对工作面上、下槽均沿底板布置，沿假顶掘进，调度不够时，破底施工。施工可采用工字钢对棚顶支护，工字钢的规格为2.6m/2.6m×2.6m，棚巨为700mm，下净宽32m，净高2.4m，撑杆6根，背木15块，顶背木5根，帮背木第梁5根。背顶帮采用10#金属菱形钢，两帮柱腿下各打一根锚杆，锚杆采用18mm×1800mm有圆钢金属树脂锚杆。
工字钢支护断面图，U型棚支护断面图。
二要做好临时劫掠立的设计与支护方法。临时劫掠设计工字钢棚临时支护可选用2根3米长Π型要配合金属卡子作为临时支护。4根内注式单体柱或外注式单体柱配合手动泵务用。每次放炮经过帮后，前移临时支护，使两根Π型梁的端抵住煤墙，然后逐棚把临时支护打死备牢，再上工字梁钢，背好顶，控制好顶板，然后载腿背梁，打加强支柱。
临时支护的设计：U型棚临时支护选用2根3米长的Π型梁，配合四个专用卡子作为临时支护，每次方顺帮炮后，对巷道断面的巨顶刷顶、待护刷好后，将所架Π型棚梁及网担在临时支护的Π型梁前端，前移临时支护，使Π型梁一段抵住煤墙，并把临时支护批紧务牢，联好网，背好顶，同时把支护 所托的梁的顶住 杆与后面的永久劫掠的梁连接上牢，然后在载腿，调好中线，后上紧卡子、拉杆。
工字钢永久支护与临时支护的关系图
U钢棚永久支护与临时支护关系图
临时劫掠的设计及劫掠方法
工字钢棚临时劫掠选用2根3米长Π型梁配合金属卡子作为临时支护，4根内注式单体柱或外注式单体配合手动泵备用。每次放炮经过帮后，前移临时支护，使两根Π型梁抵住煤墙，然后逐棚把临时支护打死北牢，在上工字钢梁，背好顶，控制好顶板，载腿背梁，打枪点柱。
其次是施工：
在精心设计后，就要按设计进行施工，施工是有程序、有步骤的，必须严格按照规定要求的程序做，否则后果难测。
具体施工方法：
一、破煤方法
人工打眼，煤夏落煤，炮眼布置三视图及煤夏说明书如下：
工字钢棚炮眼布置三视图：
爆破說明书：
名称 编 号
眼深（m）炮眼角度装药量，封泥长度m装药方式连线起爆 水平角 垂直角kg/眼 合计（kg）
掏槽眼
1、2、3、4、1.5 80。0。0.4 1.6≥0.5 正串 I
5、6、 1.5 80。 -5。 0.4 0.8≥0.5 正串 I
顺帮眼7、8、17、18 0.8 90。 -5。 0.3 1.2≥0.4正串II
9-16 08 90。 0。 0.3 2.4≥0.4正串II
说明：炸药和协管选用三级煤矿许用乳化炸药和毫秒长线电雷管，水炮泥掏槽眼用2个，其余炮眼用一个。炮眼间排距700mm，距帮300mm，打眼位置、数量及装药量可根据煤质状况、层理等可做适当调整。
二、装载方法
装载方式：人工装煤：运输方式：刮板运输机、皮带运输机运输。
工艺流程
架1棚U型棚为一个循环，具体工艺流程如下：
准备→打探眼→接槽→打掏槽眼→装药放炮→洒水出煤 打顺帮眼→装药放炮→洒水出煤→刷顶、加临时支护→洒水出煤→架棚
架1棚工字钢为一个循环，具体工艺流程如下：
准备→打探眼→接槽→打掏槽眼→装药放炮→洒水出煤 打顺帮眼→装药放炮→洒水出煤→刷顶、架临时支护 洒水出煤→架棚
只有做到精心设计、安全施工，才能保证煤矿生产的顺利进行。
[关键词]：煤矿掘进 工作面设计 施工
中图分类号：K261.32 文献标识码：K 文章编号：1009-914X（2012）16-0020-01
首先，要了解工作面的地理位置及工程量。东风煤矿开拓一区30205工作面位于二水平二采区中部，上部为43001工作面，下部为未采区域。该工作面地面相对位置位于缸窑沟附近，地面无河流及建筑物，地面标高为+200～220米地面由南向北倾斜。
在了解工程量之后，就要对工作面的地质情况进行全面分析，基本上要做到六看：
一看地质构造。该工作面因受断层组的影响，工作面内的断层较多，断层走向为N30。E，均与断层组平行，倾向NW，倾角在50。-65。之间，属于高角度下断层。根据揭露资料，在掘进过程中将遇到的断层落差为1.0-3.0米，回风巷掘进时将遇到F24121-1、24121-2、24121-3断层，断层落差分别为1.2米、12.0米6.5米。给施工带来不同程度的影响，给安全生产带来困难。
二看煤层结构及产状。因工作面受断层的影响，煤层产状变化较大，走向NN～NW20。倾向EE～NE70。倾角在14-170之间。根据实际揭露的煤厚综合分析，煤的厚度平均为1.7米左右。
三看煤层顶底岩性及厚度变化情况。根据地面钻孔和现已掌握的资料确认该工作面：1、煤无伪顶，直接顶板为深灰色吵质泥岩，含植物化石，局部含砂质较多，厚度高25.95米，现在的工作面直接顶板为假顶。直接底板为黑色砂质岩，含石英、长石及暗色矿物，钙质胶洁，微波状大层理，厚度约3.8米。
四看水文地质。顶板含水层厚度2.03米，至61煤顶板25.95米，属于粗粒砂岩、裂隙微弱承压含水层。62煤层36.0米为C3L8灰岩含水层，该含水层渗透系数K=0.0177～0.0415M/天，水质HC03～CaMg型，矿化度0.32克/升，PH=8.1，属于赋沙发中等的岩溶裂隙承压含水层。断层处局部淋水，是62煤顶板S10砂岩补充的水源。
五看瓦斯及煤尘与自然发火期。该工作面己回采三层，周边地区基本采掘完毕，工作面瓦斯涌出量相对 较低，对成产不会产生较大影响，瓦斯涌出量一般为3.01m3/t（通防科提供）。煤尘植树为10.25～17.25%。煤的自然期一般在4.5～12个月。
六看存在的问题。在掌握地质多方情况的基础上，根据存在问题提出改进意见。
1、存在的问题
（1）受断层的影响，顶板局部可能破碎。
（2）工作面内煤层厚度局部变薄。
（3）煤矿的采掘活动，会给矿山的生产带来一定的影响。
（4）巷道掘进时将遇多条老巷及采空区，有混合气体的出现。
2、改进意见。针对上述问题，建议从以下几方面改进：
（1）施工单位要提前探测。
（2）加强巷道支护、防止多断和破碎顶板塌陷。
（3）制定老巷道和老空断层的防范安全措施。
（4）多部门、多方位加大监督力度。
（5）制定预防有害气体涌出的专项改进措施。
掘进工作前要靠强有力的支护做柱石，支护的好坏将直接影响煤矿的生产与安全，因此，合理坚固的劫掠设计就显得 尤为重要了。必须做好巷道断面及支护的设计。
一要做好巷道劫掠断面图。对工作面上、下槽均沿底板布置，沿假顶掘进，调度不够时，破底施工。施工可采用工字钢对棚顶支护，工字钢的规格为2.6m/2.6m×2.6m，棚巨为700mm，下净宽32m，净高2.4m，撑杆6根，背木15块，顶背木5根，帮背木第梁5根。背顶帮采用10#金属菱形钢，两帮柱腿下各打一根锚杆，锚杆采用18mm×1800mm有圆钢金属树脂锚杆。
工字钢支护断面图，U型棚支护断面图。
二要做好临时劫掠立的设计与支护方法。临时劫掠设计工字钢棚临时支护可选用2根3米长Π型要配合金属卡子作为临时支护。4根内注式单体柱或外注式单体柱配合手动泵务用。每次放炮经过帮后，前移临时支护，使两根Π型梁的端抵住煤墙，然后逐棚把临时支护打死备牢，再上工字梁钢，背好顶，控制好顶板，然后载腿背梁，打加强支柱。
临时支护的设计：U型棚临时支护选用2根3米长的Π型梁，配合四个专用卡子作为临时支护，每次方顺帮炮后，对巷道断面的巨顶刷顶、待护刷好后，将所架Π型棚梁及网担在临时支护的Π型梁前端，前移临时支护，使Π型梁一段抵住煤墙，并把临时支护批紧务牢，联好网，背好顶，同时把支护 所托的梁的顶住 杆与后面的永久劫掠的梁连接上牢，然后在载腿，调好中线，后上紧卡子、拉杆。
工字钢永久支护与临时支护的关系图
U钢棚永久支护与临时支护关系图
临时劫掠的设计及劫掠方法
工字钢棚临时劫掠选用2根3米长Π型梁配合金属卡子作为临时支护，4根内注式单体柱或外注式单体配合手动泵备用。每次放炮经过帮后，前移临时支护，使两根Π型梁抵住煤墙，然后逐棚把临时支护打死北牢，在上工字钢梁，背好顶，控制好顶板，载腿背梁，打枪点柱。
其次是施工：
在精心设计后，就要按设计进行施工，施工是有程序、有步骤的，必须严格按照规定要求的程序做，否则后果难测。
具体施工方法：
一、破煤方法
人工打眼，煤夏落煤，炮眼布置三视图及煤夏说明书如下：
工字钢棚炮眼布置三视图：
爆破說明书：
名称 编 号
眼深（m）炮眼角度装药量，封泥长度m装药方式连线起爆 水平角 垂直角kg/眼 合计（kg）
掏槽眼
1、2、3、4、1.5 80。0。0.4 1.6≥0.5 正串 I
5、6、 1.5 80。 -5。 0.4 0.8≥0.5 正串 I
顺帮眼7、8、17、18 0.8 90。 -5。 0.3 1.2≥0.4正串II
9-16 08 90。 0。 0.3 2.4≥0.4正串II
说明：炸药和协管选用三级煤矿许用乳化炸药和毫秒长线电雷管，水炮泥掏槽眼用2个，其余炮眼用一个。炮眼间排距700mm，距帮300mm，打眼位置、数量及装药量可根据煤质状况、层理等可做适当调整。
二、装载方法
装载方式：人工装煤：运输方式：刮板运输机、皮带运输机运输。
工艺流程
架1棚U型棚为一个循环，具体工艺流程如下：
准备→打探眼→接槽→打掏槽眼→装药放炮→洒水出煤 打顺帮眼→装药放炮→洒水出煤→刷顶、加临时支护→洒水出煤→架棚
架1棚工字钢为一个循环，具体工艺流程如下：
准备→打探眼→接槽→打掏槽眼→装药放炮→洒水出煤 打顺帮眼→装药放炮→洒水出煤→刷顶、架临时支护 洒水出煤→架棚
只有做到精心设计、安全施工，才能保证煤矿生产的顺利进行。