第1篇 _锚索支护安全措施
根据矿生产接替部署安排,7507上段工作面将于2008年12月安装综采设备,因该工作面为单体支护,无法满足安装综采设备,为满足该面综采设备的运输安装要求,需对该工作面进行锚索支护,为保证安全施工,特拟如下技安措施。
一、工作面布置及通风示意图附图一
二、7507上段煤系地层柱状图附图五
三、锚索支护设计与计算参考资料
㈠.锚索支护设计
1.短锚索支护计算
因7507上段工作面采高为1.2~1.3m,无法施工锚杆,只能采用锚索代替锚杆支护。按照悬吊理论计算短锚索参数(短锚索眼沿煤层顶板垂直布置)。
⑴.短锚索长度
l短=kh+l1 +l2
式中: l-短锚索长度, m;
h-冒落拱高, m;
k-安全系数, 一般取2;
l1-锚索锚入稳定岩层的长度,一般按照经验取0.4m;
l2-锚索在巷道中的外露长度,一般取上托盘及锚具的厚度 0.2m;需要外露的张拉长度0.35m, l2取0.2+0.35=0.55m。
其中 h=b÷2f=5.4÷(2×4.958)=0.54 m ………采用减跨理论计算
式中 b-巷道开掘宽度,取5.4 m;
f-岩石坚固性系数,钙质页岩取4.958。
则 l=2×0.54+0.4+0.55=2.03m
设计短锚索长度取2.4m。
⑵.锚索柱、排距计算,设计柱、排距为a,则
a=(q/khycos)1/2
式中 a-锚索柱、排距
q-锚索设计锚固力,根据张拉千斤顶使用说明书25mpa折合为79.5kn/根;
h-冒落拱高度,取0.54m;
y-被悬吊页岩的重力密度,取25kn/ m3;
k-安全系数, 一般取2。
-煤层倾角,平均38度。
a=(79.5÷2÷0.54÷25÷cos380)1/2
=1.933 m
施工时,取锚索排距1.0~1.20 m;倾斜间距1.6 m。(见附图二、三、四)
2.按照悬吊理论计算加强(长)锚索参数
在工作面采用短锚索替代锚杆支护后,施工过程中,为防止工作面大面积垮落,采用加强(长)锚索支护,锚索间排距为3.2 m。
⑴.锚索倾角
锚索眼沿煤层顶板垂直布置。
⑵.确定锚索长度
l=la+lb+lc +ld
式中 l-锚索总长度
la-锚索深入到稳定岩层的锚固长度, m;
lb-需要悬吊的不稳定岩层厚度,取1.58m;
lc-上托盘及锚具的厚度,取0.2 m;
ld-需要外露的张拉长度,取0.35 m。
根据gbj86-1985要求,锚索锚固长度la按照下式确定:
la≥k×d1fa÷4fc
式中 k-安全系数,取k=2;
d1-锚索钢绞线直径,取15.24㎜;
fa-钢绞线抗拉强度,n/㎜2(1920mpa,合1883.52 n/㎜2);
fc-锚索与锚固剂的粘合强度,取10 n/㎜2。
则 la≥2×15.24×1883.52÷4÷10=1435㎜
l=1.435+1.58 +0.2+0.35=3.57 m
施工时取加强锚索长度为4.5m。
⑶.锚索数目的确定
n=k×w/p断
式中 n-锚索数目
k-安全系数,一般取2,
p断-锚索的最低破断率,查数据为268.5kn;
w-被吊岩石的自重,kn。
其中 w=b×∑h×∑y×d×cos
式中 b-巷道掘进宽度,5.4 m;
∑h-悬吊岩石厚度,1.58m;
∑y-悬吊岩石平均容重,25kn/ m3;
d-锚索倾斜间距,取3.2m。
-煤层倾角,平均38度。
则 w=5.4×1.58×25×3.2×cos380=537.857kn
n=2×537.857÷268.5=4.00根
通过以上计算:切割上山安装加强(长)锚索时,考虑到锚索是在原有短锚索替代锚杆支护基础上的加强支护,故取4根锚索即可满足设计要求。
⑷.每眼树脂药卷数目的确定
按照锚固长度的要求,须确定树脂药卷数目。
_=la(﹠12-﹠22)/ls﹠23
式中 _-树脂药卷数目,㎜;
la-树脂药卷锚固长度,㎜;
ls-树脂药卷长度,㎜;
﹠1-锚索孔径, ㎜;
﹠2-锚索直径,㎜;
﹠3-树脂药卷直径,㎜;
_=1.435×(282-15.242)÷500÷232=2.99㎜
施工中取药卷_=3。
⑸.加强(长)锚索及短锚索布置方式
7507上段工作面设计断面锚索布置:锚索支护从煤壁以南5.4m范围内,顶板每组为4根短锚索配拱型托板支护,短锚索倾向间距为1.60±0.1m,短锚索排距为1.0~1.2m±0.1m;短锚索规格为直径φ15.24mm ×2400mm;拱型托板规格为120×120×10mm。长锚索配铁托板沿上山倾向每3.2m布置一组,每组锚索布置二根,其中一根距工作面煤壁以南的第七排支柱0.5m,另一根距工作面煤壁以南2.9m,其锚索规格为φ15.24mm×4500mm,拱型托板规格为300×300×10mm;锚索分别从风巷、腰巷、机巷内巷道为中开始施工(各巷与工作面交叉口处)。锚索尽量垂直于顶板,与顶板夹角不小于75°。锚索支护布置图附图二、剖面及平面图附图三、四。
㈡.锚索设计计算参考资料
1.顾文卿,《煤矿矿井支护》,中国煤炭工业出版社,2007年7月版。
2.宋广太、魏锦平、张榜雄,《煤巷围岩锚技术与工程实践》,煤炭工业出版社,2007年3月版。
3.邢福康、蔡坫、刘玉堂,《煤矿支护手册》,煤炭工业出版社,1993年2月版。
4.成家钰,《煤矿作业规程编制指南》,煤炭工业出版社,2005年9月版。
5.胡国中、范晓刚,《南桐矿业公司南桐煤矿煤岩坚固性系数f测试》,重庆大学,2008年4月28日。
6.天津冶金集团第二预应力钢丝有限公司产品质量证明书等。
7.《南桐煤矿7603n上段n块段切割上山掘进技术安全措施》,2008年8月11日。
8.南桐煤矿地测科提供该区地质资料。
四、顶板管理
1.施工前,必须对施工点附近5m范围内的支护情况进行检查、加固、补液、维修,发现问题及时进行处理。
2.在施工前和作业过程中,必须坚持经常性敲帮问顶工作,每班设专人找矸看安全,防止掉矸伤人;对找不下的悬危矸石,须及时打上临时支柱或放小炮崩下(若需放炮措施另拟报批),找矸点下方严禁有人。
3.现7507回采工作面留设8排控顶距,采用单体支柱配草鞋板托顶,采高为1.3m。
4.因工作面垂直高度只有1.2~1.3m,锚索眼施工采用zqt-130/3.2气动锚杆(锚索)钻机,该钻机长度为0.9m,钻杆长度为0.5m,施工锚索时无法垂直于顶板,故可采用风镐破底板矸石,以保证锚索支护设计要求,严禁用风镐破煤体。
5.施工锚索时,必须在施工点上方采用板子或竹合板横杠在支柱上,以保证施工人员安全,待锚索施工完毕后,方可撤除。
6. 该工作面内将存在多台锚杆机同时作业,每2台锚杆机间最小安全距离不少于10m。且每台施工钻机上方不少于5m设好挡矸栏板,防止矸石、物料滚落伤人。
7.锚索施工时,打好一个锚索眼后及时锚固,且托板必须紧贴岩面,不合格或失效锚索必须及时补打。
8.打锚索眼前,必须先进行敲帮问顶,将活矸危岩处理掉,在确认无安全威胁后,方可作业。工作面找矸前及过程中,必须找矸点下方5m处设挡矸栏,找矸点下方严禁有人。找矸时,必须严格按原局颁《找矸工工种技术操作规程》执行。在施工过程中要注意观察顶板变化情况,并须进行经常性的敲帮问顶工作。
9.施工过程中遇顶板破碎时,采用短锚索、锚网、锚带、铁托板支护时,另拟针对性措施报批。
10.工作面锚索期间,经常检查各出口支护情况,发现问题及时处理。采煤152队必须加强工作面支护检查,每天派支护工,及时对工作面失效、冲撞倒落单体进行重新支护,同时对工作面单体支柱进行补液,初撑力不小于9mpa,确保支护可靠与安全退路畅通。
11.工作面进行锚索施工过程中,须密切注意观察工作面压力显现情况,若遇工作面大面积来压或压力显现明显,危及人员安全时,必须及时撤出人员至三巷内安全处。
12.现7507工作面采用全部采用单体支柱支护,其支柱柱距为:0.9m±0.1m,排距为0.9m±0.1m;因该工作面支柱待锚索施工完毕后回拆,故施工锚索时不再进行临支护。
12.工作面进行锚索施工过程中,各种设备、材料必须堆放整齐,严禁堵塞安全通道。
13.锚索施工期间,机巷、腰巷、风巷内宽敞处须随时备有足够数量救急材料。
13.7507工作面锚索施工在负压风流中进行。
五、锚索施工及工艺
1.采用zqt-130/3.2气动锚杆(锚索)钻机、中空钢六方接长式钻杆、28mm岩石钻头和26mm双翼钻头湿式打眼,锚索孔深误差控制在±30mm,为保证孔深准确,可在起始钻杆上用白色或黄色油漆标出终孔位置,孔深比锚索长度短不得大于150 mm ,长锚索外露长度控制在200 mm±20mm,短锚索外露长度控制在100 mm±20mm。
2.锚索锚固,采用z2350药卷两支树脂锚固剂进行锚固;插入树脂药卷前应先检查其质量(以手感柔软为合格)。
3.锚索下端装上专用搅拌驱动器,二人配合使用锚索顶住锚固剂缓缓送入钻孔(注意:不能反复抽拉锚索),确保锚固剂全部送入孔底。
4.将专用搅拌驱动器尾部六方头插入锚杆机上,一人扶住机头,一人操作锚杆机,边推进边搅拌,前半程用慢速旋转,后半程用快速旋转,锚索搅拌树脂药卷过程中不能停顿,搅拌时间控制在25~40s,严禁反复搅拌,导致锚固失效。
5.停止搅拌,但继续保持锚杆机的推力约8min,然后可缩下锚杆机并移开,先卸下专用搅拌驱动器,装上托板、锚具,并将其托到紧贴顶板的位置。待搅拌树脂药卷后38min张拉锚索,张拉时并注意观察压力表读数,张拉预紧力控制在79.5kn时即油压(25mpa及以上),液压泵停止张拉,将换向阀手把转向卸载,一人用双手托住张拉千斤顶,一人将液压泵卸载将张拉千斤顶退出锚索。
6.锚索安装48h后,如发现预紧力下降,必须及时补拉。锚索锚固力应不低于79.5kn(油压25mpa)。
7.张拉时发现锚固不合格的锚索,必须立即在其附近补打合格的锚索,或者用张拉器将不合格的锚索拔出,然后用钻机将原来的钻孔清洗一遍,重新安装锚索。
8.顶板与托板间严禁加垫木充填。
9.施工必须按锚索操作技术要求执行,施工锚索期间,矿扩能科、安监处及施工队派专人或队干现场指导,确保施工质量。
10.施工短锚索使用二支z2335锚固剂支护,长锚索使用不少于三支z2335锚固剂支护,z2335型锚固剂搅拌时间为25~40秒;同时要求搅拌过程连续进行,中途不得间断;停止搅拌后等待规定时间(根据树脂药卷使用说明书,z2335药卷等待时间为480秒,承载时间为30分钟)。注:树脂药卷搅拌、等待时间以说明书为准。
11.施工锚索时,必须将每根长锚索的锚固力参数记录好备查,该工作由扩能科与施工队共同完成。
12.锚索支护严格按《南桐矿业公司关于加强锚喷支护管理若干规定》执行。
六、其它
1.避灾路线:
(1).遇火、瓦斯、煤尘灾害预兆或事故时:施工碛头→7507工作面→-325m7507机巷→-325m七石门→-325m大巷→3.0m、 2.5m人车坡→地面。
(2).遇顶板预兆或事故时:人员以事故或来压点为界快速撤至三巷等压力正常安全处并及时向调度站汇报。
⑶ .遇水灾害预兆或事故时:碛头→7507工作面→7507风巷→-200m七石门→-200m大巷→3.0m、 2.5m人车坡→地面。
2.其于按《煤矿安全规程》严格执行。
第2篇 锚索支护安全措施
根据矿生产接替部署安排，7507上段工作面将于2008年12月安装综采设备，因该工作面为单体支护，无法满足安装综采设备，为满足该面综采设备的运输安装要求，需对该工作面进行锚索支护，为保证安全施工，特拟如下技安措施。
一、工作面布置及通风示意图附图一
二、7507上段煤系地层柱状图附图五
三、锚索支护设计与计算参考资料
㈠．锚索支护设计
1．短锚索支护计算
因7507上段工作面采高为1.2～1.3m,无法施工锚杆,只能采用锚索代替锚杆支护。按照悬吊理论计算短锚索参数（短锚索眼沿煤层顶板垂直布置）。
⑴．短锚索长度
l短=kh+l1 +l2
式中: l-短锚索长度, m；
h-冒落拱高, m；
k-安全系数, 一般取2；
l1-锚索锚入稳定岩层的长度,一般按照经验取0.4m；
l2-锚索在巷道中的外露长度,一般取上托盘及锚具的厚度 0.2m；需要外露的张拉长度0.35m, l2取0.2+0.35=0.55m。
其中 h=b÷2f=5.4÷(2×4.958)=0.54 m ………采用减跨理论计算
式中 b-巷道开掘宽度,取5.4 m；
f-岩石坚固性系数,钙质页岩取4.958。
则 l=2×0.54+0.4+0.55=2.03m
设计短锚索长度取2.4m。
⑵．锚索柱、排距计算，设计柱、排距为a,则
a=(q/khycos)1/2
式中 a-锚索柱、排距
q-锚索设计锚固力,根据张拉千斤顶使用说明书25mpa折合为79.5kn/根；
h-冒落拱高度,取0.54m；
y-被悬吊页岩的重力密度,取25kn/ m3；
k-安全系数, 一般取2。
-煤层倾角,平均38度。
a=(79.5÷2÷0.54÷25÷cos380)1/2
=1.933 m
施工时,取锚索排距1.0～1.20 m；倾斜间距1.6 m。(见附图二、三、四)
2．按照悬吊理论计算加强(长)锚索参数
在工作面采用短锚索替代锚杆支护后,施工过程中,为防止工作面大面积垮落,采用加强(长)锚索支护,锚索间排距为3.2 m。
⑴．锚索倾角
锚索眼沿煤层顶板垂直布置。
⑵．确定锚索长度
l=la+lb+lc +ld
式中 l-锚索总长度
la-锚索深入到稳定岩层的锚固长度, m；
lb-需要悬吊的不稳定岩层厚度,取1.58m；
lc-上托盘及锚具的厚度,取0.2 m；
ld-需要外露的张拉长度,取0.35 m。
根据gbj86-1985要求,锚索锚固长度la按照下式确定:
la≥k×d1fa÷4fc
式中 k-安全系数,取k=2；
d1-锚索钢绞线直径,取15.24㎜；
fa-钢绞线抗拉强度,n/㎜2(1920mpa,合1883.52 n/㎜2)；
fc-锚索与锚固剂的粘合强度,取10 n/㎜2。
则 la≥2×15.24×1883.52÷4÷10=1435㎜
l=1.435+1.58 +0.2+0.35=3.57 m
施工时取加强锚索长度为4.5m。
⑶．锚索数目的确定
n=k×w/p断
式中 n-锚索数目
k-安全系数,一般取2,
p断-锚索的最低破断率,查数据为268.5kn；
w-被吊岩石的自重,kn。
其中 w=b×∑h×∑y×d×cos
式中 b-巷道掘进宽度,5.4 m；
∑h-悬吊岩石厚度,1.58m；
∑y-悬吊岩石平均容重,25kn/ m3；
d-锚索倾斜间距,取3.2m。
-煤层倾角,平均38度。
则 w=5.4×1.58×25×3.2×cos380=537.857kn
n=2×537.857÷268.5=4.00根
通过以上计算：切割上山安装加强(长)锚索时，考虑到锚索是在原有短锚索替代锚杆支护基础上的加强支护，故取4根锚索即可满足设计要求。
⑷．每眼树脂药卷数目的确定
按照锚固长度的要求,须确定树脂药卷数目。
_=la(﹠12-﹠22)/ls﹠23
式中 _-树脂药卷数目，㎜；
la-树脂药卷锚固长度，㎜；
ls-树脂药卷长度，㎜；
﹠1-锚索孔径, ㎜；
﹠2-锚索直径，㎜；
﹠3-树脂药卷直径，㎜；
_=1.435×(282-15.242)÷500÷232=2.99㎜
施工中取药卷_=3。
⑸．加强(长)锚索及短锚索布置方式
7507上段工作面设计断面锚索布置：锚索支护从煤壁以南5.4m范围内，顶板每组为4根短锚索配拱型托板支护，短锚索倾向间距为1.60±0.1m，短锚索排距为1.0～1.2m±0.1m；短锚索规格为直径φ15.24mm ×2400mm；拱型托板规格为120×120×10mm。长锚索配铁托板沿上山倾向每3.2m布置一组，每组锚索布置二根，其中一根距工作面煤壁以南的第七排支柱0.5m，另一根距工作面煤壁以南2.9m，其锚索规格为φ15.24mm×4500mm，拱型托板规格为300×300×10mm；锚索分别从风巷、腰巷、机巷内巷道为中开始施工（各巷与工作面交叉口处）。锚索尽量垂直于顶板，与顶板夹角不小于75°。锚索支护布置图附图二、剖面及平面图附图三、四。
㈡．锚索设计计算参考资料
1．顾文卿，《煤矿矿井支护》，中国煤炭工业出版社，2007年7月版。
2．宋广太、魏锦平、张榜雄，《煤巷围岩锚技术与工程实践》，煤炭工业出版社，2007年3月版。
3．邢福康、蔡坫、刘玉堂，《煤矿支护手册》，煤炭工业出版社，1993年2月版。
4．成家钰，《煤矿作业规程编制指南》，煤炭工业出版社，2005年9月版。
5．胡国中、范晓刚，《南桐矿业公司南桐煤矿煤岩坚固性系数f测试》，重庆大学，2008年4月28日。
6．天津冶金集团第二预应力钢丝有限公司产品质量证明书等。
7．《南桐煤矿7603n上段n块段切割上山掘进技术安全措施》，2008年8月11日。
8．南桐煤矿地测科提供该区地质资料。
四、顶板管理
1．施工前，必须对施工点附近5m范围内的支护情况进行检查、加固、补液、维修，发现问题及时进行处理。
2．在施工前和作业过程中，必须坚持经常性敲帮问顶工作，每班设专人找矸看安全，防止掉矸伤人；对找不下的悬危矸石，须及时打上临时支柱或放小炮崩下（若需放炮措施另拟报批），找矸点下方严禁有人。
3．现7507回采工作面留设8排控顶距，采用单体支柱配草鞋板托顶，采高为1.3m。
4．因工作面垂直高度只有1.2～1.3m，锚索眼施工采用zqt-130/3.2气动锚杆(锚索)钻机，该钻机长度为0.9m，钻杆长度为0.5m，施工锚索时无法垂直于顶板，故可采用风镐破底板矸石，以保证锚索支护设计要求，严禁用风镐破煤体。
5．施工锚索时，必须在施工点上方采用板子或竹合板横杠在支柱上，以保证施工人员安全，待锚索施工完毕后，方可撤除。
6． 该工作面内将存在多台锚杆机同时作业，每2台锚杆机间最小安全距离不少于10m。且每台施工钻机上方不少于5m设好挡矸栏板，防止矸石、物料滚落伤人。
7．锚索施工时，打好一个锚索眼后及时锚固，且托板必须紧贴岩面，不合格或失效锚索必须及时补打。
8．打锚索眼前，必须先进行敲帮问顶，将活矸危岩处理掉，在确认无安全威胁后，方可作业。工作面找矸前及过程中，必须找矸点下方5m处设挡矸栏，找矸点下方严禁有人。找矸时，必须严格按原局颁《找矸工工种技术操作规程》执行。在施工过程中要注意观察顶板变化情况，并须进行经常性的敲帮问顶工作。
9．施工过程中遇顶板破碎时，采用短锚索、锚网、锚带、铁托板支护时，另拟针对性措施报批。
10．工作面锚索期间，经常检查各出口支护情况，发现问题及时处理。采煤152队必须加强工作面支护检查，每天派支护工，及时对工作面失效、冲撞倒落单体进行重新支护，同时对工作面单体支柱进行补液，初撑力不小于9mpa，确保支护可靠与安全退路畅通。
11．工作面进行锚索施工过程中，须密切注意观察工作面压力显现情况，若遇工作面大面积来压或压力显现明显，危及人员安全时，必须及时撤出人员至三巷内安全处。
12．现7507工作面采用全部采用单体支柱支护，其支柱柱距为：0.9m±0.1m，排距为0.9m±0.1m；因该工作面支柱待锚索施工完毕后回拆，故施工锚索时不再进行临支护。
12．工作面进行锚索施工过程中，各种设备、材料必须堆放整齐，严禁堵塞安全通道。
13．锚索施工期间，机巷、腰巷、风巷内宽敞处须随时备有足够数量救急材料。
13．7507工作面锚索施工在负压风流中进行。
五、锚索施工及工艺
1．采用zqt-130/3.2气动锚杆(锚索)钻机、中空钢六方接长式钻杆、28mm岩石钻头和26mm双翼钻头湿式打眼，锚索孔深误差控制在±30mm，为保证孔深准确，可在起始钻杆上用白色或黄色油漆标出终孔位置，孔深比锚索长度短不得大于150 mm ，长锚索外露长度控制在200 mm±20mm，短锚索外露长度控制在100 mm±20mm。
2．锚索锚固，采用z2350药卷两支树脂锚固剂进行锚固；插入树脂药卷前应先检查其质量（以手感柔软为合格）。
3．锚索下端装上专用搅拌驱动器，二人配合使用锚索顶住锚固剂缓缓送入钻孔（注意：不能反复抽拉锚索），确保锚固剂全部送入孔底。
4．将专用搅拌驱动器尾部六方头插入锚杆机上，一人扶住机头，一人操作锚杆机，边推进边搅拌，前半程用慢速旋转，后半程用快速旋转，锚索搅拌树脂药卷过程中不能停顿，搅拌时间控制在25～40s，严禁反复搅拌，导致锚固失效。
5．停止搅拌，但继续保持锚杆机的推力约8min，然后可缩下锚杆机并移开，先卸下专用搅拌驱动器，装上托板、锚具，并将其托到紧贴顶板的位置。待搅拌树脂药卷后38min张拉锚索，张拉时并注意观察压力表读数，张拉预紧力控制在79.5kn时即油压（25mpa及以上），液压泵停止张拉，将换向阀手把转向卸载，一人用双手托住张拉千斤顶，一人将液压泵卸载将张拉千斤顶退出锚索。
6．锚索安装48h后，如发现预紧力下降，必须及时补拉。锚索锚固力应不低于79.5kn（油压25mpa）。
7．张拉时发现锚固不合格的锚索，必须立即在其附近补打合格的锚索，或者用张拉器将不合格的锚索拔出，然后用钻机将原来的钻孔清洗一遍，重新安装锚索。
8．顶板与托板间严禁加垫木充填。
9．施工必须按锚索操作技术要求执行，施工锚索期间，矿扩能科、安监处及施工队派专人或队干现场指导，确保施工质量。
10．施工短锚索使用二支z2335锚固剂支护，长锚索使用不少于三支z2335锚固剂支护，z2335型锚固剂搅拌时间为25~40秒；同时要求搅拌过程连续进行，中途不得间断；停止搅拌后等待规定时间（根据树脂药卷使用说明书，z2335药卷等待时间为480秒，承载时间为30分钟）。注：树脂药卷搅拌、等待时间以说明书为准。
11．施工锚索时，必须将每根长锚索的锚固力参数记录好备查，该工作由扩能科与施工队共同完成。
12．锚索支护严格按《南桐矿业公司关于加强锚喷支护管理若干规定》执行。
六、其它
1．避灾路线：
(1).遇火、瓦斯、煤尘灾害预兆或事故时：施工碛头→7507工作面→-325m7507机巷→-325m七石门→-325m大巷→3.0m、 2.5m人车坡→地面。
(2).遇顶板预兆或事故时：人员以事故或来压点为界快速撤至三巷等压力正常安全处并及时向调度站汇报。
⑶ .遇水灾害预兆或事故时：碛头→7507工作面→7507风巷→-200m七石门→-200m大巷→3.0m、 2.5m人车坡→地面。
2．其于按《煤矿安全规程》严格执行。
第3篇 锚索支护 安全措施
根据矿生产接替部署安排,7507上段工作面将于2008年12月安装综采设备,因该工作面为单体支护,无法满足安装综采设备,为满足该面综采设备的运输安装要求,需对该工作面进行锚索支护,为保证安全施工,特拟如下技安措施。
一、工作面布置及通风示意图附图一
二、7507上段煤系地层柱状图附图五
三、锚索支护设计与计算参考资料
㈠.锚索支护设计
1.短锚索支护计算
因7507上段工作面采高为1.2~1.3m,无法施工锚杆,只能采用锚索代替锚杆支护。按照悬吊理论计算短锚索参数(短锚索眼沿煤层顶板垂直布置)。
⑴.短锚索长度
l短=kh+l1 +l2
式中: l-短锚索长度, m;
h-冒落拱高, m;
k-安全系数, 一般取2;
l1-锚索锚入稳定岩层的长度,一般按照经验取0.4m;
l2-锚索在巷道中的外露长度,一般取上托盘及锚具的厚度 0.2m;需要外露的张拉长度0.35m, l2取0.2+0.35=0.55m。
其中 h=b÷2f=5.4÷(2×4.958)=0.54 m ………采用减跨理论计算
式中 b-巷道开掘宽度,取5.4 m;
f-岩石坚固性系数,钙质页岩取4.958。
则 l=2×0.54+0.4+0.55=2.03m
设计短锚索长度取2.4m。
⑵.锚索柱、排距计算,设计柱、排距为a,则
a=(q/khycos)1/2
式中 a-锚索柱、排距
q-锚索设计锚固力,根据张拉千斤顶使用说明书25mpa折合为79.5kn/根;
h-冒落拱高度,取0.54m;
y-被悬吊页岩的重力密度,取25kn/ m3;
k-安全系数, 一般取2。
-煤层倾角,平均38度。
a=(79.5÷2÷0.54÷25÷cos380)1/2
=1.933 m
施工时,取锚索排距1.0~1.20 m;倾斜间距1.6 m。(见附图二、三、四)
2.按照悬吊理论计算加强(长)锚索参数
在工作面采用短锚索替代锚杆支护后,施工过程中,为防止工作面大面积垮落,采用加强(长)锚索支护,锚索间排距为3.2 m。
⑴.锚索倾角
锚索眼沿煤层顶板垂直布置。
⑵.确定锚索长度
l=la+lb+lc +ld
式中 l-锚索总长度
la-锚索深入到稳定岩层的锚固长度, m;
lb-需要悬吊的不稳定岩层厚度,取1.58m;
lc-上托盘及锚具的厚度,取0.2 m;
ld-需要外露的张拉长度,取0.35 m。
根据gbj86-1985要求,锚索锚固长度la按照下式确定:
la≥k×d1fa÷4fc
式中 k-安全系数,取k=2;
d1-锚索钢绞线直径,取15.24㎜;
fa-钢绞线抗拉强度,n/㎜2(1920mpa,合1883.52 n/㎜2);
fc-锚索与锚固剂的粘合强度,取10 n/㎜2。
则 la≥2×15.24×1883.52÷4÷10=1435㎜
l=1.435+1.58 +0.2+0.35=3.57 m
施工时取加强锚索长度为4.5m。
⑶.锚索数目的确定
n=k×w/p断
式中 n-锚索数目
k-安全系数,一般取2,
p断-锚索的最低破断率,查数据为268.5kn;
w-被吊岩石的自重,kn。
其中 w=b×∑h×∑y×d×cos
式中 b-巷道掘进宽度,5.4 m;
∑h-悬吊岩石厚度,1.58m;
∑y-悬吊岩石平均容重,25kn/ m3;
d-锚索倾斜间距,取3.2m。
-煤层倾角,平均38度。
则 w=5.4×1.58×25×3.2×cos380=537.857kn
n=2×537.857÷268.5=4.00根
通过以上计算:切割上山安装加强(长)锚索时,考虑到锚索是在原有短锚索替代锚杆支护基础上的加强支护,故取4根锚索即可满足设计要求。
⑷.每眼树脂药卷数目的确定
按照锚固长度的要求,须确定树脂药卷数目。
_=la(﹠12-﹠22)/ls﹠23
式中 _-树脂药卷数目,㎜;
la-树脂药卷锚固长度,㎜;
ls-树脂药卷长度,㎜;
﹠1-锚索孔径, ㎜;
﹠2-锚索直径,㎜;
﹠3-树脂药卷直径,㎜;
_=1.435×(282-15.242)÷500÷232=2.99㎜
施工中取药卷_=3。
⑸.加强(长)锚索及短锚索布置方式
7507上段工作面设计断面锚索布置:锚索支护从煤壁以南5.4m范围内,顶板每组为4根短锚索配拱型托板支护,短锚索倾向间距为1.60±0.1m,短锚索排距为1.0~1.2m±0.1m;短锚索规格为直径φ15.24mm ×2400mm;拱型托板规格为120×120×10mm。长锚索配铁托板沿上山倾向每3.2m布置一组,每组锚索布置二根,其中一根距工作面煤壁以南的第七排支柱0.5m,另一根距工作面煤壁以南2.9m,其锚索规格为φ15.24mm×4500mm,拱型托板规格为300×300×10mm;锚索分别从风巷、腰巷、机巷内巷道为中开始施工(各巷与工作面交叉口处)。锚索尽量垂直于顶板,与顶板夹角不小于75°。锚索支护布置图附图二、剖面及平面图附图三、四。
㈡.锚索设计计算参考资料
1.顾文卿,《煤矿矿井支护》,中国煤炭工业出版社,2007年7月版。
2.宋广太、魏锦平、张榜雄,《煤巷围岩锚技术与工程实践》,煤炭工业出版社,2007年3月版。
3.邢福康、蔡坫、刘玉堂,《煤矿支护手册》,煤炭工业出版社,1993年2月版。
4.成家钰,《煤矿作业规程编制指南》,煤炭工业出版社,2005年9月版。
5.胡国中、范晓刚,《南桐矿业公司南桐煤矿煤岩坚固性系数f测试》,重庆大学,2008年4月28日。
6.天津冶金集团第二预应力钢丝有限公司产品质量证明书等。
7.《南桐煤矿7603n上段n块段切割上山掘进技术安全措施》,2008年8月11日。
8.南桐煤矿地测科提供该区地质资料。
四、顶板管理
1.施工前,必须对施工点附近5m范围内的支护情况进行检查、加固、补液、维修,发现问题及时进行处理。
2.在施工前和作业过程中,必须坚持经常性敲帮问顶工作,每班设专人找矸看安全,防止掉矸伤人;对找不下的悬危矸石,须及时打上临时支柱或放小炮崩下(若需放炮措施另拟报批),找矸点下方严禁有人。
3.现7507回采工作面留设8排控顶距,采用单体支柱配草鞋板托顶,采高为1.3m。
4.因工作面垂直高度只有1.2~1.3m,锚索眼施工采用zqt-130/3.2气动锚杆(锚索)钻机,该钻机长度为0.9m,钻杆长度为0.5m,施工锚索时无法垂直于顶板,故可采用风镐破底板矸石,以保证锚索支护设计要求,严禁用风镐破煤体。
5.施工锚索时,必须在施工点上方采用板子或竹合板横杠在支柱上,以保证施工人员安全,待锚索施工完毕后,方可撤除。
6. 该工作面内将存在多台锚杆机同时作业,每2台锚杆机间最小安全距离不少于10m。且每台施工钻机上方不少于5m设好挡矸栏板,防止矸石、物料滚落伤人。
7.锚索施工时,打好一个锚索眼后及时锚固,且托板必须紧贴岩面,不合格或失效锚索必须及时补打。
8.打锚索眼前,必须先进行敲帮问顶,将活矸危岩处理掉,在确认无安全威胁后,方可作业。工作面找矸前及过程中,必须找矸点下方5m处设挡矸栏,找矸点下方严禁有人。找矸时,必须严格按原局颁《找矸工工种技术操作规程》执行。在施工过程中要注意观察顶板变化情况,并须进行经常性的敲帮问顶工作。
9.施工过程中遇顶板破碎时,采用短锚索、锚网、锚带、铁托板支护时,另拟针对性措施报批。
10.工作面锚索期间,经常检查各出口支护情况,发现问题及时处理。采煤152队必须加强工作面支护检查,每天派支护工,及时对工作面失效、冲撞倒落单体进行重新支护,同时对工作面单体支柱进行补液,初撑力不小于9mpa,确保支护可靠与安全退路畅通。
11.工作面进行锚索施工过程中,须密切注意观察工作面压力显现情况,若遇工作面大面积来压或压力显现明显,危及人员安全时,必须及时撤出人员至三巷内安全处。
12.现7507工作面采用全部采用单体支柱支护,其支柱柱距为:0.9m±0.1m,排距为0.9m±0.1m;因该工作面支柱待锚索施工完毕后回拆,故施工锚索时不再进行临支护。
12.工作面进行锚索施工过程中,各种设备、材料必须堆放整齐,严禁堵塞安全通道。
13.锚索施工期间,机巷、腰巷、风巷内宽敞处须随时备有足够数量救急材料。
13.7507工作面锚索施工在负压风流中进行。
五、锚索施工及工艺
1.采用zqt-130/3.2气动锚杆(锚索)钻机、中空钢六方接长式钻杆、28mm岩石钻头和26mm双翼钻头湿式打眼,锚索孔深误差控制在±30mm,为保证孔深准确,可在起始钻杆上用白色或黄色油漆标出终孔位置,孔深比锚索长度短不得大于150 mm ,长锚索外露长度控制在200 mm±20mm,短锚索外露长度控制在100 mm±20mm。
2.锚索锚固,采用z2350药卷两支树脂锚固剂进行锚固;插入树脂药卷前应先检查其质量(以手感柔软为合格)。
3.锚索下端装上专用搅拌驱动器,二人配合使用锚索顶住锚固剂缓缓送入钻孔(注意:不能反复抽拉锚索),确保锚固剂全部送入孔底。
4.将专用搅拌驱动器尾部六方头插入锚杆机上,一人扶住机头,一人操作锚杆机,边推进边搅拌,前半程用慢速旋转,后半程用快速旋转,锚索搅拌树脂药卷过程中不能停顿,搅拌时间控制在25~40s,严禁反复搅拌,导致锚固失效。
5.停止搅拌,但继续保持锚杆机的推力约8min,然后可缩下锚杆机并移开,先卸下专用搅拌驱动器,装上托板、锚具,并将其托到紧贴顶板的位置。待搅拌树脂药卷后38min张拉锚索,张拉时并注意观察压力表读数,张拉预紧力控制在79.5kn时即油压(25mpa及以上),液压泵停止张拉,将换向阀手把转向卸载,一人用双手托住张拉千斤顶,一人将液压泵卸载将张拉千斤顶退出锚索。
6.锚索安装48h后,如发现预紧力下降,必须及时补拉。锚索锚固力应不低于79.5kn(油压25mpa)。
7.张拉时发现锚固不合格的锚索,必须立即在其附近补打合格的锚索,或者用张拉器将不合格的锚索拔出,然后用钻机将原来的钻孔清洗一遍,重新安装锚索。
8.顶板与托板间严禁加垫木充填。
9.施工必须按锚索操作技术要求执行,施工锚索期间,矿扩能科、安监处及施工队派专人或队干现场指导,确保施工质量。
10.施工短锚索使用二支z2335锚固剂支护,长锚索使用不少于三支z2335锚固剂支护,z2335型锚固剂搅拌时间为25~40秒;同时要求搅拌过程连续进行,中途不得间断;停止搅拌后等待规定时间(根据树脂药卷使用说明书,z2335药卷等待时间为480秒,承载时间为30分钟)。注:树脂药卷搅拌、等待时间以说明书为准。
11.施工锚索时,必须将每根长锚索的锚固力参数记录好备查,该工作由扩能科与施工队共同完成。
12.锚索支护严格按《南桐矿业公司关于加强锚喷支护管理若干规定》执行。
六、其它
1.避灾路线:
(1).遇火、瓦斯、煤尘灾害预兆或事故时:施工碛头→7507工作面→-325m7507机巷→-325m七石门→-325m大巷→3.0m、 2.5m人车坡→地面。
(2).遇顶板预兆或事故时:人员以事故或来压点为界快速撤至三巷等压力正常安全处并及时向调度站汇报。
⑶ .遇水灾害预兆或事故时:碛头→7507工作面→7507风巷→-200m七石门→-200m大巷→3.0m、 2.5m人车坡→地面。
2.其于按《煤矿安全规程》严格执行。
