采区分装煤仓设计方案.doc

内蒙古神隆矿业有限公司
采区分装煤仓设计

内蒙古神隆矿业有限公司
二〇一一年四月

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技 术 科

安 检 科

通 风 科

安全矿长

机电矿长

生产矿长

通风矿长

总工程师

矿 长

采区分装煤仓设计

一、矿井地质概况
神隆煤矿隶属内蒙古棋盘井矿业有限责任公司，设计生产能力60万吨/年，井田面积约2.819km2，地质储量2447万吨，设计可采储量1363.76万吨，矿井设计规模60万吨/年，服务年限16.2年。
乌海市神隆煤矿位于内蒙古自治区乌海市海勃湾区境内，行政区划属乌海市海勃湾区管辖，属卡布其矿区（深部）。井田含中部、下部两个煤组，主要采2、9、10、14、15-1、16-1、17-3煤层平均厚度分别为0.91m、1.19m、1.33m、0.90m、0.75m、0.80m、1.01煤种以焦煤为主。每层结构简单，赋存稳定。井田地质结构简单，构造形态呈东西倾斜的单斜构造，地层倾角小于10°，井田水文地质条件简单，水文地质勘察类型为，井田工程地质条件中等，煤层瓦斯含量低，煤尘有爆炸危险，煤层自然倾向性。
矿井采用斜井片盘开拓，一个采面和两个掘进工作面，分别为102综采放顶煤工作面和104回风联络巷、辅助运输下山掘进工作面，现采动煤层为9#、10#煤层。矿井采用中央并列式通风方式，采用两进一回，及主斜井、副斜井进风，回风斜井回风。
二、煤仓设计目的
根据我矿地质情况和煤层变化的大小，采面设计为综采放顶煤工作面。因工作面地质变化较大，工作面采出的煤煤质较差。经矿领导研究决定，将综采工作面的9#、10#煤层和夹矸分采、分装、分运时，工作面煤质相对变好。本煤仓的设计主要服务于综采和综掘工作面煤层的分装、分运。
三、煤仓设计
（一）、煤仓容量设计
煤仓形状设计为矩形，分别为9#煤仓、10#煤仓、矸石仓三个。
9#煤仓：仓高6.7m×仓宽4.0×仓长60m×1.4=2251t
10#煤仓：仓高6.7m×仓宽4.0×仓长60m×1.4=2251t
矸石仓：仓高6.7m×仓宽4.0×仓长40m×1.4=1500t
附：煤仓剖面图、断面设计图

（二）支护设计
煤仓支护采用锚喷支护
A、支护材料及规格的选用
1、锚杆：φ20mm，长1600mm 左旋螺纹钢
2、锚杆梁：φ12mm圆钢焊接梯子梁；全长3200mm、2800mm共两种。
3、锚杆托盘：100×100×10mm中孔φ20mm的放碟形钢托盘。
4、金属网：φ=4.0mm 网孔为（50×50mm）
5、锚固剂：Z2360型树脂卷
6、锚索：φ15.24mm，长5000mm
7、锚索梁：11#工字钢：L=4000mm（工字钢中间和两边500mm处各加工3个φ20mm的孔）
8、锚索托板：为300×300×30mm钢托板。
9、混 凝 土：水泥为GB42.5硅酸盐水泥；黄沙为纯净的河沙，粒径＜3mm；石子的粒径小于20mm大于5mm，并用水冲洗干净；速凝剂型号为J85型。
B、支护方式：
煤仓整体采用锚喷支护。
上辅助运输巷：锚喷支护，锚杆间排距：800mm×1600mm,锚索间排距：1500mm×1600 mm（附支护断面图和剖面图）。
煤仓仓帽：先用4m长工字钢造假顶，工字钢排距为1600mm，后用60mm×600mm角钢和直径为18mm钢筋加工的行人篦子在工字钢上方搭接，搭接完铺好皮带。
煤仓仓体：采用锚喷支护，锚杆间排距：800mm×800mm。喷浆厚度不小于100mm。
煤仓仓斗：用混凝土加18KG钢轨浇灌。先浇灌100mm，然后铺设钢轨、再把轨道浇灌在混凝土内，浇灌总厚度1000mm。仓斗高度1700mm，呈三角形。
C、选择依据：
因为煤仓穿越的岩层较稳定，可采用锚喷支护。
D、支护的使用及距离：
帮部选用锚杆支护，支护间排距为800mm×800mm，空帮距不超过1.6m。
附：支护断面图及剖面图

E、锚杆打装施工工艺
1、打锚杆眼：
⑴、打眼前，首先严格按煤仓中心线检查煤仓断面规格；
⑵、打眼前要检查煤仓壁，找掉活矸危岩，确认安全后方可作业。
⑶、锚杆眼位要准确，眼位误差不得超过100mm，眼向误差不得大于150。
⑷、锚杆眼深度应与锚杆长度相匹配，严格按锚杆长度打锚杆眼。
⑸、锚杆打装顺序应按由上向下的顺序依次进行。
2、安装锚杆：
⑴、安装前应将眼孔内的积水、岩粉用压风吹扫干净。
⑵、组装好的锚杆慢慢将一卷树脂锚固剂推入孔底；用搅拌连接器将风锤与锚杆螺母连接起来。
⑶、用风锤搅拌和安装锚杆，缓慢推起风锤保持搅拌20～30S ，机子的转速先以中速为佳。气腿推进时间应与锚固工艺规定的搅拌时间相符合（20～30S把锚杆顶推到位后停机，待3min后再次开启风锤，紧固螺母直到风锤不能转动为止。
⑷、搅拌时要注意，将气腿缓缓顶到位，然后开足马达旋转搅拌。这样锚固剂会顺着锚杆的螺纹挤出锚固区域，影响锚固效果。
⑸、15min后，拧紧螺帽给锚杆施加一定的预紧力。拧紧力矩不小于120Nm，锚杆盘要紧贴岩面，锚矸的配套组件(托盘、球形垫片、加摩垫片、螺母等）齐全。
F、技术要求、质量标准及文明生产标准
1、技术规定：
⑴、分装采区煤仓严格按本《作业规程》施工。
⑵、仓体采用锚网支护，锚杆垂直于煤仓仓壁单位锚杆间排距：800mm×800mm，呈矩形布置锚杆扭距120N·m（锚固力≥90KN）。喷浆后锚杆端头不得外露。
⑶、全断面挂网，网间压茬100mm。。
⑷、破岩方式采用综掘机：超掘尺寸不大于150mm，欠掘尺寸为0mm；软岩要做到巷道成形好。
2、质量标准：
⑴、巷道断面：允许误差：中心线至仓壁0～+100mm。
⑵、锚杆安装：锚杆株排距允许误差：-100mm～+100mm；锚杆孔深度2150mm～2200mm。锚杆与煤仓仓壁夹角必须大于75°。锚杆扭距≥120Nm，锚固力≥9T(88.2Nm),锚杆丝杆外露部分:10mm≤L≤30mm。锚杆必须用扳手拧紧确保锚杆的托盘紧贴壁面，未接触部分必须楔紧，否则应加补锚杆。
⑶、挂网：相邻网间要按照自上而下顺序搭接。钢筋网的压茬长度应≥100mm，钢筋网使用12＃的铁丝进行捆扎、捆扎间距≦200mm。
3、文明生产标准：
⑴、 材料、工具码放整齐,挂牌管理。支护材料分类码放上垛，同类支护材料堆放不超过2垛。支护材料距迎头不超过200m。材料码放要横竖成线，高度不超过1.5m,距离轨道不小于700mm。标志牌统一尺寸，除注明材料名称外，钻机要帖帮放置，严禁倒地。
⑵、作业场所设有施工断面图，截割顺序图和避灾路线图，岗位责任制牌板。牌板表面应保持整洁，无浮尘。牌板统一规格、悬挂整齐。牌板应挂在人行道一侧，上平面距离底板高度2m，距离迎头不超过200m。
（三）施工设计
施工方法：分装煤仓沿上辅助运输巷由上至下扩大掘进施工，施工时采用综掘机截割，巷道顶板用11#工字钢（长4m）、锚网、锚索支护，两帮为锚网支护。附截割示意图、截割顺序图、支护断面图。
施工顺序：先沿8#煤老顶掘进（掘进断面高2.8m×宽4m），掘到位160m之后，在工作面打通风联络巷，通风联络巷为人工用风镐施工，联络巷和皮带下山贯通后，工作面形成全负压通风。然后综掘机退后160m，造上部运输巷假底，假顶使用11#工字钢，间距为0.8m。（工字钢的固定：在锚索托盘上加工φ22mm的孔，在孔内穿上φ20mm的螺纹钢，螺纹钢长为1.7m，托盘上固定好之后，下端用U型蛤蟆卡固定。工字钢两端用30mm厚钢板和夹板固定。工字钢固定好之后，在工字钢上方铺30mm厚木板，木板上铺上皮带）。然后根据上部辅助运输巷的掘进方法由上而下掘进，直到掘至10#煤底板。巷道掘进总高度为11米，从10#煤底板往上1.7m高时断面为3m宽，巷道使用工字钢支护，间距为0.8m。然后在工字钢上部铺30mm的钢板，在钢板上进行（下部运输巷顶板）仓帽浇灌――仓斗加固浇灌――下锁口安装。
施工工艺： 交接班→检查帮部支护情况→敲帮问顶→综掘机掘进→敲帮问顶→打装锚杆、挂网、打锚索→清理作业现场。
施工程序：
综掘机掘完后，敲帮问顶、检查仓体断面尺寸。
锚（打锚杆眼及安装锚杆）：确定锚杆眼位 ---在钻杆上作好眼深标记---按照设计角度，由上向下依次打锚杆眼吹净眼内的水滴及岩煤粉，挂网用杆体将树脂锚固剂缓缓推至孔底---在杆体尾部上好连接头，用锚杆钻机按规定时间连续搅拌---固化3min后，使托板紧贴岩面---使用完毕把工具码放整齐。（每打一个眼必须及时安装锚杆）
（四）煤仓上口设计
为了防止石头和作业人员坠入，煤仓上口设计采用12kg钢轨加工的间距为300mm的过煤篦子。
如煤仓上口平面图所示

（五）安全技术措施
施工煤仓前，调度指挥中心要在煤仓上、下口安装好电话，供上下口工作人员联系使用。
清理好煤仓上口的环境,煤仓上口前后10m范围内不得有杂物及矸石。
安装好JH-14回柱绞车，提料桶导向滑轮固定牢靠。
煤仓上口皮带机的保护：施工煤仓前，对上部辅助运输巷出货范围内的钢丝皮带采用密排架设工字钢棚的方法进行保护，工字钢棚使用11号工字钢加工而成，工字钢长4000mm，间距为1500mm。然后用厚30mm、L=3000mm、宽350mm加工的木板进行错茬、迈步连接。使所有的工字钢棚成为一个整体。再用皮带机皮子铺严，皮带上再用3mm后的钢板对棚梁进行全覆盖。出货时放煤司机要及时观工字钢棚的稳定情况的影响，发现问题及时加固，严防皮带运转时工字钢棚歪斜，影响安全和皮带机行。
2、煤仓施工时，应严格按照设计图进行浇灌混凝土。
3、煤仓仓帽浇灌完之后，在煤仓上口先沿巷道方向横排8根长5m的24Kg钢轨，坚排10根长4m的24Kg钢轨。具体位置如剖面图所示。
4、 用50毫米厚的大板在钢轨上将上口封严封实，板间不留缝隙，在煤仓中心预留下1.5m×1.5m进出口；进出口应比巷道底板高出100mm以上，井口四周5m范围内必须清理干净，不得堆放杂物工具等。保证上口的杂物矸石等不能落到仓内。
5、在进出口外侧，设置留门的围栏，防止人员意外坠落。围栏高度1.5m。
6、进出口设置活页翻门，必须处于常闭状态，整个煤仓施工期间，上口安排专人负责警戒，现场交接班，只有仓内停止作业后由班长撤除警戒。
7、煤仓上口人员在封口盘2m范围内附近作业时，人员必须系好安全带，严禁将杂物、工具、矸石等误入眼内。
8、在浇灌仓帽时，仓内所有作业人员均需佩戴安全带。安全带一端系在施工人员腰上，另一端固定在仓壁锚杆上。用吊桶向输送人员时均应系好保险绳。
9、每班交接班后必须认真检查回柱绞车、滚筒、钢丝绳、起吊锚杆及提升滑轮的安全情况，发现不安全情况及时处理。
10、仓体内作业前应严格执行敲帮制度；空帮距不得超过1.6
11、施工过程中，用安全盖盖严溜矸孔，并严禁站在安全盖上作业，以防施工人员坠落；安全盖的规格和材料如附图所示。
12、进入煤仓内的人员必须佩戴安全带，安全带必须拴在牢固的物体上（已安装好的锚杆）。
13、煤仓下口前后各15m范围内必须设置栅栏，及警示标语“煤仓下口，严禁入内”，严禁人员擅自进入，确需到下口进行其它工作时，必须和上口用电话联络清楚，上口人员必须在确保没有矸石能够漏下的情况下，才可准许下口人员工作。
14、仓斗采用轨道+C425混凝土浇灌，浇灌厚度400mm。混凝土标号不小于C425，所选石子粒径在20～40mm。轨道型号：15Kg／m，轨面朝上放置，轨面上100mm以下浇灌混凝土。选用6*19-φ15.5钢丝绳连接，L上=11477mm，L下=5451mm，钢丝绳太长可分段布置，分段之间用蛤蟆卡子连接。各钢轨中间φ20mm的钢筋加工带丝螺栓L=596mm，L=788mm各12个进行连接。锁口圆盘由25U型钢加工制成，并焊接固定在锁口梁上。
15、煤仓施工至下口巷道后，根据煤仓中心线和皮带机中心线，沿皮带输送机横向埋设煤仓下口锁口梁。
16、采用风镐挖梁窝，梁窝掏好后，用砂浆抹平梁窝底平面。
17、安装锁口梁前，先将棚梁上平面的矸石出净，保证上平面相对平整，不得有其它杂物。
18、抬运锁口梁时要多人协作、相互配合、轻抬轻放，并有专人指挥、统一口令，同时要有专人观察周围的安全环境，发现问题，及时停止作业。
19、安装锁口梁的过程中,在安装地点前后10m范围内严禁进行与安装起重梁无关的工作。起重梁下方严禁站人。
20、安装锁口梁时，先窜入梁窝较深的一头，再窜安装另一头。
21、锁口梁安装好后用混凝土进行浇筑，填实。施工完毕后，起重梁上污垢必须清理干净，并进行防腐处理。

四、煤仓设计的优越性比较
目前，采区只有一个主煤仓，如果在此状态下施行分采、分装、分运有如下缺点：
1、根据《煤矿安全规程》规定，煤仓不允许完全放空；
2、受地质变化影响，掘进工作面掘进时对采面煤质造成很大影响；
3、受运输限制，推进速度达不到设计要求；
4、主提升皮带24小时不间断运转；
5、工作面采用9#、10#和煤层夹矸混采，煤质较差，对经济效益造成了一定的影响。
分装煤仓设计的优点：
1、分装煤仓能够将9#、10#、矸石在井下直接进行分装；
2、采面可以对煤层和矸石施行分采、分运，加快了采面推进速度，提高了煤质。