顶板破碎情况下大断面施工绞车房实践研究.pdf

2 0 1 0 年 第6 期 东斌晨 斜技 1 8 3 顶板破碎情况下大断面施工绞车房实践研究 张京泉 ， 王勇 新汶矿业集团协庄煤矿 ， 山东 新泰2 7 1 2 2 1 摘要采用喷锚喷、 锚 网喷 二次支护 ， 加打锚索联合支护， 采用分层掘进方式， 上分层掘进距下分层不大干6米。一次定炮一次起爆。 关键词 喷锚喷 锚网喷二次支护打锚索联 合支护 中图分类号 T D 2 6 4 ． 3 文献标识码B 1 问题 的提 出 协庄 煤矿 一 5 5 0 m水 平七采 十三层 轨道上 山绞 车 房 ， 该巷道位于 一 3 0 0 m七采车场 附近 ， 一 3 0 0 m七采上 山保护煤柱内； 以东为 7 1 3 0 7 E工作面老空区； 以西为 7 1 3 0 4 W T作 面老空 区 ； 东部 为 一3 0 0 m东 九采 区正在 开拓 ； 西部为 一3 0 0 m 五采 十三层 尚未 开采 ； 南部 为 一 3 0 0 m七采上山 区十三层正 在 开采 ； 北部 一5 5 0 m七 采 上 山区十三层 正在开拓 。 巷道依次 揭露煤 1 5 、 泥 质灰岩 、 页 岩、 煤 l 4 、 细砂 岩 、 煤 1 3 。 1 绞车 房为全 断 面分层 施工 ， 净 长 1 0 m 荒 1 0 ． 3 6 m ， 净宽 7 ． 8 m 荒 8 ． 1 6 m ， 净 高 5 ． 2 m 荒 5 ． 5 6 m ； 断面 S 掘 4 5 ． 4 m ， S 净 3 8 ． 5 m 。 2 绞车房 施工 依次 穿过 1 ． 5 m厚 的煤 1 5 ； O ． 9 m 厚 的泥质石 灰岩 ； 6 ． 5 6 m厚 的页 岩 ； 最 后 绞 车 房上 覆 4 m厚 的页岩 ， 顶板支护及其 困难 。 3 煤 l 5上覆岩性差， 承载力差 ， 巷道成型差 ， 工 作量大 ， 工期短 。 协庄煤矿经过筛选最佳施工方案， 采用先进适用 的施工和支护技术 ， 合理组织施工， 取得了较高的工程 质量和较快的施工 速度 ， 取得 了很好 的效果 。 2科学 合理的 爆破新 技术 1 爆破材料 毫秒延期电雷管 1 一 5 ， 电雷管 必须编号、 R M I I 型煤矿许用乳化炸药、 M F B一1 0 0型 矿用 闭锁式发爆器。 2 定炮方式 上分层掘进采用反向定炮， 下分层 起底采用正向定炮 。联线方式 串联。爆破方式 分层 全断面一次定炮 ， 一次起爆 。 3 采用钻眼、 装药、 雷管、 爆破、 分层、 分段掘进的 施工工艺。 4 科学布置断面炮眼， 合理利用现有 自由面及 施工空间 分层施工， 采用俗称“ 截炮” 的施工方法， 创 造 自由面 。 收稿 日期 2 0 1 0 0 92 6 作者简介 张京泉 ， 男 ， 新汶矿业集 团集 团公司协庄煤矿总工程师 ， 高级工程师， 曾在国内有价值刊物发表论文多篇。 5 科学布置炮眼间距、 装药量及雷管段号， 减少 矸石块度 。 ’ 6 精确钻 眼角度 ， 达到定 向爆破 。 3支护 材料 的科学选 型 通过 一 3 0 0 m水平 七采入 仓巷 的实际 揭露 和地 质 部门提供的资料 ， 其与该巷道围岩岩性相似。 一 3 0 0 m 水平七采人仓巷锚杆采用 直径 2 0 m m、 长度 2 0 0 0 m m的 等强全螺纹钢锚 杆 ， 锚杆 问排 距为 1 0 0 01 0 0 0 m m， 锚 杆呈正方形布置 ， 支护效果较好 。 通过 以上计算及工 程类 比， 确定 巷道 的锚杆 支护 参数为 绞车 房 和 配 电所 一、二 次 锚 杆 采 用 2 2 x L 2 7 0 0 m m全螺纹钢锚杆， 绳道和绞车房通道一、 二次锚 杆采用 2 2L 2 2 0 0 m m全 螺纹 钢锚 杆 ， 间排距 为 8 0 0 x 8 0 0 m m， 一次锚杆呈 正方形 布置 ， 二次锚杆 与一次锚 杆呈五花布置 。 采用加长锚杆支 护增加 组合拱 的强度 ， 有利 于遏 制深部变形的延 伸。 4科学 先进 的支护工 艺 1 采用喷锚喷、 锚网喷二次支护， 加打锚索联合 支 护。 2 一次支护 巷道光爆后先敲帮问顶， 摘掉迎头 危岩悬矸， 然后进行初喷 5 0 ra m的砼， 初凝 2 0 ra i n后进 行打安锚杆及扒装 ， 一次锚杆呈正方形布置， 锚杆间排 距8 0 0 8 0 0 m m， 一次锚杆预留 8 m m钢筋并引出喷层 外， 用预 留的 8 栅钢筋 拴 网。网与 网之 间 每隔 2 0 0 m m扭 接一处。距迎头 5～1 0 m范围 内进行一 次复 喷 ， 喷厚 1 0 0 ra m。 3 二次支护 上分层一次支护施工完毕进行 上 分层 二次支护。下分层一次支护施工完毕进行 下 分层 二次支护。一次喷浆厚度达不到要求， 严禁进行 二次支护。二次支护的锚杆要按里层锚杆所 留标志布 置在一次锚杆 之间呈 五花布置， 锚杆间排距 8 0 0 8 0 0 m m， 然后喷浆盖网， 二次喷浆厚度为 3 0 ra m， 要起到 防锈作 用。 4 支 护 材 料种 类 锚 网喷 支 护一 、 二 次 锚 杆 为 2 L 2 7 0 0 m m全 螺纹 钢 锚杆 ； 网采用 8 m m 钢筋 网， l 8 4 瞧晨 科技 2 0 1 0 年 第6 期 钢筋 网 必 须 编 制 ， 规 格 为 1 0 0 X 1 0 0 m m； 锚 索 采 用 1 7 ． 8 m m， 长 为 6 ． 5 m； 锚 索 托 盘 为 圆 形 ， 规 格 为 q b 3 0 0 m m， 用 2 0 ra m钢板压制 ； 锚索 间排距 1 ． 5 X 1 ． 5 m。 5合理有效 的施工方 法 5 ． 1 施工方 法 采用喷锚喷、 锚 网喷二次支护， 加打锚索联合支 护， 采用分层掘进方式， 上分层掘进距下分层不大于 6 m。一次定炮一次起爆 。 5 ． 2施 工步骤 1 自 一 3 0 0七采 十 三层 轨道下 山绞车 房 H 5点 底板标高 一 2 7 9 ． 1 m 以南 4 m处， 开始按真方位3 5 9 。 ， 1 一I 断面， O 。 平推 5 m， 施工出绞车房绳道。 2 按 22断面上分层 A段 ， 3 7 。 上坡 挑顶 4 ． 4 m， 施工 出车房上部轮廓。 3 按 2 2断面上分层倒刷 B段 ； 按 C段 施 工上分层 6 m； 再按 D段 分层 施工下 分层 6 m； 然后 ， 按2 2断面上分层 B段 施工至车房设计位置 ， 留底 4 mo 4 上分层二次支护、 补打锚索后 ， 打安起吊锚 杆， 安装起吊钢梁 E段 。 5 按 2 2断面 D段 施工车房 ， 预留下分层 。 6 按真方位 8 9 。 ， 3 3断面 ， 0 。 平推 2 m， 施工 出 绞车房电机壁龛 F 段 。 7 按真方位7 3 。 ， 33断面， 0 。 平推 1 2 m， 施工 出绞车房配电所。 8 按真方位 7 3 。 ， 4 4断面， 2 5 。 上坡 2 3 m， 施工 出绞车房通道。 6技 术经济效 果 1 支护方式 、 方法 ， 对破碎顶板进行有效支护。 2 下分层掘进 留有足 够 的 自由面 和施 工空 间 ， 可以进行有效的整体打眼、 爆破 ， 最后， 进行齐帮， 既节 省人工效率， 又节省材料。 3 上分 层快速施 工 和支 护 ， 减 少 了破 碎 围岩在 空气中的暴露时间， 有效提高了职工现场施工的安全 系数， 消除了事故隐患， 有效保护了现场慈工人员的人 身安全。 4 通过筛选最佳施工方案 ， 大大简化了施工工 序， 改善了安全作业环境， 降低了工人的劳动强度， 并 为提高单进和施工速度创造了条件， 在经济上、 安全上 同样是合理的。 上接第1 8 2页 由于受井下的风速影响垂球易摆动， 因而此时要尽量保持垂球 的稳定 ， 在风 比较大 的地方 ， 在瞄准时， 可以用望远镜的竖线来瞄准垂球摆动的中 间位置， 也就是垂球摆动的最低点， 这样可以减少瞄准 误差。 2 当测回数大于 1 时， 测角方法误差值为最大误 差值的 l 倍， 因此， 为提高测角精度， 应多测几个测 回， 取它们的平均值作为最终的测量依据。 1 ． 3仪器对 中误差 仪器对中误差是由于仪器中心与测站点标志中心 不重合所引起的测角误差。仪器对中误差与其线量对 中误差成正比， 与所测角的两边长成反比， 与所测角的 大小有关， 在所测角为01 8 0 。 时， 仪器对中误差随角 度的增大而增大。 2 用经纬 仪测量 垂直 角的误差 测量垂直角的误差同测量水平角的误差一样， 也 包括仪器误差、 测量方法误差和对中误差三部分。但 是， 仪器误差和对中误差对垂直角的影响很小， 故不必 考虑。校正后剩余的竖盘始读数可用正、 倒镜两个镜 位观测来消除。因此， 测量垂直角误差的主要来源是 测量方法误差。用测回法正倒镜观测某个方向求其垂 直角时， 要用望远镜十字丝的水平中丝瞄准垂球线上 的标记或瞄准觇标中心。用 n 个测回观测垂直角的误 差 m 8为 ／ m ； 砌 √ ■ 式中 一瞄准误差 ； m 一 读数误差， 其估算方法同前； m ， 一竖盘水准管居中误差 ， 竖盘采用自动安平补 偿器的经纬仪， 可取 ／ 7 ／, ， 2 。 3 总结 在井下进行测量的过程中， 经纬仪发挥着重大的 作用， 它的优点是投资小， 它本身的体积小， 重量轻， 携 带方便操作上也比较简单， 技术比较成熟， 又能够满足 井下测量的精度 ， 特别在井下它的优势尤为明显。全 站仪在地面上的测量占据了更大的优势， 然而在井下 的测量当中， 全站仪不能充分发挥它的优势， 再加上它 的投资比较高， 体积大． 重量大， 携带的东西多， 受条件 的影响也很大， 但是经纬仪也受到钢尺测距的影响。 随着科技的发展， 全站仪的进一步更新换代应能逐步 代替井下经纬仪， 但是两者在测角误差的原理上是基 本相同的， 因而在这里讨论测角误差分析是很有价值 的。 参考文献 [ 1 ] 范爱民， 邱立存． 矿山测量的研究发展方向． 测绘报， 1 9 9 8 2 ． [ 2 ] 罗志清． 测量学 经纬仪的测量方法和精度． 云南大学出版社， 2 0 0 6． [ 3 ] 张国良 矿山测量学 井下经纬仪的测角精度分析和测量方法， 中国矿业大学 出版社发行科． 2 0 1 0 年 第6 期 东 瞧晨 科技 1 8 5 基 于工 业 以太 网与现 场 总 线 的煤 矿井下变 电所远程监控技 术研 究 李广永 ， 孟 1 ． 龙矿集团梁家煤矿， 山东 龙口2 6 5 7 0 0 ； 2 ． 北京邮电大学国际学院， 北京1 0 0 8 7 6 摘要基于工业以太 网和现场总线技术建立 的煤矿井下变电所远程监控技术可以实现 电力系统运行 监控、 实 时数据采集与分析、 故障报警 与事件记录， 且具有丰富的图形显示、 人机交互操作、 数据统计及报表功能， 必将在煤矿生产中发挥重要作用。 关键词远程电力监控工业以太网 现场总线 数据采集 中图分类号 T D 6 1 1 ． 2 文献标识码A 1 工 业以太 网与现 场 总线技 术 1 ． 1 现场 总 线技 术 现场总线技术将专用微处理器置入传统的测量控 制仪表， 使它们各自都具有了数字计算和通信能力 ， 采 用可进行简单 连接 的双绞线 等作 为总线 ， 把 多个测量 控制仪表连接成的网络系统， 并按公开、 规范的通信协 议， 在位于现场的多个微机化测量控制设备之间以及 现场仪表与远程监控计算机之间， 实现数据传输与信 息交换 ， 形成各种适应实际需要的自动控制系统。 1 ． 2工业 以太 网技术 工业 以太 网的技术特点体现在通信确定性 与实时 性、 稳定性与可靠性、 安全性等几个方面， 数据的传输 速率更快、 实时性更高， 实现数据共享， 提高运作效率。 2基于 工业 以太 网 加现 场 总 线 的煤 矿 井 下 变 电所 远程 监控 系统 的构成 本系统采用工业以太网加现场总线的结构模式 ， 由监控计算机、 变电所监控分站、 综合保护单元等组 成， 采用三层结构， 第一层为监控计算机， 第二层为电 力监控分站， 第三层为智能隔爆高压开关。系统主干 信道是光纤以太环网到各变电所、 通过网络交换机的 数据接 口将变电所开关数据接入主传输系统 ； 在变电 所内安装电力监控分站 ， 采用现场总线 R S一 4 8 5方式 收稿 日期 2 0 1 0 0 80 4 作者简介 李广永 1 9 7 0 一 ， 男。 汉族 ， 1 9 9 0年7月毕业于北京煤 炭工业学校， 2 0 0 5年取得山东省委党校成教经济管理本科学历， 机 电工程师， 现任龙口煤电有限公司粱家矿信息中心主任。 采集变电所开关设备的运行参数和状态， 实现就地集 中数据监测和设备控制的功能， 主站对采集到的信息 进行处理， 集中上传到系统主机。系统后台将来可以 网络方式将数据传输到全矿井综合 自动化平台， 实现 数据共享和网络发布。系统总体结构图如图 1 。 图 1 煤矿 电力监控系统总体 结构 图 2 ． 1 系统后 台 监控系统后台配置两台电力监控计算机， 一台主 机， 一台备用机 ， 采用双机热备用方式 ， 充分保证系统 运行安全、 可靠。系统信息可通过 O P C接 口接入全矿 井 自动化系统或通过 W E B在局域网发布。 2 ． 2井下变电所 2 ． 2 ． 1 中央变电所 井下中央变电所根据实际需要安装高压开关、 低 压开关 。设置一 台 K J F 8 8矿 用一般 型 电力 监控站 ， 与 微机保护进行通信 ， 能将监测数据就地显示并上传 给 监控系统主机。设备连接见图 l中央变电所部分 2 ． 2 ． 2 采 区变 电所 采区变电所设置一 台K ． I F 9 9隔爆兼本安型电力监 控站， 高压柜直接通过微机保护装置接人主站， 电力监 控站将监测数据就地显示并上传给监控系统主机。设 备连接见图 1中采区变电所部分。 7 技 术 社 会 效 益 筹 通过在顶板破碎情况下大断面施工绞车房 ， 科学、 具有明显的技术经济效益和技术社会效益。