煤礦地下采礦深部工程規(guī)范一、概述

煤礦地下采礦深部工程是煤炭工業(yè)發(fā)展的重要方向，隨著開采深度的增加，地質條件復雜化、工程風險增大，亟需建立規(guī)范化的技術標準和管理體系。本規(guī)范旨在指導深部煤礦采礦工程的規(guī)劃、設計、施工、監(jiān)測及運營維護，確保工程安全、高效、經(jīng)濟。規(guī)范內(nèi)容涵蓋地質勘察、井巷工程、支護技術、通風系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、安全監(jiān)測等方面，以提升深部采礦的綜合技術水平。

二、地質勘察與設計

（一）地質勘察要求

1.勘察范圍：深部工程勘察應覆蓋礦體周邊1000米范圍，重點查明構造斷裂、應力場分布、巖體力學參數(shù)及水文地質條件。

2.勘察方法：采用鉆探、物探、遙感及室內(nèi)實驗相結合的方式，獲取地質數(shù)據(jù)。

3.數(shù)據(jù)分析：建立三維地質模型，分析礦壓、溫度、瓦斯等關鍵參數(shù)的分布規(guī)律。

（二）工程設計原則

1.安全優(yōu)先：設計應滿足礦壓控制、防水害、防瓦斯等安全要求，預留10%的富余強度。

2.經(jīng)濟合理：優(yōu)化巷道斷面尺寸，減少支護材料消耗，降低單位成本。

3.可靠性：支護結構設計采用數(shù)值模擬，驗證其抗變形能力。

三、井巷工程與支護技術

（一）井筒建設

1.施工方法：采用凍結法或鉆井法施工，深部井筒凍結段長度不小于300米。

2.壁厚設計：根據(jù)巖體強度和圍壓，井壁厚度按公式T=K·σ/(Rt)計算，K為安全系數(shù)（取1.5）。

（二）巷道支護

1.支護形式：深部巷道采用錨網(wǎng)噴+鋼架聯(lián)合支護，錨桿間距≤1.5米。

2.噴錨參數(shù)：噴射混凝土厚度不小于80mm，鋼筋網(wǎng)間距≤200mm。

3.鋼架設置：鋼架間距根據(jù)圍壓計算，最大間距不超過5米。

（三）圍巖變形控制

1.監(jiān)測方案：布置多點位移計、應力計，實時監(jiān)測圍巖位移速率，超過10mm/d立即預警。

2.調整措施：變形超標時，采用注漿加固或增加錨索補強。

四、通風與排水系統(tǒng)

（一）通風系統(tǒng)

1.風量計算：按公式Q=60×Σq_k×(1+k_r)計算，Σq_k為同時作業(yè)地點風量需求，k_r為備用系數(shù)（取1.2）。

2.風路布置：設置主扇風機和備用風機，風壓儲備系數(shù)不小于20%。

（二）排水系統(tǒng)

1.排水設備：采用多級離心泵，總揚程不低于500m，排水能力不低于500m3/h。

2.水質處理：深部礦井水含沙量超過10mg/L時，需設置沉淀池，定期清理。

五、安全監(jiān)測與應急措施

（一）監(jiān)測系統(tǒng)

1.關鍵參數(shù)：實時監(jiān)測瓦斯?jié)舛?、頂板離層、溫度、涌水量等指標。

2.報警標準：瓦斯?jié)舛瘸^1%立即報警，頂板離層超過15mm啟動應急預案。

（二）應急方案

1.人員撤離：制定分區(qū)域撤離路線，預留3條以上安全出口。

2.備障準備：儲備應急支護材料、醫(yī)療設備、自救器，定期演練。

六、運營維護規(guī)范

（一）日常檢查

1.檢查內(nèi)容：支護結構、通風設施、排水設備、電氣系統(tǒng)等。

2.檢查周期：每月全面檢查1次，關鍵部位每周巡檢。

（二）維護標準

1.支護修復：發(fā)現(xiàn)裂縫寬度超過2mm時，立即修補。

2.設備保養(yǎng)：風機、水泵等關鍵設備每年檢修2次。

本規(guī)范通過科學化設計、精細化施工、智能化監(jiān)測，可有效降低深部采礦風險，提升工程綜合效益。各企業(yè)應根據(jù)實際地質條件，結合規(guī)范要求制定實施細則。

（續(xù)）三、井巷工程與支護技術

（一）井筒建設

1.施工方法：

凍結法施工：適用于深厚沖積層或含水豐富的巖層。具體步驟包括：

(1)布置凍結孔：根據(jù)井深、水文地質條件，確定凍結孔數(shù)量（通?！?個）、孔徑（Φ130-150mm）和孔深（超出井底50-100m）。孔間距根據(jù)凍土墻發(fā)展計算確定，一般3-5米。

(2)安裝凍結管：選用外徑127mm、壁厚6-8mm的凍結管，下放至設計位置，確保管體垂直。

(3)制冷系統(tǒng)運行：采用氨-水或CO?制冷循環(huán)，嚴格控制鹽水溫度（-28℃至-33℃），確保凍土墻在開挖前形成，厚度不小于1.5米。

(4)開挖與支護：凍土墻形成后，采用掘進機或天井鉆機分段掘進（每段6-10m），邊挖邊安裝臨時支護（如凍結管棚或鋼支撐），掘進至設計斷面后，安裝永久支護。

鉆井法施工：適用于穩(wěn)定基巖或覆蓋層較薄的情況。具體步驟包括：

(1)鉆機就位：選擇合適型號的巖心鉆機，固定鉆塔，安裝套管鉆具。

(2)鉆孔作業(yè)：鉆進過程中，逐段下放套管（鋼套管，外徑Φ800-1200mm），并使用水泥漿固井，防止漏漿和坍塌。鉆進至設計深度后，替換大直徑鉆頭，清除井底巖渣。

(3)套管安裝與固井：繼續(xù)下放最終套管，確保頂部高程符合要求，分段進行水泥固井作業(yè)。

(4)井壁改造：根據(jù)需要，可在套管內(nèi)進行混凝土澆筑或砌筑內(nèi)壁，形成永久井壁結構。

2.壁厚設計：

計算方法：采用經(jīng)驗公式或數(shù)值模擬計算。經(jīng)驗公式法常用：T=Kσ/[Rt-(σ-σf)μ]，其中T為壁厚，K為安全系數(shù)（深部取1.8-2.5），σ為圍壓（MPa），Rt為材料抗拉強度（MPa），σf為水泥漿液環(huán)應力（MPa），μ為巖體泊松比（取0.25-0.35）。數(shù)值模擬需建立精細地質模型，考慮地應力、巖體各向異性等因素。

構造要求：井壁內(nèi)側需設置緩沖層（如聚乙烯泡沫），厚度不小于50mm，以減少應力集中。井壁外表面應做防水處理，涂刷防水涂料或粘貼復合防水板。

（二）巷道支護

1.支護形式：

錨桿支護：深部巷道首選全長錨固錨桿，桿體材質為高強度鋼（強度等級≥420MPa）。錨桿長度根據(jù)圍巖類別和開挖寬度確定，一般≥3.5米。錨桿安裝角度：頂板錨桿宜垂直于巷道頂板，幫錨桿與幫部垂直或略外斜。

鋼筋網(wǎng)：采用Φ6-8mm鋼筋，網(wǎng)格尺寸100mm×100mm或120mm×120mm，搭接長度不小于200mm，確保連接牢固。

噴射混凝土：強度等級不低于C25，厚度均勻，最小厚度不小于80mm（圍巖破碎地段不小于100mm）。噴射前需對巷道表面進行清理，去除浮矸和污物。采用濕噴工藝，減少粉塵和回彈。

鋼架（或型鋼支架）：當圍巖壓力大或節(jié)理發(fā)育時，需配合鋼架支護。常用U型鋼或H型鋼，鋼架間距根據(jù)圍巖類別和計算確定，一般2-5米。鋼架安裝前需進行調正，確保垂直度和緊密度，并與錨桿、噴射混凝土形成整體。

2.噴錨參數(shù)：

骨料選擇：粗骨料粒徑5-20mm，含泥量<1%；細骨料為中砂，含泥量<2%。

速凝劑：采用改性速凝劑，摻量根據(jù)試驗確定，保證初凝時間≤5分鐘，終凝時間≤10分鐘。

噴射工藝：采用濕噴機，噴頭距巖面0.8-1.2米，分次噴射，每次厚度不宜超過50mm。噴射順序先頂后幫。

質量控制：噴射后24小時內(nèi)進行養(yǎng)生，灑水養(yǎng)護或覆蓋塑料薄膜，養(yǎng)生期不少于7天。定期檢查噴射混凝土強度和厚度，不合格部位及時處理。

3.鋼架設置：

鋼架連接：鋼架通過鎖腳錨桿（或道釘）與底板固定，間距不大于1米。頂部通過托梁或直接焊接錨桿連接頂部錨桿網(wǎng)。

幫部加固：幫部鋼架可增設幫錨索，錨索長度一般5-8米，錨固力不小于300kN。

加工與驗收：鋼架加工前進行放樣，確保尺寸和焊接質量符合設計要求。安裝前檢查鋼架變形情況，確保無扭曲、裂紋。

（三）圍巖變形控制

1.監(jiān)測方案：

監(jiān)測點布設：頂板：每10-15平方米設一個位移點（如銦鋼標點、測線）；兩幫：每3-5米設一個位移點；底板：根據(jù)需要設置，監(jiān)測底鼓情況。關鍵部位（如斷層附近、應力集中區(qū)）加密布設。

監(jiān)測儀器：采用自動全站儀、測距儀、多點位移計、應力計、裂縫計等。儀器標定周期不超過6個月。

監(jiān)測頻率：初期（圍巖變形劇烈期）每天監(jiān)測1-2次，穩(wěn)定后每周監(jiān)測2-3次。發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)立即加密監(jiān)測并報警。

數(shù)據(jù)分析：建立圍巖變形數(shù)據(jù)庫，繪制時程曲線，計算變形速率、終極變形量，預測變形趨勢。

2.調整措施：

加強支護：當頂板位移速率>10mm/d或累計位移>30mm時，立即停止掘進，在圍巖變形大處增加錨桿密度（如每平方米增加5根）、加大錨索規(guī)格（如從20t級增至30t級）、加厚噴射混凝土。

注漿加固：對松散破碎的圍巖或產(chǎn)生較大底鼓的區(qū)域，采用水泥漿或化學漿液進行注漿，漿液滲透半徑根據(jù)鉆孔探測確定，一般1-3米。注漿壓力逐步升高，防止沖裂圍巖。

調整掘進參數(shù)：優(yōu)化掘進速度，減少對圍巖的擾動。采用光面爆破技術，控制開挖面的平整度和爆破震動。

設置卸壓槽或導水孔：在應力集中區(qū)或富水地段，預挖卸壓槽或安裝導水孔，釋放部分應力或攔截地下水。

（續(xù)）四、通風與排水系統(tǒng)

（一）通風系統(tǒng)

1.風量計算：

基本風量計算：Q=60×Σq_k×(1+k_r)，其中Σq_k為同時作業(yè)地點的供風量總和（m3/min），k_r為備用風量系數(shù)（取1.2）。Σq_k包括采煤、掘進、運輸、設備散熱等所有耗風量。

個體呼吸量附加：Q=Q基本+60×N×4，其中N為同時下井作業(yè)人數(shù)，4為每人每分鐘呼吸風量標準（m3/min）。

粉塵、有害氣體附加：根據(jù)巷道長度、粉塵濃度、有害氣體（如CO）濃度，增加10%-20%的風量。

最終風量：取上述計算結果的最大值，并考慮風管漏風（漏風系數(shù)取1.1-1.15）。

示例：某掘進工作面同時有20人作業(yè)，設備散熱需50m3/min，個體呼吸附加風量為480m3/min，考慮粉塵需增加15%風量（720m3/min），基本風量計算為1000m3/min（假設），則總風量需求為max(1000,480,720+1000)=1480m3/min。最終風量需為14801.1=1630m3/min。

2.風路布置：

主扇風機：采用對旋式或軸流式主扇風機，設置主扇和備用扇（能力不小于主扇的100%），雙機并列運行，實現(xiàn)反風功能（反風量不小于正常風量的70%）。風機安裝高度符合《煤礦安全規(guī)程》要求，出口風速合理。

輔助扇風機：在風路分支處或阻力大區(qū)域設置，調節(jié)風量，平衡風路壓力。采用自動調速裝置，根據(jù)風門開閉情況自動啟?；蛘{節(jié)轉速。

風門設置：風路中設置調節(jié)風門和自動風門，數(shù)量和位置根據(jù)阻力平衡原則確定。風門應密封良好，定期檢查開關靈活度。風門前后設置柵欄和警標。

風管敷設：采用阻燃、抗靜電風管，接頭嚴密，吊掛平直。主風管直徑根據(jù)最大風量計算確定（經(jīng)濟風速3-5m/s），分支風管按分配風量計算。定期清理風管內(nèi)積塵。

（二）排水系統(tǒng)

1.排水設備：

水泵選型：根據(jù)最大排水量、最大揚程選擇離心泵或混流泵。水泵數(shù)量按“一用一備”或“兩用一備”原則配置，備用泵能力不小于主泵。水泵安裝高度低于最低吸水水位，保證自吸能力或配備引水裝置。

管路系統(tǒng)：排水管路采用無縫鋼管或玻璃鋼管道，管徑根據(jù)排水量和流速（經(jīng)濟流速1.5-3m/s）計算確定。管路應盡量縮短，減少彎頭，保證水流順暢。設置逆止閥防止水倒灌，設置泄水閥便于系統(tǒng)維護。

排水能力儲備：排水系統(tǒng)總能力應大于礦井最大涌水量，并預留20%-30%的備用系數(shù)。定期測試水泵性能和管路流量。

2.水質處理：

沉淀處理：所有礦井水進入沉淀池，去除泥沙和懸浮物。沉淀池定期清理，防止淤塞。對于深部礦井，可設置多級沉淀池或沉沙池。

過濾處理：當沉淀后的水質仍不滿足要求（如用于灑水降塵），需設置過濾裝置，如砂濾池、核桃殼濾池等。

除鐵除錳（如需要）：若水中鐵、錳含量超標，需設置除鐵除錳濾池，常用活性炭或錳砂濾料。

水質監(jiān)測：定期檢測礦井水pH值、懸浮物、鐵、錳、COD等指標，確保處理后水質符合使用標準。記錄水質變化情況。

（續(xù)）五、安全監(jiān)測與應急措施

（一）監(jiān)測系統(tǒng)

1.關鍵參數(shù)：

瓦斯（CH?）：全斷面連續(xù)監(jiān)測，重點區(qū)域（如頂板、回采工作面附近）加密布置傳感器。設定報警值（如1%）、斷電值（如1.5%）、啟封瓦斯抽采管路值（如3%），并聯(lián)動聲光報警和斷電裝置。

頂板離層：在頂板和兩幫關鍵位置安裝離層傳感器，實時監(jiān)測頂板或幫部垂直位移。設定報警值（如15mm），超過即報警并提示加強支護。

溫度：在巷道、硐室、設備硐室等位置安裝溫度傳感器。設定報警值（如30℃），高溫時啟動噴霧降溫或調整通風。

水文地質：監(jiān)測鉆孔、水文站點的水位和水質變化，使用流量計監(jiān)測排水量。水位異常升高或水量突然增大時，預警可能的水害。

設備狀態(tài)：對主扇風機、水泵、膠帶輸送機等關鍵設備，安裝運行狀態(tài)監(jiān)測傳感器，實現(xiàn)故障預警和自動報警。

2.報警標準：

分級報警：設置正常、注意、警告、危險四個等級。不同等級對應不同參數(shù)閾值和報警方式（聲光報警、短信/電話通知、應急廣播）。

聯(lián)動控制：瓦斯超限自動切斷非本質安全電源、啟動抽采系統(tǒng)；頂板離層超限自動停止掘進、發(fā)出警示；溫度超限自動啟動噴霧或風機。

數(shù)據(jù)記錄與查詢：監(jiān)測數(shù)據(jù)實時傳輸至地面監(jiān)控中心，存檔不少于一年，便于追溯分析和責任界定。

（二）應急方案

1.人員撤離：

撤離路線：按礦井不同區(qū)域（如采區(qū)、盤區(qū)、硐室）繪制清晰、最近的安全撤離路線圖，并張貼在顯著位置。路線應避開潛在的瓦斯積聚區(qū)、水害威脅區(qū)、頂板危險區(qū)。

撤離程序：啟動應急撤人命令后，現(xiàn)場人員立即通過報警器、電話等通知附近人員，按照指定路線有序撤離至地面安全區(qū)域或指定避難硐室。建立點名制度，確認人員到位。

避難硐室：主要采掘工作面和重要硐室附近必須設置避難硐室，硐室面積滿足人員滯留需求（每人不小于1.5m2），配備自救呼吸器、飲用水、食品、急救藥品、通訊設備等，定期檢查維護。

2.備障準備：

應急物資清單：

自救呼吸器：按最多作業(yè)人數(shù)的20%儲備，定期檢查壓力和有效期。

急救藥品：包括常用外傷處理用品、止血藥、消毒劑、抗毒藥物等。

支護材料：備用錨桿、錨索、鋼架、噴射混凝土材料、塑料布等。

排水材料：備用水泵、電機、水管、排水管件、沙袋等。

通訊設備：備用礦用電話、對講機、信號燈、應急廣播等。

電氣材料：備用電纜、開關、熔斷器、絕緣手套等。

設備維護：所有應急設備定期檢查、試驗和保養(yǎng)，確保完好可用。例如，每月啟動應急風機和應急水泵1次，檢查自救器功能。

應急演練：每半年至少組織1次綜合性或專項應急演練（如瓦斯突出、突水、火災、頂板垮落等），檢驗預案的可行性、人員的熟悉程度和應急響應能力。演練后進行評估總結，持續(xù)改進。

（續(xù)）六、運營維護規(guī)范

（一）日常檢查

1.檢查內(nèi)容清單：

通風系統(tǒng)：風門完好性、風筒吊掛與接頭、風速、風量、瓦斯?jié)舛?、主扇風機運行狀態(tài)（電流、電壓、聲音、溫度、反風功能）。

排水系統(tǒng)：水泵運行狀態(tài)（電流、聲音、振動、出口壓力）、水管有無破損泄漏、排水量、沉淀池清理情況、水倉水位。

支護結構：錨桿（索）外露長度、銹蝕情況、托盤緊固度、噴射混凝土裂縫、剝落、空鼓、鋼架變形、幫部片幫、頂板離層。

設備設施：運輸設備（膠帶機、刮板輸送機）運行狀態(tài)、安全防護裝置、電氣設備防爆性能、接地電阻、照明、信號。

環(huán)境安全：瓦斯積聚情況、粉塵濃度、溫度、濕度、積水情況、地面塌陷監(jiān)測。

消防設施：消防器材（滅火器、消防管路、消防栓、消防材料）完好性、消防路線暢通。

2.檢查周期與方式：

日常班檢：作業(yè)人員交接班時，對工作地點的通風、瓦斯、水量、設備安全等進行檢查，并記錄。

每周檢查：班組長或區(qū)隊長帶領，對責任范圍內(nèi)的所有項目進行全面檢查。

每月檢查：礦（井）技術或安全部門組織，對重點區(qū)域、關鍵系統(tǒng)（通風、排水、主運輸）進行檢查，并形成記錄。

專項檢查：針對特定風險（如雨季防汛、高溫季節(jié)防暑降溫、設備檢修后）進行專項檢查。

檢查方法：目視檢查、敲敲打打、儀器測量（瓦斯檢測儀、風速儀、測溫儀、絕緣電阻測試儀等）、查閱記錄。

（二）維護標準

1.支護修復：

噴錨修復：發(fā)現(xiàn)噴射混凝土厚度不足、裂縫寬度>2mm、起殼、空鼓等缺陷，立即進行修補。修補前清理表面，采用與原混凝土強度等級相同的砂漿或混凝土，分層修補至要求厚度。

錨桿（索）修復：錨桿失效（托盤松動、桿體彎曲），需拔出或切除，重新安裝合格錨桿。錨索失效，需更換或采取補強措施。

鋼架修復：鋼架變形、連接螺栓松動，需校正、緊固或更換部件。

2.設備保養(yǎng)：

主扇風機：每月檢查軸承潤滑、電機溫度、葉輪磨損，每年進行一次全面檢修。

水泵：每月檢查葉輪磨損、軸承潤滑、電機絕緣，每年進行一次解體檢修。

膠帶輸送機：每天檢查托輥轉動、皮帶張緊、清掃器、安全保護裝置，每周檢查軸承溫度、減速機油位，每月檢查皮帶磨損。

電氣設備：每月檢查接地電阻（不大于2Ω）、電纜絕緣、設備防爆性能，每年進行一次預防性試驗。

自救呼吸器：每月檢查氣瓶壓力（不低于19.6MPa）、濾毒罐有效期（不超過8年），每季度進行功能測試。

一、概述

煤礦地下采礦深部工程是煤炭工業(yè)發(fā)展的重要方向，隨著開采深度的增加，地質條件復雜化、工程風險增大，亟需建立規(guī)范化的技術標準和管理體系。本規(guī)范旨在指導深部煤礦采礦工程的規(guī)劃、設計、施工、監(jiān)測及運營維護，確保工程安全、高效、經(jīng)濟。規(guī)范內(nèi)容涵蓋地質勘察、井巷工程、支護技術、通風系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、安全監(jiān)測等方面，以提升深部采礦的綜合技術水平。

二、地質勘察與設計

（一）地質勘察要求

1.勘察范圍：深部工程勘察應覆蓋礦體周邊1000米范圍，重點查明構造斷裂、應力場分布、巖體力學參數(shù)及水文地質條件。

2.勘察方法：采用鉆探、物探、遙感及室內(nèi)實驗相結合的方式，獲取地質數(shù)據(jù)。

3.數(shù)據(jù)分析：建立三維地質模型，分析礦壓、溫度、瓦斯等關鍵參數(shù)的分布規(guī)律。

（二）工程設計原則

1.安全優(yōu)先：設計應滿足礦壓控制、防水害、防瓦斯等安全要求，預留10%的富余強度。

2.經(jīng)濟合理：優(yōu)化巷道斷面尺寸，減少支護材料消耗，降低單位成本。

3.可靠性：支護結構設計采用數(shù)值模擬，驗證其抗變形能力。

三、井巷工程與支護技術

（一）井筒建設

1.施工方法：采用凍結法或鉆井法施工，深部井筒凍結段長度不小于300米。

2.壁厚設計：根據(jù)巖體強度和圍壓，井壁厚度按公式T=K·σ/(Rt)計算，K為安全系數(shù)（取1.5）。

（二）巷道支護

1.支護形式：深部巷道采用錨網(wǎng)噴+鋼架聯(lián)合支護，錨桿間距≤1.5米。

2.噴錨參數(shù)：噴射混凝土厚度不小于80mm，鋼筋網(wǎng)間距≤200mm。

3.鋼架設置：鋼架間距根據(jù)圍壓計算，最大間距不超過5米。

（三）圍巖變形控制

1.監(jiān)測方案：布置多點位移計、應力計，實時監(jiān)測圍巖位移速率，超過10mm/d立即預警。

2.調整措施：變形超標時，采用注漿加固或增加錨索補強。

四、通風與排水系統(tǒng)

（一）通風系統(tǒng)

1.風量計算：按公式Q=60×Σq_k×(1+k_r)計算，Σq_k為同時作業(yè)地點風量需求，k_r為備用系數(shù)（取1.2）。

2.風路布置：設置主扇風機和備用風機，風壓儲備系數(shù)不小于20%。

（二）排水系統(tǒng)

1.排水設備：采用多級離心泵，總揚程不低于500m，排水能力不低于500m3/h。

2.水質處理：深部礦井水含沙量超過10mg/L時，需設置沉淀池，定期清理。

五、安全監(jiān)測與應急措施

（一）監(jiān)測系統(tǒng)

1.關鍵參數(shù)：實時監(jiān)測瓦斯?jié)舛取㈨敯咫x層、溫度、涌水量等指標。

2.報警標準：瓦斯?jié)舛瘸^1%立即報警，頂板離層超過15mm啟動應急預案。

（二）應急方案

1.人員撤離：制定分區(qū)域撤離路線，預留3條以上安全出口。

2.備障準備：儲備應急支護材料、醫(yī)療設備、自救器，定期演練。

六、運營維護規(guī)范

（一）日常檢查

1.檢查內(nèi)容：支護結構、通風設施、排水設備、電氣系統(tǒng)等。

2.檢查周期：每月全面檢查1次，關鍵部位每周巡檢。

（二）維護標準

1.支護修復：發(fā)現(xiàn)裂縫寬度超過2mm時，立即修補。

2.設備保養(yǎng)：風機、水泵等關鍵設備每年檢修2次。

本規(guī)范通過科學化設計、精細化施工、智能化監(jiān)測，可有效降低深部采礦風險，提升工程綜合效益。各企業(yè)應根據(jù)實際地質條件，結合規(guī)范要求制定實施細則。

（續(xù)）三、井巷工程與支護技術

（一）井筒建設

1.施工方法：

凍結法施工：適用于深厚沖積層或含水豐富的巖層。具體步驟包括：

(1)布置凍結孔：根據(jù)井深、水文地質條件，確定凍結孔數(shù)量（通?！?個）、孔徑（Φ130-150mm）和孔深（超出井底50-100m）。孔間距根據(jù)凍土墻發(fā)展計算確定，一般3-5米。

(2)安裝凍結管：選用外徑127mm、壁厚6-8mm的凍結管，下放至設計位置，確保管體垂直。

(3)制冷系統(tǒng)運行：采用氨-水或CO?制冷循環(huán)，嚴格控制鹽水溫度（-28℃至-33℃），確保凍土墻在開挖前形成，厚度不小于1.5米。

(4)開挖與支護：凍土墻形成后，采用掘進機或天井鉆機分段掘進（每段6-10m），邊挖邊安裝臨時支護（如凍結管棚或鋼支撐），掘進至設計斷面后，安裝永久支護。

鉆井法施工：適用于穩(wěn)定基巖或覆蓋層較薄的情況。具體步驟包括：

(1)鉆機就位：選擇合適型號的巖心鉆機，固定鉆塔，安裝套管鉆具。

(2)鉆孔作業(yè)：鉆進過程中，逐段下放套管（鋼套管，外徑Φ800-1200mm），并使用水泥漿固井，防止漏漿和坍塌。鉆進至設計深度后，替換大直徑鉆頭，清除井底巖渣。

(3)套管安裝與固井：繼續(xù)下放最終套管，確保頂部高程符合要求，分段進行水泥固井作業(yè)。

(4)井壁改造：根據(jù)需要，可在套管內(nèi)進行混凝土澆筑或砌筑內(nèi)壁，形成永久井壁結構。

2.壁厚設計：

計算方法：采用經(jīng)驗公式或數(shù)值模擬計算。經(jīng)驗公式法常用：T=Kσ/[Rt-(σ-σf)μ]，其中T為壁厚，K為安全系數(shù)（深部取1.8-2.5），σ為圍壓（MPa），Rt為材料抗拉強度（MPa），σf為水泥漿液環(huán)應力（MPa），μ為巖體泊松比（取0.25-0.35）。數(shù)值模擬需建立精細地質模型，考慮地應力、巖體各向異性等因素。

構造要求：井壁內(nèi)側需設置緩沖層（如聚乙烯泡沫），厚度不小于50mm，以減少應力集中。井壁外表面應做防水處理，涂刷防水涂料或粘貼復合防水板。

（二）巷道支護

1.支護形式：

錨桿支護：深部巷道首選全長錨固錨桿，桿體材質為高強度鋼（強度等級≥420MPa）。錨桿長度根據(jù)圍巖類別和開挖寬度確定，一般≥3.5米。錨桿安裝角度：頂板錨桿宜垂直于巷道頂板，幫錨桿與幫部垂直或略外斜。

鋼筋網(wǎng)：采用Φ6-8mm鋼筋，網(wǎng)格尺寸100mm×100mm或120mm×120mm，搭接長度不小于200mm，確保連接牢固。

噴射混凝土：強度等級不低于C25，厚度均勻，最小厚度不小于80mm（圍巖破碎地段不小于100mm）。噴射前需對巷道表面進行清理，去除浮矸和污物。采用濕噴工藝，減少粉塵和回彈。

鋼架（或型鋼支架）：當圍巖壓力大或節(jié)理發(fā)育時，需配合鋼架支護。常用U型鋼或H型鋼，鋼架間距根據(jù)圍巖類別和計算確定，一般2-5米。鋼架安裝前需進行調正，確保垂直度和緊密度，并與錨桿、噴射混凝土形成整體。

2.噴錨參數(shù)：

骨料選擇：粗骨料粒徑5-20mm，含泥量<1%；細骨料為中砂，含泥量<2%。

速凝劑：采用改性速凝劑，摻量根據(jù)試驗確定，保證初凝時間≤5分鐘，終凝時間≤10分鐘。

噴射工藝：采用濕噴機，噴頭距巖面0.8-1.2米，分次噴射，每次厚度不宜超過50mm。噴射順序先頂后幫。

質量控制：噴射后24小時內(nèi)進行養(yǎng)生，灑水養(yǎng)護或覆蓋塑料薄膜，養(yǎng)生期不少于7天。定期檢查噴射混凝土強度和厚度，不合格部位及時處理。

3.鋼架設置：

鋼架連接：鋼架通過鎖腳錨桿（或道釘）與底板固定，間距不大于1米。頂部通過托梁或直接焊接錨桿連接頂部錨桿網(wǎng)。

幫部加固：幫部鋼架可增設幫錨索，錨索長度一般5-8米，錨固力不小于300kN。

加工與驗收：鋼架加工前進行放樣，確保尺寸和焊接質量符合設計要求。安裝前檢查鋼架變形情況，確保無扭曲、裂紋。

（三）圍巖變形控制

1.監(jiān)測方案：

監(jiān)測點布設：頂板：每10-15平方米設一個位移點（如銦鋼標點、測線）；兩幫：每3-5米設一個位移點；底板：根據(jù)需要設置，監(jiān)測底鼓情況。關鍵部位（如斷層附近、應力集中區(qū)）加密布設。

監(jiān)測儀器：采用自動全站儀、測距儀、多點位移計、應力計、裂縫計等。儀器標定周期不超過6個月。

監(jiān)測頻率：初期（圍巖變形劇烈期）每天監(jiān)測1-2次，穩(wěn)定后每周監(jiān)測2-3次。發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)立即加密監(jiān)測并報警。

數(shù)據(jù)分析：建立圍巖變形數(shù)據(jù)庫，繪制時程曲線，計算變形速率、終極變形量，預測變形趨勢。

2.調整措施：

加強支護：當頂板位移速率>10mm/d或累計位移>30mm時，立即停止掘進，在圍巖變形大處增加錨桿密度（如每平方米增加5根）、加大錨索規(guī)格（如從20t級增至30t級）、加厚噴射混凝土。

注漿加固：對松散破碎的圍巖或產(chǎn)生較大底鼓的區(qū)域，采用水泥漿或化學漿液進行注漿，漿液滲透半徑根據(jù)鉆孔探測確定，一般1-3米。注漿壓力逐步升高，防止沖裂圍巖。

調整掘進參數(shù)：優(yōu)化掘進速度，減少對圍巖的擾動。采用光面爆破技術，控制開挖面的平整度和爆破震動。

設置卸壓槽或導水孔：在應力集中區(qū)或富水地段，預挖卸壓槽或安裝導水孔，釋放部分應力或攔截地下水。

（續(xù)）四、通風與排水系統(tǒng)

（一）通風系統(tǒng)

1.風量計算：

基本風量計算：Q=60×Σq_k×(1+k_r)，其中Σq_k為同時作業(yè)地點的供風量總和（m3/min），k_r為備用風量系數(shù)（取1.2）。Σq_k包括采煤、掘進、運輸、設備散熱等所有耗風量。

個體呼吸量附加：Q=Q基本+60×N×4，其中N為同時下井作業(yè)人數(shù)，4為每人每分鐘呼吸風量標準（m3/min）。

粉塵、有害氣體附加：根據(jù)巷道長度、粉塵濃度、有害氣體（如CO）濃度，增加10%-20%的風量。

最終風量：取上述計算結果的最大值，并考慮風管漏風（漏風系數(shù)取1.1-1.15）。

示例：某掘進工作面同時有20人作業(yè)，設備散熱需50m3/min，個體呼吸附加風量為480m3/min，考慮粉塵需增加15%風量（720m3/min），基本風量計算為1000m3/min（假設），則總風量需求為max(1000,480,720+1000)=1480m3/min。最終風量需為14801.1=1630m3/min。

2.風路布置：

主扇風機：采用對旋式或軸流式主扇風機，設置主扇和備用扇（能力不小于主扇的100%），雙機并列運行，實現(xiàn)反風功能（反風量不小于正常風量的70%）。風機安裝高度符合《煤礦安全規(guī)程》要求，出口風速合理。

輔助扇風機：在風路分支處或阻力大區(qū)域設置，調節(jié)風量，平衡風路壓力。采用自動調速裝置，根據(jù)風門開閉情況自動啟停或調節(jié)轉速。

風門設置：風路中設置調節(jié)風門和自動風門，數(shù)量和位置根據(jù)阻力平衡原則確定。風門應密封良好，定期檢查開關靈活度。風門前后設置柵欄和警標。

風管敷設：采用阻燃、抗靜電風管，接頭嚴密，吊掛平直。主風管直徑根據(jù)最大風量計算確定（經(jīng)濟風速3-5m/s），分支風管按分配風量計算。定期清理風管內(nèi)積塵。

（二）排水系統(tǒng)

1.排水設備：

水泵選型：根據(jù)最大排水量、最大揚程選擇離心泵或混流泵。水泵數(shù)量按“一用一備”或“兩用一備”原則配置，備用泵能力不小于主泵。水泵安裝高度低于最低吸水水位，保證自吸能力或配備引水裝置。

管路系統(tǒng)：排水管路采用無縫鋼管或玻璃鋼管道，管徑根據(jù)排水量和流速（經(jīng)濟流速1.5-3m/s）計算確定。管路應盡量縮短，減少彎頭，保證水流順暢。設置逆止閥防止水倒灌，設置泄水閥便于系統(tǒng)維護。

排水能力儲備：排水系統(tǒng)總能力應大于礦井最大涌水量，并預留20%-30%的備用系數(shù)。定期測試水泵性能和管路流量。

2.水質處理：

沉淀處理：所有礦井水進入沉淀池，去除泥沙和懸浮物。沉淀池定期清理，防止淤塞。對于深部礦井，可設置多級沉淀池或沉沙池。

過濾處理：當沉淀后的水質仍不滿足要求（如用于灑水降塵），需設置過濾裝置，如砂濾池、核桃殼濾池等。

除鐵除錳（如需要）：若水中鐵、錳含量超標，需設置除鐵除錳濾池，常用活性炭或錳砂濾料。

水質監(jiān)測：定期檢測礦井水pH值、懸浮物、鐵、錳、COD等指標，確保處理后水質符合使用標準。記錄水質變化情況。

（續(xù)）五、安全監(jiān)測與應急措施

（一）監(jiān)測系統(tǒng)

1.關鍵參數(shù)：

瓦斯（CH?）：全斷面連續(xù)監(jiān)測，重點區(qū)域（如頂板、回采工作面附近）加密布置傳感器。設定報警值（如1%）、斷電值（如1.5%）、啟封瓦斯抽采管路值（如3%），并聯(lián)動聲光報警和斷電裝置。

頂板離層：在頂板和兩幫關鍵位置安裝離層傳感器，實時監(jiān)測頂板或幫部垂直位移。設定報警值（如15mm），超過即報警并提示加強支護。

溫度：在巷道、硐室、設備硐室等位置安裝溫度傳感器。設定報警值（如30℃），高溫時啟動噴霧降溫或調整通風。

水文地質：監(jiān)測鉆孔、水文站點的水位和水質變化，使用流量計監(jiān)測排水量。水位異常升高或水量突然增大時，預警可能的水害。

設備狀態(tài)：對主扇風機、水泵、膠帶輸送機等關鍵設備，安裝運行狀態(tài)監(jiān)測傳感器，實現(xiàn)故障預警和自動報警。

2.報警標準：

分級報警：設置正常、注意、警告、危險四個等級。不同等級對應不同參數(shù)閾值和報警方式（聲光報警、短信/電話通知、應急廣播）。

聯(lián)動控制：瓦斯超限自動切斷非本質安全電源、啟動抽采系統(tǒng)；頂板離層超限自動停止掘進、發(fā)出警示；溫度超限自動啟動噴霧或風機。

數(shù)據(jù)記錄與查詢：監(jiān)測數(shù)據(jù)實時傳輸至地面監(jiān)控中心，存檔不少于一年，便于追溯分析和責任界定。

（二）應急方案

1.人員撤離：

撤離路線：按礦井不同區(qū)域（如采區(qū)、盤區(qū)、硐室）繪制清晰、最近的安全撤離路線圖，并張貼在顯著位置。路線應避開潛在的瓦斯積聚區(qū)、水害威脅區(qū)、頂板危險區(qū)。

撤離程序：啟動應急撤人命令后，現(xiàn)場人員立即通過報警器、電話等通知附近人員，按照指定路線有序撤離至地面安全區(qū)域或指定避難硐室。建立點名制度，確認人員到位。

避難硐室：主要采掘工作面和重要硐室附近必須設置避難硐室，硐室面積滿足人員滯留需求（每人不小于1.5m2），配備自救呼吸器、飲用水、食品、急救藥品、通訊設備等，定期檢查維護。