大学生煤矿主井施工组织方案说明书-毕设论文

河南理工大学毕业设计PAGEPAGEIIPAGEII矿主井井筒施工组织设计摘要本设计是根据矿的实际情况对其矿井进行的主井施工组织设计，设计生产能力为400万T/a。瓦斯涌出量相对较大，矿井涌水量一般。设计采用主井表土段采用冻结法施工，基岩段采用钻爆法施工，主要对矿井开拓、、采煤方法，矿井排水，矿井通风以及安全技术措施进行了初步设计，对矿井运输、通风、排水等生产系统进行了设备选型计算，对矿井各个生产系统的生产过程进行了描述，并对矿井各个生产系统和各生产环节之间的相互联系和制约关系进行了有关说明。在设计过程中，尽量采用先进的技术和设备，矿井全部实现机械化，采用先进技术和借鉴已实现高产高效现代化矿井的经验，实现一矿一面高产高效矿井从而达到良好的经济效益和社会效益。关键词：冻结法凿井,基岩段爆破,瓦斯,文明施工CONSTRUCTIONORGANIZATIONDESIGNOFZHUJIWESTMAINSHAFTABSTRACTThisdesignisaccordingtoAnhuiWanbeiCoalGroupzhujiwestofactualsituationtothepreliminarydesignofthemines.Thedesignedannualproductioncapacityofitis4milliontons.Gasemissionisrelativelylarge,minewaterisgenerally.Thedesignusesathetopsoilsegmentofthemainshaftconstructionofthefreezingmethod,bedrocksectionwiththeconstructionofthedrillingandblastingmethodandminedrainage,andmineventilationandsafetytechnicalmeasures,thepreliminarydesignofmineventilationanddrainageastransport,theproductionsystem,selectionofequipmentforeachproductioncalculationofmineproductionprocesssystemaredescribed,andallofmineproductionsystemandtherelationshipbetweenproductionandrelatedinstructions.BetweenInthedesignprocess,theuseofadvancedtechnologyandequipment,mine,allrealizemechanizationbyadvancedtechnologyandreferencehasrealizedhigh,realizethemodernizationofmineoreasideexperiencehighyieldandhighefficiencyandgoodeconomicbenefitandsocialbenefit.KEYWARDS:freezingsinking,bedrocksectionblasting,gas,civilizedconstructionPAGEviPAGEvi目录摘要 IABSTRACT II前言 11工程概况 31.1矿井概况 31.2井筒地质、水文地质概况 31.2.1地质概况 31.2.2水文地质概况 61.2.3第三、第四系地下水流速流向 71.2.4地温 72施工准备及场地布置 82.1施工条件准备 82.2永久工程的利用与凿井措施工程安排 82.2.1永久工程的利用 82.2.2凿井措施工程 82.2.3场地布置 92.2.4施工准备期安排 93施工方案与施工设备 113.1施工方案的选择 113.1.1冻结外壁施工方案 113.1.2内壁套砌施工方案 113.1.3基岩段施工方案 113.2主井井筒施工机械化配套原则 123.3主井井筒主要凿井机械装备的选择 124井筒及相关硐室施工 144.1临时锁口施工 144.2冻结段施工 144.2.1井筒开挖条件 144.2.2试挖施工 144.2.3冻结段外壁施工 154.2.4外壁砌筑 154.2.5内壁套砌施工 154.3基岩段施工 174.3.1掘进方法 174.3.2永久支护 174.4硐室施工 174.4.1主井装载硐室施工方案 174.4.2装载硐室施工 174.5井筒连接处施工 184.5.1井筒连接处施工方案 184.5.2井筒连接处施工 184.6砼质量控制 184.6.1砼配合比控制 184.6.2原材料质量控制 184.7施工工艺的控制 194.8厚粘土层施工 204.9井筒综合治水 204.9.1井筒水文地质情况 204.9.2井壁夹层注浆 215主要辅助生产系统 255.1提升 255.1.1凿井井架 255.1.2提升方式及设备 255.1.3提升机系统验算 255.2排水 275.3压风 285.4排矸 285.5通风 285.5.1风量验算 295.5.2风压验算 295.6机械配套能力分析 295.6.1凿岩能力 295.6.2出矸能力 305.6.3支护能力 305.7通讯、信号及照明 305.7.1通讯 305.7.2信号 305.7.3照明 305.8供电系统 315.9测量工作 316探、揭煤施工措施 346.1煤层概况 346.2探煤措施 346.2.1施工前准备 346.2.2揭煤施工 346.2.3震动爆破 357劳动力计划及主要施工机械设备 367.1劳动组织 367.2施工机械设备和材料进场计划 368施工进度及工期保证措施 398.1施工安排 398.2循环图表 398.3施工工期 398.3.1施工主要进度指标 398.3.2施工排队 398.4工期保证 408.4.1强化工期目标控制 408.4.2采用先进的工艺、技术措施 408.4.3工期保证主要措施 408.4.4工期保证的奖罚措施 419工程施工监测、监控 429.1人员进点控制 429.2技术管理 429.3材料设备进场监控 429.3.1材料进场控制 429.3.2设备的控制 439.4施工过程的控制 439.4.1一般过程和关键过程的控制 439.4.2特殊过程的控制 449.5信息化施工 449.5.1井筒工作面温度与变形监测 449.5.2已成型井壁段温度、受力及变形监测 4410施工安全控制 4610.1建立项目经理部安全保证体系 4610.2安全管理执行标准 4610.3安全管理目标 4710.4安全管理措施 4810.5重要工程施工安全技术措施目录 5010.6特种作业安全措施 5010.6.1冻结管偏入井内预防及处理措施 5010.6.2冻结管断裂预防及处理措施 5010.6.3冻结壁变形严重预防及处理措施 5110.6.4片帮和抽帮预防及处理措施 5110.6.5冻结段爆破安全措施 5210.6.6立井防坠 5210.6.7立井吊桶提升管理 5310.6.8挖掘机挖装措施 5410.6.9自卸车运输措施 5410.6.10爆破管理 5510.7“一通三防”管理 5610.7.1通风管理 5610.7.2瓦斯防治 5710.7.3综合防尘 5710.7.4防灭火措施 5810.7.5电气设备管理 5810.7.6突发掉电应急处理 5910.8避灾路线 5910.9雨季施工及防雷措施 5910.10冬季施工措施 5910.11矿山救护 6011质量保证措施 6111.1质量保证体系 6111.2质量标准 6111.3质量目标 6511.3.1掘进工程 6511.3.2钢筋工程 6511.3.3模板工程 6511.3.4砼支护工程 6511.3.5锚网喷支护工程 6511.4质量保证的主要措施 6611.5质量控制措施 6711.5.1工艺控制措施 6711.5.2工程材料控制 6711.5.3施工操作控制措施 6811.6质量保证奖罚制度 6811.7竣工验收后保修措施和承诺 6812文明施工与环境保护 6912.1文明施工标准 6912.1.1施工场地文明施工要求 6912.1.2对井下文明施工要求 6912.1.3文明施工目标 6912.1.4文明施工管理体系 6912.2文明施工措施 7012.2.1组织领导 7012.2.2健全管理制度 7012.2.3加强思想政治工作 7012.2.4文明施工技术措施 7012.3质量标准化管理 7112.4环境卫生管理 7112.5消防措施 7212.6降噪声措施 7212.7粉尘与废气 7212.8地下管线及其地上地下设施的保护加固措施 7212.9文物保护 72总结 73参考文献 74致谢 75PAGE23PAGE23前言我们在认真分析皖北煤电集团公司矿主井井筒掘砌工程招标文件、答疑文件及有关图纸资料的基础上，针对该工程的特点，结合我处自身施工技术特长和施工装备水平，编制了本项工程施工组织设计，施工设计选用目前国内建井较为先进的施工装备和科学高效的施工技术及施工工艺，采用成熟的配套的立井施工机械化作业线，进行快速施工。一、总体思路在本工程施工过程中，以高起步、高标准、高质量、高效益的“四高”为总体目标，精心组织，精细施工，铸造精品。首先确保安全和质量目标、确保工期目标。其次是高标准控制施工全过程，高效率、高水平建设本工程。在实施中，用先进的设备和科学的配置来满足设计规范和建设单位、监理单位的要求；用先进的技术和工艺来保证质量要求；用先进的组织管理方法，结合工程特点，统筹考虑，科学安排。对施工中的重点、难点部位，始终放在突出的位置，狠抓不放过，根据我处多年从事类似工程施工经验，对本工程施工过程中的重点、难点进行事前、事中控制。做好施工中的每项监测控制，对各道工序进行全过程的跟踪监测，并及时收集整理全过程的各类信息，以便更好地指导施工。二、设计特点1、井筒施工装备以绞车、吊桶、模板、小型挖掘机、中心回转抓岩机、自动翻矸、汽车排矸为主体的立井施工机械化作业线，施工机械化程度高。2、坚持“有疑必探，先探后掘”的施工原则，做好防治水、瓦斯探放及防突等特殊工序的施工；加强过软岩破碎带施工管理工作，以防范重大地质灾害的发生。3、建立健全目标管理责任制，实行项目法管理，实现质量、进度、安全和成本四大控制。4、坚持安全生产和文明施工，实行标准化管理，不断改善作业环境和劳动条件，提高劳动生产率。5、搞好环境保护工作，污水排放、噪音、粉尘与废气排放等均符合国家标准，做到文明施工。三、编制原则1、认真贯彻现行国家、行业标准、规范，在确保安全施工和工程质量以及招标文件所规定其它指标的前提下，科学合理地组织施工。2、积极合理地采用和推广国内先进的技术装备和施工经验，优选施工方案，组织平行交叉作业，坚持正规循环和一次成巷，加快施工进度。3、施工方案安全可靠、工期科学合理，能确保本工程达到优良工程质量标准。4、选用成熟配套的机械化作业线，合理组织和综合平衡各种资源，优化劳动组织，有计划、有重点地组织人力、物力和财力，确保各项经济技术指标的全面实现。5、改善工作环境和劳动条件，做到文明施工，提高劳动生产率，在确保安全质量的前提下稳产、高效，确保工程按期或提前完成。6、针对本工程的特殊性，做到技术可靠、经济合理、可控性好、可操作性强、关键点清晰、预防及应急措施齐全可靠。7、坚持安全生产和文明施工，实现标准化管理，实现安全“两无”无重伤、无死亡的管理目标。四、编制依据1、施工设计图纸、地质资料、合同文件以及其他相关资料等；2、国家法律和行政法规；3、《煤矿安全规程》（2009年版）；4、《矿山井巷工程施工及验收规范》（GBJ213-90）；5、《煤矿井巷工程质量检验评定标准》（MT5009-94）；6、《钢筋砼工程施工及验收规范》（GB50204-2002）；7、《煤炭建设工程质量技术资料管理规定与评级办法》(煤规字<1999>第34号)8、《煤炭工业煤矿井巷建筑安装单位工程质量保证资料评级办法》9、与本工程有关的国家及部颁现行国家标准、规范，行业或地方标准、规范；各种技术规范、规程、规定等。五、工程质量目标：按国家现行质量验收检验评定标准，标内工程优良六、安全管理目标：无重伤、无死亡，实现文明施工。1工程概况1.1矿井概况煤矿隶属皖北煤电集团公司，该矿井由中煤国际工程集团南京设计研究院设计，设计生产能力为400万T/a。在工业场地内布置主、副、风、矸石井四个立井。主、副、风井表土段和风氧化带采用冻结法施工。煤矿位于安徽省淮南市潘集区贺疃乡境内，本区西部紧邻203省道，南邻淮阜铁路，北部有茨淮新河可以通航，连接淮河航运，交通十分便利。进场道路已具备条件，供水在冻结时具备条件，冻结前期可提供6KV临时电源，冻结提供10KV电源。主井表土段采用冻结法施工基岩段采用钻爆法施工。井筒的主要技术特征见表1.1。表1.1井筒主要技术特征表序号项目单位主井备注1井口设计标高m+25.22井筒净直径mφ6.03井筒中心坐标mX=3642850.000Y=39472880.0004井检孔中心坐标mX=3642863.803Y=39472868.6575冲积层厚度m470.606风氧化带厚度m38.857冻结段井壁厚度mm1050~19008井筒设计深度m993.21.2井筒地质、水文地质概况1.2.1地质概况根据井筒检查孔地质柱状图及井检孔地质报告，主井井筒冻结段揭露的地层自上而下有：新生界第四、第三系（Q+N），二叠系上石盒子组（P21）。地层结构见表1.2。1．新生界第四、第三系（Q+N）井检孔穿过的第四系与上第三系地层不整合于二叠系上石盒子组地层之上，揭露厚度为470.65m，其中砂性土层与粘性土层所占总厚度比例分别为48.7%、51.3%。1）上部：检查孔揭露深度为0~71.70m，以褐黄色、青灰色粉、细砂层及浅灰绿色粘土组成，含砂礓和铁锰质结核与蚌壳化石碎片。表1.2地层结构一览表(综合成果)序号名称深度（m）层厚(m)序号名称深度(m)层厚(m)1粘土7.357.3531细砂151.26.352砂质粘土8.751.432粘土153.11.93粘土10.051.333砂质粘土159.86.74砂质粘土13.33.2534粘土161.651.855细砂17.54.235砂质粘土162.6516砂质粘土20.42.936细砂166.63.957粘土21.61.237粘土167.618细砂25.74.138细砂171.33.79粘土27.752.0539砂质粘土172.10.810细砂29.852.140细砂177.55.411粘土32.62.7541粘土178.250.7512细砂34.451.8542细砂182.754.513粘土4510.5543砂质粘土185.72.9514砂质粘土49.74.744细砂191.055.3515细砂52.7345粘土192.41.3516粘土67.8515.1546砂质粘土193.51.117细砂71.73.8547细砂20410.518粘土8513.348砂质粘土204.60.619细砂111.226.249细砂211.957.3520粘土113.151.9550砂质粘土212.80.8521细砂117.74.5551细砂222.910.122粘土120.853.1552粘土226.13.223细砂129.88.9553细砂233.1724粘土131.351.5554粘土234.751.6525砂质粘土134.052.755细砂235.81.0526粘土135.551.556粘土239.153.3527砂质粘土137.251.757细砂243.954.828细砂139.92.6558粘土245.51.5529粘土143.553.6559细砂249.23.730砂质粘土144.851.360砂质粘土249.850.65续表1.2地层结构一览表(综合成果)序号名称深度（m）层厚(m)序号名称深度(m)层厚(m)61细砂252.652.890泥岩478.087.4362砂质粘土253.350.791细砂岩479.561.4863细砂263.6510.392泥岩494.1814.6264粘土264.550.993细砂岩496.252.0765砂质粘土267.352.894泥岩504.237.9866细砂277.29.8595细砂岩506.742.5167砂质粘土277.850.6596泥岩508.711.9768细砂311.0533.297细砂岩509.550.8469粘土315.854.898泥岩517.487.9370细砂321.25.3599粉砂岩519.642.1671粘土326.75.5100细砂岩521.191.5572砂质粘土332.76101泥岩522.531.3473细砂342.8510.15102炭质泥岩522.980.4574粘土354.711.85103泥岩530.257.2775细砂358.84.1104粉砂岩531.10.8576粘土3656.2105泥岩534.092.9977砂质粘土367.92.9106粉砂岩535.231.1478细砂384.4516.55107细砂岩536.531.379粘土405.721.25108泥岩5447.4780细砂408.652.95109细砂岩545.091.0981粘土416.57.85110泥岩548.823.7382砂质粘土425.59111粉砂岩549.931.1183粘土428.32.8112泥岩550.80.8784砂质粘土430.352.05113细砂岩551.620.8285粘土448.5518.2114泥岩552.590.9786砂质粘土457.28.65114粉砂岩553.71.1187细砂458.21116细砂岩556.212.5188粘土465.57.3117泥岩558.232.0289砾石470.655.15118粉砂岩559.361.132）中部：检查孔揭露深度为71.70~384.45m，以灰黄、灰绿色中厚~3）下部：检查孔揭露深度为384.45~457.2m4）底部：检查孔揭露深度为457.2~470.65m2．二叠系上石盒子组（P21）检查孔揭露厚度为507.85m，岩性变化较大，上部主要有灰棕色、灰色砂岩、粉砂岩及深灰色泥岩组成；中部以灰棕色、青灰色砂岩、粉砂岩为主，夹深灰色泥岩及少量花斑泥岩；下部为灰白色、浅灰色砂岩，深灰色泥岩、粉砂岩与花斑泥岩；底部常以灰白色中厚层状中砂岩为主，并与下石盒子组分界。3．基岩风氧化带1）强风化带检查孔揭露基岩强风氧化带底板埋深503.00m，厚度为32.35m。其岩性主要由浅灰、灰黄，黄褐色泥岩为主，局部夹薄层细砂岩，风化裂隙及高角度垂直裂隙较发育，具有水蚀锈斑及方解石充填现象，局部岩石破碎。2）弱风化带检查孔揭露基岩强风氧化带底板埋深509.5m，厚度为6.5m。岩性以浅灰、青灰、灰黄色粉砂岩为主，具紫色杂斑，局部含砂质与泥质条带，见水平层理与波状层理，常见较多水蚀锈斑，岩石较完整。1.2.2水文地质概况本矿井为第三、四系松散层覆盖下的全隐伏型煤田，为砂岩裂隙充水矿床，根据其赋存介质特征划分为新生界松散层孔隙含水层和二叠系煤系砂岩裂隙含水层（段）。根据检查孔钻探取芯和地球物理测井成果综合分析，同时结合《安徽省淮南市井田煤炭勘探地质报告》，检查孔穿过新生界松散层可划分出4个含水层（组）和3个隔水层（组），冻结基岩段二叠系可划分出上石盒子组砂岩含水层（段）。1．第一含水层（组）（I含）由地表向下底板埋深34.45m，厚度为34.45m。该组地层主要由褐黄色粉砂，粘土质粉砂，薄层细砂组成，局部夹粘土薄层。属潜水~弱承压水，主要补给来源为大气降水，其次为河床的侧向补给。该层富水性较好。区内村民均用此水作生活用水。2．第一隔水层（组）（I隔）底板埋深45m，厚10.55m，岩性主要由棕黄、灰黄、灰绿色砂质粘土组成，夹薄层粉砂细砂，能起隔水作用。3．第二含水层（组）（Ⅱ含）4．第二隔水层（组）（Ⅱ隔）底板埋深85m，厚13.3m，由粘土、砂质粘土组成，具隔水作用。5．第三含水层（组）(Ⅲ含）6．第三隔水层（组）（Ⅲ隔）底板埋深457.2m，厚72.75m。粘土类构成稳定的隔水层（组），隔水性能较好，从而有效地阻止了上部含水层与下部含水层之间的联系。7．第四含水层（组）（IV含）底板埋深470.65m，层厚13.45m。该含水层以灰白色中细砂及下部砾石层，含粘土砂砾组成，夹粘土透镜体，砾石成份多为石英砂岩，砾径一般0.5~3cm，局部偶见大于94mm的砾石，该层富水性较弱~中等，具差异性。8．上石盒子组（(P21）砂岩含水层（段）底板埋深978.5m，厚122.85m。该层组砂岩主要以薄至中厚层细砂岩为主，砂岩裂隙发育不均，差异性较大，一般岩石较致密，在风化带及断层破碎带，裂隙比较发育。1.2.3第三、第四系地下水流速流向第四系含水层水平流向为S25°W，水平流速为7.6m/天。1.2.4地温恒温带深度为30m，温度为16.8℃。地温梯度为2.84℃/百米，区内中深部存在正常地温背景下的高温区，一级高温区（≥31℃）一般在-530.00m以下。2施工准备及场地布置2.1施工条件准备矿区内地势平坦，矿井建设的前期准备工作“四通一平”已由建设单位基本完成。施工单位施工活动范围内的临时道路、临时供电、供水、通讯及场地平整，由施工单位自己解决。1、供水:工广范围内水源井，由施工单位在工广内不影响施工的情况下新打临时水源井并安装供水设备及管路自行供水。2、供电：矿井工广范围内已有35kv永久变电所，施工单位可从变电所内6kv电源接线并自行安设变、配电设施。3、通讯：目前矿井正处在准备阶段，通讯由施工单位自理。4、场内道路：施工现场已有部分临时道路，施工单位进入现场后，自行解决所用临时道路。5、施工场地布置：施工单位按照建设单位划定的地点、范围和有关要求，自行布置建设。6、排矸：井筒施工所出矸石用于工广回填等，施工单位应按建设单位指定的地点排放。7、建材供应：施工现场周围有丰富的建筑材料，可以满足本工程的需要。8、施工压风：施工单位自行安装压风设备及管路。9、火工品：由建设单位统一安排，指定管理方式和储存地点。10、施工场地布置：在不影响永久建筑设施的前提下，施工单位按指定地点建造施工用房和措施工程，本着合理布置的要求综合考虑。2.2永久工程的利用与凿井措施工程安排2.2.1永久工程的利用根据矿方提供的条件，凿井期间可以利用的永久工程主要有：冻结前期可提供6KV临时电源，冻结提供10KV电源，永久井架。2.2.2凿井措施工程为确保本工程施工的顺利按期进行，根据合理实用的原则，凿井期间，除利用建设单位提供的永久设施外，尚需施工部分措施工程，共安排2500m2（1300）详见表2-1《主井工广大临工程一览表》。2.2.3场地布置1、布置原则1、在工广内布置的临时建筑尽量避开拟建的永久建筑位置或在使用时间上与拟建永久建筑的施工时间错开。2、临时建筑的布置要符合施工工艺流程的要求，做到合理布置。临时工业建筑、为井口服务的设施布置在井口周围。动力设施靠近负荷中心，木材、钢筋、机修加工厂房，靠近器材仓库和堆放场地。建筑施工器材要便于运输。3、符合环境保护、劳动保护、防洪涝、防冰雪、防火要求。4、充分利用已购土地。2、场地布置工业场地布置详见附图《主井工业场地平面布置图》。2.2.4施工准备期安排施工准备工作主要包括技术准备、工程准备、器材设备准备、劳动力准备和对外协作工作，具体内容为：1、完成实测定位工作。2、完成必要的生活福利设施和工业设施，安装稳绞、供电、压风系统。3、落实施工设备和物资供应，按劳动力需用计划，组织施工人员进场，并进行必要的培训工作。4、完成临时锁口，井筒冻结达到试挖条件后进行试挖20m，安装好封口盘、吊盘和整体钢模。5、安装电视监控系统。表2-1主井工广大临工程一览表序号用途用量位置需用时间1提升机房240+220井口两侧一、二期工程时间内2井口棚200井口一期工程时间内3稳车棚（160）井口两侧一期工程时间内4变电所160主提升机房一侧一、二期工程时间内5压风机房110井口附近一、二期工程时间内6材料库60井口附近一、二期工程时间内7材料棚（40）井口附近一、二期工程时间内8矿灯房20井口附近一、二期工程时间内9机修加工厂80井口附近一、二期工程时间内10木工房40井口附近一、二期工程时间内11砂石场地(1100)井口附近一期工程时间内12炸药库70矿方指定一、二期工程时间内13办公室280生活区内一、二期工程时间内14职工宿舍700生活区内一、二期工程时间内15食堂120生活区内一、二期工程时间内16锅炉房20生活区内一、二期工程时间内17浴室40生活区内一、二期工程时间内18更衣室100生活区内一、二期工程时间内19厕所40生活区内一、二期工程时间内合计2500（1300）3施工方案与施工设备3.1施工方案的选择3.1.1冻结外壁施工方案方案l：掘砌单行作业方式，掘砌段高根据冻结强度、岩层性质、掘进速度等因素综合确定，一般为2.5m～10m，采用井圈绳捆模板或装配式大块金属模板砌壁。优点：工序简单，施工管理简单，施工较安全。缺点：井帮暴露时间较长，脱、立模劳动强度大，占用时间长，施工速度较慢。方案2：掘砌混合作业方式，使用整体下行式金属活动模板配铁刃角架砌壁，固定段高2.0m～3.5m。优点：井帮暴露时间短，施工安全，操作简单，井壁质量易持续，可以实现部分工序掘砌平行交叉作业，施工速度快。缺点：模板加工比较复杂，外壁变径次数多，需相应增加模板加块。方案l为传统的施工方法，较易掌握，但施工速度较慢；方案2施工技术先进，操作方便具有快速施工的性能，可加快冻结段施工速度。经综合分析比较，为加快施工速度，保证施工工期和施工质量，选择方案2作为井筒冻结外壁掘砌施工方案。3.1.2内壁套砌施工方案方案l：使用组装式大块金属模板砌壁优点：施工工艺简单，可连续作业，井壁封水性能好，砼表面质量好。缺点：需多套模板，拆模、立模劳动强度大，需增加一层辅助盘。方案2：使用液压滑升模板砌壁。优点：工人劳动强度小，可实现砼连续浇注。缺点：滑模升降操作困难，拆模时间难以控制准确，影响井壁表面质量，无法满足高标号砼井壁的施工需要。通过上述方案比较，为了保证井壁质量，增强井壁封水性能，采用方案1作为内壁套砌施工方案。3.1.3基岩段施工方案方案l：掘砌长段单行作业，采用锚喷临时支护，掘砌段高20～40m左右。优点：施工管理简单，易于掌握，井壁接茬少，封水性能较强。缺点：需增加临时支护，占用了工期，并且喷射砼回弹料不利于排水，掘砌转换时间长，立模、拆模劳动强度大，施工速度慢。方案2：短段掘砌混合作业，固定段高3.5m。优点：围岩暴露时间短，施工安全、不需要临时支护，立模、拆模时间短，操作简单，简化了施工工序，施工速度快。缺点：掘砌交替频繁，井壁接茬较多。为提高建井速度，缩短工期，决定采用方案2作为井筒基岩段施工方案组织实施。3.2主井井筒施工机械化配套原则1、根据立井直径、深度等条件进行配套方案论证，使机械能力和生产能力相适应，保证获得良好的经济技术指标。2、各施工设备之间的能力与性能应相互匹配，机械化水平协调、施工设备与设施、主要工序与辅助工序机具配置成套，以发挥设备的综合能力。3、设备的选择要适应深立井的水文、工程地质条件。4、施工设备布置的安全间隙要符合规程规定，吊挂构件强度和寿命必须保证安全。5、各施工设备要作到先进可靠、操作方便、一机多用、易损件少、采购容易，费用合理。6、尽可能利用永久设备和设施，并充分挖掘现有设备的潜力。3.3主井井筒主要凿井机械装备的选择根据已选定的施工方案而选定的凿井机械装备见表3-1，提升悬吊系统选型计算见第五章。表3-1主井井筒凿井机械装备表项目技术特征凿岩SJZ6.7型伞钻架配YGZ-70型凿岩机挖掘CX36B小型挖掘机一台装岩HZ-6抓岩机一台提升井架天轮平台利用永久井架改造布置；卸矸台安设内套架绞车主钩：2JK-3.5/20A；副钩：JK-2.5/20容器主钩:3.0m3吊桶；副钩:2.0m3吊桶翻矸座钩式排矸汽车排矸排水DC50-80×11卧泵二台（备用一台），φ108×4.5排水管一路通风FBD-Ⅱ-No6.5/2×22隔爆对旋轴流风机2台，φ800mm胶质风筒一路。测量垂球式测量大线一套砌壁模板冻结外壁整体悬吊液压式单缝模板，高3.5m。内壁套砌多套组装式金属模板，高1.2m。基岩段整体悬吊液压式单缝模板，高3.5m。搅拌砼搅拌机JS-500二套配料机PLD-1200套砼输送HTD-2.4、HTD-1.6底卸式吊桶或砼输送管输送吊盘三层吊盘φ4700一套安全梯四段一套4井筒及相关硐室施工皖北煤电集团公司矿主井井筒表土及风化基岩段采用冻结法施工，基岩段采用钻爆法施工。井筒冻结段采用钢筋砼结构，基岩段采用素砼结构。4.1临时锁口施工主井采用临时锁口施工，临时锁口高3.5m、采用素砼砌筑，强度为C30。为防漏水，砼与井帮之间加设油毡隔水，临时锁口砌筑在永久井壁外侧与井颈段井壁接茬500mm。施工采用分片短段对称掘砌，段高控制在1m以内。若井筒表土整体性较差时，可采用井圈背板作为临时支护。CX36B挖掘机配合人工挖掘，金属装配式模板浇筑砼。4.2冻结段施工4.2.1井筒开挖条件井筒表土段的开挖，应具备下列条件：1、水文观测孔内的水位，应有规律上升并溢出孔口，最晚一个层位水位持续溢出管上后7d，并保持稳定。2、测温孔的温度，已符合设计规定，并经确认在井筒掘砌过程中，不同深度的冻结壁的强度能达到设计要求。3、经冻结施工单位主管部门分析，确认冻结壁已全部交圈并发出试挖通知书。4、地面提升系统、搅拌系统，材料运输等辅助设施已具备。5、掘进段高应根据井筒所处深度的岩层性质、冻结壁的强度以及掘进速度等因素综合考虑。井筒开挖除了满足上述条件外，还应该综合考虑井筒能满足连续施工的条件。根据井筒掘砌速度（施工到相应深度时所用的时间）和对应时间点冻土发展情况来预测、分析，尽可能保证不同时期冻结壁的强度、厚度、距井帮的距离能满足井筒不间断的安全施工。4.2.2试挖施工当满足上述试挖条件后，可以进行试挖。试挖段使用风镐和高效风铲挖掘，外壁支护整体活动式金属模板（同时要准备3～5套1.2m段高的金属装配式模板，以备缩小段高时使用）。试挖段掘进时，先掘净径以内的土层，段高够1.5m左右，然后刷帮至荒径，再全断面下掘到2.0m后砌筑外壁。井壁竖筋采用直螺纹套机械连接，环筋采用搭接用绑扎连接并严格按照《钢筋直螺纹接头技术规程》标准执行。使用整体活动式金属模板砌壁，固定段高2.0m，由底卸式吊桶输送砼。4.2.3冻结段外壁施工冻结段外壁施工采用短段掘砌混合作业方式。主井冻结段施工时，针对井筒所穿越各类岩层的岩性特点，我们拟采取直接挖掘与钻爆法掘进相结合的综合掘进方法。施工中根据岩性的变化及时调整掘进方式：当岩性较软便于直接挖掘时，使用CX36B型挖掘机挖掘，辅以风镐或高效风铲刷帮；抓岩机装罐，实现挖掘机与中心回转抓岩机配套作业。采用先挖净径以内部分至砌筑深度，然后逐段刷帮。当岩性较硬难以挖掘时，采用SJZ6.7型伞钻配YGZ-70型导轨式凿岩机钻眼，眼深4.0m。选用T210防冻水胶炸药，掏槽眼、辅助眼使用Φ45×500mm药卷连续装药结构，周边眼使用Φ35×500mm药卷，采用木条预留缓冲层装药结构，使用直眼掏槽方式掏槽，实现中深孔光面爆破。采用电磁雷管，反向装药，磁环大串联的联线方式，由引爆电磁雷管的专用高频发爆器起爆，全断面一次爆破，一掘一砌。根据冻结钻孔偏斜图确定周边眼的位置，保证周边眼距冻结管的距离不小于1.2m，采用光面、光底、弱震、弱冲爆破技术。冻结段爆破施工时，编写专门施工措施。4.2.4外壁砌筑冻结基岩段砼浇筑使用整体活动式金属模板砌壁，固定段高3.5m，另外考虑到冻结段井筒穿越的地层条件较为复杂，应同时准备3～5套1.2m段高的金属装配式模板，以备遇到井筒地质条件变化，缩小段高砌筑时使用。采用底卸式吊桶输送砼，对称浇筑，分层震捣。井壁竖筋采用直螺纹套机械连接，严格按照《钢筋直螺纹接头技术规程》标准执行，环筋采用搭接用绑扎连接，搭接长度不小于36d。4.2.5内壁套砌施工1、施工顺序当井筒外壁施工至垂深302m位置时，拆除整体活动金属模板升井，按设计要求掘出垂深302～308m内外壁整体现浇段6m，并增设锚网临时支护，当掘至垂深308m位置，停止掘进，找平工作面，组装金属模板，挂装第四层临时吊盘，开始转入内壁套砌施工。套壁施工期间按设计图纸，在垂深210m、260m水平安装两道可伸缩井壁，在内壁套砌施工中，应根据图纸设计在井筒相应标高和方位布置注浆管，在套内壁结束后适时进行壁间注浆。2、施工方法施工中，施工人员利用第二层盘除去外壁表面冰霜，按设计要求敷设两层1.5mm厚HDPE高分子塑料夹层。第三层盘组装模板，绑扎钢筋，浇筑、振捣砼，砼入模每次浇筑厚度不得超过300mm，振捣分布间距一般为300～400mm，不得有漏振和震动棒碰撞钢筋的情况。第四层盘拆除模板，养护砼井壁等工作，保证套内壁工作自下而上连续不间断地进行。3、塑料板的铺设根据设计图纸，外壁与井帮之间铺设25mm-75mm厚聚苯乙烯泡沫塑料板，内外层井壁之间铺设双层厚1.5mmHDPE塑料板。塑料板的铺设在内层井壁套砌前施工，提前内壁一个段高，施工可利用第二层吊盘作工作盘进行铺设工作。塑料板应分层铺设，内外层连接缝错茬300mm。敷设方法采用自下而上敷设，事先将成捆夹层按外壁内径裁截成段，每段留有搭接余地；或成捆放置在吊盘上通过自制的转动装置边展开边铺设。竖向和水平方向采用自然搭接方式，搭接长度为不小于100mm，上下段搭接采用下鱼鳞式（上一段搭接在下一段内侧）。塑料板可使用射钉枪直接将夹层固定在外层井壁或外壁上；或用风钻钻眼钉木橛，再将夹层用钉钉在木橛上（木橛端部应与外壁持平，不得外露），固定点间距要小于600mm。4、可伸缩井壁制作及安装根据设计要求在主井内壁垂深210m、260m位置处设置两套竖向可缩井壁结构，在可缩井壁结构接头位置应避开外壁裂缝，整圈可缩性井壁分为6节。地面加工时在井口附近设加工场地，使用半自动氧气切割机下料、打坡，外弧板热加工成型，并预留好焊接变形量，根据设计与安装要求分别组焊预焊构件。为便各部预焊构件下放和井下快速定位，构件上对称安设悬吊下放连接装置及预留对接预留孔，利用抓岩机绞车下放可缩井壁结构预焊件。可缩井壁结构预焊件通过上层吊盘下部设置的手拉葫芦调整就位。构件固定、焊接及井壁施工，先施工好内外层钢筋，然后用上述方法将下部垫板预焊件下放到设计位置，对焊成整体，并与内壁钢筋接焊好，按照设计要求，进行下部内壁的浇筑（其下3m范围内须采用膨胀砼，以防止砼收缩产生渗漏水），在下部垫板之下的内壁井壁凝固达一定的强度后，继续下放其它预焊构件，用不少于6套液压支撑进行调整，利用井筒中心线对钢板进行操平找正，并按设计要求将各构件对焊成整体，其上部法兰盘、下部钢垫板应与内层井壁钢筋焊接，整体装配结束无误后，按要求对每节注入热沥青，然后转入内壁套砌施工。具体施工时应根据单项（专业）施工图纸，另行编制详细的可缩井壁施工专项施工措施。5、压风防冻措施井筒冻结段施工时，风动工具的防冻工作是提高井筒施工速度的关键性工作之一，因此在施工中拟采取以下几项措施减少压风中的水份，提高压风干燥程度。1、压风管未入井前，在冷冻沟槽中绕一圈，将水从压风中冷凝分离出来。2、在井口附近压风管中加设油水分离器和压风脱水器（压风冷凝离心式脱水器）。3、油水分离器每小班放水两次，冷冻沟槽压风管储水器和压风脱水器底部设置的放水阀每隔两小时放水一次，保证压风正常供给。4、风动工具采用灌注酒精直接解冻。5、冻结段施工时，使用排水管作为备用压风管。4.3基岩段施工井筒基岩段深度491.2m，垂深308～799.2m，采用钻爆法施工。采用短段掘砌混合作业方式，中深孔光面爆破，一掘一砌，掘砌段高3.5m。4.3.1掘进方法采用SJZ6.7型伞钻，YGZ-70型导轨式凿岩机钻眼，眼深4.0m，选用T100水胶炸药，掏槽眼、辅助眼使用Φ45×500mm药卷连续装药结构，周边眼使用Φ35×400mm药卷，采用木条预留缓冲层装药结构，使用直眼掏槽方式掏槽，选用电磁雷管，反向装药，磁环大串联的联线方式，由引爆电磁雷管的专用高频发爆器起爆，全断面一次爆破。主井基岩段炮眼布置见附图；主井爆破原始条件见表4-1；主井预期爆破效果见表4-2；主井爆破参数表见表4-3。4.3.2永久支护永久支护模板采用整体活动式金属模板，该模板由地面三台稳车悬吊，当掘进段高够3.5m时，即操平工作面，同时脱模，再整体下放模板至工作面，操平找正后浇筑砼。采用砼输送管或HTD-2.4底卸式吊桶下放砼。4.4硐室施工4.4.1主井装载硐室施工方案主井装载硐室及同水平的井筒采用锚网喷临时支护，待井筒掘至装载硐室底板标高下1m处，停止掘进，组装装配式大块模板，并与装载硐室内的模板接茬后整体浇筑砼。临时支护锚杆采用Φ18×2000mm树脂锚杆，Φ6钢筋加工1000×2000mm网片，喷射50～80mm砼封闭围岩。4.4.2装载硐室施工装载硐室采用钢筋砼支护，当井筒施工至装载硐室位置时，做好上部井筒的永久支护工作，在下掘井筒的同时，平行把装载硐室掘进断面范围内的炮眼打好，采用下行分层交叉作业施工方法，井筒工作面始终超前装载硐室工作面一个分层。装载硐室采用分层正台阶法施工，每层约4m。掘进装载硐室分层时，矸石落在井筒内，人员登矸打眼，掘进分层施工中锚网喷临时支护紧跟迎头，采用一掘、一锚网喷的施工方案。待各分层掘完，井筒掘至装载硐室底板标高下1m处，停止掘进，对井筒及硐室进行永久支护工作。井筒内使用组合钢模，硐室内使用金属碹股及模板浇筑砼。浇砼前，把装载硐室下一个分层钢筋搭接预留好，把硐室开口处井筒砼面刷大并打毛，砼浇筑时要加强震捣，以保证该段硐室砼与井筒砼的良好胶结。预留钢筋要与硐室钢筋连接牢固，井筒模板要对角加支撑，确保不出现跑模、变形等现象。装载硐室内的扎钢筋、稳模工作与下放大块模板浇筑砼工作平行、交叉作业，以保证浇筑砼施工的连续性，该段工作完毕后，转入下部井筒的掘砌工作。4.5井筒连接处施工4.5.1井筒连接处施工方案马头门两翼各3m与井筒同时施工，下行分层作业，采用锚网临时支护，和井筒整体浇筑砼，其余部分马头门另行分侧正台阶法施工。4.5.2井筒连接处施工井底巷道与井筒连接处(简称马头门)，马头门两翼各3m和井筒同时施工，当井筒施工至马头门位置时，做好上部井筒的永久支护工作，在下掘井筒的同时，平行把两翼连接处掘进断面范围内的炮眼打好，采用下行分层交叉作业的施工方法，井筒工作面超前马头门工作面一个分层，将两翼马头门的拱基线以上部分各掘够3m，并做好锚网喷临时支护后，再掘进马头门的墙体部分直至马头门的底板，及时做好墙体部分的锚网喷临时支护，然后完成井筒掘进施工，将工作面操平，整体活动金属模板升井，组装装配式大块金属模板与两翼马头门模板接茬后整体浇筑砼。两翼马头门内的稳模、扎钢筋工作与井筒下放大模板、浇筑砼工作平行作业，以保证浇筑砼工作的连续性，该段工作完毕后，转入下部井筒的掘砌工作。4.6砼质量控制4.6.1砼配合比控制井筒井壁砼设计均为C30、C40、C50、C55四种强度等级，实际施工前，用现场材料委托当地建材实验室做砼配比实验，根据试验室提供的配合比组织施工。在施工基岩段井壁时需掺加水泥用量约10%的BR-3型防水剂。井壁砼配合比参数见表4-4。拌制砼的原材料应计量准确，定期校验计量系统，严格控制水的加入量，其误差不超过10%，外加剂要使用较精确的容器量取，误差不超过0.5%。4.6.2原材料质量控制1、水泥：原材料要尽量保持稳定的货源和稳定的质量。水泥使用淮北矿务局水泥厂PO42.5普通硅酸盐水泥，进场的每批水泥均要有产品合格证和强度试验报告，现场还应抽样送当地建材试验室检验，不符合标准的水泥不得使用，对储存期超过三个月的水泥要降级使用，严禁使用受潮结块的水泥。2、粗骨料：强度等级为C30～C40砼使用的粗骨料品种、粒径、含泥量不应超过规定或设计。C50～C55砼粗骨料的最大粒径及针片状颗粒含量、含泥量应在规定范围内，在使用前必须做碎石强度检验，其岩石抗压强度与砼强度之比不得小于设计值。因此项目部应指定专人进行监督和控制。工程施工用砼粗骨料的其他质量指标应符合现行行业标准《普通砼用碎石或卵石质量标准及检验方法》（JGJ53）的规定。3、细骨料：砼用细骨料其它质量指标应符合《普通砼用砂质量标准及检验方法》（JGJ52）的规定。表4-4井壁砼配合比参数表砼标号配合比水灰比材料用量（kg/m3）外加剂水泥：黄沙：石子水泥黄砂石子水硅粉BR