修改后巴彦高勒施工组织设计

内蒙古黄陶勒盖煤炭有限责任公司巴彦高勒煤矿主立井井筒掘砌工程施 工 组 织 设 计中煤矿山建设集团二十九工程处二 0 一 0 年六月一日目 录前 言 1第一章 工程概况 4第二章 施工准备及场地布置 9第三章 施工方案与施工装备 12第四章 井筒及硐室施工 16第五章 打干井施工方案和技术措施 31第六章 主要辅助生产系统 33第七章 劳动及计划及主要施工设备 42第八章 施工进度计划及工期保证措施 45第九章 质量保证体系及控制措施 49第十章 工程施工检测、监控 57第十一章 施工安全控制 61第十二章 文明施工与环境保护 80附表一 钢丝绳选型计算说明书 86附图 92前 言我们在认真分析内蒙古黄陶勒盖煤炭有限责任公司巴彦高勒矿井主立井井筒冻结及掘砌工程施工有关图纸资料及合同文件的基础上，根据本工程设计的特点，结合我处施工装备和技术特长编制了此项工程的施工组织设计，选用了行之有效的施工设备和先进可靠的施工技术、施工工艺，采用机械化配套作业线快速施工。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、井筒施工装备以大绞车、大吊桶、大模板、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、冻结表土段施工，采用短段掘砌混合作业，风镐和高效风铲配合 CX55B 挖掘机挖掘，抓岩机装罐，整体活动式金属模板砌壁，液压自动脱模；内壁套砌使用组合式模板砌筑，三层吊盘作业，连续不间断施工。 3、冻结基岩段、正常基岩段施工时使用 SJZ6.10 型(定制)伞钻配 YGZ70 型导轨式凿岩机钻眼，实施中深孔光面爆破，采用电磁雷管起爆系统爆破新技术，以提高炮眼利用率和循环进尺。4、硐室施工采用下行分层法掘进，锚网喷临时支护，确保工程质量和施工安全。5、坚持“有疑必探，先探后掘”的施工原则，做好防治水、探揭煤等特殊工序的施工，以防范重大灾害的发生。6、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。7、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。8、做好环境保护工作，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已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、工程施工合同、施工设计图纸等相关资料；2、国家法律和行政法规；3、煤矿安全规程（2010 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、钢筋混凝土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(煤规字第 34 号)；8、矿井质量标准化检验标准；9、职业健康安全管理体系规范；10、 防治煤与瓦斯突出规定 （2009 年版） ；11、 煤矿防治水规定 （2010 年版） ；12、煤矿井巷工程质量验收规范（GB50213-2010）；13、其它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：工程质量优良。六、安全管理目标无重伤、无死亡，实现文明施工。我们在本工程的建设施工中，将主动接受建设单位和监理单位的监督与指导，强化施工现场管理，积极采用新技术、新材料、新设备、新工艺，以一流的管理，一流的施工技术和装备，创造出一流的施工质量和速度。按工期要求，保质保量地完成合同内工程，为巴彦高勒煤矿的建设和发展做出积极的贡献。第一章 工程概况1.1 简 述巴彦高勒井田位于呼吉尔特勘查区的南部，向西南距乌审旗政府所在地达布察克镇约 12km，行政区划属鄂尔多斯市乌审旗呼吉尔特乡和图克镇管辖。巴彦高勒矿井的设计生产能力为 4.00-10.00Mt/a。井田位于鄂尔多斯高原之东南部，为毛乌素沙漠的东北边缘地带。井田内地形最高点海拔标高为 1293.1m，最低点海拔标高为 1262.4m。井田属高原半沙漠地貌特征，大部分地区被第四系风积沙覆盖，多为新月形或波状沙丘，没有基岩出露。井田内没有常年地表径流。雨水多通过风积沙渗入地下。井田气候特征属于半干旱的温带高原大陆性气候，太阳辐射强烈，日照丰富，干燥少雨，风大沙多，无霜期短。冬季漫长寒冷，夏季炎热而短暂，春季回暖升温快，秋季气温下降显著。当地最高气温+36.6,最低气温为-27.9；年降水量为194.7531.6mm，平均为 396.0 mm，且多集中于 7、8、9 三个月内；年蒸发量为2297.42833mm，平均为 2534.2mm，年蒸发量为年降水量的 510 倍。井田内风多雨少，最大风速为 24m/s，一般风速 2.65.2m/s，且以西北风为主。冻结期一般从 10 月份开始至次年 4 月份，最大冻土深度为 1.71m，最大沙尘暴日为 50d/a。据“中国地震烈度区划图”划分，井田所在区域地震动峰值加速度为 0.05g，地震烈度相当于度，属弱震区的预测范围，历史上亦无破坏性地震记载。210 国道从井田东以南北向通过，本区距 210 国道约 17km，有乡村公路相通。沿210 国道向北约 130km 可至鄂尔多斯市东胜区，向南约 60km 可至陕西省榆林市。1.2 井筒技术特征主立井筒技术特征见下表 1-1。主立井井筒技术特征 表 1-1序号 名称 单位 主井 备注1 井口设计标高 m +1271.7002 井口中心坐标 X m 4290885.1643 井口中心坐标 Y m 36621532.7604 井筒深度 m 621.75 冻结深度 m 594.46 井筒直径（净） m 8.27 基岩段壁厚 m 0.551.3 工程地质及水文地质井田内地层由老至新发育有：三叠系上统延长组（T3y） 、侏罗系中统延安组（J2y） 、侏罗系中统直罗组（J2z） 、侏罗系中统安定组（J2a） 、白垩系下统志丹群（K1zh）和第四系（Q） 。详见附图一巴彦高勒主井井筒地质柱状图 。1.3.1 含隔水层水文地质特征1、第四系松散层（Q）潜水含水层1）全新统风积沙孔隙潜水含水层（Q4eol）岩性为灰黄色、黄褐色中细砂、粉细砂，结构松散，沉积厚度一般小于 20m，遍布全区。根据内蒙古自治区乌审旗水文地质普查报告成果：地下水位埋深0.503.00m，单位涌水量 q=0.251.00L/sm,溶解性总固体小于 1000mg/L，地下水化学类型为 HCO3CaNa 及 HCO3NaCa 型水。因此，含水层的富水性中等，透水性能良好，地下水水质良好。该含水层为矿床的间接充水含水层。2）上更新统萨拉乌素组孔隙潜水含水层（Q3s）岩性为黄色、灰黄色、灰绿色粉细砂，类黄土状亚砂土，含钙质结核，疏松，具水平层理和斜层理，全区赋存，厚度一般 5070m，最大 120m。根据内蒙古自治区乌审旗水文地质普查报告成果：地下水位埋深一般 1.005.00m，单位涌水量q=1.005.00L/sm, 溶解性总固体小于 1000mg/L，地下水化学类型为 HCO3CaNa及 HCO3NaCa 型水，水质良好。根据本次施工的 WJ12 号钻孔抽水试验成果：含水层厚度 59.02m，地下水位埋深 14.88m，水位标高 1266.19m，水位降深 S=13.70m，钻孔涌水量 Q=3.833L/s，单位涌水量 q=0.280L/sm，渗透系数 K=0.544m/d，水温 12，溶解性总固体 287mg/L， pH 值 7.9，F 含量 0.29mg/L，As 含量 0.00mg/L，NO3 含量30.99mg/L，地下水化学类型为 HCO3Ca 型水，水质良好。因此含水层的富水性强，透水性能良好。因大气降水量较少，补给条件较差，补给量一般不大，但雨季补给量会明显增大。潜水含水层与大气降水及地表水体的水力联系非常密切，与下伏承压水含水层水力联系较小。该含水层为矿床的间接充水含水层。2、白垩系下统志丹群（K1zh）孔隙潜水承压水含水层岩性为各种粒级的砂岩、含砾粗粒砂岩夹砂质泥岩，在区内没有出露，地层厚度104.46255.88m，平均 177.73m。根据原呼吉尔特详查施工的 H021、H099 号钻孔抽水试验资料：含水层厚度 114.20120.37m，平均 117.29m。地下水位埋深35.2365.15m，水位标高 1266.341227.77m，钻孔涌水量 Q=0.2210.402L/s，单位涌水量 q=0.008520.00807L/sm，渗透系数 k=0.005840.00587m/d，水温 1112，溶解性总固体 312270mg/L，pH 值 7.9，NO3含量 0.000.89mg/L，F 含量0.250.30mg/L。地下水化学类型为 HCO3CaMg 型水，水质较好。含水层的富水性弱。由于没有较好的隔水层，所以与上、下部含水层均有一定的水力联系。该含水层为矿床的间接充水含水层。3、侏罗系中统（J2）碎屑岩类承压水含水层岩性下部 J2z 为灰绿色、青灰色、黄绿色中粗粒砂岩，粉砂岩及砂质泥岩，上部J2a 为暗紫红色、灰绿色中粗粒砂岩、砂质泥岩夹粉砂岩及细粒砂岩，分布广泛。地表在区内没有出露。根据原呼吉尔特详查施工的 WJ10 号钻孔抽水试验成果：含水层厚度68.58m。地下水位标高 1211.76m，水位埋深 64.34m，钻孔涌水量 Q=0.178L/S，单位涌水量 q=0.00303L/sm，渗透系数 k=0.00383m/d，水温 11，溶解性总固体386mg/L，pH 值 7.6，AS 含量 0.02mg/L，F 含量 0.98mg/L，地下水化学类型为 HCO3 CaMg 型水，水质较好。由此可知，含水层的富水性弱，透水性与导水性能差。地下水的径流条件差。含水层与上部潜水含水层有一定水力联系，与下部承压水含水层的水力联系较小。该含水层为矿床的间接充水含水层。4、侏罗系中统延安组顶部隔水层位于 2 煤组顶板以上，岩性主要由灰色泥岩、砂质泥岩等组成，隔水层厚度21.0223.07m，平均 22.05m。隔水层的厚度较稳定，分布较为连续，隔水性能良好。5、侏罗系中统延安组（J2y）碎屑岩类承压水含水层岩性主要为浅灰色、灰白色各粒级砂岩、灰色、深灰色砂质泥岩、泥岩及煤层。全区赋存，分布广泛，地表没有出露。根据原呼吉尔特详查施工的 WS07、WJ07 号钻孔抽水试验成果：含水层厚度 83.6591.07m，平均 87.36m。地下水位埋深 2.2050.66m，水位标高 1217.901273.68m，水位降深 S=4.7920.62m，钻孔涌水量Q=0.1020.392L/s，单位涌水量 q=0.004950.0818L/sm，渗透系数k=0.004400.0651m/d，水温 1012，溶解性总固体 272228mg/L，pH 值7.77.9，NO3含量 0.00mg/L，As 含量 0.000.01mg/L，F 含量 0.360.70mg/L。地下水化学类型为 HCO3CaMg 及 HCO3NaCa 型水，水质较好，详见附表。因此含水层的富水性弱，透水性与导水性能差，地下水的补给条件与径流条件均较差。含水层与上伏潜水含水层及大气降水的水力联系均较小。该含水层为矿床的直接充水含水层和主要充水含水层。6、侏罗系中统延安组底部隔水层位于 6 煤组底部，岩性以深灰色砂质泥岩为主，隔水层厚度 2.6015.19m，平均8.90m。分布较连续，隔水性能良好。7、三叠系上统延长组（T3y）碎屑岩类承压水含水层岩性主要为灰绿色中粗粒砂岩、含砾粗粒砂岩，夹细粒砂岩及砂质泥岩。钻孔揭露厚度不全，最大揭露厚度 23.05m。据邻区铜匠川详查区 617 号钻孔抽水试验成果：地下水位标高 1365.70m，水位降深 44.75m，钻孔涌水量 Q=0.209L/s，单位涌水量q=0.00467L/sm，渗透系数 k=0.00586m/d。水温 10，溶解性总固体 580mg/L，pH 值7.8，地下水化学类型为 HCO3CaMg 型水，水质较好。含水层的富水性弱，透水性能差，与上部含水层的水力联系较小。该含水层为矿床的间接充水含水层。1.3.2 井田水文地质勘查类型呼吉尔特井田巴彦高勒井田的直接充水含水层以裂隙含水层为主，孔隙含水层次之，直接充水含水层的富水性微弱，补给条件和径流条件较差，以区外承压水微弱的侧向径流为主要充水水源，大气降水为次要充水水源；煤层虽位于地下水位以下，但直接充水含水层的单位涌水量 q0.1L/sm（q=0.004400.0651L/sm） ；间接充水含水层萨拉乌素组（Q3s）孔隙潜水含水层的单位涌水量 q=1.005.00L/sm，富水性强，区内没有水库，无湖泊等地表水体，无常年地表径流，潜水含水层与煤层的间距较大，平均在500m 以上，水文地质边界简单，地质构造简单。因此将井田水文地质勘查类型划分为第一二类第二型孔隙裂隙充水的水文地质条件中等的矿床。1.3.3 工程地质岩组及物理力学性质1、三叠系上统延长组（T3y） 该组为煤系地层的沉积基底，井田内未出露，钻孔也仅揭露其上部岩层，据区域地层资料，该组厚度大于 100m。岩性为一套灰绿色中细粒砂岩，局部含砾，其顶部在个别地段发育有一层薄层杂色砂质泥岩。砂岩成份以石英、长石为主，含有暗色矿物。普遍发育大型板状、槽状交错层理，是典型的曲流河沉积体系沉积物。井田内钻孔最大揭露厚度为 23.05m，未到底。2、侏罗系中统延安组（J2y）该组为井田内的主要含煤地层，在井田内无出露。据井田内钻孔资料统计，厚度208.67312.28m，平均 236.07m。岩性主要由一套浅灰、灰白色各粒级的砂岩，灰色、深灰色砂质泥岩、泥岩和煤层组成，发育有水平纹理及波状层理，含 2、3、4、5 等四个煤组。与下伏延长组（T3y）呈平行不整合接触。3、侏罗系中统直罗组（J2z）该组为井田内含煤地层的直接上覆地层，地表无出露。据井田内钻孔资料统计，地层厚度 71.12238.60m,平均 162.81m。岩性下部为灰绿、青灰色中、粗砂岩，局部夹粉砂岩、砂质泥岩；上部岩性主要为灰绿色砂质泥岩、泥岩与灰绿、黄绿色粉砂岩互层。与下伏延安组（J2y）呈平行不整合接触。4、侏罗系中统安定组（J2a）该组地表无出露，据井田内钻孔资料统计，地层厚度 35.90157.29m,平均81.41m。岩性下部为暗紫红色、灰绿色砂质泥岩，夹薄层灰绿色粉、杂粉色、细砂岩，上部为灰绿色、紫色中、粗粒砂岩，局部夹粉砂岩、砂质泥岩。与下伏直罗组（J2z）呈整合接触。5、白垩系下统志丹群（K1zh）井田内无出露。该组地层据钻孔资料统计，厚度 104.46255.88m，平均 177.73m。岩性下部以灰绿、浅红色砾岩为主，上部为深红色泥岩、砂质泥岩夹细粒砂岩，具大型斜层理和交错层理。与下伏安定组（J2a）呈不整合接触。6、第四系（Q）该系地层在井田内主要发育上更新统的萨拉乌素组(Q3S)、全新统的风积沙（Q4eol） 。1）第四系上更新统萨拉乌素组(Q3S)分布于井田内晚更新世早期形成的河湖相冲积平原内，地表无出露。岩性为黄、灰绿、灰黄色粉细砂，夹含钙质结核的黄土状砂粘土和粘砂土，具水平层理和交错层理。砂层中含古人类化石、旧石器及哺乳类动物化石。因其在钻孔中取芯困难，其厚度无法确定。据区域性资料：由于其沉积基底白垩系的顶界面起伏不平,因而厚度变化较大，一般厚 5070m，最厚可达 120m。萨拉乌素组(Q3s)与下伏白垩系下统志丹群（K1zh）呈不整合接触。2）第四系全新统风积沙（Q4eol）遍布于井田内,岩性以风积粉细砂为主，多为新月形或波状沙丘，厚度一般小于50m。总之，第四系厚度变化较大，据钻孔揭露资料，厚度在 73.92161.60m, 平均118.74m，不整合于一切下伏地层之上。1.3.4 井田构造井田构造形态与区域含煤地层构造形态一致。其构造形态总体为一向北西倾斜的单斜构造，倾向 300320，地层倾角 13，地层产状沿走向及倾向均有一定变化，但变化不大。沿走向发育有宽缓的波状起伏，区内未发现大的断裂和褶皱构造，亦无岩浆岩侵入。综上所述，综合评价井田构造属简单类型。 1.4 工程量巴彦高勒煤矿主立井井筒掘砌工程量见表 1-2。 工 程 量 表 表 1-2序号 单位工程及（分部分项）工程 单 位 工程量 支护方式1 冻结段 m 594.4 钢筋砼2 基岩段 m 27.3 钢筋砼3 井底连接处 待定 另见施工图4 装载硐室 待定 另见施工图第二章 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”已由发包方基本完成。承包方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，由承包方自行解决。1、供电：发包方在工广提供 10KV 电源接口，装表计量。承包方自行安设施工现场临时变配设施。2、通讯：工业厂区范围内已覆盖中国联通和中国移动信号，有线通信线路离厂区约1km。3、供水：施工用水由施工方自行打井。4、场内道路：场内临时道路进场后根据需要铺设。5、排矸：建井期间采用汽车排矸，由井口排至工业广场填方区，运距约 1 公里。6、场地平整：建设单位已完成工业场地平整工作。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招标文件资料，凿井期间可以利用的永久工程主要有： 水源、10kv 电源等。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，主要包括临时办公和生活区、绞车房、变电所、压缩机房车间等各类措施工程，详见表 2-1主井临时用地表 。2.3 场地布置2.3.1 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、防火要求。4、充分利用已购土地。2.3.2 场地布置场地布置详见附图二主井工业场地平面布置图 。2.4 施工准备期安排 2.4.1 准备工作内容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：主井井筒工广大临工程一览表 表 2-1序号 名 称 面积（m 2） 结构类型 位 置1 提升机房 260220 彩板房 井口附近2 临时变电所 200 彩板房 井口附近3 稳车群 （400） 砼浇筑基础 井口附近4 井口房 200 砖混、彩钢结构 井 口5 空压机房 150 砖墙、钢屋架、彩钢瓦井口附近6 砂石场地 （1000） 片石垫层 200mm 砼 井口附近7 水泥库 60 砖墙、钢屋架、彩钢瓦井口附近8 机修间 80 砖墙、钢屋架、彩钢瓦井口附近9 材料库 100 砖墙、钢屋架、彩钢瓦井口附近10 材料棚 100 钢屋架、彩钢瓦 井口附近11 木工房 30 钢屋架、彩钢瓦 井口附近12 办公室 280 彩板房 建设方指定13 职工宿舍 700 彩板房 建设方指定14 矿灯房 30 彩板房 建设方指定15 更衣室 120 彩板房 建设方指定16 食堂 120 彩板房 建设方指定17 锅炉房 30 砖墙、钢屋架、彩钢瓦建设方指定18 浴室 80 彩板房 建设方指定19 厕所 40 彩板房 建设方指定20 合计 2800（1400）1、完成实测定位工作。2、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。3、完成必要的生活福利设施和工业设施，安装稳绞系统。4、试挖 30m（含临时锁口 3.5m） ，并封口盘、吊盘和整体钢模安装悬挂完毕。5、安装电视监控系统。2.4.2 准备期安排施工准备期 60 天，详见表 2-2施工准备期进度安排表 。第三章 施工方案与施工装备3.1 采用“四新”加快施工速度1、新工艺井筒冻结段和基岩段施工，采用国内先进的 CX55B 挖掘机挖掘及清底，辅以风镐和高效风铲刷帮，当岩石坚硬难以挖动时，采用 SJZ6.10 型(定制)伞钻配 YGZ-70 型导轨式凿岩机钻眼，实施中深孔光面爆破； HZ-6 抓岩机装罐，一掘一砌；采用电磁雷管起爆等爆破新技术，以提高炮眼利用率和循环进尺。使用整体活动式金属模板砌壁，液压自动脱模；大型绞车提升大吊桶提矸、自卸汽车排矸、高效隔爆轴流对旋风机通风、工业电视、计算机信息化辅助管理等配套的机械化施工新工艺。2、新技术采用钢筋剥肋滚压直罗纹等强连接安装钢筋、预裂爆破施工断层破碎带、基岩段中深孔光爆、潜孔钻机施工探煤孔及探水孔、高效大功率风机通风、新型煤矿通讯与信号装置、计算机辅助管理、工业电视监控等新技术。3、新材料、新设备采用 CX55B 挖掘机、SJZ6.10 型(定制)伞钻、抗静电阻燃胶质风筒、高照度DGC175/127 型隔爆投光灯、新型煤矿通讯与信号装置、高效隔爆轴流对旋风机、大功率砼输送泵、综合砼搅拌系统等新材料、新设备。3.2 施工方案的选择3.2.1 冻结外壁施工方案方案 l：采用掘砌单行作业方式，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 2.5m10m，采用井圈绳捆摸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：脱、立模劳动强度大，占用时间长，施工速度较慢。方案 2：采用掘砌混合作业方式，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、3.6m。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，需相应增加加块。方案 l：为传统的施工方法，较易掌握，但施工速度较慢，且须增加临时支护。方案 2：井帮暴露时间短，施工安全，施工技术先进，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，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。3.2.2 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，可实现砼连续浇筑。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，无法满足高标号混凝土井壁的施工需要。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。3.2.3 冻结基岩段、正常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 2040m 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：采用短段掘砌混合作业，固定段高 3.6m。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。3.3 施工装备3.3.1 立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、采购方便，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。3.3.2 施工装备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表 3-2(详见附钢丝绳选型及计算校核)。凿井设备平面布置见附图三，地面稳绞布置平面图见附图四，地面稳绞布置立面图见附图五，凿井天轮平台布置平面图见附图六，卸矸台布置平面图见附图七，井筒封口盘钢梁结构图见附图八，井筒吊盘平面布置图见附图九。井筒凿井机械装备表 表 3-1项 目 技 术 特 征凿 岩 SJZ6.10 型（定制）伞型钻架配 YGZ-70 型凿岩机挖 掘 CX55B 小型挖掘机一台装 岩 HZ-6 抓岩机一台井 架 型井架绞 车 主钩：JKZ-3.23/18； 副钩：2JK-3.5/20提升 容 器 主钩：5.0m 3吊桶；副钩：4.0m 3（3.0m 3）吊桶翻 矸 座钩式排 矸 汽车排矸排 水 DC50-809 卧泵，1084.5 排水管通 风 FBD- No7.1/230 隔爆对旋轴流风机 2 台；900mm 抗静电阻燃胶质风筒一路测 量 重锤式测量大线一套井壁模板 整体悬吊液压式单缝模板，段高 3.6m（2.0m ）搅拌 JS-1000 强制砼搅拌机 二套砼输送 配料 PLD-1600 自动计量配料机一套砌壁砼输送 采用 2.4m3底卸式吊桶输送砼吊 盘 三层 7900 吊盘一套安全梯 四段一套发电机 满足安全梯在停电状态下正常施工的柴油发电机巴彦高勒主井提升悬吊系统选型计算 表 3-2钢 丝 绳序号名 称 悬吊物重(kg)型 号 单根重(kg) 根数总重(kg)提升机或凿井稳车计算安全系数许用安全系数钢丝绳长度(m)1主提升(5.0m 3吊桶)11461 187+FC-40-1770 4430.4 1 15891.4 JKZ-3.23/18 7.65 7.5 8802副提升(4.0m 3、3.0m 3吊桶)7130 187+FC-36-1770 3585.5 1 10715.5 2JK-3.5/20 9.19 7.5 8803主提升稳绳11934.3 187+FC-36-1770 3585.5 2 19105.3 JZ-16/800 10.31 6.0 8202 4副提升稳绳11934.3 187+FC-36-1770 3585.5 2 19105.3 JZ-16/800 10.31 6.0 8202 5模板10090 187+FC-36-1770 3585.5 4 13675.5 JZ-16/800 7.20 5.0 82046抓岩机9600 187+FC-32-1770 2832.9 1 12432.9 JZ-16/800 6.25 6.0 8207安全梯4097.5 187+FC-22-1770 1341.9 1 5439.4 JZA-5/1000 6.74 6.0 8208排水管20572.7 187+FC-36-1770 3585.5 2 27743.7 2JZ-16/800 7.10 6.0 82029压风管12616.3 187+FC-24-1770 1597.5 2 15811.3 2JZ-10/600 5.48 5.0 820210吊盘悬吊绳（受力最大）12334.3 187+FC-36-1770 3585.5 2 15919.8 JZ-16/800 6.18 6.0 820211胶质风筒悬吊绳4843.4 187+FC-20-1670 1107.6 2 7058.6 2JZ-10/600 8.12 5.0 8202说明：主、副提升稳绳、排水管、压风管、吊盘、风筒悬吊绳均为左、右旋转各一根；模板绳为左旋二根，右旋二根。第四章 井筒及硐室施工巴彦高勒煤矿主井井筒净径 8.2m，全深 621.7m；井筒表土段及风化基岩段采用冻结法施工，冻结深度为 594.4m，基岩段采用钻爆法施工。井壁采用双层钢筋砼井壁，垂深 0m3.5m 段，为临时锁口段，采用砖混支护；垂深 3.5m88.4m 段，内、外壁厚度分别为 550、650mm，砼强度等级 C30；垂深 88.4m138.4m 段，内、外壁厚度分别为550mm、650mm，砼强度等级 C40；垂深 138.4m283.4m 段，内、外壁厚度分别为800mm、600mm 砼强度等级 C60；垂深 283.4m423.4m 段，内、外壁厚度分别为1050mm、550mm，砼强度等级 C60、C40；垂深 423.4m 510.7m 段，内、外壁厚度分别为1200mm、550mm，砼强度等级 C70、C40；垂深 510.7m 526.7m 为井壁整体浇筑段，井壁厚度为 1850mm，砼强度等级 C70；垂深 526.7m538.7m 为单层砼井壁支护，井壁厚度为1000mm，砼强度等级 C70；垂深 538.7m596.7m 为单层砼井壁支护，井壁厚度为1000mm，砼强度等级 C60；垂深 596.7m621.7m 为单层砼井壁支护，井壁厚度为550mm，砼强度等级 C40；详见附图十巴彦高勒矿井主立井井壁结构图 。4.1 冻结段施工4.1.1 井筒开挖条件 一、试挖条件：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厚度和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。二、正式开挖条件：1、地面凿井提升、压风、砼搅拌系统、运输等辅助生产系统及建筑材料等已具备；井筒内吊盘、整体钢模已安装完毕，并有处和公司的安全检查记录，具备连续掘砌条件。2、通过试挖证实冻结壁有一定厚度，按冻土扩展速度推算，不同深度冻结壁厚度和强度可以适应掘进速度要求。3、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，同时必须符合下列规定：1）试挖阶段，不应超过 2.0m；2）易膨胀性粘土层，不应超过 2.5m。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。4.1.2 锁口施工主立井临时锁口设计全高 3.5m，为混泥土结构，混泥土标号为 C30。锁口砌壁厚度为 1200mm；临时锁口砌筑在永久井壁外，按设计要求预留好钢筋接茬，并且做好防锈处理，详见附图 4-1临时锁口示意图。 4.1.3 试挖施工当冻结满足试挖条件后，可以进行试挖。试挖段使用风镐和高效风铲结合 CX75B 小型挖掘机进行挖，外壁支护整体活动式金属模板（同时要准备 35 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 2m左右，然后刷帮至荒径，再全断面下掘到 3.6m 段高砌外壁。使用整体活动式金属模板砌壁，固定段高 3.6m，由 HTD-2.4m 底卸式吊桶输送砼。4.1.4 冻结段外壁施工冻结段外壁施工使用 CX55B 小型挖掘机风镐挖掘配合风镐和高效风铲刷帮，抓岩机装罐。实现挖掘机与中心回转抓岩机配套作业。采用全断面一次掘进，先挖净径以内部分，然后逐段刷帮。当遇到坚硬岩石难以挖动时，采用普通钻爆法施工，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，实现全断面光面爆破。使用 SJZ6.10 型(定制 )伞钻配 YGZ-70 型导轨式凿岩机钻眼，眼深 4.0m。选用 T210 水胶炸药，掏槽眼、辅助眼使用 45500mm 药卷连续装药结构，周边眼使用 35500mm 药卷；选用电磁雷管，反向装药，磁环大串联的联线方式；采用木条预留缓冲层装药结构，使用直眼掏槽方式掏槽，实现中深孔爆破。一掘一砌，采用挖掘机清底，加快施工进度。4.1.5 外壁砌筑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。外层井壁使用整体活动金属模板，段高 3.6m，配以 Z 型阶梯状环形斜面接茬模板浇筑混凝土。使用 HTD-2.4 底卸式吊桶下放砼，对称浇筑，分层震捣。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 35 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。4.2 内壁套砌施工4.2.1 施工顺序当主立井井筒冻结段外壁施工至垂深+761.000m 位置时，拆除整体活动金属模板升井，按设计要求掘出内外壁整体现浇段（16m） ，增设锚网喷临时支护，当主井掘至垂深+745.000m 位置，停止掘进，找平工作面组装金属模板，先完成整体现浇段的井壁砌筑工作，接着挂装第四层吊盘，再转入内壁套砌施工。4.2.2 施工方法采用 12 套 1.2 m 段高的金属装配式块模（2 套备用）倒模法进行施工。金属装配式块模倒模法施工时，10 套金属组装模板（段高 1.2m）循环倒用，利用三层吊盘和一层辅助盘施工，模板倒换采用副提钩头通过副提喇叭口从辅助盘提到吊盘下层盘组装。施工中，施工人员利用上层吊盘除去外壁表面冰霜，铺设安装塑料板；下层吊盘组装模板，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 300400mm，不得有漏振和震动棒碰撞钢筋的情况。四层吊盘拆除模板，养护混凝土井壁等工作，保证套内壁工作自下而上连续不间断地进行。4.2.3 聚苯乙烯泡沫塑料板的铺设冻结段外壁缓压保温层材料为聚苯乙烯泡沫塑料板，铺设厚度为 30mm，施工中可根据岩层具体情况进行调整。冻结段上部内外壁之间铺设一层聚氯乙烯塑料薄膜，厚度为2.0mm。塑料薄膜搭接量为 100mm，鲮型搭接。聚苯乙烯泡沫塑料板及聚氯乙烯塑料薄膜的物理机械性能指标应符合煤矿立井井筒及硐室设计规范 GB 50384-20074.5.1、4.5.2 条规定。敷设方法采用自下而上敷设，事先将成捆聚氯乙烯塑料薄膜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 100mm，上下段搭接采用下鲮型搭接（上一段搭接在下一段内侧） 。必要时用电热板热焊技术井下焊接连接（热焊温度+180+200） 。聚氯乙烯塑料薄膜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。内壁套壁结束后冻土解冻初期即进行壁内注浆以充填内外壁间隙。井壁变断面处施工时要求平滑过渡，以减少此处集中应力。4.3 冻结基岩段施工4.3.1 作业方式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 3.6m。4.3.2 掘进方法采用普通钻爆法施工，全断面一次爆破，采用 SJZ6.10 型(定制)伞钻，YGZ-70 型导轨式凿岩机钻眼，眼深 4.0m。选用 T210 水胶炸药，掏槽眼、辅助眼使用 45500mm药卷连续装药结构，周边眼使用 35500mm 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。周边眼的装药系数小于 50%。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。主井井筒冻结基岩段爆破原始条件见表 4-1；主井井筒冻结基岩段预期爆破效果见表 4-2；主井井筒冻结基岩段爆破参数表见表 4-3；主井井筒冻结基岩段炮眼布置见图4-2。 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，实现全断面光面爆破。使用 HZ-6 型抓岩机装罐。主立井井筒冻结基岩段爆破原始条件 表 4-1序号 名 称 单 位 数 量 备 注1井筒深度m 621.72井筒净径m 8.23井筒荒径m 11.74掘进断面m2 107.515岩石条件 F=466沼气条件 低7涌水情况m3/h主立井井筒冻结基岩段爆破预期效果表 表 4-2序号 名 称 单 位 数 量 备 注1炮眼利用率% 902每循环进尺m 3.63每循环爆破实体岩石量m3 387.044每循环炸药消耗量kg 391.55每循环雷管消耗量 发1866单位岩体炸药消耗量kg/ m3 1.017单位岩体雷管消耗量 发/ m 30.48主立井井筒冻结基岩段爆破参数表 表 4-3每孔装药量圈别炮眼名称眼号眼数个圈径（m）眼距（mm）眼深（m）炮眼角度（度）炸药种类卷数（个）重量（kg）装药结构装药系数起爆顺序药卷直径mm联线方式备 注1掏槽眼19 9 1.8 707 4.2 90 4 3.6连续0.48 2扩槽眼1022 13 3.6 870 4.2 90 3 2.7连续0.36 3辅助眼2338 16 5.2 1021 4.0 90 3 2.7连续0.38 4辅助眼3962 24 6.9 903 4.0 90 3 2.7连续0.38 5辅助眼6390 28 8.5 954 4.0 90 3 2.7连续0.38 6辅助眼91122 32 10.1 992 4.0 90水胶炸药3 2.7连续0.38 457周边眼 123186 64 11.6 569 4.0 89 2 0.9连续 35合计 186 391.5串联掏槽眼、辅助眼，采用 T210水胶炸药45*500mm，重 900g；周边眼采用 T210 水胶炸药35*500mm，重 450g。4.3.3 永久支护基岩段井壁竖筋采用级螺纹钢直螺纹套机械连接，并严格按照钢筋直螺纹接头技术规程标准执行。环筋采用搭接绑扎连接，其搭接长度不小于钢筋直径的 35 倍。相邻两层钢筋直径错开布置。钢筋保护层（钢筋外边缘至混凝土表面的距离）厚度：内缘钢筋为 50mm，外缘钢筋为 70mm。基岩段使用整体活动金属模板，段高 3.6m，配以 Z 型阶梯状环形斜面接茬模板浇筑混凝土。使用 HTD-2.4 底卸式吊桶下放砼，对称浇筑，分层震捣。4.4 正常基岩段施工4.4.1 作业方式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 3.6m。4.4.2 掘进方法采用 SJZ6.10 型(定制)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 45500mm 药卷连续装药结构，周边眼使用35500mm 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。主井井筒基岩段爆破原始条件见表 4-4；主井井筒基岩段预期爆破效果见表 4-5；主井井筒基岩段爆破参数表见表 4-6；主井井筒基岩段炮眼布置见图 4-3。 4.4.3 永久支护基岩段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。基岩段使用整体活动金属模板，段高 3.6m，配以 Z 型阶梯状环形斜面接茬模板浇筑混凝土。使用 HTD-2.4 底卸式吊桶下放砼，对称浇筑，分层震捣