大佛寺西坡二号风井

前 言 我们在认真分析陕西彬长矿业集团有限公司大佛寺矿井西坡二号回风井井筒开凿工程 施工有关设计图纸及合同文件等资料的基础上，针对本工程设计的特点，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发包方、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、事后控制。 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、重型伞钻、中心回转抓 岩机、自动翻矸、汽车排矸、高效砼搅拌系统为主体的立井施工机械化作业线，施工机械 化程度高。 2、表土及风化基岩段，采用短段掘砌混合作业，使用 CX55B 小型挖掘机挖掘，挖掘 机或抓岩机装罐，风镐和高效风铲修边，适时组织快速施工；使用整体活动式单缝金属模 板砌壁，液压自动脱模。当挖掘机难以挖掘时，则采用伞钻钻眼，实施中深孔全断面一次 光爆法施工。 3、基岩段采用钻爆法施工，采用 SJZ6.7 型伞钻配 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。使用整体活动式单缝金属模板砌壁，液压自动脱模。对岩石破 碎段采用增加临时支护、缩小掘砌段高等措施，确保安全通过。 4、硐室施工采用下行分层法掘进，根据岩层性质确定锚网喷等临时支护，永久支护采 用钢筋砼或素砼砌碹，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、瓦斯探放及防突等特殊 工序的施工；加强过深厚表土层、砾石层施工管理工作，以防范重大地质灾害的发生。 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 2 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、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合同文件 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、施工设计图纸及地质资料等其他相关资料等； 2、国家法律和行政法规； 3、煤矿安全规程（2006 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； 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、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，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，保质保量地完成标内工程，为大 佛寺煤矿的建设和发展做出积极的贡献。 中煤三建二十九工程处 陕西彬长矿业集团有限公司大佛寺矿西坡二号回风井井筒工程施工组织设计 3 第 一 章 工 程 概 况 1.1 简 述 陕西彬长矿区大佛寺矿位于彬长矿区南部边界，地处彬县县城以西约 12km，属彬县、 长武两县管辖；井田东北部为 312 国道的西兰公路从矿井工业场地通过，规划中的西 平铁路沿泾河北岸穿过矿区。 本区地处陇东黄土高原南部，属陕北黄土高原南部塬梁沟壑区的一部分，地形总的趋 势为西南高、东北低。本地区属暖温带半干旱大陆性季风气候，冬季干旱，夏季炎热，四 季比较分明，雨热同期，气温日差较大，干湿季节分明，年降雨量变化大，常出现干旱； 年平均气温 9.7 度，年平均降雨量 516617mm，年降雨时间多集中在七、八、九三个月， 占全年降雨量的 53.8%，冰冻期为 12 月至翌年 3 月上旬，冻土最大厚度为 570mm。 1.2 井筒技术特征 风井井筒技术特征见表 1-1 风井井筒技术特征 表 1-1 1.3 井筒工程水文、地质 根据钻孔、沟谷中地层揭露，矿区主要有新生界和中生界地层，新生界地层由第四系 和第三系组成，中生界自上而下有白垩系、侏罗系、三叠系；第四系主要由砂土、冲击黄 土、黄色粉砂、粘土质黄土，粘土质黄土下部夹有钙质结核层；第三系下部以棕褐色砂岩、 含砾石岩为主，夹粘土层，中上部以中褐色粘土及砂质粘土为主；白垩系地层以泥岩夹中 细砂岩及砂砾岩、棕红色块状砾岩为主；侏罗系上部以紫色、灰绿色砂岩、粗砂岩、砾 石组成，下部灰色泥岩夹厚煤层，底部发育不稳定后砂岩；三叠系胡家村组主要有中细 砂岩，含灰质结核，铜川组上部是油叶岩、泥岩和砂质泥岩互层，中部为灰绿色砂质泥岩 夹砂岩，下部为砂质泥岩。 井田内有 6 个含水层和三个隔水层，水文地质条件简单，井田内主要含水层为河谷区 潜水含水层与宜君、洛河组砂岩含水层，其它含水层含水较弱；白垩系下统含水层不直接 参与矿井充水，侏罗系直罗组和延安组含水层为矿井直接充水含水层。 序号 项 目 单 位 数 量 1 井口标高 m +1025.0 2 411 采区 4 上煤回风巷底板标高 m +684.694 3 井筒深度 m 343.306 4 临时水窝 m 5 5 井筒净直径 m 7.0 6 井壁厚度 mm 500 4 招标文件显示井筒涌水量5m 3/h。 1.4 煤层与瓦斯 本区含煤地层是下侏罗统延安组，共分为上下两个含煤段，上含煤段厚度 045.71m，一般为 20m，局部地段含煤仅见 3 煤层组，下含煤段厚度为 0100m，一般为 4080m，含煤为 4 煤层组，分别为 4 煤、4 上-1、4 上-2。4 煤为井田主要可采煤层，全 井田分布，煤层平均厚度 11.65 m，煤层结构简单； 4 上煤是 4 煤的上分叉煤层，平均厚 度 2.88 m，煤层结构简单至复杂，4 上-1 和 4 上-2 煤都为 4 煤的上分叉，煤层平均厚度 分别为 1.22m 和 1.36m。 本矿井属于低瓦斯矿井，煤尘具有爆炸危险。井筒揭煤施工时应编制专项技术安全措 施。 1.5 工程概况及工程量 西坡二号回风立井设计净直径 7.0m，井壁采用钢筋砼和素砼，其中钢筋砼支护段长 129.036m；井壁为单层井壁，厚度 500mm；井壁砼设计为 C40 等级。为减少井壁渗水量， 施工时在砼中加入水泥量的 810的 BR-3 型防水剂，西坡二号回风立井井筒及相关峒室 掘砌工程量见表 1-2。 二号回风立井井筒工程量表 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 备注 1 钢筋砼段 m 129.036 钢筋砼 2 一、二号壁座 m 各 3.5 钢筋砼 3 素砼段 m 207.27 素砼 4 411 采区 4 上煤回风巷 m 33 素砼 中煤三建二十九工程处 陕西彬长矿业集团有限公司大佛寺矿西坡二号回风井井筒工程施工组织设计 5 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：采用程控电话和移动电话。 3、供水：水源由发包方提供用水接口，承包方负责接入和管理。 4、场内道路：发包方负责工广内主要道路的畅通，其余临时道路由承包方自行解决。 5、排水：发包方提供地面排水沟，承包方负责井筒排水设备、管路敷设和排水工作。 6、压风：由承包方按施工需求自行考虑。 7、排矸：井筒施工矸石由承包方采取汽车排矸方式按发包方指定地点排放。 8、施工场地布置：承包方按照建设单位划定的地点、范围和有关要求，自行布置建设。 9、建材供应：除发包方供应的锚固剂、锚杆、锚索、钢筋网、托梁、锁具及 W 型钢带 等材料外，其他建设材料由承包方按设计或规范要求自行采购，火工品由甲方统一管理， 费用由承包方承担。 10、工广内设简易机修室一座，配备电焊机、车床、钻床，加工简易的非标加工件。 大型成套的非标加工件由处机厂加工后运至施工现场。 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，除利用发包方 提供的永久设施外，尚需施工部分措施工程，二号回风立共安排 2310（1540）m 2，详见表 2-1二号回风立井工广大临工程一览表 。 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 6 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、机修加工厂房等 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、防冰雪及防火要求。 4、充分利用已购土地。 2.3.2 场地布置 场地布置详见附图一二号回风立井工业场地平面布置图。 2.4 施工准备 2.4.1 施工准备的原则 1、施工准备期间，各工种、各工序之间交叉频繁，采用统筹方法，运用网络技术， 紧紧抓住关键工程平行交叉作业。 2、技术准备是工程准备和其它各项准备的前提，应在施工准备前期完成。 3、建筑安装工程要采取平行交叉作业，在安排工程进度时，考虑劳动力和物资的平 衡。 2.4.2 施工准备内容 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： 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，安装供电、压风、稳绞系统。 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、安装通讯及电视监控系统。 2.4.3 施工准备期安排 人员进点后，进行生产辅助系统、地面大临工程施工，施工准备期共计 40 天，详见 表 2-2二号回风立井施工准备期进度安排表 。 中煤三建二十九工程处 陕西彬长矿业集团有限公司大佛寺矿西坡二号回风井井筒工程施工组织设计 7 二号回风立井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 需用时间 1 提升机房 260 彩板房 井口附近 一期施工 2 临时变电所 130 彩板房 井口附近 一期施工 3 稳车群 （400） 砼浇筑基础 井口附近 一期施工 4 井口房 300 砖混、彩钢结构 井口 一期施工 5 空压机房 120 砖墙、钢屋架、彩钢瓦 井口附近 一期施工 6 砂石场地 （1140） 片石垫层 200mm 砼 井口附近 一期施工 7 水泥库 60 砖墙、钢屋架、彩钢瓦 井口附近 一期施工 8 机修间 80 砖墙、钢屋架、彩钢瓦 井口附近 一期施工 9 材料库 60 砖墙、钢屋架、彩钢瓦 井口附近 一期施工 10 材料棚 40 钢屋架、彩钢瓦 井口附近 一期施工 11 木工房 40 钢屋架、彩钢瓦 井口附近 一期施工 12 办公室 280 彩板房 建设方指定 一期施工 13 职工宿舍 600 彩板房 建设方指定 一期施工 14 矿灯房 30 彩板房 建设方指定 一期施工 15 更衣室 60 彩板房 建设方指定 一期施工 16 食堂 120 彩板房 建设方指定 一期施工 17 锅炉房 30 砖墙、钢屋架、彩钢瓦 建设方指定 一期施工 18 浴室 60 彩板房 建设方指定 一期施工 19 厕所 40 彩板房 建设方指定 一期施工合计 计 2310（1540） （1540） 8 表 2-2二号回风立井施工准备期进度安排表 中煤三建二十九工程处 陕西彬长矿业集团有限公司大佛寺矿西坡二号回风井井筒工程施工组织设计 9 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 二号回风立井施工，表土及基岩风化段采用国内先进的 CX55B 挖掘机挖掘；基岩段采 用 SJZ6.7 型伞钻配 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、高效大功率风机排烟、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、SJZ6.7 重型伞钻、硬聚氯乙烯压风管、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 表土及基岩风化段施工方案 方案 l：采用掘砌单行作业方式，掘砌段高根据岩层性质、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：采用国内先进的立井混合作业技术，使用整体活动式单缝金属模板配铁刃角 架砌壁，段高为 2.0 或 3.5m。 优点：井帮暴露时间短，施工安全，操作简单，井壁质量易保证，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。 为提高建井速度，保证工程质量，缩短工期，拟采用方案 2 作为表土及基岩风化段施 工方案掘砌方案。 3.2.2 基岩段施工方案 10 方案 l：掘砌长段单行作业，采用锚喷临时支护，掘砌段高 2040m。 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，并且喷射混凝土回弹料不利于排水，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，使用整体活动式单缝金属模板配铁刃角架砌壁，固定段 高为 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。 井壁接茬缝处理：由于短段掘砌混合作业的施工工艺，井壁接茬存在缝隙，我们拟采 用树脂型砼修补剂新材料、新技术的工艺，达到接茬缝密实封水的效果。 为提高建井速度，保证工程质量，缩短工期，拟采用方案 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、根据立井井筒直径、深度、岩性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、 机与电、主要工序与辅助工序机具配置成套，以发挥设备的综和能力。 3、设备的选择要适应立井的水文、工程地质条件。 4、施工设备的布置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 低。 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 施工设备的选择 根据已选定的施工方案而选定的凿井机械装备见表 3-1；钢丝绳选型计算见表 3-2； 凿井设备平面布置见附图二；地面稳绞布置平面图见附图三。 中煤三建二十九工程处 陕西彬长矿业集团有限公司大佛寺矿西坡二号回风井井筒工程施工组织设计 11 西坡二号回风立井凿井机械装备 表 3-1项 目 技 术 特 征 凿 岩 SJZ6.7 伞型钻架配 YGZ-70 型凿岩机 装 岩 CX55B 小型挖掘机 1 台，HZ-6 抓岩机 1 台 井 架 G型凿井井架 绞 车 2JK-3.5/20 提 升 容 器 4.0m3吊桶 翻 矸 座钩式 排 矸 汽车排矸 排 水 DC50-805 卧泵（管路悬吊可利用砼输送管悬吊稳车悬吊 1084） 通 风 FBD-No6.3/218.5 隔爆对旋轴流风机 2 台；800mm 胶质风筒 1 路 测 量 垂球式大线一套 模 板 整体活动式单缝金属模板，高 3.5m(可分体为 2.0m 和 1.5m 两段、表土 段配整体悬吊高支腿刃脚板、基岩段配固定短刃脚板)。 搅拌 JS-500 搅拌机两台 混 凝 土 配料 PLD-1200 配料机一台 砌 壁 砼输送 采用 1596（170m 以上采用 1595）或底卸式吊桶 吊 盘 二层吊盘 6600 一套 安全梯 四段一套 中煤三建二十九工程处 陕西彬长矿业集团有限公司大佛寺矿西坡二号回风井井筒工程施工组织设计 1 西坡二号回风立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 钢丝绳计 算长度 1 主提升(4.0m 3吊桶、伞钻) 9456 187+FC-36-1770 1944.25 1 11400.25 2JK-3.5/20 8.62 7.5 530 2 主提升稳绳 7554.25 187+FC-32-1770 1536.15 2 10626.55 JZ-10/600 14.62 6.0 4702 3 吊盘悬吊绳（受力最大） 7554.25 187+FC-32-1770 1536.15 1 9090.4 JZ-10/600 7.85 6.0 4703 4 模板悬吊绳 8404 187+FC-32-1770 1536.15 4 33616 JZ-10/600 7.81 5.0 4704 5 抓岩机悬吊绳 7800 187+FC-32-1770 1536.15 1 9336.15 JZ2T-10/700 8.32 6.0 470 6 安全梯悬吊绳 3308.44 187+FC-20-1770 600.6 1 3909.04 JZA-5/1000 7.76 6.0 470 7 砼输料管（原排水管）悬吊绳 17026.1 187+FC-32-1770 1468.32 2 19963 2JZ-10/600 7.78 5.0 4702 8 压风管悬吊绳 / 187+FC-18-1770 / 1 / 井壁吊挂 500 9 800 风筒悬吊绳 / 187+FC-16-1770 / 1 / 井壁吊挂 500说明： 1、提升稳绳、排水管悬吊绳均为左、右旋转各一根；模板绳为左旋二根，右旋二根；吊盘悬吊绳均为左旋一根。 、右旋转二根。 2、压风管每隔 6m 在井壁上采用树脂锚杆固定一道，胶质风筒每隔 50m 在井壁上固定一道。 中煤三建二十九工程处 陕西彬长矿业集团有限公司大佛寺矿西坡二号回风井井筒工程施工组织设计 1 第 四 章 井 筒 及 相 关 硐 室 施 工 大佛寺煤矿西坡二号回风立井井筒净径 7.0m，全深 343.306m。表土及风化基岩段采 用钢筋砼结构，基岩段采用素砼结构。工业场地采用装载机平整，排出的矸石首先回填工 业场地，其余排至指定排矸地点。 4.1 锁口施工 施工时，严格按照设计图纸标高控制锁口上口位置。为保证施工顺利及安全施工，砼 与井壁之间加设油毡隔水，采用分片短段对称掘砌，段高控制在 1m 以内。采取 CX55B 挖 掘机配合人工挖掘，金属装配式模板浇筑砼。锁口在施工过程中要预留出临时封口梁等梁 窝。 锁口以下的永久井壁在施工其上部时，按设计要求做好与锁口下方的钢筋接茬。 4.2 风硐口及安全出口施工 井筒试挖采用分片短段对称掘砌，使用 CX55B 型挖机挖掘、风镐或高效风铲刷扩，辅 以抓岩机装罐，短段掘砌。当井筒挖至风硐及安全出口顶板位置时，及时做好井筒部分的 永久支护工作，然后继续进行井筒施工；井筒采用井圈砼背板作为临时支护，当井筒挖至 风硐下口 1m 处，停止掘进，进行风硐口及安全出口施工，风硐及安全出口采用金属支架 和砼背板作临时支护，临时支护均作为永久支护的一部分；待风硐及安全出口各施工 23.0m 后，风硐、安全出口及井筒进行永久支护；支护好后将风硐及安全出口迎头采用 机红砖砌筑好，抹好灰浆防止渗水，并及时对预留风硐口、安全出口进行封闭。随后继续 施工井筒。 4.3 表土及基岩风化段施工 采用短段掘砌混合作业方式，CX55B 挖掘机挖掘、风镐和高效风铲辅助挖掘，两掘一 砌，掘砌段高 23.5m，短段掘砌混合作业。 4.3.1 作业方式 采用短段掘砌混合作业方式，两掘一砌，根据井筒所处深度的表土或岩层性质及掘进 速度等因素综合考虑，掘砌段高为 3.5m 或 2.0m。 4.3.2 掘砌方法 采用超前小井降低水位，施工时，先在井筒中心挖一直径 1.5m，深 1m 的坑，小井工 作面一般超前大井工作面 11.5m 左右。超前小井的布置应和吊桶位置错开，并不宜太靠 近井帮。 表土及基岩风化段井壁结构为钢筋砼，使用 CX55B 型挖掘机挖掘，辅以风镐或高效风 铲刷帮；先掘净径以内的土层，段高够 1.8（1.0）m 左右，然后刷帮至荒径，分两班下掘 到 3.5（2.0）m 段高然后砌外壁；对较为坚硬的岩层，在难以挖掘时拟采用松动爆破法， 辅以风镐、风铲挖掘，HZ-6 抓岩机装罐。掘够段高后，安装绑扎钢筋，钢筋采用钢筋剥肋 2 滚压直罗纹等强连接，使用整体活动式单缝金属模板砌壁。 当地层不稳定时，采用锚网法短段掘砌施工，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。 4.4 基岩段施工 基岩段垂深 119.036m343.306m，厚度为 224.27m，主要由细粒砂岩、砂砾岩、砾岩、 泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、粗粒岩和煤组成。 4.4.1 作业方式 采用短段掘砌混合作业方式，掘砌段高 3.5m。 4.4.2 掘进方法 针对该本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： 对于岩性较软便于直接挖掘施工时，使用 CX55B 型挖掘机挖掘，辅以风镐或高效风铲 刷帮；HZ-6 抓岩机装罐。两掘一砌，使用整体活动式单缝金属模板砌壁，使用砼输料管输 送砼。 对于岩性较硬便于钻爆掘进时，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 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。一掘一砌，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。使用整体活动式单缝金属模板砌 壁，使用砼输料管输送砼。 爆破原始条件见表 4-1；预期爆破效果见表 4-2；基岩段炮眼布置见图 4-1； 爆破参 数表见表 4-3。 4.5 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 4 台稳车悬吊，当掘进段高够 3.5（2.0）m 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 混凝土。采用砼输料管下放砼。 4.6 砼质量控制 4.6.1 砼配合比控制 井筒井壁砼设计为 C40 等级，为减少井壁渗水量，施工时在砼中加入水泥量的 810% 的 BR-3 型防水剂。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。 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 5%，外加剂要使用较精确的容器量取，误差不超过 0.5%。项目部应指定专职人员现场 见证及监督检查砼添加剂的使用、砼配合比等影响砼质量的关键因素。 中煤三建二十九工程处 陕西彬长矿业集团有限公司大佛寺矿西坡二号回风井井筒工程施工组织设计 3 4.6.2 原材料质量控制 原材料要尽量保持稳定的货源和稳定的质量。采用 PO42.5 普通硅酸盐水泥（注：穿过洛 河 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 343 2 井筒净径 m 7.0 3 井筒荒径 m 8.0 4 掘进断面 m2 50.27 5 岩石条件 f3 6 沼气条件 低 煤尘具有爆炸性 7 涌水情况 m3/h 5 基岩段预期爆破效果 表 4-2 序号 名 称 单 位 数 量 备 注 1 炮眼利用率 % 90 2 每循环进尺 m 3.5 3 每循环爆破实体岩石量 m3 175.95 4 每循环炸药消耗量 kg 279.9 5 每循环雷管消耗量 发 114 6 单位岩体炸药消耗量 kg/ m3 1.59 7 单位岩体雷管消耗量 发/ m 3 0.65 4 中煤三建二十九工程处 陕西彬长矿业集团有限公司大佛寺矿西坡二号回风井井筒工程施工组织设计 42 40 420 回 风 立 井 基 岩 段 炮 眼 布 置 图 8085080850 1703560798 650 图 4-1 5179 0740785 中煤三建二十九工程处 陕西彬长矿业集团有限公司大佛寺矿西坡二号回风井井筒工程施工组织设计 1 大佛寺煤矿西坡二号回风立井基岩段爆破参数表 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 （） 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 1.7 580 4.2 90 5 4.5 连续 0.6 2 扩槽眼 1023 14 3.3 740 4.2 90 4.5 4.05 连续 0.6 3 辅助眼 2443 20 5.0 785 4.0 90 4 3.6 连续 0.5 4 辅助眼 4469 26 6.6 797 4.0 90 3 2.7 连续 0.5 45 5 周边眼 70114 45 7.9 551 4.0 89 水 胶 炸 药 2 0.9 间隔 35 合 计 114 279.9 串 并 联 掏槽眼、辅助眼， 采用 T100 水胶炸药 45*500mm，重 900g； 周边眼采用 T100 水 胶炸药 35*500mm，重 450g。 中煤三建二十九工程处 陕西彬长矿业集团有限公司大佛寺矿西坡二号回风井井筒工程施工组织设计 1 砂岩含水层时采用采用抗硫酸盐水泥） ，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，不符合标准的水泥坚决不用，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；黄砂使用中粗砂，其含泥量不应超过 3%；石子选用粒径 2040mm 的坚硬石灰岩碎石，其含泥量不应超过 1%。 进场的砂石要做级配试验，不符合要求的不能使用，砂子的含水量要定期测定，以适 时调整配比，并在配水时相应扣除砂子中的含水量。 一、水泥：项目部应指定专职人员定期或不定期对水泥的使用情况进行检查。杜绝在 砼搅拌时使用过期或受潮结块的水泥，或将不同品种或强度的水泥混合使用。对于水泥的 用量应根据设计进行严格控制。 二、粗骨料：对使用的粗骨料品种、粒径、含泥量不应超过规定或设计，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它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。 三、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。 四、外加剂：砼中掺加 BR-3 型防水剂，外加剂用量应符合设计的要求。 4.6.3 砼制作 井筒支护的砼，使用地面安设好的两台搅拌机进行砼搅拌制作。砼的各种原材料必须 符合规范要求，按规定进行检验和试验，并提交试验报告。砼中掺加的添加剂品种和用量 必须符合设计要求，砼的初凝和终凝时间必须符合规定，保证砼在规定时间内达到拆模强 度，防止因砼强度增长过慢，引起其他意外发生。 4.7 施工工艺的控制 1、井壁环向钢筋采用绑扎连接，其搭接长度不小于 35d(d 为钢筋直径)，搭接部分应 错开布置，同一截面钢筋搭接面积不得大于钢筋总面积的 50%，并应均匀分布；钢筋保护 层厚度：井壁内侧为 50mm，井壁外侧为 70mm，钢筋布置以提供的施工图为准；直螺纹套 管连接应作强度试验。 2、砼干料搅拌时间不得低于 1min，加水后的搅拌时间仍不得低于 1min，以保证搅拌 均匀。要经常检查砼的坍落度，发现有较大变化时，要找出原因并及时调整。砼入模后， 要用振捣器进行振捣，分层厚度 300mm 左右，振捣要适度，以见砼表面出现浮浆即可。 3、采用砼输料管下放砼，经分灰器、溜灰胶管送入模板内采用风动振捣器进行振捣， 工作面振捣器不得少于 6 台（2 台备用），分层厚度不大于 300mm，振捣要适度，以见砼 表面出现浮浆即可。防止溜灰管堵塞和砼离析措施： 1）管路安装垂直、接头平顺、严密不漏。上口设喇叭口，管路下部设缓冲器，出料 软管或竹节管（串筒）弯折角不应大于 45。 2）进料口设筚子并设专人看管，防止大颗径碎石和其它大块物料进入溜灰管。 2 3）每次浇筑砼前要用清水冲洗湿润管路。 4）碎石粒径宜为 1031.5mm，不得大于或等于管径的 1/4。 5）在吊盘上进行二次搅拌。 4、井壁接茬缝处理，由于短段掘砌混合作业的施工工艺，井壁接茬存在闪缝问题， 我们拟采用树脂型砼修补剂新材料、新技术的工艺，达到接茬缝密实封水的效果， 4.8 411 采区 4 上煤回风巷施工 两翼各 3m 与井筒同时施工，在下掘井筒的同时把硐室掘出，并作好锚网喷临时支护 和井筒同时整体浇筑砼，其余部分另行分侧正台阶法施工。 回风巷与井筒连接处两翼和井筒同时施工。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设计要求，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，及时做好墙部的临时支护。然后完成井筒掘进施工，将工作面操平， 整体活动式单缝金属模板升井，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，这就 保证了浇筑砼工作的连续性。 回风巷与井筒连接处其余部分和井筒分别施工，待井筒掘砌到底后，另行分侧正台阶 法施工。两翼平行交叉作业，及时做好锚网喷支护，坚持做到一掘一锚网喷，待两翼施工 完毕后，再进行砌砼一次成巷工作。地面搅拌系统拌制好的砼经输送管或底卸式吊桶下放 至吊盘上，经分灰器将砼分至马头门内 HBT30 型砼输送泵内，再由输送泵将砼送至模具内。 4.9 特殊地质条件施工措施 4.9.1 深厚表土层施工 二号风立井井筒表土层垂深 119.036m,第四系主要由砂土、冲击黄土、黄色粉砂、粘 土质黄土，粘土质黄土下部夹有钙质结核层；第三系下部以棕褐色砂岩、含砾石岩为主的 夹粘土层，中上部以中褐色粘土及砂质粘土为主，在施工中对于具有膨胀趋向的粘土段应 予以重视，拟采取下述综合技术安全措施，确保安全快速通过该深厚表土层。 1、严格控制井帮淋水，及时治理井筒涌水，确保打干井。 2、严格控制段高，掘砌段高不得大于 2.0m；组织足够的人力、机械强行挖掘，使井 壁暴露时间控制在 18 小时以内。 3、与设计、监理及科研单位紧密配合，加强井帮位移和膨胀压力的观测，用可靠的 数据指导施工，当井壁位移过快或膨胀过大时，采取在井壁与井帮之间增设 H 型钢井圈槽 钢背板等措施。 4、提高混凝土质量，配置的混凝土，必须保证质量，符合设计要求；保证混凝土的 中煤三建二十九工程处 陕西彬长矿业集团有限公司大佛寺矿西坡二号回风井井筒工程施工组织设计 3 入模温度不得低于 20，使混凝土的强度在 24 小时达到设计值的 30%，72 小时内达到设 计值的 70%以上。 5、增强机械化装备，通过增强机械化装备（大功率提升机、大吊桶、挖掘机和中心 回转抓岩机等）来提高施工能力，缩短循环时间、加快施工速度、提高施工质量，严格控 制段高，掘砌段高不得大于 2.0m，必要时可采取 1.2m 小段高掘砌方式。 4.9.2 片帮和抽帮预防及处理措施 对因地压大、井壁强度低、井帮稳定性差、破碎带等造成井帮片帮或抽帮；发生井帮 表土或矸石片落、坍塌；砾石层中井帮表面引起掉石；或上部井壁后面未充填密实，往下 掘进时上部砂层往下坍塌造成空洞时，采取下述措施： 1、根据井筒所处深度的岩(土)层性质及掘进速度等因素严格控制施工段高和井帮暴 露时间。掘砌段高试挖阶段不超过 1.0m，砂层及粘土、钙质粘土根据实际情况灵活掌握掘 砌段高。 2、采取工作面超前小井降低水位等综合措施。 3、在砾石层中设置尼龙网或金属网防止掉石伤人。 4、壁后出现空洞要及时充填和采取措施，防止从壁后向下坍落。 5、挖掘时先挖超前小井，再对称分块开帮。 6、加强砼浇筑时震捣工作，分层震捣，确保砼充填密实。 7、穿过松软岩层时应采用锚网喷临时支护，及时封闭围岩，防止片帮。 4.9.3 过煤层措施 施工至距煤层 10m 时，本着“安全第一、预防为主”的方针，停止施工进行打钻探煤。 1、施工前必须完成下列准备工作 1）井口棚及井下各种机电设备必须防爆，各种保护（特别是漏电保护装置）齐全可 靠。 2）必须设置瓦斯监测系统。 3）井下应采用不延燃橡套电缆和抗静电、阻燃风筒。 2、当井筒施工距煤层垂距 10m 位置时，垂直工作面打两个前探钻孔，查明煤层赋存 情况；当井筒工作面施工距煤层 5m 时，打两个穿透煤层全厚的测压钻孔，测定煤层瓦斯 压力。 3、根据煤的坚固系数和瓦斯扩散速度，预测工作面有无突出危险。 4、当预测有突出危险时，必须采取防治突出措施。 5、经效果检验有效后，采用震动放炮揭穿煤层。 6、当预测无突出危险时，可不采取防突措施，但必须采用震动放炮揭穿煤层。 7、震动放炮，必须采用煤矿许用安全炸药和瞬发雷管，或总延期少于 130ms 的毫秒 4 电雷管。爆破时，人员必须撤至井口外安全地带。井口附近不得有明火及带电电源，其安 全距离应根据具体情况确定，爆破后应检查井口附近沼气含量。 8、过煤层必须做好支护封闭工作，及时砌筑永久井壁。 具体施工时另行编制专门技术安全措施，以保证施工安全。 第五章 井 筒 防 治 水 我们在施工大佛寺煤矿西坡二号回风立井井筒时，立足打干井的原则，确保井筒建井 及井筒建成后涌水量符合验收规范规定。 1、表土段采用普通法施工，严格监控砼添加剂的合理加入量，加强砼震捣，增强井 壁防水能力。 2、基岩段采用钻爆法施工，井筒穿过洛河砂岩含水层涌水量较大，在通过洛河砂岩 段之前，应进行工作面超前探水，根据实际情况进行工作面预注浆，当涌水量小于 16m3/h 时采取“截、导、排、堵”的施工方案，当涌水量大于 16m3/h 时应及时实施工作面预注浆。 井筒基岩段施工前必须配备高扬程、大流量的排水设施，做到有备无患。 5.1 井筒防治水方案 根据煤矿安全规程相关规定，坚持“有疑必探，先探后掘”的施工原则，实施 “截、导、排、堵、注”的综合治水方案，立足打干井，保证井筒正常顺利施工，确保井 筒建成后涌水量符合验收规范规定。在施工过程中，必须坚持“有疑必探，先探后掘”的 原则，进行超前探水工作，实行边探边掘施工方法，加强探测水工作。井筒涌水量 10m 3/h 时，应进行工作面预注浆，保证安全施工。在井筒穿过含水层时，采用如下方案： 1、井筒基岩段正常施工时，利用伞钻接长钎杆探水，探水深度 8m。一探一掘。当发 现探水孔内出水量大于 1m3/h 即进行注浆堵水。 2、在井筒基岩段施工过程中，对于井壁分散淋水，应在工作面上方设临时截水槽， 收集淋水导入吊盘水箱中经泵通过排水管排出井外。截水槽每 100m 下移一次。 3、对井壁上的大于 0.5m3/h 的集中出水点，安装导水管，将水导到截水槽内，适时进 行壁后注浆堵水。 4、对工作面涌水不大于 10m3/h 的涌水可利用风动隔膜泵将水排入吊桶直接经吊桶排 出。 5、当井筒涌水量大于 1016m 3/h 时，用风动隔膜泵将工作面涌水排至吊盘上水箱内， 使用吊盘上安设的一台 DC50-805 卧泵（其主要技术参数为：Q=50.4m 3/h，H=412m）将水 排至地面。 6、当井筒涌水量大于 16m3/h 时，使用卧泵将工作面涌水排完后，及时进行工作面预 注浆工作。 中煤三建二十九工程处 陕西彬长矿业集团有限公司大佛寺矿西坡二号回风井井筒工程施工组织设计 5 7、当井筒施工至含水层顶板上方 10m 位置时，停止井筒掘进工作，完成已掘井筒永 久支护，砌筑砼止浆垫。使用潜孔钻机打钻探水，探水深度超过含水层底板以下 10m。 8、需要工作面预注浆施工时，注浆段高为 3050m，钻孔数为 8 个。在探水孔位置装 孔口管和高压阀，通过探水孔注浆。注浆时使用 2TGZ-70/210 型双液注浆泵，浆液以单液 水泥浆为主，本着先稀后浓的原则，水灰比进行 3：1、2：1、1.5：1、1.25：1、1：1、0.8：1 逐级调配，注浆终压为静水压力的 22.5 倍。如浆液注入量过大再考虑使用双液浆。其具体措施另行编制。 9、成井后壁后注浆，段高应视涌水量和围岩情况而定，当涌水量较大且围岩较差时， 注浆段高为 3050m，条件好时可放大至 100m。注浆应尽量选择在较稳定岩层上。 井壁施工时应在出水和片帮位置预埋注浆管，单双液浆相结合，以单液为主，浆液浓 度（水：水泥）为 0.75:11：1，注浆压力3MPa。注浆量大时用 HFV-C 型注浆泵（置于 地面），注浆量小时用 KBY-50/70 型注浆泵（置于井下吊盘）。 5.2 突水淹井应急预案 一、制订水灾预防和处理计划： 1、规定发生水灾时安全撤退路线，并使有关人员熟悉避灾办法和突水急救知识。 2、井筒内发现有透水预兆，如井帮发潮、挂汗、空气变冷、发生气雾、水叶、井帮 淋水加大、底板渗水或其他异状时，应立即停止工作，向项目调度站汇报。 3、项目调度站接到水情汇报后，立即向领导和主管单位汇报，及时组织排水，尽可 能排出井内涌水。 4、组织工程技术人员调查收集有关水文变化的资料和情况。 二、分析突水原因并提出治水方案意见 组织水文地质人员根据收集到的资料，分析发生突水的主要原因：是含水层水？断层 水？还是上部表土含水层水下泄？并判断最大突水量，发展趋势，绘制涌水量变化曲线。 根据分析、判断，找出突水原因，并提出治水方案：强行排水通过还是注浆堵水。原则上 如涌水量过大应采取先堵后排方案。 三、应急处理措施 1、立即发出警报，撤出所有受水威胁的人员。必要时采取升起吊盘，使用安全梯稳 车提升人员。 2、由项目主要负责人组成救灾领导小组，加强领导，统一指挥、分工协作，紧张而 有序地开展各方面的工作。 3、根据突水原因分析，采取相应治水措施，治水措施应稳妥可靠，必要时邀请专家 论证治水方案。 4、根据治水方案，做好应急排水或注浆堵水的一切准备工作，实施抢排水。 5、应急排水期间应加强用电、信号、提升等工作，保证排水工作的正常进行。 6 6、应急排水或注浆堵水前制定专门的施工安全措施成立相关组织，落实责任制，配 备好足够的应急救援设备和器材。施工前组织一至二次演练，改进提高应急能力。 第六章 主要辅助生产系统 6.1 提升 6.1.1 凿井井架 根据本井筒选择的施工方案，配备临时凿井 G型钢管井架，其底部跨距 15.3m15.3m，天轮平台平面尺寸 7m7m，由基础顶面至天轮平台顶面高为 25.87m，二 平台到基础面高 10.5m，井架总重 58.54t。 6.1.2 提升方式及设备 回风立井提升选用 2JK-3.5/20 绞车提升 4.0m3吊桶，承担提升矸石、人员及上下设备 任务，根据井筒提升能力验算，满足凿井期间提升需要。提升设备技术参数见表 6-1。 提升机技术特征 表 6-1 滚 筒 选用电动