本科毕业设计煤矿主井施工组织设计.doc

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：关键词：冻结法凿井冻结法凿井, , 基岩段爆破基岩段爆破, ,瓦斯瓦斯, ,文明施工文明施工 construction organization design of zhuji west main shaft abstractabstract this design is according to anhui wanbei coal group zhuji west of actual situation to the preliminary design of the mines. the designed annual production capacity of it is 4 million tons. gas emission is relatively large, mine water is generally. the design uses a the topsoil segment of the main shaft construction of the freezing method, bedrock section with the construction of the drilling and blasting method and mine drainage, and mine ventilation and safety technical measures, the preliminary design of mine ventilation and drainage as transport, the production system, selection of equipment for each production calculation of mine production process system are described, and all of mine production system and the relationship between production and related instructions. between in the design process, the use of advanced technology and equipment, mine, all realize mechanization by advanced technology and reference has realized high, realize the modernization of mine ore a side experience high yield and high efficiency and good economic benefit and social benefit. keywards: freezing sinking,bedrock section blasting,gas,civilized construction 目录 摘要 i abstract .ii 前言 1 1 工程概况 3 1.1 矿井概况 3 1.2 井筒地质、水文地质概况 3 1.2.1 地质概况.3 1.2.2 水文地质概况.6 1.2.3 第三、第四系地下水流速流向.7 1.2.4 地温.7 2 施工准备及场地布置 8 2.1 施工条件准备 8 2.2 永久工程的利用与凿井措施工程安排 8 2.2.1 永久工程的利用.8 2.2.2 凿井措施工程.8 2.2.3 场地布置.9 2.2.4 施工准备期安排.9 3 施工方案与施工设备 .11 3.1 施工方案的选择 .11 3.1.1 冻结外壁施工方案11 3.1.2 内壁套砌施工方案11 3.1.3 基岩段施工方案11 3.2 主井井筒施工机械化配套原则 .12 3.3 主井井筒主要凿井机械装备的选择 .12 4 井筒及相关硐室施工 .14 4.1 临时锁口施工 .14 4.2 冻结段施工 .14 4.2.1 井筒开挖条件14 4.2.2 试挖施工14 4.2.3 冻结段外壁施工15 4.2.4 外壁砌筑15 4.2.5 内壁套砌施工15 4.3 基岩段施工 .17 4.3.1 掘进方法17 4.3.2 永久支护17 4.4 硐室施工 .17 4.4.1 主井装载硐室施工方案17 4.4.2 装载硐室施工17 4.5 井筒连接处施工 .18 4.5.1 井筒连接处施工方案18 4.5.2 井筒连接处施工18 4.6 砼质量控制 .18 4.6.1 砼配合比控制18 4.6.2 原材料质量控制18 4.7 施工工艺的控制 .19 4.8 厚粘土层施工 .20 4.9 井筒综合治水 .20 4.9.1 井筒水文地质情况20 4.9.2 井壁夹层注浆21 5 主要辅助生产系统 .25 5.1 提升 .25 5.1.1 凿井井架25 5.1.2 提升方式及设备25 5.1.3 提升机系统验算25 5.2 排水 .27 5.3 压风 .28 5.4 排矸 .28 5.5 通风 .28 5.5.1 风量验算29 5.5.2 风压验算29 5.6 机械配套能力分析 .29 5.6.1 凿岩能力29 5.6.2 出矸能力30 5.6.3 支护能力30 5.7 通讯、信号及照明 .30 5.7.1 通讯30 5.7.2 信号30 5.7.3 照明30 5.8 供电系统 .31 5.9 测量工作 .31 6 探、揭煤施工措施 .34 6.1 煤层概况 .34 6.2 探煤措施 .34 6.2.1 施工前准备34 6.2.2 揭煤施工34 6.2.3 震动爆破35 7 劳动力计划及主要施工机械设备 .36 7.1 劳动组织 .36 7.2 施工机械设备和材料进场计划 .36 8 施工进度及工期保证措施 .39 8.1 施工安排 .39 8.2 循环图表 .39 8.3 施工工期 .39 8.3.1 施工主要进度指标39 8.3.2 施工排队39 8.4 工期保证 .40 8.4.1 强化工期目标控制40 8.4.2 采用先进的工艺、技术措施40 8.4.3 工期保证主要措施40 8.4.4 工期保证的奖罚措施41 9 工程施工监测、监控 .42 9.1 人员进点控制 .42 9.2 技术管理 .42 9.3 材料设备进场监控 .42 9.3.1 材料进场控制42 9.3.2 设备的控制43 9.4 施工过程的控制 .43 9.4.1 一般过程和关键过程的控制43 9.4.2 特殊过程的控制44 9.5 信息化施工 .44 9.5.1 井筒工作面温度与变形监测44 9.5.2 已成型井壁段温度、受力及变形监测44 10 施工安全控制 46 10.1 建立项目经理部安全保证体系 46 10.2 安全管理执行标准 46 10.3 安全管理目标 47 10.4 安全管理措施 48 10.5 重要工程施工安全技术措施目录 50 10.6 特种作业安全措施 50 10.6.1 冻结管偏入井内预防及处理措施.50 10.6.2 冻结管断裂预防及处理措施.50 10.6.3 冻结壁变形严重预防及处理措施.51 10.6.4 片帮和抽帮预防及处理措施.51 10.6.5 冻结段爆破安全措施.52 10.6.6 立井防坠.52 10.6.7 立井吊桶提升管理.53 10.6.8 挖掘机挖装措施.54 10.6.9 自卸车运输措施.54 10.6.10 爆破管理55 10.7 “一通三防”管理 56 10.7.1 通风管理.56 10.7.2 瓦斯防治.57 10.7.3 综合防尘.57 10.7.4 防灭火措施.58 10.7.5 电气设备管理.58 10.7.6 突发掉电应急处理.59 10.8 避灾路线 59 10.9 雨季施工及防雷措施 59 10.10 冬季施工措施 .59 10.11 矿山救护 .60 11 质量保证措施 61 11.1 质量保证体系 61 11.2 质量标准 61 11.3 质量目标 65 11.3.1 掘进工程.65 11.3.2 钢筋工程.65 11.3.3 模板工程.65 11.3.4 砼支护工程.65 11.3.5 锚网喷支护工程.65 11.4 质量保证的主要措施 66 11.5 质量控制措施 67 11.5.1 工艺控制措施.67 11.5.2 工程材料控制.67 11.5.3 施工操作控制措施.68 11.6 质量保证奖罚制度 68 11.7 竣工验收后保修措施和承诺 68 12 文明施工与环境保护 69 12.1 文明施工标准 69 12.1.1 施工场地文明施工要求.69 12.1.2 对井下文明施工要求.69 12.1.3 文明施工目标.69 12.1.4 文明施工管理体系.69 12.2 文明施工措施 70 12.2.1 组织领导.70 12.2.2 健全管理制度.70 12.2.3 加强思想政治工作.70 12.2.4 文明施工技术措施.70 12.3 质量标准化管理 71 12.4 环境卫生管理 71 12.5 消防措施 72 12.6 降噪声措施 72 12.7 粉尘与废气 72 12.8 地下管线及其地上地下设施的保护加固措施 72 12.9 文物保护 72 总结 .73 参考文献 .74 致谢 .75 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 1.2 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071.70m，以褐黄色、青灰色粉、细砂层及浅灰绿 序号项 目单位主 井备 注 1井口设计标高m+25.2 2井筒净直径m6.0 3井筒中心坐标m x=3642850.000 y=39472880.000 4井检孔中心坐标m x=3642863.803 y=39472868.657 5冲积层厚度m470.60 6风氧化带厚度m38.85 7冻结段井壁厚度mm10501900 8井筒设计深度m993.2 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 151.26.35 2 砂质粘土 8.751.432 粘土 153.11.9 3 粘土 10.051.333 砂质粘土 159.86.7 4 砂质粘土 13.33.2534 粘土 161.651.85 5 细砂 17.54.235 砂质粘土 162.651 6 砂质粘土 20.42.936 细砂 166.63.95 7 粘土 21.61.237 粘土 167.61 8 细砂 25.74.138 细砂 171.33.7 9 粘土 27.752.0539 砂质粘土 172.10.8 10 细砂 29.852.140 细砂 177.55.4 11 粘土 32.62.7541 粘土 178.250.75 12 细砂 34.451.8542 细砂 182.754.5 13 粘土 4510.5543 砂质粘土 185.72.95 14 砂质粘土 49.74.744 细砂 191.055.35 15 细砂 52.7345 粘土 192.41.35 16 粘土 67.8515.1546 砂质粘土 193.51.1 17 细砂 71.73.8547 细砂 20410.5 18 粘土 8513.348 砂质粘土 204.60.6 19 细砂 111.226.249 细砂 211.957.35 20 粘土 113.151.9550 砂质粘土 212.80.85 21 细砂 117.74.5551 细砂 222.910.1 22 粘土 120.853.1552 粘土 226.13.2 23 细砂 129.88.9553 细砂 233.17 24 粘土 131.351.5554 粘土 234.751.65 25 砂质粘土 134.052.755 细砂 235.81.05 26 粘土 135.551.556 粘土 239.153.35 27 砂质粘土 137.251.757 细砂 243.954.8 28 细砂 139.92.6558 粘土 245.51.55 29 粘土 143.553.6559 细砂 249.23.7 30 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 478.087.43 62 砂质粘土 253.350.791 细砂岩 479.561.48 63 细砂 263.6510.392 泥岩 494.1814.62 64 粘土 264.550.993 细砂岩 496.252.07 65 砂质粘土 267.352.894 泥岩 504.237.98 66 细砂 277.29.8595 细砂岩 506.742.51 67 砂质粘土 277.850.6596 泥岩 508.711.97 68 细砂 311.0533.297 细砂岩 509.550.84 69 粘土 315.854.898 泥岩 517.487.93 70 细砂 321.25.3599 粉砂岩 519.642.16 71 粘土 326.75.5100 细砂岩 521.191.55 72 砂质粘土 332.76101 泥岩 522.531.34 73 细砂 342.8510.15102 炭质泥岩 522.980.45 74 粘土 354.711.85103 泥岩 530.257.27 75 细砂 358.84.1104 粉砂岩 531.10.85 76 粘土 3656.2105 泥岩 534.092.99 77 砂质粘土 367.92.9106 粉砂岩 535.231.14 78 细砂 384.4516.55107 细砂岩 536.531.3 79 粘土 405.721.25108 泥岩 5447.47 80 细砂 408.652.95109 细砂岩 545.091.09 81 粘土 416.57.85110 泥岩 548.823.73 82 砂质粘土 425.59111 粉砂岩 549.931.11 83 粘土 428.32.8112 泥岩 550.80.87 84 砂质粘土 430.352.05113 细砂岩 551.620.82 85 粘土 448.5518.2114 泥岩 552.590.97 86 砂质粘土 457.28.65114 粉砂岩 553.71.11 87 细砂 458.21116 细砂岩 556.212.51 88 粘土 465.57.3117 泥岩 558.232.02 89 砾石 470.655.15118 粉砂岩 559.361.13 2）中部：检查孔揭露深度为71.70384.45m，以灰黄、灰绿色中厚厚层中、细 砂为主夹砂砾层与粘土层、砂质粘土。 3）下部：检查孔揭露深度为384.45457.2m，以灰黄、灰绿、棕褐色中厚层粘土、 砂质粘土与钙质粘土组成，间夹薄层粉细砂，粘土厚度较大，可塑性较好，隔水性能 强。 4）底部：检查孔揭露深度为457.2470.65m，主要为浅灰色中细砂、砂砾层及含砾、 含钙质粘土组成。 2二叠系上石盒子组（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）（含） 底板埋深71.7m，厚26.7m，主要以灰绿褐黄色薄中厚层粉细砂和薄层粘土组成， 属于承压水。该层水富水性较好，是邻近生产矿井主要供水水源。单位涌水量为 3.5893.071 l/ms，渗透系数k=11.4379.105m/d。 4第二隔水层（组）（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）(含） 底板埋深384.45m，厚299.45m，该层（组）主要以灰绿 杂色中厚厚层中砂、细砂及 粉土等组成，砂层区域内分布稳定，富水性中等 较强。砂层中主要矿物成分为石英，次 为长石及云母片，结构松散。本组中部有一层厚层粘土将含水层分为上、下两部，上部 单层厚度大，粘土含量低。下部砂层单层厚度小，质不纯，粘土含量较高。涌水量 0.2741.002l/ms。 6第三隔水层（组）（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0.53cm，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s25w，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 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 2.5m10m，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 2.0m3.5m。 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。 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） 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 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：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 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 提 升 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dc50-8011 卧泵二台（备用一台） ，1084.5 排水管一路 通 风fbd-no6.5/222 隔爆对旋轴流风机 2 台，800mm 胶质风筒一路。 测 量垂球式测量大线一套 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。 模 板 基岩段整体悬吊液压式单缝模板，高 3.5m。 搅拌机js-500 二套 搅拌砼 配料机pld-1200 套 砌 壁 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 4700 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 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 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 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，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 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。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 302308m 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 300400mm，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 308799.2m，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 45500mm 药卷连续装药结构，周边眼使用 35400mm 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 182000mm 树脂锚杆，6 钢筋加工 10002000mm 网片，喷 射 5080mm 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