薛湖矿井东风井井筒施工总结.doc

河南省神火集团薛湖矿井东风井井筒施工总结中煤五公司三处第七项目部2006年7月25日前 言河南省神火集团薛湖矿井由煤炭工业部郑州设计研究院设计，设计生产能力1.2MT/，采用立井开拓方式。工业广场内布置主井、副井两个井筒。东风井位于主、副井东方向，相距约5Km。其中东风井井筒净直径为5.5m，井深：664.0m。表土段及风化基岩段采用冻结法施工，基岩段采用普通法施工。经公开招标，由中煤五公司三处中标，承建东风井井筒及相关硐室掘砌工程，并于2005年2月3日签定了薛湖矿井东风井冻结及掘砌工程承包合同根据承包合同，我处负责薛湖矿井东风井井筒及相关硐室的掘砌施工，于2005年2月26日编制了薛湖矿井东风井井筒及相关硐室掘砌施工组织设计说明书。冻结工程由中煤五公司三处承担。1、工程施工情况：薛湖项目部于2004年9月成立，负责整个工程施工、组织和管理，东风井井筒表土段和风化基岩段采用冻结法施工，冻结段深度415.9m，基岩段深度248.1m，井筒全深664.0m。于2005年8月29日开始试挖。2005年9月16日正式开工，于2006年1月24日完成冻结段415.9m，外壁、内壁及壁座掘砌施工（本冻结段415.9m为一次套内壁）2006年2月3日井筒进入基岩段施工。2006年3月10日井筒垂深达到505.9m，井筒停止掘砌，对K5砂岩段及以下含水层进行工作面预注浆，同时利用养护砼止浆垫7天时间对冻结段内、外壁中间夹层和基岩段上部淋水进行了壁内和壁后注浆。东风井K5砂岩段及以下含水层工作面探水注浆于2006年4月20日结束，历时42天，完成钻孔进尺2080.9m，注入浆液1969.885m3，注入水泥1648.55吨，食盐8314Kg，三乙醇胺831.4Kg，注浆效果明显，堵水率达到99%，通过注浆不但改善了工作环境而且保证井壁施工质量，加快了施工速度。2006年4月30日井筒转入正常掘砌，2006年6月13日井筒掘至垂深659.0m停止掘砌，转入-620.0m井筒与风道连接处工程（马头门）的施工，于2006年 月 日结束，施工长度两翼各15.0m，信号硐室2.0m，临时泵房5.0m。2、井筒施工工程概况：2. 1 井筒技术特征见表2-1东风井井筒主要技术特征表 表2-1序号名称单位数量1井口设计标高m+39.02回风巷底板标高m-6203井筒深度m6644冻结段深度m415.95基岩段深度m248.16井筒净直径m5.57井筒净段面m223.758井壁厚度冻结段mm外壁：650、800，内壁：650、900基岩段mm4509井壁结构冻结段双层、三层钢筋砼基岩段单层素砼10砼强度等级冻结段C30、C40、C50、C55、C60基岩段C402. 2 井筒地质及水文地质概况：2.2.1地质概况：东风井井筒穿过的地层自上而下为第四、三系（Q+R）二迭系下统石盒子组（P1X）及山西组（P1Sh）地层。分别叙述如下：2.2.1.1第四、三系（Q+R）井筒揭露厚度为363.1m，主要由灰-灰黄色及棕红色粘土、砂质粘土、铝质粘土及砂层组成。第四系地层属冲击相沉积，以土黄、黄褐、浅黄色亚粘土为主，夹粘土及细砂透镜体。亚粘土含姜结石，夹灰褐色。含腐植质的“黑土”。含田螺及蜗牛化石碎片。第三系以砂质粘土厚层铝质粘土为主，可塑性较好，具滑感，含钙质。第四、三系含砂24层，主要由粉、细、中粗砂组成，砂层总厚度145.95m，所占第四、三系总厚度比例40.19%，其余砂质粘土、粘土、及铝、钙质粘土占59.81%。岩性垂向分布基本特征：井深：065.8m以砂质粘土及粉砂质粘土组成。含泥质团块及砂姜结合、伴有粉、细砂层。垂深65.8312.7m,以厚层粘土、砂质粘土、及砂层相间分布。砂层以厚层细砂及中砂为主，伴有粉、细、粗砂层。垂深：312.7m至基岩段岩性以厚层粘土、砂质粘土及铝质粘土为主，夹少量细砂。2.2.1.2二迭系下统下石盒子组（P1X）地层：井筒揭露深度255.2m。该组为本区含煤地层，岩性由砂质泥岩、泥岩、铝质泥岩、砂岩、粉砂岩和煤组成。据煤岩层组合特征，可分为三、四、五三个煤层段。三煤段为本区主要含煤地层，底部为浅灰色铝土泥岩，（K4）层厚3.05m，为本区主要标志层，三煤大部分为可采煤层，但中、下部受岩浆岩侵入，使三煤段煤层分成若干小分层，并变质为天然焦。岩浆岩风井井筒内具有绿岩及霏细岩。以霏细岩侵入三煤段和二煤段附近为普遍。霏细岩、米黄色-灰白色，致密坚硬、块状。细粒状，基质由细小的石英和长石组成，碳酸盐化，斑晶极少主要由石英、霏细岩裂隙发育，具有小气孔，探水时基本上所有霏细岩层全含水。2.2.1.3二迭系下统山系组（P1sh）地层：本井筒揭露厚度为40.7m，该段为本区主要含煤地层，即二煤段、岩性由泥岩、砂质泥岩、粉、细砂岩组成，本井筒未揭露二煤。2.2.2井筒水文地质概况第四、三系孔隙含水层及基岩风带裂隙承压水含水层和K6砂岩裂隙含水层，均采用冻结法施工。无法测定其实际涌水量。据钻探资料提供，本区浅层水循环条件良好大气降水为主要补给来源，地下水动态直接受大气降水支配，年变幅度1-4m，地下水运移方向大体由西北向东南方向。新生界孔隙含水层组及二迭系上部K6砂岩裂隙含水层和风化基岩段含水层，本井筒以K6、K5砂岩含水层为主，但实际揭露时岩浆岩各霏细岩层都出水，井筒近落底位置，垂深652.4m往下厚层细砂岩中含水。据揭露时实测各含水层涌水量如下：1、K5砂岩裂隙含水层钻孔涌水量21.7m3/h。2、辉绿岩钻孔涌水量7.15 m3/h。第一层霏细岩：垂深-550.9554.2，钻孔涌水量7.5 m3/h。第二层霏细岩：垂深-560.6562.6，钻孔涌水量3.3 m3/h。第三层霏细岩：垂深-565570.05，钻孔涌水量17.84 m3/h。第四层霏细岩：垂深-570.95573.5，钻孔涌水量23.05 m3/h。细砂岩：垂深-652.4以下，揭露9天后实测涌水量为7.75 m3/h。（注：初揭露时涌水量12 m3/h以上）2.2.3施工工程量及工期薛湖矿井东风井井筒施工工期量为：井筒工程：664.0m（其中：冻结段415.9m，基岩段：248.1m）。相关硐室工程量为：-6200m水平井筒与风道连接处两翼各15.0m；信号硐室：2.0m；排水泵房：5.0m。东风井井筒于2005年9月16日正式开工，2006年6月13日施工矿建一期承包工程结束。（井筒与风道连接处工程等不在矿建一期承包工期之内。）具体内容见表2-2。3、井筒施工工艺3.1冻结段施工井筒揭露的第四系、第三系表土段和风化基岩段均采用冻结法施工。冻结段深度：415.9m。井口设计标高为+39.0m。冻结段外壁采用短段掘砌施工方案。表土段采用人工配合风镐掘进，采用FJD-6型伞钻抓岩机抓土装罐。冻结基岩段采用钻爆法掘进，采用FJD-6型伞钻打眼。T220型高效防冻水胶炸药爆破。HZ-4型中心回转抓岩机出矸。砌壁采用整体下行金属模板。模板段高2.6m。冻结段内壁采用内爬式金属液压滑升模板套内壁。本冻结段分一次套内壁，垂深415.9m向上连续滑升砌壁，模板高度1.5m。冻结段施工于2005年1月24日圆满结束。3.2基岩段施工井筒基岩段为素砼结构，深度为248.1m。井壁厚度450mm。砼等级C40。井筒与风道连接处壁厚450mm，砼强度C40。井筒基岩段采用机械化配套的立井混合作业法施工，短段掘砌。采用FJD-6型伞钻配YGZ-70型导轨式凿岩机打眼。T330型水胶炸药，毫秒延期电雷管、深孔光面光底爆破。HZ-4型中心回转抓岩机配2m2吊桶出矸，3.6m段高整体金属下行模板砌壁。3.3井筒施工机械装备主井井筒施工装备采用了国内目前先进的立井机械化施工作业线。该作业线对加快施工速度、缩短工期、保证工程质量发挥重要的作用。提升系统采用型槽钢井架，双钩提升。主提绞车JK-2.5.5/20型凿井绞车提2m3吊桶。副提绞车2JK3.0/11.5型凿井绞车提2m3吊桶。掘进采用FJD-6型伞钻打眼。HZ-4型中心回转抓岩机出矸。砼搅拌采用井口集中搅拌。配备一台JS-1500型强制式砼搅拌机和一套PLD-2400型配料机。上料计量系统采用电子自动计量装置和自动输料系统。采用DX-2型底卸式吊桶下料。吊盘分灰入模，砌壁采用MJY2.5/3.6型整体金属下行模板，模板由地面4台JZ-10/600型稳车悬吊，稳车实行集中控制，采用FBDNO7.1/302型局部通风机向井下供风。压风管、排水管、供水管、风筒均采用井壁固定。3.4相关硐室施工东风井在-620m水平设有井筒与风道连接处（风道马头门）。施工工艺为当井筒掘砌到相关硐室水平上方3-4m时停止掘进，进行施工测量放大线、传递标高。按设计标高定出硐室的开口方向和标高。分别进行硐室施工。施工方法采用先拱后墙。将拱部按设计荒径要求掘出后，进行锚网喷临时支护，然后掘进墙部。最后与井筒一起整体浇灌。巷道施工采用YTP-26型高频凿岩机打眼，水胶炸药配毫秒延期电雷管爆破，P-60型粑装机扒矸，砼输送泵浇灌。4、施工组织管理及管理作业方式东风井井筒施工采用项目法施工管理，成立了薛湖项目部，项目部下设生产、技术、安全、经营和后勤五个部门进行管理。根据工程进度的需要定岗、定员、定责、定任务。进行人员、生产进度控制。井筒施工时针对不同施工阶段的特点采用不同的作业制度。取得了良好的经济效益。4.1井筒冻结段外壁采用“定量、定时、滚班制”作业方式。根据工作量分为3个掘进班和1个砌壁班，共4个班。滚班制作业完成一个循环，实行节时嘉奖激励机制，充分调动广大职工的积极性和劳动热情。取得了冻结段外壁掘砌元月份掘砌成井135.8m的好成绩。工程质量均为优良。4.2冻结段内壁采用“四六”作业制，主井冻结段为一次套内壁，东风井克服了井壁厚度大（最大壁厚达：1700mm）等困难，保质保量地圆满完成套内壁施工任务。4.3井筒基岩段实行专业班“滚班作业”制度。按工序分为“打眼放炮班、出矸找平班、立模砌壁班、出矸清底班”四个专业班滚班作业。提高了工人熟练操作水平和专业技术保证了工程质量加快了施工速度。5、井筒施工的地质工作：井筒开始施工后，项目部配备一名专业地质工程师，随着井筒的不断延伸，对井筒揭露的地层及时进行详细描述和统计，把取得的原始资料进行综合整理，并绘制成图表（详见主井井筒实测地质剖面图）。另外根据主井检查孔和实测地质资料，对井筒下部需揭露的地层提前进行地质预报，并采取相应的措施。对主要含水层（如：K5砂岩段及以下含水层）。始终坚持“有疑必探、先探后掘”的施工原则，如K5砂岩及以下含水层。及时测量井筒涌水量。井筒与风道连接处施工结束后，对井筒进行全段、壁后、壁内注浆，最后经建设单位、监理单位、施工单位共同对井筒漏水量进行实测、实测井筒漏水量为m3/h。6、井筒施工测量工作：6.1地面测量工作：东风井井筒地面十字基点由建设单位提供，施工单位使用。井筒施工期间测量工作主要是根据地面十字基点资料标实井筒中心，并且定期对井筒中心定点板进行检校（一般在每次套内壁之前和相关硐室开口放线之前均对井筒中心进行检校）。根据井筒中心做好井筒施工测量工作。标高确定，根据地面十字基点高程，经过水准测量通过长钢尺（钢尺经中国矿业大学做比长鉴定）将高程传递到-620m水平井筒与风道连接处。6.2井筒施工测量工作由地面十字基点标定好井筒中心之后，在井筒中心位置安装定点板、导向轮，由于摇小绞车下放1.8m/m。弹簧钢丝，钢丝下端悬挂砝码式重锤，其重量随着井筒不断延伸向增加重量。井筒落底水平砝码重量加到150Kg。测量人员根据井筒中心线严格控制设计荒径和立模半径，确保井筒净半径符合设计要求。同时利用水准仪对模板、工作面进行找平，严格控制模板的垂直度，保证了井筒的垂直度和施工质量。冻结段内壁采用内爬式液压滑模套内壁。在滑模盘上安装水平控制系统，采用强制归心的测量方法。调整滑模中心使之与井筒中心重合。在滑模套内壁施工中，只要观察滑模盘上水平系统和井筒中心线在滑模中心孔的位置，及时调整滑模的升停，即能使井筒净半径的设计要求。东风井井筒工程经工程质量监督站、建设单位、监理单位、施工单位竣工验收，工程质量均达到优良。东风井井筒工程于2006年1月11日通过煤炭工业河南建设许昌工程质量监督站的认证。该工程被评为优良工程。6.3井筒相关硐室的标高传递：东风井井筒与风道连接处在开口前，测量人员先根据硐室设计标高、开口方向依据地面十字线方向进行地面控制测量，确定硐室开口方向下线点。高程测量：依据地面十字基点标高，进行水准测量，进行复测复算。采用中国矿业大学比长签定过的长钢尺进行标高传递。井上、下两台水准仪同时观测，并入、比长、温度、拉力、自重改正。独立进行两次，两次导入标高误差完全符合煤矿测量规范规定的L/8000的要求。取平均值作为最终结果。7、相关硐室施工简述：东风井-620m水平井筒与风道连接处：设计为半圆拱，双向开掘。开口方向：北偏西46O和南偏东46O。施工长度：两翼各15米。09m为素砼支护方式，砼强度等级C20，巷道净宽5.0m，净高4.5m，净断面19.8125m2，掘进断面26.73 m2，砼支护厚度：400mm。915m为锚网喷支护，设计为半圆拱，净宽4.6m，净高3.9m，锚网喷支护，支护厚度为150mm，锚杆长度：181800，树脂锚杆间排距为700700 mm，喷射砼强度等级C20，施工长度：两翼各6.0m。-620m水平井筒与风道连接处施工：先施工东翼拱部15.0m，等拱部掘够设计尺寸，再掘进墙部，按设计要求进行锚、网、喷进行支护。最后一次喷成巷，素砼支护段采用与井筒一起立模打灰浇注的方法，很好的保证了连接处与井筒的一体性。清理撒煤硐室经建设单位、监理单位、施工单位进行单位工程质量验收，工程质量达到优良。8、工程质量管理：8.1钢筋工程：冻结段外壁竖筋按设计采用等强度直螺纹套筒连接，每根竖筋均用牙钳紧固。环筋采用机械弯曲成形，每根环筋两端在环筋搭接长度位置用红漆作好标记，从工艺上保证环筋的搭接长度，钢筋的间排距均采用专用卡尺量测绑扎，保证了钢筋绑扎误差均在规定的允许误差范围内。钢筋绑扎质量经验收均为优良。8.2模板工程：冻结段外壁和基岩段采用2.55/3.6m高强度单缝式液压脱模整体金属下