回风立井施工组织设计

山西柳林宏盛安泰煤业回风立井筒掘砌工程中煤第五建设公司矿业分公司二〇一〇年八月三日编审人员工程名称：山西柳林宏盛安泰煤业回风立井筒掘砌工程编制姓名职务职称及专业签名日期审查目录TOC\o"1-2"\h\z\u0前言10.1矿井概况10.2矿井开拓方式30.3施工条件30.4施组编制依据及编制原那么31工程概况51.1工程量及工程量技术特征51.2井田地质条件52施工方案202.1井筒施工方案202.2凿井设备的选型与布置203施工工艺213.1临时锁口施工213.2表土及风化基岩段施工213.3井筒壁座施工213.4基岩段施工223.5井底连接处施工233.6凿井作业制度243.7煤层瓦斯探放措施243.8井筒防治水措施244凿井主要辅助系统264.1提升系统264.2压风系统294.3排水系统314.4通风系统314.5供电系统344.6信号、通信、照明354.7砼搅拌系统364.8供水系统364.9设备、器材配备365大临工程及施工平面布置395.1施工总平面布置395.2大临工程396劳动组织和工期安排416.1管理形式和劳动力配备416.2技术管理力量配备426.3工期排队426.4工期保证措施427质量管理447.1质量管理目标447.2质量管理机构447.3质量管理程序447.4质量保证措施538环境管理568.1环境管理目标568.2环境管理机构568.3环境管理程序569职业平安健康609.1职业平安健康目标609.2职业平安健康管理机构609.3职业平安健康管理程序609.4主要技术平安措施6110文明施工与环保7210.1文明施工7210.2环保72附图纸局部73图1-1回风立井平面布置图73图1-2回风立井剖面图74图1-3回风立井1-1断面图75图1-4回风立井2-2断面图76图1-5回风立井3-3断面图77图1-6回风立井平安出口断面图78图1-7回风立井风峒断面图79图1-8回风立井井筒下部连接平、剖、断面图80图2-1凿井平面布置图81图2-2稳绞平面布置图82图2-3稳绞立面布置图83图2-4天轮平台布置图84图2-5翻矸台立面图85图2-6固定盘平面图86图2-7封口盘平面图87图2-8吊盘布置及梁结构图88图2-9吊盘立面图89图3-1炮眼布置图90表3-4回风立井风化基岩段循环作业图表91表3-5回风立井基岩段循环作业图表92图4-1供电系统图93图5-1工业广场平面布置图940前言0.1矿井概况山西宏盛安泰煤业位于柳林县城北部王家沟乡南焉村东，行政区划属柳林县王家沟乡。经山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室以晋煤重组办发[2023]33号文《关于吕梁市柳林县煤矿企业兼并重组整合方案〔局部〕的批复》,批准由山西宏盛能源开发投资集团对原山西柳林富安南峪煤矿与原山西柳林刘家山煤业进行兼并重组整合，兼并重组整合后的安泰煤业井田面积5.7186km2，新增0.5914km2，生产规模120万t/a。0.1.1地理位置及交通0.1.1.1矿井位置山西宏盛安泰煤业位于山西省柳林县城北部直距17km处王家沟乡南焉村东，行政区划属柳林县王家沟乡，其地理坐标为：东经110°52′42″～110°53′55″，北纬37°34′51″～37°36′14″。0.1.1.2交通条件安泰煤业地处县城北部17km，从王家沟乡到县城的县级公路从井田东侧通过，经该公路在县城与307国道和孝柳铁路青龙站连接，交通运输条件较为便利。0.1.2地形地貌安泰井田地处黄河中游东岸，吕梁山中段西侧，属黄土高原地貌，黄土丘陵沟壑发育，形成黄土梁、塬、峁地貌特征。井田地势总体为东高西低，最高点位于井田南部官庄潭测点，海拔1123.95m，最低点位于井田西部的沟谷中，海拔855.00m，最大相对高差268.95m。0.1.3水系井田内无常年性河流，沟谷均有季节性流水，雨季有雨时流水，冬季枯干，其季节性流水最后向西流进黄河，属黄河流域黄河水系。本井田地处晋西北黄土高原，为大陆性季风气候，暖温带半干旱地区，气温变化昼夜悬殊，四季清楚，降水量有限，多呈干旱状态，冬春季多西北风，少雨雪，夏秋季雨量集中，有时也会出现暴雨洪水灾害。0.1.4气象及地震0.1.4.1气象据柳林气象站资料，各气象要素特征如下:气温：年平均8.8℃，一月份最低，平均为-7.6℃，极端值达-24.8℃；7月份最高，平均为22.6℃，极端值达37℃，平均温差30.2℃。一般气温降至0℃的时间是10月中旬，上升到0℃以上的时间是翌年4月中旬。降水量和蒸发量：历年平均降水量为519.3mm，最大降水量在7月份，为1299mm，最小在12月份，为3.6mm。雨量集中在7、8、9三个月，占全年的63%。蒸发量平均值为2141.9mm，最大在6月份，平均为362.3mm。风向及风速：风向多为西北，风速年平均2.5m/s，最大在3～5月份，极端风速可达23.1m/s。霜期、雪期和冻土期：初霜期在10月份上旬，终霜期在次年3月份，一次最大积霜厚度为14～30cm。最早冻土期在11月26日，最晚解冻日为翌年4月1日，最大冻土深度111cm。0.1.4.2地震据GB50011-2001《建筑抗震设计标准》，本区抗震设防烈度为6度，根本地震加速度值为0.05g，据历年记载，未发生过大的地震。0.1.5周边矿井及小窑兼并重组整合后的井田内无小窑开采。井田北部为山西柳林任家山煤业〔现整合成为山西柳林鑫飞下山峁煤业〕、山西柳林文安煤业和山西柳林大庄煤矿有限责任公司〔现整合成为山西柳林大庄煤矿有限责任公司〕，南邻山西柳林田家坡煤矿、山西柳林聚德利煤业公司〔现整合为山西柳林凌志兴家沟煤业〕，西邻山西柳林碾焉煤矿。但今后矿井在临近边界附件掘进开采时，应随时了解周边煤矿开采情况和废弃巷道及采空区布置情况及积水情况，以防相互贯穿造成各类事故。0.2矿井开拓方式山西宏盛安泰煤业矿井为兼并重组整合矿井，设计年生产能力120万吨。矿井采用斜井-立井综合开拓方式，整合后布置3个井筒，分别为：主斜井、副斜井、回风立井。0.3施工条件回风立井净直径5.5m，垂深93.6m，净断面积23.75m2。表土段及风化基岩段采用钢筋混凝土浇筑；基岩段采用锚喷支护。0.4施组编制依据及编制原那么0.4.1编制依据⑴山西宏盛安泰煤业回风立井井筒平、剖、断面图及相关施工合同。⑵《矿山井巷工程施工及验收标准》〔GBJ213-90〕、《煤矿井巷工程质量检验评定标准》〔MT5009—94〕、《锚杆喷射混凝土支护技术标准》〔GB50086-2001〕、《煤炭工业建设工程质量技术资料管理规定》〔1999版〕、《煤矿平安规程》〔2023版〕、《煤矿防治水管理规定》〔2023版〕。⑶《山西宏盛安泰煤业矿井兼并重组整合工程初步设计》⑷《山西宏盛安泰煤业兼并重组整合矿井地质报告》⑸工程情况和我单位自身综合施工能力0.4.2编制原那么⑴确保工程质量和工期目标。⑵应用新技术、新工艺、新设备、新材料，提高机械化施工水平。⑶提高综合抗灾能力，确保施工平安，抓好特殊情况下的工程施工。⑷降低工程本钱，以获取最大的经济效益、社会效益。⑸搞好文明施工和环境保护。1工程概况1.1工程量及工程量技术特征安泰回风立井井筒矿建工程包括:立井井筒、平安出口、风硐和井底连接处等工程的施工。立井井筒井深93.6m〔其中井壁段上口局部11m，风化基岩段33.4m，基岩段49.2m〕；平安出口30.33m；风硐25.30m；井底连接处，距井筒内侧8m。回风立井井筒技术特征详见表1-1以及图1-1～图1-7所示。1.2井田地质条件1.2.1煤田地质岩层描述1.2.1.1地层〔详见附图1-7矿井综合柱状图所示〕：(1)奥陶系中统峰峰组(O2f)奥陶系中统为灰色、深灰色石灰岩、灰白色、黄灰色泥质灰岩、灰色中厚层花斑状灰岩、白云岩等组成，石灰岩质纯、性脆，本组厚度大于100m。(2)石炭系中统本溪组(C2b)岩性为一套铁铝岩、铝土质泥岩、粘土岩、灰黑色石灰岩，与下伏地层呈平行不整合接触，厚度18.66～44.20m，平均为40.50m。(3)石炭系上统太原组(C3t)表1-1安泰回风立井井筒技术特征表序号名称单位技术特征备注1井口坐标Xm4162281.465Ym19491000.000Zm920.0002井筒净直径m5.5003表土及基岩风化带段净断面m223.75掘进断面m233.17/29.21长度m44.44基岩段掘进断面m226.41净断面m223.75长度m49.25底座及生根壁座长度m4.06净断面m223.756下井底连接处长度m87支护方式表土段钢筋混凝土、厚度500mm、C30基岩风化带段钢筋混凝土、厚度300mm、C30基岩段锚喷支护、厚度150mm、C25下井底连接处钢筋混凝土、厚度500mm、C30底座及生根壁座钢筋混凝土、C308附属工程平安出口：平巷段14.25m，净断面5.95m2；斜巷段14.62m，净断面5.95m2，壁厚250mm。风硐：长度25.30m，净断面8.03m2，壁厚250mm以上附属工程均采用钢筋混凝土或混凝土支护、强度C309总工程量m93.6〔井筒长度〕不包括附属工程为本区主要含煤地层之一，岩性主要为黑色泥岩、砂质泥岩、中粗粒砂岩、灰色石灰岩及煤层。其中赋存有6、7、8、9、10号五层煤，其中8、9号为可采煤层，其余为零星可采或不可采煤层。本组地层厚度83.90～88.93m，平均为86.42m左右，底部以K1中砂岩为界与下伏本溪组呈整合接触关系。(4)二叠系下统山西组(P1s)本组地层为主要含煤地层之一，为一套陆相为主含煤沉积地层。岩性主要由长石石英砂岩、泥岩、砂质泥岩、炭质泥岩组成。该组总共发育有3、4上、4、5号四层煤，其中4、5号煤层为可采煤层，其余为零星可采或不可采煤层，本组厚度约67.45～85.00m，平均75.78m，底部以K2砂岩为界与下伏太原组地层呈整合接触关系。(5)二叠系下统下石盒子组(P1x)岩性由一套灰-灰绿色陆相碎屑岩组成，偶尔含有不稳定的1～2层薄煤层，本组地层厚度59.53-93.26m，平均为70.26m，底部以K4砂岩为界，与下伏山西组地层呈整合接触关系。(6)上第三系上新统(N2)岩性为暗红色、棕红色亚粘土，夹有半胶结状砾石层，厚度0-60m，平均为26m，底部以半胶结状砾石层为界与下伏地层角度不整合接触。(7)第四系中上更新统(Q2+3)岩性为土黄色晋砂土、晋粘土，垂直节理发育，该统广泛分布于山梁及山坡上，厚0-90m，平均为60m，与下伏地层角度不整合接触。1.2.1.2构造。作用于离柳井田的东西向构造应力很不均衡，因而产生了离石鼻状构造，即以离石-聚财塔的东西方向屡转折线〔鼻轴〕，形成一个弧顶向西突出的弧状褶皱。这个弧形褶皱在三交、柳林区表现明显：在鼻轴以北，地层走向东而北北东以至南北，鼻轴以南由北西而北北西以至南北。恰在鼻轴部位由于张力的作用，产生了一个东西向张性断裂带，即聚财塔断层带组成的地堑构造，断层断距200-250m。在离石煤产地，沿鼻轴方向离石-中阳向斜轴也明显变成向西突出的弧形。相对来说，离柳井田构造应力较弱，因而与其以北以南的构造状态不同处是以宽缓的褶皱为主，保存了向斜状的离石煤产地和三交柳林缓倾斜的单斜含煤区。1.2.2工程地质及水文地质1.2.2.1工程地质井田内含煤地层主要为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组，现表达如下：太原组地层为一套海、陆交互相含煤岩系，为本区主要含煤地层之一，岩性主要为黑色泥岩、砂质泥岩、中粗粒砂岩、灰色石灰岩及煤层，从沉积特征看，太原组含煤地层形成于海进过程中，聚煤作用形成于滨海平原上，海侵之初将潜水面抬升，致使滨海平原沼泽化，大面积沼泽分布，堆积了泥炭层，海侵的发生为泥炭层埋藏保存创造了条件。该组中共发育有五层灰岩，为地层比照的主要标志层，共发育有6、7、8、9、10号五层煤，其中8、9号为全区可采煤层，其余均为零星可采或不可采煤层。山西组地层为主要含煤地层之一，为一套陆相含煤沉积地层，其含煤地层形成于海退过程中，聚煤作用发生于海退造成的三角洲平原环境中，该组总共发育有3、4上、4、5号4层煤，其中4号煤层为可采煤层，其余在本区为零星可采或不可采煤层，该组其它岩性为长石石英砂岩、泥岩、砂质泥岩、炭质泥岩等组成。1.2.2.2水文地质(一)区域水文地质区域位于黄河东岸，属吕梁山系，为典型的黄土高原地貌，地势东、北高，西、南低，经过长期剥蚀和堆积形成现在的一个似簸箕状向西南开口的地形形态，地表水系也随地形形态发育，河流、沟谷以主河道为轴向两岸切割地层，形成河谷两岸的黄土、基岩侵蚀中等山地地形以及河谷堆积地形。1、地表水区域内河流属黄河流域黄河水系，以黄河为主干随地形发育，呈树枝状分布，较大河流有湫水河和三川河。湫水河发源于兴县黑茶山南麓由北向南经临县、三交镇流向西南至碛口镇注入黄河，全长107km，据林家坪水文站资料，河流量历史实测最大值3670m3/s〔1967年8月22日〕，多年平均3.216m3/s，最大月平均54.5m3/s，1986年平均1.01m3/s，1988年7月18日最大1090m3/s，湫水河属季节性河流，雨天河水猛涨，雨后迅速减退，枯水季节流量甚小，7～9月份流量占全年的50%～70%。三川河由北川河、小东川河、大东川河、南川河等支流，分别自北向南，自东向西，自南向北汇流而成，由东向西经柳林注入黄河。三川河最大流量2260m3/s，年平均5.34～9.54m3/s。黄河从本区西缘由北向南流过，河底高程610～700m，据吴堡水文站1952～1977年资料，年平均流量924.4m3/s，最大流量19500m3/s。2、主要含水岩组含水岩组的划分是以地下水、含水介质及其赋存特征和水动力条件来划分的。(1)碳酸盐岩类岩溶裂隙含水岩组区域内主要指奥陶系石灰岩地层。地表出露主要在柳林城东青龙城附近，另外沿区域东边界一线有零星出露，出露厚度约60m。含水层岩性为石灰岩、豹皮灰岩、白云岩和泥灰岩。各种岩性富水性不一。岩溶裂隙主要发育在马家沟组顶部的石灰岩中，以溶洞、溶孔为主，溶洞直径约10～20cm，溶孔直径为1～5m。峰峰组地层岩溶发育相对较弱，特别是石膏层富水性最差。在水平方向上，受区域构造控制，补给区富水性一般较差，迳流区逐步加强，排泄区富水性最强，相应地单位涌水量变化在0.694～12.551L/s.m之间。据柳林县焦化厂水井〔焦～1孔〕资料：孔深400.0m,揭露奥陶系灰岩150.29m，水头高出地面20m，水位标高792m水头降低16.0m时，涌水量1920m3/d〔口径219mm〕单位涌水量1.360L/s.m，水质类型为HCO3.SO4～Ca.Na型，矿化度0.532g/L。(2)碎屑岩类裂隙含水岩组①石炭系上统太原组碎屑岩类夹碳酸盐岩类裂隙岩溶含水亚组含水层由3～5层石灰岩组成,单层厚度1～8m,其富水性受构造补给条件制约,变化较大,水平方向上富水性具不均一性,位于断裂带附近或基岩面埋藏较浅时裂隙岩发育,富水性较好。单位涌水量0.14～0.792L/s.m，水质属SO4.HCO3–Na.Mg.Ca型。②二叠系下统山西组砂岩裂隙含水亚组含水层由粗粒砂岩组成，厚度变化不大，裂隙发育差，富水性弱，单位涌水量0.00039～0.485L/s.m，水质属SO4.HCO3–Na.Mg.型，矿化度0.77g/L。③二叠系下统下石盒子组、上统上石盒子组和石千峰组及三叠系下统刘家沟组砂岩裂隙含水亚组这几组均为非煤系地层，含水层以中粗粒砂岩为主，富水性构造、埋深、补给条件影响而有所差异。断裂带和风化裂隙发育的地带，富水性较强。浅部裂隙水一般以泉的形式溢出地表，泉流量一般为0.1～1.01L/s。(3)松散岩类孔隙含水亚组①上第三系上新统孔隙含水亚组含水层主要为其底部的半胶结状砾石层，厚度不稳定，沟谷中多见有小泉水出露，泉流量一般为0.001～0.1L/s，富水性弱。②第四系中上更新统全新统孔隙含水亚组中上更新统含水层为黄土中的砂砾石层，其连续性差且分布于梁峁高地，补给条件不好，多为上层滞水，富水性极弱，甚至为透水不含水层。全新统含水层主要分布于区域内湫水河、三川河的河漫滩及较大沟谷中，含水层为砂卵砾石层，主要受常年性河流补给，富水性较强，富水地段可作为较好的生活用水水源地。3、隔水层(1)本溪组隔水层奥灰水与煤系地层之间的隔水层主要为本溪组，厚度16～44m。本溪组主要由铁铝岩，粘土泥岩及泥岩组成，底部为山西式铁矿或黄铁矿及G层铝土矿，向上为泥岩段，夹薄层砂岩及煤线。泥岩及粘土岩、铝土岩致密细腻，砂岩裂隙不发育，加上太原组9号煤层之下至本溪组之间的泥岩、砂质泥岩、铝质泥岩及粉砂岩可作为奥灰水与煤系地层的良好隔水层。(2)煤系地层粉砂岩、泥岩隔水层山西组、太原组各含水层之间泥岩、砂质泥岩及粉砂岩，致密细腻，具有良好的隔水性能，可作为煤系地层各含水层之间的隔水层。(二)矿井水文地质井田内无常年性河流，仅在井田中部有一季节性河流，平时根本无水，雨季时有短暂洪水流过。井田内各含水层的补给来源主要为大气降水。各含水层均沿裂隙、岩溶向深部径流以泉水形式排泄。井田内地形相对高差268.95m，地表径流较快，不易积水下渗补给下部含水层。1、井田主要含水层(1)奥陶系碳酸盐岩岩溶裂隙含水层埋藏于井田深部，据大庄煤矿详查钻孔揭穿厚度141.49～141.67m，岩性以石灰岩为主，次为泥炭岩、角砾状泥灰岩、石膏和少量白云质灰岩、泥岩等，其中岩溶裂隙发育的石灰岩、泥灰岩为含水层。2023年12月山西省第三地质工程勘察院为本矿施工一供水井〔X=4162475.38，Y=19490150.37，H=889.85m〕，施工层位为奥陶系中统下马家沟组，终孔深度612.14m，静止水位埋深98.0m，水位降深33.0m，出水量960m3/d，水位标高为791.85m。水质类型为CL.SO4～Na.Ca型，矿化度1.408g/L，PH值7.45。根据该水井确定井田内奥灰岩溶裂隙水水位标高791.85m左右。(2)石炭系上统太原组灰岩岩溶裂隙含水层太原组含比较稳定的石灰岩5层〔L1～L4〕，埋藏浅部岩溶裂隙比较发育，据邻矿碾焉煤矿施工的水文孔抽水试验资料，单位涌水量为0.2744～0.5764L/s.m，渗透系数为0.2401～0.2644m/d，水位标高855.12m，富水性随埋藏深度增加而减弱。太原组灰岩岩溶裂隙含水层属富水性中等的含水层。(3)二叠系下统山西组砂岩裂隙含水层山西组含多层细～粗粒砂岩，但厚度变化不大，稳定性不好，含水性很弱，据碾焉煤矿施工的水文孔抽水试验资料，单位涌水量为0.001L/s.m，渗透系数为0.01206m/d，水位标高790.68m。山西组砂岩裂隙含水层属富水性弱的含水层。(4)二叠系下统下石盒子组砂岩裂隙含水层本组在较大沟谷内有出露，含有多层中粗粒砂岩，厚度较大，近地表处风化裂隙发育，易接受大气降水补给，局部含水性较好，据详查钻孔混合抽水试验资料，单位涌水量为0.005～0.12L/s.m，渗透系数为0.003～0.51m/d，水位标高913.50m左右，水质类型为SO4.HCO3型，矿化度为0.638～1.82g/L。下石盒子组砂岩裂隙含水层富水性一般较弱。(5)上第三系、第四系孔隙含水层上第三系上新统在沟谷中出露较多，含水层主要为底砾岩，厚度不稳，富水性弱。第四系中上更新统广泛分布于井田内，其含水层补给条件不好，连续性差，富水性弱。2、井田主要隔水层井田内本溪组厚度30m左右，岩性主要由泥岩、砂质泥岩和铝土泥岩组成，质地细腻，致密，具有良好的隔水性能，为井田主要隔水层组。此外，相间于石炭系太原组各灰岩含水层和二叠系各砂岩含水层间的泥岩、砂质泥岩，由于其岩性致密，可起到层间隔水作用，但当其位于浅部层段，因受风化作用影响，隔水性能受到不同程度破坏。3、井田地下水的补给、径流、排泄条件奥陶系岩溶水的补给主要为基岩裸露区大气降水和地表水的入渗补给。井田内奥灰水属区域岩溶水径流区，岩溶水由北向南方向运移，据本矿水井资料，本井田奥灰岩溶水水位标高为791.85m左右。(三)矿井充水因素分析及水害防治措施1、构造对井田水文地质条件的影响井田根本呈单斜构造，未发现断层和陷落柱，断裂构造不发育。井田地形切割较深，地表水易于排泄，不利于地下水补给，因此，构造一般不会对井田水文地质条件造成影响。2、地表水对煤矿开采的影响井田内无常年性河流，仅在井田中部有一季节性河流，平时根本无水，雨季时有短暂洪水流过。区内地下水的补给来源主要是大气降水。经向矿方调查，各井口处近年来洪水位标高均低于井口标高，并筑有防洪墙和排水涵洞，所以一般情况下，矿井不会受到洪水威胁。3、采空区对矿井的充水影响(1)采空区积水：经向矿方调查和预测，原南峪煤矿开采4号煤层，有两处采空积水，积水量分别为150m3和700m3；原刘家山煤矿开采9号煤层，有一处采空积水，积水量约5000m3。在今后开采过程中也应引起重视。(2)开采形成的最大导水裂隙带：使用公式：，计算最大导水裂隙带高度。4号煤层最大厚度为1.54m，得出开采4号煤层时形成的最大导水裂隙带为35m，仅可勾通上部含水层,产生水力联系；4号煤层在中西部沟谷中，最小埋深为75m左右，开采4号煤层时最大导水裂隙带为35m，不会到达地表。8号煤层最大厚度为2.80m，开采8号煤层时形成的最大导水裂隙带为43m，仅可勾通上部含水层,产生水力联系。9号煤层最大厚度为6.00m，开采9号煤层时形成的最大导水裂隙带为59m，可沟通上部含水层和8号煤层采空区积水,产生水力联系。在井田浅部〔西部〕开采以上各煤层时，其最大导水裂隙带可达地表,沟通地表沟谷中雨季洪水。根据以上最大导水裂隙带情况，应采取针对措施，预防水害事故。4、含水层水对矿井的充水影响(1)煤系地层含水层井田内对煤层开采有影响的为煤系地层含水层主要有山西组、上下石盒子组的砂岩裂隙含水层和太原组灰岩岩溶裂隙水含水层。山西组4号煤层上部的中、粗粒砂岩裂隙含水层，是4号煤的直接充水含水层，含水层富水性弱，对煤层开采影响较小；太原组灰岩岩溶裂隙含水层富水性中等，对8、9号煤层开采有一定影响。总之，只要矿井正常抽排水，煤系地层含水层一般不会对煤矿平安生产造成危胁。(2)奥陶系含水层井田内奥灰岩溶裂隙水位标高为791.85m左右，4号煤层最低底板标高为750m，8号煤层最低底板标高为690m，9号煤层最低底板标高为680m，均低于奥灰水位，井田西北部各可采煤层均不同程度地为“带压开采〞。现利用突水系数公式计算各可采煤层底板最大突水系数如下：式中：Ts—底板突水系数〔MPa/m〕；P—隔水层承受的水压〔MPa〕；M—底板隔水层厚度35m；经计算:4号煤层最大突水系数Ts=(791.85-750+156.71)×0.0098/156.71=0.01242MPa/m；5、8、9号煤层最大突水系数小于受构造破坏地段突水系数临界值0.06MPa/m，因此，在带压区开采4、8、9号煤层时，发生奥灰水突水的危险性较小。6、井田水文地质类型井田4号煤层直接充水含水层为上覆砂岩裂隙含水层，由于补给条件差，富水性较弱，一般不会对煤矿生产造成影响。井田8、9号煤层直接充水含水层为太原组灰岩岩溶裂隙含水层，富水性中等，对8、9号煤层开采有一定影响。只要矿井正常抽排水，太原组灰岩水一般不会对煤矿平安生产造成危胁。在4、8、9号煤层奥灰水带压区开采时，煤层底板最大突水系数在0.01242～0.02667MPa/m之间，小于受构造破坏地段突水系数临界值0.06MPa/m，发生奥灰水突水的危险性较小。井田4、9号煤层采空区局部存在积水，综合分析，矿井水文地质类型属中等类型。7、水害防治措施(1)定期清理井下水仓和大巷水沟，做好防水排水工作。(2)矿井要配备探放水设备，对于有积水的可疑区域，一定要坚持“有疑必探，先探后掘〞的原那么，做好探放水工作。(3)加强地面监测工作，对开采造成的地表塌陷应及时用黄土封填，防止雨季洪水灌井，发生水害事故。(4)煤矿生产中密切注意井下涌水量、水质的变化，当发生较大变化时，分析是否为四邻采空区透水先兆。(5)工业广场附近要做好防洪工程。(6)加强水文地质工作，进一步查明井田内隐伏构造的分布及导水性，防止发生奥灰突水事故。(四)矿井涌水量预算原山西柳林富安南峪煤矿现开采4号煤层，其矿井正常涌水量为120m3/d，最大涌水量为160m3/d，年生产能力为30万t/a，其富水系数为0.1320～0.1760m3/t，采用富水系数比较法进行预算，兼并重组整合后生产能力到达120万t/a时，开采4号煤层时的矿井正常涌水量为480m3/d，最大涌水量为640m3/d。原山西柳林刘家山煤业现开采9号煤层，其矿井正常涌水量为90m3/d，最大涌水量为120m3/d，年生产能力为9万t/a，采用富水系数比较法预算矿井涌水量，其富水系数为0.3297～0.4396m3/t。8号与9号煤层为同一充水含水层，水文地质条件根本相似，开采8号煤层时，其涌水量预算可采用9号煤层的富水系数预算矿井扩大生产能力后的涌水量。据此，采用富水系数法进行预算，矿井田兼并重组整合后生产能力到达120万t/a时，开采8、9号煤层时的矿井正常涌水量为1200m3/d，最大涌水量为1600m3/d。(五)供水水源目前供水水源为2023年12月第山西省第三地质工程勘察院为本矿施工一供水井〔X=4162475.38，Y=19490150.37，H=889.85m〕，出水量960m3/d，能够满足矿井生产和生活需要。1.2.3瓦斯、煤尘、自燃等其他条件1.2.3.1瓦斯⑴原南峪矿据山西省煤炭工业局晋煤安发[2023]88号文批复，山西柳林富安南峪煤矿4号煤层2023年度瓦斯相对涌出量2.3m3/t，绝对涌出量0.31m3/min二氧化碳相对涌出量2.6m3/t，绝对涌出量0.35m3/min。为低瓦斯矿井。⑵原刘家山矿据吕梁市煤炭工业局吕煤安字[2023]540号文批复，山西柳林刘家山煤业9号煤层2023年矿井瓦斯相对涌出量为3.27m3/t，绝对涌出量为0.64m3/min；二氧化碳相对涌出量为3.99m3/t，绝对涌出量为0.78m3/min，为低瓦斯矿井。虽为低瓦斯矿井，但要注意瓦斯的局部聚集和反常现象，应采取严格的监测措施。1.2.3.2煤尘根据2023年9月06日由山西省煤炭工业局综合测试中心，对该矿4、8、9号煤层采集样品的测试结果，4号煤层火焰长度>400mm，抑制煤尘最低岩粉量75%，煤尘具有爆炸性。8号煤层火焰长度50mm，抑制煤尘最低岩粉量60%，煤尘具有爆炸性。9号煤层火焰长度300mm，抑制煤尘最低岩粉量65%，煤尘具有爆炸性。由上可知井田4、8、9号可采煤层煤尘均有爆炸性。该矿应做好综合防尘工作，防止发生煤尘爆炸事故。1.2.3.3煤层自燃倾向性根据2023年9月06日由山西省煤炭工业局综合测试中心，对该矿4、8、9号煤层采集样品的测试结果，4号煤层吸氧量0.44cm3/g，自燃等级为Ⅱ，倾向性质为自燃。8号煤层吸氧量0.56cm3/g，自燃等级为Ⅱ，倾向性质为自燃。9号煤层吸氧量0.44cm3/g，自燃等级为Ⅱ，倾向性质为自燃。建议在今后工作中应做好巷道及采空区密闭工作，保证平安生产。1.2.3.4地温℃，平均地温梯度为2.14℃/100m。该区地温地压均属正常区。1.2.3.5顶底板条件(1)顶底板管理方法原南峪煤矿开采4号煤层，采煤方法为长壁式高档普采，工作采用单体液压支柱和DFB2600/300π型钢梁支柱支护。顶板为泥岩的地方，有发生遇水膨胀冒落掉渣现象，泥岩底板的地方发生底鼓现象。而顶板为砂质泥岩、细砂岩地方较稳定。底板为砂质泥岩和细砂岩时，不发生底鼓。(2)顶底板工程地质特征①4号煤层煤层顶板大多为泥岩、砂质泥岩，局部为粉砂岩，厚度，平均2.74m。这类岩石水浸后易膨胀破碎而发生冒落掉渣事故，开采中必须加强支护管理。底板大多为泥岩或细砂岩。据力学试验资料，顶板泥岩抗压强度为24.0～28.0MPa，平均为26.4MPa，属中等冒落顶板。底板大都为砂质泥岩、泥岩，局部为粉砂岩，厚度，平均2.28m。抗压强度为16.0～18.0MPa，平均为17.2MPa。据该矿开采情况，顶底板较易管理，底板未出现底鼓现象。②8号煤层煤层顶板为灰岩，厚度2.20～10.00m，平均5.10m。据力学试验资料，石灰岩顶板抗压强度为160.0～180.0MPa，平均为172.0MPa。属难冒落的坚硬顶板。底板大多为泥岩、砂质泥岩，局部为泥质砂岩、炭质泥岩或细砂岩，厚度1.40～8.40m，平均4.20m。抗压强度为15.2～19.6MPa，平均为18.0Mpa。③9号煤层煤层顶板岩性为泥岩、砂质泥岩，局部为炭质泥岩或粉砂岩，厚度，平均3.94m。抗压强度为104.0～118.0MPa，平均为110.9MPa，属难冒落的坚硬顶板。底板大多为泥岩、砂质泥岩，局部为泥质砂岩、炭质泥岩或细砂岩，厚度，平均4.20m。抗压强度为10.0～11.2MPa，平均为10.4MPa，据该矿开采情况，顶底板较易管理，底板未出现底鼓现象。2施工方案2.1井筒施工方案安泰回风立井井口坐标为X=4162281.465,Y=19451000.000，井口标高为+920.000m，水文地质条件简单。根据我公司多年立井施工技术水平和经验，确定安泰回风立井井筒采用采用普通法施工。2.2凿井设备的选型与布置2.2.1设备选型和布置原那么⑴选用定型的先进设备；⑵综合配套合理，平安可靠；⑶给施工创水平留有充裕量。2.2.2安泰回风立井设备选型与布置方式根据设备选型和布置原那么，按照立井快速施工机械化作业线配备凿井设备。安泰回风立井井筒施工选用Ⅱ型标准井架；采用一套单钩提升系统，选用JK—2.5/20型提升机，配座钩式2m3吊桶；凿岩选用YTP-26型风锤，人工装岩。井筒工作面设置两台BQF-50/25型风泵排水；采用二层吊盘。表土及风化基岩段砌壁采用段高为3m的绳捆模板。井筒内布置一趟Φ700胶质风筒和一趟平安梯；风筒采用悬吊方式固定。井筒内布置压风、排水、供水管路各一趟，随井壁固定。回风立井设备布置方式详见附图2-1凿井平面布置图、附图2-2稳绞平面布置图以及附图2-3稳绞立面布置图。3施工工艺3.1临时锁口施工利用回风立井井筒上部长10.4m、净径5.5m、浇注厚500mm的C30砼作为临时锁口，临时锁口标高+919.4m。在临时锁口位置的井壁上口直接铺设封口盘,封口盘下与井壁间用红砖封堵，砌紧后用砂浆抹平封严。3.2表土及风化基岩段施工井架、天轮平台、翻矸台安装完毕，提升绞车、各类稳车具备运行条件后，即开始表土段的开挖。在开挖井筒的同时,将平安出口及风硐一同挖出，并与井筒一同稳模浇灌。该段施工采用挖掘机挖掘，潜水泵排水、块装模板砌壁，砌壁段高1.5m。平安出口及风硐拆模清理完后，用红砖封堵，砌紧后用砂浆抹平封严，禁止人员入内。井筒掘砌10.4m后安装锁口盘，井筒掘砌25m后安装吊盘。风化基岩段采用钻爆法施工，浅部主要以松动炮为主，炮眼深度不大于1.8m，辅以风镐掘进。短段掘砌，矸石采用人工装入吊桶，提升出井，砌壁采用1.5m段高的块装模板；硬度较大时，采用炮眼深度2～2.2m中孔钻爆法施工，根据围岩情况，可适当采用锚喷网临时支护〔采用φ20×1800mm树脂锚杆，锚杆间排距800mm×800mm，8#铁丝机织网4000mm×1000mm，喷射C20砼厚度为50mm〕井筒砌壁采用绳捆模板，下口设有斜面接茬刃脚，上口留有砼浇注口，一次浇注段高不大于1.5m。砼入模后，采用2～3台风动插入式高频震动棒振捣，确保井壁质量。砼的配合比施工前应现场取料，送当地有资质的实验部门进行实验并设计塌落度，施工时按实验室提供的砼配比下料，及时调整塌落度。3.3井筒壁座施工生根壁座及底座在井筒相应位置同时掘出，矸石清理完毕，经技术人员验收壁座尺寸满足设计要求后，开始绑扎壁座钢筋，绑扎按由外向里的顺序进行，钢筋绑扎完，经甲方验收合格后，由下向上与井壁共同浇注。砼强度C30。3.4基岩段施工3.4.1凿岩井筒基岩段凿岩采用YTP-26型风锤，φ42mm“一〞字型合金钢钻头。钻眼深度1.6～1.8m，爆破循环进尺1.5m。爆破材料选用SJ-YII-4高威力水胶炸药，采用直径φ35mm,长度300mm药卷，雷管选用2.4m长脚线毫秒延期电雷管，按照光面、光底、弱震、弱冲的要求进行光面爆破。基岩段爆破图表详见附图3-1炮眼布置图以及表3-1、表3-2和表3-3所示。表3-1回风立井筒基岩段爆破参数表炮眼名称圈径〔mm〕眼深〔mm〕倾角眼距(m)眼数〔个〕装药量雷管个数〔个〕起爆顺序连线方式Kg/眼小计(kg)掏槽眼140018009070071.27.26Ⅰ串并联一圈眼2840160090735121.01212Ⅱ二圈眼4400160090691200.61220Ⅲ周边眼5600160087451390.415.639Ⅳ合计7846.877药卷规格：ф35*300mm表3-2回风立井筒基岩段爆破原始条件序号名称单位数量序号名称单位数量1掘进断面㎡26.45工作面瓦斯情况低瓦斯2炮眼深度m1.66毫秒延期电雷管3炮眼数目个787SJ-YII-4高威力水胶炸药4岩石硬度f4～68总装药量Kg46.8表3-3回风立井筒基岩段爆破预期效果序号名称单位数量序号名称单位数量1炮眼利用率%93.75每米井筒雷管消耗量个/m522每循环实际进尺m1.56每米井筒炸药消耗量Kg/m31.23每循环炮眼长度m126.27每米3岩石雷管消耗量个/m31.944每循环爆破岩体实体积m339.68每米3岩石炸药消耗量Kg/m31.183.4.2装岩与排矸安泰回风立井由于井筒深度较小，故采用人工装矸，矸石装入2m3吊桶提升出井后，经翻矸台座钩式自动翻矸，由溜槽落入地面，集中用ZL-50B型装载机，装入4.5t自卸汽车运至指定的排矸场地。3.4.3锚喷支护安泰回风立井基岩段采用锚喷支护方式。锚喷施工工艺为：打眼放炮——出矸——打锚杆——喷浆成巷。采用φ20×2000mm的螺纹钢锚杆，锚杆杆体材料采用左旋无纵筋螺纹钢、等强树脂锚杆，每根锚杆使用K2370型树脂锚固剂一支，安装时K2370型树脂锚固剂搅拌时间不低于15s，锚固长度不小于700mm，锚固力不小于80KN；托盘采用厚10mm钢板，规格为150×150mm。正常情况下锚杆间排距800×800mm，当围岩破碎时，锚杆间排距为700×700mm；喷射混凝土厚度为150mm，强度等级为C25。喷浆料采用井壁悬吊管路输送。3.5井底连接处施工安泰回风立井井底连接处底板标高为+826.4m，单侧长度均为8m。在井筒掘进到连接处位置时，进行连接处掘砌施工。井底连接处采用钻爆法掘进，人工攉矸至井筒内，再装入2m3吊桶出矸；井筒荒壁采取锚网喷临时支护，待连接处掘进完毕后，绑轧钢筋，与井筒同时进行砼浇筑，溜灰管下料，壁厚500mm，砼强度C30。3.6凿井作业制度风化基岩段33.4m，采用混凝土浇灌，壁厚300mm，砼强度C30。凿井实行“四六〞混合滚班作业制度，每24小时一个循环，正规循环率93.7%，单进40米/月。基岩段长度为43.2m，采用锚喷支护，喷厚150mm，砼强度C25。凿井实行“四六〞作业制度，每24小时完成两个循环，正规循环率93.7%，单进80米/月。地面辅助工实行“三八〞制作业。回风立井〔风化〕基岩段施工循环作业图表详见表3-4及表3-5所示。3.7煤层瓦斯探放措施当井筒施工接近煤层时，应按照地测部门提供的立井工作面距煤层的准确位置，在距煤层10m位置开始打钻探放瓦斯。设置2个探孔排放瓦斯，并测定瓦斯压力P,查明煤层赋存情况及煤层突出危险性。探孔深度18m，距井筒中心1.5m对称布置。当工作面掘进遇到煤线或接近地质破碎带时，也必须经常检查瓦斯。瓦斯浓度＜1%时方可继续掘进。如果发现瓦斯大量增加或其它异状时，都必须立即撤人停掘，进行处理。探放前应编制具体的施工措施或作业规程。3.8井筒防治水措施根据矿井地质水文资料，安泰回风立井井筒〔风化〕基岩段施工将穿过石炭系上统太原组灰岩岩溶裂隙含水层及二叠系下统下石盒子组砂岩裂隙含水层。其中：石炭系上统太原组灰岩岩溶裂隙含水层，单位涌水量为0.2744～0.5764L/s.m，渗透系数为0.2401～0.2644m/d，水位标高855.12m，富水性随埋藏深度增加而减弱；二叠系下统下石盒子组砂岩裂隙含水层，单位涌水量为0.005～0.12L/s.m，渗透系数为0.003～0.51m/d，水位标高913.50m左右。所以井筒施工过程中必须坚有掘必探，先探后掘的探放水原那么，并积极做好井壁预注浆准备工作〔探放水措施另行编制〕。永久井壁采用壁后注浆堵水技术；砼浇注过程中采用导水管导水，防止淋水入模。4凿井主要辅助系统4.1提升系统4.1.1凿井井架安泰回风立井施工选用II型标准井架。4.1.2提升设备安泰回风立井施工选用JK—2.5/20型提升机，配2.0m3吊桶。凿井提升设备选型及有关技术参数如表4-1所示。表4-1凿井提升设备选型及技术参数序号设备名称型号备注1提升机Jk—2.5/202最大静张力KN903最大静张力差KN554电机转速(rpm/min)7205电机功率(kw)4876最大提升速度(m/s)4.77选用钢丝绳〔直径〕φ3118×7-31－1700不旋转8提升容器(m3)19天轮规格φ250010钢丝绳终端荷载(kg)512311钢丝绳破断力总和(kg)6085012钢丝绳平安系数114.1.3提升钢丝绳选择、校核⑴钢丝绳的最大悬垂高度H0=Hsh+Hj=93.6+17.35=110.95m,取114m式中：Hsh——井筒深度93.6mHj——井口水平至天轮平台高度,17.35m⑵提升物料荷重按2m3吊桶考虑Q=KmVTBrg+0.9〔1-1/ks〕VTBαsh=0.9×2×1600+0.9〔1-1/2〕×2×1000=3780kg式中：Km——吊桶装满系数0.9VTB——标准吊桶容积m3rg——岩石松散重量1600kg/m3ks——岩石松散系数2αsh——水容重1000kg/m3⑶提升容器自重〔按2m3吊桶、7t钩头考虑〕QZ=728+215+240+160.45=1343.45kg⑷提升钢丝绳终端荷载Q0=Q+Qz=5123.45kg⑸钢丝绳单位长度重量Ps〔kg/m〕Ps≥Q0/〔110δB/ma-HC〕=5123.45/〔110×177/7.5-114〕=3.19kg/m式中：δB——钢丝绳钢丝的抗拉极限强度177kg/fma——钢丝绳平安系数取7.5Hc——钢丝绳悬垂长度取114米⑹选择钢丝绳据PsB≥Ps,查钢丝绳选型表,选择钢丝绳型号为18×7-32-1770〔特〕PSb=3.38kg/m⑺以最大终端载荷验算提升钢丝绳平安系数m=Qd/〔Q0+H0PSB〕≥ma式中：Qd—钢丝绳破断拉力总和，Qd=81350kgfm=60850/〔5123.45+114×3.38〕=11>7.5考虑提升人员，按每次提升6人考虑校核平安系数m=60850/〔6×75+215+240+160.45+114×4.476〕=41>9经计算主提升绳选用18×7-31-1700〔特〕钢丝绳符合平安规程规定⑻提升机电机功率验算P0=〔Q0+Q+PSbH〕VmB/102η=〔5123+114×3.38〕×4.7/〔102×0.85〕=298kw<487kw〔提升机电机功率〕,满足使用。4.1.4过卷距离验算选用II型标准井架，翻矸台至天轮台高度为Hl=11.43m过卷距离为L=11.43-1.5-2.89-1.733-0.95-0.59=3.77m提升选用JK-2.5/20型提升机，Vmax=4.7m/s，过卷高度为6.21m，根据规程规定，吊桶提升，其过卷高度不得小于规定数值的1/2，所以经验算绞车过卷距离符合要求。其它悬吊钢丝绳经计算选型见表4-2钢丝绳选用一览表。表4-2钢丝绳选用一览表序号名称钢丝绳型号长度(m)备注1提升钢丝绳18×7-31-17001×2702吊盘绳18×7-31-15502×2703放炮电缆悬吊绳6×7-9.4-15501×2004平安梯绳18×7-20-17001×2705稳绳6×19-24.5-15502×2704.1.5提升能力计算使用2.0m3吊桶提升VmB——提升机最大提升速度4.7m/sα——速度系数0.5H——提升高度mθd——井下摘挂钩、卸载休止时间90s⑴提升循环时间T1=2［VmB/α+〔H-40〕/VmB］+54+θd=2［4.7/0.5+〔114-40/4.7］+54+90=195s⑵提升能力AT1=3600×0.9×VTB/KT1=31.34m3/h式中：VTB——标准吊桶容积2m3K——提升不均匀系数1.25经详细计算，安泰回风立井为31.34米3/时,能保证完成一个掘砌循环。计算结果见表4-3。类别吊桶容积(m3)提升速度(m/s)提升能力(m3/h)主提2.04.431.34表4-3安泰回风立井不同深度提升能力表4.2压风系统4.2.1用风量计算⑴凿井期间主要风动设备的用风量统计见表4-4。设备名称型号单台耗风量(m3/min)打眼砌壁使用台数耗风量使用台数耗风量凿岩机YTP-263618风动泵BQF-50/252.512.512.5振动器2.537.5喷浆机PZ-V22818合计20.518.0表4-4回风立井凿井期间用风量统计表⑵矿井总耗风量计算Q=αβγ∑nkq=1.1×1.1×1.1×〔1×18+1×2.5〕=27.2m3/min式中：α——管网漏风系数1.1β——风动机械磨损使耗风量增加的系数1.1γ——高原修正系数1.1n——同型号风动机具使用数量k——同型号风动机具同时使用系数1.0q——风开工具耗风量根据计算，矿井最大耗风量为27.2m3/min，应选用SA-120A型空压机2台。4.2.2压风管路选择d=20√Q=102mm式中：Q——管道计算压风流量，27.2m3/min根据最大用风量，选用φ108×4.5mm无缝钢管可以满足系统要求。4.3排水系统为确保井筒施工平安，回风立井设计在井筒内设置一台BQF-50/25型风泵将水排至吊桶内，经吊桶将水排至地面指定地点。4.4通风系统安泰回风立井采用压入式通风，风机选用FBD-NO6.3型对旋局部通风机〔电机功率为2×15KW〕，配一趟φ700mm可伸缩胶质风筒，风筒用钢丝绳固定悬吊在封口盘钢梁上。风机设置在距井口30m处。为降低风机噪音对周围的影响，风机将安装消音装置。4.4.1掘进工作面需风量计算①按瓦斯涌出量计算掘进工作面需风量Q掘瓦＝100×ｑ掘瓦×k掘瓦式中：Q掘瓦——掘进工作面稀释瓦斯所需风量，m3/min;100——瓦斯浓度为1.0%时的倒数；q掘瓦——掘进工作面瓦斯绝对涌出量，根据提供的资料q掘瓦=0.31m3/min;k掘瓦——掘进工作面因瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，取k掘瓦＝2.0。故Q掘瓦＝100×0.31×2.0＝62m3/min②按人数计算掘进工作面需风量Q掘人＝4×N掘式中：Q掘人——掘进面人员呼吸所需风量，m3/min；4——每人每分钟供给的最低风量标准，m3/〔min·人〕；N掘——掘进工作面同时工作的最多人数，浇筑班与清底班交接班时最多，为44人。故Q掘瓦＝4×44＝176m3/min③按掘进工作面一次爆破最大炸药消耗量计算需风量Q掘药＝7.8×〔kAS2L2/Pq2〕1/3/tm3/min式中：t——通风时间，一般取30min;k——淋水系数，取k=1.0；A——一次爆破最大炸药消耗量，A=46.8kg；S——掘进巷道净断面，S=23.75m2；L——掘进巷道通风长度，L=93+30=123m；Pq——局扇吸入风量和工作面风量之比，取Pq=1.2；故Qbp＝7.8×〔1.0×46.8×23.752×1232/1.22〕1/3/30＝170m3/min④确定掘进工作面迎头需风量Q掘迎＝Max｛Q掘瓦,Q掘人，Q掘药｝式中：Q掘迎——掘进工作面迎头需风量，m3/min；Max——求最大值符号，即从括号内各项中，选取一个最大值。故Q掘迎＝176m3/min⑤按风速进行验算根据《煤矿平安规程》规定，煤巷掘进工作面风量应满足：15×S掘≤Q掘迎≤240×S掘式中：S掘——掘进工作面巷道过风断面，S掘＝23.75m2；其他符号意义同上。因15×23.75＝356m3/min故有Q掘迎=176m3/min＜356m3/min，故取Q掘迎＝356m3/min⑥局部通风机工作风量计算局部通风机工作风量应根据掘进工作面迎头需风量和风筒漏风率而定，即：Q局＝P×Q掘迎式中：Q局——局部通风机需要的供风量，m3/min；Q掘迎——掘进工作面迎头需风量，m3/min；P——风机供风量与风筒出口风量之比，取P=1.2。故Q局＝P×Q掘迎＝1.2×356＝427m3/min4.4.2局部通风机工作风压计算根据掘进工作面设计长度、局部通风机需要的工作风量、掘进工作面需要风量、风筒风阻，计算掘进工作面局部通风机工作风压值：h局=Rp﹒Q扇﹒Q掘〔Pa〕式中：h局——局部通风机全风压，Pa；Rp——风筒的总风阻，N.S2/m8；Rp＝6.5α+〔n﹒ζj0+∑ζbe＋ζon〕式中：α——风筒摩擦阻力系数，α2/m4；L——风筒长度，L=123m；d——风筒直径，d=0.7m；ρ——空气密度，ρ=1.29kg/m3；s——风筒断面积，s=0.385m2；n——风筒接头个数；n=12ζj0——风筒接头局部阻力系数,ζj0=0.1；ζbe——风筒拐弯局部阻力系数,ζbe=1.25；ζon——风筒出口局部阻力系数，无因次，ζon＝1；ζon——风筒入口局部阻力系数，无因次，ζin＝0.1。故Rp＝6.5×0.00245×123/0.75+〔10×0.1+1.25＋1〕×1.29/(2×0.3852)＝25.8N.S2/m8故h局＝Rp﹒Q扇﹒Q掘＝25.8×427×356/3600＝1089Pa4.4.3局部通风机选型根据以上对局部通风机需供风量、风机风压、工作风阻进行的计算，选择FBD-NO6.3型对旋局部通风机，电机功率为2×15KW，局扇风量为560～310m3/min，风压为580～6000Pa，配合φ700mm胶质风筒，符合以上计算结果，满足施工需要。4.4.4局扇安装方式及管理要求局扇使用专用托架安装在地面新鲜风流中，距离回风口30米，距地面不得低300mm，并安设有防淋水保护设施；配一趟φ700mm可伸缩胶质风筒，风筒用钢丝绳固定悬吊在封口盘钢梁上。局部通风机的设备要齐全，吸风口有风罩和整流器，高压部位有衬垫，在局部通风机吸风口前不准放置或悬挂物品。附图4-1回风立井井施工通风系统图。4.5供电系统山西宏盛安泰煤业位于柳林县王家沟乡境内。工业场地附近现有刘家山110kV变电站1座、正建管庄垣110kV变电站1座。刘家山110kV变电站位于本矿东南约4km处，一回路电源引自金罗220kV变电站，导线型号LGJ-185mm2，线路长度15km；另一回路电源引自临县220kV变电站，导线型号LGJ-185mm2，线路长度20km；站内设三绕组变压器2台，其容量均为40MVA，变压器负荷率为70%左右。有35kV出线间隔。电压等级：110kV/35kV/10kV。本矿现有一回35kV电源线路引自该变电站。回风立井电源一路引自刘家山110kV变电站35kV母线段，另一路引自管庄垣110KV站35KV母线段，供电距离分别为4km和1.5km。回风立井施工期间供电系统图如附图4-1所示。回风立井施工用电负荷统计如表4-5所示。表4-5施工用电负荷统计表序号设备名称台数设备容量需用系数COSΦtgΦ计算容量安装使用安装工作有功功率(KN)无功功率(kvar)视在功率(kva)1提升机114784780.70.850.753332504162稳车群551301300.40.80.75124931553压风机212401200.750.750.8890791204局扇2160300.70.750.882119285开门绞车22660.40.51.73245总计1210914764570445724建井期间最大同时利用系数取0.9Pmax=k∑y∑Pmax=570×0.85=484.5(kw)Qmax=k∑w∑Qmax=445×0.85=378.25(kvav)Smax=(P2max+Q2max)1/2=(9732+7722)1/2=615(KVA)4.6信号、通信、照明4.6.1信号井口至提升机房、吊盘、倒矸台及两个稳车群之间均设置各自独立的声光信号系统。4.6.2通信在井口附近设置交换机，井筒吊盘上设置抗噪声防爆机，通过井口交换台与地面及井下各重要场所进行通信联系，以满足生产调度指挥之用。4.6.3照明井口和稳车群照明设备为自镇式水银灯，井筒内在吊盘下吊设新型DKS250/127型竖井矿用投光灯。4.7砼搅拌系统在井口附近设置一个不小于400m2砂、石料场，场内设有石子冲洗装置。设立砼搅拌站，一台Js—350型搅拌机。砂石用铲车直接装入搅拌机上料斗，同时按比例参加水泥，通过该上料斗送入搅拌机搅拌，搅拌后经混凝土输送泵送至井下工作地点。4.8供水系统井筒施工用水由地面静压水池直接供给，井筒内悬吊一趟φ57×3.5mm供水管。4.9设备、器材配备回风立井施工期间主要设备和器具配备如表4-6所示。表4-6施工设备和器具供给方案序号设备名称能力数量规格型号备注一提升机悬吊设备1凿井井架1座Ⅱ型钢管井架2提升机1台JK-2.5/203吊盘凿井绞车10t2台JZ2-10/6004稳绳凿井绞车10t2台JZ2-10/6005平安梯凿井绞车5t1台JZA2—5/6006吊桶2m32只座钩式7钩头7吨1个8提升天轮1个φ25009悬吊天轮10个单槽φ600二凿岩设备1凿岩机10台ZYP-26备用4台三装矸、排矸设备1井盖门绞车2台慢速自制四砼搅拌系统1搅拌机1台JS-350五压风设备1压风机2台SA-120A六通风设备1局扇2×15KW2台FBD-NO6.32风筒150mφ700七排水设备1风动泵2台BQF-50/25八供电设备1高压开关柜2块BGP49-102低压开关柜1块GGD1-053变压器1台KBSGZY-315/104变压器1台KBSGZY-500/104真空馈电开关2台KBZ-4005真空馈电开关2台KBZ-4006磁力启动器3台QBZ-80N7风机切换开关2台QBZ-2×80F8照明综保1台ZBX-4.0Z九其它设备1经纬仪1台J22水准仪1台S33客货车1.5t1辆4电焊机2台BX-5005锅炉1.5t1台CSL-1.56探水钻机1台ZLJ-3507注浆机1台MJY-3.0/5.08装载机1台ZL—50B9翻斗汽车4.5t1台斯太尔5大临工程及施工平面布置5.1施工总平面布置施工平面布置原那么：尽量不占用或避开永久设施位置。符合标准规程的要求。满足生产和生活的需要。生产和生活设施分别相对集中布置，防止人物的交叉影响。便于施工管理，给施工提供有利条件。有利于污水集中处理排放、环境保护、消防管理。回风立井施工期间工广平面布置图详见附图5-1。5.2大临工程为满足生产和生活需要，需新建生产用房335m2，生活用房720m2，砂石料场400m2，浇筑设备根底457m3，场内排水沟150m〔断面为500×600mm〕。回风立井施工期间大临工程工程量和技术特征如表5-1所示。表5-1大临工程明细表序号工程名称单位数量结构类型备注一生产用房1绞车房m２220轻钢结构2变电所m２150彩板甲方提供3水泥库m２60彩板4材料库m２彩板甲方提供5井口工具房、修理间m２45彩板7信号房m２10波形板房8火药、雷管库m２甲方提供二设备根底1井架根底m342砼2绞车根底m3160砼3稳车群根底m3230砼4压风机根底mm325砼三料场、给排水设施1砂、石料场m2400砼2高位水箱座1钢结构8m33场内排水沟m150砖砌500×600mm四生活效劳设施1浴室、锅炉房m260彩板2更衣室m260彩板3办公室m2180彩板与主副井共用4食堂m2105甲方提供5职工宿舍m2420彩板与主副井共用6厕所m230彩板甲方提供6劳动组织和工期安排6.1管理形式和劳动力配备安泰回风立井在工程施工管理形式上采用工程法管理，根据作业方式、工期要求按各专业工种配备劳动力。回风立井〔风化〕基岩段施工劳动力需求方案如表6-1所示。表6-1井筒基岩段劳动力配备表序号工种名称打眼出矸砌壁(喷浆)清底圆班一井下直接工541打眼工662放炮工443砌壁工〔喷浆工〕884出矸清底工16165井下信号工86井下把钩工2247机电修理48班长11114二辅助工小计371井口信号工2×362井口把钩工1×333翻矸工1×334混凝土搅拌工45绞车司机2×366大班机电修47装载机司机28汽车司机39通风瓦检工310压风机司机3三管服人员10合计1016.2技术管理力量配备为了加强工程部生产管理，技术管理和质量管理为确保施工工期、施工质量以及施工平安，工程部配备较强的管理力量及技术力量，任命我公司肖西远同志为工程经理，并按各专业配足技术人员。表6-2施工管理人员及主要技术力量配备表序号专业职务姓名学历职称负责过的主要工程1工程经理肖西远本科高工2技术负责人吴庆龙大专工程师3工程主管赵虎平中专助工4安检站长仇跃玉中专助工5供给主管原燕舞大专助理经济师6计财主管秦春徽大专助理经济师7掘进队长贾志交中专助工6.3工期排队根据施工条件、施工工艺、施工装备能力、劳动组织及我处施工经验和施工队伍素质等综合因素确定:施工准备完成后，自明槽开挖起，表土段施工工期40天；风化基岩段施工工期24天；基岩段施工工期16天；底座施工工期8天；总工期88天。6.4工期保证措施6.4.1技术措施认真编制施工组织设计和作业规程，坚决不移推行“立井混合作业工法〞作业方式，以提高施工进度，为高产稳产创造条件，确保施工如期完成。按工程施工方案网络图所示，认真搞好井下施工组织，最大限度减少辅助影响时间，地面平安出口、风硐与壁座及井底连接处掘砌、下放钢筋及钢筋绑扎、稳摸找线各工序要最大限度组织平行交叉作业。认真做好施工准备期工作，确保各项工作的如期完成，搞好各项材料准备，一旦具备开工条件就能立即组织井筒的快速掘进。6.4.2组织措施健全工程部组织，选派一名既懂工程管理又懂技术管理的负责人领导工程部，选派技术力量强、工作素质好、作风过硬的施工队伍，组成一个能打硬仗能吃苦耐劳的战斗集体。见机构设置图。加强管理统一思想，提高认识，形成步调一致的能顽强拼搏的工程管理机构。健全管理制度，认真贯彻执行我处以往的施工平安、方案、物资、技术等各项规章制度，使各项工作有章可循，使管理工作制度化、科学化。加强调度工作，统一指挥生产。开展多种形式的劳动竞赛，充分调动职工的积极性和主动性。6.4.3经济措施继续深入落实承包制，进一步完善工资奖金的鼓励机制，多劳多得，把工作内容、数量、质量具体落实到班组到个人，把完成工作的好坏与个人工资挂钩，保证工程的持续快速进行。7质量管理7.1质量管理目标单位工程质量评定为合格。其中：分项工程质量检验评定合格率大于80%；其余分项工程不影响使用。分部工程质量检验评定合格率大于70%。7.2质量管理机构质量管理组织机构见图7-1。工程经理工程经理平安生产副经理技术负责人平安生产副经理技术负责人总支书记调度室安监站工程调度室安监站工程科质保部掘进队计财科供应科机电科图7-1质量管理组织机构图7.3质量管理程序7.3.1概述制定切实的质量保证体系程序，按《煤矿井巷工程质量检验评定标准》〔MT5009-94〕和《矿山井巷工程施工及验收标准》〔GBJ213-90〕的质量标准和要求施工，确保实现质量目标。⑴明确质量目标，实行目标管理在施工中，根据总体目标要求和各类标准对保证工程、根本工程及允许偏差工程的规定，明确各单位工程和分局部项工程的质量目标，制定切实可行的保证措施，认真贯彻执行。⑵建立质量管理系统，明确职责分工建立行政、技术和经济管理相结合的质量管理系统，明确各类工作人员的职责，以保证质量目标的实现。质量管理系统见表7-1；井筒工程质量管理体系见表7-2。⑶采用先进技术、保证工程质量井筒掘砌采用专业工种，固定工序，减少辅助及循环时间。采用中孔、光面、弱震、弱冲、抗杂毫秒电雷管爆破等先进的施工技术。⑷开展质量教育，提高员工素质广泛开展质量普及教育和职工专业技术教育活动。选派领导干部和工程技术人员参加各种培训学习班等，接受质量管理教育。组织员工学习规程、标准、质量标准等。把各项工程的施工技术平安措施和对质量的要求，保证措施作为重点进行编制和组织职工贯彻学习。⑸施工前的质量预控制认真学习图纸，领会设计意图，进行技术交底，明确质量标准。②做好施工组织设计和平安技术措施的编制与贯彻工作。③原材料进场后，立即取样送有关检验机构检验，检验结果报公司和矿方存档，严禁使用不合格的原材料，严把质量关，以保证工程施工质量。④对将要施工的工程的关键部位、关键工序，分析作业条件，预计可能出现的问题，进行预防性控制。⑹施工中的质量控制①对每道工序的施工质量均进行跟班检查，并做好原始记录。上道工序完成经检验合格后才允许进行下道工序的施工。表7-1质量管理系统实行各级领导质量负责制，下级保上级，一级保一级加强职工的技术培训，提高技术素质和操作水平建立以岗位责任制为核心的规章制度，把各个工序的质量标准落实到个人，切实把好质量关。行政行政管理对工程质量实行定岗、定责和挂牌制度加强正常的质量监督、坚持班组自检，区队日检、工程工程领导的旬检、月检及抽查制度围绕提高工程质量开展创优劳动竞赛工程质工程质量达标工程质量管理系统技术管理严格一工程一措施，并做好施工前的技术交底技术管理坚持按照三大规程组织施工，做好监督检查工作采用新技术、新工艺、依靠科技进步促进工程质量的提高坚持材料的检验工作，不合格的材料不准进场坚持正规循环作业，严格按工序把住质量关针对提高质量开展QC活动，实行全过程的控制技术工作要为现场施工有预见的提出问题，及时采取措施经济管理实行经济承包，把搞好工程质量作为承包内容经济管理对优质工程实行优价政策对出现的质量问题及时分析、追查、处理杜绝事故的发生表7-2井筒工程质量管理体系用光面爆破技术施工，保证巷道成型规整经常检查巷道中、腰线砼砌碹工程立模准确、稳固锚杆种类、规格、质量符合要求锚杆眼位、方向、深度符合设计要求去除眼内岩粉，按说明书要求进行安装垫板紧贴岩面，螺帽拧紧喷射砼配比准确，严格控制水灰比采用标桩法控制喷层厚度和巷道成型喷射砼回弹控制在要求范围以内喷射前清洗岩面，清理浮矸，喷射后注意养护水泥、砂、石严格采用配重计量定期检查计量装置，保证其准确性专人负责搅拌、计量和参加添加剂搞好材料验收，定期做好砼配比试验采用砼输送泵送料时要专人负责接茬密实、平整，模板光滑采取截、导、堵等措施，有效处理淋水②开展群众性的全面质量管理活动。工程部成立QC小组，解决各班组、各工序、各工种的质量问题，保证工程施工质量，并完成一项以上QC成果。③严格执行检查验收制度。对于将被下道工序掩盖的隐蔽工程，在隐蔽之前通知矿方进行检查验收，并办理签证手续。每旬进行一次自查。每月进行一次月终验收，并对照验收标准进行质量评定。⑺及时进行质量分析总结，对成功经验及时推广，对施工中出现的质量问题分析原因，研究解决的方法，提出整改意见整改到位。⑻严格奖惩制度，明确奖罚标准。将质量标准的要求按工序分解，制定相应的奖罚措施。在施工中，严格按规定进行奖罚及时兑现，促进施工质量的提高。⑼积极配合建设单位、监理单位进行施工质量的监督检查，定期请质量监督部门和设计部门到现场抽查、复查和指导。以外部环境促进质量管理的提高。7.3.2质量管理职责1)工程部经理工程经理是实施本工程的最终负责人，对本工程符合设计、验收标准、要求标准和到达优质工程负全面责任。在公司质保分中心的指导下开展质量管理工作。负责对本工程施工生产中出现的质量问题的分析和制定相应处理实施方案，努力提高井筒施工生产质量保证能力。定期召开工程经理部的质量管理工作会议，写出分析报告并上报公司总工程师和质保分中心。负责协调工程部与各质量有关部门之间关系以及工程部与业主的关系。2)工程部生产副经理贯彻执行公司下达的施工作业方案，对本工程施工进度负责，在工程部内部有权调配人力、物力，保证按图纸和标准施工，负责审核结果、整改措施和质量纠正措施的实施。负责召开生产调度会，抓好施工过程控制，使生产在受控状态下进行。负责严格按本项工程的施工组织设计和施工技术平安措施施工，确保施工组织设计和施工措施中质量目标的实现。定期组织工程部进行内部平安检查和质量验收，施工质量到达要求。3)工程部技术负责人受工程经理的委托，负责本工程质量方案和质量体系文件的实施，负责日常质量管理工作，定期进行工程质量旬检、月检，领导和主持制定预防、纠正措施。收集质量信息，掌握质量动态。参加分析质量隐患和具体负责编制各单位工程或特殊地层技术平安措施。对本工程的施工准备、施工及交付全过程质量活动的控制、领导、监督、改良负责。对进场材料、机械设备的合格性负责，有权对进场的不合格材料退货，禁止其进入使用场所，等待处理决定。对设计和合同有特殊要求的工程和部位负责组织有关人员按规定实施，并进行相互联系，解决相互间接口问题。对本工程施工图纸、技术资料、工程质量文件控制和管理负责。负责依据本工程的施工组织设计，编制本工程《施工技术平安措施》。4)工程部专职质量检验员接受工程部经理直接领导，专职负责质量检验。深入班组，严格按施工图和标准、施工组织设计和技术平安措施检验分局部项工程，做出合格、不合格结论，签发《不合格分项工程停工通知单》和《不合格工程评审记录》。参加工程部内部旬检、月检、质量分析会、月终验收、隐蔽工程验收，参加单位工程、分局部项工程质量评定。有权参加经济核算分析会，在经济分配上具质量一票否决权。有权越级反映质量问题。5)工程技术科质量管理职责在工程部技术负责人的领导下，负责编制单位工程施工组织设计和质保措施；组织对设计图纸、加工图纸以及业主提供的技术资料会审，并向施工队作技术交底；负责编制施工现场调查报告、工程开工报告，对特殊施工方案组织研究和论证，并制定施工程序；参与物资和设备采购工作，以及对物资供方的调查和验收，负责对采购物资的送检及检验的抽样工作；参与工程的中间及竣工验收，负责对中间及竣工资料的收集和整理工作；负责现场施工变更管理，负责编制设计修改、材料代用等技术变更文件并监督其实施情况；负责对施工中隐蔽工程、措施工程的实施工作。6)方案科质量管理职责负责编制工程部的年、季、月度施工方案；负责对施工工程方案预、决算的管理；负责对施工合同的管理和评审工作；负责上报工程工程预算的执行情况和方案统计报表。7)供给科质量管理职责负责编制物资采购方案、采购文件和采购合同；负责对所采购物资的交货进度进行控