清挖采区水仓施工方案

清挖采区水仓施工方案一、工程概况1.1工程背景采区水仓是煤矿井下排水系统的关键设施，主要用于储存和调节井下涌水，保障排水设备正常运行。随着矿井开采深度增加，水仓内壁逐渐出现煤泥、淤泥及杂物沉积，导致有效容积减小、排水效率降低，存在溃仓及设备损坏风险。为确保矿井安全生产，需对采区水仓进行全面清挖施工。1.2工程范围本次清挖范围包括主水仓（长80m×宽5m×深4m）、副水仓（长60m×宽4m×深3.5m）及连接通道（长20m×宽3m×深3m），总清挖量约2100m³。清挖内容涵盖淤泥、煤泥、碎石及漂浮杂物，同步对水仓内壁进行冲洗、裂缝修补及防腐处理。1.3地质与水文条件地质条件：水仓位于煤层底板岩层中，岩性以砂岩为主，局部含泥岩夹层，稳定性较好；仓壁存在少量裂隙，局部有渗水现象。水文条件：正常涌水量为50m³/h，最大涌水量80m³/h；积水深度2.5m，水温18-22℃，pH值7.2-7.8，无腐蚀性。二、施工准备2.1技术准备图纸会审：组织技术人员审核水仓设计图纸、地质柱状图及周边巷道布置图，明确清挖边界、支护形式及排水系统接口位置。方案编制：制定清挖施工流程、支护方案及应急预案，经矿总工程师审批后组织施工人员技术交底，确保全员掌握施工要点。测量放线：使用全站仪测定水仓轴线、清挖深度及范围控制线，每隔10m设置高程控制点，并用红漆标注于仓壁。2.2设备与材料准备类别名称及规格数量用途排水设备潜水泵（7.5kW，流量100m³/h）4台抽排积水及清挖时涌水排水管（DN150，耐压1.6MPa）300m连接水泵与主排水系统清挖设备扒渣机（ZWY-80/45L）1台淤泥及煤泥装载铲车（ZL10小型防爆型）1台辅助清挖及物料转运高压冲洗泵（压力15MPa）1台仓壁冲洗支护材料锚杆（Φ20×2200mm螺纹钢）300根仓壁局部加固喷射混凝土（C20，配比1:2:3）50m³仓壁修复及防腐安全设备轴流风机（2×11kW）2台通风换气瓦斯检测仪（CJY4/25型）3台有害气体监测2.3现场准备排水系统布置：在水仓入口处设置临时集水坑（长3m×宽2m×深1.5m），安装2台主排水泵（一用一备），通过Φ150排水管接入矿井主排水系统；仓内每隔20m设置移动式潜水泵，抽排局部积水。通风系统优化：采用压入式通风，在水仓入口50m处安装轴流风机，风筒（Φ800mm）延伸至仓内作业面，确保风量≥150m³/min，风速≥0.25m/s。运输通道清理：清理水仓至井底车场的运输巷道，确保宽度≥3m、高度≥2.2m，设置防滑坡道及照明系统（间距5m安装LED防爆灯，照度≥50lux）。三、施工步骤3.1排水与降尘3.1.1积水抽排初期排水：启动集水坑主排水泵，抽排水仓内积水，水位降至0.5m时改用仓内移动式潜水泵，分区域抽排残留积水，确保作业面无积水。涌水控制：在清挖过程中，安排专人监测涌水量，当涌水量超过60m³/h时，启动备用泵增强排水能力，防止水位回升影响作业。3.1.2降尘措施采用高压喷雾降尘系统，在水仓入口及作业面设置喷雾装置，雾滴直径5-10μm，覆盖率100%；清挖作业人员佩戴防尘口罩（KN95级），每2小时更换一次，作业面粉尘浓度控制在2mg/m³以下。3.2清挖施工3.2.1分区清挖流程采用“由内向外、分层分段”的清挖方式，将水仓划分为3个作业段（主水仓前段、中段、后段+副水仓），每个作业段按“上层淤泥→中层煤泥→底层碎石”顺序清挖，具体流程如下：上层淤泥清理：使用高压水枪冲洗仓壁及底部淤泥，使其形成泥浆，通过扒渣机装入矿车，运至地面沉淀池处理。中层煤泥清挖：采用铲车配合人工清理较厚煤泥（厚度0.5-1m），煤泥含水率较高时掺入生石灰（掺量5%）固化，防止运输过程中洒漏。底层碎石处理：对粒径＞300mm的碎石采用风镐破碎，人工装车运出；局部岩块突出部位进行爆破处理（使用煤矿许用乳化炸药，单段药量≤1kg，采用毫秒延期雷管起爆）。3.2.2运输与堆放清挖物料通过矿车经轨道运输至井底车场，再由提升机运至地面；地面设置专用堆放区（硬化处理，面积500m²），淤泥与煤泥分类堆放，煤泥晾干后回收利用，淤泥运至指定弃渣场填埋。3.3仓壁修复与防腐3.3.1冲洗与检查清挖完成后，使用高压冲洗泵（压力15MPa）对仓壁进行全方位冲洗，去除残留泥垢；采用超声波探伤仪检测仓壁裂缝深度及分布，标记需修复区域。3.3.2裂缝处理浅裂缝（深度＜50mm）：采用环氧树脂浆液（配比环氧树脂:固化剂=3:1）灌注，表面粘贴玻璃纤维布（宽200mm）加固；深裂缝（深度≥50mm）：沿裂缝走向开凿“V”型槽（宽100mm×深80mm），植入Φ16螺纹钢锚杆（间距300mm），灌注水泥-水玻璃浆液（水灰比1:1.2，水玻璃掺量8%），最后用速凝混凝土回填抹平。3.3.3防腐处理对仓壁表面进行喷砂除锈（Sa2.5级），露出金属光泽后喷涂聚脲防水层（干膜厚度≥2mm）；底板铺设HDPE土工膜（厚度1.5mm），接缝采用热熔焊接，焊接宽度100mm，确保无渗漏。3.4验收与移交清挖验收：测量水仓实际尺寸，确保有效容积偏差≤±5%，底部平整度≤100mm/2m；功能测试：进行满水试验（持续24小时），渗水量≤0.2L/(m²·d)，排水系统运行正常；资料移交：整理施工记录、隐蔽工程验收单、材料合格证等资料，经监理单位签字确认后移交矿方。四、安全措施4.1顶板与支护安全顶板监测：采用“敲帮问顶”制度，每班开工前由班组长检查仓顶及仓壁围岩稳定性，发现松动岩块立即清除；临时支护：清挖深度超过2m时，采用Φ20×2200mm锚杆+金属网（网格100×100mm）支护，锚杆间距800mm×800mm，锚固力≥80kN。4.2瓦斯与通风安全气体监测：安排专职瓦检员每小时检测作业面瓦斯浓度，当浓度≥0.5%时立即停止作业，启动风机加强通风，待浓度降至0.3%以下方可复工；通风管理：风筒末端距作业面距离≤5m，严禁出现风筒脱节、漏风现象，确保作业面氧气浓度≥20%。4.3电气安全所有施工设备采用防爆型，电缆悬挂高度≥1.8m，接头处使用防爆接线盒；设置漏电保护装置（动作电流≤30mA，动作时间≤0.1s），每班开工前由电工检测设备绝缘电阻，确保≥1MΩ。4.4人员安全防护作业人员必须佩戴安全帽、反光工作服、防水胶鞋及自救器，下井前进行酒精检测及安全知识考核；井下设置应急避难硐室（配备氧气瓶、急救箱及通讯设备），每班作业人员不得超过15人，实行“三八”制轮岗，每班工作时间≤8小时。五、质量控制5.1清挖质量控制尺寸偏差：水仓轴线偏差≤100mm，断面尺寸偏差±50mm，清挖深度允许偏差+0/-100mm；基底处理：底部淤泥清除干净，露出岩层基底，局部低洼处采用C15混凝土找平，平整度≤50mm/2m。5.2支护与防腐质量控制锚杆支护：锚固力抽检合格率≥90%，不合格锚杆应重新补打；金属网搭接长度≥100mm，绑扎点间距≤200mm；防水层施工：聚脲涂层连续无针孔，附着力≥5MPa；土工膜焊接接缝进行气压检测（压力0.2MPa，保压30min无下降）。5.3排水系统调试启动排水泵进行联合试运行，连续运行4小时，监测流量、扬程及电机温度，确保满足设计要求；模拟最大涌水工况（80m³/h），验证水泵联动切换功能，切换时间≤10s，无断流现象。六、应急预案6.1突水事故应急处置征兆识别：作业面出现涌水量突增、水质浑浊、水温骤降等现象时，立即发出预警信号；应急响应：现场人员立即停止作业，沿安全通道撤离至地面；启动全部排水泵，关闭水仓入口闸门，防止涌水蔓延；技术部门分析突水原因，制定堵水方案（如采用速凝混凝土筑墙或注浆封堵）。6.2瓦斯超限应急处置监测预警：瓦斯浓度≥0.5%时，瓦斯检测仪自动报警，现场人员立即撤离至进风巷；处置措施：切断作业面电源，开启备用风机加强通风；瓦检员佩戴氧气呼吸器进入现场检测，确定超限范围及原因；采用局部通风机导风或设置挡风墙，将瓦斯浓度降至安全值以下。6.3人员伤亡应急处置创伤急救：发生人员摔伤、砸伤时，立即停止作业，对伤口进行止血、包扎，骨折部位采用夹板固定；运输救援：使用担架将伤员转运至井底车场，由急救车送往医院救治，同时报告矿调度室及安全监察部门。七、施工组织与进度计划7.1施工队伍配置管理人员：项目经理1人、技术负责人1人、安全监督员2人、质检员1人；作业人员：清挖工15人、支护工8人、电工2人、司机5人、普工10人，共41人。7.2进度计划施工阶段工期（天）主要工作内容施工准备5设备安装、排水系统布置、测量放线积水抽排3主水仓、副水仓及通道积水抽排清挖施工15分区分层清挖淤泥、煤泥及碎石仓壁修复与防腐10冲洗、裂缝处理、防水层施工验收与移交2尺寸检测、功能测试、资料整理总工期：35天（含2天备用工期）八、环保与文明施工8.1环境保护废水处理：清挖废水经地面沉淀池（三级沉淀，总容积500m³）处理后，回用至井下防尘或地面绿化，不外排；固废处置：煤泥晾干后作为燃料回收，淤泥运至指定弃渣场压实填埋，防止扬尘及土壤污染。8.2文明