竖井矿山施工方案

竖井矿山施工方案一、工程概况1.1工程基本参数本工程为矿山主提升竖井施工，设计井筒净直径6.5m，井深480m，井口设计标高+235.5m，井底标高-244.5m。井筒穿越地层自上而下依次为第四系松散覆盖层（厚12m）、强风化砂岩段（厚35m）、中风化砂岩段（厚85m）、稳定石灰岩段（厚348m）。设计采用"喷射混凝土+锚杆+钢格栅"复合支护体系，其中表土段及强风化段采用C25钢筋混凝土永久井壁（厚500mm），基岩段采用C20喷射混凝土支护（厚200mm）+φ22中空注浆锚杆（间排距800×800mm）+I18型钢格栅（间距1.0m）。1.2地质水文条件根据地质勘察报告，表土段为粉质黏土与砂卵石互层，地下水位埋深6.8m，渗透系数12m/d；强风化段岩体完整性指数Kv=0.35，岩石单轴抗压强度15-20MPa；中风化段节理裂隙发育，存在3组主要结构面，可能形成不稳定块体；石灰岩段岩体完整（Kv=0.85），局部存在溶蚀孔洞，最大涌水量预计35m³/h。井筒需穿越2条断层破碎带（F1、F2），其中F1断层倾角75°，宽度3-5m，可能出现突水突泥风险。1.3施工总体目标工期目标：总施工工期18个月，其中表土段施工2个月，基岩段平均月进尺28m质量目标：分项工程合格率100%，优良率≥90%，井筒全深垂直度偏差≤150mm安全目标：实现"零死亡、零重伤"，轻伤频率控制在3‰以内，杜绝重大设备及火灾事故二、施工总体部署2.1施工队伍及组织架构设立项目经理部，配置项目经理、技术负责人、安全总监等管理人员15人，下设工程技术部、安全质量部、物资设备部等6个职能部门。施工队配置掘进班、支护班、机电班等专业班组，高峰期投入作业人员85人，采用"三八制"作业模式（每班8小时，掘砌平行作业）。2.2主要施工设备配置设备类型规格型号数量主要用途凿岩设备YGZ-90凿岩钻架2台基岩段中深孔凿岩提升系统JKM-2.8×4提升机1套矸石提升、人员材料运输抓岩设备NZQ20气动抓岩机2台工作面装岩支护设备PZ-5B喷浆机2台喷射混凝土施工排水设备D450-60×8多级泵3台井筒排水（2用1备）通风设备JK67-2No11.5风机2台压入式通风（1用1备）测量设备TC402全站仪1套井筒中心及腰线测量2.3施工平面布置井口区域设置提升机房、空压机房、混凝土搅拌站、材料仓库等设施，采用封闭式管理。主要布置要点：提升机房位于井口北侧30m处，基础采用C30混凝土浇筑（厚1.2m）搅拌站配置JS500搅拌机1台，骨料仓容量80m³，设置自动计量系统炸药库设置在井口东侧200m以外，符合《爆破安全规程》要求，设双层围墙及防爆土堤施工便道宽4.5m，采用200mm厚C20混凝土硬化，设置环形排水沟三、关键施工工序及技术措施3.1锁口施工测量放线：采用全站仪精确测设井筒中心及锁口轮廓线，设置4个永久控制点锁口圈梁施工：开挖尺寸：直径8.5m，深度2.5m，采用放坡开挖（坡比1:0.5）钢筋工程：配置Φ25主筋（间距200mm）+Φ12箍筋（间距250mm），与井颈竖向钢筋（Φ22@300mm）焊接连接混凝土工程：C30商品混凝土浇筑，采用组合钢模板（高度1.2m），振捣棒分层振捣（厚度≤500mm）临时锁口：圈梁顶部砌筑370mm厚砖墙挡水墙（高1.2m），外侧抹20mm厚防水砂浆，安装1.5m高防护栏杆（间距1.5m）3.2表土段施工采用"沉井法"施工，段高6m分节浇筑井壁：井筒掘进：土层采用液压抓斗（斗容1.2m³）开挖，砂卵石层采用风镐破碎+人工清底每循环进尺1.2m，严格控制超挖（允许偏差+150mm，-50mm）井壁浇筑：钢筋绑扎：双层钢筋网（Φ14@200mm），竖筋与锁口圈梁钢筋采用机械连接模板工程：采用1.2m高整体钢模板，外侧设12道环形槽钢围檩，螺栓连接加固混凝土浇筑：采用溜槽入模，分层振捣至设计标高，养护期≥7天降水措施：井筒周围布设8口管井（井深35m，间距15m），采用Φ150mm井管，配备150m³/h深井泵排水，将水位降至掘进面以下2m3.3基岩段掘砌施工3.3.1凿岩爆破爆破参数设计（以石灰岩段为例）：炮孔布置：同心圆布孔，掏槽孔8个（直径50mm，孔深3.5m），崩落孔48个，周边孔32个装药量：掏槽孔单孔装药量2.4kg，崩落孔1.8kg，周边孔0.8kg（光面爆破）起爆网络：非电毫秒雷管起爆（段别1-15段），采用串并联组合网络凿岩作业：采用伞形钻架打眼，掏槽孔倾角75°，周边孔外插角3°，孔底偏差≤150mm炮孔验收：使用测绳检查孔深、角度，不合格孔率≤5%爆破施工：装药前用高压风清孔，采用反向装药结构（起爆药包位于孔底）周边孔采用空气间隔装药，填塞长度≥1.2m（炮泥封孔）爆破警戒：半径300m范围设警戒岗，爆破前15分钟发出预警信号3.3.2装岩与提升抓岩作业：采用中心回转抓岩机，抓岩顺序由中心向周边，分层抓取（厚度≤1.5m）爆破后先清理井帮危石，设置临时照明（36V安全灯），抓岩能力≥80m³/h提升运输：采用4m³吊桶提升矸石，提升速度6m/s，设置自动翻矸装置井口设矸石仓（容量50m³），汽车运输至排矸场（运距2.5km）3.3.3井壁支护喷射混凝土：配合比：水泥:砂:碎石=1:2:2，水灰比0.45，掺加5%速凝剂（初凝≤5min）施工参数：工作风压0.4-0.6MPa，喷头距岩面1.0-1.5m，分层喷射（每层厚50-70mm）锚杆施工：中空注浆锚杆（L=2.5m），采用风动凿岩机钻孔（孔径42mm），树脂药卷锚固注浆压力0.5-1.0MPa，水灰比1:1，注浆饱满度≥95%钢格栅安装：型钢格栅分4段加工，井下组装，节点采用螺栓连接+焊接加固安装偏差：高程±50mm，中心偏差±30mm，倾斜度≤2°3.4特殊地层施工措施3.4.1断层破碎带处理超前探测：采用地质雷达（探测距离30m）和超前钻孔（3个，深15m）探明断层产状预注浆加固：沿井筒周边布置20个注浆孔（圈径7.5m，孔深25m），间距1.2m采用水泥-水玻璃双液浆（体积比1:1），注浆终压2.5-3.0MPa，单孔注浆量≥8m³短段掘砌：循环进尺缩短至1.0m，格栅间距加密至0.6m，采用Φ25锁脚锚杆（L=3.5m）3.4.2涌水处理工作面排水：涌水量≤20m³/h时，采用卧泵（扬程100m）配合吊桶排水涌水量>20m³/h时，安装吊泵（型号D450-60×6），设置防水门（抗压1.5MPa）壁后注浆：井壁出现淋水点（>5m³/h）时，采用Φ42mm注浆管（L=1.5m）进行局部注浆浆液采用水泥浆（水灰比0.8:1），注浆压力1.0-1.5MPa3.5井筒测量控制中心控制：井口设置2个强制对中基点，采用陀螺经纬仪定向（方位角误差≤15"）每50m采用激光指向仪投点，配备自动安平系统（偏差≤5mm）高程测量：采用钢尺导入法传递高程（使用50m标准钢尺，加拉力、温度、垂曲改正）每100m进行一次高程复测，闭合差≤±30√Lmm（L为井深，km）断面检测：每20m采用超声波断面仪检测井筒轮廓，测点密度≥20点/断面允许偏差：半径+200mm，-50mm，垂直度≤1‰四、施工进度计划4.1关键线路计划施工准备（1个月）→锁口施工（15天）→表土段施工（2个月）→基岩段施工（14个月）→井筒装备（1个月）关键控制点：表土段到底（第3个月末）F1断层通过（第8个月末）井筒到底（第17个月末）4.2进度保障措施组织保障：每周召开进度分析会，延误超3天制定赶工措施资源保障：储备2套关键设备备件（如凿岩机、抓岩机液压件）技术保障：优化爆破参数（提高循环进尺至3.2m），推广光面爆破技术应急保障：编制雨季施工专项方案，储备2台备用排水泵（扬程500m）五、质量控制措施5.1原材料质量控制钢材：进场必须提供质保书，按批进行力学性能检验（每60t为一批）水泥：采用P.O42.5水泥，进场检验安定性及强度指标，存储期≤3个月骨料：碎石采用5-15mm连续级配，含泥量≤3%，砂选用中粗砂（细度模数2.6-3.0）5.2关键工序质量控制模板工程：模板接缝处粘贴5mm厚海绵条，拼缝平整度≤2mm每次使用前涂刷脱模剂，检查模板刚度（挠度≤1/400）混凝土工程：坍落度控制在180±20mm，每工作班制作3组试块（标养+同条件）采用插入式振捣棒（直径50mm），振捣至表面泛浆无气泡，避免过振锚杆施工：抗拔力试验每300根一组（3根），设计值≥150kN注浆饱满度采用超声波检测，合格率≥90%5.3质量通病防治井筒偏斜：每50m采用激光投点仪校正，发现偏差及时调整掘进行为严重偏斜时采用"卧底刷帮"法纠偏（每次纠偏量≤50mm）混凝土蜂窝麻面：控制骨料级配及搅拌时间（≥90s），振捣时严禁触碰钢筋麻面面积超过1%时，采用1:2水泥砂浆修补（深度≥20mm）六、安全管理及环境保护6.1重大危险源辨识及控制危险源类别主要风险点控制措施顶板管理井帮片帮、冒顶爆破后及时敲帮问顶，空顶距离≤2.0m提升运输吊桶坠落、过卷装设深度指示器及过卷保护装置，定期校验爆破作业盲炮、早爆采用毫秒延期雷管，爆破后等待15min方许进入火灾事故电气线路老化、油脂燃烧井下严禁存放易燃物品，配备4kg干粉灭火器10台6.2安全防护措施井口安全防护：设置双层防护平台（间距600mm），上层铺设50mm厚木板，下层设安全网提升孔口安装自动安全门（与提升信号联动），非提升时关闭井下作业防护：掘进工作面设临时支护（喷混凝土50mm厚），设置人行安全梯（宽600mm）爆破作业人员佩戴防静电服及绝缘手套，使用防爆型起爆器6.3环境保护措施粉尘控制：井口设置2道喷雾降尘装置（覆盖率100%），爆破后通风≥30min出矸车辆必须加盖篷布，运输道路每日洒水4次（晴天增加2次）噪音控制：空压机设置隔音棚（降噪量≥25dB），高噪音作业避开周边居民区休息时段爆破时间限定在8:00-18:00，周边300m设置噪音监测点（昼间≤70dB）废水处理：施工废水经三级沉淀池（总容积50m³）处理后排放，悬浮物≤150mg/L井下排水采用混凝沉淀法处理（投加PAC药剂），pH值控制在6-9七、应急预案7.1突水事故应急处置预警响应：发现涌水量突增（>50m³/h）或水质浑浊时，立即启动Ⅲ级应急响应现场人员立即撤离至安全区域，切断井下电源（除排水设备）处置措施：启用备用排水系统，安装大口径排水管（Φ200mm），提升排水能力采用速凝混凝土（初凝≤3min）构筑临时挡水墙，墙后埋设注浆管后期处理：待涌水稳定后实施工作面预注浆（孔深30m，圈径8.0m）组织专家评估突水原因，调整支护参数及施工方案7.2提升系统故障应急处置卡罐事故：立即切断提升机电源，采用专用卡罐装置固定吊桶下放救生梯至吊桶位置，组织人员有序撤离（每次≤2人）断绳事故：启动防坠器（抓捕距离≤0.5m），确认制动可靠后疏散人员采用备用提升设备（5t稳车）下放检修人员，更换提升钢丝绳八、施工监测与验收8.1施工监测井筒变形监测：每100m设置一个监测断面，埋设测斜管（深5m），采用测斜仪监测位移允许变形值：顶底板相对移近≤50mm/100m，两帮相对移近≤80mm/100m围岩应力监测：在断层破碎带安装应力传感器（每断面4个），监测频率1次/天当应力达到设计值80%时，加密监测（1次/2小时）并采取加固措施8.2工程验收中