竖井施工方案及专项安全措施

竖井施工方案及专项安全措施1编制依据1.1国家及行业规范：《金属非金属矿山安全规程》GB16423-2020、《冶金矿山井巷工程施工质量验收规范》GB/T51285-2018、《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2015、《爆破安全规程》GB6722-2014、《井巷工程施工安全规范》AQ2062-2018。1.2项目资料：主竖井施工设计图纸、工程地质勘察报告、水文地质勘察报告、项目总体施工组织设计。1.3企业标准：企业安全生产管理制度、井巷工程施工工艺标准、同类竖井工程施工经验。2工程概况2.1竖井参数：本次施工为主竖井，设计净直径φ6.5m，总深度428m，井口设计标高+1286m，井底车场水平标高+868m，井底水窝底标高+858m。支护结构分段设计：0~30m井口段采用双层钢筋混凝土支护，壁厚400mm，混凝土强度等级C30；30~410m井身段采用单层钢筋混凝土支护，壁厚300mm，混凝土强度等级C25；410~428m水窝段采用双层钢筋混凝土支护，壁厚500mm，混凝土强度等级C30。井筒内配套设置梯子间、Φ219mm排水管、Φ159mm压风管、Φ108mm供水管、10kV电缆支架、信号电缆支架，提升容器采用1.5m³翻转式矸石吊桶。2.2地质条件：0~15m为第四系覆盖层，以粉质黏土、砂卵石为主，孔隙率32%，承载力120kPa；15~60m为强风化安山岩，节理裂隙发育，普氏系数f=3~5；60~428m为中风化、微风化安山岩，岩体完整性系数0.78，普氏系数f=8~12。水文地质条件：井筒正常涌水量12m³/h，最大涌水量28m³/h，主要含水层为60~80m段构造裂隙水，水质无腐蚀性。3施工准备3.1技术准备：完成施工图纸会审及设计技术交底，明确设计参数及技术要求；采用TC2003型全站仪布设井口十字中心线控制桩4个，埋设C25混凝土标桩，标桩高出地面30cm，桩体埋深1.2m，中心线定位偏差≤±2mm，控制桩设置防护围栏并做明显标识；编制超前地质预报方案、爆破专项方案、应急预案，完成作业人员三级安全教育及技术交底，考核合格后方可上岗。3.2物资设备准备：提升系统配置JK-2.5/20型单滚筒提升机1台，额定提升力90kN，最大提升速度5m/s，配套1.5m³翻转式吊桶2个，最大载重量3t；稳车群配置6台10t凿井稳车，分别用于悬吊吊盘、整体模板、风水管、溜灰管，2台5t凿井稳车分别悬吊安全梯、通风风筒；凿岩设备配置YT-28型气腿式凿岩机12台，配套φ40mm六角钎杆、φ42mm一字型钎头；出渣设备配置HZ-6型中心回转抓岩机1台，抓斗容积0.6m³，生产能力30m³/h；支护设备配置3.6m高整体移动式金属钢模1套，钢模面板厚度8mm，加劲肋采用10槽钢，刚度满足混凝土侧压要求；混凝土生产系统配置JS750型强制式搅拌机2台、PLD1200型电子计量配料机1台，计量精度≤±1%，配套φ159mm溜灰管1套，长度450m；爆破器材采用2岩石乳化炸药（φ32mm/φ25mm药卷）、1~15段毫秒延期电雷管，总延期时间≤130ms，符合爆破振动控制要求；供电系统采用10kV双回路供电，配套500kW柴油发电机1台作为备用电源，停电后10s内自动切换，满足井下通风、排水、照明负荷需求。3.3现场准备：井口场地平整压实，压实度≥93%，承载力≥200kPa，井口周围3m范围内设置排水沟，坡度3‰，接入容积20m³三级沉淀池，沉淀后清水排放；井口刷坡坡度1:1.2，设置1.2m高定型化防护栏，刷坡体采用φ6mm@200钢筋网+10cm厚C20喷射混凝土支护；临时设施建设：压风机房配置2台20m³/min螺杆式压风机，排气压力0.8MPa，满足凿岩、抓岩设备供风需求；通讯系统在井口、井底工作面、提升机房、稳车群、项目部调度室各设置1台防爆电话，配套声光信号连锁系统，信号错发时自动闭锁提升系统；井口设置物料存放区、爆破器材临时存放柜，临时存放柜距离井口≥50m，双人双锁管理。4施工工艺4.1施工顺序：井口锁口施工→凿井设备安装调试→井筒短段掘砌循环作业→壁后注浆堵水→井筒装备安装→竣工验收。4.2井口锁口施工：开挖井口0~3m范围土体，绑扎φ18mm@200mm双层钢筋，竖向钢筋预留1.2m搭接长度，立模浇筑C30混凝土锁口，锁口壁厚800mm，顶面高出地面30cm，预埋井筒十字中心线测点、提升机及稳车基础预埋件，锁口混凝土强度达到70%设计强度后方可进行凿井设备安装。4.3凿井设备安装调试：提升机安装完成后依次进行空运转试验（8h）、1.1倍额定负荷动载试验（8h）、1.25倍额定负荷静载试验（1h），检测过卷、松绳、过负荷、限速等保护装置灵敏性，各项参数合格后方可投入使用；吊盘采用双层钢结构吊盘，层间距4m，盘面满铺5cm厚实木板材，板材间隙≤10mm，吊盘外缘与井壁间隙50~70mm，安装4套丝杠定位装置、缓冲橡胶垫，吊盘升降速度≤0.5m/s，固定时每套丝杠顶紧力≥5kN，防止吊盘晃动；所有悬吊设备安装完成后做联合试运转，试运转时间24h，无故障后方可进行井筒掘进作业。4.4井筒掘砌循环作业：采用短段掘砌混合作业法，循环进尺3.2m，单循环时间12h，月进度指标≥80m。4.4.1凿岩爆破作业：凿岩前由安全员、班组长联合检查工作面浮石、盲炮、涌水情况，确认安全后按爆破设计布孔。炮孔总数量126个，其中直眼掏槽孔8个，深度3.5m，孔间距400mm；辅助孔4圈共82个，深度3.3m，孔间距700mm；周边孔36个，深度3.3m，孔距450mm，距井壁轮廓线100mm，外插角1°~2°。装药结构：掏槽孔、辅助孔采用连续装药，装药系数分别为0.8、0.7；周边孔采用空气间隔不耦合装药，不耦合系数1.3，装药系数0.4。起爆顺序：掏槽孔（1~2段）→辅助孔（3~10段）→周边孔（11~13段），爆破网络采用串并联连接，采用专用防爆铜芯母线，起爆前检测网络电阻，偏差≤±5%方可起爆。爆破后炮眼利用率≥90%，井壁超挖≤150mm，欠挖≤50mm，爆破振动速度井口周边构筑物处≤2cm/s，符合安全要求。4.4.2通风出渣作业：爆破后立即开启2×30kW局部通风机，采用压入式通风，风筒直径φ800mm，风筒口距工作面距离≤10m，通风时间≥30min，检测工作面有害气体浓度：CO≤24ppm、NO₂≤2.5ppm、含氧量≥19.5%，合格后方可进入工作面。出渣采用中心回转抓岩机，抓岩时吊桶装满系数≤0.9，严禁超载，出渣完成后吊桶提升至距井口3m高度时关闭井盖门，吊桶落地后再开启井盖门卸料。4.4.3找顶作业：由2名5年以上井巷作业经验的凿岩工采用2.5m长柄撬棍进行找顶，找顶顺序为从外向里、从顶到帮，找顶时工作面采用36V防爆LED灯照明，亮度≥50lux，找顶过程中安排专人观察顶板变化，发现危岩立即停止作业，找顶完成后由安全员验收，确认无浮石、盲炮后方可进入支护工序。4.4.4支护作业：首先绑扎钢筋，竖向钢筋采用φ16mm@250mm，搭接长度35d，采用绑扎连接，箍筋采用φ12mm@300mm，双层钢筋段设置φ10mm拉筋，间距1m，梅花形布置，钢筋保护层厚度30mm，偏差≤±5mm，验收合格后下放整体钢模。采用稳车下放钢模，对齐井筒十字中心线，模板定位偏差≤3mm，模板底部坐落在工作面以上50mm处，采用丝杠顶紧固定，缝隙用海绵条密封防止漏浆。混凝土采用溜灰管下放，溜灰管出口距浇筑面高度≤2m，防止混凝土离析，分层浇筑，每层厚度≤300mm，采用φ50mm插入式振动棒振捣，振动棒插入下层混凝土50~100mm，振捣至表面泛浆、无气泡冒出为止，混凝土入模温度控制在5~30℃。每30m井段制作3组混凝土试块，分别做标准养护、同条件养护，强度达到10MPa后方可拆模，常温下拆模时间≥24h，环境温度低于5℃时采取蒸汽养护措施，拆模时间延长至48h。4.5特殊地段施工4.5.1第四系覆盖层施工：0~15m段采用超前小导管预支护，小导管采用φ42mm无缝钢管，长度2.5m，间距400mm，外插角15°，注水泥水玻璃双液浆，水灰比1:1，水泥浆与水玻璃体积比1:0.8，注浆压力0.5~1.0MPa，注浆完成2h后方可开挖，单循环进尺≤1m，及时绑扎钢筋浇筑混凝土支护，严禁空顶作业。4.5.2涌水处理：工作面涌水量≥10m³/h时采取工作面预注浆，注浆孔深度20m，孔间距1.5m，注单液水泥浆，水灰比0.8:1~1:1，注浆压力1.5~2.0MPa，注浆结束标准：涌水量降至2m³/h以下，注浆压力稳定20min无明显下降。壁后注浆在混凝土支护完成7d后进行，注浆孔间距2m，梅花形布置，注浆压力1.0~1.5MPa，封堵壁后空隙，降低井壁渗水量。4.6质量验收标准：井筒净直径偏差0~+150mm，井壁厚度偏差≥-10mm，混凝土强度合格率100%，井壁表面平整度偏差≤10mm，井筒全深中心线偏差≤50mm，井壁渗水量≤0.5m³/(d·㎡)，符合设计及规范要求。5专项安全措施5.1提升运输安全措施5.1.1提升系统每日由机电维修人员检查1次，每周开展1次全面检测，每月委托有资质的第三方机构检测1次，提升钢丝绳每日检查1次，断丝率≥1%、磨损量≥10%、锈蚀等级≥2级时立即更换，钢丝绳连接装置每半年做1次拉力试验，1.2倍额定荷载下无变形、滑绳方可使用。5.1.2提升信号执行“三统一”制度，井口、井底、提升机房信号同步显示，信号不清时提升机司机严禁启动提升系统，吊桶提升时必须关闭井盖门，严禁人员在井口防护栏处向下观望，吊桶乘人时每桶载员≤6人，人员必须系好安全带，严禁携带工具、物料与人员同乘，乘人时提升速度≤2m/s。5.1.3稳车群由持证人员操作，每台稳车设置单独的制动、限位装置，运行时安排专人监护，吊盘升降时提前清理井壁突出物，防止刮碰吊盘，吊盘上的物料必须固定牢固，严禁浮放，吊盘作业平台荷载≤2kN/㎡，严禁超载。5.2爆破作业安全措施5.2.1爆破作业人员必须持《爆破作业人员许可证》上岗，爆破器材执行“双人双锁、领取登记、当班退回”制度，当班剩余爆破器材必须退回炸药库，严禁私存、转借，爆破器材运输采用专用防爆车辆，严禁与其他物料混运。5.2.2爆破前必须清点所有井下人员，全部撤离至井口100m以外的安全区域，设置4个警戒岗哨，警戒半径≥200m，悬挂警戒标识，依次发出预警、起爆、解除警戒三次声光信号，确认所有人员、设备撤离至安全区域后方可起爆。5.2.3盲炮处理由原爆破人员实施，可采用距盲炮孔≥300mm位置打平行孔装药爆破，或采用木、竹制工具掏出堵塞物，装入起爆药包起爆，严禁用镐刨、拉扯雷管、导爆索，处理盲炮时工作面严禁其他作业，处理完成后检查确认无残留炸药、雷管后方可恢复作业。5.3高处作业及防坠物安全措施5.3.1井口、吊盘、井架作业人员必须系双钩安全带，高挂低用，安全带挂在牢固的固定结构上，严禁挂在移动设备上，作业人员穿防滑鞋，严禁酒后、疲劳作业，井口周围2m范围内严禁堆放物料，防护栏上严禁放置工具、物料。5.3.2井口设置可翻转式井盖门、安全门，提升时关闭安全门、井盖门，人员进出时方可开启，井盖门关闭时间隙≤20mm，防止杂物坠落；工作面上方20m处设置移动式安全挡矸板，采用5cm厚木板满铺，间隙≤10mm，承重≥10kN，防止上部坠物伤人。5.3.3所有进入井筒的工具、物料采用专用吊笼下放，严禁零散放在吊桶内装运，小型工具系保险绳，严禁向下抛掷任何物品，井筒内作业人员必须佩戴安全帽，严禁在吊桶下方停留。5.4通风及职业健康安全措施5.4.1局部通风机采用双电源供电，严禁随意停风，因检修、故障停风时立即撤出所有井下人员，关闭井口安全门，恢复通风后检测有害气体浓度，合格后方可进入工作面，风筒接头严密，漏风率≤5%，每周检查1次风筒破损情况，及时修补。5.4.2凿岩作业采用湿式凿岩，出渣时洒水降尘，工作面粉尘浓度≤2mg/m³，作业人员必须佩戴KN95级防尘口罩，每年组织1次职业健康体检，建立职业健康档案，严禁有职业禁忌证人员从事井巷作业。5.4.3井筒内照明采用36V安全电压，防爆LED灯间距≤10m，电缆采用MY型防爆电缆，每周检查1次绝缘电阻，绝缘电阻≥0.5MΩ，严禁私拉乱接电线，电气设备检修时执行停电、验电、挂牌、上锁制度。5.5应急处置措施5.5.1应急组织机构：成立应急指挥部，项目经理任总指挥，下设抢险救援组、医疗救护组、通讯联络组、后勤保障组、善后处理组，配备应急物资：折叠担架2副、急救箱2个（配备止血带、绷带、碘伏、应急药品）、自救器30台、安全梯1部、备用通风机1台、抽水泵2台、对讲机10台，应急物资存放在井口50m范围内，24h专人值守。5.5.2坠井事故处置：立即停止提升作业，关闭井口安全门，通过通讯系统了解坠落人员位置、受伤情况，安排抢险人员佩戴自救器、系安全带乘坐安全梯下井救援，严禁盲目下井，救援过程中安排专人警戒，防止二次坠物，受伤人员救出后立即送医，同时上报属地应急管理部门。5.5.3坍塌事故处置：立即撤出井下所有人员，清点人数，如有被困人员，首先接通压风管向坍塌区域送风，保证被困人员供氧，采用小范围人工清理、临时支护的方式救援，严禁采用爆破、大型机械开挖，防止二次坍塌，同时联系专业矿山救援队伍支援。5.5.4涌水事故处置：立即撤出井下所有人员，启动所有排水泵，监测涌水量变化，涌水量超过排水能力时关闭井口防水闸门，采用地面预注浆的方式封堵含水层，同时上报属