矿井竖井施工专项施工方案

矿井竖井施工专项施工方案一、工程概况本专项施工方案针对某矿业有限公司副立井井筒工程编制。该副立井设计净直径为6.5米，井筒设计深度为856米，其中表土段深度为185米，基岩段深度为671米。井口标高为+35.5米，井底车场水平标高为-820.5米。井筒主要承担矿井的人员提升、矸石下放、材料运输及通风等任务，是矿井建设的关键咽喉工程。根据地质勘察报告及井筒检查孔资料，井筒穿越地层自上而下依次为：第四系表土层、白垩系砂岩层、侏罗系泥岩及砂岩互层。表土段主要由粘土、砂质粘土及砾石层组成，结构松散，稳定性较差，且赋存有孔隙潜水。基岩段岩性以中细砂岩为主，局部发育裂隙，f值为4-6，属于中硬岩石。井筒在穿越-450米及-680米水平时，预计揭露两层主要含水层，预计涌水量分别为15m³/h和25m³/h，施工中需采取“探、掘、注”相结合的防治水措施。本工程采用“普通法凿井”施工工艺。表土段采用钢筋混凝土井壁支护，基岩段采用锚喷网临时支护与素混凝土永久支护相结合的支护方式。施工总工期计划为14个月，质量目标为优良工程，安全目标为零事故。二、编制依据本方案的编制严格遵循国家及行业现行的法律法规、规范标准及相关技术文件，主要包括但不限于：1.《矿山井巷工程施工及验收规范》（GBJ213-90）；2.《煤矿安全规程》（2022版）；3.《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）；4.《煤矿井巷工程质量验收规范》（GB50213-2010）；5.《工程测量规范》（GB50026-2007）；6.《煤炭工业矿井设计规范》（GB50215-2015）；7.建设单位提供的井筒地质勘察报告、井筒施工图设计图纸及图纸会审记录；8.施工单位现有的施工技术装备、管理水平及类似矿井施工经验。三、施工总体部署1.施工方法选择综合考虑地质条件、井筒特征及施工设备能力，确定采用“短段掘砌混合作业”施工工艺。该工艺具有工序转换简单、施工速度快、井壁接茬质量好等优点，适合本工程地质条件。表土段采用人工挖掘配合小型抓岩机装岩，段高控制在2.0-3.0米；基岩段采用中深孔光面爆破，伞钻打眼，中心回转抓岩机装岩，段高控制在3.0-4.0米。2.凿井设备配套方案为确保施工进度与质量，实施“立井机械化作业线”配套方案。主要设备选型遵循“能力匹配、运转可靠、节能高效”的原则。序号设备名称规格型号数量用途备注1凿井井架IV型（或V型）1座承载天轮平台及悬吊设施钢结构2主提升绞车JKZ-2.8/15.51台提升矸石、下放物料双钩提升3副提升绞车JK-2.5/201台辅助提升及人员升降单钩提升4伞形钻架FJD-6A1台基岩段钻眼6臂5中心回转抓岩机HZ-61台抓取矸石斗容0.6m³6主提吊桶4m³2个装载矸石矸石吊桶7副提吊桶2m³2个人员、材料乘人吊桶需改绞8整体金属模板MJY-3.6/6.51套井壁混凝土浇筑液压伸缩式9混凝土搅拌站HZS-501座制备混凝土自动计量10局部通风机FBD-No.8.0/2×45kW2台井筒作业面通风对旋式，一用一备3.施工平面布置凿井井架布置在井筒中心线上，井口周围布置有提升机房、压风机房、通风机房、混凝土搅拌站、矸石仓、材料堆场及变电所等。井口采用锁口盘封严，设置井盖门和安全门。井架天轮平台分两层布置，分别悬吊提升吊桶、风筒、压风管、排水管、供水管及溜灰管等管线。稳车布置在井架四周的稳车基础上，采用集中控制台进行同步控制。四、施工方法及工艺1.锁口段施工锁口段深度为15米，位于表土层中。施工前需精确测放井筒中心十字线。采用人工配合挖掘机挖掘，随掘随支。挖掘至设计深度后，绑扎钢筋，立模浇筑混凝土。锁口钢筋与井壁钢筋连接牢固，混凝土强度等级比井壁提高一级。锁口施工完成后，安装凿井井架，铺设井口锁口盘，形成井口封闭系统。2.表土段施工表土段地层松软，易发生片帮，必须缩短空帮时间。（1）掘进：采用人工挖掘，镐锹作业，遇到坚硬土层配合风镐松动。挖掘时先挖井筒中心部位，再刷帮至设计轮廓。为保证井壁规格，挖掘半径需预留50-100mm沉降量。（2）支护：采用短段掘砌，段高根据土层稳定性确定为2.0米左右。掘进完成后，立即绑扎钢筋网片，立模浇筑。钢筋搭接长度不小于35d（d为钢筋直径），保护层厚度控制在50mm。（3）防排水：表土段若有少量地下水，采用集水坑配合水泵导水至井底水窝，由吊桶排出；若水量较大，需提前采用降水井或工作面预注浆堵水。3.基岩段施工基岩段施工是本工程的核心，采用钻爆法施工。（1）钻眼爆破：采用FJD-6A型伞钻打眼，钻杆直径25mm，钻头直径42mm。选用二级煤矿许用乳化炸药，毫秒延期电雷管，反向装药结构，光面爆破。爆破参数设计：掏槽方式：直眼掏槽，采用复式筒形掏槽，以提高破碎效率。炮眼深度：3.8米。循环进尺：计划3.5米，爆破效率达到92%以上。炸药单耗：根据岩石硬度，控制在1.8-2.2kg/m³。具体炮眼布置与装药量需根据现场岩石硬度变化进行动态调整。爆破图表应悬挂于井下工作台。爆破前必须检查工作面瓦斯浓度，只有在瓦斯浓度低于1.0%时方可装药爆破。爆破后通风排烟不少于30分钟，由炮工及班组长检查工作面瞎炮、残爆情况，确认安全后方可进行下道工序。（2）装岩与提升：出矸采用HZ-6型中心回转抓岩机，直接将矸石抓入4m³吊桶。抓岩机悬挂在吊盘下层盘上。抓岩顺序应先抓井筒中心部位，再抓周边，以利于找平工作面。双钩提升系统配合，主提负责主出矸，副提负责辅助出矸及下放物料。井口设有自动翻矸装置，矸石翻入矸石仓后由汽车运至排矸场。（3）临时支护：爆破找平后，立即进行敲帮问顶，清除危岩。采用锚喷网作为临时支护，紧跟工作面。锚杆：采用树脂药卷锚固，锚杆规格Φ20×2000mm，间排距800×800mm，呈菱形布置。钢筋网：Φ6.5mm钢筋焊接，网孔100×100mm，搭接100mm。喷射混凝土：采用PZ-5型喷浆机，喷护厚度50-70mm，强度等级C20。喷浆前必须清洗岩帮，喷浆时严格按配合比施工，回弹率控制在15%以内。（4）永久支护：砌壁采用MJY型整体伸缩式金属模板，模板有效高度3.6米。模板由地面稳车悬吊，下层吊盘作为液压操作台。立模：利用井筒中心线激光指向仪校正模板中心，模板半径通过液压系统调节，确保净半径符合设计要求。模板搭接处必须严密，防止漏浆。浇筑混凝土：混凝土由地面搅拌站集中拌制，采用底卸式吊桶或溜灰管下料。下料时必须对称均匀，防止离析。混凝土需分层振捣，振捣器采用风动振动棒，插入间距不大于300mm，振捣时间以混凝土表面泛浆、无气泡溢出为准。井壁接茬：接茬处采用预埋注浆管或后期壁后注浆的方式进行封堵，确保井壁不漏水。混凝土脱模强度需达到0.8MPa以上，一般为浇筑后8-12小时。五、施工辅助系统1.通风系统采用压入式通风，地面安装2台FBD-No.8.0/2×45kW对旋轴流局部通风机，其中一台备用。风筒选用Φ800mm抗静电、阻燃风筒。风筒悬吊在井壁一侧，距工作面距离不大于15米。通风机实行“三专两闭锁”供电，并安装风筒传感器和开停传感器，实时监测风量及风机运行状态。在通过瓦斯异常区时，需制定专项通风安全技术措施。2.排水系统根据水文地质资料，井筒施工预计最大涌水量为40m³/h。采用吊泵接力排水方案。工作面设置QY-25型气动潜水泵将水排至吊盘上的水箱，再由吊盘上的DM100-50×8型卧泵或吊泵排至地面。在水箱上设自动水位报警装置。排水管选用Φ108×4.5mm无缝钢管，法兰连接，随井筒延伸下放。排水管路必须定期进行耐压试验，并安装逆止阀和检修闸阀。3.压风系统地面压风机房提供施工动力风，压力0.6-0.7MPa。压风管路选用Φ159×4.5mm无缝钢管，法兰连接，悬吊于井壁。在井口设置油水分离器，在吊盘上设置分风器，用胶管将压风输送至工作面气动工具。4.供电与照明井筒施工实行双回路供电，分别来自地面变电所不同母线段。电压等级为6kV高压下井，经井下移动变压器变为380V/660V供动力设备使用，127V供照明及信号使用。井筒照明采用防爆投光灯，分别在井口、吊盘、工作面设置，保证照度满足施工规范要求。电缆沿井筒敷设，固定在卡缆上，高压电缆与低压、信号电缆保持安全距离。5.信号与通讯建立独立的声光信号系统，包含工作面、吊盘、井口车房、绞车房之间的信号联络。信号必须声光兼备，且具备急停功能。井口信号房与绞车房之间设直通电话。同时，在井筒内安装工业电视监控系统，绞车房可实时监视井口及井底运行情况。六、质量保证措施1.质量管理体系建立以项目经理为首的质量管理领导小组，实行TQC全面质量管理。严格执行“三检制”（自检、互检、专检），坚持上道工序不合格，下道工序不施工。2.测量控制（1）井筒中心控制：在井口附近建立井筒十字中心线控制点，采用红外测距仪定期校核。井筒中心线采用激光指向仪指向，每砌壁一段高校核一次中心，确保井筒中心偏差不超过±10mm。（2）井壁标高控制：在井壁上每隔一定距离设置水准基点，用钢尺导入标高，严格控制井壁接茬平整度及井底标高。3.原材料控制所有进场材料（钢筋、水泥、砂石、外加剂等）必须具备“三证”（合格证、检验报告、准用证）。水泥存放超过3个月必须重新检验。砂石料按批进行检验，含泥量、颗粒级配等指标必须符合规范要求。混凝土配合比必须通过有资质的试验室试配确定，施工中严格按配合比计量，严禁随意加水。4.关键工序质量控制（1）钻爆：严格控制炮眼间距、角度和装药量，确保光面爆破效果，井筒周边眼痕率硬岩不小于60%，软岩不小于50%。（2）支护：锚杆拉拔力每300根必须抽查一组（不少于3根），拉拔力达到设计值。喷射混凝土厚度必须采用激光断面仪或凿孔检查，厚度不小于设计值的90%。（3）混凝土井壁：混凝土必须振捣密实，严禁出现蜂窝、麻面、孔洞。井壁厚度偏差不大于±20mm。井壁淋水率不得大于0.5m³/h，或无集中出水点。七、安全生产保障措施1.综合防治水严格执行“有疑必探、先探后掘”的原则。在井筒掘进至预计含水层位置前20米，必须进行探水作业。探水采用YZ-650型液压钻机，设计探水孔呈扇形布置，终孔位置超出井筒轮廓线外3米。若探明涌水量大于10m³/h，必须采用工作面预注浆堵水，待涌水量降至安全范围后方可继续掘进。注浆材料选用单液水泥浆或水泥-水玻璃双液浆。2.提升运输安全（1）提升机必须配备齐全的保护装置，包括防过卷、防过速、限速、过负荷、欠电压、深度指示器失效保护等，并每天进行试验，确保灵敏可靠。（2）钢丝绳必须每日检查一次，断丝面积与钢丝总断面积之比达到5%时必须更换。连接装置（钩头、缓冲器等）每周进行探伤检查。（3）吊桶提升必须沿稳绳运行，无稳绳段速度不得超过1m/s。吊桶上方必须设置保护伞。人员上下井时必须乘坐专用乘人吊桶，严禁与物料混装。每罐乘人不得超过规定人数。3.防坠与防片帮（1）井口、井盖门、翻矸平台等处必须设置栏杆和防护门，并实行封闭式管理。（2）吊盘必须设置牢固的安全网，防止落物伤人。吊盘升降时必须由专人统一指挥，各稳车同步运行。（3）工作面必须设置临时护帮板，特别是在表土段及破碎带，严禁空帮作业。伞钻抓岩机工作时，下方严禁站人。4.爆破安全管理爆破器材必须由专人领取，当面点清，剩余雷管炸药必须当班退库。火工品运送必须使用专用雷管箱和炸药箱，并分开运送。井下装药必须使用木质炮棍，严禁使用可燃物填塞炮泥。爆破母线必须悬挂，严禁与金属导体接触。严格执行“一炮三检”和“三人连锁”爆破制度。5.通风与瓦斯管理安装瓦斯自动检测报警断电装置，探头悬挂在距工作面不大于5米及回风流中。瓦斯检查员必须每班巡回检查，严格执行瓦斯检查制度。当停风时，必须立即切断工作面一切电源，撤出人员至安全地点。恢复通风前，必须检查瓦斯浓度。八、应急预案为应对井筒施工中可能发生的突发事故，特制定本应急预案。1.应急组织机构成立以项目经理为组长的应急救援指挥部，下设抢险救灾组、技术组、医疗救护组、后勤保障组及警戒保卫组。明确各组职责，确保事故发生时快速响应。2.事故风险辨识与预防重点针对以下事故进行预防：（1）井筒突水淹井：加强探水，完善排水系统，保证排水能力。（2）提升断绳或坠物：加强钢丝绳检查，严禁超载，完善井口封闭。（3）瓦斯爆炸：加强通风监测，杜绝火源。（4）片帮冒顶：加强临时支护，缩短空帮时间。3.应急响应程序（1）报警与通讯：事故发现者立即向调度室汇报，说明事故性质、地点及遇险人数。调度室立即向应急指挥部汇报。（2）现场处置：在确保自身安全的前提下，现场人员利用现有器材进行自救互救。如发生透水事故，应立即向高处撤离；发生火灾，应佩戴自救器撤离。（3）启动预案：指挥部根据事故等级，立即启动相应级别的应急预案，调动救援资源。（4）救援实施：医疗组待命，抢险组佩戴防护用品进入灾区搜救人员，技术组制定抢险方案。（5）善后处理：事故调查、人员安抚、恢复生产。4.救援物资与设备在井口及井底车场附近储备急救箱、担架、灭火器、沙袋等物资。备用一台柴油发电机组，保证双回路停电时通风和排水应急供电。定期对应急物资进行检查维护，确保完好有效。九、环境保护与文明施工1.环境保护措施（1）粉尘控制：搅拌站全封闭，上料口喷水降尘；井筒作业面坚持湿式打眼，出矸时喷雾洒水；地面道路定期洒水，防止扬尘。（2）噪声控制：压风机、通风机安装消声器，并设置隔音值班室。合理安排高噪声作业时间，减少对周边环境影响。（3）污水