本科毕业设计煤矿主井施工组织设计

1、 矿主井井筒施工组织设计 摘要 本设计是根据 矿的实际情况对其矿井进行的主井施工组织设计，设计生产能力 为 400 万 T/a。瓦斯涌出量相对较大，矿井涌水量一般。 设计采用主井表土段采用冻结法施工，基岩段采用钻爆法施工，主要对矿井开拓、 、采煤方法，矿井排水，矿井通风以及安全技术措施进行了初步设计，对矿井运输、 通风、排水等生产系统进行了设备选型计算，对矿井各个生产系统的生产过程进行了 描述，并对矿井各个生产系统和各生产环节之间的相互联系和制约关系进行了有关说 明。在设计过程中，尽量采用先进的技术和设备，矿井全部实现机械化，采用先进技 术和借鉴已实现高产高效现代化矿井的经验，实现一矿一面高产

2、高效矿井从而达到良 好的经济效益和社会效益。 关键词：关键词：冻结法凿井冻结法凿井, , 基岩段爆破基岩段爆破, ,瓦斯瓦斯, ,文明施工文明施工 CONSTRUCTION ORGANIZATION DESIGN OF ZHUJI WEST MAIN SHAFT ABSTRACTABSTRACT This design is according to Anhui Wanbei Coal Group zhuji west of actual situation to the preliminary design of the mines. The designed annual producti

3、on capacity of it is 4 million tons. Gas emission is relatively large, mine water is generally. The design uses a the topsoil segment of the main shaft construction of the freezing method, bedrock section with the construction of the drilling and blasting method and mine drainage, and mine ventilati

4、on and safety technical measures, the preliminary design of mine ventilation and drainage as transport, the production system, selection of equipment for each production calculation of mine production process system are described, and all of mine production system and the relationship between produc

5、tion and related instructions. Between In the design process, the use of advanced technology and equipment, mine, all realize mechanization by advanced technology and reference has realized high, realize the modernization of mine ore a side experience high yield and high efficiency and good economic

6、 benefit and social benefit. KEYWARDS: freezing sinking,bedrock section blasting,gas,civilized construction 目录 摘要 .I ABSTRACT .II 前言 .1 1 工程概况 .3 1.1 矿井概况 .3 1.2 井筒地质、水文地质概况 .3 1.2.1 地质概况.3 1.2.2 水文地质概况.6 1.2.3 第三、第四系地下水流速流向.7 1.2.4 地温.7 2 施工准备及场地布置 .8 2.1 施工条件准备 .8 2.2 永久工程的利用与凿井措施工程安排 .8 2.2.1 永久工

7、程的利用.8 2.2.2 凿井措施工程.8 2.2.3 场地布置.9 2.2.4 施工准备期安排.9 3 施工方案与施工设备 .11 3.1 施工方案的选择 .11 3.1.1 冻结外壁施工方案.11 3.1.2 内壁套砌施工方案.11 3.1.3 基岩段施工方案.11 3.2 主井井筒施工机械化配套原则 .12 3.3 主井井筒主要凿井机械装备的选择 .12 4 井筒及相关硐室施工 .14 4.1 临时锁口施工 .14 4.2 冻结段施工 .14 4.2.1 井筒开挖条件.14 4.2.2 试挖施工.14 4.2.3 冻结段外壁施工.15 4.2.4 外壁砌筑.15 4.2.5 内壁套砌施工

8、.15 4.3 基岩段施工 .17 4.3.1 掘进方法.17 4.3.2 永久支护.17 4.4 硐室施工 .17 4.4.1 主井装载硐室施工方案.17 4.4.2 装载硐室施工.17 4.5 井筒连接处施工 .18 4.5.1 井筒连接处施工方案.18 4.5.2 井筒连接处施工.18 4.6 砼质量控制 .18 4.6.1 砼配合比控制.18 4.6.2 原材料质量控制.18 4.7 施工工艺的控制 .19 4.8 厚粘土层施工 .20 4.9 井筒综合治水 .20 4.9.1 井筒水文地质情况.20 4.9.2 井壁夹层注浆.21 5 主要辅助生产系统 .25 5.1 提升 .25

9、5.1.1 凿井井架.25 5.1.2 提升方式及设备.25 5.1.3 提升机系统验算.25 5.2 排水 .27 5.3 压风 .28 5.4 排矸 .28 5.5 通风 .28 5.5.1 风量验算.29 5.5.2 风压验算.29 5.6 机械配套能力分析 .29 5.6.1 凿岩能力.29 5.6.2 出矸能力.30 5.6.3 支护能力.30 5.7 通讯、信号及照明 .30 5.7.1 通讯.30 5.7.2 信号.30 5.7.3 照明.30 5.8 供电系统 .31 5.9 测量工作 .31 6 探、揭煤施工措施 .34 6.1 煤层概况 .34 6.2 探煤措施 .34 6

10、.2.1 施工前准备.34 6.2.2 揭煤施工.34 6.2.3 震动爆破.35 7 劳动力计划及主要施工机械设备 .36 7.1 劳动组织 .36 7.2 施工机械设备和材料进场计划 .36 8 施工进度及工期保证措施 .39 8.1 施工安排 .39 8.2 循环图表 .39 8.3 施工工期 .39 8.3.1 施工主要进度指标.39 8.3.2 施工排队.39 8.4 工期保证 .40 8.4.1 强化工期目标控制.40 8.4.2 采用先进的工艺、技术措施.40 8.4.3 工期保证主要措施.40 8.4.4 工期保证的奖罚措施.41 9 工程施工监测、监控 .42 9.1 人员进

11、点控制 .42 9.2 技术管理 .42 9.3 材料设备进场监控 .42 9.3.1 材料进场控制.42 9.3.2 设备的控制.43 9.4 施工过程的控制 .43 9.4.1 一般过程和关键过程的控制.43 9.4.2 特殊过程的控制.44 9.5 信息化施工 .44 9.5.1 井筒工作面温度与变形监测.44 9.5.2 已成型井壁段温度、受力及变形监测.44 10 施工安全控制 .46 10.1 建立项目经理部安全保证体系 .46 10.2 安全管理执行标准 .46 10.3 安全管理目标 .47 10.4 安全管理措施 .48 10.5 重要工程施工安全技术措施目录 .50 10.

12、6 特种作业安全措施 .50 10.6.1 冻结管偏入井内预防及处理措施.50 10.6.2 冻结管断裂预防及处理措施.50 10.6.3 冻结壁变形严重预防及处理措施.51 10.6.4 片帮和抽帮预防及处理措施.51 10.6.5 冻结段爆破安全措施.52 10.6.6 立井防坠.52 10.6.7 立井吊桶提升管理.53 10.6.8 挖掘机挖装措施.54 10.6.9 自卸车运输措施.54 10.6.10 爆破管理.55 10.7 “一通三防”管理 .56 10.7.1 通风管理.56 10.7.2 瓦斯防治.57 10.7.3 综合防尘.57 10.7.4 防灭火措施.58 10.7

13、.5 电气设备管理.58 10.7.6 突发掉电应急处理.59 10.8 避灾路线 .59 10.9 雨季施工及防雷措施 .59 10.10 冬季施工措施 .59 10.11 矿山救护 .60 11 质量保证措施 .61 11.1 质量保证体系 .61 11.2 质量标准 .61 11.3 质量目标 .65 11.3.1 掘进工程.65 11.3.2 钢筋工程.65 11.3.3 模板工程.65 11.3.4 砼支护工程.65 11.3.5 锚网喷支护工程.65 11.4 质量保证的主要措施 .66 11.5 质量控制措施 .67 11.5.1 工艺控制措施.67 11.5.2 工程材料控制.

14、67 11.5.3 施工操作控制措施.68 11.6 质量保证奖罚制度 .68 11.7 竣工验收后保修措施和承诺 .68 12 文明施工与环境保护 .69 12.1 文明施工标准 .69 12.1.1 施工场地文明施工要求.69 12.1.2 对井下文明施工要求.69 12.1.3 文明施工目标.69 12.1.4 文明施工管理体系.69 12.2 文明施工措施 .70 12.2.1 组织领导.70 12.2.2 健全管理制度.70 12.2.3 加强思想政治工作.70 12.2.4 文明施工技术措施.70 12.3 质量标准化管理 .71 12.4 环境卫生管理 .71 12.5 消防措施

15、 .72 12.6 降噪声措施 .72 12.7 粉尘与废气 .72 12.8 地下管线及其地上地下设施的保护加固措施 .72 12.9 文物保护 .72 总结 .73 参考文献 .74 致谢 .75 前言 我们在认真分析皖北煤电集团公司 矿主井井筒掘砌工程招标文件、答疑文件及有 关图纸资料的基础上，针对该工程的特点，结合我处自身施工技术特长和施工装备水 平，编制了本项工程施工组织设计，施工设计选用目前国内建井较为先进的施工装备 和科学高效的施工技术及施工工艺，采用成熟的配套的立井施工机械化作业线，进行 快速施工。 一、总体思路 在本工程施工过程中，以高起步、高标准、高质量、高效益的“四高”为

16、总体目 标，精心组织，精细施工，铸造精品。 首先确保安全和质量目标、确保工期目标。 其次是高标准控制施工全过程，高效率、高水平建设本工程。 在实施中，用先进的设备和科学的配置来满足设计规范和建设单位、监理单位的 要求；用先进的技术和工艺来保证质量要求；用先进的组织管理方法，结合工程特点， 统筹考虑，科学安排。 对施工中的重点、难点部位，始终放在突出的位置，狠抓不放过，根据我处多年 从事类似工程施工经验，对本工程施工过程中的重点、难点进行事前、事中控制。 做好施工中的每项监测控制，对各道工序进行全过程的跟踪监测，并及时收集整 理全过程的各类信息，以便更好地指导施工。 二、设计特点 1、井筒施工装

17、备以绞车、吊桶、模板、小型挖掘机、中心回转抓岩机、自动翻矸、 汽车排矸为主体的立井施工机械化作业线，施工机械化程度高。 2、坚持“有疑必探，先探后掘”的施工原则，做好防治水、瓦斯探放及防突等特 殊工序的施工；加强过软岩破碎带施工管理工作，以防范重大地质灾害的发生。 3、建立健全目标管理责任制，实行项目法管理，实现质量、进度、安全和成本四 大控制。 4、坚持安全生产和文明施工，实行标准化管理，不断改善作业环境和劳动条件， 提高劳动生产率。 5、搞好环境保护工作，污水排放、噪音、粉尘与废气排放等均符合国家标准，做 到文明施工。 三、编制原则 1、认真贯彻现行国家、行业标准、规范，在确保安全施工和工

18、程质量以及招标文 件所规定其它指标的前提下，科学合理地组织施工。 2、积极合理地采用和推广国内先进的技术装备和施工经验，优选施工方案，组织 平行交叉作业，坚持正规循环和一次成巷，加快施工进度。 3、施工方案安全可靠、工期科学合理，能确保本工程达到优良工程质量标准。 4、选用成熟配套的机械化作业线，合理组织和综合平衡各种资源，优化劳动组织， 有计划、有重点地组织人力、物力和财力，确保各项经济技术指标的全面实现。 5、改善工作环境和劳动条件，做到文明施工，提高劳动生产率，在确保安全质量 的前提下稳产、高效，确保工程按期或提前完成。 6、针对本工程的特殊性，做到技术可靠、经济合理、可控性好、可操作性

19、强、关 键点清晰、预防及应急措施齐全可靠。 7、坚持安全生产和文明施工，实现标准化管理，实现安全“两无”-无重伤、 无死亡的管理目标。 四、编制依据 1、施工设计图纸、地质资料、合同文件以及其他相关资料等； 2、国家法律和行政法规； 3、 煤矿安全规程 （2009 年版） ； 4、 矿山井巷工程施工及验收规范 （GBJ213-90） ； 5、 煤矿井巷工程质量检验评定标准 （MT5009-94） ； 6、 钢筋砼工程施工及验收规范 （GB50204-2002） ； 7、 煤炭建设工程质量技术资料管理规定与评级办法(煤规字第 34 号) 8、 煤炭工业煤矿井巷建筑安装单位工程质量保证资料评级办法

20、 9、与本工程有关的国家及部颁现行国家标准、规范，行业或地方标准、规范；各 种技术规范、规程、规定等。 五、工程质量目标：按国家现行质量验收检验评定标准，标内工程优良 六、安全管理目标：无重伤、无死亡，实现文明施工。 1 工程概况 1.1 矿井概况 煤矿隶属皖北煤电集团公司，该矿井由中煤国际工程集团南京设计研究院设计， 设计生产能力为 400 万 T/a。在工业场地内布置主、副、风、矸石井四个立井。主、副、 风井表土段和风氧化带采用冻结法施工。 煤矿位于安徽省淮南市潘集区贺疃乡境内，本区西部紧邻 203 省道，南邻淮阜铁 路，北部有茨淮新河可以通航，连接淮河航运，交通十分便利。进场道路已具备条

21、件， 供水在冻结时具备条件，冻结前期可提供 6KV 临时电源，冻结提供 10KV 电源。 主井表土段采用冻结法施工基岩段采用钻爆法施工。井筒的主要技术特征见表 1.1。 表 1.1 井筒主要技术特征表 1.2 井筒地质、水文地质概况 1.2.1 地质概况 根据井筒检查孔地质柱状图及井检孔地质报告，主井井筒冻结段揭露的地层自上 而下有：新生界第四、第三系（Q+N），二叠系上石盒子组（P21）。地层结构见表 1.2。 1新生界第四、第三系（Q+N） 井检孔穿过的第四系与上第三系地层不整合于二叠系上石盒子组地层之上，揭露 厚度为 470.65m，其中砂性土层与粘性土层所占总厚度比例分别为 48.7%

22、、51.3%。 1）上部：检查孔揭露深度为071.70m，以褐黄色、青灰色粉、细砂层及浅灰绿 序号项 目单位主 井备注 1井口设计标高m+25.2 2井筒净直径m6.0 3井筒中心坐标m X=.000 Y=.000 4井检孔中心坐标m X=.803 Y=.657 5冲积层厚度m470.60 6风氧化带厚度m38.85 7冻结段井壁厚度mm10501900 8井筒设计深度m993.2 色粘土组成，含砂礓和铁锰质结核与蚌壳化石碎片。 表 1.2 地层结构一览表(综合成果) 序号名称 深度 （m） 层厚(m)序号名称深度(m)层厚(m) 1 粘土 7.357.3531 细砂 151.26.35 2

23、砂质粘土 8.751.432 粘土 153.11.9 3 粘土 10.051.333 砂质粘土 159.86.7 4 砂质粘土 13.33.2534 粘土 161.651.85 5 细砂 17.54.235 砂质粘土 162.651 6 砂质粘土 20.42.936 细砂 166.63.95 7 粘土 21.61.237 粘土 167.61 8 细砂 25.74.138 细砂 171.33.7 9 粘土 27.752.0539 砂质粘土 172.10.8 10 细砂 29.852.140 细砂 177.55.4 11 粘土 32.62.7541 粘土 178.250.75 12 细砂 34.4

24、51.8542 细砂 182.754.5 13 粘土 4510.5543 砂质粘土 185.72.95 14 砂质粘土 49.74.744 细砂 191.055.35 15 细砂 52.7345 粘土 192.41.35 16 粘土 67.8515.1546 砂质粘土 193.51.1 17 细砂 71.73.8547 细砂 20410.5 18 粘土 8513.348 砂质粘土 204.60.6 19 细砂 111.226.249 细砂 211.957.35 20 粘土 113.151.9550 砂质粘土 212.80.85 21 细砂 117.74.5551 细砂 222.910.1 22

25、 粘土 120.853.1552 粘土 226.13.2 23 细砂 129.88.9553 细砂 233.17 24 粘土 131.351.5554 粘土 234.751.65 25 砂质粘土 134.052.755 细砂 235.81.05 26 粘土 135.551.556 粘土 239.153.35 27 砂质粘土 137.251.757 细砂 243.954.8 28 细砂 139.92.6558 粘土 245.51.55 29 粘土 143.553.6559 细砂 249.23.7 30 砂质粘土 144.851.360 砂质粘土 249.850.65 续表 1.2 地层结构一览表

26、(综合成果) 序号名称 深度 （m） 层厚(m)序号名称深度(m)层厚(m) 61 细砂 252.652.890 泥岩 478.087.43 62 砂质粘土 253.350.791 细砂岩 479.561.48 63 细砂 263.6510.392 泥岩 494.1814.62 64 粘土 264.550.993 细砂岩 496.252.07 65 砂质粘土 267.352.894 泥岩 504.237.98 66 细砂 277.29.8595 细砂岩 506.742.51 67 砂质粘土 277.850.6596 泥岩 508.711.97 68 细砂 311.0533.297 细砂岩 50

27、9.550.84 69 粘土 315.854.898 泥岩 517.487.93 70 细砂 321.25.3599 粉砂岩 519.642.16 71 粘土 326.75.5100 细砂岩 521.191.55 72 砂质粘土 332.76101 泥岩 522.531.34 73 细砂 342.8510.15102 炭质泥岩 522.980.45 74 粘土 354.711.85103 泥岩 530.257.27 75 细砂 358.84.1104 粉砂岩 531.10.85 76 粘土 3656.2105 泥岩 534.092.99 77 砂质粘土 367.92.9106 粉砂岩 535.

28、231.14 78 细砂 384.4516.55107 细砂岩 536.531.3 79 粘土 405.721.25108 泥岩 5447.47 80 细砂 408.652.95109 细砂岩 545.091.09 81 粘土 416.57.85110 泥岩 548.823.73 82 砂质粘土 425.59111 粉砂岩 549.931.11 83 粘土 428.32.8112 泥岩 550.80.87 84 砂质粘土 430.352.05113 细砂岩 551.620.82 85 粘土 448.5518.2114 泥岩 552.590.97 86 砂质粘土 457.28.65114 粉砂岩

29、 553.71.11 87 细砂 458.21116 细砂岩 556.212.51 88 粘土 465.57.3117 泥岩 558.232.02 89 砾石 470.655.15118 粉砂岩 559.361.13 2）中部：检查孔揭露深度为71.70384.45m，以灰黄、灰绿色中厚厚层中、细 砂为主夹砂砾层与粘土层、砂质粘土。 3）下部：检查孔揭露深度为384.45457.2m，以灰黄、灰绿、棕褐色中厚层粘土、 砂质粘土与钙质粘土组成，间夹薄层粉细砂，粘土厚度较大，可塑性较好，隔水性能 强。 4）底部：检查孔揭露深度为457.2470.65m，主要为浅灰色中细砂、砂砾层及含砾、 含钙质粘

30、土组成。 2二叠系上石盒子组（P21） 检查孔揭露厚度为507.85m，岩性变化较大，上部主要有灰棕色、灰色砂岩、粉砂 岩及深灰色泥岩组成；中部以灰棕色、青灰色砂岩、粉砂岩为主，夹深灰色泥岩及少 量花斑泥岩；下部为灰白色、浅灰色砂岩，深灰色泥岩、粉砂岩与花斑泥岩；底部常 以灰白色中厚层状中砂岩为主，并与下石盒子组分界。 3基岩风氧化带 1）强风化带 检查孔揭露基岩强风氧化带底板埋深503.00m，厚度为32.35m。其岩性主要由浅灰、 灰黄，黄褐色泥岩为主，局部夹薄层细砂岩，风化裂隙及高角度垂直裂隙较发育，具 有水蚀锈斑及方解石充填现象，局部岩石破碎。 2）弱风化带 检查孔揭露基岩强风氧化带底

31、板埋深509.5m，厚度为6.5m。岩性以浅灰、青灰、 灰黄色粉砂岩为主，具紫色杂斑，局部含砂质与泥质条带，见水平层理与波状层理， 常见较多水蚀锈斑，岩石较完整。 1.2.2 水文地质概况 本矿井为第三、四系松散层覆盖下的全隐伏型煤田，为砂岩裂隙充水矿床，根据 其赋存介质特征划分为新生界松散层孔隙含水层和二叠系煤系砂岩裂隙含水层（段）。 根据检查孔钻探取芯和地球物理测井成果综合分析，同时结合安徽省淮南市 井田煤 炭勘探地质报告，检查孔穿过新生界松散层可划分出4个含水层（组）和3个隔水层 （组），冻结基岩段二叠系可划分出上石盒子组砂岩含水层（段）。 1第一含水层（组）（I含） 由地表向下底板埋深

32、34.45m，厚度为34.45m。该组地层主要由褐黄色粉砂，粘土 质粉砂，薄层细砂组成，局部夹粘土薄层。属潜水弱承压水，主要补给来源为大气降 水，其次为河床的侧向补给。该层富水性较好。区内村民均用此水作生活用水。 2第一隔水层（组）（I隔） 底板埋深45m，厚10.55m，岩性主要由棕黄、灰黄、灰绿色砂质粘土组成，夹薄层 粉砂细砂，能起隔水作用。 3第二含水层（组）（含） 底板埋深71.7m，厚26.7m，主要以灰绿褐黄色薄中厚层粉细砂和薄层粘土组成， 属于承压水。该层水富水性较好，是邻近生产矿井主要供水水源。单位涌水量为 3.5893.071 L/ms，渗透系数k=11.4379.105m/

33、d。 4第二隔水层（组）（隔） 底板埋深85m，厚13.3m，由粘土、砂质粘土组成，具隔水作用。 5第三含水层（组）(含） 底板埋深384.45m，厚299.45m，该层（组）主要以灰绿 杂色中厚厚层中砂、细砂及 粉土等组成，砂层区域内分布稳定，富水性中等 较强。砂层中主要矿物成分为石英，次 为长石及云母片，结构松散。本组中部有一层厚层粘土将含水层分为上、下两部，上部 单层厚度大，粘土含量低。下部砂层单层厚度小，质不纯，粘土含量较高。涌水量 0.2741.002L/ms。 6第三隔水层（组）（隔） 底板埋深457.2m，厚72.75m。粘土类构成稳定的隔水层（组），隔水性能较好， 从而有效地阻止了上部含水层与下部含水层之间的联系。 7第四含水层（组）（IV含） 底板埋深470.65m，层厚13.45m。该含水层以灰白色中细砂及下部砾石层，含粘土 砂砾组成，夹粘土透镜体，砾石成份多为石英砂岩，砾径一般0.53cm，局部偶见大于 94mm的砾石，该层富水性较弱中等，具差异性。 8上石盒子组（(P21）砂岩含水层（段） 底板埋深978.5m，厚122.85m。该层组砂岩主要以薄至中厚层细砂岩为主，砂岩裂 隙发育不均，差异性较大，一般岩石较致密，在风化带及断层破碎带，裂隙比较发育。 1.2.3 第三、第四系地下水流速流向 第四系含水层水平流向为S25W，水平流速为7.6