柏树坡煤矿施工组织设计.docx
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柏树坡煤矿施工组织设计
准格尔旗柏树坡煤炭有限责任公司
柏树坡煤矿施工组织设计
兖矿新陆建设发展有限公司
二〇一一年一月
1.前言
2.工程概况
3.施工准备
4.施工方案顺序
5.施工组织的基本原则
6.施工工期预计
7.井筒施工方案
8.施工辅助生产系统
9.灾害预防及避灾路线
10.劳动组织
11.工程质量和质量保证体系
12.安全保证措施
13.冬、雨季施工安排
14.文明施工
15.环境保护措施
1.前言
柏树坡煤矿位于内蒙古准格尔旗薛家湾镇域坡村，为一新建矿井，设计规模年产原煤120万吨。
采用斜井开拓方式，主、副、风三个井筒，综合机械化采煤，矿井为低瓦斯矿井。
根据招标要求本工程工期紧，要求施工速度快，质量优，具有一定的施工难度。
我公司在认真学习和领会设计意图及有关标书内容的基础上，详细分析了标书中对工程质量、工程进度、施工方案、施工机械设备等各项要求，结合我公司实际情况，并参照国内同行业近年来采用的新技术、新工艺、新材料、编制了本施工组织设计，现就有关问题简要说明。
1.1施工组织设计编制的依据
1.1.1柏树坡煤矿有关设计图纸和技术文件。
1.1.2国家煤炭工业技术政策，国家及部颁的规程和规定。
1.1.3合同对工程进度的安排及工期要求。
1.1.4合同对施工管理及工程质量的要求。
1.1.5本公司的技术水平和技术装备。
1.1.6本施工组织设计只针对本标段工程。
1.2施工方案及施工工艺编制的原则和特点
1.2.1根据工程特点及甲方对进度指标要求高，工期紧的情况，我们将在方案选项上和工艺控制上组织快速施工。
巷道穿过煤层或断层破碎带施工时，采取超前支护，缩小循环进尺，放小炮，快封闭等措施，保证安全，快速通过煤层或断层破碎带
1.2.2加强瓦斯管理
瓦斯管理的重点是设备完好、放炮管理和通风管理，完善“一炮三检”及“三人连锁”制度，加强瓦斯日报管理制度。
我们认为只要尊重科学，树立严细的工作作风，坚持安全为天，搞好职工陪训，注重安全装备一体化，完全可以消除瓦斯危害。
1.2.3本设计在劳动组织安排上，采用专业化施工队伍形式，对工序和各项专业工种实行相对固定，这样有利于提高操作水平，保证工程质量，加快施工速度。
1.2.4采用一次成巷方式，缩短系统改装时间，以利于矿井按期投产。
1.3施工中采用新技术、新工艺、新设备、新材料的安排意见
采用锚杆钻机施工顶部锚杆，以提高施工速度，保证工程质量。
2.工程概况
2.1技术特征
本标段为矿井井筒及硐室工程掘进与支护（详见柏树坡主副风斜井井筒参数表）。
2.1.1、主斜井
井筒倾角10°，方位角350°8′24″，斜长80.62m，其中明槽段50米，基岩段32.6米。
表土段采用钢筋混凝土支护，基岩段采用素混凝土支护，井筒采用半圆拱形，净宽3500mm，净高3250mm，净断面积10.03m2。
井筒装备带宽1200mm胶带输送机，担负矿井煤炭出井任务。
井筒内敷设有消防洒水管路、排水管路、压风管路及通信、信号、照明电缆，并布置台阶，兼作进风井和安全出口。
2.1.2、副斜井
井筒倾角6°，方位角350°8′24″°，斜长133.93m，其中明槽段80米，基岩段53.93米。
表土段采用钢筋混凝土支护，基岩段采用素混凝土支护，井筒采用半圆拱形，净宽4500mm，净高3850mm，净断面积15.10m2。
是矿井的辅助运输井，用于防爆无轨胶轮车出入井和下放材料设备。
井筒内敷设有消防洒水管路及通信、照明电缆，兼作进风井和安全出口。
2.1.3、回风斜井
井筒倾角22°，方位角16°0′0″°，斜长61.40m，其中明槽段40米，基岩段21、4米。
表土段采用钢筋混凝土支护，基岩段采用素混凝土支护，井筒采用半圆拱形，净宽3500mm，净高3250mm，净断面积10.03m2。
回风斜井担负矿井的回风任务，是矿井的专用回风井。
井筒内敷设灌浆管路，并设台阶和扶手，兼作矿井安全出口。
回风井井口设防爆门，并在井筒上部设风硐和行人安全出口。
风硐设计15米，直墙半圆拱断面，掘进断面9.81m2，钢筋砼支护。
安全出口设计20米，直墙半圆拱断面，掘进断面7.88m2，钢筋砼支护。
2.2施工条件
2.2.1位置
柏树坡煤矿位于鄂尔多斯市准格尔旗薛家湾镇东南28km处。
行政区划隶属于内蒙古自治区鄂尔多斯市准格尔旗薛家湾镇管辖。
其地理坐标为：
东经：
111°20′38″～111°22′30″
北纬：
39°40′00″～39°42′30″
2.2.2交通
柏树坡煤矿位于鄂尔多斯市准格尔旗薛家湾镇东南28km处，薛家湾对外交通十分方便。
（1）公路
呼（和浩特）～准（格尔）公路是为开发准格尔煤田改建的二级公路。
该线自呼和浩特开始，经喇嘛湾黄河大桥进入准格尔旗境内，过薛家湾镇到大饭铺与109国道相接。
呼和浩特市至薛家湾镇118km。
准（格尔）～东（胜）公路：
从薛家湾至鄂尔多斯市东胜区150km，路面为柏油路面。
该线为109国道的一部分。
（2）铁路
大（同）～准（格尔旗）铁路：
此线是准格尔能源有限责任公司所建的运煤专线，东起大（同）～秦（皇岛）线大同站，西到薛家湾镇，全长264km，为工企I级电气化铁路，现运输能力为15Mt/a。
该线通过改造至2002年运输能力提高至60Mt/a。
呼（和浩特）～准（格尔）铁路：
地铁一级，全线长124.18km，设计运输能力1600万吨/年。
2006年11月建成通车。
准（格尔）～东（胜）铁路：
是目前正在修建的地方铁路，东起大～准线薛家湾站，向西延伸至包（头）～神（木）铁路的巴图塔站。
全长145km，为工企II级铁路，运输能力可达800万吨/年。
一期已建成运营，二期在建。
综上所述，柏树坡煤矿对外交通比较方便，但矿区内部尚有部分砂石土路，遇雨雪天气通行比较困难。
近年来，随着国家基础建设力度不断加大，本区交通仍在日益改善。
2.3地形地貌
柏树坡煤矿位于鄂尔多斯准格尔东部的黄土高原，呈典型的黄土高原地貌，因水流的向源侵蚀作用树枝状冲沟十分发育，切割为支离破碎的地形，地貌变的十分复杂，沟谷纵横、沟深壁陡，地表为固结黄土与风积沙，海拔标高在1271.5m～1001m之间，高差270.5m。
2.4地表水系
黑岱沟从井田北侧通过，南坪沟、不连沟、哈尔乌素沟由南向北纵贯全区，流入黑岱沟后向东汇入黄河。
沟中虽有泉水涌出，但流量较小，只有大雨、暴雨才能形成山洪暴发，流量大、时间短。
本井田位于黑岱沟下游南侧，总体地貌为西南高东北低，汇水于黑岱沟中，黑岱沟自西南流向东北从矿区的北侧通过，是煤田内较大的沟谷，四季有水流淌，大雨、暴雨形成山洪汇于黑岱沟中。
2.5煤层
2.5.1含煤地层及含煤性
柏树坡煤矿主副风斜井井筒参数
名称
主斜井
副斜井
回风斜井
回风斜井安全出口
回风斜井风硐
井口中心坐标
X=4395012.64
Y=37530027.39
Z=1024.5
X=4395018.46
Y=37530060.89
Z=1024.5
X=4394842.88
Y=37530048.02
Z=1023.5
方位角
a=350°8′24″
β=10°
a=350°8′24″
β=6°
a=350°8′24″
β=22°
井筒长度（m）
总长度
82.6
133.93
61.4
20
15
明槽段
50
80
40
基岩段
32.6
53.93
21.4
荒
断
面
宽mm
4200
5300
4200
2100
3600
高mm
3700
4550
3700
2450
3600
拱高
2100
2650
2100
1050
1800
断面积㎡
13.64
20.5
13.64
4.67
10.85
净
断
面
宽mm
3500
4500
3500
1500
3000
高mm
3250
3850
3250
2050
3000
拱高
1750
2250
1750
750
1500
断面积㎡
10.6
15.1
10.6
2.83
8.03
墙高mm
1500
1600
1500
1300
1500
底板厚度
100
300
100
100
100
砼强度
C30
C30
C30
C30
C30
井颈段
井壁厚度mm
350
400
350
100
300
支护类型
钢筋混凝土
钢筋混凝土
钢筋混凝土
钢筋混凝土
钢筋混凝土
基岩段
井壁厚度mm
350
400
350
支护类型
素混凝土
素混凝土
素混凝土
本井田属华北石炭、二叠纪煤田，处于华北聚煤坳陷的北部，成煤古地理环境接近内蒙古陆边缘。
晚石炭世古地理环境为三角洲冲积平原，地壳下降幅度和泥炭沼泽堆积保持长期平衡，故沉积了有巨大经济价值的太原组厚煤层。
随着时间的推移，早二叠世古地理环境转为山前冲积平原，冲积物特别发育，泥炭沼泽相趋于结束，故山西组含煤性较差。
太原组（C2t）：
为井田内主要含煤地层。
含煤6层，由上往下依次为6、6下、8、9、9下、10号煤层，其中8号煤层属不稳定煤层，不可采；9下、10号煤层属极不稳定煤层，不可采；6、9号煤层全区可采，为较稳定煤层；6下煤层局部可采，属不稳定煤层。
该组地层平均总厚度58.37m，煤层平均总厚度17.92m，含煤系数31％。
煤层可采平均总厚度15.01m，含煤系数26％。
山西组（P1s）：
本区仅含煤1层，且孤立分布连不成片，不可采，该组地层平均总厚度39.94m，煤层总厚度0.57m，含煤系数1％。
2.5.2可采煤层
本井田可采煤层共3层，自上而下编号为6、6下、9号煤层。
各煤层主要特征见表1-2-2。
可采煤层特征表
表1-2-2
煤层
编号
煤层自然
厚度（m）
可采厚度（m）
层间距（m）
埋藏深度（m）
稳定
程度
可采
程度
最小～最大
平均（点数）
最小～最大
平均（点数）
最小～最大
平均（点数）
最小～最大
平均（点数）
6
0～28.30
10.27（81）
1.01～26.65
10.44（66）
2.30～19.71
8.33（17）
0～145.11
44.86
较稳定
全区可采
6下
0.20～2.90
2.21（17）
1.54～3.00
1.93（16）
43.52～155.54
97.51（17）
不稳定
局部可采
3.54～5.01
4.00（17）
9
0～5.62
2.84（76）
1.13～4.62
2.63（70）
50.18～154.96
108.05（76）
较稳定
全区可采
现由上到下叙述如下：
①6号煤层
赋存于太原组中上部，是本井田主要可采煤层，大部可采。
煤层自然厚度0m（风化粘土）～28.30m，平均10.27m。
煤层利用厚度1.01m～26.65m，平均10.44m。
与6下煤层层间距2.30m～19.71m，平均8.33m。
煤层埋藏深度0m～145.11m，平均44.86m。
属较稳定煤层。
该煤层结构复杂，夹矸厚度0.05m～0.86m，夹矸层数2～13层；夹矸岩性多为泥岩、粘土岩。
煤层顶底板岩性大部分为泥岩、砂岩、砂质泥岩，其次为粘土岩。
②6下煤层
赋存于太原组中部，是本井田次要可采煤层，全区局部可采。
煤层自然厚度0.20m～2.90m，平均2.21m。
煤层利用厚度1.54m～3.00m，平均1.93m。
与9号煤层层间距3.54m～5.01m，平均4.00m。
煤层埋藏深度43.52m～155.54m，平均97.51m，属不稳定煤层。
该煤层结构复杂，夹矸厚度0.10m～0.30m，夹矸层数多为2层；夹矸岩性多为泥岩、粘土岩。
煤层顶底板岩性大部分为泥岩、砂岩、砂质泥岩，其次为粘土岩。
③9号煤层
赋存于太原组下部，是本井田主要可采煤层，全区可采。
煤层自然厚度0m～5.62m，平均2.84m。
煤层利用厚度1.13m～4.62m，平均2.63m。
煤层埋藏深度50.18m～154.96m，平均108.05m，属较稳定煤层。
该煤层结构复杂，夹矸厚度0.10m～0.35m，夹矸层数多为3层；夹矸岩性多为泥岩、粘土岩。
煤层顶底板岩性大部分为泥岩、砂岩、砂质泥岩，其次为粘土岩。
2.6、煤质
2.6.1煤的物理性质和煤岩特征
2.6.1.1煤的物理性质
本井田煤呈黑色，风化后呈褐色，条痕褐黑～黑褐色，呈暗淡的沥青光泽，局部可见油脂光泽，丝炭发育的层段显丝绢光泽。
常见贝壳状及参差状断口，外生和内生裂隙不发育，脆性差。
节理中局部充填有黄铁矿及方解石薄膜。
由于煤岩组分的差异，常见条带状结构，块状构造。
燃点一般为300℃左右，燃烧试验为剧燃。
残灰呈粉状～块状，灰白～灰色。
煤风化后煤质疏松，呈土状，燃烧时火焰不大。
2.6.1.2煤岩特征
①宏观煤岩特征
煤的煤岩组分以暗煤和亮煤为主，丝炭分布于层面，局部含镜煤条带，属半暗型～半亮型煤。
②显微煤岩特征
显微组分定量鉴定结果表明，井田内可采煤层有机显微煤岩组分以丝质组和镜质组为主，丝质组含量52.8%～60.2%，平均56.5%，镜质组含量28.7%～35.6%，平均为32.15%，二者之和占有机显微煤岩组分的88.65%。
煤中矿物质以粘土类含量最高，在13.8～18.9%之间；其次为硫化物和碳酸盐类，前者含量0.06%～5.6%，后者含量1.0%～1.3%之间。
矿物杂质在煤中多以侵染状、链条状态赋存，难以洗选。
③变质程度
井田内各煤层镜煤最大反射率在0.556%～0.615%之间，平均为0.576%，根据“GB/T17607-1998”《中国煤层煤分类》划分本井田煤为低阶烟煤。
3.施工准备
3.1现场准备
开拓大临工程尽量集中布置，以便于管理在满足工程快速施工的前提下，尽量减少临时设施工程量。
布置时尽量避开永久工程位置，并为永久工程施工创造条件，同时应符合环境保护、消防、卫生、防火、劳动保护的要求，应符合施工工艺流程的要求，临时设施与措施工程有关参数详见：
临时设施工程表（表3.1）
表3.1临时设施工程表
序号
名称
规格型号
单位
数量
备注
1
绞车房（风井）
彩钢瓦板房
m2
80
2
调度绞车安装
台
1
基础施工
3
压风机房
彩钢瓦板房
m2
80
4
压风机安装
20m3/min
台
3
5
翻矸架安装
个
1
6
机修房
彩钢瓦板房
m2
15
7
井口搅拌站
石棉瓦结构
m2
15
8
井口信室、工具房
钢架石棉瓦
m2
15
9
砂石棚
简易棚
m2
500
10
材料库
石棉瓦结构
m2
30
11
地面水泥库房
石棉瓦结构
m2
100
12
职工宿舍、食堂、会议室、机修房
澡堂、灯房、锅炉房
彩钢瓦班房
m2
580
13
厕所
砖木结构
m2
20
合计
1415
临时设施根据现场实际情况作进一步调整。
3.2主要材料供应
除爆破材料由甲方提供外，其他施工用材料由施工单位自行采购，永久性装备材料由甲方负责供应。
工程使用的材料必须符合国家标准，矿用产品必须证件齐全，方可下井使用。
施工用材料根据施工进度及时采购、供应，保证按计划工期开工。
3.3主要设备供应
本标段施工所需主要施工机械设备（仪器）见表3.2，施工设备必须根据工程计划进行平衡，保证生产需要，主要机械设备在工程正式开工前必须全部到位。
表3.2主要施工机械设备
序号
机械或设备
型号规格
数量
产地
功率
（kw）
单台生产能力
1
防爆胶轮车
调度绞车
2、5吨
6台
JD-40
1台
莱芜
40
2
局部通风机
DSF5.6-2×15kw
3台
淄博
30
3
压风机
SAH110
3台
上海
20m3/min
4
砼搅拌机
350
2台
5
激光指向仪
YHJ-500
2台
陕西
6
电动潜水泵
Qy-15
4台
湖南
22
32m3/h
7
风泵
2台
8
变压器
2台
9
综保
2台
10
低防开关
多型号
10台
11
检漏继电器
2台
12
风镐
6部
湘潭
13
锚杆钻机
MQT-85型
4部
14
锚杆拉力器
T52
1台
湘潭
15
锚索加压器
t-125b
2套
16
装载机
ZL50F
1台
山东
162kw
17
电焊机
BX1-315
1台
上海
18
切割机
J3GG-400
2台
上海
19
砂轮机
1台
20
台钻
1台
2kw
21
钢筋加工设备
1套
22
风钻
YT-27
20台
天水
23
经纬仪
1台
24
水准仪
1台
25
V矿车
1m3
4辆
26
喷浆机
转子V型
3台
5.5
27
耙装机
P-60B
4台
安徽
30
28
磅秤
1台
南京
4.施工方案顺序
主斜井、副斜井、风斜井明槽段同时施工，风井明槽大约24米，井筒按设计要求到位后再施工地坪、台阶、扶手及其它设施，回风井风硐及安全出口最后施工。
5.施工组织的基本原则
5.1、采用先进的施工工艺和先进的施工机械，引入科学的施工组织管理措施，提高劳动效率。
5.2、合理安排劳动组织、施工顺序，确保工程连续施工。
5.3、应充分考虑当地气候对施工进度和质量的影响，合理安排施工期。
5.4、尽量利用永久工程和设施，严格控制临时工程，避免重复施工的浪费。
6．施工工期的预计
根据本本矿井实际地质条件及合同约定，确定本矿井井巷工程施工进度指标如下：
井筒基岩段：
60m/月，钻爆法施工；
井筒表土段：
40m/月，钻爆法施工；
根据三类工程的排序，本标段工程工期为3个月。
7.井筒施工方案
主斜井、副斜井、风斜井明槽段及井巷同时施工，施工完后再开工回风井风硐及安全出口。
7.1明槽及表土段施工方法
7.1.1明槽段施工
开挖，采用CAT320B型挖掘机、ZL50F装载机排土，施工过程中根据实际开挖土层情况作适当调整，挖土按70º斜坡挖掘，挖掘时根据土层稳定情况采用支撑加固法护坡，以减少开挖工程量，确保边坡稳定。
明槽施工工艺流程：
挖明槽明槽表土段底板基础人工挖掘支模板砌碹回填土夯实。
明槽开挖采用机械挖方为主、人工挖掘为辅进行，明槽作业前画出挖掘边线，定好挖掘坡度，设观测点观测边坡变化情况，施工时根据具体情况采取支撑加固法护坡。
明槽挖掘后，开始从下往上挖基础、砌碹。
表土段支护形式为砼砌碹支护，然后施工台阶和水沟混凝土。
砌碹采用内外模整体浇注混凝土。
混凝土制作采用两台搅拌机集中拌料，人工下入模板内。
明槽段井筒砌碹，达到设计强度后，即进行明槽回填，以机械为主、人工为辅。
7.1.2表土段及风化基岩段施工
采用风镐人工挖掘，如果人工挖掘困难时，采用放松动炮方法挖掘，顶板完好时采用1.2米（施工时可视具体情况进行调整）一个循环,不好时采用0.8米一个循环，施工一个循环时，及时由里向外支设模板，将进行永久支护。
表土段及风化基岩段施工时，根据设计要求和现场地质情况，为保证工程质量及施工安全，采用前探梁配合锚喷临时支护，防止土层风化和掉落。
如果在使用前探梁临时支护下仍无法施工的情况下，采取架设20#钢棚喷射砼联合支护的方式。
浇筑砼支护施工工艺：
（1）砼浇注施工方法。
使用钢模板钢碹胎支模。
支模砌碹必须做到：
①碹前应对中腰线检查，确认无误后才能使用。
②砼墙基础必须落到实底上，深度达到设计要求，砌基础前应把地槽中的水排干，保证基础质量。
③碹胎支设必须稳固，碹胎的腿子必须落到实底上，腿子之间必须设撑杆拉条，碹方子必须支在腿子的正上方，下设下弦梁；碹胎的连接要牢固；模板接缝要严密，不得出现错台。
④支设的碹胎必须垂直巷道中心线，严禁有走步现象。
⑤工作台的搭设必须牢固可靠，碹方子的下弦梁不能用做工作台的支撑。
（2）浇筑砼施工
①浇筑前应检查的井筒规格质量，小于设计的地方必须刷掉，危岩浮石必须处理，确保安全施工。
②按照巷道的中腰线，校核模板（设计一帮大2mm）。
同时检验绑扎钢筋质量。
③当墙体砼浇筑至巷道拱基线时，搭脚手架，稳碹骨，浇筑拱部砼。
④浇筑砼时，分层浇筑每次浇筑砼高度不得大于300mm，随浇筑随振动对称浇筑。
为了保证砼质量，要定期进行养护。
7.2基岩段施工方法
7.2.1施工机械化配套设备
根据工程实际和我公司的施工经验，通过多方案经济技术比较，确定工程施工采用多台YT-27风钻打眼，架设20#棚喷射砼联合支护的方式。
激光指向仪控制方位，采用中深孔光面爆破，装岩机装岩，防爆无轨胶轮车出矸，采用转子V型高效砼喷浆机喷砼的机械化平行作业的施工方案。
7.2.2施工方法
7.2.2.1.钻眼工作
采用YT-27型风钻，配φ22mm六角中空钢钎，φ43mm，“一”字型合金钻头，按照打眼工操作规程，采用分区、定人、定眼位打眼；严格按照爆破图表进行，特别要注意掌握好巷道掘进的方向和坡度。
7.2.2.2.装药工作
打完眼后，要用吹风管将炮眼内的碎矸及岩粉吹净，严格按照爆破图表要求正向装药，对有水的炮眼，必须使用抗水炸药或加防水套，以免受潮拒爆。
同时切断工作面机械设备的全部电源。
7.2.2.3.联线工作
炮眼全部装完药后，由放炮员亲自采用串并联的方式进行联线。
联线前，远离工作面的端头母线应扭短接，同时无关人员应撤离工作面到安全警戒线以外的安全地带。
7.2.2.4.放炮工作
放炮前，工班长必须在指定的警戒线以外清点人员并设置岗哨；放炮工作只准放炮员一人进行，同时应严格执行本工种操作规程；放炮后，放炮员必须先将放炮母线从电源上取下，并将两股母线短接，等工作面炮烟吹散后，人员方可进行入工作面。
若通电后未起爆，必须先摘下母线短接等15分钟以后，方可沿线路检查，排除拒爆故障后，重新按程序放炮。
7.2.2.5.支护
全岩段采用素混凝土支护，砌碹厚度350㎜，左右墙基础深度为500㎜，，混凝土强度等级为C30，铺底为素混凝土路面，厚度100mm，砼强度等级C30。
素混凝土支护形成后及时进行洒水养护工作。
7.2.2.6.排矸
工作面矸石由装岩机装岩，运输用2.5吨防爆无轨胶轮车出矸至指定地点。
7.2.3爆破作业
7.2.3.1、炸药、雷管
使用煤矿乳化炸药，毫秒延期段发电雷管引爆,电雷管必须编号。
7.2.3.2、装药结构
采用反向连续装药，全断面一次起爆。
7.2.3.3、起爆方式
MFB-200型发爆器引爆，联线方式为串联联线。
7.2.3.4、炮眼布置：
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