孙家沟回风斜井施工组织设计.docx
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孙家沟回风斜井施工组织设计
施工组织设计
前言
孙家沟煤矿隶属阳泉煤业（集团）有限责任公司，位于山西省保德县。
由于生产的需要,现要扩建副斜井、回风斜井两个井筒。
作为此项工程的承建单位，我山西宏厦一建矿建三公司以十分积极的态度认真研究了工程相关资料，凭借我公司的技术水平、装备能力和近年来积累的井巷施工经验，我们完全有信心也有能力“优质、安全、高效、低耗地”完成该项工程，并达到业主对工期和质量的要求。
结合我公司ISO9001：
2000国际质量认证体系数年运行所取得的良好效果，针对本项目编制体系文件，我们决定推行ISO9001：
2000版质量管理体系标准，以确保工程质量在施工过程中得到有效控制。
施工组织设计编制依据为：
1、孙家沟煤矿副斜井及回风斜井工程相关资料。
2、《回风斜井井筒开凿平、剖、断面图》。
3、《煤矿安全规程》。
4、《矿山井巷工程验收标准》。
第一章工程概况及地质特征
孙家沟煤矿隶属阳泉煤业（集团）有限责任公司，位于山西省保德县。
回风斜井设计长度171米，坡度为22°，下平段约11米。
表土段约53.4米，支护方式为钢筋混凝土，基岩段约117.6米，支护方式为锚喷，混凝土型号C30。
每40米施工一个躲避硐，设计共计4个。
回风斜井井筒技术特征表
序号
项目
单位
技术参数
1
井口坐标
X
m
4300047.000
Y
m
19513237.000
Z
m
+1119.200
2
井筒长度
m
171
3
方位角
34°
4
井筒倾角
22°
5
净宽
m
5.2
6
净高
m
4.6
7
净断面
m2
22.68
8
支护方式
表土段
钢筋混凝土碹
基岩段
锚喷
9
支护厚度
表土段
mm
500
基岩段
mm
120
10
φ20×2400mm锚杆间排距
mm
800×800mm
11
锚深
mm
2400mm
12
混凝土强度
C30
13
锚索﹙钢绞线﹚
mm
顶板破碎时考虑
第二章水文、地质特征
保德地处黄土高原，背靠吕梁山，面临黄河，地理坐标是：
东经111°56′30〃——111°19′40〃，北纬38°39′——39°6′56〃。
地势东高西低，东部高地、山神庙圪旦、井油山一线，海拔高达1400米以上，西部黄河滩海拔仅850米左右。
地表多为黄沙土覆盖，因受风雨侵蚀，形成了支离破碎的复杂地貌，境内山河相间，平行排列，河流源东流西，注入黄河。
较高的山峰有高地山、黄龙山、山神庙圪旦、木兰圪旦、井油山和大阴峁。
全县自然植被稀少，覆盖率低，水土流失严重。
地表黄土层及风华岩段厚约20米。
保德属典型的温带大陆性气候，一年之中四季分明，一日之中，温差较大。
年平均日照时数为2814.3小时，年平均气温为8.8℃，年平均降水量为493.6毫米。
无霜期135天左右。
本县灾害性天气主要是干旱、冰雹和干热风，素有“十年九旱”之称。
保德人稠地少，土地贫瘠，利用率较低，至今仍有一部分宜林宜牧地，尚未很好利用。
根据业主现有的地质资料提供，矿井井筒涌水量暂按＜5m3/h考虑。
第二章临建及总平面布置
第一节施工准备
一、技术准备
1、组织技术与管理人员认真审阅图纸，学习技术规范，组织图纸会审，并在此基础上编制实施性施工组织设计、施工技术措施、项目质量计划、填报项目开工报告，准备好各种技术资料和表格，开工前对技术人员、管理人员及施工人员做好技术交底。
2、组织测量人员做好接点复测工作，按业主提供的导线、水准点进行全面复核校验，进行井口基桩的布设。
3、试验人员尽早进行试验、检验和各种强度砼配合比的试验。
二、施工队伍准备
1、为确保本工程施工速度和工程质量，特在本处内精选素质好、经验丰富、从事过二次以上类似工程施工的施工队伍进场施工。
2、根据施工进度情况，按总体施工计划，陆续组织各作业队、各岗位、各工种人员进场，所有人员在上岗前10天到岗，以便了解现场情况，按ISO9002标准及《培训控制程序》要求组织学习培训。
3、施工现场准备
第一批人员进场后，要及时开展进场四通一平的准备工作，施工必须的生活、办公、卫生、生产等临时设施，工广临时设施布置，遵循“方便实用、文明施工、节约用地、安全可靠、兼顾环保、尽可能避开永久建筑物”的原则。
（1）施工准备.施工临时建筑详见回风斜井工程施工工业广场平面布置示意图及工程用地一览表。
序号
用途
面积（m2）
位置
需要时间
1
办公室含会议室
50
见平面布置图
2
食堂、锅炉房
150
见平面布置图
3
掘进班房
70
见平面布置图
4
浴室
40
见平面布置图
5
水泥库
120
见平面布置图
6
机修房
60
见平面布置图
6
矿灯房
30
见平面布置图
7
配电室
60
见平面布置图
8
铁工房
40
见平面布置图
9
车工房
30
见平面布置图
10
木工房
70
见平面布置图
11
临时住房
300
见平面布置图
12
医疗室
40
见平面布置图
13
材料库
100
见平面布置图
14
调度值班室
22
见平面布置图
15
沙石料场
800
见平面布置图
16
搅拌站
100
见平面布置图
17
砖砌水池
42
见平面布置图
18
火药库
140
见平面布置图
19
厕所
42
见平面布置图
（2）供电：
使用业主接引到施工现场的电源，设KSJZY-10/0.69型500KVA变压器1台，KGS-4/127型变压器1台，敷设供电电缆到施工各用电点，其它所用电源引用矿方配电室。
（3）供水：
建20m3蓄水池一座，供巷道掘进喷雾洒水灭尘，供水管采用Ф50mm塑料或钢管，室外部分直埋在黄土层500mm以下，巷道部分敷设在巷道左底角，每隔40m安装一个三通阀。
用5mm钢板焊5m3水箱1个，作为生活用储水箱。
（4）照明：
地面照明电压采用220V，巷道内照明电压采用127V。
（5）通讯：
在井口、掘进头、值班室安装联系电话，经理室、值班室安装与业主电话系统相接的电话。
（6）信号：
在井口、掘进头安装信号显示装置和打点器，通过打点器联系作业。
4、设备材料准备
矿建三公司机电、试验、材料供应部门组织设备、仪器、周转材料等调运工作。
确保各部门组织的设备、试验、检验设备、测量设备等迅速进场。
其余设备和周转材料根据工作进度工程进展情况，按计划陆续进场，主要机械设备表见下表。
主要施工机械设备表
序号
机械或
设备名称
型号规格
数量
（台）
产地
额定功率kw
生产能力
备注
1
凿岩机
7655
15
沈阳
备用5
2
装栽机
ZL—50
4
成都
40.5
2.5t
3
提升机
JTP—1.2
1
沈阳
55
4
砼搅拌机
安TV
2
江西
5.5
5
风镐
01-30
4
沈阳
6
砼喷射机
转Ⅱ型
3
鹤壁
5.5
7
压风机
4L—20
3
北京
130
20m3
8
局部通风机
2
泰安
2×15
9
激光指向仪
JK—3
2
上海
序号
机械或
设备名称
型号规格
数量
（台）
产地
额定功率kw
生产能力
备注
11
挖掘机
CAT320B
4
徐州
1m3
12
放炮器
KFB-150
2
渭南
150
13
变压器
1
合肥
14
变压器
1
合肥
15
锚杆钻机
MYT-115
3
北京
7.5
16
锚杆测力计
ZM-100
3
天津
17
蛙式夯实机
HW60
2
天津
3
18
俯着式振动器
ZF20
2
北京
3
19
插入式振动器
ZN35
2
北京
1.1
20
电焊机
BX5-400
1
合肥
5
21
自卸汽车
8T
10
湖北
8T
22
风泵
BQF-
3
合肥
组织物资供应人员进行市场调查，按ISO9002标准、《物质采购控制程序》，选择合适的供应商，落实货源，安排订货计划，设立堆放场地，搭设库房等。
第三章施工方案
回风斜井工程优选最佳施工方案，以实现安全、快速、质优为目的。
最大限度地推广应用新技术、新工艺、新材料、新设备，严格按照ISO9002质量体系运行，确保工程施工的每一个阶段，每一个环节，每一道工序都处于受控状态，确保工程质量全优。
该工程工期比较紧凑，故施工准备、绞车安装、压风机安装及场面临建与表土大开挖同时进行施工过程中尽可能采取创造工序平行作业的条件，以确保工期。
一、斜井表土段明槽开挖
表土段为黄土层，决定采用大开挖法施工，明槽边坡坡度按45°考虑，明槽段槽底长度16.0m，一次将明槽土方挖完，并掘出暗峒1m，永久支护后，砌筑明槽部分。
二、风化及软岩段暗槽施工
根据设计资料，风化及软岩段大部分为黄土及风化粉砂质泥岩组成，掘进断面较大，决定采用短掘短砌的方法，视围岩稳定情况确定掘砌间距。
若采用上述方法，井筒仍难以通过时，采用工作面预注浆法加固围岩，使巷道周围形成帷幕，保证施工通过。
三、基岩段施工方案
基岩段施工采用钻爆法锚喷掘进，实行光面爆破，实施正规循环作业，循环进度1.6m，一掘一锚按设计要求打注锚杆。
视围岩稳定情况决定采取初喷混凝土临时封闭围岩的距离。
围岩稳定时，采用三掘一喷的方式作业，围岩不稳定时采用一掘一喷的方式作业。
初喷混凝土厚度30—50mm。
复喷成巷可滞后掘进工作面30—50m后进行。
打注锚索按设计要求施工，围岩稳定时可滞后工作面30米。
耙岩机后及时施工水沟、台阶。
第四章施工方法
首先地面控制网利用国家
等独立控制系统，埋设近井点，井筒施工按国家标准要求施工测量。
在建井初期水准点测量采用三角高程。
利用近井点和井口设计标高（坐标）来进行井口桩标定
一、明槽段施工方法
1、明槽技术特征
a、表土段边坡角度45°
b、明槽开挖上口长度约17.25m，明槽上口宽度约17-27m，槽底长度16m，槽底宽度7.3m，开挖深度4-9m。
C、明槽开挖土方量约3300.3m3，回填土方量约2200.0m3。
2、明槽施工方法
明槽表土挖掘采用臂长9.9m，斗容1.0m3的CAT320B型挖掘机挖掘，一次将明槽土方挖完，人工修整，8T东风车转运至指定堆放场地。
在土层稳定的情况下，将暗硐掘出1m永久支护后，再砌筑明槽部分。
浇筑筑明槽段时，先将基础部分用灰土按1：
3配合比夯实，浇筑约600mm厚C30混凝土铺底，先墙后拱绑扎钢筋，分段浇筑基础及墙体，最后将拱部浇筑。
墙拱厚500-1050mm，模板采用长x宽x厚=1.0m×1.2m×5mm特制专用模板，支撑拱圈采用120mm宽槽钢制作。
脚手架使用方木支架，搭设必须牢固可靠，防止跑模事故，砼标号为C30由下向上浇筑。
明槽施工时为防止边坡坍塌，需采取打木桩、插板等方法进行临时支护。
明槽部分的碹体浇注至井口，然后开始回填直至地形自然边坡。
回填土采用3：
7灰土，应水平分层由两侧对称向中间逐段夯实，每层虚铺厚度：
人力打夯不大于0.2m，蛙式打夯机不大于0.3m。
斜井井口做好后，需在门脸的顶部修筑排水沟渠，井口加筑防洪沟和防洪堤坝。
明槽排水：
明槽施工中若有涌水，在明槽下部砌一集水槽，采用BQF-
型风泵排水。
二、暗槽及风化软岩段施工
根据设计资料，决定采用短掘短砌的方法，视围岩稳定情况确定掘砌间距。
此段采用放震动炮松动配合人工挖掘的方法。
采用11号矿用工字钢拱形支架、φ160mm的圆木顺巷插梁、木破板构顶的方式维护顶帮。
当围岩相对稳定时，采用锚喷临时支护，使用φ20*2400mm的树脂螺纹钢锚杆，间排距800*800mm，拱部挂φ6——150*150mm钢筋网，喷C30混凝土50mm厚封闭围岩，实施临时支护。
临时维护距离不超过10m，在临时支护下实施现浇钢筋混凝土砌碹支护，每2米为一个永久支护循环段。
碹后必须用不燃物充填饱满。
巷道冒顶在1.5米以下时可用木垛接顶，但在碹拱上部必须充填不燃物垫层，其厚度不小于0.5米。
若采用上述方法，井筒仍难以通过时，采用工作面预注浆法分段加固围岩，使巷道周围形成帷幕，保证施工通过。
工作面钻孔采用放射状布孔，终孔位置超出巷道荒断面轮廓线1m左右，然后安装导管使用水泥浆注入，使沿巷道轮廓形成封闭的砼帷幕，以达到加固围岩的目的，以保证可靠、安全地掘进。
三、基岩段施工方法
采用多台凿岩机打眼、放炮掘进、耙岩机装车排矸、一次成巷的钻爆法法施工。
施工顺序为：
定眼位→打眼→检查瓦斯→装药联线→检查瓦斯→撤人放警戒→放炮→检查瓦斯→检查处理顶帮活矸危石→临时支护→出矸→检查、加强临时支护→砌碹或喷浆。
（一）、掘进及临时支护
1、掘进
采用7655型风钻多台作业，按爆破图表中深孔爆破。
装药放炮炮眼布置见《炮眼布置图》
爆破参数表
炮眼名称
掏槽眼
辅助眼一
辅助眼二
辅助眼三
周边眼
底眼
合计
炮眼序号
1～8
9～15
16～28
29～45
46～74
75～86
炮眼数量
8
7
13
17
29
12
86
圈径（m）
1.6
2.24
3.24
4.24
5.24
眼深（m）
2.2
2.0
2.0
2.0
2.0
2.0
炮眼倾角
73º
90º
90º
90º
87
87º
装药量
Kg/眼
1.0
0.8
0.8
0.6
0.5
0.8
58.3kg
Kg/圈
8
5.6
10.4
10.2
14.5
9.6
起爆顺序
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
ⅤⅠ
雷管段别
1
2
3
4
5
6
预期爆破效果
序号
项目名称
单位
数量
1
岩石硬度
f值
4～6
2
掘进断面
m2
19.35
3
炮眼利用率
%
85
4
每循环进尺
m
1.6
5
每循环爆破实体岩石量
m3
40.8
6
每米井筒炸药消耗量
Kg/m
32.4
7
单位原岩炸药消耗量
Kg/m3
1.43
8
每米井筒雷管消耗量
个/m
47.8
9
单位原岩雷管消耗量
个/m3
2.1
10
每循环炮眼长度
m
173.6
备注
采用煤矿需用三级乳化炸药，毫秒延期电雷管
采用煤矿需用三级乳化炸药，毫秒延期电雷管。
引药房设在地面处，距离井口距离50米范围禁止烟火。
爆破时采用正向不耦合装药结构，用炮泥封严填实眼口。
采用毫秒延期电雷管起爆，由掏槽眼向外依次起爆。
联线方式为大串联。
炮眼布置、装药量等严格按照爆破图表执行，爆破图表根据岩石等级而编制，当掘进工作面处于砂质泥岩、泥岩、煤或f＜6的岩层地，可以将2-3圈炮眼间距适当增加50-100cm，当工作面岩层f＞7时，可以将2-3圈炮眼间距缩小50-100cm。
（1）炮眼深度ι根据进度要求及循环组织形式确定为：
ι=L/（d×d1×d2×d3）（m）
式中L：
为施工计划月进度。
d:
每月掘进天数d1。
：
每日完成循环数。
d2：
为月正规循环率
d3：
炮眼利用率
（2）炮眼数目根据巷道断面及岩石硬度而定。
（3）掘进一循环的炸药消耗量Q=Q1+Q2+Q3（kg）
式中Q1、Q2、Q3、中分别为掏槽眼、辅助眼、周边眼装药量。
（4）爆破单位岩体的炸药消耗量q=Q/（S×L×N）（kg/m3）
2、临时支护
（1）每次放炮后，经敲帮问顶安全检查后，打设不少于3根金属磨擦支柱进行临时支护。
（2）测量荒断面符合要求后，进行临时支护。
风化岩段采用以下方式：
当岩石风化严重，围岩破碎时井筒按荒断面规格超挖200-300mm，采用11号矿用工字钢拱形支架、φ160mm的圆木顺巷插梁、木破板构顶的方式维护顶帮，支架与井壁空隙部分用砂浆充填饱满；当围岩相对稳定时，采用锚喷临时支护，使用φ20*2400mm的树脂螺纹钢锚杆，间排距800*800mm，拱部挂φ6—150*150mm钢筋网，喷C30混凝土50mm厚封闭围岩，实施临时支护。
基岩段采用以下方式：
一掘一锚按设计要求打注锚杆，视围岩稳定情况决定初喷混凝土临时封闭围岩步距：
围岩稳定时，采用三掘一喷的方式作业，围岩不稳定时采用一掘一喷的方式作业；初喷混凝土厚度30—50mm。
当围岩破碎需要加密锚杆或挂钢筋网时，经过监理、甲方同意后，按设计变更要求加密锚杆或挂钢筋网。
（3）对于欠挖部分，放小炮或用风镐处理后再进行临时支护。
（4）临时支护必须紧跟茬岩，最大空顶距不得超过0.8m。
（5）当井筒拱部围岩松软破碎或煤层搁顶，锚网喷支护难以满足永久支护要求时，及时请示监理、甲方采取支29U金属支架等特殊措施。
（二）锚杆支护
在临时支护下，按设计要求位置，由顶到帮、由外向里打锚杆眼。
打眼时，严格控制打眼角度，使锚杆杆体尽量垂直于轮廓线或岩面，墙部锚杆为避免耙斗碰撞、放炮震动等影响，可待移耙岩机后再按要求补打，若墙部劈口发育有片帮危险，必须在打下部眼前按要求打注好锚杆。
锚杆安装前，锚杆眼必须吹净，以保证锚杆锚固质量，同时检查锚固剂，严禁使用不合格药卷。
将药卷插入眼口，用杆体轻轻推至眼底，把连接杆拧在锚杆上，然后用风动搅拌器搅拌30——50秒，将锚杆匀速推进到眼底。
15分钟后，上好托盘，拧紧螺母，螺母扭力矩须达到120Nm，锚固力不低于70kN。
（三）喷射混凝土支护
C30混凝土拌料比例按照设计配合比为：
普通32.5#水泥：
黄砂：
石屑=1:
1.23:
3.0。
采用机械拌料，拌合料存放时间不宜超过2小时。
喷射混凝土施工时应按照分段分片、先基础后侧墙、最后拱顶的顺序操作。
段距不宜超过6米。
复喷成巷控制距离：
移耙岩机后，及时按要求补打墙部锚杆喷混凝土成巷。
采用一掘一锚一喷办法施工时，复喷成巷距茬岩不超过30m；采用三掘三锚一喷办法施工时，复喷成巷距茬不超过50m。
（四）浇注混凝土砌碹支护
挖基础→浇注混凝土基础→打混凝土墙→搭工作平台→支混凝土模→浇注混凝土→回模清理
1、首先进行中腰线及断面尺寸的复测，局部不规格处采用风镐处理至合格。
铺底前要清理干净基础内的矸石和积水，超挖部分要用片石砂浆补填，然后开始浇注混凝土基础。
直墙支模：
内模用200×200mm的方木立柱，用140x160mm方木做底梁，撑木用直径180mm以上圆木，用φ160mm圆木戗柱顶牢，用耙锯钉牢，木楔背紧。
立柱埋深同基础深度。
立柱间距1m。
明槽部分，需支外模时，外模立柱同内模。
外模立柱用φ160mm圆木戗柱顶牢，用扒锯钉牢，木楔背紧。
确保模板牢固不得推移。
使用钢模板做为直墙段模板。
2、迎面墙头前设挡头板，用40×40mm方木与茬岩顶牢，用塑料薄膜或海绵条封堵接缝。
外靠一根200×200mm方木立柱，并用戗柱顶牢。
3、搭架：
内架用φ200mm圆木做架杆，长3m、厚6cm木板做架板。
用钢管做的架凳架设，架凳下用14号槽钢穿鞋。
内架要搭成水平架。
支箍：
支直墙模板时，在靠模立柱上搭支箍顺水方木，方木断面为200×200mm，顺水方木上面与拱基线齐。
在顺水方木上支设碹箍，碹箍间距1m一道。
做内脚箍，箍脚长度200mm。
正前茬岩的头道碹箍用φ160mm圆木与茬岩顶牢，顶箍圆木不少于七道。
箍与箍之间用拉钩拉紧，拉钩不少于五道，拉钩碹箍用棕绳绑扎牢固，碹箍挡头板使用木模板，按圆弧断面切割。
与碹板间接缝掩海绵条封堵，防止漏灰。
4、打混凝土墙要挂线，保证刚墙平直、砂浆饱满，杜绝蜂窝麻面。
浇注混凝土时一定要搅拌均匀，用机械方式分层震捣，分层厚度不大于300mm。
浇注混凝土时应由下往上逐行浇注，支2m模浇注2m混凝土。
工作台水平搭设必须牢靠，工作台横梁选用φ22cm以上的优质圆木，架板厚度不小于60mm，搭二架工作台必须有4个石垛，要平稳牢固。
工作台梁两侧下部必须用木楔掩住，防止滚动。
严格按设计坡度支模，用麻绳、铁板将混凝土模捆扎牢固，用戗木把混凝土模支稳。
拌料采用电脑配料机。
混凝土输送泵站送至井下工作面。
脱模时间：
夏季不少于36小时，冬季不少于72小时，冬季施工水温不少于20℃或混凝土折模强度不低于15kg/cm2。
5、按设计配合比搅拌混凝土入模。
C30混凝土配合比为：
32.5#水泥：
黄砂：
石子：
水=1:
1.23:
3.0:
0.4。
第五章辅助生产系统
一、供风系统
巷道开拓期间，主要用风设备为7655型凿岩机及BQF-Ⅱ风泵。
7655型凿岩机其耗风量为3.5m3/min/台,BQF-Ⅱ风泵耗风量为5m3/min/台。
根据施工方法及施工机具设备，井筒最大耗风量：
Qmax=（Q风钴+Q喷射机+Q锚杆机+Q风镐+Q风泵）×0.75=（4×2.8+2×6+2×4+2×1.2+1×3.5）×0.75=35.9m3/mm。
故选用4L-20/8型空压机三台,两台使用,一台备用。
压风由地面2台20m3压风机,经φ108mm钢管及高压胶管接至工作面设备使用。
二、供水系统
利用100m3高位临时水池由地面经φ89mm无缝钢管及高压胶管接至工作面设备使用。
三、供电系统
电源引自矿方10kv/690v供电电源，在井口设置临时变电所，供压风机、水泵、井口动力、搅拌站、工厂及各车间使用。
用电总负荷约300kw，设KSJZY-10/0.69型变压器一台，KGS-4/127变压器一台。
其它所用电源引用矿方配电室
四、运输系统
装岩、提升运输、排矸是斜井井筒掘进的主要环节，是影响掘进速度的关键，三者占掘进循环总时间的60-70%，根据现在设备及提升能力等综合考虑，装岩采用P-90B型耙斗装岩机。
为提高装岩效率，耙岩机距工作面距离最大为30m，最近距离为8m。
井筒掘进期间，采用JTP-1.2绞车，提升2辆1.0m3“u”型矿车通过翻矸笼将矸排至地面,然后装载机装入汽车排至指定地点。
五、排水系统
在井筒掘进期间，将躲避硐做为临时水仓，工作面积水用风泵排至水仓内,再用MD25-30×3多级矿用离心泵，将井筒内涌水经高压胶管及φ108mm钢管排至地面，当施工至涌水量为大于10m3/h的含水层段巷道时，另行制定专项施工作业措施。
井筒掘进时，妥善处理涌水量是加快掘进速度、保证工程质量的重要工作。
我们必须采取积极措施，针对涌水来源和大小加以防治。
防：
防止地表水流入或渗入井筒内；在井口周围掘砌环形水沟；井口段永久支护不得漏水；严格控制分水器及水管漏水。
截：
当涌水是沿顶板或两帮流出进，应斜井底板每隔60m挖一道横向水沟，将水引入纵向水沟中，然后再导至设在井筒涌水点以下的临时水仓内，由卧泵排出地面，从而尽量减少流入工作面的水量。
排：
当工作面涌水小于5m3/h时，将工作面积水采用风
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