2141崔木煤矿主回风井施工组织设计.docx
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2141崔木煤矿主回风井施工组织设计
陕西永陇能源开发建设有限责任公司
崔木煤矿主、回风立井井筒及相关硐室掘砌工程施工组织设计
1.前言
崔木井田位于永陇矿区东端的北湾—太阳寺勘查区。
属麟游县崔木镇管辖。
崔木煤矿由北京华宇工程有限公司设计，矿井设计生产能力为400万吨/年，采用主、副、风立井开拓方式。
为加快工程进度、降低成本、提高工程质量,业主采取公开招标方式选择矿建施工队伍，我单位应邀参加并中标崔木煤矿主、回风立井井筒及相关硐室掘砌工程。
为了积极响应业主要求，有计划合理地组织劳力、资金、设备及材料，将崔木煤矿主、回风立井井筒建成安全、优质、快速、高效工程的目标，特编制本施工组织设计。
本施工组织设计编制依据：
1）施工合同。
2）陕西永陇能源开发建设有限责任公司崔木煤矿主、回风立井施工图纸。
3）陕西永陇能源开发建设有限责任公司崔木煤矿井筒检查孔资料。
4）《煤矿安全规程》（2006年版）。
5）《煤矿井巷工程质量检验评定标准》（MT5009—94）。
6《矿山井巷工程施工及验收规范》（GBJ213—90）。
7）《煤矿建设安全规程》（试行）。
2.工程概况
2.1工程概况
崔木井田位于永陇矿区东端的北湾—太阳寺勘查区。
属麟游县崔木镇管辖。
井田东西宽8.35km，南北长10.65km，面积88.74km2。
井田内有彬县—麟游（崔木）市际公路及崔木—甘肃邵寨省际公路从勘查区中部通过。
S306省道由崔木向西经麟游、良舍、凤翔至陈仓与陇海铁路相接，至宝鸡120km，至宝鸡二电厂（长青工业园）100km。
向东24km至永坪与312国道相接，南至西安155km，交通较为便利。
主、回风立井井筒的主要技术特征见表2.1。
主立井、回风立井井筒主要技术特征表
表2.1
序号
项目
主立井
回风立井
单位
1
井口坐标
X
3859415.000
3859325.000
m
Y
36485667.000
36485540.000
m
2
井口标高
+1325.00
+1316.00
m
3
净直径
φ6.0
φ6.0
m
4
净断面
28.3
28.3
m2
5
水平标高
+748.000
+748.000
m
6
水平以下深度
8.0
8.0
m
7
井筒深度
585
577
m
8
井筒壁厚
井颈段
800
mm
表土段
600
500
正常段
500
400
9
支护材料
表土
钢筋砼（C35）
钢筋砼（C35）
基岩段
素砼（C35）
素砼（C35）
2.2工程地质与水文地质特征
2.2.1工程地质
根据地表和钻孔揭露情况，井田内沉积地层由老到新依次有三叠系中统铜川组、侏罗系、三叠系、上第三系、第四系。
根据综合柱状图井筒划分为下列层段：
第四系松散层，埋深112m，其中全新统12m，由砂砾、砂质粘土，黄土组成。
地下水接收大气降雨补给，属孔隙潜水含水层。
第三系埋深172m，岩性以粘性土为主，属相对的隔水层。
白垩系洛河组，埋深367m，由各粒级的砂岩、砂砾岩组成。
地下水渗透系数0.0266-0.0334m/d,属孔隙、裂隙水,富水性弱。
侏罗系安定组，埋深456.96m,由泥岩、砂质泥岩夹中粗砂岩组成,属相对隔水层段。
侏罗系直罗组埋深481.2m，由砂质泥岩、砂岩组成，底部有一层含砾粗砂岩，地下水渗透系数0.0164m/d，属裂隙含水层，富水性微弱。
侏罗系延安组埋深547m,由泥岩、煤及中粗砂岩组成，3煤顶板砂岩含水层，渗透系数0.0008m/d，富水性极弱。
侏罗系富县组，埋深567.43m，由铝质泥岩组成，属相对的隔水层段。
三叠系中统铜川组，钻孔深度592.5m未见底，由泥岩、粉砂岩组成，富水性微弱。
延安组为本区含煤地层。
岩性为灰—深灰色泥岩、砂质泥岩、粉细砂岩与灰白色中粗粒砂岩互层，中夹炭质泥岩及煤层。
厚度0～104.59m，平均47.73m左右，与下伏富县组呈平行不整合接触，或超覆于三叠系之上。
本区位于太峪背斜以南、遥远背斜以北含煤凹陷区。
3煤底板构造总体为一东南高西北低的单斜构造，呈EW向展布，东部3煤层底板最大高程937.39m，西部3煤层底板最低高程682.64m，平均每公里下降29m。
遥远背斜东起永寿县底角沟、平遥煤矿北。
轴部为三叠系，向西延伸与阁头寺背斜相接，轴部为延安组。
勘查区为其北翼，最大倾角10。
太峪背斜东起彬县太峪镇，轴部位为三叠系，为一宽缓箱状背斜，轴向东西，经底店、太阳寺进入勘查区，至大湾（P5－5孔）倾没，进而向西延伸与麟北春台塬～阳坡背斜相接，轴部变窄，不连续，呈一列长垣构造。
区内未发现断裂构造。
井田内未见有岩浆岩侵入现象。
2.2.2水文地质特征
2.2.2.1含水层
⑴第四系全新统（Q4）冲～洪积砂砾石孔隙含水层
主要分布在天堂河、庵川河及常村河等河谷冲积阶地及河床区，由河流相冲、洪积物组成，具二元结构。
直接受大气降水及地表水补给，渗透性强，水量充沛，水质良好。
⑵第四系中～上更新统（Q2+3）黄土及砾石孔隙～裂隙含水层
分布较为广泛，谷地山坡均可见到，厚度因地而异，最大可达150m，底部有一变化较大的砂砾石层，为孔隙～裂隙含水层。
主要以大气降水补给，局部地段还可获得河水补给，故含水性强度不均，泉流量相差悬殊，小者仅0.005l/s，大者可达0.2l/s。
⑶上第三系（N）粘土隔水层与砂砾石含水层
多分布于梁峁脊部和山顶上，厚度因地而异，岩性主要为浅棕红色亚粘土、砂质粘土，隔水性能良好。
局部地段底部有厚为1～1.5m的砂砾石层，含孔隙潜水，泉流量一般为0.01～0.30l/s，最大1.00l/s。
水质为HCO3—Ca·Mg与HCO3—Ca·Na型，矿化度0.280g/l。
⑷下白垩统罗汉洞组（Kllh）砂岩裂隙含水层
仅分布于普化河陕甘交界处。
岩性主要为桔红色粗粒砂岩、砾岩、砂砾岩、含砾粗砂岩夹砂质泥岩及泥岩薄层，泥质胶结，分选差，厚度44.0m。
⑸下白垩统华池组（K1h）泥岩隔水层
分布于天堂、丈八至常村河以北地区，出露不完整，最大厚度148m。
岩性主要为紫杂色、灰绿色砂质泥岩及泥岩，中夹薄层粉砂岩、细粒砂岩，泥岩隔水性能良好。
⑹下白垩统宜君～洛河组（K1y+l）砂砾岩孔隙裂隙含水层
在区内低山丘陵及各沟谷中广泛分布，厚度23.05～362.00m。
岩性为紫红色及暗棕色巨厚层状砾岩、巨砾岩夹粗粒砂岩、砂砾岩薄层或透镜体，浅棕红色、棕灰色巨厚层状粗粒砂岩、含砾粒砂岩及少量砂质泥岩条带。
成份多为长石、石英碎屑，泥砂质充填，其富水性及水力性质受地貌控制。
钻孔抽水试验结果：
单位涌水量0.00899～0.03512l/s·m，渗透系数0.0146～0.1098m/d，水质类型HCO3-Mg·Ca·Na、HCO3-Mg·Na，矿化度0.528～0.569g/l。
泉流量为0.03～0.06l/s，水质为HCO3-Mg·Ca·Na、SO4·HCO3-Ca型水，矿化度1.716g/l。
⑺中侏罗统安定组（J2a）砂岩裂隙含水层
出露于折灵沟及阁头寺北部支沟脑。
厚度71.03～154.81m，岩性为棕色、紫红色、灰绿色泥岩、砂质泥岩夹中粗粒砂岩，泥岩及砂质泥岩隔水性能良好，砂岩含水微弱，为富水性极弱的含水层。
⑻中侏罗统直罗组（J2z）砂岩裂隙含水层
地表未见出露，钻孔揭露厚度6.66～96.02m。
岩性上部为灰绿色、暗棕红色、紫灰色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩与中粗粒砂岩互层；下部为灰绿色中粗粒砂岩与砂质泥岩、粉砂岩互层，底部有一层巨厚层状黄绿色含砾粗砂岩。
砂岩含水层裂隙不发育，储水条件不良，又被隔水层相阻，地下水补给条件亦差，故为富水性微弱的含水层。
⑼中侏罗统延安组（J2y）砂岩裂隙含水层
地表未见出露，钻孔揭露厚度0～153.22m，是区内的含煤地层。
岩性主要为灰～深灰色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩，灰～灰白色中、细粒砂岩及含铝质泥岩、炭质泥岩夹煤层。
砂岩含有承压裂隙水，因补给条件差，故富水性微弱。
钻孔抽水试验结果：
单位涌水量0.000046～0.001925l/s·m，渗透系数0.00038～0.0064m/d。
水质为高矿化度Cl-Na型水。
⑽下侏罗统富县组（J1f）泥岩隔水层
地表未见出露，仅在个别钻孔中钻遇该层，发育不稳定，地表仅在五曲湾、青渠窑等地有零星出露。
厚度一般0～20m，钻孔揭露最大厚度为24.03m。
岩性多为紫杂色花斑状含铝质泥岩，夹有角砾岩薄层，局部地段为褐灰色含钙质泥岩，是一良好的隔水层。
⑾中三叠统铜川组（T2t）砂岩裂隙含水层
地表未见出露，作为煤系地层之基底，一般钻孔揭露厚度在15m以内。
岩性上部为紫色泥岩、浅紫色、灰绿色粉、细粒砂岩，灰白色细粒砂岩和中粒砂岩互层，中夹灰绿色中、粗粒砂岩，含煤线，为富水性微弱的砂岩裂隙含水层。
2.2.2瓦斯
本矿属高瓦斯矿井，煤与瓦斯无突出危险。
3.施工方案及工艺
3.1井筒掘砌施工总部署
崔木煤矿主、回风立井井筒均采取普通凿井法施工。
井筒施工在完成地面临时设施和凿井措施工程后，首先开挖井筒上部30m，然后安装三盘，吊挂管线等，为井筒正式开工做好准备（即完成上部30m井筒段掘砌，装好三盘，吊挂管线，标志施工准备结束，井筒转入正式掘砌施工）。
井筒掘砌作业方式，选用立井混合作业施工法。
与井筒相关的其它硐室采取与井筒同时施工的方案。
3.2井筒施工方案及工艺
3.2.1锁口段施工
1）主井锁口段施工
主井锁口盘设计标高：
+1325.000m，锁口段设计净直径为φ6.0m，施工深度为10m，其中上部5.0m为临时锁口，下部为一号壁座。
临时锁口设计支护形式为620mm厚的砖墙，下部井筒及一号壁座支护形式为锚网+C35的双层钢筋砼，井筒段支护厚度为700mm，一号壁座支护厚度2200mm（最大处）。
临时锁口5.0m与下部1.0m井筒同时开挖，临时锁口使用挖掘机一次性挖掘（施工中视土层稳定情况，可考虑锚网喷支护），6m井筒挖出后，开始下部1米井筒绑扎钢筋及稳金属组装模板浇筑砼，待砼初凝后，再开始在其上砌筑砖墙临时锁口。
临时锁口上口按设计预留各管路、风筒通过口及封口盘钢梁窝。
2）风井锁口段施工
风井锁口段与风硐及安全出口同时施工，锁口盘设计标高为+1316.000m，临时锁口座在下部永久井壁上。
临时锁口净直径为φ6.0m，深度2m，支护形式为500mm厚的砖墙，下部井筒设计支护形式为500mm厚的锚网+C35的双层钢筋砼。
风硐及安全出口设计断面形状为直墙半圆拱形，支护形式均为C35的双层钢筋砼，支护厚度均为300mm，安全出口施工长度3米，风硐施工总长度9.2米。
临时锁口与安全出口、风硐同时开挖，开挖至风硐底板，深度为11.7m，采取明槽施工。
开挖过程中井筒边、安全出口边、风硐边按照与地面70°（届时根据实际情况可对放坡角进行调整）放坡，并增加锚网喷临时支护进行护坡，以确保施工安全。
掘进采用挖掘机挖土，因开挖较深，采取阶梯式挖法，挖机顺风硐山墙边坡下至工作面。
安全出口、风硐与井筒同时稳模浇筑砼，井筒使用金属组装模板，风硐及安全出口使用槽钢碹股及木背板。
砼浇筑至临时锁口下口标高时，待砼初凝后开始砌筑砖墙临时锁口。
临时锁口上口需按设计预留封口盘梁窝及风筒、管路等通过口。
届时需编制专门措施指导施工。
3.2.2表土层的施工
根据井筒综合柱状资料，井筒表土层岩性主要为黄土、砂质粘土及粘土，厚度在80米左右。
（1）掘进
表土段采用人工使用风镐配以CX55B型挖掘机挖土装罐（在井内吊挂系统形成后，使用大抓装罐），4m3吊桶提升，翻矸台自动座钩式翻矸，经溜矸槽溜入落地矸石仓，然后由装载机装入自卸汽车排到业主指定排矸地点。
（2）砌壁
砌筑采用整体金属下移钢模板（
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