赵庄二号东回风井施工组织设计文档格式.docx
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29.2223.76
长度
14.000
4
基岩段
22.1
150.45
1、2号壁座
1.650、1.650
6
下井底
连接处
9.25
7
支护
方式
钢筋混凝土、厚度500800mm、C20
混凝土、厚度400mm、C20
钢筋混凝土、C20
8
附属
工程
安全出口长度21.3m.
长度23.6m、壁厚250mm;
风硐:
长度12.245m、壁厚300mm;
井底连接处两侧各4.0m长度共计8.0m、壁厚500mm,以上附属工程均采用钢筋混凝土支护、强度C30
9
总工程量
177(井筒长度)
不包括附属工程
2施工方案
2.1井筒施工方案
赵庄二号井东回风立井井口坐标X=.56,Y=539707.49,水文地质条件简单,根据我处多年立井施工技术水平和经验,确定井筒风化基岩段采用普通法施工,基岩段采用立井混合作业法施工。
2.2凿井设备的选型与布置
设备选型和布置原则:
(1)选用定型的先进设备;
(2)综合配套合理,安全可靠;
(3)给施工创水平留有富余量。
根据以上原则,按照立井混合作业快速施工机械化作业线配备凿井设备。
东回风立井井筒施工采用一套单钩提升系统,选用JK—2.520型提升机,配座钩式3m3吊桶。
装岩选用一台HS—4型长绳悬吊抓岩机;
井筒工作面设置两台BQF-II型风泵排水;
II型加高井架,井架加高1.7m,基础加高0.8m。
凿岩选用FJDG-5型伞钻配D70型风动凿岩机。
采用三层吊盘,吊盘上设置一台MD50-80×
6型卧泵。
表土及风化基岩段砌壁采用6套段高为1.0m的金属组装模板;
井筒基岩段砌壁选用MJY-3.05.0型单缝式整体液压金属模板。
布置一趟胶质风筒和一趟安全梯。
井筒内布置压风、排水、供水管路各一趟,井壁固定;
风筒采用悬吊方式。
详见凿井平面布置图,稳绞平面布置图,稳绞立面布置图。
3施工工艺
3.1临时锁口施工
回风立井井筒利用上部的8m,井筒净径为5m,浇注500厚的C30砼作为临时锁口,临时锁口标高+983.600m。
在临时锁口位置的井壁上口直接铺设封口盘,封口盘下与井壁间用红砖封堵,砌紧后用砂浆抹平封严。
3.2表土及风化基岩段的施工
井架、天轮平台、翻矸台安装完毕,提升绞车、各类稳车具备运行条件后,即开始表土段的开挖。
在开挖井筒的同时,将安全出口及风硐一同挖出,并与井筒一同稳模浇灌。
该段施工采用人工挖掘,吊桶排渣,潜水泵排水、块装模板砌壁,砌壁段高1.5m。
安全出口及风硐拆模清理完后用栅栏封闭,禁止人员入内。
井筒掘砌8m后安装锁口盘,井筒掘砌25m后安装吊盘。
风化基岩段采用钻爆法施工,浅部主要以松动炮为主,炮眼深度不大于1.8m,辅以风镐掘进。
短段掘砌,矸石采用长绳悬吊抓岩机装入吊桶,提升出井,砌壁采用1.5m段高的块装模板;
硬度较大时采用炮眼深度不大于3m中深孔钻爆法施工,根据围岩情况可适当采用锚喷网临时支护(采用φ22×
1800mm树脂锚杆,锚杆间排距800mm×
800mm,8#铁丝机织网4000mm×
1000mm,喷射C20砼厚度为50mm)井筒砌壁采用MJY-3.65.0整体下滑液压金属模板,一次浇注段高不大于3m。
3.3井筒壁座施工
1#、2#壁座与井筒相应位置同时掘出,矸石清理完毕,经技术人员验收壁座尺寸满足设计要求后,开始绑扎壁座钢筋,绑扎按由外向里的顺序进行,钢筋绑扎完,经甲方验收合格后,利用吊模,由下向上与井壁共同浇注。
砼强度C30。
3.4基岩段施工
赵庄二号井东回风立井井筒基岩段施工采用我公司立井混合作业一级工法施工。
随着凿井技术的不断发展和完善,该工艺不但技术先进,设备配套合理,且具有充分的可靠性。
3.4.1凿岩
赵庄二号井东回风立井井筒凿岩采用FJDG—5型伞钻配5台D70型风动凿岩机,φ55mm“十”字型合金钢钻头。
钻眼深度:
3.0—3.2m,爆破循环进尺2.7m。
爆破材料选用SJ-YII-4高威力水胶炸药,采用直径φ45mm药卷,雷管选用5m长脚线毫秒延期电雷管,按照光面、光底、弱震、弱冲的要求进行光面爆破。
基岩段爆破图表见炮眼布置图、表2、表3、表4。
3.4.2装岩与排矸
赵庄二号井东回风立井采用一台HS-4型长绳悬吊抓岩机,抓岩能力不小于30m3,在井筒掘进到连接处位置时,进行连接处掘砌施工。
井底连接处采用钻爆法掘进,人工攉矸至井筒内,利用抓岩机配合2m3吊桶出矸;
井筒荒壁采取锚网喷临时支护,待连接处掘进完毕后,绑轧钢筋,与井筒同时进行砼浇筑,底卸式吊桶下料,壁厚500mm,砼强度C30。
3.6凿井作业制度
东回风立井井筒基岩段凿井实行混合滚班作业制度,每18小时一个循环,正规循环率93.5%,地面辅助工实行“三八”制作业,单进101米月。
见作业循环图表。
3.7煤层瓦斯探放
当井筒施工接近煤层时,应按照地测部门提供的立井工作面距煤层的准确位置,在距煤层10m位置开始打钻探放瓦斯。
设置2个探孔排放瓦斯,并测定瓦斯压力(P),查明煤层赋存情况及煤层突出危险性。
探孔深度18m,距井筒中心1.5m对称布置。
当工作面掘进遇到煤线或接近地质破碎带时,也必须经常检查瓦斯。
瓦斯浓度<1%时方可继续掘进。
如果发现瓦斯大量增加或其它异状时,都必须立即撤人停掘,进行处理。
探放前应编制具体的施工措施或作业规程。
3.8井筒防治水
根据地质水文资料,井筒风化基岩段0-180m涌水量达165m3,相对静水位为22.70m。
所以井筒施工至20m时对工作面进行探水预注浆。
探水预注浆分两次,每次探注长度为80m。
结合我处赵庄二号副立井井筒施工揭露含水层情况,东风井基岩段厚层中粗砂岩都含水,施工时提前10m对工作面进行工作面预注浆。
永久井壁采用壁后注浆堵水;
砼浇注过程中采用导水管导水,避免淋水入模。
4凿井主要辅助系统
4.1提升系统
4.1.1凿井井架
东回风立井选用IIG型井架,井架加高1.7m。
该井架加高设计由中国矿大机电学院完成。
4.1.2提升设备
东回风立井选用JK—2.520型提升机,配3.0m3吊桶。
提升设备选型及有关技术参数见表5。
凿井提升设备选型及技术参数
表5
项目
回风立井
提升机
Jk—2.520
最大静张力KN
90
最大静张力差KN
电机转速(rpmmin)
720
电机功率(kw)
487
最大提升速度(ms)
4.7
选用钢丝绳(直径)
φ32
18×
7-1670多层不旋转
提升容器(m3)
天轮规格
φ2500
10
钢丝绳终端荷载(kg)
7190
11
悬绳重量(kg)
1756
12
合计提升质量(kg)
8946
13
钢丝绳破断力总和(kg)
73314
14
钢丝绳安全系数
8.2
4.1.3提升钢丝绳选择、校核:
(1)钢丝绳的最大悬垂高度
H0=Hsh+Hj=408.77+19.84=428.61m取440m
Hsh—井筒深度408.77m
Hj—井口水平至天轮平台高度19.84m
(2)提升物料荷重按3m3吊桶考虑
Q=KmVTBrg+0.9(1-1ks)VTBαsh=5670kg
Km—吊桶装满系数0.9
VTB—标准吊桶容积m3
rg—岩石松散重量1600kgm3
ks—岩石松散系数2
αsh—水容重1000kgm3
(3)提升容器自重(按3m3吊桶、11t钩头考虑)
QZ=1049+215+240+160.45=1520.45kg
(4)提升钢丝绳终端荷载
Q0=Q+Qz=7190.45kg
(5)钢丝绳单位长度重量Ps(kgm)
Ps=7190.45(110δBma-440)=3.5kgm
式中δB—钢丝绳钢丝的抗拉极限强度170kgf
ma—钢丝绳安全系数取7.5
(6)选择钢丝绳
据PsB≥Ps查表2-1-79选择钢丝绳型号为18×
(特)PSb=3.99kgm
(7)以最大终端载荷验算提升钢丝绳安全系数
m=Qd(Q0+H0PSB)≥ma
Qd—钢丝绳破断拉力总和73314kgf
M=73314(7190.45+440×
3.99)=8.2>
7.5
考虑伞钻时,按伞钻5500kg考虑,其安全系数为:
Ma=73314(5500+440×
3.99)=10.1>6.5
考虑提升人员,按每次提升8人考虑校核安全系数
m=73314(8×
75+215+240+160.45+440×
3.99)=24.7>
经计算主提升绳选用18×
(特)钢丝绳符合安全规程规定
(8)最大静张力验算
施工到440米时最大静张力验算
Qjmaax=Q0+H0PSB=7190.45+440×
3.99
=8946.05kg<9000kg符合要求
(9)提升机电机功率验算
3m3吊桶:
P0=(Q0+Q+PSbH)VmB102η=(7190.45+440×
3.99)×
(102×
0.85)=485kw<
487kw(提升机电机功率)满足使用
伞钻5500kg
P0=(Q+PSbH)VmB102η=(5500+440×
0.85)=393kw<
487kw(提升机电机功率)满足使用
4.1.4过卷距离验算
选用IIG型加高井架,翻矸台至天轮台高度为Hl=11.43m
过卷距离为L=11.43-1.5-2.89-1.733-0.95-0.59=3.77m
提升选用JK-2.520型提升机,Vmax=4.7ms,过卷高度为6.21m,根据规程规定,吊桶提升,其过卷高度不得小于规定数值的12,所以经验算绞车过卷距离符合要求。
其它悬吊钢丝绳经计算选型见钢丝绳选用一览表6。
钢丝绳选用一览表
表6
名称
钢丝绳型号
长度(m)
安全系数
提升钢丝绳
(特)
1×
650
见计算过程
吊盘绳
3×
560
左右
模板钢丝绳
抓岩机绳
700
安全梯绳
稳绳
6×
19-24.5-155
2×
动力电缆悬吊绳
放炮电缆悬吊绳
7-20
4.1.5提升能力计算
提升设备的提升能力,是按照提升循环时间图计算后不同深度时的提升能力。
使用3m3吊桶提升
VmB—提升机最大提升速度4.7ms
α—速度系数0.5
H—提升高度m
θd—井下摘挂钩、卸载休止时间90s
100米时提升循环时间:
T1=2[VmBα+(H-40)VmB]+54+θd=188s
100米时提升能力:
AT1=3600×
0.9×
VTBKT1=41.36h3h
VTB—标准吊桶容积3m3
K—提升不均匀系数1.25
300米时提升循环时间:
T1=2[VmBα+(H-40)VmB]+54+θd=258s
300米时提升能力:
VTBKT1=30.14h3h
使用2m3吊桶提升
T1=2[VmBα+(H-40)VmB]+54+θd=280s
VTBKT1=18.51h3h
400米时提升循环时间:
T1=2[VmBα+(H-40)VmB]+54+θd=325s
400米时提升能力:
VTBKT1=15.95h3h
经详细计算,东回风立井为15.95米3时,能保证18h完成一个掘砌循环。
计算结果见表7。
东回风立井不同深度提升能力表(表7)
类别
吊桶容积(m3)
提升速度(ms)
不同深度的提升能力(m3h)
100m
300m
400m
主提
3.0
41.36
30.14
4.2压风系统
4.2.1用风量计算
凿井期间主要风动设备的用风量统计见表8。
回风立井凿井期间用风量统计表(表8)
设备
型号
单台耗风量(m3min)
打眼
抓岩
砌壁
使用
台数
耗用量
伞钻
FJDG-5
35
抓岩机
Hs—4
17
风镐
C10
1.2
4.8
风动泵
BQF-II
振动器
2.5
合计
40
26.8
12.5
矿井总耗风量的计算:
Q=αβγ∑nkq=53.24m3min
α—管网漏风系数1.1
β—风动机械磨损使耗风量增加的系数1.1
γ—高原修正系数1.1
n—同型号风动机具使用数量5台
k—同型号风动机具同时使用系数1.0
q—风动工具耗风量7m3min
根据计算矿井最大耗风量为53.24m3min,故选用SA-120A型空压机二台,SA-250A型空压机一台。
4.2.3压风管路选择:
d=20√Q=145mm
Q—管道计算压风流量53.24m3min
根据最大用风量,选用φ159×
4.5mm无缝钢管可以满足系统要求。
4.3排水系统
为确保井筒施工安全,东回风立井设计在吊盘上设置一台MD50-80×
6型卧泵排水,经φ108×
4.5mm无缝钢管排至地面,卧泵排水能力50m3
按风速计算用风量:
Q=60×
0.15×
19.63=176.7m3min
按炸药量计算用风量:
Q=7.8÷
60÷
t(A(SL)2k)13
=7.8÷
20×
(80×
(19.36×
408.77)2×
0.6)13
=93.8m3min
选用JBT-28型风机满足要求。
4.5供电系统
根据甲方提供的10KV双回路供电条件,拟在该东回风立井负荷中心附近建10KV6KV临时变电所一座,采用箱式变电站集中供电。
设置两台S7—KV主变压器,一台KBSG—31560.69KV下井专用变压器,一台KBSG—20060.69KV风机专用变压器,一套ZXB12(6)0.4-2*500箱变,供给工广动力及照明生活等的低压用电。
供电系统图见附图,施工期间用电总负荷为1242KVA,施工用电负荷统计见表9。
4.6信号、通信、照明
4.6.1信号:
井口至提升机房、吊盘、倒矸台及两个稳车群之间均设置各自独立的声光信号系统。
4.6.2通信:
在井口附近设置10门电话交换机,井筒吊盘上设置抗噪声防爆电话机,通过井口交换台与地面及井下各重要场所进行通信联系,项目部安装28门程控电话自动交换机,以满足生产调度指挥之用,工地安装一部程控外线电话。
4.6.3照明:
井口和稳车群照明设备为自镇式水银灯,井筒内在吊盘下吊设新型DKS250127型竖井矿用投光灯。
4.7砼搅拌系统
在井口附近设置一个不小于400m2砂、石料场,场内设有石子冲洗装置。
设立砼搅拌站,配一套电脑计量自动上料系统,一台JW—1500型搅拌机。
砂石用铲车装入PLD-1600型电子自动计量系统料仓,由料仓皮带经转载皮带输送进搅拌机上料斗,同时按比例加入水泥,通过该上料斗送入搅拌机搅拌,井口布置直线形轨道,由底卸式吊桶将配置好的砼送入井下分灰器入模。
4.8供水系统
井筒施工用水由水源井内深井电潜泵将水抽送到工广内水箱,然后由水箱接管供给,井内悬吊一趟φ57×
3.5mm供水管,吊盘上设置释压水箱,以稳定压力水供伞钻使用。
施工用电负荷统计表
表9
设备名称
台数
设备容量
需用系数
CDΦ
tgΦ
计算容量
安装
工作
有功功率(KN)
无功
功率(kvar)
视在功率(kva)
一
地面高压
475
0.7
0.85
0.75
333
250
416
压风机
0.88
188
165
二
地面低压
稳车群
311
0.4
0.8
124
93
155
240
120
79
工广
20
18
200
150
0.95
84
147
局部通风机
60
30
21
19
28
调度绞车
50
0.5
1.73
开门绞车
上料系统
63
55
三
井下
卧泵
320
160
0.62
74
141
总计
45
2002
1642
1081
858
1380
建井期间最大同时利用系数
取0.9
Pmax=k∑y∑Pmax=1081×
0.9=973(kw)
Qmax=k∑w∑Qmax=858×
0.9=772(kvav)
Smax=(P2max+Q2max)12=(9732+7722)12=1242(KVA)
4.9设备、器材配备
井筒施工主要设备和器具配备见表10。
施工设备和器具供应计划
表10
能力
数量
规格型号
提升机悬吊设备
凿井井架
1座
IIG型钢管井架
1台
JK-2.520
吊盘凿井绞车
16t
3台
JZ
稳绳凿井绞车
10t
2台
钢模凿井绞车
抓岩机凿井绞车
JZ2T—10600
安全梯凿井绞车
5t
JZA2—51000
动力电缆
放炮电缆
JZ2—5400
吊桶
3m3
2只
座钩式
1.6m3
1.6m3底卸式
钩头
11吨
1个
提升天轮
悬吊天轮
2个
单槽φ1000
22个
单槽φ600
凿岩设备
FJD-5
钻机
5台
D70
装矸、排矸设备
Hs-4
JD-25
井盖门绞车
慢速自制
装载机
ZL—50B
翻斗汽车
11t
斯太尔
四
模板
金属组装模板
5套
整体模板
1套
MJY-3.05.0
五
砼搅拌系统
电子自动计量系统
PLD—1600
搅拌机
JW-15OO
六
压风设备
SA120A
SA250A
七
通风设备
局扇
28KW
JBT62-2
风筒
500m
φ800
八
排水设备
50m3h
MD50-80*6
25m3h
BQF—II
九
供电设备
106KV开闭所
2套
KYBS-10(60
电容补偿柜
GZBB
箱变
ZXB-10(6)0.4-2*500
变压器
S7—
KBSG-3156