大坡度斜井施工组织设计.docx
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大坡度斜井施工组织设计
湖南桃江久通锑业有限责任公司
板溪矿区明斜井井筒掘砌工程
施
工
组
织
设
计
武钢宏信置业发展有限公司
二0一四年十一月
前言
根据本工程设计的特点，结合我公司的施工经验和技术装备等因素，编制了此工程的施工组织设计，其主要特点如下：
1、湖南桃江久通锑业有限责任公司板溪矿区明斜井井筒掘砌工程施工采用7655风钻掘进，出碴采用P60耙岩机配合斜井前卸式箕斗，提升用JK-2*1.5E提升机，施工机械化程度高，能有效保证施工安全。
2、湖南桃江久通锑业有限责任公司板溪矿区明斜井井筒掘砌工程施工采用全断面光面爆破施工法，能有效保证建设方施工质量要求。
3、建立项目施工负责制，实行项目法管理，实现质量、进度、安全、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，树立良好的企业形象。
施工组织设计编制依据
1、怀化湘西金矿设计科研有限公司设计的施工图；
2、湖南桃江久通锑业有限责任公司招标文件；
3、《金属非金属矿山安全规程》（GB16423-2006）；
4、《爆破安全规程》（GB6722-2006）；
4、《建井工程手册》；
5、《矿山井巷工程施工及验收规范》（GBJ213—90）
6、《有色金属矿山井巷工程施工规范》（GB50653—2011）
7、《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）；
8、《喷射混凝土施工技术规程》（YBJ226-1991）；
9、《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ-46-2005）；
10、《工程建设施工企业质量管理规范》（GB/T50430-2007）；
11、《冶金矿山测量规范》（YB/T4385-2013）；
12、国家现行的相关规定及标准；
质量等级：
合格率100%。
安全管理目标：
个人无双违、项目部无轻伤。
我单位在本工程的建设中，将主动接受建设单位的监督和领导，强化企业管理，积极采用新技术、新材料、新设备、新工艺，以一流的管理、一流的施工技术和装备，创造出一流的施工质量和进度，按建设方的要求，保质保量地完成标内工程。
第一章工程概况
一、工程概述
工程名称:
桃江久通锑业有限责任公司板溪矿区明斜井井筒掘砌工程;
工程主要内容：
从地面往下正掘686m、净断面9.68m2斜井一条。
征地未完成前，废石须由斜井口汽车转运至226废石场，运距400m。
要求采取光面爆破，喷砼支护，支护厚度50mm，砼标号C20，根据实际情况局部可能采用锚网喷砼支护或钢筋混凝土拱支护，拱支护厚度300mm，砼标号C30。
二、主要巷道及工程量
明斜井井筒掘砌工程量表
序号
工程名称
掘进面积
（m2）
净面积
（m2）
长度
m
工程量
（m3）
消耗材料
混凝土
（m3）
钢筋（t）
Φ12
Φ16
1
井口平巷
12.3
9.68
18
222.3
48.6
1.378
2.536
2
斜井掘进人道
12.5
12.06
16
200.3
7.4
3
斜井掘进喷浆
10.1
9.68
620
6268.2
266.6
4
斜井掘进砼拱
12.3
9.68
50
619.0
135.0
3.827
7.024
5
斜井躲避硐
3.8
3.8
13
49.4
0.0
6
8平车场
9.22
8.22
36.3
334.7
14.5
7
车场联络道
5.28
4.93
10
52.8
3.5
8
泵房及躲避硐
8.84
8.4
5
44.2
2.2
9
斜井台阶
686
53.9
合计
7836.4
531.7
5.205
9.561
三、工程地质及水文地质
根据招标文件及现场调查以及收集的有关资料，预计本项目的工程地质和水文地质均属简单类型。
1、工程地质：
岩石坚固性系数≦7。
2、水文地质：
井筒涌水量按最低计，即井筒涌水量小于5m3/h。
第二章施工准备
一、四通一平
根据招标文件，工业场地四通一平已经满足基本条件，厂区运输道路也已经满足施工要求。
生活用水由业主提供管道接口供日常生活用水；工业用水在明斜井井口设一个高位水箱，井筒前期施工由业主提供水源灌到高位水箱，后期把井筒淋水收集后排至高位水箱内，供施工作业生产用水。
本工程由业主提供6KV的施工电源至施工作业地点附近，人员进场后可将照明线路及施工电源接至各需要地点；井筒内的集水通过BQF-50/25潜水泵排水到箕斗与废石一起排到地面；如用水量变大，则根据涌水量情况在斜井井筒设立转水仓，施工作业面的水通过水泵排到转水仓，然后通过转水仓排至地面水沟；井筒的碴石由提升系统提至井口，装载机转载，征地未完成前，废石须由斜井口汽车转运至226废石场，运距400m。
二、大临设施工程
大临设施包括以下主要内容：
1、井口大临设施：
如提升机房、压风机房、配电房、设备维修车间、材料堆放及加工棚、配件仓库等。
2、设备基础工程：
如压风机、提升机等设施基础。
3、凿井特殊设施工程：
卸矸台、天轮平台、供电、供水、通风系统，工业广场道路、工业广场照明等。
4、办公设施：
主要办公设施如办公室、会议室、资料档案室等，在井口布置井口值班室、生产调度室、岗前安全教育室、井口休息室等。
5、生活设施：
需要在井口附近设置工人宿舍、食堂、洗浴间、厕所等。
主要大临设施参数见表3-1。
三、技术准备工作
1、组织生产管理人员和施工技术骨干，认真阅读施工图纸。
按基本建设程序进行图纸会审，发现问题及时与设计院、监理单位和业主商议，提出解决问题的办法和建议。
2、组织全体施工人员学习有关技术规程、施工规范、规定及标准，组织人员的安全培训工作。
3、在领会设计意图后，分析施工技术上的难点问题，编制切实可行的《施工组织设计》，并按程序进行公司内部审批，报监理单位批准。
同时作为指导工程施工的依据。
4、按照业主提供的测量三角网点及水准点的数据，进行复核验算，并进行现场施工测量标定及放线工作。
5、监理单位发布开工令后，即可开始正式施工。
表3-1工业及生活大临设施表
项目
名称
单位
宽度
进深
净高
数量
面积/m2
备注
设备基础工程
设备基础混凝土
m3
67
标号C20
设备基础挖掘量
m3
84
土方、岩石
井口大临设施
提升机房
m
12.0
11.0
7.0
132
钢构、彩板
配电室
m
3.6
5.5
3.2
1
12.6
彩板结构
设备维修车间
m
7.2
5.5
3.2
1
39.6
彩板结构
材料仓库
m
7.2
5.5
3.2
1
39.6
彩板结构
空压机房
m
3.0
5.0
2.0
2
30.0
彩板结构
水池
m3
3.0
3.0
2.5
1
22.5
办公设施
调度室
m
3.6
5.5
3.2
1
19.8
彩板结构
值班室
m
3.6
5.5
3.2
1
19.8
彩板结构
安教排班室
m
3.6
5.5
3.2
2
39.6
彩板结构
工具五金库
m
5.5
3.6
3.2
2
39.6
彩板结构
职工生活
土建工程
职工宿舍
m
3.6
5.5
3.2
7
88.2
彩板结构
食堂
m
5.5
3.6
3.2
1
19.8
彩板结构
浴室
m
5.5
3.6
3.2
1
39.6
彩板结构
厕所
m
5.5
3.6
3.2
1
19.8
砖混结构
凿井特殊
设施工程
天轮架及平台
t
3.6
钢构
卸矸架及溜槽
t
7.5
钢构
安全门
套
1
钢构
阻车器
套
.1
钢构
捞车器
套
1
四、设备物资准备
1、以施工组织设计为依据，编制设备使用计划，按照设备表中的设备进场时间组织设备，避免因设备延误而影响施工。
2、对于新采购的大件设备，公司要定期落实设备制作加工情况，及时组织设备的交付及验收。
3、对于公司内部调配的设备，及时组织设备的装、运、卸工作，设备进场后及时检查、安装、调试。
4、以施工图纸和施工组织设计为依据，编制材料供应计划，按照材料表中的材料进场时间组织材料，避免因材料延误而影响施工。
5、工程质检部门协助物资供应部门做好工程所需材料的采购工作，材料供应部门及时提供原始质保资料，工程质检部门做好有关原始材料复试报告，对于不合格的设备、材料严禁入场。
第三章施工方法
一、施工方案
根据本工程的工程地质、水文地质情况，工程结构形式、设计参数和工程量大小，业主要求的施工工期以及我公司的实践经验、装备水平等，确定斜井采用单钩箕斗提升、耙岩机机械化施工作业线，全断面掘进和支护单行作业的施工方案。
提升运输：
采用一套单鈎提升系统：
选用1台JK-2×1.5E型提升机，配套采用2.5m3前卸式箕斗提碴，斜井钢井架一座、前卸式箕斗翻矸设施一套，废石通过溜槽卸入地面，由ZL-50装载机配汽车排放到业主指定的位置。
掘进：
采用全断面光面爆破施工法，采用YT-28型气动凿岩机凿岩。
采用乳化炸药，毫秒非电雷管起爆。
浅深孔钻眼爆破法，炮眼深度2.5m，一次掘进循环进尺2.1m。
周边眼采用间隔装药结构。
装碴：
采用1台P60型耙岩机配XFJ-2.5箕斗。
支护：
地面配置一台ZL-10A型（0.3m³铲斗）装载机专供上沙石料，1台JS-500型搅拌机；将搅拌好的干式喷浆料用自制专用料车下运至喷浆（浇灌）工作面。
井筒浇灌采用拼装式金属模板。
施工方式：
采取掘进和支护单行作业的施工方式。
掘进15~25m后对井筒进行支护。
如遇岩石破碎情况，采用短掘、短支施工方式。
二、凿岩施工方法
明斜井井筒掘砌工程施工全部采用全断面光面爆破施工法。
掘进采用YT—28风钻打眼，爆破采用光面爆破技术，采用1台P60型耙岩机配XFJ-2.5箕斗。
。
1、凿岩爆破：
爆破参数的选择：
（1）炮眼深度：
根据我公司现有的凿岩机具和多年的施工经验确定：
掏槽眼2.5m辅助眼2.3m周边眼2.3m
（2）炮眼直径：
Ф=d+（4~6）mm，d为药卷直径，选用Ф38的合金钻头，炮眼直径为42mm。
（3）周边眼距及辅助眼参数的确定：
周边眼距按光面爆破要求设计，炮眼邻近系数a=E/W=0.8，周边眼沿巷道轮廓线均匀布置。
（4）掏槽眼的布置：
根据以往的施工经验，设计采用直线掏槽，掏槽眼一般布置在巷道中线左右、腰线上下处。
以上详见斜井井筒炮眼布置图
（5）装药：
掏槽眼及辅助眼采用连续装药方式，周边眼采用间隔装药方式；详见斜井井筒装药结构示意图。
（6）起爆方法：
采用非电起爆系统。
（7）爆破图表及循环图表：
分别见斜井井筒预期爆破效果表，斜井井筒爆破参数表，斜井井筒掘进循环图表。
图爆破工艺流程
三、装岩方法
采用1台P60型耙岩机配XFJ-2.5箕斗装碴，JK-2×1.5E型提升机提升到地面翻矸设施，废石通过溜槽卸入地面，由ZL-50装载机配汽车排放到业主指定的位置。
四、支护方法
1、砼料的下放：
地面配置一台ZL-10A型（0.3m³铲斗）装载机专供上沙石料，1台JS-500型搅拌机；将搅拌好的干式喷浆料用自制专用料车下运至喷浆（浇灌）工作面。
2、喷射砼支护：
支护设计主要为喷射砼支护，厚度为50mm。
喷射砼前用水清洗巷道壁，并将松石危岩处理干净。
砼喷浆机布置在躲避硐内，通过软管接至受喷面，喷射砼时喷枪与受喷面垂线成100—150°夹角，喷枪旋转直径为300mm，旋转轨迹以一圈压半圈作水平横向运动。
如工作面有大面积涌水时应用导水管将水导出。
3、浇灌砼支护：
提高光面爆破效果，尽量减小开挖爆破对围岩的挠动影响，保持围岩完整性和稳定性，充分利用其自身的承载能力。
15）如遇不稳定围岩，及时采用喷锚网支护。
掘进开挖后立即进行第一层喷射砼支护，充分利用喷射混凝土的密贴性，加固围岩提高围岩自承能力，临时喷射结束后，与业主现场管理人员，讨论和确定永久支护型式。
在围岩极不稳定的情况下，采用现浇混凝土支护，混凝土等级为C30，支护厚度300mm。
5、混凝土支护时的施工程序：
（1）确保搅拌系统的完好性，发现问题及时进行处理，防止支护施工时设备出现故障，影响施工进度。
（2）支护前检查井筒的规格，发现欠挖及时进行刷帮处理。
（3）当支护形式为钢筋混凝土时，按照设计要求绑扎钢筋。
（4）立模时，要根据测量点校正模板的位置、标高、垂直度等。
校正合格后的模板及时定位、加固牢靠。
（5）通知监理工程师现场检查，进行隐蔽工程验收。
验收合格后开始浇灌混凝土。
（6）混凝土采用分层对称浇灌的形式，分层浇筑高度不得超过振捣器作用部分长度1.25倍。
（7）振捣时要插入下层混凝土50～100mm，每次移动距离不大于振捣器作用半径的1.5倍，振动时间一般为20～30秒，下插要快，上拔要慢，防止留有插孔痕迹，但不要触及模板。
（8）浇筑工作连续进行，间歇时间不得超过混凝土初凝时间，超过时要先用镐凿成毛面，用水冲净，铺上一层水泥浆，然后再行浇筑。
（9）浇注接茬部分混凝土时，要将接茬部分灌满，加强振捣，确保密实。
五、施工测量方法
（1）测量工作的依据
本工程施工设计图（验算合格）；建设单位提供的起始测量控制点（检核达到规范要求）；《工程测量规范》（GB50026-93）；甲、乙双方关于测量管理工作协议文件。
（2）测量仪器、设备
激光全站仪一台，JS-1经纬仪一台，DSZ-3水准仪一台，激光指向仪2套、水准尺、塔尺各四把，长钢卷尺六把等。
仪器每年必须送国家鉴定部门专业年审，并取得相关参数。
仪器的日常使用维护由专人专台负责，并做好记录。
（3）起算资料及检核
现场接收建设单位提供的斜井井口+202m水平的测量控制点及资料。
并对其进行复测检查。
对图纸和技术数据进行验算复核。
将结果提交给相关部门和存档。
（4）井下控制测量：
1）首级控制：
以甲方提供的I级点为起始点，随着巷道的掘进而建立。
导线点应采用不易锈蚀的金属棒用水泥埋在较稳定的岩石中。
其主要技术要求：
测角中误差±10″、导线边长40～140米、导线相对闭合差1／4000。
水准闭合差不应超过±10mm√n。
2）工作控制：
随着巷道的掘进，在巷道内各敷设II级导线。
其主要技术要求：
测角中误差±20″、导线边长30～90米、导线相对闭合差1／2000。
水准闭合差不应超过±20mm√n。
（5）施工测量放样：
1）方法：
导线测量测角采用测回法，仪器为JS-1经纬仪，量边采用检定合格50米长钢尺丈量。
水准测量采用DSZ-3水准仪按井下水准测量技术要求进行往返测量。
2）放样：
用极坐标法标定巷道中心线或轨道中心线，中线20米为一组。
利用偏角法或水准测量方法标定两帮腰线，5米一组对称。
转变巷道用弦线法和大比例图指导施工。
3）竣工测量资料、总结：
绘制工程有关图纸，整理原始资料，计算、检核测量成果，其具体内容按甲、乙双方合同要求和规范执行。
编写竣工工程测量技术总结报告
六、井筒防治水及过断层破碎带施工方法
由于井筒较深，穿越不同的岩层，可能受到地质构造的影响。
因此井筒施工可能遇到破碎带或不良岩层，也可能遇到涌水量较大的地段。
针对不同的情况预先制定应急措施。
1、防治水的措施
根据明斜井矿区工程地质、水文地质条件，井筒涌水量不大，但是，在施工过程中必须坚持“有疑必探，先探后掘”的原则，加强探防水措施，提前采取预防措施。
施工中如发现可疑地段，必须施工超前探水孔，当发现透水征兆时，应停止工作，报告有关施工领导，采取措施。
当井筒穿过含水地层时，为提高工程质量，确保施工安全，改善作业环境，加快井筒施工速度，对井筒施工中可能出现的涌水，实施“探、注、封、堵、截、导”等综合治水措施，为实施打“干井”创造条件。
（1）井壁截水，为避免砌壁时井筒渗水流入模板内，影响井壁质量，或影响喷射混凝土的支护质量，在上部井壁适当部位设截水槽将水集中流入井底后排出。
（2）砌壁导水：
当工作面井帮有集中出水点时，可在出水点安装导水管将水引出，待支护完后再进行注浆堵水。
（3）壁后注浆：
当井壁漏水量超过10m3/h或集中出水点出水超过0.5m3/h时，采用壁后注浆封、堵水。
（4）工作面预注浆：
遇有可疑含水层时，为了安全起见，在施工中坚持“有疑必探，先探后掘”的原则，针对含水层采取边探边注边掘的方法进行施工。
利用套钎方法进行超前钻孔探水，探孔深度5m，保护岩柱不小于3.2m，当预计井筒涌水量达到10m3/h以上时进行工作面预注浆，注浆达到预定效果后继续掘进。
2、通过断层、破碎带时的措施
提高光面爆破指标，尽量减小开挖爆破对围岩的挠动影响，保持围岩完整性和稳定性，充分利用其自身的抵抗能力。
及时采用喷锚网支护。
掘进开挖后立即进行第一层喷射支护，充分利用喷射混凝土的密贴性，加固围岩提高围岩自承能力，封闭掘进面，防止岩石见水风化；利用砂浆锚杆全长锚固的特点，保证锚杆在不良岩层中的锚固力；利用喷锚网支护的“柔”性，释放地应力，让围岩适当变形放压。
井筒变形达到一定量时，进行第二层混凝土支护，增加支护强度，保证结构安全。
第四章施工辅助系统
一、天轮井架
根据所选用的提升机以及提升承载载荷的要求，选用Φ159*6.5钢管成井字型做为天轮井架底部框架，天轮平台用Ⅰ32工字钢，井架的主要参数见表5-1。
表5-1天轮凿井井架参数表
序号
项目名称
单位
数值
1
天轮平台平面尺寸
m
2.0×2.0
2
井架底部跨距
m
2.5×2.5
3
由基础顶面至天轮平台顶面高度
m
5.82
4
井架金属结构质量
t
3
井架混凝土基础要求尽早施工，以确保混凝土的养护期。
在工人进场，复测确定井筒中心位置后便可以开挖基础，接着进行混凝土的浇灌。
井架安装程序：
按照设计图纸在制作钢构件，钢构件运到井口场地后分成4片组装，而后通过吊车将预先组装好的分片井架拼装成一个整体；最后安装天轮平台、天轮和溜矸槽。
为了保证安全，将井架起立安装安排在白天进行，起立安装时井筒周围停止其它施工作业。
二、提碴及运碴
根据斜井断面、井筒深度等特点，采用一套单鈎提升系统：
选用1台JK-2×1.5E型提升机，配套采用2.50m3前卸式箕斗提碴，斜井施工时兼作提升机具、设备、材料等。
采用1台P60型耙岩机配XFJ-2.5箕斗装碴，JK-2×1.5E型提升机提升到地面翻矸设施，废石通过溜槽卸入地面，由ZL-50装载机配汽车排放到业主指定的位置。
1、斜井提升系统方案设计：
（1）箕斗的选型：
箕斗选型以满足井建施工所要求的每月提升能力为原则下进行。
箕斗选型计算：
卷扬提升循坏的平均运行时间计算：
T1=2（Vmb/a+L-Lo/Vmb）+2Lx/Vx+θj
=2（3.8/0.6+682-8/3.8）+2×8/3.8+150=534秒≈10分钟
施工需要达到最大的小时提升量：
根据斜井井筒掘进进度安排，从斜井出碴的日最大提升量为64m3，按每天提升10小时计算，每小时的碴量为6.4m3。
提升能力的计算：
AT=3600*Km*Vi/C*T1=3600*0.85*2.5/1.25*534=7.9≥6.4立方米/小时
故箕斗选型为2.5m3就可以满足施工要求。
（2）主提升钢丝绳验算：
JK-2×1.5E卷扬提升选用Φ246×19W+FC-1570钢丝绳。
根据金属非金属矿山安全规程（GB16423-2006）6.3.4.3项：
升降物料的不低于6.5来验算：
钢丝绳终端负荷计算：
Q0=容器重量+矿碴重量
=3000+（0.85*2.5*2800/1.6）=6718kg
安全系数验算：
m=Qd/Q*（sinβ+∫icosβ）+Fcb*LO（sinβ+∫zcosβ）≥ma
m=29800/6718*（0.469+0.01*0.883）+2.12*682（0.469+0.02*0.883）=7.61＞6.5
故主提升钢丝绳选用6×19W+FC-1570钢丝绳是可以满足施工使用要求和安全规程之规定。
（3）提升机强度的验算：
为了保证提升机有足够的强度，必须验算所用提升机的钢丝绳最大静张力Fj及钢丝绳最大静张力差Fch应满足：
Fj≥（Q+Qz）（sinβ+∫icosβ）
Fch≥Qsinβ+（Q+2Qz）∫icosβ+PSB*Lo（（sinβ+∫zcosβ）
JK-2×1.5E卷扬钢丝绳最大静张力为6000kg，最大静张力差为6000kg。
Fj=（Q+Qz）（sinβ+∫icosβ）=6718*（0.469+0.01*0.883）=3210kg
Fch=Qsinβ+（Q+2Qz）∫icosβ+PSB*Lo（（sinβ+∫zcosβ）=2563kg
故JK-2×1.5E卷扬提升强度是符合使用要求的。
c、提升机电机功率的验算：
对斜井单钩提升其验算为：
P=KB*Fj*Vmb/102η
提升电机功率为：
P=1.2*3210*3.8/102*0.85=169KW
故电机选型为245KW，型号为JR245KW-8。
表5-2JK-2×1.5E提升机验算、钢丝绳计算表
提碴时提升机、钢丝绳计算
计算项目
符号
单位
计算公式
数量
说明
钢丝绳计算
井筒最大长度
Hsh
m
682
井架高度
H
m
5.82
包括天轮高度
钢丝绳最大长度
Ho
m
h0=Hsh+Hj
720
提升容器标准体积
V
m3
2.50
提升容器重量
QZ
Kg
3000
提升物料重量
Q
kg
3718
提升钢丝绳终端荷载
QO
Kn
Q0＝Qz+Q
6718
钢丝绳的公称抗拉强度
σb
Mpa
1570
安全系数
M
6.5
钢丝绳单位长度重量
Ps
kg/m
2.12
选择钢丝绳直径
D
mm
24
选择钢丝绳型号
Φ246×19W+FC-1570
钢丝最小破断力总和
Qd
kn
298
安全系数计算
Mm
7.61
《规程》规定的最小值
Mma
6.5
验算结果
安全
提升机验算
计算的最大静张力差
N
Kg
2563
选用提升机
JK-2×1.5E
钢丝绳最大静张力
N
Kg
6000
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