永安斜井施组.docx
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永安斜井施组
施工组织设计
第一章工程概况
一、矿井位置
宁夏永安煤矿隶属于宁夏阳光矿业有限公司。
矿井位于韦州矿区的东北部,行政区划属吴忠市同心县韦州镇,矿井至韦州镇4km,至吴忠市101km,至同心县城85km。
其地理坐标为:
经度106°29′00″~106°31′45″;
纬度37°16′15″~37°21′30″。
矿井场外公路与S203省道连接,距离约1.2km,预计8月完成路基及碎石路面。
二、自然地理
1、地形地貌
永安井田位于韦州矿区北部,井田北以F35号断层与小泉井田相邻,南以F25号断层与韦一井田相邻,东以煤层露头风氧化带下限及划定老窑破坏区为界;西以采矿证边界为界。
在大罗山与青龙山山前构造断裂的控制下,形成了下马关~韦州向斜构造盆地,盆地北部由三叠系、二叠系砂岩夹砂质泥岩、泥岩和古近~新近系砂质泥岩、泥岩组成的残山丘陵与洼地相间排列,地形波浪起伏。
2、水文
井田内外水资源极缺,地表水贫乏,水质差,常年流水有苦水河、韦州河。
苦水河从井田北端穿过,区内流长1.25km,流速20131.2m/d,流量15120m3/d。
井田南西外1.1km处韦州河呈北北西向迳流,流速28800m/d,流量3936m3/d,矿化度9.805g/L,属硫酸盐氯化物~钠镁型水。
经调查表明,苦水河和韦州河与区内地下水互补关系不明显。
3、气象
井田属典型大陆性干旱半干旱、少雨半荒漠气候区,冬寒长,夏热短,日照充足,蒸发强烈。
据同心县韦州气象资料,多年平均气温9.03℃,最高为37.2℃,最低-27.3℃,日照为3038小时,无霜期175天,夏季多东南风,平均风速16m/s,冬季多北、西北风,平均风速6.3m/s,每年10月开始封冻,翌年3月开始解冻,冻土深度为1.37m。
三、地质特征
1、地层概况
永安井田位于韦州矿区北东部,地处韦州向斜东翼北段,属半掩盖式井田,地表多为新生界覆盖,基岩露头较少,约占35%。
井田内地层自上而下为:
第四系风积物((Qheol);第四系冲积物(Qhal、Qhpl);新近系红柳沟组(Nh);古近系清水营组(Eq);二叠系石千峰群孙家沟组(Psj);石盒子组(Psh);二叠系山西组(P1s);太原组(C2-P1t);石炭系土坡组(C2t)。
2、地质构造
井田大地构造位于贺兰山经向构造与祁(连山)吕(梁山)贺(兰山)山字型脊柱的复合部位。
区内构造以褶皱为主,西有罗山背斜,中有韦州向斜,东有青龙山背斜。
井田位于青龙山背斜的西侧,韦州向斜东翼,发育有大型走向断裂,内部发育有较多的次级断裂,主体构造的展布方向为北北西,总体构造呈现一向西倾斜的单斜。
地层倾角一般为20°—30°。
褶皱简单,构造以断裂为主,区内断层较发育。
断裂以走向北西的逆断层为主,走向北东的正断层次之。
区内大小断层总计43条,其中落差≤10m的11条,>10~≤20m的11条,>20~50m的11条,>50~100m的8条,>100m的2条。
可能揭露的断层如下:
(1)F35断层
位于本部三维区西北部控制范围以外的附近地段。
逆断层,落差110~170m,走向北西,倾向南西,倾角60~65°,延展长度2500m。
该断层为可靠断层。
(2)F32断层
位于东北角27线,逆断层,落差0~25m,走向北东,倾向南东,倾角60~65°,延展长度650m,南西尖灭,北东被F35断层所截,控制程度较差。
对井筒施工可能产生影响的断层情况简述如下:
(1)FD25断层
位于本区Y304号钻孔东侧控制边界的附近地段。
逆断层,落差0~15m,走向近南北,倾向东,倾角60°,延展长度800m。
该断层为可靠~较可靠断层。
(2)FD18断层
位于本区FD1断层东侧的附近地段,XZ105号钻孔穿过该断层。
逆断层,落差0~25m,走向北北西,倾向北东东,倾角60~65°,延展长度1300m。
该断层为可靠断层。
(3)F29断层
位于本区韦55与太7号钻孔之间穿过。
正断层,落差0~70m,走向北东,倾向南东,倾角70°,延展长度1850m。
该断层为较可靠断层。
3、煤层特点
井田含煤地层有:
石炭系土坡组、石炭~二叠系太原组、二叠系山西组。
其中主要含煤地层为山西组与太原组,共含煤60余层,编号者43层。
4、水文地质
井田水文地质类型属二类一型,即水文地质条件简单,是以裂隙含水层充水为主的矿床。
同时生产中要注意防范老空区和采空区的积水。
根据地质报告提供资料,+900m水平矿井正常涌水量84m3/h。
根据预测回风斜井在凿井期间的涌水量小于10m3/h。
四、电源、水源条件
1、电源条件
矿井供电电源为太阳山110kV变电站,业主架设35KV输电线路到本矿井,目前正在实施。
永久供电系统未形成前,施工临时用电由甲方提供10Kv进场电源。
2、水源条件
矿井供水水源取自刘家沟水库至太阳山开发区的供水管网,经输水管道送达本矿井工业场地。
目前太阳山水务公司正在铺设主管网。
矿井建设期间,永久供水系统未形成之前,施工用水甲方指定取水地点,运距约4-5km。
五、工程量及技术特征
根据招标文件,本工程拟掘回风斜井井筒,井筒长635.1m,主要工程特征如下表:
工程名称
掘进
断面
(㎡)
净断面
(㎡)
主要技术特征
工程量
(m)
备注
回
风
斜
井
表土明槽段
27.0
18.9
23°、双筋砼碹、厚400mm、C25
35.0
安全出口和风硐口留口
表土暗槽段
23.7
18.9
23°、双筋砼碹、厚400mm、C25
40.0
基岩段
20.3
18.9
23°、锚(网)喷、厚120mm、C20、树脂锚杆、Φ20、锚深2000mm
560.1
合计
635.1
第二章凿井措施方案
做好施工准备工作,才能保证井筒正常施工,进场公路为县乡公路,已经硬化,道路通行方便。
场地较平整,进场后进行井口开挖条件和临建布置条件。
施工用水就地解决,工业广场场地平整利用挖掘机及人工配合作部分回填或整平工作,基本达到施工要求。
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ISO9001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、CI达标、尽可能避开永久建筑物”的原则。
(1)施工准备.施工临时建筑详见工程施工用地一览表。
工程施工用地一览表
序号
用途
面积(m2)
需要时间
1
办公室含会议室
30
开工
2
食堂、锅炉房
30
开工
3
浴室
40
开工
4
水泥库
60
开工
5
机修房
30
开工
6
矿灯房
20
开工后15天
6
配电室
50
开工
7
临时住房
100
开工
8
材料库
100
开工
9
调度值班室
15
开工
11
砖砌水池
40
开工
12
厕所
10
开工
13
压风机
40
开工
(2)供电:
使用业主接引到施工现场的电源,设变压器,敷设供电电缆到施工各用电点。
(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钢管或胶管,室外部分直埋在冻土以下,巷道部分敷设在巷道左底角,每隔60m安装一个三通阀。
(4)照明:
地面照明电压采用220V,巷道内电压采用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、掘进头安装声光对讲信号装置联系作业。
(7)防雷接地:
各建筑物的防雷均根据《建筑物防雷设计规范》的要求设置防雷装置.电器设备的接地根据规范要求设置。
4、设备材料准备
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)
国别产地
额定功率kw
生产能力
备注
1
提升绞车
JD—2.5m
1
江苏
2
耙岩机
P-90B
3
喷浆机
转Ⅱ型
2
鹤壁
5.5
4
凿岩机
YT—28
15
沈阳
备用5
5
锚杆钻机
MYT-115
2
北京
7.5
6
风镐
01-30
4
沈阳
7
风动隔膜泵
QO0B-15N
5
合肥
8
锚杆测力计
ZM-100
2
天津
9
激光指向仪
JK—3
1
上海
10
发爆器
KFB-150
2
渭南
150
11
局部通风机
2×30KW
1
泰安
2×20
12
压风机
5L—20
2
北京
130
20m3
共用
13
搅拌机
350
1
江西
5.5
14
电焊机
BX5-400
1
合肥
5
15
装栽机
ZL—10
1
成都
40.5
2.5t
组织物资供应人员进行市场调查,按ISO9001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。
5、火药库:
主井区设临时火药库,火药库建筑包括雷管库一间,火药库二间,看守房一间,打号房一间,测阻室一间,采用砌混结构,墙体用M5砂浆砌筑240mm红砖,房顶为空心楼板,水泥砂浆灌注,沥青灌注封顶.房屋基础不小于800mm,采用荒石砂浆砌筑.总建筑面积为140m2。
6、测量
由建设单位负责提供测量基点及坐标资料并现场交桩。
由我公司地测大队根据建设单位提交的资料设立近井点,标定井筒位置放线。
第三章施工方案
回风斜井工程优选最佳施工方案,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ISO9001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。
根据工程工期要求,故施工准备、绞车安装、压风机安装及场面临建与表土段施工同时进行。
一、表土和风化岩段施工
根据业主提供资料,表土段长75m。
表土段采用挖掘机开挖明槽20m,进入暗硐施工采用短掘短砌,掘砌间距控制在1—2m,最大掘砌间距不超过4m。
即在断面掘出后,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。
随后砌筑基础、墙体、拱顶部分。
风化岩段施工采用放震动炮松动配合人工开挖,短掘短支,采用一掘一锚一喷,即在断面掘出后,进行锚网喷支护。
二、基岩段施工方案
基岩段施工采用钻爆法掘进,光面爆破。
实施正规循环作业,循环进度1.7m。
当围岩不稳定时采用一掘一锚网一喷的方式作业,初喷混凝土厚度30—50mm;当围岩稳定时,采用三掘一喷的方式作业,初喷混凝土厚度30—50mm。
复喷成巷可滞后掘进工作面30m后进行。
耙岩机后及时施工水沟、台阶。
第四章施工方法
一、表土及风化岩段施工
表土段长75m,表土段采用挖掘机开挖明槽,进入暗硐施工采用短掘短砌,掘砌间距根据围岩稳定情况确定掘砌间距,掘砌间距控制在1—2m。
当荒断面按设计要求掘出后,采用11号矿用工字钢拱形支架、φ160mm的圆木顺巷插梁、木破板构顶作为临时支护。
在支护后挖基础,然后按照巷道中、腰线进行砌筑基础和墙体。
在墙体砌起后,搭设工作台,按照巷道中、腰线支设碹箍,碹箍间距1m一道。
采用长1m或2m,厚50mm的木板作模板,随后砌筑拱顶部分。
碹后必须用不燃物充填,碹冒与顶板采用木垛“井”字型接顶。
风化岩段施工采用放震动炮松动配合人工开挖,短掘短支,采用一掘一锚一喷。
即在断面掘出后,打支磨檫支柱3根作为临时支护,利用锚杆钻机打设锚杆并进行挂网,随后采用喷浆机喷射50mm厚砼。
二、基岩段施工方法
采用多台凿岩机打眼、放炮掘进、耙岩机装车出矸、一次成巷的方法施工。
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→永久支护。
1、掘进
采用YT—28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》。
回风斜井预期爆破效果表
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
23.1
3
炮眼利用率
%
85
4
每循环进尺
m
1.7
5
每循环爆破实体岩石量
m3
39.27
6
每米巷道炸药消耗量
Kg/m
34
7
单位原岩炸药消耗量
Kg/m3
1.4
8
每米巷道雷管消耗量
个/m
52
9
单位原岩雷管消耗量
个/m3
3
回风斜井爆破参数表
炮眼名称
掏槽眼
辅助眼
周边眼
底眼
合计
炮眼序号
1-8
9-49
50-78
79-90
炮眼数量
8
41
29
12
90
圈径(m)
1.2
2.4
5.1
眼深(m)
1.8
炮眼倾角
75º
90º
87º
87º
装药量
Kg/眼
1.0
0.8
0.5
0.8
Kg/圈
8
32.8
14.5
9.6
64.9
起爆顺序
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
雷管段别
1
2
3
4
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(90m)
d:
每月掘进天数(26天)
d1:
每日完成循环数(3)
d2:
为月正规循环率(85%)
d3:
炮眼利用率(90)
经计算:
ι=L/(d×d1×d2×d3)=90/(26×3×0.85×0.9)=1.5=1.7
(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。
采用φ14*2000mm的树脂螺纹钢锚杆,间排距1000*1000mm,拱部挂φ6—150*150mm钢筋网,喷C20混凝土50mm厚封闭围岩,实施临时支护。
当围岩不稳定时采用一掘一锚网一喷的方式作业,初喷混凝土厚度30—50mm;当围岩稳定时,采用三掘一喷的方式作业,初喷混凝土厚度30—50mm。
复喷成巷可滞后掘进工作面30m后进行。
耙岩机后及时施工水沟、台阶。
(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。
3、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80kN。
4、喷射混凝土支护
C20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:
2:
1.5。
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;采用三掘三锚一喷方法施工时,复喷成巷距茬不超过50m。
基岩段施工循环作业图表
工序名称
时间
min
循环时间()h
1
2
3
4
5
6
7
8
接班检查准备
20
打锚杆(安装)
100
打上部眼
80
吹眼
10
打下部眼
60
吹下部眼
20
装药联线
30
撤人员
20
放炮通风
20
出矸
300
喷砼
300
注:
作业方式“三八制”
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YT—28型凿岩机、喷浆机、BQF-Ⅱ风泵。
YT—28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=27.8m3/mm。
故选用20m3空压机两台使用,一台备用。
压风由地面2台20m3压风机,经φ108mm钢管或高压胶管接至工作面设备使用。
二、供水系统
利用20m3高位临时水池由地面经φ50mm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、工广及各车间使用。
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,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。
井筒掘进在0~80m内时,采用JD-40kw绞车,提升2辆1.5m3V型矿车将矸排至地面,当地面提绞布置完成后,采用JD—2.5m绞车提升3m3前卸式箕斗至地面矸石山。
验算:
1、
箕斗重:
1975.6Kg
2、
矸石重:
3×1800=5400Kg
3、钢丝绳选用:
6×7—φ22.5—1670—Ⅰ
单重1.814Kg./m
4、钢丝绳F破断力=32250kgf
5.Fmax=(1975.6+5400)(sin21.50+0.015cos21.50)+1.8
×700(sin21.50+0.2cos21.50)
=3710kg
6、N=32250/3710=8.68>7.5(安全系数)
7、提升绞车:
JD—2.5mF牵引力=55KN=5500Kg
F牵引力=5500Kg>Fmax=3710kg
通过计算:
采用JD—2.5m绞车,选用钢丝绳(6×7—φ22.5—1670—Ⅰ),提升3m3前卸式箕斗是可行的。
五、排水系统
在井筒掘进期间,每隔100米开挖一个临时水仓,工作面积水用风泵排至水仓内,再用DM46-50×6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,当施工至涌水量较大的含水层段巷道时,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。
当工作面涌水小于5m/h时,将工作面积水采用风泵直接排入箕斗中随矸石一起排至地面;当涌水较大时,利用卧泵直接或通过中间排水机具将工作面各水排出井外。
施工时,根据情况在避人硐内设置一容量为4m3的水窝,工作面积水排至最近的避人硐水窝内,然后逐段向上排水。
当工作面涌水大于10m3/h时,不采取强排办法,而采取工作面注浆封堵含水层措施进行堵水,注浆措施另提。
六、通风系统
掘进初期采用自然通风。
当掘进距离超过6m后,采用2×30kw对旋局扇压入式通风。
局扇安设在距井口20m处,风筒采用φ800mm胶质风筒,以保证工作面正常通风。
七、防尘系统
采取综合防尘措施,定期冲刷巷道浮尘。
每隔100m设一道水幕,工作面设风水喷雾器,水中加适量降尘剂,将巷道中粉尘控制在10mg/m3以内。
八、通讯、信号及照明
井下通讯与信号采用数字显示、自动记忆、误动闭锁等功能的TSH-1型井筒信号装置,设在距井下工作面30m处,与地面井口值班调度室进行通讯及信号联络。
照明采用的白炽防爆灯,每隔50m安放一个,在喷射作业地点安设多个聚光灯。
九、测量
井筒采用一台JK-3型激光指向仪指向,布置在拱顶,保证快速施工和激光充分校核。
井中布置三至四个稳定的IV等点(兼作水准点)作为基点。
井下采用DCH2+J2-1测距经纬仪布置7″导线作为基本控制,井下交移控制网采用三角高程(同7″导线)敷设。
第六章施工进度计划
一、工期安排
回风斜井井筒工程拟定准备期为5天,砌碹段施工工期为75天,基岩锚喷段施工工期180天,总工期260天。
二、工期保证措施
1、协调好地方关系,甲乙双方互谅互让,相互合作。
2、认真进行图纸会审,及时编制分项施工技术措施,为施工提供必要的技术保证。
3、加强施工设备的维修和保养,保证机械动转良好。
4、做好交接班及各工序的转换,最大限度地实现各工序间的平行交叉