矿井回风巷瓦斯抽放管路改造施工组织设计 终结版.docx
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矿井回风巷瓦斯抽放管路改造施工组织设计终结版
第一章概况
一、工程概述
工程名称：
矿井回风巷瓦斯抽放管路改造
工程目的：
矿井回风巷内的所有PVC管路更换为螺旋焊缝钢管
工程量：
低负压干管1590m，主管高负压606m，干管高负压1545m支管116m
工期要求：
低负压管路改造2016年6月底完工，高负压管路改造在2016年底完工。
二、编制依据：
本设计依据《煤矿瓦斯抽采工程设计规范》、山西东辉集团西坡煤业有限公司《5（4+5）号煤层地面固定瓦斯抽采系统工程初步设计》、《西坡煤业矿井回风巷瓦斯抽放管路改造设计图》《煤矿安全规程》及《煤矿技术操作规程》及上级有关文件编写。
第二章施工方法
一、施工方案：
1、管路改造工程位于矿井的总回风巷及一、二采区回风巷内，分成两个阶段进行，一期工程为改造低负压管路，二期工程为改造高负压管路。
2、从二采区变电所与一采区第二联络巷两条线路同时施工，连接后与总抽放管对接。
3、新的高、低负压钢管安装在巷道行人侧，待新安装的管路安装完毕后与回风井管路对接，投入使用后拆除原管路。
原管路全部回收上井。
二、改造管路主要技术参数
1、管路型号：
主管高负压抽放管：
∅630*10mm的螺旋焊缝钢管
主管低负压抽放管：
∅720*10mm的螺旋焊缝钢管
干管高负压抽放管：
∅529*10mm的螺旋焊缝钢管
干管低负压抽放管：
∅630*10mm的螺旋焊缝钢管
支管高、低负压抽放管：
∅325*6mm的螺旋焊缝钢管
2、管路连接方式：
钢法兰连接方式
3、管路固定方式：
支撑墩固定方式
4、管路防腐方式：
除锈，刷两遍防锈漆，刷两遍橘黄面漆。
6、管路运输方式：
人力运输（轨道巷除外）
三、管路安装技术要求及注意事项：
1、回风巷内新安装高、低负压管路安装在巷道行人侧，距巷道帮500mm，两趟管路之间（边—边）间距500mm。
（附断面图）待新安装的管路安装完毕后与回风井管路对接，投入使用后拆除原管路。
总回风巷高负压主管路安装断面图：
（单位：
mm）
一、二采区总回风巷高、底负压干管路安装断面图：
（单位：
mm）
2、敷设管路安装，采用法兰盘连接，法兰盘中间应夹有橡胶垫密封圈，且橡胶垫密封圈的厚度不小于5mm。
3、在沿巷道底板敷设管路时，使用钢结构焊接结构支撑墩，每隔3m布置一个，并应保证每节管子下面有两个支撑墩。
管路安装后管路底面距巷道底板不得小于300mm。
（附图）
4、主管、干管、钻场及其他必要地点应装设瓦斯量测定装置。
5、钻场、管路拐弯处、低洼、温度突变处应设置放水器，管路宜每隔200-300m设置一个放水器，最大不超过500m。
6、管路分岔处应设置控制阀门，阀门规格应与安装地点的管径相匹配。
7、在敷设倾斜管路时，应采用管卡将管子固定在巷道支架上或巷道底板处。
在巷道倾角大于等于30°时管卡间距宜采用15m-20m；在巷道倾角小于30°时管卡间距宜采用10m-15m。
8、原抽放管路的相关监测监控器无需更换，待无缝螺纹钢管安装完毕后，再将其监测监控器接入。
9、施工过程中巷道内的设备、设施不能损坏，原管路上安装的设备全部保留，需要临时拆除的及时恢复。
10、抽放管路不得私自打开，施工过程中需要打开时，必须先行通知通风部协调、安排。
11、5100综采工作面采空区第二回风巷与总回风巷道贯通处砌筑在密闭墙内的2根旧管路更换时需在通风部的指导下破壁，然后更换完毕后及时恢复。
12、5202第二回风低负压干管与支管抽放管路联接，更换所需配件与原管路配件一致，其管路长度根据干管安装完成后的实际距离加工。
凡遇低压干管与支管联接处，可按上述进行安装。
（附图）
13、5101回风绕道处高、低压干管与支管联接，低压管路与高压管路高相互错开联接并有高差，其联接可根据现场情况报通风部制定方案施工。
（附图）
14、管道位置允许偏差为±30mm；
15、管道除锈，用角向磨光机与钢丝刷除锈，除锈要认真并除锈干净。
16、管道刷漆与防腐；管道除锈后，按设计要求对管道做防腐处理，先把管道上的浮尘用棉纱擦掉。
先刷墨绿色防锈漆两道，再面漆一道。
漆层表面要均匀，厚度满足要求。
17、管道附属件焊接表面严禁有裂纹、夹渣、焊瘤、烧穿、弧坑、针状气孔和熔合性飞溅物等缺陷。
18、管道附属件焊口咬边深度不超过0.5mm,连续长度不超过焊缝全长的5%,且不大于50mm,焊缝错边量不大于壁后的15%且不大于3mm。
19、管道附属件焊缝波纹要均匀，焊渣及焊接飞溅物要清除干净。
20、管道安装前要检查管内无杂物，确保安装后畅通无阻。
21、管路安装要符合设计的安装规格、安装高度、安装位置，管路应平直、坡直，转向处、变坡点上下需弯曲过渡时，弯头使用柔性接头。
22、管子连接时，不得用强力对口、加偏垫或加多层垫等方法来消除接口端面的空隙、偏斜、错口或不同心等缺陷；
23、便于维修的要求：
法兰、活接头、其它连接件及焊缝的位置应便于维修，不得紧靠墙壁、管道支架。
24、安装前必须清除管内铁锈、脏物、水分等杂物，螺纹部分必须完好，并复查材质。
螺栓穿入法兰螺孔内，对称而均匀地拧紧，拧紧后的螺栓宜与螺母齐平；
25、阀门安装时应确保阀门的型号符合设计要求，安装位置、进出口方向正确，连接牢固、紧密，启闭灵活；
26、法兰连接时，两法兰应平行并保持同轴性，螺栓能自由穿入；
27、每对法兰应使用相同规格、型号的螺栓，螺栓的穿向一致，露出螺母2～4个螺距，紧固匀称，松紧适度；
28、为确保管道安装规范化，做到纵向成线，水平成线。
29、新敷设的管路应投入运行前，应进行一次全面气密性试验。
采用压风正压试验法，试漏气压要达到0.3～0.5Mpa。
第三章管路安装
第一节准备工作
一、管路加工
螺旋焊缝钢管来料全部为12m，123kg/m，根据巷道的实际情况及重量，管路在巷道没有起伏的地方使用6m/根，安装部位在运输过程需要过风桥的地方使用4m/根。
钢管切割完成后焊接法兰盘。
法兰盘的焊接使用氩弧焊机。
二、管路除锈、刷漆
焊接法兰盘的钢管经过除锈处理后刷两道底漆，一道防锈漆，两道橘黄面漆。
第二节运输
一、运输路线：
运输路线：
从地面→副斜井→集中轨道巷→中部车场→一采区轨道巷→一采区二横贯→一采区总回风巷
从地面→副斜井→集中轨道巷→二采区变电所→二采区总回风巷→矿井总回风巷
二、运输绞车的选型及计算：
调度绞车提升和下松地段均巷道按最大倾角选型计算。
1、运输调度绞车顺序及技术参数:
序号
分段
绞车编号
绞车型号
巷道长度
倾角
钢丝绳直径
1
副斜井绞车
2JK-3/20E
767m
23º
36mm
2
井底车场
J-002
JD-1
80
0º
15.5mm
J-003
JD-1
80
3
集中巷绞车
J-006
JD-4
620m
8º
21.5mm
4
中部车场
J-007
JD-1
120
0º
15.5m
J-009
JD-1
120
2、已知调度绞车的额定牵引力：
设备名称
设备型号
牵引距离
牵引力
牵引力
牵引力
绞车
JD-1
80m
1000kg
绞车
JD-1.6
300m
1800kg
200m
2000kg
100m
2400kg
100m
3000kg
绞车
JD-4
620m
5510kg
外层
3468kg
3、校验调度绞车牵引力的基本公式：
Fmax＝mg（sinɑ±f1cosɑ）+L•q（sinβ±f2cosβ）
其中：
（1）向上提升取“＋”，向下运送取“－”。
（2）Fmax：
调度绞车最大牵引力（kg）。
（3）ɑ：
斜巷中产生最大拉力处的倾角（°）
（4）β：
斜巷中产生最大拉力至绞车滚筒切点的平均倾角（°）, 相当ɑ倾角（°）。
（5）mg：
绳端重量（kg）。
（6）f1：
矿车在轨道上运行时的阻力系数取0.015。
（7）f2：
钢丝绳在运行中的阻力系数取0.15。
（8）q：
钢丝绳单位长度重量（kg/m）。
（9）L：
钢丝绳长度（m）。
4、施工中使用的所有运输调度绞车钢丝绳均为圆股右交互顺捻6×19型，按《煤矿安全规程》规定钢丝绳安全系数为不小于6.5倍，校验钢丝绳安全系数的基本公式：
（1）单绳 Ma＝Qd/Fmax
（2）双绳 Ma＝2Qd/Fmax
其中：
Ma：
钢丝绳安全系数
Qd：
钢丝绳破拉断力之和
5、钢丝绳直径、抗拉强度A、破拉断力Qd及单位长度q如下：
∮12.5mm A取1400kg/mm²以上Qd：
8010kg q：
0.54kg/m
∮15.5mm A取1400kg/ mm²以上Qd:
12500kg q：
0.85kg/m
∮18.5mm A取1700kg/ mm²以上Qd:
21900kg q：
1.22kg.m
∮21.5mm A取1550kg/ mm²以上Qd:
27150kg q：
1.66kg/m
∮22mm A取1550kg/ mm²以上Qd:
31700kg q：
1.74kg/m
∮24.5mm A取1550kg/ mm²以上Qd:
35550kg q：
2.17kg/m
∮36mm A取1670kg/ mm²以上Qd:
86700kg q：
5.705kg/m
6、根据巷道的长度和倾角，提运重量以及现场实际情况，对沿途的调度绞车及钢丝绳进行分段选型计算。
（1）、副斜井巷，巷道长度为767m，最大倾角23º,选用2JK-3/20E绞车向下运送，钢丝绳直径为36mm。
Fm＝4952×（sin23º-0.015×cos23º）+ 767×5.705（sin23º-0.15×cos23º）
=2981.607kg
副斜井额定牵引力为130kn=13000Kg
经计算：
副斜井巷调度绞车最大牵引力Fmax＜绞车额定牵引力，绞车满足要求。
钢丝绳安全系数验算：
Ma＝Qd/Fmax＝86700÷2981.607＝29.07>6.5
经校验：
采用直径36mm的钢丝绳，安全系数符合规程大于或等于6.5倍的规定要求.
（2）、副井下滑板车场，巷道长度为80m，最大倾角0º,选用两台11.4kw调度绞车对拉，管路的钢丝绳直径为15.5mm。
（计算略）
（3）、集中轨道巷，巷道长度为620m，最大倾角8º,选用单台55kw调度绞车向下松运，管路的钢丝绳直径为21.5mm。
Fmax＝4952×（sin8º+0.015×cos8º）+ 620×1.66（sin8º+0.15×cos8º）
=608.21＜3468kg
经计算：
55kw调度绞车最大牵引力Fmax＜调度绞车额定牵引力3468kg，调度绞车满足要求。
钢丝绳安全系数验算：
Ma＝Qd/Fmax＝21900÷608.21＝36.00>6.5
经校验：
采用直径21.5mm的钢丝绳，安全系数符合规程大于或等于6.5倍的规定要求。
（4）、中部车场车场，巷道长度为120m，最大倾角0º,选用两台11.4kw调度绞车对拉，管路的钢丝绳直径为15.5mm。
（计算略）
（1）Fmax：
调度绞车最大牵引力（KN）。
（2）ɑ：
斜巷中产生最大拉力处的倾角（°）
（3）G：
管路车重量+平板车重量为4.25+2=6.25吨（kg）。
（4）U2：
钢丝绳在运行中的阻力系数取0.2。
（5）q：
钢丝绳单位长度重量（kg/m）。
（6）L：
钢丝绳长度（m）。
三、运输绞车与轨道的管理
1、选用的钢丝绳安全系数不小于6.5倍，所用的钢丝绳绳头、马蹬、滑轮等连接装置的安全系数符合要求。
其绞车必须达到完好标准的要求和防爆要求，操作手把应有定位闭锁装置。
2、绞车安装使用地锚固定，选用锚杆长度为2m，其锚固深度不低于1.5m，直径为20mm，露出底板长度为250—300mm，其中25KW以下绞车其地锚为4根，40KW绞车其地锚为9根。
3、安装完毕的绞车、其最突出部分距轨道最近距离不小于500mm，安装地点要有合格的支护，应宽敞平整，便于操作，严禁有淋水、掉碴现象。
4、绞车主运输斜巷的水平上车场，必须安装灵活有效的挡门联锁装置，下滑板向上5m处要设置常闭安全门，其斜巷上车场的长度应不小于一次提升量的1.5倍，倾斜井巷各车场应设信号峒室及躲避峒。
信号应声光兼备，严禁在有坡度的地点设置停车点。
5、对拉绞车只做回绳用的钢丝绳绳头可不装保险绳。
6、所有轨道和道岔必须按一般线路的质量标准和《斜巷运行许可证》的要求铺设。
7、所有轨道接头扣件齐全，牢固并与轨型相符。
轨道接头间隙应小于5mm，高低和左右错差都不得大于2mm，直线段或曲线段加宽后轨距偏差为+5、-2；在曲线段内应设置拉杆，轨枕间距为700mm（30kg/m）,其规格为1600×200×150mm，枕木下要填实。
8、绞车的安装与管理、斜巷安全门、道挡、地滚的安装要严格执行“斜巷运行许可证”发放标准的有关规定，其绞车司机和挂钩工要严格执行各自工种的岗位责任制和操作规程。
9、钉道工和绞车维护员的其他工作，严格按《煤矿安全规程》相关内容施工，所有施工项目要达到质量标准化标准。
第三节通风
一、通风系统
矿井总回风巷、一采区总回风巷、二采区总回风巷，巷道布置在5（4+5）号煤层中，巷道为矿井回风系统，服务于矿井的各个工作面。
煤尘具有爆炸性、自燃等级为Ⅱ类、属自燃煤层。
根据《煤矿规程》要求（井下抽放管路杜绝使用PE抽放管路），需更换抽放管路特制定本措施。
二、矿井概况
山西东辉集团西坡煤业有限公司矿井兼并重组后，矿井采用斜立井综合开拓方式，共布置主斜井、副斜井、回风立井和进风立井共四个井筒，主、副斜井位于工业场地内，进、回风立井位于工业场地东侧1.5km处。
在风井场地的东面，建立了地面永久瓦斯抽放泵站，站内布置低负压抽放泵两台2BEC-80型水环式真空泵、高负压抽放泵两台2BEC-62型水环式真空泵。
低负压抽放泵额定抽放量为628m3/min，高负压抽放泵额定抽放量为366m3/min，高、低负压泵均为一用一备。
抽放泵散热采用型号为P-CWD-Z-150软化水系统循环降温，高、低负压抽放泵的进、出气端均设置了防回火防爆器和防回气装置。
抽放场地设有四座高度20m的避雷针塔，用于防雷电保护。
实现了抽放监控系统与人工检测方法相结合的参数测定式，设置了液压式
人工升降平台、静电释放棒，墙体四周安装了换气扇。
低负压抽放主管路直径为720mm，高负压抽放主管路直径为630mm。
所有采掘头面都进行瓦斯抽采，抽采方式有：
本煤层抽采、超前预抽、边掘边抽、上邻近层抽采和采空区抽采，矿井瓦斯抽采率在50％以上。
三、抽放方法：
（1）本煤层瓦斯预抽，即高压抽放。
对掘进工作面边掘边抽、回采工作面预抽、预抽工作面预抽。
（2）采空区瓦斯预抽，即低压抽放。
对回采工作面采空区抽放、尾巷抽放、高位钻场抽放。
四、井下抽放管路布置：
1、由地面抽放泵站（高低压管）→回风立井（高低压管）→总回风大巷（高低压管路）→二采区回风巷（高低压管）→一采区回风巷（高低压管）及一采区东翼（高低压管）、5100采空区、5101工作面、5111工作面、5113掘进工作面。
2、工程量：
矿井总回风巷主管高负压管长606.5m，一、二采区总回风巷干管低负压管长1590m，高负压管长1545m。
五、管路安装通防工作：
1、先铺设低压管路管后铺设高压管路，管路安装完毕由公司统一验收合格后，在通风部门指导下与主管路对接。
2、在总回风巷安装抽放管路时轻装轻卸，连接管路时必须有预防出现摩擦及碰撞产生的火花皮垫，严禁野蛮操作。
3、施工过程中巷道内的设备、设施不能损坏。
原管路上安装的设备全部保留，需要临时拆除的及时恢复。
4、抽放管路不得私自打开，施工过程中需要打开时，必须通知通风部协调、安排。
5、5100综采工作面采空区第二回风巷与总回风巷贯通处砌筑在密闭墙内的2根旧管路更换时需在通风部的指导下破壁，然后更换完毕后及时恢复。
6、通风部将一采区二联巷内材料库清理干净后，安装无压风门，改为行人运输通道。
六、通风设施及管理
根据该区域通风系统分析，控制影响该区域的通风设施主要有:
二采区无压风门、一采区回风巷无压风门及一采区二联巷风门，以上通风设施对保证矿井通风系统稳定极为重要，任何人都不得随意损坏或将两道风门同时打开，以防风流短路，威胁矿井安全。
第四节防尘系统
供水系统：
1、地面静压水池→主、副井斜巷→集中轨道巷→二采区变电所（无压风门）→二采区回风巷。
2、地面静压水池→主、副井斜巷→集中皮带巷→中部车场→一采区轨道巷→一采区第二联络巷（无压风门）→一采区回风巷。
矿井回风巷内布置4寸防尘管路。
每50m留一个防尘三通，巷道每班安排专人进行洒水防尘、冲洗巷道。
第五节瓦斯及防灭火管理
1、严格执行瓦斯检查制度，瓦斯检查员必须持证上岗，施工地点必须悬挂便携仪，班组长、管理人员、电钳工及瓦斯员必须携带便携仪。
2、设专职瓦斯检查员对施工现场每班随时检查。
施工地点检查外，瓦斯员对所负责区域的瓦斯情况、通风设施、监测断电装置的完好情况和读数都要进行检查，达到无超限、无积存，严禁空班、漏检、假检。
必须每天检查安全监控设备及线缆是否正常,使用便携式光学甲烷检测仪或者便携式甲烷检测报警仪与甲烷传感器进行对照,并将记录和检查结果报矿值班员;当两者读数差大于允许误差时,应当以读数较大者为依据,采取安全措施并在８h内对２种设备调校完毕。
3、瓦斯员要现场交接班，对上一班留下的问题要交清接明，及时处理，不能立即处理的要及时汇报通风值班室。
4、防灭火消防供水系统：
防尘供水管路兼作消防供水管路。
5、严格按标准要求在施工地点配备足够数量的防灭火器材，且保证性能可靠。
灭火器材在使用期内每季度校验一次，确保完好。
第六节安全监测监控系统
1、施工期间原有安全监控设备不变，井下分站安置在一、二采区变电所内，电源搭接在电源侧，分站距底板不得小于300mm。
2、瓦斯传感器应垂直悬挂，严格按要求设置，距顶板不得大于300mm，距巷道侧壁不小于200mm，且无积水、支护良好的巷道中。
3、KJF16B瓦斯传感器设置地点:
总回风处及一采区回风巷内，报警值：
≥0.75%CH4
第四章工期计划及劳动组织
第一节工期计划
由于低负压管路材料进场滞后，经过风桥坡度较大，安装管路运输十分不便（需全部采用人力运输），施工难度十分艰巨，且其安全隐患大，根据上级既定竣工时间节点，工期缩短，为保证按期完成施工，在施工过程中，需要合理安排工序，在安全的情况下尽可能做到平行作业，各工种之间紧密配合、衔接合理，充分利用工时，按时完成各道工序任务，提高工时利用率和劳动效率。
为了保障能按时完成任务，根据实际技术能力及确定的施工方案对本工程施工进度计划进行编制，按照科学合理、稳妥可靠并做到合理投入，力求均衡生产的原则确定各项工程进度。
施工进度计划表
工序名称
工程量（m）
每班工作量（m）
工期（天）
10天20天30天40天50天60天70天80天90天100天
630钢管焊接法兰盘
1590
80
10
630钢管刷漆
1590
80
10
630钢管运输
1590
40
14
630安装
1590
24
23
低负压管路打压对接
3
原低负压管路拆除
1590
40
14
529钢管焊接法兰盘
2168
80
14
529钢管刷漆
2168
80
14
529钢管运输
2168
40
18
529安装
2168
24
30
高负压管路打压对接
3
原高负压管路拆除
2168
40
20
第二节施工组织及管理
一、由于管路单节超重（738kg/节），超长（6m/节），运输困难，并且安装工期短，时间紧，为了加快施工进度，工程施工成立现场领导小组，必须做到分工明确，责任到人。
从一采区第二联络巷及二采区变电所各安排一队同时施工，然后对接。
每队均采用“三八”作业制，组织形式为一工多能综合性作业的劳动组织。
二、组织机构：
组长：
董大敏
副组长：
林立斌陈孝彪周青枝李步彬
组员：
肖体林翁华勇赵明跃余序飞周荣众翁华长郑垂楚翁君俊
组长全面负责本次安装工程，副组长主要负责安装期间的安全管理、指挥协调井上下的运输材料供给、人员调整及后勤保障工作，组员负责现场安全隐患的排查、处理，各个工作协调配合、工程质量验收、任务及材料供给情况，处理现场出现的突发状况等，保证本次安装在安全的前提下按期完成。
三、为保证进度计划的实现，加强综合管理，各班组定时定量施工，合理安排劳动组织。
劳动组织图表:
见表2
表2劳动组织图表
序号
工种
出勤人数
一班
二班
三班
合计
在册
1
跟班干部
2
2
2
6
6
2
班组长
2
2
2
6
6
3
瓦斯员
2
2
2
6
8
4
验收员
2
2
2
6
8
5
防尘工
2
2
2
6
6
6
井上下料工
4
4
4
12
12
7
运输安装工
24
24
24
72
72
8
电绞司机
2
2
2
6
6
9
井下电工
2
2
2
6
7
10
井上电焊工
6
6
12
12
11
刷漆工
2
2
4
4
合计
50
50
42
142
147
第五章安全技术措施
一、管路安装、拆除安全技术措施：
1、施工前，认真开好工前会，明确分工，明确施工步骤，责任到人，所有参加施工人员，必须听取本措施的传达。
服从施工负责人的统一指挥。
2、施工人员严格遵守安全操作规程，施工人员必须正确佩戴安全帽、自救器、矿灯等物品。
3、所有施工人员进入施工地点，要先对周围的顶、帮支护情况和作业环境认真检查，发现问题及时处理，确保安全方可施工。
4、卸装、搬运过程中应避免强烈振动，严禁翻滚，必须轻放。
5、人力搬运过程中应避免强烈振动，严禁翻滚，必须轻放。
要保证道路畅通，绳索
捆绑结实，以防中途脱落伤人。
6、人工抬物料时，要口号一致，协调作业，避免操作失误造成磕手碰脚事故。
7、搬运时专人统一指挥，再次检查设备完好，确认无误后，安排人员搬运，无关人员撤出。
8、严格按措施规定位置施工。
9、安装管路使用的全部工具如：
扳手、绳扣等施工前要认真检查，不合格不完好的工具严禁使用。
10、人工抬运钢管时，两头人员要均匀，高矮一致，下放时喊齐口号，
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