顾桥煤矿井巷掘砌二期工程施工组织设计.docx
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顾桥煤矿井巷掘砌二期工程施工组织设计
淮南矿业集团
顾桥煤矿井巷掘砌二期工程
施
工
组
织
设
计
中煤第七十一工程处
二OO四年十月十日
企业精神
团结守信求是开拓
优质高效创业争先
质量方针
科学管理优质工程
信誉至上服务四方
处长：
总工：
生产管理部：
安全监察部：
机电部门：
编制人：
编号：
ZM/71-SGZS-GQFJEQ-01
版次：
A/0
生效日期：
二00四年十月十二日
发放号码：
受控状态：
第一章概况
一、工程概况
二、工程内容
第二章施工方案的选择
第三章施工工艺
一、工程施工进度及施工排队
二、二期工程施工工艺
三、关键部位施工技术及处理特殊地质变化技术措施
四、排水方案
第四章临时改绞及施工辅助系统
一、提升系统及井内管路
二、井筒平面布置及悬吊
三、临时改绞施工方案
四、施工辅助系统
第五章施工组织与管理
一、施工组织管理机构
二、施工管理
第六章施工进度计划与进度控制
一、工期安排
二、工期保证措施
第七章施工技术安全措施、灾害预防和安全保证体系
一、安全工作目标
二、安全管理体系
三、安全管理措施
四、施工安全技术措施
五、灾害预防
第八章工程质量检测管理措施和质量保证体系
一、工程质量检测管理措施
二、质量保证体系
第九章文明施工及环境、职业健康保证措施
第十章冬雨季施工措施及地下管线等保护加固措施
前言
编制本施工组织设计大纲的指导思想是：
贯彻执行国家及本行业部门有关建设方针和技术政策，采用先进的科学技术，充分利用本处的施工能力和技术经验，提高矿井建设的综合效益，在确保安全和工程质量的前提下，合理安排施工顺序及工程进度。
本着工期短、效率高、质量优、效益好的原则，建设本矿井。
我处通过了质量、环境、职业健康安全三体系即ISO9001、ISO14001、GB/T28001标准，并经过多年的运行，确保工程施工的每一个阶段、每一个环节、每道工序处于受控状态，从而确保工程质量。
本施工组织设计的编制依据是：
（1）杨柳煤矿井巷掘砌二期工程设计图纸；
（2）《矿山井巷工程施工及验收规范》（GBJ213-90）；
（3）《煤矿井巷工程质量检验评定标准》（MT5009-94）；
（4）《煤炭建设工程质量技术资料管理规定与评级办法》（国家
煤炭局1999年2月10日，颁布的煤规字[1999]34号文）；
（5）《煤矿安全规程》（2004年版）;
（6）国家和省市其它相关法律、法规、规范、规定的要求；
第一章概况
一、工程概况
淮南矿业（集团）有限责任公司顾桥煤矿，位于安徽省淮南市风台县境内，由煤炭工业合肥设计研究院设计，设计生产能力5.0Mt/a，预留10.0Mt/a的生产能力，采用立井开拓方式，工广内布置主、副、回风三个井筒。
井筒表土段均采用冻结法施工，基岩段均采用地面预注浆封水。
井筒掘砌一期工程将要竣工，即将转入井底车场二期工程的施工。
本次施工工程范围为：
-780m井底车场及硐室工程。
二、地质条件
本井田被新生界松散层覆盖，主要地层有奥陶系、石炭系、二叠系、三叠系、第四系等，含煤地层为石碳二叠系。
地质及其特点
中央回风井位于顾桥勘探区十线与十北线之间。
通过检查孔揭露探明井筒地层（即井筒围岩）有新生界地层和二叠系上石盒子组地层（即淮南煤田的第三、第四、第五、第六和第七含煤段）。
新生界地层：
风井新生界厚度为313.50m，在中央井筒分布趋势为西厚东薄，岩性以松散的粘土，与下伏二叠系煤系地层呈不整合接触关系。
第二章施工方案的选择
二期工程优选最佳施工方案，实现安全、快速、质优为目的。
最大限度地推广采用新技术、新工艺、新材料、新设备，严格按照通过了的ISO9001国际质量管理体系、ISO14001环境管理体系及GB/T28001职业健康安全管理体系运行，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。
主要施工机械设备见表2-1。
二期工程施工采用平巷施工机械化作业线，以关键线路上巷道为主攻目标，实行多头平行施工。
钻爆法掘进，耙矸机耙矸，矿车排矸，蓄电池电机车运输，罐笼提升，地面轻轨排矸，重力翻矸、汽车运至排矸场地；支护采用风钻打装锚杆，喷浆机喷射砼。
表2-1主要施工机械设备表
序号
设备名称
型号规格
数量
生产
厂家
额定
功率
性能
备注
1
耙矸机
P-60B
4
宿州
30
2
耙矸机
P-30B
4
宿州
17
3
电机车
XK2.5-6/56
2
徐州
4
充电机
GCA-80/0-72
4
徐州
5
矿灯充电架
KTSB-102
3
安源
6
矿车
MG1.7-6
150
宿州
7
轮锯机
11Kw
1
合肥
11
8
车床
17Kw
1
合肥
17
9
钻床
5.5Kw
1
合肥
5.5
10
电焊机
BX5-400
2
合肥
11
空气锤
C41-65
1
徐州
12
热水炉
2
13
调度绞车
JD-25
2
徐州
25
14
装载机
ZL-40
1
徐州
15
喷浆机
ZP-IV
8
江西
3
16
砼震动器
ZNQ-50
4
方园
17
干式变压器
KSG-4/660/127
6
合肥
18
高防开关
PB2-6G
10
合肥
19
低防开关
KBZ-400
18
合肥
20
低防开关
QJZ-80
22
合肥
21
卧泵
DG85-80×12
3
博山
440KW
（续上表）
序号
设备名称
型号规格
数量
生产
厂家
额定
功率
性能
备注
22
局扇
DKJ（B）-4-NO9.6
5
泰安
60KW
23
程控交换机
WDN-21-40
1
北京
24
卧泵
80D30×4
3
长沙
30KW
25
调度绞车
JD-11.4
4
徐州
11.4KW
26
检漏继电器
JY-82
3
徐州
27
喷浆机
ZP-Ⅶ
7
徐州
28
风钻
YT-28
60
沈阳
29
提升机
2JK-3.0/20
1
洛阳
30
井架
Ⅳ
1
31
罐笼
1.5t单层单车
2
新加工
32
提升天轮
Φ2.5m
2
33
液压螺杆拉紧装置
SGY-20
8
34
缓冲器
4
35
翻车机设备
1
36
井上、下摇台
8
井上、下各4台
37
井上、下阻车器
单式单道1.0t
8
井上、下各4台
83
安全梯悬吊稳车
JZA-5/1000A
1
39
罐笼防坠器
4
40
移动变电站
KBSGZY-315
3
第三章施工工艺
二期工程中采用钻爆法施工，锚喷及砼碹支护。
施工中以人为本，发挥人才优势，推动技术进步，组织科研攻关小组，克服技术难题，加强管理，采取激励机制，提高劳动者的积极性，提高职工操纵机械设备的熟练程度，确保正规循环，缩短循环时间，提高劳动效率，加快施工速度。
加强机电设备管理，实行包机维修，使设备处于100%完好状态。
严把材料进货验收关，杜绝不合格产品进入工程实体。
一、工程施工进度及施工排队
1、施工进度
根据本次招标工程技术特征，结合我处类似工程施工经验，为了安全顺利地按期完成施工任务，特制定出各主要工程的施工速度如下：
见相关工程施工各阶段施工速度表（表3.1）。
表3.1相关工程施工各阶段施工速度表：
序号
名称
单位
进度
1
主要贯通线路及关键巷道硐室掘砌速度
m3/月
850
2
主要贯通线路及关键巷道掘砌速度
m/月
120
3
普通硐室掘砌速度
m3/月
750
4
普通巷道掘砌速度
m/月
100
2、施工顺序
以北翼回风大巷施工为主要线路，安排主攻队伍，集中优势力量进行快速前进。
根据工程进展情况，适时调配安插施工队伍，采取多头平衡施工，提高效率，确保工期、质量目标。
根据招标文件工程量情况，拟安排三个施工队施工。
二、二期工程施工工艺
1、施工工艺
为缩短打眼时间，采用多台YT-28型凿岩机同时钻眼，直眼菱形掏槽，光面爆破，激光指向仪定向。
工作面采用P-30B/P-60B耙矸机出矸，电机车配合1t矿车运输，斜巷使用JD-11.4/JD-25型调度绞车提升，罐笼上下物料、运输矸石，地面设自动翻车装置，采用8t自卸汽车排矸，采用ZP-Ⅶ型喷浆机，多工序平行交叉作业。
2、钻眼爆破
施工中采用多台YT-28型风钻，定人、定机、定眼、定时间凿眼；巷道全断面按上部眼、下部眼分两次钻进，上部眼及拱部锚杆眼蹬矸钻进，下部眼在钻完上部眼倒净迎头矸石后钻进。
爆破采用光面、减震弱冲爆破技术，掏槽眼为直眼掏槽，全断面炮眼直径为φ42mm，掏槽眼及辅助眼采用φ35mm。
普通药卷，周边眼采用φ28mm小直径药卷，空气柱装药结构，水炮泥封孔。
岩巷选用2#岩石硝铵炸药、五段秒延期电雷管，预留光爆层；煤巷选用煤矿安全型炸药，五段毫秒电雷管，全断面一次爆破。
放炮器选用MFB-200型放炮器，详见巷道施工循环图表（表3.2）。
3、装岩运输
在二期工程施工中，选用P-60B或P-30B型耙斗装岩机装岩，选用1.0吨矿车，XK2.5-6/56防爆型蓄电池电机车牵引列车，运输巷道内每150m设一固定车场，进一步缩短调车距离，耙矸装岩与迎头打上部眼和下部眼平行作业。
清理斜巷及水仓施工，采用耙斗机装岩，1.0吨矿车排矸，采用
JD-25绞车提升与下料，蓄电池电机车牵引列车运至井底车场。
4、巷道支护
锚喷、砌碹巷道均在每茬炮后紧跟迎头进行锚喷初次支护，在耙矸机后适当距离进行复喷或砌碹二次支护。
表3.2岩巷施工循环图表
序号
工序名称
工时
时间
时
分
1
2
3
4
5
6
7
8
1
交接班
30
2
打眼
3
40
3
装药、联线、放炮、通风
1
4
扒迎头矸石
20
5
出矸
3
40
6
打锚杆、挂网
1
30
7
喷浆
1
说明：
1、五段秒延期电雷管，乳胶炸药。
2、选用长2m钎子，炮眼深度1.8m，取炮眼利用率85％每炮进尺1.53m，每天完成三循环成巷4.6m。
3、取正规循环率85%，月进尺为4.6×30×0.85=117.3≈120米/月。
锚喷施工，选用ZP-Ⅶ型砼喷浆机，平巷中喷射机布置于耙矸机后适当距离，若复喷处距耙矸机较远，则布置两台喷浆机，一台紧跟耙矸机用于迎头初喷，一台布置于复喷处用于复喷。
下山施工中则将喷浆机布置于上部车场，使用φ57mm管路长距离输料。
砼碹使用槽钢金属碹鼓，10号槽钢碹板，人工入模。
三、关键部位施工技术及处理特殊地质变化技术措施
（一）、过围岩破碎带施工措施
掘砌时过不稳定岩层，为确保安全快速施工，采取如下技术措施：
1、掘进时，根据围岩破碎的程度，采取减小周边眼圈径进行放炮，周边眼距巷道荒径不小于300mm，并严格控制装药量，以减少对围岩的震动。
剩余部分采用人工风镐刷帮。
2、在破碎带施工时，可视情况增加锚网喷一层支护，锚杆采用强力树脂金属锚杆，规格：
Ф18×2000mm，间排距800×800mm。
采用Ф6mm钢筋网，网格尺寸为150×150mm。
喷射砼厚度70mm。
3、极不稳定岩层段、煤层段，采用井圈背板临时支护，井圈为16#槽钢加工而成，背板为50mm厚砼板，井圈间距1.0m。
4、在接近极不稳定地层前，进行注浆加固，提高围岩的稳定性。
（二）、工程施工防治水措施
为确保施工质量及施工安全，必须对巷道涌水进行治理，施工时采用多层次的防、截、导、注相结合的综合防治水措施，做到“有疑必探、先探后注、不探不掘”。
根据水文地质资料，巷道掘进接近可疑层位时，先将工作面浮矸清理干净，并在迎头设集水坑，以便集中排水；然后用KY-100型钻机在巷道顶部及两帮底部打3个φ75mm探孔，探孔向外偏斜3-5°。
眼深超过可疑层位3m，并制定防止探孔突水措施。
如果探孔出水，则在迎头用砼砌块砌400mm厚挡墙，挡墙里面充填矸石，挡墙内安好孔口管。
注浆泵用2TGZ-60/210型双液注浆泵；浆液采用水泥单液浆，水泥一水玻璃双液浆作为最后封孔。
水泥浆水灰比0.8:
1;C:
S比1:
1。
水泥为新鲜普通硅酸盐水泥；水玻璃模数为2.8-3.2,波美度35-40；注浆浆液先稀后浓，逐渐调级，注浆时必须连续不断直至达到注浆结束标准。
注浆终压为6-8Mpa，浆液扩散半径4m，注浆结束后进行掘进。
若岩石破碎，应砌挡墙，并对钻孔进行压水试验，检查挡墙的密封效果。
在注浆过程中，对于岩层裂隙发育，裂隙跑浆量较大的情况，采取在水泥浆内加入一定数量的骨料注入岩层内，使骨料在浆液外泄时留在裂隙内以堵塞裂隙，并封注浆液，或采取断续开机，使裂隙内浆液有一定的凝固时间，并使混合器以下的管路内浆液基本初凝后注入岩层缝隙内，以达到充填密实的目的。
（三）、工作面揭煤施工
根据《煤矿安全规程》、《防止煤与瓦斯突出细则》的有关规定，编制揭煤施工技术措施，确定揭煤施工的程序和预测预报，措施效果检验和安全防护技术为主的“四位一体”揭煤施工技术方案。
建立完善组织指挥机构，加强通风管理，机电设备防爆管理，配备安全监测装置，制定安全自救应急措施。
1、打前探钻
工作面过煤层施工前，采用KY-100型钻机在工作面距被揭煤层法距10米以外向该煤层打钻孔，钻孔直径φ75—φ90mm，至少打3个穿透煤层全厚或见煤深度不少于10m的前探钻孔，查明煤层贮存情况，并通过对钻孔施工过程分析和煤样检验预测工作面有无突出的危险性。
2、揭煤施工
（1）经过检验工作面无突出危险时，可直接采用震动放炮揭煤，并加强过煤段支护，可采用井壁挂圈、加钢筋网、喷70mm厚砼作临时支护。
（2）若预测为突出危险工作面时，必须采取防治突出措施，先施工测压孔，测定出煤层瓦斯压力，即在工作面掘进到距煤层最小法距为5.0m时，向突出煤层至少打两个测压钻孔，测定煤层瓦斯压力。
根据取样测定参数值，用综合指标D和K预测出煤层区域突出的危险性，若判定为突出煤层时，则按规定采用钻孔排放瓦斯，排放效果经检验有效后，采用远距离放炮或震动放炮揭穿该煤层。
抽放容易自燃和自燃煤层的采空区瓦斯时，必须经常检查一氧化碳浓度和气体温度等有关参数的变化，发现有自然发火征兆时，应立即采取防治措施。
过煤层时必须根据地质柱状图编制专门的揭煤施工措施。
（四）、对自燃煤层的综合防治措施
1、加强煤层自燃的预测预报
（1）在矿井的工作面回风道、煤巷等有自然发火的地点设置CO传感器，若发现CO浓度超限，便可采用便携式CO检测仪和采用红外探测法追踪监测确定高温点位置
（2）用钻孔测温辅助监测。
对顶煤破碎或有自燃危险的地点，埋设测温探头，定期监测温度变化情况。
2、预防措施
（1）加强通风及管理。
合理控制工作面风量，根据工作面瓦斯绝对涌出量，在满足人员呼吸、有害气体浓度、温度不超限的情况下，采用低风量供风；同时加强工作面通风设施管理，保证风流、风量稳定，避免风量忽大忽小，防止采空区遗煤连续氧化，蓄热升温，而引起煤炭自燃。
（2）喷浆堵漏、钻孔灌浆，对煤层开采中的可疑地点或已出现隐患地点及时的进行全封闭喷浆和打浅密集钻孔注浆防止煤层自燃，以注凝胶防止巷道高冒发火。
在工作面施工至距可疑自燃煤层打探钻，进行抽气样分析气体成分和通过钻孔测定温度，以确定火源的大致范围。
采用钻机打钻孔下入注浆管，注浆管一般采用无缝钢管（前端为多孔花管），下管长度一般不低于3m，采用黄泥灌浆、注凝胶防灭火，注入煤层高温点或火点的周围煤体中，以封堵漏风通道、吸热降温。
制取化学凝胶的原料是水玻璃和碳酸氢铵（促凝剂）。
水玻璃含量3％～9％，碳酸氢氨含量2％～4％，通过2台注胶泵用三通与钻孔注管联通压注。
成胶时间与促凝剂的含量成正比关系。
压注的凝胶必须充填满全部空间，其外表面应予喷浆封闭，并定期观测，发现老化、干裂时，应予重新压注。
（五）、巷道施工关键技术
掘进：
钻眼爆破法施工要根据围岩情况不同调整爆破参数，严格按爆破图表作业，光面爆破周边眼保证爆破后眼痕率在85%以上，不得欠挖，局部超挖控制在150mm以内。
顶帮锚杆安装：
拱顶锚杆安装采用MQT-100型气动锚索钻机打眼，安装帮锚杆及安装岩巷锚杆钻孔采用YT-28型风钻。
四、排水方案
井底临时水仓内安装二台DG85-80×12型卧泵（扬程840m，流量108m3/h，电机功率440kw），通过井筒中悬吊的φ159mm管路排至地面。
两台泵一台工作一台备用。
巷道迎头积水用风动潜水泵排至井底水仓。
第四章临时改绞及工程施工辅助系统
一、提升系统及井内管路
1、井架
井筒施工利用ⅣG型井架，其主要技术特征为：
天轮平台高度：
25.87m；
天轮平台平面尺寸7.00×7.00m；
井架基础跨度为：
15.3×15.3m。
2、提升方式及设备
将提升方式改为临时罐笼提升。
利用2JK-3.6/20提升绞车，改绞设计井筒内布置1.5吨单层单车罐笼，采用钢丝绳罐道，Φ159mm压风管一路，Φ159mm排水管一路，动力电缆两路，Φ57mm供水管及通讯、信号电缆各一路。
临时改绞后，井内管、缆均采用钢丝绳悬吊在天轮平台或吊挂在封口盘梁上。
二、井筒平面布置及悬吊
1、1.5t双层单车罐笼，双笼并列布置，罐笼中心距1840mm；
2、每个罐笼使用4根钢丝绳罐道、2根专用防坠钢丝绳、上下井口各8根稳罐刚性罐道；
3、在井筒两并列罐笼上下两侧布置：
1）、一路供水管，保证地面供水至井下施工迎头；
2）、一路排水管，在其它排水系统未投入使用之前，保证必要的排水需求；
3）、一路压风管，在永久压风管路形成之前，提供迎头施工需要；
4）、2路动力电缆，在永久供电系统形成之前，直接从风井地面提供6KV高压下井；
4、通讯和信号电缆用一根6×19＋FC-22-1670钢丝绳跟随工作盘下放，悬吊绳在封口盘大梁上生根贴井壁固定。
5、上井口钢梁选型：
1）、罐笼提升口选用2道主梁（通梁），中间用一道梁，三梁上表面同一水平；2）、压风管、动力电缆的生根悬挂梁采用一根通梁，与提升主梁平行；3）、排水管、供水管的生根悬挂梁采用二根通梁，与提升主梁平行；
布置时保证在垂直方向上有相对运动的悬吊系统之间的最小间距不小于350mm，无相对运动的悬吊系统之间保证不相互缠绕，悬吊系统和罐笼之间的最小距离不小于350mm。
三、临时改绞施工方案
本次临时改绞施工，总体上沿着自上向下、从地面向井下的顺序进行。
由于在风井改绞施工之前，风井尚未与副井或主井贯通，故在改绞施工之前要解决井下通风问题；关于井下排水，在井筒立井吊桶提升拆除之前，要把井下涌水排干，在改绞施工中，必要时在工作盘上设置卧泵进行迎头排水，或用小功率泵排水到吊桶中，提升出井，到达井底后，优先安装供电及排水系统。
解决了施工期间的通风、排水问题，方可初步保证安全施工。
四、施工辅助系统
１．提升与运输
由于提升机已确定，根据该设备的最大运载能力选择罐笼及提升钢丝绳。
设计井口进车侧平轨下轨面标高为原井筒施工时的临时锁口标高。
平轨线路外接地面排矸系统空车线。
井口出车侧为地面排矸系统重车线，延伸直到与排矸机上坡道衔接的变坡点。
井下平巷按永久设计底板标高施工，井下各梁按既定高度差确定标高施工。
２、井下供电：
在永久供电系统形成之前，风井下所有负荷均由风井井下供电系统供给。
由地面临时变电所提供2路6KV高压从风井下井，至井下水平临时变电硐室中，变压后向各迎头供电。
用高压防爆真空馈电开关连接，使用两高压电源互为备用，构成井下供电系统双回路。
供电系统低压供电按供4个施工迎头设计，随着平巷施工的深入，设备的增加及低压供电的延伸由现场进行。
井下的排水泵由二台高压防爆开关控制。
井下各处的照明由距离最近的配电开关提供低压。
详见改绞设计供电系统图4-2，负荷统计表见图4-3。
3．供水与排水
在井筒中布置一路供水管，由地面供水至井下马头门，经三通管分流为两个水头，每个水头各连接一套减压装置，向施工迎头可控恒压供水。
供水引出分支位置的三通结构，要在管路悬吊固定后现场临摹，两个分支可以共用一根整体弯管做成的三通形式，直接与干线用法兰连接。
在井筒中布置一路排水管，在其它排水系统未投入使用之前，保证必要的排水需求。
排水管在井下平巷中用三通分为两个支路，两支路各自安装止回阀及闸阀。
二台D155—67×9水泵均为单独运行，互为备用。
供水管和排水管在投入使用前，都要进行灌水静压密封实验，管路终端用高压闸阀封闭，试验完毕后排出管路中的水。
4．井下通风
根据统筹安排，主井、副井与风井之间要二期工程中贯通。
在井筒内悬吊两路φ800玻璃钢风筒，两路风筒在地面分别二台风机，施工初期采用压入式通风经风筒可向两个施工迎头供风，浊气流通过井筒向上排出。
后期多头施工后，改为风机在地面利用风筒抽出式通风，在井下马头内形成一个新鲜风区，在此风区内布置多台局部扇风机向迎头供风，保证一头一风。
风筒在上井口的变向段采用薄钢板加工的弯头连接，在井下马头门变向段采用环筋撑胶质风带。
三个井筒贯通后，此通风系统即结束使用，改用永久风机通风。
5、压风
二期工程施工所需压风仍由地面压风机站供给，安设两台5L-40/8，两台4L-20/8压风机。
所需最大耗风量为：
Q=α×β×γ×K（nq风钻+nq喷浆机+nq风泵）
=1.2×1.15×1×0.8×（16×3+2×13+3×3.7）
=88.1m3/min
计算结果表明供风能力满足要求。
压风管路选择，干管选用φ159×4.5mm无缝钢管，各掘进巷道支管选用φ108×4mm无缝钢管。
6、改绞后地面排矸系统
采用翻罐笼翻矸，汽车排矸。
7、井下巷道施工测量，采用激光指向或专业测量人员按导线和中腰线指导施工。
8、通讯与信号
井下巷道施工期间的通讯，地面凿井期间安装WDN-21-40型程控自动电话小交换机作为场内井口、变电所、各机电车间及办公室之间的通讯联络。
井上、下通讯在井上、下口打点室设直通电话，井上变电所与井底临时变电所间设置直通电话。
工作面、下山口与井底打点室间设直通电话。
电缆均选用HUVV-5×2×0.79通讯电缆。
表4-3主要设备用电量负荷统计表
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