岚县回风立井施工作业规程.docx
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岚县回风立井施工作业规程
目录
第一章概况…………………………………………………3
第一节概述…………………………………………………3
第二节编写依据……………………………………………3
第二章地面相对位置及水文地质情况……………………3
第一节地面相对位置及邻近采区开采情况………………3
第二节煤（岩）层赋存特征………………………………4
第三节地质构造……………………………………………6
第四节水文地质……………………………………………7
第三章井筒布置及支护说明………………………………9
第一节井筒布置……………………………………………9
第二节支护设计……………………………………………12
第三节支护工艺……………………………………………12
第四章施工工艺……………………………………………13
第一节施工方案……………………………………………13
第二节施工方法……………………………………………13
第三节装载与运输…………………………………………21
第四节管线敷设……………………………………………21
第五节设备及工具配备……………………………………22
第五章辅助生产系统………………………………………22
第一节提升运输系统………………………………………22
第二节排水系统……………………………………………24
第三节压风系统……………………………………………25
第四节防尘系统……………………………………………26
第五节通风系统……………………………………………26
第六节通讯、信号及照明…………………………………27
第七节供电系统……………………………………………27
第八节防火系统……………………………………………29
第六章劳动组织及主要技术经济指标…………………29
第一节劳动组织……………………………………………29
第二节循环作业……………………………………………29
第三节主要技术经济指标…………………………………32
第七章灾害应急措施及避灾路线…………………………32
第八章安全技术措施………………………………………33
第一节“一通三防”管理…………………………………33
第二节爆破管理……………………………………………35
第三节机电管理……………………………………………37
第四节防治水管理…………………………………………38
第五节提升运输管理………………………………………39
第六节吊盘升降安全措施…………………………………40
第七节质量安全技术措施…………………………………41
第八节其他安全技术措施…………………………………42
第九节文明施工……………………………………………44
附件：
昌恒煤焦回风立井钢丝绳计算
第一章概况
第一节概述
一、巷道名称
本《作业规程》掘进巷道为岚县昌恒煤焦回风立井井筒。
二、掘进目的及用途
回风立井担负矿井通风任务，为矿井的一个安全出口。
三、设计长度及服务年限
本立井设计长度346m；服务年限：
22.7年。
四、计划开竣工时间：
按合同要求和施工计划安排：
预计工期120天，自2012年2月开工，具体日期根据甲方要求而定。
第二节编写依据
1、有关设计图纸及地质资料等其他相关资料；
2、国家法律和行政法规；
3、《煤矿安全规程》（2011年版）；
4、《煤矿井巷工程质量验收规范》（GB50213-2010）；
5、《煤矿井巷工程施工规范》（GB50511-2010）；
6、《煤矿井巷工程质量检验评定标准》（MT5009-94）；
7、《钢筋混凝土工程施工及验收规范》（GB50204-2002）；
8、《煤炭建设工程质量技术资料管理规定与评级办法》（煤规字<1999>第34号）；
9、《煤炭工业煤矿井巷建筑安装单位工程质量保证资料评级办法》；
10、与本工程有关的国家及部颁现行国家标准、规范，行业或地方标准、规范；各种技术规范、规程、规定等。
第二章地面相对位置及水文地质情况
第一节地面相对位置及临近采区开采情况
一、地面相对位置、地面建筑及水体情况
昌恒煤焦公司矿井位于山西省岚县县城东南10km。
行政区划属岚县社科乡管辖。
该井筒掘进对应地面为山地，相对工业广场地面高度+47m，无房屋等地面建筑及山塘水库河流等水体。
所以开掘对地面无影响。
二、井下位置及四邻采掘情况
矿井范围内无采空区，井筒掘进施工对井下四邻无影响。
第二节岩（煤）层赋存特征
一、岩层产状、厚度、结构、坚固性系数、层间距
该井筒施工穿过的岩层产状、厚度、结构。
详见岚县昌恒检查孔岩性成果表
岚县昌恒检查孔岩性成果表
序号
层底深度
层厚
岩石名称
备注
序号
层底深度
层厚
岩石名称
备注
1
4.95
41
258.05
1.70
泥岩
2
27.95
23.00
黄土
42
258.40
0.35
细粒砂岩
3
53.80
25.85
粘土
43
266.53
8.13
泥岩
4
72.00
18.20
砂质粘土
44
267.25
0.72
煤层
5
100.60
28.60
粉砂岩
45
267.59
0.34
炭质泥岩
6
106.50
5.90
砂质泥岩
46
268.74
1.15
煤层
7
108.00
1.50
细粒砂岩
47
269.08
0.34
炭质泥岩
8
113.30
5.30
泥岩
48
270.09
1.01
煤层
9
119.55
6.25
细粒砂岩
49
270.60
0.51
炭质泥岩
10
121.60
2.05
粉砂岩
50
271.16
0.56
煤层
11
125.50
3.90
砂质泥岩
51
271.86
0.70
泥岩
12
128.35
2.85
粉砂岩
52
272.54
0.68
炭质泥岩
13
130.25
1.90
细粒砂岩
53
273.00
0.46
煤层
14
149.65
19.40
泥岩
54
273.55
0.55
泥岩
15
150.35
0.70
细粒砂岩
55
274.05
0.50
炭质泥岩
16
155.15
4.80
泥岩
56
276.60
2.55
细粒砂岩
17
155.70
0.55
细粒砂岩
57
289.21
12.61
砂质泥岩
18
163.30
7.60
泥岩
58
289.66
0.45
煤层
19
167.85
4.55
砂质泥岩
59
296.05
6.39
砂质泥岩
20
198.70
30.85
泥岩
60
298.85
2.80
细粒砂岩
21
199.80
1.10
细粒砂岩
61
300.40
1.55
砂质泥岩
22
201.75
1.95
泥岩
62
309.70
9.30
细粒砂岩
23
202.70
0.95
粉砂岩
63
313.50
3.80
砂质泥岩
24
208.40
5.70
砂质泥岩
64
315.77
2.27
石灰岩
25
209.60
1.20
粉砂岩
65
316.75
0.98
煤层
26
215.10
5.50
砂质泥岩
66
324.10
7.35
砂质泥岩
27
217.65
2.55
粉砂岩
67
326.10
2.00
石灰岩
28
219.00
1.35
细粒砂岩
68
329.15
3.05
砂质泥岩
29
228.00
9.00
砂质泥岩
69
329.81
0.66
煤层
30
228.70
0.70
细粒砂岩
70
331.50
1.69
粉砂岩
31
237.55
8.85
泥岩
71
332.35
0.85
细粒砂岩
32
237.90
0.35
炭质泥岩
72
334.20
1.85
砂质泥岩
33
242.75
4.85
泥岩
73
337.25
3.05
细粒砂岩
34
245.25
2.50
细粒砂岩
74
343.14
5.89
砂质泥岩
35
248.10
2.85
泥岩
75
348.66
5.52
煤层
36
248.60
0.50
细粒砂岩
76
348.99
0.33
炭质泥岩
37
251.20
2.60
砂质泥岩
77
352.42
3.43
煤层
38
255.05
3.85
细粒砂岩
78
358.60
6.18
泥岩
39
255.94
0.89
泥岩
40
256.35
0.41
煤层
二、岩（煤）层岩性特征
岩石硬度系数为f=4-6。
三、矿井瓦斯情况
1、低瓦斯矿井，无煤与瓦斯突出危险。
2、煤尘具有爆炸危险性。
3、煤层自然发火期和煤的自然倾向性情况：
井田内所有煤层均属于自燃煤层。
4、井田内无地温地压测试资料，根据矿方多年观测，井下温度一般为14℃左台，冬季略低，未发现地温异常现象，为地温正常区。
第三节地质构造
一、区域地层
本井田位于宁武煤田的西南边缘，宁武煤田位于山西陆台西部北中段，属祁吕贺山字型构造之前弧褶曲东翼中段内侧，为基底式向斜盆地，呈狭长带状沿NNE方向伸展，绝大部分地表为第四纪黄土覆盖基岩仅在沟谷附近出露。
区域出露地层从老到新依次为古生界地层～新生界。
1、太古界：
有中太古界界河口群和上太古界吕梁山群，为变质程度较深的厚层片岩和混和岩化片麻岩，岩浆变质岩脉穿插其中。
在岚县界河口、神堂沟、袁家村等地广泛出露，厚达16700m。
2、元古界：
有下元古界岚河群、野鸡山群、黑茶山群及上元古界震旦系。
沉积一套石英岩、变质砾岩、夹千枚岩和白云质大理岩。
厚达2560m，分布在岚县乱石、寨上等地。
3、古生界：
寒武系，煤田东部边缘全部沉积，西部边缘缺失下寒武统，地层厚190～350m。
奥陶系全部保留，厚800m左右。
石炭系中、上统的本溪组和太原组，后者为主要含煤地层之一，全厚140m左右。
二叠系下统山西组。
主要含煤地层之一，厚42m；下统下石盒子组和上统上石盒子组及石千峰组，厚度分别为110m、362m、750m。
在娄烦县下静游、峰岭底一带各系地层依次出露。
4、中生界：
发育有三叠系和侏罗系，前者厚150～716m，后者厚280m，并含薄煤层。
在宁武县新堡、汾河两岸出露。
5、新生界：
发育上第三系和第四系，上第三系厚10～150m，第四系0～325m。
二、井田构造
本井田位于宁武煤盆地的西南端，总体为一近南北走向，倾向东的单斜构造，倾角3°～22°，井田北部伴有次一级的向、背斜褶曲，井田内发育有2条正断层。
S1背斜：
位于井田北部，轴向北东向，两翼倾角为5°～7°，在井田内延伸长度约1100m。
S2向斜：
位于井田北部，轴向北东东向，两翼倾角为5°～9°，在井田内延伸长度约750m。
F1正断层：
位于井田南部，走向NE40°，倾向北西，倾角75°，落差45m．井田内延伸长度1500m，井下采掘工程控制。
F2正断层：
位于井田西南部，走向NE35°，倾向NW，倾角60°，落差10～15m，井田内延伸长度300m，井下采掘工程控制。
井田内未发现陷落柱及岩浆岩侵入，总之，本井田构造简单，为一类。
第四节水文地质
一、井田地表河流
井田内无大的地表河流，仅在北西角有一大沟谷～马铺沟，为季节性流水，其它沟谷平时干涸，雨季有短暂的流水。
二、含水层
（1）第四系冲积洪积层
近代冲积物，由砂、砾岩、砂土、黄土组成，构成河漫滩一、二级阶地。
根据城河沿岸水文孔抽水数据，单位涌水量1.1～3.5L/s.m,矿化度0.43g/L,为重碳酸～硫酸～钙、镁型水，为城河沿岸村庄的主要水源。
（2）上第三系上新统砾石含水层
在该层段抽水实验,单位涌水量1.54L/s.m，渗透系数4.6m/d，水质为重碳酸～钙、钾、钠型水。
被冲沟切割出露的砾石层，常有泉水分布，为山区村庄的主要饮用水源，流量多小于0.1L/s,矿化度0.21～0.28g/L,属重碳酸～硫酸～钙镁型水。
（3）基岩风化壳含水层
不分地质时代，与地形有关。
接近地表20～30m,强烈的风化作用，使其裂隙发育，易接受大气降水的补给，富水性较好，由于煤层的开采，已破坏了风化壳含水层原来的水文地质条件，局部地下水已大量或全部漏失井下。
二叠系下统山西组碎
（4）二叠系上统上石盒子组碎屑岩裂隙含水层
仅在风化带富水性较好，一般不含水。
（5）二叠系下统下石盒子组碎屑岩裂隙含水层
砂岩裂隙含水层，主要是本组底部的砂岩段，富水性差。
（6）屑岩裂隙含水层
地层厚度49.12m，主要含水层位为该组的砂岩，裂隙发育者含水丰富，侯家岩旧井筒施工时，对该组含水层进行了抽水试验，涌水量最大可达1.67L/s。
（7）石炭系上统太原组碎屑岩夹灰岩岩溶裂隙含水层
按层位与含水性的不同，可分上、下两个含水层（组）。
下部石灰岩岩溶裂隙含水层，即L3～L1三层石灰岩，为7、8、9号煤层的直接或间接顶板，厚约5.80m，每层石灰岩的顶、底常有泥灰岩，各层石灰岩间隔有粉砂岩与砂质泥岩。
由于受分布地点与岩性的制约，含水层的裂隙与岩溶发育程度和相应的富水性变化较大。
风化溶蚀严重者含水较丰富，一般含水不多，侯家岩旧井涌水量在0.12L/s，对矿井充水影响小。
上部K3砂岩裂隙含水层，主要含水层，岩性与厚度变化很大，以粗砂岩为主，泥质或钙质胶结，分选较好，颗粒组成自上而下渐粗，底部常为砂砾岩或细砾岩，一般厚5.20m,侯家岩旧井筒施工时，对该组含水层进行了抽水试验，单位涌水量0.359L/s.m。
（8）奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水层
由石灰岩、泥灰岩及钙质泥岩等组成，石灰岩岩溶裂隙较发育，特别是在上覆地层较薄或出露地区。
1976年冶金五队在下静游（汾河边）勘查水源时（距本井田15km），抽水试验单位涌水量4.67～18.9L/s.m，PH值7.4～7.8,矿化度0.316～0.596g/L，属重碳酸～硫酸～钾、钠、钙型水，水位标高为1110.00m。
2007年侯家岩村施工完成了奥灰水源井，水源井参数见下表。
侯家岩村供水井参数一览表
坐标
井口标高
井深
水位
埋深
静水位
标高
出水量
取水
层位
X
Y
H
4230888.26
19562694.40
1198.32
480.20
68.02
1130.20
30m³/h
O2S
由此可确定：
井田奥灰静水位标高在1130～1129m。
三、隔水层
隔水层主要有：
本溪组隔水层，本组厚37.40m左右，由铝土岩、砂质泥岩、石灰岩组成，构成了奥陶系含水层与煤系地层之间的屏障。
煤系地层间的粉砂岩、砂质泥岩及泥岩发育在各砂岩间，可视为较好的隔水层，故含水层之间一般不发生水力联系。
上第三系上新统上部的红色粘土层，为地表水与基岩地下水的良好隔水层。
第三章井筒布置及支护说明
第一节井筒布置
回风立井位于矿工业广场南部，井口坐标：
X=4396947.258，Y=19645444.451，Z=1221.500,井筒设计长度346m，表土段130m，基岩段216m，井筒倾角90°。
井筒净直径5000mm，净断面19.635㎡,掘进工程量10036.98m³（附井筒平、剖、断面图）
第二节支护设计
表土段支护形式设计为双层钢筋混凝，支护厚度内外层混为400mm。
外壁与围岩之间铺设一层25mm的泡沫塑料板，外壁与内壁之间铺设双层1.5mm厚的聚乙烯塑料板。
钢筋内外壁均为单层钢筋，竖筋均为Φ18mm的螺纹钢，外壁间距为300mm，内壁间距为240mm；环筋均为Φ20mm的螺纹钢，间距均为300mm。
混凝土强度C30，添加BR-3增强防水剂。
基岩段130～203.51m段支护形式设计为素混凝土，支护厚度350mm，混凝土强度C30；203.51m至井底支护形式设计为钢筋混凝土，钢筋为单层钢筋，竖筋为Φ16mm的螺纹钢，间距为300mm，环筋为Φ18mm的螺纹钢，间距均为300mm。
混凝土强度C30，支护厚度500mm。
1号、2号壁座均采用钢筋混凝土支护。
钢筋搭接方式为：
竖筋采用直螺纹连接，环筋采用20#铁丝绑扎，搭接长度为30d（d为钢筋直径）。
第三节支护工艺
一、支护材料
1、表土段环筋采用Φ20mm的螺纹钢，竖筋采用Φ18mm的螺纹钢；基岩段环筋采用Φ18mm的螺纹钢，竖筋采用Φ16mm的螺纹钢。
2、混凝土采用P.O42.5R号水泥，砂为中粗砂，含水率为4-6%。
石子粒径20～40mm。
喷混凝土强度等级C30，其混凝土参考配合比为：
水泥：
砂子：
碎石：
水=1：
1.70:
3.02:
0.44，1m³混凝土中，42.5水泥398Kg，砂子676Kg，米石1201Kg，水175Kg。
表土段添加BR-3增强防水剂为水泥用量的10％。
二、支护工艺
1、钢筋绑扎工艺
钢筋在地面加工好后运到井下，找好井筒中心，以钢筋绑扎半径找好竖筋的位置并做好标志，然后开始钢筋绑扎，钢筋搭接方式为：
竖筋采用直螺纹连接，环筋采用20#铁丝绑扎，搭接长度为30d。
2、模板工艺
模板使用整体活动式金属模板砌壁，由地面3台JZ2-10/600型稳车悬吊整体活动式金属模板，按中心线找平找正。
3、混凝土浇筑工艺
砼强度等级C30。
严格按照砼配合比通知单进行配比下料，添加外加剂。
砼对称入模及时振捣，分层厚度不大于300mm,确保施工质量符合要求。
第四章施工工艺
第一节施工方案
冻结外壁施工采取掘砌混合作业方式，使用整体下行式金属活动模板配铁刃角架砌壁，固定段高2.0m、3.5m。
内壁套砌施工使用组装式大块金属模板砌壁。
基岩段施工采取短段掘砌混合作业，固定段高3.5m。
第二节施工方法
昌恒煤矿回风立井井筒净径5.0m，全深346m，采用冻结法施工，冻结深度130m。
表土段采用小型挖掘机挖掘，抓岩机装罐；基岩段采用钻爆法施工，小型挖掘机清底。
一、锁口施工
风井井口相对标高±0.0m相当于绝对标高+1221.500m。
锁口工程在冻结满足开挖条件前与冻结工程同时施工，为保证施工顺利及安全施工，砼与井壁之间加设油毡隔水，采用分片短段对称掘砌，段高控制在1m以内。
采取CX55B挖掘机配合人工挖掘，金属装配式模板浇筑砼。
各种出口采取模盒预留成形后采用M10水泥砂浆结合MU10机红砖砌堵，锁口在施工过程中要预留出临时封口梁等梁窝。
锁口以下的永久井壁在施工其上部时，按设计要求做好与锁口下方的钢筋接茬。
（见图4-1临时锁口图）
二、表土及风化基岩段施工
（一）井筒开挖条件
1、试挖条件：
（1）水文观测孔内的水位，应有规律上升并溢出孔口，最晚一个层位水位持续溢出管口7天，并保持稳定。
（2）测温孔的温度，已符合设计规定，并经确认在井筒掘砌过程中，不同深度的冻结壁的厚度和强度能达到设计要求。
（3）经冻结施工单位主管部门分析，确认冻结壁已全部交圈并发出试挖通知书。
（二）正式开挖条件：
（1）地面凿井提升、压风、砼搅拌系统、运输等辅助生产系统及建筑材料等已具备；井筒内吊盘、整体钢模已安装完毕，具备连续掘砌条件。
（2）通过试挖证实冻结壁有一定厚度，按冻土扩展速度推算，不同深度冻结壁厚度和强度可以适应掘进速度要求。
（3）掘进段高应根据井筒所处深度的岩层性质、冻结壁的强度以及掘进速度等因素综合考虑。
井筒开挖除了满足上述条件外，还应该综合考虑井筒能满足连续施工的条件。
根据井筒掘砌速度（施工到相应深度时所用的时间）和对应时间点冻土发展情况来预测、分析，尽可能保证不同时期冻结壁的强度、厚度、距井帮的距离能满足井筒不间断的安全施工。
2、试挖
当满足上述试挖条件后，可以进行试挖。
试挖段使用风镐和高效风铲结合CX55B小型挖掘机进行挖掘，外壁支护整体活动式金属模板（同时要准备3～5套1.2m段高的金属装配式模板，以备缩小段高时使用）。
试挖段掘进时，先掘净径以内的土层，段高够1.5m左右，然后刷帮至荒径，再全断面下掘2.5m段高砌外壁。
井壁竖筋和环筋采用搭接连接，用20#铅丝绑扎，搭接长度为30d。
使用整体活动式金属模板砌壁，固定段高2.0～3.5m，砼由底卸式吊桶提运。
3、掘进施工
冻结段外壁施工使用CX55B小型挖掘机挖掘，配合风镐和高效风铲刷帮，抓岩机装罐。
实现挖掘机与中心回转抓岩机配套作业。
采用全断面一次掘进，先挖净径以内部分，然后逐段刷帮。
当遇到坚硬岩石难以挖动时，采用普通钻爆法施工，根据冻结钻孔偏斜图确定周边眼的位置，保证周边眼距冻结管的距离不小于1.2m，采用光面、光底、弱震、弱冲爆破技术，实现全断面光面爆破。
使用SJZ-5.5型伞钻配YGZ-70型导轨式凿岩机钻眼，眼深3.4m。
选用T210水胶炸药，掏槽眼、辅助眼使用Φ45×500mm药卷连续装药结构，周边眼使用Φ35×500mm药卷，采用木条预留缓冲层装药结构，实现中深孔爆破。
选用电磁雷管，反向装药，磁环大串联的联线方式，七掘六砌，采用挖掘机清底，加快施工进度。
4、外壁砌筑
掘够段高后铺设聚苯乙烯泡沫板，塑料泡沫板规格为长×宽×厚=1.5m×1.2m×25mm塑料泡沫板采用不短于100mm的长钉带30～50mm方垫，方垫采用胶皮自制，钉在冻土壁上，每块泡沫板不少于10颗长钉，相邻两块之间对头放置，做到接缝密合牢固然后再绑扎钢筋。
竖筋采用直螺纹套连接，环筋采用搭接方式连接，搭接长度为600mm。
同一截面钢筋搭接面积不得大于钢筋总面积的25%，并应均匀分布。
钢筋绑扎间排距为300mm×300mm，每个接头扎丝不少于3道。
钢筋保护层厚度：
外壁外缘环筋为100mm（以环筋中心为准），钢筋绑扎完成后在竖筋下部铺一层厚100mm的砂，用于下一段高的直螺纹连接。
外层井壁段高暂定3.5m，使用整体活动式金属模板砌壁，由地面3台JZ2-10/600型稳车悬吊整体活动式金属模板，按中心线找平找正后使用溜灰管下放砼，吊盘上进行二次搅拌，对称浇筑，分层震捣。
5、压风防冻措施
井筒施工时，风动工具的防冻工作是提高井筒施工速度的关键性工作之一，因此在施工中拟采取以下几项措施减少压风中的水份，提高压风干燥程度。
（1）压风管未入井前，在冷冻
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