山西煤运集团三百子煤矿副井施工作业规程.docx
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山西煤运集团三百子煤矿副井施工作业规程
目录
第一章概况
第一节概述························································3
第二节编写依据·····················································3
第二章井田概况及地质水文情况
第一节井田概况·····················································3
第二节地质水文情况·················································4
第三章井筒技术特征及凿井设备和施工方案
第一节副井井筒主要技术特征表········································9
第二节凿井装备及施工方案···········································10
第四章施工工艺
第一节临时锁口施工·················································12
第二节表土段及风化段施工···········································12
第三节井筒基岩段施工···············································12
第四节井筒与井底连接处施工·········································14
第五节特殊或不良地层施工···········································14
第六节砌壁砼配合比和质量施工·······································15
第七节井筒防、治水················································17
第五章凿井生产辅助系统
第一节提升系统···················································18
第二节供电系统·····················································20
第三节压风系统····················································21
第四节排水系统·····················································22
第六节供水系统·····················································22
第七节混凝土搅拌计量系统············································22
第八节排矸系统·····················································23
第九节通风系统·····················································23
第十节凿井悬吊设备的选型············································23
第十一节井筒施工间测量··············································25
第六章施工准备和施工总平面图
第一节施工准备····················································27
第二节施工总平面布置················································27
第七章劳动组织
第一节管理形式····················································27
第二节劳动作业制度·················································27
第三节劳动力配备·····················································27
第八章施工工期和工期保证措施
第一节工期排队·······················································29
第二节工期保证措施···················································30
第九章质量控制
第一节质量方针和目标················································32
第二节质量标准·····················································32
第三节质量控制总要求················································32
第四节施工准备阶段质量控制············································32
第五节施工阶段质量控制················································34
第六节竣工阶段质量控制················································36
第十章安全技术措施
第一节通用部分·····················································39
第二节文明生产措施··················································40
第三节施工期间防风、防雨及防雷措施···································40
第四节一通三防管理措施···············································41
第五节吊盘安全技术措施················································42
第六节凿岩爆破安全措施················································44
第七节装岩安全措施···················································46
第八节提升安全措施···················································47
第九节防坠安全措施···················································47
第十一章灾害预防及避灾路线
第一节灾害预防························································49
第二节灾害处理程序及措施··············································50
第三节避灾路线························································52
第十二章其它、附图
第一章概况
第一节概述
一、工程名称
本《施工作业规程》掘进的井筒名称为山西煤运集团三百子煤业公司副井井筒。
二、掘进目的及巷道用途
掘进目的是为了形成该矿井通风系统及辅助运输系统。
三、井筒设计深度及服务年限
副井设计深度554.0m。
服务年限：
100年。
第二节编写依据
一、掘进井筒设计图纸
三百子煤业有限公司副井及相关硐室工程施工图。
图号S1450-116-1。
二、其余编制依据
⑴山西运销集团三百子煤业公司副井井筒工程施工合同。
⑵《煤矿安全规程》（2011年版）。
⑶《煤矿井巷工程质量验收规范》（GB50213—2010）。
⑷《煤矿井巷工程施工规范》（GB50511-2010）。
⑸《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086）。
⑹《混凝土结构工程施工质量及验收规范》（GB5024）。
⑺《混凝土强度检验评定标准》（GBJ107）。
⑻《地下防水工程质量验收规范》（GB50208）。
⑼《地下工程防水技术规范》（GB50108）。
⑽《钢筋混凝土用钢筋》（GB1499）等相关规范。
第二章井田概况及地质水文情况
第一节井田概况
一、交通位置
山西煤炭运销集团三百子煤业有限公司矿井位于山西省宁武县东寨镇和余庄乡境内，距宁武县城直距约14km。
行政区划隶属山西省忻州市宁武县东寨镇和余庄乡管辖。
井田东南部有宁白公路通过，距本井田约0.8Km，有简易公路与其相通，交通方便。
第二节地质水文情况
一、地形、地貌：
本工程地处管涔山系,井田地形总体北西高东南低,最高点海拨高程+2137.9m,位于井田西北部高山上。
最低点海拨高程+1727.7m,位于井田南部沟内。
相对高差410.2m。
属中高山区。
地表基岩出露较多,河谷内有第四系地层出露。
二、水系
本井田属海河流域桑干河水系与黄河流域汾河水系的分水岭地带。
井田内无常年流水，河谷中的季节性水流在分水岭两侧向南汇汾河，向北汇入恢河，流入桑干河。
三、气候特征
本工程区属温带大陆性高山严寒区----寒冷干燥区气候，气候寒冷多大风，春季干旱少雨，夏季温和无酷暑，秋季温暖适中，冬季漫长寒冷干燥。
年平均气温为6.2℃，极端最高气温34.8℃，极端最低气温-27.2℃。
一月份平均气温-9.9℃,7月份平均气温20.1℃。
全年无霜期120～130天，每年11月结冰，翌年3月解冻。
最大冻土深度0.91m，降水量225.1～750.6mm，大多集中在7～8月，年平均蒸发量1711mm。
四、地层
本井田东南部被第四系黄土覆盖，在西北部有基岩出露。
1、奥陶系中统上马家沟组（02S）
本组地层为一套浅的碳酸岩建造，为含煤岩系的沉积基底。
出露于井田西部。
岩性为泥质灰岩、黄色、黄绿色白云质灰岩、厚层灰岩等，钻孔揭露100m，未见底。
2、石炭系中统本溪组（C2b）
本组地层为一套的铁铝岩建造，出露于井田西部，底部为山西式铁矿、铁铝岩、铝土矿，上部为灰色页岩、粉砂质泥质，炭质泥岩、石英砂岩及1-2层生物碎屑灰岩（K1）。
下部为灰色薄层细砂岩、粉砂岩及灰色、灰黑色泥岩，本组地层厚度11.5-34.0m，平均厚度28.64m。
3、石炭系上统太原组（C3t）
本组地层为一套含煤沉积建造，出露于井田西部，为本井田主要含煤地层。
下部以灰白色含砾石英粗砂岩（K2）、灰黑色泥岩、炭质泥岩为主；中上部为含砾石英粗砂岩、灰色泥岩、砂质泥岩、炭质泥岩、灰色中细砂岩、粉砂岩为主；上部以炭质泥岩为主；本组地层厚度98.70-144.00，平均114.86m左右。
4、二叠系下统山西组（PLs）
为一套相含煤地层，以灰色、灰黑色砂质泥岩、细砂岩、粉砂质泥岩为主，底部为灰白色含粗砂岩，即本区k3标志层，厚3.44-18.93m，平均10.43m。
本组地层厚度37.0-87.0，平均49.18m。
5、二叠系下统下石盒子组PLX
出露于井田西南部，底部为黄绿色、灰色中粗粒砂岩、中细粒石英砂岩，即为本区K4标志层。
下部为黄绿、灰绿色中粒长石砂岩夹少量黄绿色粉砂岩；上部为厚层状含砾粗砂岩、中细粒砂岩、薄层灰绿色、灰黑色泥岩；顶部为杂色或紫色泥岩。
本组地层厚100-151.1m，平均厚度137.0m。
6、二叠系上统下石盒子组（P2S）
在井田中部出露。
底部为厚层状黄绿色粗粒长石石英砂岩（K5），相当于太原西山的石梯子砂岩，由黄绿、杏黄、灰绿、紫红色泥岩、砂岩组成，含球状、豆状、透镜状锰铁质砂岩。
本组地层厚286.54-345.38m，平均315.84m。
7、二叠系上统石千峰组（P2sh）
在井田东部出露，为黄绿色、浅红色砂岩与砖红色泥岩、砂质泥岩互层。
底部为灰绿色巨厚层状含砾粗砂岩（K6），厚5.30-28.43m，平均16.79m。
上部红色泥岩中夹有绿色条带，泥岩中夹数层淡水灰岩。
本组地层井田内未见，残存最大厚度为66.98m。
8、第四系上更新（Q3）
分布于沟谷两侧，为浅黄色亚砂土，结构松散，大孔隙，柱状节理发育，厚度国5.0～20.0m，平均12.50m。
9、第四系全新统（Q4）
为近代河床冲积、洪积而成的泥砾、砾石及河谷两侧的残坡积物。
厚度为0～5.0m，平均3.0m。
五、构造
井田内地层呈单斜产出，走向NE-SW向，倾角ES，倾角41°-43°，属急倾斜地层，从地表向深部倾角逐渐变缓。
据三维地震勘探及钻孔资料共发现四条断层。
（1）DF1正断层
位于井田西南部。
三维地震发现，走向近于N31°E，倾角SE，倾角70°，延伸长度250m。
控制最大落差35m。
（2）DF2正断层
位于井田东部。
三维地震发现，走向近于N45°E，倾角SE，倾角70°，延伸长度190m。
控制最大落差22m。
（3）DF3正断层
位于井田西南部。
三维地震发现，走向近于N31°E，倾向SE，倾角约70°，延伸长度587m。
控制最大落差15m。
（4）F4逆断层
位于井田南部。
ZK702钻孔5#煤层重复，发现该断层，倾向SE。
倾角约70°，控制最大落差13m。
本井田地层倾角较陡，小断层较发育，井田构造复杂程度为中等。
六、井筒水文地质条件
（一）含水层组
1、松散岩类含水层组
主要由第四系上更新统和全新统地层组成。
上更新统地层主要分布在梁、峁之上和山前地带，岩性为浅黄色亚砂土，下部为粗砂及砾石层，厚度0-3m，地势低的地方含有少量的地下水，但富含水性弱。
2、碎屑岩类含水层组
主要由石炭系、二叠系多层砂岩和灰岩组成。
太原组共有砂岩和灰岩含水层6-11层，二叠系主要有山西组K2砂岩、下石盒子组K3砂岩、上石盒子组K4砂岩等含水层，所有砂岩含水层皆属裂隙含水类型，名层之间常有砂质泥岩、泥岩和煤层等岩层，这些岩层隔水性强，在无断层和裂隙沟通的情况下，各含水层之间水力联系弱，形成多层层间裂隙承压含水层。
各含水层富水性具有明显的不均匀性，在断层和裂隙发育的层位，富水性相对较强。
水质类型为HCO3-SO42-Ca2+*Mg2+型或HCO3-*SO42—Na型。
各含水层厚度薄，出露面积小，渗入条件差，受地形切割和构造破坏的影响，含水层分布不连续，径流途径短，多以散泉形式向沟谷排泄。
3、碳酸盐岩类含水岩组
由厚层状灰岩、白云岩、白云质灰岩、竹叶状灰岩鲕状灰岩等岩层组成，层位稳定，在本井田属于埋藏型岩溶裂隙含水岩组。
以网状溶蚀裂隙含水为主，溶洞次之。
主要含水层段有寒武系张夏组、凤山组，奥陶系亮甲山组、下马家沟组、上马家沟组。
不同含水层段因其所处构造部位及埋藏深浅的不同，富水性有显著差异。
在含水层段埋藏浅、断裂构造发育区，富水性强；随含水层段埋藏深度的增加，富水性逐渐减弱。
本井田奥陶系中统岩溶地下水属雷鸣寺泉域，其流向南。
（二）隔水层组
1、石炭系本溪组隔水岩组
岩性主要为泥岩、炭质泥岩、砂岩、灰岩和煤层，底部为铝土岩、铁铝岩，层位稳定。
总体来讲为主要可采煤层与下伏奥陶系岩溶裂隙含水岩组的良好隔水层。
3、煤系地层砂岩间粉砂岩、泥岩组成的层间隔水层组
煤系地层之间的标志层沉积厚度稳定，其间夹的泥岩、粉砂层致密，沉积稳定，构造裂隙不发育，为良好的隔水层。
（三）地下水的补给、径流、排泄条件
1、奥陶系石灰岩岩溶裂隙水
井田位于雷鸣寺泉域的北部，煤系地层以西广大地区出露奥陶系灰岩，岩溶水在此区域接受大气降水和地表水的渗透补给，是奥陶系岩溶水的主要补给区。
奥陶系石灰岩下伏于煤系地层，井田处于岩溶水迳流区，迳流方向为由西北向东南，汇集于雷鸣寺泉区排泄，排向汾河，同时在区域流场范围，有部分水井开采石灰岩地下水。
2、石炭、二叠系砂岩裂隙水
矿区内石炭二叠系地层大部分为裸露区，砂岩层间裂隙水其裸露区除接受大气降水补给外，还接受河流补给。
排泄方式以产煤矿井的矿坑排水为主，其次是村庄村民生产生活牲畜饮用，亦有部分在沟谷低洼处呈泉水溢出。
由于层间泥质岩的隔水作用及单斜构造地层的影响，具承压性，径流方向沿地层倾向由西北东南运移。
3、新生界松散岩类孔隙水
第四系全新统冲洪积、残坡积物及上更新统亚砂土孔隙水靠当地的大气降水渗透补给，并就地排泄于河道与沟谷，形成泉水。
由高向低运移，主要排泄方式为向下煤系地层基岩渗透漏补给。
（四）二叠系（非煤）地层以上段
本段主要为二叠系砂岩裂隙含水层，有检2（副井）钻孔揭露
检2（副井）终孔孔深570.38m，抽水试验段孔深276m.根据钻孔岩芯编录和测井资料综合整理，该段含水层单层厚度一般2-7m，单层厚度最大25.65m，累计厚度73.53m，含水层情况详见表4-2.该段静止水位埋深+0.45m，水位标高1860.07m，据抽水试验，最大降距266.43m，涌水量0.3951L/S,单位涌水量0.00148L/S·m。
渗透系数0.0020m/d。
富水性弱。
水质类型为：
HCO3—Na+，总硬度：
62.21mg/L，PH值：
8.35。
检2（副井）非煤地层段主要含水层统计表
含水层深度（m）
层厚（m）
岩性
55.26-58.26
3.0
中砂岩
85.08-88.30
3.22
细砂岩
93.59-100.93
7.34
细砂岩
107.73-110.19
2.46
细砂岩
131.27-136.80
5.53
中砂岩
198.65-218.25
19.60
中粗砂岩（局部含砾）
218.25-223.09
4.84
中砂岩
223.09-224.98
1.89
粗砂岩（局部含砾）
242.35-268.00
25.65
细砂岩
累计
73.53
（五）石炭系（煤系地层）段
本段主要为石炭系太原组砂岩裂隙含水层。
检2（副井）据钻孔岩芯和测井资料综合分析整理，该段含水层单层厚度一般3-8m，单层厚度最大8.82m，累计厚度34.98m，含水层情况详见表4-4.该段静止水位埋深193.10m，水位标高1666.41m，据抽水试验，最大降距108.58m，涌水量0.9289l/s，单位涌水量0.00856L/S·m。
渗透系数0.0269m/d。
富水性弱。
水质类型为：
HCO3—Na+·Ca2+总硬度：
139.71mg/L,PH值：
7.60。
含水层深度（m）
层厚（m）
岩性
321.70-326.4
4.77
中砂岩
343.64-349.9
6.26
中砂岩
362.65-364.37
1.72
中砂岩
398.55-407.37
8.82
中砂岩
468.02-469.54
1.52
中粗砂岩（局部含砾）
475.77-480.35
4.58
中粗砂岩（局部含砾）
511.50-512.87
1.37
中砂岩
526.36-530.42
4.06
中砂岩
549.15-551.03
1.88
中砂岩
累计
34.98
七、井筒涌水量预算
（一）计算公式及参数选用
涌水量预测采用“大井法”承压---潜水含水层涌水量公式进行计算。
Q=2×π×K×m×S/（InR-Inr0）
式中：
Q-------井筒出水量（m3/d）
K--------渗透系数（m/d）
m-------含水层厚度（m）
S--------水柱降低高度（m）
R--------井筒影响半径（m）
R0--------井筒半径（m）
副井涌水量计算表
井筒
编号
计算
井筒掘进深度
水位
埋深
水柱
高度
含水
层厚度
渗透
系数
影响
半径
井筒
半径
井筒
涌水量
（m）
（m）
S（m）
（M）m
K（m/d）
R（m）
r0（m）
Q（M3/d）
副井
非煤段以上
276
+0.45
276.45
73.53
0.0020
119
3.75
170
含煤段以上
564
193.1
398.9
34.98
0.0269
178
3.75
680
第三章井筒技术特征及凿井装备和施工方案
第一节副井井筒主要技术特征表
其中副井井筒及相关工程的主要技术特征见表2-1。
序号
项目
技术参数
单位
备注
1
井口
坐标
X
19598919.000
m
Y
4303507.000
m
2
井口标高
+1864.00
m
3
净直径
φ7.5
m
4
净断面
44.2
m2
5
提升方位角
39°00′00″
6
表土段深度
20
m
7
水平标高
+1310.0
m
8
井筒深度
554.0
m
9
井筒
壁厚
表土及钢筋段
800
mm
C35钢筋砼
基岩段
600
mm
C35砼
10
副井井筒与井底车场连接处
净宽5200
mm
（见井筒平、剖、断面布置图）
第二节凿井装备和施工方案
1、施工方案
井筒施工在完成地面临时设施和凿井措施工程后，首先开挖井筒表土段20m，然后安装吊盘，吊挂管线等。
井筒掘砌作业方式，选用立井混合作业施工法。
表土层段或钢筋段、岩性条件差需临时支护（架井圈背板），在正常掘砌循环中、砌壁出渣交叉进行，配以大段高整体钢模。
在每循环掘进出渣后，随即进行永久支护。
简化了施工工艺、缩短了围岩暴露时间，利于工种专业化，利于提高机械化程度和快速施工，且施工安全性好。
该施工方法的工艺流程如下:
凿岩、爆破—出矸、找平—立模、浇筑—出矸、清底
井筒与井底连接处同时施工；井筒及井筒与井底连接处掘砌结束后进入井底巷道工程施工。
2、凿井机械化装备
对凿井设备的选型，在井筒断面允许的前提下，尽可能选用大型的,同时也是我公司熟练掌握的机械化配套装备。
凿井装备的选择以满足井筒快速施工、保证施工质量和安全为原则，尽量配备机械化程度高的大型设备，具体情况如下：
提升：
利用IVG临时井架，装备两套单钩提升，主副提均选用JK-3.0*2.2P型提升绞车，配3m3矸石吊桶。
凿岩：
选用国产FJD-6型伞型钻架，YGZ70型配套凿岩机。
装岩：
HZ-6型中心回转抓岩机一台，生产能力达50m3/h。
排矸：
设计落地矸石仓，选用自卸汽车，装载机装车集中排矸。
砌壁：
PLD-1600型砂石计量站与JS-1000型强制式搅拌机两台联合布置在井口附近，正常段施工模板为3.6m段高单缝液压整体下移金属模板，
井筒排水：
井筒内布置两台DC50-80/8型卧泵，地面备用一台，用于基岩段排水，扬程640m，流量50m3/h。
井筒通风：
井筒内布置一趟Φ800高强度胶质风筒，地面用2台对旋式局部通风机（2×30KW）压入式通风，一开一备，实现双风机双电源，可自动切换。
附：
凿井装备一览表（表3-1）。
凿井装备除风筒采用
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