精品赵庄二号东回风井施工组织设计.docx

1、精品赵庄二号东回风井施工组织设计前 言赵庄二号井东回风立井工程，位于山西省长治市长子县慈林镇布村东北，具有良好的铁路及公路运输条件，太原焦作电气化铁路及227省道场地的西侧通过，距离227省道约800米，距东天良火车站约1000米，交通便利。赵庄二号井东回风立井施工工程包括立井井筒、安全出口、风硐和井底连接处等工程的施工，该工程施工组织设计根据晋城煤业集团赵庄二号井东回风立井工程施工招标文件及招标图纸编制。本施工组织设计编制依据：（1）北京圆之翰煤炭工程设计有限公司设计的赵庄二号东回风立井井壁结构、风硐结构、安全出口结构、井底连接处平、剖、断面图：S、S、S、S；（2）煤矿安全规程（2004年

2、版）；（3）煤矿井巷工程质量检验评定标准（MT）；（4）矿山井巷工程施工及验收规范（GBJ213-90）；（5）煤矿建设安全规定（试行）。1工程概况1.1地质条件地层情况：第四系（Q）：层厚2m。岩性为粘性土。二叠系上盒河子组（P2s）：层厚299.18。岩性主要为灰白、灰绿色砂岩，杂色斑块泥岩、砂质泥岩等。二叠系下石盒子组（P1x）：层厚54.39m。岩性主要为灰白、浅灰色砂岩，灰色、浅灰色泥岩。二叠系山西组（P1s）：层厚71.98m。岩性主要为灰灰黑色砂、泥岩互层，夹数层煤。局部植物化石含量丰富，为重要的含煤地层。水文地质：上石盒子组、下石盒子组及山西组地层均存在含水层。含水层段水均具有

3、一定的承压性。预计涌水量基岩风化带为165.05m3（其中井壁段上口部分42.833m，基岩段365.937m）；井底水窝4.5m；安全出口，平面长度23.6m；风硐，长度12.245m；井底连接处，距井筒内壁两侧长各4m。井筒技术特征见表1。赵庄二号井东回风立井井筒技术特征 表 1 序号名 称单位技术特征备注1井口坐标XmYm5Zm+1336.0002井筒净直径m4.5003表土及基岩风化带段净断面m215.9掘进断面m229.2223.76长度m14.0004基岩段掘进断面m222.1净断面m215.9长度m150.4551、2号壁座长度m1.650、1.650净断面m215.96下井底连

4、接处长度m9.257支护方式表土及基岩风化带段钢筋混凝土、厚度500800mm、C20基岩段混凝土、厚度400mm、C201、2号壁座钢筋混凝土、C208附属工程安全出口长度21.3m.长度23.6m、壁厚250mm；风硐：长度12.245m、壁厚300mm；井底连接处两侧各4.0m长度共计8.0m、壁厚500mm，以上附属工程均采用钢筋混凝土支护、强度C309总工程量m177（井筒长度）不包括附属工程2施工方案2.1井筒施工方案赵庄二号井东回风立井井口坐标X=.56,Y=539707.49，水文地质条件简单，根据我处多年立井施工技术水平和经验，确定井筒风化基岩段采用普通法施工，基岩段采用立井

5、混合作业法施工。2.2凿井设备的选型与布置设备选型和布置原则：（1） 选用定型的先进设备；（2） 综合配套合理，安全可靠；（3） 给施工创水平留有富余量。根据以上原则，按照立井混合作业快速施工机械化作业线配备凿井设备。东回风立井井筒施工采用一套单钩提升系统，选用JK2.520型提升机，配座钩式3m3吊桶。装岩选用一台HS4型长绳悬吊抓岩机；井筒工作面设置两台BQF-II型风泵排水；II型加高井架，井架加高1.7m，基础加高0.8m。凿岩选用FJDG5型伞钻配D70型风动凿岩机。采用三层吊盘，吊盘上设置一台MD50-806型卧泵。表土及风化基岩段砌壁采用6套段高为1.0m的金属组装模板；井筒基岩

6、段砌壁选用MJY-3.05.0型单缝式整体液压金属模板。布置一趟胶质风筒和一趟安全梯。井筒内布置压风、排水、供水管路各一趟，井壁固定；风筒采用悬吊方式。详见凿井平面布置图，稳绞平面布置图，稳绞立面布置图。3施工工艺3.1临时锁口施工 回风立井井筒利用上部的8m，井筒净径为5m，浇注500厚的C30砼作为临时锁口，临时锁口标高+983.600m。在临时锁口位置的井壁上口直接铺设封口盘,封口盘下与井壁间用红砖封堵，砌紧后用砂浆抹平封严。3.2表土及风化基岩段的施工井架、天轮平台、翻矸台安装完毕，提升绞车、各类稳车具备运行条件后，即开始表土段的开挖。在开挖井筒的同时,将安全出口及风硐一同挖出，并与井

7、筒一同稳模浇灌。该段施工采用人工挖掘，吊桶排渣，潜水泵排水、块装模板砌壁，砌壁段高1.5m。安全出口及风硐拆模清理完后用栅栏封闭，禁止人员入内。井筒掘砌8m后安装锁口盘，井筒掘砌25m后安装吊盘。风化基岩段采用钻爆法施工，浅部主要以松动炮为主，炮眼深度不大于1.8m，辅以风镐掘进。短段掘砌，矸石采用长绳悬吊抓岩机装入吊桶，提升出井，砌壁采用1.5m段高的块装模板；硬度较大时采用炮眼深度不大于3m中深孔钻爆法施工，根据围岩情况可适当采用锚喷网临时支护（采用221800mm树脂锚杆，锚杆间排距800mm800mm，8#铁丝机织网4000mm1000mm，喷射C20砼厚度为50mm）井筒砌壁采用MJ

8、Y-3.65.0整体下滑液压金属模板，一次浇注段高不大于3m。3.3井筒壁座施工1#、2#壁座与井筒相应位置同时掘出，矸石清理完毕，经技术人员验收壁座尺寸满足设计要求后，开始绑扎壁座钢筋，绑扎按由外向里的顺序进行，钢筋绑扎完，经甲方验收合格后，利用吊模，由下向上与井壁共同浇注。砼强度C30。3.4基岩段施工赵庄二号井东回风立井井筒基岩段施工采用我公司立井混合作业一级工法施工。随着凿井技术的不断发展和完善，该工艺不但技术先进，设备配套合理，且具有充分的可靠性。3.4.1凿岩赵庄二号井东回风立井井筒凿岩采用FJDG5型伞钻配5台D70型风动凿岩机，55mm“十”字型合金钢钻头。钻眼深度： 3.03

9、.2m，爆破循环进尺2.7m。爆破材料选用SJ-YII-4高威力水胶炸药，采用直径45mm药卷，雷管选用5m长脚线毫秒延期电雷管，按照光面、光底、弱震、弱冲的要求进行光面爆破。基岩段爆破图表见炮眼布置图、表2、表3、表4。3.4.2装岩与排矸赵庄二号井东回风立井采用一台HS-4型长绳悬吊抓岩机,抓岩能力不小于30m3，在井筒掘进到连接处位置时，进行连接处掘砌施工。井底连接处采用钻爆法掘进，人工攉矸至井筒内，利用抓岩机配合2m3吊桶出矸；井筒荒壁采取锚网喷临时支护，待连接处掘进完毕后，绑轧钢筋，与井筒同时进行砼浇筑，底卸式吊桶下料，壁厚500mm，砼强度C30。3.6凿井作业制度东回风立井井筒基

10、岩段凿井实行混合滚班作业制度，每18小时一个循环，正规循环率93.5%，地面辅助工实行“三八”制作业，单进101米月。见作业循环图表。3.7煤层瓦斯探放当井筒施工接近煤层时，应按照地测部门提供的立井工作面距煤层的准确位置，在距煤层10m位置开始打钻探放瓦斯。设置2个探孔排放瓦斯，并测定瓦斯压力(P),查明煤层赋存情况及煤层突出危险性。探孔深度18m，距井筒中心1.5m对称布置。当工作面掘进遇到煤线或接近地质破碎带时，也必须经常检查瓦斯。瓦斯浓度1%时方可继续掘进。如果发现瓦斯大量增加或其它异状时，都必须立即撤人停掘，进行处理。探放前应编制具体的施工措施或作业规程。3.8井筒防治水根据地质水文资

11、料，井筒风化基岩段0-180m涌水量达165m3，相对静水位为22.70m。所以井筒施工至20m时对工作面进行探水预注浆。探水预注浆分两次，每次探注长度为80m。结合我处赵庄二号副立井井筒施工揭露含水层情况，东风井基岩段厚层中粗砂岩都含水，施工时提前10m对工作面进行工作面预注浆。永久井壁采用壁后注浆堵水；砼浇注过程中采用导水管导水，避免淋水入模。4凿井主要辅助系统4.1提升系统4.1.1凿井井架东回风立井选用IIG型井架，井架加高1.7m。该井架加高设计由中国矿大机电学院完成。4.1.2提升设备东回风立井选用JK2.520型提升机，配3.0m3吊桶。提升设备选型及有关技术参数见表5。凿井提升

12、设备选型及技术参数 表 5序号项 目回风立井备注1提升机Jk2.5202最大静张力KN903最大静张力差KN904电机转速(rpmmin)7205电机功率(kw)4876最大提升速度(ms)4.77选用钢丝绳（直径）32187-1670多层不旋转8提升容器(m3)39天轮规格250010钢丝绳终端荷载(kg)719011悬绳重量(kg)175612合计提升质量(kg)894613钢丝绳破断力总和(kg)7331414钢丝绳安全系数8.24.1.3提升钢丝绳选择、校核：（1）钢丝绳的最大悬垂高度H0 = Hsh+Hj = 408.77+19.84=428.61m 取440 mHsh 井筒深度40

13、8.77 mHj 井口水平至天轮平台高度 19.84 m（2）提升物料荷重按3 m3吊桶考虑 Q = KmVTBrg+0.9（1-1ks）VTBsh = 5670kg Km 吊桶装满系数 0.9VTB 标准吊桶容积m3rg 岩石松散重量 1600kgm3ks 岩石松散系数2sh水容重 1000kgm3（3）提升容器自重（按3 m3吊桶、11t钩头考虑）QZ = 1049+215+240+160.45 = 1520.45kg（4）提升钢丝绳终端荷载 Q0 = Q+Qz = 7190.45kg（5）钢丝绳单位长度重量Ps（kgm）Ps= 7190.45（110Bma-440）=3.5 kgm 式中

14、B 钢丝绳钢丝的抗拉极限强度 170kgf ma 钢丝绳安全系数 取7.5（6）选择钢丝绳据PsBPs 查表2-1-79选择钢丝绳型号为18（特）PSb=3.99kgm （7）以最大终端载荷验算提升钢丝绳安全系数 m = Qd（Q0+H0PSB） ma Qd 钢丝绳破断拉力总和 73314 kgfM =73314（7190.45+4403.99）=8.27.5考虑伞钻时，按伞钻5500kg考虑，其安全系数为：Ma =73314（5500+4403.99）=10.16.5考虑提升人员，按每次提升8人考虑 校核安全系数m =73314（875+215+240+160.45+4403.99）=24.

15、79经计算主提升绳选用18（特）钢丝绳符合安全规程规定（8）最大静张力验算施工到440米时最大静张力验算Qjmaax = Q0+H0PSB = 7190.45+4403.99=8946.05kg9000kg 符合要求 （9）提升机电机功率验算3m3吊桶：P0=（Q0+Q+PSbH）VmB102=（7190.45+4403.99）4.7（1020.85）=485kw 487kw（提升机电机功率） 满足使用伞钻5500kgP0=（Q +PSbH）VmB102=（5500+4403.99）4.7（1020.85）=393kw 487kw（提升机电机功率） 满足使用4.1.4过卷距离验算选用IIG型加

16、高井架，翻矸台至天轮台高度为Hl=11.43m过卷距离为L=11.43-1.5-2.89-1.733-0.95-0.59=3.77m提升选用JK-2.520型提升机，Vmax=4.7ms，过卷高度为6.21m，根据规程规定，吊桶提升，其过卷高度不得小于规定数值的12，所以经验算绞车过卷距离符合要求。其它悬吊钢丝绳经计算选型见钢丝绳选用一览表6。钢丝绳选用一览表 表6序号名称钢丝绳型号长度(m)安全系数备注1提升钢丝绳18（特）1650见计算过程2吊盘绳183560左右3模板钢丝绳1835604抓岩机绳1817005安全梯绳1815606稳绳619-24.5-1552560左右7动力电缆悬吊绳1

17、815608放炮电缆悬吊绳187-2015604.1.5提升能力计算提升设备的提升能力，是按照提升循环时间图计算后不同深度时的提升能力。使用3 m3吊桶提升VmB 提升机最大提升速度4.7 ms 速度系数0.5H 提升高度 md 井下摘挂钩、卸载休止时间90s100米时提升循环时间：T1=2VmB+（H-40） VmB+54+d=188s 100米时提升能力：AT1=36000.9VTBKT1=41.36 h3hVTB 标准吊桶容积3m3K 提升不均匀系数1.25300米时提升循环时间：T1=2VmB+（H-40） VmB+54+d=258s300米时提升能力：AT1=36000.9VTBKT

18、1=30.14h3h使用2m3吊桶提升300米时提升循环时间：T1=2VmB+（H-40） VmB+54+d=280s300米时提升能力：AT1=36000.9VTBKT1=18.51h3h400米时提升循环时间：T1=2VmB+（H-40） VmB+54+d=325s400米时提升能力：AT1=36000.9VTBKT1=15.95h3h经详细计算，东回风立井为15.95米3时,能保证18h完成一个掘砌循环。计算结果见表7。东回风立井不同深度提升能力表(表7)类别吊桶容积(m3)提升速度(ms)不同深度的提升能力(m3h)100m300m400m主提3.04.741.3630.144.2压风

19、系统4.2.1用风量计算凿井期间主要风动设备的用风量统计见表8。回风立井凿井期间用风量统计表(表 8)设备型号单台耗风量(m3min)打 眼抓 岩砌 壁使用台数耗用量使用台数耗用量使用台数耗用量伞钻FJDG-57535抓岩机Hs417117风 镐C101.244.8风动泵BQF-II5151515振动器2.537.5合计4026.812.5 矿井总耗风量的计算： Q=nkq=53.24 m3min 管网漏风系数1.1 风动机械磨损使耗风量增加的系数1.1 高原修正系数1.1n 同型号风动机具使用数量5台k 同型号风动机具同时使用系数1.0q 风动工具耗风量7m3min 根据计算矿井最大耗风量为

20、53.24m3min，故选用SA-120A型空压机二台，SA-250A型空压机一台。4.2.3压风管路选择： d=20Q =145 mmQ 管道计算压风流量53.24m3min根据最大用风量，选用1594.5mm无缝钢管可以满足系统要求。 4.3排水系统为确保井筒施工安全，东回风立井设计在吊盘上设置一台MD50-806型卧泵排水，经1084.5mm无缝钢管排至地面，卧泵排水能力50m3按风速计算用风量：Q=600.1519.63=176.7 m3min按炸药量计算用风量：Q=7.860t（A（SL）2k）13=7.86020（80（19.36408.77）20.6）13= 93.8 m3min

21、选用JBT-28型风机满足要求。4.5供电系统根据甲方提供的10KV双回路供电条件，拟在该东回风立井负荷中心附近建10KV6KV临时变电所一座，采用箱式变电站集中供电。设置两台S7KV主变压器，一台KBSG31560.69KV下井专用变压器，一台KBSG20060.69KV风机专用变压器，一套ZXB12(6)0.4-2*500箱变，供给工广动力及照明生活等的低压用电。供电系统图见附图，施工期间用电总负荷为1242KVA，施工用电负荷统计见表9。4.6信号、通信、照明4.6.1信号：井口至提升机房、吊盘、倒矸台及两个稳车群之间均设置各自独立的声光信号系统。4.6.2通信：在井口附近设置10门电话

22、交换机，井筒吊盘上设置抗噪声防爆电话机，通过井口交换台与地面及井下各重要场所进行通信联系，项目部安装28门程控电话自动交换机，以满足生产调度指挥之用，工地安装一部程控外线电话。4.6.3照明：井口和稳车群照明设备为自镇式水银灯，井筒内在吊盘下吊设新型DKS250127型竖井矿用投光灯。4.7砼搅拌系统在井口附近设置一个不小于400m2 砂、石料场，场内设有石子冲洗装置。设立砼搅拌站，配一套电脑计量自动上料系统，一台JW1500型搅拌机。砂石用铲车装入PLD-1600型电子自动计量系统料仓，由料仓皮带经转载皮带输送进搅拌机上料斗，同时按比例加入水泥，通过该上料斗送入搅拌机搅拌，井口布置直线形轨道

23、，由底卸式吊桶将配置好的砼送入井下分灰器入模。4.8供水系统井筒施工用水由水源井内深井电潜泵将水抽送到工广内水箱，然后由水箱接管供给，井内悬吊一趟573.5mm供水管，吊盘上设置释压水箱，以稳定压力水供伞钻使用。施工用电负荷统计表 表 9序号设备名称台 数设 备 容 量需用系数CDtg计算容量安装使用安装工作有功功率(KN)无功功率(kvar)视在功率(kva)一地面高压1提升机114754750.70.850.753332504162压风机112502500.750.750.88188165250二地面低压1稳车群12123113110.40.80.75124931552压风机2124012

24、00.750.750.8890791203工广20182001500.80.950.7120841474局部通风机2160300.70.750.882119285调度绞车2250500.40.51.732035406开门绞车22660.40.51.732457上料系统1190900.70.750.88635584三井下卧泵213201600.750.850.6212074141总计45402002164210818581380建井期间最大同时利用系数取0.9Pmax=kyPmax=10810.9=973(kw)Qmax= kwQmax=8580.9=772(kvav)Smax=(P2max+Q

25、2max)12=(9732+7722)12=1242(KVA)4.9设备、器材配备井筒施工主要设备和器具配备见表10。施工设备和器具供应计划表10序号设备名称能力数量规格型号备注一提升机悬吊设备1凿井井架1座IIG型钢管井架2提升机1台JK-2.5203吊盘凿井绞车16t3台JZ4稳绳凿井绞车10t2台JZ5钢模凿井绞车10t3台JZ6抓岩机凿井绞车10t1台JZ2T106007安全梯凿井绞车5t1台JZA2510008动力电缆10t1台JZ9放炮电缆5t1台JZ2540010吊桶3m32只座钩式1.6m32只1.6m3底卸式11钩头11吨1个12提升天轮1个250013悬吊天轮2个单槽100

26、022个单槽600二凿岩设备1伞钻1台FJD-52钻机5台D70三装矸、排矸设备1抓岩机1台Hs-42调度绞车2台JD-253井盖门绞车2台慢速自制4装载机1台ZL50B5翻斗汽车11t2台斯太尔四模板1金属组装模板5套2整体模板1套MJY-3.05.0五砼搅拌系统1电子自动计量系统1台PLD16002搅拌机1台JW-15OO六压风设备1压风机2台SA120A1压风机1台SA250A七通风设备1局扇28KW2台JBT62-22风筒500m800八排水设备1卧泵50m3h2台MD50-80*62风动泵25m3h2台BQFII九供电设备1106KV开闭所2套KYBS-10(602电容补偿柜2套GZBB3箱变1套ZXB-10(6)0.4-2*5004变压器2台S75变压器1台KBSG-3156