九矿新风井施工设计施工.docx

1、九矿新风井施工设计施工鹤煤公司九矿工业广场风井井筒施工组织设计河南富昌建设工程有限责任公司2009年9月第一章 工程概况 第二章 施工前期准备工作第三章 施工方案及施工机械化配套方案 第四章 井筒及相关工程掘砌施工工艺第五章 井筒施工防治水第六章 井筒揭煤方案第七章 凿井设备选型及辅助系统 第八章 劳动力配备及主要施工机械配备计划表 第九章 工期进度安排及确保工期的技术组织措施第十章 质量保证体系及保证质量的主要措施 第十一章 安全技术措施 第十二章 施工现场文明施工措施第十三章 冬、雨季施工措施 第十四章 减少扰民、降低环境污染和噪音措施第一章 工程概况第一节 概述九矿东风井井筒位于九矿新广

2、场东北部，地区属于北温带大陆性气候，年平均最高温度15.3度，年平均最低温度13.1度,是8度裂度地震区。施工场地距公路1000米左右。第二节 工程技术特征九矿风井设计井筒中心坐标X=3988779.200，Y=38513183.460，Z=+205.6，井筒落底标高为-430。井筒净直径6m，井筒全深635.6m，其中表土段105.11m，0-30m段双层钢筋砼结构，壁厚500mm，30-105.11m段素砼结构，壁厚450mm；基岩段530.49m，壁厚450mm素砼，砼强度等级为C40。井筒技术特征表序号名称单位表土段基岩段1长度m105.11530.492净直径600060003荒直径

3、7000-690069004壁厚500-4504505净断面28.2728.276荒断面38.47-34.3734.377强度等级C40C40第三节 井筒地质及水文地质九矿东风井检查孔位置距离新风井井筒中心17.90m，检查孔孔口坐标X=3988766.378，Y=38513195.947，Z=+205.8.00，检查孔揭露地层及水文情况如下：一、地质状况：1、第三系（N）：由土黄色及灰白色粘土、砂质粘土和厚层状胶结疏松的砾岩组成。钻孔揭露厚度为105.75m，与下伏二叠系地层呈不整合接触。2、二叠系（P）（1）山西组（P11）钻孔揭露本组厚度130.10m，由灰褐色中、细粒砂岩，深灰色、灰黑

4、色泥岩、粉砂质泥岩及煤层组成，煤层埋藏深度604.08至613.10m，煤层厚度9.02m，粉砂质泥岩中含大量植物化石。本组以S9层砂岩底界与下伏太原群分界，呈整合接触。（2）下石盒子组（P12）钻孔揭露本组厚度133.15m，由灰白色灰发绿色中、细粒砂岩，灰发绿夹紫红色粉砂质泥岩，浅灰色蝒状结构铝质泥岩组成，本组以S12层砂岩底界蝒与下伏山西组分界，呈整合接触。（3）上石盒子组（P21）钻孔揭露本组厚度为279.10，由灰白灰绿色、粗细粒砂岩，灰紫色粉砂质泥岩、泥岩组成。本组以S15层砂岩底界面与下石盒子组分界，呈整合接触。3、石炭系太原群（C3）钻孔揭露总厚度9.94m，主要由灰黑色泥岩、

5、深灰色中细粒砂岩、石灰岩及煤层组成。二、水文地质特征1、第三系砾岩含水岩系据区域水文地质资料，该岩系主要由砾岩、粘土、砂质粘土组成，覆盖于煤系地层之上。砾岩组接近地表，并有大面积出露，接受大气降水补给。该检查钻孔揭露第三系总厚度105.75m，第三系砾岩共11层，累计厚43.05m，深度分别位于11.10m至101.25m处。砾石成分为石灰岩、砂岩及少量燧石，砾径10-120mm，分选性差，磨圆度较好，孔隙式和基底式胶结，填隙物为砂质，孔隙发育。但由于该岩系在九矿井田北部山脚下大面积出露并且有明显可见的第三系地层与二叠系地层不整合接触层面，不易被疏干，含水性较强。根据九矿新副井检查钻孔资料，该

6、区第三系砾岩含水层静止水位标高为162.62m，预计风井井筒第三系砾岩含水层水位埋深43.19m。根据以上资料分析，影响风井井筒施工的第三系砾岩含水层主要4层，分别位于64.10m-66.40m、71.05m-73.85m、81.00m-89.15m和92.80m-101.25m。2、二叠系砂岩含水岩系本岩系包括上、下石盒子和山西组，由粗、中、细粒砂岩、粉砂质泥岩组成。钻孔揭露砂岩（S9-S18）147.31m。该岩系全部被第三系地层覆盖，第三系地层底部普遍发育一粘土隔水层，隔断了大气浇水及第三系砾岩水对二叠系砂岩的补给，因此二叠系砂岩补给条件差，富水性较弱，以静储量为主。从S15和S16等砾

7、岩漏水情况看，漏水深度分别在砾岩深度分别为247.15m-255.65m、279.40m-288.45m、298.45m-311.15m和327.25m-336.55m砂岩段，稳定水位332.99m。3、井筒涌水量井筒第三系砾岩含水层总涌水量为52.65m3/h；基岩段砂岩含水量总涌水量为22.74m3/h；井筒第三系砾岩和基岩段砂岩含水层总涌水量为75.39m3/h。第二章 施工前期准备工作第一节 “四通一平”工作一、道路九矿风井位于新副井工业场区一个山丘位置，建设单位将道路已修通，可满足大型设备及材料进场的运输要求。二、供电施工准备期建设单位负责提供6KV电源至风井广场。三、给排水在整个施

8、工期内由甲方负责施工用水和生活用水，施工废水经沉淀池沉淀后由排水沟引至矿污水处理站进行处理。四、通信施工准备期内由施工单位自行解决通信问题，井筒正式开工后，建设单位为施工单位提供通信线路。五、场地平整工业广场狭小，施工前建设单位进行场地平整，以满足施工需要。第二节 工业广场平面布置工业广场平面布置应采用集中布置，要求紧凑流畅，便于施工，临时工程施工安排要衔接得当，确保风井井筒工程按时开工，附临时工程一览表及准备期内的工程排队表。第三章 施工方案及施工机械化配套方案第一节 施工方案的确定依据井筒地质和水文地质状况，结合公司的装备及技术素质，本着优质快速施工为原则，施工采用先进成熟掘砌施工方法，表

9、土段采用风镐掘进配钻爆松动破岩，机械装矸配人工装罐，砌壁采用YJM-4/6m金属整体模板。基岩段采用SJZ6.7伞钻凿岩，光面爆破，采用YJM-4/6m金属整体模板砌壁，金属整体模板采用地面稳车悬吊，8t自卸汽车排矸，溜灰管下砼，多台插入式振动棒振捣。第二节 施工机械化配套方案设计原则风井井径6.0m，井深635.6m，混凝土井壁，月成井80m。风井井筒内布置两套单钩提升系统，一个3m3吊桶，一个2.5m3吊桶，一台HZ-6B型中心回转抓岩机，伞钻使用SJZ6.7型，一趟混凝土输送管，一趟压风管，一趟风筒（井筒吊挂），一趟安全梯。风井井筒总涌水量为75.39m3/h。溜矸槽倾角为3840。风井

10、采用SJZ6.7型伞钻凿岩，YJM-4/6m型金属整体刃脚模板砌壁。设备选型兼顾目前库存情况。风井井筒内布置二层凿井吊盘、下盘安设HZ-6B型中心回转抓岩机。上盘安设排水水箱及250QK50-660/22型潜水泵。地面采用16T稳车悬吊，4m段高金属整体模板。风井采用G型井架,采用两套单钩提升,主提选用2JK-3.5/18.6型绞车配3m3座钩吊桶,副提选用2JK-3.0/20型绞车配2.5m3座钩吊桶。风井打眼采用SJZ6.7型伞钻，定向采用1.5mm钢丝。排矸采用8T自卸汽车，井口安设一套JS1000型砼集中搅拌站，大型皮带机上料，全自动电磁式计量装置，溜灰管下砼。风井压风采用1台5L-4

11、0/8型压风机和3台4L-20/8型压风机，3台工作，1台备用。风井通风采用YBDF6.3-2，230kw型对旋风机接800mm胶质风筒压入式通风。第四章 井筒及相关工程掘砌施工工艺第一节 表土段施工1、井深0-30m段施工0-11m段采用1.253挖掘机明槽开挖，一次挖全深至风硐，人工修整到设计荒断面绑扎钢筋，然后砌筑。11-30m段井筒采用短段掘砌施工法，采用凿井井架，JD-40绞车配0.5 m3小吊桶提升，V型矿车排矸，风镐配风煤钻松动破岩，循环进尺2m，当掘至一个段高时停止掘进绑扎钢筋，自下而上立模，模板采用整体模板的一半（2m）整体金属模板，溜灰管下砼，人工浇注，机械振捣。2、井深3

12、0-105.11m段施工当施工完井筒30m后，即进行三盘安装及井筒吊挂工作，在提升、信号、排矸系统等准备工作就绪后，开始正式掘砌。该段掘砌采用“三八”作业方式，掘进采用风镐配风煤钻松动破岩，机械装矸，风煤钻打眼，眼深2.2m爆破进尺2.0m，视围岩情况采用挂圈背板作临时支护。砌壁采用YJM-4/6m整体金属模板，地面一套JS1000型砼搅拌站配料，溜灰管下砼，机械振捣。第二节 基岩段施工井深105.11-635.6m段施工基岩段采用普通法施工，一掘一砌作业方式，砌壁段高4m。（1）钻眼、爆破采用SJZ6.7伞钻打眼，一次打眼深度4.2m，掏槽眼比其它炮眼加深200mm，其它眼深度4.0m，爆破

13、材料选用T220型水胶炸药，毫秒延期长脚线电雷管，反向装药爆破，接近煤层时及时改为正向装药，起爆采用380V动力电源。详见爆破图表。岩石硬度f=46：A 、放炮参数炸药：选用淮北生产的岩石水胶炸药（T220）药卷规格45500mm。雷管：选用6m长脚线毫秒延期电雷管，电阻为7.5，起爆电源380V动力电源。B、炮眼深度L=NH/（MN）=14/（196%）=4m炮眼总数：N=8+10+15+21+43=97每循环炸药消耗量235.5kgC、爆破网络设计原始条件：一次起爆雷管个数为97个，雷管电阻R=7.5放炮母线采用25mm2橡套电缆，长度650m，母线电阻：Rm=PL/S=0.0184650

14、/25=0.48式中S=放炮电缆截面积25mm2 P=电阻系数P铜=0.0184mm2/m P铁=0.132mm2/m 联线采用1.52铜线做基线,长度为50m。则RJ=0.018450/1.5=0.61RW=R/N=7.5/97=0.077K总=RM+RJ+RW=1.167通过每个雷管电流为I= V/N=V/(N*R)=380/(971.167)=3.36(A)I=3.360.75A（2）装岩、排矸采用HZ-6B型中心回转抓岩机抓岩，提矸采用3m3和2.5m3吊桶，将矸提至翻矸台自动座钩翻矸至溜矸槽，矸石经溜矸槽落入8T自卸汽车，运至排矸场。（3）砌壁采用YJM-4/6m整体下移金属模板砌壁

15、，模板由地面稳车悬吊，砼由井口集中搅拌站配制，溜灰管下砼，入模后的砼用多台风动插入式震动棒振捣密实。（4）井筒支护支护材料支护材料选用等级525#水泥、中砂、粒径20-40mm碎石。砼等级C40的配合比计算塌落度为5-7cm，中砂容重1532kg/m3，碎石容重1527kg/m3。水灰比W/CW/C=A/（Ra/Rc+AB） =0.43/(409.9/525+0.430.43)=0.44用水量根据粗骨料的最大粒径及塌落度7cm，砼单位用水量W=190kg/m3。水泥计算用量C=W/(W/C)=432kg砂率的确定根据粗细骨料的最大粒径及水灰比，经查表后取32%。砂石用量S、GS+G=2400-

16、（C+W）=2400-（432+190）=1778kg/m3由砂率Ps=S/（S+G）=32%得：S=0.321778=569kgG=1778-569=1209kg配合比根据计算1m3砼配制需432kg水泥、569kg中砂、1209kg碎石，190kg水。砼配合比：水泥：砂子：碎石：水=1：1.32：2.79：0.4该配合比在施工前应做试配试验，根据试验结果进行调整。（5）循环作业采用“工序滚班”作业制，一掘一砌的施工作业方式，循环率84%，月成井720/304.084%=80m第三节 井筒相连接峒室施工一、壁座：依据提供的图纸在该段施工中可将壁座一次掘出，然后绑钢筋立模，同井筒整体浇注砼，机

17、械振捣。二、连接处施工当井筒掘马头门位置时，采用下行分层式与井筒一起掘出，然后绑扎钢筋，自上而下一起稳模浇注成型。第五章 井筒施工防治水根据九矿新回风井井筒预想柱状图及九矿新回风井检查钻孔地质报告资料：1、表土段：预计井筒第三系砾岩含水层静水位埋深43.19m，主要有4层，含水层总厚度27.05m，表土段总涌水量52.65m3/h；2、基岩段：因二叠系砂岩含水层在该区域受第三系底部发育粘土覆盖，隔断了大气降水及第三系砾岩水的补给，因此二叠系砂岩含水层富水性较弱。基岩段砂岩含水层总厚度85.80m，总涌水量22.74 m3/h。3、全井筒总涌水量75.39 m3/h。一、总体防治水根据该井水文地

18、质资料，该井筒建设期防治水坚持两个原则：1、疏导与治理并举，即：井筒在掘进施工时及时疏导工作面出水，截、导、排为主的常规治水，成井后及时对成井井壁以壁后注浆的方式治理井壁渗漏水。2、探掘结合，有掘必探。即：在井筒掘进时利用掘进造孔“长探短掘”随探随治，基岩段掘进造孔出水采用工作面直接堵漏，以减少掘进涌水。二、注浆治水为缩短井筒建设期保证成井质量，鉴于该井涌水量及分布，注浆施工应在截、导、排常规治水的基础上，避免浇筑混凝土井壁成井质量，当荒断面围岩有水涌入时，在成井前预埋导水管，浇筑混凝土井壁后，对其进行注浆封堵。当井筒通过含水层成井后，为减少井壁淋水对掘砌施工产生干扰，应及时对含水层井壁进行壁

19、后注浆施工。三、壁后注浆施工当井筒永久支护后，井壁或衬砌出现渗、漏水，对壁后围岩裂隙采用注浆方式进行堵水。该井注浆堵水以井壁后注浆施工为主，目的是有效的减少井壁淋水，保障井筒掘砌施工。壁后注浆将注浆设备安置在井筒内吊盘上，针对性的根据含水层位置划分注浆段，采用风钻造孔，预埋孔口管，注浆泵加压对受注孔进行注浆。1、施工方式根据出水位置不同采用壁后注浆的方式：渗漏水特征注浆目的注浆施工方式或布孔方式1.集中漏水点以堵水为主在漏水点直接造孔，采用顶水对点注浆的方式。涌水较大时亦可先在附近打斜孔导水，然后再对点造孔注浆。2.大面积成片渗漏水，呈淋帮水状堵水加固采用适当布孔、多孔导水，追踪水源的注浆方式

20、3.裂缝或混凝土接碴漏水以加固为主采用裂隙表面挖补加固布孔的注浆施工方式4.井璧砌缝漏水，壁后空洞勾通含水加固堵水、形成封水帷幕，切断地下水源、封固砌缝注水冲洗、查明过水通道，选择注浆点分区布孔、多孔导水、少孔注浆的方式5.围岩裂隙涌水堵水为主、切断水源尽量多贯穿裂隙布孔，可采用深浅孔结合，先浅孔后深孔的施工方式。 2、浆液选择注浆浆液类型，根据注浆段特征和注浆目的、浆液类型和胶凝时间，进行选择：注浆目的注浆段井壁特征浆 液 选 择浆液类型胶凝时间浓度堵水为主多为小于0.1毫米裂隙及封堵水泥浆堵水效果不符要求时，再用化学浆液化学浆10秒-40秒水灰比2:1-1：1大于0.1毫米裂缝、粗砾石层水

21、泥浆水泥浆水灰比1：1水玻璃浓度38Be水泥-水玻璃浆1分钟左右松散卵砾石层掺速凝剂的水泥浆井筒落底后，全井筒井壁水量6m/3h以下，没有大于0.5m/3h集中出水点，以确保达到竣工移交标准。第六章 井筒揭煤方案1、为了缩短建井工期，使井筒尽快落底，根据鹤煤公司有关会议精神，在上部井筒施工期间，由九矿从井底平行进行瓦斯突出危险性预测和瓦斯抽放工作，保证井筒掘进至煤层位置前，完成瓦斯消突工作。2、井下瓦斯抽放消突工期预计5个月，因此矿方应在2010年元月份开始进行瓦斯抽放工作。矿方瓦斯治理应编制瓦斯探测、抽放和效果检验专项措施，并按措施执行确保施工安全和抽放效果。3、井筒施工期间应加强地质资料收

22、集、分析和对比，准确预报煤层距工作面距离。4、准确测定煤层和瓦斯赋存的基本参数。当井筒施工至距煤层顶板法线距离10m时（地质构造复杂、岩石破碎的区域20m），根据实际情况至少打两个超前探钻孔，掌握煤层厚度、倾角变化、地质构造、瓦斯等情况。根据已探明煤层情况确定揭煤工作面与煤层间最小法线距离。5、为进一步检验矿方瓦斯抽放和消突效果，作到万无一失，井筒施工至距煤层法线距离5m时，至少打两个穿透煤层全厚的钻孔，测定煤层瓦斯压力，预测煤层的突出性。6、当验证瓦斯无突出危险性时，采取远距离爆破或放震动炮一次揭开煤层，并在井筒与煤层连接位置加强支护，在远距离爆破未能一次完全揭开煤层时，仍按原远距离爆破要求

23、执行，直至完成揭煤作业全过程。7、当验证瓦斯有突出危险性时，必须重新布置瓦斯抽放孔进行瓦斯抽放，直到经效果检验无突出危险后方可进行揭煤施工。8、揭煤前井口及井下各种机电设备进行大检查必须消灭失爆。9、井口20m以内严禁烟火，加强通风管理，风筒距工作面不超过15m。10、坚持“一炮三检查”制度，必须设专人检查。11、编制揭煤和穿煤爆破图表，严格按图表要求打眼和装药。12、瓦斯监控系统齐全，经常检查确保完好，每班严格按要求检查瓦斯，并做好记录。13、放炮时切断井下全部电源，人员必须全部撤离井口外150m位置，每次放炮后至少等1小时人员方可下井检查。14、施工前必须编制揭煤安全措施，经公司审批后贯彻

24、和考试，人人签字。第七章 凿井设备选型及辅助系统设计原则风井井径6.0m，井深635.6m，混凝土井壁，月成井80m。风井井筒内布置两套单钩提升系统，一个3m3吊桶，一个2.5m3吊桶，一台HZ-6B型中心回转抓岩机，伞钻使用SJZ6.7型，一趟混凝土输送管，一趟压风管，一趟风筒（井筒吊挂），一趟安全梯。风井井筒总涌水量为75.39m3/h。溜矸槽倾角为3840。风井采用SJZ6.7型伞钻凿岩，YJM-4/6m型金属整体刃脚模板砌壁。设备选型兼顾目前库存情况。第一节 提升系统一、井架根据井筒技术状况，风井选用G型钢管井架，该型井架的有关参数如下：井架型号G型钢管主体框架跨距（m）15.315.

25、3天轮平台尺寸（m）7.07.0基础顶面至一层平台高度（m）10.6井架总重（t）58.541基础体积（m3）74允许承载（t）294井架实际承载总重（t）项 目风井提升系统19.028压风管14.65吊 盘27.509天轮及溜矸槽44.5金属模板19.647抓 岩 机5.577溜 灰 管23.669排水系统14.094安全梯2.00悬吊钢丝绳37.668实际承载208.342根据计算能满足施工要求。二、排矸风井采用1个3m3吊桶和1个2.5m3吊桶提矸，座钩翻矸，地面采用汽车排矸。三、提升系统的选型计算A、主提升系统计算（一）主提选用JKZ-2.8/15.5型提升机，绞车主要技术数据如下滚筒

26、直径D=2800mm，宽度B=2200mm，钢丝绳最大静张力15000kg最大静张力差15000kg，钢丝绳最大直径为40mm，减速比为115.5，中心高C=700mm。有关绞车的计算数据如下：1、提升钢丝绳地面悬垂高度为25.970+0.275+1.5+0.63=28.375m。2、钢丝绳最大悬垂高度为H=635.6+28.385=663.385m，取664m。3、根据现场实际情况，提升机主轴中心至钢丝绳悬垂点间距取b=44m。4、钢丝绳弦长：L=50.8m。5、钢丝绳内外偏角及仰角计算因天轮中心和滚筒中心线一致，故只计算内偏角。内偏角=114267.5符合规程第400条规定。9、滚筒宽度标

27、准B=（）（ds+）=（+3+3）（34+2.1）=3003mm2BT=22200=4400m查有关建井手册可缠2层，满足规程419条规定。10、提升机最大静张力差验算Fj=Q+Qs=8243+2995=1123815000kg符合规定，可满足提升要求。11、电动机功率验算初选YR143-46-10电动机，1000kw高压电动机，转速为580转/分。P=852kw5.48m/s满足规程424条之规定。升降物料时不超过下列计算数值：Vmb=0.6=0.6=10.195.48m/s符合规程425条规定。13、提升能力井深635.6m，一次提升循环时间为395s，提升能力19.70m3/h。T1=2

28、（）+80+80=2（）+160=395sAT=19.70m3/h14、提升天轮选型初选3000提升天轮，适于最大钢丝绳直径为46mm，破断力总和为173500kg，大于提升钢丝绳破断力总和82217kg，满足要求。B、付提升系统计算选用2JK-3.0/20提升机，绞车主要技术数据如下：滚筒直径D=3000mm，宽度B=1500mm，钢丝绳最大静张力13000kg，最大静张力差为8000kg，钢丝绳最大直径为37mm，减速比为120，卷筒中心高C=650mm，两卷筒中心距1636mm。有关绞车的计算数据如下：1、提升钢丝绳地面悬垂高度为：h=25.970+0.63+0.275+1.5=28.375m，取29m。2、钢丝绳最大悬垂高度为H=635.6+29=664.6m，取664m。3、根据现场实际情况，提升机主轴中心至钢丝绳悬垂点间距取b=42m。4、钢丝绳弦长：L=49.09m。5、钢丝绳内外偏角及仰角计算双滚筒提升机作单钩多层缠绕时，用其固定滚筒，其内外偏角的数值相同，即1=2=05231130仰角= =31640符合规程要求。6、钢丝绳终端载荷