顾桥矿东进风井井筒掘砌工程.docx

1、顾桥矿东进风井井筒掘砌工程前 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。严格贯彻我处质量、环境、职业健康安全三体系即ISO9001、ISO14001、GB/T28001标准管理手册、程序文件中的相关规定，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、淮南矿业（集团）有限责任公司顾桥煤矿东进风井井筒及相

2、关硐室掘砌工程施工合同、施工设计图纸；2、矿山井巷施工：（1）、煤矿井巷工程质量验收规范（GB50213-2010）；（2）、煤矿井巷工程质量检验评定标准（MT5009-94）；（3）、煤矿井巷工程施工规范（GB50511-2010）；（4）、煤矿安全规程（新版）；（5）、防治煤与瓦斯突出规定（2009年版）；（6）、煤矿防治水规定（2009年版）；（7）、建设工程监理规范（GB/T50319-2013）；（8）煤矿建设安全规范（AQ1083-2011）；（9）、国家、省市和行业相关法律、法规、规范要求。3、混凝土结构工程：（1）、混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2011）；（

3、2）、混凝土质量控制标准（GB50164-2011）；（3）、锚杆喷射混凝土支护技术规范（GB50086-2001）；（4）、普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准（JGJ522006）；（5）、混凝土外加剂（GB8076-2008）；（6）、混凝土外加剂应用技术规范（GB50119-2003）。4、钢筋连接（1）、钢筋焊接与验收规范（JGJ18-2003）；（2）、钢筋焊接接头试验方法（JGJ/T27-2001）；（3）、钢筋混凝土用热轧带肋钢筋（GB1499-2007）；（4）、钢筋等强度剥肋滚轧直螺纹连接技术规程（QYJ107-2010）。第一章 概 况一、工程概况淮南矿业（集团）有限责任

4、公司顾桥煤矿行政区划隶属安徽省淮南市凤台县管辖，位于安徽省淮南市凤台县城西北，东距凤台县县城约20km。矿门紧靠凤（台）利（辛）公路，交通方便。顾桥煤矿于2007年4月28日投产，2010年矿井核定生产能力为9.0Mt/a。为了保证正常采掘接替和解决矿井下山开采、高地温、高地压、高瓦斯等问题而启动顾桥矿安全改建及二水平延深工程项目。其主要内容为：中央区新增深部进风井、东区新增进风井及回风井、井底车场及大巷、一水平至二水平延深巷道等相关工程，并配套“一通三防”、降温及其他辅助设施。东进风井工程位于凤台县丁集乡境内的顾桥矿东区工广内（矿井中央区工业场地向东约3km），由煤炭工业合肥设计研究院设计。

5、设计在工广内布置东进风井和东回风井2个井筒，两井筒中心东西相距90m，南北相距35m。东进风井井口场地自然标高+23.5m，设计标高+25.6m，井筒深度1063.6m，净直径7.5m，井底水平标高暂定为-1000m，位于13-1煤层底板约25m。为实现井筒安全、高效掘砌，井筒采用“上冻下注”法施工，即表土段采用冻结法施工（冻结深度475m），基岩段采用地面预注浆加固围岩和封水，预计井筒注浆段剩余漏水量小于6m3/h。井筒地面预注浆工程由安徽煤田三队施工，井筒冻结工程由中煤三建淮南工程处施工，监理单位是河南工程咨询监理公司。东进风井井筒基岩段地面预注浆工程采用“内圈直孔+外圈Y型孔+L型孔”注

6、浆方式，内圈直孔直孔段8个，布孔圈径13m；“Y”型孔4/8个，地面布置4个，注浆段8个，地面布孔圈径暂定3840m，注浆段钻孔落点圈径13m；L型孔布孔4个，利用“Y”型孔，在830m处打分叉钻孔，注浆落点进入车场靶域。注浆起止深度为4501073.6m，总注浆高度为623.6m，共划分为10个段高共划分为10个段高。其中内圈直孔注浆起止深度为450730m，与冻结段重合25m，段高总长280m，划分5个段高（岩帽段），分二轮施工；“Y”型分支孔注浆起止深度为7201073.6m，“Y”型分支孔注浆与内圈直孔在孔深720m处对接,注浆段重合10m，划分为5个段高，段高总长353.6m，分二轮

7、施工；在Y孔施工结束，利用“Y”型孔，在830m处打L型钻孔，四台钻机各施工1个，一轮施工。内圈直孔2013年8月20日开工，预计12月底施工结束，随即撤出钻机进行冻结灰土盘施工，2014年1月初冻结造孔开工，预计3月底施工完毕，2014年4月初正式送冷，7月初井筒具备试挖条件。东进风井主要用于东一采区及二水平北一采区13-1、11-2煤层开采时的进风和部分辅助运输。井筒内布置1套900mm轨距1.5t双层四车1宽1窄罐笼、梯子间、压风管1趟、洒水管1趟。预计东进风井于2014年7月16日正式开挖。二、工程内容及工程特点1、工程内容：顾桥煤矿东进风井井筒及相关硐室掘砌工程。2、井筒特点：东进风

8、井井筒设计净直径为7.5m，井筒全深1063.6m，设计表土及风化基岩段为冻结法凿井，基岩段采用地面预注浆法施工，新生界表土层厚度（地表标高）404.9m，基岩风化底界面（地表标高）451.6m，井筒风化带厚度46.7m，井筒冻结深度475m。井筒中心坐标，X=3632295.000，Y=39463280.000，地表自然标高+23.5m、设计井口标高+25.6m。井壁结构为：冻结段设计为内、外双层钢筋混凝土井壁，+25.6m+19.6m段为永久锁口段，+19.6m-134.4m内、外层井壁支护厚度分别为550mm、550mm，砼标号C30C40；-134.4m-294.4m段内、外层井壁支护

9、厚度分别为850mm、750mm，混凝土标号C40C60；-294.4m-422.4m段内、外层井壁支护厚度分别为1050mm、950mm，混凝土标号C60C65；-422.4m-435.4m段为整体浇筑段，井壁支护厚度为2000mm，混凝土标号C65；-435.4m-437.4m为井壁支撑圈，井壁支护厚度为1200mm，混凝土标号C65；冻结段-14.4m-184.4m段外壁外铺设25mm聚苯乙烯泡沫塑料板；-184.4m-378.8m段外壁外铺设50mm聚苯乙烯泡沫塑料板。+19.6m-424.4m段内、外层井壁间铺设两层高密度塑料薄板，单层厚度为1.5mm。基岩段设计为单层素混凝土井壁，

10、-437.4m-674.4m段井壁为单层素混凝土，支护厚度550mm，混凝土等级为C40；-674.4m-1038.0m段井壁为单层素混凝土，支护厚度650mm，混凝土等级为C45。3、相关硐室工程管子道开口5m、-1000m井筒连接处（马头门硐室）、清理斜巷开口5m。三、井筒地质及水文地质资料（一）、井筒地质顾桥矿井位于淮南复向斜之中部，属陈桥背斜东翼与潘集背斜西部衔接带，煤系地层总体形态为一走向近南北，倾向东倾角多为515的反“S”型单斜构造。煤系地层之上覆盖新生界巨厚松散冲积层，厚在265325m，东南薄，西北厚，主要由松散的砂、砾、砂质粘土组成。底部有片状分布在基岩面上，岩性为灰白、紫

11、红色砂岩、砾岩，偶夹薄层固结粘土的碎石层。煤系地层主要为二叠系厚度大于954m，划分为七个含煤段。底部以海相泥岩与太原组分界。本区的6-2煤层和8煤层位于二叠系下统下石盒子组；其中8煤层位于下石盒子组第二含煤段上部。本区第二含煤段厚106265m，平均厚111m，含煤9层，平均总厚8.54m，含煤系数7.69%。底部为中粗砂岩，具冲刷特征，其上有花斑泥岩与铝质泥岩，是煤岩对比的标志。（二）、构造本区地层倾角平缓，近于水平，仅5-6，总的趋势为一单斜构造，走向近南北，倾向东，近于水平，属构造简单类型。本次综合矿井各阶段三维地震资料，对工广区内13-1煤、11-2煤等高线形态及趋势进行拟合修正，通

12、过相邻钻孔地层对比发现，工广范围内，在13-1煤层构造图上有落差03m的FDS36断层存在；此外，本矿与丁集矿井田边界附近，有F103-2、F103-3、FDS31三条断层存在，由于断层处在工广的外围，对井筒的建立不产生影响。值得注意的是，在井深591.0596.0m、676.65687.40m、735.2740.0m、774.0787.0m、792.8796.4m、837.6843.2m、845.0846.2m以及878.6884.0，942.2943.0，946.6963.8等层段，岩芯破碎，RQD=1040%，泥岩滑面发育，砂岩裂隙富集，应引起重视。（三）、煤层东区工广25煤以下各煤层发

13、育齐全，共有19层煤，其中0.80m的可采煤层13层。和以往勘探成果对比，煤层的厚度、结构、特征均较吻合，层位正常。具体煤质指标及见煤情况见表东进风井检查孔见煤情况表 序号煤 层底板深度（m）厚 度（m）采长（m）长度采取率（%）顶板底板夹 矸126615.900.450.4089中砂岩砂质泥岩225636.650.650.6092粉砂岩粉砂岩324644.651.251.2096细砂岩砂质泥岩423659.301.101.0091砂质泥岩砂质泥岩522676.650.600.5998细砂岩砂质泥岩620799.801.401.40100砂质泥岩砂质泥岩718827.901.351.3096细

14、砂岩砂质泥岩817-2889.151.101.0091细砂岩砂质泥岩917-1893.400.550.5091细砂岩砂质泥岩1016-2900.450.950.9095中砂岩砂质泥岩1113-1998.455.605.4096细砂岩砂质泥岩1211-21070.252.702.6096砂质泥岩砂质泥岩1311-11073.050.4589砂质泥岩砂质泥岩1481166.252.602.5096细砂岩砂质泥岩156-21208.71.2（0.25）2.701.15（0.25）2.7099砂质泥岩砂质泥岩泥岩164-21242.903.453.3096细砂岩细砂岩174-11246.800.400

15、.40100砂质泥岩砂质泥岩184-11250.100.900.8594细砂岩泥岩1911324.954.50（0.50）2.304.30（0.50）2.3097细砂岩砂质泥岩泥岩（四）、井筒检查孔煤层瓦斯和瓦斯突出危险指标1、煤层瓦斯井筒检查孔共见真厚0.8m厚的煤层13层，其中采集真厚0.5m厚以上的煤层瓦斯样17个，瓦斯突出样13个。各煤层瓦斯含量、成分比例及成分分带见瓦斯测试成果表。 瓦 斯 样 测 试 成 果 汇 总 表煤 层底 板深 度（m）厚 度（m）瓦斯成份（%）瓦斯含量mL/g瓦斯分带N2CH4CO2N2CH4CO225636.65.0.6596.521.182.306.15

16、0.140.13N2带24644.651.2570.0727.312.626.772.350.20N2-CH423659.301.1056.0042.411.255.623.120.10N2-CH422676.650.6077.9419.922.1312.522.550.26N2-CH420799.801.4039.3355.971.034.563.780.08N2-CH418827.901.3535.7361.782.484.283.960.18N2-CH417-2889.151.1042.8456.031.135.144.250.19N2-CH417-1893.400.5560.3437.

17、921.7410.794.330.22N2-CH416-2900.450.9553.2136.768.3010.14.781.02N2-CH413-1998.455.6022.9655.6121.433.325.252.01N2-CO211-21070.252.7049.2043.366.006.944.750.68N2-CH411-11073.050.4546.7950.522.414.274.820.22N2-CH481166.252.6089.552.706.227.450.250.48N2带6-21208.701.200.252.7033.4260.271.963.585.100.17

18、N2-CH44-21242.903.4521.8273.011.803.216.960.17N2-CH44-11250.100.905.7789.462.950.528.210.28CH4带11324.954.500.502.3036.5661.250.903.364.500.07N2-CH42、突出危险指标以W10m3/t、p10、f0.5、K15作为初步评价煤层有瓦斯突出危险的标准，则有13-1、11-2、6-2、4-2煤层具有瓦斯突出危险。其余煤层由于坚固性系数（f）值增大，瓦斯放散初速度(P)相对变小，在27之间，突出危险性指标（K）在2.386.90值之间,不具备突出危险性。但由于干

19、扰指标的因素较多，且如果瓦斯在局部地段聚集，煤层则会具备产生瓦斯突出危险性的条件，因此，实际生产中，应注意煤层瓦斯的区域突出威胁性。具体评价成果见表。瓦 斯 突 出 危 险 指 标 汇 总 及 评 价 表煤层底板深度（m）坚固性系数（f）放散初速度(P)突出危险性指标（K）24644.650.5423.7023659.300.8422.3820799.800.6323.1718827.900.6722.9917-2889.150.5846.9016-2900.450.5823.4513-1998.450.46715.2211-21070.250.48816.6781166.250.5259.6

20、26-21208.70.46715.224-2142.900.46715.224-11250.100.5259.6211324.950.5447.41注：该矿井为高瓦斯矿井。（五）、地温概况进风井检查孔完成准稳态的井温施测，根据淮南地区恒温带深度30m，温度为16.8,本孔地温曲线中性点深度457m, 温度为30.0。井底1340m时岩温56.7, 本孔地热增温率为3.05/100m。（六）、井筒水文地质与井筒涌水量预测一）、井筒新生界水文地质特征进风井新生界层厚度为404.4mm，综合利用周边相邻回风井检查孔、九补4、十补4和十南补6孔进行对比，将工广区的新生界松散层划分为上、中、下三个含水

21、层组及三个隔水层组，1、上部含水层组底界埋深99.80102.60m，可分上、中、下三段。(1) 上部上段含水层组厚度在23.6028.60m之间，上部为灰绿色、土黄色粘土，多气孔、虫穴、植根夹5mm左右砂礓，下部为粉砂，砂层累厚11.417.20m，锈黄色，疏松松散，含粉土。一含富水性较弱，易受污染，属农业灌溉和居民饮用水源。一含属潜水半承压水，受大气降水及地表水体渗入补给，水位变化具有季节性，与大气降水密切相关。地下水以垂直运动为主，层间迳流微弱，排泄方式主要是人工开采、地面蒸发、植物蒸腾和地表河流。(2)上含中段隔水层组底界埋深46.2049.0m，层厚19.4022.80 m，为土黄色

22、砂质粘土,局部灰绿色，夹12层粉细砂，土黄色，含少许泥质，可塑性一般。井田内，本层以灰黄色砂质粘土为主，全区分布较稳定，天然状态能起隔水作用。 (3) 上含下段含水层组底界埋深99.80102.6米，厚53.6054.0米。夹土层310层，单层粘土厚度大。本段砂层以灰绿色、黄褐色中细砂、细砂为主，底部为中粗砂，含巨粒，土黄杂灰色，松散，含泥质团块。上段有厚层砂质粘土，浅灰绿色杂棕黄色，致密，局部可塑，含钙质零星分布。本段砂层累厚21.8040.70m，占层组厚的40.3775.93%，根据顾桥水源勘探抽水结果：砂层纯厚一般为3040m，H=20.2121.63m，q=0.4373.862L/（

23、sm），K=3.1139.03，T=1619，M=0.250.73g/L，PH=7.38.4，导水系数100.32546.48 m2 /d，储水系数（6.2812.16）10-7，越流系数（1.753.03）10-6 m/时，全硬度3.769.06德国度，水质为重碳酸盐型，水质属HCO3CLK+Na型。可见，本段水量充沛，并存在上部含水层越流补给，为矿区供水水源。上含下段属冲积平原型孔隙承压水，地下水迳流方式为侧向层间迳流，补给来源以侧向和上含上段越流补给为主，水位随上含上段按季节变化，与中含砂层有水力联系。排泄方式主要是人工开采、侧向水平迳流以及向中含砂层的越流补给。 综合淮南矿区上含下段含

24、水层资料，水力坡度为0.8/100002.92/10000，在自然状态下的流速为0.2510-3 3.1210-3 m/d，即0.25 mm/d 3.12 mm/d。2、上部隔水层组底界埋深105.6109.0m，层厚5.608.40m，由粘土及砂构成。粘土厚1.765.90m，为黄褐色，性粘，可塑性较好。砂层厚1.765.90m，本层粘土仅占层厚的33.270.24%，隔水屋在十补4，十南补6及九补4相对变薄，隔水性能变弱，上含下段与中含上段存在微弱水力联系。3、中部含水层组顶界埋深105.60109.0m，底界埋深282.2284.7m，层组厚173.2177.4m，有砂层1628层，累厚

25、113.9150.5米,占组厚的64.2185.3%，夹土层1222层。累厚26.063.50米。本段以黄褐色、灰绿色中砂、细砂为主，疏松或松散。进风检在281.6284.0m，见2.40m厚粘土夹砾石，砾石砾径0.22cm不等，分选及磨圆度一般。井田内，本段以粗中砂为主，次为细砂和粘土质砂，疏松松散，主要成份为石英，含较多钠长石及少量白云母片，局部钙质胶结成“砂盘”。顶部及中部夹薄层粘土、砂质粘土多层，水平分布比较稳定，部分层次具隔水作用。属于承压自流水。顾桥矿中含下段抽水结果：H=24.231m，q=0.577L/（s.m）， K=12.14m/d，M=2.439g/L，T=23，PH=8

26、.2，水质为Cl-Na型；邻区丁集水2孔上段抽水结果：H=22.737m，q=0.553L/（s.m），K=1.318m/d。中部含水层顶底均有稳定的粘土层相隔，形成半封闭的静水盆地，补给排泄条件均很差。在自然状态下与上、下含水层均无水力联系，储存量受区域调节。4、中部隔水层组底界埋深390.4396.8m，层厚106.10114.4m。以灰绿色、灰白色或紫红色砂质粘土为主，见铁锰质侵染，中下部钙质富集，底部粘土为灰褐色，固结较好,本层夹粉砂或粉细砂57层，累厚15.2020.6m,占组厚的14.12619.181%，本组是中部含水组与下部含水组间的良好隔水层。对比中隔土层发现，东回风井检查孔

27、在329.1340.0m、342.7350.2m、351.2390.8m，分别出现段高为10.9m、7.5m及39.60m的中厚层粘土，粘土灰褐色或灰绿色，致密，可塑性一般，未见含钙方面的描述；而东进风井检查孔在相对应的位置，即孔深326.8340.0m、341.8345.6m、348.2383.4m、385.4391.6m，分别出现段高为13.2m、3.8m、35.2m及6.2m的中厚层砂质粘土，呈灰绿或紫红色，含钙质成分较高，可塑性一般或差，见铁锰质侵染，局部夹砾石，砾径0.2-2cm。鉴于上述对比，本报告认为，东进风井、东回风井在相同井深出现的土层均属同一层段的粘土层，具有良好的一一对应

28、关系，只是两孔粘土的纯度存在差异，这可能为地层的相变所致，而粘土中含钙量的多少有无，则反应出工广范围内，中隔土层中钙质分布的不均匀性。粘土中钙质含量在短距离出现较大变化的特性，应引起建设方重视。5、下部含水层组（砾石层）顶界埋深390.4396.8m，底界埋深399.2404.4m，层厚8.8015.20m，以灰白色砾石为主，砾石层厚4.609.40 m,占组厚的35.9464.15%，坚硬易碎，呈块状、次梭角状，形状不规则，砾径0.25cm。进风井检查孔底部有5.60 m厚的粘土夹砾石覆盖于基岩界面之上。井田内，本层又称“碎石层”，埋藏深度由239.0562.10m，片状分布在基岩面上，不受古地层限制，岩性为灰白、紫红色砂岩、含砾砂岩、砾岩，偶夹薄层固结粘土。谢桥1井田抽水2次，涌水量07L/h。本组直接覆盖在煤系地层之上，为矿坑顶板充水含水层。据邻区丁集矿下含抽水结果：H=13.3319.77m，q=0.2030.280L/s.m，K=0.2430.485m/d，T=2831，M=2.0982.380g/L，PH=8.088.20，硬度7.768.39德国度，水质属Cl-K+Na型。下部含水层以储存量为主，补给水源贫乏，近于封闭