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崔木煤矿主、回风井施工组织设计.doc

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煤矿 回风 施工组织设计
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陕西永陇能源开发建设有限责任公司崔木煤 矿 主 、回 风 立 井 井 筒 及 相 关 硐 室 掘 砌 工 程 施 工 组 织 设 计1.前言崔木井田位于永陇矿区东端的北湾—太阳寺勘查区。属麟游县崔木镇管辖。崔木煤矿由北京华宇工程有限公司设计,矿井设计生产能力为400 万吨/年,采用主、副、 风立井开拓方式。为加快工程进度、降低成本、提高工程质量,业主采取公开招标方式选择矿建施工队伍,我单位应邀参加并中标崔木煤矿主、回风立井井筒及相关硐室掘砌工程。为了积极响应业主要求,有计划合理地组织劳力、资金、设备及材料,将崔木煤矿主、回风立井井筒建成安全、优质、快速、高效工程的目标,特编制本施工组织设计。本施工组织设计编制依据:1)施工合同。2)陕西永陇能源开发建设有限责任公司崔木煤矿主 、回 风 立 井 施工图纸。3)陕西永陇能源开发建设有限责任公司崔木煤矿井筒检查孔资料。4)《煤矿安全规程》(2006年版)。 5)《煤矿井巷工程质量检验评定标准》(MT5009—94)。 6《矿山井巷工程施工及验收规范》(GBJ213—90)。 7)《煤矿建设安全规程》(试行)。2.工程概况2.1工程概况崔木井田位于永陇矿区东端的北湾—太阳寺勘查区。属麟游县崔木镇管辖。井田 东西宽 8.35km,南北长 10.65km,面积 88.74km2。井田内有彬县—麟游(崔木)市际公路及崔木—甘肃邵寨省际公路从勘查区中部通过。 S306 省道由崔木向西 经麟游、良舍、凤翔至陈仓与陇海铁路相接,至宝鸡 120km,至宝鸡二电厂(长青工业园) 100km。向东 24km 至永坪与 312 国道相接,南至西安 155km,交通较为 便利。主、回风立井井筒的主要技术特征见表 2.1。主立井、回 风立井井筒主要技 术特征表表 2.1序号 项目 主立井 回风立井 单位X 3859415.000 3859325.000 m1 井口坐标Y 36485667.000 36485540.000 m2 井口标高 +1325.00 +1316.00 m3 净直径 φ6.0 φ6.0 m4 净断面 28.3 28.3 m25 水平标高 +748.000 +748.000 m6 水平以下深度 8.0 8.0 m7 井筒深度 585 577 m井颈段 800表土段 600 5008 井筒壁厚正常段 500 400mm表土 钢筋砼(C35) 钢筋砼(C35)9 支护材料 基岩段 素砼(C35) 素砼(C35)2.2工程地质与水文地质特征2.2.1 工程地质 根据地表和钻孔揭露情况,井田内沉积地层由老到新依次有三叠系中统铜川组、侏罗系、三叠系、上第三系、第四系。根据综合柱状图井筒划分为下列层段:第四系松散层,埋深 112m,其中全新统 12m,由砂砾、砂质粘土,黄土组成。地下水接收大气降雨补给,属孔隙潜水含水层。第三系埋深 172m,岩性以粘性土为主,属相对的隔水层。白垩系洛河组,埋深 367m,由各粒级的砂岩、砂砾岩组成。地下水渗透系数 0.0266-0.0334m/d,属孔隙、裂隙水 ,富水性弱。侏罗系安定组,埋深 456.96m,由泥岩、砂质泥岩夹中粗砂岩组成,属相对隔水层段。侏罗系直罗组埋深 481.2m,由砂质泥岩、砂岩组成,底部有一层含砾粗砂岩,地下水渗透系数 0.0164m/d,属裂隙含水层,富水性微弱。侏罗系延安组埋深 547m,由泥岩、煤及中粗砂岩组成,3 煤顶板砂岩含水层,渗透系数 0.0008m/d,富水性极弱。侏罗系富县组,埋深 567.43m,由铝质泥岩组成,属相对的隔水层段。三叠系中统铜川组,钻孔深度 592.5m 未见底,由泥岩、粉砂岩组成,富水性微弱。延安组为本区含煤地层。岩性为灰—深灰色泥岩、砂质泥岩、粉细砂岩与灰白色中粗粒砂岩互层,中夹炭质泥岩及煤层。厚度0~104.59m,平均 47.73m 左右,与下伏富县组呈平行不整合接触,或超覆于三叠系之上。本区位于太峪背斜以南、遥远背斜以北含煤凹陷区。3 煤底板构造总体为一东南高西北低的单斜构造,呈 EW 向展布,东部 3 煤层底板最大高程 937.39m,西部 3 煤层底板最低高程 682.64m,平均每公里下降29m。遥远背斜东起永寿县底角沟、平遥煤矿北。轴部为三叠系,向西延伸与阁头寺背斜相接,轴部为延安组。勘查区为其北翼,最大倾角 10。太峪背斜东起彬县太峪镇,轴部位为三叠系,为一宽缓箱状背斜,轴向东西, 经底店、太阳寺进入勘查区,至大湾(P5-5 孔)倾没,进而向西延伸与麟北春台塬~阳坡背斜相接,轴部变窄,不连续,呈一列长垣构造。区内未发现断裂构造。井田内未见有岩浆岩侵入现象。2.2.2 水文地质特征2.2.2.1 含水层⑴ 第四系全新统(Q 4)冲~洪积砂砾石孔隙含水 层主要分布在天堂河、庵川河及常村河等河谷冲积阶地及河床区,由河流相冲、洪积物组成,具二元结构。直接受大气降水及地表水补给,渗透性强,水量充沛,水 质良好。⑵ 第四系中~上更新统(Q 2+3)黄土及砾石孔隙~裂隙含水层分布较为广泛,谷地山坡均可见到,厚度因地而异,最大可达150m,底部有一变化较大的砂砾石层,为孔隙~裂隙含水层。主要以大气降水补给,局部地段还可获得河水补给,故含水性强度不均,泉流量相差悬殊,小者仅 0.005l/s,大者可达 0.2l/s。⑶ 上第三系(N)粘土隔水层与砂砾石含水层多分布于梁峁脊部和山顶上,厚度因地而异,岩性主要为浅棕红色亚粘土、砂 质粘土,隔水性能良好。局部地段底部有厚为 1~1.5m 的砂砾石层,含孔隙潜水,泉流量一般为 0.01~0.30l/s ,最大 1.00 l/s。水质为HCO3—Ca·Mg 与 HCO3—Ca·Na 型, 矿化度 0.280g/l。⑷ 下白垩统罗汉洞组(K llh)砂岩裂隙含水层仅分布于普化河陕甘交界处。岩性主要为桔红色粗粒砂岩、砾岩、砂砾岩、含 砾粗砂岩夹砂质泥岩及泥岩薄层,泥质胶结,分选差,厚度44.0m。⑸ 下白垩统华池组(K 1h)泥岩隔水层分布于天堂、丈八至常村河以北地区,出露不完整,最大厚度148m。岩性主要为紫杂色、灰绿色砂质泥岩及泥岩,中夹薄层粉砂岩、细粒砂岩,泥岩隔水性能良好。⑹ 下白垩统宜君~洛河组(K 1y+l)砂砾岩孔隙裂隙含水层在区内低山丘陵及各沟谷中广泛分布,厚度 23.05~362.00m。岩性为紫红色及暗棕色巨厚层状砾岩、巨砾岩夹粗粒砂岩、砂砾岩薄层或透镜体,浅棕 红色、棕灰色巨厚层状粗粒砂岩、含砾粒砂岩及少量砂质泥岩条带。成份多为长石、石英碎屑,泥砂 质充填,其富水性及水力性质受地貌控制。钻孔抽水试验结果:单位涌水量 0.00899~0.03512l/s·m,渗透系数 0.0146~0.1098m/d,水质类型 HCO3-Mg·Ca·Na、HCO3-Mg·Na,矿化度 0.528~0.569g/l。泉流量为 0.03~0.06l/s,水质为 HCO3-Mg·Ca·Na、SO4·HCO3-Ca 型水,矿化度 1.716g/l。⑺ 中侏罗统安定组(J 2a)砂岩裂隙含水层出露于折灵沟及阁头寺北部支沟脑。厚度 71.03~154.81m,岩性为棕色、紫红 色、灰 绿色泥岩、砂 质泥岩夹中粗粒砂岩,泥岩及砂质泥岩隔水性能良好,砂岩含水微弱,为富水性极弱的含水层。⑻ 中侏罗统直罗组(J 2z)砂岩裂隙含水层地表未见出露,钻孔揭露厚度 6.66~96.02m。岩性上部为灰绿色、暗棕红色、紫灰色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩与中粗粒砂岩互层;下部为灰绿色中粗粒砂岩与砂质泥岩、粉砂岩互层,底部有一层巨厚层状黄绿色含砾粗砂岩。砂岩含水层裂隙不发育,储水条件不良,又被隔水层相阻,地下水补给条件亦差,故为富水性微弱的含水层。⑼ 中侏罗统延安组(J 2y)砂岩裂隙含水层地表未见出露,钻孔揭露厚度 0~153.22m,是区内的含煤地层。岩性主要为灰~深灰色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩,灰~灰白色中、细粒砂岩及含铝质泥岩、炭质泥岩夹煤层。砂岩含有承压裂隙水,因补给条件差,故富水性微弱。钻孔抽水试验结果:单位涌水量0.000046~0.001925l/s·m ,渗透系数 0.00038~0.0064m/ d。水 质为高矿化度 Cl-Na 型水。⑽ 下侏罗统富县组(J 1f)泥岩隔水层地表未见出露,仅在个别钻孔中钻遇该层,发育不稳定,地表仅在五曲湾、青渠窑等地有零星出露。厚度一般 0~20m,钻孔揭露最大厚度为 24.03m。岩性多为紫杂色花斑状含铝质泥岩,夹有角砾岩薄层,局部地段为褐灰色含钙质泥岩,是一良好的隔水层。⑾ 中三叠统铜川组(T 2t)砂岩裂隙含水层地表未见出露,作为煤系地层之基底,一般钻孔揭露厚度在 15 m 以内。岩性上部为紫色泥岩、浅紫色、灰 绿色粉、 细粒砂岩,灰白色细粒砂岩和中粒砂岩互层,中夹灰绿色中、粗粒砂岩,含煤线,为富水性微弱的砂岩裂隙含水层。2.2.2 瓦斯本矿属高瓦斯矿井,煤与瓦斯无突出危险。3.施工方案及工艺3.1 井筒掘砌施工总部署崔木煤矿主、回风立井井筒均采取普通凿井法施工。井筒施工在完成地面临时设施和凿井措施工程后,首先开挖井筒上部 30m,然后安装三盘,吊挂管 线等, 为 井筒正式开工做好准备(即完成上部 30m 井筒段掘砌,装好三盘,吊挂管线, 标志施工准备结 束,井筒转入正式掘砌施工)。井筒掘砌作业方式,选用立井混合作业施工法。与井筒相关的其它硐室采取与井筒同时施工的方案。3.2 井筒施工方案及工艺3.2.1 锁口段施工1)主井锁口段施工主井锁口盘设计标高:+1325.000m,锁口段设计净直径为 φ6.0m,施工深度为 10m,其中上部 5.0m 为临时锁口,下部为一号壁座。临时锁口设计支护形式为 620mm 厚的砖墙,下部井筒及一号壁座支护形式为锚网+C35 的双层钢筋砼,井筒段支护厚度为 700mm,一号壁座支护厚度2200mm(最大处)。临时锁口 5.0m 与下部 1.0m 井筒同时开挖,临时锁口使用挖掘机一次性挖掘(施工中视土层稳定情况,可考虑锚网喷支护), 6m 井筒挖出后,开始下部 1 米井筒绑扎钢筋及稳金属组装模板浇筑砼,待砼初凝后,再开始在其上砌筑砖墙临时锁口。临时锁口上口按设计预留各管路、风筒通过口及封口盘钢梁窝。2)风井锁口段施工风井锁口段与风硐及安全出口同时施工,锁口盘设计标高为+1316.000m,临时锁口座在下部永久井壁上。临时锁口净直径为φ6.0m,深度 2m,支 护 形式为 500mm 厚的砖墙,下部井筒设计支护形式为 500mm 厚的锚网+ C35 的双层钢筋砼。 风硐及安全出口设计断面形状为直墙半圆拱形,支护形式均为 C35 的双 层钢筋砼,支护厚度均为300mm,安全出口施工 长度 3 米,风硐施工 总长度 9.2 米。临时锁口与安全出口、风硐同时开挖,开挖至风硐底板,深度为11.7m,采取明槽施工。开挖过程中井筒边、安全出口边、风硐边按照与地面 70°(届时根据实际情况可对放坡角进行调整)放坡,并增加锚网喷临时支护进行护坡,以确保施工安全。掘进采用挖掘机挖土,因开挖较深,采取阶 梯式挖法,挖机顺风硐山墙边坡下至工作面。安全出口、风硐与井筒同时稳模浇筑砼,井筒使用金属组装模板,风硐及安全出口使用槽钢碹股及木背板。砼浇筑至临时锁口下口标高时,待砼初凝后开始砌筑砖墙临时锁口。临时锁口上口需按设计预留封口盘梁窝及风筒、管路等通过口。届时需编制专门措施指导施工。3.2.2 表土层的施工根据井筒综合柱状资料,井筒表土层岩性主要为黄土、砂质粘土及粘土,厚度在 80 米左右。(1)掘进表土段采用人工使用风镐配以 CX55B 型挖掘机挖土装罐(在井内吊挂系统形成后,使用大抓装罐),4m 3 吊桶提升,翻矸台自动座钩式翻矸,经溜矸槽溜入落地矸石仓,然后由装载机装入自卸汽车排到业主指定排矸地点。(2)砌壁砌筑采用整体金属下移钢模板(暂不安装刃脚),采用 4.0m 大段高砌壁,模板由地面稳车悬吊。外壁竖筋采用“ 钢筋直螺纹接头”,接头连接套采用 45#钢加工,环筋仍采用铁丝绑扎连接。立模工艺为:在工作面挖够一个段高后,先用中线检查掘进尺寸符合设计要求后,先稳活动刃脚模板,操平找正后再绑扎钢筋,最后落直模找正固定后浇灌砼。搅拌站设在井口附近,在井内吊挂系统没形成前,搅拌好的砼经溜槽溜至井口,由人工攉至临时加工的接灰盘,再经活节管对称入模。在井内吊挂系统形成后,混凝土采用 DX-2.0 型底卸式吊桶下料,底卸式吊桶接料后通过铺设的轨道人工推至井口,由提升钩头提升下井。吊盘上设分灰器, 砼卸到分灰器内,经 8″钢丝铠装耐磨胶管对称入模。入模砼使用插入式风动震捣器分层震捣。3.2.3 井筒基岩段施工井筒基岩段掘砌作业方式,选用立井混合作业施工法。此工法在掘砌循环中不需临时支护,砌壁出渣交叉进行,配以大段高整体钢模。在每循环掘砌出渣后,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1)掘进井筒基岩段采用钻爆法掘进。设备及材料为:FJD-6G 型伞钻配YGZ-70 型 凿岩机和 Φ25mm六角中空合金 钢钎,Φ55mm 一字型合金钻头, T220 高威力水胶炸药,抗杂散毫秒延期电雷管,脚线长度 7.0m。采用光面、光底、减震、弱冲深孔爆破技术,详见 井筒基岩段掘进爆破图表:图 3-1、表 3.1、3.2。井筒基岩段预期爆破效果表表 3.1序号 爆 破 指 标 单位 数量1 炮眼利用率 % 902 掘进断面 m2 36.33 每循环进尺 m 4.04 每循环爆破实体岩石量 m3 145.25 每循环炸药消耗量 kg 329.46 单位原岩炸药消耗量 kg/m3 2.277 每循环雷管消耗量 个 968 单位原岩雷管消耗量 个/m 3 0.669 每循环炮眼长度 m 420.4井筒基岩段爆破参数表表 3.2装 药 量炮 眼名 称炮 眼序 号炮 眼数 目圈 径(m)眼 深(m)眼 距(mm)倾 角(度) 卷/眼 kg/圈起 爆顺 序延期时间(ms)雷 管段 别掏槽眼 1-6 6 1.8 2.3 900 90 3 21.6 Ⅰ 1掏槽眼 7-14 8 2.2 4.7 840 90 4 38.4 Ⅱ 3辅助眼二15-30 16 3.95 4.5 770 90 5 96 Ⅲ 5辅助眼三31-54 24 5.7 4.5 745 90 5 144 Ⅳ 7周边眼 55-96 42 6.7 4.5 500 88 1 29.4 Ⅴ 11合 计 96 329.4备注: 使用 T220 水胶炸药。周 边眼用 φ35mm药卷,长 600mm,重 0.7kg/卷;其它眼用φ45mm药卷,长 600mm,药卷重 1.2kg/卷。毫秒延期电雷管起爆。
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