瓦斯抽放管道斜井施工组织设计机掘Word下载.docx
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二、水文地质
水文地质简单,主要含水层为砂岩水,该砂岩层厚度米,预计最大涌水量15m3/h,正常涌水量10m3/h。
三、瓦斯涌出量、瓦斯等级、煤尘爆炸指数、发火期
该巷道为岩巷,预计施工中无瓦斯涌出现象。
第二章、施工方案
第一节、施工方案的确定
根据斜井井筒设计技术特征及相关资料,对该斜井掘砌施工方案进行选择和优化,为保证井筒掘砌施工技术的可靠性、先进性及其施工的持续稳定性,确定井筒施工方案如下:
一、明槽开挖段
瓦斯抽放管道斜井井筒表土段采用明槽挖槽法挖掘,选用W-50型挖掘机挖土、8吨自卸汽车排土,内、外钢模板整体连续浇筑砼,明槽长度估计为25米左右,边坡角为53°
,施工过程中根据实际开挖土层情况作适当调整,以减少挖土工程量,确保边坡稳定。
二、明槽转暗硐及风化基岩段施工
根据提供的工程地质情况,明槽转暗硐的位置位于表土与风化基岩交界处。
施工时视土层及风化基岩段的性质及稳定情况,采用全断面一次挖掘法或导硐法挖掘,采用放小炮震动和多台风镐掘进,金属工字钢棚临时支护,掘进10米后进行砌碹,碹体并向基岩内延伸5米,人工配合风镐挖土,箕斗排土,当通过地质构造及围岩破碎带时,采用注浆法。
三、基岩段
1、采用EBZ160型掘进机全断面掘进,锚、网、喷联合支护,一次成巷,掘进与永久支护平行作业法施工。
截割后使用前探梁作为临时支护,打锚杆挂锚网,并在迎头后30米处喷浆,进行永久支护,喷至设计厚度。
2、施工中布置一套单钩提升系统,提升系统为XKT1×
2×
1.5B/20型提升机配JX-2箕斗串车(每钩2辆)提升,负责矸石排放、材料运输;
支护配备2部YT-24型风钻、MQT-120锚杆钻机和一台ZP-50B型喷浆机,喷砼料在地面人工集中搅拌制作,喷浆机随掘进工作面的推进而下移。
第二节、井筒施工防治水
一、工作面预注浆:
当工作面接近砂岩层5米其涌水量大于15m3/h时,则采取工作面预注浆法通过含水层,利用潜孔钻机钻眼,水泥水玻璃双液预注浆。
二、直接堵漏:
对于工作面涌水压力小、水量在0.5m3/h以下的集中出水点,在出水点处安设导水管,并采用直接堵漏技术直接堵水。
三、工作面强排:
当工作面通过砂岩层涌水量小于5m3/h,则利用潜水泵将涌水排至提升容器内,提至地面排出。
如工作面涌水量大于5m3/h、小于30m3/h时,则采用工作面潜水泵与临时水仓内的卧泵进行接力排水。
四、地面防水:
当明槽砼砌碹完成后,除在明槽砼砌碹顶部设置防水层外,在斜井井口附近适当位置设置地面防洪截水沟,避免地面水流入井下。
第三节、施工配套设施
瓦斯抽放管道斜井井筒配套设施一览表
序号
作业线
设备名称
型号规程
单位
数量
主要技术特征
1
提升机
XKT1×
1.5B/20
台
V=3.7m/s、N=280KW
串车
JX-2箕斗
辆
2
凿岩
掘进机
EBZ-160
部
四部备用
3
排矸
W—50
挖掘机
自卸汽车
12吨
4
支护
风煤钻
ZQS-20/1.8型
风钻
YT-24
砼喷射机
ZP-5B
一台备用
锚杆钻机
MQT-120
表土段模板
9米内外整体钢模
副
5
提升容器
箕斗
JX-2
2吨
6
辅助
系统
排水泵
排水能力30m3/h
压风机
30m3/min
通风机
FBDNO6.5/2×
35
通讯及供电设备
各1
第三章、井筒及相关工程掘砌施工工艺
第一节、浅部表土层段
一、明槽开挖
明槽开挖采用机械挖土为主,人工挖土、刷坡为辅,瓦斯抽放管道斜井明槽工作面配备一台W-50型挖掘机,12T自卸汽车4辆,挖掘机挖土后直接装入自卸汽车,汽车排土,明槽开挖长度20m,开挖高度为10m,设计边坡角为53°
在保持边坡稳定的前提下,适当放大角度,明槽工作面沿瓦斯抽放管道斜井轴向自上而下分层开挖,明槽开挖20m后,停止挖掘,开始砌碹。
二、明槽开挖技术要求:
1、明槽开挖前做好测量工作,给出明槽边线、中线,明确明槽位置,并在施工中随时检查。
2、明槽开挖前要作好截、排水工作,根据明槽地形情况,沿明槽边缘设挡水墙或截水沟。
3、明槽工作面布置要合理,开挖坡度要准确,不得乱挖、超挖,严禁掏底开挖。
4、明槽开挖施工遇水时,应采取排水措施以保证正常施工。
5、明槽两侧边坡及底部接近基础标高时预留200mm。
机械开挖至预留层时,停止开挖,待进行基础施工前,用人工突击开挖,随即进行基础施工。
6、明槽开挖后,必须及时对停挖迎头及左右边坡进行临时支护。
三、明槽砌碹
1、明槽开挖完成后,人工清除预留层,找平后,按设计要求挖出基础,安装模板,浇注砼墙、拱。
2、模板为钢木组合模板,根据现场具体情况进行加工。
3、明槽现浇砼碹达到设计强度后,方可回填,回填时以机械为主,人工为辅,分层对称均匀回填,逐层夯实,每层松铺厚度不大于300mm,回填料粒径不大于50mm。
四、暗硐开挖
1、当瓦斯抽放管道斜井壁砼强度达到设计要求80%时,方可拆除砼井壁内模,开始暗硐挖掘,因此处在表土层与风化基岩交接处,且断面较大,可采用导硐法挖掘,在工作面两墙位置各布置一条导硐,导硐规格1.4-1.6m,宽1-2m深,高度高出设计墙高0.5-1.0m,导硐挖出后,即开始挖基础,安装墙模板,浇注砼墙,当墙部砼凝固后,挖掘拱部,拱部开挖,自上而下,拱部挖出1-2m后,用前探梁临时支护,然后立碹胎,浇注砼。
2、前探梁临时支护:
前探梁采用3.5米长的轻型工字钢,上用方木、批子、木楔背牢背实。
五、暗硐砌碹
1、暗硐井壁砌筑采用钢木组合模板,当拱部临时支护1-2m后,开始立碹腿、碹胎、安装模板、浇注砼。
2、砼的拌制与输送:
(1)材料选择:
水泥为425#,普硅水泥,中粗河砂,2-4cm坚硬石灰岩碎石,水采用洁净水,不含酸,碱及油污。
(2)砼的拌制,在井口附近人工搅拌,砼配合比要根据实际使用的原材料进行配合比试验,确定最佳配合比,并按配合比进行配制。
(3)砼浇注:
砼浇注应分层对称进行,每层厚度不超过30cm,浇注砼应连续进行,间歇时间不得超过2小时,超过2小时时,采取措施进行处理,砼捣固采用震捣器捣固捣固工作应专人分片负责,震捣棒插入下层砼中50-100mm,每次移动距离350mm,震捣砼表面出浆,无气泡上浮。
六、暗硐提升运输:
明槽开挖及砌筑过程中,进行提升绞车等配套设施的安装,暗硐施工提升运输采用XKT1×
1.5B/20提升机,配用箕斗串车提升矸石,经井口翻矸架卸入自卸汽车,排至指定场地。
第二节、基岩段施工
瓦斯抽放管道斜井基岩段采用1台EBZ-160型掘进机掘进,使用2台YT-24型风钻,2部MQT-120M型锚杆钻机,ZP-5B型砼喷射机,ZQS-20/1.8型风煤钻支护,配备锨、镐、锤等工具。
一、基岩段掘进
1、该巷采用EBZ-160大倾角综掘机掘进,采用JX-2型箕斗装载矸石,综掘机二运用滑轮在钢丝绳上滑动,将矸石装入箕斗,钢丝绳必须补打锚杆固定在顶板上,直径不小于20mm,长度不大于20m。
2、严格按设计施工,开门前有专业领导组织技术、测量及项目部技术人员到现场定位、挂线,施工中严格按标定巷道规格及中线施工,施工中采用激光指向仪指定中线和坡度,具体尺寸向职工传达。
3、掘进机的截割顺序:
从中间进刀,沿S形截割,割出顶板后及时进行支护,最后起底,每次进刀深度550mm。
4、施工顺序:
检查中、腰线---综掘机掘进出煤---临时支护---打锚杆挂网第二节破煤方式
二、破岩方式:
1、巷道采用EBZ-132综掘机破岩。
2、降尘方法:
掘进时降尘方法:
截割煤岩时,要使用好内外喷雾,各转载点必须正常使用降尘喷雾,施工人员必须加强个体防护等。
其它工作时降尘方法:
采用湿式打眼、扒装前后洒水、安设两道封闭全断面喷雾等。
三、装、运煤方式
1、扒装方式
使用综掘机铲板铲入碎岩,利用星轮扒装。
2、运输方式
综掘机星轮将煤矸首先装入双边链运输刮板,由刮板载入综掘机桥式皮带,再载入JX-2箕斗,最后经提升机提至地面。
四、基岩段支护
1、临时支护
截割后,采用吊挂前探梁做为临时支护,前探梁用3寸钢管制作3根,长度不小于4m,吊环用直径20的锚杆加工而成,其上焊接上配套的锚杆螺母,吊环固定顶板锚杆上,每根前探梁配不少于两个吊环,吊环螺丝拧入锚杆长度不小于30mm,外露丝不少于两丝。
前探梁上方用6根规格为:
长×
宽×
厚=1600×
150×
60mm方木和板批木楔接顶,截割前最小空顶距300mm,截割后最大空顶距2800mm,循环进度为2100mm,前探梁的端面距为300mm,前探梁随循环进度及时前移,所有工作在前探梁的掩护下进行,综掘机司机操作时必须在永久支护下进行操作,当顶板破碎时可缩小循环进度,减小前探梁的前探范围,按锚杆设计排距及时进行支护。
2、锚杆支护
工作面出净矸石后,及时检查斜井井筒开挖断面,并清除局部欠挖,符合设计要求后,用YT-24型风钻和锚杆钻机钻锚杆眼,钻锚杆眼前,应根据设计要求和围岩情况,定出孔位,做出标记,锚杆眼要垂直斜井井筒周边轮廓,锚杆为Φ20mm,L=2100mm钢筋树脂锚杆,全长锚固,间排距700×
700mm,锚杆眼钻好后要吹净孔内积水和岩粉,并检查杆孔位、孔径、孔深及布置形式达到设计要求后,安装树脂锚杆。
树脂锚杆安装:
(1)锚杆安装前,施工人员应先用杆体测孔深,做出标记,然后用锚杆杆体将K2335和Z2360树脂药卷各1根送至眼底。
(2)搅拌树脂时,应缓慢推进锚杆。
(3)树脂搅拌完毕后,应立即在孔口处将锚杆临时固定。
(4)安装托板应在搅拌完毕15mim后进行,托板应紧贴岩面,锚固力应符合设计能力。
3、挂网安装
网采用直径6.5mm的钢筋加工,网片规格1000mm×
2000mm,网格为150mm间方,挂网时,一人操作,一人监护,操作人站在脚凳上,要逐根锚杆松卸,上紧,网要紧贴岩面。
4、喷浆支护:
初喷支护:
(1)喷射砼材料的选用:
水泥为普硅水泥425#,砂为中粗石英砂,石子为5-10mm粒径坚硬石灰岩,速凝剂的掺入量为水泥用量的3-5%。
水清洁无杂质。
(2)喷砼干料的拌制与输送:
各种砼用料在井口附近人工搅拌,按配比要求配合后经搅拌均匀后装入2t箕斗,运送至井下工作面喷射。
(3)砼喷射:
喷浆机布置于迎头后30-60m。
砼干料经箕斗运至工作面附近喷射机旁,人工用铁锨将砼干料送入喷射机,并在喷射机处均匀加入速凝剂。
喷射砼开机顺序为开风→开水→开喷射机→下料→喷射
喷射机工作风压,控制在0.1-0.2Mpa之间。
喷射机停机顺序为,待喷射干料全部喷出后→停喷射机→停水→停风
工作面喷射应自下而上,逐段进行。
喷射砼前,应找掉所有的危岩、浮石,严格进行敲帮问顶工作,并加强通风。
喷射作业前,应对机械设备、风、水管路、输料管及电器线路等进行全面检查及试运转。
当受喷面有涌水、淋水时,喷射砼前应安装导水管排水,当围岩破碎时,应增加金属网。
喷射手应经常保持喷头畅通,喷头距受喷面应保持0.6-1.0m距离,控制好水灰比,保持砼表面平整,湿润光泽,无干斑滑移流淌现象,喷砼回弹率控制在喷墙不大于15%,喷拱不大于25%。
初喷厚度为30-50mm。
复喷砼成型:
每次喷浆时,将上次喷浆叠加复喷,复喷砼喷至设计要求厚度150mm,复喷砼前必须冲洗干净砼受喷面,要求成型后巷道砼表面平整,成型规划,无明显凹凸。
五、瓦斯抽放管道斜井铺底、水沟、人行台阶:
在瓦斯抽放管道斜井全部掘砌工程完工后,由下而上逐段进行铺底、水沟,人行台阶等附属工程施工。
第三节、特殊地层施工
井筒在穿过软岩破碎带,为了加快施工进度,保证井壁施工质量,确保施工安全,应根据不同情况,分别采取如下措施:
1、缩小循环进度,及时进行锚杆支护。
2、缩小喷浆支护拖后迎头距离。
3、严格控制水对井帮围岩的侵蚀,工作面如有积水,应及时排除积水,保证工作面干燥无积水。
第四节、井筒揭煤施工
为确保施工安全,做到万无一失,瓦斯抽放管道斜井井筒施工揭露煤层时,采取如下施工方案及措施。
1、加强井筒实测地质剖面的编录及与井检孔资料的比对工作,准确预报煤层距工作面距离。
2、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5m时,停止掘进,保证通风量,加强瓦检工作。
施工探煤钻孔,查明煤层和瓦斯赋存情况。
3、井口及井下各种机电设备必须防爆。
4、缩短掘进段长,加强临时支护。
第四章、凿井设备选型及辅助系统安排
第一节、提升系统
一、提升设备
根据瓦斯抽放管道斜井快速施工的要求经详细计算,确定瓦斯抽放管道斜井采用一套独立的单钩提升系统。
提升系统选用XKT1×
1.5B/20型绞车,提升容器为JX-2箕斗。
绞车的容绳量,提升速度,张力等要求均满足安全规程和生产要求。
二、提升设施参数
瓦斯抽放管道斜井提升设施技术参数一览表
设备
1.
绞车
2.
最大静张力(kg)
6000
3.
最大静张力差(kg)
4.
提升速度(m/s)
3.7m/s
5.
电机功率/转速
280kw/740r/min
6.
钢丝绳
6×
7-26-1770
7.
钢丝绳终端载荷(kg)
4992
8.
钢丝绳破断力总和(kg)
45938
9.
安全系数
9.17
三、提升系统的核算
提升机最大静张力Fj核算:
A、提升机最大提升重量:
提升2辆箕斗车计算:
箕斗自重Q1=2×
1700=3400㎏
矸石Q2=2×
1600×
0.9=2880㎏
总重6280㎏
选用钢丝绳6×
7-26-1770型Qd=45938kg。
Q3=2.37kg/m×
1173m=2780kg
B、钢丝绳的终端载荷
F=(Q1+Q2)(sinα+f1cosα)+Q3(sinα+f2cosα)
式中:
α—井筒的倾角、α=250。
F1—车辆运行阻力系数f1=0.01。
f2—钢丝绳运行阻力系数f1=0.2。
将α、f1、f2代入上式解得:
提升箕斗时钢丝绳的终端载荷:
F1=4390kg
Fj=6000kg>F1=4390kg>F2=2225kg
符合要求
C、提升钢丝绳安全系数校核:
选用6×
7-26-1770型钢丝绳
钢丝破断力总和为Qd=45938kg。
提升箕斗时安全系数验算:
45938÷
4390=10.4>6.5
符合要求。
D、电动机功率校核:
P=KB×
F×
V÷
102×
ηc=1.2×
4390×
3.7÷
0.85=163Kw
KB—电机功率储备系数KB=1.2
ηc—传动效率ηc=0.85
280Kw>163Kw
满足要求。
E、提升能力计算
经计算主斜井在不同深度时的提升能力(按提两辆箕斗计算)。
下行施工提升能力表
井筒深度(m)
100
200
300
400
500
提升能力(m3/h)
90
76
58
44
30
满足瓦斯抽放管道斜井月进度要求。
第二节、装岩及出矸系统
根据瓦斯抽放管道斜井掘进断面积和施工进度,所选用的EBZ-160型掘进,装载能力为3.5m3/min,满足快速掘进要求。
第三节、压风系统
一、用风量的计算
瓦斯抽放管道斜井风动设备用风统计表
型号
单台耗风量
m3/min
台数
同时性
系数
总耗风量
8
喷浆机
ZP-ⅤB
0.5
风镐
G10
1.2
2.4
二、压风机的选型
根据斜井施工工艺和用风统计表看出,用风量最大时为凿岩机打眼,约8m3/min。
另考虑到快速施工多工种平行作业等因素,选用30m3/min压风机2台,一台备用,可以满足不同作业循环的需要。
三、压风管路的选择
根据最大用风量和考虑到其它因素,地面主管路选用Φ59×
3无缝钢管,井筒内选用Φ33×
2.5无缝管作供风管路,每百米留1个阀门以备后期使用。
第四节、通风系统
采用压入式通风方式,在井口外设2台FBD№6.5/2×
35型对旋式局部通风机,均配Φ800mm胶质风筒供风。
(1)风量计算
风量计算主要考虑工作面同时工作人数、放炮排烟所需风量;
瓦斯涌出量及巷道允许最低风速等因素。
①按工作面同时工作最多人数计算
Q=4×
N=4×
20=80m3/min
N---工作面同时工作最多人数,取20人;
4---每人每分钟供风量不少于4m3/min;
②按瓦斯的涌出量计算
Q=100QCH4×
K掘通=100×
0.3×
1.8=54m3/min
QCH4---掘进工作面的瓦斯平均绝对涌出量(m3/min),取0.3m3/min
K掘通---掘进工作面瓦斯涌出量不均衡系数,取1.8
③按风速验算
a、按最低风速验算
掘进工作面的最低风量
Q岩掘≥15×
S掘
S掘—掘进工作面的净断面积,12.68m2;
Q掘—局部通风机吸风量460m3/min
460m3/min≥15×
12.68=190(m3/min)
④所需局扇供风量
Q扇=Q/(1-P漏)=5.2/(1-0.2)=6.5m3/s=390m3/min
Q扇--所需局扇供风量,m3/s;
Q--掘进工作面所需风量,经上述计算,取5.2m3/s;
P漏--总漏风系数,取20%;
(2)风压计算
H=Q*Q扇*R=5.2×
6.5×
(16×
12)=6489.6pa
H---局扇风压,pa;
R---风筒总风阻值,Φ800mm胶质风筒的百米风阻值为16pa.s2/m6;
(3)局扇选型
根据上述风量及风压计算结果(Q=390m3/min,H=6489.6pa),查局部通风机特性曲线,施工均选用2台FBD№6.5/2×
35型对旋式局部通风机,配用∮800mm胶质阻质风筒供风,能够满足风量需求。
第五节、排水系统
必须安装大于工作地点最大涌水量2倍排水能力的潜水泵或卧式水泵,并且排水管路与泵配套。
第六节、通讯、信号、照明系统
凿井期间,均采用防爆通讯、信号声光装置,作为井口(井底)与各职能科室通讯及提升信号联络系统。
第七节、供水系统
井筒施工用水由地面通过Φ50钢管供给。
第八节、供电系统
施工过程中,电源来自地面配电室,采用集中供电方式,经分路开关KBZ-400型由橡胶电缆接至工作面KBZ-400开关上,再经各种电缆,各类开关接至各种设备上。
主要供电设备统计表
备注
馈电开关
KBZ-400
控制开关
KBZ-80
综保
ZXZL-8/2.5
QBZ-80+120/660FBZ
第五章、施工准备
施工前准备好各种生产工具,备齐施工材料,安全设施,完善好风水电等生产系统。
第六章、劳动组织
采用每天“三八”制(一天三班,每班八小时)组织生产,多工种平行交叉作业,全队在册人数47,出勤42人,出勤率90%。
瓦斯抽放管道斜井基岩段施工劳动力配备表
工种名称
在册人数
出勤人数
掘一班
掘二班
掘三班
小计
备注
综掘机司机
副司机
支护工
21
7
兼职9人
班长
信号把钩工
机电维修工
喷浆机司机
井口把钩工
9
绞车司机
10
其他
11
质量验收员
12
上料工
由其他工种兼担
合计
42
14
除去兼职9人
第七章、循环作业方式
根据矿井的地质条件,按照作业计划要求,瓦斯抽放管道斜井井筒掘砌施工期间,每班2循环,循环进尺2.1m,每班掘进4.2m,日进12.2m,月进366m(按30天/月计算)。
第八章、工程进度及工期安排
第一节、编制说明及进度指标
根据瓦斯抽放管道斜井井筒工程设计特点、工程量,并结合班组的实际技术能力及确定的施工方案对本工程施工进度计划进行编制,按照工期科学合理、力求均衡生产的原则确定各项工程进度指标如下:
井筒表土段掘砌25m/月
井筒风化基岩段掘砌45m/月
井筒基岩段掘砌366m/月
第二节、工期安排
表土层段:
8天(完成明槽开挖段掘砌)
风化
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