麦地掌煤矿回风立井施工组织设计Word下载.docx
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60
基岩厚度(m)
388.5
表土段井筒最大荒径(m)
9.2
表土段井壁结构
钢筋混凝土
基岩段井筒荒径(m)
7.9
基岩段井壁结构
素混凝土
矿井设计生产能力120万吨/年,立井开拓方式,表土段采用双层钢筋砼施工,基岩段采用素砼施工。
风井井筒净直径Ф7m,井筒掘砌深度448.5m,其中表土段井筒掘砌深度60m,基岩段掘砌深度388.5m。
风井井筒主要技术特征表如下:
2.3地质水文概况
麦地掌煤矿位于清交矿区东北部的白石沟西侧,井田内无常年性河流,较大的沟谷为井田西北部峪道川,为季节性河流,平时干涸,雨季时有洪水流过,向南经清徐县城流入汾河。
井田处于煤层深埋区,基岩出露上石盒子组、石千峰组、刘家沟组,其下伏地层均未出露。
2.3.1、含水层
井田内有两种类型含水层,即砂岩裂隙含水层和石灰岩岩溶裂隙含水层。
现叙述如下:
(1)奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水层
补充勘探施工的B1号钻孔揭露该地层141.48m,据清徐矿区详查资料奥陶系中统分上、下马家沟组和峰峰组,以上马家沟组及峰峰组石灰岩为主要含水层,含水结构以溶隙、溶孔为主。
奥灰在井田内处于深埋区。
据井田相邻小回沟井田上马家沟组与峰峰组混合抽水试验,其单位涌水量0.002L/s.m,渗透系数0.00365m/d。
含水层富水性弱。
水质类型属SO4·
HCO3-Ca·
Na。
另据井田南部5.8km处的鑫泰煤矿T3号孔,上马家沟组与峰峰组混合抽水试验,其单位涌水量0.00075L/s.m,渗透系数0.0065m/d,水位标高+821.73m,含水层富水性弱。
水质类型属SO4-Ca·
K+Na型。
补充勘探在B1号钻孔中对奥陶系中统峰峰组及上马家沟组进行了混合稳定水位观测,其水位标高为+849.96m。
2.3.2、隔水层
9号煤层至奥陶系顶面之间的岩层,厚60m左右,以泥质岩类为主,具有较好的隔水性能,对奥灰水可起到隔水作用,为良好的隔水层。
石炭、二叠系含水层之间的岩层,可视为隔水层。
2.3.3、陷落柱的导水性
本井田在勘探施工过程中有两个钻孔(4、8号)遇陷落柱,在钻进过程中井液消耗量均小于0.06m3/h,说明本井田陷落柱导水性差。
2.3.4、井田水文地质条件评述
井田内地形、植被条件不利于大气降水入渗。
主要对煤矿床充水的含水层富水性弱。
井田内断层稀少,陷落柱规模小,对岩层破坏程度小,含水层之间水力联系微弱或无联系。
一般来说,井田水文地质条件简单。
本井田上组煤以顶板砂岩裂隙含水层充水为主,据井田水文地质资料,主要充水含水层富水性弱,井田构造简单,根据规范,本井田上组煤的水文地质勘探类型属二类一型。
本井田下组煤以顶板岩溶裂隙含水层充水为主,据井田水文地质资料,主要含水层(L1、K2、L4、L5)富水性弱,据规范本井田下组煤的水文地质勘探类型属三类一型。
2.3.5、充水因素
井田内地表水体主要为西北部峪道川,为季节性河流。
在此地段2号煤层埋深大于550m,对煤层开采没有影响。
2.3.6、矿井涌水量
本井田构造简单,地层平缓,首采煤层为井田内2号煤层,本次预算先期开采地段内2号煤层顶板直接充水含水层对矿井涌水量影响不大。
2.3.7瓦斯情况
根据山西省煤炭工业局综合测试中心编制完成的《太原市梗阳实业有限公司麦地掌煤矿02、2号煤层瓦斯涌出量预测报告》(通过评审并已备案),根据瓦斯涌出量预测报告,本矿井为高瓦斯矿井。
3施工准备
3.1施工前期准备
3.1.1场地平整
工业广场内道路、供水及压风系统已具备,开工前按施工组织设计要求进行场地平整,达到施工要求。
3.1.2供电
矿井施工准备期前,矿井两回35kV永久输电线路及地面35kV变电所已经建成。
矿井施工阶段,用电负荷均引自35kV变电所。
根据矿井周边电网状况,两回35kV电源取自东于110kV变电站,变电站内设有两台110/35/10kV主变压器,容量均为50MVA,距本矿井23km.
(三)10kV临时变电站
在压风机房附近设一台箱变,箱变容量为10/0.4kV315kVA,为压风机房、辅助厂房及库房等土建施工及锅炉房设备供电。
3.1.3供水
施工期尽量利用永久供水系统减少临时工程,矿井设计生活用水由高位生活水池重力供给;
生产消防用水由高位生产消防水池重力供给。
工业场地敷设临时管路干管时,应安装临时室外消火栓,火灾发生时,采用高压制灭火。
3.1.4地面排水
矿井建设期间的排水包括井下排水、生活污水和雨水,应尽量利用永久排水系统。
井筒开凿排水及井下开拓排水需建临时沉淀池,排水沉淀后用于施工用水或达标后外排。
地面建筑施工排水和生活污水需建临时排水沟,采用化粪池作为临时生活污水处理设施。
3.1.5临建设施
1、根据建设单位划定的施工占地范围进行土建大临工程设施的布置。
2、在工广内布置的临时建筑尽量避开拟建的永久建筑位置或在使用时间上与拟建永久建筑的施工时间错开。
3、临时建筑的布置要符合施工工艺流程的要求,做到合理布置。
临时工业建筑、为井口服务的设施布置在井口周围。
动力设施靠近负荷中心,木材、钢筋、机修加工厂房,靠近器材仓库和堆放场地。
建筑施工器材要便于运输。
4、符合环境保护、劳动保护、防火要求。
5、充分利用已购土地。
附:
临时设施布置及临时用地表;
临时设施布置及临时用地表
序号
工程名称
面积(m2)
数量(间)
备注
1
主提升机房
20.4×
15.6
彩钢板框架结构
2
副提升机房
19.2×
13.2
3
稳车房
4
仓库
12×
6
彩钢板结构
5
机修房
3.5×
彩钢板加保温层结构
井口值班室
办公室
10
8
更衣室
7.2×
9
澡堂
10.8×
锅炉房
11
职工食堂
12
招待餐厅
3.6×
13
职工宿舍
30
工业广场平面布置图;
3.1.6通讯
在施工初期采用移动电话与外界联系,生活临建设施完成后,增设直拨电话联系,安设电脑上网宽带,便于与上级主管单位、建设单位和监理单位快速传递信息。
项目部内部在生活区内设自动电话内交换机,用于井口、各车间及办公室间的通讯联络。
安设监控电视,便于随时监控井下、井口、绞车房的安全生产运行。
在井筒施工接近煤层时,安装一套瓦斯监测监控系统,由地面调度室进行监控,确保揭煤施工的安全。
3.1.7测量
甲方提供近井测量基点井筒十字桩及其坐标资料,我方负责使用和保护。
(1)测量原则及要求
①配备能胜任此项工作的人员和测量仪器,在监理工程师监督下完成施工前测量准备和井筒及相关硐室施工的各项测量工作。
②按《煤矿测量规程》(1989)的有关规定进行一切必要的测量和
计算工作,并按要求将施测采用的方法和精度报监理工程师批准。
③在施测过程中,外业观测工作本身须有校核,或者进行两次。
对起算数据、外业记录和计算成果均须经过严格的检查或对算。
重要测量工作必须独立地进行两次或两次以上的观测和计算;
工程结束后,要编写技术总结,并做好资料整理归档工作。
④为了保证测绘成果的质量,对测绘仪器和工具应加强管理,精心使用,定期检验、校正和维修。
在进行重要测量工作前,对所使用的仪器和工具亦必须检验和校正。
(2)井口十字中心线的测设
①井口中心以建设单位或监理工程师提供的井口十字基桩为准。
若只提供近井点资料和井筒中心设计坐标,则应先标定井中位置,使用全站仪或激光测距仪按地面一级导线精度要求测定。
②十字中心线的测设及十字基桩的埋设按设计要求进行。
施工用临时十字中心线,应满足建井期间的施工需要,基点类型、数量、设置方式可根据现场情况确定。
③井筒中心及十字中心线设定后,应以2"
仪器检查测量,两条十字中心线垂直度允许误差为±
10"
。
④十字中心线基点作为水准基点使用,按四等水准测量精度要求,将矿方提供的已知水准基点高程测至十字中心线基点上,作为永久高程控制点。
⑤绘制十字中心线位置图,图上注明点的高程、间距、设计与实际的坐标及主中心线坐标方位角。
绘出十字中心线点附近的永久建筑物,对标定和检查测量情况作出简要说明。
(3)提升设备安装测量
①提升设备安装测量,必须保证设备本身及其有关建构筑物的相对几何关系正确,测设与标定测量的精度必须与设备安装要求的限差相适应。
②向天轮平台标定井筒十字中线或提升中线时,应用DJ2级经纬仪进行;
经纬仪至井架距离不大于100m;
标定工作独立进行两次,每次均须用正倒境观测,两次标定结果之差不得超过5mm;
每条中线应始终使用同一个地面十字中线点作测站,并检测两十字中线的垂直度,其偏差不应大于±
③安装稳绞车前,应将提升中线和主轴中线标定于现场,两次独立标定结果之差不得超过10"
标定井筒中心到主轴中心线间的距离以及稳绞基础高程的误差与设计比较均不得超过±
10mm。
④绞车已安装好而基座未灌浆前,应配合施工对绞车安装的准确性进行测量,求出实际与设计之差。
测量绞车主轴两端的高差时,应使用DS1级水准仪测量,仪器至主轴两端的距离尽量保持相等。
⑤井架及相关设备安装后,在井架基础上建立沉降观测点,定期进行沉降观测,并及时向有关部门通报沉降情况。
(4)井筒掘砌测量
①井筒施工给向采用垂线法,井筒中心位置偏差不得超过5mm,否则应进行更正。
②中心垂线采用2mm的碳素弹簧细钢丝;
当垂线长200m以上时,垂球重量不小于30kg,当垂线长500m以上时,垂线重量不应小于60kg。
③锁口施工时,应将十字线方向引至井壁,并做永久固定;
井口水准基点也应标定在锁口中。
④井筒车场连接处开口及梁窝位置给向,可采用悬挂边垂线法,悬挂垂线点位置应在锁口盘上按设计方向标出。
⑤井筒掘进过程中,要定期检查中线,特别是在每段砌壁前,必须校对一次,并及时测量井底标高。
⑥当井筒掘至井底车场连接处上方2m时,应精确测量井深,并设置高程点以控制井巷和硐室高程。
导入高程应按联系测量精度要求进行。
⑦井底车场连接处掘砌给向,可根据井筒内悬挂的两条边线以摆动取中投点方法定点在其上方井壁上。
⑧井筒掘砌完毕后,应测量全井筒的井壁竖直程度,根据测量资料绘制井壁竖直程度图和井筒断面图。
(5)测量资料及测量图
①原始记录和计算资料要完整齐全、归档管理。
严格遵照《煤矿测量规程》要求,坚持独立复测复算的双复制度,严禁一人兼作观测、记录、计算作业,确保按设计要求正确标定和及时准确实测各类工程的几何关系,认真编绘各类工程的成图和成果资料。
②建立书面业务联系工作制度。
按月填报工程进度交换图。
③工程竣工后,在《煤矿测量规程》规定的基础上,按监理工程师的要求进行竣工资料移交工作。
3.2主要施工设备的选型
3.2.1凿井井架及翻矸设施
采用Ⅵ型临时井架凿井。
在+21.97m位置布置天轮平台,在+10.000m位置布置翻矸平台,设置两个矸石溜槽,配备挂钩式翻矸装置,矸石落地后铲车装运配合翻矸汽车排矸,矸石排到建设单位指定位置。
3.2.2封口盘和吊盘
3.2.2.1封口盘
采用钢结构,盘面用δ6mm网纹钢板铺设,各悬吊管线通过口,设专用铁盖门,并用胶皮封堵严密,在封口盘上预留回风口,其形式为Φ1200mm,引风设施高度1000mm。
3.2.2.2吊盘
吊盘采用钢结构二层盘,直径Φ6.8m,通过六根立柱连接。
上层盘布置卧泵,在上层盘下安设一个排水水箱;
下层盘为工作盘并悬吊一台中心回转抓岩机。
为保证吊盘的稳定性,在上、下层盘各设置三套稳盘装置。
吊盘、稳绳采用4根6×
19+FC-φ46-180mm钢丝绳(左右捻各2根)、4台JZ-25/1300型凿井绞车悬吊。
3.2.3提升设备
3.2.3.1提升机选型
采用两套独立的单钩吊桶提升,主提选用2JK-4.0×
2.1(II)E型矿井提升机,副提选用2JK-3.5/20型矿井提升机;
主、副提均选用3m3吊桶提升。
提升绞车技术参数详见附表。
绞车提升能力见下表。
不同深度提升能力
类别
吊桶容积(m3)
提升速度(m/s)
不同井深提升能力(m3/h)
100m
200m
300m
400m
500m
600m
主提
3.0
4.5
41.23
33.42
28.10
24.24
21.32
19.02
副提
合计
6.0
9.0
82.46
66.84
56.20
48.48
42.64
38.04
3.2.3.2提升天轮
根据安全规程规定,提升天轮直径与钢丝绳最粗钢丝直径之比不得小于900,与钢丝绳直径之比不得小于60。
经计算,主、副提均选用Φ3.0m提升天轮。
3.2.3.3提升钩头:
主、副提均选用9t提升钩头。
3.2.4凿岩与抓岩设备:
3.2.4.1凿岩设备:
采用14台YZ-28风动凿岩机,配备一台HZ-6型中心回转抓岩机装岩
3.2.4.2装岩设备
为加快装矸速度,表土段施工时井筒内布置一台HZ-6型中心回转抓岩机装岩,生产能力为50~60m3/h。
中心回转抓岩机主要技术参数如下:
抓岩机主要技术参数表
项目
抓岩能力(m3/h)
50~60
压缩空气工作压力(Mpa)
0.5~0.7
压缩空气平均耗量(m3/min)
24
机器总重(kg)
8077
抓斗容积(m3)
0.6
抓片张开外径(mm)
≥2050
回转盘尺寸(mm)
1400×
1170
抓岩机采用一台JZ-16/1000型凿井绞车保护悬吊;
抓岩机采用一根18×
7+FC–φ34mm-170钢丝绳。
3.2.5砼搅拌及运输设备
采用4m段高整体金属刃脚模板砌壁,两趟Φ159厚壁溜灰管运送砼。
搅拌站选用电子计量自动配料系统及二台JS-500搅拌机。
整体模板采用四根18×
7+FC–φ38mm-170钢丝绳、四台JZ-16/1000型凿井绞车悬吊。
3.2.6凿井辅助系统
3.2.6.1排水
因井筒基岩段涌水较小。
凿井期间按涌水量≤2m3/h考虑。
①、涌水量较小时,可在装岩的同时用BQF—1风泵将工作面的涌水直接排入吊桶,提至地面排出。
②、当吊桶不能满足排水要求时,采用二台风泵排水至,吊盘上水箱由DC50-90×
12型高扬程卧泵排至地面,吊盘配备两台卧泵。
一台运转,一台备用。
单台排水能力50m3/h,扬程600m,电机功率315KW。
排水管路采用Ф108mm无缝钢管,采用两根6×
19+IWR-φ44-180钢丝绳(左右捻各一根)、一台2JZ-25/1300型凿井绞车悬吊。
供电采用两趟U3×
70+1×
16橡套电缆,电缆附在排水管路上。
工作面至吊盘水箱采用风泵排水,排水能力为20m3/h,通过1寸软管排水,通过吊盘上安设的一台调度绞车悬吊、下放风泵及排水管。
3.2.6.2压风、供水
地面采用Φ219mm钢管将压风引至井口,井筒中通过一趟Φ159mm钢管管路向井下供风,井口附近设油水分离器。
选用一趟Φ57mm管路由地面向井下供水,与压风管共用一台稳车悬吊,为保证向井下稳压供水,管路底部安设卸压阀。
压风、供水管采用二根6×
19+FC-φ34mm-170钢丝绳、一台2JZ-16/1000型凿井绞车悬吊。
3.2.6.3通风
选用两台FBD-7.5/2×
30kw对旋式风机,每台风机配双回路电源,并可实现自动切换。
布置一趟Φ800mm强力胶质风筒,向井下压入式通风。
采用一台2JZ-10/800型凿井绞车悬吊。
通风机选型计算:
⑴风量计算
①按工作面最多作业人数计算
Q0=4N=4×
25=100m3/min=1.67m3/s
N:
工作面最多作业人数,取N=25
②按炸药一次爆破量计算
Q1=0.13/t×
[A×
(SL)2×
k]1/3式中:
t:
爆破后通风时间,取20分钟
S:
井筒净断面取S=33.17m2
L:
炮烟吹出高度取L=60m
A:
工作面一次爆破炸药量取A=263.6Kg
K:
风筒调整系数取K=0.3
Q1=4.41m3/s
③.按井筒规定最低风速校验
Q=0.15S=0.15×
33.17=4.98m3/s>4.41m3/s
按Q=4.98m3/s选取风机型号;
风量Q风=298.8m3/min。
⑵风压计算
a).风筒沿程摩擦风阻
R摩=6.5aL/d5
a-摩擦阻力系数,0.003kg/m³
L-风筒长度,448.5m
d-风筒直径,0.8m
计算得R摩=26.69N·
s2/m8
b).局部风阻
R局=n1ξ接γ/2gs2+n2ξ弯γ/2gs2
n1-风筒接头个数:
45
n2-风筒转弯个数:
1
ξ接-风筒局部阻力系数,0.34
ξ弯-风筒局部阻力系数,0.18
γ-空气比重,1.293kg/m3
g-重力加速度,9.81m/s2
s-风筒断面积,0.502m2
计算得R局=4.05N·
c).出口风阻
R出=0.1/d4
计算得R出=0.244N·
H局=(R摩+R局+R出)Q2/P效
=960.5Pa
P效-风筒有效风量率,80%
⑶通风机选型
根据风量及风压计算,选用两台2×
30KW对旋轴流式局部通风机,满足要求。
对旋式通风机技术参数:
型号:
FBD№9.6/2×
30KW对旋式通风机
风量:
350~650(m3/min)
全压:
500~3200(Pa)
效率:
>
85%
3.2.7安全梯
为防止在井筒突然停电或发生其它事故中断提升时能及时撤出井下工作人员,井筒内悬吊一个立井掘进安全梯,同时可乘25人,并靠近井壁悬吊。
在吊盘至工作面设置安全软梯供紧急时上下人员。
安全梯采用一根18×
7+FC-φ24mm-180钢丝绳、一台JZA-5/1000型稳车悬吊。
3.2.8动力、照明及通讯
⑴动力、照明
井筒内布置一趟U3×
35+1×
10动力电缆,作为施工动力、照明电源,电缆附在压风供水管上。
为保证工作面有足够的照明度,采用南京煤研所研制的DS-ZJD250新型煤矿立井专用照明灯,吊盘下层盘三盏,上层盘二盏。
井口采用防爆白炽灯照明,工作面及吊盘上每班另配备5~10盏矿灯供突然停电或装药时使用。
⑵通讯信号
凿井期间,井筒内悬吊二趟U3×
10+1×
6橡套电缆作为井上下信号联系,电缆分别附在二根吊盘绳上。
井上下联系方式为:
井口信号房、井底和吊盘,在每趟信号电缆上都单独设打点器将信号互相传送,同时以声光显示。
井口信号房与绞车房之间设独立的信号,主、副提各设一套KJTX-SX-1型煤矿专用通讯信号装置。
在提升绞车深度指示器上设行程开关,当吊桶提到距井口80m位置时,信号灯在井口信号房显示,告知井口信号工及时把井盖门打开。
另设一趟直通电话。
并在井底、井口、翻矸台、主副提绞车房配备电视监视系统,并与微机联网,项目部和井口调度室可进行电视监控。
井下与井口、井口与绞车房之间设直通电话进行应急联系。
井筒施工平面布置图;
井筒稳绞平面布置图;
井筒稳绞立面布置图;
主要施工机械设备表;
悬吊设备选型参数表;
麦地掌煤矿回风立井施工设备表1
机械或设备名称
规格型号
单位
数量
备注
提升机
2JK-2.5/20
台
JK-2.0/20
提升天轮
Ф2000
套
Ф2500
井架
Ⅵ型
座
管型
吊桶
2m3
个
钩头
11t
抓岩机
HZ-6
YT-28凿岩机
18
4台备用
模板
排水泵
D25-50×
稳车
JKW-10/700
JZW-10/800
14
通风机
2×
30KW
15
砼搅拌站
JS500
16
装载机
ZL-50
山片沟硫铁矿主井施工钢丝绳、稳绞车表2
名称
规格
数量(根)
长度(m)
钢丝破断力(KN)
终端荷载(kg)
钢丝绳自重(kg)
安全系数
稳绞车
台数
提升绳
18×
7+FC-28-1570
主700
490.106
4175.8
2100
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