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2.2工程地质、水文地质特征

工程地质特征：

矿区大地构造属天山—阴山纬向构造带，位于沙厂——墙子路褶皱断裂带西侧，沙厂斜长环斑花岗岩南侧，面积1.3km2。

矿区出露地层主要为太古界密云群沙厂组片麻岩系及第四系冲积、坡积物。

矿区主要构造为褶皱，自东向西有铁山头向斜、铁西背斜和Ⅳ矿带向斜，在平面上组成了“W”型四个矿带。

断裂构造比较发育，其中规模最大的为矿体南端小庙沟断层。

岩浆岩也较发育。

矿体赋存于太古界密云群沙厂组角闪斜长片麻岩和黑云辉石斜长片麻岩中。

矿体顶底板岩石主要为角闪斜长片麻岩、绿泥石化角闪片岩和角闪片岩等。

根据岩体结构分析，矿床顶、底板岩体呈块状结构、强度较高，岩体完整，结构面发育规模较小，近地表部位岩体较为复杂，有沉积岩、断层和岩脉发育，总体上看矿体顶、底板岩石完整、近地表部分稍差，近矿部分有蚀变现象。

矿石体重3.3t/m3，岩石体重2.7t/m3，硬度系数均为f=12~14。

水文地质特征：

矿区北部小清河自东向西流向潮河，上游已建成沙厂水库，除洪水期外，河水基本断流。

小清河在地表侵蚀基准面以上，但由于下伏基岩和构造都不利于地表水的渗入，补给量有限。

矿区大小断层较多，但由于规模小，对矿坑充水不起决定作用。

小庙沟断层规模较大，但透水性微弱，对矿坑充水有一定影响，局部地段透水性强。

矿区地下水主要补给来源是大气降雨，地下水位变化幅度9m左右。

小庙沟断层承压含水带补给来源，除受东部高山区地下迳流补给外，还受当地降雨的补给。

矿区含水层主要为第四系坡洪积孔隙潜水、第四系冲洪积孔隙潜水及承压水；

前震旦系片麻岩裂隙潜水及承压水等。

2.3主要工程内容

矿区104m阶段水平运输巷道掘砌及铺轨：

包括水平巷道2664.634m，碹岔四个71.06m，水沟掘砌及盖板246.805m，巷道铺轨2258m。

主要掘砌工程技术特征及工程量详见表2－1。

2.4施工条件

平硐施工场地已初步具备施工条件，业主已将水、电接至距平硐口50m的位置，场地周围无固定通讯设施，可以通过移动通讯与外界联络。

我公司施工设备、物资、人员贮备丰富，且本工程相对单一，施工组织较简单，前期准备时间短，可以较快投入施工生产。

主要工程量及材料消耗表表2—1

序号

名称

编号

支护

断面（m3）

长度

开凿量

支护量（m3）

形式

厚度

净

掘

m

m3

混凝土

喷混凝土

1

水

平

运

输

巷

1-1A

200

7.32

9.64

650.1

6266.925

1157.110

2

1-1B

喷

100

7.86

739.21

5810.206

598.761

3

1-1C

7.28

801.8

6302.101

4

2-2A

300

13.89

18.2

81.77

1488.141

280.457

5

2-2B

15.81

40.88

646.360

42.518

6

2-2C

14.89

7

3-3A

4.85

6.28

100.00

628.000

143.000

8

3-3B

80

5.37

537.000

52.000

9

3-3C

110.00

590.700

小计

2664.63

22915.794

1580.567

693.279

10

碹岔

N1

10.47

236.680

43.760

11

N2

11.17

248.990

46.850

12

N3

24.71

446.750

86.150

13

N4

71.06

1379.170

262.910

14

水沟

0.13

0.15

2468.8

370.321

296.257

15

盖板

49.376

345.633

合计

5204.5

24665.285

2189.110

第三章施工准备

3.1四通一平

施工场地在业主将堆积的废石清除后，就初步具备施工条件。

但由于场地非常狭窄，宽度只有3m左右，在进行布置时需要合理安排空压机站、搅拌站等的位置。

施工前将水、电、通讯等管缆线自建设单位提供地点接引到施工场地，使其满足施工需要。

3.2临时设施工程

为满足104m阶段运输平巷施工的需要，设置了临时设施工程和井巷特殊临时设施工程。

为了减少施工准备的时间，办公用房和生活用房尽量采用保温活动板房。

具体详见临时设施工程一览表（土建）（表3－1）

人员进场后在进行办公和生活设施施工的同时，抓紧施工空压机基础，安装调试空压机，施工高位水池，接通电路、水管，争取早日开工。

3.3设备物资准备

及时组织大型设备如铲运机、载重卡车、空压机等进场，投入施工生产中，充分发挥设备的作用。

以施工组织设计和施工预算为依据，编制设备材料供应计划，落实货源和供应渠道，组织按时到货，确保施工需要，同时避免积压浪费、占用资金。

工程质检部门协助物资供应部门做好工程所需材料订货工作，向其提供材质的具体要求，搜集设备、器材、材料原始质量保证资料，材料供应部门及时提供原始质保资料，工程质检部门做好有关原始材料复试报告，对于不合格的设备、材料严禁入场。

3.4技术准备工作

1、组织全体施工人员学习有关施工规范、规定及标准。

2、组织生产管理人员和施工技术骨干，认真阅读施工图。

按基本建设程序进行图纸会审，发现问题及时与设计院、监理单位和业主商议处理。

3、在领会设计意图之后，分析施工技术上的难点问题，编制切实可行的《施工组织设计》，并按程序进行公司内部审批，报监理单位批准。

4、按照业主提供的测量三角网点及水准点的数据，进行复核验算，并进行现场施工测量标定及放线工作。

5、业主发布开工令后，即可开始正式施工。

临时设施工程一览表（土建）表3—1

单位

宽度

进深

净高

面积

备注

一、

硐口大临设施

井口值班室

m2

3.6

10.8

砖混结构

空气压缩机站

16

7.5

4.5

120

变配电所

16.2

水泥库

21.6

搅拌制备站

锻钎机房

设备维修间

无轨设备维修间

72

电工房

茶炉、锅炉房

90

油脂库

32.4

高位水池

50

C20

石子堆放场

20

混凝土铺地厚100mm

砂子堆放场

225

木材等材料堆场

36

钢材堆放场

150

17

设备停放场

180

二

办公、生活设施

18

食堂

19

浴室

54

总务库室

13.5

21

总务办公室

22

宿舍

324

活动板房

23

配件材料库

24

材料办公室

25

调度室

26

办公室

67.5

27

会议室\娱乐室

28

厕所

合计

1980.7

第四章施工方案及施工方法

4.1施工方案

4.1.1施工方案

根据沙厂矿区工程地质条件，工程设计参数特征，以及招标文件对工程进度要求，确定采用钻眼爆破法光面控制爆破，机械化配套作业方案。

选用YT29气腿式凿岩机凿岩，WJ-2.0柴油铲运机及P-30耙斗式装岩机装碴，ZK7-6/250电机车配S6梭式矿车运碴，地面排矸采用10t自卸式汽车运输，TK-500型湿喷机组喷射混凝土支护，型钢支架、小型钢作为模板现浇混凝土支护。

运输临时轨道采用43kg/m永久钢轨，轨距600mm。

在N2点附近设一临时卸矸系统，采用废石溜槽形式。

4.1.2施工顺序

根据沙厂矿区地形地貌及工程设计施工图，施工顺序如下：

1．先从平硐口N22点开始向内施工，至N14弯道时分两条掘进线路，一路向N1/施工；

另一路继续向N15方向施工，待施工至N3/时，又分成两条掘进线路：

一路加快向N2方向施工，尽早在N2附近形成临时卸矸系统，以加快排矸速度；

另一路继续向N4方向施工，至N16向N4方向约15米，并形成N2碹岔。

本阶段施工时，在N2附近临时卸矸系统形成前装岩及运输均采用WJ-2.0柴油铲运机，铲运机装岩后直接运到平硐口卸入停在硐口的自卸式汽车上运至废石堆场。

临时卸矸系统形成后，可由铲运机装岩至S6梭车内，由电机车运输至临时卸矸处翻矸进入地面矸石仓，再由自卸式汽车运输至废石堆场。

2、平巷掘砌至N2碹岔并向N14方向施工约15米后，此时分为两条线路施工：

一路向1#矿体（N5方向），装岩设备为P-30耙斗式装岩机；

另一路向2#矿体（N17方向），装岩为铲运机。

两条线路运输及转载设备均采用ZK7-6/250电机车配S6梭式矿车。

直至施工完毕。

3、第二步的2#矿体线路施工完毕后，即可进行2#矿体范围内巷道的清理、水沟浇灌、铺轨架线；

全部巷道施工完进行铺轨架线及采矿准备工作。

4.2施工方法

4.2.1凿岩爆破

采用频率高、冲击力大的YT29气腿式凿岩机打眼，钻杆选用Φ22中空六角钢钎杆，长度2.5m，钎头为Φ38mm“一”字形活动钎头。

炮眼孔径42mm，掏槽眼深2.35m，崩落眼和周边眼眼深2.3m，周边眼间距0.6m左右。

选用2#岩石硝铵炸药，药卷规格Φ32mm×

200mm。

采用菱形掏槽，掏槽眼首段采用正向连续装药结构，辅助眼采用反向连续装药结构，周边眼采用小直径药卷或间隔装药结构。

采用半秒延期非电导爆管起爆，爆破网路采用大并联，39个炮孔分成4组，每组10根导爆管，与起爆管连接。

要确保爆破网络连接正确，导爆管不能打结或拉细，并注意连接次序。

光面爆破工艺流程图详见图4－1；

平巷1A-1A型支护断面炮眼布置详见图4－2；

爆破原始条件详见表4－1；

主要爆破参数详见表4－2；

预期爆破效果详见表4－3。

爆破原始条件表表4-1

名　　　称

单　位

参　数

备　注

净断面

掘进断面

岩石性质

f

10～12

凿岩设备

台

YT29

炸药类型

2#岩石炸药

雷管种类

半秒延期电雷管

爆破参数表表4-2

炮眼

名称

炮眼编号

各圈眼数

炮眼深度（m）

炮眼倾角（m）

各圈直径（m）

各圈眼距（m）

各眼装药量（kg）

起爆顺序

中空眼

2.35

90°

掏槽眼

1~4

2.3

0.2

1.5

Ⅰ

辅助眼

5~9

0.35

1.35

Ⅱ

崩落眼

10~18

0.65

1.2

Ⅲ

周边眼

19~29

88.5°

0.55

0.9

Ⅵ

预期爆破效果表表4—3

项目

单位

参数

炮眼利用率

%

循环进尺

2.2

每循环爆破实体岩石

21.2

每循环炸药消耗量

kg

42.45

单位原岩炸药消耗量

kg/m3

2.0

每米成巷炸药消耗量

kg/m

19.3

单位原岩雷管消耗量

个/m3

1.92

每循环雷管消耗量

个

40

光面爆破工艺流程图图4—1

平巷1A-1A型支护断面炮眼布置图图4—2

根据工程所揭露的岩性特点和爆破实际效果，对爆破参数进行调整。

对于软弱围岩地段，应适当增加导向空孔，少装药、弱爆破，减少爆破对围岩的破坏，提高爆破效果，保证巷道断面的成形质量。

如揭露后岩石稳定性很差，还须减少孔深，降低循环进尺，减少一次爆破的炸药量。

凿岩作业前，检撬浮石，检查上一炮爆破效果。

如果上一炮有超欠挖，根据实际情况适当调整炮眼位置、增减炮眼数量和调整部分炮眼角度，在欠挖处标定出补眼位置，处理欠挖。

当作业面凹凸较大时，按实际情况调整炮眼深度，并相应调整装药量，力求除掏槽眼外的所有炮眼底在同一垂直面上。

钻眼完成后，测量验收炮眼深度和角度，按炮眼布置图进行检查并做好记录，有不符合要求的炮眼要重钻，经检查合格后才能装药爆破。

装药前，清理工作面和炮眼，查清炮孔数目和深度。

控制好各类炮孔装药量，分清导爆管段数，对号入座，光爆孔要同段起爆，装完药，孔口需用炮泥堵塞，炮泥堵塞长度不小于200mm。

4.2.2装岩及运输方案

出碴主要由运输方式决定，运输方式分为有轨和无轨两种。

由于硐口距废石场的距离较远，并且地形复杂，因此硐外合理的运输方式为汽车运输。

为了加快施工进度，降低劳动强度，硐口到N4点的巷道和车场施工采用WJ-2.0柴油铲运机，装岩后直接运至硐口卸入停在硐口附近的10t自卸汽车内，拉到废石场排放。

N16点到2#矿体部分的巷道采用WJ-2.0柴油铲运机将废石卸到S6梭式矿车内，卸碴点设在穿脉巷道内，使铲运机的运输距离控制在经济合理运距100m左右。

从N4点到1#矿体部分的巷道采用P-30耙斗式装岩机装岩，运输设备仍为S6梭式矿车。

由ZK7-6/250电机车牵引1辆S6梭式矿车运至N2点附近，卸到临时废石仓内，废石仓的容积约50m3，容纳2个掘进循环的废石量，这样有效解决了卸碴与运输之间的矛盾，便于施工管理。

废石仓的废石通过振动放矿机装到10t自卸汽车，运输至废石场排放。

4.2.3平巷支护

设计的平巷支护形式为现浇混凝土支护（约832m）及喷射混凝土支护（约880m），其余部分不支护。

4.2.3.1现浇混凝土施工

现浇混凝土施工与掘进施工顺序作业。

支护工作面距掘进工作面的距离根据围岩整体稳定性情况确定，必要时可采用喷射混凝土临时支护，以保持掘砌段长。

采用搅拌站搅拌混凝土，搅拌站设在硐口附近，由1台S500搅拌机，自动计量装置和上料装置组成。

混凝土拌制后装入混凝土运输车送至支护工作面，进行人工上料浇灌。

现浇混凝土采用型钢支架、小型钢作模板，根据我公司施工经验，它具有以下优点：

1、支模快、拆模快，节省工序时间，加快施工进度。

2、支架内具有较大的通过空间，在浇灌混凝土之后可立即进行打眼作业，不必等养护拆模之后，节省辅助工序时间。

3、具有较高的强度和较大的刚度，既能增加重复使用的次数，又能减小变形量，保持混凝土表面的平整度。

混凝土施工应注意的事项：

1、支模前必须仔细检查巷道规格，模板校正每个测点均要在质量标准要求范围之内。

校正合格的模板必须加固牢靠。

模板未校正合格和未进行加固时，不准浇筑混凝土。

2、混凝土必须在支模并检查合格后方可进行混凝土制备，并在混凝土输送过程中保持运输线路畅通，以达到混凝土拌制后以最快速度送到支护工作面，以防浇灌前初凝影响工程质量。

并应保持支护工作面与硐口搅拌站通讯畅通。

3、分层浇筑高度不得超过振捣器作用部分长度1.25倍，浇筑工作连续进行，间歇时间不得超过混凝土初凝时间，超过时要先用镐凿成毛面，用水冲净，铺上一层水泥浆，然后再行浇筑。

4、振捣时要插入下层混凝土50-100mm，每次移动距离不大于振捣器作用半径的1.5倍，振动时间一般为20-30秒，下插要快，上拔要慢，防止留有插孔痕迹，但不要触及模板。

5、巷道浇注接茬时必须振捣严实合口，严密吻合。

6、已经浇筑成形的巷道壁每班必须用工程施工用水洒水养护，使巷道壁保持湿润状态，养护天数不少于14天。

4.2.3.2喷射混凝土施工

喷射混凝土的配合比一般为水泥：

砂子：

石子=1：

2：

2，塌落度为8～12cm。

施工过程中应严格控制配合比及速凝剂的掺量，保证喷射混凝土的强度符合设计要求。

为了减少回弹量和粉尘量，提高施工效率，平巷喷射混凝土支护采用TK-500型湿喷机组。

喷射机摆放在距掘进工作面较近的双轨段内或岔口内，在硐口搅拌好的混凝土通过铲运机或梭车运送至喷射机受料口。

喷射作业前，用风镐处理局部欠挖，撬掉工作面浮石，清理干净受喷面，处理受喷面的滴水和淋水，埋设控制喷射混凝土厚度的标志。

当岩面有较大凹陷处，应予以喷射找平。

喷射时调整水压和水量，使喷射层呈湿润光泽，无干斑或滑移流淌现象。

喷头距工作面距离0.8～1.2m为宜，并随时调整喷射角度，调整好风压，有效控制回弹率。

回弹物不得重新用作喷射混凝土材料，以免影响喷射混凝土质量。

复喷混凝土之前用高压风清理混凝土表面的浮尘。

一次喷射的厚度一般为30～60mm。

在喷射过程中，要随时检测喷层厚度，确保复喷达到设计厚度。

喷射混凝土后，在其终凝1～2h后进行洒水养护，养护时间不小于7d。

喷射混凝土支护工艺流程详见图4—3。

TK-500型湿喷机的主要性能参数表4—4

数量

生产率

m3/h

4~5

骨料最大粒径

mm

液体速凝剂掺量

0~7

混凝土塌落度

cm

6～15

工作风压

MPa

0.5

耗风量

m3/min

输送距离

水平60，垂直20

主电动机功率

kw

外形尺寸

2000*1010*1230

重量

1400

喷射混凝土支护工艺流程图图4—3

4.3铺轨

本工程采用钢筋混