第12章 矿山建设组织管理Word下载.docx
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3.可行性研究
煤炭建设项目可行性研究主要包括矿区建设项目可行性研究和矿井建设项目可行性研究。
矿井可行性研究的主要内容有:
井田概况和建设条件;
井田开拓和开采;
矿井主要设备;
地面各类设施;
建井工期;
技术经济分析与项目经济技术评价等。
4.编制设计文件
设计文件是安排建设项目、组织施工的依据。
设计文件分为矿区总体设计和单项工程设计两类,单项工程设计按建设项目的大小及技术复杂程度,可分为两段或三段设计。
一般项目采用两段设计,技术复杂或采用新工艺、新设备的项目,可采用初步设计、技术设计和施工图设计三阶段。
目前在煤矿建设中,一般取消技术设计阶段。
矿井初步设计的重要目的是确定建设项目的设计能力、场地选择、矿井开拓布置、主要工艺流程等重要的技术经济问题。
施工图设计是在初步设计或技术设计的基础上,将设计的工程形象化,施工图设计是按单位工程编制的,是指导施工的依据。
施工图设计一般包括:
矿井总平面图(开拓系统、巷道布置、采区布置等)、房屋和构筑物的平面图、剖面图、设备安装图及道路、管道、线路施工图以及施工图预算等。
5.制定基本建设计划
建设项目必须具有经过批准的初步设计和总概算,方可列入基本建设计划。
由于煤矿建设项目建设周期比较长,因此项目建设要根据批准的总概算、施工组织设计及长远规划的要求,合理地安排分年度投资计划。
6.建设准备
建设准备工作主要内容有:
征地拆迁、材料设备订货、四通一平,以及进一步进行工程、水文地质勘探,落实建筑材料的供应、组织施工招标等。
7.组织施工
施工是基本建设程序中的一个重要环节,它是落实计划和设计的实践过程。
工程施工要遵循合理的施工顺序,处理好矿建、地面建筑、机电安装三类工程的衔接,狠抓关键工程的施工,确保工程按期高质量地完成。
8.生产准备
生产准备是在工程即将建成前的一段时间,为确保工程建成后尽快投入生产而进行的一系列准备工作,包括建立生产组织机构、人员配备、生产原材料及工器具等的供应、对外协调等内容。
9.竣工验收和交付使用
竣工验收是建设项目在环保、消防、安全、工业卫生等方面达到设计标准,经验合格,试运转正常,且井下、地面生产系统形成,按移交标准确定的工程全部建成,并经质量认证后,方可办理竣工验收。
10.后评估
建设项目竣工验收若干年后,为全面总结该项目从决策、实施到生产经营各时期的成功或失败的经验教训,找出失误的原因,明确责任,提出解决办法,弥补建设与生产的缺陷,需要进行建设项目的后评估工作,其主要内容有:
前期工作评价,建设实施评价和投资效益评价。
第二节矿井施工方案与井筒开工顺序
合理安排矿井建设中矿建、土建和机电安装三大工程的施工顺序,对于缩短建井周期,减少投入,早日投产,发挥投资效益具有重要意义。
确定井巷工程施工方案应坚持的原则是:
①结合矿井实际,以高速度、高质量、少投入快投产为目标;
②以设计为依据,尽可能缩短主要矛盾线及建井工期,以最快的速度完成井筒(平峒)工程,为尽早全面展开井巷与设备安装工程创造条件;
③充分利用空间和时间,组织多头作业、平行作业、交叉作业和不间断施工;
④充分利用永久建筑、构筑物和永久设备凿井;
⑤要追求综合经济效益。
一、矿井施工方案
矿建工程包括井筒、井底车场巷道及峒室、主要石门、运输大巷及采区巷道等全部工程,其中部分工程构成了全矿井延续距离最长,施工需时最长的工程项目,这些项目在总进度计划表上称为主要矛盾线或连锁工程。
如井筒→井底车场重车线→主要石门→运输大巷→采区车场→采区上山→最后一个采区切割巷道或与风井贯通的巷道等,矛盾线上工程项目的施工顺序决定了矿井的施工工期和施工方案。
矿井建设的方案有:
1.单向掘进施工方案
由井筒向采区方单方向顺序掘进主要矛盾线上的工程,即当井筒掘进到底后,由井底车场水平通过车场巷道、石门、主要运输巷道直至采区上山、回风巷及准备巷道,这种施工方案称为单向掘进方案。
其优点是:
建井初期投资少,需要劳动力及施工设备少;
采区巷道容易维护,费用较省;
对测量技术的要求相对较低;
建井施工组织管理工作比较简单。
其缺点是:
建井工期较长;
通风管理工作比较复杂;
安全施工条件较差。
该方案主要适用于:
开采深度不大,井巷工程量小,采用前进式开拓,受施工条件限制,施工力量不足的中小型矿井。
2.对头掘进施工方案
井筒掘进与两翼风井平行施工,并由主、副井井底和两翼风井井底同时对头掘进,即双向或多向掘进主要矛盾线上的井巷工程的施工方案,称为对头掘进方案。
其主要优点是:
采用对角式通风的矿井,利用风井提前开拓采区巷道,可以缩短建井工期,提前移交生产,节约投资;
主副井与风井提前贯通,形成独立完整的通风系统,通风问题易于解决,特别是对沼气矿井的安全生产十分有利,同时增加了安全出口,为安全生产创造了条件;
增大了提升能力,可以缓和后期收尾工程施工与拆除施工设备的矛盾;
采区开拓时上下人员、材料设备的运输很方便。
对头掘进方案的缺点是:
增加了施工设备和临时工程费,需要的劳动力较多;
采区巷道的维护费较大;
施工组织与管理工作比较复杂,对测量技术的要求比较高。
在进行方案比较优化时,可以参考以下措施:
1)增凿措施井筒:
当井筒较浅,表土水文条件简单或在山区建井时,增开井筒或将采区上山或回风巷道延伸到地面,用作措施井;
2)快速贯通掘进,提前准备采区:
依据经验,当井筒深度超过600m、且有较厚的冲积层时,井筒工期一般超过两年,若贯通距离在4000m以上时,贯通距离则需3-5年。
若将采区施工安排在贯通之后,必将拖延建井工期,这显然与辅助系统、配套工程不相适应。
为此,要尽量安排利用风井负责采区施工。
利用风井提前开拓采区。
二、井筒开工顺序
井筒开工顺序的确定的原则是:
技术可行、经济合理、施工方便、准备充分、缩短工期。
同时要考虑各井筒的井口准备情况、各井筒的平面相对位置关系、井筒所穿过地层的工程地质及水文地质条件、精通施工方案、各井筒的比深、各井筒的施工工期、井筒担负井下巷道工程量的大小、井筒永久装备情况、井筒转入平巷时的施工方案、施工设备的装备情况、施工队伍的技术力量等因素。
现场常用的主副井开工顺序有以下几种:
1.主、副、风井顺序开工
其适用条件是:
主井比副井深且施工条件复杂,副井特凿法施工,而主井普通法施工,采区贯通工程量和采区掘进工程量均比较少,井筒穿过地层比较复杂需由一个井筒先施工探明地质情况。
可选择的间隔为:
主井,间隔3个月副井,再间隔3个月风井;
主井,间隔1个月副井,再间隔3-6个月风井;
该开工顺序的优点是:
主副井同在一个广场,主井先开工。
由于一般的主井断面较小,可先行探明地质条件,给副井施工提供经验,由于主井较深便于到底后与副井同时贯通;
风井滞后开工,可以使采区工程一完成就投入生产,避免采取巷道的长期闲置。
缺点是主井到底后与副井贯通施工比较困难,贯通的临时工程较多。
2.主副井同时开工,风井滞后开工
适用条件:
主副井深度基本相同,井筒穿过的地质条件较好,主副井到底时间相当,主副井施工方案相同(但主副井同为冻结凿井时,一般应间隔开工),工业广场准备条件具备,副井井筒较浅,采区贯通工程量较小。
开工间隔时间一般视采区贯通工程量和风井的深度确定,一般可选主副井同时开工后1-6月风井再开工。
井筒组织施工比较容易,井筒能同时到底并及时贯通,贯通临时工程量较小,贯通的辅助施工设施较简单。
缺点是准备工作紧张,若采用特殊凿井时,设备的投入较大,不便协调施工和设备的平衡使用。
3.副、主、风井顺序开工
副井比主井深,井筒穿过地层条件比较明确,副井施工比较复杂,主井相对简单,马头门工程量大,占井筒工期比较长;
采区工程量较小,井巷贯通工程量不大。
可选的开工间隔为,副井开工,1-3个月主井开工,再过2-6个月风井开工。
副井先开工,转入车场施工比较方便,短路贯通工程量较小。
缺点是:
副井先开工,在井筒地层条件不太好时,大断面井筒作为探井施工难度比较大。
4.风主副或风副主顺序开工
采区工程量较大,井巷贯通工程量较大,风井较深,工业广场准备不充分,而矿井建设工期又较紧。
主副井谁先开工,与上述方案1、3考虑的条件相同。
这样安排的优点是:
可以充分利用风井进行巷道的掘进和贯通,采区准备比较快,但当只有一个风井,构不成通分系统时,风井施工井下巷道独头掘进通风距离长,生产条件和安全性不高。
5.风主井(副井)同时开工,副井(主井)滞后开工
主副井谁先开工应考虑哪个井筒比较深,施工比较复杂,则哪个井筒先开工,风井先开工适用于采区工程量较大,巷道贯通工程量较长等条件。
这样有利于井巷贯通并减轻工业广场的准备紧张程度。
6.风井先开工,主副井滞后同时开工
采区工程量较大,而工业广场准备紧张,且矿井建设工期又紧张,井巷贯通工程量较大,主副井施工准备程度相当,比较相近,特别是采区工程量很大,而又有两个风井,风井到底后又便于贯通形成通风系统时,风井先开工将能较好地解决贯通问题,并能缩短主要矛盾线的工期。
采区准备较快,贯通工期较短,巷道施工的队伍容易安排,有利于缩短矿井建设工期。
缺点是采区巷道开拓较早时,维护工作相对复杂。
根据我国多年来的建井实践,采用主副井交错开工的施工顺序比较普遍。
主副井错开施工的时间应根据最优网络而定,大约1-4个月。
先开主井后开副井的方式,要使主副井同时到底,以利于主、副井贯通和主井及时改装罐笼提升,为车场巷道快速施工创造条件。
另外,主井井筒到底的时间与箕斗装载峒室施工顺序有关。
箕斗装载峒室有三种施工顺序:
一是与主井井筒及其峒室一次施工完毕,工期较长;
二是主井井筒一次掘到底,预留峒口,待副井罐笼投入使用后,在主井井塔施工的同时完成峒室工程;
三是主井井筒第一次掘砌到运输水平,待副井罐笼提升后,施工下段井筒,箕斗装载峒室与该段井筒一次作完,这种方式只有在井底部分地质条件特别复杂时才采用。
施工经验表明,采用先主井、后副井开工的顺序,并且主副井井筒一次到底、预留箕斗装载峒室,采用平行交叉施工的方案,对缩短建井总工期比较有利。
第三节矿建工程施工组织
一、矿井建设工期的概念
煤矿矿井建设,从土地征购办理完毕、施工人员进入现场起,到一个井筒正式开工之日止,为施工准备期。
一个井筒(主井或副井)正式开工的条件是:
立井,要做好锁口,立好井架并安装好天轮平台、卸矸台及凿井吊盘;
斜井与平峒,要完成井口(峒口)明槽掘砌。
当井筒需要采用特殊施工方法通过表土层或含水岩层时,其相应准备工作也要在施工准备期完成。
从矿井第一个井筒开工之日起,至矿井按设计规定投产时所应完成的矿建工程、土建工程、设备安装工程、管线路敷设工程和联合试运转所需要的时间,称为矿井建设投产前施工期,或称投产工期。
矿井移交投产,按我国现行办法,不是要求达到设计能力才能移交投产,而是按规定的投产标准移交。
投产后按设计要求还有部分工程量,为完成这些工程量的工期,称为投产后达到设计能力工期,或称投产后工期。
施工准备期、投产工期与投产后工期之和,即为矿井建设总工期。
二、矿井建设施工准备
矿井开工前的准备工作包括:
组织准备、技术准备、工程准备、特殊凿井的施工准备、劳动力组织和对外协调等。
1.组织准备
组建项目管理机构,根据实际情况组成项目经理部或筹建处;
明确工作内容和责任;
明确人员职责与分工。
目前矿井建设的组织管理模式为项目业主、监理单位、承包商(施工单位)三位一体的管理模式,如图12-1所示。
图12-1矿井建设组织管理模式
2.技术准备工作
矿井施工前期的技术准备工作主要有:
勘察工作、设计准备工作和招标工作等。
3.工程准备工作
包括测量工作、工业场地平整及障碍物拆除、四通工作、生活服务设施、生产服务设施、生产辅助设施、井筒特殊施工条件、井口生产设施工程、非标准件加工、材料及设备以及其他准备等。
4.特殊凿井的施工准备
常用的特殊凿井方法有冻结法、淹水沉井法、帷幕施工法、地面预注浆以及钻井法等。
根据所采用的特殊凿井方法的不同,其准备工作的内容也不同。
5.物资准备
主要包括井筒开工需要的设备及矿井开工需要的钢材、木材、水泥、土产材料、二、三类物资等的供应。
物资准备要求作到既保证施工的需要,又要避免积压浪费。
6.施工劳动力的准备
7.对外协作工作
三、井筒施工及井巷过渡
当井筒掘到井底之后,为了及时转入井底车场及主要巷道的施工,必须对井上下掘进井筒所用的设备和施工组织等加以改组,以适应巷道施工的需要。
为此,往往需要占用一段时间。
我国现场将井筒施工转入井底车场平巷施工的时期称为“井巷过渡期”。
国内外建井经验表明,加速过渡期设备的改装,是保证建井第二期工程顺利开工和缩短建井总工期的关键之一。
井巷过渡期并没有一个明显的时间界限。
但是过渡期的主要内容是比较明确的,其中主要的有,主副井短路贯通,服务于井筒掘进用的提升、通风、排水和压气设备的改装,井下运输、供水及供电系统的建立,劳动组织的变换等。
1.主副井短路贯通
主,副井井筒施工到井底车场水平后,应首先进行短路贯通。
以便为提升、通风,排水等设施的迅速改装创造条件。
设计单位所提供的井底车场施工图中一般不考虑短路贯通的问题。
施工单位为了创造短路,常在主、副井之间掘一条临时巷道,图12-2的虚线为常见的短路贯通的临时巷道。
图12-2短路贯通临时巷道
1-主井;
2-副井;
3-贯通巷道;
4-翻笼峒室;
5-等候室
选择临时贯通巷道时,应考虑的原则是:
主副井之间的贯通距离最短,弯曲最少,便于车场施工初期两井之间的运输调车;
巷道位置要考虑主井临时改装时地提升方位和二期工程重车主要出车方向;
应充分利用矿井设计中原有的辅助峒室和巷道,如无辅助峒室和巷道可以利用,则应注意所开临时巷道在今后生产期间的充分利用,以减少施工费用;
与永久巷道或峒室之间应留有足够的安全岩柱。
2.提升设施的改装
由立井掘进过渡到井底车场及开拓巷道时,提升矸石量、下送材料设备及人员上下增多,需要的提升能力一般为井筒掘进时期的3-4倍。
另外,转入平巷施工时采用矿车运输,要与吊桶提升相结合,困难很多,因此,一般情况下,必须先有一个井筒改装成罐笼,以加大提升能力。
改装的主要原则是:
1)保证过渡期短,使井底车场主要巷道能顺利的早日开工;
2)使主副井井筒永久装备的安装和提升设施的改装相互衔接;
3)改装后的提升设备应能保证井底车场及巷道开拓期全部的提升任务。
提升设施改装常用的方式有以下两种:
(1)主井-副井的改装顺序
两个井筒同时到底后,主井改装为临时罐笼。
同时,副井向主井短路贯通,副并暂用V形矿车通过溜槽向副井吊桶内翻矸。
因为设计凿井设备布置时已考虑到提升改装这个因素,改装工作只要半个月左右即可完成。
一旦主井临时罐笼能正常运转可以担负井下施工的提升任务后,副井即停下来,进行永久提升设施安装,包括:
换永久井架(或井塔),安永久提升机,装备井筒,挂罐笼,试运转等,并一次建成井口房。
用钢井架,一般提升机,此阶段约需半年左右,用井塔,多绳摩擦轮提升机,一般需时1年左右。
等副井安装完毕能担负井下施工任务时,主井再拆去临时罐笼,进行永久提升设备安装。
其中副井投入使用的时间最迟应在主副井与风井贯通前。
这种改装方案的特点是:
随着主副井提升的交替转换,提升能力在不断增加,副井吊桶提升为井下施工服务的时间很短,待主井换用临时罐笼后,基本上可以满足井底车场施工的需要。
到车场施工全面展开,井下机电安装已经开始,需要更大的提升能力时,副井的永久罐笼已交付使用了。
因此,一般情况下,我国多数矿井的施工都选用这种提升改装方案。
另外,为了给主井提前改装临时罐笼创造条件,主井开工的时间一般应比副井早1-4个月。
(2)副井—主井的改装顺序
为了使改装工作简化,主副井贯通后,首先把副井停下来进行永久提升设备安装,一次完成。
在副井安装的这段时间内,井底车场施工的提升任务暂由主井的吊桶提升来维持。
待副井安装完毕运转正常后,主井再停下来进行永久提升设备安装。
这个方案的最大不足之处是吊桶提升为车场施工服务的时间过长,尽管可在井底设临时卸矸台,但是提升仍受限制,大型设备下放不方便,人员上下也不安全。
因此,只有当主井原来使用两套单吊桶或一套双吊桶,提升能力较大时,才可考虑采用这种方案。
采用临时罐笼提升时,井下的出车方式对提升能力有很大的影响。
我国箕斗主井井筒在井底车场水平往往仅有一条与井筒梯子间相通的小断面单侧绕道,为了向临时罐笼进出车,则必须把原小断面绕道扩大或另掘一、二段巷道与主井相通。
按照临时罐笼提升中心线与永久箕斗提升中心线的相互关系和井下出车方式,主井临时罐笼出车布置有下列几种:
1)垂直式单向出车(图12-3)。
这种方式仅需扩大原设计中的人行绕道,工程量较小。
同时由于临时罐笼提升中心线与永久箕斗提升中心线互相垂直,地面临时绞车的布置不影响永久工程施工,因此采用较多,但是,它是单向出车,提升能力受限制。
2)垂直式双向出车(图12-4)。
这种出车方式通过能力较大,能增加掘进工作面个数,有利于组织车场快速施工。
但是与单向出车相比,它需要多增加一段临时巷道。
图12-3垂直式单向出车图12-4垂直式双向出车
2-人行道;
3-主井运输道1一主井;
2一翻笼蛔室,副井通道4一副井运箱道;
5一主副井贯通巷道
3)平行式单向出车(图12-5)。
吊捅、临时罐笼和安装罐道的吊架可能共同使用一对天轮,不必改装,吊桶位置正对着箕斗装载峒室,对箕斗装载峒室的施工比较方便,临时罐笼可以利用永久罐道以提高其运行速度。
缺点是;
主井中心线到翻笼峒室的轨道中心线的距离一般为7-12m,辅助巷道短,曲率半径小,调车比较困难,单向进出车,使提升能力受限制;
辅助巷道在煤仓上部通过,若岩石松软,会使煤仓施工困难;
由于主井临时罐笼提升中心线与箕斗提升中心线一致,和永久绞车房及胶带走廓的施工可能发生矛盾。
4)平行式双向出车(图12-6)。
这种方式只有当主井位于主井空重车线与副井空重车线之间时才有可能。
其优缺点除进出车调度比较方便,提升效率比较高,但需增加一段临时巷道外,其余和单向出车方式相同。
图12-5平行式单向出车图12-6平行式双向出车
2-单侧绕道;
1-主井;
3-辅助巷道
3-辅助巷道4-主井运输巷4-主井运输巷,5-转盘
3.运输与运输系统的变换
井巷过渡期运输与运输系统的变换,按照主井改装临时罐笼来考虑时,一般可分三个阶段:
1)主副井未贯通期:
主副井到底后,在进行主副井贯通巷道掘进时,一般仍用吊桶提升。
当运输距离在7.Om以内时,可将矸石直接装入吊桶,当运输距离大于7.Om以工时,应铺设轨道以便运输。
因这一时期很短,所以采用的运输方法及设备应愈简单愈好。
2)副井吊桶提升期:
这一时期是指主副井贯通后主井正进行改装,运输距离一般在30-100m,故多采用V形矿车,其容积为6m3,运输比较轻便灵活。
巷道的各直角交叉点处可铺设调车用的转盘。
矸石用V形车翻装到吊桶内,地面的排矸运输系统与凿井时期相同。
3)主井临时罐笼提升期:
这一时期副井正进行永久改装,工作面个数一般是5-7个,运输距离在200-300m以上,这时已经使用了临时罐笼,故多采用1吨U形矿车。
同时在地面设有临时翻罐笼进行翻矸,从翻罐笼到排矸场之间用V形矿车进行运输排矸。
直到副井永久安装完毕,才停止主井临时罐笼提升,使用副井永久罐笼(或永久罐道临时罐笼)提升,这时井上下运输工作已大为改善。
4.通风设施的改装
井底车场掘进时期,通风工作的设计和组织是否合理,将会直接影响到工程的顺利施工和工作安全。
尤其是在开展多工作面掘进时,这项工作更显得重要,必须给予足够的重视。
当主副井未贯通前,仍然是利用原来凿井时的通风设备进行通风,但需将风筒接长到各掘进工作面。
主副井贯通后,应迅速改装通风设施,使之形成主井进风,副井出风系统。
通风设施的改装有两个方案:
1)首先拆除主井的风筒,只保留副井的风筒,并将副井的风筒接长,在主、副井贯通连络巷内,修建临时风门。
为了克服较大阻力就要加大风压,必要时可把原为主副井分别通风的两台局扇串联使用,并改为抽出式通风系统,如图12-7a所示。
这样改装工作很简单,也便于通风管理,它适用于井深200m以内的浅井。
2)将主副井内原有的风筒分别拆除,然后将主要扇风机移到井下主副井贯通连络巷内,仍保持主井进风,副井出风的通风系统,如图12-7b所示。
这个方案,虽然增加改装工作,但便于密闭,能增加有效风量,两个井筒内均无风筒,通风阻力较小,对井筒改装工作也有利。
对独头巷道,可以安设局部扇风机辅助通风。
这个方案适用于深井条件。
图12-7主副井贯通后通风设施的改装
a-局部扇风机安装在地面b-局部扇风机安装在井下
3-局部扇风机;
4-风筒
在设计通风系统时,应注意同时串联通风的工作面数最多不超过三个。
超过时,各工作面爆破顺序必须由里到外先后进行,人员应同时全部撒出。
有时为了改善通风效果,避免多工作面串风,可采用抽出式通风或增开辅助巷道。
尽量避免把风门设置在运输繁忙的巷道内。
5.排水设施的改装
由立井掘进过渡到井底车场及平巷掘进的排水工作是比较简单的,一般可分为三个主要阶段:
1)主副井联络巷未贯通前:
这个阶段仍然利用原有的凿井吊泵,分别由主副井水窝往外排水。
2)主副井贯通后,主井提升设备改装阶段:
这个阶段除主井排水吊泵,主井用卧泵排到副井井底,然后共同利用副井吊泵向外排水,涌水量大则改用卧泵排水。
3)主井临时罐笼提升,副井进行永久装备阶段:
此阶段可在副井马头门外安设临时卧泵,从副井井底吸水,经敷设在联络巷道和主井井筒中的排水管将水排出地表。
这时,井底车场和平巷掘进的涌水都汇集到主副井井底。
当涌水量甚大时,需要把主、副井联络巷扩大—段,作为临时泵房和变电
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- 第12章 矿山建设组织管理 12 矿山 建设 组织 管理