斜矿风井施工组织设计Word格式.docx
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以该矿使用的国家高程系,按四等水准测量要求,标定回风立井口设计标高:
+381.939m。
4、井筒施工测量:
采用长钢丝下线的普通方法指导井筒掘砌施工。
5、导入标高与回风立井井底连接处给向:
当井筒施工距回风立井井底连接处顶2m位置时进行导入标高工作,使其正确控制回风立井井底连接处顶板高度,导入高程时,必须独立进行两次,两次导入高程的相对互差不得大于井筒深度的1/8000。
回风立井井底连接处给向:
根据回风立井井底连接处设计方位角,在地面锁口盘上标出设计方位角,并在此方向线上标出两个下线点,将其设计方位用两根长钢丝传递到井下,移至回风立井井底连接处上方两侧井壁上,以此方向指导回风立井井底连接处短距离掘砌施工。
第四章施工准备
第一节四通一平
一、交通
回风立井位于缸沟矿工业广场,达到运输条件。
二、施工电源
在距井口西50m处的缸沟矿变电所加装配电盘,由此处出线供给施工用电。
三、供排水
生活及部分工业用水采用缸沟矿水源。
在工业广场适当位置放一个10m3左右的水箱供生活及工业用水。
四、通讯
利用移动电话与外界联系。
五、场地平整
人员入场前应作好工业广场的平整工作,把老井口标高下移至现澡堂地坪标高。
1、首先拆除老井筒中的稳绳,把罐笼吊走;
2、然后拆除老井架;
3、把井筒四周的虚矸用铲车推到井筒南侧沟中;
4、在+379m位置在井壁上打四个洞穿上I20工字钢,棚上7cm厚木板;
5、把井筒中的管路和电缆固定在工字钢梁上;
6、拆除老井壁至+379m处。
第二节大临工程
开工前,场地平整好,需修建一些必要的大临工程,主要是:
搅拌站、轻型井架基础及安装、稳车基础及安装、压风机安装、供电系统安装、材料库、水泥库、办公室等设备及设施。
根据现场的实际情况,可以首先考虑搅拌站的安装;
井架基础、供电系统、水泥库同时施工;
稳车基础与压风机安装、井架安装同时施工;
以后逐渐施工出办公室等设施。
将所有系统形成。
第三节地面供料系统
在井筒施工期间,其他地面供料系统采用集中搅拌砼供料的方法,在井架一侧紧靠料场旁边布置一座砼搅拌站。
料场占地面积为100m2,场地平整后,上部铺砂即可。
在搅拌站一旁建一座库容量为20t的水泥库,以便贮存水泥。
第五章井筒掘砌施工
第一节表土段及基岩风化带施工
一、施工方案
根据回风立井预想地质资料,该井筒表土稳定性较差,同时考虑到现有队伍的素质和现有装备的情况,决定采用一次树立井架,一台Φ1m绞车配0.75m3吊桶提升,组合金属模板砌壁的方案,进行短段掘砌混合作业。
7.4m临时锁口段采用红砖砌井壁1000mm厚,进入永久段按设计荒断面掘砌。
二、施工方法
1、临时锁口施工
⑴首先按设计的临时锁口荒径向下挖2m,把老井壁保留,起到防护作用,随后用红砖水泥砂浆砌筑临时锁口。
⑵把直径为1.9m的双层吊盘挂上下放到老井筒内。
⑶安设封口盘,挂吊桶。
⑷人下到吊盘上把老井壁拆除,用吊桶把拆除的废料提至地面。
⑸把井筒等分成六等份,采用跳槽掘砌,掘砌段高为1m,按此方法把临时锁口施工完。
2、表土段及基岩风化段施工
⑴采用风镐掘进,人工装岩。
⑵提升、排矸:
采用JK100-800型提升绞车配0.75m3吊桶提升,人工装岩。
⑶支护:
表土段施工较稳定的土层采用挂网锚喷临时支护。
砌壁采用装配式金属模板,模板高度1m,够一段即停止掘进,按设计立模浇注砼井壁,施工至壁座位置时其结构按照设计与井筒一并施工(壁座的实际位置视岩性情况与甲方、监理共同商定)。
三、通风:
前期在地面适当位置安设两台11kW局扇(一台备用)配备Φ400mm的钢骨架胶质筒压入式通风。
四、井壁设计砼标号C30,设计砼配合比为:
水泥:
砂:
石1:
1.72:
3.5,水灰比0.51(重量比)。
选用材料为:
水泥:
42.5级普通硅酸盐水泥
砂子:
河砂,中等粒径,比重1.65kg/升
石子:
粒径20~40mm的石子,比重:
1.6kg/升
水:
经过净化处理的地下水。
要求所用的水泥必须有出厂合格证,不得使用过期、变质结块或无出厂合格证的水泥,所用的砂、石必须经过筛洗,砂石不准有杂物、泥土,否则不准使用。
井筒施工前,要对砼进行现场配合比试验,试验合格后方可使用,以确保工程质量。
第二节基岩段施工
一、施工方案的选择
白坪矿中央采区回风立井井筒全深91.939m(含临时锁口),净径4m。
其中基岩段深52m,砼壁厚300mm,根据该井筒的施工条件、施工队伍的技术水平和机械装备情况,采用风镐配合放震动炮方法掘进,人工配合0.75m3的吊桶出碴,段高1m装配式金属模板浇注砼井壁,选用一套单钩提升,自翻式吊桶,4T自卸汽车运碴的混合作业施工方案。
劳动组织方式采用3个专业班滚班作业。
二、机械化配套设备及掘砌施工
1.轻型凿井井架,一套单钩提升,提升机为JK1000-800型绞车配0.75m3吊桶出碴。
2.掘进:
采用风镐掘进,风镐采不动的地方采用放振动炮的方法松动围岩,风镐配合掘进。
3.支护:
砌壁采用装配式金属模板,有效成井段高1m,砼制作在地面集中搅拌钻,经Φ159mm输料管送至井筒工作面浇注砼井壁。
当井筒穿破碎带、煤层或过构造等岩层不稳定时增加锚网(喷)临时支护,支护参数同表土施工临时支护参数。
4.防治水:
采用注、封、截、排的综合方式防治水措施。
5.其它;
选用KJTX-JX-1型煤矿井筒通讯信号机,井筒防爆投光灯。
二、作业工艺流程
采用两掘一砌的混合滚班作业方式,即掘进两次,砌壁一次,施工工艺流程如下图:
井筒施工工艺流程
风镐掘进(或风镐掘进配合放振动炮)→通风扫盘→出碴→清底
风镐掘进(或风镐掘进配合放振动炮)→通风扫盘→出碴至2m→立模打灰2m→出碴清底
三、主要工序及施工方法
㈠风镐掘进或风镐配合放振动炮掘进
因为是扩砌井筒,切井筒内的电缆、水管需要防护,故掘进尽量采用风镐,风镐采不动的地方可以打眼放炮,眼深1.2m,每眼装药量不超过100克,炮眼间距不大于350mm。
㈡出碴、排矸
风镐能采动的地方边采边把矸石装入吊桶,提升至地面。
若放振动炮,爆破后,通风不少于40分钟,从井口到井底工作面自上而下对井筒内有可能造成积碴的部位进行清扫,尤其是上层保护盘要清扫干净。
人员到达工作面后,先检查爆破情况收集起放炮母线。
㈢井壁的临时支护
根据《煤矿安全规程》规定,立井永久支护或临时支护到井筒工作面之间的距离有明确规定,且必须制订好防止片帮措施,因此结合我处立井施工的成功经验,其防止片帮措施为:
当井壁裸露工作面后,在出碴的同时对岩帮进行敲找,若岩帮不稳定在找帮时有大面积片落或围岩较软、断层风化带及煤层时采用锚网(喷)临时支护,锚杆采用Φ16×
1600mm管缝式锚杆,间排距800×
800mm布置,铺设δ=4mm的金属网,网压茬100mm。
当岩层稳定时,将岩帮的活矸危石打掉,不再进行临时支护。
㈣永久支护
1.立模
工作面空帮距离满足立模高度2m时,岩帮经投尺测量均不小于设计荒径,平整井壁下的矸石面,四周范围内的矸石面平整同一水平,平铺水平板及黄砂,下放装配式模板组装,下放测量井筒的中心线,先调平模板,尔后在模板的上下沿处按井筒测量中心线分别测量模板各个方位上的二组数据满足验收的规范要求,此时模板已经找正,再按测量中心线检查模板上下沿处的模板尺寸,满足验收规范要求时,用木撑固定模板,做好原始测量数据记录。
模板与水平板间的缝隙用砂子堵塞,完成立模工序。
2.浇注井壁砼
下放工作台板,在模板上口处搭设工作台,开动地面集中搅拌站的搅拌机系统,按设计配合比拌制,砼用Φ159mm输料管经 回风立井送至工作面,井下打灰班人员按照一次浇注砼井壁厚度300mm的要求,对称均匀地将砼倒入模板输料口入模,浇注砼的同时,由专人负责用振动棒按300~500mm一个插点进行捣固,振捣至砼表面返浆无泡沫为止。
按以上工序及方法浇注完砼全模段高1m。
然后再接模浇注至2m。
3.封口
采用折页模封口,即先将折页模板打开一个,其余全部合上,用铁锹向拱形的折页板里充填砼浆液,该溜灰孔处灰浆饱满后,关上折页板,用木楔顶紧,再打开其它未浇砼的折页板,按上述方法依次将接口处浇注完成。
做到砼井壁表面平整园,不准有出台离缝现象。
第三节井筒中排水管路和电缆的防护
原井筒中布置有三趟排水管路和两趟动力电缆,在施工中不能遭到破坏,我们采用塑料软管对其进行防护,把塑料软管劈开,然后包裹住排水管和电缆,再用卡箍卡住塑料管,间距为2m一个,防护段高为10m,随着工作面的向下推进,防护塑料管也随之向下移动。
第六章 通风
一、通风方式的选择
白坪矿中央采区回风立井井深91.939m,掘进断面16.61㎡,净断面12.56㎡。
放振动炮时全断面一次爆破炸药消耗量为3kg,采用压入式通风,井筒施工期用2台11kW轴流风机并联安装(一台备用)。
Φ0.4m钢骨架胶质风筒向工作面供风。
二、工作面所需风量计算:
1.按工作面最多人数计算
Q=4N=4×
12=48m3/min
式中:
4——每人每分钟所需风量
N——工作面同时工作最多人数,取N=12人。
2.按排除炮烟计算
由于选用胶皮风筒,供风总长度92m,则取百米漏风率P100=5%
计算漏风系数:
P=1/[1-(H/100×
P100)]=1/[1-(92/100×
5%)]=1.05
P——漏风系数
P100——百米漏风率
H——风筒供风长度
取风筒口距工作面的距离等于风流有效射程
即:
t=4A=4×
16.61=66.44(m)
t——风流有效射程
A——掘进井筒断面
由t/2D=66.44/2×
0.4=13.29
L——同上
D——风筒直径,m
则:
紊流扩散系数,取K=0.6
临界长度
L=13.29×
[(GbK)/(AP2)]
=13.29×
[(3×
40×
0.6)/(16.61×
1.052)]
=52.25(m)
L——临界长度,米
G——同时爆破的炸药量,取G=3kg
b——炸药爆炸时的有害气体生成量取b=40
K——紊流扩散系数取K=0.6
A——井筒断面积 A=16.61m2
P——风筒漏风系数 P=1.05
由于井筒最大涌水量大于10m3/小时 则φ=0.1
Q=2.25/t×
3[G(AL)2φb]/p2
=2.25/40×
3[3×
(16.61×
52.25)2×
0.1×
40]/1.052
=11.34m3/min
t——通风时间取40分钟
G、A、L、P同上。
3.按允许最低风速计算
Q=A×
V=60×
16.61×
0.15=149.5m3/分
A同上
V——允许最低风速 取V=0.15米/秒
根据以上计算可得,应取最低风速计算的风量
Q=149.5m3/分
三、计算局部扇风机的风量
Qm=PQ=1.05×
299=157m3/分,或2.62m3/秒
Qm——局部扇风机风量
P、Q同上
四、计算风筒通风阻力
选用直径D=400mm的胶皮风筒,则胶皮筒摩擦阻力系数取
α=0.00284kg/m3
Rf=6.5×
(αH)/D5
=6.5×
(0.00284×
90)/0.45
=28.17NS2/m8
Rf——风筒的摩擦风阻,NS2/m8
α——风筒的摩擦阻力系数kg/m3
H——风筒全长 m
D——风筒直径 m
另外,按2个弯头考虑,则风筒局部风阻
Rf局=§
×
(1/D4)=1.4×
1/0.44=3.42N\S2/m8
式中§
——拐弯处局部阻力系数 §
=1.4
D——风筒直径
风筒总阻力:
hT=(R1+R2局)Qm×
Q
=(28.17+2×
3.42)×
(157/60×
150/60)
=1350(Pa)
风筒分风口的阻力:
hx0=§
0×
Q2/D4=1×
[(150/60)2/0.44]=70.75(Pa)
局部扇风机的全风压为:
hmt=ht+hxo=1350+70.75=1420.75(Pa)
ht——
风筒总阻力
hxo——风筒出风口阻力
§
0——风筒出风口局部阻力系数 取§
0=1
Q、D同上
五、局部扇风机选型
局部扇风机的工作风阻为:
Rmt=hmt/Q2m=90/(157/60)2=4.57NS2/m8
通过上述计算,配一台11kW风机运转,采用直径为φ400mm的风筒。
风量可满足要求。
六、白坪回风立井井筒施工,通风采用压入式通风,风机采用并联安装(一台备用)供风,井筒风筒采用井壁固定,出井口后拐曲线到地面与风机联接,风筒接头要求要严密,不反接,无破口,反压宽度不得小于80mm,固定牢固,无折皱。
施工中要加强风筒管理,专人检查维修风筒,发现破口及时缝补。
第七章 白坪矿中央采区回风立井施工设备与设施
第一节 井架及天轮平台
为了满足自卸汽车排矸,对井架高度的要求,选用自制轻型钢管凿井金属井架。
该井架自重:
14.2吨,最大静悬吊荷重:
54吨,天轮平台中心距:
3.5m×
3.5m,底跨中心距:
6m×
6m,全高:
12m。
第二节 提升系统选型
1.提升绞车及容器
提升绞车型号为:
JK100-800,最大静张力:
2500kg,电动机功率:
40kW,最大绳速:
1.5m/s,总重:
(不包括电器设备)1200kg。
1〉钩头:
选用3.5t钩头,钩头装置高度:
2169mm,重量:
190kg。
2〉吊桶:
选用0.75m3矸石吊桶,承担立井施工的矸石、人员和物料的运输任务,该吊桶全高:
1921mm,桶体外径:
φ850mm,自重:
350kg。
2.钢丝绳选型
钢丝绳终端荷重:
1〉提升钢丝绳终端荷重:
Q0=Q吊+Q钩
=1565+190=1755kg
2〉所需钢丝绳单重PS
H0=Hsh+HJ=100+12=112m
PS=Q0/(110×
σβ/ma-H0)=1755/(110×
160/7.5-112)
=0.79kg/m
3〉根据验算选用6×
19-φ18-1570特型多层股不旋转钢丝绳
PSB=1.19kg/mQd=17040.82kg
4〉安全系数验算
提矸石时最大静荷重为:
Q总=QO+HO.PSB(绳重)=1755+112×
1.19=1882.28kg
m物=Qd/Q总=9.05>
ma=7.5
m人=Qd/(n.g+Qm+Q绳)=17040.82/(4×
70+540+133.28)
=17040.82/953.28=17.86>
ma=9
符合要求。
3.天轮的选择
根据提升天轮直径大于钢丝绳直径60倍,并且大于最粗钢丝绳直径900倍的规定,提升选用φ1.5m提升天轮(φ18钢丝绳、ds=1.2mm)
4.提升能力
提升使用0.75m3吊桶,单钩提升,采用九阶段速度图运行。
无稳绳段a≤0.3m/s2V=2m/s
有稳绳段a=0.5m/s2 过井盖门V=0.5m/s
过吊盘段 V=1m/s
摘挂钩时间:
90s
0.75m3吊桶单钩提升能力表
井筒深度m
100
提升能m3/h
6.2
第三节吊盘及悬吊设施
1.吊盘分保护盘和工作盘,保护盘一层,工作盘两层,保护盘的主梁和付梁采用工字钢I20a,圈梁采用槽钢[12,盘面铺设网纹钢板δ=4mm。
工作盘上层的主梁和付梁采用,圈梁采用槽钢[16;
工作盘下层的主梁和付梁采用工字钢I14a,圈梁采用槽钢[12,保护盘直径φ3.6m,工作盘直径φ1.9m,保护盘和工作盘上层间距6m,采用钢丝绳软连;
工作盘上下层采用工字钢I14a连接,间距3m,上下层之间有梯子相通。
总重约5t。
采用双绳悬吊。
工作盘上设风包和分风器。
工作盘上、下盘面分别用四个螺旋撑紧装置固定,上下层盘设档碴板。
2.凿井绞车的选型
选用两台单10t凿井绞车悬吊吊盘,稳车型号:
JZ-10/600。
3.钢丝绳的选型
1〉钢丝绳终端荷重:
Q0=1/2(Q盘+Q矸+Q包+Q人)
=1/2(5000+3000+50+80×
12)=1/2×
9010
=4505kg
2〉所需钢丝绳单重:
PS=QO/(110×
δβ/ma-HO)=4505/(110×
155/7.5-112)=2.08kg
19-φ26-155钢丝绳150m两根
PSB=2.33kg/mQd=35918kg
m=Qa/QO=35918/4505=7.97>
5〉天轮:
根据悬吊天轮直径与钢丝绳直径之比不应小于20倍,并且不应小于最粗钢丝直径300倍的规定,6×
19-φ26-155钢丝绳的钢丝:
ds=1.2mm,故吊盘悬吊天轮选用φ600mm单槽天轮两套。
第四节输料管的悬吊
根据施工需要,井筒内布置一趟φ159×
5mm的无缝钢管作为输料管,以满足在施工中浇筑砼的需要。
一、悬吊钢丝绳的选型
1.悬吊钢丝绳的终端荷重
QO=1/2(Q缓+Q管+Q法+Q卡+Q砼)
=1/2(80+1900+120+140+5024)
=3632kg
2.所需钢丝绳单重
ps=QO÷
(110×
δβ/ma-HO)=3632/(110×
155/6-112)
=1.33kg/m
根据计算选用6×
19-φ28-155I型150m的钢丝绳二根
PSB=2.82kg/mQd=41429kg
3.安全系数检验
M=Qd/(QO+PSB.H0)=41429/(3632+2.82×
112)=10.5>
ma=6
符合要求
二、稳车及悬吊天轮的选择
根据悬吊的荷重,选用JZ2-10-600型双滚筒稳车一台。
根据“悬吊天轮直径与钢丝绳直径之比水应小于20倍,并且不应小于最粗钢丝直径300倍”的规定,6×
19-φ28-155I钢丝绳的钢丝:
ds=1.2mm,故:
悬吊天轮选用2×
φ0.6m的双槽重型天轮1套。
第五节胶质风筒的布置
选用一趟φ400mm金属骨架胶质风筒,该风筒每间隔5m设一个φ400mm粗钢筋做成的金属圈。
风筒采用井壁固定,即用φ12的膨胀螺栓把金属圈固定在井壁上。
第六节供风管路的布置
根据井筒施工需要选用一趟φ108mm的塑料高压管向下供风,压风管采用井壁固定方式,固定方法同风筒。
第七节信号、照明和通讯
井筒内设一趟信号电缆,规格为:
KVV10×
1.5,一趟照明电缆,规格:
U-3×
10+1×
6,一趟通讯电缆,规格为:
HUV-5×
0.79,三趟电缆沿井壁下放,JX-型信号机作为提升信号和井下通讯。
吊盘上用2个灯伞照明。
第八节压风
在井口东侧安装两台6m3空压机,其中一台为备用,利用井壁固定的压风管向井下供压风,吊盘上设风包和分风器。
一、压风风量的确定
根据查资料(井巷施工实用手册)所用风镐耗风量0.8m3/分.台,所以选择两台6m3压风机,该机配套电机功率30kW,电压380V。
二、管路的选择
根据用风量查表,采用φ108塑料高压管作为输送管路。
第九节供电
由矿方提供6kV线路架设到工业广场变电所,我处安装3块低压盘供低压出线即可。
白坪矿回风立井低压用电容量表(380V)
序号
名称
型号
单位
数量
容量(kW)
备注
1
提升机
JK100-800
台
40
2
压风机
6m3
30
3
搅拌站
JS-1000
套
7.5
4
稳车
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