副斜井施工组织设计1.docx
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副斜井施工组织设计1.docx
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副斜井施工组织设计1
菁蒿焉煤业有限公司副斜井工程
施工组织设计
第一章工程设计概况
一、编制依据
(一)、菁蒿焉煤业有限公司机械化采煤升级改造项目招标文件。
(二)、主要适用的验评标准及验收规范
1《矿山井巷工程施工及验收规范》GBJ213-90
2《煤矿井巷工程质量检验评定标准》(MT5009-94)
3《生产矿井质量标准化标准》
4《煤矿安全规程》2007年版
二、工程概况
2标段:
菁蒿焉煤业有限公司副斜井工程明细:
(1)井筒:
断面:
10.06m2,倾角:
23°长度:
234.35m
(2)表土段长度:
102.92m
(3)岩性:
泥岩、砂岩
(4)预计涌水量:
5m3/t
(5)支护形式:
砌碹102.92m,锚喷131.43m
(6)工期要求:
总工期3个月,单进要求:
100m/月
(7)排矸方式:
由汽车运至指定地点。
三、施工方案选择
根据副斜井的工程特征、地质状况、施工设备和操作技术等因素,确定施工方案为:
副斜井表土段前3m施工采用明槽开挖,根据土质情况放边坡或板桩临时支护,一次支模板浇筑混凝土段长2.4~3.6米,风化基岩段根据围岩情况采取采取松动爆破、架棚或锚喷临时支护,提升选用Φ2.0m绞车提升,2m3箕斗运输,0.3m3扒斗机装岩出碴,一次成巷。
第二章施工组织保证措施
根据工程工期紧的特点,成立菁蒿焉煤业有限公司副斜井矿建工程项目部,组建精干的项目领导班子,高效的办事机构,特别能战斗的技术工人,参加本项目的施工。
为确保该工程施工的顺利进行,特制定保证措施如下:
一、实施科学管理、系统管理、目标管理等有条不紊的施工管理,主要是抓好人、财、物的合理配置和使用,根据施工具体情况,周密计算,详细地排出形象进度计划,抓住关键工序,对影响到总工期的工序和作业环节给予人力和物力的充分保证,确保总进度计划的顺利完成。
二、选用最优的施工方法和先进的施工工艺,使操作方法规范化、标准化,提高劳动生产率,加快施工速度,保证施工质量,缩短施工工期。
三、组织项目工程平行作业、交叉作业、充分利用时间。
工序的划分应有利于组织均衡、连续、节奏地施工。
要抓住本工程项目的关键工序,充分利用人力、物力,提高劳动生产率和机械使用率,加快施工进度。
四、抓好施工准备期,最大限度缩短进场后的筹备时间,大临工程与表土段明挖,衬砌施工平行作业。
五、为适应快速施工的要求,充分发挥机械化配套的优势,成立专业班即二个掘进班、一个支护班、一个机电班,除机电班外,认真开展工序计时和工序考核,并坚持上道工序为下道工序着想,本工序工作保质保量,各专业班开展小指标劳动竞赛,确保正规循环,实现副斜井施工的安全、快速、优质、高效。
六、正常施工期间,搞好正规循环作业,项目部制定一系列的促进生产奖罚制度,充分发挥职工的主观能动性。
七、在工程施工总进度计划下,施工过程中,坚持逐月、周编制出具体工程施工计划和工作安排。
项目部实行月、周检,施工队实行周检。
八、对生产要素认真进行优化组合,动态管理。
灵活机动地对人员、设备、物资进行调度安排,及时组织施工所须人员、物资进场,保障后勤供应,满足施工需要。
保证施工连续作业,顺利完成施工任务。
九、实行各专业化班组作业,做到人、机歇,工作面不歇。
十、严格施工进度的控制
1.建立严格的“施工日报”,逐日记录工程进度、质量设计修改等问题,以及施工过程中必须记录的有关问题。
2.坚持每周定期召开一次由项目经理主持,各专业工程施工负责人参加的工程施工协调会,听取关于工程施工进度的汇报,协调工程施工内外部关系。
3.各级领导必须提前为下道工序的施工,做好人力、物力和机械设备准备,确保工程一环扣一环地施工。
影响施工总进度的关键项目、关键工序,主要领导和有关管理人员必须跟班作业,必要时组织有效力量,加强重点突破难点,以确保工期总进度计划的实现。
第三章施工准备
第1节大临工程
开工前,根据矿方提供场地及施工条件,首先做好“四通一平”工作,待场地平整好,道路畅通后,需修建一些必要的大临设施,主要是:
砼搅拌站,绞车基础及安装,扒矸架、留矸仓基础及安装,临时绞车房,临时压风房,临时火药存放点等。
副斜井大临施工设施
序号
项目名称
工程特征
数量(m2)
备注
1
绞车房
砖墙、木、石棉瓦
160
2
水泥库
砖墙、木、石棉瓦
80
2个×40
3
压风机房
砖墙、木、石棉瓦
80
4
井口工具房
木、石棉瓦
40
2个×20
5
设备棚、材料厂
木结构、石棉瓦
300
6
井口值班室
彩钢
50
2个×25
7
油脂库
砖墙、木、石棉瓦
40
7
变电所
砖墙、木、石棉瓦
20
9
临时炸药库
砖木、石棉瓦
80
第二节地面供料系统
副斜井施工期间,其地面供料系统采用集中搅拌砼供料的方法,在井口附近紧靠料场旁布置一座砼搅拌站。
料场占地面积为300m2,场地平整后,上部铺砂即可,在搅拌站一旁建一座库容量为50t的水泥库,以便贮存水泥。
第三节地面临时火药库
地面临时火药存放点和井口火药加工室及雷管测试室将建在距井口250m以外地方。
按照《煤矿安全规程》第三百条之规定:
“使用年限在2年以下的地面临时性爆破材料库的最大容量:
炸药不得超过3t,雷管不得超过1万发,并不得超过该库所供应的单位10天的需用量”。
地面临时性爆炸材料库周围,必须设围墙或铁刺网,其高度不得低于2m,围墙或铁刺网距库房的距离不应小于5m。
第四节测量工作
一、地面控制测量:
工程开工前,请矿方提供近井点,为避免近井点日久变动,在使用前请该矿地测部门用光电测距仪测距,J2级仪器与三、四等网联测。
其精度对四等三角点来说,点位中误差不得超过±7cm,后视边方位角误差不得超过±10″
二、井口标定:
1.副斜井井筒中心的标定,以近井点为依据,按地面一级导线用极座标法标定副斜井井筒中心座标,测角中误差不大于5″。
2.以井筒中心座标为依据,严格按规程要求标定副斜井设计提升方位角。
副斜井井口以外必须设立一组中心点不少于四个的永久点。
点与点间距不得小于20.0m,永久点严格按规程要求埋设。
3.井口标高的标定:
以本矿所使用的国家高程系,按四等水准测量要求标定井口设计标高。
4.副斜井井筒施工测量:
副斜井前期施工时,采用全站仪标设中心、腰线,指导井筒掘砌施工。
当井筒施工距井口70.0m后,采用激光指向仪指向,指导井筒掘砌施工。
第四章副斜井掘砌施工方法
第一节表土段施工
根据地质状况、施工条件等因素,表土段采用分段施工。
第一段3米,采用挖掘机明挖进行开挖,根据土质情况设计开挖边坡,土质不稳定时采用板桩临时支护,开挖完成后,立即支模板浇筑该段混凝土,其余表土段,采用人工挖掘,2.4米一段浇筑混凝土碹。
风化基岩段根据地质情况采用架棚或锚喷初次支护,直到砌碹段施工完毕,转入基岩段施工。
表土段施工,在翻矸系统形成前采用45kW绞车配两面翻矿车提升矸石,直到表土段施工完毕。
第二节基岩段施工
一、施工设备
基岩段施工时,工作面配备YT-28风钻8台,正常施工使用5台,备用3台,0.6m3扒斗机一台,风镐4台,风泵2台、卧泵2台,提升使用1台2.0m绞车配2.0m3箕斗。
二、施工方法
施工采用二掘一喷“三八”制作业方式,光面爆破,随掘随砌一次成巷,最大空顶距为1.0m,放炮采用毫秒段发电雷管、煤矿许用乳化炸药破岩(雷管总延期时间不超过130毫秒)。
三、施工工艺
1.钻眼工作:
采用YT-28型风钻,配Φ22mm六角中空钢钎,Φ43mm一字型合金钻头,按照打眼工操作规程,采用分区、定人、定眼位打眼;严格按照爆破图表进行,特别要注意掌握好井筒掘进的方向和坡度;打眼深度控制在1.5m,周边眼距控制在350mm左右,掏槽眼深度为2.2m,其它炮眼1.8米。
2.装药工作:
打完眼后,要用吹风管将炮眼内的碎矸及岩粉吹净,严格按照爆破图表要求进行装药,对有水的炮眼,必须使用抗水炸药或加防水套,以免受潮拒爆,同时切断工作面机械设备的全部电源。
3.联线工作:
炮眼全部装完药后,由放炮员亲自采用串并联的方式进行联线。
联线前,远离工作面的端头母线应扭短接,同时无关人员应撤离工作面到安全警戒线以外的安全地带。
4.放炮工作:
放炮前,工班长必须在指定的警戒线以外清点人员并设置岗哨;放炮工作只准放炮员一人进行,同时应严格执行本工种操作规程;放炮后,放炮员必须先将放炮母线从电源上取下,并将两股母线短接,等工作面炮烟吹散后,人员方可进行入工作面。
若通电后未起爆,必须先摘下母线短接等15分钟以后,方可沿线路检查,排除拒爆故障后,重新按程序放炮。
格尺寸放好边线,由后向前,先墙后拱进行砌碹。
5.喷混凝土支护
(1)、放炮后,先敲帮问顶,检查巷道尺寸,而后打锚杆挂网初喷巷道做为临时支护,临时支护紧跟工作面,严禁空顶作业。
复喷前先用水冲刷巷道,再复喷成型,依次喷射达到设计厚度,永久支护距迎头不超过3m。
(2)、先墙后拱、自下而上,先喷成半边巷道,再调转喷头喷另半边巷道,最后合拢收顶。
要求回弹率直墙控制在10%以内,拱控制在15%以内,对回弹废料回收复用,做到一次成巷。
(3)、喷浆时,必须由经验丰富的喷浆手,距岩面0.8~1.2米的距离,低压近喷,反弹量较少,尽量垂直岩面,不得低于800的角度,适当掌握喷嘴处风压,在0.1~0.2MPa时,喷后砼墙有光泽、无浸水、无干斑、无孔隙,平整为准。
6.打锚杆孔的顺序和原则
(1)、顶板锚杆必须由外向迎头顺序施工,每排内锚杆必须由中间向两帮顺序施工。
(2)、施工锚杆孔必须注意如下事项:
a顶部永久支护锚杆必须紧跟迎头,且逐排向迎头施工。
b、每个循环支护完成后,靠迎头的一排顶部锚杆距迎头的空顶距离不得大于2个锚杆排距。
c、两帮最下端锚杆距拱基线位置不大于500㎜。
d、打眼时,必须考虑锚杆安装的实际情况而确定锚杆的位置,顶板锚杆的安装顺序应为先中间,后两帮,先低凹,后高处,最后安装其他锚杆。
7.排矸:
工作面的矸石由0.3m3耙斗机装入2m3机斗内由地面Φ2.0m绞车提升至地面矸石仓内,通过自卸汽车运至矸场。
耙斗机距工作面最远不超过25m。
8.排水:
如涌水量<5m3/h时可用风泵将工作面的水排入加工的水箱内与箕斗一起提升至地面;如涌水量>5m3/h时,可在耙斗机后安放一个水箱,用风泵将工作面的水排入水箱内,从井口往工作面铺设一趟4寸管路与耙斗机后卧泵连接,再由卧泵接力排水。
工作面涌水量超过20m3/h时,采取工作面预注浆与壁后注浆相结合的防治水手段,达到防治水目的。
第五章生产系统
第一节局部通风及瓦斯监测系统
一、局部通风设计、风量要求:
1、按人数计算:
Q=4N=4×20==80.0m3/min
2、按最低风速计算:
Q=60×V×S=60×0.15×10.06=90.54m3/min
3、按稀释排除炮烟所需风量计算:
Q=7.8/30[A(SL)2]1/3=7.8/30[60(10.06×234.35)2]1/3
=180.3m3/min
式中:
N—掘进工作面同时工作的最多人数;
T—掘进巷道的通风时间,一般取30min;
V—井巷允许最低风速,岩巷取0.15m/s,煤巷取0.25m/s;
A—井筒掘进工作面一次爆破的最大炸药量:
60kg;
L—掘进巷道的通风长度:
m;
S—井筒净断面积,S净=10.06m2
由以上计算工作面最大需风量为180.3m3/min,选用2台2×22KW风机,一用一备供风,既可满足要求。
二、通风管理
1.局部扇风机应指定专人管理,保证正常运转。
2.风筒口到工作面的距离,应保证工作面有足够的风量。
3.局部扇风机必须装设风电闭锁装置。
4.使用局部扇风机通风,无论工作或交接班都不得停风。
如因特殊情况停风时必须撤人、停电。
恢复通风前,必须检查瓦斯。
5.风筒吊挂要平直,逢环必挂,风筒连接处要反压边,无漏风现象。
6.风机安装必须在距井口10m以外,并确保距地坪以上0.3m高专用架上。
三、瓦斯监测仪器仪表的布置
为确保安全,控制瓦斯浓度,掘进15m后,安全通风部安装一台瓦斯自动报警断电仪,将瓦斯浓度控制在1.0%以下。
同时工作面悬挂便携式瓦斯报警仪。
断电瓦斯浓度:
T1大于等于1.5%T2大于等于1.0%
断电范围:
T1——掘进工作面及其附近20m范围内全部电器设备。
T2——掘进工作面巷道中全部电器设备。
复电瓦斯浓度:
T1、T2都小于1.0%。
四、洒水降尘
要求掘进头必须铺设洒水降尘管路,并每隔50-80米设置一处三通阀,以便定期对巷道进行冲刷,在掘进施工中必须下列要求:
1、湿式钻眼,严禁打干眼。
2、喷浆采用拌湿喷料的方法以保证防尘。
3、放炮使用水炮泥或水炮皮,并备一根20m长的水管,放炮前、后必须洒水。
4、扒碴时必须洒水。
5、作业场所工人配戴防尘眼镜和防尘口罩。
第二节提升系统
1、提升容器选择
根据副斜井坡度为23°,用串车提升矸石容易洒出来,而且需摘挂钩时间,运行时易发生掉道等因素,故采用箕斗提升。
考虑到井巷断面,施工进度,决定副斜井的提升箕斗选用斜井前卸式2m3箕斗和2m3箕斗卸载架。
规格
名称
实际装载容积
(m3)
轨距
(mm)
轴距
(mm)
适用井筒斜度
箕斗自重
(kg)
外形尺寸
长×宽×高(mm)
前卸式2m3
箕斗
2.0
900
1650
≤350
2068
4910×1487×1270
二、提升机选型
(一)、提升钢丝绳的选择
1.提升货载荷重:
Q=0.85Vjγg
式中:
Vj—箕斗容积,m3
γg—岩石松散容重,kg/m3
0.85—箕斗装满系数
Q=0.85×3×1600=4080kg
2.钢丝绳终端荷重:
Q。
=Q+QZ
式中:
QZ——箕斗自重,kg
Q。
=4080+2068
=6148kg
考虑到箕斗运行到卸载位置时,卸载体引力为提升时的1.5倍以上。
故钢丝绳终端荷重应为:
Q。
=9222kg
3.钢丝绳单位长度重量PS:
PS=Qo(sinβ+f1cosβ)/[(110σB/ma)-LO(sinβ+f2cosβ)]
式中:
LO—钢丝绳最大斜长,取320m(卸载段长度取30米)。
σB—钢丝绳钢丝的极限抗拉强度,取σB=155kgf/mm2
β—井筒倾斜角,23°
ma—安全系数,取ma=6.5
f1—箕斗运行阻力系数,取f1=0.01
f2—钢丝绳移动阻力系数,取f2=0.2
Ps=[9222×(sin23°+0.01cos23°)]/[(110×155)/6.5
-320×(sin23°+0.2cos23°)]
=1.51kg/m
根据计算,Ps=1.64kg/m,因PsB≥Ps,经查表,选用6×7-Φ23-155Ⅰ钢丝绳,PsB=1.903kg/m,Qd=31200kg
4.钢丝绳安全系数校核:
m=Qd/[QO(sinβ+f1cosβ)+PsB·LO(sinβ+f2cosβ)]
=31200/[9222×(sin23°+0.01cos23°)+1.903×320×(sin23°+0.2cos23°)]
=7.17>ma=6.5(满足要求)
(二)、提升机的选型
1.卷筒直径的选择:
D≥60ds=60×21=1260mm
根据计算结果,副斜井提升机选用JK—2.0/20型,技术参数:
卷筒直径:
Φ2.0m,宽度:
1.5m;钢丝绳最大静张力:
5000kg,钢丝绳最大直径:
Φ25mm,绳速:
Vm=5.0m/s,电动机功率:
300kW,传动比:
1:
20,外形尺寸:
11505×6100×2830mm,总重:
23000kg,卷筒中心高:
650mm。
2.验算提升机强度:
Fj≥1.5×(Q+Qz)(sinβ+f1cosβ)+PsB·LO(sinβ+f2cosβ)
=1.5×(4080+2068)×(sin23°+0.01cos23°)+1.903×320×(sin23°+0.2cos23°)
=4349kg
Fjmax=5000kg≥4349kg(满足要求)
3.电动机功率的验算:
P=KB·Fj·Vmax/102ηc
式中:
KB—电动机功率备用系数,KB=1.2
ηc—传动效率,取0.89
Vmax—提升机最大速度,Vmax=5.0m/s
P=1.2×4349×5.0/102×0.89=287.5kW
PN=300kW≥P=287.5kW(满足要求)
4.游动天轮的选择:
根据《煤矿安全规程》规定副斜井提升绞车的游动轮直径与钢丝绳直径之比不得小于20倍的要求。
DT≥20d=20×23=460mm
进风行人斜井选用Φ1000mm游动天轮,型号:
TD1000/800;最大移动距离:
800mm;总重:
424kg。
(三)、箕斗提升能力
1.提升一次提升循环时间。
T=2[VmB/a+(L-Lx)/VmB]+2Lx/Vx+θj
式中:
L—提升斜长,m
Lx—卸载距离,Lx=6m
Vx—卸载轨内运行速度,Vx=1~1.5m/s
a—运行加速度及减速度,a=0.5~0.7m/s2
θj—箕斗提升装卸矸时间,掘进时取100~300s。
井深234.35m时:
T=2×[5.0/0.5+(234.35+24)/5.0]+2×6/1+200
=335.34s
井深234.35米时箕斗提升能力:
13.3m3/h
箕斗容积
(m3)
耙斗装岩机斗容积
(m3)
提升距离(m)
100
200
300
2
0.3
26.0
22.8
20.0
3.箕斗提升系统运动部分速度图的参数选取和计算:
副斜井箕斗提升使用2m3前卸式箕斗,单钩提升,采用六阶段速度图,主要参数的选取如下:
ao=0.3m/s2,a1=a3=0.5m/s2,Vo=1.5m/s,Vo1=0.5m/s
a5=0.2m/s2,θ=25s
三、矸石仓排矸
由于提升矸石的不均匀性和排矸运输的不连续性,需要有一定容积的矸石仓,以缓解矸石的转运,确保井下掘进工作面不间断施工。
根据提升与排矸的能力,箕斗的大小,间隔时间及不均衡性确定,一般以20~40m3为宜。
为此,该副斜井的矸石仓确定为20m3。
矸石仓连同栈桥,为装配式钢结构,采用单面排矸,并用5吨自卸车进行地面排矸。
第三节排水系统
副斜井工作面涌水量小于5m3/h时,采用风动潜水泵排水,将涌水排至箕斗中,随矸石一起提至地面排出,以简化井巷排水管路、小水仓等设施;如工作面涌水量大于5m3/h时,可使用风泵,将涌水排至临时小水仓再用卧泵转排至地面,井巷内每隔150m设一个接力排水窝,底板设截水沟,安二台大于井巷涌水量2~3倍的排水泵。
当工作面涌水量大于20m3时,采用工作面注浆封堵涌水。
排水管路选用Φ108mm钢管。
第四节通讯、信号和照明
通讯与信号采用有数字显示、自动记忆、误动闭锁等功能的TXH-1型井筒信号装置,设在井下耙斗机后方30m处。
照明采用白炽防爆灯,每隔40m设一个。
在喷射作业地点设聚光灯。
地面通讯采用移动电话,保证及时与甲方联系。
第五节压风、供水系统
副斜井工作面打眼时需上5~6台Y-28型风钻,用风量最大时需28m3/分,同时考虑到副斜井施工距离较长,副斜井选广场内安装1
台34m3移动空压机,一台20m3空压机。
用一趟Φ159×4mm钢管作为输送压风管路。
副斜井工作面打眼,喷射砼需用供水,在副斜井内
铺设一趟Φ56×3mm钢管作为供水管路。
第6节防跑车装置
在斜井提升运行过程中,如稍有不慎可能发生提升容器掉道、脱钩或断绳,使提升容器沿斜坡下滑,产生巨大冲击力,造成破坏性极大的跑车事故。
根据《煤矿安全规程》的要求,副斜井在施工中必须设置“一坡三档”。
即在井口地面入井处、井口以下20m处和井下掘进工作面上方20m处,均设置安全档车器。
第七节供电系统
由甲方提供10kV供电线路,并架设至工业广场内,广场内建临时变电所,安装一台630KVA和一台315KVA变压器,分别负责地面和井下施工用电。
井下供电采用380V电压,地面供电和照明用电电压分别为:
380V和220V。
副斜井高压用电容量:
300(kW)
副斜井井下380V用电总容量估算:
210(kW)
副斜井地面380V用电总容量:
420(kW)
副斜井机电设备及设施明细表:
1、高压用电
序号
名称
容量
电压
备注
1
主提升
300kW
6000V
2、井下用电:
序号
名称
容量
单位
备注
1
扒渣机
30
kW
2
喷浆机
5.5
kW
3
排水泵
2*37
kW
4
综合保护
5
kW
5
风机
2*22
kW
6
备用
50
kW
合计
208.5
3、地面低压供电:
序号
名称
容量
单位
备注
1
绞车房
30
kW
2
搅拌站
28
kW
3
空压机房
230
kW
4
照明
12
kW
5
加工车间
50
kW
6
生活用电
30
kW
7
其它
40
kW
合计
420
第六章劳动组织及人员配备
第一节劳动组织形式
工种
掘进班
支护班
大班
合计
打眼工
7*2
2
16
支护工
6
6
耙斗机司机
1×2
1
3
放炮员
1×2
2
信号工
2×2
2
6
把钩工
1×2
2
备料工
4
3
7
机电维修
1×2
1
3
绞车工
2×2
2
6
大班机电
8
8
管理人员
1×2
1
5
8
安检员
1×2
1
3
合计
34
20
16
70
根据以往的施工经验,结合现场施工管理的需要,我们对该工程实行公司和项目部二级管理,现场实行项目经理负责制,成立副斜井项目部,下设两个分队:
掘进队设施工班组三个,即:
二个打眼放炮班、一个喷浆支护班,“三、八”制
作业方式,采用“二掘一砌(喷)”的施工方法组织工作面的打眼、放炮、出碴、喷浆工作;机电辅助队采用“三、八”制作业方式,担当后勤服务、地面设备及井下设备的维护、检修,风、水管路的延接及有关岗位工种,实行定岗、定位、定员、包机负责制,所有施工人员均居住在现场。
第二节进度指标
结合劳动组织形式:
实行专业化的施工方法,严格分工,专人管理,专人操作,以便提高操作技术水平,充分发挥机械化配套施工优势,提高工时利用率,坚持正规循环作业,实现快速施工。
依据井筒掘进断面,炮眼深1.5m,炮眼利用率90%,考虑循环进尺为1.2m,每天按2个循环,日进尺2.4米,全月施工27个正规循环,月成巷进尺64.8m。
第7章文明施工组织技术措施及工程质量验收标准
第8章
第一节文明施工组织技术措施
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- 斜井 施工组织设计