孙家沟回风斜井改扩建施工组织设计.docx

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孙家沟回风斜井改扩建施工组织设计

第一章···························矿井概况及地质特征

第二章·········································施工准备

第三章·······································施工方案

第四章················辅助生产系统及机械化配套能力分析

第五章····································施工进度计划

第六章··································施工组织与管理

第七章···············工程质量检测管理措施和质量保证体系

第八章··········施工技术安全措施灾害预防和安全保证体系

第九章·························文明施工及环境保护措施

第十章··································冬雨季施工措施

孙家沟回风斜井改扩建施工组织设计

第一章矿井概况及地质特征

1、工程概况：

孙家沟煤矿隶属阳泉煤业（集团）有限责任公司，位于山西省保德县。

据设计图纸，回风斜井设计长度171米，坡度为22°，下平段约11米。

表土段约53.4米，支护方式为钢筋混凝土，基岩段约117.6米，支护方式为锚喷，混凝土型号C30。

每40米施工一个躲避硐，设计共计4个。

2、地质条件

保德地处黄土高原，背靠吕梁山，面临黄河，地理坐标是：

东经111°56′30〃——111°19′40〃，北纬38°39′——39°6′56〃。

地势东高西低，东部高地、山神庙圪旦、井油山一线，海拔高达1400米以上，西部黄河滩海拔仅850米左右。

地表多为黄沙土覆盖，因受风雨侵蚀，形成了支离破碎的复杂地貌，境内山河相间，平行排列，河流源东流西，注入黄河。

较高的山峰有高地山、黄龙山、山神庙圪旦、木兰圪旦、井油山和大阴峁。

全县自然植被稀少，覆盖率低，水土流失严重。

回风斜井井筒技术特征表

序号

项目

单位

技术参数

1

井口坐标

X

m

4300047.000

Y

m

19513237.000

Z

m

+1119.200

2

井筒长度

m

171

3

方位角

34°

4

井筒倾角

22°

5

净宽

m

5.2

6

净高

m

4.6

7

净断面

m2

22.68

8

支护方式

表土段

钢筋混凝土碹

基岩段

锚喷

9

支护厚度

表土段

mm

500

基岩段

mm

120

10

φ20×2400mm锚杆间排距

mm

800×800mm

11

锚深

mm

2400mm

12

混凝土强度

C30

13

锚索﹙钢绞线﹚

mm

顶板破碎时考虑

3、气象

保德属典型的温带大陆性气候，一年之中四季分明，一日之中，温差较大。

年平均日照时数为2814.3小时，年平均气温为8.8℃，年平均降水量为493.6毫米。

无霜期135天左右。

本县灾害性天气主要是干旱、冰雹和干热风，素有“十年九旱”之称。

保德人稠地少，土地贫瘠，利用率较低，至今仍有一部分宜林宜牧地，尚未很好利用。

根据业主现有的地质资料提供，矿井井筒涌水量暂按＜5m3/h考虑。

第二章施工准备

1、技术准备

1.组织技术与管理人员认真审阅图纸，学习技术规范，组织图纸会审，并在此基础上编制实施性施工组织设计、施工作业规程、施工技术措施、项目质量计划、填报项目开工报告，准备好各种技术资料和表格，开工前对技术人员、管理人员及施工人员做好技术交底。

2.组织测量人员做好接点复测工作，按业主提供的导线、水准点进行全面复核校验，进行井口基桩的布设。

3.取样人员尽早进行试验、检验和各种强度砼配合比的试验。

2、施工队伍准备

1.为确保本工程施工速度和工程质量，特在本公司内精选素质好、经验丰富、从事过二次以上类似工程施工的施工队伍进场施工。

2.根据施工进度情况，按总体施工计划，陆续组织各作业队、各岗位、各工种人员进场，所有人员在上岗前10天到岗，以便了解现场情况，按ISO9002标准及《培训控制程序》要求组织学习培训。

3、施工现场准备

施工准备工期35天。

第一批人员进场后，要及时开展进场的准备工作，施工必须的生活、办公、卫生、生产等临时设施，场面临时设施布置，遵循“方便实用、文明施工、节约用地、安全可靠、兼顾环保、CI达标、尽可能避开永久建筑物”的原则。

1.施工总平面布置原则：

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，尽量不占用永久建筑物位置。

2、符合施工工艺、规范规程要求，合理布置生产、生活用房。

3、满足建井生产需要，尽量利用矿方提供的生产、生活福利设施。

4、建立有利于污水集中处理排放的环境保护系统。

5、场面布置绞车房、压风机房、机修厂房、灯房、材料库房、生产调度、混凝土搅拌站、澡堂和砂石料场。

2.回风斜井临建设施如下：

回风斜井施工提升系统采用JTP-1.2型（55Kw）提升机提升1.0t矿车、P60-B耙岩机出矸，7655风钻打眼，机械化配套作业方式。

地面提绞设置绞车房，设排矸栈桥、矸石仓等设施。

井口设材料房、工具房、电修房、压风机房、混凝土搅拌站等临建设施。

3火药库:

回风斜井井区设临时火药库,火药库建筑包括雷管库一间,火药库二间,看守房一间,打号房一间,测阻室一间,采用砌混结构,墙体用M5砂浆砌筑240mm红砖,房顶为空心楼板,水泥砂浆灌注,沥青灌注封顶.房屋基础不小于800mm,采用荒石砂浆砌筑.总建筑面积为140m2。

可存放火药1.5吨（另提安全专向措施）。

临建设施表

表2-1

序号

名称

结构

建筑面积（长×宽×高）

1

绞车房

砖墙屋架、瓦棱钢板顶

9×6×4.5m3

2

压风机房

砖墙、空心楼板

9×6×4.5m3

3

井口房

砖墙、彩钢顶板

140m2

4

电修房

砖墙、彩钢顶板

18×5×3m3

5

矿灯房

砖墙、彩钢顶板

9×5×3m3

6

锅炉房

砖墙、彩钢顶板

12×6×3.5m3

7

配电室

砖墙、彩钢顶板

5×4×4m3

8

澡堂

砖墙、彩钢顶板

8×5×3.5m3

9

压风机基础

混凝土

20m3

10

办公室、调度室

砖墙、彩钢顶板

120m2

11

油脂库

砖墙、彩钢顶板

20m2

12

食堂

砖墙、彩钢顶板

140m2

13

沉淀池

料石、砌碹

6×7×4m3

4、设备材料准备

机电、试验、材料供应部门组织设备、仪器、周转材料等调运工作。

确保各部门组织的设备、试验、检验设备、测量设备等迅速进场。

其余设备和周转材料根据工作进度工程进展情况，按计划陆续进场，主要机械设备表见下表。

主要施工机械设备表

序号

机械或

设备名称

型号规格

数量

（台）

国别产地

制造年份

额定功率kw

生产能力

备注

1

凿岩机

7655

12

沈阳

04

备用5

2

装载机

ZL—150

1

成都

2000

40.5

2.5t

3

砼搅拌机

1000型

1

山东

4

风镐

01-30

4

沈阳

97

备用2

5

砼喷射机

转Ⅱ型

2

鹤壁

99

5.5

备用1

6

压风机

4L—20/8

2

北京

7

通风机

2

泰安

28

1台备用

8

激光指向仪

2

上海

98

1台备用

9

放炮器

KFB-150

2

渭南

2001

150

10

锚杆钻机

MYT-115

5

北京

7.5

11

锚杆测力计

ZM-100

2

天津

2000

12

电焊机

BX5-400

1

合肥

2000

5

13

自卸汽车

10T

2

湖北

04

10T

14

风动隔膜泵

QO0B-15N

5

合肥

04

15

提升机

JTP—1.2

1

洛阳

16

耙岩机

P60-B

1

郑州

17

装载机

ZL50

1

厦门

18

挖掘机

CAT320B

1

南京

95

1t

19

污水泵

2

山东

备用1

20

55KW绞车

JTP-1.2

1

洛阳

第三章施工方案

回风斜井工程优选最佳施工方案，实现安全、快速、质优为目的。

最大限度地推广应用新技术、新工艺、新材料、新设备，严格按照ISO9002质量体系运行，确保工程施工的每一个阶段，每一个环节，每一道工序都处于受控状态，确保工程质量全优。

一、斜井井筒明槽开挖方案

首先组织测量人员做好接点复测工作，按业主提供的导线、水准点进行全面复核校验，进行井口基桩的布设，然后开始明槽段施工。

明槽段底长为17.25米，首先明槽开挖采用大揭盖方式，然后进行暗硐施工；风化岩段采用分次爆破、短掘短支的方法进行施工。

1、明槽开挖

井口上部土层松软，井颈段16米（水平长度）范围内明槽施工，明槽下宽7.3米，边坡比1：

0.75.回填土必须在明槽边坡上缘0.8米以外地方堆稳，堆置高度不大于1.5米。

挖掘过程中遇到风化岩时采用小炮松动爆破。

为防止地面水流入明槽内，在明槽四周挖砌环形水沟将水引至场外。

2、明槽开挖后，先开挖墙基础，底部夯实，进行耐压测试符合标准后，对墙基础浇注约600mm厚C30素混凝土，作为支撑基础，然后绑扎钢筋网，支好模板后，一次性浇注成功。

待永久支护现浇完成后，再将表土段回填夯实。

二、斜井暗硐段施工方案

以小型挖掘机配合人工挖掘，配备一台WLY3.5DJ小型挖掘机，掘进中遇到风化岩可以用小炮松动爆破。

暗硐段临时支护短掘短支，每800mm为一个循环。

按井筒荒断面规格，外加临时支护层厚度（200~300mm）掘进，根据表土围岩情况确定掘进步距不超过1.0m，采用矿工钢拱形支架，支架间有拉杆连接、两腿底座有400x220x180mm料石，拱顶及两帮用φ160mmx1200mm的圆木顺巷密集插梁维护，严禁空帮空顶；如果出现空帮空顶，必须用混凝土或砂浆充填。

井口暗硐段临时支护每6米后进行永久支护。

永久支护施工顺序：

找中腰线—挖基础→砌筑基础→复找中腰线—搭工作平台→立碹胎→钢筋网制作→放模板→浇筑混凝土→拆模板（每3米一个永久支护段）

铺底前要清理干净基础内的矸石和积水，铺好底泥，超挖部分要用片石砂浆补填，然后开始砌基础。

钢墙部分支模：

用140x160mm方木做底梁，立柱顶端用160x180mm方木做顺水；撑木用直径180mm以上圆木，间距1000mm，模板用铁（木）模板，规格厚x高x长=50x100x1200mm.

拱部支模：

碹箍采用18#槽钢制作，一米一道，模板规格厚x高x长=50x100x1200mm，支架间有拉杆连接。

浇注时应由下往上逐行浇注。

工作台水平搭设必须牢靠，工作台横梁选用φ22cm以上的优质圆木，架板厚度不小于60mm，工作台梁两侧下部必须用木楔掩住，防止滚动。

严格按设计坡度支箍，用麻绳、碹板将碹箍捆扎牢固，用戗木把碹箍支稳。

浇注时，严格控制好水灰比。

模板下不允许有人。

拆模时，人员站在钢墙两侧，退路畅通。

用麻绳拴好碹箍，挖落立柱，松动碹箍，由下往上逐一拉倒碹箍。

拆模时必须有专人统一指挥，人员站在安全地点，严禁有人通行。

回下的模板及碹箍放到指定地点清理干净，进行刷油，并码放整齐。

砌拱部时在拱底主钢筋下垫上长x宽x高100mmx50mmx50mm水泥板，间排距600mm。

用以在浇筑时不露筋。

斜井井口做好门脸，井口两侧加筑防洪沟。

表土段与基岩段结合处仍然按照表土段施工方法施工，进入到基岩段不少于5米。

三、基岩段施工方案

1、基岩掘进

采用钻爆法施工，即中深孔光面爆破、全断面一次掘进。

2、临时支护方式及要求

当井筒拱部围岩为砂岩及砂质泥岩时，采用一掘一锚，三掘一喷的办法施工，初喷砼厚度30~50mm，即每次放炮后经敲帮问顶安全检查后，视围岩稳定情况决定是否采用喷砼临时支护。

量测荒断面符合要求后，按设计布置拱部锚杆，每掘进三个循环后喷射一次30~50mm厚砼，锚杆与初喷层作为临时支护。

对于欠挖部分，放小炮或用风镐处理后再打注锚杆。

当井筒拱部围岩为软岩时，采用一掘一锚，两掘一喷的办法施工。

即每次放炮后，将危岩活矸处理干净，打设不少于3根金属磨擦支柱临时支护。

为防止围岩风化，可先喷射不低于30~50mm的砼，待砼初凝后按要求加密布置锚杆，必要时挂网，钢筋网处于受拉区（从岩面算起，喷层厚度的2/3处），网与网必须搭接200mm，且绑扎牢固；或先打锚杆挂网再喷射砼。

锚杆必须紧跟茬岩，最大空顶距不得超过0.8m。

当井筒拱部围岩松软破碎搁顶，锚喷网支护难以满足永久支护要求时，及时请示业主有关部门采取特殊措施。

3、锚杆支护

在临时支护下，按设计要求位置，由顶到帮、由外向里打锚杆眼。

打眼时，严格控制打眼角度，使锚杆杆体尽量垂直于轮廓线或岩面，墙部锚杆为避免耙斗碰撞、放炮震动等影响，可待移耙岩机后再按要求补打，若墙部劈口发育有片帮危险，必须在打下部眼前按要求打注好锚杆。

锚杆安装前，锚杆眼必须吹净，以保证锚杆锚固质量，同时检查锚固剂，严禁使用不合格药卷。

将药卷插入眼口，用杆体轻轻推至眼底，把连接杆拧在锚杆上，然后用风动搅拌器搅拌30～50秒，将锚杆匀速推进到眼底。

15分钟后，上好托盘，拧紧螺母，螺母扭力矩须顶部达到120Nm，锚固力不低于70kN，帮部螺母扭力矩须达到70Nm，锚固力不低于50kN。

4、喷射砼支护

C30砼拌料比例为：

水：

复合32.5#水泥：

黄砂：

石屑=水泥:

河砂：

碎石：

水=1:

1.23:

3.0:

0.4。

采用机械拌料，拌合料存放时间不宜超过2小时。

喷射砼施工时，应按照分段分片、先基础后侧墙、最后拱顶的顺序操作。

段距不宜超过6米。

复喷成巷控制距离：

移耙岩机后，及时按要求补打墙部锚杆喷砼成巷。

采用一掘一锚，两掘一喷办法施工时，复喷成巷距茬岩不超过30m；采用一掘一锚，三掘一喷办法施工时，复喷成巷距茬不得超过40m。

耙岩机后及时施工水沟、台阶。

5、施工工艺

由测绘人员按设计图纸标定中腰线，并作醒目标记，施工队组要注意保护，并严格按线施工。

随着巷道的掘进延伸，每隔25m引线一组，且每组不少于3根。

当直线距离达到100米后，安设激光指向仪。

根据中腰线和爆破图表布置炮眼，炮眼角度、装药量等要严格按爆破图表执行。

钻眼采用7655型气腿式风动凿岩机，4～7台立体交叉同时进行，打眼钻具采用Ф22mm中空六角钢钎杆，Ф40mm一字形合金钻头。

每台约占工作面宽度700～800mm。

工作面钻眼平均生产率为86.1～102.6m/h。

操作人员执行七定（人、钻、位、眼、时、质、量），两专（安锚杆、修钻）负责制，使用多炮杆导向，掌握炮眼角度。

炮眼布置根据岩性变化及时调整数量、深度、角度等有关参数。

一般炮眼深度为2.0m，掏槽方式为直眼棱型，周边眼采用光面爆破参数，周边眼眼底要落在巷道轮廓线以外150mm且在一个平面上。

爆破器材选用2号岩石硝铵炸药，采用正向不耦合装药结构，用炮泥封严填实眼口，药卷规格Ф35×20mm，每卷150g，1～5段毫秒延期电雷管，150发电容式放炮器，连线方式为大串联，全断面一次起爆。

采取多组同时装药，约20～25min完成。

放炮后通风20min左右，吹散炮烟。

起爆电源为380V交流电。

放炮电缆采用3×16+10×1的铜芯电缆，母线为4mm2铜线，基线用18#专用爆破线。

炮眼布置、装药量等严格按照爆破图表执行，爆破图表根据岩石等级而编制，当掘进工作面处于砂质泥岩、泥岩、煤或f＜6的岩层时，可以将2~3圈炮眼间距适当增加50~100mm，当工作面岩层f＞7时，可以将2~3圈炮眼间距缩小50~100mm。

工作面6m内，凿岩与耙岩机耙岩作业同时进行；打下部眼与工作面排水同时进行；吹一侧炮眼与另一侧打眼同时进行。

每茬炮后先打拱部部分锚杆眼，边打边安装锚杆，约40～50min。

而后在打掘进眼时，将拱部及两帮锚杆补齐。

炮眼深度L根据进度要求及循环组织形式确定为：

L=l/（d×d1×d2×d3）=70/（24×3×0.8×0.85）=2.0

式中

l：

井筒施工计划月进度（70m）

d:

月均施工天数（24天）

d1：

每日完成循环数（2次）

d2：

月正规循环率（0.8）

d3：

炮眼利用率（0.85）。

爆破参数表

炮眼名称

掏槽眼

辅助眼一

辅助眼二

辅助眼三

周边眼

底眼

合计

炮眼序号

1～8

9～15

16～28

29～45

46～74

75～86

炮眼数量

8

7

13

17

29

12

86

圈径（m）

1.6

2.24

3.24

4.24

5.24

眼深（m）

2.2

2.0

2.0

2.0

2.0

炮眼倾角

73º

90º

90º

90º

87

87º

装药量

Kg/眼

1.0

0.8

0.8

0.6

0.5

0.8

58.3kg

Kg/圈

8

5.6

10.4

10.2

14.5

9.6

起爆顺序

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

Ⅳ

Ⅴ

ⅤⅠ

雷管段别

1

2

3

4

5

6

预期爆破效果

序号

项目名称

单位

数量

1

岩石硬度

f值

4～6

2

掘进断面

m2

22.68

3

炮眼利用率

%

85

4

每循环进尺

m

1.8

5

每循环爆破实体岩石量

m3

40.8

6

每米井筒炸药消耗量

Kg/m

32.4

7

单位原岩炸药消耗量

Kg/m3

1.43

8

每米井筒雷管消耗量

个/m

47.8

9

单位原岩雷管消耗量

个/m3

2.1

10

每循环炮眼长度

m

173.6

备注

采用2号岩石销铵炸药，毫秒延期电雷管。

第四章辅助生产系统

1、压风

根据施工方法及施工机具设备，井筒最大耗风量：

Qmax=（Q风钴+Q喷射机+Q锚杆机+Q风镐+Q风泵）×0.75=（7×4+1×6+2×4+2×1.2+1×3.5）×0.75=35.9m3/mm。

为节省管线方便施工，设计选配两台20m3压风机，经φ108mm钢管及高压胶管接至工作面。

2、排水

井下排水可根据业主提供的资料，在井筒掘进期间，每隔一定距离开挖一个临时水仓，工作面积水用风泵排至水仓内，再用DM46-50×6多级矿用离心泵，将井筒内涌水经高压胶管及φ108mm钢管排至地面，当施工至涌水量过大超过10m3/h的含水层段巷道时，另行制定专项施工作业措施。

井筒掘进时，妥善处理涌水量是加快掘进速度、保证工程质量的重要工作。

我们必须采取积极措施，针对涌水来源和大小加以防治。

防：

防止地表水流入或渗入井筒内；在井口周围掘砌环形水沟；井口段永久支护不得漏水；严格控制分水器及水管漏水。

截：

当涌水是沿顶板或两帮流出时，应在斜井底板每隔10~15m挖一道横向水沟，将水引入纵向水沟中，然后再导至设在井筒涌水点以下的临时水仓内，由卧泵排出地面，从而尽量减少流入工作面的水量。

排：

当工作面涌水小于3m3/h时，将工作面积水采用BQF-Ⅱ型风泵直接排入矿车随矸石一起排至地面；当涌水较大时，利用卧泵直接或通过中间排水机具将工作面积水排出井外。

施工时，根据情况在避人硐内设置一容量为4m3的水窝，工作面积水排至最近的避人硐水窝内，然后逐段向上排水。

堵：

当工作面涌水大于20m3/h时，不采取强排办法，而采取工作面注浆封堵含水层措施进行堵水。

3、供水及防尘

利用现有供水系统，地面设15~20m3静压水池一座，当井下涌水较大时，可另设净水池一座净化污水，当井下涌水较小时，利用井上蓄水池，实行静压供水。

井筒内设Φ50mm无缝供水钢管一路。

室外部分直埋在冻土以下，巷道部分敷设在巷道左底角，每隔40m安装一个三通阀。

用5mm钢板焊5m3水箱1个，作为生活用储水箱。

采取综合防尘措施，定期冲刷巷道浮尘。

每隔100m设一道水幕，工作面设风水喷雾器，水中加适量降尘剂，将井筒中粉尘控制在10mg/m3以内。

4、装岩、提升、排矸、供料

装岩、提升运输、排矸是斜井井筒掘进的主要环节，是影响掘进速度的关键，三者占掘进循环总时间的60~70%，根据现在设备及提升能力等综合考虑，装岩采用P-60B型耙斗装岩机。

为提高装岩效率，耙岩机距工作面距离最大为：

25m，最近距离为：

6m。

装岩采用P-60B耙岩机及MG1.1-6型矿车。

矿车容积1.0m3，排运矸石和下喷浆料，地面排矸采用矿车运输，就近排矸。

在距起坡点15m处安装两部ZDC30-2.0A斜井跑车防护装置，挡车栏基础长×宽×深为2400mm×1500mm×500mm。

采用C20混凝土浇灌，浇筑砼时要求边浇灌边捣固。

浇好基础后安装挡车栏，基础凝固时间不得小于72小时。

挡车栏与轨道连接平顺，高差小于2mm。

地面拌合料直接供给喷射机，用φ89mm无缝钢管及高压软管输料

5、通风

1通风设备

采用对旋式局扇2x15Kw1台，备用1台，采用压入式通风，通风风筒为φ800mm。

2配风量计算

每个独立通风的掘进工作面实际需要的风量，应按照瓦斯或二氧化碳等有害气体涌出量，炸药用量、局部通风机实际吸风量、风速和人数等规定要求分别进行计算，并必须采取其中最大值。

（1）按瓦斯涌出量计算：

Q掘=100×q掘×K掘通

=100×1×2.0

=200m3/min

q掘——掘进工作面的瓦斯绝对涌出量，1m3/min

K掘通——掘进工作面瓦斯涌出不均衡的风量系数，取2.0.

（2）按炸药量计算

Q掘=25×Am3/min

=25×58.3m3/min

=1457.5m3/min

A——掘进工作面一次爆破的最大炸药量，

25——每Kg炸药需供给的风量，m3/min

（3）、按人数计算

Q掘=4×Nm3/min

=4×35m3/min

=140m3/min

N——掘进工作面同时工作的最多人数，35人；

4——每个供给的最小风量，m3/min

（4）、按风速进行验算

Q掘≥V1Sm3/min

1457.5m3/min≥15×22.68m3/min=340.2m3/min

Q掘≤V2Sm3/min

1457.5m3/min≤240×22.68=5443.2m3/min

Q掘——掘进工作面风量，m3/min

V1——最低允许风速，15m/min

V2——最高允许风速，240m/min

S——掘进工作面的净断面积，22.68m2

根据以上计算结果