鑫基煤业副斜井施工组织设计21.docx

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鑫基煤业副斜井施工组织设计21

山西煤炭运销集团晋城沁水有限公司

鑫基煤业副斜井井筒

施工组织设计

编制单位：

西山金信建筑有限公司鑫基煤业副斜井项目部

编制人：

李批

编制时间：

二O一一年五月九日

第一章、工程概况

一、交通位置：

1、山西煤炭运销集团沁水鑫基煤业有限公司井田位于晋城市沁水县城西南直距约23km处宋庄村至冶内村一带，行政区划隶属沁水县中村镇管辖。

其地理坐标为北纬35°33′11″～35°38′03″,东经112°00′01″～112°01′59″。

井田范围拐点坐标一览表

表1-1

拐点号

北京54坐标系（6°带）

西安80坐标系（6°带）

X

Y

X

Y

1

3944750.00

19589500.00

3944700.55

19589431.36

2

3941000.00

19588000.00

3940950.51

19587931.35

3

3939500.00

19588000.00

.

3939450.50

19587931.35

4

3939500.00

19589000.00

3939450.50

19588931.36

5

3939250.00

19589180.00

3939200.50

19589111.36

6

3939600.00

19590050.00

3939550.50

19589981.37

7

3939675.00

19590700.00

3939625.50

19590631.38

8

3938000.00

19592500.00

3937950.49

19592431.40

9

3936200.00

19591600.00

3936150.47

19591431.40

10

3935800.00

19591850.00

3935750.47

19591781.39

11

3937000.00

19594000.00

3936950.48

19593931.41

12

3939400.00

19594000.00

3939350.50

19593931.41

13

3945500.00

19593000.00

3945450.56

19592931.39

14

3945500.00

19592650.00

3945450.56

19592581.39

兼并重组整合后，2009年11月27日山西省国土资源厅下发采矿许可证，证号为C140000************5450，有效期至2011年11月27日，批准开采2#-15#煤层，井田面积为34.5128km2，开采深度由1264.97m至479.96m标高，生产规模120万t/a。

具体范围由14个拐点连线圈定（见表1-1）。

井田呈不规则多边形，东西宽约6.0km，南北长约9.7km。

2010年10月中煤国际工程集团沈阳设计研究院编制了《山西煤炭运销集团沁水鑫基煤业有限公司先期开拓开采方案》，矿井2号煤层先期开采地段由13个拐点连线圈定（见表1-2）。

2号煤层先期开采地段范围拐点坐标一览表

表1-2

拐点号

北京54坐标系（6°带）

西安80坐标系（6°带）

X

Y

X

Y

1

3942335.80

19588731.06

3942286.36

19588662.46

2

3941713.73

19588632.40

3941664.29

19588563.79

3

3941310.07

19589566.88

3941260.63

19589498.27

4

3940438.08

19590706.76

3940388.64

19590638.15

5

3939930.97

19590990.12

3939881.53

19590921.51

6

3939675.00

19590700.00

3939625.50

19590631.38

7

3938000.00

19592500.00

3937950.49

19592431.40

8

3936200.00

19591500.00

3936150.47

19591431.40

9

3935800.00

19591850.00

3935750.47

19591781.39

10

3937000.00

19594000.00

3936950.48

19593931.41

11

3939400.00

19594000.00

3939350.50

19593931.41

12

3941493.85

19593656.75

3941444.41

19593588.14

13

3942122.28

19590585.22

3942072.84

19590516.61

该先期开采地段位于兼并重组整合后井田的中南部，面积为15.8539km2。

2、井田位于晋城市沁水县城西南直距约23km处中村镇宋庄村至冶内村一带，西南距中村镇约3km，侯（马）～月（山）铁路于井田北部约15km处通过，沁水～中村公路（沁中线）从井田内南部通过，井田东北距沁水县裕丰煤炭集运站约15km，村与村之间均有简易公路相通，交通运输条件方便（详见交通位置图）。

二、自然地理及气象：

（一）、自然地理

井田位于沁水盆地南缘，太行山南段西侧，地貌划分为侵蚀性中低山区，区内沟谷发育，基岩出露良好，局部为堆积地形，沟谷形状多呈“V”字型，第四系沉积物厚约0～10m左右。

井田内总的地势为北部高南部低，最高点位于井田东北部山梁，标高+1490.29m，最低点位于井田东南部沟谷内（土上村北侧），标高+1057.32m，相对高差+432.97m。

（二）、气象信息：

本区属东亚暖温带大陆性气候，一年内四季分明。

据沁水县气象部门最近40年的统计资料：

无霜期208天左右，气候干燥，多年平均降水量580.1mm，最大年降水量为986.3mm（1958年），最小年降水量为322.6mm（1997年），最大日降水量为149.0mm（1982年8月2日），最大每小时降雨量为60.2mm。

雨季多集中于七、八、九月，多年平均蒸发量1660.8mm，超过降水量的近三倍；旱季为12月到翌年2月，多年平均气温10.4℃，6～8月气温最高，极端最高温度可达38.6℃（1966年6月21日），12月至翌年2月气温最低，极端最低温度为﹣24.0℃（1967年1月3日）；每年11月至次年3月为冰冻期，最大冻土深度为61cm，结冻期与降雪从11月至翌年3月；冬春多为西北风，夏秋多为东南风，最大风力为7～9级，一般3～4级，夏季最大风速22.7m/s，冬季最大风速21.4m/s。

三、工程技术特征：

1、副斜井坡度-22°，斜长1174.566m，总工程量：

1174.566m，包括：

明槽32.034m，基岩1142.532m，躲避硐室每40m一个，共计238.96m³。

2、表土明槽斜长32.034m，明槽1-1断面巷道净宽5000mm，净高度4100mm，净断面积17.82m2，掘进断面26.33m2。

采用双层钢筋砼支护，支护厚度为400mm，底板向下至基础增角度加宽至800mm，基础深度1000mm，宽度800mm。

根据设计要求，明槽段钢筋规格为Φ20，砼强度等级C25。

3、暗槽段2-2断面巷道净宽5000mm，净高度4100mm，净断面积17.82m2，掘进断面20.92m2。

采用锚网喷加钢梁棚联合支护，全断面采用φ20×2200mm螺纹钢树脂全长锚固锚杆，间排距800×800mm，钢梁棚采用11#矿用工字钢焊接制成。

4、基岩段2-2断面巷道净宽5000mm，净高度4100mm，净断面积17.82m2，掘进断面20.92m2。

采用锚网喷支护，全断面采用φ20×2200mm螺纹钢树脂全长锚固锚杆，间排距800×800mm，杆体未加工部分采取防腐处理；锚杆托板为200×200×10mm钢板，螺帽长度不小于15mm。

拱部挂网，为φ6.5mm圆钢金属网，网格100×100mm。

巷道用现浇砼铺底200mm。

5、砼强度等级：

明槽钢筋砼强度C25，喷砼和台阶现浇砼C25；铺底砼C25。

6、井筒每隔40m施工一个躲避硐室，深2.0m，高2100mm，宽2200mm。

副斜井平剖面图、断面图及躲避硐室断面图详见附图：

第二章　水文地质

1、区域位于山西陆台的东南缘，中条块隆与晋东南块凹的过渡地带，山西省最大的四级构造单元沁水盆地南部边缘。

沁水煤田的范围大致与沁水盆地范围相当，南起南岭山，向东北经成半岭和中村以东的冶内山，再向北至聚旺河一线为沁河水系和汾河水系的分水岭，本区位于分水岭以西。

区域水文地质单元应属古堆泉域东部边缘，古堆泉由南梁泉等22个泉组成，井田靠近翼城东南的南梁泉，泉口出露标高约630m，流量0.55m3/s，水温24℃，属低温岩溶热水泉，泉的东及东南出露大面积碳酸盐岩地层，成为地下水补给区，井田位于南梁泉的东南部。

2、沁水煤田的东、北、西部广泛出露奥陶系灰岩，大气降水沿裂隙岩溶垂直渗漏，成为该区地下水的主要补给途径。

该区东侧以晋获断裂带——白马寺压性断层控制，成为延河泉域的东部分水岭边界。

西部以沁水、翼城分水岭分成延河泉域和南梁泉域两大泉域。

南梁泉为上升泉，与曲沃城东部的海头泉、绛县的东大郡泉、侯马紫金山的沸泉等同属一个泉域。

根据地下水动态分析得知，本区为南梁泉域补给区。

3、区域地表水系属黄河流域汾河水系，井田中北部的东沟河、西南部的前河均为季节性小河沟，平时基本呈干涸状态，仅在雨季大雨后形成急流，向西经中村河、续鲁峪河、浍河汇入汾河。

井田内无常年性河流和大的地表水体，雨季降水沿沟谷自然排泄。

4、区域内主要地下水（按含水介质分）有：

松散岩类含水岩组、碎屑岩类含水岩组、碎屑岩夹碳酸盐岩类含水岩组、碳酸盐岩类含水岩组。

5、井田地处太行山南段西侧，沁水盆地南缘，地貌划分为侵蚀性中低山区，井田内沟谷纵横，梁峁绵延，地形较复杂，总的地势为北部高南部低，相对高差+432.97m。

井田地表水系属黄河流域汾河水系，井田中北部的东沟河、西南部的前河均为季节性小河沟，平时基本呈干涸状态，仅在雨季大雨后形成急流，向西经中村河、续鲁峪河、浍河汇入汾河。

井田内无常年性河流和大的地表水体，雨季降水沿沟谷自然排泄。

6、本井田内施工的ZK2-4、ZK3-5水文地质钻孔2个，ZK2-4对太原组作了抽水试验；ZK3-5孔对山西组、太原组均做了抽水试验，奥陶系岩溶水由于水位过深做了一次注水试验，为准确评价井田各含水层的富水性提供了可靠资料。

7．第四系松散沉积物孔隙含水层

区内第四系地层呈零星分布，岩性主要为红褐色粉砂质粘土夹细砂层，含水层的厚度、水位埋深及其富水性在不同部位差别较大，地下水的补给、排泄条件、水质类型及其动态特征与前述区域水文地质相应含水岩组的情况基本一致。

8．基岩风化带裂隙含水层

风化带厚度受地形起伏的影响，风化带深度一般为50～70m，最深达100m以下。

风化带含水层一般呈潜水性质，局部承压，直接接受大气降水补给，在浅部风化裂隙较发育，随着深度的增加，风化裂隙发育程度越来越差，富水性也随之减弱。

9．二叠系石千峰组、上石盒子组、下石盒子组及山西组砂岩裂隙含水层为碎屑岩裂隙含水层组，主要接受大气降水、基岩风化带地下水和含水层之间的垂向渗透补给。

基岩风化带发育深度因岩性、地形地貌的差异而不同，最大深度可达100m以下，主要接受大气降水的补给，其富水性受风化裂隙发育程度及地形地貌影响。

据ZK3-5孔直接对山西组抽水资料，单位涌水量为0.0295L/s·m，渗透系数为0.5878m/d，水位标高1152.704m，为弱富水含水层，水质类型为HCO3-Ca·Mg型，HCO3-Na型，矿化度0.19g/L。

10、石炭系上统太原组灰岩、砂岩裂隙岩溶含水层为碎屑岩夹碳酸盐岩裂隙岩溶含水层组，在井田内未出露，一般埋藏较深，由数层砂岩裂隙含水层与K2、K3、K4、K5石灰岩岩溶含水层组成，是太原组15号煤层的主要充水来源。

由于其间夹有数层泥岩、砂质泥岩，将各个含水层分隔呈层状分布的近似独立的含水层，故相互间水力联系微弱。

11、据ZK2-4孔抽水试验资料，钻孔单位涌水量0.00178L/s·m，渗透系数为0.078m/d，水位标高1140.901m，水质类型为HCO3-Na型；据ZK3-5孔抽水试验资料，钻孔单位涌水量0.06474L/s.m，渗透系数为0.7104m/d，水位标高1097.234m，水质类型为HCO3-Na型，矿化度0.37g/L，属弱富水含水层。

12、奥陶系中统石灰岩岩溶含水层

井田内奥陶系中统灰岩一般埋藏较深，属岩溶水弱径流区。

据含水性“上弱下强”的垂直分带规律，可分为上马家沟组、峰峰组两个层段，上马家沟组中、下部局部地段岩溶较发育并富水，为本区主要含水层，峰峰组岩溶裂隙不太发育，含水性较差。

据ZK3-5水文孔注水试验资料，其单位涌水量为0.00485L/s·m，渗透系数为0.0872m/d，水位标高820.214m，属弱富水含水层。

由此推测本井田内奥灰水位标高约为815～825m，奥灰水流向大致由南东向北西。

第三章施工方案及方法

一、副斜井施工方案

我们在认真分析了鑫基煤业副斜井工程施工有关部分图纸及我单位的类似工程的施工经验的基础上，根据工程设计的具体特点和建设单位对工程的要求，结合我单位施工装备和技术特长，制定本工程的施工方案为：

1、明槽开挖斜长32.034m采用机械一次开挖，必要时对部分边坡、仰坡采取锚网喷临时支护，以保证施工安全。

明槽施工过程中进行绞车基础定位放线及施工，尽量在明槽施工完毕的同时使绞车能正常运行。

2、暗槽采取锚网喷+11＃矿工钢支架联合支护，喷200mm砼支护，短段掘支施工方法，提升绞车选用2JK-2.0/20大绞车，P90B大耙斗和6m3斗容箕斗装岩运输，地面用铲装机和自卸汽车排矸。

3、基岩掘进采用一次性光面爆破法施工，快速机械化配套作业线施工。

提升绞车选用2JK-2.0/20大绞车，P90B大耙斗和6m3斗容箕斗装岩运输，工作面4～8台风钻同时打眼，光面爆破，2台激光指向（一台控制中心、一台控制腰线），2台喷浆机成巷，多段水泵排水，30kw对旋局扇通风，地面设金属储矸仓储矸，铲装车、自卸汽车排矸。

二、副斜井施工方法

（一）明槽施工：

1、首先对井筒中心进行测量定位，确定位置后对明槽放线。

2、一台挖掘机挖掘，边坡不稳定时，加大边坡角度或采用临时支护；如遇岩石，采用松动爆破的方法，松动后再挖掘。

自卸汽车排岩土，需要回填的土就近堆放，岩石排至排矸场。

3、在挖掘过程中，如遇边坡不稳定时，每挖3m深应对边坡、仰坡采取锚网喷临时支护，锚杆间排距1000×1000mm，挂金属网，并喷射50mm砼，临时支护可根据开挖后实际情况进行调整。

4、明槽表土段开挖工程结束后，技术测量人员马上进行中心腰线及坡度的校正，校正合格后给设明槽中心、腰线，施工人员严格按照设计要求尺寸施工，两墙基础深度必须保证达到1000mm，基础挖掘完成后采用电动夯实机夯实底板，然后进行绑筋立模工作，模板采用3015钢模，以形成整体结构，增强其防水性能。

5、C25砼配合比为：

水：

水泥：

砂子：

石子=0.42：

1.0：

1.13：

2.9（以实验室实验数据为准）。

6、明槽段采用两次浇筑成巷，两侧墙体采用一次性浇筑成型，拱部一次性浇筑成型。

7、明槽段钢筋砼浇筑完毕后，且达到设计要求强度后进行回填工作，回填方法以机械为主，人工为辅，对称均匀回填，分层夯实，每层夯实厚度不得大于500mm，单层夯实次数不得少于三次。

（二）暗槽施工：

1、明槽施工结束后，直接进入暗槽施工，明槽进入暗槽过度工程是整井筒施工的重要过程，进入暗槽如遇顶板破碎、易冒落时采用短掘短支护工序，严格执行多打眼少装药制度，必要时采用风镐配合手镐掘进，每掘进800mm进行顶板锚网喷临时支护。

2、待临时支护完成后架设11#矿工钢支架，支架间距800mm，并采用Φ20圆钢拉杆固定支架，然后进行喷射混凝土，混凝土厚度不得低于200mm。

3、暗槽段支护采用架11＃矿工钢支架，间距800mm，喷200mm砼，架设钢架前先进行锚网喷50mm砼临时支护防止冒顶，锚杆全断面φ20×2200mm，间排距800×800mm，拱部挂网。

4、暗槽开门3m采用放掏槽炮辅助炮人工扩帮刷到全断面的方式掘进，之后采取减少炸药量放小炮的方法掘进，使用前探梁、锚杆挂网喷50mm砼进行临时支护，掘进长度不得超过1m，成永久支护进行下一环节。

暗槽段风化基岩如不稳定，可加长暗槽段施工。

（三）基岩段施工：

基岩段采用光面爆破一次成巷施工，锚网、初喷临时支护紧跟迎头。

1、爆破方法　　采用普通光面一次性爆破法

凿岩工具：

YTP—26风钻、φ42mm一字型或柱齿形钎头，2.5mB25钎杆。

爆炸材料：

选用T330高威水胶炸药，规格φ30×150mm×150g，1～5段毫秒延期电雷管，电雷管脚线为2.5m长度。

详见炮眼布置三视图及爆破图表

原始爆破条件表

序号

项目

单位

数量

备注

1

掘进断面

m2

20.92

2

岩石硬度

f

4～6

3

YTP-26风钻

台

6

4

液压锚杆机

台

2

5

炸药类型

水胶炸药

6

雷管种类

段

Ⅰ～Ⅴ

毫秒雷管

7

炮眼直径

mm

42

8

炮眼深度

m

2.5

2、装、运矸石：

装岩：

工作面装岩采用P90B装岩机，将矸石装入6m3箕斗或矿车。

提升：

提升使用2JK-2.0/20绞车，提一个6m3箕斗，井筒铺22kg/m钢轨。

地面桥头设一矸石仓储矸，用铲车和自卸汽车运送至排矸场地。

3、临时支护方式：

打锚杆架前探梁铺金属网，岩性不好加初喷混凝土。

前探梁为四根φ50mm×6000mm的钢管，前端焊接φ30×500mm圆钢，并使用专用卡环固定于树脂锚杆上。

在使用前，对拱顶部位进行初喷，厚度30～50mm，岩石状况不好时加厚。

喷完将前探梁前端插入在工作面迎头岩体打设的安装眼内，插入深度不少于400mm，每根前探梁梁体用2付卡环固定在树脂锚杆上。

在前探梁用卡子固定前，先将支护的金属网铺挂在上面，前探梁与锚杆固定后再使用6000×900mm的焊接金属网作背板拉紧铺在前探梁上。

临时支护紧跟迎头，严禁空顶作业。

详见临时支护示意图见图。

4、永久支护

基岩段永久支护为锚网喷150mm砼联合支护。

锚杆规格：

全断面φ20×2200mm螺纹钢树脂锚杆，全长锚固，间排距800×800mm，托板规格为120×120×10mm。

锚杆施工工艺

具体要求如下：

a、定锚杆眼位

检查巷道规格尺寸是否符合设计要求，先处理完不合格部位后，按锚杆布置要求定锚杆眼位，并做好标记。

b、打锚杆眼

按照设计锚杆眼深度、角度，顶部用锚杆钻机打眼，使用直径Ø28mm钻头。

两帮采用YTP-26风钻打眼。

c、清理眼孔

安装锚杆前将眼孔内岩、煤粉清理干净（钻孔后不关压风来回抽动清眼或利用专用清眼器连接压风吹眼），确保锚固剂与锚杆眼壁良好接触。

d、锚杆安装

1）安装前检查工作

Ⅰ、检查锚杆的规格尺寸是否符合设计要求：

螺纹钢锚杆是否合格，杆体有无氧化生锈现象，若有必须擦刷干净；螺母与杆体的配合情况，螺扣是否过紧；锚固剂有无过期结块变质，包装袋有无破裂损坏，为能使用,必须更换。

Ⅱ、检查锚杆眼的眼位、角度、深度是否符合设计要求（用待安装锚杆伸入锚杆眼孔检查），若不合格必须重新打眼。

2）具体安装步骤：

Ⅰ、拱部锚杆安装：

先将铁托板上好，再将螺纹钢筋锚杆拧入连接套中，然后将Z2350、Z2335各一卷树脂药卷（药卷总长度0.85米）依次放入锚杆眼孔内，用锚杆斜切端头顶在树脂药卷后端，缓缓将树脂药卷送入眼底，最后将锚杆钻机卡在连接套上，启动锚杆钻机边旋转边将锚杆推入眼底，要求旋转搅拌时间必须在20－30秒之间搅拌结束，锚杆钻机保持推力一分钟，保证搅拌后的树脂药卷充分凝固，防止锚杆在树脂凝固前下滑，锚杆推入眼底三分钟后取下连接套。

铁托板要求压紧压实钢筋网。

每套锚杆安装1个加厚螺帽，取下连接套后必须将螺帽用扳手逐个再拧紧上牢。

Ⅱ、两帮锚杆安装：

先将铁托板和限位螺帽上好（限位距离3-4cm），再将螺纹钢锚杆拧入连接套中，然后将1节Z2350树脂药卷放入锚杆眼孔内，用锚杆斜切端头顶在树脂药卷后端，缓缓将树脂药卷送入眼底，最后用锚固器的螺纹套连接套将锚固器打到正顺时针旋转位置，启动锚固器快速将锚杆推入眼底，在锚固器的旋转作用下使锚固剂均匀搅拌，要求旋转搅拌时间必须在20－30秒之间搅拌结束。

金属网规格150mm×150mm，由φ6.5mm圆盘条制成。

喷砼厚150mm，强度等级C25。

（四）躲避硐室施工

躲避硐净宽2000mm，深度2000mm，净高2000mm。

支护形式为锚喷支护，锚杆间排距800×800mm，锚杆规格φ20×2200mm，全长锚固，挂网，喷厚100mm。

（五）铺底、水沟、台阶等附属工程施工

铺底、水沟、台阶在井筒全部施工完交付使用前施工，铺底施工同时预留出轨道基础。

铺底施工措施另行编制。

（六）穿煤层及软岩、破碎带措施

施工中穿过煤层、遇软岩、破碎带等特殊地层时，采取特殊施工方法。

揭煤前应采取长探短掘措施，防止瓦斯超限，及时加强前探梁支护，井筒穿过软岩时，缩小循环进度、减少爆破量、加强支护。

在特殊地层中加强支护的形式，除正常的锚网喷支护，采取加厚喷层至200mm，增加钢带支护，钢带用φ18圆钢制作，长6000mm，宽80mm，内档距80mm。

巷道围岩破碎严重时，支护改为11＃矿工钢支架，间距800mm，喷200mm砼，临时支护为锚网喷50mm厚。

第四章　施工辅助系统

一、提升系统

1、提升系统条件

副斜井长度1174.566m，倾角δ主=-22°，井口至天轮架距离50m，天轮至提升机卷筒中心距40m，箕斗容积6m3，箕斗装岩系数取0.9。

2、钢丝绳选择

副斜井选用φ28mm6×7-170，破断拉力50.4t，2.834kg/m。

3、提升绞车为2JK-2.0/20型凿井提升机，斜井运输按规定设置“一坡三档”，井筒中部设置自动捕车装置，设置独立的声光信号系统，并在井筒上部、中部及下部设置语音提示系统。

JK-2.0/20提升绞车主要技术参数表：

序号

项目

提升绞车型号或参数

1

提升机

JK-2.0/20

2

最大静张力（kgf）

6000

3

最大静张力差（kgf）

6000

4

电机功率（kw）

256

5

电机转数（rpm/min）

720

6

最大提升速度（m/s）

3.7

7

选用钢丝绳直径（mm）

28

8

提升容器（m³）

6

9

天轮规格（mm）

1600

10

钢丝绳终端载荷（kgf）

10266

11

钢丝绳重量（kg）

1892

12

钢丝绳破断力总和（kgf）

25200

13

钢丝绳安全系数

6.97

二、压风系统

在井口附近设集中压风机站，选用SA-120A空压机2台，其中1台使用1台备用。

压风管使用φ159mm无缝钢管，并在管路适当位置设置油水分离器。

风动设备风量统计表：

设备名称

规格

单台耗风量

（m³/min）

打眼

出矸

喷浆

使用台数