高河矿主井井筒施工组织设计

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1、摘要山西高河能源有限公司（SGEC）是山西潞安矿业（集团）有限责任公司和亚美大陆煤炭有限公司（AACI）共同投资建设的大型煤矿。高河矿井（含选煤厂和铁路专用线）位于长治市长治县高村西南侧，地处沁水煤田东部中段。采用立井开拓，工业场地内布置有主、副、风三个立井井筒。本次设计主要包括：山西高河煤矿的基本概况；山西高河煤矿主井基岩段施工组织设计包括建井施工准备：技术准备、工程准备、物资与施工劳动准备、对外协作，主井表土的施工组织设计：冻结方案设计（冻结深度、冻结方案的确定）、表土掘进、井壁施工，主井井筒基岩段的施工组织设计：主井井筒基岩段施工方案、主井基岩掘进（采用钻爆法施工，包括钻眼设备与爆破材料

2、的选择、爆破参数与爆破图表、抓岩与支护、掘砌循环图表与劳动组织）、提升与悬吊、悬吊系统、天轮平面的布置及天轮梁的结构与验算、提升机与稳车的布置、施工辅助系统，安全技术措施等。关键词：基本概况;井筒施工;钻眼爆破AbstractShanxi High River Energy Limited ( SGEC ) is Shanxi Luan mining industry (Group ) limited liability company and Asian American Coal Inc ( AACI ) jointly building a large-scale coal mine.

3、High River Mine (including coal preparation plant and special railway line ) is located in Changzhi city Changzhi County high village southwest side, is located in Qinshui coalfield Eastern middle. Shaft usingpioneering, industrial sites are located in the main, side, three vertical shaft wind. This

4、 design mainly include: Shanxi High River coal mine basic survey; Shanxi High River coal mine main shaft bedrock construction organization design includes drilling construction preparation: technology, engineering, materials and construction labor ready ready, foreign collaboration, Tachi I topsoil

5、construction organization design: freeze design (depth of freezing, freezing scheme), soil excavation, lining construction, Tachi I in bedrock section of construction organization design: Tachi I in bedrock section of construction scheme, Takai Kiiwajin (using drilling and blasting construction meth

6、od, including drilling equipment and blasting materials selection, blasting parameters and blasting charts, grasping rock and supporting, excavation and lining of circular graphs and labor organizations), promotion and suspension, suspension system, head sheave plane layout and sheave beam structure

7、 and checking, the lifting machine and car arrangement, construction of auxiliary system, safety technical measures.Key words: Basic situation of construction; wellbore; drilling and blasting目录0 引言11 编制依据21.1 施工组织设计原则和依据22 矿井概况42.1 地理位置42.2 地质水文概况42.2.1 地貌水系42.2.2 气象42.2.3 地震42.2.4 地质特征42.3 煤尘与瓦斯52.

8、4 工程概况53 施工准备73.1 施工准备原则73.2建井测量73.2.1 近井点及测量资料73.2.2 井口标定73.2.3 井筒十字中心线的设置73.2.4井筒施工中的测量工作73.3 四通一平83.3.1 工作场地的选择方案83.3.2 交通运输83.3.3供电与通讯83.3.4 供水、排水93.4 建井期间总平面进度安排103.4.1布置原则103.4.2 排矸方式103.4.3 混凝土搅拌系统103.5 施工准备期工程进度安排104 主井表土的施工组织设计144.1 冻结方案设计144.1.1 地质概况144.1.2 冻结方案144.1.3 冻结深度144.1.4冻结孔深度154.

9、1.5冻结孔偏斜要求154.1.6冻结孔布置设计154.1.7 冻结管164.1.8 供液管164.1.9 测温孔布置174.1.10 水文孔布置174.2 表土掘进174.2.1 井筒掘进174.2.2 确定掘进段高184.2.3 冻结段掘进184.2.4 工作面施工设备的选择184.2.5 风动工具的防护措施184.2.6 冻结管偏入井内的处理方法194.2.7 冻结管断裂的处理方法194.2.8 混凝土输送195 主井井筒基岩段施工组织设计205.1 主井井筒基岩段施工方式205.1.1 选择施工方式205.1.2 工作面施工机械的配备205.2 井筒基岩段掘进205.2.1 钻眼设备与

10、爆破材料的选择205.2.2 爆破参数与爆破图表205.2.3 出岩245.2.4支护255.2.5 掘砌循环图表与劳动组织265.2.6 井筒相关硐室的施工305.2.7 井筒过围岩破碎带施工305.2.8 井筒通过煤层施工305.2.9 井筒基岩段防治水305.3 辅助系315.3.1 排水系统315.3.2 压风系统325.3.3 通风系统335.3.4 照明、信号及放炮设施345.3.5 测量345.3.6 吊盘及安全梯355.3.7 混凝土搅拌系统355.4 提升系统的选择365.4.1 井架选择365.4.2 井口卸矸与排矸方式365.4.3 运料方式的选择365.4.4 提升方式

11、的选择365.4.5 提升容器的选择375.5 提升钢丝绳的选择385.5.1 钢丝绳最大垂悬高度385.5.2 提升钢丝绳终端荷载385.5.3 钢丝绳的计算选择405.5.4 副提升系统415.5.5 验算安全系数415.6 提升机及凿井天轮的选择435.6.1 提升机的计算选择435.6.2 提升机的强度验算455.6.3 提升机提升能力验算455.6.4 提升速度475.6.5 设计提升能力计算525.6.6提升天轮的选择525.7 悬吊系统535.7.1 主、副提升稳绳计算535.7.2 抓岩机的悬吊555.7.3 放炮电缆的悬吊575.7.4 安全梯的悬吊605.7.5 模板的悬吊

12、625.7.6 吊盘的悬吊645.7.7 吊泵悬吊系统675.7.8 混凝土输送管的悬吊706 安全技术措施776.1总论776.2 施工技术管理786.3 施工安全措施796.4 质量保证体系及措施816.4.1 质量保证体系816.4.2 职责权限816.4.3 质量保证措施836.5 文明施工及环境保护措施856.5.1 文明施工措施856.5.2 环境保护措施857 结论87致谢88参考文献89辽宁石油化工大学顺华能源学院毕业设计0 引言施工组织设计是以整个建设项目为对象，根据初步设计或扩大设计图纸以及 其他有关资料和现场施工条件编制，用以指导全工地各项施工准备和施工活动的 技术经济文

13、件。随着经济社会的发展，科学、合理的施工组织设计对于建筑工程活动的作用 越来越大。一份合理、科学的施工组织设计关系着整个工程的质量、进度、经济 效益等，因此施工组织设计要合理的运用人力、物力、财力等资源并结合工程实 际情况和社会现实，以承包合同和设计图纸以及国家相关法律法规为依据，在保 证质量和安全的前提下，秉承技术先进经济合理的原则，使建筑施工活动全过 程能够科学化、系统化、规范化，达到工程要求,使各方都能获得最大的利益。 本次设计是大学阶段的最后一次理论与实际相结合的总结性的学习活动，是对我大学阶段所学知识进行的一次系统的整理与检验，同时也是对学校和老师的汇报。在这次设计中，本人带着认真、

14、勤奋的学习和工作态度来编写的。争取把这四年所学的知识能全部发挥出来，努力做到创新，不拘泥于旧版本的套路。尽量推广采用新技术、新工艺、新思想。并选择正确经济合理、技术可行、安全可靠的施工方案和方法。提高机械化效率、减轻劳动强度、提高施工效率、确保安全施工为原则，以取得最佳效益为最终目的。1 编制依据1.1 施工组织设计原则和依据1.1.1 编制依据（1）山西潞矿业集团有限责任公司、亚美大陆煤炭有限公司高河矿副、风井井筒矿建工程施工招标书、招标文件说明、图纸资料、招标答疑材料等。（2）煤矿井巷工程施工及验收规范、煤矿井巷工程质量检验评定标准（MT5009-94）、矿山井巷工程施工及验收规范（GBJ

15、213-90）、煤炭工业建设工程质量技术资料管理规定、煤炭工业煤矿井巷工程、建筑安装工程单位工程质量保证资料评定办法、煤矿安全规程等与本标工程有关的国家及部颁现行的各种规范、规程、规定。（3）施工现场踏勘和企业自身施工综合实力。1.1.2 编制原则（1）确保工程质量和工期目标。（2）应用新技术、新工艺、新设备、新材料，提高机械化施工水平，加快施工速度，保证工程质量和安全生产。（3）抓好特殊情况下的施工和综合防止水。（4）控制临时工程，降低工程成本。（5）以合理的资源投入，获取最大的经济效益和社会效益。（6）搞好文明施工和环境保护。1.2 编制原则和指导思想（1）认真贯彻执行国家现行的规范、标准

16、及行业的有关规定，在确保安全和工程质量的前提下，科学合理安排工程进度，立足高标准，早投产。（2）科学合理安排各工序施工顺序，优化施工方法，精心组织三类工程平行、交叉作业，采取技术组织措施和质量保证措施。（3）提高矿井施工机械化水平，改善劳动条件，提高劳动生产率。（4）认真贯彻“安全第一、预防为主”的方针，制定切实可行的安全技术措施，确保施工人员的生命安全和矿井施工的顺利进行。把防水、防瓦斯、防爆炸、防冒顶等自然灾害防治工作贯穿到各单位工程各道工序中，做到防治结合，万无一失。2 矿井概况2.1 地理位置高河矿井主、副、风井井筒，在高河矿井工业广场内，位于长治县郝家庄乡高村村西方向。该工业广场距长

17、治约4km，长临公路从工业广场以西约300m处通过，交通便利。2.2 地质水文概况2.2.1 地貌水系长治县地处太行山西麓，上党盆地南缘。东靠壶关县，西连长子县，北与长治市郊区接壤，南和高平市、陵川县相邻。境内有山有川，地势自东南向西北倾斜，平均海拔1166m。2.2.2 气象工业广场位于长治盆地西部，井田内几乎全为新生界黄土覆盖，地形较为平缓；所属地区为东亚风区温暖带半湿润地区，四季分明，年平均温度9.1，最高气温37.6，最低气温-29.3，年均降雨量595mm，年均蒸发量1558mm；冻土深度500750；主导风向为西北风，夏季风向为东南风。2.2.3 地震据中国地震动参数区划图（GB1

18、8306-2001），本区所属地震动峰值加速度分区为0.05g，地震烈度为7度。2.2.4 地质特征根据高河矿井钻孔地质报告所揭露的地层，自上而下为第四系黄土覆盖层、第三系、二迭系上统上石盒子组，二迭系下统下石盒子组、山西组地层。2.3 煤尘与瓦斯井筒施工过程中需揭露3号煤层，平均厚度6.59m，煤层相对瓦斯涌出量为4.50/t，绝对瓦斯涌出量为62.53/t，属高瓦斯矿井；煤尘均有爆炸危险性，属不自燃煤层。2.4 工程概况主、副、风井井筒均采用冻结施工，冻结深度230 m，内外壁均为钢筋混凝土结构，在内外层井壁间设计二层1.5mm、幅宽1150mm、密度为0.920g/cm的聚乙烯塑料薄板，

19、外层井壁与冻结层间设计铺设聚苯乙烯泡沫塑料板（其中0-140m段铺设一层，-140-205m段铺设二层），冻结段井壁混凝土强度为C35、C45。基岩段采用普通法施工，为单层现浇混凝土，强度为C30。同时为减少井壁渗水量，混凝土中需适量添加BR型增强防水剂，见表1-1主、副、风井井筒主要技术特征。表2-1主、副、风井井筒主要技术特征序 号项 目主井特征副井特征风井特征1井口坐标经距（X）4002777.0004002797.0004003070.000纬距（Y）38409272.00038409292.00038409185.0002井口标高+934.000m+934.000m+934.000m

20、3井筒净径6.5m8.2m7.5m4净断面33.2852.844.25井底标高392.0 m+420.0m+450.0m6井筒深度542m514m484m7冻结深度230m230m230m8井筒壁厚冻结段0-140m段,1250mm/-140m-220m段，1350mm0-140m段,1250mm/-140m-220m段，1350mm0-140m段，1150mm/-140m-220m，1250mm基岩段500mm600mm550mm9砌壁材料冻结段外壁单层钢筋混凝土，内壁双层钢筋混凝土；0-140m段，C35；-140-220m段，C45基岩段现浇素混凝土C303 施工准备3.1 施工准备原则

21、（1） 施工准备时间，各工种、工序之间交叉频繁，采用统筹方法，运用网络技术，紧抓住关键工程，采取平行交叉作业。（2） 技术准备是工程准备和其他各项准备的前提，将在施工准备前期完成。（3）建筑安装工程采取平行交叉作业，安排工程进度时，考虑劳动力和物质的平衡。3.2建井测量3.2.1 近井点及测量资料高河矿主井井筒工程施工，测量控制点（近井点）及有关测量资料均由发包方提供3.2.2 井口标定根据井筒中心的设计平面坐标和高程，用井口附近的测量控制点，求出标定要素，进行现场标定。3.2.3 井筒十字中心线的设置井筒十字中线点均由发包方设置测定，井筒十字中线点资料均由发包方提供。每个方向不少于三个点，点

22、间距一般应不少于20米，两条十字中线的垂直误差10秒。3.2.4井筒施工中的测量工作（1）井筒掘砌施工主要依靠固定在井盖上的井筒中心垂线进行控制；（2）标高导入用50米比长钢尺搭接的钢尺测定，两次导入高程的互差不得超过井深的1/80003.3 四通一平3.3.1 工作场地的选择方案 矿井工业场地位于整个井田的中部，有利于矿井两翼均衡生产。场地南距李末村300m，东北距高村300m。西北距长（治）临（汾）公路300m。200kv高压线紧临场地西侧通过，能最大限度地减少矿井建设对村庄影响，同时工业场地煤柱可利用村庄220kv高压线柱，以减少压煤量。工业场地距浊漳河0.8km，自然地形标高较河床高2

23、0.0m。因此，工业场地不受洪水威胁。3.3.2 交通运输主工业场地进场公路修至连通长（治）临（汾）公路的公路总长约300m，路基宽8.5m，路面宽7m。如图3-1。图3-1交通图3.3.3供电与通讯（1）供电在工业场地建一座110kv变电站，双回路电源均引自长子大堡头200kv变电站，110kv不同母线段，井下采用6kv电源供电。根据凿井期间用电负荷的总体布置情况，供电方案是：由永久变电所将6kv电源引到井口绞车房，供绞车使用，另在井口附近建一临时变电所，内设一台6/0.4kv电力变压器，总容量500kv，低压配电盘，凿井期间用电负荷全部由此接引，见图3-2供电系统图。井筒施工期间，井下供电

24、专设一条电缆，随吊盘绳下放。图3-2供电系统图（2）通讯建井期间通讯联络全部采用无线通讯。3.3.4 供水、排水新建取水泵房，净化站及排水泵房，生活供水站，地面生产和消费供水系统，井下消防洒水泵站。（1）供水建井期间的生产用水取自甲方提供的水源井，利用临时管路将水送达施工现场和生活区。（2）排水井下涌水及现场污水经地面排水沟自然沉淀后排至永久排水系统。3.4 建井期间总平面进度安排3.4.1布置原则（1）尽量利用永久工程，必不可少的凿井设施、施工暂设及管线要避开永久建筑物和永久设施；（2）材料场地：大综材料及设备场地的选择既要避开永久建筑物，又要避免频繁迁移；（3）井筒临时锁口，按绝对标高施工

25、，其余凿井设施的基础表面，按高于自然地表的300mm考虑。3.4.2 排矸方式考虑到井筒施工的同时，可以回填部分工业广场，故决定先期采用汽车排矸，井筒矸石通过溜子到达地面，由汽车运到广场。井筒施工后期排矸按业主要求运到指定的地点。3.4.3 混凝土搅拌系统在井口附近设一混凝土搅拌站，搅拌站里安设两台自动配料JS-750型强制式搅拌机，混凝土通过底卸式吊桶下放到井下。3.5 施工准备期工程进度安排施工准备期间工程从2012年5月25日至2012年7月25日结束。具体工程内容如下：井架组装、天轮平台梁加工、翻矸台加工、天轮房组装；井架及天轮房吊装；上天轮平台、翻矸台；压风机安装，调试；绞车安装调试

26、；大临及措施工程土建项目施工，具体由井架基础、稳车群基础、绞车基础、压风机基础，压风机房、绞车房、井口房、仓库、办公室、住宅、维修房等，具体见表3-1、3-2、3-3。表3-1大临工程及临时用地表建筑名称用途面（体）积（/m）位置需用时间绞车房放置绞车200绞车基础安装绞车200井架基础安装井架180压风机房安装压风机20搅拌机搅拌砼25职工宿舍职工休息500办公室办公100厂房100食堂人员就餐100维修房设备维修30水泥库存放水泥150井口房102井口配电房放置配电设备202料场堆放砂石400稳车基础安装稳车400暖料房冬季暖砂150表3-2安装工程明细表序号设备名称型号规格单位数量安装工

27、期(天)用于施工位位备注1提升机JK-3.5/20台130主井提升3凿井绞车JZM-25/800A台44主井悬吊吊盘4凿井绞车JZ-10/600A台11主井稳绳5凿井绞车2JZ-10/600台11主井压风管7凿井绞车2JZ-10/600台11主井排水管8凿井绞车JZ-10/600A台33主井模板10凿井绞车JZ-5/400台11主井放炮电缆11凿井绞车JZA-5/1000台11主井安全梯12压风机DLG-20/0.8台32主井13抓岩机HZ-6台21主井出岩14搅拌机JS750台13主井混凝土搅拌15模板4m座12主井16风机ZBKJ-11.6/NO6台21主井通风用17井架型座115主井18

28、天轮平台项15主井19翻矸平台项15主井20井口盘4m双层项15主井21吊盘项12主井表2-3拟投入的主要施工机械设备序号设备名称型号规格单位数量用于施工部位备 注1提升机JK-3.5/20台1主井提升2凿井绞车JZM-25/800A台4主井悬吊吊盘3凿井绞车JZ10/600台1主井稳绳4凿井绞车2JZ-10/600台2主井压风管5凿井绞车2JZ-10/600台1主井排水管6凿井绞车JZ-10/600台3主井模板7凿井绞车JZ-16/800A台2主井抓岩机8凿井绞车JZA-5/1000台2主井安全梯9压风机L12-100/8台3主井10抓岩机HZ-6台1主井出岩11吊桶3.0m3个2主井12搅

29、拌机JS750台1主井混凝土搅拌13吊桶底卸式3.0m3个1主井放灰14模板4.0 m套2主井15风机230kw台2主井备用1台16井架型座1主井17汽车5t自卸车辆2主井18装载机50铲车辆1主井19经纬仪水准仪台2主井4 主井表土的施工组织设计4.1 冻结方案设计4.1.1 地质概况井筒自上而下穿过的地层有：第四系、上第三系、二叠系上石盒子组地层。4.1.2 冻结方案根据高河矿井实际地质情况，并参照附近矿井的冻结设计、施工情况，确定主井采用两圈加防片孔冻结方案。4.1.3 冻结深度冻结深度为230m。井筒主要参数见表4-1表4-1井筒主要技术特征表序号项目单位主井备注1井口标高m+9342

30、井筒深度m5423井筒净直径m6.54井筒净断面积m233.285表土厚度m464.4第四系表土厚度m148.90第三系表土厚度m315.506冻结深度m230自然地坪算起4.1.4冻结孔深度内圈孔采用全深冻结，0-140m冻结深度140m。穿过风化带，保证冻结壁早交圈，按时开挖，加快下部冻土向内发展速度，降低巨厚粘土层井帮温度、提高冻结壁强度。外圈孔采用全深冻结，冻结深度-140m-200m。冻结深度穿过表土层进入风化带并穿过强风化带，目的是保证强风化带以上冻结壁厚度和强度。由于上部井壁均较薄，且内圈孔上部离荒径均较远， 0-140m井壁厚度为1.25米，-140m-220m井壁厚度为1.3

31、5m，内圈孔上部离荒径2.252.55m。考虑到上部冻土发展速度较慢，而要求开挖时间又短，开挖时易出现塌帮，影响井壁质量和施工安全。因此结合井壁结构与掘砌速度，设防片孔，主井深度542m。4.1.5冻结孔偏斜要求深厚表土层冻结井施工中，冻结孔施工质量的好坏直接影响冻结工程的成败，因此为保证冻结壁均匀稳定和冻结工期，结合规范要求，提出冻结孔在300m以上钻孔偏斜率2.5；300m以下按靶域施工,靶域半径0.7m,防片孔向内偏斜300mm，其它冻结孔向内偏斜500mm。最大孔间距表土段：外圈孔、内圈孔2.6m，中圈孔、防片孔按偏斜及靶域要求；基岩段4.5m。4.1.6冻结孔布置设计（1）冻结圈径外

32、圈孔布置圈径采用下列公式：D=D荒+2（0.6E+H）式中：D荒井筒掘进直径，取6.5m E冻结壁厚度，取8.6m 冻结孔设计允许偏斜率，取3 H最大地压处计算深度，取220m结合冻土向外发展速度、掘砌工期及要求的冻结壁厚度和以往深井冻结施工经验，确定外圈孔冻结孔圈径为D =18m。内圈孔圈径D辅= D荒+2（0.1E+H）=9.54m，取内圈孔圈径D辅=10m。 防片孔圈径根据开挖时间和上部孔到荒径距离及预测冻土发展速度，确定防片孔圈径为11.5m。（2）冻结孔数由于深冻结井冻结时间长，从减少钻孔工程量、冻结装机容量、缩短工期、降低工程造价以及减少冻结壁内部冻胀水等几方面考虑，在保证安全的前

33、提下外圈孔及中圈孔适当加大冻结孔开孔间距，保证冻结壁的均匀与稳定。取外圈孔N外=34个、内圈孔N内=22个、防片孔N防片=12个；（3）开孔间距L=D/N计算得：外圈孔L外=1.66m，内圈孔L辅=1.43m，防片孔L防片=3.0m4.1.7 冻结管外圈260m采用1406 20#(GB81631999)优质低碳钢无缝管，内管箍连接，内圈240m1406; 240m1597；防片孔1406 mm 20#(GB81631999)优质低碳钢无缝管，内管箍连接。4.1.8 供液管供液管规格：全部采用756mm聚乙稀塑料软管。4.1.9 测温孔布置布置原则：地下水流上方、冻结壁外侧最大孔间距处；冻结壁

34、内侧界面处；冻结壁外侧主面、界面处；尽可能均匀布置。 为加强对冻结壁温度场的监测，设计4个测温孔，其中2个外测孔，深度为140m/1个，220m/1个；2个内测孔，深度140m/1个、220m/1个。测温孔均采用1085mm优质低碳钢无缝管，内管箍连接，管底密封，不试压、不灌水，确保不渗水。4.1.10 水文孔布置设计三个水文孔：深度分别为220m、140m、80m。水文管规格均采用1406无缝钢管，外管箍连接。4.2 表土掘进4.2.1 井筒掘进（1）井筒试挖条件水文孔水位有规律上升并冒水（7天以上）；测温孔内温度降至设计要求，证明各含水层冻结壁已全部交圈；据冻土扩展速度推算，井筒掘砌工程中

35、，每一岩层冻结壁厚度和强度均符合设计要求。（2）正式开挖条件井筒中的水文观测孔水位由开始缓升后下降而趋于稳定，然后又稳定开始逐渐上升，直到迅速上升并溢出孔口；由测温孔和水文孔资料分析，冻结壁已发展到设计厚度；经过试挖，证明冻结壁已实际形成并与上述的观测结果一致；去、回路盐水温差在3以内；井架等凿井施工设备及设施已安装完毕。4.2.2 确定掘进段高冻结井筒掘进段高应根据冻结深度及所处深度的土（岩）层性质、冻结壁裸露时间、冻结管的实际偏斜以及支护形式和施工作业方式等综合因素确定，该井筒采用短段掘砌，掘砌段高最大为3.6m。4.2.3 冻结段掘进冻土未进入荒径的掘进方法：冻土离荒径较远（0.5m），

36、使用短段倒台阶法、短段分块法人工挖土；冻土离荒径较近（0.2m），全断面一次挖掘法。冻土进入荒径的掘进方法：冻土进入荒径不多时，采用风镐破土，或采用抓岩机抓土；井筒冻实时使用风镐破土，或采用钻爆法（打浅眼、少装药）。4.2.4 工作面施工设备的选择(1)挖土及凿岩：YGZ-50.6型高频凿岩机。(2)抓岩：HH-6型长绳悬吊式式抓岩机。4.2.5 风动工具的防护措施因受冻结井筒的低温影响，风动工具的正常工作受到影响，因此要对风动工具的防冻采取措施：（1）除水分风器法：冻结段超过300m的井筒应考虑两台分风器分段设置；（2）压风过滤干燥法：干燥器底部做成锅底形，装上放水阀，经常放入氯化钙、活性炭

37、装在细钢筋焊成的月牙形网筐内，放入干燥器中，换时取筐即可；（3）压风冷凝分离法：冷凝器放在井口：经常放水，避免水结冰，影响压风通行；压风管通过冷冻沟槽中：每4m设一放水阀，每3h放一次水；降低冰点法：注入前应把井下压风分离器中的水放掉；风动工具直接消冻法：风动工具不宜浸入高温热水或用火直接烘烤。4.2.6 冻结管偏入井内的处理方法（1）根据钻孔偏斜图初步确定偏入井内的冻结管号，然后用击管法查明后关闭阀门，停止盐水循环。（2）当冻结管偏入荒径小于0.2m和偏入长度小于2m时，可不必割除，而用黄泥和油毡纸包扎，使之与混凝土隔离，以便拔管。该部位的井壁厚度和强度应适当加大。（3）当冻结管偏入荒径大于

38、0.2m和偏入长度大于2m，而对井壁的厚度和强度影响较大时，冻结管应当割除，即先关闭阀门，用风镐击破冻结管，放出盐水，然后将冻结管一起浇入混凝土内。（4）在查明或提出处理措施前，破土时要特别注意防止风镐击破冻结管。（5）偏入部分冻结壁薄弱时，应缩短段高，及时筑壁。4.2.7 冻结管断裂的处理方法冻结管断裂的原因是多方面的，防止冻结管的断裂要采取综合措施，针对断裂的冻结管应采取以下措施：（1）断裂的冻结管必须立即关闭阀门，停止盐水供应；（2）当两个相临冻结管断裂时，及时在原冻结管中下直径较小的新管，以恢复冻结。（3）断管较多时，除作好提前套壁的准备工作外，要加快掘进速度，尽快施工至要求深度，进行

39、套壁。当发现危及安全施工时，应提前套壁。4.2.8 混凝土输送在井口适当位置设混凝土卸载平台，混凝土运输车辆直接将混凝土溜入底卸式吊桶，利用提升钩头将吊桶下放到工作面大模板的工作台或吊盘（套砌内壁时）上，卸入溜灰槽，流入模板内。5 主井井筒基岩段施工组织设计5.1 主井井筒基岩段施工方式5.1.1 选择施工方式结合本井筒的地质、水文情况、施工装备水平、工人的技术水平，进行综合分析比较，决定副井井筒基岩段采用综合机械化配套、短段掘砌混合作业法施工，钻爆发掘进，采用单缝液压伸缩整体移动式金属模板，段高3.6米。5.1.2 工作面施工机械的配备（1）凿岩机：FJD-6型伞钻，配备YGZ-50.6型高

40、频凿岩机（2）抓岩机：HZ-6中心回转式抓岩机（3）主提升：22JK-3.5/20（4）副提升：22JK-3.5/20（5）吊桶：3m35.2 井筒基岩段掘进5.2.1 钻眼设备与爆破材料的选择（1）钻眼采用FJD-6型伞钻，配备YGZ-50.6型高频凿岩机，25mm，L=4600mm，中空六角钢钎，一字型钎头（2）爆破选用T100型高威力水胶炸药，导爆管、毫秒延期电磁雷管、大功率高频发爆器起爆。5.2.2 爆破参数与爆破图表（1）按照计划要求的月进度指标、每日可能完成的循环数以及预计正规循环率，计算出计划要求的循环进尺，然后，求出炮眼的平均深度：l=L/Nn式中：l炮眼平均深度,mL计划月进

41、度指标，m，取80mN每月实际用于掘进的天数，取28天n每日可能完成的掘进循环数，取1正规循环率，取0.9炮眼利用率，取0.85经计算得：l=80(2810.90.85)=3.7m，在实际施工过程中取炮眼深度为4.0m。（2）掘砌段高 由炮眼深度确定为4.0m，炮眼利用率为0.85，得循环进尺即掘砌段高为40.85=3.4m。（3）炮眼的布置掏槽眼采用中深空直眼掏槽，眼深4m，圈径为1.6m，眼距630mm，布置8个炮眼，装药系数0.595，角度90o。周边眼炮眼圈径取6.7m，炮眼数目N=DE，其中D为井筒掘进直径，E为周边眼的眼距，可取0.5m，则得N=40.8个，取41个，眼深4.0m，

42、眼距为500mm。角度取87o，装药系数0.53。辅助眼辅助眼三圈，且紧邻周边眼的圈径一圈辅助眼应为光爆创造条件，使周边眼的最小抵抗值W符合光面爆破的要求。因此该圈辅助眼与周边眼间的圈距应为：W=EM式中：W周边眼与辅助眼的圈距，mmE按光爆要求确定的周边眼孔间距，m，600mmM光面爆破的炮眼密集系数，取0.85计算得：W=6000.9=705mm，取700mm各圈炮眼直径分别为2.4m、4.2m、6.0m，各圈炮眼间距：0.75、0.85、0.73装药系数0.5，各圈炮眼的数目分别为10、16、26。基岩段炮眼布置图见图5-1，爆破参数见表5-1，井筒基岩段预期爆破效果见表5-2，爆破参数

43、表见表5-3。施工中根据工作面岩石软硬程度，及时调整爆破参数，提高爆破效率。 表5-1爆 破 参 数 表炮眼 名称眼数（个）圈径（m）眼深（m）眼距（mm）倾角（）装药量起爆 顺序雷管 段号联线方式kg /眼kg/圈掏槽眼81.64.2612903241并联辅助眼一102.44742902.4242辅助眼二164.24819902.438.43辅助眼三266.04723902.462.44周边眼416.74513871.7571.755合 计106220.55备注：采用T100水胶炸药，药径45mm药卷，周边眼用35mm药卷，长300mm，重0.3kg/卷，秒延期非电导爆管，地面380电源起爆

44、。爆破参数需根据实际调整。表5-2井筒基岩段预期爆破效果序号爆破指标单位数量1炮眼利用率852循环进尺m3.43爆破实体岩石m31594循环用炸药kg229.35循环炮眼个数个1066每m3炸药消耗量kg/m1.447每m炸药消耗量kg/m63.48每m3雷管消耗量个/m30.679每m雷管消耗量个/m29.410每m3炮眼消耗量个/m30.67（4）装药结构与装药量掏槽眼与辅助眼均采用正向连续装药，周边眼采用空气柱装药。（5）连线方式、起爆顺序、爆破电源基岩段爆破采用串并联连线方式；掏槽眼、第一圈辅助眼、第二圈辅助眼、第三圈辅助眼、周边眼依次起爆，爆破电源采用380v交流电，爆破布置见图5-

45、1。图5-1炮眼布置图5.2.3 出岩（1）抓岩机的选择采用HZ-6型中心回转式抓岩机，配以0.6m3的抓斗。主副提升设备均配备3 m3 的吊桶提升矸石。（2）抓岩机的悬吊、固定与布置实际施工过程中，将HZ-6型中心回转式抓岩机固定在吊盘的下面，由液压千斤顶、手动螺旋千斤顶、液压泵组成的固定装置，使抓岩机抓岩时，保证机器不晃动。（3）实际抓岩能力式中：抓岩机的工时利用率，一般取0.60.9，取0.7抓斗装满系数，一般取1.01.3，取1.2压气影响系数，取1.0抓斗理论容积，m，0.6m抓岩一次循环的时间，取50s计算：m/h，取36.3m/h。5.2.4支护（1）支护结构采用短段掘砌混合作业

46、无需临时支护结构，永久支护结构采用整体金属刃脚下移模板，成井高度3.6m。（2）井壁结构井深0-140m为双层钢筋混凝土结构，混凝土强度等级C35；井深-140-220m为素混凝土，壁厚500mm，混凝土强度等级C45。砌壁采用单缝液压伸缩整体移动式金属模板，段高3.6m。（3）井壁施工铺设泡沫板设计在井筒井深-50-536m段外层井壁与井帮间铺设25mm、50mm、75 mm的聚苯乙烯泡沫板缓压层。当掘够一个段高，在绑扎钢筋前，沿井筒荒径间隔1m用T型钢筋钉将泡沫板直接固定在井壁上，双层泡沫板要错茬铺设，拼缝平整严密。钢筋施工钢筋在地面加工，运至井下按设计位置安装，竖向钢筋采用CABR/M等

47、强度机械连接，即剥肋滚压螺纹套筒连接。环筋采用搭接，搭接长度为钢筋直径的36倍。先将工作面平整好，用手动葫芦将刃脚模板下放至工作面，用井筒中心线及水平仪操平找正，按设计安装竖筋，采用搭接连接的钢筋，上端与上段高预留钢筋搭接绑扎牢固，下端插在刃脚的预留钢筋槽孔内；采用套筒连接的钢筋，上段用管钳拧入上段套筒，下段（带套筒）插入刃脚槽孔，然后按设计要求绑扎环筋，钢筋的间排距及保护层厚度要符合设计要求。主模下放钢筋安装好经验收合格后，将整体模板落于刃脚上，利用油压控制系统把模板撑开，然后操平找正，固定牢固。浇筑混凝土浇筑混凝土使用商品混凝土商品混凝土的各种原材料必须符合规范要求，按规定进行检验和试验，

48、并提交试验报告。商品混凝土必须符合设计强度要求，由生产商品混凝土厂家送到井口混凝土放料台位置。供应商使用专用混凝土搅拌输送车运送，保证混凝土必须能在最短的时间内均匀、无离析、无分层现象，并顺利的排出，装入吊桶。且做到出料干净方便，能满足施工的各项要求。井壁接茬采用窗口式接茬模板，模板高度超过接茬100mm，安装在整体模板上，接茬模板高度为300mm。5.2.5 掘砌循环图表与劳动组织为加快主井施工速度，缩短建井工期，除了采用新技术，新设备、新工艺、新方法等技术措施外，科学的施工组织和管理方法也是十分重要的因素。主井施工循环图表，应使各辅助工序与主要工序平行交叉进行，以充分利用作业空间和时间，使

49、循环时间缩短到最小值。多年来各建井单位以装岩、钻眼作为组织正规循环的主线，创造了许多多工序平行交叉的先进经验，例如：清理吊盘与下放抓岩机，接长排水管路、接长混凝土管路平行；装岩与临时支护平行；井底工作面找平、立模与接长溜灰管平行；钻眼准备、接长和下放压风管与清底平行；钻凿周边眼与清底平行（手持凿岩机）；钻眼与扫眼平行；钻眼与抓岩准备平行；以及钩头、钢丝绳、天轮、悬吊设备、管线正常维修，在不影响正常工作的情况下，见缝插针的进行等等。（1）要实现多工序平行交叉作业，各工序之间要相互协作，紧密配合，互创条件，充分发挥工人积极性和责任感，保证在规定的时间内，保质保量完成每项工序所规定的任务。为适应主井

50、井筒混合作业快速施工工艺的要求，井筒基岩段掘砌井下直接工分成打眼班、出矸班、砌壁班和清底班四班作业，实行专业工种固定工序“滚班”作业制度。地面运转、维护和各辅助工种实行“三八”制作业，工程技术人员和项目部管理人员实行24小时值班制。基岩段井下直接工81人，地面辅助人员65人，加管服人员16人，共计162人，劳动力配备详见表5-3。（2）掘砌循环图表掘砌施工循环图表按月进度计划80米编制，每月掘砌时间为28天。施工正规循环率为0.9。钻眼、爆破时间钻眼时间的确定按下列公式计算：t=Nl/kv式中：t钻眼时间，hN炮眼数目，取106个K同时工作的凿岩机台数，取6台l炮眼平均深度，取4mv每台凿岩机

51、的平均钻速，取0.5m/min经计算得：t1=1064（60.5）=141min考虑到施工时下人及井下换钎移位等时间，取t=120min另炮眼打完后，开始进行扫眼和装药，根据经验取t=120min，放炮前提吊盘时间40min。则钻眼爆破总时间为T=421min=7h。装岩时间t=skp式中：t装岩时间，S筒掘进断面，47.8K同时工作抓岩机台数，取1台P台抓岩机平均生产率，取30 m/h炮眼利用率，取0.85经计算得：t2=47.82.51.60.8530=5.4h考虑到放炮后落吊盘、工作面清底等工序，所需时间，装岩机总用时为7h。混凝土支护每掘够段高2.5m（预留一茬炮的浮货）后，开始立模浇

52、筑混凝土。组立模板并找正，时间为60min。接茬收尾时间为60min，混凝土浇筑时间为180min。表5-3井筒基岩段施工力配备表序号工种名称打眼班出矸班砌壁班清底班圆班一井下工721伞钻司机662放炮工223抓岩司机1124砌壁工14145出矸清底工718256吊盘信号工67井下把钩工222288井底信号工222289机电修理工6二地面辅助工381井口信号工62井口把钩工63混凝土搅拌工44绞车工125大班机电修理工10合计110955.2.6 井筒相关硐室的施工该井筒相关硐室应有管子道、马头门等，均与井筒同时施工（至少是预留相应位置）。当井筒掘至相应硐室上方2m时停止掘进，将上段井壁砌好（

53、一般应在模板的一个段高内）。并将井筒十字线和标高导至已砌好的井壁上。硐室分层掘进，分层高度23m，将井筒掘至相应硐室连接处上分层底板位置，然后开始掘进硐室的拱顶，拱顶的水平掘进长度为3m，采用锚喷网临时支护，继续将井筒和硐室掘进至硐室底板位置，利用井筒砌壁大模板和金属组装模板，将井壁和硐室连接处一起立模，整体浇注混凝土。硐室剩余部分，采用正台阶施工法掘进，出岩采用耙岩机或人工将岩石倒至井筒中，然后用抓岩机装入吊桶。砌壁采用金属模板，按先墙后拱顺序进行。5.2.7 井筒过围岩破碎带施工在实际施工中，如果遇到围岩破碎带或岩性较差等不良地层时，将缩小掘进段高、采用锚喷网或钢筋混凝土井壁和提高光爆指标

54、等措施，尽量减少爆破对井筒围岩的破坏，以保证围岩的完整性。必要时增设钢井圈复合井壁支护，确保安全顺利通过不良地层。5.2.8 井筒通过煤层施工根据地质资料提供该矿属于低瓦斯矿井，相对瓦斯含量0ml/g，但煤尘有爆炸性危险，因此在施工中必须做好防尘措施。5.2.9 井筒基岩段防治水根据井检钻孔资料，基岩将穿过5个含水层。除表土冷冻段外，其它含水层最终含水深度在288m左右，因此在施工中必须坚持有疑必探，先探后掘的原则，进行综合治理。（1）防水：在遇到含水层施工时必须采取边探边掘的方法，当探明井筒涌水量超过20m/h以上时，需要进行工作面预注浆，达到预期效果后再继续掘进。（2）排水：吊盘上设一台D

55、M25-30型水泵，扬程300m，流量30m/h。（3）导水：当含水层未探出水，但井筒揭露后个别裂隙涌水或非含水层因构造出现少量涌水时，采用壁后预埋导水管将水导出，当吊盘通过该位置时，进行注浆封堵。（4）截水：当井壁有淋水时，在井壁安设截水槽及导水管，截住井壁淋水，通过导水管引到吊盘上的水箱中，在模板上口用塑料薄膜遮挡，以防井壁淋水进入混凝土中。5.3 辅助系5.3.1 排水系统（1）排水方式当井筒工作面涌水量不超过10m/h时，采用吊桶法排水，即工作面的水用风动潜水泵将水排入吊桶内或排入装满矸石吊桶的空隙内，用提升设备提到地面排水。当井筒工作面涌水量大于10m/h时，采用吊泵来排水。（2）设

56、备选型吊泵需经常修理更换，因此常用钢丝绳直接挂在横担上以便拆卸。为了缓冲吊泵启动时因向上窜动而冲击排水管和由于泵体的扭转成管卡位移而损坏悬吊绳，以及减轻听泵时水锤对水泵的冲击，吊泵和排水管连接处一般设置伸缩器。该井筒拟选用80DGL5015型吊泵。吊泵及排水管用钢丝绳共同悬吊在井架上并根据需要可以随时上提或下放。吊泵位于工作面上房46m，放炮时需要提高，距离工作面2025m3）排水管路的选择排水管的选配原则：要考虑井巷施工各阶段的最大涌水量确定管径和管路条数，避免在施工期间频繁更换和增设管路；涌水量较大、水文地质条件较复杂的矿井，管路的选择应有足够的备用系数。如条件允许，应尽量利用永久排水管路

57、；井筒内的管路连接型式应采用管箍焊接、自身悬吊或井内固定的方式；经常移动和拆卸的管路，要选配轻便的管材和易于拆卸的连接方式。4）排水管布置原则：在井筒内布置管路，要考虑管路与提升容器的安全距离及各排水阶段的衔接关系，避免相互影响；管路在井筒内悬吊的固定梁和卡具的计算，应考虑管路和水的自重并加上水锤作用的动荷载；泵房内干管要留出随时增设水泵的连接管头，以便在紧急情况下可不停止排水进行增装新泵；管路在井巷和泵房的位置，不应阻碍运输及进行水泵和电机的检修工作；各种闸阀的位置应考虑操作方便、安全可靠、易于检修。选用1084mm的热轧无缝钢管，；理论重量10.26kg/m。5.3.2 压风系统（1）压风量计算根据井筒的