【正文】 第一章 礦井概況一 設(shè)計(jì)編制依據(jù) 1 井筒地質(zhì)柱狀圖2 《煤礦安全規(guī)程》3 《煤礦井巷工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》二 礦井條件本礦井為城郊礦井，設(shè)計(jì)服務(wù)年限為30年。城郊礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力位240萬(wàn)噸。本次設(shè)計(jì)的井筒為副井井筒。，井筒的深度為680m,副井井筒的開拓方式為立井開拓，通風(fēng)方式為中央分列式通風(fēng)系統(tǒng)。煤層含沼氣的等級(jí)及突出危險(xiǎn)程度：低沼氣，無(wú)突出。 副井井筒的表土段深230m，表土段井壁結(jié)構(gòu)為雙層鋼筋混凝土井壁，內(nèi)壁的厚度為450mm，外壁的厚度為500mm?；鶐r段厚430m,為普通混凝土井壁，厚650mm，混凝土標(biāo)號(hào)為C30。井筒內(nèi)提升容器采用單層雙車罐籠，提升容器導(dǎo)向裝置的結(jié)構(gòu)類型采用組合罐籠。井筒的提升方位角為。三 礦井水文地質(zhì)情況（一） 表土厚度及類型：表土土層為第四紀(jì)沖擊層，厚度為 （二） 含水情況：表土含水情況為,表土下方的風(fēng)化基巖帶厚度為,基巖為泥巖和粉砂巖，厚度為，基巖巖傾角為，含水情況為400~430m。四 井筒特征（一）副井井筒特征表表11 副井井筒特征表井徑()井深()井口標(biāo)高()井底標(biāo)高()方位角(度)提升容器罐道型式井筒荒徑井壁厚度表土段基巖段表土段基巖段680+15單層雙車組合罐道（二）井筒斷面布置形式 井筒斷面布置形式如圖11所示：圖11 井筒斷面布置圖第二章 井筒基巖段施工方案一、 選擇施工方案時(shí)應(yīng)考慮的因素：（一）井筒穿過(guò)巖層的性質(zhì)，涌水量的大小。（二）井筒直徑和深度（主要指基巖部分的深度）。（三）可能采用的施工工藝及技術(shù)裝備條件。（四）施工隊(duì)伍的操作技術(shù)水平和施工管理水平。選擇施工方式，首先要求技術(shù)先進(jìn)，安全可行，有利于采用新型鑿井裝備，不僅能獲得單月最高紀(jì)錄，更重要的是能取得較高的平均成井速度，并應(yīng)有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。二、現(xiàn)有立井井筒基巖段施工方案分析（一）掘、砌單行作業(yè)鑿井時(shí)將井筒劃分為若干段高，自上而下分段施工，在同一段高內(nèi)，按照掘砌先后交替順序作業(yè)稱為單行作業(yè)且由于掘進(jìn)的段高不同，單行作業(yè)又分為長(zhǎng)段單行作業(yè)和短段平行作業(yè)。掘、砌單行作業(yè)的最大優(yōu)點(diǎn)是工序單一，設(shè)備簡(jiǎn)單，管理方便，當(dāng)井筒涌水量小于時(shí)，任何工程地質(zhì)條件均可使用。特別是當(dāng)井筒深度小于400m時(shí)，施工管理技術(shù)水平薄弱，鑿井設(shè)備不足，無(wú)論井筒直徑大小，應(yīng)首先考慮采用掘砌單行作業(yè)。其中，短段掘、砌單行作業(yè)更具優(yōu)勢(shì)。（二）掘、砌平行作業(yè)掘砌平行作業(yè)仍有長(zhǎng)段平行作業(yè)和短段平行作業(yè)之分。長(zhǎng)段平行施工，是在工作面進(jìn)行掘進(jìn)作業(yè)和臨時(shí)支護(hù)，而上段，則由吊盤自下而上進(jìn)行砌壁工作。短段掘、砌平行作業(yè)，掘、砌工作也是自上而下，并同時(shí)進(jìn)行施工。掘進(jìn)工作在掩護(hù)筒保護(hù)下進(jìn)行；砌壁是在多層吊盤上，自上而下逐段 澆灌混凝土，每澆灌完一段井壁，即可進(jìn)行下一段的混凝土澆灌工作。掘砌、掘安平行作業(yè)一次成井，是在兩個(gè)段高內(nèi)、下端掘進(jìn)與上段砌壁，安裝相平行，而砌壁和安裝工序則按先后循序進(jìn)行，砌壁自上而下，安裝自上而下。長(zhǎng)段平行作業(yè)施工裝備復(fù)雜，設(shè)備用量多，圍巖暴露時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)井筒圍巖穩(wěn)定產(chǎn)生不利影響，施工組織和安全作業(yè)復(fù)雜；短段平行作業(yè)不受井筒深度和截面大小的制約，在嚴(yán)格信號(hào)系統(tǒng)的管理和施工工序組織恰當(dāng)?shù)那闆r下，可以掘、砌共用提升系統(tǒng)。平行作業(yè)方式主要用于井筒直徑大的深井工程。（三）掘、砌混合作業(yè)井筒掘、砌工序在時(shí)間上有部分平行時(shí)稱混合作業(yè)。它既不同于單行作業(yè)也不同于平行作業(yè)?；旌献鳂I(yè)是在向模板澆灌混凝土達(dá)1米高左右的時(shí)候，在繼續(xù)澆筑混凝土的同時(shí)，可裝巖出渣。待井壁澆筑完成后，作業(yè)面上的掘進(jìn)工作又轉(zhuǎn)為單獨(dú)作業(yè)，依此往復(fù)循環(huán)。該作業(yè)方式在重型鑿井機(jī)械化裝備的利用、施工組織管理、施工安全作業(yè)以及成井的各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等方面，都優(yōu)于單行作業(yè)和平行作業(yè)，具有較強(qiáng)適應(yīng)性。不但有利于提高鑿井裝備的利用率，能達(dá)到穩(wěn)定的快速施工指標(biāo)，而且從總體上能降低立井的施工成本，提高施工效率，改善立井的安全作業(yè)條件，以成為我國(guó)目前立井施工的主導(dǎo)作業(yè)方式。三、施工方案選擇由于井筒的基巖段深為，井筒凈直徑為。井筒的涌水量等于,基巖的巖性為粉砂巖、泥巖，為較穩(wěn)定的巖層。為了提高施工效率，快速安全施工，配置重型機(jī)械化裝備，所以立井施工時(shí)采用掘、砌混合作業(yè)施工方式?；旌献鳂I(yè)井壁接茬多，封水性能差，所以要做好井壁的防水處理。第三章 鉆眼爆破工作一、鉆眼機(jī)具的選擇 因?yàn)樵摼矠樯畲缶玻捎没旌献鳂I(yè)方式要求有較高的鉆眼速度，故采用傘鉆鉆眼。（一）鑿巖鉆架：傘形鉆架的適用條件：1. 適用于35米深空爆破作業(yè)2. 適用大段高或短掘、短噴混合作業(yè)3. 適用于兩套單鉤或一套單鉤，一套雙鉤提升4. 采用傘形鉆架需配用新Ⅳ型鑿井井架，采用其他鑿井井架時(shí)，需要增加倒矸臺(tái)以下的高度5. 由于傘形井架能鉆深孔，一次爆破巖石量大，抓巖能力要大6. 需要配較強(qiáng)的機(jī)電維修能力和熟練鉆工表31 項(xiàng)目單位技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目單位技術(shù)參數(shù)支撐臂個(gè)數(shù)個(gè)3油泵工作壓力MPa1214支撐臂支撐范圍直徑推進(jìn)器形式油缸鋼絲繩動(dòng)臂個(gè)數(shù)個(gè)6推進(jìn)行程水平擺動(dòng)角176。120垂直炮眼的圈徑范圍配用鑿巖機(jī)的型號(hào)YGZ70工作氣壓MPa配用鑿巖機(jī)的數(shù)量臺(tái)6工作水壓MPa動(dòng)力形式風(fēng)動(dòng)液壓最大耗風(fēng)量米/分68收攏后外形尺寸外接圓直徑收攏后外形尺寸高8油泵型號(hào)CBC25CFL總重量千克9000(二) 鉆機(jī)選用導(dǎo)軌式獨(dú)立回轉(zhuǎn)鑿巖機(jī)，下表是是獨(dú)立回轉(zhuǎn)鑿巖機(jī)YGZ70技術(shù)特征表。表32 導(dǎo)軌是獨(dú)立回轉(zhuǎn)鑿巖機(jī)YGZ70表項(xiàng)目單位技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目單位技術(shù)參數(shù)機(jī)重kg70耗風(fēng)量鑿巖直徑3855水壓46鑿巖深度8配氣方式無(wú)閥氣缸直徑110風(fēng)管內(nèi)徑?jīng)_擊38；回轉(zhuǎn)19活塞行程45水管內(nèi)徑15沖擊功10釬尾規(guī)格B25沖擊頻率次/分23002700推進(jìn)器專用推進(jìn)器扭力矩650注油器FY500A工作風(fēng)壓MPa57鑿巖速度900950(三) 釬頭、釬子技術(shù)及規(guī)格1 釬頭選用標(biāo)準(zhǔn)十字形合金釬頭。優(yōu)點(diǎn)：在多裂縫巖中使用不易夾桿，中心和兩側(cè)有沖洗孔，排粉良好。表33 釬頭技術(shù)規(guī)格表DdHC4940704052102 釬桿選用和釬頭相配套的 Φ254500mm六角中空合金鋼釬二、爆破器材的選擇(一) 炸藥的選擇 目前我國(guó)礦用的炸藥非常廣泛，主要有耐凍硝化甘油炸藥、2號(hào)巖石硝銨炸藥、4號(hào)巖石硝銨炸藥、水膠炸藥等等。由于本礦井涌水量大，且低沼氣和無(wú)突出的危險(xiǎn)，故采用101型國(guó)產(chǎn)水膠炸藥。該炸藥抗水性強(qiáng)、裝藥密度高、威力大、裝藥方便。表34 國(guó)產(chǎn)101型水膠炸藥的性能密度藥卷直徑mm45爆速m/s3500爆力mL300猛度mm16殉爆距離cm10有毒氣體生成量L/kg (二) 雷管掏槽眼和崩落眼后卷藥包應(yīng)在前卷藥包爆炸后，巖石開始形成裂隙，巖塊尚未拋出，殘余應(yīng)力消失之前起爆效果最好，此間隔時(shí)間一般為2530ms,所以選用國(guó)產(chǎn)第二系列8號(hào)毫秒延期電雷管（該電雷管延期時(shí)間間隔正好是25ms）起爆周邊眼應(yīng)在殘余應(yīng)力消失后起爆，可以隔段使用該型雷管，放炮電源為380v交流電。表35 雷管技術(shù)性能表項(xiàng)目延期時(shí)間安全電流發(fā)火電流全電阻20發(fā)串聯(lián)準(zhǔn)爆電流單位msmAmAΩA性能2550700≤42 三、爆破參數(shù)的確定（一） 炮眼深度的確定 ， （ 31)式中:l炮眼深度，m。L─── 井筒施工計(jì)劃月進(jìn)度,m；取100m。N─── 每月實(shí)際工作天數(shù)；混合作業(yè)，取30d。n───日完成循環(huán)數(shù)；中深孔爆破取1；───月循環(huán)率；取 ；───炮眼利用率，； 故得， 取.。（二） 炮眼直徑及藥卷直徑依據(jù)所選用的鉆機(jī) YGZ70型，和選用的釬桿、釬頭，取炮眼的直徑為51mm；考慮裝藥的方便和資源的供應(yīng)情況，藥卷直徑定為45mm。（三）掏槽方式及炮眼的布置 ，巖石的普氏系數(shù)為f=45,進(jìn)行深孔爆破，由于夾制作用，,用二階直眼掏槽，易于高效施工。炮眼使用同心圓布置，其余各圈相距一定距離， 采用光面爆破。采用二階掏槽掏槽不知方式見圖31。 圖31 掏槽方式 （四） 炮眼數(shù)目的確定 （32） 式中 N─── 炮眼數(shù)目； q─── 單位炸藥消耗量，； m─── 每個(gè)藥卷長(zhǎng)度，； ───炮眼利用率； a─── 裝藥滿度系數(shù)，即裝藥長(zhǎng)度與炮眼長(zhǎng)度之比，∽ P─── 每個(gè)藥卷的重量，故得， 取各種炮眼布置要求如下： ，眼數(shù)47個(gè)。二階掏槽的外圈比內(nèi)圈大400600mm,眼數(shù)控制在49個(gè)左右。 崩落眼與周邊眼的距離保持在500700mm左右，其余眼圈距取600800mm左右，按同心圓布置，眼距8001000mm。 周邊眼距離取400600mm。 實(shí)際的炮眼數(shù)目為：采用眼距的控制來(lái)確定炮眼的數(shù)目，炮眼分為七圈布置，周邊眼間距取481mm，炮眼中心與井筒中心的距離為4900mm,第六、五、四、三為崩落眼，其圓周直徑分別為：8600mm、7000mm、5400mm、3800mm，眼距分別為：900mm、879mm、892mm、852mm，第二、一圈為掏槽眼，眼距分別為：864mm,864mm,炮眼深度分別為：4200mm、2100mm，眼心所處圓周直徑分別為：2200mm、1650mm。其余各眼的眼深分別為：4000mm。各圈炮眼布置如下：第一圈：6個(gè)； 第二圈：8個(gè)； 第三圈：14個(gè)；第四圈：19個(gè)；第五圈：25個(gè)； 第六圈：30個(gè)；第七圈：64個(gè)炮眼數(shù)目：N=N+N+N （33）式中：N 每循環(huán)斷面的炮眼總數(shù)。 N 掏槽眼的數(shù)目 14個(gè) N 崩落眼的數(shù)目 88個(gè)N 周邊眼的數(shù)目 64個(gè)故得 N=166, 即每循環(huán)炮眼總數(shù)為166個(gè)。（五） 炸藥消耗量計(jì)算計(jì)算公式： （34）式中：Q每個(gè)循環(huán)的總藥量，Kg。 、掏槽眼、崩落眼、周邊眼的數(shù)目； G一卷炸藥量的質(zhì)量，Kg。 h一卷炸藥量的長(zhǎng)度，m。 掏槽眼長(zhǎng)度，m。 崩落眼、周邊眼長(zhǎng)度，m。 掏槽眼的裝藥系數(shù)，； 崩落眼的裝藥系數(shù)，； 周邊眼的裝藥系數(shù)，； 第一、,第三、四、五、。因此可以計(jì)算出總藥量：所以每循環(huán)掘進(jìn)巖石實(shí)際體積：實(shí)際單位炸藥消耗量：(六) 裝藥結(jié)構(gòu)本井筒爆破時(shí)掏槽眼與崩落眼之間采用塑料桶內(nèi)連續(xù)裝藥(該方法裝藥速度快，裝藥質(zhì)量高，防水能力強(qiáng))，周邊眼采用徑向和軸向空氣間隙的裝藥結(jié)構(gòu)。圖32(七) 連線方式本礦井為低沼氣、無(wú)突出礦井，在基巖段沒有爆炸危險(xiǎn)，采用閉合反向并聯(lián)電路，220V交流電源起爆。放炮電纜用YC225型橡套電纜。四、爆破圖表（一） 爆破條件表36 爆破條件序號(hào)名稱內(nèi)容1井筒名稱城郊副井2井筒深度6803鉆進(jìn)直徑和斷面,S=4巖石類型泥巖、粉砂巖5瓦斯等級(jí)低沼氣、無(wú)突出6涌水情況經(jīng)地面預(yù)注漿，可控制在307鉆眼方式直眼、導(dǎo)軌式獨(dú)立回轉(zhuǎn)鑿巖機(jī)8炸藥類型9炮眼直徑51mm10雷管類型國(guó)產(chǎn)第二系列8號(hào)毫秒延期電雷管 （二） 爆破參數(shù)表37 爆破參數(shù)表序號(hào)名稱眼號(hào)眼數(shù)（個(gè)）圈徑（mm）眼深（mm）眼距（mm）裝藥量爆破順序聯(lián)線方式個(gè)/眼kg/圈1掏槽眼1～66165021008645Ⅰ閉合反向并聯(lián)2掏槽眼7~148220042008648Ⅱ3輔助眼15~2814380040008525Ⅲ4輔助眼29~4719540040008925Ⅳ5輔助眼48~7225700040008795Ⅴ6輔