【導(dǎo)讀】北聯(lián)電能源有限責(zé)任公司高頭窯煤礦施工組織設(shè)計(jì)

　　

【正文】 查鉆孔巖石質(zhì)量等級統(tǒng)計(jì)表 表 411 等級 RQD（％） 層數(shù) (點(diǎn) ) 所占比例 (%) 巖石質(zhì)量 巖體完整性 Ⅰ 90～ 100 4 極好的 完整 Ⅱ 75～ 90 29 23 好的 較完整 Ⅲ 50～ 75 51 中等的 中等完整 Ⅳ 25～ 50 27 劣的 完整性差 Ⅴ ＜ 25 15 極劣的 破碎 四、工程地質(zhì)類型 本井田范圍內(nèi) 地層平緩，構(gòu)造簡單，地層巖性較單一，巖體結(jié)構(gòu)多為層狀，以碎屑巖為主。巖石力學(xué)強(qiáng)度小于 30MPa 占 90%以上 ，以軟 巖 為主。巖石質(zhì)量指標(biāo) RQD值多在 50～ 75％之間，巖石質(zhì)量中等，巖體中等完整。根據(jù)《礦區(qū)水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘探規(guī)范》（ GB1271991）的有關(guān)規(guī)定，綜合分析，井筒附近工程地質(zhì)勘探類型為：第三類，第二型，即層狀巖類中等型。 附：高頭窯煤礦井筒檢查 1～４號鉆孔工程地質(zhì)綜合柱狀圖 第二節(jié) 井筒施工方案設(shè)計(jì) 一、井筒特征 井筒特征表 表 421 順 序 名 稱 單位 主斜井 副斜井 北翼中部回風(fēng)立井 備 注 1 坐 標(biāo) 經(jīng) 距（ Y） m 0 緯 距（ X） m 2 提升方位角 186。 90176。 00′ 00″ 井筒方位角 90176。 00′ 00″ 井筒方 角 110176。 00′00″ 北聯(lián)電能源有限責(zé)任公司高頭窯煤礦施工組織設(shè)計(jì) 29 3 井筒傾角 186。 12176。 00′ 00″ 5176。 30′ 00″ 1176。 43′ 06″ 90176。 4 井口高程 m 5 水平高程 第一水平 m 最終水平 m 6 井筒深度或 斜長 第一水平 m 最終水平 m 7 砌壁厚度 基巖風(fēng)化帶段 mm 400 500 750 基巖段 mm 400 500 500 8 井筒直徑或?qū)挾? 凈 mm 5000 5500 6000 掘進(jìn) 基巖風(fēng)化帶段 mm 5800 6500 7500 基巖段 mm 5800 6500 7000 9 斷面 積 凈斷面 m2 掘進(jìn) 基巖風(fēng)化帶段 m2 基巖段 m2 支護(hù)材料 表土段 鋼筋混凝土 鋼筋混凝土 鋼筋混凝土 10 基巖風(fēng)化帶段 鋼拱架加混凝土 鋼拱架加混凝土 鋼筋混凝土 基巖段 錨網(wǎng)噴加混凝土 錨網(wǎng)噴加混凝土 混凝土 11 裝 備 帶式輸送機(jī) 梯子間 附：井筒斷面圖 北聯(lián)電能源有限責(zé)任公司高頭窯煤礦施工組織設(shè)計(jì) 30 排水管 壓風(fēng)管 供水管灑水管動力電纜通信、信號電纜5 0 004 00 4 002400排水管托管梁(L =5 70 0m m)工字鋼I1 2. 65001200600180179。5=9002002 1 602 8 00 2 2 005 8 0012002500370042003 0013001550臺階1002505004 501 7 20 1 1 20 北聯(lián)電能源有限責(zé)任公司高頭窯煤礦施工組織設(shè)計(jì) 31 北聯(lián)電能源有限責(zé)任公司高頭窯煤礦施工組織設(shè)計(jì) 32 北聯(lián)電能源有限責(zé)任公司高頭窯煤礦施工組織設(shè)計(jì) 33 二、主、副 斜井 井筒 施工方案 （一） 表土段 根據(jù) 井筒檢查鉆勘探報告 ，主、副 斜 井井筒均需穿過第四紀(jì)表土段約 ，其中地表下 9m～ 是 富水礫石層 。井筒表土段采取明槽開挖 的方法進(jìn)行處理 ，開挖后用鋼筋混凝土砌碹形成井筒。 井口開挖方式 斜井井口開挖方式通常有明槽和暗槽兩種。 暗槽開挖具有工程量少 ，施工工期短等優(yōu)點(diǎn)，但對于井口布置在相對較平坦的地段其致命弱點(diǎn)是頂板不易維護(hù)且安全性差。明槽開挖特點(diǎn)正好與其相反。 本礦 井工業(yè)廣場選擇在相對較平坦的地段，主、副 斜 井 井 口又均設(shè)于工業(yè)廣場內(nèi)，井筒掘進(jìn)斷面大 ， 暗槽開挖井口，頂板不易維護(hù)， 且 井筒穿過 富水 層，施工難度大。因此，設(shè)計(jì)推薦井口開挖 采用 明槽 開挖方式進(jìn)行 。 當(dāng)土層不夠穩(wěn)定，或夾有流砂層時，可采用臺階式邊坡。臺階側(cè)壁用短木樁插板維護(hù)，臺階尺寸為 179。 ，形成 45176。臺階邊坡。木樁臺階法能有效地控制人工邊坡角，為順利施工創(chuàng)造條件。 根據(jù)井 筒 檢查孔的地質(zhì)資料，主、副 斜井 井筒 明槽開挖段要經(jīng)過 8～ 9m 的富水 層，過 富水 層的方法主要有普通法、井外疏干降水法、簡易沉 井法、帷幕注漿法、凍結(jié)法等。 經(jīng)過對 施工條件的 分析論證 ，該段施工采用井外疏干降水法和帷幕注漿法比較可行。考慮至該段 巖石 孔隙率 平均 為 %，帷幕注漿法施工造價高，工期 較 長。因此，決定采用井外疏干降水法施工。 施工機(jī)械 明槽開挖工程 土方外運(yùn)使用挖掘機(jī)裝載，自卸式汽車經(jīng)馬道外排，堆放地點(diǎn)使用鏟運(yùn)機(jī)自裝自卸平整場地。 采用井外疏干降水法施工，要準(zhǔn)備鉆機(jī)、排水泵和排水管路，并選擇好排水地點(diǎn)。 施工注意事項(xiàng) 北聯(lián)電能源有限責(zé)任公司高頭窯煤礦施工組織設(shè)計(jì) 34 表土 段 施工應(yīng)盡可能 避開 雨季。 若在雨季施工，可以搭設(shè)臨時防雨棚 或采取其他防雨措施 。 表土 段 施工前， 須在井口四周修挖排水溝，將水引至場外。土壤滲透性大時，水溝須用磚石砌筑砂漿抹面。必要時還要加筑防洪溝。 土方和材料的堆放位置，一般應(yīng)在明槽邊坡上緣 3m以外，棄土堆置高度不應(yīng)超過 。 為了保證施工安全，要在明槽開挖邊界 5m外 設(shè)置安全圍欄，并設(shè)置安全標(biāo)志，夜間要設(shè)置照明。 明槽段支護(hù) 主、副 斜井 井筒 明槽支護(hù)采用鋼筋混凝土支護(hù)，使用 胎 車支設(shè)模板， 再綁扎鋼筋 澆 注 混凝土。 胎 車使用穩(wěn)車穩(wěn)固，保證支模質(zhì)量。 （二） 主、副 斜井 井筒 風(fēng)化基巖段 施工方法取決于風(fēng)化基巖段的穩(wěn)定性等因素。 風(fēng)化基巖段穩(wěn)定性較差，又承受淺 部地壓， 采用短段掘砌方法 施工 。主、副 斜井 井筒的 斷面 較 大 ， 不宜采用全斷面掘進(jìn)。 施工方法 揭露巖層后，根據(jù)巖性及巖層的含水情況確定具體的施工方法，可能使用的施工方法有： 中間導(dǎo)硐法 當(dāng)風(fēng)化基巖較穩(wěn)定，可在井筒中間先掘 米左右深的導(dǎo)硐，而后向兩側(cè)逐步擴(kuò)大。臨時支架沿井筒軸向架設(shè)，棚梁上端插入已砌好的碹拱頭，下端支于緊靠工作面正前方的頂柱上。刷大時兩側(cè)要同時進(jìn)行，每次刷大寬度 ，并立即架設(shè)一根順井筒軸向的棚梁。待刷夠掘鑿斷面后，及時進(jìn)行砌碹 .。 兩側(cè)導(dǎo)硐先墻后拱法 當(dāng)風(fēng)化基巖不太穩(wěn)定時 ，可先在斷面兩側(cè)分別掘進(jìn)小斷面導(dǎo)硐。掘?qū)ы蠒r，先架設(shè)木棚子，空頂處要用背板楔子背緊。掘出 2～ 4m 后，在導(dǎo)硐內(nèi)砌墻。之后掘砌北聯(lián)電能源有限責(zé)任公司高頭窯煤礦施工組織設(shè)計(jì) 35 拱頂部分，最后掘出下部中間 柱。導(dǎo)硐寬 1 .5m左右，其高度略高于墻。掘拱頂部分時，金屬臨時支架的拱梁，立于兩側(cè)砌好的墻上，碹胎可利用下部的中間土柱支撐。若拱高較大時，拱頂部分也可采用中間導(dǎo)硐法施工。 先拱后墻法 當(dāng)井筒工作面下部進(jìn)入巖石風(fēng)化帶之后，或工作面上部風(fēng)化基巖松軟，下部風(fēng)化基巖 致 密，可先掘砌上部、后掘砌下部。在掘完上部風(fēng)化基巖后，即可在風(fēng)化巖石上刷出臨時壁座，先將碹拱和 部分 碹墻砌上，然后再掘下部的風(fēng)化巖石，并補(bǔ)砌下部的碹墻。掘砌段 以 3~5m為宜。 板樁法 在不穩(wěn)定風(fēng)化基巖中掘進(jìn)斜井井筒時，可采用板樁法。即沿掘進(jìn)斷面四周打入板樁，之后將 板樁 圍起 的 風(fēng)化基巖掘出，隨后砌筑永久支護(hù)。由于井筒掘進(jìn)斷面較大，可先用板樁法掘小斷面，采用臨時支護(hù)。穿過不穩(wěn)定地層后，再用同樣方法，將斷面擴(kuò)大至設(shè)計(jì)規(guī)格，并及時砌筑永久支護(hù)。 進(jìn)入風(fēng)化基巖段 垂深達(dá)到 5m后，可采用錨桿錨網(wǎng)進(jìn)行臨時支護(hù)。根據(jù)巖層情況決定是否 可以全斷面正常掘進(jìn)。 主、副 斜井 井筒 風(fēng)化基巖段支護(hù) 主、副斜井井筒 風(fēng)化基巖段采用“ U”型工字鋼加混凝土砌碹支護(hù)。架設(shè)完“ U”型工字鋼后噴砼，采用掘砌平行作業(yè)方式進(jìn)行砌碹。 當(dāng)風(fēng)化基巖段較穩(wěn)定時， 該段 砌碹，可等井筒掘進(jìn) 5～ 10m后，再自下而上一次砌 筑 。 當(dāng)井筒處于淺部地壓最大值附近，且底板 巖性較差時，應(yīng)將基礎(chǔ)槽回填夯實(shí)。若墻基開始下沉，可采用砂樁法防止 其 下沉，即在墻基附近挖小直徑柱狀孔 (呈梅花布置 )，填入砂與白灰后將孔夯實(shí)。白灰能吸收墻基附近水分，并能與砂粒密實(shí)結(jié)合成為整體。 主、副 斜井 井筒 基巖 段 施工 施工方案比選 北聯(lián)電能源有限責(zé)任公司高頭窯煤礦施工組織設(shè)計(jì) 36 根據(jù)高頭窯煤礦井筒檢查孔提供的地質(zhì)資料，主、副 斜井 井筒施工范圍 內(nèi)的 80%圍巖普氏系數(shù) (f)均小于 ， %圍巖的抗壓強(qiáng)度小于 30Mpa， 可以 看 出 ，圍巖硬度較小，抗壓性能較差。 井筒挖砌 通常有 2 種施工方案： 炮掘：鉆爆法掘進(jìn)，耙斗裝巖機(jī)裝巖，地面絞車提升，錨噴臨時支護(hù) (圍巖穩(wěn)定也可不支護(hù) )，現(xiàn)澆混凝土或錨噴永久支護(hù)。比較成熟的方法是：多臺風(fēng)動氣腿式鑿巖機(jī)鑿巖、裝巖機(jī)裝巖、箕斗或膠帶提升、矸石倉排矸 、 激光儀指向測量、潛水泵排水、局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)。 綜掘：綜掘機(jī)掘割、裝載，皮帶連續(xù)提升 (坡度小于 6176。，斷面較大時，也可使用裝載機(jī)裝料，無軌膠輪車運(yùn)輸 )， 激光儀指向 測量 、潛水泵排水、局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)，軌道或無軌膠輪車運(yùn)輸材料。遇到堅(jiān)硬巖層時，放炮震動。 根據(jù)井筒檢查孔的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)情況，對綜掘施工和炮掘施工進(jìn)行了詳細(xì)的對比和調(diào)研，綜掘施工連續(xù)化作業(yè)程度高，支護(hù)及時，有利于頂板維護(hù)，減少火工品使用，能大大提高本質(zhì)安全程度。存在的問題： 使用綜掘機(jī)全斷面掘進(jìn)巖巷，對綜掘進(jìn)機(jī)的 損 傷 較大，遇到堅(jiān)硬巖層無法通過時，需放炮震動。 炮掘施工對施工條件變化的適應(yīng)性強(qiáng)，工藝簡單。存在問題：支護(hù)不及時，火工品的使用加大了安全管理的難度。 參考 與本礦井地質(zhì)條件相近 礦井 的 井筒施工 經(jīng)驗(yàn) ， 井筒施工 使用綜掘 工藝 的施工速度 比 炮掘 工藝 的施工速度 快 ，且巷道成形較好。 綜合以上因素，本礦主 、 副 斜井 井筒 基巖段 掘進(jìn)采用 EBZ160 加強(qiáng)型綜掘機(jī)全斷面掘進(jìn)， 主井 使用 SJ1000 型膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸矸石 ，副井使用無軌膠輪車運(yùn)輸矸石 。輔助運(yùn)輸 副井使用無軌膠輪車運(yùn)輸，主井使用軌道運(yùn)輸。支護(hù)方式：先進(jìn)行錨網(wǎng)支護(hù)，后進(jìn)行噴射砼施工，再進(jìn)行混凝土砌碹。根據(jù)礦建工程的總體進(jìn)度，安排鋪底工作。 遇堅(jiān)硬巖層 需 放震動炮 時 ，要多打眼少裝藥。將掘進(jìn)機(jī)退后 5m停電，并采取防護(hù)措施，防止爆破巖石損 壞 綜掘機(jī)。放炮安全事項(xiàng)，遵守《煤礦安 全規(guī)程》的相關(guān)要求。 北聯(lián)電能源有限責(zé)任公司高頭窯煤礦施工組織設(shè)計(jì) 37 支護(hù)方式 先進(jìn)行錨網(wǎng)噴支護(hù)，采用掘砌平行作業(yè)方式進(jìn)行砌碹。砌碹 段 滯后錨噴段不超過 20 m。 施工工序 施工工藝采用掘砌平行作業(yè)的方式。 截割→臨時支護(hù)→出 矸 →打眼→掛網(wǎng)→安裝錨桿→噴砼→砌碹→鋪底 鋪底作業(yè)順序分平行作業(yè)、交替作業(yè) 2 種，平行作業(yè)可以節(jié)省工期，但施工質(zhì)量較差，交替作業(yè) 相反，考慮到 井筒 底板質(zhì)量的重要性，采取成巷與鋪底交替作業(yè)方式施工。 輔助系統(tǒng) 通風(fēng)采用 YBF200L32 型對旋軸流式局部 通 風(fēng)機(jī)壓風(fēng)。 排水使用潛水泵、多級排砂泵配合Φ 108 的排水管向井筒外 的沉淀池排放。 排矸：根據(jù)工廣地形條件及回填量大等的特點(diǎn)，設(shè) 6 臺 8t自卸式汽車排運(yùn)井筒矸石用于工業(yè)場地回填及外運(yùn)。超過回填部分，經(jīng)排矸道路排至 臨時 排矸場。 通訊與信號采用 有數(shù)字顯示、自動記憶、誤動閉鎖等功能的 TXH— l 型井筒信號裝置。 照明采用 防爆 白熾燈，每隔 40m設(shè) 1 個。在噴射作業(yè)地點(diǎn)設(shè) 防爆 聚光燈。 錨噴作業(yè) 錨噴作業(yè)方式的方案比較 方案一：噴射 機(jī)、攪拌機(jī)設(shè)在井下隨 工作面移動； 方案二：噴射機(jī)、攪拌機(jī)均設(shè)在斜井地面井口附近，利用井口與工作面的自然高差，實(shí)行遠(yuǎn)距離管路輸送噴射砼。 方案一的優(yōu)點(diǎn)是 ：技術(shù)較 簡單；缺點(diǎn)是：設(shè)備移動頻繁，設(shè)備布置復(fù)雜，對掘進(jìn)工作有一定干擾。主要 缺點(diǎn)是當(dāng)巷道實(shí)施噴漿時，噴漿料需占用軌道和提升機(jī)，支護(hù)與提升排矸不能平行作業(yè)，勢必影響 掘進(jìn)作業(yè) 速度。 方案二的優(yōu)點(diǎn)是：支護(hù)與掘進(jìn)能平行作業(yè)，對礦井建設(shè)速度有保證。 北聯(lián)電能源有限責(zé)