毕业设计沙曲煤矿斜井工程施工组织设计.docx
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毕业设计沙曲煤矿斜井工程施工组织设计
毕业设计说明书
设计题目名称：
沙曲煤矿斜井工程施工组织设计
学院名称
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专业名称
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班级
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姓名
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学号
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所在团队
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指导教师及职称
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答辩委员会主任
：
主答辩人
：
毕业设计（论文）
独创性声明及使用授权声明
毕业设计（论文）独创性声明
本人郑重声明：
本人所呈交的毕业设计（论文）是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。
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导师签名：
日期：
沙曲煤矿进风斜井施工组织设计
摘要
本文首先对沙曲煤矿做了介绍，然后针对施工项目的地质、水文、煤层赋存等影响施工的情况做了介绍。
然后针对工程情况设计了一套较为适合的集施工、安全、劳动组织等情况的施工组织设计，用于实际施工过程中。
并应用了当前比较常用的特殊的矿建施工工艺，如超前管棚支护，以便于提高施工效率。
最后从环境、环保、节约等方面做了相对应的施工措施。
本文中还采用了注浆加固的工艺并大概介绍了目前注浆加固方面的一些情况，并针对该项目的实际工程情况进行了多方案的比选。
总而言之本文从斜井施工的掘进、支护、运输、劳动组织全方位的介绍了一整套斜井施工的流程。
关键词：
施工方案劳动组织超前支护注浆加固
Thedesignoftheconstructionoftheinclinedshaftintheinclinedcoalmine
Abstract
ThispaperfirstintroducestheShaqucoalmine,thentheprojectfortheconstructionofgeological,hydrological,introducesthecoalseamoccurrenceandsoon.Thenaimingattheinfluenceofconstructionprojectdesignasuitablesetofconstructionsafety,constructionorganization,labororganizationdesign,fortheactualconstructionprocess.Andthereferencetheadvancedmineconstructiontechnology,suchasadvancedpipeshedsupportinordertoimprovetheefficiencyofconstruction.Finally,fromtheenvironment,environmentalprotection,conservationandotheraspectsoftheconstructionofthecorrespondingmeasures.Thispaperalsousesthetechnologyofgroutingreinforcementandintroducesthecurrentsituationofsomeaspectsofthegroutingreinforcement,andaimingatthepracticalengineeringsituationofmultischemes.Inshorttheconstructionofinclinedshaftexcavation,support,transportation,labororganizationintroducedafullrangeofasetofinclinedshaftconstructionprocess.
Keyword：
constructionplanLaborOrganizationAdvancedsupportGroutingreinforcement
1工程概况
1.1概述
1.华晋焦煤有限责任公司沙曲矿位于柳林县境内，系华晋焦煤有限责任公司沙曲矿通风系统改造（二期）项目的进风井，场地、施工用水、电、道路、通讯基本具备开工条件。
2.通过分析华晋焦煤有限责任公司沙曲矿通风系统改造（二期）项目进风斜井井筒及相关工程内容，了解了有关地质资料，同时结合同类工程大断面斜井施工的先进经验及先进的斜井施工装备和技术力量的经验，本着安全、优质、快速、高效原则编制了该主斜井井筒的施工组织设计，以便指导井筒施工。
编制依据：
（1）华晋焦煤有限责任公司沙曲二号矿井改扩建工程主斜井井筒布置平面图（1-1）；
（2）华晋焦煤沙曲矿工业广场平面图；
（3）1号主斜井实测地质剖面图
（4）《矿山井巷工程施工及验收规范》（GB50213-2010）；
（5）《煤矿井巷工程质量检验评定标准》（NB/T51029-2015）；
（6）《煤矿安全规程》（2009年版）；
（7）《煤矿建设安全规定》（试行）
3.华晋焦煤沙曲矿通风系统改造（二期）主斜井位于沙曲矿工业广场内，井筒全长1262.933m，其中表土段60m，采用钢筋混凝土支护，基岩段采用锚喷支护。
附属工程主要包括铺底、台阶、铺轨和水沟等。
详见附图1-1进风斜井井筒平、断面图，井筒技术特征详见表1-1。
表1-1主斜井井筒技术特征表
序号
名称
单位
主斜井
备注
1
井口坐标
X
m
4142373.003
Y
m
37487806.909
Z
m
+774.000
2
倾角
度
18.8º
3
表土段
掘进断面
m²
29.5
400mm厚C30钢筋混凝土支护
净断面
m²
19.5
长度
m
60
4
基岩段
掘进断面
m²
22.23
150mm厚C20锚喷混凝土支护
净断面
m²
19.5
长度
m
1202.933
7
附属工程
铺底、水沟、台阶、铺轨
1.2地质概况
由于该新主斜井井筒无地质钻孔资料，井筒地质概况主要依据1号主斜井实测地质剖面图综合分析得出的。
1.2.1地层概况
新主斜井揭露表土段为第四系松散层厚约18m，其上部为黄土层厚约8m，下部为砂砾层。
基岩段为二叠系山西组、下石盒子组、上石盒子组和石炭系太原组。
其中二叠系岩层由砂岩、泥岩、砂质泥岩、铝质泥岩和煤层组成，其中砂岩较为完整、坚硬，而泥岩、砂质泥岩和煤层为软岩～极软岩，与上覆的新第三系红层呈不整合接触；石炭系太原组泥质灰岩、灰岩、泥岩、砂岩和煤层组成，其中灰岩、砂岩较为完整、坚硬，而泥岩和煤层呈软～极软，与上覆的二叠系山西组呈整合接触，为井田的主要含煤地层。
1.2.2构造
本井田地质构造为宽缓背斜一翼，地层近南东走向，倾向南西，倾角7-12°，裂隙较发育，井田内含煤地层为石炭系上统太原组和二迭系下统山西组，地层构造条件简单。
1.2.3煤与瓦斯
本井田共有7层煤层，矿井属于煤与瓦斯突出矿井，煤的自燃倾向性为很易自燃。
地温变化呈梯度变化，属于正常地温区。
煤层概况：
井筒施工过程中共揭露四层煤，2层煤线。
具体下表1-2
表1-2井筒施工揭露煤层一览表
地层代号
煤号
类别
见煤点井筒长度（m）
厚度（m）
P1X
1
煤
740.33
0.1
2
煤线
772.91
2-3（cm）
2
煤
833.11
1.6
P1S
3
煤线
905.41
2-5（cm）
4
煤
915.34
2.4
5
煤
948.85
2.4
1.2.4井筒水文地质
新主斜井井筒施工过程中揭露的第四系砂砾层为主要含水层，预计井筒施工长度至26～56m段时，揭露含水砂砾层，预计涌水量15～25m3/h，在含砂量较大层段会伴有流砂现象。
（该矿1号主斜井施工至该段时涌水量达到57m3/h。
1号主斜井施工砂砾岩层段塌方较严重。
）新主斜井井筒施工至401.48m时遇裂隙含水层，1号主斜井施工至该段时涌水量为10m3/h。
由于该矿井已建成投产多年，预计新主斜井施工至上述两道含水层时涌水量会比1号主斜井小。
2施工准备
2.1施工方案
2.1.1概况
根据施工进度情况及总体施工计划，陆续组织各作业队、各岗位、各工种人员进场，要求所有人员在进场后10日内到岗，以便了解现场情况。
按国家要求通过的质量、环境、职业健康安全三体系标准和要求组织学习培训。
第一批人员进场后，要组织开展进行进场四通一平的准备工作，建设施工及生活必须的办公、卫生、生产等临时设施。
工业广场临时设施布置要遵循“方便施工、节约用地、安全可靠、兼顾环保、尽可能避开永久建筑物”的原则。
2.1.2确定施工方案
工业场地要根据建设方提供的现场合理规划。
进场后要先平整场地，并进行硬化。
然后施工大临建筑和生产生活设施，如办公室、库房、食堂、宿舍、浴室等。
其次修建临时工业厂房，如压风机房、机修车间、锅炉房。
施工单位的临时住房要根据业主指定位置来搭建，不得占用永久建筑的位置，临时住房也可以租用附近民房。
2.2四通一平
交通：
回风立井位于该矿工业广场，达到运输条件。
施工电源：
在距井口西50m处的矿变电所加装配电盘,由此处出线供给施工用电。
供排水：
生活及部分工业用水采用临近矿的水源。
在工业广场适当位置放一个大型水箱供生活及工业用水。
通讯：
利用移动电话与外界联系。
2.3大临工程
2.3.1施工准备工作
为了保质保量的建设好本工程，为开工创造良好的条件，确保实施计划目标。
在该工程施工工期紧、工程量大的前提下，要求在施工前要全面做好各方面的准备工作，
（1）物资准备工作：
材料计划要详细、准确，为保证施工进度，要求做到及时、充足。
（2）工程开工需要安装的施工设备，在准备工作时间内完成安装任务。
（3）日常使用消耗较快物资的准备：
如办公桌椅、办公用品、施工用具、劳保用具、照明灯具等。
（4）施工所用材料：
井巷开工需要的钢材、木材、水泥、土产材料和二、三类物质，工具，仪表等。
（5）准备施工中要用到的施工机具，可采用租赁、借用的方式搭配自有工具一起使用。
2.3.2施工场区布置
根据现场条件，施工前做好施工便道的整理铺设工作、工业场地的平整、施工人员和设备设施的进场调迁，场区施工生活设施的布置。
斜井提升绞车、供水、供风、供电网线、混凝土搅拌站，排矸设施的布置，机房、机修车间及配电室的施工安装等。
具体做法：
（1）土建
施工大临建筑：
施工单位的临时住房在业主规定位置搭建，不得占用永久建筑的位置，临时住房也可以部分租用附近民房。
修建生产、生活设施，如办公室、库房、食堂、医务室、宿舍、更衣室等，修建临时工业厂房，如绞车房、压风机房、机修间、变电所、锅炉房等。
（2）机电
供电：
施工期间的用电电源取自业主提供的10KV电源，井下施工用电采用10KV降到0.69KV，地面采用10KV降到0.4KV。
完成绞车、卸矸台、压风机、变电所、混凝土搅拌系统、锅炉房以及机修、排水、供水、通讯及通风设备的安装。
（3）井巷工程
根据设计标定井口位置，埋设井口十字中心线标桩，布置工业广场内控制点。
根据现场需要制做或购买卸矸设备，碹胎、背板、木楔、压风管、分灰器、漏斗、分风器以及各种管卡等。
选择排矸的方式及地点，修建排矸设施。
2.3.3其他设施
（1）消防设施
供水系统已考虑消防用水，在施工库房、生产、生活营地设置消防设施，并按规定配置足够的泡沫灭火器和干粉灭火器。
（2）各种信号标志设置
在施工区内，根据有关要求，设置道路信号、报警信号、危险信号、控制信号指示信号等设施。
（3）防雷及接地
一切可能漏电伤人或可能受到雷电击中的电气设备及建筑物必须设置接地和避雷装置。
（4）通讯
井上、下采用隔爆式电话，井口调度室设直通式电话和程控电话。
3施工方案及施工工艺
3.1凿井设备选型与布置
为适应井筒安全、优质、快速机械化施工，实现多工序平行作业，斜井布置两套单钩提升系统，主、副提升机均为JK-2.5/20型。
主提升绞车配8m3箕斗，副提升绞车配1.5t矿车串车（2辆/钩）作为辅助下料运输。
迎头工作面配备LDWZ160型液压挖斗装碴机一台，两台喷浆机，利用副提升串车下料，不占用箕斗提升排矸时间，以满足快速施工需要。
详见附图3-1井筒施工断面布置图、3-2斜井施工工艺图。
3.2表土段（明槽）施工
（1）表土段采用明槽开挖的方式施工。
明槽设计开挖长度60m，挖掘垂深9.5m，设计开挖边坡65.0°，仰坡50.0°，开挖土方量约3000m3。
明槽施工采用挖掘机分层挖掘，然后从下向上一次铺底、一次浇筑井筒的施工方法。
明槽挖掘足够深度和宽度后即可进行底板硬化，待底板硬化达到相应强度后开始稳内模、架设碹股、绑轧钢筋、立外模、进行混凝土浇注作业。
待井筒进入暗槽5米后进行明槽段的回填，明槽回填则利用夯土机进行分层压实直至回填至设计标高。
详见附图3-3明槽施工图。
配备一台W-50型挖掘机，两台11t自卸汽车。
井口安装一台JYS-4运输绞车，电动冲击夯HC70D一台，QC83-80开关两台，综合保护装置两台。
（2）明槽转暗槽施工：
井筒揭露的含水砂砾石层是极不稳定地层，受甲方给定的场地所限，不允许采用明槽法通过该极不稳定地层，不得不采取暗槽掘进通过。
采用普通掘进方法通过不稳定含水砂砾层，暗槽进洞和进洞后均采用U36型金属支架临时支护，分段进行现浇混凝土永久支护，分段长度10m。
进洞要采用超前管棚和洞口对棚进行锁口支护，超前管棚间距300mm、长4.5m、外露500mm，洞口锁口U型钢支架要与超前管棚外露段搭接焊为一体。
（3）明槽段浇筑
在主斜井井口设立混凝土搅拌站，配备一台JS-750型搅拌机，采用PLD-1200型电子自动计量系统用来配料。
利用混凝土输送泵下料，地面由ZL-50G型装载机运送黄砂、石子和水泥，混凝土的配比为水泥：
砂：
石子1:
1.82:
3.23，水灰比为0.51，混凝土强度C30，砂为中砂。
（4）模板安装
1）明槽开挖结束后，用电动振动冲击夯型号为HC70D夯实基础及底板，自下往上浇筑混凝土，浇筑段长9m，采用18#槽钢作为内外碹骨。
内模用10#槽钢作为拱部碹板，长9m，外模及内模墙部都为建筑钢模，长1.5m。
整体浇注，尽量减少接茬，增强其防水性能。
2）先立内模，后立外模。
稳模前先将左右两墙基找平，自下向上架设，第一次稳模9m，第二次稳模9m，第三次7m，第四次5m到井口。
3）稳模时严格按照中腰线进行。
4）内、外腿应用φ108mm钢管横撑上下撑住，纵向用拉钩固定，超出地面后立内、外模碹骨必须利用拉筋连接牢固，以防跑模。
5）墙部模板采用150cm×30cm×5cm的建筑模板；拱部模板内模采用900cm×100cm×5cm的10#槽钢及部分木背板，外模采用150cm×20cm×5cm的建筑模板。
6）每次上模板前必须先清除上面的混凝土残留物及杂物，然后逐步均匀上油，对于变形的模板且影响混凝土表面质量的严禁使用。
（5）井筒浇筑
1）浇筑混凝土时，由下至上浇筑，两帮墙部必须对称上料，利用ZM-50型装载机配合0.1m3小推车运料，用混凝土输送泵下料。
2）振捣时两帮必须同时振捣，每300mm厚为一层，振动棒的插点要均匀排列，振捣时间以混凝土表面泛浆、不再冒气泡和混凝土不再下沉为准。
3）在浇筑时必须有跟班班长或技术员始终跟在现场，负责检查质量问题，混凝土浇筑位置与测量中线误差控制在规定范围内。
4）浇筑时，井壁混凝土的接茬面必须用清水冲刷干净，严禁有泥土、杂物。
每班必须配一名质量检查员进行检查，负责监督混凝土的配比、混凝土的塌落度、混凝土质量，对不符合设计标准要求的不准浇筑，确保混凝土的质量和强度。
（6）模板拆除的质量控制要求
1）模板拆除时要求混凝土强度应达到保证其表面及菱角不受损伤的状态。
拆模时间初步定为浇完后72h，由项目部批准后方可进行拆模。
2）先拆除外模、再拆除内模。
拆除内模拱部碹骨时，自下而上逐排逐架拆除，不得一次将拱部碹骨全部拆除，以免发生钢模在自重载荷下一次性大面积脱落。
拆除拱部背板时，人员站在上端搭设好的脚手架上，用长钎轻震，以免损坏壁面。
人员站在脚手架上应注意安全，避免碹骨、背板脱落商人。
拱部拆除完毕以后，再拆除下部横撑、腿子，拆除完毕后，检查壁面的表面质量，发现问题立即处理。
3）拆下来的腿子、碹骨、模板若发现变形的要求立即整改，整改不过来的严禁进行下道工序，模板表面要求均匀刷一层隔离剂，并摆放整齐，以备暗槽段施工使用。
（7）混凝土养护
拆幕后，每天至少洒水养护3次，时间不少于7d。
若围岩稳定性差时，拆模工作可视混凝土强度增长程度确定。
3.3风化基岩段施工
根据类似项目斜井过风化带的现场施工经验，首选液压挖装机并以人工配合掘进，当液压挖装机掘进困难时，可采用放小炮震动和多台风镐掘进，如果围岩比较破碎可采用管棚法施工通过该区域，具体方法如下。
（1）施工中，先施作导向墙，然后安排大管棚施工。
施工中利用水平钻机及钻杆先打设水平孔，成孔前将孔位编号，按照编号顺序进行钻孔。
水平孔形成后,再将管棚钢管送入孔尺寸要求达到设计长度，每根管棚成孔后利用钻机将钢花管旋转插入孔中，做好孔口封闭，待全部大管棚施工结束后及时进行注浆施工，注浆材料使用水泥浆液。
水泥浆体由实验室提供配比，并严格按配比进行拌制，注浆时压浆压力控制在1.0—2.0Mpa。
（2）大管棚制作根据管棚长度采用不同管节，导管四周钻设孔径10～16mm注浆孔（靠孔口不小于1m处的棚管不钻孔，作为止浆段），孔间距15～20cm，呈梅花型布置。
孔钢管接头采用丝扣连接，丝扣长6cm，接长钢管应满足受力求，相邻钢管的接头应前后错开，同一横断面内的接头数不大于50%，相邻钢管接头错开必须大于1m。
钢管分节长度根据编号单、偶数按照5m+10m+10m+10m+10m和10m+10m+10m+10m+5m布置。
（3）钻孔
①钻机定位：
钻机要求与已设定好的孔口管方向平行，必须精确核定钻机位置。
用全站仪、挂线、钻杆导向相结合的方法，反复调整，确保钻机钻杆轴线也孔口管轴线相吻合。
②为便于插管，钻孔直径应比管棚设计直径大20～30mm。
钻机开钻时，应低速低压，待成孔10m后可根据地质情况逐渐调整钻速及风压。
③钻孔测斜可用测斜仪，也可在钻进中根据某些参数和钻孔反馈信息判断钻孔是否偏斜。
钻进过程中确保动力器、扶正器、合金钻头按同心圆钻进。
④钻孔从拱顶向两侧对称进行。
成孔前将孔位编号，施工顺序为先钻单号孔再钻双号孔，防止串孔、漏风。
表3-1管棚钻孔允许偏差
序号
项目
允许偏差
1
方向角
±1°
2
孔口距
±50mm
3
孔深
±50mm
（4）清孔、验孔
①用地质岩芯钻杆配合钻头进行反复扫孔，清除浮渣，确保孔径、孔深符合要求，防止堵孔。
②用高压风从孔底向孔口清理钻渣。
③用全站仪、测斜仪等检测孔深、倾角、外插角。
（5）安装顶进管棚棚管引孔顶进采用管棚机钻进的工艺，即先钻大于棚管直径的引导孔，然后用管棚机在人工配合下顶进钢管。
接长钢管应满足受力要求，相邻钢管的接头应前后错开。
同一横断面内的接头数不大于50%，相邻钢管接头至少错开1m。
（6）注浆管棚注浆前，应向开挖面及孔口管周围岩面喷射10cm厚的C25混凝土，以防钢管注浆时岩面缝隙跑浆。
用带连接注浆管的钢板与管棚钢管焊接牢固（注浆连接管可采用阀接式；亦可采用插接绑扎式，但绑扎必须牢固，以防注浆压力较大时崩脱）。
用高压泵将水泥浆压入钢管内，浆液通过钢管注浆眼压注入孔壁的缝隙内，固结附近岩土层，采用导管编号隔孔注浆，先注“单”号孔，待1至2天固结后，再注“双”号孔。
压注水泥砂浆水灰比和注浆压力符合设计要求。
为加快施工速度，弱风化带基岩掘进时，实行短掘短支，循环进尺控制在1.5m以内。
根据围岩稳定情况采用锚（网）喷临时支护通过，如遇地质构造带围岩破碎，采用U钢支架加强临时支护。
永久支护和工作面迎头掘进出矸平行进行，滞后迎头50m。
3.4基岩段施工
（1）基岩段井筒提升采用两套单钩提升系统，掘支平行作业，实施“三大二光”即大绞车、大装岩机、大箕斗、光面爆破和激光指向的工艺，不但工艺先进，设备配套合理，施工能力大，而且具有充分的可靠性。
支护采用锚喷支护形式，锚杆采用树脂锚杆。
（2）井筒采用全断面一次爆破，凿岩选用YTP—28型高频风锤，φ22mm中空六角合金钢钎杆，采用φ42mm“十”字型钻头，炮眼深度根据计算掏槽眼2.5m，其余炮眼2.3m，激光指向仪定向，并按掘进岩层不同岩性的爆破图表进行轮尺布眼，采用定人、定机、分区打眼，以加快打眼速度，提高钻孔质量。
爆破材料选用高威力水胶炸药，毫秒延期雷管，药卷直径35mm。
装药严格遵循爆破图表的布置形式，实行光面爆破，每茬炮有效循环进尺不小于2.0m。
（3）装药联线及放炮
打完眼后，用扫眼器吹扫炮眼内岩粉及杂物，然后放炮员按照爆破图表要求进行装药，用竹质或木质炮棍轻轻捣实，并封上炮泥。
采用正向连续装药，并联联线方式，放炮母线采用铜芯绝缘线。
（4）检查装药联线后，班长、瓦检员、放炮员撤离，严格执行“一炮三检制”和“三人连锁放炮制”制度进行作业。
待放炮员最后离开工作面至安全地点，确认所有人撤至警戒线外后，发出三声放炮警号。
（5）爆破材料为：
炸药型号：
T320水胶炸药，药卷直径32mm,长度400mm,质量300g。
雷管型号：
毫秒延期电雷管。
起爆器材：
采用MFB—200型起爆器进行放炮，放炮母线选用U3×25+1×10电缆。
（6）装岩与出矸：
矸石由ZWY-60/19T挖装机装入箕斗，钢丝绳提升箕斗出井后，由自动前卸式箕斗翻落至地面，再由ZL20型装载机装入自卸汽车运至排矸场地。
（7）支护：
锚杆安装由专人负责，采用MYT型锚杆钻机严格按设计施工，由ZPC-Ⅶ型喷浆机进行喷射混凝土成巷。
（8）喷浆料由在地面设置的集中搅拌站搅拌，设置一台JS-500型双卧轴搅拌机。
由副提升串车运到井下喷浆机处，喷浆机置于井下躲避硐内喷浆成巷。
（9）凿井作业制：
按照作业工艺要求，采取专业和固定工序作业方式，凿井作业制：
按照作业工艺要求，采用“四六”制作业，掘进与喷浆平行作业，每个圆班完成3个循环。
（10）交接班时要交接清楚，发现的问题要及时汇报，交接班后，跟班班长、
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