铜绿山矿倒段风井施工组织设计方案.docx
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铜绿山矿倒段风井施工组织设计方案
铜绿山矿-605m至-845m中段倒段风井掘砌工程
施
工
组
织
设
计
湖北鑫力井巷有限公司
二0一五年元月
第一章编制依据和原则
1.1编制依据
1.1.1国家现行法律、法规、标准、规程、规范
《中华人民共和国矿山安全法》
《金属非金属地下矿山安全规程》GB16423-2006
《爆破安全规程》GB6722-2011
《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GB50086-2001
《钢筋混凝土结构工程施工及验收规范》GB50204-2002
《工程测量规程》GB50026-2007
《有色金属矿山井巷工程施工规范》GB50653-2011
《有色金属矿山井巷工程质量验收规范规范》GB51036-2014
1.1.2主要文件
由大冶有色设计研究院有限公司设计的有关图纸。
1.1.3本公司具备施工力量、技术水平、技术装备和机械化程度等。
1.2编制指导思想和原则
1.2.1切实执行国家的有关政策、法令、法规和各项基本建设经济政策及现行的技术规范、标准。
1.2.2方案选择要经过科学的技术经济比较，以可行、可靠，有成功经验，实现安全、快速、优质、高效为首要原则。
1.2.3施工采用机械化配套作业线，配套装备是成熟的，配件来源充足可靠。
提高机械化水平，减轻劳动强度，提高施工效率。
1.2.4实行项目经理负责制，配备经验丰富的技术管理人员和熟练的技能工人，组织精干和善打硬仗的队伍。
减少中间环节，实现高效运行机制。
1.2.5贯彻ISO9001：
2008质量保证体系，针对本工程项目建立可操作性强、运行效率高的质量管理和质量保证体系。
坚持严格的质量标准，采取强有力的组织措施，确保优质工程目标的实现。
1.2.6工程进度指标在满足业主总工期要求的基础上确定，通过合理配置人、材、机等施工资源，狠抓关键线路工程及关键工序施工，确保实现工期目标并具有一定发展潜力。
1.2.7积极合理地推广和采用国内外行之有效的先进技术和施工组织管理经验，积极推行技术进步。
尽可能降低业主成本和施工成本。
1.2.8建立、健全实用可靠的安全保证体系，制定并严格执行严厉的奖惩制度来防范与制止安全隐患的产生。
第二章工程概况
2.1工程概况
2.1.1倒段风井地理位置:
铜绿山矿深部开采工程倒段风井位于-605m中段回风井北端50m处，与原回风井约50m左右。
2.1.2工程地质条件与水文地质
铜绿山矿倒段风井，根据原回风井在施工过程中岩石硬度比较稳定，根据施工情况确定的岩石硬度系数f=12～14。
2.1.3倒段风井工程技术特征
井筒技术特征：
井筒中心坐标X=29213.255，Y=90170.805；井口标高设计在-605m中段，井底标高为-845m，井深240.489m。
净直径φ=5m，掘进直径φ=5.8m，砼壁厚d=400mm。
井筒中设立4个马头门。
-665m中段施工前期-605m至-725m中段利用天井钻机施工了1.6米小井作为出碴井使用，井筒120米中间可能会出现垮塌较大的情况，施工过程中以现场签证量为准。
2.1.4由于该工程为盲竖井施工，场地狭小，措施工程量较大的特点。
主要措施工程：
2.1.4.1-605m中段以上井塔及天轮硐室掘砌施工；
2.1.4.2卷扬机硐室、操作硐室及配电硐室掘砌施工；
2.1.4.3绳道掘砌施工；
2.1.4.4卸矸仓掘砌施工；
2.1.4.5稳车硐室及稳车基础的施工；
2.1.4.6各提绞设施的安装和平台的安装。
2.2总体工程量
2.2.1设计工程图的工程量
措施工程掘砌量表
一、-605m中段措施工程掘砌量
序号
名称
毛断面m²
净断m²
长度m
掘进量m³
喷砼量m³
扩挖量m³
1
提升机房
50
45.6
11
550
49.5
2
机房地坪
C15砼35m³
3
机房联络道
15.8
14.4
24
378
33.6
4
天轮硐室
30
7.6
297
20
5
西绳道扩
平均10.0
21
210
15
合计
1435
153.1
二、-725m中段措施工程掘砌量
1
翻矸门提绞硐室
8.5
86.5
2
井口绕道变更
2.5
20.5
倒段回风井设计工程量
1
-605至-725小井
2.01
119.5
240.1
2
扩刷成设计规格
24.4
2914.5
797.2
3
-725至-845井筒
26.41
121
3196.1
807.9
4
-665马头门
5
96.3
19.9
5
-785马头门
5
96.3
19.9
6
-725马头门
5
96.3
19.9
7
-845马头门
5
148.8
27.6
8
合计
6788.4
1692.4
第三章施工准备及施工设施布置
3.1技术准备
组织生产管理人员和施工技术骨干，认真阅读施工图纸。
按基本建设程序进行图纸会审，发现问题及时与设计院、基建指挥部和业主商议，提出解决问题的办法和建议。
组织全体施工人员学习有关技术规程、施工规范、规定及标准，组织人员的安全培训工作。
在领会设计意图后，分析施工技术上的难点问题，编制切实可行的《施工作业指导书》，并按程序审批。
按照业主提供的测量三角网点及水准点的数据，进行复核验算，并进行现场施工测量标定及放线工作。
建立健全技术管理规章制度，规范工序交接验收，规范复测复量和工程交接纪录。
按业主要求规范各种安全技术报表。
3.2三通一平
风通：
施工用风自地面压风机房通过回风井通至-605m施工现场。
水通：
施工用水通过回风井通至施工现场。
电通：
自地面通过-605m变电硐室或者通过回风井接至施工现场。
通讯：
现场有通信设施。
废石排放：
按照甲方指定的地点排弃和堆放。
3.3人员调整及培训
根据施工组织设计分阶段编制劳动力使用计划。
项目部的相关管理人员、技术人员、技术操作工、设备维修工等由公司统一调配，临时用工项目部自主招聘。
该工程施工准备期人数30人，最高峰时人数达85人。
人员进场后，由专业人员组织安全知识、操作技能、工序质量检验等有关培训工作，考核通过后上岗。
3.4设备物资准备
以施工组织设计为依据，编制设备使用计划，按照设备进场时间组织设备进场，避免因设备延误而影响施工。
公司内部调配和采购的设备进场后按程序检查验收、安装调试。
以施工图纸和施工组织设计为依据，编制材料供应计划，按照材料表中的材料进场时间组织材料，避免因材料而影响施工。
工程质检部门协助物资供应部门做好工程所需材料订货工作，材料供应部门及时提供原始质保资料，工程质检部门做好有关原始材料复试报告，对于不合格的设备、材料严禁入场。
3.5-605m井口工业场地布置
具体详见工业场地布置图和附表3-1
第四章施工方案
4.1总体施工方案
根据本工程的工程、水文地质情况，工程结构形式、设计参数、倒段风井施工特点和工程量大小，在结合我公司的实践经验和现有的技术装备水平综合考虑，确定竖井采用上阶段集中提绞，分上下两阶段掘砌成井的总体施工方案。
上阶段自605至725为反井法施工，即先用天井钻机在井中开凿直径1.6米先行导硐将其贯通，然后再自上而下扩砌成井。
下阶段则采用常规的竖井正掘方案掘砌成井。
采用YT-28凿岩机打眼、0.4m3长绳悬吊抓岩机装碴、1.5m3吊桶翻矸、组合模板衬砌等施工作业线。
井筒施工的作业方式，按照二掘一砌进行组织安排，对各中段的马头门应随井筒的延深一并完成。
若井筒施工中遇到含水层出现较大地质涌水时，拟先采用工作面预注浆，然后再按照设计方案施工。
提升运输：
因为前期倒段风井已用天井钻机施工了直径1.6米的小井，所以-605m至-725m可利用双层吊盘作为工作平台，进行下扩，在-725m中段倒段风井处利用一台铲运机定点出碴，经回风井利用现有的吊桶提到地面进行倒运，施工到倒段风井-725m中段以下，采用自上而下正掘的方式，短掘短砌，掘砌混合作业。
掘砌到-745m左右，再安装固定翻矸设施，提升采用JT-1.6提升机，配1.5m3吊桶，渣石提运可提到设置在-725m中段或-665m中段的翻矸平台进行倒运，若提至-665m中段还需利用小卡车盛接托运到临近的斗溜井排弃，而后再经回风井利用吊桶提到地面倒运。
掘进：
采用光面控制爆破。
YT-28型凿岩机打眼，乳化炸药，毫秒雷管电起爆。
装渣：
采用0.4m3长绳悬吊抓岩机装渣，人工辅助清底。
支护：
在-605m马头门附近，平面布置一套混凝土搅拌系统，通过1m3底卸式吊桶下料，采用金属组合模板浇灌。
4.2施工总平面布置
4.2.1-605m中段布置：
1卷扬硐室，布置一台Φ2m凿井提升卷扬，配18×7-24.5-170钢丝绳；另布置三台JZ-10/400A稳车悬吊吊盘兼作稳绳。
2配电硐室，安装提升机配电设施；
3天轮硐室（规格为6000×4500×4500mm），安装凿井天轮平台，在天轮平台上安装一个Φ2m提升天轮、4个Φ0.7m悬吊天轮，具体详见天轮平台布置图；
4绳道，规格为31000×3600×3300mm，局部宽度有所扩大；
5稳车硐室，东西两侧布置，规格为5200×4200，共布置稳车5台，其中东部2台，西部3台，具体见稳车布置图。
4.2.2-725m（-665m）中段布置。
由于翻矸排碴系统设在725m（-665m）中段，所以必须布置相关的翻矸平台，翻矸门，溜槽，挡碴墙，翻矸门提绞系统，封口盘及井壁和绕道扩砌等。
详见倒段风井725m（-665m）中段翻矸系统全貌图和断面图。
4.2.3井筒内平面布置：
设置Φ4700双层吊盘、1.5m3提升矸石吊桶一套、Φ600mm玻璃钢风筒一趟、Φ108×6mm供风管一趟和Φ57×4.5mm供水管一趟、80DGL76×5吊泵1台（备用）、0.4m3长绳悬吊抓岩机1台，爆破电缆YC2×25和信号电缆KZHF-14×1.5及动力电缆VV-1KV3×75各一趟、安全梯一架；
爆破电缆随安全梯绳分别下放；动力电缆和信号电缆随吊盘悬吊绳下放。
作为倒段风井施工，Φ5m直径进行正掘施工，井筒直径偏大。
主要原因是所选用的施工设备，不能与之配套，按正常情况Φ5m井可选用3m³吊桶配JK-2.5/20A提升机。
而Φ2.5m提升机外形尺寸为13×9.7×2.9m是下不了井的。
所以最好选用JK-2/20A提升机配2m³吊桶施工较为适宜。
但是在确保安全、减少措施工程量的前提下，决定选用Φ1.6m提升机。
由于工程没有水文地质资料，施工中要先探后掘，给施工带来很多不便。
不可预见性困难很大，必须做好不利打算。
最坏打算就是预备工作面预注浆封水。
4.3施工方法
4.3.1卷扬机硐室和稳车硐室的施工
由于卷扬机硐室和联络道的断面比较大，施工较为复杂。
因此采用先打一小断面导硐，然后再逐步刷大至设计断面，硐室边留光爆层，实施光面爆破。
又因为联络道和卷扬硐室的措施工程量较大，掘进量达到1435m³，喷砼量达到153.1m³，所以在工期安排上要放在最前面施工。
4.3.2绳道天井施工方法
绳道天井包括天轮硐室是倒段风井施工提绞系统布置在井的顶部的一项重要措施工程，由于上部没有辅助中段可以利用，不能采用吊罐法施工，而且高度不超过12米，故采用传统的反井施工法施工先行小断面天井，然后再扩刷到位的施工方法即（详见施工立面布置图），绳道天井施工分两步进行。
第一步是按2m×2m小断面采用普通法反井工艺施工，反井破岩先浅眼小炮掘1～2m，再正常按眼深1～1.5m每m²2.5～3.5个炮眼，并采用半楔形掏槽、掏槽眼正对矸石间进行布眼。
用锚杆吊环支挂操作台和木井框，控制好操作台距顶板2米距离，注意作业时（即放炮前）要用100×200方木盖严提升间和梯子间上口，盖板斜放以便于溜碴至矸石间，提升间和梯子间放在一边，另一边为矸石间。
当提升天井先按小断面反井施工到顶后，在顶部中心位置打四个锚杆眼注两根Φ20×1800锚杆作为吊环，为下步工作做好人员提升准备。
第二步为自下而上的扩刷工作，即按图中绳道要求断面自下而上扩刷到位。
扩刷时，作业人员可搭设满堂工作平台，也可先不出碴，踩在碴上作业，或边出边作业，以控制碴面到工作面的高度。
各稳车基础及卷扬机硐室浇注完毕。
各硐室及措施巷道工程均掘砌完毕后，形成有利条件，再进行天轮平台的设置和提绞设备设施的安装，并着手井筒扩砌。
4.3.3.井筒上阶段扩砌方法
井筒-605到-725这一阶段的井筒施工，通过天井钻机已将其用1.6米的先行天井贯通，眼下就是如何自上而下扩砌的问题。
由于天轮平台高度有限，提绞设施不能一步到位，所以井筒扩砌也要分两段，即上口15米段和以下段，上口15米段是在提绞设施不到位的条件下进行施工作业，其主要特点是中心导硐封口平台反复搭拆，人员爬梯上下，根据现场具体情况灵活进行不正规凿岩爆破，爬碴和砌壁。
上口15米段扩砌完毕，进一步完善提绞系统，下放组装模板和吊盘，正式设置井口封口平台，开始进行下段的正规扩砌。
井筒下扩；利用下层吊盘作篦子盘进行中心孔封墙，用YT—28型凿岩机实施普通浅眼钻爆法凿岩爆破，周边实施光面爆破，人工向中心孔扒碴，再-725集中排放，实施组合模板砌壁，吊桶下料，两掘一砌正规作业循环用。
4.3.4正掘段正规掘砌循环方法
-725米以下正掘段也存在地面一样竖井下掘的井颈段施工，是在吊盘，封口平台不到位的条件下，所进行的的不正规作业循环和方法来进行施工的，这段15米高井颈段，也必须根据实际情况灵活采用各种特殊方法进行施工，待达到15米深度后，完善了翻矸系统，吊盘和封口平台到位后，就可以进行如下正规掘砌循环。
正规掘砌循环预计每掘进2循环进尺3m，再进行一次砌壁。
即一个掘砌大循环进尺为3m。
而每个凿岩爆破出碴小循环的进尺为1.5m。
按爆破效率0.85%计算，其凿眼深为2m。
按掘进毛断面Φ5.6m设计，实施光面爆破，其炮眼总数为65个，炮眼总长143.8m，总装药量为87.4kg，采用水胶炸药，非雷导爆管双管爆破，毫秒差电雷管I～Ⅳ段顺序起爆。
其预期爆破效果如下表：
序号
名称
单位
数量
序号
名称
单位
数量
1
掘进断面
m²
26.42
6
每循环炮眼总长
m
130
2
岩石坚固系数
f
12～14
7
每立方岩体炸药消耗量
kg
1.9
3
炮眼利用率
0.85
8
每立方岩体雷管消耗量
个
2.9
4
每循环进尺
m
1.5
9
每米井炸药消耗量
kg
46.8
5
每循环爆石量
m³
39.63
10
每米井雷管消耗量
个
71.5
爆破凿岩采用YT-28手持钻打眼，打眼效率为10m/h，打眼时按5台钻同时作业，143.6m总长的炮眼，4h完全可以凿完，加上准备工作和装药爆破通风，在8h之内也可完成。
排碴清底时采用1.5m³吊桶配一台0.4m3长绳悬吊抓岩机装碴，每循环70m³松散碴石，按6m³/h计算，需12h完成，加人工清底，在14h之内也可完成。
即纯掘进2循环用时44h，进尺3m。
砌壁采用组合模板，一次现浇成井3m段高，3m段高下放拼装组合模板时间约3小时，用砼20.8m³。
砼料1m³底卸式吊桶输送，2m段高井砌壁5小时可完成，加养护拆模16h完成。
掘进加砌壁一个掘砌大循环用时为60h，掘砌3m，考虑月工作时间25天，月成井最高可达30m。
4.3.5马头门施工方法
该井有-605m和845m等四个中段马头门。
马头门的施工基本与井筒施工同步下掘和上行支护。
在下掘过程中，要提前做好测量准备。
由于马头门的最大高度为4.7m，为了打眼放炮方便，宜采用上下分层法施工。
即每层高度约2.4m高，当井筒掘至第一分层高度时，就要同时打好上分层的炮眼，待井底继续打完一个循环段高的眼后，再一起爆破、出碴。
接下来，继续完成马头门上分层凿岩爆破和人工向井筒内扒碴。
第二分层采取同样的方法凿岩爆破和人工排碴，即井筒掘进深度比马头门底板超前1个循环进尺，约2m高。
马头门的支护，同井筒支护同步进行，支护段高6.5m，即马头门下部约1m，马头门4.7m，马头门以上也约为0.8m，自下而上进行，组合模板需反复拆装3次。
马头门支护所用立柱、横撑，可预先一次性架设，现浇砼由里向外两侧对称进行，马头门拱架和拱板以及现浇砼支护，同样由内向外推进。
4.4辅助作业
4.4.1测量工作
井筒掘砌测量时，在-605m～-725m段可将倒段回风井井筒中心点投至-605m封口平台上，每次测量时通过该点挂钢丝进行井筒测量；当-725m封口平台安好后，可重新将井筒中心点投至-725m封口平台上，在-725m～-845m段测量时通过该点挂钢丝进行测量；测量前要复核-605m、-725m两封口平台上测设的中心点坐标差值，确保差值在允许范围内，否则无法保证倒段回风井井筒的正常衔接。
4.4.2运碴工作
井下爆破浮碴，-605m～-725m段120米通过先行小井直接落入-725m中段，利用铲运机定点出碴，再通过回风井吊桶装碴倒运到地表；-725m～-845m段120米则视工程实际具体情况决定，将翻矸平台设置在-725m或-665m中段，都是通过1.6m提升机提到相应中段的翻矸平台翻矸到溜槽进入自卸小卡车内，若在-665m中段排渣还需利用小卡车，先将渣石托运至临近的川脉斗井里，而后在于井底的-725m中段由小卡车转到回风井马头门处，通过回风井提升系统提升至地表排走。
4.4.3排水工作
掘进排水，由于水文地质情况不明，因新副井延伸和混合井井筒施工未出现大的涌水，且深度都超过倒段风井深度，预计不会有大的涌水，但在施工过程中要时刻注重打超前钻孔探水。
在涌水量和施工用水总共不超过20m³/h时，坚持用吊泵排水。
超过20m³/h时立即采用工作面注浆封水。
4.4.4通风工作
该井口正处于风井排风巷道内，很新鲜的空气是没有的，必须从较远的而距副井较近的新鲜空气源进风。
由于风路较远，可选用功率较大的局扇双机拖动。
Φ600风筒、压入式通风。
风筒通过井壁悬吊。
通过吊盘时，吊盘圈梁割口，并设置护栏。
4.4.5供电、供风、供水
供电供风供水管都是自地面压风机房从回风井马头门处连接。
Φ108×4.5供风管和Φ57×3.5供水管在井筒内同通风风筒一齐由井壁悬吊。
4.4.6通讯信号
井筒的正掘施工独立设置声光信号系统，对讲电话等。
4.4.7工期进度安排
该井施工大体可分为准备阶段、措施工程施工阶段、井口施工阶段、正规掘砌阶段和收尾阶段等五个阶段。
第五章劳动组织
5.1工作制度
执行国家有关劳动生产法规和安全技术操作规程，为了满足业主对工期的要求，早日完成工程的施工，除春节集体休假3天外，其余为连续工作。
职工休假采用轮休制。
5.2组织管理
组建湖北鑫力井巷有限公司铜绿山矿工程项目部，实行项目经理负责制，对本工程进行综合管理。
项目部施工管理机构按领导和管理层设置，项目部组织机构见图5-1。
其中领导层设置如下：
项目经理一名，作为企业法人在该项目施工的委托代理人，对项目施工全过程负责。
项目副经理二名，负责施工指挥、安全管理、生产调度、设备、物质管理和经营计划。
总工程师一名，负责项目施工技术及质量工作。
由于工程开工后就是正规循环作业，因此一旦签订合同后就要尽快组织生产人员、设备维修人员及后勤人员等进场施工。
根据本工程的施工特点，劳动作业方式一线生产班采用按工序交接班的“滚班制”作业方式，在完成上一道工序之后再由下班人员接着施工下道工序；辅助工实行四六作业制。
如下是劳动力组织计划表：
序号
工种
人数
一
管理人员
12
1
项目经理
1
2
副经理
2
3
项目总工
1
4
技术员
2
5
安全员
3
6
综合员
2
二
生产人员
50
1
凿岩爆破工
16
2
井下搬运工
26
3
支喷工
8
三
辅助工
23
1
捲扬工
6
2
信号工
6
3
测工
2
4
维修工
4
5
地面工
4
6
司机
2
合计
85人
项目部组织机构图图5-1
第六章施工步骤及工期进度图表
6.1施工步骤
首先施工-605m中段卷扬硐室、稳车硐室、天轮硐室、绳道等工程，再安装天轮平台、天轮梁、天轮和稳车等工程。
6.2进度指标及进度计划
井筒下扩掘进一个正规循环作业时间为8h，每循环进尺为2.2m每天两个循环，一个循环浇筑。
井筒掘进一个正规循环作业时间为16h，每循环进尺为1.8m，正规循环作业系数取90％，考虑施工时其他因素影响取0.9的系数，这样每月进度指标为：
（20×24/16）×90％×1.8＝48.6m/月，取45m/月。
按上述指标安排整个工程的施工进度计划，详见施工进度图6－1
施工中可能遇到断层、破碎带或涌水量大等特殊地段，需采用钢筋混凝土支护，或者需要注浆堵水，这样将会影响施工进度。
6.3工期保证措施
6.3.1组织措施
（1）公司建立倒段风井项目部，项目部是公司的派出机构。
项目部实行项目经理负责制，代表公司行使与本工程有关的职权，对项目部的工作全面负责。
如果承接了本工程后，公司再选派具有丰富施工经验的管理人员、技术人员充实现有项目部领导班子，强化组织管理机构和现场指挥力量。
（2）从公司现有项目部调集有类似工程施工经验的施工人员充实项目部，组织能吃苦、善打硬仗的施工队伍；首先集中力量，抢攻关键线路工程的施工，严格按照施工进度计划图施工。
当发生不可预料因素影响进度计划时，须采取措施，加大人力、物力、财力等资源的投入，将损失的时间及时弥补回来。
（3）施工中实行效益工资制度，效益工资与工程进度、质量、安全相挂钩，充分发挥经济分配杠杆作用。
及时兑现承包奖励资金，调动工人的劳动积极性。
将工程整体工期要求和施工进度分解到部门、班组，按施工计划安排及时调整人员、机械配置，保证进度按计划完成。
（4）组织施工设备尽早进场，尤其是对于交货时间长，运输距离远的大型设备，需要提前做好订货或者调配计划。
（5）每周召开一次工程进度会议，每日进行日进度检查和安排，使施工进度始终处于控制状态，确保工期要求。
6.3.2施工技术措施
（1）对施工人员加强技术培训，不断提高技术素质和技术水平，积极采用新工艺、新技术，提高工效，保证质量。
（2）配备先进合理的配套机械化作业线，以充分发挥施工设备的效率为目标，编制劳动组织和计划安排。
（3）采用掘支混合作业方式。
严格按照正规循环作业计划组织施工，不断提高作业循环率。
以凿岩爆破、出碴和支护为主，合理安排不同工序的平行交叉作业。
（4）应用光面控制爆破，按照实际岩石情况不断调整爆破参数，提高掘进循环进尺。
（5）加强施工计划管理，抓好工序衔接，尽量缩短辅助工序的时间。
（6）加强设备的维护、保养管理，确保施工机械设备的完好率。
充分发挥设备的生产能力。
（7）在施工过程中，尽量减小对围岩的扰动破坏
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