副斜井施工组织设计.docx
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副斜井施工组织设计
山西美锦能源集团有限公司锦源矿
副斜井井筒掘砌施工组织设计
温州井巷工程有限公司
锦源项目部
二０一三年三月
编制：
审核：
批准：
项目部经理：
总工程师：
总经理：
施工组织设计（方案、措施）审核表
项目名称
山西美锦能源集团公司锦源煤矿
方案名称
副斜井施工组织设计
项目部
温州井巷锦源项目部
编制人
报送日期
审核人
审核日期
审批意见：
目录
一工程概况……………………………………1
二、施工准备…………………………………………………3
三、施工工艺及施工方法……………………………………4
四、生产系统…………………………………………………7
五、劳动组织和施工进度…………………………………12
六、工程质量保证措施……………………………………14
七、工期保证措施………………………………………18
八、安全保证措施………………………………………19
九、有关图表………………………………………………25
一、工程概况
1、地理概况
（1）矿井地理位置、范围与交通
锦源矿井位于山西晋中煤炭基地离柳矿区，行政区划属临县管辖，矿井隶属于山西临县锦源煤矿有限公司，该公司为山西美锦能源集团有限公司全控子公司，井田地里坐标北纬37。
38'10"～37。
44'01"，东经110。
45'58"～110。
54'23"。
井田走向长9.0～13.0km，倾斜宽13.65km，面积129.6km2.
井田内交通便利，三交镇～碛口镇公路沿湫水河从井田中部蜿蜒穿过，在三交镇与太原～离石～临县公路相交。
建设中的太原～中卫～银川铁路线经过离石，距该矿60km.中阳县鑫隆煤源有限公司一期改扩建工程位于中阳县城东北3km。
（2）、地形地貌及河流、气候条件
井田属于吕梁山系，为典型的黄土高原地貌。
晋西黄土高原，地表大部为黄土覆盖，经长期侵蚀切割，沟谷纵横，地形主要发育在秋水河谷，为冲击、洪积地形，秋水河谷宽阔、平坦，宽200米左右。
纵观井田走势，大致北高南西低。
井田内最高点位于北部的高家焉村西600米处，标高1080.4米，最低点位于南部秋水河床上，标高664.8米。
最大相对高差415.6米，一般相对高差100～150米。
（3）、水文及主要河流
秋水河为井田内最大河流，流经本井田西北部在碛口镇注入黄河，全长107公里，井田内流长11.5公里。
多年平均流量3.22m3/s，最大月平均流量54.5m3/s，最小月平均流量0.01m3/s，最大日流量为1967年8月22日3670m3/s，7～9月份占全年流量的50%～70%。
另外，黄河从井田的西部流过，流经距离约2公里，河底高程610-700米，流向由北向南，年平均流量924.4m3/s，最大流量19500m3/s.
（4）、气候条件
本区属于典型的大陆性气候，春季风大雨小，夏季炎热干旱且雨量集中，秋季温暖湿润且阴雨天较多，冬季寒冷少雪，一年四季分明。
（5）、地震烈度
地震烈度6度。
（6）、地质灾害
井田内大面积的黄土覆盖，为典型的黄土高原地貌，在雨季，暴雨过后黄土梁多雨水冲刷，形成陷穴和局部坍塌，尽管裸露基岩发育，但由于基岩质地坚硬，边坡较稳定，目前井田内大面积滑坡或泥石流等地质灾害不易形成。
2、井田地质及水文情况
本井田位于三交详查区，井田整体为一缓倾斜的单斜构造，地层走向从北至南，由北北东渐变为南北向，倾斜由北向西，倾角平缓，一般为5～10。
。
井田内有宽缓的小褶曲，地表及孔内均未见陷落柱。
未发现岩浆活动，井田构造属简单型。
总体而言，井田内基本是一向北倾斜的单斜构造。
井田东北角表现为宽缓的波状起伏。
本区域在煤田以东和煤盆外围广泛初露寒武、奥陶、和前寒武系地层，煤田内多为黄土覆盖，区域内河流、沟谷切割地表，构成以黄河为主干的地表水系，。
煤田内石炭、二叠、三叠系含水层构成承压水盆地和承压水斜地，其富水性较弱；区域内奥陶系岩溶含水层富水性较弱，其他水在岩层露头后接受补给后，分别由北、东、南方向排向柳林泉，构成一个完整的地质单元--柳林泉。
另外、小范围分部的老地层和沟谷中的第四系冲击层，构成各自的裂隙和孔隙潜水系统。
本区的主要含水层为寒武、奥陶系碳酸盐类岩溶裂隙含水层组，是一套以石灰岩、白云岩、泥灰岩等为主的海相碳酸盐沉积层，厚500余米。
主要的含水岩组上马家沟组含水层本组厚约250米，钻孔揭露显示，岩性以石灰岩、泥灰岩为主，岩溶发育，多为蜂窝状溶孔，联通性好，属强富含水层。
峰峰组，平均厚度119.54米，由石灰岩、泥灰岩、石膏、白云质灰岩等组成。
以石灰岩为主要含水层。
本组富水性弱。
井田内揭露的地层层序由下而上为奥陶系中统马家沟组、峰峰组、石炭系中统本溪组、上统太原组、二叠系下统山西组、下石河子组、上统上石盒子组、石千峰组、三叠系下统刘家沟组、新生界上第三系、第四系不整合于各时代老地层之上。
井田内含煤主要为山西组和太原组，。
自上而下为01、02、03、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11号。
煤层总厚19.80米，含煤地层总厚156.20米。
可采煤层4、5、8、9，其中4、5号煤层为山西太原组，8、9号煤层为太原组。
4号煤层厚度平均1.96米，5号煤层厚度平均4.59米，8号煤层平均厚度3.40米，9号煤层厚度4.03米。
井田内瓦斯含量属于高瓦斯矿井，各煤层均为不自然或不易自然，个别为易自然。
最高井温28.6。
。
表一副斜井筒特征表
井筒名称
副斜井
井口坐标
X
4171829.678
Y
19486710.084
Z
+718.232
井筒倾角
23º
提升方位角
β=N270°31'20"E
井筒斜长（m）
1010.8
井筒规格
净高（m）
3.8
净宽（m）
4.6
净断面（m2）
15.2
表土净断面（m2）
15.2
基岩毛断面（m2）
17.3
二、施工准备
施工准备工作主要包括技术准备、工程准备、器材设备及劳动力准备和对外协作工作。
具体内容为：
技术准备包括施工方案的选择，编写施工组织设计和施工措施，进行技术交底和培训工作，以及施工现场放线等工作。
工程准备包括临时设施（供电、供水、通风、压风、机修车间、仓库、生活设施等），以及生产系统（提升、排矸等）的施工。
1、器材设备准备包括器材设备的进场、检验及试运转。
2、劳动力准备包括组织施工人员进场以及编排劳动组织。
3、对外协作包括设备材料的租赁采购合同以及其他的社会关系等。
锦源煤矿副斜井工程大临工程种类一览表
序号
工程名称
墙体材料
屋面材料
备注
1
项目部
75mm彩钢夹心板
100mm彩钢夹心板
183m2
2
职工宿舍
75mm彩钢夹心板
100mm彩钢夹心板
549m2
3
浴室
75mm彩钢夹心板
100mm彩钢夹心板
137m2
4
食堂
75mm彩钢夹心板
100mm彩钢夹心板
122m2
5
调度室、仓库
75mm彩钢夹心板
100mm彩钢夹心板
61m2
6
机电大班
75mm彩钢夹心板
100mm彩钢夹心板
61m2
7
变电所
75mm彩钢夹心板
100mm彩钢夹心板
60m2
8
压风机房
75mm彩钢夹心板
100mm彩钢夹心板
154m2
9
厕所
240mm砖墙
石棉瓦
70m2
10
压风机冷却水池
370mm砖墙
石棉瓦
75m2
11
绞车房
370mm砖墙
石棉瓦
12m2
12
井口房
370mm砖墙
石棉瓦
18m2
三、施工工艺及施工方法
1、表土及风化基岩段施工
斜井表土段掘进与支护采取短段掘砌方案，掘砌长度根据现场土层稳定情况而定，但最初先施工的斜井锁口掘砌长度不超过2.4米。
人工铲子、风镐挖掘，人工将土装入箕斗，JK-2.5/20型绞车提升，掘进够一段后立即浇灌混凝土永久支护。
在强风化基岩层中掘进，仍然采用风镐挖掘为主，进入弱风化基岩层后再在采用浅孔爆破，炮眼深度1.8m。
掘砌段长视围岩稳定情况模板规格而定，必要时可采取锚喷临时支护。
用耙斗机将矸石耙入箕斗，JK-2.5/20型绞车提升，将箕斗翻转矸石落地。
在地面采用装载机直接将矸石铲运到堆矸石场地。
表土段及风化基岩段采用槽钢碹股和建筑模板砌筑井壁混凝土，采用斗容计量配料系统及JS-500型强制式搅拌机配制混凝土，HBT60A型泵输送混凝土，机械震动密实混凝土。
现浇灌混凝土接茬留在顶部，尽可能小，喷射混凝土接实。
2、基岩段掘进支护施工
该副斜井单位工程于2005年开工，到2007年由于国家的产业政策的调整停止施工，计施工主斜井921.8米，还剩余89米没有施工完成，现根据国家的政策恢复施工。
根据顶板管理规定，岩巷锚喷支护必须采用先光爆初喷、后锚复喷的施工工艺。
其主要施工工序为：
光爆——敲帮问顶、找掉——临时支护——出矸——打护顶锚杆——初喷——打锚杆眼——安装锚杆——锚杆螺母二次紧固——复喷——养护。
根据技术、装备，施工水平及现场条件，决定采用YT28型高频气腿式凿岩机打眼爆破破岩，中深孔光面爆破，全断面一次起爆，P90B型耙装机装矸，采用JK-2.5/20型绞车提升6m3前翻式箕斗出矸。
地面矸石落地后采用ZL-50型装载机排矸。
（1）、钻眼爆破
基岩段采用钻爆法施工，采用YT28型高频气腿式凿岩机打眼工作面布置5台，操作人员应定人、定钻、定位、定眼、定时、定质、定量，使用炮杆导向，掌握炮眼角度。
选用水胶炸药和总延期时间小于130毫秒的1～5段毫秒延期电雷管。
MBF-100型发爆器起爆，掏槽采用菱形掏槽，炮眼布置及装药量根据岩石实际硬度及裂隙发育情况及时调整，以获取最佳的爆破效果。
钻孔深度2.0米，每循环进尺1.8米，炮眼利用率90%。
（2）、装岩及排矸
采用P90B型耙斗装岩机装岩，绞车提升JK-2.5/20型绞车提升，6m3前卸式箕斗出矸，地面矸石落地后采用ZL-50型装载机装矸运输至附近山沟内卸载。
装岩时，将尾轮挂于距工作面6m以外，以便于凿眼平行作业。
耙斗机距工作面最大距离不超过35m。
为了满足箕斗卸载快速安全提升的要求，采用PHI-1200型工业电视，对井口及翻矸台进行提升监控。
掘进临时轨道布置、井口提升斜坡、翻矸架、斜井井架及绞车布置见附图。
（3）、支护方式
采取一掘一喷锚,先喷后锚工艺，临时支护为永久支护的一部分，复喷工作在耙装机后进行，拱顶锚杆使用MQT-120型锚杆钻机安设，两帮锚杆使用凿岩机安装。
喷射砼用PC6B型潮式砼喷射机，喷射砼配合比为C：
S：
G=1：
2：
2，速凝剂掺量为水泥用量的3%。
3、井筒水沟、行人台阶、混凝土地坪
水沟在井筒掘进施工中按照中腰线控制尺寸采用混凝土砌筑。
行人台阶和混凝土地坪从井底向井口施工，但表土段井筒地坪应在掘进头进入基岩段后就施工，以利于轨道箕斗提升安全。
集中搅拌站搅拌混凝土，井口设置一台HBT60A型砼输送泵，用钢管路输送混凝土，风动振动棒振捣。
铺底时表土段井筒底板全长应夯实。
铺底时还应作好胶带输送机支腿二次浇灌孔的预留。
4、井筒防治水
由于该招标文件未提供井筒检查孔资料及井筒涌水量资料，为此，在井筒施工前由矿方补打地质水文检查孔，并提供详细的井检查孔水文地质资料。
必须坚持“有掘必探、有疑必探，先探后掘”的原则。
根据矿方提供的各含水层位置和含水情况研究确定治水方案。
当预计工作面涌水量大于10m3/h时应提前10m停头，进行工作面探水预注浆。
井筒穿过含水层以后，若井筒淋水较大，应及时壁后注浆堵水。
5、基岩过煤层、断层、破碎带地段的施工
根据矿方提供的井筒检查孔地质资料与煤层瓦斯情况，在井筒揭露煤层前，按照《煤矿安全规程》有关规定编制探煤施工技术安全措施，当井筒施工距煤层垂距10m位置时，垂直工作面打两个前探钻孔，钻孔必须穿透煤层全厚，以确切掌握煤层位置、赋存情况和瓦斯情况。
当井筒工作面施工至煤层垂距5m时，打两个穿透煤层全厚的测压钻孔，测定煤层瓦斯压力。
根据探测结果编制具体过煤措施。
如施工中遇断层、破碎带等特殊地段，应即时应与矿方共同研究支护结构和施工方案，改变爆破参数，减小循环进尺，加强支护，防止顶板事故。
四、生产系统
1、提升系统：
选择JK-2.5/20型绞车，MF-6.0ｍ3箕斗，
6×19-1670-Φ28合成芯钢丝绳进行提升。
轨道运输选择30kg/m钢轨，1.2m长10号槽钢轨枕，间隔2根槽钢轨枕插入1根木轨枕，地轮间距不超过25m。
井口设DK630-3-9型道岔。
提升矸石使用箕斗，下放钢管、钢轨等使用材料车下放喷射机、开关等使用平板车。
JK-2.5/20绞车参数如下:
序号
项目
指标
1
最大张拉力
88200KN
2
最小张拉力
88200KN
3
平均张拉力
4
最大绳速度
4.7m/s
5
最小绳速度
3.8m/s
6
最大钢丝绳直径
31mm
7
容绳量
1285m
8
电机功率
500kw
9
总重量
37300KG
10
滚筒直径
2500mm
11
滚筒宽度mm
2000mm
MF-6.0m3箕斗参数：
序号
项目
指标
1
箕斗长度
7.385m
2
箕斗宽度
1.770m
3
宽度高度
1.840m
4
斗箱容积
6.6m3
5
重量
2800kg、4858kg（钢箕斗）
6
适用于坡度
20--35°
6×19-1670-Φ28钢丝绳特征表
直径㎜
自重KG/100m
断面积㎜2
破断拉力总和（千克力）
6×19-1670-Φ28
28
274
289.95
49250
计算如下：
箕斗提升钢丝绳选择验算：
（1）、装载矸石重量：
Q=0.85VJVγ=0.85*6*1.8=9.18T
（2）、钢丝绳终端载荷QG=Q+QX=9.18+2.88=12.06T
（3）、钢丝绳单位长度重量：
PS=QX（sinβ+ƒ1cosβ）/｛110&/ma-Ld（sinβ+ƒ2cosβ）｝
=12.06*1000（0.391+0.01*0.920）/｛110*170/6.5-1050*（0.391+0.2*0.920）｝
=2.123KG/m
（4）、选择钢丝绳：
Psb>PS。
即选择Φ28的钢丝绳每100米重量274≥212.3KG
（5）、钢丝绳安全系数验算：
m=Qd/｛QG（sinβ+ƒ1cosβ）+PsbLd（sinβ+ƒ2cosβ）｝≥ma
=49291/｛12060（0.391+0.01*0.920）+2.74*1050*（0.391+0.2*0.920）｝
=7.634≥6.5（提物料时）
经验算选择的绞车和钢丝绳满足安全提升要求。
绞车提升机选择验算；
（1）、卷筒直径：
D≥60dD≥900&d
2500≥16802500≥900*1.8=1620
（2）、选择提升机：
Dr≥D
（3）、滚筒宽度验算：
B=｛（Hq+30）/∏Ｄｒ+3｝（ｄｒ+ε）≤Bｒ。
=｛（422+30）/3.14*2.5+3｝（28+2）≤Bｒ。
=2019≤2500mm
2、供电系统
根据建设单位提供的用电条件，为满足施工需要，安装一台S7-315/10/0.4KV配7台PGL-1低压开关柜，供地面工广、生产、生活用电，一台ＫS7-２００/10/0.６９KV作为主井专用变压器，一台S7-８００/10/0.６KV变压器作为主井提升机，压风机使用。
主斜井设配电室供井口附近地面用电。
见供电系统图.
3、通风系统
地面距井口３0m的上风侧布置２台KDF-４5kw×2对旋风机作压入式通风，井内布置一趟ø７00mm胶质风筒，风筒吊挂在井筒一侧。
过煤期间根据预测瓦斯涌出情况可增大对旋风机压入式风机。
4、压风系统`
工作面布置5～6部YT28型气腿式凿岩机打眼，则所需最大压风供风量为：
Q=αβγΣnkq=1.15×1.15×1.1×5×0.8×5=31m3/min
考虑主副井同时施工，压风机房内布置3台4L-20/8型空气压缩机供施工需要，井筒中布置一趟ø108×4无缝钢管作压风管。
5、供水系统
使用矿区自来水供水系统，在临时工业广场内建一水池储水，用水泵增压后供掘进头使用。
井筒中布置一趟ø57×3.5无缝钢管作供水管向工作面供水。
6、排水系统
暂时考虑在井筒内布置两台MD46-50×10型卧泵排水，井筒中布置一趟ø108×4无缝钢管作排水管。
井下排出的水经地面沉淀水池后排出。
实际施工时可根据井检孔资料，可利用躲避硐建集水池（临时水仓），在巷道底板挖截水沟，将水引入集水池，用小型风泵通过接力排水方式将水排出井筒。
7、装矸及排矸系统
表土段人工装土进入箕斗，基岩段用P90B耙斗机耙装：
耙斗容积：
0.9m3，电机功率45kw，钢丝绳直径20mm，外型尺寸9390mm×2300mm×2560mm.质量9.8t。
生产能力95-120m3/h
用P90B型耙斗机将矸石装入箕斗，箕斗至地面后经自动卸矸装置落地，再用ZL-50型装载机直接铲运到山坡堆矸场地。
8、信号、照明、通信系统
在提升过程中，工作面-井口、井口-绞车房均设有信号联系。
照明采用KB-100型防爆白炽灯供斜井照明，迎头采用KBT-125W型矿用投影灯。
信号和照明均采用照明综保供电。
通信和信号电缆均采用U3×6+1×6电缆，斜巷走钩警示红灯电源采用一趟U3×2.5橡套电缆，三趟电缆均敷设在巷道悬挂动力电缆钩上。
保证信号、光具备，信号电源使用综合保护。
9、人员运输
在井筒垂直深度50m以内，人员顺井筒中的台阶上下，垂直深度超过50m时安装11Kw调度绞车作无极绳人员上井助行装置。
10、测量
井筒施工采用JK-3型激光指向仪指向，井中布置三至四个稳定的IV等点（兼作水准点）作为基点。
井下平面控制:
井下布设7"导线作为首级平面控制,井筒中尽量埋设永久铁桩,用WILDT2仪器观测,独立进行两次。
井下高程测量:
井筒采用经纬仪三角高程测量,限差不超过规范要求。
11、混凝土搅拌输送系统
井口设置混凝土集中搅拌站，布置两台JS500搅拌机，一台PLD-800配料机和1台HBT60A
混凝土输送泵，直径Φ159*6钢管输送井壁混凝土。
混凝土喷射机布置在搅拌机附近，井筒内布置1趟Φ108*6钢管输送喷射混凝土。
在管路上安装混凝土输送管堵管感应装置，进行管路堵管监控。
HBT60A混凝土泵
序号
项目
数量
输送能力
62m3/h
1
输送压力
12.5MPa
2
电机功率
90KW
3
电机转速
1480r.p.m
4
碎石颗粒
50/40mm
PC6B喷射机
序号
项目
数量
1
生产能力
6m3/h
2
骨料粒径
20mm
3
输管内径
50mm
4
风压
0.1～0.4MPa
5
耗风量
5～8m3/h
6
最大水平输送距离
200m
7
最大垂直输送距离
50m
8
电机功率
5.5kw
9
外形尺寸
1300*800*1200
10
重量
750kg
五、劳动组织和施工进度
成立项目经理部，下设技术组、经营组、井巷队和机电运输队。
井巷掘进采用综合掘进队，采用“三八制”作业方式，每班一循环。
劳动力计划表
班次
工种
项目部及
机运队
副斜井
项目经理
1
项目副经理
1
技术管理
1
1
安全生产管理
1
1
队长
1
1
机电管理
1
计划预算管理
1
财务管理
1
食堂、浴室
2
仓库、调度、瓦斯
4
材料
2
班长
1
4
钻工
16
喷浆手
1
4
扒装机手（兼维护）
4
机电维护
10
绞车司机
9
信号工
9
放炮员
4
合计
28
55
副斜井井筒掘进作业循环图表
工序名称
时间
（分）
1
2
3
4
5
6
7
8
交接班
20
拱部锚杆
60
钻拱部炮眼
90
扒迎头下部矸石
40
迎头两帮锚杆
40
钻下部炮眼
50
装药联线
60
爆破通风
安全检查
30
扒上部矸石
30
拱部喷混凝土
60
出矸石
260
墙部喷射混凝土及复喷成巷
60
注：
迎头6~8米以外排矸可以与迎头拱部锚杆安装、钻炮眼、迎头两帮锚杆平行作业。
耙斗机后墙部喷射混凝土以及复喷成巷可以与掘进头钻眼、倒矸石、迎头两帮锚杆安装平行作业。
本工程施工准备期根据现场条件为45天，井筒现浇砼段56米，月进尺40米，井筒锚喷段954.8米，循环进尺1.8米,正规循环率取70%，每天二～三循环，月进尺100米。
六、工程质量保证措施
工程质量目标：
工程质量执行《煤矿井巷工程质量检验平定标准》。
工程质量符合优良标准。
工程质量管理体系：
为达到工程质量目标，必须依靠行政、技术和经济相结合，严格按施工标准要求，实行层层把关，环环相扣，建立起严格的质量保证体系和施工验收办法。
工程质量管理体系
工程质量管理体系
技术管理
经济管理
行政管理
材料组
核算组
机电组
测量组
井巷组
机电班
掘进班
工程质量保证措施
（1）认真贯彻“科学管理、顾客至上、持续改进、依优取胜”的质量方针，始终坚持百年大计，质量第一的宗旨，切实贯彻公司质量管理手册、程序文件和规章制度。
（2）组织全体施工人员（包括工程技术人员和管理干部）认真学习全面掌握施工技术规范和质量标准以及质量管理体系三级文件。
使用具有工作经验的熟练工人，开展岗位技术培训和练兵，提高施工人员的技术、操作水平。
（3）开展QC小组活动，推行全面质量管理，严格按照PDCA循环作业，保证质量目标的兑现；
（4）认真贯彻实施MT5009-94《煤矿井巷工程质量检验评定标准》，严格按照GBJ213-90《矿山井巷工程施工及验收规范》。
（5）合理选择施工方法和施工机具，组织编制技术先进、经济合理、能够保证施工质量与安全的施工组织设计、作业规程或技术措施并认真组织实施。
（6）针对工程特点和施工地质资料等编制施工作业规程，同时制定项目质量计划，明确质量控制的各项要求，规定施工质量检验和试验方法、途径。
（7）严格事前控制，加强设计图纸等文件与资料的控制，做好图纸会审、按规定进行设计变更审批，落实技术安全交底工作，搞好工程资料的收集整理及移交工作；
（8）落实施
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