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南山煤业井巷二、三煤矿施工组织设计

目录

第一章概况••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••3

第一节概述•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••3

第二节编写依据••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••3

第二章井田概况及地质水文情况••••••••••••••••••••••••3

第一节井田概况•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••3

第二节地质水文情况•••••••••••••••••••••••••••••••••••••4

第三章巷道布置及支护说明•••••••••••••••••••••••••••••••7

第1节巷道布置••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••7

第二节支护设计••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••8

第四章施工工艺•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••11

第一节施工方法及施工工艺••••••••••••••••••••••••••••11

第二节凿岩方式••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••17

第三节爆破作业••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••18

第四节装、运岩（煤）方

第5节管线敷设及轨道铺设•••••••••••••••••••••••••••••22

第六节机械化作业线配套设施•••••••••••••••••••••••••••24

第五章劳动组织及主要技术经济指标••••••••••••••••••••24

第一节劳动组织•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••24

第二节循环作业图表•••••••••••••••••••••••••••••••••••26

第三节主要技术经济指标•••••••••••••••••••••••••••••••26

第六章生产系统•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••27

第一节通风系统••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••27

第2节压风系统••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••30

第三节防尘系统••••••••••••••••••••••••••••••••••••••31

第四节防灭火••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••31

第五节安全监测监控系统••••••••••••••••••••••••••••••••32

第六节供电系统•••••••••••••••••••••••••••••••••••••33

第七节运输系统••••••••••••••••••••••••••••••••••••••33

第八节通讯系统•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••33

第9节排水系统••••••••••••••••••••••••••••••••••••••34

第七章

灾害预防及避灾路线•••••••••••••••••••••••••••••••••••••34

第一节避灾原则•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••34

第二节避灾路线•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••35

第三节第八章安全技术措施•••••••••••••••••••••••••••••35

第四节第一节通用部分••••••••••••••••••••••••••••••••35

第五节第二节顶板管理••••••••••••••••••••••••••••••••37

第六节第三节“一通三防”管理•••••••••••••••••••••••••41

第7节第四节凿岩爆破管理•••••••••••••••••••••••••••••45

第八节第五节电器设备管理••••••••••••••••••••••••••••51

第九节第六节运输管理••••••••••••••••••••••••••••••••53

第十节第七节复道安全注意事项•••••••••••••••••••••••55

第十一节第八节起吊重物安全注意事项•••••••••••••••••••58

第十二节第九节挖掘机管理•••••••••••••••••••••••••••••59

第十三节第十节其它••••••••••••••••••••••••••••••••••60

第十四节第九章架棚施工方法及安全注意事项••••••••••••68

第十五节第十章文明施工、环保、消防、降噪声措施••••••••69

第16节附件:

施工图表

第一章概况

第一节概述

一、工程名称：

二期井巷施工工程包括：

２号煤运输、回风、轨道上下山；一、二采区变电所；采区水泵房、水仓；消防材料库、永久避难硐室。

三期井巷施工工程包括：

1、2号煤运输、回风、切眼。

二、掘进目的及巷道用途

掘进目的是为满足90万吨设计要求，生产采掘系统需求。

　　三、巷道设计长度及服务年限以设计图纸为准。

四、本施工规程包括井筒的底拱、铺底、台阶、水沟等，施工时不另行编制施工措施。

第二节编写依据

一、根据《南山煤业90万吨/年兼并重组矿井初步设计》。

二、其余编制依据

1、《煤矿安全规程》（2011版）；

2、《矿山井巷工程施工及验收规范》GBJ213—90；

　3、《煤矿井巷工程质量检验评定标准》MT5009—94；

　4、《简明建井工程手册》。

5、已审批的《施工组织设计》

　　　　　　　第二章井田概况及地质水文情况

　　　　　　　　　　第一节井田概况

一、交通位置

第二节地质水文

1.1井筒地质及水文地质

1.1.1地层

井田内被第四系所覆盖。

根据区内回风检孔资料，将区内地层层序划分为：

第四系风积沙、第四系中更新系统离石组、第三系保德组、直罗组（J2z）、朱罗系中统延安组（J2y），现由新至老简述如下：

1.1.1.1第四系风积沙：

局部零星分布，厚度1-10m。

为浅黄色粉细沙、细沙，分选性中等，磨园度为次棱角状。

其上植被多为沙柳、沙蒿及杂草。

第四系地层厚度变化较大，根据X1-4、X1-5钻孔揭露厚度为7.4－7.5m,主检孔揭露厚度18.83m,主斜井井口处，松散层厚度小于5.0m。

第四系地层角度不整合于一切老地层之上。

本层揭露厚度0-10.02m。

1.1.1.2第四系中更新系统离石组分布广泛，多沿梁峁大面积分布，地形平缓，边部发育冲沟。

岩性为浅黄色粉砂质粘土、亚砂土，柱状节理发育，因结性差。

厚度0-20m。

本次揭露厚度,30.85-72.40m。

1.1.1.3第三系上新统保德组（N2b）断续出露于各支沟沟脑，是本区第四系地层的主要原因组成部分。

岩性为灰黄色、浅棕黄色亚粘土、亚砂土，夹2-5层厚0.3m左右的古土壤层，半固结，柱状节理发育，含大量灰白色不规则状钙质结核，底部偶见灰白、褐黄色砂、砂卵石层。

厚度0-120m。

本次揭露厚度，0.00-10.02m。

1.1.1.4侏罗系中统直罗组（J2z）全井田分布厚度0-132.70m，平均77.97m。

大部分被第四系覆盖，无定河南岸及区内较大沟谷中局部出露。

本组顶部普遍遭到风化剥蚀，保留不全。

井田西南部ZK202孔（132.70m）、中部Z808孔（112.99m）厚度较大。

该组岩性较单一，主要为一套半干旱条件下形成的河流相沉积。

岩性以灰白-浅灰白色中（细）粒砂岩和浅灰绿色粉砂岩、泥岩为主，组成2-3个沉积旋回，下旋回顶部或上部见及杂色粘土岩，大部厚度小于1m，局部达到2m左右。

底部为灰白色厚层状中（粗）粒长石砂岩，含较多植物茎干化石及泥砾，分布较稳定，厚5-20m,是本区划分延安组和直罗组界线的重要标志层（K4）。

与下伏地层延安组呈整合接触。

本次揭露厚度，42.42-52.82m。

1.1.1.5侏罗系中统延安组（J2y）全井田分布，为本区含煤地层，厚度188.27-251.59m，平均232.46m，由南向北厚度减小，无定河南岸波罗镇附近、井田东北部白莲沟沟底、井田东南部沙峁沟沟底等地局部出露。

岩性主要表现为一套河流—湖泊三角洲—冲积平原环境沉积的灰色细—粗粒长石砂岩、深灰色泥岩、粉砂岩，夹黑色炭质泥岩、煤层（线）多个沉积旋回组成的建造。

根据岩石组合、含煤特征、旋回结构等进一步划分为四个段。

含可采煤层一层（3号煤层）。

1.1.2构造井田位于鄂尔多斯盆地之次级构造单元陕北斜坡中部，地质构造简单，区内无岩浆活动痕迹，局部发育宽缓的波状起伏。

经过地震勘查，井田内地震线经过地段未发现断（层）点，总体构造形态为一向近西向缓倾的单斜层，倾向277°，倾角0.6°左右。

1.1.3瓦斯、地温摘自《侏罗纪煤田某某矿井田勘察报告》

1.1.3.1瓦斯根据施工的4个钻孔采取的瓦斯样测定成果得知，煤层CH4含量最大为0.10mg/g•燃，自然瓦斯成份中CH4含量最大为0.96%，瓦斯分带属二氧化碳—氮气带，矿井瓦斯等级为低瓦斯矿井。

1.1.3.2地温对钻孔资料显示，所测钻孔中最高温度为17.42℃，地温梯度＜3℃/100m，无地温异常。

从井田周边煤矿开采情况来看，未发现高温生产矿井，故井田应属地温正常区。

1.1.4工程地质特征根据此矿井井筒检查孔勘查报告，本井筒主要揭露地层有朱罗系延安组、直罗组、第四纪红土层、黄土层、风积沙。

从岩性看，第四系、朱罗系地层之间差异较大。

本区地质构造简单，岩石主要以较软岩为主，岩体较完整，以块状及层状结构为主。

回风斜井井筒工程地质条件对施工的影响：

软岩对掘进和支护的影响，软岩可缩短单循环的破岩工时,降低破岩成本，同时也会增加支护难度、支护工时和支护成本。

在自然状态下岩体及岩石保持一定的原始强度，如果受井筒开挖的人工扰动和地下水的浸泡，岩体（石）强度就会降低，产生溶水崩解。

这种现象会给机械装岩造成很大困难，严重时，耙装机不能使用，装载机、小型挖掘机降低效率。

砂岩水解后变成散状沙和稀泥给排水带来较大困难，使排水设备降低效率，缩短使用寿命。

工作面的水、沙、稀泥恶化工作环境，降低劳动效率，增加劳动强度。

1.1.5含水层回风斜井井筒共穿过以下4层含水层：

第一含水层、第三系保德组潜水含水层大面积分布，本次揭露厚度0.00-10.02m，本组上部为砖红色亚粘土和粘土，结构致密，具隔水作用，下部含钙质结核及沙砾，构成局部含水层，该含水层厚13.77m，井筒涌水量0.795m3/h。

第二含水层、侏罗系中统直罗组风化岩潜水含水层风化岩广泛分布，揭露厚度42.42-52.82m，岩性以灰黄色中、细粒砂岩为主，岩性风化程序不均，局部裂隙发育，是井筒穿越时的主要充分层位，该含水层厚58.26m，井筒涌水量3.128m3/h。

第三含水层、侏罗系中统延安组孔隙裂隙承压含水层揭露厚度74.39-107.49m，延安组岩性为中细粒砂岩、泥岩、粉砂岩互层结构，胶结致密，裂隙类型以节理、层面为主，闭合性质，含水性、导水性均差。

该含水层厚52.7m，井筒涌水量0.14m3/h。

附地质柱状图：

第三章巷道布置及支护说明

第一节巷道布置

该回风斜井筒中心坐标：

X=4209865.000m,Y=36628133.000m,Z=+1170.000m,井筒方位角为90°00′00″。

井筒全长648.1m（其中明槽掘至3m为安全出口正中，方位角0°00′00″，硐长11.5m；明槽掘至17.63m为风硐正中，方位角225°00′00″，硐长6.9m；躲避硐室总长19.6m）,主体巷道设计倾角为-20°。

（见巷道平面图）

第二节支护设计

一、巷道断面该回风斜井主要有1-1断面、2-2断面，巷道规格为：

1-1断面为直墙半圆拱形，荒宽5.0m，净宽4.2m，墙高1.85m，右墙基深250mm；S荒=18.86m2，S净=13.22m2，长度为223.1m。

2-2断面为直墙半圆拱形，荒宽4.5m，净宽4.2m，墙高1.6m，S荒=15.15m2，S净=13.22m2,长度为387m。

每40m设一躲避硐，位于巷道前进的右侧，为直墙半圆拱形断面，墙高1.4m，净宽1.4m，净深1.4m，支护形式表土段采用锚、网现浇素砼支护，砌厚200mm；基岩段采用锚网喷支护，锚网支护形式同锚喷段支护。

水沟及台阶位于巷道前进方向的右侧，水沟净规格为宽×高=200×200㎜，台阶踏步宽×高=360×130㎜，台阶宽500㎜。

二、临时支护

（一）表土段施工：

根据现场岩石实际情况确定表土段临时支护方式：

若岩石稳定可采取扇形棚或25#U型钢金属支架临时支护；若岩石围岩不稳定时采取架设25#U型钢金属支架或槽钢棚并在上方铺设一层金属网，然后及时进行初喷，初喷厚度30-50mm作为临时支护。

（二）基岩段施工：

放炮后采用前探梁临时支护并及时进行锚网喷。

前探梁选用φ108㎜钢管，长度不小于4m，每组3根，间距0.8～1m，用吊环和锚杆固定。

吊环形式为半圆型，圆弧朝下。

每根前探梁用2个吊环。

吊环螺母必须和锚杆配套，吊环必须上满丝且至少露丝2～3丝，锚固力不小于50kN/根。

前探梁与顶板间前端用木背板和小木楔塞紧，后端用大木楔楔紧。

临时支护必须紧跟工作面，前探梁至工作面不大于200㎜。

最大空顶距不超过2500㎜，最小空顶距不大于800㎜三、永久支护

（一）表土段支护：

采用素混凝土支护，砌碹厚度400㎜，右墙基础深度为250㎜，，混凝土强度等级为C30，施工时过含水层时在混凝土中掺入BR-3型增强防水剂，防水剂按水泥用量的10%掺加。

铺底前先在底板砌筑一层250mm厚的砂浆片石然后铺设混凝土路面，厚度100mm，砼强度等级C20。

（二）基岩段支护形式如下：

2-2断面：

采用锚网喷支护。

锚杆采用左旋无纵筋井下专用锚杆，全长锚固，锚杆规格Φ20㎜，长度L=2400㎜；托板为钢板加工，规格100×110×10㎜，间排距为800㎜×800㎜，矩形布置。

金属网采用φ6.5钢筋焊接而成，网片规格为1050×1950㎜，网孔规格150×150㎜，连接方式为对接，每300mm一扣用16#绑丝双股缠绕一圈拧紧，喷厚150㎜，喷射混凝土强度等级为C20，铺底混凝土强度等级为C20。

附断面支护图：

锚杆选用计算按悬吊理论计算锚杆、参数：

1、锚杆长度计算：

L＝KH+L1+L2

式中：

L—锚杆长度，m；

H—冒落拱高度，m；

K—安全系数，一般取K=2；

L1—锚杆锚入稳定岩层的深度，一般按经验取0.5m；

L2—锚杆在巷道中的外露长度，一般取0.1m；

其中：

H=B/（2f）=4.5/（2×5）=0.45

式中：

B—巷道开掘宽度，取4.5m；

f—岩石紧固性系数，取5；

则：

L=2×0.45+0.5+0.1=1.5m＜2.4m

2、锚杆间、排距计算，

通常间排距相等，取α；α=Q/（KHr）

式中：

α—锚杆间排距，m；

Q—锚杆设计锚固力50KN/根

H—冒落拱高度取0.45m；

r—被悬吊砂岩的密度，取45KN/m3；

K—安全系数，一般取K=2；

则：

α=50/（2×0.45×45）=1.23m＞0.8m

通过以上计算，选用Φ20×2400㎜的高强锚杆，间排距为800㎜×800㎜，矩形布置，可满足安全及质量施工要求。

四、井巷模板组装规格偏差应符合以下规定

1、宽度：

中线至两帮模板的距离：

合格：

+10～+40㎜；优良：

+10～+30㎜。

2、高度：

腰线至顶、底板距离：

合格：

+10～+40㎜；优良：

+10～+30㎜。

3、井巷模板组装允许偏差应符合以下规定

1）基础深度：

-30～+100㎜；

2）轴线位移：

≤5㎜；

3）相邻两模板表面高低差：

≤5㎜；

4）模板接茬平整度：

≤15㎜。

五、井巷混凝土支护工程的规格偏差

1）中线至任一帮距离：

合格：

0～+50㎜；优良：

0～+30㎜。

2）腰线至顶、底板距离：

合格：

0～+50㎜；优良：

0～+30㎜。

其余未尽项目执行MT5009—94《煤矿井巷工程质量检验评定标准》中的相关规定。

锚网喷巷道工程质量规定（见下表）合格优良施工坡度20°50米范围内误差±1‰50米范围内误差±0.5‰巷道净宽宽度中线至任一帮距离0～+150㎜0～+100㎜巷道净高高度腰线至顶、底板距离0～+150㎜0～+100㎜锚杆间排距800×800㎜±100㎜锚杆孔深度2350㎜0～+50㎜锚杆角度垂直轮廓线误差≤15°锚杆外露长度100㎜符合要求喷射砼厚度150㎜不小于设计90%不小于设计金属网对接符合要求绑扎300㎜

第四章施工工艺

第一节施工方法及施工工艺

一、施工方法表土段采用55VXL小型破碎挖掘机挖掘，全断面掘进，人工配合用手镐和风镐在工作台上由上向下进行刷边，当表土段开挖过程中挖掘机开挖困难时可采用打浅眼、少装药、放小炮震动的方法掘进，然后再用风镐修整巷道至设计断面。

作业方式为三•八制，永久支护和工作面平行交叉作业；基岩段采用全断面一次爆破的方式破岩，作业方式为四•八制，三掘一支。

二、施工工艺

（一）、表土段施工：

1、采用挖掘机掘进，人工配合风镐、手镐刷边，随掘随砌。

进入硐身所通过的表土段破碎严重时，应采取预先沿井筒轮廓线外打设超前管棚或25#U型钢棚临时支护，并及时浇注混凝土，井筒砌碹滞后掘进工作面不大于4m，砌碹段长2m-4m。

围岩较稳定时取消管棚支护，采用25#U型钢棚或木点柱进行临时支护，并及时浇注混凝土，井筒砌碹滞后掘进工作面不大于4m，砌碹段长2m-4m。

2、支设站柱、碹胎站柱、碹胎为整体式由螺栓连接，浇筑段长8～10m，碹胎和站柱均为16#槽钢加工而成，模板采用长度为1500㎜的12＃槽钢。

支设模板前先将站柱按巷道中、腰线固定好由当班质量验收员检查校核尺寸，站柱的间距为1.5m，站柱通过4寸钢管自制加工的工作台固定，工作台两侧上下用丝杠和站柱对撑固定，工作台下部用钢管和轨道对撑或在巷道底板钻孔打地锚固定工作台，不影响排矸及运料。

站柱支设固定完毕后，立即架设碹胎，当班质量验收员检查校核尺寸无误后将碹胎拉杆上好固定，碹胎与站柱用螺栓连接固定，以保证碹胎的稳定。

将模板放入站柱内，模板与岩面之间采用50×50㎜方木支撑固定，模板随混凝土的浇注高度边浇注边支设并及时将下层方木取出。

5、混凝土浇注

（1）准备工作①在井口附近设搅拌站，各种砼用料经计量后，进入搅拌机搅拌。

②清理浇注现场的矸石杂物，接好风、水管路，输料管路要平直不得有急弯，接头要严密，不得漏风，严禁将非抗静电的塑料管做输料管使用。

③检查搅拌机是否完好，并送电空载试运转，紧固好磨擦板，不得出现漏风现象。

（2）浇注混凝土的工艺要求①材料选择：

采用P.O42.5R普通硅酸盐水泥，中粗河砂，粒径20～40㎜碎石，水采用洁净水，不含酸、碱及油污。

混凝土掺加BR-3型防水剂，防水剂的掺加用量为水泥重量的10%。

砼配合比：

按大堆材料到指定实验室做配比实验。

②砼的拌制及输送，各种砼用料按配比经计量后，倾入搅拌机内搅拌90S，直至搅拌均匀。

砼经搅拌机搅拌均匀用HBMD12/4-22S型混凝土输送泵输送砼入模。

输送距离200m左右不适合使用输送泵输送混凝土时用V型矿车送至工作面，人工用铁锹入模。

混凝土入模温度不低于5℃。

（3）浇注工作砼浇注应分层对称进行，每层厚度不超过300㎜，浇注砼应连续进行，超过2小时时采取措施进行处理，砼捣固采用风动振捣器捣固，捣固工作应专人分片负责，振捣棒插入下层砼中50～100㎜，每次移动距离350㎜左右,振捣砼表面出浆，无气泡上浮。

4）浇注质量砼浇注前应仔细检查模板支设是否严密，砼捣固要均匀，拆模后无蜂窝、麻面。

6、拆模拆模时间为浇注混凝土后72小时，拆模时先墙后拱，由下向上进行。

模板复用前必须清理干净并刷油。

浇注混凝土工艺流程：

敲帮问顶→支设整体碹胎→量取规格→铺设模板→浇注混凝土→拆除上一循环模板→下一循环

（二）、基岩段施工基岩段采用多台YT-27型风动凿岩机凿岩、P-60B耙装机装岩、ZP-VII型砼喷射机等配套机械化作业线施工。

1、基岩段掘进采用钻爆法掘进，光面爆破。

配备多台YT-27型风钻同时钻眼,B22mm,L=3500mm,中空六角钢钎,Φ32mm“一”字钻头，炸药选用煤矿安全许用乳化炸药，雷管为毫秒延期电雷管，大功率电容式起爆器起爆。

（1）爆破参数正向装药结构，起爆顺序从中心到周边依次起爆，联线方式为串联。

（2）钻眼爆破作业钻眼爆破作业要严格按爆破设计施工，保证钻眼、装药、联线，放炮等各工序的质量，并根据各层的实际情况，及时调整爆破图表，提高爆破效果，确保光爆成型。

钻眼时，所有眼深均要达到设计的同一平面内，炮眼角度符合要求。

钻眼完成后，将炮眼用压风吹净，然后按爆破图表要求进行装药，经检查无误后，方可进行联线，联线方式为串联，将每个雷管的脚线连在一起，并检查有无漏连，无误后与母线联接。

（3）钻眼爆破注意事项钻眼前要检查井帮围岩，处理掉活矸，浮石后方可钻眼，各炮眼的眼位和方向要准确，严格按设计要求施工，雷管下井前要检查雷管的段号和型号，不同型号、不同厂家生产的雷管严禁混用。

放炮前工作面所有的设备要掩护好，人员撤离到120m以外安全有掩护地点躲避，进行安全确认后方可放炮。

2、装矸与排矸掘进工作面放炮后矸石经耙装机装入6m3箕斗，提升出井后排入矸石仓，由装载机配合12t自卸汽车排至业主指定场地。

3、支护

（1）打锚杆眼打眼前首先敲帮问顶，仔细检查顶帮围岩情况，找掉活矸、危岩，确认安全后方可开始工作。

然后使用前探梁进行临时支护。

打眼前，当班验收员按中、腰线检查巷道断面规格，不符合设计断面规格时必须进行处理。

打眼前要根据设计要求用炮泥点好锚杆眼位，眼距误差为±100㎜，眼向误差不得大于15°，锚杆眼深度比锚杆长度少100㎜。

打锚杆眼时必须在临时支护的掩护下进行操作，打眼顺序应由外向里，先顶后帮依次进行。

（2）锚杆施工工艺流程临时支护后（敲帮问顶）→验收员画出锚杆眼位→用YT27风钻或风动锚索钻机，Φ32㎜钻头钻眼—用扫眼器扫眼→安装锚固剂和锚杆→用搅拌器联接手持式气动煤帮锚杆钻机和锚杆的尾部（包括螺母和托板）→用手持式气动煤帮锚杆钻机搅拌锚固剂（20—40秒）→停止搅拌待1分钟后→铺设钢筋网，上托盘（或上托盘，喷射混凝土时再铺设金属网），用力矩扳手拧紧螺母→安装其它的锚杆。

4、喷砼支护1）准备工作①检查锚杆安装和网铺设是否符合设计要求，发现问题及时处理。

②清理喷射现场的矸石杂物，接好风、水管路，输料管路要平直不得有急弯，接头要严密，不得漏风，严禁将非抗静电的塑料管做输料管使用。

③检查喷浆机是否完好，并送电空载试运转，紧固好磨擦板，不得出现漏风现象。

④喷射前必须用高压风水冲洗岩面，在巷道拱顶和两帮应安设喷厚标志。

⑤喷射人员要佩戴齐全有效的劳保用品。

2）喷射混凝土的工艺要求工作面支护完成后，立即进行喷砼支护，及时封闭围岩。

（1）喷射砼材料的选用：

水泥为P.O42.5R普硅水泥,砂为中粗河砂,石子为5～10mm粒径碎石,速凝剂掺入量为水泥用量的4-5%，水清洁无杂质。

（2）喷砼干料的拌制与输送喷砼干料在井口附近搅拌