第六章主要三类工程施工方法及技术措施

孟村矿井及选煤厂施工组织设计第六章主要三类工程施工方法及技术措施151第六章主要三类工程施工方法及技术措施第一节主要井巷工程施工方法孟村矿井的井巷工程量较大，设计井巷工程总量为67138.6m/1313689.2m3，其中井筒为1761.5m，井底车场及硐室为3781.1m，大巷为3698.0m，采准工程57798m，措施工程100m。煤巷55803.4m，占总工程量的83.1%；岩巷11335.2m，占总工程量的16.9%。三个井筒采用全深冻结法施工。通过对本矿井井巷工程特点的分析，总体上施工难度较大和要求较高的工程有井筒工程、井底煤仓、长距离煤巷等工程。一、井筒工程孟村矿井立井井筒采用全深冻结法，井筒掘砌工艺要求高。虽然承担主副风三个井筒施工队伍的经验丰富、技术过硬，但也不能掉以心。特别是井壁砌筑工艺、砼标号、各类留口（主要是主井箕斗装载硐室）掘砌工艺、临时支护方式、壁后注浆时机、浆液配制等方面，建议在认真总结胡家河矿井三条井筒经验的基础上，召开专题研讨会进行专门研究。同时，也要做好冻结与掘砌的配合，制定防治水等预案，确保顺利施工。二、井筒煤层段施工方案孟村矿井井底车场位于4号煤层中，主井、副井、风井均要穿过一定厚度的4号煤层。由于本矿井为高瓦斯矿井，在井筒穿过煤层时必须采取措施，制定揭煤施工方案。施工方案报请上级部门批准，在实施过程中要充分做好组织准备、物资准备，制定预案，确保施工安全。风井通过煤层时参照主副井的做法执行。1、加强探测在距煤层上方10m处应打钻孔对煤层情况进行详细探测，探明瓦斯压力、瓦斯含量、瓦斯浓度、煤层特征、煤层温度等，为确定揭煤、过煤层方案提供依据，同时为煤巷施工、抽放瓦斯等提供参考。2、对煤层进行注浆加固孟村矿井及选煤厂施工组织设计第六章主要三类工程施工方法及技术措施152由于煤层与顶板围岩的岩性差别较大，会产生一定的变形不，因此在通过煤层段前，应对煤层段进行注浆加固，一是可以提高煤层的抗压强度，减少变形量，保证井筒施工质量和施工安全；二是封闭煤层裂隙，减少瓦斯涌出，利于井筒揭、过煤层。3、煤层段支护为确保井筒煤层段施工安全顺利，应根据实际揭露的煤层段地层情况，及时变更外壁形式。当地层情况不好时，建议外壁形式改为架设29U型钢井圈+锚网喷+钢筋混凝土，并适当提高混凝土标号。4、煤层段施工工艺井筒煤层段施工应严格控制段高，及时封闭暴露的围岩，减少围岩变形。建议井筒每掘够1m深，及时打锚杆挂网，喷浆封闭围岩，防止煤层段片帮，并架设29U型钢井圈加强支护，井圈间距600mm，锚杆间、排距600mm，金属网网格尺寸30×30mm，喷射混凝土厚度50mm。井筒掘进和临时支护（29U型钢井圈+锚网喷）施工够2m段高后，绑扎外层井壁钢筋，稳立段高2m的整体金属模板，浇筑混凝土。5、排水系统井筒煤层段施工前，务必建立完善、可靠的排水系统。根据施工单位现有的井筒设备配备，采用卧泵放置吊盘的排水系统。三、井底煤仓施工方案井底煤仓直径为10m，高度为40m，掘进体积4150m3。根据我国多年来的施工经验，可以有两类施工方案，即普通法正向掘进和反井掘进。是采用普通法正向掘进，还是采用反井施工，下面进行分析论证：Ⅰ方案：反井施工方案根据施工工艺、采用的设备设施不同，反井施工又可分为反井吊笼施工和反井钻机施工两种方法。(1)反井吊笼施工法该方法是在井筒上口对称钻进Φ100～150mm的钻孔2个，从钻孔分别下钢丝绳及信号电缆，利用吊笼自下而上先掘一个Φ1.0～2.0ｍ左右的小反井，之后再利用吊笼由上向下刷大到设计规格，视围岩情况采用喷混凝土作为临时支护，然后再自下而上完成永久支护。在直径较小时，也可使用吊笼将煤仓一次刷大到设计断面。这是采用孟村矿井及选煤厂施工组织设计第六章主要三类工程施工方法及技术措施153吊笼施工通常的做法，但在具体实施上，细节方面各施工单位又有不同。(2)反井钻机施工方法反井钻机是一种机械化程度高、安全高效的施工设备。尤其是用它钻凿矿井的井下煤仓、溜煤眼、延伸井筒及各种暗立井等，可大大提高建设速度，同时还具有工人劳动强度小、作业安全、成井质量好、成本低的优点。在我国，反井钻机在兖州矿务局的鲍店矿、邢台矿务局等几十个煤矿、矿务局，进行了万米以上工程施工，取得了较好的效果，表明反井钻机施工煤仓，机械化程度高、施工速度快、成井质量高。常用反井钻机的主要技术参数见表6-1。常用反井钻机主要技术指标表6-1主要指标ZFYD-1500ZFYD-2500LM-200型LM-400型导孔直径(mm)250250216270mm扩孔直径(mm)150025001400～20002.0m钻孔深度(m)100100200400钻杆直径(mm)200200导孔钻速(r/min)0～350～350～2045～90扩孔钻速(r/min)0～170～12主轴扭矩(kN·m)22～4468.5～9840101.5(20MPa)许用最大推力(kN)222.52253501650kN（25MPa）拉力(kN)115414702400kN（25MPa）钻孔倾角(º)60º～90º60º～90º主机重量(包括搬运车)（t）6.59.418.0主机搬运尺寸(长宽高)（mm）2309×1142×17042473×1420×2089主机工作尺寸(长宽高)（mm）2265×1245×27642690×1590×2900钻杆长度（mm）10001000钻孔偏斜率（%）≤1≤1电机功率（Kw）118.5166.582.5驱动方式全液压驱动全液压驱动随机钻杆长度（m）5050该方法与反井吊笼施工方法的根本区别是用钻机由下向上形成反井。Ⅱ方案：普通法正向施工方案普通法正向施工为常规打井方法，但需增加较多的立井凿井设施，辅助工程量大。与反井施工方案相比，普通法的缺点是需要在井下安装较多的临时凿井设施，凿孟村矿井及选煤厂施工组织设计第六章主要三类工程施工方法及技术措施154井措施费较高，成本高，施工安全性较差。优点是施工时不受煤仓下部巷道必须先掘出来的限制。综合上述两类方案的优缺点，推荐采用Ⅰ方案，即反井钻机施工方案。三、长距离煤巷综掘施工长距离煤巷施工确定采用综掘。综掘技术成熟，应用范围广，是本矿井各类煤巷首选的施工方法。综掘施工主要工序和工艺如下：1、割煤顺序割煤顺序根据煤层赋存条件，采用不同的切割顺序。①巷道全断面，从巷道底部一帮开始，从底向中依次往复截割。②巷道断面内煤层层理基本为水平时，截割沿层理方向移动。③从断面的下角开始由下向上截割，先切割底槽，这样稳定性较好，也利用出煤和提高生产力。④按经验和习惯，综掘机的截割顺序见图6-1。合理的截深距离根据所用掘进机类型、煤岩性质、顶板状况和支护排距确定。图6-1综掘机割煤顺序示意图2、施工工艺掘进割煤施工工艺流程：交接班（安全确认）——找中边线——截割出煤——敲帮问顶——临时支护——点锚杆眼位——永久支护（固定钢筋梯子梁、打顶帮锚杆、打锚索）——清理及延长皮带。3、装运煤方式采用掘进机装煤，在主井永久提升系统、带式输送机大巷、上仓斜巷、井底煤仓等永久提升和运输系统形成之前，井下运输主要为胶带＋矿车运输，此时，经可伸缩孟村矿井及选煤厂施工组织设计第六章主要三类工程施工方法及技术措施155皮带和转载设备转入矿车，再由井筒提出地面；在主井永久提升系统、带式输送机大巷、上仓斜巷、井底煤仓等永久提升和运输系统形成之后，井下形成了连续运输系统，经可伸缩皮带和转载设备、输送机大巷、井底煤仓，由主井提出。材料采用矿车或无轨胶轮车运输方式。煤巷尽可能采用综掘施工，单位时间内出煤矸量较大，应根据提升能力和工程需要，一是适当减少掘进工作面数量，二是适当降低施工速度。4、管线敷设在掘进施工中所敷设的电缆和风水管路、风筒分别吊挂巷道两帮。要求吊挂牢固整齐。每隔1.6m一个电缆钩，高度1.8米，电缆垂度不超过50mm。风水管路沿底板铺设，风水管要接口严密，不得出现漏风、漏水现象，距掘进头工作面30m范围内的风水管使用1吋胶管，30m外使用2吋铁管供水，4吋铁管供风，并随工作面前进及时延长，保证掘进工作面正常用风和用水。每隔10m打设一个固定桩，进行风筒固定，固定桩之间牵引8#铁丝，风筒沿铁丝吊挂。风筒要求环环必挂，风筒口距掘进头的距离为5m左右。5、施工设备和工具配备建议的施工设备和工具配备见表6-2。综掘机械设备明细表表6-2设备名称规格型号单位数量备注掘进机（配转载机）EBZ160台1皮带机DSJ80/40/90台2溜子SGB-620/40T台1风机FBD2×37KW台2备用一台移动变电站KBSG2-500台1锚杆机MQT—90C台4备用两台6、循环作业为保证正规循环作业的完成，掘进头施工作业必须根据劳动组织的人员配备，合理安排工序，工序和工序之间尽量做到交叉进行，平行作业，以充分利用工作时间，提高工时利用率。在有条件情况下，也可以采用连采机或者掘锚机进行煤巷施工。孟村矿井及选煤厂施工组织设计第六章主要三类工程施工方法及技术措施156第二节主要土建工程施工方法根据地面建筑工程不同项目的结构特征，在土建工程中宜采用不同的施工方法和技术组织措施。一、主要工程施工方法1、砖混结构建构筑物，采取专业工种平行流水作业法施工。2、对于圆煤仓、产品仓、矸石仓等，应采取滑模施工法。滑模施工时，一般不允许停歇，24小时连续进行滑模。滑模施工速度较快，两个圆筒煤仓可采取顺序滑模，减少劳动组织的难度，并减少模板用量。当工期要求较紧时，采用多个筒仓同时进行滑模，组织流水施工。3、吊装工艺要根据不同的重量、高度采用不同的吊装工艺。对于中小型预制件以汽车吊为主，高层建筑以塔吊为主。4、推广造壳混凝土技术（即水泥裹沙、水泥裹石），改变混凝土的加料次序，控制分次加水量，使之具有良好的和易性和不离析性，减少空隙率，提高混凝土强度。二、冬季施工措施矿井所处地区的冰冻期冰冻期开始于10月，解冻期为来年3月，个别年份延长至4月。年均冻土层厚度35cm，冻土层最大厚度68cm。土建工程应尽量避开冬季，当必须进行冬季施工时应采取相应的防冻措施，如采取保温措施或是掺入添加剂。为保证工程施工质量，在冬季冰冻期严格按冬季施工要求进行施工，并做好物资和机械储备和保养工作。施工机械加强冬季保养，对加水、加油润滑部件勤检查，勤更换，防止冻裂设备。当采用煤炉和暖棚施工时，做好防火、防煤气中毒措施，棚内必须有通风口，保证通风良好，并准备好各种抢救设备。对人行道路、脚手架上跳板和作业场所采取防滑措施。1、混凝土工程冬季施工保证措施当工地昼夜平均气温低于+5℃或最低气温低于-3℃时，混凝土工程按冬季措施施工。当室外工地温度低于零下5度应停止施工。(1)当室外气温达到零度以下时，可掺亚硝酸钠2.5％加硫酸钠2％加三乙醇铵孟村矿井及选煤厂施工组织设计第六章主要三类工程施工方法及技术措施1570.04％或掺复合抗冻剂2％。灌注的混凝土，在遭受冻结之前，采用普通硅酸盐水泥配置的混凝土其临界抗冻强度不低于设计标号的30%。在充水冻融条件下使用的混凝土，开始受冻时的强度不低于设计标号的70%。(2)为减少、防止混凝土冻害，选用较小的水灰比和较低的坍落度，以减少拌合用水量，此时可适当提高水泥标号。当混凝土掺用防冻剂（外加剂）时，其试配强度较设计强度提高一个等级。在钢筋混凝土中禁止掺用氯盐类防冻剂，以防止氯盐锈蚀钢筋。(3)拌合设备进行防寒处理，设置在温度不低于10℃暖棚内。拌制混凝土前及停止拌制后用热水洗刷拌合机滚筒。拌制混凝土时，砂石骨料的温度保持在0℃以上，拌合用水温度不低于5℃。必要时，先将拌合用水加热。当加热水不能满足拌合温度时，可再将骨料均匀加热。水的加热温度不宜高于80℃。当骨料不加热时，水可加热至80℃，此时要先投入骨料和已加热的水进行搅拌均匀，再加水泥，以免水泥与热水直接接触。(4)混凝土浇注前，清除干净模板和钢筋上的冰雪和污垢，当环境气温低于-10℃时，采用暖棚法将直径大于25mm的钢筋加热至正温。混凝土的灌注温度，在任何情况下均不低于5℃。(5)混凝土养护采用暖棚法和掺加