基岩段施工安全技术措施

建设单位：山西金地煤焦有限公司施工单位：中煤河北煤炭四处工程名称：赤峪煤矿北进风井井筒工程赤峪煤矿北进风井井筒正常基岩段掘砌施工安全技术措施赤峪项目部北进风井2010年6月30日审批表工程名称山西金地煤焦有限公司赤峪煤矿北进风井井筒措施名称赤峪煤矿北进风井井筒正常基岩段掘砌施工安全技术措施部门人员日期意见编制索民庆技术经理尚永和7月13日安全经理史准7月13日生产经理刘小生7月13日项目经理夏敬忠7月13日赤峪煤矿北进风立井井筒正常基岩段掘砌施工安全技术措施第一章概况一、工程概况赤峪煤矿北进风井井筒坐标：X=4149442.507，Y=37590540.023，Z=+825.000m；井筒净直径Φ5.5m，招标井筒工程量为665.5m，设计深度681m（不包落井底水涡）。井筒原设计风化基岩段143m，井壁加厚段7m，正常基岩段515.5m，基岩段井筒参数：井筒净直径5.5m。井壁厚度400mm，采用混凝土支护。井筒混凝土强度等级C35。目前状况如下；北进风井井筒正在施工风化基岩段，井筒在掘进至119.9m时，岩石坚硬，围岩稳定。后经甲、乙、监理协商决定，在井筒116.9~123.9m提前施工井壁加强支护段。井筒断面特征表名称参数工程名称正常基岩段长度555.6m（原设计515.5m）岩石硬度系数（f）4～6支护方式素混凝土净断面面积（m2）23.75掘进断面面积（m2）31.16壁厚（mm）400备注现已掘砌至119.9m，井壁加强支护段施工已将近结束，即将进行正常基岩段施工，为正确指导施工，确保施工安全及施工质量，特编制本措施。二、水文地质概况1、地质概况本矿为高瓦斯矿井。根据赤峪煤矿风井井筒检查孔施工报告提供的资料，井筒将揭露的地层自上而下为第四系全新统（Q4），三叠系上刘家沟组（T12）,二叠系上统石千峰组（P2S）,二叠系下统下石盒子组（P1X）,山西组（P1S）,石炭系上统太原组（C3t），各地层岩性复杂，组合关系多样。2、水文概况根据《赤峪煤矿北风井检查孔水文地质图》及《赤峪煤矿北风井检查孔中间地质报告》中提供资料：井筒第一含水层（基岩面～下石盒子组顶部）：水层位置42.18～609.80m含水层由细砂岩、中砂岩、粗砂岩、粉砂岩及含粒粗砂岩组成，上部颜色由浅紫红色～深紫红色为主，中部颜色混杂，为灰色～浅灰白色、暗红～深紫红色、灰绿～浅灰绿色，下部颜色主要由灰绿～浅灰绿色为主，砂状结构，成分以石英为主，长石、岩屑次之，上部菱角状～次菱角状，分选较好，钙质胶结，顶部铁质胶结，水平层理，具裂隙，局部方解石充填，中下部次园状，局部菱角状，分选较好，水平层理及交错层理，具裂隙方解石充填，局部无充填。钻孔钻进到孔深71.68m～77.87m、90.55m、120.58m～127.88m、243.78m～247.50m段漏水，泥浆消耗量大，冲洗液消耗量0.14～19.0m/h,含水层厚度为283.6m，单位涌水量0.006151/s.m，水位埋深为42.18m，渗透系数0.0019m/d,水质质量合格。井筒第二含水层（下石盒子组上部～2号煤顶板）：水层位置615.0～718.85m，含水层组由深灰色、灰色～浅灰色细砂岩、中砂岩、粉砂岩组成，砂状结构，钙质胶结，成分以石英、长石为主，局部长石、岩屑次之，次圆状，局部菱角状，分选较好，水平层理及交错层理，局部斜层理及斜交层理，具裂隙方解石充填，泥浆消耗量不大。本着“预测预报、有疑必探、先探后掘”的原则，在掘进时须根据井筒实际揭露岩性及井筒预测柱状图及资料对照分析，做好防治水措施。第二章施工方案一、施工方案北进风井井筒基岩段采用综合机械化配套的快速施工方案，短掘短砌、混合作业方式，井帮围岩暴露时间短，施工安全，一般不需要临时支护，简化了施工工序，辅助时间少，并能实现工种专业化，有利于提高工人的操作技术水平，实现正规循环，保证施工质量和进度。进风井提升为两套单钩提升，主提使用3m3、副提使用2m3吊桶出矸，座钩式自动翻矸，地面汽车排矸，采用伞钻凿岩，爆破后一台HZ-6型中心回转抓岩机装桶，人工清底；矸石排矸至地面后，再由Z50铲车装入排矸汽车，运输至矿方指定的矸石场地。施工用砼由地面2台JS500型强制搅拌机搅拌，混凝土配比采用电子自动控制计量，混凝土原材料为：普通硅酸盐水泥42.5、中河沙、16mm～31.5mm石灰岩石子、饮用水配制混凝土；主提、副提配2.0m3底卸式吊桶下放到吊盘通过分灰器经胶管输送入模，风动或电动振捣器捣固，MJY型4.0m段高整体下移金属模板砌壁；一掘一砌，采用滚班作业方式。井筒内设置三层凿井吊盘，层间距4.0m，下层吊盘安设一台HZ-6型中心回转抓岩机装矸，中层吊盘设排水箱、卧泵用于井筒排水。工艺流程见以下示意图；工作面：伞钻打眼（风锤打眼）→装药爆破→通风排烟→接风筒、压风、及排水管路→出矸找规格平整段高→支模找正→下溜灰管→砼浇注→出矸清底第三章施工工艺一、打眼1）打眼：凿岩：采用伞钻打眼，配YGZ-70型导轨式高频凿岩机，Φ25×5000mm中空六角钢钎杆，Φ55mm“十”字型钻头，炮眼深度4.5m，直眼掏槽，掏槽眼深度4.7m。本设计按中硬岩f=4～6考虑，编制了一套爆破图表，施工中若岩石硬度发生变化时，应及时根据围岩情况调整炮眼布置及爆破参数，以达到最佳爆破效果。打眼工操作要求：①依线和爆破图表抡尺定位，不找线不打眼。②凿岩机打眼采用定人、定机、定打眼顺序，责任落实到人。③严格控制周边眼间距和最小抵抗线。二、装药、爆破①炸药：T320高威力水胶炸药；②雷管：毫秒延期电雷管1～5段，脚线长6m；③装药结构：反向连续偶合装药结构；④连线方式：并联；⑤封孔材料：粘土炮泥、井筒有水时可采用砂、碎石屑做为封孔材料；⑥起爆方案：采取井上放炮，380V电源起爆；装药爆破要求：①炮眼不符合要求不装药；②严格按爆破图表装药。倒数二圈眼必须提前周边眼一段起爆，周边眼必须同段雷管最后起爆。③装药前吹净眼内岩粉，用炮棍将药卷轻轻送入眼底且彼此紧接，严防弄断脚线。三、出矸响炮后，通风时间为30min，待工作面炮烟吹散，经过验炮确认安全后，人员方可下井开始出矸。采用一台HZ-6型中心回转抓岩机配合人工出矸，主提、副提配吊桶出矸，座钩式自动翻矸，再由Z50铲车装入矿用排矸车，运输至矿方指定的矸石场地。四、砌壁基岩段井壁为素混凝土结构，支护厚度400mm，混凝土强度等级为C35；短掘短砌，一次素混凝土成井。井筒选用MJY4.0/5.5型整体金属下行钢模板（带刃脚），砌壁段高为4.0m，与爆破相结合，实现一掘一砌正规循环作业。模板由地面稳车悬吊，实行集中控制，单缝式液压脱模机构。砼由井口集中搅拌站供给通过溜槽放入底卸式吊桶下料。五、井筒综合防治水在施工中必须坚持“有疑必探，先探后掘”的原则及截、导、排、堵”的施工方案，当涌水量大于20m3/h时进行工作面超前探水，实施工作面预注浆。井筒基岩段施工前配备高杨程、大排量的排水设施，做到有备无患。施工时，必须根据井筒实际揭露岩性及井筒预测柱状图对照分析，做好防治水措施。（1）井筒揭露可疑含水层之前，利用潜水钻机超前探水。（2）当探水钻孔涌水，且预计井筒涌水量小于5m3/h时，可随矸石通过吊桶派出；（3）当井筒涌水量大于10m3/h，小于20m3/h时，工作面涌水用潜水泵排至吊盘上水箱通过高杨程卧泵排至地面。（4）当预计井筒涌水量大于20m3/h时，采取工作面预注浆法施工。若采用工作面预注浆法施工，施工前另行编制施工组织设计。其他防治水措施1）堵水对基岩段壁后涌水采取充填注浆法封堵。该法是利用风钻施工Ф42mm注浆孔。预埋Ф42mm无缝钢管作注浆管，无缝钢管顶端安装高压球阀在工作面利用注浆泵进行注浆堵水、加固。2）截水当井壁淋水较大时，应在工作面上方设临时截水槽，收集淋水，导入吊盘水箱中经卧泵排出井外。3）导水对于井壁上的大于0.5m3/h的集中出水点，安设导水管，将水导到截水槽内。当吊盘通过该位置时，在吊盘上用注浆泵将壁后涌水封堵。4）排水当井筒涌水量较小时，对工作面小股涌水可使用风动潜水泵将水直接排至吊桶内随矸石将水排至井外。当井筒涌水量大于10m3/h时，用水泵将工作面水排至吊盘上的水箱内，使用吊盘上安设的卧泵将水排至地面。当工作面出现挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气、水叫、淋水加大、底板鼓起或裂隙渗水、水色发浑、有臭味等突水预兆时，必须停止作业，发出警报、撤除所有受水威胁地点的人员，立即报告矿项目部调度室，并采取紧急脱险措施。第四章爆破说明书一、爆破参数1、爆破原始条件序号名称单位数量备注1井筒直径m5.52井筒荒径m6.33井筒掘进断面ｍ231.24岩石条件f4~65雷管毫秒延期电雷管6炸药T220型高威力水胶炸药2、进风井基岩段爆破参数表序号炮眼名称眼号眼数（个）圈径（m）炮眼角度炮眼位置(mm)炮眼长度(m)装药量(kg)起爆顺序连线方式眼距圈距每眼每圈每眼每圈1掏槽眼1~881.69062804.737.64.233.6Ⅰ并联2辅助眼9~18102.5907854504.5453.535Ⅱ3辅助眼19~32143.7908296004.5632.839.2Ⅲ4辅助眼33~51195.1908427004.585.52.853.2Ⅳ5周边眼52~87366.188.55325004.51622.175.6Ⅴ合计87393.1236.63、预期爆破效果表序号项目名称单位数量1炮眼深度M4.52炮眼利用率%903每循环进尺M4.04每循环炮眼消耗量M393.15每米井筒炮眼消耗量m/m98.36每循环雷管消耗量个877每米井筒雷管消耗量个/m21.88每循环炸药消耗量Kg236.69每米井筒炸药消耗量Kg/m59.210每循环爆破实体岩石m3124.811单位原岩炸药消耗量Kg/m31.912单位原岩雷管消耗量个/m30.7第五章凿井辅助系统一、凿井提升系统及凿井设备井筒施工利用ⅣG型临时井架。井筒内布置两套单钩提升，2JK-3.5/20、JK-2.5/20各1套，FJD-6A伞钻配备6台YGZ-70型凿岩机；一台HZ-6型中心回转抓岩机。二、封口盘封口盘采用钢木结构，主次梁采用钢框架结构，盘面铺设双层50mm厚的木板，木板上再铺设一层防滑钢板，各悬吊管线位置安设孔口门，并用胶皮将孔口缝隙封堵严密。三、吊盘施工吊盘采用钢结构三层吊盘，直径5.3m，层间距4.0m，槽钢立柱连接，地面稳车悬吊。四、压风系统压风机房建在进风井西北侧，根据井筒基岩段伞钻打眼和风泵排水时的耗风量，选用9台LGFD110/015J型压风机，地面选用Φ219无缝钢管输送压风，井筒内设一趟Φ160mmPVC压风管，采用井壁固定。井口设置一个符合安全要求的容积为1m3的风包。五、排水系统井筒Φ108×4.5mm无缝钢管做为排水管。井筒采用二级排水。在井深500m左右围岩条件较好的位置，施工临时腰泵房做为临水水仓，并在腰泵房内安装卧泵。腰泵房以上井筒排水，在吊盘上设集水箱、卧泵，工作面采用工程潜水泵将水排至吊盘集水箱后，经卧泵排至地面；腰泵房以下井筒排水：工作面的水仍采用潜水泵排至吊盘上的水箱，再由吊盘上的卧泵排至腰泵房水仓内，经腰泵房内的卧泵将水排至地面。腰泵房以上的排水管路采用稳车悬吊，腰泵房以下排水管路采用井壁固定。六、供电系统施工期间在工业广场内建一个临时变电所，6KV以下的线路出口由我处临时变电所提供。井筒内下井电缆均随钢丝绳敷设。七、供水系统井筒施工用水由地面敷设一路Φ57×3.5mm无缝钢管供给，井筒内布置一趟Φ108×4.5mm无缝钢管，采用井壁固定。在上层吊盘设释压水箱，以适合凿岩等施工用水的需要。六、通风系统井筒采用压入式通风，风机设在井口棚以外，两台2×30KW对旋轴流局部扇风机，φ800mm胶质风筒接入，风筒采用钢丝绳井筒悬吊。通风系统见附图。七、砼供给系统在井口附近西部设砼搅拌站，选用2台JS500强制式搅拌机，使用一套自动计量装置和自动输配料系统，计量准确，并可通过调整，适应不同的砼配合比要求，操作人员少，速度快，砼通过底卸