朱集煤矿主、副井冻结施工组织设计

淮南矿业集团朱集煤矿主、副井井筒冻结工程施工组织设计说明书中煤第五建设公司第三工程处二00六年五月二十四日1设计汇编：设计制图：设计审核：2目录前言---------------------------------------------------------------------------31.井筒特征及地质、水文地质概况--------------------------------------42.井筒冻结施工方案--------------------------------------------------------------------113.冻结制冷参数设计--------------------------------------------------------114.氨系统设计---------------------------------------------------------------175.盐水系统设计------------------------------------------------------------196.清水系统设计------------------------------------------------------------217.供电系统设计------------------------------------------------------------218.隔热层设计及井筒开挖条件-------------------------------------------239.工期排队及劳动组织----------------------------------------------------2410、管道安装施工方案--------------------------------------------------------------------2611、管道安装施工工艺--------------------------------------------------------------------2712、管道检查、检验和压力试验---------------------------------------------------------4213、管道泄漏试验------------------------------------------------------------------------4414、管道吹扫与清洗----------------------------------------------------------------------4415、管道防锈------------------------------------------------------------------------------4516、冷冻站安装期劳动组织与工期安排------------------------------------------------4517、施工准备和施工总平面布置--------------------------------------------------------4718、主要施工设备、计量设备及冷冻站所有设备-------------------------------------4819、主要安装材料需用计划-------------------------------------------------------------4920、质量保证体系和质量保证措施------------------------------------------------------5121、文明施工及环境保护措施-----------------------------------------------------------5422、安全施工措施-------------------------------------------------------------------------5523、防止深厚粘土层冻结管断裂的措施----------------------------------5624、保证井筒施工质量有效监测手段和方法---------------------------------5725、附施工图纸---------------------------------------------------------------------------643前言淮南矿业（集团）朱集矿位于安徽省淮南市潘集区境内，距洞山约38km，井筒位于矿井工业广场内，场地内地势平坦，多为农田，无障碍物。该矿井由安徽省合肥煤炭设计院设计，矿井设计生产能力400万t/a，采用立井开拓方式，主、副、风、矸石井四个井筒位于同一工业广场内，其表土段均采用冻结法施工，基岩段采用地面预注浆封水。其中朱集煤矿主、副井井筒冻结工程由我处承担施工，为了优质、高效、安全、快速地完成本工程的施工任务，特编制《淮南矿业集团朱集煤矿主、副井井筒冻结工程施工组织设计》。编制设计的主要依据为：⒈《淮南矿业集团朱集煤矿主、副井井筒冻结分项工程施工合同》；⒉《淮南矿业集团朱集煤矿主、副井井筒冻结分项工程招标文件》3.《淮南矿业集团朱集煤矿主、副井井筒答疑资料》4.淮南矿业集团朱集煤矿主、副井井筒检查孔综合柱状图及井筒检查孔中间地质资料；5.井筒检查孔冻土物理力学性能试验报告；6.淮南矿业集团朱集煤矿主、副井井筒井壁结构图；7.淮南矿业集团朱集煤矿水质分析报告；8.淮南矿业集团朱集煤矿工业场地平面布置图；9.《矿山井巷工程施工及验收规范》；10.《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235-97；11.《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236-98；12.《机械设备安装工程施工及验收通用规范》GB50231-98；13.输送流体用无缝钢管执行GB/T8163-99；14.工业金属管道设计规范GB50136-2000；15.炭钢焊条执行GB5117-95；16.《简明建井工程手册》。17.《煤矿安全规程》41.井筒特征及地质、水文地质概况1.1井筒特征井筒主要技术特征见表1.1.1。表1.1.1主、副井井筒主要技术特征表序号项目单位主井副井备注1井口自然标高m+21.921+24.0002井口设计标高m+24+243井筒净直径mφ7.6φ8.24中心坐标mX=37517.788Y=83421.445X=37382．000Y=83239．0005表土层厚度m323.40328.106基岩风化带厚度m33．9030．697支护方式冻结段钢筋混凝土钢筋混凝土基岩段素混凝土素混凝土8冻结段最大井壁厚度mm1050～16001150～17009井筒设计深度m98410151.2井筒地质、水文地质概况1.2.1地质概况根据检查孔地质综合柱状图，朱集矿井主、副井井筒穿过的地层自上而下为新生界冲积层和二叠系地层。新生界地层，朱集煤矿新生界冲积层主、副井厚度分别为323.40m、328.1m，主要由砂、粘土、砂质粘土和粘土质砂组成。其中主井垂深304.7~318.50m为含砾砂质粘土，粘土粘结性、可塑性一般，整层固结中等；副井垂深260~280m为粘土层，浅灰绿杂锈红色，致密，含钙质成骨状分布，底部富集呈半岩化状，受锰质浸染，固结好。主、副井粘性土层占总厚度比例分别为：50%、47%，主要由砂质粘土、含砾砂质粘土、粘土组成。主、副井井筒穿过砂层分别为34层和35层，主要由细砂、中细砂、中粗砂、细砂盘、粘土质砂组成，砂层总厚度分别为157.46m、168.6m，所占总厚度比例分别5为48.7%、51.4%。该层与基岩风化带呈不整合接触。二叠系地层：基岩风化带属上二迭系石千峰地层，岩性组合以常见含砾砂岩、致密坚硬石英砂岩、灰绿色砂岩、花斑状泥岩、浅红色泥岩以及无埴物化石为特征。地层平缓，倾角5°～10°。基岩风化带厚度：潘谢矿区基岩风化带深度一般在基岩界面下垂深30m左右，然而各地区常有较大差异，风化带深度与所在古地形位置、岩石性质、岩石裂隙性质和发育程度、古潜水面高低以及有无古河床冲刷等因素有关。基岩风化带厚度详见表1.2.1.1。表1.2.1.1基岩风化带厚度表检查孔名称风化带主井副井备注新地层厚度(m)323.40328.10风化带深度(m)357.90360.70风化带厚度（m）34.5032.60强风化带厚度(m)/14.85基岩风化带特征：根据主井检查孔柱状，基岩风化带起止深度323.40～357.90m，厚34.50m，呈锈黄、浅棕、土黄色。泥质岩与砂岩相间成层，大致各占一半，间夹破碎泥岩2.90m。风化砂岩：上部砂岩含铁质或菱铁鲕粒，石英砂岩硅质胶结，致密坚硬，其下有砂砾岩；下部砂岩为中粗粒，细粒，坚硬，含较多细砾，砾径l～6mm。砂岩高角度垂直裂隙发育，呈开口张性，局部有“x”裂隙，裂隙面多铁锈，局部有方解石或泥质充填，岩芯破碎呈块状、碎块状或短柱状。风化泥岩：顶部泥岩强烈风化，破碎；中部花斑砂质泥岩高角度裂隙发育，开口张性，裂隙多铁锈，较破碎；下部花斑泥岩滑面发育，面上具钙膜、6锈黄色，岩芯较完整。根据副井检查孔柱状，基岩风化带起止深度328.10～360.70m，厚32.60m，呈黄色，上段14.85m为强风化带，呈棕红、锈黄、浅棕色，下段砂岩呈灰黄色，泥岩为浅灰~灰白杂锈黄色。风化砂岩、泥岩相间成层，大致各占一半。风化砂岩以细粒为主，夹含砾粗砂岩一层，砾径2~4mm，泥质~硅质胶结，局部菱铁鲕粒富集。高角度斜交裂隙比较发育，属张性，裂面具水蚀铁锈，局部有方解石脉充填。岩石比较完整，RQD=30~70%，浸水基本稳定，唯顶部粉砂岩浸水崩解。风化泥岩：局部含褐色鲕粒，岩芯完整，裂隙不发育，局部有垂直裂隙RQD=90~100%，浸水泥化，崩解或碎裂。1.2.2水文地层概况朱集矿新生界地层厚度由东向西增厚，东部不足300m，西部可达400m，按照潘谢矿区新地层含水层划分通常的作法，将朱集工广井筒检查孔新地层划分为四个含水层组，三个隔水层组。一含：一含厚度在23.60~25.90m之间，上部为灰绿色、土黄色粘土，多气孔，虫穴、植根，夹φ5mm左右砂姜，下部为粉砂，累厚17.00m，锈黄色，疏松~松散，含粉土。一含富水较弱，易受污染，属农业灌溉和居民饮用水源。一含属潜水~半承压水，受大气降水及地表水体渗入补给，水位变化具有季节性，与大气降水密切相关。地下水以垂直运动为主，层间迳留微弱，排泄方式主要是人工开采、地面蒸发、植物蒸发和地表河流。一隔：主、副井底界埋深分别为52.35m、52.10m，层厚27.95m、26.20m，主井夹3~4层薄层粘土质砂和细砂，副井为单一土层。土层占层组厚度的比例分别为88%、100%。一隔地层结构详见表1.2.2.1。7表1.2.2.1一隔地层结构表检查孔名称埋深（m）厚度(m)砂层土层土层占百分数（%）顶界底界层数累厚(m)层数累厚(m)主井24.4052.3527.9533.25424.7088副井25.9052.1026.20／／126.20100一隔为厚层粘土、砂质粘土、砂质粘土，灰绿色杂锈黄色，密实~致密，含砂质不均，性韧，可塑，上中部有φ3~5mm砂礓，大有8~15mm。一般在工广内比较稳定，具隔水作用，但外部局部变薄，砂层增厚，失去隔水作用。二含底界埋深主、副井均为92.40m，层厚分别为40.05m、40.30m，夹土层1~2层，单层粘土层厚度较大，地层结构详见表1.2.2.2。表1.2.2.2二含地层结构表检查孔名称埋深（m）厚度(m)砂层土层砂层占百分数（%）顶界底界层数累厚(m)层数累厚(m)主井52.3592.4040.05426.25213.8066副井52.1092.4040.30423.30117.0058二含砂层以中