二回风井井筒及相关工程施工组织设计

华煤建设洛阳分公司回风井井筒掘砌施工组织设计用心做事追求卓越二、回风井井筒及相关工程施工组织设计1工程概况1.1矿井设计概况神华集团塔然高勒矿位于内蒙古自治区鄂尔多斯市境内，行政区划属杭锦旗及达拉特旗。塔然高勒矿井由神华集团乌达矿业有限责任公司负责开发建设。神华集团塔然高勒矿井由中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司设计，矿井设计生产能力10.0Mt/a,采用立井开拓方式，工业广场内共布置3条井筒：主立井、副立井和中央回风井。1.2井筒设计概况塔然高勒矿井中央回井井筒设计井深569.0m，井心坐标为X＝4430147.000，Y=36603113.000,井口标高为+1495.000m，井底标高为+931.000m，井筒净直径Ф6.0m,掘进荒径Ф6.9～7.1m，井筒内设二个壁座:一号壁座标高为+1426.000m,二号壁座标高为+945.000m.井壁为现浇钢筋混凝土及现浇素混凝土结构，混凝土强度等级C45。1.3地质及水文地质1.3.1地层特征据井筒检查孔资料，井田位于东胜煤田的北部边缘，新生代地质营力的作用在井田表现的较为强烈，上部地层遭受剥蚀并被枝状沟谷切割破坏。据地质填图及钻探成果对比分析，区内地层由老至新发育有：三叠系上统延长组（T3y）、侏罗系中下统延安组（J1－2y）、侏罗系中统（J2）、白垩系下统志丹群（K1zh）和第四系（Q）。1.3.2井田构造井田位于东胜煤田的北部边缘，其构造形态与区域含煤地层构造形态基本一致，总体为一向南西倾斜的单斜构造，倾向200°～250°，地层倾角1～5°，地层产状沿走向及倾向均有一定变化，但变化不大。沿走向发育有宽缓的波状起伏，井田内未发现大的断裂和褶皱构造，亦无岩浆岩侵入。井田构造属简单类型。1.3.3瓦斯据钻孔瓦斯测定成果，煤层CH4含量在0.00～0.04mI/g，自然瓦斯成份中CH4为0.00～5.81％，瓦斯分带一般为二氧化碳－氮气带，矿井为低瓦斯矿井。1.3.4工程地质条件综合评价华煤建设洛阳分公司回风井井筒掘砌施工组织设计用心做事追求卓越根据井筒检查钻孔岩石物理、力学性试验成果：岩石的孔隙率0.76～30.65％，含水率为0.81～13.65％，吸水率0.70～10.35％，抗压强度自然状态0.2～63.9MPa，平均11.04MPa，吸水状态0.4～5.5MPa，平均3.4MPa。普氏系数0.02～6.50，抗拉强度0.21～5.04MPa，抗剪强度0.34～34.79MPa，软化系数0.05～0.51，岩石的抗压强度绝大部分小于30MPa，绝大部分属软弱岩类，尤其是泥岩与砂质泥岩类遇水极易软化，其软化系数均小于0.75，最小为0.05。因此，区内岩石绝大部分为软弱岩石，工程地质条件较差。特别是部分力学强度低，胶结疏松的岩石遇水后甚至崩解破坏，易引发工程地质事故。1.3.5水文地质条件综合评价由上述钻孔抽水试验结果可知:井田内各含水层富水性微弱，含水层的补给条件差，径流条件差，水文地质条件简单，煤矿在开采和掘进过程中地下水对矿井的危害较小。井筒检查钻孔对志丹群含水层的抽水试验成果：含水层厚度270.02～275.20m，平均272.61m。地下水位埋深6.50～6.56m，水位标高1488.44～1488.50m，含水层的富水性弱，水质较差，地下水的径流条件差。井筒检查钻孔对侏罗系中统（J2）含水层的抽水试验成果：含水层厚度150.06m，地下水水位埋深：33.65m，水位标高1461.35m。井筒检查钻孔对延按组（J1－2y）含水段抽水试验资料：含水层厚度57.52m，地下水水位埋深：144.46m，水位标高1350.54m，水质较好，含水层的富水性弱，地下水的径流条件差。1.3.6井筒掘进中涌水量的预测这三个含水段,井筒涌水量见下表：表1－3－1井筒涌水量预测结果表含水层涌水量Q（m3/d）K1Zh133J294J1-2y606合计833本次井筒涌水量预测，所确定井筒的水文地质边界条件基本正确，选择的计算方法及水文地质参数较合理，因此，预测的井筒涌水量可以作为设计部门在井筒掘进时进行华煤建设洛阳分公司回风井井筒掘砌施工组织设计用心做事追求卓越排水设计的参考依据。1.3.7井温由两个井筒检查钻孔的测温成果可知，井田地温递增正常，不存在地温异常，有利于煤矿开采。1.3.8建议根据井筒检查结果，井筒的涌水量较小，对未来井筒掘进及巷道开挖的影响较小。井筒围岩及煤层顶底板岩石的力学强度较低，绝大部分为软弱岩石，部分岩石遇水后崩解破坏，对未来井筒掘进及巷道开挖的影响较大，建议在井筒掘进时加强围岩的支护及煤层顶底板的管理工作。1.4本工程工程量见表1－4－1表1－4－1中央回风井工程量汇总编号名称硬度系数（f）断面（m2）长度（m）掘进体积（m3）混凝土（m3）备注净掘进1①—②表土28.339.666.22621.5748.0砌筑4m红砖2②—③4～628.365.02.8137.858.6一号壁座3③—④4～628.337.4479.017914.64358.94④—⑤4～628.359.42.00100.343.7二号壁座5⑤—⑥4～628.337.419.00710.6172.9合计56921484.85382.1华煤建设洛阳分公司回风井井筒掘砌施工组织设计用心做事追求卓越2施工准备工作2.1准备期需完成的工作施工单位进场后，要完成施工和生活必需的土建工程及凿井设备、设施的安装，主要包括：凿井井架、提升绞车、凿井稳车的安装，钢丝绳悬挂，凿井吊盘与0m锁口盘加工制作，办公室及材料库等；根据建设单位提供的电源进场实际位置确定凿井期间供电系统并在准备其内建设完成；水源由建设单位提供至中央回风井工业广场，由施工单位在准备期内安装施工供水系统，以保证施工及生活用水；准备期的通讯使用移动电话、市话、传真和计算机网络系统与外部联系，井区内调度与各生产岗位点采用程控电话联系。此外准备期内完成井颈和临时锁口工程25～30m后，进行凿井吊盘、金属模板及管线的安装和0m封口，10m平台翻矸系统及井口混凝土集中搅拌站形成，以保证凿井工作安全正常展开。生活办公区布置在招标方指定的矿建工程区内，规划见图5-2-5。2.2临时设施工程见表2－2－1，图2－2－12.3凿井措施工程凿井措施工程见表2－3－1华煤建设洛阳分公司回风井井筒掘砌施工组织设计用心做事追求卓越表2-2-1中央回风井凿井临时设施工程序号工程名称工程内容工程量（m2）备注1井口调度指挥中心彩钢结构402掘进队任务交代室彩钢结构403机电部任务交代室彩钢结构304运输部任务交代室彩钢结构305掘进队长值班室彩钢结构306掘进队工程师值班室彩钢结构187掘进队机修房砖木结构30彩钢瓦顶8掘进队中转修房砖木结构30彩钢瓦顶9掘进队伞钻修房砖木结构30彩钢瓦顶10机电机修值班维修室砖木结构24彩钢瓦顶11机电电气值班维修室砖木结构24彩钢瓦顶12机电部部长值班室彩钢结构2413机电部工程师值班室彩钢结构2414机械加工维修场钢管骨架50轻钢防雨遮阳顶15火锯房钢管骨架15轻钢防雨遮阳顶16大宗材料验收值班室彩钢结构1817小型材料收发值班室彩钢结构1818小型材料库房钢管骨架120彩钢顶、墙19设备棚钢管骨架200彩钢瓦顶20项目部办公室彩钢结构500图2-1-121员工餐厅彩钢结构120图2-1-122员工宿舍彩钢结构500图2-1-1华煤建设洛阳分公司回风井井筒掘砌施工组织设计用心做事追求卓越表2-2-1中央回风井凿井临时设施工程序号工程名称工程内容单位工程量（m2）备注23外加剂棚钢管结构15m2彩钢瓦顶24袋装水泥棚钢管结构15m2彩钢瓦顶25砂、碎石料场砖墙砼铺底2×900m226上料道毛石砼56m38×10×0.7m27安全围墙角钢骨架300m28井架围板角钢骨架1224m2彩钢板2930313233343536373839404344华煤建设洛阳分公司回风井井筒掘砌施工组织设计用心做事追求卓越表2-2-2中央回风井凿井主要措施工程序号工程名称工程内容单位数量备注一土建工程1主提升绞车房方钢骨架彩板m21822主提升绞车基础砼m31463副提升绞车房方钢骨架彩板m21624副提升绞车基础砼m31285主提信号房砖木结构m24石棉瓦顶6副提信号房砖木结构m24石棉瓦顶7井架基础砼m3156C308稳车集中控制室方钢骨架彩板m2162个9稳车基础砼m3320C3010压风机房方钢骨架彩板m212011压风机基础砼m34212压风机水池砖灰m23213锅炉房砖木m2481410米平台信号房角钢骨架彩板m2415井口测量标桩砼m31212个，C3016炮泥棚钢管结构m28彩钢瓦顶17炮沙棚钢管结构m210彩钢瓦顶18井口周围砼地面砼m3/m2120/80019井口排水沟网砖、抹灰m20020井下水沉淀池砖、抹灰、砼铺底m28021稳车群砼地面砼m3/m222/22022临时变电所砖木m248彩钢瓦顶23机加工厂方钢骨架彩板m216024矿灯、便携收发室彩钢结构m246接供暖气25稳车棚方钢骨架彩板m218026排矸道路砼m2650C3027井口房砖木m26028火药、雷管库砖木m270华煤建设洛阳分公司回风井井筒掘砌施工组织设计用心做事追求卓越表2-2-2中央回风井凿井主要措施工程序号工程名称工程内容单位数量备注二安装工程1主提绞车2JK-3.5/20台套12副提绞车JKZ-2.8/15.5台套13稳车JZ、2JZ台套144凿井井架V座1含天轮平台安设510米平台座1610米翻矸系统坐钩自动翻矸套2含溜槽伞钻槽道7临时变电所座18压风机5L－40/8；4L－20/8台45L－40/8（2台）4L－20/8（2台）9局扇2×30KW台210安全可视化系统套111井上下通讯系统套112井上下信号系统套213井上下照明系统套114井口压风系统套115地面排水设施套116凿井管线悬挂次117凿井吊盘加工悬挂套118模板加工悬挂MJY套119套壁模板加工套120大线绞车加工安设套1210米封口盘加工安设套122锅炉台123地面压风管路连接ф159m30024矿灯房设备台225井口14T台226盖门小绞车台427砼集中搅拌站钢结构座128冬季暖料间钢结构m230029冬季通风加热室钢结构m240华煤建设洛阳分公司回风井井筒掘砌施工组织设计用心做事追求卓越3井筒施工方案的确定3.1井筒施工方案的选择根据招标方提供的井检孔和水文地质资料，以及煤炭工业规划设计院文件（煤规咨询［2007］1号），中央回井井筒采用普通凿井法施工；施工过程井壁出现局部渗漏水则采取壁后注浆封水，随掘随注；如果工作面揭过涌水量较大的含水层时，则采取工作面探放水及工作面预留岩帽短段注浆掘砌施工法施工或工作面长段预注浆超前封水，先探后掘，随注随掘。表土段和基岩段均采用立井成熟先进的短段掘砌混合作业工法。3.2井上施工布置3.2.1提升绞车布置凿井期间采用2台绞车提升。主提绞车型号2JK－3.5/20布置在井筒西侧，井筒到底临时改绞后可用于提升临时罐笼；副提绞车型号JKZ－2.8/15.5，布置在井筒的东侧；见图3－1－1。3.2.2凿井稳车布置凿井稳车型号为JZ/2JZ型，采用东西对称布置，共布置14台，分别用于悬吊凿井吊盘（2台）、稳绳（4台）、压风管路（1台）、安全梯（1台）、模板（3台）、溜灰管（2台）、风筒（1台）。见图3－1－1，表3－2－1，3－2－2，3－2－3。表3－2－1中央回风井稳绞设备一览表序号名称型号及规格单位数量用途备注1绞车2JK－3.5/20台1主提升2绞车JKZ－2.8/15.5台1副提升3稳车JZ－16/800台2吊盘悬吊4稳车JZ－16/800台4稳绳悬吊5稳车JZ－16/800台3模板悬吊6稳车2JZ－10/600台2压风管悬吊7稳车JZ－10/600台1放炮电缆悬吊兼安全梯8稳车2JZ－16/800台2溜灰管9稳车2JZ－10/600台1风筒10慢速稳车JM－80台2甩罐接管用11慢速稳车JM－50台6盖门、摇台、溜矸槽