崔木煤矿主、回风井施工组织设计

１陕西永陇能源开发建设有限责任公司崔木煤矿主、回风立井井筒及相关硐室掘砌工程施工组织设计1.前言崔木井田位于永陇矿区东端的北湾—太阳寺勘查区。属麟游县崔木镇管辖。崔木煤矿由北京华宇工程有限公司设计，矿井设计生产能力为400万吨/年，采用主、副、风立井开拓方式。为加快工程进度、降低成本、提高工程质量,业主采取公开招标方式选择矿建施工队伍，我单位应邀参加并中标崔木煤矿主、回风立井井筒及相关硐室掘砌工程。为了积极响应业主要求，有计划合理地组织劳力、资金、设备及材料，将崔木煤矿主、回风立井井筒建成安全、优质、快速、高效工程的目标，特编制本施工组织设计。本施工组织设计编制依据：1）施工合同。2）陕西永陇能源开发建设有限责任公司崔木煤矿主、回风立井施工图纸。3）陕西永陇能源开发建设有限责任公司崔木煤矿井筒检查孔资料。4）《煤矿安全规程》（2006年版）。5）《煤矿井巷工程质量检验评定标准》（MT5009—94）。6《矿山井巷工程施工及验收规范》（GBJ213—90）。7）《煤矿建设安全规程》（试行）。2.工程概况2.1工程概况２崔木井田位于永陇矿区东端的北湾—太阳寺勘查区。属麟游县崔木镇管辖。井田东西宽8.35km，南北长10.65km，面积88.74km2。井田内有彬县—麟游（崔木）市际公路及崔木—甘肃邵寨省际公路从勘查区中部通过。S306省道由崔木向西经麟游、良舍、凤翔至陈仓与陇海铁路相接，至宝鸡120km，至宝鸡二电厂（长青工业园）100km。向东24km至永坪与312国道相接，南至西安155km，交通较为便利。主、回风立井井筒的主要技术特征见表2.1。主立井、回风立井井筒主要技术特征表表2.1序号项目主立井回风立井单位1井口坐标X3859415.0003859325.000mY36485667.00036485540.000m2井口标高+1325.00+1316.00m3净直径φ6.0φ6.0m4净断面28.328.3m25水平标高+748.000+748.000m6水平以下深度8.08.0m7井筒深度585577m8井筒壁厚井颈段800mm表土段600500正常段5004009支护材料表土钢筋砼（C35）钢筋砼（C35）基岩段素砼（C35）素砼（C35）2.2工程地质与水文地质特征2.2.1工程地质根据地表和钻孔揭露情况，井田内沉积地层由老到新依次有三叠系中统铜川组、侏罗系、三叠系、上第三系、第四系。根据综合柱状图井筒划分为下列层段：第四系松散层，埋深112m，其中全新统12m，由砂砾、砂质粘土，３黄土组成。地下水接收大气降雨补给，属孔隙潜水含水层。第三系埋深172m，岩性以粘性土为主，属相对的隔水层。白垩系洛河组，埋深367m，由各粒级的砂岩、砂砾岩组成。地下水渗透系数0.0266-0.0334m/d,属孔隙、裂隙水,富水性弱。侏罗系安定组，埋深456.96m,由泥岩、砂质泥岩夹中粗砂岩组成,属相对隔水层段。侏罗系直罗组埋深481.2m，由砂质泥岩、砂岩组成，底部有一层含砾粗砂岩，地下水渗透系数0.0164m/d，属裂隙含水层，富水性微弱。侏罗系延安组埋深547m,由泥岩、煤及中粗砂岩组成，3煤顶板砂岩含水层，渗透系数0.0008m/d，富水性极弱。侏罗系富县组，埋深567.43m，由铝质泥岩组成，属相对的隔水层段。三叠系中统铜川组，钻孔深度592.5m未见底，由泥岩、粉砂岩组成，富水性微弱。延安组为本区含煤地层。岩性为灰—深灰色泥岩、砂质泥岩、粉细砂岩与灰白色中粗粒砂岩互层，中夹炭质泥岩及煤层。厚度0～104.59m，平均47.73m左右，与下伏富县组呈平行不整合接触，或超覆于三叠系之上。本区位于太峪背斜以南、遥远背斜以北含煤凹陷区。3煤底板构造总体为一东南高西北低的单斜构造，呈EW向展布，东部3煤层底板最大高程937.39m，西部3煤层底板最低高程682.64m，平均每公里下降29m。遥远背斜东起永寿县底角沟、平遥煤矿北。轴部为三叠系，向西延伸与阁头寺背斜相接，轴部为延安组。勘查区为其北翼，最大倾角10。４太峪背斜东起彬县太峪镇，轴部位为三叠系，为一宽缓箱状背斜，轴向东西，经底店、太阳寺进入勘查区，至大湾（P5－5孔）倾没，进而向西延伸与麟北春台塬～阳坡背斜相接，轴部变窄，不连续，呈一列长垣构造。区内未发现断裂构造。井田内未见有岩浆岩侵入现象。2.2.2水文地质特征2.2.2.1含水层⑴第四系全新统(Q4)冲～洪积砂砾石孔隙含水层主要分布在天堂河、庵川河及常村河等河谷冲积阶地及河床区，由河流相冲、洪积物组成，具二元结构。直接受大气降水及地表水补给，渗透性强，水量充沛，水质良好。⑵第四系中～上更新统(Q2+3)黄土及砾石孔隙～裂隙含水层分布较为广泛，谷地山坡均可见到，厚度因地而异，最大可达150m，底部有一变化较大的砂砾石层，为孔隙～裂隙含水层。主要以大气降水补给，局部地段还可获得河水补给，故含水性强度不均，泉流量相差悬殊，小者仅0.005l/s，大者可达0.2l/s。⑶上第三系(N)粘土隔水层与砂砾石含水层多分布于梁峁脊部和山顶上，厚度因地而异，岩性主要为浅棕红色亚粘土、砂质粘土，隔水性能良好。局部地段底部有厚为1～1.5m的砂砾石层，含孔隙潜水，泉流量一般为0.01～0.30l/s，最大1.00l/s。水质为HCO3—Ca·Mg与HCO3—Ca·Na型，矿化度0.280g/l。⑷下白垩统罗汉洞组(Kllh)砂岩裂隙含水层仅分布于普化河陕甘交界处。岩性主要为桔红色粗粒砂岩、砾岩、砂砾岩、含砾粗砂岩夹砂质泥岩及泥岩薄层，泥质胶结，分选差，厚度５44.0m。⑸下白垩统华池组(K1h)泥岩隔水层分布于天堂、丈八至常村河以北地区，出露不完整，最大厚度148m。岩性主要为紫杂色、灰绿色砂质泥岩及泥岩，中夹薄层粉砂岩、细粒砂岩，泥岩隔水性能良好。⑹下白垩统宜君～洛河组(K1y+l)砂砾岩孔隙裂隙含水层在区内低山丘陵及各沟谷中广泛分布，厚度23.05～362.00m。岩性为紫红色及暗棕色巨厚层状砾岩、巨砾岩夹粗粒砂岩、砂砾岩薄层或透镜体，浅棕红色、棕灰色巨厚层状粗粒砂岩、含砾粒砂岩及少量砂质泥岩条带。成份多为长石、石英碎屑，泥砂质充填，其富水性及水力性质受地貌控制。钻孔抽水试验结果：单位涌水量0.00899～0.03512l/s·m，渗透系数0.0146～0.1098m/d，水质类型HCO3-Mg·Ca·Na、HCO3-Mg·Na，矿化度0.528～0.569g/l。泉流量为0.03～0.06l/s，水质为HCO3-Mg·Ca·Na、SO4·HCO3-Ca型水，矿化度1.716g/l。⑺中侏罗统安定组(J2a)砂岩裂隙含水层出露于折灵沟及阁头寺北部支沟脑。厚度71.03～154.81m，岩性为棕色、紫红色、灰绿色泥岩、砂质泥岩夹中粗粒砂岩，泥岩及砂质泥岩隔水性能良好，砂岩含水微弱，为富水性极弱的含水层。⑻中侏罗统直罗组(J2z)砂岩裂隙含水层地表未见出露，钻孔揭露厚度6.66～96.02m。岩性上部为灰绿色、暗棕红色、紫灰色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩与中粗粒砂岩互层；下部为灰绿色中粗粒砂岩与砂质泥岩、粉砂岩互层，底部有一层巨厚层状黄绿色含砾粗砂岩。砂岩含水层裂隙不发育，储水条件不良，又被隔水层相阻，地下水补给条件亦差，故为富水性微弱的含水层。６⑼中侏罗统延安组(J2y)砂岩裂隙含水层地表未见出露，钻孔揭露厚度0～153.22m，是区内的含煤地层。岩性主要为灰～深灰色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩，灰～灰白色中、细粒砂岩及含铝质泥岩、炭质泥岩夹煤层。砂岩含有承压裂隙水，因补给条件差，故富水性微弱。钻孔抽水试验结果：单位涌水量0.000046～0.001925l/s·m，渗透系数0.00038～0.0064m/d。水质为高矿化度Cl-Na型水。⑽下侏罗统富县组(J1f)泥岩隔水层地表未见出露，仅在个别钻孔中钻遇该层，发育不稳定，地表仅在五曲湾、青渠窑等地有零星出露。厚度一般0～20m，钻孔揭露最大厚度为24.03m。岩性多为紫杂色花斑状含铝质泥岩，夹有角砾岩薄层，局部地段为褐灰色含钙质泥岩，是一良好的隔水层。⑾中三叠统铜川组(T2t)砂岩裂隙含水层地表未见出露，作为煤系地层之基底，一般钻孔揭露厚度在15m以内。岩性上部为紫色泥岩、浅紫色、灰绿色粉、细粒砂岩，灰白色细粒砂岩和中粒砂岩互层，中夹灰绿色中、粗粒砂岩，含煤线，为富水性微弱的砂岩裂隙含水层。2.2.2瓦斯本矿属高瓦斯矿井，煤与瓦斯无突出危险。3.施工方案及工艺3.1井筒掘砌施工总部署崔木煤矿主、回风立井井筒均采取普通凿井法施工。井筒施工在完成地面临时设施和凿井措施工程后，首先开挖井筒上部30m，然后安装７三盘，吊挂管线等，为井筒正式开工做好准备（即完成上部30m井筒段掘砌，装好三盘，吊挂管线，标志施工准备结束，井筒转入正式掘砌施工）。井筒掘砌作业方式，选用立井混合作业施工法。与井筒相关的其它硐室采取与井筒同时施工的方案。3.2井筒施工方案及工艺3.2.1锁口段施工1）主井锁口段施工主井锁口盘设计标高：+1325.000m，锁口段设计净直径为φ6.0m，施工深度为10m，其中上部5.0m为临时锁口，下部为一号壁座。临时锁口设计支护形式为620mm厚的砖墙，下部井筒及一号壁座支护形式为锚网+C35的双层钢筋砼，井筒段支护厚度为700mm，一号壁座支护厚度2200mm（最大处）。临时锁口5.0m与下部1.0m井筒同时开挖，临时锁口使用挖掘机一次性挖掘（施工中视土层稳定情况，可考虑锚网喷支护），6m井筒挖出后，开始下部1米井筒绑扎钢筋及稳金属组装模板浇筑砼，待砼初凝后，再开始在其上砌筑砖墙临时锁口。临时锁口上口按设计预留各管路、风筒通过口及封口盘钢梁窝。2）风井锁口段施工风井锁口段与风硐及安全出口同时施工，锁口盘设计标高为+1316.000m，临时锁口座在下部永久井壁上。临时锁口净直径为φ6.0m，深度2m，支护形式为500mm厚的砖墙，下部井筒设计支护形式为500mm厚的锚网+C35的双层钢筋砼。风硐及安全出口设计断面形状为直墙半圆拱形，支护形式均为C35的双层钢筋砼，支护厚度均为300mm，安全８出口施工长度3米，风硐施工总长度9.2米。临时锁口与安全出口、风硐同时开挖，开挖至风硐底板，深度为11.7m，采取明槽施工。开挖过程中井筒边、安全出口边、风硐边按照与地面70°（届时根据实际情况可对放坡角进行调整）放坡，并增加锚网喷临时支护进行护坡，以确保施工安全。掘进采用挖掘机挖土，因开挖较深，采取阶梯式挖法，挖机顺风硐山墙边坡下至工作面。安全出口、风硐与井筒同时稳模浇筑砼，井筒使用金属组装模板，风硐及安全出口使用槽钢碹股及木背板。砼浇筑至临时锁口下口标高时，待砼初凝后开始砌筑砖墙临时锁口。临时锁口上口需按设计预留封口盘梁窝及风筒、管路等通过口。届时需编制专门措施指导施工。3.2.2表土层的施工根据井筒综合柱状资料，井筒表土层岩性主要为黄土、砂质粘土及粘土，厚度在80米左右。（1）掘进表土段采用人工使用风镐配以CX55B型挖掘机挖土装罐（在井内吊挂系统形成后，使用大抓装罐），4m3吊桶提升，翻矸台自动座钩式翻矸，经溜矸槽溜入落地矸石仓，然后由装载机装入自卸汽车排到业主指定排矸地点。（2）砌壁砌筑采用整体金属下移钢模板（暂不安装刃脚），采用4.0m大段高砌壁，模板由地面稳车悬吊。外壁竖筋采用“钢筋直螺纹接头”，接头连接套采用45＃钢加工，环筋仍采用铁丝绑扎连接。立模工艺为：在工作面挖够一个段高后，先用中线检查掘进尺寸符９合设计要求后，先稳活动刃脚模板，操平找正后再绑扎钢筋，最后落直模找正固定后浇灌砼。搅拌站设在井口附近，在井内吊挂系统没形成前，搅拌好的砼经溜槽溜至井口，由人工攉至临时加工的接灰盘，再经活节管对称入模。在井内吊挂系统形成后，混凝土采用DX-2.0型底卸式吊桶下料，底卸式吊桶接料后通过铺设的轨道人工推至井口，由提升钩头提升下井。吊盘上设分灰器，砼卸到分灰器内，经8″钢丝铠装耐磨胶管对称入模。入模砼使用插入式风动震捣器分层震捣。3.2.3井筒基岩段施工井筒基岩段掘砌作业方式，选