昔陽縣豐匯煤業回風立井施工組織設計
昔陽縣豐匯煤業回風立井施工組織設計
第一章 工程概況
一、礦井位置及工程量
昔陽縣豐匯煤業有限責任公司地處昔陽縣大寨鎮麻匯村，距207國道1公里，距縣城15公里。回風立井位于井田西部大寨鎮馬家溝村南側,礦井設計生產能力15萬噸。。設計工程量330米，其中表土（巖）段20米；基巖段310米，直徑4米，凈段面積12.56m2，毛段面積16.61m2，傾角90°。該主要擔負回風任務，內設梯子間，為另一安全出口。另外附屬工程包括風道18米，規格3×3m，半圓拱結構，行人通道14米，規格2×2m，半圓拱結構。
二、水文、氣象、地質特征
（一）地形地貌
礦井地處太行山西北部，地貌屬丘陵區，地表經長期風化剝蝕，丘陵連綿，梁垣坡地多黃土覆蓋，縱觀全井田地勢為西南高東北低，最高點位于井田西南部，海拔標高為1128.5m,最低點為井田東北部邊界，標高為933.0m，最大相對高差為195.5m。
（二）水文
礦區內無常年性水流，雖溝谷縱橫，但均屬季節性性溪流，除雨季洪水量較大外，一般水量很小。由于礦區內未進行水文地質勘察，無更加詳細資料。
（三）氣象及地震
本區屬半干旱大陸性氣候，東寒夏熱，四季分明，春季多風，秋季涼爽，年平均氣溫9.2℃，1月份最冷，平均氣溫-11.7℃，極端最低氣溫-23.5℃（1961年6月10日），7月份最熱，年極端最高氣溫可達35℃，年平均降水量666.2mm，且多集中于7、8、9月份。
霜凍期為每年11月上旬至翌年4月份，最大凍上深度0.42-0.75m，年無霜期180天左右，春冬多西北風，風力較大，最大風力7-8級。
本井田地震烈度七級。
（四）地質特征
井田內地表為第四系全新統、上更新統，二迭系上統上石盒子組、下統下石盒子組。地層由老至新為奧陶系中統、石炭系中統本溪組、上統太原組、二迭系下統山西組、下石盒子組、上統上石盒子組以及第四系等。
其中石炭系太原組和二迭系山西組為主要含煤地層。
三、施工條件
風井工業場地平整、電力、供水、道路等已具備。由礦提供部分設備和一定數量的安全管理及特殊工種作業人員。
四、工程量及技術特征
井筒設計深度330m，其中井頸段20m，井筒段310m，井筒凈直徑4m，凈斷面12.56m2，支護形式井筒為C30砼澆灌，自井口向下，設計壁厚井頸段為500mm，井筒段為300mm。
回風立井井頸段和井筒段斷面情況如下：
第二章 施工準備工作
一、施工前期準備
（一）場地平整
工業廣場應作部分回填或整平工作，開工前達到施工要求。
（二）供電
由礦提供10KV電源。在井口附近建臨時變電所，配套10 KV /315 KVA變壓器1臺，分別給高、低壓設備供電。供電電源來至礦井區主配電室，雙回路供電，專人值班，確保風井施工正常連續供電。
（三）供水
施工用水位于風井約150米處的水井內，由水泵提供水到井口。
（四）地面排水
井筒施工期間地面排水按照《設計》、《專扁》要求，修筑臨進排水溝與廣場排水系統連通，排入指定位置。
（五）、臨建設施
根據施工占地范圍進行土建工程設施的布置，盡量不占用永久建筑位置。
（六）通訊
在施工初期采用固定電話與外界聯系，保證通訊暢通。
（七）測量
由太原市易仁礦產勘測有限公司提供測量基點和井筒十字樁及其坐標資料。施工隊負責使用和保護。
二、三盤吊掛安裝
為滿足開工需要，先掘砌井筒20m，以進行三盤吊掛安裝。
（一）井架起立后，立即進行天輪平臺和翻矸臺安裝；
（二）施工臨進鎖口，組裝吊盤，利用吊盤安裝封口盤和形成的提升系統掘砌井筒至井深15m，施工時采用多臺風鉆（鎬）、鐵鎬掘進刷幫，人工裝罐。
（三）“三盤”形式的同時，安裝各種符合規定的懸吊設備、管線及其它鑿井設施等，達到施工要求。
三、施工總平面布置原則
（一）盡是不占用或避開永久設備。
（二）符合施工工藝、規范規程要求。
（三）滿足建井生產需要，利用礦方提供的生產、生活福利設施，且分別相對集中布置，避免交叉影響。
（四）便于施工管理，給施工提供有利條件。
（五）有利于污水集中處理排放和環境保護。
四、臨時設施布置
為滿足生產和生活需要，需新建部分生產用房、簡易棚、砂石料場、砼攪拌站等，需澆砼設備基礎，并增設定沉淀池一座，明細表見下頁。
臨時設施及用地表
第三章 施工方案
根據回風井井筒的工程地質和水文地質情況及井壁結構特點，施工方法擬定采用鉆爆法、單行作業方式施工。
掘進采用7655風動鑿巖機鉆眼，人工出矸裝巖1.5m3吊筒單鉤提升。C30砼攪拌料由地面攪拌站通過輸料管送入井下直接入模，振搗器振實，金屬裝配式模板砌模。
第一節 施工工藝
一、井頸段施工方法
根據井口設計標高和表土（巖）層情況，首先利用挖掘機和人工配合的方式，由地表向下開挖4m，開挖時按3：1放坡（呈漏斗形）。自設計標高向下4m段挖出后，停止向下挖掘，及進對以上段澆注砼成井。
當此段井筒鎖口成巷后，在井口安裝鑿井井架及其它輔助設備。然后進行井頸準備段施工，準備段采用爆破開鑿，人工裝罐的方法。挖巖時應集中精力先挖出吊桶窩，并始終使其超前工作面0.5m，然后沿徑向分區分組由井中向四周挖裝。此階段提升暫用穩車，待絞車試調完畢后，再改用絞車提升。荒徑規格按測量中心線嚴格控制把握。砌壁采用金屬裝配式模板，砌壁段高2.0m，井口攪拌好的砼，由活接管直接入模。如遇風化巖可采用打眼放炮，此段施工20m后進行安裝吊盤，吊掛內管線。待上述系統安裝好后繼續施工井頸段，施工完井頸段后開始基巖施工。
二、基巖段施工方法：
（一）圍巖正常情況下此段施工采用“短掘短澆”的作業方式，掘砌距離控制在4米。
（二）施工工藝：
打眼—放炮—掃盤—出矸—清壁—支模—澆注
（三）掘進方法
井筒基巖段采用鉆爆法施工，利用光面、光底、減震、弱沖、深孔爆破技術。鑿巖機采用7655風鉆，定人、定位、定機進行鑿巖。掏槽眼深度1.3m，其它炮眼深度1.6m，爆破循環進尺1.0m，爆破采用礦用3#炸藥、水炮泥黃土炮泥封孔、雙回路起爆，按照光面、光底、弱震、弱沖的要求進行光面爆破。
2、井筒炮眼布置
井筒爆破圖表根據f=6的巖石等級而編制，當掘進工作面處于砂質泥巖、泥巖、煤或f＜6的巖層時，可以將2-3圈炮眼間距適當增加50-100mm，當工作面巖層f＞6時，可以將2-3圈炮眼間距縮小50-100mm。
3、鉆眼爆破參數：
（1）炮眼深度1根據進度要求及循環組織形式確定為：
1=L/（d×d1×d2×d3）=40/(18×3×0.85×0.85)=1米。
式中Ⅰ：井筒施工計劃月進度（70m）d1：每日完成循環數（1次）；d2 ：月正規循環率（0.85）；d：炮眼利用率（0.85）。
（2）炮眼數目：
采用直眼掏槽，圈徑1.5m，眼數為6個，眼距0.785m，輔助眼設置二圈，眼數共為12個。圈徑2.8m，周邊眼眼數為26個，眼距0.65m，距井邦0.1m，炮眼數量總計為44個。
（3）炸藥消耗量：
Q=Q1+Q2+Q3
=4.8+7.2+13+25kg
式中Q1 、Q2、 Q3、中分別為掏槽眼、輔助眼、周邊眼裝藥量。
（4）爆破單位巖體的炸藥消耗量：
q=Q(S×1×N)=25÷(16.61×1.5×0.8)=1.25kg
Q炸藥消耗量
S掘進斷面
L炮眼深度
N炮眼利用率
4、裝藥結構及爆破系統：
井筒施工時，均采用正向不耦合裝藥結構，用炮泥封嚴填實眼口。采用毫秒延期電雷管起爆，由掏槽眼向外依次起爆。聯線方式為并串聯。起爆電源為380V交流電。放炮電纜采用3×16+10×1的銅芯電纜，母線為4mm2銅線，基線用18#專用爆破線。
5、井筒支護：
（1）永久與臨時支護
混凝土澆筑筑配合錨噴支護。
（2）砼攪拌系統：
在井口附近設置一個不小于1000m2的砂、石料場，內設石子沖洗裝置。攪拌站配自動計量上料系統，一臺JW-800型強制型攪拌機。砂石用鏟車（或工人）裝入攪拌機料斗，同時按比例加入水泥，通過上料斗送入攪拌機攪拌。砼在地面攪拌站放置好后，用溜灰管輸送至井下。為確保井壁質量，過含水層時，每立方砼加BR型防水型40kg，并設專人用振搗器認真搗固。
6、出矸：
選用人工裝巖將工作面爆破出來的矸石裝入吊桶內，由地面絞車提升至翻矸臺，人工摘掛鉤通過“V”型礦車排至指定地點。
7、井底連接處的施工
井底連接處的施工方法可根據巖石條件確定，若巖石條件允許，采取下行分層掘進與井筒同時砌壁的施工方法，即當井筒掘進至井底連接處上方2m時停止掘進，將上段井壁砌好。將井筒十字中線和標高導致已砌好的井壁上。將連接處分為上下分層掘進，分層高度為2m左右。繼續掘進井筒至井底連接處上分層底板位置，然后開始掘進連接處的拱頂，兩側拱頂掘進長度為3.5m，采用錨噴式，網錨臨時支護。繼續將井筒和井底連接處掘井至連接處底板位置，利用井筒砌壁大模板和土建金屬模板將井壁和連接處一起立模整體澆注。
若巖石條件不好時，該段井筒先按荒徑掘出，臨時支護通過，然后將連接處的墻部和拱部分層次掘出，從下往上與井筒一起立模澆筑混凝土。
8、馬頭門施工
井筒掘進至距馬頭門頂板上方2m時，砌筑該段井壁成井，隨后井筒向下掘進至馬頭門底板下方2m，準確標定馬頭門的位置及標高，技術員根據控制點、中心線、按設計斷面標出馬頭門的掘進輪廓線。開口時，分次放炮，先放下部，后放上部。馬頭門掘進2m并鎖口后，可全斷面一次裝放炮。炮后檢查處理頂板，并根據圍巖穩定情況，采取錨噴臨時支護。錨桿先用φ20×2000mm螺紋鋼樹脂錨桿，間排距800×800mm，三花布置。馬頭門掘進5m后，馬頭門進行支模，與井筒同時砌筑成巷。
第二節 鑿井輔助系統
一、提升系統
根據井筒技術特征和施工要求，鑿井井架選用Ⅲ型鋼管井架：提升采用一套單鉤提升系統：選用JT-1.6絞車，配1.5m3吊桶。井筒內懸吊風、水、料管和吊盤。
Ⅲ型鋼管井架高度：17.36m；天輪平臺：6.5×6.5m；主體架角柱跨距：12×12m。
二、壓風系統
（一）用風量統計：
（二）空壓機選
根據上表，井筒施工期間用風量最大為17.5m3/min核實型號，故選用核實型號空壓機兩臺，一臺工作，一臺檢修備用。
三、排水系統
當井筒涌水量小于5m3/h時，采用風動潛水泵與吊桶配合排水，經吊桶提升到井上，經排水溝排出；當井筒涌水量大于5m3/h時，采用吊泵排水。當井筒涌水量在于10m3時，采用注漿堵水，具體措施另制定。
四、通風系統
鑿井期間，由11KW對旋風機配φ600mm軟風筒通風。另備用一臺11KW對旋風機。
五、供電系統
電源來自生產區變電所，為雙回路供電。
施工選用10KW/35KVA變電器一臺作為鑿井設備動力、照明、信號等用電（此外，在井口設一臺KSG-4，380/127V型干式變壓器作為廣場井口、井下絞車房信號電源）。
六、信號、照明和通訊
信號：井口至提升機房、吊盤、翻矸臺及穩車之間均設置各自獨立的聲光信號系統。
照明：井口穩車群照明設備為自鎮式水銀燈，井筒內在吊盤下吊設DKS25/127型豎井礦用投光燈。
通訊：施工期間工地安裝程控電話自動變換機，以滿足內部生產高度指揮之用。在井筒吊盤上設備抗爆電話機，通過井口信號房與地面及井下進行通訊聯系。在工地安裝一部程控外線電話，用于工地與外界的聯系。
第六章 雨季施工措施
一、工地四周作臨時排水溝，水泥棚做防水坡度。
二、機電設備閘箱必須采取防雨措施，并檢查線路安裝，接地保護裝置。
三、砼澆筑盡量不在雨天進行，以保證砼設計水灰比。
四、雨季施工井口修筑好臨時排水溝，確保井口的防洪。
一、施工進度計劃：
根據施工條件、施工工藝、施工裝備能力，確定本工程的施工總工期300天，各階段計劃如下：施工準備期：一個月，主要內容包括表土（巖）段開挖、鑿井井架、封口盤、吊盤及管線安裝，具備施工條件。
井筒施工：按每月進度37米，9個月完成井筒施工。
導風峒、行人峒施工：按每日進度2米，1個月完成。
二、工期保證措施：
（一）認真編制并執行施工組織設計。
（二）采用先進的施工經驗，根據實際推廣深孔爆破工藝，提高和循環進尺，加快施工進度。
（三）認真搞好施工組織，盡量減少輔助時間，組織平行交叉作業，尤其是表土段掘砌、支模找線各工序要最大限度組織平行交叉作業。
