地面工业广场及民用建筑毕业设计.doc

'×中国矿业大学××××学院毕业设计说明书地面工业广场及民用建筑毕业设计第一部分城郊矿井基本情况1矿井与矿体特征11.1矿井的自然条件11.2矿井地质21.3煤层及其特征31.4矿区简况42矿井的开拓与开采52.1矿井开拓52.2矿井开采63矿井的生产系统73.1井下运输系统73.2立井提升及装备83.3提升系统93.4井底车场及硐室93.5矿井辅助生产系统113.6安全措施134地面工业广场及民用建筑145矿井主要技术经济指标16第二部分城郊矿施工组织设计编制依据171建井施工准备181.1建井施工条件181.2建井技术准备201.3矿井开工前的工程准备222井筒施工262.1井筒概况262.2表土段施工322.3基岩段施工352.4井筒安装39 ×中国矿业大学××××学院毕业设计说明书3井筒过渡期与井底车场施工组织403.1井巷过渡期施工组织403.2井底车场巷道及硐室的施工顺序453.3过渡期及车场施工阶段的辅助生产系统464采区巷道施工524.1采区巷道的施工顺序524.2采区巷道施工技术524.3采区巷道施工安全措施535工业广场建筑物的布置545.1工业广场建筑物布置原则545.2工业广场建筑物布置546建井总进度计划566.1矿建、土建、机电安装工程安排原则566.2建井总进度具体安排情况566.3建井工期576.4加快建井速度的措施及意见57 第一部分薛湖矿设计基本情况 中国矿业大学建筑工程学院毕业设计说明书-16-1矿井与矿体特征1.1矿井的自然条件1.1.1地理位置与交通薛湖矿井位于河南省永城市北部，属永城市管辖。地理坐标为东径116°17′30″～116°28′30″，北纬34°05′30″～34°10′00″。井田中心南距永城市23㎞，西至商丘市75km，东至江苏徐州市80km，至安徽淮北市40km，分别与京九、陇海、津浦三条铁路干线有公路相连，北至陇海铁路砀山站38km，永城矿区自用铁路与京九、陇海铁路相连。连、霍高速公路从本区北缘通过，砀山～永城公路从井田东部通过，井田内乡间公路纵横成网，交通便利。交通位置示意图图1-1薛湖矿交通位置示意图1.1.2井田的地貌薛湖井田位于黄淮冲积平原的北部，地势低平开阔，西北高，东南低，最高海拔标高+40.2m，最低+32.3m，一般+36～+38m。 中国矿业大学建筑工程学院毕业设计说明书-16-薛湖井田属淮河水系，地表水体不发育，主要河流为王引河，流经勘探区东北部边界附近，最大流量为46.6m3/s，最高水位标高为+39.70m。其余均为季节性河流，雨季水位上涨，流量增大，旱季水量减少，甚至干涸无水。1.1.3气象薛湖矿井地处中纬度(34о)，属半干旱半湿润气侯，降水多集中于7、8、9三个月。年蒸发量大于降水量，干湿差大，四季分明。气温：年平均气温14.3℃，每年七、八月最热，一、二月最冷，最高气温为+41.5℃，最低气温为-23.4℃，月平均气温最高为26.7℃（7月份），月平均最低为-0.97℃(1月份)。地温和冻土：降雪期和冰冻期为每年12月至翌年3月。最大冻土深度21cm。降水量：年最大降水量1518.6mm，年最小降水量为556.2mm，年平均降雨量877.4mm。降水多集中于7、8、9三个月，占全年50%以上。1.2矿井地质1.2.1地质构造及断层在区域构造体系中，本区位于华北台块东南隅，山东台块背斜徐蚌凹折带中，秦岭－昆仑纬向构造带东段北支的南侧，新华夏系第二沉降带的东侧。薛湖井田位于区域构造永城复背斜北部仰起端、次一级构造聂奶庙背斜的北翼，总体构造形态呈一走向北西西的单斜构造，由于受东西向构造和北北东向构造的控制和影响，而使其构造形态局部复杂化。薛湖井田地层产状在西部为近南北向～北西西向，向西倾斜；中部走向北西至87勘探线转为近东西向，向北倾斜，倾角在浅部为25°左右，深部一般为5～10°，沿走向及倾向均有小型起伏；62勘探线以东，受北北东向滦湖断层带影响，地层走向基本上为北50°东，并发育北北东向的背、向斜构造，其北端走向转为东西，向北倾斜。1.2.2表土层及岩层情况薛湖井田属华北地层区，鲁西分区，徐州分区，永城煤田。上奥陶至下石炭统，三叠系至古新统缺失，其余地层齐全，煤田全部被新生代厚层松散沉积物所覆盖。根椐钻孔柱状图，立井井筒穿过的新生界松散层厚度为392m，北一风井为367m 中国矿业大学建筑工程学院毕业设计说明书-16-。主要为粘土、亚粘土、细砂、中砂及粉砂等，砂层分布不稳定，单层厚度为1.0～36.0m。砂层总厚度为113m，粘土层厚110m，其余土层占23%。主副井筒通过的第三、四系层富水性强，稳定性差。基岩段主要由泥岩、砂岩、粉砂岩、砂质泥岩组成。有岩浆侵入，主要集中在31勘探线以北F4断层以东与陈四楼井田毗邻处，岩浆的侵入破坏了煤层结构与稳定性，对煤层、煤质都有一定程度的影响。在三煤组与二煤组顶板存在砂岩裂隙和压含水组(富水性弱)，二2煤层底板L1灰岩含水层，有突水可能。1.2.3井田水文地质新生界松散层划分为四个含水层组及四个隔水层组，由于新生界底部砂层少，富水性又弱，与基岩之间有平均厚44.29m的粘土隔水层，对矿床一般无充水影响。煤层顶底板砂岩裂隙水是矿床主要直接充水的水源，但井田内砂岩富水性很弱，渗透性差，径流滞缓，补给源不足，故对将来矿床开采一般不会造成太大的威胁。本井田断层富水性微弱，具一定的隔水性能，一般情况下不会发生大的突水威胁。本井田是一个与外部水力联系微弱，补给不足的较完整的独立水文地质单元，开采煤层远离地表水体，无充水影响，间接充水岩层“灰岩”，虽然单位涌水量较大，局部在断层处有煤层对接的可能性，但若留好煤柱，远离断层，一般是不会突水的。该矿井的水文地质及工程地质条件属中等类型。矿井预计正常涌水量1182m3/h，最大涌水量1917m3/h。1.3煤层及其特征1.3.1煤层情况及煤质井田内可采煤层4层，其中：二2煤层全区可采，赋存于山西组中部，至上部K4标志层平均距离52.02m，距下部K3标志层(L11灰岩)顶平均49.29m，层位稳定，是本井田主要可采煤层。煤层厚0.80～7.68m，平均厚2.95m，结构简单；三煤组位于下石盒子组中下部，下距二2煤层79.18m，上距K3标志层底29.76m。其中：三1煤层位于三煤组下部，为大部可采煤层，煤厚0.80～2.03m，平均1.16m；三22煤赋存于三煤组中下部，为可采煤层，煤层厚0.80～2.80m，平均1.56m；三4煤赋存于三煤组中上部，为大部分可采煤层，厚0.81～3.55m，平均厚1.46m。 中国矿业大学建筑工程学院毕业设计说明书-16-二2煤属低灰，特低硫、磷，高发热量，易选的优质无烟煤。三1煤层以富灰为主，特低硫、磷，中等发热量，中等可选性的无烟煤。三22和三4煤层为中灰，特低硫、磷，中等发热量，中等可选性的无烟煤。各可采煤层中贫煤数量较少，除发热量稍高于无烟煤外，其他特征与无烟煤相似。1.3.2瓦斯、煤尘井田内各煤层中沼气含量一般小于0.5cm3/g，属低沼气矿井。各煤层均无煤尘爆炸危险，均属不自燃发火煤层。1.4矿区简况1.4.1工业简况永夏矿区面积为1150km2，其中含煤面积716km2。全区探明储量2556Mt，其中精查储量1476Mt。全矿区有统配矿井4对(车集、陈四楼、城郊、新桥)，地方矿井3对(葛店、新庄、刘河)，总规划能力为10.05Mt。本区地处黄淮冲积平原东部，土地肥沃，人口稠密，在井田范围内有大小村庄179个，约12437户，居民约53954人，平均每平方公里约70户，区内人均耕地面积不到1.5亩。1.4.2水电供应情况供电电源双回路均来自矿区自备电厂，电压为110kv，自备电厂装机容量为75000kw，一期工程装机容量25000kw，目前已正式发电。二期工程已设计完毕。本矿区选择的水源为新生界第三层新统松散层含水，其含水量大，含水砂层厚平均水质符合要求。另外井下排水经处理后；也可作为消防洒水和选煤厂洗煤等供水源。1.4.3建材及劳动力来源建筑材料砖瓦石子和料石均可就地供应，钢材木材和水泥等物资可经公路及铁路直接运至矿井工业场地。本矿区劳动力主要来自矿区各转产工程队，其余也有一部分为民工。 中国矿业大学建筑工程学院毕业设计说明书-16-2矿井的开拓与开采2.1矿井开拓2.1.1井田界限与矿井储量按照城郊矿井精查地质报告所提供井田范围为：北部及东部以06勘探线，F3，F6断层以及0222与1001孔的连线为界；南部及西部以F20，F7，F2断层为界，东部以煤层露头及F1断层为界，井田南北长12km，东西宽11km，面积103km2。井田地质储量为750.78Mt，设计利用储量为725.76Mt，可采储量为402.29Mt，其中第一水平188.30Mt，第二水平213.99Mt。2.1.2矿井年产量、服务年限以及矿井工作制度城郊矿井年生产能力为2.4Mt/a，矿井服务年限118.2年，其中第一水平56.7年，第二水平61.5年。矿井设计年工作日300天，每天三班作业，其中两班生产，一班准备，每班8小时，每天净提升时间14小时。2.1.3开拓方式该井田为全隐蔽式煤田，煤系地层被巨厚的新生界松散沉积层所覆盖，可采煤层多，埋藏深，倾角一般较缓，且第四系冲积层含水丰富，故采用立井、二水平、上下山开拓方式。主、副井口位于2104孔附近，广场东邻大清沟，北沿宝塔路，西南紧靠县城。地面自然标高+32.6m，覆盖层厚度319m。第一水平标高-505m，井底车场位于二2煤层底板，初期移交东112和北112两个采区，初期风井设在城北3117孔附近，与副井形成中央分列式通风系统。矿井开拓图详见图2-1。 中国矿业大学建筑工程学院毕业设计说明书-16-图2-1城郊矿井开拓系统图2.1.4煤层分组及煤层开采顺序井田内主要可采煤四层：二2煤层、三1煤层、三22煤层、三4煤层，其中三1煤层、三22煤层、三4煤层统称为三煤组。采区开采顺序按照先近后远的原则，采取前进式开采。根据二2煤层和三煤组赋存情况及相互关系，设计采用“上行”开采，即矿井投产初期，首先开采位于三煤组下部的二2煤层。单水平开采，同时开采东北两翼。2.2矿井开采2.2.1采区划分及开采次序全井田两个煤组供划分为个41采区。其中二2煤一水平划分为12个采区，二水平划分为10个采区；三煤组一水平划分为10个采区，二水平划分为9个采区。除个别采区和蒋阁向斜内各采区因倾角较大需要用走向长壁开采外，大部分为倾斜长壁开采。二煤组为单一煤层开采，采区布置简单，三煤组的三层煤采用联合布置方式。2.2.2采区巷道布置方式矿井初期开采单一中厚煤层采区，在满足通风、运输的前提下，采区准备巷道一般布置两条。由于二2煤层顶底板稳定性好，煤层硬度大，因此，采区准备巷道以煤巷为主，尽量少开岩巷。回采巷道采用无煤柱护巷，投产初期暂按沿空送巷布置，生产中可作沿空留巷试验，待大断面沿空留巷技术成熟后，改成沿空留巷布置。2.2.3工作面数目、长度以及矿井移交标准矿井初期两个投产采区分别位于矿井北翼和东翼。达产时，北112采区有综采工作面一个，为190m；东112采区有综采和普采工作面各一个，长度分别为190m，160m。矿井移交北翼11205综采面，移交产量1.2Mt/a，占矿井总产量的1/2。东翼采区11214综条面，移交产量0.8Mt/a，11209高档普采工作面，移交产量0.4Mt/a。东翼采区总产量占矿井总产量的1/2。 中国矿业大学建筑工程学院毕业设计说明书-16-3矿井的生产系统3.1井下运输系统3.1.1采煤面煤炭运输系统东翼首采区紧靠井底车场附近，煤炭可直接经采区胶带输送机进入井底煤仓。西翼采区的开采条件差别较大，造成煤炭运量不稳定，并且运输距离远，采用轨道运输方式。北翼采区为矿井的投产采区，距井底车场较近，运输比较集中，采用胶带运输机。因此，采煤面煤炭运输系统为：采煤机采下的煤炭经刮板输送机直接进入东西两翼大巷，大巷采用多点驱动PVC带将煤炭运至井底煤仓。其中，东翼、北翼各布置2台，西翼采用轨道运输。3.1.2辅助运输系统1.矸石运输大巷掘进矸石由装岩机装入1.5t固定箱式矿车，组列后由电机车牵引至井底车场，由副井提至地面。从掘进面产生的矸石，用装岩机装入1.5t矸石矿车，由电机车牵引至采区车场。组列后由电机车或齿轨车牵引至井底车场，经井底车场运至副井，用罐笼提至地面，经轨道至矸石山。2.材料运输井下各工作面所需材料，通过副井下至井底车场，经轨道运输大巷、采区轨道上（下）山运至各采煤（掘进）工作面。3.1.3主要运输设备1.运输设备选型城郊矿井主要运输为胶带运输，辅助运输选用1.5t固定式矿车。井下大巷煤炭主运输采用全塑整芯（PVC）阻燃胶带输送机，直线摩擦中间驱动，简称多点驱动胶带机，每翼各布置两条，在平面转角和煤仓处转载，将工作面顺槽来煤运入井底煤仓。架线电机车大巷辅助运输设备选用ZK7-6/550型架线式电机车。初期为2台，其中1台工作，1台备用及检修；后期3台，其中2台工作，1台备用及检修。2.矿车特征城郊矿井选用矿车规格见表3-1。 中国矿业大学建筑工程学院毕业设计说明书-16-表3-1矿车规格特征表名称型号容积(m3)载重(t)外形尺寸(mm)轨距(mm)轴距(mm)质量(kg)长宽高1.5t矿车MG1.7-6B1.71.52400105012006007507603.2立井提升及装备3.2.1井筒及用途根据矿井开拓布置，初期共设三个井筒：(1)主井净直径5.0m，装备一对20t底卸式六绳箕斗（异侧装卸），组合钢罐道。井筒内设动力电缆及通讯信号电缆；担负全井的煤炭提升任务。(2)副井净直径6.5m，装备一宽一窄1.5t双层四车四绳罐笼、组合钢罐道，设梯子间，井筒内敷设排水管，压风管、洒水管、动力电缆和通讯信号电缆；担负全井的升降人员、提矸下料、进风等任务，并兼作矿井的安全出口。(3)北一风井净直径5.0m，装备密闭梯子间。主要用于回风，并兼作矿井的安全出口。3.2.2井筒特征城郊矿矿井井筒特征见表3-2。表3-2井筒特征表名称主井副井北一风井井筒净径（m）5.4/5.07.0/6.55.4/5.0井筒净断面（m2）22.9/19.638.5/33.222.9/19.6井筒总深（m）539.6565.6436掘进断面（m2）冻结段43.6/48.470.1/76.239.6基岩段25.543.0井壁厚度（m）冻结段1.00/1.51.20/1.600.55/0.75基岩段0.350.45支护材料冻结段钢筋混凝土钢筋混凝土钢筋混凝土基岩段素混凝土素混凝土 中国矿业大学建筑工程学院毕业设计说明书-16-3.3提升系统3.3.1提升方式及设备城郊矿井采用一对立井装备提升设备。主井提升容器采用JGY/5型20t箕斗，提升设备选用一套JKM-3.5×6(Ⅲ)型塔式多绳提升机。根据提升荷载，提升钢丝绳选用6根34.5ZAB6V×37S+FC型三角股镀锌钢丝绳。副井采用1.5t矿车双层四车多绳宽、窄罐笼各一个，罐笼质量（包括悬挂装置）15590kg，加配重1210kg，总计16800kg。提升设备采用JKMD-3.5×4(Ⅲ)C型落地多绳提升机一台。提升时双层提矸，单层升降人员。主副井均采用井架提升，主副井提升系统见表3-3。表3-3主副井提升特征表项目主井副井提升机型号JKM-3.5×6(Ⅲ)JKMD-3.5×4(Ⅲ)C电动机型号TDBS-2700-12ZD-215/60型直流直联提升容器一对JGY/520t箕斗1.5t矿车双层四车多绳宽窄罐笼各一个主导轮或天轮直径（mm）35003500井架全高m53.2029.503.3.2井架特征1.主井井架井架上、下天轮标高分别为53.2m和48.2m，井架为落地式多绳提升钢井架，主要由立架和斜架两大部分组成，立架为钢桁架，斜架为钢板焊接而成的封闭箱型结构。2.副井井架井架上下天轮标高分别为29.5m和24.5m，井架结构类型同主井。3.4井底车场及硐室3.4.1井底车场形式及调车方式根据井筒与轨道运输石门的相对位置及进出车方位的要求，车场形式采用单环立式。副井空重车线长度各取1.5列车（每列17辆），在空车线一侧并列布置能容纳材料（设备）车线。北翼：电机车牵引列车驶入调车线，机车摘绕到列车尾部，将列车顶入副井重车线。机车经回车线至副井空车线，挂钩后牵引列车返回北翼。 中国矿业大学建筑工程学院毕业设计说明书-16-东翼：机车牵引列车进入车场，当列车尾部过完4号道岔即换向顶列车至调车线，机车摘钩绕至列车尾部，将列车顶入副井重车线，机车经回车线至副井车线，挂钩后牵引列车返回东翼。城郊矿井底车场见图3-1。图31城郊矿井底车场示意图3.4.2井底车场硐室1.主井系统(1)箕斗装载硐室位置在-505m水平以上，围岩自上而下为粉砂岩、中粒砂岩，较稳定。在此布置箕斗装载硐室的优点是：能充分利用大巷胶带运输的有利条件，使两翼煤炭直接进入井底煤仓。(2)装载胶带机巷该巷净宽6.2m，净高4.0m，支护选择断面为半圆拱形。(3)井底煤仓城郊矿井设有两个煤仓，位于铝质泥岩、砂质泥岩、粉砂岩及中粒砂岩中。煤仓形式为圆形立仓，净直径为7.0m，高31m，每个煤仓掘进体积为1565m3，采用反井法施工。(4)配煤胶带机巷内设一台可逆胶带输运机，围岩为岩性稳定的粉砂岩，采用直墙半圆拱断面。(5)主井井底清撒巷道内设两台刮板输送机，清理撒煤方式采用在井底设漏房和闸门，将散煤放入矿车的方式。2.副井系统(1)副井马头门连接处采用双面斜顶式。 中国矿业大学建筑工程学院毕业设计说明书-16-(2)水仓设有主副水仓，水仓净断面面积为8.7m，长度970m，设计水仓净体积为8439m3。水仓沉淀物采用Z-17型水仓清理机清理，装入矿车，由绞车上提外运。(3)主变电所与主排水泵房主变电所和主排水泵房设在副井重、空车线一侧，联合布置。(4)管子道内设排水管和轨道，轨道作为紧急提升之用。3.其它硐室城郊矿井井底车场设有等候室、保健站、工具保管室、医疗室、调度室、消防材料库以及机车修理间、水闸门硐室、爆破材料库等硐室。3.4.3井底车场工程量表城郊矿井底车场工程量见表3-4。表3-4井底车场工程量汇总表名称长度（m）体积（m3）备注巷道1404.422332含排水系统及供电系统工程量硐室1266.724434总计2671.1367663.5矿井辅助生产系统3.5.1通风1.通风方式和通风系统本矿井采用抽出式通风方式。新鲜空气由副井送达井下，乏风由风井排至地面。矿井初期通风系统采用为中央分列式，即开一个风井，井口位于城北3117孔附近，担负矿井第一水平初期东、北两翼的回风。后期在北翼、西翼和东翼分别开北二风井、西风井和东风井，形成分区式通风系统。通风容易时，最大负压为2550Pa，最小负压为2318Pa，通风困难时期最大负压值为3481Pa。由于掘进巷道送风距离长，掘进断面大，为有效地冲淡并排除掘进产生的有害气体和矿尘，所有掘进工作面均采用局部扇风机配合湿式除尘机进行通风。2.扇风机选型及返风装置 中国矿业大学建筑工程学院毕业设计说明书-16-井下通风设施比较简单，主要采用风门控制风流，用调节风门控制风量。防止漏风主要采区加强通风管理，提高通风构筑物的制作和安装质量并定期进行漏风测定。本矿井选用GAF26.6-15.8-1型轴流式风机，配备TD118/49-6型同步电机，10kV，1000kW，1000r/min。3.5.2压风在工业广场内设置集中压风机站，内设三台L5.5-40/8型空压机，二台工作，一台检修。配TDK299/30-10型同步电动机，10kV，250kW。压气量为74m3/min。3.5.3排水1.水泵及排水管路矿井正常涌水量为1182m3/h，最大为1917m3/h。本矿井在副井底-505m水平建立主排水泵房及排水系统，将矿井全部涌水直接排至地面。选用7台D580-60×9型离心水泵，三台工作，三台备用，一台检修，水泵配套电机功率1250kw。排水管敷设三趟φ426×16mm缝钢管，工作二趟，一趟备用。排水管经泵房，管子道沿副井筒敷设，井筒内管路用带座弯头和直管座支撑，用U形管卡导向紧固在管子梁上。2.井底水窝排水设备副井井窝涌水量15m3/h，排水高度21m，采用QSKB260-25/30型潜水电泵二台，一台工作，一台备用。排水管选用φ102mm钢丝橡胶管，把水排至车场水沟。3.水仓设有主副水仓，水仓净断面积为8.7m2，长度970m，设计水仓净体积为8439m3。3.5.4供电、照明、信号系统1.供电系统本矿井电源引自矿区热电厂110kV枢纽变电站，主变压器容量3×10MVA。井下自永久变电所引八趟电缆经副井到井下中央变电所，建井期间各采区及其它用电部门的用电均引自中央变电所。2.照明系统井下照明电由配电站供给，固定照明电压一律为127V，照明灯具选用MBH11－9127型防爆节能荧光灯。3.信号系统 中国矿业大学建筑工程学院毕业设计说明书-16-通讯电缆经主副井分别下到井底，通过联络电缆连接后，沿巷道壁敷设到各电话用户处，井下所有电话均为防爆型。选用KJTX－SX-1型煤矿井筒通讯手工信号装置，KVV4×1.5信号电缆，HUVV-5×0.79通讯电缆。3.6安全措施3.6.1防水的安全措施1)加强水文资料的分析，研究和整理工作，对可能突水部位作出及时预报；2)在施工中过断层时，应加强探放水工作，做到“有疑必探，先探后掘”；3)要井筒穿过砂层含水层时，可采用注浆堵水工艺。4)由于砂层含水层距上部第三系地层较近，故采用主副井冻结施工时，采用差异法冻结方式；3.6.2防火的安全措施1)严格杜绝或控制井下产生或使用明火；2)当井下必须使用电焊、气焊、喷灯等明火作业时，必须制定切实可行的安全措施；3)施工进入第三期前应建成井下消防器材库，贮备灭火材料与工具，并定期检查、维护、更换。3.6.3防止沼气煤尘爆炸的安全措施1)防止沼气积聚。在建井期间，根据具体的情况选择合理的通风系统，避免循环通风；2)防止沼气引燃和爆炸。严禁携带烟草及点火工具下井，严禁井下有明火和灼热的金属丝出现；3)在施工中采用湿式打眼，严禁干打眼；4)放炮后、装载前喷雾洒水。 中国矿业大学建筑工程学院毕业设计说明书-16-4地面工业广场及民用建筑一、主井生产系统用20t箕斗将煤炭提升到地面后，经铁路篦子卸入箕斗受煤仓，受煤仓下安装两台往返式给煤机，将原煤给至带式输送机运往选煤厂准备车间，选出的煤分层次装车外运。二、副井生产系统副井井口设有销齿操车机，液压缓冲阻车器，摆渡车等设备。进罐矿车经操车机，阻车器，摇台入罐，出罐矿车经摆渡车摆入出车道，再由操车机输送到矸石车或材料车线上。井口房设有起吊长材料设备。矿井设临时排矸砀，采用起山排矸石方式，排矸场存矸量为6年的矸石量。用副井罐笼将装载矸石的1.5t矿车提至地面，用内燃机车送至矸石山翻卸。三、矿井机电设备修理车间矿井修理车间仅承担矿井及选煤厂机电设备的日常检修和维护，并承担矿车、风镐、风钻及拱形支架等简易、低值、易耗设备修理。与矿井机电设备修理车间联合布置矿井综采设备中转库，其主要任务是临时存放由矿区租赁站供给的综采支架及矿井工作面搬家时需升井修理的综采设备。四、坑木加工房依据矿区总体规划，矿井坑木由矿区总坑木厂供应成材，矿井坑木加工房只承担矿井部分坑木材料的改制加工工作。矿井修理间，综采周转库、材料供应站、木工房、材料露天堆场等集中布置在副井以内，通过窄轨铁路与副井相连。五、工业广场占地建筑物工程量工业场地主要经济指标见表4-1。 中国矿业大学建筑工程学院毕业设计说明书-16-表4-1工业场地主要经济指标表序号名称单位指标1行政、公共建筑物总面积m2129232主副井公用建筑面积m246663工业大临建筑面积m23263其中：砖木结构m23033砖混结构m22304棚m23605料场m28006道路m1707水沟m8008水池m2909福利大临建筑面积m2343其中：砖木结构m2301砖混结构m24210可利用永久建筑面积m2106011居住区建筑总面积m210983012工业场地建筑物及构筑物总体积m39650813地道走廊总长度m81 中国矿业大学建筑工程学院毕业设计说明书-16-5矿井主要技术经济指标城郊矿井主要技术经济指标见表5-1。表5-1矿井主要技术经济指标表序号名称单位指标１矿井设计生产能力Mt2.40２第一水平服务年限a56.6３井田面积km2103４煤质无烟煤５可采煤层数、总厚度层／m4／7.136煤层倾角度8～157矿井地质储量Mt750.788矿井可采储量Mt402.29９沼气等级低沼气10通风方式分列式11矿井正常涌水量m3/h118212矿井最大涌水量M3/h191713开拓方式立井，二水平，上下山开拓14水平标高第一水平m-50515水平标高第二水平m-80016采煤方法倾斜长壁式17工作面数目个318建设总投资（静）万元52295.3419建设总投资（动）万元95116.5020吨煤投资（静）元/t217.8921吨煤投资（动）元/t396.3222吨煤成本元/t101.0823劳动生产率（井下）t/工33.6124劳动生产率（全员）t/工7.57 第二部分城郊矿施工组织设计 中国矿业大学建筑工程学院毕业设计说明书-39-编制依据1.《河南永夏矿区城郊井田首采区地震勘探工作报告》2.《河南省永夏矿区城郊矿井井筒检查孔地质报告3.《河南永城煤田城郊井田勘探地质报告》及审批决议书4.《煤矿安全手册》5.《矿山井巷工程施工及验收规范》6.《中华人民共和国矿山安全法实施条例》和《中华人民共和国矿山安全法》7.河南永夏矿区城郊矿井施工组织设计（修改）说明书8.城郊矿井优化补充设计及审批意见9.城郊矿井施工组织设计审批意见10.河南永夏矿区城郊矿井工业场地通讯线网平面图 中国矿业大学建筑工程学院毕业设计说明书-39-1建井施工准备矿井建设工程是一项以矿建为主，矿建、土建及机电安装三大工程综合施工的工程。其工程量大，技术复杂，所需的设备多，施工工期长，投资巨大。一般说来，在完成土地征用之后，首先要进行施工准备工作，以解决“五通一平”、环境保护、以及对外协作等问题。施工准备工作工作量大、涉及面广，其工作好坏直接影响到后续井筒的施工。只有充分做好施工准备工作，才能使矿井开工后正常地，不间断地快速施工，最大限度地发挥施工队的作用，加快矿井建设的速度。1.1建井施工条件1.1.1供水1.供水水源本矿井可靠的供水源是新生界第三系上新统含水层。其含水量大，含水砂层厚55.58～116.6m，水质符合要求。另外，井下排水经处理后，也可作为消防、洒水和选煤厂洗煤等供水源。2.供水方式工业广场土建工程施工及生活用水由矿井永久水源井供给，两水源井成对布置，井距不超过5m，供水量分别为80m3/h及50m3/h。在建井准备期先在工业场地东北角变电所附近建成一深一浅两个水源井。深井建在第三系上新统孔隙承压含水层，井径300mm，深270m，供水量为1109m3/h；浅井建在第四系更新统孔隙承压含水层，井径300mm，深70m，作为备用水源。另建两座600m3日用消防水池，日用消防水泵房、水塔及部分供水管线。两消防水池合用一座7.5m×5.0m×3.0m泵房，水源泵采用二台潜水电泵，型号10JQ80－60，80m3/h，0.6MPa，配用电机功率33kW。工业广场主、副井井筒施工时冻结站冷却补充水量大，设计考虑在主副井以北约600m范围内建临时水源井，井径300mm，深270m。选用一台250JQA80×6型深井潜水泵，67～110m3/h，1.11～0.60MPa，配用电机功率40kW。临时水源井输水管选用两条DN250承插式给水铸铁管，送至工业场地临时冷却站循环水池。1.1.2供电在矿井施工准备阶段，工业场地建35kV临时变电所。在矿井35kV 中国矿业大学建筑工程学院毕业设计说明书-39-临时变电所投运前，利用位于矿井东北方向的张桥变电所架空线路，并在距工业场地最近点向工业场地架设单1.5km架空线路。在井筒冻结开始时，根据施工进度安排，矿井35kV临时变电所已经建成并投入使用。此时风井地面6kV临时变电所建成投运，其中6kV电源利用风井永久电源线路引自矿井35kV临时变电所。矿井35kV临时变电所电源线路利用110kV永久电源线路。1.1.3运输1.场内运输场内运输主要采用汽车和窄轨运输。土建工程施工运输时均采用汽车，1m3胶轮翻斗车和手推车运输。井巷工程施工采用窄轨铁路运输为主，汽车运输为辅。副井井口设有材料线，地面材料、设备等运至副井井口经编组后下井，井下运至井口的矸石在副井井口上编组后，由机车牵引至矸石山。2.场外运输该矿井工业场地北靠永城县宝塔路，该路向东1.2km与永（城）徐（州）公路相通，可作为运输施工所需材料和设备的进矿公路。另外，该矿井铁路专用线在青（町）永（城）铁路的永城集配站北端接轨，全长7.05km，也可解决一部分施工所需的材料和设备的运输问题。1.1.4通讯在建井准备期，主要采用无线电通讯。在矿井工业广场和矿务局各设一台无线电话机，在北翼风井和工业广场内各设一台袖珍无线电话机；矿井10kV变电所和张桥35kV变电所各设一台无线电话机，作为临时电力调度通信。矿井施工前期，待通信线网施工完毕后，可将永久的生产调度程控电话交换系统安装到位，投入使用。此间，城郊矿井与矿务局通讯利用永久的数字微波实现两地交换机之间的中继传输。矿井施工后期，当地面及井下的生产、生活等一系列设施基本建设，且永夏矿区通信系统形成后，可将永久通讯设施安装并使用。1.1.5排水场区平场坡度一般为5‰。场前区雨水直接排至宝塔路边沟，其它场地通过有组织的汇水坡汇至场排水沟，由场区南部卸矸场地边缘的排水沟直接排至大青沟，过大青沟河堤段采用直径为1.0m、管长35m的砼涵，。 中国矿业大学建筑工程学院毕业设计说明书-39-1.1.6工业广场平整及排矸建井初期利用临时排矸场取土将主、副井及主要建筑物位置一次垫高至永久标高。其余位置可利用施工期间排矸有秩序地逐步垫至设计标高。临时排矸场布置在工业场地东约150m的首采塌陷区内，排矸容量为6年占地3.71km2。主、副井区排出的矸石经矿车先后回填工业场地、铁路装车站、进矿公路，剩余部分排至临时排矸场堆放。1.1.7其它建井条件矿井所需道碴、料石和石屑等建筑材料可由县城北约的芒山采石场提供；砖、灰可就近提供；所需钢材、木材、高标号水泥由外地采购；砂从山东、徐州运来。建井工程可由河南省矿建三公司承担，所用工人主要由该公司抽调，并可雇佣当地民工及部分其他施工队伍。1.2建井技术准备1.2.1矿井施工方案矿井建设一般有以下两种施工方案：单向掘进和对头掘进。(1)单向掘进由井筒向采区单方向地掘进井巷连锁工程。即井筒掘进到底后，由井底车场水平通过车场巷道、石门、主要运输巷道直至采区上山、回风巷及准备巷道。这种方案的优点是：建井初期投资少，需要劳动力及施工设备少；建井施工组织及管理工作较简单；采区巷道容易维护、费用较省；测量技术要求相对较低。其缺点时：建井工期较长；通风管理工作较复杂；安全条件较差。(2)对头掘进井筒开凿与两翼风井平行施工，并由主、副井井底与两翼风井同时对头掘进。这个方案的特点是由风井提前开拓采区，由主副井开拓井底车场、硐室；并且加快主副井的装备，以适应整个矿井提前投产的需要，可缩短建井工期。其缺点是增加部分施工设备及临时工程费，需要劳动力较多，施工管理工作较复杂。结合城郊矿井的实际情况，由于北一风井位于工业广场以外，且距主副井较远，为争取北翼采区早日投产，故在北采区方向选用对头掘进的施工方案。可采用加强管理工作，精心组织，克服对头掘进施工的缺点。东翼采区方向由于缺乏对头掘进条件，采用单向掘进。1.2.2主、副井筒施工顺序主副井的施工顺序，一般有以下两种方案： 中国矿业大学建筑工程学院毕业设计说明书-39-方案1：主井先开工；方案2：副井先开工；方案1的优点：主井断面（22.9m2）较副井断面（38.5m2）小，利用小断面主井超前掘进，可为施工条件较为复杂的副井提供资料。考虑到主井箕斗装载硐室与主井同时施工，会占用一部分工期，主井较副井先开工可使主井早日到底，有利于主副井与风井的早日贯通，缩短建井总工期。方案2的优点：副井先开工，到底后进行永久装备或临时改绞，则井底车场可利用副井提升，加快井底车场的施工。缺点是：由于副井井筒断面较大，施工速度不易保证，可能会增加建井工期。考虑到主井箕斗装载硐室与主井同时施工，会占用一部分工期，为保证主、副井的施工速度，尽早进行主副井的短路贯通，缩短建井总工期，确定采用方案1，即先开工主井后开工副井。1.2.3主副井与风井的施工顺序主副井与风井的施工顺序一般有：风井先于主副井施工和主副井先于风井施工两种方案。一般说来，位于主要矛盾线上的风井井筒，要求与主副井同时或稍后于主、副井开工；非主要矛盾线上的风井井筒，开工时间可适当推迟，推迟时间以不影响井巷工程建井总工期为原则。本矿井北一风井不在整个建井工程网络的主要矛盾线上，故采取第二种方案，即主副井先于风井开工方案。但为了改善通风条件，尽早使北采区投产，应合理安排风井推迟主副井开工的时间。1.2.4贯通点的选择主副井施工到井底车场水平后，应尽快进行短路贯通，以便为通风、排水、提升等设施的改装创造条件。贯通点的选择，应使主副井贯通距离最短，要有利于尽早实现短路贯通。由于本矿井设计主井施工工期为12个月，箕斗装载硐室为3个月，副井施工工期为11个月，马头门为2个月，且主井先于副井2个月开工，故主、副井同时到底。考虑到到底后，主井队伍与副井队伍工程量的平衡，将主副井贯通点选择在3#交岔点处。根据建井现场经验，主副井与风井的贯通点应控制在运输大巷与采区上山的交接部分。本矿井由于主副井与风井相距较远，因此将主井与风井的贯通点选择在北翼轨道运输石门与采区运输大巷的交叉点处。 中国矿业大学建筑工程学院毕业设计说明书-39-1.3矿井开工前的工程准备1.3.1矿井开工前工程准备工作的重点项目毋庸置疑，准备期的长短，将直接影响到投资效果。所以在保证施工准备达到一定标准的前提下，应努力缩短准备工期，使矿井尽早开工。准备期的工作，应该有利于后续主要矛盾线上工作的开展，以缩短整个建井工期。本矿井在全面作好准备工作的同时，重点应放在主井井筒开工的准备工作上。1.3.2施测定位井筒开工前，就近根据国家的测量控制点，确定矿区三角网。根据三角网，实测矿区地形图，完成矿井工业广场的测量基点、导线和高程的设置与测量工作。并设置井筒中心线基桩和十字中线基桩，标定地面永久建筑物位置及工业广场范围。井筒十字基桩在井筒每侧设4个间距25m的点，离井口最近的十字中心线点距井筒40m。1.3.3井筒检查孔地质资料对于矿建施工有着举足轻重的作用，为探明矿井各井筒及井底车场的地质情况，在井筒准备期前，在主副井附近打检查孔。检查孔均打在井筒之外，距相应井筒中心均为20m，各检查孔深度均超过各自井深10m。1.3.4工业广场的平整整个工业广场采用分片、分期进行的方式进行平整。首先平整井口附近及周围各运输线路，办公广场各建筑物四周。此时尚无矸石可利用，可到设计临时矸石场取土回填。然后，用掘进矸石陆续有秩序地回填各段工业场地。场地平整和回填要时注意预留永久建筑物的地基以及地下管网沟的基础。1.3.5永久设施利用情况为了节约建设投资和缩短建井工期，应该尽量利用可利用的永久建筑和设施。本着这个原则，本矿井建设准备期尽量建设永久生产、生活设施，以减少不必要的投资。矿井利用的永久设施见表1-1。 中国矿业大学建筑工程学院毕业设计说明书-39-表1-1永久设施利用表序号永久建筑设施名称面积/体积临时用途1行政办公楼（含化验、机房、通讯、井下安装临测）2460/同永久2更衣、浴室、灯房（含自救器、保健急救、井口供应站）5562/同永久3食堂1450/同永久4矿井修理间及综采设备库2499/26063同永久5油脂库、叉车库、内燃机车库224/940同永久6材料供应站888/4174同永久7木工房199/895同永久8汽车库421/1768同永久9锅炉房548/3198同永久10烟囱高35m同永久11烟道长10m同永久12日用消防水池/1200同永久13水源井水泵房41/154同永久14水塔/150同永久15砼专用场地9636/同永久16砖砌围墙1917m同永久17铁栏杆围墙300m同永久18挡土墙/426同永久1.3.6大临工程主要大临工程见表1-2。表1-2大临工程一览表序号工程名称建筑结构建筑面积（m2）1主井提升绞车房砖木2722主井副提升绞车房砖木2523井口房、安全调度办砖木2504压风机房砖木2755压风机冷却水池砖混70m36变电所砖混2307机修车房砖木560 中国矿业大学建筑工程学院毕业设计说明书-39-续表8钢筋棚砖木2409稳车房砖木45010搅拌站棚砖木10011材料仓库砖木28012木工房砖木13513料场砼8001.3.7缩短准备期的措施1.充分利用永久建筑物、构筑物和可利用的永久设备；2.采用活动房屋和移动装配式设备施工；3.合理组织，合理规划，专项工作由专人负责，加强对外协作；4.加快准备工作中连锁工程项目的准备；5.严格按照施工准备期的网络图进行施工；6.做好施工准备工作的综合平衡。1.3.8准备工作及工期矿井建设主要准备工程见表1-3，准备期施工网络图见图1-1。图1-1准备期施工网络图 中国矿业大学建筑工程学院毕业设计说明书-39-表1-3主要准备工程表序号任务名称工期(工作日)开始日期结束日期1施工准备开始002-9-102-9-12场地平整6102-9-102-10-313供水工程9102-9-102-11-304供电工程12202-9-102-12-315排水工程9202-11-103-1-316通讯工程6102-9-102-10-317拆除试压3003-9-103-9-308冻结站安装6103-5-103-6-309冻结孔钻进12303-5-103-8-3110井筒冻结15203-10-104-2-2911井架、封口盘安装6103-10-103-11-3012地面预注浆18102-11-103-4-3013绞车房及绞车安装12003-1-103-4-3014压风机房及压风设备安装15103-1-103-5-3115地面运输及排矸系统设置8803-2-103-4-2916通风机安装12203-6-103-9-3017砼搅拌站设置9202-11-103-1-3118大临供水6102-9-102-10-3119工建施工准备9202-11-103-1-3120任务交待楼施工21203-2-103-8-3121食堂施工12003-2-103-5-3122浴室施工12003-2-103-5-3123办公楼施工21403-6-103-12-3124主井井筒开工004-2-2904-2-29 中国矿业大学建筑工程学院毕业设计说明书-39-2井筒施工在煤矿建设中，立井井筒施工是关键工程。虽然立井井筒掘进工程量只占矿井建设总工程量的4%~5%左右，但工期却占了建井总工期的40%左右，因此，加快立井掘砌速度，是缩短矿井建设总工期的关键。城郊矿主井先开工，故在编制施工组织设计时以主井井筒为主。2.1井筒概况2.1.1井筒特征城郊矿井筒主要技术特征见表2-1，井筒断面图如图2-1、2-2、2-3所示。表2-1城郊矿井井筒特征表序号名称单位主井副井北一风井1井口坐标经距Xm39442410394431539440815纬距Ym3757160375718037580252井口标高m+34.6+34.6+36.54井筒深度m539.6565.6436表土层厚度m319319364冻结厚度m3933935净m5.47.05.4m5.06.55.0掘进冻结段m7.45～7.859.45～9.857.1基岩段m5.77.46净m222.938.522.9m219.633.219.6掘进冻结段m243.6～48.470.1～76.239.6基岩段m225.543.07厚度冻结段m1.001.200.55/0.75m1.351.60基岩段m0.350.45材料冻结段m钢筋砼钢筋砼钢筋砼基岩段m素砼素砼8井筒装备一对20t箕斗一对双层四车罐笼梯子间 中国矿业大学建筑工程学院毕业设计说明书-39-图2-1主井井筒断面图 中国矿业大学建筑工程学院毕业设计说明书-39-图2-2副井井筒断面图 中国矿业大学建筑工程学院毕业设计说明书-39-图2-3风井井筒断面图 中国矿业大学建筑工程学院毕业设计说明书-39-2.1.2井筒的地质水文条件井筒穿过地层地质柱状图见图2-4。 中国矿业大学建筑工程学院毕业设计说明书-39-图2-4井筒地质柱状图 中国矿业大学建筑工程学院毕业设计说明书-39-1.主副井筒穿过的岩层特征主井井筒深539.6m，副井井筒深565.6m，井筒穿过岩层为第三、四系冲积层，二迭系上、下石盒子组和二迭系山西组。第三、四系冲积层厚度293m，主要由沙层、粘土层、粉质粘土、亚砂土及亚粘土等交替沉积而成，砂层总厚113m，粘土层总厚110m，该地层稳定性差。二迭系上石盒子组总厚度约78m，主要为，厚度36.7m，中粒与中粗粒砂岩厚12.9m，其余为粉、细粒砂岩。二迭系下石盒子组厚约89m，其中，中细砂岩厚20.70m；泥岩、砂质泥岩厚度40.0m；其余为铝质泥岩、煤层等。二迭系山西组，主副井筒穿过该地层的厚度分别为82.9m和96.0m，主要由粉、中粒砂岩和砂质泥岩组成。2.水文地质特征井筒穿过的含水层有：第四系全新统孔隙潜水含水段：埋深20.6m，主要为粘土及砂质粘土，中间夹0～5层粉、细砂。层位不稳定。第四系更新统孔隙4～8层砂层组成，以中砂层为主，各砂层以粘土或砂质粘土相隔。上第三系上新统孔隙承压含水段：埋深108.2～249.1m，由11～17层砂岩组成，以粘土质砂为主，各砂层以粘土、砂质粘土相隔，底部为厚层粘土层与基岩含水层相隔。上石盒子组裂隙承压含水段：埋深354.2～383.7m，由一层厚8.7m的细粒砂层和一层厚4.2～9.5m的中粗粒砂岩组成，裂隙比较发育，富水性较好。下石盒子组裂隙承压含水段：三煤组直接充水岩层，埋深382.8～442.8m，由4层砂岩组成，以中细粒砂岩为主，砂岩层累计厚度16.4～26.7m，裂隙不发育，富水性弱。山西组裂隙承压含水段：二2煤层的直接充水岩层，主要为细中粒砂岩，其间为泥岩、砂质泥岩或粒砂岩层，并起隔水作用，富水性弱。2.2表土段施工2.2.1表土段施工方案的选择本矿井主副井所通过第三、四系冲积层，厚度均在290m 中国矿业大学建筑工程学院毕业设计说明书-39-以上，主要由粘土、粉细纱组成，富水性强，稳定性差。普通的井筒施工方法显然不能满足要求，必须采用特殊凿井法才能通过。根据我国特殊凿井技术的现状以及井筒实际的地质条件，对常用的几种特殊凿井方法作如下比较：1.钻井法钻井法施工机械化程度高，而且井壁为预制，强度容易保证。但是根据我国目前的钻井法施工技术状况，钻井法垂直精度不高，而主副井井筒内有提升设备，不允许井筒产生偏斜，故拟不采用钻井法施工。本矿井北一风井可采用钻井法施工。2.沉井法沉井法施工技术在我国已日趋完善，它具有施工工艺简单、施工设备少、造价比较低等优点。但是它和钻井法一样，精度不容易控制，故在此不采用。3.冻结法根据我国特殊凿井技术的现状，冻结法是一种技术相当成熟的施工方法。采用冻结法施工安全性高，施工工期短，费用低。因此，本井筒决定采用冻结法施工。主副井冻结参数见下表：表2-2主副井筒冻结施工参数表序号项目单位主井副井备注1冻结深度/差异冻结深度m390/335400/3402防片帮孔深度m2202203控制层井壁温度℃-10-104冻结壁厚度砂层m4.24.9粘土层m5.445.435主冻结孔圈径m14.417.06防片帮孔圈径m9.511.57主冻结孔控制孔间距冲积层m2.802.80基岩m4.504.508测温孔个数/深度个/m2/3901/2902/4001/2909水文孔个数/深度个/m1/2451/361/2601/8610冻结管规格主冻结管mmφ140×7φ140×7防片帮冻结管mmφ127×5φ127×5151井筒需冷量MJ/h8071.119600.67冻结站最大需冷量17671.7612总装机容量MJ/h56898.6113实际制冷能力MJ/h19016.02 中国矿业大学建筑工程学院毕业设计说明书-39-2.2.2施工方法简述1.作业方式采用短段掘砌单行作业方式。掘进段高应根据掘进深度、冻结壁厚度和平均温度、岩层的性质以及冻结管的偏斜，井帮稳定性等因素综合考虑确定：井筒试挖和正式开挖初期冻土未扩入井帮时，掘进段高控制在：粘土及砂质粘土1.0~1.2m，砂层及砾石层1.0~2.0m；当冻土已扩入井帮，井帮的稳定性较好时，可加大段高，一般砂土与粘土层小于2.5m，铝质粘土1.1~2.2m，砂3.3~6.6m。2.冻土挖掘根据冻结壁距井帮的距离和井帮的稳定情况应采用不同的掘进方式。当冻结壁距井帮较远，井帮松软，片帮严重时，采用短段分块掘进方式；当冻结壁距井帮较近，井帮不稳定时，宜采用短段台阶式掘进，并挖超前小井集水；当冻结壁已接近井帮时，可采用一次全断面掘进方式，但仍要挖超前小井；当冻结辟已进入井帮时，可超前一米先挖未冻土，再用风动工具掘冻土；当下部冻土已进入井帮时，应先抓取井筒中心处的未冻土，对冻土宜采用风镐、风铲破土，尽可能不放炮，对已冻实的砾石砂层以及用风动机具挖掘困难的岩（土）层，可以采用浅眼少装药量的爆破法松动冻土，但应编制爆破安全作业规程报上级批准并严格确保不能损坏冻结管。3.砌壁施工主井井筒施工所用设备见表2-3。砌壁施工采用底卸式吊桶送砼，吊盘分灰经斜溜槽入模。外层井壁砌壁：外层井壁直接与冻结壁相接触，且井壁较薄。为保证砼在降至零度前获得足够的强度，要求砼的入模温度为15℃~20℃，加入适量的复合早强剂和减水剂等，提高砼的早晚期强度。内层井壁施工：内层井壁采用液压滑模施工，自上而下浇筑砼，连续滑升（脱模），直至井口。2.2.3表土段施工工期的确定每月按30天计算，每天一循环，每循环净进尺2m，则月进尺为60m。但考虑套内壁的时间，按月进尺40m计算。这样，在表土段393m的情况下，主井表土段施工工期为10个月。 中国矿业大学建筑工程学院毕业设计说明书-39-2.3基岩段施工2.3.1基岩段施工方案立井施工方式的选择，对井筒上下所需凿井设备的数量、劳动力的多少等都有很大的影响，而且决定能否合理地利用立井井筒的有效作业时间和作业空间，充分发挥各种凿井设备的潜力，因此，在组织立井快速施工时，施工方案的选择具有特别重要的意义。由于各种施工方式都受多方面因素影响,都有一定的使用范围和条件，所以选择施工方案时，应综合分析以下方面因素：1)井筒基岩段直径和深度；2)井筒穿过岩层的性质及涌水量的大小；3)可能采用的施工工艺及技术装备条件；4)施工队伍的操作技术和施工管理水平。一般说来，井筒基岩段施工有三种方案：(1)掘砌单行作业这种作业方式的最大优点是工序单一，设备简单，管理方便。当井筒涌水量小于40m3/h时，任何工程地质条件均可使用。(2)掘砌平行作业这种作业方式是在有限的井筒空间内，上下立体交叉同时进行掘砌作业。空间、时间利用率高，成井速度快。但井上下人数多，安全工作要求高，施工管理较复杂，凿井设备布置难度大。(3)混合作业这种作业方式是为克服短段单行作业井壁接茬多，井壁整体性能差，而增大模板高度，砼浇灌量增加、浇灌时间过长等问题，在其基础上派生出来的一种作业方式。其使用条件、某些施工特点与短段单行作业基本相同，只是施工管理要求较高。短段单行作业除具有单行作业的优点外，又具有适用面广、降低成本、改善作业条件、施工比较安全等优点。结合本矿井实际情况，本矿井采用该种作业方式。根据井筒检查孔提供的资料，基岩段砂岩裂隙承压含水层涌水量分别为15m3/h、35m3/h和150m3/h；距井筒落底-505m水平7.74m为L11，而L11、L10、L9、L8有水力联通，涌水量可达735m3/h。为最大限度地减少井筒涌水量，争取“打干井”和谨防突水淹井事故的发生，采用地面预注浆方式封水。经地面预注浆后，涌水量可降到很小。2.3.2施工方法一、钻眼爆破作业1.钻眼方法及机具 中国矿业大学建筑工程学院毕业设计说明书-39-在整个钻眼爆破工作中，钻眼所占工时最长。因此，加快钻眼速度，加大眼深，提高眼孔质量，以及提高钻眼的机械化程度对加快建设，缩短工期具有不可忽视的作用。结合城郊矿井井筒条件，为了提高掘进速度，加强施工机械化作业操作水平，选用FJD—9型伞型钻架，YGZ—70型导轨式交频凿岩机，φ25mm×4500mm六角中空钎杆；φ55mm“十”字型合金钻头打眼。2.爆破工作井筒掘进采用深孔、光面、光底直眼挤压式爆破新技术。选用长330mm水胶炸药；雷管为8#毫秒延期长脚线电雷管，380V动力电源起爆。FJD-9型伞钻的一次钻进行程为3.7m，炮眼深度按3.6m计，循环进尺为3.0m。3.装岩与提升工作选用凿井专用提升机和主提3m3、副提2m3吊桶各一个。抓岩机选用HZ-6型中心回转抓岩机，其抓斗容积为0.6m3，技术生产率为50m3/h。井口用座钩式自动翻矸装置。矸石吊桶提至卸矸台后，通过翻矸装置将矸石卸出，卸载后的矸石经过溜矸槽直接落于地面矸石仓，再集中时间用装载机和自卸汽车排运。4.井壁砌筑本矿采用了短段单行作业，取消了临时支护。为便于机械化施工，加快砌壁速度，砌壁采用整体下放式金属模板，模板由3台稳车悬吊，脱模装置为油压千斤顶，模板高度3m。混凝土搅拌站布置在井口房附近，搅拌好的混凝土经由吊桶送到井下吊盘上的分灰系统，送入模板。采用滚班作业，每循环砌壁段高3m，砌壁月进度取75m。施工工期为2个月。主井井筒施工所用设备见表2-3。表2-3主井施工设备一览表序号配套设备名称配套设备型号单位数量备注1凿岩设备FJD-9型台12装岩设备HZ-6型台13提升设备主提升机2JKZ-3/15.5台1凿井专用提升机、双卷筒单钩提升副提升机JKZ-2.8/15.5台1吊桶2.0，3.0m324模板高3～3.5m个1液压自动脱模备用一台5通讯BKJ-62-2台26凿井绞车JZ2系列台0～15视具体施工条件悬吊方式不同，数量自定7井架新Ⅳ型架2 中国矿业大学建筑工程学院毕业设计说明书-39-2.3.3井筒基岩段掘进进度城郊矿井各井筒掘进进度见表2-4。表2-4井筒掘进进度表井筒表土段（月）基岩段（月）合计（月）主井10212副井9211北一风井152.3.4施工辅助生产系统提升、压风、通风、排水、掘砌吊盘、凿井井架是立井施工的主要辅助工作，若处理不好，会影响施工速度、工程质量和人员安全。1.提升系统采用两套单钩提升，主提为双滚筒，以备临时改绞用。这样即可以满足出矸和提伞型钻架的共同需要。凿井用绞车稳车和钢丝绳情况见表2-5。表2-5凿井用稳车和钢丝绳一览表序号名称规格钢丝绳提升机或凿井绞车备注型号根型号卷筒中心台数电机功率1主提吊桶2m318×7-37-170-特12JKZ-3/15.50.801800配11t钩头2副提吊桶2m318×7-28-155-特1JK-2.5/15.50.801450配9t钩头3主提稳绳6×7-30-155-Ⅰ22JZ2-16/8001.051554副提稳绳6×7-30-155-Ⅰ22JZ2-16/8001.051555吊泵80DGL50×106×19-40-155-Ⅰ22JZ-16/8001.05155配2台1台备用 中国矿业大学建筑工程学院毕业设计说明书-39-6吊盘2层6×19-37-170-Ⅰ22JZ2-25/8001.052757压风管,供水管φ159×4.56×19-40-155-Ⅰ22JZ-16/8001.051558风筒玻璃钢φ6006×19-31-155-Ⅰ22JZ-16/8001.051559安全梯5段500×60018×7-23-155-Ⅰ1JZA25/10001.0512210抓岩机HZ-618×7-37-170-特1JZ2T10/7001.0514511模板金属活动下行模板6×19-23-155-Ⅰ3JZ-10/8000.8034512电缆放炮电缆一趟18×7-12.5-155-Ⅰ1JZA5/10000.681222.通风凿井期间通风常有抽出式和压入式两种。由于抽出式通风具有井内空气清晰，激光光点清楚，放炮后经短暂间隔人员就可返回工作面等优点，故拟采用抽出式通风，井筒内吊挂玻璃钢风筒，主副井风筒直径分别为φ600mm和φ800mm。地面安设轴流式风机抽风，吊盘安设SCF-7型湿式除尘局部扇风机向工作面送风。3.排水凿井期间排水设备选用80DGL50×10型高扬程吊泵两台（一台备用）和QOB-15型气动膜片泵。吊泵悬吊在吊盘上方，水箱设在吊盘上，工作面采用气动膜片泵转水。井筒下段选用φ273×10mm无缝钢管，井筒上段排水管及吸水管选用φ273×6mm无缝钢管。排水管敷设两趟，一趟备用。4.压风凿井期间压风设备选用5台L5.5-40/8型空压机（其中3台工作，2台备用）及检修配TDK299/30型同步电机。井筒敷设φ219×6mm风管，大巷敷设φ133×4mm无缝钢管作为压风管路。 中国矿业大学建筑工程学院毕业设计说明书-39-2.4井筒安装2.4.1井筒安装作业方式井筒安装有分次安装和一次安装两种方式。井筒装备的分次安装是指先中国矿业大学建筑工程学院毕业设计说明书-57-从井口向下安装全部罐道梁、梯子间、平台、梯子和管路电缆卡子等。再由下向上在吊架（吊笼）上安装罐道，最后由井底向上安装管路。这种作业方式的优点是：每次安装内容单一，工作组织简单，能适应各种罐道梁层格布置形式。缺点是：安装分三次进行，每次都需改装安装设施，工序重复，施工时间长。井筒装备的一次安装是在吊盘上自下向上，将全部井筒装备一次安装完毕。与分次安装相比，一次安装简化了工序，安装速度大大提高，从而缩短了建井工期。但这种安装方式施工组织复杂，所需设备较多。结合城郊矿实际井筒装备情况和施工队伍的技术水平，为加快施工速度，提高工效，本矿井主副风井均采用一次安装作业方式。在施工中可通过合理布置设备、加强组织管理来克服一次安装的不足之处。2.4.2主要设备和设施主副井一次安装采用五层吊盘：第一层用于模具找正、固定，打锚杆眼和测孔；第二层用于安装罐道梁锚杆，并进行拉力试验，安装托架、罐道梁和电缆架；第三层用于安装梯子间；第四、五层用于安装罐道。待本工序施工到底后，将一、二盘进行小改装后，再由下而上安装排水、压风、洒水管路及敷设电缆。吊盘间距4m，层间有行人梯，四周设有安全栏杆。风井所需安装的设备较少，故采用二层盘即可。2.4.3井筒安装工期主井安装工期为4个月，副井安装工期为6个月，风井安装工期为1个月。 中国矿业大学建筑工程学院毕业设计说明书-57-3井筒过渡期与井底车场施工组织3.1井巷过渡期施工组织当井筒掘进到底后，为了及时转入井底车场及主要巷道的施工，必须对井筒上下掘进井筒所用的设备和施工组织加以改组，以适应巷道施工的需要。为此，往往需要占用一段时间，这段由井筒施工转入井底车场平巷施工的时期称为井巷过渡期。其主要内容有：主副井短路贯通；进行服务于井底车场用的提升、通风、排水和压风设备的改装；井下运输、供水及供电系统的建立；劳动组织的交换等。3.1.1井筒毗连硐室施工一、副井马头门施工副井马头门是直接与副井井筒相连的主要硐室。它的施工必须考虑与井筒施工的关系和对凿井设备的利用。马头门的施工一般安排在凿井阶段进行。本矿井副井马头门位于二2煤层底板的粉砂岩及细粒砂岩中，围岩比较稳定。马头门总长度56.4m，总掘进体积为1503m3，半圆拱形断面。马头门所处地层情况见图3-1。1.施工方案根据与井筒施工顺序的不同，马头门的施工方案一般有两种：方案1：马头门与井筒顺序施工待井筒施工到底后，再回过头来施工马头门。该方案的优点是马头门施工不占用井筒施工期，缺点是施工设备需重新布置，造成投资浪费；高空作业，安全性差。方案2：马头门与井筒同时施工这种方案在井筒围岩条件相对较好的情况下采用。马头门和井筒一起施工，同时掘出。该方案的优点是可以充分利用凿井设备，施工工序简单，功效高，工作条件好，安全性好。其缺点是占用井筒施工期。根据城郊矿井实际情况，本矿井井筒围岩条件较好，故拟采用方案2，马头门施工与井筒施工同时进行。2.施工方法马头门因与井筒相连接，断面较大，又受施工条件的限制，故一般采用自上而下的分层施工法。由于围岩稳定，分层高度取2.5～3m。当井筒掘进到马头门上方5~10m 中国矿业大学建筑工程学院毕业设计说明书-57-处时，井筒停止掘进，将上段井壁砌好。继续下掘井筒至第一分层底板处，用钻眼爆破法掘出马头门拱顶，喷砼临时支护。拱全做出后，由里向井筒方向砌筑拱，并与上段井筒整体浇注好。随井筒下掘马头门各个分层，同时浇注各层的侧墙和井壁。穿过马头门部分后，井筒继续施工到底，剩余工程在主副井贯通后随车场巷道一起施工。图3-1马头门地质条件及施工顺序3.施工工期马头门施工工期为2个月。二、箕斗装载硐室箕斗装载硐室是直接与主井井筒相连的主要硐室。它的施工必须考虑与井筒施工的关系以及对凿井设备的利用。箕斗装载硐室自上而下位于粉砂岩、中粒砂岩及砂质泥岩中，各岩层比较稳定。装载硐室全部抬高方式，可避开L11和L8灰岩，能够满足安全隔水层厚度的要求。箕斗装载硐室的地质条件见图3-2。1.施工方案根据箕斗装载硐室与井筒施工顺序的不同，一般有以下两种施工方案：方案1装载硐室与井筒顺序施工。井筒施工时，在和硐室相连部分预留硐口，并做临时支护。井筒到底后，再掘砌硐室。这种方案的主要优点是硐室施工不占用建井工期。但主井凿井设备都已全部拆除，需重新安装一套临时施工设施，又是高空作业，对安全工作要求较高。因此装载硐室的施工比较复杂。方案2装载硐室与井筒同时施工。这种方案的优点是能充分利用凿井设备，一次成井，工作简单，效率较高。不足之处是要求硐室围岩稳定，允许大面积暴露，而且组织管理较为复杂，硐室施工占用井筒施工工期。根据本矿井的实际情况，确定采用方案2，即箕斗装载硐室和井筒同时施工。2.施工方法 中国矿业大学建筑工程学院毕业设计说明书-57-井筒掘至箕斗装载硐室上方4～6m处停止掘进，将上段井壁砌好，然后继续向下掘进井筒，并同时施工箕斗装载硐室。硐室施工采用下行分层掘砌交叉作业施工方法，分层高度为2.5～3.5m。按图3-1-2所示的顺序依次施工。具体施工工艺如下：采用光面爆破技术，掘完一分层，进行锚喷支护，待硐室完全掘出后，自下向上，一次整体浇注混凝土。图3-2箕斗装载硐室地质条件及施工顺序3.施工工期箕斗装载硐室工期为3个月。三、清理撒煤硐室该硐室位于井底车场水平，是主副井短路贯通线上的工程，为尽早实现短路贯通，采用一次成硐，锚喷加混凝土支护。施工中要做好施工组织工作，加快施工速度。四、其它硐室管子道，在副井掘砌时向管子道掘进5m作预留段，其余部分等到施工中央变电所和主排水泵房时再施工。3.1.2主副井短路贯通主副井施工到井底车场水平后，应首先进行短路贯通。以便为提升、通风、排水等设施的迅速改装创造条件。选择临时贯通巷道时，应考虑的原则是：主副井之间的贯通距离最短，弯曲最少，便于车场施工初期两井之间的运输、调车；巷道位置要考虑主井临时改绞时的提升方位和二期工程重车主要出车方向；应充分利用矿井设计中原有的辅助硐室和巷道；与永久巷道或硐室之间应留有足够的安全岩柱。 中国矿业大学建筑工程学院毕业设计说明书-57-按照上述原则，根据井筒地质情况和主副井的施工工期以及箕斗装载硐室、马头门的施工进度，贯通点选择在3#交岔点。贯通线路为：主井系统：清理撒煤巷道→3#交岔点；副井系统：副井马头门北侧至3#交岔点。主副井到底后，应迅速组织队伍施工贯通线路上的工程，以尽早实现短路贯通。3.1.3主副井改绞方案由主井掘进到底及开拓巷道时，提升矸石量增多，运送材料、设备及人员上下增多，需要提升的能力一般约为井筒掘进时期的3~4倍。另外，转入平巷施工时，需用矿车运输，要与吊桶提升相结合，困难很多。因此，一般情况下，必须先有一个井筒改装临时罐笼，以加大提升能力。改装的主要原则是：保证过渡期短；使井底车场及主要巷道能顺利地开工；使主副井井筒永久装备的安装和提升设施的改装相互衔接；改装后的提升设备应能保证井底车场及巷道开拓时期的全部提升任务。改绞考虑以下两种方案：(1)方案1主井—副井—主井的改装顺序。主副井短路贯通后，主井改装为临时罐笼。临时改绞时，主井暂用V形矿车通过溜槽向副井吊桶内翻矸。一旦主井临时罐笼能正常运行，可以担负井下施工的提升任务后，副井即停下来进行永久提升设施安装。等副井安装完毕能担负井下施工任务时，主井再拆去临时罐笼进行永久设备安装。该方案的优点是：随着主副井提升的交替转换，提升能力在不断增强。缺点是改绞工程量大。(2)方案2副井—主井的改装顺序。主副井短路贯通后，先把副井停下来进行永久提升设备安装。在副井安装的这段时间内，井底车场施工的提升任务暂由主井的吊桶来维持，待副井安装完毕，运转正常后再进行主井永久提升设施的安装。该方案的优点是：一次改绞，工程量小，费用少。但最大的不足之处是吊桶提升为车场服务的时间过长，副井永久装备期间提升工作较为紧张。考虑本矿井实际情况，为保证改绞期间的提升能力，决定采用方案1，即主井—副井—主井的改装顺序。3.1.4主井临时改绞提升能力验算主井临时改绞后利用单层双车临时罐笼提升，配1.5t，900轨距矿车。副井永久改绞后，用2台JKMD-4×4落地摩擦式提升机，提升容器为一套1.5t矿车双层四车多绳罐笼（窄罐）和一套是1.5t矿车双层四车宽罐。在副井永久提升系统形成以前，主井罐笼承担井下巷道施工矸石的提升任务。 中国矿业大学建筑工程学院毕业设计说明书-57-按现有的2JKZ-3/15.5绞车，配备1000kW电机，对改绞后提升能力进行计算如下：电机转速为580转/分，转速比15.5，滚筒直径为3m，则最大绳速：m/s(3-1-1)加速及减速距离：m(3-1-2)式中—加速度及减速度，均取0.6m/s2.等速运行距离：m(3-1-3)式中—罐笼提升高度.则一次提升循环时间：(3-1-4)s则提升能力：==54.3m3/h式中Z—每次提升矿车辆数；K—提升不均匀系数，取1.2；—矿车容积；取1.7；—矿车装满系数，取0.9.三八制作业，每小班上下人员及运送设备1.5h，原班检修1h，则日提升能力为m3/d。取平均掘进断面19m2，独立施工月平均按80m计，则一个施工队日出矸量为：m3/d 中国矿业大学建筑工程学院毕业设计说明书-57-式中—岩石松散系，取1.9.因此，可满足10个队施工提升任务。在副井提升系统形成后，矿井提升能力将十分富余。3.1.5改绞内容及工期临时改绞内容：拆除井内部分管路及所有凿井设备，拆除吊盘、抓岩机、吊桶、伞钻、砌壁模板、放炮电缆、固定盘口及封口盘等；保留压风管、电缆、供排水管等；需安装井口的摇台、罐道架等；井底的托罐梁、双层双车罐笼及钢丝绳罐道等；需移位的有天轮，此外，需增设玻璃钢风筒一趟，并进行梯子间的永久安装。主井临时改绞工期为1个月，副井永久改绞工期为6个月，主井永久改绞工期为6个月。主井临时改绞平面布置图3-3。图3-3主井临时改绞平面布置图3.2井底车场巷道及硐室的施工顺序3.2.1车场硐室及巷道的施工原则在组织井底车场硐室和巷道的施工时，应遵循以下原则：1)井筒到底后，首先应进行主副井短路贯通；2)关键线路上的工程应保证快速不间断施工且安排高等级队伍；3)优先安排井底车场绕道的贯通，解决车场施工的运输及调车困难； 中国矿业大学建筑工程学院毕业设计说明书-57-1)各机械设备硐室开凿顺序应根据使用先后和安装工程的需要来安排；2)施工时尽量不要反复调动一个施工队；3)非关键线路上某些工程如炸药库等作为平衡工程稍后开工。3.2.2井底车场巷道及硐室的施工安排1.与井筒毗连的硐室井底车场与井筒毗连硐室主要有主井系统的箕斗装载硐室和煤仓，副井系统的马头门、管子道及中央变电所、主排水泵房等。箕斗装载硐室和马头门分别与主副井井筒同时施工。煤仓工程比较复杂，设备安装需要的时间比较长，应尽早施工。煤仓位于铝质泥岩、砂质泥岩、粉砂岩及中立砂岩中，煤仓形式为圆形立仓，净直径为7.0m，高31m，每个煤仓掘进体积1565m3，采用反井法施工。为早日利用永久排水设备，应尽量先施工井下变电所、水泵房和水仓。2.井底车场主要巷道井底车场主要巷道包括主井清理撒煤巷道、主副井空重车线、绕道以及北翼乘人车场、消防材料库等。主副井短路贯通以后，在保证通风、排水要求和连锁工程不间断施工的同时，尽可能组织多头掘进，加快施工速度，节省建井投资。另外，要尽早施工中央变电所、水泵房、水仓巷道，为提前使用永久排水系统创造条件。3.辅助硐室的施工安排井底车场辅助硐室包括等候室、保健站、工具保管室、医疗室、调度室以及机车修理间、水闸门硐室、爆破材料库等。其施工先后对建井工作影响不大，施工时间上应考虑工作队伍的平衡，同时考虑满足提升能力及通风。3.3过渡期及车场施工阶段的辅助生产系统3.3.1运输1.短路贯通前在距井口6m以内，利用人工出矸，用铁锨装矸石入吊桶；当距离大于6m时，铺设临时轨道，用前卸式矿车运输。2.主井临时改绞、副井吊桶提升期这一时期是指主副井贯通后，主井正进行临时改绞，采用V形矿车运输。矸石用V形车翻装到吊桶内。3.副井永久改绞、主井临时罐笼提升期这一时期副井正进行永久改装，主井使用临时罐笼提升，采用1tU 中国矿业大学建筑工程学院毕业设计说明书-57-形矿车运输。副井永久改装完毕后，使用副井永久罐笼提升，主井进行永久改绞。3.3.2提升1.主井临时改绞前主副井到底后，应迅速组织队伍向贯通点掘进，尽早实现短路贯通。这段时间内，主副井仍采用两套单钩、吊桶提升。其中主井主副提升均采用2m3吊桶。副井主提为3m3吊桶，副提2m3为吊桶。2.主井临时改绞后，副井永久改绞时主井采用单层双车罐笼提升，此时副井正进行永久改绞，井下各掘进头的矸石提升任务均由主井承担。3.3.3压气主井临时改绞时将压风管移向井壁，在主井底延长压风管供车场施工。井底车场施工时，所需风量大于两个井筒施工时的用量，车场施工用风由地面临时压风机房供应。采用L5.5—40/8型空压机，配TDK299/30—10型同步电机，10kV，250kW。压风管自主井引入，设置两路（1路备用），车场各巷道施工用风均引自该干管。3.3.4通风1.主副井贯通前主副井到底后，迅速组织施工队伍施工贯通线路上的巷道。此时，利用凿井期间的通风系统通风。延长主副井的玻璃钢风筒至掘进工作面前，并在主副井底设置扇风机加大通风力度。在各工作面，各配备一台BKJ66—11No.45型局扇，与地面凿井期的抽出式风机形成“短压长抽”的混合式通风系统。该阶段的通风系统见图3-4。2.主副井贯通后主副井短路贯通以后，即开始井底车场和两翼巷道的施工。井下各独头巷道的掘进通风通过安装在距交岔点一定距离的进风巷道的局部通风机进行通风。采用副井进风，乏风汇集后由主井排出。该阶段的通风系统见图3-5。 中国矿业大学建筑工程学院毕业设计说明书-57-图3-4主副井贯通前通风图图3-5主副井贯通后通风图 中国矿业大学建筑工程学院毕业设计说明书-57-3.3.5排水在主副井未贯通时，利用凿井期间排水系统排水。为满足副井永久改绞时井下排水的需求，临时排水系统要加快施工。在主副井贯通以后，主井进行临时改绞，拆除排水吊泵。这一阶段利用设置在井底车场的临时排水系统排水。临时排水除利用副井井底水窝外，另在主井绕道掘一条临时水仓巷道，以满足主副井临时排水的需要。在副井永久改装完成之前，永久排水系统已经形成。井下中央水泵房和管子道已经完工，可以利用永久水仓、水泵房和副井井筒中的永久排水管路进行排水。主副井井底的水，利用卧泵排至巷道水沟中，再流入永久水仓，最后由主排水泵房排出。3.3.6井底车场工程表及施工网络图城郊矿井井底车场工程表见表3-1。井底车场施工网络图如图3-6： 中国矿业大学建筑工程学院毕业设计说明书-57-图3-6井底车场施工网络图 中国矿业大学建筑工程学院毕业设计说明书-57-表3-1井底车场工程表序号任务名称工期(工作日)开始日期结束日期1井底车场开工005-6-105-6-12清理撒煤巷道1505-6-105-6-1533#交岔点1505-6-1605-6-3043#交岔点至1#交岔点4605-7-105-8-1551#交岔点1605-8-1605-8-3161#交岔点至4#交岔点6005-9-105-10-3074#交岔点1605-10-3105-11-158消防列车及消防材料库3005-11-1605-12-159机修车间3005-12-1606-1-1510北翼水闸门硐室1606-1-1606-1-3111北翼水闸门硐室至轨道运输巷联络巷1506-2-106-2-1512联络巷1306-2-1606-2-2813马头门北侧至3#交岔点3005-6-105-6-3014主副井贯通005-6-3005-6-30153#交岔点至主井临时绕道交岔点3105-7-105-7-3116副井马头门南侧至2#交岔点3105-8-105-8-3117副井马头门北侧至1#交岔点3005-9-105-9-3018内水仓12305-10-106-1-3119主井临时绕道3005-6-105-6-3020主井临时水仓、临时水泵房3105-7-105-7-3121主井临时绕道交岔点至2#交岔点3105-8-105-8-31222#交岔点1505-9-105-9-15232#交岔点至内外水仓交岔点1505-9-1605-9-3024外水仓15105-10-106-2-2825胶带运输巷从联络巷至1#煤仓上口12206-3-106-6-30261#煤仓6206-7-106-8-3127煤仓下口胶带运输机巷3006-9-106-9-3028等候室、工具保管室及至副井马头门南侧通道3105-7-105-7-3129主水泵房通道1505-10-105-10-1530主水泵房4605-10-1605-11-3031主变电所4605-12-106-1-1532主变电所通道1506-1-1606-1-3033管子道1606-1-3106-2-1534东翼胶带运输巷联络巷至2#煤仓上口12206-4-106-7-31352#煤仓6006-8-106-9-3036煤仓上口通风联络巷1506-10-106-10-15374#交岔点至东翼轨道运输巷联络巷12005-11-1606-3-1538联络巷施工1606-3-1606-3-3139车场完工006-10-1506-10-15 中国矿业大学建筑工程学院毕业设计说明书-57-4采区巷道施工采区巷道工程包括：轨道顺槽，胶带机顺槽，开切眼，采区变电所，采区水仓，溜煤眼等。这些巷道几乎都是煤巷。它们的服务年限一般比较短。轨道、胶带机顺槽的突出特点是掘进距离长，对巷道定向和安全工作提出了更高的要求。因此，在煤巷掘进工作中，必须做好通风、防火、防沼气、防煤尘及测量工作。4.1采区巷道的施工顺序采区上山主要有轨道上山和胶带机上山，由于采区煤层赋存比较简单，先开拓轨道上山，以便提前安装上山提升机，担负采区开拓提升任务。胶带机上山对坡度的要求较高，可在轨道上山后开拓。为达到早投产、早出煤，并尽快形成良好的通风、运输等施工条件的目的，采区设计采用双巷同时掘进的方法施工。以北采区为例，一个掘进队伍施工北翼轨道运输顺槽，另一个队伍同时施工北翼胶带输送机顺槽。为了防止采动的影响，将轨道运输顺槽先行开工，超前距离为30m。两条巷道施工完后，施工开切眼，形成北翼采区投产工作面。4.2采区巷道施工技术根据采区巷道的特点，利用煤巷掘进机配合机械化作业线施工，选用AM-50型掘进机，配可伸缩双向胶带输送机，掘出的煤经由桥式转载机，经矿车运至井底车场，由主井提至地面。其主要优点是，可把破煤、装煤、转载等工作一次完成，提高了煤巷的掘进速度，减少了施工工序，同时提高了劳动效率。与钻眼爆破法相比，该方案施工安全，优势明显。煤巷施工中采用混合式通风方式，长压短抽，以压入为主，抽出为辅。煤巷支护采用锚喷网支护技术，对于顶板破碎的煤巷区段，采用锚喷网加金属支架联合支护。采区巷道布置图4-1。 中国矿业大学建筑工程学院毕业设计说明书-57-图4-1采区巷道布置图4.3采区巷道施工安全措施由于采区煤层富含瓦斯，顺槽施工时会有大量煤尘，所以应该加强煤巷施工时的安全管理工作。1.防煤尘与瓦斯爆炸加强煤巷掘进时的通风和瓦斯安检工作，煤巷使用的电器必须安设瓦斯报警电仪，矿井因故通风系统遭到破坏后，必须有恢复通风排除瓦斯和供电的安全措施。恢复通风后，经瓦斯检查符合安全规定后，方可恢复正常施工；各掘进头不得出现循环风，巷道内应设隔爆水棚，掘进工作面设降尘帷幕；杜绝一切明火作业，严格执行防尘措施。2.防火和防水1）严禁带火源入井，采区巷道严禁一切明火；2）加强电缆管理；3）在巷道中部设置消防器材，以备不测；4）采区要根据涌水量选择合理的排水设备，在接近含水层或断层时，须钻孔探水。 中国矿业大学建筑工程学院毕业设计说明书-57-5工业广场建筑物的布置矿井工业广场施工总平面布置直接影响地面建筑设施的总体布局和矿建、土建、安装三类工程的施工配合，合理规划场地，安排工业广场各类建筑项目，优化设计施工，有助于缩短工期，节省建井投资。5.1工业广场建筑物布置原则1)合理规划，少占农田，充分利用场地；2)各种建筑布置应满足各种现行规范及防火要求，统一考虑炸药库、油脂库、加油站与一般建筑物的布置关系；3)合理确定临时建筑和永久建筑的关系，避免临时建筑占用永久建筑的位置，临时建筑的标高尽可能按永久场地标高施工；4)工业建筑与其他建筑应分开布置，临时工业建筑要尽量靠近井口；5)确定临时设施应以在最短时间内完成其辅助功能为原则；场内窄轨铁路、公路布置，应满足需要且方便施工。窄轨铁路应以主副井为中心，可直接通到材料库、坑木房、机修厂、水泥库、混凝土搅拌站、排矸场等，主要运输线路和人流线路应尽可能避免交叉；6)各类工程共用的临时工程应与相应的永久建筑就近布置，这样可利用部分设施。5.2工业广场建筑物布置一、永久建筑物的利用矿井建设期间，为了安装施工设备及满足施工单位及人员生活需要，往往要建成大量的临时工程。等工程结束，这些临时工程以要拆除，因此造成人力、物力、财力的大量浪费，增大基建投资。如果能用部分永久建筑（设施）代替临建工程，就可节省资金和材料，取得可观的经济效益，而且可以简化工业场地的平面布置，改善施工人员的工作、生活条件。本设计考虑利用行政办公楼，生活福利楼，泵房水池等部分工业场地内的永久建筑物及设施作为临时设施和各种施工用房。这样既可以节省人力、物力和财力，简化工业场地施工总平面的布置，也有利于加快矿井建设速度，减少收尾工程量，改善建井职工的生活条件。各建筑物平面位置按永久位置确定。二、临时工程布置 中国矿业大学建筑工程学院毕业设计说明书-57-本矿井施工期间，除利用部分永久工程外还需建如下临时工程以满足施工需要，如冻结站、凿井提升机房、稳车棚、井口棚压风机房、混凝土搅拌站以及直接用于土建施工的水泥库、材料库、木工房等。下面分别加以简述：1)主井区根据主井临时提升和井下进出车方向，将主提和副提绞车房分别布置在井口北、南部，主井井口四个方向对称布置；凿井稳车棚，主井调度室布置在井口东侧。2)副井区主提和副提绞车房分别布置在井口西、东两侧，凿井稳车仍对称布置。这样不占永久绞车房位置，有利于永久提升系统尽早投入运行；在井筒落底后，可保证永久绞车房、井口房的施工场地和井口进出口所必需的通道。3)冻结站为了缩短冻结管长度，冻结站布置位置应尽量靠近井筒。但由于其建筑物较多，只能将冻结站的工业性建筑集中布置在主、副井之间永久压风机房的位置，其余生活福利建筑布置在主井南部场地。4)临时压风机房由于受到场地平面布置的限制及压风机房占用场地时间较长等因素，将其布置在汽车库南侧院内，距主井相对较近，以尽量减少压风管长度。5)由于主副井及附近场地较为狭小，只能将矿建所用的砼搅拌站、砂石堆放场地、钢筋棚及水泥库集中布置在材料供应站西侧，不占用永久建筑位置。6)用于土建施工的临时工程分两部分布置，首先将水泥库布置在选煤主厂房北侧；木工房、砼搅拌站、预制场地布置在主厂房位置。由于矿井水处理设施施工较晚，故将土建工区的生活福利及仓库建筑建于选煤厂院内，在选煤厂施工的前期仍可继续使用此部分设施，最大限度地节约临时工程。三、材料及设备堆放场地矿井施工期间各种材料的供应，大部分由汽车直接运至井口附近，故副井南部的坑木场即可作为施工期间材料、设备的堆放场地。在施工期间要根据各项工程的安装地点、安装时间分别计划出各项工程设备到货后的存放场地，设备预组装场地和试验场地，以及安装工具、器材的临时存放场地，前后期要统筹安排，力求做到一址多用。四、排矸场布置矿井施工期间的矸石，除大部分用于回填工业广场、进场道路拓宽、修筑准轨路基外，剩余矸石可堆放在矿井临时矸石山。临时矸石山位于场地东侧约150m处，占地3.71公顷，铺设有地面临时窄轨，运输方便灵活。 中国矿业大学建筑工程学院毕业设计说明书-57-6建井总进度计划6.1矿建、土建、机电安装工程安排原则矿井建设由矿建、土建、安装三类工程组成。合理安排三类工程施工，做到重点突出，照顾一般，综合平衡；才能保证矿井建设有计划地完成。三类工程的安排应该遵循以下原则：1)工程安排要尽可能保持连续性、稳定性和均衡性；2)三类工程安排要有利于早出煤、早见效益；矿建工程在总工程中工作量最大，所需工期最长，是建井的主要矛盾线，因此，在工程排队中，应以矿建工程为中心，土建及安装工程与矿建工程协调进行；3)对三类工程施工进度、工程质量及投资进行动态管理，发现问题及时处理；4)做好工程综合平衡，协调各方面的部署和进度，尽量保证各工程的人员需求、技术和物资供应，使工程顺利进行。6.2建井总进度具体安排情况本矿井建设的连锁工程：主井→清理撒煤巷道→3#交岔点→4#交岔点→东翼轨道（胶带）运输石门→东翼轨道（胶带）运输巷→东翼轨道（胶带）运输顺槽→东翼采区开切眼→东翼工作面安装→东翼采区试生产→矿井联合试运转→矿井投产。主要矛盾线工程量最大，施工难度最大，施工工期最长，其决定建井总工期。因此，其它井巷工程的施工安排均围绕此线上工程展开，压气、通风、排矸、排水等辅助工作要到位。在具体施工中，主要矛盾线上的工程采用甲级队掘进，配备先进的掘进机具，以保证建井总工期和矿井建设质量。做好主要矛盾工程施工安排的同时，还应满足下列要求：1)首先保证主、副、风井筒到底后及时贯通，尽早形成通风和排水系统，以利于井下通风和排水；2)保证关键路上的工程快速不间断施工；影响后续工程的项目尽量早开工；工程量大、施工技术难度大的工程项目应提前准备；无后续工程的项目在满足通风和提升条件下可作为平衡工程；3)充分利用时间和空间，创造条件，搞好多工种多工序平行交叉作业。地面建安工程根据施工力量、材料供应及施工需要等方面综合考虑，分期分批组织施工，尽量减少临时设施； 中国矿业大学建筑工程学院毕业设计说明书-57-1)协调安排井巷施工队伍，使劳动力及其它资源平衡使用，避免突然增减，造成窝工和劳动力闲置；2)机电安装工程量大，技术难度高，矿建和土建工程施工时应积极为机电安装创造条件，并保证重点工程顺利施工。6.3建井工期（1）准备工期自2002年9月1日至2004年2月29日，计547个工作日，合计18个月。（2）主井井筒期自2004年3月1日至2005年5月31日，计457个工作日，合计15个月。（3）短路贯通自2005年6月1日至2005年6月30日，计30工作日，合计1个月。（4）主井临时改绞自2005年7月1日至2005年7月31日，计31工作日，合计1个月。（5）总工期自2002年9月1日至2008年10月31日，计2253个工作日，合计74个月。6.4加快建井速度的措施及意见为加快矿井的建设速度，缩短建井总工期，减少基本建设投资，保证工程质量，取得良好的技术经济效益，提出以下几点措施及意见：1)从矿井建设的全局把握选择最优施工方案。综合技术、经济两个方面，选择技术经济相对较优的施工方案。其中包括井筒开工顺序方案、井筒短路贯通方案、井筒临时、永久改绞方案、巷道及硐室施工顺序及施工方案等。2)抓好施工准备工作，搞好对外协作，为正常施工创造条件。3)合理地安排井筒开工顺序。设计安排主井先开工。主副井同时到底后，迅速进行短路贯通。贯通后立即进行北翼运输石门等主要矛盾线上的不间断施工。从而有效地保证主链工程的施工，确保建井总工期。4)加快井筒的施工进度。井筒工程是整个矿井建设工程的关键工程。保证井筒的施工进度，有利于缩短建井总工期，提高矿井的投资效益。由于空间及地质条件的限制，一般进度比较慢，故应选择合理的施工方案及施工方法，合理的进行机械化配套施工。加强管理，确保按正规循环，从而保证施工按进度计划进行。5)采用综掘机械化作业线，组织采区煤巷快速施工。本矿井采区煤巷施工中采用了综掘机械化设备，必须加强施工管理，加强通风、供水、防尘及辅助运料等工作，以保证综掘机械化作业线连续施工，发挥其最大的经济技术效益。 中国矿业大学建筑工程学院毕业设计说明书-57-'