主井井筒施工組織設計1建井施工準備1.1技術準備1.1.1礦區概況線。=1\*GB2⑴自然狀況=1\*GB3①地貌水系本區屬黃河沖積平原，地形平坦，地勢略呈西南高東北低，地面標高普通為+37~+40m，自然地形坡度為0.2‰。本區水系比較發育，河流溝渠縱橫成網，重要河流有紅旗河、靳莊溝、趙王河，并與區內各溝渠相貫穿，且多系人工開掘的季節性河流，旱季可引水澆灌，雨季可防洪排澇。=2\*GB3②氣候與氣象本區氣候溫和，四季分明，屬溫帶半濕潤季風區海洋～大陸性氣候。年平均氣溫13.9℃，月平均最高氣溫28.9℃（1971年7月），月平均最低氣溫-4.7℃（1980年1月），日最高氣溫42.4℃（1966年7月19日），日最低氣溫-18.7℃（1957年1月2日），平均最低氣溫月為一月，平均氣溫-1.4℃。年平均降雨量650mm，年最大降雨量1088mm（1964年），年最小降雨量363.9mm(1988年)。降雨多集中在7、8月份，春季雨少，時有春旱。日最大降雨量156.2mm(1965年7月9日)。年最大蒸發量2318.4mm（1968年），年最小蒸發量1472.4mm(1984年)，歷年最高洪水位為38.04mm.春季多南風和西南風，夏季多東南風，冬季多北風和西北風，年平均風速3.3m/s。霜期普通在每年的11月中旬至明年4月上旬。最大積雪厚度0.15m，最大凍土深度0.31m。=2\*GB2⑵1.1.2施工井筒概況=1\*GB2⑴名稱及用途施工井筒為二號礦井的主井，該井筒裝備一對12t箕斗，肩負全礦井煤炭提高的任務。=2\*GB2⑵構造規定根據井筒檢查鉆孔資料，主井穿過的地層復雜，穿過的沖積層中，粘土層所占比例較多，單層厚度大；基巖段地層多為泥巖或砂巖。又由于表土段采用凍結法施工，因此表土段井筒的井壁構造規定更高，宜采用雙層井壁；基巖水文地質條件簡樸，含水層涌水量大多不大于10.0m3/h，因此井筒基巖段井壁可采用單層素混凝土井壁。=3\*GB2⑶井筒工程地質根據主井地質報告、地質柱狀圖及有關資料，主井井筒鉆孔自上而下穿越的地層為：第四系、上第三系、二疊系（上石河子組、下石河子組、山西組），并揭發部分石炭系地層。主井井筒檢查鉆孔柱狀圖如圖1-1-2?，F分述以下：1、第四系（Q）：厚148.9m，為一套河湖相沉積，不整合于上第三系之上，重要由中～巨厚層粘土夾少量砂質粘土、粘土質砂及砂層構成。本段地層粘土、砂質粘土總厚119.85m，占該段地層的80.5％，含有較強的粘性及膨脹性。2、上第三系（N）：厚315.50m，為一套河湖相沉積，不整合于下伏基巖之上，重要由中～巨厚層粘土夾少量砂質粘土、粘土質砂及砂層構成。根據地層狀況及其組合，分為上、中、下三段。1.1.3施工圖供應與開工次序=1\*GB2⑴施工圖的供應規定礦井施工準備期內，設計單位除提交礦井初步設計外，應按計劃提供施工準備期內要組織施工和進行施工準備的施工圖，并商定施工圖供應計劃，要提交的設計施工圖涉及：工業場地等征地圖；供水、供電、公路、通訊施工圖；工業場地總平面布置圖及場地平整、場內至場外排水施工圖；主井井筒，井底車場，建井期需要運用的永久建筑設施施工圖等。=2\*GB2⑵開工次序及施工方案擬定=1\*GB3①開工次序：永久鎖口施工→井頸段外壁施工→兩盤吊掛后凍結段施工→井筒基巖段施工=2\*GB3②施工方案的擬定ａ、凍結外壁施工方案方案l：掘砌單行作業方式，掘砌段高根據凍結強度、巖層性質、掘進速度等因素綜合擬定，普通為2.5m～10m，采用井圈繩捆模板或裝配式大塊金屬模板砌壁。優點：工序簡樸，施工管理簡樸，施工較安全。缺點：井幫暴露時間較長，脫、立模勞動強度大，占用時間長，施工速度較慢。方案2：掘砌混合作業方式，使用整體下行式金屬活動模板配鐵刃角架砌壁，固定段高2.0m、3.6m。優點：井幫暴露時間短，施工安全，操作簡樸，井壁質量易持續，能夠實現部分工序掘砌平行交叉作業，施工速度快。缺點：模板加工比較復雜，外壁變徑次數多，需對應增加加塊。方案l為傳統的施工辦法，較易掌握，但施工速度較慢；方案2施工技術先進，操作方便含有快速施工的性能，可加緊凍結段施工速度。經綜合分析比較，為加緊施工速度，確保施工工期和施工質量，選擇方案2作為井筒凍結外壁掘砌施工方案。b、內壁套砌施工方案方案l：使用組裝式大塊金屬模板砌壁優點：施工工藝簡樸，可持續作業，井壁封水性能好，砼表面質量好。缺點：需多套模板，拆模、立模勞動強度大，需增加一層輔助盤。方案2：使用液壓滑升模板砌壁。優點：工人勞動強度小，可實現砼持續澆注。缺點：滑模升降操作困難，拆模時間難以控制精確，影響井壁表面質量，無法滿足高標號混凝土井壁的施工需要。通過上述方案比較，為了確保井壁質量，增強井壁封水性能，采用方案1作為內壁套砌施工方案。c、基巖段施工方案方案l：掘砌長段單行作業，采用錨噴臨時支護，掘砌段高20～40m左右。優點：施工管理簡樸，易于掌握，井壁接茬少，封水性能較強。缺點：需增加臨時支護，占用了工期，并且噴射砼回彈料不利于排水，掘砌轉換時間長，立模、拆模勞動強度大，施工速度慢。方案2：短段掘砌混合作業，固定段高3.6m。優點：圍巖暴露時間短，施工安全、不需要臨時支護，立模、拆模時間短，操作簡樸，簡化了施工工序，施工速度快。缺點：掘砌交替頻繁，井壁接茬較多。為提高建井速度，縮短工期，決定采用方案2作為井筒基巖段施工方案組織實施。1.2工程準備1.2.1五通一平礦區內地勢平坦，礦井建設的前期準備工作“五通一平”已由建設單位基本完畢。施工單位施工活動范疇內的臨時道路、臨時供電、供水、通訊及場地平整，由施工單位自己解決。1、施工供電：由建設單位提供10kv電源，裝表計量使用。2、通訊：通訊由施工單位自理。3、供水：甲方提供水源，施工單位自行安裝供水設備及管路。4、場內道路：場地道路已基本含有，臨時道路進場后根據需要鋪設。5、排水：施工場區臨時排水溝由施工單位安排施工1.2.2生活福利及工業設施主井準備期安排50天，詳見表1-2-2-1《主井施工準備期進度安排表》。副井工廣大臨工程一覽表表1-2-2-1序號用途面積（m2）位置需用時間1提高機房260+220井口東、西一期工程時間內2井口棚200井口一期工程時間內3穩車棚（160）井口東、西一期工程時間內4變電所160主提高機房一側一期工程時間內5壓風機房100井口附近一期工程時間內6材料庫60井口附近一期工程時間內7材料棚（40）井口附近一期工程時間內8礦燈房20井口附近一期工程時間內9機修加工廠80井口附近一期工程時間內10木工房40井口附近一期工程時間內11砂石場地(1200)井口附近一期工程時間內12炸藥庫30礦方指定一期工程時間內13辦公室280生活區內一期工程時間內14職工宿舍770生活區內一期工程時間內15食堂120生活區內一期工程時間內16鍋爐房20生活區內一期工程時間內17浴室40生活區內一期工程時間內18更衣室100生活區內一期工程時間內=1\*GB2⑴排矸井下凍土或矸石裝入吊桶后，由兩部絞車提至翻矸平臺，翻至溜槽內溜入自卸汽車，排至井口外充填工廣或排往礦方指定的矸石場地。=2\*GB2⑵通風系統鑿井期間，井筒內布置一趟Φ800mm玻璃鋼風筒（20m/節），二臺FBD-Ⅱ-No7.5/2×37型對旋風機（一臺備用）向工作面進行抽出式通風。風量為260-630m3/min，靜風壓為3600-6300Pa。風筒最大通風距離按1100m計算。=3\*GB2⑶壓風管路井筒內布置一路Φ160×9mmPE管作為壓風管。=4\*GB2⑷排水系統為確保井筒施工速度，井筒施工視涌水狀況采用綜合治理方案，立足打干井。當涌水量不大于10m3/h時，對井壁淋水（或滲水）進行“截、導、疏、堵”等方法，使工作面涌水量達成最小，然后采用吊桶排水，即用抓巖機抓巖把水帶到吊桶內，或用風泵把水排到吊桶內提到地面排放；當涌水量不不大于10m3/h時，工作面涌水運用風動隔閡泵排至吊盤上水箱內，經一臺DC50-80×14臥泵（定制）通過一路φ108×4mm（φ108×6mm）排水管排至地面。經計算成果表明，在垂深800m以上采用φ108×4mm的無縫鋼管；垂深800m下列采用φ108×6mm無縫鋼管作為排水管滿足排水規定。1.2.3完畢井筒開工工程鑿井井架采用V型鑿井井架。運用其+26.364m水平處平臺布置鑿井天輪平臺，卸矸平臺另行安設內套架布置翻矸系統。主井井筒鑿井機械裝備見表1-2-3-1。主井井筒鑿井機械裝備表表1-2-3-1項目技術特征鑿巖SJZ-6.7傘型鉆架配YGZ-70型鑿巖機裝巖HZ-6抓巖機一臺提升井架V型鑿井井架絞車主鉤：JK-3.5×2.5/20；副鉤：JKZ-2.8/15.5容器主鉤：4.0m3吊桶；副鉤：3.0m3吊桶翻矸座鉤式排矸汽車排矸排水DC50-80×12臥泵通風FBD-Ⅱ-No7.5/2×37風機兩臺（一臺備用），φ800mm玻璃鋼風筒一路測量垂球式測量大線一套吊盤三層吊盤φ4700一套安全梯四段一套1.2.4臨時工業廣場布置原則=1\*GB2⑴在工廣內布置的臨時建筑盡量避開擬建的永久建筑位置或在使用時間上與擬建永久建筑的施工時間錯開。=2\*GB2⑵臨時建筑的布置要符合施工工藝流程的規定，做到合理布置。臨時工業建筑、為井口服務的設施布置在井口周邊。動力設施靠近負荷中心，木材、鋼筋、機修加工廠房，靠近器材倉庫和堆放場地。建筑施工器材要便于運輸。=3\*GB2⑶符合環保、勞動保護、防火規定。=4\*GB2⑷充足運用已購土地。1.3物資與施工勞動力準備重要糧食作物有小麥、玉米、高粱、谷子、地瓜；經濟作物重要有棉花、花生、大豆、生姜。建材來源：礦井建設中鋼材、木材等材料重要由外地供應，水泥、磚、瓦、砂、石等材料均可由本地或附近解決。對施工勞動力的需求及規定以下表：主井井筒施工勞動力計劃表單位：人表1-3-1工種按工程施工階段投入勞動力狀況準備期凍結段基巖段有關硐室備注管服人員17282828打眼工0151516掘砌工40606056混凝土工10212121信號工8181818涉及井下信號工絞車工8141414續表把鉤工12141414機修工21181818電工12101010鋼筋工8808瓦斯檢測員44合計1362062022071.4對外協作施工準備的期的某些施工和生活條件，需要本地政府，農業和其它工業部門的配合，永久設備的提前訂貨、到貨，以及做好水、電、通信、交通運輸等工程，均需要外部協作。施工準備期進行的工作比較繁瑣，條件也較差，涉及購地、生活、生產物資供應，場地平整及障礙物的拆遷，水、電、公路、通訊的形成，大量的工作要與外部協作，且重要是建設單位的任務，因此建設單位應為施工準備期的工程，為施工單位發明條件，并互相緊密配合。重要糧食作物有小麥、玉米、高粱、谷子、地瓜；經濟作物重要有棉花、花生、大豆、生姜。建材來源：礦井建設中鋼材、木材等材料重要由外地供應，水泥、磚、瓦、砂、石等材料均可由本地或附近解決。水電及交通狀況=1\*GB3①水電供應礦區電源充沛可靠。本煤田附近已建有荷澤發電廠及濟寧發電廠，荷澤發電廠的裝機容量為95萬kW，濟寧發電廠的裝機容量為30萬kW。110kv輸電線路一回路接至新建嘉祥220kv變電所，一回路接至大張樓變電所。根據現有水文地質資料，奧灰水含水層富水性強，水質較好，可作為本改擴建（二號井）供水水源。=2\*GB3②交通狀況本區交通方便，兗（州）新（鄉）鐵路經井田南部從城通過。該鐵路從城向東56km至兗州，與京滬線相連；向西259km經菏澤至新鄉與京廣線接軌。京九鐵路從井田西南部的菏澤通過。南部濟寧機場已開航，可直達北京、廣州等地。區內有公路直達梁山、鄆城、巨野、嘉祥、濟寧等都市。另有京杭運河從井田東側通過。礦區內地勢平坦，礦井建設的前期準備工作“五通一平”已由建設單位基本完畢。五通狀況以下：1、施工供電：由建設單位提供10kv電源，裝表計量使用。2、通訊：通訊由施工單位自理。3、供水：甲方提供水源，施工單位自行安裝供水設備及管路。4、場內道路：場地道路已基本含有，臨時道路進場后根據需要鋪設。5、排水：施工場區臨時排水溝由施工單位安排施工2表土段施工組織設計根據井筒穿過的地層狀況，主井表土段須采用特殊鑿井法施工。從現在我國的特殊鑿井技術現狀及本礦井井筒直徑大小和施工工期來看，凍結法施工比鉆井法施工速度快，并能確保井筒的成井直徑。因此本礦井主井井筒設計采用凍結法施工。2.1凍結方案設計2.1.1凍結深度的擬定根據梁寶寺礦井檢1孔資料，主井井筒自上而下穿過的地層有：第四系、上第三系、二疊系上石盒子組地層。現分別敘述以下：⑴第四系（Q）：厚149.65m，為一套河湖相沉積，不整合于上第三系之上，重要由中～巨厚層粘土夾少量砂質粘土，粘土質砂及砂層構成。粘土呈褐黃色、灰綠色、棕紅色等，粘性、膨脹性均較強，刀切面光滑，局部含砂及姜結石。砂質粘土呈黃褐、灰綠等色，含細、粉砂不均一，粘性較差。粘土質砂呈灰綠、銹黃、肉紅色，以中、細砂為主，含粘土不均一，較松散，局部含小礫石。砂層上部呈土黃、銹黃色，下部呈灰綠、肉紅色，細～粗粒，純凈、松散，成分以石英為主，長石次之，上部分選性較好，下部分選性較差。本段地層粘土、砂質粘土總厚126.36m，占該段地層的84.4％。⑵上第三系（N）：厚299.66m，為一套河湖相沉積，不整合于下伏基巖之上，重要由中～巨厚層粘土夾少量砂質粘土，粘土質砂及砂層構成。根據地址狀況及其組合，可將上第三系分為上、中、下三段。①上段：厚116.42m，重要由中～巨厚層粘土夾砂質粘土及砂層構成。粘土以灰綠色為主，含棕黃、黃褐、棕紅等色，粘性、膨脹性較強，刀切面光滑，具滑面，局部半固結，含砂、姜結石及鈣質團塊。砂質粘土呈灰綠色、棕紅、黃褐等色，含砂不均一，含鐵質結核及石英小礫石。砂層呈灰綠、褐黃色，細～粗粒，純凈、松散，成分以石英為主，長石次之。本段地層粘土、砂質粘土總厚79.76m，占該段地層的68.5％。②中段：厚146.55m，重要由巨厚層粘土、砂質粘土構成，上部含少量砂層。粘土以灰綠色、棕紅色為主，大部分質純，細膩，粘性、膨脹性均較強，刀切面光滑，內生滑面發育，局部含鈣質結核。③下段：厚36.69m，由粘土、砂質粘土、粘土質砂及砂層組合而成。粘土、砂質粘土以灰綠色、褐黃色為主，細膩，粘性較差，刀切易碎，局部半固結。粘土質砂、砂層以灰綠色為主，細～粗粒，純凈、松散，成分重要為石英，次為長石。細砂分選性較好；粗砂分選性較差，局部含石英小礫石。本段地層粘土、砂質粘土總厚16.82m，占該段地層的45.8％。⑶二疊系（P）截止到1月19日，揭發二疊系地層241.36m，重要為厚～巨厚層泥巖夾中～厚層砂層、粉砂巖及泥質粉砂巖構成。泥巖呈淺灰、紫紅、綠灰、銹黃等色，塊狀構造，以粘土礦物為主，細致，硬度低，內生滑面發育，遇水易崩解，局部含少量砂質。砂巖灰～灰白色，細～粗粒構造，長石石英砂巖，硅質膠結，硬度較高，成分以石英為主，長石、云母次之，局部顯平行及交錯層理，近垂直裂隙發育。粉砂巖、泥質粉砂巖淺灰～深灰、綠灰色，局部紫紅色，致密，較堅硬，裂隙不發育，巖芯較完整。頂部為風化帶，厚18.85m，其中強風化帶厚10.81m，弱風化帶厚8.04m。強風化帶由泥巖和砂質泥巖構成。顏色呈褐黃色、灰綠色和灰色，風化強烈，強度低，夾細砂層薄層，具參差狀斷口，具裂隙，巖芯破碎。弱風化帶也由泥巖和砂質泥巖構成。顏色重要呈灰色、灰綠色，雜褐黃色，含砂質，強度較低，風化較上部削弱，巖芯較完整。根據以上敘述得知，井筒穿過的沖積層中，粘土層所占比例較多，單層厚度大；基巖段地層多為泥巖或砂巖?；鶐r水文地質條件簡樸。由上述地質條件可擬定出主井的凍結深度H：H=沖積層厚度+風化帶厚度+透水基巖厚度+插入不透水基巖10米以上（取15米）=149.65+299.66+18.85+30+15=513.16m。2.1.2凍結方案的擬定由于表土層厚度大且粘土層所占比例大，地層條件復雜，為使施工工序簡樸，并且能夠多次穿過含水層，設計采用一次凍結全深方案，為盡量使凍結壁厚度上下均勻，設計采用三排孔方案，并在井幫周邊設立防偏孔。=1\*GB2⑴凍結壁設計凍結壁設計控制層位：448m。=1\*GB3①凍結壁厚度設計凍結壁厚度計算≤300m采用多姆克公式，＞300m采用維亞洛夫—扎列茨基有限段高公式。a．多姆克第三強度理論公式：E=[0.29（P/б）+2.3（P/б）2]b．維亞洛夫—扎列茨基有限段高公式：E=ηPh/б以上式中各參數的含義E——凍結壁厚度——凍結壁內半徑（采用掘砌荒徑）P——控制層位地壓值（采用水土懸浮公式）——凍土長時強度（凍土允許強度）h——掘砌段高η－工作面凍結狀態系數根據計算成果并結合國內外已施工或正在施工的深凍結井凍結壁設計厚度，擬定梁寶寺主井控制層凍結壁設計厚度：7.8m，掘砌暴露段高2.0m，空幫時間20小時。計算成果見表2-1-2-1。凍結壁厚度及平均溫度計算成果表表2-1-2-1井筒深度（m）土性凍結壁設計厚度（m）設計平均溫度(℃)凍結天數（d）凍結孔距荒徑(m)預計凍結壁厚度（m）預計井幫溫度（℃）預計平均溫度（℃）主井210中粗砂4.4-81321.27.734-6～-8-13.2315粘土5.6-101530.957.736-9～-11-14.4448粘土質細砂7.8-162061.57.824-11～-13-16.2=2\*GB2⑵凍結壁（強度）平均溫度根據凍土抗壓實驗成果,主井控制層凍結壁平均溫度取-16℃。運用國內現在普遍采用的單排孔凍結平均溫度計算公式——成冰公式，加修正值。采用成冰公式，知控制層凍結壁平均溫度為：TC=Tb[1.135-0.352√L-0.875/3√E+0.266√L/E]-0.466+0.25Tn-16℃。=3\*GB2⑶凍結孔布置方案=1\*GB3①凍結孔深度a外圈孔深度外圈孔均采用全深凍結，凍結深度460m。凍結深度穿過表土層進入風化帶并穿過強風化帶，目的是確保強風化帶以上凍結壁厚度和強度。b中圈孔深度中圈孔均采用全深凍結，主井凍結深度513.16m，確保凍結基巖段封水，提高凍結壁強度。c內圈孔深度內圈孔采用全深凍結，主井凍結深度468m，穿過風化帶，確保凍結壁早交圈，準時開挖，加緊下部凍土向內發展速度，減少巨厚粘土層井幫溫度、提高凍結壁強度。d防片孔深度由于上部井壁均較薄，且內圈孔上部離荒徑均較遠，主井：0～210米井壁厚度為1.10米，210m～315m井壁厚度為1.35m，內圈孔上部離荒徑2.05～2.3米、。考慮到上部凍土發展速度較慢，而規定開挖時間又短，開挖時易出現塌幫，影響井壁質量和施工安全。因此結合井壁構造與掘砌速度，設防偏孔，深度317米。=2\*GB3②凍結圈徑a外圈孔布置圈徑采用下列公式：D=+2（0.6E+γH）=19.5m結合凍土向外發展速度、掘砌工期及規定的凍結壁厚度和以往深井凍結施工經驗，擬定外圈孔凍結孔圈徑為：主井D外=19.5m。b中圈孔布置圈徑D中=+2（0.3E+γH）=17.48m；結合凍土發展速度、掘進速度、外圈孔布置狀況，擬定中圈凍結孔圈徑為：主井D中=14.5m。c內圈孔圈徑D輔=+2（0.1E+γH）=13.86m；計算得內圈孔圈徑：主井D輔=11.8m。d防片孔圈徑根據開挖時間和上部孔到荒徑距離及預測凍土發展速度，擬定防片孔圈徑主井為7.6m。=3\*GB3③凍結孔數由于深凍結井凍結時間長，從減少鉆孔工程量、凍結裝機容量、縮短工期、減少工程造價以及減少凍結壁內部凍脹水等幾方面考慮，在確保安全的前提下外圈孔及中圈孔合適加大凍結孔開孔間距，確保凍結壁的均勻與穩定。N=πD/L計算得：主井：外圈孔N外=36個；中圈孔N中=21個；內圈孔N內=28個防片孔N防片=10個。開孔間距運用公式L=πD/N計算得：主井：外圈孔L外=1.70m、中圈孔L中=2.17m、內圈孔L輔=1.323m、防片孔L防片=3.01m。=4\*GB2⑷測溫孔布置布置原則：地下水流上方、凍結壁外側最大孔間距處；凍結壁內側界面處；凍結壁外側主面、界面處；盡量均勻布置。為加強對凍結壁溫度場的監測，主井設計4個測溫孔，其中2個外測孔，深度為460m/1個、510m/1個；2個內測孔，深度460m/1個、460m/1個。測溫孔均采用φ108×5mm優質低碳鋼無縫管，內管箍連接，管底密封，不試壓、不灌水，確保不滲水。=5\*GB2⑸水文孔布置布置在井筒凈斷面內，距井心1.0m處，規定穿過全部含水層，深度不得不不大于凍結深度或偏出井筒，因此主井設計三個水文孔：深度分別為448m、304m、144m水文管規格均采用φ140×6無縫鋼管，外管箍連接。=6\*GB2⑹制冷設計由于采用三排凍結方案，且主井凍結管布置以下：外圈≤300m采用φ140×620#(GB8163—1999)優質低碳鋼無縫管，內管箍連接，≥300mφ159×720#(GB8163—1999)優質低碳鋼無縫管，內管箍連接；中圈≤290mφ140×6;≥290mφ159×7；內圈≤280mφ140×6;≥280mφ159×7。因此運用公式Q=，分排分段計算凍結管的吸熱能力，從而得出凍結管總散熱能力為：5352.8KW。由此可知，主井井筒最大需冷量：=KπdHnq=569.13×104kcal/h=6691KW即主井主動凍結期的需要制冷量為6691KW。根據業主規定，梁寶寺二號井主、副、風井采用一種凍結站，幾乎同時開機，三個井筒熱負荷同時達成最高峰，因此井筒最大需冷量為：Qmax=＋＋=22344KW因此，凍結站的總制冷能力不應低于22344KW。2.2表土段掘進2.2.1開挖時間根據梁寶寺二號井實際地質狀況及土層性質，結合附近已施工礦井實際凍土發展速度，選用梁寶寺二號井主、副、風井控制層凍土發展速度均取向內16mm/d、向外12mm/d；根據規定，300m以上內圈凍結孔最大孔間距應控制在2.1m以內。預計交圈時間：=L/V=50～70天；預計試挖時間：=75天。實際試挖時間應根據水文孔實際冒水時間、凍土實際發展速度、凍結壁厚度發展狀況、掘砌單位準備狀況及掘砌速度與凍土發展的關系，由業主、監理、凍結單位、掘砌單位、設計院共同研究決定。按業主規定，試挖至正式開挖為：15天，正式開挖至停機為188天?？偠灾?，井筒正式開挖時間為：90天2.2.2掘進段高及掘進方式=1\*GB2⑴掘進方式與段高凍結段外壁采用短段掘砌混合作業方式。在接到凍結單位試挖告知前，項目部完畢鎖口及簡易封口；接到試挖告知后試挖井筒25m左右，然后安裝吊盤及封口盤、吊掛管線，再進行井筒的正式掘砌施工。井筒正式掘砌施工凍結外壁采用綜合機械化配套的立井混合作業掘進施工方案，正常掘砌段高3.6m。凍結段內壁視實際狀況采用金屬裝配模板長段單行一次或分次套砌。=2\*GB2⑵井筒穿過粘土層的施工方法根據井筒地質檢查鉆孔提供資料，井筒所穿過覆蓋層厚且賦存有多層深厚粘土層，為確保施工安全和工程質量，在施工過程中應采用以下安全技術及組織管理方法。=1\*GB3①成立深厚粘土層施工專業領導小組，進一步現場對井幫位移及底鼓、凍結壁強度、井幫溫度狀況進行監測，分析施工及監測狀況，精確報導工作面狀況，充足作好應急方法。=2\*GB3②粘土層段施工期間，加強與凍結兄弟單位的聯系協調工作，根據實際狀況對危險地段進行加強凍結，適時減少鹽水溫度，提高凍結壁本身強度和厚度，減小井幫位移，達成避免凍結管斷裂的目的。同時與凍結單位協調一致，做到凍結，開挖速度相適應，避免井心土被凍實。=3\*GB3③采用合理的掘砌段高，減少井幫暴露時間及其位移量，在深部粘土層中掘砌時，根據各個區段凍結強度、井幫溫度、位移速度等基礎數據，選用1.0m-2.5m的掘砌段高，并確保其暴露時間不超出20—42h。=4\*GB3④在砼中添加早強劑等外加劑，提高外層井壁的早期強度和整體強度，避免外層井壁被壓壞。=5\*GB3⑤在掘進當中對位移量較大的地層采用對井幫開挖卸壓槽、加厚泡沫板、井幫進行超挖卸壓等確保方法，確保在澆筑砼之前井壁不不大于設計壁厚。=6\*GB3⑥澆筑砼之前，井幫位移之后井壁厚度不大于設計壁厚時，應先對其進行開幫解決，以確保井壁壁厚。再進行綁扎鋼筋、澆筑砼。=7\*GB3⑦對在膨脹性粘土層中的井壁每天對其進行觀察，如若發現較寬的裂紋要進行井圈背板臨時支護，確保井壁質量及安全。同設計部門及高等院校聯合成立信息化小組，及時收集施工過程中的多種信息，作到提前分析預測，采用合理方法2.2.3工作面施工設備及鉆爆施工凍結段表土段使用風鎬和高效風鏟結合CX55B小型挖掘機進行挖掘，抓巖機裝罐。實現挖掘機與中心回轉抓巖機配套作業。采用全斷面一次掘進，先挖凈徑以內部分，然后逐段刷幫。根據表土段土層的固結程度和硬度，適時采用松動爆破法施工。由于地層的性質和凍結時間長短不同，凍結壁進入荒徑內的厚度也不同，要根據具體狀況采用不同的挖掘辦法。凍結表土段淺部當凍結壁未進入荒徑或進入荒徑較少時，穩定的地層采用風鎬、鐵鍬等破土，抓巖機抓巖，人工裝罐；松散不穩定的土層，采用環行臺階式挖掘。若深部井筒全部凍實，風鎬或機械破巖困難時，則采用全斷面或局部鉆眼爆破法輔助掘進，施工時根據具體狀況編制爆破圖表，原則上應須淺打眼，少裝藥，松動爆破為宜，以確保凍結管安全。2.2.4凍結壁異常狀況解決方法在凍結段施工期間，各班組堅持測定井邦和井下空氣溫度，并觀察掛霜狀況，測定井壁變形量，每天有調度人員與凍結單位聯系，理解測溫孔溫度變化狀況，并認真做好統計，掘進中碰到下列狀況時應采用對應方法：①凍結壁嚴重變形現象：外層井壁變形開裂，鋼筋鼓出，粘土底鼓嚴重，將井壁擠裂等。解決方法：合適提高井壁厚度和強度，采用早強方法，使新砌井壁的強度增加速度與凍結壓力增加速度相適應?？s短段高，立刻進行砌壁，加緊掘進速度，縮短井邦暴露時間。②凍結壁豁口出水，凍漲水現象：沿水文觀察孔、外壁出水，從水文觀察孔中向上冒水，工作面掘進時水量增大，水中夾帶泥沙，水色混濁等。工作面剛見出水時水量大，水壓高，但水質清，時間短，隨著水的涌出水壓逐步減小，水溫4度左右，手感特涼。解決方法：凡碰到上述狀況時，要撤出井下全部人員，及時向調度室報告，由項目部組織有關人員查清狀況進行解決或繼續施工。③抽邦和片邦現象：井邦表面融土片落或坍塌，從已筑井壁背面對工作面吊沙或融土，形成空洞等。解決方法：經常敲邦，嚴格控制掘砌段高，加強凍結，縮短井邦暴露時間。④凍結管斷裂現象：鹽水從凍結壁或井壁流出，水有咸味。解決方法：告知凍結單位查清斷裂管編號，立刻關閉該管閥門，停止鹽水循環。當兩個相鄰的凍結管斷裂時，及時在原凍結管中下直徑較小的新管，以恢復凍結。凍結管向井內偏斜靠近荒徑或進入荒徑時，要用風鎬破土，嚴禁爆破。發現斷管危及安全施工時，應提前套壁。⑤凍結管偏入井筒內現象：工作面井幫溫度明顯減少，結霜較厚，凍結管裸露前普通能見到鉆孔泥漿。解決方法：根據鉆孔偏斜圖擬定偏入井內的管號，然后用擊管法查明后關閉閥門，停止鹽水循環。當凍結管偏入不大于0.2m和偏入長度不不大于2m時可不必割除，用黃泥和油氈紙包扎，使之與混凝土隔離。當不不大于0.2m和偏入長度不不大于2m對井壁影響較大時，凍結管應當割除。破土時要特別注意避免風鎬擊破凍結管。偏入部分單薄時，應縮短段高，及時筑壁。⑥避免凍結段井壁透水淹井因素：不均勻地層，施工達不到設計強度或強度不合理，井壁厚薄不均勻。粘土層凍結壓力超出設計值使外壁遭受破壞。解決方法：確保內外井壁的有效厚度。根據現場狀況，向建設單位建議與否在井下部分采用比設計高一標號的砼。按規定加入合理的多種外加劑，確保砼的密實度。及時調節掘砌段高。2.3井壁施工2.3.1施工辦法=1\*GB2⑴外壁砌筑外層井壁使用整體活動式金屬模板砌壁，段高3.6m（2.0m），使用2.4m3底卸式吊桶輸送砼，對稱澆筑，分層震搗。另外考慮到凍結段井筒穿越的地層條件較為復雜，應同時準備3～5套1.2m段高的金屬裝配式模板，以備碰到井筒地質條件變化，縮小段高砌筑時使用。=2\*GB2⑵內壁套砌當外壁施工至垂深520m位置時，拆除整體活動金屬模板升井，按設計規定掘出內外壁整體現澆段(8m)，增設錨網臨時支護；當掘至垂深528m位置，停止掘進，找平工作面，組裝金屬模板，先澆筑整體澆筑段及支撐圈段砼，接著掛裝第三層吊盤，轉入內壁套砌施工。施工中，施工人員運用二層吊盤除去外壁表面冰霜，鋪設安裝塑料板；二層吊盤組裝模板，綁扎鋼筋，澆筑、振搗砼，砼入模每次澆筑厚度不得超出300mm，振搗分布間距普通為300～400mm，不得有漏振和震動棒碰撞鋼筋的狀況。三層吊盤拆除模板，養護混凝土井壁等工作，確保套內壁工作自下而上持續不間斷地進行。2.3.2砼質量控制=1\*GB2⑴砼配合比控制井筒井壁砼設計有C30、C35、C40、C50、C55、C60、C65七種強度等級。在施工凍結段外壁時需摻加高效防凍早強減水劑；在施工凍結段內壁及基巖段井壁時需摻加防滲密實劑。因此，項目部應指定專職人員現場見證及監督檢查砼添加劑的使用、砼配合比等影響砼質量的核心因素。凍結段井壁為雙層鋼筋混凝土構造，混凝土強度為C40-C55?；鶐r段為混凝土構造，強度為C35。=2\*GB2⑵原材料質量控制=1\*GB3①水泥對于使用的水泥，項目部應指定專職人員定時或不定時對水泥使用狀況進行檢查。杜絕在攪拌混凝土時使用過期或受潮結塊的水泥，或將不同品種或強度的水泥混合使用。對于C50、C55、C60、C65高強砼的水泥用量，水泥和礦物摻合料的總量應根據設計進行嚴格控制。=2\*GB3②粗骨料強度等級為C30～C45砼使用的粗骨料品種、粒徑、含泥量不應超出規定或設計。C50、C55、C60、C65砼粗骨料的最大粒徑及針片狀顆粒含量、含泥量應在規定范疇內，C50、C55、C60、C65砼用粗骨料在使用前必須做碎石強度檢查，其巖石抗壓強度與混凝土強度之比不得不大于設計值。因此項目部應指定專人進行監督和控制。工程施工用砼粗骨料的其它質量指標應符合現行行業原則《普通混凝土用碎石或卵石質量原則及檢查辦法》（JGJ53）的規定。=3\*GB3③細骨料砼用細骨料其它質量指標應符合《普通混凝土用砂質量原則及檢查辦法》（JGJ52）的規定。=4\*GB3④外加劑砼中摻加的外加劑應符合行業原則的質量規定，其用量可通過實驗擬定砼中摻加高效防凍早強減水劑，除使用高效減水劑外，設計規定還應摻加適量的高性能硅粉作為防滲密實劑。外加劑用量應符合圖紙設計的規定。=3\*GB2⑶砼制作井筒支護的砼，使用地面安設好的兩臺攪拌機進行砼攪拌制作。砼的多種原材料必須符合規范規定，按規定進行檢查和實驗，并提交實驗報告。砼中摻加的添加劑品種和用量必須符合設計規定，砼的初凝和終凝時間必須符合規定，確保砼在規定時間內達成拆模強度，避免因砼強度增加過慢，引發其它意外發生。2.3.3砼井壁的表面修飾和養護井壁表面修飾和養護工作在輔助盤上進行。脫模后立刻用抹子在表面將原漿抹平，使混凝土表面光亮美觀，同時也改善了混凝土保護層的質量，在輔助盤上設灑水管，定時對混凝土灑水養護。2.3.4砼的強度和提高早期強度的方法=1\*GB2⑴混凝土的強度增加速度與養護溫度成正比。為了改善由于凍結井筒井幫凍土層溫度低對混凝土強度的影響，規定混凝土含有較高的入模溫度，以適應凍結井筒砌筑的需要。入模溫度高，混凝土硬化快，溫度高對提高混凝土的早期強度和延緩降至0℃的時間有利。=2\*GB2⑵提高凍結井筒井壁砼早期強度的方法根據凍結井筒施工的特點，為了增進水泥的水化作用，提高早期強度，使其降至0℃前獲得足夠的強度以抵抗凍結壓力，并在受凍后能繼續硬化而終期強度不受損害，就要采用可靠的方法來提高混凝土的早期強度。=1\*GB3①摻入低溫高強劑=2\*GB3②摻入減水劑=3\*GB3③摻入防裂密實劑（摻量應根據凍結狀況、施工季節、水泥品種等因素而定，并進行配比實驗）=4\*GB3④提高混凝土入模溫度：混凝土拌和料和水與否加熱應根據本地氣溫和施工條件擬定。北方冬季施工時，為了獲得必要的混凝土入模溫度應考慮對混凝土的拌合料、水或砂石進行加熱=5\*GB3⑤采用大流態低溫混凝土3井筒基巖段施工組織設計3.1井筒基巖段施工方案3.1.1國內現有施工方式現在，國內慣用的施工方式重要有下列四種：=1\*GB2⑴掘砌單行作業：包含兩種作業方式=1\*GB3①長段單行作業：段高大，普通為30～100m，慣用60～80m優點：掘砌工序單一、施工組織簡樸、鑿井設備少、宜布置。缺點：多一套臨時支護的工序、掘砌工序倒替清底排水、拆按管理耗時教長、成井速度慢。合用條件：合用于井深＜400m，凈直徑＜5.5m，施工設備局限性時。=2\*GB3②短段掘砌單行作業：段高為2～4m優點：取消了臨時支護工序，從而節省了架設和拆除臨時支護的時間和材料；圍巖暴露時間較短，掘進工作面較安全。缺點：掘砌工序交替頻繁、短段掘砌井壁接茬較多，有損井壁質量。合用條件：圍巖基本穩定、涌水量較小，不受井深和井頸大小限制。=2\*GB2⑵掘砌平行作業：包含兩種作業方式=1\*GB3①長段掘砌平行作業在井筒相臨的兩個井段的不同深度處，使掘砌兩大作業能夠充足地平行完畢。=2\*GB3②井筒的不同深度處進行，掘進自上而下，砌壁按模板高分段自下而上優點：掘砌平行作業能充足運用深井的深度空間，成井速度較單行作業快。缺點：施工組織復雜、井內吊掛設備多、一次性投入大、管理難度大。合用條件：井筒深度>400m,井筒凈直徑>5.5m,鑿井設備充足,圍巖穩定或中檔穩定、井筒涌水量<40m/h。=3\*GB2⑶掘砌混合作業（現今國內鑿井作業最慣用的作業方式）優點：綜合經濟效益較平行作業與單行作業都要好；永久井壁緊跟掘進斷面無臨時支護，既節省了支護費用和時間又確保了工作面安全；平均成井速度快缺點：井壁接茬縫比長段作業多合用條件：可使用于不同深度和斷面的井筒、也合用于地質穩定程度不好的條件，但規定井筒涌水量做預先解決，普通＜5m/h。=4\*GB2⑷掘、砌、安一次成井將掘、砌兩大作業安排在相臨兩個井段內，上下平行實施的同時，還要安排罐梁、罐道等井筒永久裝備的安裝，以實現充足運用井筒空間、縮短工期、提高全井綜合經濟技術指標。優點：充足運用了永久設備，鑿井施工裝備投入少，能運用永久罐梁來固定施工管路，簡化了井內吊掛，也為運用永久井塔和提高機鑿井提供了有利條件，能有效地縮短工期，并能在最短的時間過渡到平巷施工。缺點：施工工序種類繁多，安全較難管理，組織工作復雜；施工設備材料多；準備工作量大，建設投資要提前到位，規定工程條件復雜。合用條件：井筒深度超出400m，巖層穩定，井筒涌水量＜10m/h，鑿井設備不充足，且井筒設計為金屬罐梁的條件下。3.1.2施工方案的擬定本井筒基巖段深度為590.5m,重要由泥巖粉砂巖、砂質泥巖、中砂巖、粗砂巖和煤構成。再結合本井筒的地質、水文狀況、施工裝備水平、工人的技術水平，以及上節介紹的幾個施工方式，特提出下列兩套施工方案：方案l：掘砌長段單行作業，采用錨噴臨時支護，掘砌段高20～40m左右。優點：施工管理簡樸，易于掌握，井壁接茬少，封水性能較強。缺點：需增加臨時支護，占用了工期，并且噴射砼回彈料不利于排水，掘砌轉換時間長，立模、拆模勞動強度大，施工速度慢。方案2：短段掘砌混合作業，固定段高3.6m。優點：圍巖暴露時間短，施工安全、不需要臨時支護，立模、拆模時間短，操作簡樸，簡化了施工工序，施工速度快。缺點：掘砌交替頻繁，井壁接茬較多。為提高建井速度，縮短工期，進行綜合分析比較后決定采用方案2作為井筒基巖段施工方案組織實施。即采用短段掘砌混合作業法施工，鉆爆法掘進，即采用中深孔光面爆破，一掘一砌，掘砌段高3.6m。3.1.3施工參數的擬定=1\*GB2⑴掘進段高：由于基巖段施工采用鉆爆法掘進，光面爆破，預期爆破每循環進尺3.6m，井壁永久支護模板采用整體活動式金屬模板，該模板由地面四臺穩車懸吊，當掘夠段高3.6m時，即操平工作面，同時脫模，再整體下放模板至工作面，操平找正后澆筑砼。采用砼輸送管下放砼。每七天井壁由三塊模板構成，模板高度3.6m，因此最后擬定段高為3.6m。=2\*GB2⑵成井速度擬定式中：l—炮眼深度，取l=4.0mN—每月實際工作天數，取為：30天n—日循環數，取為：n=1.2—炮眼運用率，=0.9—月正規循環率，=0.85則：H=4×30×1.2×0.9×0.85=110.16m最后擬定月成井速度為110m/月。3.1.4工作面施工機械的配套原則=1\*GB2⑴根據立井直徑、深度等條件進行配套方案論證，使機械能力和生產能力相適應，確保獲得良好的經濟技術指標。=2\*GB2⑵各施工設備之間的能力與性能應互相匹配，機械化水平協調、施工設備與設施、重要工序與輔助工序機具配備成套，以發揮設備的綜合能力。=3\*GB2⑶設備的選擇要適應深立井的水文、工程地質條件。=4\*GB2⑷施工設備布置的安全間隙要符合規程規定，吊掛構件強度和壽命必須確保安全。=5\*GB2⑸各施工設備要作到先進可靠、操作方便、一機多用、易損件少、采購容易，費用合理。=6\*GB2⑹盡量運用永久設備和設施，并充足挖掘現有設備的潛力。3.1.5施工設備根據已選定的施工方案而選定的鑿井機械裝備見表3-1-5。主井井筒鑿井機械裝備表表3-1-5項目技術特征鑿巖SJZ-6.7傘型鉆架配YGZ-70型鑿巖機裝巖HZ-6抓巖機一臺提升井架Ⅴ型鑿井井架絞車主鉤：2JKZ-4×2.65/15；副鉤：JK-3.5×2.5/20容器主鉤：4.0m3吊桶；副鉤：3.0m3吊桶翻矸座鉤式排矸汽車排矸排水DC50-80×14臥泵（定制）通風FBD-Ⅱ-No7.5/2×37風機兩臺（一臺備用），φ900mm膠質風筒一路測量垂球式測量大線一套砌壁模板凍結段外壁整體懸吊液壓式單縫模板，高3.6m（可拆分為2.0m和1.6m兩段）套內壁多套組合式金屬模板基巖段整體懸吊液壓式單縫模板，高3.6m續表混凝土攪拌JS-1000二套配料PLD-1600一套混凝土輸送砼輸送管吊盤雙層吊盤φ4700一套3.2井筒基巖掘進3.2.1鉆眼設備與爆破器材=1\*GB2⑴鉆眼設備：鉆眼采用SJZ-6.7型傘鉆，配用YGZ-70型高頻鑿巖機，Φ25mm、L=4500mm中空六角鋼釬。Φ55mm，“十”字鉆頭。=2\*GB2⑵爆破器材：爆破選用T100型中威力水膠炸藥、毫秒延期電雷管，380V交流電源起爆。3.2.2爆破參數與爆破圖表根據井筒穿過的巖層特性、選用的爆破材料、鉆眼機具、成井速度、排矸能力、作業方式、勞動組織等因素,擬定炮眼深度4.0m,中深孔直眼掏槽,掏槽眼、輔助眼采用小間隙耦合持續裝藥構造，周邊眼為空氣柱裝藥，起爆次序從中心到周邊依次起爆，聯線方式為并聯。掏槽眼、輔助眼使用Φ45×500mm藥卷持續裝藥構造，周邊眼使用Φ35×500mm藥卷，實現中深孔光面爆破。選用電磁雷管，反向裝藥，由引爆電磁雷管的專用高頻發爆器起爆，全斷面一次爆破。爆破原始條件見表3-2-2-1；預期爆破效果見表3-2-2-2；爆破參數表見表3-2-2-3；主井基巖段炮眼布置見附圖3-2-2。=1\*GB2⑴炮眼深度根據進度規定及循環組織形式，來推算炮眼深度l，即l=式中：l—炮眼深度，取l=4.0mN—每月實際工作天數，取為：30天n—日循環數，取為：n=1.2—炮眼運用率，=0.9—月正規循環率，=0.85則：l=≈3.994≈4m最后擬定炮眼深度為4m。=2\*GB2⑵炮眼直徑由于鉆眼采用SJZ-6.7型傘鉆，配用YGZ-70型高頻鑿巖機，Φ55mm，“十”字鉆頭，并且掏槽眼、輔助眼使用Φ45×500mm藥卷持續裝藥構造，周邊眼使用Φ35×500mm藥卷，因此炮眼直徑最后擬定為55mm。=3\*GB2⑶炮眼深度：掏槽眼：一階掏槽2.2m，二階掏槽4.2m崩落眼：均為4.0m周邊眼：均為4.0m，且眼孔略向外傾斜，眼底偏出輪廓線100mm。=4\*GB2⑷炮眼布置=1\*GB3①掏槽眼（10個）由于打直眼易實現機械化，巖石拋擲高度也小，如要變化循環進尺，只需要變化眼深，不必重新設計掏槽方式，但此掏槽方式在中硬以上巖石中進行深孔爆破時，往往受巖石的夾制，難于確保良好的效果。為此除選用高威力炸藥和加大藥量外，可采用二階或三階掏槽，即布置多圈掏槽，并按圈分次爆破，，相鄰每圈距離為200～300mm左右，由里向外逐圈擴大加深，各圈眼數分別控制在4～9個左右。由于分階掏槽圈距較小，炮眼中的裝藥頂端應低于先爆眼底位置，并要填滿較長的炮泥，以提高爆破效果。由于此井筒的f=4～6，屬于中硬巖層，因此采用二階掏槽，一階眼距為1.2m，布置4個炮孔；二階掏槽眼距為1.6m，布置6個炮孔。一階掏槽深度為2200mm，二階掏槽為4200mm。有上所述，擬定掏槽眼眼距：一階掏槽：==≈942mm二階掏槽：==≈838mm=2\*GB3②周邊眼為達成深孔光面爆破，將周邊眼布置在井筒輪廓線上，眼距縮小為400～600mm左右，為便于打眼，眼孔略向外傾斜，眼底偏出輪廓線50～100mm，爆破后井幫沿縱向略呈鋸齒形。為滿足光爆層規定，普通W=500～700mm為宜。而合理的最小抵抗線是與裝藥密集系數m=有關的，實踐中多取m=0.8～1.0，此時光爆效果最佳。先擬定W=600mm，據此可知周邊眼眼距為E=480～600mm。若擬定E=600，則炮眼數目為：N==≈31.4個取N=32，則E===589mm總而言之，周邊眼的個數為32，眼距為589mm，光爆層厚度為600mm。=3\*GB3③崩落眼根據有關資料可知，崩落眼圈距除最外圈與周邊眼的距離要滿足光爆層規定外，其它崩落眼圈距取0.6～1m，按同心圓布置，眼距為800～1200mm。又根據上述周邊眼與掏槽眼的布置狀況可知，按兩圈崩落眼布置時，圈距為800mm，因此第一圈崩落眼的圈徑為d=3200mm，d=4800mm。則崩落眼的個數為：N==≈11.17個，取N=12個，則眼距為837mm；N==≈16.75個，取N=17個，則眼距為887mm。=5\*GB2⑸密集系數m根據公式m=，求得的各層炮眼密集系數以下：m==0.98m==1.1m==1.05m==4.19=6\*GB2⑹炸藥消耗量=1\*GB3①炸藥的選擇為適應深孔爆破和提高爆破效果，本礦井爆破選用T100型高威力水膠炸藥，此炸藥抗水性能好、密度大、威力高，用雷管直接起爆。=2\*GB3②裝藥系數由于f=4～6，因此炮眼的裝藥系數在0.5～0.6之間取值。a．掏槽眼：一階掏槽眼深取為2.2m，二階掏槽4.2m。又由于藥卷長度為500mm，因此布置三個藥卷時裝藥系數=0.68。由于分階掏槽圈距較小，炮眼中的裝藥頂端應低于先爆眼底位置，并要填滿較長的炮泥，以提高爆破效果，因此在炮眼兩米深度處布置4個藥卷，即=4×500/4200=0.48。b．崩落眼：=4×500/4000≈0.50==0.50c．周邊眼:=2×500/4000=0.25=3\*GB3③單位炸藥消耗量T110炸藥的密度為1.10g/m3,因此可算出用于炮眼爆破的炸藥每卷的質量：a．掏槽眼和崩落眼單個藥卷質量：m===874.7gb．周邊眼單個藥卷質量:m===529.2g由此可知，每循環炸藥總消耗量：Q=（4×2×874.7+6×4×874.7）+29×4×874.7+32×2×529.2=163.3kgc.單位炸藥消耗量:q=====1.64kg/m。式中Q—每循環炸藥總消耗量，kg；V—每循環爆破巖石體積，m；S—井筒掘進斷面，㎡；L—炮眼深度，4m；—炮眼運用率，0.9。=7\*GB2⑺裝藥構造與起爆技術=1\*GB3①傳爆方向和炮泥封口為增強爆炸應力，增加應力作用時間和底部巖石的作用力提高爆破效果，使雷管及炸藥的聚能穴向上，即采用反向裝藥。眼口要用炮泥封堵，其充填長度不得不大于0.5m。=2\*GB3②裝藥構造掏槽眼與崩落眼的眼孔與藥卷間采用小間隙的持續裝藥構造，周邊眼采用徑向和橫向空氣間隙的裝藥構造。=3\*GB3③起爆辦法和時序采用毫秒延期電雷管起爆辦法。爆破時由里向外，逐圈分次起爆，時差應利于獲得最佳爆破效果和最少的有害作用。掏槽眼和崩落眼的時間間隔普通為25～35ms，周邊眼的時間間隔普通為100～150ms。=4\*GB3④電爆網路為避免因個別炮眼聯線有誤，而釀成全網絡的拒爆，不采用串聯，而采用并聯或串并聯的方式起爆。并聯電路需要大的電能，它的起爆總電流隨著電網中雷管并聯數的增加而加大，這就規定有高能量的放炮電源，另首先應盡量減少線路電阻，因此爆破采用地面380V的交流電源起爆。=8\*GB2⑻爆破圖表梁寶寺二號井主井井筒基巖段爆破圖表見表3-2-2-1、表3-2-2-2、表3-2-2-3，炮眼布置圖見附圖3-2-2。主井基巖段爆破參數表3-2-2-3：圈別炮眼名稱眼號眼數(個)眼深(m)角度眼距(mm)圈徑(m)裝藥量裝藥系數起爆次序裝藥方式Kg/眼Kg/圈1一階掏槽眼1-442.2909421.22.6310.50.68Ⅰ反向持續2二階掏槽5-1064.2908381.63.5210.48II反向持續3崩落眼11-22124.0908373.23.5420.5Ⅲ反向持續4崩落眼23-39174.0908874.83.559.50.5IV反向持續5周邊眼40-71324.0905896.01.0633.90.25V反向空氣柱柱柱向持續合計71166.9主井基巖段爆破原始條件表3-2-2-1序號名稱單位數量備注1井筒深度m560基巖段2井筒凈徑m5.03井筒荒徑m6.04掘進斷面m228.275巖石條件f4～66瓦斯條件低7涌水狀況m3/h<10主井基巖段預期爆破效果表3-2-2-2序號爆破指標單位數量備注1炮眼運用率%902每循環進尺m3.63每循環爆破實體巖石量m3101.84每循環炸藥消耗量kg166.95每循環雷管消耗量發716單位巖體炸藥消耗量kg/m31.647單位巖體雷管消耗量發/m30.6973.2.3抓巖=1\*GB2⑴抓巖機的選擇：在吊盤的下層盤安裝一臺HZ-6型中心回轉式抓巖機，配二套單鉤提高。主鉤配備4.0m吊桶；副鉤配備3.0m吊桶提高矸石。=2\*GB2⑵抓巖機的懸吊、固定與布置實際施工過程中，將HZ-6型環形軌道式抓巖機固定在吊盤的下面，固定裝置由液壓千斤頂、手動螺旋千斤頂、液壓泵構成，確保抓巖機抓巖時確保機器不晃動。使用時，先用螺旋千斤頂調節吊盤中心，然后用液壓千斤頂撐緊井幫。螺旋與液壓千斤頂要對稱布置。=3\*GB2⑶實際抓巖能力預計就單機而言，可按下式進行估算：，式中K—抓巖機的工時運用率，它與操作技術，吊桶容積，提高方式和速度有關，普通取0.6～0.9，此處取0.8；K—抓斗裝滿系數，它與巖石硬度、塊度大小有關，普通去1.0～1.3，此處取1.1；K—壓氣影響系數，取0.7；q—抓斗理論容積，0.6；t—抓巖一次循環時間，取35s則=41.5。=4\*GB2⑷施工工藝抓巖時，抓巖司機要精力集中，實施分層分區抓巖。工作面設座底罐，先抓出罐窩。當出矸收尾，進行清底作業時，人工用風鎬配合抓巖機，以縮短清底時間。抓巖與刷幫、清底同時進行要制訂確保安全的操作規程。3.2.4支護=1\*GB2⑴永久支護構造與施工工藝永久支護構造：砌壁采用整體金屬刃腳下移模板，成井高度3.6m，可根據巖層穩定狀況縮小段高，分二段使用。整體模板由地面2臺16t穩車懸吊，地面集中與單個控制相結合，實現支模工作機械化。施工時，當掘夠一種段高后，開始下放刃腳模板、綁扎鋼筋、下放直模板，砌筑井壁。砌壁前須留座底炮，以調節砌壁段高和有利下循環打眼。首先將工作面找平，收縮整體模板下放到工作面，伸張模板符合規格尺寸，并以井筒中心線校正、找平、固定。施工工藝：①鋼筋施工:鋼筋在地面加工，運至井下按設計位置安裝，豎向鋼筋采用直螺紋鋼筋連接,環筋采用搭接連接,搭接長度不得不大于36d（d為鋼筋直徑）。先將工作面平整好，用手動葫蘆將刃腳模板下放至工作面，用井筒中心線及水平儀操平找正，按設計安裝豎筋，上端用管鉗擰入上段套筒，下端（帶套筒）插入刃腳槽孔，然后按設計規定綁扎環筋,鋼筋的間排距及保護層厚度要符合設計規定。②主模下放：鋼筋安裝好經驗收合格后，將整體模板落于刃腳上，運用油壓控制系統把模板撐開，然后操平找正，固定牢固。③澆注及搗固砼：在井口附近設立混凝土攪拌站，攪拌站配備兩臺JS-750型混凝土攪拌機，攪拌機的上料由PL-1200型自動計量裝置供應，根據不同的砼配比，嚴格進行計量，以確保砼的質量。攪拌好的混凝土直接裝入底卸式吊桶，用平車運到井口，用鉤頭直接送到井下經分灰器入模。砼澆注應分層對稱進行，澆注層厚不超出300mm，砼澆注應持續進行，間歇時間不超出砼初凝時間，超出2小時應采用方法解決，砼搗固采用震搗器搗固，搗固工作應有專人分片負責，震搗棒插入下層50～100mm，搗鼓時間不低于20s，每次移動距離300-350mm，震搗砼表面出漿，無氣泡上浮為止。④井壁接茬：采用窗口式接茬。=2\*GB2⑵避免井壁漏水的技術方法=1\*GB3①立模前發現井幫上有集中出水點時，應根據出水點涌水量大小安裝導水管，將涌水導入井筒內。=2\*GB3②較小的集中出水點可用木楔臨時封堵。=3\*GB3③澆注砼過程中，發現模板內有積水時，應及時排出。=4\*GB3④當澆注砼上部井壁出現淋水時，應在砼井壁接茬處，做砼截水槽，將淋水導入水箱排出。=5\*GB3⑤在有水段澆注砼時，應集中力量，加緊砼澆注速度，縮短砼澆注時間。=6\*GB3⑥砼拆模后，發現井壁漏水時，應根據具體狀況采用方法予以封、堵。3.2.5掘砌循環與勞動組織=1\*GB2⑴掘砌循環作業方式主井井筒掘砌施工期間，直接工采用專業工種“滾班”作業制度，混合作業方式，機電運轉維修及施工輔助工種均采用“三八”作業制。井筒凍結表土段外壁采用一掘一砌作業方式，21小時完畢一循環，循環進尺3.6m，正規循環率93.2%，月成井速度115m。內層井壁套砌圓班砌筑12m，月套砌內壁360m。井筒基巖段每20小時完畢一循環，循環進尺3.6m，正規循環率96.5%，月成井速度110m。機電運轉維修及施工輔助工種均采用“三八”作業制。工程技人員及項目部管理人員實施全天值班制度?；鶐r段掘砌循環圖表見表3-2-5-1。=2\*GB2⑵勞動組織施工隊采用掘進與機電維修相結合的綜合施工隊，機電運轉維修及施工輔助工種均采用“三八”制作業。工程技術人員及項目部管理人員實施全天值班制度。重要勞動力配備結合本工程施工方案，施工技術裝備狀況和工效擬定各工種需求人數。主井基巖段施工勞動力配備見表3-2-5-1，表3-2-5-2。=3\*GB2⑶掘砌循環圖表繪制由以上施工勞動力配備狀況，能夠繪制掘砌循環圖表，具體安排見附圖3-2-5-1。梁寶寺二號井主井施工各階段勞動力計劃表表3-2-5-1施工階段直接生產人員輔助生產人員生產管理人員累計準備階段40101060凍結段914815154基巖段924815155梁寶寺二號井主井基巖段施工勞動力配備表表3-2-5-2序號工種名稱打眼班(人)出矸班(人)砌壁班(人)清底班(人)園班在冊一井下工76921傘鉆司機6692放炮工2233抓巖司機22454砌壁工1515205出矸清底工41216206吊盤信號工2×3687井下把鉤工22228108井底信號工1111459機電修理工2×36810安全檢查工1×33411瓦檢員2×36812通風工222二地面輔助工36481井口信號工1×334續表2井口把鉤工1×3343翻矸臺把鉤工2×3684砼攪拌工4465絞車工4×312166大班機電修理工810合計1141423.3提高與懸吊3.3.1鑿井井架的選擇=1\*GB2⑴鑿井井架的選擇鑿井井架是專為鑿井提高及懸吊掘進設備而設立的。它是建井工程中最重要的構造物之一?？紤]到梁寶寺二號井主井屬于千米深井，井筒施工時規定的機械化施工程度較高，為滿足傘形鉆架及汽車排矸的規定以及適應開鑿的井型及深度規定，最后決定選用=5\*ROMANV型井架，其重要技術規格見下表：井架型號井筒深度m井筒直徑m主體架角柱跨距m天輪平臺尺寸m基礎頂面至第一層平臺高度m基礎頂面至天輪平臺頂面高度m=5\*ROMANV1100.56.016×167.5×7.510.326.364=2\*GB2⑵卸矸及運料方式=1\*GB3①井口卸矸與排矸方式采用座鉤式自動翻矸裝置，翻矸平臺設兩套對稱布置的落地式矸石溜槽，ZL-50B型裝載機配合8t自卸汽車排矸。矸石通過溜矸槽卸入8t自卸汽車，然后運往排矸場。=2\*GB3②運料方式 設備運輸：小型設備通過吊桶運往井下，大型設備在安全允許的狀況下采用鉤頭運往井下；混凝土運輸：在井口合適位置設混凝土卸載平臺，混凝土運輸車輛直接將混凝土溜入底卸式吊桶，隨即運輸下井入模。3.3.2提高系統的選擇=1\*GB2⑴提高方式的選擇為滿足抓巖生產率和立井快速施工的規定和滿足車場巷道施工時矸石提高的規定以及縮短安裝時間，操作方便確保井下安全生產的規定，本井筒選用兩套單鉤提高，即采用主副提高方式?？紤]臨時改絞時臨時罐籠需雙鉤提高的需要，主提高機初選為：2JK-3.5/11.5B型；副提高機初選用JKZ-2.8/15.5型。=2\*GB2⑵提高容器選擇=1\*GB3①單鉤提高時，一次提高的循環時間可按下式估算，即：T=54+8+，s式中T—單鉤提高時的一次循環時間，s；H—吊桶提高高度，為井筒最后設計深度，卸矸臺高度和卸矸臺以上吊桶提起高度之總和，m；H=1100.5+10.3+1.5=1112.3m—吊桶在無穩繩段的行程，≤40m，取40m；54—吊桶在無穩繩段的運行時間，s；—單鉤吊桶在工作面摘掛鉤操作時間和井上卸矸時間，=60～90s，取80s；因此，T=54+8+=54+8=395.96s=2\*GB3②抓巖機的總生產能力，式中K—抓巖機的工時運用率，它與操作技術，吊桶容積，提高方式和速度有關，普通取0.6～0.9，此處取0.8；K—抓斗裝滿系數，它與巖石硬度、塊度大小有關，普通去1.0～1.3，此處取1.1；K—壓氣影響系數，取0.7；q—抓斗理論容積，0.6；t—抓巖一次循環時間，取35s則=41.5。=3\*GB3③吊桶容積V=式中—提高不均勻系數，取1.25則，V==6.34m因此，由于主提高時要提高傘鉆，因此主鉤選用4m吊桶，副鉤選用3m吊桶即可滿足提高規定，且能夠減少鋼絲繩消耗。吊桶附屬裝置涉及：鉤頭，緩沖器，滑架等。=3\*GB2⑶提高鋼絲繩的選擇=1\*GB3①鋼絲繩最大懸垂高度H/mH=H+H式中H—鋼絲繩最大懸垂高度，m；H—井筒深度，m；H—井口水平至井架天輪平臺垂高，m。則H=1100.5+26.364=1126.864m=2\*GB3②提高鋼絲繩終端荷載Q/kgQ=m+mm=m+m+m+m式中m—容器自重，kg；m—貨載重量，kg；m—吊桶重量，kg；m—鉤頭連接裝置重量，kg；m—滑架重量，kg；m—緩沖器重量，kg。由于鉤頭、滑架、緩沖器的重量：m+m+m=425kg則4m提高吊桶自重：m=1530+425=1955kg3m提高吊桶自重：m=1050+425=1475kg貨載重量m計算:a提高矸石時Q=V式中V—吊桶容積，m；r—松散矸石的重力密度，kg/m；r—水的重力密度，1000kg/m；K—矸石松散系數，K=1.8～2.0；—吊桶裝滿系數，=0.9。則主提高Q=4×0.9×=7560kg副提高Q=3×0.9×=5670kgb提高傘鉆時（SJZ-6.7傘鉆重7800kg）Q=m+m+m+m=425+7800=8225kgc提高人員時主提高Q=m+m+m+m+m=1955+12×90=3035kg副提高Q=m+m+m+m+m=1050+425+12×90=2555kg總而言之，主提高機最大終端荷載為提傘鉆時的8225kg，副提高機最大終端荷載為提3m吊桶時的5670kg。=3\*GB3③鋼絲繩選擇主提高系統主提高機最大終端荷載為提高傘鉆時Q=8225kgm=式中m—鋼絲繩每米重量，kg；m—最大終端荷載，kg；—鋼絲繩極限抗拉強度，1470～1870Mpa；m—鋼絲繩安全系數，提物時m≥7.5；—鋼絲繩最大懸垂高度，取1126.864m。則m==6.13kg/m根據m值，選用18×7-40-1850型多層股不旋轉鋼絲繩，鋼絲破斷力總和1401904.814N，參考重量為：6.62㎏/m。副提高系統提高機最大終端荷載為提高提3m吊桶時吊桶自重：1050kg矸石重：3×1600×0.9=4320kg滑架鉤頭等重：425kg水重：750kg總重：m=1050+4320++425+750=6545kgm===4.88kg/m根據m值，選用18×7-37-1850型多層股不旋轉鋼絲繩，鋼絲破斷力總和1057100N,參考重量為：5.327㎏/m。=4\*GB3④鋼絲繩安全系數校核a主提高系統提物料時：m=式中—總破斷力，N；—鋼絲繩參考重量，kg；—終端荷載，N；—最大懸垂高度，m。則m==9.02＞7.5故滿足提高物料規定。提高人員時：m===13.4＞9故所選鋼絲繩滿足提高人員規定b副提高系統提高物料時：m===8.5＞7.5故滿足提高物料規定。提高人員時：m===12.4＞9故所選鋼絲繩滿足提高人員規定。=4\*GB2⑷提高機及提高天輪的選擇=1\*GB3①提高天輪的選擇由公式D≥60d得知主提高：D≥60×40=2400mm副提高：D≥60×37=2220mm，因此，根據《煤礦安全規程》規定，主、副提高系統均選用Φ3.0m提高天輪。=2\*GB3②提高機的選擇建井用的提高機應根據井筒開鑿、巷道開拓、井筒安全等不同時期的提高方式及提高量進行選擇。由于由井筒轉入車場巷道施工時，矸石提高應改為雙鉤罐籠提高，因此鑿井時配備的提高系統，不管是單鉤還是雙鉤，必須選用一臺能用于罐籠提高的雙卷筒提高機。a擬定卷筒直徑及提高機類型原則上應有助于改善鋼絲繩的疲勞狀態，使鋼絲繩內產生較小的彎曲應力，由D≥60d及D≥900知主提高系統：D≥60×40=2400mmD≥900×2.6=2340mm故根據D擬定主提高系統的提高機為2JK-3/11.5A型提高機。副提高系統：D≥60×37=2220mmD≥900×2.4=2160mm故根據D擬定副提高系統的提高機為JK-3/20A型提高機?？偠灾?，主提高系統的提高機為2JK-3.0/11.5A型提高機，2JK-3.0/11.5A型提高機的卷筒特性為=3000mm，=1500mm副提高系統的提高機為JK-3/20A型提高機，JK-3/20A型提高機的卷筒特性為=3000mm，=2200mmb校驗卷筒寬度/mm卷筒的寬度取決于鋼絲繩直徑、卷筒直徑、和必備的容繩量。必須纏繞在卷筒上的鋼絲繩可涉及下列幾個方面：與提高高度取值一致的鋼絲繩長度；檢測實驗用鋼絲繩，普通取30m；卷筒表面的摩擦圈鋼絲繩長度，普通取3圈；多層纏繞時的錯繩圈長度，普通取n=2～4圈；B=式中H—最大提高高度取鋼絲繩最大懸垂高度為1126.864mD—選型后的原則卷筒直徑取2.8m—鋼絲繩繩圈間隙，取3mm—錯繩圈，取3mm—鋼絲繩直徑，=40或37mm則主提高系統：B=6042mm≥3000mm副提高系統：B=5620.5≥2200mm因此，根據《簡要建井工程手冊（上冊）》知，當B＞B時，可纏繞n層，由于基巖段井深＞400m，因此n取3層。總而言之，主提高：B=mm＜3000mm副提高：B=1873.5mm＜2200mm故卷筒寬度2200mm滿足規定。=3\*GB3③提高機強度驗算a最大靜張力演算≥+式中—提高機允許的最大鋼絲繩最大靜張力，N；Q—提高物料荷載，N；Q—提高容器荷重，N;P—每米鋼絲繩原則質量，kg；H—最大懸垂高度，取1126.864m。主提高系統：≥7800×9.8+425×9.8+9.8×6.62×1126.864=153711.4N＞130000N故，2JK-3.0/11.5A型提高機不滿足鑿井期間單鉤提高時的規定，故改用2JK-3.5/11.5B型提高機，此提高機允許的鋼絲繩最大靜張力滿足規定，其卷筒特性為=3500mm，=1700mm。副提高系統：≥5070×9.8+1475×9.8+9.8×5.327×1126.864=122923.4N＜130000N故JK-3/20A型提高機允許的鋼絲繩最大靜張力滿足規定。b最大靜拉力差驗算≥+式中—提高機允許的最大鋼絲繩最大靜張力差，N；Q—提高物料荷載，N；P—每米鋼絲繩原則質量，kg；H—最大懸垂高度，取1126.864m。主提高系統：≥7800+9.8×6.62×1126.864=80906.43N＜1150