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1、第一章 工程概况1.1 简述王楼矿井位于山东省济宁市任城区境内，区内交通便利，兖新铁路从济宁市穿过，矿区距济宁市 25 公里，公路四通八达，行车、运输方便。该矿井由济南煤矿设计院设计，能力为 45 万吨/年，采用立井开拓方式，设主、副井两个井筒，在同一工业广场，其中主井净径 5.5m，井筒深度 745.5m。井巷工程总量为 9180m。主井井筒的主要技术特征如下：序号 项目 单位 主井1 井口标高 m +37.52 井底车场标高 m -7003 井筒深度 m 745.54 冻结深度 m 2945 井筒直径 m 5.5冻结段 mm 900-11006 井壁厚度基岩段 mm 450-6001.2
2、井筒地质主井井筒井检孔穿过的地层自上而下为第四系、侏罗系、二迭系、石炭系。第四系地层厚度 266.15 米，为一套河湖相沉积，不整合于下伏地层之上，主要由粘土、砂组成，夹含少量砂质粘土及粘土质砂，含水较丰富。上部由厚-巨厚粘土组成，中部由厚-巨厚层砂组成，夹中-薄粘土层。下部由中- 巨厚粘土、砂组成。侏罗系地层厚度 323.75 米，主要由中-巨厚层细砂岩、粉砂岩、辉绿岩组成，夹中-薄层砾岩。二迭系在井筒附近仅残存山西组，主井井检孔揭露厚度为 6.9 米，主要由混岩、细砂岩组成。石炭系太原组厚度为 164.2 米，主要由中-厚层混岩组成，夹中- 薄层细砂岩、粉砂岩、石灰岩及薄层煤。本溪组厚 3
3、4 米，主要由薄-中厚层混岩、粉砂岩组成。该矿井为低瓦斯矿井。1.3 工程量本工程为主井井筒及相关硐室掘砌工程，工程量见下表：序号 单位工程名称 长度(m) 备 注1 主井冻结段掘砌 2892 主井基岩段掘砌 459.53 总回风巷 10 南北各 5m4 箕斗装载硐室 522m35 炸药库回风道开口 56 清撒硐室及联络巷 40 南北各 20m第二章 施工准备与场地布置2.1 甲方提供的施工条件（1）水源：建设单位已备好水源井，施工单位自费安装供水设备及管路。（2）通讯：目前矿井正处于准备阶段，由施工单位安设程控电话对外进行联系。（3）供电：由建设方提供 6kv 电源。（4）施工现场布置：由建
4、设单位划定范围，施工单位自行布置建设。（5）建筑材料：施工现场附近有丰富的建筑材料，可满足本工程的需要。火工品的存放库房由建设单位负责建设，施工单位有偿使用。（6）主井井筒可利用永久井架凿井。井筒所出矸石除就近回填外，一律排至指定地点。2.2 施工总平面布置2.2.1 布置原则（1）在工广内布置的临时建筑尽量避开拟建的永久建筑位置或在使用时间与拟建永久建筑的施工时间错开。（2）临时建筑的布置要符合施工工艺流程的要求，做到合理布置。临时工业建筑，为井口服务的设施，布置在井口周围。动力设施靠近负荷中心，木材、钢筋、机修加工厂房，靠近器材仓库和堆放场地。建筑施工器材运输、堆放方便。（3）符合环境保护
5、、劳动保护、防火要求。2.2.2 施工总平面布置施工总平面布置详见表 1“主井工广总平面布置图” 。地面大临工程详见表 2主井工广大临工程一览表 。2.3 施工准备2.3.1 设备和人员进场接到中标通知后，立即进行人员和设备的动员组织工作，组织精兵强将和充足的设备进点施工。根据合同约定的时间，项目部管理人员、测量人员、物资供应人员及相应设备迅速进入现场，进行施工现场的前期准备，组织人员进行施工临时设施搭建工作以及大宗材料堆放场地的平整等项工作。随后机电安装人员、部分矿建施工人员及凿井设备进场，全面开展各项施工准备工作。其余人员和设备根据准备工作进展以及施工进展情况按计划陆续进场。所有人员在上岗
6、前 10 天到岗，以便了解现场情况，按ISO9001：2000 标准及 培训控制程序要求组织学习培训。2.3.2 技术准备（1）组织技术与管理人员勘测现场，认真审阅图纸，学习技术规范，组织图纸会审，并在此基础上编制各分部、分项工程施工作业指导书，准备好各种技术资料和表格，开工前做好各项技术交底和各项培训。（2）组织测量人员做好接桩、复测工作，按业主提供的导线点、水准点进行全面复核校验。（3）与冻结施工单位联系，了解与井筒施工相关的数据。2.3.3 材料、机具、设备准备（1）根据施工进度计划编制各种材料、设备、工器具供应计划，并落实设备、材料、工器具的进场与保管。（2）提前落实各种材料的货源及采
7、购，特别是钢材、木材、水泥以及砂、石等大宗材料，并做好材料复试验工作。（3）对于进点后立即开展的施工项目，其设备、工器具各种施工材料均应提前充分准备。2.4 井筒试挖及锁口的施工2.4.1 井筒试挖井筒施工所必须的临时工程和凿井设备设施安装等工作全部完成后，再根据冻结实际情况，适时选择井筒开挖时机，井筒试挖，应具备下列条件：（1）水文观测孔内的水位，应有规律上升并溢出孔口；（2）测温孔的温度，已符合设计规定，确认冻结壁已全部交圈，且浅部的冻结壁厚度和强度足以抵抗预挖深度的地压以及能保证施工的连续性，并经确认在井筒掘砌过程中，不同深度的冻结壁强度能达到设计要求；为满足挂装凿井吊盘的需要，初定试挖
8、深度 25m。通过试挖核实冻结壁已具有一定的厚度和强度，能适应井筒施工要求，且凿井设施及地面辅助系统已准备完毕，方可进行井筒正式开挖。考虑试挖阶段冻结段一般不会扩展到荒径内，土层稳定性差，故掘砌段高不得大于 1.5m，掘进时，人工挖掘自井中向周边扩展，利用在井中挖超前小井，集控静积水，台阶式挖掘以防井帮塌落。2.4.2 临时锁口根据招标图纸及地表标高，临时锁口位于+36.0-+29.5m ，封口盘标高+36.6m（根据现场情况进行调整） ，净径 7.5m，井壁结构为砌 700mm厚砖，为了井筒施工安全需要，随着锁口的施工同时完成临时封口盘的安装工作，封口盘钢木结构，临时锁口砌筑时，采用组合拼块
9、模板辅以木托底板及斜刃角支模，搭设平台人工翻料砌壁。第三章 施工方案及凿井主要辅助系统3.1 施工方案的选择主井井筒及相关硐室施工优选最佳施工方案，实现安全、快速、质优为目的。最大限度地推广采用新技术、新工艺、新材料、新设备，严格按照 ISO9001：2000 质量体系程序运行，确保工程施工的每一个阶段、每一个环节、每一道工序都处于受控状态，确保工程质量全优。3.1.1 冻结段外壁施工方案（1）方案 1:掘砌单行作业方式,掘砌段高根据冻结强度,井筒所处深度的岩层性质,掘进速度等因素综合确定,一般为 2-10m,采用装配式金属模板或金属绳捆模板配整体钢刃脚架砌壁。优点：工序单一，设备简单，管理方
10、便，施工较安全，一套模板可满足不同直径段外壁砌壁。缺点：脱立模劳动强度大，施工速度较慢，井壁接茬较多。（2）方案 2：掘砌混合作式方式，使用整体下行式金属活动模板配整体钢刃脚架砌壁，固定段高 2-4m。优点：井帮暴露时间短，施工安全，可实现部分工序掘砌平行交叉作业，施工速度快。缺点：模板加工比较复杂，井壁接茬缝多，施工管理较复杂，不同直径段施工模板改装量大。经综合分析比较，为保证施工工期和施工质量，选择方案 2“掘砌混合作业方式”作为井筒冻结外壁掘砌施工方案。3.1.2 内壁套砌施工方案（1）方案 1:使用装配式金属模板砌壁优点：施工工艺简单，可连续作业，井壁封水性能好，砼表面质量好。缺点：脱
11、、立模劳动强度大，模板加工量大，需增设一层辅助盘。（2）方案 2：使用液压滑升模板砌壁优点：工人劳动强度小，可实现砼连续浇注。缺点：滑板升降操作困难，拆模时间难以控制准确，影响井壁表面质量。（3）方案 3：使用整体式金属模板上行砌壁优点：节约投资，不需另行加工模板。缺点：立模较困难，井壁接茬多，封水性能差，需增设一层辅助盘。通过上述方案比较，为保证井壁质量和封水性能，采用方案 1“使用装配式金属模板砌壁”作为内壁套砌施工方案。3.1.3 基岩段施工方案（1）方案 1:掘砌长段单行作业,采用锚喷临时支护,掘砌段高 2040m左右.优点:施工管理简单,易于掌握,井壁接茬少,封水性能较强。缺点:需增
12、加临时支护,占用了工期,并且喷射砼回弹料不利于排水,掘砌转换时间长,施工速度慢。（2）方案 2：短段掘砌混合作业，固定段高 3.5m。优点：围岩暴露时间短，施工安全，不需临时支护，简化了施工工序，易于实现机械化，施工速度快。缺点：掘砌交替频繁，井壁接茬多，封水性能差。为提高建井速度，缩短工期，决定采用方案 2“短段掘砌混合作业”作为井筒基岩段施工方案。3.1.4 与井筒相连接的相关工程施工方案与井筒相连接的相关工程有：总回风巷、箕斗装载硐室、火药库回风巷、清理撒煤硐室等。这些工程的施工采用普通钻爆法掘进、耙矸机配合抓岩机、吊桶出矸。3.2 凿井装备根据已选定的施工方案，井筒凿井机械化装备见表
13、3，矿建主要施工设备见表 4，提升钢丝绳选型计算见表 5，凿井设备平面布置见表 6，地面稳绞布置平面图见表 7。3.2.1 提升系统方案一：因提供的永久井架未考虑凿井施工需要（天轮平台断面太小，二平台高度过高） ，施工设备布置、安装比较困难，准备工期较长，故凿井采用永久井架下套装的 G 型井架。方案二：根据甲方意见，利用永久井架凿井。采用两套单钩提升，考虑临时改绞，主提升选用 XKT-23.0/20（井筒垂深 600m 以下选用 2JK-3.5/20）型绞车配备 3.0m3 吊桶，副提升选用瑞典产 JKZ-2.75/30.88 型绞车配备 3.0m3 吊桶，担负掘进排矸及设备、材料、人员的提升
14、工作。临时改绞，利用凿井主提升 XKT-23.0/20（2JK-3.5/20）型绞车提升，选用 1t 矿车双层临时罐笼。提升设备技术参数见下表：提升机技术特征滚 筒 电动机提升机型号 个数直径宽度最大静张力（t）最大静张力差（t）减速比绳速m/s 型号功率kw转速rpmXKT-23.0/20 2 3.0 1.5 13 8.0 20 4.65 YR630-10/1180 630 592JKZ-2.75/30.88 1 2.75 2.2 13.5 30.88 4.6 3PH-MOL 630 986（1）绞车强度验算XKT-23.0/20 型绞车最大静张力验算：改绞前：F j=Q0+PSBH0=72
15、50+3.99775=10342kgF j=13000 kg（单筒提升） ，符合要求。改绞后：F j=Q 罐 +Q 矿车 +Q 矸石=3130+6502+17602=7950kgF j=8000 kg，符合要求。瑞典产 JKZ-2.75/30.88 型绞车强度验算：Fj=Q0+PSBH0=7500+5.05775=11414kgF j=13500 kg（单筒提升）符合要求。（2）提升能力计算井筒提升能力计算表提升 吊桶容积 绳速 不同井深提升能力（m 3/h）项目方式 (m3) m/s 300 450 600 750主钩 单钩 3 4.65 28.3 22.9 19.3 16.6副钩 单钩 3
16、 4.6 28.2 22.8 19.2 16.5临时改绞后，经计算提升能力为 24.47m3/h（其中a=0.7m/s2，=65s，k=1.2） 。3.2.2 排水当涌水量小于 10m3/h 时，用 QOB-15N 隔膜泵排到吊桶内提到地面排放，井筒布置预留卧泵位置，当井筒内涌水量大于 10m3/h 时，采用一台DC50-810 型卧泵排水。3.2.3 通风井筒施工初期采用 11KW 局扇作压入式通风，后期采用 230 对旋风机压入式通风，采用 600mm 胶质风筒。3.2.4 压风根据施工方法及施工机具配备，井筒使用 FJD-6A 型伞钻进行作业时耗风量最大，Qmax=1.11.1560=75.9m 3/min。地面设临时压风机房一座，其内安设二台 5L-40/8 型和一台 4L-20/8型压风机，引一趟 1594.5mm 压风管至井口房，井筒内布置一趟100mm 高强度塑料管。冻结段施工压风防冻措施：在井口棚外设一个 20m3
