煤矿副井马头门施工安全技术措施.doc

煤矿副井马头门施工安全技术措施

62
2020年4月19日
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目 录
第一章 编写依据........................................................2
第二章 工程概况........................................................2
第三章 工程技术特征及工程量............................................2
第四章 地质及水文地质概况..............................................4
第五章 施工方案........................................................4
第六章 施工方法........................................................5
第七章 施工辅助系统...................................................12
第八章 劳动组织及施工工期.............................................13
第九章 施工质量要求...................................................14
第十章 主要安全措施...................................................16
第十一章 文明施工.....................................................22
第十二章 避灾路线.....................................................22
附图1 井筒与马头门连接处剖面图 ...................................24
附图2 井筒与马头门连接处平面图 ...................................25
附图3 北侧马头门1-1断面图 .......................................26
附图4 北侧马头门2-2断面图 .......................................27
附图5 北侧马头门3-3断面图 .......................................28
附图6 南侧马头门4-4断面图 .......................................29
附图7 南侧马头门5-5断面图 .......................................30
附图8 南侧马头门6-6断面图 .......................................31
附图9 1-1、2-2、4-4、5-5断面马头门炮眼布置图.....................32
附图10 3-3、6-6断面马头门炮眼布置图..............................33
附图11 I18工字钢骨架加工示意图 ..................................34
附图12 I18工字钢骨架安装剖面示意图 ..............................35
附图13 锚杆、锚索、工字钢骨架平面布置图 .........................36
附图14 通风示意图 ................................................37
附图15 避灾路线图 ................................................38
附件16 耙矸机操作规程 ............................................39
附件17 会议纪要 ..................................................40

依兰第三煤矿副井马头门施工安全技术措施

第一章 编写依据
1、中煤能源黑龙江煤化工有限公司依兰第三煤矿副立井井筒及相关硐室掘砌工程施工组织设计
2、中煤能源黑龙江煤化工有限公司依兰第三煤矿可行性研究报告(修改版)
3、中煤能源黑龙江煤化工有限公司依兰第三煤矿建设项目井筒检查孔完井报告(修改版)
4、中煤能源黑龙江煤化工有限公司依兰第三煤矿副立井井筒检查钻综合柱状图(图号S1701-116-2)
5、<煤矿井巷工程施工规范>(GB50511- )
6、<煤矿井巷工程质量验收规范>(GB50213- )
7、<煤矿井巷工程质量检验评定标准>(MT5009-94)
8、<煤矿测量规程>( )
9、<巷道及硐室施工标准>(试行)
10、<煤矿安全规程>( )
11、<简明建井工程手册>
12、<煤炭建设工程技术资料管理标准>
13、<依兰第三煤矿副井马头门平面图、剖面图、断面图、配筋图、坡度图、操车设备基础断面图、摇台坑梁窝布置图及工字钢骨架加工图>(图号S1701-117G1
-1～8)
第二章 工程概况
依兰第三煤矿位于黑龙江省依兰县境内,行政隶属于依兰县管辖,矿井设计生产能力240万吨/年。依兰第三煤矿副立井井筒设计净直径8.2米,井筒全深735米,冻结深度70米,井口设计绝对标高+109.0m。
井筒当前已成井688m,现阶段正在进行行人通道与管子道施工,为保证下一步副井马头门施工顺利进行,特编制本措施。
第三章 工程技术特征及工程量
依兰第三煤矿副井马头门设计以井筒南北十字线为基准向东偏移200mm相对布置(详见附图)。马头门两侧开口处设计呈下坡式,开口处净顶板绝对标高均为-589.0m。北侧马头门巷道自井筒中心全深19100mm,自井筒中心至巷道11600mm处净顶板坡度11°18′36″,净底板绝对标高-595.85m。南侧马头门巷道自井筒中心全深21544mm,南侧马头门顶板设计两次坡度,第一坡度自井筒中心(下同)向至巷道8645mm处净顶板坡度5°42′38″,第二坡度自巷道8645mm至巷道16544mm处净顶板坡度10°0′0″,净底板绝对标高-595.38m。马头门下部两侧摇台基础净宽5100mm,北侧摇台自井筒中心长度7445mm,净高1850mm,南侧摇台自井筒中心长度7945mm,净高2321mm,净底板绝对标高均为-597.717m。两侧马头门设计断面均为直墙半圆拱断面,临时支护采用锚网索喷+工18钢骨架联合支护和现浇钢筋混凝土复合支护方式。
马头门临时支护采用锚网索喷+工18钢骨架联合支护形式,喷浆厚度100mm,喷射砼标号为C25。临时支护材料规格参数如下:树脂锚杆规格Φ22×2400mm,锚杆采用高强预应力树脂锚杆,材质为HRB400,锚杆托板规格为150×150×12mm,锚杆全断面矩形布置,间排距为800×800mm。钢筋网格规格为Φ6.5×1000× mm,网格100×100mm,搭接压茬100mm。锚索规格Φ18.9mm,锚索亦采用全断面布置方式,半圆拱施工锚索长度12m,两帮施工锚索长度10m,底板施工锚索长度6.3m,锚索托板规格为300×300×18mm,锚索布置间排距1600×1600mm,顶板锚索施工时若穿透管子道,则采用双向对拉布置。W钢带规格型号WD-180×5mm,半圆内径3700mm,搭接长度200mm,间距800mm,施工时与锚杆配套使用。工字钢钢骨架规格型号I18号工字钢,骨架与骨架之间焊接连接板,采用3颗22mm螺栓连接固定,布置间距800mm。
马头门永久支护形式为双层钢筋混凝土结构,净宽6000mm(净高数据详见附图),底口设计呈沟槽式。两侧墙部、拱部设计支护砼厚度均为600mm,北侧马头门铺底厚度100mm,南侧马头门铺底厚度150mm。直墙与半圆拱配筋形式为双层钢筋,竖筋φ20@300mm、水平筋φ20@300mm、箍筋φ8@600mm,内外层钢筋保护层厚度分别为50mm、90mm,搭接长度700mm。拱部、墙部浇筑混凝土标号为C60,铺底混凝土标号为C15。
摇台基础永久支护形式为双层钢筋混凝土结构,竖筋φ20@250mm、环筋φ20@200mm、箍筋φ8@500mm,底板环筋φ20@300mm、水平筋φ20@300mm、箍筋φ8@600mm,搭接长度700mm,混凝土标号C25。
井筒-693.0～-711.7m段为加强段井壁,采用锚网喷和现浇钢筋混凝土复合支护方式,喷浆厚度100mm,喷射砼标号C25。临时支护锚杆间排距800×800mm,W钢带间距800mm,与锚杆配套使用,无锚索与工字钢骨架支护。永久支护厚度800mm,双层钢筋混凝土结构,竖筋φ20@250mm、环筋φ20@200mm,箍筋φ8@500mm,内外层钢筋保护层厚度分别为50mm、70mm,搭接长度700mm,混凝土标号C60。
马头门支护方式及工程量详见图<依兰第三煤矿副井马头门平面图、剖面图、断面图、配筋图、坡度图、操车设备基础断面图、摇台坑梁窝布置图及工字钢骨架加工图>(图号S1701-117G1-1～8)。
第四章 地质及水文地质概况
依据依兰第三煤矿建设项目井筒检查孔完井报告(修改版)资料显示,马头门及加强段井壁所经过的地层为含砾粗砂岩、泥岩及细砾岩(见表4.1)。先期项目部对-635～-705m进行探水施工,施工完成未发现明显涌水,现阶段行人通道和管子道施工开口期间,井帮及顶板亦无明显涌水出现,但不排除马头门所处的细砾岩层不会出现涌水情况。因此,为了保证施工安全,掘进时必须坚持”有掘必探,先探后掘”的原则进行施工。
地质预想图表 表4.1
岩石名称
层厚(m)
段高(m)
岩 性 描 述
含砾粗砂岩
25.70
-675.05～-700.75
浅灰色,主要成分为石英、风化长石及岩屑等,分选差,最大砾径为6mm—3cm左右,磨圆为次棱角状,胶结较坚实,具斜滑面,岩芯完整。在678.80—700.75米局部粒级可达细砾岩,夹多层具较多斜滑面中厚层灰色泥岩层。
泥岩
1.20
-700.75～-701.95
灰色,致密,质纯,具滑感,胶结较坚实,具较多斜滑面,岩芯较不完整。
细砾岩
8.32
-701.95～-710.27
浅灰色,主要成分为石英、风化长石、花岗岩及岩屑等,分选差,最大砾径为3cm左右,下部粒级偏细可为含砾粗砂岩磨圆为次棱角状,胶结坚实,岩芯完整。
第五章 施工方案
马头门采用钻爆法先拱后墙掘进,同时做好临时支护,最后先墙后拱与井筒整体浇灌砼,具体施工顺序如下:
为保证马头门施工质量,施工前将重新对井筒十字基点及边线点进行复校,复校无误后,将原先所投点的井筒内东西南北四个方向的边线点导至马头门上部井壁约15m处,同时重新进行标高导入,以方便马头门施工放线需要。
马头门分段施工,施工顺序如下:
第一段:南侧马头门施工8645mm,北侧马头门施工8145mm(自井筒中心算起)。
南北马头门采用先拱部后墙部正台阶法施工。本段掘进及临时支护全部完成后,开始绑扎井筒和马头门墙部钢筋(预留好搭接钢筋长度),立井筒和南北马头门墙部模板,浇筑井筒与南北马头门墙部砼。随后立南北马头门拱部碹骨、绑扎钢筋、立拱部模板,继续浇筑砼至井筒模板上口位置,待砼凝固时间在规范要求时间后,对大模板进行脱模上提大模板,模板底口位置在浇筑成形井壁下方100mm处,继续进行浇筑作业(马头门与井筒浇筑需上提模板三次方能全部浇筑成型,为保证马头门第一段浇筑作业安全,将在马头门支护全部完成落大模板后安装一套辅助盘,以方便浇筑作业)。
第二段:摇台基础施工。
马头门第一段施工完成后,即对摇台基础进行施工。在井筒出矸至摇台基础荒底板位置,采用YT-28型气腿式风动凿岩机在基础部位进行打眼装药放炮施工,掘砌完成后进行钢筋绑扎,用木模板架模进行砼浇筑。
第三段:井底水窝施工31m。
井底水窝施工按照<-348m以下基岩段掘砌施工安全技术措施>执行,采用钻爆法掘进,光面爆破技术,整体金属下行钢模板砌壁,掘砌有效段高3.1m。如遇到岩层破碎时,为保证施工安全可根据地层实际情况采取锚喷、锚网喷临时支护,确保施工安全。
第四段:剩余马头门施工。
剩余马头门段同样采用先拱部后墙部正台阶法施工。本段掘进及临时支护全部完成后,开始绑扎井筒和马头门墙部钢筋(与第一段马头门预留筋相接),立井筒和南北马头门墙部模板,采用混凝土输送泵对井筒与南北马头门墙部进行砼浇筑。随后立南北马头门拱部碹骨、绑扎钢筋、立拱部模板,继续进行砼浇筑作业。
锚网索喷施工及钢筋绑扎等各项工序均应在自检合格并及时通知监理单位及建设单位验收完成后方可进行下道工序的施工。
第六章 施工方法
第一节 工艺流程
施工准备→测量放线→掘进→临时支护→绑扎钢筋→立模浇筑→拆模
第二节 施工准备
马头门施工前,进行措施传达、贯彻及技术交底工作。备齐备足施工所需的材料,如钢筋、锚杆、网片、锚索、速凝剂、木方、木板、W钢带、工字钢等,施工材料应提前出图并进行会审,在确定最终设计方案后方可进行加工。备齐备足施工所需的设备,如凿岩机、耙矸机、锚索机、喷浆机、锚杆拉力器、混凝土输送泵等。
第三节 测量放线
对井筒十字基点及边线点进行复校前及时通知监理、甲方共同参与,复校无误后,方可入井进行边线点的投点工作。
放线前,吊盘工作人员先将上吊盘两个喇叭口用厚50mm木板封严并与吊盘连成一整体,由测量人员将原先4个边线点挂好垂线,垂线上先挂沙袋,在将吊盘落至工作面合适位置并用木楔固定牢固后,将沙袋更换成垂球并稳好,利用拉线、摆动观测取中的方法将东西十字线、南北十字线投到井壁木桩上。投点前再次确认垂球不碰触半截桶。同时将井筒四个方向均设上、中、下三桩,上桩长、下桩短,长桩露出井壁最长不超过30mm,短桩与井壁平,埋设方式下→中→上。待木桩埋设好后,利用东西、南北十字线将铁钉打入木桩内,再利用十字线进行复校。确定无误后,将垂球与边线拆除。施工时将南北十字线东偏移200mm即为南北马头门中心线。
高程导入:根据矿方提供的近井基点高程,由矿方技术部人员牵头进行标高传递(由于49处比长钢尺损坏,现统一采用副井井筒钢尺进行测量,后期再重新对高程进行测量改正),井上采用水准仪在钢尺上读数,井下在井壁预埋好的木桩的铁钉上作为标高点进行读数,六次读数取平均值的方法作为马头门施工的标高控制点。
第四节 掘进
井筒掘进采用FJD-6.7型伞钻配YGZ-70型凿岩机凿岩,B25×5500mm六角中空合金钢钎,Φ55mm十字型合金钻头,两台HZ-4中心回转抓岩机配合小型挖掘机出矸。马头门掘进采用YT-28型气腿式风动凿岩机,Φ42mm”一”字型钻头,Φ25mm六角中空钢钎打眼,风镐刷帮,开口部分采用HZ-4中心回转抓岩机配合人工装到吊桶提到地面,运至甲方指定地点。当中心回转抓岩机抓不到时安装耙矸机配合人工将矸石运至井筒,然后利用中心回转抓岩机装罐,利用井筒施工期间的排矸系统排矸。主、副提分别挂4m3吊桶提升矸石、上下物料,使用PZC61型喷浆机进行喷射砼临时支护作业。炸药采用三级煤矿许用乳化炸药,雷管采用抗杂散毫秒延期电雷管,脚线长度6.5m,采用正向连续装药结构,分组并联联线方式装药爆破,380V交流电源起爆。根据岩石稳定情况,可采用分次装药分次放炮。为了减少放炮对岩石的震动,炮眼深度2.2 m左右,周边眼间距控制在400mm。
马头门开口部分分两次施工,先拱后墙,施工采取”多打眼、打浅眼、少装药”的原则,控制开口处打眼深度不得大于1.2m,周边眼间距控制在400mm之内。开口部分施工完成后即正常施工,施工时保证拱部比墙部超前掘进2～3m。
为方便马头门爆破作业,北侧马头门1-1断面和2-2断面及南侧马头门4-4断面、5-5断面采用同一个爆破图表(表6.4.1)进行施工,北侧马头门3-3断面及南侧马头门6-6断面采用同一个爆破图表(表6.4.2)进行施工。马头门坡度段掘进每次放炮后,根据坡度的变化,由技术员根据马头门拱基线位置及时调整爆破图表墙部排距炮眼,在工作面放出轮廓线打眼施工,以减少不必要的材料浪费。

1-1断面、2-2断面、4-4断面、5-5断面马头门爆破原始条件 表6.4.1
序号
名 称
单 位
数 量
备注
1
掘进断面
m2
68.9/44.3/68.9/43.9
1-1断面/2-2断面/
4-4断面/5-5断面
2
炮眼深度
m
2.2

3
炮眼数目
个
198

4
岩石坚固性系数
f
0.8～4

5
雷 管

抗杂散毫秒延期电雷管
6
炸 药(Ø35)
m/卷、kg/卷
0.3、0.3
三级煤矿许用乳化炸药
装药量
分段
眼 号
炮眼
名称
炮眼深度
(m)
装药量
倾角
掏槽
方式
爆破
顺序
联线
方式
卷/眼
kg
拱部
1～4
掏槽眼
2.4
6
7.2
90°

直
眼
掏
槽
Ⅰ
并

联
5～9
辅助眼
2.2
5
7.5
90°
Ⅱ
10～98
边 眼
2.2
4
106.8
87°
Ⅲ
墙部
99～112
掏槽眼
2.2
5
21
90°
Ⅰ
113～182
辅助眼
2.2
4
84
90°
Ⅱ
183～198
边 眼
2.2
3
14.4
87°
Ⅲ
合 计
198

240.9

注:爆破图表见附图9
3-3断面、6-6断面马头门爆破原始条件 表6.4.2
序号
名 称
单 位
数 量
备注
1
掘进断面
m2
39.6/34.8
3-3断面/6-6断面
2
炮眼深度
m
2.2

3
炮眼数目
个
172

4
岩石坚固性系数
f
0.8～4

5
雷 管

抗杂散毫秒延期电雷管
6
炸 药(Ø35)
m/卷、kg/卷
0.3、0.3
三级煤矿许用乳化炸药
装药量
分段
眼 号
炮眼
名称
炮眼深度
(m)
装药量
倾角
掏槽
方式
爆破
顺序
联线
方式
卷/眼
kg
拱部
1～4
掏槽眼
2.4
6
7.2
90°

直
眼
掏
槽
Ⅰ
并

联
5～9
辅助眼
2.2
5
7.5
90°
Ⅱ
10～98
边 眼
2.2
4
106.8
87°
Ⅲ
墙部
99～108
掏槽眼
2.2
5
15
90°
Ⅰ
109～158
辅助眼
2.2
4
60
90°
Ⅱ
159～172
边 眼
2.2
3
12.6
87°
Ⅲ
合 计
172

209.1

注:爆破图表见附图10
第五节 临时支护
每次爆破后,采用单体液压支柱对顶板进行临时支护,由跟班技术员按设计尺寸放出轮廓线,班组内采用风镐找够荒径,再采取锚网索喷临时支护作业。马头门掘进最大空顶距离不超过0.8m,马头门每1.0m一段进行一次临时支护。锚杆眼要垂直于巷道轮廓线或岩层层理面,锚杆托盘要紧贴壁面,马头门开口处实行短掘短支。喷砼在锚网索后进行,当围岩破碎时,要先喷砼封闭围岩,再挂网、打W钢带、锚杆,最后再喷砼。
马头门临时支护采用锚网索喷+工18钢骨架联合支护形式(临时支护材料规格型号同上),锚杆孔直径为28mm,锚深2300mm,锚杆角度与岩面角度不小于75°。钢筋网采用14#铁丝连接,连接间距200mm。锚索孔直径为28mm,拱部锚深11700mm,墙部锚深9700mm,底板锚深6000mm,锚索外漏长度300mm。锚固剂型号为MSZ2360、MSK2360两种。
一、锚杆施工
树脂锚杆施工工艺:打孔(Φ28mm)→清理钻孔岩粉→装树脂药卷(1根MSZ2360、1根MSK2360)→插入锚杆(Φ22mm)→搅拌树脂药卷→拧紧螺母。
1)钻孔直径为Φ28mm;
2)钻孔深度2300mm;
3)钻孔角度≮75°,尽量与岩面垂直;