石拉乌素壁座段施工安全技术措施.doc

石拉乌素壁座段施工安全技术措施
一、编写依据
〔1〕、《石拉乌素煤矿主井井筒井壁结构图》〔S1667-111G-5、7〕
〔2〕、《石拉乌素煤矿主井井筒及相关硐室掘砌施工组织制定》
〔3〕、《煤矿井巷工程施工规范》〔GB50511—2021〕
〔4〕、《煤矿井巷工程质量验收规范》〔GB50213—2021〕
〔5〕、《钢筋直螺纹接头技术规程》〔JGJ109-96〕
〔7〕、《煤矿安全规程》〔2021年版〕
〔8〕、《简明建井工程手册》〔上、下册〕
〔9〕、《大体积混凝土施工规范》〔GB50496—2021〕
〔10〕、《煤矿测量规程》〔2021版〕
〔11〕、《立井井筒施工标准〔试行〕》〔QB/LJSG 002—2021〕
〔12〕、《主井井筒检查钻孔综合柱状图》
〔13〕、《混凝土结构工程施工验收规范》〔GB50496204—2021〕
〔14〕、《内蒙古自治区东胜煤田纳林才登矿区石拉乌素井田井筒检查钻孔地质报告》
二、工程概况
石拉乌素井田位于内蒙古自治区东胜煤田纳林才登普查区，地处鄂尔多斯市境内，行政区划属鄂尔多斯市伊金霍洛旗管辖。矿井建设规模为1000万吨/年。采纳竖井开拓，主井、副井和风井井筒位于同一工业广场内。
石拉乌素矿主井井筒制定净Φ9.4m，总深度为749.632m，采纳全深冻结法施工，冻结深度为760m，采纳双层钢筋砼井壁支护。目前，井筒冻结段外壁施工至井深591.3m，马上转入井筒壁座段-628m～-640m的施工，为确保井筒段壁座-628m～-640m的施工安全，特编制本措施。
三、工程地质及水文地质
 1、工程地质
依据《主井井筒检查钻孔综合柱状图》可知，主井壁座段所属地层为侏罗系中下统延安组〔J1-2y〕，依据主、副、风井井筒检查钻孔揭露，该组地层厚度107.95～204.19m，平均142.46m。岩性组合下部为灰白色、灰色粗粒砂岩和含砾粗粒砂岩，主要成分为石英、长石，泥质填隙及高岭土质胶结。中部为浅灰色、灰色厚层状中细粒砂岩，薄层粉砂岩、砂质泥岩、泥岩。上部为灰白色高岭土质胶结的细粒砂岩、粉砂岩，局部相变为砂质泥岩和泥岩。含丰富的植物化石。该组地层与下伏三叠系上统延长组〔T3y〕地层呈平行不整合接触。
主井井筒壁座段布置在井深-628m～-640m，共12m，该段除上部1.23m为粉砂岩，下部10.77m全部布置在粗砂岩，岩石状况相对稳定。但依据外壁施工过程揭露该地层围岩状况，该地层多为裂隙发育，因此在壁座段施工过程中不能麻痹大意，要强化对围岩的管理，严格执行“敲帮问顶〞制度，防止片帮伤人事故的发生。
2、水文地质
   依据《内蒙古自治区东胜煤田纳林才登矿区石拉乌素井田井筒检查钻孔地质报告》壁座段所处地层含水层为侏罗系中下统延安组〔J1-2y〕顶部～2-2煤层承压水含水层，依据风井井筒检查钻孔对侏罗系中下统延安组〔J1-2y〕顶部至2-2煤层底板承压水含水层的抽水试验成果可知，该含水层的富水性弱，透水性与导水性能差。又因井筒采纳冻结法施工，因此壁座施工可排除水患危险。
三、工程技术特征
石拉乌素矿主井井筒壁座段井壁厚度表1

起止段高
或绝对标高〔m〕
井壁厚度〔mm〕
说明
钢筋砼支护
锚网喷支护

1800
100
整体壁座段

石拉乌素矿主井井筒壁座段井壁砼强度表2

起止段高〔m〕
砼强度等级
说明
钢筋砼
锚网喷支护

CF70
C20
整体壁座段
石拉乌素矿主井交井筒壁座段井壁钢筋布置表3

起止段高(m)
4〔圈〕钢筋布置〔mm〕

〔壁座段〕
竖筋4Ф25@250
环筋4Ф32@180
联系筋：2Φ16@500×360
备注：竖筋采纳直螺纹套筒连接，套筒等级I级；
环筋采纳搭接方式连接，搭接长度1120mm；
钢筋保护层：内层60mm，外层80mm。
主井壁座段〔井深-628m～-640m〕，高度12m，原制定采纳钢筋砼井壁支护，壁厚1800mm，砼强度为CF70。由于壁座段采纳整体浇筑施工，井帮围岩暴露段较高，为确保施工安全及工程质量，在原制定基础上增加锚网喷支护。锚杆采纳Φ43×1600mm的管缝式锚杆，锚杆间排距800mm×800mm；网片为Φ6.5mm的圆钢焊接而成，规格长×宽=2m×1m，网格为100×100mm；喷射砼强度为C20，喷厚100mm。
五、    施工前准备工作
1、壁座段井壁混凝土配合比确实定及各种原材料的进场
在壁座施工前一个月左右，向矿区检测站委托壁座段井壁段支护混凝土配合比委托书，提前确定混凝土配比，在混凝土配合比确定后，及时与石拉乌素搅拌站联系，确保壁座施工材料提前进场。
同时也通知项目部采购处提前按制定要求采购锚杆、网片、速凝剂等，经验收合格后方能进场，委托矿区实验室检测，检测合格后方能用于井下。
2、模板进场及地面试组装
外壁施工至井深-628m前， 11套金属装配式模板必必须进场，并向矿有关部门进行验收，验收合格后方能使用，验收后及时在地面分套组装并编号，地面扩展样校验每套模板尺寸是否符合制定要求，检查模板焊接质量及模板连接螺栓位置是否一致，并分组编号下井使用。
3、壁座施工前，由项目部技术人员配合矿方及制定院对井筒近井点进行复测，复测无误后，并出具复测报告，方能进行壁座及内壁施工。
4、外壁施工至井深-628m前，由项目部技术人员，提前下钢尺，矫正井筒深度，并在外壁上引下2个标高控制点，其中1个使用，1个备用，确保壁座施工与图纸制定标高一致。
5、井下设备拆掉
    外壁施工至井深-628m后，由机电队负责拆掉外壁模板刃脚并全部升井。
6、集水箱的安装
在壁座段施工前，由机电队提前在吊盘上盘安装一个集水箱，集水箱采纳厚度6mm的花纹板焊接加工为长×宽×高=2m×׳，一侧开有两个出水口〔一个4’’壁座锚杆施工时供水，一个1寸套壁时养护井壁用〕，为壁座段锚杆施工时供水。在集水箱的的底部焊接两根12#槽钢，固按时把槽钢直接焊接到吊盘上，并用4根Φ20mm圆钢加工的抱卡固定到吊盘主梁上。
六、施工方案
井筒壁座段采纳一台伞钻打眼中深孔光面爆破，多部风镐刷帮或放小炮至制定尺寸，多部YT-28型风钻打锚杆眼，锚网喷支护封闭围岩，与两台HZ-6型中心回转抓岩机抓矸装罐，主、副提升绞车提矸，矸石经二平台溜矸槽溜至自卸式汽车，由自卸车将矸石拉至矿方指定点，待壁座段整体掘出后，采纳 10金属装配式合模板砌壁，主提绞车配备4m³底卸式吊桶下灰，整体浇灌的施工方案。
七、施工方法
1、掘进
1〕、爆破器材的选择
采纳一台XFJD8.12型伞型钻架，配备8部YGZ70型凿岩机；
Φ26mm钻杆；配Φ55mm“十字〞合金钻头；采纳T220型防冻水胶炸药；6m脚线毫秒延期电雷管；380V地面专用起爆装置；并联联线，正向装药。炮眼布置及炮眼参数详见：
附图：石拉乌素煤矿主井井筒壁座段炮眼布置图及爆破图表
2〕、防断管措施
    ①依据冻结施工经验，冻结管位于岩石松动圈之外，将不会因为爆破而发生断管事故。《矿山井巷工程施工及验收规范》规定在冻结基岩段中炮眼距冻结管不得小于1.2m。本井筒冻结管距壁座掘进荒圈径最近距离为1.7m。在爆破松动圈之外，故只要按光爆要求制定爆破图表，即可防止爆破对冻结管的损坏和影响。
    ②井筒冻结基岩段爆破时，要依据冻结管实际偏斜状况，合理布置炮眼，并做到多打眼、少装药，尽量减少爆破时对冻结管的震动。
    ③放炮前，应该提前30分钟通知冻结单位做好放炮前的准备工作。放炮后，冻结单位要随时观察盐水下降状况，准确推断冻结管及盐水循环系统的完好状态，待接到冻结单位继续施工通知后，即可正常施工。
    ④井筒施工中，假设发现冻结管破裂、漏盐水现象，要及时通知冻结站，关闭该破裂的冻结管路的阀门，进行处理；待冻结单位处理完毕，并通知恢复施工后，再继续施工。
2、锚网喷支护
放炮后人员进入工作面，先“敲帮问顶〞用铁钎找掉所有放炮振松的岩石围岩，防止片帮，然后利用隆起的矸石，锚网支护段高上部井帮，用多部YT-28型风钻配Φ22×1800mm中空六棱钻杆湿式打眼，眼深1700mm，眼间距800×800mm，打眼与锚网安装同时进行，待上部围岩支护完毕后，两台HZ-6型中心回转抓岩机抓矸装罐出矸，出矸一定深度后，锚网支护，直至支护到该段够底部后，采纳PZ-5B喷浆机喷射混凝土封闭围岩，喷厚50mm，砼强度C20。以此类推直至整体壁座底部。
1〕、锚网喷技术特征
锚杆采纳Φ43×1600mm的管缝式锚杆，锚杆间排距800mm×800mm；网片为Φ6.5mm的圆钢焊接而成，规格长×宽=2m×1m，网格为100×100mm，网片搭接采纳12#铁丝双丝双扣绑扎，搭接长度不小于100mm；喷射砼强度C20,喷厚100mm。
2〕、锚杆的安装工艺
→用自制吹眼器吹眼→用特制顶锤套上锚杆(并配上托盘)，利用风钻的撞击力把管缝式锚杆推动锚杆眼内
依据冻结单位提供的冻结钻孔偏斜图可知，壁座段底部井深-640m冻结管最近距离在掘进荒井1.7m，因此壁座锚杆施工时，如有不进钻状况出现时，应马上停钻，查明原因，假设是钻在冻结管时，应在该孔0.3m以外再施工锚杆孔，严防打穿冻结管，造成盐水泄露事故的发生。
3〕、锚杆安装技术要领
    (1)安装前应检查管缝式锚杆的长度，直径是否与岩孔相匹配。
    (2)安装时，凿岩机及顶锤、管缝式锚杆和钻孔四者的中心线应当在同一直线上。凿岩机的风压在起始时不要开得太大，等锚杆进进1/3深度时再开大气阀，进行全力推动。
     (3)锚眼应比管缝式锚杆长度大50～100mm。托板贴紧岩面后，凿岩机不得继续冲击管缝式锚杆的尾端。
4〕喷射混凝土施工
在锚网支护3-4m后，采纳一台PZ-5B型喷浆喷射混凝土，
封闭围岩。喷浆料由石拉乌素搅拌站按实验室出具的配合比拌制，由我单位用拉矸车拉回卸至卸料台上，人工装入4m3底卸式吊桶内，人工推灰罐运送至井口由主或副提绞车下放喷浆工作面。壁座段喷厚100mm，喷射砼强度C20。
    在锚网支护3-4m后，准备进行喷射砼前，及时通知甲方、监理队该段锚网支护进行验收，并签证验收记录，验收合格后方能进行喷砼作业。