三元煤业南翼风井井筒冻结表土段外壁掘砌施工安全技术措施.doc

三元煤业南翼风井井筒冻结表土段外壁掘砌施工安全技术措施
一、 工程概况
三元煤业南翼风井井筒设计总深度为370.0m，净直径为5m，采用冻结法施工，冻结段施工深度为250m，其中冻结表土段深为191.6m；其中0~-10m段为临时锁口段，采用素砼支护；-10m~-191.6m段外壁净直径为5.9m，采用单层钢筋砼支护，井壁设计厚度为400mm，其中砼厚度为350mm，双层聚苯乙烯泡沫塑料板厚度为50mm。
砼标号：锁口段砼标号为C40，-10m~-191.6m段砼标号为C40。
钢筋：-10m~-191.6m段，竖筋Φ18@300，环筋Φ20@300。泡沫塑料板：-10m~-191.6m厚度为50mm（双层）。
附：风井井筒表土段平、剖面图及钢筋绑扎规格图。
二、 冻结段工程地质及水文地质
1、冻结段工程地质
根据《风井检查孔柱状图》显示，冻结段所穿过地层重要为第四系（Q），其中第四系表土层总厚度为191.6米。岩性重要为粘土、砂质粘土、粉土、粉砂及细砂。上部以褐色及灰黄色粉土为主，具孔隙，含植物根茎及少量钙质结核等。下部以褐色、灰绿色及棕红色粘土、粉土互层为主，中间夹薄层粉、细砂岩。粘土中多含动物碎片，局部含钙质结核及少量砾石；细砂分选较好，局部夹薄层中砂。
2、冻结段的水文地质
依据《风井检查孔柱状图》提供，上部第四系松散层及风化带存在弱含水层段，岩性重要为粉、细砂。在冻结段的施工中要通表土含水层和基岩风氧化带，但因采用冻结法施工，出水量不是很大，在此不作重要考虑。
三、 施工方案
风井井筒穿过191.6m表土层，58.4m基岩风氧化带，对该段采用冻结法施工，施工方案如下:
1、对于风井井筒冻结段表土段外层井壁施工重要采用人工挖掘未冻土，风镐、风铲挖掘冻土，NZQD—0.6型长绳悬吊抓岩机装矸，运用变径液压下行整体金属模板短段掘砌混合作业的施工方案。砂土层掘砌段高为4m，粘土层掘砌段高控制在1.2~4m，如遇铝质粘土根据实测位移量的大小，为减少井帮暴露时间，掘砌段高可控制在1.2~2.0m，根据现场施工情况，优化掘砌段高。
2、根据风井井筒的冻结方案，预想深层表土层段也许被全断面冻结，施工中拟采用全断面控制松动爆破，风镐刷帮整形的施工方案，掘砌段高控制在1.2~4m。
3、冻结基岩段重要采用控制光面爆破，配合风镐刷帮，短段掘砌混合作业的施工方案，掘砌段高为4.0m。
4、基岩风化带由于岩石破碎，施工中拟采用打浅眼放小炮配合风镐刷帮整形，锚、网作为临时支护，短段掘砌混合作业的施工方案，段高为4.0m。
四、 冻结段施工方法
1、冻结表土段掘进
冻结表土段的施工方法：
①冻土未进入荒径，采用中心超前分层分区台阶式挖掘法，工作面的水引入小井中，用吊桶排出。
②冻土进入荒径200mm~500mm时，可全断面一次挖掘，风镐刷帮，人工装土。
③冻土进入荒径1000~2023mm时，可用多台风镐、风铲挖土，人工装土。对风动机具挖掘困难的岩土层、砾石层可采用少装药的松动爆破进行破土。
2、钢筋和泡沫板施工
风井井筒上部10m为临时锁口，垂深-10~-191.6m段外壁为单层钢筋混凝土井壁，外壁设计净直径为5900mm，壁厚350mm，砼设计标号为C40。
在垂深-10.0~-240m段铺设两层总厚度为50mm泡沫板；掘够施工段高后，一方面下放模板刃脚部分，并操平找正。
根据冻结段设计规定铺设泡沫板，并将泡沫板固定于井壁上，然后绑扎钢筋，钢筋的搭接长度,竖向钢筋不小于30d,环向钢筋不小于30d.
钢筋布置间距详见风井井壁配筋图。
3、模板施工
风井井筒外壁为现浇钢筋砼结构，采用下行带刃脚整体金属模板砌筑。砌壁前，用手动葫芦将刃脚放至掘进工作面上方，调整并找平后，铺设外部泡沫板和施工钢筋，然后启动地面4台稳车将直筒模板下放并座落到刃脚上，当直筒模板按测量所井筒中心线找正后即可进行砼浇筑。
4、外壁砌筑及工艺流程
（1）、砼浇筑
当外壁模板找正后，即可进行外壁砼浇筑工作。砼浇筑采用1.6m3底卸式吊桶运送，吊盘上设分灰器分灰，砼经活节管入模。浇筑砼采用分区对称分层浇筑。每次浇筑高度不大于300mm，用震动棒振捣，并在连续时间内完毕一个段高。砼接茬部分要用砼充填饱满密实，接茬窗口小门要固定牢固并用楔子楔紧，保证砼接茬质量。
工艺流程:冻土挖掘→测量规格→稳牢找平刃脚模板→铺泡沫板→施工钢筋→退稳直筒模板并找正→退吊盘至浇筑口上→下分灰器活接管→浇筑直模砼→封口→提分灰器活接管→提吊盘→清理。
（2）、砼的配合比
冻结段外壁砼在施工中砼设计标号为C40；砼配制采用42.5普通硅酸盐水泥。
砼标号水灰比（W/C）配合比（水泥∶砂子∶石子）
C400.40　1∶1.51∶2.8
由于前期施工准备使用商砼，所以上述砼设计标号C40配合比为初步设计配合比（在此仅做为参考），待三盘吊挂以后，实验室作出配合比实验以后，再对上述数据进行调整，根据调整后的配合比，进行井壁砼的搅拌。
（3）、对支护材料的规定
1）石子：选用粒经20~40mm石灰岩碎石，级配合格，不宜采用风化石，针状结构颗粒含量不大于1%，泥土和杂质含量不大于碎石重量的1%；硫化物和硫酸盐含量不大于碎石重量的1%。
2）砂：中粒河沙，砂子中泥土和杂质含量不超过3%，硫化物和硫酸盐含量不超过1%；云母含量不超过2%。
3）水泥：选用标号为42.5R的普通硅酸盐水泥，每进一批水泥必须有厂家出厂合格证及水泥化验报告单，变质及过期的水泥（超过三个月）不得使用。
4）钢筋：钢筋采用Ⅲ级钢筋，每进一批钢筋，必须有出厂合格证和化验单，每批次钢筋按规定做材质检查，不合格的钢筋严禁使用。
5）水:使用饮用水
（4）、砌壁技术规定
1）拌合物的运送时间不得超过45分钟，超过时必须重新拌合，砼入模温度应控制在150C以上。
2）制砼配合比时，允许偏差不得超过下列规定：水泥<1%，骨料<5%，水<2%，称量要准确，并经常检查核对。
3）石子、砂要符合规定，砂的含泥量不大于3%，石子的含泥量不大于1%。
4）砂、石子的含水率要经常测定，含水量在配制砼水灰
比中要扣除。
5）浇筑砼过程中，临时停工不得超过2小时，超过时按
接茬缝解决，即将砼接茬打出毛面，然后用水冲洗干净，铺一层细面砼或高标号砂浆，然后继续浇筑。
6）外加剂的用量必须严格控制，设专人按量供应，按要
求使用。
五、作业方式与掘砌段高
冻结段外壁采用短段掘砌混合作业方式。
掘砌段高取决于围岩的物理特性、冻结技术参数、施工方法及围岩暴露时间等因素，选择合理段高以保证施工质量和安全，根据以往冻结井筒施工经验，正常段选用4.0m掘砌段高，在施工中若碰到粘土、钙质粘土、铝质粘土及断层破碎带，为减少岩层暴露时间，根据冻结壁强度和实测位移结果来调整模板高度，掘砌段高调整为1.2m~2.0m，必要时采用锚、网、喷作为临时支护，并及时浇筑砼进行永久支护。
六、劳动组织及进度指标
1、劳动组织：冻结段施工采用综合掘进队组织形式，直接工为“四、六”制，需要加快进度时，根据实际情况可以调整成“滚班作业制”。，辅助工为“三八”制。
2、指标、工期：冻结段外层井壁掘砌：20小时一掘砌循环，循环进尺为4m。
七、辅助系统
1、井架　　
根据井筒直径、深度、悬吊设备的类型、数量、悬吊方式等情况，本着安全承担施工荷载，保证足够的过卷高度、角度、跨距的天轮平台尺寸，满足入井材料设备与悬吊掘进设备、天轮布置需要的原则，选用Ⅳ型金属井架。
2、提高系统
井筒外壁净直径5900mm，表土段外壁深度191.6m，采用Ⅳ型井架，采用一套单钩提高，冻结段选用3m3吊桶，提高设备选用JK-3.0/(11.5/20/30)型绞车，提高钢丝选用18×7-30-1770型不旋转钢丝绳，即可满足风井井筒冻结段外壁施工需要。
3、排水系统
在冻结段外层井壁施工中，因采用冻结法施工，施工井筒中心面始终超前于掘进工作面，工作面少量积水可引入超前小井，通过吊桶排至地面。
4、压风系统
在地面设立一座压风机站，已安装一台5L－40/8型、两台5L－20/8型压风机，即可满足风井井筒冻结段外层井壁施工用风需要。
5、供电系统
地面6KV临时变电所已形成并正式运转，可以满足冻结段外层井壁施工用电规定。
6、信号、通信、照明、及放炮设施
凿井期间，提高系统采用KJTX-SX-1型煤矿井筒通信与信号装置，电缆采用多股铜芯单根改装通讯电缆。照明电缆选用V-3×6+1×6型橡胶矿用电缆，运用吊盘主绳悬吊。在井底、吊盘、井口信号房、绞车房设立声光信号，形成完善的信号系统。吊盘下设防爆投光灯，做为井底工作面施工用。
7、通风系统
采用压入式通风方式，选用两台（一台使用、一台备用）2×15KW对旋式风机，一趟Φ600胶质风筒向井筒工作面压入式通风即可满足需要。选择6×19-12.5-155-I型左右捻钢丝绳各1根，采用井壁吊挂，上端固定于封口盘梁上，井筒内每20～30m在井壁上固定一次，多余钢丝绳置于吊盘上层盘，并且采用措施固定好，以防向下坠落。
8、吊盘
（1）吊盘采用双层金属吊盘，吊盘主盘盘径4.7m，附盘盘径为5.6m，盘高3.5m。吊盘设有信号、照明灯等装置。
（2）吊盘的悬吊
采用4台JZ-10/600型（其中2台兼作稳绳稳车）稳车悬吊。悬吊钢丝绳选用四根6×19-28-1770钢丝绳悬吊（其中两根兼作稳绳）。
9、砼搅拌及输送
（1）、砼搅拌
在风井井口附近安装一套自动上料，自动电子计量的砼搅拌站，为了保证砼强度和较大的流动性，砼中加入适量的早强剂和减水剂，冬季施工时，采用水加温措施。
（2）、砼输送
根据现场实际情况，可将搅拌机拌好的砼直接倒入1.6m3底卸式吊桶，然后用提高钩头下到吊盘上，然后通过度灰器、活节管流入模板中。
10、翻矸及排矸
采用座钩式自动翻矸，配备2台QD35型JN1517T自卸式汽车排矸，翻矸台启闭绞车为JM-1型，矸石排至指定矸石山处。
八、质量保证措施
1、认真学习行业质量技术规范，严格按规范规定进行质量评估与验收工作。
2、认真贯彻“三工序”作业制（检查上工序，保证本工序，服务下工序），使工程质量始终处在监控状态。
3、建立健全质量自检、互检和上级检查相结合制度，认真填写质量检查日记，一旦发生质量事故，必须认真分析因素，贯彻责任制，制定整改措施。
4、加强原材料的验收和检查制度，不合格产品严禁使用。
5、合理选择掘砌段高，浅部谨防冻土片帮、抽帮，深部保证冻结壁厚度及强度，井帮暴露时间不能超过24小时，冻结壁经向位移小于50mm，严防断管和挤坏井壁事故。
6、建立砼集中搅拌站，使用自动计量站，根据实验配合比拟定计量时间，严格按计量时间搅拌，建立质量监督小组，原材料进场、砼配制、搅拌、下料、浇注、振捣等，全过程实行严格监控。
7、采用1.6m3底卸式吊桶运送砼，砼入模对称浇注、振捣。实行分片包干，挂号记名责任制。
8、合理添加砼外加剂，提高砼初期强度。
9、钢筋端头的锈皮、泥沙、油污等杂物应清理干净，并认真检查钢筋有无断伤等现象。
九、质量标准规定和技术管理
一）质量标准规定
1、组织工人、技术人员进行技术培训，使集团公司的质量方针：“精心施工、精细管理、精诚合作、精品奉献”进一步人心，提高全员质量意识，全面推广ISO9002质量管理体系。
2、建立行之有效的质量保证体系和质量管理目的，保证井筒的工程质量所有合格，其中优良品率达成80%以上，争创全优工程。
3、认真贯彻“三工序”作业制（检查上工序、保证本工序、服务下工序），使工程质量始终处在受控状态。
4、掘砌与冻结、科研密切配合。合理选择掘砌段高，浅部谨防冻土片帮、抽帮，深部要保证冻结壁厚度及强度，井帮暴露时间不超过24小时，冻结壁径向位移小于50mm，严防断管和挤坏井壁事故。
5、砌外壁的组合式模板中刃角模板专门保证外壁厚度、钢筋搭接长度、竖筋布置规格、保护层厚度以及竖筋、环筋绑扎，采用重球中心校核检查荒径规格和模板，保证井筒规格符合优良品标准。
6、建立砼集中搅拌站，使用自动计量称，通过实验拟定砼配比，建立质量监督小组，原材料进场、砼配制、搅拌、下料、浇注、振捣等，全过程实行严格的控制。冬季施工时，要用热水（50-80℃）搅拌砼，保证砼入模温度不低于15℃。
7、采用底卸式吊桶运送砼，砼入模对称浇注，震捣实行分片包干，挂号留名责任制。
8、建立健全质量自检、互检和上级检查相结合制度，填写质量检查日记，一旦发生质量事故必须认真分析因素，贯彻责任制，制订整改措施。
9、完善各种工程报表和技术档案，保证资料齐全。
10、测量
（1）中心线控制
施工时，从地面十字线交点（井筒中心）处下放一根钢丝作为井筒施工中心线。钢丝选用1.6m~2.0mm炭素弹簧钢丝，自制双闸手摇小绞车下放中心线，在施工中测量应经常检查中心线，发现移动立即纠正；
（2）标高控制
运用甲方提供的地面水准基点，用四等水准测量标高控制方法和规定导至井筒十字中心线基点上，通过十字基点向井筒内导入标高。施工过程中，用100m钢尺（应通过比长改正）在井筒适当位置上埋设标高控制点，直到井筒掘至设计深度，复测井深后埋设永久水准点。
二）、技术管理
(1)、坚持集团公司的质量方针“精心施工、精细管理、精诚合作、精品奉献”，施工中严把质量关，争创全优工程。
(2)、加强图纸会审，图纸会审要由公司级副总组织有关人员参与会审；加强技术交底和技术培训，开工前要专门组织施工人员进行不少于七天的技术交底和技术培训。
(3)、尊重科学技术，真正把科学技术作为第一生产力，充足发挥工程技术人员的作用；虚心接受职工提出的合理化建议和技术改善措施，最大限度地提高劳动生产率。
(4)、开展劳动竞赛，调动职工积极性，在劳动竞赛中做到比学新工艺、新技术，比质量、比干劲、比效率、比速度、比安全。
(5)、技术管理
开工前熟悉和研究全矿井地质情况，核对井检孔地质、水文地质资料，研究分析地质条件，为井筒施工提供较为可靠的地质预测，并参与井筒施工方案的制定。施工中，认真、准确、完整地提供井筒地质预测，施工中具体记录描述井筒的实际地质展开剖面，掌握构造形态，测定涌水量，收集岩石标本，编录地质素描图，作好移交资料的收集工作。
开工前作好井筒十字桩的埋设，并作图记录，同时应做好各设备基础及设备安装放线测量工作，并作好原始记录；施工中应对中线经常校核和对井架、绞车等设备进行观测，并作好记录，施工中注意收集和保存移交资料，做好测量移交工作。
十、安全技术措施
1、牢固树立“安全第一、防止为主”的指导思想，严格执行《煤矿安全规程》的有关规定，保证施工安全，防止坠物。严格入井人员检身制度。严禁携带烟火下井，严禁穿化纤衣服入井。
2、健全各种安全检查机构，按规定配备安全监察人员，实行安全责任制。严格加强井口管理制度，井上、下信号工、把钩工，必须遵守各自的工作职责。
3、根据地质情况，严格控制掘砌段高，减少井帮暴露时间。钙质粘土、铝质粘土应做好冻结壁位移变形的检测工作。根据实测位移量，拟定安全掘进段高。加强掘砌检测工作，防止冻结段外壁变形超过规定。
4、与冻结站搞好协调工作及时调整冻结温度，保证井筒掘进至每一深度冻结壁厚度和强度满足施工规定。冻结段掘进过程中要加强对冻结壁的观测和温度测试工作，发现异常及时与冻结站联系，并采用紧急保安措施，严防冻结壁开“天窗”。
5、严格控制井壁规格，控制超挖量，以保证冻结壁厚度和强度不受破坏。在冻结表土段施工中，分区分层台阶式开挖，并定人定位，应先挖掘罐窝，待其深度为600mm左右，再挖四周。
6、严格控制空帮距离，根据地质条件，一般情况下不能超过4m米,空帮时间不准超过24小时，施工中可根据冻土情况，应及时支护，保证冻结壁的位移量小于80mm，保证施工安全。
7、当吊桶提高到地面后，应把井盖门及时关闭，待吊桶停稳后，人员方可进出吊桶。吊桶乘载人数2m3吊桶为7人，3m3吊桶为9人，把钩人员要认真负责，严禁超员，乘吊桶人员必须系好安全带。
8、所有工作人员在下列情况下，都必须配戴好保险带，保证安全，严禁冒险作业。
（1） 乘坐吊桶或随吊盘升降时。
（2） 在井架上或井筒内的悬吊设备上作业时。
（3） 在翻矸台上需要在围栏外作业时。
（4） 在金属模板上清理落矸时。
（5） 吊盘上工作人员在起落吊盘时。
保险带必须栓在牢固的物体上，保险带要定期进行实验，每次使用前必须检查，发现损坏必须立即更换。
9、严禁使用吊桶撞击模板脱摸，不得使用稳车牵引钢丝绳拉动井筒内安设的钢梁和其他固定装置。
10、井下作业应安设工作面到吊盘、吊盘到地面设立安全梯，以便在提高设备发生故障时使用。
11、施工中发现有冻结管断裂或盐水泄漏，应及时告知冻结站关闭该管路，加强相邻冻结管的冻结，同时适当缩短掘砌段高，加快施工速度，尽快通过此段。
12、井内和井口的信号必须由专职信号工发送，严禁打电话与发信号同时进行。除紧急停车外，严禁不通过井口信号工直接从井内向绞车房发送信号，所有井下作业人员都必须熟悉信号，学会发送信号。
13、井上、下信号工，在吊桶提到适当高度后，先发送暂停信号并进行稳罐，清除罐底附着物后，才干发送下降或提高信号。信号工必须目接、目送吊桶安全通过责任段。
14、吊盘升降后，吊桶必须进行试运营后方可正式使用。
15、封口盘、固定盘与井壁之间的缝隙必须堵严，盘上的洞口要加盖或设防护栅栏，封口盘附近应指定专人清扫干净。
16、凿井设施的布置、吊挂要符合《煤矿安全规程》规定，并有严格的安装、检查、维护、运转制度，提高设备完好率，杜绝机电事故的发生。
17、井口与井底除选用灵敏可靠的声光信号装置外，另配一套防爆电话。
18、凡高空作业，吊盘上、模板脚手架上及乘吊桶人员，均需配带保险带，随身工具要栓牢。
19、定期定期检查提高钢丝绳磨损情况和防过卷装置的灵敏度，并认真做好记录，发现问题，及时解决。
20、施工中各种悬吊设备的钢丝绳，在缠绳前必须做实验，不合格产品，严禁使用。对于提高吊桶，使用前要认真做好探伤检查工作，不合格严禁使用。
21、对于提高容器、连接装置、防坠器、稳绳、天轮、钢丝绳、绞车等，天天设专职人员检查一次，发现问题，及时解决，并认真填写检查记录。
22、起落吊盘时，除在吊盘上工作的人员外，其余人员要所有撤到井上。对于吊盘、固定盘、封口盘、翻矸台、稳车要专人负责，明确分工，统一指挥，严格按操作规程工作，防止拉断电缆或坠落电缆。
23、严禁无计划停电停风，若供风局扇因故障停风时，必须撤出人员，切断电源，严禁人员入井。
24、其它安全注意事项参照《煤矿安全规程》、《三元煤业南翼风井井筒施工组织设计》中的相关条例执行。
河南煤建长治工程项目部
2023年4月1日
三元煤业南翼风井井筒
冻结表土段外壁掘砌施工安全技术措施
河南煤建长治工程项目部
2023年4月1日
规程/设计/措施意见审批表
工程名称
三元煤业南翼风井井筒
规程/设计/措施名称

编制日期

编写人员

审核人员

掘进队

安检部

机电部

生产经理

项目经理

河南煤建集团长治项目部
砼对原材料的规定
（6） 石子：选用粒经10~30mm石灰岩碎石，级配合格，严禁使用风化石，针状结构颗粒含量不大于1%，泥土和杂质含量不大于碎石重量的1%；硫化物和硫酸盐含量不大于碎石重量的1%。
（7） 砂：中粒石英河沙，砂子中泥土和杂质含量不超过3%，硫化物和硫酸盐含量不超过1%；云母含量不超过2%。
（8） 水泥：选用江苏巨龙水泥厂生产的“巨龙”水泥，水泥标号为32.5、42.5R，每进一批水泥必须有厂家出厂合格证及水泥化验报告单，变质及过期的水泥（超过三个月）不得使用。
（9） 钢筋：钢筋采用Ⅱ级钢筋，每进一批钢筋，必须有出厂合格证和化验单，每批钢筋按规定做材质检查，不合格的钢筋严禁使用。
（10） 水:使用饮用水
施工组织设计（施工安全技术措施）审批栏
工程名称：
施工单位：
会审意见：
安监部：
工程部：
机电部：
总工程师：