淮南巖石井施工方案一、工程概況1.1工程基本信息本工程位于安徽省淮南市境內，設計為直徑1.2米的垂直巖石井，深度150米，主要用途為地下水開采及地質勘探。井筒穿越地層主要包括寒武系灰?guī)r、奧陶系砂巖及二疊系泥巖，其中基巖段占比約85%，巖石單軸抗壓強度30-80MPa，局部含石英砂巖夾層（二氧化硅含量>90%）。場地位于淮河以南丘陵區(qū)，地面標高+42-45m，地下水位埋深6-8m，受季節(jié)性降水影響顯著。1.2地質條件分析根據區(qū)域地質資料，施工區(qū)域處于淮南復向斜東翼，巖層走向北西西，傾向南西，傾角15-25°。主要巖性分布特征如下：0-12m：第四系松散覆蓋層，含黏土及碎石，穩(wěn)定性差12-45m：寒武系毛莊組灰?guī)r，含鮞粒結構，節(jié)理裂隙發(fā)育，局部有溶蝕孔洞45-98m：奧陶系伍山組紫紅色石英砂巖，致密堅硬，Fe3?浸染形成層理構造98-135m：二疊系石千峰組泥巖與砂巖互層，泥巖遇水易軟化135-150m：寒武系徐莊組灰?guī)r，完整性較好，含三葉蟲化石碎屑地質構造方面，井筒需穿越2條小型正斷層（落差2-3m），斷層帶內充填角礫巖及斷層泥，可能出現涌水及塌方風險。地下水流速預計0.5-1.2m/d，主要含水層為灰?guī)r裂隙水，富水性中等。二、施工準備2.1場地準備場地平整：清理施工區(qū)域內雜草、碎石，平整面積20m×30m，采用壓路機碾壓密實，地基承載力要求≥150kPa排水系統(tǒng)：沿場地周邊開挖寬0.5m、深0.6m的截水溝，四角設置集水井（1m×1m×1.2m），配備2臺5.5kW污水泵臨時設施：搭建磚砌泥漿池（10m×6m×2m）2座，鋼筋加工棚（6m×4m）1座，設備停放區(qū)硬化處理（150mm厚C20混凝土）2.2設備配置設備名稱型號規(guī)格數量主要參數立井鉆機ZJ30DB1臺最大鉆井深度500m，轉盤扭矩30kN·m傘形鉆架FJD-61套配備6臺YGZ-70導軌式鑿巖機抓巖機HZ-61臺斗容0.6m3，提升速度2m/s泥漿泵3NB-3502臺流量350m3/h，揚程180m混凝土輸送泵HBT601臺輸送量60m3/h，工作壓力16MPa通風機JK40-61臺風量280m3/min，風壓3200Pa2.3材料準備鉆具：Φ130mm金剛石鉆頭（5個）、Φ127mm鉆桿（100m）、Φ159mm套管（30m）炸藥：2號巖石乳化炸藥（Φ32mm×200g藥卷）、煤礦許用毫秒延期雷管（1-5段）支護材料：C30混凝土（抗?jié)B等級P6）、Φ20mm螺紋鋼、Φ8mm鋼筋網（10cm×10cm網格）泥漿材料：膨潤土（蒙脫石含量≥85%）、純堿（工業(yè)級）、纖維素（CMC）三、主要施工工藝3.1鉆眼爆破施工3.1.1爆破參數設計采用中深孔光面爆破技術，循環(huán)進尺3.5m，具體參數如下：炮眼布置：周邊眼12個（Φ42mm）、掏槽眼4個（Φ50mm）、輔助眼8個（Φ42mm）裝藥結構：掏槽眼連續(xù)裝藥（單孔裝藥量1.8kg），周邊眼間隔裝藥（空氣柱間隔0.4m）起爆網絡：孔內毫秒延期雷管（1-5段），孔外導爆索聯(lián)結，總延期時間≤130ms單位炸藥消耗量：1.2-1.5kg/m3（灰?guī)r段）、1.8-2.2kg/m3（石英砂巖段）3.1.2鉆爆作業(yè)流程鉆眼：傘鉆架定位→按爆破圖表鉆眼（掏槽眼深度3.8m，其他眼深3.5m）→吹眼清渣→檢查孔深及角度裝藥：用木質炮棍裝藥→填塞炮泥（長度≥0.5m）→安裝雷管→連接導爆索爆破：設置警戒→檢查起爆網絡→啟動起爆器→通風排煙（≥15min）→安全檢查3.2裝巖與提升系統(tǒng)裝巖作業(yè)：采用中心回轉抓巖機，分區(qū)分層裝巖，抓巖順序：先掏槽區(qū)→后輔助區(qū)→周邊區(qū)，每次抓巖高度≤1.5m提升系統(tǒng)：2m3吊桶單鉤提升，提升速度3-4m/s，井口設置自動卸矸裝置，矸石經溜槽裝入自卸汽車運至棄渣場循環(huán)時間控制：鉆眼（90min）→爆破（30min）→通風（15min）→裝巖（120min）→支護（150min），總循環(huán)時間約405min3.3泥漿循環(huán)系統(tǒng)泥漿配比：膨潤土（8%）+純堿（0.5%）+CMC（0.1%）+水（91.4%），密度1.15-1.25g/cm3，黏度25-30s（漏斗黏度）循環(huán)流程：井口→振動篩（120目）→除砂器→沉淀池→泥漿池→泥漿泵→鉆桿→鉆頭→環(huán)形空間返回性能維護：每循環(huán)測定泥漿黏度、密度、含砂量，及時補充新漿（補充量為循環(huán)量的15%），失水量控制≤15mL/30min四、支護方案4.1分段支護設計井段（m）支護類型支護參數施工工藝0-12鋼筋混凝土井壁厚度300mm，C30混凝土，配Φ16@200鋼筋沉井法施工，分3節(jié)澆筑12-45錨噴+混凝土錨桿Φ20×2500mm@1000×1000，噴C25混凝土100mm厚先噴后錨，復噴成巷45-98砌碹支護料石（300×200×150mm）+M10水泥砂漿，壁厚400mm一掘一砌，分段澆筑98-135金屬支架U29型鋼支架，棚距0.8m，背板規(guī)格50×150×1000mm支架預緊力≥15kN135-150素混凝土C30混凝土，厚度250mm，抗?jié)B等級P8整體澆筑，振搗密實4.2特殊地段處理斷層破碎帶：采用管棚支護（Φ108mm×6mm無縫鋼管，長6m，環(huán)向間距300mm）+注漿加固（水泥-水玻璃漿液，水灰比1:1，注漿壓力2-3MPa）涌水段：當涌水量>10m3/h時，采用工作面預注漿，布設6個注漿孔（孔徑Φ75mm，孔深5m），單孔注漿量控制3-5m3軟弱夾層：縮短循環(huán)進尺至1.5m，采用超前錨桿（Φ22×3500mm）+鋼筋網（Φ6@150×150）聯(lián)合支護五、輔助系統(tǒng)5.1通風系統(tǒng)采用壓入式通風，風筒選用Φ800mm阻燃風筒，末端距工作面距離≤5m，風量計算：按工作面最多人數（12人）計算：Q=4×12=48m3/min按爆破排煙計算：Q=25A2/3=25×1.132/3≈108m3/min（A為井筒斷面積）實際風量取150m3/min，風速0.45m/s（符合《礦山安全規(guī)程》要求）5.2排水系統(tǒng)一級排水：工作面設置2臺BQF-100型風動潛水泵（流量100m3/h，揚程50m），通過Φ100mm排水管排至地面二級排水：當井深超過50m時，在45m水平設置中間泵房，安裝2臺MD85-45×3型離心水泵（一用一備）排水管路：采用Φ159mm無縫鋼管，法蘭連接，每50m設固定支架，管路耐壓等級≥1.6MPa5.3測量控制井口標定：采用全站儀按二級導線精度建立地面控制網，設置4個永久控制點井筒掘進測量：每50m進行一次井深測量（誤差≤1/5000），每20m測一次井斜（允許偏差≤0.5°/100m）巖層編錄：對巖芯采取率≥75%，分層描述巖性、厚度、裂隙發(fā)育情況，繪制地質柱狀圖六、安全技術措施6.1爆破安全爆破器材管理：建立“雙人雙鎖”管理制度，炸藥庫距井口≥300m，雷管與炸藥分庫存放起爆安全：爆破前撤離所有人員至300m以外，設置警戒崗哨，爆破后15min方可進入工作面檢查盲炮處理：發(fā)現盲炮后，在距盲炮孔30cm處平行打新孔，裝入起爆藥包重新起爆6.2頂板管理敲幫問頂：爆破后由班組長使用2m長撬棍檢查頂板及幫壁，清除松動巖塊臨時支護：掘進后立即進行臨時支護，空頂距離≤0.8m，采用液壓臨時支護裝置監(jiān)測預警：安裝頂板離層儀（深基點10m，淺基點3m），當位移量超過5mm/d時立即停工處理6.3防水防火防水措施：配備2臺備用排水泵，雨季增加坑底集水倉容積至10m3，儲備200m防水帆布防火措施：井下嚴禁明火，電氣設備采用防爆型，配備4kg干粉滅火器8臺，消防砂2m3瓦斯監(jiān)測：雖然非煤礦井，但仍配備便攜式瓦斯檢測儀（量程0-4%），瓦斯?jié)舛取?.5%時報警6.4應急管理應急預案：編制冒頂、涌水、中毒等專項預案，每月組織1次應急演練救援設備：配備救生艙1個（容3人）、自救器15臺、擔架2副、急救箱2個通訊系統(tǒng)：安裝KTT103型礦用本安型電話，確保井上井下24h通訊暢通七、質量控制7.1鉆孔質量標準孔徑偏差：≤±5mm/m孔斜控制：每100m井深偏差≤0.8°井底絕對標高：±0.5m（設計±150m）7.2支護質量檢驗混凝土強度：每50m制作3組試塊（150mm立方體），28d抗壓強度≥30MPa鋼筋保護層厚度：采用超聲波檢測，允許偏差+10mm，-5mm井壁平整度：用2m靠尺檢查，凹凸偏差≤15mm7.3驗收程序分項驗收：每30m進行一次分項工程驗收，包括井身質量、支護強度等中間驗收：井深達到100m時組織中間驗收，邀請第三方檢測機構參與竣工驗收：完工后進行抽水試驗（降深5m、10m、15m三級），出水量要求≥50m3/h八、施工進度計劃采用平行作業(yè)法組織施工，總工期150天，關鍵線路如下：施工準備（15d）→表土段施工（10d）→基巖段鉆爆掘進（90d）→永久支護（75d）→設備安裝（20d）→竣工驗收（10d）進度保障措施：實行兩班制作業(yè)（每班8h），配備備用鉆具減少設備故障影響建立周進度考核機制，延誤超過3d時增加夜班作業(yè)雨季（6-8月）提前儲備30d施工用料，防止材料運輸受阻九、環(huán)境保護措施噪聲控制：對破碎機、通風機等設備安裝隔音罩，晝間噪聲≤70dB，夜間≤55dB廢水處理：設置三級沉淀池（總容積50m3），廢水經處理后回用率≥8