石膏礦斜井口施工綜合技術(shù)方案一、工程概況1.1地質(zhì)條件本工程為石膏礦主斜井井口段施工項目，井口設(shè)計標高+455m，井筒傾角26°，掘進深度自地表至+420m水平，總長度約75m。根據(jù)地質(zhì)勘察資料，井口段穿越第四系松散覆蓋層（厚度2.5-4.0m）及下伏奧陶系灰?guī)r，其中灰?guī)r段存在3組節(jié)理裂隙，裂隙面傾角55°-70°，局部發(fā)育溶蝕孔洞。石膏礦層平均厚度8.2m，屬二水硫酸鈣類型，容重2.3t/m3，抗壓強度15-20MPa，遇水易軟化，飽和狀態(tài)下強度降低30%-40%。1.2工程設(shè)計參數(shù)井筒斷面：采用直墻半圓拱形，凈斷面規(guī)格2.8m×2.4m（寬×高），掘進斷面3.2m×2.8m，支護后斷面2.9m×2.5m支護形式：井口段20m采用C25混凝土砌碹支護（厚度300mm），下部55m采用噴射混凝土+錨桿聯(lián)合支護井筒裝備：單軌運輸系統(tǒng)（軌距600mm），左側(cè)設(shè)人行踏步（寬度0.8m），右側(cè)布置Φ100mm排水管路及動力電纜提升系統(tǒng)：采用JK-2×1.8型單滾筒提升機，配套1.5t固定式礦車組，最大提升速度3.5m/s二、施工總體部署2.1施工流程規(guī)劃采用"自上而下、分層分段"的施工組織方式，具體流程如下：施工準備（場地平整、設(shè)備安裝）→2.鎖口段施工（0-5m）→3.表土段掘進（5-15m）→4.基巖段掘進（15-75m）→5.永久支護施工→6.井筒裝備安裝→7.系統(tǒng)調(diào)試2.2施工隊伍配置掘進班組：3個作業(yè)組，每組6人（掘進工4人、支護工2人），實行"三八"作業(yè)制機電班組：2個作業(yè)組，負責提升、通風、排水設(shè)備維護輔助班組：1個綜合組（含測量、安檢、運輸），配置8人2.3主要設(shè)備配置設(shè)備名稱型號規(guī)格數(shù)量主要參數(shù)提升機JK-2×1.81臺滾筒直徑2m，電機功率245kW鑿巖機YT-284臺工作氣壓0.5-0.7MPa混凝土噴射機PZ-5B1臺生產(chǎn)能力5m3/h軸流風機FBDNo6.32臺風量2×550m3/min水泵D46-50×83臺流量46m3/h，揚程400m三、關(guān)鍵施工工藝3.1掘進作業(yè)3.1.1鉆爆參數(shù)設(shè)計采用光面爆破技術(shù)，炮孔布置如下：周邊孔：Φ42mm，孔深2.0m，間距500mm，抵抗線600mm，裝藥量0.3kg/m掏槽孔：Φ42mm，孔深2.2m，采用楔形掏槽，裝藥量0.6kg/m輔助孔：Φ42mm，孔深2.0m，排距800mm，裝藥量0.45kg/m起爆網(wǎng)絡(luò)：毫秒延期電雷管起爆，總延期時間控制在130ms以內(nèi)3.1.2掘進循環(huán)組織循環(huán)進尺：1.8m（基巖段）/1.2m（表土段）循環(huán)時間：8h（含鉆眼1.5h、裝藥0.5h、爆破通風1h、出碴3h、支護2h）日循環(huán)數(shù)：3個（基巖段）/2個（表土段）月進度指標：150m（基巖段）/80m（表土段）3.2裝巖運輸采用"耙斗裝巖機+礦車"運輸系統(tǒng)：裝巖設(shè)備：P-30B型耙斗機（耙斗容積0.3m3），安裝在掘進工作面后5m處運輸線路：600mm軌距，24kg/m鋼軌，每節(jié)1.5t礦車組成5車組提升組織：空車上行速度2.5m/s，重車下行速度3.0m/s，單次提升循環(huán)時間8min四、支護技術(shù)方案4.1臨時支護4.1.1表土段臨時支護采用"超前管棚+噴錨網(wǎng)"聯(lián)合支護：管棚：Φ108mm無縫鋼管，長度6m，環(huán)向間距300mm，外插角5°錨桿：Φ20mm螺紋鋼錨桿，長度2.5m，間距1.0×1.0m，樹脂藥卷錨固金屬網(wǎng)：Φ6mm鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)格尺寸150×150mm，搭接長度100mm4.1.2基巖段臨時支護實施"短掘短支"作業(yè)方式：噴射混凝土：C20混凝土，厚度50-80mm，初凝時間≤15min錨桿布置：頂部及兩幫各布置3根Φ18mm錨桿，長度2.0m，間排距1.2×1.2m支護時機：掘進后4h內(nèi)完成初噴（厚度30mm），12h內(nèi)完成錨桿安裝4.2永久支護4.2.1混凝土砌碹支護（0-20m）模板系統(tǒng)：采用1.2m長組合鋼模板，人工立模，模板接縫處設(shè)海綿條密封混凝土施工：采用P.O42.5水泥，配合比1:2.5:3.5（水泥:砂:碎石），坍落度120±20mm澆筑工藝：分層澆筑（每層高度500mm），插入式振搗器振搗，養(yǎng)護期≥7d4.2.2噴錨聯(lián)合支護（20-75m）噴射混凝土：C25混凝土，總厚度100mm（分兩次施工），添加3%速凝劑錨桿參數(shù)：Φ22mm中空注漿錨桿，長度2.5m，間排距1.0×1.0m，注漿壓力1.5-2.0MPa鋼筋網(wǎng)：Φ8mm鋼筋，網(wǎng)格100×100mm，與錨桿焊接固定五、排水與通風系統(tǒng)5.1排水系統(tǒng)設(shè)計5.1.1排水方案采用三級排水系統(tǒng)：工作面排水：設(shè)置臨時集水坑（容積2m3），配置BQW25-30-4型潛水泵（流量25m3/h）中間排水：在+435m水平設(shè)臨時水倉（容積15m3），安裝D25-50×3型水泵2臺（1用1備）永久排水：井口右側(cè)敷設(shè)Φ100mm無縫鋼管，坡度與井筒一致（26°），管卡間距3m5.1.2排水能力計算正常涌水量：15m3/h（根據(jù)地質(zhì)資料）最大涌水量：40m3/h（雨季）水泵選型：主泵Q=50m3/h，H=120m，配套電機功率30kW管路阻力：沿程阻力損失8.5mH?O，局部阻力損失3.2mH?O，總揚程131.7m5.2通風系統(tǒng)配置5.2.1通風方式采用壓入式通風系統(tǒng)：風機選型：FBDNo6.3型對旋軸流風機（2×15kW），風量2×550m3/min風筒布置：Φ800mm阻燃風筒，吊掛于井筒頂部中央，風筒接口采用雙反邊連接風量計算：按同時工作最多人數(shù)（20人）計算需風量400m3/min，按爆破排煙計算需風量520m3/min，取最大值550m3/min5.2.2氣體監(jiān)測監(jiān)測點布置：工作面、距工作面10m處、井口各設(shè)1個監(jiān)測點監(jiān)測儀器：便攜式H?S檢測儀（量程0-100ppm）、風速表（量程0-10m/s）報警值設(shè)定：H?S濃度≥10ppm時自動報警，風速＜0.25m/s時停機處理六、提升運輸安全保障6.1防跑車裝置沿井筒方向設(shè)置三級防護體系：井口阻車器：手動聯(lián)動式阻車器，與提升信號實現(xiàn)電氣閉鎖自動常閉式擋車欄：在距井口30m處安裝，采用紅外感應控制，礦車通過后0.5s自動關(guān)閉跑車防護裝置：在井筒下部50m處設(shè)置剛性防撞欄，承載能力≥150kN6.2提升系統(tǒng)安全措施鋼絲繩安全系數(shù)：提升鋼絲繩選用6×19S+FC型，直徑21.5mm，安全系數(shù)≥9信號系統(tǒng)：采用KXH-127型聲光信號裝置，具備"一停、二上、三下、四慢上、五慢下"五種信號過速保護：當提升速度超過最大速度15%時，安全閘自動動作，制動減速度2.5m/s2七、施工安全專項措施7.1頂板管理敲幫問頂：每班開工前由班組長使用2.5m長撬棍進行危石處理，處理范圍包括迎頭及后方5m空頂距離：最大空頂距≤1.8m（基巖段）/1.0m（表土段），臨時支護緊跟工作面監(jiān)測頻次：采用深基點位移計（量程0-50mm），每2小時監(jiān)測1次頂板下沉量，警戒值3mm/d7.2防排水安全水情監(jiān)測：配備簡易水文地質(zhì)觀測儀，記錄涌水量、水溫、pH值等參數(shù)，每日8時、16時各觀測1次防水措施：掘進工作面打超前探水孔（深度5m，孔徑50mm），每循環(huán)施工3個（呈扇形布置）應急排水：在+435m水平水倉儲備2臺備用水泵，管路系統(tǒng)設(shè)置三通接口，確保故障時30min內(nèi)恢復排水7.3爆破安全管理爆破器材管理：建立"雙人雙鎖"管理制度，炸藥、雷管分庫存放，距離≥30m起爆網(wǎng)絡(luò)：采用復式起爆網(wǎng)絡(luò)，每個藥包設(shè)置2發(fā)雷管，雷管段別控制在1-5段爆破警戒：警戒半徑300m，設(shè)4個警戒點（東、南、西、北方向），爆破前30min發(fā)布預警信號7.4有害氣體防治通風要求：爆破后通風時間≥30min，經(jīng)氣體檢測合格方可進入工作面?zhèn)€體防護：作業(yè)人員配備過濾式自救器（防護時間≥45min），每班次檢查自救器有效性應急處置：當H?S濃度達到20ppm時，立即啟動應急通風，人員在5min內(nèi)撤離至新鮮風流處八、質(zhì)量控制標準8.1掘進工程質(zhì)量標準斷面規(guī)格：允許偏差±150mm（寬度）、±100mm（高度）巷道坡度：偏差≤±1‰，每50m測量1次表面平整度：局部凸凹≤150mm/m2，錨桿外露長度≤50mm8.2支護工程質(zhì)量標準混凝土強度：試塊合格率100%，平均強度≥設(shè)計值的1.15倍錨桿拉拔力：≥80kN（抽檢數(shù)量5%），最小抗拔力≥設(shè)計值的90%噴射混凝土厚度：平均厚度≥設(shè)計值，最小厚度≥設(shè)計值的80%8.3隱蔽工程驗收建立三級驗收制度：班組自檢：每循環(huán)對掘進尺寸、錨桿角度等進行檢查并記錄項目部驗收：每50m對支護質(zhì)量、混凝土強度等進行抽樣檢測監(jiān)理驗收：對隱蔽工程（如管棚施工、注漿效果等）進行旁站監(jiān)理九、施工進度計劃9.1進度指標準備階段：15d（含設(shè)備安裝、材料儲備）表土段施工（0-15m）：30d（平均日進尺0.5m）基巖段施工（15-75m）：40d（平均日進尺1.5m）支護工程：與掘進工程平行作業(yè)，滯后掘進工作面10-15m設(shè)備安裝：20d（井筒裝備及系統(tǒng)調(diào)試）總工期：125d（含不可預見工期10d）9.2進度保障措施資源保障：儲備3d用量的炸藥、水泥等主要材料，備用1套關(guān)鍵設(shè)備（如鑿巖機、水泵）技術(shù)保障：成立專項攻關(guān)小組，解決復雜地質(zhì)條件下的快速掘進技術(shù)難題制度保障：實行周進度考核與獎懲制度，延誤超3d時啟動趕工預案十、應急處置預案10.1突水事故處置預警指標：涌水量突然增大（＞50m3/h）或水質(zhì)渾濁度變化處置流程：立即停止作業(yè)→啟動全部排水設(shè)備→砌筑擋水墻（采用袋裝水泥堆筑）→匯報調(diào)度室物資儲備：在井口附近儲備200條防水編織袋、50m帆布水管、10m3速凝混凝土10.2冒頂事故處置初期控制：采用木垛臨時支護（選用直徑≥150mm圓木），最大控頂面積≤5m2救援通道：從冒頂區(qū)兩側(cè)向中間掘進小巷道（斷面1.2×1.5m），巷內(nèi)架設(shè)U型鋼支架監(jiān)測手段：采用應力傳感器（量程0