井巷施工总则.doc
1 总则 1.0.1 为确保施工安全和质量,提高劳动效率,加快施工速度,降低工程成本,缩短矿井建设周期,促进煤矿建设的发展,制定本规范。 1.0.2 本规范适用于煤矿井巷工程的施工。 1.0.3 煤矿井巷工程承包合同和工程技术文件对施工质量的要求应符合本规范的规定。 1.0.4 井巷工程施工应实行现代化科学管理,实施绿色施工,不断提高管理水平。 1.0.5 井巷工程的施工应积极推广应用成熟的新工艺、新技术、新设备、新材料。 1.0.6 安全技术、劳动保护等,必须符合国家现行法规和标准的有关规定。 1.0.7 施工所用的材料、设备和构件,必须符合设计要求及有关规范和产品质量标准,并应具有合格证明。 1.0.8 工程施工中必须建立技术档案,做好各种测试记录、隐蔽工程记录、质量检查记录和竣工工程图纸等文件资料。工程竣工时应按规定做好施工总结,竣工资料应真实、齐全和完整。 1.0.9 工程竣工后应按国家和煤炭行业有关管理办法及时组织竣工验收。 1.0.10 本规范规定了煤矿井巷工程施工的基本技术要求。当本规范与国家法律、行政法规的规定相抵触时,应按国家法律、行政法规的规定执行。 1.0.11 煤矿井巷工程的施工除应执行本规范的规定外,尚应符合国家现行有关标准的有关规定。 2 术语 2.0.1 施工组织设计 construction organization design 指导煤矿井巷工程施工的系统性技术文件。是工程施工所必需的各类施工条件和技术资料。施工组织设计内容主要包括项目施工所涵盖的单个或多个单位工程施工的顺序、主要方法,设备选型及验算,生产及辅助系统的安排,各工种及管理人员的投入和劳动组织,进度、质量、安全、环境控制目标、控制方法及措施等。 2.0.2 施工作业规程 constructional operating rules 依据施工组织设计,结合具体的工程地质及水文地质等条件进行编制并用于指导工程施工的技术文件。施工作业规程的内容包括施工方案、施工工艺、循环劳动组织,作业方式,岗位安排,进度指标,工艺操作规程、安全技术措施、工序质量检验标准及保证措施等。 2.0.3 施工技术措施 technical measures of construction 用于辅助生产系统的零星工程施工或在施工条件发生变化时对施工作业规程进行补充而编制的技术文件。施工技术措施的内容包括施工方法、施工顺序、安全技术措施、质量保证措施等。 2.0.4 单行作业 single operation 井巷工程中的掘进与永久支护两大工序分别顺序施工的作业方式。 2.0.5 平行作业 parallel operation 井巷工程中的掘进与永久支护两大工序在不同的空间内同时进行施工的作业方式。 2.0.6 短段掘砌作业 operation by short section excavation and lining 井巷工程施工在同一掘支循环内,短段掘进与永久支护两大工序交替进行施工,可不用临时支护的作业方式 2.0.7 冲积层 alluvium 覆盖于稳定基岩之上的松散地层。 2.0.8 基槽 base groove 在安全构筑物等特殊工程部位的围岩中开凿的垂直于巷道轴线的沟槽。 3 施工准备 3.1 一般规定 3.1.1 井巷工程开工前应按下列规定做好准备工作 1 建设单位组织审查矿井地质资料和检查孔资料,并绘制井巷工程地质平、剖面预测图; 2 建设单位组织完成设计交底,并进行图纸会审; 3 编制施工组织设计、施工作业规程、施工技术措施; 4 完成施工设施及设备的安装; 5 立井、斜井和平硐开工前,尚应完成下列工作 1) 测量基点移交,工程定向,场地测量、基桩埋设,场地平整及障碍物拆迁。在多家施工情 况下,应统一协调核实测量成果; 2) 施工期间的交通运输、给排水、输变电、通信、防雷电、防火、防洪涝等工程及必要的生 产、生活、辅助设施; 3) 立井锁口、斜井和平硐的明槽及井口掘砌。 6 有能确保连续施工的物资储备和供应渠道,合理做好资源配置; 7 办理开工手续。 3.1.2 施工场地平整,除应执行现行国家标准建筑地基基础工程施工质量验收规范GB 50202外,尚应符合下列规定 1 有滑坡隐患的地段,应先进行边坡处理; 2 井(或硐)口开工前,应完成井(或硐)口上部截排水沟槽的施工; 3 不得采用自燃或有害性矸石进行场地回填; 4 当填方高度超过1 m时,宜先做好建(或构)筑物基础、管网沟槽的施工; 5 平整场地时,应对测量基桩采取保护措施;场地平整结束后,应及时对基桩进行检查与校核。 3.1.3 施工期间的总用水量,应按工程、生活用水量之和与消防用水量两者中的较大值选取,并增加10 的备用量。工程与生活用水应加强水质管理和合理分配,做到节约用水、确保生活用水安全。 3.1.4 井巷工程施工期间的压气供应量,应根据井上下气动设备的最大压气用量计算,并增加10 的备用量。工作面气压压力不得低于0.5 MPa。 3.1.5 采用特殊方法施工的井巷工程,在施工组织设计中应明确准备工作的特殊规定和要求。 3.1.6 在冬、雨期等特殊气侯条件下施工,应编制专门的安全技术措施。 3.2 井筒检查孔及巷道地质预测 3.2.1 井筒开工前,应完成检查孔施工,并应有完整的、真实的检查孔资料。 3.2.2 立井井筒检查孔布置应符合下列规定 1 具备下列情况之一者,检查孔可布置在井筒范围内 1) 地质构造、水文地质条件中等以下,且无煤层瓦斯及其它有害气体突出危险; 2) 专为探测溶洞或施工特殊需要的检查孔。 2 井底距离特大含水层较近,以及采用冻结法施工的井筒,检查孔不应布置在井筒范围内; 3 井筒检查孔距井筒中心不应超过25 m; 4 当地质构造复杂时,检查孔的数目和布置,应根据具体条件确定; 5 检查孔终深宜大于井筒设计深度10 m。 3.2.3 斜井、平硐检查孔的数量、深度和布置方式,应根据具体条件确定。 3.2.4 检查孔的施工,应符合下列规定 1 检查孔钻进过程中,每钻进30 m~50 m,进行一次测斜,钻孔偏斜率应控制在1.0 以内; 2 检查孔应按以下规定全孔取芯孔径不小于75mm,取芯率在粘土层与稳定岩层中,不宜小于75 ;破碎带、软弱夹层、砂层中,不宜小于60 ;应采用物探测井法核定土(或岩)芯层位,土(或岩)芯应编号装箱保存; 3 检查孔在岩层钻进中,每一层应采取一个样品进行物理力学试验;当层厚超过5m时,应适当增加采样数量;对于可采煤层,其顶、底板应单独采样; 4 洗井应采用机械方法对抽水层段反复抽洗,并将岩粉和泥浆全部清除,直至孔内流出清水为止; 5 所穿过各主要含水层(或组),应分层进行抽水试验。试验中水位降低不宜少于3次,每次降深应相等,其稳定时间不少于8 h;困难条件下,水位降低不应小于1 m;每层抽水的最后一次降水,应采取水样、测定水温和气温,并应进行水质化验分析; 6 检查孔钻完后,除施工尚需利用的孔外,其他检查孔在清除孔壁和孔底的岩粉后,应用水泥砂浆封堵严实,其抗压强度不应低于10 MPa,并应设立永久性标志。 3.2.5 由检查孔提供的地质报告应包括下列主要内容 1 井筒检查孔柱状图(含测井曲线)、沿井筒中心线的预测地质剖面图及两个井检孔连线剖面图; 2 井筒的水文地质条件,包括含水层(或组)数量、埋藏条件、静水位与水头压力、涌水量、渗透系数、水质、水温,含水层之间及与地表水的水力联系,地下水的流向与流速,抽水试验图、含水层特别是主要含水层的裂隙特征、裂隙率,结合勘探所做的水文工作预计井筒涌水量等; 3 井筒通过的土(或岩)层的物理力学性质、埋藏条件和断层破碎带、溶洞、裂隙、老空区等的特征判断; 4 井筒测温资料及温度预报曲线; 5 对膨胀性粘土、流砂、基岩风氧化带、软岩情况进行预报分析; 6 瓦斯及其它有害气体涌出资料; 7 检查孔测斜资料(含测斜图); 8 含水层段抽水试验成果图; 9 测井综合成果图; 10 检查孔实测图和封孔资料(包括封孔设计、封孔报告含封孔检查情况、试验资料等)。 3.2.6 钻孔通过的各类地层,根据施工需要进行的物理力学性能试验项目,应包括下列内容 1 砂土层颗粒级配、天然含水量、天然密度、比重、孔隙率、渗透系数、内摩擦角; 2 粉土层颗粒级配、液限、塑限、天然含水量、天然密度、比重、孔隙率、渗透系数、内聚力、内摩擦角; 3 粘土层矿物成分分析、液限、塑限、天然含水量、天然密度、比重、孔隙率、内摩擦角、内聚力、单轴抗压强度、膨胀力、膨胀量、自由膨胀率; 4 岩层真密度、视密度、孔隙率、吸水率、含水率、天然状态抗压强度、饱和状态抗压强度、抗拉强度、内摩擦角、凝聚力、弹性模量、泊桑比; 5 当采用冻结法凿井时,还应选择冻结范围内有代表性的地层进行如下试验项目,并提交专项试验报告 1)土层与岩层的冻结温度; 2)土层与岩层在未冻结(10~25℃)和冻结(-10℃)状态下的比热容和导热系数; 3)粘土层在-5℃、-10℃、-15℃状态下的冻胀力及冻胀量; 4)冻土单轴压缩应力-应变曲线、单轴抗压强度、弹性模量和泊桑比; 5)冻土三轴压缩应力-应变曲线、三轴抗压强度、内摩擦角和内聚力; 6)冻土单轴压缩蠕变性能; 7)冻土三轴压缩蠕变性能。 6 其它岩层及可采煤层测定项目可根据需要确定。 3.2.7 不同条件下的冻土力学性能试验应符合本规范表3.2.7的规定。 表3.2.7 不同条件下的冻土力学性能试验 试验温度条件 试验项目 取样深度 m 试验温度 ℃ 单轴压 缩试验 三轴剪 切试验 单轴蠕 变试验 三轴蠕 变试验 0200 -5 √ √ √ -10 √ √ √ √ -15 √ √ √ √ 200400 -5 √ √ √ -10 √ √ √ √ -15 √ √ √ √ -20 √ √ √ 400600 -10 √ √ √ -15 √ √ √ √ -20 √ √ √ √ -25 √ √ √ √ 600800 -10 √ √ √ -15 √ √ √ -20 √ √ √ √ -25 √ √ √ √ -30 √ √ √ √ 备注 “√”表示进行该项试验 3.2.8 巷道施工前,应提供下列地质预测和综合分析资料 1 地质预测剖面图及与勘探阶段地质资料的对比; 2 穿过不稳定岩层与地质构造变化较大处的情况预分析; 3 可能出现的涌水点、涌水量及对施工影响的预计; 4 瓦斯、煤层及其它有害气体突出危险的预测; 5 对膨胀性粘土、流砂、基岩风化带、软岩情况预测; 6 对废弃巷、采空区、老窑、溶洞、塌陷区等特殊情况预测。 3.2.9 在风化带附近施工的巷道,当地层露头资料不足时,应补充勘探。 3.3 施工准备的技术原则 3.3.1 编制施工组织设计、施工作业规程、施工技术措施应符合下列规定 1 矿井单项工程应编制施工组织设计; 2 工程量大且结构复杂、施工难度大的重要单位工程或单位工程组合,应编制施工组织设计; 3 采用特殊工艺或新工艺施工的单位工程,应编制施工组织设计; 4 单位工程和重要分部工程,应编制施工作业规程; 5 一般分部工程或重要分项工程以及特定的工艺工序,应编制施工技术措施。 3.3.2 主要井巷工程的施工顺序应符合下列要求 1 井筒宜按总工期和施工组织设计要求的顺序开工; 2 井筒应在完成封口盘安设和吊盘吊挂后,方可正式掘进; 3 立井井筒应利用凿井设施一次施工完成,箕斗装载硐室宜与井筒同时施工;其它硐室、巷道与井筒相交部位也宜一并施工; 4 工业广场有多个井筒时,应安排两个井筒先行贯通; 5 两个井筒永久设施的施工,应交替进行,宜先副井后主井,需要临时改装提升系统时,宜改装箕斗提升的主井; 6 井底车场及硐室的施工,应先安排施工通风、排水、供电、运输需要的巷道或硐室; 7 采区巷道施工宜根据开采时间确定; 8 井巷工程应兼顾土建工程、安装工程,统筹安排合理的施工顺序。 3.3.3 地面建筑和设施的布置,应符合下列规定 1 工艺流程合理,施工作业应能做到快捷、顺畅,动力设施应靠近负荷中心,机修及加工设施宜邻近料场与仓库。办公、生活区应与生产区分开布置,并避开噪音和污染; 2 场区出口不应少于两个,场内道路与轻轨铁路不宜平面交叉; 3 宜利用永久矸石场和低洼地排矸,掘进煤与矸石应分别堆放; 4 临时炸药库、油脂库、加油站的设置应符合国家有关规定; 5 临时设施应避开永久建筑位置,有条件的宜利用永久建筑设施和设备施工; 6 寒冷地区冬季施工,应设置供热、防冻设施。 4 立井井筒普通法施工 4.1 一般规定 4.1.1 井筒施工作业方式应符合下列规定 1 井筒施工作业方式,应根据井筒直径、深度、地质水文条件等因素,经过技术经济方案比较后确定; 2 井筒施工宜采用短段掘砌混合作业方式,也可采用单行或平行作业方式; 3 对于立井转平巷施工前进行临时改绞的井筒,运输水平以下,应预留满足过放距离要求的井窝,过放距离要求应符合煤矿安全规程的有关规定。 4.1.2 井筒掘砌指向方式应符合下列规定 1 井筒掘砌深度小于或等于300 m时,可采用激光指向; 2 井筒掘砌深度大于300 m时,掘进可采用激光指向,砌筑井壁应采用中垂线指向; 3 有特殊精度要求的井筒,掘砌均应采用中垂线指向; 4 采用激光指向时,应定期对激光指向仪进行校验,其允许偏差值掘进15 mm,砌壁5 mm。 4.1.3 与井筒相连硐室的施工安排,应符合下列规定 1 应做好与井筒相连硐室的测量定位定向工作; 2 与井筒相连的硐室或巷道,在井筒施工时,宜同时掘出3 m~5 m,并与井筒一起砌筑。 4.1.4 原始资料的收集应符合下列规定 1 井筒施工期间,应详细填写施工记录; 2 井筒施工期间,应做好隐蔽工程验收记录; 3 应定期测定与记录井筒涌水量; 4 各种材料的合格证与试验记录应齐全; 5 应有工程掘砌质量原始记录; 6 应测绘井筒地质柱状图、井筒掘砌纵横剖面图。 4.1.5 立井井筒施工,当通过涌水量大于10 m3/h的含水层时,应采取注浆堵水等治水措施。 4.2 冲积层施工 4.2.1 冲积层施工的井口设施布置应符合下列规定 1 冲积层施工前,应先做好井筒锁口,并安设临时封口盘,封口盘的强度应满足施工安全要求; 2 在条件允许的情况下,井筒锁口可按永久设计施工,也可采用临时锁口过渡; 3 冲积层坚硬稳定,可直接安装凿井井架;冲积层松软,宜先利用简易提升设备完成井颈掘砌后,再安装凿井井架,利用简易提升设备掘砌深度不应大于20 m; 4 冲积层施工初期,在提升系统形成前,井内应设临时爬梯供人员上下;当井深大于20 m后,应利用提升设施上下人员,并挂设工作吊盘。当井深大于40 m时,应安设提升导向罐道绳。 4.2.2 冲积层段支护应符合下列规定 1 井颈可按掘砌段高逐段砌筑而成,在条件受限时,也可扩大井径,先砌筑小型砌块作临时支护; 2 冲积层段井筒的临时支护方式应根据地层的稳定性确定,其临时支护段高不应大于2 m。 4.2.3 沉降变形观测应符合下列规定 1 冲积层段井筒施工过程中,应通过事先设立的观测点,定期观测地表沉陷,井筒、地面设施位移、变形情况; 2 当位移、变形危及施工安全时,应及时采取加固措施。 4.3 基岩掘进 4.3.1 炮眼钻进应符合下列规定 1 基岩掘进,除过于松散破碎的岩层外,应采用钻眼爆破法施工;井径大于5 m时,宜采用伞型钻架钻眼;井径小于5 m时,可用手持气动凿岩机钻眼; 2 钻眼前应清除完工作面余渣,露出实底; 3 应用量具确定炮眼圈径和每圈炮眼眼位; 4 每圈炮眼应钻至同一水平位置,掏槽眼应按要求增加深度; 5 钻眼时应避开残眼和岩层裂隙。每个炮眼钻完后应及时封住眼口,防止掉渣堵眼,装药前应用压气清除炮眼内的岩粉和污水。 4.3.2 爆破作业应符合下列规定 1 炮眼的深度与布置应根据岩性、作业方式等加以确定,通常情况下,短段掘砌混合作业的眼深应为3.5 m~5.0 m;单行作业或平行作业的眼深可为2.0 m~4.5 m或更深;浅眼多循环作业的眼深应为1.2 m~2.0 m; 2 宜采用高威力、防水性能好的煤矿许用水胶炸药、乳化炸药,实行光面爆破; 3 应编制施工作业规程,爆破图表根据岩性变化适时调整; 4 光面爆破参数的选择应符合下列规定 1) 周边眼的眼距应控制在0.4 m~0.6 m; 2) 有条件的井筒,周边眼应采用小炮眼、小药卷,药卷直径宜小于35 mm; 3) 周边眼单位长度的装药量,对2岩石硝铵炸药宜为 1 岩石单轴饱和抗压强度小于30 MPa时,装药量宜为110 g/m~165 g/m; 2 岩石单轴饱和抗压强度为30 MP~60 MPa时,装药量宜为165 g/m~220 g/m; 3 岩石单轴饱和抗压强度大于60 MPa时,装药量宜为220 g/m~330 g/m; 4 采用其它炸药时,周边眼单位长度的装药量应用2岩石硝铵炸药量乘以换算系数K。K可按下式计算 K(Ma / NaMb / Nb)/ 2 (4.3.2) 式中Ma2#岩石硝铵炸药猛度(mm); Mb2岩石硝铵炸药爆力(mL); Na换算炸药猛度(mm); Nb 换算炸药爆力(mL)。 5 井筒掘进时,应监测井筒内的杂散电流;当电流超过30 mA时,应采取下列措施 1)检查电器设备的接地质量; 2)爆破导线不得有破损、裸露接头; 3)采用抗杂散电流的雷管。 4.3.3 装岩作业应符合下列规定 1 装岩设备选型应符合表4.3.3的规定; 表4.3.3 装岩设备选型 抓岩机型号 抓斗容积 (m3) 适应井径 (m) 吊桶容积(m3) 备注 NZQ1Hs 0.11 <5.0 1.0~1.5 井径大于8.0m的井筒宜装备两台装岩设备。 长绳悬吊式Hs 0.4~0.6 5.0~7.0 2.0~3.0 中心回转式HZ 0.4~0.6 4.0~7.0 3.0~5.0 环形轨道式HH 0.62 6.0~8.0 3.0~5.0 2 抓岩机的悬吊应符合下列规定; 1)采用中心回转与环型轨道式抓岩机,其吊盘的固定装置与井壁之间应支撑牢固; 2)采用长绳悬吊式抓岩机,宜靠近井筒中心布置,悬吊绞车应设闭锁装置。 4.3.4 临时支护应符合下列规定 1 井筒临时支护,可采用锚喷支护,其段高、厚度及其结构可按表4.3.4采用; 表4.3.4 锚喷临时支护的段高、厚度及其结构 岩层分类 掘砌段高m 锚喷结构与喷层厚度mm Ⅰ 不限 可不支护 Ⅱ 80~100 喷水泥砂浆或混凝土,厚20~50 Ⅲ 50~80 喷混凝土,厚50~80 Ⅳ 30~50 锚杆钢筋网喷射混凝土,厚80~100 Ⅴ <30 锚杆钢筋网喷射混凝土,厚80~150 2 井筒在各类岩层中掘进时,不支护段的高度,应符合下列规定 1)对Ⅰ类岩层,可由施工单位自定; 2)对Ⅱ、Ⅲ类岩层,不宜超过4 m;当高度超过2 m并有危岩时,应采取安设锚杆或锚网等防片帮措施; 3)对Ⅳ、Ⅴ类型岩层,不宜超过2 m。 3 井筒穿过煤层或构造破碎带时,可用井圈背板等临时支护。 4.4 永久支护 4.4.1 锚喷支护应符合下列规定 1 应按现行国家标准锚杆喷射混凝土支护技术规范GB 50086的有关规定执行; 2 喷射混凝土前应用井筒中垂线检查掘进断面尺寸,并埋设喷射厚度标志。 4.4.2 现浇混凝土支护应符合下列规定 1 木模板应符合下列规定 1)高度不宜大于1.2 m,厚度不宜小于50 mm,宽度不宜大于150 mm; 2)应正面刨光,两侧及两端平整。 2 组合钢模板应符合下列规定 1 高度不宜大于1.2 m,钢板厚度不应小于3.5 mm; 2 应组装方便、快捷、牢固; 3 应有足够的刚度。 3 整体活动钢模板应符合下列规定 1 高度宜为2 m~5 m,钢板厚度应根据模板刚度计算结果确定; 2 通过地面稳车或吊盘悬吊时,其悬吊点不应少于3个。 4 整体滑升钢模板应符合下列规定 1 高度宜为1.2 m~1.4 m,钢板厚度不应小于3.5 mm; 2 上下锥度应为0.6 ~1.0 ; 3 应有足够的刚度。 5 模板组装尺寸应符合下列规定 1)模板组装后,其外沿半径应大于井筒设计净半径的10 mm~40 mm; 2)模板上下面应保持水平,其允许偏差应为10 mm; 3)需重复使用的模板,在使用前应修整和清理。 6 混凝土配制与输送,应符合下列规定 1)混凝土的配制应符合设计和现行国家标准混凝土结构工程施工质量验收规范GB 50204的要求。有条件的地方应使用商品混凝土; 2)输送混凝土可使用底卸式吊桶,也可使用溜灰管; 7 使用溜灰管输送混凝土,应符合下列规定 1 石子粒径不得大于40 mm,混凝土塌落度不宜小于150 mm; 2 溜灰管内径不宜小于150 mm,末端应安设缓冲装置并采用分灰器入模; 3 溜灰管送料前,应先输送少量水泥沙浆。井壁浇筑完后,应及时用水清洗; 4 使用溜灰管送料时,应加强井上下的信号联系,一旦发生堵管现象,应立即停止送料,并 及时进行处理。 8 混凝土质量控制应符合下列规定 1 混凝土施工应执行现行国家标准混凝土结构工程施工质量验收规范GB 50204的规定; 2 应严格控制混凝土的水灰比、坍落度和外加剂的掺量; 3 钢筋混凝土井壁,钢筋宜在地面绑扎或焊接成片;井下竖向钢筋的绑扎,在每一段高的底部, 其接头位置可在同一平面上,宜采用钢筋直螺纹连接,连接强度不应小于等体钢筋强度; 4 混凝土应对称入模、分层浇筑,并及时进行机械震捣。当采用滑升模板时,每层浇筑高度宜 为0.3 m~0.4 m; 5)脱模时的混凝土强度应控制为整体组合钢模0.7 MPa~1.0 MPa;普通钢木模板1.0 MPa滑 升模板0.05 MPa~0.25 MPa。 9 应按设计要求进行混凝土强度配合比设计及强度试验,并应做好井壁隐蔽工程记录。 4.5 井筒穿过特殊地层的施工 4.5.1 井筒穿过断层破碎带应符合下列规定 1 井筒掘进工作面距断层破碎带垂直距离10 m时,应进行瓦斯、煤及其它有害气体和涌水的探测,并应采取防治措施; 2 井筒穿过断层破碎带时,应根据实际情况采用锚网喷临时支护或短段掘砌、吊挂井圈等施工方法,并应自下而上砌筑永久井壁;也可短段掘砌通过。 4.5.2 井筒穿过煤与瓦斯突出地层,必须进行突出危险性预测、采取防治突出措施、进行防治突出措施效果检验并采取安全防护措施。 4.5.3 井筒穿过有煤与瓦斯突出危险的煤层前,施工应完成下列准备工作 1 井口附近20m范围内及井下各种机电设备应防爆,并应安设漏电保护装置; 2 应设置瓦斯监测系统; 3 井下应采用不延燃橡胶电缆和抗静电、阻燃风筒。 4.5.4 井筒揭露有煤与瓦斯突出危险的煤层时,应符合下列规定 1 当采用爆破作业时,应采用正向装药,应采用安全等级不低于三级的煤矿许用含水炸药和煤矿许用瞬发雷管,使用煤矿许用毫秒延期雷管时,其最后一段的延期时间不得超过130 ms; 2 爆破时,人员应撤离至井外安全地带。井口附近不得有明火及带电电源,其安全距离应根据具体情况确定。爆破后应检查井口附近瓦斯含量; 3 过煤层应及时做好井帮支护封闭工作,当穿过中厚煤层进入底板岩层后,应立即砌筑永久井壁,根据需要注黄泥浆封闭。 4.5.5 井筒穿过煤层期间,工作面应定时监测。当发现井帮、井底压力增大等异常现象时,应撤出人员,并应采取治理措施。 4.5.6 井筒施工过程中,通风机应连续运转。在无水的井筒中,掘进有煤尘爆炸危险煤层时,应采取喷雾洒水措施。在干燥的情况下,不得使用气镐掘进。 4.5.7 对瓦斯监测的时间、地点、瓦斯含量、存在问题及所采取的治理措施等内容,应填写监测记录。 5 立井井筒特殊法施工 5.1 一般规定 5.1.1 立井井筒穿过不稳定冲积层及含水岩层时,应采用特殊法施工。 5.1.2 特殊施工方法的选择,应根据地质、水文地质、井筒特征、施工技术装备等综合因素,经技术经济分析比较后确定。 5.1.3 采用特殊法施工的井筒段,应符合下列规定 1 冻结法施工的井筒段,冻结段小于或等于400 m时漏水量不应大于0.5 m3 / h,大于400 m时每百米漏水增加量不应超过0.5m3 /h; 2 钻井法施工的井筒段,漏水量不应大于0.5 m3 / h; 3 地面预注浆后,井筒掘进时,注浆段小于600m时漏水量不应大于6.0 m3 / h,注浆段大于600m时每百米漏水增加量不超过1m3 / h; 4 井壁不应有集中漏水孔和含砂的水孔。 5.1.4 采用特殊法施工的井筒,在冲积层中严禁预留或后凿梁窝。井梁的安装应采用锚杆固定或采用其它不破坏井壁的方法。单层井壁的锚杆深度不应超过井壁厚度的3/5,双层井壁的锚杆深度,不应超过内层井壁厚度的4/5。 5.2 冻结法施工 5.2.1 冻结法凿井可用于不稳定冲积层、松软岩层、基岩含水层等复杂地层。 5.2.2 立井井筒的冻结深度,应根据地层埋藏条件及井筒掘砌深度确定,并应深入稳定的不透水基岩10 m以上。基岩段涌水量较大时,应延长冻结深度。冻结孔深度应符合下列规定 1 单圈冻结孔、多圈孔的主冻结孔(用于形成冻结壁主体的冻结孔)的深度不应小于井筒冻结深度,深入不透水基岩深度宜按表5.2.2选取; 表5.2.2 单圈冻结孔、多圈孔的主冻结孔深入不透水基岩深度 冻结深度m ≤300 300~400 400~500 >500 单圈冻结孔或多圈孔的主冻结 孔深入不透水基岩的深度m 10 10~12 12~14 14~18 2 辅助冻结孔(用于增大冲积层段冻结壁厚度和降低冻结壁平均温度的冻结孔)深度,应穿过冲积层深入基岩风化带5 m以上; 3 防片帮冻结孔(用于缩短冻土扩入井帮的时间和防止或减少片帮的冻结孔)深度,宜满足井筒连续施工的要求。 5.2.3 冻结壁设计应符合下列规定 1 满足强度和变形的要求; 2 井筒按设计段高和井帮裸露时间施工时,冻结壁的径向位移值每段高不宜大于50mm; 3 冻土允许抗压强度应采用Ф61.8mm150mm圆柱体试件按每分钟1/100恒应变速率轴向加载获得的冻土单轴抗压强度,除以安全系数1.2(砂性土层)~1.4(粘性土层)后确定。 5.2.4 冻结孔的偏斜率应符合下列规定 1 位于冲积层的钻孔不宜大于0.3 ; 2 位于风化带及含水基岩的钻孔,不宜大于0.5 ; 3 单圈冻结孔、多圈孔的主冻结孔在冲积层中相邻两个钻孔终孔间距不应大于3.0 m; 4 在风化带及含水基岩中相邻两个钻孔终孔间距不应大于5.0 m; 5 当相邻两个钻孔的孔间距超过上述规定时,应补孔。 5.2.5 冻结孔、测温孔、水文孔宜采取钻、测、纠相结合的钻进工艺,并应符合下列规定 1 在钻进中,宜每隔30 m 50 m测斜一次,发现偏值超过设计值时,应进行纠偏; 2 钻孔成孔后,宜每隔50 m进行成孔测斜,并绘制成孔偏斜平面投影图。 5.2.6 穿过马头门、硐室、巷道的冻结管与地层之间的环形空间必须封堵充填,充填长度自马头门、硐室、巷道顶板向上不应小于100m。 5.2.7 冻结孔按设计深度施工到底后,下管前应用泥浆冲孔,冻结孔的下管深度不应小于设计深度。 5.2.8 冻结管、供液管的材质与连接应符合下列规定 1 冻结管应采用无缝钢管,每批新钢管应抽样进行压力试验,在压力为冻结深度静水压力的1.3倍时应无渗漏现象为合格;复用旧钢管时,应逐根除锈,压力试验要求与新钢管相同; 2 冻结管的壁厚应符合表5.2.8-1的规定; 表5.2.8-1 冻结管的壁厚 冻结地层深度m 冻结管壁厚mm 冲积层及风化带中 ≤200 ≥5.0 200400 ≥6.0 400600 ≥7.0 >600 ≥8.0 基岩中 ≤300 ≥5.0 >300 ≥6.0 3 冻结管可采用螺纹管箍或焊接管箍连接,深井冻结时宜采用管箍连接。采用螺纹管箍连接时,下管应采用电动扭矩板手上紧并达到密封要求;采用焊接管箍连接时,管箍焊条的材质应与管体材质相适应,坡口加工和焊缝质量应符合设计要求,每个接头焊好后宜冷却5 min 10 min再下入钻孔内; 4 冻结管下到孔底后,应立即进行动压试漏,试验压力应为全冻结管内盐水柱与管外清水柱的压力差及盐水泵工作压力之和的2倍,经试压30min压力下降不超过0. 05 MPa,再持续时间15min压力不下降为合格。发现渗漏时,应根据渗漏情况采取补救措施,符合质量验收标准后方可移钻机施工下一个钻孔; 5 供液管的外径、壁厚应符合表5.2.8-2的规定。 表5.2.8-2 供液管的外径与壁厚 供液管品种 外径mm 壁厚mm 焊接钢管 ≥38 3 聚乙烯软管 ≥50 5 5.2.9 冻结全过程应确保冻结盐水循环系统和每个冻结器的安全运转,并应符合下列规定 1 冻结壁形成期应定期检测每个冻结器的盐水流量与温度,并应满足设计要求; 2 多圈孔冻结时,各圈冻结孔盐水宜采用独立的配、集液圈,也可采用独立的主冻结孔圈和辅助与防片帮冻结孔圈共用的配集液圈盐水循环系统。 5.2.10 水文观测孔设计施工应符合下列规定 1 水文观测孔不应占据提升位置,深部水文孔的深度宜进入冲积层底部主要含水层中,但不得进入基岩中,也不得偏入井帮; 2 水文观测孔成孔后,应立即进行洗孔和检查水位状况,发现异常情况要立即进行处理,待水位正常后方可撤走钻机; 3 水文观测管必须设底锥,在需要检查冻结壁交圈时间的含水层部位应设置滤水网,观测管的管口应高出地下水位并加盖; 4 井筒开始冻结后应每天定时检测水文观测孔的水位,检测工作持续到水位高过地下水的水位并溢出管口为止。 5.2.11 测温孔设计施工应符合下列规定 1 测温孔应布置在冲积层中终孔(成孔)间距偏大(或较大)的冻结孔界面上;单圈孔、双圈孔、三圈孔冻结时每井的测温孔数量应分别不少于3个、4个、5个冻结壁外侧宜布置1~2个,内侧1~3个测温孔应分别布置于各冻结圈孔间距最大部位; 2 防片帮冻结孔与井帮之间的测温孔深度应比防片冻结孔的冻结深度大5m以上,其余部位的测温孔深度应比冲积层厚度大10m以上; 3 测温孔的允许偏斜率和钻进靶域半径应与冻结孔要求相同。 5.2.12 环形冷冻沟槽的底板宜高于正常地下水位,净高不应小于1.8 m,顶、底板和墙体均应有防水性能,顶板还应具有隔热抗压性能。当地下水位较高时,宜设排水设施。冷冻沟槽低于地下水位部分的底板和墙体应采用防水混凝土。 5.2.13 地面盐水管路系统应进行动压试漏,试验压力不得小于盐水泵最大工作压力的1.5倍,持续15 min压力不下降为合格。 5.2.14 冻结盐水设计温度不低于-35℃时,宜采用氯化钙溶液,溶液的比重应根据设计盐水温度确定,溶液的浓度应在冰盐合晶点范围以内。 5.2.15 氨压缩机所用制冷剂的纯度应大于99.8 。 5.2.16 冷冻系统的低温设备和低温管路应进行隔热和防潮处理,其冷量损失应不大于冻结站工作制冷能力的15 。 5.2.17 冷冻站房结构应通风良好,空气中氨的浓度不得超过0.004。站房内应设置防火、防毒、避雷等安全设施。当室外气温高于35℃时,室外高压贮氨容器等应设遮阳凉棚。 5.2.18 冻结站充氨前,应进行试漏检验,并应符合下列规定 1 压气试漏的压力应符合表5.2.18的规定,试漏时间应为24 h;初始6 h之内的压力下降不应超过0.05 MPa、持续18 h之内压力不下降可为合格; 表5.2.18 压气试漏的压力 系统 设备名称 试验表压力MPa 高压系统 高压机排气、油氨分离器、冷凝器、贮液桶、集油器至调节站 1.8 中压系统 自低压机排出口,经中间冷却器、高压机吸气 1.4 低压系统 自调节站、氨液分离器、蒸发器、浮球阀至低压机吸入口 1.2 2 在压气试验合格后应进行真空试漏,系统内试漏真空度应为0.097 MPa~0.101MPa,且24h后的压力应保持在0.090MPa~0.093MPa之间。 5.2.19 冷却水的水质、水温、水量应符合冻结设计规定,水源井应布置在冻结井筒的地下水流向的上方,与被冻结井筒的距离不宜小于抽水影响半径。在抽水影响半径范围内的水源井在冻结壁交圈前应停止使用。 5.2.20 盐水降温梯度应符合下列规定 1 在正温阶段,盐水的降温梯度不宜大于5℃/d; 2 当温度降至0℃后,盐水的降温梯度宜为1.5℃/d~2.5℃/d。 5.2.21 冻结器之间的盐水流量、温度差,应符合下列规定 1 每个冻结器的盐水循环量与同圈平均值的差值不宜大于1m3/h; 2 每个冻结器的回路盐水温度与同圈平均值的差值不宜大于1℃; 3 差异冻结时,同一深度的冻结孔可按上述要求执行。 5.2.22 井筒开挖应具备下列条件 1 水文观测孔内的水位有规律的上升并溢出管口不应少于7天;当水位观测孔失效或无水文孔时,井筒内的水位应有规律地上升; 2 根据测温孔实测温度分析,判断井筒浅部不会发生较大片帮和不同深度、不同土层的冻结壁厚度和强度可满足设计和连续掘砌施工要求; 3 地面的提升、搅拌、运输、供热等辅助设施均应适应井筒施工的要求。 5.2.23 冻结站的供冷量应根据井筒不同施工阶段进行调整,并应符合下列规定 1 冻结初期,应根据冻结设计盐水降温规定把盐水降至要求温度; 2 在冲积层段掘砌过程中,应根据冻结壁厚度、平均温度、井帮稳定性、掘砌速度等实际情况调整供冷方式和盐水循环量; 3 掘砌进入风化带后,当井帮稳定、外层井壁完好时,可适当提高盐水