一、工程概況

內蒙古銀宏能源開發有限公司泊江海子礦工程，位于內蒙古鄂爾多斯市境內，該項目由煤炭工業合肥設計院設計，工廣內現暫設有主、副、回風井三個井筒，立井開拓。三井筒表土段均采用凍結法施工。

我單位中標施工副井井筒及附屬工程，副井井口封口盤標高設計為+1386.0m，即本措施設計±0.000m位置。為確保工程質量，嚴格執行我處已通過的ISO9001-2000質量保證體系和各過程控制的程序文件，爭創優質工程，特編制本措施，全體參與施工人員必須認真遵照執行。

二、編寫依據

1、銀宏能源開發有限公司副井井筒及相關硐室掘砌施工組織設計

2、銀宏能源開發有限公司泊江海子礦副井井筒井壁結構圖

3、《礦山井巷工程質量檢驗評定標準》（GBJ216-90）

4、《煤礦井巷工程質量檢驗評定標準》（MT5009-94）

5、《煤礦安全規程》（2009年版）

6、銀宏能源開發有限公司副井井筒及相關硐室掘砌施工組織設計會審意見

7、銀宏能源開發有限公司泊江海子礦副井井筒井壁結構圖會審意見及井壁優化方案

三、技術特征

副井井筒設計凈直徑為Φ10.5m，井筒全深為611.7m，采用凍結法施工，設計凍結深度不少于556m，凍結段支護深度550m（包括內外壁整體壁座段12m，圈梁3m）。

副井凍結段井壁結構為三層鋼筋雙層砼井壁，支護厚度為1450mm，砼標號C30～C60。在井筒垂深-547.0m～-550.0m段設置井壁支撐圈,并與井筒垂深-535.0m～-547.0m段的井筒井壁整體澆注段一同施工。

該井筒凍結段外壁為單排鋼筋砼井壁：豎筋為直螺紋連接，環筋為綁扎。

按照礦方要求，對外壁壁厚及井壁砼標號進行了優化，+1386.0m～+1096.0m段外壁減200mm，+1096.0m～+839.0m段外壁減300mm，砼標號由原設計最大C75減為C60，附副井凍結段井壁結構圖。

四、地質概況

1、地層

井筒穿過地層為第四系、白堊系下統志丹群，侏羅系中統直羅組、侏羅系中—下統延安組。其巖性為紫紅色、灰綠色礫巖、含礫粗砂巖、粗砂巖；紫色、絳紫色、灰色、深灰色砂質泥巖、泥巖以及煤層。地質構造簡單，第四系松散層分布廣泛，厚度小于10m，松散。巖石以碎屑沉積巖為主，層狀結構，巖體各向異性，力學強度變換大，煤層頂底板巖石的力學強度低，以軟弱巖石為主；勘探區巖石與巖體的完整性與穩定性差—中等，風化作用相對強烈。構造形態總體為一向北西傾斜的單斜構造，傾向N30°~40°W，地層傾角1°~3°，地層產狀沿走向及傾向均有一定變化，但變化不大。

2、構造

勘探區位于東勝煤田的西北部邊緣，其構造形態總體為一向北西傾斜的單斜構造，傾向N30°～40°W，地層傾角1°～3°，地層產狀沿走向及傾向均有一定變化，但變化不大。沿走向發育有寬緩的波狀起伏，區內未發現大的斷裂和褶皺構造。泊江海子井田在勘探階段通過二維地震，僅發現有6個落差3～13m的斷點。井檢孔資料未發現斷點。

五、施工準備

1、技術準備

①組織技術與管理人員認真審閱圖紙，學習技術規范，組織圖紙會審，并在此基礎上編制實施性施工組織設計、施工技術措施、項目質量計劃、填報項目開工報告，準備好各種技術資料和表格，開工前對技術人員、管理人員及施工人員做好技術交底。

②組織測量人員做好十字軸線復測工作，按業主提供的十字中線點、水準點進行全面復核校驗。

2、施工隊伍準備

為確保本工程施工速度和工程質量，根據施工進度情況，按總體施工計劃，陸續組織各作業隊、各崗位、各工種人員在上崗前10天到崗，以便了解現場情況，按IS09001標準及ZM71/OP04-2002<<人力資源培訓控制程序>>要求組織學習培訓。

3、施工現場準備

試挖前，場內四通一平，各種鑿井設施必須安裝調試完畢。待凍結壁已交圈，施工所用材料按我處ZM71/QP07-2002《采購控制程序》隨時就地采購，確保施工需要。

六、井筒試挖

1、試挖準備工作

把井筒施工所必要的臨時工程和鑿井設備設施安裝等工作全部完成后，再根據凍結實際情況，適當選擇井筒開挖時機，一般認為在水文觀測孔的水位已有規律的上升并冒水，測溫孔溫度至設計要求值，證實凍結壁已全部交圈，且淺部的凍結壁厚度和強度足以抵抗預挖深度的地壓以及能保證施工的連續性，即可進行試挖，考慮到試挖時凍結壁尚未擴展到荒徑位置，井幫穩定性較差、易片幫，為防止片幫引起井壁不均勻下沉，施工時應根據凍結壁形成情況，凍結管偏斜情況，凍土性質等綜合因素，合理確定掘砌段高。井筒試挖階段，如果井幫穩定性較差，可選擇臨時支護防片幫，縮小段高縮短循環時間保證順利施工。為滿足掛裝鑿井吊盤、整體大模、刃腳的需要，初定試挖深度20m。通過試挖核實凍結壁已具有一定的厚度和強度，能適應井筒施工要求，且鑿井設施及地面輔助系統均已準備完畢，方可進行正式開挖。

2、鎖口段施工方案

按礦方要求，原設計6m臨時鎖口改為永久鎖口施工，確定兩套施工方案，供我單位選擇施工：

方案一：

1）從井口標高±0.000m位置一次性掘進至-6.4m。

2）從底綁扎單層鋼筋至-3.4m位置，并預留出8套架梁梁窩。

3）下放金屬大模板，澆筑C30砼至-3.4m位置。

4）-3.4m~-1.0m段：東西方向搖臺基礎處沿外壁壘240mm寬磚墻直至-1.0m位置，磚墻外口距凍結溝槽內墻300mm寬；南北方向按永久鎖口井壁施工，即沿大模半徑（6050mm）砌240mm寬磚墻至-1.0m位置，留出管路預留孔，然后澆筑永久鎖口外壁，標號C30砼。

方案二：

1）從井口標高±0.000m位置一次性掘進至-5.0m。

2）從底綁扎單層鋼筋至-3.4m位置，并預留出8個套架梁梁窩，視情況截斷分上下兩段預留。

3）下放金屬大模板，澆筑C30砼至-3.4m位置，大模刃腳先不安裝。

4）-3.4m~-1.0m段：待以下外壁砼凝固后，在東西方向搖臺基礎處沿外壁壘240mm寬磚墻直至-1.0m位置，磚墻外口距凍結溝槽內墻300mm寬；南北方向按永久鎖口井壁施工，利用大模作內模，留出管路預留孔，然后澆筑永久鎖口外壁，標號C30砼。

5）進行下一段高4m掘進，完成后綁扎鋼筋，同時預留出套架梁梁窩下半部分。

6）落下大模，安裝刃角，進行澆筑。

經項目部研究決定選用方案一施工。

3、試挖段掘砌施工

井筒試挖段采用在井筒中布置1臺小松PC60小松挖掘機配以人工用鐵鍬、高效風鏟、B87型氣動破碎機，由井中向周邊擴展，利用在井中挖超前小井，集控靜積水，臺階式挖掘以防井幫塌落。初期掘進時采取先挖刃腳以內的土層，段高掘夠2.0m左右后，刷幫至荒徑，然后全斷面掘至4.0m段高，然后按設計要求綁扎鋼筋，經甲方及監理驗收合格后通過地面4臺穩車將大模松下，通過大模液壓系統油缸將大模張開，根據中線調正后既可準備澆注砼。初期砼由砼攪拌站制作用砼輸送車或泵車經自制分砼器通過溜灰管攪拌入模。

砼應對稱、均勻、分層入模，每層厚度應控制在400～500mm之間，采用至少6臺電動插入式振動器對稱振搗，振搗時間以20～30s為宜，時間過短砼振搗不充分，過長則出現砼離析現象，振搗時要快插慢拔，不頂鋼筋，間隔均勻，時間適度。試挖結束前應將吊盤、大模、刃腳、中心回轉大抓、壓風管等懸吊設備吊掛整齊，20m試挖結束后即可準備正式開挖。

七、施工方案

根據井筒的技術特征及工程、水文地質，為加快副井井筒施工速度，優選最佳施工方案，實現安全、快速、質優的目的。井筒凍結段施工采用短段掘砌，四班制滾班作業。采用“四大四新”工藝進行施工，即“大絞車”、“大吊桶”、“大抓巖機”、“大模板”和新技術、新工藝、新材料、新設備。嚴格按照ISO9001～2000質量體系程序運行，確保工程施工的每一個階段、每一個環節、每一道工序都處于受控狀態，確保工程質量全優。

凍結段采用在井筒中布置一臺小松PC60挖掘機、HZ-6中心回轉抓巖機挖土裝罐，配以人工用鐵鍬、高效風鏟、B87型氣動破碎機掘進刷幫、兩套單鉤提升即：兩臺2JKZ-4.0/15絞車配5.0m3吊桶提升。采用自動掛鉤翻矸，ZL-50裝載機、10T自卸汽車排土。2.5～3.8m高MJY液壓金屬整體模板配以0.2m高環形斜面接茬模板砌筑外壁。砌壁砼由地面設置的礦方集中砼攪拌站制作，8.0m3砼輸送車送到井口，DX-3.0m3底卸式吊桶經自制的兩套分灰器進行澆注。

八、施工方法及步驟

根據井筒穿過的地層地質及井筒技術特征，施工時與凍結部門互相協作，緊密配合，在保證施工安全、質量的前提下，把握有利時機，組織快速施工。

（一）掘進

凍結段外壁掘砌要以加快施工速度、提高工程質量為主，因此要與凍結部門密切配合，合理控制冷量分配，適時改變循環方法，做到凍土發展速度與井筒掘砌相適應，以便“淌芯”挖掘。掘進采用1臺挖掘機和2臺HZ-6中心回轉抓巖機挖土裝罐，人工用鐵鍬、風鎬和高效風鏟相結合。兩臺2JKZ-4.0/15絞車配5.0m3吊桶提升，迎頭留座底罐，井下摘掛鉤。掘進過程中，采用挖超前小井控水，短段臺階式挖掘，先挖井心部分2.0m后刷幫至設計荒徑，然后全斷面下掘。注意井幫管理，提高井幫穩定性，根據地層性質及凍結壁發展情況，合理選擇施工段高，嚴格控制井幫暴露時間，力爭加快施工進度，施工有效段高為3.8m。

在吊盤上層盤安裝一圈三寸的鋼管（分為三節單獨供風）作為供風管干管，同時兼作吊盤護欄，直接與壓風管通過高壓軟管相接。干管均勻布設40對閘閥，形成環狀供氣系統，可同時連接多臺風鎬或風鏟至工作面，在相應的區位進行作業，避免了吊盤下魚刺分風器使風管在工作面相互交叉影響，以擴大施工空間，改善施工環境。

整體壁座段掘進時，將根據井壁圍巖情況，隨井筒下掘進行錨網噴、灑水結冰等臨時支護，采用螺紋錨桿長度2.0m，鋼筋網片（采用?6mm加工），以保證該段井壁掘砌施工安全。另行編制整體壁座施工措施。

凍結段設備及施工機械采取以下措施防凍：

1.井口安裝風水分離器，干燥壓風；

2.使用防凍機油；

3.采用酒精防凍；

4.有下列情況之一者，必須停止掘進：a、工作面浸水，且水量漸大；b、凍結壁急驟變形；c、凍結壁出現退霜或跑漏鹽水及其他征兆；d、凍結站出現故障。

當井筒施工進入凍結基巖人工挖掘有困難時，可以采取鉆爆法施工，其措施另行編制。

(二)鋼筋工程

豎筋與上部直螺紋接頭應用牙鉗連接牢固，環筋采用18#鐵絲綁扎連接。環筋綁扎前應在豎筋上自下而上按200mm間距作出標記，做到橫平豎直。綁扎時按圈進行，上下環筋相鄰兩搭接應錯開，每平方米內搭接接頭應≤25%。環筋搭接長度33~39D（594、660、726、907）mm，每個接頭不少于3道扎絲，并確保搭接長度不小于設計。鋼筋保護層設計為外壁外沿100mm（以環筋中心線為準）。

（三）模板工程

模板進場后必須在地面組裝，模板下井前應擦油并在井下使用前校驗尺寸，合格后方可正式投入使用。模板分為直模和刃腳兩部分，直模和刃腳采用螺栓連接成整體，模板有效高度為2.5/3.8m，由地面4臺16T/25T穩車懸吊。起松大模時4臺穩車應盡量同步，嚴禁生拉硬拽，以防模板變形。當模板落到工作面時，有當班技術人員按設計尺寸利用井筒中心線，進行找中、找正。立模半徑R=6050mm、6300mm。

(四)外壁砌筑

1、凍結段外壁采用2.5～3.8m高MJY液壓金屬整體模板配以0.2m高環形斜面接茬模板砌筑外壁。3.0m3底卸式吊桶經底卸式吊桶送至工作面自制分砼器經溜槽進入大模。掘夠段高后，認真按設計要求和質量標準，做好落模找線工作，砼澆筑振搗及井壁養護、段高接茬等各項工作，借助下層吊盤為操作平臺進行砼澆筑工作；為保證砼質量，每個段高井壁澆筑之后，嚴格按規定時間要求脫模。

具體施工工序為：鋼筋綁扎、連接完畢后，回填豎筋底部的直螺紋接頭部分，通知甲方、監理現場驗收合格后，用地面4臺穩車同步下放整體模板至工作面即可準備澆筑砼。砼用底卸式吊桶送至工作面自制砼分灰器，經人工二次攪拌后入模，以防砼離析，采用插入式電動震動器震搗。

2、為保證井壁砼強度采取以下措施：①嚴把材料進料關和砼制作關，每次要料時均需專人負責；②砼至井口后盡快下井，以防止砼離析；③砼下至工作面分灰器后經人工二次攪拌后對稱入模；④入模和振搗實行定人、定崗、定位掛牌留名制度，責任到人。澆筑高度超過300mm時，澆一層振搗一層，振搗程度以振搗時砼不再顯著下沉，不再出現氣泡，外觀均勻，形成一個水平面為準；⑤澆筑入模人員應及時清理模盒內雜物以及片幫土塊；⑥嚴格控制脫模時間，一般情況下脫模時間為8h，不宜過多提前或推遲，拆模后不得出現蜂窩、麻面、露筋等現象；⑦冬季施工，用熱水拌制混凝土，確保入模溫度不低于15℃。在過基巖段含水層時添加防水劑，提高井壁防水能力。

（五）脫模

上一段高砼澆注完成后，待下一段高鋼筋綁扎完，經甲方、監理驗收合格后，方可進行脫模工作。過砂層時要嚴格控制井筒空幫和脫模時間，混凝土凝固時間不得小于8小時。

九、施工輔助生產系統

（一）提升系統

1、鑿井井架

井筒施工利用永久井塔改造后鑿井，分別設置+15.5m、+24m、+26.2m三層天輪平臺及+11.5m翻矸臺。

2、提升方式及設備

根據副井井筒斷面特征，為適應快速施工的需要，井筒施工期間，主、副提升分別選用兩臺2JKZ-4.0/15型鑿井專用絞車，配5.0m3吊桶。

3、裝巖能力

裝巖采用兩臺布置在吊盤下放的HZ-6型中心回轉抓巖機，生產能力60m3/h，并使用防爆型液壓挖掘機輔助清底出矸，其出矸效率、能力，與占用循環時間是匹配的。

（二）井筒懸吊設施

1、吊盤

井筒施工采用兩層鑿井吊盤，上下盤間為八根立柱剛性聯接，其間距為4.6m，上層盤是保護盤兼作穩繩盤，下層盤為施工操作盤，采用八臺穩車懸吊，上層盤用于放置臥泵和水箱，下層盤用于布置抓巖機及澆注混凝土時受灰分灰。吊盤直徑為φ10200mm，井筒外壁掘砌時增設附圈擴大吊盤外徑，以滿足施工需要。

2、通風、排煙、降溫

因井筒深度深及施工的需要，采用兩臺FBD-NO8.0型2×45kw對旋風機壓入式通風，布置兩路φ1000mm膠質風筒加強通風、降溫，風筒采用井壁吊掛的方式固定，局扇供電實行雙電源雙局扇，自動切換。

3、井下照明

井下照明選用投光距離遠、照度高、能耗小、防震性能好、安全性能好的DGC175/127型隔爆投光燈，投光距離40m。

4、供電系統

根據施工需要，利用建設單位提供的6KV電源，雙回路供電，設臨時變電所一座。地面低壓動力用電采用中性點接地系統，設置Y/Y0-12，S11-800/6/0.4電力變壓器兩臺雙回路供電，供井筒施工期間的提升、穩車懸吊、工廣動力，生活及辦公用電。井筒動力用電采用中性點不接地系統，在井口配電所內設高防開關一臺、Y/△-11、KS9-315/6/0.4型礦用動力變壓器與KSG-4/127V干式變壓器各一臺，分別供井下排水及工作動力、信號、放炮、照明等用電。

附供電系統圖。

5、壓風

根據計算和實際節能需要，副井設置一個臨時壓風站，選擇四臺SA-250A（40m3），兩臺SA-120A（20m3）型螺桿式壓風機供風，正常情況下三臺40m3及一臺20m3運轉，其他兩臺備用。再經φ219×6mm壓風管送到吊盤上，壓風管由地面穩車懸吊。井筒采用兩臺SJZ6.11型傘鉆，兩臺HZ-6型中心回轉抓巖機。

6、供水

地面工廣施工和生活用水，利用水源井和供水系統供水。井筒施工用水，采用Φ57×5mm無縫鋼管作供水管，靜壓供水，井筒下部靜水壓力大時，設降壓閥調節水壓。供水管與壓風管集中布置，統一由穩車懸吊。