井筒施工组织设计_课程设计34384.docx
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1、矿山建设工程课程设计第一章 矿井概况一 设计编制依据 1 井筒地质柱状图2 煤煤矿安全全规程3 煤矿矿井巷工工程质量量检验评评定标准准二 矿井井条件本矿井为城城郊矿井井,设计计服务年年限为330年。城城郊矿井井的设计计生产能能力位2240万万吨。本次设计的的井筒为为副井井井筒。井井筒净直直径8.5m,井筒筒的深度度为6880m,副井井井筒的开开拓方式式为立井井开拓,通通风方式式为中央央分列式式通风系系统。煤煤层含沼沼气的等等级及突突出危险险程度:低沼气气,无突突出。 副井井筒的的表土段段深2330m,表表土段井井壁结构构为双层层钢筋混混凝土井井壁,内内壁的厚厚度为4450mmm,外外壁的厚厚度
2、为5500mmm。基基岩段厚厚4300m,为为普通混混凝土井井壁,厚厚6500mm,混混凝土标标号为CC30。井筒内提升升容器采采用单层层双车罐罐笼,提提升容器器导向装装置的结结构类型型采用组组合罐笼笼。井筒筒的提升升方位角角为。三 矿井井水文地地质情况况(一) 表土厚厚度及类类型:表表土土层层为第四四纪冲击击层,厚厚度为 (二) 含水情情况:表表土含水水情况为为,表土下下方的风风化基岩岩带厚度度为,基岩为为泥岩和和粉砂岩岩,厚度度为,基基岩岩倾倾角为,含水情情况为44004300m,。四 井筒筒特征(一)副井井井筒特特征表表1-1 副井井井筒特征征表井径()井深()井口标高()井底标高()方
3、位角(度)提升容器罐道型式井筒荒径井壁厚度表土段基岩段表土段基岩段8.5680+34.66-645.415单层双车组合罐道10.49.80.950.65(二)井筒筒断面布布置形式式 井筒筒断面布布置形式式如图11-1所所示:图1-1 井筒断断面布置置图第二章 井井筒基岩岩段施工工方案一、 选择择施工方方案时应应考虑的的因素:(一)井筒筒穿过岩岩层的性性质,涌涌水量的的大小。(二)井筒筒直径和和深度(主主要指基基岩部分分的深度度)。(三)可能能采用的的施工工工艺及技技术装备备条件。(四)施工工队伍的的操作技技术水平平和施工工管理水水平。选择施工方方式,首首先要求求技术先先进,安安全可行行,有利利
4、于采用用新型凿凿井装备备,不仅仅能获得得单月最最高纪录录,更重重要的是是能取得得较高的的平均成成井速度度,并应应有明显显的经济济效益。二、现有立立井井筒筒基岩段段施工方方案分析析(一)掘、砌砌单行作作业凿井时将井井筒划分分为若干干段高,自自上而下下分段施施工,在在同一段段高内,按按照掘砌砌先后交交替顺序序作业称称为单行行作业且且由于掘掘进的段段高不同同,单行行作业又又分为长长段单行行作业和和短段平平行作业业。掘、砌单行行作业的的最大优优点是工工序单一一,设备备简单,管管理方便便,当井井筒涌水水量小于于时,任任何工程程地质条条件均可可使用。特特别是当当井筒深深度小于于4000m时,施施工管理理技
5、术水水平薄弱弱,凿井井设备不不足,无无论井筒筒直径大大小,应应首先考考虑采用掘砌单行行作业。其其中,短短段掘、砌砌单行作作业更具具优势。(二)掘、砌砌平行作作业掘砌平行作作业仍有有长段平平行作业业和短段段平行作作业之分分。长段段平行施施工,是是在工作作面进行行掘进作作业和临临时支护护,而上上段,则则由吊盘盘自下而而上进行行砌壁工工作。短短段掘、砌砌平行作作业,掘掘、砌工工作也是是自上而而下,并并同时进进行施工工。掘进进工作在在掩护筒筒保护下下进行;砌壁是是在多层层吊盘上上,自上上而下逐逐段 浇灌混混凝土,每每浇灌完完一段井井壁,即即可进行行下一段段的混凝凝土浇灌灌工作。掘掘砌、掘掘安平行行作业
6、一一次成井井,是在在两个段段高内、下下端掘进进与上段段砌壁,安安装相平平行,而而砌壁和和安装工工序则按按先后循循序进行行,砌壁壁自上而而下,安安装自上上而下。长段平行作作业施工工装备复复杂,设设备用量量多,围围岩暴露露时间长长,对井井筒围岩岩稳定产产生不利利影响,施施工组织织和安全全作业复复杂;短短段平行行作业不不受井筒筒深度和和截面大大小的制制约,在在严格信信号系统统的管理理和施工工工序组组织恰当当的情况况下,可可以掘、砌砌共用提提升系统统。平行行作业方方式主要要用于井井筒直径径大的深深井工程程。(三)掘、砌砌混合作作业井筒掘、砌砌工序在在时间上上有部分分平行时时称混合合作业。它它既不同同于
7、单行行作业也也不同于于平行作作业。混混合作业业是在向向模板浇浇灌混凝凝土达11米高左左右的时时候,在在继续浇浇筑混凝凝土的同同时,可可装岩出出渣。待待井壁浇浇筑完成成后,作作业面上上的掘进进工作又又转为单单独作业业,依此此往复循循环。该作业方式式在重型型凿井机机械化装装备的利利用、施施工组织织管理、施施工安全全作业以以及成井井的各项项经济指指标等方方面,都都优于单单行作业业和平行行作业,具具有较强强适应性性。不但但有利于于提高凿凿井装备备的利用用率,能能达到稳稳定的快快速施工工指标,而而且从总总体上能能降低立立井的施施工成本本,提高高施工效效率,改改善立井井的安全全作业条条件,以以成为我我国目
8、前前立井施施工的主主导作业业方式。三、施工方方案选择择由于井筒的的基岩段段深为,井井筒净直直径为。井井筒的涌涌水量等等于,基岩的的岩性为为粉砂岩岩、泥岩岩,为较较稳定的的岩层。为为了提高高施工效效率,快快速安全全施工,配配置重型型机械化化装备,所所以立井井施工时时采用掘掘、砌混混合作业业施工方方式。混合作业井井壁接茬茬多,封封水性能能差,所所以要做做好井壁壁的防水水处理。第三章 钻钻眼爆破破工作一、钻眼机机具的选选择 因因为该井井筒为深深大井筒筒,要采采用混合合作业方方式要求求有较高高的钻眼眼速度,故故采用伞伞钻钻眼眼。(一)凿岩岩钻架:XFJJD6.11伞形钻架的的适用条条件:1. 适用用于
9、3-5米深深空爆破破作业2. 适用用大段高高或短掘掘、短喷喷混合作作业3. 适用用于两套套单钩或或一套单单钩,一一套双钩钩提升4. 采用用伞形钻钻架需配配用新型凿井井井架,采采用其他他凿井井井架时,需需要增加加倒矸台台以下的的高度5. 由于于伞形井井架能钻钻深孔,一一次爆破破岩石量量大,抓抓岩能力力要大6. 需要要配较强强的机电电维修能能力和熟熟练钻工工表3-1 XFFJD66.111型钻架架技术特特征表项目单位技术参数项目单位技术参数支撑臂个数数个3油泵工作压力MPa12-144支撑臂支撑撑范围-直径8.6-111.88推进器形式油缸-钢丝丝绳动臂个数个6推进行程5.2水平摆动角角120垂直
10、炮眼的的圈径范范围1.65-11.5配用凿岩机机的型号号YGZ700工作气压MPa0.5-00.7配用凿岩机机的数量量台6工作水压MPa0.3-00.5动力形式风动-液压最大耗风量米/分68收拢后外形形尺寸外外接圆直直径1.9收拢后外形形尺寸高高8油泵型号CB-C225C-FL总重量千克9000(二) 钻机选用导轨式式独立回回转凿岩岩机,下下表是是是独立回回转凿岩岩机YGGZ-770技术术特征表表。表3-2 导导轨是独独立回转转凿岩机机YGZZ-700表项目单位技术参数项目单位技术参数机重kg70耗风量7.5凿岩直径38-555水压4-6凿岩深度8配气方式无阀气缸直径110风管内径冲击38;回
11、转19活塞行程45水管内径15冲击功10钎尾规格B25冲击频率次/分23002700推进器专用推进器器扭力矩650注油器FY-5000A工作风压MPa5-7凿岩速度900-9950(三) 钎头、钎钎子技术术及规格格1 钎头选用标准十十字形合合金钎头头。优点:在多多裂缝岩岩中使用用不易夹夹杆,中中心和两两侧有冲冲洗孔,排排粉良好好。表3-3 钎钎头技术术规格表表DdHC494025.5704052102 钎杆选用和钎头头相配套套的 2545000mmm六角中中空合金金钢钎二、爆破器器材的选选择(一) 炸炸药的选选择 目目前我国国矿用的的炸药非非常广泛泛,主要要有耐冻冻硝化甘甘油炸药药、2号岩石石
12、硝铵炸炸药、44号岩石石硝铵炸炸药、水水胶炸药药等等。由由于本矿矿井涌水水量大,且且低沼气气和无突突出的危危险,故故采用1101型型国产水水胶炸药药。该炸炸药抗水水性强、装装药密度度高、威威力大、装装药方便便。表3-4 国国产1001型水水胶炸药药的性能能密度1.05-1.225药卷直径mm45爆速m/s3500爆力mL300猛度mm16殉爆距离cm10有毒气体生生成量L/kg41.5 (二) 雷管掏槽眼和崩崩落眼后后卷药包包应在前前卷药包包爆炸后后,岩石石开始形形成裂隙隙,岩块块尚未抛抛出,残残余应力力消失之之前起爆爆效果最最好,此此间隔时时间一般般为255-300ms,所以选选用国产产第二
13、系系列8号号毫秒延延期电雷雷管(该该电雷管管延期时时间间隔隔正好是是25mms)起起爆周边边眼应在在残余应应力消失失后起爆爆,可以以隔段使使用该型型雷管,放放炮电源源为3880v交交流电。表3-5 雷雷管技术术性能表表项目延期时间安全电流发火电流全电阻20发串联联准爆电电流单位msmAmAA性能255070042 三、爆破参参数的确确定(一) 炮炮眼深度度的确定定 , ( 3-1)式中:l-炮眼深深度,mm;L 井筒施施工计划划月进度度,m;取取1000m;N 每月实实际工作作天数;混合作作业,取取30dd;n日日完成循循环数;中深孔孔爆破取取1;月循循环率;取 00.9;炮眼眼利用率率,取0
14、0.955; 故得得, 取即炮眼深度度取4.0m.。(二) 炮炮眼直径径及药卷卷直径依据所选用用的钻机机 YGGZ-770型,和和选用的的钎杆、钎钎头,取取炮眼的的直径为为51mmm;考考虑装药药的方便便和资源源的供应应情况,药药卷直径径定为445mmm,规格格45400mmm0.773kgg的药卷卷。(三)掏槽槽方式及及炮眼的的布置 依依据XFFJD66.111型伞形形钻具的的技术特特征及钻钻眼特征征,岩石石的普氏氏系数为为f=44-5,进行深深孔爆破破,由于于夹制作作用,且且伞钻钻钻眼的最最小圈径径为1.65mm,用二二阶直眼眼掏槽,易易于高效效施工。炮眼使用同同心圆布布置,其其余各圈圈相
15、距一一定距离离,最大大炮眼深深度为44.2mm, 采用光光面爆破破。采用用二阶掏掏槽掏槽槽不知方方式见图图3-11。 图33-1 掏槽方方式 (四) 炮炮眼数目目的确定定 (3-22) 式中 N 炮眼数数目; q 单位炸炸药消耗耗量,; m 每个药药卷长度度,; 炮眼眼利用率率; a 装药满满度系数数,即装装药长度度与炮眼眼长度之之比,一一般取00.50.77 P 每个药药卷的重重量,故得, 取取各种炮眼布布置要求求如下: 直眼掏掏槽圈径径一般为为1.22-1.8m,眼眼数4-7个。二二阶掏槽槽的外圈圈比内圈圈大4000-6600mmm,眼眼数控制制在4-9个左左右。 崩落眼眼与周边边眼的距距
16、离保持持在5000-7700mmm左右右,其余余眼圈距距取6000-8800mmm左右右,按同同心圆布布置,眼眼距8000-110000mm。 周边眼眼距离取取4000-6000mmm。 实际的炮眼眼数目为为:采用用眼距的的控制来来确定炮炮眼的数数目,炮炮眼分为为七圈布布置,周周边眼间间距取4481mmm,炮炮眼中心心与井筒筒中心的的距离为为49000mmm,第六六、五、四四、三为为崩落眼眼,其圆圆周直径径分别为为:86600mmm、70000mm、54000mm、38000mm,眼眼距分别别为:9900mmm、8799mm、8922mm、8522mm,第第二、一一圈为掏掏槽眼,眼眼距分别别为
17、:8864mmm,8864mmm,炮炮眼深度度分别为为:42200mmm、21000mmm,眼心心所处圆圆周直径径分别为为:22200mmm、16550mm。其其余各眼眼的眼深深分别为为:4000mmm。各圈炮眼布布置如下下:第一圈:66个; 第二圈圈:8个; 第三圈圈:144个;第四圈:119个;第五圈圈:255个; 第六圈圈:300个;第第七圈:64个炮眼数目:N=N+NN+N (3-33)式中:N - 每循循环断面面的炮眼眼总数。 N- 掏槽眼眼的数目目 144个 N- 崩落眼眼的数目目 888个N- 周边眼眼的数目目 644个故得 N=1666, 即即每循环环炮眼总总数为1166个个。
18、(五) 炸炸药消耗耗量计算算计算公式: (3-4)式中:Q-每个循循环的总总药量,Kg; 、-掏槽眼眼、崩落落眼、周周边眼的的数目; G-一卷炸炸药量的的质量,Kg; h-一一卷炸药药量的长长度,mm; -掏槽槽眼长度度,m; -崩落眼眼、周边边眼长度度,m; -掏槽眼眼的装药药系数,0.6-0.8; -崩落落眼的装装药系数数,0.45-0.66; -周周边眼的的装药系系数,00.3左左右; 第一、二二圈的装装药系数数的取00.8,第三、四四、五、六六圈的装装药系数数均为00.5,第第七圈的的装药系系数均为为0.33。因此可以计计算出总总药量:所以每循环掘进进岩石实实际体积积:实际单位炸炸药消
19、耗耗量:(六) 装装药结构构本井筒爆破破时掏槽槽眼与崩崩落眼之之间采用用塑料桶桶内连续续装药(该方法法装药速速度快,装装药质量量高,防防水能力力强),周边边眼采用用径向和和轴向空空气间隙隙的装药药结构。图3-2(七) 连连线方式式本矿井为低低沼气、无无突出矿矿井,在在基岩段段没有爆爆炸危险险,采用用闭合反反向并联联电路,220V交流电源起爆。放炮电缆用YC-225型橡套电缆。四、爆破图图表(一) 爆爆破条件件表3-6 爆破破条件序号名称内容1井筒名称城郊副井2井筒深度6803钻进直径和和断面9.8,SS=755.4334岩石类型泥岩、粉砂砂岩5瓦斯等级低沼气、无无突出6涌水情况经地面预注注浆,
20、可可控制在在307钻眼方式直眼、导轨轨式独立立回转凿凿岩机8炸药类型国产1011型水胶胶炸药4454000mmm0.773Kgg9炮眼直径51mm10雷管类型国产第二系系列8号号毫秒延延期电雷雷管 (二) 爆破参参数表3-7 爆破破参数表表序号名称眼号眼数(个)圈径(mm)眼深(mm)眼距(mmm)装药量爆破顺序联线方式个/眼kg/圈1掏槽眼16616502100864521.9闭合反向并联2掏槽眼714822004200864846.7223辅助眼152881438004000852551.14辅助眼294771954004000892569.3555辅助眼48722257000400087
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