副斜井井筒施工组织设计概论

副斜井井筒施⼯组织设计概论

第⼀章⼯程概况

第⼀节设计概况

XXXX副井井筒原设计倾⾓22°，斜长210m，宽3.0m，⾼2.7m，装备单钩串车。由于原井巷断⾯较⼩，不符合矿井建设需

要，为推进矿井建设，按照省煤炭厅批复的兼并重组矿井初步设计，利⽤原副斜井刷扩并延伸后作为兼并重组后的副井，扩⼤

断⾯规格为净宽4.5m，净⾼3.9m，断⾯为直墙半圆拱，倾⾓为22°，净⾯积15.4m2，掘进断⾯积为17.7m2，装备轨道串车，

架空乘⼈器，⽔沟位于井筒右侧，台阶、扶⼿位于井筒左侧，担负全矿辅助提升任务，井筒扩刷采⽤锚⽹喷砼，锚索补强⽀

护，锚索间、排距为2.4×2.4m，Ф17.8×6500mm，砼强度等级C20，顶锚杆为Ф20×2400mm左旋⽆纵筋螺纹钢树脂锚杆，间

排距：800×800mm，每根顶锚杆⽤三卷MSZ2330型树脂锚固剂锚固，每根帮锚杆⽤⼀卷MSZ3535型树脂锚固剂锚固，⾦属

⽹采⽤φ6mm钢筋⽹，⽹格150×150mm，⽹⽚规格1500×900mm，喷射砼封闭，砼厚150mm，喷射砼、铺地砼强度等级C20。每隔40m在⼈⾏侧掘净宽1.5m，净⾼2m，深1.0m的拱形躲避硐室，⽀护形式与副井筒相同。扩到穿煤及受采动影响区

域、巷道超⾼、超宽地点采⽤锚⽹喷和钢棚联合⽀护，钢棚采⽤29“U”钢，棚距900mm，密背砼背板刹顶，背邦。四周未接

顶、邦区域采⽤长不⼩于1.2m，厚不⼩于0.12m 的半圆⽊打“井”字型⽊垛接实顶板。半圆⽊材质必须是红松。锚⽹喷双重⽀

护，如遇顶板破碎或过断层时，应缩⼩棚距，表⼟段钢筋混

凝⼟⼯程去年已完⼯，延伸段与井底车场施⼯另外编写。

第⼆节井筒地质及测量⼯作

⼀、地质

从井筒揭露的煤岩层分析，本区地质特征复杂程度应属于构造破碎带裂隙发育，地层岩⽯完整性差，地质条件中等类型，井筒

⽬前未见有涌⽔。

(1) 各地层主要特征

本井⽥位于宁武轩岗矿区的北端，⼤部分为黄⼟覆盖区，仅在沟⾕中出露⼆叠系上下⽯盒⼦组、⼭西组和⽯炭系太原组，零星

可见本溪组。第四系地层分布于沟⾕、⼭梁、黄⼟垣及两侧。⽯炭系上统太原组和⼆叠系⼭西组为本井⽥含煤地层。根据钻孔

和矿井揭露，井⽥内地层由⽼到新分述如下：

1．奥陶系中统上马家沟组（O2s）

为含煤地层基底，由深灰⾊⽩云质灰岩、灰岩、⾓砾状灰岩、豹⽪状灰岩、泥灰岩组成。主要为浅海碳酸盐沉积，本组厚度约280m。

2．⽯炭系中统本溪组（C2b）

该为海陆交互相沉积，由泻湖、海湾及碳酸盐台地组成。下部有“⼭西式”铁矿、铁铝矿、铝质泥岩、碳质泥岩；上部为灰⾊泥

岩、砂质泥岩及中、粗粒灰⽩⾊⽯英砂岩，深灰⾊泥质砂岩。夹薄层状⽣物碎屑⽯灰岩1～2层，含有不稳定的薄煤层，⼀般

不可采。平⾏不整合地覆于上马家沟组灰岩侵蚀⾯之上，顶界⾄呈K1砂岩之底。本组厚度20.40—50.00m，⼀般厚度45.0mm。

3．⽯炭系上统太原组（C3t）

该为海陆交互相含煤沉积，为本井⽥主要含煤地层。由灰或⿊⾊泥岩、砂质泥岩、灰⽩⾊⽯英砂岩、砂砾岩和煤组成，含煤4

上、4、5、6、7、9-1、9-2、11号煤层，往南夹有2～3层薄层状⽣物碎屑灰岩。该区靠近陆源，⽣物碎屑不发育，粗粒碎屑

物质成分居多。该由K1砂岩之底K3砂岩之底，全组总厚度94.90—112.70m，平均厚度104.42m。

4．⼆叠系下统⼭西组（P1s）

本组由K3砂岩之底⾄K4砂岩之底，为河流冲积平原含煤沉积，但该区煤层薄，不稳定，多不可采。本组岩性由灰⾊细砂岩、

粉砂岩，间夹灰⽩⾊中粒砂岩、灰⿊⾊泥岩及薄煤线组成。底部K3砂岩为厚层状灰⽩⾊中、粗粒砂岩，夹灰⾊⾼岭质泥岩，

厚3.50～9.50m，正粒序，为河道沉积，其上为砂质泥岩、粉砂岩，夹薄层碳质泥岩及不可采煤层。本组厚度38.10—63.10m

平均厚度54.19m。

5．⼆叠系下统下⽯盒⼦组（P1x）

本组由K4砂岩之底⾄K6砂岩之底，连续沉积于下伏⼭西组之上，主要为灰绿、黄绿、杏黄⾊夹灰⿊⾊陆相碎屑岩为河流冲积

平原沉积，不含可采煤层，⾊调鲜艳。⼀般以K5砂岩分为两个岩性段，上段为灰黄⾊砂质泥岩，顶部夹具紫斑泥岩、底部K5

砂岩为灰绿、黄绿⾊厚层状中、粗粒砂岩，厚1.20～7.50m，全区较发育；下段为灰绿、黄绿⾊砂质泥岩夹细砂岩，局部为中

砂岩，中下部夹有灰⿊⾊泥岩，偶含碳质泥岩及薄层⾼岭质泥岩，底部K4砂岩为中、粗砂岩，厚2.00～5.00m，正逆序，局部为逆粒序，为河道沉积。本组厚度108.60—117.30m，平均厚度113.60m。

6．⼆叠系上统上⽯盒⼦组（P2s）

本组岩性以黄绿⾊、杂⾊及暗紫⾊砂质泥岩、泥岩为主，其间夹中厚层状黄绿⾊粗砂岩和细砂岩，其分选较差，胶结疏松，易

风化为砂砾。底部为⼀层灰绿⾊厚层状粗粒砂岩（K6），有时相变为细砂岩，底部含有含砂粗砂岩，呈透镜体展布，砾⽯成

分为燧⽯，泥质胶结，疏松，分选较差，砂岩厚1.20～5.30m。⼀般来讲，该组按岩性可分为3段，下段以黄绿⾊夹暗紫⾊砂

质泥岩为主，夹黄绿⾊薄层中砂岩，厚度39.00—78.80m ，平均厚度62.70m。中段底部黄绿⾊中、细砂岩，夹暗紫⾊砂质泥

岩。由于地层剥蚀该组本井⽥赋存不全，最⼤赋存厚度300m左右。

7．第四系中上更新统（Q2+3）

本井⽥第四系主要分布在黄⼟丘陵、⼭体斜坡，及沟⾕中，主要由浅红⾊亚粘⼟、亚砂⼟组成，俗称“黄⼟”，夹灰褐⾊古⼟

壤。黄⼟垂直节理发育，质地均匀，具湿陷性；亚粘⼟含砂砾⽯。⼀般厚度在0～40m间,不整合地覆于不同时代的地层之上。

⼆、含煤地层

井⽥范围内含煤地层为太原组和⼭西组，但⼭西组仅含煤线，本井⽥主要含煤地层为太原组。

⽯炭系上统太原组（C3t）本组含4号、9-2号、11号全区稳定可采煤层和91号较稳定⼤部可采煤层，以及3、5、6、7号不稳

定不可

采煤层，根据含煤性可分为三段。

下段厚31.1～36.6m，平均33.7m。含9-1、9-2、11号煤层，为⼀套砂岩、泥岩、粉砂岩、煤层组成的含煤层段11号煤层是在

海湾和障壁砂坝的基础上发育起来的泥炭沼泽，层位较稳定，底部K1砂岩为中、粗砂岩，厚度为0.8～5.8m，横向上变为细砂

岩，或粉砂岩，呈透镜体展布，为障壁岛沉积，其间泥质岩为海湾、泻湖沉积。9-2号煤层是在三⾓洲平原的基础上发育起来

的泥炭沼泽，层位稳定。其下伏砂岩为细、粗砂岩，逆粒序，从下到上由细砂岩渐变为粗砂岩（03号孔），或由粉砂岩渐变

为细砂岩（04号孔），厚2.8～5.8m，为分流河道或三⾓洲前缘沉积，泥质岩为间湾或三⾓洲平原沉积。

中段厚31.8～41.3m，平均36.2m，为⼀套厚层泥岩、砂质泥岩为主夹中、细砂岩和薄煤层，即5号、6号、7号煤层，均为不

可采煤层。该区为泻湖、海湾沉积，泥质岩间所夹的中粗砂岩为障壁岛或障壁砂坪沉积，厚1.5～5.7m，零星分布。煤层是在

泻湖、海湾淤浅的基础上形成的。

上段厚22.0～41.4m，平均32.1m，仍以泥岩、砂质泥岩为主，夹有粉砂岩和细砂岩，中砂岩极不发育，本段含3、4号煤层。4号煤层⼤，且稳定，结构复杂，夹多层⾼岭⽯夹矸，中灰低硫，4号煤层是在上三⾓州平原的基础发育起来的淡⽔泥炭沼

泽，在泥炭堆积过程中，因陆源碎屑的混⼊⽽形成多层夹矸，致使灰份偏⾼。3号煤层不稳定不可采。

三、施⼯防治⽔

（⼀）⽔⽂地质

井⽥内地表⽆较⼤河流，井⽥西北边缘的沙楞河，为季节性河流，流量0.26m3/s,洪⽔期50—210 m3/s，1921年特⼤洪⽔流量500 m3/s，⽬前沙塄河⽆⽔。井⽥内各沟⾕平时基本⼲枯⽆⽔，⾬季形成洪流，地表⽔总体流向井⽥西北边界外的沙塄河，

最终汇⼊桑⼲河，属海河流域桑⼲河⽔系。井⼝标⾼与最⾼洪⽔位对⽐表

（⼆）防治⽔管理（执⾏边探、边治、边掘）

1、该斜井执⾏边探、边治、边掘等施⼯措施。

第三节施⼯准备⼯作

⼀、“五通⼀平”⼯作

开⼯前，根据建设⽅提供场地及施⼯条件，待场地平整好，需修建⼀些必要的⼤临⼯程，主要是：轻钢屋架防⾬棚等⼯程。

1、交通：副斜井井筒位置位于副井⼯业⼴场内，⼯⼴内道路畅通，满⾜施⼯要求。

2、供电：副斜井井筒供电采⽤双回路供电，其中⼀趟主供回路，⼀趟保安回路，从矿⾼压盘引到⼯业⼴场，满⾜所有⾼低压

⽤电需求。

3、供⽔：接通⼯业⼴场供⽔管路，满⾜⽣产及⽣活⽤⽔需要。4、通讯：在井上下各安装⼀部电话与矿形成通讯⽹络。

5、排⽔：井筒涌⽔经⽔沟直接排⼊901⼤巷排⽔沟，由主井排⽔⾄地⾯。

6、⼴场平整：开⼯前，由矿负责协调⼤临⼯程施⼯地点提供⽅便。

⼆、⼯业⼴场布置

根据⼯业⼴场现场情况，矿提供的⼯业场地内设变电所，压风机房及提升绞车房，其它⽤房采⽤彩板结构。料场、砼搅拌站布

置在井⼝附近。

三、地⾯供料系统

在井筒施⼯期间，其地⾯供料系统采⽤集中搅拌砼供料的⽅法，场地平整后，地⾯硬化即可,料场搭设料棚。

第⼆章井筒施⼯

第⼀节施⼯⽅案选择

⼀、施⼯⽅案选择

根据副斜井的⼯程特征、地质状况、⽀护形式、施⼯设备和操作技术等因素，确定施⼯⽅案为：采⽤副斜井快速施⼯配套施⼯

⼯艺，即激光指向、光⾯爆破、绞车提升、翻矸台汽车排矸。基岩分化段、基岩段、穿煤层段刷扩采⽤YT-28型凿岩机打

眼，3台激光指向仪定向、中深孔光⾯爆破的两光施⼯法，采⽤“三⼋”制作业⽅式。前期采⽤地⾯采⽤砼集中搅拌站供料， 2台

喷浆机通过3⼨输料管向⼯作⾯（约供250m左右）送料，后期采⽤箕⽃输送喷浆料，“双机双枪”喷射砼⼀次成巷；排⽔选⽤D80-30×6和D85-67×8型⽔泵接⼒排⽔。提升：选⽤副井提升采⽤GTP—1.6绞车提矸、下料，单钩提升，以满⾜斜井施⼯需

要。

根据施⼯图纸设计和《规程》规定，井筒施⼯过程中每隔40m施⼯⼀个躲避硐。施⼯躲避硐时，根据井筒各段⽀护形式不同，

采取相应的⽀护⽅式，要求在《作业规程》中详细说明。

第⼆节表⼟段及基岩段施⼯

⼀、表⼟段

1、施⼯段长20m，去年已施⼯完成，

2、成品保护

对定位标准桩、导线点、标准⽔准点等，其它施⼯作业时不得碰撞，并应经常测量和校核其平⾯位置、⽔平标⾼和坡度是否符

合设计要求。导线点应定期复测和检查是否正确。如发现有测量⽤的永久性标桩或地质，地震部门设置的长期观测点等，应加

以保护

3、铺底、⽔沟、台阶

巷道铺底厚度2000mm，⽔沟在巷道右侧，⽔沟净尺⼨：宽×⾼=300×250mm，台阶设计在巷道的左侧，台阶尺⼨：长×宽×⾼=700×350×140mm。（见施⼯断⾯图）铺底、⽔沟、台阶在巷道刷扩完成后进⾏构筑。

⼆、基岩段施⼯

预计施⼯段长190m左右，采⽤锚⽹、单层钢筋砼联合⽀护形式。过断层构造带、巷道局部超⾼、超宽地段⽀护，采⽤架设29“U”钢棚⽀护，然后喷C20砼联合⽀护。

（⼀）掘进

采⽤YT—28型凿岩机打眼，爆破采⽤矿⽤乳化炸药，毫秒延期