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 《煤矿安全规程》
3 《煤矿井巷工程质量检验评定标准》
二 矿井条件
本矿井为城郊矿井，设计服务年限为30年。城郊矿井的设计生产能力位240万吨。
本次设计的井筒为副井井筒。井筒净直径8.5m，井筒的深度为680m,副井井筒的开拓方式为立井开拓，通风方式为中央分列式通风系统。煤层含沼气的等级及突出危险程度：低沼气，无突出。
副井井筒的表土段深230m，表土段井壁结构为双层钢筋混凝土井壁，内壁的厚度为450mm，外壁的厚度为500mm。基岩段厚430m,为普通混凝土井壁，厚650mm，混凝土标号为C30。
井筒内提升容器采用单层双车罐笼，提升容器导向装置的结构类型采用组合罐笼。井筒的提升方位角为15o。
三 矿井水文地质情况
（一） 表土厚度及类型：表土土层为第四纪冲击层，厚度为230m （二） 含水情况：表土含水情况为200m3h,表土下方的风化基岩带厚度为20m,基岩为泥岩和粉砂岩，厚度为430m，基岩岩倾角为80，含水情况为400~430m，
30m3h。
四 井筒特征
（一）副井井筒特征表
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表1-1 副井井筒特征表
罐井筒荒径 井壁厚度 井径 井深 井口井底标方位提角 升道 (m) (m) 标高 高 (m) (m) (度) 容型表土基器 式 段 岩表土基岩段 段 段 单组8.5 680 +34.6 -645.4 15 层合双罐10.4 9.8 0.95 0.65 车 道
（二）井筒断面布置形式
井筒断面布置形式如图1-1所示：
图1-1 井筒断面布置图
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第二章 井筒基岩段施工方案
一、 选择施工方案时应考虑的因素：
（一）井筒穿过岩层的性质，涌水量的大小。 （二）井筒直径和深度（主要指基岩部分的深度）。 （三）可能采用的施工工艺及技术装备条件。 （四）施工队伍的操作技术水平和施工管理水平。
选择施工方式，首先要求技术先进，安全可行，有利于采用新型凿井装备，不仅能获得单月最高纪录，更重要的是能取得较高的平均成井速度，并应有明显的经济效益。 二、现有立井井筒基岩段施工方案分析 （一）掘、砌单行作业
凿井时将井筒划分为若干段高，自上而下分段施工，在同一段高内，按照掘砌先后交替顺序作业称为单行作业且由于掘进的段高不同，单行作业又分为长段单行作业和短段平行作业。
掘、砌单行作业的最大优点是工序单一，设备简单，管理方便，当井筒涌水量小于30m3/h时，任何工程地质条件均可使用。特别是当井筒深度小于400m
时，施工管理技术水平薄弱，凿井设备不足，无论井筒直径大小，应首先考虑采 用掘砌单行作业。其中，短段掘、砌单行作业更具优势。
（二）掘、砌平行作业
掘砌平行作业仍有长段平行作业和短段平行作业之分。长段平行施工，是在工作面进行掘进作业和临时支护，而上段，则由吊盘自下而上进行砌壁工作。短段掘、砌平行作业，掘、砌工作也是自上而下，并同时进行施工。掘进工作在掩护筒保护下进行；砌壁是在多层吊盘上，自上而下逐段 浇灌混凝土，每浇灌完
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一段井壁，即可进行下一段的混凝土浇灌工作。掘砌、掘安平行作业一次成井，是在两个段高内、下端掘进与上段砌壁，安装相平行，而砌壁和安装工序则按先后循序进行，砌壁自上而下，安装自上而下。
长段平行作业施工装备复杂，设备用量多，围岩暴露时间长，对井筒围岩稳定产生不利影响，施工组织和安全作业复杂；短段平行作业不受井筒深度和截面大小的制约，在严格信号系统的管理和施工工序组织恰当的情况下，可以掘、砌共用提升系统。平行作业方式主要用于井筒直径大的深井工程。
（三）掘、砌混合作业
井筒掘、砌工序在时间上有部分平行时称混合作业。它既不同于单行作业也不同于平行作业。混合作业是在向模板浇灌混凝土达1米高左右的时候，在继续浇筑混凝土的同时，可装岩出渣。待井壁浇筑完成后，作业面上的掘进工作又转为单独作业，依此往复循环。
该作业方式在重型凿井机械化装备的利用、施工组织管理、施工安全作业以及成井的各项经济指标等方面，都优于单行作业和平行作业，具有较强适应性。不但有利于提高凿井装备的利用率，能达到稳定的快速施工指标，而且从总体上能降低立井的施工成本，提高施工效率，改善立井的安全作业条件，以成为我国目前立井施工的主导作业方式。
三、施工方案选择
由于井筒的基岩段深为250~680m，井筒净直径为8.5m。井筒的涌水量等于30m3h,基岩的岩性为粉砂岩、泥岩，为较稳定的岩层。为了提高施工效率，快速安全施工，配置重型机械化装备，所以立井施工时采用掘、砌混合作业施工方式。
混合作业井壁接茬多，封水性能差，所以要做好井壁的防水处理。
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第三章 钻眼爆破工作
一、钻眼机具的选择
因为该井筒为深大井筒，要采用混合作业方式要求有较高的钻眼速度，故
采用伞钻钻眼。
（一）凿岩钻架：XFJD6.11
伞形钻架的适用条件： 1. 适用于3-5米深空爆破作业 2. 适用大段高或短掘、短喷混合作业
3. 适用于两套单钩或一套单钩，一套双钩提升
4. 采用伞形钻架需配用新Ⅳ型凿井井架，采用其他凿井井架时，需要增加
倒矸台以下的高度
5. 由于伞形井架能钻深孔，一次爆破岩石量大，抓岩能力要大 6. 需要配较强的机电维修能力和熟练钻工
表3-1 XFJD6.11型钻架技术特征表 项目 单位 技术参数 项目 单位 油泵工作 支撑臂个数 个 3 MPa 压力 支撑臂支撑推进器 m 8.6-11.8 范围-直径 形式 m 动臂个数 个 6 推进行程 垂直炮眼的m 水平摆动角 ° 120 圈径范围 配用凿岩机 YGZ70 工作气压 MPa 的型号 配用凿岩机台 6 工作水压 MPa 的数量 动力 风动- 最大耗 3 米/分 形式 液压 风量 收拢后外形收拢后外形m m 尺寸外接圆1.9 尺寸高 直径 油泵型号 CB-C25C-FL 总重量 千克
(二) 钻机
选用导轨式独立回转凿岩机，下表是是独立回转凿岩机YGZ-70技术特征表。
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技术参数 12-14 油缸-钢丝绳 5.2 1.65-11.5 0.5-0.7 0.3-0.5 68 8 9000