網絡計劃技術在井巷工程施工組織中的應用

蘇德雄

（福建煤電股份有限公司龍潭煤礦 福建龍巖 364120）

0 引言

龍潭煤礦302 采區為礦井三水平延深采區，設計生產能力15 萬t/a，服務年限11.6 a。按照采區建設計劃進度，302 采區-150 m 采區下部車場施工完畢。根據《煤礦安全規程》第82條要求，當采區開拓工程施工至下部車場水平區段時，首先安排施工隊伍進行永久排水系統井巷工程施工，建立采區永久排水系統。根據302 采區-150 m 排水系統設計施工圖紙，結合礦井掘進隊伍單進水平、施工機具機械、勞動組織和后勤保障水平，采取網絡計劃技術合理確定施工工期和施工組織順序，抓好有關安全技術措施的組織落實，最終基本上按計劃工期完成施工任務。

1 礦井概況

龍潭煤礦為福建煤電股份有限公司下屬生產礦井，礦井位于龍潭鎮龍潭村，礦區面積6.224 9 km2，與永定城區直線距離50 km，距龍巖市55 km，交通便利。

礦井建井工期歷時9 a，在1998 年建成投產，礦井的采礦許可證、安全生產許可證等證照完整，有效期符合要求，主要開采5#、6#、20#、23#、29#、37#、39#等煤層，核定（公告）煤炭生產能力為30 萬t/a。采用機械混合式通風，排水方式有自流排水和機械排水2 種方式，礦井的瓦斯等級為低瓦斯，煤炭的自燃傾向性按鑒定結論是Ⅲ類，即為不易自燃煤層，煤塵按鑒定結論不具有爆炸性，按照水文地質類型劃分為中等類型［1］。

2 采區基本情況

2.1 水文地質

（1）302 采區的地層為弱含水巖組，按礦井上下對照圖和水文地質圖顯示，在采區上部地表沒有大的湖泊、水庫等水體，采區涌水主要補給來源為大氣降水。大氣降水量隨著季節變化明顯，春季和夏季雨水較為充盈，秋季和冬季干枯，降雨量小。井下的礦井充水涌水量也隨著一年四季呈規律性變化，地表地下無大的水體連通構造帶，故地層構造對生產無大的影響，無災害性的突水危險。

（2）礦井水文地質類型為中等型，正常涌水量約190 m3/h，最大涌水量約370 m3/h。礦井水害的主要致災因素：礦區內存在關閉的廢棄小煤硐；遇長時間暴雨等極端天氣時，煤系砂巖裂隙含水層中的水通過采空區及頂底板裂隙進入巷道，從而導致礦井涌水量突然增加的水害風險。

2.2 煤層特征與儲量

（1）煤層特征：采區主要可采煤層有37#、39#，層間距為85 m。

37#煤層：頂板泥巖，厚約6 m，水平微細層理。間接底板有2 層石英細砂巖，層理混濁狀較為特征。結構簡單，煤層平均厚度為0.9 m，容重1.66 t/m3，屬可采較穩定煤層。

39#煤層：頂板為35 m 厚的泥巖，層理不發育，黃鐵礦結核呈拳頭狀、姜狀分布，底板為粗粉砂巖，泥巖中產舌形貝。結構簡單，煤層平均厚度2 m，容重1.64 t/m3，屬可采較穩定煤層。

（2）儲量：302 采區可供儲量計算的煤層有37#、39#。計算范圍東以F10、F0為界，西以F6為界，+50 m～-200 m 標高；38#煤層一水平探采為局部可采，不計算設計儲量，只作為地質找煤方向。經計算，302 采區資源儲量329 萬t，可采量220.5 萬t。

2.3 生產能力與服務年限

龍潭煤礦三水平302 采區位于龍潭中井田，西以F6為界與306 采區相鄰，東以Ш1標志線為界與四采區相鄰，南以-200 m 井巷為界，北以+50 m 及F10為界。采區開采主要煤層有37#、39#，按照302 采區開拓方案，采區最高標高為+50 m，最低開采標高為-200 m，按50 m 垂高、70m 斜長劃分為4 個區段生產。設計采區的生產能力為15 萬t/a，服務年限11.6 a。

2.4 通風系統

井口新鮮風流經主平硐到礦井主提升上部車場，經主提升軌道下山至+245 m 大巷、+245 m～+50 m 集中副井、+50 m大巷，經302 采區軌道下山和人行下山到各區段集中運輸石門，最后到各煤層運巷用風地點。采掘工作面回風經各區段專用回風巷，通過+245 m 回風平巷匯入礦井總回風巷。

2.5 提升運輸系統

（1）選定GKT2.0*1.5-20 型提升絞車，選擇采區絞車提煤4 部，提矸3 部，采用1 t U 型礦車運輸；活動天輪Dt 為980 mm。

（2）經計算選定JR126-6 電機，其主要技術參數為：電機功率155 kW，轉速977 r/min。

（3）302 采區人行下山采用架空乘人器進行人員輸送。

2.6 排水系統

（1）排水系統線路：302 采區各區段采掘點的礦井水匯聚在-150 m 水倉經302 采區排水系統排至+50 m 運輸大巷，最后經+50 m 運輸大巷匯流至龍潭煤礦+50 m 水倉，+50 m 水倉水量經排水管路排至地面。

（2）水倉容量：按照礦井排水經驗系數和可能的煤突發涌水量120 m3/h 計算，采區水倉容量設計2 000 m3，水倉斷面選用6 m2，水倉長度350 m。

（3）排水設備：選用200D43*6 型水泵3 臺，電機功率315 kW；鋪設2 趟無縫鋼管排水管，外徑273 mm，內徑260 mm，排水高度200 m 沿人行下山鋪設。

2.7 供電系統

在302 采區-150 m 下部車場設立1 個變電所，利用+50 m中央變電所進行高壓供電至302 采區-150 m 變電所，對采區各區段進行供電。

2.8 壓風系統

井口空壓機高壓風經管路→皮帶斜井→+50 m 運輸大巷→302 采區人行下山→302 采區各區段采掘點用風。

2.9 主要井巷工程及費用概算

（1）開拓工程主要有302 采區+50 m 絞車房、+50 m 變電所、區段車場、采區軌道下山、采區人行下山、-150 m 水泵房、-150 m 變電所、-150 m 水倉等主要井巷工程，合計工程量4 530m，費用概算投入資金881.9 萬元。

（2）主要設備清冊總計資金591 萬元，包含運輸設備、提升設備、供電設備、排水設備、壓風設備、通訊系統等。

3 排水系統井巷工程設計情況

根據排水系統設計施工圖圖示，系統巷道布置在39#煤層底板，周邊圍巖穩定無斷層。排水系統具體井巷工程項目見表1，具體平面布置見圖1。

圖1 302 采區-150 m 排水系統平面布置示意圖

表1 302 采區-150 m 井巷工程項目表

表2 302 采區-150 m 井巷工程項目工期預期表

4 網絡計劃技術應用

4.1 施工順序安排考慮因素

302 采區絞車提升為GKT2.0*1.5-20 型，水倉施工采用調度絞車短距離提升作業。施工順序安排主要考慮到工作面要具備安全生產條件，隊伍之間不會相互影響，如-150 m 水倉入水通道開口施工時，附近有-150 m 變電所通道或水泵房通道同步施工時，要把握錯開間距。主要是空重車的調度運輸線問題，設計好調車線路和存車場，不能有相互影響。如水泵房硐室、變電所硐室等大斷面掘進施工時可以采用小斷面掘進，掛好中線后，沿中線按6.5 m2斷面進行小斷面施工，留設邊幫和頂部，待小斷面掘進到位后再進行刷幫擴巷，以完成整個斷面。在掘進施工過程中，要做好臨時支護工作，工作面備好坑木、板皮、金屬支架等支護材料。在施工作業順序方面，重點要把握住一個關鍵點，即 “只有水泵房工程和水倉工程都完成后，吸水井和配水巷才具備施工條件”，小斷面立井往上施工遠比向下施工簡便經濟［2］。

4.2 井巷單項工程工期預計

根據礦井現有掘進隊伍單進水平（80 m/月，6 m2斷面）、施工機具機械、勞動組織及后勤保障水平，估算出各項工程工期。

4.3 確定計劃工期

4.3.1 繪制施工順序圖

根據圖1 和表1，采用雙代號網絡計劃，具體施工順序見圖2。

圖2 雙代號網絡施工順序示意圖（單位：d）

4.3.2 計算計劃工期

按照圖1 和圖2，對雙代號網絡圖進行計算分析。

（1）確定線路條數。302 采區-150 m 井巷工程共有5 條施工線路。

線路一：水倉入水通道→外水倉→外配吸水井，即B→F→K。

線路二：變電所通道→變電所硐室→內水倉→內配吸水井，即C→H→G→J。

線路三：水泵房通道→水泵房硐室→水泵房管子道，即A→D→E。

線路四：水泵房通道→水泵房硐室→外配吸水井，即A→D→K。

線路五：水泵房通道→水泵房硐室→內配吸水井，即A→D→J。

（2）計算線路工期。線路一工期97 d；線路二工期93 d；線路三工期66 d；線路四工期56 d；線路五工期56 d。

（3）確定計劃工期。經計算比較，線路一工期97 d，為工期最長線路，即為關鍵線路，其工期97 d 即為該工程的計劃工期。

5 施工組織保證措施

5.1 確定施工隊伍

根據“只有水泵房工程和水倉工程都完成后，吸水井和配水巷才具備施工條件”的關鍵施工順序考慮因素，確定安排3 個掘進隊伍承擔井巷工程施工任務。礦井生產部門對當前所屬的掘進隊伍進行摸排論證，主要是從掘進勞力數量、職工年齡結構、工作經驗、隊長安全生產管理水平和歷來掘進進尺完成情況入手，綜合論證選定掘一隊、掘三隊和掘八隊承擔302 采區-150 m 排水系統井巷工程施工任務。3 個掘進隊伍平均單進水平在80～85 m 之間（6 m2斷面），人員在13～15 人之間，平均年齡46 歲，職工平均出勤在23 d/月以上，隊長生產管理水平較高，隊伍歷年沒有發生較大“三違”現象，安全生產態勢平穩有序。

經研究，確定掘一隊負責線路一施工；掘三隊負責線路二施工；掘八隊負責線路三施工。

5.2 后勤保障

掘進工作面施工主要涉及到技術指導、局部通風、材料供應、壓風供水、礦車運輸和設備維檢修等方面，生產股指定綜合業務素質水平高的采掘技術員分管該井巷工程施工，及時編制掘進作業規程并進行貫徹，強化生產技術的現場跟蹤指導；機電股、供應股做好礦車、耙巖機等施工運輸設備的供應及維修工作，優先充分保證重點工程頭面施工。

5.3 進度管理

礦井與掘進施工隊伍簽定進度考核責任狀，分管采掘技術員根據計劃工期和掘進作業規程要求，加強現場管理，實時掌握工程進度，發現關鍵工作較進度計劃落后時，及時分析原因，預判工期影響，及時采取改正措施。

5.4 安全技術管理

在排水系統井巷工程施工中，主要是把握采區絞車提升、水倉調度絞車提升、工作面爆破安全、工作面貫通等安全技術管理重點。要依據現場具體情況實際，編制好安全技術措施和作業規程，做好關鍵點管控。

（1）水倉調度絞車提升：內外水倉高程低于水倉入水巷道，掘進出矸時采用調度絞車，要遵守斜井提升的有關安全規定，不能使用平車場；設置好阻車器等擋車安全裝置；水倉落平處要開掘躲避硐室，提升時做到“行人不行車，行車不行人”。

（2）貫通工程：測量人員按照設計圖紙做好放樣工作，分管技術員做好現場技術跟蹤指導；特別是管子道與采區人行下山貫通、水倉吸水井與水泵房吸水壁龕貫通的2 項重點貫通工程，要做好進度施測管理，及時發出貫通通知書，并組織落實好相關的貫通安全技術措施。

（3）硐室大斷面施工：主要采用小斷面施工，后續刷幫擴巷補足斷面。工作面留置部份矸石，可為后續成巷施工創造便利條件。

（4）爆破安全管理：掘進工作面使用的發爆器、爆破母線均由施工隊從礦井倉庫領取；炸藥、雷管從礦井爆炸材料庫領取，要遵守雙領雙退制度，人員持證上崗；工作面爆破施工要按作業規程組織施工；裝藥時做到專人操作，停止一切和裝藥無關的一些工作內容，由爆破員聯線，并由迎頭向外敷設至警戒線外；班長清點人員并安排站崗警戒，當通道開口施工時，要安排人員在巷道兩端口進行站崗警戒，嚴禁無關人員進入爆破安全警戒區域內。

6 施工結果與計劃比較

302 采區-150 m 排水系統按照網絡計劃組織施工，歷經96d 完成井巷工程，實現預期工期目標，井巷工程質量達到合格品，施工期間實現安全生產。

7 結語

在龍潭煤礦有關重點工程的施工組織過程中，根據施工順序編排繪制雙代號網絡圖，并進行有關參數計算，可以高效地指導作業施工，對于同類工程的安全生產技術管理具有很強的指導意義。