如何做好建井施工準備工作

張學峰 張琪林

摘 要：本文針對礦井建設準備中存在的問題，再次對施工準備各項工作進行梳理，以加深認識、調整思路、統籌安排，使礦井建設有條不紊，實現安全優質、快速高效和文明建礦的目標。

關鍵詞：礦井建設；施工準備礦井建設是業內人士老生常談的話題，但從考察的基建礦井來看，無論技術準備還是工程準備還存在許多問題。有的礦井沒有編制施工組織設計或編制質量不高；場內道路施工安排不夠周密，施工環境極差；長周期加工制造設備銜接不上，顧此失彼等。為了使礦井建設順利開展，有必要將建井準備工作贅述一下。

1 施工準備期概念

礦井建設階段要經過決策立項、項目核準、初步設計、施工準備、工程實施和竣工驗收階段。其中，施工準備期指從初步設計完成后至井筒正式開工這一階段，包括工程前期所需的施工圖、土地征購、組織設計編審、措施工程建設、施工人員進入現場等等。施工準備期在6個月左右。

2 建井施工準備的主要內容

礦井開工前的準備工作，包括技術準備、工程準備、物資準備、人力資源準備及對外協調等。

2.1技術準備

技術準備工作是各項準備的基礎。搞好技術準備工作，全面掌握礦井的施工條件和設計要求，才能做好施工圖紙的供應計劃，才能做好礦建、土建和安裝三類工程施工統籌計劃，才能提前制定各個階段的施工組織設計。主要工作內容有如下幾點。

2.1.1學習礦井地質報告書和初步設計等技術文件

主要掌握井筒設計以及與井筒連接硐室情況，了解井底車場、開拓大巷及采區巷道的布置。要先行了解井筒施工期間可能遇到的不同地層、涌水量、瓦斯等，了解井筒的施工方案，并掌握施工方案的關鍵性環節或指標。如凍結法施工中要掌握凍結深度、凍結鉆孔的偏斜要求及糾偏措施、確定初挖時間、施工期間凍結壁監測以及套壁等；地面預注漿要掌握注漿的順序、止漿墊、鉆孔的偏斜、井筒每米注漿量及注漿工期等等。

2.1.2做好施工圖供應

有了初步設計等技術文件，就可以編制礦建、土建和安裝三類工程施工統籌表。根據統籌表各項工程開工的先后順序，制定設計文件（含施工圖）的供應計劃，并和設計單位協商確定，作為考核設計進度的一項指標。前期急用的關于供水、供電、公路（工業場地內外）、通信施工圖、工業廣場總平面布置圖和井筒施工圖以及要利用的永久工程的施工圖（副井的永久井架、永久鎖口、水池、變電所、水源井等），需要盡早提供，以便有序地安排各項工程的招標工作，包括施工隊伍和監理單位的招標。

2.1.3編制建井施工組織設計

建井施工組織設計是礦井建設的主要依據，關系到礦井建設的進度安排，確定了過渡期提升、排水、通風等各系統的改裝方案。編制的原則，以礦建工程為主，土建和機電安裝過程服從礦建工程，同時礦建和土建工程要為機電安裝過程的開展創造條件。

目前，國家尚無統一規定每個礦井必須編制施工組織設計，一般由建設單位確定。建設單位可委托專業單位或設計單位編制，也可聯合設計、施工單位共同編制。礦井施工組織設計的主要內容包括以下幾點。

（1）確定礦井施工方案，找出主要矛盾線

礦建工程主要包括井筒、井底車場、開拓巷道、準備巷道和采區巷道等，其中礦井投產前距離最長、工期最長的施工線路，就叫主要矛盾線（或連鎖工程），主要矛盾線的工期必須保證，否則會導致整個項目延期。所以，主要矛盾線的施工順序決定了礦井施工方案。

施工進度網絡圖是找出工程主要矛盾線的基礎。網絡圖（Network planning）是一種圖解模型，形狀如同網絡，故稱為網絡圖。網絡圖是由作業（箭線）、事件（又稱節點）和路線三個因素組成的。一般情況下，礦井施工方案有以下兩種情況。

一是當礦井通風方式為中央并列式時，即進風井和回風井均在一個場地內，當風井井筒施工到底并與一個進風井短路貫通，提升系統由吊桶改裝為罐籠（或混合改裝）后，集中力量施工主要回風巷道、軌道上山和運輸上山。主井或副井在與風井短路貫通后，一般副井井筒進行永久裝備，主井改裝完成后，主要施工井底車場及硐室、石門大巷。

二是當礦井通風方式為中央邊界式或對角式時，為使井下盡快形成通風系統，風井井筒到底并進行提升改裝后，直接施工主要回風道，與進風井的貫通地點控制在采區下部車場附近。貫通后，風井承擔了采區上山巷道和回采巷道的施工。主井改裝后，集中力量施工副井重車線側巷道，直至與風井貫通；另外，組織隊伍適時開展井底車場及硐室的施工。

（2）確定井筒的施工順序

一般情況下主、副、風井的施工順序如下：①主立井在前，副井在后。提前改裝加大提升能力以縮短交替期（先改裝主井后副井永久裝備），是比較普遍的做法；②副井在前主井在后，這種方案很少被采用；③風井如在主要矛盾線上，可選擇和主立井同時開工，以達到提前貫通的目的；若不在關鍵線路上，可推遲開工，以不影響建井總工期為準。

（3）提升設施的改裝

在立井井筒掘進過渡到井底車場及巷道期間，需要提升的矸石（煤）、材料、設備及人員增多，平巷施工要用礦（汽）車運輸，所以，需要先將一個井筒的吊桶提升改為罐籠（或罐籠加箕斗）提升。改裝的原則主要是確保盡早施工井底車場及硐室，不論其它井筒是在臨時改裝或在永久改裝，提升井要須承擔井下全部巷道掘進的矸石（煤）的提升能力。臨時（永久）提升改裝的條件：待裝備的井筒必須和另一個井筒貫通，形成臨時通風系統；臨時水倉及泵房等排水系統完成。

一般來講，提升改裝的順序：主立井由吊桶改罐籠→副井永久裝備→風井由吊桶改為罐籠（或混合改裝）→風井永久裝備→主井永久裝備。以某一特大型礦井為例：該礦兩個工業場地，場地一內布置一個副立井和兩個風立井，一、二號風井分別服務首采區和第二個采區；主斜井在礦井的邊界，底部與副井和風井貫通，主井工業場地與煤化工廠房銜接；井底車場和開拓大巷有90%以上均為煤巷。井筒的施工順序和提升改裝可以這樣考慮：①先施工主斜井，再同時施工副井和一號風井，最后施工二號風井；②一號風井、副井在井底車場短路貫通后，副井進行井塔的施工和井筒永久裝備；③主斜井與副井和風井貫通后，一號風井混改（箕斗和罐籠），主要承擔首采區的通風和出煤（矸）；④二號風井混合改裝（若條件具備，可以只進行罐籠改裝），主要承擔第二個采區的通風和出煤（矸）；⑤主斜井永久裝備，再進行一號風井永久裝備，最后二號風井永久裝備。

（4）立轉平施工方案

所謂立轉平施工方案即在立井施工至井底車場水平時選擇什么樣的施工方式才能過渡到水平巷道或硐室的正常施工。

方案一，部分馬頭門與井筒同時施工。即井筒施工至馬頭門時，從上至下隨著井筒的施工將兩側馬頭門同時掘進出來，然后再將井壁和馬頭門一次澆筑混凝土。待馬頭門與井筒連接處施工完成，再向下掘砌剩余的井底水窩。其優點是可以充分利用鑿井設備設施，使準備工作大大簡化；馬頭門支護整體性好，質量易于保證；施工馬頭門兩端巷道時相對比較安全。缺點是推遲了井筒的施工工期。

方案二，部分馬頭門與井筒順序施工。即井筒施工至車場水平時，臨時支護馬頭門開門位置，順序將井底水窩施工完畢，再施工馬頭門及兩端巷道若干，然后考慮提升改裝。其突出的優點是馬頭門施工不占用井筒施工工期，使井筒提前到底；另外可以利用已經掘出的井底水窩存放水平巷道的矸（煤）石，存儲井筒淋水，由吊盤吊泵直接排水。缺點是，井壁和馬頭門不是連續整體澆筑，馬頭門工程質量受到影響；施工馬頭門時懸空作業，吊桶經常上下，矸（煤）石不斷進入水窩，馬頭門底板只能搭設一個活動的工作平臺，兩端巷道的人通過平臺時很不安全。

（5）通風設施改裝

①井筒掘砌期間，采用壓入式通風，局部通風機布置在井筒周圍凈風流中，風筒采用鋼絲繩懸吊，隨吊盤的下降延接。②井下短路貫通后，瓦斯礦井可以在貫通巷道內設置局部通風機群，實現一個或多個井筒進風一個井筒回風。在首次揭露煤層前，形成地面主要通風機（或臨時通風機）全風壓通風。高瓦斯、煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出礦井，進入二期工程前，必須形成由地面主要通風機（或臨時通風機）供風的全風壓通風系統。③煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出礦井揭露突出煤層前，必須建成瓦斯抽采系統并投入運行；高瓦斯礦井進入三期工程前，必須形成瓦斯抽采系統。

（6）排水設施的改裝

①井筒施工期間，在固定盤上預留專用排水管路，隨著吊盤的下降延接。地面布置能力（如揚程、排水量）匹配的排水泵。當涌水量較小時，用臥泵將工作面積水排至吊桶，再提升地面；當水量較大時，由吊泵將水排至吊盤上層的水箱內，然后由吊盤上的臥泵排出。②進入二期工程后要提前安排臨時水倉和泵房的施工，保證礦井水（包括井巷涌水和施工用水）及時排出。③有突水危險或水文地質條件類型復雜及以上的礦井，進入三期工程前，必須形成永久排水系統。

（7）運輸設施的改裝

①在井筒施工期間，矸石或煤采用吊桶提升結合汽車外運的方式。②進入二期工程后改為罐籠提升后，采用臨時窄軌、礦車等將矸石或煤排出；改為箕斗罐籠混合提升時，則增加皮帶輸送機將煤運至指定地點。③二期向三期工程過渡期間，逐漸完成永久的排矸或運煤系統。

2.2工程準備

（1）實測定位。實測工業廣場測量基點、工廣導線和高程，標定井筒中心基樁與十字中線基樁、地面建筑物位置和工廣范圍。

（2）平整工業廣場。按照場內各工程開工的需要分區分批進行平整。按照土建和機電安裝工程服務于礦建工程的原則，優先平整永久變電所、臨時辦公、職工食堂宿舍、清水池及泵房、臨時道路以及支持礦建工程開工的各類工程（如地面預注漿、凍結工程、井架安裝）所占用的場地。

（3）開工前完成供排水、供電、道路、通信等工作，在寒冷地區還需要完成供暖工程。其中，供水管線的埋設可以與工廣平整同步進行，井下排水和地面生產、生活污水，要確定好排出通道及排入河流。臨時道路要考慮矸石周轉場地的去向；永久道路的鋪設要有序進行，在平整工廣后就可以考慮永久道路的施工，盡量減少臨時道路的投入，并非都推遲到后期遍地開花地施工，造成整個工廣環境混亂。需要注意的是，永久道路使用前要確保達到規范要求。

（4）完成必要的生活福利設施。主要指食堂、宿舍、浴室及辦公室等。

（5）完成施工所需的生產設施。主要包括提升、運輸、排矸、壓風、機修、井口棚、礦燈房、鍋爐房、材料設備倉庫、炸藥庫等施工輔助系統及廠房。

（6）完成礦建工程開工的各項準備。應在開工前盡可能早地完成井筒檢查孔，安裝好井架、鑿井絞車、提升機、吊盤等施工設備設施。當采用特殊方法施工時，完成打鉆、注漿、凍結等工作所需設備設施的安裝和設置。

2.3物資準備

主要包括井筒開工需要的設備、鋼材、水泥、土產材料等。落實貨源和供應渠道，編制材料設備供應計劃，組織按時到貨。其中，土產材料黃沙供應渠道較多，質量不等，業主需要和監理、承包商進行考察，并通過技術鑒定合格后確定供應來源。各種物資一般要留有足夠的備用量。

2.4人力資源準備

按照施工階段的需要，編制人力資源需用計劃，開工前做好調配和培訓工作，根據工程進展組織進場。避免一哄而上，造成窩工。

2.5外協準備

施工準備期的施工和生活條件如水、電、道路、通信、土地征用等需要當地政府、農業和工業管理部門的配合才能實現，這也是一項重要工作。特別是土地征用和搬遷工作，業主要與當地政府部門緊密配合。

3 建井施工總平面布置

施工總平面布置是技術準備的內容之一，是礦建人員需要重點掌握的內容，其原則包括以下幾點。

（1）永臨結合、臨永兼顧。合理確定臨時和永久建筑物的關系，臨時建筑不能占用永久建筑物的位置，避免以后大量拆遷，臨時建筑盡可能地根據永久廣場的標高施工。利用永久設施是礦井建設的重要經驗，它除了減少臨時工程占地面積，簡化平面布置，還可以節約臨時工程所用材料，減少臨時工程施工時間，縮短建井工期，減少建筑安裝工程量和收尾拆除工作量，同時還可以改善生產與建井人員的生活條件。

為了保證可利用的永久工程能在開工前部分或全部建成，所需的施工圖、器材、設備提前供應，土建及安裝施工人員要提前進場。永久建筑物和設備的結構特征、技術性能與施工的需要不盡一致時，要采取臨時加固、改造措施。

井架是永臨結合的最大亮點，充分利用了前期的時間和空間，減少了主副立井井筒永久裝備前臨時井架的拆除和永久井架的安裝時間，縮短了副井關鍵線路的工期。利用永久井架前，業主要在設計方面協調把關，并控制永久井架的現場改造。

（2）施工設備器材的庫房盡量靠近使用地點，使搬運距離最短，避免多次倒運。

（3）廣場窄軌、場內公路的布置，應滿足需要并方便施工。鐵路應以主副井為中心，能直接通到材料場地、坑木場、機修廠、水泥廠、混凝土攪拌站等，主要運輸線和行人路線避免交叉。

（4）工業性建筑物（施工車間、場地、矸石場地、公共設施如水電暖、危險品放置地點等）和非生產性建筑物（業主、承包商、監理辦公生活區）應分開布置，臨時性建筑要靠近井口。如臨時炸藥庫要遠離居住區。

（5）各種建筑物的布置要符合煤礦安全規程的有關規定和防火要求。要求統一考慮炸藥庫、油脂庫、加油站與一般建筑物的最小距離。

4 結束語

本文對礦井施工準備各項工作進行了指導性安排，重點敘述了建井施工組織設計和施工總平面布置方面值得注意的事項，使建井人員有一個更加清晰的認識，希望能給予幫助，不到之處請予批評指正。