网络计划技术在井巷工程施工组织中的应用

苏德雄

（福建煤电股份有限公司龙潭煤矿 福建龙岩 364120）

0 引言

龙潭煤矿302 采区为矿井三水平延深采区，设计生产能力15 万t/a，服务年限11.6 a。按照采区建设计划进度，302 采区-150 m 采区下部车场施工完毕。根据《煤矿安全规程》第82条要求，当采区开拓工程施工至下部车场水平区段时，首先安排施工队伍进行永久排水系统井巷工程施工，建立采区永久排水系统。根据302 采区-150 m 排水系统设计施工图纸，结合矿井掘进队伍单进水平、施工机具机械、劳动组织和后勤保障水平，采取网络计划技术合理确定施工工期和施工组织顺序，抓好有关安全技术措施的组织落实，最终基本上按计划工期完成施工任务。

1 矿井概况

龙潭煤矿为福建煤电股份有限公司下属生产矿井，矿井位于龙潭镇龙潭村，矿区面积6.224 9 km2，与永定城区直线距离50 km，距龙岩市55 km，交通便利。

矿井建井工期历时9 a，在1998 年建成投产，矿井的采矿许可证、安全生产许可证等证照完整，有效期符合要求，主要开采5#、6#、20#、23#、29#、37#、39#等煤层，核定（公告）煤炭生产能力为30 万t/a。采用机械混合式通风，排水方式有自流排水和机械排水2 种方式，矿井的瓦斯等级为低瓦斯，煤炭的自燃倾向性按鉴定结论是Ⅲ类，即为不易自燃煤层，煤尘按鉴定结论不具有爆炸性，按照水文地质类型划分为中等类型［1］。

2 采区基本情况

2.1 水文地质

（1）302 采区的地层为弱含水岩组，按矿井上下对照图和水文地质图显示，在采区上部地表没有大的湖泊、水库等水体，采区涌水主要补给来源为大气降水。大气降水量随着季节变化明显，春季和夏季雨水较为充盈，秋季和冬季干枯，降雨量小。井下的矿井充水涌水量也随着一年四季呈规律性变化，地表地下无大的水体连通构造带，故地层构造对生产无大的影响，无灾害性的突水危险。

（2）矿井水文地质类型为中等型，正常涌水量约190 m3/h，最大涌水量约370 m3/h。矿井水害的主要致灾因素：矿区内存在关闭的废弃小煤硐；遇长时间暴雨等极端天气时，煤系砂岩裂隙含水层中的水通过采空区及顶底板裂隙进入巷道，从而导致矿井涌水量突然增加的水害风险。

2.2 煤层特征与储量

（1）煤层特征：采区主要可采煤层有37#、39#，层间距为85 m。

37#煤层：顶板泥岩，厚约6 m，水平微细层理。间接底板有2 层石英细砂岩，层理混浊状较为特征。结构简单，煤层平均厚度为0.9 m，容重1.66 t/m3，属可采较稳定煤层。

39#煤层：顶板为35 m 厚的泥岩，层理不发育，黄铁矿结核呈拳头状、姜状分布，底板为粗粉砂岩，泥岩中产舌形贝。结构简单，煤层平均厚度2 m，容重1.64 t/m3，属可采较稳定煤层。

（2）储量：302 采区可供储量计算的煤层有37#、39#。计算范围东以F10、F0为界，西以F6为界，+50 m～-200 m 标高；38#煤层一水平探采为局部可采，不计算设计储量，只作为地质找煤方向。经计算，302 采区资源储量329 万t，可采量220.5 万t。

2.3 生产能力与服务年限

龙潭煤矿三水平302 采区位于龙潭中井田，西以F6为界与306 采区相邻，东以Ш1标志线为界与四采区相邻，南以-200 m 井巷为界，北以+50 m 及F10为界。采区开采主要煤层有37#、39#，按照302 采区开拓方案，采区最高标高为+50 m，最低开采标高为-200 m，按50 m 垂高、70m 斜长划分为4 个区段生产。设计采区的生产能力为15 万t/a，服务年限11.6 a。

2.4 通风系统

井口新鲜风流经主平硐到矿井主提升上部车场，经主提升轨道下山至+245 m 大巷、+245 m～+50 m 集中副井、+50 m大巷，经302 采区轨道下山和人行下山到各区段集中运输石门，最后到各煤层运巷用风地点。采掘工作面回风经各区段专用回风巷，通过+245 m 回风平巷汇入矿井总回风巷。

2.5 提升运输系统

（1）选定GKT2.0*1.5-20 型提升绞车，选择采区绞车提煤4 部，提矸3 部，采用1 t U 型矿车运输；活动天轮Dt 为980 mm。

（2）经计算选定JR126-6 电机，其主要技术参数为：电机功率155 kW，转速977 r/min。

（3）302 采区人行下山采用架空乘人器进行人员输送。

2.6 排水系统

（1）排水系统线路：302 采区各区段采掘点的矿井水汇聚在-150 m 水仓经302 采区排水系统排至+50 m 运输大巷，最后经+50 m 运输大巷汇流至龙潭煤矿+50 m 水仓，+50 m 水仓水量经排水管路排至地面。

（2）水仓容量：按照矿井排水经验系数和可能的煤突发涌水量120 m3/h 计算，采区水仓容量设计2 000 m3，水仓断面选用6 m2，水仓长度350 m。

（3）排水设备：选用200D43*6 型水泵3 台，电机功率315 kW；铺设2 趟无缝钢管排水管，外径273 mm，内径260 mm，排水高度200 m 沿人行下山铺设。

2.7 供电系统

在302 采区-150 m 下部车场设立1 个变电所，利用+50 m中央变电所进行高压供电至302 采区-150 m 变电所，对采区各区段进行供电。

2.8 压风系统

井口空压机高压风经管路→皮带斜井→+50 m 运输大巷→302 采区人行下山→302 采区各区段采掘点用风。

2.9 主要井巷工程及费用概算

（1）开拓工程主要有302 采区+50 m 绞车房、+50 m 变电所、区段车场、采区轨道下山、采区人行下山、-150 m 水泵房、-150 m 变电所、-150 m 水仓等主要井巷工程，合计工程量4 530m，费用概算投入资金881.9 万元。

（2）主要设备清册总计资金591 万元，包含运输设备、提升设备、供电设备、排水设备、压风设备、通讯系统等。

3 排水系统井巷工程设计情况

根据排水系统设计施工图图示，系统巷道布置在39#煤层底板，周边围岩稳定无断层。排水系统具体井巷工程项目见表1，具体平面布置见图1。

图1 302 采区-150 m 排水系统平面布置示意图

表1 302 采区-150 m 井巷工程项目表

表2 302 采区-150 m 井巷工程项目工期预期表

4 网络计划技术应用

4.1 施工顺序安排考虑因素

302 采区绞车提升为GKT2.0*1.5-20 型，水仓施工采用调度绞车短距离提升作业。施工顺序安排主要考虑到工作面要具备安全生产条件，队伍之间不会相互影响，如-150 m 水仓入水通道开口施工时，附近有-150 m 变电所通道或水泵房通道同步施工时，要把握错开间距。主要是空重车的调度运输线问题，设计好调车线路和存车场，不能有相互影响。如水泵房硐室、变电所硐室等大断面掘进施工时可以采用小断面掘进，挂好中线后，沿中线按6.5 m2断面进行小断面施工，留设边帮和顶部，待小断面掘进到位后再进行刷帮扩巷，以完成整个断面。在掘进施工过程中，要做好临时支护工作，工作面备好坑木、板皮、金属支架等支护材料。在施工作业顺序方面，重点要把握住一个关键点，即 “只有水泵房工程和水仓工程都完成后，吸水井和配水巷才具备施工条件”，小断面立井往上施工远比向下施工简便经济［2］。

4.2 井巷单项工程工期预计

根据矿井现有掘进队伍单进水平（80 m/月，6 m2断面）、施工机具机械、劳动组织及后勤保障水平，估算出各项工程工期。

4.3 确定计划工期

4.3.1 绘制施工顺序图

根据图1 和表1，采用双代号网络计划，具体施工顺序见图2。

图2 双代号网络施工顺序示意图（单位：d）

4.3.2 计算计划工期

按照图1 和图2，对双代号网络图进行计算分析。

（1）确定线路条数。302 采区-150 m 井巷工程共有5 条施工线路。

线路一：水仓入水通道→外水仓→外配吸水井，即B→F→K。

线路二：变电所通道→变电所硐室→内水仓→内配吸水井，即C→H→G→J。

线路三：水泵房通道→水泵房硐室→水泵房管子道，即A→D→E。

线路四：水泵房通道→水泵房硐室→外配吸水井，即A→D→K。

线路五：水泵房通道→水泵房硐室→内配吸水井，即A→D→J。

（2）计算线路工期。线路一工期97 d；线路二工期93 d；线路三工期66 d；线路四工期56 d；线路五工期56 d。

（3）确定计划工期。经计算比较，线路一工期97 d，为工期最长线路，即为关键线路，其工期97 d 即为该工程的计划工期。

5 施工组织保证措施

5.1 确定施工队伍

根据“只有水泵房工程和水仓工程都完成后，吸水井和配水巷才具备施工条件”的关键施工顺序考虑因素，确定安排3 个掘进队伍承担井巷工程施工任务。矿井生产部门对当前所属的掘进队伍进行摸排论证，主要是从掘进劳力数量、职工年龄结构、工作经验、队长安全生产管理水平和历来掘进进尺完成情况入手，综合论证选定掘一队、掘三队和掘八队承担302 采区-150 m 排水系统井巷工程施工任务。3 个掘进队伍平均单进水平在80～85 m 之间（6 m2断面），人员在13～15 人之间，平均年龄46 岁，职工平均出勤在23 d/月以上，队长生产管理水平较高，队伍历年没有发生较大“三违”现象，安全生产态势平稳有序。

经研究，确定掘一队负责线路一施工；掘三队负责线路二施工；掘八队负责线路三施工。

5.2 后勤保障

掘进工作面施工主要涉及到技术指导、局部通风、材料供应、压风供水、矿车运输和设备维检修等方面，生产股指定综合业务素质水平高的采掘技术员分管该井巷工程施工，及时编制掘进作业规程并进行贯彻，强化生产技术的现场跟踪指导；机电股、供应股做好矿车、耙岩机等施工运输设备的供应及维修工作，优先充分保证重点工程头面施工。

5.3 进度管理

矿井与掘进施工队伍签定进度考核责任状，分管采掘技术员根据计划工期和掘进作业规程要求，加强现场管理，实时掌握工程进度，发现关键工作较进度计划落后时，及时分析原因，预判工期影响，及时采取改正措施。

5.4 安全技术管理

在排水系统井巷工程施工中，主要是把握采区绞车提升、水仓调度绞车提升、工作面爆破安全、工作面贯通等安全技术管理重点。要依据现场具体情况实际，编制好安全技术措施和作业规程，做好关键点管控。

（1）水仓调度绞车提升：内外水仓高程低于水仓入水巷道，掘进出矸时采用调度绞车，要遵守斜井提升的有关安全规定，不能使用平车场；设置好阻车器等挡车安全装置；水仓落平处要开掘躲避硐室，提升时做到“行人不行车，行车不行人”。

（2）贯通工程：测量人员按照设计图纸做好放样工作，分管技术员做好现场技术跟踪指导；特别是管子道与采区人行下山贯通、水仓吸水井与水泵房吸水壁龛贯通的2 项重点贯通工程，要做好进度施测管理，及时发出贯通通知书，并组织落实好相关的贯通安全技术措施。

（3）硐室大断面施工：主要采用小断面施工，后续刷帮扩巷补足断面。工作面留置部份矸石，可为后续成巷施工创造便利条件。

（4）爆破安全管理：掘进工作面使用的发爆器、爆破母线均由施工队从矿井仓库领取；炸药、雷管从矿井爆炸材料库领取，要遵守双领双退制度，人员持证上岗；工作面爆破施工要按作业规程组织施工；装药时做到专人操作，停止一切和装药无关的一些工作内容，由爆破员联线，并由迎头向外敷设至警戒线外；班长清点人员并安排站岗警戒，当通道开口施工时，要安排人员在巷道两端口进行站岗警戒，严禁无关人员进入爆破安全警戒区域内。

6 施工结果与计划比较

302 采区-150 m 排水系统按照网络计划组织施工，历经96d 完成井巷工程，实现预期工期目标，井巷工程质量达到合格品，施工期间实现安全生产。

7 结语

在龙潭煤矿有关重点工程的施工组织过程中，根据施工顺序编排绘制双代号网络图，并进行有关参数计算，可以高效地指导作业施工，对于同类工程的安全生产技术管理具有很强的指导意义。