矿业工程管理与实务(一级)-案例分析习题.ppt
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1、1,2012.7,矿业工程管理与实务,2,案例分析,施工技术(方案)三大目标 计划与进度(工期)施工质量控制与验收 费用与投资 安全(顶板、瓦斯、水)项目管理 施工组织设计 招投标 索赔 总承包,3,4,背景1:某矿井副井井底车场及主要硐室结构如图所示(P165),主井系统装载硐室及运输大巷采用上提布置,主副井井筒施工安排同时到底。,问题:(1)井底车场施工安排顺序。(2)编制该矿井副井井底车场及主要硐室施工的网路计划。,5,(1)车场巷道和硐室施工安排的顺序与原则 1)主副井短路贯通;2)关键线路工程施工不间断;3)尽快形成改绞井筒的调车系统;4)加快临时设施和硐室施工;5)保证副井移交时相
2、关巷道及硐室的施工结束并交付使用;6)保证其他巷道及硐室的连续正常施工。由于主副井同时到底,进入井巷过渡,其首要工作是进行短路贯通,并保证主连锁工程项目(与风井井筒贯通工程)不间断施工,然后主井进行临时改绞,主井改绞结束后副井进入永久装备,为了保证副井永久装备结束后尽快投入使用,副井系统的硐室必须尽快完成。,6,(2)在进行进度计划编制时,首先确定井底车场的施工方案,具体考虑主副井贯通线路的施工,主连锁工程项目(与风井井筒贯通工程)不间断施工,尽快形成主井临时改绞的调车通道,抓紧完成副井系统硐室的施工。施工队伍的安排不要大起大落,并尽可能采用较少的施工队伍,以保证施工时的运输、通风等需要。具体
3、施工安排为:主井施工队A:主副井贯通辅助巷(与副井贯通)4号交岔点消防材料库等候室副井施工队B:副井东侧马头门副井重车线1号交交岔点与风井井筒贯通工程(东翼轨道大巷)增加施工队C:等候室东侧通道人车线东巷道至4号交岔点(与主井贯通)人车线西巷道至3号交岔点3号交岔点人车线绕道外水仓增加施工队D:副井西侧马头门副井空车线2号交岔点水仓入口内水仓增加施工队E:主井井底清撒硐室至3号交岔点中央变电所通道中央变电所中央水泵房中央水泵房通道管子道中央水泵房吸水井、配水井、配水巷。,7,在上述施工队伍的安排中,可以将消防材料库、等候室、外水仓等作为配套项目进行调整,具体根据工期安排情况确定。根据该矿井副井
4、井底车场的施工安排,通过计算各工序的工作量,考虑各施工队的施工技术水平和进度指标,可以计算出预计完成的时间,具体见网络图中时标长度,其时标网络进度计划如图所示。关键线路是:副井东侧马头门等候室东侧通道人车线东巷道至4号交岔点人车线西巷道至3号交岔点3号交岔点人车线绕道外水仓,工期为300天。,8,背景2:某施工单位(乙方)与某建设单位(甲方)签订了井底车场施工合同。合同工期为38天。乙方按时提交了施工方案和施工网络进度计划(如图P174),并得到甲方代表的同意(箭线下方的数字表示工序的持续时间)。,问题:(1)该网络计划的工期能否满足合同工期要求?(2)矿山工程进度控制的方法有哪些?,9,(1
5、)该网络计划的时间参数计算结果已在图1G420051-3中标出。从图中可以知道,该网络计划的关键线路是:,工期为38天。满足合同工期要求。,10,在工程的实施过程中,一旦出现工作时间的延误,有可能会影响工程的完成时间。针对本工程的网络计划,有可能出现的情况为:1)当关键线路上的任何一个工作发生延误,都会使工程的工期延长,延长的时间为各工作延误的时间总和。2)当非关键线路上的工作发生延误,也有可能使工程的工期延长,这需要根据发生延误工作的时差来决定。若工作发生延误,如延误时间为10天,由于该工作有总时差TF25=20天,但没有自由时差FF25=0,因此它会影响其后续工作的正常开始,但不会影响工程
6、的完成时间。若工作发生延误,如延误时间为15天,由于该工作有20天的自由时差和20天的总时差,因此它不会影响其后续工作的正常开始,也不会影响工程的完成时间。但是如果工作发生延误是在前面工作发生延误的基础上出现的,那么这时工作只有10天的自由时差和10天的总时差,延误15天时间必然会对后续工作产生影响,使其开始时间推迟5天,最终会使该工程的工期拖延5天。,11,3)当工程施工中某一个工作完成时间提前,有可能会使工程的完工时间缩短,但要看具体情况。若工作提前2天完成,由于是关键工作,它的提前有可能会使整个工程的完成时间缩短,具体缩短多少必须对网络计划进行计算,尤其要注意关键线路是否已经发生改变,这
7、里由于关键线路仍然不变,因此可提前2天的时间。若工作提前2天完成,由于并不是关键工作,因此它的提前只能为后续工作的提早开工创造条件,但不能使工程完工时间提前。,(2)通过网络分析就可以了解各项工作的轻重地位以及工作间的相互影响关系,决定应着重控制的工作内容。具体进度控制的方法包括行政方法、经济方法和管理技术方法等。,12,背景3:某矿井土木工程的网络计划见图,图中箭线之下括弧外的数字为正常持续时间;括弧内的数字是最短时间;箭线之上是缩短一天需要增加的费用。当工程进行到第95d进行检查时,节点之前的工作全部完成,工程延误了15d。,问题:(1)试述赶工的对象(2)要在以后的时间进行赶工,使合同工
8、期不拖期,问怎样赶工才能使增加的费用最少?,13,(1)工期费用调整的原则是压缩有压缩潜力的、增加赶工费最少的关键工作。因此,要在节点后的关键工作上寻找调整对象。(2)更新和调整步骤本案例要求选择费用最低的方案。第一步:在56、69和910工作中挑选费用最小的工作,故应首先压缩工作56,利用其可压缩5d的潜力,增加费用52001000元,至此工期压缩了5d。第二步:删去已压缩的工作,在69和910中挑选69工作压缩5d,因为与69平行进行的工作中,最小总时差为5d,增加费用53001500元。至此,工期累计压缩了10天,累计增加费用100015002500元。679成了关键线路。第三步:同时压
9、缩67、69,但压缩量67最小,只有3d潜力,故只能压缩短3d,增加费用3(300100)1200元,累计压缩工期13天;累计增加费用为25001200=3700元。第四步:压缩工作910,压缩2d,至此,拖延的时间可全部赶回来,增加的费用为2420840元,累计增加费用为37008404540元。,14,第一步:计算时差,6,9,5,45(40),8,7,10,0,45,45,0,0,0,45,65,70,70,0,0,20(17),60(50),45,105,105,45,0,0,45,75,85,55,10,0,30(25),35(30),65,100,105,70,5,5,20(15)
10、,75,95,105,85,10,10,105,130,130,0,0,105,25(20),15,第2步:缩短关键线路 注意时差!,6,9,5,45(40),8,C(3),7,10,0,45,45,0,0,0,45,65,70,70,0,0,20(17),60(50),45,105,105,45,0,0,45,75,85,55,10,0,30(25),35(30),65,100,105,70,5,5,20(15),65,100,105,70,5,5,105,130,130,0,0,105,分区间比较费用最小,先压缩工作56,利用其可压缩5d的潜力,增加费用52001000元,25(20),1
11、00,200,300,350,420,120,250,16,第3步:重新计算时差若无并行工作可不重新计算(关键线路不变),直接看下一关键工序!,6,9,5,45(40),8,7,10,0,45,45,0,0,0,45,65,70,70,0,0,20(17),60(50),45,105,105,45,0,0,45,75,85,55,10,0,30(25),35(30),65,100,105,70,5,5,20(15),75,95,105,70,10,10,105,130,130,0,0,105,工作69,有并行工作,先看时差再压缩-最大压缩时间为总时差,若压缩时间超过自由时差,则费用计算考虑后续
12、工作费用增加。,25(20),100,200,300,350,420,120,250,17,第4步:压缩关键线路总时差 关键线路将会出现多条!先看时差再压缩-最大压缩时间为总时差,若压缩时间超过自由时差,则费用计算考虑后续工作费用增加。,6,9,5,40(40),8,7,10,0,40,40,0,0,0,40,60,60,40,0,0,20(17),55(50),40,95,95,40,0,0,40,70,75,45,5,0,30(25),35(30),60,95,95,60,0,0,20(15),70,90,95,75,5,5,95,120,120,0,0,95,25(20),在69和910
13、中挑选69工作压缩5d,因为与69平行进行的工作中,最小总时差为5d,增加费用53001500元。至此,工期累计压缩了10天,累计增加费用100015002500元。679,69都成了关键线路。,100,200,300,350,420,120,250,18,第5步:进一步压缩关键线路关键线路多条,先比较后压缩,并行同步压缩,最大不超过总时差!,6,9,5,40(40),8,7,10,0,40,40,0,0,0,40,60,60,40,0,0,20(17),55(50),40,95,95,40,0,0,40,70,75,45,5,0,30(25),35(30),60,95,95,60,0,0,2
14、0(15),70,90,95,75,5,5,95,120,120,0,0,95,比较同时压缩67+69与9-10费用,选择同时压缩67、69但压缩量67最小,只有3d潜力,故只能压缩短3d,增加费用3(300100)1200元,累计压缩工期13天;累计增加费用为25001200=3700元。,25(20),100,200,300,350,420,120,250,19,第6步:进一步压缩关键线路 关键线路多条,先比较后压缩,并行同步压缩,最大不超过总时差!,6,9,5,40(40),8,7,10,0,40,40,0,0,0,40,57,57,40,0,0,17(17),52(50),40,92,
15、92,40,0,0,40,70,72,42,2,0,30(25),35(30),57,92,92,57,0,0,20(15),70,90,92,72,2,2,92,117,117,0,0,92,比较同时压缩79+69与9-10费用,选择压缩910,压缩2d,至此,拖延的时间可全部赶回来,增加的费用为2420840元,累计增加费用为37008404540元。,25(20),100,200,300,350,420,120,250,20,最后网络计划图,6,9,5,40(40),8,7,10,0,40,40,0,0,0,40,57,57,40,0,0,17(17),52(50),40,92,92,4
16、0,0,0,40,70,72,42,2,0,30(25),35(30),57,92,92,57,0,0,20(15),70,90,92,72,2,2,92,115,115,0,0,92,23(20),100,200,300,350,420,120,250,21,背景4:煤矿采用一对主副立井方式开拓,该主副井井筒均在同一工业广场内,某施工单位承担了该主井井筒施工项目。主井井筒净直径5m,深度650m,表土段采用冻结法施工;某项目经理计划采用JKZ-2.8专用凿井提升机配一3m3吊桶提升和1台JK-2.5提升机配2m3吊桶提升,以加大提升能力,并配HZ-6型中心回转抓岩机出渣;该井筒在基岩段共穿过
17、两个含水层,厚度分别为15m和30m,相隔30m,两个含水层最大涌水量均为40m3/h。在施工第到第2层含水层发现井筒上段漏水量较大,脱模后蜂窝麻面较为严重。该井筒竣工后井筒涌水量达15m3/h,其中冻结表土段井壁有较为明显的漏水现象,遂决定对表土段进行壁后注浆堵水。,问题:(1)该项目的施工方案有何不妥?为什么?(2)井筒基岩段防治水都有哪些常用的方法与原则?该井筒最宜采用哪种方法?(3)保证混凝土的浇筑质量有哪些注意事项?(4)采用壁后注浆堵水的注意事项有哪些?,22,(1)采用两套单钩提升不妥,因为该井筒净直径5m,只能布置1只3m3吊桶;采用单滚筒提升机不妥,因为该煤矿采用一对主副立井
18、开拓方式,因此,必须考虑主井临时改绞提升,主井施工应布置一台双滚筒提升机,根据井筒深度,宜选用1台2JK-3.5提升机,以满足二期工程的施工,而不至于在二期施工时更换提升机。(2)井筒基岩段防治水的方法有地面预注浆、工作面预注浆、壁后注浆。该井筒适宜采用工作面预注浆的方法和井筒壁后注浆。(3)保证混凝土浇注的质量措施有:合理的混凝土配比和塌落度;对称分层浇筑;严格按照要求分层振捣密实;对井壁淋水采用截水槽的方法,对岩壁涌水采用疏导的方法严格控制淋水涌水进入混凝土中。(4)采用壁后注浆堵水时应注意事项:钻孔时经常检查孔内涌水量和含沙量。涌水较大或含有沙时,必须停止钻进,及时注浆;钻孔中无水时,必
19、须及时严密封孔。井筒在流沙层部位时,注浆孔深度应至少小于井壁厚度200mm。双层井壁支护时,注浆孔应进入外壁100mm。如必须进行破壁注浆时,需制定专门措施,报上级批准。井壁必须有能承受最大注浆压力的强度,否则不得注浆。,23,背景5:某矿井主要运输大巷布置在开采矿层的底板岩石中,断层比较发育,该矿层下部还有一承压含水层,距离运输大巷的垂直距离约15m,运输大巷施工单位制定了较为完善的施工技术方案。(P267),问题:(1)针对该矿井的地质构造和水文条件,施工单位应当如何应对?(2)在施工中,一旦出现突水问题,应当如何处理?,24,(1)防治水害应坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”
20、的方针。由于该矿井地质构造上断层较发育,矿层下部又有承压含水层,因此可能出现的水害是地下水通过断层涌入巷道,考虑到是承压水,其危害较大,处理也较困难,因此施工单位应当特别引起注意。针对这一情况,施工单位的应对措施是:1)做好应对巷道可能出现的突水事故进行相关准备工作,包括应急设备、封水措施、制定避灾路线等。2)施工中应坚持监测预报、及时进行探水,另外要注意突水的征兆:工作面压力增大,底板鼓起,产生裂隙,岩帮有渗水,水量增加,涌水浑浊,底板破裂并有高压水喷出等。3)施工中发现有断层与含水层之间有联系,应尽快采取注浆封水的方法,或其它相应的止水方法,防止大面积水的突出。(2)施工中,一旦出现突水,
21、要根据制定的相关应急预案进行处理。若涌水量小,可立即安装排水设备进行强排,同时进行封水;若涌水量大,应立即撤出施工人员和主要设备,关闭水闸门,密闭涌水,然后根据制定的治水方案对出水处进行处理。工作面恢复工作必须确保涌水对施工已无危害,方可进行安排。,25,背景6:某矿井1231采区顺槽布置在煤层中,其施工采用掘进机进行掘进。一天早班工作面发生了停电事故,该班工人进行了撤离,并在该巷道的入口处悬挂了标志,但工作面在工人撤出后4h发生了瓦斯爆炸事故,没有人员伤亡,经事故调查发现,瓦斯爆炸的原因是工作面工人在撤离时未关闭风机电源,使得掘进头的抽出式风机在来电时自动启动运行,因瓦斯浓度太高,达到爆炸范
22、围而引起爆炸事故。(P274),问题:(1)如何预防这类事故的发生?(瓦斯爆炸条件、原因?)(2)针对本巷道的情况,瓦斯浓度应当如何限制?,26,(1)因瓦斯浓度超标而引发的瓦斯爆炸事故是目前矿山比较常见的情况,其主要原因是它具备了瓦斯爆炸的必要条件(条件1:空气中瓦斯浓度达到5%16;条件2:要有温度为650750的引爆火源;条件3:空气中氧含量不低于12),如果一旦有明火,必定引起爆炸。要预防这类事故,必须从两个方面加以控制:1)加强通风和瓦斯监测管理,保证通风设备的正常运转、保证工作面有足够的新鲜风量。2)杜绝一切明火,包括机电设备所产生的明火。本案例因为工人忘记关闭电源,风机启动产生火
23、花,继而引发瓦斯爆炸。(2)由于工作面瓦斯浓度是预防瓦斯爆炸的必要条件,因此应对采掘工作面的瓦斯浓度进行控制,巷道瓦斯浓度的控制标准是:1)工作面回风巷风流中瓦斯浓度超过1或二氧化碳浓度超过1.5%时,必须停止工作,撤出人员,并由总工程师负责采取措施,进行处理。2)工作面放炮地点附近20m以内风流中瓦斯浓度达到1时,严禁放炮;回风流中瓦斯浓度达到1.5时,必须停止工作,撤出人员,切断电源,进行处理;电动机或其开关附近20m以内风流中瓦斯浓度达到1.5%时,必须停止运转,撤出人员,切断电源,进行处理。3)工作面内体积大于0.5m3的空间、局部积聚瓦斯浓度达到2时,附近20m内必须停止工作,撤出人
24、员,切断电源,进行处理。4)因瓦斯浓度超限而切断电源的电气设备,都必须在瓦斯浓度降到1以下时,方可复电开动机器。5)因停电,主通风机或局部通风机停止运转后,在恢复通风前必须有安全措施,必须首先检查瓦斯,证实瓦斯浓度不超过1、二氧化碳浓度不超过1.5时,以及局部通风机及其开关地点附近10m以内风流瓦斯浓度都不超过0.5时,方可开动机器,恢复正常通风。,27,背景7:某施工队伍承包了一矿山800m的石门施工任务,该石门所穿过的岩层主要为页岩和泥岩,遇水后易膨胀,稳定性较差,岩层倾角为25。巷道采用锚喷网支护,临时支护现打锚杆,支护紧跟工作面。该施工队为加快进度,将工作面锚杆临时支护改为钢支架支撑,
25、锚喷网永久支护在工作面后方20m处一次完成,监理同意采取该施工方案,但强调必须在围岩稳定性较好的条件下方可实施,如遇围岩条件差,特别是有涌水时,必须制定相关措施或仍采用原设计方案,否则,出现任何安全或质量问题均由施工单位承担。施工中,该施工队在工作面无涌水时,施工进度正常,在部分岩石稳定地段,施工队长在放炮通风后直接安排凿岩工进行打眼。在通过一个小断层时,由于有水的影响,加之断层带内岩石破碎,工作面在打眼时发生了冒顶事故,所架设的临时钢支撑全部倾倒,造成2人重伤、5人轻伤,装岩设备损坏,影响工期20天,施工单位就此事故提出了索赔。(P262),问题:(1)该施工队在施工中哪些做法存在安全隐患?
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