煤矿扩建工程施工组织设计.docx
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煤矿扩建工程施工组织设计
筠连县景阳煤矿
扩建工程
施
工
组
织
设
计
章
节
第一章矿井设计概况
第二章矿井建设条件
第三章建设前期准备工作
第2节主要机电设备材料设备、材料准备
第3节施工人员准备
第八节轨道及管线铺设
第五章施工顺序及总工期
第六章矿井建设期间的组织与管理
第二节煤尘、顶板、瓦斯、水、火防治措施
第三节矿井建设期间的环境保护
第一章矿井设计概况
第一节矿井基本概述
1、矿井交通位置：
1、筠连县景阳煤矿地处四川省筠连县筠连矿区焦村井田与青山井田接界部位，位于焦村井田，行政区划属筠连镇西牛村四组管辖。
2、矿井距县城5km有简易公路相通。
筠连县城向北经高县到达宜宾市约96km为国道公路，交通方便，详见交通位置图。
2、井田范围：
1、根据筠连县景阳煤矿划定矿区范围申请审批书，矿井开采范围由8个拐点圈定，矿区面积0.8750km2。
增扩后的矿区范围在平面图上呈近似长方形，走向长约2175m，倾向宽约为420m，开采标高+658m--300m，矿区面积0.8750km2。
开采3号、8号煤层。
（附：
矿区范围及拐点坐标表）
拐点号
X
Y
1
3117780
35454109
2
3118032
35453802
3
3118594
35454196
4
3119867
35454820
5
3119664
35455220
6
3118962
35454850
7
3118944
35454818
8
3118042
35454306
开采深度+658m--300m、矿区面积0.8750km2、开采煤层：
3号、8-2、8-3煤层。
2、根据煤炭科学院研究总院沈阳研究院《四川省筠连县景阳煤矿8#煤层瓦斯基础参数测定和煤与瓦斯突出危险性鉴定报告》，景阳煤矿井田范围内标高+450m以上8#煤层无煤与瓦斯突出危险性。
本次设计范围为+545m--+450m（+545m以上为采空区），走向长约2175m，倾向宽约为145m，矿区面积0.51km2。
3、设计能力及矿井服务年限：
1、设计能力
矿井生产能力由原来的30kt/a扩建为90kt/a。
2、矿井服务年限
矿井保有资源储量1972kt、可采储量1345.5kt、矿井及水平服务年限按下式计算：
矿井服务年限按下式计算
T=Q÷（A×k）
=1345.5/90×1.4
=11.5（a）
式中：
T--矿井或水平的服务年限（年）；
Q--矿井及各水平的可采储量（kt）；
A--矿井设计生产能力（kt/a）；
K--储量备用系数取1.4。
经计算：
矿井扩建后的服务年限为11.5年，满足设计规范要求。
本次设计+450m以上保有资源储量745kt，全为122b类含量，服务年限为5.2年，满足设计规范要求。
4、设计工程量及设计建设工期：
1、由于条件发生变化，2010年9月四川广信勘察设计院有限责任公司重新进行初步设计。
四川省经信委的川经信煤炭函[2011]280号文批复，同意只设计+450m水平一采区一个3号煤层工作面，2个掘进工作面。
完成井巷工程量7230m（其中利用3782m，新掘3448m），比原设计增1250m，建设工期至2011年12月底。
详见《扩建工程巷道工程量统计表》。
2、扩建工程巷道工程量统计表
序
号
巷道
名称
断面
形式
支护
形式
巷道净高（m）
巷道净宽（m）
净断面积（㎡）
毛高（m）
毛宽（m）
岩
性
长度（m
）
一
井筒
1
主平硐
半圆拱
锚喷、砌碹
2.6
2.6
6.03
2.85
2.80
岩
253（扩巷）
2
副平硐
半圆拱
锚喷、砌碹
2.6
2.6
6.03
2.85
2.80
岩
240（扩巷）
3
主暗斜井
半圆拱
锚喷、砌碹
2.6
2.6
6.03
2.85
2.80
岩
227
4
副暗斜井
半圆拱
锚喷、砌碹
2.6
2.6
6.03
2.85
2.80
岩
227
5
回风斜井
半圆拱
锚喷
2.6
2.6
6.03
2.85
3.10
岩
201
二
车场及硐室
1
二采区材料上山上下车场
半圆拱
锚喷或砌碹
2.7
3.4
7.9
2.95
3.9
岩
180
2
主暗斜井上、下车场
半圆拱
锚网喷
岩
120
3
井下消防材料库
半圆拱
砌碹
3.15
3.5
8.9
岩
15
4
主暗斜井绞车房
半圆拱
砌碹
3.15
3.5
8.9
岩
20
5
避灾硐室
半圆拱
锚喷
3.0
3.0
岩
4
6
水泵房
半圆拱
砌碹
3.5
3.0
9.8
岩
9
7
水仓
半圆拱
砌碹
2.4
2.4
2.4
岩
120
8
中央变电所
圆拱
砌碹
3.0
6.0
岩
12
9
一采区绞车房
半圆拱
砌碹
2.7
3.4
7.9
2.95
3.9
岩
8
10
充电硐室
半圆拱
砌碹
2.7
3.4
7.9
2.95
3.9
岩
20
三
开拓巷道
1
+545南翼集中运输巷
半圆拱
锚喷
2.6
2.6
6.03
岩
150（扩巷）
2
+450m水平运输巷
半圆拱
锚喷
2.6
2.6
6.03
2.85
3.10
半煤
635
3
+525m南总回风巷
半圆拱
锚喷
2.6
2.6
6.03
2.85
3.10
半煤
462
4
+450m运输石门
半圆拱
锚喷
2.6
2.6
6.03
2.85
3.10
半煤
33
5
+525m回风石门
半圆拱
锚喷
2.6
2.6
6.03
2.85
3.10
半煤
24
四
采区巷道
1
二采区材料上山
半圆拱
锚喷
2.4
2.4
5.14
2.65
2.9
半煤
177
2
二采区通风上山
半圆拱
锚喷
2.4
2.4
5.14
2.65
2.9
半煤
131
3
1131轨道巷
梯形
金属
2.0
2.5
5.1
2.4
2.9
半煤
490
4
1131机巷
梯形
金属
2.0
2.2
4.4
2.4
2.6
半煤
452
5
1131风巷
梯形
金属
2.0
2.5
5.1
2.4
2.9
半煤
525
6
1131开切眼
矩形
金属
0.8
3.5
2、8
半煤
90
合计
4897m其中扩巷643m
备注
新掘4254m，其中岩巷1235m，半煤3019m
5、总概算：
经计算，煤矿达到设计生产能力90kt/a时工程建设投资概算为1675.8万元。
其中：
井巷工程647万元；土建工程17万元；设备及工器具购置642.6万元；安装工程42.9万元；工程建设其它费用76万元；工程预备费99.8万元，吨煤投资279.3万元。
1、地层、煤层赋存状况：
（一）地层：
矿区出露地层由新至老主要有第四系（Q）、三叠系铜街子组（T1t）、飞仙关组（T1f）、二叠系上统宣威组（P1X）、峨眉山组（P2em）、下统茅口组（P1m），分述如下：
1、第四系（Q）
零星分布于槽谷中，为一套松散的砂质粘土、黄土、软泥、未固结硕石、坡积物等，厚度0-14.21m，平均2.47，不整合于下伏地层之上。
2、三叠系铜街子组（T1t）
出露于水茨坝向斜核部、翼部，为滨海、浅海相碳酸盐及碎屑岩沉积，平均厚度133.67m，与下伏飞仙关组为过渡接触，据岩性不同分上、下段：
上段（T1t2）：
为陆源碎屑沉积、岩性为紫红、黄褐色钙质粉砂岩、细粒砂岩、泥岩，下部夹微晶白云岩条带。
厚9.82-15m，平均厚13.06m。
下段（T1t1）：
上部以浅灰色中厚层状鲕粒灰岩为主，下部为泥岩、泥灰岩、钙质粉砂岩互层产出。
底部以一层层位稳定、厚度1-2m的泥灰岩与飞仙组分界。
厚98.41-129.39m，平均120.61m。
3、飞仙关组（T1f）
为一套以滨、浅海相为主的紫红色陆源碎屑沉积，出露广泛，平均厚度485.24m，岩性差异分为四段：
第四段（T1f4）：
为紫红色中厚层状钙质岩屑粉砂岩为主，夹薄层生物碎屑灰岩及泥岩，厚度123.32m，据岩性特征可分为上下二个亚段：
上亚段以暗红色中厚层状钙质岩屑粉砂岩为主，夹薄层生物碎屑灰岩及泥灰岩，厚77.97-118.38m，平均厚87.15m。
下亚段（T1f4-1）：
岩性为紫红色、红色中厚层状-厚层状含铁质岩屑细粒砂岩，少数岩屑粉砂岩和中粒砂岩，厚26.00-42.18m，平均36.17m。
第三段（T1f3）：
岩性为紫色、红紫色-中厚层状岩屑粉砂岩为主，夹薄层生物碎屑灰岩、顶、底常有一层2-8m厚的灰绿色岩屑粉砂岩，与上下岩易于区别。
厚66.82-113.88m，平均88.09m。
第二段（T1f2）：
为紫红色中厚层状钙质岩屑粉砂岩为主，夹薄层生物碎屑灰岩及泥岩，厚度123.32m，据岩性特征可分为上下二个亚段：
上亚段（T1f2-2）：
:
为暗紫色中厚层状粉砂-细粒岩屑砂岩为主，夹薄层生物碎屑灰岩、裂隙较发育，层面有波痕。
厚107.33-146.81m，平均厚134.07m。
下亚段（T1f2-1）：
为紫红、红色中厚-厚层状粉砂-细粒砂岩、顶部常有一层2-5m厚的铁青色铁质泥岩或铁质粉砂岩，层位稳定，是本段上、下部岩石的分界标志，与下伏岩层过渡接触。
厚35.54-60.97m，平均47.76m。
每一段（T1f1）：
为灰绿色、兰绿色中厚层状绿泥石质粉砂岩夹薄层生物碎屑灰岩，往下粒度变细为砂质泥岩、水平、波状层理、裂隙发育，富含钙质，底部有一层0.2-0.8m厚浅灰然生物碎屑灰岩，是飞仙关组与宣威组的分界标志，与下伏宣威组为整合接触。
厚69-110m，平均92.30m。
4、二叠系上统宣威组（P2X）
为陆及海陆交替相含煤沉积，煤系总厚厚137.35-175.32m，平均厚度153.20m。
据岩性及含矿特征将煤系分为上、下段：
上段（P2X2）：
为海陆交替相含煤沉积、岩性为陆源碎屑为主，含可采煤层及数层碎屑灰岩、产植物化石及海相动物化石。
平均47.33m。
下段（P2X1）：
为陆相为主的含煤沉积，以砂、泥岩为主，下部夹数层煤线，含植物化石。
平均厚105.87m。
与下伏峨眉组呈假整合接触。
5、二叠系上统峨眉山玄武岩组（P2em）
出露于井田西部、南部煤系外围、岩性为铁青色、深灰绿色玄武岩、致密、坚硬、具杏仁、气孔状构造。
顶部常有一层1-5m厚的浅灰色蚀变凝灰岩，风化后岩石疏松，中部夹有一层浅灰色凝灰质泥岩、黑色泥岩夹数层煤线。
厚度160.80-168.16m，平均厚度164.48m。
与下伏茅口为假整合接触。
6、下统茅口组（P1m）
井田南缘外围大面积出露为灰、深灰色巨厚状石灰岩、含大量燧石结合、具缝合线构造、生物含量多厚度约为430m。
（2）煤层：
矿山范围内登记可采煤层为3号和8号（8-2、8-3）煤层，煤层层位稳定，但厚度变化较大。
1、3号煤层:
俗称二型煤或“大汉炭”，上距飞仙关组底界平均12.93m，可采厚度0.30m-0.95m，平均0.7m复杂结构，一般不含夹矸，属结构简单稳定的煤层。
煤层顶板以砂岩、砂质泥岩为主，次为泥岩、粘土岩，底板为灰白、浅灰色铝土质水云母粘土岩。
2、8号煤层：
俗称“高炭”，上距7号煤层平均4.46m，除404号勘测线以东部分地段外，其余大面积可分为三个独立分层，为8-1、8-2、8-3，矿区范围内有8-2、8-3可采。
8号煤层之一（8-1）：
根据乐山市佰瑞德地质矿产应用研究有限公司宜宾分公司2008年提供的资源储量核实报告，井田内的+420-422勘探线内的8-1号煤层被剥蚀，为无煤区。
8号煤层之二（8-2）：
俗称“中盘炭”上距7号煤层平均4,46m，上距3号煤层平均20m。
煤层厚度0.43-1.13m，平均0.72m,煤层结构简单，绝大多数点位独层，仅局部地段含一层矸石，该煤层基本上属全区可采。
煤层顶、底板多为泥岩，局部地段为粉砂岩。
8号煤层之三（8-3）：
俗称“小汉炭”、“下盘炭”，全区可采，上距8号煤层之二0-5,81m，平均1.71m，煤层厚度0.71-1.06m，平均0.75m，煤层结构简单，一般为独层，层位较稳定，厚度变化较大。
2、主要可采煤层特征及煤质:
（附表）
煤层特征表
煤层名称及编号
煤层厚度/m
煤层倾角（°）
层间距/m
结构夹矸层数
可采性稳定性
视密度t2/m3
最大-最小平均
平均
3号层
0.3-0.95
0.7
45
20
0
稳定
1.7
8-2号层
0.4-1.13
0.72
45
0-1
稳定
1.65
1.71
8-3号层
0.71-1.06
0.75
45
0-1
稳定
1.65
煤质特征表
煤层编号
Ad
（%）
St,d（%）
Vdaf（%）
Mad
（%）
Pd
（%）
As,d（ppm）
Fd
（pm）
Cld
（%）
Qnet.v.d（MJ/kg）（%）
3
37.07
2.56
6.61
3.4
0.013
6.20
53.2
0.007
19.55
82
30.52
2.75
7.11
4.55
0.007
16.5
34.1
0.010
22.98
83
27.75
0.97
6.64
5.33
0.008
5.20
42.30
0.011
22.93
三、分级储量:
（一）矿井保有资源量
根据评审的《四川省筠连县景阳煤矿2009年度矿山储量年报》及宜宾市矿产资源储量评审专家组《宜宾市2009年度矿山储量年报审查意见表》，景阳煤矿矿区范围3、8号煤层保有资源储量1972kt，全为（122b）。
其中+450m标高以上保有资源储量约为745kt，全为（122b）。
（二）工业储量
矿井保有可利用储量为1972kt。
工业储量=A+B×K=1972kt
式中：
A---122b储量
B---333储量
K---333储量这算系数
（三）煤柱及可采储量
（1）安全保护煤柱及永久煤柱留设
根据开拓开采布置和煤层赋存条件、安全保护煤柱及永久煤柱留设，详见下表：
矿井安全及永久煤柱留设表
序号
煤柱名称
宽（m）
长（m）
煤厚（m）
容重（t/m3）
煤量（kt）
备注
1
采区上山煤柱
60
2842
0.72
1.65
202.58
2
区段煤柱
10
10304
0.72
1.65
122.41
3
水平煤柱
20
5650
0.72
1.65
134.24
4
采空区隔离煤柱
20
5290
0.72
1.65
125.69
5
落煤损失
41.6
合计
626.5
（2）矿井可采储量
经计算矿井可采储量1345.5kt，矿井回采率81.5%，采区回采率88.7%,采面回采率97%，矿井可采资源储量计算，详见下表：
矿井可采储量计算表
地质
储量
（kt）
333折算损失
（kt）
2S22储量
（kt）
工业储量
（kt）
永久煤柱损失煤量（kt）
安全保护煤柱损失煤量（kt）
开采损失
（kt）
设计可采数量
（kt）
地质建筑
钻
孔
采空区煤柱
采区上山煤柱
区段煤柱
水平煤柱
井
筒
1972
0
1972
0
0
125.69
202.58
122.41
134.24
41.6
1345.5
3、瓦斯等级、煤尘爆炸危险性：
1、根据宜宾市经济委员会文件《宜宾市经济委员会关于全市煤矿瓦斯等级鉴定结果的批复》，宜市经发［2009］618号，筠连县景阳煤矿2009年度绝对瓦斯涌出量为1.098m3/min，（因该矿山为在建矿山，无生产采煤活动,矿井相对瓦斯涌出量无,该矿属低瓦斯矿井）；2008年度绝对瓦斯涌出量为0.59m3/min，相对瓦斯涌出量为7.60m3/t，属低瓦斯矿井。
2、煤尘爆炸危险性：
根据四川省煤炭产品质量监督检验站提交的检测报告，该矿开采的煤层无煤尘爆炸危险性，自燃发火倾向为Ⅲ类。
4、主要地质构造：
矿区位于筠连县鼻状背斜，地层走向北东-南西，倾向南东（110°--120°），倾角40°--45°之间，为简单单斜构造。
矿区外发育有F23F33F54三条断层，三条彼此平引展布。
F54断层为正断层，南起416勘探线和410勘探线间的凉风坪，向北经寨子坡，，灯杆坝于F53号断层相交，全长6.9m，顺层延伸，走向北东20°--40°，倾向南东，倾角20°--50°，最大落差可达30m。
F54走向断层对8号煤层开采影响较大，其余两条断层对煤层破坏较小，但开采应注意F54断层派生的隐伏小断层对煤层有一定的影响。
综上所述，矿区内地质构造属中等复杂程度。
第三节矿井开拓方式
（一）矿井开拓方式：
矿井矿井采用平硐暗斜井开拓方式，利用景阳煤矿原+545m主平硐作为主平硐，担负矿井通风、行人和煤炭、矸石、材料运输任务；利用矿井原+618m回风平硐扩巷后作为矿井副平硐，主要担负矿井辅助进风任务。
在距原主平硐平距约600m处新掘+610m回风斜井，回风斜井布置在宣威组地层中，回风斜井方位角241°，回风斜井倾角25°，斜长201m，担负回风任务，兼作安全出口。
详见《开拓方式平面图》及《开拓方式剖面图》。
（二）井巷工程布置及特点:
1、井筒
本矿井共有三个井筒，即：
主平硐、副平硐、回风斜井。
（1）主平硐：
长253m，主要担负矿井通风、排水和煤炭、矸石、材料运输任务。
（2）回风斜井：
长201m，主要担负矿井回风任务，同时兼作矿井安全出口。
（3）副平硐：
主要担负矿井辅助进风任务，同时兼作矿井安全出口。
井筒特征详见下表。
井筒特征表
井筒名称
主平硐
回风斜井
副平硐
主暗斜井
副暗斜井
井口
座标
纬距（x）
3119318
3118720.197
3119247.25
径距（y）
35454366.98
35454254.318
35454488.61
井口标高（m）
+545
+610
+618.90m
+545
+545
方位角（度）
301
241
306
坡度、倾角（度）
3‰
25
25
25
长度（m）
253
201
140
227
227
巷道形式
半圆拱
半圆拱
半圆拱
半圆拱
半圆拱
宽度
净
2.6
2.6
2.6
2.6
2.6
掘进
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
断面㎡
净
6.03
6.03
6.03
6.03
6.03
支护
厚度（mm）
100
100
100
100
100
材料
锚喷或砌碹
锚喷或砌碹
锚喷或砌碹
锚喷或砌碹
锚喷或砌碹
井筒装备
22㎏/m钢轨，固定道床
备注
扩巷利用
新施工
扩巷利用
扩巷利用
扩巷利用
2、矿井水平运输巷和水平回风巷均布置在8号煤层中，半圆拱，净断面6.03m2,净高2.6m，净宽2.6m，采用砌碹或锚喷支护，安全风速≤8m/s。
水平运输巷和水平回风巷两侧各留设10m保安煤柱。
3、井底车场
（1）井底车场形式的选择
本矿采用平硐暗斜井开拓，在主暗斜井底部设置平车场，车场长度60m。
这样有利于提高提升运输和车场的通过能力。
①空车线、重车线的长度
井底车场空重车线均按1.5列车长设计，其长度计算如下：
L=MnLk+NLj+Lf
=1×20×2.2+1×3.3+8
=55.3m
式中：
L――车场长度
M――列车长度
n――矿车数目
Lk――每辆车带缓冲器长度
N――机车数
Lj――机车长度
Lk――列车制动距离
设计采区轨道下部车场空重车线长度为60m，能满足要求。
②调车方式
顶推调车，机车经渡线道岔摘挂钩返回从列车尾部顶推重车入重车线，然后挂空车驶出车场。
③通过能力验算
Njd＝
其中：
Njd――井底车场通过能力
277200――年运输时间（min）
1.15――运输不均衡系数
Qjd――每列车的净载重煤量
Tjd――每循环时间（min）
Njd=
=241kt/a
车场通过能力富裕系数：
N=
＝
＝167%
富余系数167%，满足设计规范的要求。
（2）空、重车场形式的选择
因矿井运输量不太大，设计空、重车场坡度均采用3‰，不再设空重车高低道车场，即可满足矿井运输。
4、硐室及工程量
（1）井下消防器材库
矿井在主暗斜井下车场附近煤层底板岩层内设置消防材料库，采用半圆拱形断面，巷道高3.15m，宽3.5m，净断面8.9m2，毛断面11.0m2，长度约15m，料石砌碹支护。
采用全风压并联通风；为二采区服务，装备程控电话，铺设双轨，配备有消防器材。
（2）绞车房
主暗斜井绞车房设置在8号煤层底板砂岩层中，采用半圆拱形，巷道净高3.15m，净宽3.5m，净断面8.9m2，毛断面11.0m2，长度约20m，料石砌碹支护。
装备程控电话，配备有4台的泡沫灭火器及0.3m3河砂，采用独立配风。
（3）避灾硐室
矿井投产时在二采区下车场设置避灾硐室，避灾硐室长4m，宽3m，高2m，有向外开的门，硐室内铺设有消防管路，压风管路，直通调度室的电话，配备50台自救器。
采用全风压并联通风。
（4）水泵房
主斜井水泵房布置在8号煤层底板砂岩层中，断面为半园拱形、净高3.5、净宽3.0m、净断面9.8m2、长9m、采用砌碹支护。
（5）水仓
水仓布置在8号煤层底板砂岩层中，半园拱形、净高2.4、净宽2.4m、净断面5.14m2、长60m、主副水仓各为300m3；采用砌碹支护。
（6）变电所
井下中央变电所设在+450m水泵房附近，变电所规格：
深×宽×高=12×6×2（m）。
（7）机车充电硐室
充电硐室设在二采区下车场附近，充电硐室规格：
深×宽×高=10×4×2（m）。
（一）矿井主要生产系统：
1、矿井通风:
采用分列通风方式，抽出式通风方法。
进、回风井筒
3个，主平硐、副平硐进风，回风斜井回风。
采煤工作面采用“U”型通风，掘进工作面采用局部通风机压入式通风。
2、矿井运输：
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