石洞沟煤矿改建项目施组织总设计说明.docx
《石洞沟煤矿改建项目施组织总设计说明.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《石洞沟煤矿改建项目施组织总设计说明.docx（90页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
石洞沟煤矿改建项目施组织总设计说明
石洞沟煤矿改建项目
施工组织总设计
第一章概述
第一节矿井初步设计简介
一、矿井安全生产条件及主要灾害
井田位于大两会背斜南翼，为简单单斜构造。
井田沿走向和倾向都有一定程度的舒缓波状起伏变化。
在家塘37勘探线以西，地层倾角浅部为51°左右，深部变缓至45左右°，37勘探线以东、地层倾角浅部为47°左右，深部变陡至59°左右。
本区虽存在一些小型褶曲和平移断层，但规模很小，且断层公破坏了煤层上部的菱铁矿，不影响煤层开采，矿区地质构造简单。
石洞沟井田有K10、K11、K12、K13四层煤可采：
其中K10煤层厚度一般0.44~0.59m，平均厚度0.59m；K11煤层厚度一般0.8~1.4m，平均厚度1.0m；K12煤层厚度一般0.77~0.89m，平均厚度0.8m；K13煤层厚度一般1.77~4.78m，平均厚度2.1m。
煤层倾角50°左右，煤层间距K10煤层下距K11煤层0.5~3.5m，K11煤层下距K12煤层11~18m，K12煤层下距K13煤层1~2.3m。
矿井所采K10、K11、K12、K13四层煤中，仅K13煤层全区可采，其余煤层均在矿井西边界至38号勘探线之间围可采。
煤层顶板岩性多为泥岩、炭质泥岩、钙质粉砂岩，底板岩性多为泥岩、粉砂岩。
开采煤层为不易自然煤层；开采煤炭层的煤尘有爆炸危险性；瓦斯含量较低为低瓦斯矿井。
区未发现有地温异常区，属地温正常区。
二、矿井设计概况
石洞沟煤矿2009年前为##省监狱系统煤矿，核定矿井生产能力为300kt/a。
2009年由于国家政策调整，监狱系统退出煤矿采矿业，石洞沟煤矿由川煤集团收购。
2005年煤矿对该矿井+300m水平的延深初步设计主要是按照监狱煤矿管理的特点来设计，与常规井存在一定的差异性，原设计与现在的生产需要不匹配，本次为石洞沟煤矿改建项目初步设计。
石洞沟煤矿位于旺苍县城东北80º方向，直距30km，运距约45km，行政区划属市旺苍县三江镇和金溪镇所辖。
矿山中心地理坐标：
东经106°36′26″，北纬32°16′20″。
主平硐井口直角坐标：
X=3572521，Y=36369118，Z=+514.752。
矿山对外交通方便，宝成铁路纵贯广旺煤田西部，广（元）罗（坝）铁路支线沿煤田南缘通过，由经普济至坑坑店段全长98.7km铁路已建成通车。
区公路已形成网络，矿井工业广场往南至坑坑店有2km公路支线与广（元）巴（中）公路干线相接，至旺苍45km、108km、88km，向外可通达、、及等地。
本区气候变化大，属大陆性气候。
根据旺苍县气象站1986年8月21日提供的气象资料：
年平均降雨量1201.8mm，日最大降雨量260.3m，降雨持续18h，小时最大降雨量71.3mm；年平均气温16.1℃，极端最高温度38.7℃，极端最低温度-5.1℃，年10min最大平均风速16.3m/s，风向北北东，最大积雪厚度30cm。
按照《建筑抗震设计规》（GB50011-2010），本区为抗震烈度6度第二组地区，设计基本地震加速度为0.05g，设计特征周期0.4s。
根据初步设计，石洞沟煤矿矿区围现保有资源储量5631.4kt，矿井设计可采储量3121.8kt。
设计生产能力300kt/a，服务年限7.4a。
符合《煤炭工业小型矿井设计规》的要求。
1、矿井开拓与开采
矿井为斜井—平硐开拓方式。
设计利用矿井原有的主平硐改为副平硐，担负全矿井的材料和设备的运输任务，以及行人、进风、排水和管线敷设任务；利用矿井原有的回风平硐作为回风井，担负矿井的回风任务，兼做安全出口；增设胶带主斜井担负全矿井的媒体运输任务；增设排矸斜井，用于+515m标高至矸石山的排矸；在副平硐开口增设轨道暗斜井、人行暗斜井，全矿共四条井筒出地表。
矿井共划分为两个水平，+515m水平已基本开采完毕，此次设计开采+300m水平。
以+300m水平主石门保护煤柱为界，划分为两个采区，主石门以东为32采区，以西为31采区，32采区走向长度为2300m，31采区走向长度为2000m。
+300m水平先开采32采区，然后开采31采区。
矿井沿煤层倾向的开采顺序为下行式（即从上到下依次开采），先开采上区段，再开采下区段；32采区只有K13煤层可采；31采区区段采用下行式开采，先开采上煤层再开采下煤层，即：
K10→K11→K12→K13。
根据矿井煤层的开采条件，首采区（32采区）只有k13煤层（中厚煤层）可采，设计选择采用走向长壁式采煤法，采用大倾角综合机械化采煤工艺，一次采全高。
接替采区（31采区）四层煤均可采，其中k10煤层为极薄煤层，设计考虑k10煤层采用俯伪斜分段密集支柱采煤法，采煤工艺为炮采；k11、k12煤层为薄煤层，采用伪倾斜柔性掩护之架采煤法，采煤工艺为炮采；k13煤层用走向长壁式采煤法，采用大倾角综合机械化采煤工艺。
设计综采工作面选择MG250/600—QWD型采煤机，工作面选配SGB730/160型刮板输送机，选用PLM1000破碎机，选用SZZ764/160型机。
工作面运输巷选用DSJ100/80/2×160型可伸缩带式输送机，工作面运输巷、回风巷铺设22Kg/m钢轨，顺槽材料、设备的运输采用JD-1.6调度绞车。
工作面选用ZJ3600/13/31型支撑掩护式液压支架支护顶板。
掘进工作面采用综掘和炮掘机装掘进工艺，综掘工作面配备EBZ132型掘进机及DZQ65/16/7.5型机和DSJ65/20/2×40型可伸缩带式输送机；煤巷炮掘工作面培养ZWY-100/45L型挖掘式装载机和DSJ65/20/2×40型可伸缩带式输送机；岩巷炮掘工作面培养ZCD-100RJ型侧卸式装载机。
设计投产时在一个采区布置一个综采煤工作面，3个掘进工作面生产，采掘比例为1：
3.
矿井+300m水平32采区投入生产时井巷总工程量为14671m，矿井移交及建成投产时间为36个月（不含施工准备期）。
该矿井不设地面爆炸材料库，井下爆炸材料库房硐室位于+515m水平主平硐西侧，距+515m水平主石门法线距离75m（大于60m），距回风上山58m（大于25m）；发放硐室采用壁槽式布置，采用砌碹支护，硐室采用独立通风，硐室污风通过专用的炸药库回风石门进入总回风上山，设有单独的发放间，发放硐室出口处设有一道能自动关闭的抗冲击波活门。
井下炸药库应有专项设计。
2、瓦斯灾害防治
根据旺苍煤铁厂石洞沟煤矿文件（旺煤石[2007]43号文），2007年度石洞沟煤矿矿井瓦斯等级鉴定报告结果：
矿井绝对瓦斯涌出量3.74m3／min，相对瓦斯涌出量5.74m3/t，二氧化碳绝对涌出量4.72m3／min，相对涌出量7.25m3/t，为瓦斯矿井。
经预测，+300m水平预测结果相对瓦斯涌出量8.03m3/t，绝对瓦斯涌出量5.07m3/min，仍按瓦斯矿井管理。
安全专篇专家组审查建议石洞沟煤矿在建设与生产期间适当提高矿井瓦斯管理级别，确保矿井瓦斯管理安全。
矿井采掘工作面均为独立通风，采面采用“U”型通风方式，掘进工作面为局部通风机压入式供风。
设计矿井安装KJ90NA型煤矿安全检测监控系统，矿井共设监控分站13个，各类传感器130个，能够自动报警个切断电源。
设计按规定配置通风安全检测检验仪器及提出相应瓦斯防治的措施。
根据矿井开拓布置的特点，设置了明确的避灾线路，具有较强的抵御灾害能力，设计中制定了防治瓦斯积聚、瓦斯引燃和加强瓦斯管理、防止灾害扩大的措施。
矿井总回风巷瓦斯和二氧化碳浓度均不超过0.70%.
3、矿井通风
石洞沟煤矿通风方式采用分列式，通风方法为机械抽出式。
新鲜风流从副平硐、胶带主斜井、排矸斜井进入、污风从回风平硐经主要通风机排除地表。
矿井采煤工作面采用“U”型通风方式，3个掘进工作面采用压入式通风。
掘进工作面实行“双风机双电源并能自动切换，三专两闭锁”。
矿井回风平硐配备FBCDZ-8-№21B型防爆对旋轴流式通风机两台（一台工作一台备用），配套电机功率2×185kw，转数740r/min，通过电机反转反风。
设计对矿井风温进行了预测计算，属于温正常区，非热害矿井。
设计按规定配备了足够的通风设备和仪表。
4、粉尘灾害防治
根据##省煤炭产品质量监督检验站对石洞沟煤矿煤样做的检测报告，开采煤层均有煤尘爆炸危险性。
矿井建立完善的防尘洒水系统，井下消防、洒水采用合流制系统。
在地面排矸场+750m标高设置一座400m3水池作为+515m标高巷道和轨道暗斜井、行人暗斜井、回风上山、回风平硐的消防、洒水储水池，经排矸斜井入井并沿井壁敷设至井下各用水点。
在地面主井工业广场+550m标高设置一座400m3水池作为井下+515m标高以下巷道的消防、洒水储水池，经胶带主斜井入井并沿井敷设至井下各个用水点，管材选用无缝钢管，采用快速接头，阀门采用法兰连接。
加下消防、洒水给水管道设计干管、次干管型号分别为：
Φ108×4.5mm和Φ89×4.5mm的钢轨，分别选择用Φ57×3.5mm的钢管。
运输顺槽每隔50m由同位置的消火栓接触一个DN25的给水栓，胶带输送机大巷、回风顺槽、各条大巷、及各条上山每隔100m由同一个位置的消火栓接出一个DN25的给水栓，不同位置时则单独接触一个DN25给水栓；湿式凿岩机的引水管接给水栓。
采用机械通风除尘、湿式凿岩、水幕净化风流、冲洗巷帮、喷雾洒水、个体防护等综合防尘措施。
5、防灭火
矿井开采煤层的自燃倾向性均为三类，属不易自燃煤层。
设计采取合理开拓开采部署，主要巷道设在岩石中，采用后退回采方式，加快回采工作面的推进度，巷道采用不燃性材料支护等综合措施防火，采用均压防灭火，防治矿井引发火灾；并制定了防治外因火灾事故措施和配备了灭火设备。
矿井设有井上、井下消防材料库，按规定配备消防器材。
在矿井的进风井口处均设有防火铁门。
井下机电硐室采用不燃性材料支护，硐室配备一定数量的灭火器，沙箱或沙袋等灭火器材，硐室均按规定设置防火门和防火栅栏门。
6、矿井防治水
石洞沟煤矿属于以大气降水为主要补给来源，地下水类型主要为砂岩裂隙水、采空区积水。
矿井冲水为顶板裂隙含水层直接冲水，矿井属以裂隙含水层和老窑采空区积水为主的水文地质条件中等类型。
设计制定了矿井防治水应采取的“探、放、疏、排、堵”综合措施和规定了各种防、隔水煤柱尺寸。
设计采用地质比拟法预测的矿井涌水量，预测为：
矿井开采+300水平时，正常涌水量为357.15m3/h，最大涌水量为961.875m3/h。
矿井采用斜井-平硐开拓方式，在+300m标高行人暗斜井下部布置主副水仓和泵房，矿井设计安装MD450-60×5，Q=450m3/h，H=240m型水泵四台，一用二备一检修，水泵按5台布置。
选用Φ325×8螺旋焊缝钢管作为矿井主排水管，矿井设两趟主排水管路，一用一备，将矿井涌水排至+515m。
本矿井安全劳动定员配备：
该矿负责矿井安全生产工作的专、剪纸人员在籍82人。
7、安全投资
矿井改建建设项目总投资为37191.49万元，其中：
矿井安全工程投资概算6344.68万元。
第二节编制施工组织设计方案的原则和依据
一、编制原则
1.切实执行国家及煤炭行业有关煤矿建设的方针和经济政策。
2.统筹安排部与外部；生产、生产服务、生活服务之间的协调建设，通过综合平衡，确定合理建设工期。
3.以矿建为主，全面安排好主体与配套、井下与地面、生产与生活工程的建设顺序，环保绿化同步。
4.充分利用时间空间、在确保安全、质量和提高经济效益的前提下，合理组织矿井建设全过程的各个环节、各项工作及各工程项目之间的平行交叉作业和协调建设，尽快形成综合生产能力，缩短建井工期。
5.以经济效益为中心，突出社会主义市场经济和竟争意识，增强时观念，利息观念和资金周转观念，坚决按合理工期组织施工。
6.结合矿井建设实际，吸取矿区的建设经验，扬长避短，大胆探索。
7.积极采用新技术、新装备、新工艺、新材料，不断提高职工的技术素质，把矿井建设纳入到依靠技术进步的轨道上来。
8.因地制宜，就地取材，降低工程成本，节约原材料，妥善处理企业与地方关系，节约施工用地。
9.合理利用永久设施建井，减少大临工程。
10.把施工准备工作置于重要地位。
11.在工程安排上，要做到四个优先（被利用的永久工程，工期长的工程，安装任务重的工程，大型基础及地下工程），四个不停（矿井关键路线不停，井筒装备提升不停，井巷交替施工运输不停，单位工程开工一气呵成），三个缓干（需要长期维护的煤巷，施工不用的井下电气设备，可用做平衡劳动力的工程），力争做到劳动务、施工设备及周转材料的基本平衡。
12.首先以井巷施工为主体工程，保证主要连锁工程和主体贯通工程连续施工。
行人斜井和工作面回采巷道争取同时开工，为矿井尽快贯通、形成机械通风系统、井下多开掘进工作面创造有利条件。
13.井下多点施工，以缩短建设工期，并保证工作面相对稳定，使建设期的劳力、物力、财务得以均衡使用。
14.井巷工程坚持一次成巷，井下管线工程随井巷工程相应进行，不留收尾工程。
15.优先安排永久性生活设施和生产设施，尽可能利用永久建筑，减少临时工程，节约投资，缩短建设工期。
16.地面建筑工程中，关键工程是地面生产系统，应创造条件优先安排，保证在矿井投产前建成。
17.做好设备器材的订货和采购工作，保证按期安装使用，确保一次试运转成功。
二、编制依据
1.批准的地质报告、矿井初步设计及概算。
2.《##川煤石洞沟煤业有限责任公司+300m水平延深方案设计》说明书、配套图纸、估算书，由##省川煤矿山勘测设计有限责任公司，2012年2月编制；
3.《##川煤石洞沟煤业有限责任公司+300m水平延深初步设计（修改）》说明书、配套图纸、设备清册、概算书，由##省川煤矿山勘测设计有限责任公司，2012年xx月编制；
4.《##川煤石洞沟煤业有限责任公司+300m水平延深安全专篇（修改）》说明书、配套图纸、设备清册，由##省川煤矿山勘测设计有限责任公司，2012年xx月编制；
5.##省煤炭产业集团公司关于石洞沟煤矿+300m水平延深设计方案的批复》川煤生[2012]16号；
6.初步设计批文；
7.安全专篇批文；
8.川煤广旺集团2012年计划；
9.建设单位与有关单位签订的合同协议。
10.矿井建设的客观条件及现场条件。
11.国家及煤炭行业有关经济技术方面和政策、法令、规程、规、标准等。
第三节编制施工组织设计方案的基础数据和控制指标
一、井巷工程平均月进度指标
根据矿井井巷工程施工的特点参照下列指标，确定设计的井巷工程平均进度指标。
（见井巷工程平均月进度指标表）
1.国家预算定额和工期定额。
2.全国最高月进度指标。
3.初步设计所采用的指标。
4.船景平均月进度指标。
井巷工程平均月进度指标表
序号
项目
单位
07预算定额
89工期定额
初步设计指标
我国2009年最高月进度指标
船景月进度指标
本设计采用指标
一
斜井井筒
1
表土段
m/月
42～46
35～42
70
200
80
60
2
基岩段
m/月
74～67
54～64
75
二
平硐平巷
1
锚喷岩巷
m/月
71～79
63～77
100
200
115
100
2
锚喷半煤巷
m/月
80～88
180
300
165
三
斜巷
1
锚喷岩巷
m/月
60～68
48～53
70
200
80
75
2
锚网煤巷
m/月
98～110
77～92
100
500
100
四
硐室
1
一般硐室
m3/月
933
800
950
2
特殊硐室
m3/月
734
500
750
二、劳动生产率指标
根据近几年全国煤矿建设实际完成的劳动生产率和建设单位要求达到的水平，结合本矿井的具体条件，确定矿建、土建、安装及全员劳动生产率。
三、矿井建设准备阶段工期
矿井准备阶段由以下工程（作）中工期最长的一项来确定，现分述如下：
1.井下系统恢复占用工期
表1-3-1井下系统恢复工期表
序号
工作容
单位
数量
备注
1
+515m主平硐恢复
月
3
2
+515m东底板巷恢复
月
2
3
+603m行人平硐恢复
月
1
4
+603m东底板巷恢复
月
2
5
+603人行斜巷维复
月
0.5
6
+682平硐维修恢复
月
0.5
7
+682轨道上山恢复
月
0.5
8
+515m西底板巷恢复
月
0.5
9
+638m回风平硐恢复
月
1
10
通风系统调整
月
2
11
合计
月
13
2.矿井开工前必须完成的公路、供电、供水、通迅、平场工程的施工期，工程在5个月完成。
3.在矿井施工准备阶段被利用的永久建筑及设施和大临工程施工期，与上工程同时完成
4.矿井开工前的技术资源储备及人员培训工作，与上工程同时完成。
5.首开工井筒所需非标准设施的设计及加工，约4个月，与上工程同时完成。
综合上述，矿井准备阶段井下系统恢复占工期为12.5月。
四、机电设备装备工期指标
矿井建设主工机电设备安装工期参考指标
序号
工程项目
工期指标（月）
备注
1
胶带输送机安装
4~10
2
绞车安装
4~6
3
井下主变设备安装
2~3
4
架空乘人器安装
4~6
5
矿井压风机安装
1~3
6
矿井主要通风机安装
1.5~2
7
井下排水泵安装
1~3
8
主副斜井井筒永久装备
4~6
各种管线、混凝土道床、底板硬化
9
风井井筒永久装备
2~3
各种管线及附属设施
10
其他巷道装备
1~4
视设备设施而定
五、其他工程工期指标
1.揭煤（一次）0.1月
1.采区工作面设备安装3.0月。
2.全矿联合试运转、试生产及收尾3.0月。
六、矿井从投产到达到设计产量增长指标
1.投产当年达到设计产量的50%。
2.投产第二年达到设计产量70%。
3.投产第三年达到设计产量100%。
第二章矿井建设施工部署和施工方案
第一节施工方案优化
一、矿井开拓现状
石洞沟煤矿采用平硐开拓方式，已从顶板方向建有四个垂直于煤层走向的阶梯平硐。
其中+515m平硐原系生产出煤平硐，长1457m；+603m平硐系人行进风平硐，长941m；+638m平硐系回风平硐，长490m；+682m平硐系排矸平硐，长300m。
矿井在+515m水平已布置有+515m底板大巷。
二、矿井开拓方案
初步设计为斜井加平硐开拓方式。
胶带斜井井口在+515m工业广场原翻车房附近布置，井筒以340º14´29"方位，17º倾角到+254m水平标高；长度902m，井筒净断面S1=11.71m2，安设固定胶带运输机（DTⅡ型），作主提升。
主斜井通过42m的主井煤仓与+300m水平主石门连接。
轨道暗斜井的上部甩车场与+515m主平硐连接，轨道暗斜井从东南向西北施工,到+300m水平落平通过下部平车场与+300m水平主石门连接，倾角25°，选用2JK－2.0/30型矿井提升机，提矸时串2吨底卸式矿车2辆，作为辅助提升和与入风用。
井筒长494m（S1=8.91m2）。
行人暗斜井：
在+515平硐的东侧布置行人车暗斜井，倾角25°，长度515m（S1=11.53m2）。
井筒布置架空人车和排水管，作人员运输、进风及排水用。
为了减少矸石的运输环节及运行成本，在+515m主平硐与+680m排矸场间布置排矸斜井，排矸斜井倾角17°，长度636m（S1=8.39m2）。
井筒布置固定胶带运输机，作排矸运输、进风用。
在轨道暗斜井+515m水平车场与排矸斜井间布置卸矸车场和矸仓。
在+300m水平东西翼运输大巷与胶带斜井下部检修车场间布置+300水平主石门，长度771m，主石门净断面S1=15.1（7.95）m2。
在+300水平主石门的东侧布置+300m水仓、水泵房及变电所，水仓容量4500m3，能够满足+300~+515m水平最大涌水量961.87m3/h，正常涌水量405.85m3/h的排水需求。
在+515m水平主平硐西侧布置井下爆破材料库硐室292m。
同时在+515m平硐与+638m水平回风平硐间布置回风上山263m，倾角28°。
在+515m爆破材料库硐室与总回风上山之间布置回风平巷，长度61m。
在+300m水平32采区的下部布置有避难硐室。
三、井筒表土段施工方案
+515m副平硐为暗斜井开拓，胶带主斜井和排矸斜井为明斜井开拓，井筒所穿过新生界松散层，主要为矸石，厚度约5~25m，施工方案可供选择的方案有机械开挖、人力开挖明槽开挖和注浆法暗槽开挖。
根据以下比较，胶带主斜井和排矸斜井表土段均采用机械开挖。
表土地段施工方案比较
方案优缺点
机械开挖明槽开挖
人力开挖明槽开挖
注浆法暗槽开挖
优点
施工速度较快、施工工期短
投入少管理较方便，施工用地面积较小
开挖工程量小，施工用地面积小
缺点
开挖工程量大
施工速度慢、施工工期长
管理不方便，成本高
四、基岩段施工方案
基岩段施工可供选择的方案有机械挖掘、钻爆法掘进、掘进机掘进。
根据本工程特点巷道断面变化较大故选择钻爆法掘进施工方案。
基岩段施工方案特点表
方案特点
机械挖掘
钻爆法掘进
掘进机掘进
特点
1.施工速度较快；
2.巷道成较好，超挖较少，对围岩掘动小。
3..设备庞大，运输不方便；
4..本工程巷道断面变化较大，不太适应。
1.适用用各种断面巷道
2.掘进灵活。
1.施工速度快；
2.巷道成形好，超挖少，对围岩掘动小；
3.机械化高，工效高。
1.设备庞大、装、拆、运输不方便，设备作业率低；
3.本工程巷道断面变化较大，不太适应。
五、掘进作业方式
根据基岩段施工方案选用钻爆法掘进方案，其掘进作业方工可供选择的方案有掘支单行作业、掘支平行作。
根据以下作业方式特点，并结合本地区本工程特点选用单行作业。
1.单行支护作业：
在同一巷道中，掘进与支护顺序进行。
锚喷巷道可一掘一喷，砌碹及架棚巷道可掘2~4m，永久支护及时支护至掘进面。
优点支护紧距工作面，施工组织管理较简单，缺点是工序替换较频繁。
2.平行作业：
在同一巷道中，掘进与永久支护在前后不同的地段同时进行，两者一般相距20~40m，该段距离采用临时支护。
锚喷永久支护巷道，则于耙装机前完成当班所掘的初喷或锚网，耙装机后完成复喷混凝土成形和水沟砌筑。
优点成巷速度快，效率高，工以倒换少，缺点是需要和设备及维护量较多，施工组织较复杂。
六、排矸方式和运输
本工程+300m延深方案为平硐、斜井加暗斜井开拓方式，矿井属低瓦期矿井，斜井斜巷工程量较多，因此装岩采用耙装机，斜坡运输选择用绞车提放矿车运输，平巷选择用机车运输。
地面选用汽车运输。
七、开工主要路线优选
根据工程特点开拓系统布置图，开工主要路线可采用以下两种，本次设计采用方案二作为开工主要路线。
方案一：
为两个掘进队同时施工，A队在胶主斜井开工，经002-003-004段，B队在32采区轨道上山开工，经005-006-007-008-009，两队在+300m水平东翼运输大巷贯通。
方案二：
为两个掘进队同时施工，A队在轨道暗斜井
升级会员 