北京高平赵庄煤矿施工组织设计.docx
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北京高平赵庄煤矿施工组织设计
山西高平科兴赵庄煤业有限公司
120万吨/年矿井建设施工组织设计
工程编号：
C1668
工程规模：
1.20Mt/a
2011年6月
前言
山西高平科兴赵庄煤业有限公司赵庄煤矿范围跨越米山、三甲及城关三镇，东起冯庄、酒务，西至赵庄村东，北起朱家庄，南至米山镇，东西宽约6.3km，南北长约5.2km，井田面积19.76km2，其地理坐标为北纬35°46′32″～35°49′50″，东经112°56′32″～113°01′00″。
井田位于高平市东约2km，西距高平市火车站约2km，且有专用铁路线相连，太焦铁路从井田西侧通过；南距曲（沃）辉（县）公路约1km；向西约1km与长晋二级公路相连，长晋高速公路从井田西侧通过。
矿井交通运输条件便利。
根据山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室晋煤重组办发[2009]44号文件《关于晋城市高平市煤矿企业兼并重组整合方案的批复》及2009年11月13日山西省国土资源厅颁发采矿许可证（证号为C140000************3328，有效期至2011年11月13日），批准开采3号~15号煤层，井田面积为19.7555km2，开采深度由标高910m至620m，生产规模1.20Mt/a。
通过投标，中国有色金属工业第十四冶金建设公司取得了山西高平科兴赵庄煤业有限公司矿井建设项目副斜井、四川煤矿基本建设工程公司取得了东山风井井筒工程的施工承包权。
其中：
中国有色金属工业第十四冶金建设公司为矿山工程总承包壹级单位，营业执照编号：
530000000015008，法人代表：
宁升工，安全负责人：
何建文，技术负责人：
陈道本，项目部负责人：
陈强。
四川煤矿基本建设工程公司施工总承包壹级单位，营业执照编号：
510000000158010，法人代表：
羊卓卫，安全负责人：
张茂管，技术负责人：
戴振勇，项目部负责人：
庞建国。
工程监理单位为山西省煤炭建设监理有限公司，负责人贾富贵。
在工程承包合同签定后，根据该工程项目的特点、矿方所提供的招标文件及相关资料，结合投标工程承包公司多年积累的先进施工经验、技术和装备，编制了该矿井相应工程的施工组织设计。
一、本施工组织设计的主编制依据
1、国家的有关政策、法令和煤矿建设的各项规定、技术经济政策及安全法令、规范和标准。
2、山西高平科兴赵庄煤业有限公司赵庄煤矿建设项目施工招标文件。
3、山西高平科兴赵庄煤业有限公司赵庄煤矿建设项目施工承包合同。
4、《山西高平科兴赵庄煤业有限公司赵庄矿井兼并重组整合项目初步设计》。
5、《煤矿安全规程》。
6、《建井施工手册》。
7、《建筑工程施工手册》。
8、《煤矿安装质量检验评定标准》。
二、本施工组织设计具有以下特点：
1、为了反映我国矿井的建设技术和管理水平，施工组织设计的编制应具有一定的先进性，在此在编制时，始终坚持合理、先进、可靠、可行的原则。
2、合理安排队伍进矿前的各项准备工作。
从认真优选施工方案的施工方法，确定合理的施工顺序，保证在合同规定的工期内将工程建成移交。
4、周密制定技术上先进、经济上合理的技术组织措施，确保工程质量和安全施工。
5、准确计算人力、物力等资源，制定合理可行的供应方案，保证均衡施工和满足施工高峰的需要。
6、编制可靠的工程进度计划，根据关键线路确定施工中的关键单位工程和关键施工工序，突出重点、保证全局。
本着优质、高效、安全施工的原则，在实际施工中还要不断调整和进一步完善。
尽管工程工期紧、施工难度较大，充分利用先进施工技术和施工管理经验，按照合同的要求，圆满地完成本项目的施工任务，为赵庄煤矿改扩建的早日完成做出最大的努力。
第一章矿井工程概况
1.1矿井设计概况
1.1.1设计内容概述
矿井改扩建完投产时在矿井工业场地内共有2条井筒，其中新增副斜井布置在现有副斜井南侧，现有主斜井延伸后仍作为主斜井；位于东山村北风井场地的东山风井扩砌后作为回风井。
各井筒用途、布置及装备分述如下：
1.主斜井井筒
现有主斜井净宽4.2m，净断面12.3m2，井筒长度220m，倾角20°；本次工程延伸主斜井271m，倾角20°，井筒断面不变。
主斜井箕斗改为胶带后担负全矿井煤炭提升任务并兼作进风井，装备B=1000mm，Q=320t/h，带速2.5m/s，St1250（阻燃）胶带输送机。
井筒内敷设动力及通讯、信号电缆，消防洒水管路等。
2.副斜井井筒
新作副斜井净宽4.0m，净断面12.7m2，井筒长度523m，倾角16.5°，担负全矿井人员、材料、设备、大件、矸石的提升任务兼进风。
井筒内铺设600mm轨距、30kg/m钢轨，采用串车提升，装备一台JK－2.5/30E型单绳缠绕式提升机，井筒内敷设压风管路、动力电缆及通信电缆。
3.东山风井井筒
现东山风井净断面9.1m2，斜长265m。
本次工程根据风量扩砌东山风井作为回风井并兼作安全出口，扩砌后井筒净宽4.8m，净断面16.2m2，井筒内敷设黄泥灌浆管路。
1.1.2井田境界及储量
1、井田面积：
井田面积为19.7555km2。
2、储量：
批准开采3～15号煤层，井田内共获得保有资源/储量133.58Mt，矿井可采储量66.78Mt。
1.1.3井型及服务年限
1、矿井工作制度：
年工作日为330天；每天净提升时间为16小时；生产工作面采用“四·六”工作制，三班生产，一班检修；
2、矿井设计生产能力：
该矿批采3～15号煤层，煤层倾角2～15°，属缓倾斜煤层，地质构造属简单类，矿井属低瓦斯矿井。
根据矿井批准开采的煤层赋存情况，拟按单水平进行开拓，本设计矿井井型为133.58Mt/a。
3、矿井服务年限：
39.8a。
1.1.4井田开拓与开采
1、井田开拓方式
矿井采用斜开拓，设一个主采水平和一个辅助生产水平，水平标高分别为+710m和+750m，投产采区为+750水平一采区和二采区，开采9号煤层。
2、井筒位置及数目
根据方案比较，本设计开拓方案以斜井的开拓方式进行矿井设计，各井筒特征详见表1.1-1。
3、大巷布置
根据矿井开拓部署，副斜井落底后向北做+710m水平辅运大巷至秦庄村南，沿秦庄村保护煤柱向东做430m至9煤可采边界，通过联络巷至9煤。
9煤+750m大巷沿秦庄、东山村庄保护煤柱东西布置至井田东部边界后经牛家坡、成家山保护煤柱至钻孔Y补-2附近。
根据通风、运输的需要，大巷按3条布置，分别为9煤辅助运输大巷、9煤胶带输送机大巷和9煤回风大巷。
由于煤层埋藏较深，压力大，大巷服务年限长，大巷间距取30m，大巷两侧煤柱各取30m。
辅助运输大巷净宽4.0m，净高3.2m，净断面10.0m2，半圆拱形锚网喷射混凝土支护；胶带输送机大巷净宽3.6m，净高3.0m，净断面9.4m2，半圆拱形锚网喷射混凝土支护；回风大巷净宽4.0m，净高3.1m，净断面11.4m2，半圆拱形锚网喷射混凝土支护。
井筒特征表
表1.1-1
项目
单位
主斜井
副斜井
东山回风斜井
井口
座标
纬距（X）
M
3964405.961
3964173.000
3965522.277
经距（Y）
M
19675911.038
19675993.000
19677646.267
井口标高（Z）
m
+873.10
+858.60
+940.24
倾角
度
20°
16.5°
20~25°
提升方位角（风硐方位角）
度
259°
234°
237°
井底车场标高
m
+710m
井筒
全长（本次工程）
m
271（全长491）
523
265
其中
表土段
m
270
176
基岩段
m
271
347
265
井筒净宽
m
4.2
4.0
4.5
支护
厚度
表土段
mm
350
350
基岩段
mm
150
150
150
断面
净断面
m2
12.3
12.7
16.2
掘进
断面
表土段
m2
20.1
基岩段
m2
14.2
15.0
17.8
施工方法
普通法
普通法
普通法
砌壁
材料
表土段
钢筋混凝土砌碹
钢筋混凝土砌碹
钢筋混凝土砌碹
基岩段
锚网喷
锚网喷
锚网喷
井筒装备
装备B=1000胶带输送机
装备一台JK－2.5/30E型单绳缠绕式提升机
装备一台FBCDZNO26/2×315型对旋防爆轴流通风机2台，一用一备
4、大巷运输
根据矿井总体开拓布置，井下大巷主运输采用1.0m胶带输送机担负煤炭运输任务；+710m水平辅助运输大巷采用CTL12/6GB型蓄电池电机车牵引，9煤辅助运输大巷采用SQ-80D型无极绳绞车，联络斜巷采用JD-11.4或JD-25型调度绞车或SDJ-14型双速调度绞车牵引，顺槽、胶带大巷检修采用无极绳绞车牵引。
5、井筒及井底车场
（1）井筒
矿井扩建完投产时在矿井工业场地内共有2条井筒，其中新增副斜井布置在现有副斜井南侧，现有主斜井延伸后仍作为主斜井；位于东山村北风井场地的东山风井扩砌后作为回风井。
主斜井井筒：
现有主斜井净宽4.2m，净断面12.3m2，井筒长度220m，倾角20°；本次工程延伸主斜井271m，倾角20°，井筒断面不变。
主斜井箕斗改为胶带后担负全矿井煤炭提升任务并兼作进风井，装备B=1000mm，Q=320t/h，带速2.5m/s，St1250（阻燃）胶带输送机。
井筒内敷设动力及通讯、信号电缆，消防洒水管路等。
副斜井井筒：
新作副斜井净宽4.0m，净断面12.7m2，井筒长度523m，倾角16.5°，担负全矿井人员、材料、设备、大件、矸石的提升任务兼进风。
井筒内铺设600mm轨距、30kg/m钢轨，采用串车提升，装备一台JK－2.5/30E型单绳缠绕式提升机，井筒内敷设压风管路、动力电缆及通信电缆。
东山风井井筒：
现东山风井净断面9.1m2，斜长265m。
本次工程根据风量扩砌东山风井作为回风井并兼作安全出口，扩砌后井筒净宽4.8m，净断面16.2m2，井筒内敷设黄泥灌浆管路。
（2）井底车场及硐室
副斜井井底车场采用斜井平车场，车场标高+710m。
根据安全生产的需要，副斜井井底车场附近主要布置有：
中央变电所，中央水泵房，井底水仓，消防材料库，蓄电池机车充电、修理、整流硐室等；主斜井井底主要有井底煤仓和胶带装载硐室等。
井底煤仓：
井底布置1个井底煤仓，煤仓型式为直立煤仓，直径8.0m，高度40m，煤仓容量1300t，由于胶带输送机采用上装式布置，故煤仓上口作联络巷与副斜井井筒贯通，煤仓下口与井底车场巷道联通。
井底水仓：
布置在副斜井东北侧，入口与车场巷道相连。
矿井正常涌水量240m3/h，最大450m3/h，按《煤矿安全规程》规定，所需水仓有效容量应为：
Q＝8×240＝1920m3
设计水仓长度233m，净断面10.4m2，有效容量2412m3。
井底水仓用水仓清理机进行清理，煤泥装入矿车，由副斜井提至地面处理。
主变电所和主排水泵房采取联合布置，均采用混凝土砌碹支护。
主变电所长40m，净宽4.5m，净高4.2m，净断面积13.5m2。
主排水泵房长40m，净宽4.5m，净高5.25m，净断面积21.5m2。
消防材料库：
采用通过式布置方式，布置在井底车场东部。
主井井底清理：
主斜井井底设井底撒煤清理硐室，直接与副井井底车场相同，清理撒煤由副斜井提升至地面处理。
井底车场及硐室一般沿+710m水平煤层顶板布置，围岩属不稳定～中等稳定类型。
同时由于车场附近硐室较集中、断面大，因此，巷道支护形式采用锚网喷支护，根据需要可打锚索进行加强支护，硐室采用砌碹支护。
6、赵庄矿井建设项目总资金为78388.55万元，其中：
井巷工程22147.47万元，土建工程6356.48万元，设备及工器具购置223619.02万元，安装工程7646.49万元，工程建设其他费用10585.07万元，工程预备费4525.12万元，建设期贷款利息2518.54万元，铺底流动资金990.37万元。
投资分析：
矿井建设项目总造价为77398.18万元，井巷占28.61%,土建占8.21%，设备及工器具购置费占30.52%，安装工程占9.88%，其他费用占22.78%。
7、采区布置
根据本矿井采煤方法和回采工作面装备水平、煤炭运输及辅助运输方式，结合矿井井田边界、构造、保安煤柱及大巷位置等因素，确定采区走向长度在2000m以内，倾斜宽度为600～2000m。
采区巷道布置的主要原则，一是要简化巷道系统和运输环节并为辅助运输创造条件，二是尽可能多做煤巷少掘岩巷。
本井田煤层倾角较平缓，适合采用长壁式开采，即在主要开拓大巷两侧布置长壁回采工作面，减少采区巷道工程量。
本矿井为低瓦斯矿井，井下采用无极绳连续牵引车运输，顺槽、大巷主要为综掘机掘进，从通风、运输等因素考虑，大巷共布置3条，分别为辅助运输大巷、胶带输送机大巷和回风大巷，大巷间距均为30m，3条大巷均沿9号煤层底板布置。
回采工作面均布置2条顺槽，一条为轨道顺槽，另一条为运输顺槽（胶带输送机顺槽）。
在胶带输送机顺槽内铺设临时移动轨道，用来放置移动变电站、喷雾泵站、乳化液泵站、开关柜、电缆等设备列车。
矿井投产时分别在9煤一、二采区布置2个薄煤层综采工作面，达到设计生产能力时单个采煤工作面特征详见表1.1-2。
达到设计能力时采区单个工作面特征表
表1.1-2
项目
技术参数
项目
技术参数
首采
工作面
工作面长度（m）
150
日循环数（个）
12
采煤高度（m）
1.30
年工作日（日）
330
有效截深（mm）
600
年推进度（m）
2257
每循环时间（min）
69
煤体容重（t/m3）
1.44
每班有效工作时间（min）
180
工作面回采率
0.97
每日生产班数（个）
3
年产量（Mt）
0.61
8、设计井巷工程量：
矿井移交生产时的井巷工程总长度为16068.4m（不含3煤扩砌巷道长度940m，掘进体积7136.8m3）。
其中煤及半煤岩巷13754.4m，占总长度的85.6%；岩巷2314.0m，占总长度的14.4%。
万吨掘进率133.9m。
掘进总体积211362.5m3。
其中煤及半煤岩巷165636.2m3，占总体积的78.4%；岩巷45681.3m3，占总体积的21.6%。
井巷工程量汇总见表1.1-3。
井巷工程量汇总表
表1.1-3
序
号
工程名称
岩巷
煤及半煤岩巷
合计
长度
（m）
掘进体积
（m3）
长度
（m）
掘进体积
（m3）
长度
（m）
掘进体积
（m3）
1
井筒
794.0
12590.8
794.0
12590.8
2
井底车场及硐室
927.0
12958.1
1143.4
20324.2
2070.4
33282.3
3
大巷
113.0
12348.4
7917.0
104271.1
8030.0
116664.5
4
采区
480.0
7784.0
4694.0
41040.9
5174.0
48824.9
合计
2314.0
45681.3
13754.4
165636.2
16068.4
211362.5
1.2矿井投产标准
根据井巷、土建、安装三类工程排序，全矿井从井筒开挖至9号煤层工作面全部投产建井工期为30个月（不含施工准备期），施工准备期为3个月，矿井联合试运转1个月。
1.3矿井主要技术装备及生产系统
1.3.1提升设备
主斜井带式输送机的主要技术参数为：
B=1000mm，Q=320t/h，V=2.0m/s，δ=20°，L=491m，ST1250钢丝绳芯阻燃胶带，采用双滚筒双驱动方式布置，配2台185kW的变频电动机（10KV），1台SHI202型制动器（带两个轴头），1台DSN090型逆止器。
副斜井提升设备：
设计选用1台JK-2.5/30型单绳缠绕式矿井提升机，滚筒直径2.5m，滚筒宽度2m，最大静张力90kN，减速器传动比30，采用活动天轮型号为TD1800/1350，天轮直径1800mm，活动距离1350mm。
配Z400-2A型直流电动机，每次提升4辆1t矿车或1辆22.1t大件平板车（运送开采15煤时19.1t液压支架）。
1.3.2通风设备
本矿井现有两个风井场地，矿井中部的东山风井场地和矿井北部的朱赵庄风井场地。
目前东山风井场地的风机已废弃，仅使用矿井北部的朱赵庄风井场地回风，装备风机型号为FBCDZ-NO.19。
本矿为低瓦斯矿井，煤尘无爆炸危险性，煤层易自燃。
矿井原通风方式为中央分列抽出式通风，由延伸后的原主斜井和新打的副斜井作为进风井，改扩建后利用原东山风井作为回风井，回风井井口标高+940.24，扩建后净断面16.2m2。
矿井初期通风所需风量130m3/s，矿井最小通风阻力1877Pa；后期通风所需风量130m3/s，通风最大阻力2496Pa。
矿井所需要的风量、负压发生变化，经对现有风机进行校核，确定现有风机已不能满足矿井改造后通风的要求，需另选风机。
经技术经济比较选用FBCDZNo26/2×315型轴流式通风机2台，1台工作，1台备用。
每台风机配2台YBP450L-8型矿用隔爆型变频调速电机（315kW、740r/min、6kV）。
1.3.3排水设备
矿井正常涌水量240m3/h，最大涌水量450m3/h。
矿井主排水设备选用3台PJ150×3型高扬程多级离心泵，正常涌水时1台工作，1台备用，1台检修；最大涌水时2台工作。
配YB2355M2-4型（250kW、1480r/min、6000V）隔爆电机。
主斜井井筒内排水管路选用2趟Ф273×7的无缝钢管，泵房内排水管路选用Ф159×6的无缝钢管。
正常涌水时管路1用1备。
最大涌水时2趟同时工作。
1.3.4压风设备
矿井压缩空气总用量为63.8m3/min，设计选用LS25S-300H型风冷式螺杆空压机3台，2台工作，1台备用。
空压机排气量38.6m3/min，排气压力0.8MPa，随机配447TSC型（224kW、6kV、1470r/min）电动机。
1.3.5供电系统
高平市赵庄煤矿现有35kV变电所一座，35kV主电源引自高平110kV变电站35kV328线路，输电线路为LGJ-70/2.5kM。
35kV变电容量为5200kVA（站用变容量50kVA，１＃主变容量3150kVA，2＃主变容量2000kVA，１＃主变和2＃主变并列运行）。
备用10kV电源引自高平110kV变电所10kV533线路，输电线路为LGJ-120/2.8kM。
变电容量为：
1000kVA（保安用电）。
35kV系统为单母线接线，6kV系统为单母线分段接线。
现有负荷为3300kW。
矿井扩建达产后用电负荷为：
有功功率9303.7kW，无功功率7373.2kvar，矿井吨煤电耗35.1kW.h。
经校核，原有工业场地变电所变压器等均不满足要求，需改造。
原有工业场地35kV变电所35kV电源线路为LGJ－70/2.5km。
负荷增加后，线路所带全矿总计负荷为9339.6kW，电流为171.2A，导线LGJ－70的载流量为241A（导体工作温度为70°），满足要求；线路压降为1.28%，也满足要求。
新增一回35kV电源引自北庄110kV变电所，输电线路为LGJ－150/5km。
原有10kV线路仍保留作为保安电源。
原有工业场地35/6kV变电所更换2台主变压器，型号均为S11-12500/35，两台变压器一台工作，一台热备用，负荷率为78.3％，当一台变压器故障时，负荷保证率100％。
工业场地采用6kV供电，配电系统采用放射式。
井下采用6kV供电。
1.3.6矿井通讯
1.井下有线通讯
本矿现有1套中兴的ZXONUB-IN/1500型数字程控交换机，设备容量为1500门，矿现有电话机约200门。
目前矿行政及调度共用一台交换机，根据矿井设计规范，本次设计考虑采用行政及调度分设交换机方案，行政交换机采用原有的中兴程控交换机，矿井扩建后仍能满足要求，调度交换机选用矿用调度程控交换机，容量为120门。
井下用户为50线，均选用2条80对矿用电缆，分别沿主斜井、副斜井敷设。
矿井行政交换机采用光缆传输方式就近接入高平市网通公司，局内用户的市话呼出以及市话用户的呼入可采用DOD1+DID方式实现。
矿井行政用户与公网统一编号，等位拨号，全自动接续。
调度交换机采用具有会议电话、综合业务数字网（ISDN）功能的调度总机，设2M数字中继线与矿行政交换机相连，并与上级安全监察部门间通信。
调度电话用户包括：
矿井内各生产部门及相关生产管理部门。
选煤厂单独设置调度交换机，采用数字中继与矿井调度总机相连。
矿井35kV变电站与上级变电站间利用OPGW实现电力调度通信专线，与当地电力部门的电力调度通信方式一致。
本矿井内设电力调度台，采用数字中继接入矿井总调度交换机，可实现与本矿地面、井下各变电所的调度通信。
矿井消防救护队应设置与矿井总调度中心的直通电话。
2.井下无线通信
矿井配置KT28矿用CDMA多功能无线通信系统，作为矿井调度交换机用户的延伸，可以满足井下矿车司机、检修人员和重要生产调度岗位移动通信的需求，兼顾部分地面移动通信的需求。
紧急情况下，作为报警及抢险救灾的应急通信手段。
系统提供有线/无线一体化通信平台和语音、数据等综合业务，集成话务、调度、短消息、定位等多种功能和增值业务，具有低辐射、部署快捷、升级扩容方便、终端应用成熟等特点，组网灵活，兼容性强。
在地面通信机房设综合接入和基站控制器设备，工业场地设基站；井下设1台矿用基站控制器，主要胶带及辅助运输巷道设矿用基站。
根据生产、调度、安全、维修等需要，配置手持机60台。
综合接入设备至矿调度交换机采用1×2Mb/s数字中继，中继信令为中国No.7信令；综合接入设备（EIAC）与基站控制器（CSC）采用E1接口相连，下井线路采用光纤传输；基站控制器与基站（CS）采用BRI接口连接，传输线路为双绞线；手机（PS）和基站之间采用PHS技术的RCRSTD-28标准进行空中接口通信。
井下设备均为防爆型，光（电）缆采用矿用阻燃型。
1.3.7监控与计算机管理
本矿综合监控系统主干网络采用1000Mb/s工业以太环网结构，由2个环形网组成，采用2芯光纤传输，井下一个环网，地面一个环网，两个环网通过核心交换机相连构成矿井监控系统网络，该网络运行在一个相对独立的网段中，并通过网络安全设备与矿管理局域网相联。
矿井安全监控信息可通过公网的专用信道上传至公司安全监测信息中心，并可传输至上级及有关安全监察部门。
综合监控系统网络核心交换机设于办公楼调度中心，2台互备。
井下环网交换机设于中央变电所、采区变电所；地面环网交换机设于矿办公楼、矿调度楼、35kV变电所、主斜井井口房、副斜井井口房等处。
（1）环境安全监控系统
本矿现有一套KJ120N型安全监控系统，监控主机为双机热备，配置KJ120N-F型分站，分站间采用总线传输方式，主要用于井下瓦斯、风速、温度、设备开停等数据的采集和处理。
目前该系统运行良好。
兼并重组工程实施后，根据兼并重组工程的情况，对现有KJ120N监控系统进行扩容。
安全监控系统内部按独立传输系统设计。
本矿为低瓦斯矿井，煤层属易自燃煤层，且
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