矿井施工组织设计.docx
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矿井施工组织设计
第一章概述
第一节矿井初步设计简介
一、交通位置
山西楼俊集团赵家庄煤业有限公司位于柳林县城东南部直距16.5km陈家湾乡赵家庄村。
行政区划属柳林县陈家湾乡。
地理坐标:
东经111°02′03″－111°04′33″,北纬37°20′31″－37°21′19″。
井田西北与柳林县城直距16.5km，有公路相通，距孝柳铁路柳林站21km，北距307国道17km，交通便利。
详见交通位置图1-1-1。
二、地形地貌
本区为典型的黄土高原地貌，地形切割强烈，地势总体北高南低，最高点位于井田东部，海拔1255.24m，最低点位于井田西南部沟谷内，海拔1015.00m，相对高差为240.50m，属中山区。
三、河流
井田范围内无常年性河流及其它水体，沟谷发育，沟内平时无水，雨季时，有洪水流过。
向南汇入罗候沟，碾转向西注入三川河。
本区属黄河流域三川河水系。
四、井田境界
兼并重组前，山西柳林县陈家湾赵家庄煤业有限公司原井田面积2.5307km2，批准开采4、9号煤层，现采9号煤层，生产能力30万吨/年。
企业性质为有限责任公司，采矿权人为山西柳林县陈家湾赵家庄煤业有限公司，实际控制人山西楼俊矿业集团有限公司。
兼并重组后的井田面积3.7682km2，由8个拐点坐标圈定。
井田拐点坐标表
点号
纬距（X）
经距（Y）
点号
纬距（X）
经距（Y）
1
4135951.37
19503549.77
5
4134451.36
19503780.78
2
4135951.38
19505079.78
6
4134451.36
19503029.78
3
4134451.38
19506729.79
7
4135094.36
19503029.77
4
4134451.37
19505529.79
8
4134937.36
19503684.78
井田东西长3.7000km，南北宽1.500km，面积3.7682km2，煤层开采深度由标高1020-880m标高。
五、资源/储量
（一）矿井资源/储量
1、资源／储量估算范围及工业指标
该矿批采4-9号煤层，9号煤层可采，其余均不可采。
井田内煤层倾角小于25°，9号煤层为焦煤，按照2002年12月国土资源部颁发的《煤、泥炭地质勘查规范》标准，确定煤层资源/储量的各项工业指标为：
最低可采厚度（M）：
0.70m；
最高灰分（Ad）:
40%；
最高硫分（St.d）：
3%。
2、资源/储量估算方法与参数确定
（1）资源/储量估算方法
本井田构造简单，地层倾角小于15°按按照2002年12月国土资源部颁发的《煤、泥炭地质勘查规范》标准，资源/储量估算用水平投影地质块段法进行估算。
资源储量估算公式为：
Q=S·M·D/10
其中：
Q——资源储量（万t）
S——块段水平投影面积[k（m）2]
M——煤层平均伪厚度（m）
D——煤层容重（t/m3）
（2）资源/储量估算参数确定
①、煤层厚度
煤层厚度为钻孔或见煤工程点，按规范要求，剔除厚度大于等于0.05m的夹矸的煤层伪厚度。
②、块段面积
煤层各块段水平投影面积利用计算机采用mapgis软件在煤层底板等高线及资源/储量估算图上直接求出。
③、块段煤层厚度
各块段厚度为块段内及邻近钻孔或见煤工程点煤层采用厚度的算述平均值。
④、视密度
煤的视密度（D）采用相邻矿井寨崖底煤矿成果：
9号煤层视密度为1.43t/m3。
（3）资源/储量类别划分原则
井田内地质构造简单，煤类单一，煤层稳定。
资源/储量估算，以1000×1000m工程网度的见煤点连线及见煤点连线外延1/2范围所圈定的范围为探明的经济基础储量（111b），2000×2000m工程网度的见煤点连线及见煤点连线外延1/2范围所圈定的范围为控制的经济基础储量（122b），其余的为推断的内蕴经济资源量（333），风化带沿赋煤方向平推50m为推断的内蕴经济资源量（333）。
（4）资源/储量估算结果
经估算，截至2010年2月31日，井田内9号煤层保有资源/储量1972万t，其中，探明的经济基础储量（111b）1424万t，占总量72.21%，控制的经济基础储量（122b）487万t,111+122b占总量的96.91%，推断的内蕴经济资源量（333）61万t。
保有资源/储量详见下表。
9号煤层资源/储量估算结果汇总表
煤层
煤类
资源/储量（万t）
111b
总量
（%）
111b+122b
总量
（%）
111b
122b
333
现保有
9
JM
1424
487
61
1972
72.21
96.91
合计
1424
487
61
1972
72.21
96.91
六、安全煤柱及各种煤柱的留设和计算方法
1、工业场地煤柱：
工业场地按Ⅰ级保护留设煤柱维护，场地周围维护带取20m，按表土段移动角δ=45°，岩层移动角δ=70°计算保护煤柱范围。
2、井田境界煤柱：
井田境界煤柱40m，按井田境界两边各留20m设计。
3、大巷、采区煤柱：
矿井主要大巷位于9号煤层中，为便于大巷煤柱的回收，予留了120m开拓大巷（或上、下山煤柱），即运输大巷（上下山）、轨道大巷（上下山）、回风大巷（上下山）之间间距为30m，两侧煤柱为30m；采空区保护煤柱20m。
4、村庄、道路、河流煤柱；本区位于吕梁山脉的南部，区内崇山峻岭，沟谷纵横，地形十分复杂，基岩裸露，很少耕地，人烟稀少，且分布散落，只有赵家庄一处较大村庄，井田范围的冲沟基本常年无水，仅雨季时洪水汇集，雨后数小里即转为细流，旱季成为干沟。
9号煤平均厚5.02m，盖山厚最低为150m，煤层开采后地表沉陷破坏必然波及到地表，依据规范要求，井田范围内的道路和冲沟一般不设煤柱，遇有地表沉陷时，予以修复，确保道路畅通，洪水排泻顺利。
村庄留设煤柱予以保护，提请矿方在生产过程中进一步对井田范围内的居民住户认真进行调查，如发现有散户，应采取搬迁措施，改善农民生活状态的同时，提高井田范围之内的资源回收率。
七、矿井设计生产能力及服务年限
矿井服务年限按下式计算：
Z 874
T＝———＝—————＝6.9（a）
A·K 900×1.4
式中：
T——矿井服务年限，a；
Z——矿井可采储量，kt；
A——矿井设计生产能力，kt/a；
K——储量备用系数，K取1.4；
经计算，本次设计矿井服务年限为6.9a。
八、井筒用途、布置及装备
矿井采用二斜一立三个井筒的开拓方式：
利用机械化升级改造建成的副斜井作为本次设计的主斜井。
该井筒净宽4.5m，净高3.6m，园弧拱形断面，倾角17°，斜长393m（该井筒落平于9号煤层顶板的岩层中），装备B=1000mm强力胶带机、猴车、担负矿井提煤、行人、进风任务。
在原副立井井田附近（罗候沟东侧），布置副斜井（新建），设计井筒净宽4.5m，净高3.6m，园弧拱形断面，倾角22°，斜长307m（该井筒落平于9号煤层顶板的岩层中），布置单轨、装备单钩串车提升，设置台阶、扶手、担负矿井辅助提升任务，兼作矿井的一个安全出口。
在井田中部（沟谷中）布置回风立井，该井筒设计净直径5m，垂深142m（落底于9号煤层），井口设2台对旋式轴流风机，井筒中设梯子间，担负矿井的总回风任务，是矿井的第二个安全出口。
九、井下主要生产系统
（一）煤炭提升设备
主斜井带式输送机
井筒斜长L=307m，井筒倾角:
δ=17°；井口至卸载点水平长:
Lh′=35m；
散煤容重:
950kg/m3；输送能力：
Q=250t/h（井底煤仓设JDG/4/P/B,给料能力为200-800t/h，功率4kW）；
（二）副斜井辅助提升设备：
绞车重新选用1部JK-2.5×2/31.5型单滚筒绞车，配用电机功率为315kW，该井采用单钩串车提升方式完成全矿井提升矸石、下放材料及最重件等辅助提升任务。
（三）通风设备
根据通风机的风量和静压，设计选用FBCDZ618-10-№26Ⅱ型风机2台，1用1备，配套电机为YBFe450S2-8，功率185KW×2，380KV。
（四）排水设备
井下主要水泵设于主立井井底水泵房，矿井涌水经主副水仓由主斜井井筒敷设的排水管路排至地面污水处理站。
选用矿井现有DF46-30×8型离心水泵。
十、地面主要生产系统
（一）主井生产系统
主井为现有的材料斜井，井筒装备带宽B=1000mm钢丝绳芯胶带输送机，另一侧安装有架空行人装置负责全矿井的原煤提升和人员下放任务，根据矿井产品方案和工艺设计及场地情况，主斜井地面生产系统设计方案为:
经井底煤仓下安装的JDG/4/P/B甲带给料机将原煤送入主斜井胶带输送机上提升出井送到YAH1848型圆振动筛（筛面面积8.6m2），圆振动筛对原煤按±50mm分级，+50mm的块煤入手选带式输送机手选拣矸后,与-50mm末煤混合经上仓带式输送机输送到圆筒仓上部，由可逆配仓胶带输送机配仓储存待外运销售。
手选矸石直接用手选带的回程带运到矸石溜槽堆放到选矸楼外临时排矸场地堆放，待汽车外运到永久矸石场。
（二）副井生产系统
副斜井主要担负矿井排矸、下放设备材料。
车场形式：
井底为平车场，井口也为平车场。
副斜井中设防跑车系统。
井口应采取以下安全措施：
井口变坡点前设常闭阻车器和挡车器；变坡点至绞车房的平车场线路为3%的下坡线。
串车提升设护绳；坚持每班检查钢丝绳、链环、连接销碰头等完好情况等。
矿井矸石出井后由地面轻轨运至高位翻车机卸载临时矸石场，由装载机装汽车运到永久矸石场充填荒沟。
（三）矸石排放系统
矿井正常生产时的矸石率按4%计，井下掘进矸石率按2%计，生产系统人工拣矸率按2%，全矿矸石量为约0.036Mt/a，排矸场位于工业广场东南方向1000m冲沟内，沟深40m两侧为山，矸石排放场初期占地3ha，服务5a。
矸石场沟口砌筑拦渣坝，沟底砌排洪暗沟。
矸石场沟口砌筑拦渣坝，沟底砌排洪沟，矸石堆置的方式为每3m为一层压实，并覆盖0.5m厚的黄土，沟满后及时覆盖1.0m厚的黄土压实复恳、种植花草或果树，也可种草发展牧业。
十三、地面主要工业建筑物
主斜井周围布置有空气加热室、主井井口房、空压机房、选矸楼、入选皮带栈桥、上仓皮带栈桥、筒仓、地磅房等建构筑物。
副斜井附近，布置有副井空气加热室、副井井口房、副井绞车房、联合建筑、机修间及综采设备库、油脂库、器材棚及器材库、消防材料库及岩粉库、坑木加工房、10KV变电所、35KV变电所等建构筑物。
在副井工业场地西南部及东北部，建有食堂、单身宿舍、锅炉房、办公楼、职工活动中心等建筑。
在行政福利场地北部，建有生活污水处理站及日用消防洒水等设施。
矿井建设总占地面积为9.73ha。
其中工业广场占地面积7.91ha，矸石场1.5ha，地面火工品库占地0.15ha，风井场地占地面积0.15ha。
十四、全矿人员配置
矿井年设计生产能力0.90Mt／a，年工作日330天，每天井下“四六”制，地面”三八”制作业。
劳动定员配备及劳动生产率，执行煤炭工业矿井设计规范GB50215-2005。
原煤生产人员工效为7.93t／工，在籍系数井下工人为1.45，地面工人1.35，其余人员为1.0，全矿定员为524人。
详见劳动定员表19-1-1。
劳动定员汇总表
序号
人员类别
出 勤 人 数
在籍系数
在籍人数
一班
二班
三班
四班
合计
1
生产工人
87
87
87
59
320
457
其中：
井下工人
63
63
63
59
248
1.45
360
地面工人
24
24
24
72
1.35
97
2
管理人员
8
8
8
24
1
24
原煤生产人员
95
95
95
59
344
481
3
服务人员
13
13
3
29
1
29
4
其它人员
8
5
1
14
1
14
全矿定员合计
116
113
99
59
387
524
十一、矿井投资
本次设计建设项目总资金37977.50万元，铺底流动资金1428.80万元.新增建设项目造价29401.43万元，其中井巷工程8678.98万元,土建工程4930.04万元,机电设备购置4717.78万元,安装工程2198.80万元,其他基本建设费用（包括资源价款）5925.60万元,工程预备费1851.58万元,建设期利息1098.65万元。
已完建设项目造价7147.27万元，其中井巷工程902.31万元,土建工程505万元,机电设备购置3281.23万元,安装工程891.48万元,其他基本建设费用1567.25万元。
吨煤投资421.97元。
第二节编制原则和依据
一、编制原则
1、切实执行国家及煤炭工业有关煤矿建设的方针和经济政策。
2、统筹安排内部和外部；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，做至“四通一平”先行，环保绿化同步。
二、编制依据
1、根据山西省国土资源厅2009年11月颁发的《采矿许可证》证号为C14220042943。
2、山西省煤炭工业厅晋煤规发【2009】33号文关于吕梁市柳林县煤矿企业兼并重组整合方案（部分）的批复文件、山西省煤炭工业厅晋煤规发【2010】597号文关于山西楼俊集团赵家庄煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告的批复及《山西楼俊集团赵家庄煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告》。
3、山西省煤炭工业厅晋煤规发【2010】1167号文关于山西楼俊集团赵家庄煤业有限公司兼并重组整合项目初步设计的批复及《山西楼俊集团赵家庄煤业有限公司兼并重组整合项目初步设计》。
4、《煤矿安全规程》
5、《质量标准化标准和考核评级办法》
6、山西煤炭规划设计院设计施工图
7、《矿井井巷工程施工及验收规范》
第二章矿井建设施工部署和施工方案优化
第一节矿井建设施工部署
一、井巷工程平均成巷指标
根据《煤炭工业煤矿设计规定》，结合本矿井井巷断面支护特点，又考虑到地方煤矿的技术管理水平，确定井巷工程成巷指标：
综掘煤巷锚：
300m/月
斜井（岩巷）：
60m/月
立井：
40m/月
石门（岩巷）：
100m/月
二、主要连锁工程的确定
副斜井→井底车场→轨道大巷（刷大）（上仓皮带巷）→主井皮带安装→轨道顺槽（运输顺槽）→开切眼→采煤面设备安装，是主要联锁工程，是影响矿井建设工期的主要因素。
三、建井工期估算
从综合工程施工进度图表可知，从井筒掘进开始施工到机电设备安装试运行，矿井建设工期估算为24个月。
第二节井筒施工方案
井筒施工方法
结合现场实际施工条件，采用短掘短砌，掘砌“三八”制作业，计划日成巷3.9米，月成巷90米，月循环率88％，计划工期到9#煤层5个月。
1、表土层掘进：
当副斜井方位确定后，井口平台、地面车场、临时绞车房砌筑完成，安装好临时提升绞车及其它设施，斜井即可开挖。
表土层及风化基岩采用人工铁锹，配合手镐挖掘，挖掘的土岩人工装入矿车，绞车提升至地面，人工翻矿车卸矸，为保持岩土的稳定性，减少土层裸露不得大于3m。
2、基岩施工
副斜井基岩段垂直深度约100m，斜长307m，揭露岩层多为砂质泥岩、泥岩、砂岩、石灰岩。
硬度系数多为f=4～6,局部岩石硬度系数f=8～10。
掘进采用光面爆破。
3、劳动组织：
正规循环作业：
人行斜井施工采用掘砌单行作业方式，工作制度为三八制作业，附掘砌循环图表。
⑴由于意外事故而造成的循环不正常的，首先应调动广大职工的劳动热情，加快操作速度，缩短各个剩余工序的延续时间，尽力在本班内挽回循环。
⑵当本班挽回循环有困难时，可缩短炮眼深度，并适当推迟交接班时间，使下一循环有可能恢复正常。
⑶当事故影响循环的时间较长时，不得不丢循环时，必须尽快做好一切施工准备，并可适当增加炮眼深度，用增加循环进尺的方法来你补丢失的循环。
⑷当工人施工水平提高，当班循环时间减少时，可适当增加炮眼深度，增加工作循环。
第三章矿井建设期间的环保与绿化
一、对环境的影响
（一）、对自然物理环境的影响
赵家庄煤业有限公司开采过程中的井下水的排放和生产、生活废水的排放，以及矿井排矸等固体废弃物露天堆置淋溶水的产生，将对区域水环境产生一定程度的污染。
矿井固体废弃物露天堆置、煤炭堆场与贮、装、运过程中的粉尘、交通扬尘和矿井工业场地锅炉烟尘排放均会对区域环境空气质量产生一定程度上的污染。
矿井工业场地内的矿井提升系统、通风系统、机修车间、锅炉房、空压机房、原煤筛分、坑木加工房等处各类设备辐射的噪声会对区域声环境质量产生一定的影响。
总之，本工程的建设将在一定程度对自然环境会有影响，生产过程中排放的各类污染物对水质、环境空气、声环境及土壤均会产生不同程度的影响。
（二）、对生态环境的影响
赵家庄煤业有限公司建设对土地的占用，以及采掘后的沉陷区的形成，将人为地破坏局部的生态环境，改变区域内的土地利用结构，地貌、地物受到破坏和影响，并可能引发水土流失。
（三）、对社会环境和生活环境的影响
本项目的建设对当地产业结构优化、增加地方财政收入、提高土地利用和能源利用、增加就业、改善农村生活等社会经济与生活质量方面将产生有利的影响。
赵家庄煤业有限公司的建设将改变区域内单纯的农业景观，增加现代化工业景观。
但固体废物堆存与未整治的沉陷区也将对周围景观环境产生不良破坏形成负面影响。
二、污染物的防治措施
（一）、项目建设期环境保护措施
1、缩短工期，尽早恢复场地植被，干燥季节施工采取洒水降尘措施。
2、施工过程使用的水泥及其它易飞扬的细颗粒散体材料，储存在库房内或密闭存放，运输时防止漏洒和飞扬。
3、施工排水集中处理后达标排放，生活污水设置化粪池处理。
4、优化施工方案，控制作业时间，避免夜间施工噪声扰民。
5、施工期的岩土和煤矸石主要用于平整填高工业场地、填筑厂外公路路基等。
6、制订施工期环保规章制度，加强施工人员环保意识。
7、加强施工期环境监理。
8、建设期生态保护措施：
开挖场地过程中应合理调配土方，以挖作填，避免土方移动和堆放中产生风蚀扬尘和水土流失；建筑废弃渣石应及时清运并妥善处置，以减少风蚀逸散。
管线的埋设应尽量统一规划、一次敷设完成，减少地表的开挖次数。
施工期应尽量避开雨季，以减少因地表破坏造成的水土流失。
（二）、固体废弃物处理
1、矸石处理
矿井正常生产时的矸石率按4%计，井下掘进矸石率按2%计，生产系统人工拣矸率按2%，全矿矸石量为约0.036Mt/a，排矸场位于工业广场东南方向1000m冲沟内，沟深40m两侧为山，矸石排放场初期占地3ha，服务5a。
矸石场沟口砌筑拦渣坝，沟底砌排洪暗沟。
矸石场沟口砌筑拦渣坝，沟底砌排洪沟，矸石堆置的方式为每3m为一层压实，并覆盖0.5m厚的黄土，沟满后及时覆盖1.0m厚的黄土压实复垦、种植花草或果树，也可种草发展牧业。
（1）粉尘污染防治
在排矸沟布设洒水除尘装置，定期洒水，减少矸石堆随风起尘，保证排矸沟周边边界控制点TSP最大浓度满足大气污染物综合排放标准（GB16297-1996）不超过1mg/m3的要求。
（2）水体污染防治
为防止雨水径流进入排矸场内，避免渗滤液量增加而影响地下水和地面水体水质，在排矸场周边设导流渠截流雨水，底部设暗涵。
为防止滑坡，造成水土流失，在排矸场下游修筑拦矸坝。
（3）防止矸石自燃的措施
为防止矸石自燃，设计中已考虑排矸场由沟里向外分段堆存，将矸石排至沟底后，由推土机推平、压实，使矸石堆保持密实。
在矸石排放至离沟顶1.0m左右时覆盖1.0m厚黄土，植树绿化。
（4）矿井矸石处置原则与综合利用途径分析
矿井排放的矸石热值很小，作为能源可利用价值很小，但可以用来平整工业场地；用作公路的路基石料；用于填沟造地。
2、锅炉灰渣
锅炉灰渣主要由工业场地锅炉排放。
设计工业场地锅炉灰渣可就地销售，用于筑路、生产建材等。
也可拉至矸场地与矸石分开填埋，同样也要填土造地、植树种草、美化环境。
3、生活垃圾处置
生活垃圾主要由工业场地的联合建筑、食堂、单身公寓等部门排放。
生活垃圾按每人每天0.8kg计算，本项目垃圾排放量为280.8kg/d。
生活垃圾成分复杂，有机物含量较高，要有组织地排放。
矿井配备垃圾筒和垃圾车，定期排放至矿区或当地政府规划的垃圾处理场进行统一处理。
（三）、煤尘（烟尘）防治
1、烟尘
矿井主、副井冬季防冻供热和工业场地建筑物采暖计算热负荷Q=6477720W，故本设计选用DZL2.8-95/70-AⅡ型热水锅炉二台和DZL1.4-95/70-AⅡ型热水锅炉一台，冬季三台同时运行，供主、副井井筒防冻供热及工业场地建筑物采暖和浴室、洗衣房供热；非采暖期运行一台DZL1.4-95/70-AⅡ型热水锅炉，供浴室、洗衣房供热。
锅炉房污染物产生量、排放量分别见表17-4-1。
从表中可以看出，经除尘后的锅炉房排烟中烟尘浓度和SO2浓度均低于《锅炉大气污染物排放标准》GB13271-2001中第二时段二类区的标准浓度限值，锅炉房达标排放。
理前后锅炉大气污染物排放情况（采暖期）
表17-4-1
初始产生量与浓度
除尘后排放量与浓度
烟尘
SO2
烟尘
SO2
kg/h
mg/Nm3
kg/h
mg/Nm3
kg/h
mg/Nm3
kg/h
mg/Nm3
210
1523
17.71
544.26
10.7
78.53
17.71
544.26
《锅炉大气污染物排放标准》GB13271-2001：
烟尘：
200mg/Nm3
SO2:
900mg/Nm3
2、生产系统粉尘
生产系统粉尘主要来自地面生产系统煤炭装卸和储备等生产环节，在生产系统原煤转载点等易产生扬尘的工作环节设喷雾洒水装置。
（四）、噪音防治
矿井地面主要噪声源有：
通风机、提升机、水泵房、空压机、筛分车间等处，这些设备噪声源大部分是宽频带的，且多为固定噪声源，主要噪声源及其声压级见表17-4-2。
主要噪声源一览表
表17-4-2
噪声源设备
声压级dB（A）
声源分类
排放特征
通风机
90-103
空气动力性
连 续
水泵房
90
电磁、机械性
连 续
提升机
90
机械、电磁性
连 续
筛分车间
95-102
机械振动性
连 续
空压机
80-100
机械性
连 续
风井通风机噪声以中、低频噪声为主。
设计选用带有消声装置的轴流风机，出口噪音小于85dB（A）。
锅炉房和提升机房设置隔声门窗和隔音值班室；锅炉鼓、引风机和送风机均设置减震基础。
水泵噪声采用加装消声器、做减震基础、用可曲挠橡胶接头等综合措施，噪声可降低10-15dB（A）。
对筛分车间的振动筛、破碎机采取防震、减震等措施，并注意安装精度。
对空压机的噪声采取隔声门窗和隔音值班室。
采用上述治理措施后，工业场地厂界噪声满足GB12348-96中Ⅱ类标准要求。
（五）、污废水防治
1、矿井水
工业场地正常排水量686.3m3/d（最大排水量1486.3m3/d）。
其中井下正常排水量519.2m3/d（最大排水量1319.2m3/d），矿井水处理后作为矿井井下消防洒水复用。
设计在副井工业场地内建一座处理能力为1440m3/d的矿井水处理站。
矿井水经穿孔旋流反应沉淀器、无阀过滤
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