XX煤矿新建设煤矿整体施工组织设计.docx
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XX煤矿新建设煤矿整体施工组织设计
重庆大学网络教育学院
毕业设计（论文）
题目XX煤矿新建设煤矿整体施工组织设计
学生所在校外学习中心
批次、层次、专业
学号
学生
指导教师
起止日期
摘要
某煤矿位于云南省昭通市境内，交通便利，其地理坐标极值为：
东经105°11′49″~105°12′16″，北纬：
27°57′39″~27°58′05″。
主采煤层位于龙潭组，即C5煤层，煤层平均厚度1.81m，井田地质条件简单。
矿井资源储量49万吨，服务年限为10年。
根据井田地质条件，矿井未平硐暗斜井开拓，机车运输，井下主要采煤工作面一个，主采C5煤层，采煤方法为单一走向长壁后退式开采。
采用中央并列式通风系统，地面风井抽出式通风方法，实现采区工作面分区通风，现有两个掘进工作面。
矿井采用“三八”制作业，两班半生产，半班检修。
生产班每班2个循环，日进5个循环，循环进尺0.6m，日产量3288.85t。
大巷采用带式输送机运煤，辅助运输采用1.5t固定箱式矿车。
主井装备一对16t箕斗提煤，副井装备一对1.5t双层四车罐笼担负辅助运输任务。
矿井采用两翼对角式通风。
通风容易时期矿井总需风量7507.68m3/min，矿井通风总阻力2590.65Pa，风阻0.465N·s2/m8，等积孔2.93m2，矿井通风容易。
矿井通风困难时期矿井总风量7507.68m3/min，矿井通风总阻力2877.87Pa，风阻0.184N·s2/m8，等积孔2.77m2，矿井通风容易。
设计矿井的吨煤成本65.20元/t。
关键词：
立井上下山开采大采高两翼对角式断层破碎带
目录
1矿区概况及井田地质特征1
1.1矿区概况1
1.2井田地质特征2
1.3煤层特征3
2矿井一般施工设计4
2.1采区储量估算5
2.2采区生产能力和服务年限5
2.3采煤方法及现状5
2.4采煤工作面通风系统6
3矿井单项施工设计7
3.1矿山设计7
4矿井施工组织和管理9
4.1矿山施工组织9
4.2采区内巷道掘进方法10
4.3劳动组织分配10
5矿井的基本技术经济指标11
第一章矿井概况
1.1矿区概况
1.1.1交通位置
威信县田沟头煤矿位于威信县城51°方向，平均约19km，地处云南省昭通市威信县高田乡境内。
其地理坐标极值为：
东经105°11′49″~105°12′16″，北纬：
27°57′39″~27°58′05″。
矿区有乡村公路，与威信县----四川省叙永县县级公路（高田桥上）相连。
矿区自高田桥上11km，至威信县城50km，至四川珙县火车站约141km，北东距四川纳溪码头181km。
交通较为方便。
如图1-1
图1-1
1.2井田地质特征
1.2.1地形
矿区地处云贵高原北部边缘，属低中山地形地貌，地势中间高、东南和西北面低。
矿区内最高海拔为：
1474.3m，最低海拔为：
1279.5m，相对高差约195m。
东南面地形较陡，西北面地形较缓。
矿区区域在构造位置上，位于新庄向斜南翼东北段，其构造形态为：
北东向，展布的单斜构造。
倾向为西北方向。
北区所见构造面貌，由燕山期的强烈运动所奠定的格局，威信县境内“隔档”式褶皱为主，轴向以北东或北东展布，背斜相对狭窄，向斜较为宽缓，二者相间排列。
背斜局部有少量走向断裂相伴。
因此，矿区地质构造复杂程度属简单类型。
1.2.2水文地质条件
该矿区水文类型以老窖、采空区水为主，水文地质条件中等，正常涌水量10m³/h，最大涌水量30m³/h。
1.2.3气象条件
矿区属温暖潮湿立体季风气候，但由于地处山区高寒处，具有干湿季节性分明，冬季干旱多风，干冷同期，夏秋季雨量集中，雨热同季的气候特点。
全年平均气温13.12℃，最低气温-2.6℃，最高气温可达34.3℃。
历年平均降雨量1153mm，5月-10月为主要降雨季节，占全年降雨量的78.8%。
1-4月为季风，最大风速16m/s，主导风向为西南风。
1.3煤层特征
1.3.1含煤层位
矿区内含矿地层为二叠系上统长兴组（P2c）、龙潭组（P2l）、峨眉山玄武岩组（P2β）。
长兴组：
地层平均厚度34m，一般含不可采煤煤4层，编号为C1、C2、C3、C4共4层，单层厚0.13~0.50m，煤层总厚0.89m，含煤系数2.54%。
龙潭组：
地层平均厚度74m，一般含煤6层，编号煤层为C5、C6、C7、C8、C9、C10，,煤层总厚4.3m，含煤系数5.89%；其中C5煤层可采，煤厚1.7~1.9m，平均厚度1.81m，可采含煤系数2.44%。
峨眉山玄武岩组：
地层厚度约6m，为矿区硫铁矿含矿层，其层序由上而下为：
灰色含锌点状黄铁矿高领石化凝灰岩，含硫6.95%，厚0.35m；青灰色稠密浸染状硫铁矿层，黄铁矿呈稠密星点状嵌布于高领石化凝灰岩中，具微细粒结构，稠密浸染状构造，硫品位22.31%，厚0.36m；浅灰色聚晶团块状、上部脉状硫铁矿层，黄铁矿呈较规则集合体嵌布于高领石化凝灰岩中，其中粒结构和脉状、团块状构造，硫品位14.71%，厚1.2m；浅灰色细粒花斑状、树枝状硫铁矿层，黄铁矿多呈不规则集合体嵌布于高领石化凝灰岩中，其细粒结构和树枝状、花斑状构造，硫品位14.39%，厚1.52m；黄褐色泥化、褐铁矿黄铁矿凝灰岩，底部偶见白色水铝英石透镜体，厚0.73m。
含黄铁矿岩系次变强烈，肉眼难以判别原岩类型。
镜下见丝状、鳞片状高岭石、长石碎屑假像和凝灰结构；化学分析TiO2含量3.13%~4.48%，与峨眉山玄武岩、玄武质凝灰岩的TiO2含量一致。
上述特征显示原岩为玄武质凝灰岩。
1.3.2可采煤层C5
C5煤层：
位于龙潭组顶界，有17个见煤点控制，煤厚1.7-1.9m，平均厚度为1.81m；一般含夹矸1层，厚0.02-0.2m，岩性为高岭石泥岩，结构简单；煤层顶板一般为泥质灰岩或粉砂质泥岩，地板为粉砂质泥岩，该煤层层位稳定，结构简单，煤层变化小，全区可采，属稳定煤层。
见图1-2
图1-2
C5煤层呈褐色，条痕灰褐色，条带状结构，金属光泽，参差状断口，中等硬度，性脆。
以暗煤为主亮煤次之，为半暗型煤，平均视密度为1.45t/m³。
第二章矿井一般施工设计
2.1采区储量估算
2.1.1资源储量估算工业指标
矿区可采煤层为无烟煤，煤层倾角为15°-20°，井采，故本次储量评估的工业指标采用《煤、泥炭地质勘查规范》DZ/T0215-2002规定的一般工业指标。
本次核实与2009年核实报告的工艺指标对比见表2-1
表2-1
因2009年核实报告不是云南省国土资源厅审查的，也不涉及占用国家出资探明的储量，故不进行两个指标估算的资源储量比较。
2.1.2资源储量估算的方法
该矿过去没有经过省级主管单位审批的报告及资源储量，其矿区范围内的采空区不具备估算注销资源储量的条件。
本次对采空区消耗的资源储量进行概算。
本次估算的资源储量为保有量，并与累计查明量相同。
矿区可采煤层倾角为15°-20°，根据《煤、泥炭地质勘查规范》DZ/T0215-2002，在煤层底板等高线图上，采用平面投影地质块段法估算资源储量。
公式为：
Q=h*d*S平/cosα
式中：
Q—块段煤层资源量（万吨）；
h—块段煤层平均真厚度（米）；
d—煤层体重（t/m3）
S平—块段煤层在平面投影图上的面积（万平方米）
α—块段煤层平均倾角（°）
2.2采区生产能力和服务年限
截止2013年10月，本初核实工作在威信县田沟头煤矿矿区范围内累计查明的资源储量为49万吨，其中111b类15万吨，122b类28万吨,333类6万吨。
按矿区生产规模3万吨/年，回采率70%，储量备用系数1.5计算，其服务年限为：
服务年限=（资源储量*可信度）*回采率/（生产规模*备用系数）
=（111b+122b+333*0.8）*0.7/（3*1.5）
=10年
2.3采煤方法及现状
矿井现为平硐暗斜井开拓，机车运输，井下现有掘进工作面2个（下山运输巷、轨道下山），采煤工作面一个，主采C5煤层，平均厚度为1.5米，采掘布置基本合理，采煤方法为单一走向长壁后退式开采，采矿工艺为爆破落煤，工作面掘进工作面2个（下山运输巷、轨道下山），采用刮板运输机运煤，顺向采用刮板运输机运输，工作面采用单体液压支柱，垮落法管理采空区，矿井现有采掘活动都在矿界范围内，无超深、超层越界、承包开采、转包开采、租赁开采，在边界设有25米保安煤柱，与相邻矿井无任何纠纷。
2.4采矿工作面通风系统
2.4.1通风方式
采用中央并列式通风系统，地面风井抽出式通风方法，新鲜风流由主平硐进入，乏风通过回风井排出。
回踩工作面和各掘进工作面均采用独立通风，掘进工作面为压入式方法，局部通风机配400mm的风筒压入式通风。
我矿1502工作面回采工作面已回采完毕，现正在延伸运输下山至+1180m标高，建设井底水仓；在运输下山右侧掘进东三平巷，预计掘进140m，向上掘进采区回风下山贯通已有回风上山；向下掘进回风下山至+1180m水平，从运输下山掘平巷与之贯通形成采区通风系统。
实现采区工作面分区通风，现有两个掘进工作面，通风系统分别为：
地面—主平硐—运输下山—局部通风机—运输下山延伸掘进工作面迎头—运输下山—回风平巷—回风上山—回风平硐—地面
地面—主平硐—运输下山—局部通风机—东三平巷掘进工作面迎头—运输下山—回风平巷—回风上山—回风平硐—地面
2.4.2风井数目及位置
矿井设计一个风井为全矿井服务，布置在主平硐东侧，井口坐标为：
X=3094378；Y=35519980；Z=1316.68
第三章矿井单项施工设计
3.1矿山设计
2006年11月，受业主委托，大地工程开发有限公司编制了《威信县田沟头煤矿矿产资源开发利用方案》，设计生产能力3万/吨，矿井服务年限10年。
3.1.1产品方案
矿井主采的C5煤层为无烟煤，未进行洗选或深加工，原煤直接销往市场。
目前矿区煤炭主要用途为动力煤及民用煤，由于矿井生产能力过小，不宜单独建洗选厂，对区内煤炭进行集中洗选后销售，以提高产品附加值，保护环境。
3.1.2开拓方案
利用现有主平硐揭煤后，沿煤层走向布置运输巷，然后沿煤层倾向布置暗斜井，在+1250mm落平后，布置下部车场。
通过回采巷道、回风下山、总回风巷与回风平硐连通形成矿井开拓系统。
本矿井开拓延深可考虑以下二种方案：
双立井延深；双暗斜井延深。
双立井延深：
采用双立井延深时可充分利用原有的各种设备和设施，提升系统单一，转运环节少，经营费低，管理较方便。
但采用这种方法延深时，原有井筒同时担任生产和延深任务，施工与生产相互干扰，立井接井时技术难度大，矿井将短期停产；延深两个井筒施工组织复杂，为延深井筒需要掘进一些临时工程，延深后提升长度增加，能力下降，可能需要更换提升设备。
暗斜井延深：
采用两个暗斜井延深时，暗斜井立井内铺设胶带输送机，系统较简单且运输能力大，可充分利用原有井筒能力，同时生产和延深相互干扰少。
其缺点是增加了提升、运输环节和设备，通风系统较复杂。
3.1.3确定井筒形式、数目、位置及坐标
1）井筒形式的确定
井筒形式有三种：
平硐、斜井、立井。
一般情况下，平硐最简单，斜井次之，立井最复杂。
平硐开拓受地形迹埋藏条件限制，只有在地形条件合适，煤层赋存较高的山岭、丘陵或沟谷地区，且便于布置工业场地和引进铁路，上山部分储量大致能满足同类井型水平服务年限要求。
斜井开拓与立井开拓相比：
井筒施工工艺、施工设备与工序比较简单，掘进速度快，井筒施工单价低，初期投资少；地面工业建筑、井筒装备、井底车场及硐室都比立井简单，井筒延深施工方便，对生产干扰少，不易受底板含水层的威胁；主提升胶带输送机有相当大的提升能力，可满足特大型矿井主提升的需要；斜井井筒可作为安全出口，井下一旦发生透水事故等，人员可迅速从井筒撤离。
缺点是：
斜井井筒长、辅助提升能力小，提升深度有限；通风路线长、阻力大、管线长度大；斜井井筒通过富含水层、流沙层施工技术复杂。
立井开拓不受煤层倾角、厚度、深度、瓦斯及水文等自然条件的限制，在采深相同的的条件下，立井井筒短，提升速度快，提升能力大，对辅助提升特别有利，井筒断面大，可满足高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井需风量的要求，且阻力小，对深井开拓极为有利；当表土层为富含水层或流沙层时，立井井筒比斜井容易施工；对地质构造和煤层产状均特别复杂的井田，能兼顾深部和浅部不同产状的煤层。
主要缺点是立井井筒施工技术复杂，需用设备多，要求有较高的技术水平，井筒装备复杂，掘进速度慢，基本建设投资大。
本矿井煤层倾角不大，平均12°，为缓倾斜煤层。
由于表土层较厚，不宜采用斜井开拓，但可考虑暗斜井延深和立井开拓。
经后面方案比较确定井筒形式为双立井加暗斜井延深。
2）主副井筒位置的确定
井筒位置的确定原则：
有利于第一水平的开采，并兼顾其他水平，有利于井底车场和主要运输大巷的布置，石门工程量少。
（1）有利于首采区布置在井筒附近的富煤阶段，首采区少迁村或不迁村。
（2）井田两翼储量基本平衡。
（3）井筒不宜穿过厚表土层、厚含水层、断层破碎带、煤与瓦斯突出煤层或软弱岩层。
（4）工业广场应充分利用地形，有良好的工程地质条件，且避开高山、低洼和采空区，不受崖崩滑坡和洪水威胁。
（5）工业广场宜少占耕地，少压煤。
（6）距水源、电源较近，矿井铁路专用线短，道路布置合理。
综合以上因素，结合矿井实际情况，考虑到石门工程量，倾斜方向易将井筒布置在靠近第一水平运输大巷位置，使第一水平石门工程量为最少。
走向方向易将井筒布置在走向中央，可使大巷运输费最少。
综上所述，提出本矿井主副井筒布置位置如下：
主井井筒中心位置：
经距46682.5m，纬距29550.1m。
主井口标高：
+1272M
副井井筒中心位置：
经距46660.8m，纬距29487.6m。
副井口标高：
+1180M
图3-1主井井筒断面布置图
图3-2副井井筒断面布置图
3）风井井口位置的选择
由于该矿属于煤与瓦斯突出矿井，通过后面的通风设计确定为两翼对角式通风，故在矿井东西两翼各设一个回风立井。
回风井的井筒布置位置如下：
东回风井井筒中心位置：
经距49581.1m，纬距28735.2m。
主井口标高：
+1272M
西回风井井筒中心位置：
经距43651.1m，纬距30270.6m。
副井口标高：
+1180M
根据以上分析，现提出以下四种在技术上可行的开拓方案，分述如下：
方案一：
立井两水平直接延深上下山开拓。
主、副井井筒均为立井，第二水平延深采用立井延深，均采用采区式开采。
如图3-3。
方案二：
立井两水平暗斜井延深上下山开拓。
主、副井井筒均为立井，第二水平延深采用暗斜井，均采用采区准备方式。
斜井提煤运输能力大，开凿费用低廉，为此提出第二水平延深采用暗斜井。
如图3-4。
方案三：
立井三水平直接延深上山开拓。
主、副井井筒均为立井开拓，第三水平采用暗斜井延深，大巷布置在煤层底板的岩层中，均采用采区准备方式。
如图3-5。
方案四：
立井三水平暗斜井延深上山开拓。
主、副井井筒均为立井开拓，第三水平采用暗斜井延深。
大巷布置在煤层底板岩层中，均采用采区准备方式。
如图3-6。
图3-3立井两水平直接延深上山开拓
图3-4立井两水平暗斜井延深上下山开拓
图3-5立井三水平直接延深上山开拓
图3-6立井三水平暗斜井延深上山开拓
方案一和方案二的区别在于第二水平是立井延深还是斜井延深，两方案比较，方案一采用立井提升，优点是提升能力大，矿井延深在条件允许时，增加的设备较少；但施工条件差，施工速度慢，开拓维护费用高。
采用暗斜井延深时，施工速度快，费用低，但需要与暗斜井配套的设备、人员。
同样的道理，方案三和方案四也存在上述相同的优缺点。
第四章矿山施工组织与管理
4.1矿山施工组织
4.1.1坚持正规循环作业
循环作业在巷道掘进过程中，包括主要工序（钻眼、爆破、装岩和临时支护）和辅助工序（通风、铺轨和接长管线等），同样，在永久支护过程中，如锚喷支护，也包括打锚杆眼、安装锚杆和喷射混凝上等工序。
这些工序是按一定顺序
周而复始进行的，故称循环作业。
循环图表为了组织施工，循环作业要以循环图表的形式表示出来。
即是将一个循环中各工序的工作持续时间，先后顺序以及相互衔接的关系，周密地用图表形式固定下来，使全体施工人员心中有数，一环扣一环地进行操作。
正规循环作业在规定的循环时间内，按作业规程、爆破图表和循环图表的规定，完成全部工序和工作量，取得预期的进度，称为正规循环作业。
4.1.2多工序平行作业
为了使一个循环内的时间得到充分利用，将每个循环所耗用的时间压缩到最低限度。
凡一个循环内能同时施工的工序，应尽量安排使其同时进行，实现多工序平行作业。
例如:
在掘进中，钻眼和装岩这两个工序的工作量大，占用时间长。
因此，如果采用气腿式凿岩机钻眼，在工序安排上应使钻眼与装岩两工序进行最大限度的平行作业。
具体办法是，爆破后在岩堆上钻上部炮眼（有时包括钻锚杆眼）与装岩平行作业，另外还可适当采取抛碴爆破，减少被矸石所遮盖住的巷道断面使装岩时能多钻些炮眼。
装岩工作结束后，钻下部炮眼可与铺没临时轨道，检修维修装岩机平行作业。
在目前我国巷道施工机械化水平和设备生产率不高的情况下，实现多工序平行作业对提高掘进速度和工效是十分必要的，而且是切实有效的。
但是，随着大型高效率的掘进设备，特别是一机多用设备的出现，顺序作业必将被扩大使用。
4.1.3循环图表的编制
编制图表的原则是：
应充分利用时间和空间确保达到先进的技术经济指标和安全施工条件：
我国煤矿采用“三八”作业制、”四八交叉”作业、“四六”作业制，有的矿井实行按工作量分班的“滚刀制”。
根据《煤炭工业矿井设计规范》相关规定，确定矿井设计年工作日为330d，工作制度采用“三八制”，每天三班作业，二班半生产，半班准备，每班工作8h。
矿井每昼夜净提升时间为16h。
中国煤炭工业纲领性文件——《国务院关于促进煤炭工业健康发展的若干意见》今日（2005年06月29日）在国家发改委官方网站上全文公布。
该文件敦促有关方面改革煤矿工作制度，尽快实行四班六小时工作制。
这份被视为矿工“福音书”的新政明确提出，提高矿工劳动保障水平，将矿工入井时间缩短至八小时之内，并尽快实行四班六小时工作制。
目前，中国诸多煤矿实施的是三班八小时工作制，加之下井及升井时间，不少矿工每班在井下时间均超过十小时。
4.2采区内巷道掘进方法
采区内所有工作面平巷均沿底板掘进，采用综合机械化掘进，选用EL—90型掘进机、ES—650型转载机、SSJ650/2×22（SJ—44型）可伸缩带式输送机、STD800/40型（SD—40P型）带式输送机、JD11—4调度绞车、JBT—52—2局部扇风机和梯形金属支架组成的成套设备。
巷道的拐弯半径必须与所选机型能达到的拐弯半径相吻合，因为可伸缩带式输送机的最小铺设长度为80m，所以，在初始掘进的80m巷道中，机后的物料运输不能采用可伸缩带式输送机只能采用矿车。
4.3劳动组织分配
劳动组织配备表
序号
项目
班次
定员
备注
生产一班
生产二班
检修班
1
采煤机司机
2
2
2
6
工
作
面
采
用
“
三
八
制
”
2
移架推输送机工
2
2
2
6
3
刮板输送机司机
1
1
1
3
4
转载机司机
1
1
1
3
5
泵站司机
1
1
1
3
6
皮带输送机司机
3
3
12
18
7
端头维护工
3
3
4
10
8
清煤工
2
2
0
4
9
看电缆工
1
1
0
2
10
班长
3
3
3
9
11
验收员
1
1
0
2
12
电工
1
1
5
7
13
库工
0
0
3
3
14
合计
21
21
34
76
15
回采率/%
93
第五章矿井基本技术经济指标
5.1矿井基本技术经济指标
表10-1设计矿井基本技术经济指标
序号
技术经济指标项目
单位
数量或内容
1
煤的牌号
气煤44
2
可采煤层数目
层
1
3
可采煤层总厚度
m
4.25
4
煤层倾角
°
12
5
矿井工业储量
Mt
227.49
矿井可采储量
Mt
154.59
6
矿井年工作日数
d
330
日采煤班数
班
2.5
7
矿井年生产能力
Mt/a
1.98
矿井日生产能力
t/d
6000
8
矿井服务年限
a
66.06
9
矿井第一水平服务年限
a
38.00
10
井田走向长度×井田倾斜长度
m
7430×3070
11
瓦斯等级
低
瓦斯相对涌出量
m3/t
4.84
12
通风方式
两翼对角式
13
矿井正常涌水量
m3/h
136
矿井最大涌水量
m3/h
178
14
开拓方式
立井两水平直接延深上下山
15
水平标高
m
-665、-990
16
生产的工作面数目
个
2
备用的工作面数目
个
0
17
采煤工作面年推进度
m
1013
18
移交时井巷工程量
m
4000
达产时井巷工程量
m
16092
19
开拓掘进队数
个
2
20
大巷运输方式
主运输皮带和辅助运输矿车
21
矿车类型
1.5t矿车
22
电机车类型
ZK10-6/550直流式架线电机车
23
设计煤层采煤方法
走向长壁大采高开采全部陷落法
24
工作面长度
m
200
工作面推进度
m/月
92.1
工作面坑木消耗量
m3/万t
1
工作面效率
t/工
43.27
工作面成本
元/t
65.2
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