东回风炮掘工程施工组织设计 1200.docx

东回风炮掘工程施工组织设计 1200.docx

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东回风炮掘工程施工组织设计1200

一采区回风下山掘进工作面

施工组织设计

编制单位：

山西西山金信建筑王封煤业项目部

编制人：

冯建宝

审核人：

王海柱

施工负责人：

编制日期：

2013年3月5日

编写说明

..................................................5

第一节、前言....................................................5

第二节、编写依据................................................5

第二章、地质工程概况...........................................6

第一节、地面相对位置及邻近采区开采情况..........................6

第二节、煤（岩）层特性..........................................7

第四节、地质构造................................................8

第五节、水文地质................................................10

第三章、巷道布置及支护说明..................................13

第一节、巷道布置...............................................13

第二节、支护设计...............................................13

第三节、支护工艺...............................................13

第四章、施工工艺..............................................14

第一节、施工顺序..............................................14

第二节、施工方法...............................................14

第三节、凿岩方式...............................................15

第四节、巷道支护...........................................15

第五节、装运煤矸..............................................16

第六节、管线布置...............................................17

第七节、设备及工具配备.......................................17

第五章、劳动组织及主要技术经济指标...........................18

第一节、劳动组织............................................18

第二节、作业循环............................................19

第三节、主要经济技术指标....................................21

第六章、生产系统............................................22

第一节、通风................................................22

第二节、压风系统.............................................24

第三节、瓦斯防治.............................................25

第四节、防尘................................................26

第五节、防灭火...............................................26

第六节、安全监控.............................................26

第七节、供电.................................................28

第八节、排水.................................................28

第九节、运输.................................................29

第十节、照明、通讯和信号......................................29

第十一节、防治水.............................................30

第七章、工程质量保障体系及质量保证措施.......................33

第八章、工期保证措施........................................36

第九章、工作面灾害防治......................................37

第十章、安全技术措施........................................40

第一节、施工准备............................................40

第二节、一通三防管理安全措施................................40

第三节、顶板管理安全措施....................................44

第四节、防治水..............................................45

第五节、机电................................................46

第六节、掘进机操作...........................................47

第七节、运输.................................................51

第八节、煤质...................................................53

第九节、其他...................................................53

第十一章、灾害应急措施及避灾路线...................................55

第十二章、规章制度.................................................61

第一节、交接班制度.............................................61

第二节、施工现场纪律...........................................62

第三节、设备管理制度...........................................62

第四节、质量管理制度...........................................63

第五节、技术管理制度...........................................63

第六节、施工现场防火规定.......................................64

第七节、入井管理制度...........................................64

第一章编制说明

第一节前言

太原东山王封煤业有限公司位于西山煤田杜儿坪一西铭勘探区北部，太原市万柏林区王封村西侧，东距太原市区约25km,距太原古公路4km。

距太原西站风声河发煤站仅13km，交通十分方便。

根据2008年4月山西省煤炭工业局以晋煤办基发（2008）114号文批准了该矿机械采煤升级改造初步设计。

2008年8月山西安检局并煤监安一字（2008）114号文批准了该矿机械化采煤升级改造初步设计安全篇。

根据晋煤重组办发（2009）47号文，王封煤矿为兼并重组资源整合单独保留矿井，生产规模0.6mt/a。

企业名称由原来“太原王封煤矿”变更为“太原东山王封煤业有限公司（以下简称：

王封煤业）”.

根据山西省国土资源厅2009年颁发的《采矿许可证》，批准王封煤业有限公司开采8、9号煤层，生产规模0.6Mt/a，井田面积2.3536㎡。

为了合理开发煤炭资源，使矿井嫩够“安全、有序、健康”地发展.

第二节编制依据

1、根据施工图纸、相关技术条款及该地区有关地质、气象资料。

2、本单位的资源优势及本工程前期的施工经验等。

3、国家、地方有关部门制定的有关煤炭开采方面的安全管理、质量验收和环境保护等方面的规范、标准和法规文件等。

4、国家规定适用的施工规范、施工技术规程、质量检验评定标准与验收办法等。

1、《煤矿安全规程》

2、《煤矿井巷工程质量验收规范》

3、《混凝土结构工程施工质量验收规范》

4、《地下防水工程质量验收规范》

5、《钢筋焊接及验收规程》

6、《爆破安全规程》

7、《煤矿测量规范》

8、《煤矿防治水规定》

各种文件若不一致，则下顺序优先执行：

国家标准、行业标准、企业标准，若出现新的标准文件等，按新准执行。

第二章地质工程概况

第一节地面相对位置及邻近采区开采情况

地面相对位置及邻近采区开采情况表

水平、采区

一采区

工作面名称

回风下山

地面标高（m）

1246.8

井下标高（m）

1094.8

地面的相对位置及建筑物

属山区林地带，无其它地面建筑。

井下位置及掘进地面设施的影响

无

巷道四邻关系

本巷道位于井田东部，为准备巷道，巷道北面为回风斜井南部为实体煤岩层，东面为采区运输巷。

西面为实体煤岩层。

走向

北西－南东

倾向

南西

长度

520

详见巷道布置图及施工剖面图（附后）

第二节煤（岩）层特征

1、煤（岩）层产状、厚度、结构、坚固性系数、层间距

巷道正常沿9#煤顶板掘进，该区域内9#煤层走向北西－南东，平均厚度3.44米,煤层厚度基本稳定，中间夹一层炭质泥岩，黑色，以半亮型、亮型为主，硬度系数f=2～3，煤层倾角4°-14°；直接顶为泥岩，厚度基本为0.75m，底板为砂质泥岩、粉砂岩。

（附图一:

地层柱状图）

煤层瓦斯涌出量、瓦斯等级、发火期、煤尘爆炸指数

2、根据山西省煤炭工业局晋煤安发【2009】34号文件，2008年度王封煤矿矿井相对瓦斯涌出量为2.37/t瓦斯绝对涌出量：

1.02m3/min，CO2相对涌出量为3.04m3/t，绝对涌出量：

1.31m3/min，属高低瓦斯矿井，煤层自燃倾向性为Ⅲ级，属不自燃煤层，煤尘属爆炸危险。

第三节地质构造

本区位于太原西山煤田西山矿区西北部边缘地带。

西山煤田位于吕梁山背斜东侧、汾河断陷地西侧，总体呈一走向北西的单斜，在此基础上发育有一系列的平缓褶曲、高角度正断层，主要褶曲有正门沟背斜、冶峪背斜及小卧龙向斜，主要断层有随老母正断层，落差100m，王封断层落差50-110m，杜儿坪正断层，落差80-220m。

赛庄正断层，落差65m，本矿区处于赛庄正断层南侧。

二、井田构造

本井田为褶皱构造，地层走向变化较大，倾角4°-14°，井田内共发育背斜3个，向斜2个，规模大小不等的正断层15条。

陷落柱4个。

分别叙述如下：

（一）褶皱构造

1.S1背斜：

位于井田西北部，轴向北东－南西向，轴长约700m左右，呈弧形展布。

两翼倾角约14°左右。

地表见出露，开采8号煤层时亦揭露。

2.S2背斜：

位于井田西南部，轴向北东－南西向，井田内轴长约450m，呈弧形展布，两翼倾角约6°-7°。

地表见出露，开采8号煤层时亦揭露。

3.S3向斜：

位于井田北部，轴向北东东向，轴长约1005m，呈直线展布，两翼倾角约9°左右。

地表见出露，开采8号煤层亦揭露。

4.S4背斜：

位于井田南部，轴向北端为北东向，南端转为南东向，基本呈“S”形展布。

轴长约1000m，两翼倾角约6°-7°。

地表见出露，井下开采中亦揭露。

5.S5向斜：

位于井田东部，轴向北北西向，基本呈直线展布。

井田内轴长约900m左右。

两翼倾角约6°左右。

地表见出露，开采8号煤层亦揭露。

（二）断层

1.F1断层：

位于井田北部边缘，为本井田边界断层，走向北东东向，倾向南东，倾角65°，落差10m，地表见出露。

2.F2断层：

位于井田北部F1断层南侧，走向北东东向，倾角北西，倾角65°，落差10m，开采8号煤层时发现。

井田内延伸长度260m左右。

3.F3-F15断层：

这些断层落差均小于5m，对煤层煤质影响较小，对井下开采、采区布置及其它开采技术条件影响甚微，图中已一一载明，这里不再叙述。

（三）陷落柱：

1.X1陷落柱：

位于井田北部，椭圆状，轴长25-30m。

2.X2陷落柱：

位于井田北部X1南侧，椭圆状，轴长20-45m。

3.X3陷落柱：

位于井田西北部，圆状，直径35m。

4.X4陷落柱：

位于井田西南部，椭圆状，轴长30-55m。

以上这些陷落柱均在井下开采中发现。

综上所述，本井田为褶皱构造，且同时发育断层、陷落柱，但规模均不大。

构造属中等。

第四节水文地质

一、地表径流

区内无常年流水，地势南高北低，“U”型沟谷发育，切割较深，雨季地表水均汇入井田西部的磺沟和井田东部的王封沟、小卧龙沟。

然后向北流入汾河。

二、含水层特征

区内主要含水层为第四系、二迭系上、下石盒子组、山西组，石炭系太原组、本溪组及奥陶系灰岩，现将区内含水层特征分述如下：

1.第四系中上更新统冲洪积亚粘土、粘土、砂土类孔隙含水层组。

分布于区内缓坡及山头，岩性为浅黄、黄褐色亚粘土、粘土及砂土夹砾石层，厚度数0-20m，由于其所处位置较高，位于当地侵蚀基准面之上，仅透水而不含水。

2.二叠系上、下石盒子组砂岩裂隙含水层组

区内大面积出露，岩性为一套砂岩、泥岩互层，地下水主要受地形、构造及裂隙发育程度的控制，其含水性强的地段仅限于河谷的风化带，含水性弱，山区风化带稍强，单位涌水量0.00102-0.0075L/s.m，渗透系数0.0024-0.00526m/d，水位标高1004.21-1050.71m，水质类型属重硫酸盐钙钠型，矿化度95mg/L，硬度8.66德国度，为微硬的淡水。

3.二叠系下统山西组砂岩裂隙含水层组

区内有出露，岩性为砂岩、泥岩、砂质泥岩夹煤层。

根据铁磨沟精查区资料，本组高居于当地侵蚀基准面之上，补给条件极差，有小部在河谷中，含水性可能强，其余含水微弱，单位涌水量＜0.0067-0.0075L/s.m，渗透系数＜0.0012-0.526m/d，水位标高1031.57-1063.15m，水质为重碳酸硫酸盐（或氯化物）钠钙型，矿化数97-473mg/L，硬度0.73-6.97德国度，为极软－软的淡水。

4.石炭系上统太原组砂岩、灰岩裂隙岩溶含水层组

区内有出露，岩性为砂岩、泥岩及L1、K2、L4等3层灰岩及煤层组成。

据铁磨沟精查资料，当该含水层埋深较浅或与当地冲积层接触时，有良好的补给条件，含水性强，而当其埋深加大补给条件变差时含水性也随之急剧变弱，单位涌水量0.00021-0.183L/s.m，渗透系数0.0013-1.432m/d，水位标高964.11-1071.48m，水质类型属重碳酸硫酸盐（或氯化物）钠钙（或钙镁）型，矿化度376-538mg/L，硬度1.70-20.36德国度，为极软－硬的淡水。

5.奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水层组

区内未出露。

据西铭－杜儿坪精查报告，本区奥陶系峰峰组中由于泥质灰岩及石膏层的隔水作用，从而形成两个含水层组，第一含水层组水位标高914.64-929.72m，单位涌水量0.4-5.6L/s.m，渗透系数3.28-49.04m/d；第二含水层水位标高969.0-880.32m，单位涌水量0.81-11.91L/s.m，渗透系数4.92-20.52m/d。

据山西焦煤集团公司地测勘探中心及山西煤田水文地质勘探229队2001年编制的《西山煤田综合水文地质图说明书及附表》推定本井田奥灰岩溶裂隙水水位标高为836m。

三、隔水层特征

1.石炭系、二叠系泥岩隔水层

石炭系、二叠系地层中均含有厚度不同的泥岩，特别是二叠系山西组、下石盒子组中泥岩相对较为发育，厚达十一二十余米，并与砂岩含水层互层，一般也构成了本组地层内的较好的隔水层。

2.石炭系本溪组（C2b）

区内西部沟谷出露，为一套灰绿、深灰色铝土质泥岩，厚度25-35m，为区内以及区域的良好隔水层。

四、地下水的补给、迳流及排泄

区内奥陶系岩溶裂隙含水层组无出露，主要接受大气降水、地表河流及层间水下渗补给，向东南迳流，以泉水形式排泄；石炭、二迭系含水层地层区内有出露，直接接受大气降水补给，沿层间倾向径流，并与上覆的松散含水层发生水力联系，二者互为补给关系，主要以泉水或层间渗流形式排泄。

第四系松散含水层组主要接受大气降水，由于其所处位置远远高于当地侵蚀基面，故仅透性而不含水。

综观全区情况，地下水补给的主要形式是大气降水及河流的直接补给，一般沿地层走向径流为主。

大气降水受地形、岩性、植被、有效降水量及延续时间等因素影响，一般暴雨对地下水的补给不利，中小雨且长时间的降雨对下地水的补给有利。

地下水的排泄有二种，一是蒸发作用，二是泉水或渗流排泄。

五、地质构造的控水作用

本井田为褶皱构造，向斜轴部会蓄水，断层及陷落柱具有导水作用，增强了上、下各含水层之间的水力联系。

六、矿井充水因素分析

9号煤层充水因素分析有四点：

一是本区呈褶曲构造，向斜轴部会蓄水；二是断层是补给水的通道，井田北部F1、F2正断层，落差10m，受断层的影响，井田内小断裂较发育，断层会将上部含水层的水及地表水渗入煤层；三是8、9号煤层上部的三层石灰岩，尤其是L1灰岩为8号煤层之直接顶板，溶洞发育，有利于地下水富集；四是8号煤层已采空，其采空积水是9号煤层的主要充水水源。

以上这些因素对9号煤层的开采均有很大影响，所以在开采9号煤层时，要引起足够重视。

关于奥灰水，由于其水位较低，均处于9号可采煤层底板以下，中间又有本溪组良好隔水层，不会对矿井生产形成威胁。

综上所述，9号煤层为顶板进水为主的岩溶裂隙充水矿床，由于8号煤层开采后形成的采空积水使矿井水文地质条件变得复杂化，9号煤层水文地质条件应为中等。

第三章巷道布置及支护说明

第一节巷道布置

开口在回风斜井车场处，坐标（x=4196134.00y=19618544.00）按方位180°沿煤层顶板掘进，为煤巷，巷道形状为梯形，规格：

掘进断面3993×3440mm,水沟形状为矩形，规格：

净断面300×350mm。

第二节支护设计

巷道断面及支护形式：

临时支护采用三根3.2m前探π型顶梁支护，每根前探梁用两个卡箍与永久支护连接，随掘随移。

严禁空顶作业，工作面最大控顶距不得超过1.0m，最小控顶不得大于0.2m永久支护采用11#工字钢棚，呈梯形状及时支护巷道，棚距0.66m。

第三节支护工艺

1、巷道支护材料：

支护材料：

选用11#型工字钢。

2、工字钢支护形式、参数

工字钢支护形式为梯形，支护格式：

掘进上口3460mm，下口宽4619mm高3440mm，工字钢棚腰净上口宽3109mm，下口宽4266mm，高3280mm，棚距660mm，棚腿上采用四根拉杆加固，棚腿与地板叉角为80°，棚腿必须支在实地上，顶板破碎地段，压力比较大的地段，棚距相应缩至0.5m，

巷道特征表

项目

巷名

煤层

断面形状

掘进面积

净断面

巷道坡度

最大控顶距

棚距

掘进前

掘进后

采区回风

9#

梯形

14.01

12.02

0.2

0.1

0.66

第四章施工工艺

第一节施工顺序

安全检查（顶板、瓦斯、工程质量、风筒距离、探头位置、煤尘及涌水情况等）→（同时延长皮带）→标定中腰线→试机→进刀割煤出煤→安全检查→支护→收尾整理工程质量。

断面截割顺序根据掘进机操作说明及应用实践总结出断面截割最佳方案为：

先进行掏槽，然后再进行正式截割，其断面截割顺序为：

1、掏槽

应先无负荷的启动掘进机截割部，然后再开动掘进机，以截割滚筒不打滑为宜，铲板下放到底板上，使之受力后稳定，开动掘进机到迎头，使截割臂在底下左帮位置，这时截割臂可以从底部左帮截割到巷道右帮位置，向前开动掘进机，深度视迎头顶板情况或截割滚筒不打滑为宜，再从右往左截割到左帮位置，再向前开动掘进机，这样循环往复几个过程，把截割滚筒全部截割进去，这个过程即为上部煤壁掏槽结束。

2、截割

把铲板下放到底，使之受力把掘进机略微抬起，将后稳定器放下，使之受力，然后把截割臂慢慢抬起，掘进机抬起高度以迎头实际情况而定，然后从左到右，再由右到左进行截割到所需巷道断面为止，整个截割过程为一个循环，一个循环进尺0.8m,最大控顶距为1.0m,最小控顶距0.2m。

第二节施工方法

采区回风巷采用沿9#煤顶板掘进全断面一次成巷方法，掘进与支护顺序作业。

1、掘进采用掘进机按设计要求一次成巷，带式输送机运输。

正常情况下要按综掘流程图进行。

2、永久支护矿用11#工字钢对棚支护，工作面临时支护采用铰接前探梁支护，支护紧跟工作面。

3、按地测科给定的施工中线（激光指向仪，红外线要同时穿过3个中线点下垂的工程线），沿9号煤层顶板掘进，煤层高度不够设计要求的沿顶起底掘进。

4、交接班后，必须先进行安全检查和中线检查，发现存在问题和隐患必须立即处理，确认安全无误后方可开工。

然后按正规循环作业顺序进试机、进刀等工作，当工作面切割完后，由班组长进入工作面，由外向里依次检查顶板、支护、中线、煤尘等情况，确认安全无误后，前移临时支护，用大木楔使其接顶，并打紧背牢，然后进行打锚杆、永久支护、整理工作面，以此为一个循环。

附图：

综掘切割头切割方法示意图

施工方法采用随掘随支一次成巷，滚班作业方式。

第三节凿岩方式

本规程所施工巷道采用EBZ-160掘进机破煤（岩）。

一、施工方式

1、设备配备：

EBZ-160型掘进机1台。

2、工艺流程：

安全检查→标定中腰线→试机→进刀割煤出煤→安全检查→支护。

第四节巷道支护

1）临时支护

采用三根3.2m前探π型顶梁支护

2）支护材料及参数

采用11#矿用工字钢梯形对棚支护，梯形对棚中心距为0.7m，棚腿长3423mm、棚梁长度3350mm；背板采用钢筋混凝土制作，规格：

L×B×h=880×200×50mm;拉杆采用

=20mm、L=970mm的钢筋制作；连接孔采用钢管焊接，规格：

=28mm、L=100mm、d=3.0mm。

（详见：

支护设计图）

3）工字钢支护质量要求

1．偏离中线不得超过±50mm；

2.棚距不得超过设计±30mm；

3.前仰后倾不得超过±20mm；

4、棚腿与底板叉角80°；

5、棚腿必须深入底板100mm；

6.棚架梁腿衔接不得出现吊口，