12百一矿井施工组织设计最终稿.docx
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12百一矿井施工组织设计最终稿
山西煤炭运销集团百尺第一煤业有限公司
施工组织设计
第一章矿井概况
第一节兼并重组整合前各矿现状
一、兼并重组整合前各矿现状
据山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室文件“晋煤重组办发[2009]24号”《关于长治市壶关县煤矿企业兼并重组整合方案的批复》，以山西省煤炭运销集团有限公司为重组整合主体，将壶关县五谷山煤矿、壶关县百尺镇山上村井圪脊煤矿、山西省壶关县百尺镇西柏林村开花山煤矿、山西省壶关县百尺镇西柏林天神山煤矿及壶关县西山煤矿等五矿进行重组整合，重组后矿井定名为“山西煤炭运销集团百尺第一煤业有限公司”。
五座整合矿井均在2008年以前关闭。
山西煤炭运销集团百尺第一煤业有限公司于2009年11月29日经山西省国土资源厅批准，换发采矿许可证，证号为C140000************5875，批准开采15号煤层，矿区面积9.0611km2，开采标高由1246m到1015m。
生产规模45万吨/年。
整合后矿井新增矿区面积7.517km2，净增生产能力16万吨/年。
二、井田内矿井及小窑
本次资源整合项目参与重组矿井5座，其具体分布情况如下图：
1.壶关县五谷山煤矿：
为村办集体企业，采矿证号1400000722272，批准开采15号煤层，有效期自2007年5月至2010年5月。
矿区拐点坐标：
序号
（54）3度带
（54）6度带
地理坐标
X
Y
X
Y
经度
纬度
1
3981952.00
38425417.00
3983820.00
19696050.00
113°10′24〞
35°57′51〞
2
3981930.00
38426126.00
3983820.00
19696760.00
113°10′52〞
35°57′50〞
3
3981395.00
38426609.00
3983300.00
19697260.00
113°11′11〞
35°57′33〞
4
3981372.00
38427349.00
3983300.00
19698000.00
113°11′41〞
35°57′33〞
5
3981073.00
38427340.00
3983000.00
19698000.00
113°11′41〞
35°57′23〞
6
3981095.00
38426600.00
3983000.00
19697260.00
113°11′11〞
35°57′23〞
7
3980716.00
38426589.00
3982620.00
19697260.00
113°11′11〞
35°57′11〞
8
3980753.00
38425380.00
3982620.00
19696050.00
113°10′22〞
35°57′13〞
2.壶关县百尺镇西柏林天神山煤矿：
为村办集体企业，批准开采15号煤层，设计生产能力9万吨/年，实际生产能力5万吨/年。
2003年6月由山西省国土资源厅核发采矿许可证（1400000330859），有效期自2003年6月至2006年6月。
矿区拐点坐标如下：
序号
（54）3度带
（54）6度带
地理坐标
X
Y
X
Y
经度
纬度
1
3983148.00
38424903.00
3985000.00
19695500.00
113°10′03〞
35°58′30〞
2
3983126.00
38425603.00
3985000.00
19696200.00
113°10′31〞
35°58′29〞
3
3983075.00
38425601.00
3984950.00
19696250.00
113°10′32〞
35°58′27〞
4
3982625.00
38425637.00
3984500.00
19696250.00
113°10′33〞
35°58′13〞
5
3982253.00
38426376.00
3984120.00
19696000.00
113°10′22〞
35°58′01〞
6
3982269.00
38424876.00
3984120.00
19695500.00
113°10′02〞
35°58′02〞
3.壶关县百尺镇山上村井圪脊煤矿：
为壶关百尺镇山上村村办煤矿，批准开采9、15号煤层。
2003年4月由山西省国土资源厅核发采矿许可证（证号1400000320192），设计生产能力3万吨/年，实际生产能力3万吨/年。
矿区拐点坐标如下：
序号
（54）3度带
（54）6度带
地理坐标
X
Y
X
Y
经度
纬度
1
3982222.00
38424775.00
3984070.00
19695400.00
113°09′58〞
35°58′00〞
2
3982203.00
38425374.00
3984070.00
19696000.00
113°10′22〞
35°58′00〞
3
3981204.00
38425344.00
3983070.00
19696000.00
113°10′21〞
35°57′27〞
4
3981223.00
38424744.00
3983070.00
19695400.00
113°09′57〞
35°57′27〞
4.壶关县百尺镇西柏林村开花山煤矿：
为村办煤矿，批准开采3号、15号煤层，其中3号煤层于1997年以前已采空。
2003年6月3日山西省国土资源厅核发采矿证（证号1400000330860），有效期自2003年6月至2006年6月。
矿区拐点坐标如下：
序号
（54）3度带
（54）6度带
地理坐标
X
Y
X
Y
经度
纬度
1
3983597.00
38424917.00
3985450.00
19695500.00
113°10′03〞
35°58′44〞
2
3983551.00
38426416.00
3985450.00
19697000.00
113°11′03〞
35°58′43〞
3
3983052.00
38426400.00
3984950.00
19697000.00
113°11′02〞
35°58′26〞
4
3983075.00
38425651.00
3984950.00
19696250.00
113°10′32〞
35°58′27〞
5
3983126.00
38425603.00
3985000.00
19696200.00
113°10′31〞
35°58′29〞
6
3983148.00
38424903.00
3985000.00
19695500.00
113°10′03〞
35°58′30〞
5.壶关县西山煤矿：
为壶关县煤炭总公司集体企业，始建于1993年，1994年投产。
2003年4月，山西省国土资源厅换发采矿许可证（证号1400000320188），批准开采8、9、15号煤层，有效期自2003年4月至2006年4月，生产规模5万吨/年。
矿区拐点坐标如下：
序号
（54）3度带
（54）6度带
地理坐标
X
Y
X
Y
经度
纬度
1
3982621.00
38424137.00
3984450.00
19694750.00
113°09′32〞
35°58′12〞
2
3982600.00
38424836.00
3984450.00
19695450.00
113°10′00〞
35°58′12〞
3
3982250.00
38424826.00
3984100.00
19695450.00
113°10′00〞〝〞
35°58′00〞
4
3982253.00
38424736.00
3984100.00
19695360.00
113°09′56〞
35°58′01〞
5
3981504.00
38424713.00
3983350.00
19695360.00
113°09′56〞
35°57′36〞
6
3981522.00
38424103.00
3983350.00
19694750.00
113°09′31〞
35°57′37〞
据矿方调查各整合矿井之间无越界开采现象，其中天神山煤矿及井圪脊煤矿各井筒均已封闭；开花山煤矿及西山煤矿各井筒暂用水泥预制板、木料等杂物覆盖，考虑资源整合后开启利用；五谷山煤矿各井筒未封闭。
另据矿方调查南村及曹家沟村以东存在小窑破坏区，面积约为1.587km2。
以上五矿均已开采15号煤层，均为低瓦斯矿井，且以往生产过程中未出现瓦斯事故。
三、周边矿井及小窑
山西省煤炭运销集团黄山煤业，位于本井田北部，其南边界与本井田北边界部分重合。
证号为C140000************5800，批准开采15号煤层，生产规模90万t/a，面积为13.5123km2，开采标高1260-1000m,有效期自2009年11月29日至2011年11月29日。
山西省煤炭运销集团百尺第二煤业，位于本井田南部，其北边界与本井田南边界部分重合。
证号为C140000************5799，有效期为2009年11月29日—2011年11月29日，井田面积为11.1223km2，批准开采15号煤层，开采标高标高为1240m-1030m，生产规模为60万吨/年。
以上二矿均已开采15号煤层，与本矿无越界开采现象。
均为低瓦斯矿井，以往生产过程中未出现瓦斯事故。
第二节矿井建设自然条件
一、交通位置
百尺第一煤业有限公司井田位置地处壶关县南部。
区内包括西柏林村、东柏林村、南村、曹家沟四个行政村。
距离长治市区约24km，距壶关县直距约16km，行政区划隶属长治市壶关县百尺镇管辖，长治—陵川公路从井田西部边界外5km处通过，北紧靠荫城—林州公路。
其间有乡级公路相通。
交通运输条件十分方便。
（详见下图）。
百尺第一煤业有限公司井田长约5km，宽约2.8km，呈一不规则多边形，面积约9.0611km2。
井田地理坐标范围为：
东经113°09′31″—113°12′50″，北纬
35°57′09″—35°58′44″。
2、地形地貌及气候条件（气象）
井田地处太行山中南段的长治盆地东缘，沁水盆地之东缘，地貌形态属于低山区，地表经长期风化侵蚀，黄土冲沟纵横交错，冲沟间黄土梁峁断续分布，地形复杂。
地势呈北部、西部高，南部、中部低，最高点位于井田西部山脊，海拔1312.90m，最低点位于井田东部冲沟中，海拔1110m，最大相对高差202.90m。
本区属典型的大陆性气候，四季分明，气候干燥，昼夜温差大，全年平均日照时数达2630.1小时，日照率60%。
境内年平均气温8.8℃，一月份-5℃～6℃，最低-24.5℃，7月份平均气温22.7℃，最高37℃。
年均降水量在590mm左右，且多集中在7、8、9三月，年均蒸发量1740mm，年蒸发量是年降水量的3倍以上。
全年无霜期约160天，初霜日出现在10月上旬，终霜日在次年4月下旬，最大积雪厚度20mm，最大冻土深度68cm。
夏季主导风向SE，冬季主导风向WN，年平均风速2.1m/s，最大风速17m/s。
三、地震
区域内有史载的最早一次地震为公元167年6月18日的高平地震，至2000年共发生地震50余次，其中破坏性的有8次，强度4—5级，据国家地震局对该地区地震鉴定，本区处于临汾和邢台两大地震带之间为相对稳定区，属太行山亚弱地震带。
按照GB18306-2001《中国地震动参数区划图》，调查区地震动反应谱特征周期（f）为0.45s，地震动峰值加速度为0.10g，对应的地震基本烈度为
度。
第三节矿井主要技术特征
一、井田范围及储量
1、井田范围
百尺第一煤业有限公司井田长约5km，宽约2.8km，呈一不规则多边形，面积约9.0611km2。
井田地理坐标范围为：
东经113°09′31″—113°12′50″，北纬35°57′09″—35°58′44″。
井田范围由11个拐点确定，见表（6°带）：
矿区范围拐点坐标表
坐标系
点号
北京54坐标系
西安80坐标系
平面坐标（6°）
大地坐标
平面坐标（6°）
X坐标
Y坐标
经度
纬度
X坐标
Y坐标
1
3985450.00
19695500.00
113°10′03″
35°58′44″
3985401.34
19695431.64
2
3985450.00
19697900.00
113°11′38″
35°58′42″
3985401.33
19697831.65
3
3983400.00
19697900.00
113°11′36″
35°57′35″
3983351.32
19697831.65
4
3983400.00
19699750.00
113°12′50″
35°57′34″
3983351.31
19699681.66
5
3982620.00
19699750.00
113°12′49″
35°57′09″
3982571.31
19699681.66
6
3982620.00
19695720.00
113°10′09″
35°57′12″
3982571.32
19695651.63
7
3983070.00
19695400.00
113°09′56″
35°57′27″
3983021.33
19695331.63
8
3983350.00
19695400.00
113°09′57″
35°57′36″
3983301.33
19695331.63
9
3983350.00
19694750.00
113°09′31″
35°57′36″
3983301.33
19694681.63
10
3984450.00
19694750.00
113°09′32″
35°58′12″
3984401.34
19694681.63
11
3984450.00
19695500.00
113°10′02″
35°58′11″
3984401.33
19695431.64
2、井田储量
本次整合勘探任务为详细探明15号煤层保有储量情况，故对15号煤层储量赋存情况进行了估算，15号煤层估算面积为2.620km2。
15号煤层为贫煤（PM），地层倾角小于25°。
按照中华人民共和国国土资源部2002年12月17日发布的《煤、泥炭地质勘查规范》中附录E—建议资源/储量比例及资源量估算指标确定：
最高可采灰分为（Ad）40%，最高硫分（St.d）为3%，最低发热量（Qnet.d）17.0MJ/kg。
15号煤层资源/储量估算最低可采厚度为0.80m。
经本次估算，获得井田内15号煤层保有资源/储量1501万t。
其中探明的经济基础保有储量（111b）1460万t，推断的资源量（333）41万t。
资源/储量估算结果汇总表
煤层号
煤类
资源/储量（万t）
111b/保有
（%）
（111b+122b）/保有
（%）
111b
122b
333
保有
15
PM
1460
0
41
1501
97
97
2、生产能力及服务年限
根据山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室文件“晋煤重组办发【2009】24号”《关于长治市壶关县煤矿企业兼并重组整合方案的批复》，山西煤炭运销集团百尺第一煤业有限公司由原壶关县五谷山煤矿、壶关县百尺镇山上村井圪脊煤矿、壶关县百尺镇西柏林开花山煤矿、壶关县百尺镇西柏林天神山煤矿及壶关县西山煤矿等五矿进行重组整合组成，其主体企业为山西煤炭运销集团公司。
山西省国土资源厅于2009年11月29日为该公司颁发了采矿许可证，证号为C140000************5875，有效期为2009年11月29日～2011年11月29日，井田面积为9.0611km2，批准开采15号煤层，生产规模为450kt/a。
矿井服务年限
矿井服务年限按下式计算：
T=Zk/（K·A）
式中：
T——矿井服务年限，a；
Zk——设计可采储量，2467kt；
A——设计生产能力，450kt/a；
K——储量备用系数，取K=1.3；
矿井服务年限：
T=Zk/（A·K）=2467/（450×1.3）≈4.2（a）
三、井田开拓方式及巷道布置
1、开拓方式
在矿井北部，西柏林村西侧，离原开花山工业场地约300m，有一块台地，作为整合以后矿井的主井工业场地。
1、井筒
设计在选定的工业场地内布置主斜井（新凿）、副立井（原开花山煤矿主立井）和回风立井（利用原西山煤矿主立井）三个井筒，全井田采用三个井筒开拓。
井筒
主斜井（新凿）：
倾角为18°，净宽B=5000mm，斜长354.0m，落底到15号煤层，装备800mm带式输送机担负矿井原煤提升任务。
铺设轨道，担负矿井下大件和长材等任务，铺设压风和消防洒水管路，设台阶，兼做矿井进风井和安全出口。
副立井（原开花山煤矿主立井）：
净直径3.8m，净断面积11.33m2，井筒垂深102m，落底15号煤层，采用双钩提升，单罐笼加平衡锤，担负矿井提升人员、下放材料和提矸等辅助提升任务。
兼做矿井进风井。
回风立井（利用原西山煤矿主立井）：
直径4.0m，净断面12.56m2，井筒垂深181.3m，落底15号煤层，担负矿井回风任务。
井筒内敷设梯子间，作为矿井的安全出口。
原西山煤矿主立井为本矿井兼并重组整合的利用井筒，井田内所有多余井筒必须按照“六条标准”实施关闭。
2、水平划分
井田范围内可采煤层为15号煤层，设计考虑采用单水平回采矿井15号煤层资源储量，水平标高为+1080.0m。
3、井下开拓部署
副立井落底后布置井底车场及硐室，沿东西方向布置运输、轨道和回风大巷，穿过采空区，沿西南东北方向布置二采区运输、轨道和回风巷。
在主斜井落底附近沿南北方向布置运输、轨道和回风大巷，至井田中部，沿东西方向布置运输、轨道和回风大巷。
大巷之间间距30m。
运输大巷与主斜井连接，轨道大巷通过井底车场巷道与副立井连接，回风大巷与回风立井连接。
这样就形成了全矿井的开拓系统。
由于受采空区的影响，运输大巷、轨道大巷和回风大巷局部需布置在15号煤层底板下方，设计运输大巷、轨道大巷和回风大巷布置在15号煤层底板下方25m处。
4、通风
矿井通风方式为分列式，主斜井和副立井进风，回风立井回风。
三个井筒均服务于整个井田所有煤层。
5、采区划分
全井田15号煤层共划分为4个采区。
6、开采顺序
根据开拓部署，先开采一采区，接着开采二采区、三采区，最后开采四采区。
2、井筒布置及特征
井筒数目及用途
根据井田开拓方案，矿井移交生产及达产时，共布置主斜井、副立井及回风立井三个井筒，井筒用途分述如下：
主斜井：
倾角为18°，净宽度B=5000mm，净断面积17.31m2，斜长354.0m，落底到15号煤层，装备800mm带式输送机担负矿井原煤提升任务。
铺设轨道，担负矿井下大件和长材等任务，铺设压风和消防洒水管路，设台阶，兼做矿井进风井和安全出口。
副立井：
净直径3.8m，净断面积11.33m2，井筒垂深102m，落底15号煤层，采用双钩提升，单罐笼加平衡锤，担负矿井提升人员、下放材料和提矸等辅助提升任务。
兼做矿井进风井。
井筒内敷设排水管路、洒水管路、黄泥灌浆管路及电缆。
回风立井：
直径4.0m，净断面12.56m2，井筒垂深181.3m，落底15号煤层，担负矿井回风任务。
井筒内敷设梯子间，作为矿井的安全出口。
新凿主斜井时，矿井应进行主斜井的工程地质条件的补勘工作。
主斜井：
装备800mm胶带输送机，铺设轨道。
副立井：
1t标准罐笼和平衡锤。
回风立井：
装备梯子间。
四、开采方法及回采工艺
（一）采煤方法
矿井为低瓦斯矿井，开采15号煤层为自燃煤层，根据矿井开采条件，确定采用综采一次采全高采煤方法，采高3.85m。
全部垮落法管理顶板。
（二）回采工艺
设计15号煤综采工作面长度为90m，采用一采一放的循环方法，二采一准的作业方式。
1、工艺过程：
上（下）端头进刀――上（下）行割煤装煤――移架――移前溜――放顶煤――移后溜。
采煤机采用上下端头斜切进刀，进刀长度25m左右，移架滞后采煤机后滚筒3-5m，追机作业，滞后移架10-15m推移前部输送机，输送机弯曲长度不小于15m，推移步距0.8m。
采煤机下行割煤完成后再放顶煤以免两工序相互影响。
2、采煤机的割煤方式
采煤机双向割煤，往返两刀的割煤方式。
其生产工艺过程为：
双向割煤方式的主要特点是：
采煤机沿工作面前后滚筒同时割煤，上行、下行割煤全厚，并同时完成推移输送机、支架等一个采煤循环的全过程。
采煤机沿工作面上下行割煤，装煤完成一个采煤循环。
3、采煤机的进刀方式
端部斜切式进刀法，其进刀过程为：
当采煤机割煤至工作面端头时，其后的输送机槽已移近煤壁，采煤机机身处尚留有一段下部煤；调换滚筒位置，前滚筒降下、后滚筒升起，然后沿输送机弯曲段返向割入煤壁，直到采煤机机身进输送机直线段为止，这时采煤机已向煤壁推进了一个截深；然后将输送机移直，再调换两滚筒的上、下位置；采煤机重新返回割煤至输送机机头处；再次调换上、下滚筒位置，采煤机沿工作面向右正常割煤，直到工作另一端。
向下运行一个机长将前滚筒放下，然后向下割煤装煤直至下顺槽。
（三）采煤工作面设备选型
1、采煤机
本矿井回采15#煤层，采煤机的型号选用MG300/730-WD型采煤机，电机总功率为730KW，其技术特征见下表：
MG300/730-WD型采煤主要技术参数
型号
采高
（m）
电机功率
（kW）
滚筒直径
（m）
截深
（mm）
牵引速度
（m/min）
机面高度
（mm）
重量
（t）
MG300/730-WD
2.2-4.1
730
2.2
600
0-6.6
1460
45
2、可弯曲刮板输送机
工作面可弯曲刮板输送机要满足三个方面的要求：
一是运输能力要与采煤机的瞬时产量相匹配并留有余地；
二是外形尺寸和牵引方式与采煤机相匹配；
三是运输机长度与工作面长度一致，矿井工作面长度90m。
考虑上述因素，工作面刮板输送机选用SGZ730/160型可弯曲刮板输送机一部，其主要技术参数见表。
可弯曲刮板输送机技术特征表
设备型号
设计长度
（m）
输送能力
（t/h）
刮板链速
（m/min）
适应煤层倾角
（°）
电机功率
（kW）
电压等级
（V）
SGZ-730/160
90
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