马家岩施工组织设计.docx

1、马家岩施工组织设计附件：附图一：工业场地施工总平布置图附图二：施工场地临时设施示意图附图三：井巷工程施工总平面图附图四：巷道布置及机械配备平面图附图五：主要巷道施工断面图附图六：井巷施工通风系统图附图七：永久通风系统图附表一：三类工程综合工期安排图表附表二：矿井设备用电负荷统计表附表三：劳动力需用计划表（矿、土、安）附表四：主要施工材料需用计划表附表五：主要施工设备需用计划表附表六：主要施工机械设备表附表七：施工图提交计划表附表八：逐年工程量及投资计划表附表九：建筑物及结构物特征表前 言一、概述根据山西省政府关于“资源整合、联合改造、淘汰落后、优化结构”的煤炭政策，晋煤重组办发200927号关

2、于太原市娄烦县煤矿企业兼并重组整合方案的批复意见。娄烦县马家岩煤矿为单独保留的矿井之一。根据2009年12月28日核发的C1400002009121220050299号采矿许可证（1980西安坐标系）原设计生产能力60万t/a，这次兼并重组整合后生产能力为90万t/a，新增生产能力30万t/a,矿区面积3.867km2,批准开采煤层4#9#煤层,保有资源/储量69898kt。为了加快推进煤炭资源有效保护和合理开发利用，推进地方煤炭工业的发展，提高效益，同时为贯彻山西省政府关于“资源整合、联合改造、淘汰落后、优化结构”的指导方针，合理保护、开发矿产资源，特编制该施工组织设计。二、编制依据1. 山

3、西煤炭运销集团马家岩煤业有限责任公司兼并重组整合项目初步设计；2. 晋煤规发20071207号文及煤矿资源整合地质报告评审意见书；3. 晋煤重组办发200927号关于太原市娄烦县煤矿企业兼并重组整合方案的批复意见；4. 国家工程建设强制性条文及有关的技术政策、设计规范、安全规程及技术规定；5. 现场踏勘过程中收集到的资料；三、指导思想认真贯彻执行国家有关煤炭建设的方针政策，借鉴国内外大型矿井的建设经验，以高效、安全、持续稳产、投资少、经济效益好为目标，根据井田具体条件，采用先进适宜的技术、装备和管理模式，改革开拓部署和地面布置，建立功能有效、结构简单、运行可靠、保证安全、技术与能力相互匹配的各

4、生产系统，把矿井建设成为具有中国特色的现代化矿井。第一章 矿井工程概况1.1 交通地理山西煤炭运销集团马家岩煤业有限公司（单保矿井）位于太原市娄烦县城北新舍科村以南，行政区划隶属娄烦县静游镇管辖。井田地理坐标：东经11144271114609，北纬380859381013。井田面积3.867km2,批准开采49号煤层。生产规模90.00万吨/年。该矿位于娄烦县城北，北距岚县县城约15km，南距娄烦县城约10km，东南距古交市约48km，乡级柏油路通过本井田。东距太（原）岚（县）公路约4km，可与太原市主要交通干道相接，交通比较方便。见图1-1-1比例：1：320000 山西煤炭运销集团马家岩煤

5、业有限公司图1-1-1 交通位置图1.1.1 地形地貌、气候特征井田位于吕梁山脉的东麓，地表呈侵蚀低山地貌，井田内总体地势南高北低。最高点位于井田南部山梁，标高为1372.4m，最低点位于井田北部的龙泉河谷，标高为1215.2m，最大相对高差157.2m。本区属温带大陆性半干旱气候，四季分明，气候干燥。夏季短而燥热，冬季长而寒冷，昼夜温差大。年平均气温8.3，最高平均20.7，最低平均-9，极端最低气温为-30.5，最高温度36.4。年平均降水量464.3mm，雨水少，且多集中在7、8、9月。年蒸发量平均为1762.1 mm，约为年降水量的4.0倍。无霜期为135145天，每年10月底结冻，翌

6、年3月底解冻，全年冰冻期160天以上。最大冻土深度85117cm。夏季主导风向多为东南风，冬季多西北风，年平均风速2.1m/s，最大风速16m/s。风力一般为5级，最大可达8级。1.1.2周边矿井及小窑开采情况一、这次兼并重组整合前，根据太原市娄烦县煤炭资源整合和有偿使用工作方案的核准意见，太原市娄烦县马家岩煤矿为单独保留的5座煤矿之一。二、周边矿井及小窑开采情况1.井田北部为山西珠峰煤业有限公司（整合矿井、由原娄烦县辽海煤矿、安子湾煤矿和常胜窑煤矿及新增资源区整合）。南为山西三聚盛煤业有限公司整合矿井和山西顺昌煤业有限公司整合矿井，东南部为娄烦县麻地湾整合矿井。东部为国家规划区，西部无生产矿

7、井。珠峰煤业有限公司整合矿井，由原娄烦县辽海煤矿、安子湾煤矿和常胜窑煤矿及新增资源区整合而成，井田面积5.6812km2，批采4、7、9号煤层，设计生产能力1.2Mt/a，目前正在办理各种相关证件及手续。三聚盛煤业有限公司由原娄烦县岩头村煤矿，宽阳沟煤矿和大沟煤矿及新增资源区整合而成，井田面积2.4734km2批采9号煤层，设计生产能力900kt/a。目前也正在办理各种相关证件及手续。麻地湾、顺昌煤业有限公司由原娄烦县山庄头煤矿、石槽煤矿及新增资源区整合而成。井田面积0.9695km2,批采9号煤层。设计生产能力900kt/a，目前亦正在办理各种相关证件及手续。麻地湾煤矿由原娄烦县麻地湾煤矿、

8、新庄煤矿和新增资源区整合而成，井田面积1.3882km2，批采9号煤层，设计生产能力900kt/a，目前正办理各种证件及手续。四邻关系图1-2-1。四邻关系图1-1-21.1.3水系及主要河流井田内河流不发育，没有常年性河流。黄土冲沟较发育，主沟多沿北、北东向发育，支沟一般为北西向和南东向，井田北部有龙泉河自西向东流过。在雨季汇集沿途冲沟内洪水，向东排入汾河。天旱时一般干涸。1.1.4气象特征本区属温带大陆性半干旱气候，四季分明，气候干燥。夏季短而燥热，冬季长而寒冷，昼夜温差较大。年平均气温8.3，最高平均20.7，最低平均-9，极端最低气温为-30.5，最高温度36.4。年平均降水量464.

9、3mm，雨水少，且多集中在7、8、9月。年蒸发量平均为1762.1mm，约为年降水量的4.0倍。无霜期为135145天，每年10月底冻结，翌年3月底解冻，全年冰冻期160天以上。最大冻土深度85117cm。夏季主导风向多为东南风，冬季多西北风，年平均风速2.1m/s，最大风速16m/s。风力一般为5级，最大可达8级。1.2 地质概况1.2.1地层井田内全部被新生界地层覆盖，根据钻孔揭露及勘探区资料。井田内地层自老到新有：奥陶系中统峰峰组（O2f）、石炭系中统本溪组（C2b）、上统太原组（C3t）、二迭系下统山西组（P1s）、下石盒子组（P1x），上第三系上新统（N2）和第四系中上更新统（Q）。

10、1.2.2含煤地层井田主要含煤地层为二迭系下统山西组和石炭系上统太原组。山西组含煤地层厚34.0762.2m，平均52m，含煤4层，自上而下编号为1、2、3-1、-3-2煤层，均不可采。平均煤层总厚0.85m，含煤系数1.63%。含煤性差。太原组地层总厚110.64127.39m，平均116.0m，含煤8层，分别为4、5、6、7、8、9、10、11号煤层，其中4、7、9号煤层全区稳定可采，平均煤层总厚20.68m，可采煤层总厚20.55m。含煤系数17.83%,可采含煤系数17.71%，含煤性好。1.2.3构造该井田位于宁武煤田南部。井田构造形态大致为一走向北西，向北东倾伏的单斜构造，地层倾角

11、一般514，一般10左右。井田内目前发现3条断层，均位于井田北部，为正断层，其落差分别为2025m，20m，5m，井田内未发现陷落柱及岩浆侵入现象。三条断层特征如下：F17：为正断层，位于井田北部边缘，原常胜窑煤矿井下揭露，走向北东，倾向北西，倾角75，落差2025m，井田内延伸700m左右。推测在231钻孔西200m尖灭。F16：为正断层，位于井田北部，F17之南，走向北东，倾向北西，倾角75，落差20m，井田内延伸约1000m。为本矿井下揭露，推测在231钻孔南340m尖灭。F15为正断层，位于井田北部，走向北东，倾向北西，倾角75，落差5m，井田内延伸长度500m。为本矿井下揭露，推测在

12、231钻孔南340m尖灭。综上所述，井田为简单的单斜构造，起伏较小，地层倾角 415左右，陷落柱不发育，井田未发现岩浆岩侵入，断层虽较发育，但规模不大且均有所控制，对井田内煤层开采影响不大。井田地质构造属简单型。1.2.4煤层及煤质1.2.4.1可采煤层井田内可采煤层有4、7、9号3层煤，分别叙述如下：4号煤：位于太原组顶部，井田西南部遭受风化剥蚀。赋煤区内属稳定可采的厚煤层。煤厚7.008.47m，平均7.78m。结构中等，含夹石04层。顶板为砂质泥岩、粉砂岩，局部为砂岩或炭质泥岩，底板为砂质泥岩或中砂岩。7号煤：位于太原组中部， L3石灰岩下4m左右，上距4号煤层41.32m，煤层厚1.0

13、71.46m，平均1.24m，井田西南部遭受风化剥蚀，赋煤区内为稳定可采薄煤层。顶板为砂质泥岩或粉砂岩。局部为泥岩及灰岩。底板为粉砂岩及砂质泥岩。该煤层结构简单，一般不含夹矸。9号煤：位于太原组中下部，L1灰岩之下，上距7号煤层25.07m左右。井田西南部局部遭受风化剥蚀，赋煤区内为稳定可采的厚煤层。煤层厚9.1213.43m，平均11.81m，结构复杂，含夹石05层，顶板为泥灰岩或石灰岩，局部为砂岩。底板为泥岩或砂质泥岩。可采煤层特征详见表121。表121 可采煤层特征表煤层号煤层厚度(m)煤层间距(m)结构(夹矸数)稳定性顶底板岩性顶板底板404稳定可采砂质泥岩粉砂岩砂质泥岩中砂岩70稳定

14、可采砂质泥岩粉砂岩粉砂岩砂质泥岩905稳定可采泥灰岩石灰岩泥岩砂质泥岩1.2.4.2煤质物理性质及煤岩特征(1)煤的物理性质及煤岩特征物理性质：各煤层均为深黑色亮黑色，玻璃光泽，条痕呈褐色；断口为阶梯状或参差状，亮煤中内生裂隙较发育，比重随灰分含量不同而异。煤岩特征：a.宏观煤岩特征：4号煤以暗煤为主，少量亮煤，镜煤，不均一块状结构，宏观煤岩类型为半暗暗淡型煤为主。7号煤以亮煤为主，呈均一状，多与暗煤组成似条带状结构，宏观煤岩类型以半亮光亮型煤为主。9号煤多由亮煤、镜煤与暗煤组成条带状，宏观煤岩类型以半暗半亮性煤为主。b.显微煤岩特征：4号煤以镜质组，丝质组为主，镜质组占54.6%，丝质组占4

15、2.1%，稳定组分含量极少，仅占3.3%。无机组分以粘土为主，占无机组分的96.0%，显微煤岩类型以微亮暗煤为主，微暗煤，微矿化煤的含量也较高。7号煤以镜质组为主，占67.7%，丝质组次之，占25.3%，稳定组分占7.0%。无机组分以粘土为主，占7.3%。9号煤以镜质组为主，占61.7%，丝质组次之，占36.2%，稳定组分含量较少，占2.1%。无机组分以粘土为主，占无机组分总量的83.3%。显微煤岩类型以微亮煤为主。井田内主要可采的4、7、9号煤，为气煤。洗选符合要求后可作炼焦配煤及化工用煤。也是较好的动力用煤和民用燃料。1.2.5煤层顶底板特征1.矿井采煤方法和顶底板管理方法确定矿井采用一次

16、采全高长壁综采的采煤方法，顶板采用全部垮落法管理。设计初期开采太原组4号煤层，首采工作面煤层平均厚度7.18m，设计采用综采放顶煤采煤法。采高3.0m，放顶煤高4.18m，采放比1:1.393，全部垮落法管理顶板。2.顶底板条件(1)主要可采煤层的顶底板岩石特征主要可采煤层为4、7、9号煤。顶底板条件：4号煤层顶板为砂质泥岩或粉砂岩。底板为粉砂岩或砂质泥岩。7号煤层顶板为砂质泥岩或粉砂岩，底板为砂质泥岩或粉砂岩，9号煤层顶板为泥灰岩或石灰岩，底板为泥岩或砂质泥岩。根据龙泉井田精查地质报告资料，各种岩石的岩石力学性质见表1-2-2。表1-2-2 岩石力学参数表 岩石名称试验结果项目名称石灰岩中砂

17、岩细砂岩粉砂岩砂质泥岩抗压强度（MPa/m2）117.6151.992.7195.0661.7496.82106.5388.2112.7抗拉强度（MPa/m2）3.924.92.161.2.6井田水文地质井田为黄土高原的低山丘陵区，全部被新生界覆盖。井田内主干冲沟沿北东方向发育，次一级冲沟为北西向和南东向，井田内冲沟多由主干冲沟向北东汇入龙泉河。龙泉河位于井田北部，流向由西向东，汇入汾河。1.2.7矿井充水因素分析(1)地表水马家岩煤矿主井位于龙泉河南岸，原主斜井井口标高1230.598m，新掘主斜井井田标高为+1230m，副斜井井口标高1225m。龙泉河下游，距矿井工业场地约1100m处河床

18、标高+1208.4m，推测矿井工业场地处河床标高为+1215.7m，龙泉河汇水面积约150.36km2，Q1/100=901.6m3/s，Q1/300=1094.3m3/s，河道宽约40m，H100=3.2m，H300=3.6m，最大洪水位标高为+1218.91219.3m，低于原主井口11.298m低于副井口5.7m，因此，井口不受龙泉河洪水威胁。(2)含水层水4号煤层直接充水含水层为山西组砂岩裂隙孔隙含水层，7、9号煤层直接充水含水层为太原组岩溶裂隙含水层，一般情况下，（除煤层露头附近浅埋区），由于此两含水层富水性均弱，补给条件差，因此对矿井生产影响不大。但煤层浅埋区即露头附近，含水层富水

19、性有所增强，且有可能沟通第三、四系潜水含水层，故对4、7、9号煤层的开采会产生一定的影响。9号煤层下部的奥陶系岩溶含水层，为间接充水含水层，此含水层富水性强，水位标高为1120m左右，井田东北部煤层最低标高低于奥灰水位标高，为承压区。最低位置在井田北部，标高860m，承压水头最大319.22m，9号煤层与奥陶系地层之间隔水层厚度为59.22m，根据“煤矿防治水规定”突水系数公式Ts=P/M计算，则Ts=0.053（MPa/m）。正常块段安全突水系数一般不大于0.1Mpa/m。底板受构造破坏块段安全突水系数一般不大于0.06Mpa/m。该矿9号煤层Ts=0.053，属于相对安全区，一般不会发生突

20、水危险。4号煤层底板最低标高950m，承压水头为295.22m。底板隔水层厚度125.22m，按“煤矿防治水规定”公式Ts=P/M计算，则Ts=0.023(Mpa/m)，小于底板受构造破坏块段安全突水系数值0.06Mpa/m，属于相对安全区。正常情况下不会发生突水危险。虽然如此，为了保证安全生产，在采掘之前，对首采区应进行三维勘探，探清隐伏断层和陷落柱，发现构造，必须在断层和陷落柱周围留设3040m的防水煤柱，以防发生突水事故。综上所述，根据煤矿防治水规定，该矿井水文地质类型4号煤为中等，9号煤为复杂。(3)老窑采空区积水采空区分布情况本次重组整合前，原娄烦县马家岩煤矿(保留矿井)、原新舍科坑

21、口（已关闭）对井田内4、9号煤层已进行了大面积开采，其中4号煤层采空区面积约680967m2；9号煤层采空区面积约1105164m2；采空区均位于井田西南部。采空区积水情况井田内4、9号煤层分布有大面积采空区，采空区存在一定量积水，其积水量系根据经验估算。关闭的矿井采空区积水量，采用矿井涌水量乘以关闭时间进行反算。根据本矿及相邻煤矿的实际情况，现采用经验公式对井田内4、9号煤层采空区积水量估算如下：Q积=K、M、F /cos式中：Q积-采空积水总量（m3）M-采空区平均采高线或煤厚（m）（4号煤层平均厚度7.78m、9号煤层平均厚度11.81m）；F-采空积水区的水平投影面积（m2）-煤层倾角

22、（）（取12）；k-采空区充水系数（取0.25）；估算结果见下表1-2-3：表1-2-3 本井田采(古)空区积水量估算表 矿名煤层号积水区编号采、古空区积水面积(m2)积水量（万m3）原娄烦县马家岩煤矿487441.74原新舍科坑口（已关闭）452185.207202512.32小计19.26原娄烦县马家岩煤矿原新舍科坑口（已关闭）991105164333.59导水性评价井田内4、7号煤层顶板为粉砂岩、砂质泥岩，老顶为细砂岩，全部冒落管理顶板时，根据三下采煤规程，冒落带（Hm）、导水裂隙带（Hli）的高度可用下式计算： Hm=A12.2 式中，A1=100M/(4.7M+19)，M为开采煤层厚

23、度。9号煤层老顶为石灰岩，全部冒落管理顶板时，根据三下采煤规程，冒落带（Hm）、导水裂隙带（Hli）的高度可用下式计算： H1=A12.5 式中，A1=100M/(2.1M+16)，M为开采煤层厚度。井田内各可采煤层冒落带高度、导水裂隙带最大高度见下表。经计算，7号煤层导水裂隙带最大高度小于4、7号煤层层间距。但由于4号煤层开采后，对4号煤层底板破坏深度约16m左右。4、7号煤层层间距减去底板破坏深度小于7号煤层导水裂隙带最大高度。因此井田内各可采煤层导水裂隙带最大高度均大于各可采煤层之间的层间距。表1-2-4 冒落带高度、导水裂隙带最大高度统计表 煤层煤层厚度（m）层间距（m）冒落带高度（m

24、）导水裂隙带最大高度（m）47.00-8.477.7838.68-48.2541.3211.80-16.2068.2171.07-1.461.242.79-7.1934.1723.23-28.4825.0799.12-13.4311.8126.45-31.45119.94在开采下部煤层时，上部煤层采（古）空区积水如不及时探放，会沿裂隙导入下部煤层，形成水害。在煤层埋藏浅，在井田西南部各煤层开采后，产生的裂隙波及到地表，使大气降水、地表水沿裂缝导入井下，造成灾害。见4、9号煤层含水性图。第二章 矿井建设施工准备及工业广场布置2.1 四通一平2.1.1道路矿井整合后生产的煤炭为动力用煤，其主要用户

25、是供应电厂、地方工业及民用。鉴于上述特点，煤炭外运仍维持现有公路运输方式。利用整合矿原有主、副、风井工业场地,工业场地东距太（原）岚（县）公路约4km，该场外公路为三级道路，路面宽6.0m，设计行车速度30km/h,水泥路面，平均日双向交通量为2000辆/a，能满足矿井煤炭外运要求。主、副井场地与风井场地有0.16km长的二级沥青道路相连。该路路面宽5.0m，路基宽6.5m，沥青路面。地面爆炸材料库由当地公安部门确定。确定后设计工业场地至地面爆炸材料库之间道路为三级道路,路面宽4.5m，路基宽5.5m，砂石路面。主、副井场地与排矸场地之间有2.13km长的四级砂石道路相连。该路路面宽5.0m，

26、路基宽6.5m，砂石路面。场内运输任务主要是生产所用材料、设备的运送。运输方式采用窄轨和公路相结合的方式。2.1.2供水各水源水质不同，各用水单位对水质要求也不相同，因此矿井采用分质供水。2.1.2.1地面生产、生活供水水源根据现场调研，本矿井重组后生产和生活用水由本矿井新建深水井供给，深水井水源取自奥陶系含水层，奥陶系含水层岩溶裂隙发育，富水性强，可作为本矿井地面生产、生活永久、可靠的供水水源。2.1.2.2井下供水水源矿井正常涌水量为150m3/h，最大涌水量为200m3/h。涌水排出地面后，经净化处理后，水质指标为：SS含量15mg/L30 mg/L，悬浮物粒径0.2mm0.3mm，PH

27、=7.3(6.58.5)，每100mL水样中未检出总大肠菌群和粪大肠菌群，水质符合井下防尘洒水用水水质标准，可作为井下消防、洒水及井下各用水设施用水水源。2.1.3供电本矿井属一级负荷用电，采用双回路电源供电。两回电源线路同时分列运行，互为备用，保证矿井供电的连续性及可靠性。在一回供电系统发生故障时，另一回供电系统保证向矿井不间断供电。10kV配电装置采用具有“五防”功能的金属铠装移开式高压开关拒，防止误操作。为防止雷电，在35kV变电所设独立避雷针，35kV线路全线架设避雷线。为防止雷电侵入波，变电所35kV、10kV各段母线上均设有避雷器保护。为防止真空断路器操作过电压，开关柜上装设有三相

28、组合式过电压保护器。为使建筑物免遭雷击，根据建筑物的重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和后果，按规范规定标准采取相应的防雷措施。电气设备的继电保护和自动装置均按国家标准给予配置，35kV变电所设微机保护和综合自动化系统，保证供电安全可靠。地面所有正常不带电的电气设备金属外壳均可靠接地，照明系统插座回路设漏电保护，保证人身和设备安全，减少电气事故引起的火灾。地面建筑物内均作等电位联结。矿井设备用电详见附表二：矿井设备用电负荷统计表2.1.4通讯1行政通信鉴于现代通信技术迅猛发展的趋势和节省初期投资，该矿井不单独设置行政电话交换机，而采用设置80门行政电话虚拟网点，与县电信局之间建立虚拟网，信

29、道采用光缆传输。2调度通信1）矿井生产调度矿井生产调度通信系统是用于负责指挥全矿的安全生产、调度及抢险救灾的通信系统，根据矿井的生产规模及井上下电话用量的估算，该矿井设置一套KTJ4H 128门的数字程控调度交换机来构成矿井生产调度通信系统。在井下采掘工作面、井下变电所、井下水泵房、胶带输送机机头、机电硐室等处均安装矿用本安型调度电话机。主要生产环节之间还设有直通电话机，井下水泵房、井下变电所、井下避灾硐室、矿井地面35kV变电所、矿山救护队、地面通风机房等重要场所均设有直接与矿井调度监控中心通话的直通电话。作为有线通信系统的补充，在地面生产系统配置一套无线对讲系统。2.1.5场地平整整个场区

30、已经基本平场，设计中尽量利用现有地势，以节省投资减少土方量。工业场地内四个井筒。其标高分别为：主斜井井口标高1230m, 副井标高1225.0m（一次变坡点）、1227.56m（二次变坡点），行人斜井井口标高1230.598m,风井标高1252.681m。该矿为单独保留矿井，利用已有的工业场地，新增建构筑物有：副井井口房、副井天轮架、副井绞车房、空气加热室、综采库、机修车间、器材库、消防材料库、油脂库、坑木加工房、调节池、斜管沉淀池、中转水池、污泥池、静压清水池、井下水处理车间、联合建筑等。根据副井标高确定其平场标高为1226.5m-1227.0m之间。整个竖向设计挖方为47065m3,填方为46150m3,土石方工程量总计为93215m3。工业场内地表雨水均由西南向东采用排水明沟及盖板沟相结合方式进行排放，直接排出场外，排水沟最小坡度5，水沟盖板采用汽20级水泥混凝土盖板，厚度19cm。场地排雨水充分利用现有排水设施，采用地面漫流至排雨水明沟，并纳入原有排水系统汇合后，排向场外，排水沟最小坡度5，排水明沟与道路交叉口，明沟加盖板。排雨水明沟采用M5水泥沙浆砌MU30片石加固，过水断面为梯形，局部设钢筋砼盖板。 2.2 测量定位、控制坐标一览表