煤矿主副斜井施工组织设计.docx

1、煤矿主副斜井施工组织设计第一章 编制依据31.1 前言31.2编制依据3第二章 工程概况及地质概况52.1工程概况52.2地层地质及水文地质情况52.3巷道工程概况16第三章 巷道施工方案及支护573.1施工方案的选择573.2支护设计573.3支护工艺583.4 巷道工程施工顺序62第四章 巷道施工工艺634.1作业方式634.2工艺流程63第五章巷道施工生产辅助系统695.1排砰运输提升系统695.2压风系统695.3排水系统695.4通风系统695.5供电系统715.6供水系统72第六章巷道正规循环作业与劳动组织746.1劳动组织746.2正规循环作业74第七章 巷道综合进度计划76第八

2、章 工程质量目标及质量管理体系78 8.1 质量目标788.2 质量保证体系788.3 质量保证管理职责788.4 质量保证措施83第九章 安全技术措施859.1 通用部分859.2 掘进部分859.3 一通三防部分909.4 机运部分91第十五章 文明施工94主、副斜井施工组织设计第一章 编制依据1.1前言（前面省略矿井说明）为了加快矿井开拓，保证矿井生产部署，加快矿井早日投入生产的时间，决定进行主斜井、副斜井的施工工程。为了有计划，有组织的统筹安排该项目的施工，特编制本施工组织设计。1.2 编制依据1.2.1由 提供的本项目设计图纸和文件。1.2.2国家有关法规、规范和施工技术规范：1、国

3、家关于工程建设现行的有关法律、法规及行业的有关规定。2、国家关于工程建设现行的规范、标准及行业的有关规定。3、施工及验收规范、规程及标准（1）煤矿井巷工程质量检验评定标准MT5009-94（2）建筑工程施工质量验收GB50300-2001（3）建筑地基基础工程质量验收规范GB50202-2002（4）砌体工程施工质量验收规范GBJ50203-2002；（5）混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-2002（6）钢筋焊接及验收规程JGJ10-84（7）地下防水工程质量验收规范GB50208-2002（8）工程测量规范GB50026-93（9）建筑电气工程施工质量验收规范GB50303-20

4、02（10）井巷工程施工及验收规范GBJ213-904、施工安全管理规范、规程规定（1）建筑施工高处作业安全技术规范JGJ80-91（2）建筑机械使用安全技术规程JHJ33-86（3）施工现场临时用电安全技术规范JGJ46-88（4）建设工程施工现场供用电安全规范GB50194-93（5）建筑施工安全检查标准JGJ59-99（6）建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范JGJ128-2000（7）施工升降机检验规则GB/TI10054-88（8）建筑卷扬机安全规程GB13329-995、其他需要执行的法规标准和规范规程（1）中华人民共和国矿山安全法；（2）煤矿安全规程（2007年版）；（3）煤矿安全

5、建设规定；（4）混凝土外加剂应用技术规范；（5）混凝土强度检验评定标准；（6）矿山井巷工程测量规范；（7）有关采矿、建井、建筑工程手册第二章 工程概况及地质概况2.1工程概况整合后的煤矿是由整合而成，位于北部，行政隶属管辖。矿井东北距35km，矿区内有公路穿过，距公路10km，距煤炭集运站35km，距煤炭集运站11km，北至铁路相接，交通十分方便。2.2地层地质及水文地质概况2.2.1自然条件1、地形地貌本井田位于煤田中部东缘，山脉西侧，地貌单元为黄土丘陵地带，地表大部为黄土覆盖，仅在井田西南部大峪河两岸及小沟谷中有基岩出露，地势总体为北高南低、东西向沟谷汇入大峪河，最高点位于井田西南边界山头

6、，海拔为1455m，最低处位于井田南部边界大峪河河床中，海拔1271m，相对高差为184m。2、气象条件本井田属中温带干旱大陆性气候，据气象站1972-1980年资料：气温：年平均气温6.9，季温和日夜温差显著，自当年11月起至翌年3月为寒冷冰冻时间，冻结深度为1.5m，月平均气温2.7-14.2，自4月份温度回升，5-9月份气候温暖，月平均气温3.7-23.3，极端最高温度36.6，极端最低气温为-26.3。2、降水量：年降水量244-564.9mm，平均年降雨量379.5mm。降雨多集中于6-9月份，占全年降水量65-86%。3、蒸发量：年蒸发量1781-2381.9mm，多集中于4-8月

7、，占全年蒸发量63%-68%。蒸发量为降水量的3.1-9.8倍。4、风：年平均风速2.8-3.3m/s，每年3-6月份风速最大，次数也最多，时间最长的日数3.3-7.9天，最大风速20.3 m/s。多为西风、西北风，一般为15-20 m/s，沙暴日数为3-6月最多。根据国标GB18306-2001图A1，地区地震设防烈度为度，地震动峰值加速度为0.15g。2.2.2地层本井田处于勘探区中南部，区内大面积为新生界黄土覆盖，仅大峪河两岸及冲沟中零星出露有二叠系上、下石盒子组地层。现依据以往地质勘探资料，对井田内地层特征叙述如下：（1）奥陶系中统下马家沟组（O2）由于华北地台的隆起，地区在石炭纪以前

8、长期处于被剥蚀的 古地理环境。因此，仅赋存有中、下统地层，岩性主要为灰黑及暗灰色石灰岩与块状白云质石灰岩组成。（2）石炭系中统本溪组（C2b）本组地层上部为深灰色砂质泥岩，偶夹砂岩，中部及下部常夹有灰黑色石灰岩(K1)，本组厚22.40-34.02m，平均29.60m，与上覆太原组地层呈整合接触。（3）石炭系上统太原组（C3t）为本井田主要含煤地层。其岩性主要为灰白、深灰色，石英质中粗粒砂岩，砾状砂岩，灰色、黑灰色砂质泥岩和煤层，同时在煤层中含有黑色，暗灰色炭质泥岩，高岭岩或高岭质泥岩。地层厚度100.0-114.0m，平均厚度110.0m左右，与上覆山西组地层呈整合接触。（4）二叠系下统山西

9、组（P1s）为本井田主要含煤地层。其岩性多以深灰色砂质泥岩与灰白色石英砂岩组成，并夹有1-4层不连续之薄煤层。地层厚度45.00-83.00m，平均70.0m。与上覆下石盒子组地层呈整合接触。（5）二叠系下统下石盒子组（P1）本组地层在井田内有出露，钻孔也全组揭露，厚2.39-5.29m，平均3.50m。与上覆上石盒子组地层呈整合接触。本组厚60.42-123.66m，平均90.29m。（6）二叠系上统上石盒子组（P2s）其岩性主要为黄绿色、灰黄色、紫色砂岩及砂质泥岩，底部为标志层K6，在本井田发育不良。该组地层在井田内只有零星出露，最大残留厚度79.8m，与上覆第四系地层呈不整合接触。（7）

10、第四系中上更新统（Q2+3）井田内大面积分布，平均厚度8m左右，俗称黄土，在沟与河底、河床及两旁堆积为冲积层，以砂、砂砾石及次生黄土为主，一般厚度小于10m。（8）第四系全新统（Q4）为现代河流冲积层，以砂、砾石及黄土为主，一般厚度0-4m，平均2m左右。2.2.3煤层一、含煤地层井田内含煤地层主要为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组。现分别叙述如下：（1）石炭系上统太原组（C3t）为本井田主要含煤地层之一，其底部为灰白、黄褐色粗砾状或砾状砂岩，厚约3.0-5.0m，平均4.0m左右，即K2标志层。本组岩性主要为灰白、灰褐色石英质中粗砂岩、砾状砂岩，灰色、黑灰色砂质泥岩和2、3（本井田内3、4

11、号煤层合并为一层，即3号煤层）、5-1、5、6、8、9、10号煤层。上部煤层为上30m层（2、3、4），下部为下20m层及5m层（5-1、5、6、8、9及10号），上部和下部之间常有一砂岩带，并含有小砾岩。本组厚度100-114m，平均约110m左右。（2）二叠系下统山西组（P1s）井田主要含煤地层之一，主要可采煤层山4号，赋存于该组下部，其底部为灰白色砾岩，石英质粗砂岩及中砂岩，即K3标志层，不论岩性或厚度均变化较大。本组岩性上部以砂质泥岩、泥岩为主，中夹2-3层不稳定砂岩，下部以砂岩为主，特别是山4号煤层上面一层砂岩发育很好，在大部地段为山4号煤层的顶板，厚9.31-16.33m，一般14

12、.02m左右，岩性为灰白色中粗砂岩和砾状粗砂岩，成份以石英，长石为主，含煤屑，钙质胶结。本组厚度45-83m，平均70m左右。二、煤层（1）含煤性井田内含煤地层为太原组和山西组。太原组厚度110m，含煤2、3、4、5-1、5、6、8、9、10号煤层，其中2、3、4（本井田内3、4号煤层合并为3号煤层）5-1、5、8为全区稳定可采煤层，其余为不可采煤层，煤层总厚20.15m，含煤系数为18.3%。山西组含山1、山2、山3、山4号煤层，其中仅山4号煤层可采，其余均不可采，煤层总厚3.59m，本组厚70m，含煤系5.1%。（2）可采煤层本井田可采煤层主要为山西组山4号煤层和太原组2、3、5-1、5、

13、8号煤层。现分述如下：1）山4号煤层山4号煤层现已采空。位于山西组底部，下距太原组顶界4.0m左右，煤层厚度1.30-4.05m，平均2.64m。2）2号煤层位于太原组顶部，上距K3 0.72-2.50m，平均1.30m。煤层厚度0.65-3.28m，平均1.07m，现已采空。3）3号煤层位于2号煤层下2.65m，煤层厚度1.75-22.34m，平均6.41m。为较稳定可采煤层，含有0-7层夹矸，结构复杂。4）5-1号煤层位于3号煤层下39.06-59.96m，平均52.21m。煤层厚度为1.23-3.97m，平均2.59m，只在井田西北角5-1号煤层与5号煤层合并，5-1号煤层为稳定可采煤层

14、，结构较简单，含0-2层夹矸。5）5号煤层位于5-1号煤层下0.7-7.49m，平均2.87m。煤层厚度2.35-8.26m，平均3.73m。5号煤层为稳定可采煤层，含0-6层夹矸，结构复杂。6）8号煤层位于太原组下部，5号煤层下14.67-23.66m，平均21.16m。煤层厚度3.80-7.71m，平均5.67m，含0-1层夹矸，结构简单。2.2.4水文地质一、地表水系井田内大部为新生界地层覆盖，仅在沟谷中有上、下石盒子组及山西组出露，因地表水流量很小，排泄又快，渗入地下条件较差。井田内地下水主要为风化壳潜水，冲积洪积潜水，及下石盒子组、山西组砂岩裂隙水和奥陶系石灰岩裂隙水。井田内主要水流

15、为大峪河，发源于西部的分水岭一带，经至大峪口，在井田内由北向南流过，水量主要受大气降水的影响，夏季山洪爆发时，其最大洪峰流量可达208m3/s。井田内其它沟谷中平时无水，仅在雨季有短暂水流通过，流向大峪河。二号井口附近最高洪水位标高1300m，二号井口标高1302m，井口并筑有防洪堤坝。二、井田主要含水层1)奥陶系石灰岩含水层：为本区主要含水地层，主要为石灰岩岩溶裂隙带，并夹有少量泥灰岩。井田外西北向3.27km处水井资料，奥灰水静水位标高1185 m，单井出水量480m3/d，埋藏深度690m，煤矿平硐出水点标高1165m，刚穿透奥灰时，初期涌水量曾达700 m3/h。以后逐渐减少。目前基本

16、保持在240 m3/h左右。另据2004年4-5月煤矿委托煤炭地质队于施工的L5号水文孔资料，位于井田外东北向5.36km处，揭露灰岩厚度113.24m,灰岩顶界埋深385.17 m,标高1007.55m,上部为浅灰色白云质灰岩夹薄层灰绿色泥质条带灰岩,裂隙充填铝土质泥岩。中部和下部为深灰色、灰色石灰岩，400.05-405.95m断断续续有峰窝状溶蚀孔洞，局部连通，最大直径1cm，一般35mm，405.95498.41m为灰色，厚层状石灰岩，416435m、440443.11m、450480m，岩芯破碎，裂隙发育且无充填物，岩芯完整段裂隙充填方解石和铝土质泥岩，以裂隙和溶洞方式充填，裂隙最大

17、宽度23cm，溶洞最大直径2cm。清水钻进至470m时，钻孔漏水，终孔抽水试验，单位涌水量0.299L/s.m，静止水位埋深185.70m，静止水位标高1207.02m，渗透系数1.1766m/d。富水性中等。水质类型：HCO3.SO4-K+Na型水，矿化度0.4g/L，总硬度112.02mg/L，PH值7.78。井田内奥灰静止水位标高为1166-1178m。2)太原组砂岩裂隙含水层：为本区主要含煤地层，煤层间主要为砂岩带，并夹有少量砂质泥岩及泥岩，为良好的隔水层，砂岩胶结良好，孔隙性小，含水性弱，单位涌水量0.0205L/s.m，渗透系数0.056m/d。3)山西组砂岩裂隙含水层：山4号煤层

18、上部为灰白色粗砂岩，厚度约14.0m左右，据邻近576号水文孔抽水试验结果，单位涌水量0.00073-0.00092L/ s.m，渗透系数K=0.0069m/d，又据邻近羊圈头563号水文孔抽水试验证实其涌水量很小，为微弱含水层。4)下石盒子组砂岩裂隙含水层：主要为中粗砂岩和砂砾岩，胶结较疏松，含水性较好之砂岩与杂色泥岩或砂质泥岩相间形成良好之隔水层。其上部风化裂隙较发育，形成风化壳潜水储藏带，据邻近576号水文孔抽水试验结果，其单位涌水量0.043-0.095L/ s.m，渗透系数K=0.0112-0.0864m/d；本层深部含水情况据抽水结果证实含水性微弱。水质无色无味、无臭，其离子含量固

19、形物416-780mg/L，全硬度（德国度）8.34-17.50度，PH值7.7-7.9。5)第四系冲积、洪积层：沿沟谷分布，主要为泥、砂、砾石及碎石等，含水量较大，但厚度一般在2.0-5.0m左右，精查勘探时由于设备所限未能作抽水试验。区内大部分水井均为本层出水。综上所述，井田内所谓的含水层均为富水性弱的含水层，奥陶系石灰岩水位标高高出5-1、5、8号煤层局部地段，给开采煤层带来一定的影响或造成某种程度的隐患，因此，需引起足够重视。(2)隔水层井田内所有地层中，下石盒子组杂色泥岩和砂质泥岩，太原组砂质泥岩和泥岩，其发育较差，属薄层，隔水作用不明显。仅在本溪组底部的铝土泥岩，厚度较大，层位稳定

20、，为良好的隔水层。(3)地下水补给、径流、排泄本区地下水运动受大气降水、地貌、构造和岩性等因素控制。区内地下水补给来源主要是大气降水的入渗补给。地形变化大，植被稀少，大气降水多形成地表径流，只有少量补给地下水，其它形式补给地下水较少。基岩裂隙水以东南向西北流，径流条件差。地下水一部分顺倾向深部径流，一部分排泄于矿井。奥陶系灰岩出露于大同煤田的西部和东部，面积236km2。直接受大气降水的补给，补给量有限，主要补给源来自北部玄武岩裂隙水，通过断层侧向补给灰岩含水层。奥灰水一部分向王坪平峒排泄，大部分向神头泉排泄，即奥灰水向东、向南径流，水力坡度0.003-0.01。(4)矿床水文地质类型太原组2

21、、3号煤层相隔较近，仅0.20-5.80m，平均2.65m，故可作为同一水文地质类型，其直接孔充水含水层为其上部的K3砂岩含水层。该含水层发育不稳定，局部缺失，使得2、3号煤层充水含水层为山西组山4号煤层上部砂岩含水层。另外大峪河在井田南部对3号煤层的开采影响不大。据本矿现采3号煤层资料，矿井涌水量小,断层及火成岩对煤层的开采影响不大，因而2、3号煤层水文地质类型同山4号煤层，即水文地质条件简单的裂隙充水矿床。太原组5-1、5、8号煤层，位于太原组中下部，5号煤层与8号煤层之间相隔21m左右的砂质泥岩，其直接充水含水层为5-1号煤层之上的中砂岩及含砾中砂岩，单位涌水量0.0205L/s.m，渗

22、透系数0.056m/d，属弱含水层，其下部井田北部奥灰水位1178m，高于奥灰顶界面168m， 5号煤层隔水层有效厚度约70m，8号煤层隔水层有效厚度约40m， 经计算，5号煤层和8号煤层底板突水系数分别为0.029MPa/m和0.064MPa/m，开采井田内5号煤层基本是安全的。开采8号煤层在地质构造区域有突水危险。将5-1、5号煤层水文地质类型划为简单的裂隙充水矿床。F14断层处8号煤层直接与奥陶系灰岩接触，存在奥灰水和上覆含水层水沿断层破碎带直接涌入煤层的可能性，因而将井田内8号煤层水文地质类型划为三类二型，即水文地质条件简单-中等的岩溶、裂隙充水矿床。四、充水因素分析1、充水因素综合井

23、田水文地质条件，井田断层的充水因素主要来自四个方面：1）由煤层上覆砂岩含水层水沿构造裂隙及采空导水裂隙带向下渗漏入煤层。据现生产2号井、3号井观测资料，山西组、太原组砂岩裂隙含水层富水性不强，在个别断层裂隙处在淋水现象，但水量一般不大。5-1号煤层顶板为中砂岩，煤层最大厚度为3.4m(一采区内)，采用全垮落法管理顶板，根据中硬岩导水裂隙带高度经验公式，计算5-1号煤层导水裂隙带高度：Hf=100M/(1.6M+3.6)+5.6式中：M-煤层厚度n-分层层数Hf=1003.40/（1.63.4+3.6）+5.6=43.21(m)5-1号煤层上距3号煤层39.06-59.96m，开采5号煤层，导水

24、裂隙高度可能会到达3号煤层采空区。5号煤层下距8号煤层21.16m，8号煤层厚度为5.67m，8号煤层导水裂隙高度会到达5号煤层采空区。总之，开采下部煤层时要对上部煤层采空区积水采取排放措施。2）来自奥灰水的威胁，据上分析，下部煤层在井田北部底板突水系数接近受构造破坏地段的临界值，且8号煤层在F14断层处直接与奥陶系灰岩接触，导致奥灰水涌入煤层，对煤层的开采构成威胁。3）采空区积水的威胁：该矿上部山4号、2号及3号煤层的南部地段已采空，虽井下涌水量不大，但采空区经长期积水，井田西北部2号煤层采空区积水量估算为15000m3，井田中部3号煤层采空区积水量估算为20000m3，对相邻区段及相邻煤层

25、的开采存在潜在威胁，并采取相应防范措施，在开采井田边界地带时应加强调查和探放水工作，以防发生透水事故。4）河床水的影响，大峪河从井田南部穿过，在河床中，煤层埋藏较浅，在河床两岸有下石盒子组，山西组出露，在雨季洪水期河谷中水可通过塌陷裂隙，断层破碎带涌入井巷。2、矿井涌水量预算井田内2号井目前开采3号煤层，核定生产能力为21万t/a，现实际生产能力21万t/a。井下正常涌水量为180m3/d，矿井最大涌水量240 m3/d。平均日产吨煤正常涌水量0.96 m3/t。，平均日产吨煤最大涌水量1.12 m3/t。井田内3号井目前开采5-1、5、8号煤层，设计生产能力15万t/a，现实际生产能力已达到

26、15万t/a，其矿井正常涌水量为440 m3/d，最大涌水量为560m3/d。 当实际生产能力达到90万t/a时，采用富水系数比似法进行预算其正常涌水量为：Q=44090/15=2640（m3/d）最大涌水量Qma=56090/15=3360（m3/d）随着开采深度，开采面积或者各种地质条件的变化，都可能引起矿井涌水量的变化，故在生产中要对井下涌水量进行观测和分析，并根据涌水量变化情况及时向地面抽排，以保证井下安全生产。2.2.5其它开采技术条件1、煤层顶底板岩石工程地质特征井田内主要可采煤层为3、5-1、5、8号煤层，现将其顶、底板情况分述如下：3号煤层:其伪顶为炭质泥岩，厚度0.65-3.

27、28m，平均1.07m。直接顶为泥岩，老顶为中砂岩（K3中砂岩）。底板为砂质泥岩。经采样测试，3号煤层顶板泥岩抗压强度为25.4Mpa，抗拉强度为3.8 Mpa，底板砂质泥岩抗压强度为61.3 Mpa，抗拉强度为5.5 Mpa。5-1号煤层：其顶板为中砂岩，厚度4.33-12.56m，平均8.02m。底板为砂质泥岩，厚0.7-7.49m，平均2.87m。经采样测试，顶板中砂岩抗压强度为42.7 Mpa，抗拉强度为4.4 Mpa，底板砂质泥岩抗压强度为33.6 Mpa。5号煤层：其顶板为5-1号煤层的底板，在井田西北角5-1与5号煤层合并，其伪顶为砂质泥岩，局部为细砂岩，直接顶和老顶为中砂岩。底

28、板为砂质泥岩厚14.67-23.66m，平均21.16m。底板砂质泥岩抗压强度为57.4 Mpa，抗拉强度为5.6 Mpa。8号煤层：其顶板为砂质泥岩，厚14.67-23.66m，平均21.16m。底板为砂质泥岩，厚0.70-3.55m，平均1.92m。顶板砂质泥岩抗压强度为55.1 Mpa，抗拉强度为4.5 Mpa；底板砂质泥岩抗压强度为63.7 Mpa。2、瓦斯、煤尘及煤的自燃（1）瓦斯煤矿现在开采3、51、5、8煤层，987号文件，关于市所属180对矿井2005年瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定结果的批复，瓦斯相对涌出量3.60m3/t，绝对涌出量1.45m3/min。为低瓦斯矿井。煤炭工业

29、局以煤安发2007123号文件，关于市所属182座矿井2006年瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定结果的批复，煤矿3号井瓦斯相对涌出量0.86m3/t，绝对涌出量0.59m3/min。为低瓦斯矿井。安全生产监督管理局安监煤字200460号文件关于对市地方国营煤矿及21万t以上乡镇煤矿瓦斯等级鉴定的批复二号井瓦斯相对涌出量1.07m3/t，绝对涌出量0.37m3/min。（2）煤尘爆炸据省煤炭工业局综合测试中心2006年11月14日检验报告：3号煤层：火焰长度180mm，抑制爆炸加岩粉量65%，有爆炸危险性；5号煤层：火焰长度200mm，抑制爆炸加岩粉量65%，有爆炸危险性；8号煤层：火焰长度400mm，抑制爆炸加岩粉量70%，有爆炸危险性；（3）煤的自燃据省煤炭工业局综合测试中心2006年11月14日检验报告：矿井3号煤层吸氧量0.8128cm3/g，自燃等级，属容易自燃煤层，5号煤层吸氧量0.8920cm3/g，自燃等级，属容易自燃煤层，8号煤层吸氧量0.8996cm3/g，自燃等级，属容易自燃煤层。3、地温、地压井田内煤层埋藏较浅，井田在开采过程中，未发生过地压、地温异常现象，井田内地温梯度1.8/100m。属正常地温区。2.3工程概况2.3.1主斜井现有井筒净宽3.5m，倾角15，斜长530m，延深部分斜长296m，倾角