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某煤矿施工组织设计.doc

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煤矿 施工组织设计
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一、 作用、原则和编制依据:由于矿区范围内煤层赋存条件较好,储量丰富,为充分合理开发利用煤炭资源,淘汰落后生产力、优化布局,提高产业集中度,提高矿井规模化、集约化、科学化水平和矿井安全保障能力,延长矿井服务年限,进一步提高煤矿企业经济效益。本设计在严格执行《上栗县杨岐乡杉窝煤矿扩建工程初步设计说明书》 、 《上栗县杨岐乡杉窝煤矿扩建工程初步设计安全专编》等有关规程、规范的基础上,根据矿井地质构造,煤层赋存情况,矿井资源储量和矿井现有条件和状态,在保证矿井安全生产的前提下尽量做到因地制宜,生产环节简单,工程量小,投资省、见效快。编制依据1、江西省煤矿设计院 2011 年 6 月编制《上栗县杨岐乡杉窝煤矿扩建工程初步设计说明书》 。2、江西省煤矿设计院 2011 年 7 月编制《上栗县杨岐乡杉窝煤矿扩建工程初步设计安全专编》 。3、江西省煤炭行业管理办公室《关于认真贯彻安监总煤装[2010]146号文推进煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善工作的通知》 (赣煤行管字[2010]134 号文) ;4、国家安全监管总局、国家煤矿安监局《关于建设完善煤矿井下安全避险“六大系统”的通知》 (安监总煤装[2010]146 号) 。5、国家安全监管总局国家煤矿安监局《关于印发煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定的通知》安监总煤装〔2011〕15 号;6、国家安全监管总局和国家煤矿安监局关于印发《煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善基本规范(试行)》的通知(安监总煤装〔2011〕33 号) 。7、 《煤炭工业矿井监测监控系统装备配置标准》 (GB 50581-2010)8、 《矿井通风安全装备标准》 (GB/T50518-2010) ;9、 《煤炭工业矿井工程建设项目设计文件编制标准》 (GB/T 50554-2010) ;10、 《煤矿井下消防、洒水设计规范》 (GB 50383-2006) ;11、 《煤矿井下排水泵站及排水管路设计规范》GB 50451-2008;12、 《煤矿井下供配电设计规范》GB50417-2007;13、 《煤矿通风能力核定标准》AQ1056-2008;14、 《煤矿安全规程》 (2011 版) 、 《煤炭工业小型矿井设计规范》(GB50399-2006)及国家有关法律、法规、条例和规定;二、 矿井及改扩建工程概况1、工程概况:上栗县杨岐乡杉窝煤矿位于上栗县城南东 125°方位,直距约9km,矿区有简易公路与 319 国道在南源相连,至上栗县城 14km,至萍乡市 30km,该矿井由江西省煤矿设计院设计,设计生产能力为 0.6Mt/a,采用平硐开拓。利用现有+480m 平硐为回风平硐,利用矿区范围内已施工的+428.91m 平硐为主平硐,开采矿区内+430m 标高以下煤层。由于矿井煤层大多赋存在+400~+200m 标高,设计采用平硐暗斜井开采,初期自+428 主平硐内开口布置主、副暗斜井至+270m 标高作井底车场及相关硐室。主暗斜井兼作采区轨道上山、副暗斜井兼作采区回风上山,通过+430m 运输石门将主暗斜井与主平硐连通,通过+430m 回风石门及+430~+480m 回风斜巷将副暗斜井与+480 回风平硐连通,形成生产系统。后期在 2 煤底板布置轨道下山及回风下山至+200m 标高,开采+270m~+200m 标高煤层。主暗斜井及后期轨道下山倾角 28°,采用单钩串车混合提升,担负矿井的煤、矸提升,材料设备下放,人员上下、并铺设排水管路,副暗斜井及后期回风下山倾角 28°。主平硐及回风平硐均作为矿井安全出口。地质水文概况:2、区域地质A、区域地层杨岐山矿区出露的地层自新至老有白垩系上统南雄组(K 2n) 、三叠系上统安源组(T 3a) 、三叠系下统大冶组(T 1d) 、二叠系上统长兴组(P 2c) 、二叠系上统龙潭组(P 2l) 、二叠系下统茅口组(P 1m) 。B、区域构造上栗县杨岐乡杉窝煤矿位于前古塘矿区西南部,北为九岭隆起,南为武功隆起,前古塘煤矿区位于两个隆起带之间的萍乐凹陷带西端北侧,处于长坪-杨岐山复向斜的东部,北西为澄潭江-东风界复向斜,南东为峡山口-东源复向斜。前古塘煤矿区所在的萍乡北部地区自印支运动以来,经历了多期构造运动,区域构造呈现极为复杂的构造景观,主要构造线在平面上呈北东南西向展布,向西宽背斜窄,多为隔档式褶皱类型,得出产状变化大,且长出现倒转。断裂发育,段层面多倾向南东且多为走向断层,主要含煤地层为龙潭煤系和安源煤系,安源煤系则缺失底部砾岩亚段。九岭推覆构造的前缘到达前古塘煤矿区北部。C、矿区地层杉窝煤矿矿区范围内出露的地层有第四系(Q) 、三叠系上统安源组三丘田段(T 3a3) 、三叠系上统安源组三家冲段(T 3a2) 、三叠系上统安源组上统紫家冲段(T 3a1) 、三叠系下统大冶组(T 1d) ,有新至老描述如下:a、第四系(Q)分布于冲沟、坡脚。灰色、杂色坡积物、残积物,由历史、砂土、亚砂土、亚粘土组成。 ,厚度 0~10m,平均 5m。与下部地层不整合接触。b、三叠系上统安源组三丘田段(T 3a3)出露于杉窝煤矿矿区范围北部一带,中上部为灰色~深灰色粉砂岩夹细砂岩及泥岩、灰质泥岩;下部灰色菱铁质粉砂岩,含薄煤二层,底部为燧石沿岩屑,中细角砾岩或中粒石英砂岩夹灰色砂质粉砂岩。产植物化石和少量瓣鳃动物化石。厚约 143m。c、三叠系上统安源组三家冲段(T 3a2)出露于杉窝煤矿矿区东部,由深灰色~灰黑色泥岩,粉砂质泥岩夹薄层粉砂岩及细砂岩,局部含砂质条带,显平行层理,含黄铁矿、菱铁矿结核,产大量瓣鳃类动物化石及少量植物化石。厚度 197.60~346.50m,平均272.20m。d、三叠系上统安源组紫家冲段(T 3a1)出露于杉窝煤矿矿区南部、西部。有深灰色粉砂岩夹黑色泥岩组成,灰色石英砂岩,燧石岩屑中细角砾沿,夹煤层、炭质泥岩组成,产大量植物化石。平均厚度 204.16m。e、三叠系下统大冶组(T 1d)出露于杉窝煤矿矿区西南边界外附近。由青灰色泥质灰岩,局部为和灰色千枚岩,薄至中厚层状,产少量瓣鳃类及海百合茎化石,厚约 300m。D、构造杉窝煤矿位于长坪~杨岐山复式向斜的东段,基本构造形态为一个被一组走向正断层破坏的向斜构造。a、褶区前古塘向斜是杉窝煤矿区范围的主要褶曲构造,杉窝煤矿区范围位于该向斜的东段。前古塘向斜是被一组走向正断层破坏的向斜构造,向斜轴向 N62E,向斜轴面向南东方向倾斜;北西翼地层倾角 50°~60°;南东翼倾角 50°~85°,局部具倒转现象,向斜轴部地层为安源组三丘田段,两翼地层依次为安源组三家冲段、安源组紫家冲段,安源组地层的沉积基底为三叠系下统大冶组地层。由于受 F1、F 2走向正断层的破坏,平面上向斜南东翼三家冲段地层重复,出露变宽;北西翼三家冲段和部分紫家冲段地层缺失,出露明显变窄。b、断层杉窝煤矿矿区范围内主要发育一组基本上与地层走向一致的正断层。洪水田—后古塘走向正断层(F 1):断层走向 NE48°~NE56°,倾向南东,倾角 60°~70°,地层断距西大东小,杉窝煤矿区范围内地层断距约在 50m 左右。河坑牛角窝走向正断层(F 2):断层走向 NE45°~NE55°,倾向南东,倾角 65°~75°,地层断距约 100m,出露于杉窝煤矿矿区北西角,与 F3断层相交。牛脑壳—大婆山走向正断层(F 3):断层走向 NE50°,倾向南东,倾角75°,断层落差约 150m。F 3断层使得杉窝煤矿矿区范围在向斜北翼含煤地层平面上,剖面上均出现缺乏,尤其是对安源组紫家冲段上部地层破坏较大,使向斜北翼中部砾岩之上的 4、5、6 煤层沿走向出露不连续,剖面上被断开。c、岩浆岩杨岐矿区南侧万杉窝处见有小型煌斑岩脉侵入三叠系下统大冶组地层中,在杉窝煤矿矿区范围内未发现有岩浆岩侵入煤系地层,未发现该岩体对煤层和煤系地层有破坏作用。综上所述本矿区构造复杂程度应属中等。E、 煤层及煤质a、煤层矿区范围主要含煤地层有三叠系上统安源组三丘田段(T 3a2)、三叠系上统安源组紫家冲段(T 3a1)。本矿井范围三丘田段仅含不可采薄煤层,主要含煤地层为三叠系上统安源组紫家冲段(T 3a1),出露于杉窝煤矿矿区南部、西部,主要为深灰色粉砂岩夹灰黑色泥岩,灰色石英砂岩,燧石岩屑,中细角砾岩,夹煤层、炭质泥岩组成,产大量植物化石,平均厚度204.16m。紫家冲段含煤地层可分为 9 层。(1) 、三家冲段底至 6 煤顶,厚 8.93~46.55m,平均 32.99m。深灰色粉砂岩夹灰黑色泥岩,夹 1~4 层细砂岩,顶部多为灰色砾岩,6 煤为局部可采煤层厚 0~1.40m,平均 0.57m。(2) 、煤底至 5 煤层顶,厚 11.22~40.77m,平均 30.33m。深灰色、灰黑色泥岩、粉砂岩为主,夹一层灰色石英细砂岩或中砾岩。5 煤厚0~1.27m,平均 0.53m,见有零星可采点。(3) 、煤层底至 4 煤层顶,厚 12.39~78.77m,平均 43.05m。灰黑色粉砂岩为主,夹 1~6 层灰色石英细砂岩及一层中砾岩。4 煤层厚0~1.73m,平均厚 0.69m,为局部可采煤层。(4) 、4 煤层底至中部砾岩顶,厚 5.14~28.00m,平均 13.13m。以灰黑色、深灰色粉砂岩为主,夹灰黑色泥岩,夹砂质条带及薄层细砂岩。(5) 、中部砾岩,厚 1.53~39.14m,平均 12.05m。灰色、深灰色细~中角砾岩,砾石成分以燧石为主,次为石英、硅质岩屑,砂岩屑,硅质胶结,夹薄层粉砂岩。为辅助对比标志层。(6) 、中部砾岩底至 3 煤顶,厚 15.72~31.18m,平均 22.56m。深灰色粉砂岩,夹泥岩、细砂岩。3 煤厚 0.30~2.36m,本区平均 1.5m。为全区大部分可采煤层。(7) 、3 煤底至 2 煤顶,厚 6.56~35.19m,平均 16.85m。以深灰色、灰黑色粉砂岩、泥岩为主,夹一层灰色石英细砂岩或砾岩。2 煤层厚0.30~1.80m,本区平均 0.81m,为本区主要煤层,局部可采。(8)2 煤底至 1 煤顶,厚 6.34~27.21m,平均 14.65m。1 煤一般为炭质泥岩为主夹煤线,一般厚 0.50m。(9)1 煤底至大冶组顶,厚 6.34~23.45m,平均 14.90m。灰色粉砂岩,含鲕粒细砂岩及砂质粉砂岩组成,产大量植物化石。其中本矿井主要可采煤层为 2 煤、3 煤。2 煤为杉窝煤矿主要可采煤层,该煤层位于紫家冲段下部,与 3 煤层间距 6.56~35.19m,平均 16.85m,煤层顶底板均为深灰色、薄层状粉砂岩,煤层结构简单,较稳定,煤厚 0.30~1.80m,平均 1.51m。3 煤为杉窝煤矿主要可采煤层,该煤层位于紫家冲段中下部,上距中部砾岩底界 15.72~31.18m,平均 22.56m,与 4 煤层的间距为 47.74m,煤层顶底板均为深灰色薄层状粉砂岩,煤层结构简单,较稳定,煤层厚度0.30~2.36m,平均 1.5m。(b) 、煤质肉眼观察为深灰至灰黑色,具似金属光泽,条痕深黑色,以粉煤为主,少量块煤,断口参差状,宏观煤岩组分以亮煤为主,少量暗煤、镜煤、宏观煤岩类型为半亮至光亮型。原煤煤质资料见表。煤层煤质分析结果表:煤层编号水份 Mad(%)灰份 Ad(%)挥发份Vdaf(%)全硫St,d(%)发热量Qnet,dMJ/kg3 煤 72.10~47.28931~467.10~93.41~96.2751~32 煤 1.33 12.77 6.94 0.75 31.29(c) 、煤的工业牌号及利用方向通过鉴定, 2 号煤层属低中灰分、低硫分、特高热值煤;3 号煤层中灰分、低硫分、高热值煤。2、3 号煤类均为无烟煤。主要作民用燃料,块煤可作合成氨原料。F、水文地质a、地表水系杉窝煤矿矿区属低山丘陵地貌。山势陡峭,地形相对高差大,矿区范围内最大相对高差 559.5m,地表植被茂盛,冲沟发育。矿区范围内无地表水体,在开采范围以东 500m 处,建有前古塘水库,坝址海拔高程 630m,最大水面 0.054km2,库容 25 万 m3,汇水面积 1.5 km2,对杉窝煤矿开采范围无影响。b、含水层(1) 、第四系孔隙含水层,灰色至杂色坡积物、残积物,由砾石、砂土、亚砂土、亚粘土组成,厚 0~10m,含水微弱,主要为孔隙自由水,局部具承压性质,有泉水出露,但旱季多干涸,受大气降水补给,地下水动态随季节变化较大,一般对煤矿的生产影响不大。(2) 、 、中部砾岩裂隙含水层:紫家冲段中部砾岩,以杂色中角砾岩为主,夹粗砂岩及粉砂岩,含孔隙,裂隙水,厚 1.53~39.14m,走向变化不大,沿倾向往深部有变薄的趋势,含水性差,在井下巷道中有滴水现象。C、隔水层(1) 、三家冲段隔水层:岩性以灰黑色泥岩为主,含少量粉砂质泥岩,夹薄层细砂岩,岩性致密,裂隙少,不含水,不透水,位于主要煤层的上方,总厚 272.20m,是良好隔水层。(2) 、三叠系下统大冶组隔水层:由灰黄~灰绿色硅泥质灰岩,板状泥岩组成厚约 300m,是三叠系上统安源组含煤地层的沉积基底,是良好隔水层。d、矿坑充水条件(1)大气降水:是杉窝煤矿矿坑充水的主要因素,矿坑涌水量与大气降水有很强的相关性,矿坑涌水量随大气降水的变化而变化。雨季矿坑涌水量可以是旱季的 3~5 倍。(2)老窿采空区水:由于老窑采空区多与地表连通,大气降水很容易沿采空区顶部裂隙进入井下,部分采空区、老窿形成了含水体,是矿坑充水的重要因素。(3)中部砾岩裂隙水:中部砾岩厚度不大,含水较弱,对矿坑充水影响不大。e、断层导水性杉窝煤矿区范围内发育一组走向正断层,断层断距(落差)不大,末发现这组走向正断层有连通区域含水层的迹象。总上所述,杉窝煤矿区范围内水文地质条件中等,大气降水为主要的矿坑充水因素,由于矿区范围内老窑开采历史悠久,老窑开采深度不明,采空区、老窿可能形成较大的含水体,是煤矿生产的一大隐患,因此,在煤矿生产过程中,要加强探放水工作,尤其是生产巷道接近老窿和开采边界,要采取必要的安全措施。f、预计矿坑涌水量根据矿井储量地质报告提供的资料,本区矿坑涌水量为:正常涌水量为 10m3/h,正常涌水量为 15m3/h,在扩界后的范围内设计采用比拟法估算+270m 水平开采区的涌水量。计算公式为 Q=Q 0× 0F式中:Q0(目前水量): 正常涌水量 10m3/h最大涌水量 15m3/hF0(杉窝煤矿目前开采平面积)=63640m 2;F(杉窝煤矿+270m 以上储量计算平面积)=116480m 2;计算结果:Q 正常 = Q=10× =13.5m3/h634018Q 最大 = Q=15× =20.3m3/h考虑受深部断层的影响,矿井水量可能有所增加,设计按照正常涌水量为 15m3/h,最大涌水量为 25m3/h。g、矿井水文地质类型根据矿井储量报告及矿井水文地质类型划分报告,设计认为本矿区水文地质勘探类型为二类二型,即以裂隙充水为主的水文地质条件中等类型的矿床。综上所述:地质报告及矿井水文地质类型划分报告,认为本区为直接含水层含水空间特征及直接含水层的富水性、补给条件,本矿区水文地质条件为中等。设计结合矿井地质报告及水文地质类型划分报告综合分析,本区水文地质条件中等,大气降水为主要的矿坑充水因素,由于矿区范围
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