单项工程施工组织设计

山西沁和能源集团中村煤业有限公司90万吨/年改扩建项目单项工程施工组织设计

温州矿山井巷工程有限公司

二〇一一年元月

施工组织设计目录

第一章概况

一、工程概况

二、工程内容及工程技术特征

三、地层及地质构造

第二章施工准备

一、技术准备

二、施工队伍准备

三、施工现场准备

四、施工技术装备与材料供应安排第三章开拓方案的选择

一、地质条件对开采的影响

二、矿井工业场地位置的选定

三、巷道布置

四、井口数目和位置的选择

五、水平划分及运输巷道布置

六、采区划分及开采顺序

第四章施工工艺

一、采煤工艺

二、支护工艺

三、运输方式

第五章施工辅助系统

一、提升系统

二、通风及监控系统

三、采区运输系统

四、排水系统

五、供电及通信系统

六、地面设施

第六章施工组织与管理

一、施工组织管理机构

二、施工管理

第七章施工进度计划与进度控制

一、工期安排

二、工期保证措施

第八章施工安全技术措施、灾害预防和安全保证体系

一、安全管理措施

二、施工技术安全措施

三、灾害预防

第九章工程质量检测管理措施和质量保证体系

一、工程质量检测管理措施

二、质量保证体系

第十章文明施工及环境保证措施

第一章概况

一、工程概况：

山西沁和能源集团中村煤业有限公司前身为中村煤矿，始建于1970年，于1976年投产，煤炭生产许可证生产能力为280，安全生产许可证许可能力为300。2007年，根据山西省煤炭工业局文件：晋煤行发〔2007〕113号文“关于山西省沁水县中村煤矿等矿井进行机械化采煤升级改造的批复”，中村煤矿进行了机械化升级改造工程，2007年山西省煤炭工业局晋煤办基发〔2007〕1529号批复了中村煤矿600机械化升级改造项目，2009年，根据山西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〕38号文“关于晋城市沁水县煤矿企业兼并重组整合方案（部分）的批复”，山西沁和能源集团中村煤业有限公司属单独保留矿井，矿井生产能力900。

二、工程内容及工程技术特征

1、工程内容：

本《设计》所述的工程为中村煤业90万吨/年机械化采煤升级改造工程。

2、工程技术特征：

1、生产规模：900，净增600。

2、矿井开拓方式：斜井开拓。

3、矿井新增井巷总工程量为7138m，其中岩巷753m、煤巷6385m ，总掘进体积为82635m3，按净增600计算，万吨掘进率为118.9m

4、矿井服务年限21.9a，其中2号煤层服务年限：12.2a。

5、矿井兼并重组整合移交生产时以一个综采工作面保证矿井设计生产能力。

6、通风系统：中央分列式。

7、主斜井提升方式：安装800的U型大倾角强力胶带输送机担负矿井原煤提升任务。

8、原主立井改为回风立井，选用两台8-№22(B)型防爆对旋式通风机。

10、新建地面10变电所，仍采用10下井，地面用电电压10、380/220V、井下用电电压1140/660V。

11、吨煤电耗：12.89·h

12、矿井全员效率：9.5工

13、矿井兼并重组整合工期为13.5个月，其中施工准备期1个月，建井工期12.5个月。

三、地层及地质构造

1、地层

井田内地层自下而上为奥陶系中统马上家沟组（O2s）、石炭系中统本溪组（C2b）、上统太原组（C2t）、二迭系下统山西组（P1s）、下石盒子组（P1x）、上统上石盒子组（P2s）、新生界第四系。井田内地表出露下石盒子组及上石盒子组和第四系地层，其余出露于井田外西部、南部地区。地层由老到新分述如下：

1）奥陶系中统上马家沟组（O2s）

出露于井田以西、南地区，与下马家沟组整合接触。本组为含煤地层基底，岩性主要以深灰色厚层状石灰岩组成，质纯、性脆，夹泥

质灰岩，节理发育，且不规则，多为方解石或泥质充填，有溶蚀现象。本组厚度约400m。

2）石炭系（C）

（1）中统本溪组（C2b）

出露于井田以东的沟谷内，与下伏奥陶系中统上马家沟组呈平行不整合接触，厚约10.00m，甚至更薄，岩性主要为灰白色或兰灰色铝质泥岩、铝土矿层，下部含瘤状黄铁矿结核。本组厚0~17.1m，平均5.93m，北部较厚，向南变薄甚至尖灭。

（2）上统太原组（C2t）

本组零星出露于井田以西的沟谷中，与下伏本溪组界限不明显，为本区主要含煤地层之一。厚59.84~81.56m，平均69.8m，厚度变化北部厚、西南薄。根据岩性特征，本组可明显分为三段：下段（C3t1）：从本溪组顶部至15号煤层顶，本段厚4.2~7.26m，平均5.82m左右，由黑色泥岩及煤层组成，其中15号煤层为本区主要可采煤层。

中段（C3t2）：从K2石灰岩底至K4灰岩顶，本段厚40.24~51.3m，平均44.85m。岩性主要由石灰岩、砂岩、泥岩及煤层组成。石灰岩K2、K4层位稳定，K2有时分为2层。

上段（C3t3）：从K4石灰岩底至K6灰岩顶，本段厚15.4~23m，平均19.13m。岩性主要由黑色泥岩、粉砂岩及薄煤层为主，夹菱铁矿及石灰岩薄层。

3）二迭系（P）

（1）下统山西组（P1s）

自K7砂岩底至K8砂岩底，厚度24.3~33.5m，平均27.67m，其厚

度变化不大。与下伏太原组地层整合接触，为本矿区主要含煤地层之一。下部岩性主要由深灰色泥岩、粉砂岩组成。底部砂岩（K7）发育不好，常相变为一层灰黑色粉砂岩，含菱铁矿结核，中部以灰黑色粉砂岩，泥岩及2号煤层组成。上部以灰白色中粒砂岩、灰黑色粉砂岩为主，其中夹3层薄煤线。

（2）下统下石盒子组（P1x）

出露于井田地势较低地带，从K8砂岩底至K10砂岩底，厚度

74.5~95.6m，平均86.2m 。整合覆盖于山西组之上。岩性为灰色、深灰色石英岩、长石石英岩、粉砂岩、底部K8中砂岩不稳定，常相变为细砂岩，下部为灰色及灰黑色泥岩、粉砂岩、砂质泥岩及泥岩。分为上下两段。

下段（P1x1）：底部K8砂岩为灰白-深灰色中层状中粒长石石英砂岩，常相变为粉砂岩。向上为灰色、灰黑色泥岩、粉砂岩及薄煤层。

上段（P1x2）：上部为灰、灰绿色铝质泥岩、粉砂岩夹灰绿色粉砂岩，下部为灰色含铝泥岩、粉砂岩及细粉砂岩。底部K9为灰白色中粒砂岩，层位稳定，厚度变化大，成分以石英、长石为主，含少量白云母片及炭屑，钙质胶结。

（3）上统上石盒子组（P2s）

K10砂岩底至K14砂岩底，厚约470m，与下伏下石盒子组整合接触，按岩性组合特征可分为上、中、下三段，本区只保留有中、下段部分地层。

下段（P2s1）：

K10砂岩底板至K12砂岩底，厚度一般为207m，下部以灰绿、灰黄、紫红色砂质泥岩、泥岩、粉砂岩互层为主，夹数层砂岩稍多，成条带

状，并有铁质结核（铁锰质）出现，呈透镜体，有时也出现鲕状结构，但鲕粒小而少。K10底砂岩在矿区很不发育。

中段（P2s2）：

出露厚度大约30m，主要为紫红色泥岩，粉砂岩夹砂岩互层，底部为一厚层状（8~10m）灰白色——黄绿色中粒砂岩，其层位为K12。

4）新生界

为矿区内主要覆盖层，均为不整合覆盖于不同时代地层之上。

（1）第四系更新统（Q23）

主要为残积黄土，由当地风化壳剥蚀风化而沉积。黄土颗粒及颜色受当地影响，在河谷两旁偶见有搬运沉积粘土和砂层。厚0~30m。

（2）第四系全新统（Q4）

由砾、砂砾、砂不同粒度的岩块及次生亚砂土组成。分布于中村河床和沟谷中，厚约0~20m，平均10m左右。

2、地质构造

1）地质构造

井田总体为一倾斜的单斜构造，地层走向自北向南由南向西变为东西向又变为南西向，倾向为北东、北北，地层较平缓，倾角一般

6~9°，井田内断层稀少且延伸短、断距小。地表未见陷落柱，未见岩浆活动，井田地质构造属简单类型。井田内地表仅发现3条断层，分别为：

（1）F1正断层

该断层出露于301与302号钻孔西约160m一带，断层延伸长度750m，走向N65°E至N5°E，倾向S25°E至S85°E，倾角70°，落差15m，两盘出露地层均为上石盒子组下段地层。

（2）F2正断层

该断层出露于302号钻孔北约125m处，并延伸至王家岭村一带，断层延伸长度1120m，走向N70°E至S65°E，倾向S20°E至S25°W，倾角70°，落差20m，两盘出露地层均为上石盒子组下段地层。

（2）F3正断层

该断层出露于乔家庄村及杨岔岭，断层延伸长度1250m，走向

N50°E，倾向S40°W，倾角70°，落差20m，两盘出露地层均为上石盒子组下段地层。

主要断层特征见表1-2-1。

2）地质构造对开采的影响

井田内主要的地质构造为三条较大断层，主要分布在井田中部和东部。本矿井为生产矿井，目前矿井的大巷和采区主要分布在井田北、中部一带，在生产过程中发现了一些小断层，落差均较小，对井田生产的影响不大。根据矿井调查，矿井最大涌水量200m3，涌水量不大，尽管有断层存在，由于奥灰岩溶水位标高低于2号煤层底板标高，不会产生太大的危害，但在煤层开采过程中也要引起注意，断层保留一定范围的保安煤柱，以防矿井突水。

第二章施工准备

一、技术准备

1、组织技术与管理人员认真审阅图纸，学习技术规范，组织图纸会审，并在此基础上编制实施性施工组织设计、施工技术措施、项目质量计划、填报项目开工报告，准备好各种技术资料和表格，开工前对技术人员、管理人员及施工人员做好技术交底。

2、组织测量人员做好接点复测工作。

二、施工队伍准备

1、为确保本工程施工速度和工程质量，特在本公司精选素质好、经验丰富、从事过两次以上类似工程施工的施工队伍进场施工。

2、根据施工进度情况，按总体施工计划，迅速组织各作业队、各岗位、各工种人员进场，所有人员在上岗前10天到岗，以便了解现场情况，并按规定组织学习培训。

三、施工现场准备

第一批人员进场后，要及时开展进场四通一平的准备工作，施工必需的生活、办公、卫生、生产等临时设施，临时设施布置，遵循“方便实用、文明施工、节约用地、安全可靠、兼顾环保、尽可能避开永久建筑物”的原则。

四、施工技术装备与材料供应安排

我公司施工技术力量雄厚，装备精良，有充足的大型矿井施工机械化设备。

由公司机电、试验、材料供应部门组织设备、仪器、周转材料等调运工作，确保施工设备、试验、检验设备、测量设备等迅速进场。其余设备和周转材料根据工作进度工程进展情况，按计划陆续进场。

组织物资供应人员进行市场调查，按9001-2000标准，公司《采购控制程序》，选择合适的供应商，落实货源，安排订货计划，设立堆放场地，搭设库房等。

第三章开拓方案的选择

第一节地质条件对开采的影响

井田总体为一倾斜的单斜构造，地层走向自北向南由南向西变为东西向又变为南西向，倾向为北东、北北，地层较平缓，倾角一般

6~9°，井田内断层稀少且延伸短、断距小。地表未见陷落柱和岩浆活动，井田内地表仅发现3条断层，尽管有断层存在，但由于矿井涌水量不大，且奥灰水标高低于2号煤层底板标高，因此，奥灰水对矿井开采无影响。此外，在采煤过程中，陆续揭露了一些小的断层，位于副井井口东北侧，落差均较小。由于矿井目前生产区域有限，矿井生产过程中揭露的均为小构造，对井田生产影响不大，但在以后的生产过程中还可能发现此类小断层，对断层集中发育区，应加强观测，密切注意水文条件变化，确保矿井安全生产。总的来说，该矿井井田地质构造属简单类型，对矿井开拓、开采基本影响不大。

中村煤业批准开采的2号煤层属全区稳定可采的中厚煤层，煤层厚度变化不大，2号煤含0~1层夹矸，直接顶以炭质泥岩为主，泥岩次之，局部地段为砂岩，顶板一般不易管理，炭质泥岩遇水易冒落，属稳定性差的顶板，老顶为深灰色细砂岩，坚硬。底板为黑色泥岩和粉砂岩，裂隙不发育，未发现底鼓现象。15号煤层位于太原组下段顶部，上距2号煤层72.69～77.1m，平均74.91m，煤层厚度2.75～3.2m，平均厚度3.02m，井田内从南到北煤层逐渐变薄。15号煤层含夹石1～2层，一般含1层。煤层顶板为K2石灰岩，底板为泥岩或粉砂岩。属全区稳定可采煤层。

本井田总体为一倾向北东的单斜构造。主要可采煤层2号煤层的

充水含水层为顶板砂岩裂隙水，富水性与风化裂隙发育有关，含水性一般较弱，水文地质条件属于简单类型。下伏奥灰含水层水位埋深低于2号煤层400m以上，对2号煤层开采不会产生威胁。在井田东南角有一小窑破坏区，该破坏区是由于西庄矿巷道延伸入中村井田后造成的，并形成了一定范围的破坏区，有一定范围的老窑积水，由于距中村矿开采区较远，目前不会造成影响，但在以后开采至其附近时，应引起足够重视，避免突水事故发生。

第二节矿井工业场地位置的选定

该矿井地面生产生活设施和生产系统均已经形成，另外，从2007年矿井机械化升级改造以来，该矿一直在对地面生产生活设施和生产系统作进一步的改造和完善。由于本次属兼并重组整合项目，为减少矿井投资，缩短工期，因地制宜地充分利用矿井现有井筒和工业场地生产设施，通过对主要环节的改造和完善提升矿井生产能力。

该矿现有两个工业场地，即西南部的副斜井工业场地和北中部的立井工业场地，其中副斜井工业场地主要建有副斜井绞车房、回风斜井扇风机房、机修车间、坑木场、澡堂、宿舍、办公室等生产生活设施；立井工业场地主要建有绞车房、筛分间、储煤场、变电所、沉淀池等矿井生产的永久性设施。两个工业场地设施齐全，兼并重组整合后，不需要进行大的改造，可减少投资；现有两工业场地经过多年的发展改造，均有足够的预留用地，兼并重组整合后根据工艺和生产能力的要求，新增加的建构筑物仅有几处，对场地面积的需求较小，不存在新增购地的要求，因此，矿井兼并重组整合后工业场地位置不变。

第三节巷道布置

1、井筒确定

矿井原采用斜井-立井综合开拓方式，矿井原有三个井筒，即主立井提煤、副斜井辅助运输、回风斜井为专用回风井。由于主立井断面小（φ4.2m、面积13.85m2），原装备的提升设备（1.5t箕斗）无法完成矿井兼并重组整合后900 设计生产能力的提升要求，井筒同心度差，中心线不垂直，安全隐患严重，受井筒断面的制约也无法对提升设备进行改造。根据2007年山西省煤炭工业局晋煤办基发〔2007〕1529号批复的中村煤矿600机械化升级改造项目，中村煤业在立井东南部60m处，开凿有一主斜井，主斜井倾角20°，井筒净宽4.5m，净断面14.48m2，斜长387.4m，料石砌碹支护，井筒内一侧安装一部大倾角胶带输送机，另一侧铺设38轨，根据《煤矿安全规程》要求，综采矿井需留有1.0m宽人行道，现有主斜井断面不满足要求，设计在主斜井井筒内每隔40m打一个躲避硐室，主斜井担负全矿井煤炭提升、液压支架等大件下放任务，兼做进风井和安全出口。

针对原回风斜井距离井田新布置的2号煤层采区较远、通风路线长、断面小、阻力大的问题，矿井兼并重组整合后，将位于井田北部中央的原主立井改为回风立井，该回风立井服务于全井田。延伸原回风斜井和副斜井，并将原回风斜井改为行人斜井，副斜井担负全矿井除液压支架等大件以外的其它全部辅助提升任务。通过对现有井筒功能的调整，井田开拓改为斜井开拓方式。

2、开拓方案

本次兼并重组整合后，井田内开采煤层为2号和15号煤层。其中2号煤层平均厚度3.34m，属优质无烟煤，煤层结构简单，顶底板岩性良好，中村煤业在600机械化升级改造后，已作了部分工程，井下大巷的开拓布局已经形成，宜作为一个水平开采，设计在现有水平

二采区布置一个综采工作面保证矿井900的设计生产能力。根据地质报告，15号煤层与上部2号煤层平均间距74.91m，两层煤间距较大，宜另布置一个水平开采，即井田内的二水平，设计在15号煤层布置一个综采工作面，保证矿井水平延深后900的生产能力。

中村煤业现开采2号煤层，井下大的开拓格局已经形成，按照调整后的斜井开拓方式，原回风斜井改造为行人斜井，担负人员上下任务，兼做进风井和安全出口，副斜井利用现有，担负矿井除液压支架等大件以外的全部辅助提升任务，兼作进风井和安全出口，原主立井改造为兼并重组整合后的回风立井，担负全矿井回风任务。新凿的主斜井担负全矿井原煤提升及液压支架等大件下放任务，兼作进风井和安全出口。

在主斜井井底处布置主斜井井底车场和绕道，和井下轨道大巷沟通，主斜井担负原煤提升和液压支架运输任务，兼做进风井和安全出口。由于副斜井井底沿现有大巷到一下山采区运输距离长达1050m，且该段轨道巷断面较小，如需利用，整修工程量较大，另外，与主斜井构成辅助运输还需补400m轨道大巷。考虑副斜井到主斜井的运输距离较远，且从副斜井井底到主斜井井底至少需要有4个辅助运输环节。为减少辅助运输环节，在副斜井井底车场和主斜井井底间补一条辅助轨道大巷，由于副斜井井底被采空区包围，为避开采空区的影响，确保辅助轨道大巷在采空区下通过时，与采空区之间有10米以上的净岩柱，以及考虑到辅助轨道大巷运输坡度的要求，拟设计副斜井和行人斜井均延伸至+1111m水平，副斜井延伸后，布置副斜井井底车场及绕道，在布置辅助轨道大巷上部平车场后，设计按4°下坡掘进约746m后，落底标高为+1059m，然后巷道走平，掘进约97m后，与