矿井施工组织设计最终版

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第一章概述

第一节矿井施工组织设计编制依据与原则

一、编制原则

1.执行国家及煤炭建设的方针和经济政策；

2.统筹安排内部与外部；生产与生产服务、生活服务之间的协调建设，通过综合平衡，确定合理建设工期。

3.以矿建为主，全面安排井下与地面、生产与生活的建设顺序，做到“五通一平”先行，环保绿化同步。

4.充分利用时间和空间，在确保安全、质量和经济效益的前提下，合理组织矿井建设全过程的各个环节、各项工作及各个工程项目之间的平行交叉作业和协调建设。

5.以经济效益为中心，突出市场经济和竞争意识，增加时间观念、利息观念和资金周转观念，尽快形成综合生产能力，缩短建设工期。

6.结合矿井建设实际，扬长避短，大胆探索。

7、依靠科技进步，积极采用新技术、新装备、新材料、新工艺。

8、因地制宜、就地取材、降低工程成本。

9、合理利用永久设施建井，减少大临工程‘

10、积极进行施工准备，缩短施工准备工期。

11、在工作安排上，做到“四个优先安排”即被利用永久工程优先安排，工期长的工程优先安排，安装任务重的工程优先安排，大型工程优先安排；“四个不停”即矿井主要矛盾线上的工程不停，井筒装备时提升不停，井巷交叉施工时运输不停，单位工程开工后不停；“三个缓干”即需要长期维护的煤巷缓干，用作平衡劳动力的工程缓干，建设期间不使用的井下电器设备缓购，力争做到劳动力、施工设备的基本平衡。

二、编制依据

1.批准的地质报告、矿井初步设计及概算。

2.建设单位与有关单位签订的协议。

3.矿井建设的客观条件及现场条件。

4.国家及煤炭工业有关经济技术方面的政策、法令、规程、规范、标准等。

第二节矿井设计概论

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]110号文），批准以山西煤销集团为主体对古交市屯川矿、马兰镇营立矿、古交后沟煤矿、白道煤矿有限公司进行兼并重组整合，整合后企业名称为山西煤销集团古交铂龙煤业有限公司，井田面积5.995km2。开采煤层为02、2、4、8、9号煤层。

矿井保有储量51.61mt，可采储量29.14 mt。矿井设计生产能力为120万吨，矿井服务年限为17.3a。

一、矿井设计方案

1、矿井开拓：

斜井—立井混合开拓，主斜井倾角18°安装强力胶带输送机提升。副斜井倾角11°度、回风斜井倾角90°，副斜井安装单滚串车提升和架空乘人装置，回风井设梯子间，通风方式为中央分列式，主斜井、副斜井进风，回风立井回风。

矿井开采02、2、4、8、9号煤层，确定为一个主水平和一个辅助水平开拓。主水平标高+1057m，开拓8、9号煤，采用联合布置，辅助水平标高+976m,开拓02、2、4号煤层, 采用联合布置。

主斜井经主运输大巷两煤仓，与主水平和辅助水平采区运输巷相连，副斜井经井底车场与主、辅水平采区轨道巷相连，，回风斜井直接与主、辅水平回风大巷相连。

根据井田开拓布置，在主斜井井底西南布置主运输巷，通过2号8号煤仓，完成煤的运输。运输大巷布置胶带输送机。回风立井与主、辅水平采区回风巷相连。副斜井与主辅水平采区轨道巷相连担任运料和行人的任务。

2、井下开采

设计井田分为8个采区开采，首采采区为801和0201采区，采区为前进式开采，工作面为后退式开采。首采工作面为80101和020101工作面。

二、矿井设计的主要技术经济指标

1、开拓方式：斜井—立井混合式。

2、井型：120万吨。

3、矿井生产工作面2个。

4、工程设计工程量：井巷工程量10836m，其中岩巷1346.1m，煤巷9333m。

5、掘进率：93.7m万t。

6、全员效率：49t人。

7、矿井资源整合工程静态总投资40691.54万元，其中矿建工程12027.74万元，土建7083.58万元，主要设备及工器具购置11768.42万元，安装3391.29万元，工程建设其它费用3945.22万元，工程预备费用2475.28万元，铺底流动资金1800万元。

8、吨煤投资：395.22元。

9、矿井建设设计工期21.3个月。

第三节矿井建设技术条件

一、井田位置与交通

山西煤炭运销集团古交铂龙煤业有限公司位于古交市西南部，距古交市约15km，行政区划属古交市马兰镇管辖。其井田地理坐标为：东经111°58′21″～112°00′27″，

北纬37°49′21″～37°52′50″。

井田距古交市约15km，古交—岔口公路从井田北部经过，向东与太宁公路相连。国营马兰矿铁路专用线距本井田约2km，古交—太原有铁路专线，经太原可通往全国各地，交通较为便利（详见交通位置图1-1-1）。

二、地形、地貌

本井田位于吕梁山脉东缘，属中山区。井田内沟谷纵横，切割剧烈，地形复杂。地势总体呈西高东低，南、北高中间低。最高点位于井田北部山梁，标高约1417.60m，最低点位于井田中部屯兰河谷中，标高约1140.00m，最大相对高差277.60m。

三、河流水系

井田中部有屯兰河由西向东流过，平时流量数十升秒，雨季山洪爆发后可达数十立方米秒。在井田东部、西部边界附近分别有下石沟和恶生沟，在井田北部有梅家沟，这些沟谷均为季节性沟谷，平时干涸或有细流，雨

图1-1-1交通位置示意图比例尺1：330000 井田位置季时沟谷中有较大的短暂水流，它们由南、北向流入屯兰河，屯兰河向北东汇入汾河。属黄河流域，汾河水系，屯兰河支系。

四、气象

本井田地处晋西黄土高原，属暖温带大陆性气候，四季分明，春多风沙，夏热多雨，秋季凉爽，冬季干寒。

一月份最冷，最低气温可达-20℃以下。七月份最热，极端最高气温达40℃。近十年年降水量214.1～583.4mm，平均365.3mm，降水量多集中于7～9月份。年蒸发量771.9～1240mm，平均1025mm，为年降水量的两倍多。冰冻期为11月至次年3～4月份，冻土深度0.5～0.8m。全年盛行西北风，年平均风速 2.4ms，春冬季大，夏秋较小，最大风速25ms。

五、地震

据GB50011～2001《建筑防震设计规范》，本区设计地震动峰值加速度为0.15g，对应的地震基本烈度为Ⅶ度。

六、煤层和煤质：

（一）煤层

井田内含煤地层为太原组和山西组，煤层自上而下编号为02、03、2、3、4、8、9、10号共8层。可采煤层为02、2、4、8、9号。现将主采煤层情况叙述如下：

1.02号煤层

赋存于山西组上部，上距K4砂岩8m左右，煤厚0.60～2.26m，平均1.36m，在井田东南部与02下号煤层合并，该煤层合并区较厚，最厚点位于井田南部549号钻孔，厚度为2.26m。分叉区较薄，最薄点位于井田东北部511号钻孔，厚度为0.60m。属稳定的大部可采煤层，结构简单，局部含1层夹矸，夹矸最大厚度0.51m，顶板为砂质泥岩或粉砂岩，底板为砂质泥岩。井田中部、东部大部被剥蚀。

2.02下号煤层

位于02号煤层下0～13.51m，平均3.51m，井田内东南部与02号煤层合并，在分叉区局部可采，厚度0.46～1.10m，平均0.72m，结构简单，无夹矸，属较稳定局部可采煤层。顶板为砂质泥岩，底板为砂质泥岩或粉砂岩。井田中部、东部大部出露剥蚀。

3.2号煤层

赋于山西组中上部，上距03号煤层2.67～14.35m，平均8.65m；煤层厚度1.30～2.71m，平均2.15m，结构简单-较简单，含0-2层夹矸，夹矸最大厚度0.50m，属稳定可采煤层，顶板为砂质泥岩或细砂岩，底板为砂质泥岩。井田西南部局部有岩浆岩侵入，使得煤层遭破坏。井田中部、北部大部出露剥蚀。

4.4号煤层

赋存于山西组中下部，上距2号煤层3.88～11.20m，平均6.56m；煤厚0.41～1.35m，平均0.86m，结构简单-较简单，含0-2层夹矸，夹矸最大厚度0.45m，属稳定大部可采煤层，顶板为砂质泥岩或细砂岩，底板为粉砂岩或砂质泥岩。井田中部、北部大部出露剥蚀。

5.8号煤层

赋于太原组中下部，上距4号煤层61.22～87.09m，平均71.58m；煤层厚度3.20～4.85m，平均3.99m，结构简单-复杂，含0～3层夹矸，单层夹矸最大厚度0.40m，属稳定可采煤层，顶板为石灰岩或泥灰岩，底板为砂质泥岩。井田东南部局部有岩浆岩侵入，使得煤层遭破坏。井田西部局部出露剥蚀。

6.9号煤层

赋于太原组下部，上距8号煤层5.55～23.34m，平均13.61m；煤层厚度0.61～2.04m，平均1.62m，结构简单-复杂，含0～3层夹矸，单层夹矸最大厚度0.42m，属稳定大部可采煤层，顶板为砂质泥岩，底板为砂质泥岩或粉砂岩。井田东南部局部有岩浆岩侵入，使得煤层遭破坏。井田西部局部出露剥蚀。

本井田可采煤层有02、02下、2、4、8、9号煤层，其特征见表2-1-5。

表2-1-5 可采煤层特征表

煤的物理性质和煤岩特征

据《山西省太原西山煤田古交矿区马兰勘探区精查地质报告》资料，将各煤层物理性质及煤岩特征叙述如下：

1）物理性质

各煤层煤的物理性质基本相同，颜色为黑色、黑灰色，条痕为棕黑色、褐黑色，玻璃及强玻璃光泽，内生裂隙较发育，参差状、贝壳状断口，硬度中等，一般为2-3。

2）煤岩特征

02、02下号煤层以暗煤为主，块状，显微煤岩成分以半凝胶化，半丝炭化碎块物质较多，矿物主要为粘土，呈细散染状产出。

2号煤层以暗煤为主，有少量亮煤和镜煤，显微煤岩成份以丝炭化及半凝胶化物质为最多，矿物质含量较少。

4号煤层主要以粘土矿化暗煤和暗煤组成，有少量亮煤，矿物主要为粘土，呈散染状。

8号煤层主要由暗煤和亮煤组成，呈条带状结构。显微煤岩成分以丝炭化物质为主，矿物含量较少，常见有黄铁矿。

9号煤层由暗淡煤、半暗淡煤、半亮煤组成。半暗淡、半亮煤为细条带状结构，常夹有丝炭体；暗煤由凝胶化、半丝炭化基质组成，呈粒状或杂块状结构。

2.煤的化学组成

根据《山西省太原西山煤田古交矿区马兰勘探区精查地质报告》资料和本次井下取样化验资料，各可采煤层煤质特征如下：（1）02号煤层

煤类为肥煤，洗选后作为炼焦用煤为低灰～中灰、低硫分～中低硫、特低磷煤。

（3）2号煤层

煤类以肥煤为主，局部有少量焦煤。洗选后作为炼焦用煤为特低灰～中灰、低硫分～高硫分、特低磷煤。

（4）4号煤层

煤类以肥煤为主，受岩浆侵入的影响，在井田南部局部变质为瘦煤。

洗选后作为炼焦用煤为特低灰～中灰、低硫分～中高硫、特低磷煤。

（5）8号煤层

煤类以肥煤为主，在井田东部局部有少量焦煤。洗选后作为炼焦用煤为特低灰～中灰、中硫分～高硫分、特低磷～低磷分煤。

（6）9号煤层

煤类以肥煤为主，其次为焦煤，肥煤、焦煤洗选后作为炼焦用煤为特低灰～中灰、低硫分～高硫分、特低磷～低磷分煤。

（二）煤质

5.煤质及工业用途评述

由于未进行过粘结指数测试，本次煤类划分均沿用原勘探报告成果。

02号煤层煤类以肥煤为主，在井田东部局部有少量焦煤。洗选后作为炼焦用煤为为特低～中灰、低硫分、特低磷煤。

02下号煤层煤类为肥煤，洗选后作为炼焦用煤为低灰～中灰、低硫分～中低硫、特低磷煤。

2号煤层煤类以肥煤为主，局部有少量焦煤。洗选后作为炼焦用煤为特低灰～中灰、低硫分～高硫分、特低磷煤。

4号煤层煤类以肥煤为主，局部变质为瘦煤。洗选后作为炼焦用煤为特低灰～中灰、低硫分～中高硫、特低磷煤。

8号煤层煤类以肥煤为主，少量焦煤。洗选后作为炼焦用煤为特低灰～中灰、中硫分～高硫分、特低磷～低磷分煤。

9号煤层煤类以肥煤为主，局部有少量焦煤。洗选后作为炼焦用煤为特低灰～中灰、低硫分～高硫分、特低磷～低磷分煤。

02、02下、2、4、8、9号煤层，可作为炼焦用煤或炼焦配煤.

四、地质构造：

六、构造

井田位于西山煤田西北边缘，马兰勘探区西部，大致为背斜、向斜构造，背、向斜轴向为北西-南东向，地层倾角在4°-45°之间，一般10°左右。

井田内共发育16条断层，其中正断层15条，逆断层1条，见表2-1-2，最大的断层为井田东部边界的F78、F77断层，落差分别为40～80m和35～65m，井田内断层落差2～32m。发育陷落柱9个，分布无明显规律，其中8个为井下生产揭露，1个为钻探发现（521孔）。陷落柱一般呈圆形或椭圆形，长轴在40-150m之间，陷壁角80°-85°。

1.褶曲

S1背斜位于井田中部，轴向北西-南东向，向南东倾伏，两翼地层基本对称，地层倾角为12°左右。背斜轴由516号钻孔控制。

S2向斜位于井田中东部，轴向北西-南东向，两翼地层不对称，地层倾角为8°-10°。向斜轴被517、555号钻孔控制。

S3背斜位于井田中西部，轴向北西-南东向，向北西倾伏，两翼地层不对称，地层倾角为12°-45°。背斜轴为地表控制。

2.断层

断层特征见表2-1-2

表2-1-2 主要断层一览表

3.陷落柱

陷落柱特征见表2-1-3。

表2-1-3 陷落柱情况一览表

4.岩浆岩

由于本井田靠近狐偃山岩浆岩主体，因而对本井田有一定的影响，地表在井田西部界外的北社断层走向一线断续出露。井田内及附近有5个钻孔见岩浆岩（见表2-1-4）。

表2-1-4 岩浆岩情况一览表

及软弱地层侵入，厚度最大35m以上，一般6～10m。岩性主要为正

长斑岩，斜长斑岩较少，斑晶较大，矿物成份主要为正长石、角闪石。钻孔中多为绿灰色，地表风化多显黄灰、灰白色。

受岩浆岩侵入的影响，在侵入体周边，煤层、煤质有不同程度的破坏和影响，煤类变为瘦煤，距离较近时被烘烤而变成天然焦或剩留部分焦炭残渣。

从区域构造来看，岩浆岩属中生代燕山期产物，本井田为狐偃山岩浆岩体分支。

本井田主要受影响区域为井田南部。

综上所述，井田内地层较平缓，虽然发育一些断层，但大断层主要分布于井田边界附近，对生产影响不大，因此，井田构造属于简单类型，局部简单偏中等。

七、井田水文地质

（一）区域水文地质

古交矿区位于山西省西山煤田西部，地形复杂，切割强烈，基岩出露较少，大部为黄土覆盖，

区域地层出露奥陶系、石炭系、二叠系。地表大部分被第四系中、上更新统、全新统地层所覆盖。区域地貌可分为：剥蚀构造中低山、剥蚀构造黄土丘陵和侵蚀堆积的河流谷地三种地貌形态。

本区位于晋祠泉域西部，该泉域东北部边界与兰村泉边界为共同边界，此边界为可变边界，北部及西北边界以变质岩系为边界，西边界位于孤堰山、寨儿坡、岭底村至山前大断裂，该线与岭底向斜轴吻合，奥陶系顶面标高为204～321m，具有滞流阻水作用；东部与南部

以太原盆地西边山断裂带为界，为排泄边界，形成一个独立的水文地质单元。

汾河为流经本区域的最大河流，区内沟谷多为季节性河流，呈扇形展布，最终注入汾河。

区域含水层有：

1.碳酸盐岩类岩溶裂隙含水层组

1）奥陶系中统灰岩岩溶裂隙含水层

含水层岩性为石灰岩、豹皮灰岩、白云岩和泥灰岩，各种岩性富水性不一。奥灰顶面向下20～70m为较纯的石灰岩，为发育岩溶裂隙的主要区段；往下为角砾状泥灰岩、石膏层、泥灰岩、泥岩的混合带，习惯称为“石膏带”，厚20～40m，此段可视作一个隔水带。再往下以石灰岩占优势，白云质成分增多，有白云质灰岩和白云岩，其间夹有泥灰岩或角砾状泥灰岩。岩溶形态以溶蚀裂隙及溶孔为主，溶洞较少。

在水平方向上，受区域构造控制，富水性差异较大，古交矿区西、北部，由于埋藏浅，补给条件较好，富水性较强，据镇城底精查资料，峰峰组单位涌水量为10.56Ls.m，渗透系数最大11.84md；在汾河以南，大川河以西，由镇城底经姬家庄至清徐为一向斜构造，向斜轴部奥陶系灰岩埋藏深，据钻探揭露岩溶发育微弱，透水性差，属滞流带。

本区水位标高：镇城底为898.11m，古交市为876.37m，李家庄为833.81m。

2）石炭系上统太原组灰岩岩溶裂隙含水层

含水层主要由L1、K2、L4三层石灰岩组成，含灰岩层段厚25m左右，灰岩在浅部裂隙发育，并有溶蚀或溶孔等岩溶现象，富水性中等；在深部则岩溶极不发育或无岩溶现象。据钻孔抽水试验，单位涌水量0.00006～0.0064Ls.m，渗透系数0.0023～0.44md。

2.碎屑岩类裂隙含水层组

1）二叠系下统山西组砂岩裂隙含水层

含水层主要为K3砂岩，由中粗粒砂岩组成，厚度变化较大，裂隙发育差，富水性弱；据钻孔抽水试验，单位涌水量0.00012～0.0548Ls.m，渗透系数0.00034～0.344md。

2）二叠系上下石盒子组砂岩裂隙含水层

本组有多层砂岩，出露面积广，但大部分处于当地侵蚀基准面以上，只形成透水层。在风化裂隙带，钻孔冲洗液往往大量漏失；在侵蚀基准面以下区域，于浅部可形成风化裂隙带潜水，一般来说，本组富水性弱。

3.第四系松散岩类孔隙含水层组

主要分布于区内的汾河、屯兰河、大川河、原平河等河谷中，由沙砾组成，一般厚20m左右。该层含水性主要取决于其补给条件，在较大的沟谷中，地表水较丰富，补给条件较好，其富水性较强；在小的沟谷中，补给条件差，其富水性较弱。同时在很大程度上受控于下伏基岩的岩性，例如，在罗家曲至镇城底汾河段，其下伏基岩为奥陶系灰岩，而且岩层破碎，透水性强，本段第四系松散岩类孔隙含水层地下水径流量为零；由镇城底向下游至古交市，下伏基岩为本溪组、