中富矿业红山西煤矿矿建工程施工组织设计.docx

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中富矿业红山西煤矿矿建工程施工组织设计

中富矿业红山西煤矿矿建工程

施

工

组

织

设

计

靖远煤业伊犁资源开发有限责任公司第二分公司

二零一三年十一月二十六日

前言

新疆中富矿业有限公司红山西煤矿（以下简称“红山西煤矿”）距乌苏市约50km，行政区划隶属于乌苏市管辖，为新疆中富矿业有限公司下属煤矿。

井田地处乌苏市东部，安集海河西岸，与乌苏市直线距离约50km。

北距312国道40km，西距巴音沟牧场10km。

省道S101从井田外的南边经过；北疆铁路距井田以北45km，交通方便。

红山西煤矿经过近四年的建设，一期工程完工，二期工程除井底车场贯通外，其余尚未施工。

为确保安全、优质、快速、高效地完成二期、三期工程，并达到或超过业主对工期和质量的要求。

我们按照工程特性及施工要求，编制了本工程施工组织设计。

施工组织设计编制依据：

⑴《红山西煤矿初步设计》

⑵《煤矿井巷工程质量验收规范》（GB50213-2010）；

⑶《煤矿井巷工程施工规范》（GB50511-2010）；

⑷《钢筋混凝土工程施工质量验收规范》；

⑸《钢筋锥螺纹接头技术规程》（JGJ109-96）；

⑹《煤炭工业建设工程质量技术资料管理规定》；

⑺《煤矿安全规程》（2012年版）；

⑻《钢筋混凝土工程检验评定标准》；

⑼《煤矿井巷工程质量验收评定标准》；

⑽《煤矿井巷工程施工质量标准及检验评级办法》；

⑾《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）；

⑿《钢筋焊接及验收规范》（JGJ18-84）；

⒀《工程测量规范》（GB50026-93）；

⒁《矿井质量标准化检验标准》；

⒂《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-86）；

⒃《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-88）；

⒄《建设工程施工现场供用电安全规范》（GB50194-93）。

第一章工程概况

一、交通位置

井田位于新疆乌苏市SE23°，直线距离约50千米，安集海河的西北侧，行政区划属乌苏市管辖。

井田范围与探矿权范围一致，井田东西长约4.6千米，南北宽约2.4千米，总面积约11.08平方千米。

井田中心地理坐标：

东经84°59′31〞；北纬44°03′30〞。

井田南侧有一条砂石路面的101省道，东南侧有一条沥青路面公路可达312国道并与北疆铁路奎屯火车站相连通，交通方便。

二、自然地理概况

1、地形地貌

井田地处天山北麓，为低中山区，地势西北高东南低，海拔1542-1850米，高差不大，但沿南东通过的安集海河切割强烈，切割深度高差在200米左右，西北部山势平缓，沟谷呈“U”字型，沟向近南东向。

地貌上属天山北坡山前已肢解破碎的冲积扇区的一部分。

2、气候与水文

井田地处中亚腹地，气候干燥多风，降雨量少，年、日温差大，夏季较为凉爽，冬季寒冷，是典型的温带大陆性干旱气候。

冬寒漫长，夏凉短促，春季升温快，但极不稳定，秋季降温迅速，冷空气活动频繁，故春秋多大风、寒潮。

全年偏西风较多，无霜期较短，具明显的高寒特点。

据乌苏市气象局资料，勘探区年平均气温4.4-6.8℃。

6—8月份为高温季节，最高气温可达40℃以上，最低7℃，一般为15℃左右。

每年2月为低温季节，最低气温零下30℃以下，最高3℃，一般为零下ll℃。

每年的11月封冻，次年3月解冻，最大冻土深度2.0米，无霜期仅150天左右。

全年大风在100次以上，极大风速35米／秒，一般风速2.3-4.5米／秒，每年4—5月常有7—8级大风，最大可达10级。

风向主要为西北风。

井田内年降水量在248.9毫米左右，多集中在6—7月份，大多为暴雨，蒸发量为1836.5毫米。

井田相邻发育水系有安集海河及其支流，由南而北流向山前安集海水库，为常年性流水，井田内无常年流水，仅西北部山区有一些规模极小的沟谷，在暴雨和初春融雪时，偶有暂时性水流。

3、地震

井田处于博罗霍洛地震带北沿，地震频繁，新疆地震局将本区地震烈度定为Ⅷ度，动峰加速度0.3g。

三、矿井剩余工程概况

设计矿井采用斜井开拓，全矿井布置3个井筒，一期工程已经全部完工，二期工程剩余1470m。

矿建工程于2009年底开工，当时水、电均未通，施工条件极其恶劣，施工进度缓慢；2010年由于手续不健全，导致施工经常处于停工状态，致使施工人员流失，施工进度及质量无法保障；2011年由于手续不健全（对施工影响太大）及工程造价低等原因，主井施工单位中煤一建31处解除施工合同停工5个月未施工；2012年由于手续不健全乌苏市政府下令要求红山西煤矿停止矿井建设，并封停了所有提升设备，导致工程停工到2013年4月底；2013年5月开工，由于开工晚，施工单位人员流失大，缺少技术水平高超的施工人员，导致施工进度慢，巷道成型差。

10月15日建设单位为加快红山西矿井建设进度，提高矿井建设质量，决定解除兖矿新陆矿建分公司及温州矿山井巷工程公司施工合同，剩余的二期工程量：

1709.6m/22637.28m3，由甘肃煤炭第一工程有限责任公司施工。

三期工程量：

2100m/29760m3由甘肃华能工程有限责任公司施工。

主斜井：

1、11采区试采面联络巷，掘断面6.44m2，工程量61.38m/395.3m3。

2、11采区试采面煤仓，掘断面18.9m2，工程量14.8m/250.28m3。

3、煤仓上口硐室，掘断面12.5m2，工程量7.7m/87.5m3。

4、绞车硐室；掘断面12.5m2，工程量10.27m/127.5m3。

5、1130m水平回风石门：

掘进断面11.28m2，301.14m/3396.8m3。

5、回风上山；掘断面18.54m2，工程量513m/9511m3。

6、井筒起底：

1100m/1155.3m3。

7、铺底：

1100m/1195.7m3。

合计：

908.14m/13768.38m3。

副斜井：

1、井筒起底：

1100m/1717.6m3，铺轨：

1100m/1210m3，

2、水泵房：

掘断面12.5m2，工程量18.5m/231.1m3。

3、变电所：

掘断面17.3m2，工程量32.5m/562.25m3。

4、及管子道：

掘断面9.52m2，工程量31.4m/298.9m3。

5、水仓：

掘断面9.52m2，工程量376.3m/3582.4m3。

6、回风运输顺槽石门：

掘进断面11.28m2，50m/564m3。

7、皮带运输顺槽石门：

掘进断面11.28m2，150m/1692m3。

6、首采区煤仓：

掘断面18.9m2，工程量35m/661.5m3。

7、永久避难硐室:

掘断面17.3m2，32.2m/557.06m3。

8、人车等候硐室及通道：

掘断面9.52m2，工程量75.6m/719.7m3，

合计：

801.5m/8868.9m3。

二期主副井合计总工程量：

1709.6m/22637.28m3。

三期工程量：

1、回风运输顺槽：

掘进断面13.02m2，1000m/13020m3。

2、皮带运输顺槽：

掘进断面14.57m2，1000m/14570m3。

3、开切眼：

掘进断面21.7m2，100m/2170m3。

合计总工程量：

2100m/29760m3。

四、工程地质特征

表2-1-2陷落柱情况一览表

陷落柱编号

位置

长（m）

宽（m）

形状

备注

X1

004号钻孔北部

55

35

椭圆形

5号煤层开采中揭露

X2

004号钻孔西部

50

40

椭圆形

X3

X2南部

60

40

椭圆形

1.4.3、3、井田内没有岩浆岩侵入。

综上所述，本井田内断层分布密集，构造属复杂类型。

1.4.4、煤层及煤质

1、含煤性

井田煤层赋存侏罗统西山窑组下段（J2x1）和中段（J2x2）。

井田钻孔控制的0.30m以上的煤层13层，自下而上编号为B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7、B8、B9、B10、B11、B12、B14，其中B4煤层为全区可采煤层，B6为局部可采煤层，其余煤层为不可采煤层。

2、可采及局部可采煤层

井田内B4、B6为可采煤层，其中B4煤层为全区可采的稳定煤层。

B6为局部可采的不稳定煤层，可采及局部可采煤层特征详见表1-3-2。

井田可采及局部可采煤层特征如表1-3-2。

可采及局部可采煤层特征表表1-3-2

煤

层

号

煤层总厚（m）

可采煤层厚度平均值（m）

煤层间距

（m）

煤层结构

顶底板

岩性

稳定性及控制程度

面积

可采率（%）

煤层容重

两极值

平均值

两极值

平均值

两极值

平均值

夹矸层数

夹矸厚度（m）

顶板

底板

B6

0.49～2.72

1.42（13）

0.74～2.72

1.55（7）

1.50～21.509.63（13）

0-2

0.23

砂岩泥岩

砂岩泥岩

不稳定局部可采

31.4

1.32

B4

8.08～16.48

12.32（14）

6.86～14.88

11.51（14）

0-4

0.49

砂岩

砂岩

泥岩

全区

稳定

100

1.33

各可采煤层特征分述如下：

1、B4煤层

井田内B4煤层有14个钻孔揭露，控制煤层全层厚8.08～16.48m，平均12.32m，煤层可采厚6.86～14.88m，平均11.51m，煤层结构简单，含夹矸0～4层。

顶板为粗、中砂岩、细砂岩、泥岩、粉砂岩；底板为细砂岩、粉砂岩、泥岩；该煤层14个见煤点均可采，为全区可采煤层，标准差为2.456m，变异系数为21.34%，属稳定型煤层，与其上的B6煤层层间距为1.50～21.50m，平均为9.63m。

2、B6煤层

井田内B6煤层有13钻孔揭露，控制煤层全层厚0.49～2.72m，平均1.42m，可采厚厚0.74～2.72m，平均1.55m，煤层厚度变化较大；煤层结构简单，含0～2层夹矸，可采系数为53.8%。

属薄～中厚煤层。

顶板为中砂岩、细砂岩、粉砂岩；底板为粉砂岩、泥岩；该煤层13个见煤点中7个可采，为局部可采煤层，标准差为0.802m，变异系数为75.81%，属不稳定型煤层。

五、煤质

1、煤岩特征及煤的变质阶段

（1）煤岩特征

井田内的煤为高等植物形成的腐植煤，肉眼观测其颜色为黑色，条痕为褐黑色，光泽为沥青光泽，条带状结构，参差状断口，块状构造，较致密和坚硬。

简易燃烧试验：

煤易燃、烟浓、焰长、不熔融、不膨胀。

B6煤层视相对密度平均值为1.32，B4煤层视相对密度平均值为1.33。

（2）煤的变质阶段

镜煤最大反射率B4煤层为0.67%，其变质阶段属Ⅰ阶，B6煤层为0.63%，其变质阶段属Ⅱ阶，显微煤岩类型为微镜惰煤。

2、煤的化学组成

1）煤的工业分析

可采煤层的主要工业指标如表1-3-3。

可采煤层的主要工业指标表表1-3-3

项目

煤层号

分析煤样

Mad（%）

Ad（%）

Vdaf（%）

B4

原煤

6.16～2.89

4.89（11）

25.52～7.88

12.73（11）

38.11～34.30

36.63（11）

浮煤

6.02～3.51

4.74（11）

5.29～3.05

4.19（11）

36.14～32.96

34.77（11）

B6

原煤

6.19～3.66

5.26（5）

30.67～6.26

14.25（5）

41.02～35.10

38.03（5）

浮煤

5.46～4.42

4.98（5）

6.26～3.32

4.54（5）

38.80～34.49

37.10（5）

可采煤层元素分析成果表表1-3-4

项目

煤层号

Cdaf（%）

Hdaf（%）

Ndaf（%）

（O+S）daf（%）

B4

82.20～78.86

80.57（10）

4.88～4.30

4.71（10）

1.38～1.06

1.26（10）

15.24～11.57

13.47（10）

B6

80.87～78.85

79.71（3）

4.90～4.32

4.63（3）

1.42～1.09

1.28（3）

15.17～13.13

14.38（3）

可采煤层有害元素分析成果统计表表1-3-5

项目

煤层号

St.d

（%）

Pd

（%）

Fad（ug/g）

Cld

（%）

As.ad（ug/g）

B4

0.39～0.17

0.26（12）

0.019～0.004

0.012（12）

81～32

56（12）

0.292～0.017

0.060（12）

3～1

2（12）

B6

0.46～0.19

0.33（5）

0.015～0.004

0.011（5）

58～41

50（4）

0.145～0.021

0.054

（2）

4～1

3（5）

可采煤层原煤发热量分析成果统计表表1-3-6

项目　

煤层号

Qb.d

（MJ/kg）

Qb.daf（MJ/kg）

Qgr.d

（MJ/kg）

Qnet.d

（MJ/kg）

B4

29.39～23.1

27.55（11）

32.01～31.02

31.57（11）

29.32～23.05

27.48（11）

26.85～26.24

26.55（3）

B6

29.67～21.87

27.36（5）

32.37～31.54

31.90（5）

29.60～21.80

27.29（5）

28.76～21.1

24.93

（2）

可采煤层灰成分、灰熔融性分析成果表表1-3-7

煤层

编号

煤灰成分%

煤灰熔融性℃

SiO2

Fe2O3

Al2O3

CaO

MgO

SO3

TiO2

DT

ST

HT

FT

B4

35.88

（9）

16.74

（9）

16.73

（9）

16.57

（9）

4.82

（9）

2.71

（9）

0.83

（9）

1168

（10）

1191

（10）

1201

（10）

1252

（10）

B6

38.27

（2）

5.97

（2）

12.80

（2）

19.64

（2）

6.06

（2）

4.02

（2）

0.71

（2）

1350

（2）

＞1400

（2）

＞1400

（2）

＞1400

（2）

可采煤层低温干馏分析成果表表1-3-8

项目

煤层

低温干馏%

Tar.ad

CR.ad

Water.ad

Gas.ad

B6

6.6

76.6

8.9

7.9

6.6

（1）

76.6

（1）

8.9

（1）

7.9

（1）

B4

8.6-6.4

76.4-74.6

10.0-8.0

8.8-7.7

7.5（3）

75.3（3）

8.9（3）

8.2（3）

（四）煤类及煤的工业用途评价

井田内的煤为低变质烟煤，变质阶段属Ⅰ～Ⅱ阶，煤类主要为不粘煤（31BN），煤质为特低灰-中灰，高挥发分～中高挥发分，特低硫，特低磷～低磷，高热值，低熔灰分的煤。

煤类：

井田内煤层B4主采煤层为不粘煤（31BN），B6煤层为不粘煤（31BN）及长焰煤（41CY）。

煤的工业用途：

是优质的动力用煤，也可做化工用煤及民用煤。

六、水文地质特征

（一）地表水

井田范围内地表水不发育，无常年性水体，地表水大部分补给地下水或汇入安集海河。

（二）含（隔）水层（段）划分

井田共划分了四个含（隔）水层（段），见表1-3-9。

含（隔）水层（段）划分一览表表1-3-9

地层代号

含（隔）水层（段）编号

含（隔）水层（段）名称

Q4al

Ⅰ

第四系全新统冲积透水不含水层

J2t

Ⅱ

中侏罗统头屯河组裂隙弱富水性含水层

J2x

Ⅲ

中侏罗统西山窑组裂隙弱富水性含水层

J1s

Ⅳ

下侏罗统三工河组相对隔水层

1、第四系全新统坡积全新统冲积（Q4al）透水不含水层（Ⅰ）

大面积分布在井田内，分布于安集海河古河床两岸，由冲积砾石、卵石、砂粒组成，分选性差，据钻孔控制，厚120～310m，平均181.41m，由于此层相对于安集海河最低基准面位置较高，虽透水性较好，但不具储水条件。

7-3孔、9-1孔、1-5孔抽水试验资料证实，本层不含水。

2、中侏罗统头屯河组裂隙弱富水性含水层（Ⅱ）

主要岩性灰黄绿色、灰黄色粗砂岩，本组地层控制厚度34.32m，为弱富水性含水层。

3、中侏罗统西山窑组（J2x）裂隙弱富水性含水层（Ⅲ）

该组含水层与隔水层以互层的形式组成。

其中隔水层岩性主要以泥岩、泥质粉砂岩为主，而含水层岩性主要以粗砂岩为主。

据1-1、3-1、3-2、5-2、7-2、9-2、9-3、1-5孔控制的情况，B4-B9段含水层厚度在7.62～36.4m之间，平均21.30m。

据7-3孔的抽水试验的结果，渗透系数（

）为0.004868m/d，钻孔单位涌水量（q）0.00071L/s·k；1-5孔的抽水试验的结果，渗透系数（

）为0.0096m/d，钻孔单位涌水量（q）0.00072L/s·m。

由此可知，此含水层为弱富水性含水层。

4、下侏罗统三工河组（J1s）相对隔水层（Ⅳ）

以湖相为主的碎屑沉积。

岩性由深灰、灰绿、灰黄色泥岩、粉砂岩、细砂岩夹少量砂岩组成，俗称“虎皮层”。

7-1孔控制厚度仅90.66m。

据区域水文地质资料，此层为相对隔水层。

（三）地下水与地表水间的水力联系

第四系为透水不含水层，且基准面高于安集海河河床，降雨和上侧地下径流水大部分经由地下补给入安集海河。

（四）矿床充水条件分析

影响井田矿床充水的主要因素有地层岩性、构造、地表水、大气降水、地表暂时性水流。

1、地表水

大气降水和来自井田上方的地表水流大部分渗入井田第四系透水不含水层，通过地下补给入安集海河，对井下开采不构成直接威胁。

2、安集海河侧向补给

井田东界的安集海河直接盖于井田煤系地层之上，对下伏煤系地层及主煤段可直接充水。

但井下开采区距安集海河较远，不至于发生由于安集海河河水而产生的矿井突水问题。

3、构造

井田地层向北倾斜，产状19～45°，为一单斜构造，无断层。

因此,构造将不成为矿床开拓的充水因素。

（五）矿床充水途径

矿床充水主要以煤层及地层含水层充水为主，部分接受安集海河侧向补给。

（六）井田水文地质勘探类型及涌水量分析

根据地质报告提供资料，本井田水文地质勘探类型属裂隙类、水文地质条件简单的矿床。

即二类一型。

地质报告预算+1000m水平矿井正常涌水量为409.87m3/d。

设计以此涌水量值作为设计+1130m水平排水设施的设计依据。

（七）突水的可能性分析及突水强度预计

（1）突水因素分析

1）地表水突水的可能性分析

从区域地势分析，区域大量水汇集于本区的可能性几乎没有。

本区发生强降雨、汇集后通过塌陷区溃入井下的可能性也很小。

安集海河是该区域内地表唯一常年性水体，但安集海河位于井田东南部2.5km之外，与井田煤系地层之间水力联系微弱。

2）顶板冒落导致突水的可能性分析

开采本矿开采倾斜煤层，最终采空区冒落带导通地表。

但由于井田内地表水系不发达，不会发生突水。

含水层均属于弱含水层，不会发生地下含水层突水。

3）通过断层突水的可能性分析

井田内无断裂构造。

4）老采空区和回采形成的采空区积水突水的可能性分析

回采形成大规模的采空区是必然的，在不采取疏干措施的前提下，会存积大量的老空水。

一旦沟通，必然发生突水。

本矿为新开发井田，区内无老的开采活动，因此无老采空区积水造成突水的可能；但矿井在今后的生产过程中应加强对生产采空区的管理，避免生产采空区突水事故的发生。

5）邻近矿井采空区水害威胁本矿的危险性分析

本矿临近生产井为红山煤矿二号平硐、红山煤矿四号井，但距离较远，临近生产井采空区对本矿无水害威胁。

6）综上所述，按照突水水源划分，采空区大量积水可能引发突水；按照突水地点划分，可能发生突水的地点包括导通“积水采空区”的掘进工作面、回采工作面。

（2）突水强度预计

突水强度的主要影响因素为：

水源、水头、突水通道规模及特性。

在相同的条件下，突水量与水头成平方指数关系。

本矿为新开发井田，区内无采空区存在，井田范围内地表无大型水体进行补给，顶底板裂隙含水层都属于弱富水含水层，类比表1-2-10（B）所列矿井水文地质条件，关于本井田+1130m以上突水强度，得出如下结论：

本矿在生产过程中形成的采空区积水为矿井主要突水危险源，单点突水强度等级应为“小型突水”（水量≤60m3/h），且衰减迅速。

（八）矿井涌水量及矿井水文地质类型预计　

地质报告预算+1000m水平矿井正常涌水量为409.87m3/d（折合17.07m3/h）。

设计以此涌水量值作为设计+1130m水平排水设施的设计依据。

根据2009年9月21日国家安全生产监督管理总局令第28号颁布的《煤矿防治水规定》之插表2-1中矿井水文地质类型划分标准，进行对照，如表1-3-10，可以看出：

预计本矿井+1130m以上为水文地质条件中等类型。

表1-3-10矿井水文地质类型确定表

分类依据

类别

简单

中等

复杂

极复杂

受采掘破坏或影响的含水层及水体

含水层性质及补给条件

受采掘破坏或影响的孔隙、裂隙、岩溶含水层，补给条件差，补给来源少或极少。

受采掘破坏或影响的孔隙、裂隙、岩溶含水层，补给条件差，补给条件一般，有一定的补给水源。

受采掘破坏或影响的主要是岩溶含水层、厚层砂砾石含水层、老空水、地表水，其补给条件好，补给水源充沛。

受采掘破坏或影响的主要是岩溶含水层、老空水、地表水，其补给条件很好，补给来源极其充沛，地表泄水条件差。

√

单位涌水量q/（L·s-1·m-1）

q≤0.1

0.1＜q≤1.0

1.0＜q≤5.0

Q＞5.0

√

矿井周边老空水分布状况

无老空积水

存在少量老空积水，位置、范围、积水量清楚

存在少量老空积水，位置、范围、积水量不清楚

存在大量老空积水，位置、范围、积水量不清楚

√

矿井涌水量/（m3·h-1）

正常Q1

最大Q2

Q1≤180

（西北地区

Q1≤90）

Q2≤300

（西北地区

Q2≤210）

180＜Q1≤600

（西北地区

90＜Q1≤180）

300＜Q2≤1200

（西北地区

210＜Q2≤6000）

600＜Q1≤2100

（西北地区

180＜Q1≤1200）

1200＜Q2≤3000

（西北地区

600＜Q2≤2100）

Q1＞2100

（西北地区

Q1＞1200）

Q2＞3000

（西北地区

Q2＞2100）

√

突水量Q3/（m3·h-1）

无

Q3≤600

600＜Q3≤1800

Q3＞1800

√

开采受水害影响程度

采掘工程不受水害影响

矿井偶有突水，采掘工程受水害影响，但不威胁矿井安全

矿井时有突水，采掘工程、矿井安全受水害威胁

矿井突水频繁，采掘工程、矿井安全受水害严重威胁

√

防治水工作难易程度

防治水工作简单

防治水工作简单

或易于进行

防治水工作量较大，难度较高

防治水工作量大，

难度高