1、杜家沟煤田矿井建设施工组织设计完整版(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！)1. 矿井设计基本情况1.1 矿区概述及地质特征1.1.1 矿区概述1.交通位置杜家沟煤矿位于杜家沟市东部、太行山南麓，行政区划隶属杜家沟市管辖。井田中心东南距杜家沟市39km，西南距临汾市50km，东北至晋中市17km，南距获运城20km，其间均有公路相通。交通非常便利，图1-1图1-1 交通位置图2.自然地理 (1）、地形地貌：杜家沟井田位于长治盆地西部，全区均为第四系黄土掩盖，地形较平缓，局部冲沟发育，为高原盆地内的河谷平原区，海拔标高为9051034m，工业广场标高为937m。 (2)、气象：根据屯留
2、县历年气象资料统计，年降雨量540 m m，年蒸发量为降水量的 26.3倍，属暖温带半湿润半干燥大陆性季风气候，冰冻期为每年10月至次年4月，最大冻土深度为75厘m。(3)、水系：除井田南部绛河由西向东流经本井田，井田北部有阎村、常隆两座小型水库外，其它地表尚无大的水体存在。(4)、地震：山西省抗震工作办公室等三单位，于1979年以(79)晋抗字第1号文“关于颁发山西省地震裂度区划图及说明的通知”，将屯留县划分为6度区。(5)、经济：由于矿区范围内地势平坦，交通便利，土壤和水利条件较好，再加上矿产资源丰富，为当地的经济和社会发展提供了良好的条件。随着矿区煤炭生产的快速发展，也带动了周围乡镇经济
3、的发展，矿区间村以上的行政单位均通公路、电话和供电，并建立了学校、商业网点和医疗卫生网点，逐步形成了以矿区为中心的集镇、居民点和工商业服务网点，使矿区城镇化的水平日渐提高，成为屯留县经济文化较发达的地区之一。3.煤矿地层杜家沟井田均为第四系黄土所覆盖，仅于北部阎村、常隆一带有二迭系上石盒子组地层零星出露。综合柱状图见图1-2。根据钻孔揭露情况，将地层发育情况由老到新叙述如下： (1)、奥陶系中统马家沟组O2m岩性为灰色深灰色厚层状石灰岩，局部裂缝溶洞发育，并为灰白色铝质泥岩、黄铁矿、菱铁矿等充填。 (2)、石炭系中统本溪组C2b该组厚度1.3513.43m，平均9.11m。岩性以灰色块状铝土泥
4、岩为主，局部发育灰白色中厚层状中粒砂岩、砂质泥岩以及底部山西式铁矿层。与下伏地层假整合接触。 (3)、石灰系上统太原组C3t本组厚度99.35119.16m，平均厚度108.38m左右。底部以K1砂岩与本溪组分界，顶部以K7砂岩与山西组分界，是本区的主要含煤地层之一。主要由45层石灰岩及灰色砂岩、灰黑色泥岩和710层煤层组成。其中153煤层为可采煤层，厚度02.73m，平均厚度1.66m，但冲刷面积较大。属典型的海陆交互相沉积，旋回结构明显，但岩性岩相较为复杂。本组发育四层较稳定的石灰岩及一层局部发育的石灰岩。().二叠系下统山西组1S本组厚度40.9797.55m，平均厚度约55.69m。是
5、本区主要含煤地层。岩性主要为灰白色、灰色中、细粒石英砂岩，灰色、灰黑色粉砂岩、砂质泥岩，夹14层煤。其中下部的3煤层为主要可采煤层，厚度4.847.32m，平均厚度6.09m，3煤上部多有一层灰色细、中粒砂岩，厚度数m至十余m，为3煤老顶，与下伏地层太原组呈整合接触。().二叠系下统下石盒子组1x本组厚度44.278m，平均厚度约59.55m。连续沉积于山西组地层之上，顶部为一层紫红、紫灰等杂色含鲕粒的厚层状铝质泥岩或砂质泥岩（俗称桃花泥岩），中下部为灰色泥岩，砂质泥岩，灰色、灰白色石英砂岩。底部以一层灰白色厚层状中、粗、细粒石英砂岩8与山西组分界。().二叠系上统上石盒子组1sh本组厚度30
6、9.8408.31m，平均厚度约353.87m。岩性为紫红色、紫灰等杂色泥岩或砂质泥岩，灰色、灰白色、黄绿色细、中、粗粒石英砂岩。底部以10砂岩与下石盒子组分界。与下伏地层呈整合接触。（).第四系厚度3164.9m，平均约43.13m。是本区的主要覆盖层，岩性为棕黄色、浅黄色亚粘土，含砂质粘土，夹姜石、砂砾层，顶部为耕植土，与下伏地层呈角度不整合接触。4.井田构造特征杜家沟井田位于潞安矿区中部，构造以褶曲为主，地层走向近南北，向西倾斜，倾角36。东部以单斜为主，伴有近东西向波状起伏；西部为近南北向褶曲。断层不发育，井田范围内尚发育有四条落差2030m和两条落差510m的小中型断层。现分述如下：
7、 1、F1断层：为1011号钻孔所见，推断走向北20西，倾向南西，倾角60，为上盘上升的逆断层。1011号钻孔545m见破碎带，2石灰岩重复，15-3号煤层重复，显属三个逆断裂所致，总落差30m，延长1500m。 2、F2断层：走向北80东，倾向北西，倾角70，为常22、2012、2013、517号钻孔控制。常22号钻孔缺失3号煤层以下至K5石灰岩以上的一段地层，据测井曲线解释，461m有破碎带，落差30m。2012号钻孔深421m见破碎带，K10至3号煤层的间距和邻近钻孔相比缩短15m，向西延至2013号钻孔附近尖灭，向东延至517号钻孔附近尖灭，全长3.5公里，为正断层。 3、F64断层：
8、位于杜家沟以北，走向北50东，倾向南西，落差10m，为上石盒子组地层露头所显示，推断延长500余m，为正断层。 4、65断层：位于64断层以南，走向北75东，倾向南西，落差5m，为上石盒子组地层露头所显示，推断延长500余m，为正断层。5.井田水文地质条件杜家沟井田在精查勘探阶段，仅对2012号钻孔基岩风化带段进行了抽水试验和1063号钻孔277287.10m上石盒子组涌水段做了涌水试验，水文地质工作量较少。结合区域水文地质特征，杜家沟井田初步划分了11个含水层，即奥陶系灰岩为1号含水层，太原组K2、K4、K5灰岩分别为2、3、4、5号含水层，山西组K7砂岩为6号含水层，3号煤层顶板砂岩为7号
9、含水层，下石盒子组K8砂岩为8号含水层，上石盒子组基岩风化带为9号含水层，第四系下更新统为10号含水层，第四系中更新统为11号含水层。85年10月14日，矿务局地质队在主、副井之间补打1个检查孔，该检查孔采用流量测井新技术，通过测量钻孔中垂向水流的变化来划分含水层的位置，基岩风化带以下共探明含水层11个，比精查报告多4个。结合精查地质报告及检查孔资料，杜家沟井田共发育含水层15个，各含水层情况见表1-1，现分述如下：表1-1 各含水层情况表 含水层编号层位及岩性层厚（m）水位标高（m）单位涌水量(ls、m)渗透系数（md）含水性质15第四系中更新统表土埋深510m受大气降水影响潜水14第四系下
10、更新统砂土3660927.29943.741.3116.66孔隙水13基岩风化带50943.130.0460.086裂隙水12上石盒子组上部中、粗砂岩4.00914.520.05561.21裂隙水11上石盒子组中部细、中砂岩10.74915.3220.0710.27裂隙水10上石盒子组中部中砂岩10.49909.3220.2533.88裂隙水910粗砂岩4.412864.9220.582.05裂隙水88 细、中砂岩019.68裂隙水73号煤顶板砂岩7.50786.2420.0430.26裂隙水67中、粗砂岩9.80786.2420.01080.097裂隙水55石灰岩1.13含混抽水裂隙水4石灰
11、岩3.630.055裂隙水3K3石灰岩2.510.0017裂隙水2K2石灰岩2.6211.60王庄16号孔为7140.00050.916裂隙溶洞水1中奥陶统马家沟组灰岩500600714720岩溶水1号含水层：中奥陶统马家沟组灰岩，共分八段，区域水位标高690m左右，岩溶含水性表现为“上弱下强”的特点，为丰富含水层，岩溶埋藏标高约300500m，预计杜家沟井田水位标高在660m左右。2号含水层：太原组K2石灰岩，层厚2.6211.60m，覆于15号煤层组之上，水位标高714m，含水性不均，个别地段含水丰富，一般属较弱含水层。3号含水层：太原组K3石灰岩，层厚2.51m，裂隙一般不发育，为弱含水
12、层。4号含水层：太原组K4石灰岩，层厚3.63m，为较弱含水层。5号含水层：太原组K5石灰岩，裂隙不发育，为较弱含水层。6号含水层：山西组K7砂岩，层厚9.80m，裂隙不发育，为较弱含水层。7号含水层：山西组3号煤层顶板砂岩，层厚约7.5m，裂隙不发育，为较弱含水层。8号含水层：下石盒子组底部K8砂岩，层厚019.68m，厚度变化较大，为较弱含水层。9号含水层：上石盒子组底部K10砂岩，厚4.412m，矿区普遍发育，水位标高约865m，承压206.72m水柱高，由于该含水层厚度较大，面积广，具有良好的多年调节性能，承压水动态比较稳定，为较丰富含水层。10号、11号含水层：为上石盒子组中部的两层
13、砂岩。在主、副井检查孔中，10号含水层深207.31m，厚10.49m，11号含水层深187.50m，厚10.74m。这两个含水层是两个连续沉积旋回的含水层，它们中间是半隔水层，可以通过半隔水层的顶底板获得相互补给，因此，这两个含水层均为较丰富含水层。12号含水层：上石盒子组上部的一层中、粗粒砂岩，主、副井检查孔深118.6m，厚4.0m，一般为较丰富含水层。13号含水层：为基岩风化带，厚50m左右，由破碎泥岩、砂岩组成，水位标高934.13m，含水较丰富，风井筒施工中，该含水层造成突水，最大涌水量达280m3，相对涌出量4.89m3t。根据矿井地质情况表明，矿井瓦斯涌出量与煤层深度基本成正比
14、关系，选择通风系统主要考查矿井开采技术条件和开拓开采设计，同时尽可能地减少井巷工程量和通风运营费，设备运输及维修费等经济问题。同时还要根据上述问题思考是否要灌浆、煤层注水及抽放瓦斯等。 矿井困难时期通风量为160 m3s，容易时期通风量为162 m3s。6.煤层特征(1)、煤系地层：含煤地层为下二迭系山西组及上石炭系太原组，含煤地层总厚163.36m，含煤1017层，煤层总厚11.25m，含煤系数为6.9。山西组厚54.10m，含主要可采煤层3号煤层，煤层平均厚度6.09m，含煤系数11.20，山西组顶底部、局部发育不稳定薄煤层13层，一般均不可采。(2)、可采煤层： 3号煤层：位于山西组的中
15、下部，以其本身厚度大、层位稳定为重要对比标志，上距8砂岩22.4243.30m。平均31.67m，下距7砂岩顶面2.7018.85m，平均12.98m，煤层对比非常可靠。煤层厚度4.847.32m，平均厚度6.09m，结构简单，夹石13层，夹石厚0.10.3m，仅个别孔（1009号孔）夹石变厚达0.75m。该煤层控制研究程度较高，符合规范要求，为稳定型全井田范围内可采煤层。煤层特征见表1-2。表1-2 煤层特征表煤层编号厚度（m）间距（m）结构（夹石层数）稳定程度可采情况顶板岩性底板岩性 最大最小平均 最大最小平均34.847.326.0987.15154.08112.220-3稳定全井田可采
16、粉砂岩细、中砂岩a.煤的物理性质：各煤层均为黑色层状，光亮型煤及暗淡型煤相间，条带状构造明显，玻璃光泽，参差状断口，节理裂隙为薄膜状黄铁矿或方解石充填。经测定，煤的比重3号煤层在1.411.58之间，15-3号煤层在1.521.74之间。b.煤的化学性质：3号煤层：洗煤挥发分10.6814.00，平均12.61%，由东向西有规律的递减。原煤灰分9.1925.86%，平均 15.75%，洗煤灰分4.4811.88%，平均6.99%，一般下分层比上分层灰分高。磷：0.0040.034%，平均0.021%。原煤全硫0.260.39%，平均0.33%，洗煤全硫略高，因煤中含有机硫较多，洗煤后不能降低，
17、但煤中最高含硫量为0.39%，属低硫。干燥无灰基发热量34.6365.0MJkg，平均35.8 MJkg。煤灰矿物成份分析结果二氧化硅37.0453.52%，三氧化二铝23.1339.66%，灰熔点(T2)13481500。按煤质分级指标，属低灰中灰、低硫、低磷、高发量、高熔点灰分之贫煤。工业用途：原煤是优质的动力用煤，另外还可以加工成十四级混煤、洗块煤、喷吹煤等品种，应用前景良好。c.可选性评价：(1)、筛分试验：筛分试验分为130.5mm和小于0.5mm两级进行，由试验结果可知，130.5mm粒度级煤占全样的42.74%，小于0.5mm粒度级煤占全样的57.26%。(2)、浮沉试验：简易可
18、选性的浮沉试验分为1.3、1.31.4、1.41.5、1.51.6、1.61.8、1.82.0、2.0等比重级进行，经试验，3#煤浮煤产率主要集中在1.30、1.301.40两个比重级内。(3)、可选性评价：采用0.1含量法评价，假定精煤灰分为10%时，精煤理论产率为92%，理论分选比重为1.76，0.1含量为2%。假定精煤灰分为9%、精煤产率为89%、理论分选比重为1.54，0.1含量为6%。经试验，3#煤层可选性等级属极易选。7.其他有益矿产与煤共生的其他有益矿产有铝土矿、黄铁矿等，位于本溪组中部或底部，肉眼鉴定，一般品位不高，并多和粉砂岩成互层状。经取样化验，三氧化二铝36.38%17.
19、71%，二氧化硅41.9356.70%，铝硅比值小于1，达不到铝矿石的工业品位要求。黄铁矿、菱铁矿多以结核状夹于铝土岩中，一般厚仅数十厘m，达不到可采厚度。另对煤层中的分散及放射性元素锗、镓等进行分析，一般达不到工业要求。1.2 井田开采1.2.1 井田边界 本井田南部及北部均为人定边界东临王庄煤矿，西临屯留煤矿，井田面积51.8k。 A B C D 表1-3 拐点坐标表拐点X坐标Y坐标ABCD1.2.2 井田储量 表1-4 煤层资源储量汇总表（单位：万吨）煤号煤种111b2M11331332333合计3PM36785.43925.500554.941265.8（1）、杜家沟井田地质勘探程度达
20、到勘探，详细查明了煤层的地质特征及开采技术条件，可靠程度为探明；目前正在开采，可行性评价为可行性研究；煤炭市场较好，产品供不应求，经济意义为经济的。根据矿产资源储量套改技术要求（GBT），开采范围均圈定为探明的（可研）经济基础储量，编码为111b。（2）、跨越断层圈定探明的（可研）经济基础储量时（111b）。在断层两侧各划出50m的范围圈定为探明的内蕴经济资源量，编码为333。（3）、村庄、高速公路、水体、工业广场等保护煤柱的块段，圈定为探明的（可研）边际经济基础储量，编码为2M11。（4）、无法布置正规工作面的小块段、边角煤圈定为探明的（可研）边际经济基础储量，编码为2M11。矿井年产量及服
21、务年限: 矿井设计每年工作日为330天，每天提升16h，井下实行三、八制，每天二班生产，一班检修，每班工作八小时。矿井设计服务年限： （1-1）T-矿井设计服务年限，a；-矿井可采储量，Mt；-矿井设计年产量，Mta；-储量备用系数，这里取.；则服务年限36785.4（4001.4）65.6a60a，符合建大型矿井的要求，即此矿井设计年生产能力为4.00，服务年限为65.6。1.3 井田开拓1.3.1概述1.矿区内生产矿井开拓方式采用立井开拓，矿井采用中央竖井，煤层分组采区上、下山联合布置的开拓方式，中央并列式通风，井田设三个井筒：主井、副井、风井。地面标高+937m。全矿井划分为两个水平，第
22、一水平标高+520m，第二水平标高+470m，主要运输大巷布置在3号煤层下约30m岩层中，开采3号煤层的浅部条带，第二水平主要开采3号煤层的深部条带，由于煤层倾角较小，地质条件稳定，划分为带区开采，采用倾向长壁采煤。2.影响井田开拓方式的主要因素（）、本矿井范围内有几个比较大的村庄，所以使广场煤柱与村庄煤柱合二为一，要避免首采区迁村。（）、矿井井田形状呈长方形，井田倾向长度7，走向长度7.4。（）、井田地质条件简单，但瓦斯涌出量较大，其中北部比南部大，西部比东部大。 、煤层倾角小，平均2，煤层厚度较厚，平均6m。3.井田开拓综合考虑影响井田开拓的因素，对设计中次要先于解决，则主要矛盾是井田内划
23、分，开采水平的数目和设置，运输大巷的设置。先行确定的有：井筒形式、数目、位置，井底车场等。本井田表土层很厚，宜采用立井，开凿一对立井和一个风井。1)技术可行方案综合考虑本矿井影响开拓的主要因素，提出了以下三个方案：第一方案：在+520水平开凿大巷，在大巷两侧直接布置带区工作面，采用倾斜长壁采煤。当第一水平开采即将结束时，采用暗斜井延伸达到第二水平，即+470水平，在第二水平布置大巷，在大巷两侧布置带区工作面，主要开采3号煤层的深部。第二方案：采用立井单水平开采，在+500水平开凿大巷，然后在大巷两侧直接布置带区工作面，开采整块煤田。第三方案：采用立井两水平开采，在+520水平开凿大巷，在大巷两
24、侧布置工作面，当第一水平开采即将结束时，直接延伸立井到达第二水平，开掘大巷，然后布置带区工作面。方案1立井单水平加暗斜井方案二 立井单水平方案三 立井两水平2)技术比较 从以上方案的简图可以对方案1和方案2进行比较，二方案的生产系统均简单可靠，由于本井田范围很大，方案2虽然可以节省一段暗斜井，但需要的井筒深度较深，对于初期建井不利，同时布置的工作面走向很长，大约4000m，给掘进和通风带来很大的麻烦，对于初期投资要求很大，方案一虽然需要暗斜井延伸，但是布置的带区长度合理，建井初期投资较少，出煤较快，同时由于井田东部煤层较浅，瓦斯含量少，开采容易。综合考虑，方案1要优于方案2，所以使用方案1。余
25、下的1、3两个方案均属技术上可行的方案，水平服务年限也均符合要求（中型矿井第一水平服务年限应大于20年，两者相比，虽然方案的总投资要比方案高些，但是其初期投资较少，因此两方案要通过经济比较才能够确定其优劣。方案一和方案二的区别在于第二水平是用暗斜井开拓还是直接延伸立井，两方案的生产系统较简单可靠。两方案对比，第3方案需多开立井井筒，阶段石门和立井井底车场；并相应的增加了井筒和石门的运输，提升，排水费用。而方案1则多开暗斜井和暗斜井的上下车场，并相应的增加了斜井的提升和排水费用。粗略估算表明：两方案的方案费用相差不大。方案一的提升、排水工作的环节少，人员上下方便。3)方案经济比较由于方案和方案在
26、第一水平内的准备方式和采煤方法都完全相同，方案比较法在对不同的开拓方案进行比较时，一些相同的部分可以不进行比较，于是我们在对方案和方案两个方案进行比较时，可以只将两个方案中有差别的基建工程量、基建费用、生产经营费用及费用汇总表分别计算汇总于表1-5、表1-6、表1-7、表1-8中。通过费用汇总表在经济上来比较两方案的优越。表1-5 基建工程量时期项目方案3方案1早期主井井筒m417+30417+30副井井筒m417+5417+5井底车场m300+560300+560运输大巷m18401840后期主井井筒m503800副井井筒m503800井底车场m300+560300主石门m3500运输大巷m
27、18001800表1-6 基建费用表 方案项目方案3方案1工程量m单价 元m费用万元工程量m单价 元m费用万元早期主井井筒4473754167.804473754167.80副井井筒4224081172.454224081172.45井底车场860110094.6860110094.6运输大巷1840 900165.61840900165.6小计600.45600.45后期主井井筒50375418.738001000380副井井筒50408173.4638001100418井底车场8601100 94.6300110033主石门3500*29005600运输大巷1200900108120090
28、0108小计1014.76 939共计1615.11539表1-7 生产经营费用项目方案3生产经营费用万元项目方案1生产经营费用万元石门运输1.24945.050.800.31=1797.7暗斜井运输1.24915.050.870.48=2463提升1.24915.050.50.85=2506.7提升1.24915.050.2751.02=1654.4排水27.90.3510-43882.36排水27.90.3310-44051.24合计8186合计8138表1-8 费用汇总表 方案项目方案3方案1费用万元百分率费用万元百分率基建工程费16151001539100生产经营费8186100813
29、8100总费用980110096771004)综合比较综合以上各表的内容来看：方案1和方案3费用相同，方案1需要较长的暗斜井，但是方案3也有较长的石门，因为煤层为近水平煤层，所以暗斜井的坡度很小，方案三需要延伸井筒一次，对矿井的正常生产有一定的影响，而且当第一水平向第二水平过渡时，通风不容易解决，况且方案3的费用高于方案1，所以最终确定使用方案一。1.3.2 井筒特征1.井筒特征尺寸井筒断面尺寸主要是根据提升容器的种类、数量及外形尺寸确定。1）、主井提升容器是一对32t箕斗，断面图为：图1-3 主井断面图2）、副井提升容器是一对3吨双层单车普通罐笼，另有梯子间风管，电缆等设备，断面尺寸图为：1-风管;2-罐笼;3-梯子间图1-4 副井断面图3）、风井风井除回风外，还兼做矿井的安
