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第一章 概 述
第一节 矿区概况
一、交通位置
山西教场坪集团玉岭煤业有限公司位于右玉县东南元堡子乡红寺洼
村南,行政区划属右玉县元堡子乡所辖。地理位置为:
东经 112°37′30″-112°38′56″;
北纬 39°44′01″-39°49′50″。
井田东南距北同蒲铁路(岱岳站)约 43 公里,西北距右玉县城(油坊)
约 32 公里,山(阴)-和(内蒙和林)公路距矿区 公里,公路、铁路均
可运输,交通较为方便。
二、地形地貌
井田位于大同盆地西缘,洪涛山以北,属山前丘陵区,地势平缓,井
田内总体表现为南高北低,最高点位于井田东部土梁,海拔为 ,
最低点位于西北部的大沙沟河漫滩上,海拔为 ,相对高差 100。80m。
三、河流水系
井田属海河流域永定河水系,桑干河支系。区内无常年性河流,只在
井田中部分布一条较大沟谷-大沙沟,平时一般干涸无水,仅雨季时有短
暂洪水排泄,向西北汇入元子河。元子河雨季最大流量达 980m3+)+
式中:
Hf—导水裂隙带(m)
M—累计采厚(m)
n—煤分层层数
9 号煤层平均厚度 ,计算后导水裂隙带为 。
井田内 9 号煤层上距地表约 81m,导水裂隙带高度大于 9 号煤层距地
表间距,故地表水可通过 9 号煤层导水裂隙带导入 9 号煤层采空区,对开
采 9 号煤层产生影响。在今后开采 9 号煤层时一定要注意煤层顶板裂隙渗
水情况的变化。
6.矿井涌水量
该矿现开采 9 号煤层,重整合组前实际生产能力 时,正常涌
水量为 80m3d,雨季最大涌水量为 110m3d。
根据富水系数比拟法预算当矿井生产能力达到 时开采 9 号煤
层的矿井涌水量:
计算公式为:Q=PP0×Q0
式中:
P0—为现矿井生产能力,万 t;
Q0—为现矿井涌水量,m3d;
P—为扩大后的生产能力,万 t;
Q—为扩大后的涌水量,m3d。
若矿井生产能力达到 ,则开采 9 号煤层时矿井正常涌水量预计
为 240m3d,最大为 330m3d。
设计考虑黄泥灌浆析出水量 25m3,绝对 CO2 涌出量 ,为低
瓦斯矿井;根据朔州市煤炭工业局朔煤发〔2008〕303 号文“关于全市 30
万吨年以下地方煤矿 41 对矿井 2008 年瓦斯行等级鉴定结果的批复”,原山
西右玉喜鹊沟煤业有限公司 2008 年度矿井月产 7500t 时绝对 CH4 涌出量
,相对 CH4 涌出量 ,绝对 CO2 涌出量 3min,相对 CO2
涌出量 3t,为低瓦斯矿井。山西教场坪集团玉岭煤业有限公司矿井
达 到 时 , 绝 对 CH4 涌 出 量 为 , 绝 对 CO2 涌 出 量
,为低瓦斯矿井。
3.煤尘
根据山西省煤矿设备安全技术检测中心 2010 年 1 月 28 日对山西教
坪集团玉岭煤业有限公司 9 号煤层的检验报告,9 号煤层火焰长度 50mm,
抑制煤尘爆炸最低岩粉用量 50%,9 号煤层煤尘具有爆炸危险性。11 号煤
层的检验报告,11 号煤层火焰长度 15mm,抑制煤尘爆炸最低岩粉用量
40%,11 号煤层煤尘具有爆炸危险性。
4.煤的自燃
根据山西省煤矿设备安全技术检测中心 2010 年 1 月 28 日对山西教坪集
团玉岭煤业有限公司 9 号煤层的检验报告,9 号煤层吸氧量为 ,自燃
倾向性为Ⅱ类,属自燃煤层。11 号煤层的检验报告,9 号煤层吸氧量为 ,
自燃倾向性为Ⅱ类,属自燃煤层。
5.地温、地压
井田煤层开采至今,未发现有地温地压异常现象,属地温、地压正常
区。
六、对井田地质勘探程度的评价
1.对勘探类型和勘探基本网度的评价
按照国土资源部颁发的《煤、泥炭地质勘查规范》(DZT)规定,山西
教场坪集团玉岭煤业有限公司矿井达到了勘探程度。
2.地质构造对开采影响的分析
该区位于大同向斜南部西翼南缘,根据钻孔及见煤点揭露,以煤层底板
等高线分析本区构造为走向北东,倾向北西的单斜构造,倾角平缓,一般为 1
°-2°。在井田中部发现走向南北,延伸长 1800m,宽 80m 的印支期煌斑岩岩脉,
未发现断层和陷落柱。本井田地质构造属简单类。
3。资源对比的可靠性和稳定性分析及对开采的影响
本井田的主要可采煤层,依据岩性组合,标志层、层间距、煤层结构、
煤质特征,测井曲线形态及沉积特征进行综合分析对比,可以确切的说主
要可采煤层的对比是可靠的,对比的依据是充足的,对开采影响不大。
4。能利用资源储量的复核、验算,高级资源储量的范围、储量是否
满足设计要求
井田构造复杂程度属简单类,9、11 号煤层属稳定煤层。根据《固体
矿产资源储量分类》(GBT)和《煤、泥炭地质勘查规范》(DZT0215-2002)
有关规定,9、11 号煤层以 1000m 作为探明储量基本线距,并外推实际工
程点距的 12 圈定为探明的经济基础储量(111b),以 2000m 作为控制的储量
基本线距,并外推实际工程点距的 12 圈定为控制的经济基础储量(122b),
其余块段及风氧化区边界外推 50m 估算为推断的内蕴经济资源量(333),能
够满足要求。
5.水文地质、瓦斯等级、煤质分析等资料的精确程度及对开采的影响
9、11 号煤层直接充水含水层太原组砂岩裂缝含水层,富水性较弱,但由
于其上覆第四系孔隙水富水性局部较强,而且部分地段与山西组风化壳直接
接触,水力联系密切,且开采 9 号煤层顶板导水裂缝会上延到河床之下的基
岩剥蚀面,导通地表水,第四系孔隙水又可通过裂缝带向井下泄流,使矿井
涌水量增加,9 号煤层采空区有积水,故 9 号煤层水文地质类型为中等。11
号煤层最大冒落带高度延伸至 9 号煤层,且 11 号煤层采空区有采空积水,故 11
号煤层水文地质类型为复杂。
井田奥陶系石灰岩岩溶裂缝含水性较强,岩溶水水位标高 1204m 左右,
而 11 号煤层底板标高为 m,均在 1204m 以上,不会受到岩溶水的危害
山西教场坪玉岭煤业有限公司矿井达到 时,绝对 CH4 涌出量
为 ,绝对 CO2 涌出量 ,为低瓦斯矿井。9 号煤层火
焰长度 50mm,抑制煤尘爆炸最低岩粉用量 50%,9 号煤层煤尘具有爆炸
危险性。9 号煤层吸氧量为 ,自燃倾向性为Ⅱ类,属自燃煤层。
由此可以看出,上述情况除了煤层自然发火,其它对开采基本影响不大。
6.对地质资料的评价
1. 查明了本区构造为走向北东,倾向北西的单斜构造,倾角平缓,一般
为 1°-2°,井田构造类型为简单类。
2. 查明了井田含煤地层主要为石炭系上统太原组,含煤 7 层,其中可采
煤层为 9、11 号煤层,属稳定煤层。9、11 煤层煤类为气煤和长焰煤,属炼焦
用煤,也可作为动力用煤或民用燃料。
3. 查明了 9 号煤层直接顶板为稳定顶板,老顶为Ⅱ级老顶。 11 号煤层直
接顶板为中等稳定顶板,老顶为Ⅱ级老顶。
查明了井田 9 号煤层矿井瓦斯绝对涌出量 ~,相对涌出
量 ~ ,属低瓦斯矿井。
9 号和 11 号煤层煤尘均有爆炸危险,自燃倾向性均为自燃。
4. 查明了井田 9、11 号煤层直接充水含水层为太原组砂岩裂隙水层,
含水性较弱,但存在有大面积的采空区。故 9 号煤层水文地质类型为中等,
故 11 号煤层水文地质类型为复杂。
5. 查明了井田内及周边矿井采空区积水情况,目前来说井田及周边煤
矿没有火区分布。
6.经本次估算,共获得井田 9、11 号煤层保有储量 7458 中:探明的经
济基础储量(111b)4586 万 t;控制的经济基础储量(122b)2530 万 t;推断的
内蕴经济资源量(333)342 万 t。探明储量占总资源储量的 %。
7. 存在问题及建议
1)9、11 号煤煤尘均具有爆炸性,自燃倾向均为自然,生产中应重视
防尘防活工作。
2)采空区积水是一大隐患,矿井建设必须坚持“预测预报、有掘必探
(钻探)、先探后掘、先治后采”原则,加强探放水管理工作。
3)煤层开采可以导通煤系含水层及地表水体,生产建设中应有防治措
施,预防水害发生。
第三节 矿井开拓
一、井田范围及资源储量
根据 2009 年 11 月 6 日山西省国土资源厅颁发的《采矿许可证》(证
号 C),批准山西教场坪集团玉岭煤业有限公司开采 9、11 号煤层,井田面
积为 ,生产规模 ,井田范围由下列 1~12 个拐点坐标连
线圈定。见井田境界拐点坐标表 3-2-1。
表 3-2-1 井田境界拐点坐标表(6°带)
1980 西安坐标系 1954 北京坐标系 备注拐点编
号 纬距(X) 经距(Y) 纬距(X) 经距(Y)
1 .30 .66
2 .30 .68
3 .30 .68
4 .30 .68
5 .30 .69
6 .30 .69
7 .30 .69
8 .29 .69
9 .29 .69
10 .28 .68
11 .28 .68
12 .28 .66
开采深度:1400m-1310m
井田东西长约 ,南北长约 ,井田面积 。
山西教场坪集团玉岭煤业有限公司西北为山西右玉玉龙煤业有限公
司,东部为右玉县高山煤矿,北部和东部为南阳坡煤矿,南部为山西右玉
教场坪煤业有限公司。
井田内批采煤层 9、11 号煤保有资源储量 。其中探明的经济
基础储量(111b),(111b)占总资源储量 %,控制的经济基
础储量(122b),(111b+122b)占总资源储量 %,推断的内蕴经
济资源量(333)。矿井保有能利用资源储量汇总表见表 3-2-2。
二、开拓方案
资源储量
煤层
煤
类 111b 122b 333 蹬空区 现保有
9 QM 0
11 QM 0
合计 QM
据山西教场坪集团玉岭煤业有限公司资源整合初步设计,矿井采用斜井
开拓。在现有的工业场地内,利用原喜鹊沟煤业的主斜井作为资源重组整
合后矿井的主提升井,主斜井净宽 ,净断面 ,倾角 18°,斜长
438m 至 11 号煤层底板岩石中,掘垂深 20m、直径 井底煤仓。装备
带式输送机,担负全矿井的煤炭提升任务,敷设人行台阶、扶手,为矿井
的进风井和安全出口。在喜鹊沟煤业场地新掘副斜井作为资源重组整合后
矿井的辅助提升井,副斜井净宽 ,净断面 ,倾角 6°,斜长 979m
至 11 号煤层底板下 10m 处,采用无轨胶轮车运输,担负矿井的辅助提升、
下放大件设备和人员上下任务,为矿井的进风井及安全出口。刷大原玉岭
山煤业副斜井作为资源重组整合后矿井的东回风斜井,净宽 ,半圆拱
断面,净断面 ,倾角 18°,斜长 310m 至 9 号煤层,敷设人行台阶、
扶手,为矿井的回风井及安全出口。刷大原喜鹊沟煤业有限公司副井作为
资源重组整合后矿井的后期回风斜井,净宽 ,半圆拱断面,净断面
,倾角 25°,斜长 230m,敷设人行台阶、扶手,为矿井的后期回
风井及安全出口。
根据煤层赋存特征,设一个水平开拓全井田 9、11 号煤层。
主井井筒落底后布置一条上仓运输巷与原西运输巷、原南运输巷连接,
副斜井落底后向东布置一条集中辅运输巷分别与 9 号煤辅运大巷、南辅运
巷连接,东回风井直接与东回风巷连接。
利用 9 号煤层沿南北方向布置的运输、辅运、回风三条大巷,开采 9
号煤一采区;利用现有南回风、运输巷及新掘南辅运巷,开采二采区;沿
东部井田边界布置三条大巷,北运输巷、北辅运巷、北回风巷,开采三采
区。
平行公路煤柱布置首采工作面运输、回风顺槽。运输、回风顺槽分别
与相对应的大巷直接沟通。运输、辅运、回风大巷均沿 9 号煤层布置。巷
道间距 30m,巷道保护煤柱每侧 30m。全井田 9 号煤共划分三个采区。
第二章 矿井建设施工准备工作
第一节 矿井工程的施工准备条件
一、交通运输
山西教场坪集团玉岭煤业有限公司位于右玉县东南元堡子乡红寺洼
村南,行政区划属右玉县元堡子乡所辖。
井田东南距北同蒲铁路(岱岳站)约 43 公里,西北距右玉县城(油坊)
约 32 公里,山(阴)-和(内蒙和林)公路距矿区 公里,公路、铁路均
可运输,交通较为方便。
二、供电
结合本矿负荷及周围电源情况,并与右玉电力公司协商,确定本矿主、
副井工业场地各建 10 kV 变电所 1 座,一回路电源引自增子坊 110kV 变电
站 10kV 母线段,一回路电源引自下石井 110kV 变电站 10kV 母线段,供
电电源可靠。
三、通讯
鉴于现代通信技术迅猛发展的趋势和节省初期投资,采用设置 80 门
电话虚拟网点,与右玉县电信局之间建立虚拟网,信道采用光缆传输。
现有 1 套 HJD-80 门控调度交换机来构成矿井生产调度通信系统。
该调度通信系统以“用户小交换机”形式与行政管理通信系统进行联网,
设 3 对中继线。
在主井井口房、副井井口房、井底车场、运输调度室、水泵房、采区
泵房变电所、带式输送机集中控制硐室等主要机电设备硐室和采掘工作面,
安装电话。井下主要水泵房、井下主变电所、矿井地面变电所和地面通风
机房、空压机房的电话,能与矿调度室直接联系。
通信线路的敷设方式:井下通信电缆沿主、副井井筒各敷设 1 条双钢
丝铠装矿用通信电缆,两条电缆互为备用,并在井下作交接。井下电缆均
采用阻燃型矿用通信电缆,电话机采用本安型。
工业场地内建设通信管道网,场区内的电话用户配线网、本地计算机
管理网等弱电线缆一律沿通信管道敷设。局部分支线路采用直埋或沿墙明
敷设方式。
四、供水
新打一深水井,通过深井泵提升至地面高位水池,作为本矿井地面生
产、生活供水可靠的供水水源。
五、工业场地的平整及排水
(一)满足矿区经济规划、城镇规划和总体设计的要求。满足生产工艺和对
内对外运输的要求,力求使人货分流,路径短捷,作业方便,减少相互交叉
和折返运输。充分利用地形,注意工程地质条件,因地制宜地进行平面和竖
向设计。考虑气象、朝向、自然通风、排雨水等的要求,有利环境保护,满
足卫生要求。节约用地,少压资源,合理紧凑地进行总平面布置。考虑防火、
防爆、防震等要求,确保安全生产。
(二) 由于本矿的工业场地为已有场地,原有地面建筑也可以满足要求,
故填、挖方量很少。
(三) 地面排水采用地表自然坡度排水与排水明沟相结合的方式。场地排
水坡度及水沟纵坡不小于 5‰,地面雨水通过自流或排水明沟引入涵洞或大沟
中,而后排出场外。
六、工人及施工材料的来源
(一)工人
施工队伍主要来源于中航长城龙鑫工程建设有限公司。
(二)材料来源
施工材料主要有钢材、水泥、砂石、木材等,钢材可以在大同、朔州
市购买,其它材料可以就近购买,就地取材。施工设备和机械施工单位自
备。
七、污水及碎石的处理
(一)污水处理
工业广场和生活分别设置单独的排水系统,两系统的污水合并后经沉
淀池沉淀后排放。
(二)碎石处理
建井期间的碎石处理场选择在煤矿的矸石沟中。配备载重量 10t 的自
卸车三辆,专用于矿井排矸。
八、施工工人住宅
施工工人住宅应尽量利用永久居民住宅和单身宿舍,矿建初期,由于
永久住宅未能满足使用,需在风井附近设置砖混结构的简易工棚,供矿建
初期施工人员使用。
第二节 施工前的技术准备工作
一、技术准备
(一)各专业技术人员在开工前熟悉设计图纸,学习有关技术文件及设
备说明书。
(二)健全施工给织机构,明确工作内容,明确人员职责与分工;对施工人
员进行安全培训。
二、工程准备
(一)完成副斜井实测、定位工作,设置永久性的经纬坐标桩,核定井
筒十字中心基桩。
(二)生活服务设施:修建为施工服务的食堂、宿舍、浴室、工业办公
室等生活服务设施。有条件的合理利用永久设施。
(三)生产服务设施:修建为施工服务的机修车间、坑木加工房、设备
及材料仓库、炸药库房、混凝土搅拌站、油脂库等生产服务设施,根据需
要尽量利用永久设施,必要时设置临时建筑。
(四)生产辅助设施:完成井筒施工需要的压风、通风、提升、运输、
排矸等生产辅助系统,为井筒施工做好准备。
(五)材料及设备:钢材、木材、水泥、砂石等建筑材料的采购及质量
检验;混凝土预制构件等半成品的采购、加工及质量检验;主要施工用设
备的检验。
(六)完成副斜井明槽掘砌,安装为施工服务的井口设施。
为解决副斜井井口覆盖层厚、土质松软、顶板不易维护的困难,井口
采用明槽开挖(见明槽开挖示意图)。
根据测量确定的斜井中心线与起坡点,用机械和人工直接开挖井口顶
部至斜井底板土方,为使明槽边坡稳定,使明槽形成一簸箕形,待井筒下
掘 5-10m 再自下向上一次砌至井口,明槽部分砌碹的外部应抹防水层夯填
三合土,然后再行回填。
施工前在井口四周挖排水沟,将水引至场外。
土方和材料应堆置在边坡上缘 以外,弃土堆置高度不应超过
。当明槽内涌水超过 3m3,无异常情况后,方可处理。
5、注浆过程中,注浆压力突然上升时,必须停止注浆运转,卸压后
方可处理。
6、每次注浆后,应至少停歇 30min,方可提拔浆塞,以防高压浆顶出
钻杆。
7、井筒工作面预注浆前,在注浆的含水层上方,必须按设计要求设
置止浆岩帽或混凝土止浆垫。含水岩层厚度大,需采用分段注浆和掘砌时,
对每一注浆段,必须按设计要设置止浆岩帽或混凝土止浆垫。岩帽和混凝
土止浆垫的结构形式和厚度应根据最大注浆压力、岩石性质和工作确定。
混凝土止浆由井壁支承时,应对井壁强度进行验算。
9、孔口管必须按设计孔位埋设牢固,并安设高压阀门。注浆前,必
须对止浆垫和孔口管进行耐压试验,试验压力必须大于注浆压力 1Mpa。
10、注浆站设在地面时,井上、下必须有可靠的通信联系。
11、制浆和注浆的工作人员,应佩戴防护眼镜和口罩,水泥搅拌房内
应采取防尘措施。
12、注浆结束后,必须检查注浆效果,合格后,方可开凿井筒。
第四章 开拓巷道施工组织设计
第一节 支护设计
一、临时支护
采用吊挂前探支架作为临时支护,前探梁由 2 寸钢管制作,长度不小
于 3m,间距不小于 ,用金属锚杆和吊环固定,吊环形式为倒梯形,
每根前探梁不少于 2 个吊环。吊环用配套的锚杆螺母固定,所用树脂锚固
剂不少于 50kN。
前探梁必须及时跟头,其最大控顶距离为 ,严禁空顶掘进,前探
梁上用 2 块规格为(长×宽×厚)=1900mm×200mm×150mm 半圆木和木橼
杆接顶。
二、 永久支护
支护采用锚喷支护,排间距均为800×800mm,锚杆长度米,最大空
頂距为2m。
锚杆采用MYT液压锚杆钻机液压锚杆打眼,在打锚杆时要求定点放线,
横竖成行,排间距允许偏差±100mm。锚杆应尽量与顶板垂直,最小角度
不得小于75º。带双帽外露小于20-50mm,每300架锚杆进行一组锚杆拉力
试验,锚固力不得小于5吨。
1、支护参数设计:
锚杆选用 Ø18mm×2200mm 的左旋无纵筋螺纹钢等强锚杆,如遇断层破
碎带时采用 25#U 字钢棚支护。
2、支护材料
(1)锚杆杆体延伸率不低于 15%,屈服强度不低于 320MPa,极限强
度不低于 500 MPa,试验拔力不低于 60KM。
(2)托板,顶托板 100mm×100mm×8mm,严禁使用铸铁托板。
(3)树脂药卷选用,规格 23×600mm,树脂药卷遇水锚固力下降
30%-70%,在锚固时不得选在有含水层中使用。
(4)锚杆螺母必须用加厚的快速安装防松螺母,锚杆尾部螺纹必须
采用滚丝工艺加工。
(5)使用的锚杆药卷、螺母、铁托板必须经过出厂检验合格的产品。
3、施工技术要求:
(1)锚杆必须垂直顶板岩层面,其夹角不小于 75 度。
(2)锚杆出露长度 20~50mm,托板紧贴岩壁,螺母紧力矩不小于
100N,锚杆的工作阻力不小于 80KN。
(3)树脂药卷 Ø23×600mm,每眼一块,禁止使用过期药卷。
(4)对已安装的锚杆必须进行日常检验,必须用板手每日校验一次,
以防有松动现象,采用锚杆拉力机检验,不合格的重新打,直至合格为止。
第二节 施工方法
一、巷道施工方法
顶板较完整宜采用全断面施工法,即开口处用锚杆加固后,临时支护
前探梁,将煤出净,打锚杆完成一循环掘进。
二、凿岩方法
岩石巷道采用岩巷掘进机施工,煤巷采用EBJ-120TP型煤巷掘进机施
工,局扇压入式供风,开工前首先要照好中线,确定巷道轮廓,中线要求
误差不超±100mm。掘进机每刀截深米,机头由工作面下刀,由下向上
顺序横向切割,形成断面后,将巷道顶底按水平方向、两帮按竖直方向进
行修整,使巷道断面达到设计要求。
三、装载与运输
装载与运输方式:掘进落下的煤用转载机→皮带输送机上,输送机右
侧必须留有 的人行道和物料进出道,各转载点必须安装喷雾装置。
四、管路及轨道敷设
风筒、静压水管敷设在巷道的左帮,监控线、电缆线信号、防尘管敷
设在巷道的右帮。在掘进施工中所敷设的电缆、风水管路、风筒等均应按断
面图中规定的位置要求吊挂牢固整齐。
五、照明、通讯和信号
1、在巷道右侧留有不低于 1m 宽的运输兼作人行巷道。
2、运输大巷每 50m 安装一盏防爆照明灯,溜子头、尾、皮带机头,
必须完善声光联络信号,皮带溜子开停必须严格信号,操作运行。
3、掘进工作面必须安装一部防爆电话,电话可连通井上下各生产场
掘进机截割顺序示意图
所和地面各科室。
六、通风
在施工过程中采用局部通风机压入式通风方式,严格按照《煤矿安全
规程》中的有关规定进行通风及通风管理。特别是在揭露煤层前,严防瓦
斯异常涌出,加强通风,确定施工安全。
第三节 设备及工具配备
主要设备一览表:
序号 机械名称 数量 功率 工具名称 数量
1 FBJ-120TP掘进机 1台 190KW 水泵 1台
2 EBZ200H 1台 200KW
3 QZP-160B转载机 1部 14MPā 综保 1台
4
MYT-140320液压锚杆
钻机
1台 30KW 煤锹 3把
5 SJ-800皮带机 1台 2×40KW 大锤 2把
6 煤电钻 1台 镐 1把
7 FBD-№ 2×11局扇 1台 22KW 撬棍 3根
8 激光仪 1台 扳手 4个
第四节 循环作业
生产作业采用“三八”制形式,边掘进边检修,及时进行日常检查和维修,
使机器设备能充分发挥作用,在使用过程中要及时保养、维修,以确保正
常运行。循环进尺1米,每班3个循环,每日9个循环。
第五章 井底车场及硐室施工
第一节 井底车场巷道及硐室的施工方法
矿井的井底车场和硐室一般断面较大,长度较小,服务年限较长。因
其用途不同,形状、规格、结构差异甚大,施工中有各自的特点和要求,
而突出的问题是选择合理的大断面施工方法,做到安全施工。这类硐室主
要有主井系统的煤仓、清理撤煤巷,副井系统的管子道、井底水仓、主变
电所、水泵房等。根据断面大小的不同,硐室施工方法可以使用全断面施
工法、分层施工法、导硐施工法和反井施工法等。
1、煤仓施工
选用反井钻机导硐贯通,然后从上往下扩至设计断面,边扩巷边进行
锚喷支护,人员上下采用限速吊盘,混凝土料从上口下料,掘进采用风钻
打眼,光面爆破,锚喷支护。
2、清理撒煤巷
该硐室位于井底车场水平,是主风井短路贯通线上的工程,围岩稳定,
采用一次成硐,锚喷+混凝土支护,作好施工组织工作,尽量安排甲级队
伍施工,加快施工进度。
3、井底水仓、主变电所、水泵房等硐室施工
1)、全断面施工法
根据硐室的掘进断面一次钻眼、分次爆破,利用矸石堆作为打上部眼
和拱顶锚杆眼及安装锚杆的工作台的掘进方法。它适用于稳定和基本稳定
的围岩情况下,掘进断面不大于 15m2、高度小于 4m 的硐室和巷道。
根据围岩的稳定程度不同,掘进与锚喷的方式有:
(1)围岩稳定时,常采用先掘一锚顶后锚帮一喷的方式。
(2)围岩中等稳定时,可采用两掘一锚喷或三掘一锚喷的方式。
(3)围岩的节理、裂隙发育,稳定性较差时,宜采用一掘一锚喷的方式。
必要时也可打超前锚杆或掘后先喷一层砂浆再打锚杆,然后再喷射混凝土。
2)、分层(台阶工作面)施工法
将掘进工作面分成 2~3 个分层(每个分层的高度一般为 l-8m~),
上分层(或下分层)工作面始终超前于下分层(或上分层)一定距离,形成分层
(台阶)工作面同时施工。由于工作面的布置方式不同,可分为正台阶工作
面和倒台阶工作面两种。
(1)正台阶工作面施工法:将硐室分成上下两个分层,先掘上分层 3m~
5m,放炮后,应及时锚喷或架设临时支架护顶。然后上下分层同时掘喷或
掘支。当永久支护采用砌碹时,多采用先墙后拱的施工方式。若顶板不稳
定,也可采用先拱后墙的施工方法。此时,为了防止卧底砌墙时拱顶下沉,
往往保留拱基线下的岩柱不一次掘出,待砌墙时,再逐段用风镐刷出;或者
在拱基处用砌筑小壁座以承托碹拱。每分层的高度最大不应超过 。
(2)倒台阶工作面施工法:先掘下分层使其超前上分层 3m~5m,并进
行临时支护。或将下分层全长掘砌(锚喷)完成后,再由外向里或掘支上分
层。
台阶工作面施工法应用在岩层稳定或比较稳定的条件下,正台阶工作
面施工法,工作安全可靠,适用范围广泛,倒台阶工作面施工法的挑顶爆
破效率高,装岩方便。
3)、导硐施工法
在松软破碎的岩层施工断面较大的硐室时,采用先掘进 l~2 条小断面
巷道(导硐),然后再行开帮、挑顶或卧底,将其扩大到硐室设计断面:并
进行永久支护。
导硐的断面一般为 4m~8m,为便于工作,高度和宽度一般采小于 2m。
根据其位置和围岩性质不同,主要有以下几种方式:
(1)下导硐施工法。
导硐位于硐室的中下部并沿底板掘进,一般导硐沿硐室的全长一次掘
出,然后进行开帮、挑顶,并完成永久支护工作.
中央下导硐施工法适用于稳定或中等稳定的围岩中。但采用先拱后墙
施工方法时,也可适用于围岩稳定性较差、掘宽为 4m~5m 的硐室施工。
(2)上导硐施工法。施工顺序。砌碹的硐室应架设临时支架。若采用锚
喷永久支护,施工会更简单、安全。此法适用在断面较大,但长度不大的
硐室中。一般在导硐中不铺设轨道。该施工法适用于不同稳定程度的各类
岩层。
(3)两侧导硐施工法。适用于稳定性较差的松软岩层和掘进宽、高大于
6m 的硐室。采用砌碹支护时,首先沿两帮开掘导硐,逐步向上扩大并随
之砌墙,然后掘拱、立模砌拱,最后清除中间的岩石柱。采用锚喷支护时,
两侧的导硐可沿硐室全长一次作出,随掘随支,然后进行挑顶并完成拱部
锚喷工作,最后清除中间岩柱。
大断面硐室施工中,除选择安全可靠的施工方法,严格按顺序施工外,
还应注意以下安全技术事项:
(1)加强顶板管理是大断面硐室施工安全的关键,必须严格按作业规程
作业:进入掘进工作面要敲帮问顶、找掉浮矸、危岩,不准超过空顶距作
业,班班检查,加固临时支架,保证可靠的安全退路。
(2)硐室各段掘砌工作面应相互配合、统一指挥,各工种、工序平行交
叉作业时要确保相互间的安全施工,如一处放炮时,硐室施工人员要全部
撤出,后面挑顶、前面的人员也要撤出等。
(3)严格工程质量,不安全不施工。特别是采用砌碹支护时,不但拱墙
分砌而且要分段施工,加之拱高、墙高,一定要确保基础坚固,接茬严密
可靠,达到足够的强度。施工用的脚手架要坚固、牢靠,用完要及时拆除,
放到安全地点。
(4)做到一次成巷,施工中发现问题要及时处理,不留尾工。对留设的
岩柱要妥善保护,破除岩柱时要安全,不准崩坏已完成的永久支护等。
第二节 车场施工阶段的辅助生产系统
一、压气
在副井底延长压风管路供车场施工;井底车场施工用风由地面临时压
风机房供应,耗风量为 318m3min。压风管网络布置:压风管自副井引入,
设置两路,一路备用,车场各巷施工用风均引自该干管。
二、通风
主副井未贯通之前,仍然利用原凿井时的通风设备进行通风,但需将风
筒接长到各掘进工作面。
主副井贯通后,将主副井内原有的风筒分别拆除,然后将主要通风机
移到井下主副井贯通联络巷内,主井进风,副井出风。对独头巷道,安设
局部通风机辅助通风。
三、排水
未贯通前,仍然利用原有的凿井吊泵,分别由主副井水窝往外排水。
主副井贯通后,主井提升设备改装阶段。拆除主井排水吊泵,主井涌
水用卧泵排到副井井底,共同利用副井吊泵往外排水,涌水量大则改用卧
泵。
主井临时提升阶段,前期,在副井马头门处安设临时卧泵,从副井井
底吸水,经敷设在联络巷道和主井井筒中的排水管将水排出地表。同时,
施工完成施工临时水仓和临时水泵房。完成后,井下排水先汇入临时水仓,
临时水泵房,通过主井排水管排出地表。
第六章 采区巷道施工
采区巷道工程包括:轨道顺槽,胶带机顺槽,开切眼,采区变点所,
采区水仓,溜煤眼等;这些巷道几乎都是煤巷,半煤岩巷极为少见,其中
大都是平巷,它们均属于采区准备巷和回采巷道,服务年限一般比较短;
轨道、胶带机顺槽和抽排瓦斯巷的另一突出特点是,掘进距离长(均为
1400m),伴随瓦斯及煤尘爆炸的威胁,这对巷道定向和安全工作提出了更
高的要求,因此在煤巷掘进工作中,必须做好通风、防火、防沼气、防尘
及测量工作。
一、采区巷道施工方案
根据采区巷道特点,利用煤巷掘进机配合机械化作业线施工,选用
EBJ120-TP 型煤巷掘进机,配可伸缩双向胶带输送机,掘出的煤由桥式转
载机和可伸缩双向胶带机转运,经矿车运到排矸提升井;其主要优点是,
可把破岩.装岩.转载等工作一次完成,不仅大大提高了煤巷的掘进速度,
减少施工工序,并能节省投资,同时提高劳动效率,提高巷道质量;与普
通钻爆法施工相比,该方案施工安全,工人劳动强度较低。煤巷施工中采
用混合式通风方式,长压短抽,以压入为主抽出为辅。
煤巷支护采用现已成熟的锚喷网支护新技术,对于顶板破碎的煤巷区
段,采用锚喷网加金属支架联合支护。
为探明采区的地质条件,先施工排瓦斯巷,这样可以起到探路的作用,
也为煤巷机械化施工提供施工经验。
二、采区施工安全措施
由于采区煤层富含瓦斯,煤尘具有强爆炸性,所以应该加强煤巷施工
时的安全管理工作。
(一)防瓦斯和煤尘爆炸
加强煤夯掘进时的通风和瓦斯安检工作,煤巷使用的电器设备须按设
瓦斯报警断电仪,矿井因故通风系统遭到破坏后,必须有恢复通风排除瓦
斯和供电的安全措施,恢复通风后,经瓦斯检查符合安全规定后,方可恢
复正常施工;各掘进头不得出现循环风,巷道内应设隔爆水棚,掘进工作
面设降尘帷幕;杜绝一切明火作业,严格执行防尘措施。
(二)防火和防水
严禁带火源入井,采区巷道严禁一切明火;加强电缆管理;在巷道中
部设置消防器材,以备不测。采区要根据涌水量选择合理的排水设备,在
接近含水层或断层时,须钻孔探水。
第七章 施工阶段质量控制
第一节 原材料管理
一、钢材验收
钢材入场验收必须以入库通知单、产品质量证明书和随货到达的发货
明细表为验收凭证。若无产品质量证明不能进行质量验收。产品质量证明
书所列各项技术指标的验收结果要与有关技术标准核对,同时进行重量实
测或按国家规定的标准重量换算验收,将结果填入材料验收单。对于大型
材料,如工字钢、槽钢、钢板、钢轨、钢管等 ,不论过磅或验尺,最好
将其规格、长度、重量用磁漆写在原件上 ,以便盘存和发放。
二、水泥入场验收及其管理
(一)水泥入场验收,水泥到货后,应根据入库通知单和发货明细表及
质量证明书,分别核对水泥包装上注明的工厂名称、品种、标号、混合材
料名称,出厂日期等是否相符,然后点数验收。水泥重量验收采取抽查的
方式。抽查过磅的一般方法:在每垛水泥上每边取一叠计 10 包,共 40 包
进行过磅,求出每袋平均重量,如不符合包装上标出的重量,应做出记录,
并通知供货单位。验收中,发现水泥破袋,除按规定作出记录外,应立即
进行串袋处理,以免继续漏灰或混入杂质。如发现水泥受潮,应单独存放,
并做出检验记录,查清责任。
(二)水泥使用管理
1、施工中严格掌握混凝土的配合比。根据工程性质的要求,在设计
混凝土配合比时要科学合理耗用水泥,准确选用水泥品种、标号、不应将
高标号水泥用于低标号混凝土工程上。对于要求早强的混凝土工程,采取
掺入外加剂措施,代替用增加水泥的办法去满足施工要求。
2、提高模板制作水平和支模工程设计。模板要严格控制壳子板尺寸,
防止混凝土构件超长、超宽、超厚。保持模板清洁,提高混凝土构件表面
光洁程度。
3、井巷锚网喷支护,要严格按照设计标准施工。要提高光面爆破和
喷射混凝土质量,减少超挖,控制水灰配比,用湿式喷射,降低水泥回弹
率。回弹的混凝土应及时回收,不能复喷的混凝土,可用作水沟道床等工
程使用,减少水泥损失浪费。
第二节 施工阶段质量控制
一、工程质量控制的原则
井巷施工大多是以单行顺序作业方式进行开凿,工序转换频繁,由此
而来在施工生产管理过程中增添了不少困难,尤其是在工程质量控制方面
也出现不少的影响因素,工程质量波动及工程质量的变异性都比较大,同
时在施工过程中如不能及时进行检查,会随着工序的转换增加质量问题的
隐蔽性(如:隐蔽工程检查),即使是在单位工程竣工检查时也很难发现
隐蔽的质量缺陷。
鉴于上述的原因,所以在斜井施工过程中,为确保工程质量必须坚持
四个质量控制的原则:
(一)坚持树立百年大计质量第一的目标不动摇。
(二)坚持质量标准的贯彻执行始终如一。
(三)坚持从严要求,预防为主抓好工程质量的监督管。
(四)坚持提高职工队伍素质,以“人”为控制核心的地位不变。
二、施工阶段质量控制程序
1、从材料质量上控制。组织好施工的材料,、设备,做好材料的试验,
配比要合理,不齐备不开工;
2、从施工队伍上控制。配齐配足施工人员,并组织施工人员认真学
习施工方案;
3、严格按业主要求即现行规范、标准控制施工人员施工,及时进行
检查。
三、施工阶段工序质量控制的内容
项目 具体内容
对施工
工序条件
的监控
1、对施工准备工作的控制,主要是对人、设备机具及原材料的
监控。
2、对工艺流程及工艺操作的监控。
对施工
工序结果的监
控
1、现场实测。
2、对施工工艺流程进行分析、判断、实施纠偏。
工
序
质
量
控
制
内
容 工序活动质量
监控实施要点
1、确定质量控制程序。
2、完善质量保证体系和质量检查制度。
3、对施工全过程进行分析,分清主、次关系,确定控制要点。
4、对工序流程进行跟踪监控。
5、设置控制重点进行预控。
选择质量控制
点的一般原则
1、关键环节及隐蔽工程。
2、施工过程中的薄弱环节或质量不稳定的工序或对象。
3、对后续工程施工或后续工序质量或安全有重大影响的工序或部位。
4、采用 新技术、新工艺、新材料的部位。
5、施工中无足够把握的、施工条件困难或技术难度大的工序或环节。
可作为质量监
督控制重点的
控制对象
1、人的行为。
2、物的状态。
3、材料的质量与性能。
4、关键的操作。
5、施工方案及技术参数。
6、施工顺序。
7、易发生或常见的施工质量通病。
8、新工艺、新技术、新材料的试验应用。
9、产品质量不稳定、不合格率高的工序。
10、对工程质量容易产生重大影响的施工方法。
11、特殊部位、特种结构。
四、施工阶段质量控制的方法
质量控制的方法
项目 内容 方法
质量的
事前
控制
1、施工准备阶段的质量控制;
2、图纸会审及技术交底;
3、检查施工准备工作把好开
工关。
1、质量控制系统建立;
2、明确质量标准,坚持质量要求;
3、建立质量控制体系;
4、检查原材料进场情况;
5、审查施工组织设计、施工方案、作业规程、
检验方法;
6、新技术、新工艺、新材料审查。
质量的
事中
控制
1、施工工艺过程控制;
2、设计变更及设计修改;
3、工程质量事故的分析和处
理;
1、自检、互检、专检;
2、工序交接检验合格后,才能进行下道工序
工作;
3、隐蔽工程检查验收。
4、分部、分项工程质量;检
查、评定。
质量的
事后
控制
1、竣工质量检查验收;
2、工程质量评定;
3、工程质量文件审核与建档。
单位竣工验收。
第八章 安全生产制度
一、安全生产办公会议制度
(一)安全办公会由安全经理主持。
(二)安全办公会议每天组织一次,时间定为每天早晨 6 时。
(三)实行会前会后两点名制,开会人员有事必须向安全经理请假,对
无故不参加会议或迟到、早退者,给予罚款处分,无故不参加者每次罚款
50 元,迟到-早退者每次罚款 30 元。
(四)调度室必须认真作好会议记录。
(五)各施工单位的队长、到会人员必须认真作好笔记,会后认真组织
各施工队每周一、四的安全例会。
(六)施工队安全例会由施工队队长主持。
二、安全培训制度
为了保障施工人员人身安全,防止事故发生,实现安全生产,特制定
项目部职工培训制度。
(一)岗前培训、培训人员范围是特殊工种人员、井下电钳工、安全员、
放炮员、瓦斯检查员、主提升员、地面电工、焊工、铲车司机、其他井工。
培训时间不少于 7 天。
(二)严格培训管理制度、参加培训人员在培训期间必须遵守有关规定
及规章制度,不允许中途换人,要善始善终。
(三)培训计划的落实参加人数落实到队,队组接到通知后按要求及时
落实到人,对未及时落实到人延误培训的,每少 1 人罚责任队组 500 元,
对相关责任人罚款 100 元。
(四)特种作业人员必须作到相对稳定,特种作业人员实行台帐管理,
对因实际情况确需增补或调整特殊工种要及时安排人员当前培训。
(五)安全经理负责安排学习内容,各队组要根据工作实际适当增加学
习内容,要采取集中辅导的培训方法,运用激励机制促进职工学习的积极
性,并完善管理制度和考核制度,培训部门要坚持抽考制度,检查各单位
业余培训效果。
(六)安全经理主持,每月召开一次培训工作会议。
三、事故隐患排查制度
为强化现场安全管理,及时准确地排查消除事故隐患,实现安全生产,
特对安全生产,特对事故隐患排查规定如下:
(一)事故隐患分级分类
1、按事故的严重程度,分为 A、B、C 三级。
(1)难度大,项目部一时解决不了的隐患;
(2)难度较大,须由项目部解决的隐患;
(3)施工队必须解决的隐患。
2、按事故隐患的种类分为:顶板、通风、瓦斯、煤尘、机电、运输、
放炮、火灾,水害和其它事故。
(二)事故隐患排查责任制
1、各施工队队长是事故隐患排查的第一负责者;
2、项目经理负责 A 级隐患问题的认定和处理,负责 B 级隐患问题的
排查部署及追究落实;
3、安全经理负责三级隐患问题的处理落实、监督考核;
4、安全经理负责向项目经理上报 A 级、B 级隐患,并根据经理的安
排部署,组织处理 A 级、B 级隐患,并对所管辖范围内的 C 级隐患全面掌
握,复查追究整改落实情况;
5、各分管经理,对分管范围内的隐患全面负责,协助经理组织处理
A、B 级隐患问题,复查追究 C 级隐患问题的整改落实。
6、各队组的队长负责本区域内 C 级隐患问题的整改落实;
7、项目经理负责隐患排查工作的考核。
四、安全技术审批制度
(一)掘进工作面的作业规程,必须由矿技术员负责编写。必须按采区设
计要求,按《煤矿安全规程》、《操作规程》、《工种岗位责任制》要求编写。
(二)《煤矿安全规程》中明文要求在作业规程中规定的内容,都必须
在作业规程中明确规定。
(三)因地质条件或生产技术条件与作业规程不符时,必须及时修改作
业规程或补充安全技术措施,并报项目部审批。
(四)由项目部生产技术负责人组织,每月对在用规程措施进行一次检
查复审工作,发现问题立即改正并重新履行审批。
(五)安全技术措施执行情况,生产、安全、机电、通风等负责人必须
经常深入现场,认真检查,发现问题,立即纠正。项目部对安全技术措施
的编制、贯彻执行情况,实行全面监督。
五、安全技术措施
副斜井上接副井工业广场,下连矿井井底车场,是矿井生产的咽喉,
施工质量的好坏,直接影响矿井后继生产。为保证安全生产,制定技术措
施如下:
1、斜井开工前必须做好施工准备工作,保证“四通一平”。
2、在斜井井口位置必须设置紧固的跑车防护装置。
3、在斜井第一次接近开采煤层时,必须掘进工作面距煤层的准确位
置,在距煤层垂距 10m 以外开始打探煤钻孔,钻孔超前工作面的距离不得
小于 5m,并有专职瓦斯检查工经常检查瓦斯。岩巷掘进遇到煤线或接近
地质破坏带时,必须有专职瓦斯检查工经常检查瓦斯,发现瓦斯大量增加
或其他异状时,必须停止掘进,撤出人员,进行处理。
4、严格按爆破作业说明书规定的炮眼布置高度和打眼范围进行爆破
作业。
5、不得使用过期或严重变质的爆炸材料。不能使用的爆炸材料必须
交回爆炸材料库。
6、爆炸材料新产品,经国家授权的检验机构检验合格,并取得煤矿
矿用产品安全标志后,方可在井下试用。
7、处理拒爆、残爆时,必须在班组长的指导下进行,并应在当班处
理完毕。如果当班未能处理完毕,当班爆破工必须在现场向一班爆破工交
接清楚。
目 录
第一章 概 述 .................................................................................................1
第一节 矿区概况..........................................................................................1
第二节 矿井地质..........................................................................................2
第三节 矿井开拓........................................................................................19
第二章 矿井建设施工准备工作 ...................................................................23
第一节 矿井工程的施工准备条件............................................................23
第二节 施工前的技术准备工作................................................................25
第三节 副斜井施工机械配置....................................................................26
第四节 建井总进度计划 ..............................................................................29
第三章 井筒施工组织设计 ...........................................................................32
第一节 表土段施工....................................................................................32
第二节 井筒基岩段施工............................................................................34
第三节 施工管理........................................................................................39
第四节 井筒在特殊地层条件下的施工....................................................41
第四章 开拓巷道施工组织设计 ...................................................................43
第一节 支护设计........................................................................................43
第二节 施工方法 .........................................................................................45
第三节 设备及工具配备 .............................................................................47
第四节 循环作业 ......................................................................................48
第五章井底车场及硐室施工 ...........................................................................49
第一节 井底车场巷道及硐室的施工方法 ................................................49
第二节 车场施工阶段的辅助生产系统 ....................................................52
第六章 采区巷道施工 ...................................................................................53
第七章 施工阶段质量控制 ...........................................................................55
第一节 原材料管理....................................................................................55
第二节 施工阶段质量控制........................................................................56
第八章 安全生产制度 ...................................................................................59