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挖陇沟煤矿Ⅱ标段矿建工程施工组织设计

贵州世纪资源勘查开发有限责任公司对我公司的信任，我公司有幸参加贵州世纪资源勘查开发有限责任公司挖陇沟煤矿Ⅱ标段排水平硐的施工，我公司表示衷心的感谢！

挖陇沟煤矿位于贵州省黔西县中建苗族彝族乡，由贵州世纪资源勘查开发有限责任公司出资建设，矿井设计规模45万吨/年。本工程由四川省川煤矿山勘测设计有限责任公司设计，矿井开拓方式为斜井开拓。

本施工组织设计系根据贵州世纪资源勘查开发有限责任公司提供的施工设计图、招标文件及实地考察后编制。编制时按现已掌握的情况进行施工组织设计编制，带有一定的局限性。

JGJT143-2017 多道瞬态面波勘察技术规程.pdf工程范围包括：Ⅱ标段（排水平硐及联络巷）；

二、工程量：Ⅱ标段工程总工程量为：1378.262m。

（1）项目工程名称：四川省华蓥山广能集团有限责任公司挖陇沟煤矿井巷工程。

（2）工程地点：贵州省黔西县中建苗族彝族乡。

（3）工程规模和性质：矿井设计规模45万吨/年，新建矿井。

四、本工程的重点、难点

（1）标段内巷道较窄,平巷运输及探放水作业,安全管理难度大。

（2）长距离通风，对通风设备要求高，通风管理要求严格。

（3）井田断层局部较发育，将可能遇到溶洞、涌水等的影响。

第二章矿井地质及水文地质条件

勘探区内出露的地层由老至新有二叠系中统茅口组（P2m）；二叠系上统龙潭组（P3l）、长兴组（P3c）；三叠系下统夜郎组（T1y）、茅草铺组（T1m）以及第四系。各组、段地层特征简述如下：

1、二叠系中统茅口组（P2m）

灰——灰白色厚层粉晶灰岩，顶部为燧石灰岩，已知出露厚度大于100m，分布于井田东侧。

2、二叠系上统龙潭组（P3l）

上部为灰——深灰色细砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩、粘土岩夹煤层及薄层灰岩，下部为浅灰——灰色细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、泥岩、灰岩、煤层及粘土岩互层组成，厚160m～220m。平均厚185m，与下伏茅口组地层为平行不整合接触。

3、二叠系上统长兴组（P3c）

为灰——深灰色厚层状粉晶燧石灰岩及灰岩组成，厚22m～33m，平均厚28m。与下伏龙潭组为整合接触。

4、三叠系下统夜郎组（T1y）

由细碎屑岩和碳酸盐岩组成，在本井田内分布面积最大，与下伏长兴组为整合接触。按其岩性可分为三段：

下段（T1y1）：为灰绿色，风化后黄褐色含钙质粉砂质泥岩。厚3.0m～5.0m，平均厚4.0m。

中段（T1y2）：为深灰——灰白色厚层粉晶灰岩，上部及下部为鲕状灰岩及豆状灰岩。厚214m～272m，平均厚240m。

上段（T1y3）：为紫红、青灰、灰白色薄——中厚层粉砂质泥岩，含钙粉砂质泥岩，含钙粉砂岩夹少量泥岩及薄层灰岩。厚155m～228m，平均厚度192m。

5、三叠系下统茅草铺组（T1m）

主要为灰白——灰色薄——厚层细晶石灰岩组成，局部夹泥质灰岩。厚度﹥400m，出露于井田西部，与下伏夜郎组地层整合接触。

坡积、堆积与残积成因的砂土、亚砂土、亚粘土及粘土，零星分布于沟、谷中，厚0～10m。

井田构造位置位于前述安底背斜北段北西翼，基本形态为一单斜层，岩层走向北北东，倾向280°～310°，倾角30°～34°，多为32°。在这一单斜层的基础上次级褶曲不发育，亦未见到有规模较大的断层存在。可以认为井田的构造复杂程度是中等偏简单的。但由于本井田钻孔数量较少，对构造发育尤其是小断层或小褶曲等构造控制不够，因此，设计建议矿井在建设、生产过程中应该加强对地质资料的收集。

井田内的含隔水层发育情况及变化规律分述如下：

第四系（Q）透水不含水岩组。岩性为坡积、堆积与残积成因的砂土、亚砂土和少量亚粘土、粘土，厚0～10m。零星分布于沟谷中，无大的水文地质意义。

贮存于三叠系下统夜郎组第三段（T1y3）及二叠系上统龙潭组（P3l）碎屑岩类岩石中，富水性弱。

⑴三叠系下统夜郎组第三段（T1y3）碎屑岩类裂隙含水岩组。

岩性为泥岩、泥质粉砂岩等，厚度192m。分布于井田中西部，呈带状产出，出露面积1.53km2。井田内未见泉点，在整个中金煤矿区亦未见泉点。富水性极弱，可视为相对隔水层。

⑵二叠系上统龙潭组（P3l）碎屑岩类裂隙含水岩组。

岩性为灰、深灰色细砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩、灰岩、粘土岩及煤层，厚160m。分布于井田东部，呈带状出产，出露面积0.85km2。它是未来矿井充水的主要含水层。井田内未见泉水点，井田北的雷公山井田内见泉点1个（S6），2004年4月11日测得枯季流量0.125L/s，2005年8月13日测得丰季流量0.275L/s。ZK1101孔抽水涌水量为0.027L/s～0.054L/s，平均0.0405L/s；单位涌水量0.00170L/s·m～0.00174L/s·m，平均0.00172L/s·m。含碎屑岩类裂隙水，富水性弱。

井田及整个中金矿区内发育有三套碳酸盐类岩石岩溶水，即三叠系下统茅草铺组（T1m）、夜郎组第一、二段与长兴组（T1y1＋2+P3c）和二叠系中统茅口组（P2m）岩溶含水岩组。

⑴茅草铺组岩溶含水岩组（T1m）

岩性为灰白－灰色薄－厚层细晶石灰岩，局部夹泥灰岩。出露厚大于400m。分布于井田及整个中金矿区西侧，井田内出露面积2.08km2。该岩组与井田西侧外的革木河距离较近，由于革木河的深切（河面标高约+850m），该岩组内的地表及地下水均很快泄入革木河中，故该组在井田分布地段内未见泉水点。

⑵夜郎组第一、二段及长兴组岩溶含水岩组（T1y1＋2+P3c）

主要岩性为灰色、深灰色薄至厚层细－微晶石灰岩、燧石石灰岩，局部夹泥灰岩，厚285m。分布于井田中部，呈近南北向的带状产出，出露面积2.90km2含岩溶裂隙水口，井田内未见泉点，在井田外南侧出露泉点1个（S1），流量为2.50L/s（枯水期2004年11月6日测）及25.57L/s（丰水期2004年7月12日测）。根据S1泉的流量资料，本含水岩组应为强富水岩组。

⑶二叠系中统茅口组岩溶含水岩组（P2m）

灰、灰白色厚层粉晶石灰岩，顶部为燧石灰岩，井田内出露厚度大于100m。分布于井田东侧，呈带状产出，出露面积约0.80km2。

本井田地质构造条件虽然简单，且大部份探明的资源量均埋藏于矿区侵蚀基准而标高以上，主要充水含水层的富水性较弱，但可采煤层上覆的T1y1＋2+P3c岩溶岩水岩组及下伏的P2m岩溶含水岩组均为富水性强的岩组，且第二层可采煤层5号煤层及最下一层可采煤层15号煤层距上覆及下伏的强富水性岩组分别只有40m～18m，在开采后形成之坍塌裂隙疏导下，该两强含水岩组中之地下水必然会间接进入矿坑，此外，袁家寨泉水形成的小溪水也可能通过裂隙进入坑道，因之，水文地质条件应属复杂类型。

根据井田地形、地貌特征和地下水类型分析，本区地下水的埋藏类型主要为潜水。

潜水的埋藏深度是随地形起伏而变化的。地势高地下水埋藏就深，反之就浅。根据钻孔静止水位的实测资料，混合水位深度为：22.08m～43.50m，平均35.13m。地下水流向总的为自东向西。

地下水埋藏标高在井田东侧为+1190～+1200m；西侧为：+1050～+1160m。

2、地下水的补、迳、排特征

井田及整个中金矿区地下水的补给来源主要是大气降雨。由于井田内地形起伏较大，相对高差也较大，加之冲沟发育，大气降雨至地面后，很快形成地表迳流而泄于区外，据经验数据，本井田大气降水入渗补给系数可能在0.2～0.3之间，而且大片碳酸盐岩地层分布地带，岩溶发育，部份大气降水也会很快通过岩溶洼地、漏斗、落水洞及地下管道泄流出区外。这种补给、排泄及时、迅速的现象在地表泉点观测中也得到证实。

由于乌江支流鸭池河的次级支流革木河流经矿区西侧及南侧，鸭池河河床标高+800m，革木河河床标高也只有+850m，因此，井田及整个中金矿区地表地下水均以该河水面为基准面自东向西及自北而南向其排泄。

未来矿井充水的直接水源将是如下三个来源：

A、可采煤层的直接围岩龙潭组碎屑岩中的裂隙水，其涌水量已如前述。

B、龙潭组上覆的T1y1＋2＋P3c中的岩溶裂隙水。随着煤层开采面积的扩大，采空区深度的增加及高度的增大（四层煤层开采后采高累计数增大）采空区上覆T1y1＋2+P3c中的坍塌裂隙的增多，裂隙带高度的增大，必然导致T1y1＋2+P3c中的岩溶裂隙水沿坍塌裂隙下渗入矿坑。

C、龙潭组下伏的P2m中的岩溶裂隙水。由于15号煤层下距P2m顶界面不远，随着15号煤层采深的加大，在水压作用下，P2m中的岩溶裂隙水极有可能突破15号煤层与P2m之间的粘土岩间隔层较薄的地带而涌入矿坑。

11线与13线间的P2m中发育的袁家寨泉（S1）而形成的小溪，随着煤层的开采，在煤层上方形成的坍塌带内裂隙的增多，此地表水体中的水可能通过这些坍塌裂隙而补给煤层围岩（龙潭组含水岩组），间接地对矿坑充水。

未来矿井地下水进入方式有如下两种情况：

⑴直接进水方式：由于拟采的2、5、9、13、15号煤层均位于龙潭组裂隙含水岩组中，开采这些煤层时，地下水将会直接进入矿坑中。这是未来矿井地下水的主要进水方式。

⑵间接井水方式：煤系上覆的T1y1＋2+P3c内之岩溶裂隙水在煤层采空区增大增高时，通过采空区上部之坍塌带内的裂隙而间接进入矿坑内。其次，地表由袁家寨泉水而形成的小溪水也会通过煤层开采后采空区上部岩层中的裂隙而间接渗入矿坑内。间接进水方式为未来矿井进水的另一主要方式。间接进水方式为未来矿井进水的次要方式。

三、矿井水文地质类型及涌水量

本井田地质构造条件虽然简单，且大部份探明的资源量均埋藏于矿区侵蚀基准而标高以上，主要充水含水层的富水性较弱，但可采煤层上覆的T1y1＋2+P3c岩溶岩水岩组及下伏的P2m岩溶含水岩组均为富水性强的岩组，且第二层可采煤层5号煤层及最下一层可采煤层15号煤层距上覆及下伏的强富水性岩组分别只有40m～18m，在开采后形成之坍塌裂隙疏导下，该两强含水岩组中之地下水必然会间接进入矿坑，此外，袁家寨泉水形成的小溪水也可能通过裂隙进入坑道，因之，水文地质条件应属复杂类型。

根据地质报告，未来矿井涌水量预算结果为：

正常涌水量：649m3/d，最大涌水量：3870m3/d。

3、矿井水文地质对矿井资源的影响分析

根据前述矿井水文地质的分析，本矿井涌水主要为2号煤层上覆的T1y1＋2+P3c岩溶岩水岩组及15号煤层下伏的P2m岩溶含水岩组。

2号煤层上覆的T1y1＋2+P3c岩溶岩水岩组距离2号煤层顶板的平均距离一般为25m左右，在开采2号煤层的情况下，通过三下采煤对开采导水裂隙带及垮落带高度的计算，可以指导对未来矿井上覆的T1y1＋2+P3c岩溶岩水的治理。

根据矿井地质报告，矿井区域内最低侵蚀基准面为鸭池河的支流革木河，离井田最近处河面标高为+850m。受该基准面影响，且由于矿井6层可采煤层批准的最低开采标高都已经达到+500m，因此矿井后期开采必然的存在着带压开采的问题。

工业广场和生活区布置,充分利用现场地形，以不占用挖陇沟煤矿永久设施场地为原则，布置在征地、租地范围内。工业用房与生活用房分开布置，工业用房靠近施工井口。

根据挖陇沟煤矿建设工程现场情况，需在排水平硐井口右侧布置相应的生产系统。

1、压风机房、变配电房、矿灯房：

压风机房、矿灯房、配电房联合布置在变电亭旁。公路可直通压风机房，设备可就地卸装车。

2、电工、钳工、机修、加工车间及库房、调度值班室：

电工、钳工、机修、库房、调度值班室，设置于井口右侧。

3、水泥库、大堆料场、拌合站

水泥库、大堆料场、拌合站，设置于井口右侧处。

井口检身布置在井口处。

设置员工住房、办公室、食堂、澡堂、厕所等，布置在排水平硐附近。

排水平硐场区临时设施表

一、排水平硐主要施工系统

施工用电取自排水平硐工业广场的10kv线路，并设置一变电亭,供地面用电（压风机、机车充电、水泵、电焊机等设备、工业场区照明、办公区照明）；供通风机供电（对旋局部通风机）；供井下用电(耙斗机、喷浆机等)。

一个头面掘进,使用的地面主要设备前期装机容量为204KW,中后期装机容量为352KW,供地面用电（压风机、机车充电、水泵、电焊机等设备、工业场区照明、办公生活区照明）。由一台250KVA变压器供电，电压等级为动力电压380V，照明电压220V。

井下通风采用对旋局部通风机供风，挂口期间采用2×7.5KW对旋局部通风机,前期采用两台2×15KW对旋局部通风机（一台备用）,中后期采用两台2×22KW对旋局部通风机（一台备用），电压等级为660V，由一台100KVA变压器供电。

局部通风机安装在排水平硐井口，距井口的距离不得小于20m。局部通风机的各种设备必须齐全，且必须垫高(距地面高度不小于500mm)。局部通风机的供电必须实现“三专”和“两闭锁”。同时，局部通风机的日常管理必须有专人管理，并实行挂牌留名制管理。该工作面必须采用“双局部通风机，双电源”的方式供风——当某一台局部通风机或某一电源出现故障而停机时，另一台局部通风机在另一电源作用下能正常启动，保证工作面的连续供风。

井下施工主要设备有：耙斗机、喷浆机、探水钻机、泥浆泵等用电，装机容量为：∑P=P喷+P耙+P钻+P钻=5.5+17+55+30=105.5KW。电压等级为660V，由一台200KVA变压器供电。主供电采用3×50+1×16矿用阻燃电缆。

井下施工到一定距离时，若电压降增大，如需10kv高压入井供电，由业主提供矿用高压电缆、矿用防爆变压器及高压防爆开关入井供电。

井下低压动力电压等级为660V，信号照明电压127V。

井下采用防爆型电气设备，矿用阻燃电缆。地面采用电缆和塑料绝缘电线。

生活用水取自业主提供的水源点高位水池处,供水管路采用Ф50mm镀锌管。

在排水平硐上方设置一高位水池，水源取自中果河，由潜水泵将中果河中水加压到高位水池中，通过静压差的作用由管路输送到地面和井下生产用水地点，供水管路采用Ф50mm镀锌管。

在压风机房安设两台螺杆式压风机（一台备用），铺设管路至井下，供工作面供风。

供风主管路采用Ф159mm钢管。

利用井下水沟自排出地面；毛水沟必须跟拢耙斗机后，浇筑成水沟距耙斗机不得超过30m，成水沟采用钢模板关模浇筑，严格按照中线控制水沟尺寸，水沟浇筑强度C15。

1、通风方式：压入式局部通风。

1）、排水平硐施工前期采用2×15KW型对旋风机作为局部通风设备。施工后期采用2×22KW型对旋风机作为局部通风设备。

①掏槽眼：为了取得较好的效果，槽眼装药系数比其余炮眼多取，故α=0.5。

每眼装药卷数＝1.9×0.5÷0.3＝3.17卷≈3卷

槽眼装药量=7×3×0.3=6.3(kg)

②周边眼：为保证周边眼效果，按以下方式进行装药：

帮眼装药量=15×1×0.3=4.5(kg)

底眼装药量＝5×2×0.3＝3.0(kg)

③水沟眼装药量＝2×2×0.3＝1.2(kg)

①按瓦斯（二氧化碳）涌出量计算：

Q掘=100×QCH4×KCH4

=100×0.1×2.0

=20（m3/min）

式中：Q掘—掘进工作面实际需要的风量，m3/min

QCH4—掘进工作面绝对沼气涌出量，取0.1m3/min

KCH4—掘进工作面沼气涌出不均衡系数，取2.0

Ｑ掘＝25A＝25×15=375m3/min

上式中：Q掘—掘进工作面实际需要的风量，m3/min

③按掘进按同时工作最多人数计算：

Ｑ掘＝4N=4m3/min·人×20人=80m3/min

上式中：Q掘—掘进工作面实际需要的风量，m3/min；

N—工作面同时最多人数，N取20人；

　　　4—每人每分钟应供应的最低风量。

④按局部通风机的实际吸入风量计算：

Ｑ掘＝Q局×I×kf＝400×1×1.1=440m3/min

上式中：Q局：拟选掘进局部通风机的额定风量，为400m3/min；

　　　I：掘进工作面同时运转的通风机台数，

Kf:防止局部通风机吸入循环风的风量备用系数。

⑤掘进工作面风量验算：

(1)按最低风速验算：

Ｑ岩≥9S岩＝9×6.38＝57.42m3/min

(2)按最高风速验算:

Ｑ岩≤240S岩＝240×6.38＝1531.2m3/min

通过上式对工作面最低风速和最高风速的验算，实际配风为375m3/min，符合工作面的风量要求。

4）、风筒配用Ф600mm双抗柔性风筒，风筒布置在巷道左帮，沿施工的风筒挂钩眼吊挂前进，挂钩眼距底板2050mm（即腰线上垂直高度870mm），挂钩安设间距为10m，挂钩间采用钢绞线绷紧，用扎丝将风筒与钢绞连接，逢环必扣。风筒出口到工作面的距离不大于8m。

施工轨道轨距600mm,轨道型号为22Kg/m钢轨，5吨防爆蓄电池机车作牵引设备。

掘进头矸石采用耙斗机装矸，5吨防爆蓄电池机车牵引2m3侧卸矿车运出井口地面卸矸架卸矸，填平工业广场城市生活垃圾处理场工程施工方案，工业广场回填至+969m标高，工业广场填平后，矸石外运。

若2m3侧矿尺寸满足不了巷道尺寸时，则采用40个0.75m3翻斗矿车（10个备用）进行排矸，并在地面工业广场设置翻矸装置。

排水平硐材料运输通过5吨防爆蓄电池机车牵引材料车运输到工作面使用。

由于施工断面较小，对于运输存在很大的局限性，当施工距离较长时，为保证运输的连续性需设置车场，分别在400m、800m处施工一50m长的车场（确保存放10个2m³的侧矿），车场净断面尺寸：宽×高=4.2m×3.36m。

排水平硐安设瓦斯监控系统，且系统该系统与地面计算机联网显示，监测井下瓦斯并控制所有动力电源，当瓦斯浓度超过规定值或局部通风机停风时时主斜井施工组织设计，对井下电源断电停风，实现瓦斯电、风电闭锁。

在排水平硐装载点、巷道中设置喷雾防尘装置降低巷道中粉尘浓度，第一组防尘喷雾装置设置在耙斗机后方5m处，第二组防尘喷雾装置距离第一组的距离为100～150m；在放炮及喷浆的过程中将防尘喷雾装置开启，放炮结束或喷浆结束时及时关闭。

中后期设备功率（kw）