梅园永兴煤业矿对井施工组织设计最终版.doc

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1、山西梅园永兴煤业有限公司 矿井施工组织设计 目 录前 言5第一章 矿井工程概况71.1交通地理71.1.1地形地貌71.1.2小煤窑及采空区71.1.3水系及主要河流81.1.4气象特征81.2地质概况81.2.1地层81.2.2含煤地层101.2.3构造121.2.4煤层及煤质141.2.5煤层顶底板岩石工程地质特征、瓦斯、煤尘、煤的自燃及地温151.2.6井田水文地质171.2.7矿井充水因素分析及水害防治措施19第二章 矿井建设施工准备及工业广场布置202.1四通一平212.1.1 道路212.1.2 供水212.1.3 供电212.1.4 通讯212.1.5 场地平整212.2测量定位

2、212.3大临建安工程及施工总平面布置212.4永久建筑及设施利用22第三章 井巷工程施工及辅助系统223.1 施工顺序及关键线路确定223.1.1 施工顺序223.1.2关键线路确定233.2 井筒及相关硐室施工233.2.1井 筒 特 征233.2.2.井筒施工方案:243.3临时提升接替263.3.1临时提升接替方案263.4主要巷道及硐室施工263.4.1井底车场及硐室工程概况及工程量263.4.2顺槽工程施工概况及工程量273.4.3二、三期工程施工总部署283.4.4半煤岩巷平、斜巷施工283.4.5 首采工作面顺槽、切眼施工293.4.6劳动力配备计划293.5井巷工程施工辅助系

3、统293.5.1提升系统293.5.2压风系统303.5.3通风及监控系统323.5.4排水系统383.5.5供电系统393.5.6井下运输系统433.5.7井下供水系统453.5.8照明、信号及通讯463.5.9建井期间测量463.5.10井巷工程施工主要设备46第四章 地面建筑工程施工484.1工程概况484.2气象情况514.3工程地质524.4主要工程施工方案524.4.1基坑土方施工524.4.2钢筋混凝土基础施工534.4.3有防水、防渗漏要求的地下构筑物施工534.4.4钢筋混凝土框架、框排架、框架剪力墙结构施工544.4.5钢结构施工574.4.6混合结构施工584.4.7建筑

4、工程给排水、采暖、照明配电系统安装594.4.8装饰装修施工604.4.9屋面施工604.4.10季节性施工604.5地面建筑工程拟投入主要施工设备614.6地面建筑工程施工顺序及工期安排624.6.1施工顺序624.6.2施工工期安排63第五章 主机电安装工程635.1 工程概况635.2 工程安排635.3 主要安装工程施工方法645.3.1带式输送机设备安装645.3.2机械设备安装方案645.3.3电气设备安装645.3.4.压风系统安装665.3.5.提升系统安装665.3.6地面生产系统安装665.3.7.采供暖系统安装675.3.8 采煤工作面设备安装675.4主要施工机具675

5、.5劳动力安排68第六章 矿井建设总工期686.1 工期排队原则686.2工程施工进度指标686.3 矿井施工关键节点日期及施工总工期686.4施工图供应计划696.5永久设备进场计划716.6矿井初步设计投资78第七章 施工项目管理807.1组织管理807.1.1项目管理组织形式807.1.2项目管理机构的职责范围807.2合同管理817.3投资控制827.3.1设计阶段的投资控制837.3.2实施阶段的投资控制83第八章 施工质量目标及管理848.1质量目标848.2质量管理体系848.3质量保证措施87第九章 施工安全管理899.1安全目标899.2安全管理体系899.3“六大安全系统”

6、909.4主要安全技术措施909.4.1矿山救护909.4.2防治水909.4.3斜井井筒施工919.4.4钻眼、放炮919.4.5顶板管理939.4.6供用电措施939.4.7炮掘安全技术措施949.4.8安装刮板机安全技术措施959.4.9刮板机司机操作安全技术措施959.4.10胶带机(含转载皮带)使用安全技术措施969.4.11延伸皮带机尾安全技术措施969.4.12“一通三防”管理969.4.13预防灾害的措施1009.4.14回风立井施工安全技术措施1049.4.15 冬雨季施工措施1089.4.16 施工现场临时用电安全措施1099.4.17 防火安全措施1099.4.18 机械

7、设备安全管理措施1109.4.19避灾路线及安全出口110第十章 施工环境保护及节能减排措施11110.1环境保护11110.1.1初始环境评审11110.1.2环境因素调查11110.1.3确定环境目标11110.1.4制定环境管理方案及环境保护专项措施11110.2节能减排11210.2.1用水管理11210.2.2用电管理11210.2.3成品油管理11310.2.4用煤管理11310.2.5气体(液化石油气、乙炔)使用管理11310.2.6工艺及设备选择管理11310.2.7废气排放11410.2.8废水排放11410.2.9噪声114前 言山西梅园永兴煤业有限公司为兼并重组整合矿井,

8、根据2009年山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室晋煤重组办发201010号文件关于太原市山西晋源梅园永兴煤业有限公司煤矿企业兼并重组整合方案的批复的核准意见,山西梅园永兴煤业有限公司由山西晋源梅园永兴煤业有限公司、山西太原洪福煤业有限公司和部分空白资源整合重组而成。井田位于位于山西省太原市晋源区西南直距12km处的蚕石村西北、黄楼沟东北侧,行政区划属太原市晋源区姚村镇管辖。井田位于华北板块山西板内造山带沁水板拗太原西山盂县块坪之太原西山块坪的东南部边缘,井田总体为向南南东斜倾的单斜构造,并发育3个褶曲构造、5条断层和15个陷落柱,井田及周边矿井多年生产揭露。井田东西最长3.750km,

9、南北最宽3.495km,井田面积为5.9992km2,批采煤层为2-9号煤层。东北距太原市晋源区12km,东南距307国道5km,距大(同)运(城)高速公路3km,井田内外均有简易公路与干线公路相通,交通条件便利。矿井技术改造工程完成后设计生产能力为450kt/a,矿井服务年限为17.0a。矿井采用斜井开拓,利用原山西晋源梅园永兴煤业有限公司场地的副斜井做为整合后矿井的主斜井,原主斜井做为整合后副斜井,在井田边界12号拐点附近新掘一回风立井开拓方案。主斜井为利用原副斜井,担负矿井煤炭提升任务,兼做进风井和安全出口。井筒落底于9号煤层底板(+735m)中,在落底点向上18m处布置上抬式井底煤仓。

10、井筒落底后布置主斜井井底平巷和井底清理撒煤巷道,与轨道上山相连,通过煤仓上口通风联络巷与回风上山相通、上仓胶带巷与运输上山相连。副斜井为利用原主斜井,担负矿井矸石、材料设备和人员等所有辅助提升任务,兼做进风井和安全出口。井筒落底于8号煤层顶板上10m(+750m)后直接与沿东西向布置的辅运大巷沟通。井筒落底后布置矿井主变电所、主水泵房、井底水仓并设置等候室、调度室、医务室等。回风井为在井田边界12号拐点附近新掘一回风立井。井筒内梯子间,为矿井专用回风井筒,兼做矿井安全出口。矿井开拓大巷采用三巷制布置,即布置轨道上山、胶带上山和回风上山,均沿8号煤层底板布置。主斜井落底后设井底煤仓,煤仓上口通过

11、上仓胶带巷与南北向布置的胶带上山相连;副斜井落底后直接与南北轨道上山相连,平行与轨道、运输上山布置南北向回风上山至井田边界12号拐点附近通过东西向回风大巷与回风立井相连。向北延伸北部古空区保护煤柱处开采一采区北部资源。在首采面北侧布置三条采区巷道开采二采区资源;后期东西向布置三条大巷至13号拐点处沿原整合前边界向北掘进至井田北部边界开采三采区。三条大巷至北部古空区保护煤柱向西布置至井田西部边界。矿井移交生产和达到设计生产能力时,在8号煤层布置一个综采工作面,在8号煤层布置一个综掘工作面和一个普掘工作面保证矿井设计能力和正常生产接替。一、设计编制依据1、山西地宝能源有限公司2010年11月编制的

12、山西梅园永兴煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告及太原市煤炭工业局并煤规发201150号文“关于山西梅园永兴煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告的批复”;2、山西梅园永兴煤业有限公司矿井兼并重组整合项目初步设计说明书及相关图纸;3、山西省关于煤炭基建行业的相关规定;4、煤矿安全规程,(2011年版);5、煤矿防治水规定,国家安全生产监督管理总局令第28号;6、国家及行业有关矿井设计的规范、标准;二、编制矿井施工组织设计遵循的原则1、贯彻国家有关煤炭工业的方针政策,使矿井的开发建设与生产经营符合发展战略和企业利益;2、采用先进的施工技术和装备、合理的施工工艺,由建设单位、设计单位、监理单位、施工

13、单位共同组织安全、优质、快速施工,确保在确定的工期内矿井建成投产;3、关键线路工程安排精干专业施工队伍施工,非关键线路上的工程合理安排施工人员,密切配合,确保不影响总工期;4、建设、设计、监理、施工单位建立健全协调机制,密切配合,实现安全、质量、速度和投资四大控制,达到安全、快速、优质及投资省的目的;5、用先进的施工技术、工艺,优良的装备,高素质的施工队伍,保证安全、快速、优质;6、充分利用永久建筑、设施、永久装备,以减少投资;7、合理安排设备进场顺序,尽可能减少设备闲置造成资金浪费;8、合理安排施工布局,确保矿、土、安三类工程、安全设施、环保设施等工程同时施工,以缩短建井工期,同时保证投产验

14、收一次通过;9、回风立井井筒尽快施工,落底后施工回风大巷,合理安排施工顺序,尽早投用永久通风机,以便形成矿井全负压通风系统;10、三个井筒合理的交替安装,满足提升运输需要;三、主要设计内容及特点1、充分利用矿井永久建筑、设施和设备,以减少重复建设、重复购置,达到节省投资的目的。2、施工辅助系统和设施兼顾井下二、三期工程需要,避免重复建设和安装,以减少工期和投资。3、地面建筑工程施工和各项机电安装工程施工,穿插于矿建工程施工之间,实现全方位立体交叉平行作业,以节省建设工期。4、充分考虑施工质量、安全、环保等相关内容。四、主要技术经济指标在充分考虑工程特点、地质因素、装备能力、施工队伍素质和管理协

15、调等多方面因素后,经反复方案对比确定矿井总工期为18.1个月;矿建施工期14.5个月;工作面安装及联合试运转5.4个月(其中与井巷工程平行作业3.8个月)。土建、安装工程与矿建交叉、平行作业。第一章 矿井工程概况1.1交通地理1.1.1地形地貌本井田位于山西黄土高原的中部,吕梁山脉之北段东麓。井田内地表呈侵蚀性低中山区地貌,沟谷和山梁相间分布,井田地形比较复杂。总的地势为西北部的山梁高,向东南及蚕石沟、黄楼沟低,地形最高点位于井田西北角的山梁上,标高1285.0m,最低点位于井田东南部边界处蚕石沟沟底,标高865.0m,地形最大相对高差420.0m。1.1.2小煤窑及采空区根据山西地宝能源有限

16、公司2010年11月编制的山西梅园永兴煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告,整合井田外周边现分布有9个煤矿,分别为:井田外东北部与原太原市晋源区花拨沟腐煤矿(关闭) 相隔,与原太原市晋源区平地窑煤矿(关闭)相邻;东部与原太原市晋源区青阳河煤矿(关闭)相邻;东南部与原太原市晋源区蚕石煤矿(关闭)相邻;西南部与原太原市晋源区槐树底煤矿(关闭)相隔,与原太原市晋源区桃坪煤矿(关闭)相邻;西部与山西煤炭运销集团大成煤业有限公司相邻(整合);西北部与原太原市晋源区复兴煤矿(关闭)、原太原市晋源区肥煤窑煤矿(关闭)相邻。井田周边各矿井以往开采情况比较复杂,既有各矿井近些年的采空区,又有以往的古空区,且多与

17、本井田有联系,故本井田今后必须加强防治水工作,避免发生水害事故。1.1.3水系及主要河流井田内河流不发育,只发育季节性排洪冲沟。其中蚕石沟位于井田内中东部,黄楼沟位于井田西南边界外,并上穿井田北部,均为由西北向东南倾斜的冲沟,平时干涸无水,雨季汇集井田内各分叉冲沟洪水,由西北向东南排出井田,注入汾河。井田属黄河流域汾河水系西岸支流汇水区。1.1.4气象特征本区地处山西黄土高原之中北部,属温带大陆性半干旱气候,气候干燥,春、夏、秋、冬四季分明,昼夜温差大,冬季长而寒冷,夏季短而炎热,气温多变。气温:年平均气温10.39,最高气温在7月份,平均24,最低为1月份,平均约-8。气温极端值:最高38.

18、7(1990年7月15日),最低-22(1970年1月5日)。降水量与蒸发量:该区降水量主要集中在7-9月份,全年降水量为249.5-720mm,平均481.3mm。全年蒸发量为1715.6-2047.6mm,平均1862.8mm。所以该区气候干旱。无霜期:一般为当年10月下旬至翌年4月上旬,全年无霜期185天。最大冻土深度0.80m。一般相对湿度为53-60%。一般冬季风向多为西北风及西风,而夏季多为东南风和南风, 平均风速2.1m/s,历年最大风速为28.5m/s,达8级。1.2地质概况1.2.1地层本井田位于位于西山煤田西山古交煤炭国家规划矿区东南部,清交矿区清徐勘探区东部。井田内地表基

19、岩出露良好,第四系松散层仅零星覆盖于地表坡、梁及沟谷中。现根据地表填图及钻孔和井筒揭露地层资料,并结合清徐详查区综合地层资料,将井田地层由老到新叙述如下:1. 奥陶系中统峰峰组(O2f)为煤系地层之基底,下部以浅灰色、灰色角砾状泥灰岩、白云质泥灰岩为主,夹脉状、纤维状石膏层;上部为深灰色、灰色厚层状石灰岩夹角砾状泥灰岩、白云质灰岩或白云岩,致密坚硬,含黄铁矿及方解石脉。厚度117.00-142.00m,平均数130.00m。2. 石炭系中统本溪组(C2b)平行不整合于下伏峰峰组灰岩之上。岩性底部为“山西式铁矿”及G层铝土泥岩;中上部为灰黑色泥岩、炭质泥岩、砂质泥岩、灰色中细粒砂岩夹1-2层浅灰

20、色薄层石灰岩及1-2层不稳定薄煤线。本组地层厚度为18.50-43.44m,平均25.91m。3. 石炭系上统太原组(C3t)自K1石英砂岩底至3砂岩底,连续沉积于下伏本溪组地层之上,为一套具明显沉积旋回的海陆交互相含煤建造,为井田主要含煤地层之一。本组地层厚度82.36-109.51,平均93.80m。岩性由深灰-灰黑色泥岩、炭质泥岩、砂质泥岩、粉砂岩,浅灰灰色中细粒砂岩和4-5层深灰色石灰岩泥灰岩及6-10层煤层组成。所含4层石灰岩普遍发育,层位稳定,是区域地层对比的良好标志。所含煤层中,8、9号煤层为全区稳定可采煤层,也属井田批采煤层,6号煤层为较稳定大部可采煤层,其余5上、5、6上、7

21、、8上、10、11号煤层均为不稳定零星可采煤层和不可采煤层。4. 二叠系下统山西组(P1s)自3砂岩底至4砂岩底,连续沉积于下伏太原组地层之上,为一套陆相碎屑岩沉积,为井田内主要含煤地层之一。地层厚度51.00-91.21,平均65.00m。岩性为灰白色、浅灰色、灰色、深灰色粗、中、细粒砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩夹3-5层煤层,底部为3(北岔沟砂岩)灰灰白色中粗粒砂岩,平均厚11.20,成份以石英、长石为主,分选性、磨圆度中等,钙质胶结,缓波状波状层理发育。所含煤层中,2号煤层为全区稳定可采煤层,02、03、3、4号煤层均为不稳定零星可采煤层和不可采煤层,泥质岩中含丰富的植物化石碎片。底部以

22、K3砂岩与下伏地层整合接触。5. 二叠系下统下石盒子组(P1x)本组地层为陆相沉积,自K4砂岩底至K6砂岩底,连续沉积于下伏山西组地层之上,厚度为72.70-103.50m,平均86.20m,现根据岩性及岩相特征分为上、下两段。下段(P1x1)自K4砂岩底至K5砂岩底,厚度平均44.20m,为一套泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、中细粒砂岩夹薄层煤层或煤线的组合。上部呈灰-灰绿色,下部呈灰色-灰黑色。底部K4(骆驼脖子砂岩)为灰色、灰绿色厚层状中粒砂岩,其成分以石英、长石为主,分选、磨圆中等,钙泥质胶结,斜层理发育,厚度3.95-10.30m,平均7.10m。上段(P1x2)自K5砂岩底至K6砂岩底,厚

23、度平均42.00m,顶部为紫红色、黄绿色、杏黄色泥岩、砂质泥岩,中下部为黄绿色、灰绿色中厚层状砂岩、粉砂岩、泥岩及砂质泥岩。底部K5为浅灰色、灰绿色中厚层状中细粒长石石英砂岩,成份以石英、长石为主,分选性、磨圆度中等,钙质胶结,斜层理发育,厚度5.22-6.38m,平均5.65m。6. 二叠系上统上石盒子组(P2s)井田内本组地层中部以上的地层多被剥蚀,残留层段属本组下段以下的地层,最大残留厚度143.30m。为一套黄绿色、杏黄色、灰绿色、灰白色中厚层状粗-中-细粒砂岩、粉砂岩与紫红色、黄绿色、灰绿色泥岩、砂质泥岩互层,且以黄绿色为主。底部K6为黄绿色厚层状中粒长石石英砂岩,成分以长石、石英为

24、主,分选性、磨圆度较差,钙泥泥质胶结,厚度5.70-8.20m,平均6.80m 。7. 第四系中上更新统(Q23)零星分布于井田及周围的沟谷、坡、梁、峁之上。上部为浅黄色含砂粘土、砂质粘土、粉砂土,局部含砾石层,含钙质结核;下部为浅棕红色粘土。厚度0-20.00,平均9.00m。与下伏地层呈角度不整合接触。8. 第四系全新统(Q4)分布于井田西侧的黄楼沟下游一带沟底,主要为现代冲洪积物,由基岩风化碎块、砾石、泥沙等混合而成。厚度0-5.00m,平均2.00m。1.2.2含煤地层1. 石炭系上统太原组 (C3t):自K1砂岩底至K3砂岩底,连续沉积于下伏本溪组地层之上,为一套海陆交互相沉积,为井

25、田内主要含煤地层之一。本组地层厚度为82.36-109.51,平均93.80m。岩性由深灰-灰黑色泥岩、炭质泥岩、砂质泥岩、粉砂岩,浅灰灰色中细粒砂岩和4-5层深灰色石灰岩泥灰岩及6-10层煤层组成。所含4层石灰岩普遍发育,层位稳定,是区域地层对比的良好标志。所含煤层中,8、9号煤层为全区稳定可采煤层,也属井田批采煤层,6号煤层为较稳定大部可采煤层,其余5上、5、6上、7、8上、10、11号煤层均为不稳定零星可采煤层和不可采煤层。根据其岩性、岩相组合特征,自下而上分为三段:(1)下段(C3t1)自K1石英砂岩底至L1石灰岩底,厚度36.53-45.82,平均厚度41.00。底部K1(晋祠砂岩)

26、为灰色粗、中、细粒石英砂岩,平均厚度4.76左右,层面含黑色有机质,含黄铁矿、菱铁矿结核,坚硬,局部相变为砂质泥岩。向上为深灰色砂质泥岩、粉砂岩、泥岩、炭质泥岩、石灰岩夹8上、8、9、10、11号煤层及薄层中细粒砂岩。所含煤层中,8、9号煤层为全区稳定可采煤层,其余8上、10、11号煤层均为不稳定不可采薄煤层。底部以K1砂岩与下伏地层整合接触。(2)中段(C3t2)自L1石灰岩底至L4石灰岩顶,厚度21.70-28.90m,平均厚度25.30。主要由L1(庙沟灰岩)、K2(毛儿沟灰岩)、L4(斜道灰岩)三层深灰色石灰岩和浅灰色中粒细砂岩,深灰灰黑色砂质泥岩、泥岩及7号薄煤层组成。所含L1、K2

27、、L4石灰岩平均厚度分别为4.32m、6.25m、3.97m,三层石灰岩均为太原组地层的主要对比标志层。所含7号煤层为不稳定不可采煤层。(3)上段(C3t3)L4石灰岩顶至3砂岩底,厚24.13-34.79,平均27.50m。由浅灰色中粒砂岩,深灰色灰黑色泥岩、炭质泥岩、砂质泥岩、L5(东大窑段灰岩)石灰岩及5上、5、6上、6号煤层组成,富含菱铁质结核,泥质岩中含植物化石碎片。所含L5灰岩平均厚度为2.88m,为井田稳定的对比标志层,富含海相动物化石。所含煤层中,6号煤层为较稳定大部可采的煤层,5上、5、6上号煤层为不稳定零星可采煤层和不可采煤层。 2.二叠系下统山西组(P1s)自3砂岩底至4

28、砂岩底,连续沉积于下伏太原组地层之上,为一套陆相碎屑岩沉积,为井田内主要含煤地层之一。地层厚度51.00-91.21,平均65.00m。岩性为灰白色、浅灰色、灰色、深灰色粗、中、细粒砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩夹3-5层煤层,底部为3(北岔沟砂岩)灰灰白色中粗粒砂岩,平均厚11.20,成份以石英、长石为主,分选性、磨圆度中等,钙质胶结,缓波状波状层理发育。所含煤层中,2号煤层为全区稳定可采煤层,02、03、3、4号煤层为不稳定零星可采煤层和不可采煤层,泥质岩中含丰富的植物化石碎片。该组地层系受潮汐强烈改造的三角洲前缘相沉积。与下伏太原组地层呈整合接触。1.2.3构造本井田位于华北板块山西板内造

29、山带沁水板拗太原西山盂县块坪之太原西山块坪的东南部边缘,即原祁吕山字型构造东翼与新华夏构造复合部位的西山煤田清交矿区清徐勘探区东部。受区域地质构造影响,井田总体为向南南东斜倾的单斜构造,并发育3个褶曲构造,另外井田内发育5条断层和15个陷落柱。据各矿井下巷道揭露资料,现分述如下:1. 褶曲井田内发育3个褶曲构造,分别编号为S1、S2、S3,分述如下:(1)S1背斜位于井田西北部,轴向为NE-SW- SWW,两翼地层倾角在25之间,属宽缓的对称背斜,井田内该背斜轴向延伸长度为2330m左右。该背斜构造井田内西部由原晋源区洪福煤矿8号煤层采掘工程控制,东北部有原山西晋源梅园永兴煤业有限公司2007

30、年所整合的原晋源区永兴煤矿8号煤层采掘工程控制。(2)S2背斜位于井田东部,轴向为NW-SE,两翼地层倾角在47之间,属宽缓的对称背斜,井田内该背斜轴向延伸长度为760m左右。该背斜构造井田内由地表填图工程控制,井田外由东部原晋源区青阳河煤矿8号煤层采掘工程控制。(3)S3向斜位于井田东南部,轴向为SEE-NWW-W-SWW,平面上呈向北凸出的开阔弧形,两翼地层倾角在37之间,属宽缓的对称向斜,井田内该向斜轴向延伸长度为1250m左右。该向斜构造井田内由原山西晋源梅园永兴煤业有限公司2007年所整合的原太原市晋源区姚村镇二煤矿8、9号煤层采掘工程控制,并有103、105号钻探工程控制。另外,在

31、井田西北部S1背斜南北两翼各发育一个非常开阔的短轴向斜,近似单斜。2. 断层本井田断裂构造不太发育,全井田共发育5条断层,根据所整合各矿井下揭露情况和清徐详查区资料,将井田内发育的断层分述如下,详见表2.1-2。(1)F1正断层(平地窑断层):位于井田西北边界附近,走向NESW,倾向148,倾角70-75,落差36.0-55.0m,为清徐详查区内规模较大的正断层,全区走向延伸长度为13km,井田内由原晋源区洪福煤矿、原晋源区南坪煤矿8号煤层采掘工程控制,可靠程度较高。(2) F2正断层:位于井田西部,走向NESW,倾向313,倾角70,落差2.0m,属正断层,井田内走向延伸长度为500m,由原

32、太原市晋源区姚村镇二煤矿8号煤层采掘工程控制,可靠程度较高。(3)F3正断层:位于井田西部,走向NWSE-E,倾向180-210,倾角70,落差2.5m,属正断层,井田内走向延伸长度为440m,由原太原市晋源区姚村镇二煤矿8号煤层采掘工程控制,可靠程度较高。(4) F4正断层:位于井田西部,走向近E - W,倾向180左右,倾角72,落差2.5m,属正断层,井田内走向延伸长度为370m,由原太原市晋源区姚村镇二煤矿8号煤层采掘工程控制,可靠程度较高。(5) F5正断层:位于井田南部,走向近NN W - SSE,倾向261左右,倾角75,落差9.0m,属正断层,井田内走向延伸长度为290m,由原

33、太原市晋源区姚村镇二煤矿8号煤层采掘工程控制,可靠程度较高。3. 陷落柱井田内陷落柱较发育,一般呈上小下大倒漏斗柱状塌落体,平面形态多呈椭圆形,规模大小不等,分布无规律,局部呈群状分布,全井田共发育大小陷落柱15个,编号依次为X1、X2、X3X15,详见表2-3。其中X11规模最大,长轴长196m左右,短轴长152m左右。规模最小的为X5,长轴长32m,短轴长30m。根据井下实际揭露情况,陷落柱附近一般对煤层破坏影响范围不超过15m,且一般不导水。井田内未见岩浆岩侵入体。综上所述,井田总体为向南南东斜倾的单斜构造,发育3个褶曲构造,另外井田内发育5条断层和15个陷落柱,井田地质构造复杂程度属简

34、单类型。1.2.4煤层及煤质1、含煤性井田井田内主要含煤地层为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组,共含煤15层,自上而下编号为02、03、2、3、4、5上、5、6上、6、7、8上、8、9、10、11号煤层。含煤地层平均总厚度158.80m,煤层平均总厚度11.60m,含煤系数为7.30。可采煤层有2、6、8、9号4层,可采煤层平均总厚度8.47m,可采含煤系数5.33%。1. 太原组(C3t)为本井田的主要含煤地层之一,厚度82.36-109.51m,平均93.80m,含煤10层,分别为5上、5、6上、6、7、8上、8、9、10、11号煤层,煤层平均总厚7.49m, 含煤系数7.99%。其中可

35、采煤层平均总厚度6.05m,可采含煤系数6.45。所含煤层中, 8、9号煤层为全区稳定可采煤层,6号煤层为较稳定大部可采煤层,其余均为不稳定不可采或零星可采煤层。2. 山西组(P1s)为本井田主要含煤地层之一,厚度51.00-91.21m,平均65.00m,含煤5层,分别为02、03、2、3、4号煤层,煤层平均总厚4.11m ,含煤系数6.32%。其中可采煤层平均总厚度2.42m,可采含煤系数3.72。所含煤层中,2号煤层为全区稳定可采煤层,03、4号煤层均为不稳定零星可采煤层。2、主要可采煤层井田内2、8、9号煤层均为全区稳定可采煤层,6号煤层为较稳定大部可采煤层,且均为井田批采煤层,但2、

36、6号煤层已全部采空,8、9号煤层已局部采空。现将井田内可采的2、6、8、9号煤层分述如下:12号煤层(俗称“大窑煤”)位于山西组中部,上距K4砂岩底33.80m,下距6号煤层34.35-48.23m,平均45.79m。煤层厚度0.80-4.85m,平均2.42m,结构简单,不含夹矸,为全区稳定可采煤层。煤层顶板岩性为泥岩、砂质泥岩,底板岩性为砂质泥岩。2号煤层井田内已被古小窑和整合各矿采空。26号煤层(俗称“大齐煤”)位于太原组上段下部,上距2号煤层34.35-48.23m,平均45.79m。煤层厚度0-1.35m,平均1.04m。结构简单,不含夹矸,为较稳定大部可采煤层。煤层顶板岩性为泥岩、

37、砂质泥岩,底板岩性为泥岩、砂质泥岩。6号煤层井田可采区内已被古小窑和整合各矿采空。38号煤层(俗称“中带煤”)位于太原组下段上部,L1灰岩之下,上距6号煤层31.76-43.20m,平均37.73m。煤层厚度2.17-3.27m,平均2.63m,结构简单,含0-2层夹矸,为全区稳定可采煤层。煤层顶板岩性为泥岩、炭质泥岩,局部为砂质泥岩;底板岩性为泥岩、砂质泥岩。8号煤层在原山西晋源梅园永兴煤业有限公司井田西北部、中北部、东南部被古窑大面积采空,东南部同时有邻矿原太原市晋源区蚕石煤矿越界采空区,西南部由原太原市晋源区姚村镇二煤矿采空区;原晋源区南坪煤矿西北角采空,原晋源区洪福煤矿北部采空。8号煤

38、层厚度总体上在井田东部、南部较厚,中北部、中南部总体较薄,(见插图2.1-1)。49号煤层(俗称“四尺煤”)位于太原组下段上部,上距8号煤层0.80-3.60m,平均2.60m,煤层厚度1.57-3.00m,平均2.38m。煤层结构简单,含0-1层夹矸,为全区稳定可采煤层。煤层顶板岩性为泥岩、炭质泥岩、砂质泥岩,局部为中砂岩,底板岩性为泥岩、炭质泥岩、砂质泥岩。9号煤层在原山西晋源梅园永兴煤业有限公司井田西北部、中北部、东南部被古窑大面积采空,西南部由原太原市晋源区姚村镇二煤矿采空区;原晋源区南坪煤矿西北角采空。1.2.5煤层顶底板岩石工程地质特征、瓦斯、煤尘、煤的自燃及地温(一)工程地质特征

39、井田位于山西黄土高原的中部,吕梁山脉之北段东麓,其地貌特征属侵蚀性低中山地貌,地表经长期风化侵蚀,冲沟与梁、台、峁相间分布,纵横交错,地形较复杂。井田内地表大面积出露叠系下统下石盒子组及上统上石盒子组基岩地层,第四系松散层仅零星分布,主要为浅灰黄色含砂粘土、砂质粘土及亚粘土,总厚度在020.00m之间,平均9.00m。另外井田西南边界附近的黄楼沟内赋存第四系全新统砾石、基岩风化碎块、泥砂等混合物,厚度0-5.00m之间,平均2.00m。井田总体为向南南东斜倾的单斜构造,发育3个褶曲构造, 5条断层和15个陷落柱,地表表现较明显,个别陷落柱延伸至地表,小型陷落柱未延伸至地表。地表有多处因地质灾害

40、形成的乱石堆。地表所出露的上、下石盒子地层中无明显的软弱层,岩石强度较高,稳定性较好。据一般情况,在断层、陷落柱附近,各煤层围岩的连续性均受到破坏,矿山开采到这些地段时,造成了矿山压力的不均一性,在这些地段易出现矿山工程地质问题。根据矿区水文地质工程地质勘查规范(GB/T12719-91)划分,本矿井工程地质条件复杂程度属中等类型。(二)煤层顶底板岩石力学性质井田内8、9号煤层顶底板岩石工程地质特性综合分述如下:1. 8号煤层8号煤层直接顶板岩性为砂质泥岩、炭质泥岩,厚度0.00-2.7m,平均1.80m左右,岩石较破碎,容易冒落,不易维护。砂质泥岩、炭质泥岩抗压强度为21.230.0MPa,

41、平均为26.1MPa;抗拉强度为1.01.6MPa,平均为1.3MPa;抗剪性质:内摩擦角3420,凝聚力系数5.1;属不稳定类顶板。老顶岩性为L1中厚层石灰岩,平均4.32m左右,据本次力学试验成果,L1石灰岩抗压强度为69.6120.0MPa,平均为96.8MPa;抗拉强度为2.34-3.33 MPa,平均为2.80MPa;抗剪强度为5.49-6.74 MPa,平均为6.30MPa;属稳定非常稳定类顶板。底板岩性为泥岩、炭质泥岩、砂质泥岩,局部为中砂岩,厚度平均2.6m。据本次力学试验成果,泥岩抗压强度为22.0-29.6 MPa,平均为25.3MPa;抗拉强度为1.47-1.79 MPa

42、,平均为1.68 MPa;抗剪强度为2.59-3.09 MPa,平均为2.83MPa;属松软类底板。2. 9号煤层9号煤层直接顶板为泥岩、炭质泥岩、砂质泥岩,局部为中砂岩,厚度平均2.6m,裂隙不太发育。据本次力学试验成果,泥岩抗压强度为22.0-29.6 MPa,平均为25.3MPa;抗拉强度为1.47-1.79 MPa,平均为1.68 MPa;抗剪强度为2.59-3.09 MPa,平均为2.83MPa;属不稳定类顶板。底板岩性为泥岩、炭质泥岩、砂质泥岩,厚度平均8.5m左右。据本次力学试验成果,泥岩抗压强度为20.8-30.0 MPa,平均为26.3MPa;抗拉强度为1.86-2.37MP

43、a,平均为2.10 MPa;抗剪强度为2.74-3.35 MPa,平均为3.14MPa;属松软类底板。(三)矿井瓦斯根据河南理工大学2011年1月编制的山西梅园永兴煤业有限公司8#煤层瓦斯涌出量预测报告,梅园永兴煤业开采8#煤层期间,矿井达产时,最大绝对瓦斯涌出量为17.54m3/min,最大相对瓦斯涌出量为18.52 m3/t。根据预测报告及太原市煤炭工业局文件并煤规发【2011】50号“关于山西梅园永兴煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告的批复”,属高瓦斯矿井。在今后的生产过程中,必须加强瓦斯监测、监控工作,加强通风管理,对采(古)空区、废弃的巷道实施严格密闭,杜绝瓦斯爆炸事故发生。(四)

44、煤尘根据2010年11月19日由山西省煤炭工业局综合测试中心提交的山西梅园永兴煤业有限公司8、9号煤层检验报告,井田内8、9号煤层煤尘均有爆炸性。井田内及周边各矿井,以往虽未发生过煤尘爆炸事故,但也不可掉以轻心,生产中必须加强洒水及防灭煤尘工作,确保安全生产。(五)煤的自燃根据2011年2月15日太原市煤炭工业局文件并煤规发【2011】50号“关于山西梅园永兴煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告的批复”:本井田各煤层均有爆炸性,8、9号煤层均属自燃煤层。井田内及周边各矿井中,井下以往均未曾发生过煤层自燃事故,但在以后的生产中,必须加强浮煤清理工作,采空区或盲巷应及时密闭,确保安全生产。(六)地

45、温、地压根据地质报告,收集的清徐详查区的3个测井孔测温资料(602、615、667号钻孔),根据该3个孔的测温结果,清徐详查区平均地温梯度为1.52.0/100m,小于3/100m,属地温正常区,据该矿及邻矿开采情况,井下未发现有地温、地压异常现象,本区属地温、地压正常区。1.2.6井田水文地质(一)地表水井田属黄河流域汾河水系西岸支流汇水区。井田内发育1条主冲沟,即蚕石沟,由西北向东南从井田中部斜穿而过;井田西南边界附近发育本区规模较大的黄楼沟,并向北斜穿井田北部,由西北向东南倾斜,两条冲沟均属季节性排洪冲沟,平时干涸无水,或只有涓涓细流,雨季大量排泄洪水。上述两条较大的主冲沟在井田外东南部

46、汇合后,向东南注入汾河。(二)主要含水层1奥陶系中统石灰岩岩溶含水层组为井田内主要含水层组之一。由石灰岩、角砾状灰岩、泥灰岩、白云质灰岩、白云岩等组成。据井田外西南约2km处404号水文孔抽水试验,单位涌水量为5.54 L/sm,水位标高为811.10m,富水性强,水质类型为HCO-3SO2-4-Ca2+Mg2+型。本井田奥灰水推测水位标高为802-817m,奥灰水流向自西向东。本含水层组中的厚层状泥灰岩,可溶性差,可视为相对隔水层,故本含水层组为由具有相似水理特征的多含水层组成的含水层组。2.石炭系上统太原组石灰岩岩溶裂隙含水层组为井田内主要含水层组之一。由L1、K2、L4、L5四层石灰岩组成,但以K2石灰岩最厚,平均6.25m,其它三层灰岩均稳定,L1平均4.32m,L4平均3.97m,L5平均2.88m。该含水层的富水性同奥灰水有相似的富水特征,一般向西北大部富水性弱中等,周围钻孔单位涌水量为0.0009-0.492 L/sm;靠近东南强富水区附近,单位涌水量为1.3L/sm(404孔),富水性增强。本含水层水位标高在789.40-937.36m之间,水质类型为SO42-HCO3-Ca2+Na+型。3. 二叠系碎屑岩类砂

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