年改扩建项目井巷二期施工组织设计.docx
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1、第一章 编制依据1.1前言为正确指导、科学组织新疆新赛双陆矿业有限公司煤矿60万吨/年改扩建项目井巷二期、三期工程设计变更后工程施工,统筹企业内部技术经济活动,充分利用我公司人力、物力、财力,协调建设、生产、施工、设计等各方关系,在确保安全、质量、工期的前提下,使新疆新赛双陆矿业有限公司煤矿60万吨/年改扩建项目井巷二期、三期工程设计变更后工程建设取得快速优质、高效低耗、安全文明的成果,特编制本施工组织设计。1.2 编制依据1.2.1由新疆新赛双陆矿业有限公司提供的本项目设计图纸和文件。1.2.2国家有关法规、规范和施工技术规范:1、国家关于工程建设现行的有关法律、法规及行业的有关规定。2、国
2、家关于工程建设现行的规范、标准及行业的有关规定。3、施工及验收规范、规程及标准(1)煤矿井巷工程质量检验评定标准MT5009-94(2)建筑工程施工质量验收GB50300-2001(3)建筑地基基础工程质量验收规范GB50202-2002(4)砌体工程施工质量验收规范GBJ50203-2002;(5)混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-2002(6)钢筋焊接及验收规程JGJ10-84(7)地下防水工程质量验收规范GB50208-2002(8)工程测量规范GB50026-93(9)建筑电气工程施工质量验收规范GB50303-2002(10)井巷工程施工及验收规范GBJ213-904、其
3、他需要执行的法规标准和规范规程(1)中华人民共和国矿山安全法;(2)煤矿安全规程(2010年版);(3)煤矿安全建设规定;(4)混凝土外加剂应用技术规范;(5)混凝土强度检验评定标准;(6)矿山井巷工程测量规范;(7)有关采矿、建井、建筑工程手册(8)2010版煤矿测量规程;(9)辽宁东煤基本建设有限责任公司关于安全生产的各项管理制度。第二章 工程概况及地质概况2.1工程概况新疆新赛双陆矿业有限公司煤矿位于伊宁盆地北缘,东南至伊宁22Km,西北至霍城县23Km,主井口距312国道0.5Km,交通条件便利。行政区划隶属霍城县管辖。矿井采用斜井开拓方式,原设计矿井生产能力0.09Mt/a;矿井改扩
4、建后设计生产能力0.6Mt/a,矿井为低瓦斯等级。井巷一期工程于2010年11月30日完成,2011年3月因地质原因造成井巷一期主斜井、副斜井出现大面积底鼓,经专论证后,设计院根据实际地质情况对井巷工程一期、二期、三期的施工和支护方式进行了重新设计和变更。井巷工程二期、三期工程设计变更后工程内容主要包括:井巷二、三期工程未施工部分及未完工巷修部分、副井巷修未施工及未完工部分,以及一期风井未施工部分。新疆新赛双陆矿业有限公司煤矿交通位置图2.2地层地质及水文地质概况2.2.1自然条件1、地形地貌井田位于伊犁盆地北缘山前地带,区域地势西北高东南低。井田东部及西部为沟谷地带,地势西北高、东南低,为丘
5、陵-低山地貌。海拔标高+775米至+625米,东南部由黄土覆盖,东、西部由于多年的融雪和雨水的冲刷作用,地形切割强烈。由于春天融化的雪水及雨季的雨水形成径流水的时间是短暂的,因此,沟谷平时多为干涸。2、气象条件井田位于伊宁盆地北缘,属大陆性干旱半干旱气候,年蒸发量为降水量的5倍。但伊宁盆地群山环绕,区内天山有终年不化的冰雪,山麓地带森林茂密,地面水系发育,植物覆盖,盆地北面的安达斯山挡住了西北方向干烈暴风及寒流的侵袭,盆地的气候在全疆相对来说较温和而湿润。井田至霍城县一带是伊宁盆地最温暖的地方,据霍城县气象站观测资料、历年来平均最高气温为37.9,最低气温为-28,年降水量285-493.9m
6、m,而蒸发量达1115.5-1157.5mm,月平均相对湿度最小为44%,最大为81%。10月下旬开始冻结至翌年3月中旬完全解冻,冻结期历时5个月,最大冻结深度为110cm,积雪厚度为8-64cm。根据自治区地震局编制的新疆地震动峰值加速度区划图,该区属7度烈度带,地震加速度为0.15g。2.2.2地层井田零散出露的地层有中生界侏罗系下统三工河组(J1s)、侏罗系中统西山窑组(J2x)、新生界老第三系E、第四系冲洪积物(Q4)及风成黄土(Q3)广布全区。侏罗系西山窑组地层为含煤地层,地层发育良好,含煤层数较多,煤层厚度较大,为本井田含煤地层。兹由老到新概述如下:一、侏罗系下统三工河组(J1s)
7、在工作区西北边界外零星出露,沉积岩相为河流湖泊相沉积。为一套黄灰、灰白色粗粒砂岩、砾岩,夹灰绿色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩。本次工作未穿透侏罗系三工河组地层,仅收集的在井田东南部B1钻孔中可见厚度46m。二、侏罗系中统西山窑组(J2x)为含煤地层,沉积岩相为河湖相沼泽泥炭相沉积,主要为灰白色粗砂岩、砂砾岩及灰色粉砂岩组成,夹泥岩及炭质泥岩,含煤12层。地层平均厚度299.08米,根据钻孔依其含煤性可分为上、中、下三段。1、下段(J12x)以灰色粉砂岩、细砂岩为主,泥质胶结,含植物叶部碎片化石,底部为一厚层粗砂岩与三工河组分界。顶界为8号煤层底板,由8号煤底板至侏罗系三工河组顶界,含11号煤层(3.
8、53米)及12号煤层(3.33m),地层厚度101.94m。与下伏三工河组整合接触。2、中段(J22x)以一套灰色粉砂岩及灰白色细砂岩为主,夹泥岩和灰质泥岩,具水平层理,微波状层理,泥质胶结,含植物化石碎石。由2号煤层底板至8号煤层底板,含5层煤,即3-8号煤层,地层厚度96.62m。3、上段(J32x)以灰色、灰白色中、粗粒砂岩为主,胶结松散,遇水呈豆腐渣状。由2号煤层底板以上的西山窑组地层组成,含l号、2号煤层,地层厚度平均100.52米。三、第三系古新统(E)以灰白色、灰黄色粗砂岩、砂砾岩为主,泥质胶结、中部夹砖红、姜黄色泥岩。超覆于下伏地层之上。平均厚度87.19米。四、第四系(Q)广
9、布全区,按成因及相对时代自下而上可分为冲洪积沉积(Q4),风成黄土沉积(Q3),均透水不含水,地层厚度023.62米,与下伏地层不整合接触。2.2.3煤层1.煤层 本矿主采煤层为2号煤层、3号煤层。地层综合柱状图(西山窑组段)2.2.4水文地质1、大气降水对矿床充水井田地势西北高,东南低,井田大面积被第四系黄土(Q3)覆盖,井田内沟谷发育,地势高差大,春天融化的冰雪水,雨季的雨水,除少量沿裂隙孔隙渗入地下外,其余大部分汇集到沟谷流出井田外,年降水量285-494mm,而蒸发量达1115.5-1157.5mm,因此大气降水对矿井充水微弱。2、断层构造对煤矿床充水的影响F2位于该矿西部边界为平推正
10、断层,平推断距lOOm,井田西界外水定矿斜井揭露该断层时只是滴淋水,浅部水量不大,该矿井最低标高+482m水平,涌水量lOOm3d。断裂构造的充水性不容忽视,浅部开采规模有限,充水量不大,但大规模延深开采时,要留有足够宽度的防水煤柱为宜。3、老窑水井田北部靠近露头区2号煤层、3号煤层浅部,在过去几十年的采掘,形成许多采空区,虽然都在地下水位以上,但多年的降水及融雪水,渗入采空区,形成积水区,最易产生老巷突水,未来开采中要充分注意老窑水。4、现生产井充水主要是由+485水平老井采空区因多年的降水及融雪水,渗入采空区,形成积水区,最易产生老巷突水对施工安全带来不利因素因而需要甲方提供井田附位置关系
11、图及部面图。界梁子沟地下水补给源于北部山区基岩裂隙水区,补给源为融化冰雪水,补给量丰富、充足。2.2.5其它开采技术条件中侏罗统西山窑组(J2x)本区的含煤组,平均厚约299.08m。岩性为为灰白色粗砂岩、砂砾岩及灰色粉砂岩组成,夹泥岩及炭质泥岩,含炭质泥岩和煤层,以河流相沉积为主,湖相、泥炭沼泽相次之,含煤12层,可采煤层上至下煤层编号依次为1、2、3、4、5、6-7、8、11-12号煤层,其中2、3、11号煤层为全区可采煤层,煤层的顶底板轴向饱和状态下抗压强度为0.20-11.9Mpa间,平均抗压强度为2.7Mpa;饱和状态下抗压强度(Rc)为0.2-11.9Mp,平均18.2 Mpa。煤
12、层顶底板岩石的软化系数在0.010.29之间,属极易软化的岩石。抗拉强度值在0.3-8.1Mpa,煤层的顶底板岩石力学强度均属较软质差岩石。详见下表。岩石物理力学试验成果统计表样品性质岩石名称比重(g/cm3)天然比重(g/cm3)抗压强度(Mpa)天然抗拉强度(Mpa)抗剪强度(Mpa)软化系数饱和状态干燥状态饱和状态干燥状态2号顶板中、细砂岩2.362.03-2.200.5-2.515.6-230.3-1.40.8-1.12.6-6.10.03-0.112号底板3号顶板中、细砂岩2.44-2.542.17-2.240.2-2.913.5-15.60.9-1.00.1-2.43.8-7.50
13、.1-0.23号底板粉、细砂岩2.41-2.562.18-2.270.3-2.41.7-19.80.4-1.00.1-2.03.2-6.60.04-0.1811-12号顶板粉、细砂岩2.48-2.782.26-2.661.8-11.914.6-54.41.0-8.12.7-17.65.5-21.80.12-0.2211-12号底板粉、细砂岩2.32-2.392.08-2.162.6-4.49.1-20.30.3-0.83.1-3.97.60.22-0.29Rc与定性划分的岩石坚硬程度的对应关系Rc(MP)60603030151555坚硬程度坚硬岩较坚硬岩较软岩软岩极软岩通过钻探施工的地质编录,
14、钻孔内的各煤层顶、底板岩石力学特征相近,岩石胶结差,易风化,沉积环境基本相同,经过的地质构造一致,岩石力学性质基本相似,可以利用2号煤层、3号煤层、11-12号煤层的顶底板岩石试验成果。本区的岩石类型为-类,质量差-坏。据矿区水文地质工程地质勘探规范(GB1271991)岩体质量指标(M)法中公式(5):M=并参照附录E3岩体质量分级表对各煤层顶底板岩体质量评价如下表。各煤层顶底板岩体质量评价表可采煤层2311-12顶 板底 板顶 板底板顶板底板岩体分类岩体质量指标(M)0.0130.010.010.0080.0230.01岩体质量差坏坏差差差勘探区井巷围岩岩石为粗砂岩、细砂岩、粉砂岩等组成。
15、据工程地质岩组及特征,岩体类型为-类,质量差-坏。2.2.5、地质构造1褶皱构造煤矿区处于界梁子背斜南翼,为一向南东倾斜的单斜构造,走向7080,倾角14-23。2断裂构造井田内近西界有一平推断裂构造F2,为边界断层,断层对井田的煤层、煤质影响不大,但对水文及开采技术条件增加了一定的复杂性。F2正断层为煤矿西北部,系推断断层,推断断层理由是八号井2号煤层底板等高线与西部边界外水定矿井2号煤层底板同高等高线相差甚远;八号井主井井筒内有一段破碎带。断层大致呈南北向延伸。该断层呈弧形展布,走向由18转至353,南部倾向288,北部倾向263,倾角75,西盘下降北移,东盘上升南移,平推距离近125米,
16、落差约90米。2、瓦斯、煤尘及煤的自燃(1)瓦斯地质报告所述:见煤钻孔中共采集瓦斯煤样10个,主要对2号煤层、3号煤层、11-12号煤层的瓦斯成分和瓦斯含量进行了测试,详见下表:瓦斯成果分析表(两极值)煤层号瓦斯含量(ml/g可燃质)瓦斯成分(%)瓦斯分带CH4CO2CH4CO2N220-0.2990.134-0.3070-69.824.4-30.070.11-95.6二氧化碳-氮气带30-0.220.15-0.4340-5.840.22-13.5786.43-96.78二氧化碳-氮气带11-120.007-0.0320.033-0.0980.86-9.720.72-8.6285.05-97.
17、46二氧化碳-氮气带1瓦斯成分由上表可知区内各煤层瓦斯成分有所不同,其瓦斯成分CH4为069.82%,CO2为0.22-30.07%,N2为0.11-97.46%。各煤层一般随煤层的深度不同,瓦斯成分有所不同。区内煤层由浅到深瓦斯分带依次为浅部氮气-沼气带,深部为二氧化碳-氮气带。2瓦斯含量区内各煤层的瓦斯含量中CH4一般在0-0.299ml/g.可燃质, CO2一般在0.0330.307ml/g.可燃质。详见煤质附表。3瓦斯变化规律区内各煤层的瓦斯含量变化不大,全区属于CO2N2带。瓦斯变化规律,各煤层的瓦斯含量一般随煤层埋藏深度的增加而略有降低之趋势。综上所述,该区在煤层开采过程中,对瓦斯
18、应有足够的重视,在未来煤矿生产中应予以足够重视,对瓦斯应进一步测定积累资料,对通风系统和煤层瓦斯应进行科学管理,以有效的措施,严防由局部瓦斯聚集造成的瓦斯爆炸和二氧化碳窒息事故,确保矿井安全生产。4 矿井瓦斯等级鉴定成果依据2009年4月10日由新疆生产建设兵团发展改革委员会印发的兵发改能源2009250号文件关于对农四师六十六团煤矿八号井瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定报告的批复:八号井开采水平为+602m,可采煤层4层,现开采2号煤层,矿井相对瓦斯涌出量为4.38m3/t,绝对瓦斯涌出量为0.6m3/min,相对二氧化碳涌出量为3.45 m3/t,绝对二氧化碳涌出量为0.46 m3/min。矿
19、井瓦斯等级为低级。依据2006年2月28日由新疆生产建设兵团发展改革委员会印发的兵发改能源200674号文件关于农四师新疆新赛双陆矿业有限公司煤矿五号、井八号井瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定报告的批复:“五矿开采水平为+537米,回风水平为+555米,可采煤层2层,所采煤层编号为2、3号煤层,认定该矿矿井相对瓦斯涌出量为3.39m3/t,绝对瓦斯涌出量为0.29m3/min,相对二氧化碳涌出量4.44 m3/t,绝对二氧化碳涌出量为0.38 m3/min。”得出矿井瓦斯等级为低级的鉴定结论。(2)煤尘爆炸和煤的自燃各煤层煤尘爆炸性(平均值)分析表煤层编号水分Mad(%)灰分Ad(%)挥发分Vda
20、f (%)火焰长度 (mm)岩煤量(%)结论216.939.531.3840085有爆炸性316.738.9335.3140085有爆炸性11-1214.139.7933.7240085有爆炸性区内的煤尘煤样的工业分析:水分为14.13-16.93%,灰分产率为8.939.79%,挥发分为31.3835.31%,煤尘爆炸试验火焰长度为400mm,岩粉量85%,结论均有爆炸性危险,故在今后矿井生产中应采取有效措施,杜绝煤尘爆炸事故的发生,确保矿井安全。煤的自燃倾向性(平均值)分析表煤层编号T氧T原T还T氧化程度(%)结论227730832750.529.1很易自燃3277.5314336.559
21、35很易自燃11-12276.8314.8319.442.615.4很易自燃本区工作共采集煤层自燃倾向性煤样11个,经测试着火温度:一般氧化样的着火温度为276.8277.5,原样为308314.8,还原样为313.9.4336.5,T为42.6-59,煤样均属很易自燃的煤样点。综上所述,区内的煤一般属很易自燃的煤,故在未来开采中,对通风系统和煤的自燃应进行科学管理,以有效的措施,严防煤的自燃,确保煤矿安全生产。(3)、地温、地压勘探施工的钻孔地层未发现地温异常现象。本地区含煤系地层地温基本正常,不会形成矿井的热害区。2.3工程概况工程项目名称、断面及支护方式见主要施工巷道、硐室断面图: 副井
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