主斜井施工组织设计.ppt
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1、主斜井施工组织设计,山西兰花科创玉溪煤矿,第一章 工程概况,第一节 矿井概况一、地理位置及交通玉溪井田位于山西沁水县胡底乡,井田走向长5.2km,倾斜宽5.06.4km,面积29.79km2,交通便利。二、自然地理条件本工程位于山西高原东南部,太行山脉南端。区内地形总体为北高南低,沟谷纵横,地形起伏较大,东北最高,最高点位于东北角山梁,标高+1210.3m;西南最低,最低点位于胡底村东樊庄河谷,标高+760.9m,相对高差449.4m。本矿井工业场地位于玉溪村西、樊庄河北的台地上。,本区属东亚季风区暖温带半湿润地区,大陆气候显著,四季分明。夏季午间较热,早晚凉爽,雨水较多;冬季气候寒冷,雨雪稀
2、少;春秋季雨少风多。据沁水县气象局资料,当地年平均气温10.2,极端最高气温达37.4最低-18.7,无霜期180天,最大冻土深度43cm,最大风力为10级。降雨多在六、七、八三个月,年降水量最大891.2mm,最小412.5mm,年平均蒸发量1584.78mm。本区位于沁水县境内,抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.10g,属第一组。,第二节 地质及水文特征本区水文地质条件简单,无大的断层,属高瓦斯矿井,根据地质报告,瓦斯平均含量9.25m3/t,根据井检孔资料显示,本矿井井筒掘进范围地层稳定,水纹地质条件简单,立井预测涌水量小于5m3/h,斜井在垂深超过500米时,井筒最大涌量为
3、25m3/h。第三节 井田地层区内地层出露条件较好,为二叠系上统上石盒子组上段、石千峰组、三叠系下统刘家沟组,第四系地层零星分布。现将区内地层由老到新分述如下:,奥陶系中统上马家沟组(O2s):14-3孔揭露至上马家沟组下段地层。厚190.95m,其中上段厚53.91m,为深灰色巨厚层状石灰岩,底为白云质灰岩,中段厚121.04m,为灰色泥灰岩、角砾状灰岩、石灰岩夹白云质灰岩。不规则裂隙发育,方解石充填,局部见小溶孔。下段为灰白色含膏灰岩。奥陶系中统峰峰组(O2f):为煤系地层基底,平均厚度114.71m。分上下两段。下段(O2f1):厚78.53m,主要为深灰色,中厚层状、薄层状泥灰岩、角砾
4、状内碎屑灰岩,下部具波状层理,变形层理。下部夹一层厚层状石灰岩。,上段(O2f2):厚36.18m,主要为深灰色厚层状质纯石灰岩间夹薄层泥灰岩,具缝合线构造。石炭系中统本溪组(C2b):与下伏峰峰组为平行不整合接触,厚度3.25(1202孔)8.45m(0801孔),平均3.53m。为灰深灰色含铝泥岩、泥岩,含鲕粒具星散状黄铁矿,均匀层理为主。底部0.8m透镜状铁矿层(山西式铁矿)。石炭系上统太原组(C3t):为主要含煤地层,厚75.62(14-3孔)101.74m(0801孔),平均厚度86.31m,根据岩性特征可分。为三段:,一段(C3t1):K1砂岩底-K2灰岩底。厚3.4317.62m
5、,平均11.84m,自下而上为:K1为细粒砂岩,厚0.401.80m,平均1.43m,灰白色薄层状,石英为主,硅质胶结,脉状层理,夹泥岩条带。K1顶15号煤底:深黑灰色泥岩粉砂岩、含铝泥岩、中夹中粒砂岩。15号煤厚1.20(1202孔)2.30m(14-3孔),平均1.84m,全区可采。中条带状结构,亮煤为主暗煤次之,可见黄铁矿结核,煤质由下而上变好。,二段(C3t2):K2灰岩底黄水沟砂岩底,厚23.6226.40m,平均25.38m。以海侵石灰岩发育为特征。由K2、K3等深灰色石灰岩构成主体格架,与其上深黑灰色泥岩,灰浅灰色中细粒砂岩及13、12、11号煤层等薄煤层组成向上变浅的海退层序。
6、三段(C3t3):黄水沟砂岩底K7砂岩底,厚47.8064.35m,平均49.09m。以碎屑岩发育为特征,夹K5、K6等石灰岩、泥质灰岩及7、8-1、8-2等薄煤层。二叠系下统山西组(P1s):为主要含煤地层。厚41.96(11-2孔)66.24(12-1孔)m,平均51.73m。,其层序自下而上为:K7砂岩厚0.609.30m,平均4.07m。主要为细粒砂岩、粉砂岩,局部为中粒砂岩,含黄铁矿结核及散晶,超薄-微层状,层面含较多植物碎屑层理发育。K7顶3号煤底,厚2.6512.80m,平均9.20m。为泥岩、砂质泥岩、粉砂岩及中、细粒砂岩。3号煤厚5.127.20m,平均5.85m,层位及厚度
7、均很稳定,其东南条带状变薄,为后期河流冲刷所致。,3号煤顶板以深黑灰色泥岩、粉砂岩为主、中厚层状,含丰富植物化石。厚017.58m,平均4.66m,不稳定。K砂岩顶K8底:为浅灰灰色中细粒砂岩夹深黑灰色泥岩、粉砂岩,1、2号等薄煤层及炭质泥岩。二叠系下统下石盒子组(P1x):厚54.7593.75m,平均66.07m。底部为K8中细粒砂岩,局部为粗粒,中厚层状,石英为主岩屑次之,含长石及菱铁矿鲕粒,具少量云母片,大中型楔状交错层理,波状、脉状层理,下部夹泥岩包体及条带。下部为灰深灰色,夹黑灰色泥岩,粉砂岩含较多植物化石夹灰灰白色砂岩。,中部夹一层5m多的灰白色中粗粒砂岩,较稳定。上部为灰绿色、
8、灰色泥岩,间夹灰浅灰色砂岩。顶部为灰白色含铝泥岩,较纯,含较多菱铁质鲕粒,俗称“桃花泥岩”。二叠系上统上石盒子组(P2s):厚度一般在492.10504.35m,平均502.32m。岩性主要为砂岩及杂色泥岩。根据岩性特征可分为三段:下段(P2s1):厚度189.00208.11m,平均201.45m,为灰绿色、灰色、上部夹紫红色斑块的泥岩砂质泥岩、粉砂岩,局部泥岩中含菱铁质鲕粒,夹浅灰色、白灰色砂岩,中上部夹铁质砂岩及锰铁质结核。,底部K10为灰浅灰色中细粒砂岩,中厚层状,石英为主,岩屑次之,含长石次棱角次圆状,分选中等,大型交错层理为主,脉状层理与下伏明显接触。中段(P2s2):厚87.50
9、121.81m,平均101.20m,为灰色、浅灰色、局部夹灰紫、红紫色的泥岩及粉砂岩与黄绿色、灰白色巨厚层状中粗粒砂岩、含砾砂岩互层。底部K12为中粗粒砂岩,含砾粗砂岩,灰白色厚层状,石英为主,长石次之,含岩屑,次棱角-次圆状,分选中等-较好,大型板状交错层理,底部含泥岩包体,与下伏冲刷接触。,上段(P2s3):地表仅出露上部地层,厚172.48202.10m,平均199.67m,以暗紫红色、黄色泥岩、粉砂岩为主,间夹黄绿色、顶部夹红褐色细粒及中粒砂岩;上部夹薄层灰绿色硅质泥岩;顶部泥岩中夹37层彩色燧石条带。底部K13为中粗粒砂岩,局部为含砾粗砂岩,灰绿灰白色中-厚层状、石英为主、岩屑次之,
10、长石次之,次棱角状,分选中等,大型交错层理。二叠系上统石千峰组(P2sh):平均厚度177m,分上、下二段。,下段(P2sh1):厚 68.20121.57m,平均116.64m,分布于谷坡中部出露较全,由46层厚层砂岩夹泥岩组成砂岩为主的结构岩体。砂岩为白黄色、浅灰黄色、绿黄色中-厚层状中粗粒结构,正粒序,由下至上颜色由浅变深,单层厚、粒度、硬度均由大变小,大型交错层理发育;泥岩为紫红色厚巨厚层状,均匀层理为主,夹少量钙质结核。底部为厚20多米的灰白、浅黄色粗粒砂岩(K14),厚-巨厚层状,石英为主,长石次之,含岩屑、次棱角-次圆状,分选中等含彩色燧石细砾。硅质胶结为主,大型板状、楔状交错层
11、理发育,正粒序。与下伏岩层冲刷接触。地貌上常形成陡崖。,上段(P2sh2):厚104.66m,分布于谷坡上部,以棕红色泥岩为主,厚-巨厚层状,均匀层理为主局部水平纹理发育,夹多层似层状钙质结核,中夹12层黄绿色、绿黄色中细粒砂岩,中厚层-厚层状,钙质胶结为主,大型楔状交错层理;砂岩上部常见12层0.5m淡水灰岩、泥质灰岩或钙质泥岩;顶部夹浅绿灰色细砂条带。三叠系下统刘家沟组(T1L):分布于北边中部山梁顶,残留最大厚35m,以紫红色、浅灰红色薄-中厚层中细粒砂岩为主,夹薄层粉砂岩、泥岩。底部5米多为浅灰绿色薄层状砂泥互层。,第四系中更新统(Q2):主要分布于山梁顶部。一般厚015m,前岭村附近
12、最厚达30m,为棕黄色、浅红色亚粘土、粘土,含钙质结核,局部似层状。与下伏基岩地层为不整合接触。为黄土状堆积。第四系上更新统(Q3):分布于南部樊庄河级阶地,或披盖于谷坡中下部。分布于河流级阶地上的主要为浅灰褐色、浅灰黄色亚砂土、砂土,具垂直节理,含菌丝及植物根痕,底部常见砂砾层,砾石直径一般2-15cm,最大达50cm,主要为砂岩岩屑,次圆状,圆状,分选中等-差,砂质充填,中密-密实,壁立性较好。最厚达30m。为冲洪积。,披盖于古坡上的主要为浅灰黄色亚砂土、亚粘土,较均一。疏松多孔(包括虫孔及根孔),含植物根痕,具湿陷性。厚一般小于5m。为坡积、洪积。第四系全新统(Q4):分布于樊庄河床、河
13、漫滩及沟谷中,河床为灰黄色,灰绿色砂岩砾石,砾径一般525cm,最大0.8m,次棱角状、次圆状、分选差、砂质充填,较疏松。为冲洪积。河漫滩为洪积沙土和人工垫积黄土,疏松,具湿陷性。,第四节 井田主要含水层1奥陶系中统岩溶裂隙含水层该含水层位于延河泉域北边界奥陶系岩溶裂隙含水层厚层覆盖区,属于弱迳流带。井田内该含水层可分为下马家沟组,上马家沟组及峰峰组含水层。岩性主要为石灰岩、泥灰岩、角砾状泥灰岩等。井田内有4个钻孔揭露奥陶系灰岩,其余均只钻进至3号煤层底。最大埋深862.04m(0801号孔),最小埋深505.85(14-3号孔)。其中13-1和14-3孔揭穿峰峰组地层,厚度分别为115.85
14、和113.57m;揭露上马家沟组地层分别为70.27m和190.96m。,在钻进过程中,消耗量及水位均无明显变化。消耗量变化为0.0250.396m3/h,一般为0.135m3/h;钻探上取芯率高,岩芯完整,仅局部见细小垂直裂隙;对该段进行水文地质测井,未发现明显含水层;而对奥陶系中统石灰岩含水层的抽水试验;13-1号孔为抽干,水位埋深372.90m标高为505.09m;14-3号孔单位涌水量为0.0056L/s.m,渗透系数0.0326m/d,水位埋深205.46m,标高为593.92m。以上种种原因均说明该区奥陶系中统峰峰组及上马家沟组石灰岩含水层富水性较弱。井田东部存在陷落柱,说明存在岩
15、溶发育地段,上马家沟中段或下马家沟组,存在局部地段富水,在实际工作生产中应引起足够重视。,2石炭系上统太原组含水层该含水层为碎屑岩夹碳酸盐岩岩溶裂隙含水层,井田内无出露。井田内有四个钻孔揭穿,该层位即0801、1202、13-1及14-3。主要含水层由数层砂岩裂隙含水层及K2、K3、K5灰岩岩溶裂隙含水层构成。其中K2为15号煤层顶板直接充水含水层,层厚稳定,一般厚6.288.67m,平均7.92m;K3一般厚2.905.30m,平均3.81m;K5一般厚2.004.05m。三层石灰岩均发育有垂直裂隙,方解石脉充填,偶见小溶孔。在该含水层中钻进时冲洗液消耗量及水位无明显的变化,消耗量最大为0.
16、20m3/h,最小为0.04m3/h,一般为0.08m3/h。井田内该含水层未进行抽水试验,邻区资料,该含水层除局部因构造影响富水外,一般富水性弱。,3二叠系下统山西组含水层为碎屑岩裂隙含水层,井田内无出露。含水层主要由中-细粒砂岩组成。厚度1.5115.02m,平均8.97m。含水空间以砂岩裂隙为主,是3号煤层顶板直接充水含水层。钻进过程中最大消耗量为0.242m3/h,最小为0.026m3/h,一般0.161m3/h,水位无明显的变化。据13-1及14-3号钻孔抽水试验资料,单位涌水量为0.0010.00281L/s.m,渗透系数为0.00730.0105m/d,为富水性弱的含水层,水质属
17、Cl-K+Na型或ClHCO3-K+Na。,4二叠系上统砂岩裂隙含水层为碎屑岩裂隙含水层,含水层主要由粗细粒砂岩组成,含水空间以风化裂隙及砂岩裂隙为主,泉分布于向斜轴部,一般泉流量小于0.3l/s,按矿区水文地质工程地质勘探规范天然泉水流量富水性划分为弱富水性含水层,水质属HCO3-Ca.Mg型水。5基岩风化带含水层该含水层厚度由风化裂隙发育程度而异,13-1号孔可达93.37m,含水层主要由粗-细砂岩组成,含水空间以风化裂隙为主,钻进过程中最大消耗量为10.476m3/h(13-2号钻孔),最小消耗量0.025m3/h,(13-1号钻孔),,一般1.322m3/h,据13-1及14-3号钻孔
18、抽水试验资料,单位涌水量为0.0083l0.0455L/s.m,渗透系数0.02150.0937m/d,水位标高+877.29m和+743.10m,属于弱富水性含水层,水质属HCO3-Ca.Mg型或HCO3-K+Na。6第四系松散层砂、砾含水层该含水层为松散岩类孔类隙水,含水层主要由砂、卵、砾石层等组成,主要分布于樊庄河谷及山间沟谷地带,富水性差异较大,受分布位置,补给条件及岩性组合的影响,局部富水性较好,如玉溪铁厂水井(26号)出量可达40m3/h,水质属HCO3-Ca型。,第五节 可采煤层1、号煤层位于山西组下部,厚度5.12(12-1孔)7.20m(11-1孔),平均5.85m,纯煤厚度
19、4.62m(12-1孔)7.00m(11-1孔),平均5.71m。距底板0.95m处,有一层较稳定的夹矸,其厚度平均为0.28m,岩性为泥岩或炭质泥岩。此外,在该层夹矸之上及煤层上部,尚有极不稳定的薄层夹矸。顶板为泥岩、砂质泥岩、粉砂岩,局部为细粒砂岩。底板均为泥岩。该煤层厚度大且稳定,结构简单,全区可采,为稳定型可采煤层。下距号可采煤层82.80m(14-3孔)84.54m(13-1孔),平均84.34m。,2、15号煤层位于太原组一段顶部,厚度1.20(1202孔)2.30m(14-3孔),平均1.84m,在煤层中下部具一层0.05(1202孔)0.15m(13-1孔),平均0.10m的泥
20、岩夹矸。顶板为K2石灰岩,底板为泥岩。煤层结构简单,厚度较大,属稳定型可采煤层.,第六节 工程概况本施工组织设计主要包括以下内容:一、主斜井井筒设计总长度1705.865m,净断面积17.9m2,坡度16,井筒内设台阶、水沟、铺底、并进行墙壁粉刷。井筒前568.496m已施工完毕,还有1131.37m需施工,均为基岩段,断面为半圆拱型断面,采用锚网喷支护,锚杆为202400mm的树脂锚杆,三花形布置,规格800800mm;网为6.5的钢筋加工而成,网格150150mm,喷射混凝土厚度为150mm;基岩段混凝土强度等级为C20;铺底混凝土强度等级为C15。,全井筒全长设水沟、台阶、铺底,水沟断面
21、200200mm,支护厚度50mm,台阶370150500mm。根据煤矿安全规程要求,井筒内每隔40m设一个躲避硐,其支护形式及有关尺寸同井筒。(为了操作需要在井筒南侧每个200m设置一喷浆操作硐室)二、副斜井井筒设计总长度1357.66m,净断面积17.3m2,坡度20,井筒内设台阶、水沟、铺底并进行墙壁粉刷。,井筒前318.18m已施工完毕,还有1039.48m需施工,均为基岩段,断面为半圆拱型断面,采用锚网喷支护,锚杆为202400mm的树脂锚杆,三花形布置,规格800800mm;网为6.5的钢筋加工而成,网格150150mm,喷射混凝土厚度为150mm;基岩段混凝土强度等级为C20;铺
22、底混凝土强度等级为C15。全井筒全长设水沟、台阶、铺底、扶手,水沟断面200200mm,支护厚度50mm,台阶355150500mm,混凝土强度等级均为C20。根据煤矿安全规程要求,井筒内每隔40m设一个躲避硐,其支护形式同井筒。,三、井底车场巷道工程井底车场巷道工程共计1487.89m,1、井底车场岩巷364.4m,均为半圆拱型断面,采用锚网喷锚索加强支护,锚杆为202400mm的树脂锚杆,三花形布置,规格800800mm,锚索为15.24的钢绞线,网为6.5的钢筋加工而成,网格150150mm,喷射混凝土厚度为150mm。2、副斜井井底车场井下消防材料库46.65m,半圆拱型断面,锚网喷支
23、护,锚杆为202400mm的树脂锚杆,三花形布置,规格800800mm,网为6.5的钢筋加工而成,网格150150mm,喷射混凝土厚度为150mm。,4、摘挂钩硐室3m,调度室5.0m,半圆拱型断面,锚网喷支护,锚杆为202400mm的树脂锚杆,三花形布置,规格800800mm,网为6.5的钢筋加工而成,网格150150mm,喷射混凝土厚度为150mm。5、一、二、三、四、五、六号交岔点,半圆拱型断面,锚网喷支护,锚杆为202400mm的树脂锚杆,三花形布置,规格800800mm,网为6.5的钢筋加工而成,网格150150mm,喷射混凝土厚度为150mm。,6、副斜井井底车场爆炸材料库188.
24、6m,半圆拱型断面,锚网喷支护,锚杆为202400mm的树脂锚杆,三花形布置,规格800800mm,网为6.5的钢筋加工而成,网格150150mm,喷射混凝土厚度为150mm。7、主斜井井底清理撒煤平巷21.617m,半圆拱型断面,锚网喷支护,锚杆为202400mm的树脂锚杆,三花形布置,规格800800mm,网为6.5的钢筋加工而成,网格150150mm,喷射混凝土厚度为150mm。8、通风行人斜巷169.49m,半圆拱型断面,锚网喷支护,锚杆为202400mm的树脂锚杆,三花形布置,规格800800mm,网为6.5的钢筋加工而成,网格150150mm,喷射混凝土厚度为150mm。,第二章
25、施工方案,第一节 斜井延伸段施工一、施工方案1、主斜井主提采用2JK3.5/18型绞车、1000m后设一JKBY-2型的绞车接力提升,工作面配备一台LW-108B型液压挖斗式装载机机出矸,牵引前卸式10.0m3箕斗排矸。副提采用JK2.5/20型绞车、1.5m3矿车串车,地面安装30 m3转载矸石仓。施工初期采用长距离输料,选用PZ-7B型喷浆机,后期喷浆机移至井下,利用副提升串车下料,安装乘人车接送人员上下班。激光指向仪指向、光面爆破施工作业,双钩双轨提升;三班掘进,一班喷浆成巷,采用岩巷三小爆破施工工艺(即:小炮眼、小药卷、小锚杆),四六作业制,多工序平行交叉作业。,二、施工方法1、施工测
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