西合矿施工组织设计

山西吕梁西合煤业有限公司项目施工组织设计- 1 -目 录前 言 .3第一章 矿井工程概况 .7第一节 矿井自然条件 .7第二节 井田地质特征 .11第三节 矿井设计概况 .8第一节 井田境界及资源/储量 .8第四节 技改项目设计总工程量 .13第二章 矿井建设施工准备 .15第一节 前期准备 .19第二节 施工准备 .21第三节 项目特点及对矿井技改项目条件的分析 .22第四节 施工场地总平面布置 .23第三章 三类工程施工方案 .25第一节 井筒延伸刷大掘砌施工方案 .25第二节 主要巷道工程掘砌施工方案 .29第三节 建筑工程的施工方案 .33第四节 机电安装工程的施工方案 .35第四章 三类工程施工顺序及排队 .58第一节 各类工程工期及进度指标的确定 .58第二节 关键线路的确定及其施工顺序 .58第三节 井巷工程施工顺序及和施工排队 .59第四节 土建施工顺序及排队 .61第五节 机电安装工程施工顺序及排队 .62第六节 三类工程施工顺序及排队 .63第五章 施工作业能力设计 .63第一节 提升设施 .63第二节 技改项目施工期间通风设施 .65第三节 建井期间的供排水系统 .67第四节 临时压风设施 .69第五节 井上下运输设施 .70第六节 施工供电、通信与照明 .71第七节 瓦斯监测、安全监测设施 .75第八节 矸石排放及工程煤的处理 .76第九节 供水、供热及采暖设施 .76第六章 矿井施工安全技术措施 .77第一节 瓦斯灾害防治措施 .77第二节 防治水措施 .80山西吕梁西合煤业有限公司项目施工组织设计- 2 -第三节 其他灾害防治 .81第四节 井巷施工安全技术措施 .83第五节 土建施工安全技术措施 .87第六节 提升、运输安全技术措施 .88第七节 机电设备管理措施 .92第八节 爆破作业安全技术措施 .94第九节 个体安全防护措施 .96第十节 文明生产及环保 .96第十一节 生产施工人员培训 .98第七章 施工阶段“三控一管 ”.99第一节 施工阶段的工期控制 .99第二节 施工阶段的质量控制 .99第三节 施工阶段的资金控制 .100第四节 施工阶段的安全管理 .101第八章 技术资源平衡 .103第一节 劳动组织及劳动力平衡 .103第九章 施工组织设计的技术分析及主要经济技术指标 .106第一节 施工组织设计的技术分析 .106第二节 施工组织设计主要技术经济指标 .107附件：1、采矿许可证2、初步设计的批复3、安全专篇的批复4、瓦斯等级、煤尘爆炸性、煤炭自燃性鉴定附图：1、井巷施工平面布置图2、矿井地面工业广场施工布置平面图3、地面 10kV 临时变电所供电系统图4、井下临时供电系统图山西吕梁西合煤业有限公司项目施工组织设计3前 言根据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200945 号文“关于吕梁市中阳县、兴县煤矿企业兼并重组整合方案（部分）的批复” ，西合煤矿井田范围由原山西大土河永祥煤业有限公司、原山西吕梁万峰金泰煤业有限公司及部分新增区进行兼并重组整合而成，2009年 11 月经山西省工商行政管理局核准矿井名称变更为“山西吕梁中阳西合煤业有限公司” ，兼并重组整合主体企业为山西大土河焦化有限责任公司。2009 年 11 月，山西省国土资源厅颁发了采矿许可证 （证号：C1400002009111220044248） ，井田面积为 4.2979km2，批准开采 410 号煤层，生产规模 900kt/a。为此，我公司编制本矿井 施工组织设计。为规范建设程序，保证矿井建设安全有序进行，根据上级主管部门的要求，按照矿井建设一、二、三期工程先后顺序的原则，我矿已对矿建工程、安装工程的施工顺序重新进行了调整、编排，现将调整说明如下：一、副立井安装工程完成之前计划施工工程（2011.10.12011.12.31）1、副立井井底主、副水仓施工剩余工程量 210 米，计划工期 7 个月，2011 年 10 月 1 日开工， 2012 年 4 月完工，施工目的为尽快形成矿井主排水系统，解决矿井重大隐患。2、北回风大巷扩刷剩余工程量 200 米，计划工期 4 个月，2011 年 10 月 1 日开工，2012 年 2 月完工，施工目的为从根本上解决矿井风速超限的隐患，完善矿井通风系统。3、北轨道大巷扩刷剩余工程量 290 米，计划工期 6 个月，2011 年 10 月 1 日开工，山西吕梁西合煤业有限公司项目施工组织设计42012 年 4 月完工，施工目的为形成矿井的进风系统，满足矿井的辅助运输需要。4、回风暗斜井施工剩余工程量 185 米，计划工期 6 个月，2011 年 10 月 1 日开工，由于在 2012 年扩刷 518 轨道巷期间，不具备运输等施工条件， 2012 年 11 月才能完工，该工程属于一期工程需优先施工。二、副立井安装工程完工后计划施工工程1、回风立井的刷大及装备计划工期 9 个月，2012 年 10 月 31 日完工。该工程属于一期工程需优先施工。2、主立井延深及安装计划工期 9 个月，2012 年 10 月 31 日完工。该工程属于一期工程需优先施工。3、副井底 518 上山扩刷为保证通风断面及形成足够的辅助运输能力，计划在副井安装完毕后即对 518 上山进行扩刷。工程量 200 米，计划工期 2 个月，在此期间 518上山以南不进行任何施工。4、10#煤层轨道大巷施工总工程量 900 米，计划工期 7 个月，2012 年 7 月 31 日完工。三、二期工程1、煤仓及煤仓下口通路箕斗装载硐室及主井延伸竣工后计划施工该项工程，总工程量 275米，计划工期 7 个月，2012 年 7 月 1 日开工，2013 年 1 月完工。2、副井井底车场西绕道及等候硐室水仓内外环及配水巷吸水井竣工后计划施工该项工程，总工程量 130 米，山西吕梁西合煤业有限公司项目施工组织设计5计划工期 3 个月，2012 年 4 月 23 日开工，2012 年 7 月 21 日完工。3、北皮带巷扩巷总工程量 512 米，计划工期 3.5 个月，2012 年 7 月 8 日开工，2012 年 10月 20 日完工。4、二采区回风巷副井井底车场西绕道及等候硐室竣工后计划施工该项工程，总工程量 220 米，计划工期 1.5 个月，2012 年 11 月 1 日开工，2012 年 12 月完工。5、二采区轨道巷风井刷大竣工后计划施工该项工程，总工程量 230 米，计划工期 1.5 个月，2012 年 11 月 1 日开工，2012 年 12 月完工。6、二采区运输巷10#煤层轨道大巷竣工后计划施工该项工程，总工程量 270 米，计划工期 2 个月，2012 年 11 月 1 日开工，2012 年 12 月完工。四、三期工程1、5#煤首采工作面运输顺槽总工程量 1120 米，计划工期 8 个月，2013 年 1 月 1 日开工，2013年 8 月完工。2、5#煤首采工作面回风顺槽总工程量 1110 米，计划工期 8 个月，2013 年 1 月 1 日开工，2013 年 8月完工。3、5#煤首采工作面回风尾巷总工程量 1110 米，计划工期 8 个月，2013 年 1 月 1 日开工，2013 年 8月完工。4、5#煤首采工作面切眼总工程量 150 米，计划工期 1 个月，2013 年 9 月 1 日开工，2013 年 9 月山西吕梁西合煤业有限公司项目施工组织设计6完工。5、采区变电所改造总工程量 180 米，计划工期 4 个月，2013 年 2 月 1 日开工，2013 年 5 月完工。6、4#煤首采工作面运输顺槽及切眼采区变电所改造完工后计划施工该项工程，总工程量 280 米，计划工期2 个月，2013 年 6 月 1 日开工，2013 年 7 月完工。五、其它附属工程1、副井地面排矸系统计划开竣工时间：2011.11.12011.12.312、锅炉房工程计划开竣工时间：2011.10.12011.11.153、瓦斯抽放泵站工程计划开竣工时间：2011.10.12011.12.314、主井绞车房工程计划开竣工时间：2012.3.12012.6.305、主井地面生产系统计划开竣工时间：2011.9.12012.9.306、主通风机安装工程计划开竣工时间：2012.10.12012.10.317、中央变电所及水泵房安装工程计划开竣工时间：2012.5.12012.6.308、采区变电所及排水设备安装工程计划开竣工时间：2012.9.12012.10.319、35KV 变电所安装工程山西吕梁西合煤业有限公司项目施工组织设计7计划开竣工时间：2011.11.12011.12.3110、主井 10KV 变电所安装工程计划开竣工时间：2012.7.12012.7.3111、主皮带安装工程计划开竣工时间：2013.2.12013.2.2812、工作面综采设备安装工程计划开竣工时间：2013.10.12013.10.31六、矿井工程特点分析立 井 工 程 方 面 ：1）主立井（已有延深）：垂深 482m，净直径 4.2m，净断面 13.85m2，表土段和基岩段均采用混凝土支护，装备一对 9t 箕斗，担负全矿井的煤炭提升任务，兼作进风井。2）副立井（已有延深）：垂深 415.5m，净直径 6.0m，净断面 28.27m2，表土段采用钢筋混凝土支护，基岩段采用混凝土支护，装备一对 1t 双层四车宽窄罐笼，设梯子间，担负全矿井的提矸、下料及人员升降等辅助提升任务，兼作进风井及安全出口。3）回风立井（刷大）：垂深 415m，净直径 6.0m，净断面 28.27m2，表土段采用钢筋混凝土支护，基岩段采用混凝土支护，设梯子间，担负全矿井的回风井任务兼作安全出口。回风暗斜井：在 4 号煤层新掘回风暗斜井至 10 号煤层，倾角 250，斜长 154m，净宽 4.5m，净断面 15.15 m2，设行人台阶和扶手，担负主副立井井底的回风任务兼作安全出口，并为今后担负矿井回风任务和安全出口留有充分的余地。巷道工程方面：设一个主水平和一个辅助水平开采全井田。利用已有的胶带大巷、轨道大巷、回风大巷开采二采区 4 号煤层，三条大巷均沿 4 号煤层布置；利用已山西吕梁西合煤业有限公司项目施工组织设计8有的一采区胶带巷、一采区轨道巷、一采区回风巷开采一采区 4、5 号煤层，三条采区巷均沿 4 号煤层底板布置；在井田中央偏东向西新掘三条巷道至井田边界开采二采区 5 号煤层，分别为二采区胶带巷、二采区轨道巷、二采区回风巷，二采区胶带巷沿 5 号煤层底板布置，二采区轨道和二采区回风巷沿4 号煤层底板布置，在井田西部遇到采空区后沿 5 号煤层底板布置。巷道间距 30m，巷道保护煤柱 30m。4 号煤层轨道大巷通过轨道暗斜井与井底车场相连，井底清理撒煤巷通过 10 号煤层轨道大巷与井底车场相连。矿井自然条件方面：井田内主要可采煤层为焦煤和瘦煤。井田水文地质类型属中等复杂。预计开采 4、5 号煤层正常涌水量 70m3/h，最大涌水量100m3/h；开采 9、10 号煤层的正常涌水量 100m3/h，最大涌水量 120m3/h。七、编制依据施工组织设计编制的主要依据是：1、 山西吕梁中阳西合煤业有限公司矿井兼并重组整合项目初步设计说明书2、国家和部颁的技术政策、法规、标准、 煤矿安全规程 、各专业施工及验收规范、预算定额、有关经济指标，劳动保护，环境保护相关文件。八、编制原则和指导思想1、认真贯彻执行国家各项建设方针、技术政策、经济政策，在确保安全和工程质量的前提下，科学合理安排工程进度，立足高标准，早试产，早出煤，达到稳产高产。2、科学合理安排各环节施工顺序，优化施工方法，精心组织三类工程平行交叉作业和均衡施工，采取技术组织措施，保证关键线路工程连续快速施工。3、积极合理地采用和推广国内外行之有效的先进技术和先进经验，选用成套的平巷、斜巷的施工设备，提高矿井建设机械化水平，改善劳动条件，山西吕梁西合煤业有限公司项目施工组织设计9提高劳动生产率。4、认真贯彻“安全第一、预防为主、综合治理”的方针，制定切实可行的安全技术措施，确保参建人员的生命安全和矿井建设的顺利进行，确保设计的安全设施必须与主体工程同时投入使用。把防水、防火、防瓦斯、防尘等自然灾害防治工作贯穿到各单位工程各道工序、各项系统形成当中，做到防治结合，万无一失。5、尽量利用永久设施技术改造，严格控制大临工程，以缩短建设工期，节省投资。6、坚持行之有效的承包经营制，招标投标制，项目目标管理制，建设监理制等制度，并不断创新和深化。九、需要说明的问题1、本矿井的建设工期要求比较紧，在编制本设计时，是按照多队多头平行作业考虑的，所以要求在选择施工队伍时，应选择素质好的施工队伍，并加强施工现场运输管理。2、该矿属技术改造矿井，井下原有生产系统可利用，因此在立井开工的同时，井下工程可同时开工。需注意的是原有巷道应进行检查，断面不足处应按初步设计扩巷，以保证井下施工和运输需要。副井底排水设备应完好，水泵及排水管按煤矿安全规程的要求，保证有足够的备用量。所有利用的机电设备应进行检修，严禁“带病”作业，确保安全施工。3、该矿开采 4 号、5 号煤层以防治瓦斯和老空水为主。井下原有巷道及采空区较多，施工时必须坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原则，并要防止老空有害气体涌出。井田范围内共有 2 个报废的井筒和 2 个钻孔，井巷在接近这些井筒或钻孔时，必须进行探放水。对报废的井筒应按规程要求封填严实。由于开采深度较浅，应经常检查地表采动裂隙（尤其是雨季前后） ，及时填平压实，防止地表水渗入井下。山西吕梁西合煤业有限公司项目施工组织设计104、为保证施工安全，防止发生突水淹井事故，只能在下山排水阵地形成后方可施工回采巷道。山西吕梁西合煤业有限公司项目施工组织设计11第一章 矿井工程概况第一节 矿井自然条件一、矿井交通位置西合煤矿位于中阳县城西北 10km 处金罗镇西北，行政区划属中阳县金罗镇管辖。其地理坐标为：东经 11104501100707北纬 372610372715井田南距中阳县城 10km，北距离石市区 12km，307 国道和孝柳铁路由井田东侧通过，井田距离石火车站约 3km，距中阳火车站约 11km，由井田沿 307 国道经离石出入口可与太(原)军( 渡) 高速公路相接，交 通 便 利 。详见交通位置图 111。二、地形地貌井田地处吕梁山区，为典型的黄土高原侵蚀地貌，地表切割强烈，黄土梁峁绵延起伏，冲沟密集而狭窄，形态多呈“V”字形，冲沟与黄土梁、峁、垣相间分布，常见陡崖、黄土残柱及陷穴等微地貌景观。综观井田地形，总体为西高东低。井田内地形最高点位于井田南部冯家山山梁，标高1142.18m，最低点位于井田东部边界处南川河河床，标高 936.00m。最大相对高差 206.18m。山西吕梁西合煤业有限公司项目施工组织设计12图 1-1-1 交 通 位 置 图三、气候及地震井田地处晋西北黄土高原，为大陆性季风气候，属暖温带半干旱地区。气温变化昼夜悬殊，四季分明。降水量有限，多呈干旱状态。冬春两季多西北风少雪雨。而夏季雨量集中，有时出现洪水灾害。年平均气温 12.5，1月份最低，平均为6.9，极端最低气温为20.1；7 月份最高，平均为24.6，极端最高气温达 32.5。一般降至 0时间在 10 月中旬，回升至0的时间在翌年 4 月中旬。多年平均降水量为 464.2mm，历年最大降水量为 577.7mm，最小为 374.4mm。雨量集中于 69 月份，占全年总降水量的60。多年平均蒸发量为 1711mm（48 月蒸发量最大） ，蒸发量大于降水山西吕梁西合煤业有限公司项目施工组织设计13量风向多为西北风，风速历年平均 2.5m/s，最大月(3 5 月)平均 3.1m/s，最小月(8 月) 平均 2.2m/s。初霜期在 10 月上旬，终霜期在翌年 3 月初。平均无霜期 175 天。冰冻期平均为 11 月下旬，解冻期为翌年 3 月底，最大冻土深度 0.91cm。据国家建筑防震设计规范 （GB50011-2001） ，本区地震基本烈度为度，设计地震动峰值加速度为 0.05g。据历史记载，本区及附近未发生过大地震。只在 1829 年 4 月(清道光九年三月 )离石发生过 5.25 级地震，震中位置为北纬 3730，东经 11112。四、煤田开发史（一）兼并重组整合前各矿现状西合煤矿由原山西大土河永祥煤业有限公司、原山西吕梁万峰金泰煤业有限公司及部分新增区进行兼并重组整合而成，各矿现状如下：（1）原山西大土河永祥煤业有限公司（基建矿井）始建于 1988 年，2002 年 11 月投产，井田面积 1.98km2，批准开采 4、10号煤层，矿井生产能力 300kt/a。2008 年 2 月 18 日吕梁市煤炭工业局以吕煤行字200867 号文批复了山西大土河永祥煤业有限公司调整生产系统初步设计 ，生产能力维持 300kt/a 不变。采用立井开拓，利用已施工至 10 号煤层的立井作为副立井，净径6.0m，装备一对 1t 双层四车宽窄罐笼和梯子间，担负全矿井提矸、下料、人员升降等辅助提升任务，兼作进风井及安全出口；利用原主立井作为主立井，净径 4.2m，装备一对 9t 箕斗，担负全矿井提煤任务，兼作进风井；利用原副立井作专用回风井，净径 3.0m，装备梯子间，担负全矿井回风任务兼作安全出口。现开采 4 号煤层，采用短壁炮采采煤方法，全部垮落法管理顶板。山西吕梁西合煤业有限公司项目施工组织设计14高瓦斯矿井，中央并列式通风方式。开采 4 号煤层，井底车场布置在 10 号煤层的+521m 水平，4 号煤层轨道大巷通过轨道暗斜井与井底车场相连，主立井落底后，向北布置三条大巷，分别为胶带大巷、轨道大巷、回风大巷，向东布置三条采区巷，分别一采区胶带巷、一采区轨道巷、一采区回风巷。（2）山西吕梁万峰金泰煤业有限公司（生产矿井）始建于 1989 年，1994 年投产，井田面积 1.10km2，批准开采 4 号煤层，矿井生产能力 150kt/a。采用立、斜井开拓，主立井，净径 4.2m，担负全矿井提煤任务，兼作进风井；回风立井，净径 2.5m，担负全矿井回风任务兼作安全出口；行人斜井净宽 0.7m，设台阶扶手，作为矿井安全出口。采煤方法为走向长壁炮采，工作面采用单体液压支柱配 型梁支护，全部垮落法管理顶板。低瓦斯矿井，中央并列式通风方式。五、水源、电源及通信情况1、水源该矿生活用水来自奥陶系石灰岩含水层，该层岩溶裂隙发育，富水性强，水质优良，开采奥陶系岩溶水可作为生产用水，以上水源能满足生产、生活需求。2、电源西合煤矿双回路电源分别引自大土河 110kV 中心站 35kV 母线段（导线型号选用 LGJ-120 钢芯铝绞线，输电距离为 8km）和大土河热电一厂 35kV母线段（导线型号选用 LGJ-120 钢芯铝绞线，输电距离为 5km） 。3、通信山西吕梁西合煤业有限公司项目施工组织设计15对外通讯使用网通公司电话网络，对内通讯使用程控电话。第二节 井田地质特征2010 年 7 月，山西克瑞通实业有限公司提交了山西吕梁中阳西合煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告 ，2010 年 9 月 2 日，山西省煤炭工业厅以晋煤规发2010958 号文批复。现将本区地质情况简介如下：1. 井田地层井田位于河东煤田中段，离石矿区东部边缘，井田内地表大部为黄土覆盖，根据钻孔揭露情况，井田范围内沉积地层由下而上依次为：（1）奥陶系中统峰峰组（O 2f）埋藏于井田深部，地层厚度 117142m，岩性底部多为角砾状石灰岩，中下部为泥灰岩、灰岩、含脉状纤维质石膏或层状隐晶质石膏 35 层。上部为中厚层石灰岩，夹有薄层角砾状泥灰岩、泥岩。（2）石炭系中统本溪组（C 2b）平行不整合于下伏奥陶系灰岩之上。底部为鸡窝状山西式铁矿和浅灰色铝土岩，即铁铝层段。之上为深灰色泥岩、砂质泥岩夹泥岩、粉砂岩和 2-3层不稳定石灰岩及 1-2 层薄煤线。本组厚度 24.0548.71m ，平均 32.78m。（3）石炭系上统太原组（C 3t）连续沉积于本溪组之上，为井田内主要含煤地层之一，地层厚度60.5086.18m，平均 72.84m，岩性为灰-灰白色砂岩，深灰色泥岩、砂质泥岩间夹 4-6 层煤层，其中 9、10 号煤层为井田主要可采煤层。自下而上发育的 L1、 L2、L 3（L 1、L 2 多合并为一层，有时 L1、L 2、L 3 合并为一层） 、L4、L 55 层石灰岩，层位基本稳定，为良好的标志层。本组底部以一层灰白色中细粒石英砂岩（K 1）与本溪组分界。（4）二叠系下统山西组（P 1s）山西吕梁西合煤业有限公司项目施工组织设计16井田主要含煤地层之一，与下伏太原组呈连续沉积，地层厚度 64.30-83.45m，平均 71.53m。岩性由深灰-灰黑色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩和 6-10层煤层组成，其中 4、5 号煤层为可采煤层，底部分界砂岩（K 3）为一层灰白色中细粒砂岩。（5）二叠系下统下石盒子组（P 1x）连续沉积于山西组之上，岩性为灰-灰绿色砂岩夹深灰色粉砂岩、泥岩、砂质泥岩，下部偶夹 12 层煤线，顶部有一层浅灰、紫红斑杂色铝质泥岩，俗称：桃花泥岩，为良好辅助标志层。底部以一层灰绿色中粗粒砂岩（K 4）与山西组分界。本组厚度 71.08-107.60m，平均 86.71m。（6）二叠系上统上石盒子组（P 2s）连续沉积于下伏下石盒子组之上，根据岩性组合特征，可分为上下两段：下段(P 2s1)为紫色、黄绿色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩和黄绿色砂岩互层，底部以黄绿色厚层中粗砂岩(K 6)与下石盒子组分界。上段(P 2s2)由深紫色为主，夹灰绿、黄绿色条带的泥岩、砂质泥岩及灰白、黄绿色砂岩组成，井田内本组上部被剥蚀，最大残留厚度为 300m 左右。（7）上第三系上新统(N 2)岩性由棕红色粘土、亚粘土组成，含有钙质结核。与下伏基岩呈角度不整合接触。厚度 060.00m ，平均 15.00m。（8）第四系中、上更新统（Q 2+3）广泛分布于井田内，上部为第四系上更新统黄色亚砂土，下部为中更新统浅红、红黄色亚粘土，垂直节理发育，厚度 0112.00m ，平均 71.00m。（9）第四系全新统（Q 4）分布于井田东部，边界附近南川河河床和一级阶地，为近代冲积、洪积层，由砾石、卵石、砂、砂土组成。厚度 040.00m ，平均 10.00m 左右。山西吕梁西合煤业有限公司项目施工组织设计172. 含煤地层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。此外，在本溪组和下石盒子组也含有少量不稳定的薄煤层和煤线。现将井田主要含煤地层叙述如下：（1）太原组（C 3t）为一套海陆交互相含煤地层，平均厚度 72.84m 左右，根据岩性岩相组合特征，自下而上可分为三段：1）下段由 K1 砂岩底至 10 号煤层顶，厚度 26.20m 左右，岩性以深灰色泥岩、砂质泥岩为主，夹有灰色中、细、粉砂岩和一层稳定的 10 号煤层，底部 K1 砂岩为一层中- 细粒石英砂岩，成分以石英和石英质岩屑为主，硅质泥质胶结，磨圆度较好，分选中等，垂向上呈正序列，发育有板状交错层理。不稳定，厚度变化大，平均厚度为 6.39m。本段泥质岩类成分主要为高岭石，次为伊利石、低开石及锂云母等，常见陆源石英、长石及岩屑等混入物。顶部泥岩中富含球粒状菱铁矿。本段为一套海退的泻湖、障壁岛体系沉积，其间有过一次范围不广的泥沼环境，沉积了一层不稳定的薄煤层。2）中段由 10 号煤层顶至 L4 灰岩顶，厚度 35.80m 左右。岩性由深灰色泥岩、砂质泥岩间 4 层石灰岩（L 1、L 2、L 3、L 4，井田内 L1、L 2 大多合并为一层）和3 层薄煤层（7、8、9 号）组成，本段所含 10 号煤层为井田主要可采煤层之一。本段所含 4 层灰岩中，L 1（L 1、L 2 合并层）灰岩为泥晶泥质灰岩。含腕足类、苔藓类、瓣鳃类等化石。L 3 灰岩为生物泥晶泥质灰岩，基质中含有少量硅质，化石呈片状，种类有腕足、棘皮动物等。L 4 灰岩为泥晶生物含泥灰山西吕梁西合煤业有限公司项目施工组织设计18岩，生物化石有苔藓、腕足类、棘皮动物等。所含砂岩以中细粒为主，具交错层理，垂向上以反粒序为主，碎屑成分以石英、燧石、岩屑为主，泥质胶结，磨圆、分选较好。本段泥质岩成分主要为高岭石、石英和云母，含少量菱铁矿结核。该段属湖坪体系沉积，三次海退海进分别形成了砂坪、泥坪、沼泽和泥岩及碳酸盐岩台地沉积环境，沉积了普遍发育的 L1、 （L 1+L2） 、和 L3、L 4 三层灰岩，其中由于前二次海侵间隙较短，只局部出现了其间海退期的泥坪沉积，大部地区则前二次海侵叠加，及后续的两次海侵，分别形成历时较长的碳酸盐台地环境，沉积了较厚的灰岩地层。3）上段由 L4 灰岩顶至 K3 砂岩底，厚度 12.84m 左右，岩性由深灰色泥岩、砂质泥岩，1 层石灰岩（L 5）和 1 层煤层（6 号）组成。所含砂岩以中细粒为主，发育大型交错层理磨圆、分选较好，成分以石英、长石及岩屑为主，泥质胶结。本段所含 6 号煤层井田内不可采。所含泥质岩成分以高岭石、石英云母为主。本段亦属潮坪体系沉积，两次海退海进分别经历了由潮间坪-泥炭坪环境的演变过程。由于泥炭坪环境相对稳定性差，致沉积煤层多不可采。（2）山西组（P 1s）为一套陆相碎屑岩含煤地层，平均厚度 71.53m。岩性主要由深灰色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩间 34 层中、细粒砂岩和 68 层煤层组成。所含煤层中、下部 4 号、5 号煤层为可采煤层。其余煤层均不可采。本组所含砂岩多以中细粒为主，成分以石英、长石和岩屑为主，有时含煤屑。砂粒磨圆、分选中等，交错层理发育，有时有冲刷下伏地层现象。该组所含泥岩多具水平层理，局部富含植物茎叶化石。本组属三角洲体系沉积，随着晚石炭世最后一次海侵的结束，早二叠世山西吕梁西合煤业有限公司项目施工组织设计19早期，井田一带逐渐过渡为三角洲沉积环境，而三角洲沼泽化就成为山西组主要煤层堆积的良好基础，故而沉积了井田可采的 4、5 号煤层。3. 构造井田位于河东煤田中段，区域构造位置处于吕梁山复背斜之次级构造中阳离石向斜中段，中阳离石向斜轴由井田东部穿过，轴向 N45W，轴部附近两翼地层平缓，倾角为 610左右，西南翼靠近井田边界附近，地层倾角增大为 1533。另外，根据地表出露和该矿井下巷道揭露，在井田内还发育 1 条大型正断层和 2 条落差 510m 的中小型正断层。现将井田内 3 条正断层叙述如下：F1 正断层：位于井田南部边界附近，为区域较大断层，井田边界附近基岩露头处有出露，断层走向 N20W 倾向 NE，倾角 70，落差 100m。该断层未切入 4 号和 5 号煤层，仅在井田西南角的 9 号和 10 号煤层中出现，延展长度 300m。F2 正断层：位于井田东部，地表露头处可见断层出露点，另外，原大土河永祥煤矿井下巷道也曾揭露，断层走向 N2040E，倾向 SE，倾角58，落差 5m，延伸长度 1700m 左右。F3 正断层：位于井田西部，为地表出露断层，原万峰金泰煤矿井下巷道亦曾揭露。断层走向 N45E，倾向 NE，倾角 78，落差 10m，延伸长度690m 左右。井田内未发现陷落柱等其他构造现象，亦未发现岩浆侵入现象。井田总体构造属简单类型。三、煤层及煤质1. 煤层（1）含煤性山西吕梁西合煤业有限公司项目施工组织设计20井田含煤地层为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组。山西组平均厚度 71.53m，含 01、02、03、3、4、5、5 下 号煤层，其中4、5 号煤层为可采煤层。煤层平均总厚 4.05m，含煤系数 5.7%；可采煤层厚2.27m，可采含煤系数 3.2%。太原组平均厚度 72.84m，含 6、7、8、9、10、11 号煤层，其中 9、10号煤层为稳定可采煤层。煤层平均总厚 6.27m，含煤系数 8.6%；可采煤层厚5.23m，可采含煤系数 7.2%。煤系地层总厚 144.37m，含煤总厚 10.32m，含煤系数 7.1%；可采煤层厚6.84m，可采含煤系数 4.7%。可采煤层特征详见表 211。表 211 可采煤层特征表厚度 层间距 顶底板岩性含煤地层煤层编号最小最大平均（m）最小最大平均（m）结构（夹矸数）稳定性可采性 顶板 底板40.512.061.39简单(01)稳定大部可采泥岩砂质泥岩泥岩砂质泥岩砂岩山西组5 01.440.88 简单(01) 稳定 大部可采泥岩砂质泥岩砂岩泥岩砂质泥岩砂岩90.751.501.11简单(01)稳定赋存区可采炭质泥岩泥岩砂质泥岩中细砂岩泥岩砂质泥岩细砂岩太原组102.285.404.1211.0517.7814.6931.1047.1244.927.4510.328.68复杂(13)稳定赋存区可采砂质泥岩粉砂岩泥岩砂质泥岩细砂岩四、井田水文地质(一)地表水井田内无常年性地表河流，仅几条较大沟谷中雨季有短暂洪水通过，向东北流入南川河后向北汇入三川河，三川河向西南排向黄河。(二) 井田主要含水层（1）奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层在井田内全部被覆盖，埋藏于井田深部，地层厚度大，分布广泛，溶洞和裂隙发育，具有良好的含水空间，富水性强，水量大，水质较好，是井田主要含水层。据井田东侧原裕祥煤矿 2006 年在其东南部工业广场施工的水源井资料，奥灰水位标高为 805.17m，出水量为 55m3/h。根据以上水源井资料和区域奥灰等水位线推测井田内奥灰水位在 805806m 左右，水质属 HCO3-CaMg 型，矿化度 0.20.5g/L。井田中东部煤层底板标高低于奥灰水位，属于带压开采，在开采时要注意奥灰水突水事故的发生。（2）石炭系上统太原组灰岩岩溶裂隙含水层太原组含水层主要为三层石灰岩，从上到下为 L5、L 4、L 1，总厚约18.15m 左右，灰岩裂隙较发育，岩芯较破碎。钻孔在灰岩地层中，大部分出现漏水情况，井田灰岩含水层顶板埋深在 5457m 左右。据井田东北5.5km 处 12 号水文孔和井田东南侧 4km 处 20 号水文孔抽水试验资料，单位涌水量 12 号孔为 q=0.0047L/sm，20 号孔为 q=0.207L/sm，渗透系数 12 号孔为 0.0131m/d，20 号孔为 1.23m/d，水位标高分别为 929.44m 和946.67m。水质类型为 HCO3- CaMgNa 型，矿化度 0.464g/L。该含水层属弱中等富水含水层。（3）二叠系碎屑岩类砂岩裂隙含水层井田内该含水层有部分出露，含水层以细、中粗砂岩为主，平均厚度17.90m。含水层裂隙不发育，富水性弱。顶板埋深为 0405m ，据离石详查勘探时钻孔抽水资料，单位涌水量 12 号孔为 q=0.0008L/sm，20 号孔为 q=0.0022L/sm，渗透系数 12 号孔为 0.0028m/d，20 号孔为0.012m/d，水位标高分别为 955.62m 和 972.04m，水质类型为 HCO3-CaMgNa 型，矿化度 0.696g/L。该含水层属弱富水含水层。（4）第四系、上第三系孔隙含水层第四系中、上更新统出露高，补给条件差，含水层连续性差，基本属透水不含水层。全新统主要分布于井田沟谷中及北部边缘，含水层以砂砾石层为主，厚度小，富水性也较弱。水质属 HCO3SO4-CaMg 型。上第三系上新统广泛出露于井田沟谷中，含水层为砂砾岩，民井出水量小于 10t/d。水质属 HCO3-Na 型。(三)井田主要隔水层（1）山西组隔水层山西组 5 号煤以下至太原组 L5 灰岩之间是以泥岩为主，砂、泥岩互层的一套地层，厚度 18.00m 左右，连续稳定，其中泥岩、粘土岩隔水性好，可视为山西组与太原组之间良好的隔水层。（2）本溪组隔水层本溪组平均厚 32.78m，岩性主要为泥岩、铝土岩、粉砂岩和砂岩，该组有时夹薄层石灰岩或薄煤层，其中泥质岩隔水性能好，在区域内稳定，是良好的隔水层。（四）井田地下水的补径排条件井田奥陶系灰岩水属区域岩溶水的径流区，岩溶水流经井田向南排出边界，至柳林泉，井田距柳林泉排泄区较近，水力坡度小。石炭系和二叠系灰岩、砂岩裂隙含水层在裸露区接受大气降水补给后，沿岩层倾斜方向运移，上部含水层在切割沟谷中以泉的形式排泄，下部含水层中水则顺岩层倾向运移，流出井田外，矿坑排水是其主要排泄途径。（五）井田充水因素分析（1）大气降水和地表水体本区年降水量为 374.4mm577.7mm ，属半干旱地区，井田内无常年性地表河流，仅雨季沟谷中有短暂洪水排泄，井田地形坡度较陡，植被不发育，有利于自然排水，入渗补给地下水条件差，只在基岩露头的沟谷中有少量的入渗，对于山西组砂岩含水层，由于其上有较多隔水层分布，接受大气降水的直接补给很少。总之，大气降水和地表水体对矿井直接充水影响较小。但从大范围来说，在周围基岩露头区，大气降水和地表水应该是各含水层的重要补给来源。（2）顶板裂隙水和井筒渗水4、5 号煤层直接充水含水层是山西组砂岩裂隙含水层，9、10 号煤层直接充水含水层为太原组岩溶裂隙含水层，均属弱富水含水层，根据整合前各煤矿开采 4 号煤层情况，井下主要为采空区和井筒渗水，顶板淋水井下涌水很小，顶板裂隙水对矿井生产影响不大。（3）采空区、古空区积水井田内 4 号煤层已分布多处采空区，部分采空区分布有积水。东部相对低处的煤层开采存在充水影响。据整合前各煤矿开采情况，原永祥煤业公司矿井涌水量为 480720m 3/d，井下涌水主要为采空区渗水，水量510m 3/d 不等，对矿井生产带来一定影响。据本次调查并采用经验公式 W=KMF(K 为积水系数，M 为煤层采高，F 为积水区面积 )估算了积水区积水量，估算结果，井田共分布 4 号煤层积水区 6 处，合计积水量 27083m3，积水情况详见表 213。表 213 采空区积水量预测表编号 积水区位置煤层编号积水区面积(m 2)积水系数K煤层厚 M(m)煤层倾角()预测积水量（m 3）1 原永祥煤业公司 4 19405 0.15 1.50 8 44092 原永祥煤业公司 4 18270 0.15 1.50 8 41513 原永祥煤业公司 4 9990 0.15 1.50 8 22704 原万峰金泰煤业公司 4 18063 0.15 1.50 28 46035 原万峰金泰煤业公司 4 18975 0.15 1.50 28 48366 原万峰金泰煤业公司 4 25960 0.15 1.50 31 68147 合 计 27083关于周边煤矿，本井田边界邻近没有其它煤矿分布，仅东侧南川河东岸有付家焉煤矿，与本井田边界相距 10001500m，其开采情况对本矿生产无影响。（4）开采煤层形成的导水裂缝带井田主要水害是采空区积水和奥灰水，整合前各煤矿均开采 4 号煤层，已分布多处采空区，在采空区低洼处有一定积水。经本次调查，井田内 4号煤层分布采空积水区 6 处，总积水量约 27083m3。对上部 4 号煤层采空区积水如不及时探放，会全部贯入下部 5 号煤层采空区，形成灾害。经计算，开采 9 号煤层顶板冒落带高度为 3.567.96m，导水裂隙带最大高度为 30.6034.49m，5、9 号煤层间距为 31.1047.12m ，平均44.92m。因此开采 9 号煤层的顶板导水裂隙在部分地段将会延伸到上部 5号煤层采空区，所以将来开采 9 号煤层时也应对上部 5 号煤层采空区积水进行探放，确保安全生产。经计算，开采 10 号煤层及顶板冒落高度为 9.9714.37m，导水裂隙带最大高度为 49.7256.48m，9、10 号煤层间距为 7.4510.32m ，平均8.68m。因此将来开采 10 号煤层时要对上部 9 号煤层采空区积水进行探放，防范上部 9 号煤层采空区积水突入巷道造成水害事故。（5）奥灰水对煤层开采的影响井田奥灰水位标高 805806m，井田批采的 4、5、9、10 号煤层底板大部地段位于奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水层水位之下，即煤层底板标高 804m 以下地段均属带压处。根据奥灰突水系数公式来计算奥灰岩溶水对井田 4、5、9、10 号煤层的影响。突水系数计算公式：Ts=P/MP=（H 0H 1M）0.0098式中：Ts突水系数，MPa/m；P隔水层底板承受的静水压力，MPa；M底板隔水层厚度，m；H1煤层底板最低标高，m；H0奥灰岩溶水水位标高，m。4、5、9、10 号煤层底板最低处为井田东部 164 号钻孔处煤层底板最低标高(H 1)分别为 548.61m、539.50m、488.45m 和 474.18m，4、5、9、10号煤层距奥灰顶面隔水层厚度（M）分别为 125.27m、11