井筒施工组织设计.doc

山东科技大学学生毕业设计（论文）第一篇 建设矿井的基本概况第一章 矿区概况与地质特征1.1矿区概况1.1.1井田交通位置图1-1-1 梁宝寺二号井交通位置图梁宝寺井田位于山东省西南部，行政区划归嘉祥县，东南距嘉祥县城约20km。地理座标为东经11608411161516，北纬352934353642。梁宝寺井田属巨野向斜东翼孤立含煤块段，东、西边界皆为落差大于700m的断层，南部开采边界为3煤层隐蔽露头，北部边界为煤层-1200m等高线，井田南北长约11.4km东西宽约8.4km，面积95.273km2。地理坐标为：东经11608411161516，北纬352934353642。1.1.2 地貌水系本区属黄河冲积平原，地形平坦，地势略呈西南高东北低，地面标高一般为+37+40m，自然地形坡度为0.2。本区水系比较发育，河流沟渠纵横成网，并与区内各沟渠相贯通，且多系人工开掘的季节性河流，旱季可引水灌溉，雨季可防洪排涝。1.1.3气象本区气候温和，四季分明，属温带半湿润季风区海洋大陆性气候。年平均降雨量650mm，年最大降雨量1088mm（1964年），年最小降雨量363.9mm(1988年)。降雨多集中在7、8月份，春季雨少，时有春旱，历年最高洪水位为38.04mm.霜期一般在每年的11月中旬至来年4月上旬。最大积雪厚度0.15m，最大冻土深度0.31m。1.1.4地震据中国地震动参数区划图（GB18306-2001），本区所属地震动峰值加速度分区为0.05g。地震烈度为6度。1.1.5矿区开发情况巨野煤田共分7个井田，分别为梁宝寺、彭庄、万福、龙固、赵楼、郭屯、郓城井田，建设总规模15001800万t/a，本矿区第一个开发的矿井为梁宝寺煤矿，于2002年7月16日开工建设，项目于2005年5月18日建成投产。1.1.6 矿区内工农业生产建筑材料等概况本区地处黄河冲积平原，沟渠纵横，土地肥沃，村庄稠密，农、副、林业生产发达。在工业方面，除乡镇企业外，工业现拥有煤炭、化工、电力、机械、纺织、建材、农药、造纸、陶瓷、酿造、食品等多种门类，井田东南部的济东矿区、济北矿区、兖州矿区均已建成投产，并取得了良好的效益。建材来源：矿井建设中钢材、木材等材料主要由外地供应，水泥、砖、瓦、砂、石等材料均可由当地或附近解决。1.1.7运输条件本区交通方便，兖（州）新（乡）铁路经井田南部从嘉祥县城通过。该铁路与京沪线、京广线接轨相连。南部济宁机场已开航，另有京杭运河从井田东侧通过。1.1.8电源条件矿区电源充沛可靠。本煤田附近已建有荷泽发电厂及济宁发电厂，荷泽发电厂的装机容量为95万kW，济宁发电厂的装机容量为30万kW。110kv输电线路一回路接至新建嘉祥220kv变电所，一回路接至大张楼变电所，已签订了供电协议。1.2 地质特征1.2.1 地层井田内地层自上而下分为：第四系（Q）、上第三系(N）、二迭系（P）上统上石盒子组(P12)、下统下石盒子组(P21)和山西组、石炭系上统太原组、中统本溪组及奥陶系中、下统。1、第四系底深145.55m，厚145.55m，主要由中-巨厚层砂质粘土、粘土质砂砾及砂层组成。粘土的粘性及膨胀性较强；砂质粘土含中-细砂为主，粘性不均一，较松散，局部有钙质结核；砂层以细-粗粒为主，纯净，松散。本段地层粘土、砂质粘土总厚度105.22m。2、第三系底深453.85m，厚308.30m，为一套湖相沉积，不整合于下伏基岩之上，主要有厚层粘土，砂纸粘土及砂层组成。粘土的粘性、膨胀性较强，切面光滑，局部半固结，含细纱及钙质结核。本段地层粘土、砂质粘土总厚度234.59m，占该段地层的75%。3、二迭系（1）上统上石盒子组本组属干热条件下的河湖相沉积，与下伏地层呈整合接触，多见科达、羊齿类植物化石，且保存较好。（2）下统包括下石盒子组和山西组(P11)，因分界砂岩不稳定，其界面不易划分。下石盒子组：厚22.90-62.70m，平均42.88m，上部以黄绿、灰、紫色泥岩、粉砂岩夹灰绿色砂岩，下部为灰白色砂岩夹灰绿色泥岩、粉砂岩，底部以不稳定的厚层状砂岩与山西组分界。山西组：为主要煤系地层，由灰灰白色中、细砂岩、深灰色粉砂岩、泥岩及煤组成。本组含煤3层，自上而下有2、3(3上)，3下煤层，其中3(3上)煤层是本区主采煤层，厚度0-10.23m，平均3.36m，属较稳定煤层。4、石炭系(C)包括上统太原组、中统本溪组。（1）上统太原组(C3t)厚121.81-233.70m，平均185.74m，主要由灰灰黑色粉砂岩、泥岩及灰白色砂岩、薄层石灰岩及煤层组成。（2）本溪组(C2b）厚12.00-26.95m，平均18.96m，由杂色泥岩、粉砂岩、石灰岩及灰色细砂岩组成。5、奥陶系中、下统(O1+2)区内有23个钻孔揭露，最大揭露厚度57.06m，灰褐色，以中厚层状灰岩为主，夹多层白云质灰岩、白云岩及薄层泥岩，岩溶较发育，为本区主要含水层，总厚可达742m。1.2.2 地质构造（一）、地层产状梁宝寺井田位于巨野向斜东部，东界为F1断层，西界为F13断层，由此构成本区的地堑构造。区内地层呈南浅北深的趋势，因受区域断层的控制，形成以梁宝寺向斜为骨干向北倾伏收敛的“裙边状”褶曲构造，构造复杂程度中等。（二）、断层断层分为东西向、北东向、北西向及南北向四组，其中北西向断层最多，北东向断层次之，东西向断层和南北向断层较少。（三）、岩浆岩井田内有一中性岩浆岩侵入体，侵入太原组地层之中，对16、17煤层及煤质有不同程度的影响。1.2.3 煤层与煤质（一）煤层1、含煤性本区共含煤27层，平均总厚8.70m，含煤系数3.3%。大部和局部可采的3（3上）、16和17煤层，平均总厚4.74m，占煤层总厚的54%，其中3（3上）煤层平均厚3.36m，是本区首采及主采煤层。（二）煤质灰分原煤灰分平均值3（3上）煤层为中灰，16、17煤层为低灰，使用-1.4比重液洗选后，各煤层均为特低灰，脱灰率为61.53%。硫分3（3上）煤层硫分变化于0.241.86之间，平均0.72，为特低硫煤，16、17煤层均为富硫。燃烧性各煤层的燃料比均小于2.0燃烧性指标均大于3000，灰中残留可燃物均小于5%，说明各煤层为燃烧性好的煤。（三）瓦斯本区3(3上)煤层采取瓦斯样22件，其成分和含量最高为92.23和5.315cm3/g。3（3上）煤层厚度大，瓦斯含量高，16、17煤层厚度小，瓦斯含量低。（四）煤尘爆炸及煤的自燃各煤层均有煤尘爆炸危险性。各煤层属易自燃煤。 1.2.4地温本区属地温正常区，平均地温梯度0.99/100mm。其中非煤系地层平均地温梯度为0.61/100m；煤系地层平均地温梯度为1.37l00m。1.2.5地压梁宝寺煤矿一水平井底水平-708m出现了不同程度的地压现象，尤其是煤层巷道比较明显，随着矿井开采深度的增加，顶压、侧压和底压也愈来愈大。1.2.6水文地质（一）、井田水文地质条件井田内，与煤层开采有关的含水层段主要有6个，其中3煤顶、底板砂岩和太原组三灰为开采上组煤的直接充水含水层；十下灰及中奥陶统石灰岩为开采下组煤的直接充水含水层。（二）断层导水性井田内断层极为发育，田内共有断层300多，除东部、西部、北部三个大断层接受区外含水层补给外，绝大部分断层均不导水。1.2.7 矿井涌水量及矿井排水量根据地质报告，一水平3煤层顶底板砂岩和三灰的正常涌水量为346.0m3/h和129.0 m3/h，3煤层顶底板砂岩和三灰的最大涌水量为600.0m3/h和180.0m3/h；二水平3煤层顶底板砂岩和三灰的正常涌水量为262.0m3/h和39.0m3/h，3煤层顶底板砂岩和三灰的最大涌水量为500.0m3/h和150.0m3/h；考虑到井筒淋水、防火灌浆回水、消防洒水等因素的影响，设计确定一水平矿井正常排水量为516.0m3/h，矿井最大排水量取820.0m3/h。141第二章 矿井开拓与开采2.1 井田界限及储量2.1.1井田境界本井田东起田桥断层及田桥支断层，西至煤系地层底界露头，南起3925000纬线，北至25勘探线。井田南北长约16km，东西宽约14km，面积222.1km2。其中3煤层赋存面积89.8km2。由于火成岩侵入，3煤在井田南、北部分别有24.0km2，9.7km2变质为天然焦，剩余3煤面积为56.1km2。2.1.2 储量1、地质储量井田地质储量18062.5万t。2、设计利用储量通过井田储量利用分析，本矿井煤层D级储量部分、太原组煤层及天然焦均作为设计暂不利用储量，设计利用储量14738.7万t。3、可采储量可采储量（设计利用储量各类永久煤柱）采区回采率。经计算，矿井可采储量9147.8万t。2.1.3 矿井设计生产能力及服务年限根据国家发展与改革委员会对郭屯矿井可行性研究报告的批复意见，本矿井设计生产能力120万t/a。矿井设计服务年限51.4a。2.2 矿井开拓方式2.2.1 矿井现状1、开拓方式：由于本井田煤系地层上覆新生界松散层较厚，煤层埋藏深，倾角缓，故采用立井开拓方式。2、井口位置：一号井井口位于L1孔西南110m处井田南部（浅部）。 3、水平标高：一水平标高为708m；二水平标高定为1020m。一水平位置位于井田南部（浅部），水平标高708m，一水平采用上下山开采。2.2.2矿井改扩建开拓方式 梁宝寺煤矿为已投产矿井，其井口位置位于井田南部，一水平标高为-708m，为解决中后期通风、排水、辅助运输、安全问题，设计确定矿井改为三井开拓方式。（一）改扩建工程开拓方式井田为新生界冲积层所覆盖的隐蔽型井田，表土层厚，深部区域一般在335500m；煤层赋存深，主要在900m1200m之间，倾角缓，故采用立井开拓方式。（二）改扩建工程井口及工业场地位置选择 井口位于双庙村西南侧，L83孔北370m处，井底水平标高为1020m，以1020m水平大巷分东、西两翼开拓，采用一个水平上下山开拓。第三章 矿井主要生产系统3.1矿井运输系统3.1.1运输方式的选择由于运输距离长，胶带输送机可以实现连续运输，同时又具有巷道及硐室工程量省、运输环节少、管理方便、运营费低、能取得较好的经济效益等优点，因而矿井煤炭运输方式选用胶带输送机运输。矿井辅助运输采用12t矿用蓄电池变频电机车牵引1.5t固定式矿车运输方式，轨距600mm，轨型30kg/m，钢筋混凝土轨枕。3.1.2运输设备选型一、主运输设备选型主运输选用强力胶带输送机， -1020m水平大巷胶带输送机，长度=617m，高度=-95m，带宽B=1400mm， 带速V=3.15m/s， 运量Q=2000t/h， 电机功率为2x500KW，减速器B3SH15-25两台，液力偶合器（带制动轮）YOXZ750两台、制动器YWZ5-630/301两台、液压拉紧装置一套。 二、辅助运输设备选型本矿井确定大巷辅助运输选用CDXT-12J矿用防爆特殊型蓄电池式电机车。共选用四台电机车，其中两台运送矸石、物料，一台运人，一台备用。3.1.3矿 车根据国家煤矿装备标准化、系列化、定型化的要求，辅助运输设备选用600mm标准轨距1.5t固定矿车，配置适量的与1.5t固定矿车相匹配的材料车及平板车，中后期大巷人员运输选用PRC-12人车，综采设备考虑整体运输，选用30t特制平板车。矿井主要车辆的型号及配备 表1-3-1顺序矿车名称型 号单位数量备注11.5t固定箱式矿车MG1.7-6A辆50021.5t材料车MC1.5-6A辆4031.5t平板车MP1.5-6A辆1204特制平板车载重30t辆305人车(中后期)PRC-12辆203.2矿井生产系统3.2.1主井生产系统梁宝寺主井布置一对22t提煤箕斗，最大提升速度12.57m/s，年提升能力为247万t/a，不满足300万t矿井的年提升能力。所以梁宝寺改扩建需新设一个主井提升系统。主井提升主钢丝绳参数表 表1-3-2名称参数主钢丝绳根数 n14钢丝绳直径 d134mm公称抗拉强度 B11770 MPa最小钢丝破断拉力总和Qd1912000N单位长度质量 Pk14.94kg/m最粗钢丝直径 max2.9mm（订货时提出要求）主井提升尾绳参数表 表1-3-3名称参数钢丝绳尺寸148mm24mm公称抗拉强度 B21370 MPa最小钢丝破断拉力总和 Qd21470kN单位长度质量 Pk29.8kg/m3.2.2副井生产系统副井布置一对1.5t矿车二层四车多绳罐笼（其中一个宽罐笼，一个窄罐笼）。工业场地平面布置采用落地式提升机不存在布置困难的问题，故主、副井均采用落地多绳摩擦式提升系统。 副井提升主钢丝绳参数表 表1-3-4名 称参 数钢丝绳直径 d146mm公称抗拉强度 B11770 MPa最小钢丝破断拉力总和 Qd11655000N单位长度质量 Pk18.89kg/m最粗钢丝直径 max3.75mm（订货时提出要求）副井提升尾绳参数表 表1-3-5名称参数钢丝绳尺寸196mm31mm公称抗拉强度 B21370 MPa最小钢丝破断拉力总和 Qd22620kN单位长度质量 Pk217.8kg/m3.2.3矸石处理系统井下掘进矸石、选煤厂手选矸石及锅炉灰渣均装入1.5t固定矿车，编组后由机车牵引至矸石翻车机房阻车器处，由绳式推车机将矸石矿车推入单车不摘钩翻车机，将矸石翻入3.4m3三面翻矸车中，通过液压自移式卸矸架将矸石卸入临时堆放地排弃。3.3 矿井通风系统3.3.1矿井风量根据煤矿安全规程要求，矿井总风量按下列两种方法计算，并取其中最大值。矿井初期：177m/s，矿井开采瓦斯富集区时：222m/s，矿井后期：214 m/s 。3.3.2矿井负压矿井初期：1451.45Pa， 矿井开采瓦斯富集区时：2844.94Pa矿井后期：2926.28Pa。3.3.3通风方式根据矿井开拓部署、地面条件及达到设计生产能力时移交采区位置，矿井二水平确定采用中央并列通风系统，抽出式通风方式；主、副井进风，中央风井回风。矿井中后期由二水平回风井替一水平下山采区回一部分风，此时矿井为混合式通风。3.3.4通风设备现装备BD21030型风机2台，1台工作，1台备用2560kW， 10kV。经计算现有风机及电机无法满足扩建后负压要求，需重新设置一套通风系统。而扩建后初期矿井风量230m/s，负压1860Pa；后期矿井风量350m/s，负压3470Pa。3.4排水系统梁宝寺老井排水设备现已装备DKM420G909型高扬程多级离心泵5台，水泵配Y50041400型10kV、1400kW、1482r/min电动机。排水设备单台泵的排水能力为404.1 m3/h，无法满足矿井后期的排水，需在新工业场地新增加一套排水系统。3.5井下供电系统井下中央变电所内共设KYGC-Z矿用一般型高压真空开关柜40台，开关开断流电流为12.5kA，10kV母线分三段（后期四段）。所内还设有KYDZ矿用一般型低压配电箱10台，10kV馈出线15回，。后期井下主排水泵增至8台负荷增加故增加一回下井电缆以满足井下供电要求。3.6井下安全措施3.6.1井下防火（1）井下设消防洒水管网，并按有关规定设置消火栓。矿井设黄泥灌浆系统，对采空区灌注黄泥。（2）井底车场设有消防材料库，按规定储备足够的消防器材工具和灭火材料。（3）井下主变电所、采区变电所均按规程规范要求设置防火栅栏两用门，以防止发生火灾时威胁硐室设备及人员安全。（4）顺槽布置采用沿空掘巷，不留煤柱，实行无煤柱开采，减少自燃隐患。（5）严禁超越停采线开采，停采线预留煤柱宽度不能低于2530m，以保护好密闭及其两侧的巷道。（6）采区设有独立通风系统，严格实行分区通风，防火抗灾能力强，通风系统稳定可靠。（7）建立采区、工作面局部反风系统，可实现采区内部巷道或工作面风流反向，提高采区防火抗灾能力。（8）实现风门闭锁，采区内风门均安装闭锁装置，使一组风门不能同时敞开，确保风流稳定。（9）及时密闭采空区，防止采空区漏风，搞好沿空顺槽的喷涂堵漏处理。3.6.2粉尘防治粉尘危害极大，是矿井防范职业危害的重点，生产中对其浓度必须严加监测与控制。1、掘进及锚喷支护防尘（1）采用湿式打眼，凿岩机、煤电钻、风镐均具有湿式凿眼功能。（2）采用水炮泥。爆破前后冲冼巷道壁，并采用爆破波自动喷雾装置，进行自动喷雾。（3）在装岩机安装喷雾器洒水。装岩（煤）前后必须向岩（煤）堆洒水。（4）综掘机工作中喷雾降尘，最大限度降低煤尘量。（5）采用湿式混凝土喷射机。（6）为净化掘进巷道的含尘风流，在局扇后方2030m、距掘进工作面约150200m及约80m左右三处地点设置水幕除尘。（7）作业人员必须佩戴防尘保护用品。3.6.3瓦斯防治（一）防止瓦斯超限和积聚措施1、防止巷道瓦斯超限和积聚措施2、掘进工作面局扇必须设置在进风口侧新鲜风流处，防止产生循环风。风筒出风口应随工作面掘进及时移动，确保掘进工作面有足够风量。（二）杜绝火源措施1、采区内电动机、电器、变压器均采用防爆型；弱电设施为安全火花型。2、必须使用安全炸药，采用水炮泥，在放炮前后仔细检测瓦斯浓度，在瓦斯浓度达到1%时，严禁装药爆破。3、巷道所用风幛必须用不透气、抗静电、不延燃、耐撕裂的材料制造，以防静电引起火花引发瓦斯及煤尘爆炸。4、井下工作人员必须严格遵守煤矿安全规程及各工种有关规定。3.6.4防治水1、在矿井建设和生产期间，加强水文地质勘探工作，建立完善的井上下水文观测系统。2、严格执行防治水的有关规定，坚持有疑必探，先探后掘的原则。3、在井下有关交叉道口应标设醒目路标，指出水灾发生时的趋避方向。4、设计井底车场水仓有效容量按8h矿井正常排水量设计并留有一定余量，并配备足够能力的正常排水、备用及检修水泵。3.6.5防止冲击地压本矿井有引起冲击地压的可能。在回采时应密切注意，要做到采前检查，采时加强观测，确有定冲击地压的区域可采用放浅孔震动炮释放压力，加强煤层注水或采取其它相应措施。第四章 工业广场布置与地面建筑4.1工业广场布置4.1.1工业场地施工总平面布置一、永久建筑物利用和临时工程布置1、永久建筑物利用设计充分考虑利用永久工程和场地设施，如行政办、采区办公楼、食堂、招待所、110KV变电所、主井及副井井架、单身楼、翻车机房等，施工总平面布置应按各工程的永久位置确定。2、临时工程布置、主井井口为使绞车稳车布置不影响永久建筑物施工，设计将主、副提升机房及稳车对称布置在主井井口东、西两侧。、副井井口为使副井大临工程布置不影响永久建筑物施工，设计将副井主、副提提升机房及稳车对称布置在副井东、西两侧。、风井井口根据风井临时改、井上下出车方向及地面通风机房的布置要求，将主、副提提升机及稳车双称布置在风井井口东、西两侧。、冻结站该站建（构）筑物较多，为少占场地，便于管理，将冻结站集中布置在靠近主、副井施工区的东侧。、主、副、风井混凝土搅拌站布置在场地中部，靠近主、副、风井。井筒施工期间和平巷施工期用临时窄轨铁路运送。、临时住房和食堂位于工广北侧，靠近主、副、风井及土建施工区。二、材料及设备堆放场地矿井施工期间各种材料的供应，大部分是由汽车直接运至场区，利用永久材料（库）棚和机电设备修理车间，作为施工期间的材料及设备的堆放场地。三、爆破器材的存放设计中考虑采用临时火药库。该火药库仅服务于施工期间的井巷开拓、爆破施工之用，服务期为4年左右。火药和雷管用汽车直接运至临时火药库。四、排矸场布置矿井施工期间的矸石，除部分用于回填工业场地、进场道路和修筑准轨铁路路基外，其余矸石可堆放在临时矸石山。临时矸石山布置在工业广场西侧，距主、副井施工区约1500m，占地约5.0hm2。4.1.2场区运输及道路一、场区运输l、外部材料运输矿井施工期间材料供应均采用汽车运输，直接从供应地运至工业场地内的存放、加工地点。2、场区材料运输主、副、风井井上材料运输采用窄轨及汽车相结合的方式。井筒施工期间砼材料利用平板车和窄轨运送，其它材料和设备利用装载机和汽车运送。3、矸石和煤炭运输井筒施工期间主、副、风井均利用临时窄轨铁路与永久窄轨铁路及汽车运输，井下出矸部分用于工业场地回填，剩余部分运至临时矸石山。平巷施工期间井口至翻车机房之间利用窄轨运输，矸石通过汽车运送至临时排矸场。二、道路布置及施工安排根据工业场地内材料、设备及矸石等的堆放、运输要求，井筒施工初期首先形成主、副、风井周围环形道及机修间南侧道路。三、地面窄轨布置及施工安排井筒施工期在井口至砼搅拌站之间布置临时窄轨系统，用于向井口运送砼料，尽量利用永久窄轨线路运输材料及井下矸石。4.2地面建筑4.2.1工业建筑及构筑物矿井地面工程总的设计原则为“安全、经济、美观、实用”。一、地面生产系统地面生产系统由提升系统组成。提升系统主要有：主井井架、副井井架、主井绞车房、副井绞车房、主井井口房、副井井口房。主、副井井架均设置上下两天轮，主井天轮直径为4.0m，副井天轮直径为4.5m。二、辅属系统主要建筑如下：压风机房采用砖混结构，毛石基础；通风机房采用砖混结构，毛石基础；变电所采用钢筋混凝土框架结构，钢筋混凝土独立基础；制冷站及热交换站采用钢筋混凝土框架结构，钢筋混凝土独立基础；其它辅助建筑物、构筑物采用砖混结构，毛石基础。4.2.2行政、生活福利建筑1、行政办公楼本井不再建行政办公楼, 行政办公楼建在一井。建筑面积：4272m2。此处行政办公楼面积2000m2，合并建在联合建筑中。2、联合建筑联合建筑是集行政2000m2、通讯安全监测监控350m2、自动化网络200m2、职工培训教室1134m2、煤样化验室220m2、接待休息室300m2、采区办公及任务交待、更浴室、矿灯房、井口等候及门诊井口保健急救站等组成的联合建筑。3、接待中心职工食堂为厂前区三大建筑之一，主要服务于职工就餐和矿井对外接待，三层框架结构。面积食堂4427.2 m2、班中餐厨房372.6m2、 开水房50m2、图书游艺室300m2、食堂总建筑面积为：5149.8 m2。选煤厂食堂31.2 m2、包含在其中。4、单身宿舍此矿无居住区, 矿井只在工业场地建单身宿舍,其建筑为砖混结构。因本矿距离最近的县城嘉祥县约25km，职工中午需要在矿上休息，所以设计考虑在单身宿舍增设职工休息室。单身宿舍总建筑面积为：226818+3629=44453m2。5、选煤综合楼选煤综合楼包含交接班室48m2、生产煤样室160m2、销售煤样室110m2、总建筑面积为：318 m2。6、其他建筑 室外厕所建筑面积为60m2。 自行车棚建筑面积为453.6m2。门卫建筑面积为110m2。本矿井住宅由职工自己在县城购买商品住宅,中小学及生活服务设施等依托地方的原则在此都不予考虑。第五章 矿井建设主要技术经济指标5.1劳动定员及劳动生产率5.1.1劳动定员梁宝寺煤矿改扩建原生产能力180万t/a，本次改扩建后煤矿设计生产能力达到300万t/a。根据肥城矿业集团公司会议确定的劳动定员编制人数数量初步意见，经项目负责人与矿方协商调整后，排岗确定劳动定员如下表：劳 动 定 员 表 表1-5-1顺序人员类别出勤人数在籍在籍一班二班三班四班合计系数人数一生产工人数35333033026012731894其中：井下工人数29328028026011131.51670地面工人数6050501601.4224二管理人员数61404040181181三原煤生产人员数414370370300145402075四服务人员数4035359119119五其他人员数21144全矿人员总计4564064063091577021985.1.2劳动效率按照矿井设计生产能力、工作制度、劳动定员，计算的矿井效率为：1、矿井全员效率：3636/14542.50 t/工2、生产工人效率：3636/12732.86t/工3、井下工人效率：3636/11133.27t/工5.2投资概算5.2.1投资范围本次改扩建增加生产能力120万t/a，所必须的地面及井下生产系统的井巷工程、土建工程、设备及工器具购置、安装工程，还包括矿井建设所必须的基本建设其他费用等投资。建设期贷款利息，铺底流动资金等费用。5.2.2建设投资概算（增量）矿井静态概算投资（增量120万t/a） 表1-5-2序号项目名称矿井投资（万元）1井巷工程46031.70 2土建工程12408.75 3设备及工器具购置23910.27 4设备安装工程14089.53 5工程建设其他费用17747.04 6基本预备费7993.11 7静态投资合计122180.39 项目总概算表（增量120万t/a） 表1-5-3序号（120万t/a）矿 井选煤厂 铁路专用线合 计1矿建工程46031.70 46031.70 2土建工程12408.75 5803.59 1710.02 19922.36 3设备及工器具购置23910.27 5228.13 120.48 29258.88 4安装工程 14089.53 1784.27 55.54 15929.34 5其他工程和费用17747.04 2077.22 2102.08 21926.34 小 计114187.29 14893.21 3988.12 133068.62 6工程预备费7993.11 893.59 199.41 9086.11 合 计122180.40 15786.80 4187.53 142154.73 吨煤投资(元/t)1018.17 131.56 34.90 1184.62 7建设投资贷款利息11419.21 8项目动态总投资153573.94 9铺底流动资金934.07 10项目建设总资金154508.01 吨煤投资(元/t)1287.57 5.2.3项目增量总投资项目建设总资金=静态投资+建设期贷款利息+铺底流动资金=142154.72+11419.21+934.07=154508.01万元项目静态投资为142154.72万元，吨煤投资1184.62元/t；项目建设项目总造价153573.93万元，吨煤投资1279.78元/t；项目工程项目总资金为154508.01万元，吨煤投资1287.57元/t。5.3主要技术经济指标（增量部分）1、设计生产能力：300万t/a （净增120万t/a）2、井巷工程量：长度：16695.8m体积：376405.7m3万吨掘进率：139.13m3、工业建筑物总体积（不含选煤厂）：117178m34、行政福利建筑总面积：63908m25、占地总面积：37.8955hm2其中：工业场地占地面积：22.2006hm2铁路专用线及站场占地面积：10.0599hm2进场公路及地销煤公路占地面积：4.608hm2排矸场地占地面积：4.608hm26、矿井在籍人数：2198人7、矿井全员效率：2.5t/工8、建设项目总资金：154508.01万元（吨煤投资1287.57元）9、矿井静态投资：142154.73万元（吨煤投资1184.62元）10、建设工期：42个月11、原煤生产成本：165.15元/t12、财务内部收益率（税后）：10.43%13、投资利润率：10.86%14、投资利税率：14.32%15、税后投资回收期：10.99a16、借款偿还期：10.65a17、产量盈亏平衡点：50.95%第二篇 梁宝寺二号井主井井筒综合治水技术研究第一章 井筒治水概况1.1 井筒概况 梁宝寺二号井位于山东省济宁市嘉祥县境内、梁宝寺镇南首，位属河流冲积平原，地势开阔平坦，地面标高一般在+38m左右，地面坡降很小，基本近于水平，河流水系不甚发育。梁宝寺二号井是肥城矿业集团有限责任公司在巨野矿区投资筹建的又一对矿井，年设计生产能力1.5Mt，采用立井开拓方式，布设一主、一副、一风三个井筒。井筒技术特征表 表2-1-1顺序名 称单位主 井1井口座标Xm3939207.046Ym20426838.0932井口设计标高m+40.53方位角度2004净直径m5.05净断面m215.906表土层厚度m448.947冻结（钻井）深度m510.08水平标高m-1020.09井筒全深m1060.510井壁厚度冻结段mm4501900基岩段mm40011井筒装备情况冷弯罐道及罐道梁。1.2 井筒地质及水文地质1.3.1 井筒地层 为满足井筒施工的需要，建设单位委托山东地质局第二勘探队在井筒东北约18米处施工了检查孔。根据钻探资料成果，主井井筒由上到下穿过的地层有第四系、第三系、二叠系上石盒子组、二叠系下石盒子组、山西组、太原组地层，分述如下：（1）第四系底深149.28m，厚149.28m，主要由中巨厚层砂质粘土、粘土质砂砾及砂层组成。粘土的粘性及膨胀性较强；砂质粘土含中-细砂为主，粘性不均一，较松散，局部有钙质结核；砂层以细-粗粒为主，纯净，松散。本段地层粘土、砂质粘土总厚度105.22m，占本段地层的72.3。（2）第三系底深448.94m，厚299.66m，为一套湖相沉积，不整合于下伏基岩之上，主要有厚层粘土，砂质粘土及砂层组成。粘土的粘性、膨胀性较强，切面光滑，局部半固结，含细砂及钙质结核。本段地层粘土、砂质粘土总厚度234.59m，占该段地层的75。（3）二叠系a、上石合子组：底深966.24m,厚度517.30m,主要为厚层泥岩、砂质泥岩、粉砂岩及砂岩组成。泥岩呈灰、褐红、紫褐、褐黄色，块状构造，硬度低，内生滑面发育，遇水易崩解。砂岩灰白色，细-中粒结构，钙质胶结，硬度较高，垂直裂隙发育。粉砂岩呈灰色，致密坚硬，岩芯较完整。顶部为风化带，厚度18m，风化带内岩石强度低，裂隙发育，岩芯破碎。b、下石合子组；底深991.05m，厚24.81m，主要由浅灰色粗粒砂岩，中粒砂岩、细砂岩及粉砂岩组成。局部裂隙发育，充填方解石。(4）山西组：底深1067.99m，厚76.94m，为主要煤系地层，以灰灰白色中、细砂岩、深灰色粉砂岩、泥岩及煤组成。（5）太原组：底深1075.19m，厚7.2m, 主要由灰灰黑色粉砂岩、泥岩及灰白色砂岩、薄层石灰岩及煤层组成，含11层石灰岩，以三灰、十下灰最为稳定，是煤岩层对比的良好标志。1.3.2 构造井检孔穿过的地层取芯率高，岩芯完整，地层倾角57正常，未发现断层破碎带。风化带地层裂隙发育，据统计，基岩段平均裂隙率为2.5左右，垂直裂隙发育。1.3.3 水文特征由于整个冲积层以厚层状粘土及砂质粘土为主，分布于各含水层之间，为良好的隔水层，阻隔了冲积层各含水层之间及其与基岩含水层之间的水力联系。本矿井表土层通过冻结法进行施工治水，本设计主要围绕梁宝寺二号井主井基岩段含水层特点开展。主井井筒基岩段各含水层的涌水量见表 主井基岩段井筒涌水量预算表 表2-1-2含水层编号起止深度（m）厚度（m）井筒涌水量（m3h）M1648.90669.8020.9059.6M2696.30715.2518.9585.4M3735.95746.5510.6060.4M4800.55812.7012.1543.8基岩段462.58812.70249.2主井井筒648.90804.00m层段的3组砂岩含水层井筒涌水量所占比例较大，占井筒涌水量的82.5%，为主要治理含水层。检2、检3孔预计井筒涌水量比较接近，而检1孔相差较大，可能与检1孔孔径较小（110mm），揭露岩石裂隙较少有关。由于钻孔太深，钻进时间较长，检1、检3孔全孔用泥浆做冲洗液，检2孔在孔深793.28m以下也换泥浆做冲洗液，岩粉、泥浆充填封堵部分裂隙，抽水时虽用间歇式抽水法进行洗井，但仍然有部分裂隙无法冲洗干净，再加上抽水时正是春旱季节，地下水补给不足，因此预算的井筒涌水量可能偏小。1.3国内外井筒治水概况1.3.1井筒治水概况 凿井时，井内一般都有较大涌水，它不仅影响施工速度、工程质量、劳动效率，严重时还会给人们带来灾难性的危害。因此，根据不同的条件，应采取有效的措施。妥善处理井内涌水，已成为立井快速施工的一项重要工作。长期以来，在井内涌水的治理方面，国内外积累了许多丰富的经验，并创造了不少行之有效的治水方法，例如：注浆堵水、钻孔泄水、井内排水和机械排水等。以往，我国多单独采用吊泵排水。由于这种方法不能从根本上消除涌水对井筒施工造成的影响，更不适应目前深井机械化凿井的新条件。因此，采用注浆堵水的积极方法在我国日益增多。随着注浆技术的发展，注浆材料和注浆设备的改进，注浆堵水将成为我国凿井的主要治水方法。治水方法，必须根据含水层的位置、厚度、涌水量大小、岩层裂隙及方向、凿井工程条件等因素来确定。合理的井内治水方法应满足注水效果好、费用低、对井筒施工工期影响小，设备少，技术简单，安全可靠等要求。梁宝寺二号井主井为超千米深井井筒，要穿过若干含水层，为保证井筒施工速度和施工质量，需对主井井筒治水进行综合治水设计。本篇根据梁宝寺二号井的综合地质情况，对主井进行地面预注浆、工作面预注浆、井筒施工排水和壁厚注浆设计。1.3.2 综合治水技术治水的方法主要归结为堵、截、排、导。原则是在一次成功的前提下，安全、快速、经济。煤矿立井注浆堵水技术近年来在国内外有较大的发展，主要治水方案有地面预注浆堵水、工作面预注浆和壁后注浆等。根据裂隙的大小，可选用的注浆材料有单液水泥浆、水泥粘土浆、水玻璃浆液和化学浆液。但大多数是700m以内的井筒，其注浆堵水效果比较好。为尽快形成通风系统保证顺利投产，对一些可能将井筒淋水处理至10m3/h以下的一些方案如丘宾筒套壁注浆、壁内、壁后化学注浆，处理面渗面抹技术研究等，根据矿方要求，将现有358.49m3/h淋水降至30m3/h以下，再通过封水、截水、导水，将井筒淋水降至10m3/h以下。一、 注浆堵水注浆技术是井巷工程中防、制水害的重要手段之一。即通常以注浆泵为源动力，利用泵的压力把配制好的、具有充塞胶结作用的浆液，通过注浆孔注入含水地层中，经过浆液的胶结以达到堵水，加固围岩的目的的技术。 (1) 地面预注浆地面预注浆一般以井筒中心为中心，注浆孔布置在井壁以外，一般称多孔地面预注浆，少则68个孔，多则30多个孔。如果将注浆孔不置在井筒以内，则称少孔注浆，一般布置34个注浆孔注浆。最少的仅一个注浆孔。注浆材料一般采用水泥单液浆、水泥粘土浆，必要时采用水泥、水玻璃双液浆。随着技术的发展，现在已有一些矿井采用定向钻孔注浆，所谓定向钻孔，是利用高精度定向测试仪器定向，用井下动力钻具造斜，按设计轨迹钻进到预定位置，然后再打直径孔进行注浆，这样可在一些特定条件下进行注浆，如建筑物下注浆。(2) 工作面预注浆当井筒或硐室、巷道遇到较大含水层或迎头涌水较大，施工困难时，可进行工作面注浆堵水。当前方遇断层破碎带、松软地层时可进行工作面预注浆加固围岩。注浆前可利用迎头坚硬、完整岩石做止水垫或止水墙，亦可人工构筑止水垫或止水墙。钻孔一般沿井筒、硐室、巷道周边布置，钻孔深一般为1020m，多孔小孔群注浆。注浆材料一般选用水泥、水玻璃，必要时选用化学浆液。二、 壁内注浆壁内注浆为处理井壁微孔、微裂隙、丝发裂纹而不打透井壁仅在井壁内注浆，这一注浆技术称壁内注浆。最好采用超细水泥或化学浆液注浆效果较好。三、壁后注浆地下工程砌碹套壁过程中砌体围岩间必然有一些孔隙，在砼收缩过程中，在地应力影响下还会产生一些裂隙、裂纹，在水的影响下砼还会出现更多的蜂窝、麻面、狗洞及微孔，这些将成为涌水、面渗通道，处在含水层中的这些地下工程可能出水。因此壁后注浆对控制地下水渗透非常重要。四、导水与截水(1) 在立模和浇灌混凝土前，或在有集中涌水的岩层，通过预设导管，将涌水集中导出。导管的数量以能满足放水为原则，导管一端埋入砾石堆，既便于固定也利于虑水，防止壁后泥砂流失。此方法仅适用涌水小的条件。(2) 对于永久井壁淋水，应采用壁后注浆封水。如淋水不大，可在渗水区段下方砌筑永久截水槽，截住上方淋水，然后用导管将水导入水桶，再用水泵将水排出地面。若井帮淋水不大，不宜单设设备，可将水导入井底与工作面积水一同排除。梁宝寺二号井主井井筒净径5m，设计井深1060.5m。表土和基岩风化带采用冻结法施工，井筒掘砌垂深635.5m时井筒淋水达97.8m3/h，严重影响了施工速度，基岩段含水层进行地面预注粘土水泥浆施工。在实践中，为了彻底解决涌水对立井施工的影响，改善掘、砌工作面的作业条件，有时采用单一的方法难以将水彻底治理，往往采用注浆堵水、截水、吊泵排水和壁后注浆等方法相互配合使用，采取综合治水方法，才能获得良好的效果。第二章：井筒地面预注浆2.1注浆工程设计2.1.1注浆技术方案由于梁宝寺二号井地层裂隙不太发育，裂隙尺寸较小，存在垂直裂隙的特点，根据井检孔提供的地质及水文地质资料，结合井径和以往注浆施工经验，并参照专家论证意见，决定使用水泥单浆液和粘土水泥浆两种浆液对主井井筒进行地面预注浆。综合考虑到主井M1、M2、M3、M4含水层的涌水量较大，在井筒开挖之前针对这四个含水层进行地面预注浆，注浆的起止段采用单液水泥浆灌注，中间段采用粘土水泥浆液灌注。2.1.2注浆孔布置 由于井筒地层裂隙不大，连通性较差，并且地层中有多个含水层，考虑到要在井筒外围形成尽可能厚的隔水帷幕，并且尽量不增加井筒掘进工程量，本设计选用井筒外布孔。2.1.3注浆深度注浆深度是指注浆孔的终孔深度。注浆上限定于基岩风化带中下部，注浆下限要超过M4含水层并进入隔水层垂深10m以上。梁宝寺二号井主井综合地面预注浆深度为825m，注浆范围为-635-825m。2.1.4注浆方式因梁宝寺二号井注浆深度大，存在垂直裂隙，故全部采用分段下行注浆方式。即下行注浆，上行复注。后续孔及终检孔根据先行孔的实际注浆情况及施工需要，在个别注浆段上行注浆。2.1.5 注浆设计参数（1）注浆孔的个数主井井筒地面预注浆钻孔孔数： （2-2-1） 个 取6个式中 N注浆孔的个数，个；D井筒荒直径，取6.9m；A井筒荒直径到注浆孔的距离，1m；L注浆孔的间距,一般,取5.2m；R注浆浆液的扩散半径，粘土水泥浆一般为4m6m,取6m。图2-2-1 注浆孔布置图（2）注浆段高注浆段高即一次注浆的钻孔长度。分段注浆是保证注浆质量的重要技术措施之一。段高的大小依据含水层赋存状况、裂隙发育程度及连通性、富水性、地层受注能力及注浆能力等确定。地面预注浆段高布置 表2-2-1段 序起 止深 度(m)段高(m)岩帽61063525一63568550二68575570三79082035 （3）浆液消耗量浆液注入量与岩石