年产1200万吨麻家梁主立井井筒掘砌工程施工组织设计

同煤集团麻家梁主立井井筒掘砌工程施工组织设计中煤第一建设公司第十工程处二八年九月五日目录前言1第一章工程概况3一、矿井简介3二、工程特征4三、井筒工程地质与水文地质情况7四、瓦斯与煤尘22第二章凿井施工方案及机械化作业线配置23一、施工方案的确定23二、机械化作业线配置23（一）机械化作业线配置方式及内容23（二）凿井设备选型及辅助系统设置28第三章施工准备工作及施工总平面布置56一、先期施工条件56二、技术准备56三、施工人员进场56四、工程准备56五、井筒施工准备59第四章井筒及相关硐室施工工艺62一、井筒施工顺序62二、井筒030M施工62三、冻结段施工64四、基岩段施工70五、井筒相关硐室施工方法80六、井筒涌水的综合治理81七、劳动组织及循环作业方式81第五章进度计划与工期保证措施87一、进度计划与工期安排88二、工期保证措施90第六章资源配置及主要技术经济指标91第七章工程质量目标及保证措施96一、工程质量目标96二、工程质量标准96三、质量保证体系96四、质量控制点96五、保证工程质量的主要措施96第八章安全技术措施102一、安全管理组织机构102二、各项安全管理制度105三、专项组织技术措施109第九章文明施工、环保、消防措施127一、文明施工127二、环境保护措施127三、消防措施128四、安全质量标准化施工措施128第十章施工中需要补充的作业规程和专项措施130同煤集团麻家梁主立井井筒掘砌工程施工组织设计前言同煤集团麻家梁矿位于山西省朔州市，隶属大同煤炭集团有限责任公司，设计年产1200万吨，矿井采用主、副、风立井开拓方式。井筒工程采用冻结法施工，井筒冻结由中煤第一建设公司特凿处负责，主立井和回风立井井筒掘砌工程由中煤第一建设公司第十工程处承建。一、编制原则认真执行国家各项建设方针和安全政策法规，在确保施工安全、工程质量和工期目标的前提下，科学合理地组织施工。积极推广应用新技术、新工艺、新设备、新材料，优化施工方案，合理安排施工顺序，组织平行交叉作业，加快施工准备工作进度。提高机械化水平，改善工作环境和劳动条件，提高劳动生产率，缩短建井工期。合理安排资源和劳动组织，有计划、有重点地组织人力和物力，确保各项经济技术指标的全面实现，以获得社会经济效益。控制措施工程，降低工程成本。搞好文明施工和环境保护。二、编制依据1主立井井筒剖面图及钢筋明细表、主立井井筒平、断面图（S1714111G1、S1714111G2）。2主立井工程施工合同、招标文件及质疑，主立井井筒检查J1号钻孔综合柱状图。3煤矿安全规程2006年版、矿山安全法、安全生产法。4矿山井巷工程施工及验收规范GBJ213905煤矿井巷工程质量检验评定标准MT5009946混凝土工程施工质量验收规范GB5020420027锚杆喷射混凝土支护技术规范GB5008620018混凝土质量控制标准GB50164929煤炭建设工程质量技术资料管理规定与评级办法1999年版10建井工程手册2003年版11凿井工程图册1998年版12国务院关于预防煤矿生产安全事故的特别规定13其它与本工程有关的国家及部颁现行的各种技术规范、规程和规定。14其他有关技术资料。第一章工程概况一、矿井简介麻家梁井田位于山西省朔州城东南部、朔南矿区南部，行政区划属朔州市管辖。山西省国土资源厅审核确定的井田范围为东经11222001122930，北纬390800391430，面积10416KM2。建设单位为同煤集团麻家梁矿，设计单位为煤炭工业太原设计研究院。矿井开拓方式为立井开拓，建设规模120MT/A，由矿方解决矿井三通一平。本区交通方便，北同蒲铁路、大运公路在井田西部通过，北同蒲铁路在矿区内设有朔州、前寨、黎元头三站，神（木）朔（州）铁路线、朔（州）黄（骅港）铁路线在井田西北部通过。神朔铁路线、朔黄铁路线、北同蒲铁路线三者交汇于朔州站，朔州火车站北上大同129KM，南下太原226KM，公路以朔州城区为中心，可通往大同、太原及周边城镇。大（同）运（城）公路从井田西侧通过，井田内及附近有多条县际公路通过，可谓公路网四通八达。附交通位置图二、工程特征主立井井深6028M，井筒净直径90M。表土段380M，基岩段2228M。主立井表土段采用冻结法施工，冻结段井壁设计为双层钢筋混凝土井壁结构，外壁与冻结壁之间铺设泡沫塑料板，内外壁之间铺设双层聚乙烯塑料板夹层。混凝土设计标号C30C50。钢筋竖筋采用直螺纹连接，环筋采用搭接。基岩段井壁为单层素混凝土，混凝土标号C30。附表主井井筒主要技术特征表主井井筒井壁结构表附图主井井筒井壁结构剖面图主井井筒井壁结构断面图主立井井筒技术特征表名称单位麻家梁主立井纬距（X）M4339423226井口坐标经距（Y）M37622620000井口高程M1202500井筒倾角90井底高程M600000井筒设计长度M6028井筒表土冻结段长M386井筒壁座M3086井筒基岩段段长M2228净MM9000表土段掘进MM11750/12650净MM9000井筒直径基岩段掘进MM10200净M26362表土段M210843/12568断面积掘进基岩段M28172表土段钢筋混凝土支护材料基岩段素砼主井井筒井壁结构表区段井壁厚度（MM）混凝土标号名称起止深度（M）井筒直径（MM）外壁内壁合计外壁内壁089000815090006507001350C35C35150363900080010001800C45C50363378900080010001800C45C45冻结段37838090001000C45C45基岩段380521114，522560289000600C30C301号壁座52111452259000C30C30井筒结构断面图三、井筒工程地质与水文地质情况1、工程地质情况1）地层根据钻孔揭露和井田外围出露，区内地层由老到新依次有下古生界奥陶系、上古生界石炭系、二迭系及新生界地层。现分述如下A奥陶系（O）仅发育中、下统。为含煤建造基底，广泛出露于井田南部外围，构成高山地貌。下部以灰黄、黄白色白云质灰岩为主，夹薄层状灰岩，上部深灰、灰色厚层状灰岩，夹棕色豹皮状石灰岩、泥质灰岩和绿色钙质泥岩，出露厚度约555M。钻孔揭露最大厚度100M。B石炭系（C）A中统本溪组（C2B）平行不整合于奥陶系石灰岩侵蚀基准面之上。按岩性及发育情况可分为上下两段下段由本组底至本溪第二层灰岩顶部。岩性主要由两层稳定或稳定发育的铝土泥岩、石灰岩及泥灰岩组成，局部夹泥岩、透镜状砂岩及12层煤线。底部的山西式铁矿仅零星发育。本段厚约25M。上段主要由碎屑岩、泥岩、铝土质泥岩，12层薄层状石灰岩，泥灰岩以及12号和13号煤层组成。本段厚约19M。钻孔揭露该组地层厚度23684427M，平均3457M，呈由北向南逐渐变薄的趋势。B上统太原组（C3T）为本区主要含煤地层，连续沉积于本溪组地层之上，依其是否含主要可采煤层，可分为上下两段。下段由K1砂岩底至7号煤层顶板泥岩。主要由细碎屑岩、泥岩、泥灰岩和45层煤组成。9号煤层为全区稳定可采煤层。下段厚约12M。上段主要由碎屑岩、泥岩、铝土质泥岩和23层煤层组成，碎屑岩以K2和K3砂岩发育较好。本段厚约31M。太原组地层最大厚度为9865M，最小厚度为6270M，平均8043M。C二迭系（P）A下统山西省组（P1S）本区主要含煤地层之一。连续沉积于太原组地层之上，按含煤性及岩性组合特征，以K5砂岩顶为界，分为上下两段。下段主要由粗碎屑岩、泥岩和全区稳定可采的4号煤层组成。碎屑岩以K4和K5砂岩发育较好。本段泥岩主要为4号煤层的顶、底板泥岩，顶板泥岩常被K5砂岩替代；底板泥岩常相变为高岭质泥岩。本段厚约35M。上段主要由碎屑岩、泥岩、砂质泥岩和23层薄煤层组成。本段厚约46M。山西组地层最大厚度10734M，最小厚度6055M，平均8684M，总体呈北厚南薄的变化趋势。B下统下石盒子组（P1X）与山西组整合接触。岩性以黄绿色、灰绿色、灰黄色、灰色粗、中、细粒砂为主，砂岩岩屑含量明显增加，且多含砾。夹灰绿色、紫色、紫斑团块状砂质泥岩、泥岩、鲕状泥岩及铝土质泥岩。该组地层最大厚度14891M，最小厚度9190M，平均12570M。C上统上石盒子组（P2S）与下石盒子组整合接触。分布于井田南部及其外围。岩性以紫色、灰黄色、灰绿色砂质泥岩、泥岩为主，夹紫色、灰绿色、黄灰色粗砂岩、粉砂岩、铝土质泥岩。区内仅南部有不完整分布，钻孔揭露本组残留厚度34293M。D新生界（KZ）主要为第四系松散沉积。不整合于下伏地层之上。岩性以灰色、灰绿色、浅红色、红黄色亚沙土、沙质粘土为主，夹24层56M厚的中细沙层，局部含12层56M厚的砂砾层。区内新生界厚度变化较大，钻孔揭露的最小厚度为57M（63234）孔，最大厚度大于78640M（37041）孔，但一般厚度均在150300M之间，平面上大致呈东厚西薄的变化趋势。附图井筒检查J1号钻孔综合柱状图井筒检查J1号钻孔综合柱状图地层单位层序号累深（M层厚M岩石名称地层单位层序号累深（M层厚M岩石名称1050050耕植土8227685095粉砂质泥岩219801930粉砂土8328100415粉砂岩32520540粉砂质粘土8428350250泥岩43400880粉砂土8528660310中粒砂岩53600200细砂8629400740含砾粗砂岩656602060粉砂土8729660260泥岩784802820粉质粘土8829900240细砂岩88530050细砂8930250350泥岩98800200粉砂质粘土9030480230粉砂质泥岩108950150中砂9130680200细粒砂岩119640690粉砂质粘土9231170490含砾粗砂岩129700060中砂93323101140粉砂质泥砂质粘土9423570260粗粒砂岩1410900100细砂土古生界二叠系上石盒子组P2S9533070500砾岩1511750850粘土9633520450泥岩1611800050粉砂质粘土9733820300含砾粗砂岩1711850050细砂土9834600780泥岩1811950100粉质粘土9935280680含砾粗砂岩1912290340粘土10025630350泥岩2012350060中砂101370301400含砾粗砂岩2112390040粘土102383301300中粒砂岩2212490100中砂103379201390泥岩2312610120粉砂质粘土10440000280细粒砂岩2412860250粘土105412901290中粒砂岩2512950090粗砂10641370080细粒砂岩2613500550粉质粘土10741660290中粒砂岩2713910480粘土10842580920泥岩2814330350细砂土10943080500砂质泥岩2914500170中砂11043410330含砾粗砂岩3015030530粉质粘土11143780370粉砂岩3115300270中砂11244070290中粒砂岩3215550250粘土11344180110细粒砂岩新生界第四系Q3315650100粉砂质粘土11445030850粉砂质泥岩3415870220中砂二叠系下统石盒子组P1X11545420390中粒砂岩3516030160粉砂质粘土11646060640砂质泥岩3616030040中砂11746240180细粒砂岩3716430360粘土11847170930粉砂质泥岩3816830400高岭质粘土11947470270粗粒砂岩3917270440粘土12047900460粉砂质泥岩4017520250中砂二叠系下统山西组P1S121490801180粗粒砂岩4117620100粘土12249830750粉砂质泥岩4217520250中砂12350190360粗粒砂岩4317620100粘土12450380190粉砂质泥岩4417830210粉质粘土12550580200细粒砂岩4517890060粘土12650680100泥岩4617960070中砂12751340660煤4718380420粉砂质粘土12851880260砂质泥岩4818480100细砂12952320440细粒砂岩4918980500粉砂质粘质泥岩5019140160中5119400260高岭质粘岩5220160760粘5320300140粉砂质粘砂质泥岩5420410110粉砂岩5520680270粗质泥岩5621020340粉砂粒砂岩5721090070粉砂质粘岩5821500410粘土质泥岩5922060560粗岩6022200140粉砂质粘6122600400中粒砂岩6222850250粉质粘岩6323080230粘土144587301440煤6423350270粉沙岩6523690340粘砂质泥岩6623770080细砂古生界石炭系上统太原组C3砾粗砂岩6724010240粉质粘岩6824390380粉砂质粘土质泥岩6924450060粉沙砂岩7025060610中岩7125300240粉砂质粘岩7225820520砾岩7326170350粉质粘砂岩7426450280中砂石炭系中统本溪组C2土质泥岩7526620170粉质粘土156658151150石灰岩7626690070细砂7727070380粘土7827190120粉沙土7927330140粉质粘土8027360030中砂新生界第三系N8127590230粘土奥陶系Q22）断层本井田发育之断层均为高倾角正断层，钻探很难直接控制。而详查阶段的综合勘探，由于物性条件所限，33线以南50KM2无法进行2维地震。所以井田内16条断层钻探直接控制的仅有4条F35、F22、F44、F21，其它断层均由地震直接控制，钻探间接控制。井田内发育断层16条，其中落差100M的2条，即F2（张家咀断层）、F20断层，50100M断层3条F35、F22、F23，小于50M的11条。以下对井田内落差100M的断层逐条叙述，其余断层见表1。AF2（张家咀断层）位于本井田东南部。正断层，由东部34220孔东侧进入本井田，并在南部41081孔东侧延出区外。区内走向NE45，倾向东南，倾角6070，展布长度大于6500M，断层落差自北向东向西南逐渐变小，区内最大落差为300M。BF20断层为井田北部最大断层。正断层，走向在区内西部为NE45，中部为NE60，东部为NE25，倾向北西，倾角70，展布长度大于13000M。落差在65线附近最大，为180M，向西南逐渐变小，至32号孔东侧落差变为60M左右，并经29勘探线南延出区外；向北东过66线延出区外。受F22、F34两条断裂构造影响，其间地层上抬，形成了“地垒”构造。3）煤层A含煤性井田含煤地层为山西组、太原组和本溪组，煤系地层总厚200M左右，共含煤13层，煤层总厚平均2380M。山西组和太原组为井田主要含煤地层，其中山西组含煤4层（1、2、3、4），煤层平均总厚630M，含煤系数738，太原组含煤7层（5、6、7、8、9、10、11），煤层平均总厚1862M，含煤系数2341。表1断层情况一览表产状断层编号断层性质走向倾向倾角（）落差（M）延伸长度（M）控制程度F34正NE510NW70707000可靠F22正NE5SE70856300可靠F23正北端NE015E70558000可靠F33正NE16SE70404300可靠F35正NW18NE70251500可靠F36正NE2NW7020960参考F37正NE42NW7015900参考F43正NE11NW7020850参考F44正NE3NW70171100可靠F45正NE6NW7020750参考F48正NE7SE70201240参考F49正NE30SE70151000参考F21正NE45SE70301800参考F201正NE45NW70451700基本可靠本溪组含煤2层（12、13），煤层总厚033M，含煤系数015，不含可采煤层。井田可采煤层有3、4、5、6、8、92、9、11号共8层煤。其中4号和9号煤层为本区主要可采煤层，其储量分别约占本区总储量的30和55，其余为局部可采煤层。区内无煤层出露，均为新生界松散层覆盖。B可采煤层特征3号煤层3号煤层位于山西组中部，上距2号煤层约13M，下距4号煤层约18M。厚度0115M，平均042M，含01层夹矸，夹矸岩性为泥岩，厚度04M以下，一般位于煤层的中下部。顶板以泥岩为主，底板以泥岩、高岭质泥岩为主。煤层层位不稳定，厚度变化较大，属局部可采的不稳定煤层。井田内仅25线附近可采，其余均不可采。4号煤层4号煤层位于山西组下部，是本区主采煤层之一，下距5号煤层约510M。厚度1351109M，平均632M，可采系数100。结构复杂，含09层夹矸，夹矸岩性以泥岩、炭质泥岩、砂质泥岩为主，也有高岭质泥岩及粉砂岩，厚度变化较大，一般在05M以下，个别点夹矸大于最低可采厚度，夹矸层位不稳定。顶板以泥岩及砂岩为主，底板以泥岩、高岭质泥岩为主。煤层层位稳定，厚度有一定变化，属全区可采的稳定煤层。煤厚总体呈南厚，中部及北部较薄的变化，其中29线以北存在一个北东向的厚度变薄带，变薄带内煤厚小于4M，4号煤层由北向南变厚，35线以南即是4号煤系发育最好的地区，总体形态为顶平、低不平的厚煤层。4号煤层结构复杂，夹矸层数、层位及厚度变化较大，以含23层夹矸的情况多见。5号煤层5号煤层位于太原组顶部，下距6号煤层约8M。厚度0213M，平均118M，可采系数67，含02层夹矸，多为一层，夹矸一般位于煤层中部，厚度04M以下，岩性较细，为泥岩、炭质泥岩及高岭质泥岩。顶板岩性以泥岩为主，底板岩性以砂岩和砂质泥岩为主。煤层层位基本稳定，厚度变化较大，属局部可采的不稳定煤层。煤层的发育方向呈南北向，可采区和不可采区相间分布，在可采区范围内，煤厚由中间向四周变薄。6号煤层6号煤层位于太原组中下部，下距8号煤层平均间距为25M，厚度0220M，平均078M，可采系数46，含03层夹矸，一般不含夹矸或仅含一层，夹矸岩性较粗，为粉砂岩、细砂岩及泥岩，厚度02M左右，夹矸多位于煤层中下部。顶板岩性以泥岩为主，底板以粉砂岩为主。煤层层位基本稳定，厚度变化较大，北南有分叉现象，下分叉形成6下煤层，分叉区内6号煤层不可采，6号煤层属局部可采的不稳定煤层。煤厚总体呈北厚南薄的变化，可采区和不可采区呈穿插分布。分叉区上下分煤层厚度大都在可采厚度之下。8号煤层8号煤层位于太原组中部，下距9号煤层的平均间距为13M。厚度0200M，平均094M，可采系数65，含04层夹矸，一般为2层，厚度02M左右，岩性以泥岩、炭质泥岩为主，其中以下部的一层夹矸比较稳定，顶底板岩性均以泥岩为主。煤层层位稳定，厚度有一定的变化，属全区基本可采的不稳定煤层。92号煤层92号煤层位于太原组下部，是9号煤层的分叉层，下距9号煤层0810M左右，厚度249986M，平均696M，含06层夹矸，厚度035M左右，岩性以高岭质泥岩、泥岩为主，顶板以细砂岩、泥岩为主，底板以泥岩为主。92号煤层仅分叉区内见到，其余地方均与9号煤层合并，92号分叉区内煤厚比较稳定，属局部可采的不稳定煤层。9号煤层9号煤层位于太原组下部，本区主采煤层之一，下距10号煤层约25M。厚度1151816M，平均1115M，可采系数100。含211层夹矸，一般35层，岩性以泥岩、炭质泥岩及高岭质泥岩为主，夹矸厚度变化较大，多在030M以下。顶板岩性以泥岩、砂岩为主，底板以泥岩为主。煤层层位稳定，厚度因局部地方分叉有一定的变化，但规律性强，故9号煤层属全区可采的稳定煤层。煤厚除分叉区小于10M外，其余地方煤厚皆大于10M，其中北部及东南部（35线附近）较厚。9号煤层以含35层夹矸的居多，且下部多于上部。11号煤层11号煤层位于太原组底部。厚度0424M，平均143M，可采系数46。含04层夹矸，一般12层，夹矸厚度多在02M左右，岩性以泥岩、炭质泥岩为主，夹矸多位于煤层的中上部和下部，以中上部的一层较为稳定，在局部地带，下部夹矸大于最低可采厚度。顶板以泥灰岩及泥岩为主，底板以泥岩及砂岩为主。煤层层位比较稳定，厚度有一定的变化，属全区基本可采的不稳定煤层。表2可采煤层特征表厚度（M）煤层最小最大平均平均间距M夹矸层数结构特征容重（T/M3）顶板岩性底板岩性稳定性3011504201简单134泥岩泥岩、高岭质泥岩184135110963209复杂144泥岩、砂岩泥岩、高岭质泥岩稳定5105021311802简单144泥岩砂岩、砂质泥岩不稳定806022007803简单142泥岩粉砂岩不稳定258020009404简单141泥岩泥岩不稳定9224998669606复杂144细砂岩、泥岩泥岩13911518161115211复杂140泥岩、砂岩泥岩稳定1104241436704较简单144泥灰岩、泥岩泥岩、砂岩不稳定2、水文地质情况麻家梁井田位于神头岩溶泉域水文地质单元区内。依据岩性、富水性以及地质时代的差异，井田划分6个含水层和2个隔水层。（1）含水层与隔水层含水层本区6个含水层自下而上分述如下A下奥陶系岩溶裂隙含水层（O1）区内无钻孔揭露，邻近区仅有三个钻孔不完全揭露。岩性主要为白云质灰岩、石灰岩及白云岩。以溶隙、溶洞为主要岩溶形态。富水性强，为一岩溶裂隙承压含水层。B中奥陶系岩溶裂隙含水层（O2M）3510号孔揭露奥灰厚度最大为9770M，相当于上马家沟组（O2S）和下马家沟组（O2X）上部地层，岩性以灰色、浅灰色、浅灰色中厚层状细隐晶质石灰岩、白云质灰岩为主，夹薄层状泥质灰岩及角砾状石灰岩。顶板埋深2810070300M左右。构成整个井田含煤地层的基底。岩溶裂隙发育，以溶隙、溶孔为主要岩溶形态。岩溶裂隙的发育具有垂向分带性，平面上也有一定的分区性。中奥陶系上部分为三个含水段，各含水段中岩溶裂隙的发育强弱不等，富水性极不均一。据朔南矿区资料分析下含水段富水性比上含水段要强，而上含水段又比中含水段强些。本组水位标高10591062M。水质类型HCO3CAMG型水，矿化度0306G/L。上含水段与中含水段距煤层较近，对煤层开采的影响较大。由于其富水性一般较弱，部分区域可作为相对隔水层段，从而减轻了对煤层开采的影响，但奥灰水仍是影响下部煤层开采的主要威胁。C上石炭系裂隙含水层（C3T）厚度为61619865M，平均7932M。岩性主要为细中粒砂岩，成份以石曲、长石为主。9号煤层上部发育一层较稳定的砂岩，局部构成9号煤层的直接顶板，裂隙发育一般，富水性弱。单位涌水量000162L/SM，水位标高106514M，水质类型为HCO3NA型水，矿化度0507G/L，为一裂隙承压弱含水组。D早二迭系下部裂隙含水层（P1S）厚度为612210206M，平均8134M。其中以位于4号煤层上下的K5、K4砂岩比较稳定，厚度较大，岩性主要为细粗粒砂岩及砂砾岩，成份以石英为主，长石次之，分选中等，硅泥质胶结，K5砂岩在局部构成对4号煤层的直接顶板。其它砂体厚度变化大，层位多不稳定，裂隙发育一般，富水性弱。单位涌水量000351L/SM，水位标高106864M，水质类型为HCO3NA型水，矿化度0407G/L，为一裂隙承压弱含水组。上述两含水组在煤层开采时将向矿井直接充水，但由于富水性弱，补给条件较差，含水体较为封闭，故对煤层开采无较大影响。E新生界中、下部孔隙含水层厚度2032427M，平均11969M，埋深363015370M。全区分布，构成基岩直接盖层，此组分为三个含水段上含水段厚168013930M，含水层段平均厚2022M。发育稳定。岩性为细粗砂及砂砾石组成，分选中差。单位涌水量000756L/SM，水位标高107987M，水质类型HCO3NACA型水，矿化度0455G/L。中含水段厚012360M，含水层段总厚08385M，平均1933M，发育较稳定。岩性以细、中砂为主，分选中差。单位涌水量00333L/SM，水位标高107293M，水质类型HCO3MGNA及HCO3CLCANA型水，矿化度04100637G/L。下含水段厚011480M，含水层段总厚07680M，平均2818M，发育不稳定，以细、中砂为主，夹少量砾石层，分选差，其底部有一层发育不稳定的粘土、亚粘土层，厚05560M。新生界中下部抽水试验孔3510揭露3个含水段，单位涌水量00117L/SM，水位标高117359M，水质类型HCO3CAMG。F新生界上部孔隙含层厚363015370M，平均厚8450M。岩性为细粗砂、砂砾石层及砂土、粘土、亚粘土组成，全区分布。富水性强中等，为一孔隙潜水含水组。隔水层A中石炭系碎屑岩隔水组（C2B）本组即本溪组地层，厚度26726371M，平均4319M。埋深2273679391M，岩性以泥岩、砂岩为主，夹煤线和泥灰岩，底部发育不稳定铁矿层。B二迭系中下部碎屑岩隔水层（P2SP1X）厚度041488M，平均18825M。岩性以泥岩为主，砂岩次之，并夹砂质泥岩、砂砾岩和铝土岩。裂隙不甚发育，富水性很弱，是一相对隔水组，隔水性能良好。（2）断层的水文地质特征本区断层发育，断层带岩石裂隙较发育，岩芯破碎，胶结松散，固结程度较低，含有较多泥质成份，受断层影响，邻近岩层裂隙发育，岩芯破碎。（3）地下水动态及井田水文地质类型地下水井田及附近有4个奥灰岩溶裂隙水长期观测孔，1个新生界孔隙承压水长期观测孔。其水位支态为A地下水的天然流场A补给来自南、西、北三面，向沙楞河南一线汇集。本区水位标高105910106250M，水力坡度较缓，一般为006左右。B井田内太原组抽水孔的水位标高与岩溶裂隙水的水位标高相差85M，两组之间水力联系较差。C新生界下部孔隙含水层与下部含水组有一定的水头差，一般不存在水力联系，其补给主要来自侧向上，尽管有补给下部含水组的条件，但由于粘土等隔水层段的隔水作用，可能补给范围，补给量较小，所以其迳流、排泄条件较差。B水位变幅大气降水影响地下水的总体动趋势。井田水文地质类型划分本井田褶皱较简单，断裂比较发育，状况也较差，但断裂构造，皆为高角度正断层，从而破坏了隔水层的完整性。较厚的新生界地层覆盖于基岩之上。特别是东部煤层隐伏露头线附近，新生界中、下部孔隙含水组直接覆盖其上，对煤层开采有一定影响。含煤地层内，两个裂隙含水层的富水性虽弱，单位涌水量均小于01L/SM，但含水层较厚，分布面积广，水头压力较高，矿床开采后，含水组获得补给的能力会增强，形成较为稳定的充水水源。本溪隔水层隔水笥能优良，但其厚度变化较大，加之奥灰岩溶裂隙水水头压力较高，富水性强，单位涌水量110L/SM，31192号孔简易抽水单位涌水量3365L/S。因此，底部奥灰水对煤层，特别是对11号、9号煤层的开采将有一定影响。综上所述，本区水文地质勘查类型9号煤层至11号煤层应为三类、第二亚类型；其余煤层为二类型。（4）充水因素分析直接充水含水层0A晚石炭系裂隙含水层主要有发育较稳定的五层砂岩构成相应的裂隙含水层段。B早二迭系下部裂隙含水层主要有发育稳定的三层砂岩，构成相应的裂隙含水层段。以上两含水层富水性弱，单位涌水量均小于01L/SM。水头压力高，补给条件较差。尽管作为直接充水含水层，但对煤层开采的威胁不大。C新生界中下部孔隙含水层本层对煤层开采有充水影响的只在东部煤层隐伏露头线一带，由于本组富水性弱，获得补给能力较差，加之塑性粘土、亚粘土的隔水作用，只要留设适当的防水煤柱，对煤层开采不会有很大的影响。间接充水含水层中奥陶系岩溶裂隙含水层为间接充水含水层它将成为矿区开采9、11号煤层的主要威胁，本层水压力较大，最高有600M左右的水头高度。并且补给条件较好。奥灰顶与9号煤层间距为39057215M，平均5369M，同本溪组厚度一样，奥灰顶至9号、11号煤层的间距都呈现自北向南逐渐变薄趋势。因此开采本区下部11号9号煤层时，奥灰水是必须防范的主要问题。由于奥灰含水层距4号、5号等上部煤层的距离较大，因此，在上部煤层开采时，一般不会有很大影响。总之，中奥陶系岩溶裂隙含水层在一定条件下可能成为直接充水含水层，造成底鼓突水。由于奥灰岩溶发育具有分区性和垂向上的分带性，在奥灰顶部岩溶裂隙不发育区，其顶部岩层可作为相对隔水岩层看待，从而加大了隔水岩层的厚度，在一定程度上减小了奥灰水的威胁。但在奥灰埋藏较深区，由于水压大，尽管有部分灰岩作为隔水岩层，也难以抵抗下面的水压，易使隔水岩层失去隔水作用，有底鼓突水的危险。在浅部，若隔水岩层变薄，突水可能性也很大。根据本溪隔水组岩样岩石力学试验结果分析，岩层抗压强度较高，属于中硬坚硬岩层。其中灰岩、砂岩平均抗压强度一般大于400MPA（400KG/CM2）。泥岩、粗砂岩的抗压强度也大于200MPA200KG/CM2。断裂构造区内多为张性正断层，特别是落差大的断层，较严重地破坏了地层的完整性和隔水层段的连续性，对煤层开采影响很大。A断层可以形成水的通道。B断层及其派生的裂隙、节理降低隔水组的力学强度，破坏其完整性，并缩小含水组与煤层的距离。（5）井筒涌水量表土段和基岩段风化带采用冻结法施工，相对应井筒涌水量不计，基岩段井筒涌水量根据招标文件要求按小于20M3考虑。四、瓦斯与煤尘矿井为低瓦斯矿井，煤尘具有爆炸性。第二章凿井施工方案及机械化作业线配置一、施工方案的确定根据井筒工程技术特征，井筒地质柱状资料，工程地质、水文地质情况和合同要求，结合我处立井井筒施工经验，通过方案论证，确定立井井筒掘砌采用综合机械化配套施工方案进行施工，表土段和基岩风化带段采取冻结法施工。二、机械化作业线配置（一）机械化作业线配置方式及内容井架型井架提升采用两套单钩提升。主提JKZ28/155绞车，5M3座钩式吊桶，副提2JK35/20绞车，4M3座钩式吊桶，翻矸落地，装载机配合自卸汽车排矸。掘进冻结段采用两台玉柴YC357挖掘机掘进，配合人工风镐刷帮。风化基岩段、基岩段采用SJZ610型伞钻打眼，高威力水胶炸药，毫秒延期电雷管，中深孔光面爆破法掘进。装岩HZ6，HZ4型中心回转抓岩机各一台。支护冻结段外壁采用36M段高液压整体金属模板，可根据土层稳定情况缩小段高；外壁设计共两种规格，施工时加工一套模板，当外壁内径变化时，纵向附加专门加工的小块模板。冻结段内壁采用滑模套壁。基岩段另制作一套36M段高液压整体金属模板砌壁。砼搅拌与运输两台JS750强制式搅拌机集中搅拌，PL1200配料机，两台24M3底卸式吊桶下放砼。通风采用FBDNO71/302局扇2台（备用1台），一趟800MMPVC阻燃性风筒压入式通风。压风GA11075型空压机集中供风。排水50DC808型卧泵排水。照明地面各机房、配电所、井口棚、稳车房等室内照明采用日光灯，在工业场区、马路及排矸场所使用节能灯具，工作面照明采用矿井施工专用照明灯具。通讯与信号井筒设置主、副提各自独立的声光信号、通讯电缆各一趟井上、下直通电话。翻矸台上设有二套独立的声光兼备信号，可以和井口进行联系。井口与绞车房采用独立的声光信号和直通电话，配备电视监控系统。项目部安装小型电话程控交换机，实现地面各车间办公室的互相通话，井下吊盘、井口信号室安装防爆电话接入程控交换机，实现井口、井下与项目部的联络。附表主立井凿井机械化作业线配套设施一览表附图主立井井筒平面布置图主立井稳绞平面布置图主立井稳绞立面布置图悬吊导向1主提升绞车1051012570JKZ28/15125M11187FC401701753469469812副提升绞车95014652JK35/20125M11187FC36170175338033803853吊盘稳车530868536JZ25/13041105M448619FC42170左2右470342891756654排水管稳车1649020972JZ16/80A1208M112619FC321670左1右270324894978615中心回转抓岩机稳车1970242JZ16/80A21065M224187FC32170270328055610646压风管稳车163720762JZ16/80A1208M112619FC301670左1右27032187437457安全梯稳车2503298JZA25/1011065M112187FC1816701703868678模板稳车30038964JZ10/60A41065M448619FC321670左2右47032489956659主提稳绳稳车120615492JZ10/60A21065M224619FC281670左1右2703190638126310副提稳绳稳车120615492JZ10/60A21065M224619FC281670左1右27031906381263182165231287193659086朔州马家梁煤矿主井设施配套一览表序号用途及名称吊重KG总重KG绞车规格型号数量台天轮规格型号凿井采用凿井井架安全系数合计钢丝绳总重（KG）数量台数量根数长度单重（KG）规格合计（二）凿井设备选型及辅助系统设置1、提升系统的选型及验算1）主提升系统（1）计算条件提矸石时MA75提升人员时MA9H0603M5M3吊桶自重1690KGSJZ69A型伞钻重9500KG11T钩头重215KG24M滑架重250KG（2）钢丝绳终端荷重有两种组合，即提升5M3吊桶时Q0吊桶自重钩头滑架滑架缓冲装置09吊桶容积矸石单位重045吊桶容积水比重1690215250300951600045505100010510KG（吊桶装满矸石后，吊桶内灌水只能灌到吊桶高度的50）提升SJZ69A伞钻时Q095002152509965KG（3）按提升5M3吊桶时选择钢丝绳，提升300M以后改用4M3吊桶，4M3吊桶的终端荷重Q0吊桶自重钩头滑架滑架缓冲装置09吊桶容积矸石单位重045吊桶容积水比重1350215250300941700045410009950KG钢丝绳单位长度重量PSQ0/110B/MAH010510/110170/7533049KG/M根据以上计算，选用187FC401770钢丝绳，PSB624KG/MPS,B1770N/MM2180KG/CM2,破断力总和QD121410KG。（4）钢丝绳安全系数校核提5M3吊桶时MQD/Q0PSBH0121410/10510624330121410/1257081MA75提升人员时MQD/Q0PSBH0121410/16902152506243301180121410/5095238MA9提4M3吊桶时MQD/Q0PSBH0121410/9950624633121410/1390087MA75提升人员时MQD/Q0PSBH0121410/13502152506246331180121410/6645183MA9B、提升机参数校核（1）提升机选型计算滚筒直径D60DS即D60402400MMD900即D900262340MM钢丝绳作用在滚筒上的最大静张力和静张力差最大静张力FJQ0PSBH01051062433012570KG1233KN最大静张力差FJFC1233KN根据以上计算，选用JKZ28/155型提升机，配1000KW电机，转速580R/MIN。提升机性能参数如下滚筒最大提升高度M型号数量直径MM宽度MM最大静张力KN最大静张力差KN最大绳径MM一层二层绳速M/SJKZ28/155128002200150150404541029454（2）电机功率校核PQ0PSBH0MB/102C10570624330454/102085658KW因此，电机功率1000KW，转速580R/MIN，满足要求。（3）提升天轮选型天轮直径D60DS即D60402400MMD900即D900262340MM钢丝绳作用在天轮上的最大静张力FJ1233KN根据以上计算，选用3M凿井提升天轮，天轮允许最大绳径46MM,钢丝绳全部破断力总和15100KN,满足要求。2）副提升系统A、提升钢丝绳选择计算（1）计算条件提矸石时MA75提升人员时MA9H0603M4M3吊桶自重1530KG，11T钩头重215KG，24M滑架重250KG（2）钢丝绳终端荷重提升4M3吊桶时Q0吊桶自重钩头滑架滑架缓冲装置09吊桶容积矸石单位重045吊桶容积水比重1530215250300941700045410009950KG270M以后改用3M3吊桶，提升3M3吊桶时Q0吊桶自重钩头滑架滑架缓冲装置09吊桶容积矸石单位重045吊桶容积水比重1049215250300931700045310007484KG（3）提升钢丝绳选型计算钢丝绳单位长度重量PSQ0/110B/MAH09950/110170/75300453KG/M根据以上计算，选用187FC361770钢丝绳，PSB505KG/MPS,B1770MPA180KG/CM2,破断力总和QD98384KG。4钢丝绳安全系数校核提4M3吊桶时MQD/Q0PSBH098384/995050530098384/1146585MA75提升人员时MQD/Q0PSBH098384/15302152505633001480221MA9提3M3吊桶时MQD/Q0PSBH098384/995050563398384/1314795MA75提升人员时MQD/Q0PSBH098384/1530215250563633148015MA9B、提升机参数校核（1）提升机选型计算滚筒直径D60DS即D60362160MMD900即D900242160MM钢丝绳作用在滚筒上的最大静张力和静张力差最大静张力FJQ0PSBH0995050530011465KG1125KN最大静张力差FJFC1125KN根据以上计算，选用2JK35/20型提升机，配800KW电机，转速580R/MIN。提升机性能参数如下滚筒最大提升高度M型号数量直径MM宽度MM最大静张力KN最大静张力差KN最大绳径MM一层二层绳速M/S2JK35/202350017001701154333067053（2）电机功率校核PQ0PSBH0MB/102C995050530053/102085701KW因此，电机功率800KW，转速580R/MIN，满足要求。（3）提升天轮选型天轮直径D60DS即D60362160MMD900即D900242160MM钢丝绳作用在天轮上的最大静张力FJ1125KN根据以上计算，选用3M凿井提升天轮，天轮允许最大绳径46MM,钢丝绳全部破断力总和15100KN,满足要求。3主、副稳绳、稳车及天轮（1）计算条件MA6H0603M根据“规程”规定，稳绳张紧力1000KG/100M,FX1000/1006036030KG（2）钢丝绳选型计算钢丝绳单位长度重量PSFX/110B/MAH06030/110170/660324KG/M根据以上计算，选用619FC281670钢丝绳，PSB271KG/MPS,B1670MPA170KG/CM2,破断力总和QD48979KG。（3）钢丝绳安全系数校核MQD/FXPSH048979/603023455048979/774663MA6（4）稳车选型计算滚筒直径D20DS即D2028560MMD300即D30018540MM钢丝绳作用在滚筒上的最大静张力FJFXPSH060302716337746KG76KN根据以上计算，选用JZ10/600A稳车，其性能参数如下滚筒型号数量直径MM宽度MM最大静张力KN最大绳径MM容绳量M绳速M/MIN快/慢JZ10/600A18001000100316006/3（5）悬吊提升天轮选型天轮直径D20DS即D2028560MMD300即D30018540MM钢丝绳作用在天轮上的最大静张力悬吊天轮FJ0757657KN导向天轮FJ04576342KN根据以上载荷情况，选用天轮规格1065M，天轮允许最大绳径31MM,单根钢丝绳最大静张力为100KN，满足要求。4吊盘（1）计算条件MA6H0603MM吊盘自重25500KG中心回转抓岩机重8077KG216154KG卧泵重3000KG水箱重400KG水重2000KG分灰器重400KG砼重1500KG人员重600KG一趟电缆33511021KG/M216031267KG两趟电缆MKVV1025055KG/M0556032664KG卡子1KG/付11573603KG电器设备及其它物料重1000KG合计53088KG根据上述荷载计算，按四绳悬吊进行钢丝绳选型及校核。（2）钢丝绳选型计算钢丝绳终端荷重Q052454/413272KG每根钢丝绳单位长度重量PSQ0/110B/MAH013272/110170/660361KG/M根据以上计算，选用619FC421770钢丝绳，PSB61KG/MPS,B1770N/MM2180KG/CM2,破断力总和QD117013KG。钢丝绳安全系数校核MQD/Q0PSBH0117013/1327261633117013/1713468MA6（3）稳车选型计算滚筒直径D20DS即D2042840MMD300即D30028840MM钢丝绳作用在滚筒上的最大静张力最大静张力FJQ0PSBH0132726163317134KG1681KN根据以上计算，选用JZ25/1300型稳车，其性能参数如下滚筒型号数量直径MM宽度MM最大静张力KN最大绳径MM容绳量M绳速M/MIN快/慢JZ25/13001105015002505213006/3（4）天轮选型计算天轮直径D20DS即D2042840MMD300即D30028840MM钢丝绳作用在天轮上的最大静张力悬吊天轮FJ0751681126KN导向天轮FJ0451681756KN根据以上载荷情况，选用天轮规格1105M，天轮允许最大绳径52MM,单根钢丝绳最大静张力为250KN，满足要求。5中心回转抓岩机（1）计算条件MA6H0603M中心回转抓岩机重8077KG（2）钢丝绳选型计