工程施工西合矿施工组织设计

目录

前言3

第一章矿井工程概况10

第一节矿井自然条件10

其次节井田地质特征14

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

其次章矿井建设备工预备15

第一节后期预备18

其次节施工预备21

第三节项目特点及对矿井技改项目条件的分析21

第四节施工场地总立体布置22

第三章三类工程施工方案24

第一节井筒延伸刷大掘砌施工方案24

其次节次要巷道工程掘砌施工方案29

第三节建筑工程的施工方案32

第四节机电安装工程的施工方案35

第四章三类工程施工挨次及排队56

第一节各类工程工期及进度目的的确定56

其次节关键线路的确定及其施工挨次57

第三节井巷工程施工挨次及和施工排队57

第四节土建施工挨次及排队59

第五节机电安装工程施工挨次及排队61

第六节三类工程施工挨次及排队62

第五章施工作业力量设计62

第一节提升设备62

其次节技改项目施工时期通风设备64

第三节建井时期的供排水系统66

第四节暂时压风设备68

第五节井上下运输设备69

第六节施工供电、通讯与照明70

第七节瓦斯监测、安全监测设备74

第八节肝石排放及工程煤的处理75

第九节供水、供热及采暖设备75

第六章矿井施工安全技术措施76

第一节瓦斯灾难防治措施76

其次节防治水措施79

第三节其他灾难防治80

第四节井巷施工安全技术措施82

第五节土建施工安全技术措施86

第六节提升、运输安全技术措施87

第七节机电设备管理措施91

第八节爆破作业安全技术措施93

第九节个体安全防护措施95

第十节文明消费及环保95

第十一节消费施工人员培训97

第七章施工阶段“三控一管”97

第一节施工阶段的工期把握97

其次节施工阶段的质量把握98

第三节施工阶段的资金把握99

第四节施工阶段的安全管理99

第八章技术资源均衡100

第一节劳动组织及劳动力均衡100

第九章施工组织设计的技术分析及次要经济技术目的104

第一节施工组织设计的技术分析104

其次节施工组织设计次要技术经济目的105

附件：

1、采矿答应证

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、井巷施工立体布置图

2、矿井地面工业广场施工布置立体图

3、地面10kV暂时变电所供电系统图

4、井下暂时供电系统图

前百

根据山西省煤矿企业兼并重组整合工作指导组办公室晋煤重组办发

(2009)45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称号变更为“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《采矿答应证》(证号：

C1400002009111220044248),井田面积为4.2979km2,同意开采4-10号煤层，

消费规模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，根据下级主管部门的要求,

根据矿井建设一、二、三期工程先后挨次的准绳，我矿已对矿建工程、安装

工程的施工挨次重新进行了调整、编排，现将调整阐明如下：

一、副立井安装工程完成之后方案施工工程(2011.10.1—2011.12.31)

1、副立井井底主、副水仓施工

剩余工程量210米，方案工期7个月，2011年10月1日开工，2012

年4月竣工，施工目的为尽快构成矿井主排水系统，处理矿井严重隐患。

2、北回风大巷扩刷

剩余工程量200米，方案工期4个月，2011年10月1日开工，2012

年2月竣工，施工目的为从根本上处理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，方案工期6个月，2011年10月1日开工，2012

年4月竣工，施工目的为构成矿井的进风系统，满足矿井的协助运输需求。

4、回风暗斜井施工

剩余工程量185米，方案工期6个月，2011年10月1日开工，由于

在2012年扩刷518轨道巷时期，不具备运输等施工条件，2012年11月才能

竣工，该工程属于一期工程需优先施工。

二、副立井安装工程竣工后方案施工工程

1、回风立井的刷大及装备

方案工期9个月，2012年10月31日竣工。该工程属于一期工程需优先

施工。

2、主立井延深及安装

方案工期9个月，2012年10月31日竣工。该工程属于一期工程需优先

施工。

3、副井底518上山扩刷

为保证通风断面及构成足够的协助运输力量，方案在副井安装终了后

即对518上山进行扩刷。工程量200米，方案工期2个月，在此时期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，方案工期7个月，2012年7月31日竣工。

三、二期工程

1、煤仓及煤仓下口通路

箕斗装载胴室及主井延伸竣工后方案施工该项工程，总工程量275

米，方案工期7个月，2012年7月1日开工，2013年1月竣工。

2、副井井底车场西绕道及等候碉室

水仓内外环及配水巷吸水井竣工后方案施工该项工程，总工程量130米，

方案工期3个月，2012年4月23日开工，2012年7月21日竣工。

3、北皮带巷扩巷

总工程量512米，方案工期3.5个月，2012年7月8日开工，2012年10

月20日竣工。

4、二采区回风巷

副井井底车场西绕道及等候胴室竣工后方案施工该项工程，总工程量

220米，方案工期1.5个月，2012年11月1日开工，2012年12月竣工。

5、二采区轨道巷

风井刷大竣工后方案施工该项工程，总工程量230米，方案工期1.5个月，

2012年11月1日开工，2012年12月竣工。

6、二采区运输巷

10#煤层轨道大巷竣工后方案施工该项工程，总工程量270米，方案

工期2个月，2012年11月1日开工，2012年12月竣工。

四、三期工程

1、5#煤首采工作面运输顺槽

总工程量1120米，方案工期8个月，2013年1月1日开工，2013年

8月竣工。

2、5#煤首采工作面回风顺槽

总工程量1110米，方案工期8个月，2013年1月1日开工，2013年8月

竣工。

3、5#煤首采工作面回风尾巷

总工程量1110米，方案工期8个月，2013年1月1日开工，2013年8月

竣工。

4、5#煤首采工作面切眼

总工程量150米，方案工期1个月，2013年9月1日开工，2013年9月

竣工。

5、采区变电所改造

总工程量180米，方案工期4个月，2013年2月1日开工，2013年5月

竣工。

6、4#煤首采工作面运输顺槽及切眼

采区变电所改造竣工后方案施工该项工程，总工程量280米，方案工期2

个月，2013年6月1日开工，2013年7月竣工。

五、其它附属工程

1、副井地面排砰系统

方案开竣工工夫:2011.11.1—2011.12.31

2、锅炉房工程

方案开竣工工夫：2011.10.1—2011.11.15

3、瓦斯抽放泵站工程

方案开竣工工夫：2011.1案一2011.12.31

4、主井绞车房工程

方案开竣工工夫：2012.3.1—2012.6.30

5、主井地面消费系统

方案开竣工工夫：2011.9.1—2012.9.30

6、主通风机安装工程

方案开竣工工夫：2012.10.1—2012.10.31

7、中心变电所及水泵房安装工程

方案开竣工工夫：2012.5.1—2012.6.30

8、采区变电所及排水设备安装工程

方案开竣工工夫：2012.9.1—2012.10.31

9、35KV变电所安装工程

方案开竣工工夫：2011.11.1—2011.12.31

10、主井10KV变电所安装工程

方案开竣工工夫：2012.7.1—2012.7.31

11、主皮带安装工程

方案开竣工工夫：2013.2.1—2013.2.28

12、工作面综采设备安装工程

方案开竣工工夫：2013.10.1—2013.10.31

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

土段和基岩段均接受混凝土支护，装备一对9t箕斗，担负全矿井的煤炭提升

义务，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,

表土段接受钢筋混凝土支护，基岩段接受混凝土支护，装备一对It双层四车

宽窄罐笼，设梯子间，担负全矿井的提肝、下料及人员升降等协助提升义务,

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

土段接受钢筋混凝土支护，基岩段接受混凝土支护，设梯子间，担负全矿井

的回风井义务兼作安全出口。

回风暗斜井：在4号煤层新掘回风暗斜井至10号煤层，倾角25。，斜

长154m,净宽4.5m,净断面15.15n?,设行人台阶和扶手，担负主副立井井

底的回风义务兼作安全出口，并为今后担负矿井回风义务和安全出口留有充

分的余地。

巷道工程方面：

设一个主程度和一个协助程度开采全井田。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

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；在井田中心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,巷道爱护煤柱30m。4号煤层轨道大巷经过轨道暗斜井与井底车场相连,

井底清算撒煤巷经过10号煤层轨道大巷与井底车场相连。

矿井自然条件方面：井田内次要可采煤层为焦煤和瘦煤。井田水文地质类

型属中等一简单。估计开采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、编制根据

施工组织设计编制的次要根据是：

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

阐明书》

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、有关经济目的，劳动爱护，环境爱护相关文件。

八、编制准绳和指点思想

1、仔细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，科学合理支配工程进度，立足高标准，早试产，早

出煤，达到稳产高产。

2、科学合理支配各环节施工挨次，优化施工方法，细心组织三类工程

平行交叉作业和均衡施工，实行技术组织措施，保证关键线路工程连续快速

施工。

3、乐观合理地接受和推行国内内行之有效的先进技术和先进阅历，选

用成套的平巷、斜巷的施工设备，进步矿井建设机械化程度，改善劳动条件,

进步劳动消费率。

4、仔细贯彻“安全第一、预防为主、综合管理”的方针，制定实在可

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别扭进行，确保

设计的安全设备必需与主体工程同时投入运用。

把防水、防火、防瓦斯、防尘等自然灾难防治工作贯穿到各单位工程各

道工序、各项系统构成当中，做到防治结合，万无一失。

5、尽量利用永世设备技术改造，严厉把握大临工程，以延长建设工期，

节省投资。

6、坚持行之有效的承包运营制，招标招标制，项目目的管理制，建设

监理制等制度，并不断创新和深化。

九、需求阐明的成绩

1、本矿井的建设工期要求比较紧，在编制本设计时，是根据多队多头

平行作业考虑的，所以要求在选择施工队伍时，应选择素养好的施工队伍，

并加强施工现场运输管理。

2、该矿属技术改造矿井，井下原有消费系统可利用，因此在立井开工

的同时，井下工程可同时开工。需留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求。副井底排水设备应残缺，

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。全部利用

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，施工时必需坚持“猜测预告、有掘必探、先探后掘、先治后采”

的准绳，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，必需进行探放水。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

是旱季前后），准时填平压实，防止地表水渗入井下。

4、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构

成后方可施工回采巷道。

第一章矿井工程概况

第一节矿井自然条件

一、矿井交通地位

西合煤矿位于中阳县城东南10km处金罗镇东南，行政区划属中阳县金罗

镇管辖。其地理坐标为：

东经111°04'50〃〜110°07’07"

北纬37°26'10〃〜37°27'15〃

井田南距中阳县城10km,北距离石郊区12km,307国道和孝柳铁路由井

田东侧经过，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）一军（渡）高速大路相接，交通便利。详见交通地

位图1一1一1。

二、地形地貌

井田地处吕梁山区，为典型的黄土高原腐蚀地貌，地表切割猛烈，黄土梁

卵绵延坎坷，冲沟密集而狭窄，外形多呈“V”字形，冲沟与黄土梁、卵、垣

相间分布，常见悬崖、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。井田边疆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936.00mo最大绝对高差

206.18mo

^rRBiii

一-T«U

岂

孔家庄

'龙门电

\\派备yk

/

尊湍

中阳县磷X

启城v

谷罗海Q

枝柯镇f

刘尊坛依

刘家睛石用头

图1-1-1交通位置图

三、气候及地震

井田地处晋东南黄土高原，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，多呈干旱形态。冬春两季多东南

风少雪雨。而冬季雨量集中，有时消灭洪水患难。年均匀气温12.5C,1月份

最低，均匀为-6.9C,极端最低气温为-20.1C；7月份最高，均匀为24.6C,

极端最高气温达32.5C。普通降至0C工夫在10月中旬，回升至0℃的工夫

在翌年4月中旬。多年均匀降水量为464.2mm,历年最大降水量为577.7mm,

最小为374.4mm°雨量集中于6—9月份，占全年总降水量的60%。多年均匀

蒸发量为1711mm（4—8月蒸发量最大），蒸发量大于降水量风向多为东南风,

风速历年均匀2.5m/s,最大月（3—5月）均匀3.1m/s,最小月（8月）均匀2.2m/s。

初霜期在10月上旬，终霜期在翌年3月初。均匀无霜期175天。冰冻期均匀

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VI度,

设计地震惊峰值加速度为0.05g。据历史记载，本区及周围未发生过大地震。

只在1829年4月（清道光九年三月）离石发生过5.25级地震，震中地位为北纬

37°30',东经111°12'o

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,同意开采4、10

号煤层，矿井消费力量300kt/a。2008年2月18日吕梁市煤炭工业局以吕煤

行字（2008）67号文批复了《山西大土河永祥煤业有限公司调整消费系统初

步设计》，消费力量维持300kt/a不变。

接受立井开辟，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It双层四车宽窄罐笼和梯子间，担负全矿井提砰、下料、人员升降

等协助提升义务，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，担负全矿井提煤义务，兼作进风井；利用原副立井

作公用回风井，净径3.0m,装备梯子间，担负全矿井回风义务兼作安全出口。

现开采4号煤层，接受短壁炮采采煤方法，全部垮落法管理顶板。高瓦斯矿

井，中心并列式通风方式。

开采4号煤层，井底车场布置在10号煤层的+521m程度，4号煤层轨道

大巷经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（消费矿井）

始建于1989年，1994年投产，井田面积l.lOkn?,同意开采4号煤层，

矿井消费力量150kt/ao

接受立、斜井开辟，主立井，净径4.2m,担负全矿井提煤义务，兼作进

风井；回风立井，净径2.5m,担负全矿井回风义务兼作安全出口；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

作面接受单体液压支柱配”型梁支护，全部垮落法管理顶板。低瓦斯矿井，

中心并列式通风方式。

五、水源、电源及通讯状况

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，

水质优秀，开采奥陶系岩溶水可作为消费用水，以下水源能满足消费、生活

需求。

2、电源

西合煤矿双回路电源分别引自大土河llOkV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、通讯

对外通讯运用网通公司电话网络，对内通讯运用程控电话。

其次节井田地质特征

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12010）958号文批复。现将本区地质状况简介如下：

1.井田地层

井田位于河东煤田中段，离石矿区东部边缘，井田边疆表大部为黄土掩盖,

根据钻孔揭露状况，井田范围内堆积地层由下而上依次为：

（1）奥陶系中统峰峰组（。2力

埋藏于井田深部，地层厚度117〜142m,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3〜5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（Czb）

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

波动石灰岩及1-2层薄煤线。本组厚度24.05〜48.71m,均匀32.78m。

（3）石炭系上统太原组（C3t）

连续堆积于本溪组之上，为井田内次要含煤地层之一，地层厚度60.50〜

86.18m,均匀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号煤层为井田次要可采煤层。自下而上发育的L、L2、

L,3（Li、L?多合并为一层，有时Li、L2、L3合并为一'层）、L4、L§5层石灰岩,

层位基本波动，为良好的标志层。本组底部以一层灰白色中细粒石英砂岩（R）

与本溪组分界。

（4）二叠系下统山西组（Pis）

井田次要含煤地层之一，与下伏太原组呈连续堆积，地层厚度

64.30-83.45m,均匀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(冷)为一层

灰白色中细粒砂岩。

(5)二叠系下统下石盒子组(P1x)

连续堆积于山西组之上，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1〜2层煤线，顶部有一层浅灰、紫红斑正色铝质泥岩，

俗称：桃花泥岩，为良好协助标志层。底部以一层灰绿色中粗粒砂岩(七)

与山西组分界。本组厚度71.08-107.60m,均匀86.71m。

(6)二叠系上统上石盒子组(P2S)

连续堆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(P2S9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(心)与下石盒子组分界。

上段(P2s2)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(N2)

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。〜60.00m,均匀15.00m。

(8)第四系中、上更新统(Q2+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0〜112.00m,均匀71.00m。

(9)第四系全新统(Q4)

分布于井田东部，边界周围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。〜40.00m,均匀10.00m左右。

2.含煤地层

井田内次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大批不波动的薄煤层和煤线。现将井田次要含煤

地层叙说如下:

（1）太原组（C3D

为一套海陆交互相含煤地层，均匀厚度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Ki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、粉砂岩和一层波动的10号煤层，底部Ki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，发育有板状交叉层理。不波动，

厚度变化大，均匀厚度为6.39m。

本段泥质岩类成分次要为高岭石，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、障壁岛体系堆积，其间有过一次范围不广的泥沼

环境，堆积了一层不波动的薄煤层。

2）中段

由10号煤层顶至lx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（Li、L2、1<3、L4，井田内Li、L2大多合并为一层）和3

层薄煤层（7、8、9号）组成，本段所含10号煤层为井田次要可采煤层之一。

本段所含4层灰岩中，Li（Li>L2合并层）灰岩为泥晶泥质灰岩。含腕足

类、苔薛类、瓣鳏类等化石。L3灰岩为生物泥晶泥质灰岩，基质中含有大批

硅质，化石呈片状，种类有腕足、棘皮动物等。L4灰岩为泥晶生物含泥灰岩,

生物化石有苔碎、腕足类、棘皮动物等。

所含砂岩以中细粒为主，具交叉层理，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。

本段泥质岩成分次要为高岭石、石英和云母，含大批菱铁矿结核。

该段属湖坪体系堆积，三次海退海进分别构成了砂坪、泥坪、沼泽和泥岩

及碳酸盐岩台地堆积环境，堆积了普遍发育的L、(L,+L2),和L3、L4三层灰

岩，其中由于前二次海侵间隙较短，只局部消灭了其间海退期的泥坪堆积，

大部地区则前二次海侵叠加，及后续的两次海侵，分别构成历时较长的碳酸

盐台地环境，堆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(L5)和1层煤层(6号)组成。所含砂岩以中细粒为主，

发育大型交叉层理磨圆、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号煤层井田内不行采。

所含泥质岩成分以高岭石、石英云母为主。

本段亦属潮坪体系堆积，两次海退海进分别经受了由潮间坪-泥炭坪环境

的演化过程。由于泥炭坪环境绝对波动性差，致堆积煤层多不行采。

(2)山西组(Pis)

为一套陆相碎屑岩含煤地层，均匀厚度71.53m。岩性次要由深灰色泥岩、

砂质泥岩、粉砂岩间3〜4层中、细粒砂岩和6〜8层煤层组成。所含煤层中、

下部4号、5号煤层为可采煤层。其他煤层均不行采。

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，交叉层理发育，有时有冲刷下伏地层景象。

该组所含泥岩多具程度层理，局部富含植物茎叶化石。

本组属三角洲体系堆积，随着晚石炭世最终一次海侵的结束，早二叠世早

期，井田一带渐渐过渡为三角洲堆积环境，而三角洲沼泽化就成为山西组次

要煤层积累的良好基础，故而堆积了井田可采的4、5号煤层。

3.构造

井田位于河东煤田中段，区域构造地位处于吕梁山复背斜之次级构造中阳

一离石向斜中段，中阳一离石向斜轴由井田东部穿过，轴向N45°W,轴部

周围两翼地层陡峭，倾角为6°〜10°左右，东北翼靠近井田边界周围，地层

倾角增大为15°〜33°。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5〜10m的中小型正断层。现将井田内3

条正断层叙说如下：

B正断层：位于井田南部边界周围，为区域较大断层，井田边界周围基岩

露头处有出露，断层走向N20°W倾向NE,倾角70°,落差100m。该断层

未切入4号和5号煤层，仅在井田东北角的9号和10号煤层中消灭，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N20°-40°E,倾向SE,倾角58°,

落差5m,延伸长度1700m左右。

F-3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N45°E,倾向NE,倾角78°,落差10m,延伸长度690m

左右。

井田内未发觉陷落柱等其他构造景象，亦未发觉岩浆侵入景象。井田总体

构造属简约类型。

三、煤层及煤质

1.煤层

(1)含煤性

井田含煤地层为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组。

山西组均匀厚度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。煤层均匀总厚4.05m,含煤系数5.7%；可采煤层厚2.27m,

可采含煤系数3.2%。

太原组均匀厚度72.84m,含6、7、8、9、10、11号煤层，其中9、10号

煤层为波动可采煤层。煤层均匀总厚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2—1—1。

表2—1—1可采煤层特征表

含

厚度层间距波顶底板岩性

煤结构

煤层动可采

地最小一最（夹肝

最小一最大性

层编号大性顶板底板

均匀（m）数）

均匀（m）

泥岩

0.51—波泥岩

简约大部砂质泥

42.06动砂质泥

山(0-1)可采岩

1.39岩

西砂岩

组11.05—泥岩泥岩

波

大

。一1.4417.78简约部砂质泥砂质泥

动

可

5采

0.8814.69(0-1)岩岩

砂岩砂岩

炭

31.10—质泥

泥

岩

47.12岩泥岩

质

0.75—波赋存

砂

44.92简约泥砂质泥

动

91.50区岩

太

中

(0-1)砂岩

1.11可采细

原7.45-10.32

岩细砂岩

组8.68

泥岩

2.28—波赋存砂质泥

简单砂质泥

105.40动区岩

(1-3)岩

4.12可采粉砂岩

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，仅几条较大沟谷中旱季有短暂洪水经过，向

东北流入南川河后向北汇入三川河，三川河向东北排向黄河。

(二)井田次要含水层

(1)奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层

在井田内全部被掩盖，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

田次要含水层。据井田东侧原裕祥煤矿2006年在其东南部工业广场施工的

水源井材料，奥灰水位标高为805.17m,出水量为55m3/ho根据以下水源

井材料和区域奥灰等水位线推想井田内奥灰水位在805〜806m左右，水质

属HCO3-Ca-Mg型，矿化度0.2〜0.5g/L。井田中东部煤层底板标凹凸于

奥灰水位，属于带压开采，在开采时要留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

太原组含水层次要为三层石灰岩，从上到下为L5、L4、Li，总厚约18.15m

左右，灰岩裂隙较发育，岩芯较裂开。钻孔在灰岩地层中，大部分消灭漏

水状况，井田灰岩含水层顶板埋深在5〜457m左右。据井田东北5.5km处

12号水文孔和井田东南侧4km处20号水文孔抽水实验材料，单位涌水量

12号孔为q=0.0047L/s•m,20号孔为q=0.207L/s•m,浸透系数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-Ca-Mg•Na型，矿化度0.464g/L。该含水层属弱一中等富

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，均匀厚度

17.90m。含水层裂隙不发育，富水性弱。顶板埋深为0〜405m,据离石详

查勘探时钻孔抽水材料，单位涌水量12号孔为q=0.0008L/s・m,20号孔为

q=0.0022L/s•m,浸透系数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-Ca・Mg・M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。

全新统次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HCO3・SO4-Ca-Mg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/do水质属HCCh-Na型。

(三)井田次要隔水层

(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，连续波动，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

本溪组均匀厚32.78m,岩性次要为泥岩、铝土岩、粉砂岩和砂岩，该

组有时夹薄层石灰岩或薄煤层，其中泥质岩隔水功能好，在区域内波动，

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、砂岩裂隙含水层在暴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方式排泄，下部含

水层中水则顺岩层倾向运移，流出井田外，矿坑排水是其次要排泄途径。

(五)井田充水要素分析

(1)大气降水和地表水体

本区年降水量为374.4mm〜577.7mm,属半干旱地区，井田内无常年性

地表河流，仅旱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

大批的入渗，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，大气降水和地表水该当是

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号煤层状况，井下次要为采空区和井筒渗水，顶板淋水井下

涌水很小，顶板裂隙水对矿井消费影响不大。

(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。东部绝对

低处的煤层开采存在充水影响。据整合前各煤矿开采状况，原永祥煤业公

司矿井涌水量为480〜720m3/d,井下涌水次要为采空区渗水，水量5〜

10m3/d不等，对矿井消费带来肯定影响。

据本次调查并接受阅历公式W=K-M・F(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,积水状况详见表2—1一3。

表2—1—3采空区积水量猜测表

积水

编煤层积水区面煤层厚M煤层倾猜测积水量

积水区地位系数

号编号积(n^)(m)角(°)(nr5)

K

1原永祥煤业公司4194050.151.5084409

2原永祥煤业公司4182700.151.5084151

3原永祥煤业公司499900.151.5082270

4原万峰金泰煤业公司4180630.151.50284603

5原万峰金泰煤业公司4189750.151.50284836

6原万峰金泰煤业公司4259600.151.50316814

7合计27083

关于周边煤矿，本井田边界临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1000~1500m,其开采状况对本矿消费

无影响。

(4)开采煤层构成的导水裂痕带

井田次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，在采空区低洼处有肯定积水。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准时探放，会全部贯入下部5号煤层采

空区，构成灾难。

经计算，开采9号煤层顶板冒落带高度为3.56〜7.96m,导水裂隙带最

大高度为30.60〜34.49m,5、9号煤层间距为31.10〜47.12m,均匀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,

确保安全消费。

经计算，开采10号煤层及顶板冒落高度为9.97〜14.37m,导水裂隙带

最大高度为49.72〜56.48m,9、10号煤层间距为7.45~10.32m,均匀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，防备上

部9号煤层采空区积水突入巷道形成水害事故。

(5)奥灰水对煤层开采的影响

井田奥灰水位标高805〜806m,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/M

P=(Ho-Hi+M)X0.0098

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；

Hi-----煤层底板最低标高，m；

Ho——奥灰岩溶水水位标高，mo

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(Hi)分另I」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、116.16m、68.23m和

53.78m；该地段奥灰岩溶水水位标高(HO)805mo

求得4、5、9、10号煤层突水系数分别为0.030MPa/m、0.032MPa/m>

0.055MPa/m、0.070MPa/mo

其中4、5、9号煤层小于具有构造毁坏的地区安全突水系数0.06MPa/m,

10号煤层小于正常块段安全突水系数0.10MPa/m,但大于构造毁坏地区安

全突水系数0.06MPa/mo故推想奥陶系灰岩岩溶水对井田内开采4、5、9

号煤层突水的可能性小。开采10号煤层在构造毁坏地段突水可能增大，在

正常地段突水可能性小。经计算10号煤层底板标高530m处奥灰突水系数

为0.06MPa/m,即底板标高530m以上地段为绝对安全区。

（六）矿井水文地质类型

井田内4、5号煤层充水含水层为山西组砂岩裂隙含水层，9、10号煤

层充水含水层为太原组灰岩岩溶裂隙含水层，富水性弱，补给条件差。

另外根据矿方供应的材料，整合前开采4号煤层的矿井涌水量，原大土

河永祥煤业公司为480~720m3/d。原万峰金泰煤业公司为150~320m3/d。

煤矿井下次要为采空区渗水和井筒渗水及顶板裂隙水，对煤层开采有肯定影

响，而奥灰水对上部4、5、9号煤层开采影响不大，但对下部10号煤层开

采有肯定影响。另外井田内采空区分布多处积水，对煤层开采存在潜在危殆。

综合分析，该矿矿井水文地质类型为中等一简单类型，即10号煤层底板标

高530m以下地段存在奥灰突水危殆性，该地段矿井水文地质类型为简单类

型，其他地段和其他煤层矿井水文地质类型均为中等类型。

（七）矿井涌水量

根据后面的分析，本矿井涌水量受采空区积水、产量等要素的影响，利

用兼并重组前矿井和临近矿井实践涌水量材料，接受富水系数法对本矿井

今后开采4、5、9、10号煤层矿井涌水量进行猜测。

1）预算公式

Q=KpP

式中：・

Q——预算矿井涌水量（nr'/d）；

Kp---含水系数（m3/t・d）；

P——矿井设计日产量（t/d）；

2）开采4、5号煤层

井田内原大土河永祥煤业公司开采4号煤层，矿井消费力量300kt/a,

井下正常涌水量为480m3/d,旱季最大涌水量为720m3/d,代入上述矿井涌

水量预算公式求得，重组整合后矿井消费力量达到900kt/a时，估计井下正

常涌水量为1440m3/d(60m3/h),旱季最大涌水量为2160m3/d(90m3/h)。

井田5号煤层与4号煤层水文地质条件相像，开采5号煤层矿井涌水量

应与开采4号煤层近似。

考虑黄泥灌浆析出水量和采空区积水量，本次设计4、5号煤层正常涌

水量70m3/h,最大涌水量100m3/h。

3)开采9、10号煤层

井田东侧与原裕祥煤矿东侧相邻，开采10号煤层，矿井消费力量

210kt/a,正常涌水量为389m3/d,最大涌水量为421m3/d。重组整合后矿井

消费力量达到900kt/a时，估计井下正常涌水量1667m3/d(69.5m3/h),最大

33

涌水量1804m/d(75m/h)o

井田9号煤层与10号煤层水文地质条件相像，开采9号煤层矿井涌水

量应与开采10号煤层近似。

考虑黄泥灌浆析出水量、采空区积水量及部分巷道在10号煤层的涌水

量，本次设计矿井正常涌水量100m3/h,最大涌水量120m3/h。

五、矿井瓦斯等级、煤尘爆炸指数、煤层自燃发火期、煤与瓦斯突出

危殆性、冲击地压、地温状况

1、瓦斯

根据山西省煤炭工业厅晋煤瓦发(2010)1104号文“关于山西吕梁中

阳西合煤业有限公司矿井瓦斯涌出量猜测的批复”，猜测西合煤矿在开采4、

5号煤层时，矿井最大绝对瓦斯涌出量为26.57m3/t,最大确定瓦斯涌出量

为50.32m3/min,猜测结论为高瓦斯矿井。

2、煤尘

2010年1月12日山西吕梁中阳西合煤业有限公司实行4号煤层样，本

次补充钻孔施工中于401、402、404号钻孔中分别实行4、5、9、10号煤

层煤芯样由山西省煤炭工业局综合综合测试中心进行了煤尘爆炸性实验实

验，根据实验结果，井田4、5、9、10号煤层均具有煤尘爆炸性。

3、煤层自燃性

在401、402、404号钻孔分别实行4、5、9、10号煤层煤芯样由山西省

煤炭工业局综合测试中心进行了煤的自燃倾向性实验，根据实验结果，井

田4、5、9、10号煤层均属自燃煤层。施工中对该矿煤层按自燃管理。

4、地温

本区地温梯度普通均小于3℃/100m,属于地温正常区。恒温带深度在

55m,温度为14℃左右。井田内未发觉地温地压特别，属于地温地压正常

区。不存在热害成绩。

5、该井田无煤与瓦斯突出危殆性，无冲击地压。

第三节矿井设计概况

第一节井田境界及资源/储量

一、井田境界

根据山西省国土资源厅2009年11月颁发的《采矿答应证》（证号：

C1400002009111220044248），山西吕梁中阳西合煤业有限公司井田范围由6

个拐点坐标连线圈定，井田东西长约3.37km,南北宽约2.00km,井田面积

为4.2979km2,同意开采4—10号煤层，消费规模900kt/a。详见井田范围拐

点坐标表3—1—1o

表3—1―1井田范围拐点坐标表

点

拐

拐点1980西安坐标系1954北京坐标系

号