多伦煤矿施工组织设计方案

多伦煤矿井及选煤厂施工组织设计第七章工程排队多伦煤矿施工组织设计PAGE1前言多伦煤矿位于内蒙古中部锡林郭勒盟多伦县，行政隶属多伦县大仓镇上都河乡管辖，南距多伦县4km。批准的井田范围南北长6km，东西宽约1.38km，面积约为7.7625km2。开采深度+1180m～+935m标高。矿区共有煤层21层，煤层总厚97.19m，其编号煤层共有12层，可采煤层9层。根据矿区煤层发育程度及分布范围，7号煤层是本区主采煤层，全区可采。其余各层皆为不可采或局部可采煤层。7号煤层埋深88.35m～347.15m，标高1160m～940m，煤层厚度为1.01m～55.07m，平均厚度为15.80m，倾角为0~27°，平均12°。为全区可采的较稳定煤层。煤中有害成分低，发热量较高，是良好的民用及动力用煤。用于火力发电，各种工业锅炉使用，也可在建材工业，化学工业中做焙烧材料。一、多伦煤矿开发的外部优势条件1、地理位置优势多伦煤矿位于内蒙中部，多伦县至白城Ⅱ级公路由井田西侧约5km外，由南向北穿越。多伦县至乡镇间公路部分路段穿越井田中部，只需修建1.45km的进场公路即可衔接。对外交通十分方便。2、供电电源的可靠性本矿井所在地属蒙西电网，供电电源由多伦电力公司提供，依照多伦电力公司提供的供电方案确定本矿井的电源电压等级为35kV，矿井35kV变电站的双回路电源由多伦110kV变电站供给，正常时由多伦110kV变电站本站变压器供电，故障时由大北沟来线35kV线路经多伦110kV变电站供电。供电电源可靠。3、供水水源的可靠性工业场地生活及锅炉用水供水系统在工业场地附近打2眼70米深井，经化验水质符合饮用水标准；工业场地生产、除尘洒水、洗车、其它（绿化和浇洒道路）用水以及消防用水供水系统，均采用经沉淀+过滤+消毒处理后的井下水，地面消防采用临时高压制；井下消防、洒水除尘系统水源取自井下排水。处理后的井下水输入在地面设的井下消防、洒水贮水池，给水管经副井敷设至井下消防、洒水各用水点。4、管理能力分析多伦煤矿在认真总结以前矿山建设和管理的经验基础上，积极地进行机制创新，采取先进的管理模式，真正实现矿井投入少、工期短、效率高的目的。二、技术创新和人力开发多伦煤矿建立以技术中心为主导，广大技术人员为依托的科技创新体系，完善激励机制，开展技术开发、技术引进、技术创新，提高煤炭生产的科技贡献率。根据人才资源现状和发展战略要求，人力资源战略总体目标是总量收缩，结构优化，素质提高，形成精干的管理机构和研发机构，不断提高管理者的素质和水平。三、多伦煤矿施工组织设计的编制依据1、《内蒙古多伦县西大仓煤矿区建井勘探报告》、《内蒙古多伦县西大仓煤矿区北段详细勘探报告》、《内蒙古自治区多伦县西大仓煤矿中段详细地质报告》、《内蒙古自治区多伦县西大仓井田煤炭补充勘探报告》及井筒检查孔资料。２、批准的《内蒙古自治区锡林郭勒盟多伦煤矿改扩建初步设计说明书》、概算书、主要机电设备及器材目录、动筛车间初步设计说明书。3、国家有关部委现行的有关经济、技术、安全生产等方面的方针、政策及规章制度。4、多伦煤矿与有关单位签订的合同及协议。5、现场调研可利用的水、电、路等现场条件。四、多伦煤矿施工组织设计编制原则１、认真安排好开工前的施工准备工作，切实搞好“四通一平”，“两堂一舍”和凿井措施工程，为开工后快速凿井创造条件。２、针对该地区冬季长、气温低的特点，主要建筑工程要避开冬季施工。３、充分利用永久工程，减少凿措工程和临时设施，以节省基本建设投资。４、充分利用先进的凿井工艺和经验，提高施工机械化水平。５、井巷工程速度指标，采用全国平均先进水平，并留适当的收尾及试运转时间，保证投产后能够正常生产。６、本施工组织设计包括矿井及选煤厂两部分，由于选煤厂是矿井的一个生产车间，除生产工艺系统外，生活、行政福利设施等均与矿井一并考虑。五、多伦煤矿施工组织设计编制特色与主要指标1、采用MicrosoftProject软件编制网络图，AutoCAD绘制矿图，编制方法先进，具有较高的科技水平；2、针对初步设计以及现场施工的实际情况，对主链锁工程和主要系统的交替施工进行具体详细的优化设计，可操作性强；3、施工组织设计和后期的动态管理紧密结合，实现实时的跟踪管理，可开发性强。4、根据区域煤炭工业发展需要，120万吨/年矿井，建井总工期24个月，其中未计算准备工期（2005.12～2006.4），各类井巷工程施工速度采用了统计数据中的平均略先进的指标，具有可靠性、可控性、可瞻性。5、矿井建设的里程碑开工时间：2006年4月15日井筒最先到底时间：2006年10月24日（风井）三井贯通时间：2007年1月6日（风~主~副）副井永久装备完成日：2007年6月25日形成通风系统时间：2007年2月9日（永久）形成临时排水系统时间：2007年2月9日形成永久排水系统时间：2007年10月26日形成临时供电系统时间：2007年2月9日（井下）形成永久供电系统时间：2007年9月14日矿井联合调试时间：2007年12月13~2008年3月12日投产日：2008年3月13日第一章矿井设计概况第一节矿井概况一、矿井交通位置多伦煤矿位于内蒙古中部锡林郭勒盟多伦县，行政隶属多伦县大仓镇上都河乡管辖，南距多伦县4km。绝对标高一般为1260m~1280m。井田地理坐标为：批准的井田范围由下列15个拐点圈定，南北长6km，东西宽约1.38km，面积约为7.7625km2。开采深度+1180m～+935m标高。表1-1井田境界拐点坐标一览表点号坐标点号坐标XYXY14679960.0039457900.0024678940.0039457650.0034677840.0039457110.0044677230.0039456510.0054675920.0039456150.0064675900.0039455860.0074674300.0039455400.0084674300.0039454950.0094675030.0039454530.00104675900.0039455430.00114676625.0039455365.00124677690.0039455460.00134677780.0039455230.00144679180.0039455780.00154680580.0039456680.00多伦县至白城Ⅱ级公路由井田西侧约5km外，由南向北穿越。多伦县至乡镇间公路部分路段穿越井田中部，只需修建1.45km的进场公路即可衔接。多伦县城至河北省围场县138km，至正蓝旗45km，为二级柏油路面。距207国道哈毕日嘎75km。由多伦经太仆寺旗（145km）至张家口290km；距锡林浩特290km。矿区距集（宁）——通（辽）线桑根达来站145km

。在建的桑（根达来）——蓝（旗）专用线蓝旗站距矿区45km。对外交通十分方便。交通位置图见图1-1。图1-1多伦矿区交通位置图二、矿井的资源条件井田内共有煤层21层，煤层总厚97.19m，编号煤层共有12层，本井田有9个可采和局部可采煤层，编号自下而上为1~9，其中为保证开采的安全性，将8、9煤层作为难利用储量，不予开采。主采煤层为7号层，煤层赋存稳定，倾角为0~18°，构造简单，全矿井设计可采储量为64.46Mt。三、矿井设计生产能力及服务年限本矿井设计年工作日为300天，“三八”工作制，边采边准。每天净提升时间为14小时。本矿井工业储量合计为129.62Mt，设计可采储量为64.46Mt，矿井设计生产能力为1.2Mt/a。则矿井服务年限为：式中：T—矿井服务年限，a；Z—矿井可采储量，Mt；A—矿井设计生产能力，Mt；K—储量备用系数，根据规范和本矿井具体条件取1.3。其中主采的7号层服务年限约为29a。四、矿井设计总工程量、总概算及建井工期（一）根据本矿井初步设计，经核对后，三类工程总工程量如下：1、井巷工程量：见表1-2。万吨掘进率为66.63m。表1-2井巷工程量表m/m3顺序名称长度（m）掘进体积（m3）1井筒1032271202井底车场及硐室872116453主要运输巷道及总回风巷24928514采区4934609925排水系统58969266通风系统808647压风系统101348供电系统10512069施工巷道2002684合计79961144232、土建工程量（1）工业建（构）筑物总体积：91500m3（2）工业建（构）筑物总面积：17430m2其中工业建筑面积7045m2，行政福利建筑总面积10385m2。3、机电设备安装工程。安装设备165台（套）。（二）矿井及动筛跳汰车间总投资为36040.65万元，原煤成本77.00元/t，在籍员工总人数548人。（三）初步设计估算建井总工期为21个月，其中准备工期3个月，建设工期18个月。第二节矿井开拓方式本矿井采用立井、单水平、集中大巷开拓方式。工业场地内设主井、副井、回风井三个立井井筒。井筒特征表见1-3。表1-3井筒特征表井筒名称井口座标井口标高(m)方位角(°)倾角(°)直径(m)断面垂深(m)支护厚度(mm)井筒装备X（m）Y(m)掘(m2)净(m2)主井4678613394557321270360905.028.2619.633354008t箕斗梯子间副井4678568394557771269.5360905.533.1723.753624001t矿车宽罐笼平衡锤梯子间风井4678643394557621270903.614．1910.17335300主井担负全矿井煤炭提升任务，设玻璃钢梯子间作为矿井安全出口之一。井筒净直径5.0m，装备一对8t插板闸门箕斗，罐道采用整体冷弯型钢。副井担负全矿井人员、材料、矸石及设备的提升任务，作为矿井进风井，并设玻璃钢梯子间作为矿井安全出口。井筒净直径5.5m，装备一对1.0t矿车单层双车多绳提升罐笼（一宽罐一平衡锤），罐道采用整体冷弯型钢。井筒内设置排水管两趟（其中一趟备用）、洒水管一趟、动力、通讯、信号和安监电缆等。风井担负矿井回风。根据矿井瓦斯含量低，按总风量70m3/s考虑，井筒净直径为3.6m。井筒内无装备。井田划分为一个水平进行开采，开拓水平确定在＋935m水平标高。主要服务于7号煤层开采，以后石门穿下部各煤层，采用分层（组）上下山开采6、5、4、3、2、1煤层。根据井田范围及开拓布置形式，矿井共划分三个采区，投产采区为一采区。井底车场位于7号煤层底板岩层，岩性为凝灰岩、含砾泥岩、含砾砂泥岩互层段，岩石中硬。巷道支护以锚喷为主。矿井初期仅投产一采区，只设置采区轨道上山、采区胶带上山和采区回风上山。均布置在7号煤层中，锚喷支护。轨道大巷、胶带大巷布置在7号煤层中，锚喷支护。因为是服务于首采区以后的采区，所以建井期间无需考虑。表1-4大巷和采区上山特征表名称净断面（m2）布置位置支护方式采区胶带上山9.417-2煤层底部锚喷支护采区轨道上山10.617-1煤层底部锚喷支护采区回风上山10.617-2煤层顶部锚喷支护轨道大巷10.617-1煤层底部锚喷支护胶带大巷12.457-2煤层底部锚喷支护第三节矿井主要生产工艺和设备选型一、提升主井装备一对单绳异侧装卸载8t提煤箕斗，选用2JK-3.5/11.5E型单绳缠绕式提升机，双钩提升，电动机型号Z560-4A-03，777kW，550V，436r/min。副井装备一个单层双车多绳提升罐笼（一宽罐一平衡锤），规格4.75×1.86×4.5m，选用JKMD-3.25×4E型多绳落地摩擦式提升机，电动机型号Z560-4A-03，777kW，550V，436r/min，矿车采用1.0t矿车。二、运输矿井初期只采一采区，采区胶带上山选择DTⅡ型1.0m宽强力胶带输送机，运输能力1200t/h，带速2.5m/s，配电动机功率2×132kW。轨道上山辅助运输选用无极绳连续牵引车SQ-1200/110一台，功率110kW。调度机车为CCG6.0/600-14FBZ型柴油机车。在轨道运输大巷、采区上山和工作面回风顺槽，分别采用SQ-1200/110和SQ-1200/75SB型无极绳连续牵引车牵引矿车，实施大巷和采区、工作面辅助运输。矿井生产初期即首采区共计选用SQ-1200/110型无极绳连续牵引车1套和Q-1200/75SB型无极绳连续牵引车1套，分别布置在轨道上山和工作面回风顺槽。三、采煤与掘进全矿井移交生产时共配备一个综放工作面和二个综掘工作面，采掘比为1:2，矸石率接近于零。综放工作面选择MG250/575-W型采煤机一台，采高范围1.8～3.5m，截深800mm，滚筒直径1.8m，无链牵引，牵引力450kN，电机功率2×250+75kW；支架选择ZF5200/16/32型四柱支撑掩护式四连杆大插板低位放顶煤液压支架。综掘面中一个综掘面主要配备EBJ-120TP煤巷掘进机，MYT-120P型锚杆机，DSJ80/40/90型胶带输送机。另一个综掘面具有兼顾房柱式采煤功能，配备EBH/J-132煤巷采掘一体化机，同样配备MYT-120P型锚杆机，DSJ80/40/90型胶带输送机。本设计选择在煤岩柱厚度大的区域采用长壁分层放顶煤开采；在煤岩柱厚度较大的区域采用长壁分层综采开采不同分层数、限制采高的方法；在煤岩柱厚度小的区域，选择房柱式开采方法。尽量减小裂隙带高度。对于主力煤层7号层分为7-2和7-1上下2层。自然冒落法管理顶板，工作面后退式开采。采高平均为2.6m，采放比为1：3。四、采区煤炭运输流程首采区为：采煤工作面→运输巷胶带输送机→采区上山胶带输送机→井底煤仓。其它采区则从：采区上山胶带输送机→胶带输送机大巷→井底煤仓。煤仓接箕斗装载硐室，经主井箕斗提升至地面。掘进煤由采区处理后直接进入主煤流。五、矿井通风系统本矿井采用中央并列抽出式通风系统。副井入风，胶带大巷或采区轨道上山和胶带上山进风，轨道大巷作为进风，采区设专门回风上山回风，采煤工作面为运输顺槽进风，回风顺槽回风，回风立井回风。风机型号为BDK618-No24型对旋式轴流风机，风量77.4m3/s。六、压风系统本矿井设计为井下移动式压风机站，选用SM-475A型矿用移动螺杆空压机2台，1用1备，配套防爆电机75kW，1480r/min，660V。布置在轨道上山入口处。主排水设备选用MD450-60×7G型矿用耐磨泵3台，正常涌水量时，1台工作，1台备用，1台检修，最大涌水量时2台工作，1台检修。矿井水由井底水泵硐室经管子道、沿副井井筒排至矿井水池，经处理后部分用作洗煤及消防用水，其余排放。八、地面生产系统本矿井初步设计能力为1.2Mt/a，矿井在工业场地内布置三个立井分别承担提煤、辅助提升和通风任务。工业场地内配套设置1.2Mt/a能力的选煤厂对原煤进行加工，成品煤装车汽运。在工业场地设置矿井机修间，综采设备周转库，综采设备综合调试试验场地，坑木加工厂等辅助生产设施。在工业场地东部设置临时矸石山堆放选煤厂排放的矸石和井下矸石。九、地面运输结合当地外部条件及现状，本矿井煤炭外运采用公路运输，运输距离约45km。多伦县～乡镇间公路，部分路段穿越井田中部，初期节省投资，进场公路与该公路直接衔接，修建长度0.85km。随着矿井的开发延伸，为确保车辆行驶安全，井田内部分路段需进行改移，由进场路向西转向北沿井田边界西侧与既有公路衔接。十、供电根据矿区输电线路初设，矿井地面设立35kV变电站，35kV变电站两路35kV电源引自多伦110kV变电站，一备一用。供电线路单回长度为5km。矿井35kV变电站位于矿井工业场地的西南角，地面35kV变电站由35kV配电室、主变压器、6kV配电室、主控制室、电容器室以及消弧线圈室等组成。采用两台SZ9-8000/3535±3×2.5%/6.3kV，8000kVA有载调压变压器。正常时一台变压器运行另一台冷备用。地面配电系统:地面用电负荷高压为6kV，低压0.38/0.22kV井下供电电缆由副井下井，井下配备电压高压为6kV，低压为1140V及660V，手持电器设备、固定照明为127V。十一、通讯矿井通信系统采用行政与调度通信系统合一的方式，本设计安装一套KTJ4H矿用数字程控调度交换机，系统安装容量为220门,其中行政用140门，负责地面行政管理通讯；生产调度通信指挥系统占用80门，形成独立的矿井生产指挥系统。可以满足地面通信及生产调度指挥的需求。系统由主机一台,计费电脑一台,打印机一台,行政通讯话务台一个，128键数字调度台一个组成，外围设备配有行政电话配线架、调度电话配线架、安全耦合器、后备电池等。十二、安全监测本矿井选用一套KJ95，其网络拓扑结构形式为“总线+分站”，系统由监控主站、监控分站、传感器组成。对井下瓦斯、一氧化碳、温度、风速、风门状态等环境参数以及机电设备等工况参数进行在线监测，并通过地面中心站的计算机进行数据分析、处理及显示，在环境参数超限时进行报警及断电，在主要工作岗位设置摄像监视系统。十三、给排水工业场地的饮用水取自第四系和新第三系。作为水源的深水井设在工业场地的西北部，距工业场地300m处。管井共计2眼，一用一备，单井出水量20m3/h,其他生活用水及生产用水取自处理后的井下水。经计算，矿井生产及生活总用水量1070.12m3/d,最高时用水量为126.74m3/h。其中：工业场地生产及生活用水量390.12m3/d,最高时用水量为65.24m3/h；井下除尘洒水日用水量为680m3/d，高峰时用水量为61.50m3/h。工业场地生活及锅炉用水来自于水源地的地下水，经消毒后进高位水箱，再经管路供水。矿井净水站主要处理设施为水力澄清池2座和重力式滤池1座，采用钢砼结构，净水车间设有净水设备间、供水设备间、加药间、化验室、值班室和办公室等。工业场地的生产废水与生活污水经沉砂沉淀池初步沉淀后，经调节池、一体化净水器设备处理后排入附近河沟。矿井涌水在井下汇流过程中初步沉淀，再被排至地面矿井水调节池内沉淀，达到二级污水排放标准后，排入附近的河沟。十四、采暖及供热对矿井工业场地内有人活动的地面建（构）筑物设置全部或局部的采暖系统。采暖系统热媒采用工业场地内凡车间工艺设备要求或经常有人停留室内须保持一定温度的工业建筑及行政、公共建筑均设集中采暖，其热媒除工业建筑、浴室、更衣室为0.05～0.2Mpa饱和蒸汽外其它行政、公共建筑为95/70℃低温热水，热源来自工业场地锅炉房，低温热水通过汽-水换热器制备。冬季为了防止井筒及提升设备结冰，保证矿井安全生产，对矿井副井的进风采取加热措施，设空气加热室，加热方式采用有风机冷、热风在井口房混合方式锅炉房选用2台SZL6-1.25型蒸汽锅炉和1台SZL4-1.25型蒸汽锅炉。采暖期3台锅炉同时运行，非采暖期运行1台SZL4-1.25型蒸汽锅炉。第四节“三废”处理及环保措施矿井建设期内矸石可用于回填广场，临时矸石山服务年限按1a考虑，占地为1.2ha。矸石治理措施是可充填沟谷，集中排放到位于场区东南侧排矸场，由轻轨运输，与工业场地之间设置绿化防护林带。还可用来充填塌陷区，复土造田，也可用以发电及制作空心砖。根据环保要求，三台锅炉配套一台XDL-4型、两台XDL-6型高效多管旋风除尘器和一台GZT-C型高效脱硫除尘器。除尘效率达到93%以上，脱硫效率达到50%以上，烟气经处理后，烟尘浓度、SO2浓度分别为112mg/m3和789mg/m3；满足《锅炉大气污染排放标准》（GB13271-2001）中Ⅱ时段二类区标准，除尘器净化后的烟气经45m高烟囱向高空排放。井下排水一部分经混凝、沉淀+过滤+消毒处理达标后复用，用于井下除尘洒水及井下消防，地面除尘洒水、洗车、绿化等及地面消防；另一部分经混凝、沉淀处理后达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）表4中的一级标准排入附近水沟。工业场地污、废水主要来自民用建筑，属于典型的生活污水。对其处理后直接排放。第五节矿井移交生产标准1、设计确定矿井投产时为一个采区，一个工作面，即走向长壁综采放顶煤工作面。移交工作面总长度为120m。2、矿井移交时，应建成矿井的所有地面设施，选煤车间，形成矿井的地面生产系统。3、本矿井按一次设计一次建成投产的建设方式。矿井移交投产后达到设计产量120万t/a。4、矿井移交时完成井巷工程量7996m，工业建筑总体积91500m3，行政福利建筑10385m2，机电设备安装165台等。第二章矿井地质和水文地质第一节矿井地质一、地层井田内地层由老至新有：中生界上侏罗统多伦组（J3d1）、下白垩统巴彦花组（K1bn）、新生界第三系上新统（N2）和第四系（Q）。地层特征按照井筒施工所见顺序叙述如下：（一）第四系（Q）1、全新统（Q4）：广布全区，主要为腐植土，残坡积碎石及风成砂等，厚度0.5～20m。2、中下更新统（Q1－2al+pl）：区内仅冲沟中有出露，最大厚度90m，为黄色、冲、洪积粉细砂及粘质砂土。（二）第三系上新统（N2）仅见于钻孔中，岩性为灰色、褐红色、砖红色砂质粘土、粘土及粘土砾石层。粘土中夹灰黑色气孔状、杏仁状及致密状玄武岩1～3层，厚度0.19～55.31m，本统最大厚度155m。5～6勘探线底部见砾石层。（三）下白垩统巴彦花组（K1bn）1、上砂砾岩段：此段因被剥蚀，厚度不大，控制厚度为20m(ZK241)，上部为粉砂岩，下部为灰色砾岩及含砾砂岩。2、上含煤岩段：岩性以灰色深灰色粉砂岩、细砂岩为主、上部夹页岩、炭质页岩及薄层含菱铁矿粉砂岩，中部夹薄层粗砂岩。此段煤矿区南北两端，向斜两翼受剥蚀，向斜轴部增厚，厚216m。含煤10层，其中编号的为6层，由下而上为7～12号，可采层为7、8、9号煤层。7号煤层较稳定，厚度大，结构较复杂，是本区主要可采煤层。此段显示沼泽和泥炭沼泽相沉积特点，与下伏岩段整合接触。3、中砂、砾岩段：此段岩性变化较大，厚度10～80m。ZK302、ZK305、ZK233、ZK313、ZK316、ZK226孔一线以东，上部为灰色粉砂岩、细砂岩、局部夹炭质页岩、页岩及薄层粗砂岩；下部以灰色粗砂岩、含砾砂岩、砾岩为主。沿走向，向斜两端变细，含局部可采的5、6号煤层及未编号的不可采煤3层。以西为灰～灰白色沸石化凝灰质角砾岩、玄武岩、玄武质角砾岩。从所见岩性分析，4号煤层沉积后，由于构造运行影响，本区局部地段曾有短暂上升，并伴有火山活动，致使盆地西缘隆起地段形成以火山碎屑为主的山麓堆积，故矿区西北部局部地段未沉积5、6号煤层。4、下含煤岩段：全区发育，厚度37～74m，岩性以粉砂岩、页岩为主，夹薄层细砂岩及粗砂岩，局部夹炭质页岩及含菱铁矿粉砂岩，含煤6层，主要可采煤层4层，由下到上编号为l～4号，分布范围广，厚度、间距变化不大，连续沉积于粗砂岩段之上，岩性特征显示沼泽相及泥炭沼泽相沉积特点。5、粗砂岩段：以灰色～深灰色粗砂岩为主，局部为含砾砂岩，夹薄层细砂岩，沿走向由南向北变薄，2线以北一般厚度3～5m，以南一般厚度12～7m，最大厚度30m(ZK240)与下伏岩段整合接触，为河床相沉积。6、砂页岩段：主要为灰色粉砂岩、页岩夹薄层细砂岩、炭质页岩及1～2层不可采煤层。向斜中部厚168m，两翼变薄，与下伏砂砾岩段为连续沉积，据岩性特征为湖泊相沉积。7、下砂砾岩段：以灰色砾岩、含砾砂岩为主，粗砂岩次之。砾石成分以凝灰岩、玄武岩为主，泥质胶结、砾石微显定向排列，砾径一般为2～4mm，含量约75%，厚度一般5～12m，最薄2m。向斜西翼ZK240孔最厚达57m，砾径一般2～4cm，最大10cm。8、砂岩段：以灰色～深灰色粉砂岩、细砂岩为主，下部夹薄层粗砂岩、页岩及炭质页岩。向斜中部增厚，控制最大厚度147m（ZK242），中～厚层状，具缓波状层理，为河漫相沉积。9、含砾砂岩段：主要为灰～灰绿色含砾粗砂岩，砾石成分为凝灰岩、流纹岩及玄武岩。泥质充填式胶结，较疏松；此层仅有ZK97及ZK230孔控制，厚27m。ZK230孔此段夹两层不可采煤层，与下伏岩段连续沉积，为河床相沉积。10、页岩段：以灰色～灰绿色厚层状页岩为主。粉砂岩、细砂岩及薄层中砂岩次之，底部为粉砂岩、细砂岩夹薄层粗砂岩。由南向北页岩相变为粉砂岩，厚度大于200m。岩性特征显示沼泽相沉积特点。整体特征和数据见初步设计附图的地质综合柱状图。二、构造本区大地构造处于内蒙华力西晚期褶皱带南缘，煤井田受燕山晚期升降运动的影响，白垩系下统巴彦花组地层发生褶皱形成了不规则的向斜构造。构造复杂程度中等。本区断裂构造多为高角度正断层，井田内断层不甚发育，共有断层5条。盆地向斜呈半球状，向斜轴呈弧形走向，南部呈北北东向走向，北部呈北北西向走向，南北走向长6.3km，东西宽0.4km～0.9km，西翼陡东翼缓，西翼13线倾角达40°，一般13°～27°，东翼倾角5°～16°。三、煤层本井田含煤地层为白垩系下统巴彦花组含煤岩段，地表无煤层露头。依据钻孔的钻探和测井资料反映共有煤层21层，煤层总厚97.19m，其编号煤层共有12层，自下而上编号为1～12号，本井田共有9个可采和局部可采煤层，其中自下而上为1、2、3、4、5、6、7、8、9号层，其中7号煤层为主采煤层。煤层平均总厚度为30.48m，倾角一般为0~27°，只F4断层附近煤层倾角达55°左右。井田内主要煤层发育较稳定，结构简单~复杂，一般含3~6层夹矸，局部最多达19层。矿井煤炭资源/储量核实为+935m以上煤炭总资源储量为14318万t，消耗292万t，保有储量14026万t。见表2-1。表2-1多伦矿保有资源/储量汇总表单位：万t煤层编号赋存标高（m）查明矿产资源储量保有资源/储量111b122b3323332S22消耗小计111b＋122b＋332＋333＋2S2291160～9972171285239734581170～969137425157/71971971160～935207928794430251049517941361150～9352419033133151180～9351941236721361361261112541160～93525453512591491431170～93534821556356321160～93519122741841811070～93572126198198合计1180～93522733256137713112292921431814026+935m以下尚有储量2071万t，由于也只能由本井开采，当前虽未划分为本井资源，但将来肯定会以本井回采，故在这里也列出其资源/储量作为后备资源。详见表2-2。经计算，全矿井可采储量为6446万t。四、煤质区内各煤层属中灰分(12.52%~39.65%)、低硫分(0.23%~1.80%)、低磷(0.006%~0.052%)煤，中热值(16.94~21.03MJ/kg)，煤质牌号为褐煤，强结渣煤，中等软化温度灰煤。五、瓦斯、煤尘及低温本井田根据以往的报告，确定为低瓦斯矿井。矿井煤尘有爆炸危险，井田各煤层均为易自燃煤，井田地温正常，测定平均地温梯度为2.51℃/100m。表2-2+935m以下保有资源/储量汇总表单位：万t煤层编号底板标高（m）查明矿产资源储量111b122b3332S22小计7935～91521979453436935～9102912415935～900574396182144935～83571142712843935～8285191186372935～818300483481935～815100104204合计935～81527619312313712071第二节水文地质矿区位于多伦断陷盆地。海拔多在1450～1500m左右，其间则有山间宽谷洼地分布。矿区的东侧则为剥蚀堆积地形，由河谷洼地与冲、洪积扇组成。区内水文网发育，流经本区的主要河流有东端的滦河与中部的小河子。滦河流经多伦县的流域面积约3773km2，流速1～3m/s，平均流量4.5m3/s。小河子流域面积1250km2，流速0.5～3m/s，平均流量1m3/s。河流主要依靠地下水排泄及降水、融雪汇集补给，流量季节性变化大，而且受上游水库调蓄的影响。但是两河流与本井距离较远，对井下水补给无影响。主要含水层为为第四系粉细砂潜水，第三系上新统气孔状玄武岩孔洞裂隙承压水，第三系砂砾石孔隙承压水以及白垩系下统砂岩孔隙、裂隙承压水，含水层主要受降水补给，各含水层间水力联系不密切，但断层导水，煤层顶底板砂岩呈弱含水层、局部煤层可能呈弱含水性。构造破碎带本身富水性差，但是岩性破碎、空隙大，导水性好，成为导水断层，是下白垩统含水层的补给源之一。本区主要隔水层为第三系上新统粘土、砂质粘土，隔水性好，但隔水层不稳定存在变薄、地下大面积“古河道”。矿井水文地质条件属于中等－局部复杂类型。从上覆含水层特性上看，尽管本井开采不能定性为水体下采煤，但矿井开采需要解决和防范的主要问题是第四系、第三系“古河道”突水和溃砂。在一些局部处理上，要参照水体下采煤的方法和措施。矿井正常涌水量为325m3/h，最大涌水量为485m3/h。第三节工程地质一、岩土物理力学性质概况1、第四系中、下更新统（Q1-2）⑴细砂、粉砂：视密度1820kg/m3～2140kg/m3，平均2060kg/m3，孔隙比0.497～0.662，平均0.503，密实性较好，凝聚力0.00～0.07MPa，内摩擦角30°46′～33°41′，平均32°25′，压缩系数0.06MPa-1～0.14MPa-1，平均0.09MPa-1，具低压缩性。⑵中砂：视密度1790kg/m3～2110kg/m3，平均1940kg/m3，孔隙比0.485～0.712，平均0.559，密实，凝聚力0.00～0.034MPa，平均0.024MPa，内摩擦角11°51′～27°47′，平均21°49′，压缩系数0.07MPa-1～0.16MPa-1，平0.115MPa-1，具中等压缩性。⑶粉质粘土、粘土：视密度1860kg/m3～2110kg/m3，平均1910kg/m3，凝聚力0.00～0.128MPa，平均0.065MPa，内摩擦角10°12′～31°10′，平均22°54′，液性指数-0.191～0.422，平均0.122，可塑～坚硬状，压缩系数0.05MPa-1～0.32MPa-1，平均0.147MPa-1，具中等压缩性。2.第三系上新统（N2）⑴粉土：视密度2010kg/m3～2040kg/m3，平均2020kg/m3，孔隙比0.576～0.652，平均0.632，压缩系数0.07MPa-1～0.15MPa-1，平均0.11MPa-1，中等压缩性偏低，凝聚力0.018～0.105MPa，内摩擦角25°24′～33°33′，平均28°03′。⑵粘土、粉质粘土：视密度1900kg/m3～2080kg/m3，平均2010kg/m3，孔隙比0.592～0.836，平均0.690，压缩系数0.12MPa-1～0.50MPa-1，平均0.19MPa-1，具中等压缩性，凝聚力0.055MPa～0.158MPa，平均0.104MPa，内摩擦角4°34′～36°30′，平均26°42′，液性指数-0.707～0.290，平均-0.0222，呈硬塑～坚硬状态，以坚硬为主。⑶玄武岩：视密度2630kg/m3～2880kg/m3，平均2710kg/m3，单轴抗压强度77.73MPa～92.99MPa，平均82.71MPa，属坚硬岩石。3、白垩系下统（K1bn）岩性为泥岩、砂质泥岩、煤层、砂岩属软岩类，稳定性差，其特点是自然状态单轴抗压强度普遍<15MPa，全部测试结果仅有一层细砂岩自然状态单轴抗压强度为72MPa。据ZK-11岩样孔物理力学性质统计：自然状态单轴抗压强度R≤6的占采样段50.70%，其中泥岩占38.24%；煤占11.45%；细砂岩占1.01%。6＜R＜15MPa的占采样段的42.52%，其中泥岩占32.46%，煤占7.13%；砂质泥岩占2.09%，细砂岩占0.84%。R＞60MPa的占采样段的6.78%，岩性为细砂岩。煤层埋深88～350m之间，主采煤层7号层的顶底板特征如下：7号煤层位于含煤岩段中部，埋深88.35m～347.15m，标高1160m～915m，距6号煤层6m～35m，煤层厚度为1.01m～55.07m，平均厚度为15.80m，在井田北部和中部煤层结构复杂，夹矸一般10层左右，最多达19层，最厚达3.50m，多数为0.10m～0.20m，在ZK-13、ZK-12、ZK-9、ZK-8、ZK-3和ZK-1号钻孔中7号煤层变为复杂结构煤层，为全区可采的较稳定煤层。可采面积约为4.86km2，是全井田主要可采煤层。顶板岩性以炭质页岩为主，粉砂岩次之，岩性中等偏软易冒落。底板则多为粉砂岩及炭质页岩、页岩，个别钻孔见粗砂岩、含砾砂岩，岩性中等偏软，无底鼓现象，但遇水会膨胀。7号层煤顶板自然状态单轴抗压强度2.7MPa～7.7MPa，平均6.1Mpa；底板自然状态单轴抗压强度4.4Mpa~9.3MPa，平均7.3Mpa，软化系数0.66；。煤层顶底的砂、页岩胶结疏松，稳固性较差，抗压强度较低。第四节井筒检查孔可利用的井筒检查孔3个，钻孔深度200.0~400.0米，钻孔编号、坐标、设计孔深见表2-3。布置地震勘探剖面4条，剖面总长1.2公里。表2-3井筒检查孔坐标孔号XY高程（m）孔深（m）JJK14678665.00039455483.0001271.70204.03JJK24678707.22839455547.4341272.15236.80JJK34678623.0039455722.0001253.65400.60一、井检孔地层及岩性井田中部处于“古河道”之中，且全井四系层（流沙）厚度都在60m以上，施工困难，煤层下部岩石软，不适合建设大断面井底车场和硐室。为了确保施工的安全合理经济，钻探了12个井筒检查孔，在打井筒检查孔时，发现F4断层破碎带比详查勘探报告提供的资料扩大很多，通过对靠近井位的F4进行（四条线）二维地震勘探，进一步验证了有关F4破碎带较宽的结论。经与矿方研究讨论，决定将井位定在F4断层以东。通过检查孔验证，该位置位于“古河道”之外，地层条件满足井筒安全快速施工的需要。地层包括：第四系全新统（Q4）风积砂；第四系中下更新统（Q1-2）冲湖积粉细砂、粉土、粉质粘土；第三系上新统（N2）泥岩、含砾泥岩、砂岩、砂砾岩；第三系上新统玄武岩；白垩系下统巴彦花组（K1b）泥岩及煤层；侏罗系（J3）玄武岩。现根据钻探揭露顺序分述如下：1、第四系全新统（Q4）风积砂：土黄色、稍湿、松散。以粉细砂为主，表层有部分腐殖土、分选较好。厚度3.0~4.0米。2、第四系中下更新统（Q1-2）冲湖积粉细砂，灰白色~浅灰色，湿~饱和，中密~密实。顶板埋深3.0~4.0米左右，层厚约50.0~70.0米。该层以细砂为主，粉砂次之，分选磨圆较好，成份以石英为主。粉细砂层中夹粉土、粉质粘土薄层，较明显的有三层。粉土、粉质粘土夹层为灰褐色、湿、可塑~坚硬状，含砂质成份，厚2.0~3.0米。2-1、第四系中下更新统（Q1-2）冲湖积粉质粘土，灰色，湿，可塑~坚硬。顶板埋深73.22~87.76米，厚度13.26~25.05米。3、第三系上新统（N2）泥岩，褐红色，稍湿，可塑！坚硬（以坚硬为主），泥质半胶结。部分泥岩含砂质成份较多，定名为砂质泥岩。JJK3孔中（N2）泥岩下部含砾石成份较多，定名为含砾泥岩。含砾泥岩中砾石成份较多，分选差，泥质胶结，砾径1~8cm，次圆状，厚5.0~10.0米。4、白垩系泥岩，浅灰色~灰色，稍湿，泥钙质胶结，坚硬，块状，断口平坦，含植物碎屑，为本区含煤层，主煤层为7号煤层。顶板埋深131.44~146.00米，JJK1号孔缺失。7号煤层顶板埋深270.15米，厚14.50米，褐黑色，稍湿，为半暗型煤，含丝炭及少量镜煤。5、侏罗系（J3）玄武岩，深灰色~灰绿色，稍湿，属坚硬岩，致密块状。局部裂隙、气孔发育，并夹灰绿色泥质薄层。埋深129.33~214.65米，厚度大于90米，该地层仅见于JJK1、JJK2孔中。二、勘探区水文地质特征勘探区附近地形起伏不大，主要地貌类型为：位于低山丘坡区山前地带的丘间宽谷洼地及局部的风蚀、风积地，矿区内无地表水体及地下水天然露头，煤矿层位于当地侵蚀基准面以下，地下水的赋存与运动受区域水文地质条件、地质构造及地貌等因素所控制，地下水来源于大气降水与外围地下水的补给，以地面蒸发或向地形低洼处排泄。1、含水层特征（1）第四系中、下更新统冲洪积孔隙潜水（Ｑ1-2al+pl）含水层岩性以粉、细砂为主，厚度31.64~42.21m，水位埋深14.38~20.50m，涌水量126.23~375.67t/d，水化学类型为HCO3-Ca型水，矿化度小于0.5g/L。（2）第三系上新统气孔状玄武岩裂隙孔洞承压水（N2）。含水层岩性为气孔~杏仁状玄武岩，气孔直径一般为2~10毫米，泥质或方解石半充填，厚度10.66~19.23m，水位埋深9.28m，涌水量71.54~141.52t/d，水化学类型为HCO3-Na、HCO3·SO4—Ca·Na型水，矿化度小于0.5克/升。该地层多分布于勘探区中东部。（3）第三系上新统砾岩孔隙承压水（N2）。分布于第三系玄武岩下部或与煤层直接顶板接触部位，静止水位11.30m，涌水量为50.16t/d，水化学类型为HCO3—Ca·Na型水，矿化度小于0.5克/升。该地层分布不稳定，其含水程度与砾岩的胶结程度密切相关。（4）构造裂隙水。JJK2孔与北段详查ZK322孔均揭露了断裂破碎带，该断裂破碎带的平面分布情况已经地震勘探确定。岩性主要为砾岩、含砾泥岩、砂质泥岩及断层泥，砾岩松散无胶结，其它岩性极为破碎，岩层层面倾斜或直立，断层镜面清晰，擦痕明显，钻进中孔壁坍塌严重，施工极为困难。该孔段均未做抽水试验，因而对该断裂带的富水情况不详。2、隔水层第三系上新统褐红色、褐黄色泥岩，覆盖于白垩系下统煤系地层之上，单层厚度为4.64~44.74m，岩性具塑性及滑感，粘度好，隔水性能也较好，另外白垩系下统煤系地层顶板的泥岩也是隔水层。三、矿井涌水量估算1、第四系粉、细砂潜水含水层正常涌水量（Q潜）当水位降低至含水层底板时，井筒涌水量按下式计算：=2、第四系粉、细砂含水层井筒最大可能涌水量（Q潜max）由于矿区地表被第四系松散层所覆盖，大气降水入渗补给地下水为增大井筒涌水量的自然因素，故对井筒最大可能涌水量作相应的估算。7号煤层储量块断范围内第四系粉、细砂层大气降水渗入补给量（Q渗）为：式中：x—逐年日最大降水量（m）；α—岩石渗入系数；F—7号煤层储量块断面积（m2）第四系粉、细砂含水层井筒最大可能涌水量为：3、第三系泥质砂砾岩承压水含水层井筒涌水量（Q承）当水位降低至含水层底板时井筒涌水量按下式计算：=式中：K—含水层渗透系数（m/d）；H—潜水含水层厚度或承压水水头高度（m）；h—井筒中残留的水柱高度（m）；R—含水层影响半径（m）；r—井筒半径（m）；M—承压水含水层厚度（m）。第三章施工准备工作第一节施工准备内容和原则一、施工准备工作的目的、依据1、目的：充分做好施工准备工作，为矿井建设创造良好条件，保证矿井正式开工后能连续并顺利地施工。2、依据：矿井建设方案、井筒施工方案、井筒开凿顺序方案、矿井初步设计、施工组织设计，现场的实际情况等。二、施工准备工作主要内容1、前期技术准备工作(1)组织与管理工作。组建项目管理机构，根据实际情况组成建设管理委员会或筹建处；明确工作内容；明确人员职责与分工。(2)设计准备。完成初步设计的审查和报批工作；编制及审批矿井施工组织设计；购地图设计；井筒检查孔设计；工业场地土方调配图设计；场外公路、供水、供电等工程的设计；场外水源井的设计；冻结、钻井等特殊凿井的施工组织设计等。(3)勘察工作。井筒检查孔的施工；供水水源地的勘探；工程地质勘探；工业场地实际地形的勘察与测量；文物勘察。(4)招投标工作。确定标的划分及编制各类招标文件；井筒工程施工的招标；特殊凿井工程施工的招标；建设监理公司的招标；土建工程施工的招标；场外供电、供水、道路工程施工的招标；近期使用设备及材料供应的招标；其他招标；签订各种承包合同和委托合同。(5)外协工作。建设项目的报建；各类设计的审查与报批工作；与电力部门签订供电协议；与水利部门签订水资源勘察及开发协议；与当地政府签订有关协议；购地；与邮电部门签订通讯协议；施工图纸的会审；与金融机构等签订融资和贷款协议。前期技术准备工作的重点和难点是外协工作。目前多伦煤矿的前期技术准备工作已基本就绪。2、工程准备工作(1)测量工作。完成实测、定位工作，设置永久性的经纬坐标桩、水准基桩，标定井筒十字中心基桩，确定施工准备期开工的永久建筑及设施位置工业场地范围的确定，临时建筑位置的圈定，工业场地范围的圈定。(2)工业场地平整与障碍物的拆迁。按工业场地设计标高和土方调配图进行。根据场地施工条件和具体需要逐步进行，往往要持续相当长的时间有时延续至施工中期，一般多从井口向外扩展。(3)四通工作。进行施工需要的给排水、供电、通讯、道路等设施的施工，包括永久和临时两部分，应尽量利用永久设施，减少临时设施。(4)生活服务设施。根据矿建、土建、安装及管理等进场的情况，修建为施工服务的食堂、宿舍、浴室、工地办公室等生活服务设施，有条件应合理利用永久设施，其余的按施工单位承包的工程多少及施工期长短自行解决临时设施（费用应包含在承包合同中）。(5)生产服务设施。完成井筒施工需要的压风、通风、提升、运输、排矸等生产辅助系统，为井筒施工做好准备。(6)井筒特殊施工条件。多伦煤矿井筒表土段施工采用冻结法，需要完成打钻、井下冻结管、盐水沟槽、冻结站的建筑工程及设备的安装和试运行等工作，进行积极冻结，测量冻结交圈情况以达到井筒开挖条件，确定井筒试挖和开挖的时间。(7)井口工程。主要完成锁口、封口盘、凿井井架、天轮平台、固定盘、吊盘、提升绞车及稳车等施工设备的安装和悬吊、井口棚施工等。(8)非标件加工。根据井筒施工的作业方式、完成模板、天轮平台、三盘等非标件的加工。(9)材料及设备。钢材、木材、水泥、砖灰砂石等建筑材料的采购及质量检验；混凝土预制件等半成品的采购、加工及质量检验；主要施工设备的检验。(10)其他。研究会审施工图纸及施工技术措施等；确定开工条件及上报开工报告；人员培训等。3、物质准备(1)施工设备准备。常用施工设备和特殊凿井设备的配备。(2)材料准备。编制矿井建设主要材料需用量计划。详见附表。(3)资金准备。编制资金需用量计划。详见附表。4、劳动力准备矿建施工队伍、土建施工队、安装施工队伍的配备。5、组织准备确定矿井建设施工组织结构与形式，进行施工招标与管理工作。6、具体内容和原则基于多伦煤矿目前已完成风井井筒检查钻、风井施工队伍已经进场的情况，制定如下施工准备内容和原则：（1）施工准备期间首先要完成工业场地的“四通一平”工作，即施工用电、用水、通信、公路交通及工业场地平整。上述四通内容，要尽量按照“施工利用永久设施”的原则，按照永久工程设计规格预先建成而加以利用。（2）矿方可根据与多伦电力公司约定的承诺函，通过协商，由自己或者外委电力公司预先建成矿井双回路电源输电线路。（3）矿方可根据与多伦通信分公司签署的协议书，由该公司预先形成满足设计要求的外部通信线路，保证施工建设期间的通信服务。（4）根据多伦县水务局的批复文件，在施工准备期建设矿井永久水井，供施工使用。由于采用冻结施工工艺，用水量将大于设计永久水源井取水量，因此，应再打临时水源井做施工补充。（5）尽量在设计规划的永久连接公路线路形成临时公路，满足施工需要。（6）根据工业场地布置图和批准的购地图，实施工业场地购地，并依据基本平场标高，实施挖方填方平整工业场地。（7）完成风井施工的钻井设备安装并开始施工。（8）完成主井和副井冻结施工设备进场和安装调试。（9）完成主井、副井施工绞车的安装调试。（10）从当前的施工进度看，结合最佳开工季节需要，确定施工准备期为4个月。由于已经开始施工，部分准备工作可在开工后补齐。三、矿井设计移交标准1、根据矿井规模和当前能源市场形势，本矿井按一次设计一次建成投产的建设方式。2、矿井建设和移交标准为：（1）建设完成设计所包含的井上下所有井巷工程、土建工程、设备购置及安装工程。（2）形成矿井安全生产所必须的井上下生产系统和辅助生产系统。（3）同步建设完成国家规定的环保、工业安全与卫生、消防、节能等相关系统和工程内容。第二节交通运输多伦矿区位于内蒙古锡盟多伦县，行政隶属大仓镇管辖。该矿区距蓝旗45km，距太旗145km，距张家口市290km，距锡林浩特市约230km。目前已建的地方铁路集通线由锡林浩特市南部通过，距矿区较近的车站为桑根达来站。目前已开工建设的锡兰线，由桑根达来站接轨至兰旗电厂，该铁路为兰旗电厂运煤专用线，距矿井南约45km。多伦县城已建成多条等级公路与各城填联通，目前运输主要以公路为主，形成了较为完善的公路运输系统，对矿区的开发、建设提供了较为便利外运条件。矿井产煤除少量地销外，主要用户为兰旗电厂，采用公路运输，运输距离约45km。施工准备初期，修建1.45km的联络公路与乡镇间公路衔接，通至工业场地，保证正常通行。联络公路的技术标准是路面宽7.0m，路基宽8.5m，路面结构为沥青混凝土，面层厚4.5cm，基层，泥结碎石厚25cm。由于地面平坦，且无河流沟壑，故只需少许基础工程量。准备工作全面展开后，抓紧在准备期内建成永久运煤公路，由场区北侧出口向西与场外二级公路衔接。运煤公路的技术标准为二级公路，长5.2km，路面宽9.0m，路基宽12.0m，路面结构：沥青混凝土、面层厚6.0cm，基层：级配碎石厚25cm，垫层：2：8灰土厚30cm。占地9.36ha，填方4.7万m3。第三节供电初步设计多伦煤矿2回电源均引自多伦110kV变电站，施工准备期形成2回35kVd的LGJ120/30永久输电线路，保证施工用电。永久变电所形成前设35/6.3临时变电所一座，安装8000kVA变压器1台（可利用永久设备），保证冻结及掘砌施工。临时变及输电线路未形成时，先从场区附近经过的农电10kV输电线路分接1条LJ—70/10kV输电线路，引进场区供冻结打钻、四通一平等临时施工用电，待临时变电所投用后拆除。在井筒冻结和掘砌期间，绞车高压供电取自35/6.3临时变电所，地面低压供电各施工单位按照所需容量配置相应变压器。进入井巷施工期，矿井永久变电所需投入运行，按永久供电系统供电。为保持施工期场地整洁和利用永久工程电缆为施工创造条件，井筒电缆敷设应与井筒装备同时完工。由地面60/6.3kV变电所至工业场地的配电电缆应采用电缆沟或直埋敷设方式。井下临时水泵房变电所电源，利用永久井筒电缆引自地面35/6.3kV变电所。井下综掘设备由井下移动变电站供电。施工期间井上下用电高峰负荷预计为6000kVA左右，施工期间已选用2套永久供电线路和8000kVA变压器，完全可以满足施工供电需要。电力负荷计算见表3-1，3-2。主、副井永久装备完成后，矿井负荷将迅速增加，届时需要矿井用久变电所投入正常使用。第四节通讯矿井施工期地面通讯利用永久通讯工程，永久通讯工程在施工准备期形成。行政通讯电话引自中国铁通或电信网络，采用光缆接入。交换机设在临时办公室内，待永久办公楼建成后，移进楼内机房。变电所之间电力调度通讯先期使用行政通讯电话，待变电所永久工程完成后，电力调度通讯也同时完成，此后行政通讯电话为备用通讯方式。表3-1井筒掘砌期电力负荷统计表序号用户名称电压（V）设备台数设备容量（kW）需用系数（Kc）计算负荷备注安装工作装机工作有功（kW）无功（kVAR）视在（kVA）一提升系统1主井主提升机6000113003000.650.75195146.25243.75主井副提升机6000114754750.60.75285213.75356.252副井主提升机6000114754750.650.75308.75231.56385.94副井副提升机6000114754750.60.75285213.75356.253风井提升机6000114754750.650.75308.75231.56385.944主井主副提附属设备380100100100125副井主副提附属设备380110110110125风井提升附属设备3808080801005主井稳车组38014143373370.21.0267.468.7596.28副井稳车组38015153803800.21.027677.52108.56风井稳车组38013132622620.21.0252.453.4574.85二压风系统1空气压缩机6000337507500.90.75675506.25843.752空气压缩机辅助设备38010101012三通风系统3803366660.80.7552.839.666四冻结站设备3802400.152272.493305.29五地面排水泵380423001500.80.7512090150六其它动力及照明380/2201501500.60.759067.5112.5七排水系统660334504500.60.75270202.5337.5八砼搅拌设备660111501500.60.759067.5112.5小计5576.254482.437297.36计入同时使用系数0.8后44613585.945837.89表3-2井巷施工期（交叉期）电力负荷统计表序号用户名称电压（V）设备台数设备容量（kW）需用系数（Kc）计算负荷备注安装工作装机工作有功（kW）无功（kVAR）视在（kVA）一地面工业广场1提升系统主井主提升机6000113003000.650.75195146.25243.75副井主提升机6000114754750.650.75308.75231.56385.94风井提升机6000114754750.650.75308.75231.56385.94主井主副提附属设备380100100100125副井主副提附属设备380110110110125风井提升附属设备380808080100风井稳车组38013132622620.21.0252.453.4574.852压风系统空气压缩机6000337507500.90.75675506.25843.75空气压缩机辅助设备380101010123矸石山排矸设备4地面排水泵380423001500.80.75120901505其它动力及照明380/2201501500.60.759067.5112.56通风系统3803366660.80.7552.839.666二井下排水660334504500.60.75270202.5337.51临时排水泵房三掘进、运输及其他180018000.70.7512609451527小计3632.72513.674489.23计入同时使用系数0.8后3591．38第五节供水及消防设施一、生产及生活用水量根据准备期与施工期的工作安排及用水人员数量，经计算各期的生产及生活用水量见表3-3。表3-3生产及生活用水量统计表m3/h准备及打钻期井筒施工期巷道施工期冻结期井筒基岩段施工7090100100二、消防用水量建井期间的消防用水量，一般按每秒钟消耗10升，连续灭火3小时计算，共计需水180m3/h。但消防贮水应在48小时内恢复原状。正常生产时，室外消防用水20L/s,室内消防用水量15L/s,同一时间内火灾次数为一次，火灾延续时间为2h。井下消火栓系统消防水量为7.5L/s，火灾延续时间为6h；自动喷洒系统、水喷雾隔火装置、泡沫灭火系统的消防水量为34.4L/s，火灾延续时间为2h。井下消防一次火灾用水量为355.7m3。三、水源及供水设施的选择根据水文地质资料，矿井工业场地及井下用水可以采用地下水作为水源。在施工准备期建设矿井永久水井供施工使用。水源地选址为矿井工业场地的西北部，距工业场地300米处，设2眼水源井，每井井径330mm，井深70m，井出水量20m3/h,一眼井工作，一眼井备用。由于采用冻结施工工艺，用水量将大于设计永久水源井取水量，因此应再打临时水源井做施工补充。第六节排水该场区地形较平坦，主要为草原和农田，地势西北高、东南低。周围附近没有河流，故工业场地不存在防洪问题。在确保暴雨期间工业场地不受洪水威胁，除将井口标高提高0.30m防止内涝外，并在场区北侧和西侧设置截水沟，断面为梯形，底宽0.60m，边坡1：1.5。在暴雨期间雨水将通过截水沟顺地势排出。主要应解决好以下问题：一、广场填方与防洪1、凡永久性房屋建筑，其室内地坪及周围3m以内应填至设计标高，以保护基础不受冻害，保证建筑物的质量不受影响。2、场内道路应在原地面标高基础上至少填高0.6m左右，以保证雨季通车，保证交通运输不致中断。3、广场内其余部分，应在原地面标高基础上填高0.3m左右，以免雨季积水，春季翻浆，影响施工及堆放大宗材料。二、广场地下管网沟槽及所有建筑物基础应在广场平整前分批完成，特别是给排水管道和供热管道必须与准备利用的永久建筑物同步施工，同时投入使用。为防止地下给排水管道冻结，管道上方应回填的厚度应达到设计标高，否则应采取特殊防寒措施。三、地面排水与排涝在广场按设计要求回填后，一般雨水均可自然外流，在施工期间，部分地区（特别是井口区）雨季容易积水，为此应准备数台低扬程、大流量的水泵，以便能及时将积水同井下排出的水一道经地面永久排水管路排入附近河沟。第七节供热及采暖一、气象条件及采暖期本地区属内蒙高原干旱、半干旱大陆性气候，干燥少雨，四季温差较大，夏季短暂、炎热，冬季寒冷漫长，春、秋季节风沙较大，主导风向为西北或西风。有关气象资料如下：采暖室外计算温度：-26℃冬季通风室外计算温度：-18℃夏季通风室外计算温度：23℃冬季室外极端最低温度平均值：-33.9℃冬季室外风速：4.0m/s夏季室外风速：2.4m/s采暖天数：193d最大冻土：1.76m二、采暖供热1、供暖原则⑴各主要建筑物室内及入风井筒需要采暖加热，⑵条件具备时尽可能利用永久设备，⑶在保证安全使用的条件下因地制宜，因陋就简。2、采暖方式：分阶段采暖⑴井筒施工期此阶段永久供热系统尚未形成，由各施工单位建立临时供热系统，其供热范围为；职工宿舍，任务交代室，绞车房，井棚，砼制作材料加热等，按照施工区划风井区、主、副井区为各自独立供热区。⑵平巷施工区此阶段永久供热系统已形成，各主要永久建筑物及副井井筒空气加热，都利用永久供热系统，其管理方式改为集中供热，由筹建处统一管理。3、永久锅炉房位置与施工期永久锅炉房设置在工业场地东北部。于2006年5月开始施工，当年取暖期前完成。形成永久供热系统，锅炉房选用2台SZL6-1.25型蒸汽锅炉和1台SZL4-1.25型蒸汽锅炉。采暖期3台锅炉同时运行，非采暖期运行1台SZL4-1.25型蒸汽锅炉，并同时完成场地内主干管安装工程。三、井筒防冻冬季为了防止井筒及提升设备结冰，保证矿井安全生产，对矿井的进风采取加热措施。第八节广场平整平整广场应做好以下几项工作1、由于本矿井准备期短，应首先保证三个井口周围施工场地在矿井开工前平整完毕，其余场地的平整在矿井施工期间完成。2、地下管线应在填方前完成，避免二次开挖；3、建筑基础应在填方前完成，节省重复开挖量，但应做好防冻工程；4、应随填随平，及时压实，表层应铺砂土混合面层；第九节凿井措施工程安排根据准备工作进度要求，本设计对工业场地和广场的凿措工程进行了安排，安排的原则是：1、满足初期施工人员的最低生活需要；2、井筒打钻与冻结施工用的大临工程互相衔接；3、保证矿井正常施工和各系统的正常交替；4、大临的费用不超过国家规定的控制指标；5、凿措工程尽量不要占用永久建筑物及设施的位置；6、凿措工程合理规划，尽量争取临时工程也适用于以后的永久工程，减少工作量。7、凿措工程施工期要在2006年4月15日之前完成，以保证矿井的正常开工要求。第四章施工方案及方法第一节井筒施工方案与方法一、地质及水文地质情况根据本井田北段地质勘探详查报告提供的含隔水层情况和风井井筒检查钻孔资料，井筒施工位置的第四系、第三系地层和含水层情况如下：流砂层厚度62.7m。原黏土层实际为粉质黏土，最弱的为粘质粉沙，在自由面状态具有流动性。潜水位20m，无玄武岩孔隙含水层，无第三系“古河道”承压水。水文地质条件相对简单。二、施工方案与方法1、施工方案根据井筒检查孔以及地质资料的分析，结合实际情况，井筒的表土段的施工方案可有3种选择。（1）冻结法。根据《矿山井巷工程施工及验收规范》的规定，立井井筒穿过含水的不稳定地层时应采取特殊法施工。因为井筒表土段厚度达到150米以上，井筒涌水量分别为：第四系粉、细砂潜水含水层井筒正常涌水量765.69m3/d；第四系粉、细砂潜水含水层井筒最大涌水量3969.59m3/d；第三系泥质砂砾岩承压水含水层井筒涌水量2.87m3/d。流砂层厚度62.7m。用冻结法施工稳妥可靠，能保证井筒及矿井工程顺利施工。但缺点是准备工程时间长，投资大。（2）钻井法施工。与冻结法相反，可以节约投资，减少准备工程，缩短井筒的准备工期，但是存在的主要问题就是钻井法施工过程中由于本次的基岩段占185m，所以钻进的速度就会降低，如果采用分段施工，又会因为更换设备而失去节省工期的优势。（3）沉井法及帷幕法。由于这2种方法的成井深度受到限制，所以不能适用于本次施工。以上施工方法的适用条件和优缺点对比见表4-1。上述资料分析，考虑不同井筒断面大小，为施工安全、快速可靠、节省投资，井筒第四系、第三系层段与煤系地层采用不同的施工方法：主井井筒表土段采用冻结法施工，冻结深度为158m，进入煤系地层基岩10m。基岩段施工采用普通凿井法施工，施工长度177m。副井井筒表土段采用冻结法施工，冻结深度为158m，进入煤系地层基岩10m。基岩段采用普通凿井法施工，施工长度204m。风井井筒表如段采用钻井法施工，钻井法施工深度75m，壁后水泥注浆充填稳固井壁。然后采用冻结法施工70m（暂列，具体深度按设计）过剩余表土层。进入煤系地层基岩10m。基岩段采用普通凿井法施工，施工长度185m。井筒断面图见图4-1，4-2，4-3。2、井壁结构型式及壁厚施工方案冻结法钻井法沉井法帷幕法适用条件各种松散不稳定含水冲击层，裂隙含水层，松软泥岩，溶洞，断层，水压特大的含水层。各种含水的冲击层及中等强度的岩层，一般用于对井筒偏斜程度无严格要求和浅基岩得井筒。适用于以表土层为主的井筒施工。适用于冲积层小于200m的流砂、淤泥等含水层。适用在深度不超过60m，有流砂、淤泥、卵石、砂砾等含水的不稳定表土层。原理在井筒开凿前，采用人工制冷技术，将井筒周围的不稳定地层和含水层冻结成封闭的冻结壁，以抵抗地压隔绝地下水和施工井筒的联系，暂时改变井筒周围的地质条件，然后在冻结壁的保护下进行掘砌工作的一种凿井方法。用钻井设备在确定的位置上，钻一个适当直径和深度的井眼并进行永久支护，使之成为符合要求的矿井井筒。制作套井，砌筑井壁，破土后排渣，然后进行沉井下沉，最后封底固井。就是将井筒周围预定的混凝土帷幕位置上按一定长度划分为若干个槽段，在泥浆护壁条件下使用造孔机械向地下钻挖槽孔。然后采用下料导管法向槽孔内灌注混凝土。优缺点既能用于不稳定的含水层，又可用于基岩含水层，适应性强，安全可靠，，工期有保证。但是成本高，施工工期长。成本低，准备工期短，全部作业在地面进行，机械化程度高，施工安全，成井质量好。缺点是当基岩段占比重较大时，在基岩段钻进速度低，刀具费用较高，经济效果不如表土层钻进。钻大直径井筒时需要增加扩孔次数，影响钻井速度。当不采用全深钻井，改换施工装备，占用施工工期，降低成井速度。方法简单，施工设备少，成本低。成井深度受限，对于粒径大于300mm的卵石层或卵石层单层的厚度大于8m，或风化基岩以下无隔水层时不宜采用。具有效率高、质量好、事故率低等优点。施工深度受限。备注由于本次设计施工表土段为158m，基岩段为177~204m多，所以不适合采用钻井法。深度受限，不能满足本施工要求，我国最大下沉深度是192.75m，日本用此种方法沉井的最大深度是200.3m。冲击层中有流砂、淤泥卵石、疆石、砂砾等含水层的不稳定岩层，深度一般不超过60m。同样不能满足本次施工的要求。图4-3风井井筒断面图主、副井井筒表土段采用双层钢筋混凝土井壁。冻结法施工段外壁为400mm厚C30钢筋混凝土，内壁为400mm厚C35钢筋混凝土，中间铺设单层高压聚乙稀塑料板。基岩段采用普通法施工，混凝土壁厚400mm。风井井筒，钻井法层段采用20mm厚Q235钢板井壁，井壁注浆厚度300mm，喷砂除锈、刷（喷）环氧富锌底漆和面漆防腐层。冻结法施工段与主、副井筒相同。基岩段采用普通法施工，混凝土壁厚300mm。3、施工方法（1）冻结段施工方案井筒开挖：试挖条件。井筒水文孔内的水位有规律的上升，测温孔的温度已降至设计要求，确认冻结壁已交圈，冻结壁的强度与厚度可满足预挖深度的地压，并且各观测孔水位均溢出管口，最晚层次水位持续溢出管口7天，并保持稳定。具备以上条件时，经综合分析确认冻结壁已满足井筒开挖条件后，即可进行试开挖。试挖20m后，进行吊盘及井筒吊挂系统的安装。开挖过程中，继续加强井帮温度等各项检测工作。在冻结壁已满足井筒掘砌施工安全的前提下，适时减少井筒供冷量，井筒掘过表土段后才可进入维护冻结。在施工过程中，加强与冻结站的联系，紧密配合。冻结站要为掘砌施工提供依据，确定可靠的段高和井帮暴露时间，制定防止井筒片帮措施，严格控制掘砌段高，防止井壁下沉。冻结段外壁掘砌：冻结壁未进入井筒荒径时，采用人工挖掘，人工装入吊桶。冻结壁进入井筒荒径后，用风镐破岩，人工配合抓斗出岩。外壁采用短掘短砌。采用整体金属模板。砼的输送浅部可采用输送管下砼，深部采用吊桶，通过分灰器入模，插入棒式振捣器捣固。在井壁砼浇注前，铺设泡沫塑料层，砼搅拌时应加入适量的早强剂和减水剂。内层井壁施工及壁间注浆：当井筒掘完井筒壁座后，组装滑升模板，即转入内层井壁施工，内外壁中间铺设塑料软板，上下竖缝错开焊接紧贴外壁。砼的输送仍采用吊桶（浅部可用输送管），振捣器捣固，套内壁最好一次连续完成，如条件不允许也可分段完成。内壁完成后，开始化冻，要注意适时测温，达到注浆条件时，进行壁间注浆。并认真检查注浆效果，达到设计标准。（2）基岩施工方案井筒进入基岩（含水层段的施工采用工作面探水，预注浆施工办法），采用短掘短砌金属活动模板混合作业。使用底卸式吊桶放砼，砼振捣使用插入式振捣器进行。采用短段金属模板混合作业，金属模板要选择合适的高度，可加快施工进度。短掘短砌的施工方法井壁的接茬多，如果处理不好，会影响井壁质量，易渗水，在施工中要加强管理，可采用喷射砼的方法保证接茬的严密性，确保井壁质量。三、正规循环作业图表1、冻结段冻结段掘砌段高定为3.3m，风镐破土，24小时完成一个掘砌循环，其中：交接班（包括清理、起落吊盘、延伸管路）20×4=80分，挖土（包括清底整平）15小时40分，支模绑钢筋3小时，浇注4小时。月进尺：30×3.3×85%=84m2、基岩段基岩段掘砌段高定为3.3m，钻爆法破岩，抓岩机出矸，每炮进尺3.3m，24小时完成一个大循环。循环进尺