大贝峁煤矿技改矿建施工组织设计.doc

前 言一、概 况神木县永兴乡大贝峁煤矿(整合区)位于神木县东北部直距约17km，行政区划属陕西省神木县永兴乡管辖。煤矿(整合区)位于陕北侏罗纪煤田新民普查区的东南部，李家沟井田北部；北与梅庄煤矿相邻；地理坐标为：北纬385614.987385758.627，东经1103739.1751104044.948之间。井田宽约2.0 km，长约4.0km，面积6.656km2。井田南距神木县17km，距神府公路2.5km，距西包铁路神木北车站约33公里，距神朔铁路新城川集装站约14公里，交通较为方便。该矿为一资源整合矿井，由原神木县大贝峁煤矿通过扩大资源整合而成，为一单井整合矿井。为了加大资源开发力度，合理布局，优化资源配置，充分利用边角资源；采用机械化采煤，淘汰落后的采煤方法，提高矿山规模和资源利用水平；加大地下水的保护力度，做到资源开发与环境保护并举，促使当地经济稳定、健康的发展。陕西省人民政府以陕西省人民政府关于榆林市煤炭资源整合实施方案的批复（陕政函2007167号文）同意了榆林市政府对煤炭资源整合的方案，陕西省国土资源厅以关于划定神木县永兴乡大贝峁煤矿矿区范围的批复（陕国土资矿采划200862号文）划定了神木县永兴乡大贝峁煤矿的矿区范围。新划定整合区由7个拐点组成，矿区面积6.656平方公里，规划生产能力为60万吨/年。井田位于陕北黄土高原北端，毛乌素沙漠东南缘，地貌单元属黄土梁峁区，区内地表大部分被第四系黄土所覆盖。在井田内西北部及东部沟谷地带有红土和延安组基岩沿沟谷两侧出露。最高处位于整合区内的中圪塔，最低处位于整合区的西北边界附近，整合区总体地形为东高西低，海拔标高13531175m，相对高差178m。为了加快该矿煤炭资源整合的步伐，该矿于2009年5月委托我公司编制“矿井资源整合实施方案设计”。二、矿井设计主要技术经济指标1、矿井规模按0.6Mt/a设计。2、矿井保有地质资源储量为15.78Mt。矿井服务年限17.1a。3、矿井工作制度为年工作330d，其中地面每天三班作业，井下每天四班作业，每天出煤时间16h。4、开拓方式为平硐开拓，整合后矿井共布置三条井筒（主平硐、副平硐和回风平硐），主平硐为新开凿井筒，其倾角为-2.3，井筒长度88m，铺设胶带输送机运煤；副平硐为已有井筒，利用原矿主平硐改造为副平硐，副平硐倾角-2.2，井筒长度86m，作为无轨胶轮车运行井筒；回风平硐为已有井筒，利用原回风平硐，其倾角2，长度111m。作为专用回风井筒。5、矿井工业场地选定在井田北侧的李家沟旁。占地总面积8.41hm2。6、本矿井下在5-1煤设置一个开采水平。7、井下主运输采用胶带输送机。辅助运输采用防爆无轨胶轮车。8、本矿井下巷道全部为煤巷。9、改造利用原一组三条大巷作为整合后矿井三条大巷，设计在井田扩大区域内，沿井田东部边界布置一组盘区巷道，通过联络巷道分别与原大巷连接。10、矿井通风机型号为FBCDZ-10-No24B型防爆对旋轴流风机两台，电动功率为2110kW。11、用于本矿主平硐、副平硐及大巷均为反坡，井下涌水能够自流出地面，因此井下不设主排水泵房。12、供水系统：在矿井附近，在梅庄河上游附近建大口井取水。13、供热系统：工业场地内设锅炉房，装备2台SZL2.8-1.0/95/70型热水锅炉和 1台L（SH）S600-100/20-A常压锅炉。14、在工业场地内设10kV变电所，本矿的两回路10kV电源分贝引自永兴乡10KV变电所的10kV母线和南梁10KV变电所10KV母线。矿井地面变电所主变压器为两台630kVA。第一章 编制依据及编制原则第一节 编制依据1、陕政函【2007】167号陕西省人民政府关于榆林市煤炭资源整合实施方案的批复；2、“榆林市煤炭资源整合方案”；3、陕西省国土资源厅文件关于划定神木县永兴乡大贝峁煤矿矿区范围的批复（陕国土资矿采划200862号文）；4、陕西省煤田地质局一八五队提供的陕西省神木县永兴乡大贝峁煤矿(整合区)勘探地质报告；5、陕西省国土资源厅文件“陕西省神木县永兴乡大贝峁煤矿(整合区)勘探地质报告评审备案证明”（陕国土资储备【2009】150号）；6、大贝峁煤矿提供的“工业场地地形图”；7、大贝峁煤矿资源整合实施方案设计委托书；8、榆林市资源整合矿井的技术规定；9、现行煤矿安全规程、煤炭工业矿井设计规范及有关规程、规定和标准。第二节 编制原则1、确保工程质量和工期目标。2、应用新技术、新工艺、新设备、新材料，提高机械化施工水平。3、提高综合抗灾能力，抓好特殊情况下的工程施工。4、降低工程成本，以获取最大的经济效益、社会效益。5、搞好文明施工和环境保护。第二章 井田概况及地质特征第一节 井田概况一、井田位置及交通整合区行政区划属陕西省神木县永兴乡管辖，矿井南距神木县17km。距西包铁路神木北车站约33公里，距神朔铁路新城川集装站约14公里。公路：西距神府公路2.5km，并与外部国家主干道相接，向北经鄂尔多斯可达包头，向南经榆林市可达西安，交通方便。铁路：距西包铁路神木北车站约33公里，距神朔铁路新城川集装站约14公里，交通方便。交通位置见图1-1-1。井田位置见图1-1-2。 二、自然地理 1. 地形、地貌及水文 整合区位于陕北黄土高原北端，毛乌素沙漠东南缘，地貌单元属黄土梁峁区，区内地表大部分被第四系黄土所覆盖。整合区内西北部及东部沟谷地带有红土和延安组基岩沿沟谷两侧出露。最高处位于整合区内的中圪塔，最低处位于整合区的西北边界附近，整合区总体地形为东高西低，海拔标高13531175m，相对高差178m。整合区水系为整合区南部边界附近的李家沟沟流，系窟野河水系的二级支流永兴沟的次级支流，为常年性河流；整合区北部、东部有韩家沟、红崖沟、老坟沟等小的沟流，均为季节性沟流。2. 气象本区属中温带大陆性半干旱气候，其特点是冬季寒冷，夏季炎热，春季6 一、地理位置图2 井田位置图多风，秋季凉爽，温差较大，冷热多变，风沙频繁，干旱少雨，雨季多集中在七、八、九月份，蒸发强烈。每年由10月初至次年3月为冰冻期。据神木县气象观测资料，主要气象资料如下：极端最高气温38.9，（1996.6）极端最低气温29.0，（2003.1）多年平均温度8.6，（19612003）多年平均降雨量434.1mm，（19612003）丰水年最大降雨量819.1mm（1967年），枯水最小降雨量108.6mm（1965年），多年平均蒸发量1712.4mm，是降雨量的45倍。（19612003）年平均相对湿度56，（19612003）极端最大风速19.0m/s（1970.7）。冻土最大深度146cm（1968）。年平均绝对湿度7.61毫巴，属湿度过低或微湿度带。年平均气压910毫巴。3. 地震 本区位于鄂尔多斯台向斜宽缓的东翼陕北斜坡上，地壳活动相对微弱。据历史记载仅公元1448年在榆林发生过4.7级地震，烈度6度；1621年5月在府谷孤山一带发生过6.7级地震，烈度6度，此后再未发生过4级以上地震。邻省区曾发生过其它一些较大地震本区仅有震感，如1996年5月30日，距本区约350公里的内蒙古包头市发生6.4级地震，本区仅有震感，2008年5月12日四川汶川发生的8.0级大地震，榆林地区有明显震感。近百年来本区从未发生过大的地震，虽有几次小的地震，但烈度仅2.5度 ，属无震区。根据陕西省工程抗震设防烈度图（1993年10月）的烈度划分，本区地震动峰值加速度Pg0.05g，地震烈度度。三、周边煤矿开采情况本整合区位于陕北侏罗纪煤田新民普查区的东南部，李家沟井田北部；北与梅庄煤矿相邻。 五、矿井建设外部条件 1. 运输条件本矿地理位置优越，距西包铁路神木北车站约33公里，距神朔铁路新城川集装站约14公里，外部交通运输方便。2. 电源条件 本矿双回路电源，一回电源均引自永兴10kV变电所的10kV母线，距离约3km；另一回引自南梁10kV变电所的10kV母线，距离约7km。该两回电源上一级引自不同区域电源，能够满足本矿井双回路电源要求。 3. 水源条件 据矿方提供的资料，本矿井生产、生活用水取自工业场地梅庄河上游，在梅庄河上游附近建大口井取水。该水量能满足本次设计矿井整合的需要。4. 主要建筑材料的供应 据了解，当地建材资源较少，主要建筑材料如钢材、水泥、木材均需从外地运入，砖、瓦、沙石等建材可由当地就近解决。所以，煤矿建设的主要建材可从市场上采购。 5. 外部协作条件 目前神木县城及大柳塔镇均建有矿区机修厂、设备租赁站、物资总库等，可为本矿井的机电设备大、中修等提供服务。神木县城规划有设施齐全的生活居住、商业服务、医疗卫生、文化教育以及附属的货物流通中心（服务项目有货物集散、转运、储调、加工、配送）、消防站、救护队等,故外部协作条件较优越。第二节、地层特征整合区地表除沟谷两侧有基岩出露外，均被第四系、新近系沉积物覆盖，依据地质填图及钻孔揭露，地层由老至新依次为：三叠系上统永坪组（T3y）、侏罗系下统富县组（J1f）、侏罗系中统延安组（J2y）、新近系上新统保德组（N2b）、第四系中上更新统离石组（Q2l）。现分述如下：（一）三叠系上统永坪组（T3y）该地层是陕北侏罗纪煤田含煤岩系的沉积基底，与上覆地层呈假整合接触，下伏全区，未有出露。据区域资料厚度80200m。岩性为巨厚层状浅灰绿色中细粒长石砂岩，含大量白云母及绿泥石，分选性及磨园度中等，具大型板状交错层理、楔状层理及块状层理，局部含石英砾、灰绿色泥质包体及黄铁矿结核。（二）侏罗系下统富县组（J1f）本组地层地表无出露，井田内普遍发育。厚度一般30m，本次施工的勘1钻孔，揭露的富县组厚度为17.60m，它是印支期后，在上三叠统永坪组凹凸不平的古地形上起填平补齐作用的陆相沉积物。岩性组合是：上部为灰色、灰绿色、紫杂色粉砂岩、泥岩夹薄层灰白色长石石英砂岩。中、下部为巨厚层状白色长石石英砂岩。与下伏延安组地层呈假整合接触。（三）侏罗系中统延安组（J2y）该组地层为整合区的含煤地层，详见本节中“含煤地层”部分。 (四)新近系保德组（N2b）该地层在整合区大部分分布，出露于整合区北部及南部的沟谷两侧两端，据野外填图及钻孔揭露，该组地层厚度078.81m，一般厚度42.03m。 岩性主要为浅紫红色棕红色粘土及亚粘土，含不规则的钙质结核，呈层状分布。局部地段底部为1030cm厚的砾石层，砾石成份多为石英砂岩、泥岩砾等，钙质胶结，致密坚硬。(五)第四系中更新统离石组(Q2l)：整合区大部分被该组地层覆盖，据野外填图及钻孔揭露，该组地层厚度0108.00m，一般厚度50.00m。 岩性主要为褐黄色粘质粉土，大孔隙，半固结，具纵深垂直节理。含钙质结核，偶夹棕色古土壤层。钻孔揭露厚度080m，一般厚32m，除沟谷外全区分布。第三节、含煤地层延安组是本区的含煤地层，整合区全区分布，出露于整合区北部的韩家沟、红崖沟、老坟沟沟谷两侧及沟谷地带。因受侏罗纪中世直罗组沉积早期古河流的冲刷及后期新生界的剥蚀，本组上部地层有不同程度的缺失。本次勘探没有穿透该组地层，据周边及本次钻孔揭露，该组地层残存厚度26.8065.20m，平均46.09m，厚度变化总体趋势由东向西、由南向北逐渐增厚。与下伏三叠系上统永坪组呈平行不整合接触。该地层为一套陆源碎屑沉积，其岩性以灰白色至浅灰色粗、中、细粒长石石英砂岩、岩屑长石砂岩及钙质砂岩为主，次为灰至灰黑色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩及煤层，少量炭质泥岩。根据沉积旋回、岩煤组合特征及物性特征，将其划分为五段，本次沿用以往新民普查地质报告的分段及煤层编号，自下而上依次编为一五段，每段各含一个煤组，自上而下编为15号煤组。因受后期剥蚀，造成延安组地层在整合区范围内第五段、第四段、第三段全部缺失，第二段有不同程度缺失，第一段保留完整。现根据煤系的旋回结构及岩性组合特征自下而上分段叙述如下：（一）延安组第段（J2y1）该段自延安组底部至5-1煤层顶面，全区分布，含5号煤组；本次勘探终孔层位是5-1煤下15m，没有穿透该组地层，煤矿(整合区)内施工钻孔揭露该组厚度为15.0733.09m。 岩性为浅灰至浅灰白色中至粗粒岩屑长石砂岩，局部含砾，具大型交错层理及槽状层理。上部为河漫相粉砂岩，发育断续状层理，小型交错层理，夹有薄层闭流沼泽相砂质泥岩。5-1煤位于顶部，是主要可采煤层。（二）延安组第段（J2y2）该段自5-1煤层顶面至4-2煤层顶面，遭受后期剥蚀保留不全，在煤矿(整合区)内仅保留了下部地层，据钻孔揭露该段厚度9.3343.69m，平均26.85m；本段所含4号煤组以完全剥蚀。岩性为灰白色细粒长石石英砂岩，发育小型交错层理，和缓波状层理，砂体下有不厚的前三角洲粉砂岩或砂质泥岩。具断续波状层理，水平层理，小型交错层理，含大量菱铁质结核和瓣鳃动物化石。夹似水平层理的细粒席状砂体和闭流沼泽相黑色砂质泥岩薄层。虽发育巨厚分流河道砂体，但从相序结构及岩相组合特征看，应是前沿型相序结构，浅湖或滨湖平原亚相沉积。砂体是水下分流河道，且不少钻孔有以粉砂岩为主的岩性组合。此段所含煤层以剥蚀。纵观延安组岩石组合有如下特点：1、各段结果清晰；2、岩石类型细碎屑岩多于粗碎屑岩，且以粉砂岩为主，第二岩段最显著；3、少量泥岩多分布于第二岩段；4、粗碎屑岩以细粒砂岩为主，粗粒多在第一段。第三节、构造整合区位于鄂尔多斯台向斜东翼陕北斜坡上，矿区基本构造形态为北西倾斜的单斜构造，产状较平缓，倾角1左右，区内未见大的断裂及褶曲构造，也无岩浆活动。燃烧。51煤层氢含量平均值为4.38%。氮(Ndaf)：氮是煤中唯一完全以有机状态存在的元素，主要由成煤植物中蛋白质转化而来。51煤层氮含量平均值为0.94%。氧(Odaf)： 51煤层氧含量平均值为13.98%。煤中碳、氢数据是煤质的基本指标，作为动力燃料时，是计算煤的发热量主要参数。第四节、整合区水文地质条件（一）地形地貌整合区位于陕北黄土高原北端，毛乌素沙漠东南缘，地貌单元属黄土梁峁区，区内地表大部分被第四系黄土所覆盖。在整合区内西北部及东部沟谷地带有红土和延安组基岩沿沟谷两侧出露。最高处位于整合区内的中圪塔，最低处位于整合区的西北边界附近，整合区总体地形为东高西低，海拔标高13531175m，相对高差178m。（二）地表水整合区水系为整合区南部边界附近的李家沟沟流，系窟野河水系的二级支流永兴沟的次级支流，为常年性河流；整合区北部、东部有韩家沟、红崖沟、老坟沟等小的沟流，均为季节性沟流。（三）含（隔）水层组水文地质特征1.第四系中更新统离石黄土（Q2l）弱透水层第四系中更新统离石黄土（Q2l），岩性主要为褐黄色粘质粉土、灰黄色粉土，大孔隙，半固结，含星散钙质结核，具纵深垂直节理。中更新统离石黄土钻孔及填图揭露厚度0108.00m，一般厚55.00m，除沟谷外全区分布；含水性差，是区内的弱的透水层。2.新近系上新统保德组红土（N2b）隔水层新近系上新统保德组红土（N2b）主要出露于井田沟谷两侧及沟掌。钻孔及填图揭露厚度078.81m，一般厚46.00m左右。岩性为棕红色粉质粘土，密实，硬塑，夹似层状钙质结核层，局部地区底部发育有一层钙质结核层。含水性极差，是区内的主要隔水层。3.侏罗系中统延安组（J2y）风化基岩孔隙裂隙承压水含水层整合区内连续分布，分布于基岩顶部，岩性以灰黄色的粉砂岩、泥岩、细粒砂岩为主，厚度6.5029.10m，平均厚度16.63m，靠近沟谷较薄。结构较松散，裂隙较发育，其富水性受地形地貌、上覆含水层特征、风化程度及基岩岩性制约。风化岩中岩体结构较疏松破碎、风化裂隙发育，有一定含水性，但该组上覆为厚度65.46134.27m的黄土、红土隔水层。补给条件差，据李家沟井田勘探地质报告，风化基岩孔隙裂隙承压水富水性中等。4. 侏罗系中统延安组（J2y）孔隙裂隙承压含水层本组为煤系地层，受后期剥蚀厚度变化较大，由中、细粒砂岩、砂岩、泥岩及炭质泥岩组成，煤层直接充水含水层为其上部的中、细粒砂岩，按可采煤层的赋存情况主要为延安组砂岩裂隙含水段（J2y）。由于上部地层前期遭受剥蚀，该段仅局部地段还有残留，钻孔揭露，本组地层一般很薄，钻孔揭露，该组厚度9.3343.69m，平均26.85m。为5-1号煤层的直接充水含水层，岩性以泥岩、砂质泥岩、粉砂岩居多，次为中、细粒砂岩，由于本组岩性致密，泥质含量较高，裂隙不发育，砂体彼此不连续，且上部多为黄土和红土所覆盖，补给条件差，所以煤层顶板直接充水含水层富水性弱，见表1-2-15。根据南部李家沟井田抽水试验成果及钻孔简易水文资料表明：该含水层段富水性主要受地貌及埋藏条件所控制。平面上，相对富水地段分布于河谷区及有利于大气降水汇集的低洼地带；梁峁区垂向上，风化裂隙带水量较丰富，随深度增加水量减弱。该含水层段的水质类型为HCO3Cl-NaCaMg型，矿化度小于1g/L。表1-2-15 5-1煤上基岩段含水层抽水试验成果一览表孔号地貌含水层厚度（m）水位降低（m）涌水量（公升/秒）单位涌水量（l/ms）渗透系数（m/d）水化学类型2-3梁峁区22.7626.200.0270.001030.003394HCO3Cl-NaCaMg4-2梁峁区27.9711.200.0800.0071430.01920注：表中数据均来自李家沟井田勘探地质报告16（四）地下水补给径流排泄条件1.地下水动态变化特征地下水、地表水动态变化受气象因素、地形地貌影响，每年6、7、8三个月为雨季，降水量相对集中，同时气温最高，蒸发量最大。此期间韩家沟、李家沟、红崖沟、老坟沟等流量最大。9、10、11三个月降水量相对减少，致使地表水及泉的流量也相应减少，从12月开始到翌年1、2月为流量相对稳定的冰冻时期。3、4、5月因解冻，地表水、地下水水量均有增大现象。因此，地下水动态以气象型为主。2.地下水补给、迳流及排泄条件前述地下水动态特征，显示了地下水的主要补给来源是大气降水。其次为局部地段地表水就地补给基岩风化带潜水。基岩风化带以下潜水及承压水，则主要通过透水“天窗”接受上覆风化带潜水补给，同时，也存在煤矿外围侧向迳流的补给。基岩风化带潜水含水层，出露于煤矿(整合区)西北部及南部河谷地段，由于露头处风化裂隙及烧变岩裂隙孔洞较发育，易于接受大气降水的直接渗入补给；一般情况下，河床中的冲洪积层水补给河水，雨季及洪水发生时，则河流补给冲洪积层潜水；在第四系黄土层覆盖区，大气降水直接渗入黄土层中，同时黄土层潜水与其下伏的基岩风化带潜水构成一体，成为双层结构的潜水含水层。大部分部地段，因黄土层与新近系保德红土接触，可形成上层滞水。（五）矿床充水因素分析1充水水源分析（1）大气降水区内多年平均降水量434.10mm，降水主要集中在每年的79月份，占全年降水量的70%左右，历史日最大降水量达141.1mm。地表有较厚的黄土、红土隔水层，故大气降水在煤矿(整合区)为矿井间接充水水源。（2）地表水地表水体主要是南部边界附近李家沟及北部的韩家沟等沟流水，局部地段煤层开采后形成的冒落带及导水裂隙带将沟通地表水体，但煤矿(整合区)内有较厚的红土相对隔水层，因此地表水一般为间接充水含水层。（3）地下水煤矿(整合区)内地下水主要风化基岩孔隙裂隙承压水及各煤层顶板基岩孔隙裂隙承压水。风化基岩孔隙裂隙承压水：风化基岩裂隙承压水是下部各煤层的间接充水的含水层。煤层顶板基岩孔隙裂隙承压水：煤系地层含水层是煤层的直接充水含水层，属富水性弱的岩层。据李家沟井田勘探报告钻孔抽水试验资料，涌水量0.0270.080L/s，富水性弱，易于疏干，对矿井开采不会造成危害。2充水通道分析本区矿井内充水通道主要是人为因素引起的，即煤层开采后形成的冒落带和导水裂隙带，它是矿坑充水的人工通道。这里对5-1号煤层开采后形成的导水裂隙带进行分析。依据矿区水文地质工程地质勘探规范及本区煤层顶板岩层的工程地质特征，其冒落带、导水裂隙带最大高度按中硬类岩石的公式计算，即：Hc=（34）M，本次采用Hc=4MHt=100M /（3.3n +3.8）+5.1式中：Hc冒落带最大高度（m）Ht导水裂隙带最大高度（m）M累计采厚（m）n煤分层层数（当M4.2m时，n1；当4.2mM8.4m时，n2；当M8.4m时，n3）根据公式计算出各煤层冒落带最大高度、导水裂隙带最大高度，见表1-2-16。表1216 5-1煤层冒落带、导水裂隙带计算结果表孔号煤层厚度冒落带厚度Hc（m）导水裂隙带厚度Ht（m）5-1煤上覆基岩厚度（m）备注Z56-13.3313.3252.0043.69贯通Z56-33.6014.4055.8023.54贯通Z56-43.5914.3655.6632.11贯通Z56-74.0016.0061.4428.24贯通Z56-101.485.9225.9518.13贯通Z56-113.9915.9661.309.33贯通Z56-123.8415.3659.1819.34贯通Z56-133.9915.9662.9313.91贯通由计算结果可以看出，在煤层采空后，导水裂隙带将全部贯通上覆基岩达到松散层以上；但上部松散层为较厚的红土隔水层，所以松散层水不会对矿井生产造成大的威胁；但在北部及南部沟谷处基岩出露，导水裂隙带将完全贯通上部风化岩水或雨季地表水极有可能造成淹矿威胁。此外，据神木、府谷两县气象站多年观测，本区24年出现过8次暴雨，年内暴雨及降水量主要集中在69月份，每逢暴雨过后数十分钟之内，山洪爆发，河水暴涨，对生产矿井及小煤矿正常开采造成很大威胁。因此，在未来矿井开采时，应考虑采取适当的防洪措施。（六）矿井涌水量矿井涌水量采用比拟法和大井法两种方法进行计算和比较，地质勘探部门建议取矿井涌水量为243 m3/d。本设计确定矿井正常涌水量为15m3/h，最大涌水量为30m3/h第五节、开采技术条件1. 煤层顶板本井田5-1煤层直接顶应属2类中等稳定顶板，可采区无伪顶分布，基本顶基本顶全区属级，即基本顶压力显示不明显明显。煤层顶板以细粒砂岩为主，粉砂岩、泥岩次之，底板以粉砂岩为主，中粒砂岩次之。 2. 煤层底板分类本区底板以泥岩、炭质泥岩和粉砂岩为主，老底砂岩以细粒砂岩、中粒砂岩为主；一般底板较稳定，未见底鼓、变形现象；依据缓倾斜煤层采煤工作面底板分类（MT5531996）标准，工作面底板分类以煤层底板允许单向抗压强度进行分类，本区煤层底板主要由粉砂岩和泥岩组成。依据煤层底板岩石力学测试成果，采用允许底板单向抗压强度计算公式计算结果为：5-1煤层Rp值为17.63Mpa。煤层底板属b类，即较软类底板。3. 瓦斯 5-1煤层1件样品测试分析表明：煤层自然瓦斯成分中，CH4为0，CO2为49.36，N2为50.64；瓦斯含量中CH4为0，CO2为12.39 mL/g,daf，C2C8均为0，煤层属瓦斯分带CO2-N2（表1-2-17）。表1217 各煤层瓦斯含量测定成果汇总表煤层点数（件）自 然 瓦 斯 成 分 （）瓦 斯 含 量 （mL/g,daf）N2CO2CH4 C2C8CO2CH4C2C85-1150.6449.360012.3900根据陕西省煤炭工业局关于2007年度全省矿井瓦斯等级鉴定结果的批复（陕煤局发20082号），与之毗邻的神木县永兴大贝峁煤矿2006年检测的CH4绝对涌出量为0.00m3/min，相对涌出量0.00m3/t；2007年检测的CH4绝对涌出量为0.00m3/min，相对涌出量0.00m3/t，连续两年均批准为“低”等级。2007年检测的CO2相对涌出量为2.09m3/t，连续两年亦批准为“低”等级。神木县永兴梅庄煤矿2006年检测的CH4绝对涌出量为0.00m3/min，相对涌出量0.00m3/t；2007年检测的CH4绝对涌出量为0.00m3/min，相对涌出量0.00m3/t，连续两年均批准为“低”等级。2007年检测的CO2相对涌出量为2.47m3/t，连续两年亦批准为“低”等级。相邻各生产煤矿均亦连续两年批准为“低”等级。以上资料说明，本整合区内拟建矿的开采煤层含有少量瓦斯，从安全角度考虑，矿井生产应加强通风和瓦斯监测，杜绝明火、明线在井下出现，防止瓦斯局部聚集。4煤尘 煤尘爆炸性测试成果汇总见表1218。5-1煤层测试的火焰长度均大于200mm，抑制煤尘爆炸最低岩粉用量在6065之间，均属于爆炸性危险的煤层。煤的干燥无灰基挥发份（Vdaf）与固定碳（FCdaf）之比（爆炸性指数）远远大于10%的界限。表明5-1煤尘有爆炸性危险。在设计和开采煤炭时应引起高度的重视。表1218 煤尘爆炸性测试成果汇总表孔 号煤 层火焰长度(mm)岩粉量（）爆炸性结论Z56-15-120060有爆炸性Z56-45-121065有爆炸性5煤的自燃倾向测试表明：各煤层原煤样燃点与氧化样燃点之差（T）在4651之间；煤的干燥无灰基挥发分（Vdaf）大于18%，煤的吸氧量Vd0.7%。根据GB/T201042006煤自燃倾向性色谱吸氧鉴定法中第9.1条煤自燃倾向性等级及分类指标确定：5-1煤层为类容易自燃煤层（表1-2-19）。据有关会议资料证实，神木煤在秦皇岛港口发生煤炭自燃着火多起，大柳塔煤矿变电所、活鸡兔井田李家畔乡办煤矿等地下煤层自燃。因此在煤炭开采、储运、堆积等环节应采取预防措施。表1-2-19 煤的自燃倾向等级汇总表孔号煤层原煤样燃点（）氧化样燃点（）自 燃 倾 向Vdaf/(挥发分)T（）等级Z56-15-135930851易自燃36.57Z56-45-136031446易自燃33.186地温：本区地质构造简单、煤层埋藏浅，故本次未设计简易测温孔。据陕西煤田地质局一三一队一九九八提交的神府矿区内陕西省神木县侏罗纪煤田杨伙盘井田地质报告中恒温带深度为20米，温度为11.8, 地温梯度1.693.27/100m平均地温梯度2.34/100m及陕西省神木县侏罗纪煤田神树塔井田勘探地质报告中地温梯度1.942.69/100m，平均地温梯度2.26/100m。本井田属地温正常区，无地热危害。第六节、地质勘探程度评价 （一）勘探程度 本次设计是以陕西省煤田地质局一八五队编制的陕西省神木县永兴乡大贝峁煤矿（整合区）勘探地质报告及其附图为依据进行编制。本次勘探查明了井田内可采煤层的层数、层位、厚度、结构、分布范围、可采区域及煤层的稳定性；查明了井田内地质构造形态；查明了井田内水文地质条件；查明了可采煤层的煤质特征及其开采技术条件。该勘探成果可作为设计依据。（二）存在问题1、本区煤尘爆炸性突出，建议矿方应加强井下煤尘的清除和管理。2、煤矿生态环境脆弱，植被覆盖率低，煤层埋葬较浅，采煤造成的地面塌陷、水质污染等均会对煤矿的生态环境造成影响，建议加强环境治理与保护。3、整合区内未来矿井开采5-1煤层，5-1煤层上覆基岩相对较薄，在煤层采空后，导水裂隙带将全部贯通上覆基岩达到松散层以上；在北部及南部沟谷处基岩出露处，导水裂隙带将完全贯通上部风化岩水或地表水在雨季极有可能造成淹矿事故。以及煤层开采工程中极有可能造成煤层顶板跨落塌陷事故。建议在煤矿建设和开采过程中一定要时时加强地面地下监测，留足防护煤柱，做好顶底板的维护和地面裂隙的处理；做好防范工作。4、由于项目结束到提交报告时间短促，孔内水泥沙浆固结需要时日，所以暂时未进行钻孔封闭检查工作，建议以后适当的时间进行钻孔封闭检查。第四章 工辅助系统 第一节 运输系统 本工程的运输系统分为二类，第一类是回风斜井的是独立的的运输系统因为回风斜井的施工井口在山上，第二类是原来的老井巷改进部分全部是用装载机装防爆运输车运往指定堆放场。第二节 排水系统改扩建工程初期，利用现有的排水系统，即副平洞的两台水泵进行排水。井筒内排出的水、施工及生活废水、雨水等排到工业广场外河沟。第三节 通风系统根据建井工期排队要求，随着矿井建设掘进工作的展开，井下施工队伍、施工工作面的逐渐增加，巷道通风距离不断加大，回风井巷施工通风成为制约施工进程的关键因素，为保证井下施工快速安全，在建井期间通风按如下三个阶段进行设计：第一阶段为地面局扇供风到回风巷；辅运巷和主运巷是扩巷利用原来矿井的主扇通风；第三阶段为永久主扇投运阶段。第四节 压风系统为减少临时建筑临时工程量，本矿井施工组织设计确定了利用永久压风机房及设备作为部分临时施工用，根据实际情况，在工业广场主副平洞进口周围建一座临时压风站，安装两台不小于40m3/min（备用一台20m3/min）的压风机供两个平洞及井下部分巷道施工用风，在回风井口设置安装2台L42/T型压风机，并及时投运，供回风井专用施工用风。第五节 供电系统大贝峁煤矿双回路10kV电源线路分别从大贝峁煤矿对面陕西电网（双优电网）35/10kV变电站10kV专线(T接)35/10kV变电站至柠条塔10kV线路(T接)，架空线路为LGJ-50,距矿部1.5km。矿井地面装设S9-M-400/10 10/0.4kV变电器和S11-400/10 10/0.4kV变压器各1台，以380/220V电压供工业场地各负荷用电。地面的低压动力负荷（380V）及生活设施、照明等由临时变电所的低压配电盘引出。井下设备的供电等设备的供电在井下现有的移动变压器接出，供工作面设备运行。第六节 供水系统工业广场内有水源井一座，满足建井时的生活和施工用水。二期工程期间用4KW潜水泵从地面小井中吸水，利用井筒中的原有安装1084洒水管向井下供水，在井底位置经三通分水后引向各工作面。供水管在巷道中均使用573.5钢管。第七节 通讯和信号系统利用已有的原来大贝峁煤矿的信号系统。通讯系统：利用原通讯系统，供地面和井下各点的通讯。井筒中通讯电缆利用已有的通讯电缆型号为MHYV32 300/500V、规格3020.8。的通讯，等新改造的新系统建成后转入新系统。第八节 照明主、副平洞、井下运输大巷内都安设有防爆灯，每隔20m一盏，作为运输线路照明，回风井中掘机自带照明，其电源均引自井下临时变电所内的照明综保(127V)。第九节 施工测量一、 劳动组织及人员配备：、根据煤矿建设安全规定第271条，各项测量工作必须严格遵照煤矿测量规程要求，必须坚持独立复测、复算的双复制度，严禁仅一人兼作观测、记录、计算作业，确保按设计要求正确标定和及时准确实测各类工程的几何关系，认真编绘各类工程的成图、成果资料。、测量小组共设4人，司仪1人、记录1人、前视1人、后视1人。(其中技术员1人，测量工3人)校核导线点与水准点：为了保证各类工程定位和标高的正确性，需对永久导线点和水准点进行校核。校核导线点时，可先根据导线点的坐标反算求出边长和夹角，然后实地校测，校核水准点标高是否正确，可用水准仪实地校测水准点的高差。施工测量具体要求、施工测量前，应熟悉设计图纸，验算与测量有关的数据，核对图上的平面坐标和高程系统，几何关系及设计与现场是否相符等。当设计图纸有疑问时，应及时和甲方取得联系。测量基点标桩是进行测量和施工的依据，必须埋设牢固，便于使用，并妥加保护。、标定及检查测量的结果，应记入专用记录薄内并绘出草图。、标定工作结束后，应将现场标定的结果以书面形式向施工负责入交待。、新开口的巷道中、腰线，可根据现场实际情况，用全站仪标定，掘进到4-8米时，应检查或重新标定中、腰线。、成组设置中、腰线点时，每组均不得少于三个(对)，点间距离以不小于2米为宜。、最前面的一个中、腰线点至掘进工作面的距离，一般应不超过30-40米，在延设中、腰线点过程中，对所使用的和新设的中、腰线点均进行检查。、巷道每掘进100米，应至少对中腰线点进行一次检查测量。第十节 地质管理为了保证地质资料的指导性作用，设专业地质员1名，根据陕西省煤田地质局一八五队提供的地质报告，及时结合现场做出巷道（硐室）地质素描图并预测未施工巷道（硐室）的地质情况，同时也为以后采区的施工提供可靠的地质资料。第四章 综合机械化施工方案根椐陕西省神木县大贝峁煤矿矿井水文地质情况、陕西省煤田地质局一八五队提供的地质资料该矿机械化改造设计说明书、图纸资料，巷道支护形式，及硐室等岩石巷道采用炮掘外，其它煤巷及半煤岩巷采用机械化配套作业线，全断面掘进，一次成巷，铲斗车装煤岩，防爆无轨胶轮车运输矸石，掘支交叉，正规循环作业。 第五章 施工方法大贝峁煤矿机械化改造设计中，所掘岩石巷道中以主平洞筒断面最大，故施工方案以主平洞断面为例，编制此施工组织设计。第一节 主平洞施工方法一、施工工艺1、原来明槽部分施工由于本工程是原有矿井断面小于目前设计所以进行扩大（刷大）表土覆盖层较薄，故井筒表土段采用井口大揭盖的施工方法，而且抬底的方法即表土段采用明槽开挖，混凝土砌碹，到基岩段后采用钻爆法施工。明槽开挖及砌筑：明槽开挖以机械挖掘为主，辅以人工修凿。明槽开挖配备一台柳工集团生产的920D液压型挖掘机和无轨胶轮车，挖掘机挖土，无轨胶轮车外运。根据实际情况，可采取木桩加板桩法护坡，以增大开挖角度，减少开挖和回填量。明槽开挖20m后（因无地形图暂定20m），用电动冲击夯（HCD70型）将基层分层夯实，而后自下而上砌筑砼碹。20a槽钢作为内外碹股，内模10a槽钢作为碹板，外模为建筑钢模，段长10m，整体浇灌，减少接茬，形成整体砼结构，以增强其防水性能。 明槽段井筒浇灌完毕，且达到要求强度后，即进行明槽回填。回填方式为：以机械为主，人工为辅，对称均匀回填，分层夯实，层厚不大于500mm，电动振动冲击夯夯实，每层打夯次数不少于3遍。二、明槽进暗槽施工表土及风化基岩段采用钢筋混凝土砌碹支护，基岩段采用砌碹支护。根据以往施工经验，综掘机掘进过程中采用先掘顶部支护好后再掘两帮，如果围岩比较松软破碎，掘进砌碹支护后，加固顶板和两帮，做到短掘短支，及时支护。，掘进1.2m后继续支模，如此循环，直到通过松软破碎带（撞楔超前支架临时支护布置方式见附图2）。为加快施工速度，围岩较稳定时，实行短掘短支，在1.6m以内。临时支护的锚杆的规格、尺寸、间排距、临时支护的预应力及锚固力应符合设计要求；主平洞井壁结构图净 断 面 积：11.9m2掘进断面积：15.1 m2 主平洞井筒断面三、综掘机施工方法大贝峁煤矿主平洞采用中掘机掘进刷大的方法。一、巷道施工方法(一)施工前的准备1、施工前地测科必须提前标定开口位置及中线，施工单位严格按线施工。2、按要求安设好局部通风机、接好风筒，准备好各种支护材料。(二)施工方法巷道按设计要求采用掘进机一次切割成巷,掘进机自装转载机转在以掘巷道中，用装载机装防爆运输车运到工业广场外堆放,全部使用锚杆进行支护。如遇地质构造或其他情况，另行制定安全技术措施。第二节掘进作业一、掘进机作业(一)掘进方式及设备采用EBZ160型掘进机掘进，配SGB620/40型刮板输送机运矸。(二)工艺流程开机前准备掘进机割、装、运铺联网、临时支护永久支护下个循环(三)检修工艺流程检修前准备检修掘进机各部位、加油、更换截齿，检修各部刮板输送机、刮板机机及延伸其它工作正常掘进(四)截割工艺截割头由巷道一侧底部进刀(深度400-600mm)，然后在巷道内水平截割，周边留煤200-300mm，每水平摆动截割一次抬高400-600mm，按截割曲线图连续摆动截割至初步成形,截完一个循环后，修周边至设计要求。截割曲线图(五)技术要求1、割煤前应严格检查瓦斯、顶帮情况，发现隐患，先处理。2、割煤前掘进机司机看准中线，严格按截割曲线图割煤。3、割煤时，严禁丢帮落底煤，严格控制巷道施工参数，巷道参数符合设计要求。第三节 装载与运输1、刮板机安装前，人工清煤至SGB420/30型刮板输送机。2、绕道掘进时，人工清煤至SGB420/30型刮板输送机，依次转载后由装载机装防爆运输车运到工业广场外堆放。第四节 管线、设施布置1、电缆、供水、供风、液压管路、风筒等均按巷道断面图中的规定位置吊挂牢固整齐。2、风筒靠左帮吊挂、做到逢环必挂，距掘头不大于10m。3、压风管、水管、液压管固定牢固，距掘头不大于20m。第五节 设备及工具配备设备及工具配备见下表序号名 称型 号数量用途安装地点功率/台1防爆馈电开关KBZ-4002台动力总馈电、备用风机专用馈电工作面口KBZ-2001台主风机专用馈电2防爆照明信号综保ZBZ-4.01台照明信号3防爆磁力起动器QBZ-120N1台皮带机控制开关工作面口QBZ-601台皮带张紧车控制开关QBZ-80N1台联络巷控制开关QBZ-2*801台自动切换开关4轴流式局部通风机FBD 5/2112台通风设备工作面口25.5kw5矿光组合信号器KXH-127转载运输设备信号设备转载点6矿用隔爆型灯DGS18/127Y照明设备工作面13kw7刮板机机DSJ80/40/2551部主要运煤设备工作面55kw8风动潜水泵FQW-20/652台排水设备水窝9刮板输送机SGB420/301部主要运煤设备联络巷30kw10激光指向仪YBJ-12001台中线指示工作面11掘进机EBZ1601台割煤设备工作面220kw 中掘机原始条件 表一序号名 称单 位数 量备 注1掘进断面m215.13岩石坚固性系数f4-64工作面瓦斯情况%技 术 经 济 指 标 表 表四序号项目单位指标备注1每循环在册人数人182每循环出勤人数人153出勤率%854循环进尺M85循环率%806月循环次数个727月进尺m5608效率m工0.1069临时支护锚杆消耗套/m12.22临时支护10钢筋网消耗m2/m10.18临时支护11锚固剂消耗根/m24.44临时支护巷道设计临时支护形式均为锚网喷支护。采用MQT70B3型锚杆钻机打眼并安装顶部锚杆，YT-28型风钻打侧帮锚杆，锚杆尽可能垂直于岩层，必须保证在75以上，岩石层面不清晰的锚杆应垂直于巷道轮廓线，托板紧贴岩石。锚秆间排距800800mm，间排距的偏差不得大于100mm，锚杆为202100螺纹钢高强树脂锚杆。钢筋网为6.5的钢筋加工而成，钢筋网的规格为11001100mm，网格100100mm，安装时用锚杆托板将钢筋网托住，并使其紧贴岩面。风水冲洗岩帮，使岩面干净、湿润，挂中心线和巷道边线，找好巷道规格，严格按施工措施中配合比要求加入速凝剂，调好风水压力，自下而上螺旋状上升喷射，对已喷过的巷道要求在七天养护期内必须洒水养护，每班不少于三次，要求定人定时洒水。采用两掘一砌碹作业形式，砌碹支护紧跟工作面，巷道两帮的距离与迎头施工平行进行。支护前用中、腰线测量荒断面，找掉顶、帮浮石，按设计要求和质量标准确定锚杆眼位、方向和深度打眼并安设锚杆。砌碹作业采用先墙后拱、自下而上，作业段施工自外向里的顺序进行。附正规循环图表明槽开挖进入暗槽5m后，永久支护全部结束方可向前掘进。然后钢筋砼砌碹四、主平洞井筒施工期间，掘进工作面采用压入式通风。在地面布置二台对旋轴流式风机，一台使用一台备用，井筒内布置一趟800mm胶质风筒。施工后期可采用井下局扇辅助通风以改善施工条件。局部通风机采用独立供电线路，同掘进迎头工具设备电源分开，装设检漏、瓦斯断电系统及风电闭锁。掘进工作面需要风量计算：主平洞施工过程中，采用压入式通风，局部通风机安设在主井口以外、不妨碍道路交通的位置一、掘