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山西XX铝业有限公司矿井兼并重组整合项目施工组织设计

山西XX铝业有限公司矿井兼并重组整合项目

第一节编制依据、施工及验收标准 5

小塘交管所土建工程施工组织设计第二节井田自然概况 6

第五节工程特（难）点分析 34

第二章矿井建设施工准备工作 35

第一节矿井工程施工准备条件 35

第二节施工前准备 38

第三节斜井施工机械配置 43

第四节井巷工程施工方案 45

第五节土建工程施工方案 54

第六节安装工程施工方案 63

第一节斜井延深及料库基岩段施工 74

第三节其他条件下的施工及安全措施 84

第四章施工阶段质量控制 91

第一节原材料管理 91

第二节施工阶段质量控制 92

第五章安全生产制度 96

第六章施工组织保证体系 101

第一节施工组织机构 101

第二节项目部职责分工 101

第三节目标管理 105

第四节安全和质量保证措施 106

第五节工程进度保证措施 122

第六节季节性施工措施 124

第七章文明施工及环保 127

第一节编制依据、施工及验收标准

根据山西省人民政府办公厅文件晋政办发[2008]100号文件和山西省国土资源厅“关于加快兼并重组整合非煤矿山改造建设工作的安排意见”晋国办基发[2010]83号，同意编制的《山西ZZZZZ有限公司矿井兼并重组整合项目初步设计》。

2、山西省国土资源厅颁发的采矿许可证（C14000012333314010123）。

3、建设工程施工合同；

4、《非煤矿山安全规程》，《山西省非煤矿山建设安全规定（试行）》，非煤矿山建设工程施工及验收规范等；

5、矿山建设工程施工定额标准（工期定额、劳动定额、材料定额）、强制性标准。

6、建设单位提供的矿井现状、图纸等有关资料。

山西XXXXX有限公司位于山西省柳林县城北偏西直距约20kmXXX村一带，属柳林县XXX乡管辖。

东经110°21′14″－110°04′51″

北纬37°58′43″－37°10′26″

井田位于柳林县城北20km处，紧靠柳结公路，距孝柳铁路穆村站30km，交通运输条件便利。

井巷工程、土建工程及设备购置及安装工程均在本矿界范围内进行。

井田地处晋西黄土高原，属吕梁山西侧的中低山区，黄土覆盖广泛，冲沟发育，地形起伏较大，地貌类型以侵蚀性黄土梁、峁为主，其次为黄土沟谷地貌中的冲沟，地势总体南高北低，地形最高点位于井田中东部山头，海拔1002m，最低点位于井田北部沟谷，海拔870m左右，最大相对高差132m。

三、气象条件及地震情况

井田地处晋西北黄土高原，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，多呈干旱状态。冬春两季多西北风少雪雨。而夏季雨量集中，有时出现洪水灾害。年平均气温8.8℃

多年平均降水量为519.3mm，风向多为西北风，

本区属黄河流域黄河水系，井田沟谷发育，无常年性水流，仅在雨季有洪水流出，并很快排干，季节性水流向西北汇入黄河。

矿体变化总体为北厚南薄，靠近东南部基本呈剥蚀无矿趋势，区内矿体由26个钻孔控制，见矿工程19个，铝土矿体厚度变化较大，矿体最小厚度0.57m，最大厚7.92m，平均厚度3.30m。厚度变化系数（全区单工程见矿厚度统计）为46.34％。一般来说，矿体越厚，矿石质量越好。

本区未发现有岩浆侵入体，无岩浆岩分布。

矿体变化总体为北厚南薄，靠近东南部基本呈剥蚀无矿趋势，区内矿体由26个钻孔控制，见矿工程19个，铝土矿体厚度变化较大，矿体最小厚度0.57m，最大厚7.92m，平均厚度3.30m。厚度变化系数（全区单工程见矿厚度统计）为46.34％。一般来说，矿体越厚，矿石质量越好。

该矿区大部分被黄土覆盖，仅西部沟谷中有少量石炭系太原组地层出露。矿区内发育的地层由老至新有：奥陶系中统，石炭系中统本溪组、上统太原组，上第三系上新统，第四系中上更新统的地层。据兰家山详查区资料，现将矿区内地层层序、厚度、岩性及其变化情况由老至新简述如下：

1）奥陶系中统峰峰组（O2f）

为一套海相沉积的炭酸岩建造，其岩性多呈紫戏色、褐红、灰黄、深灰色、厚层至巨厚层灰岩，或含白云质灰岩，泥灰岩，局部夹浅黄、浅灰黄色钙质泥岩（如兰家山村北圪洞沟东侧）。顶部溶洞发育并被铁质充填和污染。

该统地层地貌呈陡壁和峡谷。岩层顶面长期受古风化剥蚀，呈现凹凸不平的古侵蚀风化面特征。常见出露厚度10m左右。

2）石炭系中统本溪组（C2b）

山西式铁矿(Fe)及铁铝岩(G1)

3）石炭系上统太原组（C3t）

为明显的海陆交替相沉积，由砂岩—页岩—灰岩—煤层形成一个进程与退程的沉积旋回，只是每一个沉积旋回薄厚不一。本组地层与下覆本溪组地层呈整合接触，根据岩性组合特征可分为三段：本区只赋存在下部一、二段，现分述如下：

(1)太原组一段(C3t1)

(2)太原组二段(C3t2)

该段地层地表仅西部出露，赋存于矿区西部，矿区内赋存不全，岩性主要由石灰岩，泥岩，砂质泥岩及薄煤线组成，矿区最大揭露厚度为37.6m。

4）上第三系上新统保德组(N2)

一般分布于沟谷的两侧，位于黄土之下，为浅红色的粘土岩及亚粘土组成，间夹团块状钙质结核，底部洪积—冲积之古河床堆积，（砾石以灰岩、砂岩为主，全层厚度一般10—几十米），与下伏地层呈角度不整合接触，一般厚度30—77m，平均厚45m。

5）第四系中、上更新统(Q2+3)

主要为马兰期黄土及离石黄土，呈浅黄色，含粉砂质且胶结疏松。具明显的柱状节理，一般厚度几十米，最厚达100m。其次，在沟谷中普遍发育有现代冲积及洪积层，在山坡上普遍发育有坡积物及残积物。与下伏地层角度呈不整合接触。

根据地质资料矿区范围内有薄煤线，但根据地质钻孔，矿区范围内无煤层。

1）地形地貌及气象水文特征

本区属吕梁山系，为典型的黄土高原地貌。冲沟密集而狭窄，形态多呈“V”形，与黄土梁、峁、垣相间分布，常见陡崖、黄土残柱及陷穴等微地貌景观。沟谷两侧及谷底有基岩零星出露。区内由于植被稀少，致使水土流失严重。矿区总体地势为东高西低，地形最高点位于区内东部背则梁的山顶上，标高1054m，最低点位于区内西部官地崖的沟谷中，标高为935m，最大相对高差119m。

区域位于黄河东岸，属吕梁山系，为典型的黄土高原地貌，地势东、北高，西、南低，经过长期剥蚀和堆积形成现在的一个似簸箕状向西南开口的地形形态，地表水系也随地形形态发育，河流、沟谷以主河道为轴向两岸切割地层，形成河谷两岸的黄土、基岩侵蚀中等山地地形以及河谷堆积地形。

3矿区位于区域水文地质单元的补给径流区。据钻探工程资料，区内无统一的含水层，局部地段揭露地下含水层，富水性微弱。现分述如下：

（1）O2灰岩浅部岩溶裂隙透水层

经钻孔揭露该层后，大部分钻孔岩层破碎，裂隙及溶洞发育，冲洗液全泵量漏失，无地下水位，均属透水而不含水，为良好的透水层。

（2）C2y中半沟灰岩岩溶裂隙含水带

（3）P1s砂岩裂隙弱含水层

大部分钻孔施工到该层冲洗液消耗量增大或漏失，无地下水位。局部地段出现含水现象。据兰家山详查区ZK1404孔资料，孔深125.25m，揭露该层厚1.60m，冲洗液消耗量全泵漏失，终孔水位121.67m。

（4）C3t泥、灰岩裂隙弱含水层

①C3m泥岩裂隙弱含水带

②C3h2灰岩岩溶裂隙含水层

（5）第四系砾石弱含水层

3）地下水补给、径流、排泄条件

矿体充水主要是大气降水，地下水不会对矿区开采构成较大影响，矿体低于沟谷，因而洪水将会对矿体开采造成危害；另外以前和现在的私挖滥采铝土矿、铁矿洞的积水可能会对部分矿床开采造成危害。以上充水因素，采矿时应引起足够重视，做好老窑积水的探、防、排水工作，防患于未然。

依据详查地质报告及《山西省柳林县荣达铝业有限责任公司铝土矿详查地质报告》评审意见书，矿区水文地质类型定为一类一型，矿区水文地质条件简单。

底板围岩多呈土状结构、胶结松散粘土岩、含铁粘土岩、铁质粘土岩为主。当底板为各类粘土岩时，其稳固性较差。

根据山西省国土资源厅2011年12月27日颁发的C140000201112314002354号《采矿许可证》，批准开采铝土矿，井田范围由下列11个拐点坐标依次连线圈定，坐标点见下表。

矿区范围拐点坐标一览表

开采深度：从1002m至870m标高。

二、资源/储量、工业储量、设计储量、可采储量计算

三经估算，全区共求得铝土矿资源储量(122b+333)221.8万t，其中控制的经济基础储量(122b)85.41万t；推断的内蕴经济资源量(333)136.39万t，控制的经济基础储量占总量的38.51%。全区平均品位Al2O3：69.97%，A/S：7.85，平均品位来看，其矿石已达到Ⅲ级的指标。

、设计生产能力及服务年限

按《非煤炭工业矿井设计规范》规定，矿井设计年工作日为330d，三八制，三班生产，一班准备，每天净提升时间为16h。

2、矿井设计生产能力的确定

依据山西省国土资源厅换发的第C1400002011123140020号采矿许可证，山西XXXXX有限公司矿井的设计生产能力为XX万t/a。

3、矿井及水平服务年限

设计利用储量39万吨，生产能力为10万吨/年，服务年限3.4年，该矿山矿石矿块度不大于350mm，原矿经粗破后，直接销售铝土矿石原矿。

柳林XXXXX矿区的山西XXXXX有限公司由柳林县XXXXX兴隆粘土矿、柳林县XXXXX材料厂和柳林县XXXXX材料厂整合而成。该矿区位于柳林XXXXX矿区的南部，矿区东部为柳林县XXXXX业有限责任公司，南部为柳林县XXXX业有限责任公司。

矿山为多年的地下开采矿山，资源整合后沿用原部分设备设施，工业场地、空压机房、办公室、仓库、机修间等设施均可利用，建设工程只在原设施基础上进行部分井巷工程的建设，地面工程基本不再进行建设。

矿山总平面布置由办公设施、工业场地、废石场、矿石堆场、道路运输等部分组成。

矿石堆场设于主斜井口西偏南50m处，为矿山矿石的临时堆放场所。

废石场设于主斜井西100m的矿区沟谷中，废石场有效容积60×104m3，可容下地下开采过程中产生的全部废石，废石场下游设拦石坝。

矿区有简易公路从矿石堆场起至柳—临公路相接，全长约300m，为碎石路面。柳（林）—临（县）公路从矿区中部穿过，柳（林）—临（县）公路位于矿山岩移范围以外，且矿山在柳（林）—临（县）公路下留设了保安矿柱，矿区南至青银高速公路运距21km，东距吕梁市31km，南距柳林县城20km，距孝义火车西站150km，XXXXX村有公路通柳林县与孝（义）柳（林）铁路线相连，交通较为便利。

矿山采用斜井开拓方案。

1）主斜井主要担负进风、人员进出、设备（矿石、废石）的运输等，内设人行道、水沟及风、水管电缆线路等设施。

斜井与运输大巷连接，运输大巷再与阶段运输平巷连接。斜井底部车场设置躲避硐室。躲避硐室的高度2.0m，深度和宽度均2.5m。

斜井车道与人行道之间用φ50mm的无缝圆钢焊接作为隔离设施。

在风井井口通风构筑物内装设主扇（要求设置两道风门）。

运输大巷主要担负进风、人员进出、设备（矿石、废石）的运输等，内设人行道、水沟及风、水管电缆线路等设施。

运输大巷内由于采用三轮车运输，由于运输大巷内人行道宽度1.0米，不足1.2米。因此采取运输时不行人，行人时不运输的原则。

主要担负进风、人员进出、设备（矿石、废石）的运输等，内设人行道、水沟及风、水管电缆线路等设施。

断面为三心拱，净断面规格3.0×2.80m2，拱高0.75m，巷道净断面：7.182㎡。支护形式：在围岩破碎地段采用砌碹，支护厚度250mm。巷道坡度3‰，最小曲线半径8m；在巷道一侧留设水沟，水沟断面（深×宽mm）为：300×400mm。

井下采出的矿石、废石通过环保型三轮车运输至矿车，再由主斜井矿车提升至矿石场或废石场。

材料、设备运输：井下生产所需要的一切材料用三轮车运至各工作面。

3、岩体移动范围的确定

围岩稳固性为中等稳固，确定采矿岩石移动角为：上盘、下盘、走向分别为60º、65º、70º，据此确定地表可能陷落范围的界限。

地面工业场地均位于该区域之外。

切割工程：切割平巷布置在矿块的下端部，沿矿体走向布置切割巷道，从矿块的一侧沿矿体倾向用浅孔（深2.0m）切割上山、形成初始工作面。

从矿块一侧的切割上山，沿矿体走向向另一侧推进，工作面呈直线型。

c.通风：爆破后由局扇将炮烟送至上部回风巷道，最后进入主回风系统，通风半小时至1小时。

d.出矿：本矿矿石不需要长距离运输，只运输到斜井底即可。采用三轮车运输，要求块度小于350毫米。

矿房回采时，在顶柱、间柱预先打好炮孔。待中段矿房全部采完后，再从里向外回收矿柱。

尽可能用废石充填采空区，采空区靠自然冒落充填，如果围岩长期不能自然冒落，采取封闭采空区。

风流线路：新鲜空气经主斜井进入坑下，经主斜井—采场—人行通风上山，接上部回风巷道，再经回风井轴流式通风机排出地表。

掘进工作面或局部通风困难时，采用局扇进行局部通风。

按照工作面、设备计算：

Q＝K1K2(ΣQｈ+ΣQｊ+ΣQｄ+ΣQｔ)

式中：Q—矿井总风量，m3/s；

K1—矿井风量备用系数(1.15～1.25)，取1.15；

K2—矿井内部漏风系数(1.10～1.20)，取1.10；

Qｈ—回采工作面所需的风量，m3/s；

Qｊ—掘进工作面所需风量，m3/s；

Qｄ—要求独立风流通风的硐室所需的风量，m3/s；

Qｔ—其他工作面所需风量，m3/s。

全矿正常生产期间6个回采工作面即可满足生产要求，矿房过风断面按33m2计，平均风速0.15m/s。

一个回采工作面风量计算

Qｈ＝S×V＝4.95m3/s。

S—采场横断面积10×3.3m2

V—平均风速0.15m/s

一个工作面为4.95m3/s

6个采场共29.7m3/S。

②掘进工作面排尘风速v＝0.25～0.5米/秒，取平均风速0.3米/秒计算，巷道断面S＝4～6米2，Qｊ＝1.2～1.8米3/秒，取最大值。

单掘进工作面取1.8m3/s，2个掘进工作面取3.6m3/s。

③要求独立风流通风的硐室所需的风量

水泵硐室所需风量Qｄ=0.46∑N=0.46×45/60=0.35m3/s

矿井生产系统简单，故其他工作面所需风量取Qｔ＝0m3/s。

Q＝K1K2(ΣQｈ+ΣQｊ+ΣQｄ+ΣQｔ)

＝1.15×1.1×(29.7+3.6+0.35+0)

①按照井下最大作业人数计算

该矿是一小型矿山，井下最大作业人数为36人；根据规程要求供风量应不少于每人4m3／min。

则按照井下最大作业人数计算全矿井风量为：3.3m3/s。

②按照柴油设备计算风量:

本设计采场采用三轮车Q／GDW 11809-2018标准下载，单台三轮车功率13.3KW。

按单位功率计算风量：Qc=Q0N

Qc=Q0N=4.0×13.3×17/60=15.96m3/s

比较按井下最大作业人数、井下柴油设备计算和工作面排尘风速计算的需风量，三者取大值，则矿井总风量取42.56(m3/s)。

某五星级宾馆装饰施工组织设计通风困难时期的通风阻力为：（见下表）

阻力ht=RfQ2(Pa)