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進風斜井表土段開工安全技術措施

  
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一、工程概況
進風斜井井口坐標: X:,Y:,H:+819.52。進風斜井井筒表土基巖段采用暗挖施工,斷面型式為直墻半圓拱型,凈寬5m,凈高4m,凈斷面積17.31m2,傾角為-16°,采用鋼筋砼支護。
附:平面圖、剖面圖、斷面圖
二、明槽開挖、支護參數
進風斜井井筒表土及風化基巖段暗挖長度為20m。支護采用雙層鋼筋混凝土+U型鋼支護,受力筋采用Φ20、Φ18mm的II級鋼筋,豎筋和環筋間排距均為300×300mm;箍筋采用Φ10mm的I級鋼筋,間排距為600mm,鋼筋保護層厚度為70mm,砌碹支護厚度為600mm,砌碹混凝土強度等級為C25。
三、施工前準備工作
1、組織有關人員熟悉圖紙,領會設計意圖,參加業主組織的圖紙會審。
2、組織相關人員認真學習本措施,并記錄在案。
3、檢修調試好各種施工設備、機具、水、電等必須形成。
四、井田地質、水文情況
1、位置與范圍
南峪煤業有限責任公司位于西山煤田清交礦區清徐詳查勘探區東部,行政區位于太原市晉源區姚村鎮南峪村,井田大部位于清徐縣境內,北距太原市中心28公里,南距清徐縣城11公里,地理坐標為北緯37°37′31″~37°40′37″,東經112°?18′40″~112°22′21″,為西山煤田清交礦區的一部分。
2、四鄰關系
南峪井田西北鄰平口煤礦、北鄰大成窯煤礦、桃坪煤礦(關閉),東北鄰槐樹煤礦(關閉),西面以白石溝為界,與李家樓煤礦和馬峪新興煤礦相鄰,東部為清交大斷裂與現代沉降盆地相接,東、及東南部均無煤礦開采。
3、交通條件
井田位于太原市西南28km處,大運(太祁段)高速公路從井田東邊緣經過,距307國道3公里,距化肥廠專線車站直距16公里,交通便利。
4、地層
南峪井田內地層出露良好,出露地層自下向上有:石炭系上統太原組頂部,二疊系下統山西組、下石盒子組和上統上石盒子組,第四系中、上更新統及全新統。石炭系上統太原組、中統本溪組及奧陶系由鉆孔揭露。
①?奧陶系中統峰峰組(O2f)
本組地層未出露,由鉆孔揭露5-50m,巖性為藍灰色~灰色厚層致密狀石灰巖,裂隙發育,充填物有方解石,具有溶洞及溶蝕特征,下部發育有石膏層。
②?石炭系中統本溪組(C2b)
呈平行不整合覆蓋于奧陶系石灰巖之上。厚度18.70~37.56m,平均27.07m。以灰色、灰黑色泥巖、粉砂巖間夾不穩定石灰巖及薄煤層組成,底部發育有鐵鋁層(山西式鐵礦和G層鋁土)。
山西式鐵礦直接沉積在奧陶系石灰巖古侵蝕面上,多呈透鏡狀或團塊窩狀褐鐵礦呈紅色或暗紅色,厚0.7~5.45m,平均3.66m,其上為鋁土沉積,厚2.40~7.95m,平均4.98m,灰色致密團塊狀,橫向發育不穩定。中部主要為層理不明顯的深黑色泥巖,夾2~3層薄層石灰巖,灰巖呈層狀,厚0.5~0.95m,區內平均0.74m,相當半溝灰巖層位。頂部為灰黑色粉砂巖夾細砂巖,局部含1~2層薄煤。由沉積特征分析,本溪組屬淺?!珵I海環境下海陸交互相沉積。
③?石炭系上統太原組(C3t)
與下伏地層連續沉積,厚70.53~106.83m,平均90.74m。由灰黑色泥巖、粉砂巖、中~細砂巖、石灰巖及煤組成,含煤9層,編號為5上、5、6上、6、7、7下、8、9號,可采煤層為5、6、8、9號。按巖性特征可分為三段。
⑴下段(晉祠段)
由晉祠砂巖(K1)底至廟溝灰巖(L1)底,井田內無出露,平均28.4m。底部K1砂巖為灰白色厚層狀石英砂巖,平均厚3.92m。本段地層基本為一套灰~灰黑色泥巖、粉砂巖,呈互層狀,間夾砂巖,中上部夾有7、7下8、9號煤層(線)。
⑵中段(毛兒溝段)
由廟溝灰巖(L1)底至東大窯灰巖(L5)頂,巖性主要為灰黑色泥巖及粉砂巖和4層灰巖及4層煤層(6上、6、7、7下)組成。全段厚30m左右,主要巖性特征為本段地層的4層灰巖即太原西山煤田標準剖面所命名的廟溝灰巖(L1)、毛兒溝灰巖(L2+3)、斜道灰巖(L4)、東大窯灰巖(L5)、其中:L2+3(K2)灰巖為良好的標志層。
⑶上段
從L5石灰巖頂至K3砂巖底,厚約14m左右。主要巖性為灰黑色泥巖、粉砂巖及2層煤層(5上、5)組成,間夾不穩定灰白色中細砂巖。
④?二疊系下統山西組(P1s)
從K3砂巖(北岔溝砂巖)底至K4砂巖(駱駝脖子砂巖)底,平均厚46.53m,與太原組地層呈連續沉積,區內各大谷內均有出露。巖性為淺灰白色中砂巖、細砂巖,深灰色泥巖、粉砂巖及炭質泥巖和煤層。含煤5層(02、1、2、3、4),可采煤層從上至下為1、2、4號煤層。
本組屬河湖相沉積。
⑤?二疊系下統下石盒子組(P1x)
從K4砂巖底至K6砂巖底,平均厚95.26m,與山西組呈整合接觸。井田內出露普遍。按巖性可分為上下兩段,以中部K5砂巖底區分。下段厚40~50m,為深灰、深黑色細砂巖、粉砂巖、砂質泥巖互層,下部夾煤線。底部K4砂巖為灰白色粗~中粒砂巖,厚0.75~13.86m,平均7.22m。上段厚45~55m,為黃綠色及灰綠色夾紫灰色砂質泥巖、粉砂巖及淺灰色細砂巖互層。K5砂巖為灰綠色中粗砂巖,底部含礫,厚達10m,在井田內圪塔村發育比較好。
⑥?二疊系上統上石盒子組(P2s)
在井田內賦存不全,最大出露厚度為89.06m,分布在地形較高處,即山嶺山頭地段。其底K6砂巖,厚達29m,局部地段相變尖滅。平均厚12.78m。為灰~灰黃色中粗粒砂巖,底部含0.5~1cm礫石。其上為灰綠及紫紅色砂質泥巖、粉砂巖,間夾薄層砂巖。與下伏地層呈整合接觸。
⑦第四系中、上更新統(Q2+3)及全新統(Q4)
中、上更新統黃土零星片狀分布于各時代基巖之上,山坡山嶺均有覆蓋,厚0~12.15m,平均4m。巖性主要為具有垂直節理的黃土,底部可見1~2層棕黃色古土壤層。
全新統為近代沖洪積層,分布在河床及其兩側,厚度一般3~5m,主要由大小不等巖塊礫石及砂組成。多呈松散狀,局部地段厚度甚大,如414號孔190.25m仍未見底。
5、含煤地層
井田內主要含煤地層為山西組和太原組。
(一).石炭系上統太原組(C3t)
與下伏地層連續沉積,厚70.53~106.83m,平均90.74m。由灰黑色泥巖、粉砂巖、中~細砂巖、石灰巖及煤組成。按巖性特征可分為三段。
⑴下段(晉祠段)
由晉祠砂巖(K1)底至廟溝灰巖(L1)底,井田內無出露,鉆孔揭露厚18.46~47.92m,平均28.4m。
底部K1砂巖為灰白色厚層狀石英砂巖,厚1.08~14.60m,平均3.92m。在井田內西厚東薄。本段地層基本為一套灰~灰黑色泥巖、粉砂巖,呈互層狀,間夾砂巖。泥巖多呈團塊狀,層理不明顯,含植物化石碎片。中上部夾有8號、9號穩定可采煤層。
⑵中段(毛兒溝段)
由廟溝灰巖(L1)底至東大窯灰巖(L5)頂,巖性主要為灰黑色泥巖及粉砂巖和4層灰巖及4層煤層組成,其中6號煤層為可采煤層。全段厚30m左右,主要巖性特征為本段地層的4層灰巖即太原西山煤田標準剖面所命名的廟溝灰巖(L1)、毛兒溝灰巖(L2+3)、斜道灰巖(L4)、東大窯灰巖(L5)、其中:L2+3(K2)灰巖為良好的標志層。在L5之下有一層不穩定的厚層灰白色粗粒砂巖,可做為輔助標志層進行地層對比。各灰巖層為巖煤層對比的良好標志。
a.L1灰巖厚度變化較大,最小0.59m,最大可達10.13m,平均3.42m,為8上號煤層直接頂板,距8號煤一般4.32m左右。與其上的L2+3(K2)灰巖間距甚小,局部地段合并為一層。
b.L2+3灰巖為最穩定的灰巖,厚0.30~11.60m,平均5.11m,中部含燧石層,垂直節理發育,富含腕足類,珊瑚、海百合等海相化石。
c.L4灰巖較穩定,厚2.15~5.04m,平均3.54m,為7號煤層(俗稱3尺炭)直接頂板,也含豐富的海百合、珊瑚等動物化石。下距L2+3灰巖5.67~8.85m,其間主要為灰黑色砂質泥巖及粉砂巖。
d.L5灰巖與上述3層灰巖相比,穩定性差,厚0.20~4.67m?;規r質不純,同樣含豐富的腕足等海相化石。局部地段相變為粉砂巖。其下發育6上號煤層,距可采的6號煤層一般為2m左右,距L4灰巖4~13m,一般10m左右。其間巖性以黑色泥巖為主。6號煤與6下號煤間常為一層灰白色細砂巖或相變為粉砂巖。6號煤層屬穩定煤層。本段地層屬淺海~濱海三角洲平原相沉積。
⑶上段
從L5石灰巖頂至K3砂巖底,厚約14m左右。主要巖性為灰黑色泥巖、粉砂巖,間夾不穩定灰白色中細砂巖。中、上部菱鐵質結核發育。5號煤層下距L5灰巖2.70~13.42m,一般6.44m。其上一般在2m左右,發育有5上號零星可采煤層,與K3砂巖相距1.00~8.24m,平均3.58m。其間偶見一層海相泥灰巖。本段地層屬濱海三角洲河流沉積。
⑷二疊系下統山西組(P1s)
從K3砂巖(北岔溝砂巖)底至K4砂巖(駱駝脖子砂巖)底,厚28.27~68.15m,平均46.53m,與太原組地層呈連續沉積,區內各大谷內均有出露。巖性為淺灰白色中砂巖、細砂巖,深灰色泥巖、粉砂巖及炭質泥巖和煤層。粉砂巖、泥巖中含豐富的植物化石。含煤5層,可采煤層從上至下為1、2、4號煤層。
底砂巖(K3)為灰白色粗粒砂巖,厚1.05~18.29m,平均7.26m,局部地段相變為粉砂巖。其上一般10m左右發育可采的4號煤層,其間為灰黑色砂質泥巖、粉砂巖,間夾薄層細砂巖。間距厚度變化較大,最小0.3m,最大達25.02m,平均為9.06m。3號煤層發育在4號煤層之上3.02~14.97m,平均8.25m,其間巖性主要為灰黑色砂質泥巖及粉砂巖,局部地段在下部發育一層灰白色中砂巖。2號煤層是主要穩定可采煤層,其厚度一般在1.75m左右,最大可達3.30m,僅局部不可采,與3號煤層相距2.03~8.38m,平均4.34m。其底板為灰白色中粒砂巖,部分地段相變為粉砂巖。1號煤層賦存于頂部,厚約1.03m左右,下距2號煤層5.70~16.08m,平均間距9.47m,其間巖性主要為灰黑色泥巖及粉砂巖。上距K4砂巖底0~17.90m,平均數8.95m。其間為灰黑色泥巖及粉砂巖,局部地段夾薄層細砂巖。山西組屬河湖相沉積。
6、構 造
總觀南峪井田構造形態為走向NE,向南東傾斜的單斜,并發育次級的軸向呈NE~NEE向、軸向大致平行,兩翼基本對稱的背、向斜相間排列的褶皺。褶曲多數縱貫井田展伸至井田之外。兩翼傾角一般在5~10°。井田內斷裂不發育,僅在井田南部邊界內外側發育數條正斷層,與煤層露頭聯合構成井田南部天然邊界(井田邊界實際為人為邊界)。井田內陷落柱比較發育,尤其在南峪~碾底地段為甚。滑坡和坡積發育普遍。巖體的形變與破裂,反映本區構造應力相對集中,張、壓應力并存。除發生褶皺外,巖石節理、劈理叢生,造成地面景觀巖石破碎、崩塌和滑落舉目可見。

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