露天煤矿采剥工程施工组织设计
山西某某煤业有限公司
露天煤矿采剥工程
施工组织设计编制：
审核：
批准：
二0一三年五月十日
第一章工程概况
1.1地理位置及交通
山西某某煤业有限公司位于山西省交口县水头镇孙家沟村西侧。地理坐标：东经111°10′47〃－ 111°12′53〃，北纬36°59′02〃－37°00′11〃。露天矿距交口县城2km，距209国道2km，321省道3km，距阳泉曲火车站50km，交通比较便利。本矿由原山西省交口县碾子沟（隰县）煤矿、山西东泰腰庄煤矿有限公司兼并重组整合而成。
1.2主要工程量
山西某某煤业有限公司露天煤矿土石方剥离工程，剥离工程量为3275.53万m3,其中土方剥离2292.87万m3，穿爆982.66万m3，具体见基建工程量表。
基建工程量表
水平剥离量
1490 9.90
1480 42.33
1470 113.84
1460 208.60
1450 282.04
1440 337.86
1430 357.99
1420 397.05
1410 420.80
1400 364.18
1390 285.41
1380 155.55
采空区治理 300
合计 2975.53
1.3基建工程进度安排及基建工期
根据扩建工程进度计划安排，确定采掘场扩建工期为24个月，基建工程结束后，进行2个月的试生产及验收。
第二章编制依据和原则
2.1编制依据
1、国家和地方有关部门颁布的《露天煤矿工程施工及验
收规范》、《环境保护法》、《土地管理法》、《矿产资源法》、《水土保持法》、《森林法》、《国务院关于预防煤矿生产安全事故的特别规定》、《煤炭工业露天矿设计与验收规范》等相关施工安全、质量验收、环保等方面的规范、标准、法规文件等。
2、山西某某煤业有限公司露天煤矿施工设计图；
3、爆破安全规程GB6722-2003。
4、土方与爆破工程施工及验收规范（GBJ 201-83）。
5、露天煤矿工程施工及验收规范（GB50175-93）。
6、煤矿安全规程2009。
7、中华人民共和国民用爆炸物品管理条例》。
8、开采方案与安全技术措施。
9、《民爆安全管理条例》；
10、山体的地理位置和结构形式。
2.2编制原则
1、坚持科学性、先进性、经济性、合理性与实用性相结合的原则。
2、整体推进，均衡生产，确保总工期的原则。
3、保证重点，突破难点，质量至上的原则。
4、强化组织指挥，加强管理，保工期、保质量、保安全。
5、优化资源配置，实行动态管理。
6、文明施工，保护环境。
第三章施工总部署
3.1总体施工目标
1、工程质量目标
本工程严格按照国家现行有关工程质量评定标准和施工技术规范进行施工。
工程质量目标：合格。
2、工程安全目标：杜绝重大安全事故,一般事故发生率控制在3‰以内。
3、工程进度目标：
4、文明施工目标：施工过程中要认真贯彻执行国家有关质量评定标准和施工技术规范，达到文明施工标准。
3.2总体施工安排思路
把本工程作为工作的重点，组建项目经理部，配备相应的人员，实行独立核算，在人力、机具、资金等方面首先保证该工程。在操作人员中也选拔配备训练有素、操作熟练的技术人员，分工明确，人员配备齐全，保证各项工作的顺利开展。
第四章项目组织机构及人员职责
4.1组织机构
根据本工程特点，设立项目经理1名，技术负责人1名，生产副经理1名，安全副经理1名，下设质量技术组（技术员2名、专职质量员2名）、安全组（专职安全员3名）、机械组（机械员3名）、资料组（资料员2名）、预算组（预算员2名）、综合组（统计员、调度员、材料员）
4.2质量保证体系
4.3安全保证体系
4.4岗位职责
1、项目经理岗位职责： a.实施项目经理负责制，统一领导项目施工并对工程质量、安全、工期现场文明施工负领导责任； b.建立工程项目质量保证体系并对其有效运行负责； c.按施工组织设计施工，对施工图设计、施工全过程进行有效控制，确保工程质量符合规定要求； d.合理调配人、财、物等资源，解决施工生产中出现的问题，满足施工生产需要； e.组织进行工程试运及交付工作，确保工程质量符合设计规定和合同内容，满足顾客要求。
2、技术负责人岗位职责： a.负责项目施工技术工作，对施工质量负技术责任；
b.组织编制施工组织设计，并对其实施效果负责；
c.组织编制并审核交工技术资料，对其真实性、完整性、及时性负责；
d.组织技术攻关，处理重大技术问题；
e.组织单位质量评定、项目竣工验收工作；
f.具有质量否决权。 3、安全副经理岗位职责： a、制定本项目《安全生产管理实施细则》，监督检查执行 b、领导组织本项目的安全生产并实施全面管理 c、定期或不定期组织召开安全工作会议 d、组织对事故进行调查、分析、处理和上报 e、负责评选先进和对“三违”责任人进行处理 f、指导、监控工程车辆设备的使用，对存在安全隐患的车辆设备，督促及时整改 4、生产副经理岗位职责： a、全面负责本项目的施工技术管理工作，主持编制本项目的实施性施工组织设计。 b、督促检查物资、设备的采购，加强施工全过程的工序控制，主持对不合格品的评审和处置。
C、组织推广和应用“四新”技术，编写有关成果报告，组织竣工文
件的编制及验收交接工作。 5、安全员岗位职责： a、协助安全经理建立安全生产保证体系、机械安全保证体系。b、纠正一切违章指挥、违章作业的行为和不安全状态。
c、宣传和执行国家及上级主管部门有关安全生产、劳动保护的法规和规定，协助领导做好安全生产管理工作。
d、做好安全生产中规定资料的记录、收集、整理和保管。
e、按职权范围和标准对违反安全操作规程和违章指挥人员进行处罚，对安全工作做出成绩的提出奖励意见。
f、协助参加项目安全值班检查，同时做好记 6、质量员岗位职责： a.对工程项目实施全过程监督并进行抽查，实行质量否决权。
b.发现不合格品或有违章操作的，有权暂停施工并责令进行纠正。
c.跟踪监督、检查不合格品处置及纠正和预防措施的实施结果。
d.参加隐蔽工程验收及其它检验、试验工作，把好质量关。
e.参加工程质量验评及竣工验收工作，核验工程质量结果。
f.做好专检记录，及时反馈质量信息
7、材料员岗位职责： a.对供应商质保能力进行审查，提出认可意见。 b.确认顾客提出产品质量保证程序。 c.审核采购物资和顾客提供的物资所附材质证明文件是否符合定货要求，确认两种来源物资能否入库和发放。 d.下达检验试验物资委托单。 e.参加仓库定期检查工作，确认超期物资。f.对仓储物资的标识以及不合格物资的隔离、标识情况进行检查监督。8、资料员岗位职责： a负责文件、资料的接收、保管、登记、标识、发放和回收工作； b监督、检查文件、资料的使用、保管情况，防止使用无效版本； c负责文件、资料的收集、整理和归档工作。
第五章施工准备与资源配置计划
5.1施工准备
施工合同签定后应提前15天进场进行施工前的准备工作，主要包括：临时设施、临水临电、加工场地及机械设备的布置安排，根据材料清单进行大栋材料的订货采购。
1、根据该项目的特殊性和施工管理需要，组建工程项目
经理部，配备各专业施工作业队，建立以项目经理为主的现场施工管理系统和以项目总工为主的现场技术管理系统。
2、在保证工程质量的前提下，加快进度，切不可以为了进度而影响质量。
3、按平面布置图搭设临时设施，进行全封闭围护，接通施工用水、电设施。
4、超前安排，做好施工前生产技术准备。认真熟悉施工图纸，进行施工图纸自审、会审；明确设计要求。准确提出施工材料进场计划和机具设备进场计划。
5、对建设单位提供的控制点进行核验，制订详细的专项测量方案。
6、依据施工进度计划，提前安排物料的采购及配件加工，安排机械进场。
7、编制详细的施工技术方案、项目质量计划及特殊关键过程作业指导书并逐级交底落实。
8、对关键工序提前做好质量策划，编制完善的预控措施。9、所有特殊工种人员必需持证上岗。
10、施工机械设备配置（见《投入的施工机械设备表》）
11、办公设备的准备
项目部为满足施工需要，配备电脑、传真机、复印机、扫描仪、移动电话、对讲机等多台现代化的办公设备。 12、交通设备的准备
项目部拟配备2台工程车，用于施工现场指挥及与业主联络，接送测试人员及满足后勤采购用车需要。
13、检测设备的准备
根据本工程的工程实际、质量目标规划、施工进度安排，结合我公司仪器设备情况，采取就近调入，选择先进的检测仪器设备上场。
投入本工程的检测仪器设备如下：
a 全站仪1台: KTS442 ; b经纬仪3台: DJD2A c水准仪4台: DSC532
5.2资源配置计划
1、投入本工程的施工机械设备表
序号设备名称主要技术性能单位数量机重功率备注一剥离设备
1 液压挖掘机2m3 台 12
2 自卸卡车 32t 台 38
3 前装机 3 m3 台 4
二采煤设备
1 液压挖掘机2m3 台 1
2 自卸卡车 32t 台 4
3 前装机3m3 台 3
三穿爆设备
1 钻机φ150 台 5
四排土设备
1 前装机3m3 台 5
五辅助设备
1 材料车8t 台 2
2 消防洒水车15t 台
3 道路养护用
3 平路机180Hp 台 1 道路养护用
4 履带式推土机220马力台 1 道路养护用
5 自卸汽车 20t 台 2 道路养护用
6 加油车15t 台 2
7 油脂车8t 台 1
8 液压反铲斗容1.6m3 台 1 杂作业
9 生产指挥车丰田4500 台 1
皮卡台 3
10 通勤车金龙454型客车台 1 50座
11 采空区探测钻机 JK-580型潜孔钻机台 2 采空区探测合计92
2、劳动定员表
序号人员类别出勤人数计在籍
系数在籍
人数
ⅠⅡⅢ
一生产工人 97 97 97 291 366
1 液压挖掘机13 13 13 39 1.25 49
2 穿孔机 5 5 5 15 1.25 19
3 装载机12 12 12 36 1.25 45
4 自卸汽车 42 42 42 126 1.2
5 158
二管理人员 12 12 12 36 1 36
1 项目部领导
2 2 2 6 1 6
2 队领导
3 3 3 9 1 9
3 综合办7 7 7 21 1 21
原煤生产人员109 109 109 327 402 三服务及其他人员其他人员9 9 9 27 27
1 门卫 1 1 1 3 3
2 食堂、卫生8 8 8 24 24
第六章施工方法及控制要点 5.1土方剥离工程
1、剥离工作平盘要素：
符号符号意义单位要素
H 台阶高度 m 10
A 采掘带宽度m 12
a 台阶坡面角°土：65 岩：70
Tj 坡肩安全距离m 3
Tb 爆堆伸出距离m 6
T 运输通道宽度m 12
C 安全距离 m 2
Q 其他设施通道m 2
B 通路平盘宽度m 25
Bmin 最小工作平盘宽度m 37
2、施工方法：
本工程基建工程量为2975.53m3，平均运距1.9Km。
剥离台阶水平分层，台阶高度10m，采掘带宽12m。
剥离台阶作业分为两种方式：剥离物不需要爆破的表土层台阶与液压挖掘机可以直接挖掘采装的软岩台阶剥离作业及剥离物需要爆破后才能采装的剥离作业。
对于剥离物不需要爆破的台阶，根据设计确定的液压挖掘机型号与规格，确定挖掘机采用分层采装，首先挖掘机采用在采掘带顶部下挖平装车的作业方式挖掘剥离台阶上部约5m高度的上分层，沿工作线方向推进30m（为保证临近设备作业安全所需的最小安全距离）后，下部作业的挖掘机采用上挖平装车的作业方式，采装该采掘带的下分层，如此往复，完成一个采掘带的剥离作业工作。
对于剥离物需要爆破后方能采装的岩石台阶，包括冬天表土台阶冰冻后，需要爆破才能采装的台阶，待穿爆后，挖掘机在端工作面的下部进行上挖平装车作业，沿工作线纵向方向推进，完成一个采掘带的剥离作业。
剥离运输通路采用工作帮移动坑线加端帮固定坑线。自卸
汽车自剥离工作面经工作平盘运输通路至工作帮移动坑线，升坑到地面矿山公路去外排土场排弃，或绕过单侧端帮去内排土场排弃。
流程为:单斗端工作面采装剥离物至汽车,经移动坑线到外排土场排弃。该矿为山坡露天上部台阶端部都沿地形尖灭，不能与工作帮形成环线。因此，在生产中需随时用推土机处理尖灭部位与内排土场的联系。顶部台阶高度大于10m时,不超过2m则用推土机降段，超过2m时分为两个台阶开采。煤层顶部剥离台阶随煤层的起伏会出现一定的台阶超高或降低，降低的情况可维持正常推进。超高时，为了保持剥离台阶10m则会出现小三角台阶，这样仍需推土机或装载机降段，处理的方法为：与上部台阶一并放炮，上部台阶推开一定宽度（30m以上）后用推土机堆起，然后用装载机或液压铲进行装车。
5.2穿爆工程
1、穿孔方式和爆破方法
由于本工程是由单斗挖掘机进行采煤和剥离，该矿软岩较少，为了使生产正常进行，提高采掘设备的效率，同时考虑冬季作业条件的不良因素，设计确定对煤岩台阶在采装之前进行全层穿爆，选用φ150mm的KQG-150型潜孔钻机穿孔，煤层穿孔换100mm钻头，采用垂直深孔爆破法。
2、爆破参数（岩石台阶）
1）、盘抵抗线W
①露天矿经验公式：Wi（0.5～0.8）H
式中： H?台阶高度，10m。 W5-8m
②按钻机安全作业条件： W≥Hctga+e
式中：H?台阶高度，10m。 a ? 工作台阶坡面角，70° e ? 前排炮孔至坡顶线安全距离，一般2.5～3.5m
W310ctg70°+2.5～3.56.1～7.1m
综合以述结果，最终确定W7m。
2）、孔距a
根据选用的采掘作业方式及采掘带宽度，采用多排孔微差爆破，为提高爆破质量及效果，平盘采用花形布孔、孔间微差爆破方式，钻孔密集系数m取0.8～1.0。
按公式aM.W计算
式中： M?钻孔密集系数，取0.8
孔距aM.W5.6m，本工程取6m。
3）、行距b
采用交错布孔方式ba.sin60°4.3m，本工程确定行距为5m。
4）、超钻C
c（0.2～0.3）W1.4～2.1
取值1.5m计算。在煤岩分界处的岩石台阶及煤层，钻孔不超钻。
5）、填塞长度L：按公式L≥ZW计算
式中：Z??充填系数，一般取0.5～0.6。
L3.5～4.2m
6）、装药量验算
前排孔按下列公式计算
Le≥
式中：Le??装药长度，mW??岩石台阶底盘抵抗线，7mQ??药单耗，0.32kg/m3L??钻孔长度，11.5mD??钻孔直径，165mmP??装药密度，850kg/m3A??孔距，5m
经计算Le7.1m（分段装药） Lx4.4m（填塞长度）
后排孔按下式计算
Le≥
式中： B??行距，5m K??药量增加系数1.2
经验算：Le6.1m（分段装药）Lx5.4m（填塞长度）
爆破参数见下表
爆破参数表序号穿爆参数符号单位岩层
1 主要岩石种类泥岩、沙岩
2 台阶计算高度h m 10
3 工作台阶坡面角 a 度 70°
4 采掘带宽度 A m 12
5 孔径（扩孔系数1.1） D mm 165
6 钻孔倾角θ度 90
7 底盘抵抗线W m 7.0
8 平盘布孔规格a×b m?m 6×5
9 炮孔密集系数m0.8
10 钻孔超深 e m 1.5
11 炮孔长度 L m 11.5
12 装药长度 l m 7.1
13 填塞长度 T m 4.4
14 装药密度△ kg/m3 850
15 每孔装药量Q kg 115.2
16 每孔爆破量V m3 330
17 爆破率λ m3/m 31.3
18 炸药平均单耗q kg/m3 0.32
3、起爆方式和起爆顺序
起爆方式为采用非电微差起爆。
起爆顺序为前排至后排孔间微差起爆。煤、岩石台阶的起爆方式和起爆顺序相同。首先，激发枪激发导爆管，行间利用毫秒雷管控制爆破时间，最后顺发雷管激发药包达到微差起爆的效果。
爆破顺序及连线方法见图6-3-3。
4、爆破材料消耗
爆破材料消耗见下表
爆破材料消耗量表项目单位单耗指标岩台阶合计
年爆破量104m3448.63 510.70
铵油炸药t 0.15/0.32 kg/m3 1435.62 1528.72
乳化炸药t 0.012/0.025 kg/m3 112157.50 112164.95
导爆管m 0.024m/m3 107671 122568
毫秒雷管个 0.0036个/m3 1615 3850
瞬发雷管个 0.0036个/m3 1615 3850
激发枪个 3
5、爆破材料的储运方法
爆破材料库设置在本矿矿权境界2号拐点的西北，距离本矿矿田北部边界直线距离为200多米。
6、爆破技术说明
①处理冬天岩、煤选用110钻头，孔、行距参数布置如下3×3，3.5×3.4×3，孔装药量为5-6kg。
② 10米台阶钻孔中间用1.0?2.0米空气柱间隔，上部充填物用现场土岩充填，炸药装填及炮孔填塞方式煤岩相同。
③梅花形孔网布置是目前爆破流行趋势，大孔距，小排距，易于提高爆破质量。
④孔内采用导爆索连接，引爆铵油炸药需用起爆弹或自制起爆药包，一般放在下部引爆，如用空气柱间隔需增加一个起爆药包。孔间可用非电导爆管连接，较为经济，另外可易实现微差爆破。
⑤行间采用多排孔毫秒微差起爆。起爆顺序为前排至后排依次起爆。前后排间隔15毫秒。孔内与孔间起爆间隔为5毫秒。前排爆破后可给后排形成一定的自由面，因此有个爆破顺序及时间间隔，后排单耗较前排大也是因为尽管有爆破时差给后排形成一定的自由面，但毕竟较前排自由度小。一般起爆顺序爆破范围不大时，可先
起爆前排，后排延续，如爆破范围大，可采用V字形起爆。目的只是多创造自由面。
正常多排孔爆破网路连接采用顺序连接法，当开挖堑沟时，采用顺序掏槽连接法布置网路。
⑥大块发生率爆破时受岩层均匀性、有无裂隙、药柱布置、一次穿孔参数、装药结构、爆破方法、单耗大小等因素制约，装车时与电铲大小有关。遇大块可用手持风钻进行二次爆破，如出现拉底用钻机钻孔爆破。发生二次爆破时爆破器材一般使用的是雷管及2#岩石炸药。
⑦爆破参数只是设计参数，应在实际操作过程中及时调整爆破参数保证爆破效果。
二次爆破安全警戒距离根据装药量应符合《爆破规范》要求的安全距离。爆破时，在爆区四周安全距离外围布置警戒人员，防止人员等误入。正常爆破时，警戒距离为200m，二次爆破时为400m；
7、爆破安全要求
①爆破作业人员必须树立安全第一、预防为主的思想，认真学习并严格遵守爆破安全规程和措施。
②爆破工作要根据批准的设计文件或爆破方案进行，每个爆破工地都要有专人负责放炮指挥和组织安全警戒工作。
③从事爆破工作的人员必须受过爆破技术专门训练，熟悉爆破器材的性能、操作方法和安全规定。
④爆破过程中必须时刻提高警惕，预防事故发生，发现
不安全因素，应及时采取措施处理。
⑤爆破材料必须符合工地使用条件和国家规定的技术标准，每批爆破材料使用前必须进行检查和做有关性能的试验。不合格的爆破材料禁止使用。
⑥在浓雾、闪电、雷雨及6级以上大风天气和黑夜时，不得进行露天爆破作业。
⑦进行爆破时，应同时使用音响及视觉两种信号，并通告使附近有关人员均能准确识别。只有在完成警戒布置并确认安全无误后才可发布起爆信号。在一个地区同时有几个场地进行爆破作业时，应统一行动，并有统一指挥。
⑧爆破后，必须及时检查爆破效果。应指定专人计算响炮数量，如点炮与响炮数量不一致时，应在最后一炮响后不少于20min，才允许进入爆破区检查。
⑨一切爆炸材料，严禁接近烟火。
⑩炮眼爆破后，不论眼底有无残药，不得打残眼。
8、爆破作业中的危险有害因素
①装药出瞎炮
a、放炮装药出瞎炮，主要危险有害因素：电雷管起爆、非电导爆管起爆、导爆索起爆及导火索火雷管起爆都可能因网络连接有误出瞎炮；火药及火工品质量不合格或过期变质可能出瞎炮；加工起爆弹（药包）时雷管未放入其中；起爆弹未放入火药中，以及网络连接不正确，中断传导皆可出瞎炮；装药堵塞可出瞎炮。
b、二次爆破出瞎炮，主要危险有害因素：先行起爆的炸飞了后续起爆的导线；雷管未装入炸药中，雷管失效；导线中断传导；火工品质量差，过期变质。
②瞎炮爆炸
主要危险有害因素是：瞎炮附近补穿孔砸撞引爆系统而爆炸；机械清理不规范，人工清理不规范而爆炸；推土机作业砸撞引爆系统而爆炸；不知有瞎炮挖掘机作业、推土机作业而引爆；高温引爆。
③爆破飞石伤人
主要危险有害因素是：出了安全警戒事故找不到明确的主要负责人和事故原因；安全警戒距离之内的人没通知周全，有人被飞石砸伤；安全警戒距离不够，有人被飞石砸伤；设备的安全警戒距离不明确砸坏了设备；瞎炮处理不当，引起爆炸伤人。
④残药爆炸
主要危险有害因素是：炸药混装车向钻孔中装药，到最后一孔没清扫干净，在车中有残留炸药。
⑤恶劣天气放炮
主要危险有害因素：恶劣天气（大雾天、烟尘、沙尘暴、暴风雪、大雨、大风）进行放炮作业。
9、穿孔爆破的安全防护
穿孔爆破的安全防护措施如下：
①爆破器材的储存、收发、运输、搬运、检验、销毁、加工和使用必须执行国家现行的《爆破安全规程》等有关规定并制订