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内蒙古煤化工公司年收入5.4亿元煤矿开采项目可行性分析报告264页
内蒙古煤化工公司年收入5.4亿元煤矿开采项目可行性分析报告264页.doc
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煤炭矿产
上传人:职z****i 编号:1180620 2024-09-13 245页 4.36MB
1、内蒙古煤化工公司年收入5.4亿元煤矿开采项目可行性分析报告XX工程咨询有限公司二零XX年XX月内蒙古煤化工公司年收入5.4亿元煤矿开采项目可行性分析报告建设单位:XX建筑工程有限公司建设地点:XX省XX市编制单位:XX工程咨询有限公司20XX年XX月235可行性研究报告编制单位及编制人员名单项目编制单位:XX工程咨询有限公司资格等级: 级证书编号:(发证机关:中华人民共和国住房和城乡建设部制)编制人员: XXX高级工程师XXX高级工程师XXX高级工程师XXXX有限公司二XX年XX月XX日目录一、总 论1(一)项目背景11、项目名称、隶属关系及所在位置12、承办单位概况13、可行性研究报告编制依2、据14、项目提出的理由和过程2(二)项目概况21、井田概况22、报告编制的指导思想33、建设规模及主要技术特征34、项目总投资及效益情况45、主要技术经济指标4(三)问题及建议5二、矿井建设条件7(一)概况71、地理概况72、矿区总体规划及开发现状8(二)外部建设条件91、交通运输条件92、电源条件93、水源条件94、其它建设条件10(三)资源条件101、地质构造102、煤层143、水文地质条件204、其他开采技术条件235、煤类、煤质与煤的用途245、其他有益矿物356、井田勘探程度及储量35(四)建设条件综合评价37三、市场预测38(一)产品市场供应预测38(二)产品市场需求预测40(三)3、产品目标市场分析421、目标市场确定422、市场占有份额分析42(四)价格现状与预测44(五)市场竞争力分析451、主要竞争对手情况452、产品市场竞争力优势、劣势46(六)市场风险46四、建设规模与服务年限47(一)井田境界与资源/储量471、井田境界472、矿井资源/储量计算48(二)矿井设计生产能力与服务年限531、矿井工作制度532、设计生产能力533、矿井服务年限54五、井田开拓与开采56(一)井田开拓561、工业场地及井口位置选择562、井田开拓方式663、水平划分684、开拓巷道布置695、井筒706、井底车场及硐室717、盘区划分及开采顺序728、“三下”采煤73(二)井下开采4、731、首采盘区位置732、盘区巷道布置763、采煤方法与采煤工艺774、巷道掘进、支护与井巷工程量83(三)井下运输851、井下煤炭运输方式及设备选型852、井下辅助运输853、矿车车辆配备87(四)矿井通风871、瓦斯涌出量及地温872、矿井通风方式883、风量、风压及等积孔88六、矿井主要设备94(一)提升设备941、主井提升设备942、副井提升设备95(二)通风设备951、设计依据952、设备选型96(三)排水设备96(1)设计依据96(2)设备选型96(四)压缩空气设备97七、选煤厂建设98(一)选煤厂建设概况981、建设规模、工作制度及生产能力98建设规模:XX二号煤矿选煤厂的设计5、总规模为300万t/a982、 主要建厂条件98(2)电源983、选煤工艺98(二)选煤厂建设981、生产原煤质量预计98(2)可选性100续表7-2-4102续表7-2-41022、选煤工艺104(1)方案一104分选上下限104b、上限200mm对于重介浅槽较为合适;104a、若取0.5mm作为脱介下限,脱介作业庞大,介耗高;105选煤方法105a、分选效率高,处理能力大;105原则工艺流程105表7-2-8 最终产品平衡表106(2)方案二106b、上限200mm对于动筛跳汰较为合适;107选煤方法107a、处理能力大;107c、有利于大块排矸;107原则工艺流程107表7-2-9 最终6、产品平衡表1083、主要工艺设备选型108(1)主要原则108(2)设备选型与不均衡系数1084、地面生产系统总布置109地面工艺布置109选煤厂地面生产系统主要单项工程如下:110(2)原煤及产品仓110(3)主厂房111(4)浓缩车间111(5)矸石仓111(6)辅助系统111八、地面设施112(一)地面生产系统1121、主井地面生产系统1122、副井地面生产系统1123、辅助设施112(二)地面运输1131、概 况1132、地面运输方式的选择1133、厂外道路1144、桥涵114(三)工业场地总平面布置1161、概 述1162、平面布置1163、竖向设计及场内排水1174、厂内运输1187、5、风井场地布置1186、工业场地防洪与排涝119(四)矿井供配电1191、供电电源1192、供电方案1193、矿井用电负荷估算1204、矿井地面变电所1205、矿井工业场地地面供配电1216、井下供配电系统122(五)监控、通信及计算机管理1221、矿井综合自动化系统1222、矿井生产安全监测系统1233、带式输送机监控系统1234、矿井通信系统1245、工业电视监视系统1276、计算机管理系统1287、选煤厂通信131(六)给水排水1321、概述1322、给水1323、排 水1374、室内给排水1395、井下消防洒水140(七)采暖通风与供热1411、气象资料1412、采暖1423、供热及8、冷藏1424、通风及除尘1425、井筒防冻1476、锅炉房设备1477、锅炉房上煤除灰系统:1498、室外供热管道150(八)地面建筑1501、设计原始资料1502、工业建筑物与构筑物1513、工业场地行政、公共建筑1524、居住区153九、节能与节水158(一)节 能1581、机械设备节能1582、矿井供电节能1583、供热通风节能1594、给排水节能159(二)节 水160十、环境保护与水土保持161(一)环境现状161(二)建设项目对环境的影响1611、废气的影响1612、废水的影响1613、固废影响1614、噪声的影响1625、地表沉陷162(三)资源开发可能引起的生态变化164(四)9、设计采用的环境保护与水土保持标准165(五)环境保护与水土保护防治措施1651、环境空气治理措施1652、污废水处理措施1653、固体废弃物处理措施1664、噪声治理和控制措施1675、环境与水土保持措施168(六)环境保护与水土保持投资169(七)环境影响分析170(八)存在的问题及建议170十一、劳动安全卫生与消防171(一)危害因素和危害程度1711、矿井灾害因素分析1712、生产作业主要伤害因素分析174(二)安全卫生措施1741、矿井灾害预防措施174矿山救护1802、生产作业安全保障措施1803、劳动卫生保障措施187(三)消防设施1881、火灾隐患分析1882、防火等级1883、10、消防设施189c、风流净化水幕和喷雾洒水装置193十二、组织机构及人力资源配置194(一)组织机构1941、项目组建方案1942、管理机构组织方案和体系图1943、管理机构体系图197(二)人力资源配置1981、生产作业班次1982、劳动定员数量1983、技能素质要求1984、矿井全员效率199十三、项目实施计划200(一)建设工期2001、项目实施前期工作2002、建设方式2013、项目实施进度安排201(二)产量及递增计划202十四、投资估算与资金筹措204(一)编制说明2041、投资范围2042、投资编制依据204(二)工程投资额度204(三)流动资金估算206(四)资金筹措206十五、11、财务评价208(一)生产成本估算208(二)销售收入估算209经济计算期各年产品销售收入及税金计算见附表4209(三)财务分析2091、盈利能力分析2092、清偿能力分析210(四)不确定性分析2101、盈亏平衡分析2102、敏感性分析210(五)结 论211十六、风险分析及防范对策212(一)项目主要风险分析2121、市场风险2122、资源风险2123、技术风险2124、工程风险2125、资金风险2126、政策风险2137、外部协作条件213(二)防范和降低风险对策2131、市场风险2132、资源风险2143、技术风险2144、工程风险2145、资金风险2156、政策风险2157、外部协作条12、件风险215十七、社会评价217(一)项目对社会影响的分析2171、项目建设有利于国民经济的发展2172、项目建设有利于繁荣地方经济,促进综合事业的发展2173、项目的建设有利于提高居民收入水平2174、项目建设有利于促进科技进步218(二)项目与所在地互适性分析2181、利益群体对项目的态度及参与程度2182、各级组织对项目的态度及支持程度2203、地区文化状况及其对项目的适应程度220(三)社会评价结论220十八、项目招标222(一)招标范围222(二)招标组织形式及招标方式2223、对投标单位的资质要求222十九、研究结论与建议224(一)推荐方案总体描述2241、总体描述2242、优缺13、点2253、主要争论及分歧意见225(二)主要比选方案2261、总体描述2262、未被采纳的理由227(三)结论与建议2271、结论2272、建议228(四)主要技术经济指标228附录1错误!未定义书签。附录2错误!未定义书签。附录3错误!未定义书签。附录4错误!未定义书签。附录5错误!未定义书签。一、总 论(一)项目背景1、项目名称、隶属关系及所在位置本项目名称为XX二号煤矿,由XX市XX煤化工有限公司(简称“公司”,下同)承办。XX二号煤矿位于XX自治区XX市XX区xx镇境内,行政区划隶属XX市XX区xx镇管辖。2、承办单位概况XX煤化工有限公司位于XX自治区XX市XX区XX新区,成立于214、005年10月10日,注册资金人民币1000万元。公司由XXXX化学有限公司、XXXX投资集团有限公司和xx天然碱股份有限公司三方按投资比例85%:5%:10%共同发起设立。公司主要致力于煤炭的生产、销售,以及以煤为原料深加工转化的煤化工产品的生产、销售。其中,作为投资比例占85%的XXXX化学有限公司(简称XX集团),是集天然碱、天然气化工和精细化学品生产、销售的现代企业集团。截止2004年末,XX总资产36亿元, 公司现有员工5500名,其中各类专业技术人员1000人;拥有国家级技术中心一个,并已取得50多项科技成果,其中17项成果获奖。当前,XX集团正按照既定的战略目标,以大力发展循环经15、济理念为指导,沿着无机化工和有机化工两条产业线稳步推进,以天然气化工产业建设为龙头,打造三大强势产业,构筑三大基地。XX煤化工有限公司创建以来,以开发能源化工为基础,以经济效益为目的,全面开展工作,呈现出健康强劲的发展势头。3、可行性研究报告编制依据(1)XX自治区煤田地质局117勘探队编制的XX自治区XX煤田万利矿区XX二号井田煤炭勘探报告;(2)中华人民共和国国土资源部矿产资源储量评审中心国土资矿评储字200579号XX自治区XX煤田万利矿区XX二号井田煤炭勘探报告矿产资源储量评审意见书;(3)中华人民共和国国土资源部国土资储备字2005233号关于XX自治区XX煤田万利矿区XX二号井田煤16、炭勘探报告矿产资源储量评审备案证明;(4)XX市XX煤化工有限公司关于XX二井可研报告的“委托书”;(5)XX地区市场信息价;(6)业主提供的相关资料;(7)煤炭工业建设项目可行性研究报告编制内容(试行);(8)有关的设计规范、规程及标准等。4、项目提出的理由和过程XX市XX煤化工有限公司为了加快企业发展步伐,乘“西部大开发”的良机,充分利用当地丰富的煤炭资源,以缓解当前煤炭市场供应紧张的局面,进一步带动地方经济的发展,公司拟建XX二号煤矿。XX煤化工有限公司已取得了XXXX煤田万利矿区XX二号井田的探矿权,并已完成了井田勘探(精查)工作,取得了国土资源部矿产资源储量评价备案(xx号)。20017、5年受业主的委托,我院负责编制XX市XX煤化工有限公司XX二号煤矿可行性研究报告。(二)项目概况1、井田概况XX二号井田位于XX自治区XX市XX区xx镇境内,行政区划属XX市XX区xx镇管辖。井田南北长约8.27km,东西宽约4.64km,面积38.37km2。本矿井共有10个可采煤层,平均总厚度为16.3m,煤层倾角03左右,各煤层平均厚度为1.242.74m,共获得总地质量为592.86Mt,其中包括精查区地质量125.93Mt。井田内煤为中水分、低灰低中灰分、特低低硫,特低磷、发热量较高的不粘煤及长焰煤。井田地质及水文地质条件简单,煤层瓦斯含量低,但煤尘具有爆炸危险性,煤易自燃。2、报告18、编制的指导思想以市场为导向,以经济效益为中心,以科技进步为动力,结合本矿的资源条件和优势,运用现代的设计理念,大力采用先进适用的新技术、新工艺、新设备、新材料;根据系统工程的思想,进行全面策划,综合考虑,实现系统创新,体现高起点、高标准、高可靠性;贯彻生产高度集中化、开拓开采系统简洁化、采掘高产高效综机化、煤流带式输送机化、地面布置合理化和经济效益最大化的原则,把XX二号煤矿建设成为高产高效、安全可靠的现代化矿井。3、建设规模及主要技术特征矿井设计生产能力为300万t/a,服务年限76.9a。井田开拓方式采用斜立混合开拓方式,将工业场地设在xx川的西侧,其主斜井井口东距xx川洪水位线约250m19、,南距G109国道约1570m。工业场地内布置主、副井二条斜井井筒,由南向北开掘。主斜井倾角16,由南向北开掘,地表标高+1426m,斜长1110m。一水平标高为+1153m,铺设1.2m带式输送机;副斜井倾角20,亦由南向北开掘,地表标高+1426m,斜长940m,一水平井底落平点标高+1153m,二水平井底落平点标高+1105m;初期在井田中部5勘探线附近开凿一条回风立井,净直径5.5m,地表标高+1460m,一水平标高1175m,为专用回风井,安设2台BDK62(B)-12-36对旋轴流式风机,担负全井田回风,兼作安全出口,后期在井田的东南部开凿一条回风立井。全井田设三个开采水平,一水平20、开采2-2上、2-2中和3-1煤层,在井田中央沿2-2上煤层布置回风大巷,沿2-2中煤层布置带式输送机大巷和辅助运输大巷;二水平开采3-1下、4-1上和4-1煤层,在井田中央沿4-1煤层布置回风大巷、带式输送机大巷和辅助运输大巷;三水平开采5、6煤组,主斜井和副斜井在掘至大巷位置转向与大巷平行方向,沿大巷方向开凿主暗斜井和副暗斜井,其倾角与原有的井筒倾角一致;在井田中央沿5-1上煤层布置回风大巷,沿6-1上煤层布置辅助运输大巷,沿6-2中煤层布置带式输送机大巷(井田北半部因零星可采而布置于6-1上煤层中)。三个水平大巷在平面上重合。矿井初期在2-2上和2-2中煤层中分别布置一个刨煤机综采工作面21、和一个普通综机工作面,井上、下煤炭全部采用带式输送机连续化运输,辅助运输采用无极绳连续牵引车1.5t固定矿车,达到300万t/a设计生产能力。矿井投产时井巷工程量为21711m321978m3。4、项目总投资及效益情况矿井建设总投资87328.08万元,其中:矿井工程投资78668.45万元、矿井选煤厂工程投资8659.63万元。本项目达产后年销售收入54000万元,年上缴税金5801万元,计算期内年平均利润总额18526万元,财务内部收益率为21.44%,贷款偿还期7.40a,经济效益非常好。5、主要技术经济指标(1)矿井设计生产能力:300万t/a;(2)矿井服务年限:76.9a;(3)矿22、井开拓方式:斜立混合;(4)水平数目:3个;(5)主井提升设备:1.2m带式输送机;(6)副井提升设备:JK32.2-20型单绳缠绕式提升机一台;(7)通风设备:BDK62(B)-12-36防爆对旋轴流式通风机;(8)排水设备:MD280-438型耐磨矿用排水泵三台;(9)压缩空气设备:SM-455型矿用移动防爆式风冷空气压缩机三台;(10)大巷主运输方式:带式输送机;(11)大巷辅助运输方式:无极绳连续牵引车;(12)回采工作面个数:2个(普通综采和刨煤机综采);(13)掘进工作面个数:4个(3综1普);(14)采煤方法:长壁式;(15)采煤机:MG250/600AWD型电牵引采煤机和进口923、-38ve/5.7刨煤机;(16)液压支架:BY5400/10.7/27.5和ZY6400/09/20掩护式液压支架;(17)可弯曲刮板输送机:SGZ764/500和PF3/822;(18)矿井在籍员工总人数:401/59人(矿井/选煤厂);(19)矿井全员效率:23.25/159.49(矿井/选煤厂);(20)建设项目总投资:87328.08万元;(21)原煤生产成本:91.35/6.91(矿井/选煤厂);(22)财务内部收益率:21.44%;(23)建设工期:30个月(含准备期4个月)。(三)问题及建议1、本设计依据详查地质报告编制,其中有部分精查区。该地质报告初步查明了区内的煤层层数、层24、位、结构及煤层的可采范围,查明了勘探区内的主要构造形态,初步查明了勘探区内的岩浆侵入的情况,可满足编制矿井可行性研究报告的要求。一水平的2-2上煤层无探明储量和控制储量;2-2中煤层无探明储量,控制储量约为3.61Mt,只占该层总储量的6%。 建议建设单位及有关部门加快本区的下步勘探工作,以便为矿井的建设和开发提供可靠的资源条件。2、可采煤层顶底板岩石稳固性差,工程力学强度低,且易发生局部冒落及掉块现象,设计考虑主要采取锚网喷支护方式,建议生产期间加强观测和分析,选择最佳的支护方式,确保安全生产;3、本井田范围内存在许多散居的村落由于其分布比较零散,设计按搬迁考虑,建议业主根据开采接续安排,做25、好村庄等地面建(构)筑物的搬迁工作; 4、由于本地区水资源匮乏,在初步设计前应尽快落实具体的水源地。二、矿井建设条件(一)概况1、地理概况(1)位置与交通XX二号井田位于XX自治区XX市XX区xx镇境内,行政区划属XX市XX区xx镇管辖。XX二井位于XX市XX区xx镇以西,其井田范围由4个拐点连线圈定。井田南北长约8.27km,东西宽约4.64km,面积38.27km2 。 G109国道从井田南部东西向穿过,经G109国道至XX区约13km,XX区是井田对外交通的枢纽,由G109国道、包神铁路、G210国道和S213省道构成四通八达的交通网络。(2)地形、地貌及水系井田位于XX高原北部。海拔高26、程一般在14401480m之间,南高北低,最高点位于井田南部,高程为1512.2m,最低点位于井田东北部,高程为1391m,最大高程差为121m,一般相对高程差40m左右,由于受新生代地质应力的影响,原始的高原地貌特征已遭破坏,地形切割十分强烈,树枝状沟谷纵横发育,主要沟谷有大波罗沟、xx川及其支沟XX沟、龙盛兴沟等,纵观全区,属典型的侵蚀性丘陵地貌。(3)气象矿区气候属于干旱半干旱的温带高原大陆性气候。井田所在地区气候干燥、冬寒夏热,昼夜温差较大,多风少雨,沙尘暴时有发生。据XX市气象局准格尔旗气象台资料:区内最高气温38.3(1961年6月1日),最低气温30.9(1971年1月20日),27、年降水量277.7mm(1980年)544.1mm(1989年),平均401.6mm。年蒸发量1749.7mm(1964年)2436.2mm(1972年),平均2108.2mm,蒸发量约为降水量的5倍。区内大风集中在冬、春两季,且多为西北风,最大风速20m/s(1983年4月),平均风速2.3m/s。区内无霜期短,一般165d左右,霜冻、冰冻期长,一般195d左右,每年11月初封冻到次年4月底解冻,冻土层最大深度1.50m。区内干燥度为5.25,年潮湿系数为0.19。(4)人文、经济状况勘探区所在地为柴登镇,属农业区,自然条件较差,农业生产较落后。近年来,随着XX煤田及相邻煤田的开发,带动了当28、地工业生产的发展,经济状况有了明显的改观。(5)地震烈度及环境状况根据中国科学院地震局资料,井田所在地的地震烈度相当于度以下,按国家地震区划分标准(GB18306)划分,属弱震预测区。按照XX自治区地震局及XX自治区建设厅“内震发200440号”文件,本地区地震烈度为度,地震动峰值加速度为0.10g。本次地震烈度按度设计。2、矿区总体规划及开发现状(1)井田勘探程度XX煤田万利矿区柴登南详查,由XX煤田地质局117队于1985年提交设计,19851994年组织施工,于1994年8月提交XX自治区XX煤田柴登南勘探区详查地质报告。XX二号井田位于柴登南详查区内,井田南北长约8.27km,东西宽约29、4.64km,面积38.27km2,井田勘探程度为详查。2005年元月,XX煤田地质局117勘探队受XXxx天然碱股份有限公司的委托,对井田内的东北部区域(面积约9.95km2)进行了补充勘探,于同年4月初提交了XX自治区XX煤田万利矿区XX二号井田煤炭勘探设计。(2)地质报告的审批情况“中华人民共和国国土资源部国土资储备字2005233号关于XX自治区XX煤田万利矿区XX二号井田煤炭勘探报告矿产资源储量评审备案证明”中指出:“按照有关规定,国土资源部业已完成对报送矿产资源储量评审材料的备案”。(3)矿区总体规划及开发现状根据煤炭工业西安设计研究院编制的国家大型煤炭基地(一)神东煤炭基地规划,30、其中万利矿区的XX矿井(面积为115.10km2)规划规模为1000万t/a,初期规划规模为300600万t/a。总体规划的XX矿井,目前划分为两个井田,东部为XX煤矿,西部为XX二号煤矿,即本井田。(二)外部建设条件1、交通运输条件XX二井位于XX市XX区xx镇以西,G109国道从井田南部东西向穿过,经G109国道至XX区约13km,XX区是井田对外的交通枢纽,由G109国道、包神铁路、G210国道和S213省道构成四通八达的铁路、公路交通网络。井田交通位置见图2-2-1。2、电源条件本矿井两回电源分别取自铁西110kV变电站和青春山110kV变电站,能够满足本井用电需要。3、水源条件据水文31、地质报告评价结论,矿区第四系冲洪积(Q4al+pl)潜水含水层的富水性较强,透水性与导水性能较好,地下水量丰富,水质良好,在xx川采用大口井或渗渠取水,可以获得较为丰富的地下水量,可作为矿区的供水水源。4、其它建设条件矿区生产和建设期间使用的钢材、木材、水泥、砖、瓦、砂、石等材料,可由新街镇、XX市及薛家湾镇等地购进,或当地就近解决。(三)资源条件1、地质构造 (1)区域地质地层本区属XX煤田,XX煤田地层划分无论从盆地成因还是盆地现存状态来说,三叠系上统延长组都(T3y)是侏罗纪聚煤盆地和含煤地层的沉积基底。除此之外,区域地层系统构成还包括侏罗系、白垩系、第三系上新统和第四系更新统、全新统。32、详见表2-3-l。区域构造XX煤田大地构造分区属于华北地台XX台向斜XX隆起区,具体位置处于XX隆起区东北部。XX煤田基本构造形态为一向南西倾斜的单斜构造,岩层倾角多在5以下,褶皱、断层发育程度低,较大的断层多发育在煤田东南部,多为东西走向的高角度正断层,落差小于100m。煤田内局部有小的波状起伏,无岩浆岩侵入,属构造简单型煤田。(2)井田地质地层井田位于XX煤田的北缘,新生代地质应力的作用在井田表现的较为强烈,上部地层遭受剥蚀并被枝状沟谷切割破坏。区内地层由老至新发育有:三叠系上统延长组(T3y)、侏罗系中下统延安组(J1-2y)、侏罗系中统表2-3-1 XX煤田区域地层表系统组厚度(m)最33、小最大岩 性 描 述第四系全新统(Q4)025为湖泊相沉积层、冲洪积层和风积层。上更新统马兰组(Q3m)040浅黄色含砂黄土,含钙质结核,具柱状节理。不整合于一切地层之上。第三系上新统(N2)0100上部为红色、土黄色粘土及其胶结疏松的砂质泥岩,下部为灰黄、棕红、绿黄色砂岩、砾岩,夹有砂岩透镜体。不整合于一切老地层之上。白垩系下统志丹群XX组(K2lzh)40230浅灰、灰紫、灰黄、黄、紫红色泥岩、粉砂岩、细砂岩、砂砾岩、泥岩、砂岩互层,夹薄层泥质灰岩。交错层理较发育。顶部常见一层中粗粒砂岩,含砾,呈厚层状。伊金霍洛组(K11zh)3080浅灰、灰绿、棕红、灰紫色泥岩、粉砂岩、砂质泥岩、细砂岩34、中砂岩、粗砂岩、细砾岩、中夹薄层钙质细砂岩。斜层理发育,下部常见大型交错层理。与下伏地层 呈不整合接触。侏罗系中统安定组(J2a)1080浅灰、灰绿、黄紫褐色泥岩、砂质泥岩、中砂岩。含钙质结核。直罗组(J2z)1278灰白、灰黄、灰绿、紫红色泥岩、砂质泥岩、细砂岩、中砂岩、 粗砂岩。 下部夹薄煤层及油页岩, 含 1 煤组。与下伏地层呈平行不整合。中下统延安组(J1-2y)78247灰灰白色砂岩,深灰色、灰黑色砂质泥岩,泥岩和煤。含2、3、4、5、6、7煤组。与下伏地层呈平行不整合接触。下统富县组(J1f)110上部为浅黄、灰绿、紫红色泥岩,夹砂岩。下部以砂岩为主,局部为砂岩与泥岩互层,底部为35、浅黄色砾岩。与下伏地层呈平行不整合。三迭系上统延长组(T3y)35312黄、灰绿、紫、灰黑色块状中粗砂岩。夹灰黑、灰绿色泥岩和煤线。与下伏地层呈平行不整合接触。下统二马营组(T2er)87367以灰绿色含砂砾岩、砾岩、紫色泥岩、粉砂岩为主。此表依据XX煤田地质勘探公司117队1990年编制的XX煤田地质图资料(J2)、白垩系下统志丹群(K1zh)和第四系(Q)。现分述如下:a、三叠系上统延长组(T3y) 该组为煤系地层的沉积基底,基底呈波状起伏。岩性为一套灰绿色中粗粒砂岩,局部含砾,其顶部在个别地段发育有一层杂色砂质泥岩。砂岩成份以石英、长石为主,含有暗色矿物。普遍发育大型板状、槽状交错层理,36、是典型的曲流河沉积体系沉积物。b、侏罗系中下统延安组(J1-2y)该组是井田内的主要含煤地层,在井田范围内无出露。岩性主要由一套浅灰、灰白色各粒级的砂岩,灰色、深灰色砂质泥岩、泥岩和煤层组成,发育有水平纹理及波状层理,含2、3、4、5、6煤组。中东部地层厚度较大,西、西北、西南部厚度变小。延安组厚度为158.73241.23m,平均207.64m,厚度变化小,与下伏地层延长组(T3y)呈平行不整合接触。c、侏罗系中统(J2)该统为井田内的次要含煤地层,在井田内无出露。岩性下部为浅黄、青灰色中、粗砂岩,局部夹粉砂岩、砂质泥岩及薄煤层(1煤组层位),1煤组在井田内的个别钻孔赋存,零星可采。上部岩性37、主要为紫红色、杂色砂质泥岩、泥岩与灰绿、黄绿色粉砂岩互层。西南部地层厚度较大,东北部厚度变薄。地层残存厚度97.63247.90m,平均161.59m,厚度变化不大,与下伏延安组(J1-2y)呈平行不整合接触。d、白垩系下统志丹群(K1zh)在井田西部各沟谷的两侧有广泛的出露。岩性下部以灰绿、浅红色砾岩为主,上部为深红色泥岩、砂质泥岩夹细砂岩,具大型斜层理和交错层理。地层厚度总体呈西薄东厚、北薄南厚的变化趋势。地层残存厚度0137.10m,平均66.81m,厚度变化不大,与下伏侏罗系中统(J2)呈角度不整合接触。e、 第四系(Q)该地层按成因可分为:冲洪积物(Q4al+pl)、残坡积物及少量次38、生黄土(Q3+4)、风积沙(Q4eol)。冲洪积物(Q4al+pl):分布于井田内各枝状沟谷的谷底,由砾石、冲洪积砂及粘土混杂堆积而成,厚度一般小于5m。残坡积物及少量次生黄土(Q3-4):广泛分布于井田内山梁坡脚地带,由砂、砾石组成,局部地段含少量次生黄土。厚度一般小于10m。风积沙(Q4eol):分布于井田西南部柳林沟以南的梁峁一带,岩性以风积粉细砂为主,见半月状砂丘,厚度一般小于15m。总之,第四系厚度变化较大,厚度在017.70m,平均6.01m,角度不整合于一切下伏地层之上。含煤地层井田含煤地层为侏罗系中下统延安组(J1-2y)及侏罗系中统(J2),其中侏罗系中统(J2)所含1煤组为39、零星可采煤层,在本井田及整个XX煤田均不具工业价值。侏罗系中下统延安组(J1-2y)在XX煤田按照沉积旋回和岩性组合特征,可划分为三个岩段。现分述如下:a、一岩段(J12y1):由延安组底界至5煤组顶板砂岩底界止。地层岩性组合为:底部以灰白色中、粗粒石英砂岩为主,具斜层理,局部地段含砾,该砂岩分选较好,且石英含量高,为区域对比标志层;中部为灰白色砂岩与深灰色粉砂岩、砂质泥岩互层,具有透镜状层理和水平纹理;上部为浅灰、灰色砂质泥岩、泥岩,夹粉砂岩和细砂岩,发育有水平层理。该岩段含5、6煤组,含煤318层,其中含可采煤层5层,即51上、51、61上、62中、62下煤层,其中62下为零星可采,其它四40、层为大部可采。该岩段厚度55.73103.42m,平均79.63m,基本呈西北向东南增厚,但厚度变化小,与下伏三叠系上统延长组(T3y)呈平行不整合接触。b、二岩段(J12y2):位于延安组中部,该岩段界线从5煤组顶板砂岩底界至3煤组顶板砂岩底界。岩性主要由浅灰、灰白色中、细砂岩,灰色粉砂岩和深灰色砂质泥岩、泥岩及煤层组成,含3、4煤组,含煤37层,其中含可采煤层3层,即31、41上、41煤层。该岩段厚度47.3586.28m,平均71.54m,总体呈西北向东南增厚,但变化较小,与下伏延安组一岩段(J1-2y1)呈整合接触。c、三岩段(J12y3):位于延安组上部,该岩段界线从3煤组顶板砂岩底41、界至延安组顶界。岩性以灰白色细粗砂岩为主,夹灰色、深灰色粉砂质和砂质泥岩,发育有平行层理和水平纹理。砂岩成分以石英为主、长石次之,含2煤组,含煤28层,其中含可采煤层3层,即21下、22上、22中煤层,其中21下为不稳定的零星可采煤层,22上、22中为局部大部可采的较稳定煤层。该岩段厚度31.06110.02m,平均56.47m,中部较厚,总体由西北向东南增厚,与下伏延安组二岩段(J1-2y2)呈整合接触。综上所述,井田含煤地层为侏罗系中下统延安组(J1-2y),含煤地层总厚度为158.73250.06m,平均207.64m,变化不大。地层厚度总体变化西北部薄、向西南部增厚。构造井田位于XX煤42、田的东部,其构造形态与区域含煤地层构造形态一致,总体为一向南西倾斜的单斜构造,地层产状平缓,倾向220260,地层倾角小于5。井田内未发现断层,但在先期开采地段的个别地段,煤层底板等高线起伏较大,起伏角一般小于3,区内未发现断裂及紧密褶皱,亦无岩浆岩侵入。本井田构造属简单类型。2、煤层井田含煤地层为侏罗系中下统延安组(J1-2y)及侏罗系中统(J2)。其中侏罗系中统(J2)所含1煤组为零星可采煤层,不具工业价值。井田内的主要含煤地层为侏罗系中下统延安组(J1-2y)。该组地层总厚度为158.73250.06m,平均207.64m。本井田内共有可采煤层10层,即22上、22中、31、31下、4143、上、41、51上、51、61上、62中煤层,各可采煤层发育特征见表232,现分述如下:(1)22上煤层位于2煤组中下部,井田内大部发育,局部可采。据井田内钻孔统计:煤层自然厚度03.45m,平均1.24m。可采厚度0.843.27m,平均1.55 m。该煤层结构较简单,含02层夹矸,一般含1层夹矸。层位较稳定,厚度在井田变化较大,在井田的中南部较厚,而西北部较薄,规律较明显,煤层厚度变异系数70%。全区面积38.27km2,赋煤面积36.41km2,可采面积29.31km2,面积可采系数77%。表2-3-2 各可采煤层发育特征一览表煤组号煤层号煤层厚度(m)可采厚度(m)层间距(m)可采程度稳44、定程度最小值最大值平均值(点数)最小值最大值平均值(点数)最小值最大值平均值(点数)2煤组22上03.451.24(54)0.843.271.55(35)局部可采较稳定7.5026.6016.08(38)22中05.631.40(54)1.65(37)局部可采不稳定5.4427.2518.22(31)3煤组3103.641.77(54)0.803.041.57(38)局部可采较稳定1.2726.7615.77(26)31下03.190.91(54)0.802.591.40(24)局部可采不稳定5.6050.3420.28(7)4煤组4-1上0.233.291.42(16)0.802.581.545、9(12)局部可采不稳定0.8513.264.28(16)4-10.305.172.74(54)0.824.462.29(50)大部可采较稳定13.7457.4933.34(24)5煤组5-1上0.505.262.03(54)1.404.161.93(40)大部可采较稳定0.1621.819.10(49)5-10.243.421.65(54)0.843.291.51(46)大部可采较稳定11.1033.9017.18(49)6煤组6-1上1.33(54)1.41(47)大部可采较稳定10.5032.7523.44(39)6-2中0-4.691.80(54)1.97(32)局部可采不稳定0.2746、21.208.08(23)62下0-3.850.84(54)0-3.301.70(19)22上煤层为对比可靠、井田内大部发育局部可采的较稳定煤层。与下部的22中煤层间距7.5026.60m,平均16.08m,间距变异系数38%。与上部的21下煤层间距1.6019.10m,平均10.33m,间距变异系数52%。顶板岩性主要为粉砂岩和细粒砂岩,底板岩性主要为砂质泥岩及粉砂岩。(2)22中煤层位于2煤组中下部,井田内大部发育,局部可采。煤层尖灭带位于XX部,即S13、2717孔周围。可采区集中在2815、S22、2917、S28、3119、431孔一线以西。据井田内钻孔统计:煤层自然厚度05.63m47、,平均1.40m。可采厚度0.833.95m,平均1.65 m。该煤层结构较简单,含02层夹矸,多不含,少量的含1层夹矸。层位较稳定,厚度在井田内变化较大,其变异系数77%。在可采区内煤层厚度变化较小,变异系数为44%。总观全区,可采与尖灭带分布均可连片,且较为集中。赋煤面积36.53km2,占全区总面积95%,可采面积27.42km2,面积可采系数72%。22中煤层为对比可靠、井田内大部发育大部可采的不稳定煤层。与下部的31煤层间距为5.4427.25m,平均18.22m,中部间距加大,总体由西向东有加大的趋势,间距的变异系数38%。顶板多以细粒砂岩、粉砂岩及砂质泥岩为主,底板多为砂质泥岩及48、粉砂岩。(3)31煤层位于3煤组顶部,井田内大部发育,局部可采,煤层尖灭带位于S02、2719、S18、2919、431号钻孔一线的西南部。据井田内钻孔统计:煤层自然厚度03.64m,平均1.77m。可采厚度0.803.04 m,平均1.57m。该煤层结构简单,大多不含夹矸,在局部含1层夹矸。层位较稳定,厚度在井田中部较厚,而向四周渐变,相对较薄,规律较明显。在可采区集中地段厚度变异系数29%。赋煤面积27.91km2,占全区面积73%,可采面积14.91km2,面积可采系数39%。31 煤层为对比可靠、基本大部发育局部可采的较稳定煤层。与下部的31下煤层间距最小1.21m,最大26.76m,49、平均15.77m。其间距中部较大,但总体呈由东向西间距增大,变异系数41%。顶板岩性主要为砂质泥岩和粉砂岩,局部为细粒砂岩,底板岩性主要为砂质泥岩。(4)31下煤层位于3煤组中部,井田内大部发育,局部可采,尖灭带位于S04、S05、S06孔一带和S19S22、2917孔一带,将先期开采地段分割成两部分且基本上在该地段可采面积不大,其可采区主要分布在南、东部一带。煤层自然厚度03.19m,平均0.91m。可采厚度0.802.59m,平均1.40m。该煤层结构简单,局部含1层夹矸。层位较稳定,总体上由东向西变薄,但变化较大。且规律性不强,厚度变异系数94%,可采区内厚度变异系数35%。赋煤面积3350、.90km2,占全区面积88%,可采面积25.17km2,面积可采系数66%。31下煤层为对比可靠、大部发育局部可采的不稳定煤层。与下部的32煤层间距1.3424.90m,平均8.01m。中部间距增大,总体上间距变化较大,其变异系数74%。顶板以细粒砂岩、粉砂岩、砂质泥岩为主,底板以砂质泥岩、泥岩为主。(5)41上煤层位于4煤组顶部,是41煤层的分叉煤层,分叉区分布在S29、2917、S28、2919、2920孔一线以东,分叉区内煤层由西向东渐厚,且在3117、3119孔一带不可采,煤层结构简单,不含到含1层夹矸。根据16个孔的统计:煤层自然厚度0.233.29m,平均1.32m,变异系数6051、%。可采厚度0.802.58m,平均1.59m,变异系数41%,可采面积17.28km2。为对比可靠、局部可采的不稳定煤层。与下部的41煤层平均间距13.26m,顶板岩性多为粉砂岩、砂质泥岩,底板岩性多为砂质泥岩、泥岩。 (6)41煤层位于4煤组顶部,除井田东南角的3319、西北部S03号钻孔不可采外,井田内的其它地段均发育且可采。据井田内钻孔统计:煤层自然厚度0.305.17m,平均2.74m。可采厚度0.824.46m,平均2.29m。该煤层结构简单,含01层夹矸。层位稳定,厚度在井田西部与41上合并区较厚,而向东南分叉区渐变,相对较薄,规律较明显。可采面积36.66km2,面积可采系数952、6%。41煤层为对比可靠、全区发育且可采的较稳定煤层。与下部的42煤层间距最小4.40m,最大22.35m,平均12.67m,间距变化不大,变异系数42%,顶板岩性主要为砂质泥岩和泥岩,底板岩性主要为砂质泥岩。(7)51上煤层位于5煤组顶部,井田内全区发育,大部可采,不可采区分布在西北部2517、S04、S06孔的线以北和东南部2920、431孔一带。煤层自然厚度0.505.26m,平均2.03m。可采厚度1.404.16m,平均1.93m。厚度变化不大,总体上由北向南增厚,厚度变异系数54%。煤层结构简单中等,一般含12层夹矸,S25号孔最多含4层夹矸。可采面积35.62km2,面积可采系数53、93%。51上煤层为对比可靠、井田内大部可采的较稳定煤层。与下部的51煤层间距0.1621.81m,平均9.10m,变异系数为66%。在2519、2719、S21、S18、S12号钻孔一带间距变小,基本上与51煤层合并,间距为0.160.75m。总体上间距由南向北加大。顶板为细粒砂岩、粉砂岩为主,底板以砂质泥岩为主。(8)51煤层位于5煤组上部,井田内全区发育,大部可采。据井田内钻孔统计:煤层自然厚度0.243.42m,平均1.65m。可采厚度0.843.29m,平均1.51m。该煤层结构简单,一般含12夹矸,在2515孔中含4层夹矸。层位稳定,厚度在井田变化小、由西北向东南增厚,其规律明显。54、煤层厚度变异系数52%,可采面积33.36km2,面积可采系数87%。 5-1煤层为对比可靠、全区发育且可采的较稳定煤层。与下部的61上煤层间距最小11.10m,最大33.90m,平均17.18m,由西北向东南间距渐大,其变异系数32%。顶板岩性主要为砂质泥岩和泥岩,底板岩性主要为砂质泥岩。(9)61上煤层位于6煤组上部,井田内全区发育,大部可采,不可采区主要位于井田南部边界一带,即2919、423、2720、2920号孔一带。据井田内钻孔统计:煤层自然厚度0.152.59m,平均1.33m;可采厚度0.822.59 m,平均1.41m。该煤层结构简单,一般不含夹矸,少数孔含1层夹矸。层位较稳55、定,厚度在井田变化不大,由西北向东南增厚的规律较明显。煤层厚度变异系数43%,可采面积29.14km2,面积可采系数76%。61上煤层为对比可靠、井田内全区发育大部可采的较稳定煤层。与下部的62中煤层间距最小10.50m,最大32.75m,平均23.44m,北部间距较大,其变异系数25%。顶板岩性主要为粉砂岩和砂质泥岩,底板岩性主要为粉砂岩。(10)62中煤层位于6煤组中下部,井田内大部发育,局部可采,不可采区主要位于井田西部。据井田内钻孔统计:煤层自然厚度04.69m,平均1.80m;可采厚度0.933.90m,平均2.07 m。该煤层结构简单中等,含05层夹矸,多数孔含12层夹矸,只有区外56、的2815孔含5层夹矸。煤层层位较稳定,厚度在井田由北向南,逐渐增大,规律明显。煤层厚度变异系数82%,赋煤面积32.91km2,占全区面积86%,可采面积25.68km2,面积可采系数67%。62中煤层为对比可靠、井田内大部发育局部可采的不稳定煤层。井田内煤层属稳定较稳定,结构简单复杂,一般含12层夹矸。与下部62下煤层间距0.2721.20m,平均8.08m,62中煤层在北部区外2615、2715孔处与62下煤层间距变小到0.27m,其间距的变异系数为68%。顶板岩性主要为粉砂岩和砂质泥岩,底板岩性主要为砂质泥岩。3、水文地质条件(1)含隔水层水文地质特征第四系全新统(Q4)松散层潜水含水57、层岩性为灰黄色、棕黄色冲洪积砂砾石(Q4al+pl),残坡积均与黄土(Q3-4)、风积砂(Q4eol)等,在区内广泛分布。根据柴登南详查区简易水井抽水试验成果:含水层厚度2.605.81m,地下水位标高1297.031378.38m,地下水位埋深一般12m左右,水井涌水量Q=0.02760.0551L/s,单位涌水量q=0.1971.060L/sm,水温9-11,溶解性总固体429583mg/L,PH值7.37.5。地下水化学类型为HCO3CaNaMg型水,水质较好。含水层的富水性弱中等,透水性能较强。因大气降水量较少,补给条件较差,补给量一般不大,但雨季补给量会明显增大。潜水含水层与大气降水58、及地表水体的水力联系非常密切,与下伏承压水含水层水力联系较小。白垩系下统志丹群(K1zh)孔隙潜水承压水含水层岩性为各种粒级的砂岩、砂砾岩及砾岩夹砂质泥岩,在地表沟谷两侧广泛出露,含水层厚度0137.10m,平均66.61m。根据柴登南详查区简易水井抽水试验成果:地下水位标高1428.771482.17m,水井涌水量Q=0.01250.165L/s,单位涌水量q=0.1160.750L/sm,水温8-15,溶解性总固体4861157mg/L,PH值7.27.5。地下水化学类型为HCO3CaNaMg、HCO3ClCaNaMg及HCO3SO4ClCaNaMg型水,水质较好,含水层的富水性中等。由于59、没有较好的隔水层,所以与上、下部含水层均有一定的水力联系。侏罗系中统(J2)碎屑岩类承压水含水层岩性为青灰色、浅黄色中粗粒砂岩,夹粉砂岩及砂质泥岩,含水层厚度平均65m左右,分布较广泛。根据柴登南详查区3115号钻孔(位于井田东界外800m)抽水试验成果:地下水位埋深58.43m,水位标高1377.90m,钻孔涌水量Q=0.0938L/S,单位涌水量q=0.00461L/sm,渗透系数k=0.00383m/d,导水系数0.344m2/d,水温13,溶解性总固体492mg/L,PH值8.5,地下水化学类型为HCO3ClKNa型水,水质良好。由此可知,含水层的富水性弱,地下水的径流条件差。含水层与60、上部潜水含水层有一定水力联系,与下部承压水含水层的水力联系较小。侏罗系中下统延安组顶部隔水层位于2煤组顶板以上,岩性主要由泥岩、砂质泥岩等组成,隔水层厚度一般713m,隔水层的厚度较稳定,分布较为连续,隔水性能良好。侏罗系中下统延安组(J1-2y)碎屑岩类承压水含水层岩性主要为中粗粒砂岩、砂质泥岩,次为细粒砂岩、粉砂岩等,全区赋存,分布广泛。根据本次施工的S16和S18号钻孔抽水试验成果:含水层厚度111.78m,地下水位埋深20.0851.50m,水位标高1385.681417.10m,水位降深S=25.1139.90m,涌水量Q=0.2100.316L/s,单位涌水量q=0.007920.61、00876L/sm,渗透系数k=0.01040.0210m/d,水温1012,溶解性总固体344353mg/L,PH值7.3,NO3含量0.3539.84mg/L。地下水化学类型为HCO3CaMg型水,水质较好,但NO3超标。因此含水层的富水性弱,透水性与导水性能差,地下水的补给条件与径流条件均较差。含水层与上伏潜水含水层及大气降水的水力联系均较小。该含水层为矿区的直接充水含水层和主要充水含水层。侏罗系中下统延安组底部隔水层位于6煤组底部,岩性以深灰色砂质泥岩为主,隔水层厚度一般在10m之内,分布较连续,隔水性能较好。三叠系上统延长组(T3y)碎屑岩类承压水含水层岩性主要为灰绿色粗粒砂岩、含砾62、粗砂岩,夹细粒砂岩。钻孔揭露厚度不全,最大揭露厚度27.31m。据邻区塔拉壕井田T11号钻孔抽水试验成果:地下水位标高1488.99m,水位埋深63.42m,涌水量Q=0.0817L/s,单位涌水量q=0.00204L/sm,渗透系数k=0.00673m/d。水温12,溶解性总固体310mg/L,PH值7.3,地下水化学类型为HCO3CaMg型水,水质良好。含水层的富水性弱,透水性能差,与上部含水层的水力联系较小。(2)地表水、老窑水对矿床充水的影响矿区内没有水库、湖泊等地表水体分布,但区内降水比较集中,多为大雨或暴雨,雨后会形成短暂的地表洪水,一旦流入矿坑,也会造成淹井事故。因此,要预防地表63、洪水通过井口等通道进入矿坑,在地表水体下采煤时,随时观测矿坑涌水量的变化情况,以防发生矿坑涌水事故。区内目前没有老窑及生产小窑,但近年来,随着XX煤田的大规模开发建设,矿区周围的生产矿井在逐年增加,采空区的面积与积水量也在不断增大。因此,未来煤矿开采,在边界附近要密切注视周围矿井的采掘情况,不能无计划越界乱采,防止勾通邻近采空区,防止涌水事故的发生。(3)矿区水文地质勘查类型XX二号井田的直接充水含水层以裂隙含水层为主,直接充水含水层的富水性微弱,补给条件和径流条件较差,以区外承压水微弱的侧向径流为主要充水水源,大气降水为次要充水水源.区内没有水库、湖泊等地表水体,沟谷也无常年地表径流,且距煤64、层较远,一般在200m以上,水文地质边界简单,地质构造简单。因此矿区水文地质勘查类型划分为第二类第一型裂隙充水的水文地质条件简单的矿床。(4)矿井涌水量充水因素矿区第四系全新统(Q4al+pl)孔隙潜水含水层的富水性弱中等,志丹群(K1zh)潜水含水层的富水性中等,侏罗系中统(J2)承压水含水层富水性弱,煤系地层上部隔水层的隔水性能较好,所以煤系地层上部潜水与承压水含水层是矿床的次要充水因素。侏罗系中下统延安组(J1-2y)承压水含水层富水性弱,因其是含煤地层,所以也是矿床的直接与主要充水含水层,是矿床的主要充水因素。三叠系上统延长组(T3y)承压含水层富水性弱,是矿床的次要充水因素。涌水量预65、计根据矿区水文地质边界条件及充水因素,地质报告选用稳定流大井法计算矿井涌水量,预测了整个先期开采地段全部形成巷道系统后至最低开拓水平的涌水量。未来煤矿初期局部开采时,矿坑涌水量可能会减小,但当巷道勾通Q4al+pl潜水及地表水体时,矿坑涌水量则会明显增大,甚至发生透水事故。预计矿井涌水量根据地质报告,矿井预计日涌水量约为4569m3,折合小时涌水量约为191 m3,矿井最大涌水量设计暂按正常涌水量的1.5倍计算,则最大小时涌水量约为287m3。 4、其他开采技术条件(1)瓦斯、煤尘、煤的自燃据钻孔瓦斯测定成果,各可采煤层甲烷含量均在0.000.04ml/g可燃值之间,属低瓦斯矿井。由于本区各可66、采煤层的干燥无灰基挥发分产率较高,一般在3040%,属易爆炸煤层,据S10、S20号钻孔试验结果:当火焰长度400mm时,抑止煤尘爆炸最低岩粉量为5575%,煤尘有爆炸性,煤的自燃:区内各可采煤层变质程度低,挥发分较高,且含有黄铁矿结核或薄膜,为煤层自燃提供了有利条件。据自燃趋势试验结果,各煤层着火温度(T1)在306327之间,T13值在3050之间,煤层自燃倾向等级为易自燃及很易自燃。(2)地温据简易地温测量结果,区内平均地温梯度为1.72.3/100m,属正常地温区,无高温异常。(3)煤层顶、底板井田内各煤层顶板多以细粒砂岩、粉砂岩及砂质泥岩为主,底板多为砂质泥岩及粉砂岩。经钻孔取芯并做67、物理、力学性试验,煤层顶底板岩石的抗压强度吸水状态3.918.4MPa,自然状态4.942.4MPa,平均23.6MPa,普氏系数0.494.33,抗拉强度0.264.14MPa,抗剪强度0.6848.08MPa,软化系数0.160.73。岩石遇水后软化变形,甚至崩解破坏,为软化岩石,个别钙质填隙的砂岩抗压强度稍高些。因此,本区煤层顶底板岩石以软弱岩石为主,个别为半坚硬岩石。 5、煤类、煤质与煤的用途(1)煤质牌号根据中国煤炭分类国标GB5751-86,低变质煤的分类指标为干燥无灰基挥发分(Vdaf)。井田内煤层粘结指数为零,透光率在80%以上,挥发分均小于37%以上,故井田内各煤层均为不粘煤68、(BN31),局部为长焰煤(CY41)。(2)煤的一般物理性质井田内煤呈黑色,条痕为褐黑色,沥青光泽,参差状、棱角状断口,内生裂隙较发育,常为黄铁矿及方解石薄膜充填,煤层中见黄铁矿结核。条带状结构,层状构造。宏观煤岩组分以暗煤、亮煤为主,见丝炭,属半暗型煤。煤的真密度测试值在1.461.63,视密度测试值为1.221.49。各煤层浮煤透光率(Pm)在6689%。(3)化学性质、工艺性能化学性质a、水分(Mad)原煤水分一般在520%,以中水分煤为主。平均值: 2-2上煤层11.01%,22中煤层10.64%,3-1煤层10.97%,3-1下煤层10.27%, 41上煤层10.48%,41煤层169、0.29%,51上煤层10.06%,51煤层10.43%,61上煤层10.09%,62中煤层10.02%。b、灰分(Ad)(a)煤层灰分煤层原煤灰分下煤层高于上煤层,主要可采煤层4-1上灰分最低,平均值为9.88%,5-1上煤层灰分最高,平均值为11.89%,其它煤层平均值在9.88%11.89%,洗煤灰分一般在5.61%6.23%。各煤层均以低低中灰分煤为主。浮煤灰分一般在7%以下。(b)顶底板夹矸灰分各可采煤层顶、底板及夹矸中,水分(Mad)0.145.30%,灰分(Ad)45.4794.13%,硫含量0.020.29%,砷含量018ppm,氟含量高于煤层,在3071024ppm,氯含量070、.0100.056%,磷含量0.0050.070%。锗含量04ppm,钒含量在43185ppm之间,均未达到工业开采品位。据测定结果可知,煤层顶底板灰分一般在73.1792.71%,夹矸灰分一般小于顶底灰分。详见表2-3-3。表233各可采煤层顶、底板及夹矸样分析成果表煤层号种类工业分析St,d%有 害 元 素微量元素Mad(%)Ad (%)As (ppm)F (ppm)Cl (%)P (%)Ge(ppm)V(ppm)2-2上顶0.62(3)92.71(3)0.08(1)1-43(2)767-784776(2)0.017(2)0.065(2) 1 (2)87-9591(2)底0.67(3)8871、.92(3)0.07(2)1-21(3)430-800667(3)0.020(3)0.049(3) 1 (3)62-11192(3)2-2中顶1.03(2)73.17(2)0.06(2)1-64(2)772-867820(2)0.020(2)0.048(2) 1 (2)91-134113(2)夹矸4.26(1)97.23(1)底0.81(2)85.26(2)0.04(1) 3 (1)767(1)0.010(1)0.028(1) 2 (1)44(1)3-1顶0.94(2)89.37(2)0.12(1)0-21(2)357-782570(2)0.021(2)0.032(2) 1 (2)101-1072、8105(2)底0.89(2)91.19(2)0.08(1) 2 (2)571-930751(2)0.022(2)0.038(2) 1 (2)105-110108(2)4-1上顶0.49(1)93.1(1)0.04(1) 1 (1)307(1)0.029(1)0.053(1) 1 (1)92(1)底2.64(1)72.15(1)4-1顶0.93(3)88.07(3)0.17(2)1-32(3)424-907671(3)0.034(3)0.029(3)1-32(3)43-9772(3)夹矸0.87(1)87.27(1)0.05(1) 0 (1)761(1)0.015(1)0.008(1) 2 (73、1)125(1)底1.04(3)89.29(3)0.05(2)1-42(3)500-856733(3)0.028(3)0.025(3) 1 (3)82-172119(3)5-1上顶0.81(3)90.08(3)0.03(3)1-21(3)648-890750(3)0.023(3)0.013(3)1-43(3)57-185114(3)夹矸2.03(3)86.18(3)0.10(2) 2-5 4(3)840-924879(3)0.022(3)0.007(3) 1-3 (3)93-185138(3)底1.25(3)89.00(3)0.02(1)2-33(2)734-806770(2)0.026(2)74、0.007(2) 2 (2)101-120111(2)5-1顶1.12(3)89.70(3)0.04(1)1-32(3)745-1024890(3)0.020(3)0.049(3) 1 (3)97-127114(3)夹矸1.83(2)79.43(2)0.12(1) 1 (1)698(1)0.033(1)0.008(1) 2 (1)95(1)底1.76(3)83.92(3)0.17(1)1-21(3)515-756630(3)0.026(3)0.025(3) 0-2 1(3)88-116104(3)6-1上顶1.85(3)86.78(3)0.08(1)0-21(2)699-700700(2)0.75、022(2)0.031(2)1-22(2)79-130105(2)夹矸5.30(1)45.47(1)1.14(1) 18 (1)405(1)0.037(1)0.006(1) 2 (1) 5 (1)底0.99(3)88.93(3)0.14(1)2-43(2)767-828798(2)0.020(2)0.044(2) 1-4 3(2)119-136128(2)62中顶0.76(1)90.78(1)0.06(1) 1 (1)823(1)0.020(1)0.044(1) 1 (1) 42 (1)夹矸2.81(1)74.82(1)0.14(1) 1 (1)707(1)0.026(1)0.015(1) 176、 (1) 18 (1)底1.29(1)88.33(1)0.06(1) 0 (1)840(1)0.022(1)0.011(1) 1 (1) 20 (1)c、挥发分(Vdaf)各可采煤层浮煤挥发分:22上煤层31.8638.58%,平均35.54%。22中煤层33.5339.08%,平均36.30%。31煤层34.1339.58%,平均36.45%。31下煤层34.1841.38%,平均36.67%。41上煤层34.1040.83%,平均37.05%。41煤层32.8641.58%,平均36.62%。51上煤层33.1939.84%,平均36.57%。51煤层32.5539.67%,平均36.3577、%。61上煤层32.5339.15%,平均35.63%。62中煤层32.4438.20%,平均35.43%。井田内煤层原煤挥发分一般在31.8641.58%之间。洗煤挥发分一般在31.8641.38%之间。影响煤层挥发分的主要因素是煤岩组分, 一般均低于洗煤,这是因为在洗选过程中部分丝炭损失造成的。煤中碳酸盐二氧化碳(CO2ad)含量一般在0.63%以下,对煤的挥发分的影响可忽略不计。d、硫(St.d)各可采煤层原煤全硫以特低硫、低硫煤为主。各煤层平均在0.480.67%之间。煤经洗选后硫含量下降。原煤中硫以硫化物硫(Sp)为主,其次有机硫(So),硫酸盐硫(Ss)含量甚微,见表234。硫化物78、硫的增高,是原煤全硫增高的主要原因,可通过洗选加工脱除。e、磷(Pd)各煤层原煤磷含量一般在0.010%以下,为特低磷煤。f、砷(As,d)原煤砷含量测值在07ppm,不超过8 ppm,符合食品工业燃煤标准。g、氟(F,d)表2-3-4 各种硫统计表煤层号浮选情况Ss,d %Sp,d %So,d %2-2上原0.00(2)0.35(2)0.22(2)浮0.00(1)0.02 (1)0.14 (1)2-2中原0.03(5)2.02(5)0.13(5)浮0.00(1)0.02(1)0.13(1)3-1原0.01(6)0.89(6)0.22(6)浮0.00(2)0.08(2)0.10(2)3-1下原79、0.00(1)0.15(1)0.02(1)浮4-1上原0.00(1)1.52(1)0.05(1)浮4-1原0.01(5)0.23(5)0.18(5)浮0.00(3)0.04(3)0.14(3)5-1上原0.01(3)0.85(3)0.10(3)浮5-1原0.01(6)0.83(6)0.14(6)浮6-1上原0.03(4)1.47(4)80.09(4)浮6-2中原0.01(2)0.38(2)0.26(2)各可采煤层原煤氟含量在41353ppm之间。h、氯(Cl,d)原煤氯含量在0.0000.198%之间,低于0.3%,工业利用时危害不大。各主要可采煤层煤质特征见表2-3-5。煤芯煤样元素分析成果80、统计见表2-3-6。表2-3-5 主要可采煤层煤质特征表煤层号浮选情况工业分析(%)发热量(MJ/kg)St,d(%)MadAdVdafQb,d Qnet,adQnet,d2-2上原11.01(31)10.24(31)34.55(31)27.27(31)23.26(16)26.68(31)0.63(30)浮11.56(25)6.01(25)35.54(25)28.73(6)27.14(6)0.2(13)2-2中原10.64(37)11.79(37)34.80(37)26.86(36)22.58(21)25.88(36)0.66(34)浮12.08(31)6.23(31)36.30(31)28.81、18(7)26.85(7)0.26(19)3-1原10.97(38)10.75(38)34.71(38)27.21(38)22.92(27)26.25(38)0.62(35)浮11.64(26)4.376.785.71(26)36.45(26)28.87(7)27.59(7)0.23(13)3-1下原10.27(23)11.56(23)35.37(23)27.06(23)22.46(9)26.06(23)0.66(22)浮10.69(19)6.17(19)36.67(19)28.84(6)27.69(6)0.24(8)4-1上原10.48(15)9.88(15)35.46(15)27.95(182、5)23.80(7)26.91(15)0.67(15)浮11.17(12)5.61(12)37.05(12)28.94(3)27.69(3)0.22(6)4-1原10.29(49)11.56(49)35.30(49)27.10(48)22.95(28)26.09(49)0.51(49)浮11.25(41)5.98(41)36.62(41)28.74(9)27.54(8)0.24(26)5-1上原10.06(40)11.89(40)435.69(40)26.98(38)22.76(25)25.88(40)0.55(40)浮11.05(35)5.83(35)36.57(35)29.45(6)28.83、19(6)0.22(20)5-1原10.43(46)11.44(46)35.15(46)27.17(44)23.03(24)26.14(45)0.48(45)浮10.64(39)3.819.535.94(39)36.35(39)29.21(10)27.95(10)0.23(19)6-1上原10.09(44)9.81(44)34.50(44)27.58(44)23.32(27)26.67(43)0.58(41)浮10.17(30)5.66(30)35.63(30)29.55(7)28.30(7)0.20(15)6-2中原10.02(31)13.03(31)34.07(31)26.57(31)2284、.97(14)25.65(31)0.48(30)浮10.00(20)5.79(20)35.43(20)29.18(6)27.94(6)0.16(9)表2-3-6 煤芯煤样元素分析成果统计表煤层号元素分析(%)CdafHdafNdafOdaf2-2上77.16(7)4.46(7)0.91(7)17.42(6)2-2中76.77(5)4.66(5)0.94(5)17.38(5)3-177.00(5)4.64(5)1.02(5)17.05(5)3-1下77.55(5)4.45(5)0.98(5)16.88(4)4-1上77.31(4)4.74(4)1.02(4)16.63(4)4-177.09(1185、)4.76(11)1.11(11)16.73(10)5-1上77.70(9)4.75(9)1.20(9)16.21(8)5-177.78(12)4.62(12)1.04(12)16.47(12)6-1上77.55(10)4.50(10)1.06(10)16.59(10)6-2中78.59(4)4.52(4)0.96(4)15.70(3)工艺性能a、发热量(Qnet,d)原煤低位发热量(Qnet,d)较高,22上煤层20.5228.87 MJ/kg,平均26.38MJ/kg;22中煤层21.7028.56 MJ/kg,平均25.88MJ/kg;31煤层20.8128.40 MJ/kg,平均26.86、25MJ/kg;31下煤层18.7928.29 MJ/kg,平均26.06MJ/kg;41上煤层24.4428.58 MJ/kg,平均26.91MJ/kg;41煤层20.4628.75 MJ/kg,平均26.09MJ/kg;51上煤层22.0228.70 MJ/kg,平均25.88MJ/kg;51煤层20.2528.60MJ/kg,平均26.14MJ/kg;61上煤层20.3728.72 MJ/kg,平均26.67MJ/kg;62中煤层20.9029.00 MJ/kg,平均25.65MJ/kg。b、煤灰成分、灰熔融性各煤层测试成果:煤灰成分以SiO2为主,SiO2含量20.4562.08%;C87、aO含量5.2633.34%,Al2O3含量2.4323.91%,Fe2O3含量1.2745.56%,SO3含量2.2020.26%。各可采煤层的煤灰软化温度(ST)在10401340之间,以低熔灰分为主。使煤灰熔融性偏低的主要因素是CaO含量的增高。煤灰成分见表2-3-7。表237 煤灰熔融性统计表煤层号ST()煤灰成分分析(%)SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOTiO2SO32-2上1115-13301182(10)35.74(10)12.56(10)7.83(10)20.99(10)2.86(10)0.69(10)11.76(10)2-2中1080-12401169(12)39.588、6(12)13.83(12)10.44(12)16.68(12)2.22(12)0.66(12)9.50(12)3-11120-13001195(17)39.72(17)14.81(17)9.57(17)16.37(17)3.30(17)0.63(17)8.55(17)3-1下1040-12901146(10)38.46(10)12.15(10)14.47(10)15.64(10)1.91(10)0.54(19)10.47(9)4-1上1080-11701114(4)43.88(4)10.92(4)14.03(4)13.49(4)1.47(4)0.62(4)10.56(4)4-11055-1289、801170(22)42.37(21)13.85(21)5.96(21)17.90(21)2.47(21)0.66(21)8.60(21)5-1上1065-12701188(18)41.43(18)14.38(18)8.01(18)16.17(18)2.50(18)0.68(18)8.47(18)5-11130-12901205(19)43.22(19)12.61(19)6.41(19)18.48(19)2.64(19)0.61(19)8.27(19)6-1上1100-12051148(13)40.33(13)13.09(13)9.72(13)17.10(13)2.04(13)0.66(13)90、9.70(13)6-2中1120-13401211(14)43.17(14)15.18(14)7.72(14)14.85(14)2.06(14)0.70(14)8.58(14)c、低温干馏各可采煤层的焦油产率(Tar,d)平均在4.506.5%,属含油煤。d、粘结性煤的焦渣类型为2,粘结指数为0,井田内煤无粘结性。e、煤对CO2反应性当反应温度为950时,各可采煤层煤对CO2还原率在70.889.9%,本次勘查51、62中煤层试验结果,煤的反应性较高,可作气化用煤。f、热稳定性41、51上煤层试验结果TS+6在60%以上,热稳定性等级为较高高。 原报告41煤层TS+6为58.14%,热稳定性等91、级为中等。22上、22中、41上、51上、62中煤层TS+6在61.2569.16%之间,热稳定性等级为较高。g、结渣性据原报告42、62中煤层试验结果,当炉栅截面流速为0.2m/S时,煤的结渣率分别为28.42%、45.68%,属强结渣煤。h、可磨性各煤层哈氏可磨性指数(HGI):在4582之间,数值愈大愈易磨碎。但因无标准,不能评价。(4)可选性本次勘查在S16、S18号钻孔中采取了21下、41、51上、51煤层共5组简选样,其煤质情况见表238,为低中灰中灰、特低硫的不粘煤。表238简易可选性试验样煤质特征表煤层号煤样号浮选情况工业分析(%)发热量(MJ/kg)St,d%焦渣类型煤类Ma92、dAdVdafQgr,dQnet,dS16简1原10.4724.3633.8622.3421.670.322BN31浮11.756.3834.100.192简6原9.1220.8835.7723.4422.710.382BN31浮10.475.4835.770.232S18简4原11.4413.2634.7225.7824.970.682BN31浮9.785.0335.120.222简5原10.4221.8635.0923.2522.520.312BN31浮9.925.7034.310.322简6原12.2819.1237.0423.9723.090.302BN31浮8.367.2835.1993、0.232可选性试验各样浮沉试验结果显示:-1.4级浮物产率在5584%之间,灰分(Ad)在67%;1.5级浮物产率在7192%,灰分(Ad)在79%;-1.6级浮物产率在7593%,灰分在711%。可选性等级依据GB/T164171996煤炭可选性评定方法,采用分选密度0.1含量法对试验结果进行评定。评定结果见表239。表239可选性评定结果表煤层号煤样号拟定灰分(Ad%)浮物产率(%)分选密度(kg/L)0.1含量法可选性等 级初始值最终值2-1下S16简18.069.51.47626.031.46难选10.078.31.6954.75.69易选4-1S18简47.086.01.4252494、.025.2较难选8.093.31.6701.61.7易选5-1上S16简67.075.01.43027.230.8难选8.082.01.51012.313.9中等可选S18简57.079.21.44029.032.7难选8.086.31.5705.05.6易选5-1S18简68.077.01.46821.723.5较难选9.081.51.52215.216.4中等可选41煤层当拟定精煤灰分为7%时,可选性等级为较难选,当拟定精煤灰分为8%时,可选性等级为易选。51上煤层当拟定精煤灰分为7%时,可选性等级为难选,当拟定精煤灰分为8%时,可选性等级为中等可选易选。51煤层当拟定精煤灰分为8%时,95、可选性等级为较难选。泥化试验试验结果0.5mm。重量在0.8261.53%。10m重量在1.415.5%。无明显的泥化现象。(5)工业用途评价煤质评述a、井田内煤属特低灰、低硫、特低磷的不粘煤,个别点出现长焰煤。b、煤质变化小中等。c、煤的发热量较高,为中高发热量煤。d、煤的气化性能好;煤对二氧化碳反应性高;热稳定性中等;抗碎强度高。e、煤灰熔融性偏低,为低熔灰分。f、区内煤为低腐植酸、低苯抽出物的含油煤及富油煤。煤的工业利用方向a、动力用煤煤层有害成分低、发热量高,是良好的民用和动力用煤。适用于火力发电,各种工业锅炉、蒸气锅炉等、也可在建材工业、化学工业中作焙烧材料。b、气化用煤由于区内煤的96、化学反应性好,抗碎强度高,热稳定性好,可以作为城市气化和工业气化用煤。但由于区内煤灰熔融性偏低,对气化用煤在选择气化炉时受到了一定的限制。c、形体加工随着煤炭生产机械化程度的提高,粉煤产率也会逐渐增加,可用粉煤加粘结剂成型制作煤砖、煤球、蜂窝煤等。d、水煤浆中国矿院(1984年)对神木煤制备水煤浆的可行性研究,认为该煤种可制备水煤浆。本区煤层丝质组含量在15.327.6%,反射率在0.4030.545%,以煤代油是可行的。5、其他有益矿物未发现其它有益矿产赋存,与煤伴生的有益微量元素锗(Ge)的测值为0.06.3ppm以下,镓(Ga) 0.09.5 ppm,钒(V)0123ppm,均未达到工业97、开采品位,无开采价值。6、井田勘探程度及储量(1)勘探程度本井田为XX煤田地质局117队,于1994年8月提交的XX自治区XX煤田柴登南勘探区详查地质报告勘探范围中的一部分。XX煤田地质局117勘探队受XXxx天然碱股份有限公司的委托,于2005年4月初提交了XX自治区XX煤田万利矿区XX二号井田煤炭勘探设计。该勘探设计,在分析利用柴登南勘探区详查地质报告的地质资料情况的基础上,对井田内的东北部地段进行补充勘探。因此,本设计利用的地质报告,全井田为详查,在井田内东北部局部地段勘探程度达到精查。对地质勘探程度的评价:井田构造形态基本查明,区内未发现大的褶皱构造,亦无岩浆岩侵入。因此井田构造复杂程98、度属简单型。精查地段的主要可采煤层20m的底板等高线基本控制。基本查明了主要可采层的厚度、深度、结构、可采范围及变化规律,同时了解了不可采煤层的层数、层位、厚度、结构及赋存特征。主要可采煤层对比基本可靠。基本查明了各可采煤层的煤质特征、工艺性能及其变化情况,评价了煤的工业利用方向。基本查明了井田水文地质条件是以孔隙、裂隙含水层为主的充水矿床,水文地质条件为简单型。并预测了矿井正常涌水量,评价了矿井水利用的可能性,同时指出了矿井供水水源方向。对井田内10层可采煤层估算了资源/储量。基本查明了井田内主要可采煤层顶底板的工程地质特征。工程地质勘查类型划分为第三类第二型,即层状岩类、工程地质条件中等型99、。指出未来矿井开采主要的工程地质问题是煤层顶底板稳定性问题,并对矿山开采可能发生的工程地质、环境地质问题提出建议。井田内的2-2上、3-1下、4-1上、6-2中等煤层无探明储量和控制储量;2-2中无探明储量,控制储量也只占本层储量的6%。因此,勘探程度不足。综合上述设计认为,本井田两个地质报告的工作程度及地质勘查研究程度基本满足勘探阶段要求,可作为本次可行性研究报告编制的依据。(2)储量依据国土资源部颁发的中华人民共和国地质矿产行业标准(DZ/T02152002附录E规定),确定井田内煤层资源/储量估算的工业指标如下:最低可采厚度0.80m;原煤最高可采灰分(Ad)40%;原煤最高可采硫分(S100、t,d)3%;原煤最低可采发热量(Qnet,d)17.0MJ/kg。通过本次资源储量估算共获得各类型资源储量总计为59286万t,其中探明的内蕴经济资源量(331)4050万t,控制的内蕴经济资源量(332)6110万t,推断的内蕴经济资源量(333)49126万t。(3)存在的主要问题在精查阶段没有做封孔质量的透孔检查工作,封孔质量无法评价。煤矿在开采时加以注意,防止因钻孔封孔质量不好沟通上下含水层使井下突水,给生产造成损失。井田内的2-2上、3-1下、4-1上、6-2中等煤层无探明储量和控制储量;2-2中无探明储量,控制储量也只占本层储量的6%,总体上勘探程度不足。应对本勘探区做进一步的勘101、探工作,提高勘探程度和质量,降低因煤层及地质条件变化而产生的投资风险。井田内煤层瓦斯含量虽然较低,但煤尘具有爆炸危险性,煤具有自燃倾向。煤矿在采掘过程中应加强安全生产意识,采取切实可行的防火、防尘、降尘措施,保证井下通风系统畅通,防止因瓦斯、煤尘及煤炭自燃而酿成事故。井田内可采煤层的顶底板岩石的稳固性差、力学强度低,煤层顶底板岩石以软弱岩石为主,给巷道维护造成困难。在矿井建设及生产时,应对矿井的支护方式和开采方法进行深入研究,确保煤矿的安全生产。(四)建设条件综合评价经对地质报告分析,XX二井地质勘探程度总体不足,但基本查明地质构造简单、无断裂构造、无岩浆岩侵入;煤层产状平缓,近于水平,水文地102、质条件较简单,煤层瓦斯含量低,开采条件较简单。全矿井共获资源/储量592.86Mt,储量较丰富;井田内煤质为中水分、低灰低中灰分、特低低硫,特低磷、发热量较高的不粘煤及长焰煤,煤质较优良,为矿井的建设和投产后取得较好的经济效益奠定了良好的基础。矿井建设的外运、供电、供水等外部协作配套条件易于解决,宜建设机械化、自动化程度较高的高产高效现代化大型矿井。三、市场预测(一)产品市场供应预测2004年,XX市煤炭产量达到1.17亿t,截至2005年月底,XX市规模以上煤炭产量已达8823万t,比上一年同期增长了22。XX地区煤炭产品主要做为优质动力煤、汽化煤、冶金煤等,与本次拟建项目产品基本相同。据国103、际能源机构和美国能源部能源消息局最近预测,世界煤炭消费量主要变化趋势如下:在未来20年内,世界能源消费量年均增长率为2.0;世界煤炭需求量呈低增长趋势,年均增长率为1.7;天然气年增长率为2.7。世界煤炭消费量将由2000年的42.98亿t增长到2020年的58亿t,增加15亿t。其中,亚洲煤炭消费增长量达13.2亿t,主要是燃煤电厂用煤增加。煤炭在世界一次能源消费构成中所占比例将由1999年的22下降到2020年的20。世界煤炭贸易量将由1999年的5.48亿t增加到2020年的7.04亿t。据海外媒体报道,国际能源机构预测,到2010年国际煤炭市场需求量将年增1.62.0,随着经济的发展及104、国际石油市场价格的升高,煤炭需求量将会不断增加,可能远高于此预测。蒙西地区煤炭市场需求量分析随着国家西部大开发战略的进一步实施,以煤炭资源为前提的高载能产业、煤化工产业将逐步落户到XX,作为中国西部煤炭资源最富集的区域,XX煤田无可辩驳地会成为煤电等能源重工业投资的热点地区。2004年全区原煤调出量6000万t,原煤出口120万t。其中XX境内调出原煤3000万t。2005年XX煤炭销往京津华东、华南、东北等地区达到4000万t,预计2010年XX销往上述地区的煤炭将达到5000万t。包头地区2003年消费XX地方煤炭约250万t,其中包头一、二、三电厂用煤46万t,其他动力用煤200万t。2105、004年包头一、二、三电厂调入XX地方煤61万t,比上年增长32%,XX地方煤销往包头一、二、三电厂的量约占其总用量的20%。“十五”期间,包头地区用XX地方煤继续呈增长趋势,2005年包头地区用XX地方煤总量达到500万t/a,其中电力用煤达到150万t,其它动力和民用煤达到350万t。随着国家西部大开发战略的进一步实施和“西电东送”项目的建设,区内电煤市场需求量增幅较大。“十五”期间,托县电厂一期工程260万KW机组、达拉特电厂三期工程433万KW机组、 准格尔国华电厂233万KW机组投产发电,分别新增需煤360万t、400万t、200万t,总计新增电煤需求量960万t。预计需求XX地方煤106、500万t。区内外民用优质大块煤的销售市场大范围蔓延,大块煤的市场销售从80年代的十几万吨增长到2003年的近400万t。“十五”期间其市场需求量稳步增长,主要原因是区内外大中城市将污染物排放要求标准提高,民用煤市场对环保煤的需求量大幅增长。另一重要原因是区内广大农村牧区解决生活取暖问题由传统的靠可燃林草为主向燃煤为主转变,大块煤在农牧区的市场潜力扩大。而XX大块煤以煤质优、低污染等特点在市场竞争中占有明显的优势。北京申奥成功,中国加入WTO以及国家规划建设的煤液化项目等,都将扩大优质环保煤的销售市场,增加市场需求量。(二)产品市场需求预测按照“十一五”规划,XX煤炭产品结构要由单纯生产原煤向107、能源重化工型转移,加大煤炭深加工力度,特别是大型煤炭企业要加快建设煤转电项目,积极推进煤制油、煤制甲醇、煤焦化等综合利用煤炭资源的煤化工项目,形成煤、电及下游产品、衍生产品,煤、焦高附加值化工产品,煤气化、液化产品系列。从世界经济发展的趋势看,总体趋好这是不争的事实。亚洲目前的经济正在逐步恢复到金融危机前水平,而我国的经济从2000年也呈现出了恢复性增长。我国经济已经进入一个新的增长周期,我国现阶段经济增长的结构性特征是建设规模和物质生产规模快速扩张,这一过程需要大量的投资类物品和原材料,加速重工业建设,是煤炭需求增长的主要原因。而国内煤炭消费的增长主要依靠电煤增长拉动。电力行业作为我国煤炭消108、费的主体,其需求量发展空间巨大。我国目前的用电水平仍旧比较低。2001年,我国人均拥有发电装机容量只有0.25kW,人均年发电量只有1078kWh,不到世界平均水平的一半,仅为发达国家的16110。目前,全国还有574万户家庭没有用上电。电能消费占终端能源消费的比例为11左右,远低于17的世界平均水平。通过几年来农村电网改造,乡镇企业和个体经济的快速发展,农村用电量大幅增加。而且,实现城乡同价后,势必会刺激内需,更大程度地增加对电力的需求。我国电动力经济研究中心的一份报告指出,根据党的十六大确定的全面建设小康社会的经济发展目标,到2020年实现国内生产总值比2000年翻两番,未来十几年间GDP109、年均增长速度要达到7.2左右。为满足这一需要,我国电力需求增长需要持续保持较快的发展速度。2010年全社会用电将达到27000亿kWh左右,全国需要发电装机为6亿kW左右;2020年全社会用电将达到40000亿kWh左右,平均增长率7.83%,需要装机为9亿kW左右。这样,今后十几年间需每年增加3000万kW发电容量才能满足我国全面建设小康社会的需要,电煤需求数量巨大。2004年全国煤炭总产量为19.56亿t,煤炭消费量达18.9亿t,同比增长13.9%,其中电煤消耗总量达到9.6亿t,同比增加1亿t以上。电力、钢铁、建材和化工四个行业煤炭消费量占煤炭总消费量的90%。2005年全国煤炭总产量110、在21.1亿t,较2004年增长7.9%,2005年国内煤炭销售量达20.3亿t,较2004年上升7.4%。其中电煤消耗总量达到10.8亿t。预计2006年煤炭产量增长幅度约在5%左右 ,原煤生产总量将达到22亿t,电煤需求将增加1.2亿t,达到12亿t。据电力部门专家预计,“十一五”期间,中国电煤需求将以略低于发电量增长2个百分点的速度增长,增长幅度在611。考虑到“十一五”后四年节能降耗、电力行业结构调整的因素,2010年,中国电煤需求将达到16亿t左右。考虑到电力用煤有较快的增长,预测2006、2010年、2020年电力用煤占全国煤炭需求总量的比例将逐步提高;建材工业用煤在2010年前将111、会稳定增加,平均增长率为1.1%左右,至2010年后较为平稳,但总体变化不会很大;化工氮肥用煤基本持平,2010年后略有提高; 生活用煤考虑城镇燃料多样化和农村用煤的增加,总体略有降低但变化不大。因此总的用煤趋势是:动力用煤的比例将不断提高,原料用煤的比例不断降低。根据预测到2020年,我国用于发电的煤炭可能达到当年煤炭产量的60左右。从世界范围来看,虽然在世界某些地区煤炭将会被天然气所取代,但在2025年之前 ,煤炭在世界能源中的比重只会稍有下降,煤炭在发展中的亚洲国家燃料市场将继续是主要燃料。在西欧、东欧和前苏联国家的煤炭消费量将减少。美国、日本、澳大利亚、新西兰和亚洲发展中国家,煤炭消费112、量预计会增加。煤炭在初级能源消费中的比例将下降,2001年为24 ,到2025年预计为22。在世界能源消费增长量中,中国和印度约占28,但就煤炭而言,这两个国家煤炭消费增长量将会占全世界煤炭消费增长量的75。而对于煤炭深加工产品,近年的需求量也不断呈现上升态势。所以煤炭在深加工转化方面的需求量也将不断扩大。(三)产品目标市场分析1、目标市场确定万利矿区是XX煤田一个主要的产煤基地,由于其煤质优良,属低灰低中灰分、特低硫低硫分、特低磷低磷、中高热值的优质精煤,煤层赋存稳定,开采技术条件优越,近年产销量一直保持在1200万t/a以上,并呈增长态势。根据目前销售情况,尤其是大块煤,已经出现供不应求的113、局面,预测这种良好的形势将会继续下去。 因此,XX二井煤的适应范围广,煤质稳定,主要用于动力用煤,还可用于炼焦配煤及化工用煤,能够满足不同用户的需求。本井生产的煤炭180万t/a用于本公司制甲醇,其余120万t/a用于XX公司下属各公司燃煤用。2、市场占有份额分析XX市XX煤化工有限公司位于XX市,成立于2005年10月12日。公司由XXXX化学有限公司和XXXX投资集团有限公司共同发起设立,注册资本人民币1000万元。公司主要致力于煤炭的生产、销售,以及以煤为原料深加工转化的煤化工产品的生产、销售(煤制甲醇60万t/a)。公司创立以来,以开发能源化工为基础,以经济效益为目的,全面开展工作,呈114、现出健康强劲的发展势头。作为XX煤化工有限公司股东之一的XXXX化学有限公司(简称XX集团),是集天然碱、天然气化工和精细化学品生产、销售的现代企业集团。经过十几年发展,XX发展成为XX自治区首家科技先导型企业和自治区45户重点企业行列。依托XX市得天独厚的煤炭资源,进军煤化工领域也是XX公司重要的战略目标之一。在XX市委、市政府的大力支持下,XX公司获得了一定储量的煤资源,为发展煤化工奠定了资源基础。目前,围绕煤炭资源综合利用方案正在编制中,煤化工将成为XX公司继天然碱、天然气产业后又一具有明显发展优势的产业板块。在新的产业格局中,天然气化工和煤化工产业将成为XX未来发展的主导产业。随着甲醇115、在新型燃料应用领域的不断拓宽,正孕育着新的发展空间与发展机遇,新能源产业已成为XX公司的重要发展方向。综上所述,XX二井的煤炭销售市场前景十分广阔。XX井田属于神府XX煤田的一部分,其煤质与神东煤田煤质一样,属于低灰、低硫、低磷、中高发热量煤。根据目前神东公司的煤炭市场情况来看, “神华煤” 的品牌已在市场上树立了良好的形象,畅销国内外,为国家煤炭出口作出了极大的贡献。XX的煤炭除了作为煤制甲醇,也可作为良好的动力用煤,同时随着煤液化项目在神东矿区的起动,XX煤也可以成为煤液化的首选煤源,市场前景看好,同时也是国家实现能源清洁化的需要。而随着我国加入WTO,东南亚国家和地区经济发展,电力的需求116、增加,其动力煤的需求量预计到2020年将增长到6.59亿t;同时环境保护的压力增大,而万利煤以其环保型煤炭的市场定位,市场准入和占有量将增加。总之,XX煤质好,且稳定,出口东南亚国家和地区的运费低,具有较强竞争优势。此外,2004年中国神华煤制油公司在神东矿区的煤直接液化项目开始建设,同时地方经济发展的需要,要求煤就地转化的比例加大,神东煤就地转化的煤量将越来越大。这样神东外运煤有可能减少,客观上为万利煤炭增量提供了条件。项目所在地的煤炭在其它及化工方面也有越来越广阔的前景。我国计划在510年内在20万人口以上的大中城市基本实现天然气、煤气化。随着石油储量的不断减少,“煤代油”洁净生产具有良好117、的前景,化工用煤主要是化肥造气及其燃料,项目地的煤是低灰、低硫、低磷,发热量较高的不粘煤或长焰煤,适合于气化用煤,同时随着一些新技术的研发及使用,万利环保型煤的用途更广,煤量需求将大幅增加。(四)价格现状与预测从2004年看,由于煤炭市场需求旺盛,炼焦煤价格上涨,电煤价格有所上升,煤炭价格总体呈逐月上升态势。2004年11月,原中央财政煤炭企业商品煤平均售价220.38元t,同比上升45.89元t,上涨26.3。其中,供发电用煤平均售价167.55元t,同比上升29.70元t,上涨21.6。2004年1至11月,原中央财政煤炭企业商品煤平均售价205.5元t,同比上升30.77元t,上涨17.118、7。六大地区中,商品煤平均售价都有不同程度上升。平均售价最高的是华东地区,达到252.52元t;平均售价最低的西北地区,为127.14元t,六大地区中以西南地区升幅最大,达27.6,西北地区升幅最小,为9.8。华北、东北、华东、和中南四个地区同比分别上涨16.4、20.4、18.3、25.9。2004年1至11月,原中央财政煤炭企业供发电用煤平均售价160.73元t,同比上升20.19元t,上涨14.4,但比商品煤平均售价低44.32元t,升幅比商品煤平均价低3.3个百分点。2005年19月,原中央财政煤炭企业商品煤累计平均售价263.75元/t,同比增加27.56元/t,提高11.67;其中119、供发电用煤平均售价207.76元/t,同比增加38.32元/t,提高22.6,电煤平均售价比商品煤平均售价低55.99元/t。据有关部门预计,电煤价格2006年很可能仍将出现10%左右的涨幅。国家发改委能源局有关人士表示,十一五期间,能源及煤炭需求将继续增长,十一五期间,国内煤炭消费的增加主要是发电和供热用煤增加,钢铁、煤化工、建材等行业用煤仍有一定幅度增长。为适应国民经济发展需要,2010年煤炭供应能力要达到24亿t。根据目前生产和建设煤矿发展趋势,并考虑关闭不符合产业政策和安全生产要求的煤矿,十一五期间需要新建煤矿规模3亿t左右。可见,近几年内国内煤炭需求增长势头仍然强劲,在此基础上,煤炭120、的价格也将持续高位运行。当地原煤售价自1999年以来一直呈增长趋势。1999年平均吨煤售价35元,2000年平均吨煤售价39元,2003年平均吨煤售价50元,2004年初平均吨煤售价55元,2004年夏季平均吨煤售价达到65元,2005年5月平均吨煤售价已超过85元,而且今后有进一步价格上升的势头。从国际市场来看,石油资源相对短缺,特别是国内石油紧缺、国际原油市场价格持续上涨。石油价格不断上涨,将促进国内外能源需求向煤炭转移,这将有利于煤炭市场的消费和流通。同时,国际石油价格的大幅度上扬,致使运输成本增加,也会拉动国内、国际煤炭价格上行。(五)市场竞争力分析1、主要竞争对手情况XX神府煤田是我121、国迄今为止发现的最大煤田,也是世界八大煤田之一,它的含煤面积广,煤炭资源丰富,煤质优良,适应于大型机械化开采而闻名中外,位于XX自治区XX市境内的XX煤田其面积8790km2,现已成为国内外名商巨贾投资的热点区域。目前XX煤田南部,以神华集团为龙头的煤炭企业已开始大规模的开采,而其北部及东部的煤田浅部区则以XX市煤炭集团公司为主,地方中小型及民营企业为辅的产业大军,从事中小型煤矿的开采,有力的推动地方经济的飞速发展,但是位于XX煤田西北部的柴登镇一带,经济条件十分落后,为了响应国家开发大西北的号召,改善贫困地区的经济现状,加快煤炭资源的开发利用,以推动西部地区的经济发展,XXxx天然碱股份有限122、公司拟投资开发本地区的煤炭资源。2、产品市场竞争力优势、劣势本矿井产品具有较强的市场竞争力,其主要竞争对手对本矿井威胁不大,具有煤质好、用途多、地势优越、签有煤炭销售协议、市场前景广阔等优势。(六)市场风险市场风险一般来自三个方面;一是市场供需实际情况与预测值发生偏离;二是项目产品市场竞争力或者竞争对手情况发生重大变化;三是项目产品和主要原材料的实际价格与预测价格发生较大偏离。本项目的市场风险很小,可采取相应风险控制的措施,加强市场供需分析,进一步分析本矿井的煤炭在销售市场上的竞争力及竞争对手的情况,合理预测煤炭的销售价格,加强项目的市场竞争力,以降低、减少市场风险。四、建设规模与服务年限(一123、)井田境界与资源/储量1、井田境界XX二号井田位于XX自治区XX市XX区xx镇境内,行政区划属XX市XX区xx镇管辖,其地理坐标为:东经:10947251095324北纬: 394911 395427根据XX自治区国土资源厅于2005年1月26日颁发的勘查许可证,XX二号井田境界由4个拐点连线圈定,各拐点地理坐标和直角坐标见表4-1-1。表4-1-1 井田境界拐点坐标表拐点号地理坐标平面直角坐标(3带)东经北纬XY110953243950554413387.5037405001.10210949503954274419991.3037399999.00310947253952264416305124、.0037396504.20410951283949114410214.5037402202.30本井田南北长约8.27km,东西宽约4.64km,面积38.37km2。其中补充勘探精查地段位于井田西北部,西以井田边界为界,南以S28、S25、S18、S12号孔连线向西延长与井田边界相交,东以S28为基点向S29与S26孔连线之中点连线延伸至井田边界,北以井田边界为界所圈定,面积约9.95km2。本井田位于XX煤田的中西部,由于主要可采煤层埋藏相对较深,在其井田内及邻近地区至今没有生产矿井和小窑。但在井田以东20km以外的地区有少量生产矿井和小窑,开采22上、31、42中等煤层,对本矿井开采无125、影响。2、矿井资源/储量计算(1)矿井地质资源量本矿井共有10个可采煤层,分别为22上、22中、31、31下、41上、41、51上、51、61上、62中煤层,其中31、41、51上、51、61上煤层为主要可采煤层,22上、22中、41上、62中煤层为次要可采煤层。依据国土资源部颁发的中华人民共和国地质矿产行业标准(DZ/T02152002附录E规定),确定井田内煤层资源/储量估算的工业指标如下:最低可采厚度0.80m;原煤最高可采灰分(Ad)40%;原煤最高可采硫分(St,d)3%;原煤最低可采发热量(Qnet,d)17.0MJ/kg。通过本次资源储量估算共获得各类型资源储量总计为59286万126、t,其中探明的内蕴经济资源量(331)4050万t,控制的内蕴经济资源量(332)6110万t,推断的内蕴经济资源量(333)49126万t。矿井分煤层、分级别地质资源储量汇总见表4-1-2。(2)矿井资源储量评价和分类本次勘查未做可行性研究或预可行性研究,仅做了概略研究。对于探明的资源储量,勘查工作程度已达到勘探阶段的工作程度要求,估算的可信度高,可行性评价可信程度低,将其划分为探明的内蕴经济资源量(331);对于控制的资源储量,勘查工作程度已达到详查阶段的工作程度要求,估算的资源量可信度较高,可行性评价可信程度低,将其划分为控制的内蕴经济资源量(332);对于推断的资源储量,勘查工作程度已127、达到普查阶段的工作程度要求,估算的资源量可信度低,可行性评价可信程度低,将其划分为推断的内蕴经济资源量(333)。 表4-1-2 井田各可采煤层资源/储量汇总表 单位:万t类别煤类煤层号煤类埋深(m)赋煤标高(m)探明的(331)控制的(332)推断的(333)总资源量(331+332+333)2-2上不粘煤241.25330.881225111557315731长焰煤小计573157312-2中不粘煤254.85348.901210110034035713911长焰煤2120622083小计361563359943-1不粘煤266.16350.001185110563865114742763128、长焰煤小计638651147427633-1下不粘煤298.03385.921190106015741574长焰煤31883188小计476247624-1上不粘煤299.00357.351160106016561656长焰煤17511751小计340734074-1不粘煤305.29400.94115510401212106415073783长焰煤24593155886764小计145719957095105475-1上不粘煤333.36434.101130102063491441355683长焰煤24931425253088总小计8831228666087715-1不粘煤357.41437129、.00111099536786321093339长焰煤19031429863490小计5571177509568296-1上不粘煤371.47454.31110099051569832374450长焰煤小计515698323744506-2中不粘煤404.46466.21106597552775277长焰煤755755小计60326032合计不粘煤241.25466.211225975336645303027138167长焰煤68415801885521119小计405061104912659286备注331探明的内蕴经济资源量332控制的内蕴经济资源量333推断的内蕴经济资源量(3)矿井工业130、资源/储量本次资源储量估算共获得各类型资源储量总计为59286万t,其中探明的内蕴经济资源量(331)4050万t,控制的内蕴经济资源量(332)6110万t,推断的内蕴经济资源量(333)49126万t。虽XX二矿地质构造简单,煤层产状平缓,但其煤层厚度变化较大,从总体上说地质勘探程度不足,因此本井可信度系数取0.8。经计算,本井工业储量为49460.8万t。(4)储量分析本井田可采煤层发育不连续,各煤层均有不同形状,不同数量,不同大小的岛形区块,由于边角多,开采这些块段煤炭时,边角煤回收有一定的困难,煤炭损失量将增加。本井田2-2上煤北翼有一岛形可采区段,煤层厚度为0.84m,资源储量50131、万t;3-1下煤的西北部有二块岛形可采区段,煤层厚度分别为1.0m和0.86m,储量共计54万t;4-1上煤的西北部有三块岛形可采区段,煤层厚度分别为1.32m、1.30m和2.29m,储量共计320万t;开采这几块煤层准备巷道工程量较大(均为岩巷、半煤岩巷),开采成本比较高,本设计列为非经济资源储量,共计424万t。(5)矿井设计资源储量矿井煤柱留设a、井田境界煤柱:在本井田一侧留设20m煤柱,经计算井田境界煤柱为816万t;b、高压线煤柱、xx镇保护煤柱、109国道煤柱:地质报告中计算了xx镇保护煤柱、109国道煤柱,其移动角统一按75计算,本次设计暂按第四系移动角为45,基岩地层移动角为132、75。经计算,高压线煤柱、xx镇保护煤柱、109国道煤柱分别为为2803万t、1467万t、680万t,共计为4950万t。矿井设计资源储量矿井设计资源储量:矿井工业资源储量49460.8万t,减去井田境界煤柱816万t,高压线煤柱2803万t,xx镇保护煤柱1467万t,109国道煤柱680万t,非经济开采资源量424万t,获得矿井设计资源储量为43270.8万t。矿井设计资源储量见表4-1-3。(6)矿井设计可采储量工业场地煤柱、斜井井筒煤柱:本次设计暂按第四系移动角为45,基岩地层移动角为75,经计算,工业场地煤柱、斜井井筒煤柱和风井场地煤柱分别为575万t、204万t和311.5万t;133、主要井巷煤柱:为了节省巷道工程量和减少巷道维护,主要巷道布置在煤层中,巷道两侧各留设50m煤柱,共计2255万t设计可采储量设计可采储量(设计资源储量煤柱损失)盘区回采率式中:盘区回采率:厚煤层按 75%,中厚煤层80%,薄煤层85%计算。经计算,矿井设计可采储量为32306.2万t,各煤层可采储量见表4-1-3。表4-1-3 矿井设计可采储量汇总表 单位:万t水平煤层矿井工业资源储量永久煤柱损失非经济资源储量矿井设计资源储量保护煤柱损失开采损失设计可采储量井田境界xx镇109国道高压线路计工业场地斜井井筒主要井巷风井场地小计一22上4584.86814774236525504009.8541134、419635.2299.2630.83079.822中4867.4104112203555914276.4621817521.7276.7679.93319.83-12468.2711482192249.210512.254.2373.11821.911920.42432599473913355010535.41173242259.1630.11683.88221.5二3-1下3809.65718790271605543150.6582221125.6316.6481.82352.24-1上2725.654132881013753202030.6501512221.2208.2309.8151135、2.64-19128117134333186028526833143945.05982005.45922.615663.2228453211690158237413707.21916877291.81122.82800.09784.4三5-1上743983159992876286811923537757.3561.31124.95124.85-158101122291262817485062112031546.1392.1840.63829.36-1上3802.6591941002435963206.6602322231.9336.9516.52353.26-2中4825.6911735056136、38773948.61042614725.3302.3656.32990.021877.23457553751374284919028.22671041061160.61592.63138.314297.3全矿井总计49460.881614676802803576642443270.85752042255311.53345.57619.132306.2(二)矿井设计生产能力与服务年限1、矿井工作制度矿井设计年工作日为330d,每天4班作业,3班生产,1班准备,每班工作6h,每天净提升时间为16h。2、设计生产能力根据XX二号井田资源赋存条件,地质构造、开采技术条件和市场供求,以及矿井经济效益,137、设计对矿井生产能力提出了300万t/a、400万t/a和500万t/a三个方案,综合分析比较,确定矿井年设计生产能力为300万t/a,理由如下:(1)储量情况矿井设计可采储量32306.2万t,储量备用系数取1.4,矿井生产能力300万t/a、400万t/a和500万t/a,服务年限分别为76.9a、57.7a和46.2a。与规范规定矿井服务年限要求相比,只有300万t/a设计生产能力满足要求,400万t/a与规范规定矿井服务年限要求相比差2.3a,500万t/a服务年限偏短。(2)开采技术条件井田煤层埋藏较浅,水文地质条件简单,矿井涌水量小,属低瓦斯矿井;地质构造简单,煤层倾角平缓(一般小于138、3),从煤层倾角和厚度看,适宜普通综采和刨煤机综机开采。本井田可采煤层10层,煤层厚度变化较大,采煤工作面生产能力的波动性较大,工作面生产能力确定为120200万t/a比较切合实际。因此矿井设计生产能力为400万t/a和500万t/a需要三个工作面同时生产,而300万t/a则只需二个工作面同时生产。应当说明,本井工作面的生产能力与其煤层厚度有关,煤层厚度在2.0m以上的工作面生产能力可达180200万t/a。根据本井的煤层赋存情况,一水平煤层厚度在2.0m以上的块段较少,从本井的实际条件出发,生产能力在150万t/a比较符合实际。(3)煤质较好,市场竞争力较强井田内煤层为不粘煤和长焰煤,特低硫139、低硫,特低磷、高热值,是良好的动力用煤,具有较强的市场竞争力。(4)市场供求从产品供求现状看,万利矿区是XX煤田一个主要的产煤基地,由于煤质较优良,煤层开采技术条件较优越,近年产销量一直保持在12.00Mt/a以上,并呈增长态势。根据目前销售情况,尤其是电力用煤,已经出现供不应求的局面,预测这种良好的形势将会继续下去。因此,本矿井的开发建设,从一定程度上缓解了煤炭趋紧的局面,其市场前景看好。本公司内部就可消化煤炭300万t/a。综上所述,这个矿井的难点是煤层厚度变化大,煤层稳定性差,是制约矿井设计生产能力的重要因素,从这个矿井的实际条件出发,配备一套普通综采和一套进口刨煤机综机开采,工作面达到140、年产300万t/a是合理的、可靠的。从矿井服务年限看,只有年产300万t/a满足煤炭工业设计规范规定大于60年的要求。应当说明,本设计在充分考虑上述各种因素的基础上,结合当前煤炭市场的需求情况,本报告推荐矿井设计能力为3.00Mt/a,并为后期发展留有余地。3、矿井服务年限矿井服务年限:TZ/KA式中:T矿井服务年限,a;Z矿井可采储量,万t;A矿井设计生产能力,万t/a;K储量备用系数。虽然本井地质构造简单,但煤层赋存不稳定,储量备用系数取1.4,按矿井生产能力300万t/a计算,矿井服务年限为:TZ/(kA)= 32306.2/(1.4300)=76.9a,其中,一水平可采储量为约8221141、.5万t,服务年限为19.6a。五、井田开拓与开采(一)井田开拓1、工业场地及井口位置选择(1)影响因素影响本井工业场地及井口位置的主要因素有:地形地貌、煤炭运输方向、煤层赋存特点、压煤量、井下合理部署等。地形地貌井田位于XX高原北部。海拔高程一般在14401480m之间,南高北低,最高点位于井田南部,高程为1512.2m,最低点位于井田东北部,高程为1391m,最大高程差为121m,一般相对高程差40m左右,由于受新生代地质应力的影响,原始的高原地貌特征已遭破坏,地形切割十分强烈,树枝状沟谷纵横发育,主要沟谷有大波罗沟、xx川及其支沟XX沟、龙盛兴沟等,纵观全区,属典型的侵蚀性丘陵地貌。煤层142、赋存特点本矿井共有10个可采煤层,分别为22上、22中、31、31下、41上、41、51上、51、61上、62中煤层,其中31、41、51上、51、61上煤层为主要可采煤层,22上、22中、41上、62中煤层为次要可采煤层。各煤层层间距在424m之间。井田内所有可采煤层均为中厚及薄煤层。先期开采的22上、22中煤层地质储量占矿井总地质储量的19.8%,可采储量占矿井总可采储量的19.5%,服务年限达19.6a。煤层平均赋存深度为285m,倾角平缓(1左右),适合机械化开采。地质构造井田位于XX煤田的东部,其构造形态与区域含煤地层构造形态一致,总体为一向南西倾斜的单斜构造,地层产状平缓,倾向22143、0260,地层倾角小于5。井田内未发现断层,但在先期开采地段的个别地段,煤层底板等高线起伏较大,起伏角一般小于3,区内未发现断裂及紧密褶皱,亦无岩浆岩侵入。本井田构造属简单类型。合理开拓布置巷道布置尽可能保证2-2上和2-2中煤的合理开拓部署,同时兼顾其它可采煤层,有利于后期薄煤层配采,保证矿井产量均衡稳定。本次设计煤炭运输为公路运输,不考虑铁路运输,运输方向为井田东南方向的XX市。(2)井口位置选择根据对以上各影响因素进行分析,设计初选了四个井口位置方案。一方案(南部井位方案一):井口位置位于xx川的西侧,其主斜井井口东距xx川洪水位线约250m,南距G109国道约1570m,井口坐标为X=144、4413718.000,Y=37400867.000;二方案(东部井位方案):井口位置位于xx川的东侧,其主斜井井口西距xx川洪水位线约330m,处于钻孔3119和S30之间,井口坐标为X=4413876.000,Y=37401762.000;三方案(北部井位方案):井口位置位于xx川的西侧,其主井井口东距xx川洪水位线约840m,南距G109国道约3180m,井口坐标为X=4415340.000,Y=37400850.000;四方案(南部井位方案二):井口位置位于xx川的东侧,其主斜井井口西距xx川洪水位线约1250m,南距G109国道约250m,处于xx镇的东北部,井口坐标为X=44137145、18.000,Y=37400867.000。井口位置方案见图5-1-1。其中四方案,即南部井位方案二虽距离G109国道仅有250m,煤炭运输顺向,但其工业场地位置贴近xx镇布置,与xx镇的长远规划相悖,占用了xx镇城市规划的用地,且井口位置严重偏离井田中心,远离补充勘探区,远离预布置初期移交盘区的井田北半部块段,使初期工程量大,建井工期长,投资大。如选择该位置,则初期移交盘区应布置于井田南半部块段较为合理,但南半部块段由于受地面500kv高压线和xx镇保安煤柱的切割,以及煤层的零星可采影响,使开采块段的完整性较差。勘探程度是详查,明显不足,又无探明储量,控制储量占比例很少,煤层控制的可靠性较差146、,不宜布置初期移交盘区。因此本方案不予推荐,本次设计仅对一方案、二方案和三方案进行深入细致比较。一方案:南部井位方案一为使主斜井的井底接近井田的储量中心和初期开采的补充勘探区,并使前期井巷工程量较省;距离外部道路G109国道较近,节省运营费用;工业场地贴近xx川布置,地面比较平坦,减少填、挖方工程量;将工业场地设在xx川的西侧,其主斜井井口东距xx川洪水位线约250m,南距G109国道约1570m。工业场地内布置主、副井二条斜井井筒,由南向北开掘。主斜井倾角16,由南向北开掘,地表标高+1426m,斜长1110m。一水平标高为+1153m,铺设1.2m带式输送机;副斜井倾角20,亦由南向北开掘147、,地表标高+1426m,斜长940m,一水平井底落平点标高+1153m,二水平井底落平点标高+1105m;初期在井田中部5勘探线附近开凿一条回风立井,净直径5.5m,地表标高+1460m,一水平标高1175m,为专用回风井,安设2台BDK62(B)-12-36对旋轴流式风机,担负全井田回风,兼作安全出口,后期在井田的东南部开凿一条回风立井。全井田设三个开采水平,一水平开采2-2上、2-2中和3-1煤层,在井田中央沿2-2上煤层布置回风大巷,沿2-2中煤层布置带式输送机大巷和辅助运输大巷;二水平开采3-1下、4-1上和4-1煤层,在井田中央沿4-1煤层布置回风大巷、带式输送机大巷和辅助运输大巷;148、三水平开采5、6煤组,主斜井和副斜井在掘至大巷位置转向大巷方向,沿大巷方向开凿主暗斜井和副暗斜井,其倾角与原有的井筒倾角一致;在井田中央沿5-1上煤层布置回风大巷,沿6-1上煤层布置辅助运输大巷,沿6-2中煤层布置带式输送机大巷(井田北半部因零星可采而布置于6-1上煤层中)。三个水平大巷在平面上重合。矿井初期在2-2上和2-2中煤层中布置一个刨煤机综采工作面和一个普通综机工作面,井上、下煤炭全部采用带式输送机连续化运输,辅助运输采用无极绳连续牵引车1.5t固定矿车,达到300万t/a设计生产能力。井田开拓方式及巷道布置见图5-1-2。二方案:东部井位方案为使主斜井的井底接近井田的储量中心和初期149、开采的补充勘探区,并使前期井巷工程量较省;使大巷煤柱、斜井煤柱和工业场地煤柱联合留设,从而减少永久煤柱损失;距离外部道路G109国道较近,节省运营费用;工业场地少压初期开采的2-2上和2-2中煤层;工业场地贴近xx川布置,地面比较平坦,减少填、挖方工程量;将工业场地设在xx川的东侧,其主斜井井口西距xx川洪水位线约330m,处于钻孔3119和S30之间。工业场地内布置主、副井二条斜井井筒,由东南向西北开掘。主斜井倾角12,由东南向西北开掘,地表标高+1430m,一水平斜长1195m,井底落平点标高+1181.5m,二水平斜长1588m,井底落平点标高+1100m,最终水平斜长1995m,最终水150、平井底落平点标高+1015m,铺设1.2m带式输送机;副斜井倾角20,亦由东南向西北开掘,地表标高+1430m,一水平斜长790m,井底落平点标高+1160m,二水平斜长936m,井底落平点标高+1110m,最终水平斜长1200m,最终水平井底落平点标高+1020m;初期在井田中部5勘探线附近开凿一条回风立井,净直径5.5m,地表标高+1460m,一水平标高1175m,为专用回风井,安设2台BDK62(B)-12-36对旋轴流式风机,担负全井田回风,兼作安全出口,后期在井田的东南部开凿一条回风立井。全井田设三个开采水平,一水平开采2-2上、2-2中和3-1煤层,在井田中央沿2-2上煤层布置回风151、大巷,沿2-2中煤层布置带式输送机大巷和辅助运输大巷;二水平开采3-1下、4-1上和4-1煤层,在井田中央沿4-1煤层布置回风大巷、带式输送机大巷和辅助运输大巷;三水平开采5、6煤组,在井田中央沿5-1上煤层布置回风大巷,沿6-1上煤层布置辅助运输大巷,沿6-2中煤层布置带式输送机大巷(井田北半部因零星可采而布置于6-1上煤层中)。三个水平大巷在平面上重合。矿井初期在2-2上和2-2中煤层中布置一个刨煤机综采工作面和一个普通综机工作面,井上、下煤炭全部采用带式输送机连续化运输,辅助运输采用无极绳连续牵引车牵引固定矿车,达到300万t/a设计生产能力。井田开拓方式及巷道布置见图5-1-3。三方案152、:北部井位方案为使主井的井底接近井田的储量中心和初期开采的补充勘探区,并使前期井巷工程量最省,有利于矿井接续;使大巷煤柱、工业场地煤柱联合留设,从而减少永久煤柱损失;将工业场地设在xx川的西侧,其主井井口东距xx川洪水位线约840m,南距G109国道约3180m。工业场地内布置主、副,风井三条立井井筒。主井净直径6.0m,地表标高+1455m,一水平标高+1157m,二水平标高+1100m,三水平标高+1040m,提升设备选用JKM44多绳摩檫式提升机及一对25t箕斗,配备交交变频2500kw同步电动机拖动,担负全矿井的煤炭提升任务;副井净直径7.0m,地表标高+1455m,一水平标高+115153、7m,二水平标高+1100m,三水平标高+1040m,提升设备选用JKM44多绳摩檫式提升机及一对1.5t矿车单层双车罐笼(一宽一窄),配备ZKTD系列1400kw低速直流电动机拖动,副井兼作入风井及安全出口;风井净直径5.5m,地表标高+1455m,为专用回风井,安设2台BDK62(B)-12-36对旋轴流式风机,担负全井田回风,兼作安全出口。全井田设三个开采水平,一水平开采2-2上、2-2中和3-1煤层,在井田中央沿2-2上煤层布置回风大巷,沿2-2中煤层布置带式输送机大巷和辅助运输大巷;二水平开采3-1下、4-1上和4-1煤层,在井田中央沿3-1下煤层布置回风大巷,沿4-1煤层布置带式输154、送机大巷和辅助运输大巷;三水平开采5、6煤组,在井田中央沿5-1上煤层布置回风大巷,沿6-1上煤层布置辅助运输大巷,沿6-2中煤层布置带式输送机大巷(井田北半部因零星可采而布置于6-1上煤层中)。三个水平大巷在平面上重合。矿井初期在2-2上煤层中布置一个刨煤机综采工作面和一个普通综机工作面,井上、下煤炭全部采用带式输送机连续化运输,辅助运输采用无极绳连续牵引车牵引固定矿车,达到300万t/a设计生产能力。井田开拓方式及巷道布置见图5-1-4。(3)方案比较南部井位方案一优点:井底靠近储量中心,井下运距近;井上、下煤炭可实现连续运输,转载环节少;矿井地面标高最低(均在洪水位标高以上),较东部井位155、方案少4m,较北部井位方案少29m,节省可比工程量;虽然矿井总井巷工程量多于北部井位方案,但其初期投资较省;工业场地距G109国道较近,少修路、少占地;便于矿井建设期间的材料、设备运输,同时有利于矿井煤炭外运,井上反向运输较少,节省运营成本。南部井位方案一缺点:工业场地及井筒压煤最多,较东部井位方案多压350万t,较北部井位方案多压520万t;由于斜井井筒与大巷方向存在一定的角度,使三角煤量增加,不利于工作面布置,同时为保证矿井少压煤,使三个水平大巷在平面位置上重合,这样对矿井后期水平延深不利,井筒在开凿到大巷位置时需转向大巷方向,增加提升环节;辅助提升能力较小;东部井位方案优点:井底靠近储量156、中心,井下运距近;井上、下煤炭可实现连续运输,转载环节少;工业场地、井筒煤柱、大巷煤柱重合,压煤量较南部井位方案一省350万t;斜井井筒与大巷平行,有利于井筒延深和水平接续;与南部井位方案一相比,边角煤量少,有利于工作面布置;工业场地不压初期开采的2-2上和2-2中煤层。东部井位方案缺点:从踏勘现场看,地面存在几户人家,且有少量的林地,因此本方案的购地可能会有一定的难度;矿井地面标高较高,较南部井位方案一多4m;工业场地外部道路较南部井位方案一长约800m;辅助提升能力较小;北部井位方案优点:井底靠近储量中心,井下运距近;工业场地、井筒煤柱、大巷煤柱重合,压煤量最省:较南部井位方案一省520万157、t,较东部井位方案省170万t;与南部井位方案一相比,边角煤量少,有利于工作面布置;井巷工程量最省,较南部井位方案一节省初期工程量1220m;井筒长度短,较斜井方案通风阻力小;辅助提升采用立井,提升能力大。北部井位方案缺点:立井提升较斜井提升环节多、占用设备多,系统复杂;虽初期工程量最省,但其总投资较斜井方案多;矿井的增产潜力小;矿井采用公路运输,其外部道路长度较南部井位方案一长1610m,井上运营费用高,初期投资大;由于受地面地形条件限制,其井下大巷偏离了井田中心,南北两翼工作面长度不均衡;工业场地被xx川和与其相连的约20m深的冲沟环抱,周围均为大小不等的冲沟,既不利于工业场地布置,又切断158、了与G109国道的连接,矿井填挖方工程量大。通过上述分析对比认为,北部井位方案虽然压煤量最省,初期井巷工程量最省,通风阻力小,边角煤量少,有利于工作面布置,但其总投资较高,外部道路长,井上运营费用高,地面地形不利于工业场地布置,又切断了与G109国道的连接,矿井填挖方工程量大,其缺点突出;东部井位方案虽压煤量少,有利于井筒延深和水平接续,边角煤量少,但其地面存在几户人家,且有少量的林地,购地难度大,因此本方案不予推荐。而南部井位方案一,虽具有工业场地及井筒压煤最多,三角煤量多,不利于工作面布置,为保证三个水平大巷在平面位置上重合,对矿井后期水平延深不利,井筒在开凿到大巷位置时需转向大巷方向,增159、加提升环节等缺点,但以上这些缺点不足以影响井口位置的取舍,而且其具有井底靠近储量中心,井下运距近,井上、下煤炭可实现连续运输,转载环节少,矿井地面标高最低,节省可比工程量,初期投资较省,工业场地距G109国道较近,少修路、少占地,便于矿井建设期间的材料、设备运输,同时有利于矿井煤炭外运,井上反向运输较少,节省运营成本等显著优点。因此本设计推荐一方案(南部井位方案一):即井口位置位于xx川的西侧,其主斜井井口东距xx川洪水位线约250m,南距G109国道约1570m,井口坐标为X=4413718.000,Y=37400867.000。应当说明,为增大辅助提升能力,本矿井主斜井中一侧布置运送人员的160、无极绳架空乘人器(俗称猴车),使副斜井不用承担人员的运输任务,从而提高副斜井的辅助提升能力。2、井田开拓方式(1)方案选择由于本矿井煤层赋存较浅,平均赋存深度为285m,煤层上覆岩层含水性中等,井田面积大,达38.37km2,煤层倾角1左右,井田内无断裂构造,井田内可采煤层数较多,共有10个可采及局部可采煤层,各煤层层间距在424m之间。本井田具有采用斜井、立井或斜、立井混合开拓方式的条件。设计针对可能的工业场地位置选择了三个方案进行比较。其中一方案(南部井位方案一)、二方案(东部井位方案)采用斜、立井混合开拓方式,三方案(北部井位方案)采用立井开拓方式,设计最终推荐一方案(南部井位方案一),161、采用斜、立井混合开拓方式。本次设计在工业场地选择在一方案(南部井位方案一)的条件下,又提出了二个开拓方式方案:一方案为斜、立井混合开拓方式方案,二方案为斜井开拓方式方案。一方案:斜、立混合开拓方案本方案与南部井位方案一相同,这里不再赘述。井田开拓方式平面图见图5-1-2。二方案:斜井开拓方式方案工业场地内布置主、副、风井三条斜井井筒,由南向北开掘。本方案主斜井和副斜井布置方式同南部井位方案一,这里不再赘述。在工业场地内另开凿一条回风斜井,倾角25,斜长757m,一水平回风石门为350m,二水平回风石门192m,总长度为1299m。一水平井底落平点标高为+1180m,二水平井底落平点标高为+11162、06m。为专用回风井,担负全井田回风,兼作安全出口,安设2台BDK62(B)-12-36对旋轴流式风机,后期在井田的东南部及西北部各开凿一条回风立井。全井田设三个开采水平,一水平开采2-2上、2-2中和3-1煤层,在井田中央沿2-2上煤层布置回风大巷,沿2-2中煤层布置带式输送机大巷和辅助运输大巷;二水平开采3-1下、4-1上和4-1煤层,在井田中央沿4-1煤层布置回风大巷、带式输送机大巷和辅助运输大巷;三水平开采5、6煤组,主斜井和副斜井在掘至大巷位置转向大巷方向,沿大巷方向开凿主暗斜井和副暗斜井,其倾角与原有的井筒倾角一致;在井田中央沿5-1上煤层布置回风大巷,沿6-1上煤层布置辅助运输大163、巷,沿6-2中煤层布置带式输送机大巷(井田北半部因零星可采而布置于6-1上煤层中)。三个水平大巷在平面上重合。矿井初期在2-2上和2-2中煤层中布置一个刨煤机综采工作面和一个普通综机工作面,井上、下煤炭全部采用带式输送机连续化运输,辅助运输采用无极绳连续牵引车牵引1.5t固定矿车,达到300万t/a设计生产能力。井田开拓方式及巷道布置见图5-1-5。(2)方案比较斜、立井混合开拓方案的优点初期井巷工程量较斜井开拓方案省950m,节省投资;井筒长度短,通风阻力小,通风较容易;斜、立井混合开拓方案的缺点占用两个工业场地,布置较分散,购地费用高;压煤量较斜井方案多160万t;斜井开拓方案的优点初期回164、风井不用另设场地,便于集中管理;压煤量较斜、立井方案少160万t;斜井开拓方案的缺点:初期井巷工程量较斜、立井混合开拓方案多950m,投资高;井筒长度大,通风阻力大,通风较立井困难;通过分析、对比认为:斜、立混合开拓方案虽压煤量较多,且占用两块工业场地,初期增加购地费用,但其突出优点是井下安全出口近,且可以节省950m初期井巷工程量,通风阻力小,通风较容易,对矿井安全极为有利,因此设计推荐一方案,即采用斜、立混合开拓方案。在工业场地内开凿两条斜井井筒,分别为主斜井和副斜井,同时在井田中部5勘探线附近开凿一条回风立井,担负全井田的回风任务,并兼作安全出口。3、水平划分根据地质报告,本矿井共有10165、个可采煤层,煤层倾角1左右,各层间距在424m之间,存在压茬关系,必须先解放上层煤层,然后才能开采下层煤层。从储量分布看,井田内全区可采的煤层只有三层,即4-1、5-1上及5-1层,其余各煤层均为局部可采,各煤层储量占总地质储量的百分比见表5-1-1。 表5-1-1 各煤层储量占总地质储量的百分比 单位:Mt煤 层2-2上2-2中3-13-1下4-1上4-15-1上5-16-1上6-2中地质总量地质储量56.7761.8827.5947.6234.07111.2376.0065.3345.8860.33583.70占总量 (%)9.710.64.78.25.819.113.011.27.910166、.3100从上表可以看出,3-1、3-1下、4-1上储量均较少,结合储量分布面积,将该三层煤同4-1主采层划为一组进行开采较为合理,但由于3-1煤层与主采层4-1煤层层间距平均40.33m,煤层间的联络巷较长,而与2-2中煤层的层间距较近,平均18.22m。故将2-2上、2-2中和3-1三个煤层划为一组进行开采,其合计可采储量为8221.5万t,服务年限约为19.6a。因此,设计将本矿井煤层划分为三组,以三个水平进行开采,即一水平开采2-2上、2-2中和3-1煤层;二水平开采3-1下、4-1上和4-1煤层;三水平开采5-1上、5-1、6-1上和6-2中煤层。针对水平划分及各煤层层间距情况,设计167、确定以后期延伸井筒的方式开采二、三水平(三水平时主斜井转一定的角度与大巷平行),再通过主斜井带式输送机运至地面。辅助运输则由副斜井至各水平的甩车场与各水平轨道大巷联系,于各水平分别布置一套煤层轨道大巷、煤层带式输送机大巷和煤层回风大巷。由于本矿井各煤层的层间距均较近,后期又采用延伸井筒的方式开采下水平,考虑矿井前后期总体上系统尽可能简单、工程量省等,经综合比较,设计确定一、二水平的煤炭运输、排水、供电等相互兼顾,既一、二水平共用一个井底煤仓,主排水泵房和主变电所设在二水平。待三水平开采时另设井底煤仓和二段排水泵房、变电所等。应当说明,本井田主斜井开凿至4-1煤顶板后不再延深,二水平煤炭运输采用168、带式输送机斜巷运至井底煤仓,三水平主斜井和副斜井在掘至大巷位置转向大巷方向,沿大巷方向开凿主暗斜井和副暗斜井,其倾角与原有的井筒倾角一致;风井则直接下延,与其下部的可采煤层连接。本井初期开采2-2上和2-2中煤,采出的煤炭经(溜煤眼)带式输送机大巷,通过井底煤仓与主斜井胶带机尾部联接,通过主斜井提到地面。4、开拓巷道布置根据井口及工业场地位置、开拓方式的选择以及水平划分情况,结合本矿井各煤层赋存条件(厚度、倾角、间距、发育范围)、大巷主、辅运输设备选择,设计确定矿井各水平开拓大巷均沿煤层布置。本井田面积较大(平均走向长8.27km,平均倾斜宽4.64km,面积约38.37km),井田内各煤层均169、为水平煤层,井田内无断裂构造,井田北翼只有东半部为补充勘探区而且存在不可采块段,根据这些特点,水平开拓大巷位置提出了两个方案:一方案,即位于井田中部平行长轴布置方向;二方案,即位于井田中部平行短轴布置实现两翼开采。具体分析如下:2-2上和2-2中于补充勘探区内有零星不可采块段,其中2-2上不可采面积约占补充勘探区内总面积的51%,2-2中不可采面积约占补充勘探区内总面积的30%,3-1层只有补充勘探区可采。井田的南半部分由于受500kv高压线和xx镇安全煤柱的切割,加上零星不可采块段的影响,使块段的完整性较差。4-1、5-1上、5-1煤层全区可采。经分析比较,水平开拓大巷平行长轴布置:开拓大巷170、沿煤层走向布置,有利于辅助运输大巷运输;南北两翼工作面的推进长度比较适中,且可有效的减少各类煤柱和不可采区域对布置工作面的影响等突出优点,因此设计推荐一方案,即开拓大巷位于井田中部平行长轴布置方向,水平开拓大巷于井田中央沿煤层走向布置,即回采工作面采用沿煤层倾向回采方式。开拓巷道断面的确定主要依据运输设备的布置和通风的要求,经计算,主、副斜井净断面面积为17.8m2,回风立井净直径为5.5m,水平大巷的净断面面积为17.8 m2。5、井筒(1)井筒用途、布置及装备根据矿井开拓方式,投产时本矿在工业场地内共布置二条斜井井筒,分别为主斜井、副斜井。主斜井担负井下煤炭、人员提升并兼作矿井部分入风和安171、全出口;副斜井担负全矿材料、设备、矸石等运输任务,同时兼入风井和安全出口。同时在井田中部5勘探线附近开凿一条回风立井,担负井田的回风任务,并兼作安全出口。主斜井长1110m,倾角16,依据提升设备的外形尺寸和检修、通风、行人要求,确定井筒净宽度5000mm,净断面17.8m2,直墙半圆拱形。井筒内设有带宽1200mm的带式输送机、架空人车轨道行人台阶,并铺设消防和洒水管路。井筒断面见图5-1-6。副斜井长940m,倾角20,依据提升设备的外形尺寸和检修、通风、行人要求,确定井筒净宽度5000mm,净断面17.8m2,直墙半圆拱形。井筒内设有600mm轨距的轨道及行人台阶,并铺设排水管路以及照明172、动力、通讯电缆等。井筒断面见图5-1-7。回风立井深370m,根据通风及施工需要,确定井筒净直径5.5m, 净断面23.7m2,圆形,井筒内装备梯子间。井筒断面见图5-1-8。(2)施工方法及井壁结构根据地质报告及相邻矿井实际开采情况,本矿井的煤层顶底板岩性基本为中等偏下的岩层,岩层含水性不大,井筒无需特凿,本设计采用普通方法施工。井筒支护除斜井井颈部分及回风立井采用钢筋混凝土碹外,其余部分均暂按锚喷加网的支护方式,待施工图阶段针对实际情况作相应调整。井筒特征见表5-1-4。6、井底车场及硐室(1)井底车场本矿井为斜、立混合开拓方式,其主井和副井均为斜井,因此,井底车场布置简单,由水平甩车场173、经石门直接与水平轨道大巷联系。(2)硐室表5-1-4 井筒特征表序号井筒特征井筒名称备注主斜井副斜井北部回风立井1井筒坐标经距(Y)37400867.00037400914.80137399690.863纬距(X)4413718.0004413842.5604416510.0002提升方位角()1881883井筒倾角()1620904井口标高(m)1426142614605水平标高(m)第一水平1153115311646井筒深度或斜长(m)第一水平1110.0829.0300.0第二水平1110.0940.0370.0第三水平1520.01187.0420.07井筒直径或宽度(m)净5.05.174、05.5掘5.8/5.245.8/5.246.9/6.38井筒断面(m)净17.817.823.7掘22.5/19.222.5/19.237.4/31.19砌壁厚度(mm)400/120400/120700/400材料钢混/锚网喷 钢混/锚网喷 砼碹10井筒装备带式输送机+猴车600mm钢轨玻璃钢梯子间考虑本矿井各水平服务年限均较长,故设计采用一、二、三水平分设各类硐室,如火药库、水泵房、变电所、水仓、消防材料库等;煤炭运输系统则一、二水平共用一个井底煤仓。井底煤仓为圆形,采用钢筋混凝土支护;其它硐室均为直墙半圆拱形,火药库、水泵房、变电所、水仓采用混凝土支护,消防材料库采用锚喷支护。井底煤仓175、净直径为6.0m,其容量按日产量的0.15倍计算,容量为1400t。7、盘区划分及开采顺序(1)盘区划分根据井田煤层赋存条件、大巷及地面建筑物位置,设计以井田中部的500kv高压线为分界,将整个井田划分为两个盘区,即南部盘区和北部盘区。(2)开采顺序及接续本矿井初期投产储量级别高的北部盘区。水平开采顺序为由一水平、二水平、三水平;水平内部各煤层的开采顺序原则上为先开采上部煤层,后开采下部煤层;盘区开采顺序为先开采北部盘区,后开采南部盘区;为减少大巷维护时间,南北两翼倒替接续;工作面推进方向为由井田中央向井田边界推进;工作面回采方向为后退式。8、“三下”采煤本井田范围内地形为侵蚀性丘陵地貌,周围176、有季节性泄洪冲沟,此外无其它河流。煤层上覆岩层含水性中等,井田范围内无地质构造,对井下开采无影响。本井田范围内地面建筑物有位于井田南部的xx镇,还有G109国道及二条500kv的高压线穿过井田。本次设计对xx镇、G109国道及二条500kv的高压线留设保护煤柱。除此之外,井田范围内还有稀疏分布的居民点,为使井下开采保持良好的连续性和完整性,设计对居民点不留设保护煤柱,对沉陷范围内的居民点可根据其受破坏程度进行必要的修理或搬迁。(二)井下开采1、首采盘区位置(1)首采煤层选择本井田主要含煤地层为侏罗系中下统延安组(J1-2y),井田内共见可采煤层10层,由上而下依次为22上、22中、31、31下177、41上、41、51上、51、61上、62中煤层。全井由三个水平开拓,22上、22中、31煤层为一水平,31下、41上、41煤层为二水平,51上、51、61上、62中煤层为三水平。由于煤层上下存在压茬关系,矿井只能先期投产一水平。一水平的三个煤层中22上、31为较稳定煤层, 22中为不稳定煤层,三层煤均为局部可采煤层。22上煤层在井田内大部发育,局部可采,为较稳定煤层。据井田内钻孔统计:煤层自然厚度03.45m,平均1.24m,可采厚度0.843.27m,平均1.55 m;煤层结构较简单,含02层夹矸,一般含1层夹矸;层位较稳定,厚度变化较大,在井田的中南部较厚,而西北部较薄,规律较明显,煤层178、厚度变异系数70%;煤层可采面积29.31km2,面积可采系数77%;22上煤层与下部的22中煤层间距7.5026.60m,平均16.08m;煤层顶板岩性主要为粉砂岩和细粒砂岩,底板岩性主要为砂质泥岩及粉砂岩;煤层总资源量5731万t,均为333级储量。22上煤层厚度及可采区域分布见图5-2-1。22中煤层在井田内大部发育,局部可采,为不稳定煤层。据井田内钻孔统计:煤层自然厚度05.63m,平均1.40m,可采厚度0.833.95m,平均1.65 m;煤层结构较简单,含02层夹矸,多不含夹矸,少量的含1层夹矸;层位较稳定,厚度在井田内变化较大,变异系数77%,在可采区内煤层厚度变化较小,变异系179、数为44%;可采与尖灭带分布均可连片,且较为集中,煤层可采面积27.42km2,面积可采系数72%;22中煤层与下部的31煤层间距为5.4427.25m,平均18.22m;煤层顶板多以细粒砂岩、粉砂岩及砂质泥岩为主,底板多为砂质泥岩及粉砂岩;煤层总资源量5944万t,其中361万t为332级储量,5633万t为333级储量。22中煤层厚度及可采区域分布见图5-2-2。31煤层在井田内大部发育,局部可采,为较稳定煤层。据井田内钻孔统计:煤层自然厚度03.64m,平均1.77m,可采厚度0.803.04 m,平均1.57m;煤层结构简单,大多不含夹矸,在局部含1层夹矸;层位较稳定,厚度在井田中部较180、厚,而向四周渐变,相对较薄,规律较明显;可采面积14.91km2,面积可采系数39%;煤层顶板岩性主要为砂质泥岩和粉砂岩,局部为细粒砂岩,底板岩性主要为砂质泥岩;煤层总资源量2763万t,其中638万t为331级储量,651万t为332级储量,1474万t为333级储量。31煤层厚度及可采区域分布见图5-2-3。可见,上述三个煤层虽属中厚煤层,但都属偏薄的中厚煤层,赋存都不太稳定,而且整个井田勘查程度偏低,作为生产能力300万t/a的矿井,如果先期投产上述三个煤层中的任何一个煤层(一般是22上煤层,两个采煤工作面),煤层变化都存在较大的不确定因素,很难保证矿井快速达产和接续正常,因此,根据井田181、开拓布局并结合煤层上下压茬关系,设计首采煤层选择22上和22中两个煤层,各布置一个采煤工作面,以提高矿井开采的灵活度,保证采煤工作面的正常接续。(2)首采盘区选择根据井田开拓布局,全井共划分三个水平,每一水平以北部高压线保护煤柱为界划分两个盘区,北部为北部盘区,南部为南部盘区,其中一水平北部盘区距离三条井筒井底较近,而且该盘区东翼为本井田仅有的达到勘探程度的区域(精查),首采盘区选择在一水平北部盘区井巷工程量最小,建井工期最短,煤层勘查程度最可靠(东翼)。已有勘查表明,本井田上部可采煤层赋存不太稳定(22上、22中、31煤层),对矿井快速达产非常不利,所以选择勘查程度较高的区域作为先期开采块段182、就显得格外重要,因此,设计选择一水平北部盘区为首采盘区。(3)首采工作面位置选择本矿首采工作面位置的选择主要受四方面的影响,一是井田开拓布局,二是煤层勘查程度和赋存情况,三是地面高压线路影响,四是煤层压茬关系。井田开拓方面,主、副井井口位于井田中部偏南,斜井方式开拓,一水平井底车场位于井田中部的22中煤层,北部盘区的南端,开拓大巷沿井田中部煤层走向布置,将北部盘区划分为东西两翼;首采煤层22上、22中煤层在北部盘区东翼勘查程度较高,西翼勘查程度低,总体两煤层在北部盘区赋存稳定性较差,都存在煤层缺失、厚度变化大的现象;地面两条高压线路从井田中部东西穿过,分别留设了保护煤柱,北部盘区位于北部高压线183、路保护煤柱的北侧;经各煤层等厚线关系对比,22上、22中煤层在北部盘区东翼基本不存在压茬,西翼有压茬现象。综合上述因素,设计将首采工作面位置选择在北部盘区东翼的22上、22中煤层,各布置一个采煤工作面,22中首采工作面靠近高压线路保护煤柱布置,向北开采,22上首采工作面在22中首采工作面的北部,向北开采,两工作面不存在压茬情况。该方案初期井巷工程量较小,建设工期短,首采工作面煤层勘查程度高,工作面接续灵活度大,有利于矿井快速达产。2、盘区巷道布置(1)盘区巷道布置根据本井田形状和开拓方式,开拓大巷沿井田中部煤层走向布置,设有带式输送机、轨道运输和回风三条大巷,带式输送机大巷、轨道运输大巷沿22184、中煤布置,回风大巷沿22上煤布置。设计利用开拓大巷直接作为盘区准备巷道,将22上、3-1采煤工作面顺槽通过斜巷与大巷相连(同一煤层则直接相连),22中采煤工作面顺槽直接与大巷相连(回风巷通过斜巷相连),形成运输、通风及行人等系统。(2)巷道断面的确定巷道净断面必须满足行人、运输、通风和安全设施及设备安装、检修、施工的需要。由于巷道所处煤层厚度都不大,基本都属于半煤岩巷道。带式输送机大巷内铺设带式输送机,主要担负运煤、入风、行人等任务,采用直墙半圆拱形断面,净宽5.0m,净断面积16.8m2;轨道运输大巷设有无级绳连续牵引车,主要担负入风、辅助运输、行人等任务,采用直墙半圆拱形断面,净宽5.0m185、,净断面积16.8m2;回风大巷主要担负回风任务,采用直墙半圆拱形断面,净宽6.0m,净断面积22.4m2。采煤工作面两侧各布置一条顺槽,运输顺槽内铺设带式输送机,主要担负运煤、入风、行人等任务,回风顺槽设有无级绳连续牵引车,主要担负回风、辅助运输、行人等任务,顺槽均为矩形断面,净宽5.0m,净断面积12.5m2。3、采煤方法与采煤工艺(1)采煤方法选择本矿井田为一近似长方形,南北长约8.27km,东西宽约4.64km,面积38.27km2;井田地质构造简单,总体为一向南西倾斜的单斜构造,地层产状平缓,地层倾角小于5,井田内未发现断层和紧密褶皱构造,亦无岩浆岩侵入;煤层瓦斯含量不高,属瓦斯风化186、带,煤尘具有爆炸性,煤层属易自燃煤层;井田内可采煤层10层,由上而下依次为22上、22中、31、31下、41上、41、51上、51、61上、62中煤层;井田内各主要可采煤层顶底板主要为砂质泥岩、细粒砂岩,次为粉砂岩,岩石的抗压强度很低,平均在30MPa以下,煤层顶底板岩石以软弱岩石为主,个别为半坚硬岩石;矿井正常涌水量191m3/h,最大涌水量287m3/h。本矿先期开采煤层为22上、22中、31煤层,前面已作了详细介绍。经分析,22上、22中煤层根据厚度变化可用普通综采或刨煤机进行开采,31煤层仅局部适用普通综采开采,其余大部分只能用刨煤机开采。根据煤层赋存及开采技术条件,结合附近矿区类似矿187、井的开采经验,设计本矿采用长壁式采煤方法,该采煤方法技术成熟,机械化水平高,回采率高,是我国目前井工矿井使用最多的采煤方法。由于本矿煤层赋存平缓,可根据开拓布局,采用走向长壁和倾斜长壁均可。顶板管理为全部冒落法。(2)采煤工艺与机械配备本矿一水平主要开采22上、22中和31煤层,22上平均可采厚度1.55m,22中为1.65m,31 为1.57m,矿井初期在22上和22中煤层分别布置一个采煤工作面。由于煤层总体赋存偏薄,厚度变化较大,为了提高煤层回采率,增强采煤工艺对煤层条件的适应能力,设计选择了两种采煤工艺,综合机械化采煤工艺和刨煤机采煤工艺。综合机械化采煤工艺是矿井常用的采煤方式,其特点是188、技术成熟,国产设备配套完善,工作面采高调节能力大,单产较高,但对于薄煤层适应能力不强,有时需强行割顶或拉底,使原煤含矸率加大,设备受损较重。为弥补这方面的不足,设计又选择了刨煤机采煤工艺。成熟的刨煤机采煤是我国在2001年从德国DBT公司引进全自动刨煤机系统后,结合部分国产设备而形成的薄煤层采煤技术,目前在辽宁铁法、沈阳、山西晋城等矿区应用都取得了很好的业绩。从22上、22中和31煤层的等厚线图中可知,可采范围内的煤层厚度一般在0.82.5m,根据采煤设备的适应情况,设计对22上和22中煤层0.81.7m的块段采用综合机械化采煤, 1.72.5m的块段采用刨煤机采煤,31煤层局部厚煤区采用综合189、机械化采煤,其余大部分区域采用刨煤机采煤。本矿设计达产时在22中煤层装备一个综合机械化采煤工作面,在22上煤层装备一个刨煤机采煤工作面,同时用三个综掘机组和一个普掘组为其服务。综采工作面按160万t/a生产能力装备,刨煤机工作面按120万t/a装备,掘进煤20t/a,保证矿井300万t/a的产量。1)综采工作面主要设备选型采煤机选用MG250/600AWD型电牵引采煤机,采高1.43.0m,总功率600 kW(截割功率2250Kw),牵引速度05.3/8.9m/min。采煤机采煤能力验算:P =HhVrC3301660/10000P年平均出煤量,万t/a;H平均采高,取2.0m;h采煤机平均截190、深,取0.6m;V采煤机平均牵引速度(割煤),取5m/min;r煤层密度,取1.35m3/t;C采煤工作面回采率,取0.95;采煤机开机率,取0.7。则P =2.00.651.350.9533016600.7/10000170万t/a可见,该采煤机能够满足160万t/a生产能力的要求。可弯曲刮板输送机选用SGZ764/500型可弯曲刮板输送机,总功率为2250kW,链速0.96m/s,运输能力900t/h。刮板输送机运输能力验算:Q= MhVr60Q采煤机单位最大出煤量,t/h;M最大采高,取2.5m;h采煤机平均截深,取0.6m;V采煤机最大牵引速度(割煤),取5.3m/min;r煤层密度,191、取1.35m3/t。则Q =2.50.65.31.3560644 t/h可见,该刮板输送机900t/h的运输能力能够满足要求。转载机选用SZZ764/200型刮板转载机,电机功率2100kW,输送能力1000t/h。破碎机选用PCM110型锤式破碎机,功率110kW,最大破碎能力1000t/h。可伸缩带式输送机选用SSJ1000/2450型可伸缩带式输送机,带宽1000mm,带速2.7m/s,总功率2450kW,运输能力1000t/h。喷雾泵站选用WPZ320/6.3型喷雾泵站一套。液压支架液压支架是综采工作面的主要设备之一,它支护性能的稳定性、可靠性以及对地质条件的适应性是综采工作面是否能够192、实现高产高效的关键。结合国内矿井的使用情况,并考虑本矿煤层厚度及顶底板岩层普遍偏软的特点,设计推荐选用国产双柱-掩护式液压支架。经计算,选用BY5400/10.7/27.5型掩护式液压支架,工作阻力5400kN,支架中心距1500mm,支撑高度1.072.75m,支护强度0.550.85Mpa,底板比压1.471.9 Mpa。支架强度校核验算:a、工作阻力校核:P=(68)9.8MSr=(68)9.82.5102.2=32344312 KN式中:P支架承受的载荷,kN;M工作面最大采高,取2.5m; S支架支护的顶板面积,取10m2; r顶板岩石视密度,取2.2m3/t。所选液压支架的工作阻力193、5400kN,能够满足支护要求。b、底板比压校核:据地质报告介绍,本矿煤层顶底板主要为砂质泥岩、细粒砂岩,次为粉砂岩,抗压强度吸水状态3.918.4MPa,自然状态4.942.4MPa,平均23.6MPa,普氏系数0.494.33。所选液压支架对底板的比压1.471.9 Mpa,小于底板岩石抗压强度,能够满足要求。乳化液泵站 选用GRB315/31.5型乳化液泵,RX315/25乳化液箱,三泵两箱,工作压力31.5MPa,N=200kW。2)刨煤机工作面主要设备选型根据我国现有的全自动化刨煤机生产的成功经验,工作面设备采用半引进的方式配备,即引进国内尚不能自主生产的刨煤机、刮板输送机及PM4电194、液控制系统(自动控制液压支架系统)、PROMOS自动控制系统(自动控制破碎机、转载机、运输机、刨煤机运行,包括通讯、喷雾、冷却的控制和监测)等核心设备,其余如液压支架、破碎机、转载机等配套设备均采用国内设备。刨煤机、可弯曲刮板输送机选用德国DBT公司生产的9-38ve/5.7型刨煤机系统(包括PF3/822型可弯曲刮板输送机)。该系统在辽宁铁法晓南矿使用期间,平均月产量12万t,最高日产9126t,在辽宁沈阳、山西晋城等矿区也取得了不俗的成绩。根据本矿煤层情况,刨煤机工作面主要布置在厚度0.81.7m的区域,刨煤机工作采用超载刨煤方式,即刨头运行速度大于刮板输送机链速,速度比在3:1左右。液压195、支架参考国内刨煤机工作面液压支架的选型情况,经比较,选用国产ZY6400/09/20型掩护式液压支架,工作阻力6400kN,支架中心距1500mm,支撑高度0.92.0m,支护强度0.770.99Mpa,底板最大比压2.5 Mpa。并配备引进的PM4电液控制系统。由于刨煤机工作面与综采工作面产量相差不是特别大,为了方便维护,节约开支,在保证生产能力的前提下,刨煤机工作面配套的转载机、破碎机、可伸缩带式输送机、喷雾泵站、乳化液泵站等设备与综采工作面一致。(3)采煤工作面布置工作面长度与工作面的产量和效率有关,合理的工作面长度,既可减少巷道准备工程量和工作面搬家次数,又可相对减少端头进刀等辅助作业196、时间,提高设备利用率。目前国内高产高效普通综采工作面长度为150220m,有的达到250300m,且随着工作面装备水平和管理水平的提高,工作面长度有逐渐加大的趋势。结合本矿煤层赋存条件和开拓布置方式,初期在2-2上和2-2中分别布置1个采煤工作面,以轨道运输大巷、回风大巷和带式输送机大巷为框架,在其东翼垂直(近似)上述三条开拓巷道沿22中煤层靠近北部高压线保护煤柱的北侧布置2条回采巷道,即1条运输顺槽,1条回风顺槽,回风顺槽通过回风斜巷与回风大巷连通,形成2-2中煤层综采工作面Z101;与其类似,沿22上煤层布置1条运输顺槽和1条回风顺槽,运输顺槽通过轨道斜巷与轨道运输大巷连通,形成2-2上煤197、层刨煤机工作面B101。由于以上两煤层厚度偏薄且不太稳定,为使工作面之间能够根据条件变化随时调整采煤工艺,设计工作面长度都为245m。矿井达产时工作面特征见表5-2-1。表5-2-1 矿井达产时工作面特征表工作面编号工作面装备开采煤层平均煤厚(m)煤容重(t/m3)平均夹矸厚度(m)夹矸容重(t/m3)平均采高(m)工作面长 度(m)年推进度(m)回采率(%)原煤生产能力(万t/a)Z101综采2-2中2.021.340.042.42.06245257095167.9B101刨煤机2-2上1.381.320.112.41.49245265095120.0注:综采工作面原煤生产能力为167.9万198、t/a,刨煤机工作面为120.0万t/a,4个掘进工作面原煤生产能力为20万t/a,合计矿井原煤生产能力为307.9万t/a。根据煤层赋存条件、井田开拓方案和采煤方法,本矿一水平北部盘区的三个煤层采用两种工艺进行开采,其中3-1煤层由于可采部分厚度较薄,且变化不大,适合刨煤机开采(局部较厚区域可用综采),而2-2上和2-2中煤层厚度有一定的变化,北部盘区西翼勘查程度较低,可布置多少工作面尚存在疑问,因此,矿井投产之后,根据煤层压茬关系,在北部盘区东翼2-2上煤层开采两个刨煤机工作面,2-2中煤层开采三个综采工作面,与此同时在其西翼2-2上煤层布置工作面,其下部的2-2中煤层可同样处理。从目前的199、勘查结果分析,2-2上煤层略薄于2-2中煤层,所以原则上2-2上煤层多布置刨煤机工作面,2-2中煤层多布置综采工作面,均由南向北推进,由于刨煤机工作面推进度大一些,北部盘区还是双翼开采,所以能够保证采煤工作面正常接续。北部盘区设计服务年限11a左右。4、巷道掘进、支护与井巷工程量(1)巷道掘进、支护方式巷道断面及支护形式矿井达产时配备4个掘进组,其中综合掘进机械化机组3个,普通钻爆法掘进组1个,采掘比为1:2。根据本矿的煤层及围岩条件,岩石巷道及硐室(如井底车场巷道及硐室)采用锚喷支护,断面形状均为直墙半圆拱形;服务期较长的半煤岩和煤层巷道(如带式输送机大巷、轨道大巷、回风大巷等)采用锚网喷支200、护,局部破碎地带加钢带、锚索,断面形状为直墙半圆拱;回采巷道(如运输顺槽、回风顺槽等)为锚网支护,局部破碎地带加钢带、锚索,断面形状为矩形。掘进工作面个数及掘进机械配备根据掘进机组掘进速度及工作面接续的关系,经综合分析比较,矿井掘进工作量以煤巷、半煤巷为主,所以矿井达产时配备3个综合机械化掘进组和1个普通钻爆法掘进组。综合掘进机械化机组配备了S100型掘进机、QZP-160A型胶带转载机、SSJ650/40型可伸缩带式输送机、MGJ锚杆打眼安装机、FD15.6/22型局部通风机、SCF7型湿式除尘风机等设备,主要担负煤层大巷及顺槽的掘进任务。普通钻爆法掘进组配备ZY24型凿岩机、EZ2-2型岩201、石电钻、ZMS12A型湿式煤电钻、FG8.3型风镐、P-60B型靶斗装岩机、FD15.6/22型局部通风机、MGJ锚杆打眼安装机、JZ350混凝土搅拌机、HPC-V混凝土喷射机、SGB-620/40T型可弯曲刮板输送机等设备,主要担负岩巷及综合掘进机械化机组不宜施工的煤层巷道掘进任务。为了预防井下突水,掘进组均配备了MAZ200型探水钻。巷道掘进进度指标煤(半煤)巷:普通钻爆法为300m/月; 综合机械化掘进机组为500m/月;岩 巷:普通钻爆法为200m/月。(2)井巷工程量本井移交生产时井巷工程量为21711m321978m3,万吨掘进率72.4m/1073.3 m3。移交生产时井巷工程量202、见表5-2-2。表5-2-2 井 巷 工 程 量 汇 总 表顺序项目名称长度(m)掘进体积(m3)备注煤巷半煤岩巷岩巷计煤巷半煤岩巷岩 巷计1井筒2213221346667466672井底车场及硐室7606581418129576731196883主要运输及回风巷道613561351137371137374盘区巷道49010155110011745514512697371281392465临时工程100100200132013202640合计49017150407121711514525498761846321978(三)井下运输1、井下煤炭运输方式及设备选型大巷运输设计为水平带式输送机运输,203、采用钢丝绳芯带式输送机。带式输送机设计采用可控起动传输系统(CST)。大巷带式输送机:水平机长L=4350m;运量Q= 1500t/h; 带速V=4m/s; 带宽B= 1200mm;带强ST= 3150N/mm;功率N =3710kW。该带式输送机设计驱动装置采用可控起动系统(CST),起动时间不小于40s,带式输送机驱动装置设盘式制动器。设带式输送机打滑、跑偏、撕裂等保护装置。采用液压自动拉紧装置头部拉紧。大巷带式输送机初期机长1720m、运量Q= 1000t/h。可用一套驱动装置驱动。2、井下辅助运输根据开拓、开采布置,副斜井通过各水平车场巷道与辅助运输巷道连接,辅助运输巷道均沿煤层布置,204、倾角不超过3;回采工作面回风顺槽、运输顺槽与辅助运输巷道在同一煤层时则直接连接,不同煤层时则通过斜巷连接,煤层间距1020m,顺槽倾角不超过5。依据本矿辅助运输巷道倾角小、运距长、煤层薄的特点,对不同辅助运输系统的技术条件、经济效益进行综合分析,设计提出三种方式进行比选,一是采用无级绳连续牵引车运输,二是采用无轨胶轮车运输,三是小绞车接力运输。经比选认为,本矿辅助运输适合采用无级绳连续牵引车运输,依据如下:(1)本矿副斜井采用绞车提升,为有轨系统,若井下采用无轨胶轮车运输,则必须经过换装,无法实现连续,尤其对大件设备运输增加了难度;矿井每一水平均为多煤层联合布置,无轨胶轮车对运输巷道的倾角要求205、较高(与无级绳连续牵引车比较),而且需要硬化底板,需在每一煤层分别布置辅助运输巷道,增大了井巷工程量;另外,无轨胶轮车要求巷道断面较大,对于较薄的煤层增加了巷道的岩石工程量。(2)小绞车接力运输是一种较落后的辅助运输方式,因其占用设备多,人员多,环节复杂,效率低下,尤其在安全方面存在较大隐患,所以该运输方式正逐渐被淘汰。(3)无级绳连续牵引车运输是代替小绞车接力运输的连续化有轨运输方式,已在兖州、淮南、大同等矿区得到广泛应用,并取得了良好的效果。其适用性符合本矿的特点,可实现大巷和顺槽的连续化运输,运输能力大,占用人员少,安全可靠,对本矿而言是较理想的辅助运输工具。存在的问题:(1)回采工作面206、顺槽与轨道运输大巷不在同一煤层时,通过轨道斜巷连接,需增设调度绞车(或慢速绞车提升大件设备)。(2)目前的国内的无级绳连续牵引车尚不具备运输人员功能,设计在带式输送机大巷配备索道架空人车解决人员运输问题。综上所述,设计推荐辅助运输方式采用无级绳连续牵引车牵引1.5t矿车运输,轨距为600mm,索道架空人车运输作为井下人员运输方式,设备选型见表5-3-1。表5-3-1 井下辅助运输设备一览表名称型号参数使用地点无级绳连续牵引车SQ-1200/75BN=75kW,Q=80Kn,=1200mm顺槽SQ-1400/110N=110kW,Q=90Kn,=1400mm轨道运输大巷索道架空人车KSSD1.6207、/75HN=75Kw,V=0.81.2m/s带式输送机大巷3、矿车车辆配备为保证井上下辅助运输系统的顺利进行,设计配备了防爆蓄电池电机车、固定式矿车、材料车、平板车等车辆为矿井服务。矿井主要车辆的型号及配备数量详见表5-3-2。表5-3-2 矿井主要车辆配备表序号车 辆 名 称车 辆 型 号单 位数 量11.5t固定式矿车MG1.7-6A辆25021.5t材料车MC1.5-6A辆2031.5t平板车MP1.5-6A辆3043t平板车MPC3-6辆60525t重型平板车自制辆306井下防爆蓄电池电机车XK8-6/100-1A辆2(四)矿井通风1、瓦斯涌出量及地温根据XX自治区XX煤田万利矿区XX208、二号井田煤炭勘探报告钻孔瓦斯测定成果,各可采煤层甲烷含量均在0.000.04ml/g之间,瓦斯成分中可燃气含量在024.86%之间,属二氧化碳氮气带及氮气沼气带,均属于瓦斯风化带。可见,煤层瓦斯含量较低,为低瓦斯矿井。据原柴登南详查报告的1个钻孔和精查施工的4个钻孔中所做简易地温测量结果,平均地温梯度为1.72.3/100m,属正常地温区,无高温异常,因此本矿井无地热危害。2、矿井通风方式根据井田的开拓布置,矿井通风系统采用分区式。一水平北部盘区生产期间由主、副斜井入风,北部回风立井回风,北部回风立井担负矿井全部北翼盘区的回风任务;矿井在南翼盘区生产时由主、副斜井入风,南部回风立井回风。矿井通209、风方式采用机械抽出式。3、风量、风压及等积孔矿井正常生产期间配置1个刨煤机工作面、1个综采工作面和3个综掘工作面、1个普通钻爆法掘进工作面,达到300万t/a的生产能力。 1)风量计算按下列要求分别计算,取其中最大值。(1)按井下同时工作的最多人数计算式中:矿井所需的总入风量,m3/s;N井下同时工作的最多人数,人;矿井通风系数,取1.8。(2)按采煤、掘进、硐室等处实际需风量计算式中:矿井所需的总入风量,m3/s;采煤工作面实际需要风量的总和,m3/s;掘进工作面实际需要风量的总和,m3/s;独立通风的硐室实际需要风量的总和,m3/s;除了采煤、掘进、独立通风硐室以外其它井巷需要通风风量的总210、和,m3/s;矿井通风系数,取1.8。采、掘工作面实际需要的风量,要分别按瓦斯涌出量、工作面温度、风速与人数等进行计算。地质勘探中做了钻孔瓦斯测定,得出结论,“各可采煤层甲烷含量均在0.000.04ml/g燃之间,瓦斯成分中可燃气含量在024.86%之间,属二氧化碳氮气带及氮气沼气带,均属于瓦斯风化带”,可见本矿各可采煤层瓦斯含量均很小。在没有其它瓦斯参数、附近也无可供参考的生产矿井的情况下,本次设计暂不按瓦斯涌出量计算工作面配风量,而按工作面温度、风速与人数等进行计算,并取其中最大者作为工作面风量。矿井见煤后,尽快完成瓦斯鉴定测试工作,取得相关的瓦斯参数后,对设计的工作面风量进行校核。采煤工211、作面实际需要风量式中:综采工作面实际需要的风量,m3/min;刨煤机工作面实际需要的风量,m3/min;准备工作面的风量,设计考虑一个准备工作面,配风量按采煤工作面的一半计算,m3/min。综采工作面实际需风量的计算:a、按工作面温度计算式中:综采工作面实际需风量,m3/min;综采工作面适宜风速,m/s;综采工作面平均有效断面,m2;工作面长度风量系数,取1.4。b、按人数计算式中:综采工作面同时工作的最多人数,人。c、按风速计算根据煤矿安全规程规定,采煤工作面最低风速为0.25m/s,最高风速为4m/s的要求进行验算。即综采工作面风量应满足:式中:综采工作面平均有效断面,m2。根据上述计算212、确定综采工作面实际需风量:同理可得刨煤机工作面实际需风量:采煤工作面实际需风量:掘进工作面实际需要风量式中:综掘工作面实际需要的风量,m3/s;普通钻爆法掘进工作面实际需要的风量,m3/s。每个独立通风的掘进工作面实际需要的风量,分别按人数、局部通风机实际吸入风量和风速等计算。综掘工作面实际需风量的计算:a、按人数计算式中:综掘工作面同时工作的最多人数,人。b、按局部通风机的实际吸入风量计算式中:综掘工作面局部通风机额定风量,m3/s;综掘工作面同时运转的局部通风机台数,台;kf -为防止局部通风机吸循环风的风量备用系数,取1.2。c、按风速进行验算根据煤矿安全规程规定,煤巷、半煤巷掘进工作面213、最低风速为0.25m/s,最高风速为4m/s的要求进行验算。即综掘工作面风量应满足:式中:综掘工作面巷道过风断面,取12.5m2。根据上述计算确定综掘工作面实际需风量:同理可得普通钻爆法掘进工作面实际需风量:掘进工作面实际需风量:独立通风的硐室实际需要风量矿井投产后,需要独立通风的硐室有井下爆炸材料库和充电硐室。其它井巷需要风量其它巷道需风量按采煤、掘进、硐室总和的5%考虑。最终确定矿井总风量:2)负压计算根据北部回风立井的服务范围、服务年限及矿井达产后分阶段的风流通风阻力最大路线变化,采用计算机辅助计算的方法,确定北部回风立井为矿井一水平北部盘区通风服务容易时期和困难时期的通风阻力。经计算,214、容易时期的负压655Pa,困难时期的负压1680Pa。3)矿井通风等积孔计算容易时:困难时:可见,矿井通风难易程度属于容易、小阻力矿井。六、矿井主要设备(一)提升设备1、主井提升设备主井提升设备采用钢丝芯带式输送机带式输送机配置比选:对于长距离、大运量带式输送机驱动和拉紧装置的配置尤为重要。其特点是单机驱动功率大、多机多滚筒驱动,要求能够控制起车、停车加减速度;能够调节驱动扭矩;能够调节多机多滚筒驱动的功率平衡;有较高的自动化控制程度;对拉紧张力需求较高。该类型带式输送机驱动装置配置形式主要有两种:(1)鼠笼电动机、CST软起动驱动系统;其主要功能特性有:起动时间具有可控性,按设定曲线完成起动215、过程;可实现多机多滚筒驱动的功率平衡调控性;有过载保护能力;电机空载起动或停车;自动化程度较高;设备造价贵。(CST软起动驱动包括控制系统需国外引进)。(2)交流变频电机驱动系统。其主要功能特性有:起动时间具有可控性,按设定曲线完成起动过程;可实现多机多滚筒驱动的功率平衡调控性;有过载保护能力;谐波电流对电网污染严重;可调整带速;自动化程度较高;设备布置较简单;设备造价昂贵。目前国内煤矿井下尚无大功率、防爆型产品的应用实例。由于井下防爆、高压、大功率变频率器及变频电动机造价昂贵,技术上有一定难度,所以目前煤矿井下长距离、大运量带式输送机驱动装置多采用CST软起动驱动系统。综合上述性能特征比较,216、设计采用CST软起动驱动装置即能够满足长距离、大运量带式输送机驱动装置所必须的特性要求,又有设备造价相对低,且国内煤矿井下生产有成熟使用经验,可为设计优选。 设计采用液压自动拉紧装置。液压自动拉紧装置具有拉紧力自动调控功能,且拉紧张力稳定可靠、设备布置简单紧凑等优点。目前国内许多大型带式输送机均采用液压自动拉紧装置。2、副井提升设备副井提升设备担负全矿矸石的提升、设备和材料的下放等任务。人员由安装在主井的架空乘人器运送。副井井筒斜长1187m,倾角20,最大件重量26t(包含平板车),提升方式采用单钩串车组提升,每次提1t矸石车6辆,提升容器1t标准矿车,自重610kg,载矸1700kg。根据217、计算,选用36NAT6V21+7FC1570型优质钢丝绳,钢丝绳直径36mm,单重4.829kg/m,抗拉强度1570N/mm2,钢丝破断拉力总和为793.18kN。选用JK32.2-20型单绳缠绕式提升机一台,滚筒直径3000mm,滚筒宽度2200mm,减速器速比20,最大静张力130kN,最大提升速度3.85m/s。选用630kW、6kV、490r/min电动机。天轮为TXG-2500/21型井上固定式天轮。提升机房内选用SQ15T型手动双梁起重机一台。(二)通风设备本矿井通风系统采用中央分列式通风方式,主、副入风,回风立井回风。在回风斜井附近安装通风机,不建通风机房。本矿井为低瓦斯矿井,218、煤尘有爆炸危险。1、设计依据初期风量: Q=160m3/s;初期负压: H1=655Pa; 后期风量: Q=160m3/s;后期负压: H2=1680Pa。2、设备选型根据计算,选用BDK62(B)-12-36型防爆对旋轴流式通风机两台,一台工作,一台备用。配用JBO900S1-12型防爆电动机,2450kW 、10kV 、490r/min 。本风机反风方式为反转反风,在各种工况下的反风率均可达60%以上,不需设反风道,只需建电控值班室。(三)排水设备本矿井一水平井下涌水全部排至一水平井底水仓,然后经一水平井底泵房内的主排水泵将全矿井涌水经副斜井排至地面。矿井主排水设备(1)设计依据正常涌水量219、: 191m3/h;最大涌水量: 287m3/h;排水高度: 273m;排水管路倾角: 20;(2)设备选型水泵必须的排水能力及扬程Q1=1.2191=229.2m3/h Q2=1.2287=344.4m3/hH=1.2(273+5.5)=334.2m根据计算,选用MD280-438型耐磨矿用排水泵三台,正常涌水时,一台工作,一台备用,一台检修。最大涌水时,两台工作,一台备用。排水量Q=280m3/h,扬程H=344m。配440kW ,10kV,1480r/min电动机。排水管路排水管路采用2458型无缝钢管两趟。正常涌水时,一趟工作,一趟备用。最大涌水时,两趟工作。安装在副井内,管路连接采用220、管箍焊接方式。排水时间正常涌水量时一台泵工作: 16.37h/d;最大涌水量时二台泵工作: 12.30h/d。(四)压缩空气设备由于只在普掘面有混凝土喷射机等用气设备,故决定不在地面建空气压缩机房。根据井下用气设备压缩空气消耗量(8m3/min)及使用情况,选SM-455型矿用移动防爆式风冷空气压缩机三台。两台工作,一台备用,安放在接近井下普掘面的巷道内,排气量Q=10.3m3/min,排气压力P=0.7MPa,配套YB250M-4型防爆式电动机,55kW,660V,1480r/min。七、选煤厂建设(一)选煤厂建设概况1、建设规模、工作制度及生产能力建设规模:XX二号煤矿选煤厂的设计总规模为221、300万t/a工作制度:选煤厂工作制度为330d/a,16h/d。生产能力:日处理能力Q=300万t/a330d/a9091t/d;小时处理能力:Q=300万t/a330d/a16h/d568.18t/h。2、 主要建厂条件(1)水源水源为矿井井下排水。(2)电源选煤厂的两回供电电源引自矿井变电站。3、选煤工艺根据原煤可选性以及设计产品的品种、质量要求,选煤厂原煤部分入洗,选煤工艺采用20013mm重介浅槽工艺,130mm不入洗,粗粒煤泥采用离心机脱水,细粒煤泥经加压过滤机脱水回收。洗后产品与130mm干末混合后作为500mm混煤,供煤制甲醇。部分不入洗原煤经筛分后就地销售。本次设计推荐产品方222、案为:20013mm块精煤:Qnet.a5300kcal/kg500混煤:Ad13mm块煤量为57.00%,含量较高且灰分较高,同时,灰分随粒度的减小而降低,至小粒级时趋于稳定,而当粒度小于0.5mm时,灰分又有所升高,说明矸石以混入块煤为主,且硬度较低。从-0.5mm小筛分试验结果表可知,0.125mm的粗粒煤泥占45.23%,含量较多,各粒级灰分相近。(4)密度分析由表6-2-8中可以看出,低密度的含量大,主要集中在两个密度级中,占整个浮沉煤样的25.5673.73%,并且灰分也较低小于6.02%。中间密度物含量少,密度之间的累计产率随粒度的减小而变少。2.0密度级的灰分为76.34%,矸223、石灰分较高。浮沉煤泥量不大,但灰分比原煤低,说明矸石不易短时间泥化。(5)可选性评定当p1.40时,可选性为极难选;当p1.40时,可选性为易选。表7-2-3 校正后的原煤筛分试验综合表粒 级(mm)名 称数 量灰 分150煤4.5418.21150100煤4.8618.59100-50煤13.0318.0450合 计22.4318.205025煤18.0517.142513煤16.5215.25136煤14.8814.4963煤11.2512.6230.5煤12.3511.930.50煤4.5214.52总 计100.0015.40 表7-2-4 校正后原煤浮试验综合表密度级200-150m224、m150-100mm100-50mm重量灰分重量灰分重量灰分占本级占全样占本级占全样占本级占全样1.3012.690.583.9425.351.234.2726.783.484.4043.551.987.0834.391.667.3048.156.256.9314.140.6417.2311.200.5415.986.070.7920.954.160.1923.978.250.4023.053.030.3933.317.280.3328.164.320.2128.082.070.2742.994.990.2335.162.750.1332.501.040.1350.553.330.1546.1225、91.180.0645.821.550.2059.362.09.860.4559.3512.540.6169.2211.311.4778.87小 计100.004.5418.21100.004.8418.61100.0012.9818.05煤 泥0.000.0013.910.410.0212.870.380.0514.62总 计100.004.5418.21100.004.8618.59100.0013.0318.04续表7-2-4密度级50-25mm25-13mm13-6mm重量灰分重量灰分重量灰分占本级占全样占本级占全样占本级占全样1.3026.584.794.4727.124.444.4226、022.480.004.3048.208.696.7053.510.006.9258.540.006.605.711.0317.306.310.0021.376.530.0022.043.470.6227.022.040.0039.762.220.0035.782.350.4236.101.080.0045.301.210.0044.410.960.1747.570.540.0054.110.540.0052.812.080.3757.890.600.0062.560.810.0061.072.010.661.9277.828.790.0080.067.680.0079.48小 计100.00227、18.0217.14100.0016.3715.26100.0014.6814.48煤 泥0.160.0315.360.910.1514.461.340.2015.36总 计100.0018.0517.14100.0016.5215.25100.0014.8814.49续表7-2-4密度级6-3mm3-0.5mm重量灰分重量灰分占本级占全样占本级占全样1.3021.780.004.0621.100.003.8161.110.006.6057.450.006.286.660.0019.2212.290.0015.932.340.0032.641.950.0026.871.170.0041.991228、.020.0037.770.720.0051.240.590.0051.491.080.0062.170.850.0060.022.05.140.0079.654.760.0078.55小 计100.0011.0312.59100.0011.7311.83煤 泥1.920.2214.285.020.6213.86总 计100.0011.2512.62100.0012.3511.93表7-2-5 校正后200-13mm入洗原煤浮沉试验综合结果表密度级占本级占全样灰分浮物累计沉物累计0.1含量(%)g/cm3本%全%Ad本%Ad本%Ad分选密度%1.325.56 14.51 4.39 25.56 229、4.39 100.00 17.02 1.30 73.74 48.17 27.34 6.89 73.74 6.02 74.44 21.35 1.40 55.28 7.11 4.03 18.87 80.84 7.15 26.26 47.89 1.50 10.53 3.42 1.94 29.38 84.26 8.05 19.16 58.66 1.60 5.90 2.48 1.41 35.52 86.75 8.84 15.74 65.02 1.70 3.81 1.33 0.76 42.49 88.08 9.35 13.25 70.55 1.80 2.11 1.56 0.88 55.96 89.63 1230、0.16 11.92 73.68 1.90 5.96 2.0010.37 5.88 76.34 100.00 17.02 10.37 76.34 合计100.00 56.75 17.02 煤 泥0.44 0.25 14.47 总 计100.00 57.00 17.01 表7-2-6 校正后200-50mm入洗原煤浮沉试验综合结果表密度级占本级占全样灰分浮物累计沉物累计0.1含量(%)g/cm3本%全%Ad本%Ad本%Ad分选密度%1.323.61 5.28 4.32 23.61 4.32 100.00 18.21 1.30 67.85 44.24 9.89 7.02 67.85 6.08 76231、.39 22.50 1.40 53.06 8.82 1.97 18.37 76.67 7.50 32.15 43.79 1.50 13.21 4.39 0.98 27.34 81.06 8.57 23.33 53.40 1.60 8.01 3.62 0.81 33.07 84.68 9.62 18.94 59.44 1.70 5.83 2.21 0.49 38.63 86.89 10.35 15.32 65.67 1.80 3.13 1.83 0.41 52.62 88.72 11.23 13.11 70.22 1.90 6.56 2.0011.28 2.52 73.09 100.00 18.232、21 11.28 73.09 合计100.00 22.36 18.21 煤 泥0.31 0.07 14.11 总 计100.00 22.43 18.19 表7-2-7 校正后原煤小筛分试验结果表粒度级产率占全样灰分校正后灰分27.471.825.6115.8514.210.945.6615.993.550.245.6615.9919.471.295.3415.097.940.535.6215.88-0.04527.361.824.0411.41合计1006.645.1414.522、选煤工艺本设计对选煤方法进行了两个方案的比选,方案一为原煤13mm分级,20013mm块煤重介浅槽分选,13mm233、不入洗,产品结构为20013mm块精煤和500mm混煤。方案二为原煤50mm分级,20050mm大块煤动筛跳汰分选,50mm的原煤灰分相对较高,如果入洗下限定为50mm,最终产品不能满足质量要求,有必要适当降低入洗下限;b、考虑煤层煤质、开采过程中顶底板混入,以及今后煤炭市场的变化,确定分选下限为13mm。同时,13mm也正是重介浅槽分选的最佳下限。粗细煤泥分别回收,粗煤泥回收上限为2.0mm,细煤泥回收上限为0.125mm,理由如下:a、若取0.5mm作为脱介下限,脱介作业庞大,介耗高;b、将2.0mm排出介质系统,改善脱介效果,并可消除煤泥对悬浮液特性的影响,喷水量及介耗比0.5mm常规脱234、介工艺节省1/3以上;c、能有效简化密度调节系统,重介系统稳定性提高;d、粗细煤泥分别回收,细煤泥回收上限为0.125mm,可大幅度减少煤泥水系统负荷,降低煤泥加工成本。选煤方法本次设计为20013mm块煤入选,可选性为易选煤,采用重介浅槽,理由如下:a、分选效率高,处理能力大;b、对原煤中块煤量变化和含矸量变化适应能力强;c、分选密度调节范围宽,可在1.41.9之间调节,从而留有块煤进一步提高质量的可能;d、设备结构简单,占地面积小,简化工艺布置并利于维护,生产成本低。综上所述,设计推荐选煤方法为200mm13mm重介浅槽分选,粗粒煤泥采用离心机脱水,细粒煤泥经加压过滤机脱水回收。原则工艺流235、程根据上述对选煤方法、分选上下限、粗煤泥回收工艺的结论,选用的工艺流程为:20013mm重介浅槽分选;20.15mm离心机脱水,200mm物料经手选后破碎至200mm以下与筛下物一起去13mm原煤分级脱泥筛,筛上13200mm块煤经脱泥后进入重介浅槽系统分选出精煤和矸石,矸石经脱介后,由皮带进入水洗矸石仓用汽车运走;精煤脱介筛为双层筛,上层筛孔为50mm,下层筛孔为2.0mm,筛上20050mm精煤 作为块精煤产品,20050mm也可破碎到50mm以下,与筛下50mm的原煤灰分相对较高;b、50mm是动筛跳汰分选的最佳下限。选煤方法本次设计为20050mm块煤入选,可选性为易选煤,采用动筛跳汰236、,理由如下:a、处理能力大;b、对原煤大块煤量变化和含矸量变化适应能力强;c、有利于大块排矸;d、设备结构简单,占地面积小,简化工艺布置并利于维护,生产成本低。e、较方案一投资少,建设工期短。原则工艺流程根据上述对选煤方法、分选上下限的结论,选用的工艺流程为:20050mm动筛跳汰分选。原则工艺流程图见7-2-2。工艺流程简述:原煤先进行200mm筛分,200mm物料经手选后破碎至200mm以下与筛下50200mm块煤进入动筛跳汰系统分选出精煤和矸石,20050mm大块精煤可破碎至50mm以下,与筛下50mm混和后作为混煤产品;也可单独作为大块精煤。最终产品平衡表见表7-2-9。表7-2-9 237、最终产品平衡表产品名称数量质量%t/ht/d10kt/aAd%Mt%Qnet,ar混 煤77.64 441.14 7058 232.9 14.59 17.0 4832洗大块19.92 113.18 1811 59.8 12.22 15.00 5134矸 石2.44 13.86 222 7.3 67.05 合 计100.00 568.18 9091 300.00 15.40 本次设计推荐方案一,其原因是方案一较方案二产品发热量高,满足市场的要求,工艺设备及流程对市场的适应能力强。分选密度调节范围宽,可在1.41.9之间调节,从而留有块煤进一步提高质量的可能;3、主要工艺设备选型(1)主要原则为确238、保选煤厂技术先进,性能可靠,高效低耗,主要工艺洗选设备是国外引进,包括原煤脱泥筛、重介质分选设备、精煤脱介筛、精煤离心机、矸石脱介筛、煤泥离心机、浓缩机、在线灰分仪、在线密度仪、各种压力、液位、料位、扭矩传感器、各种电动(或气动、液压)执行机构、关键阀门(闸门)及配套设施。对煤泥加压过滤机、低压风机,其它泵类,胶带机等采用国内开发并已广泛使用并得到普遍认可先进技术设备。(2)设备选型与不均衡系数根据各工艺作业要求,设备性能入料性质等因素,在设备选型时分别予以考虑,不采用统一系数的方法。原煤筛分破碎、分级脱泥、洗选、产品储煤及运输系统按1.15考虑。煤泥脱水设备,煤量为1.15,水量为1.25。239、主要工艺设备选型表见表7-2-10。表7-2-10 主要工艺设备选型表顺序设备名称技术规格选用台数备注1原煤分级筛香蕉筛 2.44.8m F=11.5m21=200mm2=13mm12原煤破碎机MMD500标准型1 3原煤脱泥筛香蕉筛3.67.3 F=26.28m2,=25mm2进口4浅槽分选机工作宽度8.0m, 粒级13-200mm1进口5精煤脱介筛香蕉筛3.06.1 F=18.07m2上=50mm ,下=2.0mm1进口6精煤离心机筛篮直径:1100mm 1进口7精煤破碎机MMD520标准型1 8矸石脱介筛香蕉筛1.84.8 F=8.64m2 1进口9磁选机481202进口10浓缩分级旋流240、器组FX35010 311粗煤泥离心机H900mm2进口12加压过滤机GPJ-72 113高效浓缩机20m ,中心传动1进口14事故浓缩机20m 1国产4、地面生产系统总布置地面工艺布置选煤厂与矿井共用同一工业场地。 矿井设施集中在工业场地南部,在北部留出了布置选煤厂设施的场地。本设计在指定的范围内布置了原煤准备系统、原煤及产品仓、主厂房及浓缩车间、矸石仓等生产设施,以及介质库、变配电室、生产生活消防水池及泵房、锅炉房上煤系统等辅助设施,办公设施与矿井综合考虑。选煤厂地面工艺布置的原则是:充分考虑来煤特点,满足功能要求,利于车辆运输。布置紧凑,尽量减少转载环节,煤流顺畅,提高场地利用率。功能区241、分明确,易于生产管理。辅助设施介质库、变配电室在主厂房附近,做便于联系;生产生活消防水池及泵房位置既有利于接受矿井来水,也有利于向选煤厂供水。(5)与总工业广场设施统一协调,整齐美观。地面工艺总布置、车间布置及平剖面见附图。选煤厂地面生产系统主要单项工程如下: (1)筛分破碎车间主井来煤直接进入筛分破碎车间,经单层香蕉筛,筛孔为13mm和200mm,产品有筛下物为13mm级末煤和20013mm级块煤,筛上物为200mm级特大块。特大块经拣杂性手选后破碎,破碎机排料粒度2000mm,碎后产品与20013mm级块煤混合。筛分破碎车间至原煤及产品仓布置了3台带式输送机,一台输送混煤,一台输送块原煤煤242、,另一台输送选后洗混中块。筛下20013mm级块煤和破碎机排料进入块原煤上仓带式输送机,筛下13mm级末煤与洗后末精煤、部分块精煤、煤泥混和进入混煤上仓带式输送机,洗后洗混中块进入洗混中块上仓带式输送机。当矿井原煤质量满足用户要求,不需洗选直接出50mm级混煤时,主厂房布置在筛分破碎车间旁边,选后产品在筛分破碎车间转载进入上仓带式输送机。(2)原煤及产品仓原煤仓和产品仓布置在一起,直径18m共4个。1号仓上部布置有来自筛分破碎车间3台带式输送机机头、2台配仓刮板输送机机尾。当选煤厂生产选后产品时,1号仓容量5000t储存20013级块原煤,2号仓容量5000t储存洗混中块,3号和4号仓容量50243、00t储存选后混煤。原煤缓冲仓下设置4台振动给料机,其中2台为变频振动。每个产品仓下设4台装车闸门,选后产品汽车外运。当部分块原煤不入洗时,可直接通过仓上配仓刮板进入洗混中块仓装车外运。可实现:选后混煤单独装车;洗混中块单独装车;块原煤单独装车;洗混中块和块原煤混合后单独装车。在1号仓下布置了入洗原煤转载带式输送机。块原煤全部或部分入洗,末煤不入洗。入洗原料煤经1号转载站进主厂房洗选。原煤仓和产品仓建在一起,既有利于产品装车配煤,也有利于调解入洗原煤量,既提高了产品储量,也提高了入洗原煤灵活性,工业场地也显得美观协调。(3)主厂房主厂房是集重介分选、加压过滤和煤泥回收一体的联合厂房。主厂房设一244、个重介浅槽分选系统。配一台原煤分级脱泥筛、一台精煤脱介筛、一台矸石脱介筛和一套加压过滤系统等。主厂房采用钢结构厂房,体积小布置紧凑。建设工期短。主厂房紧邻筛分破碎车间,选后产品经筛分破碎车间至产品仓,减少产品运输距离,减少带式输送机栈桥, 节省投资和运营成本。筛后末煤可在筛分破碎车间与洗后产品直接混合上仓。(4)浓缩车间建两座20米带有进口检测元件和自动提耙装置的进口高效浓缩机,工作时使用;建一座20米带有检测元件和自动提耙装置的国产高效浓缩机,事故备用。(5)矸石仓矸石经1台带式输送机有主厂房运至一座7x7矸石仓,容量600t。矸石仓下安装电液动装车闸门,矸石汽车外运。(6)辅助系统选煤厂辅245、助生产环节包括煤样及化验室、变配电控制室、生产消防水池及泵房、介质储存库。介质库紧邻主厂房,便于介质的运输,减少运输距离,从而减少管道的磨损;煤样及化验室放在办公楼内,减少占地面积,便于管理。由于选煤厂与矿井工业场地相邻,生产消防水池及泵房可考虑与矿井共建。八、地面设施(一)地面生产系统1、主井地面生产系统主斜井担负矿井煤炭生产的提升任务,采用钢丝绳芯带式输送机提升方式。总提升高度H=306m; 斜长L=1110m;倾角=16;运量Q= 1200t/h; 带速V=4m/s; 带宽B= 1200mm;带强ST= 3150N/mm;功率N =3630kW;上带面槽角45。设计选用双滚筒、三电机布置246、(CST)软起动装置。带式输送机驱动装置设NYD型逆止器。设带式输送机打滑、跑偏、撕裂等保护装置。采用液压自动拉紧装置尾部拉紧。煤炭从井底煤仓,经给煤机给至主斜井提升带式输送机,经主斜井提升带式输送机提升到地面。地面主井井口房下接带式输送机运至地面选煤厂。2、副井地面生产系统(1)矸石排弃系统矸石串车经副井提升到地面后,通过甩车场滑入矸石翻卸线。矸石翻卸线设调度绞车将矸石车单车调入翻卸系统、矸石翻卸系统设高位翻车机将矸石入装车斗(容积:30t)。装车斗下设颚式电液动闸门,经电液动闸门装汽车向自然深沟填沟排弃。建井初期矸石可平垫工业场地和垫路。3、辅助设施(1)矿井机修车间矿井机修车间设机加、电247、修车间;铆焊、矿车修理车间;锻造车间,配备相应的金属切削机床、锻压机械及3t 、 5 t桥式起重机等设备。其建筑面积为1560=900m2和1260=720m2。矿井机修厂担负矿井机电设备日常生产维护及机电设备小修和材料性设备的修理及矿车修理,不生产配件。其主要大型设备的大、中修理由设备租赁公司或维修中心负责完成。为方便综采设备的存放和维修,设综采设备库其建筑面积为1560=900m2。考虑检修场地、配备32/5t桥式起重机。(2)木材加工房木材加工房设木工圆锯机、移动式截锯机和木工带锯机等木材加工设备,并附设磨锯机械设备。坑木加工房建筑面积924=216m2,主要担负矿井生产所需坑木的加工任248、务。(二)地面运输1、概 况XX二号井田位于XX自治区XX市XX区境内,行政区划属XX市XX区xx镇管辖。井田位于XX市XX区xx镇(新政府址)西北部,距XX市XX区约13。XX市XX区是本井田对外交通的枢纽,国道109从井田南部由东向西穿过,在XX区附近与国道210及省道213相接。包神铁路在距矿区东部约13(XX区)处由北向南通过。矿区交通网络四通八达,十分方便。井田地处XX高原北部,海拔高度一般在14401480之间,南高北低,最高点位于井田南部,标高为1512.20,最低点位于井田北部,标高为1391,最大标高差为121,一般相对标高差40左右。由于受新生代地质应力的影响,原始的高原地249、貌特征已遭破坏,地形切割十分强烈,树枝状沟谷纵横发育,大波罗沟、xx川及其支沟河四湾、XX沟、隆盛兴沟等,纵观全区,属典型的侵蚀性丘陵地貌。2、地面运输方式的选择本矿井原煤产量3.00Mt/a,产品煤2.80 Mt/a。工业场地距离109国道1.5km,距XX约13km。包神铁路作为煤炭运输通道行经XX,XX站内设有煤炭货场,包神铁路向北与京包、包兰线相连;向南与神朔、朔黄、北同蒲线相通;向东经拟建的巴准铁路与大准、大秦线相接成网,为本矿井的煤炭外运提供了方便条件。设计认为,根据煤炭的运量、流向,本矿井的煤炭外运方式,采用标准轨距铁路运输为宜。但考虑到铁路投资较大,所以矿井投产初期产品煤采用汽250、车运至XX。矿井生产制度330d/a,日运量10182 t(已经考虑1.2的不均衡系数),若雇用30t载重汽车,每天需运送340辆次,工业场地至XX的往返运距约40km,按行车速度40km/h计算,加上装卸时间,每辆车往返需1.5小时,按每天往返8次计算,共需要43辆车。本设计不考虑运煤专用车辆,所用运输车辆均为社会运力,以满足本矿煤炭外运需要为准。 3、厂外道路工业场地外部道路为厂外二级道路,起于厂区西门,跨xx川后向南与109国道相接。方案从xx镇西边边缘通过,长度1.41km;方案从xx镇东边边缘通过,长度1.88km;尽管方案比方案路线长度短了0.47km,但到XX的运距却较方案长了0251、.55km。而且考虑到方案运煤车每次都要从xx镇穿过,噪声和污染势必会对当地居民生活造成不利影响,所以本设计推荐方案。排矸道路为厂外三级道路,起于厂区东门,向西沿高家渠北岸至矸石临时堆放场地,道路长1.90km。风井工业场地外部道路为四级厂外道路。从风井工业场地起,沿山脊线向南与排矸道路相接,道路全长3.0km。道路名称及主要技术标准见表8-2-1;道路系统平面示意图见图8-2-1。4、桥涵(1)概况表 8-2-1 道路名称及主要技术标准表道路名称起止点长度(km)路基宽度(m)路面宽度(m)路面结构主井工业场地外部道路主井工业场地西门-109国道1.88129面层:沥青砼中粒式4 cm,沥青252、砼粗粒式6cm;基层:水泥稳定砂砾20 cm,底基层:石灰土20 cm排矸道路主井工业场地东门-矸石临时堆放场地1.907.56.0面层:级配碎石30cm;基层:石灰土30 cm风井外部道路风井-排矸道路3.006.53.5面层:级配碎石20cm;基层:石灰土30 cm本桥为6孔20m钢筋混凝土预应力空心板大桥,桥面宽12m,1.0m人行道。该桥为南北走向,桥北侧连接XX二号煤矿工业场地工业场地外部道路,南侧与连接109国道的工业场地外部道路连接。该桥与xx川垂直,桥为全长约为130m(包括桥台)。(2)设计原则公路桥设计符合技术标准、安全可靠、经济合理、适用耐久。(3)设计依据公路桥涵设计通253、用规范;公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范;公路水泥混凝土路面设计规范;(4)桥通用设计设计洪水频率:1/100;汽车荷载等级:公路超级汽车荷载;桥面净空:净12+21m,C30混凝土桥面。(5)桥结构上部结构:矩形空心板主梁;标准跨径Lk=20.0m;下部结构:钢筋混凝土盖梁;双柱式桩基础;桩柱桥台:钢筋混凝土盖梁;双柱式桩基础。(三)工业场地总平面布置1、概 述井田所在地区气候干燥,冬寒夏热,多风少雨。据XX市气象局资料:区内最高气温36.60,最低气温-29.60。年最小降水量198.50,年最大降水量709.70,平均降水量393.20。年最小蒸发量1850.50,年最大蒸发量2254、660.50,平均蒸发量2238.90,蒸发量是降水量的5倍多,降水多集中在7、8、9月份。区内大风多集中在冬、春两季,且多为西北风,最大风速20/s。区内无霜期短,一般165d左右,霜冻、冰冻期长,一般195d左右,每年11月初封冻到次年4月底解冻,最大冻土深度1.71。年平均干燥度为5.69,年平均潮湿系数为0.18。因此,矿区气候属于干旱半干旱的大陆性高原气候。井田内没有水库、湖泊等地表水体,但沟谷发育,均呈树枝状分布,平时只有溪流或无水,只有在雨后会形成短暂的洪流。井田内所有沟谷均从东西两侧流入xx川,xx川从南向北流出井田外,其流域面积875.002,平均流量0.793/s,最大洪峰255、流量25803/s,最后注入黄河。井田地处XX高原北部,海拔标高一般在14001480,地形切割较为强烈,多为梁峁山地及沟谷,具侵蚀性高原丘陵地貌特征。矿区所在地的地震动峰值加速度为0.15,地震烈度为度。2、平面布置根据井口位置的确定和井口所处位置周围的地形地势情况,本矿井工业场地布置的主要原则如下:(1)少占地,尽量少占好地、耕地。(2)维持矿井周边的生态平衡,搞好绿化。(3)功能分区明确,工艺流程顺畅、合理。(4)充分利用地形地势,尽量减少土方工程量。(5)充分考虑泥石流对工业场地的危害。根据井下开拓和地面的运输条件,工业场地按其功能划分了三个区,即主斜井生产区、副斜井辅助生产区和场前区256、。主斜井生产区:布置在工业场地的中部,是矿井煤炭深加工的生产区域,主要布置有筛分破碎车间、主厂房、锅炉房、产品仓及浓缩机房及连接该建筑的带式输送机走廊等建(构)筑物。副斜井生产区:布置在工业场地的北部,主要布置有机修车间、材料棚、材料库、支柱堆放场地、矿井水预沉池、水处理车间、提升泵房、油脂库、岩粉及消防材料库、内燃机车库、任务交待室、铆焊、锻造及矿车修理车间、综采设备库等建(构)筑物。场前区:布置在工业场地的南侧,主要布置有办公楼、灯房及浴室联合建筑、食堂、汽车库、变电所等建筑物。详见工业场地总平面布置图K1404-447-1和工业场地技术经济指标表831。3、竖向设计及场内排水工业场地之地257、形,北部高南部低,自然地形坡度在3%左右,适于平坡式布置。结合场区运输方式,工业场地北部较高,为挖方段平均挖深2m左右,南部较低为填方段,平均填高1m左右,平整后的工业场地挖、填方量基本平衡。主要建筑设计室外平场标高为:主井井口房1426.00m,主厂房1425.00m,灯房浴室联合建筑1424.00m。工业场地内雨雪水的排除,主要以路面两侧的排水沟及地面径流的方式,排至场外之低洼处。排水沟采用矩形断面,浆砌片石结构。表8-3-1 工业场地占地面积及技术经济指标序号项 目单位数量备 注1围墙内占地面积hm212.702建筑物、构筑物占地面积hm22.223窄轨铁路占地面积hm20.124道路及258、广场占地面积hm21.275专用场地占地面积hm23.256场内排水沟占地面机hm20.127场地绿化面积hm22.298场地建筑系数%17.509场地绿化系数%18.0010场地平整土方m3134100其中:填方73100 m3 4、厂内运输厂内运输为道路运输和窄轨铁路运输。道路运输:场内道路设计路面宽度为6m、12m,城市型道路。由于矿井年产3.00Mt/a的煤和0.20Mt/a的矸石量全部外运,大型汽车进出频繁,因此在场内运煤点和运矸点设置了硬化场地(结构同场内道路)便于车辆的装卸和回转。硬化场地与道路连接,在厂内形成环状路网,便于厂内运输及应急消防。场地设有主和次出入口。主出入口设于场259、地西南侧,作为人员上下班及附属设施运输出入口。次出入口设于场地东南角,作为运煤和矸石车辆出入口。窄轨铁路运输:场内窄轨铁路为600mm轨距,22kg/m钢轨,矸石车,在副井井口甩车后,需要一定长度的存车线,即窄轨铁路车场,窄轨铁路到达指定的排矸地点的距离80m左右,无需机车牵引。因此窄轨铁路排矸运输采用矿车自动滑行与人工推车相结合的运行方式,材料及各车间的运输采用内燃机车牵引。5、风井场地布置根据井下开拓、开采的需要,风井工业场地布置在矿井工业场地西北约2k处,场地内设有通风机房,场地占地约0.25hm2。6、工业场地防洪与排涝工业场地附近有季节性冲沟-xx川从南向北流出井田外,其流域面积87260、5.002,平均流量0.793/s,最大洪峰流量25803/s,最后注入黄河。该川的洪水位线已由地质勘探部门给出,工业场地最近一点的最高洪水位线为:1419.00。根据洪水位高程并结合工业场地的地形地势,确定工业场地的平场标高在1425-1421之间,主、副井井口的标高为1426.00。因此xx川沟洪水位线对工业场地及井口不构成威胁。工业场地北部,有一定回水面积的雨雪水流向工业场地,宜在工业场地北部设置截水沟(梯形断面底宽为0.80m,高1.20m,顶宽2.40m)将雨雪水拦截,引至工业场地以外。工业场地平场土方为1341003,其中:填方:731003。(四)矿井供配电1、供电电源XX二矿位261、于xx镇南部约3.5km处,距XX铁西变电站约15km,距伊旗阿镇青春山变电站约29km。铁西变电站和青春山变电站的双回110kV电源分别引自XX北郊变电站110kV侧的不同母线段。XX北郊变电站变压器容量为90MVA。铁西变电站设有110kV/35kV/10kV 40MVA变压器1台。青春山变电站设有110kV/35kV/10kV 50MVA变压器1台。铁西变电站和青春山变电站均属XX电业部门管辖。2、供电方案XX二矿双回35kV供电电源分别引自铁西110kV变电站和青春山110kV变电站,线路采用钢筋混凝土杆架设,导线型号为LGJ-95,线路长度分别为15km和29km。由于青春山110k262、V变电站距离XX二矿29km,35kV供电电源受供电距离限制,无法满足供电要求。从铁西110kV变电站引单回35kV电源给XX二矿供电又无法满足矿井双电源供电要求。因此,本次设计推荐XX二矿双回110kV线路供电,一回引自铁西110kV变电站,线路采用钢筋混凝土杆架设,导线型号为LGJ-95,线路长度为15km;另一回线路引自青春山110kV变电站,线路采用钢筋混凝土杆架设,导线型号为LGJ-95,线路长度为29km。供电方案地理接线示意图见图8-4-1。3、矿井用电负荷估算矿井地面负荷有功功率:5262kW矿井地面负荷无功功率:4483kVar井下负荷有功功率:9634kW井下负荷无功功率:263、7299kVar全矿负荷有功功率:14896kW全矿负荷无功功率:11782kVar全矿负荷视在功率:18992kVA自然功率因数:0.78乘以同时系数后有功功率:13406kW乘以同时系数后无功功率:10603kVar电容器补偿容量:6071kVar补偿后无功功率:5711kVar补偿后视在功率: 14572kVA补偿后功率因数:0.92吨煤耗电量:25.3kWh/t变压器选择见表8-4-1。4、矿井地面变电所在矿井工业场地内新建一座110/10kV矿井地面变电所。该矿井地面变电所由110kV配电室、 10kV配电室、电容器室和两台变压器组成。两台主变压器设置在室外,110kV和10kV开关264、设备设置在室内。110kV高压开关设备选用ZF型封闭式组合电器,10kV高压开关设备选用KYN-12Z型铠装移开式交流金属封闭型开关设备。110kV配电室、10kV配电室均为独立建筑。110kV和10kV侧均采用单母线分段接线方式,操作电源采用铅酸免维护直流屏,操作电源电压为DC220V。主变压器型号SFZ10-16000/110 11581.25%/10kV 16000kVA,两台变压器分列运行;当一台变压器故障或检修时,另一台变压器可满足矿井全部负荷用电。 5、矿井工业场地地面供配电井上、下高压供电系统采用10kV电压等级。地面低压供配电系统采用0.4/0.23kV电压等级。矿井工业场地地265、面高、低压供电系统均采用放射式供电方式。在工业场地内新建工业场地低压变配电室一座、选煤厂低压变配电室一座、锅炉房低压变配电室一座。上述三座变配电室均由引自矿井地面变电所10kV不同母线段的两回电缆线路供电。主斜井带式输送机配电室、副井提升机配电室、通风机房配电室、水源地均由引自矿井地面变电所10kV不同母线段的双回电源供电。给水、井下水复用、污水处理等由引自工业场地低压变配电室0.4kV不同母线段的两回电缆线路供电。机修车间、综采设备库等引自工业场地低压变配电室0.4kV母线的一回电缆线路供电。(1)工业场地低压变配电室内设S11-630/10 105%/0.4kV 630kVA变压器两台,两266、台变压器分列运行,为矿井工业场地地面除选煤厂和锅炉房外的低压负荷供电。当一台变压器事故或检修停止运行时,另一台变压器可保证工业场地内上述一、二级低压负荷用电。(2)锅炉房低压变配电室内设两台S11-630/10 105%/0.4kV 630kVA变压器。两台变压器分列运行,一台故障时,另一台可保证锅炉房全部负荷用电。(3)在选煤厂低压变配电室内设两台S11-1600/10 105%/0.4kV 1600kVA变压器,两台变压器分列运行,一台故障时,另一台可保证选煤厂 75%以上负荷用电。矿井供配电系统无功功率分别在工业场地低压变配电室、锅炉房低压变配电室、选煤厂低压变配电室和矿井地面变电所内补267、偿。6、井下供配电系统井下高、低压配电系统采用10kV 、1.14kV、0.66kV、0.127kV电压等级。在井底车场附近设井下中央变电所一座。其供电电源引自矿井地面变电所的10kV不同母线段,采用3回电缆线路经副斜井井筒敷设供电,当一回电缆线路故障时,其它两回电缆可以满足井下全部负荷的用电需求。电缆型号为MYJV22-10kV,3240mm2,每回长度为0.9km。中央变电所内设有KGS1-D型矿用一般型高压真空开关柜、KDC1型矿用一般型低压开关柜、KBSG2-T型矿用隔爆型干式变压器。各采煤、掘进工作面均采用移动变电站配电设备,移动变电站的10kV电源引自井下中央变电所。配电电压等级分268、别为:1.14kV、0.66kV、0.127kV。(五)监控、通信及计算机管理1、矿井综合自动化系统本设计将矿井各个主要生产环节,包括“采、掘、运、风、水、电”六大生产环节以及矿井安全监测系统均纳入矿井综合自动化系统,综合自动化系统中心站设在地面行政办公楼生产综合调度室。 矿井地面变电所综合保护系统采用ST200系列微机综合自动化系统。应用计算机网络通信和控制技术,实现对10kV及以上一次设备的保护、监视、测量、控制、报警、开关状态记录等主要功能。并考虑系统可实现向上级调度自动化系统转发和接受遥控、遥信、遥测等远动信息数据的功能。2、矿井生产安全监测系统本矿井采用KJ95型矿井安全生产监测系统269、,该系统由地面监控主站、地面分站及井下分站组成。主要对煤巷内的瓦斯、一氧化碳、温度、风速、风门开关等参数进行实时监测,对风电闭锁开关、主要设备的开停、水仓水位等工况进行监控,遇险情时,能及时发出警报、切断危险区电源和将信息迅速传至地面中心站。安全生产监测系统还可与矿长室、总工程师室、通风区办公室等处设置的终端机联网通信,便于矿井主要领导及时了解矿井安全生产信息,以期达到对灾害事故早期预测和预防,科学合理组织和管理生产的目的。3、带式输送机监控系统带式输送机监控系统采用Modicon Quantum系列PLC集控系统,该系统集中控制与监测的设备有顺槽带式输送机、大巷带式输送机、主斜井带式输送机,270、以及选煤厂主厂房设备、筛分破碎车间设备和带式输送机等。监控系统采用集中和就地两种控制方式。集中控制时,由集中控制室发出控制指令,各设备间按顺序且有联锁进行起动和停止。就地控制时,各设备间不带联锁,主要用于设备调试与检修。就地控制与集中控制间设有电气闭锁。监控系统主要监测以下信息:母线电压、控制电压、主电机电流及温度、10kV进线开关状态、带式输送机打滑、跑偏、闭锁、纵向撕裂、转载点物料堵塞、拉绳状态等。地面监控主站工控机可对运输系统流程、带式输送机状态等进行多画面显示,并通过打印机定时打出产量统计、故障记录等报表。同时,可将生产过程中的各种参数自动存入系统数据库,以便查阅和统计。4、矿井通信系271、统设计依据:煤炭工业矿井设计规范GB 50215-2005;煤矿安全规程;煤炭专用通信网发展技术政策所确定的原则及有关规定编制。矿井通信系统由行政通信系统、生产调度通信系统、矿井无线通信系统及动目标定位跟踪系统组成。在矿井行政办公楼设信息管理中心,内设生产综合调度室(包括生产调度、安全监测、皮带集控、工业电视监视、矿井无线通信系统等主控设备)、计算机室、办公室等。(1)行政通信该矿井不设行政数字程控电话交换机,矿井工业场地(含选煤厂)行政电话用户全部由当地电信局供号。矿井工业场地内部行政通信采用虚拟网方式,号长4位,对公用网等位拨号,号长7位,负责矿工业场地内的行政电话用户的通信联络及数据传输272、。全矿电话普及率按在籍职工人数的30考虑,全矿行政电话用户约140线,生产综合调度室内总配线柜MDF容量为400回线(MDF容量为1.4倍行政电话用户+调度交换机容量)。(2)生产调度通信在矿井行政办公楼生产综合调度室内设一部DH-2000 120门数字程控调度电话交换机,负责矿井工业场地、选煤厂及井下等调度用户之间的通信联络及数据传输(井下调度电话用户由数字程控调度电话交换机安全栅经MDF配出)。该数字程控调度电话交换机采用全分散控制方式,各分板均采用独立的CPU控制分板模块,主控CPU与各 分板之间采用RS-232进行通信,信息传递可靠性高,用户抗干扰能力强,噪音低,用户板具有过流和防雷保273、护。该数字程控调度电话交换机全部采用工业级芯片,所以稳定性、可靠性高。调度键盘本设计选用触摸屏键盘。该程控数字调度电话交换机对当地市话局设环路中继接口。工业场地调度电话用户约50部。井下调度电话用户共30部,井下电话机选用HAK-1矿用本安自动电话机。矿井工业场地110kV变电所与XX青春山和铁西两个区域变电站之间设有电力调度通信专线,利用110KV供电线路的避雷线作为电力通信专线,避雷线选用复合光纤钢绞线,光端设备设于各变电所值班室。同时利用行政通信作为矿井变电所与上述两变电站之间的应急通信。(3)矿井无线通信系统及动目标定位跟踪系统由于井下生产调度固定电话用户设置地点固定且数量有限,井下移274、动人员与井上生产调度员进行及时的通信联络存在困难,为保证矿井安全生产,提高管理和生产效率,井上生产调度员能及时与井下移动人员(采掘人员、维护检修人员、瓦斯检测人员及井下电机车司机等)进行通信联络,该矿井选用一套矿井无线通信系统及动目标定位跟踪系统。矿井无线通信系统及动目标定位跟踪系统主要功能移动分机之间通话及短消息业务;移动分机与固定分机的一号双机业务;紧急呼叫业务;无线数据传输业务;可对井下人员进行实时定位跟踪;提供井下人员实时定位信息列表;考勤管理。矿井无线通信系统采用分区覆盖,井下采用矿用基站、地面采用室外及室内基站组网方式。即保证覆盖,又满足了话务量不同密度分布的要求。该系统由中心控制275、器、基站控制器、基站、本安手机、网管及定位跟踪终端等设备组成。该系统分地面及井下两个区域,根据XX二号矿井地面建筑物分布及井下各巷道及采面的布置情况共配置室外基站2个、室内基站2个(工业场地范围内)、井下基站控制器1个、井下矿用基站25个,本安手机280部(四班工作制每班70部)。井下矿用基站工作频段1900MHz1915MHz。为便于调度系统组网及系统维护,系统中心控制器、定位管理服务器、网管设备、定位管理终端安装在矿生产综合调度室内。系统中心控制器通过E1接口与DH-2000数字程控调度电话交换机组网,实现矿井无线通信系统与有线系统组网。(即井下本安手机与井下、井上生产调度固定电话实现通信276、)中心控制器通过光端机、光缆连接井下基站控制器,井下基站控制器与井下基站之间用HUYV型矿用通信电缆连接。本安手机在井下基站服务区覆盖范围内,用户可以在移动过程中持续呼叫。无线定位跟踪子系统作为无线调度子系统的一个附加模块,通过井下生产人员手持本安手机所处井下某基站位置实施定位跟踪。井上调度员可以随时掌握井下人员所处的位置范围。(4)矿山救护无线通信为保证调度室调度员与矿山救护人员及救护车辆之间的实时通信联络选用一套独立的无线通信系统,型号为MOTOROLA-GR1225,中转台设于调度室,车载台3部功率25W,便携式手机10部。(5)通信线路该矿井工业场地内通信线路为地埋通信管道和局部地埋敷277、设方式,管道通信电缆型号为HYA型通信电缆,地埋通信电缆型号为HYA22钢带铠装通信电缆。下井通信电缆两条。主、副斜井各一条,型号为HUYV-30*2*0.8矿用阻燃型通信电缆,总长约2Km,负责井下的生产调度电话用户。下井通信电缆容量2倍井下电话用户。井下通信干线电缆选用HUYV-10*2*0.8、HUYV-20*2*0.8 型矿用阻燃型通信电缆,井下用户通信电缆选用HUYVR-2*2*0.8型矿用阻燃型电话软电缆。井下电话分线盒为防爆型。工业场地内所有行政电话用户和井上、井下调度电话用户通信电缆均由矿井行政办公大楼生产综合调度室内的总配线柜MDF统一配出。5、工业电视监视系统该矿井设一套工278、业电视监视系统。对井下综采工作面、带式输送机机头驱动站和机尾、转载点、变电站、井口等地点进行图象监视。该系统作为矿井一体化信息管理的一个子系统。工业电视监视系统矩阵切换控制主机选用美国NTK公司生产的AD2015/48-16/SK,48路视频输入、16路视频输出。东芝DLP大屏幕显示系统,由4台60英寸P601DL - Plus 数据背投组成。SCM-21E彩色监视器12台、VS-10P 360G硬盘录像机2台、光接收机柜1台。以上设备设于矿行政办公楼生产综合调度室内。在主、副斜井井口、井下综采工作面、带式输送机机头机尾、运输大巷、中央变电所等主要生产环节处设防爆彩转黑摄像机共20台。生产综合279、调度室调度员可对井口及井下重要生产岗位状况进行图像监视,并可通过录像设备对存储资料进行检索回放同时通过硬盘录像机网口与矿一体化信息系统连网。防爆彩转黑摄像机布放地点如下:(1)主斜井井口 1台;(2)副斜井井口 1台;(3)运输大巷 4台;(4)带式输送机 6台;(5)综采工作面 2台;(6)井底煤仓 1台;(7)井下变电站 1台;(8)其它 4台; 工业电视监视系统信号传输方式采用光纤传输。6、计算机管理系统(1)计算机网络在矿井行政办公大楼信息管理中心内设计算机管理信息系统,该系统对信息进行采集、传输、处理、储存和输出。以满足管理对信息服务的要求。提高工作效率和管理水平;对财务、劳资、人事280、调度、生产、物资管理、运销、地质、安全、基建、设备等各项业务实行现代化管理。用计算机完成制定计划、统计数据、提供报表等功能;建立数据库,提供信息的综合查询和生产经营各项指标的分析功能。为领导层提供预测、规划和决策支持;与监测、监控等实时控制系统相连,形成覆盖全矿的综合信息网络,并与公司信息中心实现计算机通信。计算机管理系统设备,由HP服务器2台、48口CISCO 三层数据交换机1台、CISCO防火墙1台、HP激光打印机5台、IBM终端设备40台(含选煤厂)等组成。软件子系统的划分及功能:参考矿井现行管理系统的实际情况,考虑管理职能的要求,把联系紧密,管理方法相近,数据处理方法及程序设计方法相281、似的内容放在一个子系统,由此可构成以下十三个子系统:a、生产管理子系统:包含生产作业执行统计管理等相应模块。b、安全管理子系统:包含保密管理及人身设备安全管理等相应模块。c、计划管理子系统:包含年、季、月或日生产作业计划的编制管理等相应模块。d、技术挡案管理子系统:包含主要生产状况记录、查询、技术资料检索管理等相应模块。e、物资供应管理子系统:包含生产用物资材料的存取管理、物资分配、合同管理等相应模块。f、运销管理子系统:包含外销煤的经营管理等相应模块。g、财务管理子系统:包含各种资金、利润、折旧管理等相应模块。h、机电设备管理子系统:包含机电设备维修管理等相应模块。i、基建管理子系统:包括新282、建、改扩建项目管理及作业计划按排等相应模块。j、人事劳资管理子系统:包括定员、人事、工资管理及查询等相应模块。k、综合信息决策系统:包含经济技术重要指标的记录、存储、查询等相应模块。l、煤质化验子系统:包含煤质参数统计管理等相应模块。m、地测管理子系统:包含地质测量资料信息管理及查询等相应模块。矿井通信、工业电视监视和计算机网络系统详见K1404-242-1 井上下通信网络系统图。(2)综合布线系统在矿行政办公楼内配置综合布线系统,该系统符合国家现行的GB/T50311-2000建筑和建筑群综合布线系统工程设计规范,综合布线产品选用IBM ACS布线产品。ACS系统能够满足各种计算机网络(如I283、BM、DEC、HP、CISCO、BAY、3COM等等)的布线需求。也可满足各类电话系统(如PSTN、ISDN、DDN、PBX等等)对布线系统的需求。使综合布线系统满足计算机和电话系统的实用和美观的要求。IBM ACS综合布线系统组成:工作区子系统工作区子系统由设在各办公室内的信息插座、跳线(连接信息插座至终端设备之间的线缆)、适配器构成。信息插座为6类RJ45。水平干线子系统水平子系统即配线子系统,由工作区的信息插座至楼层配线设备的配线电缆。本设计选用6类屏蔽阻燃线缆。管理子系统管理子系统由各层分设的楼层配线系统及主机房中的主配线系统构成,负责办公大楼内信息通道的统一管理。主要由跳线面板、跳线管理器、跳线
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