煤矿初步设计论文03735.doc
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1、山西平定古州冠裕煤业有限公司矿井兼并重组初步设计说明书目 录前 言1第一章 井田概况及地质特征1第一节 矿井概况1第二节 井田地质特征4第三节 矿井开采现状13第二章 矿井资源/储量设计生产能力和服务年限15第一节 矿井资源/储量15第二节 设计生产能力及服务年限17第三章 井田开拓18第一节井田开拓方式18第二节 井口、主要大巷位置及水平划分21第四章 井筒、井底车场及硐室22第一节井筒22第二节 井底车场23第三节 主要硐室24第五章 采煤方法、工艺及采掘机械化26第一节 采煤方法、工艺及采煤机械化26第二节巷道掘进及掘进机械化31第六章 井下运输34第一节 井下煤炭运输34第二节 井下辅
2、助运输及车辆配备39第七章 通风与安全41第一节设计依据41第二节矿井通风设计43第三节 灾害预防及安全装备46第四节 抽放瓦斯53第五节 安全监控、监测54第八章矿井主要生产环节设备选型57第一节 主井提升设备57第二节 副井提升设备64第三节矿井排水69第四节主通风机选型72第五节 压气设备74第九章生产地面系统77第一节煤质及产品方案77第二节地面生产系统77第十章 总平面布置及地面运输81第一节 总平面布置81第二节 竖向布置82第三节 地面运输83第十一章 供 电84第一节电源和负荷84第二节地面供配电84第三节井下供配电87第十二章 监控、通信及计算机管理89第一节 监控与计算机管
3、理89第二节矿井通信、信号与计算机管理89第十三章地面建筑、给排水和供热通风92第一节地面建筑92第二节给排水92第三节井上、下消防除尘洒水96第四节采暖、供热及通风97第四节井筒防冻及锅炉供热99第十四章环境保护101第一节 概述101第二节 环境保护设计101第三节 管理机构及投资105第十五章 工业卫生、消防及节能107第一节工业卫生107第二节消防灭火107第三节 节 能108第十六章 建井工期111第一节 建井工期111第二节 产量递增计划113第十七章经 济114第一节劳动组织及定员114第二节经济分析115附件:1设计委托书2采矿许可证3检验报告4阳泉市煤炭工业局文件阳煤政发20
4、1007号关于山西平定古州冠裕煤业有限公司兼并重组整合改造矿井地质报告的批复5阳泉市煤炭工业局文件阳煤政发200920号关于全市地方煤矿2008年度矿井瓦斯等级鉴定结果的批复 - 117 前 言一、概述山西平定古州冠裕煤业有限公司,矿井位于平定县冠山镇宋家庄村,经济类型属有限责任公司。井田属沁水煤田阳泉矿区平定区勘探区同意煤矿井田。依据山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室晋煤整合办字200972号文件关于对阳泉市平定古州丰泰煤业有限公司等九处煤矿企业兼并重组整合方案的批复。山西平定古州冠裕煤业有限公司由山西冠裕煤业有限公司(15万t/a)、山西平定宋家庄兴达煤业有限公司 (15万t/a)
5、、山西平定德安煤业有限公司 (9万t/a)等三处矿井兼并重组而成。兼并重组后生产能力为60万t/a,净增21万t/a。新批准采矿许可证为C1400002009111220044037号采矿许可证批准15号煤。二、设计编制主要依据1煤矿建设设计协议2C1400002009111220044037号采矿许可证3山西省煤炭工业局综合测试中心检验报告(编号2006-0882);4阳泉市煤炭工业局文件阳煤政发201007号关于山西平定古州冠裕煤业有限公司兼并重组整合改造矿井地质报告的批复5.阳泉市煤炭工业局文件阳煤政发200920号关于全市地方煤矿2008年度矿井瓦斯等级鉴定结果的批复6矿方提供的生产现
6、状资料三、设计指导思想本报告依照国家能源开发的法律、法规、方针、政策以及煤矿安全规程、煤炭工业设计规范编制,严格按照安全标准进行设计,采用新技术、新工艺,选用先进设备,做到经济合理,最大限度提高资源回收率,达到安全高效的生产目的。四、主要设计方案经现场实地踏勘,全面对地形地貌、场面、井下开拓部署进行系统的分析论证,因该矿井由三个多年生产的老矿井整合而成,主要生产采区集中在原山西平定德安煤业有限公司井田范围内,提出井口选择方案比选已经意义不大,本着安全、高效、简单、经济的原则,提出一个主井井口位置方案,主要内容为,利用山西平定德安煤业有限公司工业场地,可减少投资,最大限度地利用现有生产设施,运输
7、、供电、供水、通信等条件都比较成熟,土建工程量少,易于早日建井投产。根据矿区范围、煤层赋存条件等因素,设计提出两个井田开拓方案供比较选择。方案一:利用山西平定德安煤业有限公司工业场地,在现主井西部新配二支斜井,一支作为主井,用于提升煤炭,兼作进风井;另一支作为回风井,原回风井关闭,原德安煤有限公司的主井变更为副井,用于升降人员、下放材料等。主井见15号煤层后与回风井贯通,然后向正西方向开掘,至井田中部,按南北方向布置胶带、轨道、回风大巷各一条,形成一采区直接布置单翼回采工作面回采。后期利用山西平定宋家庄兴达煤业有限公司开凿的一对斜井作为回风井开采二采区。方案二:在现主井西部新配一支主斜井,用于
8、提升煤炭,兼作进风井, 原主井变更为副井,用于升降人员、设备、材料等,兼作进风井,利用山西平定宋家庄兴达煤业有限公司开凿的一对斜井作为回风井开采全井田15号煤层。两方案主要特点比较:方案一与方案二相比较前期井巷工程量小,易于早日投产;方案一与方案二相比较通风距离短,通风阻力小。方案一与方案二相比较投资少。方案二主要优点是,全矿井建成后,矿井生产在所有服务期内不再进行井筒设施的建设,方案一则需要矿井变更一次通风系统。综上所述,方案一优于方案二,推荐井田开拓方式为方案一。五、井田开拓主要技术特征1煤层及储量井田内可采煤层为15号煤层,煤层厚度在厚4.94-8.04m之间,平均6.74m,地质储量2
9、924万吨,可采储量740.80万吨。2井田开拓方式斜井,共建有三支斜井,一支主井,一支副井,另一支为回风井。3提升方式主提升方式为胶带机、辅助提升为斜井单钩串车提升方式。4通风方式中央式。5井下运输方式主运输方式为带式输送机,辅助运输为调度绞车。6排水系统采用井底集中机械排水。7供电系统井下供电设计采用10kv高压入井方式。8采煤方法回采工艺为综采放顶,支护方式液压支架,工作面运输为刮板输送机,顺槽为可伸缩带式输送机。六、主要技术经济指标1建设总投资:9303.83万元。2吨煤投资:155.06元。3矿井建设总工期:12个月。第一章 井田概况及地质特征第一节 矿井概况一、地理位置及交通条件山
10、西平定古州冠裕煤业有限公司位于平定县冠山宋家庄村。地理位置为东经11335541133604,北纬 374540374614。 该矿位于平定县城西南5.0Km处,距太-旧高速公路平定入口处4Km,距白羊墅货站12Km,距平定乱流货站20Km,阳煤集团贵石沟矿铁路专用线在矿井北部2km处通过,距东关装车站5km,交通条件十分便利。详见矿区交通地理位置图二、地形地貌及河流水系本井田位于太行山脉北段西侧,山西黄土高原东部,属低山丘陵地带,井田内地形地势起伏不大,呈南高北低,西高东低之势,井田内最高点位于西南部边界处,海拔780m,最低点位于井田北部边界冠庄村边,海拔710m,最大相对高差70m。本区
11、属海河流域子牙河水系,滹沱河支流,井田内无河流,井田外北部1km处有南川河,自西向东流过, 该河流为季节性河流,平时干涸,仅雨季有水流过。井田内有三个村庄,冠庄村、宋家庄村和水峪沟村(属宋家庄管辖的自然村)。三、气象条件据平定县气象局提供的气象资料,该矿区气候四季分明,春冬干燥,夏热潮湿,秋季凉爽,属暖温带大陆性气候。1气温:年最高气温39.1,最低气温-15.2,平均10.9。2降雨量:年降雨量最大866.4mm,最小372mm,平均571.85mm,主要集中在七、八、九三个月。 3蒸发量:年蒸发量最大2285.1mm,最小1417.8mm,平均1888.1mm。4湿度:年平均相对湿度65%
12、。5风向:冬春多西风、西北风,夏秋季常为南风或东南风,年风速平均2.4m/s,瞬时最大风速20.7m/s。五、工农业生产情况1工业方面矿区内较大工业企业为位于井田东部的阳光发电有限责任公司和位于井田南部同意煤业有限责任公司。其它大多为乡镇村办煤矿企业。2农业方面矿区内以农业为主,地形地势开阔平坦,高差不大,大多为耕地,农作物以玉米、谷子、豆类为主,兼种蔬菜、瓜果等。3建材方面:矿区附近地表出露有大量的砂岩、石灰岩,在南川河床中沉积有大量河沙,山坡上还有大量黄土,均是良好的建筑材料,可为矿井建设就地取材提供便利条件。六、地震烈度按山西省城市(县城)地震基本烈度区划图,该区属七级基本地震烈度区。七
13、、矿井水源目前,矿井生产、生活用水主要由深井水供给,水质、水量满足要求。八、供电该矿井为双回路供电,一回接线于大峪变电站供给南坳、冠庄一带的10kv农用线路(线路编号907)。另一回接线于冶西变电站供给该矿的10kv专用线路(线路编号535)。九、周边矿井开采情况井田南部为同意煤业有限公司,开采15号煤层,原设计能力为30万吨/年,兼并重组后提升至90万吨/年,井田西南部为兴峪煤业有限公司,开采15号煤层,原设计能力为21万吨/年,兼并重组后提升至90万吨/年。井田东部为平定县冠庄垴煤矿(已关闭),北部、西部均无矿井。第二节 井田地质特征一、地质条件(一)概述1井田勘探程度本井田属阳泉矿区扩区
14、(平定区)苏峪勘探区煤矿,本区普查勘探、精查勘探工作均由山西煤炭管理局地质勘探局119队进行,于1970年提交了山西省沁水煤田阳泉矿区扩区(平定区)苏峪勘探区最终地质报告。本井田勘探程度较高,井田内有钻孔5个,周边有可利用钻孔2个,另外,本矿井及其相邻矿井有多年积累的开采资料可供参考。2.地质特征本井田地层走向大致东西向、倾向向北,向斜轴部反向,倾角平缓,一般不大于10,局部变化较大。 (二)地层井田内地层有奥陶系、石炭系、二迭系、第三、四系更新统和全新统,现由老至新简述如下:1中奥陶系峰峰组(O22f):本组为煤系地层之基盘,主要为灰岩及豹皮状灰岩,其次为泥灰岩及薄层状白云质灰岩。底部为厚层
15、角砾状泥灰岩,下部岩溶较发育。本组厚约178m。本组地层的石灰岩质较纯,易为水溶蚀形成卡斯特溶洞,在重力作用下上覆地层陷落,使煤系形成陷落柱,给矿井生产带来很大困难,甚至不能正规开采。2中石炭系本溪组(C2):本组地层平行不整合于奥陶系地层之上,本组地层平均厚35-40m,为海陆交互相沉积,由黑色泥岩、砂质泥岩、灰色石灰岩、细砂岩组成,含不稳定不可采薄煤层1-2层,底部有一层鸡窝状山西式铁矿,其上有一层灰白色铝土岩。3上石炭系太原组(C3)为本井田主要含煤地层之一,与本溪组连续沉积,主要由煤层和四节石(K2)、钱石(K3)、猴石(K4)三层石灰岩及砂岩、砂质泥岩、泥岩组成,属海陆交互相沉积,含
16、煤7层,编号8号、9号、11号、12号、13号、14号、15号,15号煤层为全区稳定可采厚煤层,其余均为不可采薄煤层。本组地层厚67.84130.03m,平均112.55m。4下二迭系山西组(P11)本组为井田内主要含煤地层之一,连续沉积于太原组之上,为纯陆相沉积,主要由灰黑色砂质泥岩、泥岩、灰白色中-粗砂岩组成,本组地层含煤4层,编号2号、3号、4号、6号,6号煤为局部可采薄煤层,其余三层煤均不可采。本组地层厚33.2440.63m,平均厚度38.25m,该组地层以K7砂岩为本组地层标志层,为灰白色厚层状细-中粒分选,磨圆度差,泥质胶结,有时含菱铁质及少量植物化石碎屑,波状及缓冲状层理多,属
17、河漫滩及河床相沉积,平均厚度4.50m,其底部为山西组与太原组分界层。7第三系沉积层(Q2+3)及第四系冲积层(Q4)黄土层:分布在山坡沟谷中,覆盖在不同时代的地层之上,厚度因地而异,在 0-8m之间,平均3m,由红黄色、浅黄、黄灰色、亚砂土、亚粘土、细粉砂土组成,黄土中垂直节理发育,孔隙度大,底部含钙质结核。山坡碎石及乱石堆积,因上部岩石硬,下伏岩层节理发育,遭受风化后在重力作用下垮落形成大小不一的有棱角碎石,在山坡较缓处与泥土夹杂形成乱石堆积,主要分布在井田中部的山谷中。河床沉积物:主要分布在河床及山间沟谷中,由卵石、砾石及河砂组成,主要成份为砂岩及砂质泥岩,圆化度不高,厚度一般在7m左右
18、。二、含煤地层本井田主要含煤地层为山西组和太原组。山西组含煤4层,编号为2号、3号、4号、6号,仅6号煤属局部可采薄煤层,其余煤层均不可采,本组地层厚33.2440.63m,平均厚度38.25m。太原组含煤7层,编号为8号、9号、11号、12号、13号、14号、15号,可采煤层1层,编号为15号,本组地层厚67.84130.03m,平均112.55m。其余为不可采煤层。三、地质构造(一)区域地质构造该矿井属沁水煤田阳泉矿区扩区(平定区)苏峪勘探区东部的一部分,本勘探区所处地质构造单元属太行山背斜西翼中段,桃河向斜南翼,刘家庄背斜东翼,区内以褶曲构造为主,走向为北东南西,地层倾角随褶曲两翼走向不
19、同,倾向分别为向南东、向北西,倾角一般10度左右,陷落柱在整个勘探区较发育,分布广,对开采有一定影响。(二)井田地质构造井田内主要地质构造为陷落柱、褶曲。现就井田主要地质构造描述如下:1褶曲构造S1向斜:位于井田中部,大致呈北东南西向,向西南倾伏,井田内延伸长度1100m,两翼倾角一般5度左右。2.陷落柱为该井田内主要地质构造,较发育,已探明陷落柱有2个,X1呈椭圆形,长轴80m,短轴60m,X2呈椭圆形,长轴185m,短轴130m,对矿井正规开采影响较大。3断层:该井田内无探明断层。(三)井田地质构造评价井田内主要地质构造为陷落柱、褶曲,无断层、无岩浆侵入,地质构造特征基本与区域地质构造一致
20、,其褶曲为缓波状,在煤层露头地带附近基本为一单斜构造,走向近NNW,倾角变陡为9度左右。综上所述,本矿井地质复杂程度为简单。四、煤层本井田山西组含煤4层,其中6号煤层属局部可采薄煤层,其余为不可煤层。太原组含煤7层,15号煤层为全区稳定可采厚煤层,其余为不可煤层。15号煤层:位于太原组底部,厚4.94-8.04m,平均6.74m,属全区稳定可采厚煤层。伪顶为泥岩,平均厚度4.48m;直接顶为黑色泥岩及砂质泥岩,平均厚度10.06m,上部为14#煤,厚0.05m;老顶为K2四节石灰岩,平均厚度4.36m。直接底板为砂质泥岩,厚3.05m;老底为K1细砂岩,厚2.50m。五、煤质1物理性质15号煤
21、层为黑色、条痕为棕黑色,参差状断口,线理状结构,层状、块状构造,金刚光泽,属光亮型、半光亮型煤。2化学性质本井田15号煤层煤质为中硫分、低灰分、发热量大的优质贫煤,是工业、民用、动力燃料和良好的化工原料。煤质牌号:无烟煤。煤质分析详见表1-2-1表1=2-1煤质特征表含煤地层煤层编号水份Mad(%)灰分Ad(%)挥发分Vad(%)挥发分Vadf(%)硫分s.td(%)焦渣特征CRC相对真密度TRD太原组15号0.3228.718.0011.261.7121.713煤类及用途本井田15号煤层煤质为中硫、中灰、发热量大的优质无烟煤,主要用途是工业、动力、民用燃料。4煤的可选性依据该矿提供的15号煤
22、层可选性资料原煤1001mm浮沉试验综合报告成果,10050mm占全样的15.63%,5025mm占全样的7.5%,1325mm占全样的3.13%,613mm占全样的14.5%,其煤的可选性为难选中等可选,属良优级煤炭。六、井田水文地质情况1地表径流本区属海河流域子牙河水系,滹沱河支流,井田内无河流,井田外北部1km处有南川河,自西向东流过, 该河流为季节性河流,平时干涸,仅雨季有水流过。2含水地层及其特征井田内含水岩层自下而上有奥陶系石灰岩承压含水层、石炭系石灰岩岩溶裂隙含水层、二叠系砂岩裂隙含水层及第四系松散岩类孔隙含水层。根据该矿区内水文地质条件资料知,井田内水文地质特征为:据矿井地质报
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