煤矿可行性研究报告.doc

第 1 页 总总 论论 一、项目背景：一、项目背景： 1 1、项目名称、隶属关系及所在位置：、项目名称、隶属关系及所在位置： 山西 xxxx 煤矿有限责任公司位于 xx 县境内，为 xx 县新堡乡街 xx 村办煤矿，该矿距宁（武）静（乐）公路 8km，其间有简易公路 可通，距北同浦铁路线 xx 煤炭集运站 55km，交通运输条件较为便利。 2 2、项目建设单位概况、项目建设单位概况： 1 1）矿井现状）矿井现状 街 xx 煤矿为 xx 县新堡乡街 xx 村办煤矿，始建于 1982 年，2006 年 11 月，换领采矿许可证，证号 1400000622724，矿区面积为 0.6608 km 2，准采标高 1700-700 米，准采石炭系 2#、3#、5#煤层，生产规模为 21 万吨/年，有效期为 2006 年 11 月-2009 年 11 月。煤炭生产许可证证 号为 x040707060y2g2,设计能力: 6 万吨/年，有效期为 2005 年 1 月- 2005 年 12 月。 本矿采用立井-斜井联合开拓，主立井方位 0，长 264 米；副斜井 方位 90，长 260 米；回风斜井方位 16，长 165 米。采煤方法为悬移支 架水平分段放顶煤采煤法。中央边界式通风。静乐吴家庄、化北屯供电 站 10kv 双回路供电，高压下井。 现采 5#煤层，上距 3 号煤底板 5867m，平均 65m。煤层厚 11.9412.72m，平均 12.33m，中夹二层炭质泥岩夹矸，夹矸厚 0.120.19m，结构较简单。顶板为砂质泥岩，底板为砂质泥岩。 2)2)井田内及周边小煤矿开采情况：井田内及周边小煤矿开采情况： 区内煤炭资源丰富，煤炭开采历史悠久，本矿周缘的煤矿:井田西南 炭窑沟煤矿，其余周边无在批煤矿，均为空井田。周边煤矿暂无越层越 第 2 页 界现象，对本矿井开采无大的影响。今后矿方在临近边界处开采时，应 认真调查邻矿开采情况，查清邻矿废弃巷道和采空区分布情况，以防止 相互贯通引发各类事故。 3 3、预可行性研究报告编制依据：、预可行性研究报告编制依据： 1)、矿方提供的采掘工程平面图； 2)、忻州市煤田地质勘探队提供的山西省 xx 县新堡乡街 xx 煤 矿生产矿井地质报告； 3)、2005 年山西省煤炭工业局晋煤行发2005990 号文关于对山西 xx 贾家堡煤业有限公司生产矿井地质报告“评审意见书”的批复； 4)、矿方委托我所编制该矿设计的委托书； 5)、采矿许可证、安全生产许可证、煤炭生产许可证、营业执照、 安全基本条件核准书、矿长证； 6)、煤质检验报告、瓦斯鉴定资料； 7)、忻州市煤炭工业局“忻煤行字2008 号文。 4 4、项目提出的理由与过程：、项目提出的理由与过程： 本矿位于 xx 煤田中西部地带，井田内煤层赋存稳定，煤层倾角 60-80。按照省政府“关小建大”、“科技兴煤”的煤炭产业政策， 为进一步提升 xx 县煤炭的整体竞争力，实现煤矿开采正规化、生产集中 化、回采工艺科学化，提高资源回收率，增强矿井防灾抗灾能力，根据 忻州市煤炭工业局忻煤行字（2008） 号文，山西 xxxx 煤矿有限责任 公司拟进行采煤机械化升级改造，改造后设计生产能力达到 450kt/a。 二、项目概况：二、项目概况： 1、拟建地点： 山西 xxxx 煤矿有限责任公司位于 xx 县境内，为 xx 县新堡乡街 xx 第 3 页 村办煤矿，该矿距宁（武）静（乐）公路 8km，其间有简易公路可通， 距北同浦铁路线 xx 煤炭集运站 55km，交通运输条件较为便利。 2、建设规模与目标： 根据矿井资源条件及 xx 县煤炭总体发展规划，山西 xxxx 煤矿有限 责任公司采煤机械化升级改造后建设规模为 450kt/a 的矿井。 设计指导思想： 在贯彻执行国家能源开发的方针、政策及煤炭工业规程规范 的前提下，以矿井资源条件及开采条件为基础，以市场需求为导向，以 提高矿井经济效益及安全效益为中心，结合矿井技术装备及山西 xxxx 煤 矿有限责任公司目前的生产管理水平及现生产井的实际情况，确定方案 经济上要合理、技术上应尽可能采用先进工艺、先进设备，并满足矿方 要求和实际生产、生活的需要，充分利用该矿原有井巷工程，平面布置 要最大限度的少占耕地，充分利用地形，减少挖填方工程量，达到安全 生产的目的。 推荐方案的主要技术经济指标如下： 设计生产能力 450kt/a。 开拓方式：立井-斜井联合开拓。 巷道布置：本矿采用采区前进式开拓，5#煤层为特厚煤层，按急 倾斜特厚煤层开采巷道布置，新布置 521 采区开采，采区双翼布置，采 区西至+1520 辅助运输大巷煤柱，东至 521 采区界线，北至井田边界煤 柱，南至井田边界煤柱，布置正规工作面生产，采区以 521 采区运输眼、 运料眼与行人眼为中心双翼布置，与原有回风大巷沟通。采区行人眼、 运料眼基本沿煤层底板掘进，运输眼沿煤层顶板掘进。首采工作面运输 平巷、回风平巷沿煤层走向掘进沟通并形成切眼。 三、存在的主要问题及建议：三、存在的主要问题及建议： 第 4 页 1、山西省第三地质工程勘察院 2005 年 10 月编制的山西省 xx 县 新堡乡街 xx 煤矿生产矿井地质报告，能够满足本次设计要求，但对 本矿井水文资料了解程度较低，矿方在今后的生产过程中要不断收集矿 井地质资料，进一步提高地质资料可信程度。建议在井底车场附近及井 田中部、北部补打钻孔，提高地质勘探程度。 2、本矿为急倾斜、特厚煤层，设计 5#煤层采用急倾斜特厚煤层水 平分段机采放顶煤采煤法。矿方在今后采掘过程中，要不断提高生产工 人素质，掌握采煤工艺，防止事故的发生。 3、本设计为项目预可行性研究报告，正式施工前必须有可行性研究 报告、初步设计及安全专篇、并进行正规的施工图设计。 第一章第一章 矿井建设条件矿井建设条件 第一节第一节 概况概况 一、地理概况：一、地理概况： 一）矿区位置与交通一）矿区位置与交通： 山西 xxxx 煤矿有限责任公司位于 xx 县境内，为 xx 县新堡乡街 xx 村办煤矿，井田走向长 670m，宽约 1356m，面积 0.6608km2，矿区该矿距 宁（武）静（乐）公路 8km，其间有简易公路可通，距北同浦铁路线 xx 煤炭集运站 55km，交通运输条件较为便利。 地理坐标为：东经 11154501115526 北纬 383422383520。 二）二）自然地理自然地理 该区位于管涔山南麓芦芽山区，地形陡峻，中山地貌，位于汾河源 头上游，地形切割强烈，水系、植被发育。总体地势西高东低，最高点 为于矿区西部，海拔标高为+1735.0m，最低点为于矿区东部，海拔标高 为+1575.0m，相对高差 160.0m。 第 5 页 该区气候寒冷，年平均气温 6.2，一月份平均温度-10，七月份 平均温度 20，年降雨量 470-700mm，无霜期 120 天。有一河流从矿区 中部流过。 根据（78）省震字 29 号文，本区地震烈度为 6 度。 三）三）区内周边煤矿开采情况区内周边煤矿开采情况 区内煤炭资源丰富，煤炭开采历史悠久，本矿周缘的煤矿:井田西南 炭窑沟煤矿，其余周边无在批煤矿，均为空井田。周边煤矿暂无越层越 界现象，对本矿井开采无大的影响。今后矿方在临近边界处开采时，应 认真调查邻矿开采情况，查清邻矿废弃巷道和采空区分布情况，以防止 相互贯通引发各类事故。 二、矿区总体规划及开发现状：二、矿区总体规划及开发现状： 本矿地处山西省 xx 煤田中西部地带，区内地质勘探程度较低，国家 “十一五”规划 xx 煤田为重点产煤区。因此，随着国家产业政策的调整 和对矿产资源开采管理力度的加强，政府鼓励建设和发展资金投入充分、 生产规模大、机械装备水平高、安全性好、煤炭回收率高、采用新工艺 合理开发的矿井，本井田煤炭资源丰富，提高矿井资源回收率，实现规 模化、高效益生产，是本矿井机械化改造和建设的当务之急。 第二节第二节 矿井外部建设条件矿井外部建设条件 一、交通运输条件一、交通运输条件 山西 xxxx 煤矿有限责任公司位于 xx 县境内，为 xx 县新堡乡街 xx 村办煤矿，井田走向长 670m，宽约 1356m，面积 0.6608km2，矿区该矿距 宁（武）静（乐）公路 8km，其间有简易公路可通，距北同浦铁路线 xx 煤炭集运站 55km，交通运输条件较为便利。 二、电源二、电源 第 6 页 据现场调查，山西 xxxx 煤矿有限责任公司供电电源由化北屯 35kv 变电站以 10kv 线路供给作为主供电源，距离 10km；另一回从静 乐县吴家庄 35kv 变电站以 10kv 线路供给作为矿井备用电源，距离 10km，形成双回路供电，保证矿井安全生产。 三、水源、水源 现本矿生活用水主要靠附近村庄的水井供给，水量、水质符合饮用 水标准。井田内奥陶系岩溶水为良好的供水水源，今后矿井可考虑打深 水井取奥陶系岩溶水作为矿井生活用水，为充分利用当地水资源。为充 分利用当地水资源，生产用水可部分利用净化后的矿井排水。 四、其它四、其它 xx 县以农业和工业并重共同发展，主要工业为煤炭、化工、焦化、 建材等。区内耕地面积较少，并多为梯田及山坡地。农作物以碗豆、土 豆、玉米等为主，建矿材料及生活必需品均可在本县内解决。矿区剩余 劳动力较多，粮食基本上自给自足。 第三节第三节 矿井资源条件矿井资源条件 一、地质构造及煤层：一、地质构造及煤层： 一）一）地层：地层： 矿区内大部分被第四系黄土、残坡积覆盖，仅在沟谷中出露有古生 界二叠系的地层。赋存地层主要有新生界第四系上更新统（q3） 、上第三 系上新统（n2） ，二叠系上统石千峰组（p2sh） ，二叠系上统上石盒子组 （p2s） 、二叠系下统下石盒子组（p1x） 、山西组（p1s） 、石炭系上统太原 组（c3t） 、中统本溪组（c2b） 、奥陶系中统上马家沟组（o2s） ，现由老 到新分述如下： 1奥陶系中统上马家沟组（o2s） 第 7 页 由一套灰黄色泥灰岩，黄色、黄绿色白云质灰岩，灰岩，角砾状灰 岩，豹皮状灰岩，钙质页岩组成，厚度200m。 2石炭系中统本溪组（c2b） 本组地层厚度为 16.65-60.5m，平均 30m。平行不整合于中奥陶系上 马家沟组灰岩侵蚀面上，下部为海陆交替相的铁铝岩建造。自下而上一 般由山西式铁矿、铁铝岩、铝土岩及铝质粘土岩组成。上部为灰色页岩、 砂质页岩和灰白色石英砂岩，中夹石灰岩，但稳定性差。另外还可见到 2 层薄煤，均属不可采煤层。 3石炭系上统太原组（c3t） 本组地层厚度为 62.21119.0m，平均 107m，为本区主要的含煤地 层之一，呈海陆交替相的含煤建造。由灰或灰黑色页岩、砂质页岩、炭 质页岩、灰白色石英砂岩、煤、石灰岩及海相页岩组成。含可采煤层 2、3、5 号煤层，主要赋存于中及中下部。煤层有变薄、分叉现象。本 组中部所夹石灰岩，含有蜿足类化石，横向变化大，层次不定。本组底 部与本溪组地层之间，以一层较薄的砂岩为界，为石英砂岩，其分选良 好，粘土胶结，层位较稳定，相当于太原西山的晋祠砂岩。 本组含晚石炭系统希瓦格筵和太原网格长身贝等标准化石及少量假 蛋形脉羊齿和长椭圆楔叶等早期华夏植物化石。 4二迭系下统山西组（p1s） 本组厚 30.985.0m，平均 48m。属陆相含煤岩系，由灰色砂质页岩、 灰黑色页岩、灰白色石英砂岩组成。中夹煤及碳质页岩，主要赋存于下 部，横向变化大，稳定性差，分叉、变薄和尖灭现象显著。含 1-3 层， 均为不可采煤层，植物化石较多，其中以多脉带羊齿甚为繁盛。 5二迭系下统下石盒子组（p1x） 本地层厚 107.5211.1m，平均 120m，为黄绿、杏黄色陆相沉积岩 第 8 页 系，可分为二个岩段。第一段为黄绿和灰绿色厚层状硬砂岩，黄绿色和 灰绿色砂质页岩及少量灰黑色页岩组成，下部偶含煤线及炭质页岩；第 二段以黄绿和杏黄色厚层状石英砂岩、黄绿和紫红色砂质页岩为主，中 夹少量灰和黄绿色页岩，底部分界砂岩偶含砾石。 6二叠系上统上石盒子组（p2s） 本组地层厚 268.7348.1m，平均 280m，为杏黄、黄绿和紫红色陆 相沉积岩系，可分为三个岩段。 第一段：以杏黄、黄绿和紫红色页岩、砂质页岩和黄绿、灰白色石 英砂岩组成。 第二段：以灰白、灰黄和黄绿色厚层状石英砂岩、含砾石英砂岩、 杏黄色砂质页岩和紫红、黄绿色页岩组成。 第三段：以紫红色页岩、砂质页岩和黄绿色粗粒石英砂岩组成。 本组地层厚 694.4931.3m，平均 710m，为紫红色和砖红色陆相沉 积岩系，可分为三个岩段。 第一段：以暗紫色和黄白色粗粒长石石英砂岩、紫红色页岩、砖红 色泥岩和砂质泥岩组成。 第二段：以浅紫红色细粒长石石英砂岩中夹少量紫红色泥岩、页岩 和砂质页岩组成。 第三段：为一套砖红色、暗紫红色砂质泥岩和灰白、暗紫红色长石 石英砂岩组成。 7二叠系上统石千峰组（p2sh） 本组地层厚 694.4931.3m，平均 710m，为紫红色和砖红色陆相沉 积岩系，可分为三个岩段。 第一段：以暗紫色和黄白色粗粒长石石英砂岩、紫红色页岩、砖红 色泥岩和砂质泥岩组成。 第 9 页 第二段：以浅紫红色细粒长石石英砂岩中夹少量紫红色泥岩、页岩 和砂质页岩组成。 第三段：为一套砖红色、暗紫红色砂质泥岩和灰白、暗紫红色长石 石英砂岩组成。 8上第三系上新统（n2） 本组地层厚 050m，按成因类型可分为三段。下部洪积相，主要为 棕红色、紫色砂砾层；中部冲积相，主要为一套韵律性清楚的棕红色砾 岩、砂土、粘土及粘土岩；上部湖相洪积相为红色粘土，含三趾马化石 及数层水平钙质结核。 9第四系上更新统（q3） 不整合覆盖于下伏基岩地层之上，由灰黄色亚砂土、亚粘土组成， 厚 5-100m，广泛分布于山坡及梁顶。 10第四系全新统（q4） 为冲洪积物及残坡积物，分布于沟谷底部，厚 05m。 二）、二）、构造构造： 1 1、区域构造、区域构造 本矿区区域构造位置处于吕梁太行断块之 xx静乐块坳之中段， 即 xx轩岗到新堡杜家村之间的向斜构造西翼，向斜轴向北北东向。 2 2、矿区构造、矿区构造 本矿区地层总体为向北东倾斜的单斜构造，地层走向为北北东向， 倾角 60-80。区内未发现断裂构造及陷落柱，地层连续性好，构造简 单。 三）、煤层：三）、煤层： 1 1、含煤性、含煤性： 矿区内含煤地层主要为山西组和太原组。山西组厚 48m，含有 第 10 页 01、1 号 2 层煤；太原组厚 107m，含 2、3、4、5 号 4 层煤，2、3、5 号 煤层为稳定可采煤层，其余均为不可采煤层，煤层总厚度 20.81m，含煤 系数 19.4%。 2 2、可采煤层：、可采煤层： 2#煤 位于太原组上部，其顶板上距 k2砂岩约 14m。煤层厚 4.164.22m，平均厚 4.19m。中夹一层碳质泥岩夹矸，夹矸厚 0.20m 左 右，结构简单。顶板为砂质泥岩，底板为细砂岩。 3#煤 位于太原组上部，其顶板上距 2#煤底板 8-15m，平均 10m。煤层厚 3.063.11m，平均 3.09m。中夹一层碳质泥岩夹矸，夹矸厚 0.20m 左右， 结构简单。顶板为粗砂岩，底板为砂质泥岩。 5#煤 上距 3 号煤底板 5867m，平均 65m。煤层厚 11.9412.72m，平 均 12.33m，中夹二层炭质泥岩夹矸，夹矸厚 0.120.19m，结构较简单。 顶板为砂质泥岩，底板为砂质泥岩。 煤层特征表（表煤层特征表（表 1-3-1） 厚 度（m）地层 单位 煤层 编号最小最大平均 平均层 间距（m） 结构稳定性 24.164.224.19简单稳定 815 33.063.113.09简单稳定 太原组 511.9412.7212.33 5867 较简单稳定 二、水文地质条件：二、水文地质条件： 1 1、地表水、地表水 第 11 页 本矿区属中低山区，地势北高南低，沟谷发育，无常年流水，全为 季节性河流，只雨季才形成暂时性水流，汛期水体由北西向南东流入汾 河。 2 2、含水岩组、含水岩组 （1）第四系松散岩类含水层 为卵石层，多分布于沟谷，一般为透水弱含水层，厚020.00m，相 对隔水层为亚粘土，属浅埋型上层滞水，极弱富水。 （2）石炭系碎屑岩类孔隙含水层 岩性为含砾粗砂岩，中细粒砂岩，灰岩及煤层，主要为大气降水补 给，富水性较强，为煤层直接充水层，据邻区资料单位涌水量为 0.011.56l/s。 3、隔水层、隔水层 区内隔水层为泥岩、粉砂岩，分布于上、下石盒子组和山西组、太 原组和本溪组。 4、地质构造对水文地质条件的影响、地质构造对水文地质条件的影响 本井田为一单斜构造，层间裂隙水大都沿岩层倾斜方向运移，并向 深部汇集。但要注意井田内可能有的断裂构造带对井田的开采影响。由 于某种原因地层的错动，可使煤层直接与含水层接触，使含水层直接结 煤层充水，同理岩层的错动破坏了原有隔水层的作用，使得上下含水层 在断层附近产生了水力联系，这些因素都会对煤层的开采产生一定的影 响。 5、矿井水文地质类型：、矿井水文地质类型： 5#煤层直接充水含水层为上覆砂岩含水层，含水层富水性较弱，矿 井水主要来自断层顶板的渗入，大气降水是矿坑充水的主要补给来源， 充水程度与降水量有关，且随季节性变化。按生产能力 210kt/a 计算， 第 12 页 矿井正常涌水量为 10.5m3/h，最大涌水量为 17.5m3/h，根据富水系数法， 矿井生产能力达到 450kt/a 时，预计矿井正常涌水量为 22.5m3/h，最大 涌水量为 37.5m3/h， 本区奥灰水位标高在本次地质报告中未载明，建议矿方在进行采煤方 法改革前尽快在施工水文钻孔，以探明矿井下伏奥灰水位，确保施工及 采掘的安全。 综上所述：本矿区水文地质条件简单。 6、充水因素分析、充水因素分析 大气降水 本区的涌水主要来自煤层上覆各含水层的渗入，大气降水渗入是矿 坑充水的主要补给来源，充水程度与降水量有关，且呈季节性变化。矿 坑水主要来源煤层以上各含水层的砂岩裂隙水，其水压大，水量小。一 般不会影响煤层开采。 奥灰水 本区奥灰水位标高在本次地质报告中未载明，建议矿方在进行采煤 方法改革前尽快在施工水文钻孔，以探明矿井下伏奥灰水位，确保施工 及采掘的安全。 采空区积水 5#煤层露头附近有采空区存在，开采过程中要注意边探边采，防止 采空区涌水事故的发生。 本区水文地质条件简单，新生界孔隙含水层主要接受大气降水的渗 入补给，富水性受季节影响较大，大气降水多形成地表径流，对矿坑一 般不产生充水作用。 山西组和太原组砂岩裂隙含水层为矿坑充水的主要因素，煤层的顶 底板砂岩裂隙含水层为直接充水层，煤层顶底板砂岩的上覆和下伏含水 层为间接充水层。 第 13 页 本区地表水在雨季补充地下水，成为矿坑间接充水因素。 2#、3#、5#煤层均为裂隙充水矿床，2#煤层矿井充水类型为直接进水型， 3#、5#煤层为间接进水型。 矿井在初采期，由于巷道的开掘及采场作业破坏了地层的平衡，隔 水层破坏，使煤层上覆含水层的水进入巷道，矿井涌水量增大，当静储 量趋于干枯时，动储量主要靠大气降水补给，这样，涌水会明显减少， 在雨季涌水又会有所增大。 7、矿井涌水量预测、矿井涌水量预测 该矿现开采 5#煤层，矿井涌水量为 10.517.5m3/h（按 21 万吨/年） ，充水岩层为顶板以上的砂岩含水层，水量主要来自顶板裂隙淋漏及古 空区积水沿煤层底板下渗。矿井涌水量主要受雨季影响，在雨季及其延 后的半月内，矿井涌水量明显增大。采用邻近水文地质条件相似的煤矿 比拟法预测，确定山西 xxxx 煤矿有限责任公司采煤机械化升级改造后 （按 45 万吨/年），预计矿井正常涌水量为 22.5m3/h，最大涌水量为 37.5m3/h，矿井水源从生产实践中观察，主要为顶板裂隙渗水及采空区 积水。关于矿井涌水量的预测，在开采井田下山深部煤层时涌水量可能 会增大。 但随着开采面积的扩大，开采深度的增加及其它地质条件的变化， 可能引起涌水量的变异，因此，以上预测仅供参考。 要注意防止地质构造带及破碎带煤层上覆含水层和奥灰岩溶水突水的 可能。在断裂构造部位和隔水层薄（或缺失区）要注意煤层底板的岩溶 水突水问题。在开采时，若采掘工作面出现滴（出）水量增加等现象时， 应采取超前探水等预防性措施，避免造成矿坑突水事故。 第 14 页 随着开采面积的扩大，深度加深，产量增加等都会使矿井涌水量增 大，在今后生产过程中，应加强对矿井充水因素的分析和研究，对导水、 突水等可能事故进行积极的防预。 该矿始建以来，尚未发生过较大水害，但仍需加强对水害防治工作。 三、其它开采技术条件三、其它开采技术条件： 1 1、瓦斯：、瓦斯： 据忻州市煤炭工业局“忻煤安发2007506 号文”关于全市 99 座 30 万 吨/年以下矿井 2007 年瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定结果的批复通知； 本矿井 2007 年鉴定结果：瓦斯绝对涌出量 1.9m3/min，相对涌出量 3.9m3/t；二氧化碳绝对涌出量 1.9 m3/min，相对涌出量 3.9 m3/min，矿井 瓦斯等级：低。 虽然本矿井为低瓦斯矿井，但在开采过程中随着开采面积的扩大、 开采深度的增加，瓦斯含量可能增加，防止局部瓦斯积聚，应随时对瓦 斯涌出量进行测试，并加强管理。 2 2、煤尘、煤尘： 5#煤样测试结果为火焰长度400mm，加岩粉用量 80%，有爆炸性。 3 3、煤的自燃：、煤的自燃： 该矿在做 5#煤层爆炸性测试的同时对煤的自燃倾向性也做了测试， 其结果为吸氧量 0.8524cm3/g，自燃等级为 i 级，为容易自燃煤层。 4 4、煤尘爆炸特性参量、煤尘爆炸特性参量 根据山西省煤炭工业局综合测试中心检验报告的内容， 煤尘云最大爆炸压力（mpa）：0.58 最大压力上升速率（mpa/s）：19.04 煤尘云爆炸下限浓度（g/m3）：010 第 15 页 煤尘云最大爆炸指数（mpam/s）：5.141 煤尘云最低着火温度（）：780 煤尘层最低着火温度（）：250 5 5、顶底板条件、顶底板条件 2#煤：顶板为砂质泥岩，厚度 6-8m，底板为细砂岩，厚度 4-5m，顶 板较难管理。 3#煤：顶板为粗砂岩，厚度 0.6-1m，底板为砂质泥岩，厚度 1-3m， 顶板较难管理。 5#煤：顶板为砂质泥岩，厚度 2-7m，底板为砂质泥岩，厚度 4-6m， 较易管理。 5#煤层属结构简单稳定可采的厚煤层，其顶底板好管理，适应短壁 工作面采煤顶板随采随放的条件。 6 6、地温和地压：、地温和地压： 据生产矿井调查，未发现有地温异常，地压显现不明显。 四、煤类、煤质与煤的用途：四、煤类、煤质与煤的用途： （一）物理性质和煤岩特性：（一）物理性质和煤岩特性： 1煤的物理性质 褐黑、黑色，风化后呈褐黑色，玻璃、沥青光泽，比重为1.23- 1.43，硬度3.5，易染手，内生节理不发育、较发育，断口参差、阶梯 状，细、宽条带结构，层状构造，燃煤发浓烟、淡烟。 煤岩类型较为复杂，有光亮型、半亮型、半暗型与暗淡型，煤层中 下部多以光亮、半亮型为主，其它次之，而上部及底部多以半亮型、半 暗型及暗淡型为主，光亮型次之。 2显微煤岩类型 第 16 页 以混合暗亮煤亚型，混合亮暗煤亚型为主，混合暗煤亚型、混合亮 煤亚型次之，偶见丝质暗煤亚型。 有机组分总量一般占7195%，其中镜质组占少量在约12%，半丝+ 丝质组占2244%，稳定组占1.85.6%。镜质组，以无结构镜质体，均 质镜质体为主，基质镜质体次之，块状镜质体及半镜质体少见，多呈条 纹或条带分布。丝质组，以无结构丝质体，结构丝质体粗粒体为主，氧 化丝质体，火焚丝质体少量 。丝炭菌类质体，炭化浑圆体罕见。稳定组， 以小孢子体，角质体为主，木拴体小量，大孢子体罕见。 煤岩类型是以混合暗煤型、混合亮暗煤亚型、混合暗煤亚型为主， 混合亮煤。 （二）化学性质、工艺性能及煤类：（二）化学性质、工艺性能及煤类： 1 1、化学性质、工艺性能、化学性质、工艺性能 （1） 2号煤 原煤：水份1.36-2.65%，平均1.88%；灰份14.74-35.69%，平均23.89%； 挥发份23.80-37.97%，平均28.93%；全硫0.61-2.55%，平均0.62%；磷 0.005-0.055%，平均0.025%；发热量31.77-33.30mj/kg，平均 32.65mj/kg。 精煤：水份1.06-1.58%，平均1.25%；灰份6.44-14.77%，平均 8.75%；挥发份31.99-37.97%，平均35.09%；全硫0.45-1.01%，平均数 0.99%；磷0.002-0.058%，平均0.028%；胶质层厚度9.8-16.0mm，平均 11.3mm；粘结指数平均为62。 确定该层煤为中灰、低硫的气煤。 （2） 3号煤 第 17 页 原煤：水份0.57-1.15%，平均0.91%；灰份11.57-35.77%，平均23.89%； 挥发份26.95-38.10%，平均32.84%；全硫0.35-0.55%，平均0.45%；磷 0.003-0.065%，平均0.017%；发热量22.11-30.60mj/kg，平均 25.72mj/kg。 精煤：水份0.59-1.31%，平均0.90%；灰份5.38-16.16%，平均 9.27%；挥发份24.68-36.56%，平均31.55%；胶质层厚度11-23mm，平均 16.9mm；粘结指数平均为64。 确定该层煤为中灰、特低硫的气煤。 （3） 5号煤 原煤：水份1.28-1.44%，平均1.36%；灰份22.77-29.61%，平均26.19%； 挥发份39.67-40.86%，平均40.27%；全硫0.54-0.97%，平均0.76%；磷 0.002-0.004%，平均0.003%；发热量22.66-24.63mj/kg，平均 23.64mj/kg。 精煤：水份1.38-1.41%，平均1.40%；灰份5.21-10.18%，平均 7.70%；挥发份36.15-37.15%，平均36.65%；胶质层厚度9-13mm，平均 12.1mm；粘结指数平均为63。 确定该层煤为中灰、低硫的气煤。 原煤原煤 5#5# （煤质化验资料）：（煤质化验资料）： 分析水（mad）:1.74% 灰分（ad）:9.03% 挥发分（vdaf）:38.19% 焦渣特征（crc）:6 固定碳（fc,d）:56.23% 全硫（st,d）:1.51% 发热量（qgr,d）:30.85% 第 18 页 2.煤类： 根据“中国煤炭分类国家标准”（gb5751-86），矿区内 2、3、5 号煤层均为中灰、低硫的气煤（qm）。 （三）煤的工业用途：（三）煤的工业用途： 该煤可作为良好的动力用煤，可用于交通运输及一般工业锅炉用煤 和民用煤，另外还可作为炼焦配煤。 五、地质勘探程度：五、地质勘探程度： 11957年，华北煤田地质局在山西省北部及其相邻的河北井陉蔚 县一带进行1：20万煤田地质综合普查，提交有山西及河北井陉、广灵 于蔚县煤田地质报告。 21958年，山西省煤管局143队在xx煤田进行了1:5万煤田地质普查 工作，面积2000km2，提交有山西省xx煤田地质普查报告。 360-70年代，山西省地矿局区调队进行了1:20万忻州、原平、静 乐、五寨幅区调工作。 41984-1986年，山西省地矿局211队和第三水文队在xx县化北屯煤 矿区进行详查，同时对外围也进行了远景评价，提交有山西省xx煤田 化北屯矿区详查地质报告。 51986-1987年，山西省地矿局211队在xx煤田南部进行了远景调查 工作，提交有山西省xx煤田（南部）远景调查地质报告。 6、2005 年 10 月，山西省第三地质勘察院编制的山西 xxxx 煤矿 有限责任公司生产矿井地质报告。 以上各项地质工作结合已有巷道探明情况，参考临近矿资料，均对 本井田的设计及生产具有一定的指导意义。 第 19 页 近年来，随着矿巷道的不断延伸，揭露了一定的地质情况。为理顺 开采程序，做到资源合理开发利用，使采改后现有生产系统发挥更大效 益。为提高地质勘探程度，建议在井底车场附近补一钻孔。 第四节第四节 建设条件综合评价建设条件综合评价 一、井田主要特点：一、井田主要特点： 1、地理特点： 井田地处xx煤田中西部地带，本矿区区域构造位置处于吕梁太行 断块之xx静乐块坳之中段，即xx轩岗到新堡杜家村之间的向斜构 造西翼，向斜轴向北北东向。属于大陆性气候，地震基本烈度为6度。 2、地质特点： 井田位于xx煤田中西部，本区以黄土覆盖为主，主要可采煤层为5# 煤层，属特厚煤层，赋存稳定，储量丰富，煤层硬度中等，顶底板条件 较好，瓦斯含量低，煤层具有自燃性，煤尘具爆炸性，水文地质条件属 简单类型。 二、资源可靠性：二、资源可靠性： 本区属于xx煤田中西部地带，自1957年开始进行地质勘探工作至今， 本次设计前由忻州市煤田地质勘探队2005年10月编制的山西xxxx煤矿 有限责任公司生产矿井地质报告，能够满足本次设计要求。 三、外部协作配套条件：三、外部协作配套条件： 本井田交通运输条件方便，煤炭可就近供给xx、阳方口等煤炭集运 站； 第 20 页 供电电源：由化北屯 35kv 变电站以 10kv 线路供给作为主供电源， 距离 10km；另一回从静乐县吴家庄 35kv 变电站以 10kv 线路供给作为 矿井备用电源，距离 10km，形成双回路供电。 现本矿生活用水主要靠附近村庄的水井供给，水量、水质符合饮用 水标准。井田内奥陶系岩溶水为良好的供水水源，今后矿井可考虑打深 水井取奥陶系岩溶水作为矿井生活用水，为充分利用当地水资源。为充 分利用当地水资源，生产用水可部分利用净化后的矿井排水。 综上所述，本矿井煤炭储量丰富，地质构造简单，资源赋存条件好， 外部协作条件配套，开采技术条件优越，煤质优良，有可靠的用户，具 有较强的市场竞争力，因此有条件建设成为现化化矿井。此外，山西 xxxx 煤矿有限责任公司的采煤机械化升级改造建设，可有效地促进 xx 县地方经济的发展。 第二章第二章 市场预测市场预测 第一节第一节 产品市场供需预测产品市场供需预测 根据国民经济和社会发展第十个五年计划纲要，国内生产总值 2010 年比 2000 年翻一翻，预计国民经济年增长 7%以上。“十五”、 “十一五”期间，随着国民经济持续快速发展及工业结构调整，能源需 求总量增加，但增长速度趋缓。能源及煤炭需求趋势是：石油、天然气、 水电和核电等增长速度加快，煤炭在一次能源中的比例将有所下降，但 仍占 60%以上；全社会技术进步加快，将进一步提高能源利用效率，节 能效果更加明显；电力工业的燃煤，电厂发电量仍以较快速度增长，对 煤炭需求持续增加；钢铁、建材、化工等主要耗煤行业在结构调整、产 业升级及技术进步的推动下，煤炭消费增长量不大；居民生活用能继续 向天然气、石油液化气、电能等方面转变，用煤量将逐步减少。综合考 第 21 页 虑各方面因素，预测 2010 年国内煤炭需求量为 25.00 亿 t，2020 年为 29.00 亿 t。 第二节第二节 产品目标市场分析产品目标市场分析 1.国内煤炭市场现状 我国是以煤炭为主要能源的国家，长期以来，煤炭生产与消费量在 一次能源中占 70%以上。1997 年，受亚洲金融危机和国内经济结构调整 等因素的影响，煤炭消费量开始大幅下降，导致全国煤炭生产严重过剩， 煤炭市场疲软，煤价下滑。这种状况一直持续到 2000 年一季度。2000 年入夏以来，煤炭市场和煤炭价格在主要消费地区开始略显恢复性增长。 煤炭市场出现转机，首先离不开国民经济运行的大环境。2000 年以 来国民经济发展势头强劲，国有企业增强了活力。经济增长拉动了对煤 炭消费的需求，国内煤炭供需出现恢复性增长，表现为“淡季不淡，旺 季更旺”，从整体上看，华东地区和中南、西南地区的煤炭市场价格上 涨比较明显。 其次，经济运行质量提高，促使主要用煤行业特别是电力、冶金、 化工、建材等高耗煤行业，产品产量大幅增长，也使煤炭消费需求较快 增长。2007 年我国 gpd 增长 8%，经济总量跃上新台阶，工业增加值同比 增长 12.6%，促使煤炭消费不断增加，有力地拉动了煤炭市场需求。 2.国内煤炭需求预测 21 世纪初期，我国能源需求总量稳步上升，煤炭所占比重有所下降， 但仍以煤炭为主。综合考虑未来我国经济结构调整、高新技术产业和第 三产业发展、高效洁净能源加快利用、环境保护、节能技术、能源供应 第 22 页 经济与安全因素，据中国煤炭工业发展研究咨询中心预测，煤炭需求量 预测 2010 年国内煤炭需求量为 25.00 亿 t，2020 年为 29.00 亿 t。 第三节第三节 市场竞争力分析市场竞争力分析 1.该矿产品特点 该矿所产气煤，为中灰、低硫煤，煤质较好。 2.煤炭用户及销售情况 目前，该矿所生产的原煤主要通过公路运往 xx、化北屯、阳方口 等煤炭集运站，部分民用。 3. 该矿煤炭市场前景广阔 本井田以配焦煤为主，是市场上紧缺煤种之一，尤其是随着浅部煤 炭资源的估竭及我国国民经济的高速发展，市场对煤炭的需求会进一步 加大，因此结该矿进行采煤机械化升级改造建设将具有十分广阔的市场 前景。 第三章第三章 建设规模与服务年限建设规模与服务年限 第一节第一节 井田境界及资源井田境界及资源/ /储量储量 一、井田境界：一、井田境界： 经山西省国土资源厅 1400000622724 号采矿许可证批准（有效 期限 2006 年 11 月2009 年 11 月），该矿准采石炭系太原组 2#、3#、5#，其井田境界座标为： 准采标高为 1700-700m,井田面积 0.6608km2。井田范围由以下 6 个 拐点坐标圈定 ： 6带（中央子午线 111） 第 23 页 1、x=4273040.00 y=19580190.00 2、x=4272955.00 y=19580500.00 3、x=4271660.00 y=19580210.00 4、x=4271780.00 y=19579660.00 5、x=4272685.00 y=19579865.00 6、x=4272655.00 y=19580070.00 区内煤炭资源丰富，煤炭开采历史悠久，本矿周缘的煤矿:井田西南 炭窑沟煤矿，其余周边无在批煤矿，均为空井田。周边煤矿暂无越层越 界现象，对本矿井开采无大的影响。今后矿方在临近边界处开采时，应 认真调查邻矿开采情况，查清邻矿废弃巷道和采空区分布情况，以防止 相互贯通引发各类事故。 二、矿井资源二、矿井资源/ /储量计算：储量计算： 该矿井田内 2#、3#、5#煤层保有资源/储量为 25010kt，其中 5#煤层保有资源/储量为 14230kt(111b 级 3090kt，333 级 11140kt)。 根据矿井防水煤（岩）柱的种类，结合生产矿井留设煤柱的实践经 验，确定本矿安全煤柱的尺寸如下： 井田边界煤柱 30m。 大巷一侧留设隔离煤柱 25m。 采空区防透水安全煤柱按 50m 留设。 井筒保安煤柱：按照表土层岩层移动角 45，基岩移动角 72进行 计算。 第 24 页 第二节第二节 矿井生产能力及服务年限矿井生产能力及服务年限 一、矿井工作制度：一、矿井工作制度： 矿井设计年工作日 330 天，每天两班生产，一班准备，每班工作时 间 8 小时，日净提升运输时间 16 小时。 二、矿井设计生产能力及服务年限：二、矿井设计生产能力及服务年限： 根据目前该矿实际情况，考虑到管理水平及建设资金等因素，矿井 设计生产能力 450kt/a，储量备用系数取 1.40，则矿井服务年限为： t矿=q/ak=1476/（451.4）=23.4（年） t5#=q/ak=840/（451.4）= 13.3（年） 矿井资源矿井资源/ /储量计算表（表储量计算表（表 3-1-13-1-1） 储量级别 煤层 编号 水平 块段 号 333111b 斜面积 （m2） 煤层平均 真厚度 （m） 视密度 t/m3 资源/储 量 （万 t） 块断内地层 平均倾角 古 115984011.481.3378 空 1221440011.481.3378 空 2211380111.481.3378 +1390 130920240011.481.3330978 5 +7001111472981611.481.33111478 +13901912207153.091.3378 3 +70013618794753.091.3378 +139011242227604.191.3378 2 +70015028794754.191.3378 查明合计1992567累计查明 2559 保有合计1977542现保有 2501 矿井矿井 5#5#煤层可采储量计算表（表煤层可采储量计算表（表 3-1-23-1-2） 煤柱损失（万 t） 煤层 编号 煤层 真厚度 （m） 保有资 源储量 （万 t） 井筒 煤柱 井田边 界煤柱 采空区 煤柱 断层 煤柱 可采 储量 （万 t） 可采期 （a） 5#11.48142320621316484013.3 备注工业广场、开采动用储量在计算地质储量中已剔除 第 25 页 第四章第四章 井田开拓与开采井田开拓与开采 第一节第一节 井田开拓井田开拓 一、地质构造对开采的影响一、地质构造对开采的影响 本井田为一单斜构造，层间裂隙水大都沿岩层倾斜方向运移，并向 深部汇集。但要注意井田内可能有的断裂构造带对井田的开采影响。由 于某种原因地层的错动，可使煤层直接与含水层接触，使含水层直接结 煤层充水，同理岩层的错动破坏了原有隔水层的作用，使得上下含水层 在断层附近产生了水力联系，这些因素都会对煤层的开采产生一定的影 响 二、井筒及工业场地位置的选择：二、井筒及工业场地位置的选择： 1、井筒形式选择： 本井田采用立井-斜井开拓，主立井位于井田中部，副斜井及回风斜 井位于井田西部，主立井采用箕斗提升，担负矿井煤炭主提升、进风、 行人、排水、管线敷设等任务；副斜井采用单滚筒提升绞车作辅助提升， 担负矿井运送设备及材料辅助提升、进风、行人、出矸、管线敷设等任 务；回风斜井安装两台轴流式主要通风机运转，担负矿井回风、行人等 任务；三个井筒均可作为矿井安全出口。现有开拓方案合理，本次设计 均利用现有井筒。 2、地面工业广场位置选择： 本次设计利用现有主井地面工业广场。 三、主要开拓方案三、主要开拓方案 本矿井田中部主立井采用箕斗担负矿井主提升任务，井田西部副斜 井采用单滚筒提升绞车作辅助提升，利用回风斜井回风，矿方目前采用 主立井、副斜井、回风斜井开拓，现有开拓方案合理，本次设计均利用 现有开拓系统。开拓方案不再进行方案比选。 四、水平划分及开拓巷道布置四、水平划分及开拓巷道布置 第 26 页 本矿采用立井-斜井开拓，主立井倾角 90，长 264 米；副斜井方 位 90，倾角 23，长 260 米；回风斜井方位 16，倾角 23，长 165 米。5#煤层为特厚煤层，按急倾斜特厚煤层开采巷道布置，布置 521 采区开采，采区双翼布置，采区西至+1520 辅助运输大巷煤柱，东至 521 采区界线，北至井田边界煤柱，南至井田边界煤柱，布置正规工作面生 产，采区以 521 采区运输眼、运料眼与行人眼为中心双翼布置，与原有 回风大巷沟通。采区行人眼、运料眼基本沿煤层底板掘进，运输眼沿煤 层顶板掘进。首采工作面运输平巷、回风平巷沿煤层走向掘进沟通并形 成切眼。 1、开采水平划分及数目的确定 根据矿井开拓布置，本矿采用大巷采区开拓，开拓水平为 1200 水平， 全井田划分为 1 个水平、1 个采区（前期）开拓。 2、开采准备方式的选择 该井田煤层倾角为 60-80，因此确定该矿井 5#煤层采用急倾斜特 厚煤层水平分段机采放顶煤采煤法。 五、采区划分及开采顺序：五、采区划分及开采顺序： 本次设计开采 5#煤层，1390m 水平为一个采区，采用后退式开采。 六、井筒：六、井筒： 1、井筒数目及用途： 矿井移交生产及达到设计生产能力时，共布置三个井筒：即：主立 井、副斜井、回风斜井。各井筒用途如下： 主立井：箕斗提升，主要用于提升煤炭、运送材料及设备、进风及 管线敷设等。 副斜井：担负矿井运送设备及材料辅助提升、进风、出矸、管线敷 设、行人等任务。 第 27 页 回风斜井：担负矿井回风等任务。 三个井筒均可作为矿井安全出口。 2、井筒装备及布置： 主立井：采用园形巷道，采用混凝土砌碹支护，碹体厚度 300mm。装备 2jk-2.5/30x 型矿井绞车提升，敷设照明电缆、排水管、 动力电缆、设梯子间、扶手等； 副斜井：半园拱形料石砌碹，装备 jtk-1.61.2 单滚筒绞车牵引 1t 矿车作辅助提升，设轨道、水沟、台阶； 回风斜井：半园拱形料石砌碹，井口装备 fbcdz-6-17a 型防爆 对旋式轴流通风机两台，井筒设台阶、水沟、扶手。 七、井底车场：七、井底车场： 井底车场主要巷道和硐室支护均采用半园拱形粗料石砌碹。 5#煤层运输石门、采区运输平巷采用带式输送机运输，至井底箕斗 煤仓卸载，主煤仓下口设给煤机将原煤通过主立井提升绞车牵引箕斗提 井筒特征表 表 4-1-1 井筒名称主立井副斜井回风斜井 纬距 x 4272226.6534272207.2244272239.432 井口坐标 经距 y 19579947.82919579818.52619579848.828 井口标高（m） 1619.7801624.4741619.675 方位角（度） 09016 井筒倾角（度）90 2323 井筒深度或斜长（m） 264260165 净 5.02.6 3.0井筒直径 或宽度 （m） 掘进 5.7 3.3 3.7 净 19.66.28 8.01井筒断面 （m2）掘进 25.59.36 10.9 厚度 （mm） 300 300300 砌壁 材料砼粗料石粗料石 井筒装备 单绳箕斗,内 设金属梯子间 轨道、扶水、水沟、 台阶等 扶水、水沟、台阶 等 备注现有改造现有改造现有改造 第 28 页 升出地面。辅助运输采用调度绞车运输。 第二节第二节 井下开采井下开采 一、一、首采区位置：首采区位置： 本矿 5#煤层根据矿井开拓布置，首采区布置于井田中部，首采工作 面为 52102 工作面。 二、二、采区巷道布置：采区巷道布置： 本矿 5#煤层为特厚煤层，按急倾斜特厚煤层开采巷道布置，新布置 521 采区开采，采区双翼布置，采区西至副斜井及回风斜井，东至+1390 水平，南