煤矿技术改造初步设计(东山煤矿).doc

吉林省白山市八道江区东山煤矿技术改造初步设计 长春煤炭设计研究院 1 前前 言言 白山市八道江区东山煤矿是由原“白山市八道江区东山煤矿”和 “八道江区玉顺煤矿”两个独立生产井口经资源整合后形成的，并将矿 井定名为“白山市八道江区东山煤矿” ，原东山煤矿和玉顺煤矿属同一个 煤田。两个矿井均为复采矿井，矿井的原设计均为小窑浅井开采，设计 能力仅为 3 万吨，两矿井资源整合后由国土资源部门重新划定了矿井境 界，经白山市地质矿产勘查开发院统制了吉林省白山市八道江区东山 煤矿资源储量核实报告 ，该报告提供了矿井资源储量为 67.2 万 t。为更 好的开采利用该井区的煤炭资源，根据当前国家和省市对煤矿生产的法 规和政策，对该矿井进行技术改造，使矿井能力增加至 6 万 t/a。 为此，在批准的矿井“资源储量核实报告”和“矿产资源开发利用 方案”的基础上，编制该矿井技术改造初步设计。 一、编制设计的依据一、编制设计的依据 1、2007 年 5 月 1 日实施的煤炭工业小型矿井设计规范 GB50399-2006 2、 煤矿安全规程2006 年版 3、吉林省煤炭工业管理局关于吉林省开办小型煤矿的若干（暂行） 规定的通知吉煤行管字（第 2004）208 号 4、吉林省人民政府办公厅明传发电吉政办明电2006143吉林省 人民政府办公厅转发省煤炭资源整合领导小组办公室关于煤炭资源整合 方案审查及下步工作实施意见的通知 5、白山市地质矿产勘查开发院编制的吉林省白山市八道江区东山 吉林省白山市八道江区东山煤矿技术改造初步设计 长春煤炭设计研究院 2 煤矿矿产资源储量核实报告 6、吉林省国土资源厅关于吉林省白山市八道江区东山煤矿资源储 量核实报告矿产资源储量评审备案证明（吉国土资储备字200843 号） ； 7、白山市八道江区东山煤矿设计委托书 8、安监总局煤行2007167 号文国家安全监管总局、国家煤矿安 监局关于所有煤矿必须立即安装和完善井下通讯、压风、防 尘供水系统 的紧急通知 二、设计的指导思想二、设计的指导思想 1、认真贯彻执行“安全第一，预防为主，综合治理”的安全生产方 针，严格执行国家对煤矿企业制定的各项政策和法律、法规。结合小型 矿井生产的特点，在矿井开拓方式和巷道布置、提升、运输、通风、排 水和供电等各主要生产系统和环节，都要保证安全生产的需要，做到技 术上先进，经济上合理。 2、充分利用和改造矿井现有的主要巷道和生产设施、设备，降低改 造费用，达到节能降耗的目的。 3、做到布局合理，生产、管理集中，系统完善，环节畅通，达到减 少岩巷掘进，煤巷维护工程量少的原则，使矿井改造的工程量少、工期 短、投产快的经济目的。 4、做到节能、节水、节耗、节省土地的原则。 5、做到各项经济指标先进、合理。 6、尽量采用先进成熟技术以利于矿井管理人员和作业人员学习和掌 握，使矿井在服务期内不被淘汰。 吉林省白山市八道江区东山煤矿技术改造初步设计 长春煤炭设计研究院 3 三、设计的主要特点、主要经济指标及分析三、设计的主要特点、主要经济指标及分析 1、主要特点： 该设计是在原东山煤矿和玉顺煤矿两套生产系统的基础上进行技 术改造，井区内能利用的井巷工程，在考查后能保障安全生产的前提下， 对部分巷道和系统进行了保留，以减少初期的投资； 原东山煤矿和玉顺煤矿通达地面的斜井、立井多达数条，而且均 存在着布局不合理、占压煤柱、可采资源减少的弊端，因而本次设计将 两矿井原有的井筒部分废弃，并填实封严，仅利用原东山煤矿的地面主 斜井做为本次设计的副井筒，在井区的西端补掘新主井，做为本次开采 的主提升井，主提升井设计在煤层底板之中。这样布置的优点为：a：解 放了井区内所有的煤柱，使可采资源增加；b：一条井筒可直接通达井区 的最底部，减少了矿井的生产环节；c：可充分利用原井区内的岩巷工程， 使其它巷道掘进大为减少，从而节约了矿井投资。 矿井采用了壁式采煤法，使矿井回采率将有大幅度提高； 回采工作面采用液压单体柱和 钢梁支护，使其更能适应采面的 地质变化，便于煤矿灵活掌握和管理； 采用利旧工程，使矿井在投入少的情况下即可达产。 2、主要经济指标及分析 该矿井设计生产能力为 6 万吨/a，矿井年工作日为 330 天，经测算 矿井达产后，正常生产成本为 128.49 元/t（按 2007 年人工、材料、动 力单价标准） ，该煤种 2007 年在白山地区最低售价可达 210 元/t。 概算静态投资 995.08 万元；其中井巷工程 568.68 万元；土建工程 85.10 万元；设备器具购置 201.70 万元；安装工程 129.60 万元，工程建 吉林省白山市八道江区东山煤矿技术改造初步设计 长春煤炭设计研究院 4 设其它费用 10.00 万元，工程预备费 69.66 万元。 建设项目总资金 995.08 万元，其中铺底流动资金 30 万元，项目总 投资 995.08 万元，其中全部流动资金 99.50 万元，资金筹措：建设项目 资金全部由矿山企业自筹。 经测算矿井： 年销售收入为 1440 万元 年生产总成本为 770.94 万元 年销售税金及附加额为 187.20 万元 年利税总额为 669.06 万元 税后可获净利润为 481.86 万元 投资利润率为 48.42% 投资利税率为 67.23% 矿井投资回收期为 2.07 年（含税） 四、存在主要问题的建议四、存在主要问题的建议 1、矿井未整合前，矿井正常涌水量为 15 m3/h，最大涌水量为 25m3/h。矿井整合后，井田面积扩大，开采强度增大，矿井技改后和技改 过程，应该分阶段实测矿井涌水量，并按设计备好备用排水设备，以便 防止因水害影响矿井生产。 2、矿井周围小井或浅窑的煤层或断层均与该矿井有着一定的联系， 且是复采矿井。矿井的地表水不但能顺着矿区内的塌陷坑流入矿井，也 可顺着其它矿区的塌陷坑渗入该矿井，因而在雨季，矿井必须设专门的 观测机构和人员对地表水的流经方向、流量等进行详细观测，并与该矿 井的涌水情况进行比较，做出科学的判断，以避免水害的发生。 吉林省白山市八道江区东山煤矿技术改造初步设计 长春煤炭设计研究院 5 3、矿井是复采，矿井除底板大巷建议采取锚喷支护外，其它在煤中 或半煤中的巷道均应采取金属支架支护，支架应选取利于机械回收的直 梁、直腿式。 “U”或半圆形支架尽量避免使用，以达到降耗节能的效果。 4、煤层陡急的地段，在伪倾斜尚不能构成工作面的情况下，应请专 家进行采煤方法专项论证，找出可行的采煤方法，并做特殊采煤方法专 项设计，在保证安全的情况下，按专家论述和设计进行回采，避免丢煤。 5、倾斜壁式工作面采煤法，虽然在工艺上属成熟技术，但在该矿区 还属新技术应用，在生产前矿井的各部门和生产的主要工种人员必须到 相应的矿进行学习，确实掌握该方法的主要要领和工艺，方可在矿井推 广使用，以免因技术不熟练而导致事故。 6、矿区内的小窑、浅井，包括该矿井的井巷工程，在实施本设计的 过程中，必须填实封严，并做好记录和观测，避免废旧工程给矿井安全 生产带来隐患。 吉林省白山市八道江区东山煤矿技术改造初步设计 长春煤炭设计研究院 6 第一章第一章 井田概况及地质特征井田概况及地质特征 第一节第一节 井田概况井田概况 一、交通位置一、交通位置 吉林省白山市八道江区东山煤矿位于白山市八道江区六道江镇下甸 子村境内，其行政区域隶属于八道江区六道江镇管辖，矿区中心点地理 坐标为：东径 1261619，北纬 415000。矿区距八道江区政 府约 18.1km，距国铁通化白河线、道清车站 2km，矿区北部有国家二 级和省级公路鹤大和通化至临江线通过，距矿区 1.5km。矿区有简易公路 与上述公路与铁路站点相连结，交通极为方便。附交通示意图 交通位置示意图 图 1-1-1 吉林省白山市八道江区东山煤矿技术改造初步设计 长春煤炭设计研究院 7 二、地形和地貌二、地形和地貌 该矿山地处长白山支脉，老岭山脉北坡，浑江南岸的低山区，区内 地表为山区沟谷宽缓地带，海拔标高一般在+500m+600m，比差 100m， 矿井地表多为荒山，无农田，井田位于缓坡形地带，地表水排泄畅通。 三、河流、湖泊分布及范围、最高洪水位三、河流、湖泊分布及范围、最高洪水位 矿井的北部是白山地区的主要河流浑江，距矿区约 3km，该段河 床标高在+442m 左右，最高洪水位不超过+460m，且有公路和铁路与该矿 区相隔，水力沟通与该矿区无联系。区域内无河流和湖泊，因是低山沟 谷宽缓地带，地表水下泄畅通，直接流入浑江。浑江的最高洪水位 +460m，井区的地表最低标高+500m，相差 40m 以上，因而井区内不受洪 水威胁。 四、气象及地震四、气象及地震 井区内属亚寒带中等温度的季节性气候，区内温差较大。历年最高 温度为 37，最低温度为-34.5，冻结深度一般为 1.61.8m，冻结期 为 11 月份，解冻期为翌年 4 月中旬，平均积雪厚度 2540cm，平均降雨 量最大为 1100mm，最小为 350mm，多集中在 7、8 月份，季节风明显，冬 季多西北风，夏季多西南风，最大风力 7 级，一般为 34 级，最大风速 为 2025m/s。 区内有记录以来，未发生过破坏力的地震，以白山地区为准，一般 构筑物，以地震裂度 6 级为构筑物的建设标准。 五、矿区的经济状况五、矿区的经济状况 白山市八道江区是白山市政府所在地，白山地区经济、文化的中心， 区内煤炭、林业、建材、有色金属、煤炭加工、机械制造加工、服装加 吉林省白山市八道江区东山煤矿技术改造初步设计 长春煤炭设计研究院 8 工流通等构成区域经济的支柱，其中遍布在区内的煤矿占整个区经济的 三分之一以上。其区内有国营较大型煤矿一座，属通煤集团公司所属， 年产煤炭在 100 万吨左右，也是白山市能源生产的主要基地，区内分布 的各类小煤矿，年产能力在 100 万吨以上。区内有洗煤厂五处，洗选能 力超过百万吨。白山市地区大型企业有通煤集团公司、通钢集团公司的 板石矿业、东圣焦化公司和白山地区的最大火力发电公司浑江发电 公司落户在该区。区域即是能源生产的大区，也是能源消耗的大户，区 内各种生产要素和经贸活动都比较活跃，该矿井是在不断深化整顿的基 础上，为区内能源补充成为不可缺的生产要素。该矿井是在煤矿不断深 化整顿积累资金壮大煤矿装备，以适应当前党和国家对煤矿生产提升的 要求。煤炭行业无论是生产或加工行业对稳定地方经济，扩大社会就业， 发展区域经济都起到了积极作用。 六、煤田开发史及现有生产在建矿井情况六、煤田开发史及现有生产在建矿井情况 该矿区是属于原通化矿务局道清煤矿南平峒井已采区的一部分。该 矿井的地质勘查工作由原东北地质局 105 地质勘查队进行勘查，提交地 质报告，原南平峒井于 1990 年闭井，1997 年随着煤矿开发的升温，白山 市八道江区东山煤矿和玉顺煤矿先后根据原道清煤矿南平峒井的部分资 料，对该区残存资源进行了建井复采。 2003 年 6 月，应东山煤矿和玉顺煤矿的委托，白山市煤田地质测量 勘察大队对该矿区煤炭资源重新进行了复核，并编制了吉林省白山市 八道江区东山煤矿、玉顺煤矿矿产资源储量复核报告 ，该报告经白山市 国土资源局审查，吉林省国土资源厅确认备案。 两矿井在该报告的基础上，委托设计单位完善了矿井设计，并对该 吉林省白山市八道江区东山煤矿技术改造初步设计 长春煤炭设计研究院 9 资源进行了较为规范的开采。 2007 年随着国家对煤矿生产要求的进一步规范，两矿井的资源和装 备需要重新进行整合，以提升矿井的生产规模和规范矿井的生产环节， 使矿井能够更安全、更经济、开采该井区的剩余资源。 白山市八道江区政府煤矿资源整合领导小组根据政策要求,同意两矿 井进行了资源整合，整合后矿井名称为白山市八道江区东山煤矿。该矿 委托白山市地质矿产勘查开发院按照重新划定的矿区范围编制了吉林 省白山市八道江区东山煤矿矿产资源储量核实报告 ，吉林省国土资源厅 进行了关于矿产 资源储量评审备案证明 。确认了该矿矿产资源储量为 67.2 万吨。其中： 111b67.2 万吨，111：53.8 万吨。 该矿区资源赋存稳定，已往由于受到开采技术的制约，无论是国营 开发期间还是民营开发期间，均采用的是巷道采煤，回采率低，使残存 资源较多。为本次资源开发利用，提供了较为可靠的资源量，本次设计 的最终资源量采用 66.8 万吨。 该矿井始建于 1997 年，原设计能力为 3.0 万吨/年。2006 年,根据 吉林省人民政府办公厅转发省煤炭资源整合领导小组办公室关于煤炭 资源整合方案审查及下步工作实施意见的通知 （吉政办明电2006143 号）文件精神，该矿井与八道江区玉顺煤矿进行煤炭资源整合，整合后 的矿井名称为：“吉林省白山市八道江区东山煤矿” 。 该井由于是两个独立的生产井口进行资源整合，两井口原通达地面 的井筒个数较多，整合后通达地面的立井均全部取消，并填实封严。整 合后，只保留原东山煤矿的主斜井为本次设计改造后的副井，并在新划 吉林省白山市八道江区东山煤矿技术改造初步设计 长春煤炭设计研究院 10 定的矿井境界西部重新设计主井，并以该井为核心布置工业广场和矿井 的主要生产辅助环节，使矿井布局紧凑、合理，以利于管理和生产。 东部的副井（原主井）地表标高为+558.7m，井底已掘至+450m，井 筒倾角为 25，设有提升系统和排水系统，该井筒在+480m 标高与原道 清煤矿南平峒井的+480m 平峒有贯通点，经勘查+480m 南平峒均掘在煤层 的底板之中，巷道现状完好，且贯穿井区东西，是可资利用的井巷工程。 七、现有煤炭运销和经济效益七、现有煤炭运销和经济效益 该矿井所生产的煤炭主要用途是动力煤和民用煤，现白山地区即是 能源生产区域，也是能源消耗区域，区域内用煤大户浑江发电公司年消 耗电煤在 300 万吨以上，白山地区仅能满足其 2/3 的消耗量，另 1/3 需 要外购，而且随着煤炭深加工企业的兴起，电煤短缺的局面是不会在短 期得到改善的，且该矿井交通极为通畅，煤炭销运均不会困扰矿井生产。 煤炭的生产成本在 130 元/t 左右，而煤炭的销售价格均在 210 元/t 以上， 利润空间达 50%。矿井技改成功后，生产能力将达到 6 万 t/a 水平，年获 利润是可抵销其投资技改的风险。 八、矿区供电及其它八、矿区供电及其它 矿区供电电源一条来自六道江农用变电所，电压等级 10kv，线路 50mm2距矿 3km，另一条回路来自距矿 2km 的道清变电所，电压等级 10kv，矿区内无农田及排灌水利设施，无古迹及旅游区，无居民和其它 建筑物。 第二节第二节 地质特征地质特征 吉林省白山市八道江区东山煤矿技术改造初步设计 长春煤炭设计研究院 11 一、井田地质构造 该井田位于浑江向斜之南翼部分，向北倾斜，煤层倾角 2267， 浅部较陡，深部较缓，西部较缓，向东逐渐变陡。 井田内断裂构造仅一条，即 F0断层在井田的南部，贯穿整个井田的 南部边界，对井田的开采无大的影响。井田内没有大中型断层。 二、含煤地层及煤层二、含煤地层及煤层 该井田附近出露地层有古生界奥陶系、石炭系、二迭系和新生界第 四系，由老至新简述如下： （一）奥陶系中统马家沟组（O2m）：主要分布在浑江两岸山地。主 要以中厚层、厚层及少部分薄层状灰岩、白云质灰岩组成，含有少量燧 石灰岩和由泥质白云质团块构成的豹皮状灰岩，底部有一厚层角砾状灰 岩。主要化石有鹦鹉螺、腹足类及三叶虫化石，厚度 500m 左右。 （二）石炭系中统本溪组（C2b）：主要分布在该井田外围，上部以 灰灰黑色页岩为主，夹数层灰岩透镜体，顶部含铝土质；下部以灰绿 色砂岩为主，夹灰色砂岩、页岩及紫色砂岩，近底部含铝土质；底部常 为砾岩，含薄层紫色页岩。化石主要为腕足类及海百合茎化石，厚度 50150m，与中奥陶统马家沟组呈平行不整合接触。 （三）石炭系上统太原组（C3t）：灰色、灰黑色砂岩、页岩，该井 田内不含可采煤层，底部为灰、灰白色中粗粒砂岩或含砾砂岩，是与本 溪组的划分标志，与本溪组呈平行不整合接触。 （四）二叠系下统山西组（P1s）：该井田主要含煤地层，为一套纯 吉林省白山市八道江区东山煤矿技术改造初步设计 长春煤炭设计研究院 12 陆相的含煤建造，岩性为灰色、灰白色砂岩、页岩及煤层。底部为灰 灰白色粗砂岩或含砾砂岩可作为标志层，与太原组呈平行不整合接触。 （五）二叠系下统下石盒子组（P1x） 、上石盒子组（P2s） 、石千峰组 （P2sb） 下石盒子组为灰色、灰绿色砂岩、页岩夹有紫色砂页岩、含铝土质 页岩，底部为砂岩，与山西组呈连续沉积。 上石盒子组为灰紫色、灰绿色、灰色中细粒砂岩，含砾砂岩，夹 页岩、粉砂岩，为一套紫色正常沉积。底部灰绿色粗砂岩或含砾粗砂岩 作为与下石盒子组呈平行不整合接触的标志。 石千峰组以紫色砂岩为主，夹紫色页岩、青灰色及灰绿色砂岩、页 岩，与上石合盒子组呈连续沉积。 （六）第四系（Q4） 下部为坡积层及冲积砂砾层，厚度 1.505.00m，上部为腐植土和亚 粘土，一般厚度 2m 左右。 三、煤质三、煤质 （一）煤的物理特征 黑褐色，肉眼鉴定煤岩类型，以暗煤为主，半暗煤次之。煤的颜色 为黑黑褐色，似金属光泽，条痕为黑色，黑褐色，硬度 13 度，以块 状为主，粉状次之，煤的容重值平均为 1.32t/m3。 （二）煤质化学特征 该井田煤的化验结果如下： 水分平均值为 1.36%；灰分平均值为 19.76%；挥发分平均值为 20%； 低位发热量平均为 18MJ/kg；硫的含量平均为 0.21%，磷的含量 0.01%， 吉林省白山市八道江区东山煤矿技术改造初步设计 长春煤炭设计研究院 13 胶质层 y 值 010mm。 （三）煤质牌号及其工业用途 根据中国煤炭分类方案，该井田的煤质牌号为瘦煤、贫煤，以贫煤 为主，用途可做工业用煤，亦可做为动力用煤和民用煤。 四、瓦斯、煤尘、自燃状况四、瓦斯、煤尘、自燃状况 根据2006 年矿井瓦斯等级鉴定结果批复 ，结果如下：矿井瓦斯 相对涌出量 7.53m3/t，绝对涌出量 0.56 m3/min，鉴定等级为低瓦斯 矿井，矿井二氧化碳相对涌出量 3.09m3/t，绝对涌出量 0.23m3/min，鉴定等级为低级。煤科院抚顺分院试验室鉴定，煤层自 燃等级为级，煤尘爆炸指数 18.09 %，煤尘具有爆炸性危险。该矿 井为复采区，根据矿方提供开采资料，没发生过瓦斯突出和冲击地 压现象；井下温度未发现异常现象，地温梯度小于 3/100m；瓦斯 梯度为 68m/m3/t。 五、水文地质条件五、水文地质条件 （一）矿井水文地质条件 该井田水文地质条件简单，井田地处浑江南岸低山区，地表标高在 +500m+600m，比差 100m。地表为荒山，无永久性水体，基岩以古生界 二叠系砂页岩为主，井田外围有少量的石炭系本溪组砂页岩出露，山间 沟谷发育，排泄条件较好，大气降水大部分通过沟谷排泄，部分大气降 水通过第四系坡积物沿风化裂隙渗透到已采区沉陷裂隙进入井下。 （二）含水层 1、第四系砂砾层孔隙含水层：以坡积物和冲积物为主，下部为砂砾 或砂砾型粘土，透水性较好，一般含水层厚度 25m。主要是大气降水， 吉林省白山市八道江区东山煤矿技术改造初步设计 长春煤炭设计研究院 14 由于地表沟谷发育，大部分雨水顺沟谷排泄，仅部分雨水通过风化裂隙 渗透到已采区沉陷裂隙进入井下。 2、二叠系风化裂隙含水层 该层厚度 35230m，浅部 3050m 风化裂隙发育，构成风化裂隙含 水层，主要接受大气降水补给。 （三）隔水层 煤系下部为中石炭系本溪组岩层，与上部煤系呈平行不整合接触， 岩性以砂页岩、泥岩互层为主，中夹 35 薄层铝土质泥岩。该组赋存面 积小，与外界无水力联系，裂隙和岩溶均不发育，透水微弱，几乎是不 含水，可视为良好的隔水层。 （四）充水因素及涌水量 1、充水因素 由于受开采的影响，地面会产生形变或沉陷，大气降水就会通过基 岩裂隙和冒落带及塌陷区、采空区直接进入井下，成为矿井的主要充水 因素。 2、矿井涌水量 根据矿山几年的生产实践，现矿井开采标高已达+350m，其水文地质 条件已得到充分揭露。在此情况下，经实测矿井正常涌水量为 15 m3/h， 雨季最大涌水量为 25m3/h。上部采空区开采不均衡，会有积水存在。所 以，今后在生产中要注意加强探放水工作，确保安全生产。 （五）综上所述，该矿井地质条件类型属简单类型，即以裂隙孔隙 水直接充水水源的矿床。 六、地质勘探程度及存在的问题六、地质勘探程度及存在的问题 吉林省白山市八道江区东山煤矿技术改造初步设计 长春煤炭设计研究院 15 1、地质报告编制情况 该井田是原通化矿务局道清煤矿南平峒井的一部分，原南平峒井的 地质报告和补充地质报告和采后总结均难查找。2007 年由白山市地质矿 产勘查开发院对该井区做了矿产资源储量核实报告。该报告类似于井田 详查地质报告，该报告得到了吉林省国土资源厅认可和批复并以文件形 式给予批准采矿权证。 2、勘探类型及网度 矿井的勘查工作由 1955 年1959 年由东北煤田 105 地质队进行了 勘探工作并于 59 年提交了道清勘探区精查地质报告 （包括该井区） 其勘查网度为 200200m，因构造其勘探类型为类。 3、地质构造对开采的影响 根据资源储量核实报告，井田内仅 4 号层可采，区内构造对开采有 影响的断层有 R4和 F1，R4在井田的深部落差 10m，倾角 71，在走向上 渐出井区外部。F1逆断层，断距 25m，倾角 30，在井区的西部，使西部 煤层增厚，其它断层在井田的边界和边界以外，对开采影响较小，区内 存在一些小断层和小褶曲，与煤层倾角不一致，对开采的连续性有一定 影响。 4、煤层对比的可靠性对开采的影响 该井区是残区复采，且开采历史较长，无论是勘探工程或是生产工 程对区域的各煤层都往复揭露多遍，其煤层赋存的可靠程度相对于新区 要高。煤岩对比也易于识别，但井区无采后总结。对残存储量和煤层残 吉林省白山市八道江区东山煤矿技术改造初步设计 长春煤炭设计研究院 16 存厚度描述过粗，会对生产中的巷布和开采带来一定影响。 5、地质资源储量情况及评价 该井田是残区复采，经吉林省国土资源厅对文件形式批复的资源储 量为 67.2 万吨。 其储量级别见资源储量表 1-2-1。 资源储量汇总表 表 1-2-1 单位：kt 资源储量类型编码保有量累计查明量 储量 111538 基础储量 111b672717 井田内资源储量为 67.2 万 t，设计储量 67.2 万 t。 因井田是复采，虽然没有采后总结报告，但各项工程控制较多，煤 层赋存状态、层数及残存厚度均了解的比较详细，因而报告的资源储量 及所列的储量级别是可信可靠的，可以用做设计。 6、开采技术条件 矿井的瓦斯等级、煤质分析及工程地质都能按要求做出评价，具有 指导投产后的安全生产意义。 7、对地质资料的评价，存在问题及勘探工作的建议。 （1）矿井是多年的生产矿井，巷道所揭露工程较多。对煤层构造及 地质变化基本已经查明。 吉林省白山市八道江区东山煤矿技术改造初步设计 长春煤炭设计研究院 17 （2）煤层的生成年代，主要可采煤层层数层位、厚度、结构和可采 范围及可采边界进行了严密的控制。 （3）详细查明了可采煤层的煤类、煤质特征及其变化特点，确定了 煤种，评价了工业用途。 （4）储量计算清楚。 （5）报告中对水文地质及开采技术条件进行了总体论述，论述较详 尽，但资源整合矿井周边废弃的小窑浅井及塌陷区论述的较为简单，应 在今后技改和生产中加强这方面工作，掌握矿井涌水的变化，确保安全 生产。 （6）报告中对井区内的断层进行了描述，但断层的具体要素描述的 过于简单，对今后生产可能带来的影响论述的不够充分，应在今后的采 掘过程中对采区内的断层加以收集整理，确保有指导采掘生产的意义。 （7）在技改中和生产中必须加强资料收集整理工作，使资料归档， 以利于指导今后安全生产。 （8）加强探放水工作，在技改中和生产中必须把探放水工作放在重 中之重，每项工程均应有相应预案，防止水害发生。 吉林省白山市八道江区东山煤矿技术改造初步设计 长春煤炭设计研究院 18 第二章第二章 井田开拓井田开拓 第一节第一节 井田境界及储量井田境界及储量 一、井田境界一、井田境界 吉林省国土资源厅吉矿审字2007第 0093 号白山市八道江区东山 煤矿煤炭资源整合资源储量估算情况说明矿井的井田境界为： 八道江区东山煤矿资源整合后井田范围，其拐点坐标如下： 表 2-1-1 点号 XY 点 XY 14632505425242407463333042525096 24632882425243738463325542525150 34633023425242789463327842525220 446330684252444210463321642525240 546331344252475411463315042525066 646331554252470012463294542524850 开采深度：由+450m+330m 标高 二、资源储量二、资源储量 矿井为资源整合矿井，且是残区复采，揭煤工程较多，煤层赋存状 态较为清楚， 核实报告对资源分类和变动情况描述较为准确。资源储 量见表 2-1-2。 资 源 储 量 表 表 2-1-2 单位：kt 标高111b +450400332 +400350210 +350矿界130 总计672 吉林省白山市八道江区东山煤矿技术改造初步设计 长春煤炭设计研究院 19 （一）矿井煤柱储量 本次设计充分考虑到矿井的资源储量较小，原各井筒均有压占煤柱 的情况，使可供开采的资源无形中又减少了许多。因而设计中，新主井 是沿煤层底板掘送，其它主要巷道和利旧巷道均选择在无煤带或煤层底 板之中，使开采成为无煤柱开采，因而矿井的煤柱储量仅是临时的护巷 煤柱，分阶段开采后集中上山和技术境界的煤柱均可得到解放并得到回 收。 （二）开采储量确定 1、矿井利用地质资源储量 地=111b=672kt 2、设计资源储量（设） 设=地=672kt 3、可采资源储量（采） 因其可采的煤层均是厚煤层，且是复采，根据规范要求设计回采率 为 75%。 采=设75%=672kt75%=504kt 第二节第二节 矿井设计生产能力及服务年限矿井设计生产能力及服务年限 一、矿井工作制度一、矿井工作制度 矿井年工作日数为 330d，每天三班作业，每班 8h，净提升时间 16h，实行“两采一准制” ，即两个班进行回采，一个班进行工作面准备。 吉林省白山市八道江区东山煤矿技术改造初步设计 长春煤炭设计研究院 20 二、矿井设计生产能力二、矿井设计生产能力 根据矿井煤层赋存情况和设计规范的要求以及该矿井的实际情况， 确定矿井生产能力为 6 万 t/a。 三、矿井服务年限的确定三、矿井服务年限的确定 矿井服务年限 T=采（ AK） 式中：T矿井设计服务年限 a(年) 采矿井设计可采储量 万 t 取 50.4 万 t A矿井设计年产量 万 t/a 取 6 万 t K矿井设计储量备用系数，取 1.4 则矿井设计服务年限为： T=采（AK）=50.4(61.4) =6 a 矿井服务年限为 6 年。 四、矿井生产能力的验证四、矿井生产能力的验证 矿井生产能力确定的依据： （1）矿井属残区复采，复采煤层受原采出率的影响，残存率并不均 衡。 （2）矿井井田范围较小，储量并不十分大，不宜将井型盲目扩大到 中型的范围。 （3）现有井巷工程和生产系统及设备设施经小的改造即可完成 6 万 t/a 规模，可减少投资，也是矿井见效最快的方法。 （4）符合白山市地区煤矿整合政策。 因而确定该矿井生产能力为 6 万 t/a。 吉林省白山市八道江区东山煤矿技术改造初步设计 长春煤炭设计研究院 21 该矿井+450m 以上煤层均已复采完毕，矿井可供开采的煤层标高为 +330+450m，垂高 120m，根据矿井开采技术条件，确定矿井为斜井片盘 开拓，片盘垂高选择为 30m，第一片盘生产的标高确定为+420m+450m， 采区的走向长 240m，倾斜长 64m，煤层倾角 25左右，为稳妥起见，工 作面长度不宜超过 50m，采用倾斜长壁，工作面倾角不大于 25，则取 工作面长度 40m，采高 2.2m，矿井采用“两采一准制” ，则矿井日生产能 力为： 1）回采工作面生产能力 A回=LL1MRCP 式中：A回回采工作面日产量 t/d L回采工作面长度 取 40m L1回采工作日推进度 取 1.6m M回采工作面采高 取 2.2m R煤质容重 取 1.32t/m3 C回采工作面回采率 取 0.9 P回采工作面循环率 取 95% A回=401.62.21.320.995% =158.9t/d 2）采准工作面生产能力 矿井有一个采准工作面 ，工作面掘凿断面均为 6.44m2，每面循环进 度为 0.8m，日循环数 6 个，取循环率 70%，则采准工作面日产量为： A准=S掘60.81.320.7=29.12t/日 3）年生产能力验证 吉林省白山市八道江区东山煤矿技术改造初步设计 长春煤炭设计研究院 22 全年作业天数为 330 天 A矿=（A回+A准）330 =（159+29）330 =199330 =6.2 万 t/a 通过验算，上述参数的选择可以保证矿井年产 6 万 t 生产能力的要 求，参数选择和工作面设计合理可靠。 第三节第三节 井田开拓井田开拓 一、井田内地质构造、老窑范围、煤层及水文等条件对开采的影响一、井田内地质构造、老窑范围、煤层及水文等条件对开采的影响 1、地质构造 井田属单斜产出，煤层走向东西，向北倾斜，煤层倾角 2267， 地质构造较简单，在实际生产中，已控制的小断层对开采影响不大。 2、相邻矿井及老窑范围 矿井周围尚在生产和办证的矿井有：东北方向有通煤集团的道清矿 一井和正在办理证照的道清矿南异井。这些矿井都由国土资源部门划定 的矿界和隔离煤柱与该矿相隔离。各自独立开采生产。但因煤层有相连 续的地方，在实际生产中，矿井还需与邻矿签订协议，交换采掘工程图 纸，以保障各自的安全生产。井区内的老窑、老巷较多，老窑老巷的采 掘资料由于受到当时条件的制约，保存的并不完整，在矿井的实际生产 中，必须引起矿井的高度重视，做出相应的预案，保证老巷老窑对该矿 吉林省白山市八道江区东山煤矿技术改造初步设计 长春煤炭设计研究院 23 井的采掘工作不会造成影响。 3、矿井水文条件 从报告中描述的较为简单，但在技改和生产实际中必须引起重视， 做到预测预报“有疑必探，先探后掘，先治后采”的原则，防止水害的 发生。 二、开拓方案二、开拓方案 矿井是资源整合矿井，井田呈不规则的多边形。矿井整合后设计选 择井田的西部平缓的沟谷宽缓地带，另建新主井和地面工业广场，原东 山煤矿的主斜井掘凿在井田的东部无煤区域，井筒状况比较好，大部分 为岩巷，上部已发碹至基岩段，可做为本次设计的副井筒，井田的南部 原南平峒+480 平巷，掘凿在煤层的底板之中，巷道状况好，并且与原东 山煤矿的主井（本次设计的副井）有片盘相连通，且贯穿该井田的南部 边界，可做矿井的主要回风大巷加以利用。 根据以批复的矿井开发利用方案，主井筒：主井筒地表标高为 +503.8m，井底标高为+330m，井筒坡度设计为 20，斜长 509m，担负提 升、运人、入风入料等项任务。 副井筒为原东山矿的主井，地表标高为 558.7m，井底标高为+420m， 井筒坡度为 25，因该井筒+450m 以下是沿煤掘送，维护较为困难，井 筒的+480m 标高与原道清煤矿的南平峒+480m 底板大巷相联通。该井筒的 +480m 以下本次设计不予利用，使井筒与+480m 底板大巷构成该矿井的主 要回风系统，担负回风和安全出口。 三、水平划分三、水平划分 该矿井煤层赋存在+450+330m 之间，煤层呈西缓东陡状态，矿井的 吉林省白山市八道江区东山煤矿技术改造初步设计 长春煤炭设计研究院 24 主要储量集中在井田的中西部，因而根据开拓布置的特点，矿井为斜井 片盘开拓，片盘的垂高为 30m，首选片盘的标高为+420 片盘，片盘个数 为 4 个。 四、井筒的形式及数量四、井筒的形式及数量 （1）主井 主井筒为斜井，地表标高为+503.8m，井底标高为+330m，井筒坡度 20，井筒掘凿煤层底板之中，井筒支护上段毛石砌碹，下段锚喷，井 筒掘进断面 6.44，净断面 5.35。 （2）副井 副井筒为斜井，地表标高为+558.7m，井底标高为+450m，井筒坡度 25。井筒大部分掘凿在煤层底板之中，井筒支护由毛石砌碹和梯形木 支护组成，井筒掘进断面 6.44，净断面 5.25，在+480m 标高，该井 筒和原南平峒井的+480m 大巷相连通，+480m 大巷为岩石裸巷，大巷现净 断面为 6.0。 五、采区划分五、采区划分 根据该矿井煤层赋存情况和井田形状将井田划分为 4 个片盘，即 +420、+390、+360 和+300 片盘。本次设计的首采工作面即设计在+420m 片盘。 六、开拓巷道布置六、开拓巷道布置 井田的西翼地表标高为+503m，井田的中部地表标高为+560m，与西 部相对，高差近 60m，且地表工业广场难以选择。新主井无法布置在煤层 底板之中，势必形成新的永久煤柱，因而矿井采取一翼开采设计，将新 主井布置井田的西部，以降低主井的掘凿长度，利于选择矿井的提升设 吉林省白山市八道江区东山煤矿技术改造初步设计 长春煤炭设计研究院 25 备和其它辅助设备。 主井筒为本次设计的主要开拓巷道，井筒的地表标高为+503.8m，井 底标高为+330m，井筒坡度设计为 20，井筒斜长 509m。 矿井的第一片盘选择在+420m 标高，在该片盘、车场和石门开拓近 110m 方可揭入煤层，+330m 为矿井的最低片盘，在该片盘布置的开拓巷 道为车场和石门，车场和石门相加开拓长度为 90m 后揭煤。 在+420m 石门中，沿煤层底板布置反掘上山 480m 岩石大巷相贯通， 形成主副井的连通系统，完成矿井的主要开拓任务。 七、井筒七、井筒 （1）井筒断面 主井：主井为本次新设计的井筒，其断面确定的原则按照规程 能保证入风、运送设备提升及井筒装备等各项安全距离前提下，选择最 经济合理的断面形式，经排查对比，井筒大部分掘进在煤层底板之中 ， 采用半圆拱形断面 5.75即可满足规程 规范的要求，因而主井的 掘进断面为 5.75，采用锚喷支护。 副井：已经是施工的井筒，井筒上部为毛石发碹，发碹距离为 35m， 下段为梯形木支护，井筒掘进毛断面为 6.44，平均净断面 5.25，可 以满足 6 万吨/a 生产能力对副井筒的要求。 （2）井筒施工方法 a、上部表土风化基岩段：采用开挖明槽、砌碹回填法，明槽开挖的 边角坡度不得大于 55以保证施工的安全。 b、下部基岩段：采用爆破钻进法施工，扒斗机装岩。 （3）支护结构 吉林省白山市八道江区东山煤矿技术改造初步设计 长春煤炭设计研究院 26 主井：地表风化基岩段采取毛石发碹，发碹墙高 1.2m，碹拱直径 2.6m，净断面 5.77，碹墙，碹拱发碹厚度为 350400mm。 基岩段采用锚喷支护，锚杆密度和支护厚度视围岩的稳固性而定。 即：围岩层节理不发育比较稳定，锚杆密度拱基线以上，每裸露 1 平方 米不少于 1 根，喷浆厚度 30mm，围岩层节理发育，拱基线以上每裸露 1不少于 1.52 根，喷浆厚度 50mm。如果围岩破碎则采用挂网和锚杆、 锚锁联合支护，并喷射混凝土，混凝土的厚度为 70100mm。 副井为利旧工程，其上段发碹，下段为木支护，在技改中和生产中， 如果木支护没变形和支护强度能满足回风行人要求，则不予更换，如果 需要换，建议采用同类型的矿工钢翻修和替换。 八、主要大巷位置、数目的确定八、主要大巷位置、数目的确定 矿井的主要大巷为利旧工程，+480m 岩石平巷，该大巷位于井区的南 界线内，沿矿界与副井相贯通，巷道总长 644m，断面 5.75，主要作用 是回风和行人的安全出口。 九、井下开采时对地面的影响九、井下开采时对地面的影响 井田内地表为低山坡地，矿井周围为多年开采的变形坑盆地，地表 植被较少。除该矿井井田的工业设施外，无其它构筑物和民建物，井区 内+460m 以上，均已开采完毕。本次设计开采主要是+450m 以下，该标高 以下煤层对应的地表标高在+530+600m 之间。相对开采深度为 80270m 之间。但因开采的是厚煤层，煤层的平均残厚均在 3m 以上。且 煤层倾角变化较大。本次开采的强度相对以前较大，因而开采后地表将 产生不同程度的变形，甚至形成塌陷盆地，影响地表水的流向，因此矿 吉林省白山市八道江区东山煤矿技术改造初步设计 长春煤炭设计研究院 27 井在开采的过程中，应定期对地表形态进行观测，不断的修补地表变形， 使其自然形态基本得以保持，以便今后绿化恢复植被做准备。 第四节第四节 井井 筒筒 一、井筒用途、布置及装备一、井筒用途、布置及装备 1、主井：位于井田的西部，本次新掘井筒担负矿井的提升、运料、 运人、入风等主要任务，井筒铺设 600mm 轨距 22kg/m 轻轨，轨枕为木轨 枕，压风管路为 d108mm，消防灭尘管路为 d76mm，并设有排水管两趟， 管路直径为 d140mm，井下用电设备的主电缆由该井铺设，信号、监控等 电缆，由该井设铺设至工作面和地面监控室。 2、副井 已掘巷道，井筒装备有 18kg/m 600mm 轨距的轻轨，地面有 1.2m 提 升绞车，供维修井筒和紧急升降人员使用，该井的主要用途为回风和安 全出口。 井 筒 特 征 表 表 2-4-1 井口坐标断面积(m2) 井筒 名称 XY 标高 (m) 提升方 位角(o) 井筒 倾角 () 井筒 斜长 (m) 掘净 支护备注 主 井 463258 5 4252434 1 +503. 8 20205096.445.38锚喷上段发碹 付 井 463324 0 4252521 1 +558. 7 25251876.445.25梯木上段发碹 第五节第五节 井底车场及硐室井底车场及硐室 吉林省白山市八道江区东山煤矿技术改造初步设计 长春煤炭设计研究院 28 一、井底车场形式的选定一、井底车场形式的选定 主井底车场 根据矿井提升能力，矿井的设计生产能力为 6 万 t/a，井底车场采用 空重车双线甩车场布置，车场长度 60m，存车长度 52m，因其设计生产能 力仅 6 万 t/a，开拓任务不重，40m 长度足够。 二、井底车场，硐室名称及位置二、井底车场，硐室名称及位置 1、由于矿井生产能力低，年产仅 6 万 t，采区的垂高和走向均较小， 服务时间也短，因而不设井底煤仓。 2、水泵硐室及水仓 矿井涌水量 1525m3/h，在主井底+330m 标高，掘水泵硐室，并掘主、 副水仓，水仓标高选择为+325m，两仓各自独立与+330m 水泵硐室由吸水 井相连，主水仓容积按矿井正常涌水量（15m3/h） ，8h 容积计算： 主水仓长度：L=258S净=40m 式中：L=水仓长度，S净水仓有效净断面取 5.0m2，取水仓长度 40m， 副水仓亦为 40m。水仓有效容积 V=405=200m3。 水泵硐室底板面高出+330m 车场 0.5m。 3、变电硐室 矿井井下无大型用电设备，采区和水泵峒室采用低压供电，因而井 下不设变电峒室。 4、井下爆破材料库 矿井生产能力较小，矿井下不设永久爆炸材料库，火工品永久仓库 设于地面，其建筑标准应符合公安部门的要求，并经公安部门验收后方 吉林省白山市八道江区东山煤矿技术改造初步设计 长春煤炭设计研究院 29 可使用。 三、井底车场、主要巷道及硐室支护方式及材料三、井底车场、主要巷道及硐室支护方式及材料 表 2-5-1 掘进断面(m2)序 号 巷道及硐室名称 工程 量(m) 支护 材料净掘 备 注 1+330 车场25锚喷8.79.47破碎时挂网 2+330 水泵峒室40锚喷6.447.0 3+325 主水仓40锚喷5.255.75 4副水仓90锚喷5.05.25破碎时矿工钢支护 吉林省白山市八道江区东山煤矿技术改造初步设计 长春煤炭设计研究院 30 第三章第三章 大巷运输大巷运输 第一节第一节 运输方式的选择运输方式的选择 东山煤矿属于小型煤矿，开拓方式及生产系统简单，井田走向距离 450m，运输巷采用分层布置方式，均布置在煤层中，运输距离 100m 左右。 运输巷及回风巷采用矿工钢支护。采区顺槽采用型钢支护，铺轨均采用 15kg/m。 根据该矿井运距、运量，确定煤炭及辅助运输采用人力推车比较经 济合理，平巷不设人车，人员通过斜井人车进入井下后，步行至各自工 作地点。 运输巷净断面为 6.0m2，采用矿工钢支护，巷道坡度为 5。 第二节第二节 矿矿 车车 矿井采用 1t 固定箱式矿车，600mm 轨距，做为井下运输大巷运煤及 矸石之用，运送材料和设备用 1t 材料车和平板车。 根据井底车场、运输大巷、采区运输等各环节的特点，矿井所需矿 车数量按排列法确定，各种车辆技术特征和数量见表： 表 3-2-1 载重(t)外形尺寸(mm) 矿车类型 容积 (m3)装煤装矸长宽高 轴距 (mm) 自重 (kg) 数量备注 1t 固定车箱1.111.62000880115055061036 1t 材料车200088011505504965架子车 1t 平板车20008004505504642 吉林省白山市八道江区东山煤矿技术改造初步设计 长春煤炭设计研究院 31 第三节第三节 运输设备选型运输设备选型 矿井煤层走向并不稳定，顺槽掘进中遇顶、底板的现象较多，而且 矿井井型较小，班出煤量仅 105t，因而宜选择小型刮板运输机布置在顺 槽和工作面比较合理。 SGB-320/型运输机运煤量 4045t/h，可以满足矿井工作面运输要 求，为稳妥起见，在采区顺槽较长时（超过 100m） ，为减少运输环节选用 SGB-420/3011 型刮板运输机做为顺槽的运输机。 根据矿井生产特点，SGB-320/11 型运输机 4 台，上述设备可以满足 矿井的设计能力需要。 吉林省白山市八道江区东山煤矿技术改造初步设计 长春煤炭设计研究院 32 第四章第四章 采区布置及装备采区布置及装备 第一节第一节 采煤方法采煤方法 一、采煤方法的选择及工艺流程一、采煤方法的选择及工艺流程 根据矿井煤层赋存情况，矿井的四层可采煤层倾角变化不一，且有 大于 30的地段，煤层残存厚度不一，井田内总体的采煤方法选择长壁 伪倾斜布置，工作面后退式采煤法。在煤层倾角 3045时，工作面与 煤层倾角伪交，工作面的角度不得大