某矿井及选煤厂可行性研究报告

XX一矿矿井及选煤厂可行性研究报告 说 明 一、井田概况 （一）井田南北走向长 2.5 10.0km，平均 7.0km，东西倾斜宽2.0 5.0km,平均 4.0km，面积约为 28.0km2，井田范围内地形平坦，自然地形标高一般在 +66.0 +68.0m。 （二）本井田含煤地层为侏罗系鸡西群城子河组共含可采煤层14 层， 平均 总厚度为 15.39m。 （三）全井田共有工业储量 194.251Mt，可采储量 120.746Mt。其中：一水平 -450m 以上可采储量 42.452Mt， -450 -700m 可采储量50.585Mt。 （四）本井 田可采煤层属低中灰、特低硫、中低磷、高发热量、易选中等可选、弱粘结中等粘结性、低变质阶段的气煤和长焰煤，可做配焦和动力、化工用煤，经洗选加工可生产多种牌号产品，以适应不同用户的需要。 （五）本井田位于绥滨 集贤拗陷带的东荣向斜东翼的南段，井田内以弧形断裂构造为主，并由此而派生两组褶曲构造。井田内地层走向近南北，倾角一般为 15 25，局部地段由于受断裂影响形成急倾斜带。 （六）本井田煤层上覆有较厚第四系和第三系，煤层位于当地侵蚀基准面以下。 井田内主要含水层有第四系的上部含水层，下部含水层，煤系裂隙 含水带。井田内主要隔水层有第四系上部隔水层、下部隔水层，第三系隔水层。第四系的两个隔水层均为亚粘土和粘土层，具有良好的隔水性能。第三系隔水层为泥岩和粉砂岩，泥质半胶结，但在 812 勘探线间煤层露头处第三系缺失，形成“天窗”，尤其又有数条正断层通过“天窗”，使其水文地质条件变得复杂。因此，在“天窗” XX一矿矿井及选煤厂可行性研究报告 范围内开采时应特别慎重。 （七）本矿井初期为低瓦斯矿井。 （八）本井田平均地温梯度为 2.8 /100m，地温随深度增加而增高，影响地温变化的主要因素是自然增温率，经计算，本区属地温正常区。 （九）根据地质报告，矿井 正常涌水量 462m3/h，最大涌水量721m3/h。 （十）矿井煤尘有爆炸危险，煤无自然发火倾向。 二、指导思想 围绕以现代化管理模式为基础，以经济效益为中心，以市场需求为前提，因地制宜采用新技术、新工艺、新设备，提高机械化水平，提高劳动生产率，追求矿井的高效率、高效益，把东荣一矿建设成为具有国内先进水平的现代化矿井。 三、矿井生产能力 本井田开采面积大，储量丰富，资源可靠，可建 0.9Mt/a 或1.2Mt/a 的中到大型矿井，但考虑到国家现行的煤炭建设政策以及煤炭市场技术关系的影响，本着“少投入、早出煤、多产 出”的原则，形成自我造血、滚动发展的态势，本报告推荐矿井生产能力为0.9Mt/a。 四、开拓方式 结合本井田第三系地层及第四系冲积层较厚，煤层层数多、层间距较大等特点，本报告推荐立井、多水平、集中大巷、分区石门开拓方式。 五、井口位置选择 结合井上下建井条件以及首采区布置，首采煤层选择等，本报告经 2 个井口位置方案比选，认为将井口位置设在 8 号勘探线水 11-1与 434 号孔之间，其主井距水 11-1 号孔约 210m 处的煤层露头处较为 XX一矿矿井及选煤厂可行性研究报告 适宜。该井位具有表土层薄、距首采区及首采煤层近，压煤量小，而且首采区及首采煤层开采条件 好，建井工期短，铁路、公路连接顺畅，且工程量较少等优点。 六、井筒布置 根据矿井提升及通风要求，本矿井移交生产时共开凿五条井筒，其中主井、副井为立井，通达地面；主斜井、副斜井、回风斜井为暗斜井，并分别兼作初期投产采区的运上、轨上和回上。 主井井筒净直径 5.5m，装备一对 6t 单绳箕斗，用于提煤并兼作主要回风井，同时装备有梯子间，兼作矿井的安全出口。 副井井筒净直径 6.5m，装备一对 1t 矿车单层双车单绳罐笼，用于辅助提升并兼作主要进风井，同时装备有梯子间，兼作矿井的安全出口。 主斜井（运上），净断面 10.1m2，倾角 14，其方位位于 8 号勘探线以北约 50m，基本与 8 号勘探线平行布置，其层位基本位于 17与 18 号煤层间的岩石中，局部穿 18 号煤层。井筒内铺设 0.8m 宽钢丝绳芯胶带输送机，用于煤炭运输。 副斜井（轨上）净断面 10.1m2，与主斜井平行布置，倾角 15，其方位在主斜井的南侧 50m 平行主井布置，其层位位于 16 号煤层底板约 10m 岩石中，设单钩串车，用于辅助提升，并作为主要进风井。 回风斜井（回上）净断面 14.2m2，于主斜井南侧 20m 平行主斜井且沿 16 号煤层布置，其内设置架空乘人器运送人员，并作为矿井的专用回风 井。 七、水平划分 全井田划分 2 个生产水平，其中，一水平标高为 -450m，采用上下山开采；二水平标高为 -700m，采用下山开采，下山开采最终标高为 -900m。 八、井下运输 XX一矿矿井及选煤厂可行性研究报告 初期首采区煤炭运输通过主斜井直接运至 -190m 水平车场上部煤仓。其辅助运输通过 190m 轨道石门直接与 -190m 水平车场联系，采用防爆内燃机车牵引 1t 矿车运输方式 . 后期， 450m 水平运输方式：煤炭运输采用 10t 架线电机车牵引 t 底侧卸式矿车运输方式，辅助运输采用 10t 架线电机车牵引t 矿车运输方式。 九、采煤方法和采区布置 本矿井煤 层倾角一般为 15 25，主要可采煤层多为薄煤层，煤层硬度 1.37 1.43，多数煤层含有 1 2 层夹矸。根据具体条件经方案比选，推荐采用走向长壁全部陷落采煤法，一次采全高。 因此，矿井达产时，移交南一上采区，装备 1 个薄煤层刨煤机综采工作面，实现矿井 0.9Mt/a 生产能力。 矿井达到 0.9Mt/a 生 产 能 力 时 的 井 巷 工 程 量 为12567.5m/173314.5m3。 十、矿井通风与安全 本矿井属低瓦斯矿井，当初期开采容易时供风量为 60m3/s，负压 482Pa；当后期开采困难时，供风量为 70m3/s，负压为 1762Pa。 矿井采用中央并列式通风系统，即副井进风，主井回风。 矿井设置有消防洒水系统，瓦斯报警仪、自动断电仪等，以确保矿井生产安全。 十一、矿井提升、通风、排水和空气压缩设备 主井采用 1 台 2JK-3.5/11.5 单绳缠绕式提升机，配备 1 台 815kw直流电机，供电方式为直流供电。副井采用 1 台 2JK-3.5/20 单绳缠绕式提升机，配备 1 台 618kw 直流电机，供电方式为直流供电。 主斜井兼作南一上采区的运输机上山，采用 1 台 B=0.8m 钢丝绳芯胶带输送机，配备两台 315kw 交流电机，副斜井采用 1 台 JK2.5/20A单绳 缠绕式提升机，配备 1 台 450kw 交流电机。 XX一矿矿井及选煤厂可行性研究报告 通风设备选用 BDK65-8-N023 对旋轴流式扇风机 2 台，配套电机YBFe315L2-8 型， 110kw、 380v。 排水设备选用 PJ150 9 型水泵 5 台，配套电机功率 900kw。 空气压缩机选用 5L-40/8 型空气压缩机三台，配套电机为TDK118/26-4 型， 250kw。 十二、地面生产系统及选煤工艺 矿井生产的毛煤经由胶带输送机，直接运至主厂房的筛分破碎车间，毛煤经过 80mm, 13mm 双层筛预先和分级筛分后 50mm 筛上物料经检查性手选后进入破碎机，破碎后的物料经胶带机转载至选前煤仓（容量为 2000t）。 50 13mm 物料经胶带机，在重选车间正常的情况下，与破碎后的物料一起运至容量为Q=60t 的缓冲仓入洗，当重洗车间出故障时，运至选前煤仓。 选煤厂与矿井同步建成，工期为 24 个月，推荐 50 13mm，两级跳汰排矸的选煤方法，煤泥经压滤后掺入末煤中。产品结构主要包括：洗中块（ Ad=18.98%）；洗小块（ Ad=15.94%）；洗末煤（ Ad=13.35%）、末煤（ Ad=24.08%）；劣质煤和矸石。也可依据用户不同要求，生产多种产品。 十三、地面运输 本矿井煤炭外运以铁路运输为主，矿井铁路专用线拟从东荣二矿装车站的北端 1 号道岔处延接入矿，该处距工业场地约 8.4km。 十四、工业场地总平面布置 从有利于功能分区合理、工艺流程通畅和减少占地面积，以及便于矿井今后扩展，注重整体景观效果等方面综合考虑，经过方案比选推荐工业场地长轴平行装车站布置方案。 十五、居住区 职工居住地选在东荣矿区中心区。该中心区目前已建成 2 个生活小区，即东荣二矿小区、东荣三矿小区，东荣一矿小区也已规划在 XX一矿矿井及选煤厂可行性研究报告 中 心区内。本设计中小区建设实行住宅商品化，矿井不再承担投资。 十六、矿井供电 矿区供电，设计矿井 2 回 60kv 电源，均引自东荣二矿区域变电所。 矿井在工业场地内设有 1 座 63kv 地面变电所，装备 2 台SFZ7-10000/63 变压器。 井下供电采用 6kv 电压等级。 十七、给排水 矿井饮用水源取自第四系含水层；生产、井下消防洒水及部分生活用水（非饮用水）取自矿井水处理站；工业场地污废水经过处理达标排到二道河子。 十八、采暖与供热 根据本矿井所处地域环境，设计确定工业场地内所有建筑物设置全部或局部采暖系统，采暖热媒为 85/60 的低温水，由工业场地锅炉房统一供给。 工业场地内设置锅炉房。布置 DZL7-115/70-A型热水锅炉 2台；DZL2.8-115/70-A型热水锅炉 1 台。采暖期 3 台锅炉同时运行；非采暖期只运行一台 DZL2.8-115/70-A型锅炉。 十九、建（构）筑物面积和体积 矿井工业建筑面积为 6360m2，总体积为 30386m3。 行政生活福利设施建筑面积为 12940m2， 选煤厂工业建筑面积为 1043.4m2，总体积 78773.1m3。 二十、矿井总占地面积为 70.10ha 其中：工业场地 11.43ha（含选煤厂 1.80ha） 铁路专用线 20.84ha 场外公路 22.48ha 场外供电线路（两回） 1.30ha 矸石山 3.5ha XX一矿矿井及选煤厂可行性研究报告 水源井及道路 1.20ha 排水线路 1.05ha 其 它 8.30ha 二十一、矿井及选煤厂建井工期 自主、副井开工算起，矿井建井工期为 30 个月，选煤厂于第 2个月开工建设，施 工工期为 24 个月，矿井及选煤厂同期移交。 二十二、矿井及选煤厂职工在籍总人数为 750 人，其中矿井 731人（含选煤厂 83 人）。 二十三、矿井全员效率为 7.0t/工，生产工效率为 7.9t/工。 二十四、矿井及选煤厂建设估算静态总投资（ 100%资本金）为 65924.42 万元；其中，矿井建设静态投资为 59753.42 万元，选煤厂建设静态投资为 6171.00 万元，铺底流动资金 1086.00 万元。 二十五、财务评价指标（基价） （一）财务内部收益率 10.24% （二）累计财务净现值 563 万元 （三）投资回收期 9.51a （四）贷款偿还期 12.91a （五）投资利税率 11.5% 第二章 井田概况及地质特征 第一节 井田概况 一、交通位置 东荣一矿位于黑龙江省集贤县境内，地理座标为东经 131 20131 30， 北纬 46 45 46 55，行政区划隶属集贤县腰屯乡管辖。 XX一矿矿井及选煤厂可行性研究报告 井田西南距福利屯 32km，经福利屯到双鸭山市 40km。重建后的同三公路于井田北部边界外 3.2km 处通过，国铁福前铁路于井田南部边缘外 2km 处通过，交通 较为方便，见图 2-2-1-1。 二、地形地貌及水系 本井田位于三江平原的西南部，煤系地层均被第四系松散层覆盖，地形平坦，地面标高为 +66 +68m。井田东北部有双山子，标高+154m；西部有索利岗山，标高为 +207.9m；南邻完达山北麓，北面平坦敞开。 井田内无较大河流，只有二道河子在井田北部边界外穿过。近年来，随着农业生产发展，修筑了一些排水沟渠，湿地面积稍有缩小。 松花江在井田北约 45km 处流过， 20 年一遇最高洪水位 +67.3m，百年一遇洪水位为 +67.51m，枯水期水位为 +55.02m。 三、气象 本 区属寒温带大陆性气候，冬季严寒，夏季温热，年平均最高气温为 20.1 23.7，年平均最低气温为 -17.4 -23.9，极端最低气温 -35。年降水量 325.7 692.3mm，年蒸发量 1095.51430.6mm，年平均相对湿度 61 70%，年平均风速为 4.1 4.7m/s，最大风速可达 24m/s，风向多偏西风。每年十月至翌年五月为冻结期，最大冻结深度为 1.55 2.08m。 四、地震 根据国家地震局资料，本区地震裂度在 6 度以下，无强烈地震史。 五、矿区内工农业及煤炭生产、建设情况 矿区内以农业为主要 经济形式，主要农作物有小麦、大豆、玉米等。除煤矿以外，矿区内尚有机修厂、木材厂、砖瓦厂、粮食加工厂等可为农业生产服务的工厂。 本井田所属的东荣矿区共划分为四个井田，总体设计规模 XX一矿矿井及选煤厂可行性研究报告 5.1Mt/a，其中东荣二矿（ 1.5Mt/a）、东荣三矿（ 1.5Mt/a）已建成投产。见图 2-2-1-1。 第二节 地质特征 一、区域地质 （一）地层 本区位于集贤煤田的东南部，为一全隐蔽区。区内地层系统简单，发育有元古界麻山群、古生界泥盆系中统、中生界侏罗系上统、新生界第三系上新统和第四系。其中侏罗系上绕（鸡西群）最大地层厚度 大于 2400m。 （二）构造 本区位于新华夏系第二隆起带北端的三江盆地西部。由于受东西向压应力的作用及新华夏系构造应力场作用，该盆地形成了一系列的轴向北北东的富锦、绥滨 集贤、佳木斯等隆拗相间排列的隆起带与拗陷带，同时产生了不同序次和不同方向的断裂构造。 二、井田地质 （一）地层 井田内地层有元古界麻山群、古生界泥盆系、中生界侏罗系、新生界第三系和第四系。见图 2-2-2-1。 （二）构造 本井田位于绥滨 集贤拗陷带的东荣向斜东翼的南段，井田内以弧形断裂为主，并由此而派生两组褶曲构造。 井田内地层走向近南北， 倾角一般为 15 25，局部地段由于断裂影响形成急倾斜带。见图 2-2-2-2。 1、断裂构造 井田内断层按走向可分为三组，共有断层 26 条，其中北北西到 XX一矿矿井及选煤厂可行性研究报告 南北向组有 4 条，北东向组 12 条，北西向组 10 条。断层多为压扭性断裂，导水性差。断层特征见表 2-2-2-1。 2、褶皱 井田内主要褶皱有 F8 牵引褶曲和 F7 派生褶曲两组。 F8 牵引褶曲位于 F8 断层两侧，由 F8 断层两盘相互扭动产生。断层北侧为背斜，南侧为西斜。 F7 派生褶曲位于 F7 断层东段的北侧，属 F7 派生构造，轴向北东 60，向南西倾伏，延展甚短，与 F7 断层斜交。 三、岩浆岩 井田内岩浆岩活动微弱，无大的侵入岩体和喷出岩，仅于钻孔中见有厚度不大的浅层侵入岩体，岩性为辉长 闪长玢岩，呈岩脉侵入于煤系下部层位的裂隙中，对煤层无影响。 四、煤层 本井田具有经济价值的可采煤层均集中于侏罗系鸡西群城子河组，该含煤组地层总厚度为 930m，含煤 50余层，煤层平均总厚 36.29m，其中大部分为不可采煤层。可采及局部可采的煤层自上而下分别为 5、9、 12、 14、 16、 17、 18、 20、 20 下 、 22、 23、 24、 26、 29-1b 号共14 个煤层。各煤层平均总厚 15.39m，倾角一般为 15 25，只有 F7断层附近煤层倾角达 40左右。 井田内各可采煤层，按其在纵向剖面的分布规律及组合特征，可分为上、中、下三个煤层群。其中中层群含有 9、 12、 14、 16、 17、18、 20、 20 下 、 22、 23、 24、 26 号共 12 个可采及局部可采煤层，而上层群和下层群分别有 5 号煤层和 29-1b 号煤层可采。 井田内煤层属稳定不稳定，结构简单复杂，一般含 1 2 层夹矸，局部达 3 4 层，各煤层特征详见表 2-2-2-2。 五、煤质 全井田煤层属低中灰、特低硫、中低磷、高发热量、易选中等可选、弱粘结中等粘结性、低变质 阶段的气煤和长焰煤，以长 XX一矿矿井及选煤厂可行性研究报告 焰煤为主，气煤次之，可做为动力用煤和炼焦配煤。 全井田煤的挥发份（ Vadf）一般大于 40%，各煤层平均 Y 值为4.7 8.9mm，灰分含量 (Ad)一般为 11.23 22.81%，原煤全硫 (Sd)为0.17 0.28%,磷 (Pd)的平均含量为 0.007 0.05%，各煤层平均发热量为 24.72 29.26MJ/kg。 六、水文地质 （一）含水层 井田内含水层可分为： 1、第四系含水层：全区广泛分布，直接覆盖于第三系或煤系（天窗处）地层之上，由各粒级的砂、砾砂和砾石等组成。由南向北逐渐增厚 ，厚度 120 150m。根据第四系地层的划分，又分为上部含水层和下部含水层。 （ 1）上部含水层：全区发育，厚度 100 110m，上部以中，粗砂及砾砂等组成，含水性和透水性好，单位涌水量 3.833L/s m，渗透系数 10.134m/d，是本区间接主要含水层。下部以细砂和中砂为主，粗、砾砂次之。单位涌水量 0.544 0,593L/sm ，渗透系数 1.2731.569m/d，均为孔隙承压水。 （ 2）下部含水层：以细砂、砾砂组成，厚度 20 40m，含泥质较多。单位涌水量 0.107 0.554L/sm ，渗透系数 0.522 2.839m/d，该层局部与上部含水层有水力联系，在天窗处补给煤系风化裂隙含水带。 2、煤系裂隙含水带 煤系裂隙含水带，根据裂隙发育程度，埋藏深度、含水性、透水性等因素，可分为风化裂隙含水带、亚风化裂隙含水带和弱裂隙含水带。 （ 1）风化裂隙含水带：岩性为粉砂和细、中砂岩为主，厚度 60120m，单位涌水量一般为 0.018 0.315L/s m。天窗部位风化裂隙 XX一矿矿井及选煤厂可行性研究报告 含水带富水性强，单位涌水量最大为 1.141L/s m。 （ 2）亚风化裂隙含水带：位于风化裂隙含水带之下，厚度 100m，裂隙不发育，单位涌水量 0.0028 0.0398L/sm ，渗透系数 0.0040.0291m/d。 （ 3）弱风化裂隙含水带：位于亚风化裂隙含水带之下，裂隙不发育，仅局部受构造影响，裂隙含水，但很微弱。 （二）断层带的富水性和导水性 井田内断裂发育，以压扭性断裂为主，压扭性断裂导水性和富水性很微弱。张性断层两侧裂隙发育，富水性较强、导水性较好。因此，在开采过程中应注意防止溃水。 （三）隔水层 井田内主要有第四系上部隔水层、下部隔水层和第三系隔水层。第四系上部隔水层一般为 8 10m；下部隔水层为 8 16m，埋深 100130m，两 隔水层均为亚粘土和粘土层，具有良好的隔水性能。第三系隔水层为泥岩和粉砂岩等，泥质半胶结，埋藏深度 120 290m，厚度10 120m，从东向西逐渐增厚。井田内在 8 12 勘察线间出现第三系缺失块段，形成“天窗”。 （四）天窗 本井田“天窗”分布于 8 12 勘察线的煤层露头部位，分布范围较大，而且下伏有 9 26 号煤层露头。“天窗”范围内，第四系和煤系的富水性好、透水性强。据水 11 号抽水孔，煤系风化裂隙含水带单位涌水量 1.141L/s m，渗透系数为 2.857m/d，又有 F18 等几条正断层通过“天窗”，使水文地质条 件变得复杂。因此，在“天窗”范围内开采时应特别慎重。 （五）井田水文地质类型 本含煤地层主要岩性由各种粒级的砂岩组成。直接充水含水层，以裂隙含水为主，为裂隙充水矿床。 XX一矿矿井及选煤厂可行性研究报告 井田煤系上覆有巨厚第四系和第三系，煤层位于当地侵蚀基准面以下，地表水位与煤系风化裂隙含水带水力联系微弱。煤系风化裂隙含水带宿水性变化较大，煤系外围岩层透水性很微弱。排泄条件良好。第四系与煤系风化裂隙含水带之间有第三系隔水层，隔水性能良好。唯有“天窗”部位第四系下部含水层与煤系风化裂隙含水带有水力联系，补给较好，但第四系下部含水层含水性及透水性 较弱。 综上所述，本井田水文地质条件类型根据直接充水含水后的富水性和补给条件，以及单位涌水量的大小来划分，属以中等条件为主的裂隙充水矿床。 （六）预计矿井涌水量 根据地质报告提供的涌水量数据，设计预计矿井先期开采地段内正常涌水量为 462m3/h，最大涌水量为 721m3/h。 七、其它开采技术条件 （一）瓦斯 根据地质报告提供的采样资料，井田内瓦斯含量为 0.073.38ml/g， -500m 以上瓦斯含量均低于 2ml/g，但地质报告没有明确说明矿井瓦斯等级，本设计根据采样数据分析，结合东荣二、三矿实际开采情况， 暂定本矿井初期为低瓦斯矿井。 （二）煤的自燃与煤尘爆炸 根据地质报告及东荣二、三矿实际开采情况，矿井煤尘有爆炸危险，煤无自燃发火。 （三）地温 本区恒温带深度为 20m，恒温带温度为 +5.6，每百米地温梯度为 2.8。本区地温变化随深度增加而增高，影响地温变化的主要因素是自然增温率。因此，初步认为本地区地温为正常区，对矿井生产影响不大。 （四）煤层顶、底板 XX一矿矿井及选煤厂可行性研究报告 井田内各煤层顶底板以粉砂岩、细砂岩和粉细矿岩互层为主，部分为中、粗砂岩。单向抗压强度范围为 57.5 150.5Mpa。煤层露头部位，煤层顶底板岩层的单向 抗压强度值降低。 八、地质勘探程度评价及存在问题 本次报告的设计依据是：黑龙江省集贤煤田东荣勘察一区精查地质报告。该地质报告于 1984 年 6 月 30 日以“（ 84）东煤地字827 号”文批准。 （一）对地质勘察程度的评价 本井田为一全隐蔽区，呈一单斜构造，同时发育较多断层。煤层多，结构简单复杂，主要煤层厚度较稳定。因此，按二类二型布置勘察工程，同时运用钻探，地震，测井相结合的综合勘探办法是合理的。 通过地质勘察工作，查明了各可采煤层的层位、厚度、结构及其分布范围。在地质构造方面，查明了向背斜构造和 主要断层，对落差大于 30m 的断层已查明或基本查明。在水文地质方面，查明了各含水层与矿井充水因素。储量计算方法及参数选用合理。 综上所述，设计认为该地质报告基本达到煤炭资源地质勘探规范标准，可以做为本次设计的依据。 （二）存在问题及建议 第三章 井田开拓与开采 第一节 井田境界及储量 一、井田境界 根据东荣矿区总体设计，本矿井的井田境界为： 北部边界：以 F2断层为界； XX一矿矿井及选煤厂可行性研究报告 南部边界：以 F1断层为界； 东部边界：以各煤层露头及 F55、 F7 断层为界； 西部边界：以 16 号煤层 -900m 等高线垂直投 影为界。 井田南北走向长 2.5 10.0km，平均 7.0km，东西倾斜宽 2.05.0km，平均 4.0km，井田面积约为 28.0km2。 因本井田浅部为各煤层露头，深部为 16 号煤层 -900m 等高线垂直投影。而井田走向两翼的 F1、 F2 断层均为落差大于 100m 以上的断裂构造，属自然境界。因此，设计认为本矿井井田境界确定合理。 二、矿井储量 本矿井工业储量 A+B+C 级合计为 194.251Mt，其中一水平 -450m以上工业储量为 72.974Mt， -450 -700m 工业储量为 67.461Mt。扣除开采困难的呆滞煤量 、防水煤柱、断层煤柱、工业场地煤柱和井筒煤柱，以及开采损失煤量后，全矿井设计可采储量为 120.746Mt，其中一水平 -450m 以上设计可采储量为 42.452Mt， -450 -700m 设计可采储量为 50.585Mt。矿井设计可采储量见表 2-3-1-1。 表中开采损失煤量是按各采区的煤层平均厚度选取的采区回采率，即薄煤层 85%，中厚煤层 80%，厚煤层 75%。 对于本矿区防水煤柱计算，由于在本井田范围内，第四系含水层与煤系地层之间大部分被第三系隔水层所阻隔，但在 8 12 勘探线的煤层露头部位第三系缺失，形成“天窗” 。根据建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程规定，计算出本矿井“天窗”部位最大防水煤柱高度为 70.2m，其底界标高最大达 -170m,非“天窗”部位最大防水煤柱高度均小于各煤层风氧化带高度（垂高 30m）。另外，从井田内第三系地层底面标高看，一般为 -100 -140m，再加上30m 风氧化带，开采上限标高为 -130 -170m，因此，设计考虑风氧化带底界面标高的变化较大，为便于巷道布置与回采，将开采上限与防水煤柱综合考虑，暂定本井田开采上限标高为 -175m，其 -175m 以上工业储量 3.373Mt。 但由于初期移交的南一上采区位于“天窗”之 XX一矿矿井及选煤厂可行性研究报告 下，结合东荣二矿实际开采情况，为确保安全，设计首采区开采回风水平标高为 -190m。同时，也可探明矿井实际涌水情况，为更为合理的确定开采上限标高提供依据。 第二节 矿井设计生产能力及服务年限 一、矿井工作制度 本矿井设计年工作日 300d，每日三班作业，边采边准。每班工作 8h，每天净提升时间为 14h。 二、矿井设计生产能力 根据已批准的东荣矿区总体设计安排，东荣一矿设计生产能力为 0.9Mt/a。本次设计对设计生产能力进行重新论证和分析。现就0.6Mt/a、 0.9Mt/a、 1.2Mt/a 三种井型方案做如下比选： （一）按井下构造条件和煤层开采条件进行分析 1、构造复杂程度 本井田呈一向西倾斜的单斜构造。井田内除 F7 派生褶曲较大外，其它褶曲构造对煤层开采影响不大。井田内 26 条断层多数已查明或基本查明，对影响采区划分的断裂构造控制清楚。构造复杂程度属中等，其中井田中部构造较为简单。 2、煤层开采条件 全井田共获得工业储量 194.251Mt，高级储量占 36.2%，其中 -450m 以上工业储量 72.974Mt，高级储量占 55.1%。井田内煤层对比可靠，煤层层数、结构和可采 范围已查明。 根据井田内煤层赋存情况，井田内 14 个可采煤层中，共分为上、中、下三个层群。其中，中层群含 9 26 号， 12 个可采煤层，上、下层群只分别有 5 号层和 29-1b 号层，主要可采层 12、 16、 18、 20号层均位于中层群，其平均厚度为 1.25m、 1.44m、 1.47m、 1.63m， XX一矿矿井及选煤厂可行性研究报告 稳定性好，其工业储量占全井田总量的 64.5%，可作为主力煤层开采，其它煤层平均厚度为 0.77 1.15m，可与其它主力煤层搭配开采。 从以上井下条件看，设计以井田中层群采区作为主要开采块段，以 12、 16、 18、 20 号层为主力开采煤 层，其井型无论定为 0.6Mt/a、0.9Mt/a 还是 1.2Mt/a 均是可行的。 （二）按矿井服务年限与井型关系进行分析 本矿井可采储量 120.746Mt，一水平 -450m 以上可采储量为42.452Mt，储量备用系数按 1.4 计算，则矿井及一水平上山部分（ -450m 以上）服务年限按不同井型计算，其结果见表 2-3-2-1。 不同井型时矿井及水平服务年限 表 2-3-2-1 井 型 全 矿 井 (a) 一水平 -450m 以上 (a) 0.6Mt/a 143.7 50.5 0.9Mt/a 95.8 33.7 1.2Mt/a 71.9 25.3 根据以上计算结果看， 0.6Mt/a 井型时，矿井及一水平（ -450m以上）服务年限太长，而 1.2Mt/a 井型时，一水平（ -450m 以上）服务年限太短，如扣除 5 号和 29-1b 号层储量，则一水平（ -450m 以上）服务年限仅为 23.6a，。 （三）按工作面个数和采区接续与井型关系进行分析 由于本矿井煤层赋存特征主要以薄煤层为主，主力开采煤层也多为厚度小于 1.5m 的准薄煤层，且本井田断层较多，煤层倾角为 15 XX一矿矿井及选煤厂可行性研究报告 25 。从我国现阶段薄煤层机械化装备水平看，本矿井采煤装备可以采用三种方式，即国产综采装备、高档装备（与大功率薄煤层采煤机配套）和进口综采装备。使用效果看，国产薄煤层高档工作面和综采工作面单产均为 0.3Mt/a 左右，相差不大，但在设备投资对比上，综采装备远大于高档装备，而高档装备使用灵活、搬家方便，对薄煤层的适应性强 ,在设计工作面单产 0.3Mt/a 时，选择国产高档普采装备经济效益好于选用国产综采装备。但其占用人员多，材料消耗量大，单产低，不能满足现代化矿井高产高效的要求。铁法矿业集团小青煤矿从德国引 进的刨煤机综采设备在厚度 1.3m 左右的薄煤层中开采，其工作面单产可达 1.0Mt/a 以上，该综采机组适用本矿井煤层的开采条件。 设计依据不同装备的工作面生产能力，在确保矿井经济效益最优的情况下，对不同井型进行了工作面装备和工作面个数的优化组合，对不同井型确定了合理的工作面装备和个数，依据上述原则配合采区规划能力并根据不同井型进行采区接续安排，结果如下： 1、当井型为 0.6Mt/a 时：一水平前 42a 为一个采区生产，布置二个高档工作面，第一水平 生产 42a 以后需由两个采区保证矿井产量，此时采区进入北部边界采区和 5 号煤层及 29-1b 煤层。排定的矿井年平均生产能力为 0.7Mt/a。 2、当井型为 0.9Mt/a 时：，一水平前 22.5a 为一个采区生产，布置一个刨煤机综采工作面。而后，当采区进入构造较复杂的南北两翼边界块段时，需由二个采区保证矿井产量，排定的矿井年平均生产能力为 0.9Mt/a。 3、当井型为 1.2Mt/a 时，工作面装备采用综采机组 +高档普采：一水平前 22。 5a 为二个采区生产，布置一个刨煤机综采工作面、一个高档普采工作面，排定的矿井生产能力为 1.2Mt/a。待一水平 22.5a后的 3.7a 中，矿井生产采区个数虽仍 为 2 个，但由于此时矿井已全 XX一矿矿井及选煤厂可行性研究报告 部投入构造较复杂的生产采区。因此，排定的矿井生产能力下降到0.6 Mt/a。 从上述一水平采区接续情况及达到矿井设计产量所需工作面个数和采区个数看， 0.9Mt/a 井型接续情况好于 0.6Mt/a 和 1.2Mt/a井型。 0.9Mt/a 井型采用刨煤机综采设备，达到矿井设计产量仅需一个采区一个面，井巷工程少，建井工期短，生产效率高，达到矿井高产高效的要求。而 0.6Mt/a 与 1.2Mt/a 井型达到设计产量时，矿井初期即需投产 1 2 个采区及两个工作面，尤其 1.2Mt/a 井型欲达到设计能力，初 期即须投产构造较复杂的南北两翼边界采区配采。由此，造成矿井初期投资过大，建井工期过长，同时由于配采采区地质条件差，使得矿井的生产稳定性差。 （四）按矿井经济技术指标与井型关系进行分析 为保证矿井形成可靠的生产能力，并迅速达产，减少建井投资，缩短企业还贷时间，在生产技术条件允许的情况下，设计认为应优先开采主力煤层，减少建井工程量。 根据以上原则，设计对不同井型时的技术经济指标进行比较，其结果见表 2-3-2-2。 不同井型时同时移交的采区个数及工作面装备情况如下： 1、 0.6Mt/a 井型时，移交南一上采区，二个 高档普采工作面，12、 16、 18 煤层为主力开采煤层。 2、 0.9Mt/a 井型时，移交南一上采区，一个刨煤机综采工作面，12、 16、 18 煤层为主力开采煤层。 3、 1.2Mt/a 井型时，移交南一上和南二两个采区，南一上采区装备一个刨煤机综采工作面，南二采区装备一个高档普采工作面，主力开采煤层为 12、 16、 18 三个煤层。 XX一矿矿井及选煤厂可行性研究报告 不同井型时技术经济比较表 表 2-3-2-2 序号 井型方案 比较内容 0.6Mt/a 井型 0.9Mt/a 井型 1.2Mt/a 井型 1 井筒个数 2个立井、 3个暗斜井 2个立井、 3个暗斜井 2个立井、 3个暗斜井 2 采区个数 1 1 2 3 回采工作面数及装备 2/高档 1/刨煤机综采 2/刨煤机综采、高档 4 井巷工程量（ m） 14248.3 12567.5 25636.3 5 万吨煤掘进率（ m/万 t） 237.5 139.6 213.6 6 矿井建成工期（月） 30 30 50 由表 2-3-2-2 可以看出： 1、井巷工程万吨掘进率及井巷工程总量，均以 0.9Mt/a 型时为低。 2、 0.9Mt/a 井型方案较 1.2Mt/a 井型方案节省建井工期 20个月。 通过 以上几个方面的分析比较，设计认为 0.9Mt/a 井型方案具有投资少，经济效益高。建井工期短，采区接续容易，生产集中，管理方便等优点，因此本设计推荐矿井生产能力仍为 0.9Mt/a。 三、矿井及各水平服务年限 按生产能力 0.9Mt/a 计算，储量备用系数取 1.4，则矿井和一水平上山部分（ -450m 以上）服务年限分别为 95.8a 和 33.7a。 第三节 井田开拓 一、开拓方式 XX一矿矿井及选煤厂可行性研究报告 本井田的特点是： （一）第三系地层及第四系冲积层较厚，第四系地层为 142157m，且富含水。第三系地层为 0 50m，为此，井筒需采用特殊方法进行施工。 （二）井田内共有 14 个可采及局部可采煤层，煤层层数多，层间距较大，且多为薄煤层。 （三）地势平坦，煤层埋藏深（ 142 207m），井田面积大。 （四）井下沿走向划分采区的块段较少。 根据上述特点，设计确定本矿井采用立井、多水平、集中大巷、分区石门开拓方式。 二、井口与工业场地位置选择 根据矿井地形、地貌、冲积层厚度，资源赋存条件等特点，结合首采区位置和压煤情况，设计在总结国内煤矿设计的先进经验的基础上，认真贯彻煤炭设计改革的若干规定的有关要求，在对井口及工业场地位置 选择时，必须充分考虑在矿井建设时达到“以煤养煤，滚动发展”的目的，以适应社会市场经济体制的需要。 按矿井井口及工业场地位置选择的一般原则，初期采区应布置在地质构造简单，开采条件好，储量丰富，井巷工程量少，投资效益好的块段。从本矿井的地质构造及煤层赋存条件看，靠井田南北边界处的构造较复杂，而 F8 断层两侧块段则相对简单。经分析认为一水平F8 断层南侧的南一上采区，其平均走向长度达 2km，可实现双翼开采，且可采储量大，煤层稳定性好，构造简单，其位置又基本处于井田走向中部，这将为首采区位置靠近井口提供有利条件。 根据 上述原则，设计在充分总结国内先进煤矿设计经验的基础上，对本矿井井口位置的选择提出了二个方案，现分述如下： I 方案： 主井口位置设在 F8 断层南侧， 9 号勘探线 202 号孔以南 250m 处， XX一矿矿井及选煤厂可行性研究报告 工业场 地设主、副井两个井筒，另在 8 号勘探线水 11 1 号孔附近设一回风井。井底车场位于一水平 -450m 标高，初期主、副井掘至车场水平，然后通过 -450m 总石门与首采区联络。矿井初期移交采区为南一上采区，一个刨煤机综采工作面，井下采用集中大巷，分区石门开拓（见图 2-3-3-1、 2-3-3-2）。 II 方案： 主井井口位置设在 8 号勘探 线水 11 1 号孔与 434 号孔之间，距水 11 1 号孔约 210m 处的煤层露头处。工业场地内设主、副井两个立井井筒，其中主井除担负提煤外，还兼作主要回风井。矿井初期在-190m 水平设一辅助运输车场，两条立井均掘至 -190m 井底车场水平，然后通过暗斜井与一水平 -450m 井底车场联系。初期 -450 井底车场仅布置水泵房、变电所及水仓和井下火药库硐室， 2 号井底煤仓、 3t 卸载与 1t 翻车机联合硐室等工程可在矿井移交后建设。 本方案初期移交采区位置及工作面个数与 I 方案相同，井下开拓方式仍采用集中大巷，分区石门开拓（见图 2-3-3-3、图 2-3-3-4）。 两方案的技术经济比较详见表 2-3-3-1。 现根据本井田特点，对上述两个方案进行比选： （一） I 方案井口位置基本位于井田中央，而 II 方案则将一对立井由井田中央移至 I 方案风井附近，用箕斗井兼作回风井，减少了一条长 246.5m 的特凿风井，且由于 II 方案将立井车场水平由 -450 m标高移至 -190 m 标高，使主、副井井筒长度又减少 540 m，全矿井累计减少井筒长度 786.5 m，减少投资约 3088.5 万元。 （二）由于 II 方案工业场地位于煤层浅部露头附近，相应减少场外公路 2.71km，铁路专用线减少 1.51km，供电线路减少 3.6km,矿井占地减少 29.8ha，这几项共减少投资约 1476.1 万元。 （三）由于 II 方案的暗斜井基本位于投产采区的中部，设计利用暗斜井兼作首采区的上山巷道，减少了采区工程量。另外， II 方 XX一矿矿井及选煤厂可行性研究报告 案虽然在 -190m 标高增加了一个辅助运输车场，但由于 -450m 水平井底车场在矿井移交时只需将水泵房、变电所、水仓等部分工程建成，而 2 号井底煤仓、 3t 侧底卸矿车卸载站及 1t 翻车机联合硐室等其它井底车场工程可延至矿井投产后再进行建设。使该部分投资后延，实行边采边建，达到 “ 自我造血，以煤养煤，滚动发展”的目的。 （四） II 方案由于首采区煤流向上运输，煤流顺畅，避免了反向运输，减少了井下运营费。但在首采区开采结束后，一水平其它采区开采时，则增加了一段暗斜井运输环节，而在二水平开采时，则增加了二段暗斜井运输环节，使矿井后期井下运营费用增加，这也是本方案最突出的缺点。但如将矿井后期每年增加的运营费用与本方案初期节省的投资利息比，则矿井后期每年增加的运营费用远小于 II 方案初期节省的投资利息。并且 II 方案初期首采区生产时，由于煤流向上运输，无反向运输环节，因此，初期井下运营费 用较 I 方案少。 （五） II 方案矿井工业场地位于煤层露头处，需留设的保护煤柱较 I 方案小。 （六）经计算， I 方案主、副井提升设备均需采用多绳摩擦轮提升机，地面建（构）筑物采用钢筋混凝土外箱内框结构形式井塔，且主井需装备一对 9t 箕斗，副井装备一对双层四车罐笼。而 II 方案由于井筒长度减少，主、副井提升设备只需采用单绳缠绕式提升机，主井装备一对 6t 箕斗，副井装备一对单层双车罐笼，地面建（构）筑物采用钢井架。因此，从主、副井提升设施及装备看， I 方案投资较II 方案多 540 多万元。 （七） I 方案由于井口位置 基本处于井田中部，后期二水平开拓将主、副井直接延深至二水平 -700m 标高，井下煤炭、人员、材料、矸石等可由 -700m 水平直接提至地面，井下运输环节少，系统简单，且矿井后期通风容易。而 II 方案因立井与二水平之间的联络增加一段暗斜井运输环节，井下运输环节明显增多，井下煤炭、矸石、材料、 XX一矿矿井及选煤厂可行性研究报告 人员等提升需多段接力，矿车在井下运行时间长，系统可靠性下降。另外暗斜井通风阻力较立井通风阻力大，造成矿井后期通风困难。 （八） II 方案由于立井井筒长度缩短，其建井工期较 I 方案减少 8 个月。 通过上述对方案的综合比选，设计认为： II 方 案虽然后期运输环节较多，生产成本有所增加，但其初期投资较 I 方案大幅度减少。全矿井静态投资累计减少约 7503.9 万元，且建井工期也较 I 方案少8 个月。故设计推荐采用 II 方案的井口位置。 三、井下开拓巷道布置 按上述确定的井口及工业场地位置方案，设计在综合考虑井上下总体布置及其相互影响的基础上，并结合地面工业场地平面布置及井下 -190m 井底车场布置，对井下开拓巷道布置提出了二个方案： I 方案：在 8 号勘探线的水 11-1 号孔与 434 号孔之间开凿主、副立井，当副立井掘至 -190m 水平后，形成副立井辅助运输车场。利用 -190m 水平前石门作为副井存车线，副井进出车方位基本与 8 号勘探线平行， -190m 井底车场采用绕道自滑车场，车场与中央采区轨道上山（副斜井）通过 -190m 轨道石门联系。轨道石门采用调度绞车对拉，采区上山（暗斜井）方位基本平行于 8 号勘探线，在层位上采区轨道上山（副斜井）基本沿 16 号煤层底板之下约 10m 的岩石中布置，倾角 15；采区运输机上山（主斜井）则以 14倾角布置于 17 与18 号煤层间的岩石中（局部穿 18 号煤层），由 -190m 井底车场井底一号煤仓上口直达 -450m 井底车场煤仓；采区回风上山（回风斜井）则沿 16 号 煤层布置，其回风通过 -190m 回风石门与主井相连，主井兼作矿井的主要回风井，其井底撒煤通过设在主井底的溜道 ,溜到 -250m石门后直接装入矿车，并运至副斜井。 对于后期二水平开拓，设计在 7 号勘探线的 53 与 54 号孔之间另开凿一副立井 ,承担二水平矸石，材料运输 ,并兼作后期的主要进风 XX一矿矿井及选煤厂可行性研究报告 井 ,其主运输则仍采用二段皮带暗斜井通过 -450m 水平的二号井底煤仓进入主斜井皮带。见图 2-3-3-5 和图 2-3-3-6。 II 方案：井口位置及初期开拓巷道布置基本与 I 方案相同，但设计在综合考虑地面工业场地布置的基础上，对主、副立井提升方 位角和 -190m 井底车场及 -190m 轨道石门运输方式作了改变。 -190m 井底车场采用尽头折返式布置方式， -190m 井底车场调车及 -190m 轨道石门运输均采用防爆内燃机车牵引 1t 矿车的运输方式。各上山层位、坡度与 I 方案相同 ,为适应主、副立井提升方位角的变化