储量、设计生产能力、服务年限的计算

第二章第二章 矿井资源矿井资源 储量 设计生产能力及服务年限储量 设计生产能力及服务年限 第第一一节节 井井田田境境界界及及资资源源 储储量量 一 井田境界一 井田境界 1 原元堡煤矿边界 山西右玉元堡煤业有限责任公司元堡矿井是在原元堡煤矿的基础上扩界开 发建设的 原元堡煤矿的井田范围是由山西省国土资源厅和山西省煤炭工业局 分别颁发的采矿许可证 证号 40 和生产许可证 证号 DY2G2 确定的 6 个 拐点坐标 6 带 连线圈定 其地理坐标为 北纬 39 47 01 39 49 50 东 经 112 40 36 12 42 56 井田面积 4 3205km2 具体拐点坐标见表 2 1 1 原元堡煤矿井田范围拐点坐标表原元堡煤矿井田范围拐点坐标表 表 2 1 1 直角坐标系 6 带 拐点 XY Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 2 勘探边界 山西省地质矿产勘查开发局二一七地质队 2008 年 5 9 月对元堡煤矿扩大 区范围进行勘探的井田范围面积为 18 37km2 由 9 个拐点坐标连线圈定 具体 拐点坐标见表 2 1 2 勘探区范围拐点坐标表勘探区范围拐点坐标表 表 2 1 2 直角坐标系 6 带 拐点 XY K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7 K8 K9 3 井田边界 2008 年 9 月 山西省国土资源厅上报国土资源部的 关于右玉县地方国营 元堡煤矿扩大矿区范围的请示 元堡矿井井田范围由 10 各拐点坐标圈定 井 田南北约 2 225 5 167km 东西约 3 484 7 685km 为一不规则形状 扩大矿区 范围面积 25 706km2 2009 年 8 月 山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室对原元堡煤 矿进行了整合 并以 晋煤重组办发 2009 18 号 文 关于朔州市右玉县煤 矿企业兼并重组整合方案的批复 同意将山西右玉元堡煤业有限责任公司和平 顶梁煤矿整合为一个井田 2009 年 11 月 山西国土资源厅为元堡煤业公司颁发 了采矿许可证 证号 C 采矿许可证许可的矿区范围井田面积为 26 4079 km2 该井田范围包括了原元堡煤矿 4 3205km2 元堡井田扩大区和平顶梁煤 矿 0 7 km2 等 井田边界具体由 14 个拐点连线圈定 具体井田拐点坐标见表 2 1 3 设计以山西国土资源厅颁发的采矿许可证确定的井田范围为井田境界 采矿许可证批复井田范围拐点坐标表采矿许可证批复井田范围拐点坐标表 表 2 1 3 直角坐标系 6 带 拐点 XY 1 39 66 2 39 60 3 38 59 4 36 59 5 35 60 6 34 63 7 35 63 8 37 62 9 37 62 10 37 66 11 36 66 12 36 67 13 37 67 14 37 66 4 井田与周边矿井的位置关系 元堡井田东及东南生产矿井有增子房煤矿 东古城煤矿 元堡井田北为尚 未开发的辛屯井田 增子房煤矿与元堡井田东南边界相邻 行政区划隶属右玉县增子房乡管辖 该矿 1965 年建井 1975 年停产 1985 年恢复生产 井田面积 0 56km2 年开采 能力 21 万 t 采用斜井开拓方式 房柱式采煤方法 2002 年该矿被同煤集团收 购 扩界后井田面积 7 8 km2 2007 年改扩建至 120 万 t a 东古城煤矿位于元堡井田东侧 原属大同翔宇商贸有限责任公司 行政区 划隶属左云县小京庄乡管辖 2009 年在山西省煤矿企业兼并重组整合工作中 被山西煤炭进出口集团有限公司兼并重组 晋煤重组办发 2009 9 号 整合 后的东古城煤矿核准矿井生产能力 90 万 t a 井田境界范围及周边矿井位置关系示意图见图 2 1 1 二 资源储量二 资源储量 1 矿井地质储量 1 地质资源量 根据山西省地质矿产勘查开发局二一七地质队 2008 年 9 月编制的 山西省 大同煤田元堡矿井扩大区及大油坊头区井田勘探报告 勘探区范围内共获得地 质资源储量为 413 95Mt 其中探明的内蕴经济资源量 331 365 06 Mt 控制的 内蕴经济资源量 332 197 64Mt 推断的内蕴经济资源量 333 18 64Mt 探明 的内蕴经济资源量 331 类资源量占总资源量的 47 矿井地质资源 储量详见表 2 1 3 煤煤层层资资源源量量估估算算汇汇总总表表 表 2 1 4 单位 Mt 煤层331332333小计比例备注 9267 4016 283 48287 1669 1179 3723 062 16104 6025 618 293 550 3622 195 总计365 0642 896 00413 95100 比例88 10 1 100 全区单独估算的煤类有两种 长焰煤和弱粘煤 长焰煤总量为 378 54Mt 弱粘煤总量为 35 41 Mt 全区硫含量高于 3 的煤共有 12 10 Mt 其中 11 号煤 3 20 Mt 6 号煤 8 90 Mt 2 资源储量设计分类 矿产资源储量分类主要是依据勘探程度 可行性评价阶段以及资源的经济 意义等三方面进行 鉴于目前井田勘探已达到勘探程度 在可研和初步设计阶 段设 计结合各煤层赋存特征对各煤层开采的经济性进行分类 9 煤 9 煤主要分布在 DF1 断层以西 在该区域全区稳定可采 煤厚 4 49 20 20m 平均 14 33m 属特厚煤层 煤层储量丰富 开采技术条件优越 矿井先期开采 9 煤 在 9 煤布置一个综采放顶煤工作面 一矿一面即可保证矿 井达产 在技术和经济上是可行的 因此该煤层的 331 和 332 储量分别划为 111b 和 122b 资源储量 该煤层的推断的 333 储量仍划为 333 储量级别 6 煤 6 煤层主要分布在断 DF1 层东部 仅 ZK401 和 DY2 钻孔煤层缺失 该煤层 上距 9 煤层 3 01 23 3m 平均间距 7 52m 厚度 1 15 3 84m 平均 1 66m 煤厚 属薄煤层 中厚煤层 煤层结构简单 不含或仅含一层夹矸 由于该煤层大部 可采 适合布置薄煤层或中厚煤层综采机械化工作面 该煤层的开采在技术上 是可行的 但该煤层在硫份方面仅在 ZK402 ZK1101 ZK1102 ZK1202 ZK1901 钻孔硫分小于 3 其余钻孔硫分均大于 3 鉴于该煤层硫份较高 且 在煤层生产能力上偏小 只能与 9 煤或 11 煤进行配采 同时 通过洗选除硫和 低硫煤配采 达到降低硫份的目的 而单独该煤层不经济 因此该煤层储量应 计为边际经济的 即 6 煤探明的资源储量 331 划为边际经济的 2M11 控制的资 源储量 332 划为 2M22 其推断的 333 储量仍为 333 储量 11 煤 11 煤为全区稳定可采煤层 煤厚 1 96 5 67m 平均 4 17m 属中厚 厚煤 层煤层结构比较简单 煤层生产能力大 适宜采用大采高综合机械化开采 该 煤层底板距离奥灰含水层顶界 36 48 9m 正常岩层情况下 不受奥灰水威胁 在断层构造破坏带 工作面长度控制在 220m 以下 采取措施后 也是安全的 因此该煤层在技术上和经济上是可行的 其相应的 331 储量 332 储量分别划为 111b 和 122b 资源储量 333 储量仍为 333 储量级别 对于 11 煤高硫区域储量 3 20 Mt 设计考虑可通过洗选的方式脱硫 洗选后硫份低于 3 该部分储量也 参与到储量计算中 各煤层经分类后的地质资源储量见表 2 1 5 2 工业资源 储量 根据 煤炭工业矿井设计规范 GB50215 2005 矿井工业资源 储量为地 质资源储量扣除了次边际经济 2S21 2S22 的资源量 加上推断的 333 资源量乘 以可信系数 分类后的地质资源储量汇总表分类后的地质资源储量汇总表 表 2 1 5 单位 Mt 331332 煤 层 111b2M11122b2M22 333合计 9 煤267 416 283 48287 16 6 煤18 293 550 3622 2 11 煤79 3723 062 16104 59 合计346 7718 2939 343 556413 95 k 后的储量 即 矿井工业资源 储量 111b 122b 2M11 2M22 333k 鉴于井田地 质构造属简单类型 煤层赋存未定 推断的资源量 333 可信度系数取 0 9 经计 算 矿井工业资源储量为 413 35 Mt 详见表 2 1 6 矿井工业资源储量矿井工业资源储量 表 2 1 6 单位 Mt 331332 煤 层 111b2M11122b2M22 333合计 9 煤267 416 283 13286 81 6 煤18 293 550 3222 16 11 煤79 3723 061 94104 37 合计346 7718 2939 343 555 40413 35 3 矿井设计资源 储量 根据 煤炭工业矿井设计规范 GB50215 2005 矿井设计资源 储量为工 业资源 储量减去设计计算的井田境界煤柱 地面建 构筑 物 断层以及防水 煤柱等永久性煤柱损失量后的资源 储量 地面需要留设永久保护煤柱的有井田 境界煤柱 村庄保护煤柱以及 DF1 断层防水煤柱 1 井田境界煤柱 山西省国土资源厅采矿许可证批复的井田面积为 26 4km2 该井田范围包括 原元堡煤矿采空区和原平顶梁煤矿 勘探区范围面积 18 37 km2 不含原元堡煤 矿采空封闭区 另外由于井田西南区域 11 煤风氧化带控制程度低 因此设计井 田境界煤柱量暂按勘探边界线计算 井田境界煤柱的留设按下式计算 P K P AML 3 式中 M 煤层厚度或采高 9 煤层取 14 33m P 隔水层所承受的水压 9 煤取 1 14MPa KP 煤的抗张强度 取 2 44MPa A 安全系数 取 2 5 经计算 9 煤层井田境界煤柱为 34 2 85 4m 设计取 80m 即井田边界两 侧各留 40m 作为井田境界煤柱 井田境界保护煤柱煤量分别为 9 煤 12 04Mt 6 煤 1 38Mt 11 煤 3 50 Mt 共计 16 92Mt 详见表 2 1 7 2 村庄保护煤柱 井田范围内 地面村庄有元堡子公社 大油坊头 小油坊头和元墩子等村 庄 为减少矿井建设生产对当地居民的扰动 节省搬迁费用 设计按不搬迁考 虑 需留设村庄保护煤柱 村庄保护煤柱的计算原则如下 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 村庄维护带宽度取 15m 第四 系和第三系及基岩风化岩石移动角按 45 中生界白垩系岩石移动角按 65 古生界基岩段岩石移动角按 70 各段岩石厚度按照村庄附近钻孔实际厚度计 算 元堡子公社村庄保护煤柱计算到各煤层后 村庄边界在 9 煤偏移 160m 6 煤偏移 165m 11 煤偏移 175m 边界计算各煤层保护煤柱量分别为 9 煤 5 59 Mt 6 煤 2 01 Mt 11 煤 2 47 Mt 共计 10 07 Mt 同样方法 计算各煤层保护煤柱 量见表 2 1 7 3 断层保护煤柱 井田内需要留设断层防水煤柱的主要有 DF1 断层 DF1 断层走向 215 延 深 970m 倾角 30 43 落差 H 0 70m 该断层为逆断层 断层上盘即断 层西部上升 断层下盘东部下降 断层上盘上升后 致使断层西部的奥灰含水 层抬升与断层东部各可采煤层接口或位于可采煤层之上 由于该断层的导水性 尚不明确 设计按导水断层 含水层位于煤层之上进行断层防水煤柱设计 断层下盘防水煤柱按下式计算 tantansin a MLML HHH L 式中 Ha 安全防水岩柱厚度 m 见表 1 3 7 HML 导水冒落带裂隙带宽度 m cos1k HML WM M 煤层厚度 取 9 煤 14 33m W 冒落过程中顶板下沉值 取 3m k 岩石碎胀系数 取 1 4 煤层倾角 取 6 断层与煤层夹角 取 30 岩移塌陷角与煤层夹角 取 70 经计算 DF1 断层下盘防水煤柱 L 121 2m 设计取 125m 断层上盘仅有 11 煤可采 且最低开采标高高于奥灰水含水层标高 设计不 再留设防水煤柱 只是从顶板安全角度 留设 50m 煤柱 计算断层防水煤柱量为 9 煤 3 62 Mt 6 煤 1 35 Mt 11 煤 2 49Mt 共计 7 46 Mt 永久煤柱煤量统计表永久煤柱煤量统计表 表 2 1 7 单位 Mt 村庄保护煤柱 煤层 井田境 界煤柱 元堡子大油坊头小油坊头元墩子小计 断层保 护煤柱 合计 9 煤12 045 597 825 815 6724 893 6240 55 6 煤1 382 010 730 570 483 801 356 52 11 煤3 502 472 101 631 577 772 4913 76 合计16 9210 0710 658 017 7236 457 4660 83 矿井设计资源 储量为工业资源 储量减去设计计算的井田境界煤柱 地面建 构筑 物 断层以及防水煤柱等永久性煤柱损失量后的资源 储量为 342 96Mt 详见表 2 1 8 4 矿井设计可采储量 煤炭工业矿井设计规范 GB50215 2005 规定 设计可采储量为设计 资源 储量减去工业场地 井筒 井下主要巷道等保护煤柱煤量后 乘以盘区回 采率后的资源储量 1 工业广场保护煤柱 工业广场保护煤柱计算原则与村庄一致 其维护带宽度取 20m 经计算 工业广场边界偏移至各煤层时 9 煤偏移 117m 设计取 120m 6 煤取 120m 11 煤取 125m 因 DF1 断层西部 9 煤 6 煤缺失 工业广场煤柱煤量扣除断层保护 煤柱及井田边界煤柱重叠部分后 9 煤煤柱煤量为 0 61Mt 6 煤煤柱煤量为 0 09 Mt 9 煤煤柱煤量为 2 86 Mt 合计 3 57 Mt 2 主要大巷保护煤柱 主要大巷保护煤柱按下式计算 a f 6 05 2 MH S 式中 a 巷道宽度的一半 取 2m H 巷道的最大垂深 9 煤大巷 300m 11 煤组大巷取 350m M 煤厚 9 煤厚度平均 14 33m 11 煤平均厚度 4 17m Rc 煤的单向抗压强度 取 7 6MPa F 煤的强度系数 f 0 1c10R S5 64 9m S5 46 8m 设计取 9 煤主要大巷单侧保护煤柱 70m 11 煤主要 大巷单侧保护煤柱 50m 经计算 扣除重叠部分 9 煤主要巷道保护煤柱煤量 27 45 Mt 11 煤主要巷 道保护煤柱煤量 10 40 Mt 共计 37 85 Mt 3 井筒保护煤柱 由于井筒保护煤柱与工业广场保护煤柱 大巷保护煤柱以及断层保护煤柱 重叠 因此不再重复计算 4 回采率的确定 回采率的确定 通过分析各可采和局部可采煤层在其可采范围内的厚度 各煤层的盘区回采率为 9 煤层为厚煤层 其盘区回采率取 75 6 煤层为薄 中厚煤层 主要以中厚煤层为主 其盘区回采率取 80 11 煤为中厚 厚煤层 采用大采高一次采全高采煤方法 其盘区回采率取 80 矿井开采损失合计 73 13Mt 详见表 2 1 8 5 平顶梁煤矿保有资源储量 根据晋煤重组办关于元堡矿井整合的批复 原平顶梁煤矿保有资源储量为 15 5Mt 估算可采储量为 9 3 Mt 另外 国土资源厅采矿许可证批复的井田范围面积为 26 4km2 勘探区范围 面积 18 37 km2 扣除原元堡煤矿 4 32 km2 尚有 3 02 km2面积未参与储量计算 该 3 02 km2范围内仅有 11 煤赋存 该区域 11 煤储量估算为 11 46 Mt 估算可采 储量为 6 88 Mt 因此 经计算矿井设计可采储量为 254 15Mt 矿井设计可采储量汇总表矿井设计可采储量汇总表 表 2 1 8 单位 Mt 永久煤柱保护煤柱 煤 层 工业 储量 境界 煤柱 村庄 保护 煤柱 断层 防水 煤柱 小计 设计 资源 储量 工业 广场 主要 大巷 小计 开采 损失 设计 可采 储量 9 煤286 8112 0424 893 6240 56246 260 6127 4528 0754 55163 65 6 煤22 161 383 791 356 5215 650 090 093 1112 44 11 煤104 373 507 772 4913 7690 612 8610 4013 2615 4761 88 小计413 3516 9236 457 4640 55352 523 5737 8541 4273 13237 97 平顶 梁矿 15 59 3 未勘 探区 11 466 88 合计254 15 第第二二节节 矿矿井井设设计计生生产产能能力力及及服服务务年年限限 一 矿井工作制度一 矿井工作制度 根据 煤炭工业矿井设计规范 GB 50215 2005 规定 矿井年工作日按 330d 每天井下四班作业 三班生产 一班检修 每班工作时间 6h 地面三班 作业 每天净提升时间为 16h 二 矿井设计生产能力二 矿井设计生产能力 一 批复矿井生产能力 2009 年 8 月 17 日 山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室以 晋 煤重组办发 2009 18 号 文 关于朔州市右玉县煤矿企业兼并重组整合方案 的批复 同意阳泉煤业 集团 有限责任公司作为主体对右玉县地方国营元堡 煤矿和山西右玉平顶梁煤业有限公司进行资源整合和企业兼并重组 批复重组 整合后的矿井生产规模为 5 00Mt a 2009 年 11 月 20 日 山西省国土资源厅为山西右玉元堡煤业有限责任公司 颁发可采矿许可证 证号为 C 矿井生产规模确定为 5 00 Mt a 二 矿井生产能力论证 1 确定矿井设计生产能力的主要原则 1 以经济效益为中心 立足资源条件和近期市场 考虑长远的发展 2 客观地对煤层赋存条件 煤层开采技术条件 资源量等进行分析研究 确定合理的工作面生产能力 实现合理集中生产 3 合理安排开采程序 薄 厚煤层合理搭配开采 不应采厚丢薄 4 充分考虑矿井外部运输条件和其他市场的需求能力 5 充分考虑到现有技术水平和科技进步 经多方案技术经济比较及投入 产出的评价 以最佳整体效益为目的 对设计生产能力进行科学决策 2 矿井设计生产能力的确定 矿井设计生产能力是反映矿井面貌的综合性指标 为科学合理确定矿井设 计生产能力 取得良好的投资效益 设计根据井田资源条件 外部建设条件 国家对煤炭资源的配置和市场需求 开采条件 技术装备 煤层及采煤工作面 生产能力 经济效益等因素 对矿井的设计生产能力进行了多方案比较 设计通过对矿井井田资源储量 煤层生产能力以及开采技术条件的分析 对矿井设计年生产能力提出了 2 4Mt a 3 0Mt a 和 5 0Mt a 三个方案 经分析比较 论证 设计推荐矿井年生产能力 3 0Mt a 其主要理由如下 1 从煤层赋存条件和井田地质构造分析 全矿井共有可采和大部可采煤层 3 层煤 主要可采煤层属中厚 厚及特厚 赋存稳定煤层 矿井储量丰富 全矿井地质煤炭资源量 413 95Mt 工业资源储量 为 413 35Mt 设计可采储量 254 15Mt 井田构造属于简单类型 断层少 区内未发现岩浆岩侵入 煤层产状平缓 一般在 6 左右 局部为 5 10 沿走向及倾向上有宽缓的波状起伏 水文 地质条件简单 矿井瓦斯含量低 开采技术条件优越 因此 从资源条件和地 质条件上分析 具备建设大型矿井的资源条件 2 从煤层生产能力分析 井田内主要可采煤层 9 煤平均煤厚 14 33m 属特厚煤层 适宜采用综采放 顶煤采煤工艺 11 煤平均厚度 4 17m 为厚煤层 适宜采用大采高一次采全高 回采工艺 矿井先期开采的 9 煤层生产能力大 类似煤层条件下采用综采放顶 煤工艺的工作面单产水平一般在 3 00 9 00Mt a 左右 中煤集团平朔矿区安家岭 一号井工矿 二号井工矿综采放顶煤工作面单产可达 9 00Mt a 水平 11 煤采用 大采高工艺 工作面煤层生产能力一般在 3 00 4 60Mt a 左右 因此 从煤层生 产能力分析 本矿井无论是开采 9 煤或者 11 煤 井下仅需布置一个 9 煤综采工 作面或者一个 11 煤大采高工作面 便可实现矿井年年生产能力的需求 也有利 于实现 一矿一面 高产高效建井模式 3 具有良好的运输条件 矿井所在区域现有交通主要以公路为主 有县级二级公路 国家二级公路 和 109 国道等 公路交通便利 在筹建的山西京玉发电有限公司电厂距离本矿 井北向约 6 4km 距离较短 采用皮带廊运输可直接将煤炭产品运往电厂 在铁 路方面 矿区东部接轨铁路支线较多 若考虑煤炭产品外运 新建铁路运煤专 用线也较为便利