煤矿可行性研究报告

总论一、项目背景1、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、项目建设单位概况1）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06608KM2，准采标高1700700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11941272M，平均1233M，中夹二层炭质泥岩夹矸，夹矸厚012019M，结构较简单。顶板为砂质泥岩，底板为砂质泥岩。2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、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、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6080。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。第一章矿井建设条件第一节概况一、地理概况一）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06608KM2，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）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17350M，最低点为于矿区东部，海拔标高为15750M，相对高差1600M。该区气候寒冷，年平均气温62，一月份平均温度10，七月份平均温度20，年降雨量470700MM，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）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。第二节矿井外部建设条件一、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06608KM2，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。第三节矿井资源条件一、地质构造及煤层一）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）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1665605M，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62211190M，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309850M，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13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10752111M，平均120M，为黄绿、杏黄色陆相沉积岩系，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26873481M，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69449313M，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69449313M，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。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5100M，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）、构造1、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、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6080。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1、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2081M，含煤系数194。2、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416422M，平均厚419M。中夹一层碳质泥岩夹矸，夹矸厚020M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815M，平均10M。煤层厚306311M，平均309M。中夹一层碳质泥岩夹矸，夹矸厚020M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11941272M，平均1233M，中夹二层炭质泥岩夹矸，夹矸厚012019M，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131）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2416422419简单稳定8153306311309简单稳定太原组51194127212335867较简单稳定二、水文地质条件1、地表水本矿区属中低山区，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、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02000M，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001156L/S。3、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，矿井正常涌水量为105M3/H，最大涌水量为175M3/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225M3/H，最大涌水量为375M3/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。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、矿井涌水量预测该矿现开采5煤层，矿井涌水量为105175M3/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225M3/H，最大涌水量为375M3/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。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1、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19M3/MIN，相对涌出量39M3/T；二氧化碳绝对涌出量19M3/MIN，相对涌出量39M3/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、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、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08524CM3/G，自燃等级为I级，为容易自燃煤层。4、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）058最大压力上升速率（MPA/S）1904煤尘云爆炸下限浓度（G/M3）010煤尘云最大爆炸指数（MPAM/S）5141煤尘云最低着火温度（）780煤尘层最低着火温度（）2505、顶底板条件2煤顶板为砂质泥岩，厚度68M，底板为细砂岩，厚度45M，顶板较难管理。3煤顶板为粗砂岩，厚度061M，底板为砂质泥岩，厚度13M，顶板较难管理。5煤顶板为砂质泥岩，厚度27M，底板为砂质泥岩，厚度46M，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、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（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123143，硬度35，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1856。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1、化学性质、工艺性能（1）2号煤原煤水份136265，平均188；灰份14743569，平均2389；挥发份23803797，平均2893；全硫061255，平均062；磷00050055，平均0025；发热量31773330MJ/KG，平均3265MJ/KG。精煤水份106158，平均125；灰份6441477，平均875；挥发份31993797，平均3509；全硫045101，平均数099；磷00020058，平均0028；胶质层厚度98160MM，平均113MM；粘结指数平均为62。确定该层煤为中灰、低硫的气煤。（2）3号煤原煤水份057115，平均091；灰份11573577，平均2389；挥发份26953810，平均3284；全硫035055，平均045；磷00030065，平均0017；发热量22113060MJ/KG，平均2572MJ/KG。精煤水份059131，平均090；灰份5381616，平均927；挥发份24683656，平均3155；胶质层厚度1123MM，平均169MM；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128144，平均136；灰份22772961，平均2619；挥发份39674086，平均4027；全硫054097，平均076；磷00020004，平均0003；发热量22662463MJ/KG，平均2364MJ/KG。精煤水份138141，平均140；灰份5211018，平均770；挥发份36153715，平均3665；胶质层厚度913MM，平均121MM；粘结指数平均为63。确定该层煤为中灰、低硫的气煤。原煤5（煤质化验资料）分析水（MAD）174灰分（AD）903挥发分（VDAF）3819焦渣特征（CRC）6固定碳（FC,D）5623全硫（ST,D）151发热量（QGR,D）30852煤类根据“中国煤炭分类国家标准”（GB575186），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120万煤田地质综合普查，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15万煤田地质普查工作，面积2000KM2，提交有山西省XX煤田地质普查报告。36070年代，山西省地矿局区调队进行了120万忻州、原平、静乐、五寨幅区调工作。419841986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。519861987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。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。第四节建设条件综合评价一、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；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。第二章市场预测第一节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。综合考虑各方面因素，预测2010年国内煤炭需求量为2500亿T，2020年为2900亿T。第二节产品目标市场分析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126，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2500亿T，2020年为2900亿T。第三节市场竞争力分析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。第三章建设规模与服务年限第一节井田境界及资源/储量一、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1700700M,井田面积06608KM2。井田范围由以下6个拐点坐标圈定6带（中央子午线111）1、X427304000Y19580190002、X427295500Y19580500003、X427166000Y19580210004、X427178000Y19579660005、X427268500Y19579865006、X427265500Y1958007000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/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14230KT111B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。第二节矿井生产能力及服务年限一、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140，则矿井服务年限为T矿Q/AK1476/（4514）234（年）T5Q/AK840/（4514）133（年）矿井资源/储量计算表（表311）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1159840114813378空12214400114813378空22113801114813378139013092024001148133309785700111147298161148133111478139019122071530913378370013618794753091337813901124222760419133782700150287947541913378查明合计1992567累计查明2559保有合计1977542现保有2501矿井5煤层可采储量计算表（表312）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）511481423206213164840133备注工业广场、开采动用储量在计算地质储量中已剔除第四章井田开拓与开采第一节井田开拓一、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6080，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。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2JK25/30X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JTK1612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FBCDZ617A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411井筒名称主立井副斜井回风斜井纬距X427222665342722072244272239432井口坐标经距Y195799478291957981852619579848828井口标高（M）161978016244741619675方位角（度）09016井筒倾角（度）902323井筒深度或斜长（M）264260165净502630井筒直径或宽度（M）掘进573337净196628801井筒断面（M2）掘进255936109厚度（MM）300300300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升出地面。辅助运输采用调度绞车运输。第二节井下开采一、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、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，南北至井田边界煤柱，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，通过回风联络眼与1560M回风大巷沟通形成矿井通风系统。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开切眼。三、采煤方法与采煤工艺1、采煤方法与采煤工艺矿井开采5煤层，煤层赋存及开采技术条件如下井田内批准开采煤层为5煤层，位于太原组下部，煤层平均厚度为1233M，赋存稳定。煤层倾角6080。为低瓦斯矿井，自燃倾向性为I类，属容易自燃煤层，煤尘具有爆炸危险性。地质构造简单，水文地质条件简单。根据本矿5煤层的赋存条件、现有生产系统布置情况及矿井生产能力，设计推荐采用急倾斜特厚煤层水平分段机采放顶煤采煤法。由于本矿煤层厚度1233M，设计采用急倾斜特厚煤层水平分段机采放顶煤采煤法，全部垮落法管理顶板。回采面支护采用ZH2400/16/24型放顶煤液压支架进行支护，支架间距10M，循环进度08M，支架长度28M；机头机尾采用端头支架支护。采用三八制，二班生产，每班推5个循环，一班检修。2、工作面采煤、装煤、运输方式及设备选型综采工作面的采、装、运工序全部机械化。机械设备的选择首先满足技术先进，生产可靠，提高综采设备的开机率，达到高产高效。同时各设备间要相互配套，保证运输畅通，并增加运输环节的缓冲能力，以期达到采运平衡，最大限度地发挥综采优势。创造快速连续开采的条件，加大工作面推进长度，减少搬家次数，并保证快速搬家。同时做到采准工作快，增大巷道断面特别是顺槽断面，全部采用掘进机掘进，利用顶板完整、煤层坚硬的条件，采用树脂锚杆支护，以提高掘进速度，保证工作面的接替要求。对辅助运输系统，要求系统简单、环节少，把工作人员快速方便地运送至工作地点，作为提高工作面生产能力的一个重要因数考虑，并在巷道布置上加以保证。工作面主要采煤设备选择分述如下A、采煤机5煤层以一个急倾斜特厚煤层综采工作面、2个综掘面，保证年产450KT/A的生产能力，综采工作面日产量应在1363T左右。设计按采高22M、日产1363T以上选择设备。根据目前国内设备情况，确定综采工作面选用4MG200型综采采煤机，其主要技术参数见表421。采煤机技术特征表表421型号采高M电机功率KW滚筒直径MM/个截深MM牵引速度M/MIN机面高度MM重量T4MG200143020012508000601174210B、工作面刮板运输机选用SGB630/110型刮板输送机其主要技术参数见表422。刮板输送机技术特征表表422型号铺设长度M输送能力T/H刮板链速M/S中部槽长宽高MM电机功率KW电压等级V备注SGB630/1102045010715006302221101140/660C、顺槽转载机与破碎机顺槽转载机的转载能力要与工作面的生产能力相适应，并要求与工作面刮板输送机和顺槽刮板运输机相配套，为此选用SZB630/75型刮板转载机。其主要技术参数见表423。刮板转载机技术特征表表423型号出厂长度（M）输送能力（T/H）电机功率（KW）电压等级（V）有效搭接长度爬坡角度SZB630/752540075380/66012M10顺槽破碎机的破碎能力亦应不小于工作面的生产能力，并与刮板转载机相配套，为此选用PCM55型高效破碎机。其主要技术参数见表423。破碎机技术特征表表424型号破碎能力T/H最大给料尺寸MM最大排料尺寸MM电机功率KW电压等级VPCM551000700700300551140/660D、支架设计选用ZH2400/16/24型放顶煤液压支架，配套所选采煤机，符合该矿开采条件。其主要技术参数见表425。液压支架技术特征表表425型号工作阻力KN控顶距M支护高度MM支架中心距MM重量TZH240016/24B240041/331600/2400100050E、顺槽可伸缩带式输送机可弯曲刮板输送机要与工作面推进长度相适应，小时运量应与工作面生产能力相匹配。根据需要选用可弯曲刮板输送机主要技术参数见表426。可伸缩带式输送机技术特征表表426型号输送能力T/H输送长度M电机功率KW电压等级VSSJ800/240400600240380/6606）乳化液泵综采工作面的乳化液泵站，选用二台RB125/315型乳化液泵和一台RX1000型乳化液箱组成。7喷雾泵站根据工作面喷雾降尘的需要，选WPZ320/63型喷雾泵及一台水箱组成。主要供采煤机内外喷雾、放顶煤支架喷雾。3采煤工作面布置回采工作面长度及采高工作面的产量和效率是随着工作面长度的增加而提高，加大工作面长度不仅减少了准备和回采的工程量，而且也相对减少了端头、进刀等辅助作业时间，保证工作面高产高效；推进长度的提高，减少了工作面搬家次数，为工作面连续稳定高产创造了条件。根据本井田煤层赋存条件，结合煤矿开采技术装备水平及工作面产量要求，设计确定5煤层回采工作面长度为20M，采高22M，放顶煤高度58M，日进度80M，正规循环率85，年推进度2244M。据煤炭工业矿井设计规范，5煤层采区回采率为75，工作面回采率为95。回采方式采区内后退式，回采工作面后退式开采。移交生产及达到设计生产能力时回采工作面数目及总产量矿井移交生产及达到生产能力时，井下5煤层布置一个综采工作面，工作面长度为20M，掘进工作面为2个，采掘面比为12。工作面生产能力由下式计算循环产量计算如下开帮煤生产能力2022081330954448吨式中20工作面长度，M22采高，M08循环进度，M133煤层容重，T/M3095工作面回采率，每班5个循环，每天10个循环，每班产煤4448吨，日产4448吨。年产量计算如下44480853301248万T放顶煤生产能力20580813308310244吨式中20工作面长度，M58放顶煤高度，M08循环进度，M133煤层容重，T/M3083放顶煤回收率，每班5个循环，每天10个循环，每班产煤10244吨，日产10244吨。年产量计算如下102440853302873万T采帮放顶煤日产44481024414692吨，年产124828734121万T，加10的掘进煤量，为45331万T。满足矿井450KT/A的设计生产能力要求。3、采煤工作面布置1）回采工作面个数及装备矿井设计一井一面，投产时布置一个综采工作面，即52102工作面。工作面采用4MG200型综采采煤机，割煤机下采用一台SGB630/110型刮板运输机运煤，工作面备用一台ZM15DA型煤电钻、配备RB125/315乳化液泵站，工作面回风平巷采用调度绞车运输。2）工作面支架及顶板管理方式工作面支护为ZH2400/16/24型放顶煤液压支架，支架初撑力2400KN，端头采用端头支架支护。采煤工作程序采煤机采用端头斜切进刀方式，单向割煤，液压支架及时支护顶板。采煤机下端头斜切进刀反向割底煤正常上行割煤反向割底煤跑空刀清浮煤移架推移前部刮板输送机拉移后部刮板输送机放顶煤，完成一次开采作业。首采工作面主要技术经济指标序号项目单位指标备注1工作面长度M202煤层厚度