煤矿安全技术改造项目可行性研究报告

1、山西xx能源有限责任公司2012年安全改造项目可行性研究报告为认真贯彻落实晋发改能源函（2010）690号文件精神，进一步加强煤矿安全改造工作，有效预防煤矿重特大事故发生，保证矿井稳定与持续发展，特编制此可行性研究报告：第一章 概述1.1 项目名称摘要项目单位：山西xxxx能源有限责任公司项目名称：2012年煤矿安全改造项目项目负责人：建设性质：安全改造建设地点：山西省xx县城南17km的xx乡xx村1.2 编制依据1、国家发展和改革委员会、国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局(发改能源【2007】2256)“关于印发煤矿按改造项目管理暂行办法的通知；2、“煤炭工业矿井设计规范”（gb

2、50215-2005）；3、“煤矿安全规程”（2011年版）；4、山西xxxx能源有限责任公司2012年煤矿安全改造项目；5、矿井生产、安全现状资料，以及公司近几年安全投入情况的资料。1.3 主要安全改造内容1、抽放系统和抽放管路改造：矿井开采深度的不断增加，瓦斯涌出量的不断增大，为适应当前生产形势，灵活应对现场生产条件不断变化的现状，特别是防突的要求，决定在井下增加一套移动式瓦斯抽放系统及对目前抽放系统的支管路进行更换，改造后井下抽放系统支管路由225pe管更换成300铁管，抽放能力大大增加，抽系统更加完善，更能适应井下生产条件的变化。2、供电系统改造前期计划从云山220kv变电站先铺设一路

3、35kv线路（云山220kv变电站是晋中市电业局在xx设置的一座大型变电站），云山220kv变电站距矿井大约14km，此路线路作为主供线路，35kv和天线作为备用线路，以此提高矿井供电可靠性。3、筹建瓦斯发电厂前期计划从山西xxxx能源有限责任公司瓦斯抽放站附近建瓦斯发电厂，瓦斯发电厂的建设，不但可以有效的利用各煤矿的洁净能源，而且为瓦斯利用开辟了一条新的途径，具有良好的经济效益和环境效益。4、煤巷、半煤岩巷装矸系统改造2011年3月30日晋中市煤明电【2011】15号文件要求“xx公司按突出管理”。根据煤矿安全规程第七十五条之规定“煤与瓦斯突出危险区域煤巷掘进工作面，严禁使用钢丝绳牵引的耙装

4、机”。需对矿使用的钢丝绳牵引的耙装机进行更换，计划购买6台zcy60r型全液压侧卸式装岩机，此套设备可有效解决本矿高瓦斯掘进装矸方式，保证安全生产。1.4 项目投资估算及资金筹措1.4.1投资估算山西xxxx能源有限责任公司2012年安全改造项目总投资估算为4071.7万元。其中：（1）抽放系统和抽放管路改造项目，投资额为271.7万元；（2）供电系统改造项目，投资额为826万元；（3）筹建瓦斯发电厂项目，投资额为2800万元；（4）煤巷、半煤岩巷装矸系统改造项目，投资额为174万元。1.4.2资金筹措本项目总投资为4071.7万元，资金筹措方案为申请补助资金 万元，占 ；地方配套资金 万元，

5、占 ；企业自筹资金 万元，占 。1.5 实施计划2011年8月-9月编制可行性研究报告、审批；2011年10月-11月完成项目工程施工图设计，开始招标；2011年12月-2012年12月进入安全技术改造；2012年12月底项目建成投入使用。第二章 企业安全生产现状2.1 企业基本情况山西xx天能源有限责任公司位于中国牛郎织女文化之乡山西省xx县境内。公司雄踞巍巍太行腹地，北距xx县城17km，南距左权县城28km，东距河北省邢台市150km，207国道由南向北穿过矿区，山西xx天能源有限责任公司东距207国道3km，交通十分便利。本区属温带大陆性气候，冬季干旱多风，夏季温和多雨，全年夏短冬长。

6、年平均气温为10.9，极端最高气温为35（1981.5.18），极端最底气温为-32.1（1971.1.22）；年平均降水量为592.8mm，最大降雨量1069mm（1963年），雨季一般为7、8两月，占全年降雨的50.5；年平均蒸发量为1622.8mm，其中4-7月份蒸发量最大，年最大蒸发量为1874.1mm，最小蒸发量为1180.06mm；霜期一般从9月至次年5月中旬，无霜期年平均为132天；最大冻土深度1.1m，最大积雪厚0.25m;年主导风向为西南风，冬季多西风，夏季多西南风，年平均风速2.2m/s，最大风速5.0m/s。根据山西省地震局资料中国地震裂度区划图（1990），本区地震裂度

7、为七度区。山西xx天能源有限责任公司前身为xx县xx煤矿，1956年建矿，1958年投产，属地方国有煤矿。1999年总体改制后成立了山西xxxx能源有限责任公司，为国有控股企业。2003年本着强强合作、优势互补、共赢发展的原则，在晋中市、xx县两级政府的关心和支持下，由兖矿山西能化有限公司、xx县xx煤炭企业集团和晋中市国有资产经营公司共同出资，成立了新的山西xxxx能源有限责任公司。公司注册资本9000万元，其中：兖矿山西能化有限公司出资比例占81.31；xx县xx煤炭企业集团出资比例占10.91；晋中市国有资产经营公司出资比例占7.78。山西xx天能源有限责任公司井田储量丰富，煤种为贫煤和

8、贫瘦煤，具有低硫、含氢量高、同等灰分发热量高等优势，是优质燃料和动力用煤。2004年国家发展和改革委员会以发改能源【2004】3066号文件国家发展和改革委员会关于xx天能源有限责任公司xx煤矿改扩建工程项目核准的批复同意xx煤矿设计生产能力改扩建到120万吨年，净增生产能力90万吨年，为晋中市“双百项目工程”。该改扩建项目经山西省煤炭工业局基本建设局批准于2005年7月开工，2006年8月通过山西省煤炭安全监察局安全设施及条件竣工验收，总投资5.56亿元。2010年7月18日，山西省国土资源厅为山西xxxx能源有限责任公司换发了新的采矿许可证，证号为c14000020100412200722

9、35，批准开采3号、15号煤层，井田面积：18.7016km，现开采15号煤层。2010年xx公司资产总额46110.69万元，实现净利润7845.21万元，净资产-1702.65万元，净资产收益率-460.76%。2010年企业现有职工1250人，人均年收入5569.4元。2.2 煤炭资源和开采地质条件2.2.1 地质构造与地层地质构造:该井田位于我国东部华夏系第三隆起带中段的太行上隆起带，地层总体呈走向东北，向北西倾斜的单斜构造，倾角平缓一般4-10，局部受断层影响可达到15。有向背斜褶曲9个、褶曲发育密度为0.5个/km2。褶曲属宽缓褶曲和宽缓的膝状，轴向变化不大，褶曲两翼倾角较平缓，对

10、开采影响不大，据此，褶曲一项定为b。断层37条，其中，落差大于10m为16条；落差在10-5m的共有9条，落差小于5m的共有12条。可见井田内断层发育程度不高，但随着开采面积的扩大、小断层将越来越显现，据此断层条件分类定为a。该井田构造复杂程度属于中等偏简单类型。地层：井田地层为半裸的石炭二叠系地层，出露地层大大部分为二叠系上、下石盒子组，井田东部边缘有零星二叠系下统山西组和石炭系太原组地层出露。自上而下地层为：第四系、二叠系上统石盒子组、二叠系下统石盒子组、山西组、石炭系上统太原组、石炭系中统本溪组和奥陶系中统讽峰峰组。第四系厚度0-72.7m，平均厚度13.69m。2.2.2 煤层井田内含

11、煤地层为石炭二叠系，二叠系下统山西组含煤3-8层，石炭系上统太原组含煤4-12层。平均含煤总厚度11.89m，其中：2、3、8、14号煤层局部可采，平均厚度3.98m，15号煤层为全区可采的主要可采煤层，煤层厚度为0.45-7.6m，平均4.62m。15号煤层东部顶板为泥岩，局部为炭质泥岩或粉砂岩，属不稳定顶板。西部顶板虽为砂岩，但其单向抗压强度仅为15.6mpa,亦应属于不稳定顶板。底板铝质泥岩属较软-中硬底板。2.2.3 储量与煤质截止2010年末，矿井保有地质储量11607.83万吨，可采储量6716万吨。企业采15号煤，黑色，性脆，易碎，以亮煤、镜煤为主,其次为暗煤,丝炭少量，15煤正

12、常煤层普氏硬度系数f =2-4。15煤中局部含有软分层，普氏硬度系数f =0.171。 2.2.4 水文地质条件与矿井涌水量 可采煤层3号和15号，3号煤层位于山西组，以顶板砂岩裂隙含水层充水为主，根据抽水资料，充水含水层k8、k7砂岩富水性弱，区内构造简单。根据规范，3号煤层的水文地质类型为二类二型，既以顶板进水为主的砂岩裂隙充水为主，水文地质条件简单。15号煤层以顶板岩溶裂隙含水层充水为主，主要含水层k2、k3 、k4、三层灰岩组成， k2为14号煤层的直接顶板。15号煤层位于14号煤层下20m左右，根据抽水试验资料，属富含水性弱。因此15号煤的水文地质类型为三类一型，既以顶板进水为主的溶

13、裂隙充水为主，水文地质条件简单。根据该矿区的实际情况以及调查邻近煤矿生产情况，在开采过程中，有顶板淋水现象，涌水量不大，但在回采后其采空区都有不同程度的积水，所以在生产过程中要高度注意采空区积水对生产和安全带来的威胁。目前井下正常涌水量为220 m /h，最大涌水量为420 m /h。2.2.5 井下地温据山西煤田地质勘探148队在xx普查勘探时，钻孔井温测试，550m最高温度12.4，平均地温梯度为0.58-2.25/100m。2006年补勘时对采区内的补1、补6和补9孔进行了测温，在440m、490m和630m处的温度分别为11.18、11.93和11.80，相应的地温梯度分别为2.54、

14、2.43、1.87/100m，平均2.26/100m。以目前本区内最大埋深600m（东远佛村）为依据进行估算，年平均地温仅为23.65。因此，本区为地温正常区，无高温区存在。2.2.6 瓦斯、煤尘、煤的自燃性 瓦斯2010年瓦斯等级鉴定结果绝对瓦斯涌出量为65.13 m /min，相对瓦斯涌出量为28.13 m /t；绝对二氧化碳涌出量11.22m /min，相对二氧化碳涌出量为4.85 m /t，2011年3月30日山西省煤炭工业厅以市煤明电201015号文批示为按突出管理矿井。 煤尘爆炸性、煤层自燃倾向性2011年3月31日由山西省煤炭工业局综合测试中心对xx煤矿15号煤层的煤尘爆炸性和煤

15、层自燃倾向性进行了检验，检验结果：煤样火焰长度为20mm，抑制煤尘爆炸最低岩粉用量为35%,煤尘云最大爆炸压力0.65mpa；最大压力上升速率38.50mpa/s,煤尘云爆炸下限浓度30g/ m ,煤尘云最低着火温度740；煤尘层最低着火温度300,煤尘有爆炸危险性。煤吸氧量0.98cm /g，自燃倾向性等级为级，属不易自燃煤层。2.3 安全生产条件矿井采用斜井-立井混合开拓方式，单水平开采15号煤层，矿井通风方式为中央分列式，共有五个井筒服务于全井田。主斜井利用原三号主斜井，经改造担负矿井煤炭运输任务；副斜井利用原大粮沟提升斜井，经改造担负矿井辅助提升任务；新建专用行人斜井装备一套架空乘人装

16、置，担负人员升降任务；利用原三号回风井作为开采15号煤层+1150m水平的专用进风井；新建回风立井，担负全矿总回风。矿井形成四条斜井、一个立井的斜、立井混合开拓方式。矿井通风形成“四进一回”，既四条斜井进风，立井回风的生产格局。矿井开采水平布置在15号煤底板下的+1150水平上，矿井现开采四采区，主运输斜井井底至一采区位置，分别以集中煤仓和暗斜井与15号煤层巷道联络形成生产系统。全矿井井下布置有1个综放工作面和9个掘进工作面，其中四个综掘，3个普掘。综放工作面为15401综放工作面；掘进工作面为15405进风顺槽和15405回风顺槽综掘工作面、15202进风顺槽和15202回风顺槽综掘工作面、

17、1150轨道大巷延伸普掘工作面、三采轨道上山普掘工作面和三采回风上山普掘工作面。主斜井井筒内装备一部dx2500-b1200-3450型钢丝绳芯带式输送机，担负全矿井原煤的提升任务。井下生产的原煤由主斜井带式输送机运送至主斜井井口房，经机头溜槽转载后进入筛分系统加工后入储煤场。主斜井胶带输送机主电机功率3450kw，运输能力：正常时600t/h,峰值输送能力1000t/h。带宽1200mm，胶带输送机长度1400m，带速3.15m/s。胶带系dt2500型钢芯绳阻燃胶带，胶带强度为2500n/mm，胶带输送机启动采用ynrqo型液压粘软启动装置，拉紧装置为zly型胶带自动液压拉紧装置。副斜井提

18、升方式为双钩串车提升，斜井长度654m，倾角25绞车采用2jk-3.5/30e型双滚筒绞车，滚筒直径3.5m、宽1.7m、最大提升速度4.5m/s；电机型号yr560-10，功率为500kw，电压等级10kv。配用减速机zll1000c型行星齿轮减速器；提升绞车钢丝绳为32nat6v18+nf-zz型，直径32mm；绞车采用液压盘式制动系统。提重车时每钩提5辆1t固定式矿车。专用行人斜井总长1270m，倾角130，安装1台rjhy90型架空乘人装置，钢丝绳直径19.5，最大张力3795kn，安全系数6.59，驱动轮直径1520；减速器型号m3rvsf60,速比49.5；液力推杆制动器ywz3b

19、-315/90-10型；安全钳型阀最大制动力21.1 kn，泵站液压系统压力6.58.5mpa，运行速度1.2m/s，乘人间距10.8m，运输能力400人/h。回风立井井口安装有钢板制作的钟形防爆帽，设有平衡配重，其周边采用油槽密封，密封良好。回风立井井口安装2台fbcdz-10-no34型对旋轴流式通风机，电机功率2630kw。1备1用，备用通风机能够在10min内起动。通风机安装有水柱计、电流表、电压表、轴承温度计等仪表，通风机运行正常。矿井反风采用通风机直接反转的方式进行反风，反风设施齐全。矿井井下运输采用胶带输送机运输系统，顺槽胶带输送机型号为ssj1200/3250型，带宽1.2m和

20、1.0m,胶带输送机长度1000m,带速3.15m/s，运输能力为1200t/h。辅助运输采用轨道运输系统配合1.0t固定箱式矿车，运输材料选用mc1-6b型材料平板车，运输支架选用20t平板车。井上下轨道运输系统轨距为600mm，井下轨道副斜井和+1150m水平运输大巷等主要巷道铺设30kg/m钢轨，其它巷道铺设22kg/m钢轨。蓄电池电机车cty8/110型矿用特殊防爆型7台。矿井排水高度256.8m，中央水泵房设在+1150m水平井底车场附近，主排水泵选用3台md280-438型矿用耐磨离心泵，单泵额定流量280m3/h，额定扬程344m，电机为yb450-4型(10kv、400kw、1

21、492r/min)矿用隔爆增安型异步电动机。矿井正常涌水时一台工作，一台备用，一台检修。当矿井达到最大涌水量时两台同时工作。井下采区、工作面和其它巷道的涌水采用自流或采用bqw系列防爆潜水泵、离心式小水泵排至大巷水沟中然后自流至主副水仓中由主排水泵排至地面。矿井通风方式为中央分列式。主斜井、副斜井、行人斜井和专用进风井进风，回风立井回风。目前使用的主要通风机型号为fbcdzn034型轴流通风机，共安装两台，一用一备，配套电动机功率为2630kw。矿井主要通风机最大叶片角度为+6，矿井总进风量最多可达18000m/min。矿井在副斜井工业广场设有空压机房。配备四台型号为lu250-8型螺杆空气压

22、缩机，单台排气量为43 m/min，配用电动机功率为250kw，电压等级10kv。压风管由副井进入井下，管路规格为：空压机房至副斜井井底为dn225无缝钢管；+1150m大巷为dn200无缝钢管和dn150无缝钢管；掘进工作面和各用风地点采用dn50焊接钢管。矿井回风立井工业广场设有瓦斯抽放泵站。设有高、低负压抽放系统两套。低负压抽放系统装备两台型号为2bec-62型水环式真空泵，流量为300m/min，配用隔爆型电动机功率为355kw，电压等级10kv。高负压抽放系统装备两台型号为2bec-62型水环式真空泵，流量为300m/min，配用隔爆型电动机功率为400kw，电压等级10kv。抽放管

23、路沿回风立井敷设，管路规格为：回风上山500mm;回风立井529mm。矿井在地面设有1个消防水池，容积500m3，能经常保持200 m3的储水量。井下消防管路系统与防尘供水管路共用1趟管路系统。井下消防用水为地面静压供水。消防供水管路沿副斜井敷设1趟至井下各用水地点。副斜井和1150主要大巷敷设的消防供水管路为dn150mm钢管，支管为dn100mm和dn50mm钢管。消防供水管路呈枝状布置，在带式输送机巷每隔50m设一个支管和阀门，其他巷道每隔100m设一个支管和阀门。矿井在副斜井工业广场附近地面建有一座35kv变电所，内设8000kva35/10变压器两台（一用一备），由两回35kv电源形

24、成双回路供电。一路由xx110/35/10.5kv变电站引出35kv母线段，经359号（xx一线）架空线线路lgj-150，长度23km引至矿井35kv变电所。另一路由左权县石港水泥厂35kv变电所引出35kv ，经434号（xx二线）架空线线路lgj-120，长度10km引至矿井35kv变电所。矿井装备了一套煤炭科学研究总院重庆分院研制的kj90na型安全监控系统。该系统属现场总线结构，由监控主机、井下分站、传感器和信号传输电缆等组成。监控中心站主机选用2台industril computer601监测主机，一用一备。中心站配备1台交换机监测服务器、一台打印机、1台ups不间断电源等。监控系

25、统内目前设有kj90-f16型监控分站20台，其中地面4台，井下16台。共安装各类传感器115个，其中甲烷传感器29个、风速传感器3个、烟雾传感器5个、风门开闭传感器4个、开停传感器32个、负压传感器1个、温度传感器12个、液位传感器1个、一氧化碳传感器10个、风筒传感器6个、馈电断电仪12台。安全监控系统内设置的各类传感器及其位置符合煤矿安全规程的有关规定。矿井瓦斯抽放系统为重庆煤科分院生产的kj90na安全监控的附属系统，设备安装有khd-90型通信线路避雷器。系统由2台分站及传输电缆和各类传感器组成。监控系统内目前设管道甲烷传感器2个、水温度传感器4个、轴温传感器4个、供水传感器2个、管

26、道v锥传感器两套、压差传感器2个、设备开停传感器4个、电机温度传感器4个。安全监控系统内设置的各类传感器及其位置符合煤矿安全规程的有关要求。2.4 近几年安全投入情况该矿始终坚持“科技兴企”的发展战略，建立了稳定的安全生产长效投入机制。通过不断加大投入和科技革新攻关，解决了一系列重大安全科技和安全装备问题，使矿井整体抗灾能力不断增强，大大提高了企业的安全生产水平，生产得到保证。该矿在改扩建完成后的近几年内，在安全投入上逐年增加，安全投入合计 7859.98 万元。2006年安全生产费用计划投资600万元（按吨煤15元计提），实际完成289.34万元。供配电系统的安全防护设备设施完成投资41.6

27、万元，购置两台kbsgzy-500移动变压器、一台直流高压发生器；其它与煤矿安全生产直接相关的项目完成投资247.74万元，以运输和机电设备为主，主要有运输平车、绞车以及小电流接地系统微机选线装置及真空馈电开关、对旋风机真空电磁启动器等各类开关和启动器。2007年安全生产费用计划投资1500万元（按吨煤15元计提），实际完成1422万元，完成计划的94.8。主要通风设备完成投资72.03万元，主要有两用仪、自救器及风筒；瓦斯监测系统与抽放系统完成投资21.2万元，以瓦斯监测仪器为主；综合防治煤尘与瓦斯突出完成投资25.85万元，购置两台2bec-42型移动抽放泵；防灭火完成投资1.73万元，用

28、于购置防灭火和灭火器；综合防尘完成投资1.86万元，用于购置远程喷雾装置；防治水完成投资48.51万元，主要用于103工作面无线电坑透和音频电透，编制矿井地质报告和防爆潜污排沙泵；机电设备和安全防护设备设施完成投资42.59万元；供配电系统的安全防护设备设施完成投资73.05万元；运输（提升）系统的安全防护设备设施完成投资69.18万元；其它与煤矿安全生产直接相关的项目设施完成投资1066.43万元，主要有二采区勘探费用503.37万元、专用进风井修复及总回风巷改造512.51万元。2008年安全生产费用计划投资1665.45万元（按吨煤15元计提），实际完成1665.45万元，完成计划的10

29、0。主要有：主要通风机设备602.86万元，瓦斯监测系统与抽放系统104.4万元；综合防治煤尘与瓦斯突出41.68万元；防治水173.39万元；机电设备的安全防护设备设施53.77万元，供配电系统的安全防护设备设施93.82万元；运输（提升）系统的安全防护设备设施88.8万元；安全生产的其它费用506.73万元。2009年安全生产费用计划投资3128万元（按吨煤15元计提），实际完成2180万元。主要有：主要通风设备的更新改造投资32.75万元；瓦斯监测系统与抽放系统设备设施改造投资12.7万元；矿井防治水投资29.5万元；机电设备的安全防护设备设施51.97万元；供配电系统的安全防护设备设施

30、20.73万元；运输（提升）系统的安全防护设备设施56.92万元；其它与煤矿安全生产直接相关的项目1975.19万元。2010年安全生产费用计划投资3527万元（按吨煤15元计提），实际完成2303.19万元。主要通风设备的更新改造投资17.18万元；瓦斯监测系统与抽放系统设备设施改造投资151.07万元；综合防治煤与瓦斯突出874.58万元；完善和改造矿井防灭火项目47.42万元；完善和改造矿井综合防尘系统4.72万元；矿井防治水投资196.08万元；机电设备的安全防护设备设施97.4万元；供配电系统的安全防护设备设施128.62万元；运输（提升）系统的安全防护设备设施240.74万元；其它

31、与煤矿安全生产直接相关的项目545.38万元。2.5 近几年安全事故分析安全是企业发展的根本保证。该矿始终把安全生产作为维护生产力和企业稳定发展的最大政治，各级领导的最大责任，广大职工群众的最根本利益，在实践中不断探索和创新煤矿企业安全管理的新理念、新思路、新方法，努力构建了自我约束、持续改进的安全生产长效机制。该矿的安全生产一直保持了持续稳定健康发展的良好态势。矿井扩建改造后，该公司共发生各类安全事故12起，其中顶板事故2起，机电事故4起，运输事故6起，杜绝了人员伤亡事故。各类安全事故从以上统计数字看出，近几年安全事故主要发生在运输环节，无论从事故发生的起数还是受伤人数来看，运输事故占比率最

32、大。第三章 安全生产存在的主要问题3.1 在“一通三防”方面存在问题2010年瓦斯等级鉴定结果绝对瓦斯涌出量为65.13 m /min，相对瓦斯涌出量为28.13 m /t；绝对二氧化碳涌出量11.22m /min，相对二氧化碳涌出量为4.85 m /t，2011年3月30日山西省煤炭工业厅以市煤明电201015号文批示为按突出管理矿井。随着生产接续的不断延伸，开采深度的不断增加，瓦斯涌出量不断增大，况且现在煤炭安全管理力度不断加大的形势下，瓦斯治理难度和要求逐渐加大，目前矿井瓦斯抽放系统还存在与现场瓦斯涌出量变化不相适应的方面，例如瓦斯抽放形式单一，抽放支管路管径相对较小，瓦斯抽放能力受到限制，对矿井的瓦斯治理产生不利的影响。3.2 瓦斯抽采与利用方面存在问题目前xx公司抽放的瓦斯全部排入大气，未能进行利用。3.3 其它方面存在的安全生产问题供电系统存在的问题：其一，两路电源来自不同的变电站，切换回路时必须全矿停电。其二，xx110kv变电站供电容量为7000kw,能够满足生产供电要求，而左权石港口变电站仅能提供4000kw的保安负荷。第四章 企业安全改造规划按照该矿安全与生产总体发展战略，根据现行生产系统、技术、装备等实际条件，确定该矿2011-2012年煤矿安全改造总体思路如下：本着切合实际、积极稳妥、可操作性强和