煤矿项目策划可行性研究报告书

总讲明一、概述轮子坡煤矿位于乐山市五通桥区石麟镇境内，行政区划属五通桥区石麟镇方嘴村十组。位于五通桥区253°方向，直距约11.0Km。矿区主井口有乡村公路与外界相通。至石麟镇3Km，至五通桥区约17Km，至乐山约4轮子坡煤矿于1995年8月开工建设，1997年1月试生产，原设计生产能力10kt/a。2001年经改扩建后，生产能力为30kt/a，2002年11月8日四川省生产许可证颁证办公室颁发了煤炭生产许可证。为了整顿矿业秩序，保证矿井合理、安全、有序利用资源，依照四川省人民政府办公厅《关于煤矿整顿关闭工作有关事项的通知》（川府办发电[2008]100号）和四川省人民政府办公厅《关于乐山市煤炭资源扩建方案的复函》（川办函[2007]17号）文件精神，本矿属60kt/a以下独立扩能矿井。本矿所采各煤层为极薄煤层，本矿高瓦斯矿井，各煤层不易自燃，煤尘无爆炸危险性；煤层顶板为粘土岩，遇水易软化，局部有底鼓现象，工程地质条件简单，水文地质条件中等。总体来讲，矿井开采技术条件相对简单，煤质好，有良好的市场空间。为了矿井持续进展生产的需要，以及达到正规化和安全生产的要求，轮子坡煤矿特托付我院按《初步设计》。我院受托付后，组织工程技术人员偕同矿方工程技术人员深入矿区进行了详细调查，并就矿井建设有关的外部条件、市场情况、井型、井口及工业场地位置、矿井开拓布置及井下开采等要紧问题进行了讨论，本设计即依照国家相关文件精神和讨论所确定的要紧原则进行编制的。二、设计依据1、托付书；2、采矿许可证、生产许可证、安全生产许可证；3、；4、四川省人民政府办公厅《关于煤矿整顿关闭工作有关事项的通知》（川府办发电[2006]24号）；5、四川省人民政府办公厅《关于乐山市煤炭资源整合方案的复函》（川办函[2007]17号）；6、《煤炭工业小型矿井设计规范》（GB50399-2006）；7、国务院446号文《国务院关于预防煤矿生产安全事故的特不规定》；8、《煤矿安全规程》（2006年版）；9、《煤炭工业矿井初步设计编制内容》（能源部基核[1999]71号文）；10、川国土资函[2007]1497号“关于乐山市煤炭矿业权设置方案的批复“；11、煤安监监察[2006]54号“关于严格审查瓦斯灾难严峻的煤矿建设项目安全设施设计的通知”；12、四川省矿产资源储量评审中心2009年3月8日川评审〔2009〕098号文《评审意见书；13、四川省国土资源厅川国土资储备字[2009]149号关于《四川省乐山市五通桥区石林评审备案证明；14、《煤矿建设项目安全设施设计审查和竣工验收规范》（AQ1055-2008）；15、安监总煤矿[2006]127号“关于加强极薄煤层开采安全工作的指导意见”；16、矿井建设的供电、取水、通讯等协议；17、轮子坡煤矿提供的采掘工程平面图；18、国家煤炭建设有关的设计规范、技术规程等。二、设计指导思想认真贯彻执行《煤炭工业小型矿井设计规范》、《煤矿安全规程》及相关规定，结合矿井生产实际情况，遵循“技术可行、安全可靠、方便有用、经济合理”的原则，尽量采纳与矿井相适应的技术、工艺、设备，尽量利用矿井已有地面生产生活设施，并对其进行优化布局，做到布局合理、系统完善、环节畅通，使矿井达到正规、安全、稳定生产。针对该矿的地形、地貌、交通状况及煤层赋存情况等特点，以尽量减少煤柱损失、回收煤炭资源为前提，对井下做到布局合理、系统完善、环节畅通、安全可靠、工程量少、工期短；对地面充分利用地形条件，优化矿井工业场地布置，体现有利生产，方便生活，紧凑合理，节约用地，以达到安全好、投入少、产出多，猎取最佳效益的目的。三、设计简况1、资源开采条件轮子坡煤矿位于四川盆地西南缘，属盆周低山区，地势西南高东北低，最高点在矿区西北部，标高+597.7m，最低点为矿区东北南部桫椤沟，标高+355m，相对高差242.7m。属侵蚀构造山地地形。矿山大地构造位置属扬子准地台四川台坳川中台拱威远-龙女寺台穹南西部，地处峨马复式背斜东翼北端较宽缓地带，总体为单斜构造，倾向由北北西转为北北东，倾角3°～20°。煤层产状较稳定，倾角平缓。矿井水文地质类型属中等类型；矿井为高瓦斯矿井，煤层不易自燃，煤尘无爆炸危险。总体评价，该矿的开采技术条件相对简单，但煤层薄，生产能力较小。2、井田面积及储量2008年6月四川省国土资源厅以川国土资函［2007］1497号文批复新的轮子坡煤矿矿区范围，批复的轮子坡煤矿的矿山范围地理坐标为东经103°41′45″～103°42′40″，北纬29°21′35″～29°22′21″，走向长1.45km，倾斜宽1.43km，面积1.43Km2。开采深度+320m～+220m标高，拟开采K5、K4依照四川省国土资源厅批准的该矿矿产资源储量，该矿批准的矿区范围内共有资源储量719.0kt，其中（122b）556.0kt，（333）163.0kt。3、建设规模及服务年限依照井田的地质、资源储量等条件，按《煤炭工业小型矿井设计规范》（GB50399-2006）的有关规定和四川省人民政府办公厅川办函[2007]18号“关于乐山市煤炭资源整合方案的复函”，确定矿井设计生产能力为60kt/a；尚可服务6.8年。4、工业场地及开拓方式基于不占农田、充分利用现有地面设施和井下开拓开采系统的原则考虑，投产时主井井口及工业场地利用现有主井和工业场地地面生产系统及工业场地。矿井采纳斜井开拓，主斜井利用JTP-1.2×1.0/30型提升绞车（55kW，380V，980r/min）、+320～+275m主暗斜井绞车利用JTB-1.0×0.8型提升绞车（45kW，660V，980r/min）、+275～+240m主暗斜井利用JTB-1.0×0.8型提升绞车（45kW，660V，980r/min）分不担负矿井煤炭、矸石提升和材料、设备下放任务，并做矿井要紧进风井和安全出口，并在其中敷设电缆、排水管线等；行人斜井担负矿井人员上下；回风斜井利用两台现有的2台4-72-11№16B型离心式要紧通风机担负矿井回风，并兼做应急安全出口。5、水平划分及大巷布置设计按当前的技术装备水平和开采技术条件划分水平，全矿井剩余资源共划分为一个水平，即+240m水平。+240m水平运输大巷布置于K4煤层中，+255m回风大巷布置于夹岩煤层（不可采煤层，煤线）。6、带区划分依照该矿煤层赋存情况、井型和技术装备水平，设计以人为边界和自然边界划分带区，矿井共划分为两个带区。7、采煤方法依照矿井煤层赋存情况和开采技术条件，设计采纳倾斜长壁采煤法，放炮落煤，刮板输送机运煤，单体液压支柱配金属铰接顶梁联合支护顶板。8、井下运输矿井+275m运输石门利用现有XK2.5-6/48-KB防爆专门型蓄电池机车运输，+240m水平运输大巷利用现有CCG3.0/600型防爆柴油机车9、顶板治理依照煤层顶底板条件和赋存状况，采纳局部充填法治理顶板。10、投产带区投产带区位于一带区，以1个炮采对拉工作面达到60kt/a能力的正常生产替。11、矿井通风与瓦斯抽放矿井采纳分列抽出式通风系统，回风斜井利用现有4-72-11№16B型离心式要紧通风机；新建地面瓦斯抽放站，安设2BEA252-0型（37kw，24.55m3/min）固定瓦斯抽放泵抽放矿井瓦斯。12、矿井供电、通讯与瓦斯监控轮子坡煤矿为双回路供电，主电源来自于五通桥区石麟变电站，另一回路来自于五通桥区国家电网天仙桥变电站，均以10kv高压架空线送至本矿矿井地面变电所。利用现有KJF2000N（升级后）型煤矿集中监测监控系统和通讯系统主机，完善井下传感器和调度电话的设置。13、矿井排水矿井采纳斜井开拓三级排水，即从+240m水泵房→+275m水泵房→+320m水泵房→地面。+320m水泵房排水选用MD25-30×3型离心式水泵（15kW，660V，2950r/min）。+273m水泵房排水选用MD25-30×3型离心式水泵，水泵配置YB2160M2-2型隔爆电动机（15kW，660V，2950r/min）。+240m水泵房排水选用MD12-25×3型离心式水泵，水泵配置YB214、矿井压风矿井设置压风自救系统，利用设在行人斜井工业场地附近1台3L-10/8型固定活塞式空气压缩机（10m3/min,65kw）供矿井压风系统与动力用风，并新购1台作为备用。15、井下消防及防尘洒水井下消防管路采纳与井下防尘洒水管路合用，枝状管网结构，局部采纳环状供水管路，高位水池静压储水，常高压消防。井下消防洒水管路采纳二条管径为D73×4.0的输水管路在地面给水系统的D133×4.0主干管上接管，并通过主斜井和行人斜井，以及相应的井下巷道向井下各用水点静压供水。按《煤矿井下消防、洒水设计规范》的要求，在井下各掘进工作面、采煤工作面、各原煤装载点、落煤点等处设置有消防洒水管路及各种喷雾、洒水、消防装置。喷雾器针对不同的使用地点，不同的使用性质，分不由Y型、K型及S型喷头组成；消火栓装置的型号为SN50，在煤巷及半煤巷内按间距为100m，在岩巷内按间距为300m设置；还在采煤工作面轨道顺槽距工作面40m的地点，掘进巷道距工作面30m16、地面运输矿井生产的煤炭及材料设备均采纳汽车运输。17、地面生产系统及生产工艺矿井采出的原煤，要紧用作动力用煤。因此，本次设计暂不考虑选煤厂，地面设原煤简易筛分选矸系统，只进行人工选矸和一般筛分。产品类型为块煤、末煤。18、地面设施充分利用现有地面生产生活设施，并在此基础上加以优化和完善，对不足部分，加以补充。四、项目总投资及效益情况(一)项目总投资情况1、项目建设工程投资：1751.91万元；矿建工程费：677.20万元；土建工程费：159.92万元；设备购置费：545.18万元；安装工程费：240.34万元；其它费用：78.24万元。2、矿井吨煤投资：291.98元。(二)项目效益情况1、原煤成本：220.51元/t；2、原煤平均销售价格：400元/t；3、税后投资回收期3.93a；4、投资收益率38.13%。五、要紧技术经济指标1、矿井设计生产能力：60kt/a；2、矿井地质资源储量：719.0kt；3、矿井工业资源储量：702.7kt；4、矿井可采储量：527.9kt；5、矿井服务年限：6.8a6、矿井开拓方式：斜井；7、矿井瓦斯等级：高瓦斯；8达产时带区数：1个；9、达产时采面数：1个对拉采煤工作面；10、井巷工程量：2582m/17870m3；11、矿井吨煤耗电量：27.5kW·h/t；12、矿井施工工期：11.0个月。六、问题与建议1、井田范围内钻孔少，对煤层操纵不足地质报告仅对井田范围内作了稀疏操纵，矿井煤层厚度和资源/储量计算存在一定程度的不确定性。建议矿方加强地质测量工作，以保证对资源的合理规划和开采。2、关于瓦斯抽放与利用本矿为高瓦斯矿井，缺乏瓦斯含量、煤层透气性等相关瓦斯参数，建议矿井在生产过程中积极收集相关参数，并编制专项瓦斯抽采设计。3、关于设计范围和高硫煤的开采依照对矿井实际开采情况调查，K5煤层差不多差不多采空，目前仅余少量资源残采，而储量核实报告显示K5煤层尚余较多资源，二者结论出现一定偏差。本设计以实际调查资料为准，设计范围要紧为K4煤层未开采区域，未采区域利用现有系统进行回收。鉴于K5煤层为高硫煤，在开采过程中应采取综合降硫措施，降低采出的煤炭硫含量。4、关于煤尘爆炸性依照四川省煤炭产品质量监督检验站提供的检测报告，矿井K4煤层无爆炸危险，而地质报告审批意见则有爆炸危险；建议矿井尽快送样检测以核实煤尘爆炸性，并采取相应措施以指导矿井安全生产。

第一章井田概况及地质特征第一节井田概况一、交通位置轮子坡煤矿位于乐山市五通桥区石麟镇境内，行政区划属五通桥区石麟镇方嘴村十组，位于五通桥区253°方向，直距约11.0km。轮子坡煤矿交通以公路为主，主井口有乡村公路与外界相通，至石麟镇3km，至五通桥区约17km，至乐山约40km，交通较方便（见交通位置图）。二、地形地貌及水系轮子坡煤矿位于四川盆地西南缘，属盆周低山区，地势西南高东北低，最高点在矿区西北部，标高+597.7m，最低点为矿区东北南部桫椤沟，标高+355m，相对高差242.7m。属侵蚀构造山地地形，其间为宽窄不一的小山谷。矿区水系属岷江水系，要紧支流为沫溪河，从矿区外围北东部通过，平均流量50m3/s，向东流经石麟、西坝镇，在五通桥附近汇入岷江，矿区北部桫椤沟与中南部李家沟为常年流水沟，平均流量分不为0.42m3/s、0.15m三、气象及地震矿区属亚热带潮湿气候，四季分明，夏季湿热多雨，冬季较冷，但无积雪期，最高气温为37.7℃，最低气温-2.6℃，年平均气温17℃。雨量较为充沛，常年降雨量1400mm左右，其中6～9月降雨量占全年降雨量一半以上，相对湿度79%。依照《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）及《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001），本区抗震设防烈度为Ⅶ度，设计差不多地震加速度值为0.10g，设计地震第一组。四、矿区经济概况矿区外围西南部有稀疏分布农户，全为汉族，粮食作物以玉米、小麦为主，水稻、薯类次之，另有少量水果、花生、油菜等经济作物。矿区植被发育，多为杂草与灌木。五、水源与电源矿井水源要紧取自于周边溪沟水。该矿为双回路电源供电，其中一回路供电电源取自石麟变电站，从该站以10kV的LGJ-50型架空输电线接入矿井地面10/6kV变电所，线路长2.5km；另一回供电电源取自天仙桥变电站，从该站以10kV的LGJ-50型架空输电线接入本矿井地面10/6kV主变电所，线路长5km。六、邻近小煤矿现状轮子坡煤矿北边为桫椤沟煤矿，西北为大庆煤矿（一井），西南部有桫莲煤矿，东与乌龟桥煤矿相邻，这些煤矿分不开采K8、K5、K4、K3煤层。相邻矿井之间有保安煤柱相隔，矿权边界清晰，无矿业权纠纷。第二节地质特征一、地层矿区出露地层要紧为三叠系须家河组，平缓坡地及冲沟分布有第四系坡残积与冲洪积层。各地层特征由新至老分述于下。（一）第四系（Q）厚度＜20m，为近代河流冲积、淤积及残坡积堆积等，要紧为黄灰、橙黄、土黄色含砂及砾石砂土层和含角砾腐植土层。与下伏地层呈不整合接触。（二）三叠系上统须家河组（T3xj）分布于整个矿区，须家河组在剖面上可分出五段，矿区仅出露第二至五段，自上而下分述如下。1、须家河组第五段（T3xj5）厚34.03～59.37m，平均46.70m。岩性为灰～浅灰色细～中粒砂岩，夹深灰色砂质粘土岩。顶部为深灰色粉砂岩、砂质粘土岩及粘土岩，富含植物化石。2、须家河组第四段（T3xj4）厚114.18～173.56m，平均143.83m。岩性为深灰色薄层状砂质粘土岩、粘土岩、夹较多的浅灰色细砂岩，粉砂岩条带及包体，富含植物化石。含煤四层，即K10、K9、独层子和假三层，可采煤层仅有K10、K9煤层，局部可采。3、须家河组第三段（T3xj3）厚75.30～106.25m，平均88.72m。上部为灰～浅灰色厚层～块状细、中粗粒长石石英砂岩，砂岩粒度沿倾向或走向均有变化。垂向上的粒度变化一般是上、下部为细～中粒；中部为中～粗粒。厚度常与T3xj3互为消长，一般变化不大。中部为浅灰、麻灰色细砂岩，夹粉砂岩及少许深灰色砂质粘土岩。下部专门不稳定，厚度变化较大。以灰、深灰色砂质粘土岩、粉砂岩互层为主，夹少许薄层状粘土岩、细砂岩。该段内可见冲刷面，为典型的河流边滩相沉积序列。4、须家河组第三段（T3xj2）厚164.20～172.69m，平均167.50m。岩性相对较稳定，以深灰色粘土岩、砂质粘土岩为主，夹浅灰色粉砂岩及少许细砂岩。普遍含植物化石碎片及炭屑，发育微斜层理及微波状层理，局部可见小型斜层理及透镜状层理。含K8、K7、K6、K5、K4煤层。其中K5煤层稳定，厚0.32～0.44m，平均0.35m；K4煤层稳定，厚0.31～0.42m，平均0.34m；K8、K7、K6煤层已被采空。二、构造矿山大地构造位置属扬子准地台四川台坳川中台拱威远-龙女寺台穹南西部，地处峨马复式背斜东翼北端较宽缓地带，总体为单斜构造，倾向由北北西转为北北东，倾角3°～20°。要紧构造为北北西向沫溪河挠褶，从桫椤沟煤矿北东部通过，轴面倾向南西，宽500～1000m。挠褶带内煤层倾角较大，且岩层节理裂隙发育。轮子坡煤矿为一套平缓单斜构造，总体倾向北东，倾角3°～5°。区内未见明显断裂构造，亦未见岩浆活动迹象，地质构造复杂程度属简单类型。三、煤层及煤质（一）含煤性区内含煤地层为三叠系上统须家河组，含全区可采煤层2层，即K5、K4煤层，均赋存于须家河组第二段；局部可采煤层2层，即K6、K7煤层，大部被采空；采空煤层1层，即K8煤层。批准矿山范围内拟开采K5、K4煤层，K5、K4煤层埋藏深度分不为50～300m，80～325m，为隐伏型煤矿。各煤层要紧特征见表1-2-表1-2-1可采煤层特征表煤层赋存层位煤层厚度（m）煤层结构顶底板岩性稳定性块段平均倾角容重t/m3纯煤厚度平均层间距夹石层数夹石厚度顶板底板K5T3xj20.32～0.440.3510.05～0.20砂质粘土岩、粘土岩粘土岩稳定4°1.407～12K4T3xj20.31～0.420.3410.02～0.07粘土岩粘土岩较稳定4°1.40（二）可采煤层特征1、K5煤层赋存于须家河组第二段中部，距第三段底界约68～73m，平均71m。纯煤厚度0.32～0.44m，平均0.35m，属稳定煤层。双层结构，由2个煤分层组成，上分层厚0.12～0.20m，平均0.16m；下分层厚0.18～0.26m，平均0.22m。夹矸厚0.05～0.20m，平均0.13m，为深灰色灰质粘土岩。煤层顶板一般为深灰色砂质粘土岩、粘土岩，厚1～2m，其上为灰色砂质粘土岩、粉砂岩。底板为深灰色炭质粘土岩。2、K4煤层赋存于须家河组第二段下部，距上部K5煤层7～12m，平均9m。纯煤厚度0.31～0.42m，平均0.34m，厚度较稳定。双层结构，上分层厚0.04～0.08m，平均0.06m，下分层厚0.23～0.42m，平均0.33m，夹矸厚0.02～0.07m，平均0.05m。K4煤层顶、底板岩性一般为粘土岩，顶板间有炭质粘土岩或煤线，煤层与顶板粘土岩多呈突变接触。（三）煤质K5煤层煤岩类型以条带状、细条带状半亮型煤为主，一般自下而上光泽偏暗，并有过渡为线理～细条带状半暗煤。显徽煤岩类型属强矿化、矿化半丝炭化～丝质亮暗型煤为主。K4煤层以半暗型、暗淡型煤为主，次为半亮型煤，玻璃光泽，条痕褐黑色，性脆，内生裂隙较发育，断口阶梯状、参差状。有机显微组分中以镜质组和惰性组为主，约95%，稳定组少量，约5%。显微煤岩类型属微镜惰煤组。依照1979年207地质队初勘报告资料，K5、K4煤层煤质分析结果见表1-2-表1-2-煤层项目K5K4水分Mad（%）1.94～2.142.042.08～2.192.14灰分Ad（%）34.21～37.4535.8344.33～51.3247.83挥发分Vdaf（%）25.78～27.2626.5217.81～21.0719.44固定炭FCd（%）36.77～38.5337.6530.87～34.6032.74全硫St,d（%）2.75～3.753.250.69～1.050.87磷Pd（%）0.008～0.0090.00850.024～0.0760.050发热量Qgr,d（%）19.26～20.3019.7815.25～17.4716.36（四）煤的分类及工业用途依照中国煤炭分类国家标准（GB5751-86）划分，K4煤层属中高灰，低硫，低磷、低热值煤；K5煤层属高灰、高硫、特低磷、低热值煤。各煤层均属1/3焦煤（1/3JM），可用作发电用煤、民用煤，也是良好的炼焦配煤。四、水文地质条件（一）水文地质概况矿区地处峨马复式背斜东翼北端之较宽缓地带，地质构造简单。地貌上属盆周低山，区内相对高差242.7m。沫溪河由西向东流经矿区外围北部，平均流量50m3/s；李家沟由南向北流经矿区中部，流量分不为0.15m3/s；桫椤沟由西向东流经矿区北部，流量为0.42m3K5、K4煤层埋藏深度分不为50～300m、80～325m，为隐伏型煤矿，煤层位于当地侵蚀基准面之下，地表水不构成矿床充水要紧因素，须家河组第三段碎屑岩类孔隙裂隙含水层为矿床充水要紧含水层（顶板水），含水性弱～中等，局部因构造（二）要紧含、隔水层特征按地下水赋存条件、水理特征及水力联系，区内地下水可划分为松散岩类孔隙水、碎屑岩类孔隙裂隙水。1、松散岩类孔隙水第四系冲洪积孔隙水含水层厚度5m左右，沿河溪分布，地貌上构成漫滩及河谷Ⅰ级阶地。上部为亚砂土层，下部为砂砾卵石层。下部含水性强。受大气降水、地表水补给，呈泉排泄。为K4、K5煤层间接充水因素，对K5、K4煤层开采阻碍较小。第四系坡残积孔隙水含水层厚度0～5m，分布于斜坡低缓部位。为泥碎石层，弱～中强含水。受大气降水补给，就地呈泉排泄。对K5、K4煤层开采阻碍较小。2、碎屑岩类孔隙裂隙水（1）须家河组第五段页岩、砂岩互层孔隙裂隙含水岩组分布于矿区南部，构成低山丘陵。为细～中粒砂岩夹粘土岩、砂质粘土岩，含水段厚9.96～33m，含水性弱，对开采阻碍微弱。（2）须家河组第四段孔隙裂隙含水岩组粘土岩夹多层细砂岩、粉砂岩，泉水流量0.03～0.08L/s，弱～不含水，对矿坑充水阻碍微弱。（3）须家河组第三段以厚层砂岩为主的孔隙裂隙含水岩组中、上部为灰～麻灰色细～中粒砂岩，下部为砂质粘土岩夹粉砂岩、细砂岩，弱～中等含水，泉水流量0.046～0.5L/s，钻孔单位涌水量0.00383～0.009353L/s·m，渗透系数0.003564～0.0362m/d，水质类型为HCO3-Ca·Na型水，矿化度0.18g/L，距K8煤层5～7m，为K8煤层矿坑充水要紧含水层。（4）须家河组第二段页岩、砂岩互层孔隙裂隙水岩组上部为深灰色粘土岩、砂质粘土岩夹粉砂岩、细砂岩，K8、K7、K6煤层产于本段上部，K5、K4煤层产于该段中部，弱含水，钻孔单位涌水量0.00029～0.0125L/s·m，渗透系数0.0000229～0.4291m/d，水质为Cl-Na、HCO3-Ca·Mg型，矿化度0.28～2.04g/L，中部细砂岩裂隙含水层，层厚约18m，层间及构造裂隙段发育，含水性中等，为K5、K4煤层要紧充水层位。（三）地表水、地下水补、径、排条件各含水层露头区，为其补给区，要紧受大气降水补给，浅部风化带泉水动态，严格受降水操纵，变化可达数十至数百倍，各地表水体对地下水也有补给作用。浅层地下水，一般在短距离内完成循环，在沟谷切割处，呈泉排泄。部分地下水顺层向深部循环，深部因裂隙不发育，地下水运动缓慢，逐渐呈相对停滞状态。（四）充水因素分析1、顶、底板砂岩孔隙裂隙含水层对开采系统充水的层位是顶板T3xj2中上部含水层；底板T3xj2含水层因上部有隔水层相隔，而阻碍微弱。2、地表水桫椤沟、李家沟从矿区北部与中部通过，流量分不为0.42m3/s与0.15m3/s，区内地下水位均低于河水面，K5、K4煤层底板标高低于李家沟和桫椤沟。须家河组第二、第三段各含水层透水性差，因此，地表水对矿床充水阻碍较小。然而，轮子坡煤矿在开采各煤层时，仍应采取积极的探防水措施，尤其是在溪沟附近采掘作业时，以防止溪沟水通过老窑巷道和采空区塌陷裂隙渗入矿井。3、老窑、采空区积水矿区内南部及矿区外围西部煤矿K8、K7、K5、K4、K3煤层开采已达多年，有老窑采空区，边界未准确圈定，且可能有积水；因而老窑与采空区积水是以后矿井充水的要紧威胁。矿井应做好生产水文地质工作，对水文地质基础资料进行收集、整理、分析研究，加强水害预测预报工作，严格执行“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的探放水原则，探放老空积水前，首先要分析查明老空积水的空间位置、积水量和水压，确定探水线和警戒线，在接近探水线时必须探水掘进，确保矿井安全生产。（五）矿井涌水量依照四川省地质矿产勘查开发局二零七地质队2009年3月提交的《四川省乐山市五通桥区石林井田轮子坡煤矿煤炭资源储量核实报告》，采纳水文地质比拟法，可能矿井+320m正常水量为216m3/d，最大水量为450m3/d；+275m正常为192m3/d，最大为240m3/d；+240m正常水量为100m3/d，最大水量为190m3/d。（六）矿井水文地质条件轮子坡煤矿要紧含水层受地表水补给条件相对较好，但各含水层之间均有隔水性能良好的隔水层相隔，水力联系较弱，直接充水含水层单位涌水量小于0.1L/s·m，按此划分标准，轮子坡煤矿水文地质条件简单。但考虑到矿井采掘受老采空区积水阻碍，矿井应加强防治水工作，保证安全生产。因此，轮子坡煤矿是以顶板砂岩裂隙含水层、老采空区积水充水为主、水文地质条件中等的煤矿床。五、煤层顶、底板情况矿山主采煤层K5、K4埋藏深度50～325m，煤层顶板一般为深灰色、灰黑色粘土岩，质较软，抗压强度低。煤层底板为灰、深灰色粘土岩，夹3～6cm高炭质粘土岩，属软岩，与煤层呈过渡接触，由于地下水软化，局部产生底鼓现象。六、其它开采技术条件（一）瓦斯依照乐山市经委2008年下发的乐市经[2008]393号文“关于五通桥区2008年度煤矿瓦斯等级鉴定结果的批复”，轮子坡煤矿2008年度相对瓦斯涌出量为23.96m3/t，绝对瓦斯涌出量为1.67m3/min，相对CO2涌出量14.20m3/t，绝对CO2涌出量0.99m3/min，属高瓦斯、高二氧化碳矿井。（二）煤的自燃倾向与煤尘爆炸危险性依照四川省煤炭产品质量监督检验站提供的检测报告，设计范围K4煤层属Ⅲ类不易自燃煤层，无煤尘爆炸危险性。但乐山市经委2008年下发的乐市经[2008]393号文，轮子坡煤矿开采K5、K4煤层自燃倾向性等级为Ⅲ类，有爆炸危险性，二者不一致，本设计暂按有爆炸危险、不易自燃设计。（三）地温及冲击地压依照矿井地质报告及矿井以往开采情况分析，本矿属地温正常区，不受冲击地压威胁。七、勘探程度及可靠性（一）勘探程度以上地质基础资料来源于四川省地质矿产勘查开发局二零七地质队2009年3月提交的《四川省乐山市五通桥区石林井田轮子坡煤矿煤炭资源储量核实报告》，从所提供的地质资料分析，该地质工作取得了以下要紧成果：1、差不多查明了区内含煤地层特征和地质构造特征；2、查明了可采煤层层位，差不多查明了煤层厚度、内部结构以及煤质特征；3、获得了矿山开采技术条件的观看资料。提交的储量核实报告，能够作为矿井设计、建设和生产的地质依据。（二）资料可靠性从所提供地质资料看，轮子坡煤矿范围内地质构造复杂程度简单、煤层赋存条件较好，水文地质条件中等。综上所述，轮子坡煤矿资源是可靠的，具备建设60kt/a井型矿井的条件。（三）存在的问题及建议1、区内+280m标高以上煤层资源开发殆尽，且该矿新划定范围内又有其它矿老采空区，周边矿井开采煤层层位又错综复杂，采空区范围、积水情况、水压等均不确定，老采空区积水对煤矿坑充水阻碍较大。在煤矿开采过程中应注意防范，建议采纳地球物理、三维地震勘探等先进手段，加强对采空区调查工作，完善矿井水害防治基础资料，严格执行“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的探放水原则，留设采空区隔离煤柱，以免造成安全事故。2、储量核实时，参与操纵的ZK36、ZK4-1钻孔均在矿区范围外，操纵程度较低，且矿区范围内主采煤层K5、K4深部工程操纵不足，建议今后加强生产时期勘探工作，提高资源储量类不，减少投资风险。3、本矿范围内分布有2个钻孔（CK13、ZK5-3），其中CK13钻孔操纵K4煤层，但在K5煤层资源储量估算图上却没有该钻孔揭露煤层情况（K5位于K4之上，正常情况下应揭露K5煤层），建议重新核对钻孔揭露情况、明确错失K5煤层缘故。4、矿区东南K5煤层埋藏较浅，距其上溪沟垂距小于50m，在该地带进行采掘作业时，应加强探放水措施，防止导水裂隙带连通地表，造成水患。第二章井田开拓第一节井田境地与储量一、井田境地（一）井田境地轮子坡煤矿位于乐山市五通桥区石麟镇境内，行政区划属五通桥区石麟镇方嘴村十组。位于五通桥区253°方向，直距约11.0原轮子坡煤矿矿山持证开采K5、K4煤层，采矿许可证号：5100000830524，至2009年11月底到期。矿区范围面积1.3082Km2。原矿区范围拐点坐标如表2-轮子坡煤矿经［2007］17号文批准为6万吨以下独立扩能矿井，2008年6月，四川省国土资源厅以川国土资函［2007］1497号文批复新的轮子坡煤矿矿区范围，批复的轮子坡煤矿的矿山范围地理坐标为东经103°41′45″～103°42′40″，北纬29°21′35″～29°22′21″，南北倾斜宽1.43km，东西走向长1.45km，面积1.43Km2。直角坐标由7个拐点围限，如表2-1-2所示。矿区中心坐标：东经103°42′18″，北纬29°21′55″（二）邻近矿井矿区附近有邻区煤矿，北边为桫椤沟煤矿，西北边为大庆煤矿（一井），西南部有桫莲煤矿、东有乌龟桥煤矿相邻，这些煤矿分不开采K8、K3、K4、K5煤层。依照现批准设置的矿区范围，本矿山与邻近矿山之间无边界重叠与矿权之争。表2-1-1拐点号XY采深（m）K5矿区范围拐点坐标K5：+360~+240mK4：+325~+275m1325025035374440232511753537415033250990353734204325017535373750532501753537442563249516353743507324930035374750832495803537510093249805353751701032498253537511511324989535375100K4矿区范围拐点坐标12325037035375000133250370353745001432495003537450015324950035375000表2-1-2拐点号XY开采标高（m）1325109835373378+320～+220m232501763537375133250173353744234324988135374393532498813537484063250969353748497325131735374115二、矿井地质资源/储量计算1、矿井地质资源/储量依照四川省地质矿产勘查开发局二0七地质队提交的《四川省乐山市五通桥区石林井田轮子坡煤矿煤炭资源储量核实报告》，批准的矿区平面范围内煤炭总资源储量719.0ktkt，其中（122b）556.0kt，（333）163.0kt（见表2-1-3）。表2-1-3矿井资源/储量估算表单位：kt煤层编号保有资源/储量动用资源/储量矿井资源/储量122bK4292.5163.0455.5547.01002.5K5263.50263.5480.0743.5小计556.0163.0719.01027.01746.0备注：批准的矿区范围内共获得保有/资源储量719.0kt，其中（122b）556.0kt，（333）163.0kt。2、矿井工业资源/储量矿井工业资源/储量应为地质资源量中探明的资源量331和操纵的资源量332，经分类得出的经济的基础储量111b和122b、边际经济的基础储量2M11和2M22，连同地质资源量中推断的资源量333的大部（本矿地质构造简单，可信度系数按0.9计取）。经计算，矿井工业资源/储量为702.7kt（见表2-1-4）。表2-1-4矿井工业资源/储量估算表单位：kt煤层编号储量类不备注（111b）（122b）（333）K小计K40292.5146.7439.2K50263.50263.5小计0556.0146.7702.73、矿井设计资源/储量该矿为扩建矿井，依照四川省国土资源厅批准的矿区范围和可采煤层，采矿许可证矿区范围内K4、K5煤层为其所属开采煤层；由于矿区范围内无需留设永久煤柱，矿井设计资源/储量与矿井工业资源/储量一致，则矿井设计资源/储量为702.7kt。3、矿井设计可采储量扣除矿井水平运输大巷和上山及石门的煤柱损失量、推断的资源量333的折减量、带区回采率（88%）后，计算矿井设计可采储量为527.9kt（见表2-1-5）。表2-1-5矿井设计可采储量汇总表单位：kt煤层矿井工业资源/储量永久煤柱损失矿井设计资源/储量工业场地和要紧井巷煤柱开采损失设计可采储量断层合计运输大巷上山煤柱合计合计其中111122K4439.200439.248.313.161.445.3332.50332.5K5263.500263.513.528.041.526.6195.40195.4合计702.700702.761.841.1102.971.9527.90527.9第二节矿井设计生产能力与服务年限一、矿井工作制度矿井工作制度：矿井年工作日330d。每天三班作业，三班生产、自采自准，三班掘进。二、矿井设计年生产能力矿井设计生产能力系按设计规范的工作制度及各生产环节正常生产的条件下，能持续、稳定、安全地完成日产量和年产量确定的。（一）确定矿井设计生产能力的因素确定矿井设计生产能力的因素专门多，不仅要考虑资源总量、煤层生产能力、开采技术条件、各系统的技术装备水平、经营治理能力及其区域规划等因素，使其能保证矿井正常安全生产，并获得最佳经济效益。结合本矿井范围内煤层赋存条件及开采条件，在确定矿井设计生产能力时要紧考虑以下因素：1、储量本井田储量较丰富可靠。全井田有可采煤层两层（K4、K5），煤层总厚0.69m。倾角4o，在扩建后的矿井范围内，有保有储量719.0kt，可采储量527.9kt，井田内储量较丰富。从井田储量和煤层生产能力而言，矿井扩建成60Kt/a生产能力的矿井，接替可不能紧张，有足够的服务年限。若扩建成90kt/a生产能力的矿井，服务年限为4.5年，服务年限不能满足《煤炭工业小型矿井设计规范》（GB50399-2006）关于矿井服务年限的要求；加之矿区范围内煤层薄，煤层生产能力小，若增加生产能力只有通过增加回采工作面来达到，这与当前煤炭相关产业政策是不相符的。2、煤层赋存及开采技术条件矿区位于四川盆地西南缘，属盆周低山区，地势西南高东北低，最高点在矿区西北部，海拔标高+597.7m，最低点为矿区东北南部桫椤沟，海拔标高+355m，相对高差242.7m。区内地形属山地侵蚀构造地形，其间为宽窄不一的小山谷。批准矿区范围为一套平缓单斜构造，总体倾向北东，倾角3～5°。未见明显的断层构造，构造属简单类型。矿山水文地质条件中等，矿山内K5、K4煤层位于当地侵蚀基准面之下，中间有若干层粘土岩为隔水层。矿井充水要紧来源于砂岩孔隙裂隙水及老窑水。K5煤层赋存于须家河组第二段中部，上距须家河组第三段底界约68～73m，平均71m。K5煤层下距K4煤层最大间距23m，最小间距19m，平均21m。煤层纯煤厚度最大0.44m，最小0.32m，平均0.35m，厚度稳定。K5煤层顶板一般为深灰色砂质粘土岩，粘土岩，与煤层明显接触，厚1～2m，其上为灰色砂质粘土岩，粉砂岩。底板为深灰色炭质粘土岩。K4煤层赋存于须家河二段下部，上距须家河组第三段底界约80m。K4煤层上距K5煤层最大间距23m，最小间距19m，平均21m。K4煤层顶、底板岩性一般为粘土岩，顶板间有炭质粘土岩或煤线，煤层与顶板粘土岩多呈突变接触。总体评价，该矿的开采技术条件相对简单。3、生产实践经验轮子坡煤矿已生产多年，培养了一支有较丰富生产实践经验、熟练的工程技术队伍，拥有一支专业技术人员，该队伍将直接参与该矿的建设和生产，成为矿井扩建和今后生产中技术骨干力量。4、市场依照市场调查，该矿井要紧向乐山、成都及周边用户供应煤，煤炭市场前景极为看好。5、投入与产出矿井建设应抓住当前煤炭市场好转的有利时机，让矿井的内在条件（储量、开采技术条件等）和外在条件（市场）相匹配，确定矿井合理的生产能力，以达到投资省、见效快、尽快回收投资的目的。（二）矿井设计生产能力的确定综合考虑以上各因素，依照本井田煤层赋存情况和开采技术条件，重点考虑了以下两个井型方案。一方案：矿井设计生产能力60Kt/a；二方案：矿井设计生产能力90Kt/a。上述两个方案技术分析比较如下：本井田有可采储量527.9Kt。依照矿井部署情况，矿井划分为一个水平，即+240m水平。矿井服务年限见表4-2-1。表4-2-1矿井及水平服务年限表方案矿井生产能力（Kt/a）矿井服务年限（年）一水平服务年限（年）备注一方案606.86.8二方案904.54.51、从矿井服务年限看从表4-2-1中能够看出，一方案的服务年限最长，二方案最短。一、矿井服务年限及第一水平服务年限差不多满足设计规范规定服务年限，而第二方案的矿井服务年限比设计规范服务年限偏短，应予舍弃。2、从井下采煤工作面生产能力看本井田可采煤层有两层，即K4、K5煤层，煤层平均厚度分不为0.35、0.34m，煤层生产能力小，若建设更大井型，则采掘接替较困难，不宜增加回采工作面数量。综合考虑各方面因素，设计推举60kt/a。由以上分析能够看出，从煤层开采顺序、井下回采工作面同时生产个数、采掘接替、巷道布置及其工程量大小、占用设备台数多少和保证矿井能安全、持续稳定生产等方面综合考虑，矿井设计生产能力为60Kt/a时具备井巷工程量少、投资省，井下同时生产工作面个数少，井下作业人员少，安全条件好，故设计推举矿井生产能力为60Kt/a，矿井服务年限为6.8年。三、矿井及水平服务年限矿井及水平服务年限按下式计算T===6.8年式中：T——矿井或水平服务年限，年；ZK——矿井或水平可采储量，kt；K——储量备用系数，K取1.3；A——矿井设计服务年限，kt/a。经计算，矿井服务年限为6.8年，服务年限差不多符合规范要求。第三节井田开拓一、井口位置与井田开拓方式（一）矿井开拓现状原轮子坡煤矿采纳斜井开拓，利用主斜井安设提升绞车担负矿井煤炭、矸石、设备和材料提升任务，并在其中敷设有下井电缆、排水管线等，担负矿井要紧进风任务，并兼做安全出口；利用行人斜井担负人员上下和部分进风任务；利用回风斜井担负回风任务，并兼做应急安全出口。矿井采纳倾斜长壁采煤法，手镐落煤。目前扩建后矿区范围内+260m标高以上K4煤层和全区K5煤层差不多开采完毕，仅余+260m标高以下部分K4煤层和矿区范围内东北角少量资源尚未进行开采。为保证矿井正常接替，矿方正积极筹建+240m水平大巷，目前+240m水平运输大巷差不多差不多部分形成，亟待合理规划。如何依照川办函[2007]18号文的批复，合理开发和利用资源，保证矿井的正常接替差不多刻不容缓。（二）井口及工业场地位置选择本矿为扩建矿井，矿井主井工业场地地面生产、生活设施差不多差不多形成，且大部分满足扩建为60kt/a井型需要。经研究商量一致认为，现有井口位置差不多合理，差不多能保证对井下资源进行安全合理开采，完全能满足矿井建设60kt/a生产能力的需要。由于受地表地质地形和井下煤层赋存状况限制，在保证对井下资源进行合理安全开采利用的前提条件下，本着节约投资和缩短建设工期的原则，依照我院工程技术人员和矿方工程技术人员现场踏勘意见，设计拟充分利用现有地面和井下已形成的生产生活设施，不再对井口及工业场地点案进行比较选择。（三）矿井开拓1、矿井开拓方案依照扩建后的矿井开拓现状，设计在充分利用现有地面生产系统和井下已有巷道的基础上，本着安全条件好、投资省、见效快、回收期短等原则，就矿井开拓提出两个方案。即方案Ⅰ（图2-3-1）：充分利用现有地面和井下设施，即采纳斜井开拓暗斜井延伸。利用现有主斜井担负全矿煤炭运输、矸石、材料、设备运输和进风等任务；利用现有行人斜井担负全矿人员上下和进风任务；改造井田中部斜井为回风斜井，并兼做应急安全出口。关于剩余资源开采，则利用差不多延伸的现有+320～+275m主暗斜井和+275～+240m主暗斜井开采。方案Ⅱ（图2-3-2）：井口方案仍利用现有各井口；关于剩余资源开采，尽量减少提升环节，将原各提升斜长较短的+320～+275m主暗斜井接着下延至+240m，改原三级提升、三级排水为两级，减少系统环节。2、方案比较纵观上述两个方案，两个方案地面工程量和带区巷道工程量差不多一致。方案Ⅱ相关于方案Ⅰ优点在于提升、排水环节少，运输畅通，提升、排水设备治理人员少，运营费用省；但具有需要新掘暗斜井和石门，新购置提升和排水设备等，投资较大，工期长等缺点，投资相关于方案Ⅰ大。同理，方案Ⅰ相关于方案Ⅱ的优点在于投资省，能完全利用现有提升、排水设备，无需掘进暗斜井和石门，井巷工程量少，投资省，工期短等优点；但在运营过程中提升、排水环节多，治理相对较复杂等缺点（方案经济比较见表2-3-2）。通过对两方案经济分析，方案Ⅰ初期投资省，但运营费用相对较高；方案Ⅱ初期投资高，而运营费用省；但综合两方案，方案Ⅰ总费用略低。而于本矿服务年限短（约6.8a），为减少初期投资和建设工期，设计推举方案Ⅰ。表2-3-2方案经济比较表方案内容方案Ⅰ方案Ⅱ备注一、要紧工程量主暗斜井（长度/倾角）0190/25主运输石门（长度/倾角）0650/0小计0840比较0+840二、经济比较（一）基建井巷工程投资（万元）主暗斜井079.8主运输石门0208.0要紧设备、器材及井筒装备0106.0小计0393.8比较0393.8（二）运营费用提升费用40.80按6.8年服务年限计人员治理费用81.60小计+122.40比较0-122.4综合费用比较0+271.43、方案确定综合上述方案比较，设计推举方案Ⅰ，即采纳斜井开拓多级暗斜井延伸。即利用原主斜井（斜长115m，倾角28o；坐标：X=3250067，Y=35374337，Z=+372.89，α=305o）担负煤炭、矸石、材料、设备提升和进风等，并在其中敷设电缆、排水管线；利用原行人斜井（斜长71m，倾角25o；坐标：X=3249871，Y=35374409，Z=+380.00，α=170o），担负矿井进风、行人等任务；改造井田中部斜井为回风斜井（斜长78m，倾角30o；坐标：X=3250785，Y=35374243，Z=+347.50，α=350o）为回风斜井，担负全矿整个开采时期的回风，并兼做安全出口。关于深部开采，则利用差不多延伸的现有+320～+275m主暗斜井和+275～+240m主暗斜井开采。二、水平划分三、开拓巷道布置依照矿井开拓现状，目前各井筒、运输石门和大巷均已形成，本设计予以利用，将+240m水平运输大巷和+242m回风大巷布置于K4煤层中，+255m回风大巷布置与夹岩（不可采煤层）中。四、带区划分及开采顺序依照煤层赋存条件及开采现状，剩余未采面积长约1.4km，宽约0.6km，以已形成的大巷为边界人为划分带区，设计拟将剩余部分划分为两个带区。带区内各对拉工作面间采纳前进式由近向远开采，煤层间采纳自上而下开采，即先采K5煤层，然后开采K4煤层；工作面为后退式开采，即从带区边界向大巷推进。五、通风依照本矿井的矿区范围、煤层赋存条件和矿井开拓布置，设计投产利用现有回风斜井担负全矿回风。矿井整个开采期间均只有一个风井回风，完全能解决矿井生产期间的通风、瓦斯问题，其风程较短，风阻较小，风流易于操纵和调节、漏风量较少。整个通风系统较简单，风流稳定，便于治理，且贯穿路线短，工期短，达产快。六、“三下”采煤依照对本矿地面建筑物、水体等调查分析，本矿开采范围内无重要地表建筑和水体，本矿开采不存在“三下”采煤。第四节井底车场及硐室一、井底车场型式该矿井为斜井开拓，设计生产能力60kt/a。各主石门和水平运输大巷采纳机车牵引1t固定式矿车运输；平巷铺设15kg/m轨道担负煤炭、矸石、材料和设备提升。二、空、重车线长度，调车方式及井底车场通过能力矿井为斜井开拓，在各轨道斜井与运输大巷或石门连接处设下车场，下车场采纳平车场布置，长度按1.5串车计，长度约30m；在轨道斜井上部设置上车场，上车场长度按1.5串车计，长度约30m。在各提升斜巷内每40m设一躲避硐室，硐室高2.0m，深1.0，采纳砌碹支护。在各上部车场、下部车场均设有调度电话和通讯信号，并设置有摘挂钩硐室。三、井底车场硐室主斜井、各主暗斜井下车场要紧硐室有：摘挂钩硐室、信号硐室、水仓、水泵房等。各主暗斜井上车场要紧硐室有：绞车房、信号硐室等；各车场均采纳锚杆或挂网锚喷支护，当围岩发生变化时，在保证安全和正常使用的前提条件下支护方式可依照实际情况调整。其中猪斜井井底车场+320m水仓长约10m，断面约10m2，容积约100m3，满足容纳+320m水平8h正常涌水量。+320m～+275m主暗斜井井底+275m水仓长约8m，断面约10m2，容积约80m3，满足容纳+275m水平8h正常涌水量。+275m～+240m主暗斜井井底+275m水仓长约6m，断面约10m2，容积约60m3，满足容纳+240m水平8h正常涌水量。第五节井筒一、井筒数目及特征矿井开采共布置有三个井筒，即主斜井、行人斜井和回风斜井。各井筒装备及用途如下：（一）主斜井：系利用原轮子坡煤矿主斜井，铺设22kg/m钢轨，单轨，担负矿井开采整个资源煤炭、矸石提升和材料、设备下放任务，（二）行人斜井：系利用原轮子坡煤矿副井，担负矿井开采整个资源人员上下和部分进风等任务。（三）回风斜井：系改造原井田中部斜井而成，安设要紧通风机，担负矿井整个开采时期回风，并兼做安全出口。井筒特征见表2-5-1表2-5-1井筒名称项目主斜井行人斜井回风斜井井口坐标X（m）325006732498713250785Y（m）353743373537440935374245Z（m）+372.89+380.00+374.50α（°）305145350井筒长度（m）1157178井筒倾角（度）282530井筒断面净（m2）4.74.55.1掘（m2）6.76.46.8支护方式、材料喷砼或砌碹砌碹砌碹支护厚度（mm）20，35020，35020，350装备22kg/m，单轨要紧通风机两台备注原主井原行人井改造利用二、井壁结构形式、井筒施工方法依照实际调查，本矿目前各井筒差不多形成，采纳砌碹支护。第三章大巷运输及设备第一节运输方式的选择一、运输方式（一）原煤运输该矿为高瓦斯矿井，采纳斜井开拓，扩建后的生产能力为60kt/a。矿井设置+275m运输石门、+240m+275m运输石门运距为530m、原煤运量为60kt/a，目前已有2台+240m水平运输大巷运距为510m、原煤运量为60kt/a，目前已有2台CCG3.0/600型防爆柴油机车（二）辅助运输辅助运输包括矸石、材料、设备及行人的运输任务。该矿为高瓦斯矿井，+275m运输石门利用现有的2台XK2.5-6/48-KB防爆专门型蓄电池机车运输。+240m水平运输大巷利用现有的2台CCG3.0/600型防爆柴油机车二、运输大巷支护方式、坡度及钢轨型号1、矿井巷道断面及支护方式矿井要紧运输大巷和石门要紧采纳喷浆或锚喷支护，局部料石砌碹。2、坡度矿井要紧运输巷道和石门的轨道运输坡度，按千分之三的坡度计取。3、钢轨型号矿井要紧运输平巷敷设15kg/m钢轨，600mm轨距，钢筋混凝土轨枕。第二节矿车一、矿车选型依照井下大巷布置、运输方式及煤矿装备标准化、系列化的要求，原煤、矸石的运载选用1t固定式矿车，井下支柱及一般设备运输选用1t平板车运输，材料选用1t材料车运输。矿车规格特征见表3-2-1。表3-2-1矿车规格特征表矿车类型型号载重量（t）轨距（mm）轴距（mm）外型尺寸（mm）自重（kg）名义最大长宽高1t固定式矿车MG1.1-6A11.8600550200088011505921t材料车MC1-6A12600550200088011504941t平板车MP1-6A126005502000880410464二、矿车数量该矿为扩建矿井，扩建后生产能力为60kt/a，增加30kt/a，需要新增各类矿车的数量见表3-2-2。表3-2-2矿井各类矿车的配备表矿车类型型号单位数量备注1t固定式矿车MGC1.1-6A辆30新增1t材料车MLC1-6A辆4新增1t平板车MPC1-6A辆3新增第三节设备选型一、+275m运输石门（一）设计依据1、运量：原煤60kt/a，矸石率为15%；2、运距：530m3、坡度：3‰；4、运输容器：MGC1.1-6A型固定式矿车；5、工作制度：330d/a，2班/d，8h/班。（二）设计选型1、运输机车目前+275m2、机车牵引列车计算：（1）按电机车粘着重量：n1=2.5×（240/20.9-1）/1.592=16.5辆（2）按牵引电动机的温升条件机车在等阻坡度上运行一次的往返时刻：T=9min依照τ=0.30，列车组成计算：n2=（800/53.5-2.5）/1.592=7.8辆3、按制动条件（1）机车制动减速度：b=（9.5/3.6）2/80=0.087（2）列车组成计算：n3=2.5×（47.6-1）/1.592=73.2辆依照计算，XK2.5-6/48-KB防爆专门型蓄电池机车一次可牵引7辆装煤矿车或4辆装矸矿车进行运输。4、温升验算（1）列车牵引力计算①重车下坡牵引力：Fzh=(2.5+7×1.592)×9.8×6=803N②空车内坡牵引力：Fk=(2.5+7×0.592)×9.8×14=912N（2）依照机车牵引电机台数查特性曲线得Iz=48AVz=7.5km/hIk=50AV（3）列车运行时刻①重车运行时刻：tz=42.4/7.5=5.7min②空车运行时刻：tk=42.4/7.2=5.9min③列车循环时刻：T=11.6+20=31.6min（4）均方根电流I=1.4×（（5.7×482+5.9×502）/31.6）1/2=41.5A＜XK2.5-6/48-KB防爆专门型蓄电池机车一次牵引7辆装煤矿车或4辆装矸矿车运行的均方根电流小于机车同意电流42A5、制动距离校验（1）重车制动距离：L重=55×2.12/（31.1+6）=6.5m＜（2）空车制动距离：L空=55×2.02/（63.9+8）=3.1m＜6、机车运行台数：n=1.25×105×（0.20+0.42）/56=1.5台矿井需要配置3台XK2.5-6/48-KB防爆专门型蓄电池机车，其中2台运行，1台备用。矿井利用现有的2台，还需增加1台作为备用。7、机车充电装置矿井在+275m运输石门内设置蓄电池充电硐室一个，其内装备3台CKK150/40-150dI型充电装置，其中二、+240m水平运输大巷（一）设计依据1、运量：原煤60kt/a，矸石率为15%；2、运距：510m3、坡度：3‰；4、运输容器：MGC1.1-6A型固定式矿车；5、工作制度：330d/a，2班/d，8h/班。（二）设计选型1、运输机车目前+275m运输石门已有2台CCG3.0/600型防爆柴油机车运输，机车运行速度取二档（v=7km/h（二）机车牵引列车计算：1、按列车起动条件：n1=3×（240/20.9-1）/1.592=19.6辆2、按列车制动条件：n2=3×（38.2-1）/1.592=70.1辆依照机车牵引吨位、运行速度、制动条件，取机车一次牵引12辆装煤矿车，或8辆装矸矿车。3、运行阻力计算（1）空车内坡牵引力：Fk=(3+12×0.592)×10×14=1.42kN（2）重车下坡牵引力：Fzh=(3+12×1.592)×10×6=1.33kN当机车一次牵引12辆矿车在二档速度运行时，空、重车的运行阻力都小于机车的牵引力4.2kN。4、制动距离验算（1）空车制动距离：L空=55×1.952/58.5=3.6m（2）重车制动距离：L重=55×1.952/29.1=7.2m＜5、机车台数计算N=1.25×105×31.7/（60×8×12）=0.8台+240m水平运输大巷利用现有的2台CCG3.0/600型防爆柴油机车，其中1台运行、1台备用，满足运输要求三、运输安全1、机车配置废气净化装置、便携式甲烷检测仪，实时检测瓦斯浓度。2、机车司机及相关人员通过相关培训，持证上岗；机车司机在行使机车时，严格遵守相关规程、规定。3、机车前有照明，后有红灯；每年至少测定一次制动距离，并加强机车本身的检查、维护，发觉问题及时解决，消除安全隐患。4、加强通风，减少废气、发热等污染。5、机车在二档速度运行时一次牵引装煤矿车12辆或装矸矿车8辆，实际运行中，检查机车的运量，操纵行使速度，严禁机车超载或超速行使。第四章带区布置及装备第一节带区布置一、移交生产和达到设计生产能力时的带区数目、位置及工作面生产能力计算该矿井扩建后生产能力为60kt/a。依照矿井煤层赋存情况、开采技术条件和开采现状，矿井移交生产时，布置一个带区，一个对拉工作面达到60kt/a设计生产能力。依照煤层赋存情况，本着减少井巷工程量、节约投资、缩短工期和使矿井快出煤、早达产的原则，设计在煤层厚度较稳定、地质条件较简单、储量较丰富的一带区布置一个炮采工作面；详见《矿井开拓方式平面图》、《带区巷道布置及机械设备配备平面图》。矿井投产时，布置一个对拉回采工作面达到60kt/a设计生产能力。A=nLMlrC/1000=1×160×0.35×792×1.4×0.97/1000=60.2kt式中：A——工作面生产能力，kt；n——工作面个数；L——工作面长度，m；M——煤层平均厚度，m；l——工作面年推进长度，m，l=abdc=3×1×330×80%=792m；式中：a——工作面工作班数，三班作业，自采自准，3班；b——每班进尺，1.0m；d——年工作天数，330d；c——正规循环率，80%；R——煤层容重，t/m3；C——工作面回采率；考虑3％的掘进出煤，矿井移交生产时的生产能力为：A=1.03A采=1.03×60.2=62.0kt/a经计算，一个对拉工作面能够达到60kt/a的矿井设计生产能力。要紧设计参数为：对拉采煤工作面平均长度约160m，回采工作面每天完成三个循环，每个循环1.0m，月进度72m，年推进度792m，正规循环率为80%，工作面产量60.2kt/a。掘进出煤按3%计，矿井年产量为62.0kt/a。二、开采顺序依照矿井开拓巷道布置及带区划分方式，在不破坏未开采地段资源和安全生产的条件下，设计应先开采资源量较丰富，煤层煤质条件较好，矿井有较好的经济价值的地段。故设计带区开采顺序为：先开采一带区上山资源、然后开采二带区下山资源。煤层开采顺序为先开采上部K5煤层，后开采下部K4煤层，带区内采纳前进式开采，工作面采纳后退式开采。设计在一带区先投产，布置一个对拉工作面回采；由于一采区内K5煤层实际已采空，故投产工作面布置在K4煤层中，带区内工作面采纳后退式开采。三、带区尺寸及巷道布置依照地质条件和矿井开采实际情况，带区倾斜宽200～250m，走向长度300～700m，详见《矿井开拓方式平面图》、《带区巷道布置及机械设备配备平面图》。依照本矿煤层赋存情况，并结合该矿的生产经验，设计将运输大巷布置在K4煤层中，回风大巷布置于夹岩煤层中；将工作面运输巷和工作面回风巷均布置在煤层中，工作面运输巷担负回采工作面煤炭运输、行人及设备运输等任务；工作面回风巷担负回采工作面材料运输和回风任务，并兼做安全出口。带区布置详见《带区巷道布置及机械设备配置平面图》。四、带区车场、装车点及硐室1、在带区溜煤眼下出口的水平运输大巷内设有装车场，满足1.5列车的长度。2、工作面回风巷和工作面运输巷与运输大巷连接处设材料车场，车场形式为平车场，车场有效长度均为25m3、在运输大巷与工作面运输巷之间设溜煤眼，溜煤眼形式为直立式，钢筋混凝土结构。溜煤眼高度8m，溜煤眼断面定为圆形，净直径为4.0m（1）煤仓上口设铁篦子，不仅可防止大块煤、矸、木材进入煤仓，而且能够防止人员坠落。（2）煤仓结构设施方面，可采纳双曲线煤仓，在煤仓旁开掘平行眼，中部设横贯，作为检查和处理堵塞用。（3）处理煤仓堵塞，不得用明炮、糊炮炮崩堵塞。（4）处理煤仓堵塞前必须检测瓦斯、煤尘等在确认不危及操作人（5）处理煤仓堵塞的方法可用压风管吹压风，高压水从下口往上口冲刷堵塞物或漏斗收缩处设置空气炮等防堵措施。但要防止煤、矸、水突然冲下淤塞巷道造成淹人埋人的事故。（6）从煤仓上方处理堵塞时有关人员要系好安全带。4、+240m中央变电所兼做带区变电所，设在+240m运输石门与+255m回风石门之间，独立通风。硐室设计形式为巷旁硐室，长度25m，采纳半圆拱断面形式，巷道净宽3.6m、净高2.8m，锚喷支护，厚度100mm，巷道净断面8.7m2，掘进断面五、带区煤、矸、辅助运输及设备选择与带区通风和排水（一）煤炭运输工作面落煤经刮板运输机运到工作面运输巷，由于工作面运输巷长度较短，故工作面运输巷煤炭采纳刮板运输机转载运至溜煤眼，在溜煤眼的下出口+240m水平运输大巷装入矿车。然后由机车牵引经+240m水平运输大巷至+240m水平运输石门，由绞车提升至+275m运输石门，由机车牵引至集中轨道下山井底车场，再由绞车提升至主斜井井底车场，最后由主斜井绞车提升至地面。（二）矸石运输掘进工作面矸石装车后，斜巷矸石经调度绞车下放到水平运输大巷，平巷矸石直接存放在水平运输大巷，均由机车牵引经+240m水平运输大巷至+240m水平运输石门，由绞车提升至+275m运输石门，由机车牵引至+320～+275m主暗斜井井底车场，再由绞车提升至主斜井井底车场，最后由主斜井绞车提升至地面。（三）辅助运输各采掘工作面所需材料和设备先由主斜井绞车下放至主斜井井底车场，再由绞车经+320～+275m主暗斜井下放至+275m井底车场，由机车牵引经+275m运输石门后由绞车下放至+240m运输石门，由机车牵引至各材料车场，最后经工作面回风斜巷和运输斜巷运到需要点。（四）带区通风回采工作面和掘进工作面均为独立通风，采纳“W”型通风方式。该矿为高瓦斯。（五）带区排水带区内各水平巷道均布置有3～5‰坡度的水沟，带区涌水和消防水流到+240m水平运输大巷，然后自流至井底水仓，由水泵排出地面。第二节采煤方法一、采煤方法选择批准矿区范围为一平缓单斜构造，总体倾向北东，倾角3～5°，未见明显的断层构造，构造属简单类型。该矿属高瓦斯矿井，煤尘无爆炸危险倾向性，煤层自燃发火倾向性为不易自燃。矿井所采煤层共两层，均为极薄煤层，倾角平均为4°°，K5纯煤厚度最大0.44m，最小0.32m，平均0.35m，厚度稳定。K4煤层依照该矿煤层开采技术条件，设计确定采纳倾斜长壁采煤法。二、工作面采煤、装煤、运煤方式及设备选型设计依照矿井开采煤层赋存条件、开采技术水平、煤层顶底板岩性以及该地区在开采同类煤层工作面装备情况，工作面选用MJLB-30型截煤机掏槽，MSZ-1.2型湿式煤电钻打眼、放炮落煤。工作面配备SGWD-20T型刮板输送机运输，工作面煤炭经刮板输送机运至工作面出口后，由SGWD-40T型刮板输送机运至溜煤眼，经溜煤眼下放到+240m水平运输大巷，由机车运至+240m水平运输石门，由绞车提升至+275m运输石门，由机车牵引至+275m井底车场，再由绞车提升至主斜井井底车场，最后由主斜井绞车提升至地面。三、工作面支护与顶板治理方式（一）工作面顶板治理方式依照煤层及顶、底板情况，工作面采纳局部充填法治理顶板。（二）回采工作面支护选择1、煤层顶底板慨况K5煤层顶板一般为深灰色砂质粘土岩，粘土岩，与煤层明显接触，厚1～2m，其上为灰色砂质粘土岩，粉砂岩；底板为深灰色炭质粘土岩。K4煤层顶、底板岩性一般为粘土岩，顶板间有炭质粘土岩或煤线，煤层与顶板粘土岩多呈突变接触。2、回采工作面支护选择该矿井开采近水平煤层，设计采纳倾斜长壁采煤法。工作面采高0.8m，依照工作面采高情况，设计工作面采纳DZ08-30/100单体液压支柱配HDJA-1000金属铰接顶梁支护顶板。单体液压支柱最大支撑高度800mm，最小支撑高度578mm，额定工作阻力300kN，选用RBZ-80/200型乳化液泵。3、工作面支柱支护密度估算工作面支柱支护密度估算（1）支护强度计算支护强度:P＝（6～8）×9.81×M×γ＝6×9.81×0.8×2.5=118kN/m2式中：P—支护强度，kN/m2；M—为平均采高，0.8m；γ—为顶板容重，取2.5t/m3；6—6倍取值。（2）工作面支柱支护密度估算①依照以上计算，采煤工作面支护强度为118kN/m2。②所选单体液压支柱工作阻力均为300kN/根，工作面支柱布置方式为单体支柱，支柱承载不均匀系数取0.7，支柱实际承载能力P按下式计算：P=300×0.7=210kN/根③工作面支护密度ρ===0.56根/m2式中：ρ—支柱密度，根/m2；W—支护强度，kN/m2；P—支柱实际承载能力，kN/根；④确定柱排距依照工作面推进度取排距1.0m；据此确定柱距。R=1/Lρ=1/（1.0×0.56）=1.78m式中：R—柱距，m；L—排距，m；依照计算并结合矿山实际情况，确定工作面支护柱排1.0m，柱距1.0m，采纳四五排控顶。在今后开采过程中，要依照采区实际矿压观测资料，适当调整柱、排距。工作面采纳局部充填法治理顶板。四、采煤工作面循环数、月进度、年进度及工作面长度回采工作面，采纳“三八制作业”，自采自准，每天完成3个循环，每个循环进尺1.0m，正规循环率80%，月进度72m，年推进度792m，工作面长160m。五、带区及工作面回采率该矿开采煤层均属极薄煤层，依照设计规范规定，取带区回采率为85%，工作面回采率97%。六、生产时要紧材料消耗指标雷管：120发/kt；炸药：100kg/kt；木材：1.0m3/kt；钢材：1.0t/kt。第三节巷道掘进一、巷道断面和支护形式巷道断面依照各巷道围岩性质、服务年限、运输、行人、通风等因素综合考虑确定。本矿井要紧巷道为半圆拱形，采纳喷混凝土或喷浆方式支护；工作面回风巷以及工作面运输巷等为梯形，采纳金属支架支护。详见《巷道断面图册C1745-122-1》。二、巷道掘进进度指标依照规范及该矿实际情况，确定巷道掘进进度指标如下：岩石平巷：70m/月；岩石斜巷：50m/月；半煤巷道：100m/月。三、掘进工作面个数、掘进机械设备配备矿井投产时，移交一个带区，1个对拉采煤工作面，2个掘进工作面。掘进工作面各配备2台ZY-24型气腿凿岩机，2台FBD-№5/2×5.5型局部通风机和两辆矿车；配1台MYZ-100型探水钻，1台TBW－50/15型泥浆泵。详见《带区巷道布置及机械设备配备平面图。四、采掘比例关系和矸石率可能矿井达产时，共布置1个对拉回采工作面回采，2个掘进工作面掘进，采掘比为1：2。可能矿井掘进出矸率为15%。五、井巷工程量和移交生产时的三个煤量矿井移交生产时井巷工程量2582m，掘进体积17870m3。其中岩巷1387m，占总工程量的54%，半煤岩巷1035m，占总工程量的40%，煤巷160m，占总工程量的6%。井巷工程量汇总见表3-3-1，三个煤量见表3-3-2。表3-3-1井巷工程量汇总表顺序单位工程名称长度(m)倾角（o）断面形状支护方式净断面（m2）掘进断面（m2）体积（m3）一井筒1+275～+240m主暗斜井13915半圆拱砌碹4.76.79322回风上山11930半圆拱砌碹5.16.88093引风道300半圆拱砌碹5.16.82044安全出口200半圆拱砌碹3.65.0100小计=SUM(ABOVE)2382045二井底车场及硐室1+240m井底车场30