船窝煤矿兼并重组整合方案

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②地质灾害该矿区目前存在有面积不等的滑坡7处、地裂缝3处，主要分布在井田南西、北部边界，呈条带状分布，面积40～80km2不等。另外煤层经多年开采采空区分布较多,且煤层埋藏较浅,大面积采空区易引起地表发生发生局部下陷现象,局部有少数裂缝分布。第四章主要建设方案4.1开采方案4.1.1矿井建设规模本矿井为资源兼并重组整合矿井，兼并重组后矿井的设计生产能力受井田内剩余储量、煤层赋存条件、煤层稳定性、构造条件等开采条件的限制，同时又受煤炭外运条件、市场条件和矿井现有系统能力的限制。（1）全矿井保有储量/资源量7007万t，在资源量方面具备了建设1.20Mt/a矿井的基本条件。（2）本矿井2号煤可作为炼焦用煤，10号煤层可作为动力用煤和民用燃料，市场前景良好。（3）本矿井开采技术条件较好，煤层赋存稳定，适宜进行综合机械化开采，为矿井稳产奠定了基础。（4）优良的设备性能为建设高产高效矿井提供了保证。只要采、掘、运、支等主要环节采用新材料、新工艺、新技术、新设备，并加强生产管理，完全可以满足矿井设计产量的要求。（5）本区具有便利的交通条件，为矿井建设及煤炭外运创造了优越条件。综上所述，矿井设计生产能力为1.20Mt/a是合理的，也是完全必要的。4.2确定开采储量4.2.1可采储量（1）保有储量根据储量核实报告晋国土资储备字【2011】275号矿产资源储量备案证明，截止2009年12月31日，兼并重组整合后井田2、10号可采煤层累计查明资源储量10872万t，消耗动用3865万t，保有7007万t。其中2号煤层累计查明资源储量5942万t，消耗动用3645万t，保有2297万t。10号煤层累计查明资源储量4930万t，消耗动用220万t，保有4710万t。其中10号煤层最低批采标高290m以下查明资源储量460万t，采空消耗0万t，保有460万t。详见井田资源/储量估算结果汇总表4-1-1。表4-1-1兼并重组后资源储量估算汇总表矿区范围煤层编号煤类资源储量（万吨）备注保有资源储量消耗动用累计查明111b122b333小计整合区2SM136600136618283194JM9010090114262327小计22670022673254552110SM178710013933181220340124102154560456批采标高外PS7852750106001060小计2813127660846972204917合计SM3153100139345472048659524102154560456批采标高外JM9010090114262327PS7852750106001060小计508012766086964347410438全区2SM139600139619803376JM9010090116652566小计22970022973645594210SM179610013933190220341024102194600460批采标高外PS7852750106001060小计2822127661247102204930总计SM3192100139345862200678624102194600460批采标高外JM9010090116652566PS7852750106001060合计511912766127007386510872（2）矿井工业储量根据《煤炭工业矿井设计规范》，矿井工业储量为111b+122b+333k，k为可信度系数，本矿煤层赋存稳定，考虑井田内各煤层k值均取0.8。2号煤层工业储量：111b+122b+333k=2297万t；10号煤层工业储量：111b+122b+333k=2822+1276+612×0.8=4587.6万t；矿井的工业储量合计为6884.6万t。（3）矿井设计储量计算矿井设计储量依据下式进行计算：矿井设计储量=矿井工业储量-永久煤柱损失经计算，设计储量为5815.6万t。矿井设计储量汇总见表4-1-2。表4-1-2矿井设计资源/储量汇总表单位：万t煤层编号工业资源/储量111b+122b+333k永久煤柱损失矿井设计资源/储量井田境界村庄采空区煤柱小计2229754543246211676104587.6174218564484139.6合计6884.62287618010695815.6（4）矿井设计可采储量矿井设计可采储量依据下式进行计算：矿井设计可采储量=（矿井设计储量-保护煤柱损失）×采区回采率式中：保护煤柱损失为工业场场地、井筒及大巷保安煤柱，采区回采率为80%。2号煤层为厚煤层，矿井设计可采储量3701万t，其中2号煤层可采储量975万吨，10号煤层可采储量2726万吨，详见表4-1-3。表4-1-3矿井设计可采资源/储量汇总表单位：万t煤层编号设计资源/储量开采煤柱损失开采损失设计可采储量工业场地大巷小计21676253123376325975104139.6145360505908.62726合计5815.63984838811233.63701（5）安全煤柱及各种煤柱的留设和计算方法1）采空区防水煤柱设计按照《煤矿防治水规定》（2009年9月）附录三之二的规定，参照下列公式计算采空区防水煤柱。式中：L――防隔水煤（岩）柱宽度，m；K――安全系数，一般取2～5，设计取5；M――煤层厚度或采高，5.64m；P――水头压力；Kp――煤的抗拉强度。2）巷道煤柱式中：S1—巷道保护煤柱的水平宽度，m；H—巷道的最大垂深，m；M—煤层厚度，m；f—煤的强度系数。巷道煤柱取40m。（6）矿井设计生产能力和服务年限1）矿井工作制度设计矿井的工作制度为：年工作日为330d，井下采用“四六”制，地面采用“三八”制，日净提升时间16h。2）矿井设计生产能力兼并重组后矿井生产能力为1.20Mt/a。3）矿井服务年限矿井服务年限按下式计算：T＝Z/A·K式中：T——服务年限，a；Z——设计可采储量，万t；A——设计生产能力，万t/a；K——储量备用系数，取1.4。矿井服务年限为：T＝3701/（1.4×120）＝22.0(a)。（7）工业场地的选择该矿井田内现有4个生产矿井，其中开采2号煤层的有3个矿井(2号煤井、1号井、3号井)，开采10号煤层的有1个(船窝煤矿)。根据现场踏勘，结合4个生产矿井分布情况及上述原则，本次设计主、副井和风井场地分别布置，利用1号井工业场地作为资源兼并重组整合后的主、副井工业场地，利用原2号井工业场地作为开采2号煤层和初期开采10号煤层的风井场地，原船窝煤矿工业场地作为后期开采10号煤层风井场地。上述主、副井工业场地占地10.49ha，能够满足1.20Mt/a要求，同时部分地面设施可以充分利用，地形比较平坦，填挖方工程量较少，而且位于主采10号煤层的储量中心，可以兼顾剩余2号煤层的开采，位于九一公路旁边，交通运输便利；3个工业场地地形都相对平坦，不需要进行填挖方，同时初期风井落底和主井、副井距离较短，贯通方便，交通运输便利，能满足矿井1.20Mt/a设计生产能力地面布置的需求。4.3防治水方案4.3.1井田水文地质条件（1）矿井水文地质类型井田开采2、10号煤层，2号煤层位于山西组下部，其直接充水含水层为顶板以上砂岩裂隙含水层，含水层水通过裂隙、采空冒落带、导水裂隙带入渗。大气降水作为充水水源，主要通过岩层裂隙入渗，入渗量微弱。2号煤层矿井涌水量主要为采空区积水渗入所致。西部煤层位于奥灰水水位之下，根据储量核实报告2号煤层矿井水位地质类型中等。10号煤层位于太原组下部，其直接充水含水层为K2石灰岩岩溶裂隙含水层，含水层水通过裂隙、采空冒落带、导水裂隙带入渗，井田西北10号煤层最低底板标高为270m，远低于奥陶系石灰岩岩溶水水位，因此井田西北部10号煤层承受奥陶系石灰岩岩溶裂隙水的静压力较大。其最低开采面低于当地黄河水位线，根据储量核实报告10号煤层矿井水文地质类型较为复杂。（2）矿井水患类型及威胁程度分析本矿井主要冲水因素有大气降水，地表水，奥灰突水及采空积水。对矿井影响较大的是采空积水和奥灰水。（3）采空区塌陷、地表裂隙的防治水方案采煤后顶板垮落，将造成地表塌陷现象。主要破坏特征有地表裂缝、塌方或小滑坡。采用围封、充填堵塞裂缝、人工整地、回填塌陷坑及人工种草，对林地一般保持原地貌，以自然恢复为主，适当予以辅以管护、补植等措施，以防止地表水渗入井下，影响开采。（4）井下水害防治方案据矿方调查提供井田2号煤层存在大量采空区，在采空区内存在积水区，积水量共约200000m3（积水分布情况见2号煤层充水性图），10号煤层采空区内无积水。井田南部存在大面积采空区，据矿方调查其内积水沿采空区向西南流，最后从沙渠沟矿流出。本矿在开采2号煤层时，南部留设防水煤柱，防止突水，周边矿井采空区主要位于井田南部，因此周边矿井采空区积水对本井田的开采影响不大。开采2号煤层导水裂隙带未达地表，地表水体对煤层开采的影响较小，10号煤层距2号煤层平均为42.63m，小于导水裂隙带高度，因此开采10号煤层时形成的最大导水裂隙带可沟通上部含水层及2号煤层采空积水，产生水力联系。采空区积水是本矿井安全生产的较大隐患。矿井开采2号煤层时，应探明2号煤层采空区积水情况，留设2号煤层采空区防水煤柱。矿井开采10号煤层时，在掘进和回采前应当超前进行钻探，待2号煤层采空区积水彻底疏放水后，方可进行采掘活动。（5）防水煤柱留设方案井田内的断层、采空区、陷落柱等构造应提前查明，严格按照《煤矿防治水规定》留设防水煤柱。矿井煤柱留设：井田边界留设20m煤柱；大巷保护煤柱每侧40m；采空区四周留设30m煤柱，采区间留设20m煤柱。矿井开采建设生产中应及时查明隐伏构造等，并制定可行措施，确保安全生产。（6）井下正常排水系统方案在井底车场附近布置主排水泵房、主水仓，水泵房通过管子道与副斜井连接。矿井整合后正常涌水量2000m3/d，最大涌水量3120m3/d。矿井水由主排水泵房沿管子道经副斜井排至地面。主排水泵房安装3台MD280-43×6型矿用多级离心式水泵，正常涌水时1台工作，1台备用，1台检修；排水管路选用Φ245×7型无缝钢管2趟,正常涌水时1趟工作，1趟备用。做为矿井井底正常排水系统。（7）防治水措施矿井地表水综合治理1）每年汛期前必须将井口周围的导水沟渠挖好疏通，并由专人负责。2）必须经常检查井田地表是否存在导水裂隙或其它导水通道，发现裂隙及其它导水通道，应及时将其回填封实。矿区的基岩裂隙，塌陷裂缝、溶洞、废弃的井筒和钻孔等，可能成为地表水进入矿内的通道，应该用黏土或水泥将其填堵。容易积水的洼地、塌陷区应该修筑泄水沟，泄水沟应该避开露头、裂缝和透水岩层。不能修筑沟渠时，可以用泥土填平夯实并使之高出地表。大面积的洼地、塌陷区无法填平时，可安装水泵排水。3）报废的井筒应当填实封堵，或者在井口以下斜长20m处砌筑1座砖、石或者混凝土墙，再用泥土填至井口，并加砌封墙。4）当矿井井口附近或者塌陷区内外的地表水体可能溃入井下时，应当采取安全防范措施。5）严禁将矸石、炉灰垃圾等杂物堆放在山洪、河流可能冲刷到的地段，以免冲到工业场地和建筑物附近或者淤塞河道、沟渠。6）对于正在使用的钻孔，应当按照规定安装孔口盖。对于报废的钻孔，应当及时封孔，防止地表水或含水层的水流入井下。观测孔、注浆孔、电缆孔、与井下或者含水层相通的钻孔，其孔口管应当高出当地最高洪水位。第五章矿床开采5.1露天开采根据核查报告资料及矿井开采状况，井田内煤层埋藏较深，不适合露天开采。5.2地下开采5.2.1确定矿区开采总顺序结合本矿井煤层赋存条件、可采煤层分布情况及已有巷道现状，矿井下行开采2、10号煤层，首采煤层为2号煤层。全井田共布置1个水平，标高为+360m，其中辅助水平设在2号煤层，水平标高为+413m，主水平设在10号煤层。根据井田开拓布置，结合井田内的实际情况及工作面技术装备和管理水平，2号煤层布置单翼采区，采区长500～1000m，设计10号煤层布置单、双翼采区，采区长1200～2500m。井田共划分为6个采区，即201、202、203、1001、1002、1003采区。首采区为201采区，布置1个回采工作面保证矿井的设计生产能力。采区接替按编号顺序进行，采区内工作面接替顺序采用后退式或前进式。201采区5.2.2开采塌陷范围的确定（1）山西曙光船窝煤业有限公司采用主斜、副斜井和回风立井混合开拓方式，批采2、10号煤，2号煤层采用综采放顶煤一次采全高采煤方法，顶板管理采用全部垮落法；10号煤层厚度采用综合机械化一次采全高采煤方法，顶板管理采用全部垮落法。表5-2-1地表移动变形基本参数矿井名称单向抗压强度Mpa覆岩类型下沉系数q主要影响角正切tgβ水平移动系数b拐点偏距S(m)开采影响传播角θ开采规程30～60中硬0.55～0.851.92～2.40.2～0.30.177H900-（0.6～0.7）α地表移动变形基本参数如下：下沉系数：q初=0.65，q复=0.65*1.1；主要影响角正切：tgβ初=2.0，tgβ复=tgβ初+0.3；水平移动系数：b=0.3；拐点偏距：S=0.177H(m)开采影响传播角θ=90°-0.68α=90°-0.68×5°=86.6°主要影响半径：r＝H/tgβ达到充分采动时的条区尺寸：L＝l≥2（r+s）（2）地表下沉、移动与变形值预测结果根据上述各参数计算得到，地表下沉、移动与变形值见表5-2-2。表5-2-2开采后地表下沉、移动与变形的预测结果煤层倾角煤层平均开采厚度(m)Wcmicm(mm/m)Kcm(10-3/m)Ucm(mm)εcm(mm/m)r(m)5°25.85378825.790.26691136.411.7613146.8655°103.422435.9816.360.1671730.7947.4618148.865（3）地表沉陷影响范围预测结果根据敏感目标的分布情况，对首采时和全采时进行了预测计算。地表沉陷影响范围受煤层厚度、上覆岩层的厚度、岩性、移动角和边界角影响。根据本井田的地质特征及开采条件选取的相关参数计算的首采和全采时的地表沉陷等值线图见图6-1、图6-2所示。（4）工作面采煤、装煤、运煤方式及设备选型1）采煤机采煤机在工作面的进刀方式，将直接影响工作面的工时利用率以及采煤机效能的发挥。为减少工作面人员工作量，设计采用端部斜切进刀方式，进刀割煤长度50m。工作面采用4班作业，3班生产，1班准备。表5-2-3采煤机技术特征表型号采高(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(t)MGTY200/500-1.1D1.4-2.85001.46000-7.01200302）工作面可弯曲刮板输送机工作面刮板输送机选型需满足三个方面要求：一是工作面刮板输送机能力要保证将采煤机采落的煤全部运出，并留有一定的富裕；二是外型尺寸和牵引方式与采煤机相匹配；三是运输机长度与工作面长度相一致。前部刮板输送机能力应不低于采煤机最大割煤能力。式中：QC—刮板输送机能力，t/h；KC—采煤机与刮板机同向运行时修正系数，1.07；QM—采煤机最大割煤能力，416t/h。QC=1.07×416=446t/h后部刮板输送机能力考虑放顶煤能力运量。2号煤层放顶煤厚度3.65m，放顶煤小时运量2269÷7.2=315t/h，考虑放顶煤不均衡系数1.4，放顶煤小时运量为315×1.4=441t/h。考虑上述因素，前部选用SGZ730/220型可弯曲刮板输送机，后部选用SGZ630/220型可弯曲刮板输送机。其主要技术参数见表5-2-4。表5-2-4刮板输送机技术特征表型号铺设长度(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SGZ730/2201806000.911500×730×222110×2660/1140前部SGZ630/2201806001.01500×630×222110×2660/1140后部3）顺槽转载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可伸缩带式输送机相配套,根据公式计算式中：QZ—转载机输送机能力，t/h；KZ—转载机富余系数，1.20；QG—刮板输送机能力，504t/h。QG=1.20×504=605t/h选用SZZ764/132型刮板转载机。其主要技术参数见表5-2-5。表5-2-5刮板转载机技术特征表型号设计长度(m)输送能力(t/h)电机功率(kW)电压等级(v)备注SZZ764/13241.2900132660/11404）顺槽可伸缩带式输送机顺槽带式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。表5-2-6可伸缩带式输送机技术特征表型号输送能力(t/h)输送长度(m)带速(m/s)带宽(mm)电机功率(kW)电压等级(V)SSJl000/2×12580010002.510002×1251140/6605.2.3通风、运输及排水路线（1）运煤系统工作面→工作面运输顺槽→运输下山→井底煤仓→主斜井→地面。材料设备、矸石等辅助运输系统地面→副斜井→2号煤层甩车场→轨道下山→工作面回风顺槽→回采工作面。矸石由与材料运输系统相反的方向运出。（2）通风系统新鲜风流：主斜井→2号煤层等候室→运输下山→运输顺槽→回采工作面。副斜井→2号煤层甩车场→轨道下山→运输顺槽→回采工作面。污浊风流：回采工作面→回风顺槽→回风下山→回风斜巷→回风巷（沿10号煤层）→回风立井→风硐→主通风机→地面。掘进面通风采用FD-Ⅰ№6.3/60型局部主通风机压入式通风。（3）排水系统顺槽积水自流到下山，然后自流到采区水仓，最后排至井底水仓，经管子道排至地面井下水处理站调节池。第六章选煤及矸石处理6.1选矿方案6.1.1选矿试验加工及研究（1）可选性－2号煤层理论浮煤产率是扣除小于1毫m级粉煤和各级沉淀的煤泥外作100％计算的，按1.4作分选比重，所获得的理论浮煤产率为41.94％～86.94％，平均64.93％，浮煤灰分为5.70％～10.50％，平均8.42％。按浮煤产率评级为良等－优等，按全量中煤法评定其可选性：1.4－1.8的中煤产率为12.44％～44.62％，属中等可选到很难选。（2）可选性－10号煤层1）浮煤灰分8％时，理论产率为61.52％，分选密度为1.442g/cm3，δ+0.1含量为81.48％，属极难选等级；2）浮煤灰分10％时，理论产率为82.89％，分选密度为1.553g/cm3，δ+0.1含量为22.74％，属较难选等级；3）浮煤灰分12％时，理论产率为91.92％，分选密度为2.52g/cm3，δ+0.1含量为4.25％，属易选等级。6.1.2煤类煤类及工业用途本井田2号煤层为低灰分、低挥发分－中等挥发分、特低硫－低硫分、特高热值煤，北部为瘦煤，中南部为焦煤。可作为炼焦用煤。10号煤层以低灰分—低中灰、低挥发分、中硫分－中高硫煤、特高热值煤，瘦煤为主，仅北东部2011、2007、补1、补5孔处为贫瘦煤。经洗选后硫仍较高，可作为动力用煤和民用燃料。6.2煤炭加工山西曙光集团煤焦有限公司焦化厂已有1.20Mt/a入洗能力的选煤厂，本矿生产的原煤为焦化厂的原料煤，所以矿井坑口不建选煤厂。根据本矿煤质、产品市场定位以及建设单位的要求，煤炭洗选加工规划为建设矿井原煤生产系统，与矿井同期投产，本矿原煤加工方案为进行筛分、拣矸、分级，汽车外运销售。本矿生产原煤分为各级粒度煤、矸石两产品，粒度煤分为>50mm、<50mm两级，分储分销，可根据市场需要调节。6.3尾矿设施6.3.1尾矿组成及产量：矿井可采煤层，含矸量较大，占原煤产量的3.0%。为提高原煤质量，在工业场地建选矸楼一座。井下每日出矸石约40.0t，选矸楼每日拣出矸石约114.0t，每日锅炉排渣及生活垃圾约7.99t，每日出矸总量为161.99t，全年排矸量为53457t(33411m3)。排矸场位于工业场地南侧0.50km处的沟中,占地面积2.00ha。沟深35.0m,容积700000m3，服务年限20.95a。矿井排矸场地下游没有村庄和重要设施。矸石处理：拣出的矸石由输送机送入滑坡仓储装，汽车外运荒沟排放；井下出井矸石由高位翻车机装汽车运往荒沟排弃。矸石系统配备滑坡仓装车闸门、高位翻车机，载重汽车，推土机等。为防止矸石自燃，造成二次污染，矸石场沟口砌筑拦渣坝，沟底砌排洪沟，对堆放矸石的沟谷底部进行防渗处理。矸石堆置采用从下至上分层压实，逐层堆置的方式，并喷洒石灰乳。矸石每堆高3.0m,盖0.5m黄土压实，沟满后用0.8-1.0m的黄土覆盖，压实后可种植树木、花草绿化。达到环保要求。生活垃圾在矿井矸石场地划出一块场地，在堆放之前应进行防渗处理，生活垃圾采用卫生填埋工艺，垃圾填埋后压实并覆盖一定厚度的黄土然后进行绿化。矸石堆放可分四个步骤进行：第一步，植树、修涵洞、做防渗层、筑坝：沿沟口设绿化林带，林带宽度为10m，种植高大树林如杨树、桦树等，起到初期对矸石堆遮挡、屏蔽的作用。沿沟底修涵洞，用于排放沟内洪水，以防洪水将矸石冲走及对矸石造成浸泡淋溶污染水体。由于沟底覆盖有黄土，将沟底的土平整，将挖出的土运到矸石沟，摊平覆土，并夯实做为防渗层。在矸石场上游筑防洪坝，下游筑拦渣坝。本步骤三项工序同步进行，才能为后续工序创造有利环保的工作场所。绿化应注意排与排有一定错距，以起遮挡、屏蔽的作用。第二步，按阶段进行矸石分层推放：矸石从工业场地通过汽车拉入矸石场，用推土机将矸石推平，并通过推土机往返对矸石进行压实。矸石应逐层进行堆放压实并喷石灰乳，并经黄土层的隔绝，每层厚度以3m为宜。第三步，外边坡整形、复土和绿化。每个阶段矸石堆放完成后，即开始对边坡进行整形，然后复土并绿化。矸石自然堆置坡度为27°，外边坡修筑大坝整形时可按45°考虑。外边坡整形包括对分层外部统一进行整形和修筑矸石公路，以及排水沟。矸石公路外侧高于内侧，坡度为2%，使降雨汇集到排水沟，可避免雨水沿坡面流淌过程中对复土的冲刷，有利于水土保持。排水沟应为混凝土砌筑，起到防渗作用。绿化树种选择适合当地生长的树种，栽种季节宜选择在春季，草种选择耐旱、繁植力强的品种。树木栽种方式采用客土坑栽，客土采用熟土及肥料按比例混合，肥料可用生活污水站的污泥。为了保证绿化和树木成活率，要定时水，将处理后的生活污水，用多用途洒水绿化车喷洒。第四步，堆顶复土及植树造林：当矸石堆放达到顶部时，及时进行复土，复土厚度达到植树要求(0.8m～1.0m)。根据当地实际情况，选择适宜当地气化、水土等自然条件的树木，如松树、桦树等，复土后植树造林。6.3.2尾矿综合利用设想目前，煤矸石综合利用技术及专利较多，煤矸石的综合利用也是矸石污染防治的最有效措施。关于煤矸石的综合利用，考虑了以下几个方面的利用方向：（1）随着矿井生产的发展，可将部分矸石用于充填塌陷区、采空区，最终压实覆土、绿化；（2）随着今后附近地区建材行业的发展，与利用技术的进步，可考虑利用部分矸石生产建材；（3）当矸石不宜利用时，适时完成排矸场的覆土、压实稳定化和绿化等封场处理。总之，通过可行性论证，选择其中技术可行经济合理的方法，使煤矸石得到充分利用，变废为宝，既减小了污染及地质灾害发生的可能性，又可提高矿山的综合效益，保护矿山环境。（4）尾矿水的处理利用本矿井达到生产能力120万t/a时预计矿井涌水量2000—3120m3/d，矿井水排至地面后，经净化处理，可作为矿井井下消防、防尘洒水等水源。生活污水水质SS：350mg/L，BOD5：150～250mg/L，COD：250～400mg/L。处理工艺为：食堂排水经隔油池处理、浴室废水经毛发聚集器处理后汇入生活污水管道，集中排入本矿井的地埋式污水处理站，处理工艺采用MBR工艺(膜生物处理法)。食堂废水→隔油池→生活污水管道→生活污水处理站浴室废水→毛发聚集器→生活污水管道→生活污水处理站污水管网采用双壁波纹管，采用承插口橡胶圈连接；管道采用直接埋地敷设，管道最小覆土厚度为0.7m。第七章环境保护7.1矿山地质环境报告7.1.1井田地质灾害现状评价该矿区目前存在有面积不等的滑坡7处、地裂缝3处地质灾害现象，主要分布在井田南西、北部边界，呈条带状分布，面积40～80km2不等。另外煤层经多年开采采空区分布较多,且煤层埋藏较浅,大面积采空区易引起地表发生发生局部下陷现象,局部有少数裂缝分布。生产矿井的扩建，煤炭开采量的增加，必然会造成更大面积的采空区，在浅部地区将产生众多的地裂缝。（1）井田地质灾害预测评价未来矿区的地面建设要充分考虑矿山的总体开拓方案，减少井下开采带来的破坏因素及地面搬迁造成的损失。对于地表塌陷，需采取预治措施。如在工业场区、生活区下应留有足够的保安煤柱，对出现的裂隙或塌陷地区，应及时填平，尽量恢复其原貌和用途。加强矿山附近山体的观察，防患因地裂缝引起的山体滑坡、崩塌、塌陷，而影响煤炭坑口及工业广场的安全，同时要防止矸石山不稳定形成崩塌、滑坡、泥石流灾害。由于以前采煤方法比较落后，留设煤柱较多，现地表局部有少数裂缝分布等灾害现象，但采煤方法改革后，随着地下煤层大面积开采，特别是采用先进的回采工艺，必然导致煤柱留设大量减少，造成顶板岩层大面积垮落，从而引起地表塌陷，应引起重视。（2）井田地质环境问题防治措施的建议1）地面裂缝、地面塌陷地质灾害防治方案2）对矿区内的村庄、工业广场、主要道路等留设保护煤柱。3）裂缝区治理方法：对已出现的地表裂缝要及时充填，减少降水、地表水入渗；保证井下安全生产；4）对预测地面裂缝区进行地面形变监测，以便及时采取防治措施。（3）采动崩塌、滑坡地质灾害防治方案对预测可能出现采动崩塌、采动滑坡的地段，可根据预测崩塌、预测滑坡的规模大小，应采取不同的防治方法予以防治。对预测可能出现较大规模的崩塌与滑坡地质灾害的区段，可采用留设边坡保安煤柱的方法予以防治。对预测可能出现小规模崩塌与滑坡的地段，可采取人工消除危岩土体的方法予以防治。（4）泥石流防治措施对遇暴雨可能引发泥石流的沟谷，进行雨后巡视，对采动诱发的崩塌、滑坡体进行及时清理，避免泥石流的发生。7.2矿山环境影响7.2.1自然环境及环境质量现状（1）自然环境井田位于黄河东岸，吕梁山南端，河东煤田乡宁矿区南部。区域出露太古界、古生界、中生界、新生界地层。地层总体走向北东，一般倾角4°－30°。区内地下水以接受大气降水及地表水补给为主。第四系松散层孔隙潜水受地形、地貌及当地侵蚀基准面控制，以泉、潜流形式向河流、沟谷排泄。三叠系、二叠系、石炭系各含水岩组，处于地形较高及浅埋区时，以潜水形式向沟谷、河流排泄，受当地侵蚀基准面控制，深埋区则以承压水形式自东向西或自北向南排泄至黄河或通过黄河谷底向鄂尔多斯台拗排泄。奥陶系、寒武系灰岩水则以承压水形式自东向西，自北向南流动，在禹门口一带泄入黄河。涑水杂岩在区内出露很少，为风化带裂隙水，接受大气降水补给，以潜流形式向汾河排泄。井田区域上位于山西断隆、汾渭地堑、鄂尔多斯台拗三个Ⅱ级构造单元之复合部位。较大的断裂带有两条，即禹门口～西口断裂带、禹门口～西坡断裂带。禹门口～西口断裂带为马头山断裂带的一部分，禹门口～西坡断裂带为紫金山断裂带的一部分，马头山断裂带、紫金山断裂带为上述三个构造单元的分界断裂。（2）环境质量现状井田内地表无长久固定水体，雨季暴雨在沟谷形成急流，绝大部分以地表迳流方式流出井田。随着煤层的持续开采，地下含水层结构将遭受严重的破坏，地下水会被不断疏干。随着煤层开采深度的增加，地下含水层结构的破坏深度也会随之不断增加，使本区可利用的水资源趋于枯竭。目前的污染主要是煤炭堆放和装运过程中形成的扬尘和噪声，对周边的土壤、空气、水源等环境形成污染。本矿矿坑水直接排入沟谷之中，生活废水也直接排放，煤矸石的长期随处堆放也会产生淋滤作用，所有这些，都将对井田的水文环境造成污染破坏。现状条件下，地质灾害、含水层、土地资源、地形地貌景观影响程度较严重。随着煤层的开采，对地质灾害、含水层、地形地貌景观影响将越来越严重。（3）资源开发可能引起的生态变化矿井在生产期间的井下矸石、地面工业设施的修建、管线线路的修筑等，均要开挖地表，产生大量的移动土方、弃土弃渣，造成施工区域内植被的完全破坏及发生新的土壤侵蚀。各种施工活动，如机械碾压、人员践踏、施工营地等临时占地也会使施工区及周围植被受到不同程度的影响，产生一定的裸露地面，新增一定量的土壤侵蚀；会对施工区域内的土壤结构产生不同程度的影响，引起土壤板结，养分损失等，影响植被正常生长。煤矸石和生活垃圾等构成的固体废物，要占及土地、掩埋植被等等。（4）项目建设和生产对环境影响1）环境空气污染源主要污染源为储煤场、运输汽车扬尘、其次为锅炉房、热风炉房产生的污染物为烟尘、SO2、扬尘等。2）水体污染源水体污染源为矿井排水、生活污水。矿井水经简易沉淀处理后复用于井下消防洒水，生活污水产生量较小，处理达标后全部回用。3）噪声主要噪声源是通风机房的风机、锅炉房的鼓、引风机、坑木加工房、水泵房及煤炭转载运输中各种设备产生的噪声污染，影响范围为工业场地。而运煤汽车的噪声对沿途村庄产生一定影响。4）固体废物主要有矸石、炉渣和少量的生活垃圾。5）生态环境对生态环境的影响主要是固体废物排放场占用土地，短期对生态环境产生影响。对生态环境造成较大影响的是井下采煤引起的地表移动、塌陷变形，对生态环境会造成一定的影响，同时矿井开采对地下含水层有疏干作用。这些是煤矿开采对环境影响的主要方面，需采取治理措施。（5）环境保护措施1）大气污染防治措施①锅炉烟气治理矿井兼并重组整合后，锅炉房内锅炉配用高效湿式脱硫除尘器.经处理后的烟气，烟尘浓度80mg/Nm3＜200mg/Nm3，SO2浓度580mg/Nm3＜900mg/Nm3，符合《锅炉大气污染物排放标准》(GB13271-2001)二类区、Ⅱ时段排放标准要求，均能保证稳定达标排放。②粉尘防治措施原煤在转载、运输及筛分过程中易产生煤尘的地方尽量采取密闭防尘措施，对产尘量较大的机械设备及各转载点设置除尘装置。在输送机转载点设置喷雾除尘，并辅助机械通风，以降低车间内湿度和煤尘浓度，减轻环境污染。本矿井建有筒仓和块煤场，出井末煤进入筒仓，块煤场周围设置防风抑尘网。为了有效控制道路扬尘，必须保持路面清洁和相对湿度，运煤汽车必须加盖蓬布，控制其装载量。运输汽车离开工业场地时，对汽车轮胎经过清洗后方可上路。并在公路两侧种植树木，可选用对有害气体有抗性及滞留能力强的树种。在采取以上措施后，可以减少汽车运输扬尘量60％。2）水污染防治措施①井下水处理矿井工业场地新建有1座井下水处理站，采用调节、混凝、沉淀、过滤、消毒处理工艺，处理后的井下水复用于井下消防及井下降尘洒水。②生活污水处理3）固体废物处理措施矿井固体废物主要来源于筛分间手选矸石、锅炉房炉渣及少量的生活垃圾。地面拣矸除部分用于铺路外，全年排放的矸石、锅炉房炉渣、生活垃圾，全部运往矸石填埋场。①矸石治理井下矸石全部排入荒沟中，为防止矸石自燃，造成二次污染，矸石场沟口砌筑拦渣坝，排水竖井，沟底砌排洪沟，对堆放矸石的沟谷底部进行防渗处理，矸石堆置采用从下至上分层压实，逐层堆置的方式，并喷洒石灰乳。每3m为一层压实，并覆盖0.5m厚的黄土，沟满后及时覆盖1.0m厚的黄土压实复垦、种植花草或果树。如此处置，既可防止矸石随洪水混合形成泥石流，又可防止矸石对大气和水的污染，同时植树种草，还可改善矿区的环境质量。②炉渣治理锅炉炉渣与矸石一同运往矸石场处理。③生活垃圾治理生活垃圾日产日清制，由专门的垃圾运输车运至环保部门指定的地点统一处理。生活垃圾处理要严格执行《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB16889-1997)。固废处置严格执行《一般工业固体废物贮存、处置场污染物控制指标》(GB18599-2001)。4）噪声控制措施矿井的噪声均属于设备噪声。工业场地主要噪声源通风机、坑木加工电锯、泵房等产生的运行高噪声。噪声污染主要采取如下措施进行控制：①在总平面布置时，按功能分区，将产生高噪声设备与办公楼等环境要求较高的建筑物保持一定距离，并种植绿化带隔挡噪声传播。②对一些产生较大噪声的设备，如通风机、压风机等，在排出管上装消声器，在扩散器内装吸声材料，并设密闭值班室。③对各种水泵、风机等采用减振基础，进出管上采用柔性接头代替钢性接头等，设备选型，尽量选用低噪声设备。5）绿化生产区以保护和改善环境、减轻污染为主，结合各建筑物的特点进行绿化，除种植杨、柳、橹等主高大树种外，搭配种植一些灌木，并在场地中央边坡上以草皮防护，在挡墙上植攀援类植物；行政福利区以办公楼为绿化、美化的重点，以美化环境为主，采取乔木、灌木、草花混植的原则进行绿化。绿化系数30%。6）生态保护措施①生态影响防护与恢复原则根据本工程建设和运营特点，依据《环境影响评价技术导则--非污染生态影响》的规定，生态影响的防护与恢复的原则是：项目建设和运行是人类利用自然资源满足人类需求的行为，这种行为往往与生态完整性的维护发生矛盾，生态保护的措施就在于尽力减缓这种矛盾，在自然体系可以承受的范围内开发利用资源，为社会经济的不断进步服务。②生态影响的防护措施生态影响的防护是指采取对生态影响起到避免、削减和补偿作用的措施。由于本工程的建设中矸石场占用一部分沟地，改变区域土地利用格局；矿井建成后，增加了环境空气、水体污染物和固体废物；因此，采取必要的生态防护措施，主要包括防止水土流失和污染物工程治理措施。7）工业场地保护措施项目施工过程中要加强管理，严格划定施工区域，将临时占地面积控制在最低限度，以避免造成土壤和植被的大面积破坏。同时，按水土保持方案制定的措施，对施工中产生的边坡和临时土堆进行遮盖，控制水土流失。对矸石场按照分阶段进行分层堆放，平整、压实，最终覆土进行绿化，绿化树种选择当地耐旱的树种进行种植，以提高树木的适宜性和耐旱性及成活率，边坡和护坡采用运营期水土保持措施汇总见表7-3-1。表7-3-1水土保持措施汇总表水土流失防治区防治措施项目建设区工业场地地面硬化、绿化、边坡防护、修建排水系统等固体废物堆放边坡防护、排水涵洞、夯实、绿化、复垦等运输道路路面沥青固化、植物及浆砌石护坡、修建道路排水系统直接影响区工业场地近缘平整、隔离林带绿化固体废物堆放边缘绿化、边坡防护临时施工场地平整、覆土、还田、绿化（6）水土流失防治1）指导思想全面贯彻国家和地方的有关法律、法规，以服务于矿区建设和正常运行为出发点，解决好矿区建设和环境保护之间的关系，使生态环境得以改善和恢复，防止开发建设引起的新增水土流失，保障矿区生产安全；坚持预防为主，因地制宜、因害设防，在科学分析和预测新增水土流失的基础上，进行各项水土流失防治措施的规划和布局，做到责任明确，治理措施得当，防治效果显著。2）总体目标防治范围内原有的水土流失得到基本治理，新增的水土流失得到有效控制，不对周边地区造成水土流失危害和安全威胁，生态得到最大限度的保护，生态环境明显改善，达到《开发建设项目水土流失防治标准》（2006）中的二级防治标准。第八章开发方案简要结论8.1矿井开采条件及方案8.1.1煤层赋存条件（1）本井田含主要可采煤层为2、10号煤层。2号煤层位于山西组下部，厚度3.45-7.02m，平均5.64m，结构较简单，仅局部含0-2层夹矸，为井田内全区稳定可采煤层。10号煤层位于太原组的下部，上距9号煤层1.55m。煤层厚度2.18-4.61m，平均3.14m，一般含0－2层夹矸，结构简单—较简单，为井田内全区稳定可采煤层。（2）井田构造总体上为走向北东，倾向北西的单斜构造。井田局部为缓波状起伏背向斜，地层倾角2°～15°。井田未发现断层和陷落柱，无岩浆岩侵入。（3）可采煤层顶底板条件2号煤层直接顶板主要为砂质泥岩，局部为中砂岩、泥岩，厚度4.05-7.66，平均5.03m，2号煤层顶板属半坚硬—坚硬类岩石，容易冒落，好管理。10号煤层的顶板为石灰岩，厚度4.10-7.36m，平均5.93m。10号煤层顶板为半坚硬类岩石，裂隙节理发育，抗剪强度小易断裂，较好管理。底板为软弱岩石。矿区的工程地质条件总体中等。（4）瓦斯、煤尘爆炸性及煤的自燃性根据储量核实报告矿井属低瓦斯矿井，2号、10号煤层有煤尘爆炸性，属自燃—容易自燃煤层。（5）水文地质条件1）矿井水文地质类型井田2号煤层直接充水含水层为山西组砂岩裂隙含水层，2号煤层矿井涌水量主要为采空区积水渗入所致，西部煤层位于奥灰水水位之下，根据储量核实报告2号煤层矿井水位地质类型中等。井田10号煤层直接充水含水层为太原组灰岩岩溶裂隙含水层，西部煤层位于奥灰水水位之下，陷落柱及断层附近可能发生奥灰岩溶水突水，最低开采面低于当地黄河水位线，根据储量核实报告10号煤层矿井水文地质类型较为复杂。2）奥灰水开采影响根据井田内补2号孔水文资料，奥陶系石灰岩岩溶水水位为387.80m。井田2号煤层最低底板标高为320m，井田西北10号煤层最低底板标高为270m，存在带压开采，其中井田西北部10号煤层承受奥陶系石灰岩岩溶裂隙水的静压力较大。本井田为无构造破坏地区。开采过程中，一定要注意奥灰水突水问题，以保证矿井安全生产。8.1.2矿井储量、井型及服务年限截止日期为2009年12月31日，兼并重组整合后山西曙光船窝煤业有限公司井田：2、10号可采煤层累计查明资源储量10872万t，消耗动用3865万t，保有7007万t。根据晋煤重组办发[2009]46号文《关于运城市市直（部分）和河津市煤矿企业兼并重组整合方案的批复》，山西曙光船窝煤业有限公司兼并重组后矿井生产能力为1.20Mt/a。矿井服务年限为22.0a。8.2产品方案山西曙光集团煤焦有限公司焦化厂已有1.20Mt/a入洗能力的选煤厂，本矿生产的原煤为焦化厂的原料煤，所以矿井坑口不建选煤厂。根据本矿煤质、产品市场定位以及建设单位的要求，煤炭洗选加工规划为建设矿井原煤生产系统，与矿井同期投产，本矿原煤加工方案为进行筛分、拣矸、分级，汽车外运销售。本矿生产原煤分为各级粒度煤、矸石两产品，粒度煤分为>50mm、<50mm两级，分储分销，可根据市场需要调节。8.2.1厂址及开拓运输方案（1）工业场地本次设计主、副井和风井场地分别布置，利用1号井工业场地作为资源兼并重组整合后的主、副井工业场地，利用原2号井工业场地作为开采2号煤层和初期开采10号煤层的风井场地，原船窝煤矿工业场地作为后期开采10号煤层风井场地。上述主、副井工业场地占地10.49ha，能够满足1.20Mt/a要求，同时部分地面设施可以充分利用，地形比较平坦，填挖方工程量较少，而且位于主采10号煤层的储量中心，可以兼顾剩余2号煤层的开采，位于九一公路旁边，交通运输便利。（2）开拓方案山西曙光船窝煤业有限公司矿井为兼并重组整合矿井，整合后前期共有3个井筒，分别为主斜井、副斜井和回风立井（开采2、10号煤层），其中主斜井、副斜井为新掘井筒，位于原1号井工业场地，回风立井（开采2、10号煤层）利用原2号井回风立井，位于原2号井工业场地。后期还有1个回风斜井（开采10号煤层1003采区），回风斜井（开采10号煤层）利用原船窝煤矿副斜井，位于原船窝煤矿工业场地，能够满足兼并重组整合后矿井设计生产能力的需要。（3）井下运输为适应矿井机械化程度高、产量大的要求，本次设计井下煤炭运输均采用带式输送机运输。井下辅助运输2号煤层运输下山及工作面运输顺槽各选用1部单轨无极绳连续牵引车完成下放液压支架、材料及其它设备。轨道下山铺设单轨，轨距为600mm，轨型为30kg/m,长度740m。运输下山铺设检修道，轨距为600mm，轨型为22kg/m,长度600m。8.2.2采选、工艺方案设计以一个采区，一个综采放顶煤工作面，1个综掘工作面，1个普掘面保证矿井1.20Mt/a的设计生产能力。加工方案：本矿生产原煤分为各级粒度煤、矸石两产品，粒度煤分为>50mm、<50mm两级，可根据市场需要调节。该矿经兼并重组后井田资源的开发具有下列优越条件：（1）采用综合机械化采煤方法，提高了机械化水平，扩大了生产能力。（2）合理利用现有的井上、下生产系统，扩建矿井生产能力，用较少的投资，提高矿井经济效益和社会效益。（3）井田内煤层赋存稳定，顶底板条件较好，有利于提高资源回收率。（4）外运条件、水源及电源等外部条件均已具备，均能满足生产需要。综上所述，资源兼并重组后的山西曙光船窝煤业有限公司矿井具备较好的资源及外部条件。8.2.3存在的主要问题与建议（1）井田内各煤层为自燃～容易自燃煤层，在今后煤层开采时，要及时密闭巷道，采取防煤层自燃措施，预防煤层自燃。各煤层煤尘具有爆炸危险性，要及时清除巷道壁浮尘或及时洒水，防煤尘飘散。（2）在生产过程中定期进行瓦斯测试工作，加强井下通风，防止瓦斯局部积聚发生瓦斯爆炸事故。在构造发育区段大量的岩层裂隙内会富集瓦斯，今后在开采中应注意。本矿虽为低瓦斯矿井，但最大相对瓦斯涌出量达8.28m3/t，在建设和生产中必须加强瓦斯监测和通风管理，防止瓦斯事故。采空区积水是一大安全隐患，根据储量核实报告井田采空区积水位置、范围、积水量不清楚，矿井偶有突水，采掘工程受水害影响，但不威胁矿井安全。防治水工程量较大，难度较高。需加强开采煤层采空区积水的动态观测及位置核实，做好探放水工作，严格做到“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的防治水原则。（3）井田2号煤层、10号煤层存在奥灰水带压开采，其中井田西北部10号煤层承受奥陶系石灰岩岩溶裂隙水的静压力较大，存在奥灰水突水开采过程中，一定要注意奥灰水突水问题，以保证矿井安全生产。（4）加强地表塌陷及裂缝的管理工作。（5）建议加强生产矿井地质工作，全面收集井下资料，及时建立有关台帐、卡片，进行综合编录，根据地质规律预测回采工作面开采条件，为安全开采提供技术依据。（6）随着整合后开采煤能力的提升，开采规模将扩大，随之而来对环境造成的影响将加剧，应切实搞好环境保护工作，防治在生产建设和采煤活动中产生的矿坑水、废渣、煤矸石、粉尘及噪声、振动等对环境的污染和危害。（7）10号煤层矿井水文地质类型较为复杂，矿井在开采10号煤层前必须做井田10号煤层专门的水文地质勘察工作，设立专门的防治水机构，设计矿井开采10号煤层在副斜井井底车场与10号煤层轨道下山连接处布置防水闸门，在矿井今后建设和生产中要进一步加强矿井的水文地质工作，在回采和掘进时必须严格执行“预测预报，有掘必探，先探后掘，治后采（掘）”的防治水原则，严防透水事故的发生。（8）矿井现在采矿证批采开采深度290-600m，储量核实报告中10号煤层最低标高约260m，建议矿方在换发采矿许可证时申请更正。总结经过这两个多月的毕业设计，我学到了很多知识，我对采区设计中的巷道布置，采区的通风和安全，劳动定员及劳动生产率和安全技术措施有了非常深刻的了解。锻炼了设计实践能力，培养了自己独立设计能力。此次毕业设计是对我专业知识和专业基础知识一次实际检验和巩固。在苏老师的指导下，根据搜集的施工组织设计等资料设计一座年产120万吨煤矿矿山的开采。在这两个月中，毕业设计大体分为以下几方面进行。首先整理搜集的设计资料，对矿上原有的资料进行分类，并借阅相关设计工具书；然后是编写此次毕业设计的开题报告和进度计划，以便后续工作按计划展开；其次是将整理出来的原始资料适当地修改和删减，比如将对设计内容可有可无的进行适当的改变重新计算设计范围中的煤矿储量、可采储量、设计储量；根据计算的结果选择设备类型；