碱沟煤矿专业技术方案设计正稿

神华新疆能源有限责任公司碱沟煤矿改扩建方案设计第一章 井田概况及地质特征第一节 井田概况一、概况碱沟煤矿位于乌鲁木齐市东北部，距乌鲁木齐市区20km。属乌鲁木齐市东山区管辖。煤矿北距公司总部和216国道8km，有沥青公路相通；矿区铁路专用线至碱沟煤矿，煤矿至兰新线北站38km，交通方便。二、地形地势井田地处天山中段北麓的丘陵地带，地势西南高、东北低，地形起伏不大，海拔标高在+740—+860m之间，相对高差50-120m。三、气象及地震该区属大陆性气候，年最高温度+38.3℃,最低温度-35.0℃,平均+6.5℃,冻结深度1.0-1.4m，冰冻期由10月中旬至翌年4月初。年平均降雪量为0.5m，年平均降雨量为270m，最大日降雨量34.5mm，年平均蒸发量为2090mm。风向多为东南风或西北风，风速平均为2.0-2.3m/s，最大29m/s。根据新疆地震局资料，该区属 VIII度地震烈度区。四、矿区内工农业生产概况矿区附近的东山乡生产小麦、杂粮和蔬菜，除农业外还有地方和乡镇企业开采的小煤窑和其它小型生产企业等。矿区内人员主要从事煤炭生产，并有少量的哈萨克牧民从事牧业生产。第1页新疆科源矿业设计研究院有限责任公司地址：乌鲁木齐市东山区乌奇公路50号邮编：830027TELAX华新疆能源有限责任公司碱沟煤矿改扩建方案设计第二节 矿井建设外部条件一、运输条件及评述矿井外部公路网目前已形成，矿井内部沥青道路至公司总部 8km，并直接与216国道相接，矿区部分煤炭外运和入矿物资可通过公路运输。铁路专用线碱沟矿至国铁兰新线乌鲁木齐北站38km，矿区大部分煤炭外运和大宗入矿物资可通过铁路运输。二、电源条件及评述目前碱沟煤矿的两回路电源均引自相距约 3.5km的碱洪变电所6kv侧的不同母线段，电源架空线的规格为 LGJ—120。碱沟变电所位于本矿的东侧，距本矿约 3.5km。该变电所的两回 35kv电源分别引自露天矿 35kv变电所及苇湖梁煤矿 35kv变电所，线路规格分别为LGJ-185/5.6km及LGJ-185/12km，电压为35/6kv。三、水源条件及评述矿井已有的供水水源有两处： 一处为神华新疆能源公司供水管网， 水源地位于矿区东部琛家沟，取自第四系河床潜水，经化验 PH=7.5,总硬度为德国度13.61，矿化度为400-500mg/l，水质良好，每天可供该矿800m3。另一处为自备取水井，位于矿井东南方向约1.0km处，取自F2断层水，经化验PH=8.03，总硬度为德国度 15.98，矿化度为1387mg/I，为苦咸水，无法生活饮用，供水能力大于1000m3/d。该矿目前采用两套分水质供水方式，供水系统已经形成，水量和水压均可满足矿井扩建后的生产、生活用水需求。四、井田邻近地方煤矿概况及评述碱沟西邻苇湖梁煤矿，东邻小红沟煤矿。两矿井均属神华新疆能源有限公司下属煤炭生产企业。苇湖梁煤矿设计生产能力

120万

t/a，实际生产能力约第2页新疆科源矿业设计研究院有限责任公司

地址：乌鲁木齐市东山区乌奇公路50号TELFAX

邮编：830027华新疆能源有限责任公司碱沟煤矿改扩建方案设计80万t/a，小红沟煤矿设计生产能力 30万t/a，实际生产能力约 60万t/a。碱沟井田范围内西部有：新疆第三建筑工程公司煤矿，农六师103团八道湾一号井，农六师103团八道湾二号井，乌鲁木齐县青格达湖乡联营第一煤矿，乌鲁木齐县四十户乡八道湾煤矿，乌鲁木齐县地窝堡乡宣仁墩子村煤矿，乌鲁木齐市东山区芦草沟乡农机站煤矿。碱沟井田范围内东部有：乌鲁木齐县安宁渠乡二煤矿；乌鲁木齐县安宁渠煤矿；乌鲁木齐市东山区地窝堡乡煤矿二号井；乌鲁木齐市东山区地窝堡乡煤矿一号井。以上矿井生产能力多为6万吨/年以下。五、迁村、土地征用情况及评述井田东部三、四组煤上部为农田，需要征购。六、主要建筑材料供应条件及评述煤矿位于乌鲁木齐市东部，并与米泉市相邻，工程建设所需的各种建筑材料均可就近采购。七、其他协作项目有关问题的评述矿井机修车间承担矿井设备日常维修，大、中修由矿区机修厂承担。八、综合评述碱沟煤矿煤炭资源储量丰富，开采条件较为简单。216国道从矿井以北8km处穿过，矿区铁路专用线与本矿井相连，交通运输条件便利；矿井建设所需建筑材料可就地、就近取得，机电设备大修可就近由矿区机修厂解决，矿井位于乌鲁木齐和昌吉州交汇区，矿井供水系统已建成，生产用水有保证；苇湖梁电厂为矿区主要供电电源，距矿区约10km，已有35KV输电线路至井田东界的碱—洪变电所，供电电源可靠。综上所述，矿井建设外部条件较为优越。第3页新疆科源矿业设计研究院有限责任公司地址：乌鲁木齐市东山区乌奇公路50号邮编：830027TELAX华新疆能源有限责任公司碱沟煤矿改扩建方案设计第三节 矿井建设资源条件一、地层与构造井田地层主要有侏罗系下统三工河组、 侏罗系中统西山窑组、头屯河组和第四系。1、三工河组（J1x）：呈北东—东南西向分布于井田南侧，岩性以浅灰绿、灰绿色细砂岩为主，次为灰白色中粒砂岩、粉砂岩，夹黑色炭质粉砂岩和炭质泥岩，坚硬致密，底部以灰绿色致密坚硬的中砂岩层与下伏地层整合接触，地层总厚度400m。2、西山窑组（J2x）：呈北东——南西向条带状展布，岩性由灰色粉砂岩、细砂岩、泥岩、炭质泥岩及煤层组成，夹不稳定的中粒砂岩，含可采煤层 37层，自下而上编号为 Bs—B1+2为一组煤，B3、B4-6为二组煤，B7—B20为三组煤，B21—B36为四组煤。含煤地层平均总厚 818.07m，为矿区内主要含煤地层。3、头屯河组（J2t）：呈北东—南西向条带状展布于井田北侧岩性以灰绿色粉砂岩为主，夹泥岩及灰白色细砂岩，底部为一薄层灰白色中砂岩， 西部为含砾细砂岩，东部相变为粉砂岩，地层总厚度 510m。4、第四系（Q）：广布于井田内，由冲积、洪积砂砾石、砾石、亚砂土和砂岩块组成，一般厚度0-30m，平均厚度10m。井田位于八道湾向斜的南翼，为一单斜构造，井田内断裂构造不发育，地层走向46-55°，倾向北，倾角60-88°，倾角变化趋势为西缓东陡，浅缓深陡。F9逆断层：走向53°，倾向北，倾角84°,断层北盘上冲，切割了西山窑组顶部煤层和头屯河组底部地层，断层落差 70m，走向延长约1000m。f1平推断层：在碱沟井下+616m水平北石门所见，平推断距约2m，将B14第4页新疆科源矿业设计研究院有限责任公司地址：乌鲁木齐市东山区乌奇公路50号邮编：830027TELAX华新疆能源有限责任公司碱沟煤矿改扩建方案设计煤层错断，对煤层开采影响不大。二、煤层侏罗系中统西山窑组是该井田主要含煤段，地层平均总厚度 818.07m，含可采煤层37层，煤层平均可采总厚度168.17m，含煤系数21.45%，煤层编号自下而上为Bs—B36，其中Bs、B1-2为一煤组；B3、B4-6为二煤组；B7—B20为三煤组；B20—B36为四煤组。顶部 B35、B36煤层因含夹矸多、灰分高未开采，Bs—B34共35层煤的平均可采总厚度在井田范围内为 168.17m，特厚的煤层有：B1-2（31.00-37.26m，平均厚33.30m），B3—B6（30.26-52.91m，平均厚44.15m），B18+19（8.48—10.51m，平均厚9.36m），B25+26（6.04-10.69m，平均厚8.80m）共4层，平均可采总厚度95.61m；厚煤层有B9、B17、B20、B28+29、B30、B33共7层，平均可采总厚度95.61m；中厚煤层有：Bs、B7、B8、B10、B11、B12、B13、B14、B15、B16、B22、B23、B24、B27、B31、B32、B34共17层，平均可采总厚度40.84m；薄煤层只有B21号1层，煤层厚度0.80—1.17m。其中除B7、B10煤层灰分大于 40%，属不可采煤层、B11煤层为局部可采煤层外，其余均为可采煤层。主要可采煤层特征见表。煤组间距：一、二组煤（ B2顶板）44.40—60.00m，平均52.20m，三组煤B3底板）；二、三组煤（B6顶板）86.10-90.00m，平均88.05m；三、四组煤B20顶板）50.00-80.00m，平均65.00m。三、煤质1、煤的物理性质各煤层多呈沥青色，条痕黑裼色，玻璃、半玻璃光泽，条带状、均一结构，内生裂隙较发育，成份以亮煤为主，暗煤次之。煤的变质程度除Bs、B1+2煤层属弱粘结煤外，其余B3-6——B34煤层皆为长焰煤。第5页新疆科源矿业设计研究院有限责任公司地址：乌鲁木齐市东山区乌奇公路50号邮编：830027TELAX华新疆能源有限责任公司碱沟煤矿改扩建方案设计可采煤层特征表煤层编号BSB1~2B3~B6B8B9B12B13B14B15B16B17B18+19B20B21B22B23B24B25+26B27B28+29B30B31B32B33B34

煤层厚度最小~最大平均0.90~3.202.2319.2~37.2628.2124.8~52.0340.940.78~2.901.691.55~4.382.830.92~4.102.451.10~6.403.281.68~4.283.051.11~3.702.662.40~4.603.372.93~8.275.745.96~10.517.724.40~5.395.000.80~1.170.991.54~3.852.430.69~3.601.991.95~5.692.802.81~8.406.151.24~5.542.874.22~6.265.261.50~2.952.170.99~3.201.541.77~3.202.361.66~7.053.941.61~3.502.60

夹石结构稳定性顶底板岩性可采性层数顶板底板不稳定粉砂岩粉砂岩可采1~3稳定粉砂岩粉砂岩可采稳定粉砂岩粉砂岩可采不稳定粉砂岩粉砂岩可采较稳定粉砂岩粉砂岩可采不稳定粉砂岩粉砂岩可采不稳定粉砂岩粉砂岩可采较稳定粉砂岩粉砂岩可采较稳定粉砂岩粉砂岩可采较稳定泥岩粉砂岩可采较稳定粉砂岩粉砂岩可采稳定粉砂岩炭质页岩可采稳定粉砂岩粉砂岩可采较稳定粉砂岩粉砂岩可采较稳定粉砂岩粉砂岩可采不稳定粉砂岩粉砂岩可采不稳定粉砂岩粉砂岩可采较稳定粉砂岩炭质页岩可采不稳定粉砂岩粉砂岩可采稳定粉砂岩炭质页岩可采泥岩稳定粉砂岩粉砂岩可采不稳定粉砂岩粉砂岩可采稳定粉砂岩粉砂岩可采不稳定粉砂岩粉砂岩可采稳定粉砂岩粉砂岩可采第6页新疆科源矿业设计研究院有限责任公司地址：乌鲁木齐市东山区乌奇公路50号邮编：830027TELAX华新疆能源有限责任公司碱沟煤矿改扩建方案设计2、煤的化学特征煤层灰份在8.24-33.7%之间，一般在22%以下，水分为1.58-4.91%，一般在2%左右，挥发份在 31.32-47.06%，一般在 45%以下，全硫含量一般为0.4-1.76%，发热量一般以49.03-72.27MJ/kg。煤的含碳量和发热量随着层位升高而降低，氧、氮、氢含量无显著变化。第7页新疆科源矿业设计研究院有限责任公司地址：乌鲁木齐市东山区乌奇公路50号邮编：830027TELAX华新疆能源有限责任公司碱沟煤矿改扩建方案设计碱沟煤矿煤层间距一览表煤层编号层间距（m）煤层编号层间距（m）最小平均最大最小平均最大BSB1712.2010.6011.403.503.003.25B1B1816.4013.2514.821.801.601.70B2B1960.0044.4052.201.601.001.30B3B208.754.306.5290.00B4-690.0086.1088.05B7B2326.5026.0026.252.00B8B2415.5015.2015.352.00B9B2514.6511.0012.822.10B10B269.909.089.496.50B11B277.106.106.6014.80B12B28+2918.4117.3012.858.00B13B306.245.005.621.10B14B319.208.208.705.20B15B323.623.203.418.10B16B332.802.602.7012.00B17B34第8页新疆科源矿业设计研究院有限责任公司地址：乌鲁木齐市东山区乌奇公路50号邮编：830027TELAX华新疆能源有限责任公司碱沟煤矿改扩建方案设计煤层顶、底岩性一览表煤层编号BsB1B2B3B4~6B7B8B9伪顶泥岩0.2含炭泥岩0.1炭质泥岩炭质泥岩0.30.12岩粉砂岩粉砂岩粉砂岩粉砂岩粉砂岩性直接顶粉砂岩11粉砂岩2.4粉砂岩12.5泥岩3.754.585.618.17.5及粉砂岩炭质泥岩厚伪顶泥岩0.2泥岩0.15煤泥岩0.53炭质页岩0.67度粉砂岩粉砂岩粉砂岩直接顶粉砂岩粉砂岩15.5粉砂岩7.52.285.618.1煤层顶、底岩性一览表煤层编号B10B11B12B13B14B15B16B17伪顶细砂岩泥岩0.290.37岩粉砂岩粉砂岩粉砂岩粉砂岩粉砂岩性直接顶粉砂岩2.1泥岩1.23粉砂岩3.52.31.33.60.39.4及粉砂岩厚伪顶泥岩0.23炭质页岩0.58度粉砂岩粉砂岩粉砂岩粉砂岩粉砂岩粉砂岩直接顶粉砂岩5.7粉砂岩1.3212.51.322.72.38.31.0煤层顶、底岩性一览表煤层编号B18B19B20B21B23B24B25伪顶粉砂岩0.9粉砂岩90泥岩0.14炭质泥岩0.91岩性直接顶粉砂岩1.8粉砂岩粉砂岩2.0粉砂岩1.37粉砂岩3.91.6及厚炭质页岩炭质页岩度伪顶粉砂岩0.9炭质页岩0.140.210.1直接顶粉砂岩3.5粉砂岩1.3粉砂岩1.6粉砂岩90粉砂岩2.0粉砂岩1.86煤层顶、底岩性一览表煤层编号B26B27B28~29B30B31B32B33伪顶粉砂岩炭质页岩炭质页岩0.450.1岩性直接顶粉砂岩5.85粉砂岩粉砂岩粉砂岩1.1粉砂岩5.2粉砂岩8.1粉砂岩14.88.0及厚炭质页岩度伪顶粉砂岩泥岩0.64直接顶粉砂岩3.99粉砂岩5.85粉砂岩粉砂岩8.0粉砂岩8.0粉砂岩5.2粉砂岩14.88.1第9页新疆科源矿业设计研究院有限责任公司地址：乌鲁木齐市东山区乌奇公路50号邮编：830027TELAX华新疆能源有限责任公司碱沟煤矿改扩建方案设计四、瓦斯、煤尘和煤的自燃矿井

2002

年度瓦斯鉴定结果为：矿井相对瓦斯涌出量

2.74m3/t，矿井为低瓦斯矿井。1994年对西一采区+564水平B4-6煤层中的掘进巷道进行了瓦斯等级鉴定，测得相对涌出量为 5.37m3/t，经自治区煤炭厅研究确定西一采区 +564水平一、二组煤为瓦斯涌出异常区。该矿煤层爆炸性指数一般在 31.2-34.4Vr之间，煤尘有爆炸危险性。煤层有自燃发火倾向，自燃发火期为 3-6个月。五、水文地质井田内有一条较大的冲沟即碱沟， 平时只有生活污水和矿井排水， 流量约为1000m3/d，雨雪季节为上游的泻洪通道。位于井田西部边界的八道湾河仅在春季雪期和暴雨期流量较大，其余时候多为干枯，属季节性河流，平均流量为0.05-0.365m3/s。位于井田东部边界的芦草沟河为常年性河流，平均流量0.031-0.214m3/s。矿井的主要含水层为：八道湾河冲积层；芦草沟河冲积层；碱沟冲积层。井田内基岩含水性很差，钻孔单位涌水量为 0.0001-0.00891L/s.m，渗透系数0.0001-0.0098m/d。矿井充水主要来自东西界河，其次为大气降水，含煤地层基岩含水性微弱，矿井水文地质属较简单类型。矿井+556水平正常排水量为 115m3/h，最大排水量为 150m3/h。六、地质储量储量计算原则：储量计算边界与井田边界相同， 参与矿井地质储量计算的煤层厚度大于 0.7m，灰份不超过 40%。煤的容重为 1.3t/m3。对受采动影响大的近距离煤层和因开采难度较大、 投入多、产出少的经济效益差的煤层列入暂不能利用储量，不计入可采储量。第10页新疆科源矿业设计研究院有限责任公司地址：乌鲁木齐市东山区乌奇公路50号邮编：830027TELAX华新疆能源有限责任公司碱沟煤矿改扩建方案设计现有生产井开采水平标高为 +616~+556m，采矿许可证批准的开采深度为+300m，根据《煤炭工业矿井设计规范》要求，设计将矿井延深部分的+556~+300m划分为+436m和+300m两个水平分别计算储量。矿井延深水平地质储量汇总表单位：万吨水平（m）A+BCD地质储量工业储量（A+B+C+D）备注（A+B+C）+564~+4367751.762470.361450.7511672.910222.12+436~+3001508.294889.744156.2310554.266398.03合计9260.057360.15606.9322227.1616620.15第四节 市场供需情况及预测一、市场供需情况随着国家西部大开发战略的实施以及新疆天山北坡经济带的建设，乌鲁木齐和昌吉地区对煤炭的需求量不断增加。碱沟煤矿生产的动力煤主要供应天山北坡经济带内尤其是乌昌地区的发电厂、建材、城市集中供热以及居民生活用煤。天山北坡的乌鲁木齐、昌吉、塔城、克拉玛依四地区分布着众多大型火力发电厂、石油加工、食品加工、建材企业，是新疆经济发展速度最快，煤炭消耗量最大的区域。2000年该区域动力煤总消耗量为1773.5万吨，其中火力发电耗煤781万吨，占总量的45.38%，建材、城市集中供热、城镇居民、农村和农牧团场用煤量945万吨，占54.6%。第11页新疆科源矿业设计研究院有限责任公司地址：乌鲁木齐市东山区乌奇公路50号邮编：830027TELAX华新疆能源有限责任公司碱沟煤矿改扩建方案设计乌鲁木齐、昌吉、塔城、克拉玛依地区主要动力煤产量表单位：万吨生产单位1995年2000年2005年2010年2015年乌鲁木齐矿务局226.09295340365365乌鲁木齐市611.66340330430430昌吉州（昌吉市、米泉市、阜康市、677.98612538527531呼图壁县、玛纳斯县）塔城城区（沙湾县、乌苏市、和丰县、340.38340320300300托里县）克拉玛依市2.085666合计1856.111592153416281632乌鲁木齐、昌吉、塔城、克拉玛依地区主要电力用户需煤量表单位：万吨序号名称装机量（万KW）2000年2005年2010年2015年1红雁池（4×2.5）+4×5+1×10120.090.090.090.02红雁池二电2×20+2×20120.0240.0240.0240.03苇湖梁热电(2×0.6+3×1.2)+2×12.5100.0100.0100.0100.04玛纳斯6×10+2×30180.0354.0354.0354.05第五电源4×30+2×600.00.0348.0693.06矿务局热电3×0.67.010.010.010.07东疆油田5.4427.20.00.00.08众合铝厂1×57.515.015.015.09石化动力站11.256.056.056.056.010石河子热电4.8+4.9+2×550.0100.0100.0100.011奎屯热电厂2×1.2+2×0.6+2×2.520.045.045.045.012独山子热电13.955.655.655.655.613克拉玛依18.975.675.675.675.614铁厂沟(2×1.2)+1×59.624.615.015.015铁厂沟三期2×12.50.00.075.075.0合计828.51165.81579.21924.2第12页新疆科源矿业设计研究院有限责任公司地址：乌鲁木齐市东山区乌奇公路50号邮编：830027TELAX华新疆能源有限责任公司碱沟煤矿改扩建方案设计乌鲁木齐、昌吉、塔城、克拉玛依地区其它用户需煤量表单位：万吨序号单位1995年2000年2005年2010年2015年1乌鲁木齐市5105005005005002阜康市30353535353昌吉市30505050504米泉市30303030305呼图壁县20252525256玛纳斯县20252525257石河子市70707070708沙湾县30404040409乌苏市303535353510奎屯市202035353511和丰县405050505012托里县101515151513克拉玛依市5050505050合计890945945945945玛纳斯电厂三期工程 2×30万kw机组计划2005年投产发电，碱沟煤矿产品部分供应该电厂三期扩建工程的发电用煤， 部分供应红雁池电厂，以及乌鲁木齐和昌吉两地的民用块煤。公司已与上述用户建立了长期稳定的供销关系。乌鲁木齐、昌吉、塔城、克拉玛依地区其它用户需煤量表单位：万吨序号名称1995年2000年2005年2010年2015年一生产能力1856.111592153416281632二需煤量1773.52111.82524.22869.21电煤828.51165.81579.21924.22其它用煤890．0945.0945.0945.0945.0三产需平衡-181.5-576.8-896.2-1237.2二、市场供需预测从上表中可以看出至 2010年乌鲁木齐、昌吉、塔城、克拉玛依地区煤炭缺口达916万吨/年，而到2015年缺口将达1237.2万吨/年，由此可见碱沟煤矿的改扩建工程有非常广阔的市场。第13页新疆科源矿业设计研究院有限责任公司地址：乌鲁木齐市东山区乌奇公路50号邮编：830027TELAX华新疆能源有限责任公司碱沟煤矿改扩建方案设计第二章 井田开拓与开采第一节 井田境界及储量一、井田境界根据新疆国土资源厅颁发的《新疆乌鲁木齐矿业（集团）有限责任公司碱沟煤矿》采矿许可证，矿井范围拐点座标如下：拐点X（m）Y（m）S1486158029554750S2486432029558370S3486296429559448S4486174529557720S5486140529557350S6486005029556030井田东西走向长 4.561km，倾斜宽1.805km，井田面积8.233km2，深部水平标高为+300m。二、可采储量矿井储量计算范围：东起芦草沟河，西至苇湖梁井田东界（7勘探线以西780m），上部+556m—+500m，深部至+300m水平，储量计算原则：最低可采厚度1.0m，煤的灰份小于40%，夹矸厚度大于等于0.05m时从可采厚度中剔除，夹矸厚度小于0.05m时计入可采厚度。矿井+564-+300水平地质储量为2227.16万t，其中A+B级9260.05万t、C级7360.1万t、D级5606.98万t：工业储量16620.15万t，其中+564m—+436m水平10222.12万t，+436m—+300m水平6398.03万t；+564m—+436m水平永久煤柱884.2万t，+436m—+300m水平永久煤柱569.6万t，全矿井可采储量为10395.23万t。第14页新疆科源矿业设计研究院有限责任公司地址：乌鲁木齐市东山区乌奇公路50号邮编：830027TELAX华新疆能源有限责任公司碱沟煤矿改扩建方案设计矿井可采储量汇总表如下：矿井可采储量汇总表单位：万吨水平工业储量煤柱损失开采损失可采储量A+B+CA+B+CA+B+CA+B+C+564—+436m10066.13874.22427.366764.57+436—+300m6336.828564.41499.474272.96合计16402.9581438.63926.8311037.53+300m—-300m水平资源量估算汇总表单位：万吨水平331332333合计累计331/331331+332/331（m）（A）（B）（CD）+332+333+332+333+300—+1501525.063475.6316848.9421849.6321849.637%23%+150-04088.317864.8921953.1943802.8219%0—1506286.256286.2550089.07-150-3006286.256286.2556375.32合计1525.067563.9347286.3356375.323%16%第二节 矿井设计能力及服务年限一、矿井工作制度矿井年工作日300天，每天三班作业，其中三班生产，边生产边准备，日净提升时间14h。二、矿井设计生产能力的论证和确定影响矿井设计生产能力的因素主要有以下几个方面：1、煤层赋存条件和开采技术条件井田内煤层倾角 60-88°，可采煤层水平厚度 1.69-40.94m，煤层共分为四组，煤层间距 1.6-90.0m，各煤层顶底板主要为粉砂岩。受开采条件限制，煤层生产能力必须依靠采用先进设备、提高机械化程度、加快推进速度来实现，根据该矿近几年来的开采经验，厚煤层采用综采放顶煤工作面单产可达80万第15页新疆科源矿业设计研究院有限责任公司地址：乌鲁木齐市东山区乌奇公路50号邮编：830027TELAX华新疆能源有限责任公司碱沟煤矿改扩建方案设计吨/年。中厚煤层采用巷柱式放顶煤采煤法工作面年生产能力可达 20万吨左右，因而该矿配备一个综采面和三个巷放面，加上掘进煤即可达到 150万吨/年的生产能力。2、市场需要神华新疆能源有限责任公司所属的六道湾煤矿和苇湖梁煤矿的生产能力合计为210万吨/年，以上两个矿井已进入乌市水磨沟区规划，两矿井关闭后将使东部矿区减少 210万吨/年的产量，将影响乌市及周边地区煤炭的稳定供应。根据市场供需情况分析及集团公司今后的发展趋势， 东部矿区减少的产量净分别由碱沟煤矿和铁厂沟煤矿来补充，因而碱沟煤矿井型定为 150万吨/年较为适宜。3、储量与服务年限矿井设计水平及以上有可采储量 11037.53万t，根据《煤炭工业矿井设计规范》对矿井设计服务年限的规定，矿井设计生产能力为 150万t／a时，矿井服务年限52.56a；不满足设计规范不小于 60a的要求。但设计水平之下+300m—-300m水平资源量估算为56375.32万吨，使矿井具有丰富的后备资源，可满足150万吨/年矿井建设的需要。矿井服务年限表水平可采储量（万t）服务年限（a）年产量（万t）储量储用系数+564～+436m6764.5732.21+436～+300m4272.9620.351501.4合计11037.5352.56其中+436m水平以上服务年限为 30.38a，+436m—300m水平为18.89a。第16页新疆科源矿业设计研究院有限责任公司地址：乌鲁木齐市东山区乌奇公路50号邮编：830027TELAX华新疆能源有限责任公司碱沟煤矿改扩建方案设计第三节 井田开拓一、影响矿井开拓因素井田内地层为单斜构造，倾角60°～88°，主要开采Bs～B34号煤层，原矿井设计生产能力为30万t/a，1992年～1997年该矿对主要生产环节进行了改造，2004年矿井实际生产能力达到了70万吨/年。目前的开拓方式为斜井开拓，井田内布置了一对倾角25°的斜井，主斜井至+556m水平斜长460.56m；装备有一条SQD—220型大倾角带式输送机，担负提煤任务。副斜井倾角25°，至+556m水平斜长462.19m；布置有600mm轨距18kg/m的轨道，采用JK—2/30型绞车单钩串车提升，担负下放材料、设备及升降人员任务，兼作矿井主要进风井，立风井净直径2.8m，担负矿井回风任务，至+616m水平深度139m。因井田范围内浅部西翼有103团煤矿和三建煤矿开采，开采最深标高已达+536m，严重影响了碱沟煤矿西翼的开拓布置，若不能及时关闭，则碱沟煤矿在西翼的开采长度将缩短，影响工作面的连续推进长度。二、矿井开拓方案的确定根据矿井煤层赋存条件、开采技术条件、矿井设计生产能力、上部小煤矿开采现况等因素综合考虑，设计对矿井开拓方式在多方案比较后，筛选出三个方案进行技术经济比较。（一）开拓方案及技术比较方案Ⅰ：混合立井开拓方案该方案在井田走向的中部新建一个混合提升的立井，井筒净直径7.8m，井筒内布置一对16吨双箕斗，承担煤的提升，同时井筒内布置一对双层单车吨加宽罐笼，承担辅助提升。井筒设梯子间作为矿井的一个安全出口，风井利用现有中央风井延深至+556m水平，作为矿井东翼风井，利用现有主斜井作第17页新疆科源矿业设计研究院有限责任公司地址：乌鲁木齐市东山区乌奇公路50号邮编：830027TELAX华新疆能源有限责任公司碱沟煤矿改扩建方案设计为矿井西翼风井，用现生产矿井的副斜井作为矿井的另一个安全出口。根据井田中部现有工业广场的情况，混合主立井井口位置有两种方案可供选择：Ⅰ、井筒布置在碱沟河以东通风科修理工房以北废弃的旧砖房附近。 Ⅱ、井筒布置在碱沟河以西汽车队院内。两方案的优缺点见表：混合提升立井井口位置方案优缺点比较表方案优点缺点井口距现在的煤场比较近，工业广方案I：井筒布置在场集中，地面地形平坦，容易布置生产现有的通风科修理工房、综采维修碱沟河以东系统。井车场底位置三、四组煤之间，车间需要搬迁。运输距离短。方案II：井筒布置在井筒附近无大的工业建筑，地形较井筒西面有铁路，绞车房的位置受到了一定的限制。井下运输石门长，煤炭碱沟河以西平坦。存在折返运输。经过分析比较，设计认为方案Ⅰ优于方案Ⅱ，确定推荐方案Ⅰ，即碱沟河以东通风科修理工房以北废弃的旧砖房附近布置混合提升井筒。方案Ⅱ：双立井开拓方案新掘一对主、副立井，井口位置位于现有地面生产系统以北露天库房院内，主立井净直径Φ5m，装备一对16t多绳箕斗，担负矿井原煤提升的任务；副立井净直径Φ6.5m，装备一对单层单车1t罐笼，担负矿井提升矸石、下放材料、升降设备和人员等任务。利用现有中央风井延深至+556m水平作为矿井东翼风井，利用现有主斜井作为矿井西翼风井，用现有的副斜井作为矿井的第二安全出口。方案Ⅲ：主立、副斜井开拓方案新掘主箕斗立井作为提煤井，副井利用现有的主斜井作为改扩建后的副斜井。主立井净直径Φ5m，装备一对16t多绳箕斗，担负矿井原煤提升任务；现有主斜井断面扩大至10.42m2后作为改扩建后的副斜井。副斜井至+436m水平后反向延深，井筒铺设30kg/m钢轨，采用单钩串车提升，担负矿井提升矸石、第18页新疆科源矿业设计研究院有限责任公司地址：乌鲁木齐市东山区乌奇公路50号邮编：830027TELAX华新疆能源有限责任公司碱沟煤矿改扩建方案设计下放材料、升降设备和人员等任务；现有中央风井断面扩大至 12.56m2,并延深至+556m水平作为矿井的回风井；利用现有的副斜井作为改扩建矿井的第二安全出口。以上各方案工程量及投资、营运费、技术经济优缺点见表：混合立井开拓方案工程量及投资表方案Ⅰ序号工程名称断面工程量投资单价（m2）（m）（万元）备注（元/m）一矿建1混合立井Φ7.8mS净=47.78S掘=60.82315+55439.3211873.52马头门245×2=49029.14594.65元/m33车场及石门S净=12.68S掘=13.6526074.42976.32542.86二机电1JKMD—4×4(II)1台457.62288000元/台混合立井绞车JKMD-2.8×4(II)1台216吨箕斗2个28.76143800元/个31吨加宽罐笼2个24120000元/个4天轮4个23.659000元/个5钢罐道及梯子间320260.588143.2元/m6井上下摇台2套7.236000元/套7阻车器4套6.817000元/套小计808.54三土建1混合立井井架42100.34238902绞车房400m240.381009.5元/m23副井井口棚350m226.44755.48元/m2小计167.16合计1518.56第19页新疆科源矿业设计研究院有限责任公司地址：乌鲁木齐市东山区乌奇公路50号邮编：830027TELAX华新疆能源有限责任公司碱沟煤矿改扩建方案设计双立井开拓方案工程量及投资表方案II序号工程名称断面工程量投资单价备注2（m）（万元）（元/m）（m）一矿建1主立井Φ5mS净=19.64312.2+57.8309.558366.17S掘=26.423702副立井Φ6.5mS净=33.2311.7+10.3336.2910129.19S掘=433323马头门217.84594.65元/m3300m4皮带石门S净=12.68440130.952976.32S掘=13.655副井车场及石门S净=12.68540160.722976.32S掘=13.65小计901.22二机电1主立井绞车JKMD-4×4(II)1228.82天轮Φ4m21365000元/个316吨箕斗JLG-8214.40143800元/个4钢罐道362129.1635685副井绞车1JK-3.5/201189.506天轮Φ3.5m211.859000元/个71吨加宽双罐笼GG3-1224120000元/个8钢罐道及梯子间320200.4562649井上下摇台2套7.2036000元/套10阻车器4套6.817000元/套小计814.81三土建1立井井架4282200002主井绞车房225.441009.5元/m2252m3副井井架1224200004副井绞车房225.441009.5元/m2252m5副井井口棚221.53755.48元/m2285m小计178.41合计1894.44第20页新疆科源矿业设计研究院有限责任公司地址：乌鲁木齐市东山区乌奇公路50号邮编：830027TELAX华新疆能源有限责任公司碱沟煤矿改扩建方案设计主立、副斜井开拓方案工程量及投资表方案Ⅲ序号 工程名称一 矿建主立井Φ5m扩副斜井副井副井车场及石门扩风井风井新掘φ4m小计二 机电

2断面（m）S净=19.64=26.427.28m扩至2S10.净=10.4242m=14.7S净=12.68=13.65φ2.8m扩至φ4mS净=12.57S=18.1

工程量（m） 投资（万元） 单价（元/m） 备注315+55 309.55 8366.17745m 127.83 1715.88284 161.71 5694.11700 208.34 2976.32139 27.91 2007.8860 40.16 6692.94875.5主立井绞车16吨箕斗钢罐道副井绞车天轮Φ3m斜井人车雷达防跑车装置挡车器副井辅轨小计三 土建主井架副井井架主井绞车房副井绞车房井口棚小计合计

JKMD—3.25×4（II）1228.82个28.7614.38万元/个364129.883568JK—2.5/20A1台78.70单筒绞车1个5.4054000元/个3辆17.1057000元/辆砼筋结构2套15.6078000元/套6副10.2017000元/副50720.64407535.08428420000元/m72.022880225.441009.52252m元/m225m222.711009.5元/m2120m29.07755.48元/m2143.241553.82第21页新疆科源矿业设计研究院有限责任公司地址：乌鲁木齐市东山区乌奇公路50号邮编：830027TELAX华新疆能源有限责任公司碱沟煤矿改扩建方案设计营运费比较表序方案项目方案Ⅰ方案Ⅱ方案Ⅲ号一提升人员（个）1主、副井绞车司机地面12人地面12人地面12人2主井辅助人员井下放煤工6人井下放煤工6人井下放煤工6人3副井辅助人员地面9人地面9人地面9人井下9人井下9人井下9人4人员年工资(万元)40.540.540.5二电耗1主井绞车（kw）1800180018002副井绞车（kw）6306303153年电费（万元）324.14324.14294.37合计（万元）364.64364.64334.87注：1、电耗计算：主井按每天14小时，副井按9小时，年工作按300天，开机率按0.7，电费按0.5元/度计算。2、人员工资井下按1.3万元/人.年，地面按1万元/人.年计。第22页新疆科源矿业设计研究院有限责任公司地址：乌鲁木齐市东山区乌奇公路50号邮编：830027TELAX华新疆能源有限责任公司碱沟煤矿改扩建方案设计方案项目比较内容主井井 副井筒特征风井矿建资金（万元）设备提主 型号升井 电机运功率kw输设备型号设 副电机备 井功率kw机电资金（万元）土建资金（万元）其它资金（万元）合计（万元）提升人员工资营 （万元）运电耗费（万元）费小计（万元）

方案比较汇总表方案Ⅰ方案Ⅱ方案Ⅲ混合立井开拓双立井开拓主立、副斜开拓α=90°，Φ7.8mα=90°，Φ5mα=90°，Φ5mS净＝47.78m2S净＝19.64m2S净＝19.64m2S掘=60.82m2S掘=26.12m2S掘=26.12m2L1=375mL1=375mL1=375mL2=435mL2=435mL2=435mα=90°，Φ6.5mα=25°S净＝33.2m2S净＝10.42m2S掘=43m2S掘=12m2L1=332mL1=745mL2=392mL2=1068mα=25°α=25°东风S净＝7.28m2S净＝7.28m2α=90°,Φ4m井S掘=10.49m2S掘=10.49m2S净＝12.57m2L1=461mL1=461mS掘=18.1m2α=90°，Φ2.8mα=90°，Φ2.8mL1=199m西风S净＝6.2m2S净＝6.2m2井S掘=19.1m2S掘=19.1m2L1=199mL1=199m542.87901.22875.5JKMD-4×4(II)JKMD-4×4(II)JKMD-4×4(II)180018001800JKMD-2..5×4（II）JK—3.5/20JK—2.5/20A630630315808.54814.81535.08167.16178.41143.241518.571894.441553.8240.540.540.5324.14324.14294.37364.64364.64334.87用年费用法对各方案进行比较：Ci＝Ci+ki×E0→最小CI＝364.64+1518.57×0.1＝516.5（万元）第23页新疆科源矿业设计研究院有限责任公司地址：乌鲁木齐市东山区乌奇公路50号邮编：830027TELAX华新疆能源有限责任公司碱沟煤矿改扩建方案设计CII＝364.64+1894.44×0.1＝554.08（万元）CⅢ＝334.87+1553.82×0.1=490.25（万元）根据年费用法方案 III优，方案I次之，方案II差。营运费由小到大依次为方案 III，方案I和方案II。投资由小到大依次为方案 I，方案III，方案II。开拓方案技术经济优缺点比较表方案优点缺点1、井巷工程施工对现有矿井的生产影响1、井巷工程量及设备总投资大于方案小。III。2、混合立井距煤场、机修间、调度楼等建方案Ⅰ2、断面大，井筒装备多，施工较复杂。筑较近，指挥调度方便。3、井底车场布置复杂，地面工业广场较拥3、井筒维修方便，井筒断面利用率高，技挤。术先进。1、井筒及地面生产系统的施工不影响矿井1、施工两个大断面立井，该方案总投资较方案Ⅱ目前的生产。其它方案高。2、主副井筒分开布置，主、辅提升相互影2、由于井底车场位置在煤层顶板岩石中，响小。增加了煤的运输距离，增加了营运费用。利用现有主斜井作为改扩建后的副斜井，方案Ⅲ 充分利用了现有井巷工程。施工主立井对现有矿井的生产影响较小。

1、扩主斜井、扩风井时要影响矿井生产。2、二水平时副井需二级提升，副井提升能力小。经上述技术经济比较，方案 III 虽年费用最小。营运费也低，但扩主井、风井将直接影响矿井现水平的正常生产，故不可取。方案I投资最低，同时该方案井筒装备维修、 安装比较方便，井筒断面利用率高，技术先进，地面厂房和井下车场布置也不存在问题， 基建生产互不干扰，因而设计推荐方案 I即混合立井开拓方案。三、水平划分及阶段垂高的确定根据《新疆煤炭工业“十五”结构调整规划》以及碱沟煤矿井田范围内的小窑的实际开采范围，+616m—+556m水平碱沟煤矿东翼只能开采 1km，西翼能开采700m，+556m—+300m水平井田范围内均可开采。第24页新疆科源矿业设计研究院有限责任公司地址：乌鲁木齐市东山区乌奇公路50号邮编：830027TELAX华新疆能源有限责任公司碱沟煤矿改扩建方案设计根据矿方提供的资料+616m—+556m水平剩余储量只能保证矿井正常回采6-7年，待扩建工程建成投产， 556m水平以浅煤层回采也即将结束。为此，本设计主要针对矿井 +556m标高～+300m水平标高之间的煤层进行布置开发。结合井田煤层赋存情况及急倾斜煤层的开采特点和矿井生产实际经验，设计将+556m确定为回风水平，+556m——+300m划分为两个水平开采。+556m——+436m划分为一水平，阶段垂高 120m；+436m——+300m为二水平，阶段垂高136m。水平划分及阶段垂高特征表水平回风标高（m）运输标高（m）阶段垂高（m）区段数区段高度（m）目前生产水平+616m+55660扩建一水平+556+436120620扩建二水平+436+300136719-20四、采区划分及开采顺序该矿井田中部有碱沟河，必须留设河床煤柱，根据目前国内相近条件矿井的开采经验，大型矿井综采放顶煤工作面连续推进长度最大可达4000左右，碱沟煤矿井田走向长为4.56km，设计以井田中部碱沟河河床煤柱为界划分为一个双翼采区，采区东翼走向长2.1km，西翼走向长2km，这样可以减少工作面的搬家次数，充分发挥机械化开采的优势，提高矿井的经济效益。采区内的开采顺序是先采西翼后采东翼，煤组间的开采顺序是一、二组特厚煤层与三、四组煤煤层配采，采一、二组煤时在三四组煤布置小槽工作面配采，始终保持在一、二组大槽煤中有一个综放工作面，同时在三、四组煤中布置有三个小槽煤巷放工作面。煤层间的开采顺序是先采顶板煤后采底板煤。五、主要运输、回风大巷的设置在+436水平B8煤层中布置集中运输大巷，大巷至河床煤柱边界处分别布第25页新疆科源矿业设计研究院有限责任公司地址：乌鲁木齐市东山区乌奇公路50号邮编：830027TELAX华新疆能源有限责任公司碱沟煤矿改扩建方案设计置东西翼的运输石门。回风水平东翼集中回风巷布置在 +556mB7煤层中，西翼集中回风巷布置在+556mB3煤层中。井田中部碱沟河需留设河床煤柱，为减少区段煤巷工程，该矿井下每一翼沿河床煤柱边界布置一条运输、回风石门，+436水平集中煤仓至井底车场的石门为机轨合一石门，石门内装备STJ1000皮带和22kg/m、600mm轨距的单轨，巷道净宽4.7m，净断面15.72m2，岩石段锚喷支护，煤层段采用锚网喷或砌碹支护。为便于煤的运输，在+500m布置中间石门，该石门内布置一条 STJ1000型皮带和22kg/m、600mm单轨，巷道净宽4.4m，三心拱形断面，净断面11.63m2,岩石段采用锚喷支护，煤层段采用锚网或砌碹支护，承担煤的运输。设置中间石门的目的一是解决上区段各分层的溜煤问题。二是解决小眼掘进的施工和通风问题。中间石门分两段布置，即一、二组（Bs—B6煤层）为一段，长度为174m。三、四组（B8—B33煤层）为一段，长度为328m。一、二组煤和三、四组煤的石门内运煤方向相反。六、采区上山的布置该矿井分煤组布置上山，一二组煤、三四组煤各布置一对上山，分别是通风行人上山和轨道上山，为减少煤巷工程，同一组煤内在东西两翼各布置一组上山。分煤组布置溜煤眼和煤仓。第四节 井筒、井底车场及大巷运输一、井筒装备及布置混合提升立井：担负全矿井的提升任务，井筒净直径7.8m，井筒装备一第26页新疆科源矿业设计研究院有限责任公司地址：乌鲁木齐市东山区乌奇公路50号邮编：830027TELAX华新疆能源有限责任公司碱沟煤矿改扩建方案设计对16吨多绳箕斗提煤，钢罐道，同时装备双层单车 1吨加宽双罐笼，承担辅助提升任务。井筒内布置样子间，敷设排水管路、氮气灭火管路以及动力和通讯电缆。二、井底车场混合提升立井辅助运输的车场为环行式车场， 在井筒南北两侧分别设双轨存车线、调车线。三、井底煤仓的形式及容量井底煤仓布置两个立煤仓，煤仓垂高 35m，净直径4m，截面为圆形，断面积12.56m2，两个煤仓容量合计为791吨。四、硐室1、中央变电所及水泵房中央变电所及水泵房设在混合提升井井底车场东侧的岩石中， 管子道从水泵房以25°倾角向混合提升井掘一斜巷并抬高 8m。32、水仓容量大于 8h正常涌水量，水仓容量为 1000m。3、井下炸药库设在+500mB6煤层顶板的岩石内。4、消防材料库设在+500mB7煤巷内。5、侯车室设在混合提升井井底车场附近。五、井下运输在运输、回风和中间水平各设置一台 5t电机车。因此不设井下充电硐室。第五节 井下开采一、采煤方法1、采煤方法的选择第27页新疆科源矿业设计研究院有限责任公司地址：乌鲁木齐市东山区乌奇公路50号邮编：830027TELAX华新疆能源有限责任公司碱沟煤矿改扩建方案设计根据地质报告提供的资料，该井田开采范围内主要可采煤层厚度在 3.0m以上，可以采用放顶煤回采的煤层有 B1-2、B3、B4-6、B13、B14、B16、B17、B18+19、B20、B23、B25+26、B28+29等共18层煤，其中B1-2、B4-6为主采特厚煤层，煤层倾角60-88°。煤层赋存稳定—较稳定，煤层结构简单—较简单，各煤层伪顶为炭质泥岩或泥岩，厚 0.1-0.2m，可以随采随冒落：直接顶岩性大部分为粉砂岩，少量为细砂岩，煤层底板岩性大部分为粉砂岩，少量为细砂岩，煤层底板岩性大部分为粉砂岩，少量为砂质泥岩和细砂岩，粉砂岩、细砂岩比较坚硬，不易随采随冒落。根据2002年矿井瓦斯鉴定资料，瓦斯相对涌出量为 2.74m3/t，局部一、二组煤层有瓦斯涌出异常区，属低瓦斯矿井。煤层易自然发火，发火期3-6个月：煤尘具有爆炸危险性。碱沟煤矿在B1-2和B4-6特厚煤层中现使用水平分层综合机械化放顶煤采煤法，在其它特厚和中厚煤层中使用巷柱式放顶煤采煤法， 上述两种采煤方法的开采技术已熟练掌握，并已总结出了自己的一套成功经验，设计推荐

B1-2

和B4-6

特厚煤层采用水平分层综合机械化放顶煤采煤法：在

3.0-10.0m

中厚、特厚煤层中采用水平分层巷柱式放顶煤采煤法：在

3.0m

以下的煤层中采用伪倾斜柔性掩护支架采煤法。2、工作面长度及采高的确定根据煤层赋存条件和碱沟煤矿在以往生产过程中所积累的放顶煤开采经验，结合矿井设计规模，设计放顶煤工作面分层高度 20m，工作面开帮高度为2.2m，放顶煤高度17.8m。使用一次采全高伪倾斜柔性掩护支架采煤法的工作面长度为 50m，工作面采高为1.69-3.0m。3、主要采煤机械设备选型（1）水平分层综合机械化放顶煤工作面第28页新疆科源矿业设计研究院有限责任公司地址：乌鲁木齐市东山区乌奇公路50号邮编：830027TELAX华新疆能源有限责任公司碱沟煤矿改扩建方案设计综采工作面采煤选择适用于短壁工作面的 MGD-150NW型短壁采煤机割煤，采煤机配备1台SGB-630/220型可弯曲刮板输送机。工作面支护配备ZFS3000/15/24C型放顶煤液压支架，过渡支架选用ZFSB3600/15/24.5型。采煤机主要性能指标：型号：MGD-150NW；最大开采高度：2800mm；滚筒直径：1600mm；截深：600mm；牵引力：200KN；电机功率：150kw；电压：660/1140V；调速和牵引方式为液压无级调速、销轮齿轨式无链牵引。刮板输送机主要性能指标：型号：SGB-630/220；输送能力：400t/h；电机功率：112kw；长度：50m；刮板链速：1.04m/s。（2）巷柱式放顶煤工作面工作面开帮采用煤电钻，顶煤松动爆破采用深孔钻机， 爆破落煤，工作面支护采用ZFBZ2200/16/24型放顶煤液压支架。在运输顺槽内配备1台DSP-1040/800型可伸缩带式输送机，该带式输送机运量为400t/h，满足工作面生产的要求。（3）工作面顶板管理方式第29页新疆科源矿业设计研究院有限责任公司地址：乌鲁木齐市东山区乌奇公路50号邮编：830027TELAX华新疆能源有限责任公司碱沟煤矿改扩建方案设计工作面顶板管理方式采用全部垮落式。二、工作面产量分配及配采关系投产工作面位于+436水平的第一分层，开采标高为+536m—+556m。投产时1个综采放顶煤工作面布置在B4-6煤层的西翼，3个炮采巷柱式放顶煤工作面分别布置在B13的西翼、B13、B14煤层的东翼。东西两翼交替接续。矿井移交生产及达到设计生产能力时，中央采区内布置1个B4-6煤层的综合机械化放顶煤工作面(年产量为80万吨左右)和B13西翼、B13东翼、B14煤层东翼3个巷柱式放顶煤炮采工作面（工作面单产量为 20万吨/年左右），加掘进煤即可达产。三、掘进工作面数目及设备配备综合机械化掘进工作面配备 ELMB—75型巷道掘进机掘进、DSF—6.3型对旋式局部扇风机通风、DSP——1010/650型双向带式输送机运输、巷道支护选用

MGJ——2型锚杆打眼安装机。炮掘工作面配备DSP——1010/650A

ZMS—12型湿式煤电钻打眼、MFB-50型可伸缩带式输送机运煤、巷道支护选用

型发爆器放炮、MGJ—2型锚杆打眼安装机。矿井采掘接续时炮掘工作面数量配备 3个，综掘工作面配备 1个，可以达到采掘平衡。四、移交生产及达到设计生产能力时的井巷工程量矿井移交生产及达到设计生产能力时井巷工程总长度 13242m，其中岩巷6474m，煤巷6768.0m；井巷掘进总体积 164580m3，其中岩巷99366m3，煤巷65214m3。万吨掘进率为 88.28m/万t。第30页新疆科源矿业设计研究院有限责任公司地址：乌鲁木齐市东山区乌奇公路50号邮编：830027TELAX华新疆能源有限责任公司碱沟煤矿改扩建方案设计第六节 通风与安全一、概况根据已批准的《乌鲁木齐矿务局碱沟煤矿矿井地质报告》及煤矿提供的资料，对矿井施工和生产安全造成威胁的主要因素有：1、瓦斯：经2002年度检测矿井瓦斯相对涌出量为2.74m3/t，绝对瓦斯涌出量为4.16m3/min，瓦斯成分为CH4、CO2、CO、H2S、NO2、SO2等。1994年对西一采区+564m的B4-6煤层中的掘巷道进行了瓦斯等级鉴定，测得相对瓦斯涌出量为5.37m3/d.t，与此同时在局部煤电钻施工的钻孔内，测得瓦斯浓度在60-70%之间，流量0.1m3/min，鉴于此，原自治区煤炭工业厅和乌鲁木齐矿务局研究确定，将西一采区+564m水平一、二组煤定为瓦斯涌出异常区。2、煤尘：煤尘爆炸指数一般在31.20-34.40Vr之间，煤尘具有爆炸危险性。3、煤的自燃：煤层具有自燃发火倾向，自然发火期为3-6个月。4、地温：地温随深度增加而增加，地温梯度3℃/100m，属地温正常区。5、水文地质：据现生产矿井资料分析，矿井涌出量基本上不随采深的增加而增加，补给源及补给通道均位于井田的浅部，根据勘探抽水试验，含煤地层基岩含水性微弱，该矿井水文地质属较简单类型。矿井+556m生产水平实测正常排水量为 115m3/h，最大排水量（7-8月）150m3/h。根据水文地质资料和2002年1-9月排水量统计分析，矿井延深水平的涌水量不会有大的变化。6、煤层顶底板：本矿开采的煤层大部分有伪顶，岩性为炭质泥岩或泥岩，厚度0.1-0.2m，可随煤垮落；直接顶大部分为粉砂岩，少量为细砂岩，较坚硬，很少随煤层垮落；直接底板大部分为粉砂岩，少量为砂质泥岩和细砂岩，较坚硬，很少随煤层垮落。第31页新疆科源矿业设计研究院有限责任公司地址：乌鲁木齐市东山区乌奇公路50号邮编：830027TELAX华新疆能源有限责任公司碱沟煤矿改扩建方案设计二、通风方式及通风系统根据已确定的开拓方式，由混合提升井和安全出口进风， 由立风井和回风斜井同时回风，通风系统为中央并列式，通风方式为机械抽出式。三、矿井风量分配经计算矿井总需风量为 150m3/s。各用风地点风量分配如下：综采工作面：40m3/s；炮采工作面：共 3个，每个工作面 15m3/s；掘进工作面：共 4个，每个工作面 8m3/s；井下火药发放硐室：3.0m3/s；井下蓄电池机车充电硐室： 4.0m3/s；轨道上山绞车房：3.0m3/s。四、矿井负压、等积孔计算1、矿井负压按下式计算h1=9.8×Σα×P×L×Q2/S3 Pa式中：α——井巷通风摩擦阻力系数；P——井巷净周长，m；L——井巷长度，m；Q——通过井巷的风量， m3/s；S——井巷净断面积，m2；2、矿井局部通风阻力矿井局部通风阻力接巷道总负压的 15%计算。即：hj=0.15Σh1 Pa求得容易时期负压为 1587.32Pa，困难时期负压为 2604.01Pa。通风等积孔按下式计算第32页新疆科源矿业设计研究院有限责任公司地址：乌鲁木齐市东山区乌奇公路50号邮编：830027TELAX华新疆能源有限责任公司碱沟煤矿改扩建方案设计A=1.19×Q/√hm2式中：Q—矿井总进风量，m3/s；h—矿井通风负压，Pa；则矿井通风容易时期：A1=0.38×150/√(1587.32/9.8)=4.47m2通风困难时期：A2=0.38×150/√(2604.01/9.8)=3.49m2根据以上计算结果，该矿井属通风容易矿井。五、预防井下火灾措施（一）预防井下火灾措施1、矿井达产时井下布置一个综采工作面和三个炮采工作面，一个综掘工作面和三个炮掘工作面，为保证矿井安全生产，地面设置一套BXD—600型制氮装置和黄泥灌浆站，对采空区实施注氮和预防性黄泥灌浆， 并采用均压通风等综合防灭火措施，井下设置一套森透里昂安全监控系统。 综采工作面设计小时注氮量为600m3/h。2、加强对回采工作面自然发火情况的安全检测，及时掌握煤层自然发火规律，及时封闭采空区和废弃巷道，减少向采空区漏风。（二）防治水措施矿井应作好井下涌水的观测工作，根据涌水量的变化及时采取相应的措施。该矿浅部存在有采空区，采空区的水主要来源于地面大气降水的补给，对该部分积水采取探放水并留设煤柱的措施。 该矿井田中部的碱沟河采取留煤柱的措施。井田内已发现两条断层，掘进巷道时可采用探水钻超前打探眼以探明是否存在断层破碎带和含水带。第33页新疆科源矿业设计研究院有限责任公司地址：乌鲁木齐市东山区乌奇公路50号邮编：830027TELAX华新疆能源有限责任公司碱沟煤矿改扩建方案设计第三章 矿井主要设备第一节 提升设备一、混合立井提升设备（一）主提升设备考虑到立井的服务时间长，选择提升设备时考虑到 +150m水平，混合立井井口标高+750m，井筒垂深600m。选择JKMD—4×4落地式多绳摩擦轮式提升机，其性能参数为：Dm=4m Sj=686.5kN Sc=215.8kN Vm=8.37m/s选直流电动机1台，N=1800kw提升钢丝绳选用 6×30+1φ36型双箕斗：JDG-16/150×4型井架高度：45m年提升能力：190.35万吨（二）副提升设备混合立井井口标高：+750m，井底标高：+150m，井筒垂深 600m，主要承但提升人员、矸石、材料及设备（最大件12吨）。选择JKMD—2.8×4（Ⅱ）C落地式多绳摩擦轮式提升机，其性能参数为：Dm=2.8m Sj=180kN Sc=45kN Vm=8.7m/s选择直流电动机 1台，N=630kw提升钢丝绳选用 6×24+1φ28型提升容器为1吨矿车单车双层罐笼 MGC1.1--6型第34页新疆科源矿业设计研究院有限责任公司地址：乌鲁木齐市东山区乌奇公路50号邮编：830027TELAX华新疆能源有限责任公司碱沟煤矿改扩建方案设计二、通风设备该矿井为两翼开采，两翼各布置一个风井，实行分区域通风，选择FBCDE-8-NO28型防爆对旋式轴流通风机，共计 4台，2台使用，2台备用。其性能参数为：风量:90—200m3/s负压：752—2843Pa转速：580r/min电动机YBFe450M2--10，N=2×250kw三、排水设备根据《生产地质》报告，矿井正常涌水量 115m3/h，最大涌水量150m3/h。混合立井井口标高：+750m，一水平标高：+436m，排水高度328m。选择水泵为D155—67×6型离心泵三台。其中 1台工作。1台备用，1台检修。每台水泵的性能参数为：3Q=155m/h H=402m n=2950r/min与水泵配套的电动机为 Y3553—2型，其性能参数为：N=280kw n=2971r/min四、压风设备选择螺杆式空气压缩机，根据供风量可以选择 20m3/min型，但考虑到各供风点有不同时工作的可能，供风量波动较大，为了运行灵活，便于调配，节省电力，设计选择 20m3/min螺杆式空气压缩机三台，其型号为 EP200—Ⅱ，其中两台工作，一台备用，其性能参数如下：排气量：20m3/min排气压力：0.86MPa电动机功率：132kW第35页新疆科源矿业设计研究院有限责任公司地址：乌鲁木齐市东山区乌奇公路50号邮编：830027TELAX华新疆能源有限责任公司碱沟煤矿改扩建方案设计电 压： 380V五、井下运输设备（一）井下辅助运输设备1、石门运输石门运输运距为650m,选择5吨蓄电池电机车 XK5—6/90型二台,其中一台工作,一台备用.2、轨道上山一、二组煤层设折返式轨道上山，提升标高为 +436m--+500m水平，垂深64m，斜长137m，倾角28°。三、四组煤层设折返式轨道上山，提升标高为 +500m--+556m水平，垂深56m，斜长120m，倾角28°。作为辅助提升人员、矸石、材料、设备及提升最大件设备（12吨）。选择JKB—2/30型单筒防爆绞车4套，其性能参数为：D=2m B=1.5m Vm=2.5m/s Fj=60kN电动机选择JBRO450L—8型，其性能参数为：N=220kw U=380/660V n=743r/min（二）井下主运输设备运输顺槽总长2200m。1、转载机：SGZ—630/90型, 2台，长40m，选用电动机 DSB—90，功率90kw。2、破碎机：PLM—500型，2台，选用电动机 DSB—90，功率90kw。3、运输顺槽胶带运输机 STJ1000/2×110型，4台，长1100m，选用电动机YB315S—4，功率2×110kw。第36页新疆科源矿业设计研究院有限责任公司地址：乌鲁木齐市东山区乌奇公路50号邮编：830027TELAX华新疆能源有限责任公司碱沟煤矿改扩建方案设计第四章 地面生产系统 （选煤工艺）第一节 地面工艺布置一、煤质分析及产品方案1、物理性质和煤岩特征本区煤层物理性质基本相同，煤岩类型以亮煤及半亮煤为主，暗煤次之，镜煤和丝炭少量。光泽一般为沥青光泽，多呈带状结构，质硬性脆，比重较小，硬度中等。节理裂隙较发育，可见方解石沿裂隙充填。具贝壳状，参差状，阶梯状断口，易燃，燃烧时，焰长，烟浓，冒黑色黑红色烟，个别样品燃烧时发泡膨胀，含有少量焦油。（如 13-20孔全）。显微组分：凝胶化物质一般在 75%以上，主要为胶化基质体，镜煤、