资源开发利用方案-汇总

新疆乌鲁木齐环鹏有限责任公司矿业分公司二井田煤矿5号煤层矿产资源开发利用方案PAGE新疆煤炭设计研究院有限责任公司PAGE1212012年12月前言新疆乌鲁木齐环鹏有限责任公司矿业分公司二井田煤矿位于乌鲁木齐市南郊后峡西北部的山间盆地，北距乌鲁木齐市80km，南距巴伦台125km，216国道从矿井以东约l0km处通过，行政区划属乌鲁木齐县管辖。矿井始建于1978年，至今已生产20余年，采用平硐开拓，风井为斜井，一个水平上下山开采，持证生产能力0.15Mt/a，主要开采井田南部4、5号煤层。采煤方法为走向长壁悬移顶梁液压支架炮采放顶煤一次采全高采煤法。矿井核定生产能力为0.24Mt/a。2007年，新疆煤田地质局一五六煤田地质勘探队提交了《新疆乌鲁木齐县后峡二井田煤矿勘探报告》，该报告经新疆维吾尔自治区矿产储量评估中心评审后，由新疆维吾尔自治区国土资源厅备案。根据勘探报告分析，井田范围内资源储量丰富，煤层赋存稳定，开采技术条件简单。2008年，受环鹏公司委托，我院编制完成了《新疆乌鲁木齐环鹏有限责任公司矿业分公司二井田煤矿煤炭产业升级改造项目可行性研究报告》，改造后规模为0.9Mt/a。2012年，受环鹏公司委托，我院编制完成了《新疆乌鲁木齐环鹏有限责任公司矿业分公司二井田煤矿5号煤层开采方案设计》，但矿井采矿许可证开采范围底界标高为+2150m，而5号煤层可采范围大部位于+2150m水平以下。为保证矿井采区的正常接续此，受环鹏公司委托，我院根据生产矿井现状和地质勘探资料，编制完成了新疆乌鲁木齐环鹏有限责任公司矿业分公司二井田煤矿5号煤层的0.9Mt/a矿井的矿产资源开发利用方案。一、设计编制的依据1．新疆乌鲁木齐环鹏有限责任公司设计委托书。2．新疆煤田地质局一五六煤田地质勘探队2007年3月提交的《新疆乌鲁木齐县后峡二井田煤矿勘探报告》、自治区矿产资源储量评审中心“新国土资储评[2007]215号”评审意见书；新国土资储备字[2007]215号“关于《新疆乌鲁木齐县后峡二井田煤矿勘探报告》矿产资源储量评审备案证明”。3．国家有关煤炭项目建设的规程、规范，相关的法律法规、技术政策、和技术标准，主要有：《煤炭工业矿井设计规范》（GB50215-2005）、《煤矿安全规程》（2011）、《矿山救护规程》（AQ1008-2007）、《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》）（2002版）、《煤矿防治水规定》、《煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定》、《煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善基本规范（试行）》等。二、设计原则及指导思想1．认真总结国内外现代化矿井的建设经验，坚持走新型工业化道路，积极推进两个根本转变和综合、协调、可持续发展的科学发展观战略，以市场为导向，以效益为中心，与时俱进，开拓创新，将矿井建设成为高标准、高质量、高效率、高效益、洁净、和谐、安全，具有新疆特色和一流水平的现代化矿井。2．根据矿井煤层赋存和开采技术条件，推进技术进步，采用适于该矿井条件的先进技术和生产工艺，提高矿井开采的技术水平，促进矿井的标准化建设，以提高矿井资源回收率。3．贯彻安全生产的方针，提高机械化开采水平，实现合理集中生产，把煤矿建设成为安全、高效的矿井。三、主要技术经济指标1．井田东西宽1.14km，南北长约1.80km，面积约2.01km2。2．井田内共获得查明地质资源/储量51.3348Mt，其中探明的内蕴经济资源量（331）22.3099Mt，控制的内蕴经济资源量（332）19.3133Mt，推断的内蕴经济资源量（333）9.7116Mt。3．矿井开拓方式为平硐开拓；根据煤层赋存条件和开采技术条件，采用分层放顶煤采煤工艺。5．矿井通风方式为中央并列式，通风方法为机械抽出式。矿井总进风量59m3/s，选用2台FBCDZ№22/2×90防爆对旋轴流式风机，1台使用，1台备用。6．煤炭采用带式输送机连续运输方式；材料、设备等辅助运输采用轨道运输。7．电源：矿井地面供配电系统均已形成，5号煤层开采仅需对井下供配电系统进行改造。8．水源：矿井生产用水取自井下涌水，生活用水取自山间泉水。9．地面生产系统：地面设直径￠18m，容量7000t和原煤缓冲仓1个，容量均为7000t的成品煤仓和混煤仓各一个。11．全员工效：14.99t/工，全矿职工在籍人数按井上下岗位配备，在籍人数为270人。12．矿井现已有KJ66N煤矿安全监控装置一套，本次设计在原有的安全监控系统的基础上将井下采煤工作面部分的安全监控系统进行补充和修改，对矿井井下高、低浓度甲烷气体、一氧化碳、风速、空气温度、岩煤温度、顶板压力、空气压力等进行实时监测，并可通过网络实现与上级监管部门的通讯，实现煤矿安全监控分级管理，提高煤矿安全生产水平，达到井上下环境监测及灾害预防的目的。13．防灭火措施采用以黄泥灌浆、注氮为主，喷洒阻化剂等为辅的防灭火方法，在地面设制浆站和制氮车间。14．矿井达产时井巷总长度9377m，其中煤巷8270m，岩巷1107m；掘进总体积116043.4m3，其中煤巷97888.7m3，岩巷18154.7m3；万吨掘进率104.2m/1289.4m3。15．项目建设投资为25130.59万元，吨煤投资为279.23元/t，其中井巷工程7771.56万元，土建工程88.46万元，设备购置费4973.90万元，安装工程1321.32万元，其他工程和费用1557.08万元，工程预备费1571.23万元，原有投资7847.04万元。16．主要技术经济指标（1）原煤生产成本：103.35元/t；（2）年销售收入：18000万元；（3）年税后利润：6259.94万元；（4）年税金：522.22万元；（5）年所得税（生产期平均）2086.65万元。（6）投资财务内部收益率(%)(所得税后)：8.62%。（7）投资利润率：31.28%。（8）投资利税率：33.24%。四、存在的问题及建议1．工作面投产之前，必须对其上部及附近的采空区积水进行探放，对烧变岩裂隙水应高度重视，必须坚持有疑必探、先探后掘的原则。掘进时应密切注意观察探水巷中涌水量变化情况，并采取可靠的预防措施。2．建议在工作面投产前做好工作面生产人员的技术培训工作，掌握类似开采条件下的开采技术，必要时在工作面投产时请相关技术人员来矿指导。第一章井田概况与地质特征第一节井田概况一、交通位置新疆乌鲁木齐环鹏有限责任公司矿业分公司二井田煤矿位于乌鲁木齐市南郊后峡西北部的山间盆地，行政区划属乌鲁木齐县管辖。井田地理坐标：东经87°07′33″～87°08′44″；北纬43°17′13″～43°18′30″。井田东西宽1.14km，南北长约1.80km，面积约2.01km2，为不规则形状。中心点的地理坐标：东经87°07′54″；北纬43°17′59″。井田北距乌鲁木齐市80km，南距巴伦台125km，216国道从矿井以东约l0km处通过，矿井与后峡间有简易公路相通，交通方便。煤矿交通位置详见图1-1-1。二、地形地貌井田位于天山深处中高山松林环绕的山间小型盆地之中，地貌景观呈西北高东南低缓波状起伏的丘陵地。一般标高在+2300～+2400m。地表多为黄土及亚砂土覆盖，顶部有0.6m左右的腐植土。井田东部和北部有大片烧变岩和零星侏罗系地层出露。三、河流水系井田南侧有一条常年流水小溪，受高山融雪和松林小溪补给，自西北而东南汇入7km以外的乌鲁木齐河。年均流量8.73m3/s，最大流量290m3/s（1994.8）。井田以东7km有乌鲁木齐河自南向北流过，平均流量8.73m3/s，最大流量290m3/s（1994.8）。其水源为高山冰雪融化和泉水补给，大气降水对地表及地下水亦有一定的补给作用。四、气象及地震井田属大陆性高山气候，夏季凉爽多雨，冬季少雪。来自西部的干燥风和寒流被北面的高山所隔阻，从而使本区表现为明显的山间盆地型气候，年平均气温1.1℃左右，最低气温为-3l.2℃，最高气温27℃，年降水量450mm，年蒸发量961.9m，最大冻土深度为1.80m，全年风力一般不大，主要为山谷风，最大风速20m/s。根据《中国地震动参数区划图》（GB18306—2001），该区地震动峰值加速度为0.2g，地震动反应谱特征周期为0.45s。对应的地震基本烈度为Ⅷ度。环鹏二井田环鹏二井田图1-1-1煤矿交通位置五、现有水源、电源情况水源：矿井生产用水取自井下涌水，生活用水取自山间泉水。电源：矿井电源为后峡火电厂，电厂属乌鲁木齐环鹏有限公司下属企业。后峡现有两个电厂，老电厂装机容量3×3MW，新电厂装机容量2×25MW，出口电压为6.3kV。距本矿井直线距离约5km，可为本矿井提供供电电源。六、开采现状矿井始建于1978年，至今已生产20余年，采用平硐开拓，风井为斜井，一个水平上下山开采，持证生产能力0.15Mt/a，核定生产能力为54Mt/a。主要开采井田南部4号煤层。采煤方法为走向长壁悬移顶梁液压支架炮采放顶煤一次采全高采煤法。运输平硐：位于井田西南侧，垂直煤层走向在煤层底板岩石中，井口标高+2204.75m，至运输大巷处平硐长650m。净断面积13.78m2，料石砌碹支护，井筒内铺设双轨轨，轨型斜风井位于井田中部，北部采区的东南部，井筒净断面积为5.7m2，料石砌碹支护。担负全矿井的回风任务，设人行台阶和扶手，兼作矿井安全出口目前，井田4号煤层仅剩一个完整工作面，预计至2014年全部开采完毕，急需进行5号煤层的采区接续工程。七、矿区经济概况井田一带地处牧民冬季定居地，对外交往畅通无阻，生产生活物资购置方便，生产条件得天独厚。井田及后峡一带，以采煤业为主，是乌鲁木齐市的重要能源基地。后峡地区为一个多民族聚居的地区，人口约5万，除环鹏公司（原跃钢）外，主要以牧业为主。环鹏公司是该区内仅有的大型工业企业。目前有钢铁、煤炭、电力、水泥、电石及其它加工业。区域内比较有经济价值的野生植物资源主要有森林，野生动物主要为野兔、狐狸和狼等。水泥、砂石等建筑材料可就近取得，钢材等其他材料主要从乌鲁木齐市购买。第二节地质特征一、地质构造（一）矿区地层矿区属于伊林哈比尔干地层小区（Ⅰ51），区内发育的地层有古生代志留系、石炭系和二叠系，这些地层组成了本区山间凹陷的基底，在此基础上又沉积了中生代三叠系、侏罗系和新生代的第三系、第四系地层。（二）矿区构造矿区位于天山纬向构造带之准噶尔～北天山褶皱系的北天山优地槽褶皱带，该褶皱带北与东北、西南准噶尔褶皱带和准噶尔坳陷接壤，南由博罗科努～阿其克库都克超岩石圈断裂为界，呈近东西向展布，向西与俄罗斯准噶尔阿拉套相连，向东进入甘肃、蒙古境内，长约1300km，南北宽约200km，是一个典型的华力西优地槽褶皱带。矿区以华力西旋回为主旋回，开始于早泥盆世，结束于早二叠世，自三叠纪开始进入中新生代形成了巨厚的山前坳陷和山间坳陷沉积层，从这时开始，坳陷区进入了中新生代构造发展阶段，大致可分为五个构造层：印支构造层，早晚燕山构造层，早、晚喜山构造层。各构造层形成不同的沉积建造。到了喜山运动晚期，构造运动强烈，尤以上新世至中更新世以来，山体急剧上升，断裂复活，古生代地层推覆于中新生代地层之上，从而奠定了现代北天山高山深谷的雄伟地貌景观。矿区构造形态受深断裂控制，主要深断裂有博罗科努～阿其克库都克深断裂，准噶尔南缘深断裂和吐～哈坳陷中央深断裂，以及许多次一级的中小断裂。该褶皱带进一步划分为八个三级构造单元，即由五个复背斜和三个坳陷组成，它们是阿拉套复背斜，博格达复背斜，喀尔力克复背斜，依连哈比尔尕复背斜和觉洛塔格复背斜，以及乌鲁木齐山前坳陷、吐鲁番～哈密坳陷和博东山间拗陷等和许多次一级的中小向斜、背斜，而本区则位于天山北麓依连哈尔尕复背斜一个地堑盆地的西北部，四周被喷发岩所环绕。（三）井田地层井田内出露和钻孔揭露的地层自下而上有：侏罗系中统西山窑组、第三系和第四系，由下至上分述如下：1．侏罗系中统西山窑组（J2x）该组为井田内的含煤地层，在井田东北角有零星出露。据钻探揭露，岩性为灰绿色、灰白色砂岩、粉砂岩夹灰黑色泥岩、炭质泥岩和煤层，富含银杏属化石。本组地层钻探揭露不全，可见厚度325m。共含煤6层（自上而下编为1～6号），平均厚度为67.60m。与上覆第三系呈角度不整合接触。2．第三系上新统～渐新统昌吉河群（E3—Nch）岩性为棕红、浅红色砾岩夹砂质泥岩，据钻探揭露，平均厚度35.12m。与上覆第四系呈角度不整合接触。3．第四系（Q）主要为灰黑色松散砾石、砂及灰黄色粉砂质粘土，平均厚7.44m。大部分地区顶部有0.6m厚度的腐植质土层。此外在井田西南角有零星三工河组地层出露，为棕黄色粉砂质和细砂质岩石。（四）井田构造1．褶皱井田位于m1向斜北翼。m1向斜两翼地层均由侏罗系含煤地层组成。南翼倒转，仅分布于井田外西南，地层倾角一般为60°～70°，局部直立，倾向南西。向斜轴走向近东西向（320°），向斜北翼地层覆盖全井田，地层产状平缓，倾角一般8°～18°。2．断裂井田内无断裂构造发育。二、煤层及煤质（一）煤层井田内侏罗系中统西山窑组（J2x）含煤6层，控制的地层平均厚约409.95m。自上而下编号为1～6号，分层达13～35层，其中可采、局部可采及零星可采、不可采煤层6层（由浅到深编号依次为1、2、3、4、5、6上、6下、），稳定～较稳定煤层3层（即3、4、5号煤层）。煤层平均总厚度67.60m，含煤系数约16.49%。煤层特征见表1-2-1。井田内发育的6层煤层中，1、6号煤层见煤点少，6号煤层不可采，1号煤层局部可采；2、3号煤层全区大部火烧、4号煤层虽局部火烧，但见煤点均可采；5号煤层最稳定。煤层总厚平均67.60m，可采厚度平均40.64m。井田内较稳定煤层3层为3、4、5号煤层。分述如下：3号煤：特厚煤层，层位较稳定，为大部可采煤层。煤层由南至北逐渐增厚；煤层夹矸由北至南逐渐增厚，并分叉为数个分层（B-2、B-3孔）。煤层顶、底板均为粉砂岩；井田内浅部煤层大部火烧；结构较复杂，夹矸1～9层。与下伏之可采煤层4煤层间距一般为18.57～47.71m，平均为29.58m。4号煤：特厚煤层，层位较稳定，为全区可采煤层。井田内煤层厚度由西南向东北逐渐增厚，结构也随之变的复杂、逐渐发生分叉现象。顶板以粉砂岩为主，底板多为粉砂岩及炭质泥岩；井田浅部煤层大部火烧；结构较复杂～复杂，夹矸4～9层。与下伏之可采煤层5煤层间距一般为26.12～81.0m，平均为70.76m。5号煤：特厚煤层，层位较稳定，为全区可采煤层。井田内煤层厚度及结构基本稳定，无大的变化。顶、底板岩性均为粉砂岩；井田浅部煤层大部火烧；结构简单～复杂，夹矸0～8层。表1-2-1煤层特征表煤层号煤层总厚有益厚度可采煤层厚度平均值煤层间距夹矸数结构稳定性及控制程度两极值平均值两极值平均值两极值平均值10.15～2.911.26（4）0.15-2.011.03（4）0.8～1.160.98（2）53.46-59.556.82（3）0～2简单4个孔见煤，2个孔不可采。21.05～2.631.63（3）1.05～2.631.63（3）1.05～2.631.63（3）0简单3个孔见煤，全部可采。40.0-54.7947.40（2）39.83～35.0516.61（8）5.81～14.757.88（8）4.02～14.758.07（8）1～9简单～复杂7个孔见煤，全部可采。一个巷道点，较稳定。18.57～47.7129.58（8）412.31～20.0315.69（8）11.10～14.7413.49（8）11.10～14.1212.87（8）4～9简单～复杂8个孔见煤，全部可采。较稳定。26.12～81.070.76（10）516.33～25.6217.98（12）14.38～18.2016.48（12）13.65～18.2016.21（12）0～8简单～复杂12个孔控制，全部可采。较稳定。0～35.9435.94（1）6上0～1.111.11（1）0～1.111.11（1）0～0.460.46（1）0～3简单～复杂1个钻孔控制，不可采，不稳定。0～40.3140.31（1）6下0～0.240.24（1）0～0.240.24（1）0～0.240.24（1））0简单1个钻孔控制，不可采，不稳定。（二）煤质1．物理性质井田3、4、5号煤层为高等植物形成的腐植煤，多为块状，其颜色为黑色、深黑色，条痕为黑色、褐黑色，光泽为弱玻璃光泽或油脂光泽，硬度一般为3左右，参差状或贝壳状断口，条带状结构，层状结构，简易燃烧试验：煤易燃、烟浓、焰长，有熔融或膨胀的现象。2．化学性质（1）各煤层原煤工业分析井田内各煤层原煤水分（Mad）含量较低，一般平均值为2.28%～3.70%，灰分（Ad）产率一般为6.09%～13.94%，属特低灰～低灰煤，挥发分（Vdaf）产率一般为35.56%～41.31%，属中高～高挥发分煤。各煤层原煤工业分析两极/值平均值分析见表1-2-2。表1-2-2各煤层原煤工业分析两极/值平均值分析表煤层编号化验项目34下5Mad（%）2.07-6.903.70（4）2.04-5.322.98（10）1.67-2.902.28（10）Ad（%）9.37-22.1713.94（4）8.88-22.4712.53（10）3.85-12.146.09（10）Vdaf（%）37.32-40.3138.85（4）37.99-47.0041.31（10）33.52-36.8335.56（10）（2）各煤层元素分析井田内各煤层为低变质烟煤，煤类主要为长焰煤、不粘煤、弱粘煤（42CY、31BN、32RN），一般碳含量为57.66%～83.55%，氢含量为4.93%～5.27%，氮含量1.02%～1.13%，氧加硫含量为10.29%～11.03%，各煤层同一元素的含量都较接近，且都在我国相同煤类的变化范围之内。各煤层精煤元素分析两极值/平均值分析见表1-2-3。表1-2-3各煤层精煤元素分析两极值/平均值分析表化验项目煤层编号Cdaf（%）Hdaf（%）Ndaf（%）（O+S）daf（%）332.35-82.9657.66（2）5.18-5.195.19（2）1.02-1.241.13（2）10.61-11.4511.03（2）482.41-83.5782.87（4）5.15-5.415.27（4）0.96-1.131.02（4）10.13-11.3210.84（4）583.39-83.8583.55（5）4.77-5.094.93（5）0.82-1.901.10（5）9.28-10.8210.29（5）（3）各煤层有害组分硫、磷、氟、氯、砷井田内各煤层原煤全硫（St.d）含量一般为0.27%～0.64%，属特低硫～低硫，经测试各种形态硫均以有机硫为主，硫化铁硫次之，硫酸盐硫含量甚微；磷（Pd）含量一般为0.010%～0.039%，属特低磷～低磷分煤；氯含量为0.00%～0.005%，属特低氯～低氯煤；砷含量为3.29～4.52ug/g，一般均较低，是酿造和食品工业的较好燃料。各煤层有害组分硫、磷、氟、氯、砷两极值/平均值分析见表1-2-4。表1-2-4各煤层有害组分硫、磷、氟、氯、砷两极值/平均值分析表煤层编号化验项目St.d（%）Pd（%）Clad（%）As.ad（ug/g）30.33-0.860.62（3）0.023-0.0320.026（3）40.35-1.520.64（9）0.034-0.0550.039（6）0.000.00（1）4.524.52（1）50.10-0.490.27（9）0.0024-0.01780.010（7）0-0.010.005（1）1.57-53.29（2）3．煤类矿井3、4、5号煤层煤类为长焰煤（41CY）～弱粘煤（32RN）。4．煤的工业用途评价井田内3、4、5号煤层属低变质烟煤，其变质阶段为（0～Ⅰ）阶段，煤的类别为长焰煤（41CY）～弱粘煤（32RN），煤质为特低至低灰、属中高～高挥发分煤、特低硫～低硫、特低磷～低磷分煤、高热值～特高热值煤、富油至高油、低熔灰分的煤。是较好的火力发电用煤及良好的工业锅炉和民用之燃料，由于有害元素含量较低，也是酿造和食品工业的较好燃料。三、开采技术条件（一）煤层顶底板岩性根据地质报告提供资料，4号煤层顶板发育为直接顶或老顶，底板多存在伪底。5号煤层顶、底板，伪顶、直接顶或老顶均有发育，多存在伪底。4号煤层顶板：粗～中～细砂岩类。自然块体天然容重2.5～2.63g/cm3，平均值2.56g/cm3；吸水率2.38%～2.93%，平均值2.74%；天然状态下抗剪强度5.9～8.1Mpa，平均值7Mpa；天然状态抗拉强度3.6Mpa；饱和状态下单轴抗压强度14.4～23.3Mpa，平均值18.85Mpa<29.42Mpa，为不稳定型顶板；软化系数0.33～0.77，平均值为0.51＜0.75，岩石质量等级为易软化的较软岩石。4号煤层顶板导水裂隙带最大高度为66.13m。4号煤层底板：粗、细砂岩，砂砾岩类。自然块体天然容重2.51～2.61g/cm3，平均值2.57g/cm3；吸水率1.44%～2.48%，平均值2.01%；天然状态下抗剪强度6.4～7.5Mpa，平均值6.95Mpa；天然状态抗拉强度3.2Mpa；饱和状态下单轴抗压强度24.6～31.2Mpa，平均值27.9Mpa；软化系数0.26～0.52，平均值为0.37＜0.75，岩石质量等级为易软化的较软岩石。5号煤层顶板：粉、细砂岩类。自然块体天然容重2.51～2.62g/cm3，平均值2.56g/cm3；吸水率1.04%～1.78%，平均值1.35%；天然状态下抗剪强度7.5～13.4Mpa，平均值9.9Mpa；天然状态抗拉强度3.2～3.4Mpa，平均值3.3Mpa；饱和状态下单轴抗压强度10.6～27.1Mpa，平均值20.83Mpa<29.42Mpa，为不稳定型顶板；软化系数0.34～0.6，平均值为0.48＜0.75，岩石质量等级为易软化的较软岩石。5号煤层顶板导水裂隙带最大高度为235.1m。5号煤层底板：粉、细砂岩类。自然块体天然容重2.52～2.64g/cm3，平均值2.60g/cm3；吸水率1.34%～1.84%，平均值1.59%；天然状态下抗剪强度8.5～12.5Mpa，平均值9.87Mpa；天然状态抗拉强度2.1～3.4Mpa，平均值2.75Mpa；饱和状态下单轴抗压强度19.2～35.2Mpa，平均值20.07Mpa；软化系数0.48～0.61，平均值为0.53＜0.75，岩石质量等级为易软化的较软岩石。（二）瓦斯、煤尘和煤的自然1．瓦斯根据乌鲁木齐市环鹏有限公司矿业分公司后峡二井田煤矿《瓦斯等级鉴定和二氧化碳涌出量鉴定》结果，矿井瓦斯相对涌出量为1.27m3/t，绝对涌出量为0.55m3/min，二氧化碳相对涌出量为1.45m3/t，绝对涌出量为0.62m3/min；鉴定结果该矿属低瓦斯矿井。2．煤尘爆炸性根据地质报告提供资料，井田内3、4、5号煤层火焰长度均大于500mm，岩粉量为50%～55%，均有爆炸性危险。3．煤的自燃倾向据地质报告提供资料：煤的自燃倾向性属于易自燃、不易自燃。4、5号煤层着火点分析见表1-2-5。表1-2-54、5号煤层着火点分析表煤层号氧化样（T℃）原样（T℃）还原样（T℃）△T℃结论433134235524不易自燃533834335517不易自燃5（组合）26529930237易自燃据乌鲁木齐后峡二井田煤矿提供资料：该矿从未发生过煤的自燃，根据实际经验煤层自燃发火期为6个月。4．地温根据地质报告提供，矿井属地温正常区,地温梯度小于3°C/100m。四、水文地质条件1．矿区水文地质概况矿区位于天山北麓复背斜带一个地堑盆地的西北部，发源于后峡‘一号冰川’的乌鲁木齐河是区域地下水的主要补给源，其地表径流流经区域西北部,切割含煤岩系，对煤系地下水具补给作用,其平均流量8.73m3/s，最大流量290m3/s。其次，大气降水对区域地表及地下水亦有一定的补给作用，年均降水量450mm，年均蒸发量961.9mm，雨季主要集中在6～9月，即丰水期。含煤岩系在盆地边缘有裸露部位，接受大气降水的补给，地下水自西北向东南运移，以泉的形式泄出，全区共见6处常流泉，2处间歇泉，最终汇集成溪流，最大流量36L/s，最小流量15L/s。依据地层构造、含水空间及富水性、补径排特征，划分区域水文地质分区为：（1）古生代石炭统变质砂岩、硬砂岩及硅质岩、砂砾岩、火山碎屑岩系孔隙、裂隙水水文地质分区。（2）中生代侏罗统砂砾岩、粗、中砂岩、碎屑岩孔隙、裂隙水水文地质分区。总体水化学类型属重碳酸盐—钙、镁型水。其地下水补、径、排条件佳。2．井田水文地质概况井田属第Ⅱ水文地质分区，区内无常年地表径流。二井田煤矿主平硐（采4号煤）+2204m水平，水流藉以5‰坡度而泄出，汇入乌鲁木齐河，其排泄量丰水期Q＝2569.44m3/d，枯水期Q＝1881.36m3/d。井田地面标高在+2300～+2400m之间，为中高山区，地表坡度约83‰；属大陆性高山气候，夏季凉爽多雨，冬季少雪，来自西北部的干燥风和寒流被北面高山所阻隔，从而使本区表现为明显的山间盆地气候。地下水交替迅速，然地下水受控于地形地貌、区域自然地理条件，单位涌水量q=0.00169～0.00531/s.m，井田含水层均为均属于弱富水性量级。3．井田含（隔）水层特征井田内含（隔）水层划分见表1-2-6。表1-2-6含（隔）水层划分一览表所属地层时代含（隔）水层名称QT1第四系松散岩类（Q2pl+Q4apl）孔隙透水不含水层（E3－N）chⅠ第三系上新统～渐新统昌吉河群{（E3－N）ch}含（隔）水层J2xⅡ中侏罗统西山窑组（J2x）含（隔）水层层（1）第四系松散岩类（Q2pl+Q4apl）孔隙透水不含水层（T1）。全井田分布，其上部为腐殖土，中、下部为砂砾石层，地层厚0～27.98m。松散、无胶结，位于地下水位之上，为透水不含水层。（2）第三系上新统～渐新统昌吉河群{（E3－N1）ch}含（隔）水层（Ⅰ）主要隐伏展布于勘探区中部，厚度为0～55.36m。上部、中上部岩性为胶结松散的砾岩，位于地下水位以上，为透水不含水层（Ⅰ-T1）。下部为泥岩，为相对隔水层（Ⅰ-G1）。（3）中侏罗统西山窑组（J2x）含（隔）水层（Ⅱ）。由于该段岩性组合复杂，无法对该段单独划分含隔水层。故针对主采煤层段含水层及其中的隔水介质进行论述。含水层主要为中侏罗统西山窑组，4号煤层上部和5号煤层下部有粗粒相，其中也发育有厚度较稳定的细砂岩、泥岩等细粒相，具有相对隔水作用，可视为隔水层。煤层不含水。a．中侏罗统西山窑组（J2x）含水层（Ⅱ-H）。中侏罗统西山窑组上部静水位线以下至5号煤层粗粒相承压裂隙含水层（Ⅱ-H1）：岩性为粗砂岩、砂砾岩，砾径0.01～0.02m，灰白色粗粒结构所构成的含水层，全区分布，平均厚度72.13m。3-2、B-3孔枯水期所做抽水试验q＝0.00169～0.0021L/s.m，弱富水性，属HCO3··－Na·Mg型水。中侏罗统西山窑组5号煤层以下裂隙承压含水层（Ⅱ-H2）：岩性以灰白色粗砂岩为主，夹有细砂岩，具节理粉砂岩薄层。2′-1号孔揭露全层厚度69.86m，其余钻孔均未全层揭露，2′-1孔枯水期所做抽水试验q＝0.0053L/s.m，弱富水性，属HCO3-Na型水。b．中侏罗统西山窑组（J2x）中的隔水层（Ⅱ-G）（Ⅱ-H1）含水层顶部隔水介质平均厚26.8m,岩性以粉砂岩为主，为相对隔水层（Ⅱ-G1）；（Ⅱ-H1）含水层底部有较稳定的粉砂岩及泥岩，平均厚15.21m，为相对隔水层（Ⅱ-G2）；（Ⅱ-H2）含水层顶部及底部中间均有较稳定的粉砂岩，与（Ⅱ-H1）含水层的水力联系较差，可视为相对隔水层（Ⅱ-G3）。4．水文地质类型矿井水文地质类型为裂隙类中等型。5．矿井充水因素分析（1）生产井充水因素矿井充水水源来自大气降水的补给和7～8月份的雨水与西部山区融雪水的补给。由具节理的巨厚层状粉砂岩和巨厚层状裂隙发育的粗砂岩、砂砾岩及煤层的内生裂隙等均构成渗入性充水通道。另外，井田西部的塌陷坑也是构成矿坑涌水的重要通道。（2）对矿井充水影响较大的因素①地形：煤矿范围地表地形总体表现为西高东低，地表均被厚2～20m的弱透水的黄土所覆盖，地表坡度不大，植被较发育，因此有利于大气降水的渗入补给。②岩石类型：煤层中内生节理发育，岩层中裂隙发育。开采中直接破坏此段岩组，造成其所含水渗入矿坑。③大气降水：大气降水直接渗入地下的有利部位仅限于采空塌陷地段。综上所述：煤层及上部粗碎岩中的地下水是矿床充水的主要水源，补给量取决于入渗量的充沛程度及裂隙网络的贯通性能。5．地表水与地下水的关系在雨期或冰雪融化期间形成的水流，该水流通过裂隙带或塌陷坑补给地下水，成为该区地下水的重要补给。6．矿井涌水量设计对火烧区积水采取“先探放，后生产”的原则，在建井期间将火烧区内积水全部探放排出，因此生产期间对矿井涌水量的预测不含火烧区积水量。1．大井法预测根据地质报告，利用大井法预算矿井5号煤层开采水平（+2046m水平以上时）的涌水量，计算公式如下：Q＝式中Q－拟建新井的涌水量（m3/d）；K－渗透系数（m/d），取0.00988；H－承压水从井底算起的水头高度（m），取292.48；M－承压含水层厚度（m），取74.47；r0=（F÷π）1/2＝（1604780÷3.14）1/2＝714.9R0－引用影响半径（m），R0＝r0+R，R＝。疏干后S＝H＝370.68m，R＝=994.4m。R0＝r0+R=714.9+994.4=1709.3。涌水量Q＝1.366×0.00988×=1355.27m3/d根据GB8170—87《数值修约规则》将大井法计算的结果修约为1360m3/d（56.7m3/h）。2．比拟法井田目前开采4号煤层，生产能力为0.24Mt/a，矿井正常用水量为1680m3/d，最大用水量为3079.2m3/d。采用的比拟法公式：Q＝Q1（S/S1）式中：Q：5号煤层涌水量（m3/h）Q1：现有生产矿井涌水量（m3/h）S：5号煤层水位降深（m）S1：现有生产矿井水位降深（m）矿井5号煤层投产后：Q正常＝Q1（S/S1）=1680×（292.48/188.48）=2607.0m3/dQ最大＝Q1（S/S1）=3079.2×（292.48/188.48）=4778.2m3/d比拟法，是按现有生产矿井的涌水量为基础进行的推算，更据说服力，且预算结果大于“大井法”预算成果，因此，建议采用比拟法预算求得的涌水量：Q正常为2607.0m3/d（108.6m3/h），Q最大为4778.2m3/d（199.1m3/h）。（八）水文地质类型及其复杂程度根据《煤矿防治水规定》，本矿井水文地质类型分析如下：1．含水层性质及补给条件：井田内仅有1个含水层，为中侏罗统西山窑组含水层。该含水层为弱富水性。因中侏罗统西山窑组中的隔水层和第三系上新统～渐新统昌吉河群隔水层的隔水作用，使得上下各含水层的水力联系不密切。据此分析矿井水文地质类型为简单。2．单位涌水量：根据地质资料，本矿井单位涌水量为0.00988L/s·m<0.199L/s·m，据此分析矿井水文地质类型为简单。3．矿井周边老空水分布状况：井田浅部3、4号煤层已采空，形成大面积采空区，采空区的位置、范围清楚，据此分析矿井水文地质类型为简单。4．矿井涌水量：根据矿井涌水量预算结果，矿井5号煤层开采时正常涌水量值为108.6m3/h，最大涌水量约为199.1m3/h，据此分析矿井水文地质类型为中等。5．开采受水害影响程度：矿井运输平硐和斜风井均位于井田东部，5号煤层大巷位于井田西部边界，均与采空区和火烧区不发生关系，因此不受影响。据此分析矿井水文地质类型为简单。6．突水量：根据本矿突水的可能性分析及突水强度预计，初步分析估算采空区积水仅能引发小型突水，单点突水强度在90m3/h以下。只要做好对采空区积水的积极疏放、长期观测，开采前必须先将浅部采空区和火烧区积水疏排干净，消除采空区和火烧区积水突出危险。据此分析矿井水文地质类型为中等。7．防治水工作难易程度：主要采掘工程受水害影响较小，矿井后期须增加对老空区积水的探放措施，因此防治水工作较简单，据此分析矿井水文地质类型为中等。综上所述，按分类依据就高不就低的原则，确定本矿井水文地质类型为中等。矿井投产后，应根据《煤矿防治水规定》第十三条的要求，每3年对矿井水文地质类型进行重新确定。五、其他有益矿产井田内4、5号煤层中微量元素的含量，镓（Ga.d）为0.57～3.40g/t，锗（Ge.d）为1～1.49g/t，因其含量甚微，无开采价值。六、井田勘探程度及资源/储量1．勘探程度新疆煤田地质局一五六煤田地质勘探队编制的《新疆托克逊县马兰煤矿勘探报告》基本查明了井田区域构造位置和井田内的构造形态，评价了构造复杂程度；基本查明了井田内含煤地层时代、层序、含煤性和岩性组合；初步查明了井田内的可采煤层层数、层位、厚度、结构和煤层稳定性；初步查明了可采煤层的煤质特征及变化规律，确定了煤类，评价了煤的工业用途；初步查明了井田内含水层的岩性、厚度、埋藏条件和水文地质特征；初步查明了矿井充水因素；对井田内主要开采煤层顶底板工程地质特征、瓦斯、煤尘、煤的自燃倾向作了定性或定量的分析。提供了满足矿井设计规模的储量，满足0.9Mt/a矿井的建设的需要。2．资源/储量《新疆乌鲁木齐县后峡二井田煤矿勘探报告》经新疆矿产储量评估中心评审，取得“新国土资储评[2007]215号《新疆乌鲁木齐县后峡二井田煤矿勘探报告》矿产资源储量的评审意见书”，新疆维吾尔自治区国土资源厅出据了“新国土资储备[2007]215号关于《新疆乌鲁木齐县后峡二井田煤矿勘探报告》矿产资源储量评审备案证明”。根据《新疆乌鲁木齐县后峡二井田煤矿勘探报告》，井田内共获得查明地质资源/储量51.3348Mt，其中探明的内蕴经济资源量（331）22.3099Mt，控制的内蕴经济资源量（332）19.3133Mt，推断的内蕴经济资源量（333）9.7116Mt。第二章市场预测第一节产品市场供应预测新疆地域辽阔，煤炭资源丰富。新疆煤炭资源主要分布在准噶尔盆地和天山山间盆地内，塔里木盆地北缘也有部分资源，其他地区很少或零星分布。新疆煤炭资源主要分布在新疆的北部和东部，南疆四地州（阿克苏、喀什、克州、和田）的煤炭资源主要分布于阿克苏地区。探明资源/储量主要分布在乌鲁木齐、昌吉州、伊宁、哈密等北疆和东疆地区，南疆探明资源/储量相对较少。煤炭资源主要集中在准东煤田、准南煤田、伊宁煤田、吐鲁番煤田、哈密煤田、托克逊煤田、托里—和什托洛盖煤田、库车—拜城煤田等。新疆煤类较齐全，多以中低变质的长焰煤、不粘结煤和弱粘结煤为主，其次为中变质的气煤、肥煤和焦煤，高变质烟煤和无烟煤以及褐煤仅在个别矿点有分布，而且储量很有限。新疆的预测煤炭资源总量为2.19万亿吨（深度2000m以内），占全国预测资源总量的40%，居全国首位。已探明资源量分布相对集中，煤炭资源集中分布在准噶尔、吐哈－巴里坤、西天山、塔里木北缘等4个产煤区。在相对独立的12个煤田中，准东、吐哈、伊宁煤田为3个大于3000亿吨的超级煤田，其中吐哈煤田大于5000亿吨，属世界级大煤田。准南、和什托洛盖、三塘湖3个煤田大于1000亿吨。原统配煤矿分布在乌鲁木齐河东矿区、哈密三道岭矿区和艾维尔沟矿区，地方国有煤矿主要分布在产煤大县煤炭资源相对集中的地方，乡镇集体和私营煤矿在全疆各地的煤田和煤矿点均有分布。这些煤矿的开采深度一般100～400m，乡镇煤矿一般采深100～00m。第二节产品市场需求预测随着国家西部大开发战略的实施，新疆的经济发展必将有一个大的飞跃，而能源在西部大开发中占有非常重要的战略地位，并随着地区经济的发展逐渐显露出来。煤炭作为主体能源，随着乌市经济快速发展对煤炭的需求量必然增加。本矿位于乌鲁木齐后峡矿区，目前该矿区有一处生产矿井（本矿）和两处在建矿井。后峡矿区用煤大户为环鹏有限责任公司电厂和电石厂，预计至2015年共需动力煤0.5Mt左右。除此之外，矿区每年向后峡及乌鲁木齐周边民用及南疆地区提供动力煤0.5Mt以上。第三节产品目标市场分析环鹏公司旗下共有两个煤矿，二井田煤矿和四井田煤矿。二井田煤矿煤质为长焰煤（41CY）～弱粘煤（32RN），四井田煤矿煤质为45QM～1/3JM。四井田煤矿生产的原煤主要供给环鹏电石厂和八钢的焦化厂，二井田煤矿生产的原煤主要供应环鹏公司电厂，其次供应南疆地区和周边地区民用。环鹏公司电厂位于乌鲁木齐市南部76公里216国道对面，乌鲁木齐河西岸处，占地面积5.816公顷，为后峡地区唯一的自备发电厂。后峡电厂于1959年建立，当年正值大跃进、大炼钢铁年代，为响应国家的号召，根据原兵团工交部的规划。充分利用后峡地区的资源优势，建立起自备电厂。在这非常困难的时期，后峡电厂白手起家，开始了第一期工程建设，安装了第一台1500MW发电机组。并于1960年7月1日正式发电，随之第二台机组又相继建设竣工发电，第二期

工程在1967年至1974年间又建设安装了两台容量为1500MW苏联机组和三台10T苏联锅炉，84年至85年随着生产发展的需要，拆除了两台苏联卫国战争时期的1500MW机组，安装了两台3000MW机组，并改造了两台苏联锅炉。同时拆除了其中一台10T锅炉，建成20T的链条炉。85年-96年第三期工程开始建设，分别安装了两台3000MW机组和两台20T锅炉。1996年元旦自治区原党委书记王乐泉、副书记张文岳、自治区副主席张云川等自治区领导和乌鲁木齐市领导亲临跃钢现场办公，决定后峡电厂扩建2×2.5万千瓦机组，利用矿山等资源优势，集中开发煤炭、发展电力，扩大电石硅铁等高能耗产品的生产。1996年7月1日奠基，1996年10月30日破土动工，由新疆电力设计院设计，乌鲁木齐市第三建筑工程公司承建土建工程。1997年11月15日由新疆电力安装公司投入设备安装。两台机组和两台130T锅炉分别于1998年12月15日和1999年5月22日相继投产。随即，在原有生产基础上，后峡电厂于2009年又建设安装了两台3万MW机组，一台1.2万MW机组，两台180T循环流化床锅炉。现如今，后峡电厂装机总容量12.2万MW，年产发电量为7.3亿千瓦时。电厂每年需消耗动力煤45万吨左右，是二井田煤矿的固定市场，预计至2015年，电厂需煤量还将进一步增大。后峡及乌鲁木齐周边地区民用煤市场也是二井田煤矿的主要市场之一，二井田煤矿生产的原煤在满足电厂需要和周边民用煤市场外，还可向南疆缺煤地区供应。因此，二井田煤矿市场较稳定，市场带来的风险较小。第四节价格现状与预测2012年，煤炭价格总体上仍将保持适度上扬趋势。这既有一定的必然性，也有其合理性。主要是，随着国家推进煤炭市场化改革，鼓励供需双方根据市场供求关系自主协商定价，原来长期偏低的优质电煤重点合同价格，必然按照供求关系和稀缺程度向市场价格靠拢。同时，近两年来国家集中调整煤炭产业政策，政策性增支因素较多，政策性增支集中出台，成本面临急剧上升压力。近几年，随着补还安全欠账、提高技术装备水平等，煤炭生产成本增长较快。目前，还有一大批已经出台或正在酝酿出台的政策性增支因素。如，资源税由0.3～1.2元/吨，提高到2.50～4.00元/吨；资源补偿费由销售收入的1%提高到3%～6%；煤炭资源价款平均6元/吨；提取安全费用20～30元/吨；提高入井津贴、建立工伤保险制度、采煤沉陷区治理和棚户区改造、征收未利用采煤沉陷土地使用税、排污费等。上述政策全部实施，将增加成本，从促进可持续发展看，这些政策都是必要的，但过于集中实施，将导致煤炭成本急剧上升。煤炭生产成本大幅上升，也必然推动煤炭价格上扬。我国煤炭资源利用效率和能源转化效率低，如目前火电发电煤耗较世界先进水平高出20%左右。适度提高煤炭价格，有利于促进用煤行业结构调整与节能技术进步，有利于实现节能减排目标。本项目开采井田内煤种为长焰煤（41CY）～弱粘煤（32RN），各煤层煤质变化较小，灰份低，发热量高，有害元素含量低，是优质的火力发电煤，也可做工业锅炉用煤及民用煤。二井田煤矿现为54万吨/年生产矿井，目前原煤的市场综合销售价格为200元/t。随着部分不符合安全生产条件的小井退出煤炭生产市场，行业安全管理逐步走向规范，恶意破坏或搅乱煤炭销售市场的行为将会越来越少。煤炭售价将会在一定程度上有所回升，根据预计2015年本矿井煤炭平均售价可达265元/吨。第五节市场预测分析结论煤炭企业的市场风险来源于煤炭产品的销售和价格，而价格由市场供需关系决定。本矿井开采煤层煤质优良，煤炭销售市场固定，拥有稳定的煤炭用户，从目前煤炭供需关系来看，这一风险较小。从矿山的自身的开采技术条件和煤层埋藏条件来看，该矿煤炭资源量丰富，煤层赋存条件和开采技术条件均比较简单，预计煤矿建成后经济效益良好；因此这一风险也较小。综上所述，在国家以经济建设为中心，大力进行经济发展和西部大开发的社会环境下，矿山的开发建设必将获得较好的经济效益和社会效益。因此该矿未来市场风险较小。第三章井田开拓第一节井田境界及储量一、井田境界依据自治区国土资源厅2012年8月3日核发的采矿许可证（证号：6500000612663），新疆乌鲁木齐环鹏有限公司矿业分公司二井田煤矿井田境界拐点坐标见表2-1-1。表2-1-1矿区范围拐点坐标表点号X（m）Y（m）14797089295102222479708929511315347954122951107644794815295118155479470229511728647952502951105374794764295109848479547929510222井田东西宽1.14km，南北长约1.80km，面积约2.01km2，可采范围底界标高为+2150m。二、矿井资源/储量（一）矿井地质资源/储量根据新疆维吾尔自治区矿产资源储量评审中心“新国土资储评[2007]215号”《新疆乌鲁木齐县后峡二井田煤矿勘探报告》评审意见书，井田内批准的资源/储量（331）+（332）+（333）共51.3348Mt，其中探明的内蕴经济资源量（331）22.3099Mt，控制的内蕴经济资源量（332）19.3133Mt，推断的内蕴经济资源量（333）9.7116Mt，（331）资源量占总资源量的43.46%，（331）+（332）资源量占总资源量的81.08%。各煤层储量/资源量估算汇总表见表2-1-2。表2-1-2各煤层储量/资源量估算汇总表单位：Mt煤层编号储量/资源量（331）（332）（333）小计32.44452.45452.30347.202447.69012.40541.630411.7259512.175314.45345.777832.4065总计22.309919.31339.711651.3348（二）5号煤层资源量（1）5号煤层资源/储量5号煤层井田内批准的资源/储量（331）+（332）+（333）共32.4065Mt，其中探明的内蕴经济资源量（331）12.1753Mt，控制的内蕴经济资源量（332）14.4534Mt，推断的内蕴经济资源量（333）5.7778Mt。详见表2-2-1表2-2-15号煤层地质资源量汇总表单位：Mt煤层(331)(332)(333)地质储量(331+332+333)备注5号煤层12.175314.45345.777832.4065（2）矿井工业资源/储量根据《煤炭工业矿井设计规范》（GB50215-2005）的规定：＝（331）+（332）+（333）×k注：k－可信度系数，取0.7～0.9。地质构造简单、煤层赋存稳定的矿井，k值取0.9；地质构造复杂、煤层赋存不稳定的矿井，k值取0.7。根据地质报告提供资料分析，井田的地质构造属简单类型，井田内主要可采煤层的赋存较稳定，但矿井（333）资源量约占矿井地质资源量的17.8%，比例较小，故综合考虑以上因素可信度系数k取0.9。设计工业资源/储量＝地质资源量－已经开采的资源量－推断的内蕴经济资源量（333）×0.2（可信度取0.8）。经计算工业资源/储量为31.251Mt。详见工业资源/储量汇总表2-2-2。表2-2-25号煤层工业资源量汇总表单位：Mt煤层(331)(332)(333)矿井已经开采的资源量合计(333×0.2)工业资源/储量5号煤层12.175314.45345.7778032.40651.1555631.2515号煤层设计资源/储量是指5号煤层工业资源/储量减去设计计算的断层煤柱、防水煤柱和井田境界煤柱等永久保护煤柱损失量后的资源/储量。5号煤层设计资源/储量＝5号煤层工业储量-井田边界煤柱-断层、大巷等永久煤柱经计算5号煤层设计资源/储量为26.811Mt。（4）设计可采储量设计资源/储量减去井筒、工业场地和主要井巷煤柱的煤量后乘以采区回采率，为设计可采储量。设计可采储量＝设计储量-开采损失属厚煤层，根据《煤炭工业矿井设计规范》的相应要求并结合本地区已有矿井开采类似煤层实际回采率，采区回采率取75%。经计算，设计可采储量为20.108Mt，设计可采储量计算见表2-2-3。表2-2-35号煤层可采储量汇总表单位：Mt5号煤层工业储量永久煤柱开采损失可采储量井筒大巷井田边界及火烧区小计合计26.8110.392.701.354.446.70273520.108三、井田开拓及开采现状矿井始建于1978年，至今已生产30余年，采用平硐开拓，风井为斜井，一个水平上下山开采，持证生产能力0.15Mt/a，主要开采井田南部4、5号煤层。采煤方法采用走向长壁综合机械化采煤放顶煤一次采全高采煤法。运输平硐：位于井田西南侧，垂直煤层走向在煤层底板岩石中，井口标高+2204.75m，至北翼运输大巷处平硐长650m。运输平硐的净宽为4.3m，净高为3.7m，净断面积13.78m2，料石砌碹支护，井筒内铺设双轨，轨型30kg/m，7t架线电机车牵引矿车运输，担负全矿井运输煤炭、矸石、人员、材料设备及进风任务，作为矿井安全出口，井筒内敷设管路、电缆等。斜风井：位于井田中部，北部采区的东南部，井筒净宽为2.55m，净高为2.5m，净断面积5.95m2，，料石砌碹支护。担负全矿井的回风任务，设人行台阶和扶手，兼作矿井安全出口目前，井田南部采区平硐两侧的煤炭资源已经开采完毕，北部一采区已采到1402工作面。运输平硐通过布置于4号煤层底板岩石中的北翼运输大巷与一采区巷道联系，北翼运输大巷至北翼采区运输石门交岔点长约560m，北翼运输大巷净宽为4.1m，净高为3.6m，净断面积12.48m2，铺设双轨，轨型30kg/m，敷设管路、电缆等，担负一采区运输及进风任务。沿4号煤层底板倾斜布置有一采区轨道、运输上山，两条上山间距约28m；一采区回风上山沿4号煤层顶板布置，与一采区运输上山水平间距约14m；三条上山通过北翼采区运输石门与北翼运输大巷、运输平硐联系。一采区轨道上山：半圆拱形断面，净宽为2.9m，净高为2.4m，净断面积6.96m2，巷道长272m，铺设单轨，轨型30kg/m，采用锚网喷支护，敷设管路、电缆等，担负全矿井辅助运输及进风任务。一采区运输上山：矩形断面，净宽为4.0m，净高为2.8m，净断面积11.2m2，巷道长525m，采用锚网支护，担负全矿井主运输及进风任务。一采区回风上山：半圆拱形断面，净宽为2.5m，净高为2.5m，净断面积6.25m2，采用锚网喷支护，担负全矿井回风任务。北翼采区运输石门中设有消防材料库、变电所等硐室。北翼采区运输石门交岔点北部，沿北翼运输大巷走向布置有采区装车站，通过末煤、块煤煤仓及煤仓联络巷与一采区运输上山联系。采区装车站末段布置有火药发放硐室，火药发放硐室回风道与斜风井联系。目前矿井生产的工作面为1402工作面，采用走向长壁综合机械化采煤放顶煤一次采全高采煤法。1403工作面布置于4号煤层中，实际揭露煤层厚度约为10.5m。工作面长100m，开帮高度2.7m，放顶煤高度7.8m，采放比1：2.9，循环进度0.6m，每天3个循环，日进度1.8m，年进度475m，4号煤层工作面日生产能力1903t/d，年生产能力为0.54Mt/a，预计到2014年5月回采完毕，全部垮落法管理顶板。根据矿井生产接续规划，1402工作面回采结束后，矿井仍布置1个采煤工作面。届时采煤工作面为1403工作面，掘进工作面为5号煤层大巷掘进工作面。生产持续计划：矿井现在正在生产的工作面为1402工作面，工作面长100m，走向长约871m，根据工作面的推进度预计2014年5月1402工作面回采结束，然后转入1403接续工作面生产。矿井开采现状详见图3-1-1和图3-1-2。第二节矿井设计生产能力及服务年限一、矿井工作制度矿井设计年工作日为330d，井上、下采用“三八制”作业方式，其中两班生产，一班检修，每班工作6h，每天净提升时间16h。二、矿井设计生产能力矿井5号生产能力从以下各个方面进行分析论证：1．资源/储量和开采技术条件（1）5号煤层资源储量井田内5号煤层资源/储量共32.4065Mt，工业资源/储量31.251Mt，为26.811Mt，设计可采储量为20.108Mt。（2）5号煤层开采技术条件①5号煤层的顶底板岩性5号煤层顶、底板，伪顶、直接顶或老顶均有发育，多存在伪底。②瓦斯根据乌鲁木齐市环鹏有限公司矿业分公司后峡二井田煤矿《瓦斯等级鉴定和二氧化碳涌出量鉴定》结果，矿井瓦斯相对涌出量为1.27m3/t，绝对涌出量为0.55m3/min，二氧化碳相对涌出量为1.45m3/t，绝对涌出量为0.62m3/min；鉴定结果该矿属低瓦斯矿井。③煤尘爆炸性根据地质报告提供资料，井田内5号煤层火焰长度大于500mm，岩粉量为50%～55%，均有爆炸性危险。④煤的自燃倾向据地质报告提供资料：5号煤层自燃倾向性属于不易自燃。⑤地温根据地质报告提供，矿井属地温正常区,地温梯度小于3°C/100m。2．外部运输条件煤矿交通便利，矿井外部运输条件好，对矿井规模不造成影响。3．市场需求该煤矿一直为本公司电厂供应原煤。煤矿升级改造以后，该煤矿与公司的电厂的年供应规模应有较大的上升空间。4．产业政策根据《新疆煤炭工业第十一个五年发展规划》，自2006年起，新疆地区改扩建矿井建设规模不小于0.30Mt/a，本矿井为改扩建矿井。5．设计委托和规划根据新疆乌鲁木齐环鹏有限公司矿业分公司二井田煤矿设计委托要求，矿井设计生产能力为0.90Mt/a。根据地质勘探程度、煤层赋存和开采技术条件、井田内资源量、外部运输条件、市场需求等多方面因素综合考虑，5号煤层投产后，矿井规模为0.9Mt/a，服务年限25.7a。三、5号煤层服务年限根据矿井地质构造和勘探程度，储量量备用系数取1.4，矿井服务年限计算如下：Tz=Zk/(K×A)式中ZK可采储量，20.108Mt；K储量备用系数，取1.4；A矿井设计生产能力，0.9Mt/a。5号煤层服务年限为：T=20.108/(90×1.4)=16.0a。5号煤层服务年限满足设计规范要求。第三节井田开拓一、矿井开拓现状分析1．主提升系统运输平硐：位于井田西南侧，垂直煤层走向在煤层底板岩石中，井口标高+2204.75m，至运输大巷处平硐长650m。净断面积12.8m2，料石砌碹支护，井筒内铺设双轨，轨型30kg/m，担负全矿井运输煤炭、矸石、人员、材料设备及进风任务，作为矿井第一安全出口，井筒内敷设管路、电缆等。原矿井设计生产能力为0.15kt/a，运输平硐采用串车运输的方式，担负矿井原煤运输任务。据现场了解，串车运输最大能力为0.54Mt/a，不能满足矿井改扩建至0.9Mt/a时提升能力的要求，因此主提升系统需要改造。2．辅助提升系统运输平硐：位于井田西南侧，垂直煤层走向在煤层底板岩石中，井口标高+2204.75m，至运输大巷处平硐长650m。净断面积12.8m2，料石砌碹支护，井筒内铺设双轨，轨型30kg/m，担负全矿井运输煤炭、矸石、人员、材料设备及进风任务，作为矿井第一安全出口，井筒内敷设管路、电缆等。经校核，矿井改扩建后，运输平硐井筒断面可以满足要求，现有辅助提升系统可以满足提升需要，因此辅助提升系统不需要改造。3．通风系统斜风井位于井田中部，北部采区的东南部，井筒净断面积为5.7m2，料石砌碹支护。担负全矿井的回风任务，设人行台阶和扶手，兼作矿井安全出口。矿井改扩建后由于斜风井井筒断面较小，斜风井过风风速不能满足《煤炭安全规程》的要求，现有通风系统不能满足需要。二、改扩建井口、工业场地位置和开拓方式的选择（一）工业场地位置的选择井田位于天山深处中高山松林环绕的山间小型盆地之中，地貌景观呈西北高东南低缓波状起伏的丘陵地。一般标高在+2300～+2400m。地表多为黄土及亚砂土覆盖，顶部有0.6m左右的腐植土。井田东部和北部有大片烧变岩和零星侏罗系地层出露。井田东西宽1.14km，南北长约1.80km，面积约2.01km2，为不规则形状。该井田可供选择井筒和布置地面生产系统的地形条件极为有限，对井田内可供布置工业场地提出了三个方案，见图3-1-2。方案一：运输平硐井口向西方向约390m的区域较为空旷，可考虑布置工业场地。方案二：运输平硐井口附近的区域较为空旷，可考虑布置工业场地。方案三：斜风井井口向西方向约450m的区域较为空旷，可考虑布置工业场地。经现场踏勘，根据矿井地形地质条件、开采现状、现有井筒位置、地面生产设施、外部交通、煤层赋存和开采技术条件。结合矿井开拓开采现状，斜风井井口向西方向约450m的区域均为采空区，如果在此处布置工业场地，有地表沉陷的危险。因此在方案三的区域布置工业场地不合适。经综合考虑并在多方案比较的基础上，设计提出以下两个开拓方案进行技术经济比较。（二）矿井开拓方案1．生产矿井开拓方案合理性分析根据工业场地和井筒布置现状，并结合矿井改扩建的指导思想和技术原则，设计通过对矿井现有生产系统、装备、能力及改扩建规模等综合分析，同时考虑矿井改扩建尽可能利用矿井现开拓方式，并尽可能的利用现有运输平硐和斜风井。目前矿井在正常生产中，现有运输平硐采用串车提升的方式，担负矿井原煤运输任务。据现场了解，由于运输平硐和北翼运输大巷总长在1250m左右，目前串车最大运输能力为0.54Mt/a，不能满足矿井改扩建至0.9Mt/a时提升能力的要求。运输平硐的断面也不能满足轨道运输和带式输送机共同运行的要求。现有矿井斜风井断面较小且不能满足矿井的回风要求，若矿井利用现有斜风井，需要重新刷大斜风井来满足矿井的改扩建，若改造现有运输平硐和斜风井，则会影响矿井的正常生产。2．开拓方案比较设计经现场踏勘，根据矿井地形地质条件、开采现状、现有井筒位置、地面生产设施、外部交通、煤层赋存和开采技术条件，结合矿井开拓开采现状，经综合考虑并在多方案比较的基础上，设计提出以下两个开拓方案进行技术经济比较。方案一：利用运输平硐，新掘一条斜风井（工广方案一）刷大矿井现有的运输平硐，担负矿井的主运输和辅助运输；另外需要新掘一条斜风井担负全矿井的回风任务。斜风井井口位于运输平硐井口向西方向约390m处。运输平硐：位于井田东南侧，垂直煤层走向在煤层底板岩石中，井口标高+2204.75m，至北翼运输大巷处平硐长650m，可利用的平硐长度约为488m。将运输平硐刷大，净宽为4.8m，净断面积16.19m2，料石砌碹支护，井筒内铺设轨道和带式输送机。带式输送机带宽1000mm，担负全矿井煤炭运输任务；轨道轨型30kg/m，采用7t架线电机车牵引矿车运输，担负全矿井矸石、人员、材料设备运输及进风任务。运输平硐作为矿井安全出口，井筒内敷设管路、电缆等。斜风井：位于井田东南侧，井口标高为+2300m，井底标高为+2157m，井筒倾角为25°，净宽为3.5m，净高为3.25m，净断面积10.03m2，全长338m，锚网喷支护。担负全矿井的回风任务，设人行台阶和扶手，兼作矿井安全出口。5号煤层划分为一个水平开采，水平标高为+2096m，为矿井二水平。矿井二水平划分为一个单翼采区，为矿井二采区。由距运输平硐硐口458m处向平硐南侧布置副暗斜井，揭露5号煤层后，沿5号煤层布置轨道巷至井田南部边界，然后沿井田南部边界布置轨道大巷。在轨道大巷南侧沿5号煤层底板布置运输大巷，运输大巷通过上仓斜巷和运输平硐联系。在运输大巷南侧沿井田的南部边界布置5号煤层回风大巷与斜风井井底连接，5号煤层回风大巷沿5号煤层的顶板布置。副暗斜井：上部标高为+2205m，下部标高为+2143m，井筒倾角为25°，净宽为3.5m，净高为3.25m，净断面积10.03m2，全长137m，锚网喷支护。担负全矿井矸石、人员、材料设备及进风任务，井筒内敷设管路、电缆等。详见图F1462-109-1、2，插图3-1-3、4。方案二：利用现有运输平硐和斜风井刷大矿井现有的运输平硐，担负矿井的主运输和辅助运输；刷大现有斜风井担负全矿井的回风任务。运输平硐：位于井田东南侧，垂直煤层走向在煤层底板岩石中，井口标高+2204.75m，至北翼运输大巷处平硐长650m。将运输平硐刷大，净宽为4.8m，净断面积16.19m2，料石砌碹支护，井筒内铺设轨道和带式输送机。带式输送机带宽1000mm，担负全矿井煤炭运输任务；轨道轨型30kg/m，采用7t架线电机车牵引矿车运输，担负全矿井矸石、人员、材料设备运输及进风任务。运输平硐作为矿井安全出口，井筒内敷设管路、电缆等。斜风井：刷大原有斜风井，井口标高为+2353.52m，井底标高为+2227.58m，井筒倾角为25°，净宽为3.5m，净高为3.25m，净断面积10.03m2，锚网喷支护。担负全矿井的回风任务，设人行台阶和扶手，兼作矿井安全出口。5号煤层划分为一个水平开采，水平标高为+2071m，为矿井二水平。矿井二水平划分为一个双翼采区，为矿井二采区。由北翼运输大巷中部偏北位置沿煤层走向方向向5号煤层布置副暗斜井，揭露5号煤层后，沿5号煤层中部布置轨道巷至井田西部边界。在轨道大巷北侧沿5号煤层底板布置运输大巷，运输大巷上部与5号煤层运输斜巷连接，5号煤层运输斜巷沿5号煤层底板向运输平硐方向布置，与5号煤层火烧区之间留设足够的安全煤柱，通过上仓斜巷与运输平硐联系。在运输大巷北侧沿5号煤层顶板布置回风大巷，回风大巷上部通过回风斜巷与斜风井井底连接。副暗斜井：上部标高为+2205m，下部标高为+2143m，井筒倾角为25°，净宽为3.5m，净高为3.25m，净断面积10.03m2，全长137m，锚网喷支护。担负全矿井矸石、人员、材料设备及进风任务，井筒内敷设管路、电缆等。详见图3-1-5、6。各方案特点及存在问题如下：方案一优缺点：（1）优点①可边生产边施工，对矿井生产干扰少。②单翼布置工作面推进长度达2000m左右，工作面搬家次数较方案二少，综采设备利用率高。③运输平硐与斜风井之间距离短，易于管理。（2）缺点①矿井现有设施利用率较方案二低。②井巷工程量较方案二大，投资高。方案二优缺特点：（1）优点①矿井现有设施利用率高。②井巷工程量较小，投资低。（2）缺点①扩建工程建设影响到原有矿井生产，改扩建期间矿井需要停产。②双翼布置工作面推进长度仅1000m左右，工作面搬家频繁，综采设备利用率低。③运输平硐与斜风井之间距离较远，不便于管理。各方案经济比较表见表3-1-1。根据上述技术和经济比较结果，方案一虽然投资较高，但该方案与生产矿井干扰较小，而且工作面长度适宜，能更好的发挥综采设备能力，所以设计推荐方案一：利用现有运输平硐，新掘一条斜风井。二、水平划分根据《煤炭工业矿井设计规范》，结合井田内煤层赋存条件和开采技术条件，5号煤层倾角7°左右，属近水平煤层，5号煤层在井田范围内的垂高只有50m左右，因此划分为一个水平开采，水平标高为+2096m。三、大巷布置矿井划分为一个单翼采区，5号煤层回风大巷沿5号煤层的顶板布置，5号煤层运输大巷和5号煤层轨道大巷均沿5号煤层的底板平行布置，5号煤层回风大巷、5号煤层运输大巷和5号煤层轨道大巷依次位于井田南部边界。5号煤层轨道大巷：净宽为3.5m，净高为3.25m，净断面积10.03m2，锚网喷支护。担负全矿井矸石、人员、材料设备及进风任务，井筒内敷设管路、电缆等。5号煤层运输大巷：净宽为3.5m，净高为3.25m，净断面积10.03m2，锚网喷支护。担负全矿井煤炭运输及进风任务。5号煤层回风大巷：净宽为3.5m，净高为3.25m，净断面积10.03m2，锚网喷支护。担负全矿井回风任务。三、井筒1．井筒用途、布置及装备矿井共设计2条井筒：分别为运输平硐和斜风井。运输平硐：位于井田东南侧，垂直煤层走向在煤层底板岩石中，井口标高+2204.75m，至北翼运输大巷处平硐长650m，可利用的平硐长度约为488m。将运输平硐刷大，净宽为4.8m，净断面积16.19m2，料石砌碹支护，井筒内铺设轨道和带式输送机。带式输送机带宽1000mm，担负全矿井煤炭运输任务；轨道轨型30kg/m，采用7t架线电机车牵引矿车运输，担负全矿井矸石、人员、材料设备运输及进风任务。运输平硐作为矿井安全出口，井筒内敷设管路、电缆等。井筒断面详见图3-3-1。斜风井：位于井田东南侧，井口标高为+2300m，井底标高为+2157m，井筒倾角为25°，净宽为3.5m，净高为3.25m，净断面积10.03m2，锚网喷支护。担负全矿井的回风任务，设人行台阶和扶手，兼作矿井安全出口。井筒断面详见图3-3-2。井筒特征详见表3-1-5。表2-4-1井筒特征表井筒名称井口坐标（m）井口标高（m）倾角（°）断面积（m2）支护方式XY净掘进厚度（mm）材料运输平硐砌碹斜风井（井颈段）斜风井（井筒段）2．井筒施工方法运输平硐刷大采用单侧扩帮方式，根据现有平硐的支护情况，采用料石砌碹支护。斜风井施工时要穿过3、4号煤层。因此有必要在施工井筒前，提前探明所穿煤层情况。井筒施工方法如下：根据勘探报告提供资料，井筒周边无断层及导水裂隙带，在施工中围岩的稳定性较好时可采用全断面一次掘进法，遇围岩松软破碎情况应采用短段掘砌施工方法。在掘进过程中要特别注意煤层和岩层的瓦斯情况，必须做到先探后掘，必要时提前预抽瓦斯，制定必要的安全技术措施，要求缩短循环长度，加强顶板支护。根据井田勘探报告及现场踏勘，井筒所在场地地层主要为第四系和裸露基岩，井筒主要穿过基岩岩层，因此确定副斜井井筒均采用普通钻爆法施工，施工时应探水掘进，基岩段涌水可采用工作面预注浆方法治理。待下一阶段设计中结合井筒检查钻孔取得井筒所穿过岩层的岩性、含水性、膨胀性及强度等参数资料后再具体确定井筒施工方法。3．井壁结构运输平硐（刷大）采用料石砌碹支护，支护厚度400mm。斜风井（新掘）表土段及软弱岩层段采用钢筋砼支护，支护厚度350mm，基岩段采用锚网喷支护，喷射砼厚度120mm，锚深2200mm，锚杆间距800mm。各井筒井壁结构详见断面图。当施工斜风井时，如遇软弱岩层时可采取加强支护的措施，如采用钢筋砼加锚杆、锚索联合支护或U型钢加锚杆、锚索喷浆联合支护。采用钢筋砼支护时，支护厚度350mm。钢筋砼支护厚度、U型钢型号、间距及锚杆、锚索长度、间排距等参数可根据揭露地层的实际情况确定。井筒在施工时如遇含水性较强的岩层时，可对围岩进行注浆堵水，并对该段井筒砼中添加混凝土防渗剂。六、井底车场及硐室1．井底车场形式的选择根据确定的开拓方式和井筒装备，+2046m水平井底车场采用无极绳绞车拉矿车运输，车场形式为平车场，车场内铺设双轨道，轨距600mm，轨型30kg/m，车场内设存车线、调车线，车场长度100m。运输平硐通过副暗斜井和5号煤层轨道大巷与+2046m水平井底车场联系，井底内采用无极绳绞车拉矿车运输。2．井底车场硐室布置在+2096m水平井底车场内设有中央变电所、中央水泵房、水仓及清理斜巷、管子道、消防材料库等硐室；在+2096m水平井底车场内设置一个永久避难硐室。+2096m水平井底车场内设急救室和工具保管室，急救室、工具保管室与+2046m水平永久避难硐室共建。设计按照《煤矿矿井井底车场及硐室设计规范》的要求布置硐室，各硐室设置情况及参数如下：管子道布置在岩石中，管子道入口与井底车场高差7.5m，且利于人员进出井。工具保管室和井下保健急救站设置在等候室人行通道两侧，方便使用。水仓入口布置在+2096m水平车场最低点，以利于水流汇集，且考虑到了水仓清理设备的顺利出入。水仓