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00前言
前言
阿拉善百灵煤炭有限责任公司是属于内蒙古庆华集团煤炭企业之一,百灵矿井也是本公司焦煤生产基地之一。
庆华集团是一个集采矿、选矿、炼焦和煤化工产业综合性的矿产资源开发大型企业。
企业的性质是属于民营独资企业。
下属企业主要分布在内蒙、宁夏、甘肃、青海等省、区,煤炭产业已深入到国外(蒙古国)。
企业职工3800多人,总资产11.8亿元,工业年总产值达20.4亿元。
为了本企业振兴和发展,近几年来庆华集团大力发展基础产业,现已拥有五个铁路站台和1000公里的专用公路。
为内蒙古自治区的经济发展作出了贡献(尤其在西部),造福社会,有利于人民。
为了拓宽本公司的焦煤产业,形成炼焦和煤化工一体化生产,庆华公司已作出规划,将正在进行建设的百灵矿井由年90万吨的设计能力扩大到180万吨,并在原设计和建设的基础上作出优化,充分发挥百灵焦煤基地的骨干作用。
为了形成产业链工程,2005年底已在矿井附近建成了入洗能力为200万吨的选煤厂与之配套。
本次矿井改扩建工程初步设计是受庆华百灵煤炭公司的委托,并结合矿井目前实际建设情况编制的。
一、矿井设计编制原则和指导思想
1、设计中紧密结合矿井建设的实际,完全利用已完工程,避免造成工程和投资的浪费。
2、由于井型大,井下尽量采用较先进的采煤设备和回采工艺。
3、本矿深部瓦斯含量较高,按高瓦斯矿井配备井下设备和安全仪器,并实行高瓦斯矿井管理。
4、矿井按照国内现代化矿井模式设计,全矿管理实行自动化和半自动化,包括生产工艺和调度、监控、通信等。
5、减员提效,全员工效按20t/工计算。
6、井下瓦斯含量高,矿井将设置永久瓦斯抽放系统,因此井下巷道的布置要结合瓦斯抽放巷道的布置,减少重复工程。
7、为了确保矿井安全生产,设计中配齐必要的安全设备、仪器、设施,并根据本矿井的安全条件制定切实可行的防治措施,设计中不得有半点遗漏和疏忽。
8、鉴于附近内蒙古太西煤集团矿山救援大队与百灵公司签订“矿山抢险救灾协议书”的基础上,百灵矿井只设置一个矿山救护小队(12人),配置救护车和消防车(救护队兼任地面消防任务)。
9、根据国家对环保、水保的要求,设计中将矿井排矸、污水处理、消烟除尘、水土保持和土地复恳利用等环境工程作为重点对待,使矿井生产对环境的影响程度控制在国家限定的标准之内。
并要求矿井在今后生产中贯彻“保护优先、以防为主、防治结合,在生产中保护,在保护下生产”的环保政策。
环保费用一次给足,不留尾巴工程,要求与主体工程建设实现“三同时”。
二、设计依据
(一)文件依据
1、内蒙古自治区国土资源厅文件,内国土资采划字〔2005〕0044号“划定矿区范围的批复”;
2、二○○八一月由内蒙古自治区国土资源厅文件下放的庆华集团阿拉善百灵煤炭有限责任公司“采矿许可证”。
证号为150********26号;
3、内蒙古自治区水利厅文件,“内水保函〔2007〕36号”,《内蒙古自治区水利厅关于内蒙古庆华集团阿拉善百灵煤炭有限责任公司90万吨/年技术改造工程水土保持方案报告书建设规模变更的批复》;
4、由内蒙古阿左旗人民政府批准下放的阿拉善百灵煤炭有限责任公司土地使用权证。
证号:
阿左国用(2006)第152921号;
5、内蒙古自治区环境保护局文件,内环审[2007]119号,“关于内蒙古庆华集团阿拉善百灵煤炭有限责任公司矿井(1.8Mt/a)技术改造工程环境影响报告书的批复”;
6、阿拉善盟乌素图供电分局与阿拉善百灵煤炭有限责任公司签订的“用户双回路电源使用协议书”;
7、阿拉善盟水务局文件,阿水改发[2007]3号,“关于庆华集团200万吨重介洗煤和180万吨现代化矿井项目取水许可的批复”;
8、内蒙古庆华集团文件,内庆发[2005]25号“庆华集团庆华煤矿90万吨/年技术改造项目优化改造的必要性”;
9、百灵煤矿安全预评价报告审查意见;
10、庆华集团阿拉善百灵煤炭有限公司与内蒙古太西煤集团股份有限公司矿山救护大队,共同签订“矿井抢险救灾协议书”;
11、庆华煤矿技术改造工程地质灾害危险性评估报告;
12、煤炭产品用户协议书;
13、内蒙古阿拉善盟农业银行乌斯太支行“贷款承诺书”;
14、煤炭工业甘肃省煤炭质量监督检验站对百灵矿煤层自燃、煤尘爆炸性的检验报告;
15、内蒙古庆华集团阿拉善百灵煤炭有限责任公司提交的“设计委托书”。
(二)资料依据
1、1965年3月由贺兰山煤炭地质勘探公司内蒙古支公司147队提交“贺兰山北段煤田呼鲁斯太矿区百灵井田地质勘探最终报告(精查)”。
并于1966年以“(66)蒙煤批字第6号文”批准。
2、2006年由内蒙古自治区第八地质矿产勘查开发院与百灵煤炭有限责任公司共同提交“百灵井田北中段(KP14-KP21勘探线)煤炭资源储量核实报告”,作为矿井保有储量的计算依据。
3、百灵煤炭有限责任公司提供上部矿井(+1350m以上)的开采情况及采空区范围与水、火、瓦斯情况和原技改井的施工情况。
(三)设计规范、规程与规定
1、国家建设部与国家质量监督检验检疫总局于2005年9月14日联合发布“煤炭工业矿井设计规范”(2006年1月1日执行)。
2、国家安全生产监督管理局和国家煤矿安全监察局于2006年10月25日联合发布“煤矿安全规程”。
3、原国家煤炭部1996年颁布“矿井通风安全装备标准”。
4、国家及内蒙发布的有关环保、水保、消防、安全卫生、劳动保护等有关规范、规定。
三、矿井设计的主要内容简介
1、井田面积:
6.11km2。
2、矿井储量:
经核实全井田剩余保有储量8968万吨,其中121b类为1391.6万吨,122b类4434.4万吨,333类3142万吨。
矿井可采储量6372万吨。
3、设计生产能力为1.8Mt/a,服务年限为27.2年。
4、资源条件:
可采及局部可采煤层为8层,平均厚度0.93~8.42(单层),煤层倾角20°~24°。
5、煤质与煤的用途:
属于特低磷、特低硫—低硫、中灰、高发热量的焦煤和少量瘦煤。
主要用于冶金和铸造企业炼焦用煤。
6、开采条件:
煤层瓦斯含量较高,属于高瓦斯矿井。
水文地质较简单,预计井下涌水量为80~120m3/h,再加上井下灌浆、洒水消防的余水量(60m3/h)后,矿井涌水量为140~180m3/h。
煤尘具有爆炸性,煤层属于不易自燃煤层,无异常地温,暂未发现煤与瓦斯突出,不存在冲击地压,构造简单,顶、底板属于中等稳定型。
7、井田开拓方式:
斜—立混合式。
8、水平及采区划分:
全井共划分二个水平,即+1200m上山开采水平和+900m水平,全井田共划分为四个采区(二个双翼采区,二个单翼采区)。
9、工作面布置及采煤方法:
井下采区为多煤层联合布置,煤层间距较近,煤层平均厚度从薄煤层到厚煤层均有(0.93~8.42m)。
为了满足矿井产量的要求,本井田煤层配采是关键。
矿井生产中很可能出现三种厚度的煤层同时回采的时间,因此设计中采用的采煤方法是:
厚煤层采用综采放顶煤工艺,年产量在120万吨左右;中厚煤层采用综合机械化采煤工艺,年产量在65万吨左右;薄煤层可采用长壁炮采法,年产量在15万吨左右(也可采用薄煤层机采法),可作为矿井机采面的配产。
投产采区中的首采工作面为一翼同时布置二个(煤2、煤3),工作面前后错距保持在120m以上。
其中煤3(厚煤层)采用综采放顶煤工艺,煤2层(中厚煤层)采用综采法回采工艺。
工作面长度150m左右,走向长壁后退式回采。
二个工作面的产量在185万吨/年左右,满足矿井产量的要求。
10、矿建工程的移交工程量:
井巷工程总计23523m其中岩巷16306m(其中已完2841m)煤巷7217m(其中已完40m),万吨掘进率130.7m/万t。
煤巷工程可回收基建煤10.0万吨。
11、建井工期:
经三类工程排队和施工网络验算,矿井达到移交标准时为21个月,第一水平简易投产工期为14个月。
12、矿井主要设备
(1)主井提升设备:
1200mm大倾角强力胶带运输机(3×450kW)。
(2)材料副井提升:
JK-4/30E(630kW、660V)。
(3)人行副井提升:
RZY45-26/927.5(架空乘人器)(45kW)。
(4)井下排水设备:
MD280-65×7(560kW)。
(5)矿井主扇:
FBCDZ№27/220×2(B)(185kW)。
(6)空气压缩机:
SA250W(螺杆风冷式)(250kW)。
(7)制氮机:
BZN500型(PSA机组)。
(8)地面转载设备:
DTⅡ型,B=1200mm胶带运输机(L=1533m,电机2×160kW)。
(9)井下石门、中巷、顺槽运输设备:
a.石门、中巷胶带为DTⅡ型,B=1000mm。
b.顺槽胶带为DSJ1000/2×75型(可伸缩胶带机)。
(10)井下辅助运输设备:
XK-6/110-1A蓄电机车牵引600轨距各类矿车运输。
根据煤层走向的变化情况,回风顺槽装备无极绳绞车连续牵引,担负部分辅助运输任务。
(11)地面35kV变电所主变:
SF10-10000/35/6.3kV变压器(二台)。
(12)井下中央变电所主变:
KBSG-500/16、6/0.69kV变压器(一台)。
(13)采煤机型号:
MG375-W(煤2)、MG300AW1(煤3)。
(14)工作面支护设备:
ZZ5600/17/35、ZFS4000/15/32(放煤)。
(15)工作面运输设备:
SGZ-764/264(煤2)、SGZ-730/320(煤3前溜)、SGZ-764/400(煤3后溜)。
13、煤炭加工:
矿井生产原煤利用地面皮带直接运往选煤厂,井口不设加工系统。
14、矿井主要建、构筑物:
(1)行政福利设施:
17515m2(其中已建6241m2)。
(2)库群建筑:
1969m2。
(3)工业及辅助建、构筑物:
24368m2、175179m3。
15、工业场地布置:
矿井厂区位于一个狭长的浅沟的一侧(地势较为平坦),因此平面布置依地形而就,基本为一字型布置。
按功能分区布置,即沿沟而上,最外侧(北侧)布置主要行政福利设施,中部围绕井口布置主要的工业建、构筑物,上游(南侧)布置辅助建筑。
场地总占地面积约24.27ha(均为原矿井用地范围)。
其中:
工业场地占地面积为:
11.3ha。
16、场外运输:
生产原煤出井口后经地面运输皮带直运至选煤厂贮煤场。
其它运输主要依靠铁路、公路运输形式。
17、矿井设计全员工效为20t/工,建设投资55237.42万元(静态),其中井巷工程11978万元;土建工程13593万元;设备购置及安装27040万元;其它费用2626万元;吨煤投资306.87元/t。
总投资中已完工程费用为2840.64万元,改扩建工程费用为58078.06万元。
改扩建工程吨煤投资322.66元/t。
投资回收期为税后8.0年。
四、问题与建议
1、原地质报告勘探程度虽然属于详查最终,但由于当时的勘探方法和设备都不够先进,因此对一些矿井开采条件技术参数的试验和分析不够完整。
2005年内蒙地勘院作了百灵井田的煤炭资源储量核实工作,并提交了核实报告,但只是现场调研和原始资料的整理和分析,未进行相关的补钻和化验工作。
因此设计中建议,今后在基建和生产中补充完善。
2、井田内断层构造虽然不多,断距也小,但在深部断层中(尤其是F14断层)有可能积聚水和瓦斯。
设计中虽然已留设了防护煤柱,但由于地质资料中未提供断层的有关参数,因此煤柱计算只能是估算(煤层厚度的5~6倍宽)。
因此,建议在今后的采、掘中一定要采用先探后掘、探采结合的作业程序,以防水与瓦斯的突出。
3、井田深部煤层瓦斯含量明显有增高的趋势,而且地质部门已定性为高沼矿井,因此设计建议该井在投产前应先完善矿井的瓦斯抽放系统(宜前不宜后)。
4、根据浅部小井采、掘平面图中发现有个别煤层(煤7层)最低巷道深度已掘至+1340m左右(在本次留设的采空区隔离煤柱之内),而最新资料标明(2008年5月2日提来),煤7层在15-16勘探线之间的三号井,最低掘巷标高为+1329m;17-18勘探线之间在+1313m;19-21线之间在+1321m,但采空面积不大。
因此应重点调查该处的采、掘情况,水与瓦斯的集聚情况,如有隐患存在必须及时处理,以防殃及下部采区。
另外在布置煤7层最上区段回风顺槽时,应将顺槽标高确定在+1300m以下,将工作面长度缩短。
5、根据井田范围划分的规定,本井田北翼边界为第14勘探线向北约280m处平行于勘探线划界,从而将使得井田北界线与呼鲁斯太沟防护煤柱间还赋存一定煤量(约490万吨左右)。
这部分煤只有本矿井回采最合理,建议划入本井田,增加矿井的储量,延长矿井服务时间。
6、原地质报告勘探程度较低,井田深部(+1200m以下)钻孔控制不够,因此对于深部的煤层(尤其是煤3层)赋存状况描述不太清楚。
例如在+1200m石门掘进中,实测煤3层的自然厚度为6.8m,而报告中只推断为3m左右,从而使推断煤3层的不可采范围偏大,储量计算偏小。
因此设计建议在基建期间应采取补勘的手段,探明深部煤层情况和构造情况,有利于设计修改和今后生产。
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