矿井开拓延伸设计方案.docx
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矿井开拓延伸设计方案
神华集团乌达矿业公司五虎山煤矿
9#、10#、12#煤层开拓延伸设计
前言
乌达矿业公司五虎山煤矿是国家六十年代投资建设的年设计能力150万吨的大型矿井。
该矿井1970简易投产,1983年达产,1990年产量曾突破200万吨。
三十年来,五虎山矿共生产煤炭2316.1万吨。
2000年五虎山矿进行技术改造,技改后的矿井主采4#、7#煤层,主产品是低硫精煤、电煤。
截止2003年6月,技改后圈定的4#、7#煤层可采储量约为365.4万吨,按年产150万吨计,只能维持二年多,矿井接续紧张。
五虎山矿井开拓延伸涉及的煤层是9#、10#、12#。
根据乌达矿区煤层分布及开采状况看,苏海图矿主采12#、13#、15#煤层,已没有9#、10#煤层,黄白茨矿现主采9#煤层,但储量有限,只能开采2年,五虎山矿井9#、10#煤层可采储量约1837.3万吨。
9#、10#煤层虽然属高硫煤,但灰分低,发热量高,经市场调研,高硫煤市场前景是明朗的,具有开采价值。
本次矿井开拓延伸方案主要设计开采9#、10#、12#煤层,其中先期开采9#、10#煤层,后期开采12#煤层,矿井设计能力可提升至240万吨/年。
第一章矿井概况
第一节地理位置、交通
五虎山煤矿位于内蒙古自治区乌海市境内,为贺兰山北部煤田乌达矿区的一部分。
包兰铁路、110国道从乌达矿区东侧通过。
矿区铁路专用线在包兰铁路的乌海西站接轨。
区内有乌达通至巴音浩特和吉兰泰等地区的主要公路。
第二节地质概况
五虎山矿井范围拐点坐标:
1:
X=4376543Y=36384241;
2:
X=4376553Y=36380481;
3:
X=4376296Y=36380464;
4:
X=4374958Y=36381152;
5:
X=4374110Y=36381610;
6:
X=4372800Y=36382371;
7:
X=4372800Y=36383131;
8:
X=4371973Y=36383446;
9:
X=4372303Y=36383601;
10:
X=4372303Y=36383921;
11:
X=4372813Y=36383981;
12:
X=4372953Y=36384101;
13:
X=4375453Y=36384491;
14:
X=4376553Y=36384241;
井田走向长4.5KM,倾斜长2.5KM,面积为11.5665平方公里。
井田地质构造北部简单,南部较复杂,北部呈单斜构造,倾角10°左右,南部呈一向斜构造,倾角为20°~30°。
井田内的断层以逆掩断层或逆断层为主,于主要断层两侧往往伴生有波状褶曲,中部有F37、F38断层组,南部有几个辐射状断层。
断层落差除乌达逆掩断层达200~600m外,其它一般均在10~20m。
井田内共有煤层24层,可采煤层14层,煤层总厚度36.5m。
其上部煤系地层为下二迭系山西组,含煤8层(1#2#、3#、4上、4#、5#、6#、7#)可采5层(1#、2#、4#、6#、7#)下部煤系地层为石炭统、太原群,含煤16层可采9层(8#9#、10#、12#、13上2、13#、15#、16#、17#)。
井田内原始能利用储量3.06亿吨,其中可采储量2.3亿吨。
截止2002年底,井田保有储量1.8亿吨,可采储量1.4亿吨。
井田内7#煤层以上,煤质属1/3JM,8#煤层全部9#、10#煤层局部属FM,其余下部煤层属于JM。
原煤灰分除4#煤层大于30%外,其余煤层均小于30%,各煤层发热量均大于20.5MJ/kg。
五虎山矿井属低瓦斯矿井,2002年矿井瓦斯鉴定结果CH4和CO2相对涌出量分别为2.41m3/T和2.80m3/T。
井田深部局部煤层和地段瓦斯涌出异常,涌出量较高。
各煤层根据地质钻孔资料,煤尘爆炸指数均大于30%,有爆炸危
险。
井田水文地质比较简单,主要煤系地层含水不大。
根据水文地质资料和近年来矿井的涌水实测结果分析,矿井生产时正常涌水量为53m3/h,最大为100m3/h。
第三节原设计概况
五虎山矿井1965年由北京煤炭设计研究院设计,设计生产能力为150万吨/年,服务年限为107年。
设计采用斜井开拓,分两个水平开采。
一水平标高+1100,二水平标高+950,水平分界线为+1025。
一水平地质储量为2.14亿吨,服务年限75年,二水平地质储量为0.92亿吨,服务年限为32年。
一水平井底车场布置在4#煤层底板岩石中,由南北主要运输大巷、石门与盘区巷道相联接。
矿井设计开采方式为盘区石门上下山开采。
盘区双翼走向长度1000m。
开采顺序自上而下,两翼交替回采。
采煤方法为单一走向长壁全部垮落法。
原矿井采用中央压入式通风。
主要通风机型号为70B-No25型,电机功率800kw,新风由进风立井经南、北主要运输大巷进风,污风从各盘区轨道上山排至地面,井下运输采用石门装车,电机车牵引矿车运至井底煤仓经主井皮带运往地面。
根据生产需要,五虎山矿2000年以盘区合并,加大盘区走向长度为重点,对矿井原生产,通风系统进行了必要的技术改造。
在井底车场开凿暗斜井,与7#煤层轨道上山以车场进行连接。
主井延伸124m通过煤仓及皮带联络巷与7#层皮带上山相连,中盘区4#、7#层上山南翼拟布置走向长度2000m和1500m的工作面。
4#层上山北翼已采完,7#层上山以北与五采区之间能布置走向长度为350m的工作面。
矿井通风方式为分区抽出式。
主要通风机型号BDK-8-No24,电机功率160×2kw,为实现4#煤的分装分运,从工业广场地表掘4#层运输反斜井,至东石门4#煤仓,地面配套建有跳汰选煤厂,洗选4#煤。
第二章矿井开拓延伸设计
第一节矿井开采现状
五虎山矿技改后设计生产能力保持150万吨/年,服务年限12年,经圈定7#层工作面可知,7#层南翼被地方小窑侵蚀,小井越界进入大井井田500m之多,致使煤量损失严重,服务年限骤减。
从1999年初至2003年6月,4#煤储量除大井动用外因小井开采和地质条件、火区影响而减少。
中盘区4#层已圈定范围内,还可布置2个工作面,406和408两个工作面由于留井底车场保安煤柱需提前停采,目前圈定范围内的地质储量为277万吨。
其中可开采储量为168万吨。
中盘区6#煤层属开采不经济煤层。
7#煤层因工作面走向长度减小而损失的地质储量为148.5万吨。
中盘区7#层上山北翼可布置走向长度350m的工作面2个。
南翼还可布置三个走向千米的工作面,已圈定的7#煤层地质储量为324万吨,可采储量为197.4万吨。
矿井技术改造后圈定范围内的4#、7#层剩余的地质储量总计为601万吨,其可采储量为365.4万吨。
按150万吨/年计,只能维持二年多。
矿井通风,在技改初期,采用分区抽出式通风,后由于4#煤上部火区影响,中盘区主要通风机采用压入式供风,五采区主要通风机仍然是抽出式,矿井形成两套相对独立的通风系统。
第二节矿井开拓延伸的必要性
一、矿井正常生产接续的需要
近年来,由于井田周边地方小井的无序越界开采,使得中盘区4#、7#煤层南翼的工作面,其走向长度比原设计缩短500多米,煤炭储量损失严重,与4#、7#煤层技改所设计的服务年限差距甚远。
现五虎山矿大井圈定范围内的4#、7#煤层的可采储量按150万吨/年的生产能力计算,只能维持二年多。
而9#、10#、12#煤层开拓延伸的工程需二年多方能投入生产,所以矿井的接续问题十分紧张迫切。
现在矿井正常生产的同时,加快施工开拓延伸工程,可实现上下组煤的正常接续,否则日后将面临停下生产搞延伸的境地。
二、适应市场的需要
考虑到高硫煤现有一定的市场,黄白茨矿的高硫煤储量只能维持2年,因此五虎山矿的9#、10#层可利用这个机
会,及时开发,抢占高硫煤市场。
第三节开拓延伸设计方案
此次五虎山矿9#、10#、12#煤层开拓、延伸设计方案,改变以前盘区划分的界限,加大盘区走向长度、优化巷道布置,在充分利用原有巷道和系统的基础上,本着技术可行、安全可靠、经济合理的原则提出本设计方案。
本方案暗斜井上部车场的开口选择在井底车场内,延伸见9#、12#煤层处各设下部车场与其轨道上山相连。
主井从现在位置继续延伸至15#煤层底板。
以煤仓和皮带联络巷分别与10#、12#煤层皮带上山相通。
盘区走向长度3000m,上下山布置在井田中央,南北两翼各1500m,以利于集中生产。
开拓延伸的通风系统与现在中盘区4#、
7#煤层生产的通风系统相互独立,能保证开拓延伸工程始终不影响4#、7#煤层的正常生产。
本方案优点归纳如下:
一、从生产格局上看,上下山布置在井田中央,南北两翼各为1500m,以利于均衡生产,随着五采区7#煤层,中盘区4#、7#煤层回采结束,北大巷、中盘区4#、7#上下山、380皮带巷及东石门等井巷可随之报废,有利于采面连续推进,可实现高产稳产。
二、从经济上分析,该方案暗斜井延伸避开7#层暗斜井,可在不影响7#层正常生产的情况下,顺利实现上、下层的接续。
并且随北大巷、东石门、380皮带巷等井巷的报废,可取消电机车运输,降低巷道维护及辅助运输费用。
三、从分装分运的情况来看,本方案增加了一条从主
井至4#层反斜井的皮带运输巷,充分利用反斜井和地面的跳汰洗煤厂,实现9#、10#层和12#层的分装分运,体现煤炭的优质优价,提高经济效益。
四、从安全上考虑,本方案井巷布置较为合理,三个层位布置在同一盘区内,主运输设备布置在一条巷道内,运输环节少,设备利用率高,生产系统集中,便于管理,因而安全系数较高,有利于安全生产。
第四节 开拓延伸设计
一、盘区巷道布置
本次开延工程将所揭露的9#、10#、12#煤层分成两个盘区,分别是9#、10#层为一个盘区;12#层为一个盘区。
其中9#、10#层盘区在井田中央布置四条上山巷道,三条布置在9#层,一条布置在10#层,分别是9#进风上山,10#皮带上山(进风)和两条9#回风上山,形成两进两回。
12#层盘区在井田中央布置两条上山巷道,即12#皮带上山和12#轨道上山,形成一进一回。
两个盘区两翼的走向长度均为3000米,斜长为1500米。
工作面走向长度1500米,斜长一般为180米,受构造影响的采面,局部地方小于该尺寸。
煤柱尺寸的确定:
采区边界:
由采区边界线后退10米,
上山煤柱:
一侧留20米,
区段煤柱:
中——中20米。
二、采煤方法
(一)9#、10#、12#煤层均采用走向长壁全部陷落采煤法。
9#、10#层一次采全高;12#煤层沿底留顶。
(二)落煤方法和顶板管理
9#层工作面采用MG-250/600-1.1D机组和SGZ-764/400刮板机,配合ZY-35型液压支架进行采、装、运、支工作。
10#工作面采用MG-375/150W机组和SGZ-630/220刮板机,配合轻型掩护式液压支架进行采、装、运、支工作。
12#层工作面采用MG-300/700-WD机组和SGZ-764/630刮板机,配合ZZ4800/42/22型液压支架进行采、装、运、支工作。
三、生产系统
开拓延伸后9#、10#、12#煤层的主要生产系统如下:
一、运输系统:
1、运煤:
9#、10#层:
工作面→运输顺槽→皮带上山→盘区煤仓→主井皮带→4#皮带运输巷→4#反斜井→地面
12#层:
工作面→运输顺槽→皮带上山→盘区煤仓→主井皮带→地面
2、运料:
地面→副井→轨道暗斜井→轨道上山→各采掘面或其它用料点
3、行人:
地面→副井→井底车场→行人斜巷(猴车道)→9#层进风上山(12#层轨道上山)→各采掘面
二、供电系统
地面三万五变电所6KV→钻孔→暗斜井→轨道上山→盘区变电所→各配电点
详见五虎山煤矿9#、12#层设备选型及供电设计。
三、供排水系统:
利用新增的供排水设备及管道等,与大井原供排水系
统并网,供水利用地面水池采用静压供水,排水由盘区排至暗斜井下部水仓,然后排至井底水仓后,集中外排。
四、通风系统:
矿井采用抽出式通风,主井、付井进风,9#与12#煤层各设集中回风平巷和回风上山。
三个层位同时生产时,安置两套主要通风机,9#、10#层和12#层回风各自进入自己的回风井,分别排出地面。
(9#层集回平巷由于受地质条件影响,需施工穿岩下山进入12#层,在12#层中布置,但与12#层集回相互独立。
)
矿井开拓延伸结束后,井下最多时安排3个综采工作面和6个掘进工作面同时生产;其中9#、10#层系统为两个综采工作面,四个掘进工作面;12#层系统为一个综采工作面,两个掘进工作面。
由于9#、10#层系统和12#层系统回风相互独立,所以分别对两套系统进行风量分配计算,确定各自的风量。
根据临近矿井9#综采工作面的瓦斯涌出和配风经验,
9#工作面配风应在2000m3/min以上,相应的10#工作面也不低于1000m3/min。
掘进工作面距离较长,深部瓦斯涌出较大,每个掘进工作面配风500m3/min,每个变电所配风100m3/min,绞车峒室配风由Q其它解决。
9#10#系统:
Q总=(∑Q采+∑Q备+∑Q掘+∑Q峒+∑Q其它)K通=8200m3/min
12#综采工作面配风1200m3/min,每个掘进工作面配风500m3/min,每个变电所配风100m3/min,绞车峒室配风由
Q其它解决.
12#系统:
Q总=(∑Q采+∑Q备+∑Q掘+∑Q峒+∑Q其它)×K通=3800m3/min
矿井通风系数均按1.2选取。
附矿井通风阻力计算:
根据以上风量分配和阻力计算;
9#、10#层系统主要通风机选用BD-Ⅱ-8N026型,其风量范围89m3/s-210m3/s,最高效率点风量140m3/s,高效区静压范围1402Pa-4913Pa,可满足9#、10#系统通风的需要。
12#系统主要通风机选用BDK(Ⅲ)-8-N024型,风量范围75m3/s-150m3/s,最高效率点风量100m3/s,高效区静压范围784Pa-3038Pa,可满足12#系统通风的需要。
其通风线路为:
新风:
付井→轨道暗斜井→9#层进风上山→9#层运输顺槽→9#层工作面
主井→10#层皮带联络巷→10#层皮带上山→10#层运输顺槽→10#层工作面
主井→12#层皮带联络巷→12#层皮带上山→12#层运输顺槽→12#层工作面。
泛风:
9#层工作面→9#层回风顺槽→9#层回风上山→9#层集回→9#层风井→地面
10#层工作面→10#层回风顺槽→9#层回风上山→9#层集回→9#层风井→地面。
12#工作面→12#回风顺槽→12#轨道上山→12#集回平巷→12#风井→地面
第五节开拓延伸后矿井生产能力及服务年限
按上述方案,矿井延伸后,主采煤层为9#、10#、12#煤层。
其中9#属中厚煤层,煤层平均厚度3.21m,布置综采工作面;10#煤层平均厚度2.3m,考虑10#煤层顶板的岩性,及与9#煤层的层间距不大等情况,10#煤层宜选轻型掩护式支架,使用综采;12#煤层属厚煤层,平均厚度4.64m,宜用综采。
开拓延伸完成的第二年,安排9#综采90万吨/年,12#综采50万吨/年,与7#同采,当年计划产量180万吨。
第三年延伸采面全部投入生产,其中9#综采90万吨/年,10#综采60万吨/年,12#综采90万吨/年,合计240万吨/年,以后每年按240万吨考核。
根据设计方案所圈定的9#、10#、12#煤层的可采储量为3364.9万吨,按240万吨/年的生产能力计算,矿井延伸后的服务年限为14年。
9#、10#、12#煤层储量汇总表
煤层
保有储量(万吨)
可采储量(万吨)
9#
1625.9
1057.1
10#
1317.7
780.2
12#
3111.3
1527.6
合计
6054.9
3364.9
第六节产品质量预测
根据我矿和黄白茨矿的有关资料,如果9#煤10#煤以2∶1的比例配煤,作为动力煤以现在的市场行情,考虑硫分扣款后,售价为110元/吨,如果高硫洗精煤市场能够拓展,可生产高硫精煤和洗混煤,效益会更好些。
第三章矿井开拓延伸工程概算
本次矿井开拓延伸方案测算,其工程量及工程费用概算分别见附表,设备费用见设备购置明细表。
第四章投资估算及资金来源
第一节投资估算
固定资产投资估算:
本次开拓延伸工程施工工期24个月,根据开拓延伸方案,该项目从生产布置、工艺技术和资金筹措等方面考虑,拟定新增固定资产投资方案如下:
固定资产投资3500万元,其中井巷工程1520万元,设备购置1980万元。
第二节资金来源与筹措
矿井开拓延伸方案资金来源为从神华集团公司借入2000万元,自筹1500万元。
第五章经济效益分析
一、生产情况
矿井开拓延伸完毕移交生产后,第二年产量要达到180万吨,其中7#层普采40万吨,9#层综采90万吨,12#层综采50万吨/年;第三年安排240万吨,其中9#综采90万吨,10#层综采60万吨,12#层综采90万吨,以后以第三年类推。
二、主要指标完成情况
1、产量:
240万吨,成本产量240万吨。
2、销量:
240万吨,均为外销。
3、售价:
根据现有市场情况,外销110元/吨。
4、成本:
53元/吨。
三、利润完成情况
1、销售收入26400万元,240万吨×110元/吨
2、销售成本12720万元。
3、销售税金及附加270万元。
4、劳动保险费523.4万元。
5、企业管理费516万元。
6、财务费用140万元。
利润总额12230.6万元。
注:
本利润总额是指各年的平均经营成果,各年的经营成果在损益表中分别反映,计算过程中,原煤制造成本估算表、损益表、现金流量表及管理费用明细表等详见附表。
四、经济效益评估
本开拓延伸项目完成后,年销售收入26400万元,
销售成本12720万元,年利润总额12230.6万元,投资利润率350%,投资回收期0.3年,因此,该项目具有良好的经济效益及抗风险能力,在财务上是可行的。
固定资产投资估算表
附表单位:
万元
序号
项目
金额(万元)
备注
一
固定资产投资
3500
1
井巷工程
1520
2
设备购置
1980
二
项目总投资
3500
巷道名称
巷道
性质
设计
长度
支护
形式
断面
m2
断面
形状
巷道
坡度
单价
元/m
金额
万元
暗斜井上部车场
岩
85
墙梁
12.9
矩形
0°
3382
28.7
暗斜井
岩
390
锚喷
11.2
半圆拱
16°
2583
85.24
九层下部车场
岩
90
锚喷
13.86
矩形
0°
2356
21.2
十二层下部车场
岩
55
锚喷
13.86
矩形
0°
2356
15.5
主井延伸
岩
338
锚喷
17.63
半圆拱
16°
4159
140.57
九层煤仓
岩
35
锚喷
28.26
圆形
90°
6821
23.87
十二层煤仓
岩
35
锚喷
28.26
圆形
90°
6821
23.87
十二层风眼
岩
45
裸体
3.14
圆形
90°
1171
5.27
12#风井穿岩下山
岩
253
锚喷
12.2
矩形
22°
2245
56.8
9#风硐
岩
93
锚喷
12.2
矩形
15°
2245
20.88
9#风井穿岩下山
岩
252
锚喷
12.2
矩形
19.3°
2245
56.57
9#集回穿岩下山
岩
115
锚喷
14
半圆拱
18°
2850
32.78
暗斜井下部水仓
岩
150
砌碹
10.85
半圆拱
0°
4746
71.19
猴车道
岩
265
锚喷
11.2
16°
2583
68.45
12_#风硐
岩
75
锚喷
12.
矩形
13°
2245
16.84
小计
2276
667.78
矿井延伸方案井巷工程一览表1
矿井延伸方案井巷工程一览表2
巷道名称
巷道性质
设计长度
支护形式
断面m2
断面形状
巷道坡度
单价m/元
金额万元
9#集回1
煤
395
锚索
14
矩形
0°
2520
99.54
9#集回2
煤
380
锚索
14
矩形
0°
2520
95.76
12#集回
煤
540
锚索
14
矩形
0°
2520
136.08
9#风井上山1
煤
511
锚索
14
矩形
7°
2520
128.77
9#风井上山2
煤
500
锚索
14
矩形
7°
2520
126
12#风井上山
煤
483
锚索
14
矩形
7°
2520
121.72
10#皮联巷
煤
140
锚索
6.4
矩形
0°
2598
36.37
12#皮联巷
煤
140
锚索
11.2
矩形
0°
2750
38.5
4#皮运巷
煤
300
锚杆
9.6
矩形
6°
944
28.32
9#变电所
煤
50
锚索
18
矩形
0°
3980
19.9
12#变电所
煤
25
锚索
18
矩形
0°
3980
9.95
9#联络巷
煤
50
锚杆
9.6
矩形
0°
944
4.72
小计
3514
845.63
合计
5790
1513.41
管理费用明细表
项目
金额{万元}
一:
劳动保险费5
523.4
养老金
471
工伤保险
42.4
丧葬费
2
陪护费及其它
8
二:
企业管理费
516
工资
120
福利费
16.8
工会经费
47.1
职教费
35.3
待业保险
47.1
办公费
30
会议费
45
业务招待费
6
税金
8
折旧
32
运输费
10
住房公积金
8
警卫消防费
70.7
保险费
2
其它费用
38
三:
合计
1039.4
原煤制造成本估算表
成本项目
单位成本
(元/吨)
总成本
(万元)
一;直接成本
34.8
8352
1材料
12.44
2985.6
2工资
14.96
3590.4
3福利费
2.09
501.6
4电费
5.31
1274.4
二;制造成本
18.2
4368
1折旧
4.7
1128
2井巷工程费
2.5
600
3修理费
0.8
192
4维简费
7
1680
5其它费用
3.2
768
三;合计
53
12720
说明;原煤产量240吨,成本产量240吨。
神华集团乌达矿业公司
五虎山煤矿矿井开拓、延伸设计
乌达矿业公司五虎山煤矿
二OO三年六月
设计人员
姓名
专业
职称
职务
刘家新
机电
高级工程师
矿长
张志文
采煤
高级工程师
总工
张建中
机电
高级工程师
副矿长
徐开宇
矿建
高级工程师
生产科长
李长宝
采煤
工程师
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- 特殊限制:
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- 关 键 词:
- 矿井 开拓 延伸 设计方案
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