某煤矿初设汇报

某矿井总平面煤炭工业设计研究院2004年元月山东省巨野矿区某矿井初步设计汇报初步设计编制依据1、“山东鲁能菏泽煤电开发有限公司初步设计委托书”。2、《山东省巨野煤田某井田勘探（精查）地质报告》及“矿产资源储量认定书（国土资认储字[2002]214号）”。3、山东省环境保护局文件（鲁环审[2002]69号）“关于山东省巨野矿区某矿井环境影响报告书的批复”。4、《巨野煤田某井田首采区三维地震勘探报告》。5、《鲁能菏泽煤电公司某矿井井筒检查孔地质报告》。6、山东省发展计划委员会文件（鲁计基础函〔2003〕58号）“关于同意对巨野矿区某井田开展可行性研究工作的函”。7、国土资源部划定矿区范围批复（国土资矿划字[2003]008号）8、山东省发展计划委员会文件（鲁计基础〔2003〕1476号）“关于山东鲁能菏泽煤电开发有限公司某矿井可行性研究报告的批复”。9、国家煤炭工业的有关方针、政策以及规程、规范等。一、井田概况及地质特征二、井田开拓三、大巷运输及设备四、采区布置及装备五、矿井通风六、提升、通风、排水及压缩空气设备七、地面生产系统八、地面运输九、总平面布置及防洪排涝十、电气十一、地面建筑十二、给水排水十三、采暖通风及供热十四、环境保护十五、建设工期十六、技术经济某矿井初步设计（1）位置及交通某井田位于山东省西南部，郓城县城东14km，嘉祥县城北约32km。矿井面积约67.1934km2，其中3煤层含煤面积21km2。行政区划属菏泽市郓城县管辖。井田内有公路可直达巨野、嘉祥、郓城、梁山、等县市。交通十分方便。一、井田概况及地质特征（2）邻近矿区开发情况某井田属巨野矿区梁宝寺煤田的一部分，位于该煤田的西部。巨野矿区包括巨野煤田和梁宝寺煤田。巨野煤田共划分5对矿井，包括龙固、赵楼、郭屯、郓城、万福矿井；梁宝寺煤田包括某和梁宝寺2对矿井。本矿井东南部为已建成的济（宁）北矿区，其中许厂、岱庄和葛亭三对矿井已投入生产，唐口矿井正在建设之中。本矿区的梁宝寺、龙固等矿井也正在建设之中。上述矿井在建设、生产、管理等方面积累了丰富的经验，将为本矿井的开发建设提供宝贵的经验。一、井田概况及地质特征（3）矿井建设外部条件评述

某矿井具有交通方便、电源可靠、通讯发达、水源充足，土产材料易于解决等有利条件，同时有邻近矿井建设的有关经验和充足的资金保证。因此，本矿井建设的外部条件是优越的。

（4）地质特征地层：勘探区地层自上而下分为：第四系、上第三系、二迭系上统上石盒子组、下统下石盒子组及山西组、石炭系上统太原组、中统本溪组及奥陶系中、下统。自上而下分述如下：①第四系(Q)：厚度102.20～142.00m,平均125.09m。

②上第三系(N)：厚164.20～424.5m,平均313.78m。

新生界地层厚度：本井田新生界地层为第四系和上第三系。新生界厚度275.40~543.30m。井筒检查钻资料：主井井检孔揭露厚度为299.10m，副井井检孔揭露厚度为299.65m。

③二迭系：（1）上统上石盒子组(P21)：最大残厚533.10m。（2）下统包括下石盒子组与山西组下石盒子组(P12)：最大残厚75.60m。山西组(P11)：厚13.70～91.20m，平均69.72m。

④石炭系：包括上统太原组、中统本溪组。（1）上统太原组(C3)：厚45.30～176.70m，平均148.97m。（2）中统本溪组(C2)：厚9.80～27.40m，平均15.98m。

⑤奥陶系中、下统(O1~2)：井田内有6个钻孔揭露，最大揭露厚度53.24m。

（4）地质特征地层产状及主要褶曲井田内地层倾角一般5°~14°，最大为28°，最小为2°左右；褶曲幅度不大，一般幅差为100~200m。区内主要褶曲有：孙垓向斜、后某背斜、黄垓背斜、张官屯向斜。

断层：全区共组合断层39条，其中落差H≥100m的断层17条，100m＞H≥50m的断层有2条；50m＞H≥20m的断层有8条，小于20m的断层有12条。

煤层：本井田含煤地层为下二迭统山西组和上石炭统太原组，含可采煤层4层，其中山西组1层（3下）；太原组3层（6、16上、17）。可采煤层中又以3下煤层最重要，平均总厚2.22m，是本井田首采及主采煤层。煤层特征表（5）煤层及煤质煤层：本井田含煤地层为下二迭统山西组和上石炭统太原组，含可采煤层4层，其中山西组1层（3下）；太原组3层（6、16上、17）。可采煤层中又以3下煤层最重要，平均总厚2.22m，是本井田首采及主采煤层。煤层特征表（4）煤层及煤质煤质：本井田各煤层以气煤为主。3下煤层为低灰~中灰、低硫、特低磷、中高~特高发热量。6煤层为低灰~中灰、中硫、特低磷、中高~特高发热量。16上、17煤层属低灰~低中灰、高硫、低磷、特高发热量。各煤层经过洗选加工后，均可用作炼焦配煤、动力燃料、气化、液化等工业用煤。其它开采技术条件：瓦斯：本井田属低瓦斯矿井。煤尘爆炸性：各煤层均有煤尘爆炸危险性。煤的自燃：各煤层均按有自然发火倾向对待。地温：本井田平均地温梯度非煤系地层2.09OC/100m，煤系地层2.55OC/100m,属地温正常区。水文地质条件：本井田上组煤的水文地质类型为裂隙、岩溶类简单型；下组煤的水文地质类型：因十下灰及奥灰专门水文地质工程量少，暂定为裂隙岩溶类中等偏复杂型。矿井正常涌水量预计：根据地质报告，设计考虑井下消防洒水和煤壁注水等水量，经计算全矿井开采3下煤层的正常涌水量为420m3/h。（一）井田境界及可采储量根据国土资源部国土资矿划字[2003]008号文，某矿井由十八个座标拐点圈定的范围，即为本矿井的井田范围。矿井面积约67.1934km2。

二、井田开拓（一）井田境界及可采储量根据精查地质报告，勘探区范围内地质储量为14702.5万t,工业储量(A+B+C)6635.9万t。经计算，矿井设计可采储量为3242.1万t,其中首采区3下煤层为1748.6万t。二、井田开拓二、井田开拓

（二）矿井设计生产能力根据本井田煤炭储量、煤层赋存及开采技术条件、矿井地质构造、水文地质条件等因素，设计提出了0.45、0.60、0.90Mt/a三个方案，经技术经济比较，设计推荐矿井设计生产能力0.45Mt/a。矿井服务年限为51.5a（采用1.4的储量备用系数），其中首采区3下煤层服务年限为27.8年。方案I：井口位于小屯村以南、X—3钻孔西南200m。新生界厚度300m以内。工业场地布置在公路以北。方案II：小屯村以南，X—3钻孔西南600m。新生界厚度320m。工业场地沿公路在路北布置。

方案III：刘官屯村以北，X—7钻孔东200m。新生界厚度480m。

方案IV：薛店村东北，X—5钻孔北450m。新生界厚度420m。工业场地沿公路在路南布置。

（三）井口位置采用立井下山开拓方式。在工业场地内布置主井、副井两个井筒，主井兼作回风井，中央并列式通风方式，井底车场水平-420m。井筒到底后，由井底车场分别布置两条巷道向东、西两翼开拓。初期开拓东翼采区，沿煤层布置两条下山，在-750m设置辅助水平，设立排水、供电系统。在下山两侧分别布置回采工作面，走向长壁采煤法。方案I开拓方式：方案II开拓方式：开拓布置与I方案不同之处：两条下山采用伪斜布置方式。其余与I方案类似。方案III开拓方式：开拓方式：采用立井上山开拓方式。井底车场水平-750m。井筒到底后，布置一组上山向西南方向开拓。初期仅在井底车场设立排水、供电系统。采用双翼布置回采工作面，走向长壁采煤法。。方案IV开拓方式：开拓方式：采用立井、下山开拓方式。井底车场水平-420m。井筒到底后，布置一组伪斜下山向东北方向开拓，后期布置一组下山开拓西部区域。经技术经济比较：

方案I井口位置表土层厚度最薄，矿井开拓部局合理，有利于整个井田的开拓，场外公路较短，初期井巷工程量省，建井工期短，故设计推荐I方案。（四）水平标高方案Ⅰ：井底车场水平标高-420m，主井采用半上提；方案II：井底车场水平标高-450m，主井采用全上提；方案III：井底车场水平标高-500m，主井采用全上提。经综合分析，设计推荐方案Ⅰ。井底车场水平标高为-420m。方案I主要优点：（1）井筒和井底车场离三灰较远，建井和初期生产不受三灰水的直接威胁。井底车场离三灰较远（50m左右）。（2）井底车场巷道和主要硐室位于较坚硬的细粒砂岩、粉细砂岩、粗粒砂岩中,岩石强度系数f=3.4~6.2，岩性较好，有利于施工和永久支护。（3）减少井筒工程量，缩短建井工期。方案I井筒工程量比方案II减少20m，比方案III减少120m。

（五）井筒方案Ⅰ

：井筒净直径5.0m，装备一对8吨多绳箕斗，采用钢罐道，设有玻璃钢梯子间，层间距6m。井筒内设有一趟灌浆管及通讯信号电缆等。方案Ⅱ：井筒净直径4.5m，装备情况同方案Ⅰ。（1）主井井筒（1）主井井筒方案Ⅰ

：由于井径较大，有利于矿井建设期间临时改绞的布置，生产期间通风费用较少（每年节省电费17.5万元），但其初期投资稍大（294万元）。方案Ⅱ：井筒其掘砌稍低。但不利于矿井建设期间临时改绞的布置，生产期间通风负压大，通风费用较高。考虑到矿井后期开采深度较大，通风距离较远，故设计推荐方案Ⅰ为主导方案。（五）井筒方案Ⅰ

：井筒净直径6.0m，装备一宽一窄1t矿车双层四车多绳罐笼，采用钢罐道，设有6m层间距玻璃钢梯子间。方案Ⅱ：井筒净直径5.0m，装备一宽一窄1t矿车双层二车多绳罐笼，井筒布置同方案Ⅰ。（2）副井井筒（3）井筒施工方法及井壁结构①井筒施工方法

根据本矿井地质资料，参照邻近矿区井筒施工经验，确定井筒表土层段采用冻结法施工，冻结深度暂定为378m。②井壁结构

冻结段井壁采用双层高性能钢筋砼结构。基岩段采用普通砼结构。

（六）井底车场及硐室采用环形车场。该车场具有调车方便、通过能力大、井巷工程量少等优点。三、大巷运输及设备1、煤流运输采用胶带输送机运输方式，下山胶带输送机采用钢绳芯带式输送机：运量：Q=600t/h，带宽：B=1000mm，带速：V=3.15m/s2、辅助运输井底车场水平采用蓄电池电机车牵引1t矿车运输。轨道下山采用绞车提升，选用JKY-2.5/2.3B型防爆液压绞车。四、井下开采1、采煤方法本矿井前期集中开采3下煤层。初期采区范围内地质构造较简单，勘探程度高，煤层赋存稳定，倾角5～18，厚度为1.25～4.57m，平均2.66m。地面小屯村影响矿井的前期开采。针对上述3下煤层开采条件，对3下煤层采煤方法提出如下三个方案：

I方案：走向长壁综合机械化采煤法;

II方案：房柱式采煤法;

III方案：短壁采煤法。

设计推荐方案I，走向长壁综合机械化采煤法。主要理由：1、开采条件较好，适合综采一次采全高采煤法。2、首采区3下煤层可采储量较丰富，达1748.6万t。3、工作面生产能力大、生产效率高，增产潜力大。4、机械化程度高，工人劳动强度低。前期（矿井投产前）需搬迁小屯村。2、首采区位置选择本井田以F21支2断层为界，将全井田划分为东、西二个采区，因东翼采区面积较大，储量丰富，煤层赋存稳定。故设计推荐东翼采区为投产采区。3、采区巷道布置从井底车场沿3939000线向东布置两条下山,首采面布置在下山北侧，工作面推进长度达1610m。

4、矿井投产时井巷工程量五、矿井通风

1、通风方式采用中央并列抽出通风方式。2、矿井风量经计算全矿井初期风量为81m3/s，通风困难时期风量为100m3/s。

3、矿井通风负压初期通风负压1501.9Pa，通风困难时期通风负压为2451.1Pa。4、矿井等积孔经计算，初期矿井等积孔为2.5m2，30年内最困难时等积孔为2.4m2，属通风容易矿井。六、提升、通风、排水及压缩空气设备（一）主井提升设备（二）副井提升设备（三）通风设备（四）排水设备（五）压缩空气设备七、地面生产系统（1）煤的加工大块煤排矸方式主要有四个方案：1、人工拣矸2、选择性破碎选矸3、重介选矸4、动筛排矸综合比较，设计推荐动筛排矸工艺。

地面建动筛车间，以先进的动筛排矸工艺，降低煤炭的含矸率，合理使用煤炭资源及提高经济效益。（2）动筛工艺原煤经过双层筛筛分（Φ300mm、Φ50mm）后，>300mm杂物经杂物带式输送机送至车间外杂物场地，筛上300~50mm物料进入动筛跳汰机进行排矸，动筛矸石经带式输送机送至矸石仓；动筛块精煤经破碎后与筛下末煤混合作为动力用煤，由带式输送机送至2个Ф15m的原煤仓（总储量为7000t，为矿井3.5天的产量），煤由仓下设给煤机直接装汽车外运。动筛块精煤也可由带式输送机送至块精煤仓，直接作为产品供给用户。（3）地面生产工艺流程图八、地面运输在巨野矿区总体规划中，本矿井所产煤炭主要供郭屯电厂，设计提出公路、铁路两种运输方式进行了比较。因铁路投资太大（7800万），煤炭外运量又较小，矿井所产煤炭暂按地销考虑，即采用公路运输，也可利用梁宝寺矿井铁路装车站，通过梁宝寺铁路专用线、兖新铁路外运。待郭屯电厂建成后,供郭屯电厂使用。根据工广布置及交通运输需要，需修建场外、运煤、货运三条公路。场外公路出大门后南行，与郓城至黄堆集地方公路相接，全长0.6km；运煤公路出大门后西行，与郓城至黄堆集地方公路相接后，再沿郓城至黄堆集地方公路向北与郓城至嘉祥的省道相接，全长3.2km；货运公路与运煤公路相接，全长0.2km。八、地面运输九、总平面布置及防洪排涝工业广场划分为四个区，即场前区、辅助生产仓库区、煤炭加工储运区和临时矸石堆放场地.功能分区明确，工艺流程合理，地面建筑简化，布置紧凑.

九、总平面布置及防洪排涝（一）平面布置矿井总占地面积为21.868ha。其中：工业场地购地面积为10.218ha。（围墙内购地面积9.96ha）场外公路购地面积：9.15ha临时矸石山占地：2.50ha九、总平面布置及防洪排涝矿井工业场地所在位置地形较平坦，地面标高为+40.50~+41.10m之间，根据现场调研和郓城县水务局证明，本区百年一遇洪水位标高为+41.60m。根据《煤炭工业矿井设计规范》的规定，为确保矿井安全生产，确定矿井井口锁口盘标高为+42.50m，同时其他主要建、构筑物室内标高要比如通用机房、变电所、提升机房等建筑物，室内标高亦为+42.50m。场地平整标高在+42.00m左右。

（二）防洪排涝十、电气变电所两回电源线路分别引自巨野县三里庙220kV变电所，郓城水浒220kV变电所，线路长度分别为18km、15.3km。（一）供电电源（二）电力负荷（三）主变电所设备选择补偿后矿井35kV变电所10kV母线上计算负荷为：有功功率：7938.44kW无功功率：3339.66kVAR功率因数：0.922吨煤电耗：38.90kW·h/t在工业场地内的东南侧设一座35kV变电所，另外，在工业场地设锅炉房6kV变电所。设计选用两台SF9-8000/35，8000kVA，35±2×2.5%/10.5kV主变压器，当一台故障或检修时，另一台保证矿井一、二级负荷用电。（四）井上下供配电井上下高压供电电压均为10kV。本矿井下井电缆共3回。其中2回MYJV428.7/10kV3×185mm2和一回选用MYJV428.7/10kV3×50mm2交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套粗钢丝铠装电力电缆。矿井集中安全监测监控：选用KJ95井下环境安全检测系统。井下环境监测还另设一套KSS-200束管监测系统。工业电视：采用KJ32光纤工业电视系统主井装卸载自动化：选用KJD9型主井提升装卸载自动控制及提升信号装置。井下运输机控制：选用ZBK-II型胶带机综合保护控制装置。地面生产系统集中控制：选用PLC对地面生产系统实现全过程自动化程序控制。（五）控制和自动化（六）矿井通信矿井通信系统包括行政管理通信、生产调度通信、电力调度通信、防火灌浆通信、无线通信等。（1）行政通信：自刘官屯敷设200对市话电缆至矿井工业场地，由中国电信设在刘官屯的远端模块放号。（2）生产调度通信：选328线数字程控调度总机一套，安装于矿办公楼。（3）电力调度通信：一是同35kV供电线路一并建设的光缆传输系统；二是中国网通为当地电力部门建设的虚拟电力调度专网，用户线由网通刘官屯乡通信站引至矿井35kV变电所。

（4）防火灌浆通信：在生产调度室、防火灌浆站、采煤工作面之间开通直通电话，供防火灌浆调度使用。（5）无线通信：在井下调度室设无线电漏泄通信系统一套。十一、地面建筑全矿井建筑总面积21128m2,建筑总体积128576m3。工业建筑:建筑面积12884m2,建筑体积99603m3，栈桥总长度317.9m，水池总体积3855m3。行政公共建筑:建筑面积6331m2,建筑体积23617m3。初期在矿井工业场地西南侧，修建一栋四层单身宿舍楼(施