巨野煤田总体开发方案摘要

巨野煤田整体开发方案PAGEPAGE8山东省巨野煤田整体开发方案说明书兖矿集团有限公司

目录第一章巨野煤田开发的必要性和优势第一节巨野煤田概况1第二节开发巨野煤田的必要性和优势1第二章巨野煤田整体开发方案第一节巨野煤田整体开发的指导思想、主要原则和优点6第二节井田划分方案及建设规模8第三节煤的洗选与加工22第四节电厂26第五节矿区配套工程32第六节矿区地面布置及地面设施36第三章矿区开发中几个关键问题及解决方法第一节特厚松散地层建井可行性及技术分析44第二节地温的影响与对策52第三节矿压显现及巷道支护56第四节地面沉降预测和村庄下开采技术58第四章经济分析与评价第一节劳动定员及劳动生产率60第二节煤炭资源开发63第三节电力资源开发80第四节煤电联营综合分析82第五节综合评价83附件：一、山东省计划委员会鲁计交能字（1998）1374号文“关于加快巨野煤田勘探开发前期工作有关问题的批复”。二、山东省煤炭工业管理局鲁煤规函（1998）555号文“关于委托编制巨野矿区总体可行性研究报告的函”。三、山东省煤炭工业管理局鲁煤规函（1999）号文“转发省计划‘关于加快巨野煤田勘探开发前期工作有关问题的批复’的通知”。

兖矿集团有限公司是国家大型企业之一，具有煤矿建设、生产，煤炭加工、综合利用以及现代企业管理的综合能力。根据国家产业结构调整对煤炭工业发展提出“以煤炭为基础能源，提高优质煤比重。积极推进大型煤矿改造，建设高产高效矿井，重视洁净煤的开发利用”的政策要求，以及山东省国民经济和社会发展“十五”计划纲要中关于能源开发建设，巨野矿区是重点建设矿区之一，为尽快开发巨野煤田，推动山东经济持续、快速、稳定发展，实现由经济大省向经济强省过渡，完成建设“大而强，富而美”新山东的目标。按照省计委要求，结合兖矿集团有限公司“十五”规划和长期发展战略要求，编制《山东省巨野煤田整体开发方案》。第一章巨野煤田开发的必要性和优势第一节巨野煤田概况巨野煤田位于山东省西南部的菏泽地区境内，煤田中部西距菏泽市约40KM，东距济宁市约65KM，是我省乃至华东地区最后一块完整且最大的煤田。巨野煤田南北长80KM，东西宽12KM，面积960KM2，其中主采3层煤的面积560KM2；地质储量42.99亿吨，其中主采3层煤的地质储量31.1亿吨；煤类齐全，有肥煤、1/3焦煤、气肥煤、气煤、无烟煤及天然焦等，其中肥煤、1/3焦煤是山东省乃至全国比较紧缺的煤种，肥煤地质储量约16亿吨，1/3焦煤地质储量约8亿吨；煤质优良，主采3层煤属低~中灰、特低硫、特低磷、高挥发分、中~高发热量、粘结性强、结焦性能好的优质煤，可作为良好的炼焦配煤和良好的动力用煤及汽化液化用煤。区内地质构造复杂程度中等，中部构造较简单。主采3层煤平均厚7.16m，属较稳定的厚煤层，适宜采用高产高效综合机械化放顶煤采煤工艺。外部条件良好，地理位置优越，交通方便（附：交通位置图），电源、水源充足可靠，通讯网络发达。但新生界松散地层特厚、煤层埋藏深、地压大、地温高，对煤矿开采带来一定的技术难题。第二节巨野煤田开发的必要性和优势一、巨野煤田开发的必要性和可行性1、开发巨野煤田有利于华东地区经济稳步发展。华东地区工业基础雄厚，技术经济发达，全区国内生产总产值、国民收入、工农业生产总值等主要经济指标均占全国的1/3以上，发展速度均高出全国2个百分点以上。同时华东地区也是能源需求量最大的地区，据统计，华东煤炭消耗量约占全国煤炭总消耗量1/4左右。华东地区又是能源严重缺乏的地区，2000年从外区调入17700万t以上，根据有关部门预测2010将调入28000万t以上。能源是制约华东地区稳步发展的重要因素，因此为了稳步发展华东地区的经济，必须加强开发华东地区的煤炭资源。从华东地区看，煤炭储量比较丰富而没有开发的大煤田只有巨野煤田。由于煤炭开发周期较长，因此适时加快巨野煤田的开发，对于提高华东地区煤炭自给率，促进经济稳步发展是非常必要的。2、开发巨野煤田有利于山东省经济快速发展。山东省是全国经济发展较快的省份，“九五”期间年平均增长速度11%。山东省既是工业大省，也是能源消耗大省，2000年全省煤炭消耗量11000～12000万t，生产原煤9300万t，从外地调入1700～2700万t，据预测2010年全省煤炭消耗量13000～17500万t，生产量11770万t，需调入1230～5730万t。据统计，山东省一次能源结构消费中，煤炭仍占75%左右，并且在相当长的时间内，一次能源结构不会有大的改变。虽然山东省煤炭资源相对丰富，但由于长期开采，许多矿井将相继报废。“九五”、“十五”期间相继衰老报废矿井22对，生产能力725万t。随着环保意识的加强，环保法规的严格执行，山东省约有2500万t的高硫煤（硫分大于3%）矿井相继停产。再加上小煤窑的关闭，虽然“九五”、“十五”期间新矿井投产12对，能力1850万吨，仍抵不了关闭矿井的产量。如果不立即开发新矿区，山东省煤炭产量到2010年前后将下降，煤炭缺口愈来愈大。从山东的煤炭资源情况看，已探明的比较大的储量绝大部分都已开发，只有巨野煤田尚待开发。为了保持山东省经济稳步快速发展，保证煤炭的供应，开发巨野煤田势在必行。3、开发巨野煤田有利于带动菏泽地区经济发展，也是“东西结合”的要求。兖矿集团有限公司作为省委、省政府确定的对口帮扶巨野县单位，有义务、有责任运用我们的资金、技术、管理等优势，尽快开发巨野煤田。开发巨野煤田是从根本上解决巨野县乃至菏泽地区经济落后、财政困难局面的最有效途径，是搞好东西结合、加快巨野县乃至菏泽地区经济发展的最佳结合点，尽快把菏泽地区的资源优势转换为经济优势，调整菏泽地区的经济结构，扩大菏泽地区的经济规模，在菏泽地区形成具有强大带动力和辐射力的骨干项目，拉动菏泽地区经济的迅速发展，实现省委、省政府提出的“东西结合、加快菏泽地区经济发展”的战略目标。利用巨野煤田的资源优势，建设煤、电、化、建材综合工业基地，带动整个菏泽地区的工业和经济发展。据资料介绍，煤炭建设项目是产业关联度较高的项目，能够带动建材工业、化学工业、公用基础设施等50多个相关产业的发展。据世界银行统计，煤炭工业产业带动系数平均为2，即每投资1亿元的资金，能带动相关产业2亿元产出。巨野矿区160亿元的初期投资，再加上矿区投产后每年大量经营投入，将为菏泽地区的经济发展开辟巨大的空间，带来可观的经济效益。因此，尽快开发巨野煤田是促进菏泽地区经济迅速发展的一部重头戏。4、开发巨野煤田从经济上分析是可行的。矿井、选煤厂和低热值电厂的同步建设使得煤矿项目的开发形成有机的整体，我们对此方案经过反复多次的科学分析和预测，矿区建成后其税后内部收益率达10.78%，高于行业基本收益率。项目投资后，赢利水平高，还贷能力强。矿区正常年销售收入30.9亿元，税后利润8.2亿元，年上缴税金8.7亿元，所以巨野煤田的整体开发在经济上是可行的。5、关于是从山西运煤合算，还是在山东开矿合算，这是一个经常提出并有争议的问题。根据我们测算按最新铁路运费规定吨公里0.09元计算，山西煤按不同路线运至山东兖州的吨煤运费在61.92~91.84元左右，而我们兖矿集团的吨煤生产成本2000年只比大同矿业集团吨煤成本高8.26元，就生产成本和运费两方面来看，2000年兖矿煤比大同煤吨煤便宜53.66~83.58元，因此巨野煤田的开发建设在经济上也是可行的。二、巨野煤田开发的优势1、外部建设条件优势。本矿区交通便利，电源可靠，通信网路发达，水源充沛，建筑材料供应渠道畅通，劳动力充足，矿区外部建设条件良好。2、资源优势。巨野煤田煤层厚度大、赋存较稳定，煤类较多、煤质优良、储量丰富，构造复杂程度中等，开采技术条件较好，煤层生产能力大，适宜综合机械化开采等特点，是目前山东省尚未开发的开采条件最好的煤田。3、以兖矿集团有限公司牵头联合开发巨野煤田的优势。兖矿集团有限公司先进的技术实力、科学的管理水平、良好的企业信誉、雄厚的资金保证、广阔的市场和完善的销售网络，为巨野煤田顺利开发建设提供全面有力的保障。（1）技术优势巨野煤田地层结构复杂，松软地层厚，埋藏深，地压大，地温高，建井难度大，在国内尚无先例，必须集中煤炭行业的技术优势和宝贵经验，才能保证巨野煤田的顺利开发。而兖矿集团有限公司是国内煤炭行业的龙头企业，有国内领先和世界一流的矿井建设、煤炭生产、煤炭加工和综合利用等方面配套的先进技术和丰富经验。兖州矿区建设创出了15年形成千万吨煤炭生产能力的世界先进水平，1992年兖州矿区基本建设技术获得国家科技进步特等奖。济东矿区建设用9年时间建设成了设计生产能力900万吨的两对现代化大型矿井，其中济宁三号煤矿当年建成当年达产，做到了工期短、标准高、投资省、效益好。兖矿集团有限公司具有国内领先、世界先进水平的厚煤层高产高效综采放顶煤开采技术，2000年工作面单产达到500万吨，1998年兖州矿区生产技术获得国家科技进步一等奖，是煤炭系统和山东省建国以来获得国家科技进步特等奖和一等奖两项殊荣的唯一单位。兖矿集团有限公司建井施工技术及煤矿高产高效生产技术，为巨野煤田安全、优质、快速综合开发建设奠定了坚实的基础。（2）管理优势兖矿集团有限公司具有严格完善的科学管理体系。1994年列入国家首批100家现代化企业试点单位。1997年列入国家第二批大型企业集团试点单位和全省重点企业之一。1998年被国务院列入全国14家优秀企业和单位，连续7年被原煤炭部评为煤炭工业先进企业，获得质量效益先进企业特别奖。1996~2000年各项技术经济指针居全国煤炭行业第一。1999年被列为山东省111家加快建立现代化企业制度的重点国有企业。兖矿集团有限公司煤矿建设和煤炭生产管理方面的经验，将为巨野煤田综合开发建设提供科学、可靠的“软件支持”。（3）信誉优势兖矿集团有限公司是我国转换经营体制先进企业，是山东省重合同、守信用企业，1997年被大公国际评估公司评审为AAA级企业。在由国内质量管理方面具有最高专业性、权威性的中国商品学会联合主办的“2000年度中国市场商品质量调查活动”中，“兖州煤”获得了同行业“第一品牌”的荣誉称号，被日本、韩国等多家大型公司和煤炭销售商列为免检产品。由于兖矿集团有限公司良好的信誉和优良的煤质，许多国外公司为获得“兖州煤”稳定的供货渠道，愿意和兖矿集团有限公司合资开发建设巨野煤田，目前已和日本、韩国、新加坡、香港九家公司洽谈合资开发巨野煤田的事宜，有的已经签订了巨野煤田开发合作意向书。（4）资金优势兖矿集团有限公司是我国煤炭行业首屈一指的跨行业、跨地区、跨所有制、跨国经营的龙头企业。2000年生产原煤3040万t，年创利税13亿元。1998年兖州煤业股票在纽约、香港等地上市，净融资人民币23亿元，2000年成功上市扩A股融资人民币10亿元。目前正在作H股扩股融资工作，有较为雄厚的资金基础。加之兖矿集团具有良好的经营业绩和国际股票市场形象，熟悉资本运营和融资渠道，在资金上完全有能力、有实力控股开发建设巨野煤田。（5）市场优势兖矿集团有限公司在国内外煤炭市场拥有较高的知名度和市场占有率，已经形成完善的销售网络。国内市场主要以山东、上海和广东三个区域为主的华东、华南市场，国外主要有日本、韩国、台湾、东南亚、欧洲等市场。2000年在煤炭市场波状起伏的情况下，仍完成煤炭销售2972万吨，其中出口煤炭1040万吨，创出历史最高水平，成为我国煤炭行业中最大的出口创汇基地；2001年在烟台全国煤炭定货会上，兖矿集团煤炭定货已超过目前生产能力，销售前景良好。目前，兖矿集团已在上海、广东、日照、青岛开设销售分公司，并在岚山港、连云港、济南、烟台等设有销售办事处，并形成一个业务素质十分过硬的销售队伍。兖矿集团完善的销售网络和良好的市场销售前景为巨野煤田的煤炭销售提供了强有力的保证。（6）地域优势兖州矿区地处济宁市，与巨野矿区距离近，且同属鲁西南地区，风土人情价值观念相似，有利于地企联合，发展地区经济。巨野煤田地质条件和煤层赋存条件与兖州煤田相似，巨野煤田的开发便于借鉴兖州矿区开发建设的施工技术和生产技术。第二章巨野矿区整体开发方案巨野矿区整体开发的指导思想、主要原则及优点一、巨野矿区整体开发的指导思想认真贯彻我国社会主义现代化建设的各项方针政策，积极推进两个根本转变和可持续发展战略，以市场为导向，经济效益为中心，依靠科学技术进步，将巨野煤田建设成为高科技、高效率、高质量，高效益的具有中国特色和世界先进水平的现代化的煤、电、化、建材等综合开发的高产、高效和洁净煤新型矿区和出口煤基地。二、巨野矿区开发的主要原则（1）“整体规划，合理布局，分步实施，滚动发展”。根据山东省国民经济和社会发展第十个五年计划纲要及山东省煤炭发展规划，结合巨野煤田外部建设条件和资源条件，应总体规划，合理布局地面设施，有计划有步骤地开发巨野煤田，避免多家分散开发，造成重复建设和资源资金浪费。在整体开发的基础上，根据资源条件和资金等情况，以效益为中心，本着“少投入、多产出”的原则，分步实施，滚动发展。（2）“以煤为主，多业并举，综合开发，效益领先”。根据市场需求和企业集团发展的需要，在开发建设现代化矿区的同时，建设大型坑口发电厂以及低热值电厂。气煤和洗混煤用来发电，煤电联营，变输煤为输电，增加煤炭经济效益；将紧缺的肥煤进行深加工，炼焦、炼钢、制造水煤浆，代替日益紧张的石油；将煤进行气化，制造甲醇、醋酸、甲醛等多种化工产品；将煤液化，直接制造汽油和柴油；利用电厂的粉煤灰和炉渣，制造水泥和多种建筑材料。这样既有利于环境保护，又充分提高煤炭的利用价值，增加了经济效益，最终形成煤、电、化、建材多业并举，综合开发的新型矿区，避免过去那种单开煤矿，经济效益差的局面。（3）“依托老区，开发新区，依靠地方，带动地方，互相协作，共同发展”。煤矿建设要按照生产和生产服务两条线进行改革。生产服务要充分利用、发挥老矿区已有的辅助设施和附属企业富裕能力，不搞重复建设和大而全的设施。机电修理厂、租赁站、汽车队、地质队、坑木厂等，都要依托老矿区，不再新建。附属企业如水泥厂、混凝土构件厂、砖厂等，要依靠老矿区和地方，也不再重新建设。生活服务设施和文化、卫生、教育设施要依靠地方，不再建大的医院、中学、小学、体育场馆等设施。煤矿企业不再办社会，而要走向社会，依靠社会，这样可以减轻煤矿企业的负担，同时也带动了地方经济的发展。（4）“兖矿牵头，多元投资，联合开发，利益共享”。按照国家和山东省对企业改革的精神，巨野煤田的开发建设将采取股份制的形式，组建一个多元投资主体的巨野能源开发有限责任公司。煤矿开发以兖矿集团有限公司牵头，联合省内煤炭企业同时吸纳省电力公司和地方参股，充分发挥兖矿集团有限公司在煤矿建设、生产方面的技术优势、管理优势、信誉优势和资金优势；而坑口大电厂的建设以省电力公司牵头，煤炭行业和地方参股，充分发挥省电力公司的技术优势和管理优势。如果省电力公司不搞坑口大电厂建设，按照目前“厂网分开，竞价上网”的政策，兖矿集团有限公司有能力，也有实力建设大型坑口电厂，实现煤矿和大型坑口电厂的同步建设；煤化工建设，以兖矿集团有限公司牵头，电力系统和地方参股，这样互相参股，优势互补，多渠道融资，利益共享，使菏泽地区的煤炭资源优势转化成经济优势，促使菏泽地区和山东省经济迅速发展。三、巨野矿区整体开发的优点（1）有利于矿区总体设计规划，矿区建成后能形成规模经济。（2）有利于矿区配套工程、公用设施、基础设施的统一规划、合理布局、减少投资，避免重复建设。（3）有利于矿区环境保护和资源的合理利用。（4）有利于技术联合攻关，积累矿井建设经验，提高矿井的技术含量，以保证矿井顺利建成。（5）可以减少矿井总投资和节约生产成本，避免多家投资、多家开矿、多家生产、多家经营，造成生产、服务、管理机构人员的重复设置配备。（6）有利于产品的市场运作，避免多家企业在同一地点、同一时间经营同一产品，造成的恶性竞争，损害各企业的利益。（7）总体开发、多家投资、兖矿开矿、鲁能办电、相互参股，可充分发挥两大企业集团的专业优势，又可实现山东两大企业集团的强强联合。（8）整体开发有利于省委、省政府、省计委和省煤管局等部门对巨野矿区开发建设的领导和管理。第二节井田划分方案及建设规模一、井田划分方案1、矿区资源状况根据巨野煤田普查地质报告和详查小结资料及郭屯、龙固井田精查勘探报告，巨野煤田共获得地质储量393949万t，其中3煤层311324万t，太原群各煤层82625万t。在3煤层地质储量中，天然焦地质储量57954万t，各种煤的地质储量253370万t。3煤层可采区内厚度0.73～10.43m，平均7.16m，结构简单，赋存较稳定，为本矿区的主采煤层，也是本设计井田划分和开拓开采的主要对象。太原组煤层（15上～18煤层）厚度较小，含硫量大于3％，根据国函[1998]5号文“国务院关于酸雨控制区和二氧化硫污染控制区有关问题的批复”精神，目前尚难解决脱硫问题及奥灰水上安全开采难题，故本设计将太原组煤层地质储量82625万t列入矿区的暂不能利用储量，待技术成熟后再开采利用。3煤层受岩浆岩侵入，北部、中部和南部部分变为天然焦，其面积为175.1km2，地质储量57954万t。因天然焦利用价值低，开采难度大，因此亦列入矿区的暂不能利用储量。兖新铁路从本煤田中南部穿过，压煤16902万t，按永久煤柱留设。设计借鉴兖州矿区提高开采上限和露头煤柱留设经验，矿区3煤层露头防水煤柱，暂按50～60m垂高留设，待进一步查清新生界地层结构及含水性后做相应调整。2、井田划分方案从巨野煤田3煤层赋存特征可以看出，基本为一南北方向延展的狭长条带。根据煤层赋存特点、火成岩的分布范围、地质构造和勘探进度情况，设计将巨野煤田由南向北划分为五个块段，各块段特征见表2－2－1及图2－2－1。一块段和二块段的分界线是浅部以刘庄断层（落差45~320m）为界，深部以邢庄断层（落差85~420m）为界，断层落差较大。同时中间还有一个8.4km2的天然焦区。二块段和三块段之间是以陈庙断层为界，断层落差0～260m，是走向近东西的较大断层，本断层在浅部逐渐尖灭，中深部落差260m。三块段和四块段之间是以3925000纬线为界，同时还有大片天然焦分开，是鲁能菏泽矿业公司投资的精查勘探区南界。四块段和五块段之间是以25勘探线为界，其间也有大块火成岩存在，是鲁能菏泽矿业公司投资的精查勘探区北界。巨野煤田块段划分特征表表2－2－1项目一块段二块段三块段四块段五块段合计块北邢庄断层陈庙断层3925000纬线25勘探线3煤冲蚀边界段南3煤露头邢庄断层陈庙断层3925000纬线25勘探线范西3煤露头3煤露头3煤露头3煤露头3煤露头围东田桥断层田桥断层田桥断层田桥断层田桥断层南北长（km）19.512.59.514.017.0东西宽（km）3.511.49.37.610.2面积（km2）68.6122.790.6106.4172.6560.9天然焦区（km2）8.442.328.595.9175.1地质储量(万t)387001683356565055096661683939493煤地质储量(万t)38700103143548674844666168311324天然焦（万t）170110609148993074557954工业储量（万t）3346881043442582468635423218878可采储量（万t）1833552080293501663222294138691煤层厚度（m）平均厚度（m）0.73～9.763.781.83～10.436.983.71～8.766.710.86～7.926.020.79～8.164.1煤层倾角（°）2～184～182～182～188～19新生界地层厚度(m)620～780520～720580～700540～620440～560需要说明的是，二块段内有兖新铁路穿过，以铁路煤柱为界可将其划分为南北二个块段，但铁路南的块段走向短，可采储量仅7800万吨，新生界地层厚度大（600～720m），建井困难，不适合单独建井。同时根据兖州矿区兴隆庄、东滩矿井均跨铁路开采的经验，铁路可不作为井田划分的境界，设计将铁路南北合并为一个块段，根据上述块段特点，设计提出了二个井田划分方案：方案Ⅰ：巨野煤田每一块段均单独建井，即一块段为万福矿井，二块段为龙固矿井，三块段为赵楼矿井，四块段为郭屯矿井，五块段为郓城矿井。煤田建设规模1440万t/a。详见表2－2－2及图2－2－2。巨野煤田井田划分特征表（方案Ⅰ）表2－2－2矿井井田尺寸地质工业可采建设服务南北长东西宽面积储量储量储量规模年限名称（km）(km)(km2)(万t)(万t)(万t)(万t/a)（a）万福19.53.568.638700334681833518068龙固12.511.4122.7103143810435208060067赵楼9.59.390.654867442582935030065郭屯14.07.8106.448446246861663218066郓城17.010.2172.666168354232229418077合计560.93113242188781386911440方案Ⅱ：巨野煤田第二、三块段合并建井，其它块段单独建井，共划分四对矿井，即万福、龙固（含赵楼，为便于区别，以下简称龙赵）、郭屯、郓城矿井。煤田建设规模1440万t/a。详见表2－2－3及图2－2－3。两方案的共同点，即一、四、五块段不论从块段的构造形态，还是从块段的储量上分析，均具备单独建井的条件，且煤层开采条件较好，储量较丰富，适合建设大型矿井，因此这三个块段各自规划成为一个矿井。两方案的不同之处，在于二、三块段单独建井还是合并建井。方案Ⅰ是两个块段分别单独建井；方案Ⅱ是两个块段合并建一个矿井，即龙赵矿井。为了分析比较更清楚，先将两个方案的开拓部署分述如下：巨野煤田井田划分特征表（方案Ⅱ）表2－2－3矿井井田尺寸地质工业可采建设服务南北长东西宽面积储量储量储量规模年限名称（km）（km）(km2)(万t）(万t）(万t）(万t/a）（a）万福19.53.568.638700334681833518068龙赵22.59.5213.31580101253018143090065郭屯14.07.8106.448446246861663218066郓城17.010.2172.666168354232229418077合计560.93113242188781516491440A方案Ⅰ分别单独建井方案：（1）龙固矿井①矿井开采条件主采煤层为3煤层，煤层厚度1.83～10.43m，平均6.98m；倾角4°～18°，煤层埋藏深度-650～-1350m，西部浅东部深。全矿井地质储量168335万t，3煤层各煤类的地质储量103143万t，矿井可采储量52080万t。井田构造中等，初期开采范围内较简单，全井田共发现断层58条。新生界地层厚度520～720m，井筒施工条件差异较大。本矿井煤层温度变化幅度不大，大部分区域处于二级高温区，初期开采块段地温在39～43℃范围内。②生产能力与服务年限根据本井田煤炭储量、煤层赋存及开采技术条件、技术装备水平，设计提出了500万t/a、600万t/a、700万t/a三个生产能力方案。经分析比较，推荐矿井生产能力600万t/a。根据矿井可采储量与煤层赋存条件，考虑本矿井构造中等，勘探程度已达到精查，采用1.3的储量备用系数，矿井服务年限为67年。③井口位置与工业场地的选择综合分析本矿井井上下条件，在多方案比选的基础上，设计提出了3个井口位置方案：方案Ⅰ：井口及工业场地位于G－2钻孔附近，靠近兖新铁路；方案Ⅱ：井口及工业场地位于万庄东北；方案Ⅲ：此方案为I、Ⅱ方案的结合方案，分设两个工业场地。主井场地位于G-2钻孔附近、327国道以南，场地内布置主井和选煤厂、低热值热电厂等；副井、风井井口位于万庄东北经分析比较，方案Ⅲ具有新生界地层厚度相对较小，建井条件好，初期工程量少，工期短，副井位置适中，开拓布置合理，有利于工作面通风降温和辅助运输，首采区条件好，不需要修铁路公路专用线，交通方便、初期投资省等优点，因此设计推荐方案Ⅲ。④开拓水平及首采区位置根据本井田煤层赋存状况，特别是首采区煤层条件，结合选定的井口位置，设计推荐第一水平标高-800m，第二水平标高暂定-950m。首采区选择在铁路北部的一、二采区，每个采区装备一个高产高效综放工作面，每个工作面年产量300万t。全矿井初期井巷工程量约33950m，建井工期60个月。（2）赵楼矿井①矿井开采条件主采3煤层厚度3.71～8.76m，平均6.71m；倾角2°～18°，东北部3煤因岩浆岩侵蚀而分叉或变薄。可采区内3煤层赋存深度-700～-1050m，西部浅东部深。全矿井地质储量60650万t，3煤层地质储量54867万t，其中天然焦储量10609万t，各煤类的储量44258万t。矿井可采储量29350万t。井田内构造较简单，全井田共发现断层10条，断层密度0.11条/km2。新生界地层厚度580～700m。煤层地温总体呈西北低，东南高之势，局部由于地质构造原因，地温偏高，大部分区域处于二级高温区，首采区块段地温在38～41℃。②生产能力与服务年限根据本井田煤炭储量、煤层赋存及开采技术条件、技术装备水平，设计提出了240万t/a、300万t/a、360万t/a三个生产能力方案，经分析比较，暂推荐矿井生产能力300万t/a。根据矿井可采储量，考虑煤层开采条件较好，构造相对较简单，勘探程度较低，设计采用1.5的储量备用系数，矿井服务年限为65年。③井口位置与工业场地的选择综合分析本矿井井上下条件，在多方案比选的基础上，设计提出三个井口位置方案：方案Ⅰ：井口及工业场地位于134钻孔西700m左右；方案Ⅱ：井口及工业场地位于134钻孔西北1km左右；方案Ⅲ：井口及工业场地位于G－45钻孔西北700m左右。通过分析比较，方案Ⅰ具有井口位置适中、开拓布置合理、首采区条件好、工业场地压煤量小、新生界地层厚度较薄，井筒施工难度相对较小，初期井巷工程量小。因此暂推荐方案Ⅰ。④开拓水平及首采区位置根据本井田煤层赋存状况，特别是首采区煤层条件，结合选定的井口位置，设计推荐一个水平开拓全井田，水平标高暂定-880m。首采区选择在开采条件较好的工业场地煤柱以西的中央采区。采区内煤层厚度4.74～7.72m，平均6.23m，倾角近水平，设计集中装备一个高产高效综采（综放）工作面，年产量300万t。全矿井初期井巷工程量约14100m，建井工期60个月。B方案Ⅱ合并建井方案，即龙赵矿井（1）矿井开采条件龙赵矿井位于巨野煤田的中部，是划分块段的第二、三块段，隶属巨野、郓城两县管辖。井田北起3925000纬线，南到邢庄断层，西至3煤层露头，东到田桥断层。井田南北走向长22.5km，东西平均宽9.5km，面积213.3km2。主采3煤层厚度1.83～10.43m，平均6.91m；倾角2°～18°，煤层埋藏深度-650～-1350m。全矿井地质储量228958万t，其中3煤层158010万t，矿井可采储量81430万t。井田构造中等，初期开采范围内较简单，全井田共发现断层68条。新生界地层厚度520～720m，井筒施工条件差异较大。矿井煤层温度变化幅度不大，大部分区域处于二级高温区，初期开采块段地温在39～43℃范围内。（2）生产能力与服务年限根据本井田煤炭储量、煤层赋存及开采技术条件、技术装备水平，设计提出了800万t/a、900万t/a、1000万t/a三个生产能力方案。经分析比较，推荐900万t/a的矿井生产能力。根据矿井可采储量与煤层赋存条件，考虑本矿井构造中等，勘探程度较高，采用1.4的储量备用系数，矿井服务年限为65年。（3）初期井口位置与工业场地的选择综合分析本矿井井上下条件，在分别单独建井方案中龙固矿井井口位置比选的基础上，设计提出了二个井口位置方案：方案Ⅰ：同龙固矿井方案Ⅲ；方案Ⅱ：井口及工业场地位于L－1钻孔与L－2钻孔之间。两个方案南北相距约3km，新生界地层厚度都在540m左右。经分析比较，方案Ⅱ对于陈庙断层南北开采均较为合适，容易实现两翼开拓开采，有利于采区接续。但初期需建7km的铁路专用线及公路，投资较大，工业场地压煤多。方案Ⅰ井口位置稍偏南，对于陈庙断层以北开采较为困难，煤炭的运输费用较高。因此设计暂推荐方案Ⅱ。⑷开拓水平及首采区位置根据本井田煤层赋存状况，特别是首采区煤层条件，结合选定的井口位置及工广煤柱边界，设计推荐第一水平标高-750m，第二水平标高暂定-950m。首采区选择在工广煤柱以东开采条件较好的下山双翼采区，达到设计生产能力时，设计装备两个高产高效综采（综放）工作面，为了保证生产并备用一个工作面。全矿井初期井巷工程量约39950m，建井工期60个月。3、井田划分方案比较（1）矿井井田尺寸分析二、三块段合并建井井田面积213.3km2，相当于兖州矿区南屯、兴隆庄、东滩、鲍店四对大型矿井的面积总和（205.5km2），比济宁二号、济宁三号矿井全部井田面积之和（200km2）还要大些；可采储量（81430万t）比兖州矿区兴隆庄、东滩、南屯三对大型矿井3煤层可采储量的总和（80718万t）还多，接近于济宁二号、济宁三号矿井全部煤层可采储量的总和（87701万t）。从井田面积和可采储量分析，似乎井田面积和可采储量大了些。但随着科学技术的进步，生产集约化和集中化的发展，矿井开发方式和采煤方法的改革，矿井规模逐步向大型化发展，龙赵矿井采用分区开发的方式，即在一个地方集中出煤，辅助运输、通风分三个分区分别进行。英国塞尔比联合矿年产1000万t，井田面积250km2，分5个分区开拓。龙赵井田在巨野煤田普查阶段新生界厚度仅在G-2孔一处较薄，井口位置无选择余地，为了避免单翼过长，有利于通风降温、降低生产成本和提高经济效益，划分为两个井田开发。随着勘探的进一步深入，又发现了万庄东北、L-1与L-2钻孔间两处新生界鼓包，这样井口位置又有了新的选择。方案Ⅱ井口位置，基本处于南北两翼的中心，使每翼的长度在10～11km。在各分区分别建副井、风井，完全可以解决辅助运输、通风、降温等问题。（2）井筒施工难度分析二、三块段合并建的龙赵矿井和分建的龙固矿井初期井筒所处位置新生界地层厚度都在540m左右，井筒个数都是4个，井筒的直径也基本相同。因此井筒施工难度差别不大。而分建的赵楼矿井井筒所处位置新生界地层厚度600m左右，井筒施工难度相对较大些。二、三块段合并建井方案采用分区开拓的方式，赵楼矿井只是龙赵矿井的一个分区，相对推迟了赵楼井田的开发时间；随着科学技术的发展，若干年后施工600m左右新生界地层的井筒，难度可能会小些。（3）井下运输分析无论是一个井开发还两个井开发，井下煤炭运输都是采用胶带输送机。一个井开发增加了一条连接赵楼和龙固分区的胶带输送机约4500m，加大了上仓运输机、装载输送机和矿井的提升能力。但省去赵楼井田的整个煤炭提升系统。辅助运输采用分区式，运输距离是相同的。（4）通风安全与降温分析本矿井地温高，二、三块段都处于二级热害区，在矿井生产中须采取综合降温措施。通过对国内外受高温影响的矿井调查，除机械降温方式外，高产高效、生产集中、减头减面、分区通风、缩短线路、增风降温成为矿井降温的主要技术途径。二、三块段南北走向长度22.5km，东西倾斜宽度9.5km，面积213.3km2。无论是一对井开发，还是两对井开发，为了通风安全和降温，井筒的个数都是10个。一个矿井开发时，在龙固井的深部第二水平需要打一个副井（进风井）和一个回风井，在赵楼区后期深部打一个副井（进风井）和一个回风井，两翼浅部各打一个风井。两个矿井开发时，在龙固井深部第二水平需要打一个副井（进风井）和一个回风井。在赵楼矿井初期需打主、副、风三个井筒，后期还需在浅部打一个风井。若两个块段合并建井，生产更集中，工作面单产高，需风量增加不大，通风费用相对较低。同时需要制冷的能量相对较少，制冷费用相对较低。（5）井巷工程量比较经设计计算，合并建井时，龙赵矿井初期井巷总工程量为39950m，万吨掘进率44.4m。单独建井时，两个矿井初期井巷总工程量48050m，万吨掘进率53.4m。合并建井时，龙赵矿井前后期开拓总工程量为161750m，单独建井时，两个矿井前后期开拓总工程量为143750m，其中龙固矿井114650m，赵楼矿井29100m，比合并建井少18000m。（6）铁路专用线及工业场地占地合并建井时，只需设置龙赵矿井一个主要工业场地，一套主井生产系统及一个选煤厂，铁路从龙固集车站接轨，铁路专用线长度约5.5km。后期增建副井、风井工业场地两个和进风井工业场地两个，工业场地占地面积较小，初期投资较低。单独建井需设置龙固、赵楼矿井设两个主要工业场地，两套主井生产系统及两个选煤厂。修建从巨野或龙固集至赵楼矿井铁路专用线约16km。后期增建副井、风井工业场地一个和进风工业场地一个，工业场地占地面积较大，初期投资较高。（7）初期投资比较设计对单独建井与合并建井两方案的初期投资进行了经济比较，见表2－2－4，从比较表中可以看出，单独建井吨煤投资为428.27元，而合并建井为347.7元，二者相差80.57元。经以上分析比较，方案Ⅱ具有明显优越性，故暂推荐方案Ⅱ。4、矿井生产能力及开拓方式依据以上井田划分方案，结合各井田的具体条件，将各矿井的生产能力与开拓方式论述如下，在井田划分中已论述龙固和赵楼矿井的生产能力和开拓方式，在此不再叙述。（1）郓城矿井①矿井开采条件郓城矿井位于巨野煤田的最北部，是划分块段的第五块段。主采煤层为3煤层，厚度0.79～8.16m，平均4.1m，倾角8°～10°，局部32°，西、北部有大面积岩浆岩侵入，使部分3煤层变为天然焦。井田内断层、褶曲较为发育，构造较复杂，全井田共发现断层18条。新生界地层厚度440～560m，是巨野煤田最薄的地区，井筒施工条件相对其它块段略好。②生产能力与服务年限根据本井田煤炭储量、煤层赋存及开采技术条件、技术装备水平，设计提出了180万t/a、240万t/a二个生产能力方案。经分析比较，暂推荐矿井生产能力为180万t/a。由于矿井地质构造较复杂，勘探程度较低，采用1.6的储量备用系数，矿井服务年限为77年。③井口位置与工业场地的选择综合分析本矿井井上下条件，在多方案比选的基础上，设计提出了三个井口位置方案：方案Ⅰ：井口及工业场地位于113钻孔西500m处；方案Ⅱ：井口及工业场地位于G－65钻孔西南1km处；方案Ⅲ：井口及工业场地位于114钻孔东1.5km处。经分析比较，方案Ⅰ具有井口位置适中、开拓布置合理、首采区条件好、工业场地不压煤等优点，因此暂推荐方案Ⅰ。④开拓水平及首采区位置根据本井田煤层赋存状况，特别是首采区煤层条件，结合选定的井口位置，设计推荐一个水平开拓全井田，水平标高暂定-850m。在此水平布置一组水平石门穿过八里庄断层后设置-850m水平大巷开拓全井田。首采区选择在开采条件较好的中央采区，设计集中装备一个高产高效综放工作面。全矿井初期井巷工程量约13335m，建井工期58个月。⑵郭屯矿井①矿井开采条件主采煤层为3、3上、3下煤层，3上煤层为局部可采的不稳定煤层，3、3下煤层为全区可采的较稳定煤层。合并区3煤层厚度0.86～7.92m，平均6.02m；井田中部3煤层分叉变薄，分叉区3上煤层厚度0～1.60m，平均1.07m；3下煤层厚度1.86～5.13m，平均3.13m，倾角2°～18°，东部3煤被冲蚀变为无煤区。井田内构造中等，新生界地层厚度540～620m，是巨野煤田勘探区内较薄的地区，井筒施工条件略好。②生产能力与服务年限根据本井田煤炭储量、煤层赋存及开采技术条件、技术装备水平，设计提出了180万t/a、240万t/a两个生产能力方案，经分析比较，暂推荐180万t/a的矿井生产能力。根据矿井勘探程度、可采储量、煤层赋存条件及构造复杂程度，采用1.4的储量备用系数，矿井服务年限为66年。③井口位置与工业场地的选择综合分析本矿井井上下条件，在多方案比选的基础上，设计提出二个井口位置方案：方案Ⅰ：井口及工业场地位于G－48钻孔西偏北3煤层露头附近；方案Ⅱ：井口及工业场地位于G－49钻孔与G－56钻孔之间。经分析比较，方案Ⅰ具有井筒与开拓水平较浅、井口位置适中、开拓布置合理、首采区条件好、工业场地压煤量小、铁路专用线长度短等优点，暂推荐方案Ⅰ。④开拓水平及首采区位置根据本井田煤层赋存状况，特别是首采区煤层条件，结合选定的井口位置，设计暂定一水平标高-650m。后期设置-800m辅助水平。首采区选择在开采条件较好的中央采区，设计集中装备一个高产高效综放工作面，年产量180万t。全矿井初期井巷工程15360m，建井工期45个月。⑶万福矿井①矿井开采条件万福矿井位于巨野县境内，在巨野煤田的最南部，是划分块段的第一块段。主采煤层为3煤层，厚度0.73～9.76m，平均3.78m，倾角2°～18°。井田内浅部和北部构造较复杂，深部和南部构造较简单，全井田共发现断层13条。新生界地层厚度620～780m，是巨野煤田勘探区内最厚的地区，井筒施工条件相对其它块段难度最大。②生产能力与服务年限根据本井田煤炭储量、煤层赋存及开采技术条件、技术装备水平，设计提出了150万t/a、180万t/a两个生产能力方案，经分析比较，暂推荐180万t/a的矿井生产能力。随着勘探程度的提高，进一步查清煤层及构造条件后，可对矿井生产能力做进一步论证。根据矿井可采储量及煤层赋存条件，考虑地质构造较复杂、勘探程度相对较低的特点，采用1.5的储量备用系数，矿井服务年限为68年。③井口位置与工业场地的选择综合分析本矿井井上下条件，在多方案比选的基础上，设计提出了二个井口位置方案：方案Ⅰ：井口及工业场地位于G-38钻孔西南1km左右；方案Ⅱ：井口及工业场地位于161钻孔南500m左右。经分析比较，方案Ⅰ具有井口位置适中、开拓布置合理、首采区条件好、工业场地压煤量小等优点，因此暂推荐方案Ⅰ。④开拓水平与首采区位置根据本井田煤层赋存状况，特别是首采区煤层条件，结合选定的井口位置，设计推荐一个水平开拓全井田，水平标高暂定-890m。首采区选择在开采条件较好的中央采区，设计集中装备一个高产高效综放工作面，年产量180万t。全矿井初期井巷工程量12525m，建井工期62月。各矿井开拓特征见表2－2－5。矿井开拓特征表表2－2－5矿井特征郓城郭屯龙赵万福井田走向长(km)17.014.022.519.5平均宽(km)10.27.69.53.5尺寸面积(km2)172.6106.4213.368.63煤平均厚度(m)4.013.696.983.78地质储量(万t)661684844615801038700工业储量(万t)354232468612530133468可采储量(万t)22294166328143018335井型(万t/a)180180900180矿井服务年限(a)77666568开拓水平标高(m)-850-650-750-890开拓方式立井立井立井立井井口井口位置113钻孔西500mG-48钻孔西北L-1钻孔与L-2钻孔之间G-38钻孔西南位置表土厚度(m)540600540740自然标高(m)45.045.044.342.7备注二、矿区建设规模及规划矿区建设规模和服务年限根据井田划分方案和及各矿井的设计生产能力，巨野煤田共划分4对矿井，建设规模1440万吨/年，服务年限81年，均衡生产年限62年。矿区建设规模特征见表2－2－6。巨野矿区建设规模特征表表2－2—6矿井井田尺寸地质工业可采建设服务南北长东西宽面积储量储量储量规模年限名称（km）（km）(km2)(万t）(万t）(万t）(万t/a）（a）郓城17.010.2172.666168354232229418077郭屯14.07.6106.448446397622215724066龙赵22.59.5213.31580101253018143090065万福19.53.568.638700334681833518068合计560.93113242188781516491440（2）矿区建设原则及顺序安排按照矿区煤层赋存条件、外部建设条件和投资效益，本着择优开采、先浅后深、先易后难的原则，优先建设开发开采条件好、施工条件相对容易、投产快的矿井。根据矿井设计进度、施工准备周期及主要连续工程安排要求，设计考虑以滚动发展的方式建设矿区，避免国家投资过分集中，为此，对建设顺序安排如下：①龙赵矿井是巨野矿区的骨干矿井，不仅煤炭储量丰富，煤层厚度大、生产能力高，构造简单、勘探程度较高，而且新生界地层厚度井口位置处最薄（540m左右），建井条件较好。井口位置距铁路、公路较近，交通方便，供电等其它条件均较理想，因此有必要尽早开发，可以成为矿区第一对开工矿井。考虑设计、准备周期，龙赵矿井预定开工时间为2002年。②郭屯矿井精查地质报告已提出。井田内新生界地层厚度井口位置处600m左右，为巨野矿区的较薄区域，煤层赋存较浅，地质构造中等，宜作为本矿区开工的第二对矿井。根据勘探进度及设计、准备周期，与龙赵矿井同时开工建设。③郓城矿井井田内新生界地层厚度井口位置处540m左右，井筒施工条件最好。但煤层受岩浆岩侵蚀严重，构造较复杂，煤层埋藏深度大，倾角较大，宜安排在龙赵矿井后开发，因此作为本矿区开工的第三对矿井。根据勘探进度及设计、准备周期，矿井预定2005年开工建设。④万福矿井新生界地层厚度井口位置处740m，是巨野矿区新生界地层厚度最大的区域，建井条件差。矿井井下开采条件与龙固差异较大，精查勘探工作亦尚未进行，因此设计将本矿井作为矿区的第四对开工矿井，预定开工时间为2005年。全矿区共四对矿井，从第一对矿井龙赵矿井开工到最后一对矿井万福矿井建成，共用9年时间。（3）矿区产量规划根据矿井设计生产能力及开采技术装备，设计对各矿井产量规划如下：各矿井均在投产第二年达产，达产期为1年。根据矿井建设顺序及产量规划，从2006年第一对矿井投产起，经过3年的产量递增期，于2010年超过矿区设计生产能力的80％，进入均衡生产期，均衡生产期间矿区产量1440万t/a，均衡生产时间62年。从2072年矿区进入递减期，到2087年矿区3煤层开采结束，递减期为16年，矿区服务年限81年。见表2－2－7。需要说明的是，以上仅为矿区开采3煤层的服务年限，本矿区太原组煤层尚有地质储量82625万t，可以作为矿区的后备储量，待高硫煤炭的脱硫技术和承压水上采煤技术成熟后可再开采，矿区服务年限将延长约15年左右。第三节煤的洗选与加工一、煤的用途本矿区主要开采3层煤，煤类为肥煤、1/3焦、气肥煤、气煤，经洗选加工后，可以作炼焦配煤、造气、液化气等用，低硫、低灰、灰熔点高，可磨性较好，发热量较高，也可做各种动力煤。1、炼焦配煤：本煤田的挥发分介于20％～39.6％，胶质层较厚（17.9～33.2mm），属肥煤大类，可选性好，精煤灰份低，硫分低可成为炼焦精煤的主要供应者。肥煤是炼焦中的基础煤之一，是主配焦煤。1/3焦煤是一种介于焦煤、肥煤和气煤之间的过渡煤种，是配煤炼焦的骨架煤之一，也能单独炼焦供中型高炉使用。我国供炼焦用的各类煤炭储量比例为：高挥发分气煤占56.66%，肥煤占12.46%、焦煤占16.89%、瘦煤占12.38%。我省原煤中气煤占57.5%，气肥煤占13.3%，1/3焦煤占11.4%，肥煤占1.7%、瘦煤占2.8%，焦煤占0.2%。而我国炼焦配煤比为：气煤约占35%-40%，肥煤约占15%-20%，焦煤约占25%-30%，瘦煤约占5%-10%。在我国肥煤是稀缺煤类，本煤田的低灰，低硫、低磷肥煤、1/3焦煤在炼焦煤市场中具有较强竞争力。2、火力发电燃料用煤：电厂一般使用煤粉炉，效率可达90％左右，以烧末原煤及洗混煤为好。其工艺性能指标为粒度0～13mm，发热量（QYDW）≈20MJ/kg，可磨性指数>50％，灰分≈24％，水分≤14％～12％。本煤田原煤经洗选后，生产的末原煤、洗混煤，其指标和上述数据接近，完全满足火力发电用煤要求。同时本矿区煤质可以做到按合同要求的指标来加工生产电厂的燃料。3、气化用煤：3煤层的煤质适合气化，对CO2反应性试验温度在900～950℃时，CO2分解率均小于60％，结渣性、粘结性能良好，因此，可用于悬浮床气化炉，也可用于K－T气化炉，是气化的理想原料。4、液化用煤：随着科学进步，石油储量的减少，用煤制油将是一个发展趋势。本煤田的煤炭氢比<16，有机物质>35％，当灰分<7％时，精煤可用氢化法提炼焦油。该煤符合液化用煤工业要求。从煤岩组分看，该煤气中多含有最易液化的树皮类稳定组，将大大提高液化效果。二、煤的用户根据《山东省国民经济和社会发展第九个五年计划及2010年远景目标纲要》，2000年，全省国内生产总值预计达到8000亿元以上（1995年价格，下同），年均增长9％左右，实现第三个翻番。实现“九五”目标之后，再经过十年的努力，到2010年基本实现现代化，全省国内生产总值达到20000亿元，年均增长8－9％，在经济总量上赶上亚洲中等发达国家水平。根据山东省国民经济发展目标，以及能源消费结构分析，以1995年为基期，采用弹性系数、产值能耗、人均能耗、综合分析等测算方法，经综合平衡后，预计山东省煤炭需求量为：2000年11000～12000万t2010年13000～17500万t通过以上需求测算分析，我省2000年至2010年，年均缺口为2000万t，煤炭自给率为84～85％，如果再考虑煤种调剂和部分煤炭出口因素，自给率大体维持在70～75％，外省调入量每年约为3000～3500万t。山东省各类主要用户情况如下：电力工业：根据《纲要》，计划到2000年，全省装机总容量确保实现1800万kw，发电量达到1120亿kwh；2010年，全省装机总容量达到4000万kw以上，发电量为2200亿kwh，十年分别平均增长8％和7％。2000年发电用煤需要5100万t，到2010年需要9000万t。化工工业：目前生产的氮肥主要是合成氨，全省合成氨厂200余座。合成氨的主要原料为煤，全省合成氨产量2000年达到250万t，2010年达到310万t，十年内平均递增2.2％。其它化工企业规模也在不断扩大。用于化工工业的煤炭量也会不断增加。2000年全省化工用煤约1800万t，2010年化工用煤2100万t。冶金工业：2000年全省钢产量达到600万t，生铁产量达到550万t。2010年钢产量达到1200万t；生铁产量达到1100万t。山东冶金工业炼焦用煤量2000年为1000万t，2010年为1880万t。建材工业：2000年全省水泥产量达到6500万t，2010年达到10000万t，十年内年均递增4.4％，即2000年建材工业用煤量为1800万t，2010年达2170万t。民用煤：我国的社会燃料结构正在发生很大变化，城市居民将大量使用煤气和石油液化气，农村居民将使用煤炭代替木质、草质燃料，民用煤炭的需求量也是很大的。据预测，民用煤2000年为1430万t，2010年为1350万t。出口：山东省是我国优质动力煤出口基地，煤炭产品经石臼港、岚山港、青岛港、连云港远销日本、韩国及东南亚等国家，出口量逐年增加。2000年出口煤炭1315万t，2010年预计出口2600万t。以上各类主要用户不包括出口，2000年需要煤炭约11130万t，2010年预计需要煤炭约16500万t。三、产品方案1、煤质计算基础资料当新矿区无生产矿井、生产大样试验资料时，可用同一煤质的邻近生产矿井的生产大样试验资料来进行分析研究。本设计产品计算的资料基本是以地质报告提供的群孔样浮沉试验结果为基础，参照临近的属同一含煤地层、可选性相近的枣庄矿区的生产大样，并进行综合分析与适当调整。2、产品方案根据巨野煤田煤类和煤炭分布特点和煤的不同用途设计不同类型的选煤厂。煤田北部的郓城、郭屯两矿井煤类是以气煤为主，设计建立与矿井规模相同的用户型选煤厂，选出原煤中大块矸石后年产煤分别约152.3万吨，直接供给郭屯矿井附近的大型坑口火力发电厂—郭屯电厂。产品预测见表2-3-1。郓城、郭屯用户型选煤厂产品预测表2—3—1产品名称项目电厂用煤（万t/a）矸石（万t/a）原煤（万t/a）产率（%）84.6115.92100灰份（%）13.1883.3824.46年产量郭屯选煤厂152.3027.70180郓城选煤厂152.3027.70180合计304.6055.40360龙赵、万福矿井主要是1/3焦煤、肥煤，煤质优良，是良好的炼焦用煤及优质动力煤，一方面供给我省和华东地区炼焦煤生产的需要，另一方面增加出口动力煤优势，考虑到可持续发展及综合利用效益，本设计在巨野中南部的龙固、万福矿井建设与矿井同等规模的出多品种产品的选煤厂。多品种产品的选煤厂，为传统的炼焦煤选煤厂与动力煤选煤厂的结合，既能生产炼焦配精煤，又能生产优质动力煤，同时副产品煤泥及末矸石可供矿井热电厂作燃料用。块矸石可筑路作路基或填塌陷区，做到物尽其用。产品预测见表2-3-2。经过多方案的比选，设计推荐采用动筛排矸，+13mm跳汰，-13mm重介，煤泥浮选的方案。该方案工艺流程设计齐全、灵活，均可以根据用户要求调整产品结构，生产适销对路的产品。为实现上述产品方案使选煤厂做到高效、节能、经济效益好，充分显示产品在市场中的竞争力，制定的工艺流程特点是先进、保质、灵活、可调、易管理。主要工艺是：动筛排矸、筛分分级、跳汰洗选、末煤重介、捞坑除杂、煤泥浮选、加滤回收、压滤把关、闭路循环、自动监控。龙固、赵楼、万福选煤厂产品预测表表2—3—2产品名称项目1#精煤2#精煤洗混煤煤泥矸石原煤块矸末矸小计产率（%）28.2534.3113.528.0012.493.4315.92100灰份（%）6.989.026.538.7084.8778.1883.3624.46方案I龙固169.5205.8681.124874.9420.5895.52600赵楼84.75102.9340.5624.0037.4710.2947.76300万福50.8561.7624.3414.4022.486.1728.65180合计305.1370.55146.0286.4134.8937.04171.931080方案Ⅱ龙赵254.25308.79121.6872112.4130.87143.28900万福50.8561.7624.3414.4022.486.1728.65180合计305.1370.55146.0286.4134.8937.04171.931080备注供电厂热电厂热电厂第四节电厂一、概述改革开放二十年来，山东省电力工业有了大幅度发展。截止到2000年底，全省500kW以上电厂总装机容量达到19665MW。使一直困扰工农业生产和城乡居民生活的电力供求矛盾得到极大缓解。然而，随着国民经济持续快速地发展，今后相当长的时期内对电力的需求都将保持较高的增长率。根据有关部门提供的资料，山东电网2000年实际最大负荷为13020MW，预计2005年为17500MW，2010年将达到22300MW。随着电力负荷的不断增长，除了对现有电厂进行必要的扩建外，尚需考虑开辟新的能源基地，特别是建设新的大型坑口电厂，以满足国民经济发展的需要。根据电力供需的现状及发展，结合巨野矿区的开发规划，本设计推荐在巨野矿区内建设一座大型坑口电厂，除满足本地区用电负荷外，多余电量入网对社会供电。坑口电厂规划容量为1500MW，一期工程900MW。在巨野矿区建设坑口电厂具有如下优势：1、矿区坑口电厂可以利用矿区内铁路和公路设施。如果电厂与矿井、选煤厂毗邻建设甚至可以不经铁路、公路运输，燃料可就近供给电厂。储煤设施也可合并建设，因此可大大减少建设投资。经比较在矿区内建坑口电厂比远离矿区建电厂一般可节省投资10％。另外，燃料就地转化为二次能源，可大量减轻运输负担，节省运费，降低发电成本。2、可以充分利用地下水资源。水源往往是电厂建设的制约因素之一，而煤矿井下每天要排出大量的矿井水，充分利用好这部分水对当前水资源十分贫乏的现状无疑是难能可贵的。3、电厂灰渣的利用范围更加广阔。灰渣是电厂的一大负担，而且对环境影响很大。矿区建电厂其灰渣除可作为建筑原料使用外，还可用于井下充填以减少地面塌陷；也可以充填地面塌陷区，进而实现造地还田，从而可减少大量的灰场占地和灰场工程量；另外还可作为矿区建设时铺路和地面填方的材料。4、减少电力输送量，有利于经济运行。由于煤矿本身是用电大户，建设坑口电厂，所发电量就近供应煤矿用户，这就大大减少了向外输送的电量，使输变电容量相应减少，从而节省投资，减少电损，达到经济运行的目的。5、有利于矿井安全生产。由于井工开采的特殊条件，煤矿对供电可靠性要求很高，在矿区内建设坑口电厂，可以提高供电质量和供电可靠性，保证煤矿生产必要的电力供应，对保证矿井安全生产十分有利。6、提高矿区经济效益、改善产业结构。过去矿区由于经营单一，有的矿井只生产原煤，再加上生产环节复杂，成本高，致使长期处于亏损状态。在矿区建坑口电厂可以大大提高矿区企业效益，扭亏增盈，使矿区建设富有生命力，并逐步走上可持续发展的健康道路。另外，针对龙赵、万福两个煤矿的配套选煤厂均为多品种选煤厂，每年产生大量煤泥和洗矸的情况，在上述两个煤矿规划各建一座低热值燃料热电厂，容量分别为3×50MW和2×12MW。在巨野矿区建设低热值燃料热电厂还具有如下优点：1、改善环境，造福人民。多年来矿区的环境污染问题一直困扰着矿区的各级领导，使矿区人民的健康受到直接危害。矿区的最大污染源是矸石山。从井下直接开采出或经选煤厂分选出的矸石，很大一部分仍具有一定但又较低的发热量，过去这些矸石很难被大量利用，只能作为废弃物堆积在地面，形成矸石山，一方面占用了大量农田，另一方面矸石中的可燃物极易自燃，致使整个矸石山烟雾弥慢，特别是很多矸石含有一定的固态硫，自燃后放出大量二氧化硫，刺鼻难嗅。矿区的第二大污染源是选煤厂分选出的煤泥，未建压滤车间的选煤厂排出的煤泥水四处横流，干燥后随风漂泊，漫天飞扬。建有压滤车间的选煤厂，由于煤泥难于运输和利用，长期堆放，起风时也是四处飞扬。近年来国内的很多锅炉专家潜心研究，制造出了燃用煤矸石的沸腾炉，借鉴国外技术，又进一步引进、消化和研制出适合中国国情的属于洁净燃烧的循环流化床锅炉(称CFB型锅炉)，这种CFB型锅炉几经优化后，目前有专门燃用煤矸石的炉型，有专门燃用煤泥的炉型，也有煤泥和煤矸石混烧的炉型，给低热值燃料的利用带来广阔的前景，这无疑对矿区的环境保护带来了巨大的福音。随着矿区燃用低热值燃料热电厂的建设，不但使过去难以利用的煤矸石、煤泥等低热值燃料得以充分利用，变废为宝，而且极大地改善了矿区的环境质量。低热值燃料综合利用项目得到了国家和各级政府的关心和支持，因为这是一项意义深远的造福于矿区和整个社会的绿色工程。2、拓宽劳动就业范围，促进煤矿企业改革。在煤矿向高效型发展，转变生产和经营机制的同时，必将涉及人员精简和就业安置问题。建设低热值燃料热电厂是矿区综合利用、多种经营的重要举措，大大拓宽了职工就业的范围，而且随着热电厂建设投产，又可促进灰渣砖厂等其他第三产业项目的发展。综上所述，由于在矿区办电具有特殊的优越性，在社会主义市场经济体制下，作为一个重要课题应给予重视。不管采取怎样的经营方式，在巨野矿区建设大型坑口电厂和低热值燃料热电厂在技术和经济上都有其可行性和合理性。二、电厂规模确定巨野矿区电厂建设规模，指导思想首先是就地消耗难以销售的洗混煤、气煤等，变输煤为输电；其次是解决巨野矿区各矿煤泥、矸石出路以及各矿供热问题，从而减少环境污染并提高经济效益。在满足整个矿区生产、生活用电负荷需要后，多余电量上网补充山东省电力空缺。1、矿区坑口电厂巨野煤田北部矿区规划有两对矿井，即郭屯矿井和郓城矿井，两对矿井的规模均为年产原煤180万t，两对矿井均设选煤厂，去除大块矸石后的产品煤直接供电厂燃用，两对矿井年产产品煤约304.6万t，低位发热量为Qnet.ar＝26.167MJ/kg(6250kcal/kg)。巨野煤田南部矿区也规划有两对矿井，即龙赵矿井和万福矿井，两对矿井的规模分别为年产原煤900万t和180万t，两对矿井均设多品种选煤厂，年产洗混煤分别为121.68万t和24.34万t，低位发热量为Qnet.ar＝19.678MJ/kg(4700kcal/kg)。根据巨野矿区供给发电用煤量，拟建装机容量为1500MW火力发电厂一座，分两期建设，一期工程先上一台600MW机组和一台300MW机组，可与郭屯矿井和龙固矿井同期建设；二期工程再上一台600MW机组，机组投产时间可与郓城矿井和万福矿井投产时间一致。2、矿区低热值燃料热电厂为了解决龙赵和万福两矿的煤泥、末矸出路以及两矿供热问题，拟在龙赵、万福两个设有多品种选煤厂的矿井建设煤泥、末矸混烧低热值燃料热电厂。目前，在国内煤泥与矸石单烧，混烧发电以及煤泥上料技术已经成熟，国产75t/h煤泥循环流化床锅炉和75t/h煤泥及矸石混烧循环流化床锅炉已有成功的运行经验，220t/h循环流化床锅炉也已有使用的用户。因此，考虑目前国内生产技术以及将来的发展，锅炉单台容量规划选用75t/h次高温次高压和220t/h高温高压循环流化床锅炉在技术上是可行的，设备制造上是有保证的。根据选煤专业的计算，龙赵、万福两矿煤泥发热量为Qnet.ar＝14.654MJ/kg(3500kcal/kg)，末矸发热量为Qnet.ar＝9.21MJ/kg(2200kcal/kg)。煤泥和末矸约按3:2配比，混合燃料发热量约为Qnet.ar＝12.476MJ/kg(2980kcal/kg)。两矿低热值燃料热电厂规划的规模及年耗燃料量见表2-4-2表2-4-2厂名龙赵万福规模 炉3×220t/h炉2×75t/h煤种机3×50MW机2×12MW煤泥(万t/a) 57.6 11.69末矸(万t/a) 38.47.79占地（ha）9.5 6.5职工人数 1500230注：1.年利用小时为6000h，采暖期为2000h，非采暖期为4000h。从两矿低热值燃料热电厂的燃料消耗量和电厂燃料供应相比较可以看出，两低热值燃料电厂的规模是与选煤厂的煤泥、末矸的产量相匹配的，基本可以将煤泥、末矸利用掉。三、电厂燃料供应1、坑口电厂所燃烧的电厂动力煤，由郭屯矿井、龙赵矿井、郓城矿井和万福矿井选煤厂提供，采用铁路运输至电厂。2、龙赵、万福矿低热值燃料热电厂所燃烧的煤泥和末矸，分别由两矿井多品种选煤厂提供，用胶带运输机从选煤厂直接运输到电厂。各矿井提供的煤量见表2-4-3。表2-4-3煤种电厂动力煤洗混煤煤泥未矸厂名（万t/a）（万t/a）（万t/a）（万t/a）郭屯矿井152.3郓城矿井152.3龙赵矿井121.687230.87万福矿井24.3414.46.17合计304.6146.0286.437.04四、矿区电厂水源1、用水量统计巨野矿区电厂总规划容量1674MW，共有三座电厂，各电厂规划容量及用水量见下2-4-4。表2-4-4厂名电厂规划容量最大时补水量年利用小时数用水量(MW)(m3/h)(h)(m3/d)坑口电厂1×300+2×60058507000140400龙赵热电厂3×501050600025200万福热电厂2×1224860005952合计167471481715522、电厂水源选择龙赵热电厂：该电厂的生活用水与矿井工业场地生产生活用水统一考虑，取用奥陶系灰岩水。生产用水首先采用处理后的矿井水，不足部分取用第三系水。万福热电厂：该电厂的生活用水与矿井工业场地生产生活用水统一考虑，取用奥陶系灰岩水。生产用水全部采用处理后的矿井水。坑口电厂：该电厂的生活用水取用奥陶系灰岩水。生产用水利用处理后的郭屯、郓城矿井水，不足部分取用第三系水。建议在电厂附近进一步进行水源勘探，为下阶段设计提供明确的水源资料。五、电厂与系统的连接根据对巨野矿区规划电厂接入系统提出以下两个方案：第一方案：坑口电厂一期工程600MW机组直接接入500kV系统。300MW机组接入220kV网络，具体实施方案可考虑由坑口电厂出三回220kV线路，其中两回至三里庙220kV变电所，一回至郓城220kV变电所。二期工程接入系统方式根据负荷发展情况再定。第二方案：坑口电厂一期工程600MW机组和300MW机组均接入220kV网络。电厂二期工程接入系统方式根据负荷发展情况再定。若采用第一方案，当接入220kV网络机组满发时，将有161MW电力通过邹县500/220kV联变送入500kV系统，当停一台300MW机组时，则需邹县联变补充118MW电力。若采用第二方案，当接入220kV网络机组满发时，将有719MW机组电力需通过联变送入500kV系统，当停一台600MW机组时，尚有161MW电力需通过联变送入500kV系统。由于邹县电厂500/220kV联络变压器容量为500MVA，因此，如果不增加新的500/220kV联变，将造成接入220kV网络机组不能满发。综合以上分析，设计推荐采用第一方案。至于龙赵、万福两个低热值燃料热电厂的接入系统方式，由于机组容量较小，可与各自矿井变电所统一考虑，不再详细论述。矿区配套工程一、矿区地面运输由于矿区运量较大，又多为远方用户，本设计推荐以铁路运输为主，公路运输为辅的运输方式。1、铁路专用线①接轨站根据本矿区各矿井的位置，按照就近、可行、煤流顺畅等原则，结合周围国铁已有车站现状，新兖线上的龙堌集车站、田桥车站、沙土集车站，京九线上的郓城车站，可作为矿区铁路接轨站来考虑，本设计将龙堌集车站、郓城车站作为矿区铁路接轨站。②铁路专用线走向方案根据铁路接轨站位置，考虑各矿井运量、流向及开发时间等因素，对矿区铁路规划了二个方案方案Ⅰ：整个矿区铁路专用线分成二个小区分别接轨，龙固、万福矿井在新兖线的龙堌集车站接轨；郓城、郭屯矿井在京九线的郓城车站接轨。铁路专用线总长度45Km。方案Ⅱ：在方案Ⅰ的基础上，将两个小区的铁路联接起来，整个矿区铁路形成一体，本方案铁路专用线总长度70Km。同方案Ⅱ相比，方案Ⅰ铁路铺轨总长度短,铁路用地少，投资省；但龙固、万福矿井选煤厂的洗混煤，需经兖新和京九铁路才能到达郭屯电厂。经过综合考虑，初期推荐方案Ⅰ为主导方案，后期选用方案Ⅱ。矿区公路本矿区附近的现有公路及规划的两条高速公路已构成主框架，矿区内不需要再增设专用矿区公路，各矿井、指挥中心、辅助企业等单位，可直接就近与附近公路相联接，矿区公路总长度31.8Km。二、矿区供电1、矿区附近电力系统现状本矿区附近现有菏泽、济宁两座发电厂。菏泽发电厂规划容量为850MW，已有二台125MW机组投入运行，规划2002年再投入两台300MW机组。济宁发电厂现有装机容量300MW。两电厂均以220KV网络与山东电网相联。在本矿区东部有一座三里庙220KV区域变电所，该变电所容量为二台90MVA变压器，电压为220/110/35KV，二回220KV电源线路分别引自