鄂尔多斯万利矿区矿井工业场地选择

鄂尔多斯万利矿区矿井工业场地选择

0矿区自然概况鄂尔多斯万利矿区是鄂尔多斯能源煤气站之一，矿区面积767.43公里，煤炭储量140654.74hm。整个地区分为八个营地和四个小煤矿改造区。矿区规划生产能力为27.60.45.60m.a，采矿技术条件复杂，资源储量丰富，有利于全面机械化开采，有利于大型和大型高效矿山的建设。高家梁矿井是万利矿区开发建设的第一个特大型矿井。高家梁井田位于鄂尔多斯万利矿区的南部,东与塔拉壕井田毗邻,南与东胜南区相接,西与王家塔井田为邻,北与李家壕井田相接。井田南北最长约14.09km,东西最宽约12.69km,面积约87.42km2,设计规模为6.0Mt/a。投产时生产能力为3.0Mt/a。井田储量1452.89Mt,可采储量为824.65Mt,矿井服务年限为99.2a。1开拓工业场地方案本井田位于鄂尔多斯高原东北部,属黄土高原地貌。井田内地形总体趋势是东北高、西南低。最高点位于井田东北部边缘,海拔高程为1520m;最低点位于井田南部的虎石沟与井田边界交汇处,海拔高程1337m。最大高差为183m;一般海拔高程1380～1480m,一般高差100m左右。井田属高原侵蚀性丘陵地貌,大部分地区为低矮山丘,第四系广泛分布,基岩大面积出露,植被稀疏,为半荒漠地区,属黄河水系。沟谷发育,大面积地形复杂,矿井工业场地难于选择,只有铜匠川川道及其支沟的较宽阔的坡台上,地形开阔、平坦,便于场地布置;且靠近铁路、公路,对外交通联络方便,水源、电源较近;所占良田少,压煤少,征地方便;有利于矿井井下开拓布局、首采区布置;并满足防洪要求。设计提出三个工业场地选择方案。方案Ⅰ:矿井工业场地集中布置在铜匠川与泉和常沟交汇处东侧、靠铜匠川南侧的川道台地上,距泉和常沟口约1700m,场地标高1400m。方案Ⅱ:矿井工业场地集中布置在铜匠川与泉和常沟交汇处东侧、靠铜匠川南侧的川道台地上,距泉和常沟口约900m,场地标高1397m。方案Ⅲ:矿井工业场地集中布置在卡前沟支沟小卡前沟沟头处,即井田南部边界西南隅附近,距卡前沟沟口约4km,场地标高1420m。经分析,从井田整个开拓布局考虑,三个方案各有利弊,因此必须结合矿井具体开拓方案,经技术经济比较综合分析后确定。各方案优缺点对比见表1。2井土的开发和配置2.1主井开拓方式井田内煤层为一向南西倾斜的单斜构造,倾角0°～3°,选择的工业场地处煤层埋藏深度在110～280m之间,从煤层的埋藏深度及地形条件看,井田开拓可采用斜井开拓方式、立井开拓方式或斜、立混合开拓方式。主井开拓方式分析与选择:经分析对比,可采用斜井方式,装备带式输送机是目前国内外普遍采用的主提升方式,斜井施工容易,井筒装备简单,环节少,用人少,效率高,投资省,维护简单,且能实现井下煤炭不间断连续运输,装备一条高强度、大运量的斜井带式输送机即可满足6.0Mt/a的主提升要求。副井开拓方式分析与选择:井下采掘工作面少,掘进、生产全部机械化,需用材料量少;井下开拓、回采巷道大多为煤巷,矸石量少。根据以上特点,采用斜井方式最为经济合理,一个井筒完全能满足矿井前、后期的辅助提升要求,同时斜井也有利于大件和长材的运输。因此,设计本矿井主、副井均采用斜井开拓方式。2.2煤层间距及辅助运输方式水平划分分析与选择:本井田煤层为近水平煤层,可采煤层为2-2上、2-2中、3-1、4-2中、5-1、6-2中共6层煤,2-2上与2-2中煤层间距为1.56～23.09m,平均间距9.63m;2-2中与3-1煤层间距为12.18～53.14m,平均间距29.17m;3-1与4-2中煤层间距为13.80～76.20m,平均间距45.99m;4-2中与5-1煤层间距为12.97～37.87m,平均间距26.26m;5-1与6-2中煤层间距为24.65～71.90m,平均间距42.69m。其中2-2中、3-1、4-2中、6-2中为主采煤层,占全井田资源储量的83.22%。根据本井田煤层间距、赋存条件及辅助运输方式,可划分二个水平、三个水平和四个水平开拓全井田。大巷布置方式分析与选择:开拓巷道布置应根据煤层赋存条件、地质条件、开采技术条件和矿井开拓、通风、运输方式等因素确定。结合本矿井的开拓方式以及水平划分,水平大巷布置采用分组联合布置方式。2.3开拓、运输方案比选根据矿井三个工业场地方案,提出了对应的三个井田开拓方案,进行综合比较。方案一:工业场地选择场地方案Ⅰ。2-2上、2-2中煤层埋深110～130m左右,矿井采用斜井开拓方式。考虑矿井通风线路较长,为满足矿井通风需要,在井田中部开凿一号回风立井和进风立井,在井田边界开凿二号回风立井。矿井以四个水平开拓全井田。首先开采一水平,共布置五条水平开拓大巷,主斜井开凿至2-2中煤层,在2-2上煤层布置两条水平开拓大巷,在2-2中煤层布置三条水平开拓大巷,后期开采二、三、四水平时,主斜井延深至各水平,并分别在3-1、4-2中、6-2中煤层中布置各煤组水平开拓大巷,二、三、四水平辅运大巷通过辅助运输暗斜井与一水平2-2中煤层大巷联络,风井直接延伸至二、三、四水平。矿井在井田中央沿南北方向分水平布置一组中央水平大巷,大巷条带式开采;沿东西向布置两组盘区巷,单、双翼开采,将全井田划分为16个盘区。本方案投产时(初期)移交井巷工程量23986m,其中开拓工程14282m(井筒2449m,大巷及硐室11833m),采准工程量9704m。主运输采用胶带输送机,辅助运输采用无轨胶轮车。方案二:工业场地选择场地方案Ⅱ。本方案井田开拓方式、水平划分、大巷布置、盘区划分等均同方案一。本方案投产时(初期)移交井巷工程量26557m,其中开拓工程16233m(井筒2116m,大巷及硐室14117m),采准工程量10324m。主、辅助运输方式同方案一。方案三:工业场地选择场地方案Ⅲ。本方案井田开拓方式、水平划分、大巷布置、盘区划分等均同方案一。本方案投产时(初期)移交井巷工程量31824m,其中开拓工程16059m(井筒3102m,大巷及硐室5892m),采准工程量22830m。主、辅助运输方式同方案一。2.4矿区供电电源、公路、两路交通网络方案比选方案一:①优点。矿区公路从工业场地沿铜匠川至鄂尔多斯市环城一级公路与国道109线相交处相接,该公路全长6.9km,进场公路短;矿井一期移交井巷工程量,较方案二、方案三略省;矿井一期建井总工期25.3个月,较方案二、方案三略短。矿区110kV变电站紧邻工业场地北侧,双回供电电源线路最短;②缺点。从高家梁车站至新包神铁路东胜站矿区铁路专用线长度约24km,铁路外运距离较长;方案二:①优点。从高家梁车站至新包神铁路东胜站矿区铁路专用线长度约23km,铁路外运距离较短;矿区110kV变电站距工业场地1km,双回供电电源线路较短;②缺点。矿区公路从工业场地沿铜匠川至鄂尔多斯市环城一级公路与国道109线相交处相接,该公路全长8.0km,进场公路长;矿井一期移交井巷工程量,较方案一略多;矿井建井总工期28个月,较方案一略长。方案三:①优点。从高家梁车站至新包神铁路东胜站矿区铁路专用线长度约20km,铁路外运距离最短;②缺点:矿区公路从工业场地沿铜匠川至鄂尔多斯市环城一级公路与国道109线相交处相接,该公路全长13.0km,进场公路长;矿井一期移交井巷工程量,较方案一、方案二略多;矿井建井总工期30个月,较方案一略长;矿区110kV变电站距工业场地7km,双回供电电源线路最长。3该计划的经济比较和项目指标的评价3.1经济发展开拓方案经济比较见表2。经过综合技术经济比较,推荐方案一。3.2投资主体及最优收益分析指标项目总投资效益:高家梁矿井的财务评价各项指标良好,矿井投产时(初期)建设项目总资金为127315.65万元,吨煤投资421.9元;矿井达产时建设项目总资金为162226.07万元,吨煤投资267.9元,财务内部收益率为13.91%。均高于行业基准收益率。投资风险小,财务收益较好,盈利水平较高,清偿能力较强,项目具有较强的抗风险能力。主要财务评价指标:财务内部收益率(税后)13.91%;财务净现值(税后)44315.45万元;投资回收期(税后)14.37a;投资利润率(税后)12.15%;投资利税率(税后)17.71%;由以上数据可以看出,本项目盈利水平较高,偿还能力较强,具有较好的抗风险能力。4建立生态综合整治机制与专门机构高家梁矿井按高产高效模式设计,主采煤层赋存稳定,井田地质构造及水文地质条件较复杂,开采技术条件优越。本项目运行期间