9#、10#、12#煤層開拓延伸設(shè)計說明書
9#、10#、12#煤層開拓延伸設(shè)計說明書
前 言
烏達(dá)礦業(yè)公司五虎山煤礦是國家六十年代投資建設(shè)的年設(shè)計能力150萬噸的大型礦井。該礦井1970簡易投產(chǎn),1983年達(dá)產(chǎn),1990年產(chǎn)量曾突破200萬噸。三十年來,五虎山礦共生產(chǎn)煤炭2316.1萬噸。
2000年五虎山礦進(jìn)行技術(shù)改造,技改后的礦井主采4#、7#煤層,主產(chǎn)品是低硫精煤、電煤。截止2003年6月,技改后圈定的4#、7#煤層可采儲量約為365.4萬噸,按年產(chǎn)150萬噸計,只能維持二年多,礦井接續(xù)緊張。
五虎山礦井開拓延伸涉及的煤層是9#、10#、12#。根據(jù)烏達(dá)礦區(qū)煤層分布及開采狀況看,蘇海圖礦主采12#、13#、15#煤層,已沒有9#、10#煤層,黃白茨礦現(xiàn)主采9#煤層,但儲量有限,只能開采2年,五虎山礦井9#、10#煤層可采儲量約1837.3萬噸。9#、10#煤層雖然屬高硫煤,但灰分低,發(fā)熱量高,經(jīng)市場調(diào)研,高硫煤市場前景是明朗的,具有開采價值。本次礦井開拓延伸方案主要設(shè)計開采9#、10#、12#煤層,其中先期開采9#、10#煤層,后期開采12#煤層,礦井設(shè)計能力可提升至240萬噸/年。
第一章 礦井概況
第一節(jié) 地理位置、交通
五虎山煤礦位于內(nèi)蒙古自治區(qū)烏海市境內(nèi),為賀蘭山北部煤田烏達(dá)礦區(qū)的一部分。包蘭鐵路、110國道從烏達(dá)礦區(qū)東側(cè)通過。礦區(qū)鐵路專用線在包蘭鐵路的烏海西站接軌。區(qū)內(nèi)有烏達(dá)通至巴音浩特和吉蘭泰等地區(qū)的主要公路。
第二節(jié) 地質(zhì)概況
五虎山礦井范圍拐點(diǎn)坐標(biāo):
1: X=4376543 Y=36384241;
2: X=4376553 Y=36380481;
3: X=4376296 Y=36380464;
4: X=4374958 Y=36381152;
5: X=4374110 Y=36381610;
6: X=4372800 Y=36382371;
7: X=4372800 Y=36383131;
8: X=4371973 Y=36383446;
9: X=4372303 Y=36383601;
10:X=4372303 Y=36383921;
11:X=4372813 Y=36383981;
12:X=4372953 Y=36384101;
13:X=4375453 Y=36384491;
14:X=4376553 Y=36384241;
井田走向長4.5KM,傾斜長2.5KM,面積為11.5665平方公里。
井田地質(zhì)構(gòu)造北部簡單,南部較復(fù)雜,北部呈單斜構(gòu)造,傾角10°左右,南部呈一向斜構(gòu)造,傾角為20°~30°。井田內(nèi)的斷層以逆掩斷層或逆斷層為主,于主要斷層兩側(cè)往往伴生有波狀褶曲,中部有F37、F38斷層組,南部有幾個輻射狀斷層。斷層落差除烏達(dá)逆掩斷層達(dá)200~600m外,其它一般均在10~20m。
井田內(nèi)共有煤層24層,可采煤層14層,煤層總厚度36.5m。其上部煤系地層為下二迭系山西組,含煤8層(1#2#、3#、4上、4#、5#、6#、7#)可采5層(1#、2#、4#、6#、7#)下部煤系地層為石炭統(tǒng)、太原群,含煤16層可采9層(8#9#、10#、12#、13上2、13#、15#、16#、17#)。井田內(nèi)原始能利用儲量3.06億噸,其中可采儲量2.3億噸。截止2002年底,井田保有儲量1.8億噸,可采儲量1.4億噸。
井田內(nèi)7#煤層以上,煤質(zhì)屬1/3JM,8#煤層全部9#、10#煤層局部屬FM,其余下部煤層屬于JM。原煤灰分除4#煤層大于30%外,其余煤層均小于30%,各煤層發(fā)熱量均大于20.5MJ/kg。
五虎山礦井屬低瓦斯礦井,2002年礦井瓦斯鑒定結(jié)果CH4和CO2相對涌出量分別為2.41m3/T和2.80m3/T。井田深部局部煤層和地段瓦斯涌出異常,涌出量較高。各煤層根據(jù)地質(zhì)鉆孔資料,煤塵爆炸指數(shù)均大于30%,有爆炸危
險。
井田水文地質(zhì)比較簡單,主要煤系地層含水不大。根據(jù)水文地質(zhì)資料和近年來礦井的涌水實(shí)測結(jié)果分析,礦井生產(chǎn)時正常涌水量為53m3/h,最大為100m3/h。
第三節(jié) 原設(shè)計概況
五虎山礦井1965年由北京煤炭設(shè)計研究院設(shè)計,設(shè)計生產(chǎn)能力為150萬噸/年,服務(wù)年限為107年。設(shè)計采用斜井開拓,分兩個水平開采。一水平標(biāo)高+1100,二水平標(biāo)高+950,水平分界線為+1025。一水平地質(zhì)儲量為2.14億噸,服務(wù)年限75年,二水平地質(zhì)儲量為0.92億噸,服務(wù)年限為32年。
一水平井底車場布置在4#煤層底板巖石中,由南北主要運(yùn)輸大巷、石門與盤區(qū)巷道相聯(lián)接。礦井設(shè)計開采方式為盤區(qū)石門上下山開采。盤區(qū)雙翼走向長度1000m。開采順序自上而下,兩翼交替回采。采煤方法為單一走向長壁全部垮落法。
原礦井采用中央壓入式通風(fēng)。主要通風(fēng)機(jī)型號為70B-No25型,電機(jī)功率800kw,新風(fēng)由進(jìn)風(fēng)立井經(jīng)南、北主要運(yùn)輸大巷進(jìn)風(fēng),污風(fēng)從各盤區(qū)軌道上山排至地面,井下運(yùn)輸采用石門裝車,電機(jī)車牽引礦車運(yùn)至井底煤倉經(jīng)主井皮帶運(yùn)往地面。
根據(jù)生產(chǎn)需要,五虎山礦2000年以盤區(qū)合并,加大盤區(qū)走向長度為重點(diǎn),對礦井原生產(chǎn),通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行了必要的技術(shù)改造。
在井底車場開鑿暗斜井,與7#煤層軌道上山以車場進(jìn)行連接。主井延伸124m通過煤倉及皮帶聯(lián)絡(luò)巷與7#層皮帶上山相連,中盤區(qū)4#、7#層上山南翼擬布置走向長度2000m和1500m的工作面。4#層上山北翼已采完,7#層上山以北與五采區(qū)之間能布置走向長度為350m的工作面。
礦井通風(fēng)方式為分區(qū)抽出式。主要通風(fēng)機(jī)型號BDK-8-No24,電機(jī)功率160×2kw,為實(shí)現(xiàn)4#煤的分裝分運(yùn),從工業(yè)廣場地表掘4#層運(yùn)輸反斜井,至東石門4#煤倉,地面配套建有跳汰選煤廠,洗選4#煤。
第二章 礦井開拓延伸設(shè)計
第一節(jié) 礦井開采現(xiàn)狀
五虎山礦技改后設(shè)計生產(chǎn)能力保持150萬噸/年,服務(wù)年限12年,經(jīng)圈定7#層工作面可知,7#層南翼被地方小窯侵蝕,小井越界進(jìn)入大井井田500m之多,致使煤量損失嚴(yán)重,服務(wù)年限驟減。
從1999年初至2003年6月,4#煤儲量除大井動用外因小井開采和地質(zhì)條件、火區(qū)影響而減少。中盤區(qū)4#層已圈定范圍內(nèi),還可布置2個工作面,406和408兩個工作面由于留井底車場保安煤柱需提前停采,目前圈定范圍內(nèi)的地質(zhì)儲量為277萬噸。其中可開采儲量為168萬噸。
中盤區(qū)6#煤層屬開采不經(jīng)濟(jì)煤層。7#煤層因工作面走向長度減小而損失的地質(zhì)儲量為148.5萬噸。中盤區(qū)7#層上山北翼可布置走向長度350m的工作面2個。南翼還可布置三個走向千米的工作面,已圈定的7#煤層地質(zhì)儲量為324萬噸,可采儲量為197.4萬噸。
礦井技術(shù)改造后圈定范圍內(nèi)的4#、7#層剩余的地質(zhì)儲量總計為601萬噸,其可采儲量為365.4萬噸。按150萬噸/年計,只能維持二年多。
礦井通風(fēng),在技改初期,采用分區(qū)抽出式通風(fēng),后由于4#煤上部火區(qū)影響,中盤區(qū)主要通風(fēng)機(jī)采用壓入式供風(fēng),五采區(qū)主要通風(fēng)機(jī)仍然是抽出式,礦井形成兩套相對獨(dú)立的通風(fēng)系統(tǒng)。
第二節(jié) 礦井開拓延伸的必要性
一、礦井正常生產(chǎn)接續(xù)的需要
近年來,由于井田周邊地方小井的無序越界開采,使得中盤區(qū)4#、7#煤層南翼的工作面,其走向長度比原設(shè)計縮短500多米,煤炭儲量損失嚴(yán)重,與4#、7#煤層技改所設(shè)計的服務(wù)年限差距甚遠(yuǎn)。現(xiàn)五虎山礦大井圈定范圍內(nèi)的4#、7#煤層的可采儲量按150萬噸/年的生產(chǎn)能力計算,只能維持二年多。而9#、10#、12#煤層開拓延伸的工程需二年多方能投入生產(chǎn),所以礦井的接續(xù)問題十分緊張迫切?,F(xiàn)在礦井正常生產(chǎn)的同時,加快施工開拓延伸工程,可實(shí)現(xiàn)上下組煤的正常接續(xù),否則日后將面臨停下生產(chǎn)搞延伸的境地。
二、適應(yīng)市場的需要
考慮到高硫煤現(xiàn)有一定的市場,黃白茨礦的高硫煤儲量只能維持2年,因此五虎山礦的9#、10#層可利用這個機(jī)
會,及時開發(fā),搶占高硫煤市場。
第三節(jié) 開拓延伸設(shè)計方案
此次五虎山礦9#、10#、12#煤層開拓、延伸設(shè)計方案,改變以前盤區(qū)劃分的界限,加大盤區(qū)走向長度、優(yōu)化巷道布置,在充分利用原有巷道和系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,本著技術(shù)可行、安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的原則提出本設(shè)計方案。
本方案暗斜井上部車場的開口選擇在井底車場內(nèi),延伸見9#、12#煤層處各設(shè)下部車場與其軌道上山相連。主井從現(xiàn)在位置繼續(xù)延伸至15#煤層底板。以煤倉和皮帶聯(lián)絡(luò)巷分別與10#、12#煤層皮帶上山相通。盤區(qū)走向長度3000m,上下山布置在井田中央,南北兩翼各1500m,以利于集中生產(chǎn)。開拓延伸的通風(fēng)系統(tǒng)與現(xiàn)在中盤區(qū)4#、
7#煤層生產(chǎn)的通風(fēng)系統(tǒng)相互獨(dú)立,能保證開拓延伸工程始終不影響4#、7#煤層的正常生產(chǎn)。
本方案優(yōu)點(diǎn)歸納如下:
一、從生產(chǎn)格局上看,上下山布置在井田中央,南北兩翼各為1500m,以利于均衡生產(chǎn),隨著五采區(qū)7#煤層,中盤區(qū)4#、7#煤層回采結(jié)束,北大巷、中盤區(qū)4#、7#上下山、380皮帶巷及東石門等井巷可隨之報廢,有利于采面連續(xù)推進(jìn),可實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。
二、從經(jīng)濟(jì)上分析,該方案暗斜井延伸避開7#層暗斜井,可在不影響7#層正常生產(chǎn)的情況下,順利實(shí)現(xiàn)上、下層的接續(xù)。并且隨北大巷、東石門、380皮帶巷等井巷的報廢,可取消電機(jī)車運(yùn)輸,降低巷道維護(hù)及輔助運(yùn)輸費(fèi) 用。
三、從分裝分運(yùn)的情況來看,本方案增加了一條從主
井至4#層反斜井的皮帶運(yùn)輸巷,充分利用反斜井和地面的跳汰洗煤廠,實(shí)現(xiàn)9#、10#層和12#層的分裝分運(yùn),體現(xiàn)煤炭的優(yōu)質(zhì)優(yōu)價,提高經(jīng)濟(jì)效益。
四、從安全上考慮,本方案井巷布置較為合理,三個層位布置在同一盤區(qū)內(nèi),主運(yùn)輸設(shè)備布置在一條巷道內(nèi),運(yùn)輸環(huán)節(jié)少,設(shè)備利用率高,生產(chǎn)系統(tǒng)集中,便于管理,因而安全系數(shù)較高,有利于安全生產(chǎn)。
第四節(jié) 開拓延伸設(shè)計
一、盤區(qū)巷道布置
本次開延工程將所揭露的9#、10#、12#煤層分成兩個盤區(qū),分別是9#、10#層為一個盤區(qū);12#層為一個盤區(qū)。
其中9#、10#層盤區(qū)在井田中央布置四條上山巷道,三條布置在9#層,一條布置在10#層,分別是9#進(jìn)風(fēng)上山,10#皮帶上山(進(jìn)風(fēng))和兩條9#回風(fēng)上山,形成兩進(jìn)兩回。
12#層盤區(qū)在井田中央布置兩條上山巷道,即12#皮帶上山和12#軌道上山,形成一進(jìn)一回。
兩個盤區(qū)兩翼的走向長度均為3000米,斜長為1500米。工作面走向長度1500米,斜長一般為180米,受構(gòu)造影響的采面,局部地方小于該尺寸。
煤柱尺寸的確定:
采區(qū)邊界:由采區(qū)邊界線后退10米,
上山煤柱:一側(cè)留20米,
區(qū)段煤柱:中——中20米。
二、采煤方法
(一)9#、10#、12#煤層均采用走向長壁全部陷落采煤法。9#、10#層一次采全高;12#煤層沿底留頂。
(二)落煤方法和頂板管理
9#層工作面采用MG-250/600-1.1D機(jī)組和SGZ-764/400刮板機(jī),配合ZY-35型液壓支架進(jìn)行采、裝、運(yùn)、支工作。
10#工作面采用MG-375/150W機(jī)組和SGZ-630/220刮板機(jī),配合輕型掩護(hù)式液壓支架進(jìn)行采、裝、運(yùn)、支工作。
12#層工作面采用MG-300/700-WD機(jī)組和SGZ-764/630刮板機(jī),配合ZZ4800/42/22型液壓支架進(jìn)行采、裝、運(yùn)、支工作。
三、生產(chǎn)系統(tǒng)
開拓延伸后9#、10#、12#煤層的主要生產(chǎn)系統(tǒng)如下:
一、運(yùn)輸系統(tǒng):
1、運(yùn)煤:9#、10#層:工作面→運(yùn)輸順槽→皮帶上山→盤區(qū)煤倉→主井皮帶→4#皮帶運(yùn)輸巷→4#反斜井→地面
12#層:工作面→運(yùn)輸順槽→皮帶上山→盤區(qū)煤倉→主井皮帶→地面
2、運(yùn)料:
地面→副井→軌道暗斜井→軌道上山→各采掘面或其它用料點(diǎn)
3、行人:地面→副井→井底車場→行人斜巷(猴車道)→9#層進(jìn)風(fēng)上山(12#層軌道上山)→各采掘面
二、供電系統(tǒng)
地面三萬五變電所6KV→鉆孔→暗斜井→軌道上山→盤區(qū)變電所→各配電點(diǎn)
詳見五虎山煤礦9#、12#層設(shè)備選型及供電設(shè)計。
三、供排水系統(tǒng):
利用新增的供排水設(shè)備及管道等,與大井原供排水系
統(tǒng)并網(wǎng),供水利用地面水池采用靜壓供水,排水由盤區(qū)排至暗斜井下部水倉,然后排至井底水倉后,集中外排。
四、通風(fēng)系統(tǒng):
礦井采用抽出式通風(fēng),主井、付井進(jìn)風(fēng),9#與12#煤層各設(shè)集中回風(fēng)平巷和回風(fēng)上山。三個層位同時生產(chǎn)時,安置兩套主要通風(fēng)機(jī),9#、10#層和12#層回風(fēng)各自進(jìn)入自己的回風(fēng)井,分別排出地面。(9#層集回平巷由于受地質(zhì)條件影響,需施工穿巖下山進(jìn)入12#層,在12#層中布置,但與12#層集回相互獨(dú)立。)
礦井開拓延伸結(jié)束后,井下最多時安排3個綜采工作面和6個掘進(jìn)工作面同時生產(chǎn);其中9#、10#層系統(tǒng)為兩個綜采工作面,四個掘進(jìn)工作面;12#層系統(tǒng)為一個綜采工作面,兩個掘進(jìn)工作面。
由于9#、 10#層系統(tǒng)和12#層系統(tǒng)回風(fēng)相互獨(dú)立,所以分別對兩套系統(tǒng)進(jìn)行風(fēng)量分配計算,確定各自的風(fēng)量。
根據(jù)臨近礦井9#綜采工作面的瓦斯涌出和配風(fēng)經(jīng)驗(yàn),
9#工作面配風(fēng)應(yīng)在2000m3/min以上,相應(yīng)的10#工作面也不低于1000m3/min。掘進(jìn)工作面距離較長,深部瓦斯涌出較大,每個掘進(jìn)工作面配風(fēng)500m3/min,每個變電所配風(fēng)100m3/min,絞車峒室配風(fēng)由Q其它解決。
9# 10#系統(tǒng):
Q總=(∑Q采+∑Q備+∑Q掘+∑Q峒+∑Q其它) K通=8200m3/min
12#綜采工作面配風(fēng)1200m3/min,每個掘進(jìn)工作面配風(fēng)500m3/min,每個變電所配風(fēng)100m3/min,絞車峒室配風(fēng)由
Q其它解決.
12#系統(tǒng):
Q總=(∑Q采+∑Q備+∑Q掘+∑Q峒+∑Q其它)×K通=3800m3/min
礦井通風(fēng)系數(shù)均按1.2選取。附礦井通風(fēng)阻力計算:
根據(jù)以上風(fēng)量分配和阻力計算;
9# 、10#層系統(tǒng)主要通風(fēng)機(jī)選用BD-Ⅱ-8N026型,其風(fēng)量范圍 89m3/s - 210m3/s,最高效率點(diǎn)風(fēng)量140m3/s,高效區(qū)靜壓范圍 1402Pa - 4913Pa,可滿足9# 、10#系統(tǒng)通風(fēng)的需要。
12#系統(tǒng)主要通風(fēng)機(jī)選用BDK(Ⅲ) - 8 - N024型,風(fēng)量范圍75m3/s - 150m3/s,最高效率點(diǎn)風(fēng)量 100m3/s,高效區(qū)靜壓范圍 784Pa - 3038Pa,可滿足12#系統(tǒng)通風(fēng)的需要。
其通風(fēng)線路為:
新風(fēng):
付井→軌道暗斜井→9#層進(jìn)風(fēng)上山→9#層運(yùn)輸順槽→9#層工作面
主井→10#層皮帶聯(lián)絡(luò)巷→10#層皮帶上山→10#層運(yùn)輸順槽→10#層工作面
主井→12#層皮帶聯(lián)絡(luò)巷→12#層皮帶上山→12#層運(yùn)輸順槽→12#層工作面。
泛風(fēng):9#層工作面→9#層回風(fēng)順槽→9#層回風(fēng)上山→9#層集回→9#層風(fēng)井→地面
10#層工作面→10#層回風(fēng)順槽→9#層回風(fēng)上山→9#層集回→9#層風(fēng)井→地面。
12#工作面→12#回風(fēng)順槽→12#軌道上山→12#集回平巷→12#風(fēng)井→地面
第五節(jié) 開拓延伸后礦井生產(chǎn)能力及服務(wù)年限
按上述方案,礦井延伸后,主采煤層為9#、10#、12#煤層。其中9#屬中厚煤層,煤層平均厚度3.21m,布置綜采工作面;10#煤層平均厚度2.3m,考慮10#煤層頂板的巖性,及與9#煤層的層間距不大等情況,10#煤層宜選輕型掩護(hù)式支架,使用綜采;12#煤層屬厚煤層,平均厚度4.64m,宜用綜采。
開拓延伸完成的第二年,安排9#綜采90萬噸/年,12#綜采50萬噸/年,與7#同采,當(dāng)年計劃產(chǎn)量180萬噸。第三年延伸采面全部投入生產(chǎn),其中9#綜采90萬噸/年,10#綜采60萬噸/年,12#綜采90萬噸/年,合計240萬噸/年,以后每年按240萬噸考核。
根據(jù)設(shè)計方案所圈定的9#、10#、12#煤層的可采儲量為3364.9萬噸,按240萬噸/年的生產(chǎn)能力計算,礦井延伸后的服務(wù)年限為14年。
9#、10#、12#煤層儲量匯總表
煤 層保有儲量(萬噸)可采儲量(萬噸)
9#1625.91057.1
10#1317.7780.2
12#3111.31527.6
合 計6054.93364.9
第六節(jié) 產(chǎn)品質(zhì)量預(yù)測
根據(jù)我礦和黃白茨礦的有關(guān)資料,如果9#煤10#煤以2∶1的比例配煤,作為動力煤以現(xiàn)在的市場行情,考慮硫分扣款后,售價為110元/噸,如果高硫洗精煤市場能夠拓展,可生產(chǎn)高硫精煤和洗混煤,效益會更好些。
第三章 礦井開拓延伸工程概算
本次礦井開拓延伸方案測算,其工程量及工程費(fèi)用概算分別見附表,設(shè)備費(fèi)用見設(shè)備購置明細(xì)表。
第四章 投資估算及資金來源
第一節(jié) 投資估算
固定資產(chǎn)投資估算:
本次開拓延伸工程施工工期24個月,根據(jù)開拓延伸方案,該項(xiàng)目從生產(chǎn)布置、工藝技術(shù)和資金籌措等方面考慮,擬定新增固定資產(chǎn)投資方案如下:
固定資產(chǎn)投資3500萬元,其中井巷工程1520萬元,設(shè)備購置1980萬元。
第二節(jié) 資金來源與籌措
礦井開拓延伸方案資金來源為從神華集團(tuán)公司借入2000萬元,自籌1500萬元。
第五章 經(jīng)濟(jì)效益分析
一、生產(chǎn)情況
礦井開拓延伸完畢移交生產(chǎn)后,第二年產(chǎn)量要達(dá)到180萬噸,其中7#層普采40萬噸,9#層綜采90萬噸,12#層綜采50萬噸/年;第三年安排240萬噸,其中9#綜采90萬噸,10#層綜采60萬噸,12#層綜采90萬噸,以后以第三年類推。
二、主要指標(biāo)完成情況
1、產(chǎn)量:240萬噸,成本產(chǎn)量240萬噸。
2、銷量:240萬噸,均為外銷。
3、售價:根據(jù)現(xiàn)有市場情況,外銷110元/噸。
4、成本:53元/噸。
三、利潤完成情況
1、銷售收入26400萬元,240萬噸×110元/噸
2、銷售成本12720萬元。
3、銷售稅金及附加270萬元。
4、勞動保險費(fèi)523.4萬元。
5、企業(yè)管理費(fèi)516萬元。
6、財務(wù)費(fèi)用140萬元。
利潤總額 12230.6萬元。
注:本利潤總額是指各年的平均經(jīng)營成果,各年的經(jīng)營成果在損益表中分別反映,計算過程中,原煤制造成本估算表、損益表、現(xiàn)金流量表及管理費(fèi)用明細(xì)表等詳見附表。
四、經(jīng)濟(jì)效益評估
本開拓延伸項(xiàng)目完成后,年銷售收入26400萬元,
銷售成本12720萬元,年利潤總額12230.6萬元,投資利潤率350%,投資回收期0.3年,因此,該項(xiàng)目具有良好的經(jīng)濟(jì)效益及抗風(fēng)險能力,在財務(wù)上是可行的。
固定資產(chǎn)投資估算表
附表 單位:萬元
序 號項(xiàng) 目金額(萬元)備 注
一固定資產(chǎn)投資3500
1井巷工程1520
2設(shè)備購置1980
二項(xiàng)目總投資3500