煤礦行業(yè)鍋煤化工基地項目可行性研究報告

1、*褐煤化工原料基地*煤礦可行性研究報告 煤炭工業(yè)*設計研究院二00六年九月張北兩面井*褐煤化工原料基地*煤礦可行性研究報告工程編號：k1225生產規(guī)模：60萬t/a院 長： 主 管 副 院 長： 總 工 程 師： 工程項目負責人： 煤炭工業(yè)*設計研究院二00六年九月文件編制人員編制人員： 正高級工程師 高級工程師 高級工程師 高級工程師 工 程 師 工 程 師 高級工程師出版人員： 目 錄 一、概述.1 二、礦井建設條件.2 三、市場預測.13 四、建設規(guī)模與服務年限.14 五、井田開拓與開采.15 六、礦井主要設備.27 七、地面設施.35 八、環(huán)境保護與水土保持.55 九、勞動安全衛(wèi)生與消

2、防.57 十、項目實施計劃.60 十一、技術經(jīng)濟分析與評價.62 十二、研究結論與建議.68附 圖 目 錄1、礦井開拓方式平面圖（方案） k1225109012、礦井開拓方式剖面圖（方案） k1225109023、礦井開拓方式平面圖（方案） k1225109034、礦井開拓方式剖面圖（方案） k1225109045、礦井井位方案平面圖 k1225109056、礦井采區(qū)巷道布置及采掘機械配備平面圖 k1225163017、礦井工業(yè)場地總布置圖 k122544701張北*開發(fā)有限公司編制*褐煤化工原料基地（礦井）建設可行性研究報告委托書委 托 方：張北*開發(fā)有限公司（甲方）被委托方：煤炭工業(yè)*設計

3、研究院（乙方）委托方當前在張北縣擬上的第一個項目“張北中都*褐煤化工一期苯臘工程”已獲省技改委備案許可，為使該項目早日上馬，需先期進行原料基地建設，現(xiàn)經(jīng)甲、乙雙方協(xié)商，甲方委托乙方進行編制礦井建設可研報告、開發(fā)利用方案、項目申請報告。具體時間要求如下：在二00六年二月二十八日前完成可行性研究報告等相關文件。委托方：張北*開發(fā)有限公司被委托方：煤炭工業(yè)*設計研究院 二00六年一月十五日一、概述 （一）項目背景河北省張北縣兩面井*村一帶賦存有第三紀褐煤，雖然地質條件良好，但因煤質品種不佳,所以遲遲未開發(fā)。1995年12月河北煤田地質局第四地質隊提交河北省張北縣兩面井鄉(xiāng)*地段（煤礦）詳查地質報告通過

4、河北省礦產儲量委員會的批準，共批準b+c+d級儲量5290萬t。其后，在該區(qū)段建有兩處小窯進行采煤，但因煤質差、銷路不好而停采。2005年3月*礦業(yè)開發(fā)有限公司應張北縣委和政府邀請，由省委派出的援壩扶貧工作隊牽線引進一項扶貧項目，該項目旨在通過開采張北縣兩面井鄉(xiāng)*的褐煤對其進行化工加工，提取褐煤臘及汽油、柴油等化工產品，從而帶動張北縣相關的運輸、建材、建筑、機械制造、維修服務等行業(yè)的發(fā)展，使張北縣經(jīng)濟走上依托資源開發(fā)利用、脫貧興業(yè)致富奔小康的道路。經(jīng)過一年來的工作，目前張北*開發(fā)有限公司的第一個項目“*褐煤化工一期萃臘工程”已獲省發(fā)改委備案許可。為使該一期項目能夠早日建成投產，必須解決原料供應

5、問題，即建立*褐煤生產礦井，為此張北*開發(fā)有限公司投資建設一對年產60萬t的機械化或半機械化的中型礦井，本設計即是在這樣背景下進行礦井可行性研究工作的，目的是使*煤礦建設成為好、快、省的機械化礦井為援壩扶貧作好工作。（二）項目概況*井田位于河北省張北縣西北部行政區(qū)劃隸屬張北縣兩面井鄉(xiāng)所轄。井田面積2.78km2.43km=6.76km2，其各拐點坐標為：點號1234x4601324460133445985574598547y38526770385292043852921538526780本區(qū)北部有通往化德的主干公路，南距張北縣57km、距張家口104km。各鄉(xiāng)鎮(zhèn)之間有一般道路相通，交通尚為方便

6、。二、礦井建設條件（一）概況1、地理位置*井田位于壩上高原，地勢平坦，微有波狀起伏，海拔標高為12921328m，地勢東南高西北低，有季節(jié)性的徑流分布。本區(qū)屬大陸性氣候，年平均氣溫1.9，最高31.5，最低-34，結冰期長達5個月，年降雨量330400mm，蒸發(fā)量1710mm。冬季寒冷漫長，夏季涼爽短促，晝夜溫差大，常年多風，風季為11月至次年5月，風力常達67級。春旱、風沙、冰雹、霜凍等自然災害嚴重影響本區(qū)農業(yè)生產。本區(qū)凍結深度地質報告中未明確，今參考沽源地區(qū)暫定為2.9m。本區(qū)位于燕山地質構造帶北側，壩上地震構造小區(qū)，根據(jù)國家地震資料、地震烈度為5度。歷史上沒有破壞性地震發(fā)生。2、開發(fā)現(xiàn)狀

7、根據(jù)第四地質隊的調查，目前區(qū)內有兩處老窯,其中一個豎井位于補3孔東北方向100m處系1993年9月建井，井筒為磚砌井壁，直徑2.0m，垂深73m，采煤一層，煤厚13.5m為第1煤組，巷道僅掘進10余米，后由于煤質差，銷路不好，井筒廢棄停采。另一處在761鉆孔附近，1993年7月建井，豎井開鑿時于垂深38m處遇流砂，因無力治理而廢棄，該井未建成亦未出煤（井徑2.4m）。（二）外部建設條件1、交通運輸條件張北縣境內無鐵路，公路207國道貫通南北，其他則是一般的公路，由于地勢較平坦，公路較暢通，運輸方便。附：交通位置圖。（三）資源條件1、地質構造及煤層（1）地層及地質構造本區(qū)位于中朝準地臺、內蒙臺背

8、斜土城子臺拱、土城子臺凹陷中。區(qū)域內構造簡單，主體構造為呈北西南東向展布的寬緩向斜。斷層稀少，僅在區(qū)外東南部有f3、f9兩條正斷層，走向為北東，傾向北西。本井田位于f3、f9斷層的西北部，區(qū)內構造簡單，地層近似水平，略向北傾，傾角5。區(qū)內未發(fā)現(xiàn)巖漿活動。本井田構造之復雜程度屬于簡單類型。依據(jù)區(qū)域地質資料結合鉆孔揭露之成果，井田內賦存之地層由老到新依次為：太古界紅旗營子群（arh）、元古界化德群（pthd）、新生界第三系、始漸新統(tǒng)靈山組及第四系。其中太古界紅旗營子群為煤系的古老基底，巖性以花崗片麻巖、黑云斜長片麻巖為主，其間夾有少許石英巖，下部夾有透鏡狀灰白色含石墨大理巖、橄欖大理巖，區(qū)域厚度大

9、于7000m。元古界化德群主要由角閃片巖、千枚巖及石英巖組成，與下伏地層不整合接觸。第三系始漸新統(tǒng)靈山組由砂礫巖、砂巖、泥巖、粉砂巖及煤系地層組成。共含煤層5組，賦存在含煤地層的上部，其厚度由西向東逐漸增厚，但沒有探明整個含煤地層的厚度，本區(qū)鉆孔最深達898m。第四系主要為淺黃色砂質粘土、粉砂等。最大厚度為23.2m，平均厚11.23m，厚度變化主要受地形地貌控制。（2）煤層本區(qū)含煤地層為新生界第三系始漸新統(tǒng)靈山組，依據(jù)巖性、巖相組合及含煤性等特征，含煤地層分為上、中、下三段。上段為主要含煤段，中段為次要含煤段，下段不含煤。上段：全區(qū)發(fā)育較好，厚度92.18120.50m，平均96.47m。主

10、要由灰色、深灰色砂巖、粉砂巖、泥巖和煤層組成，含極少完整的植物化石，大多為植物碎屑。與中段地層分段標志層為3號煤組底板砂礫巖，該層巖性組合獨特，上部細多為泥巖、粉砂巖。下部偏粗，多為中細砂巖，含礫程度較高，礫徑偏大，該巖層層位較穩(wěn)定且全區(qū)發(fā)育，易識別，故作為巖煤層對比標志層，厚度平均8.7m。本段含1、2、3號煤組，均發(fā)育于中、下部。煤層較厚，最厚達10.77m，煤層結構復雜，夾矸為泥巖、炭質泥巖、頂?shù)装鍘r性多為泥巖、炭質泥巖，沉積特點：顏色為灰色、深灰色為主，灰綠色次之，沉積物以粉砂巖、泥巖為主，中粗砂巖次之；含煤性較好，煤層厚度大但結構復雜。中段：為次含煤段，在全區(qū)內具有東厚西薄的變化趨勢

11、，厚度45138m，平均117.7m。主要由灰色、深灰色粗細相間的碎屑巖和煤層組成。粗粒級巖層與下段地層相比，厚度與粒度均變小，中、粗砂巖礦物成分以長石、石英、巖屑為主，分選差，磨園中等。含4、5號煤組，在全區(qū)內大部分可采，煤層結構復雜。14線以東賦存另外2個煤組，但極不穩(wěn)定，結構復雜，厚度變化較大。本段沉積特點：顏色以灰、深灰色為主，淺灰色次之，沉積物以中、細砂巖為主，粉砂巖及泥巖次之，礫巖成分以燧石為主，變質巖次之，含煤性較差，煤層結構復雜，煤分層厚度較薄，最厚為3.5m。下段：不含煤層，厚度大于670m，與下伏地層呈不整合接觸。巖性以灰綠色、灰色粗砂巖、砂礫巖為主，細碎屑巖以薄層夾于粗粒

12、級巖層之間，未見煤層，僅局部含炭。本段沉積特征顏色以灰綠色為主，灰色、淺灰色次之，沉積物粒度大，以粗砂巖、礫巖為主，且地層厚度大；礫成分以燧石、變質巖為主?？刹擅簩樱褐饕刹擅簩佑?、2、3、4號煤組，局部可采為5號煤組，均屬不穩(wěn)定型煤層，自上而下依次分述之。1煤組：位于第三系含煤地層最上部，距地面5098m，平均75.62m，基本上全區(qū)均有分布，該煤層組由17層煤分層組成，煤組厚0.2511.16m，平均4.22m，頂?shù)装鍨槟鄮r及炭質泥巖，松軟易碎，夾矸厚0.523.19m，為泥巖、炭質泥巖。2煤組：上距1煤組1.5621.21m，平均11.94m。該煤層由17層煤分層組成，全區(qū)分布結構復雜

13、，煤厚0.8123.88m，平均7.03m。頂?shù)装宥酁槟鄮r、粉砂巖，易碎。夾矸多為泥巖、炭質泥巖。3煤組：上距2煤組1.9124.32m，平均8.30m，由19層煤分層組成，全區(qū)分布。煤厚0.6610.74m，平均4.79m，煤層頂板多為泥巖及炭質泥巖，底板為礫巖、粗砂巖及泥巖，疏松易碎。夾矸為泥巖、炭質泥巖。4煤組：上距3煤組2.9227.66m，平均20.22m，由19層煤分層組成，全區(qū)分布，煤厚0.2618.15m，平均4.62m，頂?shù)装宥酁槟鄮r，半固結，夾矸為炭質泥巖、泥巖。5煤組：上距4煤組3.4513.95m，平均8.72m，由14層煤分層組成，僅分布于東部，復雜結構煤厚0.106

14、.94m，平均3.11m，頂?shù)装宥嗄鄮r、夾矸為泥巖。2、水文地質條件本井田位于壩上高原區(qū)，境內地勢平坦、開闊，略呈波狀起伏，海拔高1300m左右。由于壩上高原仍處于地殼緩慢上升階段，第四系沉積厚度較小，且多為滲透性差的粘性土組成；區(qū)內雖無地表河流，但在地勢低洼處有大小不一的湖淖星羅棋布，壩上最大的安固里淖就在本區(qū)的南部。這些湖淖成為區(qū)內地表水、地下水的排泄聚集地。含水層劃分：根據(jù)地下水的的賦存狀態(tài)可將區(qū)內地下水劃分為變質巖類裂隙水；碎屑巖、火山巖類孔隙裂水；松散巖類孔隙水三種類型，又據(jù)地層年代，巖性及含水層特征分出三個含水巖組、五個含水層。從大氣環(huán)流看本區(qū)域大氣降水是地下水唯一的補給來源。由于

15、區(qū)內出露的基巖表面風化裂隙較發(fā)育，降水沿裂隙垂直入滲補給基巖裂隙水；第四系潛水在接受大氣降水補給的同時，在山前地帶接受基巖地下水的側向補給，由于第四系含水層不甚發(fā)育，而地層中的粘土層阻隔了地下水垂直涌透，使地下水緩慢的向低洼處徑流排泄，從而形成了壩上高原特有的大小不一的湖淖。本區(qū)氣候干燥，蒸發(fā)量是降水量的5倍，因此蒸發(fā)也是區(qū)內地表水與地下水排泄途徑。井田水文地質條件：井田基本上為第四系松散沉積物所覆蓋，厚度0.5023.20m，東部和西南部有第三系砂巖零星出現(xiàn)，已有鉆孔揭露深達898.09m，仍是第三系地層而未見基底。根據(jù)鉆孔揭露地層的巖性，結合鉆孔簡易水文地質觀測資料所劃分的三個含水巖組、五

16、個含水層，即： 變質巖類裂隙水含水層 碎屑巖、火山巖類孔隙裂隙水含水層 第三系漸新統(tǒng)砂巖、砂礫巖孔隙裂隙含水層依據(jù)煤系的含煤特性及與含水層的關系和富水性，該含水層又劃分出兩個含水亞層。a：煤系下段砂巖、砂礫巖孔隙、裂隙含水層：此段為煤系下部含煤段，含4、5號兩個可采煤組，含水層由中粗砂巖、砂礫巖、礫巖組成，細砂粒組以上厚度11.36341.18m，平均64.93m，占下段地層總厚度的35.1%，粒徑較上段粗，局部見滑面。鉆孔沖洗液在此段基本不消耗，其富水性弱。b煤系上段砂巖、砂礫巖孔隙、裂隙含水層。此段為煤系主要含煤段，含1、2、3三個可采煤組，厚86.03120.5m。含水層有細中砂巖、砂礫

17、巖組成，裂隙不發(fā)育，細砂粒組以上厚度071.91m，平均17.04m，占該段總厚度的15.6%。含水層厚度不穩(wěn)定，水平方向上變化大，夾于泥巖、砂質泥巖、粉砂巖之間，為承壓裂隙含水層。部分鉆孔在該段頂部沖洗液消耗量0.22.8m3/h，未發(fā)現(xiàn)涌漏水現(xiàn)象。據(jù)鉆孔抽水試驗資料單位涌水量q=0.00321/sm，滲透系數(shù)k=0.08m/d，水質類型為clna型水，礦化度2.74g/l，為富水性弱的含水層。第四系砂、礫石孔隙含水層井田內第四系厚度不穩(wěn)定厚0.523.20m，平均9.39m，巖性主要為亞砂土、粘土及局部粉砂及礫石透鏡體薄層等組成。含水層厚度小，含水很微弱，據(jù)民井資料，地下水位變化大，水質較

18、差，為cl.so4na.ca型水，礦化度210g/l。含水層間水力聯(lián)系：本井田內第四系含水層直接與含煤地層接觸，因此第四系水直接補給煤系上段含水層。煤系上下段之間沒有穩(wěn)定的隔水層，但上下段地層中泥巖、砂質泥巖隔水層的厚度分別占各段總厚度的85%與65%，因此煤系上、下段含水層間有水力聯(lián)系，但很微弱?；椎貙釉诒緟^(qū)內未揭露，其與煤系下段含水層水力聯(lián)系也不密切。斷層水文地質特征：本井田構造簡單，地層近于水平。井田內未發(fā)現(xiàn)斷層，僅在井田外東南部有f1正斷層存在，該斷層水文地質特征尚待以后查清，對本井田開采影響不大。井田地下水補給、逕流、排泄條件：本井田第四系地下水接受大氣降水的補給后，一部分向地形低

19、洼處緩慢地逕流排泄，另一部分垂直滲透補給煤系，由于煤系的儲水條件差，因此逕流滯緩，而基底地下水在區(qū)外地層裸露地帶接受大氣降水補給后，向區(qū)內深部逕流循環(huán)。礦床水文地質類型及復雜程度：根據(jù)含水層與可采煤層的關系，區(qū)內直接充水含水層為煤系本身砂巖、砂礫巖含水層，其他皆為間接充水含水層。直接充水含水層富水性弱，單位涌水量q=0.00321/sm，因此本井田水文地質類型可定為水文地質條件簡單的裂隙充水礦床，即二類一型。礦床充水因素分析：根據(jù)井田內已開鑿立井（現(xiàn)已廢棄）開掘巷道10m左右實見井下水以滴水形式出現(xiàn)，礦井涌水量約5m3/h。另一處開鑿立井見流砂無法治理而廢棄、估算涌水量為15m3/h。本井田開

20、發(fā)后，預計本礦井有以下幾方面的充水因素：井下涌水將主要來自煤系砂巖、砂礫巖含水層，但該含水層富水性弱，將以頂板淋水和滴水形式出現(xiàn)。第四系含水層不具備大范圍連續(xù)沉積，僅局部地帶底部砂礫石含水層與煤系接觸，但距可采煤層較遠，僅間接地補給煤系含水層，但在勘探過程中發(fā)現(xiàn)761孔和146孔、165孔一帶有流砂透鏡體存在，深度1123m，在本礦井建井和開采時應采取措施，防止流砂潰入坑道。本井田雖然構造簡單，但鉆孔中發(fā)現(xiàn)巖層有滑面現(xiàn)象，說明小斷層在本井田內還是存在的，其有可能成為導水通道，宜在生產中引起注意。井田內已施工的鉆孔按規(guī)程已進行了封孔，但個別早期鉆孔資料不清，且均未進行封孔檢查，礦井開采時應采取措

21、施，防止鉆孔透水。根據(jù)2005年4月煤田地質局第四地質隊提交的“河北省張北縣兩面井鄉(xiāng)*井田儲量核實地質報告”分析及計算本礦井開采時預計礦井涌水量為55m3/h。3、其他開采技術條件已有的小井在掘進巷道時實見煤層頂?shù)装鍨槟鄮r、砂質泥巖，由于巖石膠結疏松，易冒落不好管理，且泥巖膨脹性大，壓力大巷道斷面維護困難，為本礦井開采和支護提出新的課題，針對此種情況，國內許多在軟巖中開鑿的井筒和巷道多采取“不對抗讓壓和封閉的方法以錨噴支護”收到較好的效果，此外巷道布置在煤層中或留護頂煤進行開采亦是可行的措施。本區(qū)煤種為褐煤，屬于極易自燃的煤；煤塵各煤組均屬于有爆炸危險；但本礦井無熱害存在，礦井瓦斯資料在以往勘

22、探中部分煤組采取了瓦斯樣，其中3煤組ch4含量為0.55毫升/克燃值，4煤組ch4含量為0.73毫升/克燃值，折算噸煤涌出量為0.550.72m3/t。屬低瓦斯礦井。4、煤類、煤質及煤的用途（1）煤類及其分布規(guī)律本井田為低變質的褐煤，各煤組類型相同。（2）煤質分析各煤組煤質指標一覽表指標煤組mad(%)水份ad(%)灰份vdaf(%)揮發(fā)份st,d(%)全硫1煤組5.2523.0518.6636.7246.6647.471.693.762煤組7.7524.0320.1524.8742.8845.841.792.443煤組8.3923.5510.2732.1143.0148.441.793.98

23、4煤組9.0828.2415.6445.2745.2348.511.652.935煤組12.7730.714.5528.4443.944.021.592.13注：上述指標除揮發(fā)份為精煤，其余皆為原煤值。各煤組之煤質指標見上表。從表中可看出原煤水份在垂向方面從上至下由低變高；原煤灰分無明顯的變化規(guī)律；揮發(fā)份（精煤）則頂端含量相對較高，中、下部相對較低。原煤的全硫也具有上部含量相對較高的特點。而原煤的真干基高位發(fā)熱量為13.721.16mj/kg，精煤為21.6926.25mj/kg，（折算后為32725159千卡/kg），均屬低發(fā)熱量煤種。歸入褐煤二號（hm2）。煤的工業(yè)利用方向：由于煤種是低變

24、質褐煤，無粘結性、低腐植酸、低發(fā)熱量，煤的工業(yè)利用僅可作民用及動力燃料。最近張北*開發(fā)有限公司為開發(fā)張北縣的褐煤資源，擬利用褐煤碳化程度低內在化學活躍性高的特點，將其作為化工原料，經(jīng)取樣化驗分析，該褐煤中含有褐煤臘，進而在萃取褐煤臘的基礎上發(fā)展轉化成汽油、柴油、化肥等化工產業(yè)，而在萃取處理過程中褐煤的熱值仍可用作發(fā)電和其他燃料市場，進而帶動起張北縣各行業(yè)經(jīng)濟迅速發(fā)展，早日擺脫貧困境地，為此張北*開發(fā)有限公司可以說是為當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展起到做到一項培育龍頭的，帶動一片的好事。開發(fā)*褐煤礦就是為上述工業(yè)提供原材料。5、井田勘探程度及資料/儲量（1）勘探程度：前已介紹張北縣兩面井鄉(xiāng)*井田由河北煤田地質局第

25、四地質隊提交詳查地質報告，2005年4月第四地質隊受張北*開發(fā)有限公司委托對該報告進行煤炭資源儲量進行核實，所以按勘探程度而言仍是詳查階段。對于以此報告編制礦井開發(fā)可行性研究是適宜的。由于原詳查報告之儲量經(jīng)河北省礦產儲量委員會的批準，所以資源儲量是有據(jù)的。（2）資源/儲量根據(jù)2005年4月河北煤田第四地質隊提供張北縣兩面井鄉(xiāng)*井田儲量核實地質報告之儲量，全井田共獲b+c+d級儲量4992.77萬t，其中b級1798.58萬t、c級1452.42萬t、d級1741.77萬t，b+c級3251.00萬t。儲量匯總表 級別煤層b121bc122bd122bc+d122bb+c122bb+c+d137

26、0.17366.74440.25806.99736.911177.162643.81337.71399.46737.17981.521380.983415.43425.10497.00922.10840.531337.534369.17322.87405.06727.93692.041097.10合計1798.581452.421741.773194.193251.004992.77 （四）建設條件綜合評價經(jīng)過河北省煤田第四地質隊的鉆探勘查和對資料的核實整理，河北省張北縣兩面井鄉(xiāng)*井田煤炭資源賦存狀況及主要范圍已基本查清，過去很長的一段時間之所以被冷落未能開發(fā)主要是煤種是低發(fā)熱量低變質程度褐煤

27、難以適應當前工農業(yè)市場需要所致?，F(xiàn)在則站在另外一個角度 ，換一種思維方式，以此種類的褐煤用來提取褐煤臘，進而轉化為汽油、柴油等化工產品，以達到物盡其用的目的，所以方能在20年后予以開發(fā)利用，也是我國在經(jīng)濟建設和四個現(xiàn)代化建設過程中對加強西部開發(fā)，全國支援農村改變面貌，支援“老少邊窮”地區(qū)盡快脫貧政策的宣傳實踐的成果。對此我們給予高度評價，力爭將*礦井以好、快、省的建設，為張北縣的工農業(yè)發(fā)展，為早日幫助當?shù)厝嗣駭[脫貧困貢獻一份力量。本項目的地質條件是簡單的、資源條件是可靠的、外部建設條件是具備的，雖有困難但在當?shù)卣念I導下，定能在張北縣繪出一幅改變面貌的蘭圖。三、市場預測張北縣雖有褐煤資源，也

28、曾有過小窯建井開采，但都因產品屬低熱值的褐煤并無銷路而致礦井停產，今張北*開發(fā)有限公司擬將褐煤進行“煤化電”轉化的綜合開發(fā)利用，在建設*煤礦后，褐煤產品的市場供需情況則完全取決于“煤化電”諸多企業(yè)的生產能力，因為當?shù)毓まr業(yè)和民用煤基本上不使用此煤種，所以地銷量是很少的。中都公司應就“煤化電”轉化的第一步萃臘工程應與煤礦建設相輔相成的建設起來，待取得第一步成功后，再繼續(xù)擴展其他化工產品項目。因為都在起步階段，無市場競爭問題，反而有市場風險，關鍵是取決于萃取褐煤臘工程的進展快慢及煤化工企業(yè)生產能力。礦井建設后能夠保證正常生產即可達到預期的生產能力，我們希望煤化工一期萃臘工程與煤礦建設同期投產，以使

29、張北縣依托資源開發(fā)邁出堅定的第一步。四、建設規(guī)模與服務年限（一）井田境界與資源/儲量本報告前之有關章節(jié)已介紹井田面積及各拐點坐標位置在此不重復列出。由于本井田是單獨的塊段，周圍無其他的礦井，做為一個獨立的礦區(qū)和井田自成體系，在詳查地質報告和2005年儲量核實地質報告中對井田之資源/儲量進行儲量核實工作，核實后的儲量匯總表見p12。建設礦井為保護井筒及地面主要建構筑物需設工業(yè)場地保安煤柱，保安煤柱留設依據(jù)地面建設保護規(guī)程有關規(guī)定執(zhí)行，表土層移動角為45，巖層移動角為73，工業(yè)場地受護面積130180m，計算各煤組煤柱損失量為：1煤組：11.85萬t2煤組：12.39萬t3煤組：16.0萬t4煤組

30、：13.31萬t 合計：53.55萬t礦井工業(yè)儲量為3251.0萬t，扣除工業(yè)場地煤柱損失后設計儲量為325153.55=3197.45萬t。采區(qū)回采率為75%，則礦井可采儲量為2398.1萬t。（二）礦井設計生產能力與服務年限根據(jù)礦井煤層賦存條件及業(yè)主的意見，本礦井確定為60萬t/a的井型。工作制度：年工作日330天 每天三班作業(yè)凈提升時間16小時礦井儲量備用系數(shù)取1.4礦井服務年限為3704.42/1.460=44.1年中型礦井服務年限應在40年以上，符合規(guī)范要求，井型按60萬t/a設計是合理的。礦井日產量為1820t。五、井田開拓與開采（一）井田開拓1、井口位置及井田開拓方式根據(jù)井田地層

31、構造，煤層賦存狀況，地面地形地物本礦井的開拓方式歸結為立井開拓和斜井開拓兩種方式。井位的選擇可有四種方案分別是：方：立井開拓，井位在144孔東北250m處；以一對立井開拓。主井裝備箕斗提煤，副井裝備普通一噸礦車罐籠擔負提矸，上下材料人員并做為進風井筒。方：立井開拓，井位在補2孔東北50m處，以一對立井開拓、主、副井裝備與方相同。方：斜井開拓，井位在補2孔西北300m處，以一對=23斜井開拓，主斜井用大傾角膠帶機運煤井筒一側設軌道用以作材料矸石副提并兼做檢修道，副斜井安設架空人車上下人員兼做回風井。方：斜井開拓，井位在補1孔東南150m處，以一對=23斜井開拓，但主斜井改用串車提煤、材料、矸石兼

32、做進風井；副斜井仍架設猴車運送人員兼回風。各方案的主要優(yōu)缺點及方案技術經(jīng)濟比較。本井田煤層埋藏淺，呈近水平狀態(tài)，傾角小于5，第四系表土層厚度1020m，在761孔與146孔間、補5孔東可能有流砂透鏡體存在。井位選擇應予以避讓。立井開拓與斜井開拓單從井筒的長度看兩者約為12.5，斜井、立井井筒單位造價卻相差不多，其原因是斜井在軟巖地層支護需要砌底拱，且受力抗壓卻不如立井，雖然斜井開拓可以使用膠帶機實現(xiàn)全礦生產運輸?shù)哪z帶機化，但井巷工程總造價卻比立井開拓造價高，這是優(yōu)選立井開拓的一個理由；斜井開拓在通過第四系地層時如遇含水較大地層必須采取凍結方式通過，亦將增加單位造價和延長建井時間也是不利因素。這

33、也是優(yōu)選立井開拓第二個理由。在礦井生產管理方面，立井與斜井各有其成熟的經(jīng)驗和習慣，河北省則多立井開拓與開采，不象某些地區(qū)不顧地層和煤層條件定選用斜井方案。從所提出的四個井位和開拓方案技術經(jīng)濟比選看，以方為優(yōu)，故設計推薦第1方案為優(yōu)選方案，其技術經(jīng)濟比較表見附表。方、方開拓方案平面圖及剖面圖。張北縣兩面井鄉(xiāng)*煤礦開拓方案比較方案井位井深及第四系厚度裝備井巷工程量主要優(yōu)缺點井巷投資估算（萬元）單位造價投資額方立井開拓144孔東北250m處井深117第四系厚：約20（至3煤組）主井:箕斗副井:單層罐籠井 筒 240m車場及硐室580m大巷及風巷119m采區(qū)工程4516m合計6526m優(yōu):1.井位在井

34、田之深部,向外開拓巷道均為抬頭2.井田之拓展方向在東北部,此井位可以兼顧3.可利用已有之小立井回風缺:1初期回采1煤組時需作斜巷聯(lián)絡2.井筒施工時可能有局部含水較大的第四系地層2.0萬/m0.8萬/m0.8萬/m0.4萬/m480.0464.0952.01806.4合計3702.4方立井開拓補2孔東北50m處井深104第四系厚:約5m(至3煤組)主井:箕斗副井:單層 罐籠井 筒 210m車場及硐室530m大巷及風巷2310m采區(qū)工程4610m合計7660m優(yōu):1.井位在補2孔東側,補2孔可作地層之參數(shù)2.第四系厚度較薄3.亦可利用已有之小立井回風缺:1初期回采1煤組時需作斜巷聯(lián)絡2.井位偏于井

35、田之西側2.0萬/m0.8萬/m0.8萬/m0.4萬/m420.0424.01848.01844.0合計4536.0方皮帶斜井開拓補2孔西北300m處=23井筒斜長260m第四系厚約10m(至3煤組)主斜井:膠帶機副斜井:猴車井 筒 595m車場及硐室225m大巷及風巷1840m采區(qū)工程4610m合計7270m優(yōu):1.井筒斜長一次施工至3煤組,一次完成省去以后延深井筒之麻煩2.自采面至煤炭運出地下,經(jīng)各種類型運輸可實現(xiàn)煤炭的連續(xù)運輸3.首先開采1煤位,井巷工程量最省缺:1.斜井通過第四系地層時,遇水則施工困難,必須凍結施工3040m2.斜井開拓在軟巖地層中支護費用較高1.5萬/m0.8萬/m0

36、.8萬/m0.4萬/m892.5180.01472.01844.0合計4388.5方串車斜井開拓補1孔東南150m處=23井筒斜長285m第四系厚約10m(至3煤組)主斜井:軌道串車副斜井:猴車井 筒 645m車場及硐室225m大巷及風巷1980m采區(qū)工程4610m合計7460m優(yōu):1.井位在井田之最南部,斜井軌道串車提升最簡單2.采用片豎斜井開拓，工程量最省缺:1.斜井通過第四系地層，遇水則施工困難，必須凍結施工3040m2.斜井在軟巖地層中支護困難費用高1.5萬/m0.8萬/m0.8萬/m0.4萬/m967.5180.01584.01844.0合計4575.5為加快礦井建設，盡快出煤形成一

37、定規(guī)模，*開發(fā)有限公司采取修復已有的小窯井筒，安裝提升設備，早日生產出煤作為礦井建設的一期工程。這樣就確定了工業(yè)場地的位置無需再做方案比較；第二期所建井位只能在上述場地附近，并使兩期工程溶為一體，但一期建設工程均由*開發(fā)有限公司自行安排。這樣*煤礦亦必須選定為立井開拓方案，井位在補3孔北175m附近。新建井稱混合井，井筒內裝備箕斗和罐籠各一個，井筒除承擔提升煤炭、上下材料人員設備外并擔負進風及安全出口。原已有并經(jīng)修復的井筒則擔負回風和第二個礦井安全出口。立井開拓與斜井開拓比選中，斜井開拓最大的缺點是斜井井筒與立井井筒長度比，在開拓水平相同的情況下為2.51，因為斜井在=23時斜長2.5m井筒只

38、相當立井井筒1.0m，尤其是本地區(qū)地層軟巖多，必須砌底拱更增加了斜井井筒的單位造價，以此而論，在本井田范圍內，斜井開拓無優(yōu)越性而言，故設計推薦立井開拓方式?；旌狭⒕_拓平、剖面圖見插圖。2、水平劃分本礦井是近水平煤層，水平標高只有選定在主要煤組第3煤組位置處井下標高為1181m。按推薦的第一方案，箕斗煤倉為上提式，各煤組間以=23斜石門與主水平聯(lián)系。3、開拓巷道布置本礦井1、2、3、4各煤組，第1煤組在最上部應最先開采，以解決壓茬關系。但井拓之井底車場在第3煤組，主要運輸巷及回風巷亦在第3煤組；以=23斜巷（或斜石門）穿透到第1煤組。在第1煤組布置采面進行回采。待1煤組采完后再轉入第二煤組繼續(xù)

39、接替回采產量，由于煤層較厚，平均11.94m；應安排分層開采，可采用金屬網(wǎng)假頂，分層厚度2m左右，按煤層厚度可分45個分層。待開采、管理經(jīng)驗成熟后方可實行輕型放頂煤一次采全高的開采方式。開拓巷道斷面見插圖。4、井筒井田開拓方案選定為立井開拓。其混合井井筒為園形。考慮井筒通過軟巖地層，故本礦井筒均采用鋼筋混凝土井壁，壁厚300m/m。由于井筒全深不超過120m，且?guī)r層松軟宜采用短段掘砌法施工。附：井筒平面圖。井筒特征表序號井筒特征井筒名稱混合井風井1風井21井筒座標經(jīng)距（y）278272779827847緯距（x）4600282460031846002012提升方位角3 井筒傾角9090904

40、井口標高m+13015 第一水平標高m+11816 井筒深度m1207 井筒直徑md=4.5d=2.4d=2.08斷面m2凈15.904.53.2掘進20.437.15.59砌壁厚度mm300300370材料鋼筋混凝土混凝土磚10 井筒裝備罐籠、箕斗各一個5、井底車場及硐室副井井底車場采用梭式環(huán)形車場，副井重、空車場局部為雙軌線路，井下變電所、水泵房在副井一側，泵房管子道直通副井。主井裝載硐室在井底車場水平，主井煤倉為上提式，主井煤倉上口在第1煤組，煤倉有效垂高約14m，直徑3.5m，容量為130t。附：井底車場平面圖 混合井縱剖面（主井煤倉及裝載硐室布置圖）。6、采區(qū)劃分及開采順序本礦井分煤

41、層開采，由于井田范圍不大，故劃分二個盤區(qū)。礦井井底車場在第3煤組，以=23斜巷與第1煤組聯(lián)系，且主井煤倉上口即為第1煤組，故1煤組之運輸機巷可直接與主井煤倉相通。根據(jù)礦井產量和第1煤組可采儲量，第1煤組可服務6年。其后由2煤組接續(xù)開采。（二）井下開采首采煤層為第1煤組，采用長壁后退采煤方法，采面長度120m。各小階段斜煤巷貫通到1煤組后，沿1煤組上部做運輸巷、回風巷（為保持巷道的穩(wěn)定可留400500mm護頂煤）?；夭砷L度據(jù)煤層賦存情況與村莊安全煤柱范圍而定（一般750950m），采面開切眼貫通后，安裝完采煤和運輸機械進行回采作業(yè)。1、采煤工藝與采煤機械配備長壁式采煤法其采面長度選定為120m，

42、采面上下兩端各作運輸巷和回風巷，軌道巷進新風，運輸巷回風經(jīng)順風井排至地面。運輸巷安裝膠帶運輸機或刮板運輸機，進風大巷鋪設軌道擔負運輸材料任務。采面安裝滾筒式采煤機和鋪設刮板運輸機，配用單體液壓支柱支柱排距0.81.0m，柱距0.60.8m，支護頂板；保持采面工作的空間控頂排距為35排。待采面之采煤機切割落煤并裝煤入刮板運輸機后，人工清掃機道、攉煤裝入運輸機，推移運輸機進行控頂支護作業(yè)，完成一個作業(yè)循環(huán)，如此要求每班完成二個循環(huán)。采煤工作面產量計算：1207202.51.390.93=27.92萬t采面年推進度為720m。全礦由兩個采煤工作面保產。掘進煤量亦入煤流系統(tǒng)，按10%計算，則全礦產量為

43、227.92+(227.92)10%=61.7萬t2、巷道掘進、支護及井巷工程量井下巷道開拓與掘進均在煤層或炭質泥巖層位中施工，無堅硬巖石巷道，為此在掘進機械和運輸機械選型與采煤設備力求統(tǒng)一。掘進作業(yè)以打眼放炮為主，運輸則全部納入煤流系統(tǒng)。巷道支護可采用礦用工字鋼或錨網(wǎng)支護。附：采掘機械配備表采掘機械配備表 （臺為單位）序號設備名稱型號功率/電壓采煤掘進開拓備用合計1煤 電 鉆zm512b1.2/3804824202采 煤 機mg150150/660223單體液壓支柱dw25200040024004金屬鉸接頂梁dja1000160032019205回柱絞車jh611/6604266膠帶輸送機s

44、td800240/660227可伸縮膠帶輸送機ssj800240/660228巖石電鉆kba2/41169局 扇dsf6.3/30215/411610發(fā) 爆 器mfb50411611耙斗裝巖機p30b1112混凝土噴射機psz51113激光定向儀jfy3411614斜巷小絞車0.8單滾筒42615乳化液泵站mrb125/31.5/2216刮板運輸機sgb620/80240/2217錨桿安裝機myt120b11/411618轉載機szb730/4040/2219刮板運輸機wgb4040/12221620部分斷面掘進機22二期工程應完成混合井井筒、第三煤組之+1181m井底車場、箕斗煤倉及裝載硐室

45、南北翼軌道運輸機大巷、通1煤組斜巷、2個采煤工作面，估算井巷總工程量見下表。二期井巷工程量匯總表序號項目名稱單位數(shù)量1井筒m 360（含2個風井）2井底車場及硐室m5803主要運輸及回風巷道m(xù)12004采區(qū)工程m44805其 他合 計m6620（三）井下運輸井下井底車場及軌道大巷采用人力推車，通1煤組斜巷采用0.8m小絞車提升，進入采面巷道仍采用人推車運輸，軌道運輸用1.0標準礦車，軌距為600mm。井下運煤大巷采用0.8m膠帶運輸機，采面運輸機巷鋪設刮板運輸機至大巷則接入膠帶運輸機。井下無巖巷工程，炭質泥巖類掘進巷道產出物亦入煤流系統(tǒng)外運。井下礦車配備量依實際需用量估算，另有備用車5臺合計為

46、35輛。（四）礦井通風依據(jù)勘探中采取瓦斯樣確定本井田瓦斯含量為0.550.75m3/t，屬低瓦斯礦井。礦井通風方式為抽出式，混合井進新鮮風流，沖洗采、掘工作面后由修復的兩個小井并聯(lián)抽出地表。通風風量計算：q總=（q采+q掘+q硐+q其它）k式中：q總礦井總風量，m3/s q采采面所需風量，m3/s q掘掘進面所需風量，m3/s q硐獨立通風硐室所需風量，m3/s q其它其它地點所需風量，m3/s k不均勻通風系數(shù)取1.25(28+54+3+5)1.25=55m3/s根據(jù)井下采掘布置圖計算礦井通風阻力按計算各段巷道之阻力數(shù)值。式中：h井巷磨擦阻力 井巷風阻系數(shù) l井巷長度 s井巷的凈面積 q井巷

47、所通過的風量，m3/s礦井初期及后期通風負壓計算表如下。經(jīng)計算礦井初期通風負壓為33.98mmh2o，后期為54.83mmh2o。附：礦井井巷斷面表 礦井通風系統(tǒng)示意圖通風等積孔計算，按a=0.38q/公式，本礦井初期及后期通風負壓計算后其等積孔分別為3.58及2.8，通風之難易程度均屬容易。井巷斷面特征表序號井筒、巷道名稱規(guī)格裝備斷面m2備注凈掘進周界m1混合井d4.5m罐籠、箕斗15.920.414.12回風井1d2.4m小箕斗4.57.53回風井2d2.0m梯子間3.23.24雙軌巷道3.63.1雙軌11.312.511.55單軌巷道2.62.7單軌7.38.39.56通用巷道3.02.47.28.810.9礦井初期通風負壓計算結果表順 序巷道名稱支護形式a p (m)s (m2)s3 (m3)l (m)q (m3/s)q2 (m3/s)2h (mmh2o)v(m/s)1副立井砼0.0