張北兩面井王牛灘褐煤化工原料基地王牛灘煤礦可行性研究報告

1、張北兩面井王牛灘褐煤化工原料基地王牛灘煤礦可行性研究報告 煤炭工業(yè)石家莊設(shè)計研究院二00八年九月張北兩面井王牛灘褐煤化工原料基地王牛灘煤礦可行性研究報告工程編號：K1225生產(chǎn)規(guī)模：60萬t/a院 長：聶光輝主 管 副 院 長：任寶良總 工 程 師：楊關(guān)訓(xùn)工程項目負(fù)責(zé)人：任寶良 劉慶太煤炭工業(yè)石家莊設(shè)計研究院二00六年九月文件編制人員編制人員：劉慶太 正高級工程師 田廣豐 高級工程師 王德光 高級工程師 谷雪軍 高級工程師 魏 青 工 程 師 張一峰 工 程 師 管建強 高級工程師出版人員：周靜茹 胡 波 袁念軍 李秀麗目 錄 一、概述.1 二、礦井建設(shè)條件.2 三、市場預(yù)測.13 四、建設(shè)規(guī)

2、模與服務(wù)年限.14 五、井田開拓與開采.15 六、礦井主要設(shè)備.27 七、地面設(shè)施.35 八、環(huán)境保護與水土保持.55 九、勞動安全衛(wèi)生與消防.57 十、項目實施計劃.60 十一、技術(shù)經(jīng)濟分析與評價.62 十二、研究結(jié)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 K122544

3、701張北中都礦業(yè)開發(fā)有限公司編制王牛灘褐煤化工原料基地（礦井）建設(shè)可行性研究報告委托書委 托 方：張北中都礦業(yè)開發(fā)有限公司（甲方）被委托方：煤炭工業(yè)石家莊設(shè)計研究院（乙方）委托方當(dāng)前在張北縣擬上的第一個項目“張北中都王牛灘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(shè)，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(shè)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：在二00八年二月二十八日前完成可行性研究報告等相關(guān)文件。委托方：張北中都礦業(yè)開發(fā)有限公司被委托方：煤炭工業(yè)石家莊設(shè)計研究院 二00八年一月十五日一、概述 （一）項目背景河北省張北縣兩面

4、井王牛灘村一帶賦存有第三紀(jì)褐煤，雖然地質(zhì)條件良好，但因煤質(zhì)品種不佳,所以遲遲未開發(fā)。1995年12月河北煤田地質(zhì)局第四地質(zhì)隊提交河北省張北縣兩面井鄉(xiāng)王牛灘地段（煤礦）詳查地質(zhì)報告通過河北省礦產(chǎn)儲量委員會的批準(zhǔn)，共批準(zhǔn)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(zhì)差、銷路不好而停采。2005年3月張北中部礦業(yè)開發(fā)有限公司應(yīng)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)王牛灘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(chǎn)品，從而帶動張北縣相關(guān)的運輸、建材、建筑、機械制造、維修服務(wù)等行業(yè)的發(fā)展，使張北縣經(jīng)濟走上

5、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，目前張北中都礦業(yè)開發(fā)有限公司的第一個項目“張北中部王牛灘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(chǎn)，必須解決原料供應(yīng)問題，即建立王牛灘褐煤生產(chǎn)礦井，為此張北中都礦業(yè)開發(fā)有限公司投資建設(shè)一對年產(chǎn)60萬t的機械化或半機械化的中型礦井，本設(shè)計即是在這樣背景下進行礦井可行性研究工作的，目的是使王牛灘煤礦建設(shè)成為好、快、省的機械化礦井為援壩扶貧作好工作。（二）項目概況王牛灘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2.78km×2.43km=6.76km2，其各拐點坐標(biāo)為：點號

6、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。二、礦井建設(shè)條件（一）概況1、地理位置王牛灘井田位于壩上高原，地勢平坦，微有波狀起伏，海拔標(biāo)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(jié)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(fēng)，風(fēng)季為11月至次年5月，風(fēng)力

7、常達67級。春旱、風(fēng)沙、冰雹、霜凍等自然災(zāi)害嚴(yán)重影響本區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。本區(qū)凍結(jié)深度地質(zhì)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(zhì)構(gòu)造帶北側(cè)，壩上地震構(gòu)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)狀根據(jù)第四地質(zhì)隊的調(diào)查，目前區(qū)內(nèi)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(zhì)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

8、徑2.4m）。（二）外部建設(shè)條件1、交通運輸條件張北縣境內(nèi)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(zhì)構(gòu)造及煤層（1）地層及地質(zhì)構(gòu)造本區(qū)位于中朝準(zhǔn)地臺、內(nèi)蒙臺背斜土城子臺拱、土城子臺凹陷中。區(qū)域內(nèi)構(gòu)造簡單，主體構(gòu)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(nèi)構(gòu)造簡單，地層近似水平，略向北傾，傾角<5°。區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)巖漿活動。本井田構(gòu)造之復(fù)雜程度屬于簡單類型。依據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料結(jié)合鉆孔揭露之成果，井田內(nèi)賦存之

9、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(zhì)粘土、粉砂等。最大厚度為23.2m，平均厚11.23

10、m，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(biāo)志層為3號煤組底板砂礫巖，該層巖性組合獨特，上部細(xì)多為泥巖、粉砂巖。下部偏粗，多為中細(xì)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(biāo)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。

11、煤層較厚，最厚達10.77m，煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，夾矸為泥巖、炭質(zhì)泥巖、頂?shù)装鍘r性多為泥巖、炭質(zhì)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(jié)構(gòu)復(fù)雜。中段：為次含煤段，在全區(qū)內(nèi)具有東厚西薄的變化趨勢，厚度45138m，平均117.7m。主要由灰色、深灰色粗細(xì)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(nèi)大部分可采，煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜。14線以東賦存另外2個煤組，但極不穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，厚度變化較大。本段沉積特點：顏色以灰、深灰色為主

12、，淺灰色次之，沉積物以中、細(xì)砂巖為主，粉砂巖及泥巖次之，礫巖成分以燧石為主，變質(zhì)巖次之，含煤性較差，煤層結(jié)構(gòu)復(fù)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(xì)碎屑巖以薄層夾于粗粒級巖層之間，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(zhì)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

13、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(zhì)泥巖，松軟易碎，夾矸厚0.523.19m，為泥巖、炭質(zhì)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(jié)構(gòu)復(fù)雜，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(zhì)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(zhì)泥巖，底板為礫巖、粗砂巖及泥巖，疏松易碎。夾矸為泥巖、炭質(zhì)泥巖。4煤組：上距3煤組2.9

14、227.66m，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(jié)，夾矸為炭質(zhì)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(fù)雜結(jié)構(gòu)煤厚0.106.94m，平均3.11m，頂?shù)装宥嗄鄮r、夾矸為泥巖。2、水文地質(zhì)條件本井田位于壩上高原區(qū)，境內(nèi)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(nèi)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)

15、內(nèi)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(nèi)地下水劃分為變質(zhì)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。由于區(qū)內(nèi)出露的基巖表面風(fēng)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(cè)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(nèi)地表水與

16、地下水排泄途徑。井田水文地質(zhì)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(jié)合鉆孔簡易水文地質(zhì)觀測資料所劃分的三個含水巖組、五個含水層，即： 變質(zhì)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(guān)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(xì)砂粒組以上厚度11.363

17、41.18m，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(xì)中砂巖、砂礫巖組成，裂隙不發(fā)育，細(xì)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(zhì)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

18、質(zhì)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(nèi)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(zhì)較差，為Cl.So4Na.Ca型水，礦化度210g/l。含水層間水力聯(lián)系：本井田內(nèi)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(zhì)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(nèi)未揭露，其與煤系下段

19、含水層水力聯(lián)系也不密切。斷層水文地質(zhì)特征：本井田構(gòu)造簡單，地層近于水平。井田內(nèi)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(zhì)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(nèi)深部逕流循環(huán)。礦床水文地質(zhì)類型及復(fù)雜程度：根據(jù)含水層與可采煤層的關(guān)系，區(qū)內(nèi)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/s

20、m，因此本井田水文地質(zhì)類型可定為水文地質(zhì)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(nèi)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。本井田開發(fā)后，預(yù)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(yuǎn)，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

21、建井和開采時應(yīng)采取措施，防止流砂潰入坑道。本井田雖然構(gòu)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(nèi)還是存在的，其有可能成為導(dǎo)水通道，宜在生產(chǎn)中引起注意。井田內(nèi)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(yīng)采取措施，防止鉆孔透水。根據(jù)2005年4月煤田地質(zhì)局第四地質(zhì)隊提交的“河北省張北縣兩面井鄉(xiāng)王牛灘井田儲量核實地質(zhì)報告”分析及計算本礦井開采時預(yù)計礦井涌水量為55m3/h。3、其他開采技術(shù)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(zhì)泥巖，由于巖石膠結(jié)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

22、的課題，針對此種情況，國內(nèi)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(zhì)及煤的用途（1）煤類及其分布規(guī)律本井田為低變質(zhì)的褐煤，各煤組類型相同。（2）煤質(zhì)分析各煤組煤質(zhì)指標(biāo)一覽表指標(biāo)煤組Mad(%)水份Ad(%)灰份Vdaf(

23、%)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8.3923.5510.2732.1143.0148.441.793.984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(biāo)除揮發(fā)份為精煤，其余皆為原煤值。各煤組之煤質(zhì)指標(biāo)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

24、，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：由于煤種是低變質(zhì)褐煤，無粘結(jié)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。最近張北中都礦業(yè)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(nèi)在化學(xué)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(chǔ)上發(fā)展轉(zhuǎn)化成汽油、柴油、化肥等化工產(chǎn)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

25、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，為此張北中都礦業(yè)開發(fā)有限公司可以說是為當(dāng)?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)王牛灘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)王牛灘井田由河北煤田地質(zhì)局第四地質(zhì)隊提交詳查地質(zhì)報告，2005年4月第四地質(zhì)隊受張北中都礦業(yè)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(chǎn)儲量委員會的批準(zhǔn)，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(zhì)

26、隊提供張北縣兩面井鄉(xiāng)王牛灘井田儲量核實地質(zhì)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+D1370.17366.74440.25806.99736.911177.162643.81337.71399.46737.17981.521380.983415.43425.10497.00922.10840.531337.534369.17322.87405.06727.93692.041097.10合計

27、1798.581452.421741.773194.193251.004992.77 （四）建設(shè)條件綜合評價經(jīng)過河北省煤田第四地質(zhì)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)王牛灘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(zhì)程度褐煤難以適應(yīng)當(dāng)前工農(nóng)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(zhuǎn)化為汽油、柴油等化工產(chǎn)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(shè)和四個現(xiàn)代化建設(shè)過程中對加強西部開發(fā)，全國支援農(nóng)村改變面貌，支援“老少邊窮”地區(qū)盡快脫貧政

28、策的宣傳實踐的成果。對此我們給予高度評價，力爭將王牛灘礦井以好、快、省的建設(shè)，為張北縣的工農(nóng)業(yè)發(fā)展，為早日幫助當(dāng)?shù)厝嗣駭[脫貧困貢獻一份力量。本項目的地質(zhì)條件是簡單的、資源條件是可靠的、外部建設(shè)條件是具備的，雖有困難但在當(dāng)?shù)卣念I(lǐng)導(dǎo)下，定能在張北縣繪出一幅改變面貌的蘭圖。三、市場預(yù)測張北縣雖有褐煤資源，也曾有過小窯建井開采，但都因產(chǎn)品屬低熱值的褐煤并無銷路而致礦井停產(chǎn)，今張北中都礦業(yè)開發(fā)有限公司擬將褐煤進行“煤化電”轉(zhuǎn)化的綜合開發(fā)利用，在建設(shè)王牛灘煤礦后，褐煤產(chǎn)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(chǎn)能力，因為當(dāng)?shù)毓まr(nóng)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(yīng)就“

29、煤化電”轉(zhuǎn)化的第一步萃臘工程應(yīng)與煤礦建設(shè)相輔相成的建設(shè)起來，待取得第一步成功后，再繼續(xù)擴展其他化工產(chǎn)品項目。因為都在起步階段，無市場競爭問題，反而有市場風(fēng)險，關(guān)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(chǎn)能力。礦井建設(shè)后能夠保證正常生產(chǎn)即可達到預(yù)期的生產(chǎn)能力，我們希望煤化工一期萃臘工程與煤礦建設(shè)同期投產(chǎn)，以使張北縣依托資源開發(fā)邁出堅定的第一步。四、建設(shè)規(guī)模與服務(wù)年限（一）井田境界與資源/儲量本報告前之有關(guān)章節(jié)已介紹井田面積及各拐點坐標(biāo)位置在此不重復(fù)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(zhì)報告和2005年儲量核實地質(zhì)報告中對井田之資源/儲

30、量進行儲量核實工作，核實后的儲量匯總表見P12。建設(shè)礦井為保護井筒及地面主要建構(gòu)筑物需設(shè)工業(yè)場地保安煤柱，保安煤柱留設(shè)依據(jù)地面建設(shè)保護規(guī)程有關(guān)規(guī)定執(zhí)行，表土層移動角為45º，巖層移動角為73º，工業(yè)場地受護面積130×180m，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：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(shè)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(shè)計生產(chǎn)能力與服務(wù)年限根據(jù)礦井煤層賦存條件

31、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(wù)年限為3704.42/1.4×60=44.1年中型礦井服務(wù)年限應(yīng)在40年以上，符合規(guī)范要求，井型按60萬t/a設(shè)計是合理的。礦井日產(chǎn)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)井田地層構(gòu)造，煤層賦存狀況，地面地形地物本礦井的開拓方式歸結(jié)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(dān)負(fù)提矸，上下材料人員

32、并做為進風(fēng)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=23º斜井開拓，主斜井用大傾角膠帶機運煤井筒一側(cè)設(shè)軌道用以作材料矸石副提并兼做檢修道，副斜井安設(shè)架空人車上下人員兼做回風(fēng)井。方：斜井開拓，井位在補1孔東南150m處，以一對=23º斜井開拓，但主斜井改用串車提煤、材料、矸石兼做進風(fēng)井；副斜井仍架設(shè)猴車運送人員兼回風(fēng)。各方案的主要優(yōu)缺點及方案技術(shù)經(jīng)濟比較。本井田煤層埋藏淺，呈近水平狀態(tài)，傾角小于5º，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

33、存在。井位選擇應(yīng)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(chǎn)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(jié)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。這也是優(yōu)選立井開拓第二個理由。在礦井生產(chǎn)管理方面，立井與斜井各有其成熟的經(jīng)驗和習(xí)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(shù)經(jīng)濟比選看，以

34、方為優(yōu)，故設(shè)計推薦第1方案為優(yōu)選方案，其技術(shù)經(jīng)濟比較表見附表。方、方開拓方案平面圖及剖面圖。28張北縣兩面井鄉(xiāng)王牛灘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(fēng)巷119m采區(qū)工程4516m合計6526m優(yōu):1.井位在井田之深部,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(fēng)缺:1初期回采1煤組時需作斜巷聯(lián)絡(luò)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.

35、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(fēng)巷2310m采區(qū)工程4610m合計7660m優(yōu):1.井位在補2孔東側(cè),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(fēng)缺:1初期回采1煤組時需作斜巷聯(lián)絡(luò)2.井位偏于井田之西側(cè)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=23º井筒斜長260m第四系厚

36、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(fēng)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(jié)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/m0.8萬/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=23º井筒斜長285m第四系厚約10m(至3煤組)主

37、斜井:軌道串車副斜井:猴車井 筒 645m車場及硐室225m大巷及風(fēng)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(jié)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(shè)，盡快出煤形成一定規(guī)模，中都礦業(yè)開發(fā)有限公司采取修復(fù)已有的小窯井筒，安裝提升設(shè)備，早日生產(chǎn)出煤作為礦井建設(shè)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

38、述場地附近，并使兩期工程溶為一體，但一期建設(shè)工程均由中都礦業(yè)開發(fā)有限公司自行安排。這樣王牛灘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(nèi)裝備箕斗和罐籠各一個，井筒除承擔(dān)提升煤炭、上下材料人員設(shè)備外并擔(dān)負(fù)進風(fēng)及安全出口。原已有并經(jīng)修復(fù)的井筒則擔(dān)負(fù)回風(fēng)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=23º時斜長2.5m井筒只相當(dāng)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(nèi)，斜井開拓?zé)o優(yōu)越性而言，故設(shè)計推

39、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(biāo)高只有選定在主要煤組第3煤組位置處井下標(biāo)高為1181m。按推薦的第一方案，箕斗煤倉為上提式，各煤組間以=23º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(yīng)最先開采，以解決壓茬關(guān)系。但井拓之井底車場在第3煤組，主要運輸巷及回風(fēng)巷亦在第3煤組；以=23º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(zhuǎn)入第二煤組繼續(xù)接替回采產(chǎn)量，由于煤層較厚，平均11.94m；應(yīng)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

40、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?？紤]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(fēng)井1風(fēng)井21井筒座標(biāo)經(jīng)距（Y）278272779827847緯距（X）4600282460031846002012提升方位角3 井筒傾角90º90º90º4 井口標(biāo)高m+13015 第一水平標(biāo)高m+11816 井筒深度m1207 井筒直徑

41、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(cè)，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

42、86;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(chǎn)量和第1煤組可采儲量，第1煤組可服務(wù)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(fēng)巷（為保持巷道的穩(wěn)定可留400500mm護頂煤）。回采長度據(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，采面上下兩端各作運輸巷和回風(fēng)巷，軌道巷進新風(fēng)，運輸巷回風(fēng)經(jīng)順風(fēng)井排至

43、地面。運輸巷安裝膠帶運輸機或刮板運輸機，進風(fēng)大巷鋪設(shè)軌道擔(dān)負(fù)運輸材料任務(wù)。采面安裝滾筒式采煤機和鋪設(shè)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(chǎn)量計算：120×720×2.5×1.39×0.93=27.92萬t采面年推進度為720m。全礦由兩個采煤工作面保產(chǎn)。掘進煤量亦入煤流系統(tǒng)，按10%計算，則全礦產(chǎn)量為2×27.

44、92+(2×27.92)×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(zhì)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(shè)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(shè)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JH611/66042

45、66膠帶輸送機STD8002×40/660227可伸縮膠帶輸送機SSJ8002×40/660228巖石電鉆KBA2/41169局 扇DSF6.3/302×15/411610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SGB620/802×40/2217錨桿安裝機MYT120B11/411618轉(zhuǎn)載機SZB730/4040/2219刮板運輸機WGB4040/12221620部分?jǐn)嗝婢蜻M機22二期工程應(yīng)完

46、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(fēng)井）2井底車場及硐室m5803主要運輸及回風(fēng)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(biāo)準(zhǔn)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(shè)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(zhì)泥巖類掘進巷道產(chǎn)出物亦入煤

47、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35輛。（四）礦井通風(fēng)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(fēng)方式為抽出式，混合井進新鮮風(fēng)流，沖洗采、掘工作面后由修復(fù)的兩個小井并聯(lián)抽出地表。通風(fēng)風(fēng)量計算：Q總=（Q采+Q掘+Q硐+Q其它）×K式中：Q總礦井總風(fēng)量，m3/s Q采采面所需風(fēng)量，m3/s Q掘掘進面所需風(fēng)量，m3/s Q硐獨立通風(fēng)硐室所需風(fēng)量，m3/s Q其它其它地點所需風(fēng)量，m3/s K不均勻通風(fēng)系數(shù)取1.25(2×8+5×4+3+5)×1.25=55m3/s根據(jù)井下采掘布置圖

48、計算礦井通風(fēng)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(fēng)阻系數(shù) L井巷長度 S井巷的凈面積 Q井巷所通過的風(fēng)量，m3/s礦井初期及后期通風(fēng)負(fù)壓計算表如下。經(jīng)計算礦井初期通風(fēng)負(fù)壓為33.98mmH2O，后期為54.83mmH2O。附：礦井井巷斷面表 礦井通風(fēng)系統(tǒng)示意圖通風(fēng)等積孔計算，按A=0.38Q/公式，本礦井初期及后期通風(fēng)負(fù)壓計算后其等積孔分別為3.58及2.8，通風(fēng)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(fēng)井1D2.4m小箕斗4.57.53回風(fēng)井2D2.0m梯子間3.23.24雙軌巷道3.6×3.1雙軌11.312.511.55單軌巷道2.6×2.7單軌7.38.39.56通用巷道3.0×2.47.28.810.9礦井初期通風(fēng)負(fù)壓計算結(jié)果表順 序巷道名稱支護形式a p (m)s (m2)s3