露天煤礦初步設(shè)計精品

1、露天煤礦初步設(shè)計家坪露天煤礦位于內(nèi)蒙古鄂爾多斯市準(zhǔn)格爾旗東部，是我國西部大關(guān)系民族開發(fā)的前沿陣地。實施西部大開發(fā)戰(zhàn)略，關(guān)系全國發(fā)展的大J 團結(jié)和邊疆穩(wěn)定，是基本國策。國家正在以投資項目、稅收政策和財政轉(zhuǎn) 移支付等方面加大對西部地區(qū)的支持。魏家說露天煤礦是魏家界煤電一體化項目的兩個子項之一，該露天礦 田儲量豐富，資源可靠，煤質(zhì)為低硫高熱值長焰煤，電煤市場條件明確， 開發(fā)條件優(yōu)越，適宜開發(fā)大型露天煤礦。該礦一期規(guī)模6MVa ,二期規(guī)模 12MVa，配套電廠分別為4*600MW和8x600MWO隨該項目的開發(fā)建設(shè),將會使本地區(qū)的資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟優(yōu)勢，帶動少數(shù)民族地區(qū)經(jīng)濟和社會 快速發(fā)展。一、設(shè)計依

2、據(jù)（一）地質(zhì)報告、礦區(qū)總體規(guī)劃1、內(nèi)蒙古煤田地質(zhì)局153隊1983年12月提交的內(nèi)蒙古自治區(qū)伊 克昭盟準(zhǔn)格爾煤田南部詳查地質(zhì)報告。2、內(nèi)蒙古煤田地質(zhì)局153隊2005年1月提交的內(nèi)蒙古自治區(qū)準(zhǔn)格爾煤田魏家即露天勘探地質(zhì)報告。3、西安煤礦設(shè)計研究院2005年1月編制的內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯 市準(zhǔn)格爾礦區(qū)總體規(guī)劃。（二）設(shè)計任務(wù)書、設(shè)計合同、有關(guān)文件、主要基礎(chǔ)資料及有關(guān)協(xié)議 類文件。詳見附錄。二、設(shè)計范圍我院和華北電力設(shè)計院分別承擔(dān)魏家界煤電一體化項目的露天煤礦設(shè) 計和電廠設(shè)計，同步設(shè)計、同步建設(shè)、互相制約、分工合作；設(shè)計范圍分 界點劃定在電廠圍墻外1m處。露天煤礦設(shè)計范圍包括：邊坡穩(wěn)定；開采境界、

3、資源儲和剝離量;拉溝、采區(qū)劃分、開采程序、基建剝離工程生產(chǎn)剝采比及其均衡、進 度計劃；開采工藝、設(shè)備選型、數(shù)量確定；采運排工程；煤的破碎加工、 地面運輸、儲煤系統(tǒng)；地下水控制與防排水；總平面布置、地面運檢；機 電設(shè)備維修；供電通信、計算機管理；建筑結(jié)構(gòu)；給排水、供熱及通風(fēng);職業(yè)安全與衛(wèi)生；環(huán)保、水保；企管現(xiàn)代化、技術(shù)經(jīng)濟等。三、設(shè)計指導(dǎo)思想（-）認(rèn)真貫徹執(zhí)行國家有關(guān)方針、政策、法律、法規(guī)。（二）引進世界上先進開采工藝（吊斗鏟倒堆），以低成本提高露天礦生產(chǎn)剝采比，擴大露天礦開采范圍，提高煤炭資源回收率；同時，確保高 產(chǎn)高效，建設(shè)一個現(xiàn)代化大型露天煤礦。（三）盡量選擇適合本礦規(guī)模、開采對象和“以電

4、代油”的大型設(shè)備。）突出近期經(jīng)濟效益，提高投入產(chǎn)出比。（五）確保與電廠、環(huán)保、水保、地面設(shè)施同步設(shè)計、同步建設(shè)。（六）充分利用華能集團公司和北方聯(lián)合電力公司在人力資源、經(jīng)營 管理方面的經(jīng)驗，充分利用社會生產(chǎn)力要素。（七）充分并節(jié)約利用黃河流域地面和地下水資源。（A）在利用天然沖溝做首采區(qū)拉溝位置并節(jié)省剝離量的同時，做好攔洪蓄水壩系工程，以工程治理方式防治水害，確保生產(chǎn)安全，利用蓄水 和地下疏干水做道路降塵、綠化、生產(chǎn)用水。（九）保證露天礦設(shè)計符合礦區(qū)總體規(guī)劃的規(guī)劃內(nèi)容及要求。四、設(shè)計對地質(zhì)報告的評價及補充勘探的要求內(nèi)蒙古自治區(qū)準(zhǔn)格爾煤田魏家即露天勘探地質(zhì)報告基本能繆滿足 露天煤礦初步設(shè)計要求，

5、邊坡工程工程地質(zhì)勘察與穩(wěn)定性評價研究報告 能夠滿足露天礦邊坡穩(wěn)定分析、計算及邊坡工程設(shè)計。五、設(shè)計主要內(nèi)容及特點（-）露天礦特點：1、魏家界露天礦是國內(nèi)地形條件較復(fù)雜的露天煤礦。黃土高原沖溝多、梁萍多。設(shè)計根據(jù)上、下部不同的開采條件和開采對象，選擇了不同的開 采工藝。2、魏家坪露天礦是目前國內(nèi)剝采比較大的露天煤礦，毛煤平均剝采比為7.20m3/t,設(shè)計選擇其中較小者做首采區(qū)（剝采比6.29m3/t 3、剝盅物中黃土（在上部）最多，占57%o設(shè)計選擇適宜的開采設(shè)備（如汽車選大廂斗X4、煤層結(jié)構(gòu)、構(gòu)造簡單，為單一的近水平的厚煤層，且賦存穩(wěn)定。設(shè)計對其上覆巖層選擇了適合的開采工藝（倒堆工藝5、魏家期

6、露天礦采用無運輸?shù)苟验_采工藝倒堆臺階變化較大（為 35m-70m在獲得較好經(jīng)濟效益的同時，也給設(shè)計和生產(chǎn)管理帶來了難 度，設(shè)計采取了相應(yīng)的技術(shù)決策及建議。6、在天然沖溝上布置首采區(qū)、拉溝位置和排土場，同時也在天然沖溝 上布設(shè)壩系工程防洪，效益風(fēng)險共存，設(shè)計以工程治理方式確保露天礦生 產(chǎn)安全。7、魏家坪露天煤礦是魏家坪煤電一體化項目，電廠是煤礦的用戶，主要目標(biāo)市場明確，煤礦是電廠原（燃）料生產(chǎn)車間，用戶可靠。（二）設(shè)計主要內(nèi)容1、露天礦采掘場邊坡穩(wěn)定角：煤巖層為40。，黃土為33%2、露天礦境界客天礦6號煤層底板開采面積34.96km2 ;長8.49km ,寬7.9km ;客天礦地表面積43.7

7、7km2，長9.12km ,寬8.48km ;首采區(qū)6號煤層底板面積5.36km2 ,長2.98km ,寬2.19km ;首采區(qū)地表面積7.88km2 ,長3.54km ;寬2.66km。3、劃定范圍內(nèi)資源（純煤）儲= 1042.5514Mt,其中121b+122b占63.88%o開采境界內(nèi)IT天可采儲量（毛煤）為782.7366Mt,平均剝采比7.20m3/to首采區(qū)可采毛煤量113.7062Mt,其中121b+122b占總量的 98% ,達到規(guī)范8d90%的要求，平均剝采比6.29m3/t;二、三采區(qū)毛煤分別為334.7378Mt和350.3823Mt,平均剝采比分別為6.83m3/t和7

8、.85m3/to4、工作制度為330do以一期設(shè)計規(guī)模6Mt/a計，儲備用系數(shù)取1.1 ,服務(wù)年限121a。5、開采工藝按地層由上而下為：（1 ）黃土層及下面少量巖層，采用單斗（3臺斗容35m3電鏟）一卡 車（20臺220t,廂斗容積140m3 ）開采工藝；（2 ）巖層：6煤頂板上覆70m35m （巖層變薄處）采用吊斗鏟（1 臺斗容68m3,作業(yè)半徑87m ）無運輸?shù)苟验_采工藝；（3 ）煤層（6m - 23.85m ,平均14m ）采用單斗（2臺斗容21m3電 動液壓正鏟）一汽車（12臺91t,其中端區(qū)剝離車箱斗容積57m3,運煤車 箱斗容積82.5m3）開采工藝。6、運煤方式：運煤汽車周期輪

9、換通過采掘場東、西兩端斜坡道，經(jīng)工作幫平盤（先期）或內(nèi)排土場（后期）運往東幫半固定破碎站一膠帶運輸 機一電廠儲煤場（或本礦儲煤場X7、穿爆:倒堆臺階采用拋擲爆破；單斗鏟煤巖臺階采用松動爆破；倒堆臺階的坡面采用預(yù)裂爆破；全部采用牙輪鉆機穿孔。8、基建剝離工程為19.9109Mm3 ,基建出煤6.8萬t,基建期1.5 年，移交過渡1年，移交當(dāng)年產(chǎn)煤3.00Mt,過渡結(jié)束達產(chǎn)，吊斗鏟投入。9、因黃河水位標(biāo)高位于6煤底板以下，地下水補給來源較少，設(shè)計在 原則上不采用疏干井疏干方式，但根據(jù)鄰近礦井發(fā)現(xiàn)較大地下水情況，設(shè) 計確定打兩眼疏干井進行試驗性疏干，防止地下水害危及 確保露天礦生產(chǎn)安全。因采掘場、排

10、土場皆布置在罐子溝及其支流上，設(shè) 計確定做壩系工程攔洪蓄水。采掘場內(nèi)設(shè)3臺600m3/h暴雨泵，2臺 200m3/h正常排水泵。10.地面（生產(chǎn)）系統(tǒng)為2臺2000Vh半固定破碎機（出料v300mm ）-雙回1400mm膠帶輸送機（V =4m/s）,因電廠要求，其中一運一備。系統(tǒng)中間設(shè)四個922m筒倉，每個倉容量為10000t,總?cè)萘繛?0000to11.機修：承擔(dān)設(shè)備維修保養(yǎng)、月檢、臨故修、小修任務(wù)。小修以上修程外委專業(yè)維修公司承擔(dān)，但本礦為其準(zhǔn)備廠房、起重設(shè)備等。廠區(qū)設(shè)汽車及工程機械修理間、綜合修理間、組裝場、清洗間及大、中修車間。12、各類專業(yè)倉庫及庫棚：綜合材料庫、汽車配件庫、設(shè)備備件

11、庫、材料庫、潤滑油庫、硝酸核庫棚、火藥庫、油庫及加油站。13、供配電：本次設(shè)計的露天礦前期用電以35kV、LG J240mm2導(dǎo) 線、單回磴桿線路由木瓜梁110kV變電站的35kV一段母線段上引出至聯(lián) 合變電所，線路長度為3km。該線路待魏家窕電廠建成投入運行后，改做 備用電源。露天礦永久電源來自電廠，由電廠自用電系統(tǒng)35KV便雙回路引出。并自設(shè)35K V變電站。14、供水水源：根據(jù)露天礦與電廠用水協(xié)議，露天礦各區(qū)的用水水源 來自電廠供水站，由電廠統(tǒng)一考慮。15、采暖、通風(fēng)由鍋爐房供給。16、技術(shù)經(jīng)濟(1 )占地面積，達產(chǎn)時985.51 hm2 (包括壩系(2)在籍總?cè)藬?shù)664人(4)全員效率

12、 全員效率33.42V工。(5 )噸煤成本：達產(chǎn)年141.41元兒(6 )建設(shè)項目總資金為399876.95萬元，建設(shè)項目總造價為398443.85萬元，噸煤投資664.07元/t;（7 ）財務(wù)內(nèi)部收益率14.25%（8 ）財務(wù)凈現(xiàn)值：114690.40萬元（稅后，（9 ）投資回收期8.0年。（10）投資利潤率12.40%。（11 ）投資利稅率17.50%。（12）貪款償還期7.51年（含建設(shè)期）。六、應(yīng)關(guān)注的主要問題（一）壩系防洪工程，投入既要節(jié)約，又要確保安全。精心設(shè)計，仔 細(xì)施工，認(rèn)真管理。（二）要掌握好吊斗鏟投入時間。（三）重視吊斗鏟司機、機電維修工的培訓(xùn)工作，安排計劃、培訓(xùn)費、 機構(gòu)

13、確保大型昂貴設(shè)備安全、完好、高效率。（四）重視引進設(shè)備備品備件合理儲各，計劃管理，確保大型設(shè)備高 產(chǎn)高效。（五）我國吊斗鏟倒堆工藝使用經(jīng)驗不足，設(shè)計中遇到下列問題，今 后應(yīng)關(guān)注。1、安全類（或危險有害因素類）（1 ）在8090m高75。陡臺階下，采煤作業(yè)安全問題。設(shè)計已安排預(yù)裂爆破和坡面清掃隹，清除危石。待實踐中不斷改進。(2 )80 90m高75。陡臺階穩(wěn)定問題和吊斗鏟站在黃土爆堆上穩(wěn)定安全問題。設(shè)計中雖已做了初步穩(wěn)定分析，也給出了具體操作方法；但在生 產(chǎn)中應(yīng)不斷總結(jié)經(jīng)驗，以保證露天礦生產(chǎn)安全。(3 ) 6070m高臺階穿孔和拋擲爆破問題；土巖混合臺階穿爆問題。高臺階穿孔和拋擲爆破問題難度較

14、大，每孔炸藥量大，一且炮區(qū)作業(yè) 出現(xiàn)事故或出現(xiàn)瞎炮時問題很嚴(yán)重，建議多借鑒臨近準(zhǔn)煤公司黑岱溝露天 礦生產(chǎn)經(jīng)驗或開采前期外委國際專業(yè)公司承擔(dān)穿爆業(yè)務(wù)。2、開采作業(yè)技術(shù)類(1 )倒堆作業(yè)程序，吊斗鏟從左(右)翼到右(左)翼走行避開了升 降大坡，但兩翼倒堆不等，而且不斷變化，因此要注意左、右翼長度的 調(diào)整。(2 )運煤通路的開拓方式，移設(shè)方法；(3 )倒堆臺階開采方法；(4 )吊斗鏟司機上、下班通勤和材料、維修車通行道路(至吊斗鏟位卜上述問題設(shè)計做了初步安排，待實踐中改進完善。(六)鑒于建設(shè)時期需要大量建筑石材，而初期基建剝宙量中深部才 有巖石，因此要修臨時排洪渠提前降深采巖石。第一章 礦區(qū)（礦田）

15、概況及煤田地質(zhì)第一節(jié)礦田概況一、位置及交通（一）位置魏家齊露天礦區(qū)（以下簡稱本區(qū)）位于內(nèi)蒙古準(zhǔn)格爾煤田東南部，行 政隸屆內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市準(zhǔn)格爾旗龍口鎮(zhèn)管轄。其范圍東起單渠梁, 西至史一榆公路，北起薛家培旦,南至罐子溝煤礦及煤田邊界，隔黃河?xùn)| 與山西偏關(guān)與山西河曲為鄰。地理坐標(biāo)：東經(jīng)2T45北緯 39。3100”393545，客天區(qū)南北最長處8.79km ,東西最寬處10.02km ,面積55km2。（二）交通1、鐵路交通（1 ）大一準(zhǔn)鐵路東起大（同）秦（皇島）線大同站，西至礦區(qū)薛家灣站隹:長264km，為工企I級電氣化鐵路，目前通過能力15.0MVa ,該線已進行改擴建，并將逐步改建，至

16、2020年運力將達60.0MVao（2 ）準(zhǔn)（格爾）東（勝）鐵路是地方投資建設(shè)的地方鐵路，該線東起大一準(zhǔn)線薛家灣站，西延至包（頭）神（木）鐵路巴圖塔站，全長145km ,為工企II級鐵路，運力可達8.0MVa 60MPa的占基巖層段8.3% ,其中：砂質(zhì)礫巖占0.8% ,粗砂巖占 0.8% ,細(xì)砂巖占0.4%，粉砂巖占4.0%。泥巖占0.8%，砂質(zhì)泥巖占1.5%。煤層及頂?shù)装鍘r層物理力學(xué)試驗成果見表二、6號煤底板巖性、強度、遇水軟化性8個工程地質(zhì)孔6號煤直接底板以泥巖為主占7個，1個為砂質(zhì)泥巖，自然狀態(tài)單軸抗壓強度13.6MPa27.5MPa ,平均17.4Mpa ,軟化系數(shù) 0.60 - 0

17、.74 ,平均0.68。從6號煤底板巖性統(tǒng)計結(jié)果及巖石物理力學(xué)性質(zhì)測試結(jié)果知，巖性以泥巖為主，雖然強度較高，但遇水有軟化的可能。附表：煤層及頂?shù)装鍘r層物理力學(xué)試驗成果表一一表1-5-1和表1-5-2o表151表152第六節(jié)煤質(zhì)特征一、煤的一般物理性質(zhì)區(qū)內(nèi)煤呈黑色，風(fēng)化后呈褐色，條痕褐黑黑褐色，呈暗淡的瀝青光 澤，局部可見油脂光澤，絲炭發(fā)育的層段顯絲絹光澤。常見貝殼狀及參差 狀斷口，外生和內(nèi)生裂隙不發(fā)育，脆性差。節(jié)理中局部充填有黃鐵礦及方 解石薄膜。由于煤巖組分的差異，常見條帶狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。燃點一般 為300左右，燃燒試驗為劇燃。殘灰呈粉狀一塊狀，灰白-灰色。煤風(fēng) 化后煤質(zhì)疏松，呈土狀，燃燒

18、時火焰不大。 煤共牯杯 tXT ul-（一）宏觀煤巖特征煤的煤巖組分以暗煤和亮煤為主，絲炭分布于層面，局部含鏡煤條帶， 屆半暗型半亮型煤。（二）顯微煤巖特征區(qū)內(nèi)10個鉆孔計98件煤芯煤樣對3、4、5、6, 7、8、9號煤層進行 了混合煤磚光片鑒定。顯微組分鏡下定量鑒定結(jié)果表明：區(qū)內(nèi)各可采煤層有機顯微煤巖組分 以債質(zhì)組和絲質(zhì)組為主，鏡質(zhì)組含量為20.1% 70.1 % ,平均為40.6% , 絲質(zhì)組含為21.9%-67.4% ,平均為46.3% ,半鏡質(zhì)組含為0%- 10.8% ,平均為3.2% ;穩(wěn)定組含量為3.5%19.0% ,平均為9.8% ;煤中 礦物質(zhì)以粘土組含量最高在1.5% 39.

19、9%之間，氧化物組含量最低為0- 2.0%之間，硫化物組在0-1.7%之間，碳酸鹽組在04.9%之間。（三）變質(zhì)程度區(qū)內(nèi)各可采煤層的鏡煤最大反射率在0.7675% -0.8004%之間，平均 為0.7815%，根據(jù)“西安煤炭科學(xué)分院地質(zhì)勘探研究所F979年提出的以鏡 煤最大反射率為劃分煤變質(zhì)階段方案標(biāo)準(zhǔn)確定，區(qū)內(nèi)各煤層的變質(zhì)階段均 為煙煤I階段。三、化學(xué)性質(zhì)和工藝性能煤芯煤樣分析成果見表1-6-1o（一）水分（Mad ）各可采煤層原煤水分一般波動在0.86% 7.13%之間，平均為3.47% ; 浮煤水分一般變化在1.10% 8.90%之間，平均為4.03%o浮煤水分較原 煤水分普遍增高。6號

20、煤層：含量變化穩(wěn)定，一般波動在0.86% 7.13%之間，平均為 3.85% ; 7號煤層：含量變化不大，一般波動在0.99% 6.01%之間，平 均為3.99% ; 8號煤層：水分含量在1.03% 5.72%之。間變化，平均為3.16%o（二）煤層灰分（Ad ）區(qū)內(nèi)各煤層原煤灰分在7.97% 39.65%之間變化，垂向上，上部6 號煤層灰分較低，下部7、8號煤層較高。6號煤層：灰分產(chǎn)率為9.57%-37.32%之間，平均為億62% ;7號煤層：灰分產(chǎn)率擺動在9.04% 38.67%之間，平均為21.67% ;煤芯煤樣分析成果見8號煤層：灰分產(chǎn)率在7.97% 39.65%之間變化，平均值為21

21、.66%。（三）揮發(fā)分（Vdaf ）區(qū)內(nèi)各煤層原煤揮發(fā)分在31.90% 53.84%之間，在垂向上，下部煤層低于中部煤層，但變化不大。（四）硫（Std）區(qū)內(nèi)各可采煤層原煤全硫含=在0.29% 3.85%之間。垂向上，下部煤層較上部煤層硫含量增高6號煤層：全區(qū)硫分波動在0.29% 1.32%之間,平均值為0.69%o全區(qū)為特低硫低中硫分煤，平均為低硫分煤；7號煤層：硫含量為0.46% - 3.85%，平均為1.18%為特低硫高硫分煤，平均為低中硫分煤;8號煤層：硫分波動在0.30% 3.62%之間，平均值為1.00% ,全層為特低硫高硫分煤，平均為低硫分煤。煤中硫成分以硫化鐵硫（Sp.d沸有機硫

22、（So.d ）為主，硫酸鹽硫（Ss.d ）甚微，煤層中硫鐵礦多以薄膜充填裂隙中，較易洗選。（五）磷（Pd）:內(nèi)各煤層磷含量較低 變化不大 磷含量平均值在0.025% 0.031 %之間，為低磷分煤。（六）珅（ASad ）區(qū)內(nèi)各煤層珅含量較低，變化穩(wěn)定，其測值在0Pg/g-5Pg/g之間，為 一級含珅煤。煤中碑多以珅黃鐵礦形態(tài)存在，所以硫分高珅就高。硫分多 以結(jié)核形態(tài)存在，易于別除，同時也降低了碑的含采礦時加強手選， 可以降低珅和硫的含溫。（七）氣（Fad ）區(qū)內(nèi)各煤層1R含=平均值在398因阿414陽內(nèi)之間，垂向上，上下部 煤層含溫較高。（八）氯（Cid ）區(qū)內(nèi)各煤層氯含量平均值在0.039%

23、 0.047%之間，垂向上由上而下氯含量有降低的趨勢，屬特低氯煤，對工業(yè)利用影響甚微。（九）元素分析碳（Cdat）含量變化在81.27% 81.63%之間；氫（Hdaf）含量較低一般變化在4.72% 5.13%之間；氧（。（3各煤層平均值變化在11.10% T1.66%之間 氮Ndaf皮化小，各煤層平均值在1.34% 1.44% 之間。（十）微量元素區(qū)內(nèi)各煤層的微元素楮含量為0因何13領(lǐng)，錢含為8.1因何 40.0Pg/g ,帆含量為0Mg/g68Pg/g ,均未達到工業(yè)利用品位。（十一）發(fā)熱量區(qū)內(nèi)各可采煤層原煤干燥基低位發(fā)熱量（Qnet.d ）平均值在 25.11MJ/kg-25.82MJ/kg之間，垂向變化微弱，各煤層浮煤干燥基低位發(fā) 熱平均值在2953MJ/kg-29.70MJ/kg之間，區(qū)內(nèi)煤為高熱值煤。（十二）氣化性能區(qū)內(nèi)各煤層當(dāng)試驗溫度在950時各煤層煤對二氧化碳還原率為 7.9%-92.2% ,平均為40.2% ,反應(yīng)性較差。（十三）煤灰成分、灰熔融性、灰粘度1、煤灰成分區(qū)內(nèi)各煤層煤灰成分主要為SiO2和AI2O3,其次為Fe2O3. CaO和 SO3等。經(jīng)分析，煤層厚度愈大，其煤灰中SiCh的含量愈低，而CaO等 堿性氧化物含量相應(yīng)要高。另據(jù)統(tǒng)計，煤中灰分產(chǎn)率一般與內(nèi)2。3和SiO2 呈正相