某煤矿机械化改造方案计划.doc

-* 汉源县xx煤业有限公司xx煤矿 矿井机械化改造工作方案 汉源县xx煤业有限公司 二0一七年四月 汉源县xx煤业有限公司 矿井机械化改造工作方案 为贯彻执行安监总煤行[2010]178号〈〈关于推进小型煤矿机械化的指导意见〉〉的文件精神，大力实施我矿安全技术改造，不断提高煤矿机械化程度，逐步解决我井规模小、工艺落后、技术装备条件差、安全保障能力低等突出问题，全面提高矿井生产力水平，促进煤矿安全生产形势持续稳定好转，结合四川省煤炭设计研究院编制《汉源县xx煤业xx煤矿机械化改造方案设计》及矿井实际情况，现制定我矿机械化改造实施方案。 一、矿井概况 （一）位置及交通 矿区位于汉源县城北西310方向，行政及隶属四川省汉源县河西乡龙塘村十组。矿山有简易3公里公路与108国道在河西乡相接，矿井至汉源县城13公里，至雅安约131公里，矿区中心地理坐标为：东经10234′35″，北纬2925′50″。 （二）矿井历史简述 xx煤矿始建于1992年，1993年投产，投产后生产能力为30kt/a,2007年根据国家煤矿资源整合政策，按照（四川省人民政府办公厅《关于雅安市煤炭资源整合方案的复函〔2007〕14号文件精神》，由xx煤矿整合相邻的大岭煤矿，xx煤矿为整合主体，整合后企业更名为汉源县xx煤业有限公司，矿井名称为汉源县xx煤业有限公司xx煤矿。 （三）资源储量 2012年10月16日，四川省国土资源厅颁发了采矿许可证（证号：C5100002009051120044596）有效期2012年10月16日至2022年10月16日，井田面积1.1993km2,开采标高+1500m～+987m，批准开采C3、C4、C5煤层，矿井生产规模为90kt/a。根据地质资料，截止2015年12月31日，矿区C3、C4、C5煤层共占有资源储量（122b）+（333）2951kt，累计动用资源储量（122b）555kt，保有资源储量（122b）+（333）2396kt。其中：C5煤层保有储量996kt，其中（122b）类691kt，（333）类305kt；C4煤层保有储量500.0kt，（122b）类348kt，（333）类152kt；C3煤层保有储量900kt，其中（122b）类510kt，（333）类390kt。可采储量1784.1kt。 二、项目设计 2016年委托四川煤炭设计研究院对xx煤矿机械化改造进行设计，于2016年1月编制完成了《汉源县xx煤业有限公司xx煤矿机械化改造方案设计》生产规模由90kt/a提升至210kt/a。 三、工作思路 以科学技术为指导，以煤矿先进机械化设备投入为目的，采取有力的措施，加强职工安全技术培训和现场操作技能，大力提高煤矿机械化装备建设为手段，引进和推广先进适用的机械化装备，不断提高矿井劳动生产率和安全保障，促使我矿在安全生产工作中进一步提高，确保矿井健康发展。 四、工作目标 通过大力加强煤矿装备建设，采取先进机械设备安装和现场管理，淘汰落后的机械装备和开采技术，全面采用机械化的投入和使用，进一步提高安全生产保障及工作效率。实现本年高档普采和连续机械运输，实现配套供电系统，促进煤矿从传统型企业向现代化矿井转变，增加煤炭生产能力。到年底实现机械化开采和机械化运输达到60%，采用先进机械化率达到45%。 五、组织领导 为了机械化改造工作有序进行，矿成立机械化改造领导小组 组 长：（矿 长） 副 组 长：（总工程师） （安全矿长） （机电矿长） （生产副矿长） 成 员：（通风副总工程师） （地测副总工程师） （采掘副总工程师） （机电副总工程师） （安全科长） （生产技术科长） （机电科长） （调度室主任） （通风科长） 领导小组下设办公室，李西林兼任办公室主任。 领导小组各成员职责： 1、组长：负责整个机械化改造全盘督促，确保在规定时间内完成各项分项工程； 2、副组长：根据各自分工，负责对机械化改造技术、工程进度、工程质量、工程施工过程中的安全跟进，并定期向组长汇报； 3、成员：负责对各项工程下发的任务保质保量完成，并定期向分管领导汇报工程相关情况。 六、开采技术条件 （一）矿区水文地质条件 1、水文地质概况 区内地势北西高、南东高，地形坡向为一向南东的单面坡地形。树枝状水系发育，主要为季节性溪沟，并严格受大气降水控制，仅在雨季特别是暴雨过程中可形成较大流水，目前开采煤炭资源大部分位于最低侵蚀基准面（标高 +1000 m）以上。 区内无大的地表水体，以季节性冲沟为主，但由于可采煤层出露地表，在沟谷切割地段附近，溪沟水可能会通过塌陷裂隙渗入井下，诱发突水事故，因此，溪沟水对浅部煤层开采充水影响较大。 2、主要含、隔水层特征 区内主要含水层有第四系孔隙潜水，须家河组砂岩孔隙裂隙水。 第四系分布于河谷低洼地带，为坡积、残坡积层，主要为岩块碎屑、砂土混杂堆积，呈松散状，透水性好，富水性相对较弱。主要对下部基岩含水层有一定补给作用，对矿井充水影响微弱。 三叠系上统须家河组中段由砂岩（砂砾岩）-粉砂岩-砂质页岩-页岩-炭质页岩-煤线组成多个韵律层，其中石英砂岩、细砂岩孔隙、裂隙发育，渗透性好，含水性相对较强，粉砂岩为弱含水层，而页岩透水性差，可视为弱含水层或相对隔水层。由于砂、泥岩互层，各含水段之间在没有大的构造导通情况下，水力联系微弱，因而，整体而言，该含水层富水性弱～中等，地下水补给条件较差。 3、充水因素分析 大气降水以及地表溪沟水：矿区范围内大的地表水体不发育，主要为季节性溪沟，可采煤层在南西侧外围出露地表，含煤地层中页岩、泥岩等为相对隔水层，因此，地表溪沟水一般对矿井充水影响微弱，但流经中部xx为区内较大水体，切割煤层露头线，由地形地质图以及底板等高线图分析，局部距地表较近地段（约20～40 m），大气降水或地表溪沟水对矿井充水有一定影响。 顶板充水：xx煤矿直接充水含水层为须家河组第二段（中段）（T3xj2）砂岩孔隙裂隙含水层，孔隙裂隙水将沿开采后冒落裂隙带浸入矿井，该含水层富水性弱～中等，C5煤层开采形成的导水裂隙带高度最大为21.30 m，远没有达到须家河组上段（T3xj3），因此，须家河组中段（T3xj2）砂岩孔隙裂隙含水层为区内主要充水含水层。 老窑、采空区积水：xx煤矿C5、C4、C3煤层在矿区南西侧外围出露地表，储量核实报告以及相关图纸并未反映出沿煤层露头线一带浅部老窑分布情况，矿区范围内南西侧 +1350 m标高以上C5、C3煤层大部已采空，中部 +1300～+1100 m亦存在有部分采空区，形成的采空区可能有一定积水，对浅部煤层开采可能有一定影响，因此，老采空区积水是未来浅部煤层资源开采时面临的主要水患威胁之一。 4、地表水、地下水补、径、排条件 地表水、地下水补、径、排条件：由于受构造影响，区内节理、裂隙发育，地形坡度在25～35，在雨季地表水顺坡向排泄良好；该区粉砂岩、页岩又是良好的隔水层，大大减弱了地表水对地下的渗透力度；因此，在该区内尽管节理、裂隙相对发育，以及弱含水层（砂岩）的存在，但由于上述原因，渗入地下的水极为有限，地表排泄为区内地下水重要排泄途径。 5、矿井涌水量 扩能后矿井开采C3、C4、C5煤层，开采深度+1500m至+987m标高，根据四川省冶金地质勘查局成都地质调查所2009年5月提交的《四川省汉源县xx煤矿资源储量核实报告》，通过坑道调查资料，矿井正常涌水量为100 m3/d（4.2 m3/h），最大涌水量300 m3/d（12.5m3/h），未预测矿井开采后期涌水量值。本次设计采用比拟法预测，+1110 m标高以上矿井正常涌水量为280 m3/d（11.7 m3/h），最大涌水量840 m3/d（35.0m3/h）；+987 m水平矿井正常涌水量为155 m3/d（6.6 m3/h），最大涌水量465 m3/d（19.4 m3/h）。全矿井正常涌水量为435 m3/d（18.1 m3/h），最大涌水量1305 m3/d（54.4m3/h）。 另据2012年6月，四川省地质矿产勘查开发局区域地质调查队提供的《四川省汉源县xx煤业有限公司xx煤矿矿井水患现状调查报告》，调查期间矿井正常涌水量为23.85m3/h，最大涌水量为48.0m3/h；预计矿井东部+1110m水平以上全部采空时，正常涌水量为26.85m3/h，最大涌水量为54.06m3/h。 矿井2016年7月实测正常涌水量为27.5m3/h，最大涌水量约为45.2m3/h。 6、矿井水文地质条件 根据地质报告和矿井水患现状调查报告，本矿为以老采空区积水、老窑水、洪汛期地表水、顶板裂隙水为主的水文地质条件中等矿山。 （二）工程地质 区内各可采煤层顶、底板以炭质页岩、泥质粉砂岩夹页岩为主，开挖以后在地下水的作用下容易软化，易导致垮塌、底鼓等灾害发生。围岩均由炭质页岩、粉砂岩夹页岩组成，属软～半软岩类，岩体稳定性相对较差，页岩抗压强度低，但厚度不大，均以夹层出现，对巷道掘进将会产生一定影响，因此，需加强支护。 综上所述，xx煤矿工程地质条件属中等类型。 （三）环境地质条件 xx煤矿地处地质灾害易发区，地质环境较为脆弱，据现场调查，区内目前发现有微小的地面开裂，但未发现塌陷以及崩塌、滑坡等地质灾害，但由于本矿开采煤层多，累计采厚大，岩体中节理、裂隙发育，岩体力学性质相对较差，因此，随着区内煤矿开采的继续，采空区范围及开采深度不断增加，可能引起进一步地面开裂塌陷变形及地表水疏干等地质灾害。 矿山目前存在的主要地质环境问题为矸石不合理堆放，水土污染、危岩坠石及地表水疏干，因其规模不大，危害和影响程度较小，对当地村民的生产生活影响程度较轻，矿山地质环境条件良好。 （四）瓦斯、煤尘、煤层自燃和地温 雅安市安全生产监督管理局《关于2014年度雅安市煤矿瓦斯等级鉴定结果的通知》（雅市安监〔2015〕37号），2010年至2014年矿井在建设期间只鉴定绝对瓦斯涌出量，2013年绝对瓦斯涌出量0.68m3/min，绝对二氧化碳涌出量0.87m3/min，属瓦斯矿井；2014年绝对瓦斯涌出量1.25m3/min，绝对二氧化碳涌出量0.779m3/min，属瓦斯矿井。 根据四川省煤炭产品质量监督检验站检测报告，矿井所采各煤层无煤尘爆炸危险性,各煤层属Ⅲ类不易自燃煤层。 根据本矿及邻近矿井以往开采资料及矿区内生产小煤矿调查，区内未发现有地温异常区，矿井不受冲击地压威胁，不受地温及冲击地压威胁。 （五）煤层及煤质 1、含煤性 区内含煤地层为三叠系上统须家河组第二段（中段）（T3xj2），由砂岩（砂砾岩）-粉砂岩-砂质页岩-页岩-炭质页岩-煤组成多个韵律层，中下部夹煤层、菱铁矿层，区内见煤3层，由上至下为C5、C4、C3煤层，全区范围内均可采。 2、可采煤层特征 区内可采煤层有C5、C4、C3煤层，属较稳定、全区可采煤层，可采煤层特征详见表1。 表1 可采煤层特征表 煤层 赋存层位 可采纯煤厚度（m） 煤层结构 顶底板岩性 稳定性 块段平均倾角 视密度t/m3 厚度 平均 层间距 夹石层数 夹石厚度 顶板 底板 C3 T3xj2 0.59～0.62 0.60 1 0.15～0.19 炭质页岩、粉砂岩 炭质页岩、粉砂岩 较稳定 30～35 1.50 1 C4 T3xj2 0.28～0.32 0.30 / / 炭质页岩、粉砂岩 炭质页岩、粉砂岩 较稳定 30～35 1.50 20～30 C5 T3xj2 0.53～0.56 0.55 / / 炭质页岩、粉砂岩 炭质页岩、粉砂岩 较稳定 00～35 1.50 3、煤质及工业用途 根据以往地质勘探对C5、C4、C3煤层煤质化验分析，区内各煤层化学分析结果见表2。 表2 各煤层工业分析成果表 项目 煤层 灰分 Ad（%） 挥发分 Vdaf（%） 全硫 St,d（%） 磷 Pd（%） 发热量 Qgr.v.d（MJ/kg） C5 40.07 4.27 0.28 0.02 21.70 C4 39.94 5.00 0.30 0.02 22.80 C3 26.58 9.75 0.29 0.05 25.12 根据煤炭质量分级国家标准（GB/T15224.1～3-2004），xx煤矿区内C5、C4煤层属高灰、特低硫、低～中热值煤，C3煤层属中灰、特低硫、中热值煤。根据中国煤炭分类标准（GB5751-86）划分，区内各煤层属二号无烟煤（WY02），煤质较好，用途广泛，可作为动力用煤。 七、机械化改造的目标及计划 按照四川省煤炭设计研究院编制《汉源县xx煤业xx煤矿机械化改造方案设计》（以下简称《机械化改造设计》）要求： （一）机械化改造目标： 1、在采煤方面，采煤工作面全部生产过程，包括破煤、装煤、运煤、等实现机械化。计划在2017年底实现两个普采工作面进行采煤作业（即：1131工作面、11501工作面）。工作面为走向长壁后退式，采用单体液压支柱配金属铰梁支护，全部垮落法管理顶板。 2、在掘进方面，实现巷道掘进机械化和机械装载。计划在2017年底有两个掘进工作面使用机掘工作面，可实现掘进、装载一体化。两个炮掘机装掘进工作面。 3、在运输方面；计划在2017年底，主平硐、水平运输大巷采用防爆柴油机机车牵引运输，工作面运输巷采用带式输送机运输，采煤工作面采用刮板运输机运输。 4、通风方面；矿井采用分列式通风方式、抽出式通风方法，采煤工作面采用“U”型通风。改造后采掘工作面回风均能独立回入总回风上山。优化了通风系统，确保通风系统的可靠性。 5、供电方面；矿井现为两回路电源供电，其中一回路供电电源取自干溪坝变电站，从该站以10kV的LGJ-50型架空输电线接入矿井地面10kV变电所，线路长1km；另一回供电电源取自河西变电站，从该站以10kV的LGJ-50型架空输电线接入矿井地面10kV 变电所，线路长1km。 干溪坝变电站和河西变电站均并入当地区域电网，矿井的双回路供电电源稳定可靠。 机械化改造后设计生产能力达到210kt/a，到2017年底矿完成机械化改造。 （二）机械化改造工程计划： 1、掘进工程巷道施工 按照《机械化改造设计》目前矿井需要工程建设主要是巷道施工工程，因设计首采工作面布置井田西翼一采区在C3煤层中，因此，为了矿井机械化改造工作按时完成，目前矿井需三个煤巷掘进工作面，一个开拓掘进工作面同时施工掘进。具体施工方案如下： ⑴、1131工作面回风巷掘进 1131工作面回风巷按照《机械化改造方案设计》中为1131首采工作面回风，布置在矿井西翼一采区，北为1131工作面，南为老窑采空区，东为采区上山井筒保护煤柱，西至井筒边界保护煤柱。布置在C3煤层中，巷道方位268，开口位置在1219m回风巷内往西掘进，首先通过石门进入C3煤层后，沿C3煤层顶板掘进，巷道规格为，高2.2m，宽2.6m，矩形断面。支护材料为锚网支护，局部顶板破碎地段改为工字钢架棚支护，梯形断面，巷道规格为，高2.2m，下宽2.8m，上宽1.8m。该巷工程量为650m，按照目前掘进队每月80m施工进度，需8个月施工完成，预计从2017年5月6日开始2017年12月底完成。 ⑵、1131工作面运输巷 1131工作面运输巷按照《机械化改造方案设计》中为1131首采工作面采煤时进行煤炭运输、排水、行人、供电和通风使用，巷道布置在矿井西翼一采区，南为1131工作面，东为采区上山井筒保护煤柱，西至井筒边界保护煤柱，北为1131工作面（未布置）。布置在C3煤层中，巷道方位268，开口位置在1219m回风巷内往西掘进，首先通过石门进入C3煤层后，沿C3煤层顶板掘进，巷道规格为，高2.2m，宽2.6m，半圆拱断面。支护材料为锚网支护，局部顶板破碎地段改为工字钢架棚支护，梯形断面，巷道规格为，高2.2m，下宽2.8m，上宽1.8m。该巷工程量为650m，按照目前掘进队每月80m施工进度，需8个月施工完成，预计从2017年5月6日开始2017年12月底完成。 ⑶、1133工作面运输巷 1133工作面运输巷按照《机械化改造方案设计》中为接替工作面，布置在矿井西翼二采区，南为1133工作面，东为采区上山井筒保护煤柱，西至井筒边界保护煤柱。布置在C3煤层中，巷道方位268，开口位置在1109m运输巷内，首先通过石门进入C3煤层后往西掘进，沿C3煤层顶板掘进，巷道规格为，高2.2m，宽2.6m，半圆拱断面。支护材料为锚网支护，局部顶板破碎地段改为工字钢架棚支护，梯形断面，巷道规格为，高2.2m，下宽2.8m，上宽1.8m。该巷工程量为650m，按照目前掘进队每月80m施工进度，需8个月施工完成，预计从2017年5月6日开始2017年12月底完成。 ⑷、1109m运输大巷 1109m运输大巷按照《机械化改造方案设计》中为水平集中运输大巷，为1109m水平开采煤炭运输、排水、行人、供电和通风使用。布置在矿井西翼二采区，南为老窑采空区，东为采区上山井筒保护煤柱，西至井筒边界保护煤柱。布置在C3煤层中，巷道方位268，开口位置在1219m回风巷内往西掘进，首先通过石门进入C3煤层后，沿C3煤层顶板掘进，巷道规格为，高2.2m，宽2.6m，矩形断面。支护材料为锚网支护，局部顶板破碎地段改为工字钢架棚支护，梯形断面，巷道规格为，高2.2m，下宽2.8m，上宽1.8m。该巷工程量为650m，按照目前掘进队每月80m施工进度，需8个月施工完成，预计从2017年5月6日开始2017年12月底完成。 八、机械化改造项目需投入资金筹措方式 ①、根据C3煤层采区初步设计估算，采区准备巷道工程量有1785m，需资金238万元。 ②、上机采设备费用：因设备选型暂时未定，只列需设备台数如下： 薄煤层采煤机二台、可弯曲刮板输送二台100 m、转载机一台、乳化液泵站一台、喷雾泵站一台、固定式皮带输送机2部730 m、SGB620/40T溜子台二台。 以上井巷工程费用和机采设备费用预计要800万余元。资金来源主要为企业筹措，通过股权比例分配方式进行。 九、预计项目完成后，可达到的效果 机械化工程项目完成后，提高矿井安全保障能力，优化了通风系统，便于集中生产，增加机械化生产程度，减轻工人劳动强度，降低单位成本，增加企业经济效益，达到高效安全矿井要求，确保安全生产。 十、存在问题 1、技术管理较低：矿井现有专业技术人员5人，目前还缺少机械化操作人员。 2、生产组织落后：由于我矿由小矿技改走到今天所有一线工人以及班组长对新的生产手段以及人力组织方式适应性差。对新技术相对陌生。在生产过程中计划新引进部分人员并对老员工以及管理人员进行培训学习。 3、采掘机械化一线专业人员欠缺：我矿由一般炮采工艺升级到机械化作业，专业人员需要大量引进。并对老员工进行必要地培训。 十一、方案实施措施 1、加强职工新技术、新工艺、新设备培训和操作能力学习，抓好矿井机械设备的投入和使用工作； 2、认真作好矿井机械化设备的购置计划安排，确保各项计划的落实，保证设备购置责任到人、资金到位； 3、积极推广和应用先进适用的机械装备和先进技术，大力改造矿井机械化水平，确保矿井生产安全技术水平及装备水平上一个台阶，提高矿井整体安全管理水平和矿井劳动生产率； 4、加大矿井机械化设备投入力度，努力实现采掘机械化、运输机械连续化； 5、进一步实现安全管理信息化，安全监测数字化及矿井视频监控管理； 6、按规定完成矿井机械设备建设的规范化，加强设备资金投入，改造矿井环境建设； 7、对设备购进计划，有专人负责监督验收，努力提高工作效率； 8、及时淘汰更新禁用或落后的电器设备和机械设备。