煤矿45万吨机械化改造项目可行性研究报告.doc
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1、煤矿45万吨机械化改造项目可行性研究报告 目录第一章 矿井概况第一节 井田概况第二节 矿井地质构造和煤层特征第三节 矿井开拓和开采现状第二章 综合机械化开采的可行性和配套工程第一节 推广综合机械化开采可行性第二节 综合机械化开采的特点第三节 综采相关配套工程第四节 留石村煤矿实行综采需注意的问题第三章 综采工作面生产能力及设备选型第一节 综采面生产能力第二节 综采设备选型第四章 综和机械化开采实施步骤第一节 综采实施步骤第二节 综采设备配备第三节 确保综采实施的保障措施第五章 综采经济分析第一节 开采方式经济分析第二节 炮采和综采效益比较第三节 五年产量及效益比较第四节 结论 第一章 矿井概况
2、第一节 井田概况 一、位置与交通留石村煤矿位于陕西省咸阳市#县城关镇留石村。地理座标为:东经1082350- 1082508,纬度350920-350955,至柳林镇车 站52km。距西安市167km,距咸阳市145km交通运输条件方便。矿区东西长2km,南北宽1.625km,采矿登记面积3.2530km。 二、矿井基本情况 留石村煤矿是证照齐全的30万吨生产矿井,矿区长2.9km,宽0.9km,矿区面积:2.6778km2;资源保有储量截止2004年9月为1386万吨,可采储量802万吨,一采区至2013年底消耗量约12万吨;可采煤层3层,编号分别为K1、K2、K3,煤层厚度平均分别为1.7
3、米、2.0米、2.1米,煤层层间距平均分别为4.2米和2.1米,煤层倾角平均20;煤质化学成份为中低灰、中高硫、高热值,煤种为无烟煤三号;地质构造复杂类型属中等;水文地质条件为中等;瓦斯条件在+1816水平以上三层可采煤层经鉴定为无突出危险性;煤层自燃发火倾向性为不易自燃;煤尘无爆炸性;矿井开拓方式为平硐,二采区为下山布置;通风方式为中央分列式。第二节 矿井地质构造和煤层特征 一、地质构造#县留石村煤矿处于华北地台鄂尔多斯内陆坳陷盆地南缘的坳 陷带内。其北与陕北斜坡相邻,其南跨过东西向太峪背斜与渭北隆褶 带相望。 据井下揭露和钻孔资料,采矿许可证范围内地层由老到新为:下 侏罗统富县组(J1f)
4、(仅钻孔见及)、中侏罗统延安组(J2y)、中侏罗 统直罗组(J2z)、下白垩统宜君组(K1y)、下白垩统洛河组(K1l)、 第三系(N)和第四系(Q)。该矿山构造较简单,总体为一轴向南西-北东、且向北东倾伏、17,南东翼倾角缓,仅2-5。矿山内轴长1km。矿山内少断层,无岩浆活动。二、 煤层 留石村煤矿属河-沼型沉积。可采煤层只一层,编号为4 -2 ,煤层 厚度为为0.8-4.41m,平均2.95m。夹矸1-4 层,一般3-4 层,夹矸厚度0.03-0.50m。岩性多为粉砂岩或泥岩。煤层走向大体为N50E 左右,倾向NW40。煤层浅部倾角缓为1-3, 且有起伏,走向具一定变化,深部煤层倾角为
5、12左右或更大些, 煤层埋深382-35m,底板标高980-800m。三、 煤质物理性质和煤岩特征 上部煤质较好,黑色、半亮-半暗型,以镜亮煤为主,暗煤、丝 炭和矿物质含量相对较少,沥青光泽,层状构造,参差状断口,含黄 铁矿结核及薄膜。留石村煤矿可采煤层特征表煤层编号煤层厚度最小最大平均(m)煤层平均间距(m)煤层结构煤层稳定性顶底板岩性视密度(t/m3)倾角()顶 板底 板Kl1.042.311.804.2结构简单,无夹矸稳 定粉砂岩 、泥岩泥岩、细砂岩1.4319-21K21.063.222.00含夹矸03稳 定泥岩、细砂岩泥岩、铝土质泥岩1.5419-212.1K31.114.382.0
6、0含夹矸03较稳定泥岩、铝土质泥岩铝土质泥岩1.5719-21三、资源可靠性和煤层稳定性留石村煤矿矿界范围内共有6个钻孔控制,分别为ZK1、ZK2、ZK3、ZK4、101、302,在矿界外有2个钻孔102(东南方向,距矿井边界176米)、501(距西边界410米),皆为1974年113地质队施工的勘探钻孔。根据本矿一采区开采情况和钻孔资料分析,资源可靠性强,煤层稳定性较好,其中K1、K2为稳定煤层,K3为较稳定煤层,各煤层对比可靠。四、煤质1、物理性质K1煤层:黑色、沥青一玻璃光泽, 碎块状为主,以半亮型煤为主,成分为亮煤夹少量镜煤和丝炭,条带状结构,质较硬,具阶梯状断口,含少量黄铁矿结核。平
7、均容重为1.43t/m3。K2煤层:黑色、沥青光泽,碎块及粉粒状,以亮煤为主,夹少量暗条带及镜煤和丝炭,条带状结构,裂隙发育,性脆,下分层夹透镜状丝炭及含黄铁矿结核较多,半亮型。平均容重为1.54t/ m3。K3煤层:黑色、沥青光泽,碎块及粉粒状,少量碎块状,以亮煤为主,夹少量镜煤和丝炭,条带状结构,内生裂隙发育,性脆,其中充填较多方解石脉,下分层以均一状为主,煤质松软,半亮型。平均容重为1.57t/m3。2、化学性质(1)工业分析 煤质工业分析表项目煤层水分(Mad%)灰分(Ad%)挥发分(Vadf%)固定碳(Fcd%)硫分(Std%)发热量(Qbdaf%)(MJ/kg)K1极值0.44-1
8、.3513.82-25.797.40-11.2372.171.32-2.5434.24-35.36平均0.820.208.851.8334.80K2极值0.61-2.0816.99-37.988.47-12.6166.441.22-4.1433.23-34.79平均1.1625.3110.042.2034.13K3极值0.86-2.8217.47-30.466.88-13.3167.80.34-2.8733.75-34.92平均1.3524.368.920.9934.42煤类K1为中灰中硫煤;K2为中灰中高硫煤;K3为中灰中硫煤。(2)煤种根据煤炭分类国家标准(GB/T15224.12010、
9、GB/T15224.22010、GB/T15224.32010),矿区内可采煤层为中灰、中高硫、高热值无烟煤。第三节 矿井开拓和开采现状 一、井田开拓 留石村煤矿为生产矿井,设计生产能力30万t/a,矿井采用平硐开拓。 利用主平硐(已建成)作进风及原煤运输用;利用副平硐(已建成)作人员出入、进风、运料用;利用回风平硐(已建成)作专用回风用。该矿在开采二采区时仍保持原有主平硐、副平硐及回风平硐的主要功能。主平硐(X= 3013619.422,Y=35510946.583,Z=+1823,=299.323,=0)井口标高+1823m,沿K3煤层底板以119.323方位,0的坡度穿层掘进至431.5
10、m里程位置,按相同的方位、-5.5的坡度继续掘进至527里程处停掘,在其431.5m里程为中开口,以62.784的方位角、+3的坡度布置有皮带运输大巷(位于K3煤层底板岩层中)至292m里程位置。副平硐(X= 3013586.670,Y=35510922.690,Z=+1816,=299.323,=0)井口标高+1816m,沿K3煤层底板以119.359方位、0的坡度穿层掘进至525m里程停掘,在其483m里程处开口,以61.522的方位角、+3的坡度布置有轨道运输大巷(位于K3煤层底板岩层中)至265m里程位置,布置联络斜巷与皮带运输大巷联通。回风平硐(X=3013595.839,Y=355
11、11392.364,Z=+1868,=303.231,=0)井口标高+1868m,沿K3煤层底板以123.231方位、0的坡度掘进至38m里程处后在K3煤层底板岩层中布置总回风上山与皮带运输大巷联通,形成矿井开拓通风系统。 留石村煤矿的二采区,于2013年9月请毕节地方煤矿设计队编制了毕节市留石村煤矿采区优化方案设计,2013年10月取得批复(毕节市工能委),2013年12月取得安全设施设计批复(毕节市安监局)。 开拓方式及采掘布置:主副井在+1816水平形成联络巷,施工上山和回风井平硐相透形成系统后,三条下山同方位(煤层倾斜方向)布置在K3煤层底板法线距离25米的稳定岩层中,按21负坡施工至
12、+1705水平形成系统,布置采区变电所和水泵房;工作面分两翼布置,底板抽放巷上错平均20米,布置在K3底板25米岩层中,一次预抽三层煤的条带瓦斯,煤层开采顺序由上至下。具体工程量见下表 二、开采现状 目前留石村煤矿东翼K1煤已基本采完,西翼剩余少量K1煤,K2、K3因地质条件在上部偏复杂,剩余可采量不多,一采 区剩余资源可采量约45万吨,地质构造、层间距近及底板存在底鼓等问题制约了一采区的生产能力,所以矿井的重点工作是加快回收一采区剩余煤量,尽快开拓二采区形成大面上综采提高产能。三、矿井其他系统建设情况1、供电系统矿井主供电源引自110 kV撒拉溪变10kV溪垭001开关,距离约9km,供电线
13、路LGJ-120;备用电源引自35kV百家哨变10kV白垭线006开关,距离约3km,供电线路LGJ-120;另一备用电源引自35kV百家哨变10kV白茶线溪垭002开关,距离约3km,供电线路LGJ-120,形成矿井三回路供电电源,矿方已与供电部门签定了供电协议,供电电源安全可靠。2、水源条件(1)生活用水生活用水取自矿区外东南部的自凿深水井,该水井正常涌水量约15m3/h,水质较好,矿方应取水化验并经处理达到饮用水标准后方可作为生活用水水源。在主井工业场地的东部设一座150m3地面生活水池,其池底标高+1865m,可安装取水泵将泉水泵入矿井工业场地生活水池后,静压向工业场地供水,可满足生活
14、用水的需要。(2)生产用水矿井正常涌水量约为24m/h,最大涌水量36m3/h。在主井工业场地的东部设一座300m3地面生活水池,其池底标高+1865m,井下水经处理后,用水泵打入生产消防用水水池,供井上、下消防用水和防尘洒水用水、地面绿化用水等用。当生产消防用水水池水量不足时由生活用水水池补充。综上所述,该矿生活、生产水源充足,可满足矿井生活、生产用水需要。3、 通风系统矿井现有主扇风机为轴流对旋风机,功率75KW*2,最大风量为3700m3/min,二采区系统形成后,风量可以达到3500m3/min左右,满足矿井需要。4、 运输系统主井采用800mm皮带运输,二采区开拓后下山采用强力皮带,
15、二采区主系统二部皮带,工作面两部皮带,运煤系统较简单;副井平硐采用电瓶车牵引矿车运输,二采区建设专门绞车提升,但副 井平硐局部断面小需扩断面。5、 其他瓦斯抽放系统、监控系统、压风自救系统、人员定位系统、紧急避难系统、供水施救系统皆完善且运行正常。 第二章 综合机械化开采的可行性和配套工程第一节 推广机械化开采的可行性一、推广可行性随着综合机械化开采技术的发展和日趋成熟,综采已由大、中型矿井向小型矿井推广,特别在贵州省政府推行“采掘机械化、煤矿管理集团化、安全质量标准化”以后,在小型煤矿推广机械化开采已势在必行。而煤矿行业发展趋势也决定了提高机械化开采的必要性,煤矿黄金时代已成历史,利润回归理
16、性,“以量补价,以质提效”是煤矿发展的唯一出路,而质量原始质量占主要部分,所以机械化程度决定了煤矿的长远效益。留石村煤矿可采煤层煤厚皆在2米左右,属中厚煤层,稳定性较好,进入深部后地质条件相对简单,矿井走向长度为2.9Km,两翼开采工作面交替回采,单翼走向长度平均1000米,适合上机械化,顶底板条件稍差,也正是上综采才能解决的关键。第二节 综合机械化开采的特点 综合机械化开采的特点是产量大,对供电、运输、通风、供水等系统要求很高,同时对整个矿井系统有很大提升和改观。 留石村煤矿一采区已剩部分分块的煤量,不适合上综采,但二采区马上开拓,已编制开采优化设计并经过专家评审通过,全部使用机械化开采,方
17、案可行,部分系统经过改造和新建可以满足要求。 第三节 综采相关配套工程 一、系统改造 原副平硐断面小,无法下综采综掘等大型设备,重新把局部断面小的地方进行刷帮扩断面;二采区开拓主要三条下山断面施工净断面为11m2,总回风直接从1816联络巷施工上山与现总回相透,透点距离主扇风机很近的大断面处,大大改善了矿井的通风系统,满足二采区综合机械化开采所需风量。 二、运输系统改造 进入二采区后,运输系统简化,两部皮带机到工作面外口,一部主皮带和二部主皮带更换为1米皮带,工作面使用800mm皮带满足综采需要。 三、供电系统二采区专门设计了采区变电所,从地面变电所高压下至变电所,满足采煤机和掘进机1140V
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