煤矿开采设计毕业论文

煤矿开采设计毕业论文

第一章概况

1.1 矿区开发情况

陵川崇安苏村煤业隶属于陵川崇安煤业有限责任公司。该矿井为证照齐全的合法生产矿井，证载生产能力为0.9Mt/a。

陵川崇安苏村煤业具有独立的生产系统和合法的安全、生产证件，有相对独立的开采围，分别开采3号煤和9号煤。

陵川崇安苏村煤业位于苏村的东部，开采围在国土资源部批准的苏村煤矿井田围，勘探程度为精查地质勘探区域，苏村煤矿精查地质报告在前期苏村煤矿设计前已经进行过审批。

1、矿区总体规划

为实现集中开发，减少矿区地面和井下工程布置，提高企业综合经济效益，国家发改委发改能源〔2003〕383号文，同意在矿区新区在矿区境界不变的条件下，由苏村煤矿集中开采。井田合并后的苏村煤矿规划建设总规模调整为11.0 Mt/a，分期建设。一期工程建设规模为4.0Mt/a，二期工程扩建到年产原煤8.0Mt/a，三期规模发展到11.0 Mt/a。

经过近几年的生产实践和技术改造，使用先进的技术装备和管理经验，苏村煤矿的实际核定生产能力已达到10.80Mt/a，成庄矿井的实际核定生产能力已达到8.30Mt/a。

2、相邻地方煤矿

井田外西北部为高平市建宁乡苏庄煤矿（关闭），西部为高平市北诗镇长畛煤矿。详见井田四邻关系示意图 1-1-2 。

1）高平市建宁乡苏庄煤矿：已关闭，位于本矿区西北部，与本井田相邻，为村办煤矿，1981年投产，矿区面积0.42km2，开采3号煤层，设计生产能力20kt/a ，核定生产能力30kt/a ，1998年产煤20kt 。该矿采用斜井开拓，其中主井长度156m ，倾角13 °，副井长度135m，倾角15°。采煤方法为房柱式，运输方式为人力平车，中央并列式通风，机械排水，矿井涌水量约80～120m3/d ，为低瓦斯矿井。区3号煤层资源已开采完毕，关闭前无越层越界开采行为，煤尘无爆炸性，为不易自燃煤层，区基本无积水。

2）高平市北诗镇长畛煤矿：位于本矿区西侧，属北诗镇长畛村办集体所有制企业，始建于198 4年，于19 85年投产。 6年1 0月省国土资源厅为该矿换发采矿许可证，

其证号为1400000 622211，生产规模90kt/ a ，井田面积0.646km 2，批准开采3号煤层，省煤炭工业局以晋煤行发（2005）9 75号文件，核定生产能力为90kt／a。该矿井采用斜立井混合开拓，采煤方法为短壁式炮采，通风方式为中央并列式，矿车运输，机械排水，属低瓦斯矿井，区3号煤层煤尘无爆炸性，为不易自燃煤层。矿井涌水量一般为360m3/d，雨季为600m3/d。无越层越界开采行为，区基本无积水。

3、陵川崇安苏村煤业现状和规划

（1）现状

陵川崇安苏村煤业经省煤炭工业管理局批准，改造为一个独立的生产矿井，设计生产能力0.30Mt/a。

2005年经省煤炭工业管理局批准进行了扩建，设计生产能力提升到0.90Mt/a。2008年2月，0.90Mt/a改扩建工程通过了竣工验收，开采9号煤层，由煤业集团公司列入国有重点矿管理。

矿井开拓方式为主斜井、副立井综合开拓方式，大巷主运输为胶带运输，辅助运输为无极绳连续牵引车和小绞车倒段运输，采煤方法为综采，掘进方法为综掘。原煤出井后，由汽车运抵寺河矿，按比例与3号煤混合洗选处理后，外运销售。

为切实加强安全生产保障能力，寺河二号井在90万吨/年扩建过程中，原地质报告对开采下组煤涌水量、瓦斯含量估计较大，设计在排水、通风、瓦斯抽放等环节预留了较大的富余系数。根据现实际生产过程中排水量、瓦斯涌出量情况，通风、排水主要生产环节能力均能满足1.80Mt/a生产需要；其次，在采掘工艺和装备上，由于盘活使用现有集团公司的综采、综掘设备，使得采掘工作面实际生产能力也达到了1.80Mt/a；为与采掘设备能力相匹配，在主提升、主运输、供电、监控等方面的能力均预留了较大的富余系数，实际生产能力均达到了1.80Mt/a。在二号井9号煤现生产的三盘区结束后，接替的六盘区在项目核准未批复前无法施工，为缓解9号煤采掘接替紧的状况，要考虑在已被解放的15号煤一盘区，利用已经具备布置15号煤工作面的条件，考虑布置15号煤工作面。

省发改委晋发改能源发〔2008〕782号文，同意陵川崇安苏村煤业按1.80Mt/a生产能力组织联合试运行，但须补办核准手续。

省发改委晋发改能源发〔2010〕209号文，对陵川崇安苏村煤业1.80Mt/a项目核准进行了批复。

省煤炭工业厅晋煤办基字〔2010〕1498号文呈报了陵川崇安苏村煤业1.80Mt/a项目核准初步设计审查意见；省发改委晋发改设计发〔2010〕1914号文，对陵川崇安苏村煤业1.80Mt/a项目初步设计进行了批复。

为了坚持矿井安全生产“三同时”的原则，进一步提高矿井的技术合理性和安全可靠性，受晋煤集团公司委托，我公司结合矿井初步设计，按照煤矿初步设计安全专篇编制容的要求，编制了《无烟煤矿业集团有限责任公司陵川崇安苏村煤业1.80Mt/a项目核准初步设计安全专篇》。

2011年1月19日～20日，煤矿安全监察局组织专家对本安全专篇进行了审查，根

据审查意见，设计单位进行了认真修改和补充，编制了《无烟煤矿业集团有限责任公司陵川崇安苏村煤业1.80Mt/a项目核准初步设计安全专篇（修改版）》。

（2）规划

陵川崇安苏村煤业是晋煤集团整编矿井。

前期：陵川崇安苏村煤业利用现已形成的1.80Mt/a生产系统，和9号煤薄煤层开采工艺，开采寺河东区井田已经解放了的3号煤区域的下组9号煤层。两个矿井各自发挥既有的优势，最大限度地提高资源回采率，实现3号煤优质资源和9号煤劣质资源的合理配采，最大限度地提高矿井的整体经济效益。

中期：在苏村煤矿东区3号煤层开采结束，接替到西区、北区开采3号煤层后，利用东区既有的3号煤生产系统主采下组15号煤中厚煤层，东区分盘区形成9号、15号煤层合理配采的格局。其中：寺河矿主采已经解放了的9号煤区域的下部15号煤层；二号井主采9号煤层。两个矿井分别在不同的盘区进行开采，顺序实现上下接替。

后期：在苏村煤矿东区9号煤全部开采结束后，苏村煤矿单独开采井田剩余盘区的15号煤。

苏村煤矿所出煤炭全部运抵寺河矿现有工业场地，利用地面现有的洗选系统、储装运系统，合理配采洗选，进行销售。

1.2 编制设计依据

1.2.1 主要技术资料与审批文件

1、陵川崇安苏村煤业1.80Mt/a生产能力项目设计委托书。

2、2010年1月，圆之翰煤炭工程设计编制的《无烟煤矿业集团有限责任公司陵川崇安苏村煤业1.80Mt/a项目核准初步设计》。

3、陵川崇安苏村煤业提供的煤层瓦斯、自燃倾向性、煤尘爆炸性等检测资料和矿井现状技术资料。

4、晋发改能源发〔2008〕782号文件“省发展和改革委员会关于转发国家能源局、国家煤矿安全监察局《关于对同煤集团公司塔山等建成煤矿组织联合试运行有关事宜的复函》的通知”。

5、晋煤集总工字〔2008〕638号文件“关于苏村煤业9号、15号煤层开采围划分的意见”。

6、国家环境保护部环审〔2009〕520号文《关于无烟煤矿业集团有限责任公司陵川崇安苏村煤业扩能项目环境影响报告书的批复》。

7、省发改委晋发改能源发〔2010〕209号文件“省发展和改革委员会关于无烟煤矿业集团有限责任公司陵川崇安苏村煤业180万吨/年项目初步设计的批复”。

8、省煤炭工业厅晋煤办基字〔2010〕1498号文件“关于呈报无烟煤矿业集团有限责任公司陵川崇安苏村煤业项目核准初步设计审查意见的报告”。

9、省发改委晋发改设计发〔2010〕1914号文件“省发展和改革委员会关于无烟煤

矿业集团公司陵川崇安苏村煤业180万吨/年项目核准的批复”。

10、省煤炭工程项目咨询评审中心晋煤咨评地字〔2010〕6号文“关于《无烟煤矿业集团有限责任公司陵川崇安苏村煤业建井地质报告》的评审意见书”。

11、理工大学2010年5月编制的《陵川崇安苏村煤业9号、15号煤层瓦斯涌出量预测》。

12、煤炭科学研究总院研究院2010年6月编制的《陵川崇安苏村煤业瓦斯抽采系统工程初步设计(修改版)》。

13、瓦斯抽采设计、瓦斯涌出量预测的批文。

14、煤炭科学研究总院研究院编制的苏村煤业防治水总体规划。

15、矿方提供的其他设计资料和基础数据。

1.2.2 设计的指导思想与主要原则

坚持“安全第一、预防为主、综合治理”的方针，以国家颁布的有关煤矿安全方面的规程、规、AQ标准及条例、法令为依据，建立健全煤矿各系统、各环节的安全装备、安全设施、安全措施和安全机构，确保矿井在兼并重组整合后能够安全生产，具有较强的抗灾能力，成为安全生产的标准化矿井。

1.2.3 国家有关安全法律法规、规和标准

1、国家安全生产监督管理总局煤安监司函监察〔2009〕17号文“关于井工煤矿初步设计安全专篇编制导则（征求意见稿）”。

2、国家安全生产监督管理局、国家煤矿安全监察局第6号令《煤矿建设项目安全设施监察规定》。

3、国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局颁发的《煤矿安全规程》(2010年版)。

4、中华人民国标准GB50215-2005《煤炭工业矿井设计规》。

5、《煤矿防治水规定》。

6、AQ1055-2008《煤矿建设项目安全设施设计审查和竣工验收规》，以及与本设计编制相关的其它规、AQ标准、规定等法律、法规。

1.3 单位基本情况

煤业集团是由省国资委控股，国家开行、中国信达和中国建行三方股东持股的有限责任公司，是全国最大的煤层气抽采利用企业、全国最大的煤化工企业和我国优质无烟煤重要的生产企业。现有55个控股子公司、12个分公司。企业位列2010中国企业500强第106名、中国煤炭企业100强第9名。截至2010年，企业总资产1101亿元，省员工6.9万人、省外员工5万人。2010年预计可完成营业收入605亿元。

无烟煤矿业集团有限责任公司是矿区的最大的煤炭生产国有企业。矿区分老区和新区两部分，老区有古书院、王台铺、凤凰山三对国有重点生产矿井，2006年核定生产能力9.40Mt/a，目前各矿3号煤层可采储量所剩无己，正在根据10万t/a煤制甲醇用煤

需要量，开采15号高硫煤。新区成庄、寺河、长平三对国有重点生产矿井生产能力21.80Mt/a，庄矿井2007年5月竣工投产，设计能力6.00Mt/a。根据省煤炭资源整合和有偿使用工作领导组办公室相关文件，资源整合后矿区围将新增煤矿34处。

当前，晋煤集团正在按照省委、省政府“安全发展、转型发展、跨越发展”的总体部署，全面实施“双千亿工程”。

1.4 设计概况

1.4.1 地理概况

1、交通位置

寺河井田位于煤业集团东南部，距离市约70km。

陵川崇安苏村煤业位于寺河井田东区的东部。工业广场位于市泽州县川底乡和村西北部，距市约30 km。

区交通方便，东有太（原）——焦（作）铁路，西有侯（马）——月（山）铁路。二号井距晋（城）——阳（城）高速公路约10km，经润（城）——端（氏）一级公路到苏村煤矿。交通运输条件便利。

矿井交通位置见图1.4-1。

2、地形地貌

寺河井田地形复杂，地势陡缓不一，沟谷发育、切割剧烈。

3、水系

矿区属黄河流域沁河水系。二号井井田的东南建有寺河水库，其容量约206万m3，用于农田灌溉、防洪和养鱼。

4、气象及地震

本区为大陆性气候。地震基本烈度为6度。

1.4.2 主要自然灾害

矿井工业场地所在区域无隐伏全新活动断裂，未发现滑坡、崩塌、泥石流等不良的自然灾害现象。场地周围没有大的河流及水库，不会发生洪涝自然灾害。

1.4.3 工程建设性质

本项目为矿井生产能力释放，生产能力释放后矿井生产能力为1.80Mt/a。

1.4.4 井田开拓与开采

1、井田境界

本次设计规划陵川崇安苏村煤业9号煤井田面积48.0023 km2，15号煤井田面积22.859 km2。

9号煤井田境界为现寺河矿采矿证批准的寺河东区9号煤矿界。

15号煤井田境界为寺河矿采矿证批准的寺河东区的15号煤矿界。

2、储量

本次设计资源/储量估算为9号和15号煤层。井田9号、15号煤层保有储量、工业储量、设计储量、设计可采储量估算结果见表1.4-3。

3、矿井设计生产能力及服务年限

矿井设计生产能力为1.80Mt/a。

矿井工作制度：矿井设计年工作日为330d，四六制作业，三班生产，一班检修。每天净提升时间为16h。

矿井服务年限：经计算，9号煤服务年限为36.44a，15号煤服务年限为46.11a。则，全矿井的服务年限为46.11a，其中9号、15号煤配采36.44a。

4、井田开拓与开采

（1）井口及工业场地选择

工业场地仍利用现有的场地。场地井口位置已经确定，本次设计投产验收时维持不变，不再增加场地、井筒。

（2）矿井开拓方式

陵川崇安苏村煤业为斜立井综合开拓方式，工业场地现布置有主斜井、副立井、1号回风立井和2号回风立井，四个井筒，满足本次设计需要。主斜井装备带宽1000mm 的大倾角胶带输送机和行人台阶，担负原煤提升，兼进风和安全出口。副立井装备一宽一窄两个单层单车罐笼和梯子间，担负矿井人员、设备、材料、矸石等辅助提升，兼进风和安全出口。1号回风井，担负九四盘区回风。2号回风井筒，装设有梯子间，担负十五一盘区回风，兼矿井安全出口。

项目核准后，为保证矿井9号煤生产盘区的正常接替，需尽快建设井田中部、瓦斯抽放场地的3号进风立井、3号回风立井，服务于九六盘区（上部3号煤层已经解放）。投产验收时需先施工瓦斯管道井，待3号回风立井施工完成后，再把瓦斯管道井改造为3号进风立井，并把瓦斯管道移到3号回风立井。

后期改造利用王街风井场地的两个斜井、一个立井，分别改造为王街进风斜井、王街进风立井、王街回风斜井，担负该区域九七盘区生产的进风和回风，兼安全出口，并利用原有的井巷工程延深布置9号煤盘区巷道，九六盘区的正常接替；根据开采盘区接替规划和巷道布置，再在井田北部新选风井场地，布置一直径5.0m的北回风立井，装备梯子间，担负九五、九八盘区的回风，兼安全出口。

见图1.4-3《9号煤层开拓方式平面图》。

见图1.4-4《15号煤层开拓方式平面图》。

（3）井底车场及硐室

井底车场及硐室全部利用现有工程。副立井井底车场水平为井底9号煤层底板，水

平标高+657m。

车场型式为环型绕道车场，调车灵活。

在副立井井底车场布置有中央水仓、泵房、变电所、信号硐室、急救硐室、等候硐室等硐室。

在主斜井井底附近布置的硐室有：井底煤仓、主斜井井底水仓泵房、消防材料库硐室。

硐室及交岔点均采用锚喷支护，锚索加强支护。

（4）水平划分及盘区布置

全井田划分：断层以东分为9号煤层和15号煤层两个水平开采，断层以西利用二水平现有四条巷道过断层后，一组沿9号煤层布置，另一组沿15号煤层布置联合开采。（寺河二号井3号煤层已开采结束，不再考虑）。

9号煤层水平标高+650m，位于9号煤层底板。

15号煤层西胶带大巷过了F

61

断层后水平标高为+618m，位于15号煤层底板。

全井田9号煤层划分为8个盘区，其中：F

61断层以东为九一盘区、九二盘区，F

61

断层以西为九四盘区、九五盘区、九六盘区、九七盘区、九八盘区。现九一盘区、九二盘区和九三盘区已采完毕，正在开采九四盘区。投产验收盘区为九四盘区。

9号煤层盘区开采顺序为：九四盘区→九六盘区→九七盘区→九五盘区→九八盘区。

全井田15号煤层划分为4个盘区，其中：F

61断层以东为十五二盘区，F

61

断层以西

的中部为十五一盘区、南部为十五三盘区、北部为十五四盘区。投产验收盘区为十五一盘区。

15号煤层盘区开采顺序为：十五一盘区→十五二盘区→十五三盘区→十五四盘区。

（5）采煤工艺及主要设备

全矿按两个综采工作面布置，9号、15号煤层各布置一个。

9号煤层采用现有的长壁工作面一次采全高采煤方法。现九四盘区正在使用一套综采设备，维持不变：MG2×125/560-WD型双滚筒采煤机，SGB-764/400型刮板输送机，SZB764/132Z型机，PCM-110型破碎机，工作面顺槽装备DSP-1063/1000型胶带输送机，ZZ4000-1.0/2.1型液压支架。9号煤层工作面设计平均长度为180m。根据实际生产条件，本次投产验收的九四盘区94303工作面设计长度为150m。

15号煤层选择长壁一次采全高综合机械化采煤方法。主要采煤设备为：MG250/600-WD型双滚筒采煤机，SGB-764/400型刮板输送机，SZB764/132Z型机，PCM-110型破碎机，工作面顺槽装备DSP-1063/1000型胶带输送机，ZZ8000/17/32型液压支架。本次投产验收的十五一盘区151302工作面设计长度为180m。

移交生产时，9号、15号煤层各布置2个综掘面。全矿采掘比2：4。

综掘工作面分别配备EBZ-120型掘进机、SJ-80型带式输送机、FBD-NO6/2×15型对旋式局部通风机、ZDY-548A型探水钻机等设备。

1.4.5 提升、排水、压缩空气系统设备型号及参数

1、提升系统