肘骨湾煤矿技改初步设计说明书Word下载.docx
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《煤炭工业矿井工程建设项目设计文件编制标准》、（GB/T50554-2010）；
《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》；
《矿井通风安全装备标准》（MT5016-1996）；
《矿井通风安全监测装置使用管理规定》；
《矿井防灭火规范》；
《国家安监总局国家煤矿安监局关于印发煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善基本规范（试行）的通知》、河北省煤矿井下安全避险“六大系统验收标准及评分办法”（试行）》等煤炭行业政策、规程、规范。
四、设计的指导思想及遵循的原则
1.贯彻执行国家和河北省政府有关煤矿整合、兼并、重组政策，按照科学规划、合理开发、以优并劣、建大关小的思路，坚持依靠科技进步，因地制宜采用新技术、新工艺、新设备、新材料，提高采掘的机械化程度，提高生产效率和资源回收率，推行科学管理，降低能耗，建造本质安全型矿井，力争做到少投入、多产出、见效快、效益好的目的。
2.设计以提高生产能力、完善生产系统为目的，本着合理利用矿井已有的设施和设备。
避免重复购置设备，减少矿井投资，缩短工期。
3.设计做到布局合理，生产集中、系统完善、环节畅通，对井上下的各个生产环节力求完备、合理、适用、经济，以满足矿井生产和安全的需要。
4.坚持“安全第一、预防为主”的方针，认真执行煤矿安全生产的有关《条例》、《规程》、规定以及国家的法律法规，完善矿井安全设计，改善矿井作业环境，消除安全隐患。
五、设计的主要内容
根据肘骨湾煤矿现井上下实际情况，各大系统需重新建立。
采用三条斜井的开拓方式，即主斜井、副斜井进风，回风井回风。
沿7号煤层中布置主、副斜井；
在4号煤层中布置回风斜井，在主、副斜井井底布置变电室、泵房及主、副水仓。
在上层4号煤层中，布置首采工作面。
采用走向长壁式综合机械化采煤，一矿一面，生产能力为30万吨/年。
1.矿井储量、设计生产能力及服务年限
根据2011年地质队编制的《肘骨湾煤矿资源储量核实报告》，井田范围内4、7号煤层保有储量（111b+331+332+333）386.3万吨。
矿井工业资源储量386.3万吨；
矿井设计资源储量373.04万吨；
矿井可采储量294.72万吨。
肘骨湾煤矿整合后设计生产能力30万t/a。
矿井服务年限6.5年。
2.矿井开拓系统
在矿井中央沿煤层布置三条斜井。
其中：
一条为主斜井，布置在7号煤层中，担负煤炭运输；
一条为副斜井，布置在7号煤层中，担负运料、行人；
一条为专用回风井，布置在4号煤层中。
3.通风系统
设计通风方式为中央并列式，主斜井、副斜井进风，回风斜井回风。
主扇采用抽出式工作方法，局扇采用压入式通风。
选择FBCZ—4—NO12A轴流风机（风量16.5—36m3/s），负压200—1050Pa）两台，一台工作，一台备用。
转速1450r/min，N=2×
37kW。
4.提升系统
主斜井为煤炭提升兼进风井。
提升设备为STJ800固定带式输送机,输送量200t/h，带速1.6m/s，带宽800cm，传动滚筒直径500mm，电动机功率90KW,运距498m。
副斜井采用8T柴油卡轨机车牵引矿车运输。
5.运输系统
工作面采用刮板运输机，采面运输顺槽采用皮带机运输，工作面煤炭经采面皮带运输顺槽进入煤仓，经转载巷给煤机转运至主斜井皮带运输机出口。
辅助运输：
副斜井、采面轨道运输上山、采面轨道运输顺槽采用8T柴油卡轨机车牵引、矿车运输。
矿车选用一吨矿车。
6.供配电系统
（1）电源线路：
矿井原主要电源来自阳原县揣骨疃镇10Kv架空专用线路一趟。
根据《煤矿安全规程》规定，还需架设一趟中间线路无任何负荷的专用线路作为备用电源，从而形成双回路电源。
导线选用LGJ-95mm2钢芯铝绞线。
两路电源线路当一路线路故障时，另一路线路能承担全矿用电负荷。
10KV高压开关柜选用KYN28A-12型10KV高压开关柜14台，备用手车2台。
低压配电开关柜选用PGL型柜10面。
系统的无功补偿设在10KV系统，两段母线各一套，选用DBB1/10-150-1型无功补偿装置。
为减少接地电流对系统的影响。
（2）地面供配电系统：
地面高压为10KV，采用放射式供电系统，其中主提升两回10KV电缆线路。
低压动力及照明采用380/220V。
（3）井下供配电系统：
井下供电电压高压采用10KV，采区低压采用1140V，固定照明及煤电钻采用127V，其它用电负荷均采用660V。
井下设中央变电所。
中央变电所电源由地面10KV配电装置两段母线各引出一路电缆线路经主斜井引入。
型号：
MYJV32-10Kv3×
120
总长度为1500m。
中央变电所10KV配电装置选用BGP44矿用高压配电装置8台；
所内设两台KBSG-500/10型矿用变压器。
电压660V容量500KVA。
变电所高、低压母线主接线均采用单母线分段接线方式。
高压直接向采区工作面移动变电站供电，低压主要向泵房、井底车场设备、开拓、掘进供电。
本设计中所有开拓掘进工作面均设专用开关，专用电缆，配有风电、沼气闭锁装置。
7.排水系统
矿井正常涌水量为5m3/h。
设计采用一级排水系统，泵房设在+1619m水平大巷，排水管经管子巷、回风斜巷、回风井铺设至井口地面。
主、副水仓均设在煤层底板上，有效容量主仓400m3，副仓350m3，泵房设计配水井一个，吸水井2个。
设置防水闸门、防火门等安全设施。
水仓容量能满足矿井8小时正常涌水量的要求。
主排水泵选用80D12*5型耐磨水泵3台，其中一台工作，一台备用，一台备用检修。
电压等级660V。
选用内径为ф100mm排水管二趟，装设在风井井筒内，正常情况下，其中一趟管路工作，一趟管路备用。
8.压风自救系统
在地面建压缩空气站，配备二台固定式单螺杆空气压缩机，其中一台工作，另一台备用。
型号为ML160型空气压缩机。
空压机排气量：
22m3/min-1、排气压力：
0.7（0.8）/MPa、电机功率：
160KW、冷却方式：
风冷
沿副井井筒、敷设一趟φ114*5mm无缝钢管作为压风主管路，运输大巷及车场敷设φ76*4.5无缝钢管作为压风干管路，其余用风地点的巷道敷设φ60*4.5无缝钢管作为支管路至采、掘工作面及主要硐室，向井下用风地点及风动设备供风，并兼做安全救灾供风管路。
9.安全监测监控系统
矿井选用KJ75N安全监测监控系统，由地面中心站网络及井下现场监控设备两部分组成。
具有模拟量、开关量、累计量采集、传输、存储、处理、显示、打印、声光报警、控制等功能，用于监测甲烷浓度、一氧化碳浓度、风速、风压、温度、烟雾、馈电状态、风门状态、风筒状态、局部通风机开停、主通风机开停，并实现甲烷超限声光报警、断电和甲烷风电闭锁控制，由主机、传输接口、分站、传感器、断电控制器、声光报警器、电源箱、避雷器等设备组成的系统。
10.供水施救系统
生活用水由附近农村机井供给，管路铺设至矿井地面储水池，担负着矿井地面生活用水，同时用作为消防的备用水池。
广场内建一座消防水池和一座沉淀水池，该水源取自井下排水管路，经沉淀过滤后进入消防水池，主要用于井上下生产、消防、防尘、供水施救用水等。
消防水池和备用水池有效容量200m3，两水池T型连接。
水池需采取防冻措施。
井下消防、洒水、供水施救共用一条供水管路，至各个用水点.主斜井井筒及井底车场、副井井筒、工作面车场轨道联络斜巷设置供水总管，敷设一趟Φ42*3.5㎜无缝钢管作为供水主管路，井下进入采面巷道、采掘工作面、重要硐室及避难硐室设置供水支管。
敷设Φ27*3无缝钢管作为支管路至井下所有采掘工作面、避难硐室及其它人员较集中地点，设置“三通”供水阀门，满足供水施救任务要求。
11.井下人员定位系统
设计安装一套KJ251A型井下人员跟踪定位及考勤管理系统设备，所有入井人员携带识别卡。
12.通信联络系统
矿井建立安装选用C90-EⅡ-64型数字程控调度机作为该井调度指挥通讯系统。
生产电话、行政办公电话合二为一的调度指挥通讯系统。
本系统井下安装本安型电话19部，地面安装电话18部。
各重要岗位、峒室、各工作面，都安装直通调度室的电话。
满足井上下及矿内外通信联络需求。
13.紧急避险系统
按照有关标准，永久避难硐室集中运输大巷中的矿井避灾路线上，硐室内按规定配齐为遇险人员提供应急安全避险的设施、设备，并与安全监测监控、井下人员定位、压风自救系统、供水施救、通信联络等系统相连接，形成井下整体性的安全避险系统。
所有入井人员佩带隔离式压缩氧自救器。
14.投资概算及建设工期
总投资估算5999.73万元，其中，井巷工程1091.6万元，土建工程509.05万元，机电设备购置及安装费3750.18万元，工程其他费用280.5万元，工程预备费368.4万元。
建井井巷工程工期1年。
五、存在的主要问题及注意事项
1.本设计是在以建设单位提供的原始资料基础上进行的，因资料不够详尽，所以可能后出现与实际条件不符的情况，建设单位及施工单位应根据实际情况及时调整。
同时应尽快补充勘探，提交地质报告。
2.本次矿井的技术改造建设，除建井及地面必要的生产系统外，尽量利用已有设备设施。
3.在矿井建设过程中应根据实际情况酌情对建设概算进行调整。
4.7号煤层无煤层自燃发火等级、煤尘爆炸指数等鉴定资料，建设单位应对其进行补充勘探资料，施工前制定相应的安全技术措施。
5.对各项工程的施工建设要制定具体的施工组织设计和安全技术措施。
第一章井田概况及矿井技改建设条件
第一节井田概况
一、交通位置
肘骨湾煤矿位于阳原县揣骨疃镇偏林寺村南。
其地理坐标为：
北纬39°
54′16″～39°
54′49″,东经114°
10′31″～114°
11′56″。
矿区中心坐标：
54′32″，东经114°
11′13″,北距阳原县城22公里，距揣骨疃镇14公里。
肘骨湾煤矿有简易砂石路与揣骨疃—东白家泉公路相连，并相继与天镇—走马驿二级公路，蔚—涞、109国道及宣—大高速公路连接。
矿区至大秦铁路阳原站运距22km，京包铁路宣化站100km，交通及煤炭外运条件尚好。
附交通位置图：
二、地形、地貌及水系
矿区属中、低山黄土丘陵地貌，山峦起伏，沟谷纵横，地形复杂，海拔标高一般为1200—1500m，区内冲沟发育。
区内河流为季节性河流，大气降水由南向北汇入桑干河。
本区属北方干燥型气候，年平均降雨量425mm，多集中在7-8月份。
年平均蒸发量1650mm。
年平均气温6℃，最高月（7月）平均气温23.2℃，最低月（1月）平均气温-12.8℃。
冻土期自11月至次年3月，冻土深度1.3-1.5m，冬季长达5个月，多西北风，最大风力达9级，春秋各两个月。
据记载阳原曾发生过5级以上地震5次，烈度7-8度。
井田南部为广灵县板塔寺煤矿，西与西窑煤矿相邻，东部为蔚县阳眷煤矿。
区内多为荒山荒坡，耕地较少，地方工业为煤炭、冶炼、化工、水泥等。
三、矿井建设外部条件
1.运输条件
2.电源条件
矿井主要电源来自阳原县揣骨疃镇10Kv架空专用线路。
架空线路全部采用钢筋混凝土电杆，杆型为“品”字型，几何均距1.4m左右，导线规格LGJ-95。
可满足该矿用电需求。
3.水源条件
该矿井生活用水由附近农村机井供给，管路铺设至矿井地面储水池。
工业用水也由水源井及井下矿井水提供，水量可保证使用。
4.通讯条件
目前矿区内网通公司固定电话已开通，移动通讯也实现全网络覆盖。
区内通讯便利。
5.其它条件
矿区建设所需的钢材、木材需从外地购入。
其它水泥、砖瓦、砂石、石灰等可从当地购买，就地取材。
矿井需求各类人才由冀中能源张矿集团提供。
第二节矿井地质及资源开采条件
一、地层
（一）区域地层概况
矿区位于蔚县矿区西北边缘，地层区划属华北地层区冀北地层分区蔚县地层小区，地层层序由下至上依次为：
太古界桑干群（Ars）；
中上元古界长城系（ch），蓟县系（Jx）；
古生界寒武系（∈），奥陶系（O）；
中生界侏罗系下—中统下花园组（J1-2x），中统九龙山组（J2j）、髫髻山组（J2t）、后城组（J2h），上统张家口组（J3z）；
新生界第三系（R）、第四系（Q）。
总厚度达3529—5893m。
（二）矿区地层
矿区地层层序由下至上依次为：
中生界侏罗系下—中统下花园组（J1-2x），上统张家口组（J3z）；
新生界第四系（Ｑ）。
综合地表及井巷工程和钻孔揭露资料将矿区内发育的地层由老至新分述如下：
1.古生界寒武系
（1）寒武系中统（∈2）
岩性为紫红色、灰绿色页岩，夹少量薄层泥灰岩、灰岩及鲕状灰岩。
（2）寒武系上统（∈3）
岩性为浅灰、灰绿色厚层或薄层细晶灰岩，常具缝合线，偶含鲕粒。
区域厚度70-120m。
2.古生界奥陶系下统冶里组（O1y）
上部为灰色薄层状泥质灰岩，中部为黄灰色泥质、白云质灰岩，下部为夹泥质条带及薄层的豹皮状灰岩，底部为褐灰色含紫色条纹的石灰岩。
3.中生界侏罗系下—中统下花园组（J1-2x）
本组在矿区内中西部出露，不整合与寒武系上统之上，为含煤地层，总厚度约为140-180m。
该段由粉砂岩、泥岩、细砂岩组成，夹有泥、钙质胶结的粗、中砂岩及煤层，含4、5、6、7、8五层煤。
其中4号、7号煤层为主采煤层，其它煤层均为局部可采。
岩层厚度71-108m，一般90m。
4.中生界侏罗系上统张家口组（J3z）
上部为凝灰质粗砂岩、砾岩，中部为灰白色流纹质安山角砾岩、流纹质凝灰岩，下部为紫灰-绿灰色含砾凝灰岩、凝灰质安山角砾岩、安山集块岩等。
5.新生界第四系（Q4）
为浅黄色黄土、棕黄色粘土、灰及灰绿色冲击相卵砾石层，在矿区大面积分布。
厚度0-25m。
二、构造
1.区或构造
蔚县矿区在大地构造位置上属于中朝准地台（I）燕山沉陷带（Ⅱ）冀西陷褶带（Ⅲ）蔚县复向斜（Ⅳ）蔚县开阔向斜（Ⅴ）的西北部。
蔚县开阔向斜南翼被蔚县南山断层，北翼被阳原南山断层，西部被大湾—暖泉断层，东部被右所堡—松枝口断层所围割成一个相对独立的矩形断块。
断块内目前自北而南可划分为两个次一级构造单元，即月山向斜和蔚县背斜，蔚县矿区分布于蔚县背斜北翼，总体呈一个倾向SE的单斜构造，在单斜构造背景上发育若干宽缓的褶皱和断层。
2.矿井构造
矿井范围内有西夭-肘骨湾向斜，矿区范围位于向斜北翼，成单斜构造。
煤层走向NE62°
倾向NE152°
倾角2-5°
。
三、煤层及煤质
1.煤层
本矿井含煤地层为侏罗系下-中统下花园组，厚度一般150m左右，含煤5层，自上而下依次为4、5、6、7、8、号煤层，其中4号、7号煤层为主要可采煤层，其它煤层为局部可采煤层。
主要可采煤层特征叙述如下：
4号煤层：
矿区范围内4号煤层厚度由西向东逐渐变厚，厚度从1.4-1.9m，由北向南逐渐变厚，厚度从1.5-2.2m，煤层厚度总体从翼部到轴部逐渐变厚。
煤层最小厚度为1.4m，最大厚度2.2m，平均1.8m，属较稳定的中厚煤层。
7号煤层：
矿区范围内7号煤层厚度变化情况与4号相同，平均1.8m，属较稳定的中厚煤层。
4号煤层与7号煤层层间距由西部的45m到东部的17m逐渐变小，平均31m。
本矿煤层对比依据和方法遵循蔚县矿区及临近矿井已有成果，对比可靠。
主要可采4号、7号煤层均属于较稳定型煤层。
2.煤质
①煤岩宏观成份及物理特征
4号煤颜色为黑色、褐色，条痕黑褐色，沥青光泽、暗淡光泽，断口参差状，局部见阶梯状。
宏观煤岩成分以半暗淡和暗煤、半亮煤为主，次为丝炭、镜煤，为半暗淡-半亮型煤。
②煤层化学性质及煤质特征
据该矿2004年储量检测报告资料，本矿井4号、7号煤层均为弱粘结性及结焦性弱的长焰煤，属特低硫、低中灰、中磷、特高热值，是良好的工业动力用煤及民用煤。
主要煤质指标列于下表：
4号煤层主要煤质指标表
煤层号
Ｍad
（原）%
Ａd
Ｖdar
（精）%
Ｓt,d
Ｐd
Ｑgr,v,rd
（原）MJ/Kg
4
7.80
13.2
36.8
0.45
0.12
27.20
4号煤根据西夭煤矿储量核实报告提供，煤层视密度1.3t/m3，为长焰煤。
煤质特征相同。
③煤层结构及工业类型
肘骨湾煤矿煤层为条带状结构，层状、粉末状、块状结构。
煤质属弱粘结性及结焦性弱的长焰煤，属特低硫、低中灰、中磷、特高热值，是良好的工业动力用煤及民用煤
四、水文地质条件
矿区地表大面积黄土覆盖，沟谷发育，排水条件良好，区内无常年流水，地下水主要由大气降水补给，由于降水量小，且补给面积不大，矿井涌水量较小。
根据区域水文地质资料、邻近钻孔抽水资料及坑道观察，矿区内水文地质条件较简单，现将主要含水层的水文地质特征分述如下：
1.煤系基底寒武系石灰岩地层岩溶裂隙含水层，岩溶裂隙不发育，局部见有顺层面溶蚀的小孔洞，为弱含水层。
与4号煤层间距较大，其间又有泥岩隔水层分布，为此，该含水层对开采4号煤层影响不大。
2.含煤砂岩地层为弱含水层，富水性弱，对煤层开采威胁不大。
3.九龙山组砂岩为中到弱含水层，为矿井顶板以上含水层，与煤层间亦有隔水层分布，对矿井威胁也不太大。
４.矿井涌水量
实测矿井正常涌水量为5m3/h。
矿井直接充水含水层为富水性弱的裂隙类含水层，是影响矿井开采的主要充水水源，但水量不大，在开采过程中不会造成水害。
区内采空区多，对老窑及采空区积水应引起充分重视。
因此，矿区水文地质条件属裂隙类简单型。
五、其他开采技术条件
１.主采煤层顶、底板物理性质及岩石特征
本矿井4号煤层顶板岩性为砂岩、泥岩及粉砂岩，水平层理清晰，细腻致密，其抗压强度平均为290kg/cm2，普氏系数3-4之间，属较坚硬岩石。
为较稳定，局部不稳定顶板。
底板粘土岩为主，属半坚硬岩石，稳固性较好，裂隙不甚发育，故工程地质条件属简单型。
巷道施工采用点木支护，局部木棚支护，顶底板易管理维护。
２.瓦斯
根据河北省煤矿安全生产监督管理办公室冀煤安办【2005】71号文《关于张家口市地方煤矿2005年度矿井瓦斯等级鉴定结果的批复》，该矿井瓦斯绝对涌出量0.17m3/min，相对涌出量4.08m3/t，CO2绝对涌出量为0.22m3/min，相对涌出量为5.28m3/t.属低瓦斯矿井。
3.煤炭自燃倾向性及煤尘爆炸指数
2001年9月27日委托重庆煤田地质研究所对本矿井的煤炭自燃倾向性及煤尘爆炸指数进行了鉴定，其鉴定结果为：
煤4层有自燃发火倾向，属自燃发火的煤，煤尘有爆炸危险性。
4.地温
区内地温正常，地温梯度2℃/100m左右，井下工作面温度15℃左右，无热害现象。
第二章矿井资源/储量、设计生产能力及服务年限
第一节井田境界及资源/储量
一、井田境界
根据《资源整合方案》，肘骨湾煤矿及西夭煤矿加上周边可配置资源地段及西夭煤矿加上周边可配置资源地段为本次技改设计重新圈定矿界范围，矿区面积1.5976km2。
四界范围：
北部以煤层露头为界；
南部以河北与山西省界为界；
西部以煤层露头线为界；
东部以河北与山西省界为界。
由10个拐点圈定，见下表。
井田范围拐点坐标
点号
X
Y
矿区面积
1
4419961
38514982
1.5976km2
2
4420019
38517000
3
4419460
4419200
38516680
5
4419185
38516465
6
4419285
38516210
7
4419250
38515960
8
4419310
38515670
9
4419000
38515380
10
二、保有资源/储量
根据张家口市地质队编制的《张家口市肘骨湾煤矿矿产资源储量核实地质报告》提供
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