宣威市乐丰乡雄沟煤矿雄沟煤矿雄沟井6万吨设计方案.docx
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宣威市乐丰乡雄沟煤矿雄沟煤矿雄沟井6万吨设计方案
宣威市乐丰乡雄沟煤矿
雄沟井初步设计说明书
宣威市乐丰乡雄沟煤矿
雄沟井初步设计说明书
工程编号：
C20611
建设性质：
改建
设计能力：
6万t/a（3万t/a改6万t/a）
院长：
总工程师：
项目负责：
曲靖市煤炭设计研究院
前言
第一章矿井概况及地质特征………………………………………1
第一节矿井概况…………………………………………1
第二节地质特征…………………………………………2
第三节水文地质及开采技术条件………………………9
第二章矿井开拓………………………………………………12
第一节矿井境界及储量…………………………………12
第二节矿井设计生产能力及服务年限…………………12
第三节矿井开拓…………………………………………13
第四节大巷运输…………………………………………15
第三章采区布置及采煤方法………………………………………16
第一节采区布置…………………………………………16
第二节采煤方法及机械配备……………………………16
第三节采区生产系统……………………………………17
第四节巷道掘进…………………………………………17
第四章矿井通风与安全……………………………………………20
第一节矿井通风…………………………………………20
第二节灾害预防及安全措施……………………………24
第五章主要设备选型………………………………………………26
第一节提升设备…………………………………………26
第二节主排水设备………………………………………28
第三节主通风设备………………………………………28
第六章供电及通讯…………………………………………………30
第一节设计依据及设计范围……………………………30
第二节电源…………………………………………30
第三节地面供电…………………………………………30
第四节井下供电…………………………………………32
第五节负荷计算…………………………………………32
第六节矿井防雷接地……………………………………37
第七节照明、信号及通讯………………………………37
第七章地面生产系统……………………………………………39
第一节煤质及用途………………………………………39
第二节生产系统…………………………………………40
第三节辅助设施…………………………………………41
第八章总平面布置…………………………………………………43
第一节概况………………………………………………43
第二节场地布置…………………………………………44
第三节道路及运输………………………………………45
第四节地面建筑…………………………………………45
第九章给水、排水…………………………………………………49
第一节给水………………………………………………49
第二节排水………………………………………………51
第三节洒水防尘和消防…………………………………51
第十章环境保护与工业卫生………………………………………53
第一节自然环境…………………………………………53
第二节环境影响及防治措施……………………………54
第三节环保机构及环保工程……………………………57
第四节职业安全与工业卫生……………………………57
第十一章经济部分…………………………………………………59
第一节劳动定员及劳动生产率…………………………59
第二节投资概算…………………………………………60
第三节原煤设计生产成本………………………………60
第四节技术经济分析与评价……………………………62
第五节主要技术经济指标………………………………72
附：
1、设计委托书
2、机电设备材料清册
3、概算书
4、采矿许可证
5、生产能力核定证书
6、瓦斯等级鉴定证书
7、煤尘爆炸性鉴定报告
8、煤自燃倾向性等级鉴定报告
附图目录
1、地形地质及水文地质图采用1∶5000
2、1线剖面图采用1∶2000
3、2线剖面图采用1∶2000
4、C7煤层底板等高线图采用1∶5000
5、C5煤层底板等高线图采用1∶5000
6、C4煤层底板等高线图采用1∶5000
7、C3煤层底板等高线图采用1∶5000
8、矿井开发方式平面图（C3煤层）C20611-109-1/21∶5000
9、矿井开发方式剖面图（I—I）C20611-109-2/21∶2000
10、采区布置及机械配备平面图（C3煤层）C20611-163-1/21∶2000
11、采区布置剖面图（I—I）C20611-163-2/21∶2000
12、矿井通风系统示意图C20611-171示意
13、井下洒水防尘管路系统示意图C20611-811示意
14、监控系统示意图C20611-263-1示意
15、监控系统布置示意图C20611-263-2示意
16、地面供电系统示意图C20611-261-1/3示意
17、井下供电系统示意图C20611-261-2/3示意
18、通讯系统示意图C20611-261-3/3示意
19、工业广场（主斜井）总平面布置图C20611-447-1/21∶1000
20、工业广场（辅助运输平硐）总平面布置图C20611-447-2/21∶1000
前言
云南省宣威市雄沟煤矿雄沟井位于宣威市北约40km，行政区划隶属宣威市乐丰乡。
宣威市位于云南省东北地区，紧临贵州省六盘水市和威宁县，工业及生活用煤需求量较大，随着西部大开发的不断推进及区域经济快速发展，给当地的煤炭勘查与开发带来机遇。
由于区内地质工作程度较低，探明的煤炭资源远远满足不了区内及周边经济发展的需要，严重制约了市内经济发展。
为合理开发利用乐丰的煤炭资源，为满足宣威电厂及其它矿产冶炼用煤的需要，经宣威市煤炭局的同意，宣威市乐丰乡雄沟煤矿雄沟井拟将其生产能力扩建为6万t/a的矿井。
为此，宣威市乐丰乡雄沟煤矿委托云南省一四三煤田地质队在该矿范围内进一步做地质工作，为矿井的设计提供地质资料。
地质报告提交后，雄沟煤矿于2005年3月委托我院作雄沟煤矿矿井初步设计，该设计于2006年5月编制完成。
一、编制依据
1、一四三煤田地质勘探队提交的《云南省宣威市乐丰乡雄沟煤矿地质报告》。
2、设计委托书。
3、《煤炭工业小型煤矿设计规定》。
二、设计指导思想
优化生产系统，规范开采工艺，强化安全，提高工效，注重环保及职业卫生。
三、矿井建设综合评价
1、矿井开拓方式
本矿井采用斜井开拓，以一个走向长壁炮采工作面达到设计能力。
2、资源可靠性评价
雄沟煤矿委托云南省一四三煤田地质队于2005年2月提交我院的《雄沟煤矿详查地质报告》基本上探清了地质构造和煤层赋存特点，该井田煤层赋存较稳定，储量可靠。
本次设计建议在今后的巷道掘进和回采过程中，认真做好地质编录，并整理成生产地质资料，以利于指导生产。
3、用户
原煤主要供宣威电厂及周围冶炼厂以及当地民用，目前市场条件比较好。
4、外部条件
矿区距宣威市主干公路40km，距乐丰乡约5km,有弹石路从矿区通过。
宣威市距曲靖市公路较发达，交通较为方便。
铁路有贵昆线途经宣威市。
煤炭外运比较方便。
供矿井生产生活用水取自附近泉水。
总之，本矿井建设的外部条件比较优越。
5、初步设计的主要技术经济指标
（1）设计生产能力：
6万t/a
（2）全员工效：
1.5t/工
（3）井巷工程量：
3698m
（4）劳动定员：
168人
（5）项目总投资：
2265.537万元
（6）建设工期：
17个月
（7）投资回收期：
8.91a
第一章矿井概况及地质特征
第一节矿井概况
一、交通位置
雄沟煤矿雄沟井位于宣威市城北约40km。
行政区划隶属宣威市乐丰乡管辖。
地理坐标：
东经104°19′26″—104°20′27″，北纬26°28′46″—26°30′45″。
（附：
交通位置图1—1）
二、地形地势
矿区地处云南省东北部宣威市乐丰乡境内。
宣威市北面与贵州省威宁县和六盘水市接壤；东面与贵州省盘县，南面分别与曲靖市和沾益县相接；西面与云南省的会泽县交界。
矿区地处云贵高原滇东北北端，四川盆地西南部边缘，属中山地带。
区内地形总体北高南低，地形切割较深，山高坡陡，坡度一般在20°以上。
矿区最高点为北部海拔标高2156m；最低点明德大河河床，海拔标高1830m；相对高差326m，总体显示一幅由北向南地形逐渐变缓的地貌。
地表植被较发育，森林覆盖率高，水土保持良好。
矿区内地表水较发育，主要有明德大河经过矿区流过，属珠江水系北盘江流域。
三、气象及地震
区内气候属亚热带高原季风气候，四季分明。
极端最高气温26.7℃，最低气温5℃，年平均气温13.3℃。
一般5—10月为雨季，11月至次年4月为旱季，年均降雨量997.7mm，雨季期的降水为710mm，占全年总降雨量的73%，冬春干旱，夏秋易涝。
通常气温随海拔增高而降低，雨雾增多，高山区冬天积雪冰冻，每年十月至次年二月常为大雾笼罩。
宣威市地震烈度属6度区，据历史资料记载，该区常发生六级以下地震，且多系构造性地震。
很少发生六级以上的破坏地震。
根据《建筑抗震设计规范》（GB50011—2001）附录A.0.22，区域上抗震设计烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g。
四、经济
矿区内居民点少，民族以汉族为主，次为彝、苗族，多居住在河溪两岸及较低之山坡地带。
农作物以玉米、土豆、水稻为主，次为红薯；经济作物为林木、竹子、桔子为主。
森林资源较丰富，覆盖率约60%，多已成材可供利用。
区内以农业为主，工业不发达。
第二节地质持征
一、地层
（一）区域地层
区域内地层出露有：
二叠系（P）、三叠系（T）、侏罗系（J）、晚白垩系（K2）和第四系（Q）。
区域上含煤地层为二叠系上统宣威组（P2X）。
（二）矿区地层
矿区内出露地层由老至新有：
二叠系下统矛口组（P1m）、上统峨嵋山玄武岩组（P2β）、宣威组（P2x）、三叠系下统卡以头组（T1k）、飞仙关组（T1f）、永宁镇组（T1y）;中统关岭组（T2g），上统须家河组（T3x）及第四系（Q）等。
现将矿区地层由老到新叙述如下：
1、二叠系上二迭统（P2）
（1）峨眉山玄武岩组（P2β）
岩性为深灰色玄武岩熔岩集块岩、块状拉斑玄武岩、杂色凝灰岩，有4－12个喷发韵律，8－27个喷发层、厚275－686m。
（2）宣威组（P2x）
为本区的含煤地层，一般厚184.53m，为近海及海陆交互相含煤沉积。
岩性主要由砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩，炭质泥岩、煤等组成；煤系中常有黄铁矿、赤铁矿以结核状、透镜状、星点状形式出现；其底部往往含耐火粘土。
局部层段含植物碎片化石。
按其岩、煤层组合规律可分为二段。
分述如下：
①宣威组一段（P2x1）:
厚100－106m，一般厚103m。
本段不含可采煤层，偶夹炭质泥岩及小于0.3m的薄煤层，岩性：
下部为铝土质泥岩、砂岩夹少许薄煤层。
中部以泥岩、粉砂质泥岩为主，向上岩性变粗为砂岩，岩性稳定，多显水平层理。
上部以泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩，显水平、脉状层理。
本段中、下部普遍见有透镜状铁矿。
与下伏地层呈假整合接触。
②宣威组第二段（P2x2）:
厚70－100m，一般厚81.53m，含煤8－15层，其中全区稳定可采煤层为C3煤层，C7、C5、C4等煤层为大部可采，其余煤层均不可采。
本段全层含有植物化石，下部偶含菱铁质结核。
岩性主要为泥岩、粉砂质泥岩及粉砂岩，次为细砂岩。
2、三叠系下统（T1）
（1）卡以头组（T1k）:
厚60－80m，一般厚70m以灰色、浅灰绿色粉砂岩、泥质粉砂岩及细砂岩为主，薄至中厚层状。
上部岩层中常夹有紫红色泥质条带及薄层。
下部以泥岩及粉砂质岩为主，夹细砂岩及粉砂岩，含瓣腮类及腹足类动物化石及侵染状黄铁矿和钙质结核。
底部含较多的炭化植物碎屑。
中部以中厚层状细砂岩、粉砂岩为主。
钙泥质胶结，层理不发育。
与下伏煤系地层呈整合接触。
（2）飞仙关组（T1f）
一般厚360m，根据岩性岩相组合及生物特征，可划分为三段，分述如下：
（1）飞仙关组第一段（T1f1）
厚50－70m，一般厚60m。
岩性为紫红色泥岩，薄一中厚层状，夹多量钙质结核及薄层透镜体，岩层中普遍见有白色方解石小柱体。
中、上不夹少量紫色泥质粉砂岩、细砂岩，下部偶尔灰色粉砂岩薄层，与下伏卡以头地层呈过渡沉积关系。
（2）飞仙关组第二、三段（T1f2+3）：
全层厚280－320m，一般300m左右，主要岩性为紫色，暗紫色中－厚层状细砂岩、粉砂岩夹少量紫色泥质粉砂岩，中、上部偶夹灰绿色薄层细砂岩，中、下部往往见有状钙质结核。
该段岩性艰硬，抗风化能力强，一般形成陡峻壁地貌。
3、第四系（Q）
主要为残坡积层、洪积层，其次为河流冲积泥质砂土、砂砾石层等。
厚度5—15m，与下伏地质呈角度不整合接触。
二、构造
该区大地构造位置处于杨子地台西南部滇东北拗褶带，牛首山隆起区东北端顷没部位。
区域构造出现一系列北东向的背斜及同向断裂，本区即位于其中一个向斜——明德向斜北翼东端。
（一）矿区构造
矿区位于明德向斜西北翼，本身呈一单斜构造。
区内地层产状稳定，地层产状一般为走向北东；倾角7°—15°。
局部受构造影响，倾角变陡，可达80°，一般边界较陡，向深部逐渐变缓。
区内地层分部自南向北依次为T1f2+3、T1f1、P2X2、P2X1、P2X2、P2X1。
矿区内未发现次一级褶曲构造。
总之该区褶曲形态比较简单。
下面分述如下：
（二）断层
该区断层不甚发育，断层较少，本次区内共发现落差等于或大于30m以上的断层有3条，现分述如下：
1、F1正断层：
为该区边界断层，近南北走向，顷向70－90度，顷角50度，落差80m左右，分布于该区东部边缘，特征是P2X2地层缺失，区内走向长度近4000m，北端被F3断层切割，南端被F2切割。
对该区煤层开采影响不大。
2、F2正断层：
位于位于该区南部，近东西走向，顷向200－210度，顷角60度，落差40m左右，区内走向长度近2000m，上盘地层为P2X2、P2X1，下盘地层为P2X1，东端切割F1断层，对煤层开采无影响。
3、F3逆断层:
位于该区北部，近东西走向，顷向300－350度，顷角60度，落差30m，上、下盘地层均为P2X1。
东端切割F1断层，区内走向长度近1000m。
对煤层开采无影响。
该区褶曲比较简单，为一单斜构造，次级褶曲不发育，产状变化不大，落差大于30m的断层较少，由于工作程度所限，对小构造（主要是落差小于20m的断层）发育程度研究不够，待今后的工作加以阐述。
总体看，该区构造复杂程度属中等偏简单类型较妥。
断层情况一览表
编
号
性
质
产状（度）
落差（米）
长度（米）
通过剖面
控制情况
断层
证据
对煤的
影响
走向
顷向
顷角
F1
正
160-170
70-80
50
80
4000
2
8个点
P2X2地层缺失
对煤层开采无影响
F2
正
110-120
220-210
60
40
2000
3.4.5
6个点
P2X1地层缺失
对煤层开采无影响
F3
正
240-260
330-350
60
30
1000
1.2
4个点
P2X1地层缺失
对煤层开采无影响
三、煤层及煤质
（一）含煤地层及含煤性
该区宣威组（P2X）含煤地层总厚180.00-189.06m,平均184.53m,含煤8-15层,煤层总厚8.25m,含煤系数4.47%。
进行编号的可采煤层自上而下有C7、C5、C4、C3等4个煤层，均分布于煤系地层上部第二段（P2X2）内，即C3煤层以上（详见含煤第层综合柱状图），所以，自C3煤层底板起，上至煤系顶界这一层段称该区主含煤段。
计算储量的可采煤层自上而下有C7、C5、C4、C3等4个煤层，可采煤层总厚平均为3.5m，可采含煤系数为1.89％。
就含煤而言，全层厚81.53m，可采含煤系数可达4.26％。
（二）煤层对比
对比采用的标志层（代号B）计有4个，现将主要标志层介绍如下：
1、B1（C7煤层）：
煤层中下部夹一层稳定的深灰色细晶高岭石夹矸，厚0.04－0.07m，全区稳定。
煤呈半暗型，顶板完整，以薄－中厚层状粉砂泥岩为直接顶板。
2、B2（C5、C4、C3）：
C7煤层之下20m作右，C5煤厚0.70m，顶板为一层0.15－0.30m的黑色炭质泥岩，较稳定，是识别C5煤层的重要标志之一，C5与C4，C4与C3煤层之间距离均为6－12m，一般8m左右，3层可采煤层构成了一个可采煤层组。
C3煤层含一高岭石泥岩夹矸。
夹矸为深灰色，致密块状细晶高岭石泥岩夹矸。
厚0.03－0.05m，全区稳定，是煤层对比的重要标志。
（三）可采煤层：
经综合对比确定，全煤系可采煤层自上而下有C7、C5、C4、C3等4个编号煤层，现分述如下：
主要可采煤层特征一览表
煤层
编号
煤层编号
（米）
控制
点数
夹矸
情况
层间距
（米）
对比可
靠程度
煤层稳
定性
全层厚
两极值
平均值
两极值
平均值
C7
0.78－0.81
0.80
4
一层0.03米夹矸
17.0－26.0
可靠
较稳定
C5
0.69－0.72
0.71
4
21.7
8.0－10.0
可靠
较稳定
C4
0.79－0.82
0.81
4
8.75
7.0－9.0
可靠
较稳定
C3
1.19－1.22
1.21
4
一层夹矸
8.0
可靠
较稳定
1、C7煤层：
煤层厚0.78－0.81m，平均0.80m，含一层稳定的深灰色细晶高岭石泥岩夹矸，结构为0.39（0.04）0.37。
下距C5煤层17－26m，平均21.75m，本身为B1标志层，对比可靠，属稳定煤层。
2、C5煤层：
煤层厚0.69－0.72m，平均0.71m，为一单一结构，顶般为含一层稳定的炭质泥岩。
为B2标志层之一，对比可靠，属稳定煤层。
3、C4煤层：
煤层厚0.79－0.82m，平均0.81m，为一单一结构，底般为一层黑色炭质泥岩。
为B2标志层之一，对比可靠，属稳定煤层。
4、C3煤层：
煤层厚1.19－1.22m，平均1.21m，含一层稳定的深灰色细致密块状细晶高岭石泥岩夹矸，结构为0.60（0.03）0.58。
上距C4煤层7－9m，平均8.00m，本身为B2标志层，对比可靠，属稳定煤层。
四、煤质
（一）物理性质
原煤颜色为黑色，条痕深黑色，光泽强度较弱，一般为弱玻璃光泽，常见细条带状结构，发育有内重型裂隙，呈参差状，不规则状和菱角状断口。
2、宏观煤岩类型：
宏观煤岩类型以半亮煤为主，半暗煤次之，
（二）化学性质
煤层的化学性质分述如下：
1、煤质总述
（1）水分（Mad）：
各煤层水分0.78－0.99％，平均0.90％，浮煤0.70－0.88%,平均0.81％，总体变化不大。
（2）灰分（Ad）：
原煤23.20－34.60％，平均27.99％，以C7、C5煤层灰份最高，C3煤层最低。
浮煤灰分11.2－14.60％，平均12.20％。
总体变化不大。
（3）挥发分（Vdaf）：
原煤24.8－28.06％，平均26.37％，浮煤25.1－28.55％，平均26.64％，总体变化不大。
（4）全硫（St,d）：
原煤0.15—0.18%,平均0.16％，浮煤0.14——0.19％，各层煤差别不大。
（5）发热（Qgr.ad/MJ/Kg）:
原煤24.00－26.23MJ/Kg，平均25.39MJ/Kg，浮煤29.56－31.77MJ/Kg，平均30.31MJ/Kg，总体相差不大。
2、各煤层主要煤质特征详见主要煤质特征表。
从表中可以看出：
（1）C7煤层为中高灰、特低硫、中等灰发分、中高热值、特低磷煤。
煤质牌号为JM25。
（2）C5煤层为中灰、特低硫、中等灰发分、高热值、特低磷煤。
煤质牌号为JM25。
（3）C4煤层为中灰、特低硫、中等灰发分、高热值、特低磷煤。
煤质牌号为JM25。
（4）C3煤层为中灰、特低硫、中等灰发分、高热值、特低磷煤。
煤质牌号为JM25。
3、工业用途初步评价
该区可采煤层计有四层，煤类均为焦煤，牌号为JM25。
该区煤层煤质总特征是属中－高灰、特低硫、中等灰发分、中高－高热质，特低磷煤。
据此特点分析，该区煤层作动力用煤及民用煤。
第三节水文地质及开采技术条件
一、水文地质条件
（一）地形、地貌、气象及地表水特征
本区地势北西高、南东低，山峰重叠，地势陡峻，区内最高山峰，海拔标高2156m，最低侵蚀基准面标高1830m，山沟发育，切割较深，地形起伏大，属中低山地形，最大高差326m，为勘查区最低侵蚀基准面。
据宣威市气象站资料多年平均降雨量997.7mm，最大年降雨量1147.5mm，最大日降雨量78mm，多年平均气温13.3℃，年内最热为7月，平均温度为26.7℃，极端最高气温35.8℃，最冷月为1月，平均温度为8.9℃，极端最低温度－4.6℃，全年积冻日数9d。
多年日照数1029.9h。
气候的主要特点，气温高，降水少，湿度小，日照较多。
矿区内地表水体不发育，有一条明德大河从矿区流过，南部有一条核桃坝小河，断面流量为0.889—1.678l/s，离矿区较远，影响不大。
（二）含隔水层特征
1、松散岩类孔隙含水层：
主要由第四系松散冲洪积、残坡积砾石、砂土及粘土组成，结构松散，富水相对较强，但厚度变化大，一般为5－15m，对矿床充水有一定程度的影响。
2、下三叠系飞仙关组二、三段裂隙含水层组：
岩性为紫红色、灰紫色中厚层状细粒状砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩夹少量泥岩、属坚硬岩组，一般厚300m左右。
分布于区内南部山梁。
出露有少量季节性泉，富水性弱，对矿床充水无影响。
3、下三叠系飞仙关组一段隔水层组：
岩性为紫、紫红、灰紫色泥岩夹粉砂岩，细粒砂岩薄层，厚60m，属软至半坚硬岩组，未见泉出露，为煤系上覆地层隔水层。
4、下三叠统卡以头组裂隙含水层组：
岩性为灰绿、黄绿色中厚层状细粒砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩，厚70m，属半坚硬工程地质岩组，节理较发育，未见泉出露，仅在冲沟中渗水流出，富水性弱。
为矿床充水间接充水含水层。
5、上二叠统宣威组二段含水层组：
岩性为灰色、灰绿色细粒砂岩，粉砂岩、泥质粉砂岩、泥岩及煤层。
厚81.53m，属软硬相间的工程地质岩组，裂隙发育。
出露泉水流量为0.086－0.089l/m，水质为重炭酸、硫酸－钙型水，为矿床的直接充水含水层。
6、上二叠统宣威组一段相对隔水层组：
岩性为浅灰、灰色薄－中厚层状粉砂岩，粉砂质泥岩及泥岩，属软硬相间的岩组，厚103m，富水性弱，为矿区相对隔水层。
浅灰色灰色中厚层状泥质灰岩，厚度186.00m。
赋存裂隙溶洞水，据区域资料泉流量＜10l/S，矿化度0.05—0.30克/l，富水性不均一，与上覆T2L之间无隔水层，为统一含水体，共同组成岩溶含水层，富水性中等至强。
（三）构造破碎带的水文地质特征
本矿区为构造简单，一般地层走向北东
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