煤矿初步设计

山西潞安集团华润煤业有限公司矿井扩区初步设计
说明书
煤炭工业太原设计研究院
二○一五年二月
山西潞安集团华润煤业有限公司矿井扩区初步设计
说明书
工程编号：C1787
矿井规模：a
院长：
徐忠和
总工程师：
耿建平(兼)
项目负责人：李涛
煤炭工业太原设计研究院
二○一五年二月
目录
总论.................................................... 第一章井田概况及矿井建设条件 .............................
第一节井田概况..........................................
第二节矿井外部建设条件及评价............................
第三节矿井资源条件......................................
第四节井田勘查程度及开采条件评价........................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................................
第二节矿井设计生产能力与服务年限........................第三章井田开拓...........................................
第一节开拓方式及井口位置................................
第二节开拓部署..........................................
第三节井筒 ............................................
第四节井底车场及硐室....................................第四章井下开采...........................................
第一节采区布置..........................................
第二节采煤方法及工艺....................................
第三节“三下”采煤及村庄搬迁规划........................
第四节巷道掘进及机械化..................................第五章井下运输...........................................
第一节煤炭运输方式及设备................................
第二节辅助运输方式及设备................................
第三节矿井车辆配备......................................
第六章通风与安全.........................................
第一节瓦斯资源分析和瓦斯涌出量计算 ......................
第二节瓦斯抽采..........................................
第三节矿井通风..........................................
第四节矿井瓦斯灾害防治..................................
第五节矿井火灾防治......................................
第六节矿井粉尘防治......................................
第七节矿井水害防治......................................
第八节矿井热害防治......................................
第九节矿井冲击地压灾害防治..............................
第十节井下安全监控设备选型、自救器的配备 ................
第十一节避灾路线和安全出口..............................
第十二节井下安全避险六大系统............................
第十三节矿山救护........................................第七章提升、通风、排水和压缩空气设备......................
第一节提升设备..........................................
第二节通风设备..........................................
第三节排水设备..........................................
第四节压缩空气设备......................................
第五节制氮设备..........................................第八章地面生产系统.......................................
第一节煤质及煤的用途....................................
第二节煤的加工..........................................
第三节主、副井机械设备及布置............................
第四节矸石与脏杂煤处理系统..............................
第五节辅助设施..........................................
第九章地面运输...........................................
第一节概况 ............................................
第二节场外公路..........................................第十章总平面布置及防洪排涝 ...............................
第一节概况 ............................................
第二节工业场地总平面布置................................
第三节矿井地面其他场地布置..............................
第四节工业场地防洪、排涝及竖向设计 ......................
第五节场内运输..........................................
第六节工业场地管线综合布置..............................
第七节矿井建设用地......................................第十一章供配电系统.......................................
第一节供电电源..........................................
第二节电力负荷..........................................
第三节输变电............................................
第四节地面供配电........................................
第五节井下供配电........................................第十二章智能化系统.......................................
第一节安全、生产监控及自动化系统........................
第二节计算机管理信息系统................................
第三节矿井通信..........................................第十三章地面建筑.........................................
第一节设计原始资料及建筑材料............................
第二节工业建筑及构筑物..................................
第三节行政、公共建筑....................................
第十四章给水排水.........................................
第一节给水 ............................................
第二节排水 ............................................
第三节室内给水排水......................................
第四节水量平衡..........................................
第五节消防及洒水........................................第十五章采暖通风及供热...................................
第一节采暖、制冷与通风..................................
第二节井筒防冻..........................................
第三节供热热源与供热设备................................
第四节室外热力管网......................................第十六章节能减排.........................................
第一节项目能源消耗......................................
第二节节能措施及评价....................................
第三节节水措施及评价....................................
第四节减排 ............................................第十七章劳动安全职业卫生与消防 ...........................
第一节危害因素分析......................................
第二节劳动安全职业卫生..................................
第三节地面消防..........................................第十八章环境保护与水土保持 ...............................
第一节概述 ............................................
第二节矿井建设期污染防治措施............................
第三节矿井生产期污染防治措施及综合利用 ..................
第四节生态环境保护措施..................................
第五节机构设置及监测....................................
第六节专项投资..........................................第十九章建设工期.........................................
第一节建设工期..........................................
第二节产量递增计划......................................第二十章组织机构及人力资源配置 ...........................
第一节法人组建方案及法人治理结构........................
第二节人力资源配置......................................第二十一章概算投资.......................................
第一节概算投资..........................................
第二节生产成本..........................................
第三节技术经济分析及评价................................
第四节矿井主要技术经济指标..............................附录：
一、设计委托书；
二、山西潞安集团华润煤业有限公司“企业法人营业执照”、“采矿许可证”、“煤炭生产许可证”、“安全生产许可证”、“矿长资格证书”、“矿长安全培训证书”；
三、山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室文件晋煤重组办发[2009]30号“关于长治市襄垣县煤矿企业兼并重组整合方案部分的批复”；
四、山西省煤炭工业厅文件晋煤瓦发[2013]393号“关于潞安集团2012年度矿井瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定结果的批复”。

五、2014年8月煤科集团沈阳研究院有限公司编制完成的《山西潞安集团华润煤业有限公司矿井瓦斯涌出量预测报告》；
六、山西煤矿矿用安全产品检验中心编制完成的“煤尘爆炸性鉴定报告”和“煤自燃倾向性鉴定报告”；
七、山西省电力公司长治供电公司调度所与华润煤矿签订的《山西潞安集团华润煤业有限公司供电调度协议》；
八、潞安矿山救护大队与华润煤矿签订的《煤矿应急救援协议书》；
九、2011年5月6日山西省国土资源厅文件晋国土资发[2011]166号“关于山西潞安集团华润煤业有限公司扩大矿区范围的请示”、2013年3月2日山西省人民政府常务会议纪要[2013]3次、2014年3月27日襄垣县国土资源局文件襄国土资发[2014]29号“襄垣县国土资源局关于对山西潞安集团华润煤业有限公司申请以协议出让方式配置周边煤炭资源的请示”。

附件：
一、主要机电设备及器材目录
二、概算书
总论
一、项目建设背景
1、项目名称、所在位置及隶属关系
1) 项目名称
山西潞安集团华润煤业有限公司矿井扩区初步设计。

2) 所在位置
山西潞安集团华润煤业有限公司(简称华润煤矿) 位于襄垣县县城北西方向10km处，行政区划隶属下良镇。

3) 隶属关系
华润煤矿隶属于山西潞安矿业(集团)有限责任公司。

2、建设单位概况
山西潞安矿业(集团)有限责任公司(简称山西潞安集团)，位于山西省长治市，是省属五大煤炭企业集团之一，前身是成立于1959年1月的潞安矿务局；2000年8月，整体改制为潞安矿业(集团)有限责任公司。

2007年9月，重组原新疆哈密煤业(集团)有限责任公司成立了潞安新疆煤化工(集团)有限公司；2010年12月，重组天脊煤化工集团公司，成为一个跨地区、跨行业以煤为基、多元发展的现代化企业集团。

目前，拥有二级子公司78个，其中控股子公司56个，参股子公司22个，拥有一家上市公司——潞安环保能源开发股份有限公司，在册职工近8万人，职工家属20多万人。

2014年，煤炭产量9018万吨，营业收入2130亿元，实现利润6亿元；截止2014年底，资产总额1600亿元。

进入“十二五”以来，潞安集团认真按照国家转变经济增长方式的要求和省委省政府的战略部署，始终坚持以煤为基、多元发展，大力实施“建设亿吨煤炭新基地、打造产业发展新高地、开创幸福潞安新天地、全面建设既强又大国际化新潞安”的“三地一新”发展战略，
紧紧围绕“高端化、低碳化、国际化”和“循环型、创新型、效益型”的“三化三型”发展方针，致力推进企业由战略引领向价值引领转型、资源依赖型向创新驱动型转型、高碳能源向低碳利用转型“三大转型”。

企业一年一个新台阶，一年一个新突破。

2011年进入资产总额、营业收入“双千亿”企业行列；2012年跻身世界500强，名列430位；2013年名列世界500强372位；“十二五”末，将建成亿吨煤炭新基地，跨入营业收入、资产总额“双两千亿”行列。

根据山西潞安集团的规模、资产、技术等方面的综合实力，集团公司有经验、有技术、有能力投资开发建设华润煤矿扩区的项目。

3、项目前期工作与核准过程
为加快培育大型煤矿企业和企业集团，提高煤炭生产集中度和产业水平，促进煤炭产业结构优化升级，山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室以晋煤重组办发[2009]30号“关于长治市襄垣县煤矿企业兼并重组整合方案部分的批复”的文件批准，华润煤矿属单独保留矿井，矿井能力由重组前的60万t/a 、新增60万t/a、提高到重组后的120万t/a。

2，批准开采3上～15-3号煤层，开采深度+590～+880m，生产规模120万t/a。

矿井目前开采3上和3号煤层，旧井田范围内实际可利用的设计可采储量约为万t，在目前60万t/a的生产能力条件下，服务年限仅为，而旧井田范围内的15-3号煤层厚度～、平均，属低灰～中高灰、低硫～高硫、中低～特高发热量之贫煤，矿井目前布置水平延深进行开采的技术难度大、社会经济效益差，因此矿井目前面临资源枯竭的问题，直接影响矿井的后期发展、经济效益和社会效益。

为了增加矿井的资源储备，保证矿井的可持续发展，满足地方发展的经济效益和社会效益要求，矿井拟增井田边界西部和东部空白资源区的煤炭资源。

依据2011年5月6日山西省国土资源厅文件晋国土
资发[2011]166号“关于山西潞安集团华润煤业有限公司扩大矿区范围的请示”、2013年3月2日山西省人民政府常务会议纪要[2013]3次、2014年3月27日襄垣县国土资源局文件襄国土资发[2014]29号“襄垣县国土资源局关于对山西潞安集团华润煤业有限公司申请以协议出让方式配置周边煤炭资源的请示”等审批文件，井田拟增空白资源区的煤炭资源后，面积。

井田面积扩大之后，2014年7月山西太行矿业工程技术有限公司编制完成了《山西潞安集团华润煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告》，在此基础上，立足于的华润煤矿的长远发展，为合理开发全井田，保证矿井各生产系统能够满足120万t/a的生产能力要求，提高矿井生产的经济效益和社会效益，受矿方委托我院编制完成了《山西潞安集团华润煤业有限公司矿井扩区初步设计》。

二、编制依据
1、设计委托书；
2、山西潞安集团华润煤业有限公司“企业法人营业执照”、“采矿许可证”、“煤炭生产许可证”、“安全生产许可证”、“矿长资格证书”、“矿长安全培训证书”；
3、山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室文件晋煤重组办发[2009]30号“关于长治市襄垣县煤矿企业兼并重组整合方案部分的批复”；
4、2014年7月山西太行矿业工程技术有限公司编制完成的《山西潞安集团华润煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告》；
5、山西省煤炭工业厅文件晋煤瓦发[2013]393号“关于潞安集团2012年度矿井瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定结果的批复”；
6、2014年8月煤科集团沈阳研究院有限公司编制完成的《山西潞安集团华润煤业有限公司矿井瓦斯涌出量预测报告》；
7、2015年1月我院编制完成的《山西潞安集团华润煤业有限公司矿井瓦斯抽放工程初步设计》；
8、山西煤矿矿用安全产品检验中心编制完成的“煤尘爆炸性鉴定报告”和“煤自燃倾向性鉴定报告”；
9、山西省电力公司长治供电公司调度所与华润煤矿签订的《山西潞安集团华润煤业有限公司供电调度协议》；
10、潞安矿山救护大队与华润煤矿签订的《煤矿应急救援协议书》；
11、2011年5月6日山西省国土资源厅文件晋国土资发[2011]166号“关于山西潞安集团华润煤业有限公司扩大矿区范围的请示”、2013年3月2日山西省人民政府常务会议纪要[2013]3次、2014年3月27日襄垣县国土资源局文件襄国土资发[2014]29号“襄垣县国土资源局关于对山西潞安集团华润煤业有限公司申请以协议出让方式配置周边煤炭资源的请示”；
12、矿方提供的采掘工程平面图、矿井工业场地平面图、井田地形图、矿井设备配备等基础资料；
13、国家煤炭行业有关规程、规范、规定及其它技术政策。

三、设计指导思想
基于华润煤矿的生产建设现状，充分利用现有工程、设施及设备，减少矿井扩区项目建设投资，缩短项目建设时间。

以市场为导向，以经济效益为中心，以安全生产为基础，以科技进步为依托，加大设计改革的力度，建立和完善安全设施和环保设施，在保证矿井设计规模和安全生产的前提下，尽量简化环节，因地制宜选择矿井开拓系统，生产系统力求简单实用，设备选型先进合理。

力争通过精心设计和科学管理，将该矿井建设成规模合理、安全性好、机械化装备水平适中，见效快、效益好、符合煤矿发展趋势的现代化矿井。

四、矿井建设条件评述
矿井交通较为便利，煤炭外运方便，矿井建设的电源、水源、用地、通信、主要材料供应均可以保证；井田地质构造属简单类型，水文地质条件类型为中等，煤层赋存稳定，资源储量丰富，属高瓦斯矿井，煤尘有爆炸危险性，按容易自燃考虑，地温、地压正常；因此本矿井建设的外部条件及资源条件均较好，适合采用综合机械化开采，建设高产高效的现代化大型矿井，项目宜尽早实施。

五、设计的主要特征
1、设计生产能力
矿井设计生产能力120万t/a，采用一次设计，一次建成投产的移交方式。

2、井田开拓开采
(1) 矿井井田范围扩大之后，主要可采煤层为3上、3和15-3号煤层，局部可采煤层为12号煤层。

矿井旧井田范围内3上、3号煤层基本回采完毕，旧井田范围内3上、3号煤层利用现有系统开采，本次设计仅考虑扩区范围内3上、3号煤层、整个井田范围内12号和15-3号煤层的开采。

(2) 矿井采用斜井开拓方式，以主斜井、副斜井和回风立井三个井筒开发全井田。

主斜井装备带宽1000mm的胶带输送机和架空乘人器，敷设人行台阶和扶手，主要担负矿井煤炭提升及人员运输任务，为矿井辅助进风井兼作安全出口。

副斜井内铺设600mm轨距，轨型30kg/m 的双轨，装备双钩串车提升，敷设人行台阶和扶手，担负矿井材料、矸石、设备等辅助提升任务，为矿井主要进风井兼做安全出口。

回风立井装备有梯子间，担负矿井回风任务，兼做安全出口。

(3) 根据井田煤层赋存条件，全矿井划分为+660m开采水平和+610m开采水平进行开采，其中：+660m开采水平开采新增扩区范围内的3上和3号煤层，+610m开采水平开采全井田范围内的12号煤层和
15-3号煤层。

(4) 矿井为高瓦斯矿井，井下大巷采用四巷制的布置方式，即布置一条胶带巷、一条轨道巷和两条回风巷。

回采顺槽巷道布置有工作面轨道顺槽、胶带顺槽、底抽巷、底抽巷进风顺槽。

(5) 井下大巷煤炭运输采用带式输送机运输方式，可实现实现井下煤炭运输的连续化。

大巷辅助运输采用技术先进、性能良好的无极绳连续牵引车牵引1t系列矿车的运输方式。

(6) 矿井井田范围扩大后移交生产并达到设计生产能力时，共布置1个生产采区，即上组煤一采区，共配备1个综采工作面、1个顺槽综掘进工作面和1个大巷综掘工作面，来保证矿井120万t/a的设计生产能力和正常生产接替，采掘比1:2。

(7) 根据井田煤层赋存条件，3上、3和15-3号煤层选用一套综合机械化采煤设备，12号煤层选用一套薄煤层综合机械化采煤设备,全部垮落法管理顶板。

3、矿井通风安全
(1) 矿井采用中央分列式通风系统, 机械抽出式的通风方式, 主斜井和副斜井进风、回风立井回风，三个井筒服务于全井田。

矿井总需风量为150m3/s，通风容易时期负压为、等积孔为，通风困难时期负压为、等积孔为，为小阻力矿井。

(2) 本矿井属于高瓦斯矿井，在矿井风井场地西侧布置瓦斯抽放泵站，在回采工作面采用顺层钻孔预抽及边采边抽本煤层瓦斯、高位钻孔抽采上邻近层卸压瓦斯、底抽巷顺层钻孔抽采下邻近层卸压瓦斯、采空区埋管抽采现采空区瓦斯、和全封闭抽采老采空区瓦斯的综合抽采方法，大巷掘进工作面采用边掘边抽的抽采方式后，剩余的风排瓦斯含量达到安全开采的要求。

(3) 矿井初期开采3号煤层，在矿井实际生产过程中，3号煤层
107综放工作面出现过火区，本次设计3号煤层按容易自燃煤层考虑。

本次设计选用1套JSG6型防灭火束管监测系统，配备完善的防治煤层自燃的技术装备，采用以黄泥灌浆为主，注氮和喷洒阻化剂为辅的综合防灭火技术措施。

(4) 各可采煤层具有煤尘爆炸危险性，矿井采取综合防尘措施，建立完善的防尘洒水系统，进行煤层预注水作业，并设置隔爆水棚。

(5) 3号煤层开采受地下水充水和采空（老空）积水的影响，水文地质类别为中等；15-3号煤层为带压开采，且受上部采空区的影响，水文地质类型为中等。

采空区积水量比较大，如果处理不当，会造成矿井透水事故，因此当开采至采空区边界附近时，应对采空区采取探放水措施，严格坚持“预测预报、有掘必探、有采必探、先探后掘、先探后采”的原则，要注意对隐伏构造的揭露，同时要留足保安煤柱，防范积水涌入巷道，造成水害事故。

考虑井田构造类型为简单，未见陷落柱、岩浆岩等地质构造，F1断层位于井田西北角，因此，矿井开拓系统以突水系数T＜确定开采范围，并制定了带压开采安全技术措施。

(6) 主斜井、副斜井及回风立井作为井下通往地面的3个安全出口；4条大巷均可作为采区通往井筒的安全出口；4条顺槽均能作为工作面通往大巷的安全出口。

根据井下紧急避险系统的设置要求，结合采区巷道布置及井下作业人员的分布情况，建立完善的井下安全避险六大系统，为井下作业人员灾变时提供紧急避险场所。

矿山救护工作主要依托潞安矿山救护大队，矿井投产前应建立矿山救护中队。

4、主要设备选型
(1) 主斜井提升设备
主斜井装备一条带宽1000mm、带速s的带式输送机担负矿井的原煤提升任务，配套YB2-4006-4型电动机的功率315kW、电压10kV。

主斜井装备一台RJZ37型大坡度固定抱索器架空乘人装置，担负矿井人员升降及主斜井带式输送机检修设备的运输任务，配套YB2-250M-6型电动机的功率37kW、电压380/660V。

(2) 副斜井提升设备
副斜井装备1套2JK-3×型单绳缠绕式提升机，采用双钩串车提升方式，担负全矿矸石提升、重大件运送、材料设备下放等辅助提升任务，配套提升机专用变频调速电动机的功率315kW、电压660V。

(3) 回风立井通风设备
回风立井装备2台FBCDZ-8-№28A型矿用防爆对旋轴流通风机，一用一备，配套YBFe系列隔爆电动机功率2×400kW、电压10kV。

(4) 主排水系统设备
在副斜井井底附近设主排水泵房，安装MD155－67×6型耐磨水泵3台，一用一备一检修，配套YB2系列隔爆电动机功率315kW、电压10kV。

沿沿副斜井井筒敷设2趟φ194×9型无缝钢管作为排水管，一用一备。

(5) 压风系统设备
在矿井工业场地压风机房现安装2台BLT-275A/8型固定式螺杆压缩机，排气量35m3/min，工作压力，配套电动机380V、200kW异步电动机。

本次设计对现有压风机房进行改造，新增加2台同型号规格的BLT-275A/8型固定式螺杆压缩机。

矿井正常生产及井下灾害防治期间，均为3台工作，1台备用。

(6) 制氮设备
利用矿方现有一套放置在地面的“井下移动式制氮设备，产氮量500m3/h，出口压力，纯度＞97%”，新增一套QTD600/97地面固定式变压吸附碳分子筛制氮机组，产氮量600m3/h，出口压力，纯度＞97%，装机容量160kW。

(7) 瓦斯抽采系统设备
在矿井风井场地西侧布置瓦斯抽放泵站，高负压抽放系统由2台
2BEC72型水环真空泵担负，一用一备，配用YB2系列、10kV、710kW 隔爆电动机；低负压抽放系统由2台2BEC72型水环真空泵担负，一用一备，配用YB2系列、10kV、710kW隔爆电动机。

5、煤的洗选加工
在华润煤矿工业场地内主要布置有动筛排矸车间、末原煤储煤场、块煤、矸石仓及相关的带式输送机栈桥等设施。

主井来煤通过201带式输送机直接运至动筛排矸车间，通过φ50mm筛孔的203分级筛进行分级筛分。

筛上+50mm块煤经过204手选带式输送机拣除大块矸石及杂物后进入205动筛跳汰机排矸处理。

洗后的块原煤经由218带式输送机运至块煤仓存储。

筛下-50mm末原煤由214带式输送机运出动筛排矸车间，通过215、216带式输送机转载后运至末原煤储煤场存储。

动筛排出的矸石则通过溜槽给入220矸石带式输送机，与手捡处理后的大块矸石混合后运至矸石仓，由汽车转运至矸石场地排弃。

当排矸系统故障时，运至排矸车间的原煤经分岔溜槽可直接给入214带式输送机后运至末原煤储煤场，以保证矿井生产的连续性。

6、矿井供电和智能化系统
在矿井工业场地新建一座35/10kV变电站，两回35kV电源接入，一回架空引自下良110kV变电站35kV母线段，线路导线选用LGJ－240/40钢芯铝绞线，避雷线选用GJ－50钢绞线(全线架设)，供电距离约4公里；另一回架空引自襄垣110kV变电站35kV母线段，线路导线选用LGJ－240/40钢芯铝绞线，避雷线选用GJ－50钢绞线(全线架设)，供电距离约14公里。

当任一回电源停止运行时，另一回仍能保证全矿全部负荷用电。

以上两回35kV电源线路均为专用电源线路，不分接其他负荷。

利用目前煤矿装备有的一套KJ95N安全监控系统、KJ407型产量监测系统、KJ69J井下作业人员管理系统，设计选用一套工业电视监视系
统、1套JSG6型防灭火束管监测系统、建设现代化的生产调度信息中心和计算机管理信息系统。

矿井通信目前煤矿安装有一套KT115型有线无线一体化调度系统、一套KT115井下无线通讯系统和一套KXT23井下广播系统，设计建立视频会议系统和有线电视系统。

7、地面运输
矿井生产煤炭通过公路外运，然后销往全国各地。

场内运输方式采用窄轨铁路、道路，以及皮带走廊的混合运输方式。

8、工业场地布置
矿井工业场地总占地为，其中既有场地约4ha，新增用地（含风井场地、预留选煤厂场地及瓦斯抽放泵站场地等占地）。

工业场地位于既有之夏监公路南部，史水河自西向东穿过工业场地中部，河北岸布置主要生产系统及储装运场地；河南岸由西向东为预留选煤厂工业场地及矿井工业场地辅助生产区。

河两岸工业场地新建2座桥梁进行联接。

利用原工业场地作为行政生活区。

河北岸工业场地共设三座大门出入口，作为材料、设备以及煤炭运输的货流出入口，以及河南岸矿井工业场地联络通道；工业场地东北部既有大门为人流主要出入口。

人货分流，各行其道、互不干扰。

场内功能分区明确，共分为主要生产区、辅助生产区，以及行政生活区。

9、矿井建设工期
矿井建设总工期为个月，其中：施工准备期为3个月，施工工期为个月,设备安装及联合试运转为3个月。

10、主要技术经济指标
(1) 矿井设计生产能力：120万t/a。

(2) 井巷工程总长度16913m，其中煤或半煤岩巷14585m，占86%；岩巷2328m，占14%；井巷掘进总体积282965m3，其中硐室体积17867m3，占6%；万吨掘进率为141m/万t。