兴无煤矿南采区120万吨初步设计

兴无煤矿南采区120万吨初步设

计

目录

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目录 (1)

第一章井田概况及地质情况 (4)

第一节矿井概况 (4)

第二节井田概况 (4)

第三节井田地质特征 (8)

第二章井田开拓 (19)

第一节井田境界及储量 (19)

第二节矿井设计生产能力及服务年限 (22)

第三节井田开拓 (23)

第四节井筒及装备 (26)

第五节井底车场及硐室 (27)

第三章大巷运输及设备 (28)

第一节运输方式的选择 (28)

第二节矿车 (29)

第三节运输设备选型 (30)

第四章采区布置及装备 (38)

第一节采煤方法 (38)

第二节采区布置 (44)

第三节巷道掘进 (46)

第五章通风和安全 (49)

第一节概况 (49)

第二节矿井通风 (51)

第三节安全 (62)

第六章地面生产系统 (64)

第一节煤质及其用途 (64)

第二节煤的加工 (64)

第三节生产系统 (65)

第三节辅助设施 (66)

第七章矿井主要设备 (68)

第一节主副井提升设备 (68)

第二节通风设备 (69)

第三节排水设备 (70)

第四节压风设备 (73)

第八章建井工期 (74)

第一节建井工期 (74)

第二节产量递增计划 (75)

第九章技术经济 (76)

第一节劳动定员 (76)

第二节技术经济指标 (77)

致谢 (79)

参考文献 (80)

附录 (81)

第一章井田概况及地质情况

第一节矿井概况

山西柳林兴无煤矿有限责任公司为合法的煤矿生产经营企业，企业类型为有限责任公司，采矿许可证号C1400002009101220041023，煤炭生产许可证号201423270139。

兴无煤矿始建于1929年，1968年进行技术改造并投产，井田开拓方式为斜井开拓。1983年经地县核定，矿井生产能力0.07Mt/a，1989年产量0.10Mt。1991年5月贷款l.04亿元实施了矿井0.60Mt/a扩建，1995年7月扩建完成，扩建能力为 0.60Mt/a；矿井改扩建完成后业主自己投资建成了0.10Mt/a小型选煤厂；2003年矿井核定生产能力为0.70Mt/a，2003年～2004年期间，对矿井采掘、提升、通风、瓦斯抽放、供电系统以及排水、供热、除尘、通信等进行了技术改造，系统能力达到 1.20Mt/a，洗煤厂生产能力改扩建为0.90Mt/a。本设计为兴无煤矿南采区120万吨/年初步设计，矿井装备一个综采工作面，2个综掘工作面，2个普掘工作面，按照年工作300天，每天3班作业，日净提升时间14h工作，保证矿井采、掘生产。

第二节井田概况

一、井田位置与交通

兴无井田位于山西省柳林县境内，工业场地位于柳林县庄上镇庄上村，南距柳林县县城6km，距太原240 km。

柳（林）～石（楼）公路从该矿工业场地通过，并与太（原）～军（渡）公路相接，太（原）～军（渡）高速公路从矿井工业场地北侧穿过，在柳林县城留有出入路口；孝（义）～柳（林）铁路已建成运营多年，通过该铁路经南同蒲铁路可将煤炭运往全国各地。

井田位置及交通情况见图1-1-1。

二、地形、地势

井田地处山西省西部河东煤田中段，吕梁背斜西翼青龙城勘探区内，属低山丘陵区。井田内沟谷纵横，侵蚀、冲刷剧烈，大面积为黄土覆盖，地势西北低，东南高，地形复杂，地貌多变。井田内最高点海拔+1096m（双枣圪垯），最低点海拔+847m（前元庄）,最大相对高差约250m。

三、河流与水体

该井田范围属于黄河水系，三川河支流。三川河由东向西经井田的邻区矾水沟井田北界在军渡汇入黄河。河流常年流水，年平均流量 5.34-9.45m3/s，洪峰最大流量为2260m3/s。

井田范围内无大的水系、河流。灰塌则河为区内主要河流，从南东向北西旁流经矿井工业场地北侧在柳林县城附近汇入三川河。灰塌则河发源于矿井南部山区，长约60km，为季节性溪流，由小泉补给。根据调查，近60年洪水期最大流量为267m3/s，矿井工业场地附近水深8.0m（1972年），工业场地地坪与河道相对高差10～15m，河道两侧地形坡度大，洪水排泄通畅，工业场地不受洪水威胁。

四、气象、地震

本区属典型的大陆性气候，春季干旱无雨，夏季炎热多雨，秋季温度、湿度适中，冬季寒冷干燥，日平均最高气温25.6℃，最低气温为-6.5℃，一般1月份气温最低，7月份气温最高，12月份开始冰冻，第二年3月份开始解冻，最大冻土厚度为0.91m；日平均最大风速3.1m/s；年降雨量374.4～577.7mm，大多集中在7、8月份；年蒸发量1711mm。

按照国家地震局和建设部发布的《中国地震烈度区划图（1990）》、山西省抗震办公室1993年6月编制的《山西省工程抗震设防烈度图》，《建筑抗震设计规范》（GB50011－2001）附录A划分，井田所在区域抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为

0.05g。

五、水源、电源及通信情况

（一）水源

矿井所在区域地面水系不发育，加之工业设施的建设，地表水有一定污染，如流经工业场地的灰塌则河，水质污染比较严重，无法作为矿井水源利用。地下浅层水和深层

灰岩水丰富，可以作为矿井供水水源。目前矿井建有3眼水源井（井深342m，静止水位54m，含水层涌水量800t/d），向矿井提供工业和生活用水，每口井的供水能力50m3/小时。两口井供给矿井生产用水，一口井向生活区供水，满足矿井用水需要。多年使用证明，水源供水稳定，水质符合要求。

（二）电源

兴无煤矿现有35kV变电所一座，两回电源进线，一回35kV电源引至穆村110kV 变电所，线路长9.39km，导线型号LGF-120mm2；另一回35kV电源引至青龙110kV变电所，线路长6.625km，导线型号LGJ-120 mm2。

穆村110kV变电所，双电源进线，一回引自中阳金罗220kV变电所，另一回引自柳林大电厂220kV变电所。该110kV变电所现有主变20000kVA一台，40000kVA一台。青龙变电所共有三回电源进线，一回引自柳林大电厂220kV变电所，一回引自汾阳220KV 变电所，还有一回引自中阳金罗220kV变电所，现有2台20000kVA主变运行，明年准备增容改造更换至两台40000kVA的主变。

兴无煤矿35kV变电所内安装SZ9-6300/35 35±5%/10.5变压器2台，35kV侧采用单母线，10kV侧为单母线分段运行，两台变压器分列运行。

（三）通信

目前柳林县已实现电话程控化，国家通讯网已覆盖全区。矿井通信可通过局域通讯网与外部通讯网汇接。

六、井田内小窑分布及开采情况

本井田煤层赋存稳定，目前井田内及周边有多个具有开采证的小煤矿，本项目实施过程中必须加强对小煤矿的监督与管理，禁止越界开采。

七、迁村、土地征用情况

井田范围较大村庄有前元村、后元村、曹家山、山头村等。业主安排前期开采区的后元村（压煤面积0.56km2）进行搬迁，其他村庄按留设煤柱考虑，井田保留村庄共压煤27.61Mt。矿井建设过程中，就村庄下压煤进行专题研究，比较论证村庄搬迁与压煤开采。建议有关部门将“村庄压煤开采”与“农村城镇改造”统一协调，将“煤炭开采区治理”和“村庄搬迁”统一协调。

第三节井田地质特征

一、井田地层

井田内地表黄土覆盖面积较大，仅在东部边界及沟谷中零星出露，井田勘探钻孔资料证明，井田地层由老至新有奥陶系（O）、石炭系（C2）、二叠系（P2）、第三系(N)、第四系(Q)，各地层特征简述如下：

⑴奥陶系（O）：厚度约430.20m，其中峰峰组厚83.50m，马家沟组厚346.70m。钻孔在本区揭露最大厚度为21.51m,岩性主要为深灰色厚层状石灰岩，上部含较多铁质而呈棕红色，下部较纯呈乳白色。

⑵石炭系中统本溪组（C2b）：为一套铁铝岩、铝土质泥岩、泥岩、砂质泥岩、石灰岩组成的海陆交互相沉积，与下伏地层呈平行不整合接触。

下部为铝土质泥岩局部钻孔含铁质较富，为山西式铁矿；中部沉积三层灰岩，较稳定，上部主要为泥岩、砂岩、砂质泥岩等，本组地层沉积厚度较稳定，厚度为37.10～

44.10m，平均42.82m。与下伏奥陶系峰峰组地层呈平行不整合接触。

⑶石炭系上统太原组（C3t）：为一套泥岩、砂质泥岩、砂岩、石灰岩、铝土质泥岩、煤层组成的海陆交互相沉积，为主要含煤地层，底部K1砂岩(阎家湾砂岩)在本区沉积较稳定，相当于太原西山剖面的晋祠砂岩，是太原组与本溪组的分界层。

本组四层灰岩(L1、K2、L4、L5)，五层煤层(6、7、8、9、10号)在全区沉积稳定，变化规律明显，均可作为本组的标志层，本组厚度为74.10～94.80m，平均92.56m。与下伏中石炭统本溪组呈整合接触。

⑷二叠系下统山西组（P1S）: 为砂岩、泥岩、砂质泥岩煤层等组成的海陆交互相向陆相过渡的含煤沉积，为本区的主要含煤地层，中部两层煤层(4、5号)为本区的主要可采煤层。中间一层黑色泥岩全区稳定沉积，上部为灰黑色泥岩夹煤线。

本组厚度30.80～68.91 m，为平均60.61m，厚度在全区变化较小。与下伏太原组地层呈整合接触。

⑸二叠系下统下石盒子组（P1X）: 主要由灰绿、灰白色、灰黑色泥岩、砂岩、砂质泥岩及小量紫红色泥岩组成的陆相沉积、沉积厚度为113.27m左右，与下伏山西组地层连续沉积。

下段：以砂岩、泥岩沉积为主、下部为中、细砂岩沉积，中部为泥岩沉积，上部为砂岩沉积；顶部为灰黑色泥岩沉积，含铝土，厚度为33.00～49.70m。

上段：主要为泥岩、砂岩沉积，顶部为紫红色泥岩沉积，是上、下石盒子组分界的标志层，本段厚度为72.00～90.00m。

与下伏山西组地层呈整合接触。

⑹二叠系上统上石盒子组（P2S）: 为一套砂岩、泥岩、砂质泥岩、铝土质泥岩组成的陆相沉积，本井田只有少部分钻孔揭露此段地层。本组地层厚度为147.09m。

下段：以灰白色砂岩，灰绿色-紫色泥岩沉积为主。本段厚度为30.03m。

中段：主要为砂岩、泥岩沉积。本段厚度为117.06m。

与下伏地层石盒子组岩层呈整合接触。

⑺第三系(N)、第四系(Q)：厚度38.9m左右，主要由黄土及红土组成；另外有少量冲积的砂砾层，砂层和次生的黄土等，与下伏上二叠统上石盒子组呈角度不整合接触。

二、含煤地层

井田内含煤地要为二叠系下统山西组（P1S）和石炭系上统的太原组（C3t），含煤地层总厚度153.17m，共含煤9～10层，含煤地层特征简述如下：

山西组:本组含煤地层厚度36.80～68.91m，平均厚度60.61m，含煤层及煤线4～5层，煤层总厚度7.27m，含煤系数11.99%。稳定可采煤层2层，4、5号煤层全区沉积稳定，岩性主要为泥岩、砂质泥岩、砂岩、煤层、煤线组成的陆相碎屑沉积。本组沉积的特点主要是岩性在横向、纵向上变化较大，岩性、岩相变化规律不太明显。本组含煤建造类型主要以三角洲相为主，基本反映了温室条件下形成的含煤建造。

太原组:本组地层厚74.10m～94.80m，平均92.56m，含煤5～6层，煤层总厚度7.75m，含煤系数8.37%。6、8、9、10号煤层全区沉积稳定。岩性由石灰岩、泥岩、砂岩、铝土质泥岩、煤层等组成，煤层及煤线组成的海陆交互相沉积。

三、井田构造

兴无井田位于吕梁背斜之西翼、地层走向大致为北北西至北西，倾向西南，倾角一般2～8o，为一单斜构造。井田内构造简单，断裂不发育，无大的褶曲，只是在井田的中部发育一小褶曲，由401、301、10-6号钻孔及煤层巷道控制。另外，矿井开采时在井田中部发现有冲刷带，4号煤层厚度由2.5m变成0.70m，形状大致呈八字形，冲刷面

积约为0.18km2。初步推断，冲刷作用造成5、6号煤层局部点灭。

四、煤层

井田内稳定可采煤层6层(4、5、6、8、9、10)，各煤层特征叙述如下：

4号煤层：为山西组煤层，井田内主要稳定可采煤层。煤层厚度2.15～4.22m，平均为3.09m，煤层走向NW317°，倾向SW227°，倾角0～8°，结构简单，含0～1层夹矸，夹矸厚度0～0.50m。煤层顶板为中细粒砂岩、泥岩沉积；底板为泥岩，细砂岩沉积。

5号煤层：位于山西组底部，较稳定的可采煤层之一。上距4号煤层7.01m，厚度为0.45～1.90m,平均为1.24m,大部分可采,含一层夹矸,夹矸厚约0～0.30m。煤层顶板为一套湖泊相沉积,岩性为泥岩、砂质泥岩；底板为一套湖泊沼泽相沉积，岩性为泥岩、细砂岩。

6号煤层：位于太原组L5灰岩的下部，不稳定，局部可采煤层。厚度0～1.47m，平均0.79m。煤层顶板为一套浅海相石灰岩沉积；底板为一套过渡相沉积,岩性为砂质泥岩。

8号煤层：位于太原组的中部，上距6号煤层23.93m，厚度0.60m～2.60m,平均1.47m。结构一般简单，不含或含一层夹矸，局部含2～3层夹矸，在井田内沉积基本稳定。顶板为石灰岩，底板为泥岩、砂质泥岩。

9号煤层：太原组煤层，全区沉积稳定，大部分可采，主要可采煤层之一。厚度1.31m～2.20m,平均1.99m，含1～2层夹矸。煤层的顶底板均为一套闭流沼泽相泥岩，砂质泥岩沉积。

10号煤层：太原组煤层，厚度1.21m～2.80m ,平均2.00m,含0～2层夹矸，全区沉积稳定，大部分可采。煤层顶底板均为一套闭流沼泽相的泥岩，砂质泥岩沉积。

本次设计开采的为4#煤层。

可采煤层的厚度特征、可采性、煤层结构及煤层稳定程度见表1-3-1。