| 山东泰山能源有限责任公司协庄煤矿
-1100m水平延深及技术改造初步设计说明书
新汶矿业集团设计研究院
二○一○年十月
山东泰山能源有限责任公司协庄煤矿
-1100m水平延深及技术改造初步设计
说 明 书
工程编号： XZC1007
水平能力： 1.2 Mt/a
矿井能力： 1.8 Mt/a
院 长 范振忠
总工程师 程可明
项目负责人 李新刚
新汶矿业集团设计研究院
二○一○年十月
编制人员名单
专业 姓 名 职 称
采矿 李新刚 工程师
陈瑞峰 高级工程师
机电 张文鹏 工程师
戴 伟 工程师
魏少杰 高级工程师
机制 李长松 工程师
董峪生 高级工程师
张树军 高级工程师
土建 王明荣 工程师
连建明 高级工程师
经济 张 梅 经济师
陈立仁 经济师
院审查 焦玉新 高级工程师
郭智勇 高级工程师
程可明 高级工程师
范振忠 高级工程师
图 纸 目 录
序号 图 名 图幅 图 号 备注
1 开拓方式（方案一）二层平面布置图 0+ XZC1007-109-01
2 开拓方式（方案一）十一层平面布置图 0+ XZC1007-109-02
3 开拓方式（方案一）剖面图 1 XZC1007-109-03
4 开拓方式（方案二）十一层平面布置图 1+ XZC1007-109-04
5 开拓方式（方案二）剖面图 1 XZC1007-109-05
6 开拓方式（方案三）四层平面布置图 1 XZC1007-109-06
7 开拓方式（方案三）剖面图 2 XZC1007-109-07
8 副暗斜井上车场平、剖、断面图 1 XZC1007-116-01
9 井底车场平、断面图 1+2 XZC1007-121-01
10 井筒及主要巷道断面图 2 XZC1007-122-01
11 采掘机械配置平面图 1 XZC1007-163-01
12 投产初期通风系统示意图 0+ XZC1007-171-01
13 困难时期通风系统示意图 0+ XZC1007-171-02
14 副井工业场地总平面布置图 1 XZC1007-447-01
15 新建副立井降压站供电系统图 1 XZC1007-230-01
16 -850m水平新泵房变电所供电系统图 1 XZC1007-230-02
17 -1100m水平中央变电所供电系统图 2+ XZC1007-230-03
目 录
总 说 明 1
第一章 井田概况及地质特征 6
第一节 井田概况 6
第二节 地质特征 9
第二章 井田开拓 52
第一节 井田境界及储量 52
第二节 矿井设计生产能力和服务年限 55
第三节 开拓方式 56
第四节 井筒布置 73
第五节 井底车场及硐室 81
第三章 大巷运输及设备 85
第一节 运输方式选择 85
第二节 运输设备选择 85
第四章 采区布置及装备 88
第一节 采区布置 88
第二节 采煤方法 89
第三节 采区运输 92
第四节 巷道掘进及支护 93
第五节 井巷工程量 95
第五章 通风与安全 97
第一节 概 况 97
第二节 矿井风量 97
第三节 矿井风压 112
第四节 矿井等积孔 116
第五节 井下灾害预防 116
第六章 主要设备选型 135
第一节 主提升设备 135
第二节 副提升设备 143
第三节 通风设备 165
第四节 排水设备 168
第五节 压缩空气设备 180
第六节 井下消防、洒水 184
第七节 卸载站设备 185
第七章 地面生产系统 186
第八章 电 气 189
第一节 供电电源 189
第二节 电力负荷统计 190
第三节 井上供电 194
第四节 井下供电 196
第五节 矿井通讯 198
第六节 矿井安全监测系统 199
第九章 地面运输 201
第一节 概 况 201
第二节 运输方案 201
第三节 公 路 201
第十章 总平面布置及防洪排涝 202
第一节 概况 202
第二节 总平面布置 202
第三节 竖向设计与场内排水 203
第四节 场内运输 204
第五节 管线综合布置 204
第六节 防洪排涝 205
第十一章 地面建筑 206
第一节 设计原始资料及建筑材料 206
第二节 工业建筑物与构筑物 206
第三节 行政福利设施 208
第十二章 给水排水 211
第一节 给 水 211
第二节 排 水 212
第三节 室内给排水 213
第十三章 采暖、通风及供热 214
第一节 采暖及通风 214
第二节 井筒防冻及空气加热 216
第三节 热泵机房设备 217
第四节 室外供热管网 219
第十四章 环境保护 220
第一节 概 述 220
第二节 污染防治措施处理 220
第十五章 节 能 222
第一节 给排水暖通环保节能 222
第二节 机械节能 222
第十六章 防火与消防 223
第十七章 延深和技术改造工期 224
第一节 水平延深工期 224
第二节 技术改造工期 225
第十八章 技术经济 226
第一节 项目概算、资金筹措及建设生产期 226
第二节 生产成本估算 227
第三节 产品售价及财务评价 228
第四节 综合技术经济评价结论 229
第五节 主要技术经济指标 229
附 件
1、采矿许可证；
2、山东省国土资源厅鲁资能备字[2005]45号 关于《山东省新汶煤田协庄煤矿深部扩大区勘探报告》矿产资源储量评审备案证明；
3、山东省煤炭工业局鲁煤规发便字[2003]194号 《关于新矿集团协庄煤矿生产矿井地质报告的批复》；
4、中国煤炭工业协会 中煤协会专咨[2007]55号 《关于报送山东泰山能源有限责任年公司协庄煤矿（深部扩大区）〈矿产资源开发利用方案〉专家评审意见的函》；
5、山东省煤炭工业局、山东煤矿安全监察局鲁煤规发[2007]31号《关于公布2006年全省煤矿生产能力复核结果的通知》；
6、山东省煤炭工业局鲁煤安管[2009]214号 《关于印发〈2009年度全省煤矿瓦斯等级鉴定结果审查意见〉的通知》；
7、二、四、六、十一、十三、十五层煤样煤尘爆炸性鉴定报告；
8、二、四、六、十一、十三、十五层煤样最短自然发火期实验报告。
总 说 明
一、矿井概况
山东泰山能源有限责任公司协庄矿井于1958年9月开始建井，1962年正式投产，设计能力120万t/a，1989年进行改扩建，生产能力提高到180万t/a，目前矿井核定生产能力200万t/a。
协庄矿井现有开拓方式-550m水平以上为综合开拓方式，即主井为斜井和暗斜井，副井为立井。-850m水平采用暗斜井延深开拓方式，布置三条暗斜井：皮带暗斜井、矸石暗斜井和人车管子暗斜井。
矿井通风方式为混合式，通风方法为抽出式。进风井七个，即1号副斜井、2号副斜井、主井、副立井、河北管子井、东九采一级轨道下山及人行下山；回风井三个，即东部风井、中部风井和西部风井。-850水平新风由1#副斜井、主井及副立井进风，西风井回风。
矿井排水由-850m水平排至-550m水平，由-550m水平通过立排至地面。
二、编制依据
1、《山东省新汶煤田协庄煤矿深部扩大区勘探报告》。
2、 山东省资源厅鲁资能备字[2005]45号文《关于〈山东省新汶煤田协庄煤矿深部扩大区勘探报告〉矿产资源储量评审备案证明》。
3、山东省资源厅鲁国土资字[2006]570号文《关于山东泰山能源有限责任公司协庄煤矿扩界的批复》。
4、新汶矿业集团有限责任公司《关于协庄煤矿-1100m水平延深及技术改造方案设计请示的批复》（2010）新矿设管便字237号。
5、国家安全生产监督管理总局、国家煤炭安全监察局《煤矿安全规程》。
6、中国煤炭建设协会主编《煤炭工业矿井设计规范》。
7、国家煤炭工业局制定《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》。
三、技术改造和水平延深必要性及可行性简述
（一）技术改造的必要性
由于现有副立井井口距-850m水平延深井筒2350m，深部井田位于西部，因此现有副立井相对于深部井田位置严重偏东，开采深部井田存在进风距离长，阻力大，通风困难等诸多不利因素。经山东科技大学对协庄矿井通风网络解算，不新建进风立井，通风阻力超过允许范围，不能满足通风要求。同时还有提升环节多和工人下井时间长等不足之处，因此结合水平延深需对矿井现有开拓系统进行改造，即需要在井田西部新建副立井，根据现有提升设备装备水平和水泵最大排水高度的要求，确定井底标高为-850m。
（二）水平延深的必要性
协庄矿井井田境界范围，F20断层以北前组二、四煤层最深赋存标高已达-1500m，且由于F20断层落差达250m，F20断层以北井田已不能安全经济开采，因此本次延深水平只考虑F20断层以南范围开采。F20断层以南，前组二、四层煤最深赋存标高-1350m，后组煤最深赋存标高-1450m。参照邻近矿井孙村矿目前实际开采深度已接近1300m（标高-1100m），正准备开拓开采至-1300m标高，华丰矿井-1350m水平延深工程正在进行，因此协庄矿井利用现有生产系统和技术应开采至-1300或-1350m。
从现有-850m水平采用下山开采至-1300或-1350m标高困难较大，并根据山东省煤炭工业局（2007）113号文《关于切实抓好煤矿优化开拓布局合理集中生产的意见》“生产水平应实行上山开采，最深部水平可实行下山开采”的规定，因此协庄矿井有必要进行水平延深。
（三）技术改造和水平延深的可行性
技术改造和水平延深的可行性表现在以下两个方面：
1、具备储量基础和合理的服务年限
协庄矿井-1100m水平资源量为5407万吨，可采储量为3403万吨，延深水平生产能力1.2Mt/a，储量备用系数按1.4，水平服务年限尚有20.3年，满足水平延深合理服务年限的要求。
2、投资具有经济效益
不论进行技术改造还是水平延深，需要大量投资，如果技术先进，但投资没有效益，项目也不可行。协庄矿井2010年预计生产原煤198万吨，综合成本预计434元/吨，原煤售价595元/吨，矿井年盈利1.57亿元。技术改造和水平延深工程投资预算3.45亿元，可在 2～3年内收回投资，从经济效益分析技术改造和水平延深项目可行。
三、设计指导思想
认真贯彻执行党和国家的安全生产方针和规程、规范，充分利用矿井现有生产系统，合理布置开拓开采系统，采用先进技术、工艺和设备，使矿井技术改造和延深工程解决目前矿井生产中的薄弱环节，为更好地开发协庄矿井深部井田服务。
四、水平延深和技术改造的主要内容
1、技术改造主要内容
协庄矿井开采逐步向西部和深部转移，现有副立井位置偏东，造成开采-850m水平三采区和-1100m水平时期通风阻力过大，通风管理困难，同时存在提升运输环节多、时间长，排水、供电系统复杂的不利因素，因此在井田西部新建副立井。
2、水平延深主要内容
水平延深方式：采用暗斜井延深方式。
水平生产能力：1.2Mt/a，服务年限20.3年。
延深井筒条数、位置、层位：根据满足提升、通风、排水、供电、压风等生产系统的要求，布置2条暗斜井。皮带暗斜井担负运煤和安装架空乘人装置运人、进风任务；副暗斜井担负排矸、升降人员、下放材料设备、敷设排水、压风、消防管路和供电线路、进风任务。暗斜井位置考虑兼作后组采区上山以节省井巷工程和采区皮带和提升绞车的设备费用，暗斜井布置在延深水平后组煤一采区。井筒层位根据深部地压大的特点，选择在较坚固稳定的十一层顶板砂岩内。
水平标高：根据井田煤层赋存条件和合理的阶段垂高，确定延深水平标高为-1100m。
延深水平上部车场和井底车场布置：根据-850m井底车场位于二层煤顶板和确定的延深井筒层位，上部车场采用后石门车场。主暗斜井井底车场布置为梭式车场，副暗斜井井底车场布置为石门车场。
水平大巷布置：主辅运输采用双巷布置，由胶带输送机大巷承担原煤运输，由轨道大巷承担辅助运输。
五、主要技术经济指标
1、资源/储量
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