某煤矿（东北部）技术改造初步设计说明书
某省某县
******设计研究院
二OO五年十一月
某省某县
说 明 书
工 程 编 号：*
工 程 规 模：150Kt/a
院 长：*
总 工 程 师：*
项目负责人：*
******设计研究院
二OO五年十一月
参 加 设 计 人 员
专 业姓 名职务及职称
采 矿*教授级高级工程师
采 矿*教授级高级工程师
采 矿*高级工程师
采 矿*助理工程师
采 矿*助理工程师
四大件*高级工程师
电 气*高级工程师
土 建*高级工程师
土 建*助理工程师
供 暖*高级工程师
给 水*助理工程师
机 械*高级工程师
经 济*高级工程师
经 济*助理工程师
目 录
前 言 1
第一章 技改区概况及地质特征 4
第一节 概 况 4
第二节 地质特征 6
第二章 井田开拓 10
第一节 井田境界及储量 10
第二节 矿井设计生产能力及服务年限 10
第三节 井田开拓 11
第四节 井 筒 14
第五节 井底车场及硐室 15
第三章 大巷运输及设备 17
第一节 运输方式的选择 17
第二节 矿 车 18
第四章 采区布置及装备 19
第一节 采煤方法 19
第二节 采区巷道布置 20
第三节 巷道掘进 21
第五章 通风和安全 23
第一节 矿井通风 23
第六章 提升、通风、排水设备 27
第一节 提升设备 27
第二节 通风设备 36
第三节 排水设备 37
第七章 地面设施 39
第一节 地面生产系统 39
第二节 工业场地总平面布置 40
第三节 电 气 42
第四节 地面建筑 46
第五节 给排水和采暖 47
第八章 建设步骤与建井工期 50
第一节 建设步骤 50
第二节 建设工期及产量递增计划 51
第九章 经济部分 53
第一节 劳动组织和定员 53
第二节 投资概算 54
第三节 财务效益分析 54
附件:
1、国土资储备<<某省某县某煤矿东北部储量核实报告>>评审备案证明
2、<<关于某市地方煤矿2005年度瓦斯鉴定结果的报告的批复>>
3、中华人民共和国采矿许可证(副本)证号:*
4、<<关于某县某煤矿煤尘爆炸性鉴定报告表>>
5、<<关于某县某煤矿煤炭自燃倾向性鉴定报告表>>
6、某省某县某煤矿 (东北部)技术改造初步设计委托书
前 言
某煤矿位于某县双井子乡境内，隶属某省某县。某煤矿是某县重要的长焰煤产地。某煤矿的技术改造区位于某煤矿的东北部。
某煤矿属于地方国有煤矿，始建于1976年，矿井设计年生产能力为9万吨，经过近30年开采,原井区井筒周边采区可采资源已所剩无几,现有矿产资源已近枯竭，经国土资源部门批复，某煤矿东北部新区资源划归该矿开采。经有关部门论证并批复，同意对矿井实施技术改造，开发建设东北部新井区，建成15万吨/年的独立生产系统，原井区资源枯竭后予以关闭。
东北部新区井田内有两块可采煤层,又分为一、二采区。尽快开发东北部新区有利于支持地区经济发展，有利于在职职工稳定就业，有利于矿井持续健康发展。经分析论证，东北部新区设计提出两个方案，第一方案：利用现有井口，井下新掘约2000m长两条大巷，不仅工期长，而且投资费用较高。第二方案：新掘一对立井(170m深)，不仅工期短，而且节省约4000m工程量，同时可以利用地面的部分公共设施。比较后设计推荐采用第二方案。
某工程设计咨询有限责任公司于2004年10月根据《某煤矿东北部普查勘探报告》，编制了《某煤矿资源开发利用方案设计》，设计生产能力为150Kt/a。2005年4月某煤矿委托******设计研究院，按井型150Kt/a编制某煤矿(东北部)二井技术改造初步设计。
一、编制设计的依据及资料
主要依据：
1、某煤矿提出的《设计委托书》(附录1);
2、某煤矿东北部技术改造初步设计几点说明(附录2);
3、某矿务局设计院2003年编制的《某煤矿(东北部)资源开发利用可行性研究报告》
4、某煤田地质局勘探队提供的《某煤矿东北部详查设计》
二、设计的指导思想
矿方为自筹资金，以少投入，见效快为目标，选择初期投资少的二方案。
三、设计的主要特点及主要技术经济指标
该井设计的特点是为了充分利用现有某煤矿的地面公共设施，初期开采东北部区时,采用新开凿的主井入风，副井回风的中央并列式通风方式。后期开采二区时仍然为中央并式通风方式,但在采区边界1203号钻孔附近补一回风立井作为安全出口。
开拓方式采用立井单水平开拓。采用炮采为主的回采工艺，两个工作面达到矿井生产能力;井下巷道支护大部采用锚喷。井下运输系统为1t矿车。井底车场采用折返车场。
达到设计能力时巷道总长为3517m，万吨掘进率为235m，矿井建设总造价约2314.39万元，吨煤投资154.29元。
四、存在的主要问题与建议
1、全区的勘探程度较低，对构造及煤层产状的控制程度亦低，查明矿产资源量小等。有待生产中或技改前作补充勘探工作。
2、断层的含水性、导水性及*河侧向补给性不清。断层可能沟通第四纪和风化裂隙带水，将成为今后井下突水的主要威胁，因而在矿井建设期间应注意探查。*河侧向补给将影响井筒施工。因此在井筒施工之前，应打井筒检查孔，查清地层的含水性和补给性及岩性，以便考虑立井井筒的施工方法。
3、某市煤炭管理办公室，文件：关于转发某省煤炭工业管理局《关于某市地方煤矿2005年度瓦斯鉴定结果的批复》的通知中，某某煤矿沼气相对量为5.69m3/t,绝对量为1.41m3/min,是不突出矿井,省局批复为低瓦斯矿井。
某煤田地质局勘探队,在某煤矿东北部详查设计中,提出某煤矿历年瓦斯平均含量为10.52m³/t,属高瓦斯矿井。
东北部技改区，初期开采浅部4-2号煤层，其开采深度平均约为120m，后期开采深部17-2号煤层，其开采深度平均约为300m。为此本井初期移交时应定性为低瓦斯矿井。但是按瓦斯梯度规律，并参照**矿井开采深部煤层为高瓦斯的实际情况，当本井后期开采17-2号煤层时，应为高瓦斯矿井。经综合考虑矿井总风量按高瓦斯矿井计算，生产应按高瓦斯矿井管理。
第一章 技改区概况及地质特征
第一节 概 况
一、地理位置
技改区，位于某煤矿东北部，其地理坐标：东经**至**，北纬**至**。
区内交通四通八达，公路、铁路纵横交织。某至法库的省级公路由本区的南部经过，还有**至调兵山的国铁，通往省内外各地，交通位置见图1-1-1。
二、地形、地貌及水系
本区属*河冲积平原地带,地表标高一般在66～72m之间,总的变化趋势是西部、北部稍高，南部和东部偏低。本区的东北部有*河，由北而南流过;区内有几条季节性小溪，由西向东注入*河。
三、气象及地震
最低气温-26℃，最高气温36℃，历年平均气温7℃;冻结期为11月至翌年3月，冻结深度1.2m左右;春、秋、冬三季多风，春季多为西南风，冬季多为西北风，大至8～9级。
根据《某省地震震中及地震烈度区划图》，本区处于地震烈度Ⅵ度区。
四、区内工农业生产情况
本区以农业为主，无乡办工厂，土地和人力资源较为丰富。
本区位于*煤田的东北部边缘地带，西部与*矿务局*二矿毗邻。近几年*矿区内地方工业发展很快，主要有发电厂、采石场、砖瓦厂、水泥厂、各种加工厂等。目前**矿区内有数家矸石砖厂和水泥厂，不但满足**矿区的需要量，而且可以向外地销售。
五、现有电源、水源情况
1、电源情况
某煤矿变电所的两回路电源取自**二矿变电所两回路电源。本改扩建区投产时电源取自现有某煤矿变电所的两回路电源。
2、水源情况
本区的第四纪冲积含水层比较发育，富水性极强的地段为*河冲积而成的河漫滩区，含水层平均厚度为4～7m。因此，本区在河漫滩区拟建自备水源井。
六、主要建筑材料来源
地方大宗材料，如砖、瓦、砂、石、水泥等矿区内均有生产;钢材、玻璃等可到附近的某、**等地购买。因此，本矿井建筑材料是比较容易解决的。
第二节 地质特征
一、地质构造及煤层特征
(一)地层
本区含煤地层为侏罗系上统某组，基底为前震旦系，上覆第四系地层。
地层由新至老如下：
1、第四系(Q)
全区被第四系地层覆盖，上部为腐植土粘土、亚粘土;中部为中、细砂;底部为砾石及砾砂。第四系地层厚度18～42m。
2、白垩系下统**组(K1S)
**组按其岩性可分为上、下两段。上段为紫红色砂砾岩段，厚度约50m左右;下段为灰绿色砂砾岩段，厚度一般为70m左右。
3、侏罗系上统某组(J3f)
某组为本区主要含煤地层，可分为四个岩段。
上段：本区的主要含煤段，含可采煤层一层，即4-2煤层，岩性以砂岩和泥岩互层为主，厚度为65m。
中段：泥岩和砂岩组成，厚度一般为35m左右。
下段：本区的主要含煤段，含二个可采煤层，即17-2、18煤层。17-2煤层发育面积较大，18煤层局部发育，只在1203号孔见可采煤层。岩性以砂岩和泥岩互层为主，厚度为65～185m。
底部段：砂和砾岩组成。
4、前震旦系(Anz)
岩性主要为花岗片麻岩、片麻岩及片石，构成含煤盆地的基底。
(二)主要地质构造
地层为单斜构造，地层及煤层走向近北东——南西，倾向南东，倾角3°～10°。区内共有四条正断层，其中F1和FD1断层分别切割4-2和17-2煤层，其余二条断层位于井田边界，对煤层影响不大。断层倾角变化在65°～70°之间，断距40～170m。
(三)煤层特征及顶底板情况
1、煤层
上部含煤段共含煤5层，即4-2、6、7、9、10煤层，其中4-2煤层为主要可采层，其余4层均不可采层。4-2煤层最厚为1.2m，埋深0～-150m，主要发育在本区西南部(一区)，靠近某煤矿。
下部含煤段共含煤9层，即12、13、14、15、16、17、18、19、20煤层，其中17-2煤层发育较好，主要分布在北部(二区)，煤厚1.08～1.31m，为单一复杂结构煤层，埋深为-50～-350m，其余8层小局部可采或不可采层。
2、煤质特征
本区二个主要可采层，即4-2和17-2煤层均为长焰煤。煤的容重1.36～1.40g/cm3，比重1.62;宏观煤岩类型多为光亮煤及半亮煤。
4-2煤灰分为19.86%，属中灰煤;硫含量0.64%，属特低硫煤;磷含量0.09%，属中磷煤;发热量为21.92MJ/kg。
17-2煤灰分19.93～30.64%，属中灰～富灰煤;硫含量0.45～0.62%，属特低硫煤;磷含量0.01～0.015%，属低磷煤;发热量20.48～23.64MJ/kg。
3、煤层顶底板
据某煤矿资料，4-2煤层伪顶为薄层炭质页岩或薄层泥岩，直接顶为粉砂岩。4-2煤层底板为粉砂岩，比较稳定，不膨胀。
4、瓦斯、煤尘、自然
地质报告中未提供瓦斯、煤尘、自燃等实测资料。根据某煤矿资料，本区属低瓦斯矿井、煤尘具有爆炸性，煤为易自燃，发火期为3～8个月。
二、水文地质特征
(一)含水层
1、第四系冲积、洪积含水层：该含水层是本区的主要含水层，向*河方向富水性逐渐增大，涌水量一般在1～2L/s·m。
2、白垩系砂岩、砂砾岩孔隙、裂隙含水带：富水性很小，单位涌水量仅0.01 L/s·m，补给来源为第四系含水层垂直渗透补给。
(二)隔水层
白垩系孔隙、裂隙含水带以下，主要为泥岩、粉砂岩等良好的隔水层。虽然侏罗系含煤地层有层间承压含水层，但渗透系数很小，可视为相对隔水层，因此4-2煤层开采时，冒落和裂隙带高度达不到破坏隔水层高度。
(三)矿井涌水量
第四系含水层和白垩系裂隙含水带与煤层之间，由于被隔水层所隔的缘故，大面积开采时也不能连通第四系主要含水层。因此，矿井涌水主要来自4-2层以上的富水性极弱的层间承压含水层。据某煤矿生产实践，在开采过程中，巷道和回采工作面均有滴水、淋水现象，其涌水量不足30m3/h。
在地质报告中指出，断层两侧由于岩石破碎、裂隙发育，水量可能较大。因此，正常涌水量为45m3/h,最大涌水量为75m3/h。
三、开采条件评述
有利条件：开采范围内煤层较稳定，煤层倾角小，构造简单，围岩不膨胀，矿井涌水量较小,初期为低瓦斯矿井。
不利条件：勘探程度不够，煤层薄，煤尘具有爆炸性，煤易自燃等。
总之，现有详查地质报告来看，开采技术条件较为简单。
第二章 井田开拓
第一节 井田境界及储量
一、井田境界
井田境界南至党家街～小南坨子，北至*河;东到小南坨子～徐家镇，西与**矿务局**二矿和某煤矿井田相接。南北长约6.3km，东西宽2.8km，面积为17.64km2。
二、资源储量
《某煤矿东北部普查勘探报告》获得资源储量如下：
地质储量为581.41万吨，其中：控制的资源储量112b级为97.21万吨,推断的资源量333级为64.59万吨,预测资源量334级为419.61万吨;
工业资源储量155.35万吨;设计资源储量为140.79万吨;设计可采储量为138.46万吨;
第二节 矿井设计生产能力及服务年限
一、矿井工作制度
矿井年工作日330d，每天3班作业，每班工作8h，每天净提升时间为16h。
二、矿井生产能力
根据可采储量、煤层赋存条件、开采技术条件、技术装备和管理水平、经济效益及需煤情况等因素。矿井生产能力扩建为150Kt/a。
三、矿井服务年限
矿井可采储量为1384.6Kt，矿井年生产能力150Kt/a。考虑1.2备用系数，则矿井服务年限为7.7a。
第三节 井田开拓
一、井筒数目及开拓方式
全区被第四系地层覆盖，上部为腐植土，中部和底部为富水性极强的中砂、细砂、砾岩及砾砂，加之*河水补给，这将给建井带来困难。根据上述情况采用一对立井开拓方式。这不仅解决了斜井井筒穿过第四系含水层困难问题，而且井筒工程量少350m。
一个井筒为进风立井，另一个井筒为回风立井。主井为提煤，提矸石，提升人员，下送材料之用，并兼作入风井;风井做专用回风井,风井井筒内设行人梯子间。
由于改扩建区位于某煤矿东北部，其走向长约6.3km。利用某煤矿现有的提升系统，提升接续区的煤炭明显不合理。因此新开凿的主井作为提煤炭，回风立井作为矿井回风兼安全出口之用。
二、井筒位置的选择
根据技改区的地质构造，煤层赋存，储量分布的情况及地形地貌特点，井筒位置的选择了二个方案：
一方案：井筒位于03-6孔东侧。
技改区内可采煤层储量为二个块段，即一区和二区，相距1.2km，井筒位于此地的主要优点：①井筒处于一区和二区之间，有利于开拓和开采;②工业场地不压煤;③地面平坦，无村庄，交通便利，主要缺点：矿方认为购地困难。
二方案：井筒位于03-12孔附近。
从储量分布来看，井筒位于此处，明显偏于一区，其主要优点：①矿方已经将工业场地所占土地购买;②地面交通便利。主要缺点：①工业场地压煤;②增加运输和回风石门工程量900m。
设计认为：一方案从技术、经济角度分析井位比较合理，但由于购地很困难，因此选择二方案。
三、主要运输大巷及回风道位置的确定
由于工业场地的位置已经确定，井筒位置只能位于03-12孔附近，初期开采的一区，以F1断层为界，上盘为042区，下盘为041区，041区煤层赋存标高从-50m至-150m，042区煤层赋存标高从±0m至-125m。本区煤层倾角平缓，5°以下，属近水平煤层，无论是采用走向长壁或倾斜长壁开采均可，但为了减少采区工程量，采用倾斜长壁开采。-110m主要运输石门对041区来看，基本位于采区中间，用倾斜长壁开采，工作面推进长度基本相同，-100m回风巷可沿煤层布置(要进行喷浆封闭煤层)。
后期开采二区时，将-110m主要运输大巷和主要回风道向北延伸，由于17-2煤层被FD1断层分成二部分，其下盘为171区，上盘为172区，分别送一对下山和一对上山。171区将下山送至-285m标高然后沿煤层送一对集中运输巷和集中回风道，172区上山穿过FD1断层，见煤后沿煤层掘进集中运输巷和集中回风道。主要运输大巷和回风道间距为25m。
四、移交采区的确定
由于接续区南北长约6.3km，东西宽2.8km，且可采煤层的两个块段不连续,一块(一区)和老区(现生产区)相距约2.5Km,二块(二区)距一区约3km,距老区约6km。根据煤层赋存状况，该矿分散建井开拓更经济合理。
一区距某煤矿较近，煤层赋存浅，最深标高-150m，勘探程度较高，补钻储量级别可以提高;可以充分利用某矿现有的供电、供水及通讯设施，因此，为减少初期投资，选择一区为第一接续井区。
二区煤层赋存较深，最深达-325m，勘探程度较低。选择本区为第二接续井区。
为此设计推荐东北部新区(一区)单独建井的开拓方式。
五、采区划分及开采顺序
一区可采块段被F1断层分割为二部分，最大落差50m，所以一区的4煤层分为二个采区，即F1断层上盘为042区，F1断层下盘为041区，二区可采块段也被FD1断层，分割为二部分，FD1断层最大落差170m，因此，二区的17-2煤层也分为二个采区，上盘为172区，下盘为171区。
六、保安煤柱
1、井筒及工业广场安全煤柱，保护带按10m，表土移动角按45°，岩石移动角按72°留设。
2、技改区与其它矿开采境界间留设30m安全煤柱。
七、开采对地面影响
该技改区煤层赋存深度169m，煤层厚度平均1.0m,开采后地面不会发生明显沉陷，因此对地面环境不会造成大的影响。但必须与县、乡(镇)签订沉陷治理及补偿协议。
第四节 井 筒
一、井筒布置及装备
主井井筒直径为5m，井筒内装备1t矿车单层单车普通罐笼，采用单侧钢罐道。金属组合罐道梁每4.168m设一组,用树脂锚杆把托架固定于井壁。
风井井筒直径为3m，井筒内无提升设施。
主、风井筒内设玻璃钢行人梯子间要按煤矿安全规程第十九条规定执行。
二、井筒施工方法
在主、风井井筒施工中，均采用普通方法凿井。井壁结构采用单层井壁材料，用200#混凝土，井壁厚为350mm。
由于没有井筒检查孔资料，设计只能参照地质报告中所描述的情况，对第四系含水层段施工方法提出建议，供矿方参考。
第四系含水层为强含水层时，易塌方及溃水，造成井筒阻塞和腌井，因此如何治理含水量，是本井建设的难题，设计认为应该采取切合实际的疏干降水措施，即地面井点抽水，用钻机在井筒周围布置适当数目的小直径钻孔，穿过含水层，用潜水泵抽水，井点布置为封闭式，待含水层中的水降到井筒掘进面以下时，进行开挖。如果含水层中水的动储量较大，抽水不能降水位时，应采用注浆法封水，含水段井筒壁要加强支护。
表2-4-1 井筒特征表
第五节 井底车场及硐室
一、井底车场形式及线路布置
根据15万t/a的生产能力，主井井筒直接设在运输大巷(或石门)上，井底车场采用折返车场形式。车场折返线段布置在主井井筒北侧，将直线调车线端头与消防器材库通路相接，空矿车用调度绞车牵引。
二、井底车场硐室
主井井筒的南侧设中央变电所、水泵房及水仓。变电所和水泵房及通路均采用锚网喷支护;水仓支护形式可采用料石砌碹，其容量按8h正常涌水量计算，设两条水仓，水仓总长度为80m，断面5m2。井下火药库布置在井筒北侧。
第三章 大巷运输及设备
第一节 运输方式的选择
一、运输方式的选择
-110m水平主要运输巷道采用1t矿车运煤和辅助运输。根据运输距离，一区和二区采用不同的运输方式，即一区的运输大巷长度不到300m的巷道，因此采用2台JD-25型调度绞车来回牵引矿车的方式;二区的运距将达到1000多米，建议采用矿用防爆特殊型5t蓄电池电机车牵引列车，一列车为5-6辆矿车组成。
运输大巷铺设18kg/m钢轨和木轨枕。运输大巷净断面为8.2m2，掘进断面为9.3m2。大巷的坡度为4‰，坡向井底车场。
二、支护方式
目前尚无围岩单轴抗压强度(δc)、不扰动岩块干燥饱和吸水率(Wa)、围岩凝聚力、容重、内摩擦角等数据。因此，难以确定围岩稳定性和膨胀性的情况下，只根据目前生产矿(某煤矿)的巷道维护现状，初步确定围岩δc值在30～40MPa，Wa值在25%，属较稳定的围岩，围岩属弱膨胀性。因此，运输大巷及-100m沿煤集中回风巷采用较矮直墙(墙高1.3m)半园拱断面。在施工工艺上采用浅眼，控制周边眼距和装药量的多轮次爆破的光面爆破方法;支护采用《锚网喷》的联合支护。《锚网喷》支护的喷层厚度130mm、锚杆间排距0.7m、金属锚杆长1.6～1.8m，金属网为8#铁丝编制。
第二节 矿 车
采用1t固定箱式矿车，作为井下主要运输大巷运煤之用。运送材料和设备用1t材料车和平板车。
根据井底车场、运输大巷、采区运输等各个环节的特点，矿车数量是按排列法确定的，其数量列出下表：
第四章 采区布置及装备
第一节 采煤方法
一、工作面布置
移交工作面布置在042采区内，位于03-12钻孔附近，见煤厚度为0.84m，储量可靠。
工作面长度为70m，布置两工作面，顺槽倾斜长度约400m，顺槽沿煤层顶板掘进。
二、采煤方法及设备
移交采区采用倾斜长壁采煤方法，顶板管理为全部陷落。
初期移交工作面煤层平均厚度1.0m，煤层倾角小于5°。
由于采用炮采工作面，回采工作面配备煤电钻，刮板输送机、回柱绞车。运输顺槽采用SJ65/40A型可伸缩胶带输送机，与带式输送机配套的转载机选用SGB-420/22型刮板输送机，设备运输能力为60t/h～150t/h。进风、回风顺槽配备JD11.4型(建议采用SDJ-20型)调度绞车，便于材料运输。
工作面支护:配备MW型金属支柱和DJB型金属顶梁，间、排距600×1000mm。
工作面生产能力计算:
A=L×L1×M×R×C×K
=70×3.0×0.84×1.36×0.97×0.90=209.4t
式中:
A─工作面日产量,t;
L—工作面长度，m;
L1—日推进度，m;
M—采高，m;
R—煤容重，t/m3;
C—工作面回采率，%;
K—工作面正规循环率，%;
按两工作面长度140m，年平均推进度990m计，产量可达138Kt/a，加上掘进煤，产量可保证150Kt/a。
回采工作面生产环节如下：
煤的运输：回采工作面刮板输送机→运输顺槽刮板输送机转载至胶带输送机→溜煤眼→-110m集中运输巷→-110m主要运输石门→主井罐笼
材料运输：主井井筒→-110m井底车场及石门→-110m集中运输巷→进风顺槽→工作面。
风流方向：主井井筒→-110m主要运输石门→-110m集中运输巷→进风斜巷、运输顺槽→回采工作面→回风顺槽→-100m集中回风巷→-100m主要回风石门→回风立井。
第二节 采区巷道布置
主要运输水平为-110m,回风水平标高为-100m，主、风井井筒开凿至井底水平标高后，向南掘进-110m主要运输石门和-100m回风石门至预见4煤层位置，分别向两翼布置-110m集中运输巷及-100m集中回风巷。
第三节 巷道掘进
-110m主要运输石门、-100主要回风石门及-110m集中运输巷和-100m集中回风巷等巷道支护均采用锚网喷支护，为保证矿井正常的生产接续，设计配备4个掘进组，采掘工作面比为1：2。
掘进工作面采用钻爆法，掘进煤用调车绞车牵引由掘进工作面运至主要运输大巷，然后到主井井底车场，提至地面。
矿井达到设计产量时，井巷工程量为3517m，万t掘进率为235m。
井巷工程量见表4-3-1。
表4-3-1 井巷工程量表
第五章 通风和安全
第一节 矿井通风
一、瓦斯等级
依据辽煤生产[2005]257号《关于某市地方煤矿2005年度瓦斯鉴定结果的报告的批复》,某煤矿的矿井相对瓦斯涌出量为5.69m3/t，故技改区瓦斯级别参照某煤矿(老矿区资料)初期暂定为低瓦斯矿井。但矿井风量按高瓦斯矿井计算,生产按高瓦斯矿井管理。
矿井建设时期应继续作瓦斯、煤自燃性等方面的鉴定工作。
二、通风方式
初期通风方式为主立井入风，风立井回风的中央并列式;
后期通风方式为主立井入风，风立井回风的中央并列式。
采掘工作面采区变电所和井下火药发放硐室为独立通风。因此，矿井供风量按各个实际用风地点，按照风量计算标准，分别计算出各个用风地点的实际最大需风量，从而求出矿井的风量总和，再考虑一定的备用风量系数后，作为矿井的供风量，即“由里往外”计算原则，由采掘工作面、硐室和其它用风地点计算出各用风地点的风量，最后求出全矿井总风量。
三、矿井风量计算
(一) 按井下同时工作的最多人数计算：
Q矿进=4×N×K=4×66×1.25=330m³/min
(二)按采煤、掘进、硐室及其它实际需要风量的总和计算:
1、采煤工作面需风量:
(1)按瓦斯涌出量计算：
墙。生产所需的所有进、回风流之间联络巷道，均设置两道正向和反向风门，以防漏风和反风时短路。
第二节 灾害预防及安全措施
1、矿井生产按高瓦斯矿井管理，设专职瓦检员，配备必要的瓦斯检测仪器，掌握确切的瓦斯数据，采取相应的通风及瓦斯管理措施。按高瓦斯矿井装备安全监控系统。
2、工作面采用移动黄泥灌浆站,辅助采用阻化剂溶液对采空区浮煤进行喷洒防止氧化自燃。
3、对勘探钻孔封孔情况不详，为防止突水事故发生，矿井开采中和掘进巷道时要对勘探钻孔采取相应防范措施，搞好探放水工作。
4、人员入井必须携带自救器，并以熟练掌握使用方法。
5、所有入井人员，入井前必须进行安全培训，掌握井下各种自然灾害的自救能力和避灾路线，矿井要设兼职救护队，负责本矿井各种灾害救护工作。
6、制定综合防尘措施，执行湿式打眼，使用水炮泥，放炮后装煤矸前洒水降尘。定期清扫巷道煤尘，白化巷道。
第六章 提升、通风、排水设备
第一节 提升设备
一、提升方式
本矿井设计年产量15万吨，开拓方式为一对立井开拓，单水平，主井担负全部提升任务，主井井筒直径5m，垂深169m。矿井服务年限14a。主井为单侧钢罐道，采用单绳双钩缠绕式罐笼提升。
主井井架设新型过卷缓冲及托罐装置、井底设过放卷缓冲装置、井上下设防撞梁。罐笼内设阻车器及防坠器(断绳保护器)。罐道梁与容器之间距离大于40mm，井梁与容器之间大于150mm，因罐笼为升降人员和物料，连接装置的安全系数，应符合安全规程，经验算，罐笼连接装置(厂家配套)安全系数达到16.6,符合规范要求13。
提升容器为一吨矿车单层单车普通罐笼一对。选用2JK2.5/20E型提升机一台。配备YR355M-8型电动机一台，功率160KW，电压380V，最大提升速度4.78m/s。
二、主井提升设备
(一)设计依据
矿井年产量150kt、井口标高：+69m、井底标高：-100m
最大班工作量：
1、下井工人：90人;2、材料：14车;3、矸石：21t;
4、煤炭：230t;5、其它：5次;
6、提升容器：一吨矿车钢罐道单层单车普通罐笼一对。(GG1-1型)。自重2759kg，乘员12人。
(二)选择钢丝绳
1吨矿车自重610kg，载煤1000kg，载矸1600kg。
1、绳端荷重
G=2759+(610+1600)=4969kg
第二节 通风设备
1、通风方式
本矿井采用中央并列式通风，主井进风，副井回风。选用两台轴流式通风机BK54-6-№16型，一台工作，一台备用。反转反风。
2、设计依据
风量：33m3/s
负压：266.6Pa
3、通风机选型
风机必须的风量
Q1=1.1×33=36.3m3/s
风机必须的负压
初期：H1=(266.6+20)×9.8=462.56Pa
选通风机BK54-6-№16型两台，一台工作，一台备用。
网络特征曲线方程
R1=H1/Q2=462.56/36.32=0.1353
H1=0.1353Q2
将此曲线上到BK54-6-№16型通风机性能曲线上，得到工况参数如下：
Q1=37m3/s; H1=462.56Pa α=35° η=82.5%
见图4-2-1。
电动机功率为30kw，电压380V。
反风方式：反转反风
倒换通风机要求通风机自带风门。
第三节 排水设备
排水设备选用耐磨多级离心泵MD85-67×3三台，一台工作，一台备用，一台检修。
一、设计依据
矿井涌水量：45m3/h
井口标高：+69m
永久泵房底板标高：-110m
二、设计选型
1、排水量
Q=1.2×45=54m3/h
2、扬程
H=1.1(100+69+5)=191.4m
排水泵选MD85-67×3型三台，一台工作，一台备用，一台检修。流量85m3/h，扬程201m。电动机YB315S-2型，110kw，380V。
管网特性方程：
初期：H=174+0.0022Q2
将上述曲线上到水泵性能曲线上，得到工况参数如下：
Q=95m3/h H=193.8m η=63%
经验算，所选电机能满足工作要求。
水泵每天工作时间：
T=11.36h
排水管路初期选无缝钢管D133×6型两趟。
三、井下消防洒水
消防洒水系统的水源来自地面的井下消防洒水水池，沿副井井筒敷设入井，干管为Dg100的加厚水煤气管，供至井下各用水点。
设计在井底与车场连接处、机电硐室、消防材料库、火药库、掘进巷道入口，回采工作面进、回风巷口等处附近设消火栓。设有供水管道的各条井巷及顺槽每隔100m设置一个规格为DN25的给水栓。在井下采、掘工作面、溜煤眼、以及胶带输送机、转载机均应设置喷雾防尘装置。
消火栓选用SN-50型。
管道按《煤矿井下消防、洒水设计规范》规定距离设置支管、阀门，供消防洒水用。
第七章 地面设施
第一节 地面生产系统
一、煤质及其用途
本区煤以黑色、灰黑色为主，节理发育，其煤岩类型多为亮煤及半亮煤。煤的容重1.36～1.40g/cm3，比重1.62g/cm3。
14-2层煤灰分为19.86%，硫含量0.64%，磷含量0.09%，发热量21.92MJ/kg;17-2层煤灰分为19.93～30.64%，硫含量0.45～0.62%，磷含量0.01～0.015%，发热量20.48～23.64MJ/kg。
根据上述煤质特征,煤的主要用途为动力及民用。目前，某县煤炭供不应求的矛盾趋势增大，因此本矿井的煤供给某县境内的各企业。
二、主井提升生产系统
主井提升容器为1t矿车单层单车罐笼，井下煤车提到地面后，滑行(半自滑)至翻车机房，由1t矿车手动翻车机卸至50t受煤仓，煤仓下设手动闸门，将煤给B=650mm上运胶带输送机，运至储煤厂卸煤，卸煤高为8～10m。
储煤场容量为矿井4天的设计能力，储煤场半径为20m。储煤场配置装煤机，用装煤机装车外运。
三、辅助设施
1、矿井修理车间
矿井设小型修理车间，承担本矿机电设备的日常检修和维护，并承担矿车及金属支柱等设备的部分修理，不生产配件。
修理间主要设备有：3台金属切削机床、1台锻钎机、2台电焊机。厂房面积为384m2，其中：消防材料库面积24m2、通风机控制室面积25m2、矿车修理间面积287m2。
2、坑木加工房
为了加工井下临时支护所需的各种坑木，在工业场地内设简易坑木加工房，面积为90m2。主要设备有一台木工园锯机和一台万能刃磨机。
第二节 工业场地总平面布置
一、工业场地平面布置
主井井棚与主井提升生产系统建筑和辅助设施(除坑木加工房外)建筑合并建联合建筑，联合建筑的西侧为辅助生产区;东侧为主要生产区，联合建筑的南部为行政福利区。
根据小型煤矿的特点，主井井口车场采用“滑行道”式矿车折返转运系统，与其它井口调车系统相比具有车场线路布置紧凑、矿车周转快、工业场地整齐，还可解决冬季冻车问题等优点。
“滑行道”式折返车场的各段矿车速度、线路长度、坡度等具体技术参数在施工图中解决。
二、工业场地竖向布置
本区处于*河冲积平原地带，所以工业场地地面基本平坦，地面标高为67.3～68.5m。因此，工业场地标高定为68.5m，主、风井井口标高69m。工业场地四周地面标高均68.5m以下，故工业场地不受洪水及内涝威胁。
三、场内运输方式
主井车场采用 “滑行道”折返车场，车场窄轨线路总长度为150m，采用18kg/m钢轨。
工业场地内主干道宽为6m，担负运输煤炭、运料及消防;次干道宽3.5m，用于运料和消防;人行道宽2.0～2.5m，场内道路均采用砂石路面。
四、工业场地绿化
工业场地四周栽种阔叶乔木和针叶乔木结合的防风林带;储煤场地四周栽种以高大乔木为主，间种灌木，主要以防煤尘为主要目的;通风机和锅炉房的四周及主井生产区南侧主要以隔声、降噪为目的栽种常绿针叶乔木;
主井生产区与单身宿舍之间绿化主要是花坛、绿篱、针叶乔木;办公楼、独身宿舍四周栽种篱笆树。
本工业场地绿化系数为24.5%。
第三节 电 气
一、矿井供电
矿井两回10KV电源均引自某煤矿，矿井地面变电所，有功负荷为429.2kw，无功负荷为437.8Kvar;矿井井下有功负荷为468.4kw，无功负荷为477.4Kvar;矿井自然功率因数为0.69,经无功补偿500Kvar后,矿井10KV母线有功功率为718KW,无功功率232.2KVar,补偿容量为500KVar。
补偿后功率因数为0.94,矿井年耗电445万度,吨煤电耗为29.7kwh/t。
根据矿井供电和负荷情况，在矿井变电所装设两台变压器，其型号为S11-500/10 10/0.4KV 500KVA，其中一台工作，一台备用。变压器负荷率为0.7,保证系数为100%。矿井地面负荷中的通风机，主井提升机，消防泵均由两回电源供电。地面供电电压等级为0.4KV。
变电所内10KV开关设备选用GG-1A(FⅡ)型高压开关柜，低压配电设备选用GGD1型低压配电屏。为保证矿井供电的连续性，10KV系统安装备用自投装置。
两条入井电缆的型号为YJV42-10KV 3×50，经主井井筒敷设入井，其中任意一回电缆均能满足井下全部负荷用电。井下高压供电电压为10KV，低压供电电压为0.69KV,照明电压为0.127KV。井下变电所装设三台变压器，其中一台型号为KBSG-80/10 10/0.9KV，80KVA变压器专供局部通风机用;另外两台KBSG-630/10 10/0.69 630KVA变压器供井下低压负荷用电,其中一台工作，一台备用。井下10KV开关设备采用矿用隔爆真空高压配电装置，其型号为BPG9L-10型。低压配电设备均采用矿用隔爆馈电开关，其型号DW80-350。
井下电气设备全部采用隔爆型，井下手持式煤、岩石电钻均装设隔爆型综合保护器，井下所有电气设备外壳、电缆金属铠装保护层、电气设备的金属支架以及正常时不带电的所有金属附件必须可靠接地，接地电阻不大于2欧;手持式电气设备接地电阻不大于1欧。井下局部通风机采用专用变压器，专用电缆供电专用开关。并装设旁路开关。井下超过40KW的用电设备，采用隔爆真空磁力起动器控制。井下
高压配电装置具有短路过负荷、接地和欠压释放保护，并见有选择性单机接地保护功能。低压馈出线上装设漏电保护装置以及短路、过载、失压等保护装置。井下固定安装的用电设备的供电电缆采用MVV22-1000型，移动用电设备的供电电缆采用UP-1000型，井下电缆均带有接地芯线。
本矿井井上供电采用中性点直接接地系统，井下采用中性点不接地系统。矿井提升机的电控设备必须具备《煤矿安全规程》第四百二十七条所列出的各项保护功能，并装设提升机后备保护装置。
二、通讯
矿井装设一部30门调度电话总机，设二条入井通信电缆，其型号为HUVV32-30×2×0.8,分别经主、风井井筒敷设入井。入井电缆在入井处须装设避雷器和熔断器，防止遭受雷电灾害。
井下采用隔爆型电话分机，分别装于井底车场，井下变电所、水泵房、采煤工作面的三个顺槽以及三个掘进工作面，共装设15部电话分机。矿井地面在矿井变电所、矿长办公室、绞车房、通风机房等装设电话分机，共装设6部电话分机。此外井底车场、调度室及矿山救护队需装设直通电话。调度总机应与市话电话装设中继线，便于与外界沟通，中继方式应采用自动拨号式。井下电话分线盒采用隔爆型。
提升信号采用经井口转发的声光兼备信号，提升信号与绞车电控设备联锁，不发出提升信号，绞车不能开车。提升信号还应与井口安全门联锁，提升容器到位后，方能打开安全门。此时不能发出提升信号，当井上、下安全门全部关闭后，才能发出提升信号。矿井必须装设备用提升信号，备用提升信号装置与主提升信号装置功能相同。
三、安全措施及装备
地面设有KJ95型监控主机。在井下采煤工作面的运输顺槽和回风顺槽均装设KJF16A-4型风电、瓦斯电闭锁分站，每个分站带有二个瓦斯传感器，一个风速传感器、声光报警箱、断电仪。装于采煤工作面的瓦斯传感器其报警浓度≥1.0%CH4，断电浓度≥1.5%CH4，复电浓度<1.0%CH4，其断电范围为顺槽内除本安电源外的全部用电设备。
在井下掘进工作面装设KJF16A-4型风电、瓦斯电闭锁分站，分站带有一个瓦斯传感器、一个风速传感器、声光报警箱和断电仪。装于掘进工作面的瓦斯传感器，其报警浓度≥1.0%CH4，断电浓度≥1.5%CH4，复电浓度<1.0%CH4，其断电范围为顺槽内除本安电源外的全部用电设备。
所有KJF16A-4型风电瓦斯电闭锁分站采用隔爆型本安电源供电，本安电源必须取自所在回路总电源开关前端。
第四节 地面建筑
一、工业建筑及结构形式
1、工业建筑
机修间(287m2)、器材库(48m2)、矿井通风机控制室(25m2)、消防材料库(24m2)、主井井棚(200m2)和主井生产系统建筑(290m2)。
工业场地内还有坑木加工房(90m2)、日用消防水泵房(20m2)、锅炉房(132m2)和变电所(110m2)等工业建筑。
2、工业建筑的结构形式
1)主井井塔：采用钢结构，彩色夹心复合墙板围护，基础座落在主井井颈上。
2)主井绞车房：采用砖混结构，毛石带形基础。屋面及防水采用钢梁承重，彩色夹心复合屋面板围护的轻质保温屋面。绞车基础采用砼基础。
3)主井井棚：采用砖混结构，毛石带形基础，钢梁承重彩色夹心复合板屋面。
4)锅炉房：采用砖混结构，毛石带形基础，屋面采用钢梁承重，彩色夹心复合板屋面，锅炉基础采用砼基础。烟囱采用钢烟囱。
5)机修间：采用框架结构厂房，砼独立基础，屋面及防水采用钢梁承重，彩色夹心复合屋面板围护的轻质保温屋面。
6)坑木加工房、变电所、泵房等采用砖混结构，毛石带形基础，轻质屋面。
二、行政、公共建筑
矿办公室(180 m2)和任务交待室(130m2);食堂(130m2)和单身宿舍(240m2);矿灯房(60m2)和浴池及更衣室(280m2)分别合并建成联合建筑。
根据矿井服务年限较短的特点,尽量简化工业场地设施,行政、公共建筑和工业建筑中可采用简易建筑和轻质墙体保温材料，在建筑结构形式上能用砖混结构的不用钢筋砼结构。
第五节 给排水和采暖
一、给排水
1、用水量估算
工业场地生产和生活用水量按《煤炭工业矿井设计规范》(2003年送审稿)，用水量定额确定。工业场地生产、生活总用水量为201m3/d，井下消防洒水用水量108m3/d，全井总用水量为309m3/d。
2、供水水源选择
本井田南部有**矿区1号水源地，据1号水源地水文地质资料，第四系含水层单位涌水量为1～2L/s·m，水量较丰富。因此，本井田东南部距工业场地2km处的第四系砂、砂砾岩含水层作为矿井水源，水源的日供水能力为371m3/d。
3、供水系统
工业场地采用环状给水管网，生产、生活及消防共用给水管网系统。井下消防、洒水水池单独设置，与地面日用消防水池分建。井下建立消防、洒水合用管路系统，消防洒水管从地面日用消防水池接到主井，经主井井筒送到井下各用水地点。
工业场地火灾次数确定为一次，消防用水量标准为20L/S，采用临时高压制。地面设日用消防水池二座，单池容积为250m3，半地下式钢筋砼结构。火灾延续时间按3h计算，消防储量216 m3;生产、生活调节储量84m3;井下消防、洒水储量200m3。可确保井下消防洒水用水。
水泵房内设有：
(1)变频给水设备HS0.25/25-3-Sz型1套，向工业场地供水。设备供水能力为25m3/h，最高工作压力0.25MPa。
(2)消防泵XBD3.0/20-100G-150型2台，其中1台工作，1台备用，水泵流量20L/S，压力0.3MPa，供工业场地临时高压制消防系统用水。
4、排水
工业场地所有建筑物内不设水厕所，室外集中设旱厕所，因此生活污水浓度低，污水量又小，不经专门处理，直接与井下排水汇集，统一排至简易沉淀池，经沉淀后排至农田水渠。
二、采暖
1、热负荷
工业场地热负荷有以下两种：
(1)常年热负荷——洗衣及浴室用热。经计算，浴池、淋浴及洗衣用水加热耗热量为1046KW。
(2)季节性热负荷——建筑物采暖及井筒防冻用热。
矿井通风方式为主井入风，风井排风。因此，空气加热方式采用无风机，冷热空气在井棚内混合的方式。空气加热器布置在主井井棚内的加热室内，利用矿井的负压，将进入的冷空气加热，热媒采用110℃高温水。矿办公室、任务交待室、单身宿舍、食堂等建筑采暖热媒采用110/70℃热水。经计算，井筒防冻及建筑物采暖，耗热量为1357KW。
2、锅炉选型
综合考虑热负荷种类、燃料特性及环保要求等因素，选用一台KZL1.4-0.7/115-A型锅炉，供采暖及井筒保温;另配置KZL2-1.25-AⅡ锅炉一台，专做浴室及洗衣用热的热源。
第八章 建设步骤与建井工期
第一节 建设步骤
一、施工准备的内容与进度
矿井建设计划有3个月的准备期，在准备期内必须完成主井永久井塔外，还要完成“四通一平”的绝大部分工程，如公路、供水、供电、通讯、场地平整。为了减少临时工程，设计考虑利用永久设施建井，如矿井变电所、井塔、材料库、行政公共联合建筑等。
二、移交标准
根据利用永久井塔打井的条件，如果加强施工力量，施工设备比较全，资金有保证，设备材料供应及时，建设工期可以缩短，则二年即可以移交生产。
移交生产标准是：
1、一个对拉工作面，工作面长度为140m，生产能力为15万t/a，一次建成移交投产。
2、主要生产系统、安全措施工程和地面生产性建筑必须按施工设计建成，构成生产线。
3、生活福利设施和职工公寓及配套工程基本和大部分建成。
4、三废处理及环保工作，要根据“三同时“原则在移交生产前建成。
第二节 建设工期及产量递增计划
一、井巷平均掘进速度指标
根据《煤炭工业小型煤矿设计规定》(1992年版)，施工井巷指标确定为：主井井筒30m/月，岩巷70m/月，半煤岩巷120m/月，煤巷200m/月。
二、井巷联锁工程线的确定
在三类工程中以井巷工程为本矿井联锁工程，因此，作为控制矿井工期。
一期建设联锁工程：重点放在主、风井井筒工程，以抓主、风井井筒到底为主，重点抓风井井筒与主井井筒贯通工程，尽早构成通风系统。
二期建设联锁工程：-110m运输石门、中央水泵房和水仓、变电所等工程，使其尽快形成排水能力和供电能力，贯通重点放在-110m石门与-110m运输大巷的贯通。
三、井巷工程施工安排原则
1、井巷工程都为普通施工法。所有掘进工作面均采用钻爆法掘进，采用光爆施工方法。岩巷及永久半煤岩巷采用“锚网喷”支护方式;顺槽采用“木”支护方式。为缩短建井工期，主要贯通工程必须配备施工力量较强的重点掘进组。
2、主井井筒采用一次打到底的方法，多机打眼，深孔爆破施工方法。主、副井井筒贯通后，马上进行主井井筒永久提升设备安装，为二期建设联锁工程全面开工做好准备。
3、主井井口联合建筑及折返车场随着矿井建设相应进行，为机电设备安装及车场铺轨创造条件。
4、永久设备及安装工程，随着井巷工程和地面建筑工程相应进行，在施工中应相互紧密配合，加快机电设备安装进度。
四、建井工期
井巷工程为本矿井联锁工程，因此作为控制矿井建设工期。井巷施工进度为：
准备期：3个月
施工期：16个月
总工期：19个月
五、产量递增计划
本井不分期建设，不分期投产，即一次投产。当年达到设计能力15万t/a 。
第九章 经济部分
第一节 劳动组织和定员
根据煤炭企业现形成的煤炭生产、生产服务、生活服务三条线管理格局的实际，生产服务和生活服务人员不计入原煤劳动效率之内。劳动效率的计算方法按原煤炭部煤规字(1994)第152号“煤炭企业计算劳动效率有关问题的规定”进行。
按劳动定员，全员效率为2.08t/工，原煤生产人员效率2.28t/工，回采工效率7.58t/工。
服务人员和其它人员在社会上招临时工或合同工的办法来解决，应以法律的形式同矿签订合同，以确保各项服务工作的正常进行。
第二节 投资概算
概算指标、单价、吨煤成本等均采用了原技改设计中的指标，但明显不合理的部分做一些修改。投资概算中未包括矿方需要自己处理的部分，如水源、供电线路、对外公路及对外通信等，因此矿井投资估算内容不全。投资概算详见矿井总概算表9-2-1。
第三节 财务效益分析
一、基础数据
1、基建投资：矿井固定资产总投资(含基本预备费)2383.78万元。项目所需资金来源，矿主以资本金形式注入。
2、原技改设计中原煤单位成本为88.53元/t。本井煤最低发热量为20.48MJ/kg，设计采用销售原煤发热量18 MJ/kg(4304大卡/kg)，原煤销售价为0.035元/大卡×4304=150.6元/t。
3、税金
(1)增值税：销项税税率13%;
(2)城市维护建设税：按增值税的5%;
(3)教育费附加：按增值税的3%;
(4)资源税：按增值税的1%;
(5)所得税：应纳税所得额的33%;
(6)营业外净支出：为零。
二、财务效率分析
1、年销售收入总额：2259万元
2、总成本费用：1328万元
3、年销售税金及附加总额：252万元
4、税前利润：679万元
5、税后利润：454.93万元
6、投资回收期：5.24年
煤售价、产量、单位成本和投资等四个因素，对财务效益影响较大，其中煤价和成本是四个因素中最为敏感的因素。如果本矿井吨煤成本降为80元，煤价提高165元时，投资回收期4.5年左右。
三、矿井主要技术经济指标
见表9-3-1。
附录1
设计委托书
我矿委托******设计研究院，做某煤矿的技术改造设计。我矿的要求是：
1、工业资源储量直接利用在“可研”中确定的314.85万t,不另行计算。
2、矿井规模15万t/a，但预留21万t/a余地。
3、矿井采用立井开拓方式。
某某煤矿
2005年4月10日
附录2
某煤矿东北部技术改造初步设计几点说明
一、优先在已征地范围内布置一对竖井。
二、一对竖井同时施工，主竖井掘至-100m标高后(四号层)，与某煤矿现总回风井贯通，构成通风系统，满足首采区通风要求。
三、副竖井与主竖井同时施工，至-100m标高后，施工运输大巷和回风大巷至17煤层，然后沿17煤层掘送暗斜至-250～-300m标高，开采17号煤层;开采该区利用副竖井回风。
四、17煤层区投产后，原四号回风系统报废。
五、先期投产的四号层为一区，后期投产的17号煤层为二区。一区利用某总排回风，二区利用副竖井回风。
