神华新疆能源有限责任公司铁厂沟煤矿改扩建方案设计说明书
第一章 井田概况及地质特征
第一节 井田概况
一、位置与交通
铁厂沟煤矿位于乌鲁木齐东郊，西距乌鲁木齐市34km,西北距米泉市13km,该矿隶属新矿集团管辖。该矿现已建成铁路专用线与兰新线接轨，通过铁路可直达红雁池电厂、玛纳斯电厂、石河子市、奎屯市、库尔勒市、甘肃省酒泉市等地。该矿矿区公路与乌奇公路(216国道)相连，通往全疆各地，道路平坦，交通便利。
二、地形地势
矿区位于准噶尔盆地南缘，属博格达山前丘陵地形。以成因类型划分，主要是构造剥蚀地形，只有现代冲沟里才有线性侵蚀堆积地形。沟谷垂直山地及矿体，长梁及斜梁的走向亦近于南北缓倾斜延展。沟梁比高一般为30—40m，东部地表标高+872—+810m，西部仅为+811—+748m。全区地面标高平均+800m左右，地表植被稀少。
三、气象及地震
矿区南邻高耸入云的博格达山，顶峰长年积雪，北靠戈壁，属大陆性干旱—半干旱气侯，由于受气侯垂直分带的制约，形成的地形雨也常波及本区。据米泉市气象站资料记载，历年月平均气温最高27℃，最低-18.8℃,最高极值41.9℃,最低极值-31.8℃,日温差在10℃以上。年降雨量一般在141.2—276mm,一日最大降雨量54.6mm,而蒸发量却高达1931—2448.4mm以上。11月开始冰冻,翌年3月解冻,冰冻期长达5个月,冻土深度100--120cm,最大达130cm,积雪厚度最大34cm。最小风速为0.7m/s,最大18m/s,多出现在12月份,风向以北西—南东为最多。
据记载，米泉市53、57、65、67、75年均发生过4—6级地震，65年达6.5级，震中烈度为8度。
四、河流与湖泊
矿区地表水体的发育受南部山丘的控制，西部有芦草沟，东部为铁厂沟，均发源于博格达山北麓，补给水主要为雨雪洪水及泉水，芦草沟水量较小，年迳流量为135—356万m3，铁厂沟年迳流量为186—423万m3，上述两沟的流水常因农灌截流用水而在下游出现干枯的现象。
第二节 矿井建设的资源条件
一、地层与构造
区域内发育有石炭系、二迭系、三迭系、侏罗系、白垩系及第三系、第四系地层。井田内的地层主要有：下侏罗统三工河组、中侏罗统西山窑组、中侏罗统头屯河组及第四系地层。
1、下侏罗统三工河组上段(J1s2)
呈北东一南西向带状分布于露天区北部，构成七道湾背斜的核心。由一套河流、湖泊相沉积物组成。岩性以灰绿色砂岩为主。含灰色及灰绿色泥岩及煤，厚度大于150m。与下伏三工河组下段呈整合接触。
2、中侏罗统西山窑组(J2x)
呈北东一南西向带状分布于露天区中部。为湖相及泥炭沼泽相沉积。岩性以灰色、深灰色泥岩、粉砂岩、细砂岩为主，含炭质泥岩及煤，夹不稳定的灰及灰白色中砂岩。地层总厚762.65m，与下伏地层呈整合接触。
3、中侏罗统头屯河组(J2t)
分布在本区南部，组成八道湾向斜轴部，为河流一湖泊相沉积，由灰绿色、紫红色粉砂岩及细砂岩组成，含粗砂岩、砂砾岩及紫红色泥岩。总厚307-456m，与下伏地层呈整合接触。根据岩相、岩性及含煤情况分为三段。
(1)中侏罗统头屯河组下段(J2t1)
一般由灰绿色及紫红色粉砂岩、细砂岩组成，夹黑色泥岩及薄煤，下部有较稳定的薄层状砂砾岩二至三层，可作为与西山窑组分界的副标志层，底部为灰色细砂岩，以此与西山窑组分界。一般厚93m。
(2)中侏罗统头屯河组中段(J2t2)
为紫红色泥岩夹灰绿色砾岩、细砂岩、粉砂岩及薄煤，厚度为152-166m。
(3)中侏罗统头屯河组上段(J2t3)
为灰绿色粉砂岩夹紫红色泥岩、灰绿色粉砂岩，厚50-130m。
4、第四系(Q)
矿区内第四系发育广泛，均覆盖在较老地层之上。厚度0-191.78m，平均50.34m。其中黄土厚0-42.05m，平均7.20m;砾石层厚0-190.51m，平均43.14m。自下而上可分为下更新统(Q1)、中更新统(Q2)、上更新统(Q3)和全新统(Q4)。
铁厂沟煤矿位于乌鲁木齐山前坳陷之次级褶皱八道湾向斜北翼，褶皱和断裂相对发育，主要有八道湾向斜、七道湾背斜和几条规模较大的走向逆冲断层。
铁厂沟煤矿位于八道湾向斜北翼(七道湾向斜南翼)，基本构造形态呈一向南倾斜的单斜构造，地层走向北东，方位67°，倾向东南，方位157°，倾角西陡东缓，西部14线处倾角51°，中部18线处倾角46°，东部25线处倾角43°，呈有规律的变化。矿区南界邻近八道湾向斜轴，向斜轴基本与地层走向平行。
沿向斜轴一线发育有一组北西向右旋扭动的平推断层，以及与之配套的北东向走向逆断层，对矿区有直接影响的断层有四条，其余断层影响不大。矿井构造属简单类型。
二、煤层
铁厂沟煤矿的含煤地层是中侏罗统的西山窑组，地层总厚度762.65m，含煤层数多，经对比归纳为47个层(号)计50层(组)，煤层厚度为164.29m，含煤系数21.54%,有益厚度132.15m计，则含煤系数为17.33%。
主要可采煤层有15—16、17、20—22、25、26、27、28、31、32、34、41—1、41—2、42、43—(1+2)、43—3、45等共计16个层(组)，煤层总厚度122.60m，有益厚度102.56m，可采厚度为100.18m，主要可采煤层总厚占全区煤层总厚的74.62%。
按照煤层发育情况，本区特厚煤层有20—22、43、45三个煤层，位于剖面的中部及下部，三层煤厚度为74.04m，有益厚度62.21m，可采厚度为61.26m，煤层总厚占全区煤层总厚的45%。
三、煤质
该区煤层较多，均属低变质煤种，基本上可分为长焰煤(9、11、12、15—16、17、18—2、19、20—22、25、26、27、28、31、32、33、34、35、36、41—1、41—2号煤层)及弱粘结煤(38，42、43——1+2、43—3、45号煤层)。物理性质为：颜色呈黑色，有沥青、油脂及玻璃光泽，煤易碎，破碎后呈粉末状;煤岩类型以光亮型、半光亮型为主，半暗型次之;煤岩特征方面一般凝胶化组分含量为1.2%，无机质含量为7.0%。
该区的煤质主要沿地层垂向有一定变化，煤的挥发份产率随着煤的埋藏深度增加而减小，上部煤层较下部煤层的煤质差，相对灰份、水份、硫份含量、挥发份产率高，发热量及碳的含量较低，呈渐变关系并有一明显的过渡带，在煤层接近风化带时，灰份增加到36.21%高限值，发热量降到4684卡∕克低限值，煤层沿走向煤质无明显的变化规律。
该区为低变质的长焰煤——弱粘煤，属低灰——中灰、特低硫——中硫、低磷——中磷、富油、低熔灰——高溶灰份煤，主要用于电厂、机车的燃料等动力工业及民用煤，也可作为炼焦配煤、气化、低温干馏炼油的原料。
四、水文地质
矿区大部分为第四系松散层覆盖，地表无常年性流水，含水层的补给主要是两个途径，一是沟谷的垂直渗入，二是东部的水平补给。
水位标高在矿区东部高于西部50m，地下水的天然流场基本上是由东向西，两端沟谷由于地表水补给地下水，致使等水位线复杂化。预计在开采过程中，矿井涌水量为120—150m3∕h。
年大气降水最大仅为276mm，又多排泄于主沟流失。显然构造含水带的潜水依赖主干沟谷地表水补给，而含煤系地层仅在邻近沟谷和含水带覆盖部分发生水力联系。
铁厂沟、芦草沟源于山麓，补给条件好，中部的大、中、小洪沟无天然补给源。据勘探成果和调查资料，铁厂沟B—Bˊ剖面沟谷向两侧渗透，形成地表水补给地下水。在25～31孔和25～29孔处层发现孔距37.58m而水位高差达46.7m的悬河现象，表明25～31孔实为地表水左右，而25～29孔方是真实的潜水位。矿区在东西走向上是夹于铁厂沟和芦草沟之间的一河间地块，其间基岩多裸露，含水微弱，北部是强含水带，地下水丰富。矿区属水文地质条件中等类型。矿区南缘的白杨沟构造含水带尚无定量资料，预计水质较好，可作为生活用水。
五、其它开采技术条件
矿井为低瓦斯矿井。瓦斯相对涌出量为1.7115m3∕t.d，瓦斯绝对涌出量为2.16m3∕min，二氧化碳相对涌出量为6.03m3∕t.d，二氧化碳绝对涌出量为0.7m3∕min，煤层自燃倾向性为Ⅰ级。
煤尘爆炸性实验结果为：火焰长度>400mm，要防止煤尘爆炸需要掺岩粉量40～70%，煤尘具有爆炸性。
属于长焰煤牌号的各煤层着火点为277.5—319T℃，属于弱粘结煤，煤的着火点为297.8—329.7T℃。煤层自燃发火期为3—6个月。
地温平均变化梯度为1.3℃∕百米，地热增值为1℃∕177m。
该矿顶底板岩性以粉砂岩为主，细颗粒岩在浅部增多，深部减少(如泥岩、炭质泥岩、煤线)，粗颗粒岩石深部增多，浅部减少(如细、中、粗砂岩)。全剖面中，单项抗压强度在200-300kg/cm2及其以上者属多数，大者达700-1000kg/cm2，小于200kg/cm2者较少，而饱和抗压强度要减少1/3-1/2，单项抗剪强度一般在30-50kg/cm2，大者为70-100kg/cm2,最小者为14-15kg/cm2,岩石强度有随深度增加而增强的趋势。
井田开采的煤层均有伪顶，岩性一般为泥岩、炭质页岩，厚度0.2-2.5m，伪顶难以控制，大部分随回采而垮落，增加了煤层灰分。直接顶大部分为粉砂岩，次为炭质泥岩，厚度0.5-3m，直接顶板一般情况下不易跨落。老顶大部分为粉砂岩、细砂岩、中粒砂岩，厚度大，较坚硬。大部分煤层直接底板为炭质泥岩、泥岩，厚度0.4-2.5m。老底为泥质细砂岩、中粒砂岩或砂质泥岩组成，较坚硬。
第三节 项目建设的必要性
一、市场供需情况分析
神华新疆能源有限责任公司总部地处天山北坡经济带内，生产的煤炭销售方向主要是以乌鲁木齐为中心的天山北坡经济带内的发电、建材、城市集中供热以及居民生活用煤，该企业已与疆内多家企业建立了长期的合作伙伴关系。公司长期以来凭借着产量稳定、煤质优良早已成为自治区最大、最重要的供煤基地。自治区经济近年来增长较快，用煤需求增幅较大，区内中泰化学公司、八一钢铁集团、新疆天业公司、乌石化公司、独山子石化公司、克拉玛依石化公司、喀什电厂等一批自治区骨干发电企业和企业的自备电厂相继扩容，煤炭需求大幅增加。同期甘肃河西走廊地区金川公司、永昌电厂、张掖电厂、玉门石油局、酒钢集团、八○三电厂等神新公司的传统用户也在增机扩容，用煤量成倍增加。
根据神华新疆能源有限责任公司煤炭销售“十一五”发展规划，神新公司“十一五”期间的煤炭企业用煤量预测见表，预计2006年神新公司的新老客户用煤总量为4562万吨，其中神新公司供应的煤量为720万吨，至2010年这些企业的用煤总量为7360万吨，而神新公司的计划销量约为2456万吨。
天山北坡的乌鲁木齐、昌吉、塔城、克拉玛依四地区分布着众多火力发电厂、石油加工、食品加工、建材企业，是新疆经济发展速度最快，煤炭消耗量最大的区域。以上区域处于乌鲁木市周边，是神新公司东部矿区的主要客户。“十一五”期间以上区域内电厂将新增的装机容量为377万千瓦，其煤炭消耗量及预测见表。目前以上地区的总需煤量为1090万吨/年，而神新公司东部矿区目前所供应的煤量约为455万吨/年，“十一五”期间以上地区企业扩建需增加的用煤量约为1085万吨/年。
随着国家对安全生产重视程度的提高，关闭、整合小煤矿、提高单井产量已经越来紧迫，尤其是新疆阜康神龙煤矿发生特大瓦斯煤尘爆炸事故以后，更加大了自治区政府关闭小煤矿的决心。近年来新疆的煤炭价格稳中有升，从煤炭价格不断上涨的现状可知煤炭市场产销是不平衡的，煤炭供给小于消耗的情况在一些地区十分严重，随着自治区政府关闭小煤矿的力度的加大，这种现象仍将持续很长一段时间。根据以上煤炭消耗情况的分析，“十一五”期间，煤炭产品是供不应求，建设该项目对于缓解以上地区的供煤紧张状况是十分必要的。
二、矿井所处的地理条件
神新公司东部矿区共有六道湾、苇湖梁、碱沟、铁厂沟、大洪沟和小红沟六个生产矿井，2005年东部矿区六个矿井的生产能力总计约为600万吨/年左右，六道湾煤矿、苇湖梁煤矿已经处于乌鲁木齐市区规划内，近两年相继要关闭，而两矿井一直又是乌市及周边企业的主要供煤企业，两矿井的关闭将导致神新公司东部矿区减产210万吨/年，严重的影响了乌市的稳定供煤。
铁厂沟煤矿和碱沟煤矿处在乌鲁木齐市东郊，有方便的准轨铁路与乌西站相通，距离乌市周边的主要电厂距离非常近，同时以上两矿井处于北疆的东部，煤炭产品运输至疆外也非常便利。另一方面两矿井的煤属优质的动力用煤，煤质完全满足各类用户的需要。因而以上两矿井的产品销路非常广阔，对以上两矿井进行扩建不仅可以弥补六道湾、苇湖梁煤矿关闭所减少的产量，同时还能兼顾疆外市场，大大节省运输费用。神新公司煤矸石电厂的扩建还需增加100万吨/年的煤炭耗煤量，这部分煤量将由铁厂沟煤矿来进行补充。
三、企业目前的发展状况
铁厂沟煤矿虽然煤层的层数多、厚度大，但由于赋存的倾角大，导致工作面产量低，企业的经济效益很差，近年来随着科学技术的发展，在急倾斜煤层中布置走向长壁工作面已经取得了很多的先进经验，因而提升该矿井的工作面生产能力、充分发挥急倾斜煤层的优势是扭转该矿经济效益的唯一手段。同时铁厂沟煤矿目前采掘接续十分紧张，目前开拓出来的煤量将在2007-2008年左右枯谒，因而进行改扩建十分必要。
四、矿井建设外部条件
1、铁厂沟矿现建有一座35kv变电所，该变电所35kv侧两回电源分别引自米泉110kv变电所35kv侧的不同母线段，线路规格为LGJ-185/14km。另还有两回35kv出线，其中一回与神华新疆能源有限责任公司矸石热电厂联网，线路规格为LGJ-185/2km;一回与碱洪35kv变电所相连，线路规格为LGJ-185/5.6km。铁厂沟矿35kv变电所配电装置采用屋内布置，主变压器容量为(2700+5000)kVA，电压35/6kv。
2、地面运输系统现已竣工并投入使用，从露天矿西侧的芦草沟车站至该矿有铁路运输专用线，矿井铁路装车站至乌鲁木齐北站距离为34公里，有18km的沥青公路与216国道相通。地面已建成从破碎站至储煤场的运输皮带，储煤场至洗选厂的地面煤炭运输皮带也已具备。
3、有较完善的地面辅助设施。地面已建成年洗选能力150万吨的洗选厂一座。现已建成满足150万吨露天开采的地面机修厂一座。矿井的机修车间承担矿井设备的日常维修。
4、现已建成并已使用的工程还有：居住区、供水、排水系统、行政福利设施、调度通讯系统、油脂房、火药库、雷管库、材料库等。
5、煤矿位于乌鲁木齐市东部，并与米泉市相邻，工程建设所需的各种建筑材料均可就近采购。
铁厂沟煤矿煤炭资源储量丰富，开采条件较为简单。216国道从公司总部穿过，矿井有沥青公路与公司总部相通，矿区铁路专用线与芦草沟发运站相连，交通运输条件非常便利;矿井建设所需建筑材料可就地、就近取得，机电设备大修可就近由矿区机修厂解决，矿井位于乌鲁木齐和昌吉州交汇区，矿井供水、供电、通讯等系统已建成，学校、医院等生活及行政福利设施也已具备。矿井已建成的系统大多可以直接利用，部分经过改建扩容以后即可满足改扩建的需要，该项目的建设可以使以上闲置的设施重新得以利用，减少矿井的投资。综上所述，矿井建设的内、外部条件十分优越，同时项目建设也是十分必要的。
第二章 井田开拓与开采
第一节 井田境界及储量
一、井田境界
根据煤矿提供的开采许可证，该矿井井田境界拐点坐标如下：
S1：X=4867730 Y=29563780
S2：X=4866834 Y=29564181
S3：X=4864452 Y=29558674
S4：X=4865428 Y=29558255
井田东西走向长5.85km，南北宽1.35km，井田面积约7.9km2，最深部标高为+300m。
二、储量
井田内共有地质储量35099.94万吨，可采储量24140.83万吨，其中+510——+780水平有地质储量23584.41万吨，工业储量20574.96万吨，可采储量15532.93万吨;+510 ——400水平有地质储量约为11515.53万吨，可采储量8607.9万吨。
第二节 矿井设计能力及服务年限
一、矿井工作制度
矿井年工作日300天，每天三班作业，其中三班生产，边生产边准备，日净提升时间14h。
二、矿井设计生产能力的论证和确定
影响矿井设计生产能力的因素主要有以下几个方面：
1、煤层赋存条件和开采技术条件
该矿煤层倾角44-51°，可采煤层25层，煤层总厚度为141.73m，有益厚度115.41m，主要可采煤层16层，煤层总厚度122.6m，可采厚度100.18m，主要可采煤层总厚度占全区煤层总厚度的74.62%。巨厚煤层有20-22、43、45三个煤层，总厚度74.01m，可采厚度61.26m，煤层总厚占全区煤层总厚的45%。
该矿可煤层较多，其中厚煤层数量较多，煤厚在3.5米以上的有10层，而1.6-3.5的煤层有8层，厚度在1.6米以下的煤层6层，厚煤层数量和储量均占据了多数，目前国内已经在急倾斜煤层中试验了综采和综采放顶煤采煤法，并且已经取得了较好的效益，但这种采煤方法存在液压支架倒架和下滑情况严重，而目前该矿采用的水平分层综采放顶煤开采方式已经达到日产3000吨的产量，在技术改进后产量还可以进一步提升。因此，本设计仍采用水平分层综采放顶煤采煤方法，当走向长壁综采放顶煤采煤法（工作面沿倾斜布置）技术完全成熟后，该矿完全可以改变采煤方法，宜瑾一步提高产量。
2、市场需要
神华新疆能源有限责任公司所属的六道湾煤矿和苇湖梁煤矿的生产能力合计为210万吨/年，以上两个矿井已进入乌市水磨沟区规划，两矿井关闭后将使东部矿区减少210万吨/年的产量，将影响乌市及周边地区煤炭的稳定供应。该矿井距离乌市较近，地理位置优越，以上两井减少的部分产量由铁厂沟和碱沟煤矿来补充是比较适宜的，同时神新公司煤矸石电厂的扩建还需增加100万吨/年的煤炭耗煤量，根据市场供需情况分析及集团公司今后的发展趋势，铁厂沟煤矿井型定为300万吨/年较为适宜。
3、储量与服务年限
矿井有可采储量24140.83万吨。根据《煤炭工业矿井设计规范》对矿井设计服务年限的规定，矿井设计生产能力为3Mt／a时，矿井服务年限57.48a；虽然还未达到设计规范不小于60a的要求，但考虑到该矿储量计算时采用露天矿计算方法，深部有部分煤炭资源量尚未计入，因而该矿的储量还可以进一步扩大，基本上可以满足300万吨/年矿井的建设需要。
矿井服务年限57.48a，其中+510m水平以上服务年限为36.98a，+510m—400m水平为20.5a。
第三节 井田开拓
一、影响矿井开拓因素
该井田内赋存煤层较多，根据目前的经济技术条件，主要可采煤层有9、11、12、15—16、17、18、18-2、25、26、27、28、31、32、33、34、35、36、38、41—1、41—2、42、43—（1+2）、43—3、45、20—22等16层。矿区内43#煤层在17—21勘探线附近、45#煤层在L19—L24勘探线附近、20—22#煤层在20—22勘探线附近小窑分布较多，43#煤层小窑最低开采至+620水平（18勘探线以西），45#煤层小窑最低开采至+678水平（18勘探线以东），20-22#煤层小窑最低开采至+683水平，因此将不同程度的影响到大槽煤开采巷道的布置。
由于该矿薄煤层较多，采用目前的采煤方法将造成工作面较多，管理难度较大，经济效益不高，应此在目前的技术条件下将不考虑薄煤层开采，主要开采45、43及42号煤层。
二、矿井开拓方案的确定
（一）井田开拓方式的选择与比较
该矿不具备平硐开拓的可能性。为了解决铁厂沟煤矿的生产接续问题，达到整个矿区井田适时合理开发的目的，根据矿井煤层的赋存条件，井口位置比较后选择在18号勘探线附近，该处布置有现有的地面生产系统和洗煤厂，工业广场布置在该处可较好的与现有生产系统衔接。根据井筒形式的不同提出三个开拓方案即：方案Ⅰ、一对斜井阶段石门开拓方案；方案Ⅱ、主斜井副立井阶段石门开拓方案；方案Ⅲ、一对立井阶段石门开拓；方案Ⅳ、一对斜井（无轨胶轮车运输）阶段石门开拓。现对四个方案陈述如下：
方案Ⅰ、一对斜井阶段石门开拓方案
在18勘探线附近由北向南布置一对底板穿岩斜井，主斜井倾角16.5°，净宽4.76米，墙高1.6米，半圆拱形断面，净断面积16.49m2。主斜井井筒前期斜长为937m，后期斜长为1324m。装备带宽1000mm的胶带输送机和猴车，承担煤和人员的提升。副斜井倾角25°,净宽4.2米，墙高2米，半圆拱形断面，净断面积15.33m2。副斜井井筒前期斜长为535m，后期斜长为795m。布置900mm轨距30kg/m的钢轨，采用单钩串车提升，提升绞车为JK-3/30A型，承担辅助提升。井下装备8t蓄电池电机车担任辅助运输，运煤采用胶带运输机运输。风井布置在18号勘探线附近的小槽煤底板中，风井为立井，净直径5米，带梯子间，井深60米，矿井的通风系统为中央分列式，主扇的工作方式为抽出式，主斜井和风井为矿井的两个安全出口。
方案Ⅱ、主斜井副立井阶段石门开拓方案
在18勘探线附近由北向南布置底板穿岩主斜井，主斜井倾角16.5°，净宽3.2米，墙高1.8米，半圆拱形断面，净断面积9.78m2。主斜井井筒前期斜长为937m，后期斜长为1324m。装备带宽1000mm的胶带输送机，承担煤的提升。副立井布置在18勘探线附近、井口开口在小槽煤的底板，井筒净直径6.5米，装备一个双车单层1.5吨宽罐笼加平衡锤，提升绞车为JKMD4×4型多绳摩擦轮绞车，副立井前期井深256米，后期井深366米，承担辅助提升。井下装备8t蓄电池电机车担任辅助运输，运煤采用胶带运输机运输。风井布置在18号勘探线附近的小槽煤底板，风井为立井，净直径5米，带梯子间，矿井的通风系统为中央分列式，主扇的工作方式为抽出式。主斜井和风井为矿井的两个安全出口。
方案Ⅲ、双立井阶段石门开拓
在18勘探线附近、小槽煤的底板中布置主、副立井，主立井净直径5米，前期井深291米，后期井深401米，主立井装备20t双箕斗。提升采用JKMD4.5×4多绳摩擦轮绞车。副立井净直径6.5米，前期井深256米，后期井深366米，装备一个单层双车1.5吨宽罐笼加平衡锤，带梯子间。提升绞车采用JKMD4×4多绳摩擦轮绞车。井下装备8t蓄电池电机车担任辅助运输，运煤采用胶带运输机。风井布置在18号勘探线附近的小槽煤底板中，风井为立井，带梯子间，净直径5米，矿井的通风系统为中央分列式，主扇的工作方式为抽出式。副立井和风井为矿井的两个安全出口。
方案Ⅳ、一对斜井（无轨胶轮车运输）阶段石门开拓方案
在18勘探线附近由北向南布置一对底板穿岩斜井，主斜井倾角16.5°，净宽3.5米，墙高1.6米，半圆拱形断面，净断面积10.41m2。主斜井井筒前期斜长为937m，后期斜长为1324m。装备带宽1000mm的胶带输送机，承担煤的提升。副斜井倾角8°,净宽4.8米，墙高2.5米，半圆拱形断面，净断面积19.2m2。副斜井采用折返运输方式从井口至＋670水平回风石门井筒斜长为473m；从＋670回风石门至＋620运输石门暗斜井井筒斜长为343m；从＋620运输石门至＋565水平折返点暗斜井井筒斜长为435m；从＋565水平折返点至＋500水平石门暗斜井井筒斜长为442m；矿井辅助运输斜井井筒斜长共计1693m。斜井底铺设混凝土路面。井下采用无轨胶轮车辅助运输，运煤采用胶带运输机运输。风井布置在18号勘探线附近的45＃煤底板中，风井为立井，净直径5米，带梯子间，井深71米，矿井的通风系统为中央分列式，主扇的工作方式为抽出式，主斜井和风井为矿井的两个安全出口。
现对四个方案的工程量、投资、运营费及技术优缺点比较如下：
用年费用法对各方案进行比较：
Ci ＝Ci +E0ki→最小
CI＝266.14+2265.82×0.1＝492.72（万元）
CII＝340.66+2772.96×0.1=617.96（万元）
CⅢ＝568.8+2744.94×0.1=843.29（万元）
CⅣ＝45＋3142.38*0.1=359.24(万元)
年费用法方案Ⅳ最优，方案Ⅰ次之，方案III最差。
投资由小到大排序为：1、方案I，2、方案III，3、方案II，4、方案Ⅳ。
营运费由小到大排序为1、方案Ⅳ，2、方案Ⅰ，3、方案Ⅱ，4、方案Ⅲ。
通过经济技术比较后，设计认为方案Ⅳ工期短、投资虽较其他方案多，但它的施工容易、管理集中、运输能力大、没有工业广场煤柱，同时该方案井口距现在的地面洗选厂近，节省地面运输费用、年运营费用低，故设计推荐方案Ⅳ，即一对斜井（无轨胶轮车运输）阶段石门开拓方案。
二、井筒数目及位置
该矿在18勘探线附近布置有现有的洗选厂，设计中将井筒均布置在18号勘探线附近，这样可以与该矿地面现有的生产系统相联系。
设计改扩建矿井井筒数目为三个，即主斜井、小角度副斜井和立风井。主斜井的位置布置在18号勘探线附近，开口于煤层露头以北约450米处，其井口坐标为：X=4866281，Y=29559748，Z=+736，倾角16.5°，提升方位角335度，井筒至+510m水平后井筒继续向下延长，以留出煤仓、拉紧装置和井底水窝的位置。至一水平井筒长度937m，至二水平1324米。
小角度副斜井开口在主斜井东南侧，与主斜井井口相距162m，两井筒在水平面上的投影相距35米。井筒倾角8°提升方位角335度，井口坐标为X=4866123，Y=29559712，Z=+736，至+670m水平斜长473m，矿井辅助运输斜井井筒斜长总长1693米。
立风井布置在45＃煤层的底板，井口开口在主斜井井口以北452m左右的位置，为立风井，井口坐标为：X=4865902，Y=29560096，Z=+780，井深71米。
三、水平划分及阶段垂高的确定
该矿地面地形东高西低，在西翼16号勘探线附近有小红沟公路，中部的22号勘探线附近有大洪沟公路，在东翼25勘探线附近有铁厂沟河。9—42#煤层露头标高在中部的22线附近为+755m左右，在西翼14线附近标高为+675m，东翼25线附近标高为+780m，东翼露天坑附近最高标高为+740m。由于各煤层在东西翼标高不统一，因而考虑回风石门标高为+670m。
矿井第一运输水平标高确定在+500m，煤层阶段垂高为180米。
第二水平回风标高为+500m，运输水平为+400m，垂高为100m。
四、采区划分
该矿走向长度5.85km，以运输石门为界划分为一个双翼采区，采区东翼走向长3.78km，西翼走向长2.2km。
五、主要运输、回风大巷的设置
矿井只划分为一个采区，不布置集中运输和回风大巷。
六、采区石门及上山的布置
1、采区石门
第一水平大槽煤阶段高度为180m。煤层倾角44-51°。第一水平中央采区布置三条石门，即+500m轨道石门、+620m中间石门和+670m回风石门。+500m运输石门和+620m中间石门均为机轨合一石门，皮带布置在西侧，运输道路布置在东侧，巷道净宽5.2米，半圆拱形断面，墙高2米，采用锚网喷支护。每隔50米设一各调车硐室。
2、采区上山
该矿的工作面均沿水平布置，采用走向短壁综放采煤法。一水平划分两个区段，在+620m布置中间石门后，回风石门直接与工作面回风顺槽沟通，中间石门通过小斜巷与工作面运输顺槽相通，各石门均与副斜井沟通，这样采区内可以实现不布置上山，采区内巷道布置非常简单，同时简化了煤的运输。
第四节 井筒、井底车场及大巷运输
一、井筒装备及布置
1、井筒用途
主斜井担负全矿井煤的提升任务兼矿井的安全出口，并进部分新鲜风。
副斜井担负辅助运输任务，同时是矿井的主要进风井。
风井为立风井，担负全矿井的回风任务，兼作安全出口。
2、井筒装备
主斜井倾角16.5°，净宽3.5m，净断面10.41m2，锚喷支护，喷厚150mm，掘断面12.66m2，至+510m水平斜长937m，至+400m水平斜长1324m，井筒敷设带宽1000mm的皮带，敷设排水管、清水管、动力、通讯和信号电缆。井筒中设扶手，是矿井的一个安全出口。
副斜井倾角8°，净宽4.8米，墙高2.5米，半圆拱形断面，净断面积19.2m2。副斜井采用折返运输方式从井口至＋670水平回风石门井筒斜长为473m；从＋670回风石门至＋620运输石门暗斜井井筒斜长为343m；从＋620运输石门至＋565水平折返点暗斜井井筒斜长为435m；从＋565水平折返点至＋500水平石门暗斜井井筒斜长为442m；矿井辅助运输斜井井筒斜长共计1693m。斜井底铺设混凝土路面。锚喷支护，喷厚150mm。。
风井为立井，净直径5m，净断面19.63m2，料石砌碹支护，支护厚度465mm，掘断面27.62m2，至+720m水平垂深71m，第二水平沿煤层倾向布置暗风井，设台阶扶手，井筒特征见表。
二、井底车场
矿井井下煤的运输采用皮带运输，副井采用无轨胶轮车运输，因此不设井底车场，在水平巷道内每隔50米设置一个调车硐室。
三、井底煤仓的形式及容量
井下不设煤仓，石门胶带输送机就近通过石门与主井贯通，原煤直接通过溜煤眼转载至主井胶带输送机运至地面。
四、硐室
井下不设中央变电所，地面电源通过钻孔直接向工作面移变供电。其他用电设备通过采区变电所供电。
矿井正常涌水量为120m3/h，水仓容量不小于1300m3。
井下不设炸药库存，地面建设临时炸药库。
消防材料库设在运输水平石门的小槽煤层内。
第五节 井下开采
一、采煤方法
1、采煤方法的选择
该矿可煤层较多，其中厚煤层数量较多，煤厚在3.5米以上的有10层，厚度在1.6-3.5m的煤层有8层，厚度在1.6米以下的煤层6层，20-22、43和45号煤层储量占矿井总储量的45%。目前国内急倾斜中厚及厚煤层较先进的采煤方法为走向长壁综采采煤法和走向长壁综采放顶煤采煤法(工作面沿倾斜布置)。
要想提高急倾斜煤层综采或综放工作面的能力，必须在设备选型中采用大功率采煤机，提高采煤机的行走速度和稳定性，同时选择布置在大倾角煤层的支架和溜子，加快移架和移溜的速度。以往顶煤的处理方法是采用向顶板打眼爆破的方法，打眼爆破成为限制工作面推进速度的主要因素，要解决这一问题，可以采用超前预爆破或是采用煤层注水等顶煤软化措施，这样把顶煤破碎的工序放在工作面的回采工序之外，为提高工作面的推进速度创造了条件。如果解决了以上两个主要问题，在急倾斜条件下创造高产高效的矿井是完全可行的。
根据以上国内各矿务局的采煤经验，结合铁厂沟煤矿的煤层赋存条件，确定铁厂沟煤矿的采煤方法如下：
9＃至41＃煤层由于煤层较薄，采用目前开采技术难度较大回采率低，应此目前暂不考虑。目前可开采42＃、43＃和45＃煤层。43＃、45＃煤层厚度达到50米以上，因此采用目前采用的水平分层采煤法，在调整开采工艺和采用先进设备的条件下，工作面生产能力可达180-220万吨/年。在工作面沿倾向布置采用走向长壁综采放顶煤采煤法技术完全成熟后，可引进该技术进一步增大产量。
42＃煤层的开采方法可采用炮采机装的机械化巷道放顶煤工艺。
该矿井若在43或45煤层中布置1个综放工作面，采煤机推进速度按6 m/min计，则一个工作面可以达到200万吨/年的生产能力，在回采时考虑到大小槽配采，在中厚煤层中布置一个综采工作面并在厚煤层中布置一个综放工作面，加上掘进煤即可达到300万吨/年的产量。
2、走向长壁综采放顶煤工作面三机选型配套
年产200万吨综采放顶煤工作面设备选型设计
一、概述
综放成套设备主要由采煤机、液压支架、刮板输送机、转载机、破碎机及带式输送机等组成，这些设备不是孤立的“单机”，而是结构上需要相互配合、功能上需要相互协调的有机整体，具有较强的配套要求和较高的可靠性要求。组成综放成套设备的每一种机械设备，都有严格限定的适用条件，选型不当会导致设备不配套、生产效率低、经济效益差。因此，设备的正确选型设计是充分发挥其效能，实现综放工作面高产高效、经济安全运行的前提。
二、选型设计的原则
综放工作面设备选型必须遵循一定的原则，以作为设计和决策的准绳，保证实现工作面的高产高效及安全经济运行。
这些原则是：
⑴能适应工作面的地质条件。
⑵能满足工作面生产能力的需要。
⑶设备的主要技术参数相互匹配。
⑷设备结构性能相互匹配。
⑸综放设备的选型设计应与矿井原有运输、通风等系统相适应。
⑹前后部刮板输送机的能力应相互匹配。
三、工作面生产能力
综放工作面的生产能力，不仅受综放设备的约束，而且受煤层赋存条件、生产管理水平管理水平的影响，因而工作面生产能力必须考虑生产过程中诸多影响因素，才是工作面可靠的生产能力。
（1）每天割煤刀数的计算
工作面按“四六”制和双向割煤组织生产，综放工作面长度为50米,每天割煤刀数
N=T/T1
式中 T---每天生产时间,T=1080分钟
T1---每割一刀煤所用的总时间
T1=Tg+Tf+Ts+Td+Th+Tz
Tg---每割一刀煤纯割煤时间
Tf---放顶时间,一般取Tf=60分钟
Ts---采煤机间歇时间,一般取Ts=5分钟
Td---拉移端头支架时间,根据矿井实际取Td=30分钟
Th---拉移后溜时间,一般Th=5分钟
Tz---故障影响时间,每刀按Tz=5分钟计
其中 Tg=(L+L1)/Vq=8.125分钟
式中 L---工作面长度50米
L1---中部斜切进刀长度15米
Vq---采煤机截割速度6米/分钟
则T1= 115.83 分钟/刀
经计算N= 9.3刀
(2)工作面的日产量
工作面的日产量Qd=9.3*50*0.6*1.3*(3*99%+18*75%)=5989.09t
(3)工作面年产量
工作面年产量Qa=Qd*350=5010.17*350=209.62万t
四、主要设备的选型设计
1、采煤机的选型
采煤机平均割煤速度是反映工作面生产状况的主要参数，因此，可以将采煤机平均割煤速度作为工作面设备能力选型计算的基本参数。采煤机的平均割煤能力可根据工作面生产能力要求确定。
采煤机的实际生产能力 Q=60BHVY=60*0.55*3*6*1.3=772.2t/h
式中 B---采煤机截深，取B=0.55m
H---工作面采高，取H=3m
v---采煤机最大牵引速度，v=6米/分
Υ---煤体容量，Υ=1.3tm3
采煤机滚筒直径选取1.6m。
采煤机卧底量应大于300mm。保证与前部输送机头、机尾过度抬高
段匹配。
因此，建议采煤机选用MG200/500－WD型交流电牵引双滚筒采煤机，采高1.5-3米，截深0.6米，滚筒直径1.6米,截割电机功率200KW，最大牵引力423KN.
2、液压支架的选型
目前，放顶煤支架一般为双输送机、低位放顶煤支架。支架选型应考虑：支护强度与工作面矿压相适应；支架结构与煤层赋存条件相适应；支护断面与通风要求相适应；与采煤机、输送机等设备相匹配。
顶板所需的支护强度取决于顶板的等级和煤层厚度，可按经验公式确定，即
P1=(6-8)mγcos45°
P2= mγgβcos45°/(k-1)
式中P1P2---顶板载荷，MPa；
m----采高，取3米；
γ---支架顶部煤岩平均容重，2.6t/m3;
g---顶板动载荷系数，取1.5;
45°---煤层平均倾角
β---附加阻力系数，取2.0;
k---顶板煤岩破裂系数，取1.4；
则：
P1=(6-8)×3×2.6×0.707=33.09-44.12=0.33-0.44MPa
P2=3×2.6×1.5×2.0×0.707=0.17MPa
所以，所选支架支护强度应大于0.44MPa。
支架工作阻力实际上是反映支架在工作过程中所需承受的顶板载荷，计算式为
P=KmSγ×10
式中 P----支架工作阻力，KN；
K---作用在支架上的顶板岩层的厚度系数，根据矿井情况，取K=9;
γ---支架顶部煤岩平均容重，2.6t/m3;
S---支架最大支护面积，取S=5.5m2/架 ；
m---采高，取3米；
则：
P=9×3×5.5×2.6×10＝3861KN
初撑力大小对支架的支护性能和成本都有很大影响，较大的初撑力能使支架较快达到工作阻力，减慢顶板的早期下沉速度，提高支架顶板的稳定性。但对乳化液泵站和液压元件的耐压要求也将提高。初撑力一般可按下式确定：
P0=（0.6～0.8）P =2316.6-3088.8KN
所以目前采用的ZFS4000/16/34型低位放顶煤液压支架可以满足我矿生产要求。
3、泵站的选型
液压支架的移架速度与支架的液压系统、乳化液泵站供液量、顶板稳定性和移架方式有关。满足移架速度要求的系统供液量为
式中 Qb----系统供液量，L/min；
Kb----考虑系统漏液和其他千斤顶同时动作时的修正系数，Kb=2.0;
n1----移架时升、降的立柱数；
s----移架时立柱的升降高度，cm；
b2----移架步距，cm；
F1、F2、F3--立柱有杆腔、无杆腔及千斤顶移架时腔内的有效作用面积，cm2；
l----支架宽度，m；
t1----辅助操作时间，min；
n3----工作面同时移架的架数。
泵站压力可按下式计算
Pb=k2Pm ＝0.3×20＝28MPa
式中 k2----压力损失系数；
Pm----根据立柱初撑力或千斤顶最大推力算得的最大压力，MPa。
根据以上计算：可选用WRB200/31.5A型乳化液泵，两泵一箱，轮流工作。
4、乳化液进回液管的选择
乳化液泵排出的有效流量通过支架的主进液胶管使液压支架获得适当的移架速度和支撑力，胶管截面越小，乳化液在管内的流速就越高，则阻力损失就越大，有时由于压力过大，还会造成胶管破裂。通常在管路设计时，将主管路流速υ限制在2—5m/s，其主胶管直径
Q——乳化液泵额定流量，200L/min
我矿一直选用的25mm进液主管，与计算值相差不大，加之我矿工作面短，同时移动的支架少，所以仍采用25mm的进液管和32mm的回液管。
5、刮板输送机的选型
选择工作面前部刮板输送机的主要原则是保证采煤机的落煤能力，选择后部刮板输送机的原则是保证工作面割煤和放煤工序最大限度地平行作业，实现工作面高产高效。
（1）、 工作面前部刮板输送机的选型依据
考虑到我矿前几套综采面一直使用730型刮板输送机，为使设备型号统一，设备布置零件、部件有互换性和维护使用方便，刮板输送机机型定为730型，电机功率为110KW，安装长度为45米。并根据工作面断面几何尺寸进行配套。
结构要求选用挡煤板，铲煤板、中部槽整体铸造结构.
中部槽长度要与支架宽度匹配，中部槽与液压支架的推移千斤顶连接装置间距和配合结构相匹配。根据我矿使用情况，选用中双链结构。
传动装置方式为单电机机头驱动方式，传动装置布置在采空区一侧，传动装置中使用液力偶合器。
SGZ730/110中双链刮板输送机运输量为800t/h大于采煤机煤量，可以满足生产要求。
（2）、工作面后部刮板输送机的选型依据
我矿根据前面使用综采设备的经验，选择730型输送机，整机功率为110KW，运输能力为800t/h，安装长度为45米。
溜槽选用封底式整体铸焊结构。
6、顺槽运输设备的选型
对于双输送机综放工作面，为了保证割煤和放顶煤工序平行作业，顺槽运输设备能力应满足两者同时出煤的要求。考虑到工作面割煤和放顶煤流量的不均匀性，选择工作面转载机、破碎机及顺槽带式输送机的运输能力应满足前部刮板机输送能力的1.2倍。
为使转载机运输能力大于工作面输送机能力，转载机选为SZZ-730/90型，输送能力为900t/h，工作面安装长度为28.5米。
转载机机头传动装置及电动机和中部槽类型及刮板链类型，与前部输送机相同，便于维修和日常管理。
转载机机尾部与工作面输送机连接要配套。
转载机机头搭接带式输送机机尾结构以及重叠长度相匹配。
机头选用可伸缩机头装置。
转载机水平落地段部位安设破碎机。
7、破碎机选型
我矿选用PLM-1000型破碎机，其结构与转载相匹配，破碎能力：1000t/h
装机功率为：160KW，入口粒度：700毫米，出口粒度：300毫米。
8、顺槽带式输送机
我矿选SJ-1000型带式输送机，其输送能力为100t/h，主机功率为75*2千瓦，带宽1000米，储带长度为100米，顺槽带长度为900米。输送带选用高强度的阻燃带，输送机还应有低速、跑偏、温度等综合保护装置。
五、设备列表：
序号 设备名称 设备型号 主要技术参数 理论计算值≥ 结果分析
1 采煤机 MG200/500 772.2t/h 满足要求
2 前部输送机 SGZ730/110 800t/h 772.2t/h 满足要求
3 后部输送机 SGZ730/110 800t/h 500t/h 满足要求
4 液压支架 ZFS4000 4000KN 3861KN 满足要求
5 转载机 SZZ730/90 1000t/h 926t/h 满足要求
6 带式输送机 SJ-1000 1000t/h 926t/h 满足要求
7 乳化液泵站 WRB200/31.5A 200L/min
28MPa 122L/min 31.5MPa 满足要求
六、供电系统：
由于工作面装机功率较大，因此工作面采用1140V电源供电，工作面总装机容量：为1100KW，应此选用KBSGZY－1500KVA的移动变电站向工作面各用电设备供电。
由于供电距离约为4000米，采用6KV电压供电则：
P=UIcosΦ
I=P/UcosΦ=1500/6cosΦ=312.5A
当采用10KV电压供电时：
I=P/UcosΦ=1500/10cosΦ=187.5A
由于采用10KV供电时供电电缆电流可以减小40％，可以减小电缆直径，加之10KV供电系统在地面供电系统中使用绞普遍，各种配件易购，因此该工作面采用10KV供电。
由于原露天35KV变电所距井口直线距离只有400米，因此不另设地面变电所和井下中央变电所，直接由露天35KV变电所馈出电源通过钻孔向井下工作面供电。
七、辅助运输：
井下辅助运输系统采用专用的防爆无轨胶轮车运输，车宽不超过1.7米，采用防爆柴油机驱动。
设备列车至工作面采用单轨吊车运输。
工作面采用“三八”制作业方式，边采边准。年工作天数为350天，详见工作面劳动组织表。
综采工作面劳动组织
投产时为节省前期工程量，工作面布置在长度较短的工作面开采，当工作面转移至其它煤层时，加快工作面的推进速度，则可以达到300万吨/年的产量。
三、掘进工作面数目及设备配备
矿井达产后，水平分层综放面年推进4800m左右，，根据回采工作面推进度安排三个综掘面和1个炮掘工作面可达到采掘平衡。掘进工作面实行三班作业，“三八”工作制。
四、移交生产及达到设计生产能力时的井巷工程量
移交生产时的井巷工程总进尺13238m，万吨掘进率44.13米/万吨，其中岩巷4076m，煤巷9162m。
第六节 安全
一、概况
根据已批准的《乌鲁木齐矿务局铁厂沟煤矿矿井地质报告》及煤矿提供的资料，对矿井施工和生产安全造成威胁的主要因素有：
1、该矿2003年9月经本矿组织人员做瓦斯鉴定后获取上报数据为：相对瓦斯涌出量1.7115m3/t，CO2相对涌出量6.03m3/t，属低瓦斯矿井。煤层自燃倾向性为Ⅰ级，煤的自燃发火期为3—6个月。
2、该矿煤层爆炸指数38.4%，煤尘具有爆炸性。
3、地温：地温随深度增加而增加，属地温正常区。
4、水文地质：据现生产矿井资料分析，矿井涌水120m3/d，补给源及补给通道均位于井田的浅部，根据勘探抽水试验，含煤地层基岩含水性微弱，该矿井水文地质属较简单类型。
5、煤层顶底板：煤有伪顶岩性一般为泥岩、炭质页岩，厚度0.2-2.5m。直接顶大部分为粉砂岩，次为砂质泥岩，厚度0.5-3m，直接顶板一般情况下不易跨落。老顶大部分为粉砂岩、细砂岩、中粒砂岩，厚度大，较坚硬。大部分煤层直接底板为炭质泥岩、泥岩，厚度0.4-2.5m。老底为泥质细砂岩、中粒砂岩或砂质泥岩组成，坚硬。
二、通风方式及通风系统
采取中央分列式通风系统，由+736m地面主、副斜井进风，立风井回风，主要通风线路为：副井→+620m运输石门→运输斜巷→各工作面运输巷→各生产工作面→各工作面回风巷→回风石门→风井→地面
矿井风量、风压及等积孔计算
井下各用风地点的风量为：
走向长壁综采放顶煤工作面配风量为25m3/s，走向长壁综采放顶煤工作面配风量为20m3/s，综掘工作面配风量为10m3/s，炮掘工作面配风量为6m3/s。
硐室配风量为6m3/s。
其它地点配风量为5m3/s。
矿井总风量为：
=（25+25+12×3+8+6+5）×1.2=116.4m3/s。
根据计算取矿井总风量为120m3/s。
三、安全及综合防灭火措施
（一）防灭火措施
1、矿井投产时布置1个综放工作面和一个综采工作面，同时配备三个综掘工作面和一个炮掘工作面，为保证矿井安全生产，为矿井配备2套制氮设备,矿井原有一套，新增1套，型号为：CATFA97-300变压吸附制氮机,制氮能力为300m3/h，其设备配备见下表：
2、采取黄泥灌浆、地面回填及工作面喷洒阻化剂等综合防灭火方法，矿井配备KSS-200型束管监测系统和KJ31森透里昂安全监控系统。
3、加强对回采工作面自燃发火情况的检查，及时掌握煤层自燃发火规律，及时封闭采空区和废弃巷道，减少向采空区漏风。
(二)防治水措施
矿井应作好井下涌水的观测工作，根据涌水量的变化及时采取相应的措施。该矿浅部存在有采空区，采空区的水主要来源于地面大气降水的补给，对该部分积水采取探放水的措施。对于露天坑必须修建防水工程，并应有专项设计。
(三)顶板措施
急倾斜回采工作面和地面调度室设顶板观测站，工作面每隔一台支架布置一个观测站，配备矿压观测设备，工作面支架采取防倒措施，工作面作业工人应去外地学习，必要时采取工作面外包形式。
(四)防尘措施
矿井配备防尘洒水系统，采煤机及掘进机设内外喷雾，主要进回风巷设净化水幕，运输转载点设喷雾降尘。
第三章 矿井主要设备
第一节 大巷运输方式的选择
一、井下煤炭运输方式的比选
根据该矿井开拓方式，结合综采工作面运输形式，以及井下运输大巷沿煤层布置的特点等，大巷原煤运输可采用两种运输方式，即电机车运输和胶带输送机运输，由于电机车运输运输能力小，人员需要量大，安全管理难度大;而胶带输送机运输能力大，人员需要量少，便于安全管理，故设计确定大巷原煤运输采用胶带输送机运输。
煤的运输线路：回采工作面的煤→刮板运输机→转载运输机→顺槽胶带运输机→溜煤斜巷(自溜)→石门胶带运输机→主井胶带运输机→地面筛分楼。
二、 井下辅助运输
采用无轨胶轮车运输，经副井直达各工作面。
三、 矿井车辆配备
采用经过改装的五十铃载货车运输人员及物料，掘进矸石采用经过防爆改装的农用柴油车运输。
全矿共配五十铃载货车6辆、农用柴油车10辆。
第二节 提升设备的选择
主井口标高+736m，井下运输水平标高+510m，最终水平标高+400m，方案设计水平为+510m。主井倾角16.5゜，生产能力为300万吨/年，主要承担煤的运输和上下人员。主斜井净宽3。5米，设备布置见图所示。
主提升设备
1、主提升设备型号：
选型依据：卸载水平标高+756m，装载水平标高+475m，提升高度281m，提升运输斜长L=990m，倾角16.5゜，生产能力为300万吨/年，采用胶带运输机运煤。
该胶带运输机选型为DTⅡ型，数量为一台。主要技术参数为：带宽B=1000mm，运量Q=900t/h, 运距L=990m，带速V=3.15m/s。电机型号为：YB630M1,功率为N=2*630 kw。
2、驱动方式：
方案一：集中布置形式：驱动方式为头部集中布置，即驱动装置布置在距卸载滚筒约60米的回程处，输送带选用ST3150型。
优点：a、驱动集中布置，便于安装、维护和管理;
b、减少斜巷驱动硐室。
缺点：a、胶带强度较高，胶带在运输机上的线载荷增加;
b、驱动滚筒直径增大了(φ1400mm)。其他滚筒直径也随之增大。
方案二：多点驱动：即驱动方式为头部和中间分开布置，头部驱动装置布置在距卸载滚筒约60米的回程处，中间驱动装置布置在距卸载滚筒约500米的承载处，输送带选用ST2000型。
优点：a、驱动分散布置，胶带在运输机上的线载荷减少，降低胶带强度;b、驱动滚筒直径减小了(φ1250mm)。其他滚筒直径也随之减小。
C、胶带运输机购置成本减少。
缺点：a、不便于安装、维护和管理;
b、增加斜巷驱动硐室，皮带架局部增加高度约2.5米，井下工程量增加。
3、推荐驱动布置形式：上述两种方案胶带强度相差较大，为了减小胶带强度，减少胶带运输机购置成本，推荐驱动布置方式为多点驱动布置。
4、电控：采用KZW3-380S主斜井带式输送机电控装置(主控柜选用美国GE公司90-70系列PLC，性能可靠)，与变频器配合，完成胶带机的软起动，整机配套。
第三节 矿井通风设备
一、基础资料
该矿设一个风井风量：Q=120m3/s，矿井通风容易时期负压为：1000Pa.，矿井通风困难时期负压为：1500Pa;主井、副井进风，风井回风。主扇工作方法为抽出式。
二、矿井通风设备比选
主扇风机的选型：可采用离心式通风机和轴流式通风机两种方案，由于离心式通风机需另设反风道，土建工程量大，传动效率又低;而轴流式通风机可直接进行反转反风，节能、运行效率高，故设计采用对旋系列轴流式通风机。选用两台BDK54—10—NO.28型对旋系列轴流式通风机，其中一台工作，另一台备用和检修。其主要技术参数：
风量：90-200m3/s
风压：752-2843Pa
转速：580r.p.m
配套电动机：YBFe1450M2-10型，N=250x2kw，U=6kv,配两台变频柜。
反风装置：采用风机叶轮反转的反风系统反风。
选用两台JFM—1型的绞车提升风门，功率3kw。
第四节 排水设备
井口标高+736m，井下运输水平标高+500m，排水高度为236m，正常涌水量为120m3/h，最大涌水量150m3/h，主排水泵房与中央变电所相邻，设在副斜井井底车场附近，实行集中排水，排水管路沿主斜井井筒敷设至地面沉淀池内，其内敷设两趟排水管路，一趟工作，一趟备用。设备选型D160—84×4型，配套电动机功率为280kw。主排水泵数量为三台，一台工作，一台备用，一台检修。排水管直径D219×8mm，壁厚δ=8mm，吸水管直径D245×7mm，壁厚δ=7mm，泵房内排水管联接采用法兰联接，井筒中采用快速接头联接。吸水管长L=3×5.5m，排水管长L=2×950m。
主井井窝水泵：选用两台QSK20×27—3型矿用潜水电泵，作为主井井窝排水。其主要技术特征：Q=20m3/h，H=27m，配套电动机功率N=3kw。
第五节 空气压缩设备
一、 基础资料
该矿井下巷道采用锚杆、锚喷或锚网喷支护，喷浆机共计4台，2台工作，2台备用, 风镐耗气量2.8m3/min，混凝土喷射机耗气量6m3/min;共计压风消耗量15m3/min;所需风压为0.7-0.8Mpa。
二、 空气压缩设备比选
该矿可选用两种压风设备，一种为活塞式空压机，另一种为螺杆式空压机。由于螺杆式空压机噪声低，油气分离器采用了先进的过滤技术，故选择螺杆式空气压缩机。根据供风量可以选择20m3/min型式，但考虑到各供风点有不同时工作的可能，供风量波动较大，为了运行灵活，便于调配，节省电力，设计选择20m3/min螺杆式空气压缩机两台，其型号为EP200—Ⅱ，其中一台工作，一台备用，其性能参数如下：
排 气 量： 20m3/min
排气压力： 0.86MPa
电动机功率： 132kW
电 压： 380V
第六节 其他设备
一、井下主运输设备
投产时井下布置两个回采工作面，即41-2#煤层和45#煤层西翼回采工作面。45#煤层工作面的生产能力为200万吨/年，41-2#煤层工作面的生产能力为120万吨/年。工作面顺槽最大运距为3600米，水平运输。
1、顺槽采用胶带运输机运煤，胶带运输机选型为SWJ1000/2*315型转弯可伸缩带式输送机，数量为两台。主要技术参数为：运距L=3600m，运量Q=630t/h, 带速V=2.5m/s;输送带选用PVG1600;电机功率为N=2*315kw。
2、石门采用胶带运输机运煤，最大运输距离为900米，水平运输，运输能力为300万吨/年。胶带运输机选型为STJ-1000/160固定带式输送机， 主要技术参数为：运距L=900m，运量Q=900t/h，带速V=2.5m/s;输送带选用PVG800S型;电机功率为N=160 kw;一台。
二、井下辅助运输系统
1、井下掘进煤运输设备
井下共有4个掘进工作面，3个为综掘工作面，1个为炮掘工作面，炮掘工作面的煤采用人工推车。综掘工作面的煤采用胶带运输机运输，运距L=3500m，需要的运输能力为10万吨/年，该胶带运输机选型为SSJ-800/2×90H可伸缩掘进回采两用带式胶带输送机，数量共计3台。主要技术参数为：运距L=3500m，运量Q=100t/h，带速V=1.6m/s;输送带选用PVG1600S;电机功率为N=2×90 kw。
三、井上运输设备
主斜井井口至洗选厂皮带走廊之间的主运输设备：运输距离L=150m，需要的运输能力为300万吨/年，采用胶带运输机运煤，该胶带运输机选型为TD4型， 主要技术参数为：带宽B=1000mm，运距L=150m，运量Q=900t/h，带速V=3.15m/s。输送带选用PVC680S。电机功率为N=75kw。数量一台。
第四章 地面生产系统
第一节 地面设施
一、煤质分析及产品方案
1、物理特性：
井田内各煤层物理性质基本相同，煤层为沥青光泽，颜色黑色，条痕黑褐。节理不发育，煤的质地较坚硬，但性脆易破碎，断口以参差状为主，局部贝壳和平整状，具反光性。
2、煤的化学性质
(1)煤的有害元素
井田内各煤层硫含量低，原煤全硫均小于1%，属特低硫煤。各煤层原煤磷平均含量0.13%，总体属低磷煤。各元素在各煤层中的含量见表7-1：
二、煤类及工业用途
井田内煤层的煤类单一，均属于不粘煤，其灰分变化标准差，属特低灰份、特低硫-中硫、特低—中磷，高发热量的含油—富油煤。根据各项指标，该矿区的煤可用于动力用煤和民用煤，并且还可做炼油用煤。
三、主井地面生产系统
该矿井采用斜井开拓，主斜井使用钢绳芯胶带运输机运煤，其型号为DTⅡ型，数量为一台。直接运至地面筛分楼，进入圆振动筛YAH2640型，配电动机YB200L-4，功率30 kw。将煤分为100mm以上的块煤和100mm以下的末煤，末煤进入末煤仓，末煤仓容量为150吨；块煤进入TD4型手选带（L=10m，功率为N=18 kw），由人工选矸，将矸石拣入矸石仓，矸石仓设1个，容量为100吨，仓下设电液推杆式汽车装车闸门，由汽车外运填沟。块煤经选矸后进入块煤仓，块煤仓容量为200吨，仓下设电液推杆式汽车装车闸门，由汽车外运。末煤仓的煤由TD4型胶带运输机运至洗选厂皮带走廊。
四、辅助设施
本矿井年产量为300万吨，大型设备是神华新能公司设备管理中心的租赁设备，本矿井只维护小型设备的日常检修。
1、机修间
机修间配套普通车床、牛头刨床、移动式方向摇臂钻床、交流弧焊机、直流弧焊机、车箱整形机、轮轴起吊机等。
2、坑木加工房
坑木加工房主要承担矿井的坑木加工和基建木材加工，配备木工圆锯机、木工带锯机、三相工频电链锯。
第二节 选煤工艺
一、产品方案
根椐可选性评价表，45号煤层为易选煤；41-2号煤层为中等可选煤；22—20号煤层为难选煤。
本井田的煤类大多为长焰煤及弱粘煤，其主要用途是作为发电用煤，也可作为其它动力用煤。从环保角度出发，本区煤以低硫低灰的优质动力煤为市场主导煤，其竞争力强，同时本身煤质较好，井下夹矸不多，同时该矿地面已有一座洗选能力为150万吨/年的洗选厂，为节省前期投资，前期仅考虑恢复该矿现有的选煤厂，后期再考虑扩建洗选厂。根据市场调查入洗粒度按 100-25mm入洗较为合理。-25mm末煤直接供应电厂，但考虑到今后的市场变化，设计留有洗末煤的可能性。+100mm以上块煤经手选后地销。
三、选煤厂现状
目前铁厂沟煤矿已经有一年入洗150万吨/a的块煤跳汰选煤厂，其入洗粒度为25-100mm，该厂1991年建成投产。投产后即停产，其停产原因如下：
1、料煤露天矿井未能投产，基本无入洗原料。
2、几年国家对环保要求不高。
3、精煤市场不好，洗选厂效益差。
4、以前小井生产的煤原煤质量好、不必入洗。
选煤厂停产到今已有15年，期间设备腐蚀、老化在所难免，再加上部分设备已挪用。因此要恢复生产，必须对老厂设备进行维护和更换，若有必要对原调试中发现的，不适应现有煤情况的问题，要在本次设计中进行调整、变更。
四、回复洗煤的必要性
根据已确定的矿井采煤方法和采区规划，矿井投产后将采用优、劣煤配采方案。该方案势必造成煤中矸石量的增加，且煤质不均。而从适应市场变化的角度看，恢复选煤厂的生产是非常必要的。
五、选煤厂回复方案
方案一：跳汰机分选
已建好的选煤厂采用了原煤分级、块煤跳汰选方案，其分选工艺适合于易选煤，对于难选煤而言则丢失精煤较多，分选效率较低。其分选上限为100mm，下限为0mm，而目前情况洗选到13mm即能完全满足市场要求。若市场变化入洗到0.5mm也是没有问题的。
方案二：重介分选槽分选
它是块煤重介分选中目前最成熟、简单的分选方式，它适合于各种可选性的煤，它的分选精度和分选效率均比方案一跳汰选高。物料进入分选槽后矸石能立即下沉并被刮板刮出，精煤利用纵向悬浮液流排出。分选速度快，物料与分选介质间相对运动速度小，在分选设备中停留时间最短，最大限度减少了矸石的泥化。入选上限可达200mm，缺点是入洗下限不能太低。
方案二具有一定的优势；全粒级入洗时方案一为佳。本次设计主要考虑到跳汰厂已经建成，且入洗块煤，对旧厂房设备少做处理既可满足生产的要求。因此暂推荐采用方案一。
由于原设计选煤厂生产能力为150万吨/a，其工作制度为每年300天，每天14小时生产，两班生产一班检修。基本上可以满足180万吨/年矿井的需要。为了能使选煤厂顺利达产，在初步设计和可研报告阶段应对原有选煤厂设备和能力进行核定。
现有的选煤厂的原煤来自1.8km外的筛分破碎车间。其来煤由皮带直接送入储煤场的堆取料机。返煤由堆取料机转载后由皮带送入主厂房、分级、洗选、脱水，产品装火车外运销售。
六、工艺布置
1、布置原则
设计本着“高起点、高效益、低投入”的原则，在原有选煤厂和储煤场位置已定的情况下，紧密结合新的主井定位，选择好筛分破碎车间和转载皮带，充分利用地形，力求工艺布置合理、紧凑、省投资。
2、地面工艺布置
选煤厂生产系统主要由筛分破碎车间、储煤场、主厂房、产品仓、铁路装车站、浓缩车间等组成。主井提出的煤炭卸入井口接收仓，由101胶带机转载到筛分破碎车间，进行预先分级、破碎、手选矸石后，合格原煤由皮带转载到原有储煤场。主厂房集原煤分级脱泥、块煤跳汰分选、产品煤水分级、粗煤泥浓缩分级脱水、细煤泥浓缩压滤等作业于一体。主厂房选出的矸石进矸石仓后装汽车外排，末煤和洗混块煤分别储入各自的产品仓，再通过铁路装车站装车外运。
3、工艺布置简述
a、储煤场：储煤场为露天式，由原堆取料机作业，容量为6万吨。储煤场下西部设有1个受煤坑，原煤经受煤坑转载进入301胶带。
b、筛分破碎车间：筛分破碎车间集原煤预先分级、检查性手选和大块破碎作业为一体，位于储煤场的南面，主井口的东北面。原煤经预先分级后，100mm以上经检查性手选后破碎到100mm以下，与筛下-100mm级混合一起送入储煤场。
c、主厂房：原主厂房采用钢筋混凝土结构。主厂房主要设原煤25mm分级和脱泥、100～25mm块煤跳汰分选、块精煤脱水分级、矸石斗子脱水、煤泥压滤等工艺环节。为了增加能力另加末煤离心脱水、粗煤泥水旋流浓缩、粗煤泥高频筛回收等工艺环节。
d、浓缩车间：由一个24m耙式浓缩机和循环水池及水泵组成。位于主厂房的西面。
e、产品仓：为双排8个方仓，总容量1万吨，其中两个装洗混块煤，四个装末煤。仓下设有大型给煤机和装车胶带输送机。位于主厂房的北面。
f、矸石仓：设在主厂房内，单仓容量100t。仓下设汽车装车闸门，矸石装汽车外排。
第三节 矿井供电
一、电源条件
铁厂沟矿现建有一座35kv变电所，该变电所35kv侧两回电源分别引自米泉110kv变电所35kv侧的不同母线段，线路规格为LGJ-185/14km。另还有两回35kv出线，其中一回与神华新疆能源有限责任公司矸石热电厂联网，线路规格为LGJ-185/2km；一回与碱洪35kv变电所相连，线路规格为LGJ-185/5.6km。铁厂沟矿35kv变电所配电装置采用屋内布置，主变压器容量为（2700+5000）kVA，电压35/6kv。
二、用电负荷
本项目为改扩建工程，矿井设计生产能力300万吨/年，矿井开拓方式为一对斜井开拓。根据上述条件及井上下各生产系统所选设备负荷情况，经统计计算，矿井用电总负荷：ΣP=10539KW，吨煤电耗约ΣW=15.1KWh/t。
三、供电方案
铁厂沟矿35kv变电所通过神华新疆能源有限责任公司矸石热电厂及米泉110kv变电所与乌鲁木齐电网联网，并且已形成环网，供电电源比较可靠。矿现有35kv变电所供电方式完全满足矿井改扩建后用电的要求。
四、地面配电
铁厂沟矿35/6/0.4kv地面变电所，根据矿井改扩建后总装机容量，现有两台主变压器容量不能满足，需增加一台5000kVA变压器，电压等级由6KV提高到10KV。35kv出线间隔数量不够，需增加一路。地面变电所10/0.4kv配电间10kv配出线高压配电柜数量不够，需增加10面。
五、井下配电
根据负荷计算，井下负荷较大，且距离较远，采用10kv高压下井，下井电源引自地面变电所。在井下不设中央变电所，只设采区变电所，两回下井电缆分别接至两段母线上，正常情况下两回电源同时工作，一回路故障时，另一回路能保证井下全部负荷用电。低压采用660v电压，照明采用127v电压。
综采、综掘工作面，均由地面变电所及采区变电所高压10kv供电，深入负荷中心，设移动变电站，高压采用10kv电压，低压采用1140v、660v电压。在炮采、炮掘等用电负荷较集中处由采区变电所供电，高压采用10kv电压，低压采用660v电压。采区变电所供电由地面变电所高压10kv侧配出。
第五章 工业广场总平面布置及建筑物
第一节 概况
一、位置与交通
铁厂沟煤矿位于乌鲁木齐东郊，西距乌鲁木齐市34km,西北距米泉市13km,该矿隶属神华新疆能源有限公司管辖。该矿现已建成铁路专用线与兰新线接轨，通过铁路可直达红雁池电厂、玛纳斯电厂、石河子市、奎屯市、库尔勒市、甘肃省酒泉市等地。该矿矿区公路与乌奇公路（216国道）相连，通往全疆各地，道路平坦，交通便利。
二、地形地貌
矿区位于准噶尔盆地南缘，属博格达山前丘陵地形。以成因类型划分，主要是构造剥蚀地形，只有现代冲沟里才有线性侵蚀堆积地形。沟谷垂直山地及矿体，长梁及斜梁的走向亦近于南北缓倾斜延展。沟梁比高一般为30—40m，东部地表标高+872—+810m，西部仅为+811—+748m。全区地面标高平均+800m左右，地表植被稀少。
三、气象及地震
矿区南邻高耸入云的博格达山，顶峰长年积雪，北靠戈壁，属大陆性干旱—半干旱气侯，由于受气侯垂直分带的制约，形成的地形雨也常波及本区。据米泉市气象站资料记载，历年月平均气温最高27℃，最低-18.8℃,最高极值41.9℃,最低极值-31.8℃,日温差在10℃以上。年降雨量一般在141.2—276mm,一日最大降雨量54.6mm,而蒸发量却高达1931—2448.4mm以上。11月开始冰冻,翌年3月解冻,冰冻期长达5个月,冻土深度100--120cm,最大达130cm,积雪厚度最大34cm。最小风速为0.7m/s,最大18m/s,多出现在12月份,风向以北西—南东为最多。
据记载，米泉市53、57、65、67、75年均发生过4—6级地震，65年达6.5级，震中烈度为8度。对矿井主要工业与民用建筑按8度二组设防，对库房、地磅房等较小的单层建筑，采取7度二组设防。
该矿工业广场位于井田中部，地势比较平缓，场地为开阔的斜坡式地带，走向南高北底，，工业广场海拔标高+738.5— +741.5m，相对高差3.0m，主皮带斜井位于工业广场的北侧，坐标X=4866281，Y=29559712，井口标高+739.5m，井筒提升方位角334.73。副斜井位于工业广场的东南侧，坐标为：X=4866123，Y=29559748，井口标高+738.5m，井筒方位角与主斜井相同。工业广场总占地约40000m2。
第二节 平面布置原则及说明
本设计根据《煤炭工业矿井设计规范》、《建筑设计防火规范》和国家有关总平面布置的规定、标准，在尽量利用原有地面设施的基础上，力求总平面布置紧凑合理、相互协调、整齐美观、实用大方、线路简捷、有利于生产。在竖向布置应充分利用地形，满足生产、运输和装卸作业要求，尽量减少土石方工程及防护工程数量，确保场地排水畅通，防洪可靠。
矿区地形北底南高，工业场地一般高程+738.5— +741.5m。根据井口位置、标高、方位角和地形及平面布置原则，工业广场总平面布置说明如下：
1、根据工业广场的地形和矿井开拓布置，该矿工业广场选择方形布置方案，新建皮带主斜井井口坐标为：X=4866281，Y=29559712，Z=+736m，井筒提升方位角为334.730。风井位于工业广场的东南部约250m左右，井口坐标为：X= 4865462，Y=29560062。
主斜井井口棚、主井空气加热室、驱动机房、筛分破碎车间，地面标高与井口标高一致。
2、工业广场竖向设计尽量结合地形、利用地形，以便于煤炭、矸石的储、装和运输。
3、工业广场只布置生产和必要的生产辅助设施。家属住宅区以建。
4、根据该矿主皮带斜井位于工业广场西北侧的开拓布置，该矿工业广场西北侧以有老的生产系统故新建的生产区布置在工业广场西北侧已成定局，根据地面生产系统工艺和地形实际布置如下：
（1）工艺布置原则
设计本着“高起点、高效益、低投入”的原则，在原有选煤厂和储煤场位置已定的情况下，紧密结合新的主井定位，选择好筛分破碎车间和转载皮带，充分利用地形，力求工艺布置合理、紧凑、省投资。
（2）地面工艺布置
选煤厂生产系统主要由筛分破碎车间、储煤场、主厂房、产品仓、铁路装车站、浓缩车间等组成。主井提出的煤炭卸入井口接收仓，由101胶带机转载到筛分破碎车间，进行预先分级、破碎、手选矸石后，合格原煤由皮带转载到原有储煤场。主厂房集原煤分级脱泥、块煤跳汰分选、产品煤水分级、粗煤泥浓缩分级脱水、细煤泥浓缩压滤等作业于一体。主厂房选出的矸石进矸石仓后装汽车外排，末煤和洗混块煤分别储入各自的产品仓，再通过铁路装车站装车外运。
（3）工艺布置简述
a、储煤场：储煤场为露天式，由原堆取料机作业，容量为6万t。储煤场下西部设有1个受煤坑，原煤经受煤坑转载进入301胶带。
b、筛分破碎车间：筛分破碎车间集原煤预先分级、检查性手选和大块破碎作业为一体，位于储煤场的南面，主井口的东北面。原煤经预先分级后，100mm以上经检查性手选后破碎到100mm以下，与筛下-100mm级混合一起送入储煤场。
c、主厂房：原主厂房采用钢筋混凝土结构。主厂房主要设原煤25mm分级和脱泥、100～25mm块煤跳汰分选、块精煤脱水分级、矸石斗子脱水、煤泥压滤等工艺环节。为了增加能力另加末煤离心脱水、粗煤泥水旋流浓缩、粗煤泥高频筛回收等工艺环节。
d、浓缩车间：由一个24米耙式浓缩机和循环水池及水泵组成。位于主厂房的西面。
e、产品仓：为双排8个方仓，总容量1万吨，其中两个装洗混块煤，四个装末煤。仓下设有大型给煤机和装车胶带输送机。位于主厂房的北面。
f、矸石仓：设在主厂房内，单仓容量100t。仓下设汽车装车闸门，矸石装汽车外排。
5、根据该矿副斜井位于工业广场东南侧的开拓布署，该矿工业广场辅助生产区布置在工业广场东南侧也成定局，根据副井提升系统和地面窄轨运输车场工艺要求以及地形实际该矿生产辅助区布置如下：
、副井井口坐标为：X=4866123，Y=29559748，Z=+736，井筒提升方位角为334.73°。
副井井口棚、副井空气加热室、下井人员等候室、联合建筑布置在副井井口周围，地面标高与井口标高一致。
③矿灯房、浴室、任务交待室、调度室、救护队、医疗保健室、联合建筑布置在井口西南侧距离主要干道30米，也为方便职工上下班既可到达浴室更衣入浴。符合煤炭工业、卫生要求，平面布置也比较紧凑。
6、工业广场各台地之间采用边坡、挡土墙和林带相分隔，采用斜坡道，道路和台阶相连系，台地之间边坡，挖方为1：0.75，填方为1：1.25。
7、该矿工业广场总占地约19000m2，其中建筑占地5186m2，建筑系数27.3%；交通道路及专用场地占地2800m2，占总面积的14.7%；绿化占地2470m2，占总面积的13.0%；场地利用系数55.1%。场地平整和修筑场内道路总计挖方230m3，填方180m3，填方不足利用建井期矸石补充。台地平整坡度0.5—1%。
以上详见工业广场总平面布置图。
第三节 地面运输
该矿工业广场采用胶带运输和道路汽车运输二种方式。
原煤从井下经胶带运输机可直接运至筛分装车仓，经筛分分别进入末煤装车仓，中块煤装车仓和大块装车仓，然后用铁路外运。末煤通过卸煤栈桥和卸煤皮带运至储煤场，然后用装载机装汽车外运。
井下开拓掘进所发生的矸石、井下所需材料、设备、人员上下井，均采用汽车外运，综合利用或填坑。
材料、设备由汽车运至库房或井口前专用场地，然后装无轨胶轮车运至井下。
场内道路运输从乌鲁木齐东山大道公路到工业广场储煤场、煤炭装车仓和矸石汽车装车仓等主干道宽7m，场内其它主干道宽4-6m，道路平面曲率半径一般不小于15m，道路坡度不大于8%，路面均为沥青砼路面，表层细粒沥青砼25mm厚以下为：粗粒沥青砼40mm厚；道碴石碾压层200mm厚；戈壁土碾压层400mm厚，再下为路基土碾压。
该矿工业广场内运煤线路、运矸石线路、材料设备运输线路及主要人流线路，除均由一条主干道进场外，其它采取分隔设置，互不干扰。
第四节 防洪排涝
该矿区年降雨量一般在141.2—276mm,一日最大降雨量54.6mm,而蒸发量却高达1931—2448.4mm以上。。本设计采取的防洪排涝措施如下：
1、提高工业广场建筑和路基标高，而且在原有泄洪区砌筑防洪河堤以防止工业广场被洪水浸蚀、冲刷。防洪堤采用M10水泥砂浆和片石或大河卵石砌筑，工程量1178m3。
2、在工业广场进场东、南侧，设置截水渠，将东侧山坡的雨雪水引向泄洪渠，（净断面0.84m2）梯形，外表用M10砂浆砌河卵石护砌，总长300m，卵石砌体390m3。
第五节 地面建筑及结构物
本设计地面建筑及结构物共计14项，总建筑面积5186m2。（详见建筑工程量及技术特征附表）三通一平已基本形成，施工比较方便。
该矿地面建筑中，生产性建筑以生产工艺和设备的需求确定。支护用品加工房、消防材料库等以《煤炭工业矿井设计规范》的指标确定。
建筑设计的原则是：必须满足生产和使用的要求，必须保证安全、防火、防震的规定，在此前提下力求降低工程造价。本设计中除受煤仓、栈桥、破碎仓采用钢筋砼结构以外，其它均采用砖混结构。
第六章 给水、排水、采暖及供热
第一节 给水
一、供水水源
铁厂沟水网的发育受南部山岳的控制，主要沟谷西部有芦草沟，东部为铁厂沟，均发源于博格达山北麓，补给主要为雨雪洪水及泉水。芦草沟水流较小。据露天煤矿资料：1981-1982年上游站月平均流量0.031-0.190m3/s，年迳流量为356万立方米，下游站月平均流量0-0.214m3/s，年迳流量为135万立方米，农灌期因常被截流而干枯。其水量无法满足矿区用水要求，故不能作为矿区生活水源的水源地。
经探察明本地区地下水系主要受逆段层构造所控制，自南往北有北杨沟F3逆段层构造凹陷给水带水源，自南往北有北杨沟F3逆段层构造凹陷给水带水源。其涌水量为2500-3000m3/d，现已建的两口水井水量为每小时113m3，每日涌水量为2712m3。其水量满足矿区用水要求。
（1）水源水质评价
（一）生活饮用水水质评价
已建水井的水质经化验其化学类型为SO4 .CL-Na .Ca型水，矿化度0.69g/L，PH值8.51。水量、水质能满足生活用水要求。水质好，为良好的供水水源。
（2）、供水水源选择
通过上述对井田外泉群水质、水量的综合评价，经客观分析和对比：主要沟谷均发源于博格达山北麓，补给主要为雨雪洪水及泉水。虽然其水质可以满足井田生活、工业用水的条件，但水量有限，可暂不考虑。
故选用自南往北有北杨沟F3逆段层构造凹陷给水带水源作为矿区生活水源。扩建后，其水量、水质而言，均能满足矿区的要求，该水源是矿山理想的供水水源。
二、给水工程
用水量计算执行《煤炭工业矿井设计规范》和《室外给水设计规范》，用水量计算见附表。
（一）、矿井总用水量计算 
矿井总用水量为349.25m3/d，其中生活用水量190.85m3/d（其中井下乳化液泵、采煤机用水量为60m3/d），由高位生活蓄水池供给。工业广场、生活区消防用水量158.4m3/d，（井下消防用水量60m3/d），地面消防火灾按连续时间为两小时计，消防用水48小时补给，井下、地面消防洒水均由两座400m3日用消防水池供给。生活蓄水池容积计算为400m3。
（二）、供水方式
1、生活供水方式
该矿原有工业广场供水系统已形成规模，利用原有水源供至地处标高+840m处的原有400m3高位蓄水池，敷设管经为DN100mm管道采用静压供水方式供矿区以及新扩建工业广场生活各用水点。
2、工业区供水方式
井下最大涌水量为180m3/d，矿井工业用水量为158.4 m3/d。工业供水系统：井下水由泵打入井口附近200m3平流式沉淀池，经沉淀分离过滤、中和、加药消毒、灭菌等措施处理后，流入400m3日用消防水池，现扩建后工业用水量为158.4 m3/d，其中还需蓄消防用水72m3/d。井下涌水不能满足用水量。故新建一座400m3日用消防水池，不足水由生活蓄水池补充。敷设管经为DN100管道静压供水方式供新建工业广场以及井下消防、防尘洒水等用水点。供水管道埋深深度为-1.6m。
3、供水流程如下
1）、工业广场生活用水系统
水源井→已有400m3生活蓄水池→敷设供水管道→供矿区地面生活各用水点。
井下乳化液泵、采煤机
2）、工业广场地面、井下消防洒水系统
水源（井下水）→200m3沉淀池→细砂过滤器后→沉淀和过滤加药处理→一座400m3日用消防水池→管道→静压→地面、井下消防、防尘洒水的用水点。
400m3生活蓄水池
（三）、室外供水工程
室外给水管网为枝状敷设，给水管均采用直埋式敷设。给水管采用1.6MPa硬聚氯乙烯管，粘结连接。直埋沟需垫100mm细砂，埋深-1.6m。其工程量详见室外热力管网平面布置图。
第二节 排水
原工业区排水管网已形成规模，可维持原有排水系统。新扩建工业区污水来自两处，一部分为工业区生活污水，其主要来源为职工生活排水，浴室、职工食堂及锅炉排水。其原最大日排水量按工业场地生活用水量考虑，排水量为134.4m3/d。另一部分工业污水主要来源于井下涌水。井下涌水量为180m3/d，矿井工业用水量为158.4m3/d。主要用于地面、井下消防降尘洒水和绿化。
生活污水经排水管网汇集排入化粪池分解后与食堂污水经隔油池处理后的污水，再经地埋式生活污水处理器处理后与其它污水合流统一排放。
一 排放原则
食堂排水出口处设隔油池方能排出，锅炉排水需经降温池后方能排出。混合水质符合《污水综合排放标准》（GB8978—1996）中一级标准。同时也满足农田灌溉水质标准（GB5084—92）。检查井每30m设置。
矿井井下水经沉淀池沉淀，澄清大量稀释后加入碱式氯化铝（其投加量为13—20mg/L）处理后，一部分用于井下洒水、消防、降尘和地面消防、绿化外，外排水的水质达到《污水综合排放标准》（GB8978—1996）中一级排放标准后外排。
（二）污水处理
生活区污水经以及食堂污水经隔油池处理后的污水，经排水管网汇集排入12.50m3的化粪池沉淀分解。再经地埋式生活污水处理器（JYT—10处理量50m3/h）处理后统一排放。
矿区为特低硫-中硫煤、且以硫化铁硫，有机硫为主。硫酸盐硫微量。（其中长焰煤全硫2.10%，硫化铁硫1.25%，硫酸盐硫0.04%，有机硫0.81%）
工业污水处理是经沉淀池沉淀，澄清、大量稀释和加入碱式氯化铝，其投加量为13—20mg/L消毒后，用于地面、井下消防降尘洒水和绿化。设压滤机冲洗水泵两台（一用一备），型号：IS50-32-200，Q=12.5 m3/h，H=50m；加药设备一台，型号JY-0.3/0.72A—1。消毒装置三台，型号为YXD-5，产气量为100g/h，经处理的水质均可满足井下用水要求。
排水管采用钢筋混凝土排水管。其工程量详见室外排水管网平面布置图。
第三节 消防与洒水工程
井上地面消防用水量按国家标准《建筑设计防火规范》。根据《煤矿工业矿井设计规范》可不考虑矿井的工业场地和井下同时发生火灾的情况
矿井工业广场生活用水量主要是职工洗澡用水。因水质要求不同，故矿井生活和消防用水供水系统分开设置。地面消防与防尘共用一趟管路。防尘洒水、消防供水管道沿日用消防水池敷设至防尘点和煤场。地面道路洒水选用两辆洒水车进行道路防尘、洒水。
井下涌水量为180m3/d。矿井工业最大用水量为158.4 m3/d，井下水经沉淀分离过滤、中和、加药消毒、灭菌等措施处理后可作为工业区地面和井下消防、防尘洒水用水水源。经处理的水质均可满足井下用水要求。
建筑物室内按《建筑设计防火规范》规定执行设置室内消火栓。
建筑物室外消防采用设置室外消火栓方式，不易设置消火栓但有易燃物集中处设手提式贮压干粉灭火器，室外露天堆放易燃物场地设室外地下消火栓。室外消火栓选用地下式消火栓，每120m处设置。
工业区的给水系统采用低压给水系统，地面建筑消防给水压力不能保证，故地面消防采用临时高压供水方式。当有火灾发生时，开启消防泵，抽取消防水池内的消防蓄水进行灭火，水压由消防泵保证。其消防泵型号为：IS50-32-250A（Q=14m3/h H=56m）型两台。管道采用硬聚氯乙烯管，粘结连接。
第四节 采暖通风与空气预热
热负荷计算
室内计算温度按《煤矿工业矿井设计规范》执行。
耗热量计算表：
矿职工每日三班作业。最大班职工人数60人，每人洗澡一次用热水量最大按60升/人.班，热水采用锅炉将水加热方式，加热时间每班为2小时，淋浴用水耗热量0.70 Mw。浴室水温采用自动监控装置调节。井下作业人员饮水采用热水热媒间接加热，设两台开水器，供应职工开水饮用。饮水量按最大班每人3L计算，加热时间为2小时，职工开水和洗衣干燥用热经计算耗热量为0.19Mw。
2、供热方式、空气预热、通风
新建矿区工业广场建筑采暖主要采用锅炉集中供给方式。
1)空气预热
为保证冬季的安全生产，井筒必须采取防冻措施。在井筒附近设置空气加热室，将进井筒部分空气加热到40℃，再与自然进入井筒的冷空气相混合至2℃送入井下。同时利用实厚棉帘保温防风的措施进行防冻。矿井设计斜井总进风量为120m3/s。
主斜井空气预热设备选型
1、进风量：Q1=30m3/s
2、室外最低温度-22℃;
3、冷热风混合后的温度+2℃;
一)L=30m3/s
(1)Q=CLr(tm-tw)×3600×β
=1.25MW
(2)被加热风量：Lr=L×[(tm-tw)/(tc-tw)](m3/s)
=10 m3/s=36000m3/h
(3)加热器散热面积：F=(Q/F×Δt)=328.49m2
(4)选矿井专用空气加热器，其型号15×8/3，每台散热面积80.6m
(5)散热器台数：n=F/f =(328.49/80.6)x1.2=4.88台≈5台，但考虑备用，暖风机确定为6台。
(6)安装方式：选KJQ15×8/3型6台，两台串联三组并联，总加热面积为483.6m2。
(7)轴流风机选型：风机型号为T40—11NO8，直径800mm，风量18500m3/h，全压327Pa，电机功率N=3kw共三台。
副斜井空气预热设备选型
1、进风量：Q1=90m3/s
2、室外最低温度-22℃;
3、冷热风混合后的温度+2℃;
同样方法计算出：Q=3.76MW
F=(Q/F×Δt)=638.73m2
选SRL型空气加热器，其型号SRL20×10/3，
散热器台数：n=F/f =638.78/(127.5x2)=2.5台≈3台，
安装方式：三台串联共六台加热器两组并联，总加热面积为765m2。电动机Y200L2 -6 (P=22Kw)
2)通风
工业区建筑一般为自然通风。为排除锅炉房、矿灯房等建筑产生的废汽，对人的身体健康有危害，为了有效地保障安全，在锅炉房屋顶预留抽风洞，安装排风设备。充电室、矿灯房酸液配制间设一台轴流式T35NO.3型轴流通风机排出有害气体，配用功率为0.55kw的YSF—7/22型电动机各一台。
3)、锅炉房
该矿工业广场分原工业广场和工业广场，原工业广场建筑主要由洗选厂、装车仓、锅炉房等工业建筑。供暖、给水系统已形成规模，锅炉以及室外管网能够满足矿井需求，原工业广场锅炉及锅炉房仍能继续使用。故该设计原工业广场供热可不予考虑。仅考虑新扩建的工业广场的供热系统。
总热负荷：
1、建筑采暖热负荷 8.92 MW
2、井筒预热 5.01 MW
3、热水负荷 0.70Mw
4、开水负荷 0.19Mw
锅炉吨位确定：T=14.82/(0.7)x1.2=25(吨)
锅炉选型：
在新扩建的工业广场上新建锅炉房。利用矿区闲置的两台SZL4—1.25--AⅡ2蒸汽锅炉的基础上增加两台SZL10—1.25--AⅡ2型蒸汽锅炉。非采暖季节启用4T蒸汽锅炉专供浴室、开水房。洗衣、食堂用热均采用蒸汽直喷加热，以及生活采暖热媒采用低温热水，热媒来自锅炉房。锅炉燃料为本矿自产煤。
4)室外供热管道
矿区原工业广场已有室外采暖管网可继续使用，新建供暖管道管网采用直埋式敷设，管网为枝状敷设，蒸汽、凝结水管道均采用无缝钢管。热水管道采用焊接钢管。蒸汽、热水管均采用聚脂保温聚乙稀保护壳直埋于冰冻线以下。凝结水管不需保温处理。直埋沟需垫100mm细砂。其工程量详见室外热力管网平面布置图。
第五节 环境保护与水土保持
(一)环境现状
一、自然环境及环境质量现状：
1、地形地貌
矿区位于准噶尔盆地南缘，属博格达山前丘陵地形。以成因类型划分，主要是构造剥蚀地形，只有现代冲沟里才有线性侵蚀堆积地形。沟谷垂直山地及矿体，长梁及斜梁的走向亦近于南北缓倾斜延展。沟梁比高一般为30—40m，东部地表标高+872—+810m，西部仅为+811—+748m。全区地面标高平均+800m左右，地表植被稀少。
2、气象与水文
1)气象
矿区南邻高耸入云的博格达山，顶峰长年积雪，北靠戈壁，属大陆性干旱—半干旱气侯，由于受气侯垂直分带的制约，形成的地形雨也常波及本区。据米泉市气象站资料记载，历年月平均气温最高27℃，最低-18.8℃,最高极值41.9℃,最低极值-31.8℃,日温差在10℃以上。年降雨量一般在141.2—276mm,一日最大降雨量54.6mm,而蒸发量却高达1931—2448.4mm以上。11月开始冰冻,翌年3月解冻,冰冻期长达5个月,冻土深度100--120cm,最大达130cm,积雪厚度最大34cm。最小风速为0.7m/s,最大18m/s,多出现在12月份,风向以北西—南东为最多。
2)水文
铁厂沟水网的发育受南部山岳的控制，主要沟谷西部有芦草沟，东部为铁厂沟，均发源于博格达山北麓，补给主要为雨雪洪水及泉水。芦草沟水流较小。据露天煤矿资料：1981-1982年上游站月平均流量0.031-0.190 m3/s，年迳流量为356万立方米，下游站月平均流量0-0.214 m3/s，年迳流量为135万立方米，农灌期因常被截流而干枯。其水量无法满足矿区用水要求，故不能作为矿区生活水源的水源地。
经探察明本地区地下水系主要受逆段层构造所控制，自南往北有北杨沟F3逆段层构造凹陷给水带水源，自南往北有北杨沟F3逆段层构造凹陷给水带水源。其涌水量为2500-3000m3/d，现已建的两口水井水量为每小时113m3，每日涌水量为2712m3。其水量满足矿区用水要求。
二、聚落环境为：
矿区位于乌鲁木齐市东郊，属丘陵地带，地面无农田。人口分布：全矿职工总人数448人。职工住宅、福利建筑设在神化新疆公司家属院，矿区工业广场除工业建筑和设施外，其它地段、地面为荒山。
(二)环境保护与水土保持执行标准
一、环境保护标准
1、空气环境质量执行《地表水环境质量标准》GB3095-1996中的二级标准。
2、地表水执行《地表水环境质量标准》GB3838—2002中的Ⅲ类水质标准;
3、地下水执行《地下水质量标准》(GB/T4848-93)中的Ⅲ类标准;
4、工业场地环境噪声执行《城市区域环境噪声标准》(GB3096—93)中的三类区标准。生活区执行该标准中的二类标准;
二、污染物排放标准
1、锅炉燃煤排放污染物浓度执行《锅炉大气污染物排放标准》(GB13271—2001)中的二类区Ⅱ时段标准;筛分、装车等无组织排放颗粒物执行GB16297-1996中的《大气污染物综合排放标准》
2、矿井排水执行《污水综合排放标准》GB8978-1996(1998年1月1日后建设的单位)中的二级标准;生活排水执行《污水综合排放标准》GB8978-1996(1998年1月1日后建设的单位)中的二级标准。
3、工业场地边界噪声执行《工业企业厂界噪声标准》(GB12348-90)中Ⅲ类标准;
4、固体废气物执行《一般工业固体废物储存、处置场污染控制标准》GB18599-2001;
三、总量控制指标
根据国家规定的排污总量控制污染物种类，结合本项目的排污特点，所在区域的环境质量现状等因素综合考虑，在末接到当地环保部门下达的总量控制指标时，按污染物达标情况下确定排放总量指标为：
外排生活污水： CODcr： 1.35t/a
NH3-N： 0.18t/a
废气中： 烟尘： 3.61t/a
SO2： 0.64t/a
固体废弃物： 0.3万t/a
(三)项目建设和生产对环境的影响
自然环境是环境的一个组成部分，并对环境起着重要的调节作用。随着我国工业、矿业的迅速发展，环境污染问题日益加深。在矿井建设开采过程中的主要污染源有工业污染源、交通运输污染源、农业污染源、生活污染源四大类。本设计依据国家有关环保技术经济政策，对该矿的环境保护进行设计。
矿井建设对生态环境的影响，主要表现在地表塌陷对生态环境的影响，矸石堆放，煤尘及地面场尘，矿井涌水、排水用于矿区绿化等五个方面。
1)、地表塌陷对生态环境的影响
由于本井田范围内除兴建的井口外，区内无其它建筑，而且工业场地与(生活区、办公区)分开布置，即采区范围内地表无道路，管线工程及民用建筑等，故地表形态的变化，不会造成对地面建筑物的影响。
矿区从露采过渡到井工开采，其井工开采对环境的影响应远小于露天开采，但井工开采对地表也将造成一定的破坏，也存在对土壤的影响主要是地面塌陷、裂缝、地表下沉，由可能形成大小不等的浅坑。
2)、矸石、炉渣等固体废气物堆放对生态环境的影响
目前全矿大约矸石堆存量大约为9万吨，其次是锅炉灰渣排放量2055.2kg/h，生活垃圾排放量53.13 t/a。固体废气物堆放风化易产生扬尘污染，产生有害气体，污染大气环境。
3)、煤尘及地面扬尘对生态环境影响
由于矿井露天储煤场和煤转载过程中的起尘和运煤汽车轧碾路面起尘等，对当地空气环境在有风时对下风向环境污染较大。
4)、污水用于绿化对生态环境的影响
本矿排水量8395m3/a，水的总硬度为1045.8mg/L，矿化度为2271.6mg/L，主要污染物为CL-455.5mg/L、F-0.3mg/L、井下涌水量为180m3/d二次利用水水量为158.4m3/d，排水量为23m3/d。污水排放量很少，该矿井排水中各污染物浓度均不超过《污水综合排放标准》中的二级标准。矿井排水经沉淀池处理后，夏季用于绿化、防尘洒水。剩余部分排入矿区东部沿冲沟中蒸发。冬季同生活用水一同经污水处理器处理后外排，井下水排水对生态环境的影响不大。
生活污水主要包括职工宿舍、食堂及浴室排水，全为不连续的排水，排放量134.4 m3/d、49056 m3/a。其混合水质经类比得CODcr150 mg/L、BOD5 50 mg/L、SS200 mg/L、LAS2 mg/L、NH3 -N20 mg/L。
5)、噪声对人的影响
噪声井口及附属生产车间高噪声设备有：通风机房的主扇、绞车房的绞车、锅炉房的锅炉风机、井口加热炉的热风机、坑木加工房的木工圆盘锯等，声值在85dB(A)-98dB(A)之间。
(四)环境保护与水土保持措施
在矿井开采过程中，除严格执行《环境保护法》及有关环保与卫生管理条例、法规、各类污染物排放标准外，现根据该矿的具体条件制定以下治理与防范措施。
废气治理
1、地面大气治理：矿区由于矿区气候干燥，大气污染主要是煤炭在贮、装运过程中产生的扬尘，煤炭依靠汽车外运，行车时扬起的尘土。为此矿区可以在道路两旁植树，加强矿区的植树绿化，并道路实行柏油化，减少道路的交通扬尘。对道路洒水降尘，对煤炭的加工贮运等作业场地的扬尘，配备喷雾洒水装置，防止大气污染。
锅炉均配备XZD/G型旋风除尘器，除尘效率为94%，使排放烟气达到排放标准。
2、井下空气治理：设计中该矿井总进风量为120m3/s，为保证井下排出的废气达到国家有关环保规定应做到以下几点：
(1)加强矿井通风管理，清除巷道内的浮煤，保证各用风点有足够的新鲜风量。
(2)建立与加强对井下有害气体的检测，发现有害气体超标时，及时停止作业，撤出人员进行处理。
(3)建立防尘洒水系统，井下尘点、回风巷实施喷雾洒水，净化井下空气。
(4)冬季为改善井下气候条件，井口设置热风道或空气加热室。
(5)由环保机构定期对井下排出的废气进行检测，发现废气不符合排放标准立即采取措施进行治理。
污水治理
本矿污水主要是矿井废水和生活污水两部分，井下水经沉淀、除去水中悬浮物、消毒灭菌等措施后静压排至日用消防水池。井下涌水量不大，不足部分由生活蓄水池补充，进行二次稀释处理后的可以用来为矿区绿化灌溉，也可用以防尘、消防洒水。多余的水排入矿区冲沟内。矿井水的外排对矿区水源没有任何影响。
生活污水来源主要是澡堂、食堂、办公楼等地排水。食堂污水经隔油池处理后与其它生活污水经化粪池处理后，经地埋式生活污水处理器(型号为JYJ-10，处理量50m3/h)处理后，达到污水综合排放标准(GB8978—1996)中一级标准后，排入矿区冲沟内。
废弃固体物的治理
1、煤矸石的处理：
正常生产期矸石排出量约为9万吨/年。生产期的矸石可用于回填工业广场或筑路，剩余部分可作水泥配料，或用汽车运至场外洼地，并用黄土覆盖压实防止自燃、污染大气，同时做到随排、随压、随盖，防止自燃污染大气环境。
2、生活垃圾处置：作到生活垃圾不能乱倒。设立垃圾箱，对垃圾定期消毒、灭菌，防止细菌传播或将垃圾处理后深埋地下。
噪声污染治理
井下局扇、地面主扇和主井绞车房是噪声危害的主要发生地，因此在噪声点作业人员配戴耳膜装置。
井下局扇设置消音器，锅炉房的鼓、引风机、通风机加装进气、排气消声器，基础做减震处理。放置在室内厂房做隔声门窗。
地表塌陷的治理
随矿井开采范围的增大，地表将受到破坏，出现塌陷和裂缝。因此设计上工业场地、生活福利区分开布置，开采范围内不布置建筑物。地面的塌陷和裂缝要及时回填，对于预测到的地表塌陷范围应及时设置围栏和警标，防止人误入采空区，发生意外事故。防止雨水对井下造成危害，做好地面开凿防洪、泄洪渠沟等防洪工作。
(五)、水土保持措施
该矿区植被不发育。为改善对矿区环境的影响，必须对建矿后破坏的植被进行修复和种植。以达到防风、防尘、降噪、美化环境的目的。本设计绿化面积6500 m2,绿化系数25%。绿化重点放在场区及道路两旁。对露天开采遗留的坑底及护坡进行绿化种草、种树。对遗留的火患用黄土覆盖，防止其继续自然。
(六) 环境保护与水土保持投资
随着矿井的发展和产量的提高，“三废”的排放量也随之增加，加强环境监测和管理势在必行，制定治理方案，定期监测，可有效地保护环境，控制环境污染。
为搞好环保工作，该矿设置环保工作人员负责该项工作，并设专项资金，工程投资之中，经不完全统计环保工程费约为139.4万元。
环境保护专项投资明细表
第六节 节 能
根据煤炭工业部1986年颁布的《煤炭工业工程设计节能技术暂行规定》的要求，结合本井田地形、地质条件，采取了以下节能措施。
一、开拓与开采
井田的开拓方式为斜井开拓，为降低生产经营费用，井下运输采用带式输送机运煤，辅助运输采用无轨胶轮车运输。
采煤方法为综放采煤法，放顶煤采煤工艺简单，工作面生产能力大，从而降低了采煤工作面生产电耗及生产成本，煤炭损失量小，提高了煤炭资源回收率。
二、提升、通风、排水设备
该矿井的提升、通风、排水设备选择的均是设计先进、节能产口，具有能力充足、电力消耗量小等特点。
三、地面生产系统
地面洗选厂、地面生产系统本着简单实用的原则设计，从能力上不再进行扩建，同时在尽量利用地形特点，保障了生产系统的有效、实用。
四、供电及照明
煤矿两回路电源取自铁厂沟变电所，供电系统简单，运行费用低。在井上下供电系统中，采用节能变压器和高低压无功功率补偿方式，有效地降低了电能消耗。用电设备也尽量选用节能、高效的用电设备。
五、工业场地及地面运输
工业场地建、构筑物布置紧凑，功能明确，地面变电所靠近负荷中心，减少了电能损失。场内采用蓄电池机车及汽车运输，井口至机修间、材料库、坑木加工房设备及材料运输采用蓄电池电机车牵引矿车运输方式，有效的节约能源并有较高的运输效率。
第六章 建井工期
第一节 建井工期
一、施工准备的内容与进度
铁厂沟煤矿工程性质为改扩建工程，是在原有生产系统的基础上进行扩建，设计矿井生产能力为300万吨/a，在交通、供电、通讯等方面已经有较好的基础，矿井建设在应在组织上、建设资金、物资供应、劳动力等方面做好准备，办理好工程建设所需协议、合同、文件等，确保正常施工。施工准备期预计为3个月。
二、井巷工程平均成巷指标
井巷施工平均成巷指标
1、斜井 80米/月
2、立风井 60米/月
3、岩石平巷掘进 80米/月
4、煤巷综掘平巷 350米/月
5、煤巷炮掘平巷 120米/月
6、煤层上山掘进 100米/月
7、硐室 400米3/月
三、井巷主要联锁工程
按三个施工队伍安排工期，主要井巷联锁工程如下：
主斜井→联络巷→皮带石门→煤仓→泵房→水仓。
副斜井→井底车场→+510水平轨道石门→42号煤层通风上山→+620m运输石门→45号煤层工作面运输顺槽（45号煤层工作面回风巷）→开切巷→工作面安装。
立风井→回风石门→+620-720轨道上山→42号煤层通风上山→+670m回风石门。
四、三类工程施工顺序和施工组织的基本原则
1、首先应优先安排井巷工程的施工，同时进行辅轨和各类管线及永久设备的安装。投产工作面准备出来后立即进行采面设备安装及试运转，同时安排顶板煤层的开拓、准备和回采巷道。为生产服务的地面生产性建筑应优先安排施工，地面设备安装工程优先安排供电。
2、施工组织原则是：抓住关键路线上的工程施工，以保证矿井原生产能力及300万吨／a按期投产。统筹兼顾，保证重点，优先安排关键工程所需的人、财、物。
五、建井工期预计
根据矿井月成巷指标，对矿井井巷工程进行排队，该项目通风系统形成需11个月，建成投产时的工期为22个月，投产时仅为一个回采工作面。
第二节 产量递增计划
该矿井投产时布置一个采煤工作面，当第二个工作面投产时可以达产。
第三节 项目建设招标
一、招标范围
神华新疆有限责任公司铁厂沟煤矿改扩建工程按工程类别采用分标段招投标的办法，共分三个标段即：一标段为矿建工程，二标段为机电设备及安装工程，三标段为土建工程。根据具体情况对上述三类工程进行分标段招标。
二、招标方式
招标方式有公开招标、邀请招标和议标方式，推荐采用邀请招标的方式进行工程发包。
招标人向参加招标的施工单位发出投标邀请书，邀请书中要求投标人提供有关资质证明和业绩情况。
第十五章 技术经济分析与评价
第一节 总投资估算及逐年投资安排
一、编制说明
铁厂沟煤矿投资估算，包括项目从筹建至达到设计生产能力时，设计所需的井巷工程、土建工程、设备及工器具购置、安装工程和工程建设其他费用的投资，预备费、铺底流动资金列入项目总造价。
二、工程建设投资估算
（一）工程量：依据设计提供的工程量表、图纸、说明书及机电设备器材目录。
（二）估算指标
估算投资依据国家煤炭工业局煤规字[2000]第48号文《关于发布煤炭建设各类定额、指标、取费标准及造价编制与管理办法的通知》进行编制及煤西价字[2003]04号文《关于新疆煤炭建设工程执行2000年新定额、指标及取费有关问题的复函》的规定，对工程辅助费及取费作了相应的调整。
1﹒煤炭建设施工准备工程依据《煤炭建设施工准备工程概算指标》（99统一基价）。
2﹒井巷工程依据《煤炭建设井巷工程概算定额》（99统一基价）和《煤炭建设井巷工程辅助费综合预算定额》（99统一基价）。
3﹒土建工程依据《煤炭建设地面建筑工程概算定额》（99统一基价）。
4﹒安装工程依据《煤炭建设机电安装工程概算定额》（99统一基价）。
5﹒建设项目工程取费依据《煤炭建筑安装工程费用定额》。
6﹒工程建设其他费用依据《煤炭工程建设其他费用指标》等有关规定。
(三) 其他
1﹒人工工资和材料采用近期市场价格进行价差调整。
2﹒工程取费采用费用标准，并结合矿井实际情况确定。
3﹒设备价格及费用，主要设备价格和材料采用市场询价,不足部分采用《煤炭工业常用设备价格》（99年版）或《煤炭安装工程定额外材料价格》（99年版）。设备运杂费按设备原价的6%计算, 定额外材料运杂费按材料原价的8%计算。
4.工程预备费按10%计取。
5.估算投资以2005年为基价年，矿井建设工期为22个月,按国家发展计划委员会计投资[1999]1340号文规定，投资价格指数按零计算。
三、资金来源及筹措
建设项目投资筹措有二个渠道，一是建设单位自筹，二是向银行申请贷款。本项目投资全部由企业自筹。
四、固定资产投资的逐年投资安排
依据设计确定的矿井建设工期和工程施工进度安排，结合矿井建设队伍实际施工情况确定矿井逐年投资，第一年投资比例为40%，第二年投资比例为60%。第一年投资额为11135.6万元，第二年投资额为16703.41万元。
五、流动资金需要量
矿井生产所需流动资金参照邻近生产矿井近年流动资金实际需要量，结合本矿井的实际情况。矿井需要流动资金为2408.33万元（基价），吨煤流动资金8.03元。矿井流动资金的30%为铺底流动资金(722.5万元)，列入矿井总投资。
六、总投资估算
建设项目固定资产总造价27839.01万元，吨煤投资92.8元。加铺底流动资金后项目总造价为28561.51万元，吨煤投资95.21元。
投资构成见表9-1-1。
矿井总估算投资构成表
第二节 劳动定员及劳动生产率
一、劳动定员及劳动生产率
铁厂沟煤矿工程劳动定员及劳动生产率本着充实生产一线，减少非生产人员，提高劳动生产率的原则。参照《煤炭工业矿井设计规范》，结合本矿井工程的实际情况，并依据设计生产能力﹑工作制度﹑煤层赋存条件、采煤方法﹑机械化程度等具体情况，确定矿井劳动定员。该矿井工程在籍人数448人，其中：原煤生产人员337人；服务人员57人，占矿井原煤生产人员在籍人数的16.9%；其他人员24人，占矿井原煤生产人员在籍人数的约7.12%。劳动定员汇总表见表。
二、全员效率
矿井设计生产能力300万t/a，年工作日300d，每天三班生产，边采边准。
根据矿井设计生产能力、劳动定员人数，计算矿井全员劳动生产率为22.32吨/工.日，矿井回采工效率为92.59吨/工.日，井下生产工效率为55.56吨/工.日，符合《煤炭工业矿井设计规范》及本矿井的实际情况。
第三节 生产成本估算
矿井原煤生产成本依据煤规字[1996]第501号文等有关规定，根据本矿井设计的劳动定员﹑材料消耗量﹑吨煤电耗等指标，结合所在地区生产矿井实际生产成本，估算本矿井原煤生产成本。
1. 材料费：根据设计提供的主要材料(坑木、雷管、炸药)消耗量，按项目所在地现行材料预算价格进行计算，其他材料按有关统计资料进行计算。
2. 动力费：根据设计提供的吨煤耗电量15.1度，采用项目所在地电价0.5元/kwh进行计算。
3. 工资：按人年平均工资36000元计算。
4. 职工福利费：按职工工资总额的14%计取。
5. 修理费：按形成固定资产原值，综采设备及安装按5%计算;一般采掘设备及安装按2.5%计算;通用设备及安装按2.5%计算。
6. 其他指出：包括劳动保险费、待业保险费、工会经费、办公费、差旅费、职工教育经费、维简费、矿产资源补偿费及其他费用。根据有关规定并结合本项目的实际情况综合确定其他支出为10.71元。
8. 折旧费：折旧按不同综合折旧率直线法计算折旧，地面建筑及构筑物按40年计算折旧，一般采掘设备按10年计算折旧，其他设备按15年计算折旧。
10. 井巷工程费：按原煤产量以吨煤2.5元计算。
11. 维简费：按原煤产量以3元提取，其中50%计入经营成本其他支出内。
12. 生产安全费：根据财建[2004]119号文规定，生产安全费按吨煤8元提取。
13. 摊销费：无形资产和递延资产按10年平均摊销计算。
14. 利息支出：项目投产后流动资金借款利息。
经计算，矿井达到设计生产能力时原煤成本费用(不含生产期基建贷款利息)18345万元，单位成本61.15元/吨; 其中：经营成本12306万元，单位成本41.02元/吨。
矿井原煤设计成本详见表9-3-1。
一、销售价格的确定
矿井煤种为原煤，目前受市场供求关系的影响，煤炭价格波动较大；根据《新疆维吾尔自治区煤炭工业“十一五”发展规划》，对自治区传统煤炭市场和煤炭深加工利用及出疆煤需求市场分析预测，确定新疆煤炭市场“十一五”需求量，根据市场的需求量及矿方提供的资料，本评价采用当地同品种产品平均煤炭价格确定产品销售价格为102元/吨。
二、销售收入的估算
本项目投产后，矿井所产的原煤全部出售，企业年平均销售收入为30600万元。
第五节 财 务 评 价
一、财务评价方法
财务评价执行国家计委颁发的《方法参数》（第二版）和煤炭工业建设项目经济评价方法与参数的规定进行评价。
二、评价参数
1、建设项目行业基准收益率10% ；
2、项目评价期20年。
3、本项目的销售税金及附加包括增值税、城市维护建设税、教育费附加和资源税。销项增值税税率为13％，进项增值税税率为17%；城市维护建设税税率为5％；教育费附加为3％；资源税按吨煤0.5元计取。
在正常年份计算销售税金及附加为2491万元。
销售收入、销售税金及附加见财务报表。
所得税税率为33%；公积金提取率按10%；公益金提取率按5%。
4、设计确定矿井的建设工期、生产能力及前面确定的矿井投资、成本、
售价等有关参数。
根据上面确定的评价方法和评价参数，计算矿井的财务评价指标，计
算结果见表9—5—1。
三、财务分析
1. 计算正常年份的年利润总额为9130.49万元，年平均所得税为3013.06万元，年平均所得税后利润为6117.43万元。
利润的计算及分配见财务报表。
2. 财务盈利能力分析：经计算该项目投资利润率为30.19%，投资利税
率为39.16%。
3.通过现金流量表分析计算得出，全部投资财务内部收益率（税后）为37.81%，指标超过了行业矿井基准收益率10%的要求；计算期内全部投资财务净现值(I=10%)，所得税后为55452.23万元；表明本项目除满足行业最低要求外，还有盈余，因而在财务上是可以接受的。
4. 清偿能力分析
全部投资回收期(所得税后)为4.26年。
本项目具有较好的清偿能力
以上各项指标表明该项目财务效益较好。
第六节 不确定分析
一、盈亏平衡分析
通过计算BEP（生产能力利用率）为50.16%，表明达到生产能力的50.16%，即年产量达到150.48万吨时，项目即可保本。故本项目风险较小。
二、敏感性分析
项目在计算期内可能会发生变化的因素有销售价格、固定资产投资、生产成本、生产产量，各因素变化±10%，±5%时对财务内部收益率影响的程度祥见财务敏感性分析表。
从财务敏感性分析表中可以看出，本项目对销售价格的变化是最为敏感，其次是投资。
第七节 综 合 评 价
一、评价结论
本建设项目工程外部建设条件优越，资源可靠，煤质好，产品有销路，建设工期短。从财务评价指标结果来看，税后内部收益率为37.81%，具有较好的财务盈利能力，投资回收期4.26年，清偿能力较强。通过敏感性分析，生产能力利用率为50.16%，说明该项目具有抗风险能力。
本项目位于西部地区，目前国家重点发展西部地区，能源又是国家发展的重点，本项目的建设符合国家产业政策。
综上所述，该项目的建设是必要的，也是可行的。
二、对项目建设的意见
1.在矿井生产建设中要注意控制可控成本费用，对材料费要进行严格的控制，要避免发生不必要的浪费，另外要对人工工资进行控制，实行减人提效来达到对工资的控制，铁厂沟矿目前设计能力为300万吨，人员仅安排了448人，与本地区设计生产能力最大的矿井苇湖梁煤矿（120万吨/年），设计安排人员（4500人），实际生产能力达到80万吨/年时，人员为（2200人）相比，约是这些矿井实际人数的1/5---1/10。下降很多。很大程度降低了工资成本。
2.在煤矿建设和生产时要注意环境的保护，对矿井的矸石、废水及煤尘等要加强管理，在企业获得收益的同时，环境也要进一步改善，力争环境和效益双赢。
3.煤矿主要工作场地在地下，井下地质情况千变万化，断层、冒顶、水、火、瓦斯等自然灾害随时可能发生；因此在煤矿投产和正常生产时，一定要加强生产安全教育和培训，要经过严格的安全知识考试，通过考试的人员颁发上岗证，力争全员持证上岗。
三、本项目主要技术经济指标见表1。
