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技术改造初步设计(东山煤矿)

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2

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前 言

白山市八道江区东山煤矿是由原“白山市八道江区东山煤矿"和“八道江区玉顺煤矿”两个独立生产井口经资源整合后形成的，并将矿井定名为“白山市八道江区东山煤矿",原东山煤矿和玉顺煤矿属同一个煤田。两个矿井均为复采矿井，矿井的原设计均为小窑浅井开采，设计能力仅为3万吨，两矿井资源整合后由国土资源部门重新划定了矿井境界，经白山市地质矿产勘查开发院统制了《吉林省白山市八道江区东山煤矿资源储量核实报告》，该报告提供了矿井资源储量为67.2万t。为更好的开采利用该井区的煤炭资源，根据当前国家和省市对煤矿生产的法规和政策,对该矿井进行技术改造，使矿井能力增加至6万t/a。
为此，在批准的矿井“资源储量核实报告"和“矿产资源开发利用方案”的基础上，编制该矿井技术改造初步设计.
一、编制设计的依据
1、2007年5月1日实施的《煤炭工业小型矿井设计规范》GB50399—2006
2、《煤矿安全规程》2006年版
3、吉林省煤炭工业管理局《关于吉林省开办小型煤矿的若干(暂行）规定的通知》[吉煤行管］字（第2004）208号
4、吉林省人民政府办公厅明传发电吉政办明电[2006]143《吉林省人民政府办公厅转发省煤炭资源整合领导小组办公室关于煤炭资源整合方案审查及下步工作实施意见的通知》
5、白山市地质矿产勘查开发院编制的《吉林省白山市八道江区东山煤矿矿产资源储量核实报告》
6、吉林省国土资源厅关于《吉林省白山市八道江区东山煤矿资源储量核实报告》矿产资源储量评审备案证明(吉国土资储备字[2008]43号);
7、白山市八道江区东山煤矿设计委托书
8、安监总局煤行[2007］167号文《国家安全监管总局、国家煤矿安监局关于所有煤矿必须立即安装和完善井下通讯、压风、防 尘供水系统的紧急通知》
二、设计的指导思想
1、认真贯彻执行“安全第一，预防为主，综合治理”的安全生产方针，严格执行国家对煤矿企业制定的各项政策和法律、法规.结合小型矿井生产的特点，在矿井开拓方式和巷道布置、提升、运输、通风、排水和供电等各主要生产系统和环节，都要保证安全生产的需要,做到技术上先进，经济上合理.
2、充分利用和改造矿井现有的主要巷道和生产设施、设备，降低改造费用,达到节能降耗的目的。
3、做到布局合理，生产、管理集中，系统完善，环节畅通，达到减少岩巷掘进，煤巷维护工程量少的原则，使矿井改造的工程量少、工期短、投产快的经济目的.
4、做到节能、节水、节耗、节省土地的原则。
5、做到各项经济指标先进、合理。
6、尽量采用先进成熟技术以利于矿井管理人员和作业人员学习和掌握，使矿井在服务期内不被淘汰。
三、设计的主要特点、主要经济指标及分析
1、主要特点：
⑴该设计是在原东山煤矿和玉顺煤矿两套生产系统的基础上进行技术改造，井区内能利用的井巷工程，在考查后能保障安全生产的前提下，对部分巷道和系统进行了保留，以减少初期的投资;
⑵原东山煤矿和玉顺煤矿通达地面的斜井、立井多达数条，而且均存在着布局不合理、占压煤柱、可采资源减少的弊端，因而本次设计将两矿井原有的井筒部分废弃,并填实封严,仅利用原东山煤矿的地面主斜井做为本次设计的副井筒，在井区的西端补掘新主井，做为本次开采的主提升井，主提升井设计在煤层底板之中。这样布置的优点为：a：解放了井区内所有的煤柱，使可采资源增加；b：一条井筒可直接通达井区的最底部,减少了矿井的生产环节;c：可充分利用原井区内的岩巷工程,使其它巷道掘进大为减少,从而节约了矿井投资.
⑶矿井采用了壁式采煤法，使矿井回采率将有大幅度提高;
⑷回采工作面采用液压单体柱和π钢梁支护,使其更能适应采面的地质变化，便于煤矿灵活掌握和管理；
⑸采用利旧工程，使矿井在投入少的情况下即可达产.
2、主要经济指标及分析
该矿井设计生产能力为6万吨/a，矿井年工作日为330天，经测算矿井达产后，正常生产成本为128.49元/t(按2007年人工、材料、动力单价标准），该煤种2007年在白山地区最低售价可达210元/t。
概算静态投资995。08万元；其中井巷工程568。68万元；土建工程85。10万元；设备器具购置201。70万元;安装工程129。60万元，工程建设其它费用10.00万元,工程预备费69.66万元。
建设项目总资金995.08万元，其中铺底流动资金30万元,项目总投资995。08万元，其中全部流动资金99.50万元，资金筹措：建设项目资金全部由矿山企业自筹.
经测算矿井：
年销售收入为1440万元
年生产总成本为770.94万元
年销售税金及附加额为187.20万元
年利税总额为669。06万元
税后可获净利润为481。86万元
投资利润率为48.42%
投资利税率为67。23%
矿井投资回收期为2。07年（含税）
四、存在主要问题的建议
1、矿井未整合前,矿井正常涌水量为15 m3/h，最大涌水量为25m3/h。矿井整合后，井田面积扩大，开采强度增大,矿井技改后和技改过程，应该分阶段实测矿井涌水量，并按设计备好备用排水设备，以便防止因水害影响矿井生产.
2、矿井周围小井或浅窑的煤层或断层均与该矿井有着一定的联系,且是复采矿井.矿井的地表水不但能顺着矿区内的塌陷坑流入矿井，也可顺着其它矿区的塌陷坑渗入该矿井，因而在雨季，矿井必须设专门的观测机构和人员对地表水的流经方向、流量等进行详细观测,并与该矿井的涌水情况进行比较，做出科学的判断,以避免水害的发生。
3、矿井是复采，矿井除底板大巷建议采取锚喷支护外，其它在煤中或半煤中的巷道均应采取金属支架支护，支架应选取利于机械回收的直梁、直腿式。“U"或半圆形支架尽量避免使用，以达到降耗节能的效果。
4、煤层陡急的地段，在伪倾斜尚不能构成工作面的情况下，应请专家进行采煤方法专项论证,找出可行的采煤方法，并做特殊采煤方法专项设计，在保证安全的情况下,按专家论述和设计进行回采，避免丢煤.
5、倾斜壁式工作面采煤法，虽然在工艺上属成熟技术，但在该矿区还属新技术应用，在生产前矿井的各部门和生产的主要工种人员必须到相应的矿进行学习，确实掌握该方法的主要要领和工艺，方可在矿井推广使用,以免因技术不熟练而导致事故.
6、矿区内的小窑、浅井,包括该矿井的井巷工程，在实施本设计的过程中，必须填实封严,并做好记录和观测，避免废旧工程给矿井安全生产带来隐患。
第一章 井田概况及地质特征

第一节 井田概况

一、交通位置
吉林省白山市八道江区东山煤矿位于白山市八道江区六道江镇下甸子村境内，其行政区域隶属于八道江区六道江镇管辖，矿区中心点地理坐标为：东径126°16′19″，北纬41°50′00″。矿区距八道江区政府约18。1km，距国铁通化~白河线、道清车站2km,矿区北部有国家二级和省级公路鹤大和通化至临江线通过,距矿区1.5km。矿区有简易公路与上述公路与铁路站点相连结，交通极为方便。附交通示意图
交通位置示意图
图1-1—1

二、地形和地貌
该矿山地处长白山支脉,老岭山脉北坡，浑江南岸的低山区，区内地表为山区沟谷宽缓地带，海拔标高一般在+500m～+600m，比差100m，矿井地表多为荒山，无农田，井田位于缓坡形地带，地表水排泄畅通。
三、河流、湖泊分布及范围、最高洪水位
矿井的北部是白山地区的主要河流-—浑江，距矿区约3km，该段河床标高在+442m左右，最高洪水位不超过+460m，且有公路和铁路与该矿区相隔，水力沟通与该矿区无联系。区域内无河流和湖泊，因是低山沟谷宽缓地带，地表水下泄畅通,直接流入浑江.浑江的最高洪水位+460m，井区的地表最低标高+500m，相差40m以上，因而井区内不受洪水威胁.
四、气象及地震
井区内属亚寒带中等温度的季节性气候，区内温差较大。历年最高温度为37℃，最低温度为-34.5℃，冻结深度一般为1.6～1.8m，冻结期为11月份，解冻期为翌年4月中旬,平均积雪厚度25~40cm，平均降雨量最大为1100mm，最小为350mm，多集中在7、8月份,季节风明显,冬季多西北风，夏季多西南风,最大风力7级，一般为3～4级,最大风速为20～25m/s。
区内有记录以来，未发生过破坏力的地震，以白山地区为准,一般构筑物,以地震裂度6级为构筑物的建设标准。
五、矿区的经济状况
白山市八道江区是白山市政府所在地，白山地区经济、文化的中心,区内煤炭、林业、建材、有色金属、煤炭加工、机械制造加工、服装加工流通等构成区域经济的支柱，其中遍布在区内的煤矿占整个区经济的三分之一以上。其区内有国营较大型煤矿一座，属通煤集团公司所属，年产煤炭在100万吨左右，也是白山市能源生产的主要基地，区内分布的各类小煤矿，年产能力在100万吨以上.区内有洗煤厂五处，洗选能力超过百万吨。白山市地区大型企业有通煤集团公司、通钢集团公司的板石矿业、东圣焦化公司和白山地区的最大火力发电公司——浑江发电公司落户在该区。区域即是能源生产的大区,也是能源消耗的大户，区内各种生产要素和经贸活动都比较活跃，该矿井是在不断深化整顿的基础上，为区内能源补充成为不可缺的生产要素.该矿井是在煤矿不断深化整顿积累资金壮大煤矿装备，以适应当前党和国家对煤矿生产提升的要求.煤炭行业无论是生产或加工行业对稳定地方经济，扩大社会就业，发展区域经济都起到了积极作用.
六、煤田开发史及现有生产在建矿井情况
该矿区是属于原通化矿务局道清煤矿南平峒井已采区的一部分。该矿井的地质勘查工作由原东北地质局105地质勘查队进行勘查，提交地质报告，原南平峒井于1990年闭井，1997年随着煤矿开发的升温，白山市八道江区东山煤矿和玉顺煤矿先后根据原道清煤矿南平峒井的部分资料，对该区残存资源进行了建井复采。
2003年6月,应东山煤矿和玉顺煤矿的委托，白山市煤田地质测量勘察大队对该矿区煤炭资源重新进行了复核，并编制了《吉林省白山市八道江区东山煤矿、玉顺煤矿矿产资源储量复核报告》,该报告经白山市国土资源局审查，吉林省国土资源厅确认备案。
两矿井在该报告的基础上，委托设计单位完善了矿井设计，并对该资源进行了较为规范的开采。
2007年随着国家对煤矿生产要求的进一步规范，两矿井的资源和装备需要重新进行整合，以提升矿井的生产规模和规范矿井的生产环节，使矿井能够更安全、更经济、开采该井区的剩余资源。
白山市八道江区政府煤矿资源整合领导小组根据政策要求,同意两矿井进行了资源整合，整合后矿井名称为白山市八道江区东山煤矿.该矿委托白山市地质矿产勘查开发院按照重新划定的矿区范围编制了《吉林省白山市八道江区东山煤矿矿产资源储量核实报告》，吉林省国土资源厅进行了《关于<吉林省白山市八道江区东山煤矿资源储量核实报告>矿产资源储量评审备案证明》。确认了该矿矿产资源储量为67.2万吨.其中：[111b］67。2万吨,［111]：53.8万吨。
该矿区资源赋存稳定,已往由于受到开采技术的制约，无论是国营开发期间还是民营开发期间，均采用的是巷道采煤，回采率低,使残存资源较多.为本次资源开发利用，提供了较为可靠的资源量，本次设计的最终资源量采用66.8万吨.
该矿井始建于1997年，原设计能力为3。0万吨/年。2006年,根据《吉林省人民政府办公厅转发省煤炭资源整合领导小组办公室关于煤炭资源整合方案审查及下步工作实施意见的通知》（吉政办明电［2006]143号)文件精神，该矿井与八道江区玉顺煤矿进行煤炭资源整合，整合后的矿井名称为：“吉林省白山市八道江区东山煤矿”。
该井由于是两个独立的生产井口进行资源整合,两井口原通达地面的井筒个数较多，整合后通达地面的立井均全部取消，并填实封严。整合后,只保留原东山煤矿的主斜井为本次设计改造后的副井，并在新划定的矿井境界西部重新设计主井,并以该井为核心布置工业广场和矿井的主要生产辅助环节,使矿井布局紧凑、合理，以利于管理和生产。
东部的副井(原主井)地表标高为+558。7m，井底已掘至+450m，井筒倾角为25°,设有提升系统和排水系统,该井筒在+480m标高与原道清煤矿南平峒井的+480m平峒有贯通点，经勘查+480m南平峒均掘在煤层的底板之中,巷道现状完好，且贯穿井区东西,是可资利用的井巷工程。
七、现有煤炭运销和经济效益
该矿井所生产的煤炭主要用途是动力煤和民用煤,现白山地区即是能源生产区域，也是能源消耗区域，区域内用煤大户浑江发电公司年消耗电煤在300万吨以上，白山地区仅能满足其2/3的消耗量，另1/3需要外购,而且随着煤炭深加工企业的兴起，电煤短缺的局面是不会在短期得到改善的，且该矿井交通极为通畅,煤炭销运均不会困扰矿井生产。煤炭的生产成本在130元/t 左右，而煤炭的销售价格均在210元/t以上，利润空间达50％。矿井技改成功后，生产能力将达到6万t/a水平,年获利润是可抵销其投资技改的风险。
八、矿区供电及其它
矿区供电电源一条来自六道江农用变电所,电压等级10kv，线路50mm2距矿3km，另一条回路来自距矿2km的道清变电所,电压等级10kv，矿区内无农田及排灌水利设施，无古迹及旅游区，无居民和其它建筑物。

第二节 地质特征

一、井田地质构造
该井田位于浑江向斜之南翼部分，向北倾斜，煤层倾角22°～67°，浅部较陡，深部较缓，西部较缓，向东逐渐变陡.
井田内断裂构造仅一条,即F0断层在井田的南部,贯穿整个井田的南部边界，对井田的开采无大的影响。井田内没有大中型断层。
二、含煤地层及煤层
该井田附近出露地层有古生界奥陶系、石炭系、二迭系和新生界第四系，由老至新简述如下:
（一）奥陶系中统马家沟组（O2m)：主要分布在浑江两岸山地。主要以中厚层、厚层及少部分薄层状灰岩、白云质灰岩组成，含有少量燧石灰岩和由泥质白云质团块构成的豹皮状灰岩，底部有一厚层角砾状灰岩.主要化石有鹦鹉螺、腹足类及三叶虫化石，厚度500m左右。
(二）石炭系中统本溪组（C2b）：主要分布在该井田外围，上部以灰～灰黑色页岩为主，夹数层灰岩透镜体，顶部含铝土质；下部以灰绿色砂岩为主，夹灰色砂岩、页岩及紫色砂岩，近底部含铝土质；底部常为砾岩,含薄层紫色页岩.化石主要为腕足类及海百合茎化石，厚度50~150m，与中奥陶统马家沟组呈平行不整合接触。
(三)石炭系上统太原组（C3t）:灰色、灰黑色砂岩、页岩，该井田内不含可采煤层，底部为灰、灰白色中粗粒砂岩或含砾砂岩，是与本溪组的划分标志，与本溪组呈平行不整合接触。
（四）二叠系下统山西组（P1s)：该井田主要含煤地层，为一套纯陆相的含煤建造,岩性为灰色、灰白色砂岩、页岩及煤层。底部为灰～灰白色粗砂岩或含砾砂岩可作为标志层，与太原组呈平行不整合接触。
（五）二叠系下统下石盒子组（P1x)、上石盒子组(P2s）、石千峰组（P2sb）
下石盒子组为灰色、灰绿色砂岩、页岩夹有紫色砂页岩、含铝土质页岩，底部为砂岩,与山西组呈连续沉积。
上石盒子组为灰紫色、灰绿色、灰色中～细粒砂岩，含砾砂岩，夹页岩、粉砂岩,为一套紫色正常沉积.底部灰绿色粗砂岩或含砾粗砂岩作为与下石盒子组呈平行不整合接触的标志。
石千峰组以紫色砂岩为主，夹紫色页岩、青灰色及灰绿色砂岩、页岩，与上石合盒子组呈连续沉积。
（六）第四系（Q4）
下部为坡积层及冲积砂砾层,厚度1.50～5.00m，上部为腐植土和亚粘土，一般厚度2m左右。
三、煤质
（一）煤的物理特征
黑褐色,肉眼鉴定煤岩类型，以暗煤为主，半暗煤次之。煤的颜色为黑～黑褐色,似金属光泽，条痕为黑色，黑褐色，硬度1～3度，以块状为主，粉状次之，煤的容重值平均为1。32t/m3.
（二)煤质化学特征
该井田煤的化验结果如下：
水分平均值为1。36%；灰分平均值为19.76%;挥发分平均值为20%；低位发热量平均为18MJ/kg；硫的含量平均为0。21％，磷的含量0。01％，胶质层y值0～10mm。
（三)煤质牌号及其工业用途
根据中国煤炭分类方案，该井田的煤质牌号为瘦煤、贫煤,以贫煤为主,用途可做工业用煤，亦可做为动力用煤和民用煤.
四、瓦斯、煤尘、自燃状况
根据《2006年矿井瓦斯等级鉴定结果批复》,结果如下：矿井瓦斯相对涌出量7.53m3/t，绝对涌出量0.56 m3/min，鉴定等级为低瓦斯矿井，矿井二氧化碳相对涌出量3。09m3/t，绝对涌出量0.23m3/min，鉴定等级为低级。煤科院抚顺分院试验室鉴定，煤层自燃等级为Ⅲ级,煤尘爆炸指数18。09 %，煤尘具有爆炸性危险。该矿井为复采区，根据矿方提供开采资料，没发生过瓦斯突出和冲击地压现象；井下温度未发现异常现象,地温梯度小于3℃/100m；瓦斯梯度为68m/m3/t.
五、水文地质条件
（一）矿井水文地质条件
该井田水文地质条件简单，井田地处浑江南岸低山区，地表标高在+500m～+600m，比差100m.地表为荒山，无永久性水体，基岩以古生界二叠系砂页岩为主，井田外围有少量的石炭系本溪组砂页岩出露，山间沟谷发育,排泄条件较好，大气降水大部分通过沟谷排泄，部分大气降水通过第四系坡积物沿风化裂隙渗透到已采区沉陷裂隙进入井下。
（二）含水层
1、第四系砂砾层孔隙含水层：以坡积物和冲积物为主，下部为砂砾或砂砾型粘土,透水性较好，一般含水层厚度2～5m。主要是大气降水,由于地表沟谷发育，大部分雨水顺沟谷排泄，仅部分雨水通过风化裂隙渗透到已采区沉陷裂隙进入井下.
2、二叠系风化裂隙含水层
该层厚度35～230m,浅部30～50m风化裂隙发育,构成风化裂隙含水层,主要接受大气降水补给。
（三）隔水层
煤系下部为中石炭系本溪组岩层，与上部煤系呈平行不整合接触，岩性以砂页岩、泥岩互层为主,中夹3~5薄层铝土质泥岩。该组赋存面积小，与外界无水力联系,裂隙和岩溶均不发育，透水微弱，几乎是不含水，可视为良好的隔水层.
（四）充水因素及涌水量
1、充水因素
由于受开采的影响,地面会产生形变或沉陷，大气降水就会通过基岩裂隙和冒落带及塌陷区、采空区直接进入井下，成为矿井的主要充水因素。
2、矿井涌水量
根据矿山几年的生产实践，现矿井开采标高已达+350m，其水文地质条件已得到充分揭露。在此情况下,经实测矿井正常涌水量为15 m3/h，雨季最大涌水量为25m3/h。上部采空区开采不均衡，会有积水存在。所以，今后在生产中要注意加强探放水工作,确保安全生产。
（五）综上所述，该矿井地质条件类型属简单类型，即以裂隙孔隙水直接充水水源的矿床。
六、地质勘探程度及存在的问题
1、地质报告编制情况
该井田是原通化矿务局道清煤矿南平峒井的一部分，原南平峒井的地质报告和补充地质报告和采后总结均难查找。2007年由白山市地质矿产勘查开发院对该井区做了矿产资源储量核实报告。该报告类似于井田详查地质报告，该报告得到了吉林省国土资源厅认可和批复并以文件形式给予批准采矿权证。
2、勘探类型及网度
矿井的勘查工作由1955年~1959年由东北煤田105地质队进行了勘探工作并于59年提交了《道清勘探区精查地质报告》(包括该井区)其勘查网度为200×200m，因构造其勘探类型为Ⅱ类。
3、地质构造对开采的影响
根据资源储量核实报告，井田内仅4号层可采，区内构造对开采有影响的断层有R4和F1，R4在井田的深部落差10m，倾角71°，在走向上渐出井区外部。F1逆断层,断距25m，倾角30°,在井区的西部,使西部煤层增厚，其它断层在井田的边界和边界以外，对开采影响较小，区内存在一些小断层和小褶曲,与煤层倾角不一致，对开采的连续性有一定影响.
4、煤层对比的可靠性对开采的影响
该井区是残区复采，且开采历史较长，无论是勘探工程或是生产工程对区域的各煤层都往复揭露多遍，其煤层赋存的可靠程度相对于新区要高.煤岩对比也易于识别，但井区无采后总结.对残存储量和煤层残存厚度描述过粗，会对生产中的巷布和开采带来一定影响。
5、地质资源储量情况及评价
该井田是残区复采，经吉林省国土资源厅对文件形式批复的资源储量为67。2万吨.
其储量级别见资源储量表1—2—1.

资源储量汇总表
表1—2—1 单位：kt
资源储量类型
编码
保有量
累计查明量
储量
111
538

基础储量
111b
672
717
井田内资源储量为67。2万t，设计储量67。2万t.
因井田是复采，虽然没有采后总结报告，但各项工程控制较多，煤层赋存状态、层数及残存厚度均了解的比较详细，因而报告的资源储量及所列的储量级别是可信可靠的，可以用做设计。
6、开采技术条件
矿井的瓦斯等级、煤质分析及工程地质都能按要求做出评价，具有指导投产后的安全生产意义。
7、对地质资料的评价,存在问题及勘探工作的建议。
（1）矿井是多年的生产矿井,巷道所揭露工程较多.对煤层构造及地质变化基本已经查明。
（2）煤层的生成年代，主要可采煤层层数层位、厚度、结构和可采范围及可采边界进行了严密的控制.
（3）详细查明了可采煤层的煤类、煤质特征及其变化特点,确定了煤种，评价了工业用途。
（4）储量计算清楚。
（5)报告中对水文地质及开采技术条件进行了总体论述,论述较详尽，但资源整合矿井周边废弃的小窑浅井及塌陷区论述的较为简单，应在今后技改和生产中加强这方面工作，掌握矿井涌水的变化，确保安全生产.
（6）报告中对井区内的断层进行了描述,但断层的具体要素描述的过于简单，对今后生产可能带来的影响论述的不够充分，应在今后的采掘过程中对采区内的断层加以收集整理，确保有指导采掘生产的意义。
(7）在技改中和生产中必须加强资料收集整理工作，使资料归档，以利于指导今后安全生产。
(8）加强探放水工作，在技改中和生产中必须把探放水工作放在重中之重，每项工程均应有相应预案，防止水害发生.
第二章 井田开拓

第一节 井田境界及储量

一、井田境界
吉林省国土资源厅吉矿审字［2007］第0093号《白山市八道江区东山煤矿煤炭资源整合资源储量估算情况说明》矿井的井田境界为:
八道江区东山煤矿资源整合后井田范围，其拐点坐标如下：
表2—1—1
点号
X
Y
点
X
Y
1
4632505
42524240
7
4633330
42525096
2
4632882
42524373
8
4633255
42525150
3
4633023
42524278
9
4633278
42525220
4
4633068
42524442
10
4633216
42525240
5
4633134
42524754
11
4633150
42525066
6
4633155
42524700
12
4632945
42524850
开采深度：由+450m~+330m标高
二、资源储量
矿井为资源整合矿井，且是残区复采,揭煤工程较多，煤层赋存状态较为清楚，《核实报告》对资源分类和变动情况描述较为准确。资源储量见表2-1—2.
资 源 储 量 表
表2-1-2 单位：kt
标高
111b
+450~400
332
+400~350
210
+350～矿界
130
总计
672
(一）矿井煤柱储量
本次设计充分考虑到矿井的资源储量较小，原各井筒均有压占煤柱的情况,使可供开采的资源无形中又减少了许多。因而设计中，新主井是沿煤层底板掘送，其它主要巷道和利旧巷道均选择在无煤带或煤层底板之中,使开采成为无煤柱开采,因而矿井的煤柱储量仅是临时的护巷煤柱，分阶段开采后集中上山和技术境界的煤柱均可得到解放并得到回收。
（二）开采储量确定
1、矿井利用地质资源储量
Σ地=111b=672kt
2、设计资源储量（Σ设)
Σ设=Σ地=672kt
3、可采资源储量（Σ采)
因其可采的煤层均是厚煤层，且是复采,根据规范要求设计回采率为75%。
Σ采=Σ设×75％=672kt×75%=504kt

第二节 矿井设计生产能力及服务年限

一、矿井工作制度
矿井年工作日数为330d，每天三班作业，每班8h，净提升时间16h，实行“两采一准制”，即两个班进行回采，一个班进行工作面准备。
二、矿井设计生产能力
根据矿井煤层赋存情况和设计规范的要求以及该矿井的实际情况，确定矿井生产能力为6万t/a。
三、矿井服务年限的确定
矿井服务年限T=Σ采÷（ A×K）
式中：T—矿井设计服务年限 a（年）
Σ采-矿井设计可采储量 万t 取50。4万t
A-矿井设计年产量 万t/a 取6万t
K—矿井设计储量备用系数，取1。4
则矿井设计服务年限为：
T=Σ采÷（A×K）=50。4÷（6×1.4） =6 a
矿井服务年限为6年.
四、矿井生产能力的验证
矿井生产能力确定的依据:
（1）矿井属残区复采，复采煤层受原采出率的影响,残存率并不均衡。
（2）矿井井田范围较小,储量并不十分大,不宜将井型盲目扩大到中型的范围。
(3）现有井巷工程和生产系统及设备设施经小的改造即可完成6万t/a规模，可减少投资，也是矿井见效最快的方法.
（4）符合白山市地区煤矿整合政策.
因而确定该矿井生产能力为6万t/a。
该矿井+450m以上煤层均已复采完毕，矿井可供开采的煤层标高为+330～+450m,垂高120m，根据矿井开采技术条件，确定矿井为斜井片盘开拓，片盘垂高选择为30m，第一片盘生产的标高确定为+420m～+450m，采区的走向长240m,倾斜长64m,煤层倾角25°左右，为稳妥起见，工作面长度不宜超过50m，采用倾斜长壁，工作面倾角不大于25°，则取工作面长度40m，采高2.2m，矿井采用“两采一准制”，则矿井日生产能力为:
1）回采工作面生产能力
A回=L·L1·M·R·C·P·
式中：A回-回采工作面日产量 t/d
L—回采工作面长度 取40m
L1-回采工作日推进度 取1.6m
M—回采工作面采高 取2.2m
R—煤质容重 取1。32t/m3
C—回采工作面回采率 取0.9
P-回采工作面循环率 取95％
A回=40×1.6×2.2×1.32×0.9×95%
=158.9t/d
2）采准工作面生产能力
矿井有一个采准工作面 ，工作面掘凿断面均为6。44m2，每面循环进度为0.8m，日循环数6个，取循环率70％，则采准工作面日产量为：
A准=S掘×6×0.8×1。32×0。7=29。12t/日
3）年生产能力验证
全年作业天数为330天
A矿=(A回+A准)×330
=(159+29）×330
=199×330
=6.2万t/a
通过验算，上述参数的选择可以保证矿井年产6万t生产能力的要求,参数选择和工作面设计合理可靠。

第三节 井田开拓

一、井田内地质构造、老窑范围、煤层及水文等条件对开采的影响
1、地质构造
井田属单斜产出，煤层走向东西,向北倾斜,煤层倾角22°～67°，地质构造较简单，在实际生产中，已控制的小断层对开采影响不大。
2、相邻矿井及老窑范围
矿井周围尚在生产和办证的矿井有:东北方向有通煤集团的道清矿一井和正在办理证照的道清矿南异井。这些矿井都由国土资源部门划定的矿界和隔离煤柱与该矿相隔离.各自独立开采生产。但因煤层有相连续的地方，在实际生产中，矿井还需与邻矿签订协议，交换采掘工程图纸,以保障各自的安全生产。井区内的老窑、老巷较多，老窑老巷的采掘资料由于受到当时条件的制约，保存的并不完整，在矿井的实际生产中，必须引起矿井的高度重视，做出相应的预案，保证老巷老窑对该矿井的采掘工作不会造成影响.
3、矿井水文条件
从报告中描述的较为简单，但在技改和生产实际中必须引起重视，做到预测预报“有疑必探，先探后掘，先治后采”的原则，防止水害的发生。
二、开拓方案
矿井是资源整合矿井，井田呈不规则的多边形.矿井整合后设计选择井田的西部平缓的沟谷宽缓地带，另建新主井和地面工业广场,原东山煤矿的主斜井掘凿在井田的东部无煤区域，井筒状况比较好，大部分为岩巷，上部已发碹至基岩段，可做为本次设计的副井筒，井田的南部原南平峒+480平巷，掘凿在煤层的底板之中，巷道状况好，并且与原东山煤矿的主井（本次设计的副井）有片盘相连通，且贯穿该井田的南部边界，可做矿井的主要回风大巷加以利用。
根据以批复的矿井开发利用方案，主井筒：主井筒地表标高为+503。8m，井底标高为+330m，井筒坡度设计为20°，斜长509m，担负提升、运人、入风入料等项任务。
副井筒为原东山矿的主井，地表标高为558。7m,井底标高为+420m，井筒坡度为25°，因该井筒+450m以下是沿煤掘送，维护较为困难，井筒的+480m标高与原道清煤矿的南平峒+480m底板大巷相联通.该井筒的+480m以下本次设计不予利用,使井筒与+480m底板大巷构成该矿井的主要回风系统,担负回风和安全出口。
三、水平划分
该矿井煤层赋存在+450～+330m之间，煤层呈西缓东陡状态，矿井的主要储量集中在井田的中西部，因而根据开拓布置的特点，矿井为斜井片盘开拓，片盘的垂高为30m，首选片盘的标高为+420片盘，片盘个数为4个。
四、井筒的形式及数量
（1)主井
主井筒为斜井，地表标高为+503。8m，井底标高为+330m，井筒坡度20°，井筒掘凿煤层底板之中，井筒支护上段毛石砌碹，下段锚喷,井筒掘进断面6。44㎡，净断面5.35㎡.
(2)副井
副井筒为斜井，地表标高为+558.7m,井底标高为+450m,井筒坡度25°。井筒大部分掘凿在煤层底板之中，井筒支护由毛石砌碹和梯形木支护组成，井筒掘进断面6。44㎡,净断面5。25㎡，在+480m标高，该井筒和原南平峒井的+480m大巷相连通，+480m大巷为岩石裸巷,大巷现净断面为6。0㎡.
五、采区划分
根据该矿井煤层赋存情况和井田形状将井田划分为4个片盘，即+420、+390、+360和+300片盘。本次设计的首采工作面即设计在+420m片盘。
六、开拓巷道布置
井田的西翼地表标高为+503m,井田的中部地表标高为+560m，与西部相对，高差近60m，且地表工业广场难以选择.新主井无法布置在煤层底板之中，势必形成新的永久煤柱，因而矿井采取一翼开采设计，将新主井布置井田的西部，以降低主井的掘凿长度,利于选择矿井的提升设备和其它辅助设备。
主井筒为本次设计的主要开拓巷道,井筒的地表标高为+503.8m，井底标高为+330m，井筒坡度设计为20°，井筒斜长509m。
矿井的第一片盘选择在+420m标高，在该片盘、车场和石门开拓近110m方可揭入煤层,+330m为矿井的最低片盘，在该片盘布置的开拓巷道为车场和石门，车场和石门相加开拓长度为90m后揭煤。
在+420m石门中，沿煤层底板布置反掘上山480m岩石大巷相贯通，形成主副井的连通系统，完成矿井的主要开拓任务.
七、井筒
（1）井筒断面
主井：主井为本次新设计的井筒，其断面确定的原则按照《规程》能保证入风、运送设备提升及井筒装备等各项安全距离前提下，选择最经济合理的断面形式,经排查对比，井筒大部分掘进在煤层底板之中 ，采用半圆拱形断面5.75㎡即可满足《规程》《规范》的要求，因而主井的掘进断面为5。75㎡，采用锚喷支护。
副井：已经是施工的井筒，井筒上部为毛石发碹，发碹距离为35m，下段为梯形木支护,井筒掘进毛断面为6。44㎡,平均净断面5。25㎡,可以满足6万吨/a生产能力对副井筒的要求.
（2）井筒施工方法
a、上部表土风化基岩段:采用开挖明槽、砌碹回填法，明槽开挖的边角坡度不得大于55°以保证施工的安全。
b、下部基岩段：采用爆破钻进法施工，扒斗机装岩。
（3）支护结构
主井：地表风化基岩段采取毛石发碹，发碹墙高1。2m，碹拱直径2.6m,净断面5。77㎡，碹墙，碹拱发碹厚度为350~400mm。
基岩段采用锚喷支护，锚杆密度和支护厚度视围岩的稳固性而定.即：围岩层节理不发育比较稳定，锚杆密度拱基线以上，每裸露1平方米不少于1根，喷浆厚度30mm,围岩层节理发育,拱基线以上每裸露1㎡不少于1。5～2根，喷浆厚度50mm。如果围岩破碎则采用挂网和锚杆、锚锁联合支护,并喷射混凝土,混凝土的厚度为70~100mm。
副井为利旧工程，其上段发碹，下段为木支护，在技改中和生产中,如果木支护没变形和支护强度能满足回风行人要求，则不予更换,如果需要换，建议采用同类型的矿工钢翻修和替换。
八、主要大巷位置、数目的确定
矿井的主要大巷为利旧工程，+480m岩石平巷，该大巷位于井区的南界线内,沿矿界与副井相贯通，巷道总长644m，断面5.75㎡,主要作用是回风和行人的安全出口。
九、井下开采时对地面的影响
井田内地表为低山坡地，矿井周围为多年开采的变形坑盆地，地表植被较少。除该矿井井田的工业设施外，无其它构筑物和民建物，井区内+460m以上，均已开采完毕。本次设计开采主要是+450m以下，该标高以下煤层对应的地表标高在+530～+600m之间。相对开采深度为80～270m之间.但因开采的是厚煤层，煤层的平均残厚均在3m以上。且煤层倾角变化较大.本次开采的强度相对以前较大,因而开采后地表将产生不同程度的变形，甚至形成塌陷盆地，影响地表水的流向，因此矿井在开采的过程中，应定期对地表形态进行观测，不断的修补地表变形,使其自然形态基本得以保持，以便今后绿化恢复植被做准备.

第四节 井 筒

一、井筒用途、布置及装备
1、主井:位于井田的西部,本次新掘井筒担负矿井的提升、运料、运人、入风等主要任务，井筒铺设600mm轨距22kg/m轻轨,轨枕为木轨枕,压风管路为d108mm，消防灭尘管路为d76mm，并设有排水管两趟,管路直径为d140mm，井下用电设备的主电缆由该井铺设,信号、监控等电缆，由该井设铺设至工作面和地面监控室.
2、副井
已掘巷道，井筒装备有18kg/m 600mm轨距的轻轨，地面有1。2m提升绞车,供维修井筒和紧急升降人员使用，该井的主要用途为回风和安全出口。
井 筒 特 征 表
表2-4—1
井筒
名称
井口坐标
标高
（m)
提升方
位角(o)
井筒倾角(°)
井筒斜长（m)
断面积（m2）
支护
备注
X
Y
掘
净
主 井
4632585
42524341
+503.8
20
20
509
6.44
5.38
锚喷
上段发碹
付 井
4633240
42525211
+558。7
25
25
187
6。44
5.25
梯木
上段发碹

第五节 井底车场及硐室

一、井底车场形式的选定
主井底车场
根据矿井提升能力,矿井的设计生产能力为6万t/a，井底车场采用空重车双线甩车场