三号井矿井概况.doc

海湾煤矿三号井基本情况
一、井田范围及储量： 神府经济开发区海湾三号井走向长1.32km，倾斜宽约1.88km ，面积约2.484km2,开采2-2上、2-2和3-1煤层，三号井资源/储量为28.760Mt，工业储量为27.105Mt，设计可采储量为17.887Mt。矿井年工作日330d，矿井服务年限为30.6a。
二、通风方式：矿井采用分列式通风方式，抽出式通风方法。矿井总进风量为66.84m3/s，第一通风阶段两台FBCDZ-6-NO19(A)型矿用防爆抽出式对旋轴流通风机，其中一台工作，一台备用。每台通风机配两台YBFh315L1-6型防爆电机，电机功率为110kW×2，转速980r/min,电压660V。
三、顶板管理难度：对本地区而言，顶板大面积突然冒落是生产过程中最大的安全隐患，三号井开采的煤层，埋藏较浅，矿井生产过程中具有发生顶板大面积冒落的可能。因此生产期间应对采空区进行不间断观测，及时采取必要的强制放顶措施，防止顶板灾害发生。同时，在生产过程中，要根据煤层及顶板实际情况，合理留设煤柱，确保顶板不大面积突然冒落。
三、可采煤层：在三号井范围内赋存的煤层有2层（2-2、2-2上），均为可采煤层，分述如下：
2-2上其下距2-2煤5m左右，煤层厚度1.52～3.42m，平均厚度3.20m向西南隅边界变薄，规律性明显，煤埋深89～141m；底板标高1128～1155m。顶板岩性主要为粉砂岩和细粒砂岩，局部为泥岩，底板岩性为粉砂岩。2-2上煤层厚度变化小，且规律明显，煤层结构简单，煤质变化小，煤类单一，为大部可采的稳定型中厚煤层。
2-2煤层上距2-2上煤层一般5m左右，2-2煤层三号井分布可采面积2.484km2,煤层沉积厚度7.20～8.20m，平均厚7.70m,资源量估算采用厚度7.01～7.96m，平均厚7.46m,煤层厚度向西北略呈变薄趋势。煤层埋深107～159m，底板标高1090～1137m；顶板岩性以粉砂岩为主，其次为泥岩和细粒砂岩，底板岩性为粉砂岩和泥岩。2-2煤层厚度变化小，且规律明显，煤层结构简单，煤质变化小，煤类单一为全区可采的稳定型厚煤层。
四、涌水量：正常涌水量为60m3/h； 最大涌水量为120m3/h。
五、瓦斯：海湾煤矿瓦斯含量很低，甲烷绝对涌出量为0.46m3/min，相对涌出量00.74 m3/ｔ；二氧化碳相对涌出量为4.43m3/t，属低瓦斯矿井。
六、煤尘：结论为：火焰长度大于400mm，抑制煤尘爆炸最低岩粉量75%，煤尘有爆炸性。
七、煤的自燃： 2-2上及2-2煤层氧化吸氧量为0.84cm3/g，自然等级为Ⅰ类，属容易自燃煤层。
八、煤层顶、底板：2-2上号煤层，煤层顶板岩性以粉砂岩为主，底板岩性以粉砂岩、细粒砂岩为主。2-2煤层伪顶零星分布，厚0.25～0.5m，岩性以泥岩或粉砂岩为主，随采随落。直接顶以粉砂岩和泥岩为主，为不稳定至中等稳定顶板。底板以泥岩为主、细砂岩少量且零星分布。3-1煤层，该煤层顶板以直接顶为主，基本顶仅在西南角局部分布，直接顶岩性为粉砂岩和泥岩，直接顶厚度1.5m左右。
九、煤柱：本次设计三号井开采2-2上、2-2煤层，工业场地及井筒按规定留设保安煤柱，井田边界本井侧留设20m边界煤柱，主要大巷两侧各留设30m护巷煤柱。
十、开采方式：采用下行式开采顺序，先采2-2上煤层，再采2-2煤层。二层煤开采完毕后，在移交的2-2上煤层内，采用西东两翼轮换开采，沿大巷两侧布置工作面。
十一、开采顺序：2-2上04→2-2上03→2-2上06→2-2上08→2-2上07→2-2上10→2-2上09→2-2上12→2-2上11→2-2上02→2-2上13→2-2上01，至此2-2上煤层开采完毕。2-2煤层内的区段开采顺序不再赘叙。盘区开采顺序：⑴ 2-2上煤层西盘区→⑵ 2-2上煤层东盘区→⑶ 2-2煤层西盘区→⑷2-2煤层东盘区。
十二、开采方法：2-2上煤层可以采用一次采全高的长壁综合机械化采煤方法；2-2煤层采用分层长壁综合机械化采煤方法，先采上分层，再采下分层。

前 言
神府经济开发区海湾煤矿有限公司三号井位于陕西省榆林市神木县北部，行政区划隶属神木县孙家岔所辖。海湾煤矿有限公司原为海湾煤矿， 1996年原陕西省计委以陕计交能(1996)320号文批准立项。建设规模为初期0.30Mt/a，二期0.90Mt/a，最终规模视发展情况确定。矿井始建于1997年，井田东西长7.5km，南北宽5.3～8.4km ，面积47.9km2,井田共有七层可采煤层，从上到下依次为2-2上、2-2、3－1、4－2上、4－3、4－4、5－2煤层（其中上部的2-2上煤层未勘探出、2-2煤层由于开采范围很小，当时根据煤田勘探规范列为不可采煤层，未参与资源量计算）。由于井田范围内的3－1煤层大部分已被小煤矿占有，并进行了部分开采。海湾煤矿只开采3－1煤层以下的四层煤。陕西煤炭工业学校地方煤矿设计院于1996年9月编制完成了海湾煤矿0.3Mt/a（后调减为0.15Mt/a）初步设计，采用一对斜井开采最下部的的5－2煤层，矿井生产能力0.15Mt/a。
随着国家关闭整顿小煤矿工作的实施，井田内开采3－1煤层的部分非法小煤矿被依法关闭，该部分3－1煤层（开采区面积470hm2，工业储量17.50Mt）划归海湾煤矿统一开采，以实现规模生产。2000年12月，煤炭工业西安设计研究院编制完成了《海湾矿井改扩建预可行性研究报告》，预可研报告根据井田内3－1煤层开采范围较小，且位于井田中、东部，初期不易与下部煤层联合开采的实际情况，提出了将井田内的3－1煤层单独作为一个井开采的一矿两井开拓建设方案。2003年9月，陕西省煤炭工业局组织专家组对该预可研报告进行了审查，于2003年11月以陕煤局发（2003）185号文下发了审查意见。同意初期采用一矿两井，一号井用斜井开采5－2煤层，二号井用平硐开采3－1煤层，在3－1、5－2煤层各形成0.15Mt/a生产规模的开拓方案。
2004年2月，西安煤矿设计事务所编制完成了《海湾矿井初期工程初步设计》，并按照初期一矿两井的开采需要，分别对一、二号井进行了设计。该设计根据井田分煤层（组）开拓，分煤组出煤的开拓布局，结合5－2煤层与上部4－2上煤层存在压茬关系的特点，为避免5－2煤层开采对上部4－2煤层造成破坏，设计按照下行开采顺序，一号井新开一组平硐开采一水平的4－2上、4-3煤层，矿井初期开采煤层调整为4－2上煤层，在4－2上煤层形成0.15Mt/a生产能力；二号井只开采3－1煤层，在3－1煤层内形成0.15Mt/a生产能力。陕西省煤炭工业局以〔陕煤局发（2004）268号文〕对该初步设计进行了批复。
为满足矿井初期工程建设的需要，海湾煤矿又对井田内已有小煤矿开采情况进行了深入的调查和补充勘探，获知井田西北角尚分布有局部可采的2-2煤层， 2005年1月，陕西省煤田地质局一八五队提交了《海湾井田2-2煤层地质资料》。勘探资料表明，该煤层虽赋存面积较小，但煤层赋存稳定，厚度大，储量可观，具有较大的开采价值。由于2-2煤层不但压着海湾井田的下部煤层，同时也压着王才伙盘、林海两煤矿的3-1煤层。如不想法尽快开采2-2煤层，上述两矿3-1煤层的开采将破坏该煤层，造成资源浪费。同时也不利于本矿井下部煤层的开发，为此，海湾煤矿决定调整矿井开拓布局，计划单独建井开采2-2煤层，称三号井。2006年6月 ，咸阳顺安煤矿设计院编制完成了《神府经济开发区海湾矿井改扩建初期工程三号井初步设计（补充修改）》，采用三条斜井开拓开采2-2煤层，设计生产能力为0.15Mt/a。
2008年5月，榆林市荣岩地质勘探有限公司对海湾煤矿三号井2号煤组进行了勘探，发现了2-2上煤层，提交了《神府经济开发区海湾煤矿有限公司3号井2-2上煤层生产勘探地质报告》。为合理开发海湾煤矿有限公司三号井田内的煤炭资源，提高资源利用率，适应国家煤炭产业政策及规范技术要求，提升矿井安全生产本质性，海湾煤矿有限公司2008年8月委托我公司（原渭南高新煤矿设计院）编制《神府经济开发区海湾煤矿有限公司三号井联合开采方案》和《神府经济开发区海湾煤矿有限公司三号井联合开采安全设施设计》，拟对井田内的2-2上、2-2、3－1煤层进行联合开采，矿井设计生产能力调整为0.30 Mt/a。渭南高新煤矿设计院于2008年10月编制完成《神府经济开发区海湾煤矿有限公司三号井联合开采方案》。2008年12月30日，陕西省煤炭工业局组织有关部门和专家对设计进行了审查。2009年6月，陕西高新煤炭工程设计咨询有限公司根据审查意见和建设单位设计委托要求，对原设计进行了修改调整，编制完成了《神府经济开发区海湾煤矿有限公司三号井联合开采设计》和《神府经济开发区海湾煤矿有限公司三号井联合开采安全设施设计》，设计生产能力为0.45 Mt/a。
一、三号井联合开采设计的主要依据
1.陕西省煤炭工业局陕煤局发（2004）268号文“关于神府经济开发区海湾煤矿改扩建初期工程初步设计的批复”。
2.陕西省煤田地质局一八五队2005年1月提交的《海湾井田2-2煤层地质资料》及陕西省煤田地质局对该资料的审查文件。
3.西安煤矿设计事务所2004年2月编制的《海湾矿井改扩建初期工程初步设计》。
4.咸阳顺安煤矿设计院2006年6月编制的《神府经济开发区海湾矿井改扩建初期工程三号井初步设计（补充修改）》。
5.榆林市荣岩地质勘探有限公司2008年5月提交的《神府经济开发区海湾煤矿有限公司3号井2-2上煤层生产勘探地质报告》。
6.西安科技大学能源学院2008年9月编制的《海湾三号井合理采煤方法及支架选型论证报告》。
7.《煤矿安全规程》、《煤炭工业矿井设计规范》、《煤炭工业小型矿井设计规范》等国家技术标准及规定。
8.海湾煤矿有限公司关于三号井联合开采安全设施设计的委托书。
9.海湾煤矿有限公司提供的其它资料。
二、设计的指导思想
依据当前国家有关煤炭工业技术政策和行业标准，结合海湾煤矿三号井井田煤层赋存的特点，坚持“安全第一、预防为主、综合治理”的原则，积极采用新技术、新设备、新工艺，新材料，采用科学、合理、可行、可靠的安全措施，建设安全设施齐备，抗灾能力强、安全高效的新型矿井。
三、设计的主要技术特征及安全评价
1.设计主要特点
（1）神府经济开发区海湾三号井走向长1.32km，倾斜宽约1.88km ，面积约2.484km2,开采2-2上和2-2煤层，三号井资源/储量为 28.76Mt，工业储量为27.11 Mt，设计可采储量为 17.89Mt。矿井年工作日330d，矿井服务年限为30.6a。
（2）矿井工业场地位于井田北部边界附近，已开三条斜井通达2-2煤层。
（3）主斜井：井筒斜长461.763m，井口标高+1220.314m，倾角13°，井筒净宽3.4m，净断面12.29m2，料石砌旋，铺设胶带输送机；承担矿井煤炭提升并兼作进风及安全出口。
（4）副斜井：位于主斜井东北侧100m处，倾角6°，井筒斜长776.391m，井口标高+1196.275m，井筒净宽4.4m，净断面积14.19m2，采用料石砌碹支护。井筒内运行无轨胶轮车，满足矿井辅助提升需要。并兼作进风及安全出口。
（5）回风斜井：位于主斜井西侧，倾角25°，井筒斜长184.753m，井口标高+1121.620m，井筒净宽3.0m，净断面积7.71m2，采用料石砌碹支护，承担矿井回风任务，并兼作安全出口。
（6）三号井只设一个开采水平，主要开采巷道均布置在2-2煤层中,水平标高为+1116m，分煤层布置大巷，首采煤层为2-2上煤层，布置煤层运输大巷、辅助运输大巷及总回风巷。
（7）采煤方法为长壁综采采煤法。2-2上煤层为中厚煤层，设计采用综采一次采全高，2-2煤层为厚煤层，设计采用分两层进行长壁综采开采。矿井投产时设计一个综采工作面生产，一个综掘工作面准备。
（8）矿井主斜井采用胶带输送机运输，型号为DXL1000/165×2固定式钢丝绳芯胶带运输机。矿井辅助运输采用矿用防爆无轨胶轮车运输，型号为WC1.8J，配备防暴柴油机型号YH2110DFB，功率26kW。
（9）矿井采用分列式通风方式，抽出式通风方法。矿井总进风量为66.84m3/s，通风容易时矿井负压为503Pa，等积孔为3.5m2；通风困难时矿井负压1221Pa，等积孔为2.3m2。矿井第一通风阶段安装两台FBCDZ-6-NO19(A)型矿用防爆抽出式对旋轴流通风机，其中一台工作，一台备用。每台通风机配两台YBFh315L1-6型防爆电机，电机功率为110kW×2＝220kW，转速980r/min,电压660V。
（10）矿井两回10kV供电电源分别引自孙家岔35/10kV变电所及恒源电厂10 kV母线端，在矿井工业场地设10kV变电所一座，两回10kV供电线路长分别为6km及7km 。
（11）考虑到矿井生产的煤炭主要作为电煤及民用煤，结合煤质优良，基本不含夹矸的特点，设计尽可能简化矿井地面设施，地面只考虑筛分破碎。
（12）矿井工业场地供热总负荷731.857kW，在工业场地建设锅炉房一座，安装两台DZL1-0.68-AⅡ型锅炉，对地面建筑设施进行供热，矿井井筒采暖采用热风炉。
（13）矿井属低瓦斯矿井，瓦斯防治采用以风排瓦斯为主的方法进行处理，矿井装备KJ110N监测系统，并依照规定配备了通风检测类仪表、瓦斯及其它气体检测仪表、设备，实现人工检查和自动监控相结合的综合瓦斯灾害防治系统。
（14）开采煤层属容易自燃煤矿，设计采用预防性注氮、喷阻化剂、灌浆等综合防灭火措施；对所有大巷，全部采用锚喷支护；井上下设置了消防系统，消防管路全部敷设到相关的巷道及硐室；在井上、下设有消防材料库；井上、下建立相应的防灭火系统和安全监测、监控系统；井下胶带运输系统配备烟雾、温度等连续监测报警保护装置，当火灾发生时能自动报警并自动灭火。
（15）采煤工作面顶板选用ZZ8600/17/35型液压支架，工作组力 8600 kN，支护强度0.99～1.03Mpa。采煤工作面端头支架选择T9000/18/38型端头支架，工作组力9000 kN；支护强度0.51Mpa。工作面超前支护采用采用DW25-250/100型单体液压支柱与金属长钢梁配合做超前支护。工作面装备顶板压力测定仪，对顶板来压进行观测预报。
（16）矿井其他灾害设计根据灾害严重程度，采取了相应的防治措施。
（17）矿井按0.45Mt/a生产规模估算，矿井矿井建设工程总概算静态投资为 1684.09万元，吨煤投资369.05元。矿井生产经营成本108.16元/t。按照280元／t售价测算，矿井主要经济指标：税后全部投资回收期5.22 a；财务净现值20579.13万元；财务内部收益率25.78％。
（18）矿井安全设施概算静态总投资1130.76万元，其中：井巷工程140.84万元，土建工程85.53万元，设备购置532.57万元，安装工程231.22万元，其他费用37.80万元，工程预备费102.80万元。吨煤投资25.13元/t。
2.安全评价
海湾煤矿三号井开采陕北侏罗纪煤层，煤层瓦斯含量较低，属容易自燃煤层，煤尘具有爆炸危险性，煤层顶板基本属中等稳定型顶板。综合分析海湾煤矿三号井开采技术条件和装备技术条件，海湾煤矿三号井开采过程中的主要危险、有害因素排序为：矿井火灾、顶板冒落、瓦斯、煤尘、水害；其次为提升运输、电气、机械、高处坠落等危险、有害因素，并存在粉尘、湿热、噪音、振动等职业危害。开采中应根据主要危险、有害因素采取相应的措施，确保矿井安全生产。