矿井开拓延伸设计方案.doc

神华集团乌达矿业公司五虎山煤矿
9#、10#、12#煤层开拓延伸设计

前 言

乌达矿业公司五虎山煤矿是国家六十年代投资建设的年设计能力150万吨的大型矿井。该矿井1970简易投产，1983年达产，1990年产量曾突破200万吨。三十年来，五虎山矿共生产煤炭2316.1万吨。
2000年五虎山矿进行技术改造，技改后的矿井主采4#、7#煤层，主产品是低硫精煤、电煤。截止2003年6月，技改后圈定的4#、7#煤层可采储量约为365.4万吨，按年产150万吨计，只能维持二年多，矿井接续紧张。
五虎山矿井开拓延伸涉及的煤层是9#、10#、12#。根据乌达矿区煤层分布及开采状况看,苏海图矿主采12#、13#、15#煤层，已没有9#、10#煤层，黄白茨矿现主采9#煤层，但储量有限，只能开采2年，五虎山矿井9#、10#煤层可采储量约1837.3万吨。9#、10#煤层虽然属高硫煤，但灰分低，发热量高，经市场调研，高硫煤市场前景是明朗的，具有开采价值。本次矿井开拓延伸方案主要设计开采9#、10#、12#煤层，其中先期开采9#、10#煤层，后期开采12#煤层，矿井设计能力可提升至240万吨/年。

第一章 矿井概况

第一节 地理位置、交通

五虎山煤矿位于内蒙古自治区乌海市境内，为贺兰山北部煤田乌达矿区的一部分。包兰铁路、110国道从乌达矿区东侧通过。矿区铁路专用线在包兰铁路的乌海西站接轨。区内有乌达通至巴音浩特和吉兰泰等地区的主要公路。

第二节 地质概况

五虎山矿井范围拐点坐标：
1： X=4376543 Y=36384241；
2： X=4376553 Y=36380481；
3： X=4376296 Y=36380464；
4： X=4374958 Y=36381152；
5： X=4374110 Y=36381610；
6： X=4372800 Y=36382371；
7： X=4372800 Y=36383131；
8： X=4371973 Y=36383446；
9： X=4372303 Y=36383601；
10：X=4372303 Y=36383921；
11：X=4372813 Y=36383981；
12：X=4372953 Y=36384101；
13：X=4375453 Y=36384491；
14：X=4376553 Y=36384241；
井田走向长4.5KM，倾斜长2.5KM，面积为11.5665平方公里。
井田地质构造北部简单，南部较复杂，北部呈单斜构造，倾角10°左右，南部呈一向斜构造，倾角为20°～30°。井田内的断层以逆掩断层或逆断层为主，于主要断层两侧往往伴生有波状褶曲，中部有F37、F38断层组，南部有几个辐射状断层。断层落差除乌达逆掩断层达200～600m外，其它一般均在10～20m。
井田内共有煤层24层，可采煤层14层，煤层总厚度36.5m。其上部煤系地层为下二迭系山西组，含煤8层（1#2#、3#、4上、4#、5#、6#、7#）可采5层(1#、2#、4#、6#、7#)下部煤系地层为石炭统、太原群，含煤16层可采9层（8#9#、10#、12#、13上2、13#、15#、16#、17#）。井田内原始能利用储量3.06亿吨，其中可采储量2.3亿吨。截止2002年底，井田保有储量1.8亿吨，可采储量1.4亿吨。
井田内7#煤层以上,煤质属1/3JM，8#煤层全部9#、10#煤层局部属FM，其余下部煤层属于JM。原煤灰分除4#煤层大于30%外，其余煤层均小于30%，各煤层发热量均大于20.5MJ/kg。
五虎山矿井属低瓦斯矿井，2002年矿井瓦斯鉴定结果CH4和CO2相对涌出量分别为2.41m3/T和2.80m3/T。井田深部局部煤层和地段瓦斯涌出异常，涌出量较高。各煤层根据地质钻孔资料，煤尘爆炸指数均大于30%，有爆炸危
险。
井田水文地质比较简单，主要煤系地层含水不大。根据水文地质资料和近年来矿井的涌水实测结果分析，矿井生产时正常涌水量为53m3/h，最大为100m3/h。
第三节 原设计概况
五虎山矿井1965年由北京煤炭设计研究院设计，设计生产能力为150万吨/年，服务年限为107年。设计采用斜井开拓，分两个水平开采。一水平标高+1100，二水平标高+950，水平分界线为+1025。一水平地质储量为2.14亿吨，服务年限75年，二水平地质储量为0.92亿吨，服务年限为32年。
一水平井底车场布置在4#煤层底板岩石中，由南北主要运输大巷、石门与盘区巷道相联接。矿井设计开采方式为盘区石门上下山开采。盘区双翼走向长度1000m。开采顺序自上而下，两翼交替回采。采煤方法为单一走向长壁全部垮落法。
原矿井采用中央压入式通风。主要通风机型号为70B-No25型，电机功率800kw，新风由进风立井经南、北主要运输大巷进风，污风从各盘区轨道上山排至地面，井下运输采用石门装车，电机车牵引矿车运至井底煤仓经主井皮带运往地面。
根据生产需要，五虎山矿2000年以盘区合并，加大盘区走向长度为重点，对矿井原生产，通风系统进行了必要的技术改造。
在井底车场开凿暗斜井，与7#煤层轨道上山以车场进行连接。主井延伸124m通过煤仓及皮带联络巷与7#层皮带上山相连，中盘区4#、7#层上山南翼拟布置走向长度2000m和1500m的工作面。4#层上山北翼已采完，7#层上山以北与五采区之间能布置走向长度为350m的工作面。
　　矿井通风方式为分区抽出式。主要通风机型号BDK-8-No24，电机功率160×2kw，为实现4#煤的分装分运，从工业广场地表掘4#层运输反斜井，至东石门4#煤仓，地面配套建有跳汰选煤厂，洗选4#煤。

第二章 矿井开拓延伸设计
第一节 矿井开采现状
五虎山矿技改后设计生产能力保持150万吨/年，服务年限12年，经圈定7#层工作面可知，7#层南翼被地方小窑侵蚀，小井越界进入大井井田500m之多，致使煤量损失严重，服务年限骤减。
从1999年初至2003年6月，4#煤储量除大井动用外因小井开采和地质条件、火区影响而减少。中盘区4#层已圈定范围内，还可布置２个工作面，406和408两个工作面由于留井底车场保安煤柱需提前停采，目前圈定范围内的地质储量为277万吨。其中可开采储量为168万吨。
中盘区6#煤层属开采不经济煤层。7#煤层因工作面走向长度减小而损失的地质储量为148.5万吨。中盘区7#层上山北翼可布置走向长度350m的工作面2个。南翼还可布置三个走向千米的工作面，已圈定的7＃煤层地质储量为324万吨，可采储量为197.4万吨。
矿井技术改造后圈定范围内的4#、7#层剩余的地质储量总计为601万吨，其可采储量为365.4万吨。按150万吨/年计,只能维持二年多。
矿井通风，在技改初期，采用分区抽出式通风，后由于4#煤上部火区影响，中盘区主要通风机采用压入式供风，五采区主要通风机仍然是抽出式，矿井形成两套相对独立的通风系统。

第二节 矿井开拓延伸的必要性

一、矿井正常生产接续的需要
近年来，由于井田周边地方小井的无序越界开采，使得中盘区4#、7#煤层南翼的工作面，其走向长度比原设计缩短500多米，煤炭储量损失严重，与4#、7#煤层技改所设计的服务年限差距甚远。现五虎山矿大井圈定范围内的4#、7#煤层的可采储量按150万吨/年的生产能力计算，只能维持二年多。而9#、10#、12#煤层开拓延伸的工程需二年多方能投入生产，所以矿井的接续问题十分紧张迫切。现在矿井正常生产的同时，加快施工开拓延伸工程，可实现上下组煤的正常接续，否则日后将面临停下生产搞延伸的境地。
二、适应市场的需要
考虑到高硫煤现有一定的市场，黄白茨矿的高硫煤储量只能维持2年，因此五虎山矿的9#、10#层可利用这个机
会，及时开发，抢占高硫煤市场。

第三节 开拓延伸设计方案

此次五虎山矿9#、10#、12#煤层开拓、延伸设计方案，改变以前盘区划分的界限，加大盘区走向长度、优化巷道布置，在充分利用原有巷道和系统的基础上，本着技术可行、安全可靠、经济合理的原则提出本设计方案。
本方案暗斜井上部车场的开口选择在井底车场内，延伸见9#、12#煤层处各设下部车场与其轨道上山相连。主井从现在位置继续延伸至15#煤层底板。以煤仓和皮带联络巷分别与10#、12#煤层皮带上山相通。盘区走向长度3000m，上下山布置在井田中央，南北两翼各1500m，以利于集中生产。开拓延伸的通风系统与现在中盘区4#、
7#煤层生产的通风系统相互独立，能保证开拓延伸工程始终不影响4#、7#煤层的正常生产。
本方案优点归纳如下：
一、从生产格局上看，上下山布置在井田中央，南北两翼各为1500m，以利于均衡生产，随着五采区7#煤层,中盘区4#、7#煤层回采结束，北大巷、中盘区4#、7#上下山、380皮带巷及东石门等井巷可随之报废，有利于采面连续推进，可实现高产稳产。
二、从经济上分析，该方案暗斜井延伸避开7#层暗斜井，可在不影响7#层正常生产的情况下，顺利实现上、下层的接续。并且随北大巷、东石门、380皮带巷等井巷的报废,可取消电机车运输，降低巷道维护及辅助运输费 用。
三、从分装分运的情况来看，本方案增加了一条从主
井至4#层反斜井的皮带运输巷，充分利用反斜井和地面的跳汰洗煤厂，实现9#、10#层和12#层的分装分运，体现煤炭的优质优价，提高经济效益。
四、从安全上考虑，本方案井巷布置较为合理，三个层位布置在同一盘区内，主运输设备布置在一条巷道内，运输环节少，设备利用率高，生产系统集中，便于管理，因而安全系数较高，有利于安全生产。

第四节　　开拓延伸设计

一、盘区巷道布置
本次开延工程将所揭露的9＃、10＃、12＃煤层分成两个盘区，分别是9＃、10＃层为一个盘区；12＃层为一个盘区。
其中9＃、10＃层盘区在井田中央布置四条上山巷道，三条布置在9＃层，一条布置在10＃层，分别是9＃进风上山，10＃皮带上山（进风）和两条9＃回风上山，形成两进两回。
12＃层盘区在井田中央布置两条上山巷道，即12＃皮带上山和12＃轨道上山，形成一进一回。
两个盘区两翼的走向长度均为3000米，斜长为1500米。工作面走向长度1500米，斜长一般为180米，受构造影响的采面，局部地方小于该尺寸。
煤柱尺寸的确定：
采区边界：由采区边界线后退10米，
上山煤柱：一侧留20米，
区段煤柱：中——中20米。
二、采煤方法
（一）9＃、10＃、12＃煤层均采用走向长壁全部陷落采煤法。9＃、10＃层一次采全高；12＃煤层沿底留顶。
（二）落煤方法和顶板管理
9＃层工作面采用MG－250/600－1.1D机组和SGZ－764/400刮板机，配合ZY－35型液压支架进行采、装、运、支工作。
10＃工作面采用MG－375/150W机组和SGZ－630/220刮板机，配合轻型掩护式液压支架进行采、装、运、支工作。
12＃层工作面采用MG－300/700－WD机组和SGZ－764/630刮板机，配合ZZ4800/42/22型液压支架进行采、装、运、支工作。
三、生产系统
开拓延伸后9#、10#、12#煤层的主要生产系统如下：
一、运输系统：
1、运煤：9#、10#层：工作面→运输顺槽→皮带上山→盘区煤仓→主井皮带→4#皮带运输巷→4#反斜井→地面
12#层：工作面→运输顺槽→皮带上山→盘区煤仓→主井皮带→地面
2、运料：
地面→副井→轨道暗斜井→轨道上山→各采掘面或其它用料点
3、行人：地面→副井→井底车场→行人斜巷（猴车道）→9＃层进风上山（12＃层轨道上山）→各采掘面
二、供电系统
地面三万五变电所6KV→钻孔→暗斜井→轨道上山→盘区变电所→各配电点
详见五虎山煤矿9#、12#层设备选型及供电设计。
三、供排水系统：
利用新增的供排水设备及管道等，与大井原供排水系
统并网，供水利用地面水池采用静压供水，排水由盘区排至暗斜井下部水仓,然后排至井底水仓后，集中外排。
四、通风系统：
矿井采用抽出式通风，主井、付井进风，9#与12#煤层各设集中回风平巷和回风上山。三个层位同时生产时，安置两套主要通风机，9#、10#层和12#层回风各自进入自己的回风井，分别排出地面。（9#层集回平巷由于受地质条件影响，需施工穿岩下山进入12#层，在12#层中布置，但与12#层集回相互独立。）
矿井开拓延伸结束后，井下最多时安排3个综采工作面和6个掘进工作面同时生产;其中9#、10#层系统为两个综采工作面,四个掘进工作面;12#层系统为一个综采工作面,两个掘进工作面。
由于9#、 10#层系统和12#层系统回风相互独立,所以分别对两套系统进行风量分配计算,确定各自的风量。
根据临近矿井9#综采工作面的瓦斯涌出和配风经验，
9#工作面配风应在2000m3/min以上，相应的10#工作面也不低于1000m3/min。掘进工作面距离较长，深部瓦斯涌出较大，每个掘进工作面配风500m3/min，每个变电所配风100m3/min,绞车峒室配风由Q其它解决。
9# 10#系统:
Q总=(∑Q采+∑Q备+∑Q掘+∑Q峒+∑Q其它) K通=8200m3/min
12#综采工作面配风1200m3/min,每个掘进工作面配风500m3/min,每个变电所配风100m3/min,绞车峒室配风由
Q其它解决.
12#系统:
Q总=(∑Q采+∑Q备+∑Q掘+∑Q峒+∑Q其它)×K通=3800m3/min
矿井通风系数均按1.2选取。附矿井通风阻力计算：
根据以上风量分配和阻力计算；
9# 、10#层系统主要通风机选用BD-Ⅱ-8N026型,其风量范围 89m3/s - 210m3/s,最高效率点风量140m3/s,高效区静压范围 1402Pa - 4913Pa,可满足9# 、10#系统通风的需要。
12#系统主要通风机选用BDK(Ⅲ) - 8 - N024型,风量范围75m3/s - 150m3/s,最高效率点风量 100m3/s,高效区静压范围 784Pa - 3038Pa,可满足12#系统通风的需要。
其通风线路为：
新风：
付井→轨道暗斜井→9#层进风上山→9#层运输顺槽→9#层工作面
主井→10#层皮带联络巷→10#层皮带上山→10#层运输顺槽→10#层工作面
主井→12#层皮带联络巷→12#层皮带上山→12#层运输顺槽→12#层工作面。
泛风：9#层工作面→9#层回风顺槽→9#层回风上山→9#层集回→9#层风井→地面
10#层工作面→10#层回风顺槽→9#层回风上山→9#层集回→9#层风井→地面。
12#工作面→12#回风顺槽→12#轨道上山→12#集回平巷→12#风井→地面

第五节 开拓延伸后矿井生产能力及服务年限

按上述方案，矿井延伸后，主采煤层为9#、10#、12#煤层。其中9#属中厚煤层，煤层平均厚度3.21m，布置综采工作面；10#煤层平均厚度2.3m,考虑10#煤层顶板的岩性，及与9#煤层的层间距不大等情况，10#煤层宜选轻型掩护式支架，使用综采；12#煤层属厚煤层，平均厚度4.64m，宜用综采。
开拓延伸完成的第二年，安排9#综采90万吨/年，12#综采50万吨/年，与7#同采，当年计划产量180万吨。第三年延伸采面全部投入生产，其中9#综采90万吨/年，10#综采60万吨/年，12#综采90万吨/年，合计240万吨/年，以后每年按240万吨考核。
根据设计方案所圈定的9#、10#、12#煤层的可采储量为3364.9万吨，按240万吨/年的生产能力计算，矿井延伸后的服务年限为14年。
9#、10#、12#煤层储量汇总表
煤 层
保有储量（万吨）
可采储量（万吨）
9#
1625.9
1057.1
10#
1317.7
780.2
12#
3111.3
1527.6
合 计
6054.9
3364.9

第六节 产品质量预测

根据我矿和黄白茨矿的有关资料，如果9#煤10#煤以2∶1的比例配煤，作为动力煤以现在的市场行情，考虑硫分扣款后，售价为110元/吨，如果高硫洗精煤市场能够拓展，可生产高硫精煤和洗混煤，效益会更好些。

第三章 矿井开拓延伸工程概算

本次矿井开拓延伸方案测算，其工程量及工程费用概算分别见附表，设备费用见设备购置明细表。

第四章 投资估算及资金来源

第一节 投资估算

固定资产投资估算：
本次开拓延伸工程施工工期24个月，根据开拓延伸方案，该项目从生产布置、工艺技术和资金筹措等方面考虑，拟定新增固定资产投资方案如下：
固定资产投资3500万元，其中井巷工程1520万元，设备购置1980万元。

第二节 资金来源与筹措

矿井开拓延伸方案资金来源为从神华集团公司借入2000万元，自筹1500万元。

第五章 经济效益分析

一、生产情况
矿井开拓延伸完毕移交生产后，第二年产量要达到180万吨，其中7#层普采40万吨，9#层综采90万吨，12#层综采50万吨/年;第三年安排240万吨，其中9#综采90万吨，10#层综采60万吨，12#层综采90万吨，以后以第三年类推。
二、主要指标完成情况
1、产量：240万吨，成本产量240万吨。
2、销量：240万吨，均为外销。
3、售价：根据现有市场情况，外销110元/吨。
4、成本：53元/吨。
三、利润完成情况
1、销售收入26400万元，240万吨×110元/吨
2、销售成本12720万元。
3、销售税金及附加270万元。
4、劳动保险费523.4万元。
5、企业管理费516万元。
6、财务费用140万元。
利润总额 12230.6万元。
注：本利润总额是指各年的平均经营成果，各年的经营成果在损益表中分别反映，计算过程中，原煤制造成本估算表、损益表、现金流量表及管理费用明细表等详见附表。
四、经济效益评估
本开拓延伸项目完成后，年销售收入26400万元，
销售成本12720万元，年利润总额12230.6万元，投资利润率350%，投资回收期0.3年，因此，该项目具有良好的经济效益及抗风险能力，在财务上是可行的。

固定资产投资估算表

附表 单位：万元

序 号
项 目
金额（万元）
备 注
一
固定资产投资
3500

1
井巷工程
1520

2
设备购置
1980

二
项目总投资
3500

巷道名称
巷道
性质
设计
长度
支护
形式
断面
m2
断面
形状
巷道
坡度
单价
元/m
金额
万元
暗斜井上部车场
岩
85
墙梁
12.9
矩形
0°
3382
28.7
暗斜井
岩
390
锚喷
11.2
半圆拱
16°
2583
85.24
九层下部车场
岩
90
锚喷
13.86
矩形
0°
2356
21.2
十二层下部车场
岩
55
锚喷
13.86
矩形
0°
2356
15.5
主井延伸
岩
338
锚喷
17.63
半圆拱
16°
4159
140.57
九层煤仓
岩
35
锚喷
28.26
圆形
90°
6821
23.87
十二层煤仓
岩
35
锚喷
28.26
圆形
90°
6821
23.87
十二层风眼
岩
45
裸体
3.14
圆形
90°
1171
5.27
12#风井穿岩下山
岩
253
锚喷
12.2
矩形
22°
2245
56.8
9#风硐
岩
93
锚喷
12.2
矩形
15°
2245
20.88
9#风井穿岩下山
岩
252
锚喷
12.2
矩形
19.3°
2245
56.57
9#集回穿岩下山
岩
115
锚喷
14
半圆拱
18°
2850
32.78
暗斜井下部水仓
岩
150
砌碹
10.85
半圆拱
0°
4746
71.19
猴车道
岩
265
锚喷
11.2

16°
2583
68.45
12#风硐
岩
75
锚喷
12.
矩形
13°
2245
16.84
小计

2276

667.78
矿井延伸方案井巷工程一览表1

矿井延伸方案井巷工程一览表2
巷道名称
巷道性质
设计长度
支护形式
断面m2
断面形状
巷道坡度
单价m/元
金额万元
9#集回1
煤
395
锚索
14
矩形
0°
2520
99.54
9#集回2
煤
380
锚索
14
矩形
0°
2520
95.76
12#集回
煤
540
锚索
14
矩形
0°
2520
136.08
9#风井上山1
煤
511
锚索
14
矩形
7°
2520
128.77
9#风井上山2
煤
500
锚索
14
矩形
7°
2520
126
12#风井上山
煤
483
锚索
14
矩形
7°
2520
121.72
10#皮联巷
煤
140
锚索
6.4
矩形
0°
2598
36.37
12#皮联巷
煤
140
锚索
11.2
矩形
0°
2750
38.5
4#皮运巷
煤
300
锚杆
9.6
矩形
6°
944
28.32
9#变电所
煤
50
锚索
18
矩形
0°
3980
19.9
12#变电所
煤
25
锚索
18
矩形
0°
3980
9.95
9#联络巷
煤
50
锚杆
9.6
矩形
0°
944
4.72
小计

3514

845.63
合计

5790

1513.41

管理费用明细表
项目
金额{万元}
一：劳动保险费5
523.4
养老金
471
工伤保险
42.4
丧葬费
2
陪护费及其它
8
二：企业管理费
516
工资
120
福利费
16.8
工会经费
47.1
职教费
35.3
待业保险
47.1
办公费
30
会议费
45
业务招待费
6
税金
8
折旧
32
运输费
10
住房公积金
8
警卫消防费
70.7
保险费
2
其它费用
38
三：合计
1039.4
原煤制造成本估算表
成本项目
单位成本
(元/吨)
总成本
(万元)
一；直接成本
34.8
8352
1 材料
12.44
2985.6
2 工资
14.96
3590.4
3 福利费
2.09
501.6
4 电费
5.31
1274.4
二；制造成本
18.2
4368
1 折旧
4.7
1128
2 井巷工程费
2.5
600
3 修理费
0.8
192
4 维简费
7
1680
5 其它费用
3.2
768
三；合计
53
12720
说明；原煤产量240吨， 成本产量240吨。

神华集团乌达矿业公司
五虎山煤矿矿井开拓、延伸设计

乌达矿业公司五虎山煤矿
二OO三年六月

设计人员
姓名
专业
职称
职务
刘家新
机电
高级工程师
矿长
张志文
采煤
高级工程师
总工
张建中
机电
高级工程师
副矿长
徐开宇
矿建
高级工程师
生产科长
李长宝
采煤
工程师
生产副科长
刘惠勇
采煤
工程师

田江
通风
工程师
通风科长
王培成
机电
工程师
机电科长
史尚文
财会
会计师
财务科长