水城矿业(集团)公司大河边煤矿矿井生产能力核定说明书.doc

一、矿井概况
大河边煤矿位于六盘水市钟山区大河镇境内，地理位置为东经104°51′～104°52′，北纬26°37′～26°45′之间，大河边煤矿是水城矿业（集团）公司的一个中型矿井，井田位于大河边耳状向斜西翼南端。水大铁路、水毕公路从矿区附近经过。该矿于1966年开工建设，设计生产能力60万吨/年，设计服务年限为100年。1970年底简易投产，1979年达到设计能力,矿井通过1994年至1997年改扩建设，矿井为四采区生产，水平为+1100m，设计能力为120万吨/年，由于改扩建中，各系统未按设计进行完善，故矿井生产能力未达到设计要求。大河边煤矿为斜井开拓，每个区段所有煤层布置一条机轨合一巷道，中煤组布置集中瓦斯抽放巷道。井筒及主要开拓巷道布置在玄武岩层内，井筒采取逐区段往下延深。主斜井采用箕斗提升方式运输，副斜井采用矿车串车提升方式。采用分区抽出式通风。+1317m标高的水经+1317m水仓排至+1500m水仓，然后由+1500m水仓排至地面。第一水平+1500m水平的一、二、三采区已于1997年回采完毕，靠北部的两个采区由于受乡镇煤矿开采影响，煤层破坏严重，省煤炭工业局已下文划归钟山区开采；第二水平+1200m水平为现生产水平。全矿现有一个生产采区即四采区，根据生产的需要现由南京设计院规划设计为为两个采区。即：南翼采区、北翼采区（正在设计报批中）。
全矿现有两个采煤工区，三个掘进工区，一个巷修工区。全矿二○○三年末在册职工总数2251人，其中原煤生产人数1773人。
矿井东南+1500m标高以上以F2-1断层与红旗矿毗邻，+1500 m标高以下以白岩脚断层F1-3为界，西以乃河流煤柱为界，浅至34#煤层露头线，深至1#煤层+1000m水平标高。走向长6km，倾斜宽2.36km，面积14.16km2。
井田范围内煤系地层总厚212～249m，一般厚232.75m，含煤27～39层，可采煤层5层，均属中厚煤层，其平均总厚10.8m。煤层走向A8线以南呈SE～NW向，A8线以北为近SN向，地层倾角A8线以南17°～28°，A8线以北30°～24°，往深部有逐步变缓的趋势，井田内褶曲不明显。根据地层赋存特点，划分为上中下三个煤组，其中上煤组可采2层，中煤组2层，下煤组1层。上煤组为1#、7#煤层，厚度稳定，中煤组为11#、13#煤层，属稳定煤层，下煤组为34#煤层，煤层较稳定。
井田内煤层牌号除19#为气肥煤外，其余为气煤大类。井田内构造以断层为主，褶曲少见，断层密度高，落差大，对煤层破坏严重，属II类II型地层条件矿井。
井田范围内无明显含水层，矿井水的主要来源是大气降水，通过采空区上方的塌陷坑、塌陷裂隙渗入井下。井田内主要水系为以乃河，于井田北部边缘穿过煤系地层。
大河边煤矿在建井和矿井生产以来，于一九八九年九月十八日中班， 1119断层平巷掘进至1441轨道石门以东180米，穿过F11断层进入13#下煤层1.2米处，曾发生过一次煤与瓦斯倾出。发生动力现象的地点位于一采区东部+1441水平，距地表垂深610米。经重庆煤科分院2003年9月鉴定，大河边煤矿属于煤与瓦斯突出矿井。
大河边煤矿有煤尘爆炸危险性和自燃发火倾向性。经重庆煤科分院2003年9月鉴定，大河边煤矿现开采的1#煤层、7#煤层、11#煤层、13#煤层、34#煤层均具有煤尘爆炸性和自燃发火的倾向性。其中34#煤层为自燃发火煤层，1#煤层、7#煤层、11#煤层、13#煤层为不易自燃发火煤层。自燃发火期为9～12个月，发火危险等级为三级。1#煤尘爆炸性指数为46.47～73.37%、7#煤尘爆炸性指数为43.00～53.32%、11#煤尘爆炸性指数为43.99～52.24%、13#煤尘爆炸性指数为38.53～46.12%、34#煤尘爆炸性指数为45.50～86.47%。
矿井采用分区抽出式通风，多井口进风，各采区总回风道回风。其中二采区回风上山安装两台4-72-11№20B型主要通风机，其电机功率为210kw。四采区回风上山安装两台 TZK58-№25型主要通风机，其电机功率为475kw。

二、各生产环节能力测定、计算依据和分析
1、储量计算方法：
采用煤层底板等高线法计算储量，以1：5000煤层底板等高线图为计算基础，运用求积仪计算块段面积，平均倾角采用等高线法，利用工程实厚度的算术平均值计算块段的平均厚度。煤层中夹矸单层厚度≤0.05m时，计算煤层采用厚度时夹矸不剔除。在井田范围内按+1500m水平以上。+1500m水平～+1100m水平，+1100m水平～+1000m水平计算地质储量。矿井剩余服务年限备用系数取的是1.4。
2、主井提升能力、副井提升能力、排水能力等核定相关说明
①、主井提升能力核定相关数据说明
（1） 提升一次煤量确定：用每天提升箕斗次数和核子称测得重量平均出一次提升煤量为10.2吨/次。
（2） 提升一循环时间确定：用实测20次提升一循环时间平均得出提升一循环时间为173.3秒/次。
②、副井提升能力核定相关数据说明
（1）矸石在产量中的比例用2003年产量和所掘进岩巷、巷修、煤岩巷道排矸量计算出矸石占产量的比例约为11.44%。
（2）每次提矸重量：用松散矸石的比重及4个矿车容积计算出每次提矸重量约为6.73吨/次。
（3） 提矸一次循环时间：据速度图实测20次提升一循环时间平均值为245.2秒/次。
（4） 每下料一次循环时间：实测20次后平均值约为350秒/次。
（5） 下其他材料循环时间：实测下大型设备和材料10次后平均值约为390秒/次。
（6） 每班上下人员总时间：按升降小班、大班工人及其他人员总时间三班平均值计算约为7300秒/班。
③、四采区暗斜井（四采区轨道下山）绞车能力核定相关数据确定：与副井的取值方法相同，均为实测后平均值。目前按未升降人员情况计算（因为暗斜井将要安设人车）。
④、排水能力核定相关数据确定
（1）大河边煤矿排水方式为二级排水。即+1317m标高水泵房排至+1500m水平水仓，再由+1500m水泵房排水至地面。+1100水平的排水在水平设计中设计。
（2）井田范围无明显含水层，矿井水来源为大气降水，通过采空区上方塌陷坑、塌陷裂隙渗入井下+1500m水平和+1317标高。大河边煤矿为倾斜煤层开采。地表水主要渗至+1317m标高。+1317m标高水仓容积1850m3，+1500m水平水仓容积3400m3，两水仓容积能满足矿井正常涌水量13小时。
（3）矿井日产吨煤正常涌水量、最大涌水量为矿地测部门测定提供。即正常矿井涌水量为：+1317m标高387m3/h，+1500m水平400 m3/h（含+1317m标高387 m3/h）；最大矿井涌水量为：+1317m标高1006m3/h，+1500m水平1052m3/h。+1500m水平涌水量为矿井总涌水量。
（4）水泵排水能力：+1317m标高总排水能力为1476m3/h，+1500m水平总排水能力为1476m3/h，两水泵房各总排水能力20小时能排出矿井24小时最大涌水量。
3、矿井通风能力核定相关说明
一)、矿井通风系统改造前的概述
1、通风方式及现状
大河边煤矿为斜井开拓，多井口进风，各采区总回风道回风。矿井通风方式为分区抽出式通风。矿井总进风量为6356 m3/min，总回风量为6674 m3/min，有效风量为5773 m3/min。经重庆煤科分院2003年11月鉴定，大河边煤矿属于煤与瓦斯突出矿井。
大河边煤矿二采区安装4-72-11№20B型离心式通风机两台，额定风量4092m3/min，实际风量2280m3/min，额定全压2.84KPa，实际全压2.30KPa，电动机功率210KW，降压起动；四采区安装TZK58-№25型轴流通风机两台，额定风量2520 m3/min～8700m3/min，实际风量4260m3/min ,叶片倾角45°，额定全压1.4KPa～3.7KPa，实际全压1.40Kpa，电动机功率475KW，降压起动。矿井等积孔为1.61m2。
2、矿井风量核算
矿井总进风量为6356m3/min。其中四采区总进风量为4077m3/min，二采区总进风量为2279m3/min。绝对瓦斯涌出量为46.96m3/min，其中风排瓦斯量为26.12m3/min，抽放量为20.84m3/min。相对瓦斯涌出量为26.55 m3/t。其中风排相对瓦斯涌出量为13.94 m3/t。
3、矿井通风能力核定
⑴全矿井通风能力核定
P=Q×330/（0.0926×q2×K×104）(万t/a)
=6356×330/（0.0926×13.94×1.8×104）
=2079480/23235
=90.27万t/a
式中Q—矿井总进风量，m3/min；
q2—平均日产1吨煤的风排瓦斯涌出量，m3/t；
K—矿井瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，取1.8
⑵四采区通风能力核定
四采区总进风量为4077m3/min。绝对瓦斯涌出量为28.44m3/min，其中风排瓦斯量为17.06m3/min，抽放量为11.38m3/min。相对瓦斯涌出量为24.16 m3/t。其中风排相对瓦斯涌出量为16.83 m3/t。
P=Q×330/（0.0926×q2×K×104）(万t/a)
=4077×330/（0.0926×16.83×1.8×104）
=1345410/28052
=47.96万t/a
式中Q—四采区总进风量，m3/min；
q2—四采区平均日产1吨煤的风排瓦斯涌出量，m3/t；
K—矿井通风系数，取1.8；
⑶二采区通风能力核定
二采区总进风量为2279m3/min。绝对瓦斯涌出量为18.52m3/min，其中风排瓦斯量为11.11m3/min，抽放量为7.41m3/min。相对瓦斯涌出量为19.24 m3/t。其中风排相对瓦斯涌出量为10.80 m3/t。
P=Q×330/（0.0926×q2×K×104）(万t/a)
=2279×330/（0.0926×10.80×1.8×104）
=752070/18014
=41.75万t/a
式中 Q—二采区总进风量，m3/min；
q2—二采区平均日产1吨煤的风排瓦斯涌出量，m3/t；
K—矿井通风系数，取1.8；
二)、矿井通风系统改造后的措施
根据我矿开采水平的延伸，开采深度的增加和开采强度的增大。为满足我矿120万t/a生产能力的通风需要（其中二采区60万t/a，四采区60万t/a）。预计2005年对二采区（4-72-11№20B型）离心式通风机和四采区（TZK58-№25型）轴流式通风机进行更换，扩修部分巷道，减小通风阻力。
1、通风系统改造后的通风方式及状况
大河边煤矿为斜井开拓，多井口进风，各采区总回风道回风。矿井通风方式为分区抽出式通风。矿井总进风量为12078m3/min，总回风道风量为12420m3/min，有效风量为9868m3/min。经重庆煤科分院2003年11月鉴定，大河边煤矿属于煤与瓦斯突出矿井。
大河边煤矿二采区安装BDK60-8-№24型对旋轴流式通风机两台，电动机功率600KW，降压起动；四采区安装BDK60-8-№24对旋型轴流式通风机两台，电动机功率600KW，降压起动。矿井等积孔为2.15m2。
2、矿井风量核算
矿矿井总进风量为12078m3/min。其中四采区总进风量为6071m3/min，二采区总进风量为6007m3/min。绝对瓦斯涌出量为58.64m3/min，其中风排瓦斯量为35.18m3/min，抽放量为23.46m3/min。相对瓦斯涌出量为33.33 m3/t。其中风排相对瓦斯涌出量为20.00 m3/t。
3、矿井通风能力核定
预计矿井通风系统改造后的绝对瓦斯涌出量为58.64m3/min，相对瓦斯涌出量33.33m3/t，抽放率按40%计算，风排相对瓦斯涌出量为20.0m3/t。
⑴全矿井通风能力核定
P=Q×330/（0.0926×q2×K×104）(万t/a)
=12078×330/（0.0926×20.0×1.8×104）
=3985740/33336
=120万t/a
式中Q—矿井总进风量，m3/min；
q2—平均日产1吨煤的风排瓦斯涌出量，m3/t；
K—矿井瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，取1.8
⑵四采区通风能力核定
预计四采区通风系统改造后总进风量为6071，绝对瓦斯涌出量为26.28m3/min，相对瓦斯涌出量为30.72 m3/t。抽放率按40%计算，风排相对瓦斯涌出量为18.43m3/t。
P=Q×330/（0.0926×q2×K×104）(万t/a)
=6071×330/（0.0926×18.43×1.8×104）
=2003430/30719
=65.2万t/a
式中Q—四采区总进风量，m3/min；
q2—四采区平均日产1吨煤的风排瓦斯涌出量，m3/t；
K—矿井通风系数，取1.8；
⑶二采区通风能力核定
预计二采区通风系统改造后总进风量为6007，绝对瓦斯涌出量为20.68m3/min，相对瓦斯涌出量为36.1 m3/t。抽放率按40%计算，风排相对瓦斯涌出量为21.70m3/t。
P=Q×330/（0.0926×q2×K×104）(万t/a)
=6007×330/（0.0926×21.70×1.8×104）
=1982310/36169
=54.81万t/a
式中 Q—二采区总进风量，m3/min；
q2—二采区平均日产1吨煤的风排瓦斯涌出量，m3/t；
K—矿井通风系数，取1.8；
根据矿井通风能力核定，为使我矿通风系统改造达到120万t/a的通风能力，所需风量为12078m3/min。其中四采区60万t/a，所需风量为6071m3/min；二采区60万t/a，所需风量为6007m3/min。为止，针对现有的通风系统进行技术改造。
4、通风系统改造后的预期效果
通风系统改造后，可使矿井通风量稳定保持在12078m³/min左右，其中二采区6363m3/min左右，通风阻力为3425Pa；四采区6071m3/min左右，通风阻力为3360Pa，能够满足二采区60万t/a、四采区60万t/a生产能力时矿井开拓开采的通风需要。改造方案的实施，提高了系统的可靠性，极大的增强了矿井通风抗灾能力。满足了矿井120万吨/年的生产能力。
5、结论
⑴水矿（集团）公司大河边煤矿通风设备老化，能耗高，通风系统稳定性差，存在着严重的安全隐患，因此必须进行改造。通风系统改造的具体方案为：二采区淘汰原有4-72-11№20B90°型离心式主要通风机，更换成BDK60-8-№24型对旋轴流式主要通风机；四采区淘汰原有TZK58-№25型轴流式主要通风机，更换成BDK60-8-№24型对旋轴流式主要通风机。保留现有通风方式，同时对井巷进行改造，降低矿井通风阻力，可降低通风电耗。
⑵所采用的改造方案技术合理，通风系统稳定性高，能够满足大河边煤矿年产量达到120万t/a，其中二采区60万t/a、四采区60万t/a开拓开采的通风需要。
6、地面生产系统能力核定相关说明
1. 铁路外运输能力计算公式：

P—年铁路外运输能力，万吨/年
N—每天列车对数，取5.3列
W—平均每列车净载重，取600吨
=95.4万吨/年
330×5.3×600
P=
K—运输不均匀系数，取1.1
104×1.1
P=
2、地面生产系统说明：
地面生产系统由一台FGX-12型筛选设备筛选后进入地面煤仓，由分布在新仓和老仓的4台SD-80P皮带运输机及4台给煤机进行装车，新仓和老仓皮带运输机每小时装车能力为500吨/小时。装车皮带运输能力为：（500×16×330）÷10000=264万吨/年

三、综合能力的确定及分析
1、 各个生产环节能力核定结果
矿井设计生产能力
主井提
升能力
副井提
升能力
井下运
输能力
通风
能力
排水
能力
采掘工作面生产能力
地面生产系统能力
矿井核定能力
120
90.3
93.1

89.49
99.5
90
90　
95.4
2、综合能力的确定
根据各个生产环节能力核定的结果取各个生产环节能力核定结果中的最小数，确定大河边煤矿矿井生产能力核定为90万吨。

四、矿井存在的薄弱环节及解决措施
目前大河边煤矿只有一个四采区，开采最低标高为+1317m标高， +1317m标高+1000m标高段的开拓延深工程还没有开始施工。由于开采深度越来越低，矿山压力越来越大，瓦斯涌出量越来越大，运输环节逐渐增多，主副斜井提升能力已经达到极限，因此准备在+1317m标高+1000m标高段开采期间，+1317m标高+1000m标高段将布置两个采区，布置五个区段，每个区段布置两组石门和一条“机轨合一”的集运巷，在中煤组19#煤层底板的细砂岩内布置一条瓦斯抽放巷道、在上煤组7#煤层布置一条本煤层瓦斯抽放巷道，优化巷道布置以减少运输环节，加强巷道和采煤工作面的支护，加强石门过煤层期间的防止煤层突出工作，这样可以提高矿井生产能力到90万吨/年。

五、其他问题
1、97年矿井生产能力核定问题：由于97年我矿正在进行矿井改扩建工程（改扩建为120万吨/年），所以97年没有做矿井生产能力核定工作。2003年也没有进行矿井生产能力核定工作。
2、2004年的采煤工作面的开采计划已绘制在综合煤层采掘工程平面图上。
3、煤层底板等高线及储量计算图上显示的是2003年末的储量。矿井剩余服务年限备用系数取的是1.4。
4、核定矿井生产能力以年能力为准，年工作日统一按330天计算，每日提升时间按16小时计算。核定后的矿井能力为2004年底的综合生产能力。
5、本次核定矿井生产能力没有考虑外部运输、市场销售条件的限制。

六、集团公司指导意见

1、大河边煤矿随着开采深度的增加，瓦斯涌出量相应的增大。因此，必须对通风系统进行改造，从而提高矿井通风能力；同时对通风系统进行调整，增强通风系统的可靠性。
2、+1100水平辅助提升要尽早的解决人员运输问题。
3、尽早完成+1100水平的开拓延伸工程。

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