长治县西火镇振兴煤矿矿井改建设计方案.pdf

S e r i a lN o ．4 4 4 J u n e ，2 0 0 6 矿业快报 E X P R E S SI N F O R M A T l 0 N 0 FM I N I N GI N D U S 。I 、R Y 总第4 4 4 期 2 0 0 6 年6 月 长治县西火镇振兴煤矿矿井改建设计方案 周占雄 山西省煤炭规划设计院 摘要详细地介绍了矿井的储量、地质条件及概况，并对采区巷道布置、矿井通风、排水、井田 开拓、矿井建设、采煤方法进行了重新设计。 关键词矿井；开拓；提升；通风；排水 1 概况 长治县西火镇振兴煤矿井田面积2 ．8 9 2 2 k m 2 ， 批准开采3 、1 5 号煤层，生产能力为3 0 0 k t ／a 一坑 9 0k t ／a 、二坑2 1 0 k t ／a ，目前该矿正在回收3 号煤 柱，预计半年左右采完，为了矿井正常接续，该矿申 请开拓延深开采下组1 5 号煤层。 根据国家目前有关政策 资源整合，一井一面 ， 结合矿井现有条件设计经过技术经济比较，决定利 用二坑口进行开拓延深。设计采用1 个斜井，2 个 立井混合开拓全井田。 2 矿井建设条件 该井田位于沁水煤田长治矿区东南部边缘。井 田呈一背斜构造，背斜轴向为北西向，两翼地层倾角 为3 。～5 。，向斜轴向北西倾伏，东端翘起，向东逐渐 过渡为单斜构造。井田内无断裂构造。总之，本井 田地质构造简单。 1 5 号煤层平均厚度为3 ．7 0 m ，为厚煤层，含1 ～ 2 层炭质泥岩夹矸，结构简单，属全区发育、全区可 采之稳定煤层。1 5 号煤层顶板大多为K 2 灰岩，平 均厚度为7 ．0 0 m ，底板为黑色泥岩及炭质泥岩，质 软，裂隙较发育。 井田内无河流及其它地表水体，无断裂构造，故 矿井充水的主要因素为地下水、大气降水。1 5 号煤 层直接充水因素为顶板K 2 石灰岩淋水，为岩溶裂 隙充水矿床，富水性不大，单位涌水量小于O ．1 L ／s m 。下伏奥陶系灰岩岩溶含水层，富水性强，但 其水位标高低于1 5 号煤层底板标高，其间隔水层良 好，不会对1 5 号煤层的开采构成威胁。地质报告未 提供井下涌水量，结合现场及邻近矿井调研资料，设 计初步确定矿井达到3 0 0 k t ／a 的生产能力时，正常 涌水量为3 0 m 3 ／h ，最大涌水量为5 0 m 3 ／h 。 该矿开拓延深处于基建阶段，没有1 5 号煤层瓦 斯检测资料。据邻区王庄煤矿开采1 5 号煤层属低 6 7 8 瓦斯矿井，本次设计按低瓦斯矿井设计。 根据附近南耳煤矿、西马掌煤矿及北头煤矿的 鉴定报告，1 5 号煤层煤样煤尘有爆炸危险；煤层煤 样自燃等级为Ⅳ级，属不易自燃煤层。 3 井田开拓 该矿现采用4 个井筒开采井田内的3 号煤层。 其中一坑口，采用一对立井开拓，主立井采用双钩非 标罐笼提升，回风立井担负回风任务。二坑口，主斜 井采用双钩串车提升，回风立井担负回风任务。由 于一坑口地处井田的最西端靠近井田的边界，本次 设计将不预考虑。而二坑口靠近井田的储量中心， 为了充分利用现有的设施，减少新增工程量，本次开 拓延深决定将现有二坑口主斜井直接延深到1 5 号 煤层，新开凿副立井、回风立井共同开拓全井田 原 回风立井年久失修，漏风严重，本次设计没有采用 。 主斜井铺设胶带输送机，担负主提升任务；副立井落 底后在1 5 号煤层沿9 3 9 m 水平建井底车场及硐室， 装备双钩标准罐笼，担负矿井的辅助提升任务；回风 立井担负回风任务。主斜井设台阶、扶手，回风立井 设梯子问均作为矿井的安全出口。 设计采用单水平开拓，水平标高为 9 3 9 m 。运 输、回风大巷在井田中央沿1 5 号煤层走向南北向布 置，运输大巷沿煤层底板布置，回风大巷沿煤层顶板 布置。采区运输下山、采区回风下山沿垂直于西南 边界布置。在采区运输下山与运输大巷相连接处开 凿井底煤仓与主斜井相连。采区运输下山初期铺设 刮板输送机 S G B 6 2 0 ／4 0 T ，后期铺设胶带机运煤； 回风大巷及采区回风下山装备J D 一1 1 ．4 型调度绞车 作为辅助运输。运输大巷、回风大巷、采区运输下 山、采区回风下山均为矩形断面，锚喷支护。 4 采区巷道布置 根据井田开拓布置，采区运输 上 下山沿煤层 底板布置、采区回风 上 下山沿煤层顶板布置。沿 周占雄长治县西火镇振兴煤矿矿井改建设计方案2 0 0 6 年6 月 煤层走向布置工作面顺槽进行回采，顺槽基本垂直 于 上 下山并与其直接相连。 5 采煤方法选择 开拓延深开采的1 5 号煤层，厚度2 ．6 0 ～ 5 ．5 0 m ，平均厚度3 ．7 0 m ，倾角3 。～5 。，常含1 ～2 层 夹矸，厚度变化不大，顶板为K 2 灰岩或泥岩，底板 为泥岩，低瓦斯，煤尘具有爆炸性，不易自燃，属稳定 可采煤层。设计根据1 5 号煤层实际赋存条件选用 长壁悬移支架机采放顶煤，采厚为2 ．0 0 m ，放顶煤平 均为1 ．7 0 m ，采放比为1 0 ．8 5 。煤层预注水，顶板管 理采用全部垮落法。采煤机选用双滚筒M G D 一1 5 0 一 N 型。 采煤工作面采用M G D 一1 5 0 一N 型双滚筒采煤 机，人工辅助装煤，S G B 一6 2 0 ／8 0 T 刮板运输机运煤。 放顶煤也为S G B 一6 2 0 ／8 0 T 刮板运输机，运输顺槽采 用胶带输送机运煤，其型号为S D - 4 4 ，采区运输上山 达产时采用S G B - 6 2 0 ／4 0 T 刮板运输机运煤 后期铺 设胶带机运煤 。工作面支护选用Z J H l 2 0 0 ／1 4 ／3 0 型悬移支架，支架长度2 ．0 6 - - 2 ．2 6 m ，最大支护高度 2 ．5 m ，工作阻力为2 5 0 0 k N 。1 5 号层直接顶及老顶 的压力为1 2 2 4 k N 。端头采用D W 2 8 2 5 ／1 0 0 型单体 液压支柱及L 2 4 0 0 m m 7 c 型顶梁。 矿井工作制度两班回采，一班准备，年工作日 3 3 0 d ，日循环数为3 个，日循环进尺为1 ．8 m ，投产时 工作面长1 2 0 m ，年推进度5 9 4 m 。 6 矿井提升 主斜井主提升选用一部D TI I 型带式输送机， 其主要参数为B 8 0 0 m m ，V 2 ．0 m ／s ，k 5 8 7 m 、J 3 1 8 。、Q 1 0 0 t ／h ，电机功率为1 3 2 k W 。 输送带选用纲绳芯阻燃橡胶带，强度为2 0 0 0 N ／r a m ，传动滚筒直径为1 2 5 0 m m ，尾部重载车式拉 紧。副立井担负全矿人员升降、提升矸石下放材料 等辅助提升任务。 该矿现有1 部2 J T P 一1 ．6 型双滚筒绞车完成该 矿全部提升任务，该绞车滚筒直径1 ．6 m ，宽度 ．0 ．9 m ，最大静张力为4 5 k N ，最大静张力差为3 0 k N ， 配用电机功率为9 5 k W 。改建后该绞车及电机能力 均不能满足副立井提升需要，绞车重新选用2 J K 一2 ／ 3 0 型双滚筒绞车，该绞车滚筒直径2 ．0 m ，宽度 1 ．0 m ，最大静张力为6 0 k N ，最大静张力差为4 0 k N ， 配用电机功率为1 1 0 k W 。 7 矿井通风 根据井田开拓布置，矿井达产时共有3 个风井， 即主斜井、副立井进风，回风立井回风。矿井采用机 械抽出式通风方法，通风方式为中央并列式。 根据计算总需风量为3 4 m 3 ／s 。风量分配回采 工作面1 0 m 3 ／S ，工作面掘进头8 m 3 ／S ，大巷掘进头 8 m 3 ／S ，采区变电所2 m 3 ／S ，其它6 m 3 ／S 。 矿井通风负压及等积孑L 计算当风量分配到用 风地点后，选择矿井达产时通风最容易和最困难的 两个时期通风阻力最大的风路分别进行阻力计算。 通风容易时期负压为1 0 4 6 P a ，困难时期负压为 1 5 7 2 P a 。容易时期等积孔为1 ．2 5 m 2 ，困难时期等积 孔1 ．0 2 m 2 ，通过计算，可知矿井通风难易程度属中 等，即中等阻力矿井。 该矿现有2 台F B C D Z 一6 。N 0 1 5 B 型对旋轴流风 机，配用电机功率为5 5 k W 2 ，经验算该风机及电 机能力均能满足矿井通风要求，可以继续使用。 8 矿井排水 该矿现有2 台D 1 2 2 5 6 型水泵，1 台工作，1 台备用，配用电机为2 2 k W 。经验算该水泵及电机 能力均不能满足该矿达产后排水要求，重新选用 1 3 4 6 3 0 7 型水泵3 台，正常涌水时1 台工作，1 台 备用，1 台检修；最大涌水时2 台工作，1 台备用。 9 建井工期 根据煤炭工业小型煤矿设计规定，结合本矿 井巷断面支护特点，又考虑到地方煤矿的技术管理 水平，确定井巷工程成巷指标 斜井l O O m ／月；副立井、风井7 0 m ／月；井底车 场硐室岩层中4 0 0 m 3 ／月，煤层中5 0 0 m 3 ／月；运输 大巷、回风大巷1 5 0 m ／月；顺槽2 0 0 m ／月。从井巷 工程、土建工程、机电安装工程进度安装进度可知， 从开始施工到机电设备安装试运行，再加上施工前 准备工作2 个月，矿井建设工期估算为1 9 ．1 个月。 1 0 技术经济 本设计固定资产投资5 9 6 6 ．0 6 万元，其中井巷 工程1 5 6 5 ．5 8 万元，土建工程1 0 3 7 ．1 1 万元，机电设备 购置1 6 5 3 ．4 7 万元，安装工程6 8 3 ．2 1 万元，其他基本 建设费用6 3 6 ．3 9 万元，预备费3 9 0 ．3 0 万元。吨煤投 资1 9 8 ．8 7 元／t 。 估算正常年份原煤生产单位成本为1 0 0 ．3 6 元／t ，销售收入为5 7 0 0 万元，年利润总额为2 0 4 4 ．8 5 万元，投资回收期3 ．5 1 a 。 从以上结果可知，该矿经改扩建后能够取得可 观的经济效益，说明本次设计在技术上是可行的，在 经济上是合理的。 作者简介周占雄 1 9 6 3 一 ，男，高级工程师，0 3 0 0 4 5 山西省 太原市。 6 7 9