甲龙煤矿开发利用方案

荔波县甲龙煤矿开发利用方案建设规模： 9万t/a报告提交单位：荔波县甲龙煤矿报告编制单位：贵州创新矿冶工程开发有限责任公司二八年三月荔波县甲龙煤矿开发利用方案建设规模： 9万t/a设计：曾 耘检查：崔湘玲项目负责人：袁余胜报告提交单位：荔波县甲龙煤矿报告编制单位：贵州创新矿冶工程开发有限责任公司二八年三月目 录一、概述1二、矿产品需求现状和预测3三、矿产资源概况4四、主要建设方案的确定12五、矿床开采17六、选矿及尾矿设施28七、环境保护29八、矿井安全34九、开发方案简要结论42附表：综合技术经济指标表44附图：1、荔波县甲龙煤矿矿区地形地质及总平面图（1：5000）2、荔波县甲龙煤矿开拓系统及采区巷道布置平面图（1：5000）3、荔波县甲龙煤矿开拓系统及采区巷道布置剖面图（1：5000）4、荔波县甲龙煤矿采煤方法标准图（1：500）附件：1、委托书2、贵州省六厅局（黔煤呈200629号文件）关于批复黔南州荔波县等十一县（市）煤矿整合、调整布局方案的请示；3、贵州省国土资源厅文件（黔国土资储备字2008247号），关于贵州省荔波县甲良镇新设煤矿二井资源储量核实报告矿产资源储量评审备案证明及贵州省荔波县甲良镇新设煤矿二井资源储量核实报告矿产资源储量评审意见书（黔国土规划院审字2008237号）；4、荔波县人民政府（批复）（荔政复2003105号，荔波县人民政府关于同意将甲良镇新设煤矿二井建成农村自用煤矿的批复；5、荔波县国土资源局关于荔波县甲龙煤矿的变更情况证明；6、（黔）名称预核内字2008第0906号，企业名称预先核准通知书。荔波县甲龙煤矿 开发利用方案一、概述（一）交通位置、隶属关系和企业性质贵州省荔波县甲良镇新设煤矿二井（位于贵州省荔波县城西面，距县城17km，属荔波县甲良镇管辖。矿区位于东经10741541074341，北纬252811253011。南西起岜文，北东止把摸，长约3.5km，宽约2.2km，面积7.552km2。矿区有简易公路与独山麻尾县级公路连通，矿区至麻尾火车站36km，交通较为方便。详见矿区交通位置图11。根据（黔）名称预核内字2008第0906号，企业名称预先核准通知书，原荔波县甲良镇新设煤矿二井二井注册为荔波县甲龙煤矿。甲龙煤矿整合矿井，矿井生产规模为9万t/a。矿井隶属于荔波县煤炭管理局，企业性质为私营。（二）编制依据（1）贵州大学资源与环境工程学院2007年12月提交了贵州省荔波县甲良镇新设煤矿二井资源/储量核实报告；（2）贵州省国土资源厅文件（黔国土资储备字2008247号），关于贵州省荔波县甲良镇新设煤矿二井资源储量核实报告矿产资源储量评审备案证明及贵州省荔波县甲良镇新设煤矿二井资源储量核实报告矿产资源储量评审意见书（黔国土规划院审字2008237号）；（3）荔波县人民政府（批复）（荔政复2003105号，荔波县人民政府关于同意将甲良镇新设煤矿二井建成农村自用煤矿的批复；（4）煤炭工业小型矿井设计规范（GB50399-2006）；（5）煤矿安全规程（2006版）；（6）煤矿安全生产条件基本规定；（7）国土资源部（国土资发199998号），“矿产资源开发利用方案编写内容要求”；（8）国土资源部1999年4月19日国土资发199998号关于加强对矿产资源开发利用方案审查的通知；（9）贵州省荔波县甲良镇新设煤矿二井（甲龙煤矿）提供的矿井实测采掘工程平面图及其它资料。（10）设计人员现场踏勘收集的矿井现状资料，如瓦斯、井下涌水量以及煤层煤质指标；矿井建设外部条件如水、电、路以及建筑材料等。甲龙煤矿图1-1 甲龙煤矿交通位置图二、矿产品需求现状和预测（一） 矿产品市场需求情况和预测贵州省为江南煤炭资源强省和煤炭生产大省，在周边省区占有1020%不等的市场份额，与北煤南运相比无论在价位还是在煤质或品种上均具有优势。随着国家的产业政策、资源保护和环保政策的日益严格以及西部大开发战略的实施，全省现有煤炭产量不能满足“西电东送”的要求。同时，周边缺煤省、区对我省优质煤炭的需求量也不断增加，在考虑“北煤南运”的情况下，预计2010、2015年仍需从我省调入煤炭2050、2420万t。由于省内外市场煤炭需求量增加，煤炭供应将进一步紧张，预计煤炭市场价格将进一步上扬。省内电煤、化工煤供应仍然会呈紧张趋势，枯水期特别是春节前后省内煤炭供求矛盾尤为突出。黔南州、荔波县属贫煤区，当地工业的发展对煤炭及为需要，农村生活、生产用煤需求量较大。甲龙煤矿的开采可解决当地部分生产、生活用煤。该煤矿可采煤层属于高灰、中高硫、特高热值的贫煤，煤炭主要供当地工矿企业及民用，部分销往广西等省，销售市场前景及经济效益较好。（二）产品价格分析根据矿井设计产品方案，煤炭销售市场主要是省内冶金、化工等工矿企业，少量供当地民用。根据目前当地煤炭实际销售价格，并结合贵州省煤炭市场销售行情，预计原煤综合售价为240元/t（含税）。随着西部大开发的实施和区内及邻近省、市经济的迅猛发展，本区煤炭价格还将会有一定幅度的上扬。三、矿产资源概况（一）矿区总体概况1、历史回顾该井田开采历史悠久,上百年前就有民采小窑对煤层近地表部分进行小规模采掘，自上世纪九十年代开始发展为小窑井下开采，由于老窑较多,但老窑停采时间较长,已垮塌封闭,无法调查。该区域内开展地质工作较早，1957年西南地质局558队进行了煤矿普查工作，提交贵州翁安、都匀、荔波等地区煤田地质普查报告。1959-1964年贵州省地矿局区调队开展120万山都幅区域地质调查涵盖本区。19911992年贵州省地矿局104地质大队对荔波县二叠系含煤地层进行了远景调查评价工作。2002年荔波县国土局地质简测组编制了贵州省荔波县方村乡把查片区煤矿资源简测地质报告估算333类资源量192.4万吨。2007年12月贵州大学资源与环境工程学院提交了贵州省荔波县甲良镇新设煤矿二井资源/储量核实报告，并由贵州省国土资源厅文件（黔国土资储备字2008247号），关于贵州省荔波县甲良镇新设煤矿二井资源储量核实报告矿产资源储量评审备案证明及贵州省荔波县甲良镇新设煤矿二井资源储量核实报告矿产资源储量评审意见书（黔国土规划院审字2008237号）批复。2、矿井现状简述矿区内老窑开采历史悠久，以斜井为主，老窑井口多沿M1煤层地表出露邻近地带分布，见煤后沿煤层掘进，开采斜长一般200m，垂深100m左右。大部分老窑有积水。井口垮塌。矿山自1998年以来一直为私人小规模开采，其中有两家生产能力可达到1104t/年，生产较正常，由于邻近广西、需求量大，销售良好，具有较好的经济效益。本矿现采用斜井开拓，放炮落煤，轨道运输，机械通风，水泵排水。3、矿区总体规划情况根据贵州省荔波县整合煤矿、生产结构调整及合理矿权设置方案，荔波县整合保留了有一定生产规模的骨干矿井，甲龙煤矿就是其中之一。新设煤矿二井（甲龙煤矿）矿区范围由贵州省国土资源厅划定，由4个拐点圈定，、其拐点坐标（北京坐标系）如下：拐点编号拐 点 坐 标 纵坐标（X） 横坐标（Y）1282187036471075228186903646967032818170364723404282187036472665面积7.5521km2，建议开采深度：+1000+300m标高。4、矿产资源概况根据2007年12月贵州大学资源与环境工程学院提交了贵州省荔波县甲良镇新设煤矿二井资源/储量核实报告及该报告的评审备案证明，截至2007年12月底，核实M1煤层总资源量为375万t，其中：推断的内蕴经济资源量（333）为206万t。预测的资源量（334？）为169万t。（二）设计项目的资源概况1、矿床地质及构造特征1）地层矿区地层主要的有中上二叠统和下三叠统地层，由老至新依次为中二叠统茅口组；上二叠统吴家坪组、大隆组；下三叠统罗楼组、第四系等。中二叠统茅口组(P2m)：分布在矿区北西部，为灰白色、灰色厚层状泥晶灰岩，含小量燧石结核，中下部夹白云质灰岩，厚度大于30米。上二叠统吴家坪组(P3w)：分布在矿区中西部，主要由海相碳酸盐岩组成，分为二段。吴家坪组一段(P3w1)：主要为灰深灰色中层微晶灰岩、含炭质灰岩、硅质岩及煤层组成，局部含燧石团块，间夹粉砂质粘土、页岩。从上至下含M1、M2、M3、M4四层煤，其中M1煤层属大部可采煤层，其它煤层均为不可采煤层。该地层厚138-162m。吴家坪组二段(P3w2)：主要为褐黄色、土黄、灰黑色粉砂质粘土岩，夹石灰岩团块；上部为灰深灰色中层微晶灰岩与粉砂质粘土岩互层；中部主要为灰深灰色中厚层含燧石团块泥微晶灰岩，间夹粉砂质粘土、页岩。上二叠统大隆组(P3d)：上部为浅灰、灰黑色薄层状硅质岩夹蒙脱石化粘土岩，下部为灰色薄层状泥质灰岩。厚30米左右。下三叠统罗楼组(T1l)：上部为深灰色薄层状灰岩，夹钙质页岩或砾屑灰岩，下部为黄色页岩、粘土岩，中夹薄层灰岩，底部为砂质页岩。厚大于50米。第四系(Q)为冲积层和坡积层，坡积层由基岩转块夹砂质粘土组成；冲积层由砾、砂、粘土组成。常分布于山麓凹地及沟谷中。厚010米。2）地质构造矿区位于北北东向的方村向斜西翼，区内构造线方向为近南北向。地层产状：倾向90-110度，倾角一般为2530度左右：为单斜构造。区内断层不发育。 构造复杂程度类型属中等复杂类型。3）煤层特征含煤岩系矿区含煤地层为上二叠统吴家坪组一段(P3w1)，分布在矿区中西部，主要由海相碳酸盐岩组成。主要为为灰深灰色中层微晶灰岩、含炭质灰岩、硅质岩及煤层组成，局部含燧石团块，间夹粉砂质粘土、页岩。该地层从上至下含M1、M2、M3、M4四层煤，其中M1煤层厚0.35-0.86米，平均厚0.83米。属大部可采煤层，煤层结构简单，不含夹矸。其它煤层均为全区不可采煤层。该地层厚138-162m。可采煤层M1煤层：位于上二叠统吴家坪组中下部，距下伏茅口组灰岩50米，M1煤层厚0.35-0.86米，煤层变化较大。从矿区中部向南西、向北东有变薄的趋势，属局部可采煤层，煤层结构较复杂，含夹矸13层，夹矸厚0.01-0.5米，一般为0.3米左右。煤层对比矿区内煤层对比方法采用标志层法。M1煤层距下伏茅口组灰岩50米。整个矿区内岩性较为稳定，具有良好的找矿标志。煤层风、氧化带根据矿区生产矿井开采情况，煤层风、氧化带为煤层露头往下垂深2050m，本次核实工作风、氧化带下界定为煤层露头往下垂深30m。可采煤层特征见表3-1。表31 可采煤层特征表煤层厚度（m）顶底板稳定性倾角（）视密度（t/m3）顶板底板M10.83泥质灰岩砂质粘土岩、泥岩稳定浅部28，深部101.354）煤质特征煤的物质组成M1煤层疏松易碎，煤岩为半暗、半亮型中的丝炭暗亮型亚类。煤炭组分主要为凝胶化基质，次为丝炭化基质，半丝炭及丝炭：煤中偶含少量同生石英细粒及黄铁矿细粒。煤的化学成分取原煤送贵州省煤田地质局实验室分析结果如下：Mad(水份)：0.720.97%，平均0.93%：Ad(灰份)38.1242.26%，平均40.93%；Vdaf(挥发份)12.4315.02%，平均7.85%； Std(硫份)2.292.71%，平均2.52%；Qr.d(发热量)30.8136.28MJ/kg，平均为35.22MJ/kg。表32 可采煤层煤质特征表煤层水份Mad（%）灰份Ad（%）挥发份Vdaf（%）硫份Std（%）发热量Qgr.d(MJ/kg)牌号M10.720.970.9338.1242.2640.9312.4315.027.852.292.712.5230.8136.2835.22贫煤按2004年4月国家质量监督检验检疫总局和国家标准化管理委员会联合发布的中华人民共和国国家标准煤炭质量灰分分级、煤炭质量硫分分级、煤炭质量发热量分级GB/T15224.1、2、3-2004标准煤炭分类国家标准（GB/T5224.1-94），确定矿区内可采煤层的煤质为高灰、中高硫、特高热值的贫煤。2、矿床开采技术条件及水文地质条件1）开采技术条件（1）顶底板条件根据探矿井巷工程取得的资料，M1煤层位于吴家坪组中下部。顶板为泥质灰岩，少量泥岩，质地较软，稳定性不强。底板为砂质粘土岩和泥岩，稳固性差且易发生底鼓。故应加强顶板管理和支护以及防止底板遇水产生底鼓。（2）瓦斯本矿井为新设矿权矿井，瓦斯资料缺乏，根据矿区内原有老井的瓦斯资料，矿井相对瓦斯涌出量为12m3/t，绝对瓦斯涌出量2.27m3/min，矿井在实际生产中必须进行瓦斯等级鉴定，以指导矿井的安全生产。生产过程中必须加强通风管理和瓦斯治理工作，防止发生瓦斯爆炸事故及有毒气体的危害。随着开采深度的加大，煤层瓦斯涌出量也相应增大，易形成瓦斯积聚，必须严加防范。（3）煤层自燃倾向性本矿井为新设置矿权矿井，未有煤层自燃倾向性鉴定报告，设计按有煤层自燃考虑，建议业主尽快作该煤层的自燃性鉴定报告，以指导生产。（4）煤尘爆炸性本矿井为新设置矿权矿井，未有煤尘爆炸性鉴定报告，设计按有煤尘爆炸性考虑，建议业主尽快作煤尘爆炸性鉴定报告，以指导生产。（5）煤与瓦斯突出区内未发生过煤与瓦斯突出现象。但由于未作煤与瓦斯突出鉴定，因此石门揭煤时，按“四位一体”的防突措施进行施工，确保施工安全。（6）冲击地压本矿区范围内未发生过冲击地压，地压正常。（7）地温情况 甲龙煤矿属地温正常型矿井。2）水文地质条件（1）水文地质地表水：矿区内水系属珠江流域都柳江水系樟江上游支流，矿区南部发育有一条小河一把查小河，把查小河由西向东方向径流，该河流主要是地面雨水汇集而成，其流量受大气影响，随季节变化，一般在520m3h、最大50100m3h。（2）地层含、隔水性区内出露的地层为中二叠统茅口组、上二叠统吴家坪组、大隆组、三叠系下统罗楼组及第四系，根据其岩性组合，含隔水性等特征划分为含水层和隔水层：茅口组灰岩强含水层：主要出露在矿区的西部，岩溶裂隙发育，含水较丰富，为良好的含水层。对矿井开采影响较大。吴家坪组微晶灰岩（夹粉砂质粘土岩、粘土岩）中等含水层：主要出露在矿区中部，岩溶裂隙发育，含水较丰富，为良好的含水层。对矿井开采影响较大。大隆组灰岩中等含水层：主要出露在矿区的中部，岩溶裂隙发育，含水较丰富，为良好的含水层。对矿井开采影响较大。罗楼组泥晶灰岩（夹钙质页岩、粘土岩）中等含水层：主要出露在矿区的东部，岩溶裂隙发育，含水较丰富，为良好的含水层。对矿井开采影响较大。（3）煤层赋存及最低侵蚀基准面M1煤层，分布标高一般为+850+300米，矿区最低侵蚀基准面（矿区最低排泄面标高为矿山南东面的把查水库水面）为+780米。（4）补给关系大气降水渗入矿井上覆含水层中，通过煤层顶板裂是隙进入矿井巷道。因此，大气降水是地下水的主要补给来来源，水量的变化受大气降水控制。（5）矿井充水因素分析根据贵州省荔波县甲龙煤矿2006年矿井抽水原始记录统计分析，其井下临时水仓容量200m3，在枯季（12月至翌年5月）每天抽水3次计12h，抽50m3/h即可疏干矿井地下水，24 h矿井涌水量为600 m3（25 m3/h）；进入雨季矿井涌水量明显增大，至8月份的最大涌水量为80 m3/h，预计随着采矿深度的加大，矿井涌水量可能会增大到100120m3/h，雨季可能会达到250 m3/h，故矿井涌水量较大。 水文地质参数的确定及矿井涌水量计算结果根据该矿提供的现状开采条件涌水量实测资料，采用比拟法进行估算未开采区域的矿井涌水量： Q=Q1式中：Q预测矿井涌水量（m3/d）Q1矿井现状实测涌水量（m3/d）F矿区开采面积（km2）F1现状矿井实际采区面积（km2）S预测未来地下水位下降值（m）S1矿区现状水位降深值（m）（5）矿井涌水量根据新设煤矿实测矿井涌水量资料，该区矿井涌水量为：正常涌水量25m3h，最大涌水量为80m3h。根据地表勘探及生产过程中掌握的资料，矿井水主要来源于地下水、煤层顶板岩溶水、采空区积水、断层水，现分述如下：部分矿层位于最低侵蚀基准面以下，因此矿井采掘最低侵蚀基准面以下煤层时，进入矿井的水量较大。顶板岩溶水：主要是指矿井采掘过程中，由巷道顶板裂隙进入矿井的水，由于煤层顶板岩层为细砂岩、粉砂岩、泥岩含水性较弱，因此进入矿井的水量较小。采空区积水：在开采随着采空面积的增大，上覆含水岩层的水将沿着导水裂隙进入采空区形成采空区积水，在开采老采区煤层时要防止采空区积水漏入矿井。断层水：矿区F1断层发育，对煤层破坏性较大，地表水沿断层（导水通道）进入矿井，因此生产中应注意断层水的防治工作。（6）水文地质条件在开采后的变化根据上述分析，本矿区的主要水害是老窑积水和采空区积水。在开采较长年限后，采空区积水面积更大，大气降水和河流经过采空区侵入矿井。此问题将更加突出，所以在今后的开采过程中，要密切观察岩石渗水情况，必要时打超前钻进行探测和放水排险，确保人员和设备安全。综上所述，矿区水文地质条件为中等复杂的岩溶充水矿床。3、设计利用矿产资源量根据贵州省国土资源厅文件（黔国土资储备字2008247号），关于贵州省荔波县甲良镇新设煤矿二井资源储量核实报告矿产资源储量评审备案证明及贵州省荔波县甲良镇新设煤矿二井资源储量核实报告矿产资源储量评审意见书（黔国土规划院审字2008237号），截止2007年12月底，矿区内保有资源/储量为（333）+（334）？ 375万t，其中：（333）206万t，（334）？169万t。4、对地质勘探报告的评述1）勘探工程概况1957年西南地质局558队进行了煤矿普查工作，提交贵州翁安、都匀、荔波等地区煤田地质普查报告。1959-1964年贵州省地矿局区调队开展120万山都幅区域地质调查涵盖本区。19911992年贵州省地矿局104地质大队对荔波县二叠系含煤地层进行了远景调查评价工作。2002年荔波县国土局地质简测组编制了贵州省荔波县方村乡把查片区煤矿资源简测地质报告估算333类资源量192.4万吨。2007年12月贵州大学资源与环境工程学院提交了贵州省荔波县甲良镇新设煤矿二井资源/储量核实报告。2）勘探报告可靠性评价本矿开采煤种属高灰、中高硫、特高热值的贫煤，2007年12月贵州大学资源与环境工程学院提交了贵州省荔波县甲良镇新设煤矿二井资源/储量核实报告。基本查明了区内煤层赋存情况、煤质及其开采技术条件，提供的地质报告基本能作为本次开发利用报告的编制依据。建议在今后的巷道掘进和回采过程中，认真做好地质编录工作，并整理成生产地质资料，指导矿井生产。四、主要建设方案的确定（一）开采方案1、建设规模及产品方案根据贵州省煤炭管理局、贵州省发展和改革委员会、贵州省经济贸易委员会、贵州省国土资源厅、贵州煤矿安全监察局、贵州省环境保护局文件（黔煤呈200629号），关于批复黔南州荔波县等十一县（市）等煤矿整合、调整布局方案的请示。甲龙煤矿建设规模为9万t，合理确定矿井建设规模，对保证矿井生产的稳定性及可靠性，节省基本建设投资，及早投产、达产至关重要。本设计详细分析了矿井地质条件，煤炭资源条件、煤层赋存条件、开采技术条件和业主的投资能力等综合因素，确定本矿井以一个壁式炮采工作面达到9万t/a能力是切实可行的，工作面斜长85m。本矿煤炭主要供当地工矿企业及民用，部分销往广西等省，市场前景广阔。由于本矿井煤层硫分较高，根据市场需求及环保要求，设计考虑与邻近煤矿合建一洗选厂，矿井生产的原煤经洗选降灰降硫达到国家环保要求后销售。2、可采储量的确定根据贵州省国土资源厅文件（黔国土资储备字2008247号），关于贵州省荔波县甲良镇新设煤矿二井资源储量核实报告矿产资源储量评审备案证明及贵州省荔波县甲良镇新设煤矿二井资源储量核实报告矿产资源储量评审意见书（黔国土规划院审字2008237号），截至2007年12月底，核实M1煤层总资源量为375万t，其中：推断的内蕴经济资源量（333）为206万t。预测的资源量（334）？为169万t。资源/储量计算详见表41。表41 资源/储量计算表煤层资源量类别保有资源量（万）合计（万）333334？M1206169375375矿井工业资源/储量=(333)0.7=2060.7=144.2万t式中：k可信度系数，k取0.70。根据有关规范，矿区边界留设20m的煤柱。根据煤炭工业小型矿井设计规范（GB503992006）的有关规定，矿区范围内资源量（333）参加设计利用矿产资源储量的计算，（334）？资源储量不参与计算。由于可采区域内边界煤柱及村庄煤柱损失量为（334）？资源储量。所以，矿区范围内暂不计算边界煤柱及村庄煤柱损失量 。则：设计利用资源/储量工业资源/储量永久煤柱损失设计利用资源/储量144.20144.2万t可采储量=（设计资源/储量保护煤柱）采区回采率根据有关设计规范的要求，井筒两边留设30m的煤柱，则井巷煤柱损失量为：4501300.831.350.7cos28/10000=4.05万t，工业场地布置在煤层露头外，没有工业场地煤柱损失，保护煤柱见表4-2。表42 井巷煤柱表煤层编号煤柱类型资源类型平均厚度面积（m2）容重（t/m3）煤柱损失量(万t)M1主要井巷保护煤柱（333）0.83585001.354.05则可采资源/储量=（设计利用/储量煤柱损失）采区回采率 =（144.2-4.05）0.85 =119.12万t3、矿井服务年限矿井可采储量119.12万t，储量备用系数取1.5，服务年限为：服务年限=可采储量/（井型储量备用系数）=119.12/（91.5）=8.8a建议加强勘探程度，提高资源量级别，使169万t的（334）？资源量得以保证利用，延长矿井服务年限的可能。4、矿床开采方式甲龙煤矿矿区范围内地形高差起伏较大，煤层埋藏较深，不具备露天开采条件，设计采用地下井工开采。5、开拓运输方案及地面工业场地位置（1）开拓方案根据贵州省六厅局黔煤呈（2006）29号关于批复黔南州荔波县等十一县（市）煤矿整合、调整布局方案的请示文件，该矿井为新设置矿权矿井。设计本着经济合理，合理利用，减少矿井建设投资的原则，根据该矿矿区范围、煤层赋存条件、地质构造及公路交通等综合考虑，可供选择的井口及工业场地有原有小井工业场地，重新布置工业场地。分述如下：方案I：斜井开拓方案本方案工业场地选择在矿区中部煤层露头附近，该工业场地地势平缓、开阔。井口位置位于煤层露头附近，矿山有简易公路与该矿相通，交通运输方便。方案采用斜井开拓，主斜井以24倾角，方位角为280，利用原有老硐(LD04)作为副斜井，回风斜井以25倾角，方位角为280，主斜井、副斜井、回风斜井均布置在煤层底板中，掘至+625m标高贯通，布置车场、泵房及主、副水仓，在+800m标高掘回风石门至煤层后沿煤层走向布置回风顺槽，在+760m标高掘运输石门至煤层后沿煤层走向布置运输顺槽，形成回采工作面，首采工作面回风水平标高为+800.0m，采面走向长800m，倾斜长85m，布置为双翼采面。矿井投产时，安排2个掘进队即可满足采掘接替要求。本方案移交生产时的井巷工程量为3635m，其中：岩巷1885m，煤及半煤岩巷1650m。开拓方式详见开拓方案平、剖面图4-1、4-2。方案II：斜井开拓方案本方案利用矿区北面的原有工业场地，工业场地在矿区北部煤层露头附近，该工业场地地势平缓、开阔。利用原有老井作为主斜井，将原有井筒延伸至+625m标高后在煤层底板布置运输大巷至矿区中部。再煤层倾向掘轨道上山、回风上山及行人上山，回风上山直通地表作为回风斜井。主斜井以25倾角、方位角为292，回风斜井以25倾角、方位角为280，轨道上山以24倾角、方位角为280。在+800m标高掘回风石门至煤层后沿煤层走向布置回风顺槽，在+760m标高掘运输石门至煤层后沿煤层走向布置运输顺槽，形成回采工作面，首采工作面回风水平标高为+800.0m，采面走向长800m，倾斜长85m，布置为双翼采面。矿井投产时，安排2个掘进队即可满足采掘接替要求。本方案移交生产时的井巷工程量为4435m，其中：岩巷1958m，煤及半煤岩巷2477m。开拓方式详见开拓方案II平、剖面图4-1、4-2。（2）开拓方案的比选经对上述两个开拓方案进行技术经济比较（见表4-3）。从表中可以看出，方案I比方案II优越，故设计推荐方案一。表4-3 开拓方案比较表方案项目方案I：斜井开拓方案方案II：斜井开拓方案首采区开拓工程量井巷工程量为3635m；其中：岩巷1885m，煤及半煤岩巷1650m井巷工程量为4435m；其中：岩巷1958m，煤及半煤岩巷2477m优点1、工业广场地较宽阔，平坦，场地工程地质条件好；2、井筒布置在矿区中部，有利于全矿区的合理开拓部署；3、工业场地集中，便于生产管理；4、初期通风线路短，通风阻力小。1、可利用原有老井工业场地，场区工程量较方案I小；2、修进场公路较方案II少约1.5km。缺点1、平场工程量比方案II大；2、新修公路较方案二多约1.5km。1、井下运输环节较多。2、工业场地比较狭窄，工程地质条件较差，平场工程量大，不利用矿井总平面布置。3、存在大量煤炭的反向运输。4、初期通风线路较长，通风阻力较大。结 论推荐方案井筒特征见表44。表44 井筒特征表井筒名称井口坐标(m)井口标高(m)井筒长度(m)断面(m2)（岩巷段）倾角()方位角()XY净掘主斜井282016836470580+8505556.37.024280副斜井282011736470634+8364945.46.027238回风斜井282020336470584+8655615.46.025280（2）运输方案该煤矿可采煤层属于贫煤，煤炭主要供当地工矿企业及民用，部分销往广西、云南等省，销售市场前景及经济效益较好。由于本矿井煤层硫分较高，根据市场需求及环保要求，设计考虑与邻近煤矿合建一洗选厂，矿井生产的原煤经洗选降灰降硫达后再销售。地面运输：本矿设计生产能力9万t/a，煤炭采用汽车运输。本矿井产品煤外运量9万t/a，按330个工作日，运输不均衡系数以1.2计，日运量为327t。井下运输：工作面采用搪瓷溜槽溜煤，运输顺槽采用调度绞车牵引矿车运输，主斜井采用绞车提升。（3）地面工业场地位置选择本矿为新设矿井，本设计本着经济合理，合理利用，减少矿井建设投资的原则，根据该矿矿区范围、煤层赋存条件、地质构造、公路交通及原有水井分布情况等综合考虑，本方案工业场地选择在矿区中部煤层露头附近，工业场地地势平缓，工业场地有矿山公路相连，交通运输方便。（二）防治水方案1、矿井水防治矿井正常涌水量为QB=25m3/h，最大涌水量Qmax=80m3/h。矿井采用斜井开拓。选用机械排水。本矿水文地质条件中等，矿井水防治的重点主要是断层水、岩溶裂隙水、老窑采空区积水和大气降水通过地表裂隙渗水。矿井生产期间将采取以下防治水措施：（1）在靠近老窑采空区、断层等有突水危险附近掘进巷道时，应先探后掘，防止突水事故，为此本设计配备了相应的探水钻。（2）在雨季到来前，对直通地面的地表裂隙要采取封、填和夯实等措施，防止大气降水通过裂隙渗入井下；对地表塌陷坑要进行回填夯实，保证一定的流水坡度，防止积水涌入井下；在回采冒落后有可能与地表沟通的地段，尽量避开雨季回采。（3）定期清理水沟，维护好水泵及排水管线，确保井下水流畅通。2、地表水防治地表水的主要防治对象是雨季山洪暴发形成的冲沟水淹井。为防止雨季山洪威胁矿井的生产和安全，在主斜井、进风行人斜井、回风斜井周围修筑排（截）水沟，将山洪水排出场外。五、矿床开采1、开采顺序及首采区的选择矿区内可采煤层一层，即M1煤层，根据矿区煤层赋存特点、出露情况、矿区范围，设计划分一个水平，二个采区，首采工作面布置在一采区。2、推荐的生产能力及能力验证矿井开采M1煤层，以一个炮采工作面生产达到9万t/a的设计生产能力。首采工作面煤层厚度为0.83m，该煤层容重为1.35m3/t，设计工作面长度为85m，年推进度900m，工作面回采率取97。则工作面年生产能力为：Q=NLMBC=1850.839001.350.97=8.32万t式中：N同时生产的工作面个数；L工作面长度（m）；M开采煤层厚度（m）；B年推进度（m）；煤炭容重（t/m3）；C工作面煤炭回采率。掘进工作面按回采面产量的10计算：8.32100.83万t/a；则矿井生产能力为：8.32+0.83=9.15万t/a。满足矿井生产能力要求。3、利用远景储量扩大矿井生产能力的可能性根据贵州省国土资源厅文件（黔国土资储备字2008247号），关于贵州省荔波县甲良镇新设煤矿二井资源储量核实报告矿产资源储量评审备案证明及贵州省荔波县甲良镇新设煤矿二井资源储量核实报告矿产资源储量评审意见书（黔国土规划院审字2008237号），截至2007年12月底，核实M1煤层总资源量为375万t，其中：推断的内蕴经济资源量（333）为206万t。预测的资源量（334？）为169万t。由于本矿井勘探程度较低，建议加强勘探程度，提高资源量级别，使169万t的（334）？资源量得以保证利用，延长矿井服务年限的可能。4、开采崩落范围的确定崩落范围是在考虑划定矿区内留设村庄等煤柱后，煤层采空后所造成的塌陷范围，根据新设煤矿范围内的岩土特性，在煤层走向上，基岩移动角（）取70，在煤层倾斜方向上，下山移动角（）取65。则矿区范围内可采部分煤层采空后，在煤层走向上、倾向方向的地表移动范围计算公式分别为：采空区在走向上的崩落外扩范围：=（采空区边界地表标高采空区边界标高）tan(9070)采空区在倾向上的崩落外扩范围：=（采空区边界地表标高采空区边界标高）tan(9065)地表沉陷范围详见矿区地形地质及总平面布置图（图1）。从图中可以看出，既使矿井留有20m的矿区边界煤柱，但由于矿井采深较大，矿区崩落范围仍然超出矿区圈定范围。建议矿井在开采过程中必须加强对地面塌陷及位移的观测，同时对由于采掘而引起的地面塌陷给予一定的治理。5、采煤方法1）采煤方法的确定本矿可采煤层1层，即M1煤层，该煤层平均厚度为0.83m，煤层倾角浅部为28，深部平均10，设计采用走向长壁后退式采煤方法，放炮落煤回采工艺，工作面长85m。采煤方法标准图见附图4。2）工作面支护及顶板管理工作面均选用DZ1025/80型单体液压支柱和HDJA1000型金属铰接顶梁支护，支柱排1.0m、柱距0.8m，采用“四、五”排支护方式，最大控顶距5.2m，最小控顶距4.2m，全部陷落法管理顶板。3）采掘机械配置及运输方式矿井以一个炮采工作面和两个掘进工作面达到9万t/a的设计生产能力，采掘比均为1:2。回采工作面配备GMZ-12型煤电钻3台，采用打眼放炮落煤，配备搪瓷溜槽溜煤；运输顺槽设置一台JD-40A调度绞车牵引矿车运输。回采工作面主要设备配备见表51。掘进工作面配备GMZ-12型煤电钻和EZ2-2.0型岩石电钻打眼，并设置TXU-75型探水钻、JBT-52型局部通风机和BQK-15/20A型潜水泵，人工装运。掘进工作面设备配备详见表52。表51 回采工作面主要设备配备表表52 掘进工作面主要设备配备表6、主要设备1）提升设备该矿采用斜井开拓方式，在地面主斜井井口设置一套提升设备进行单钩串车混合提升，完成煤炭、矸石、设备、材料的提升和下放任务。（1）设计依据A、主斜井提升斜长555m，倾角22；B、工作制度：每年工作330天，每天三班提升；C、运输量：煤为91t/班、矸石为9t/班；D、运输容器：采用MF1.16矿车，自重565kg；材料车MC16，自重511kg；人人车选用XRB8-6/4（一头二尾XRB8-6/4人车组列），首车1800kg，挂车950kg。E、车场：井下为甩车场；F、每天净提升时间16h；（2）主斜井提升设备选型选型计算A：提升斜长L=Ls+LB式中：Ls主斜井斜长（m）； LB从地面到道岔的距离（m），取25m； L=555+25=580（m）B：一次提升循环时间T（s）T= 2L/Vm +80式中：Vm初选提升速度（m/s），选3.06m/s；则：T=2580/3.06+80=459（s）C：小时提升量Ax（t/h）Ax1.151.2A33016式中：A矿井年产量（t/a）； 1.15提升不均衡系数；1.2提升能力富裕系数；330年工作日数；16日工作小时数；Ax=（1.151.290000）/（33016）=23.5t/hD：一次提升量Q （t/次）QAxT3600 Q=23.5459/3600=2.99t/次E：一次提升矿车数 Z1 （辆）Z1QVc 式中：装载系数，倾角为24时，取0.9； 煤的散集密度t/m3，取0.9t/m3；Vc矿车容积m3,为1.1 m3Z1=2.99/（0.90.91.1）=3.36（辆）取一次提升矿车数 Z1=4辆，即一次提升煤车4个。提升钢丝绳选择A：绳端荷重QmaxQmax= Z1（1+2）（sin+f1cos）+PL0（sin+f2cos）kg式中：P钢丝绳每m质量（kg/m）；1容器自重，kg；2货载重量， kg；主斜井倾角，最大22；f1提升容器运动时的阻力系数，f1取0.015；f2钢丝绳运动时的阻力系数，f2取0.3；L0钢丝绳斜长=提升斜长+过卷长度（m）。Qmax=4（565+1000）（sin24+0.015cos24）+5801.814（sin24+0.3cos24）3348kgB：验算只考虑提物料，选用67同右22.5170特钢丝绳，其直径为d=22.5mm，安全系数按下式进行验算：mQZZ1（1+2）（sin+f1cos）+PL0（sin+f2cos）式中：m计算的安全系数； QZ破断拉力总和； m=32250/33489.637.5，符合安全要求。提升绞车的选型计算A：选型根据以上计算，主斜井选用GKT1.61.2-24型单滚筒提升绞车一台，其绳速为3.06m/s，最大静张力Fe=45kN。配套电动机型号为JR126-10，功率95kW，电压380V。B：提升绞车强度验算按下式进行验算：FeZ1（1+2）（sin+f1cos）g=33489.8/1000=32.8（kN）经计算满足要求。2）通风设备矿井以一个炮采工作面达到9万t/a的生产能力。由于矿井瓦斯资料缺乏，根据矿区内原有老井的瓦斯资料，矿井相对瓦斯涌出量为12m3/t，绝对瓦斯涌出量2.27m3/min。根据煤矿安全规程规定：矿井需要的风量，按下列要求分别计算，并取其最大值。1、按最大班下井人数计算 矿井风量 Q=4NK其中： 4每人每分需风量m3/min；N最大班下井人数，80人（交接班时）；K矿井通风系数，取1.8；计算得：Q=576m3/min=9.6m3/s2、分别法 按各需风地点实际需风量计算矿井风量 Q=(Q采+Q掘+Q硐+Q其它)K矿式中：Q采采煤工作面所需风量之和；Q掘掘进工作面所需风量之和； Q硐各独立供风硐室所需风量之和； Q其它其它需风量之和； K矿风量备用系数，取K矿= 1.25；（1）采煤工作面需风量计算 按瓦斯（或二氧化碳）涌出量计算Q采100q采Kc式中：Q采采煤工作面需风量，m3/ min；q采采煤工作面绝对瓦斯涌出量，2.27 m3/min；Kc工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，取KC=1.8。故 Q采100q采Kc1002.271.8=408.6 m3/ min =6.81(m3/s) 按工作面温度计算Q采VcScKi式中： Vc采煤工作面适宜风速，取1m3/s；Sc采煤工作面平均有效断面，取3.7m2；Ki工作面长度系数，取0.9。故Q采13.70.9=3.3(m3/s)按炸药使用量计算Q采25Ac/60=0.417Ac式中：Ac采煤工作面采煤工作面一次使用最大炸药量，取20kg；故Q采0.41720=8.3(m3/s) 按工作面工作人员数量计算Q采4nc/60=0.067nc式中： 0.067每人每秒钟应供给的最低风量，m3/s；nc采煤工作面同时工作的最多人数，取40人。故 Q采0.06740=2.68(m3/s)经计算，Q采max6.81、2.7、8.3、2.688.3m3/s。 按风速验算0.25ScQ采4Sc，则 0.25Sc0.253.00.75(m3/s)Q采4Sc43.012.0(m3/s)Q采故 Q采8.3m3/s，取Q采9m3/s满足要求。（2）掘进工作面需风量计算按瓦斯（或二氧化碳）涌出量计算Q掘100q掘kd式中： Q掘掘进工作面实际需风量，m3/min；q采掘进工作面平均绝对瓦斯涌出量，0.53m3/min；kd掘进工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，取Kd=2.0。 故Q掘1000.532.0/601.8(m3/s)按炸药使用量计算Q掘Ajb/(tc)式中：Aj掘进工作面一次爆破所用的最大炸药量，取5kg；b每公斤炸药爆破后生成的当量CO的量，取0.1m3/kg；t通风时间，一般不少于20min即1200s，取1200s。c爆破经通风后，允许工人进入工作面的CO浓度，一般取c0.02%。故Q掘50.1/(12000.0002)=2.08 (m3/s)按局部通风机吸风量计算Q掘QfIkf式中：Qf掘进工作面局部通风机额定风量，取Qf=200m3/min=3.3m3/s；I掘进工作面同时运转的局部通风机台数，取1台；kf为防止局部通风机吸循环风的风量备用系数，取1.50。故Q掘3.311.50=4.95 (m3/s)按工作面工作人员数量计算Q采4nj/60=0.067nj式中：nj掘进工作面同时工作的最多人数，取10人。故Q掘0.06710=0.67 (m3/s)经以上计算分析，Q掘max1.8、2.08、4.95、0.674.95m3/s。经以上计算掘进工作面配风取5m3/s。按风速验算0.25SjQ掘4Sj，则 0.25Sj0.254.31.1(m3/s)Q掘4Sj44.317.2(m3/s)Q掘 Q掘50m3/s满足要求。矿井配备两个掘进工作面，故 Q掘=5.02=10m3/s（3）硐室需风量计算井底车场及泵房需风按Q其它=2 m3/s。（4） 井下其它巷道需风量计算按矿井进风量的3%考虑，即（9+52+2）3%=0.63（5）矿井实际需风量Q(Q采Q掘Q硐Q其它) K矿（9+52+2+0.63）1.25=27.04m3/s经上述两种方法计算后，考虑到本矿井，以分别计算法风量为准，即总风量确定为Q=28m3/s，矿井困难时期通风负压计算见表5-3。（6）等积孔计算及通风难易程度评价公式：A1.189Q/式中：A矿井等积孔，m2；Q矿井总风量，m3/s；h困难时期负压，Pa。矿井通风困难时期等积孔：A1.189Q/1.18928/8821/21.12m2从上述计算看出，矿井通风困难时期通风阻力等级为中等阻力矿井，为此，应加强矿井的通风设施的管理，特别是设置风门和密闭，减少漏风，合理配风，同时加强对通风巷道的维修工作。（2）通风机选型计算该矿为高瓦斯矿井，采用边界抽出式通风方式，选用高效节能型防爆轴流式通风机满足矿井通风要求。反风时采用风机反转反风。A、主要通风机设计依据1、困难时期最大风量：QK=28m3/s.2、最大负压：h1=882Pa，B、主要通风机选型计算结果1、通风机需要的风量： Qf=1.05 QK =29.4m3/s2、通风机需要的全压： （1）自然风压：h自=（PoHg/R）g（1/T11/T2）（1+H/10000）（Pa）（井深大于100m公式） 式中：Po井口地面大气压（618mmHg）H井口至井底的垂深，取225m；R矿井空气常数，干空气的常数取287J/kgK；T1进风斜井平均温度，取11；T2回风斜井平均温度，取23；g重力加速度，9.8m/s2h自=（61813.69.8/287）2259.81/（273+11）1/（273+23）（1+225/10000）=92.3792（Pa） 矿井主要通风机需克服自然风压，因此，在确定主要通风机负压时应考虑这一因素。（3）矿井主要通风机负压通风困难时期：h扇=h难+h自=882+92=974Pa（4）选用FBCDZ6No15A型防爆轴流式通风机两台，一台工作，一台备用，其额定参数为：风量1640m3/s；风压：981746Pa。配套电动机，功率为372 kW，电压380V。（5）其电机功率验算P=（1.1H通总Qf）/（60000）式中：P电动机输出功率，kW；通风机效率，取=0.75。则困难时期电动机功率：P困 =（1.1H通总Q机）/（60000）=(1.197429.460)/(600000.75)42（kw）经计算：选用电机功率为372kW，满足要求。3）排水设备本矿为斜井开拓，在+615m标高布置水泵房和主、副水仓，采用水泵将矿井涌水排出地面。A、选择依据1、矿井正常涌水量Qr为25m3/h，最大涌水量Qrm为80m3/h；2、排水垂高：HP=235m。B、水泵选型1、按矿井正常涌水量确定工作泵最小排水能力QBQB=24Qr/20=1.2Qr=1.225=30(m3/h)；2、按矿井最大涌水量确定工作泵最大排水能力QBmQBm=24Qrm/20=1.280=96(m3/h)；3、所需水泵扬程HBHB=1.2(h+5)=1.2(235+5)=288(m)4、选用MD85-457型单吸多级分段式离心水泵3台，1台工作，1台备用，1台检修，该水泵流量为54m3/h，扬程为350m，功率为110kW，380V。C、排水管选择1、排水管路趟数的确定根据设计规范要求，确定设置两趟管路，一趟工作，一趟备用。2、管径计算：d=!语法错误，) = =0.109 (m )式中： d排水管内径（m）Q通过管路的流量 m3/hV管中流速，取经济流速1.6m/s选用内径为1144mm的无缝钢管排水管二趟，一趟工作，一趟备用。六、选矿及尾矿设施甲龙煤矿开采的M1煤层为贫煤，按煤炭分类国家标准（GB/T5224.1-2004）分类，M1煤层属高灰、中高硫、特高热值的贫煤。由于本矿井煤层硫分较高，根据市场需求及环保要求，设计考虑与邻近煤矿合建一洗选厂，矿井生产的原煤经洗选降灰降硫达到国家环保要求后再销售。1、地面工艺流程地面工艺流程见图6-1。井下原煤及掘进矸石汽车外运洗选分矸地 面储煤场绞车提升矿车井口平车场井下矸石矸石山图6-1 地面工艺流程图2、矸石处理考虑矿区所处位置及当前经济条件，矿井采掘矸石暂不考虑综合利用。矸石堆场排矸期满后进行林草复垦。为防止矸石堆放对环境造成污染，矸石堆场设有排水沟。七、环境保护（一）矿井地质环境甲龙煤矿未作环境影响报告表和地质灾害危险性评估说明书，建议业主尽快请有资质的单位