鑫瑞120万吨矿井标准施工组织设计.docx

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鑫瑞120万吨矿井标准施工组织设计

鑫瑞120万吨矿井施工组织设计

第一章概况

第一节矿井设计概况

一.交通位置:

山西离柳鑫瑞煤业有限责任企业位于吕梁市临县林家坪镇村北,其地理位置为:

东经110°52′44″～110°55′14″,北纬37°37′31″～37°38′17″,行政区划隶属于临县林家坪镇管辖。

该矿邻近有离（石）—碛（口）公路经过,矿区距离石市区30km,于离石市区周围与临（县）—太（原）干线公路连接,至离石市西南3km交口可与孝柳铁路交接,交通运输极为便利。

二.井田范围、设计能力及服务年限

1.井田范围

山西离柳鑫瑞煤业有限责任企业为资源整合项目,由原山西新民二矿煤焦有限企业、临县宇航煤业有限企业和临县新民煤焦有限企业整合而成,整合后矿井生产能力1.2Mt/a,是由南京设计院设计,矿井初步设计汇报于5月完成,矿井地质汇报已于11月12日由山西省煤炭工业厅以晋煤规发［］1434号文给予批复。

依据山西省煤矿企业吞并重组整合方案及晋煤重组办发【】23号文批复,由原山西新民二矿煤焦有限企业、临县宇航煤业和临县新民煤焦有限企业整合而成山西离柳鑫瑞煤业有限责任企业。

山西省国土资源厅4月28日下发采矿许可证,证号为C894,同意开采2～9号煤层,井田范围由10个坐标点连线圈定,面积为4.2318km2,开采深度标高从979.99m到499.99m。

井田境界拐点坐标见表

井田拐点坐标表

1980年西安坐标系

（1）X=4167151.50Y=19489229.50

（2）X=4167011.50Y=19489629.51

（3）X=4167011.50Y=19490379.51

（4）X=4167346.50Y=19490549.51

（5）X=4166971.50Y=19491594.52

（6）X=4167361.51Y=19491754.52

（7）X=4167011.51Y=19492179.53

（8）X=4167011.51Y=19492929.53

（9）X=4165951.50Y=19492929.54

（10）X=4165951.49Y=19489229.51

1954年北京坐标系:

（1）X=4167200.00Y=19489300.00

（2）X=4167060.00Y=19489700.00

（3）X=4167060.00Y=19490450.00

（4）X=4167395.00Y=19490620.00

（5）X=4167020.00Y=19491665.00

（6）X=4167410.00Y=19491825.00

（7）X=4167060.00Y=19492250.00

（8）X=4167060.00Y=19493000.00

（9）X=4166000.00Y=19493000.00

（10）X=4166000.00Y=19489300.00

井田东西长3.70km,南北宽1.41km,面积为4.2318km2。

山西离柳鑫瑞煤业有限企业井田西北邻中吕煤业有限责任企业碛口煤矿,北邻山西临县华烨煤业有限企业、三兴煤焦有限企业,西南邻山西柳林鑫飞下山峁煤业有限企业。

井田范围内有原苏家坡煤矿,该矿同意开采4、5号煤层,立井开拓,在4号煤层井田已基础采空,关闭。

另外,据调查4号煤层在井田北部及东部有小窑破坏区,其中东部发觉相关停小窑7处。

2.设计能力及服务年限

（一）、矿井工作制度

矿井设计年工作日330d,井下天天三班作业,其中:

两班生产、一班检修,天天净提升时间16h。

地面按“三·八”制考虑,天天三班作业,每班工作八小时。

（二）、矿井设计生产能力

依据晋煤重组办发【】23号文批复,重组整合后鑫瑞煤业矿井生产能力为1.20Mt/a。

（三）、矿井及各水平服务年限

矿井设计可采储量为2485.6万t,按矿井设计生产能力1.2Mt/a计算,矿井服务年限为:

T=Z/A·K

式中:

T—服务年限,a;

Z—设计可采储量,万t;

A—设计生产能力,万t/a;

K—储量备用系数,取1.4。

T=2485.6/（120×1.4）=14.8（a）。

经计算,矿井服务年限为14.8a。

其中第一水平（上组煤生产水平）设计可采储量为707.4a,服务年限为4.2a,第二水平（下组煤生产水平）设计可采储量为1778.2a,服务年限为10.6a。

三.设计总工程量,关键技术经济指标及建井工期

1.总工程量

依据同意矿井初步设计,矿井三类工程见下表

矿井三类工程量表

序号

名称

单位

指标

备注

井巷工程

巷道总长度

13080

巷道掘进总体积

231712.2

万吨指标

109

土建工程

工业场地建筑

总体积

6052.8

工业场地建筑物总面积

㎡

15607.5

行政福利建筑

总面积

㎡

16041

机电设备及

安装工程

机电设备

台

其它

设备及工具购置费17293.49万元,安装工程费6074.69万元。

2、关键技术经济指标

（1）、矿井设计生产能力:

1.20Mt/a;

（2）、矿井地质资源量5069万t,矿井工业资源/储量50

万t,矿井设计可采储量2485.6万t;

（3）、矿井服务年限:

14.8a;

（4）、达产时采区个数:

1个;

（5）、达产时工作面个数:

1个;

（6）、采煤方法:

早期投产开采4号煤层采取综采采煤法;

（7）、投产时井巷工程量:

13080.0m/231712.2m3（长度/体积）,其中煤及半煤岩巷6582.0m,占50.3%;

（8）、万吨掘进率:

109m;

（9）、矿井吨煤耗电量:

12.25kWh;

（10）、建井工期:

矿井完成工程建设期为24.3个月;

（11）、职员在籍总人数:

861人;

（12）、矿井全员效率:

7.6t/工;

（13）、工业建（构）筑物总建筑面积:

约15607.5m2,建筑体积:

约6052.8m3;行政、生活、福利建筑总建筑面积:

约16041m2。

（14）、主井工业场地围墙内占地5.54hm2,副井工业场地围墙内占地面积2.05hm2,辅助生产工业场地围墙内占地面积2.0hm2。

（15）、矿井总投资:

70961.9万元,吨煤投资591.35元;

（16）、关键财务指标:

税后内部收益率（全部投资）:

28.07%

税后投资回收期:

4.95a

税后财务净现值（全部投资）:

90774.43万元

投资利润率:

28.17%

投资利税率:

39.56%

3.建井工期

本矿井设计生产能力为120万吨/年,设计矿井建成投产时一次性达成120万吨/年设计能力,结合矿井施工工程地质条件和施工队伍实际施工水平,确定本矿井施工工程施工进度指标以下:

斜井井筒表土段:

20.1m/月

斜井井筒基岩段:

176.4m/月

立井井筒刷大:

60m/月

立井井筒延伸:

80m/月

岩巷及半煤岩巷:

200m/月

煤巷:

300m/月

硐室:

500m3/月

因为施工条件已含有,固本设计只考虑从井巷工程开始施工到机电设备安装运行,矿井建设工期估算为24.3个月,详见综合工程进度图表。

第二节矿井开拓方法及井巷部署

一．矿井开拓方法:

依据初步设计经多方案反复比较后,确定本矿井采取竖井斜井开拓,可充足利用已经有工业场地,全矿井生产步骤少,系统简单,维修方便优势。

二、水平及采区划分

矿井开拓部署时将井下煤层划分为上、下两组,上组煤为4、5号煤层,下组煤为8、9号煤层。

井田上、下组煤各设一个开采水平,上组煤水平标高+680m;下组煤水平标高+610m。

井田共划分四个采区,其中一水平二个采区,二水平二个采区。

三、大巷部署

设计沿下组煤井田南部边界东西方向掘送下组煤三采区运输大巷（沿9号煤层底板）、下组煤三采区辅运大巷（沿9号煤层底板）、下组煤三采区回风大巷（沿8号煤层顶板）。

沿9号煤层西部采空区边界掘送下组煤四采区皮带大巷（沿9号煤层底板）、下组煤四采区辅运大巷（沿9号煤层底板）、下组煤四采区回风大巷（沿8号煤层顶板）。

四．关键井巷工程特征用途及装备

1．主立井:

井深:

221.5m,直径5m,断面积19.6m2,担负矿井煤炭提升任务,兼作进风井。

主立井内还设有玻璃钢梯子间,兼作行人安全出口。

2．副斜井:

倾角6°,斜长528m,净宽5m,净高4.5m,净断面19.8㎡,关键担负矿井矸石、材料、设备等辅助提升任务,兼作进风和安全出口。

3．回风立井:

垂深254m,井筒净直径6m,净断面28.3㎡,内设玻璃钢梯子间和注浆管路、注氮管路,关键担负矿井回风任务,兼作安全出口。

4．运输大巷:

运输大巷长3196.5m（扩刷1217.9m）,三采区运输大巷沿9号煤层部署,四采区运输大巷沿8号煤层部署,净宽5m,净高3m,净断面积17.8m2,采取锚网喷支护。

5．辅运大巷:

长3443.8米（新掘）,沿8号煤层部署,净宽5m,净断面积19.8m2,采取锚网喷支护。

6．回风大巷:

长3216.2米,沿9号煤层顶板部署,净宽5.2m,净断面积21.0m2,采取锚网喷支护,为专用回风巷。

井筒断面见附图:

井筒特征表

序

号

名称

单位

井筒

主立井

副斜井

回风立井

井口

坐标

北京坐标系

4166107

4166181.6

4166098.5

19490055

19492129.5

19490195.3

西安坐标系

4166060.095

4166133.1

4166050

19489990.640

19492059.1

19490125

井口设计标高

+840

+901

+863

井筒倾角

90°

6°

90°

井筒净宽/直径

井壁材料

表土段

砼

钢筋砼

基岩段

锚喷

砼

7.井底车场及硐室:

（一）、井底车场型式

依据矿井开拓开采方法及辅助运输方法,矿井辅助运输采取无轨胶轮车运输,管道立井担负敷设管路及进风任务。

管道立井井底车场部署图。

井底车场工程量表

序号

工程名称

长度

（m）

掘进断面（m2）

掘进体积（m3）

混凝土消耗（m3）

锚杆套数

拱

墙

基础

小计

井底车场巷道

197.2

22.5

4437.0

83.6

44.1

8.5

136.2

1519

上、下组煤主变电所

80.0

20.5

820.0

29.8

13.8

2.4

46.0

上、下组煤主水泵房

80.0

27.0

1080.0

59.8

43.8

4.4

108.0

上、下组煤井底水仓

535.0

9.9

2327.5

103.7

64.0

18.4

186.4

管子道

8.3

207.5

13.4

26.5

1.3

41.2

消防材料库

23.3

466.0

16.3

29.5

3.2

49.0

312

主立井井底清理撒煤平巷

125.0

12.7

1587.5

68.7

50.0

7.3

126.0

958

5号煤仓清理撒煤斜巷

168.0

12.7

2133.6

78.5

63.4

8.4

150.3

1288

5号煤仓

58.1

1010.0

156.4

合计

1250.2

14069.1

999.5

4077

（二）、车场水平标高

依据井田内煤层赋存条件及矿井开拓方法,矿井投产时,主立井装载水平标高+637.8m,落底水平+618.5m。

上组煤管道立井井底车场设在+680m水平,下组煤管道立井井底车场设在+610m水平,副斜井落底在+850m水平,与下组煤辅运大巷连接。

（三）、井底车场硐室

1、硐室

依据生产及安全需要,井底车场设以下硐室:

中央水泵房、中央变电所、管子道、水仓及清理斜巷、消防材料库等。

2、井底煤仓形式、容量

现在,主立井井底部署1个井底煤仓,该煤仓为已经有斜煤仓,煤仓上口垂直段7.3m,净直径1.5m,倾斜段为14.8m,倾角60°,倾斜段净宽5.0m,墙高1.1m,净断面积15.3m2。

煤仓仓壁采取混凝土砌碹支护,厚度400mm,铺底采取辉绿石,粘贴固定,规格300mm×400mm×30mm,煤仓有效容量215t。

3、主变电所、主排水泵房及水仓

上组煤主变电所:

由主变电所及通道组成,部署在管道立井+680m水平西侧,与主排水泵房联合部署,采取混凝土砌碹支护,巷道净宽4.6m,净断面15.2m2,硐室长40m。

下组煤主变电所:

由主变电所及通道组成,部署在管道立井井底+610m水平西侧,与主排水泵房联合部署,采取混凝土砌碹支护,巷道净宽4.6m,净断面15.2m2,硐室长40m。

上组煤排水系统

部署在管道立井井筒+680m水平西侧,由上组煤主排水泵房、管子道、水仓等组成,泵房内共设有3台主排水泵,水仓容量按8h正常涌水量设计,水仓净断面8.9m2,水仓总长度235m,水仓有效容量1800m3,井底水仓由内水仓和外水仓组成,当一个水仓清理时,另一个水仓能正常使用,水仓采取机械清理方法。

下组煤排水系统

部署在管道立井井+610m水平西侧,由主排水泵房、管子道、水仓等组成,泵房内共设有3台主排水泵,水仓容量按8h正常涌水量设计,水仓净断面8.9m2,水仓总长度300m,水仓有效容量2400m3,井底水仓由内水仓和外水仓组成,当一个水仓清理时,另一个水仓能正常使用,水仓采取机械清理方法。

为满足泵房人员设备安全,主排水泵房底板标高高出相邻井底车场0.5m,管子道与管道立井井筒连通,连通点标高比泵房底板标高高8.0m。

排水管路沿管道立井排至地面矿井水处理站。

（四）、井底车场关键巷道支护方法和支护材料

上、下组煤井底车场巷道及硐室部署在煤层顶板岩石中,上、下组煤主变电所、主排水泵房、水仓等硐室采取混凝土砌碹支护,其它硐室及巷道采取锚喷支护方法。

第三节关键生产系统工艺步骤及设备选型

一．关键生产系统工艺步骤

附:

矿井关键生产系统工艺步骤图

井底煤仓

运输大巷胶带机

运输顺槽胶带机

工作面原煤

主立井提升机

入场胶带输送机

汽车

汽车外运

计量

二.各系统关键机电设备选型:

（一）、通风设备

选择FBCDZ-10-No27B型风机两台,一台工作,一台备用。

每台风机均2台YBFe450M1-10,电机功率220kW,电压10kV,转速580r/min防爆电机。

（三）、排水设备

选择3台MD280-65×3型多级泵,均配YB2-4004-4280kW10kV1480r/min矿用防爆电动机,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。

安装2趟D273×7排水管路。

正常涌水量时排水时间为15.04h,最大涌水量时排水时间为15.04h。

（四）、压缩空气设备

在利用现有1台MM-110型空压机基础上,增加2台MM-110型螺杆式风冷空气压缩机,2台工作,1台备用,配套电动机110kW380V,每台排气量19.2m3/min,排气压力0.85MPa。

（五）、采、掘设备

采煤选择MG300/730-WD2采煤机。

顶板支护:

工作面上下端头各采取3架ZTP7000/18/40型端头液压支架进行支护,工作面超前支护采取DXC35-200/10型单体柱配DFB4200型π型钢梁支护,超前支护距离暂按20m考虑。

掘进设备:

综掘工作面配置EBZ-160TY型半煤岩掘进机及其配套转载机、可伸缩带式输送机,MQT－120型顶锚杆机、FBD-8.0/2×30型对旋轴流局部通风机等设备。

掘进工作面设备配置见下表。

掘进工作面设备配置表

设备名称

设备型号

功率

（kW）

单位

数量

备注

掘进机

EBZ-160TY型

250

台

掘进转载机

JZP-100A

台

掘进胶带输送机

SSJ-1000/160

160

台

顺槽综掘用

掘进胶带输送机

SSJ-800/90

台

大巷综掘用

湿式除尘器

SCF-7

台

混凝土搅拌机

安-Ⅳ

5.5

台

大巷综掘用

混凝土喷射机

HPHC-5

5.5

台

大巷综掘用

局部扇风机

FBD-8.0/2×30

2×30

台

探水钻

MYZ-200型

台

第四节“三废”处理及环境保护设施

一、关键污染源和污染物

1、大气污染源

大气污染源有锅炉房排烟和原煤储运过程中扬尘。

工业场地内集中设置燃煤锅炉进行供热及采暖,锅炉产生烟气中关键含烟尘和二氧化硫。

除锅炉烟气外,地面生产系统还会产生扬尘污染环境。

产生扬尘步骤关键包含煤转载点、装车点以及汽车运输等。

2、水污染源

污水关键有矿井井下排水和生产、生活污、废水。

矿井井下排水关键含煤尘及岩粉等污染物。

3、固体废物

关键有矿井施工期填方、挖方工程,移挖做填场地平整过程中产生多出弃渣。

另外,在地面建筑施工过程中通常有少许建筑垃圾产生。

生产期间固体废物包含锅炉灰渣和生活垃圾。

4、噪声污染源

矿井主井工业场地关键噪声源有主井提升机房、空压机房、通风机、锅炉房、筛分车间和场外道路等;辅助生产工业场地关键噪声源有矿井修理厂及机电设备器材库、锅炉房、坑木加工房等;副井工业场地关键噪声源有副井井口房、锅炉房等,经类比监测,各场地内各设施设备声源噪声通常在85～103dB（A）。

二、矿井开发可能引发环境问题

煤炭资源开发引发土地破坏和荒凉,是煤矿生产中普遍存在问题。

本矿开采煤层属缓倾斜煤层,煤层埋藏浅,伴随煤层开采,地表不可避免发生沉降、甚至出现忽然塌陷现象,煤炭开采引发土地破坏和荒凉问题更显突出。

井田范围内植被农田,黄土大面积覆盖,生态环境比较差。

矿井投产后,地表将产生移动变形、地下水位下降,这不仅会破坏地面地形、地物原来面貌、,而且会破坏部分植物,对局部生态环境影响比较严重。

三、污染防治方法及利用

1、污水

（1）工业场地污废水处理

工业场地生产废水排放量较少,关键是生产和辅助生产厂房内洗涤污水;生活污水为浴室、洗衣房、厕所污水。

依据同类矿井监测资料,关键污染物含量为:

BOD5=120mg/L、COD=200mg/L、SS=200mg/L。

工业场地设有排水管网,搜集各排污点污废水。

经化粪池等构筑物简单处理后,再排入反应装置进行处理,经生化处理达成《城市污水再生利用城市杂用水水质》GB/T18920－标准后回用于地面绿化或农田浇灌。

生活区场地设有排水管网,搜集各排污点污废水。

经化粪池等构筑物简单处理后,再排入地埋式污水处理设备,经生化处理达成《污水综合排放标准》中一级标准后外排。

食堂含油废水经隔油池处理后,方可排入工业场地污水管网。

（2）矿井水处理

矿井水在排出井下之前,流经开采工作面、巷道时,受到开采和运煤过程中撒落煤、岩尘污染。

依据同类矿井检测结果,矿井水关键污染物平均浓度通常为:

COD=200mg/L,SS=300mg/L左右,可见矿井水实际上是一个受轻度污染水资源,矿井井下排水经混凝、反应、沉淀等处理工艺达成《煤炭工业污染物排放标准》标准后,再经过滤、消毒后供井下消防洒水。

沉淀池排泥经过重力流进入煤泥池内,经潜污泵提升输送至污泥脱水机房进行处理后综合利用。

2、废气

主井工业场地新建锅炉房有两台SZL4-1.25-AIII型蒸汽锅炉,采暖期2台运行,非采暖期1台运行。

经DXⅢ-4型多管除尘器和DCLⅡ-4型烟气除尘脱硫净化器净化,除尘效率大于98%,脱硫效率80～90%以上,脱硫除尘后经内径0.8m,35m高烟囱排放。

烟尘排放浓度为32mg/Nm3,SO2排放浓度为518.13mg/Nm3。

副井工业场地新建锅炉房有两台SZL4-1.25-AIII型蒸汽锅炉,采暖期2台运行,非采暖期1台运行。

经DXⅢ-4型多管除尘器和DCLⅡ-4型烟气除尘脱硫净化器净化,除尘效率大于98%,脱硫效率80～90%以上,脱硫除尘后经内径0.8m,35m高烟囱排放。

烟尘排放浓度为32mg/Nm3,SO2排放浓度为518.13mg/Nm3。

辅助生产工业场地新建锅炉房,安装有一台DZL1.4-7/95/70-AII型热水锅炉,采暖期运行,经DX（T）-2型陶瓷多管除尘器和DCLII-2型烟气脱硫净化器,除尘效率大于98%,脱硫效率80～90%以上,脱硫除尘后经内径0.8m,30m高烟囱排放。

烟尘排放浓度为32mg/Nm3,SO2排放浓度为518.13mg/Nm3。

锅炉房排放污染物关键有烟尘、SO2等,排放污染物可满足《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271—）中Ⅱ时段“二类区”标准要求。

3、扬尘

井下开采时采取洒水和煤层注水方法,原煤所含水份通常可在6%以上,在装车及运输过程中产生扬尘很小;在转载点采取喷雾灭尘方法,动筛车间在各散尘点设置密闭罩、吸尘罩及除尘机组等进行除尘,原煤仓采取封闭式,有效地减轻了煤尘对环境造成污染。

临时矸石排放场地和运输扬尘均属面源,临时矸石排放场产生污染物为在外界风力条件下产生风蚀扬尘,运输产生污染物为车辆交通造成道路扬尘,扬尘产生量均难以定量估算。

在临时矸石排放场采取洒水车,天气干燥时进行喷水抑尘。

道路扬尘则可采取立刻清扫洒在路面散状物料、限载限速、由洒水车定时洒水抑尘和绿化等方法。

4、固体废弃物

矿井生产、生活产生固体废物关键是矸石、锅炉灰渣、生活垃圾。

锅炉灰渣和脱硫除尘器产生石膏作为建筑材料全部外售。

生活垃圾成份复杂,有机物含量较高,要有组织地排放。

矿井配置垃圾筒和垃圾车,日产日清。

5、噪声

（1）设备选型时选择低噪声设备,所选风机比同类设备噪声低10～20dB（A）。

（2）锅炉房鼓引风机采取消声器降低噪声。

（3）提升机房设置隔声门、窗,减缓噪

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