幸福煤矿安全改造项目建设方案.docx
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幸福煤矿安全改造项目建设方案
贵州恒睿矿业有限公司
福泉市高石乡幸福煤矿
2020年煤矿安全改造项目建设方案
编制日期：
2019年10月25日
一、企业安全生产情况
（一）企业基本情况
1、福泉市高石乡幸福煤矿是2006年12月29日整合矿井，由原幸福煤矿、平艾坝煤矿和平艾中心煤矿三家煤矿于整合形成，整合以原幸福煤矿为主体进行，整合后新的矿井名称为幸福煤矿，设计生产规模9万t/a。
根据贵州省国土资源厅于2009年8月11日颁发的采矿许可证（证号：
C5200002009081120034718），矿区范围由4个拐点圈定，开采深度：
+1300～+800m标高。
矿井境界总体呈长方形，幸福煤矿井田走向长约2.016km，倾斜宽度约1.015km，面积2.0485km2。
2、2011年11月幸福煤矿办理第一次延续，采矿权证号C5200002009081120034718，采矿权人：
贵州恒睿矿业有限公司，有效期限2011年11月至2017年9月，生产规模9万吨/年。
3、根据贵州省煤矿企业兼并重组工作领导小组办公室贵州省能源局文件《关于对贵州恒睿矿业有限公司煤矿兼并重组实施方案（第二批）的批复》（黔煤兼并重组办[2015]107号），同意幸福煤矿为兼并重组后保留煤矿。
由贵州恒睿矿业有限公司福泉市高石乡幸福煤矿及贵州恒睿矿业有限公司贵定县德新镇烂丘湾煤矿兼并重组整合而成，关闭德新镇烂丘湾煤矿，保留幸福煤矿。
兼并重组后，幸福煤矿作为保留矿井，拟建规模30万吨/年。
4、福泉市高石乡幸福煤矿矿为私营企业，设计生产能力30万吨/年，现有职工人数121人，资产规模1.2亿元，净资产收益率0.379%，2017年企业盈利1230万元、人均年收入52000元。
5、福泉市高石乡幸福煤矿位于贵州省黔南布依族苗族自治州福泉市牛场镇，处于民族地区和集中连片特殊困难地区；2017年及以前电煤中长期合同签订及履约、参与调峰和储备等煤炭供应储备责任落实较好，2018年停产，2019年8月26日开始技改建设，现处于建设阶段；福泉市高石乡幸福煤矿原生产规模9万吨/年，技改建设设计生产规模30万吨/年，配对关闭贵定县德新镇烂丘湾煤矿生产规模9万吨/年，技改建设生产规模30万吨/年已进行产能登记公告。
（二）煤炭资源和开采地质条件
1、福泉市高石乡幸福煤矿为技改建设矿井，设计生产能力30万吨/年，2017年原煤产量7.2万吨。
2、井田范围
福泉市高石乡幸福煤矿预留矿区位于贵州省福泉市北部，行政区划隶属福泉市牛场镇所辖。
工业场地位于高石乡东面的幸福村，紧临幸福至高石乡村公路，工业场地至幸福村0.7km。
至高石乡8km，至牛场镇16.2km，至道瓮高速牛场收费站16.5km，至株六复线福泉火车站56km，至瓮福磷矿57km。
另外，煤矿境内乡村公路密集，交通较方便。
矿区由8个拐点坐标（2000坐标）组成，划定矿区面积7.3727km2，准采标高+1300m～+400m。
矿区形状呈不规则多边形，南北长2.37km，东西宽4.86km。
表1-1-1井田境界拐点坐标表
2000坐标
西安80坐标
拐点
X
Y
拐点
X
Y
1
2982857.705
36455024.14
1
2982854.00
36454910.00
2
2982387.705
36455924.15
2
2982384.00
36455810.00
3
2980628.692
36454939.14
3
2980625.00
36454825.00
4
2980723.689
36454064.14
4
2980720.00
36453950.00
5
2978483.665
36451734.14
5
2978480.00
36451620.00
6
2978483.670
36451184.02
6
2978480.00
36451183.65
7
2980847.120
36451418.39
7
2980881.34
36451421.78
8
2981813.697
36454414.14
8
2981810.00
36454300.00
准采标高：
+1300m～+400m；面积：
7.3727km2。
3、煤炭资源储量
截至2017年12月18日，幸福煤矿矿区范围（估算标高+1300m～+400m）内共计获得资源量1430万吨。
其中开采消耗184万吨，保有肥煤资源储量（111b+122b+333）1246万吨，保有资源量中：
（111b）143万吨，（122b）110万吨，（333）993万吨。
经计算，矿井工业资源/储量1047.4万吨，设计资源/储量951.4万吨，设计可采储量899.8万吨，矿井设计生产能力30万吨/年，服务年限为21年。
4、开采地质条件
（1）主要可采煤层及煤质
①含煤地层
矿区含煤地层为二叠系吴家坪组（P3w），为二叠系吴家坪潮坪沼泽-开阔台地相沉积，沉积厚度较稳定，地层厚243.42～263.62m，平均约255m。
吴家坪组（P3w）含煤层1～4层，含煤总厚1.25～2.89m，平均1.82m，含煤系数0.86%；含可采煤层一层（1号煤层），位于吴家坪组第一段（P3w1）顶部，煤层厚0.90～2.36m，平均厚1.32m，可采含煤系数0.66%。
②煤层特征
1号煤层全层厚度0.90～2.36m；采用厚度0.90～2.36m，平均厚1.32m，总体属中厚煤层分布，仅在井田东部原幸福煤矿采矿权附近有厚度小于1.30m的薄煤层分布，厚度变化明显具有由东向西逐渐变厚的趋势。
煤层直接顶板为厚约1.70～2.30m泥灰岩及泥质灰岩，局部为粉砂岩，间接顶板为含燧石结核灰岩；底板为粉砂质泥岩及泥质粉砂岩、粉砂岩、岩屑杂砂岩。
该煤层结构简单，无夹矸。
煤层在井田内有8个钻孔工程点和13个巷道工程见煤点控制，全部为可采点，点数可采率100%，属全区可采煤层。
③煤质
物理性质：
1号煤层为黑灰色、褐色至黑色，以黑色为主，粉粒状，少量块状，沥青光泽-似金属光泽，煤层中多含有星散状黄铁矿颗粒。
视密度1.41～1.57g/cm³，平均为1.49g/cm³。
化学性质：
中灰、高硫、高挥发分、高热值煤；四级含砷、低磷、特低氯、高氟。
主要工艺性能：
中等结渣、中等软化温度灰、中等流动温度灰、CO2弱还原性，易选-极难选煤。
5、水文地质类型
根据编制的《贵州恒睿矿业有限公司福泉市高石乡幸福煤矿水文地质补充勘查报告》和《贵州恒睿矿业有限公司福泉市高石乡幸福煤矿水文地质类型划分报告》，已彻底摸清矿井+750m标高以上顶底板水文情况，完善了水文地质工作，进一步论证了矿井水文地质条件及类型，特别是底板茅口组水对建设与生产的影响；因此，本次首采区（+750m标高以上）水文地质类型为中等。
6、瓦斯、煤尘及煤的自燃倾向性
根据2016年9月《贵州恒睿矿业有限公司福泉市高石乡幸福煤矿矿井瓦斯等级鉴定报告（2016年度）》（已报核）：
幸福煤矿矿井绝对瓦斯涌出量为1.46m³/min，相对瓦斯涌出量9.41m³/t，绝对二氧化碳涌出量为0.59m³/min，相对二氧化碳涌出量为3.40m³/t，该矿井2016年度瓦斯等级鉴定为低瓦斯矿井。
根据贵州省地质矿产中心实验室2018年8月提交的1号煤层煤尘爆炸性与煤的自燃倾向性测试成果显示，幸福煤矿1号煤层煤尘有爆炸性；幸福煤矿35号煤层自燃倾向性等级属Ⅱ类，为自燃煤层。
7、煤层顶底板
矿区范围内按工程地质岩组划分大致有松散岩、软质岩、硬质岩类工程地质岩组。
吴家坪组含煤地层中主要可采煤层顶、底板以灰岩、泥岩、粉砂质泥岩及泥质粉砂岩为主。
1号煤层直接顶板为厚约1.70～2.30m泥灰岩及泥质灰岩，局部为粉砂岩，间接顶板为含燧石结核灰岩；底板为粉砂质泥岩及泥质粉砂岩、粉砂岩、岩屑杂砂岩。
由于矿井煤层顶底板岩性一般，在开采过程中应加强巷道顶、底、帮的支护管理工作，预防不良事故发生。
7、冲击地压及地温
地质资料中未提供冲击地压的相关资料，该矿井及周围矿井尚未有冲击地压情况的发生，该矿暂按无冲击地压危险考虑。
中矿鑫航（北京）矿业咨询有限公司2017年12月编制的《贵州恒睿矿业有限公司福泉市高石乡幸福煤矿（预留）资源储量核实及勘探报告》在ZK701号钻孔中进行了简易井温测量。
该钻孔的地温梯度为2.38℃/100m。
与区域地温地温增温率相符。
利用该参数以当地多年平均气温13.8℃且当地地表以下30～50m即以1150m标高进入恒温带计算
（三）安全投入情况
2015年度实际生产原煤2万吨，按15元/吨提取，应提取安全费用30万元，实际提取并使用了210万元。
2016年度实际生产原煤3.2万吨，按15元/吨提取，应提取安全费用48万元，实际提取并使用了360万元。
2017年度实际生产原煤7.2万吨，按15元/吨提取，应提取安全费用108万元，实际提取并使用了542万元。
2018年矿井停产。
2019年矿井进行技改建设，安全费用按工程造价的2.5%提取，2019年度矿井计划投资896.5万元，计划提取22.41万元，截止2019年10月20日实际提取使用96.8万元。
近几年安全投入主要用于以下方面：
1、对采掘工作面进行物探，并根据物探结果实施钻探，为采掘工作面安全开采提供保障；2、改善现场安全环境，不断推广采用新技术，更新改造矿井陈旧设备，提高矿井抗灾应变能力。
（四）安全事故分析
为改善生产现场安全环境，提升煤矿企业安全文化，幸福煤矿做了大量的工作，从员工培训，更新工作面支护工艺，对提升、运输、供电、排水设备逐步进行更新，矿井安全性大大提高。
2015年-2018年，幸福煤矿出现伤亡事故，百万吨死亡率为0；并消灭了运输、提升、顶板、瓦斯、煤尘、水害等重大事故。
二、安全生产存在的主要问题
（一）煤矿各生产系统现状
1、矿井开采系统：
矿井开拓方式为斜井开拓方式，新建主斜井，副斜井和回风斜井。
新建主斜井落底+970m水平，担负全矿井的煤炭、材料、设备和矸石运输及进风、行人等任务；副斜井落底+1133m水平，通过暗斜井落底至+970m水平，主要担负进风、行人等任务。
回风斜井为专用回风井兼作紧急安全出口。
全矿划分为两个水平，三个采区开采，即+750m水平、+575m水平。
+750m标高以上划分一采区、+750m～+575m划分二采区，+575m～+400m划分三采区。
2、矿井通风系统：
矿井通风方式为中央并列式，地面安装了两台FBCDZ6№15/2×55kw型防爆对旋轴流风机，通风方法为抽出式通风。
掘进工作面采用局扇压入式通风，采面工作面设计为U型负压通风。
3、矿井排水系统：
采用二级排水，主井底车场+1133m水平建设有井底水泵房及主副水仓，装备有DF155-30×6/3台、D85-45×4/2台，两趟φ159mm²排水管，一趟209mm²应急排水管；采区水泵房建设在+970m采区下部车场处建设有采区水泵房及主副水仓，装备有DF155-30×7/2台、D85-45×6/1台，两趟φ159mm²排水管；矿井正常涌水量为197.3m3/h，最大涌水量为344.3m3/h，水泵、水管排水能力能够满足生产和应急需要。
4、矿井供电系统：
为双回路高压下井供电，I回：
来自福泉市牛场镇牛黄变电站10KV线路，Ⅱ回来自福泉市牛场镇牛独变电站10KV线路，安装2台KS9—400/10/0.4型变压器供地面空压机、主斜井绞车、污水处理等设备使用，安装2台KS9—800/10/0.69型变压器为生产动力供电，安装2台KS9—100/10/0.4型变压器专供地面风机房供电，井下局部通风机供电由地面主配电房660V双回路入井，井下掘进供风实现了“三专两闭锁”且自动切换。
风井双回路供电，并自备两台12V135AG型500KVA和400KVA柴油发电机。
5、矿井运输系统：
矿井采用斜井开拓，串车提升，原主斜井采取JTPB1.6×1.2型绞车，主井底车场设有井底车场和运输大巷采用CDXT-5型防爆特殊型蓄电池电机车作牵引，井下布置有采区绞车房和二采区绞车房，采区绞车房安装有JTP1.6×1.5型绞车，在+970m标高设采区下部车场并设置煤仓；二采区绞车硐室建设于二采区提升下山上部+972.5m标高，安装有JTPB-1.2×1.0提升绞车作辅助运输，安装有一部架空乘人装置。
6、安全六大系统
矿井监测监控系统采用KJ90NA型、人员定位采用KJ251型，实现双回路供电、双机互备。
矿井压风自救系统：
装备有FHOGD-132F型和FHOGD-75F型2台空压机，入井主管为φ108mm、支管为φ50mm。
矿井通信系统：
内部采用SW2000-H交换机实现井上下通信联络，对外联络采用专用手机和电信网络。
矿井供水施救系统：
地面设有2×300m³水池通过主管为φ108mm、支管为φ50mm供应井下各作业面。
紧急避险系统：
在主井+1133m水平设有50人永久避险硐室。
与瓮安救援队有限公司签订了矿山救护服务协议，并设有兼职矿山救护队。
（二）安全生产存在的主要问题
1、由于矿井原有运输系统巷道长，断面小，不满足矿井30万吨/年生产能力的生产需要，设计在地面副斜井+1278m新建主斜井，并更换原回风斜井主要通风机。
2、矿井水文地质条件复杂，需要进行水害治理。
3、根据《贵州省人民政府关于煤炭工业淘汰落后产能加快转型升级的意见》（黔府发[2017]9号）要求，矿井需要进行智能化升级改造。
4、为夯实矿井安全生产基础，深入细致排查治理隐患，矿井需要进行隐蔽致灾因素普查治理。
三、企业安全改造规划
1、运输系统改造：
新掘主斜井780m，主斜井（新建）净断面13.4m2，掘进断面14.8m2，明槽开挖段采用混凝土碹支护，岩性正常段采用锚网喷支护，井筒内铺设宽800mm、DTⅡ（A）型胶带输送机，担负矿井人员、排水、煤炭的运输，同时担负进风、管线铺设任务。
2、通风系统改造：
现有2套FBCDZ6№15/2×55防爆轴流式主要通风机通风能力不能满足技改后生成的需要，需更换选用两台FBCDZ65-8-№25型矿用隔爆型对旋轴流式通风机，以及配套四台YBFe-355L1-8防爆型电机（185kW、660V）。
3、水害治理：
地面进行水文地质钻孔补勘，井下防治水治理和水文动态监测系统。
4、智能化升级改造：
采煤机械化，采用高档普采，选用MG2×70/325-BWD型双滚筒采煤机一部，其主要技术参数:
截深:
0.95m～1.9m、采高:
0.85～1.9m、总功率：
325kW，滚筒直径：
1.2m；截深：
630mm，牵引速度：
0～6.86m/min，采用液压无极调速系统来控制采煤机牵引速度。
掘进机械化：
采用综掘，选用EBZ160掘进机一部，其主要技术参数:
截深:
0.8m、采高:
1.0～1.55m、电机功率:
310kW、牵引速度:
0～4.9m／min、供电电压：
1140V。
矿井安全监控系统改造，新增污水处理、消防供水监控、矿井压风监控、通风机系统、主运输胶带监控、排水系统、信息引导及发布系统、井下中央变电所监控、地面（井下）工业电视摄像机等相关设备和系统。
5、隐蔽致灾工程普查治理：
进行水、火、瓦斯、煤尘、顶板等隐蔽致灾因素普查治理。
四、申请项目的技术方案
（一）安全改造的必要性
我矿为“贵州省煤矿企业兼并重组工作领导小组办公室贵州省能源局文件《关于对贵州恒睿矿业有限公司煤矿兼并重组实施方案（第二批）的批复》（黔煤兼并重组办[2015]107号）、《关于划定贵州恒睿矿业有限公司福泉市高石乡幸福煤矿（兼并重组）矿区范围的通知》（黔国土资审批函〔2018〕1444号））”文件批复的兼并重组主体矿井，实施升级改造为30万吨/年生产能力，所以，实施安全改造项目势在必行。
（二）安全改造项目技术方案的选择
1、运输系统改造：
新掘主斜井780m，主斜井（新建）净断面13.4m2，掘进断面14.8m2，明槽开挖段采用混凝土碹支护，岩性正常段采用锚网喷支护，井筒内铺设宽800mm、DTⅡ（A）型胶带输送机，担负矿井人员、排水、煤炭的运输，同时担负进风、管线铺设任务。
2、通风系统改造：
现有2套FBCDZ6№15/2×55防爆轴流式主要通风机通风能力不能满足技改后生成的需要，需更换选用两台FBCDZ65-8-№25型矿用隔爆型对旋轴流式通风机，以及配套四台YBFe-355L1-8防爆型电机（185kW、660V）。
3、水害治理：
地面进行水文地质钻孔补勘，井下防治水治理和水文动态监测系统。
4、智能化升级改造：
采煤机械化，采用高档普采，选用MG2×70/325-BWD型双滚筒采煤机一部，其主要技术参数:
截深:
0.95m～1.9m、采高:
0.85～1.9m、总功率：
325kW，滚筒直径：
1.2m；截深：
630mm，牵引速度：
0～6.86m/min，采用液压无极调速系统来控制采煤机牵引速度。
掘进机械化：
采用综掘，选用EBZ160掘进机一部，其主要技术参数:
截深:
0.8m、采高:
1.0～1.55m、电机功率:
310kW、牵引速度:
0～4.9m／min、供电电压：
1140V。
矿井安全监控系统改造，新增污水处理、消防供水监控、矿井压风监控、通风机系统、主运输胶带监控、排水系统、信息引导及发布系统、井下中央变电所监控、地面（井下）工业电视摄像机等相关设备和系统。
5、隐蔽致灾工程普查治理：
进行水、火、瓦斯、煤尘、顶板等隐蔽致灾因素普查治理。
（三）安全改造项目技术方案的描述
1、运输系统系统改造
新掘主斜井780m，主斜井（新建）净断面13.4m2，掘进断面14.8m2，明槽开挖段采用混凝土碹支护，岩性正常段采用锚网喷支护，井筒内铺设宽800mm、DTⅡ（A）型胶带输送机，担负矿井人员、排水、煤炭的运输，同时担负进风、管线铺设任务。
2、通风系统改造：
现有2套FBCDZ6№15/2×55防爆轴流式主要通风机通风能力不能满足技改后生成的需要，需更换选用两台FBCDZ65-8-№25型矿用隔爆型对旋轴流式通风机，以及配套四台YBFe-355L1-8防爆型电机（185kW、660V）。
3、水害治理
（1）水害治理项目现状
根据中矿鑫航（北京）矿业咨询有限公司2017年12月提交的《贵州恒睿矿业有限公司福泉市高石乡幸福煤矿（预留）资源储量核实及勘探报告》，矿区地下水以大气降水补给为主，地下水补给为辅，开采地段内大部可采煤层位于当地排泄基准面+1040m以下，吴家坪组第二段岩溶含水层为直接顶板充水水源；下伏茅口组岩溶含水层为直接底板充水水源；上覆长兴组、大冶组岩溶含水层和也为间接顶板充水水源。
（2）水害治理项目治理目标及主要内容
①治理目标
排除水害威胁，保证安全开采。
②主要内容
施工水文地质钻孔，进行抽水试验，确定茅口组静止水位、水头压力。
（3）水害治理项目安全改造方案
在划定矿区范围底部水平处施工水文地质钻孔，进行抽水试验，确定茅口组静止水位、水头压力。
4、智能化升级改造
1）综合机械化改造技术方案
（1）采煤工作面
本矿地质构造较简单，煤层赋存稳定，煤层厚0.90～2.36m，平均厚1.32m，煤质中硬，顶板砂质泥灰岩，底板为粉砂质泥岩，顶底板条件较好不易垮落和底鼓。
根据地质条件及煤层赋存情况，选择采用走向长壁后退式高档普采的采煤方法，全部垮落法管理顶板。
根据顶底板岩性、煤层赋存状况和矿压资料，确定采煤工作面选用如下设备:
①采煤机
选用MG2×70/325-BWD型双滚筒采煤机一部，其主要技术参数:
截深:
0.95m～1.9m、采高:
0.85～1.9m、总功率：
325kW，滚筒直径：
1.2m；截深：
630mm，牵引速度：
0～6.86m/min，采用液压无极调速系统来控制采煤机牵引速度。
②转载机
选用SZB－630/40型转载机，运输能力400t/h，电压等级660V，功率40kW。
③工作面刮板运输机
选用SGB630/150C型可弯曲刮板输送机。
其刮板输送机的设计长度为150m。
功率为2×75kW，输送量为250t/h。
④乳化液泵站
选用BRW—80/20型乳化液泵站，其主要技术参数：
公称流量：
80L/min、公称压力：
20MPa、电机功率37kw、电压等级：
660v、数量：
2泵1箱。
⑤变电站
增加两台KBSG-800/10/0.69kV型矿用隔爆干式变压器供井下生产用电和增加2台KBSG-200/10/0.69kV型矿用隔爆干式变压器供井下局扇之用，另增加综采综掘进移动配电设备；选用KBSGZY-500/6移动变电站一台，QJZ-300/1140控制开关2台、KBZ-400/1140馈电开关一台，向工作面运输机、采煤机供电。
KBSG-315/6型干式变压器1台、KBZ-400/660馈电开关一台，向转载机供电。
选用QBZ-80/660低压开关2台（其中1台备用），用以工作面1#、2#乳化液泵供电。
（2）掘进工作面
本矿地质构造较简单，煤层赋存稳定，煤层厚0.90～2.36m，平均厚1.32m，，煤质中硬，顶板砂质泥灰岩，底板为粉砂质泥岩，顶底板条件较好不易垮落和底鼓。
根据地质条件及煤层赋存情况，选择采用走向长壁后退式高档普采的采煤方法，全部垮落法管理顶板。
我矿目前处于建设阶段，根据矿井地质条件以及顶底板岩性、煤层赋存状况和矿压资料，确定该面选用如下设备:
①综掘机
选用EBZ160掘进机一部，其主要技术参数:
截深:
0.8m、采高:
1.0～1.55m、电机功率:
310kW、牵引速度:
0～4.9m／min、供电电压：
1140V。
②皮带转载机
一采区运输下山选用DTⅡ（A）型输送机，B=800mm，Q=250t/h，α=21°，L=744mV=2.5m/s，阻然钢丝绳芯胶带强度ST1250；功率N=2×185kW（电压660V）电机型号：
YB3-4，N=185kW；减速器型号：
ZSY500-31.5,i=31.5；逆止器型号：
NFA40；液压拉紧装置型号：
DYL-01-6/80。
③刮板运输机
选用SG620/40T型刮板运输机一部，其主要技术参数：
运输能力:
150T／h、链速:
1.1m／s、电机功率:
40kw、供电电压：
660v。
④变电站
选用KBSGZY-630KVA移动变电站一台，QJZ-300/1140控制开关4台、KBZ-400/1140馈电开关一台，向工作面运输机、掘进机供电。
KBSG-100KVA型1台、KBZ-400/660馈电开关一台，向转载机供电。
（3）新增设备及设施
①采面设备配置
采面设备配置表
序号
设备名称
设备型号
台数
电压V
容量KW
使用地点
1
双滚筒采煤机
MG2×70/325-BWD
1
660
1101工作面
2
刮板输送机
SZB－630/40
1
660
1101工作面
3
乳化液泵站
BRW—80/20
1
660
4.0
1101工作面
4
隔爆型干式变压器
KBSG—800/10/0.69KV
2
10000
1101工作面
5
隔爆型干式变压器
KBSG—200/10/0.69KV
2
10000
18.5
1101工作面
6
移动变电站
KBSGZY—500/6
1
6000
1101工作面
7
控制开关
QJZ—300/1140
2
1140
40
1101工作面
8
馈电开关
KBZ—400/1140
1
1140
1101工作面
9
干式变压器
KSBSG—315/6
1
6000
1101工作面
10
低压开关
QBZ—80/660
1
660
11
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