某煤矿技改项目工程可行性研究报告.docx
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某煤矿技改项目工程可行性研究报告
第三章工程分析
通过分析工程建设内容，本次技改工程具有以下特点：
1）本次改扩建工程是通过在9#煤层新开5、6采区，采用综合机械化放顶煤工艺，使生产能力增加至900kt/a。
于现有工业广场西南1.0km处新建风井工业广场，新建一座风井（包括风峒、风机房、配电室、高位水池等）。
2）经核算，原萁斗提升方式不能满足技改要求，拟将其改为大倾角皮带机输送。
变电站主变压器更换为3150KVA，其余地面生产设施仍利用现有设施。
3）段王煤化有限责任公司经过两次改造，主要生产区和辅助生产区、行政福利区、居住区划分布置合理功能齐全。
技改工程所使用的公辅设施如供水、供暖系统使用现有设施，不再增加和改建。
3.1现有工程概况
3.1.1企业概况
3.1.1.1企业基本情况
该矿是我省“六五”期间国家投资扩建的重点煤矿，2000年3月改制后隶属于寿阳县段王煤化有限责任公司。
该矿井始建于1956年，1958年投产，初期生产能力50kt/a。
1980年经省计委批准扩建，设计能力450kt/a，1992年4月由原省煤炭厅及有关部门验收，正式移交生产。
段王煤矿矿井井田面积18.9869km2，地质储量205750kt，可采储量143232kt。
批准开采煤层为6#、8#、9#、11#、15#和15#下煤层，主要可采煤层9#、11#、15#和15#下煤层。
现有工程概况见表3-1。
地理位置详见图3-1。
3.1.1.2现有工程平面布置
现有工程分生产区和生活、办公区，分别布置在307国道南、北侧。
生产区沿公路南侧山前布置。
靠近公路侧为铁路专线和装车筒仓。
沿东西向分别为变电站、主、副斜井、机修车间、生产调度、灯房、食堂、浴室、锅炉房和仓库和坑木加工等。
炸药库建于东南侧山坡处。
平面布置情况见图3-2。
表3-1现有工程概况一览表
序号
项目
单位
指标
1
井田面积
km2
18.9869
2
地质储量
kt
205750
3
可采储量
kt
42453
4
煤质
贫瘦煤、瘦煤、贫煤
5
批准开采煤层
6、8、9、11、15、15下号煤层
6
现开采煤层
9#
7
生产规模
kt/a
450
8
采煤方法
炮采
9
开拓方式
斜井～竖井开拓
10
职工人数
人
1035（全公司）
11
生产制度
年工作日300天，两班生产，一班准备，每班8小时
3.1.2工程分析
矿井现开采采区为三、四采区，开采9#煤层，部分探采8#煤层，6#煤层由于古空破坏区较多，且煤层厚度较小，现已不进行开采。
9#煤三采区已接近采完，回采工作面正由三采区向四采区转移。
3.1.2.1井田开拓、开采
1）开采方法
矿井现采用斜井----竖井多水平开拓方式，现生产水平为＋950水平，开采水平设于9#煤底板岩层中。
2）主井、副井
（1）主斜井：
斜长292m，井筒倾角25°10′，担负矿井提升任务。
提升方式为双钩箕斗提升，箕斗载重6t，核定提升能力616kt/a。
（2）副斜井：
付斜井斜长460m，井筒倾角25°，担负矿井提矸、人员运输、下料任务。
提升方式为双钩串车，采用1t矿车提升。
核定提升能力1060kt/a。
（3）回风立井：
位于主、副斜井东北部。
安装两台轴流式风机，核定通风能力550kt/a。
另外，在井田东北部建有三、四采区回风斜井。
3）通风：
矿井应按高瓦斯矿井管理。
为中央边界抽出式，现有主通风机两台，通风能力550kt/a。
瓦斯抽出量三采区为4.5m3/t，四采区11.7m3/t，全矿井6.08m3/t。
掘进工作面配局扇。
4）井下运输：
大巷及采区上山运输皮带运输。
井底车场及大巷采用煤矿防爆特殊型蓄电池电机车辅助运输，采区上山辅助运输采用绞车。
大巷运输设备核定能力997kt/a。
3.1.2.2地面生产及辅助系统
1）生产系统
生产系统工艺流程见图3-3。
图3-3主井生产系统工艺流程图
井口煤仓容量45t，矿井选矸楼内安装有一套重力筛选设备，筛选后，原煤经胶带输送机直接卸入储煤场。
储煤场容量45kt，配备一台推土机辅助作业。
2）原煤储存
现有工程原煤储存分为一座装车筒仓和一个露天堆场。
其中90%的原煤经筒仓装火车后外运。
其余10%于露天堆场由装载机装汽车外运。
矿井装车筒仓直径16m，高42m，容量为4500t。
储煤场面积为3000m2。
3.1.2.3原煤外运
矿井原煤外运主要依靠铁路外运，部分由公路外运。
段王铁路专用线从石太线寿阳车站分出支线，全长23km。
矿上设有装车点，装车点线路长800m，装车有效长度450m，一次装载为半列车，约装1500t，筒仓阀门装车，小时装车能力1000t/h，原煤外运能力为900kt/a。
3.1.2.4辅助设施
1）矿井机修厂
矿井机修厂位于工业广场东部，厂房总建筑面积1810m2。
2）坑木加工房及仓库
坑木场占地面积1500m2，配备园锯、带锯等设备。
矿井库房总占地面积1770m2。
3）供热
（1）井筒保温：
2台ZR5000型2t热风炉供井筒防冻用热。
分别布置，配备多管除尘器，设计除尘效率90%，燃烧废气由15m烟囱排放。
（2）生活用热：
生活区：
配备有一台6t采暖锅炉供生活区采暖用热，配备多管除尘器+多功能脱
硫除尘器，除尘效率90%，脱硫效率60%，燃烧废气由35m烟囱排放。
工业广场：
现有二台4t（一开一备）和一台2t蒸汽锅炉，用来供工业广场采暖
及洗浴等用热。
布置于同一锅炉房，各配备一台XZD/G-Φ578型牛角旋风除尘器，燃烧废气由30m烟囱排放。
4）供排水
（1）水源
该矿现有一口深井，供水量700m3/d。
现有工程实际用水量约为450m3/d，其中生活用水200m3/d，生产和消防用水250m3/d。
（2）用、排水
矿区在三、四采区设有采区水仓，在三采区上山北端设有净压水仓供井下洒水使用，另一部分由水泵排至井底中央水仓。
中央水仓存水由主水泵经排水钻孔直接排至地面。
据调查，现有工程矿井水、生活污水未经处理直接外排至南河。
现有工程用排水情况见图3-4。
生活区生活用水
排放
水塔
加压泵房
水源井
矿区生产用水
高山水池
井下生产用水
沉淀池
井下排水
排放
图3-4现有工程用排水情况
5）供电
电源来自寿阳县段王35KV变电站35KV专线，矿井地面建有一座35KV变电站，井下设中央变电所和采区变电所。
3.1.3现有工程污染物治理及排放情况
3.1.3.1大气
1）锅炉房
目前煤矿所有锅炉均燃用本矿9#原煤，原煤使用量为7260t/a。
原煤煤质情况见表3-2。
表3-2原煤煤质一览表
指标
硫分（Sa.d）
挥发分（Vdaf）
灰分（Ad）
发热量（Qgr。
v。
d）
含量（%）
1.09
18.15
25.59
34.27MJ/kg
2004年12月10～12日，本次评价对现有工程大气污染源进行了现状监测。
监测结果见表3-3。
由监测结果可知：
（1）ZR5000型2t热风炉：
烟尘排放浓度为914.3mg/m3，超标排放，使用的多管除尘器除尘效率仅有33.8%；SO2排放浓度为1089.5mg/m3，超标排放。
（2）DZH2-1.25-A2型2t蒸汽锅炉（手烧）：
烟尘排放浓度为998.285mg/m3，超标排放，使用的牛角旋风除尘器除尘效率仅有22.5%；SO2排放浓度为1402.5mg/m3，超标排放。
（3）DZW4-10-A3型4t蒸汽锅炉：
烟尘排放浓度为1238.47mg/m3，超标排放，使用的牛角旋风除尘器除尘效率仅有13.6%；SO2排放浓度为1325.44mg/m3，超标排放。
（4）SZL6-1/95/70-A2型6t采暖锅炉：
烟尘排放浓度为354.43mg/m3，超标排放，使用的多管除尘器+多功能脱硫除尘器除尘效率为83.2%；SO2排放浓度为881.51mg/m3，脱硫效率为57.7%，达标排放。
2）原煤输送、转运
现有工程原煤出井后的输送、转运均采用封闭式原煤皮带机通廊，较好的控制了原煤输送过程煤尘的产生。
3）原煤处理
原煤出井后入选矸楼，经手选矸石后经皮带机入装车筒仓或露天储煤场。
筛分系统未采取粉尘治理措施。
4）原煤储存露天堆场未采取封闭措施，储煤场面积为3000m2，最大堆煤量为6万吨。
经计算，储煤场扬尘产生量为14.3t/a。
现有工程大气污染物排放情况见表3-4。
表3-3现有工程大气污染物现状监测结果（2004年12月10～12日）
编号
污染源
源型
除尘器
排放参数
除尘前
除尘后
除尘、脱硫效率
排放达标情况
烟气量
（Nm3/h）
排气筒高度（H=m）
烟尘
SO2
烟尘
SO2
1
2t热风炉
多管除尘器
5729
15m
浓度
（mg/Nm3）
1294.01
1089.5
排放浓度
（mg/Nm3）
914.35
除尘：
33.8%
超标
产生量
（kg/h）
7.40
6.24
排放量
（kg/h）
4.9
2
DZH2-1.25-A2
2t蒸汽锅炉
（手烧）
旋风
除尘器
4139
30m
浓度
（mg/Nm3）
1272.15
1402.5
排放浓度
（mg/Nm3）
998.29
除尘：
22.5%
超标
产生量
（kg/h）
5.227
5.80
排放量
（kg/h）
4.05
3
DZW4-10-A3
4t蒸汽锅炉
旋风
除尘器
8309
30m
浓度
（mg/Nm3）
1476.47
1325.44
排放浓度
（mg/Nm3）
1238.47
除尘：
13.6%
超标
产生量
（kg/h）
12.32
11.01
排放量
（kg/h）
10.64
4
SZL6-1/95/70-A2
6t采暖锅炉
多管除尘器
+
脱硫除尘器
15201
35m
浓度
（mg/Nm3）
1837.45
1810.94
排放浓度
（mg/Nm3）
354.43
881.51
除尘：
83.2%
脱硫：
57.7%
烟尘超标
SO2达标
产生量
（kg/h）
27.84
27.53
排放量
（kg/h）
4.68
11.64
表3-4现有工程大气污染物排放量
污染源
除尘方式
排放浓度（mg/m3）
排放量（t/a）
备注
烟（粉）尘
SO2
烟（粉）尘
SO2
2×2t热风炉
多管除尘器
914.35
1089.5
23.52
28.03
冬季：
16h/d计
2t蒸汽锅炉
旋风除尘器
998.29
1402.5
10.8
15.17
全年：
8h/d计
4t蒸汽锅炉
旋风除尘器
1238.47
1325.44
25.53
27.32
冬季：
16h/d计
6t采暖锅炉
多管除尘器+
脱硫除尘器
354.43
881.51
9.69
48.24
冬季：
16h/d计
其它：
8h/d计
原煤堆场
14.3
原煤筛分
53.2
合计
137.04
3.1.3.2废水
根据2002年9月该公司年产2万t/a新概念型焦试验项目（该项目至今处于停产状态）污染源监测结果，现有工程废水污染物排放情况见表3-5。
表3-5现有工程废水污染物排放情况
序号
污染源
排水量
m3/h
污染物浓度（mg/l）和排放量（t/a）
PH
SS
COD
BOD5
NH3-N
硫化物
石油类
1
办公住宅区生活污水
16.69
7.34
98.67
184.33
62.8
10.80
0.83
22.00
2
矿区生活污水
4.41
7.55
29.00
107.7
50.6
6.18
0.19
3.63
3
矿井废水
12.5
7.41
35.50
448.55
56.3
0.96
0.14
3.38
4
混合后污水
33.6
7.43
66.03
272.57
58.78
6.53
0.49
12.66
5
排放标准
6～9
70
100
20
15
1.0
5
6
达标情况
√
√
×
×
√
√
×
7
排放量
33.6
15.97
65.94
14.22
1.57
0.12
3.06
由上表可知，各污染物中，除COD、BOD5及石油类超过排放标准外，其它污染物均满足有关标准要求。
现有工程水平衡分析见图3-5。
3.1.3.3固体废物
1）矸石：
原煤出井后先入选矸楼，矸石经运矸轨道由矿车运至矸石堆场堆存。
矸石堆场位于储煤场南侧荒沟沟口位置。
据现场调查，目前该矿矸石大部分外售，厂区未见大量堆存。
2）锅炉炉渣：
现有工程耗煤量为7260t/a，炉渣产生量约为1850t/a，运至寿阳县垃圾处置场填埋。
3）生活垃圾：
现有工程职工人数为1035人，按每人每天产生生活垃圾0.5kg计，现有工程生活垃圾产生量约188t/a，运至当地垃圾处置场填埋，厂区内设封闭式垃圾箱。
图3-5现有工程水平衡分析（m3/h）
现有工程固体废物排放情况见表3-6。
表3-6现有工程固体废物排放情况
序号
固废名称
产生环节
产生量（t/a）
现有工程采取的处理措施
排放量（t/a）
1
矸石
原煤拣选
18000
外售
5000
2
锅炉炉渣
锅炉
1850
运至寿阳县垃圾厂处理
1850
3
生活垃圾
生活办公
188
运至寿阳县垃圾厂处理
188
合计
3.1.3.4噪声
现有工程噪声污染来源主要为坑木加工房设备噪声，风机房、锅炉房鼓风机运行噪声以及运输噪声，噪声级见表3-7。
表3-7现有工程主要噪声源噪声级
序号
噪声源位置
产噪设备
噪声值dB（A）
1
坑木加工房
电锯
90~120
2
锅炉房
风机
85~95
3
风机房
风机
110
4
公路
运煤汽车
65~85
5
铁路
火车
80~120
3.1.3.5生态环境
现有工程运行过程中，均要按照有关规定在井田内村庄及307国道均布置有保安煤柱，经调查了解，目前未见造成房屋裂缝和道路损坏。
但在采区范围内部分农田已产生地表裂缝，位于井田东中部，为三四采区开拓范围，包括农田和山区荒地，涉及面积约90亩，其中部分农田已于97年进行了恢复性治理。
近年来产生的地表裂缝约30亩尚未进行治理。
据现场踏勘，地表裂缝与沉陷相伴而生。
地表裂缝达数十条，长约数米及30m不等，宽约20cm左右。
杜家庄村出现了无可开采浅层地下水问题，企业采用提供供水资金方式进行补偿，居民现采用四轮小车运水，吃水比较困难，评价要求铺设管路，解决居民吃水困难。
3.1.4关于“新概念焦”的补充说明
2002年段王煤化有限责任公司为了调整产业结构，走煤炭深加工的道路，采用山西千禧型焦科技有限公司和山西省化工设计院联合研究开发的“TC”新概念型焦新工艺，建设年产2万吨新概念特级铸造焦示范项目。
该工艺为两步干馏炼焦，首先将弱粘煤进行预干馏，然后与瘦煤、煤泥粘结剂配合后磨碎，加入煤焦油粘结剂，搅拌均匀挤压成型，最后进行高温干馏生产特级铸造型焦，焦炉煤气经过间接冷却脱硫净化后，送至公司煤矿锅炉房作为清洁燃料。
目前由于生产、工艺等问题该项目目前仍未投入生产，从实际情况的了解，该项目已无法完成，所以本次环评不对此进行深入介绍。
3.1.5现有工程主要环境问题及环评提出的“以新带老”方案
综上所述，现有工程经多年开采，但仍存在一定的环境问题。
不能满足目前煤矿生产管理以及环境保护的要求，须通过本次技改的“以新带老”措施完成治理，现有工程主要环境问题如下：
1）原煤堆场为露天，不满足有关环保要求；
2）原煤装车采用铲车，扬尘现象较为严重；
3）现有锅炉所配备的除尘器运行过程中除尘效率较低，造成烟尘和SO2超标排放，且烟囱高度不满足有关标准要求；
4）厂区地面及道路硬化严重不足，运输车辆行驶、人员流动及有风天气造成严重的扬尘污染，地面积聚灰尘约20cm，卫生条件较差，无任何有效的抑尘措施；
5）生活污水和矿井水未经处理直接外排；
6）矸石运至堆场对厂后采取高坡倾倒方式，不符合有关环保要求；
7）厂区绿化率较低，仅为7%；
8）井田范围内的地表沉陷。
评价提出以下“以新带老”措施。
具体见表3-8。
表3-8环评提出的“以新带老”方案
序号
产污环节
“以新带老”方案
备注
1
废
气
工业场地
硬化、绿化。
使绿化率达到30%以上。
定时打扫地面灰尘
2
运输道路
道路硬化，配备洒水车，道路绿化带建设。
3
热风炉
更换除尘器，烟囱高度满足有关标准要求
4
锅炉
更换高效脱硫除尘器，烟囱高度满足有关标准要求
5
原煤装卸
加强原煤转载点的防跌落及防止扬尘措施
6
原煤堆场
原煤堆场建抑尘网
7
废水
矿井排水
结合技改工程实施，配套矿井水处理装置，加强综合利用。
生活污水
二级生化处理装置
8
噪声
汽车、火车
加强管理
9
坑木加工
加装消声吸声材料、隔声门窗
10
固废
锅炉及生活炉灶
现有倾倒的炉渣进行覆土、压实等合理处置，结合技改工程实施。
11
矸石
送矸石沟合理填埋。
结合技改工程实施
12
生态
地表沉陷
对井田范围内的裂缝进行恢复性治理
13
地下水
采用铺设管路方法从根本上解决杜家庄村民吃水困难
3.2技改工程概况
3.2.1技改工程建设内容及与现有工程的衔接
段王煤化有限责任公司经过两次改造，地面生产系统已趋于完善，主要生产区和辅助生产区、行政福利区、居住区划分布置合理功能齐全。
生产系统及储运能力能够满足900kt/a能力的要求；矿井辅助设施如机修车间、坑木加工房等设备完善、齐全，能满足技改后矿井生产要求。
本次矿井技改项目主要包括新建一座回风立井，另外包括采煤工艺及一些生产设施的改造，如六采区采用综合机械化采煤工艺，改建提升系统等。
技改工程内容及与现有工程衔接情况见表3-9。
3.2.2资源条件及井田概况
3.2.2.1井田境界
表3-9工程主要建设内容列表
序号
系统名称
现有生产设施
技改工程方案
建设地点
1
井筒
现有主副斜井、回风立井、三、四采区风井功能不变
新建回风立井工业广场，包括风峒、风机房、配电室、高位水池等，保证五、六采区进风
位于现有工业广场西侧1.0km，占地面积5亩
2
开采方式
四采区仍采用炮采方式
新增五、六采区，采用综合机械化放顶煤工艺
3
生产能力
保留300kt/a生产能力
新增生产能力600kt/a
4
煤种煤质
6#、8#、9#、11#、15#原煤，瘦煤，技改工程主采9#煤层
5
工程投资
3635.93万元
6
提升方式
将萁斗提升改为大倾角皮带机
7
地面生产设施
利用现有设施
现有工业广场
8
储煤场
利用现有储煤场
9
运输系统
利用现有装车筒仓及铁路运输系统
10
辅助生产设施
利用现有设施
11
供电
更换主变压器（3150KVA），新建采区变电所、风井工业广场配电室
12
供水
六采区矿井水处理系统于新风井工业广场建设
13
供热
利用现有设施
14
建设工期
24月
15
服务年限
122.4年
16
职工定员
605人
17
工作制度
年工作日300天，炮采工作面两班生产；掘进工作面三班生产
寿阳县段王煤矿井田属于沁水煤田盂县、寿阳区。
其井田境界由10点坐标连线圈定，基本呈方形，东西宽约4.2km，南北长约4.5km，面积18.9869km2。
具体见表3-10。
表3-10井田境界坐标
点号
坐标
点号
坐标
1
X=4204525
Y=19670500
6
X=4204460
Y=19675000
2
X=4200700
Y=19670500
7
X=4204460
Y=19674150
3
X=4201000
Y=19671000
8
X=4205170
Y=19674150
4
X=4200500
Y=19674000
9
X=4205170
Y=19671252
5
X=4200500
Y=19675000
10
X=4204525
Y=19671252
3.2.2.2井田地质
1）井田地层
井田为半掩盖地区，新生界分布广泛，基岩出露于冲沟之中，由北向南地层由老到新出露，奥陶系峰峰组、石炭系本溪组、太原组零星出露于井田以北冲沟中，二叠系山西组、下石盒子组在井田北部零星分布，井田中部及南部冲沟和两侧出露二叠系上石盒子组。
2）井田地质构造
井田位于沁水煤田的西北端，阳曲—孟县纬向构造带南翼。
井田总体构造为一走向近东西，倾向南的单斜构造，地层倾角一般为6~12º，局部受断层影响倾角可达19º。
在此背景上又发育着次一级的褶曲，褶曲轴向呈东西向展布，两翼多不对称，向斜北翼陡南缓，北斜轴部开阔，倾角平缓。
（1）井田内褶曲分布有：
潘沟背斜：
位于潘沟村北，幅度约47m，井田内延伸4000m左右
放马沟向斜：
位于井田以东放马沟村南，幅度约50m，井田内延伸约1500m
南张芹向斜：
位于井田西部南张芹村东，幅度约50m，井田内延伸2000m。
（2）井田内断层稀少，均为正断层，全井田见断层共10条，断层落差2~35m。
主要断层为：
F12正断层：
位于放马沟村北，落差25m左右，井田内延伸1200m左右。
F9正断层：
位于安公坡村北，落差20cm，延伸长度320m。
（3）井田
柱状陷落较发育，现已证实的陷落共63个，由于地表黄土掩盖较多，地标出露仅4个。
陷落规模大小不一，一般为圆形、椭圆形，大者长轴可达224m，小的长轴仅10m，其赋存规律为多分布于井田边缘附近和断层褶曲发育部位。
由于其发育且分布规律不明显，给矿山的规划、开采带来困难。
总体来说，井田内构造复杂类型属中等类型。
3）水文地质
井田主要的含水层为：
（1）奥陶系中统石灰岩岩溶含水层组
井田内奥灰埋深一般为200~600m，处于中深~深埋区。
据资料，矿区水位标高为710~750m。
井田奥灰水处于娘子关泉域的深循环径流区。
（2）石炭上统太原组石灰岩溶隙及砂岩裂隙含水层
井田内无出露，埋深一般100~500m。
据邻区资料推测井田本含水层富水性弱。
（3）二
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