鑫瑞120万吨矿井施工组织设计.doc
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1、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公司位于吕梁市临县林家坪镇村北,其地理位置为:东经11052441105514,北纬373731373817,行政区划隶属于临县林家坪镇管辖。该矿邻近有离(石)碛(口)公路通过,矿区距离石市区30km,于离石市区附近与临(县)太(原)干线公路连接,至离石市西南3 km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公司为资源整合项目,由原山西新民二矿煤焦有限公司、临县宇航煤业有限公司和临县新民煤焦有限公司整合而成,整合后矿井生产能力1.2
2、Mt/a,是由南京设计院设计,矿井初步设计报告于2011年5月完成,矿井地质报告已于2010年11月12日由山西省煤炭工业厅以晋煤规发20101434号文予以批复。根据山西省煤矿企业兼并重组整合方案及晋煤重组办发【2009】23号文批复,由原山西新民二矿煤焦有限公司、临县宇航煤业和临县新民煤焦有限公司整合而成山西离柳鑫瑞煤业有限责任公司。山西省国土资源厅2010年4月28日下发的采矿许可证,证号为C1400002009111220045894,批准开采29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
3、拐 点 坐 标 表 1980年西安坐标系(1)X=4167151.50 Y=19489229.50(2)X=4167011.50 Y=19489629.51(3)X=4167011.50 Y=19490379.51 (4)X=4167346.50 Y=19490549.51(5)X=4166971.50 Y=19491594.52(6)X=4167361.51 Y=19491754.52(7)X=4167011.51 Y=19492179.53(8)X=4167011.51 Y=19492929.53(9)X=4165951.50 Y=19492929.54(10)X=4165951.49 Y
4、=19489229.511954年北京坐标系:(1)X=4167200.00 Y=19489300.00(2)X=4167060.00 Y=19489700.00(3)X=4167060.00 Y=19490450.00(4)X=4167395.00 Y=19490620.00(5)X=4167020.00 Y=19491665.00(6)X=4167410.00 Y=19491825.00(7)X=4167060.00 Y=19492250.00(8)X=4167060.00 Y=19493000.00(9)X=4166000.00 Y=19493000.00(10)X=4166000.00
5、 Y=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公司井田西北邻中吕煤业有限责任公司碛口煤矿,北邻山西临县华烨煤业有限公司、三兴煤焦有限公司,西南邻山西柳林鑫飞下山峁煤业有限公司。井田范围内有原苏家坡煤矿,该矿批准开采4、5号煤层,立井开拓,在4号煤层井田已基本采空,2002年关闭。另外,据调查4号煤层在井田北部及东部有小窑破坏区,其中东部发现有关停小窑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,井下每天三班作业,其中:两班生产、一班检修,每天净提升时间16h。地面按“三八”制考虑,每天三班作业,
6、每班工作八小时。(二)、矿井设计生产能力根据晋煤重组办发【2009】23号文批复,重组整合后的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/AK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/(1201.4)=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.
7、6a。三.设计总工程量, 主要技术经济指标及建井工期1.总工程量依据批准的矿井初步设计,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m13080巷道掘进总体积m3231712.2万吨指标m109土建工程工业场地建筑总体积m36052.8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、主要技术经济指标(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;(
8、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:初期投产开采的4号煤层采用综采采煤法;(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)、职工在籍总人数: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
9、面积:约16041m2。(14)、主井工业场地围墙内占地5.54 hm2,副井工业场地围墙内占地面积2.05 hm2,辅助生产工业场地围墙内占地面积2.0 hm2。(15)、矿井总投资:70961.9万元,吨煤投资591.35 元;(16)、主要财务指标: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到120万吨/年的设计能力,结合矿井施工工程的地质条件和施工队伍的实际施工水平,确定本矿井施工工程的施工进度
10、指标如下: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 由于施工条件已具备,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 矿井开拓方式及井巷布置一矿井开拓方式:依据初步设计经多方案反复比较后,确定本矿井采用竖井斜井开拓,可充分利用已有的工业场地,全矿井生产环节少,系统简单,维修方便的优势。二、水平及采区划分矿井开拓布置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。
11、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、大巷布置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)。四主要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
12、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,主要担负矿井矸石、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,主要担负矿井回风任务,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号煤层布置,四采区运输大巷沿8号煤层布置,净宽5 m,净高3m,净断面积17.8m2,采用锚网喷支护。5辅运大巷:长3443.8米(新掘),沿8号煤层布置,净宽5m,净断面积19.8m2,采用锚网喷支护。 6回风大巷:长32
13、16.2米,沿9号煤层顶板布置,净宽 5.2m,净断面积21.0m2,采用锚网喷支护,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1井口坐标北京坐标系Xm41661074166181.64166098.5Ym1949005519492129.519490195.3西安坐标系Xm4166060.0954166133.14166050Ym19489990.64019492059.1194901252井口设计标高m+840+901+8633井筒倾角906904井筒净宽/直径m5565井壁材料表土段砼砼钢筋砼基岩段锚喷锚喷砼7.井底车场及硐室:(一)、井底车
14、场型式根据矿井开拓开采方式及辅助运输方式,矿井辅助运输采用无轨胶轮车运输,管道立井担负敷设管路及进风任务。管道立井井底车场布置图。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1井底车场巷道197.222.54437.083.644.18.5136.215192上、下组煤主变电所80.020.5820.029.813.82.446.03上、下组煤主水泵房80.027.01080.059.843.84.4108.04上、下组煤井底水仓535.09.92327.5103.764.018.4186.45管子道258.3207.513.42
15、6.51.341.26消防材料库2023.3466.016.329.53.249.03127主立井井底清理撒煤平巷125.012.71587.568.750.07.3126.095885号煤仓清理撒煤斜巷168.012.72133.678.563.48.4150.3128895号煤仓2058.11010.0156.410合 计1250.214069.1999.54077(二)、车场水平标高根据井田内煤层赋存条件及矿井开拓方式,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+8
16、50m水平,与下组煤辅运大巷连接。(三)、井底车场硐室1、硐室根据生产及安全需要,井底车场设如下硐室: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、容量目前,主立井井底布置1个井底煤仓,该煤仓为已有的斜煤仓,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。煤仓仓壁采用混凝土砌碹支护,厚度400mm,铺底采用辉绿石,粘贴固定,规格300mm400mm30mm,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,布置在管道立井+680m水平西侧,与主
17、排水泵房联合布置,采用混凝土砌碹支护,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,布置在管道立井井底+610m水平西侧,与主排水泵房联合布置,采用混凝土砌碹支护,巷道净宽4.6m,净断面15.2m2,硐室长40m。上组煤排水系统布置在管道立井井筒+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1800 m3,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,水仓采用机械清理方式。 下组煤排水系统布置在管道立井
18、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2400 m3,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,水仓采用机械清理方式。 为满足泵房人员设备安全,主排水泵房的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)、井底车场主要巷道支护方式和支护材料上、下组煤井底车场巷道及硐室布置在煤层顶板岩石中,上、下组煤主变电所、主排水泵房、水仓等硐室采用混凝土砌碹支护
19、,其余硐室及巷道采用锚喷支护方式。第三节 主要生产系统工艺流程及设备选型 一主要生产系统工艺流程 附:矿井主要生产系统工艺流程图矿井主要生产系统工艺流程图 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.各系统主要机电设备选型:(一)、通风设备选用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)、排水设备选用3 台MD280-653型多级泵,均配YB2-4004-4 280kW 10kV 1480r/min矿用防爆电动机,正
20、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D2737排水管路。正常涌水量时排水时间为15.04h,最大涌水量时的排水时间为15.04h。(四)、压缩空气设备在利用现有1台MM-110型空压机的基础上,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110kW 380V,每台排气量19.2m3/min,排气压力0.85MPa。(五)、采、掘设备采煤选用MG300/730-WD2采煤机。顶板支护:工作面上下端头各采用3架ZTP7000/18/40型端头液压支架进行支护,工作面超前支护采用DXC35-200/10型单体柱配DFB4200型型钢梁支护
21、,超前支护距离暂按20m考虑。掘进设备:综掘工作面配备EBZ-160TY型半煤岩掘进机及其配套的转载机、可伸缩带式输送机,MQT120型顶锚杆机、FBD-8.0/230型对旋轴流局部通风机等设备。掘进工作面设备配备见下表。掘进工作面设备配备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3掘进转载机JZP-100A10台3掘进胶带输送机SSJ-1000/160160台2顺槽综掘用掘进胶带输送机SSJ-800/9090台1大巷综掘用湿式除尘器SCF-737台2混凝土搅拌机安-5.5台1大巷综掘用混凝土喷射机HPHC-55.5台1大巷综掘用局部扇风机FBD-8.0/2
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