常村第00章总论

常村煤矿扩建工程初步设计总论中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司1总论0.1概述常村井田位于沁水煤田东部中段，地处太行山脉中段西侧、山西省上党盆地西部，南距长治市30km，行政区划属山西省长治市郊区屯留县所辖。矿井工业场地位于208国道（太洛线）西侧，北渔泽、南渔泽、北浒庄三个村庄之间。常村矿井原设计生产能力4.00Mt/a，服务年限88年。矿井于1983年11月经国家计委批准开始筹建，1985年7月破土动工，1995年9月建成投产。2005年核定生产能力为6.00Mt/a，2005年实际生产原煤6.22Mt。其开拓方式为立井平开拓，开采水平+520m。原煤具有低灰、低硫、发热量高等特点，主要产品为十四级混煤、洗块煤、喷吹煤，十四级混煤是低硫、低灰、高发热量优质动力用煤，主要用于发电行业，洗块煤具有低灰、低硫磷、热稳定性好、限下率低等特点可用于化工造气等行业，新开发的高炉喷吹煤具有低硫磷、高发热量，可磨性、燃烧性好等特点，可与无烟煤混合喷吹，也可单独喷吹，经首钢、鄂钢、武钢等试用，是很好的高炉喷吹用煤，也是优质的烧结用煤，广泛用于炼焦、喷吹、气化、水泥、陶磁、玻璃、电石等行业。产品质量稳定可靠，1997年十四级混煤曾出口日本，受到外商好评。2006年5月，根据常村煤矿的委托，我公司编制完成了《山西潞安环保能源开发股份公司常村煤矿扩建工程可行性研究报告》。2006年8月，潞安集团公司组织有关部门对可研报告进行了审查，并形成了《常村煤矿1000万吨/年扩建工程可行性研究方案审查》会议纪要（【2006】45号）。2006年9月，常村煤矿委托我公司编制《山西潞安环保能源开发股份公司常村煤矿二水平延深工程初步设计》。为了将常村煤矿二水平延深工程初步设计工作顺利完成，常村煤矿抽调矿上相关专业技术人员组成二水平设计小组，结合矿井生产实际情况对二水平延深提出了自己的技术方案。2006年11月，常村煤矿和华宇公司先后两次对设计常村煤矿扩建工程初步设计总论中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司2方案进行了沟通，就设计中相互有关的技术原则达成了共识。在此基础上，2006年12月完成了该项目的初步设计的编制工作。2007年1月，潞安矿业（集团）有限责任公司总工办对初步设计进行了初步审查，并以（潞矿总便字【2007】1号）形成《关于常村煤矿二水平延深初步设计的初审意见》，根据审查意见，我公司2007年3月对初步设计作补充说明。2007年3月23日，潞安矿业（集团）有限责任公司由任润厚董事长主持，对初步设计进行了审查，公司总工办以（潞矿总字【2007】182号）形成《关于常村煤矿+470m水平开拓延深初步设计方案的批复》。根据潞安集团公司的审查意见，2007年5月，常村煤矿委托我公司编制《山西潞安环保能源开发股份公司常村煤矿扩建工程初步设计》。要求矿井规模按8.0Mt/a（3号煤），+470m水平开拓必须考虑下组煤的开采，与下组煤开采同步设计，根据下组煤的资源条件和用户市场适时开发。0.2编制设计的依据1.山西潞安环保能源开发股份有限公司常村煤矿扩建工程初步设计委托书（见附录一）。2.山西省144煤田地质勘探队《山西省屯留县沁水煤田潞安矿区常村精查勘探区地质报告》（1979年）及批文。3.山西煤矿设计院《山西省潞安矿务局常村矿井初步设计》（1985年）。4.煤炭工业太原设计研究院《山西潞安环保能源开发股份公司常村矿井西坡风井初步设计安全专篇》（2005年）。5.2006年5月北京华宇工程有限公司编制《山西潞安环保能源开发股份公司常村煤矿扩建工程可行性研究报告》。6.2006年8月潞安集团公司会议纪要【2006】45号《常村煤矿1000万吨/年扩建工程可行性研究方案审查》（见附录四）。常村煤矿扩建工程初步设计总论中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司37.2006年12月北京华宇工程有限公司编制《山西潞安环保能源开发股份公司常村煤矿二水平延深工程初步设计》。8.潞安集团总工办便函（潞矿总便字【2007】1号）《关于常村煤矿二水平延深初步设计的初审意见》（见附录六）。9.潞安集团公司文件（潞矿总字【2007】182号）《关于常村煤矿+470m水平开拓延深初步设计方案的批复》（见附录七）。10.常村煤矿提供的其它有关资料。11.设计考察组在现场踏勘过程中收集到的资料。12.《煤矿安全规程》。13.《煤炭工业矿井设计规范》。14.《煤、泥炭地质勘查规范》(DZ/T0215-2002)。15.《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》。16.《矿井通风安全装备标准》（MT/T5016-96）。17.《矿井抽放瓦斯工程设计规范》(MT5018-96)。18.《煤炭工业矿井初步设计编制内容(试行)》。19.国家工程建设强制性条文及有关煤炭的相关政策和法规。0.3设计指导思想最大限度利用地面现有建、构筑物设施，井下现有井巷工程；最大限度减少对生产的影响，以经济效益为中心，以安全可靠的采掘运设备为保障，以现代化管理模式为手段，确保将该矿井水平延深成生产系统和环节布局合理，技术先进，设备可靠，水平延深工期短，经济效益佳，并能与现有各系统衔接顺畅，配套协调，以使常村煤矿成为更安全、高产、高效之现代化矿井。常村煤矿扩建工程初步设计总论中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司40.4设计主要特点及主要技术经济指标0.4.1设计的主要特点0.4.1.1建设规模及工作制度矿井设计生产能力为8.00Mt/a（3号煤），净增4.00Mt/a。年工作日330d，每天3班作业，2班生产，1班准备，日净提升时间16h。考虑到井下工作条件比较恶劣，采掘工作面的劳动强度较大，为保证采掘工人的身体健康，适当减少采掘工人的劳动时间，采掘工作面采用每天四班作业、每班六小时的“四六”工作制度。0.4.1.2矿井储量及服务年限常村井田位于潞安矿区北区的西部，井田南北走向长平均约17.0km，东西倾斜宽平均约7.4km，面积107.3818km2，其中3号煤层划拨郭庄煤矿11.86km2，3号煤层实际开采面积95.5218km2。截至2005年底，全井田煤层地质资源量（331＋332＋333）级为865.62Mt，其中3号煤层地质资源量（331＋332＋333）级为716.01Mt。由于15-3号煤层受奥灰水威胁，且硫分的含量超过3％，所以不计入矿井可采储量，经计算，矿井设计可采储量为337.65Mt，其中一水平130.87Mt，二水平206.78Mt。考虑储量备用系数1.3后，矿井服务年限32.5a。其中一水平：30.0a；二水平33.8a。0.4.1.3井田开拓常村煤矿扩建工程采用斜～立井混合开拓方式，开采水平标高+470m。在矿井原工业场地布置主斜井，在原工业场地以西约3.5km新增王村副井场地，场地内布置2个立井，即副立井和回风立井。0.4.1.4大巷布置结合3号煤层的赋存特征、地面建构筑物的位置及压煤情况、初期工作面位置、年推进度以及辅助运输方式等因素，设计采用一组大巷开拓+470m水平3号煤层，每组大巷均为5条巷道，间距50m，分别为胶带输送机大巷、进风大巷、辅助运输大巷和2条回风大巷。大巷除辅助运输大巷按3‰坡度穿层布置，其余4条大巷基本沿3号煤层布置。常村煤矿扩建工程初步设计总论中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司50.4.1.5采煤方法井田含煤地层为下二迭系山西组及上石炭系太原组，主要可采煤层为位于山西组中下部的3号煤层，煤层平均厚度6.09m，结构简单，夹石1～3层，夹石厚0.1～0.3m，仅个别孔（1009号孔）夹石变厚达0.75m。煤层直接顶板多为灰黑色粉砂岩或泥岩，厚0~9m。底板多为深灰色粉砂岩、细粒砂岩。煤层瓦斯含量高，为高瓦斯矿井，常村煤矿自投产以来，3号煤没有发生过煤层自燃现象，煤尘有爆炸危险性。本矿井自1995年9月建成投产建成投产以来，先后采用过分层综采、放顶煤综采、等采煤方法，通过几年来的开采实践，逐步摸索出适合本矿井煤层特点的放顶煤综采。本次水平延深新增N5和S7采区，也开采山西组的3号煤层，确定采用综采放顶煤采煤方法。常村煤矿煤层瓦斯含量较大，为高瓦斯矿井。为增加工作面有效通风断面，尽量加大工作面的风量，有效冲淡工作面的瓦斯，降低工作面的瓦斯含量，提高工作面单产和煤炭资源的回收率，工作面支护选用大采高的ZF7000/19.5/38四柱支撑掩护式底开后门插板型低位全开式放顶煤支架，工作面割煤选用MGTY400／930－3.3D型型电牵引双滚筒采煤机，前后溜选用SGZ960/2×700型可弯曲刮板板输送机，运输顺槽选用运量2300t/h，带宽1400mm的SSJ1400/3×400型顺槽可伸缩胶带输送机。工作面采煤高度为3m，放煤高度为2.81m，采放比为1:0.94。0.4.1.6井下运输井下大巷煤炭运输系统采用胶带输送机，以达到连续化、自动化，保证运输环节畅通。由南、北翼胶带大巷到主立井2号井底煤仓的东西向的东翼胶带运输大巷为整个矿井的主要运煤大巷，采用带宽1.4m的钢丝绳芯带式输送机，运量2200t/h；北翼胶带大巷采用带宽1.4m的钢丝绳芯带式输送机，运量2000t/h。人员、材料及设备运输：重型设备、材料及长管材由平板车经王村副立井罐笼运至井底车场，在井底换装站换装后由单轨吊运至各使用地点；人员由工业场地副立井下到井底后换乘架空行人器至工作地点。0.4.1.7矿井通风及瓦斯抽放扩建后新建的王村场地布置副立井、回风立井2个立井井筒，共同担负矿井扩建后常村煤矿扩建工程初步设计总论中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司6+470m水平的回风任务，+470m水平为一相对独立的通风系统。即+470m水平通风系统为王村副立井进风，王村回风立井回风的中央并列式通风系统。王村回风立井风量365m3/s，最小负压h=1336Pa；最大负压h=2434Pa。通风设备：设计推荐选用ANN-3584/1600N型矿用轴流式通风机2台，1台工作，1台备用。每台通风机配1台高压异步电动机(1500kW、6kV、745r/min)。采用停机反转反风，反风量大于正常风量的40%，满足规程、规范的要求。根据全矿井采区接替计划，+470m水平投产12.1a后，将布置两个综放工作面，产量将达到400万t，届时王村回风立井将不能满足整个+470m水平通风，需要矿井南翼的曲庄村风井投运（主要服务S9采区）。瓦斯抽放：根据矿井的瓦斯赋存状况、矿井瓦斯涌出量预测计算和矿井通风设计，鉴于3号煤层瓦斯含量较高，只进行煤层抽放难以达到效果，为保证矿井安全生产，设计，采用以本煤层瓦斯抽放为主、采空区抽放（裂隙带抽放）为辅，预抽与边采边抽、边掘边抽相结合的抽放瓦斯方法，以减少工作面的瓦斯涌出量，确保工作面的正常生产。0.4.1.8提升系统1.主井提升系统扩建后在原工业场地新布置一主斜井，和原有的主立井共同承担煤炭提升任务。主斜立井担负原煤提升任务，主斜井带式输送机主要参数为：斜长L＝1810m，倾角α＝16°，运量Q＝1700t/h,带宽B＝1.4m，速度v＝5m/s,输送带为St5400N/mm（阻燃），驱动装置为专用变频电动机（6kV、1600kW）三台、减速器H3SH23－31.5（稀油站冷却、速比i=31.5）型三台，配SIMENS中压变频器（2000kVA/6kV）三台，采用尾部重锤车式拉紧装置。2.副井提升系统扩建工程在王村场地布置副立井，主要担负人员、材料、设备等的升降任务，井筒直径7.5m，装备一套非标设计的3t矿车双层多绳罐笼＋平衡锤，冷弯方管罐道，单一水平提升，提升高度475m。设计选用进口落地式多绳摩擦轮提升机1台，其摩擦轮直径4.6m、最大静张力900kN、最大静张力差200kN。配交-直-交变频低速直联同步电动机（1700kW、35r/min）1台，提升机电控装置选用交-直-交变频电控成套装置。常村煤矿扩建工程初步设计总论中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司7最大班作业时间4.45h。0.4.1.9矿井排水+470m水平正常涌水量300m3/h，最大涌水量500m3/h