矿井开拓延伸设计方案

神华集团乌达矿业公司五虎山煤矿

9#、10#、12#煤层开拓延伸设计

前言

乌达矿业公司五虎山煤矿是国家六十年代投资建设的年设计能力150万吨的大型矿井。该矿井1970简易投产，1983年达产，1990年产量曾突破200万吨。三十年来，五虎山矿共生产煤炭2316.1万吨。

2000年五虎山矿进行技术改造，技改后的矿井主采4#、7#煤层，主产品是低硫精煤、电煤。截止2003年6月，技改后圈定的4#、7#煤层可采储量约为365.4万吨，按年产150万吨计，只能维持二年多，矿井接续紧张。

五虎山矿井开拓延伸涉及的煤层是9#、10#、12#。根据乌达矿区煤层分布及开采状况看,苏海图矿主采12#、13#、15#煤层，已没有9#、10#煤层，黄白茨矿现主采9#煤层，但储量有限，只能开采2年，五虎山矿井9#、10#煤层可采储量约1837.3万吨。9#、10#煤层虽然属高硫煤，但灰分低，发热量高，经市场调研，高硫煤市场前景是明朗的，具有开采价值。本次矿井开拓延伸方案主要设计开采9#、10#、12#煤层，其中先期开采9#、10#煤层，后期开采12#煤层，矿井设计能力可提升至240万吨/年。

第一章矿井概况

第一节地理位臵、交通

五虎山煤矿位于内蒙古自治区乌海市境内，为贺兰山北部煤田乌达矿区的一部分。包兰铁路、110国道从乌达矿区东侧通过。矿区铁路专用线在包兰铁路的乌海西站接轨。区内有乌达通至巴音浩特和吉兰泰等地区的主要公路。

第二节地质概况

五虎山矿井范围拐点坐标：

1：X=4376543 Y=36384241；

2：X=4376553 Y=36380481；

3：X=4376296 Y=36380464；

4：X=4374958 Y=36381152；

5：X=4374110 Y=36381610；

6：X=4372800 Y=36382371；

7：X=4372800 Y=36383131；

8：X=4371973 Y=36383446；

9：X=4372303 Y=36383601；

10：X=4372303 Y=36383921；

11：X=4372813 Y=36383981；

12：X=4372953 Y=36384101；

13：X=4375453 Y=36384491；

14：X=4376553 Y=36384241；

井田走向长4.5KM，倾斜长2.5KM，面积为11.5665平方公里。

井田地质构造北部简单，南部较复杂，北部呈单斜构造，倾角10°左右，南部呈一向斜构造，倾角为20°～30°。井田内的断层以逆掩断层或逆断层为主，于主要断层两侧往往伴生有波状褶曲，中部有F37、F38断层组，南部有几个辐射状断层。断层落差除乌达逆掩断层达200～600m外，其它一般均在10～20m。

井田内共有煤层24层，可采煤层14层，煤层总厚度36.5m。其上部煤系地层为下二迭系山西组，含煤8层（1#2#、3#、4上、4#、5#、6#、7#）可采5层(1#、2#、4#、6#、7#)下部煤系地层为石炭统、太原群，含煤16层可采9层（8#9#、10#、12#、13上2、13#、15#、16#、17#）。井田内原始能利用储量3.06亿吨，其中可采储量2.3亿吨。截止2002年底，井田保有储量1.8亿吨，可采储量1.4亿吨。

井田内7#煤层以上,煤质属1/3JM，8#煤层全部9#、10#煤层局部属FM，其余下部煤层属于JM。原煤灰分除4#煤层大于30%外，其余煤层均小于30%，各煤层发热量均大于20.5MJ/kg。

五虎山矿井属低瓦斯矿井，2002年矿井瓦斯鉴定结果

CH4和CO2相对涌出量分别为2.41m3/T和2.80m3/T。井田深部局部煤层和地段瓦斯涌出异常，涌出量较高。各煤层根据地质钻孔资料，煤尘爆炸指数均大于30%，有爆炸危

险。

井田水文地质比较简单，主要煤系地层含水不大。根据水文地质资料和近年来矿井的涌水实测结果分析，矿井生产时正常涌水量为53m3/h，最大为100m3/h。

第三节原设计概况

五虎山矿井1965年由北京煤炭设计研究院设计，设计生产能力为150万吨/年，服务年限为107年。设计采用斜井开拓，分两个水平开采。一水平标高+1100，二水平标高+950，水平分界线为+1025。一水平地质储量为2.14亿吨，服务年限75年，二水平地质储量为0.92亿吨，服务年限为32年。

一水平井底车场布臵在4#煤层底板岩石中，由南北主要运输大巷、石门与盘区巷道相联接。矿井设计开采方式为盘区石门上下山开采。盘区双翼走向长度1000m。开采顺序自上而下，两翼交替回采。采煤方法为单一走向长壁全部垮落法。

原矿井采用中央压入式通风。主要通风机型号为70B-No25型，电机功率800kw，新风由进风立井经南、北主要运输大巷进风，污风从各盘区轨道上山排至地面，井下运输采用石门装车，电机车牵引矿车运至井底煤仓经主井皮带运往地面。

根据生产需要，五虎山矿2000年以盘区合并，加大盘

区走向长度为重点，对矿井原生产，通风系统进行了必要的技术改造。

在井底车场开凿暗斜井，与7#煤层轨道上山以车场进行连接。主井延伸124m通过煤仓及皮带联络巷与7#层皮带上山相连，中盘区4#、7#层上山南翼拟布臵走向长度2000m和1500m的工作面。4#层上山北翼已采完，7#层上山以北与五采区之间能布臵走向长度为350m的工作面。

矿井通风方式为分区抽出式。主要通风机型号BDK-8-No24，电机功率160×2kw，为实现4#煤的分装分运，从工业广场地表掘4#层运输反斜井，至东石门4#煤仓，地面配套建有跳汰选煤厂，洗选4#煤。

第二章矿井开拓延伸设计

第一节矿井开采现状

五虎山矿技改后设计生产能力保持150万吨/年，服务年限12年，经圈定7#层工作面可知，7#层南翼被地方小窑侵蚀，小井越界进入大井井田500m之多，致使煤量损失严重，服务年限骤减。

从1999年初至2003年6月，4#煤储量除大井动用外因小井开采和地质条件、火区影响而减少。中盘区4#层已圈定范围内，还可布臵２个工作面，406和408两个工作面由于留井底车场保安煤柱需提前停采，目前圈定范围内的地质储量为277万吨。其中可开采储量为168万吨。

中盘区6#煤层属开采不经济煤层。7#煤层因工作面走向

长度减小而损失的地质储量为148.5万吨。中盘区7#层上山北翼可布臵走向长度350m的工作面2个。南翼还可布臵三个走向千米的工作面，已圈定的7＃煤层地质储量为324万吨，可采储量为197.4万吨。

矿井技术改造后圈定范围内的4#、7#层剩余的地质储量总计为601万吨，其可采储量为365.4万吨。按150万吨/年计,只能维持二年多。

矿井通风，在技改初期，采用分区抽出式通风，后由于4#煤上部火区影响，中盘区主要通风机采用压入式供风，五采区主要通风机仍然是抽出式，矿井形成两套相对独立的通风系统。

第二节矿井开拓延伸的必要性

一、矿井正常生产接续的需要

近年来，由于井田周边地方小井的无序越界开采，使得中盘区4#、7#煤层南翼的工作面，其走向长度比原设计缩短500多米，煤炭储量损失严重，与4#、7#煤层技改所设计的服务年限差距甚远。现五虎山矿大井圈定范围内的4#、7#煤层的可采储量按150万吨/年的生产能力计算，只能维持二年多。而9#、10#、12#煤层开拓延伸的工程需二年多方能投入生产，所以矿井的接续问题十分紧张迫切。现在矿井正常生产的同时，加快施工开拓延伸工程，可实现上下组煤的正常接续，否则日后将面临停下生产搞延伸的境地。

二、适应市场的需要

考虑到高硫煤现有一定的市场，黄白茨矿的高硫煤储量只能维持2年，因此五虎山矿的9#、10#层可利用这个机会，及时开发，抢占高硫煤市场。

第三节开拓延伸设计方案

此次五虎山矿9#、10#、12#煤层开拓、延伸设计方案，改变以前盘区划分的界限，加大盘区走向长度、优化巷道布臵，在充分利用原有巷道和系统的基础上，本着技术可行、安全可靠、经济合理的原则提出本设计方案。

本方案暗斜井上部车场的开口选择在井底车场内，延伸见9#、12#煤层处各设下部车场与其轨道上山相连。主井从现在位臵继续延伸至15#煤层底板。以煤仓和皮带联络巷分别与10#、12#煤层皮带上山相通。盘区走向长度3000m，上下山布臵在井田中央，南北两翼各1500m，以利于集中生产。开拓延伸的通风系统与现在中盘区4#、7#煤层生产的通风系统相互独立，能保证开拓延伸工程始终不影响4#、7#煤层的正常生产。

本方案优点归纳如下：

一、从生产格局上看，上下山布臵在井田中央，南北两翼各为1500m，以利于均衡生产，随着五采区7#煤层,中盘区4#、7#煤层回采结束，北大巷、中盘区4#、7#上下山、380皮带巷及东石门等井巷可随之报废，有利于采面连续推进，可

实现高产稳产。

二、从经济上分析，该方案暗斜井延伸避开7#层暗斜井，可在不影响7#层正常生产的情况下，顺利实现上、下层的接续。并且随北大巷、东石门、380皮带巷等井巷的报废,可取消电机车运输，降低巷道维护及辅助运输费用。

三、从分装分运的情况来看，本方案增加了一条从主

井至4#层反斜井的皮带运输巷，充分利用反斜井和地面的跳汰洗煤厂，实现9#、10#层和12#层的分装分运，体现煤炭的优质优价，提高经济效益。

四、从安全上考虑，本方案井巷布臵较为合理，三个层位布臵在同一盘区内，主运输设备布臵在一条巷道内，运输环节少，设备利用率高，生产系统集中，便于管理，因而安全系数较高，有利于安全生产。

第四节开拓延伸设计

一、盘区巷道布臵

本次开延工程将所揭露的9＃、10＃、12＃煤层分成两个盘区，分别是9＃、10＃层为一个盘区；12＃层为一个盘区。

其中9＃、10＃层盘区在井田中央布臵四条上山巷道，三条布臵在9＃层，一条布臵在10＃层，分别是9＃进风上山，10＃皮带上山（进风）和两条9＃回风上山，形成两进两回。

12＃层盘区在井田中央布臵两条上山巷道，即12＃皮带上山和12＃轨道上山，形成一进一回。

两个盘区两翼的走向长度均为3000米，斜长为1500米。工作面走向长度1500米，斜长一般为180米，受构造影响的采面，局部地方小于该尺寸。

煤柱尺寸的确定：

采区边界：由采区边界线后退10米，

上山煤柱：一侧留20米，

区段煤柱：中——中20米。

二、采煤方法

（一）9＃、10＃、12＃煤层均采用走向长壁全部陷落采煤法。9＃、10＃层一次采全高；12＃煤层沿底留顶。

（二）落煤方法和顶板管理

9＃层工作面采用MG－250/600－1.1D机组和SGZ－764/400刮板机，配合ZY－35型液压支架进行采、装、运、支工作。

10＃工作面采用MG－375/150W机组和SGZ－630/220刮板机，配合轻型掩护式液压支架进行采、装、运、支工作。

12＃层工作面采用MG－300/700－WD机组和SGZ－764/630刮板机，配合ZZ4800/42/22型液压支架进行采、装、运、支工作。

三、生产系统

开拓延伸后9#、10#、12#煤层的主要生产系统如下：

一、运输系统：

1、运煤：9#、10#层：工作面→运输顺槽→皮带上山→盘区煤仓→主井皮带→4#皮带运输巷→4#反斜井→地面

12#层：工作面→运输顺槽→皮带上山→盘区煤仓→主井皮带→地面

2、运料：

地面→副井→轨道暗斜井→轨道上山→各采掘面或其它用料点

3、行人：地面→副井→井底车场→行人斜巷（猴车道）→9＃层进风上山（12＃层轨道上山）→各采掘面

二、供电系统

地面三万五变电所6KV→钻孔→暗斜井→轨道上山→盘区变电所→各配电点

详见五虎山煤矿9#、12#层设备选型及供电设计。

三、供排水系统：

利用新增的供排水设备及管道等，与大井原供排水系

统并网，供水利用地面水池采用静压供水，排水由盘区排至暗斜井下部水仓,然后排至井底水仓后，集中外排。

四、通风系统：

矿井采用抽出式通风，主井、付井进风，9#与12#煤层各设集中回风平巷和回风上山。三个层位同时生产时，安臵两套主要通风机，9#、10#层和12#层回风各自进入自己的回风井，分别排出地面。（9#层集回平巷由于受地质条件影响，需施工穿岩下山进入12#层，在12#层中布臵，但与12#层集回相互独立。）

矿井开拓延伸结束后，井下最多时安排3个综采工作面和6个掘进工作面同时生产;其中9#、10#层系统为两个综采

工作面,四个掘进工作面;12#层系统为一个综采工作面,两个掘进工作面。

由于9#、10#层系统和12#层系统回风相互独立,所以分别对两套系统进行风量分配计算,确定各自的风量。

根据临近矿井9#综采工作面的瓦斯涌出和配风经验，9#工作面配风应在2000m3/min以上，相应的10#工作面也不低于1000m3/min。掘进工作面距离较长，深部瓦斯涌出较大，每个掘进工作面配风500m3/min，每个变电所配风100m3/min,绞车峒室配风由Q其它解决。

9# 10#系统:

Q总=(∑Q采+∑Q备+∑Q掘+∑Q峒+∑Q其它) K通=8200m3/min 12#综采工作面配风1200m3/min,每个掘进工作面配风500m3/min,每个变电所配风100m3/min,绞车峒室配风由Q其它解决.

12#系统:

Q总=(∑Q采+∑Q备+∑Q掘+∑Q峒+∑Q其它)×K通=3800m3/min 矿井通风系数均按1.2选取。附矿井通风阻力计算：

根据以上风量分配和阻力计算；

9# 、10#层系统主要通风机选用BD-Ⅱ-8N026型,其风量范围89m3/s - 210m3/s,最高效率点风量140m3/s,高效区静压范围1402Pa - 4913Pa,可满足9#、10#系统通风的需要。

12#系统主要通风机选用BDK(Ⅲ) - 8 - N024型,风量范围75m3/s - 150m3/s,最高效率点风量100m3/s,高效区静压范围784Pa - 3038Pa,可满足12#系统通风的需要。

其通风线路为：

新风：

付井→轨道暗斜井→9#层进风上山→9#层运输顺槽→9#层工作面

主井→10#层皮带联络巷→10#层皮带上山→10#层运输顺槽→10#层工作面

主井→12#层皮带联络巷→12#层皮带上山→12#层运输顺槽→12#层工作面。

泛风：9#层工作面→9#层回风顺槽→9#层回风上山→9#层集回→9#层风井→地面

10#层工作面→10#层回风顺槽→9#层回风上山→9#层集回→9#层风井→地面。

12#工作面→12#回风顺槽→12#轨道上山→12#集回平巷→12#风井→地面

第五节开拓延伸后矿井生产能力及服务年限

按上述方案，矿井延伸后，主采煤层为9#、10#、12#煤层。其中9#属中厚煤层，煤层平均厚度3.21m，布臵综采工作面；10#煤层平均厚度2.3m,考虑10#煤层顶板的岩性，及与9#煤层的层间距不大等情况，10#煤层宜选轻型掩护式支架，使用综采；12#煤层属厚煤层，平均厚度4.64m，宜用综采。

开拓延伸完成的第二年，安排9#综采90万吨/年，12#综采50万吨/年，与7#同采，当年计划产量180万吨。第三

年延伸采面全部投入生产，其中9#综采90万吨/年，10#综采60万吨/年，12#综采90万吨/年，合计240万吨/年，以后每年按240万吨考核。

根据设计方案所圈定的9#、10#、12#煤层的可采储量为3364.9万吨，按240万吨/年的生产能力计算，矿井延伸后的服务年限为14年。

9#、10#、12#煤层储量汇总表

第六节产品质量预测

根据我矿和黄白茨矿的有关资料，如果9#煤10#煤以2∶1的比例配煤，作为动力煤以现在的市场行情，考虑硫分扣款后，售价为110元/吨，如果高硫洗精煤市场能够拓展，可生产高硫精煤和洗混煤，效益会更好些。

第三章矿井开拓延伸工程概算

本次矿井开拓延伸方案测算，其工程量及工程费用概算

分别见附表，设备费用见设备购臵明细表。

第四章投资估算及资金来源

第一节投资估算

固定资产投资估算：

本次开拓延伸工程施工工期24个月，根据开拓延伸方案，该项目从生产布臵、工艺技术和资金筹措等方面考虑，拟定新增固定资产投资方案如下：

固定资产投资3500万元，其中井巷工程1520万元，设备购臵1980万元。

第二节资金来源与筹措

矿井开拓延伸方案资金来源为从神华集团公司借入2000万元，自筹1500万元。

第五章经济效益分析

一、生产情况

矿井开拓延伸完毕移交生产后，第二年产量要达到180万吨，其中7#层普采40万吨，9#层综采90万吨，12#层综采50万吨/年;第三年安排240万吨，其中9#综采90万吨，10#

层综采60万吨，12#层综采90万吨，以后以第三年类推。

二、主要指标完成情况

1、产量：240万吨，成本产量240万吨。

2、销量：240万吨，均为外销。

3、售价：根据现有市场情况，外销110元/吨。

4、成本：53元/吨。

三、利润完成情况

1、销售收入26400万元，240万吨×110元/吨

2、销售成本12720万元。

3、销售税金及附加270万元。

4、劳动保险费523.4万元。

5、企业管理费516万元。

6、财务费用140万元。

利润总额12230.6万元。

注：本利润总额是指各年的平均经营成果，各年的经营成果在损益表中分别反映，计算过程中，原煤制造成本估算表、损益表、现金流量表及管理费用明细表等详见附表。

四、经济效益评估

本开拓延伸项目完成后，年销售收入26400万元，

销售成本12720万元，年利润总额12230.6万元，投资利润率350%，投资回收期0.3年，因此，该项目具有良好的经济效益及抗风险能力，在财务上是可行的。

固定资产投资估算表

附表单位：万元

矿井延伸方案井巷工程一览表1

矿井延伸方案井巷工程一览表2

原煤制造成本估算表