大河边煤矿（整合）初步设计

大河边煤矿（整合）初步设计

本次设计为大河边煤矿和红旗煤矿整合后的初步设计，保留大河边煤矿，关闭红旗煤矿，即整合后的大河边煤矿利用原有井下开拓系统和地面生产系统，关闭红旗煤矿所有井下生产系统，将红旗煤矿井下未开采资源与大河边矿合并在一起，由大河边煤矿统一开采，本次设计是根据矿井的生产情况结合整合后的资源情况，将整合后的矿井划分10个采区，首采31采区，对31采区已经形成的开拓开采系统进行科学性、合理性论证并补充完善，对已经安设的机电设备进行安全性和能力满足情况核实并补充完善，确保井下开采系统及设备设置符合国家相关规程规范对煤矿开采的合理性和安全性要求。对+1317m标高以上原南、北采区资源则是按照已批复的设计利用现有已形成在开拓开采系统在国家相关规程规范允许条件下进行开采，同时，地面生产系统和工业场地布置均利用原有经核定已经能满足90万吨/年的系统，本次设计不作阐述，31采区的接替采掘工程须在现有开采水平的南、北采区煤炭资源开采完成后进行。

总论………………………………………………………………………………………………………总-1

第一节项目的建设背景及本次设计范围总-1

第二节编制设计依据总-5

第三节设计指导思想总-8

第四节矿井建设条件评述总-9

第五节设计的主要特征总-11

第六节存在问题与建议总-18

第一章井田概况及矿井建设条件…………………………………………………………………1-1

第一节井田概况………………………………………………………………………………1-1

第二节矿井外部建设条件及评价…………………………………………………………1-6

第三节矿井资源条件……………………………………………………………………………1-8

第四节井田勘查程度及开采条件评价……………………………………………………1-28

第二章矿井资源/储量、设计生产能力及服务年限…………………………………………2-1

第一节井田境界及资源/储量………………………………………………………………2-1

第二节矿井设计生产能力及服务年限…………………………………………………2-15

第三章井田开拓…………………………………………………………………………………………3-1

第一节井田开拓及井口位置……………………………………………………………………3-1

第二节开拓部署…………………………………………………………………………………3-5

第三节井筒………………………………………………………………………………………3-11

第四节井底车场及硐室………………………………………………………………………3-16

第四章井下开采…………………………………………………………………………………4-1

第一节采区布置…………………………………………………………………………………4-1

第二节采煤方法及工艺……………………………………………………………………4-6

第三节 “三下”采煤及村庄搬迁规划……………………………………………………4-18

第四节巷道掘进及机械化…………………………………………………………………4-19

第五节矿井机械化…………………………………………………………………4-27

第五章井下运输…………………………………………………………………………………5-1

第一节煤炭运输方式及设备…………………………………………………………………5-1

第二节辅助运输方式及设备…………………………………………………………………5-15

第三节矿井车辆配备…………………………………………………………………………5-24

第六章通风与安全…………………………………………………………………………………6-1

第一节瓦斯资源分析…………………………………………………………………………6-1

第二节矿井通风…………………………………………………………………………………6-33

第三节矿井瓦斯灾害防治……………………………………………………………………6-47

第四节矿井火灾防治………………………………………………………………………6-70

第五节矿井粉尘防治…………………………………………………………………………6-93

第六节矿井水害防治…………………………………………………………………………6-110

第七节矿井热害防治………………………………………………………………………6-128

第八节矿井冲击地压灾害防治……………………………………………………………6-128

第九节矿山救护………………………………………………………………………………6-141

第十节矿井“六大系统”……………………………………………………………………6-146

第七章提升、通风、排水和压缩空气设备………………………………………………………7-1

第一节提升设备…………………………………………………………………………………7-1

第二节通风设备…………………………………………………………………………………7-18

第三节排水设备…………………………………………………………………………………7-21

第四节空气压缩设备…………………………………………………………………………7-36

第八章地面生产系统…………………………………………………………………………………8-1

第一节煤质及煤的用途……………………………………………………………………8-1

第二节煤的加工…………………………………………………………………………………8-15

第三节主、副斜井机械设备及布置…………………………………………………………8-18

第四节矸石和脏杂煤处理系统………………………………………………………8-18

第五节辅助设施…………………………………………………………………………………8-20

第九章地面运输…………………………………………………………………………………9-1

第一节概述…………………………………………………………………………………9-1

第二节标准轨距铁路………………………………………………………………………………9-3

第三节场外道路……………………………………………………………………………………9-4

第十章总平面布置及防洪排涝……………………………………………………………………10-1

第一节矿井地面总布置………………………………………………………………………10-1

第二节工业场地总平面布置…………………………………………………………………10-2

第三节其它场地布置………………………………………………………………………10-4

第四节工业场地防洪、排涝和竖向设计…………………………………………………10-6

第五节场内运输…………………………………………………………………………………10-8

第六节工业场地管线综合布置……………………………………………………………10-8

第七节工业场地绿化及美化………………………………………………………………10-9

第八节矿井建设用地………………………………………………………………………10-10

第十一章供配电系统…………………………………………………………………………………11-1

第一节供电电源…………………………………………………………………………………11-1

第二节电力负荷…………………………………………………………………………………11-1

第三节输变电…………………………………………………………………………………11-2

第四节地面供配电……………………………………………………………………………11-10

第五节井下供配电……………………………………………………………………………11-11

第十二章智能化系统…………………………………………………………………………………12-1

第一节统总体架构………………………………………………………………………………12-1

第二节安全、生产监控及自动化系统……………………………………………………12-2

第三节计算机管理信息系统………………………………………………………………12-12

第四节通信…………………………………………………………………………………12-14

第五节信号…………………………………………………………………………………12-15

第十三章地面建筑…………………………………………………………………………………13-1

第一节设计原始资料及建筑材料…………………………………………………………13-1

第二节工业建筑及构筑物………………………………………………………………13-2

第三节行政、公共建筑…………………………………………………………………13-5

第四节居民区…………………………………………………………………13-7

第十四章给水排水…………………………………………………………………………………14-1

第一节给水…………………………………………………………………………………14-1

第二节排水…………………………………………………………………………………14-11

第三节室内给水排水………………………………………………………………………14-13

第四节水量平衡………………………………………………………………………………14-13

第五节消防及洒水……………………………………………………………………………14-13

第十五章采暖、通风及供热…………………………………………………………………………15-1

第一节采暖…………………………………………………………………………15-1

第二节井筒防冻…………………………………………………………………15-3

第三节供热热源与供热设备……………………………………………………………15-4

第四节室外热力管网…………………………………………………………………15-4

第十六章节能、减排…………………………………………………………………………………16-1

第一节项目能源消耗………………………………………………………………………16-1

第二节节能措施及评价……………………………………………………………………16-1

第三节节水措施及评价……………………………………………………………………16-18

第四节减排……………………………………………………………………………………16-21

第五节节能减排指标综合评价……………………………………………………………16-25

第十七章劳动安全职业卫生与消防……………………………………………………………17-1

第一节危害因素分析……………………………………………………………………17-1

第二节主要防治措施…………………………………………………………………………17-2

第三节消防设施…………………………………………………………………………………17-6

第十八章环境保护及水土保持……………………………………………………………………18-1

第一节概述…………………………………………………………………………………18-1

第二节矿井建设期污染防治措施…………………………………………………………18-5

第三节矿井生产期污染防治措施及综合利用…………………………………………18-6

第四节生态环境保护措施……………………………………………………………………18-9

第五节机构设置及人员配置………………………………………………………………18-11

第六节专项投资及建议…………………………………………………………………………18-12

第十九章瓦斯综合利用……………………………………………………………………19-1

第一节矿井瓦斯综合利用方案……………………………………………………………19-1

第二节瓦斯发电…………………………………………………………………19-7

第三节电气系统……………………………………………………………………19-12

第四节设备布置……………………………………………………………………19-15

第二十章建设工期…………………………………………………………………………………20-1

第一节建设工期…………………………………………………………………………………20-1

第二节矿井安全质量标………………………………………………………………………20-4

第三节产量递增计划………………………………………………………………………20-4

第二十一章组织机构及人力资源配置…………………………………………………………21-1

第一节项目法人组建方……………………………………………………………………21-1

第二节管理机构组织方案和体系图…………………………………………………………21-1

第三节人力资源配置…………………………………………………………………21-2

第二十二章概算投资…………………………………………………………………………………22-1

第一节计算概算…………………………………………………………………………………22-1

第二节项目主要技术经济指标……………………………………………………………22-7

一、设计生产能力

大河边煤矿于1966年动工建设，设计生产能力60万吨/年，1970年12月简易投产，1979年达到设计能力。1993～1997年进行了改扩建(60万吨/年～120万吨/年)。改扩建时没有对主斜井（箕斗提升）进行改造，主提升能力没有达到120万吨/年的扩建要求，2006年矿井核定能力为90万吨/年，2007年的煤炭生产许可证中生产能力也确定为90万吨/年。

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《关于对贵州水城矿业股份有限公司主体企业兼并重组实施方案的批复》（黔煤兼并重组办〔2015〕34号），将钟山区大河镇大河边煤矿与邻近的钟山区大河镇红旗煤矿进行兼并重组，大河边煤矿为保留矿井，关闭红旗煤矿，兼并重组后大河边煤矿的生产规模为90万吨/年。因整合前原大河边煤矿生产能力为90万吨/年，整合后设计利用原大河边煤矿的开拓系统，因原大河边煤矿主斜井（箕斗提升）未改造，主提升能力仍为90万吨/年。

二、开拓开采

本煤矿作整合初步设计，目前矿井地面生产系统、井下生产系统、通风系统、瓦斯抽放系统、供电系统、提升运输系统、给排水系统、消防管路系统、压风系统、通讯系统、安全监测监控系统、人员定位系统等均已形成，因此，开拓系统在大何矿原有开采的基础上进行，工业场地不变。本次设计将整合后的井田划分为10个采区，在原大何矿开拓系统基础上进行设计，原大河边煤矿+1317m标高以上的主斜井、副斜井、回风斜井、行人平硐（行人暗斜井）、+1317m集中运输巷等均能利用或改造利用，主、副斜井平面位置往深部方向至+1150m标高，矿方已形成一个31采区系统。根据现场实际情况，已形成的31采区下山布置在煤系地层中，因顶底板岩性较松软，巷道维修率高，巷修成本高，因此，大河边煤矿（整合）对+1150m水平标高以下的41采区进行开采时，重新布置下山，即从+1317m标高延伸主、副、回风斜井作+1000m水平的三条下山，在+1000m标高处贯通并布置井底车场、水仓泵房等硐室，形成完整的开拓系统。在+1317m标高通过+1317北集中运输巷与主、副井系统联系，各采区从+1317m标高向上、向下在玄武岩中布置运输、轨道、回风三条上、下山至采区上限开采标高和+1000m标高、+750m标高，在+1000m、+750m标高通过排水大巷连接同水平的其他采区，统一排水。以乃河以北至井田边界的23采区、33采区，因其范围内煤层倾角较大（最大达40°），且采区范围小，走向长度短，按目前的开采技术水平，布置上下山开采，会导致上下山超出井田范围，因此23、33采区作为矿井最后开采资源，开采技术成熟时，再对其资源进行回采。

水平及采区划分：本矿井为生产矿井，矿井采用多水平开拓、采区上山大联合、区段集中巷的联合布置方式。第一水平为+1500m以上已于1997年开采完毕；第二水平为+1317m水平，分南、北2个采区生产；+1000m为第三水平。按矿井开拓巷道的布置和回风井服务范围，综合地质构造因素以及资源量等因素，本设计共划分为10个采区（不包括现有生产采区）。

采煤方法：走向长壁后退式采煤法、全部垮落法管理顶板。

三、矿井通风安全

1、矿井通风

根据井田煤层赋存条件和矿井开拓部署，整合开拓采用中央并列式通风方式，抽出式通风方法。

大河边煤矿布置有进风井和回风井，进风井有主斜井、副斜井和行人斜井，回风井有回风斜井。整合开采由运输下山、轨道下山进风，新鲜风流通过运输石门、轨道石门、运输顺槽至工作面（掘进面）；清洗工作面（掘进面）后的乏风经回风顺槽、回风石门进入回风下山回风，经过回风斜井排至地面。

井下各采煤工作面均利用矿井主要通风机全负压通风，各采掘工作面均设有独立的进回风系统，无串联通风。采煤工作面均采用上行通风。

、矿井瓦斯灾害防治与防突

矿井设置高、低负压双系统进行瓦斯抽采，高负压系统用于穿层钻孔预抽、本煤层预抽和解突，低负压系统用于采空区卸压抽放，

设计采用区域和局部两个四位一体综合防突措施进行防突。

、设计中对火灾、水灾、粉尘等灾害均设计了有效的防治措施。

四、主要设备选型

1、井下胶带运输设备

（1）井下延伸巷道新增带式输送机选型

①312机轨石门带式输送机选型：固定带式输送机，采用PVG整芯输送带，带强680N/mm、Q=400t/h、B=1000mm、L=430m、α=5‰、v=2.5m/s、电机功率75kW。经计算，矿上现有带式输送机DTL100/63-2×90，B=1000mm、v=2.5m/s、N=2×90kW满足选型计算结果，可以继续使用。

②31运输下山带式输送机选型：固定带式输送机，带强ST2000N/mm、B=1000mm、Q=400t/h、α=17°、L=665m，v=2.5m/s，矿用防爆电机Y3553-4、N=220W，减速器DCY500-40、i=40两台，传动滚筒直径1250mm包胶，液压拉紧装置DYL-01-6/20，张紧行程6m，最大张紧力20t，制动器YWZ5-400/121，电控采用矿用隔爆软启动器。

目前31运输下山第一区段所需运输长度为360m，矿上现有带式输送机DTL100/60-2×132，带强1000S，电机功率2×132kW。经计算，矿上现有带式输送机满足一区段（360m）的使用要求，后期根据运输长度增加更换为选型的带式输送机。

③S1317运输石门带式输送机选型：固定带式输送机，采用PVG整芯输送带，带强680N/mm、Q=200t/h、B=1000mm、L=583m、α=5‰、v=2.5m/s、电机功率90kW。经计算，矿上现有带式输送机DTL100/63-2×55，B=1000mm、v=2.5m/s、N=2×55kW满足选型计算结果，可以继续使用。

④1317集中运输巷带式输送机选型：固定带式输送机，采用PVG整芯输送带，带强680N/mm、Q=400t/h、B=1000mm、L=24m、α=5‰、v=2.5m/s、电机功率15kW。经计算，矿上现有带式输送机DTL100/63-2×55，B=1000mm、v=2.5m/s、N=2×55kW满足选型计算结果，可以继续使用。

（2）井下原有巷道继续使用的带式输送机

①1500运输巷带式输送机，采用PVG整芯输送带，带强1000N/mm、Q=400t/h、B=1000mm、L=80m、α=0°、v=2.5m/s、电机功率75kW。

②小倾角下山带式输送机（第1台），采用PVG整芯输送带，带强1000N/mm、Q=400t/h、B=1000mm、L=560m、α=14°、v=2.5m/s、电机功率2×160kW。

③小倾角下山带式输送机（第2台），采用PVG整芯输送带，带强1000N/mm、Q=400t/h、B=1000mm、L=270m、α=14°、v=2.5m/s、电机功率160kW。

④小倾角下山带式输送机（第3台），采用PVG整芯输送带，带强1000N/mm、Q=400t/h、B=1000mm、L=470m、α=14°、v=2.5m/s、电机功率2×160kW。

2、井下架空乘人装置

（1）31运输上山架空乘人装置：斜长615m，倾角α=17°，电机功率30kW，现有架空乘人装置RJY45-26/800，满足计算要求，可以利用。

（2）行人斜井架空乘人装置：斜长468m，倾角α=24°，电机功率30kW，现有架空乘人装置RJY45-26/800，满足计算要求，可以利用。

（3）行人暗斜井架空乘人装置：斜长280m，倾角α=24°，电机功率18.5kW，现有架空乘人装置型号RJY45-26/800，满足计算要求，可以利用。

3、提升设备

（1）主斜井利用现有2Ц-4×1.8/20型提升机一台，利用现有高压电机（630kW，6kV）一台，利用现有6kV提升机电控一套，采用双箕斗提煤方式。

（2）副斜井利用现有2JK-4×2.1/20型提升机一台，配行星齿轮减速器，其传动效率η＝0.92，利用现有高压电机（630kW，6kV）一台，利用现有6kV提升机电控一套。

（3）31轨道下山现已安装JKB-3.0×2.2/20型提升机一台，配行星齿轮减速器，其传动效率η＝0.92，配防爆型变频调速电机（630kW，1140V）一台，配防爆型全数字提升机变频调速电控一套。经验算，该提升机满足使用要求。

4、主要通风设备

利用现有FBCDZ-8-No26C型矿用隔爆对旋型轴流式风机，配矿用隔爆YBFe560-8（315kW，6kV）四台。

5、井下主排水设备

+1150m水平主排水设备矿井利用现已安装离心水泵MD450-60×5(P)型二台（配防爆电机YB560M2-4 、 710kW、6kV、二台）和200MD-43×7型一台（配防爆电机YB450M1-4、 450kW、6kV、一台），利用现有∅325×10型无缝钢管两趟。采用无底阀排水。

+1317m水平主排水设备利用现有D450-60×4型水泵二台，利用现有200D-43×7型水泵一台，增加MD280-43×7型水泵一台。200D-43×7型水泵和MD280-43×7型水泵排水能力相同。正常涌水时，一台D450-60×4型水泵和一趟管道工作，二台MD280-43×7型（200D-43×7型）水泵和一趟管道备用，一台D450-60×4型水泵检修；最大涌涌水时一台D450-60×4型水泵一趟管道和二台MD280-43×7型（200D-43×7型）一趟管道工作，一台D450-60×4型水泵检修。

+1500m水平主排水设备利用Φ273×8型无缝钢管两趟，利用Φ325×9型无缝钢管一趟；利用现有D450-60×5型水泵三台，利用现有200D-43×8型水泵二台。正常涌水时，二台200D-43×8型水泵和一趟Φ325×9型管道工作，二台D450-60×5型水泵和二趟Φ273×8型管道备用，一台D450-60×5型水泵检修；最大涌涌水时二台D450-60×4型水泵二趟Φ273×8型管道和二台200D-43×8型水泵一趟Φ325×9型管道工作，一台D450-60×5型水泵检修。

6、压缩空气设备

利用现有OG(F)D250A型风冷式螺杆压缩机二台（单台供风量40m3/min，工作压力0.8MPa），配套电机功率250W（6kV），二台工作。

利用现有SA375A型风冷式螺杆压缩机一台（单台供风量60m3/min，工作压力0.8MPa，一台工作一台备用），配套电机功率375W（6kV）。

7、瓦斯抽采设备

高负压瓦斯抽采主管选用焊接钢管：Φ630×8，敷设一趟；选用高效节能的水环式真空泵：2BEC-72型（n=240rpm）二台（其中：一台工作、一台备用）；工况流量Q高况 =434m3/min及吸气侧绝压P高况=54.6kPa；耗水量30m3 /（h.台）；选配防爆型电动机YB2-4502-4(560kW，6kV)型二台（一台真空泵配一台电机）。

低负压瓦斯抽采主管路选用焊接钢管：∅630×8，敷设一趟；利用现有高效节能的水环式真空泵：2BEC-42型（n=390rpm）二台（其中：一台工作、一台备用）；工况流量Q低况 =140m3/min及吸气侧绝压P低况=69.08kPa；耗水量10m3/（h.台）；利用现有防爆型电动机YB315L1-4(160kW，660V)型二台（一台真空泵配一台电机）。利用现有高效节能的水环式真空泵：2BEC-40型（n=440rpm）二台（其中：一台工作、一台备用）；工况流量Q低况 =102m3/min及吸气侧绝压P低况=69.08kPa；耗水量8m3/（h.台）；利用现有防爆型电动机YB2-315M-4(132kW，660V)型二台（一台真空泵配一台电机）。

8、瓦斯发电设备

设计考虑在风井场地建低浓度瓦斯发电站，瓦斯发电站装600kW（380V）燃气内燃机组5台。

五、煤的洗选加工

本次设计原有地面生产系统不变，仅对煤炭进行分级选矸，拣除大块矸石。

产品不分级混合后进入储煤场，火车外运，目前矸石经翻车机、皮带机运送到临时矸石堆放场，再采用推土机协助堆放，设计目前不考虑新系统，利用现有排矸系统进行改造，今后排矸量大时采用汽车外运。

六、矿井供电

大河边煤矿附近主要电源点有杉树林110kV变电所和汪家寨110kV变电所，杉树林110kV变电所主变2×50MVA，两回110kV电源一回引自水城220kV变电所，另一回110kV电源经城中110kV变电所引自水城220kV变电所，汪家寨110kV变电所主变2×50MVA，两回110kV电源引自水城220kV变电所，一回110kV电源引自野马寨电厂，这两个电源点供电电源可靠，可作为大河边煤矿供电电源。

大河边煤矿现有工业场地35kV变电所一座，向大河边矿及红旗煤矿附属设施供电。

七、地面运输及外部运输

大河边煤矿（整合）建设规模为90万吨/年，虽然区内及井田周边现有公路相对较完善，交通十分便利，但考虑到依靠汽车运输运营成本较高，铁路运输更为便捷，且运营成本相对较低，因此，产品煤的运输主要依托水（城）大（湾）支线铁路。根据实地考察，本矿井工业场地紧靠水（城）大（湾）支线铁路上的裕民装车站，所以本矿的煤炭出井口后直接通过胶带运至铁路装车站装车外销，销往野马寨电厂、发耳电厂等作为发电用煤。

井田内河流属珠江水系北盘江上游支流，河谷呈“V”字型，切割较深，垄沟相连，坡降大，不具备通航条件。国铁株六复线从井田南侧通过，同时与内昆线、水柏线两条铁路干线于钟山区交汇，经上述铁路干线可达四川、云南、湖南、两广等省，另外有盘西支线、威红支线通过南昆铁路以最短地距离连接昆明、南宁、广州等地。株六复线煤炭运输能力为2500万t/a的，水柏铁路煤炭运输能力为1100万t/a，内昆线煤炭运输能力为1000万t/a。大河边煤矿位于六盘水市钟山区大河镇。株六复线从井田南约4km处通过，国家铁路干线六盘水站接轨的水（城）大（湾）支线铁路由南至北穿过矿井工业场地，供本矿井装车站为水（城）大（湾）支线铁路上的裕民车站，距六盘水站6.5km。裕民车站位于水（城）大（湾）支线铁路DK6+500m处接轨出岔，站坪长度1060m，布置2股到发线，1股煤矿装车线，并沿煤矿装车线末断布置1股牵出线，装卸能力为120万t/a。

八、工业场地布置

本矿工业场地位于大河镇南面的水（城）大（湾）支线裕民火车站南、北两侧。生产选煤区、矸石周转场及瓦斯综合利用场地布置在裕民火车站南侧的坡地上。生产区主要布置有主、副斜井、回风斜井、选煤厂、地面储煤场、通风机房、绞车房、翻车机房、筛分楼和跨线铁路装车仓等。

辅助生产区布置在工业场地裕民火车站北侧，场内布置有材料平硐、井口综合楼、压风机房、机修车间、充电机房、35kV变电所、器材库、支护材料加工车间、坑木加工房、油脂库、井下水处理站及水源净化站等。

行政管理、生活服务设施区布置在工业场地西北面。场内布置矿办公楼和职工宿舍等。

瓦斯综合利用场地布置在工业场地东面的裕民村，场内布置有瓦斯抽采泵站、瓦斯罐、瓦斯发电厂房、瓦斯发电厂配电间及冷却水池等。

九、建井工期

矿井建设总工期共为14个月。

十一、主要技术经济指标

1、设计生产能力：90万吨/年；

2、矿井服务年限：65.6a，其中+1317~1000服务年限42.4a；

3、井巷工程量：11120m/154827m3；

4、万吨掘进率：123.56m/万吨；