山東泰山能源有限責任公司協莊煤礦
-1100m水平延深及技術改造初步設計說明書
新汶礦業集團設計研究院
二○一○年十月
山東泰山能源有限責任公司協莊煤礦
-1100m水平延深及技術改造初步設計
說 明 書
工程編號： XZC1007
水平能力： 1.2 Mt/a
礦井能力： 1.8 Mt/a
院 長 範振忠
總工程師 程可明
項目負責人 李新剛
新汶礦業集團設計研究院
二○一○年十月
編製人員名單
專業 姓 名 職 稱
采礦 李新剛 工程師
陳瑞峰 高級工程師
機電 張文鵬 工程師
戴 偉 工程師
魏少傑 高級工程師
機製 李長鬆 工程師
董峪生 高級工程師
張樹軍 高級工程師
土建 王明榮 工程師
連建明 高級工程師
經濟 張 梅 經濟師
陳立仁 經濟師
院審查 焦玉新 高級工程師
郭智勇 高級工程師
程可明 高級工程師
範振忠 高級工程師
圖 紙 目 錄
序號 圖 名 圖幅 圖 號 備注
1 開拓方式（方案一）二層平麵布置圖 0+ XZC1007-109-01
2 開拓方式（方案一）十一層平麵布置圖 0+ XZC1007-109-02
3 開拓方式（方案一）剖麵圖 1 XZC1007-109-03
4 開拓方式（方案二）十一層平麵布置圖 1+ XZC1007-109-04
5 開拓方式（方案二）剖麵圖 1 XZC1007-109-05
6 開拓方式（方案三）四層平麵布置圖 1 XZC1007-109-06
7 開拓方式（方案三）剖麵圖 2 XZC1007-109-07
8 副暗斜井上車場平、剖、斷麵圖 1 XZC1007-116-01
9 井底車場平、斷麵圖 1+2 XZC1007-121-01
10 井筒及主要巷道斷麵圖 2 XZC1007-122-01
11 采掘機械配置平麵圖 1 XZC1007-163-01
12 投產初期通風係統示意圖 0+ XZC1007-171-01
13 困難時期通風係統示意圖 0+ XZC1007-171-02
14 副井工業場地總平麵布置圖 1 XZC1007-447-01
15 新建副立井降壓站供電係統圖 1 XZC1007-230-01
16 -850m水平新泵房變電所供電係統圖 1 XZC1007-230-02
17 -1100m水平中央變電所供電係統圖 2+ XZC1007-230-03
目 錄
總 說 明 1
第一章 井田概況及地質特征 6
第一節 井田概況 6
第二節 地質特征 9
第二章 井田開拓 52
第一節 井田境界及儲量 52
第二節 礦井設計生產能力和服務年限 55
第三節 開拓方式 56
第四節 井筒布置 73
第五節 井底車場及硐室 81
第三章 大巷運輸及設備 85
第一節 運輸方式選擇 85
第二節 運輸設備選擇 85
第四章 采區布置及裝備 88
第一節 采區布置 88
第二節 采煤方法 89
第三節 采區運輸 92
第四節 巷道掘進及支護 93
第五節 井巷工程量 95
第五章 通風與安全 97
第一節 概 況 97
第二節 礦井風量 97
第三節 礦井風壓 112
第四節 礦井等積孔 116
第五節 井下災害預防 116
第六章 主要設備選型 135
第一節 主提升設備 135
第二節 副提升設備 143
第三節 通風設備 165
第四節 排水設備 168
第五節 壓縮空氣設備 180
第六節 井下消防、灑水 184
第七節 卸載站設備 185
第七章 地麵生產係統 186
第八章 電 氣 189
第一節 供電電源 189
第二節 電力負荷統計 190
第三節 井上供電 194
第四節 井下供電 196
第五節 礦井通訊 198
第六節 礦井安全監測係統 199
第九章 地麵運輸 201
第一節 概 況 201
第二節 運輸方案 201
第三節 公 路 201
第十章 總平麵布置及防洪排澇 202
第一節 概況 202
第二節 總平麵布置 202
第三節 豎向設計與場內排水 203
第四節 場內運輸 204
第五節 管線綜合布置 204
第六節 防洪排澇 205
第十一章 地麵建築 206
第一節 設計原始資料及建築材料 206
第二節 工業建築物與構築物 206
第三節 行政福利設施 208
第十二章 給水排水 211
第一節 給 水 211
第二節 排 水 212
第三節 室內給排水 213
第十三章 采暖、通風及供熱 214
第一節 采暖及通風 214
第二節 井筒防凍及空氣加熱 216
第三節 熱泵機房設備 217
第四節 室外供熱管網 219
第十四章 環境保護 220
第一節 概 述 220
第二節 汙染防治措施處理 220
第十五章 節 能 222
第一節 給排水暖通環保節能 222
第二節 機械節能 222
第十六章 防火與消防 223
第十七章 延深和技術改造工期 224
第一節 水平延深工期 224
第二節 技術改造工期 225
第十八章 技術經濟 226
第一節 項目概算、資金籌措及建設生產期 226
第二節 生產成本估算 227
第三節 產品售價及財務評價 228
第四節 綜合技術經濟評價結論 229
第五節 主要技術經濟指標 229
附 件
1、采礦許可證；
2、山東省國土資源廳魯資能備字[2005]45號 關於《山東省新汶煤田協莊煤礦深部擴大區勘探報告》礦產資源儲量評審備案證明；
3、山東省煤炭工業局魯煤規發便字[2003]194號 《關於新礦集團協莊煤礦生產礦井地質報告的批複》；
4、中國煤炭工業協會 中煤協會專谘[2007]55號 《關於報送山東泰山能源有限責任年公司協莊煤礦（深部擴大區）〈礦產資源開發利用方案〉專家評審意見的函》；
5、山東省煤炭工業局、山東煤礦安全監察局魯煤規發[2007]31號《關於公布2006年全省煤礦生產能力複核結果的通知》；
6、山東省煤炭工業局魯煤安管[2009]214號 《關於印發〈2009年度全省煤礦瓦斯等級鑒定結果審查意見〉的通知》；
7、二、四、六、十一、十三、十五層煤樣煤塵爆炸性鑒定報告；
8、二、四、六、十一、十三、十五層煤樣最短自然發火期實驗報告。
總 說 明
一、礦井概況
山東泰山能源有限責任公司協莊礦井於1958年9月開始建井，1962年正式投產，設計能力120萬t/a，1989年進行改擴建，生產能力提高到180萬t/a，目前礦井核定生產能力200萬t/a。
協莊礦井現有開拓方式-550m水平以上為綜合開拓方式，即主井為斜井和暗斜井，副井為立井。-850m水平采用暗斜井延深開拓方式，布置三條暗斜井：皮帶暗斜井、矸石暗斜井和人車管子暗斜井。
礦井通風方式為混合式，通風方法為抽出式。進風井七個，即1號副斜井、2號副斜井、主井、副立井、河北管子井、東九采一級軌道下山及人行下山；回風井三個，即東部風井、中部風井和西部風井。-850水平新風由1#副斜井、主井及副立井進風，西風井回風。
礦井排水由-850m水平排至-550m水平，由-550m水平通過立排至地麵。
二、編製依據
1、《山東省新汶煤田協莊煤礦深部擴大區勘探報告》。
2、 山東省資源廳魯資能備字[2005]45號文《關於〈山東省新汶煤田協莊煤礦深部擴大區勘探報告〉礦產資源儲量評審備案證明》。
3、山東省資源廳魯國土資字[2006]570號文《關於山東泰山能源有限責任公司協莊煤礦擴界的批複》。
4、新汶礦業集團有限責任公司《關於協莊煤礦-1100m水平延深及技術改造方案設計請示的批複》（2010）新礦設管便字237號。
5、國家安全生產監督管理總局、國家煤炭安全監察局《煤礦安全規程》。
6、中國煤炭建設協會主編《煤炭工業礦井設計規範》。
7、國家煤炭工業局製定《建築物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規程》。
三、技術改造和水平延深必要性及可行性簡述
（一）技術改造的必要性
由於現有副立井井口距-850m水平延深井筒2350m，深部井田位於西部，因此現有副立井相對於深部井田位置嚴重偏東，開采深部井田存在進風距離長，阻力大，通風困難等諸多不利因素。經山東科技大學對協莊礦井通風網絡解算，不新建進風立井，通風阻力超過允許範圍，不能滿足通風要求。同時還有提升環節多和工人下井時間長等不足之處，因此結合水平延深需對礦井現有開拓係統進行改造，即需要在井田西部新建副立井，根據現有提升設備裝備水平和水泵最大排水高度的要求，確定井底標高為-850m。
（二）水平延深的必要性
協莊礦井井田境界範圍，F20斷層以北前組二、四煤層最深賦存標高已達-1500m，且由於F20斷層落差達250m，F20斷層以北井田已不能安全經濟開采，因此本次延深水平隻考慮F20斷層以南範圍開采。F20斷層以南，前組二、四層煤最深賦存標高-1350m，後組煤最深賦存標高-1450m。參照鄰近礦井孫村礦目前實際開采深度已接近1300m（標高-1100m），正準備開拓開采至-1300m標高，華豐礦井-1350m水平延深工程正在進行，因此協莊礦井利用現有生產係統和技術應開采至-1300或-1350m。
從現有-850m水平采用下山開采至-1300或-1350m標高困難較大，並根據山東省煤炭工業局（2007）113號文《關於切實抓好煤礦優化開拓布局合理集中生產的意見》“生產水平應實行上山開采，最深部水平可實行下山開采”的規定，因此協莊礦井有必要進行水平延深。
（三）技術改造和水平延深的可行性
技術改造和水平延深的可行性表現在以下兩個方麵：
1、具備儲量基礎和合理的服務年限
協莊礦井-1100m水平資源量為5407萬噸，可采儲量為3403萬噸，延深水平生產能力1.2Mt/a，儲量備用係數按1.4，水平服務年限尚有20.3年，滿足水平延深合理服務年限的要求。
2、投資具有經濟效益
不論進行技術改造還是水平延深，需要大量投資，如果技術先進，但投資沒有效益，項目也不可行。協莊礦井2010年預計生產原煤198萬噸，綜合成本預計434元/噸，原煤售價595元/噸，礦井年盈利1.57億元。技術改造和水平延深工程投資預算3.45億元，可在 2～3年內收回投資，從經濟效益分析技術改造和水平延深項目可行。
三、設計指導思想
認真貫徹執行黨和國家的安全生產方針和規程、規範，充分利用礦井現有生產係統，合理布置開拓開采係統，采用先進技術、工藝和設備，使礦井技術改造和延深工程解決目前礦井生產中的薄弱環節，為更好地開發協莊礦井深部井田服務。
四、水平延深和技術改造的主要內容
1、技術改造主要內容
協莊礦井開采逐步向西部和深部轉移，現有副立井位置偏東，造成開采-850m水平三采區和-1100m水平時期通風阻力過大，通風管理困難，同時存在提升運輸環節多、時間長，排水、供電係統複雜的不利因素，因此在井田西部新建副立井。
2、水平延深主要內容
水平延深方式：采用暗斜井延深方式。
水平生產能力：1.2Mt/a，服務年限20.3年。
延深井筒條數、位置、層位：根據滿足提升、通風、排水、供電、壓風等生產係統的要求，布置2條暗斜井。皮帶暗斜井擔負運煤和安裝架空乘人裝置運人、進風任務；副暗斜井擔負排矸、升降人員、下放材料設備、敷設排水、壓風、消防管路和供電線路、進風任務。暗斜井位置考慮兼作後組采區上山以節省井巷工程和采區皮帶和提升絞車的設備費用，暗斜井布置在延深水平後組煤一采區。井筒層位根據深部地壓大的特點，選擇在較堅固穩定的十一層頂板砂岩內。
水平標高：根據井田煤層賦存條件和合理的階段垂高，確定延深水平標高為-1100m。
延深水平上部車場和井底車場布置：根據-850m井底車場位於二層煤頂板和確定的延深井筒層位，上部車場采用後石門車場。主暗斜井井底車場布置為梭式車場，副暗斜井井底車場布置為石門車場。
水平大巷布置：主輔運輸采用雙巷布置，由膠帶輸送機大巷承擔原煤運輸，由軌道大巷承擔輔助運輸。
五、主要技術經濟指標
1、資源/儲量
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