改扩建项目的设计规划

摘要：红沟煤矿由小窑发展而来，因井口分散、采煤方法落后和技术装备水平落后，整体经济效益较差。为提高矿山采掘水平，实现矿山生产规模化、机械化，拟对其进行改扩建改造。对本矿技术改造后所采用的开采工艺、设备类型、开采参数、开采方法（剥采程序、开拓运输系统、各工艺环节作业方式）、边坡稳定性等进行分析，确定优化方案，提出确保边坡稳定的安全技术措施。并分析评价了该矿的环境空气、水、声音及生态环境等，最后研究技术改扩建后技术经济效益和环境影响经济效率。经研究和分析评价得出本矿技改在技术和环境上都具有相当的可行性，同时该矿在技改实施后在环境、经济和社会方面均取得了一定的效益。

关键词：煤矿；改扩建；环境评价；可行性；经济效益

Abstract: red ditch coal mine by small kiln development, for the mouth of the well dispersed, backward coal mining method and the backward technology and equipment level, the overall economic benefit is poor. To improve the level of the mine mining, the realization of mechanization, mine production scale, and probes into its reconstruction and renovation. This ore after technical reform in mining process, equipment type, drilling parameters and drilling methods (stripping process, the development transportation system, the process operation mode), slope stability analysis, determine the optimization scheme, puts forward technical measures to ensure the safety of the slope stability. And analysis and evaluation of the mine environment such as air, water, sound, and the ecological environment, and finally the technical and economic benefit after technical reconstruction and environmental impact of economic efficiency. Through research and analysis to evaluate the technological upgrading mine is quite doable in technology and the environment, at the same time, the mine after the technical implementation in terms of environment, economy and society all have achieved a certain benefits.

Key words: coal mine; Reconstruction; Environmental assessment; The feasibility; Economic benefits

中图分类号：TU2文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

一、项目概况

某公司红沟分矿为南山煤矿下属单位，该矿位于新疆石河子西南约75km沙湾县东湾乡境内，行政区划隶属于沙湾县管辖。矿区有15㎞简易公路与团部沥清公路相通，经沥清公路与312国道相连。东可达乌鲁木齐市，西可至伊犁霍尔果斯口岸，交通极为便利。

该矿井始建于1952年，由小窑发展而来，直至70年代，在“河上”、“河下”都有小型矿井开采，1998年后年生产能力为80kt，以后产能开始逐步扩大。现有+1104m平硐、+1162m平硐及+1227m南北回风平硐，现生产水平为+1104m，回风水平为+1227m，Ⅲ勘探线以西＋1236m水平以上33～21号煤层已全部采完，＋1173～＋1236m水平28、29、30号煤层也已采完，开采方式为前进式，采用悬移顶梁液压支架炮采采煤法。矿井现开采范围为Ⅲ勘探线以西700m的21号煤层及Ⅲ勘探线以东360m的22号煤层，准备27号煤层及23号煤层工作面。

目前，红沟煤矿开拓、开采存在以下问题：

1、井口分散，生产规模小，矿井整体经济效益差。

2、采煤方法落后，采区回采率低，资源浪费严重。

3、技术装备水平落后，矿井抗灾御险能力差。

4、生产系统不健全，运营费用高。

在自治区及石河子市经济稳步增长的情况下，该地区经济发展对煤炭总量需求亦呈稳步增长。现石河子市所辖矿区煤炭产量已不能满足市场需求，煤炭供应紧张的状况严重制约了本地区的经济发展。为了满足经济发展对能源的需求，同时为保持本企业今后稳定、持续健康的发展，该煤矿根据国家有关煤炭工业技术政策及自治区煤炭工业未来发展规划要求，决定对本矿区资源进行改扩建整合，扩大生产规模，提高矿井技术装备水平和采区回采率。

二、煤炭市场分析及矿井建设的必要性

（一）煤炭市场需求快速增长

随着国家西部大开发战略的实施，新疆的经济发展会有一个大的飞跃，而能源在西部大开发中占有非常重要的战略地位，并随着地区经济的发展逐渐显露出来。“十二五”期间，随着新疆国民经济的快速发展，火电厂和甲醇煤化工、煤变油项目的不断上马，使得传统煤炭市场对煤炭的消费量也在快速增长。

（二）矿井建设的必要性

1、区域经济发展的需要

石河子垦区经济及周边地区经济发展较快，煤炭需求空间增大，区域及周边地区的经济飞速发展，必将带动红沟煤矿的全面发展。同时红沟煤矿的技术改造也将对区域及周边地区的发展起到一定的促进作用。

2、适应国家煤炭产业政策的需要

多年来由于历史条件的原因，当前新疆的大部分小煤矿因其投入少，开采技术落后，装备水平差，生产事故多，给职工生命安全和社会安定团结造成较大的威胁和不良影响；加之小煤矿开采工艺落后和开采顺序不合理，造成回采率低，资源浪费严重，因此政府每年都关闭不少的小煤矿。该矿井建设后不仅可以弥补关闭小煤矿后的煤炭销售市场的缺口，而且可以带动相邻矿井生产的技术装备水平，提高煤炭资源回收率，增强煤炭企业效益，完全符合国家煤炭工业可持续发展的产业政策。

3、企业自身发展的需要

红沟煤矿储量丰富，煤质好，但生产系统不健全，安全生产条件较差，产量低，矿井整体经济效益差，只有通过技术改造，改革采煤方法，提高企业的技术装备水平，把资源优势转化为经济优势，才能保证企业稳定健康的发展。因此，矿井的技术改造也是矿井自身发展的需要。

综上所述，该项目的建设不仅符合国家煤炭产业政策的要求，而且也是当地工业经济稳定发展的需要，更是企业生存发展的需要。该项目的建设是必要的。

三、设计指导思想及原则

（一）设计的指导思想

根据社会主义市场经济的要求，以市场为导向，以经济效益为中心，以高产高效为标准，以安全生产为重点，以环境保护“三同时”为原则。结合矿井的具体条件，依照科技进步和先进的管理模式，充分利用现有设施，本着经济实用，通过生产系统合理配套，简化地面辅助设施，力求减人增效，缩短工期，节约投资，将矿井建成高产高效的现代化矿井。

（二）设计的主要原则

1、充分利用现有工程和设施，发挥现有设备的能力，集中生产。

2、结合矿井条件，对矿井的开拓方式、运输系统、采煤方法等主要内容进行方案比较，坚持技术和经济的先进合理性。

3、简化和集中工业场地布置，总平面布置力求功能分区明确，完善生产、生活等辅助设施。

4、扩建配套工程与现有工程设施及生产正常接替紧密结合，尽量为生产施工创造条件，节省工程项目投资。

5、新增改扩建能力按实际生产需要定岗定员，降低生产成本，提高全员效率。

6、煤炭运输系统采用机械化运输，以达到运输连续化、自动化，保证矿井运输环节畅通，确保矿井增产潜力。

四、设计依据

1、1996年12月由新疆地质局第九大队提交的《石河子南山煤矿红沟井田精查报告》；

2、新疆维吾尔自治区矿产资源委员会新资准[1997]14号文《石河子南山煤矿红沟井田精查报告》批准书；

3、《关于某公司南山煤矿红沟分矿60万吨/年改扩建项目立项的批复》——兵发改（能源）发[2005]309号；

4、采矿许可证；

5、《煤矿安全规程》（2004年版）；

6、《煤炭工业矿井设计规范》；

7、某公司红沟煤矿提供的相关资料。

五、设计主要特点

1、矿井开拓方式为斜井-平硐开拓，初期布置三条井筒，其中改造利用原有两个井筒，新增一个皮带斜井。主斜井采用钢丝绳芯带式输送机运输煤炭；+900m皮带大巷采用带式输送机运输煤炭，+1104m平硐、+1104m运输大巷及+900m轨道大巷采用5t架线式电机车运输材料、设备及矸石。+900m水平以下的设计考虑采用大倾角下山皮带上运至+900m水平，然后由主斜井皮带运输至地面。选用KFU1.1-6型固定式矿车运输，材料车及设备运输选用MC1–6A型1t材料车、MP1–6A型1t平板车及MPC15－6型重型平板车；斜井上下人员选用XRB15-6/6型人车首车2辆。主斜井煤炭运输选用带宽1m的强力胶带输送机，工作面运输巷、区段石门、后期+900m皮带大巷也采用皮带运输。

2、首采工作面布置于井筒附近的21号煤层中，采用走向长壁双翼开采，首采区直接利用暗斜井作为采区轨道上山，巷道布置简单，工程量省，从而大大缩短了建井工期，矿井的建井工期为25个月。

3、根据全国地方矿井高产高效的经验，结合本矿井的实际条件，本矿井达产为“一矿一区两面”，生产能力0.6Mt/a，矿井全员工效为4t/工。

4、由于煤层薄、倾角大，为了确保矿井稳产达产，初期布置两个工作面同时生产，一个综采工作面，一个炮采工作面。综采工作面选用大倾角综采液压支架及配套采煤设备。炮采工作面选用悬移顶梁液压支架及配套设备。矿井投产后初期布置四个掘进工作面，其中一个煤巷综掘工作面选用了AM-50型半煤岩掘进机组，另三个炮掘工作面选用普通机械化作业，并配备相应锚喷设备。矿井采掘机械化水平达到100%。

5、主斜井提升选用钢丝绳芯胶带输送机，带宽B=1000mm，承担煤炭运输任务；副提升为平硐—暗斜井，平硐采用架线式电机车牵引矿车运输，暗斜井提升采用单滚筒提升绞车，选用JKY2.5/2B型提升机作为矿井辅助提升，承担人员、矸石、材料、设备等任务。

6、矿井改扩建后初期利用现有+1162m回风平硐作为矿井专用回风井，后期利用+1227m回风平硐作为矿井专用回风井，利用+1104m平硐和皮带主斜井进风，通风方式为分区式，通风方式为抽出式。改扩建后矿井初期风量为50m3/s，后期风量为52m3/s。通风机设计选用FBCZ-6-№18A型高效、节能、低噪声煤矿专用对旋式轴流通风机。为保证各用风地点按需要得到足够风量,井下所有进回风相交处均设有双向双道风门,在需调节风量处设调节风门,以保证风量分配的要求。同时，为了保证矿井出现灾害时能正常反风，设计考虑了反风系统所需要的反风风门。

7、排水方面采用集中排水方案，在+900m水平新建主排水泵房。井下水由暗斜井——副平硐排到地面进行处理。矿井正常涌水量为18m3/h，最大涌水量为27m3/h，设计选用了D80－30×9型矿用离心式排水泵3台，作为矿井主排水。

8、本井田主要开采煤层为13、19、20、21、22－1、22－2、23、25、26、27、28、29、30、33号煤，各煤层的水份在1.08－1.6%之间，灰份平均为20.96%，挥发份30.62－44.22%，平均38.41%。矿井各煤层有害元素普遍较低。原煤中硫含量均低于1%，根据标准属于特低硫煤。原煤中27、28、33号磷含量一般小于0.01%。属特低磷煤。29、30号煤中磷含量一般小于0.01%，属特低磷煤。13、19、20、22－2、23、25、26号煤磷含量在0.05－0.15%之间属中磷煤。21、22－1号煤磷含量0.15%，属于高磷煤。各煤层均属高发热量煤，热值一般为22.49－32.05MJ/kg，平均26 MJ/kg。根据煤的用途和用户要求，设计考虑了0～+50mm、+50mm以上二级分选系统。

9、平面布置时矿井工业场地以主、副井为中心，其中辅助生产区由机修间、器材库、坑木加工房组成，布置于场地中部，留有一定面积的装卸场地，各种材料下井比较方便；生产及贮运区由储煤场、筛分系统及各产品煤仓组成，布置于场地东部；锅炉房位于贮运区内，用煤方便，而且室外平场标高较低，有利于凝结水的回收；变电所位于场地北部，靠近主要负荷。行政福利生活场地由办公综合楼、任务交待室、单身公寓、职工食堂、职工文化活动中心、汽车库及职工住宅楼组成，工业场地比较开阔，配以草坪、花坛等建筑小品，给人以较好的观感。

10、红沟煤矿现有一座35/6KV2×1600KVA变电所。该变电所有二回电源。一回引自紫泥泉110/35KV变电所，最大可输送电力9000KW，为变电所主电源。另一回电源引自水泥厂电厂，为解决该变电所的第二回电源，设计将水泥厂电厂的6KV电压升至35KV，新建一回35KVLGJ-50砼电杆架空输电线路20.5km，该线路建成后，最大可输送电力4950KW，可满足供电需要。

11、工业建筑物与构筑物尽量采用新技术、新材料、优先选用地方性材料，结构构件尽可能标准化、以方便施工。（1）主井皮带机房、筛分楼，采用钢筋砼框架结构，煤仓采用砼结构、箱形基础。皮带走廊采用砖混结构，下部结构10m以下采用砖墙承重，10m以上采用钢筋砼支架，矿井机修间，综机厂房、锅炉房采用砼排架结构，其它用房一般采用砖混结构。（2）办公与煤样室、化验室设计为三层联合建筑，力求功能齐全，立面造型新颖别致，具有地方特色及民族特点；职工食堂除满足一般的生产、生活需求外，同时考虑满足不同民族的生活习惯，设置不同民族的服务窗口，使食堂餐馆化，以满足现代矿工的生活需要，矿灯房及浴室设计为联合建筑。（3）建一栋面积为3000m2单身公寓楼，1层为职工食堂，2层为图书室，3-5层为单身公寓；建职工住宅楼三栋，每户65m2，总面积为9000m2。

11、为防止环境污染，环境保护坚持“三同时”原则，同时考虑防火、防爆、防尘、防雷击、防触电、防机械损伤和防噪等措施。

六、关注及建议

1、19号、20号、30号三层煤以及Ⅳ勘探线以西煤层均未进行储量计算，矿井在改扩建期间应及时加强地质勘探工作，提高矿井资源储量及级别。

2、未做钻孔封孔质量检查，在将来的生产过程中，应注意防范。

3、地质报告提供的矿井涌水量计算范围为Ⅱ勘探线以东段，未对整个矿井开采面积进行计算，矿井在未来开采时应及时测定矿井正常涌水量。

4、地质报告提供的火烧区范围、火烧深度、火烧区积水情况不明确，矿井在未来开采时应加强地质勘查工作，探明火烧区具体情况，以便矿井未来开采时采取有针对性的防灭火和探放水措施。

参考文献：

[1]徐永圻.煤矿开采学.中国矿业大学出版社.2004（12）

[2]刘文荣.煤矿项目环境影响后评价的指标体系研究[J].煤炭工程,2011,(06)

作者：邓光明东南大学经济管理学院MBA在读，就职单位：无锡产业发展集团有限公司