设计生产能力及服务年限.doc

第三章 设计生产能力与服务年限
第一节 井田境界及资源／储量
一、 井田境界
江仓矿区六号井位于木里煤田江仓区的最西端，南、北两翼分别以矿区边界为界，东与勘查区（1）接壤。井田东西长约4.5km，南北宽约4.0km，面积约为5.29km2，属青海省海西州天峻县管辖。井田边界呈不规则形状，其地理坐标为：
东经99°23′56″至99°25′50″；
北纬38°02′48″至38°05′26″。
国家发展和改革委员会文件（发改能源[2011]21号）《国家发展改革委关于青海省木里矿区总体规划的批复》。现分别介绍探矿权的井田范围、国家发展改革委对矿区总体规划的井田范围及勘探（补勘）的江仓六号井田范围。
1.探矿权范围
青海中地矿资源开发有限公司于2006年8月7日取得了六号井矿产资源勘查许可证，勘查许可证号30122，勘查区面积13.98km2。青海中地矿资源开发有限公司在2007年4月6日办理了探矿权延续，后续又在2009年4月22日和2010年4月28日先后两次办理了探矿权保留，第二次探矿权保留许可后，勘查许可证号为T6303，勘查区面积为13.98km2，有效期限为2010年4月28日—2012年4月20日，勘查许可证登记范围拐点坐标见表3-1-1。
2.总体规范批复井田范围
江仓六号井位于青海省木里煤田江仓矿区西端，六号井井田范围东以45勘探线为界，西54勘探线为界，北以煤层露头为界，南部F15断层、向斜轴部为界。详见表3-1-2。
3.勘探（补勘）范围
青海中地矿资源开发有限公司在2008年4月和2011年4月分别提交了《青海省木里煤田江仓矿区六号井勘探报告》和《青海省木里煤田江仓矿区六井田补充勘探报告》，
勘探范围、补充勘探范围、勘查许可证范围以及总规批准井田范围关系详见图3-1-1。
本次报告以总体规划批复的井田范围做为矿井井田境界。
表3-1-1 六号井勘查许可证范围拐点坐标
拐点
编号
1954北京坐标系
1980西安坐标系
经 纬 坐 标
直 角 坐 标
经 纬 坐 标
直 角 坐 标
北纬
东经
X
Y
北纬
东经
X
Y
X
38°04′41″
99°23′56″
4216311.75
.88
38°04′41″
99°23′52″
4216252.30
.21
Y
38°05′26″
99°24′26″
4217702.43
.97
38°05′26″
99°24′22″
4217642.98
.30
Z
38°04′11″
99°27′53″
4215413.59
.81
38°04′11″
99°27′49″
4215354.14
.14
N
38°02′48″
99°27′12″
4212849.48
.90
38°02′48″
99°27′08″
4212790.03
.23
W
38°03′11″
99°25′50″
4213549.14
.21
38°03′11″
99°25′46″
4213489.69
.54
表3-1-2 井田总体规划范围拐点坐标（1954年北京坐标系）
拐点号
坐 标（m）
拐点号
坐 标（m）
X
Y
X
Y
36
4215750

43
4217650

37
4214790

44
4218040

38
4215220

45
4218190

39
4215580

46
4217740

40
4214390

47
4216720

41
4215370

48
4216360

42
4215840

49
4216040

二、 矿井资源/储量计算
（一） 资源量
1．根据2011年4月青海省第四地质矿产勘查院编制《青海省木里煤田江仓矿区六
井田补充勘探报告》，六号井补充勘查许可范围内共获得各类资源量（含风氧化带）98.0742Mt，获得查明的资源量（331+332+333）92.8819Mt，其中探明的内蕴经济资源
量（331）32.7979 Mt，控制的内蕴经济资源量（332）29.8520 Mt，推断的内蕴经济资

图3-1-1 勘查许可证范围、勘探范围、补充勘探范围以及总规批准井田范围图

源量（333）30.2320Mt，另有预测的资源量（334）1.9286Mt。
2．根据国家发展和改革委员会文件（发改能源[2011]21号）《国家发展改革委关于
青海省木里矿区总体规划的批复》，六号井范围内共获得各类别资源量（含风氧化带）100.3258Mt，获得查明的资源量（331+332+333）92.8819Mt。其中，探明的内蕴经济资源量（331）32.7979Mt，控制的内蕴经济资源量（332）29.8520Mt，推断的内蕴经济资源量（333）30.2320Mt，另有预测的资源量（334）4.0826Mt。本次采用矿区总体规划的资源储量。
六号井补充勘探范围内资源量是按照水平划分，分三个水平，各水平资源量详见表3-1-3。各煤层的资源量详见表3-1-4。由于各煤层的资源量没有按类型进行划分，本次设计采用的井田资源量以水平划分为准。
表3-1-3 矿井资源量估算汇总表
单位：Mt
序号
计算水平
331
332
333
333风氧化带
334
334风氧化带
合 计
1
3500 m以上
13.5021
14.9722
13.2158
2.9784
3.1566
0.3829
48.2080
2
3500-3200m
14.5221
11.8616
7.4794

0.8938

34.7569
3
3200 m以下
4.7737
3.0182
9.5368

0.0322

17.3609
4
合 计
32.7979
29.8520
30.2320
2.9784
4.0826
0.3829
100.3258
井田范围内风氧化带资源量为3.3613Mt，扣除风氧化带资源量六号井共获得各类别资源量96.9645Mt。
扣除风氧化带资源量的矿井资源储量见表3-1-5。
(二) 矿井工业资源/储量
1.资源经济意义的划分
资源/储量计算的工业指标如下：
计算的最低可采厚度：
煤层倾角＞45°时，炼焦用煤煤层最低可采厚度0.50m；非炼焦用煤煤层最低可采
厚度0.60m。
表3-1-4 矿井各煤层资源量估算汇总表
单位：Mt
序号
煤层
331
332
333
333风氧化带
334
334风氧化带
合 计
1
3

0.7714
2
4

2.3770
3
6

2.5635
4
7

3.1148
5
8

3.2470
6
9

0.7006
7
10

6.3134
8
12

12.3418
9
13

5.305
10
14

3.1685
11
15

12.4688
12
16

20.4751
13
20

27.4789
14
合计

100.3258
表3-1-5 扣除风氧化带矿井资源量估算汇总表
单位：Mt
序号
计算水平
331
332
333
334
合计
1
3500m以上
13.5021
14.9722
13.2158
3.1566
44.8467
2
3500-3200m
14.5221
11.8616
7.4794
0.8938
34.7569
3
3200m以下
4.7737
3.0182
9.5368
0.0322
17.3609
4
合 计
32.7979
29.8520
30.2320
4.0826
96.9645
煤层倾角25～45°时，炼焦用煤煤层最低可采厚度：0.60m；非炼焦用煤煤层最低
可采厚度0.70m。
煤层倾角＜25°时，炼焦用煤煤层最低可采厚度：0.70m；非炼焦用煤煤层最低可采厚度0.80m。
最高灰份(Ad) 40%
最高硫份(St.d) 3%
最低发热量(Qnet.d) 17MJ/kg
各煤层经济意义的划分，在主要考虑经济指标的同时，又结合地质、技术、环境、政策等有关因素从定性和定量两方面进行了全面分析和综合评价。
本井田共含煤19层(组)，由上至下依次编号为1煤～20煤(缺失19煤)。依据煤层面积可采比和点可采指数进行划分，井田内全区可采煤层为：10煤、12煤、15煤、16煤、20煤共5 层；大部可采煤层：3煤、4煤、6煤、7煤、8煤、9煤、13煤、14煤共8层；不可采煤层：1煤、2煤、5煤、11煤、17煤、18煤共计6层。10、12、15、16、20煤为主要可采煤层。根据井田内煤层赋存条件、矿井开拓部署、首采区位置选择原则，设计从资源合理利用、初期工程量省、设备投资少、煤层薄厚兼顾、利于工作面稳定生产等方面考虑，设计确定矿井首采区为一采区和二采区。矿井移交时，分别在一采区和二采区布置一个采煤工作面。
井田内主要可采煤层为10、12、15、16、20号煤层，储量占整体井田储量的78.8％。
因此设计以开采10、12、15、16、20号煤层为主，其他煤层开采为辅。对于倾角小的特厚煤层可采用分层综合机械化采煤方法，对于倾角大的特厚煤层煤层可采用水平分层综采放顶煤法，对于薄煤层可采用炮采采煤方法。
经过财务内部收益率(税后)评价，以综合机械化开采方式开采井田内10号煤层测算其财务内部收益率大于煤炭行业的基准收益率8%，财务净现值大于0，其经济效益显著，根据目前地质工作分析，地质可靠程度大部分已达到探明及控制程度，在目前市场条件下开采井田内10号煤层，技术上可行，经济上合理，其每年开采的煤炭平均价值足以满足投资回报的要求。因此，井田内10号煤层经济意义界定为经济的。
值得说明的是：江仓六号井地表为草甸湿地和表土多年冻土层，因此，考虑到不影响草甸湿地和表土多年冻土层的生态环境，根据木里煤田其它矿井开采的经验，考虑到冻土层、采动等因素，确定开采上限为+3730m。在+3730m以上的资源量不可回收，不可回收储量为12.7298Mt（其中331为3.4162Mt、332为4.9470Mt、333为4.3666Mt）不计入工业储量。
根据前述技术经济评价所划分的煤层经济意义，结合地质可靠程度，将本井田资源/储量划分为三大类三种类型。具体如下：
各煤层的探明块段(331)划分为111b，其中111b扣除采矿损失后为111；
各煤层的控制块段(332)划分为122b，扣除采矿损失后为122；
推断的块段(333)划分为内蕴经济的资源量333。
按照煤层分类，计算出本阶段矿井资源/储量。
2.矿井工业资源/储量
根据《煤炭工业矿井设计规范》（GB50215-2005），矿井工业资源/储量为地质资源量中探明的资源量331和控制的资源量332，经分类得出的经济的基础储量111b和122b、边际经济的基础储量2M11和2M22，以及连同地质资源量中推断的资源量333。
矿井工业资源/储量=111b+122b+2M11+2M22+333k
本矿井工业资源/储量=111b+122b+333k
=29.3817+24.9050+25.8654×0.8
=74.9790Mt
上式中，K为可信度系数为0.7～0.9。根据地质勘探程度及复杂程度取可信度系数为0.8。
根据计算，矿井工业资源/储量为74.9790Mt。
全井田范围内各水平矿井工业资源/储量表分析表3-1-6。
3．矿井设计资源/储量
矿井设计资源/储量为矿井工业资源/储量减去设计计算的河流煤柱、井田境界煤柱和地面建筑物、构筑物等永久保护煤柱损失后的资源/储量。
经计算，矿井永久煤柱损失为4.0963Mt，则矿井设计资源/储量为80.3372Mt，详见表3-1-7。
4．矿井设计可采储量
矿井设计可采储量为矿井设计资源/储量减去工业场地和主要井巷煤柱的煤量后乘
以采区回采率的资源/储量。
采区回采率根据《煤炭工业矿井设计规范》（GB50215-2005）第2.1.4之规定，厚煤层采区回采率75%，薄煤层采区回采率85%，中厚煤层采区回采率80%。
经计算，矿井设计可采储量为53.6399Mt。
矿井设计可采储量汇总见表3-1-7。
表3-1-6 矿井工业资源/储量表分析表
单位：Mt
序
号
计算水平
工 业 资 源 量
合 计
331
332
333k
111b
2M11
2S11
小 计
122b
2M22
2S22
小 计
1
3500m以上
10.0859

9.0409
10.0252

10.0252
7.0794
27.1905
2
3500-3200m
14.5221

14.5221
11.8616

11.8616
5.9835
32.3672
3
3200m以下
4.7737

4.7737
3.0182

3.0182
7.6294
15.4213
4
合 计
29.3817

29.3817
24.9050

24.9050
20.6923
74.9790
5．安全煤柱
根据矿井的井田范围和地质特征，井田内需留设的煤柱包括井田境界煤柱、断层煤柱、井巷煤柱、防水煤柱、风氧化带煤柱等永久煤柱。其煤柱留设按《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》规定从保护面积边界起以移动角圈定。松散层移动角φ=45°，基岩δ、β、γ均按70°边界角计算。
另外，各阶段之间及采区之间也留有安全煤柱。
各煤柱计算如下：
(1) 井田境界煤柱（不含风氧化带）
考虑到本井田为近距离煤层群，井田境界煤柱开采上限按40m留设。本次设计东部井田境界煤柱最上层煤柱一侧按20m留设，与之有压茬关系的煤层以70°岩层移动角向

表3-1-7 矿井设计可采储量汇总表
单位：Mt
计算水平
工业
资源/储量
永久煤柱
设计资源/储量
工业场地和主要井巷煤柱
开采损失
设计可采储量
井田境界
断层
河流
合计
工业
场地
主要
井巷
合计
3500 m以上
27.1905
1.5103
0.1778
1.2015
2.8896
24.3009
0
0.6221
0.6221
4.7358
18.9430
3500-3200 m
32.3672
0.7362
0.1297
0.8700
1.7359
30.6313
0
0.9562
0.9562
5.9350
23.7401
3200 m以下
15.4213
0.1045
0.0630
0
0.1675
15.2538
0
0.5128
0.5128
2.9482
11.7928
总计
74.9790
2.3510
0.3705
2.0715
4.7930
70.1860
0
2.0911
2.0911
13.6190
54.4759

井田内侧留设。江仓六号井地表为草甸湿地和表土多年冻土层，因此，延缓和抑制了煤层的风化和氧化作用，根据木里煤田其它矿井开采的经验，考虑到冻土层、采动等因素，
开采上限确定为+3730m。
(2) 断层煤柱
井田内对煤层有影响的断层为F1、F8、F8′、F15四条断层，其中F15断层对煤层破坏性最大。为了防止断层导水和瓦斯涌出，断层两侧必须留设足够的隔离煤柱。断层两侧煤柱暂按20m留设，在今后的生产过程中要提高对断层的控制程度，并根据实际情况进行调整。
(3) 河流煤柱
河流煤柱留设按《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》规定从保护面积边界起以移动角圈定。松散层移动角φ=45°，基岩δ、β、γ均按70°边界角计算。阿子沟河根据实际情况适度裁弯取直，河床宽50～100m，取大值100m，河流煤柱以河床两侧外推50m作为河流煤柱地表起点，然后以倾角70°向下延伸至煤层最低开采深度。
(4) 主要井巷煤柱
主要水平石门两侧各留设100m煤柱。一水平主要石门布置在河流煤柱中，使之与河流煤柱共用。
(5) 工业场地及井筒煤柱
矿井工业场地保护等级为Ⅰ级，围护带宽度取15m。其煤柱留设按《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》规定从保护面积边界起以移动角圈定。松散层移动角φ=45°，基岩δ、β、γ均按70°边界角计算。
工业场地及井筒布置在煤层露头以南，处于最下层煤（20煤）采空区塌落边界以外，处于无煤区。因此，不压煤。
第二节 设计生产能力及服务年限
一、工作制度
(一) 矿井工作制度
矿井年工作日为330天，井下工作制度采用“四六”制，三班生产，一班准备，地面采用“三八”制，两班生产，一班准备，日净提升时间为16小时。
(二) 矿井设计生产能力
矿井设计生产能力主要依据资源/储量、地质和开采条件、技术装备、管理水平、矿井与水平服务年限以及市场对煤炭的需求与经济效益等条件综合分析论证后确定。本矿井煤炭资源较丰富，瓦斯含量低，水文地质条件简单，煤层倾角大，构造程度中等。针对本矿井煤层赋存条件，结合市场需求，设计对矿井生产能力提出了1.5 Mt/a、1.2Mt/a、0.9Mt/a和0.6Mt/a四个方案，现论述如下：
1. 煤炭资源量方面
矿井计算设计可采储量为54.4759Mt。从资源量上看，若建设1.5Mt/a井型服务年限为25.9a，若建设1.2Mt/a井型服务年限为32.4a，若建设0.9Mt/a井型服务年限为43.2a；若建设0.6Mt/a井型服务年限为64.9a；前两种井型不满足《煤炭工业矿井设计规范》规定的50a合理服务年限。建设0.6 Mt/a井型（《煤炭工业矿井设计规范》规定的合理服务年限为40a），矿井服务年限严重偏长，在经济上不合理,，因此，从资源数量和服务年限上，建设0.9 Mt/a的大型矿井是合适的，能够在较好的经济效益前提下实现矿井的稳定发展，对带动地方经济起到积极的作用。而且批复的总体规划（【发改能源[2011] 21号】）六号井的设计能力也是0.9Mt/a。
2．地质和开采条件方面
本井田绝大多数为急倾斜煤层，其中北翼60～80°，南翼40～65°，深部30～40°，且煤层普遍较薄，属目前国内最难采煤层条件之一。煤层为自燃～易自燃，增加了矿井火灾的管理难度；煤尘具有爆炸性等因素，也成为矿井生产的不安全因素。这些因素给矿井开拓和开采带来很大困难，致使采煤工作面设备选型困难，生产管理困难，产量和生产效率大大降低，工作面单产低，同时也制约了矿井的生产能力。经调查，目前我国急倾斜薄及中厚煤层开采技术水平普遍不高，工作面单产较低，如果矿井设计生产能力过大，容易造成同时生产的工作面太多，导致矿井采掘失调、工作面接替紧张、辅助运输难以满足生产需要等诸多问题。因此，设计建议以建设0.9 Mt/a井型为宜。
3．技术装备和管理水平方面
近年来，随着近水平煤层开采技术的发展，倾斜和急倾斜煤层开采技术也取得了一定进步。但对于急倾斜薄煤层的综合机械化开采尚无成熟技术。因此，本矿井采用伪倾斜走向长壁采煤法（炮采），该采煤方法工作面单产较低。因此，根据以上情况，设计认为以建设0.9 Mt/a中型矿井为宜。
4．外运销售条件
目前，柴达尔至木里的地方铁路建设已通车，青藏铁路哈尔盖车站接轨至热水柴达尔车站的柴达尔支线也已建成运行多年。柴木铁路从井田北部边缘通过，距矿井北部露头约2km，具有良好的接轨条件，交通运输条件较为便利。矿井规模不受外运条件限制。
5．市场需求与经济效益
目前青海省煤炭市场供应自给能力不足，煤炭需求呈逐年增长态势，市场前景良好。从煤质及用途等方面看，本井田多数为炼焦用煤，另有部分优质动力煤，具有较强的价格优势。因此，该项目具有良好的经济效益。
综合上述分析，就矿井煤层赋存倾角及煤层厚度情况看，就足以说明了矿井开采技术条件是复杂的。为使矿井具有合理的服务年限、科学的开采方法和良好的经济效益，满足青海省及企业发展的煤炭需求。因此，设计确定矿井设计生产能力为0.9Mt/a。
(三) 矿井服务年限
矿井可采储量为54.4759Mt，井型确定为0.9Mt/a。储量备用系数取1.4。
T=Z/（K*A）
式中：
T——矿井服务年限，a；
Z——矿井设计可采储量，Mt；
A——矿井设计生产能力，Mt/a；
K——储量备用系数，取1.4。
T=Z/（K×A）=54.4759/ (1.4×0.9)=43.2a。
矿井服务年限计算结果为43.2a，满足规范的要求。