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清水营煤矿及选煤厂一期工程初步设计说明书
总说明
总 说 明
一、概况
为落实国家“西部大开发”战略，发挥宁夏地区的资源优势，加快少数民族地区的经济建设，宁夏回族自治区政府规划建设宁东能源重化工基地，其内拟建三座装机容量为6³600MW的大型坑口电厂、一座年产油品3.20Mt的煤炭间接液化厂及一座年产1.20Mt/a煤基二甲醚厂。
鸳鸯湖矿区清水营矿井是宁东能源重化工基地的配套供煤矿井，其西距宁东能源重化工基地约13km，规划最终建设规模10.0Mt/a，其中一期工程5.0Mt/a。由于一、二期间隔时间很短，为避免重复建设，地面主要工程均按满足二期生产需要一次建成。为满足按期向重化工基地供煤的需要，受神华宁夏煤业集团有限责任公司委托，我们编制完成了本次初步设计。
二、设计主要依据
1.中国神华宁夏煤业集团有限责任公司关于编制鸳鸯湖矿区清水营矿井及选煤厂初步设计的委托函。
2.国家发改委发改能源[2008]1724号文。
3.宁夏煤田地质局2006年4月提交的《宁夏回族自治区宁东煤田鸳鸯湖矿区清水营井田勘探地质报告》及国土资源部国土资储备字（2006）318号文“关于宁夏回族自治区宁东煤田鸳鸯湖矿区清水营井田勘探报告矿产资源储量评审备案证明”。
4.我公司2006年10月编制完成的《宁夏煤业集团有限责任公司鸳鸯湖矿区清水营矿井及选煤厂可行性研究报告》。
5.神华宁夏煤业集团有限责任公司专题会议纪要［2007］4号：清水营矿井及选煤厂可行性研究报告审查意见。
6.神华宁夏煤业集团有限责任公司专题会议纪要［2007］17号：清水营煤矿初步设计需要明确和解决的问题研究会议纪要。
7.神华宁夏煤业集团有限责任公司专题会议纪要（[2007]64号）。
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8.《煤矿安全规程》、《煤炭工业矿井设计规范》等有关的规程、规范及规定。
三、初步设计主要指导思想
坚持以经济效益为中心，按高起点、现代化、适度超前的设计理念精心设计，在技术经济合理的前提下，通过采用新设备、新技术、新工艺和新材料，实现优化设计、简化生产环节、降低成本、提高生产效率，力争用较短的工期把清水营矿井建设成为一个技术先进、经济效益优良的一流现代化矿井。
四、设计主要技术特征
1.矿井设计生产能力
矿井设计生产能力为10.0Mt/a，其中一期5.0Mt/a，矿井设计服务年限为55.5a。2.井田开拓
井田开拓方式为斜井-立井联合开拓方式。矿井主井工业场地位于井田西部边界二煤层隐伏露头外，场地标高+1380m。在工业场地以东1.4km处布置副立井场地，选煤厂与矿井工业场地联合布置。
矿井划分为三个水平开采，一水平利用三条斜井兼作采区上山，利用斜井井筒及区段后石门开拓各煤层水平标高+856m；二水平主要巷道布置在二煤中，矿井初期共布置5条井筒（并预留一条副斜井），满足各煤层的需要。矿井主井工业场地布置有：主斜井、副斜井、一号回风斜井；副立井场地布置有副立井、回风立井（二期开凿）。
主斜井：倾角22～25°，斜长1520m，井筒净宽4200mm，净断面12.4m2，装备两台带宽B=1800mm的大倾角带式输送机，带式输送机之间采用直接搭接方式，承担全矿井煤炭提升任务，并兼进风和安全出口。
一号副斜井：倾角22～25°，斜长1412m（轨道铺设长度988m），井筒净宽4200mm，净断面13.2m2，井筒铺设900mm轨距单轨，采用单钩串车提升承担上山部分辅助提升任务。
一号回风斜井：倾角22～25°，斜长1283m，井筒净宽4800mm，净断面16.2m2，承担一水平回风任务。
副立井：垂深659m，井筒净直径9.0m，净断面63.6m2，装备JKMD-5³4（III）E
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型多绳摩擦提升机，内设900mm轨距1.5t矿车双层四车非标多绳特宽罐笼一个，900mm轨距1.5t矿车双层四车标准多绳宽罐笼一个。承担下山部分辅助提升任务，兼作进风井。
回风立井（二期开凿）：倾角90°，垂深621m，井筒净直径6.0m，净断面28.3m2，承担下山部分回风任务。
矿井主运输采用胶带输送机。辅助运输上山部分煤层倾角较大，采用轨道系统；下山部分煤层平缓，采用无轨运输。
3.采煤方法、采煤工艺和装备
矿井一期首采采区为11采区，根据区内二煤厚度，设计一期11采区二煤采用综大采高综采；后期12采区北翼采用大采高综采开采，12采区南翼采用综采开采。
矿井一期工程移交时在11采区南北两翼各装备一个大采高综采工作面达到5.0Mt/a生产能力。二期在12采区北翼的二煤层中装备一个主要设备引进的大采高综采工作面，在12采区南翼的二煤层中装备一个部分设备引进的综采工作面，在11维持一个中厚煤层综采工作面。
为满足综采工作面和采区的接续，矿井一期配备2套综掘设备。回采工作面主要设备：
(1)11采区综采工作面主要设备
采煤机：选取MG650/1710－WD型电牵引采煤机，总装机功率1710kW，采高2.6～5.2m，截深800mm，滚筒直径2600mm，电压3300V。
工作面刮板输送机：选用SGZ1000/2³855型可弯曲刮板输送机，功率2³855KW，电压3300V，能力2200t/h，链速1.3m/s。
转载机：SZZ1200/525型，装机功率520kW，输送能力3500t/h。破碎机：PLM3600型，功率250kW，破碎能力3500t/h。
工作面可伸缩带式输送机：DSJ1200/220/3³400型，装机功率3³400kW，输送能力2200t/h，长度3400m，带宽1200mm。
液压支架：选用ZY7800/22/45液压支架，支护强度为1.0～1.04Mpa,支撑高度
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2200～4500mm，额定工作阻力7800kN，支架中心距1750mm。
4.通风系统
本矿井属低瓦斯矿井，采用分区式通风系统，抽出式通风方式。一期时主斜井、副斜井、副立井进风，一号回风斜井回风。
矿井风量：初期120m3/s，后期338m3/s。
一号回风斜井通风容易时期负压为696.2Pa，困难时期负压为2533.1Pa 通风设备：矿井投产时在一号回风斜井井口安装2台BDK-8-No26型防爆对旋轴流式通风机，1台工作，1台备用，通风机转速740r/min。每台通风机选配YBF型通风机专用隔爆电动机两台，单台功率355kW，电压10kV，同步转速750r/min。
5.井下运输系统
主斜井采用两条带式输送机直接搭接的方式，主斜井胶带机按满足后期生产一次建成。1#主斜井带式输送机（靠近井口）参数：B=1800mm，V=3.5（一期）/4.5m/s，Q=1950（一期）/3300t/h，a=22-26°，L=779m，提升高度h=318，电机YB710M1-4，N=2(一期)/3³1600kW，减速系统ML3PSF140，胶带ST4500（阻燃）；2#主斜井带式输送机参数：B=1800mm，V=3.5（一期）/4.5m/s，Q=1000（一期）/3300t/h，a=25°～26°，L=749m，提升高度h=318，电机YB710M1-4，N=1(一期)/3³1600kW，减速系统ML3PSF140，胶带ST4500（阻燃）。
矿井移交时，11采区辅助运输系统由一号副斜井、各工作面辅助运输巷组成。一号副斜井选用JK-4³2.6/30E型单卷筒矿井提升机一台，11采区工作面辅助运输巷道装备SQ－80（110）型井下防爆无极绳连续牵引车3台。11采区所有辅助运输工作分别采用人车、矿车、重型平板车、材料车承载，通过副斜井提升机、工作面辅助运输巷道无极绳连续牵引车接力运至综采工作面或掘进工作面。
6.排水系统
矿井一期开采11采区，利用11采区水泵房及位于一号副斜井井筒中部附近的采区水仓内和敷设于一号副斜井井筒内的排水管路，将11采区涌水排至矿井工业场。矿井一期正常涌水量200m3/h，最大涌水量300m3/h。
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后期通过副立井井底主排水泵房和敷设于副立井井筒内的排水管路解决矿井永久排水。
11采区排水设备选用MD450-60³6型矿用耐磨多级离心泵3台，1台工作，1台备用，1台检修。排水管路选用Ф325³8无缝钢管，沿一号副斜井井筒敷设2趟，1趟工作、1趟备用。
7.压缩空气系统
在矿井工业场地设空气压缩机站一座，压缩空气干管沿一号副斜井井筒下井。矿井一期移交时选用SA-220W/A型螺杆式空气压缩机两台，每台额定排气量36.5m3/min，排气压力0.75MPa，冷却方式为风冷，功率220+5.5kW，电压10kV、380V。矿井移交生产时1台工作，一台备用。后期4台工作，一台备用。压缩空气干管按满足后期需要选用φ273³7无缝钢管，各掘进工作面管路选用φ133³4无缝钢管。
8.制氮设备
矿井一期移交生产时，井下共布置二个综采工作面，防灭火需要总注氮量为2936m3/h；设计采用地面制氮装置，在矿井工业场地设置制氮站一座，选用KDG1500Nm3/97³3型制氮装置四套。每套装置的技术参数为：氮气产量1500Nm3/h，氮气纯度98％，氮气出口压力0.8MPa，机组功率2³250+45kW，电压10kV、380V、220V，冷却方式为风冷。后期再增加一套，以四套制氮装置同时工作。氮气输送干管选用φ273³7无缝钢管，氮气输送干管沿一号副斜井敷设。
9.煤炭洗选加工
根据矿井煤质及用户要求情况，在矿井工业场地建设与矿井生产能力相配套的选煤厂。
采用选前脱泥+重介浅槽分选工艺，工艺系统分为五部分：原煤准备；选前脱泥；重介浅槽分选；介质循环和净化；煤泥水处理。
原煤通过双层分级筛分级，+200原煤经人工拣矸、破碎后与200-13mm的块煤混合,进入块煤排矸系统；筛下物-13mm级末煤产品运往产品仓。脱泥后的200-13mm块煤进入重介浅槽分选机，经重介浅槽分选出精煤和矸石两种产品。精煤经双层直线振动筛脱介
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脱水分级后，筛分出200-50mm洗大块和50-13mm洗混块。+50mm洗大块煤可作地销煤成为最终产品，也可与50-13mm洗混块一起经破碎机破碎至-13mm后，与脱介筛筛分出的13-2.0mm精煤经离心机脱水后混合成为最终产品。末原煤、末精煤产品可单独、也可掺配后，由火车运至能源重化工基地作原料煤。
10.地面运输
煤炭运输：清水营矿井为宁东能源重化工基地的配套供煤矿井，产品煤绝大部分采用火车运往重化工基地，少部分（块煤）采用公路运输地销。
场外公路：矿井设计有四段公路，矿井工业场地与宁东能源化工基地（A区）之间的联络公路，沿运煤带式输送机南侧布置，三级公路，路面宽度7.0m，路面为5cmAC-16，长度12.0km；进场公路起自307国道与鸳鸯湖至冯记沟公路交叉口，与矿井工业场地南侧出口连接，三级公路，路面宽度7.0m，路面为3cmAC-13，长度5.0km；排矸公路为三级公路，路面宽度6.5m，路面为3cmAC-13，长度1.2km；炸药库公路为三级公路，路面宽度3.5m，路面为15cm泥结碎石，长度0.75km。场外公路总长度20.15km。
11.供电
在清水营煤矿工业场地内建一座110kV变电站，其一回110kV电源引自白芨滩110kV变电站，另一回110kV电源引自徐家庄330kV变电站。矿井工业场地110kV变电站以10kV电压供矿井选煤厂地面及井下负荷用电，以∽380V电压供该变电站附近地面的低压负荷用电。在矿井工业场地建一座10/0.4kV配电室，该配电室位于1#副斜井绞车房附近，其二回10kV电源引自本场地内的110/10kV变电站10kV母线。该配电室以∽380V电压供其附近的低压负荷用电。矿井110kV变电站按满足后期生产需要一次建成。
全矿最终（含选煤厂）电力总负荷：有功功率42860kW，无功功率33967.73KVAR，年耗电量180012000kWh，吨煤电耗18.0度。
矿井工业广场110/10kV变电站内安装三台SFZ10-M-31500/
35、110±
8³1.25%/10.5、31500kVA的全密封式三相双绕组有载调压降压变压器，正常运行时两台同时运行，一台备用，负荷率为71.6%，事故保证率为100%。
12.给排水
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矿井及选煤厂最终生产、生活用水总量为10353.5m3/d。其中：矿井及选煤厂工业场地的地面生产、生活用水量为2473.7m3/d，井下消防洒水量为3349.8m3/d，选煤厂选煤补充用水量为3030m3/d，黄泥灌浆用水量为1500m3/d。
矿井及选煤厂地面生产、生活用水由宁东能源重化工基地供水工程供给（水源取自黄河地表水，经净水厂处理后，供水浊度为20度），直接由能源重化工基地鸳鸯湖专线供水管路上接管，在矿井及选煤厂工业场地设净水站一座，处理浊度为20度的黄河水，净水站处理规模为2800m3/d。对井下排水进行处理后，回用于选煤厂选煤补充用水和井下消防洒水，黄泥灌浆用水则直接采用未经处理的井下排水。矿井工业场地内设有井下水处理站、日用消防水池及生活污水处理站。
13.采暖
矿井工业场地最终采暖供热总负荷为29335kW，建一座三台SZL20-1.25-AII型组装蒸汽锅炉房，以满足本矿井各热用户的用热需要。锅炉房内另设二台CLSC1.4-100/20-A型常压锅炉，满足非采暖季洗浴用水。
工业场地热力网采用地沟敷设方式。采暖、空气加热蒸汽管道均采用专管供给。蒸汽管道均作保温，管道均采用无缝钢管，除管道与配件连接处采用法兰连接外，其余均采用焊接。管道的补偿方式采用自然补偿与套筒伸缩器进行补偿。
14.地面总布置
矿井地面设施集中布置，矿井主要生产、辅助生产设施及选煤厂集中布置于井田西部二煤层隐伏露头外3-3勘探线附近的工业场地内。在工业场地以东1.4km处设风井场地，仅布置副立井及回风立井。一期时回风立井不开凿。
工业场地布置根据建筑物的功能、用途、相互关系以及方位，利用道路划分为：主要生产区、辅助生产区、回风井及井下水处理区、行政福利区等四个功能区。
主要生产区由主斜井驱动机房、原煤仓、主厂房、矸石仓、浓缩池和产品仓组成，位于工业场地的西侧；辅助生产区由坑木加工房、材料库、机修车间、综采设备库、无轨胶轮车库等组成，并由900mm轨距窄轨铁路和一号副斜井联系起来。位于工业场地的东南部；回风井及井下水处理区由通风机房，配电间，井下水处理站和生活污水处理站
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及制氮站组成，位于场地最北端；行政福利区位于场区西南部，布置有办公楼、汽车库、食堂、三栋单身宿舍、三级消防站和救护队，110kV变电所和高位水池等。矿井工业场地占地面积为27.71hm2。
根据工业场地所处的自然地形条件，并考虑与外部公路的联系，以及工艺的要求，尽量减少土石方、防护工程量和建筑物基础工程量为原则，竖向布置采用台阶式布置，全场区共划4个台阶，其台阶高差为3米、5米和4米。上台阶场地标高为1390.00m，其平土坡度为5‰，二台阶场地标高为1387.00m，其平土坡度为5‰，三台阶场地标高为1380.00m，其平土坡度为5‰，四台阶场地标高为1376.00m，其平土坡度为5‰。主井工业场地设计标高在+1374.45m至+1390.50m之间。
工业场地土方工程为：挖方107.87万m3，填方62.45万m3。工业场地最大挖方高度为9.92m,最大填方深度为7.36m。
矿井工业场地占地27.73.10hm2。
风井场地位于主井工业场地东北部1.4公里处，布置有回风立井通风机房、副立井绞车房、井口房、空气加热室和材料库、无轨胶轮车库等。场地标高为+1398.00m。风井工业场地占地3.10hm2。
15.辅助、附属设施及生活福利设施
按照精简地面设施的原则，矿井辅助、附属设施尽量利用灵武矿区已有设施，采掘设备的大、中修及设备租赁依托矿区统一解决，矿井本身只设满足小修及日常保养的机修设施及小型坑木改制间、材料库、胶轮车库、消防材料库等辅助生产设施。
矿井的居住区等生活福利设施由矿区中心区统一考虑。16.工作制度及劳动定员
矿井年工作330天，井下采用四²六工作制，三班生产，一班检修；地面采用三²八工作制。生产组织机构按现代企业制度及公司法的要求，建立矿长负责制和由矿长领导的“四部一室”企业管理组织体系，实行矿、队二级管理。劳动定员按照定岗、定编、定员方式确定，清水营矿井及选煤厂最终劳动定员总人数为1966人，其中矿井1852人，选煤厂114人。矿井原煤生产人员效率为23.5t/工，选煤厂生产人员效率为390t/工。
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一期工程劳动定员为：在籍总人数855人，其中矿井768人，选煤厂87人。
五、主要技术经济指标
一期工程范围内矿井、选煤厂工程建设总资金202031.57万元，项目静态总投资193012.03万元。
其中：矿井静态投资158705.11万元（含矿权价款15000万元）。
按工程类别划分：井巷工程21527.56万元，土建工程19824.25万元，设备购置50160.21万元，安装工程21413.37万元，其他费用32715.62万元，基本预备费13064.10万元。
吨煤投资317.41元/t 选煤厂静态投资34306.93万元。
按工程类别划分：土建工程12139.15万元，设备购置13498.59万元，安装工程4511.18万元，其他费用2216.10万元。基本预备费1941.90万元。
一期工程建设总造价199971.31万元，其中建设期利息6959.28万元，项目总资金202031.57万元。其中：铺底流动资金2060.26万元
一期工程财务内部收益率10.61%，财务净现值7824.32万元，投资回收期10.39a，投资利润率5.67%，投资利税率11.80%。
六、存在问题及建议
(1)本矿井开采煤层数多，且煤层厚度变化较大，除二号、八号、十八号煤层厚度较大外，其它开采煤层厚度均较小。根据矿井开拓部署，初期集中开采厚度较大的二号煤层，后期开采煤层多为薄煤层，为确保矿井长期稳定生产，建议积极开展薄煤层高产高效开采技术的专题研究。
(2)本矿井首采煤层为2号煤，其直接顶板多为渗透性强、导水性好、分布稳定的富水性较强的厚层砂岩，随采煤大面积垮落，可能导致工作面涌水量较大而影响正常生产，首采工作面投产前必须提前进行探、放水，生产中还应注意观察并做好防排水措施。
(3)本矿井设计总规模10.0Mt/a，分二期建设，一期工程虽根据建设单位要求在11采区集中布置两个大采高工作面，但由于11采区2煤可采区域有限，接续十分紧张。
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故应抓紧二期接续工程的建设，以确保工作面的正常接续。同时，要处理的一期生产与二期的安全管理工作。
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