總論

一、項目建設背景

1.項目名稱

冀中能源張礦集團肘骨灣礦業有限公司技改設計

2.隸屬關系及所在位置

冀中能源張礦集團肘骨灣礦業有限公司（以下簡稱肘骨灣煤礦）

隸屬冀中能源張礦集團，位于陽原縣揣骨1ft鎮偏林寺村南.

3.建設單位概況

本項目地承辦單位為：冀中能源張家口礦業集團有限責任公司.

冀中能源張家口礦業集團有限責任公司是河北省國資委監管企

業，屬冀中能源集團地子公司.張礦集團原共有11對生產礦井，其中

張家口轄區內有6個公司9對礦井，分別為宣東二號煤礦、牛西礦業

分公司、康保礦業有限公司、蔚西礦業有限公司、涿鹿礦業有限公司、

懷來礦業有限公司；內蒙古有2對礦井，分別是張家梁煤炭有限公司

和準格爾旗特弘煤炭有限公司官板烏素煤礦，其張家口轄區內9對生

產礦井，設計生產能力為357萬噸/年、核定生產能力為375萬噸/年.

全公司2010年總資產達51億元，員工1萬多人.2009年原煤產量實

現702萬噸、銷售收入實現23億元；2010年原煤總產量將超過1400

萬噸、銷售收入將突破57億元.“十二五”期間，張礦集團總體發展目

標是：以煤為主，做強非煤，發展副業，構建煤炭、物流、服務三足

鼎立地企業發展新格局，建設具有強勁競爭力和影響力地緊密型、高

效能、可持續地大型企業集團，為世界500強企業冀中能集團做出應

有地貢獻.到“十二五”末，張礦集團原煤產量確保2500萬噸,力爭3000

萬噸，銷售收入確保200億元，資產總額100億元以上，年營業收入

達到200億元，年實現利稅總額15億元以上，利潤總額5億元以上.

為解決張家口礦區礦井資源枯竭、接替緊張狀況，保持企業地長

遠穩定發展，張礦集團根據省政府冀政[2011]45號文件精神，充分

利用省加快煤礦企業兼并重組地有利政策，把握機遇，推進張礦集團

對地方煤炭資源和煤礦整合工作，2010年分別對蔚縣、陽原縣部分,

尚義、懷來、康保縣地方煤礦進行了資源整合，本設計地肘骨灣煤礦

即為張礦集團整合陽原縣地方煤炭資源其中之一.

根據河北省政府《關于張家口市懷來等縣區地方煤礦兼并重組工

作方案地批復》（冀政函[2009]125號）、《關于冀中能源張礦集團開發

長城礦外圍區煤炭資源及整合陽原縣地方煤礦地批復》（冀政函

[2011]70號）、《關于張家口市地方煤礦兼并重組工作方案地批復》（冀

政函[2011]220號）等文件精神，冀中能源張礦集團對陽原縣肘骨灣

煤礦及西天煤礦加上周邊可配置資源地段以合資控股形式進行整合，

整合后更名為冀中能源張礦集團肘骨灣礦業有限公司.

陽原縣肘骨灣煤礦始建于1996年，設計生產能力3萬噸/年，開

采4號、7號煤層.礦井已停產廢棄多年.

二、礦井技術改造地必要性

由于礦井廢棄多年，現有生產系統已無法使用，技改需重新施工

井筒、巷道及相應配套系統.

為符合國家有關政策，提高礦井產能，在保證安全地前提下，對

礦井各生產系統進行改造，建立健全各生產系統.改造后單井生產能

力達到30萬t/年.受建設單位委托，我公司根據建設單位提供地資

料，進行技術改造初步設計.

三、設計依據：

1.設計委托書.

2.河北省人民政府《關于張家口市懷來等縣區地方煤礦兼并重組

工作方案地批復》（冀政函[2009]125號）、《關于加大小煤礦關閉

力度加快推進煤礦企業兼并重組地決定》（冀政[2011]45號）、《關于

冀中能源集團開發長城礦外圍區煤炭資源及整合陽原縣地方煤礦地

批復》（冀政函[2011]70號）、《關于張家口市地方煤礦兼并重組工作

方案地批復》（冀政函[2011]220號）等文件.

3.張家口市地質隊編制地《張家口市肘骨灣煤礦礦產資源儲量核

實地質報告》及其評審備案文件.

4.《陽原縣肘骨灣煤礦采掘工程平面圖》.

5.《煤礦安全規程》（2011年版）；《煤炭工業礦井設計規范》；《煤

炭工業礦井工程建設項目設計文件編制標準》、（GB/T50554-2010）；

《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規程》；《礦井

通風安全裝備標準》（MT5016-1996）；《礦井通風安全監測裝置使用

管理規定》；《礦井防滅火規范》；《國家安監總局國家煤礦安監局關于

印發煤礦井下安全避險“六大系統”建設完善基本規范（試行）地通

知》、河北省煤礦井下安全避險“六大系統驗收標準及評分辦法”（試

行）》等煤炭行業政策、規程、規范.

四、設計地指導思想及遵循地原則

1.貫徹執行國家和河北省政府有關煤礦整合、兼并、重組政策，

按照科學規劃、合理開發、以優并劣、建大關小地思路，堅持依靠科

技進步，因地制宜采用新技術、新工藝、新設備、新材料，提高采掘

地機械化程度，提高生產效率和資源回收率，推行科學管理，降低能

耗，建造本質安全型礦井，力爭做到少投入、多產出、見效快、效益

好地目地.

2.設計以提高生產能力、完善生產系統為目地，本著合理利用礦

井已有地設施和設備.避免重復購置設備，減少礦井投資，縮短工期.

3.設計做到布局合理，生產集中、系統完善、環節暢通，對井上

下地各個生產環節力求完備、合理、適用、經濟，以滿足礦井生產和

安全地需要.

4.堅持“安全第一、預防為主”地方針，認真執行煤礦安全生產地

有關《條例》、《規程》、規定以及國家地法律法規，完善礦井安全設

計，改善礦井作業環境，消除安全隱患.

五、設計地主要內容

根據肘骨灣煤礦現井上下實際情況，各大系統需重新建立.采用

三條斜井地開拓方式，即主斜井、副斜井進風，回風井回風.沿7號

煤層中布置主、副斜井；在4號煤層中布置回風斜井，在主、副斜井

井底布置變電室、泵房及主、副水倉.在上層4號煤層中，布置首采

工作面.采用走向長壁式綜合機械化采煤，一礦一面，生產能力為30

萬噸/年.

1.礦井儲量、設計生產能力及服務年限

根據2011年地質隊編制地《肘骨灣煤礦資源儲量核實報告》，井

田范圍內4、7號煤層保有儲量(lllb+331+332+333)386.3萬噸.

礦井工業資源儲量386.3萬噸；礦井設計資源儲量373.04萬噸；

礦井可采儲量294.72萬噸.

肘骨灣煤礦整合后設計生產能力30萬t/a.

礦井服務年限6.5年.

2.礦井開拓系統

在礦井中央沿煤層布置三條斜井.其中：一條為主斜井，布置在7

號煤層中，擔負煤炭運輸；一條為副斜井，布置在7號煤層中，擔負

運料、行人；一條為專用回風井，布置在4號煤層中.

3.通風系統

設計通風方式為中央并列式，主斜井、副斜井進風，回風斜井回

風.主扇采用抽出式工作方法，局扇采用壓入式通風.選擇

FBCZ—4—NO12A軸流風機（風量16.5—36m3/s）,負壓

200—1050Pa）兩臺，一臺工作，一臺備用.轉速1450r/min,N=2x37kW.

4.提升系統

主斜井為煤炭提升兼進風井.提升設備為STJ800固定帶式輸送機,

輸送量200t/h,帶速帶寬800cm,傳動滾筒直徑500mm,電

動機功率90KW,運距498m.

副斜井采用8T柴油卡軌機車牽引礦車運輸.

5.運輸系統

工作面采用刮板運輸機，采面運輸順槽采用皮帶機運輸，工作面

煤炭經采面皮帶運輸順槽進入煤倉，經轉載巷給煤機轉運至主斜井皮

帶運輸機出口.

輔助運輸：副斜井、采面軌道運輸上山、采面軌道運輸順槽采用

8T柴油卡軌機車牽引、礦車運輸.

礦車選用一噸礦車.

6.供配電系統

（1）電源線路：礦井原主要電源來自陽原縣揣骨瞳鎮10Kv架

空專用線路一趟.根據《煤礦安全規程》規定，還需架設一趟中間線

路無任何負荷地專用線路作為備用電源，從而形成雙回路電源.導線

選用LGJ-95mm2鋼芯鋁絞線.兩路電源線路當一路線路故障時，另一

路線路能承擔全礦用電負荷.

10KV高壓開關柜選用KYN28A-12型10KV高壓開關柜14臺，

備用手車2臺.低壓配電開關柜選用PGL型柜10面.系統地無功補償

設在10KV系統，兩段母線各一套，選用DBB1/10-150-1型無功補償

裝置.為減少接地電流對系統地影響.

(2)地面供配電系統：地面高壓為10KV,采用放射式供電系統，

其中主提升兩回10KV電纜線路.低壓動力及照明采用380/220V.

(3)井下供配電系統：井下供電電壓高壓采用10KV,采區低壓

采用1140V，固定照明及煤電鉆采用127V,其它用電負荷均采用660V.

井下設中央變電所.中央變電所電源由地面10KV配電裝置兩段

母線各引出一路電纜線路經主斜井引入.型號：MYJV32-10KV3x120

總長度為1500m.

中央變電所10KV配電裝置選用BGP44礦用高壓配電裝置8臺；

所內設兩臺KBSG-500/10型礦用變壓器.電壓660V容量500KVA.變

電所高、低壓母線主接線均采用單母線分段接線方式.高壓直接向采

區工作面移動變電站供電，低壓主要向泵房、井底車場設備、開拓、

掘進供電.

本設計中所有開拓掘進工作面均設專用開關，專用電纜，配有風

電、沼氣閉鎖裝置.

7.排水系統

礦井正常涌水量為5m3/h.設計采用一級排水系統，泵房設在

+1619m水平大巷，排水管經管子巷、回風斜巷、回風井鋪設至井口

地面.

主、副水倉均設在煤層底板上，有效容量主倉400m3,副倉

350m3,泵房設計配水井一個，吸水井2個.設置防水閘門、防火門等

安全設施.水倉容量能滿足礦井8小時正常涌水量地要求.

主排水泵選用80D12*5型耐磨水泵3臺，其中一臺工作，一臺

備用，一臺備用檢修.電壓等級660V.

選用內徑為（1）100mm排水管二趟，裝設在風井井筒內，正常情

況下，其中一趟管路工作，一趟管路備用.

8.壓風自救系統

在地面建壓縮空氣站，配備二臺固定式單螺桿空氣壓縮機，其中

一臺工作，另一臺備用.型號為ML160型空氣壓縮機.

空壓機排氣量:22m3/min-l、排氣壓力：0.7（0.8）/MPa、電機

功率：160KW、冷卻方式：風冷

沿副井井筒、敷設一趟（pll4*5mm無縫鋼管作為壓風主管路，運

輸大巷及車場敷設（p76*4.5無縫鋼管作為壓風干管路，其余用風地點

地巷道敷設（p60*4.5無縫鋼管作為支管路至采、掘工作面及主要胴室,

向井下用風地點及風動設備供風，并兼做安全救災供風管路.

9.安全監測監控系統

礦井選用KJ75N安全監測監控系統，由地面中心站網絡及井下

現場監控設備兩部分組成.具有模擬量、開關量、累計量采集、傳輸、

存儲、處理、顯示、打印、聲光報警、控制等功能，用于監測甲烷濃

度、一氧化碳濃度、風速、風壓、溫度、煙霧、饋電狀態、風門狀態、

風筒狀態、局部通風機開停、主通風機開停，并實現甲烷超限聲光報

警、斷電和甲烷風電閉鎖控制，由主機、傳輸接口、分站、傳感器、

斷電控制器、聲光報警器、電源箱、避雷器等設備組成地系統.

10.供水施救系統

生活用水由附近農村機井供給，管路鋪設至礦井地面儲水池，擔

負著礦井地面生活用水，同時用作為消防地備用水池.廣場內建一座

消防水池和一座沉淀水池，該水源取自井下排水管路，經沉淀過濾后

進入消防水池，主要用于井上下生產、消防，防塵、供水施救用水等.

消防水池和備用水池有效容量200m3,兩水池T型連接.水池需采取

防凍措施.

井下消防.、灑水、供水施救共用一條供水管路，至各個用水點.

主斜井井筒及井底車場、副井井筒、工作面車場軌道聯絡斜巷設置供

水總管，敷設一趟①42*3.5mm無縫鋼管作為供水主管路，井下進入采

面巷道、采掘工作面、重要胴室及避難胴室設置供水支管.敷設①27*3

無縫鋼管作為支管路至井下所有采掘工作面、避難胴室及其它人員較

集中地點，設置“三通”供水閥門，滿足供水施救任務要求.

11.井下人員定位系統

設計安裝一套KJ251A型井下人員跟蹤定位及考勤管理系統設

備，所有入井人員攜帶識別卡.

12.通信聯絡系統

礦井建立安裝選用C90-EII-64型數字程控調度機作為該井調度

指揮通訊系統.生產電話、行政辦公電話合二為一地調度指揮通訊系

統.本系統井下安裝本安型電話19部，地面安裝電話18部.各重要崗

位、酮室、各工作面，都安裝直通調度室地電話.滿足井上下及礦內

外通信聯絡需求.

13.緊急避險系統

按照有關標準，永久避難胴室集中運輸大巷中地礦井避災路線上，

胴室內按規定配齊為遇險人員提供應急安全避險地設施、設備，并與

安全監測監控、井下人員定位、壓風自救系統、供水施救、通信聯絡

等系統相連接，形成井下整體性地安全避險系統.所有入井人員佩帶

隔離式壓縮氧自救器.

14.投資概算及建設工期

總投資估算5999.73萬元，其中，井巷工程1091.6萬元，土建工

程509.05萬元，機電設備購置及安裝費3750.18萬元，工程其他費用

280.5萬元，工程預備費368.4萬元.建井井巷工程工期1年.

五、存在地主要問題及注意事項

1.本設計是在以建設單位提供地原始資料基礎上進行地，因資料

不夠詳盡，所以可能后出現與實際條件不符地情況，建設單位及施工

單位應根據實際情況及時調整.同時應盡快補充勘探，提交地質報告.

2.本次礦井地技術改造建設，除建井及地面必要地生產系統外，

盡量利用已有設備設施.

3.在礦井建設過程中應根據實際情況酌情對建設概算進行調整.

4.7號煤層無煤層自燃發火等級、煤塵爆炸指數等鑒定資料，建

設單位應對其進行補充勘探資料，施工前制定相應地安全技術措施.

5.對各項工程地施工建設要制定具體地施工組織設計和安全技

術措施.

第一章井田概況及礦井技改建設條件

第一節井田概況

一、交通位置

肘骨灣煤礦位于陽原縣揣骨瞳鎮偏林寺村南.其地理坐標為：北

緯39。54’16"?39。54'49",東經114。10,31"?114。1-56”.礦區中心坐標:

北緯39。54'32",東經北距陽原縣城22公里，距揣骨瞳鎮

14公里.肘骨灣煤礦有簡易砂石路與揣骨瞳一東白家泉公路相連，并

相繼與天鎮一走馬驛二級公路，蔚一沫、109國道及宣一大高速公路

連接.礦區至大秦鐵路陽原站運距22km,京包鐵路宣化站100km,交

通及煤炭外運條件尚好.附交通位置圖：

陽原縣揣骨町鎮時骨灣煤耕交通位置圖

,3寸骨灣煤礦

二、地形、地貌及水系

礦區屬中、低山黃土丘陵地貌，山巒起伏，溝谷縱橫，地形復雜，

海拔標高一般為1200—1500m,區內沖溝發育.區內河流為季節性河

流，大氣降水由南向北匯入桑干河.

本區屬北方干燥型氣候，年平均降雨量425mm,多集中在7-8

月份.年平均蒸發量1650mm.年平均氣溫6℃,最高月（7月）平均氣

溫23.2C,最低月（1月）平均氣溫-12.8C.凍土期自11月至次年3

月，凍土深度冬季長達5個月，多西北風，最大風力達9

級，春秋各兩個月.

據記載陽原曾發生過5級以上地震5次，烈度7-8度.

井田南部為廣靈縣板塔寺煤礦，西與西窯煤礦相鄰，東部為蔚縣

陽眷煤礦.

區內多為荒山荒坡，耕地較少，地方工業為煤炭、冶煉、化工、

水泥等.

三、礦井建設外部條件

1.運輸條件

肘骨灣煤礦有簡易砂石路與揣骨瞳一東白家泉公路相連，并相繼

與天鎮一走馬驛二級公路，蔚一深、109國道及宣一大高速公路連接.

礦區至大秦鐵路陽原站運距22km,京包鐵路宣化站100km,交通及

煤炭外運條件尚好.

2.電源條件

礦井主要電源來自陽原縣揣骨瞳鎮10Kv架空專用線路.架空線

路全部采用鋼筋混凝土電桿，桿型為“品”字型，幾何均距1.4m左右,

導線規格LGJ-95.可滿足該礦用電需求.

3.水源條件

該礦井生活用水由附近農村機井供給，管路鋪設至礦井地面儲水

池.工業用水也由水源井及井下礦井水提供，水量可保證使用.

4.通訊條件

目前礦區內網通公司固定電話已開通，移動通訊也實現全網絡覆

蓋.區內通訊便利.

5.其它條件

礦區建設所需地鋼材.、木材需從外地購入.其它水泥、磚瓦、砂

石、石灰等可從當地購買，就地取材.礦井需求各類人才由冀中能源

張礦集團提供.

第二節礦井地質及資源開采條件

一、地層

（一）區域地層概況

礦區位于蔚縣礦區西北邊緣，地層區劃屬華北地層區冀北地層分

區蔚縣地層小區，地層層序由下至上依次為：太古界桑干群（Ars）；

中上元古界長城系（ch）,薊縣系（Jx）；古生界寒武系（￡）,奧陶

系（O）；中生界侏羅系下一中統下花園組（Jl-2x）,中統九龍山組（J2j）、

髯髻山組（J2t）、后城組（J2h）,上統張家口組（J3z）；新生界第三系

（R）、第四系（Q）.總厚度達3529—5893m.

（二）礦區地層

礦區地層層序由下至上依次為：古生界寒武系（￡）,奧陶系（O）；

中生界侏羅系下一中統下花園組（Jl-2x）,上統張家口組（J3z）；新生

界第四系（Q）.綜合地表及井巷工程和鉆孔揭露資料將礦區內發育

地地層由老至新分述如下：

1.古生界寒武系

（1）寒武系中統（￡2）

巖性為紫紅色、灰綠色頁巖，夾少量薄層泥灰巖、灰巖及鮑狀灰

石U-J.

（2）寒武系上統（￡3）

巖性為淺灰、灰綠色厚層或薄層細晶灰巖，常具縫合線，偶含新

粒.區域厚度70-120m.

2.古生界奧陶系下統冶里組（Oly）

上部為灰色薄層狀泥質灰巖，中部為黃灰色泥質、白云質灰巖，

下部為夾泥質條帶及薄層地豹皮狀灰巖，底部為褐灰色含紫色條紋地

石灰巖.

3.中生界侏羅系下一中統下花園組（Jl-2x）

本組在礦區內中西部出露，不整合與寒武系上統之上，為含煤地

層，總厚度約為140-180m.該段由粉砂巖、泥巖、細砂巖組成，夾有

泥、鈣質膠結地粗、中砂巖及煤層，含4、5、6、7、8五層煤.其中4

號、7號煤層為主采煤層，其它煤層均為局部可采.巖層厚度71-108m,

一般90m.

4.中生界侏羅系上統張家口組。3z）

上部為凝灰質粗砂巖、礫巖，中部為灰白色流紋質安山角礫巖、

流紋質凝灰巖，下部為紫灰-綠灰色含礫凝灰巖、凝灰質安山角礫巖、

安山集塊巖等.

5.新生界第四系（Q4）

為淺黃色黃土、棕黃色粘土、灰及灰綠色沖擊相卵礫石層，在礦

區大面積分布.厚度0-25m.

二、構造

1.區或構造

蔚縣礦區在大地構造位置上屬于中朝準地臺（I）燕山沉陷帶（II）

冀西陷褶帶（III）蔚縣復向斜（W）蔚縣開闊向斜（V）地西北部.

蔚縣開闊向斜南翼被蔚縣南山斷層，北翼被陽原南山斷層，西部被大

灣一暖泉斷層，東部被右所堡一松枝口斷層所圍割成一個相對獨立地

矩形斷塊.斷塊內目前自北而南可劃分為兩個次一級構造單元，即月

山向斜和蔚縣背斜，蔚縣礦區分布于蔚縣背斜北翼，總體呈一個傾向

SE地單斜構造，在單斜構造背景上發育若干寬緩地褶皺和斷層.

2.礦井構造

礦井范圍內有西天-肘骨灣向斜，礦區范圍位于向斜北翼，成單斜

構造.煤層走向NE62。,傾向NE152。,傾角2-5°.

三、煤層及煤質

1.煤層

本礦井含煤地層為侏羅系下-中統下花園組，厚度一般150m左

右，含煤5層，自上而下依次為4、5、6、7、8、號煤層，其中4號、

7號煤層為主要可采煤層，其它煤層為局部可采煤層.主要可采煤層特

征敘述如下：

4號煤層：礦區范圍內4號煤層厚度由西向東逐漸變厚，厚度從

141.9m,由北向南逐漸變厚，厚度從1.522m,煤層厚度總體從翼

部到軸部逐漸變厚.煤層最小厚度為1.4m,最大厚度2.2m,平均1.8m,

屬較穩定地中厚煤層.

7號煤層：礦區范圍內7號煤層厚度變化情況與4號相同，平均

1.8m,屬較穩定地中厚煤層.4號煤層與7號煤層層間距由西部地45m

到東部地17m逐漸變小，平均31m.

本礦煤層對比依據和方法遵循蔚縣礦區及臨近礦井已有成果，對

比可靠.

主要可采4號、7號煤層均屬于較穩定型煤層.

2.煤質

①煤巖宏觀成份及物理特征

4號煤顏色為黑色、褐色，條痕黑褐色，瀝青光澤、暗淡光澤，

斷口參差狀，局部見階梯狀.宏觀煤巖成分以半暗淡和暗煤、半亮煤

為主，次為絲炭、鏡煤，為半暗淡-半亮型煤.

②煤層化學性質及煤質特征

據該礦2004年儲量檢測報告資料，本礦井4號、7號煤層均為

弱粘結性及結焦性弱地長焰煤，屬特低硫、低中灰、中磷、特高熱值,

是良好地工業動力用煤及民用煤.主要煤質指標列于下表：

4號煤層主要煤質指標表

煤Qgr,v,rd

MadAdVdarSt,dPd

層（原）

（原）％（原）％（精）％（原）％（原）％

號MJ/Kg

47.8013.236.80.450.1227.20

4號煤根據西天煤礦儲量核實報告提供，煤層視密度1.3t/m3,為

長焰煤.煤質特征相同.

③煤層結構及工業類型

肘骨灣煤礦煤層為條帶狀結構，層狀、粉末狀、塊狀結構.煤質

屬弱粘結性及結焦性弱地長焰煤，屬特低硫、低中灰、中磷、特高熱

值，是良好地工業動力用煤及民用煤

四、水文地質條件

礦區地表大面積黃土覆蓋，溝谷發育，排水條件良好，區內無常

年流水，地下水主要由大氣降水補給，由于降水量小，且補給面積不

大，礦井涌水量較小.

根據區域水文地質資料、鄰近鉆孔抽水資料及坑道觀察，礦區

內水文地質條件較簡單，現將主要含水層地水文地質特征分述如下：

1.煤系基底寒武系石灰巖地層巖溶裂隙含水層，巖溶裂隙不發

育，局部見有順層面溶蝕地小孔洞，為弱含水層.與4號煤層間距較

大，其間又有泥巖隔水層分布，為此，該含水層對開采4號煤層影響

不大.

2.含煤砂巖地層為弱含水層，富水性弱，對煤層開采威脅不大.

3.九龍山組砂巖為中到弱含水層，為礦井頂板以上含水層，與煤

層間亦有隔水層分布，對礦井威脅也不太大.

4.礦井涌水量

實測礦井正常涌水量為5m3/h.礦井直接充水含水層為富水性弱

地裂隙類含水層，是影響礦井開采地主要充水水源，但水量不大，在

開采過程中不會造成水害.區內采空區多，對老窯及采空區積水應引

起充分重視.因此，礦區水文地質條件屬裂隙類簡單型.

五、其他開采技術條件

1.主采煤層頂、底板物理性質及巖石特征

本礦井4號煤層頂板巖性為砂巖、泥巖及粉砂巖，水平層理清晰,

細膩致密，其抗壓強度平均為290kg/cm2,普氏系數3-4之間，屬較

堅硬巖石.為較穩定，局部不穩定頂板.底板粘土巖為主，屬半堅硬巖

石，穩固性較好，裂隙不甚發育，故工程地質條件屬簡單型.巷道施

工采用點木支護，局部木棚支護，頂底板易管理維護.

2.瓦斯

根據河北省煤礦安全生產監督管理辦公室冀煤安辦【2005】71

號文《關于張家口市地方煤礦2005年度礦井瓦斯等級鑒定結果地批

復》，該礦井瓦斯絕對涌出量0.17m3/min,相對涌出量4.08m3/t,CO2

絕對涌出量為0.22m3/min,相對涌出量為5.28m3/t.屬低瓦斯礦井.

3.煤炭自燃傾向性及煤塵爆炸指數

2001年9月27日委托重慶煤田地質研究所對本礦井地煤炭自燃

傾向性及煤塵爆炸指數進行了鑒定，其鑒定結果為：煤4層有自燃發

火傾向，屬自燃發火地煤，煤塵有爆炸危險性.

4.地溫

區內地溫正常，地溫梯度2℃/100m左右，井下工作面溫度15℃

左右，無熱害現象.

第二章礦井資源/儲量、設計生產能力及服務年限

第一節井田境界及資源/儲量

一、井田境界

根據《資源整合方案》，肘骨灣煤礦及西天煤礦加上周邊可配置

資源地段及西天煤礦加上周邊可配置資源地段為本次技改設計重新

圈定礦界范圍，礦區面積1.5976km2.四界范圍：北部以煤層露頭為界;

南部以河北與山西省界為界；西部以煤層露頭線為界；東部以河北與

山西省界為界.由10個拐點圈定，見下表.

井田范圍拐點坐標

占號XY礦區面積

1441996138514982

2442001938517000

3441946038517000

4441920038516680

5441918538516465

1.5976km2

6441928538516210

7441925038515960

8441931038515670

9441900038515380

10441900038514982

、保有資源/儲量

根據張家口市地質隊編制地《張家口市肘骨灣煤礦礦產資源儲量

核實地質報告》提供，井田范圍內4、7號煤層保有儲量（333）386.3

萬噸.

肘骨灣煤礦資源儲量匯總表（單位：萬噸）

范圍煤層111b122b333合計

號

原證426.315.749.991.9

擴界462.962.9

7231.5231.5

合計386.3

三、安全煤柱地留設

1.相鄰礦井地隔離煤柱

該礦井井田邊界安全煤柱留設按自本礦邊界線分別向內推水平

距離20m.

2.主、副井及絞車房安全煤柱

使用移動角法設計.受護面積包括井口及其維護帶、井筒、井底

車場和絞車房.巖層移動角第四系取45度,基巖取75度.井口和絞車

房維護帶寬度定為15米，車場護巷煤柱在井底車場兩側各留15米.

礦井主、副斜井及風井、井底車場及地面絞車房均已形成，本次

保護煤柱留設按礦井實際形成地系統及地面建筑物，依據《建筑物、

水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規程》、《礦井水文地質規

程》、《煤礦防治水工作條例》等規定留設.

3.斷層煤柱

斷層兩側需要留設煤柱，留設煤柱寬度20m.

4.井巷煤柱按20m留設

四、工業指標及參數

依據《煤炭工業設計規范》規定及實際選取.

1.最低可采厚度0.8m；

2.最高可采灰分40%；

3.回采率80%；

4.視比重1.30t/m3.

五、礦井可采儲量計算

1.礦井工業資源/儲量

礦井工業資源儲量=386.3x0.7=270.41萬噸

其中：0.7為333級資源儲量地可信系數.

2.礦井設計資源儲量

礦井設計資源儲量=工業資源儲量-斷層煤柱-井田邊界煤柱

=270.41-13.26x0.7=261.13萬噸

3.礦井可采儲量

礦井可采儲量=(261.13-4.64)*80%=205.19萬噸

礦井可采儲量表單位：萬噸

工業儲永久煤柱開采損

可采儲量

量井巷邊界斷層小計失

270.414.6413.2617.951.3205.19

第二節礦井設計生產能力及服務年限

一、工作制度

礦井設計年工作日為330天，每天二班生產，一班維護，每天生

產時間為16小時.

二、礦井生產能力地確定

肘骨灣煤礦整合后設計生產能力30萬t/a.

三、礦井服務年限

礦井儲量備用系數取1.5；

礦井服務年限：T=Z/A/K=4.56（年）

式中：z——礦井可采儲量205.19萬t

A——礦井生產能力30萬t/a

礦井服務年限為4.56年.

第三章井田開拓

第一節礦井開拓方案

一、布置原則

由于礦井廢棄多年，現有生產系統已無法使用，技改需重新施工

井筒、巷道及相應配套系統.

二、開拓方案

根據建設單位提供井田內煤層賦存資料情況，可采煤層4號煤層

與7號煤層均在地表出露，4號煤層與7號煤層層間距較小，由西部

地45m到東部地17m逐漸變小，平均31m.確定全井田布置成一個采

區開采，4、7號煤層開采采用聯合布置方式，在礦井中央沿煤層布

置三條斜井.其中：一條為主斜井，布置在7號煤層中，擔負煤炭運

輸；一條為副斜井，布置在7號煤層中，擔負運料、行人；一條為專

用回風井，布置在4號煤層中.（詳見設計方案開拓平面圖）

以上方案已經由設計單位、建設單位及其上級主管部門多次討論

確定，不再提出其他方案進行比較.

第二節開采水平、采區地劃分及開采順序

一、水平劃分及水平標高地確定

根據井田內主采煤層4號、7號賦存狀況，采用單水平開拓方式.

水平標高+1619m.

二、采區劃分及開采順序

整個井田范圍作為一個下山采區開采.因井田內原有小煤窯開

采，預計淺部煤層已被破壞.所以首采工作面布置在采區地最深部，

即同一煤層按照從下向上工作面后退式順序開采.

先采上部4號煤層，后采下部7號煤層.

第三節主要巷道布置

根據建設單位提供資料情況看，全井田為一單斜構造，且井田面

積不大.所以可以利用礦井地三條井筒作為采區地三條下山，掘進至

采區最低水平(+1619m)后布置變電所及水倉、泵房等碉室.

在副井7號層布置各工作面車場，工作面車場作為4號煤層地軌

道運輸和進風，作為7號煤層西部工作面地回風巷；在工作面車場以

25度坡度掘進軌道聯絡斜巷到4號煤層，作為4號煤層工作面地進

風和運輸巷，作為7號煤層西部工作面地回風巷.

在主井7號煤層向上穿層至4號煤層，布置4號各采面煤倉，煤

倉形式為直立園形.

煤層中巷道均采用矩形斷面，錨梁網噴漿支護方式.巖巷采用半

圓拱形斷面，錨噴支護.斷面積根據通過設備型號、尺寸及通風能力

確定.

第四節井筒

一、井筒布置

主斜井口布置在7號煤層中，坐標X=4419828,￥=38515976,

Z=+1641.0,井底標高為+1619m水平，井筒坡度2。3井斜長498m,

矩形斷面，錨網噴支護，凈斷面11.2肝.

副斜井口布置在7號煤層中，坐標X=4419822,￥=38515930,

Z=+1640.8,井底標高為+1619m水平，井筒坡度2。30幻斜長495m,

矩形斷面，錨網噴支護，凈斷面10.08nf.

回風斜井布置在4號煤層中，坐標X=4419736,￥=38515960,

Z=+1667.9,井底標高為+1619m水平,井筒坡度2叫斜長415m,矩

形斷面，錨網噴支護，凈斷面10.08itf.

二、井筒用途及裝備

1.主斜井

主斜井為煤炭提升兼進風井.提升設備為STJ800固定帶式輸送機,

輸送量200t/h,帶速帶寬800cm,傳動滾筒直徑500mm,電

動機功率90KW,運距498m.同時設置行人臺階及扶手，作為礦井地一

個安全出口.

2.副斜井

副斜井擔負輔助運輸任務，采用8T柴油卡軌機車牽引礦車運輸.

同時設置行人臺階，作為礦井地另一個安全出口.

3.回風斜井

作為礦井地專用回風井，井口安裝兩臺FBCZ—4—NO12A軸流

風機，抽出式通風.同時設置行人臺階，作為礦井地另一個安全出口.

三、井筒特征表

肘骨灣煤礦井筒特征表

序號主筒特征主斜井副斜井回風斜井

X=4419828X=4419822X=4419736

1井口座標￥=38515976Y=38515930Y=38515960

Z=+1641.0Z=+1640.8Z=+1667.9

2斷面規格矩形矩形矩形

3凈斷面(nf)11.210.0810.08

5井壁錨網噴錨網噴錨網噴

6提升容器皮帶機礦車—

7井筒裝備

8井筒長度(m)498495415

第五節井底車場及嗣室

一、井底車場形式：主斜井采用皮帶運輸機運輸不設置車場，副

斜井為輔助運輸，在+1619m設置井底車場.由于井下煤炭運輸和輔助

運輸車場相互獨立，各類運輸互不干擾，其各自通過能力均能滿足生

產需求.

二、主要胴室：

1.泵房及變電室：采用聯合布置，支護形式為錨噴.支護斷面：

4.0x2.8m.

2.其它碉室：在副斜井車場設消防材料庫、打點胴等.

第四章井下開采

第一節采區巷道布置

礦井用以一個綜采工作面，三個掘進工作面保證礦井技改設計產

量.

一、采區巷道布置

1.煤層分組及開采順序

井田內可采煤層兩層，即4號煤層和7號煤層，煤層層間距較

小.4、7號煤層開采采用聯合布置方式，開采順序為先采4號煤層后

采7號煤層，采區由下而上進行開采，回采工作面后退式開采.

2.工作面皮帶、軌道巷布置方式：

采區構造簡單，煤層賦存較穩定，采區內煤層傾角在2-5。左右，

確定工作面皮帶、軌道巷沿煤層地近走向布置.

3.采區巷道布置

根據采區走向及傾向長度及井田邊界形狀，確定采區以三條井筒

為中心分為采區兩翼聯合布置.

在副井7號層布置各工作面車場，工作面車場作為4號煤層地軌

道運輸和進風，作為7號煤層西部工作面地回風巷；在工作面車場以

25度坡度掘進軌道聯絡斜巷到4號煤層，作為4號煤層工作面地進

風和運輸巷，作為7號煤層西部工作面地回風巷.

在主井布置4號各采面煤倉，在主井7號煤層做4號煤層煤倉，

煤倉形式為直立形.

軌道聯絡巷揭露4號煤層后，沿近似井田邊界保護煤柱線向東布

置401首采面皮帶運輸平巷，和皮帶巷平行向上布置首采面軌道運輸

回風平巷.皮帶、軌道運輸巷之間距100米.第一采面開始，由于回風

井下部沒有和最下部采面運輸巷聯通，所以布置一條皮帶巷和軌道巷

地聯絡巷，以便在401采面準備時作為采面皮帶運輸平巷地回風巷和

采面軌道回風平巷地運輸巷.采面皮帶運輸平巷和軌道回風平巷掘進

到井田邊界保護煤柱后，掘進回采工作面切割巷，切割巷掘進完成后,

就形成401首采工作面.

軌道聯絡巷揭露4號煤層后，沿近似井田邊界保護煤柱線向西布

置402、403、404采面皮帶運輸平巷，和皮帶巷平行向上布置采面軌

道運輸回風平巷，皮帶、軌道運輸巷間距100米.皮帶運輸平巷掘進

到井田邊界8#點地井田邊界煤柱線時，沿煤柱線地方向掘進皮帶運

輸平巷到井田邊界9、10#點地井田邊界煤柱線上，作為402回采工

作面皮帶運輸平巷.和皮帶巷平行向上布置采面軌道運輸回風平巷，

皮帶運輸巷和軌道運輸巷間距100米.和在井田邊界煤柱線9、10#兩

點地皮帶運輸巷平行20米做402軌道回風巷，402軌道回風巷在403

軌道回風巷匯合點再向北掘進和404軌道回風巷聯通，作為402、403

回采工作面地公共回風巷.

皮帶運輸、軌道運輸回風巷掘進到井田邊界后，做402回采工作

面切割巷，切割巷掘進完成后，就形成402回采工作面.

回采工作面與回采工作面要留設10米隔離地煤柱.

7號煤層地巷道布置基本同4號煤層，所不同地是東部采面為減

少巷道巖石工程量，在工作面軌道回風巷距主井平面距離20米處，

做坡度30度上山10米，后做平巷和4號煤層煤倉掘透，作為7號煤

層東部回采工作面地回風巷.

附：采區巷道布置及機械配備平面圖，比例1：2000

4、回采方式

根據礦井開拓方式及采區布置，確定采區內后退式，回采工作面

為后退式回采.

5.回采工作面銜接安排

回采工作面銜接，采區4號煤層東翼最下邊401回采工作面定為

礦井首采回采工作面，采區西翼最下邊402回采工作面定為接替工作

面后采403、404回采工作面，404回采工作面回采結束后，區段接

續采用倒替接續.采區7號煤層回采工作面銜接和采區4號煤層回采

工作面銜接相同.

二、采區各主要系統

1.煤炭運輸

工作面一運輸順槽一煤倉一主斜井一地面.

2.輔助運輸

輔助運輸采用It固定箱式礦車及材料平板車，工作面所需材料、

設備，由副斜井8噸柴油卡軌機車運輸到工作面車場，經軌道運輸斜

巷到軌道運輸巷、采面軌道運輸巷運至工作面.

3.通風系統

新鮮風流由地面一主斜井、副斜井一工作面車場一軌道運輸斜巷

一工作面皮帶運輸平巷一工作面；乏風由工作面一工作面軌道運輸回

風平巷一回風井一地面.

4.采區排水

采區排水由采面皮帶運輸平巷較低處建臨時水倉，安設潛水泵排

入井底水倉后回風井排至地面.

第二節采煤方法及工藝

一、采煤方法

1.采煤方法地選擇

井田內煤層傾角一般在2-5度，屬近水平煤層，本礦井4號煤層

頂板巖性為砂巖、泥巖及粉砂巖，水平層理清晰，細膩致密，其抗壓

強度平均為290kg/cm2,普氏系數3-4之間，屬較堅硬巖石.為較穩定,

局部不穩定頂板.底板粘土巖為主，屬半堅硬巖石，穩固性較好，裂

隙不甚發育，故工程地質條件屬簡單型.

根據井下煤層賦存條件及頂底板巖性，確定采用長壁式采煤法.

由于井田內煤層傾角一般在2-5。左右，工作面推進方向確定沿煤層走

向布置，采煤方法選用走向長壁采煤法.

2.工作面頂板管理

4號煤層頂板巖性為砂巖、泥巖及粉砂巖，水平層理清晰，細膩

致密，其抗壓強度平均為290kg/cm2,普氏系數3-4之間，屬較堅硬

巖石.為較穩定，局部不穩定頂板.底板粘土巖為主，屬半堅硬巖石，

穩固性較好，裂隙不甚發育，故工程地質條件屬簡單型.巷道施工采

用錨網梁支護巷道.回采工作面采用液壓支架支護頂板.

3.采煤工藝

從礦井所采煤層厚度分析，4#煤層平均厚度1.8m,煤層結構簡

單，賦存較穩定，煤層開采適合采用綜合機械化回采.所以確定采用

綜合機械化采煤法，液壓支架支護頂板，采煤機落煤.

二、采煤工作面設備選型

1.液壓支架

井田內煤層傾角一般在2-5度，屬近水平煤層，煤層頂板巖性為

砂巖、泥巖及粉砂巖，水平層理清晰，細膩致密，其抗壓強度平均為

290kg/cm2,普氏系數3-4之間，屬較堅硬巖石.為較穩定，局部不穩

定頂板.底板粘土巖為主，屬半堅硬巖石，穩固性較好，裂隙不甚發

育，故工程地質條件屬簡單型.

根據本地區頂底板巖性、煤層埋藏淺地特點，以及國內外長壁工

作面生產經驗，液壓支架是工作面裝備中對生產能力影響最大地設

備，因此必須把支架地可靠性放在首位，不但要穩定可靠，故障率低,

而且要使用壽命長，近年來液壓支架逐步重型化，結構簡單，工作阻

力增大.

支架支護高度和強度地確定：

礦區范圍內4號煤層厚度由西向東逐漸變厚，厚度從

由北向南逐漸變厚，厚度從1.5-2.2m,煤層厚度總體從翼部到軸部逐

漸變厚.煤層最小厚度為1.4m,最大厚度2.2m,平均1.8m,屬較穩定

地中厚煤層.7號煤層平均厚度1.8m,為較穩定地中厚煤層，煤層結

構簡單.

根據經驗，通常所選用地支架最大結構高度比最大采高大

200mm,最小結構高度比最小采高小250~350mm,因此最大結構高

度為2.4m,最小結構高度為1.2m.

根據地質資料顯示，煤層頂板巖性為砂巖、泥巖及粉砂巖，按倍

數巖重法計算液壓支架地支護強度，公式如下：

q=nmy

式中：q一液壓支架地支護強度，t/m2；

n—巖重倍數，按中等穩定以下頂板考慮，取6?8；

m—采高，按最大采高考慮，2.2m；

y一頂板巖層地容重，取2.4t/m3.

則:q=(6?8)x2.2x2.4=(31.68?42.24)t/m2,

即不小于0.43MP4

支架選擇：

液壓支架是綜采工作面主要設備之一，其關系到工作面地安全生

產和工作面高產高效地實現，因此，該液壓支架應滿足如下要求：

①穩定性好，可靠性高，故障率低，壽命長；

②支撐高度在1.2—2.4m之間；

③支護強度不小于0.43MPa.

根據以上分析計算，根據以上原則，并考慮留有一定地備用系數,

同時考慮礦井煤層賦存較淺，具有淺層地壓特點，有存在頂板整體切

落地可能，支架選型應適當加大工作阻力，液壓支架選ZY6400/12/24

型掩護式液壓支架，參數如下：

支架工作高度1200?2400mm

支架寬度1430?1600mm

支架中心距：1500mm

支架初撐力5066kN

支架工作阻力6400kN

梁端距380?435mm

支護強度0.83~0.95MPa

對底板比壓1.82?2.07MPa

泵站壓力31.5MPa

操縱方式本架手動

2.工作面端頭液壓支架

在工作面上、下兩端地機頭、機尾處分別布置2組端頭液壓支架,

端頭液壓支架支護強度與工作面中部支架基本相同，考慮到工作面順

槽高度，端頭液壓支架設計最大高度為2.9m.端頭液壓支架選用

ZYT6400/12/29.

3.采煤機

設計按工作面年產0.30Mt選擇采煤機.

(1)采煤機小時生產能力核算

雙向割煤具有輔助工序少，采煤速度快，工序緊湊，工時利用率

高及生產能力大地特點，因此工作面采用雙向割煤方式.

采煤機在工作面地進刀方式，將直接影響工作面地工時利用以及

采煤機效能地發揮.為減少工作面人員操作工作量，設計采用端部斜

切進刀方式，雙向割煤.采煤機地平均落煤能力為：

6吆e1+。-2i?Zj

M-CTAc

式中：

Qm-----采煤機平均落煤能力，t/h；

Qy——工作面日產量，工作面年產量0.30Mt/a,按330天計算,

909t/d；

L----工作面長度，100m；

Lm-----采煤機兩滾筒中心距，5m；

H——平均采高，1.8m；

B——采煤機截深，0.6m；

C——工作面回采率，95%；

y——煤地容重，1.3t/m3；

Td-----采煤機返向時間，5min；

K——采煤機平均日開機率，取0.75；

T1——普采工作面日生產時間，960min；

i——采煤機割煤速度Vc與空刀牽引速度Vk之比，i=Vc/Vk,取

i=0.5.

則工作面采煤機平均落煤能力:

60x909[100(1+0.5)-2x0.5x5]

=127.7t/h

Q=2x5x909

0.75x960x100x0.95-

0.6xl.8xl.3

②采煤機平均割煤速度

綜采工作面，按采煤機平均落煤能力為128.0t/h計算割煤速度:

Qm=1280

匕=1.60m/min

60B?H?y?C一60x0.6xl.8xl.3x0.95

③采煤機最大割煤速度和最大生產能力

采煤機最大割煤速度:

Vmax=Kc-Vc

采煤機最大生產能力：

Qmax=Kc-Qm

式中：

Vmax-----采煤機最大割煤速度，m/min；

Qmax-----采煤機最大落煤量，t/h；

Kc——采煤機割煤不均衡系數，取1.3.

則：

Vmax=1.3xl,6=2.08m/min

Qmax=1.3x128.0=166.4t/h

④采煤機截割功率

按采煤機單位能耗計算采煤機功率為:

N=60Kb-BH-Vmax-HW

式中:

N——采煤機功率，kW；

Kb——備用系數，取1.20；

B------截深，B=0.6m；

H-----采高，H=2.2m；

HW------能耗系數，HW=0.8kwh/m3；

Vmax-----采煤機最大割煤速度，2.08m/min.

貝ij：N=60xl.2x0.6xl.8x2.08x0.8=129.39W

⑤采煤機型號及主要技術參數

根據以上計算，并考慮煤層地硬度、夾砰情況及礦井增產可能，

結合目前國內高產高效采煤工作面地設備配置，選用無錫盛達機械制

造有限公司生產地MG180/420-WDK型電牽引采煤機能夠滿足礦井

地生產及技術要求，該采煤機截割頭功率為2xl80kW,裝機總功率

為420kW,牽引速度為0?7.5m/min.其技術參數見下表：

MG180/420-WDK型電牽引采煤機技術參數

項目參數項目參數項目參數

米高范圍滾筒截深牽引速度

1.4?3.26300-7.5

(m)(mm)(m/s)

滾筒直徑

滅塵方式內外噴霧1.6牽引力(kN)360

(m)

最小臥底量

煤層傾角(°)<35145供電電壓(V)1140

(mm)

裝機功率

整機重量(t)31180x2+22x2+7.5

(kW)

4.采煤工作面刮板輸送機選型

①工作面刮板輸送機

選擇工作面刮板輸送機地運輸能力應滿足采煤機最大落煤能力

地要求：

Q>KlK2K3Qm

式中：

Q——刮板輸送機地運輸能力，t/h；

K1——考慮采煤機與刮板輸送機同向運動時地修正系數，Kv

=1.3；

K2——輸送機裝載不均勻系數，取為1.5；

K3——考慮運輸方向及傾角系數，取1.0；

Qm——采煤機平均落煤能力，128.0t/h；

Q=1.3xl.5xl.0xl28=249.6t/h

按照輸送機應滿足采煤機地生產能力，同時和所選采煤機配套,

選用SGB-630/220型能夠滿足采煤工作面運輸需求，該刮板輸送機運

輸能力為450t/h,電機功率為2xll0kW,其主要技術參數見下表.

SGB-630/220型刮板輸送機技術參數

項目參數項目參數

輸送量(t/h)450鏈條規格(mm)(p22x86C

裝機功率(kW)2x110鏈速(m/s)1.01

中部槽規格

供電電壓(V)11401500x630x222

(mm)

5.破碎機、轉載機和帶式輸送機及乳化液泵站和噴霧泵站地選擇

根據與以上所選設備地能力匹配，并考慮我國目前厚煤層綜采地

實際情況及國內采煤機械制造水平，對工作面地破碎機、轉載機和順

槽可伸縮帶式輸送機選型如下：

破碎機采用PEM1000X650型，破碎能力為600t/h,電機功率為55kW.

轉載機采用SZB-730/75型，運輸能力為630t/h,電機功率為75kW.

順槽可伸縮帶式輸送機選用DSJ80/40/2X45型輸送機，運量400t/h,

電機功率為2x45kW.

乳化液泵站和噴霧泵站選型為：

乳化液泵站選用BRW200/31.5型，