露天煤矿初步设计前言魏家峁露天煤矿位于内蒙古鄂尔多斯市准格尔旗东部，是我国西部大开发的前沿阵地。

实施西部大开发战略，关系全国发展的大局，关系民族团结和边疆稳定，是基本国策。

国家正在以投资项目、税收政策和财政转移支付等方面加大对西部地区的支持。

魏家峁露天煤矿是魏家峁煤电一体化项目的两个子项之一，该露天矿田储量丰富，资源可靠，煤质为低硫高热值长焰煤，电煤市场条件明确，开发条件优越，适宜开发大型露天煤矿。

该矿一期规模6Ｍt/a，二期规模12Ｍt/a，配套电厂分别为4×600ＭＷ和8×600ＭＷ。

随该项目的开发建设，将会使本地区的资源优势转化为经济优势，带动少数民族地区经济和社会快速发展。

一、设计依据（一）地质报告、矿区总体规划1、内蒙古煤田地质局153队1983年12月提交的《内蒙古自治区伊克昭盟准格尔煤田南部详查地质报告》。

2、内蒙古煤田地质局153队2005年1月提交的《内蒙古自治区准格尔煤田魏家峁露天勘探地质报告》。

3、西安煤矿设计研究院2005年1月编制的《内蒙古自治区鄂尔多斯市准格尔矿区总体规划》。

（二）设计任务书、设计合同、有关文件、主要基础资料及有关协议类文件。

详见附录。

二、设计范围我院和华北电力设计院分别承担魏家峁煤电一体化项目的露天煤矿设计和电厂设计，同步设计、同步建设、互相制约、分工合作；设计范围分界点划定在电厂围墙外1m处。

露天煤矿设计范围包括：边坡稳定；开采境界、资源储量和剥离量；拉沟、采区划分、开采程序、基建剥离工程量、生产剥采比及其均衡、进度计划；开采工艺、设备选型、数量确定；采运排工程；煤的破碎加工、地面运输、储煤系统；地下水控制与防排水；总平面布置、地面运输；机电设备维修；供电通信、计算机管理；建筑结构；给排水、供热及通风；职业安全与卫生；环保、水保；企管现代化、技术经济等。

三、设计指导思想（一）认真贯彻执行国家有关方针、政策、法律、法规。

（二）引进世界上先进开采工艺（吊斗铲倒堆），以低成本提高露天矿生产剥采比，扩大露天矿开采范围，提高煤炭资源回收率；同时，确保高产高效，建设一个现代化大型露天煤矿。

（三）尽量选择适合本矿规模、开采对象和“以电代油”的大型设备。

（四）突出近期经济效益，提高投入产出比。

（五）确保与电厂、环保、水保、地面设施同步设计、同步建设。

（六）充分利用华能集团公司和北方联合电力公司在人力资源、经营管理方面的经验，充分利用社会生产力要素。

（七）充分并节约利用黄河流域地面和地下水资源。

（八）在利用天然冲沟做首采区拉沟位置并节省剥离量的同时，做好拦洪蓄水坝系工程，以工程治理方式防治水害，确保生产安全，利用蓄水和地下疏干水做道路降尘、绿化、生产用水。

（九）保证露天矿设计符合《矿区总体规划》的规划内容及要求。

四、设计对地质报告的评价及补充勘探的要求《内蒙古自治区准格尔煤田魏家峁露天勘探地质报告》基本能够满足露天煤矿初步设计要求，《边坡工程工程地质勘察与稳定性评价研究报告》能够满足露天矿边坡稳定分析、计算及边坡工程设计。

五、设计主要内容及特点（一）露天矿特点：1、魏家峁露天矿是国内地形条件较复杂的露天煤矿。

黄土高原冲沟多、梁峁多。

设计根据上、下部不同的开采条件和开采对象，选择了不同的开采工艺。

2、魏家峁露天矿是目前国内剥采比较大的露天煤矿，毛煤平均剥采比为7.20m3/t，设计选择其中较小者做首采区（剥采比6.29m3/t）。

3、剥离物中黄土（在上部）最多，占57％。

设计选择适宜的开采设备（如汽车选大厢斗）。

4、煤层结构、构造简单，为单一的近水平的厚煤层，且赋存稳定。

设计对其上覆岩层选择了适合的开采工艺（倒堆工艺）。

5、魏家峁露天矿采用无运输倒堆开采工艺倒堆台阶变化较大（为35m～70m）。

在获得较好经济效益的同时，也给设计和生产管理带来了难度，设计采取了相应的技术决策及建议。

6、在天然冲沟上布置首采区、拉沟位置和排土场，同时也在天然冲沟上布设坝系工程防洪，效益风险共存，设计以工程治理方式确保露天矿生产安全。

7、魏家峁露天煤矿是魏家峁煤电一体化项目，电厂是煤矿的用户，主要目标市场明确，煤矿是电厂原（燃）料生产车间，用户可靠。

（二）设计主要内容1、露天矿采掘场边坡稳定角：煤岩层为40°，黄土为33°。

2、露天矿境界露天矿6号煤层底板开采面积34.96km2；长8.49km，宽7.9km；露天矿地表面积43.77km2，长9.12km，宽8.48km；首采区6号煤层底板面积5.36km2，长2.98km，宽2.19km；首采区地表面积7.88km2，长3.54km；宽2.66km。

3、划定范围内资源（纯煤）储量1042.5514Ｍt，其中121b+122b 占63.88％。

开采境界内露天可采储量（毛煤）为782.7366Ｍt，平均剥采比7.20m3/t。

首采区可采毛煤量113.7062Ｍt，其中121b+122b占总量的98％，达到规范80-90％的要求，平均剥采比6.29m3/t；二、三采区毛煤量分别为334.7378Ｍt和350.3823Ｍt，平均剥采比分别为6.83m3/t和7.85m3/t。

4、工作制度为330d。

以一期设计规模6Ｍt/a计,储量备用系数取1.1，服务年限121a。

5、开采工艺按地层由上而下为：（1）黄土层及下面少量岩层，采用单斗（3台斗容35m3电铲）―卡车（20台220t，厢斗容积140m3）开采工艺；（2）岩层：6煤顶板上覆70m～35m（岩层变薄处）采用吊斗铲（1台斗容68m3，作业半径87m）无运输倒堆开采工艺；（3）煤层（6m～23.85m，平均14m）采用单斗（2台斗容21m3电动液压正铲）―汽车（12台91t，其中端区剥离车箱斗容积57m3,运煤车箱斗容积82.5m3）开采工艺。

6、运煤方式：运煤汽车周期轮换通过采掘场东、西两端斜坡道，经工作帮平盘（先期）或内排土场（后期）运往东帮半固定破碎站―胶带运输机―电厂储煤场（或本矿储煤场）。

7、穿爆：倒堆台阶采用抛掷爆破；单斗铲煤岩台阶采用松动爆破；倒堆台阶的坡面采用预裂爆破；全部采用牙轮钻机穿孔。

8、基建剥离工程量为19.9109Ｍm3，基建出煤6.8万t，基建期1.5年，移交过渡1年，移交当年产煤3.00Ｍt，过渡结束达产，吊斗铲投入。

9、因黄河水位标高位于6煤底板以下，地下水补给来源较少，设计在原则上不采用疏干井疏干方式，但根据邻近矿井发现较大地下水情况，设计确定打两眼疏干井进行试验性疏干，防止地下水害危及确保露天矿生产安全。

因采掘场、排土场皆布置在罐子沟及其支流上，设计确定做坝系工程拦洪蓄水。

采掘场内设3台600m3/h暴雨泵，2台200m3/h正常排水泵。

10、地面（生产）系统为2台2000t/h半固定破碎机（出料<300mm）―双回1400mm胶带输送机（Ｖ＝4m/s），因电厂要求，其中一运一备。

系统中间设四个φ22m圆筒仓，每个仓容量为10000t，总容量为40000t。

11、机修：承担设备维修保养、月检、临故修、小修任务。

小修以上修程外委专业维修公司承担，但本矿为其准备厂房、起重设备等。

厂区设汽车及工程机械修理间、综合修理间、组装场、清洗间及大、中修车间。

12、各类专业仓库及库棚：综合材料库、汽车配件库、设备备件库、材料库、润滑油库、硝酸铵库棚、火药库、油库及加油站。

13、供配电：本次设计的露天矿前期用电以35kV、LGJ—240mm2导线、单回砼杆线路由木瓜梁110kV变电站的35kV一段母线段上引出至联合变电所，线路长度为3km。

该线路待魏家峁电厂建成投入运行后，改做备用电源。

露天矿永久电源来自电厂，由电厂自用电系统35ＫＶ侧双回路引出。

并自设35ＫＶ变电站。

14、供水水源：根据露天矿与电厂用水协议，露天矿各区的用水水源来自电厂供水站，由电厂统一考虑。

15、采暖、通风由锅炉房供给。

16、技术经济（1）占地面积，达产时985.51hm2（包括坝系）。

（2）在籍总人数664人（4）全员效率全员效率33.42t/工。

（5）吨煤成本：达产年141.41元/t。

（6）建设项目总资金为399876.95万元，建设项目总造价为398443.85万元，吨煤投资664.07元/t；（7）财务内部收益率14.25％（8）财务净现值：114690.40万元（税后）。

（9）投资回收期8.0年。

（10）投资利润率12.40％。

（11）投资利税率17.50％。

（12）贷款偿还期7.51年(含建设期)。

六、应关注的主要问题（一）坝系防洪工程，投入既要节约，又要确保安全。

精心设计，仔细施工，认真管理。

（二）要掌握好吊斗铲投入时间。

（三）重视吊斗铲司机、机电维修工的培训工作，安排计划、培训费、机构确保大型昂贵设备安全、完好、高效率。

（四）重视引进设备备品备件合理储备，计划管理，确保大型设备高产高效。

（五）我国吊斗铲倒堆工艺使用经验不足，设计中遇到下列问题，今后应关注。

1、安全类（或危险有害因素类）（1）在80～90m高75°陡台阶下，采煤作业安全问题。

设计已安排预裂爆破和坡面清扫链，清除危石。

待实践中不断改进。

（2）80～90m高75°陡台阶稳定问题和吊斗铲站在黄土爆堆上稳定安全问题。

设计中虽已做了初步稳定分析，也给出了具体操作方法；但在生产中应不断总结经验，以保证露天矿生产安全。

（3）60～70m高台阶穿孔和抛掷爆破问题；土岩混合台阶穿爆问题。

高台阶穿孔和抛掷爆破问题难度较大，每孔炸药量大，一旦炮区作业出现事故或出现瞎炮时问题很严重，建议多借鉴临近准煤公司黑岱沟露天矿生产经验或开采前期外委国际专业公司承担穿爆业务。

2、开采作业技术类（1）倒堆作业程序，吊斗铲从左（右）翼到右（左）翼走行避开了升降大坡，但两翼倒堆量不等，而且不断变化，因此要注意左、右翼长度的调整。

（2）运煤通路的开拓方式，移设方法；（3）倒堆台阶开采方法；（4）吊斗铲司机上、下班通勤和材料、维修车通行道路（至吊斗铲位）。

上述问题设计做了初步安排，待实践中改进完善。

（六）鉴于建设时期需要大量建筑石材，而初期基建剥离量中深部才有岩石，因此要修临时排洪渠提前降深采岩石。

第一章矿区（矿田）概况及煤田地质第一节矿田概况一、位置及交通（一）位置魏家峁露天矿区（以下简称本区）位于内蒙古准格尔煤田东南部，行政隶属内蒙古自治区鄂尔多斯市准格尔旗龙口镇管辖。

其范围东起单渠梁，西至史—榆公路，北起薛家圪旦，南至罐子沟煤矿及煤田边界，隔黄河东与山西偏关与山西河曲为邻。

地理坐标：东经111°14′45″～111°21′45″北纬39°31′00″～39°35′45″，露天区南北最长处8.79km，东西最宽处10.02km，面积55km2。