采矿工程毕业设计（论文）-纳林庙矿2.4Mta新井设计【全套图纸】

中国矿业大学 2008 届本科生毕业设计 第 1 页 1 矿区概述及井田地质特征 1.1 矿区概述 1.1.1 位置位置 内蒙古伊泰煤炭股份有限公司纳林庙煤矿二号井位于内蒙古自治区东 胜煤田勃牛川普查区内，其行政隶属内蒙古自治区鄂尔多斯市准格尔旗羊 市塔镇管辖。 其地理坐标为： 东经： 11031121103545 北纬： 392234 392505 内蒙古伊泰煤炭股份有限公司纳林庙煤矿二号井矿区范围的划定，由 2005 年 12 月 9 日内蒙古自治区国土资源厅内国土资采划字20050243 号确 定。批准的矿区范围由 12 个拐点圈定，拐点坐标如表 1-1。 表表 1-1 纳林庙煤矿二号井范围拐点坐标纳林庙煤矿二号井范围拐点坐标 1.1.2 地形、地貌及水系沟谷地形、地貌及水系沟谷 矿区地形总体为西高东低，最高处位于矿区中西部南梁附近，海拔标 高 1348 m；最低点位于矿区南部沟底 Y19 号钻孔附近，海拔标高 1148 m， 最大地形标高差为 200 m。区内具典型的高原侵蚀性丘陵地貌特征，植被稀 地理坐标直角坐标 点号 东经北纬XY 1110313539240437459220.004363240.00 2110312139250537458900.004365120.00 3110321239250137460100.004365000.00 4110322439244537460400.004364480.00 5110334939244737462440.004364550.00 6110335739244837462610.004364570.00 7110343939244137463630.004364350.00 8110354539225737465190.004361140.00 9110330939223437461450.004360455.00 10110325239224837461040.004360880.00 11110314139224237459350.004360700.00 12110311239230837458650.004361500.00 中国矿业大学 2008 届本科生毕业设计 第 2 页 少，枝状沟谷十分发育，地形较为复杂。 本区属黄河水系，勃牛川从井田外西部通过，是区外的主要沟川。其 支沟布尔洞沟、哈业乌素沟、石令家沟、花兔沟和王家沟等均为季节性沟 谷，旱季多为干沟，雨季可形成地表溪流和洪流，水流汇入勃牛川，注入 黄河。 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 1.1.3 气候特征及环境地质气候特征及环境地质 本区属干旱、半沙漠高原大陆性气候，冬季寒冷且时间长，夏季炎热 且时间短，温差变化大，据鄂尔多斯市气象局提供的气象资料：年平均气 温 6.18.8，最高气温 38.3（沙圪堵 1961 年 6 月 11 日） ，最低气温- 30.9（沙圪堵 1971 年 1 月 22 日） 。全年降水量小且多集中在 79 月份。 降雨次数少，多为大雨或暴雨，年降水量 273.7 mm（1980 年）544.1 mm（1989） ，平均 398.8 mm。蒸发量大于降水量，一般是降水量的 37 倍，年蒸发量 1749.7 mm（1964）2436.2 mm（1972 年） ，平均 2108.2 mm， 。冬、春季多风，最大风速 20 m/s（1983 年 4 月） ，平均风速 2.3 m/s，主要集中在 45 月和 1011 月，常年风向以西北风为主。无霜期短， 一般 165 天。霜冻、冰冻期长，有 195 天，结冰期一般从 11 月开始，次年 3 月份开始解冻，最大冻土深度 1.50 m（沙圪堵 1970 年 2 月） 。 1.1.4 交通位置交通位置 矿区交通以公路为主，铁路为辅。矿井距曹羊公路 14.5 km，经曹 羊公路 40 km 与 109 国道相连。矿区距包神铁路石圪台集装站 46 km，距沙 圪堵站 42 km，距包头 189 km，至东胜 89 km，交通运输条件比较方便。详 见交通位置图（图 1-1） 。 中国矿业大学 2008 届本科生毕业设计 第 3 页 清水河县 托克托县 准格尔旗 土默特右旗 土默特左旗 包头市 东河 达拉特旗 鄂尔多斯市 和林格尔县 呼和浩特市 内 蒙 古 自 治 区 伊金霍洛旗 山 包 白 铁 路 黄 河 呼 包 公 路 京 包 铁 路 公 曹 公 路 包 府 公 包 神 铁 路 呼 大 公 路 呼 清 公 路 丰 准 铁 路 公积板 薛家湾镇 109 国 道 准 东 铁 沙沙圪台 （集装站） 纳林塔 黄 曹 羊 公 沙圪堵 45 00 44 50 44 00 110 国 道 黄 河 包 东 高 速 45 00 44 50 44 00 3735037400374503750037550 图图 1-1 纳林庙井田交通位置图纳林庙井田交通位置图 1.1.5 矿井水源电源及通信矿井水源电源及通信 矿井用水取自井田西北勃牛川截伏流采工程，水量充足。采用管路输 送至工业场地西北部的高位水池，分系统处理后使用。另在工业场地北侧 约 1.9 km 沟内已建有一水源井，涌水量约 350 m2/d，基本满足矿井生活用 水，作为矿井补充用水。还有矿井涌水经处理后可作为生产用水。 电力部门在矿井附近的川掌拟建一座 110/35 kV 变电站，06 年底可投 入使用；另外在附近还有新庙 110/35 kV 变电站。本矿井的通信与川掌乡电 信局汇接，距离本矿井 4 km。 1.2 井田地质特征 1.2.1 区域地层及地质构造区域地层及地质构造 东胜煤田地层区划属于华北地层区，鄂尔多斯地层分区，煤田内大部 被风积沙及黄土覆盖，基岩仅在乌兰木伦河，忽吉图沟以及地势较低或凸 起处出露，依据地面地质及钻孔资料可知，区内地层由老至新有：上三迭 统延长组（T3Y） 、中下侏罗统延安组(J1-2y)、中侏罗统直罗组(J2Z)、中侏罗 统安定组(J2a)、上侏罗下白垩统志丹群、第三系(N2)及第四系(Q)。详见东 中国矿业大学 2008 届本科生毕业设计 第 4 页 胜煤田区域地层表（表 1-2） 。东胜煤田位于鄂尔多斯台向斜东胜隆起之东 南边缘地带，基本构造形态表现为一单斜构造,地层走向 N25W，倾向 S65 W，倾角 13，具有宽缓的波状起伏，断层不发育。 表表 1-2 东胜煤田地层一览表东胜煤田地层一览表 地 层 单 位 厚度（M） 最小最大 平均 岩 性 全新 统 Q4 主要由风积砂层，次为河流淤积、洪积层。 风积砂成分以细粒石英为主，河流淤积层 岩性为砂、粉砂或砾石，洪积层以砂、砾 石为主。 第 四 系 Q更新 统 Q3m 068.24 16.41上部为淤积层，岩性为砂、粉砂及黑色土 壤，底部为马兰黄土，岩性为淡黄色亚砂 土，柱状节理发育，含钙质结核。不整合 于老地层之上 第 三 系 R 上 新 统 N2 010.14 4.43 上部为粉红色砂质粘土、亚砂土，下部为 灰色、桔黄、棕红色砾岩夹棕红、棕黄色 砂岩，分选及滚园度差，呈半胶结状态， 松散。不整合于老地层之上 上侏罗 下白垩统 志丹群 J3K1zh 7.37185.85 85.86 上部以砖红、粉红及灰绿色的细、粉砂岩 为主，局部含砾，泥质胶结，较疏松，具 大型斜层理。下部为紫红、桔黄色的杂色 砾岩及含砾粗砂岩互层，夹粉砂岩，砾石 以花岗岩、花岗片麻岩、石英岩等组成。 分选差，磨园中等，泥质胶结，较疏松。 与下伏地层呈不整合接触。 安 定 组 J2a 11.2648.74 27.47 为一套紫红、砖红、黄棕色中、细粒砂岩， 中夹灰紫色砂质泥岩。底部为浅黄色，向 上变为浅紫色的巨厚层状砂岩。与下伏地 层呈假整合接触 中 侏 罗 统 J2 直 罗 组 J2z 15.56161.85 96.07 上部为一套杂色的细、中粒砂岩，颜色为 灰白、灰黄、灰兰、灰绿、灰紫色等，泥 质或粘土质胶结。底部为厚层状的灰黄色 中粗粒砂岩，局部相变为砂质泥岩。含较 多铁质、泥质结核。底部局部含 1 号煤层。 与下伏地层呈假整合接触 上 岩 段 J1-2y3 39.7084.09 63.06 上部主要由灰白色中、细粒砂岩、粉砂岩、 砂质泥岩、泥岩及 2 号煤组成。底部为灰 白、黄绿色细、粉砂岩及泥岩，具小型波 状层理及水平层理。 中 下 侏 罗 统 J1-2 延 安 组 J1-2y 中 岩 段 J1-2y2 33.1078.30 63.77 主要由灰深灰色粉砂岩、砂质泥岩、细 砂岩和 3、4 号煤组组成。底部为厚层状灰 白色中、细粒砂岩，具波状层理、楔状交 错层理和水平层理。 中国矿业大学 2008 届本科生毕业设计 第 5 页 下 岩 段 J1-2y1 13.6696.97 64.96 主要为灰、灰白色细砂岩、粉砂岩及灰黑 色、黑色泥岩、砂质泥岩、煤组成。含 5、6 号煤组。底部为灰色灰白色的细中 粒砂岩，局部相变为粗砂岩或砾岩，发育 大型槽状交错层理。与下伏地层呈假整合 接触 上 三 迭 统 T3 延 长 组 T3y 132.80 由灰绿色、灰白色细、中粒石英砂岩组成， 含较多云母及少量的暗色矿物，粘土质胶 结，局部地段顶部有明显的风化壳产物。 1.2.2 井田地层及地质构造井田地层及地质构造 (1)、井田地层 区内新生界分布广泛，含煤地层延安组沿沟谷两侧裸露地表。根据钻 孔揭露成果和区域资料整理，区内沉积的地层从老至新有：上三叠统延长 组（T3y） ，中下侏罗统延安组(J1-2y)，第三系上新统（N2）和第四系（Q） 。 地层特征如下： 三迭系上统延长组(T3Y) 该组地层为煤系地层的沉积基底。岩性为灰绿、灰白色粗中粒砂岩， 局部地段为含砾砂岩，夹灰绿色、薄层状砂质泥岩和粉砂岩。揭露厚度为 8.1812.65 m 之间，平均为 10.42 m。普遍发育大型板状、槽状交错层理是 延长组的一个显著沉积特征。结合区域性的沉积规律，说明本区延长组仍 是典型曲流河沉积体系。 中下侏罗统延安组（J1-2Y） 该组为本区的含煤地层,岩性为浅灰色细砂岩、少量中粒砂岩，灰色至 深灰色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩和 4、5-1、5-2、6-2 和 7 号煤层，含有少 量的钙质砂泥岩或泥灰岩。该组地层厚度为 64.21 m239.88 m，平均为 148.06 m，与下伏地层呈假整合接触。 本组地层为一套以内陆盆地沉积为特征的碎屑岩含煤建造。依据其岩 性、岩相及含煤特征，将该组地层划分为中、下二个岩段，东胜煤田区域 内发育的上岩段（J1-2Y3）地层在本区内缺失，自下而上分述如下： a.下岩段（J1-2y1）： 为一套由中粗粒砂岩或含砾粗砂岩组成的粗碎屑岩。岩石呈灰白色， 碎屑成分主要为石英，其矿物成熟度及结构成熟度均较高，粘土质胶结， 具角度较缓的交错层理。中上部为一套由砂岩、泥岩及煤层构成的含煤沉 积。砂岩层厚度相对较小，横向上连续性较差，具槽状交错层理。在粉砂 岩及泥岩中发育水平层理、波状及透镜状层理，局部可见小型交错层理、 中国矿业大学 2008 届本科生毕业设计 第 6 页 浪成沙纹交错层理。含丰富的植物化石，但一般保存不好，多为植物茎部 及叶部残片。该段发育 5-1、5-2、6-2 和 7 号四层煤。与下伏地层呈假整合 接触。 本段含有主要可采煤层 6-2 号煤层，以厚度大，层位稳定、结构简单的 明显标志居全区之首。 b.中岩段（J1-2Y2）： 5 号煤组顶板砂岩至延安组顶界，该段的岩性主要为灰色、深灰色的粉 砂岩、砂质泥岩与 4 号煤层组成。局部常相变为粗砂岩及泥岩。在煤层底 板常出现砂质粘土岩和根土岩。尤其是在 4 号煤层底板，常可见到一层砂 质粘土岩或粘土岩。该段岩层主要由灰白色中细粒砂岩、粉砂岩、砂质 泥岩、泥岩及煤组成，岩段厚度为 11.93109.66 m,平均厚度 63.64 m。分 选、滚园度均较好。层理以波状及交错层理较为常见。 植物化石极为丰富，且保存完整。动物化石主要是瓣鳃类、介形类的 淡水动物化石。与下伏地层呈整合接触。 第三系上新统(N2) 岩性为浅红色砂质粘土和砂土，含有丰富的呈层状发育的钙质结核。 基本处于未完全固结成岩的较疏松状态，在局部地段与黄土有相似特征。 本组厚度为 088.50 m, 一般为 3040 m。与下伏地层呈假整合接触。 第四系(Q) 按成因可分为风积砂（Q4eol） ，冲洪积物（Q4al+pl） ，残积、坡积物及少 量次生黄土（Q3+4） 。其中风积砂（Q4eol） ，在本区广布，为地貌构成之主体； 冲洪积物积的砂和粘土组成，局部地段有少量次生黄土。第四系地层厚度 变化比较大，从 0.4515.20 m,一般厚度 10 m。不整合于一切下伏地层之上。 地质综合柱状图如图 1-2 所示。 （2） 、井田构造 井田基本构造形态与东胜煤田整体构造形态基本一致，为一向南西倾 斜的单斜构造，地层倾角 13。褶曲与断层均不发育，无岩浆活动，属于 构造简单地区。 1.2.3 水文地质水文地质 （1）自然地理概况 东胜煤田位于区域水文地质分区的鄂尔多斯高原区东北部，区内无显 著的山地，多为波状起伏的丘陵和沙丘，地势相对平缓。海拔标高一般在 12001400 m。地形中部高，向南北两侧逐渐降低。沿泊尔江海子东胜 市潮脑梁一带地形较高，呈东西向延伸，海拔标高 14001500 m 左右， 中国矿业大学 2008 届本科生毕业设计 第 7 页 构成区域性地表分水岭，俗称“东胜梁”。 东胜煤田属温带半干旱大陆性气候，降水稀少且集中，年降水量 228.1544.1 mm，年蒸发量 1857.02657.4 mm。蒸发量一般为降水量的 58 倍，日照丰富，干燥多风。 在各种地质应力的长期作用下，煤田内地形切割强烈，沟谷纵横。煤 田的南部为毛乌素沙漠北缘；西北部为库布其沙漠的东缘，地貌特征属鄂 尔多斯高原毛乌素沙漠的东北缘，具侵蚀性丘陵地貌特征。 煤田内湖泊、水库零星分布，较大的湖泊均分布于“东胜梁”以南，最 大的为红碱淖，面积约 80 km2，水深在 5 m 以上，蓄水约 6108m3。在“东 胜梁”两侧，众多沟谷呈“树枝状”分布于区内，在南、北两侧的主要沟谷有： 乌兰木伦河、勃牛川以及罕台川、哈什拉川、西柳河等，均属黄河流域水 系。除个别大的沟谷具较小的常年性地表迳流外，一般均为季节性沟谷或 干谷，雨季暴雨后均可形成洪流，水量大，历时短促，沿“东胜梁”两侧分 别于南、北两个方向迳流，最终流入黄河。 （2）区域地层及含隔水性特征 根据区域地层分布情况及地下水的赋存条件，煤田内的含水岩组可归 纳为两大类：新生界第四系松散岩类孔隙潜水含水岩组和中生界碎屑岩类 孔隙、裂隙潜水承压水含水岩组。现分述如下 新生界松散岩类孔隙潜水含水岩组 a、第四系全新统冲洪积潜水含水层（Q4al+pl）：该含水层为煤田内分 布较广且普遍含水的层段，岩性为各种粒级的砂、砂砾石，分布于“东胜梁” 南、北的各沟谷中。据现有钻探资料，该层在“东胜梁”以北最大厚度为 15.98 m，q=0.1160.579 L/sm，水质类型以 HCO3-CaMg 型为主；在“东 胜梁”以南该层最大厚度为 36.19 m，q=0.0006110.360 L/sm，水质类型以 HCO3-Ca 型为主。其富不性南部比北部大。 b、第四系全新统风积砂潜水含水层（Q4eol）：主要分布在煤田南部及 西北部的毛乌素沙漠及库布其沙漠之中，为黄色的粉细砂，具较强的透水 性，其富水性受基底围岩起伏及岩性变化影响而差异较大。富水性强的风 积砂含 中国矿业大学 2008 届本科生毕业设计 第 8 页 、 、 、 、 、 (Q):、(Q eol 4)、 、(Q3+4)、0.45、15.20、,、 、4.97、 、 (N 2):、 、 、10.80、69.27、,、35.16、 、 、(J 1 1-2y):、52.28、 130.22、81.71、 、 、 、 、 、 、5-1、5-2、6-2、7 、 、 (T 3y):、 、 、 、8.18、12.65、10.42、 、 、(m) 、 、 、 、 、 、 、 、Q、:、Q4eol、 (Q3+4)、 、 、 、 、0、15.20m、 2.80m、 4.97 35.16 69.47 10.42 、 、 、 、 、 、 (N2):、 、 、0、 72.70m、28.91m、 、0.25L/s、 HCO3-CaMg、H11、 、q=0.0182L/sm、 、HCO3-CaMg、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、(J 2 1-2y):5、 、4-1、4-2、 、 、11.93、109.66、,、69.47、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 81.71 、(J1-2y):、,、 、4-1、4-2、 、 、 、 、 、5-1、6-2、 、 、52.67、191.66m、 、146.87m、 H3、H11、q=0.00226、 0.00393L/sm、1284.89、1285.85m、 、HCO3-NaCa、HCO3-CaMgNa、0.27、 0.43g/L、PH、7.4、7.9、 (T 3y):、 、 、 、8.18、12.65m、 图图 1-2 地质综合柱状图地质综合柱状图 中国矿业大学 2008 届本科生毕业设计 第 9 页 水层，在沟谷深切地段常以泉群的形式出露。如在勃牛川东岸的卡坝 儿沟及各锁沟，其流量可达 2.55540.9 L/s，水质类型以 HCO3-Ca 型为主， 矿化度为 0.210.38 g/L。泉的流量受降水影响，动态变化较大。 c、第四系上更新统萨拉乌素组潜水含水层（Q3s）：该含水岩组均发育 在“东胜梁”以南，且在煤田西南一带厚度较大，富水性相对较强。在其它 地段一般富水性弱或不具富水性。岩性以粉细砂为主，西南部最厚 107.03 m（吉呼尔其） ，q=0.00163.74 L/sm，水质类型以 HCO3-Ca 型为主，矿 化度为 0.8 g/L。 d、第三系上新统红土层（N2）：零星出露于本区西部及东部一带，上 部为红色及棕红色亚粘土层，成分以粘土质为主，含有分布不均的钙质结 核，局部含砂量较高，未胶结。东部一带较厚约 60100 m，一般 30 m。 该层不含水，为良好的隔水层。下部为浅桔黄、棕红色砾石层，松散，泥 质半胶结，砾径 115 cm。地表偶见少量泉水出露。 中生界碎屑岩类孔隙、裂隙潜水承压水含水岩组 a、上侏罗下白垩统志丹群（J3K1Zh）：该含水岩组除煤田的东南 部没有外，其它地段均有分布，岩性以砾岩及粗粒砂岩为主，局部夹细粒 砂岩及泥岩。一般呈东薄西厚之势，最厚可达 500 m 以上（454 号钻孔） ， q=0.00782.17 L/sm，水质类型以 HCO3-K+Na、HCO3-CaMg 型为主，矿 化度为 0.250.30 g/L。在浅部多为潜水，向深部可逐渐过渡为承压水。 b、侏罗系中统（J2）：该含水岩组由安定组（J2a） 、直罗组（J2z）地层 构成。主要分布在煤田的中部深部地区，在浅部及东部均遭后期剥蚀。含 水层岩性以中、粗粒砂岩为主，一般由东向西、由南向北逐渐加厚，最大 厚度约 358 m，q=0.0004370.0274 L/sm，水质类型以 CLHCO3-K+Na 型 为主，矿化度 0.710.95 g/L。水力性质多为承压水，局部为潜水。 c、侏罗系中下统延安组（J12y）：该组地层在煤田内广泛发育，岩性 变化大，岩性组合主要为灰色泥岩、粉砂岩与灰白色、浅灰色各种粒级的 砂岩互层，含 6 个煤组。延安组总厚 133.28279.18 m，q=0.0002700.0261 L/sm，水质类型以 HCO3CL-K+Na 型为主，矿化 度 0.1017.5g/L。富水性弱，水力性质多为承压水，局部为潜水。 d、三迭系上统延长组（T3y）：该组地层在煤田内分布广泛，岩性以灰 绿色中、粗粒砂岩为主，夹泥质粉砂岩及泥岩。钻孔最大揭露厚度 78.75 m，q=0.0003080.253 L/ sm，水质类型为 CL-K+Na 型及 HCO3CLSO4- Na 型，属孔隙、裂隙承压水。由于其岩性胶结致密，裂隙发育一般较差， 富水性在煤田内大多数地段较弱。 中国矿业大学 2008 届本科生毕业设计 第 10 页 以上碎屑岩类含水岩组中均夹有隔水岩层，岩性为泥岩、砂质泥岩、 粉砂岩及泥质粉砂岩等，这些隔水层与各含水层呈互层组合在一起，形成 各含水层承压顶、底板。 区域地下水的补给、迳流、排泄条件 a、第四系潜水 区内第四系潜水的补给均以接受大气降水为主。冲洪积潜水在沟谷深 切地段亦接受其它含水层以泉的形式排泄补给；风积砂含水层亦接受沙漠 凝结水的补给。 冲洪积含水层的迳流受沟谷地形控制，一般沿“东胜梁”两侧顺沟谷向 南、北两个方向迳流，进而排泄出区；风积砂含水层的迳流受下伏基岩地 形控制，一般顺地形向低洼处迳流，多以泉的形式在沟谷深切处排泄。强 烈的蒸发，亦为本区第四系潜水排泄的重要途径。 b、碎屑岩类孔隙、裂隙潜水承压水 碎屑岩类含水层在浅部裸露区以大气降水为主要补给源，在第四系覆 盖区亦接受其潜水的渗透补给；在中深部则以侧向迳流补给为主。 碎屑岩类地下水的迳流受地形、含水层的水力特征及岩石渗透性能等 多方面因素影响，一般潜水在沟谷深切地段多沿倾向及层面迳流，以泉的 形式排泄；在地形变化较小的地段一般以侧向迳流的方式向深部运动，进 而形成承压水。承压水的迳流在浅部地段多沿岩层倾向即南西方向迳流； 而在深部的滞流区则向南偏东方向迳流，进而排泄出区外。 本区各含水岩组的补给源均以贫乏的大气降水为主，煤田内地形切割 强烈，降排泄畅通，且蒸发强烈，不利于大气降水的渗入补给。多旋回的 碎屑岩沉积富含泥质，裂隙不发育，导致煤田内地下水资源贫乏。 （3）涌水量预算 本矿区以往未做过抽水试验工作，勘探中 H3 和 H11 号钻孔为专门水 文孔，抽煤系地层及 N2至基岩风化界面水。因此，根据 H3 和 H11 号钻孔 抽水试验资料为依据，对矿区 6-2 煤层面积约 11.4544 km2，进行矿井涌水 量预算。 计算结果为：基岩涌水量 1851 m3/d，可作为未来生产矿井正常疏干排 水的依据。当矿井大面积采空，且未进行回填，发生大面积冒落，导水裂 隙带与地表沟通时，本矿井未有矿井涌水量的相关资料，预计矿井正常涌 水量以 28.4m3h 计。 （4）水文地质类型 本区附近无大的地表水体，地形有利于自然排水。浅部新生界第四系 中国矿业大学 2008 届本科生毕业设计 第 11 页 及第三系散层厚度分布极不均匀，为 069.72 m，一般为 29 m，且地形切 割强烈，主要为透水不含水层。深部基岩也因补给贫乏，地下水以静储量 为主，矿井直接充水含水层单位涌水量小于 0.01 L/sm，含水层富水性很弱， 容易疏干，对未来矿井充水不大，因水患而影响矿井生产及巷道施工的可 能性很小。矿区内无断层及岩浆岩侵入。综合分析，本区水文地质类型为 二类一型，即以裂隙含水层为主的水文地质条件简单的矿床。 （5）供水水源 本区气候干燥，降水稀少，水资源比较贫乏。作为矿井用水，已与相 关部门达成协议在勃牛川从截潜流工程取水。另在工业场地北侧约 1.9 km 沟内已建有一水源井，涌水量约 350 m3/d，基本满足矿井生活用水，作为 矿井补充用水。 1.2.4 其他开采技术条件其他开采技术条件 （1） 、工程地质特征 矿区内松散层分布较广，主要以第四系风积砂、表土及第三系红土为 主，厚度分布极不均匀，为 069.72 m，一般为 29 m 左右。由于受后期流 水的冲蚀作用，地表冲沟极为发育，地形高差及坡度也较大。沟谷多呈“V” 字型，每逢雨季受水流冲蚀，各沟谷不同程度有一些轻微的滑坡、崩塌等 现象发生，但规模不大，水土流失较严重。因此，松散层的工程地质条件 较差，易发生不良工程地质现象。基岩主要出露在各大沟谷中，主要为延 安组（J1-2y）地层，因风化严重，裂隙发育，胶结疏松，其软弱夹层遇水后， 在陡坡处易产生坍塌、滑落。据野外观察，未见大面积坍塌、滑落现象， 较松散层稳定。 本区地层平缓，以碎屑岩为主，层状结构，地形有利于自然排水。可 采煤层直接顶板抗压强度在 17.419.2 MPa 之间，底板抗压强度在 16.117.2 MPa 之间，虽以软弱岩石为主，但结构面不发育，岩石质量指 标 RQD 值均在 5090%之间，岩石质量较好，岩体较完整。但主要开采煤 层 6-2 煤，局部顶底板砂质泥岩、泥岩软化系数为 0.290.65，属易软化岩 层，可能对矿井开采带来一定的影响。综合分析，矿区工程地质类型为第 三类，第二型，即层状岩类中等型。 （2）环境地质 本区第四系松散层广泛分布，地形切割比较强烈，冲沟发育，地表植 被稀少，水土流失严重。据调查，区内未发现大的滑坡、塌陷等不良工程 地质现象，雨季也不易发生泥石流，但洪水携带泥沙量较大。经钻探施工、 地球物理测井，对钻孔内岩石、煤层、地下水及地表水的采样测试、化验 中国矿业大学 2008 届本科生毕业设计 第 12 页 等，均未发现放射性异常及大量有害气体。目前本区尚未大规模开发，空 气清新，水质良好，地表未发现有危害性的污染物，从环境角度讲，本区 目前受污染程度较小。但随着矿区不断的开发建设，将带来一系列与环境 地质有关的问题。 因而在开采过程中要控制对环境产生危害的污染源和污染物，加大对 各种废物的综合利用及治理。 （3） 、瓦斯、煤尘及煤的自燃 瓦斯 勘探在钻孔中采集了瓦斯样，利用解吸法试验结果见表 1-3，均含很低 的残存瓦斯，经过室内脱气分析，瓦斯成分以氮气为主，其次为二氧化碳 气，多数钻孔无甲烷气，为二氧化碳氮气带。 表表 1-3 瓦瓦 斯斯 含含 量量 汇汇 总总 表表 瓦斯含量（ml/g）自然瓦斯成分（%） 煤 层 号 CH4CO2CH4CO2N2 瓦斯分带 6-2 0.000.01 0.00（5） 0.000.11 0.04（5） 0.004.8 3 0.97（5） 7.2212.03 9.08（5） 87.9592.3 8 89.95（5） 二氧化碳氮 气带 煤尘 6-2 煤层简选样煤尘爆炸鉴定结果：火焰长度均大于 400 mm，抑制煤 尘爆炸最低岩粉量为 80%，其结论均为有爆炸性。煤层挥发份是煤尘爆炸 的重要影响因素，区内 6-2 煤层挥发份较高，均在 30%以上，所以本区 6-2 煤层有煤尘爆炸危险性。 煤的自燃 据测区内 6-2 煤层自燃倾向等级属于易自燃煤（T1-3为 1521） ，着 火温度小于 305(T1)。这是煤层露头自燃和开采后煤堆积自燃的主要因素。 另据内蒙煤矿设计院对部分电厂用煤资料调查：东胜煤田煤自然发火期为 4060 天，堆积高度、堆积方式均是煤堆自燃的影响因素。 、地温 综合简易测温成果分析，由于煤层埋藏较浅，地温随深度增加温度增 加幅度较小，地温梯度为 1/100 m 左右，本区属地温正常区，无高温异常。 、地震 中国矿业大学 2008 届本科生毕业设计 第 13 页 本区位于准格尔旗境内，据东胜地震台地震资料：1976 年以和林县新 店子为中心的 4.55 级地震，波及准格尔旗；1985 年东胜地区地震次数 15 次，达拉特旗发震次数居多，最大震级 2.8 级。 依据中国地震动参数区划图 （GB-18306-2001）划分：本区所处地 域地震动峰值加速度为 0.10 g，对照地震烈度为 7 度。 1.3 煤层特征 区内含煤地层为中、下侏罗统延安组（J1-2Y） ，该组地层厚度为 64.21239.88 米，平均厚度为 151.18 m,全区发育，由于上岩段遭受剥蚀， 厚度有一定变化。该组地层含煤 18 层，具有对比意义的 6 层。下部煤层 发育较好，厚度较大、含煤性较好；上部煤层发育一般，煤层较薄。 煤层 倾角为 1-4,平均为 3。煤层总厚度为 5.8516.50 m，平均为 9.69 m，可采 煤层总厚度为 5.8514.85 m，平均为 8.57 m，含煤系数为 4.6217.68%， 平均为 8.54%，可采含煤系数为 3.8416.95%，平均为 7.61%，含煤性较好。 区内煤层自上而下基本表现为五层煤，即 4、5-1、5-2、6-2、7 号煤层， 其中 4 和 6-2 共两层煤达到可采，且 6-2 煤层为本区的主要可采煤层，在区 内全部可采；其它三层煤在工作区内均不可采。 1.3.1 可采煤层可采煤层 （1） 、4 煤层 位于中下侏罗统延安组（J1-2Y）中岩段的下部，煤层厚度为 1.042.40 m，平均 2.00 m。煤层在 2 勘查线上 H5 号孔附近最厚，为 2.40 m。煤层结 构简单，不含夹矸或含 1 层夹矸，厚度为 0.200.65 m，平均 0.35 m，岩性 一般为砂质泥岩和炭质泥岩。 煤层厚度变化规律性较明显，结构较简单，局部地段为长焰煤，由此 确定 4 煤层为稳定的大部可采煤层。 煤层顶板岩性为：砂质泥岩、泥岩、细砂岩；底板岩性为：泥岩、砂 质泥岩。 该煤层与 6-2 号煤层间距为 68.375.5 m，平均为 71.67 m。 （2）6-2 煤层 位于中下侏罗统延安组（J1-2Y）的下岩段的下部，在井田范围内全区发 育。煤厚为 5.356.95 m，平均为 6.26 m。煤层结构简单，不含夹矸或含 12 层夹矸，岩性一般为泥岩和炭质泥岩。 工作区内煤层厚度变化很小，结构简单，煤岩类型单一，由此确定 6-2 煤层为稳定的全区可采煤层。 中国矿业大学 2008 届本科生毕业设计 第 14 页 煤层顶板岩性为：砂质泥岩、泥岩、细砂岩、粉砂岩；底板岩性为： 粉砂岩、泥岩、砂质泥岩。该煤层与 7 号煤层间距为 1.0013.13 m，平均 为 9.18 m。 表表 1-4 可可 采采 煤煤 层层 特特 征征 表表 可采厚度夹 矸煤层间距内容 煤号 最小最大 平均 最小最大 平均/层数（点数） 最小最大 平均（点数） 稳定及可采程度 4 1.042.40 2.00（11） 0.200.65 0.35/8（9） 14.5524.60 34.42（8） 稳定全区可采 6-2 5.356.95 6.26（16） 0.130.60 0.31/11（6） 68.375.5 71.67 稳定全区可采 1.3.2 煤质、煤类与煤的用途煤质、煤类与煤的用途 （1）物理性质及煤岩特征 煤的一般物理性质 区内煤肉眼鉴定呈黑色，条痕褐色,光泽暗淡，煤岩组份以亮煤为主,条 带状结构,层状构造，参差状断口,属半亮型煤。 （2）宏观煤岩特征和显微煤岩特征 宏观煤岩特征 区内煤的煤岩组分为亮煤，丝炭分布于层面，局部含条带状或透镜体 镜煤。 显微煤岩特征 本区主要可采煤层 6-2 煤层有机显微煤岩组分中镜质组含量最高，为 51.4%，次为丝质组，含量为 35.1%，再次为半镜质组与稳定组，含量分别 为 11.9%、1.6%。依据国际显微煤岩分类标准划分，区内各煤层均属微镜 惰煤。煤中矿物杂质以粘土组含量最高，为 7.4%，硫化物组含量最低，均 为 0，氧化物组为 0，碳酸盐组为 0.2%。 变质程度 区内 6-2 煤层的镜煤最大反射率为 0.4604，根据“西安煤炭科学分院地 质勘探研究所”1979 年提出的以镜煤最大反射率为划分煤变质阶段的方案标 准确定，区内各煤层的变质阶段均为烟煤阶段。 （3）化学性质、工艺性能 各主要可采煤层的煤质特征分述如下： 中国矿业大学 2008 届本科生毕业设计 第 15 页 1）化学性质 工业分析 a、水分（Mad） 4 号煤共有 11 个样品测试了原煤的水分，4 煤层原煤水分在 2.615.98%之 间波动，平均为 4.48%；有 10 个样品测试了浮煤的水分，浮煤水分在 3.748.56%之间波动，平均为 6.51%，洗选后水分有所增高。 6-2 号煤共有 16 个样品测试了原煤的水分，6-2 煤层原煤水分在 2.129.17%之间波动，平均为 5.48%；有 16 个样品测试了浮煤的水分，浮 煤水分在 4.039.02%之间波动，平均为 5.70%，洗选后水分有所增高。 灰分(Ad) a、煤层灰分： 4 号煤共有 11 个样品测试了原煤的灰分，其值在 4.3814.00%之间波 动，平均 7.99%；有 10 个样品测试了浮煤的灰分，浮煤灰分值为 3.105.90%，平均为 4.41%，洗选后灰分大大降低，为低灰分煤（LA） 。 6-2 号煤共有 16 个样品测试了原煤的灰分，其值在 4.1414.99%之间 波动，平均 6.75%；有 16 个样品测试了浮煤的灰分，浮煤灰分值为 3.335.46%，平均为 3.72%，洗选后灰分大大降低，为低灰分煤（LA） 。 b、顶底板、夹矸灰分： 4 号煤层顶板灰分为 81.49%，夹矸灰分为 89.78%，底板灰分为 94.35%,6-2 号煤层顶板灰分为 89.31%，底板灰分为 92.87%。 挥发分(Vdaf) 4 号煤共有 9 个样品测试了原煤的挥发分，其值为 31.8938.26%，平 均值在 35.80%；有 10 个样品测试了浮煤的挥发分，其值为 34.6343.74%，平均值为 35.97%，洗选后挥发分略有增高，据减灰后的浮 煤测值确定挥发分产率分级为中高挥发分煤（MHV） 。 6-2 号煤共有 12 个样品测试了原煤的挥发分，其值为 31.8938.26%， 平均值在 35.80%；有 16 个样品测试了浮煤的挥发分，其值为 32.7643.74%， 平均值为 35.79%，洗选后挥发分略有增高，据减灰后的浮煤测值确定挥发 分产率分级为中高挥发分煤（MHV） 。 2）煤中有害元素 全硫（St.d） 4 号煤层共有 11 个样品测试了原煤的全硫，其值为 0.240.86%，平均 值在 0.36%，有 9 个样品测试了浮煤的全硫，其值为 0.210.36%，平均值 在 0.27%，为特低硫分煤（SLS） ，硫分变化不大，洗选后硫分略有下降。 中国矿业大学 2008 届本科生毕业设计 第 16 页 6-2 号煤层共有 16 个样品测试了原煤的全硫，其值为 0.130.35%，平 均值在 0.28%，有 12 个样品测试了浮煤的全硫，其值为 0.160.28%，平 均值在 0.21%，为特低硫分煤（SLS） ，硫分变化不大，洗选后硫分略有下 降。 区内煤中硫成分以有机硫（So.d）为主，硫铁矿（Sp.d）次之,硫酸盐硫 （Ss.d）含量甚微。 磷(Pd) 4 号煤层磷含量原煤位于 0.0020.025%之间，平均值在 0.013%；浮煤 为 0.0100.027%之间；平均值在 0.022%，属低磷分煤（LP） 。 6-2 号煤层磷含量原煤位于 0.0010.030%之间，平均值在 0.013%；浮 煤为 0.0040.037%之间；平均值在 0.022%，属低磷分煤（LP） 。 砷(AS) 区内各主要可采煤层砷含量值均在 02 ppm 之间，相当于 0.000.0210-4 之间，为一级含砷煤（As） ，符合食品工艺燃烧用煤之需 求。 氟(F) 区内各可采煤层氟含量值均在 191 ppm 以下。 氯(Cl) 区内各可采煤层氯含量平均在 0.0480.059%之间，为低氯煤（LC1） ， 对工业利用影响甚微。 3）微量元素 区内各可采煤层锗含量一般为 12 ppm 之间，镓含量为 2 ppm，矾含 量为 79 ppm，均未达到工业品位。 （4）工艺性能 1）发热量 干基低位发热量（Qnet.d） 4 号煤共有 11 个样品测试了原煤的干基低位发热量（Qnet.d） ，其值为 25.9929.42 MJ/Kg，平均值在 27.78 MJ/Kg%；有 2 个样品测试了浮煤的 干基低位发热量（Qnet.d） ，其值为 29.3729.56 MJ/Kg，平均值为 29.47 MJ/Kg，为特高热值煤（SHQ） ，经统计和灰分产率呈较强的负相关。 6-2 号煤共有 16 个样品测试了原煤的干基低位发热量（Qnet.d） ，其值为 25.9029.82 MJ/Kg，平均值在 28.21 MJ/Kg%；有 3 个样品测试了浮煤的 干基低位发热量（Qnet.d） ，其值为 29.6030.09 MJ/Kg，平均值为 29.84 MJ/Kg，为特高热值煤（SHQ） ，经统计和灰分产率呈较强的负相关。 中国矿业大学 2008 届本科生毕业设计 第 17 页 干基弹筒发热量（Qb.d） 4 号煤层干基弹筒发热量原煤为 26.9630.69 MJ/Kg，平均值为 28.81 MJ/Kg，洗选后发热量增高，浮煤发热量为 30.4430.52MJ/Kg，平均值为 30.48MJ/Kg，经统计和灰分产率呈较强的负相关。 6-2 号煤层干基弹筒发热量原煤为 26.8330.25 MJ/Kg，平均值为 29.66 MJ/Kg ，洗选后发热量增高，浮煤发热量为 30.5731.04 MJ/Kg，平 均值为 30.85 MJ/Kg，经统计和灰分产率呈较强的负相关。 空气干燥基高位发热量（Qgr.ad） 4 号煤层干燥基高位发热量（Qgr.ad）原煤为 26.8832.10 MJ/Kg，平均 值为 29.02 MJ/Kg ，洗选后发热量增高，浮煤发热量为 30.3730.45 MJ/Kg，平均值为 30.41 MJ/Kg，经统计和灰分产率呈较强的负相关。 6-2 号煤层干燥基高位发热量（Qgr.ad）原煤为 26.7732.09 MJ/Kg，平 均值为 30.63MJ/Kg ，洗选后发热量增高，浮煤发热量为 30.5032.16 MJ/Kg，平均值为 31.39 MJ/Kg，经统计和灰分产率呈较强的负相关。 2）粘结性和结焦性 可采煤层煤的粘结指数（GR.I.）均为 0，焦渣特征为 2 号，表明区内的 煤无粘结性，结焦性差。 3）气化性能 热稳定性 煤心煤样的测试结果得知： 6-2 号煤的残焦比 TS+6值为 81.45%。为高 热稳定性煤(HTS)。 煤对 CO2 的反应性 据本区钻孔煤样测试结果得知：煤对 CO2 的反应较差，在 1000时还 原率达 86.990.5%。在 950以下增长较快，950以上增长缓慢，其活性 反应曲线均呈平滑上升至平缓型。 结渣性 据本区 2 个钻孔测试结果得知：煤在鼓风强度下结渣率较高。随鼓风 强度的增大，结渣率逐步增高。