毕业设计---矿井地下开采设计.doc

毕业设计说明书摘 要毕业设计是大学教学的最后一个组成部分，具有举足轻重的作用，它是对大学所学知识全面系统的复习、总结与创新使用，重点在于加强理论联系实际的能力。本次设计为地下开采设计部分，七周结束，设计任务是内蒙古自治区鄂尔多斯市准格尔旗酸刺沟矿井年产5.0万吨生产规模开采设计，设计采用斜立井开拓系统，单水平开采，胶带机运输为主要运输方式，抽出式通风与局扇通风相结合的通风系统，多级水泵扬水排水系统，设计共完成图纸4张，设计说明书79页。关键词：毕业设计 地下开采 开拓系统 胶带机运输 通风系统 排水系统abstractdesign graduate of the university teaching an integral part of the final plays a decisive role, it is a knowledge of the university system of a comprehensive review and summary and the underground mining design, the end of seven weeks. design is the inner mongolia autonomous region ordos city zhungeer stabbed groove acid mine with an annual production capacity of 50,000 tons of production-scale mining design , slanting shaft design system development, single-level mining, belt conveyor as the main mode of transport. extract ventilation and ventilation fan bureau combination of the ventilation system, multi-stage pumps pumping drainage systems, design drawings were completed by 4, design specification 76. keywords : graduation pioneering design of underground mining development system belt conveyor system ventilation system drainage system第一章 矿区概述及井田特征1.1 矿区概述1.1.1 交通位置酸刺沟矿井位于内蒙古自治区鄂尔多斯市准格尔旗沙圪堵镇东27km处，井田位于准格尔煤田中部，南部详查区西北角，行政区划隶属鄂尔多斯市准格尔旗哈岱高勒乡。地理坐标范围为：东经11110151111445北纬394045394445本区交通以公路为主，铁路为辅。薛魏公路从井田中西部南北向通过，路面为二级柏油路面，由薛魏公路向北至薛家湾约17km，由薛家湾经呼大公路向北至呼和浩特市约118km，向西经109国道至鄂尔多斯市约150km。向东经和林县到清水河县约180km。大准、准东铁路及已开工建设的呼准铁路在矿区的北侧通过，矿井距大准铁路唐公塔集装站约22km，距准东铁路敖包湾站约16km，准东铁路沙圪堵站至乌素沟站现已建成通车。设计中的准能黑岱沟露天矿铁路专用线（南坪支线）从井田东北角通过，矿井交通非常便利。1.1.2 地形地貌本区为鄂尔多斯黄土高原的一部分，黄土覆盖广泛，厚度大，部分为风积砂覆盖，植被稀少，居民点分散，由于受水流风蚀等影响，区内沟谷纵横交错，沟谷呈树枝状，十分发育。区内地形总体为中北部高，东西部低，区内有一由北向南延伸的平梁，平梁东西两侧较低。最高点位于勘查区中北部后樊家湾，海拔标高为+1283.90m，最低点位于勘查区东南部南坪沟与井田边界交汇处(y05孔东)，海拔标高+1089.90m，最大海拔标高差194m；一般海拔标高为+1230+1180m，一般相对标高差50m左右。1.1.3 河流区内无大的地表水体，仅在沟谷中由于大气降水而形成间歇性水流，地表径流量很小，部分深沟中有泉水涌出，但流量很小。南北向平梁两侧支沟较多，平梁东侧由北向南依次为酸刺沟、石宝图沟、南坪沟、冲水沟；平梁西侧支沟由北向西南有独贵沟、喇叭沟、巴塔沟。沟内无常年地表迳流，雨季山洪暴发，形成短暂的地表迳流，西侧支沟水流汇入井田外围十里长川，东侧支沟水流汇入井田外黑岱沟，以迳流方式注入黄河。1.1.4 气象及地震1、气象本区属于大陆性干旱气候。春季干旱多风；夏季昼炎热夜温凉，日温差较大；秋季凉爽；冬季严寒。寒暑变化剧烈，昼夜温差较大，准格尔旗最高气温38.3，最低气温-30.9，一般年平均气温5.37.6。霜冻和冰冻期长，为195天左右，一般结冰期为每年11月至翌年34月份，最大冻土深度1.50m，降雨最多集中于79月，占总降水量的60%70%，年降水量为277.7544.1mm，平均为401.6mm。年平均蒸发量为2108.2mm，是降雨量的58倍。常发生春旱，春季多风，平均风速2.3m/s，最大风速20m/s，主要集中在45月和1011月。2、地震按照内蒙古自治区地震局、内蒙古自治区建设厅内震发2001149号文，本区地震烈度为7度，地震动峰值加速度（g）为0.10。1.1.5 现有水源、电源情况1、水源情况本区气候干燥，降水量少，蒸发量远大于降水量，附近无大的地表水体，当地居民主要以旱井储存雨水或以沟谷深处出露的微量泉水作为供水水源。本矿井供水水源一是从外部引水（伊泰煤炭股份有限公司已与准格尔旗水利局和准能公司哈尔乌素露天矿达成供水意向性协议）；二是将井下排水处理后做为部分水源；三是在广场附近的沟谷内自备深井取奥灰水作为水源。2、电源情况矿井位于鄂尔多斯电网的最东端，附近的主要电源点有：万家寨、榆树湾、沙圪堵等110kv变电站以及薛家湾220kv区域变电站，其电源分别引自万家寨水电站、国华准格尔电厂，并形成环形接线。电源情况能够满足矿井建设、生产的要求。根据鄂尔多斯电业局提供的本地区“十五”电力规划，在2005年前将建成海子塔110kv变电站、魏家峁110kv变电站和沙圪堵220kv变电站，届时，电源的可靠性将进一步提高。1.2 地质特征1.2.1 地质构造1、区域构造位于鄂尔多斯大型构造盆地东北缘的准格尔煤田，总的构造是一个走向近于南北，倾角10以下，具有波状起伏的向西倾斜的单斜构造。盆地边缘，倾角稍大，有轴向与边缘方向一致的短背向斜，如窑沟背斜、西黄家梁背斜、老赵山梁背斜、双枣子向斜、田家石畔背斜等；盆地内部倾角平缓，一般在10以下，有与地层走向垂直的次一级褶皱，它们一般幅度较小，延伸不大，造成了煤层底板等高线的相对起伏。区内断裂不发育，仅稀疏可见几条小的张性断层。2、井田构造井田与南部详查区构造特征基本一致，仍属构造简单地区。为地层走向北北东，倾向北西西、倾角小于10的单斜构造。东南边界外有石圪咀正断层，走向北40东，倾向南东，倾角70，落差1550m，延展约10km。井田内未发现岩浆岩侵入。综上所述，井田内断层、褶曲不发育，其构造形态为一倾向北西西的单斜构造，无岩浆岩侵入，井田构造属简单类型。3、地层区内大部被第四系覆盖，但在沟谷中，亦有基岩出露，井田地层由老至新有：奥陶系（o）中统马家沟组（o2m）、石炭系（c）上统本溪组（c2b）、上统太原组（c2t）、二迭系（p）下统山西组（p1s）、下石盒子组（p1x）、上统上石盒子组（p2s）、石千峰组（p2sh）、第三系红土层（n2）、第四系（q）。 奥陶系（o）中统马家沟组（o2m）井田内钻孔均未全揭露该组地层，最大揭露厚度29.32m（217号孔），岩性为浅灰色石灰岩、白云质灰岩，微晶质结构，见小溶洞和裂隙，常为方解石充填。 石炭系（c）上统本溪组（c2b）为一套浅海过渡相细碎屑岩沉积，平行不整合于奥陶系之上。下部岩性为浅灰、暗紫色粘土岩、铝土质粘土岩、块状构造，相当于华北g层铝土矿，但厚度不大且不稳定，常相变为砂泥岩、泥岩。中段为灰黑色砂质泥岩、泥岩、灰白色细粗粒石英砂岩，硅质胶结，坚硬致密。上段以深灰色、灰黑色泥岩为主，夹透镜状灰岩、泥灰岩，黑色泥岩中常含黄铁矿结核。灰岩中含海相动物化石及生物碎屑。井田内钻孔揭露厚度0.80m（y05孔）43.64m（y09孔），井田内28个孔不同深度揭露该地层，平均厚度15.97m。 石炭系（c）上统太原组（c2t）为过渡相陆相沉积，是本区主要含煤地层，含煤5层，为6上、6、8、9、10号煤。下段以灰黑色、深灰色泥岩、砂质泥岩、粘土岩夹多层砂岩为主。含煤3层为8、9、10号煤。该段岩性及厚度在走向、倾向上变化均很大。8、9号煤之间在南部有一层泥灰岩较稳定，厚约1.00m，含海相动物化石及生物碎屑，可作为煤层对比标志，向北逐渐相变为钙质泥岩、泥岩，以至透镜状砂岩。底部深灰、灰白色细粗粒石英砂岩较稳定，硅质胶结，坚硬致密，属滨海相沉积。上段以6号煤及其顶底板粘土岩、砂质泥岩为主，夹灰色透镜状砂岩。含煤2层为6上、6号煤。可称为中煤组。该段岩性及厚度亦有相当变化，6号煤由北东向西南产生分叉，分出6上煤层，6号煤层变薄，6上煤急剧增厚，6上与6号煤之间发育一套呈条带状北东向展布的砂岩体。本组地层厚度39.0390.45m，平均厚度64.06m，由东北部向西南有增厚的趋势。 下二迭统山西组（p1s）为陆相碎屑岩沉积，亦为本区主要含煤地层，含煤4层为2、3、4、5号煤。下部岩性以灰白色黄褐色粗粒长石、石英砂岩为主，含砾局部为砂砾岩，具大型斜层理，磨圆度较好，分选性较差，砾径一般0.51cm，最大达3cm左右，含炭屑或煤线、泥质、粘土质胶结，坚硬致密。该层砂岩全区较稳定，局部地段与6号煤呈冲刷接触。砂岩中上部夹深灰、灰黑色砂质泥岩、泥岩及5号煤层。中部由灰白色、灰黑色中细粒砂岩、砂质泥岩、粘土岩、泥岩组成，含2、3、4号煤层，可称为上煤组。砂岩坚硬致密含菱铁矿结核，泥岩粘土岩含大量植物化石，2、3号煤均不稳定，4号煤层尚属较稳定，各层煤间距较近。上部为深灰、灰白色中粗粒砂岩夹粘土岩、泥岩、粉砂岩，砂岩致密坚硬，含小砾石及云母片、菱铁矿结核，风化后见铁质晕圈。顶部发育一层粘土岩或砂质粘土岩，深灰杂色，具鲕状结构。本组地层厚度52.26124.14m，平均厚78.68m。地层由北东向西南增厚之势。 下二迭统下石盒子组（p1x）为陆相碎屑岩沉积，下部为黄褐色砂岩与紫色、杂色粘土岩和泥岩互层，粘土岩具鲕状结构，含磷质结核，品位不高。底部含砾粗砂岩，厚层状，斜层理发育，胶结中等。上部以紫色、黄绿色泥岩、砂质泥岩为主，夹中厚层状砂岩。本组地层厚度49.16322.04m，平均119.90m。出露于本区东南部沟谷两侧。 上二迭统上石盒子组（p2s）为陆相碎屑岩沉积，区内大部分地层被剥蚀，地层分布连续性差，黄绿色中粗粒砂岩，夹暗紫色泥岩、砂质泥岩，含铁质结核。上部绛紫色泥岩、粘土岩、粉砂岩，与黄绿色砂岩、砂砾岩互层。出露于西部各沟谷两侧，区内20个钻孔见本组地层，钻孔揭露残存厚度9.69347.01m，平均93.07m。 上二迭统石千峰组（p2sh）上部以砖红色粉砂质泥岩和泥岩为主，夹灰色、灰绿色砂岩，分选磨园较好，胶结疏松。下部以黄绿、灰绿色中粗砂岩和含粒砂岩为主，夹棕红色粉砂岩、砂质泥岩。具大型斜层理，泥岩中常见灰绿色斑点，砂岩中夹紫红色、灰绿色泥质团块。本井田仅旧181号孔见此地层，揭露厚度为207.68m。 第三系红土层（n2）红色、棕红色钙质红土层，含砂质及钙质结核，层理明显，在本区有4个钻孔揭露，厚度19.7265.50m，平均厚46.50m。出露于井田东南部沟掌一带。不整合于其它老地层之上。 第四系（q）上更新统马兰组（q3m）：淡黄色、黄褐色粉砂质黄土，夹粘土岩，粒度均匀，垂直节理发育，含钙质结核。全区分布，厚087.93m，平均28.45m。全新统（q4）：为洪积、残坡积之松散砂粒，泥砂及风积砂。厚度不一，一般03m左右。不整合于其它老地层之上。井田含煤地层为石炭系太原组和二迭系下统山西组，据钻孔揭露两组地层总厚度118.26192.88m，平均142.74m，井田内含煤地层基本上保存完整，厚度变化不大，厚度变异系数13%。总体看，由北向南有增厚之趋势。1.2.2 煤层特征井田内可采煤层共5层，即4、5、6上、6、9号煤层，根据井田内及周边共42个钻孔的资料统计，各主要可采煤层特征见表1.1。1、主要可采煤层表1.1 可采煤层特征表煤层编号煤层自然厚度（m）可采纯煤厚度（m）煤层间距（m）夹矸层数稳定性对比可靠程 度可采情况4较稳定可靠大部可采5不稳定基本可靠局部可采6上较稳定可靠全区可采6较稳定可靠全区可采9极不稳定基本可靠零星可采 4号煤层平均3.82m，可采区储量利用厚度0.863.79m，平均2.44m，煤层结构复杂，含夹矸09层，一般为3层，夹矸大部分位于煤层中部，煤层厚度变异系数为32%，煤层赋存范围全部可采。煤层由东向西逐渐增厚，夹矸岩性多为泥岩或炭质泥岩。顶板岩性为灰黑色砂质泥岩、泥岩，其中粘土岩含量较高，底板岩性为砂质泥岩或砂质粘土岩。4号煤层为对比可靠、全区大部可采的较稳定煤层。 6上煤层位于石炭系上统太原组第二岩段上部，煤层自然厚度7.0420.77m，平均12.70m；可采区储量利用厚度为5.7316.82m，平均11.09m。煤层厚度变化不大，总体由东北向西南变薄，煤层厚度变异系数26%，煤层结构较复杂，含012层夹矸，一般含5层夹矸，煤层上部的2层夹矸比较稳定，中部夹矸较多，但不稳定，夹矸总厚平均1.58m，岩性多为泥岩、炭质泥岩。煤层顶板多为粗粒砂岩、细粒砂岩，局部为泥岩；底板多为泥岩、砂质粘土岩，局部为粗粒砂岩。距上覆5号煤层间距12.0966.06m，平均35.80m。6上煤层为对比可靠、全区可采的较稳定煤层。 6号煤层位于石炭系上统太原组第二岩段下部，煤层自然厚度2.7011.46m，平均7.34m；可采区储量利用厚度为2.708.80m，平均5.88m。煤层厚度变化不大，由西向东、由北向南有增厚趋势，厚度变异系数31%。煤层结构较复杂，含08层夹矸，一般含4层夹矸，夹矸总平均厚度1.23m，多为泥岩、砂质泥岩和炭质泥岩，夹矸位置大部分在中上部。煤层顶板以泥岩为主，局部为粗粒砂岩；底板以泥岩、砂质泥岩、砂质粘土岩为主。距上覆6上煤层间距为0.2230.75m，平均11.32m。间距有由北向南、由东向西有增大趋势。6号煤层与6上煤层在勘查区北部、北东部及南部合并。6号煤层为对比可靠、全区可采的较稳定煤层。2、次要可采煤层5号煤层是井田内次要可采煤层。位于二迭系上统山西组第二岩段下部，煤层自然厚度05.40m，平均1.56m；可采区储量利用厚度为0.804.17m，平均1.64m。煤层厚度变异系数75%。可采面积为21.626km2，占全区面积59%。煤层结构简单，储量利用部分含夹矸06层，一般不含夹矸，夹矸岩性多为泥岩。煤层厚度由东向西变薄，煤层顶板以泥岩、粗砂岩为主，底板多为泥岩、砂质粘土岩。5号煤层为对比基本可靠、局部可采的不稳定煤层。距上覆4号煤层间距1.6919.03m，平均10.75m，煤层间距由北东向西南逐渐变小。3、零星可采煤层9号煤层为零星可采的极不稳定煤层。位于石炭系上统太原组第一岩段中下部，煤层的自然厚度05.61m，平均1.40m；可采区储量利用厚度0.802.56m，平均1.19m。厚度变化大，且规律性不明显，厚度变异系数（含零区）132%，不含零区厚度变异系数为85%，见煤点可采系数为50%，可采面积8.2623km2，煤炭资源量约13.0mt。可采点分布不均，大部分孤立，或呈线状分布。煤层结构简单，含04层夹矸，一般含1层或不含夹矸。顶板岩性以泥岩、砂质泥岩、或粘土岩为主；底板多为泥岩或砂质泥岩。距上覆6号煤层间距6.9123.67m，平均13.10m。9号煤层为对比基本可靠、零星可采的极不稳定煤层。1.2.3 煤质及煤的用途（一）物理性质与煤岩特征1、煤的物理性质井田内煤呈黑色，条痕褐黑黑褐色，弱沥青沥青光泽，层面具丝绢光泽，内、外生裂隙不发育，脆性差。断口一般为阶梯状、参差状及贝壳状。条带状，均一状结构，层状，块状构造。宏观煤岩组分以暗煤、亮煤为主，含镜煤条带及丝炭线理，为半暗型半亮型煤。2、显微煤岩特征煤的显微组分以镜质组为主，一般在34.5%71.8%，其次丝质组，在18.3%47.3%，半镜质组在4.8%13.3%，稳定组含量达4.1%14.7%。煤中矿物杂质以粘土岩为主，在3.2%23.6%，其它组分在3%以下。煤的变质程度低，变质阶段为烟煤阶段。（二）化学性质及工艺性能1、化学性质 水分（mad）原煤水分均在2%8%之间，为低中水分煤，平均4号煤4.28%。 灰分（ad）4号煤层原煤灰分13.00%38.91%，平均26.71%。以中灰分煤为主，其次为中高灰分煤，并有少数低中灰煤，井田内变化无明显规律。5号煤层原煤灰分16.24%38.08%，平均25.45%。y01、y02号钻孔周围为中高灰分煤，其它部位以低中灰、中灰分煤为主。6上煤层原煤灰分13.26%35.28%，平均22.61%。以中灰分煤为主。井田中部以低中灰分煤为主，中高灰煤零星分布。6号煤层原煤灰分15.75%33.45%，平均23.78%。以中灰分煤为主，低中灰煤在井田中部出现，并有少数中高灰分煤。煤经浮选后，灰分下降，一般在5%10%。 挥发分（vdaf）各可采煤层浮煤挥发分一般在37%以上。4号煤层37.89%45.30%，平均41.45%；5号煤层38.11%45.34%，平均41.38%；6上号煤层37.31%42.47%，平均40.10%；6号煤层37.81%43.08%，平均40.14%。2、有害成分 全硫（st,d）各可采煤层原煤以特低硫、低硫煤为主，硫分如下：4号煤层0.30%1.93%，平均0.56%。5号煤层0.26%1.25%，平均0.59%。6上煤层0.40%1.43%，平均0.70%。6号煤层0.44%2.96%，平均0.88%。煤经浮选后硫含量下降，在0.45%0.85%之间。煤中硫主要以硫化物硫（sp）及有机硫形态存在。一般硫化物硫（sp,d）在0.05%2.66%，有机硫(so,d)在0.16%0.61%，硫酸盐硫（ss,d）在0.00%0.12%。硫化物硫的增高是出现中高硫煤的主要因素。 磷（pd）本区煤的磷含量均很低，各煤层磷含量如下：4号煤层0.010%0.046%，平均0.021%，属中磷煤；5号煤层0.001%0.030%，平均0.015%，为特低磷、低磷煤；6上煤层0.013%0.067%，平均0.033%，以低磷煤为主；6号煤层0.000%0.100%，平均0.034%，以低磷煤为主。3、工艺性能 发热量各煤层均为中热值中高热值煤。原煤发热量4号煤层17.2925.81mj/kg，平均21.06mj/kg。5号煤层17.0724.14mj/kg，平均21.47mj/kg。6上煤层17.6425.29mj/kg，平均22.18mj/kg。6号煤层18.2924.92mj/kg，平均21.86mj/kg。 煤的低温干馏原煤焦油产率测值在5.43%12.14%之间，平均在8.33%8.91%，属富油煤。洗煤焦油产率增高，在10.13%14.91%之间，平均11.46%14.14%。 煤的气化据煤芯样试验结果，当温度为950时，煤对co2还原率在21.6%28.6%，反应性差，不适合作气化用煤。煤的热稳定性等级为好。 煤灰成分、灰熔融性煤灰成分以sio2为主，占32.45%59.30%，其次为al2o3，占26.66%46.99%，fe2o3含量0.43%12.00%，cao含量0.55%13.21%，so3占0.09%8.17%。mgo、tio含量在2%以下。煤的软化温度（st）一般在1500以上，属难熔灰分，个别点在14001500之间，为高熔灰分。 粘结性各煤层浮煤粘结指数在014，平均57。焦渣类型35，平均4，煤的粘结性差。4、煤的可选性煤层可选性评定结果表明，4号煤可选性等级为极难选中等可选；6上煤层为较难选中等可选；6号煤层为难选中等可选。（三）煤类井田内各可采煤层浮煤挥发分在37.31%45.34%，粘结指数014，平均48，煤类为长焰煤。9号煤以cy42为主，其它煤层均以cy41为主，次为cy42。（四）煤质及工业用途评价井田内煤为低中灰中高灰、特低硫低中硫、低磷、中中高热值的长焰煤。煤对co2反应性差，灰熔融性高，结渣性强，热稳定性好。煤的焦油产率高，为富油煤。煤的可选性差，为中等可选极难选。区内煤可作民用及动力用煤，用于火力发电及各种工业锅炉，也可在建材工业、化学工业中做焙烧材料。此外，还可作低温干馏原料煤。1.2.4 水文地质条件（一）地下水的补给、径流、排泄条件1、补给直接充水含水层地下水的补给源以大气降水为主，大气降水通过零星出露的煤系地层露头或黄土覆盖的隐伏煤系地层露头垂直下渗补给。其次接受区外地下水的侧向径流补给。松散层潜水直接接受大气的垂直渗入补给。因补给量非常有限、煤层直接充水含水层补给来源贫乏，富水性弱，水文地质条件简单。2、径流地下水接受补给后，总的流向为由北及西北、向南东及东运动，局部地段由于煤系地层的起伏或透水性的差异等因素的影响，而略有变化。潜水一般沿沟谷方向径流，承压水一般沿地层走向径流。3、排泄地下水排泄有如下几种形式：承压水以侧向径流的形式排出区外。在有利地形部位（如沟、谷、洼地）以泉的形式排出地表、形成地表流水，在局部地下水埋藏浅的部位以蒸发的形式排泄，但此类排泄量微乎其微；潜水的排泄方式有沿沟谷方向的径流排泄、人工挖井开采排泄、蒸发排泄，向深部承压水的渗入排泄等。总之，井田降水量少，煤层直接充水含水层补给区面积小，沟谷纵横且切割深、无良好的汇水地形。构造总体为向西倾斜，具波状起伏的单斜，对地下水储存不利。煤层直接充水含水层的补给量极小，富水性弱。（二）含（隔）水层特征1、第四系松散层潜水含水层岩性为上更新统马兰组（q3m）黄土、全新统冲洪积（q4al+pl）砂砾石，残坡积（q4）砂土及风积（q4eol）砂等，全区分布广泛，多为透水不含水层，只有沟谷中的冲洪积（q4al+pl）砂砾石层构成松散层潜水的主要含水层。根据水文地质填图水井调查资料：含水层厚度为1.806.00m。地下水位埋深h=2.005.20m，涌水量q=0.2310.810l/s，水温13，据邻区准格尔煤田南部详查报告资料：含水层厚度为35m，地下水位埋深h=12m，水位标高h=11371160m，涌水量q=0.010.7l/s，单位涌水量q=0.1l/sm，水质较好。含水层富水性弱，由于大气降水的补给量小，所以补给条件差，潜水含水层与下部承压水含水层的水力联系较小，而与地表短暂的洪水水力联系密切。2、第三系（n2）半胶结岩层隔水层岩性为红色、棕红色粘土，即红土层，含丰富呈层状分布的钙质结核，呈半胶结状态，出露于井田东南部沟掌一带，仅4个钻孔揭露厚度19.7265.50m，平均46.50m，该隔水层的透水性微弱，但在井田内分布不太连续，只能起局部隔水的作用，隔水性能相对较差。3、石炭系二叠系碎屑岩类承压水含水层 二叠系上统石千峰组（p2sh）：岩性主要为砖红色砂质泥岩、灰绿色砂岩，含砾粗粒砂岩等。椐邻区资料，泉流量q=0.11l/s，含裂隙孔隙承压水，在井田仅零星分布。 二叠系上统上石盒子组（p2s）：岩性为紫色泥岩、粉砂岩，黄绿色、灰白色中粗粒砂岩、砂砾岩，据邻区资料，泉流量q=0.013.5l/s，单位涌水量q0.01l/sm，井田内大部分被剥蚀。 二叠系下统下石盒子组（p1x）：岩性为紫色、黄绿色泥岩、砂质泥岩，黄褐色砂岩，杂色泥岩，含砾粗粒砂岩，出露在井田东南部沟谷两侧，据调查资料：泉流量q=0.500l/s，据邻区资料：泉流量q=0.011.18l/s，钻孔涌水量q=0.794l/s，单位涌水量q=0.303l/sm，水位标高993.50m，含水层的富水性弱中等，含裂隙孔隙承压水。p1x下部的泥岩全区发育，连续性好，隔水层好，是良好的隔水层。 二叠系下统山西组（p1s）：岩性上部为深灰、灰白色中粗粒砂岩夹粘土岩、泥岩、粉砂岩；中部为灰白色、灰黑色中细粒砂岩、砂质泥岩、粘土岩、泥岩，含2、3、4号煤层；下部为灰白色、黄褐色粗粒砂岩、含砾粗粒砂岩及砂砾岩，含5号煤层。分布广泛，全区赋存。根据y11、y12号钻孔抽水试验成果：含水层厚度30.4031.31m，平均30.86m，地下水位标高埋深53.5058.35m，水位标高1068.001078.35m，涌水量q=0.04170.0715l/s，单位涌水量q=0.001050.00256l/sm，渗透系数k=0.003280.00631m/d，含水层的富水性微弱，透水性与导水性能较差，地下水的补给条件与径流条件差。由于受p1x下部隔水层的阻隔，该含水层与上部含水层的水力联系较小。该含水层为井田的直接与主要充水含水层。 石炭系上统太原组（c2t）：上部岩性为砂质泥岩、粘土岩，含6号煤层，下部岩性为深灰色泥岩、砂质泥岩，灰白色中粗粒砂岩，含8、9、10号煤层，底部为灰白色细粗粒石英砂岩，分布广泛，全区赋存。根据y11、y12号钻孔抽水试验成果：含水层厚度53.2362.51m，平均57.87m，地下水位埋深115.18127.80m，水位标高998.551016.67m，涌水量q=0.07840.125l/s，单位涌水量q=0.004770.00602l/sm，渗透系数k=0.007380.00845m/d，含水层的富水性微弱，透水性较差，水质良好，地下水的补给与径流条件均较差，下部隔水层的隔水性能较好，该含水层为井田的直接与主要充水含水层。 石炭系上统本溪组（c2b）：岩性为深灰色泥岩、砂质泥岩，灰白色细粗粒石英砂岩，浅灰色铝土岩，铝土质粘土岩，分布广泛，平均厚度15.97m。据邻区资料，泉水流量q=0.010.05l/s。因此岩层的富水性非常微弱，可视为相对隔水层，该地质厚度稳定，分布连续，因此隔水性能良好。4、奥陶系中统马家沟组（o2m）石灰岩岩溶承压水含水层岩性为浅灰色石灰岩、白云质灰岩，发育有小溶洞和裂隙，井田内217号钻孔最大揭露厚度29.32m，据邻区资料：地下水位标高872.7868.8m，单位涌水量q=2.82634.321l/sm。该含水层富水性不均，岩溶发育地段的富水性强。由于上部c2b的隔水性能良好，所以含水层与上部c2t煤系含水层的水力联系较小。但井田内煤层底板最低标高为642.64m，低于水位标高，因此，灰岩水会通过隔水层的薄弱地段向煤层充水。（三）断层的导水性及其对矿床充水的影响井田构造简单，基本为一向西倾斜的单斜构造。井田内没有断层，在井田东南边界外发育有石圪咀正断层，走向n40e，倾向南东，倾角70，落差1550m，延伸约10km。该正断层虽然有一定的导水性能，但发育在井田外部，因此断层对矿床充水的影响不大。（四）地表水、老窑水对矿床充水的影响井田内没有水库、湖泊等地表水体，在雨季大雨过后会形成短暂的洪水，对矿床的影响较大。井田内没有老窑分布，但邻近地区分布有不少生产矿井及废弃小窑，未来煤矿开采过程中要随时注意矿井涌水量的变化情况，不能越界开采，以防老窑水对矿井充水。（五）矿井涌水量预计根据井田水文地质条件，选用稳定流“大井法”预测矿坑涌水量。经计算，先期开采地段的矿坑涌水量为1251m3/d，全井田开采时形成的坑道系统矿坑涌水量为2670m3/d。设计考虑井下消防洒水后，确定矿井正常涌水量为150m3/h，最大涌水量为180m3/h。（六）水文地质类型本井田的直接充水含水层为煤系地层承压水含水层，以孔隙含水层为主，裂隙含水层次之。煤层虽位于地下水位以下，但以贫乏的大气降水为主要充水水源，补给条件差，直接充水含水层的单位涌水量q400mm时，抑止煤尘爆炸最低岩粉量为10%65%，煤尘有爆炸危险性。3、煤的自燃井田内各可采煤层煤的变质程度低，挥发分高，丝炭含量高，吸氧性强，且含有黄铁矿结核或薄膜，煤层易发生自燃。据近年来对部分电厂用煤调查结果，准格尔煤田各煤层的自然发火期一般为4060天。4、地温恒温带深度5080m，温度617，一般为12，388m深度时温度14.2，本区属于地温正常区域，无地热危害。1.2.6 其他有益矿产井田除丰富的煤炭资源外，尚有赋存于煤系地层中的高岭质粘土岩，煤层中稀散元素及煤系基底的石灰岩和白云质灰岩。1、微量元素井田内与煤伴生的微量元素锗（ge）镓（ga）矾（v）的含量均很低，锗含量为16ppm以下，镓含量为1025ppm，钒含量为052ppm，均未达到工业开采品位。2、放射性元素井田内未发现放射性异常。3、石灰岩本区石灰岩主要分布在勘探区煤系底部，在井田内埋藏较深。为中、下奥陶统石灰岩。其岩性为灰白色和浅灰色，厚层状，隐晶质结构，具贝壳状断口，质地较纯，厚度较大，其cao为49.53%52.95%，sio2为1.72%2.73%，各项技术指标均达级标准。当地老乡利用石灰岩烧石灰和水泥。4、粘土岩本区山西组、太原组均赋存有粘土岩。其中山西组含三层。一层位于山西组第三岩段（p1s3）顶部，一般为灰绿、灰色，具滑感，贝壳状断口，含砂质，在区内常相变为泥岩、砂质泥岩，属等外粘土岩矿，区内呈线状分布且范围小，经济价值不大。第二层位于山西组第二岩段（p1s2）4号煤层顶板，有时在底板位置，井田内仅旧35号孔4号煤层顶部（1.84m）、h63号孔4号底板（1.40m）见到，层位不稳定，2孔相距较远，其中间相隔钻孔未见到，故连续性不强，属等外粘土岩矿，经济价值不大。第三层粘土岩位于太原组第二岩段（c2t2）6号煤层顶板，在区内相变为泥岩、砂质泥岩。井田南部边界h81号孔见到，其厚度为0.75m。由此可见，区内赋存不良，其经济意义不强。1.2.7 地质勘探程度及存在的问题本井田位于原内蒙古自治区伊克昭盟准格尔煤田南部详查勘探地质报告勘探范围的西北部。地质报告在总结以往地质工作的基础上，采用了以钻探、测井为主，配合地质填图，采样化验等多种勘探手段进行了勘探，共利用原报告钻孔19个，钻探工程量7533.99m。地质报告对区内的构造形态已经查明，构造属于简单类型；详细查明了先期开采地段内没有落差等于或大于30m的断层，对先期开采地段内主要可采煤层等高距为20m的煤层底板等高线已经控制；查明了可采煤层的层数、层位、厚度、结构和可采范围；详细查明了可采煤层的煤质特征及其变化情况，确定了区内煤层为低中灰中高灰，低硫中高硫，低磷，中中高热值煤。煤质牌号为长焰煤，确定了煤的工业利用方向为动力用煤；查明了本区的水文地质条件，本区属于以裂隙岩层为主的水文地质条件简单类型，即二类一型。第二章 井田境界及储量2.1 井田境界设计井田范围南北走向长7.4km、东西倾斜宽5.06.4km，总面积41.43km2。井田的东部及北部与哈尔乌素露天矿为界，南部与规划的黄玉川井田为界，西部为未规划的区域，井田边界坐标见表2.1。表2.1 井田境界拐点坐标一览表点号纬 距x(m)经 距y(m)点号纬 距x(m)经 距y(m)1(1)4401400.10037514642.3007(4)4399098.10037519648.00024401406.29137517618.6738(5)4397710.20037519651.5003(3)4402120.00037517880.0009(6)4397714.00037521080.7004(2)4401640.00037518775.00010(7)4394012.90037521090.9005(1)4400160.00037520210.00011(8)4393998.00037514656.4006(8)4399550.00037519780.000注：括号内点号为煤层储量估算图中相对应的点号。其中3、2、1、8为原酸刺沟矿井点号。2.2 资源储量2.2.1资源储量计算范围资源储量估算的煤层为可采煤层4、5、6上、6号煤层，由于9号煤层仅零星可采，且分布不连续，故未计算其资源储量。资源储量估算范围为原酸刺沟矿井开采范围及新勘探的酸刺沟井田勘探区，总面积41.43km2。2.2.2 资源储量估算的工业指标煤层厚度0.80m最高灰分（ad）40%最高硫分（st.d）3%最低发热量（qnet.d）17.0mj/kg2.2.3 资源储量估算方法及有关参数的确定本区地质构造简单，煤层产状平缓（倾角小于15），煤种单一，故选用地质块段法计算资源储量，计算时采用煤层伪厚度和水平投影面积计算。各煤层视密度值详见表2.2。表2.2 可采煤层视密度值一览表煤层编号456上6容重（tm3）1.501.491.451.472.2.4 资源储量计算原则（1）煤层中单层厚度0.05m的夹矸一律剔除，厚度0.05m的夹矸与煤合并利用，但全层的灰分、硫分和发热量应符合要求。（2）当煤层中夹矸单层厚度0.80m时，被夹矸分开的煤层原则上作为独立分层。（3）煤层顶底部，当煤分层厚度夹矸厚度时，上下煤分层合并计算厚度；当煤层分层厚度夹矸厚度时，该煤分层不予以利用。（4）同一煤层若仅个别钻孔单层夹矸厚度超过最低可采厚度，而上下煤分层均达到可采厚度时，上下煤分层仍合并利用。（5）由多个煤分层组成的复杂结构煤层当各煤分层总厚0.80m，夹矸总厚不超过煤分层总厚的1/2时，以各煤分层总厚作为利用厚度，但煤层顶底部的煤分层仍按第三条的原则取舍。（6）本次参加资源量估算的6上、6号煤层，个别钻孔中6上与6号煤层的层间距（夹矸）小于最低可采厚度，为了便于资源量计算，强行将它们分开，分别进行估算资源量。（7）对高灰煤原则上全部剔除。2.2.5 资源储量估算结果煤炭资源储量估算总量为1199.85mt，其中原酸刺沟矿井范围为195.09mt，酸刺沟井田勘探区为1004.76mt。全矿井6上及6号煤资源储量为969.58mt，占总储量的80.81%。资源储量估算结果详见表2.3、表2.4和表2.5。表2.3 原酸刺沟矿井资源储量一览表级别煤层资源储量（mt）121b122b331332333小计6上9.7810.1019.88619.99120.36140.35合计29.77130.46160.23表2.4 酸刺沟井田勘探区资源储量一览表级别煤层资源储量(mt)331小计（%）331332333小计6上78.0476.44384.05538.5314651.0241.11178.69270.8219合计129.06117.55562.74809.3515表2.5 酸刺沟井田资源储量汇总表级别煤层资源储量(mt)121b122b331332333小计6上87.8286.54384.05558.41671.01161.47178.69411.17合计158.83248.01562.74969.582.2.6 矿井设计可采储量矿井设计可采储量（矿井总资源储量永久煤柱损失）采区回采率由于4号和5号煤为不经济储量，初期暂不开采，故不计算其可采储量，此次设计只设计6上及6号煤的开采。矿井煤炭资源总储量为969.58mt，永久煤柱损失包括井田边界煤柱、220kv和110kv输电线路保护煤柱、以及矿井工业场地保护煤柱，根据煤矿设计手册计算规则如下：1、地面建筑物和主要井巷安全煤柱的界限由岩层移动面和煤层相交的线决定。沿受护地面建筑物和主要井巷的边线留出围护带，由围护带起按、及诸角的值作出岩层移动面。2、如按角所作的岩层移动面与煤层相交的线低于安全深度时，则安全煤柱的下部境界线为在安全深度所作的水平面与煤层相交的线。3、为保护主要倾斜巷道（斜井、下山等），如开有主要倾斜巷道的煤层，到下部各层间的垂直安全距离均小于安全深度时，其下部各层均需留安全煤柱。4、立井井筒和工业场地上的建筑物，应按下列规定留安全煤柱：、如井筒深度及工业场地下煤层的蕴藏深度均小于安全深度，则不论煤层为缓倾斜、倾斜及急倾斜煤层，立井井筒和工业场地的建筑物只留一个总的安全煤柱。、如井筒深度及地面建筑物下煤层的蕴藏深度大于采掘安全深度时，此时则不分缓倾斜、倾斜及急倾斜煤层，均应留设井筒安全煤柱。而对工业场地上井筒附近的建筑物，按其使用意义在安全深度水平以下可不留安全煤柱。5、在地形比较简单、无滑坡和陡壁的地区，当缓倾斜和倾斜的薄及中厚煤层，单层采深与采厚的比值大于40；厚煤层分层采深与采厚的比值大于60时，对工业企业铁路线路可不留煤柱，采用长壁陷落采煤法进行开采。当薄及中厚煤层单层采深与采厚的比值大于60，厚煤层分层采深与采厚的比值大于80时，对路网级铁路线路可不留煤柱，采用长壁陷落采煤法进行开采。6、受护地面建筑物的边界线，系围着该建筑物所作的长方形，长方形的诸边分别与煤层走向相平行和垂直。7、当受护建筑物或建筑群与煤层走向相斜交（铁路、河流及其他等），则其边界也与煤层走向斜交。8、安全煤柱的边界线也可用垂线法求得。从围护带边线的两根垂直线，该两垂直线段的长度系按前述诸角之值及各角点距煤层的深度求得。分别联结每两垂直线端，交成一多边形，此多边形即为所求安全煤柱在平面图上的投影。、在计算安全煤柱时必须用绘有煤层底板等高线的井巷平面图及绘有等高线的地形图。各种煤柱留设如下：（1）井田边界煤柱根据有关规程规范的要求，井田边界煤柱两侧各留设20m。（2）工业场地及井筒保护煤柱工业场地保护煤柱表土段移动角按45计算，基岩段移动角按70计算。（3）大巷保护煤柱大巷两侧各留设50m保护煤柱。（4）输电线路杆塔保护煤柱井田内的输电线路包括井田西部的220kv输电线路、井田东北角的110kv输电线路以及矿井两回110kv供电线路，煤柱宽度按移动角计算。经计算，全矿井煤柱损失为180.64mt。采区回采率6上及6号煤取75%，经计算全矿井（6号和6上煤）可采储量为580.87mt。矿井可采储量计算结果详见表2.6。第三章 矿井的开拓3.1 矿井年产量、服务年限及一般制度3.1.1 矿井工作制度矿井年工作日为300d，每天三班作业，其中二班生产，一班检修，每日净提升时间为14h。3.1.2 矿井设计生产能力根据本井田煤层赋存状况、地质构造、开采技术条件等要求，设计确定矿井生产能力为5.0mt/a。分析如下：1、优越的地质条件为工作面高产奠定了基础本矿井为低瓦斯、近水平煤层，主要可采煤层厚度大，赋存稳定，水文地质及构造简单，没有断裂构造及岩浆岩侵入，以上条件为综采工作面高产高效奠定了基础。2、煤炭科技进步为矿井高产高效创造了条件中厚煤层长壁综采在我国煤矿生产中普遍使用，占综采比例70%以上，技术、装备和生产管理已经成熟，其中大采高综采近年来更是取得了飞速发展，本矿井6上煤为特厚煤层，平均厚度为12.70m，如果第一分层采用引进的大采高综采设备开采，即可实现5.0mt/a的生产能力。3、先进的采掘设备为工作面高产提供了保证目前国内外大采高综采设备均向大型化、重型化以及自动化方向发展，国外高产高效综采工作面长度已达435m，最大采高已达6m，综采工作面实现了自动化控制。在