宁夏枣泉煤矿初步设计安全

宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件 中煤国际工程集团武汉设计研究院 1一章 矿井概况及安全条件 第一节 井田概况 一、地理概况 （一）交通位置 本井田位于宁夏灵武市东南 62毛乌素沙漠的边缘，行政区划属灵武市马家滩乡管辖。其地理坐标为东经 106 30 106 35北纬 37 52 38 02。本井田距黎（家新庄） 羊（场湾）矿区公路约 10 羊公路与 307 国道、银（川） 古（窑子）高速公路相连。 307 国道向西经灵武市（ 30吴忠市（ 70青铜峡（ 60包（头）兰（州）公路和西（安）银（川）公路相接，向东经盐池（ 110 定边 可达陕西榆林、延安等地，由银古高速公路向北（约60直达银川市，该公路紧靠矿区黎家新庄中心区处通过。井田中心至银川市约 80 区内部及矿区与外部联系的运输系统已形成，公路交通便利。 包（头） 兰（州）国铁干线于矿区西部约 70 南北向通过，灵武矿区铁路支线（大坝 古窑子）在包兰铁路的大坝站接轨，延至矿区古窑子（矿区辅助企业区）车站，已于 1995 年 10 月建成投入运营；古窑子至羊场湾段（ 目前正在施工中，预计 2005 年前竣工。 本区交通状况良好，煤炭外运方便。 交通位置见图 1 （二）自然地理 宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件 中煤国际工程集团武汉设计研究院 1、地形地貌 矿区位于鄂尔多斯高原西南之一隅，多为低丘台地地貌景观，个别为低山。井田位于走向呈南北的两山之间，东侧为四耳山，山势南高北低，主峰杨家窑位于南部，标高 部标高 1500m 左右。西侧是狭长条带状山，自南向北为猪头岭、六道梁和面子山，其最高点分别为 井田内广布有相对高差为 20m 左右的沙丘，由南向北渐低。南部碱水梁标高 1390m，北部标高 1330m；井田内最高点为 1435m 左右，最低点为 1300m 左右（东部边界处）。地 形总体比较简单。 2、地表水系 矿区内主要沟谷有西天河、碎石井沟和倒江沟。 西天河位于四耳山的东麓，流经王家圈，在磁窑堡出矿区，全长23于本井田之外。 碎石井沟源于四耳山的中部，斜穿井田，在口子沟出井田，全长14谷呈开阔的箱形。沟底高程：上游 1420m，井田中部为 1330m，口子沟（出井田） 1290m。井田内沟底平均坡降 为仅在暴雨后有两小时左右洪水流的干沙沟，每年夏秋季节有 3 4 次洪水。 倒江沟源于四耳山的东北部，自东向西流入井田的北部，而后转为南西在口子沟处汇入碎石井沟，全长 背斜轴部沟底标高+1330m，上游汇水面积 水罕见，也为干沙沟。 井田内井、泉稀少，水量受降水季节影响，水质差，矿化度高，不宜饮用。 3、气象 根据灵武市气象站资料，本井田属半干旱沙漠大陆性季风气候。昼夜温差大，降水量稀少。季风从当年 10 月至来年 5 月，长达 7 个宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件 中煤国际工程集团武汉设计研究院 1，多集中于春秋两季，风向多正北或西北，风力最大可达 8 级，一般为 4 5 级，风速最大为 20 m/s，平均风速为 3.1 m/s；年平均气温为 年最高气温为 1953 年），年最低气温为 1954年）；降水 多集中在 7、 8、 9 三个月，年最大降水量为 352.4 1964年），年最小降水量仅为 80.1 1980 年），而年最大蒸发量高达2303.3 1953 年），为年最大降水量的 6 倍及最小降水量的 29 倍，年最小蒸发量 1508.8 1988 年）；最大冻土深度为 m（ 1968年），最小冻土深度为 m，一般为 m，相对湿度为 绝对湿度为 4、地震 本区位于鄂尔多斯盆地西缘吴忠地震活动带的东侧，地震震中集中在黄河沿岸，按照建筑抗震设计 规范（ 2001）附录A我国主要城镇抗震设防烈度设计基本地震加速度和设计地震分组划分，本矿井所在地区灵武市抗震设防烈度为 8 度，设计基本地震加速度值为 二、主要自然灾害 矿区的主要自然灾害为气象灾害，年降水量稀少，年蒸发量大。矿区位于毛乌素沙漠的边缘，地表沙丘密布，生态环境脆弱。矿区西部的灵武市经济以农业为主，工业不发达。 三、矿区煤炭生产建设及规划概况 矿区内目前正在生产的大型矿井只有位于矿区北部的灵新煤矿。灵新煤矿于 1999 年正式建成投产，设计生产能力 a， 2002 年实际生产原煤 a 左右，矿井采用斜井开拓方式。目前正在生产的宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件 中煤国际工程集团武汉设计研究院 1煤矿主要有灵湾、银湾矿井等 5 6 个左右，其开拓方式一般是沿煤层露头开挖斜井，年产量均在 a，矿区所有小煤矿总的年生产能力为 a 左右。 矿区内目前正在开发建设的矿井有磁窑堡技改井和羊场湾煤矿。磁窑堡技改井由原羊场湾一号井（生产能力 a）和原磁窑堡煤矿合并而成，其开拓方式为斜井开拓。 羊场湾煤矿：井田南北走向长 西倾向宽 田面积 田地质总储量 采储量为 井一期建设规模 a，二期建设规模为 a，三期建设规模为 a，服务年限 井开拓方式采用斜井开拓。 矿区煤炭建设规划分三期进行，对应满足能源重化工项目及其他煤炭市场的供煤要求。 一期建设规模为 a，计划在 2005 年以前建成。重点建设羊场湾煤矿（ a），同时完成灵新煤矿（ t/a）、磁窑堡技改井（ t/a） 和石沟驿煤矿（ t/a）的技术改造及改扩建工程。 二期建设规模为 t/a， 计划在 2010 年建成。重点开工建设枣泉煤矿（ t/a） 、清水营煤矿（ t/a） 和梅花井煤矿（ t/a） ，同时将羊场湾煤矿扩建到 t/a 的规模。 三期建设规模为 t/a，计划在 2020 年建成。重点开工建设石槽村煤矿（ t/a） 、红柳煤矿（ t/a） 、麦垛山煤矿（ a） 、 任家庄煤矿（ t/a）、红石湾煤矿（ t/a） 、马莲台煤矿（ t/a）和丁家梁煤矿（ t/a） ,同时将羊场湾煤矿扩建到 a、枣泉煤矿扩建到（ a） 、清水营煤矿扩建到 a 和梅花井煤矿扩建到 t/a 的规模。 从灵武矿区基础设施建设情况看，矿区总机厂、物资总库等矿区宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件 中煤国际工程集团武汉设计研究院 1助附属企业及设施已基本建成，矿区中心区也初具规模。 四、矿区水源、电源及通信情况 1、水源条件 矿区总体设计确定：吴忠金银滩水源地为矿区一期给水工程的供水水源，日供水量 30000泉煤矿的生产生活用水由灵武矿区一期给水工程统一考虑解决。该工程已于 1996 年全部建成，至羊场湾煤矿供水管路正在建设之中。该工程可以满足枣泉煤矿的用水要 求，未来的矿井供水水源由羊场湾煤矿引出。 2、电源条件 灵武矿区在古窑子建有一座 110电站，该变电站设计规模为 2 台 25000压器，现装设 10， 110/35/10， 110/35/压器各一台，其电源是以双回导线为 110路取自灵武 220电站，该 220电站电源取自大坝电厂及宁夏电网。 矿区在羊场湾煤矿建有 110电所一座，其电源以两回导线为 110路引自矿区 110 电站。该变电所为枣泉煤矿留有 110线间隔，枣泉煤矿供电拟以两回 110路引自羊场湾 110电所。 3、通信条件 根据 1991 年 6 月编制完成的灵武矿区综合信息数字网初步设计和国家能源投资公司 1992第 508 号文件“关于灵武矿区专用通信网初步设计的批复”，矿区专用通信网由矿区本部汇接局和灵新、羊场湾、枣泉煤矿三个端局组成，行政电话系统选用程控式交换机，其容量分别为汇接局 2000 门，覆盖黎家新庄中心区全部用户。目前宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件 中煤国际工程集团武汉设计研究院 1区本部汇接局、灵新煤矿端局行政电话系统已经开通，汇接局与银川市邮电局 的传输信道采用光缆线路。 第二节 安全条件 一、地质特征 （一）区域地质 本区域位于鄂尔多斯盆地西缘，地层区划属华北地层区、陕甘宁盆缘地层分区、马家滩地层小区，主要为下奥陶统至第四系的沉积，中间缺失下石炭统、志留系、泥盆系和上奥陶统的沉积。 （二）井田地层 井田内绝大部分地层被第四系风成沙层覆盖，仅在大沙河两侧有中侏罗统地层零星出露。 钻孔揭露的地层为第四系、中侏罗统安定组、直罗组和延安组，下侏罗统富县组及上三叠统延长群。现由新到老分述如下： 1、第四系（ 在井田内广为分布，多为固定、半固定和流动 式沙丘。据钻孔揭露，除上部的风成沙层外，中部为黄色沙土，底部为砂砾石及卵石层，砂卵砾石层的厚度变化较大，从 0 10m。第四系总厚度在井田内变化亦大，从 均厚 整合于所有老地层之上。 2、下白垩统志丹群（ 井田内所有钻孔均未见到该地层，主要分布于井田两侧的四耳山、面子山、六道梁及猪头岭一带，构成了井田两侧的高山地貌。是一套离陆源区较近的冲、洪、坡积粗碎屑岩建造。岩性以灰白、淡红色各种砾石组成的砾岩为主，中夹薄层或不规则的砂岩和砾状砂岩，宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件 中煤国际工程集团武汉设计研究院 1石成份以石英岩、石英砂岩为 主，灰岩次之，并含少量片麻岩、花岗片麻岩及伟晶岩，分选差，最大砾径可达 1m 左右，砂质及硅质胶结，较坚硬，超覆不整合于下伏安定组之上，最大厚度 1200m。 3、中侏罗统（ （ 1）安定组（ 井田内仅在背斜轴部和两翼有零星出露，据全井田 15 个钻孔所揭露的地层保存厚度，最小 2801 号孔），最大 2321号孔），平均 翼相比，东翼保存的厚度大于西翼。岩性为：上部以紫红、棕红、紫褐色的粉砂岩、砂质泥岩为主，夹薄层或中厚层细粒砂岩、薄层粗粒砂岩，砂岩中长石含量较多 ；下部为粉砂岩、细粒砂岩、中粒砂岩互层；底部常为一层铁锈色砂岩（一般为石英长石砂岩），与下伏直罗组呈整合接触。按岩性特征，应为滨湖、滨湖三角洲及浅湖亚相沉积。 （ 2）直罗组（ 本组为含煤地层的上覆岩系，全井田仅有极少数露头点，据全井田 98 个钻孔所揭露的地层保存厚度，最小为 3m，最大为 均 中，有 25 个钻孔穿过该组完整地层，其最小厚度为 井田平均厚度为 直罗组是一套半干旱及干旱气候条件下的河流湖泊相沉积，局部地段的上部、中部及底部有泥炭沼 泽沉积，全井田共有 29 个钻孔见到该组的煤层沉积，共见煤 34 层，除 4 个钻孔见到可采煤层外，其余钻孔所见厚度均不可采。 岩性上部以灰褐、灰绿夹紫色的细粒砂岩为主，夹薄层粗粒砂岩和粉砂岩；中部以灰绿、灰兰色粉砂岩为主，夹砂岩及薄层泥岩；下部以灰绿、灰色粉砂岩、细粒砂岩为主，夹中厚层粗粒和中粒砂岩；宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件 中煤国际工程集团武汉设计研究院 1部常为一巨厚层粗粒砂岩（俗称“七里镇砂岩”），该层砂岩，主要为灰白色，成份石英、长石为主，泥质胶结，粒度上细下粗，韵律明显，层位稳定，全井田普遍发育，是井田内最上部的一个重要标志层。 七里镇砂岩厚度变化较大，保存厚度最 小为 3m，最大为 井田平均为 孔见其全层的最小厚度应为 均厚 体变化趋势是北部薄、南部厚，西翼薄、东翼厚。 （ 3）延安组（ 为井田主要含煤地层，地表仅有零星露头。延安组地层岩性由灰白、灰色的各粒级砂岩，灰、灰黑色粉砂岩、砂质泥岩及少量炭质泥岩、粘土岩、泥岩、泥灰岩（局部夹薄层菱铁质泥岩）和 40 多层煤层组成。底部一般以一层厚度不大，具鲕状结构的含铝质的粘土岩与下伏富县组呈假整合接触；该层岩性比较稳定，局部地段分为 2 3层，一般距 16 层煤较近或为 直接底板，在没有 16 层煤沉积的地段，仍然可以找到这一层位。 延安组地层保存厚度最小为 孔），最大为 2423 号孔），平均厚度 58 个钻孔穿过本组的完整地层，其最小厚度为 2937 号孔），平均厚度为 4、下侏罗统富县组（ 富县组在井田内没有任何露头，最小厚度为 0m，均厚度 化趋势为北厚南薄、东厚西薄。富县组为一套沉积于侵蚀间断面之上的风化壳沉积，岩性特征以杂色砂岩为主，局部为砂砾岩、砾 岩及砂质泥岩、粉砂岩、泥岩、粘土岩组成，夹薄层黑色泥岩。 5、上三叠统延长群（ 延长群为本井田煤系地层的基底，地表没有出露，有 88 个钻孔宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件 中煤国际工程集团武汉设计研究院 1进至该群地层，其中 2934 号孔钻进了 本井田钻进延长群地层最厚的钻孔，但未见底，据区域资料总厚大于 750m。井田内钻孔中见到的岩性，一般为灰绿色细粒砂岩，局部夹薄层泥岩和泥灰岩。 （三）地层对开采的影响分析 井田内绝大部分被第四系风成沙层覆盖，仅在大沙河两侧有基岩零星出露。第四系总厚度为 均 右，其下部即为中侏 罗统的砂岩类基岩。风积沙层是建筑基础开挖的清除层，对地面建筑和井筒的施工有一定影响。 对矿井开采影响较大的主要为含煤地层，本井田主要含煤地层为中侏罗统延安组（ 地层平均厚度为 整地层），含煤达 40 多层。由于煤层多，岩性、岩相变化大，煤层对比相对困难。精查地质报告通过岩性标志层对比、岩相 旋回对比、煤层特征对比、测井曲线对比等方法，使得含煤组的划分对比可靠，主要可采煤层和局部可采煤层的对比可靠。为煤层的开采提供了有利条件。 二、地质构造 （一）区域地质构造 本区地处鄂尔多斯台缘 褶带东侧中段，马家滩台陷中的磁萌断褶带北部。东接鄂尔多斯台拗，西与走廊过渡带及加里东地槽褶皱区毗邻。 马家滩台陷为一中生代沉积拗陷，东以马柳断层及上台子断层南段与鄂尔多斯台拗相邻，北以沙葱沟断层与陶乐台拱相接，西以黄河东侧大断层与银川地堑相连，西南以青龙山东侧断层与青云台拱为界。 宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件 中煤国际工程集团武汉设计研究院 1地质力学观点，本区处于祁吕贺山字型构造的脊柱中段部位，故构造线方向均以南北向或近南北向为主。自北往南，构造趋向复杂，多数褶皱因受后期断层切割破坏，加剧了构造的复杂程度。 （二）井田主要地质构造 1、褶曲 （ 1）碎石井背斜 为井田 内的主体构造，是一两翼对称向南倾没的背斜构造。 轴部：轴线在平面上的走向近乎南北，其中，北段为 ，中段为 ，南段为南北向至 W，总体呈向西突出的弧形。在走向剖面上有幅值小于 30m 的波状起伏，主要表现在 20 线附近的下陷和 28 线附近的隆起，致使煤层底板等高线在该处出现封闭圈。轴面直立，轴部地层产状 3 5。背斜轴在井田内长度 19南北两端均已延伸到井田边界以外，全长约 35 两翼：地表仅有零星露头，主要分布于井田的中、北部。两翼地层产状一般为 15 36，东北角东翼深部可达 40 45，平均地层产状小于 25，地层走向与轴向一致，总的近似南北向，具体可划为北段 25 E，中段 15 E，南段南北向至 8 W。 （ 2）赵儿塔向斜 为井田东北边界构造，位于井田北部赵儿塔附近，走向长 向西北部为 ，向东南呈弧形急转为南北向，轴面由东北倾转为东倾，倾角 72 84。两翼不对称，在 29 勘探线东翼稍陡于西翼，在三条构造小剖面线上，则表现为东北翼陡，西南翼缓。向斜沿走向与火烧坡背斜相连接。 2、断层 宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件 中煤国际工程集团武汉设计研究院 1全井田竣工的 322 个钻孔中，仅在井田北部地段内的 少数钻孔见到了断层点，分别见到了部分煤层缺失或重复现象，其余少数钻孔 虽亦见有产状变陡、岩芯破碎迹象，但未能证实其有断层存在。在井田北部发现落差大于 20 30m 的断层有 3 条。 （ 1） 层 位于背斜东翼的 28一断层面东倾的正断层，其东盘下降，西盘上升，断层面倾角 72，落差浅部 38m（ 7 层煤部位），深部变小为 28m（ 16 层煤部位）。断层走向与背斜轴走向相一致，大至为 E，走向长度约 750m。其性质和延展情况，已经严密控制和查明。 （ 2） 层 位于背斜东翼的 200 勘探线 ，为一断面东倾的正断层，其东盘下降，西盘上升，断层面倾角 66 74，断层落差各部位大小不一，在 20部为 29m（ 10 层煤部位），深部为 25m(16 层煤部位 )；在 20 勘探线，浅部约 45m(6 煤层部位 )，深部约 40m（ 15煤层部位）。断层的走向长度约 1250m，其性质已控制和查明。 （ 3） 层 位于背斜西翼的 20 和 29一断面西倾，由西南方向向东北方向推覆的逆断层，其西盘上升，东盘下降。断层面倾角，在20 勘探线为 50，在 290，具逆掩性质。断层落差，各部位大小不一，在 20 勘探线，浅部为 48m（ 10 层煤部位），深部为 19m（ 15 层煤部位），在 29部 57m（ 6 层煤部位），深部 46m（ 12 层煤部位）。断层走向总长约 1200m，其性质已控制和查明。 （三）地质构造对开采的影响分析 宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件 中煤国际工程集团武汉设计研究院 1石井背斜为井田内的主体构造，是一两翼对称向南倾没的背斜构造，它控制了整个井田的基本构造形态。背斜轴部地层倾角较小，轴部地层产状 3 5，向深部和两翼倾角逐渐变陡，两翼地层产状一般为 15 36，东北角东翼深部可达 40 45。煤层倾角对矿井的开采有较大影响，倾角较小的区域进行机械化 开采相对容易，而对于倾角大于 25的区域，则给机械化开采及生产效率的提高带来很大困难，必须定制大倾角综采的成套设备。 层集中在 27 勘探线以北，对矿井初期开采没有影响。但根据枣泉煤矿近期所做的三维地震补充勘探工程初步成果资料推断，在首采区中部有三条落差大约 7m 的走向断层，其中一条位于井筒中部，横穿井筒，另外二条位于井筒南侧，至井筒位置尖灭；其对矿井开拓工程影响不大，但对采区及工作面布置有一定的影响。 三、煤层及煤质 （一）煤层 本井田含煤地层为中侏罗统延安组（ 共含煤 41 层，平均总厚 煤系数 延安组含煤地层系陆相含煤建造，其岩性组合为粗细碎屑岩、泥 岩和煤及炭质泥岩组成，细碎屑岩是该组的主要组成部分，一般占50%以上，最多达 最少为 平均为 粗碎屑岩所占比例大小不等，一般在 25%左右，最多为 最少为 平均为 其中砾岩、砂砾岩含量极少。泥岩类含量绝大部分小 于 10%，个别孔达 2311 号孔），含煤系数一般在 10%以上，各类岩石组合比例的消长与含煤系数的大小没有相关关系。各类岩性组合比例在 井田南北地段和背斜轴部及两翼虽有变化，但无明显的规宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件 中煤国际工程集团武汉设计研究院 1可循。 延安组的岩相主要为河流相和湖泊相的沉积，并由河流相和湖泊相发展而成的良好的沼泽成煤环境，致使众多煤层得以形成。 井田内编号煤层 20 层， 16 层为可采和局部可采煤层，可采平均总厚 采含煤系数 计算储量的共有 15 层煤， 2 号煤层为井田内最主要可采煤层，平均厚 2、 14 号煤层全井田可采，厚度变化小，且规律明显，结构简单，属稳定煤层。 1、 6、 7、 8 下 、 10、 12 等 6 层煤在井田范围内均有分布，厚度虽有一定变化，但规律较明显 ，结构简单到复杂，全井田大部分地段可采，可采范围内厚度变化不大，属较稳定煤层。 2 下 、 3、 8、 9、 11、 15、 16 等 7 层煤在井田内分布范围不等，厚度变化大，有突然增厚和变薄现象，全井田内可采面积大、小不等，结构简单至复杂，属不稳定煤层。 主要可采煤层自上而下分述如下： 1 煤：主要分布于井田东翼，西翼多不可采，其地质储量约占全井田地质储量的 煤层厚度 均 度变化趋势是东厚西薄，北厚南薄。 1 层煤在井田内属较稳定煤层，东翼厚度变化小，均在 右。煤层多为单一结构，少 数含夹矸达 4 层，夹矸岩性多为砂质泥岩，少数为粉砂岩。煤层顶板多为粗粒砂岩，少数为粉砂岩、泥岩，底板为粉砂岩。 2 煤：全井田普遍发育，分布广，层位稳定，全井田可采，其地质储量约占全井田地质储量的 是井田内最主要的可采煤层。 煤厚 514 孔 ) ），平均 2 层煤厚度变化小，结构单一，少数钻孔含 1 3 层夹矸，属稳定煤层。煤层顶板岩宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件 中煤国际工程集团武汉设计研究院 1多为泥岩，底板为砂质泥岩和粉砂岩。 2 下 煤：在井田内分布范围较广，层位稳定，但大都不可采，煤层厚度 均 采点分布于井田北部。虽厚度变化不大，但可采范围有限，属不稳定煤层。 3 煤：在井田内分布较广，中、北部大部分可采，南部仅在背斜西翼的 24 23 勘探线间，有一小片可采。煤层厚度 均 不稳定煤层，结构单一，含 1 层夹矸。顶底板岩性多为粉砂岩或砂质泥岩。 6 煤：全井田普遍发育，层位稳定，分布广，其地质储量约占全井田地质储量的 煤层厚度 均 层煤虽局部不可采，但可采地段，煤层厚度变化小，且有规律可循，一般是北厚南薄，东西两翼变化不大，属较稳 定煤层。煤层结构单一或含1 层夹矸，煤层顶底板岩性多为粉砂岩。 7 煤：全井田普遍发育，层位稳定，分布广，比 6 煤可采范围大。7 煤为本井田主要可采煤层，储量仅次于 2 煤。厚度 均 层厚度变化不大，总的变化趋势是中部厚，向南、北和背斜两翼逐渐变薄。煤层结构单一，含 1 层夹矸，个别含 4 层夹矸。顶底板岩性多为粉砂岩和细粒砂岩，少数为砂质泥岩、泥岩、炭质泥岩及粗粒砂岩。 8 煤：在井田内分布范围较广，层位较稳定，煤层厚度 均 中，可采点在 25 勘探线以南比较集中，井田中、北部是零星分布。煤层厚度变化较大，总趋势为南厚北薄，东厚西薄，属不稳定煤层。结构以单一为主，少数含 1 层夹矸，个别点含3 4 层夹矸。顶底板岩性以粉砂岩和细粒砂岩为主，其次为砂质泥岩、泥岩和中粒砂岩，个别为粗粒砂岩和细砾岩。 宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件 中煤国际工程集团武汉设计研究院 1 下 煤：全井田内普遍发育，层位稳定（特别其最下分层，分布范围亦较广），据井田内 147 个钻孔所见煤层厚度：最大 936号孔 )，最小 均 于煤层结构复杂，所以厚度变化很大。但就其最下分层而言，厚度变化较 小，且大部分为可采煤层，其余分层大都不可采，且夹矸厚度大。下分层煤层厚度为 均 较稳定煤层。煤层结构以含 1 3 层夹矸为主，单一结构占少数，个别含夹矸多达 6 层，夹矸岩性多为砂质泥岩和粉砂岩，少量为细粒砂岩和炭质泥岩、泥岩。顶底板岩性以粉砂岩为主，次为细粒砂岩、砂质泥岩、泥岩和中粒砂岩，个别为粗粒砂岩。 9 煤：仅分布于井田内 20 勘探线以北地段，是北部羊场湾井田的延续部分， 20 勘探线往南 9、 10 层煤合并。煤层厚度， 均 层厚度变化不大，属较稳定煤 层。结构单一为主，少数含 1 2 层夹矸。顶底板岩性为粉砂岩、细粒砂岩和砂质泥岩，个别为粗粒砂岩和中粒砂岩。 10 煤：全井田普遍发育，层位稳定，分布广，煤层厚度 均 可采点主要分布于井田北部边界附近。煤层厚度变化不大，一般厚度 2 3m，属较稳定煤层。结构多为含 1 2层夹矸，少数为单一和含 3 4 层夹矸。顶底板岩性以粉砂岩、细粒砂岩为主，个别为炭质泥岩、泥岩、中粒砂岩和粗粒砂岩。 11 煤：在井田内分布较广，层位稳定，但多为不可采点，煤层厚度 均 采 点分布零散不集中，煤层厚度变化较大，且无规律可循，属不稳定煤层。结构为单一和含 1 层夹矸。顶底板岩性以粉砂岩和细粒砂岩为主，个别为泥岩、砂质泥岩和粗粒砂岩。 12 煤：在井田内发育较普遍，层位较稳定，分布较广，煤层厚宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件 中煤国际工程集团武汉设计研究院 1 均 可采点主要分布于井田南部 25 勘探线以南地段。煤层厚度变化不大，属较稳定煤层。结构以单一和含 1层夹矸为主，少数含 2 层夹矸。顶底板岩性以粉砂岩、细粒砂岩为主，次为泥岩、砂质泥岩，个别为中粒砂岩和粗粒砂岩。 14 煤：全井田普遍发育，层位稳定，分布广，是井田内主要可采煤层之一，其地质储量约占全井田地质储量的 。煤厚 m，平均 度变化小，一般为 3 5m，属稳定煤层。其厚度总的变化趋势为南厚北薄、东厚西薄。其结构含以 1 2 层夹矸为主，少数单一和含 3 层夹矸，个别达 4 层夹矸，夹矸最大厚度 2603 号孔），夹矸岩性以泥岩、砂质泥岩及粉砂岩为主，个别为细粒砂岩。顶底板岩性以细粒砂岩和粉砂岩为主，少数为泥岩、砂质泥岩、中粒砂岩和粗粒砂岩。 15 煤：在井田内分布较广，层位较稳定，但可采范围有限，煤层厚度 均 采见煤点主要分布于井田南部24 勘探线、中部东翼 25 26 线间。厚度变化大，属不稳定煤层。结构以单一为主，少数含 1 2 层含矸，井田北部几个孔含夹矸增至 34 层，夹矸最大厚度 性以粉砂岩、砂质泥岩为主，少数为细粒砂岩。顶底板岩性较复杂，但仍以细粒砂岩和粉砂岩占优势。 16 煤：为井田含煤地层中最下部的一个编号煤层，是沉积在下侏罗统富县组顶部的风化壳之上，直接受到富县组的制约。均 采点分布范围比较集中，但厚度变化大，其变化趋势为南厚北薄，属不稳定煤层。其 结构以单一和含 1 层夹矸为主，个别含夹矸 3 4 层。夹矸厚度最大 性以粉砂岩、泥岩为主。顶底板岩性比较复杂，粗、中、细粒砂岩、粉砂岩、泥岩、砂质泥岩、炭质泥岩及粘土岩均有。 宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件 中煤国际工程集团武汉设计研究院 1田内各编号煤层特征见表 1 （二）煤质 1、煤的物理性质和煤岩特征 井田内各层煤物理性质、宏观煤岩类型近似，差异性不明显。 物理性质：各煤层颜色均为黑色，条痕深棕色。以棱角状、参差状断口为主，局部为阶梯状、贝壳状和不平坦状。沥青至弱玻璃光泽。层状构造为主，少量块状。以线理状、条带状结构为主，少量为断续条带状和透镜状。内 外生裂隙由不发育到较发育。视密度：大 t/均 t/隙率：最小 平均 宏观煤岩类型：以半暗型煤为主，其中，仅 2 层煤下部、 4 层煤浅部、 13 层煤为半亮型煤， 6 层煤为暗淡夹半暗型煤。 由于矿物质含量较低，形成煤的灰分、硫分较低。 2、煤的化学性质和煤类的确定 井田内各层煤均为低至特低灰（以特低灰为主）、特低硫、低特低磷（除 12 层煤为中磷外），中等发热量、高强度、活性好、热稳 定性好的不粘结煤。煤质在横向、纵向上的变化均较小 ，也比较单一。 煤质特征详见表 1 对各层煤未作坚固性系数的测试，仅对 1、 2 层煤的各 3 个点作 了普氏系数测定，前者为 后者为 均属于软煤。 根据中国煤炭分类国家标准（ 确定煤类分类指标的测定结果： 各层煤的坩埚焦渣特征（ 1 8）平均为 2（个别点为 3）、胶质层厚度（ Y）均为零、粘结指数均为零、透光率（ 井田内编号煤层除 0、 2 下 、 3、 5 上 、 11、 13、 16 层煤为长焰煤（ 宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件 中煤国际工程集团武汉设计研究院 1夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件 中煤国际工程集团武汉设计研究院 1夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件 中煤国际工程集团武汉设计研究院 1，其余各层煤的煤类均为不粘结煤（ 21）。 在井田内的各层煤中，没有同一层煤分属于两个煤类的情况，虽然部分煤层有个别点存在，但不连片，煤层有害组分含量的变化也没有跨越两个以上煤类等级的情况，故井田内的煤层属煤类单一，煤质变化小的煤层。 3、煤层露头及煤的风化带情况 井田的主体构造形态是一两翼对称向南倾没的背斜构造，浅部多数煤层隐伏出露。 各层煤或同一层煤在井田内不同深度部位，其风化下限深度不同，北部比南部略深。各勘探线的风化深度下限分别为： 29 勘探线风 化深度为 61m， 296m， 295m， 20 线为 38m， 200m， 20为 16m， 28 线为 52m， 288m， 273m，27为 51m， 26 线为 44m， 25 26 线为 25m，上述各点在平面上的连线即是井田内煤层风化带下限深度。 4、煤质及工业用途 各煤层主要为低灰（ 31），背斜轴部 +840m 以下、两 翼 +600m 以下存在二级热害区（ 37）。 宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件 中煤国际工程集团武汉设计研究院 1井初期开采区域及煤层属地温正常区。但在后期开采深部煤层时，应考虑地温对开采的影响。在一级热害区考虑采用加强通风的措施降温，在二级热害区考虑机械降温措施。 6、临近矿井情况 与井田临近的矿井主要为东北部的羊场湾煤矿和磁窑堡技改井。 羊场湾煤矿：为在建矿井，属低瓦斯矿井，煤尘爆炸指数 煤尘有爆炸危险，煤层易自燃，井田内地温值偏高。 磁窑堡技改井：为生产矿井，瓦斯相对涌出量为 t， m3/t，属低瓦斯矿井， 煤尘有爆炸危险，煤层易自燃。 五、水文地质 （一）区域水文地质概况 区域水文地质区划是属于陶（乐）灵（武）盐（池）台地水文地质区中的西部低丘台地裂隙孔隙水亚区。本区地下水的形成与分布受自然地理与地质条件所控制，呈现出西北地区特有的干旱、半干旱区的水文地质特征。 区域年均降水量 200右，除部份蒸发外，为地表广泛分布的风积沙吸收，尔后沿基岩面迳流补给西天河沟谷潜水，在磁窑堡以北转为地表水，向西汇入黄河。 （二）井田水文地质 1、地下水类型的划分及富水性 依据地下水赋存条件、岩石水理性质及水力特征，将地下 水划分为两种基本类型： （ 1）松散岩类孔隙潜水 宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件 中煤国际工程集团武汉设计研究院 1埋藏于沟谷，第四系松散洪积岩层中的潜水。主要有碎石井沟洪积沟谷潜水和倒江沟洪积沟谷潜水（ I 含水层）。 a、碎石井沟发源于四耳山中部，由南东向北西斜穿井田中部，在口子沟出井田，全长 水面积 35底沉积厚 7m 左右的更新统洪积砾石层。砾石层物源主要是四耳山向斜轴部白垩系下统半胶结的砂砾岩，砾石滚圆，松散未胶结，透水性良好，是强富水层，单位涌水量 s m。潜水水位埋深 1 8m。潜水主要补给来自四耳山区。潜水丰水季节是雨季及其后一个月， 即每年 7 10 月，历时四个月。其余为枯水季节。枯水季节日迳流量 204水过后迳流量剧增，日平均 1000 内日平均迳流量为 733.9 潜水富水地段南起 2735 号孔，北至 2833 号孔，长 2000m。水层宽度 230 386m，平均 294m。砂砾石层给水度按经验 20%计，则估算该地段的体积储量为 b、倒江沟发源于四耳山北端东侧，全长 水面积 口子沟与碎石井沟汇合后流出井田。洪积层下部为 1m 左右的砂砾石层，上部为粉砂、细粒砂 层，厚 15m 左右。水位埋深 2 8m。潜水富水地段南起 20 线，北至火烧坡，全长 3430m。含水层厚度 水层宽度 375 650m，平均 505m。该段的体积储量为 流量为 m3/d 至 20m3/d， d。 （ 2）碎屑岩类裂隙孔隙水 a、中侏罗统延安组烧变岩裂隙孔隙层间承压水体（ 水层） 指井田内火区烧变岩含水体，现将各烧变岩含水体的情况分述如下 ： 火区烧变岩含水体，它位于井田的东翼，南起 27 线，北至宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件 中煤国际工程集团武汉设计研究院 1烧坡，长 5609m，烧 变最深地段是 28 线至 28 1102m 水平；水位高程 部水位高程比北部高 位埋深因地形而异，南部 21m，中部 29m，北部 2m；烧变岩含水体的体积储量为 若日排水为 1 万 417 m3/h），需要 7 年）方可疏干。 I 号火区烧变岩含水体，位于井田西翼，南起 26 线，北至 20 3977m，烧变最深地段为 26 线，达 1228m 水平；部较北部高 位埋深，南部深 22m，中部 27m，碎石井沟处深 20m。含水体的体积储量为 日排水 5000 208 m3/h），则 月可疏干。 火区烧变岩含水体，位于井田东翼南部， 26 线至 291605m，烧变最深为 1305m 水平。水位高程为 深 29m，体积储量为 b、前白垩系裂隙孔隙层间承压水 主要指除烧变岩含水体以外的中侏罗统直罗组（主要指其底部的七里镇砂岩）、延安组 1 8 层煤， 8 16 层煤间及三叠系上统的层间承压水。井田岩石属半坚硬岩石，质地较软，褶曲宽缓，节理裂隙罕见 ，充水空间极小，属极弱含水层，也可视为相对隔水层。 a) 直罗组（主要指底部七里镇砂岩）裂隙孔隙层间承压水（即含水层） 含水层为粗粒砂岩泥质胶结，颗粒支掌，胶结不好，锤击易碎，有时手捻可散，是 1 层煤的直接顶板，是直接充水含水层； 2504 号、2726 号和 2831 号钻孔的单位涌水量和渗透系数分别为 l / s m 和 m / d 。矿化度为 g / l ，总硬度为 度，硫酸根为 g / l 。先期采区含水宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件 中煤国际工程集团武汉设计研究院 1厚 ：东翼 71.7 m，西翼 61.2 m。 b) 1 8 层煤之间砂岩裂隙孔隙层间承压水（即含水层） 1704 号、 2606 号钻孔单位涌水量和渗透系数分别为 l / s m 和 m / d ，矿化度为 g / l ，总硬度为 149 德度，硫酸根为 g / l 。 c) 8 16 层煤之间砂岩裂隙孔隙层间承压水（即含水层） 1703 号、 2603 号钻孔单位涌水量和渗透系数分别为 l / s m 和 m / d ，矿化度 10.6 g / l ，总硬度 176 184 德度，硫酸根为 g / l 。 d) 三叠系上统砂岩裂隙孔隙层间承压水（即含水层） 2934 号孔单位涌水量和渗透系系数分别为 10-3 l / s m m / d，矿化度 g / l，总硬度 度，硫酸根为 g / l。 2、断层含水性 井田内落差大于 20 30m 的断层仅有三条，其中 断层线出露于地形高处，与其他含水层均无水力联系，是非导水断层。 2933 号孔在孔深 为充水空间发育的破碎带。它的北部直接与倒江沟洪积沟谷潜水相接，水力联系密切，属于导水断层。该断层破碎带向深部变薄。 3、地下水的补给、排泄条件 井田内地下水唯一补给是风积沙吸收大气降水转为地下水补给洪积沟谷潜水，潜水汇合成地表水又注入黄河。碎石井沟主要补给是四耳山区，潜水在 孔地段与 区烧变岩含水体相接，走向长 335m。沟谷潜水在 I 火区交汇处沿 2 层煤底板全部迳流入烧变岩含水体，尔后又流回潜水。倒江沟在火烧坡地段从 区烧变岩含水体之上流过 ，尔后继续沿潜水层迳流。如 区烧变岩含水宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件 中煤国际工程集团武汉设计研究院 1疏干，潜水则全部补给 区烧变岩含水体。处于洪积沟谷潜水之下的中侏罗统直罗组含水层露头是主要补给来源，处于风积沙之下的露头是间接得到大气降水渗入补给，是次要补给来源。 4、井田水文地质勘探类型 井田基岩含水层为直接充水含水层，但富水性极弱，井田最大的含水层为火区烧变岩 I、 水体，但不是直接充水含水层；井田位于年均降水量 200半沙漠区，地下水唯一补给来源是大气降水，大气降水渗入补给洪积沟谷潜水，而基岩含水层渗透极差补给量甚微。 煤层夹于频频分布的 泥岩隔水层中，地下水几乎不流动。 综上所述，井田直接充水含水层，单位涌水量小于 0.1 l /s m，隔水性好的隔水层分布普遍，补给条件差，其水文地质勘探类型属水文地质条件简单的裂隙充水矿床，即二类一型。 5、矿井充水因素分析 基岩含水层都是直接充水含水层，中侏罗统直罗组七里镇砂岩含水层接受补给条件好于其他含水层，它是矿井的主要充水含水层，其他含水层充水属于第二位。