采矿工程毕业设计（论文）-神东公司大柳塔煤矿开采设计【全套图纸】.doc

第一章 井田地质特征全套图纸，加153893706第一节 矿井位置及交通1.1.1 交通位置大柳塔井田地处神府东胜矿区中部、位于乌兰木伦河东侧与活鸡兔井田隔河相望。 行政隶属陕西省神木县大柳塔乡管辖。矿井工业场地位于大柳塔村南2km处，向南经店塔到神木县城约60km，向北到内蒙东胜市约120km。国家西(安)包(头)干线公路从矿区西边通过。矿区南部有府(谷)新(街)公路经店塔中鸡与西包线相联，向东过黄河通达山西晋北各地。往南新建的二级公路由神木县至榆林市联接西包公路。矿区内新建的公路有包(头)府(谷)二级公路从井田工业场地边部穿过。大柳塔至内蒙补连塔、大柳塔至石圪台的矿区公路均已竣工通车。矿区新建的包(头)神(木大柳塔)铁路于1989年4月竣工，已开始向外运煤，同时增加了客运全长274km的神(木大柳塔)朔(县)铁路也于1989年开工建设，目前全线关键工程已基本完工，预计将于1994年建成通车。西安至矿区南部榆林市的航空线巳开航，每周往返各三次。 矿井至附近主要城镇间公路里程：大柳塔至神木县县城62km神木县至愉林市126km 神木县至西安市830km 神木县至府谷县县城89km 神木县至山西阳方口250km 神木县至东胜市182km 神木县至包头市288km大柳塔井田在矿区的位置见图12。1.1.2 地形与地貌神府东胜矿区位于鄂尔多斯高原的东南部与陕北黄土高原的北缘，毛乌索沙漠的东南缘，地表多为沙漠滩地区大柳塔井田位于矿区中部，井田内地势北高南低，中部高,东西低标高一般在+1180+1220m之间，最高标高+1318.45m，最低标高在乌兰木伦河河谷(+1057.5m)，相对高差约260m井田内大面积属风沙地貌的沙丘沙地类型，沙丘，沙滩沙地交错分布东部及西部树枝状冲沟发育，地形切割强烈，沟谷两侧含煤地层及烧变岩裸露。1.1.3 气象及水文情况乌兰木伦河与牧牛川分别为井田的东，西边界，以井田中部的柠条梁为分水岭。井田内较大的支沟西部有哈拉沟、母河沟、王渠沟，武当沟及双沟，均流入乌兰木伦河；东部有七概沟，朱大沟、蛮兔沟和三不拉沟等，均注入牧牛川。根据黄委会王道恒塔水文站资料，乌兰木伦河历年最大流量为9760ms，最小流量 仅为0.0170.44 ms，平均为7.40 ms；年平均含沙量为1138kg/m3。每年39月为 丰水期7，8月份雨量集中，往往出现山洪，其它时期为枯水期。根据新庙水文站资料，牧牛川历年最大流量为4850 ms，最小流量仅为0.003 ms平均为3967 ms，年平均含量1717lkgm3井田内双沟，最大流量为0.1993 ms，最小为00597 ms，月平均流量为0.09l ms哈拉沟为常年流水沟谷，水量为0.0550.08 ms，流量变化小，除农业灌溉外,目前已建成日取水10000m3的水厂作为大柳塔小区及矿井初期建设生活用水。井田内小型水库水位不稳定，旱季多干涸，武当沟水库容量为23000m、 王渠沟水库11000m均水体较小。本区属半干旱大陆性季风气候，季节性明显，冬季寒冷，夏季炎热，冷热多变、温差悬殊，风沙频繁，蒸发强烈根据神木县气象站19551985年30年资料,分述如下：1 气 温年平均气温8.5，年极端最低气温28.1，极端最高气温38.92 降雨量王道恒塔水文站26年观测平均降雨量为415.1mm，神木站29年平均降雨量436.7mm。丰水年最大降雨量694.1mm，枯水年降雨量124mm，相差56倍，雨季集中在7，8，9月份，占全年降雨量的578，多为阵雨或暴雨。历年来神木站最长降雨天数为10天，阵雨量609mm。3 蒸发量和湿度 本区属半干旱季风气候，年平均蒸发量12年统计资料为11992mm，是降雨量的45倍。受气温和气压的影响，湿度呈现季节性变化，一般雨季湿度大，年平均湿度55。 4 风速、风向 29年平均风速22ms，最大风速25ms，秋末、冬、春盛行西北风，夏季多东南风。5 降 雪初雪一般在10月下旬，终雪翌年4月，平均雪期99天，最长155天，最短19天。最长连续降雪7天，最大降雪120mm。6 冻 土冻结日期从当年的11月中旬至翌年2月中旬或月底，最大冻土深度146cm。1.1.4 矿区概况 矿区自1987年开工建设以来，目前水、电路及基础设施建设已初具规模，由精煤公司扶持的哈拉沟，郭家湾中小型地方国营煤矿均已移交生产，精煤公司的大柳塔矿平硐和石圪台矿井均已基本完成井下开拓工程。目前，为建成高产高效现代化大型、特大型矿井，已完成了石圪台、大柳塔高产高效矿井初步设计修改工作。 矿区内精煤公司已建成了建材厂，神府公司建成了锚杆厂并均已投产。神木县平板玻璃厂1988年产量为314万重箱，砖厂年产量达1000万块，府谷县水泥厂产量为006Mta左右，砖厂年产600700万块。 矿区内毛料石资源较为缺乏，就目前矿区建设情况来看，除黄羊城沟一带料石尚可利用，其它区域料石大都标号低，耐久性差，部分有遇水软化剥落的特性，强度不够，难以利用。 矿区所在神木县，地理位置偏僻，生态环境脆弱，土地贫瘠，水土流失严重，经济基础薄弱，生产力水平低，经济效益差，是一个落后的贫困地区近年来，随着矿区的开发建设，国民生产总值和国民人均收入在不断增加，1989年人均国民生产总值和国民收入分别达654元和612元。目前矿区建设已初具规模，相应的第三产业和副食供应基地蓬勃发展，人民生活水平显著提高。很显然，矿区的开发与建设为本区脱贫致富，繁荣进步做出了贡献。第二节 井田境界及储量1.2.1 井田境界根据神府东胜矿区总体设汁确定的井田境界，大柳塔井田西以乌兰木伦河为界与活鸡兔井田隔河相望；东以牧牛川及陕蒙边界七概沟为界；北以哈拉沟及35号和226号钻孔连线为界与哈拉沟井田、前石畔井田毗邻，南以浅3号孔与298号孔连线为界与朱盖塔井田相接。井田东西长138km，南北宽104km面积约1315km2。其中精查勘探范围，北以母河沟及3号孔与282号孔连线为界；南到井田边界；西以乌兰木伦河为界，东至过282号孔，方位角为150线为界。东西长 7593km，南北宽675km，面积630km2。其余范围均属矿区详查勘探区。1.2.2 储量1、地质储量根据总体设计所划分的井田境界，陕西省煤田地质勘探公司一八五队1988年10月所编的大柳塔井田精查地质报告及198年10月所编制的陕北侏罗纪煤田神木北部区详查地质报告计算井田地质储量。储量计算采用水平投影面积和地质块段法在万分之一和二万五千分之一的各煤层底板等高线图上进行计算。由于井田内煤层近水平，构造简单，厚度稳定，故水平投影面积取底板等线图上面积，煤层厚度为钻孔算术平均厚度，其最小可采厚度为0.8m。矿井地质储量汇总见表。表中3-1煤及其以上煤层采用平硐开采，合计地质储量50817mt，占总储量37.1；3-1煤以下煤层采用斜井开采，合计地质储量86124mt，占总储量的629。 2 可采储量 矿井可采储量分水平、分煤层分别计算井田内各煤层的可采储量，等于工业储量减去永久煤柱损失(含井下主要巷道及上(下)山保护煤柱)后乘以各煤层的回收率。各煤层的工业储量为精查区的A+B+C级和详查区的B+C级储量，未包括远景储量(D级储量)。各煤层的回收率分别取：薄煤层 85 中厚煤层 80 厚煤层 75井田地质储量汇总表(精查区) 单位：mt煤层编号ABA+BA+B+C备注1-2上1.381.3810.041-223.405.9929.3947.092-2上14.63 2-2 52.5690.50143.09209.435-280.44197.37277.81444.29小计156.43295.24451.67725.48 井田地质储量汇总表(详查区)煤层编号ABA+BA+B+C备注2-2上2-260.5960.59179.703-1 40.06 4-2 52.5660.59143.09209.435-237.0537.05404.84小计97.6497.64627.60合计158.43392.88549.311369.41 22矿井可采储量见表22，表22中，矿井可采储量90723Mt。其中平硐可采储量 为34307Mt，占矿井3782；斜井可采储量为56416Mt，占矿井62.18。需要说明两点：一点是上述地质储量和可采储量计算，井田内1-2上、2-2上、3-1、及4-2煤层含煤面积小、厚度薄，精查报告将这些局部可采薄煤层储量未计入精查区能利用储量表中。- 10 - 矿井可采储量汇总表单位：mt顺序开采水平煤层工业储量(A+B+C) 永 久 煤 柱 损 失开采损失可采储量井筒(场地)境界大巷断层公路河流水库小计1平硐1-210.042.517.5421-247.0911.7735.3232-214.633.6610.9742-2389.132.265.0836.002.540.6546.5385.65256.9553-143.0610.7632.30小计503.952.265.0836.002.540.6546.53114.35343.076斜井4-275-2849.133.124.6075.168.103.702.2496.92188.05564.16小计849.133.124.6075.168.103.702.2496.92564.168合计1353.085.389.68111.1610.643.702.240.65143.45302.40907.23本次设计将其列入总储量与报告有出入；另一点是井田西部的矿区公路煤柱及公路旁的乌兰木伦河滩地段被大柳塔小区工业设施及集中居住区所占据，精查报告中将其储量列为暂不能利用储量，本次设计地质储量计算与精查报告相一致，也未包括这部分暂不能利用储量。3. 安全煤柱井田内永久煤柱包括井田境界煤柱、大巷及盘区巷煤柱，工业及风井场地煤柱，河流煤柱和村庄煤柱等。井田境界煤柱：大柳塔井田与前石畔井田、大海则预留区及哈拉沟井田间两侧各留20m境界煤柱。大巷及盘区巷煤柱：对井下大巷及盘区巷，井筒两侧的护巷煤柱宽度，设计根据我国生产矿井调查研究所总结的经验公式，按中等稳定的围岩条件，计算护巷煤柱宽度如下：B=17.6708+8.2249(H/100)+1.3393(H/100)2 (m)式中： B-护巷煤柱宽度m H-采深m大柳塔矿井2-2煤层采深一般150200m，5-2煤采深一般300350m。 将H值分别代入上式计算结果，2-2煤护巷煤柱宽要求3340m，5-2煤则要求54m63m，同时参考中国矿大有关研究成果，估算本井田护巷煤柱宽度在4070m之间，设计考虑到利于煤柱回收，选取5-2煤护巷煤柱宽50m，5-2煤层上覆基岩移动角取75时，其护巷煤柱宽设计取150m，盘区巷两侧各留30m，河流煤柱，井田内主要河流是乌兰木伦河与牧牛川，较大的支沟为双沟。乌兰永伦河保安煤柱由暂不能利用储量所包括：牧牛川以其最高洪水位线为基准向外留设100m煤柱，双沟为常年流水支沟，5-2煤层厚47m，开采后按上覆中硬岩层计算其导水裂隙带最大高度为63m，加上防水安全岩柱2m则要求防水安全岩柱厚要大于84m。而双沟最低处下距5-2煤层97m，因此双沟水流对5-2煤层开采不会造成大的水患，故设计考虑暂不留设煤柱。设计对处于首采区的王渠沟水库按作图法留设煤柱，其余水库考虑到库容量小加之淤积快的特点、设计暂不煤柱，在将来开采到其附近煤层时，根据淤积情况确定是否留设。工业场地及风井场地煤柱，矿井工业场地保安煤柱处于暂不能利用储量块段内。武当沟风井和双沟风井场地按作图法留设煤柱，斜井井筒两侧各留5080m煤柱。 断层煤柱：井田内三条正断层，均留设煤柱，每条断层两侧各留30m煤柱。村庄煤柱：井田内主要村庄和建筑物为大柳塔村，和110KV变电所。大柳塔村位于暂不能利用储量范围之上，110KY变电所按作图法留设保安煤柱。其它村庄为居住分散的农户，将来开采到其附近时考虑搬迁故不留煤柱。第三节 矿井地层及地质构造1.3.1 地层特征 根据井田内岩层出露及钻探所得资料，本井田地层由老至新为：1. 上三迭统永坪组(T3Y)为煤系地层沉积基底。岩性为灰绿色巨厚层状细及中粒长石、石英砂岩夹灰绿、灰黑色泥岩，砂质泥岩，厚88200m。2. 下侏罗统富县组(J1f)本组只在井田北部及详查区东部有沉积。岩性主要为灰白色细粒或中粗粒石英砂岩,局部含粉砂岩。砂岩之上有25m左右的灰及灰黑色泥岩，含植物化石，局部夹炭质泥岩及薄煤.沉积区内一般厚6lom，少数钻孔(J67、269、295)达2429m。本组假整合于永坪组之上。3. 中下侏罗统延安组(J1-2y)为井田内含煤地层，层厚1888724089m，平均21461m，假整合于永坪组之上或连续沉积于富县组之上。本组由五个含煤段组成，各段煤层及岩性分述如下：第I段(J1-2y1)段厚11763946m,平均2539m，含5煤组，其中5-2煤位于顶部，全井田发育可采。岩性一般为深灰色，黑色粉砂岩及泥岩组成，在蛮兔塔有零星出露。第段(Jl2y2)段厚484612519m，平均6632m。含4煤组，以4-2、4-3、4-4煤层划分为三个小旋回。岩性以灰黑色砂质泥岩、泥岩，粉砂岩为主夹大量薄煤层及泥灰岩透镜体，含瓣鳃类动物化石。本段在牧牛川沿岸零星出露。第段(Jl2y3)本段厚35405960m，平均497m。含3煤组。岩性为灰色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩夹灰白色细粒砂岩。砂岩为浅灰色多为钙质胶结。在岩段下部32煤底板有薄层蒙脱质粘土岩断续分布。岩段顶部31煤受冲刷而变薄或消失。本段出露于双沟一带。第段(Y12y4)本段厚26374580m，平均34.64m。含2煤组，2-2煤层位于本段顶部，全井田稳定可采。井田西部层段下部为巨厚层状，灰白色中粗粒长石砂岩，局部地段底板有粉砂岩或泥岩。上部为黑色泥岩、沙质泥岩或粉砂岩。井田东部岩性为灰黑色粉砂岩及泥岩，夹少量细粒砂岩。在2-2煤层下部岩石中含瓣鳃化石类泥灰岩透镜体，并普遍发育一层蒙脱质粘土岩。本段出露于双沟，武当沟，三不拉沟等处。第V段(J12y5)本段厚4447477m，平均3007m，含1煤组。因古直罗河冲刷及第三纪剥蚀，井田东部不全。岩性单调，为浅灰色砂岩、泥岩、砂质泥岩，偶夹有层状白色中细粒长石砂岩。泥岩含大量菱铁矿结构及铁质砂岩枕状体。砂岩风化后呈豆渣状，烧烤后坚硬雪白而异于其它岩段砂岩。岩段顶部(1-2煤之上)泥岩中夹一层浅灰色粘土岩，烧烤后瓷板化，性脆坚硬雪白。本岩段零星出露于沟稍及梁峁边缘。4 中侏罗统直罗组(J2z)本组假整合于延安组地层之上。因受后期剥蚀，残存厚度最大4952m，平均1620m。上部为灰绿，兰灰色砂质泥岩、粉砂岩，含菱铁矿结核。下部为灰白色，局部灰绿色中，粗粒长石砂岩，夹绿灰色泥岩，具有大型板斜层理或不垦屡理。含植物茎杆化石，镜煤团块及黄铁矿结核。本组出露于梁峁边缘。5、 第三系上新统(N2) 主要分布于黄土梁峁区，厚05078m，平均16.15m。不整合于下伏侏罗系地层之上。岩性为砖红色粘土，夹钙质结核层，含动物化石。其下部一般为半固结砂砾石层，厚度024.30m，平均9.16m。本组出露于井田内各沟谷上游。 6 第四系(Q)井田内第四系主要由萨拉乌苏组(Q3s)和现代冲、风积层(Q4)组成。局部区域有下更 新统沙砾石层及粘土层(Q1s)。下更新统三门组(Q1s) 根据12煤102盘区补充勘探资料，分布于柠条梁两侧，该层上部以粗沙为主，含少量石英质细砾；中、下部以砾石为主，砾径一般为125cm，砾石之间粗沙填隙物大多松散状或半胶结。在102盘区东部区域夹12层粘土层，其单层厚01244m，一般lm左右。砾石层总厚0152583m，平均1598m，与下伏岩层冲刷接触关系，大部分直接覆于煤系地层之上。在平面上由西向东沙砾层厚度逐渐增大，砾径变粗。萨拉乌苏组(Q3s)分布于井田西部母河沟双沟一带。厚度为020.0cm，平均12.0cm。为褐黄色，灰绿色粉砂、中细砂且内含少量零星小砾石。顶部为褐灰色砂质粘土。现代冲、风积层(Q4)冲积层为砂砾河流冲积物，分布于乌兰木伦河，牧牛川河谷及各冲沟下游沟底，厚018.56m。风积层为姜黄，褐黄色细沙及粉沙，受风力搬运移动，分布于山梁及沟峁，形成新月形流动沙丘，厚l10m。1.3.2 构造特征 1、 褶 曲大柳塔井田位于神府东胜煤田中部，构造单元处于鄂尔多斯台地向斜陕北斜坡上。总体形态为北西西倾斜的单斜构造，在总的单斜构造形态上有一些宽缓的起伏，致使局部地段向西倾斜。2-2煤层J64J67钻孔连线为一北西西向宽缓的低凹地带，其东北翼较陡，坡度6一26，而西南翼较缓，坡度为418，向西至王渠一带相对隆起，但升幅仅为l15，其余地段虽有起伏, 但幅度不大。5-2煤层，J65J88，钻孔连线为一南北向宽缓低凹地带，其两翼较缓，坡度为67，东翼较陡，坡度为15K左右；J61289230钻孔连线为一北东向宽缓向斜，其西北翼较陡,坡度为18，东南翼坡度较缓仅有5左右。总之，各煤层底板等高线圈所反映的形态不完全协调一致,主要是因为原始沉积差异，并非后期构造运动的结果。2、 断层 井田内精查区与详查区发现三条高角度正断层，大致呈北西向阶梯状平行排列。井下施工的1-2与2-2煤层巷道，揭露出若干条小断层，一般断距在5m以下，走向与三条大断层基本致。 (1) 蛮兔塔正断层 位于井田详查区东部。在沙界沟南的小沟地表反映明显，断层下盘延安组第段底部巨厚层状石英长石砂岩与上盘延安组第段下部泥岩、粉砂岩夹煤线接触。地层产状较乱，断层带宽50m。J25号钻孔穿过断层。断层走向大致为310，倾向220，倾角70北东盘升，南西盘降，最大断距70m，一般2560m。推断该断层北西向大致沿活朱太沟北侧延伸，至J51、J52号钻孔附近消失。南东向延至新民勘探区的大昌汗以北。其要素与规模尚待查明。 (2) 三不拉沟北侧正断层 位于三不拉沟北侧起自谷家坡村北约320m处，经上石畔过286号与J144，号钻孔之间，经井田精查区东北角穿过。谷家坡村北、前石畔；上石畔等处断层点地表显示清晰，断层破碎带明显，宽35m。断层走向290，倾向200，倾角约80，落差2040m。推断在谷家坡附近向南东消失。沿断层线有断层泉分布。断层要素及规模有待查明。 (3) 三不拉沟南侧正断层位于井田详查区三不拉沟南侧。谷家坡附近地表观测断层显示清晰。断距约1025m，断层走向288，倾向18左右，倾角约80。 第四节 矿体赋存特征及开采技术条件1.4.1 煤层特征及煤质 1煤层特征延安组含煤地层含煤5组共20层。其中可采与局部可采煤层有8层，自上而下1-2上，12，22上、22、31，、42、43、和52煤层。1-2上，12，22上，31，、42、43煤层为局部可采煤层，仅占全井田储量10，22煤和52煤全井田稳定可采为矿井的主采煤层。 其储量占全井田90。各煤层特征分述如下： 1-2上煤层：位于延安组第V段中部，为12煤层分岔，分布于井田西北角母河沟到王渠沟一带见煤点24个，可采点9个，煤厚05.23m，平均1.04m，属不稳定煤层。夹矸23层，单居夹矸厚0.190.47m，岩性为泥岩，炭质泥岩，个别点为细砂岩煤层顶板为灰色粉砂岩，砂质泥岩及深灰色泥岩，上距地表6080m。 12煤层：位于延安组第V段中部，分布于王家渠以西母河沟双沟间。见煤点71个，可采点50个。煤层厚020856m，平均438m，L13，L77， L11，L78，L108，L70钻孔连线以西为富煤区，煤层厚达7m以上，浅部大面积被火烧，连线以东分岔为1-2上和12两层，12煤含2层夹矸，夹矸厚01072m，一般02m左右。煤层直接顶为粉砂岩，泥岩及浅灰色中粗砂岩、细砂岩，伪顶为灰色、深灰色泥岩，灰黑色炭质泥岩。上距地表3080m。 22上煤层：位于延安组第段顶部，分布于井田南部边界附近，为22煤层的上分岔层仅4个见煤点，煤层厚123206m，平均166m。顶板为粉砂岩，局部为灰色、浅灰色中细粒砂岩，底板为灰色粉砂岩。 22煤层：位于延安组第段顶部，上距12煤层12693656m，平均24.82m，井田浅部被剥蚀或火烧，其它大面积稳定可采。煤厚114537m，平均394m，属稳定煤层。该煤层以井田东部、北部较厚，向西部、南部略有变薄趋势。井田南部边界附近分岔为 22上和22两层，22煤厚112m。22煤层大都结构单一，局部含夹矸12层，其单层厚0.05038m，岩性为泥岩、粉砂岩。煤层直接顶以灰色粉砂岩中粗砂岩、细砂岩为主，伪顶以灰色、深灰色泥岩及黑色炭质泥岩为主，砂岩厚度变化大，最小0.5m,最大达35.77m。 3-1煤层，位于延安组第段顶部，上距22煤层44948.36m，平均2879m分布于井田北部，煤层厚0267m。煤层结构简单，局部含矸12层，矸石岩性为粉砂岩、炭质泥岩。煤层顶板为灰色粉砂岩、泥岩。 42煤层：见煤点51个，可采点16个。煤厚020154m，平均067m。属不稳定煤层。主要分布于井田西南角。煤层结构单一，不含矸。顶板为粉砂岩、泥岩。底板为泥岩、粉砂岩，砂质泥岩、局部细砂岩。43煤层:见煤点45个，可采点11个。煤厚0145m，平均064m。属不稳定煤层。主要分布于井田西南角构单一，不含矸。顶板为灰白色、浅灰色中细砂岩，局部为粉砂岩。底板一般为灰色、深灰色泥岩，粉砂岩。5-2煤层：位于延安纽第段顶部，上距2-2煤层137169m，平均约156m全井田可采煤层厚4.30844 m，平均608m，属稳定煤层井田南部厚达7m左右，北部稍薄一般在5m左右。煤层结构简单，含矸14层，一般夹矸2层，分布于井田中部，岩性为泥岩,粉砂岩,炭质泥岩，局部为细砂岩，单层厚003038m，最大062m。煤层顶板以灰白色中，细砂岩为主，西部较厚，其余地段直接顶为厚层状粉砂岩、泥岩。2 煤层露头，风(氧)化带及自燃井田内煤层埋藏浅，倾角平缓，第三第四系地层直接覆羞在煤系地层之上，加之后期冲蚀切割作用，致使煤系地层上部1-2、22煤层在井田周边广泛出露发生自燃。火烧区范围一般在200500m，最大达1600m以上。煤层火烧区根据自燃程度不同，从露头向井田中部可划分四级区带：煤灰区、全部烧变煤区、部分烧变煤区和烘烤煤区。 煤灰区：此区煤已完全失去工业价值。 全部烧变煤区：此区煤已失去正常煤工业利用价值。 部分烧变煤区：此区延伸不足10m。工业分析结果此区煤已失去工业利用价值，故与全部烧变煤一起圈在火烧区内。 烘烤煤区：烘烤带范围很窄，原煤水份、灰份均增高，但从火烧区外紧临火烧区界限钻孔宏观与化验资料看，煤质均与正常煤无区别。 根据小窑所采的风(氧)化带煤样证实，煤层的风(氧)化现象不明显，故井田内未予圈定。 3 煤 质 本井田煤层正常为黑色，受火烘烤者褐黑色。光泽以2、3号煤组较亮，多为沥青、弱沥青、油脂光泽。呈参差状、平埋状断口，l、4、5号煤组较暗，多为阶梯状、参差状断口，少数为贝壳状断口。光亮及半光亮型煤中内生裂隙发育，每厘米内生裂隙多在14条，常被方解石和黄铁矿薄膜充填。各煤层均为水平层理，或似水平层理，5-2煤个别点因含泥质成份较多的暗型煤呈块状构造。 根据井田内精查勘探区煤质化验资料，按现行煤炭分类标准，本井田煤层属不粘煤31号和长焰煤4l号。由于煤中有害组分含量低，绝大多数为特低灰及低灰，特低硫和特低磷，中高发热量。煤的化学反应性强，热稳定性较好,是良好的动力，气化、化工和民用煤。4煤层顶底板1-2煤顶板，伪顶零星分布，其面积不足35%,老顶一般厚214m，最厚1091M，以中粒砂岩为主，主要分布于初采和井田东部预留区，直接顶饭中泥质份多，厚度可观。沿王渠严家渠一线以粉砂岩为主，厚度最大10m，局部夹炭质泥岩或薄煤；井田中部是厚度较大的泥岩与粉砂岩互层，且夹有煤线，一般厚053m。 2-2煤顶板：伪顶成“孤岛状”分布，面积不过35。煤层之上多为直接顶或老顶，直接顶与老顶的面积比约为7：3，直接顶主要为粉砂岩及砂质泥岩，厚度一般小于4m，在初采区中部大面积大于4m，最厚达13m以上，老顶大面积出现仅两处，在以王家材290号孔为中心的区域厚达36m，其余一般28m。 5-2煤顶板以直接顶占绝对优势，老顶分布于井田西缘及精查区东部边界，伪顶仅见于西北角及精查区北边缘两点。精查5-2煤层直接顶与老顶面积之比为4：1。直接顶一般厚14n，最厚达9m；老顶一般厚27m，最厚达1919m。顶板岩性多为灰白色中、细粒砂岩。 本井田煤层直接顶稳定岩性较复杂，主要决定于岩性组合，层厚及邻近含水层水文 地质特征。厚度较大的粉砂岩顶板稳定性好，构成类难冒落顶板。直接顶为泥岩或与其它岩层互层时，单层厚度较小，可能构成中等冒落至易冒落顶板。老顶稳定性好，多呈块状或巨厚层状，构成直类难冒落顶板。伪顶少而薄，极易垮落，多构成类冒落顶板。底板多为粉砂岩、泥岩，一般是稳定的。 1-2煤大部分地区煤厚而上覆基岩薄且已风化、裂隙发育，大都处于冒落带范围内，遇到渗水会随采掘随冒落。基岩上覆沙、砾石层较厚，富含水，对井下开采威胁较大。1.4.2 瓦斯赋存状况及其涌出数，煤尘爆炸危险性，煤的自燃性，地温情况1 瓦 斯 井田内甲烷含量很低氮气占绝对优势，故井田属氮气带低沼气矿井。2 煤 尘 本井田各煤层煤尘爆炸性平均指数为367，远大于10。经四川省煤田地质研究所测试，煤尘具有爆炸危险。3煤的自燃性本区煤层变质程度低，煤中水分高，含氧多，挥发份产率高，化学稳定性差，故常温下煤易与空气中的氧发生反应，而产生大量的热，使煤体温度上升加之煤的丝炭含量高，着火点低，故煤易自燃目前矿区所出煤炭在储运过程中已发生过自然发火事故。 4地温本井田属地温正常区，地温梯度为29C100m。1.4.3 水文地质井田内地表大部分为第四系松散沙层所覆盖，风积沙一般厚110m。萨拉乌苏组仅分布于母河沟王渠沟一带，于古洼槽处富水性较好，第三系棕红色粘土主要分布于柠条梁一带及其两侧，为较好的隔水层，其底部砂砾层在上部粘土被剥蚀而与松散沙层直接接触，局部富水性较好，而靠近柠条梁一带则富水性较弱。区内构造简单，断层稀少，基岩裂隙不发育，煤系地层各主要可采煤层顶板富水性很弱，单位涌水量均小于0.01Lsm，属含水小的含水层。 据小窑调查了解，除巷道揭露火烧区涌水量较大外，一般涌水量均很小或无水。各主要可采煤层顶板均有23m之粉砂岩或泥岩隔水层，且平硐开采的上组煤均位于当地侵蚀基准面以上。按矿床水文地质勘探类型，应属于二类一型，即以裂隙为主的水文地质条件简单的矿床。本井由各主要含水层由上面下分述如下：1 第四系冲积层孔隙潜水(Q4al) 沿乌兰木伦河，牧牛川呈条带状分布，组成河漫滩和一、二级堆积阶地。岩性上部为黄灰色沙土及粉沙，下部为灰杂色中细砂，底部为砾石层，在乌兰木伦河畔一般厚5651245m。含水层为中细沙和砾石层，水位般埋深13m,据大柳塔水文孔抽水，单位涌水量为0027019Lsm，渗透系数0. 387.218m/d。 2 第四系冲积、湖积层孔隙潜水(Q3s)主要分布于母河沟王渠沟一带，厚020m，一般12m，沟脑附近较厚而沟口较薄岩性上部为黄褐色粉，细沙夹淤泥层透镜体。下部为灰绿色粗中沙，局部含小砾石。地表多为风积沙所覆盖，易接受降水下渗补给在沟头常形成下降泉群。经S38号孔抽水，单位涌水量为066Ls，渗透系数472md。 3 下更新统沙层潜水(Q1s) 分布于柠条梁两侧，岩性半固结，未固结沙砾石、厚度变化大，最厚达2583m，局部夹12层亚砂土或红粘土该层是井田内主要含水层之一。 4 第三系砂砾层孔隙潜水(N2) 柠条梁两侧第三系底部，普遍有一砂砾层，其成份复杂，以石英、燧石及火成岩块为主。分选差，磨圆度较好，砾径0515cm，一般23cm，砂质胶结，固结或半固结，局部夹薄层钙质砂层，厚度0452430m，基本是由柠条梁向两侧逐渐变薄。有些地上上部地层被剥蚀，砂砾层直接与第四系松散层接触，通过沙层的渗透补给而局部含水丰富，当上部地层保存完好则含水微弱。如J24号孔，单位涌水量1354Lsm，而J60号孔单位涌水量仅00025Lsm。第三系上部岩性为棕黄、棕红色砂质粘土和粘土，含钙质结核，局部富集成层，一般厚2-25m。粘土致密而半坚硬。遇水可塑性强，是第四系松散层较好的隔水层。 5 中侏罗统直罗组裂隙潜水(J2z) 含水层为底部的中粗粒长石石英砂岩，泥质胶结、疏松，节理发育，节理面近似直立。钻进在此常发生漏水，砂岩在井田内不甚发育，且多与烧变岩直接接触，出露泉仅见1个，流量078LSm。 6 中下侏罗统延安组裂隙承压水(J1-2y)含水层为浅灰色细中粒砂岩富水性微弱，考虑对井下开采的影响主要来自顶板含水层，故按煤层赋存情况划分四个含水岩段如下：(1) 直罗组底部1-2煤含水段含水层为1-2煤上部浅白色中细粒砂岩，厚724m，有时与直罗组底部砂岩直接接触，J24号孔抽水单位涌水员为000159LSm。1-2煤顶板为粉砂岩。一般厚14m，为隔水层。(2) 1-2至2-2煤含水段 含水层主要为浅灰色中粗粒砂岩，泥质胶结，一般厚13m，最厚达35m。单位涌水量0000400009LSm。 (3) 4-3至52煤含水段 含水层为52煤上部之细砂岩及中粗砂岩，全区普遍发育，厚1137m，平均25m，因裂隙不发育，富水性微弱，但为裂隙承压水。单位涌水量0000190。00136Lsm，渗透系数0001000287md。 第五节 矿井勘探类型及勘探程度评价1.5.1 勘探程度及存在问题 l 勘探程度 按矿区总体设计确定的井田境界，大柳塔井田东西长13.8km，南北宽104km，井田面积131.54km，井田范围为神木详查勘探区的一部分，矿区详查报告1987年底已提交，为加快煤矿建设，陕西省一八五煤田地质勘探队受华能精煤公司委托，于1985年对本井田浅部的1-2，2-2等上部煤层进行了高于详查低于精查程度的勘探，并提交了“陕北侏罗纪煤田神木北部矿区大柳塔井田详查(最终)勘探地质报告”，1987年3月一八五队对本井田进行精查地质勘探，并于1988年10月提出“陕北侏罗纪煤田神木北部矿区大柳塔井田精查地质报告，精查勘探范围北至母河与3号及282号钻孔连线，东至穿过282号钻孔，方位角为150线为界。东西长 7.59.3km，南北宽67.5km，面积62.95KM。占整个井田面积的47.9。本次精查勘探，确定精查区勘探类型为一类一型，属构造简单煤层稳定类型，以750800m网距圈定A级储量，10001500m网距固定B级储量，3000M左右得C级储量，共获得A+B+C级储量12548万t，其中A+B级占62.5%。 1991年 6月井田内对1-2煤层二盘区进行了补充勘探，于1991年12月提交大柳塔煤层二盘区开采技术条件勘察报告。2、 存在问题本井田精查勘探区面积占井田总面积的179，其比例似尚显小足。但考虑到井田地质构造简单，煤层赋存稳定，精查勘探范围能够满足矿井初期开采的需要，为了加快矿井建设，节约投资，尽快发挥效益，以井田精查区资料为主编制矿井9.00mt，初步设计是可以的。但尚须安排井田精查补充勘探，主要提高二期斜井5-2煤层初采地段的勘探程度和储量级别，满足设计需要。就本设汁而言，地质勘探存在如下问题：1煤层厚度变化大，地质勘探类型定为一类一型不妥。2由于煤层开采程序及压茬关系的影响,设计的斜井初采地段只能放在5-2煤层的C级储量区.建议华能精煤公司斜井建设前安排补充勘探,以保证首采区及移交工作面的可靠性,同时双沟以南的2-2煤层可采边界要进行相应的控制。3 斜井5-2煤层初期开采地段距乌兰木伦河近，且位于河床标高以下，在此应布置专门水文孔，为下组煤开采提供可靠的水文资料。 4井田东部断层均缺乏工程控制，特别是矿区详查资料小的蛮兔塔正断层与精查中提到的断层之间关系不清楚，对矿井后期盘区布置影响较大，在补勘时应予以控制。5对煤层自燃发火机理及其程度大规模开采后，井下煤层自燃发火与否，目前难以定论。尚缺乏深入的调查和科研工作，建议有关主管单位、组织地质、科研、设计与生产等部门共同合作，及早完成这一科研课题，为矿区的建设和生产服务。第二章 矿井工作制度、生产能力及服务年限2.1.1 矿井工作制度矿井计年工作日为300天，每天四班作业，三班采煤，一班准备，每天净提升时间为18H。掘进按三班生产作业。 2.2.1 矿井生产能力及服务年限本井田范围大，煤层厚，储量非常丰富，根据井田精查资料和矿区详查资料计算，井田内有地质储量136941Mt，可采储量90723Mt。其中：3-1煤层以上的上组煤地质储量50817Mt，可采储量34307Mt；下组煤主要是5-2煤层地质储量共86124Mt，可采储量56416Mt上组煤位于工业场地标高以上，适合于平硐开拓；下组煤距上组煤平均约156m；埋藏于工业场地标高以下约100m，适于斜井开拓。本矿井设计生产能力确定为9.0Mta，前期平硐为5.5Mta，后期加斜井3.5MT/a考虑l4的备用系数。根据公式： 式中： A矿井生产能力，t/a; 矿井可采储量，t; K储量备用系数,一般取1.4;平硐： A = 年斜井： A = 年共计服务年限为159年。第三章 井田开拓第一节 井筒形式、数目及位置的确定3.1.1 井筒形式的确定1井筒形式的选择本井田主要开采2-2和5-2煤层，煤层构造简单、赋存稳定，倾角近水平,开采技术好煤层厚度大，储量极为丰富。5-2煤下距2-2煤150m左右，2-2煤层沿乌兰木伦河及其支沟均有出露，但多被火烧，形成宽窄不等的火烧区，其火烧区宽度一般为200500m。煤层在工业场地标高以上。5-2煤层全井田分布，厚度比较均匀平均在6m左右。(一) 上层煤开拓方式根据2-2煤层的赋存状况，在地面工业场地之上有足够的储量，地面工业场地距离矿体的水平距离合适。因此可采用平硐开拓，平硐掘进工程量合适。因此设计采用一对平硐，开拓上组煤，其中主要开采2-2煤层。主、副平硐硐口标高均为+1075.5m，沿2-2煤层底板岩石中布置，主平硐：长557m，副平硐长739m。主平硐井筒断面为半圆拱形，净宽3600mm，净高3100mm，井筒内装备一台宽1200mm的钢绳芯强力胶带输送机，敷设通讯电缆及洒水管路。副平硐担任矿井辅助提升任务和进风用，主要为设备的运输、人员和矸石。副平硐断面为半圆拱形，净宽4600mm，净高3900mm。(二) 下层煤开拓方式下层煤主要为5-2 煤层，工业储量达849.13mt，下层岩石上中并且无松散层、流沙层等特殊地质构造。矿体近水平，距井口距离合适。该煤层在工业场地标高以下100m左右，可以采取斜井开拓。开拓采用一对斜井和一个风井。主斜井倾角12，斜长为467m；副斜井倾角6斜长为1009m。风井倾角22斜长为325m。2、井筒提升（运输）方式的选择和提升（运输）设备的布置a煤炭运输根据井田开拓方式、井下装备，生产能力等因素，设计采用胶带输送机运煤，其主要理由如下：1)本矿井生产能力大，采掘机械化程度与生产集中化程度高，而胶带输送机可实现从回采工作面、大巷和井筒一条龙主运输系统，具有运量大、运输可靠、安全性好、维护管理简单，易于实现集中控制等优点，能较好地适应本矿井生产的需要。2) 采用胶带输送机运输，大巷坡度没有严格要求，可按煤巷布置与新型的辅助运输设备相配合，有利于改革矿井的开拓部署，多做煤巷，少做岩巷。3) 矿井开采主运输距离最远在5km之内，胶带运输运量大，运营费用低，经济上合理。4) 国内外的大型、特大型矿井普遍采用胶带输送机运输，运距超过45km以后，其经济效益仍然比其它运输方式好。考虑上层煤井田地质条件优越，可以建设大型矿井。因此需要较大的提升运输能力与之相配合。本矿井采用胶带运输作为主运输。b. 辅助运输国内的一些大型现代化矿井，辅助运输广泛采用大巷架线电机车，上下山绞车，中巷和工作面巷道采用人推车或小绞车调车的运输系统。由于环节多、人员多、能力小、效率低、可靠性差，不能适应生产的需要，阻碍了综合设备的效能发挥、效率的提高，影响矿井经济效益。90年代高度机械化的特大型矿井，借鉴国外的先进经验，采用机动性强、环节少、机械化程度高的新型辅助运输方式，达到了高产高效、少投入多产出的目的。考虑到本矿井的地质条件和开发特点，设计认为可供选择的辅助运输方式有：无轨胶轮车、蓄电池电机车、连续牵引车、小绞车这几种运输方式。无轨胶轮车运输系统在本矿井井下可实现连续运输，因此采用无轨胶轮车作为矿井的辅助运输。下层煤地质状况和上层煤相当，根据工业广场和煤层位置的上下关系。本设计采用一对斜井和一个风井开采下层煤。布置倾角12的斜井，考虑到下层煤有更大的储量同样布置胶带运输为主运输，无轨胶轮车为辅助运输。3、平硐方位本矿井工业场地布置在乌兰木伦河滩，大体位于井田东侧。2-2煤层为近水平倾角小于8按照井田延展方向布置平硐，并考虑盘曲布置的合理尺寸所以将平硐布置在井田北向南2/3的位置。可以使井筒与大巷沿一条线布置，减少了很多的转换环节，使系统更加简单更适合大型矿井的需要。主副平硐之间的距离为50m。3.1.2 井筒数目的确定本井田东西长13km，南北宽10km。为较大面积的井田，这对矿井通风造成一定难度。因此需要设单独的风井作为盘曲的进回风井，采用分区式通风避免了巷道过长而给通风造成不便。上层煤设置一个副平硐和一个主平硐在井田内部设置二个回风斜井一个进风斜井；一号进风井布置在201盘曲与202盘曲中间，这样可以服务多个盘曲。二号进风井布置在井田北部主要服务203和203盘曲。由于井田面积过大靠主副井进风不能满足全井田的通风要求，因此在井田中部设一个进风立井，来满足后期的通风。下层煤同样设置一个主井一个副井和两个回风斜井一个进风斜井。总共为十个井。可以保证在大的井田范围内有足够的风量。同时煤炭和材料的运输也基本满足要求。3.1.3 井筒位置的确定井田内沟谷纵横，梁峁多为沙丘和沙梁构成，并为流沙和平固定沙所覆盖，一般标高+11801220m。乌兰木伦河谷阶地平坦而开阔，标高+1075m左右。包神铁路和神朔铁路沿乌兰木伦河谷修筑并在大柳塔相接。在包神铁路的后柳塔车站至冲朔铁路的大柳塔车站之间，设有大柳塔小区，集中布置着洗煤厂、矿区有关辅助、附属企业及居住区等，本矿井工业场地即设在大柳塔小区南端的大柳塔车站东侧，标高+10755m左右。矿井工业场地、地形平坦开阔，有利于地面布置，在保证矿井合理的开发开采条件下，矿井主要井筒应力求在工业场地内布置，以便集中管理。风井位置及数目，除考虑地形