采矿工程毕业设计（论文）-张家峁二矿开采设计.doc

全套图纸加扣3012250582设计题目：张家峁二矿开采设计专 业：采矿工程 摘 要本设计以张家峁煤矿5号煤层为开采煤层。5#煤层地质条件较为简单，煤层倾角1-2，平均煤厚5.66m，矿井设计资源量232.99Mt，设计可采储量186.39Mt，设计生产能力2.4Mt/a，服务年限60a。本矿井采用斜井开拓，设置主斜井，副斜井，回风斜井。盘区划分，条带式开采，采用走向长壁综采一次采全高采煤法。本设计是以张家峁煤矿的地质资料为基础, 以理论联系实际，重点针对该矿井的概述及矿井地质、井田境界及储量、井型服务年限、井田开拓、采煤方法、井下运输、提升方式、通风与安全、排水等方面展开的，对同类矿山开采具有一定指导意义。关键词：采煤方法、斜井开拓、综采大采高、运输、通风、建井工期Subject ： The mining design of Zhang Jiamao two coal group in Huating coal mineSpecialty : Mining EngineerName : Wei Qi （Signature）_Instructor ：Lv Wenyu （Signature）_ AbstractThe design of the Zhang Jia Mao mine No. 5 coal seam of coal mining. 5# coal geology condition is relatively simple, dip angle of coal seam 1-2 degrees, the average thickness of coal mine design capacity of 232.99Mt 5.66m, resources, recoverable reserves of 186.39Mt design, design production capacity of 2.4Mt/a, the service life of 60a.The mine shaft used to develop, set the main slope, side slope, the return air shaft. Disc area division, strip mining, adopt longwall mining once mining overall height of coal. The design is based on the geological data of Zhang Jia Mao coal based, in the careful guidance of Lu, in strict accordance with the coal mine safety regulations, coal mine design specification requirements of the design. This design is based on the combination of theory and practice, focusing on the mine of mine geology, Ida realm and reserves, well service life, Ida forge, coal mining method, underground transport, lifting, safety and ventilation, drainage and other aspects, for similar mining has certain guiding significance.Key words: vertical shaft development、full-mechanized caving mining、layer mining、transportation、ventilation、environmental protectio109 前 言本矿井设计是以张家峁煤矿的地质资料为基础，通过总结为期一个月的井下实习经历并查阅了煤矿开采学、矿山压力与岩层控制、通风安全学、开采损害学等教材的相关内容，严格按照煤矿安全规程和设计规范的要求进行编写的。设计中的一些重要地质数据和图表都是以张家峁煤矿的地质资料、地形地质图、地板等高线图为依据，按照采矿工程专业毕业设计教学大纲的要求进行修改的。设计分为矿井地质概况，井田开拓，大巷运输及设备，盘区布置及装备，通风与安全，矿井提升、运输、排水、压缩空气和设备选型，以及自选内容建井工期等七大章节。较为全面的介绍了张家峁煤矿5#煤层的相关设计开拓内容。设计在内容上遵循少而精、理论联系实际的原则，力求在阐明基础原理的基础上，密切结合矿井的实际情况，采用先进的开采方法进行开采，从而尽可能的达到经济效益最大化，安全最优化的目的。由于本人学识水平有限，因此，本设计中缺点和错误在所难免，在此恳请各位老师提出宝贵意见，进行批评指正，以便今后能够多加改正。最后，对为本次设计提出宝贵意见和帮助的老师报以万分感谢。设计人：日期：2014年6月目 录第一章 矿井概况及地质特征11.1矿井概况11.1.1位置与交通11.1.2地形地貌31.1.3气象与水文情况31.1.4矿区概况51.2矿井地质特征81.2.1地层81.2.2 地质构造101.3 矿体赋存条件特征及开发技术条件111.3.1煤层及煤质11第二章 井田开拓182.1 井田境界及储量182.1.1 井田境界182.1.2 矿井资源/储量估算202.1.3 安全煤柱222.2 矿井设计生产能力及服务年限232.2.1 矿井工作制度232.2.2 矿井设计生产能力232.2.3 矿井服务年限242.3 井田开拓252.3.1 影响开拓方式的主要因素252.3.2 井田开拓主要技术原则252.3.3 井田开拓方案的选择252.3.4 煤层分组及水平划分28第三章 大巷运输及设备293.1 大巷运输方式选择293.1.1 大巷煤炭运输方式选择293.1.2 大巷辅助运输方式选择293.2 运输设备选型303.2.1 煤炭运输设备303.2.2 辅助运输设备35第四章 采（盘）区布置及装备424.1盘区布置424.1.1 移交生产和达到设计生产能力时的盘区数目及位置424.1.2 盘区巷道布置424.2采煤方法434.2.1 采煤方法及回采工艺434.2.2 工作面采煤、装煤、运煤方式及设备选型464.2.3 回采工作面支护及顶板管理524.2.4 回采工作面参数的确定524.2.5工作面和盘区回采率544.2.6 回采工作面生产能力544.3 巷道掘进564.3.1 巷道断面及支护形式564.3.2 巷道掘进进度指标574.3.3 掘进工作面个数及设备574.3.4 矿井采掘比例关系、掘进率和矸石率604.3.5 井巷工程量60第五章 矿井通风与安全625.1 拟定矿井通风系统625.1.1 通风考虑的主要因素625.1.2矿井通风635.2 矿井通风容易与困难时期的通风阻力计算645.3 计算矿井总风量655.3.1 风量计算655.4 矿井通风设备选型705.4.1设计依据705.4.2 通风机风量、风压计算715.4.3 设备选型715.4.4附属设施745.4.5其他745.5 计算矿井通风等积孔745.7 灾害预防及安全装备755.7.1 预防瓦斯和煤尘爆炸的措施755.7.2 防火765.7.3 防矿尘825.7.4 井下水灾预防825.7.5片帮冒顶事故预防845.8矿井下安全避险“六大系统”855.8.1监测监控系统855.8.2井下人员定位系统865.8.3紧急避险系统865.8.4压风自救系统865.8.5供水施救系统875.8.6通信联络系统87第六章 矿井提升、运输、排水、压缩空气设备选型886.1 矿井提升设备选型886.1.1 电动机选型886.2 主运输设备选型896.2.1 带式输送机选型896.2.1 带式输送机选型926.3 矿井排水设备选型936.3.1 设计依据936.3.2 设备选型946.3.3 其它976.4 压缩空气设备选型976.4.1 设计依据976.4.2 设备选型97第七章 建井工期1017.1 建井工期1017.1.1 施工准备的内容与进度1017.1.2 矿井设计移交标准1017.1.3 井巷工程施工进度指标1027.1.4 井巷主要连锁工程1027.1.5 三类工程的施工顺序和施工组织的基本原则1037.1.6 建井工期预计1047.2 产量递增计划104致 谢105参考文献106第一章 矿井概况及地质特征1.1矿井概况1.1.1位置与交通张家峁井田位于陕西省榆林市神木县北部，井田距神木县约36km。行政区划隶属神木县麻家塔乡及店塔乡管辖。井田地理坐标位于东经11016211102332，北纬 385738390137之间。井田东西长约10.0km，南北宽约5.7km，面积52.1532 km2。井田所在的榆林地区交通便利，先后建成了包(头)神(木)、神(木)朔(山西朔州)、西(安)包(头)铁路神(木)延(安)段等三条铁路。神朔铁路是为开发神府、东胜煤田而修建的运煤专线铁路，主要承担神木、东胜矿区煤炭外运任务。1999年进行了电气改造，运输能力为30Mt/a。新规划的神府矿区南区四井田铁路运煤专线已开始修建，预计各矿井建设完工时即可投入运营。其中红柠铁路2006年开工建设，预计2009年9月投入使用，运输能力为44Mt/a。陕西省已形成“两纵两横”的高等级公路骨架，公路总里程19821km。其中，等级公路5580km。航空基础设施发展迅速，榆林机场有支线飞机可飞往西安、太原等地。西安东胜段高速公路已建成通车，是陕西 “米”字型公路网络一部分。府谷县、神木县至东胜的公路干线（府新公路）经井田北部而过，并在东胜和210国道高速路相连；井田南经榆林、延安可达西安，北可达东胜、包头；东经府谷县可达山西诸县，公路交通状况良好，煤炭外运有充分保障。 张家峁井田至周边各主要城市及铁路站点距离如下： 张家峁神木县城：36km 张家峁神木北站（店塔）：15km 张家峁府谷：93km 张家峁榆林市：164km矿井交通位置见图1.1-11.1.2地形地貌井田位于陕北黄土高原与毛乌素沙漠的接壤地带。井田地形总的趋势为西南、西北高，中东部低，海拔高程最高1319.70m（单家阿包三角点），最低海拔高程1088.00m（常家沟河谷处）。一般在11501260m。井田地貌类型可分为风沙滩地区和黄土丘陵沟壑区。井田西南角为风沙滩地区，地表被松散沙层覆盖，地势相对比较平坦，矮丘状固定沙丘和垄崗状半固定沙丘呈波状起伏。近年来植被恢复速度较快，主要有人工种植草地、荒草地、少量沙棘、沙柳等。除上述风沙滩地地貌外，区内其余地区属黄土丘陵沟壑区，地形支离破碎，沟壑纵横，坎陡沟深，梁峁相间，沟谷陡峻狭窄，地表侵蚀强烈。第四系中更新统黄土广布，一般厚度50100m。现代地貌形态主要以地表迳流侵蚀为主，返耕还林政策实施以后，植被恢复很快，水土流失得到初步控制。基岩裸露于沟谷两侧，沟坡和山顶固定、半固定沙丘、沙坡、平沙地屡见不鲜。1.1.3气象与水文情况1.气象本区地处我国西部内陆，为典型的中温带半干旱大陆性气候。气候特点为：冬季寒冷，春季多风，夏季炎热，秋季凉爽，四季冷热多变，昼夜温差悬殊，干旱少雨，蒸发量大，降雨多集中在七、八、九月份。全年霜冻期较长，初霜冻期为九月中下旬，十月初冻结，次年四月解冻。据榆林市神木县气象站多年累积气象资料分析，主要气象参数如下：极端最高气温 38.9极端最低气温 -29.7近年平均气温 8.8多年平均降雨量 436.6mm近年最大降雨量 553.1mm日最大降雨 135.2mm(1977年8月1日)枯水年降雨量 108.6mm(1965)多年平均蒸发量 1774.1mm多年平均绝对湿度 7.6mbar平均风速 2.2m/s极端最大风速 25m/s(1970.7.18)最大冻土深度 146cm(1968)2.矿区水系窟野河为矿区最大河流，发源于内蒙古自治区伊金霍洛旗，上游为乌兰木伦河，从井田东部自北向南流过，最后注入黄河。据神木县水文观测站资料：该河流域面积7298km2，多年平均流量17.40m3/s，最小流量0.02m3/s，最大流量13800m3/s(1976年8月2日)。3.井田内水系（1）考考乌素沟（河流）发源于神木县中鸡乡一带，位于井田北部，自西流向东南，汇于窟野河，河宽1020m，为一条较大的常年性流水河。河谷呈“U”字型，属侵蚀型谷地。河床宽缓，河漫滩及一级阶地发育。一级阶地最宽大于100m。河谷两旁支沟发育，井田内属于考考乌素沟水系南部的支沟自西向东有：四门沟、李家梁沟、雷家沟、院家梁沟、张家峁东沟、贺地山沟、赵苍峁沟；北部的支沟自西向东有：张家沟、前喇嘛寺沟、捣不赖沟、缸房沟等。据194队1988年10月至1989年9月张家沟沟口站观测资料，该沟流量224.901403.80L/s，一般801.70L/s。（2）常家沟(河流)常家沟河由乌兰不拉沟泉和老来沟溪汇合而成，源于井田南部区内，延伸达7km，自西向东流入窟野河。河谷呈“V”字型，属侵蚀型谷地。河床宽210m，河漫滩及一级阶地均不发育，一级阶地最宽约100m。河谷两旁冲沟发育，属于该河流域的大支沟自西向东依次为：乌兰不拉沟、郭家也沟、乔家圪劳沟、水塔沟、大进沟。据131队1989年4月1990年3月陈家塔村站观测资料，该沟流量3.25635L/s，一般60120L/s。流量因季节而异，变化幅度较大，夏季流量较小且多洪峰，冬季流量比较稳定，一般每年三月底至四月初因冰雪融化而流量稍有增加，七、八月因降雨集中，往往出现山洪，致使农田被淹，交通受阻。4.水库常家沟水库位于井田内东南部，建于乌兰不拉河与老来河的交汇处，是神木县目前最大的蓄水水库。汇水面积44km2，水库最大容量1200万m3，供下游三万亩农田灌溉和人畜饮用，同时该水库亦承担华能公司自备电厂供水任务。水坝为土质结构，坝高46.7m，长250m，坝面宽10m，坝底及周围岩石为延安组第三段极弱含水层段。库底被泥沙淤积，库底标高1111.74m。洪峰期最高水位1127.74m，枯水期水位标高1121.74m，蓄水量154299万m3，一般225万m3。1.1.4矿区概况1.矿区开发情况（1）矿区总体规划2004年7月，陕西煤业集团委托中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司编制了神府矿区南区总体规划。陕北侏罗纪煤田神木北部详查勘探区位于陕北侏罗纪煤田之北部，位于陕西省榆林市神木县北部，属大柳塔、孙家岔、中鸡、麻家塔乡辖区，地理坐标，东经1100511026北纬38523927之间。东以悖牛川、窟野河为界，北达陕蒙边界，西以60、32、54号孔连线为界，南以麻家塔沟与60号孔连线为界。详查勘探区南北长64km，东西宽8.525km，面积1267km2。神府矿区南区属陕北侏罗纪煤田神木北部详查区的一部分，位于神木北部详查区之南部，行政区划隶属神木县孙家岔、店塔、麻家塔管辖。矿区范围：北至朱盖塔井田，南以神木北详查区南界为界，东至窟野河及其上游乌兰木伦河，西以神木北部详查区西界为界。规划区南北长约32km，东西宽约19km，面积约625.67km2。矿区设计生产总规模34.00 Mt/a。共划分4个矿井，分别为柠条塔（12.0Mt/a）、张家峁（6.0Mt/a）、孙家岔（4.0Mt/a）和红柳林矿井（12.0Mt/a）。该总体规划由国家发展和改革委员会以发改能源20061621号关于陕西省神府矿区南区总体规划的批复通过审批。根据陕西省神府矿区南区总体规划，张家峁井田北以137、134号钻孔连线与孙家岔井田相邻，东以乌兰木伦河、5-2号煤层火烧边界为界，南以坐标点（x=4314673，y=37437000）与坐标点 （x=4314870，y=37446030）连线与红柳林井田相邻，西以144、198号钻孔连线与柠条塔井田为界。井田南北长约17.2km，东西宽约10.4km，面积145.6km2。（2）矿区开发现状神府矿区南区有生产煤矿44处，大多为乡镇小煤矿，主要分布在考考乌素沟两侧及乌兰木伦河西侧，大多开采2-2、3-1煤层，生产规模一般为0. 030.15Mt/a左右。位于考考乌素沟北侧石窑湾附近的海湾矿井隶属于神府开发区海湾矿业有限责任公司，设计生产能力初期0.30Mt/a，后期滚动发展至1.50 Mt/a。矿井采用平硐开拓，主要开采4-2上、5-2煤，井下布置长壁工作面，爆破落煤；后期拟采用高档普采、综采。龙华煤矿、大哈拉煤矿位于原孙家岔精查勘探区内，龙华煤矿隶属于神木县煤焦电有限责任公司，设计生产能力0.60Mt/a，井田面积5.86km2，保有储量11.04Mt；大哈拉煤矿隶属于陕北矿业管理局，设计生产能力0.30Mt/a，井田面积3.32km2，保有储量9.66Mt。乡镇及个体小煤矿多采用斜井，开采煤层露头、火烧残留煤、河滩出露煤，多数开采2-2或3-1煤。小煤矿开采技术条件简单，生产设备简陋，多为人工打眼放炮，房柱式开采。2.矿区经济情况（1）农作物与畜牧业张家峁井田地处陕西北端的神木县，区内民风淳朴，热情好客，社会风气良好。土地贫瘠，农作物有谷子、糜子、大豆等，经济作物有葵花籽、海红果及少量花生等。畜牧业以羊、牛、猪为主。（2）矿产本区主要矿产为煤，具有埋藏较浅、地质构造简单、煤质优良、易开采之特点。是动力、气化、液化、化工、建材等理想用煤。其它矿产少量，位于煤系底部的石英砂岩二样化硅含量在97%以上，是良好的玻璃工业原料，由于埋藏较深，目前尚无开采利用价值。（4）经济发展情况自改革开放以来，尤其是从八十年代煤炭资源开发以后，矿区经济、社会面貌发生了较大的变化，经济建设出现了新的局面。随着神府矿区的开发和神朔、神包铁路的建成通车，特别是神府矿区的开发及神府经济开发区锦界工业园的建设，煤炭已成为当地国民经济的第一大产业支柱，也成为陕北榆林能源重化工基地建设的核心产业。神木是中国新型煤都，工业以煤炭为龙头，按照煤电、煤化工和载能三个方向转化，形成了煤炭、电力、煤化工、载能、建材等五大支柱产业。煤炭产业是神木工业的龙头。县境内煤炭产量达到86Mt，其中地方33Mt，是全国产煤第一大县。近几年来，全县国民生产总值呈直线增长之势，经济发展速度年均超过25%，2005年，全县国内生产总值80亿元，财政收入19.8亿元，其中地方财政收入6.7亿元，跻身于西部百强县行列。在2005年公布的西部竞争力百强县评比中，神木位居第15位，全国第188位。3.矿井建设和生产主要材料的来源井田周围无建筑材料生产基地，矿井建设所需的主要建筑材料如钢筋、水泥、木材等均需由外地调入。砖、瓦、沙石等大宗建筑材料可以由外地采购调入，也可以在矿区附近自筹建厂生产，为矿井建设提供部分建筑材料。4.水源和电源来源(1) 供水条件第四系风沙滩地区的松散含水层，在低洼处可形成富水地段，据N355号孔抽水资料，单位涌水量为1.637L/sm。C35号孔对喇嘛寺附近的河谷区冲、洪积层进行了抽水试验，单位涌水量为0.405L/s，出露在此层的q08号泉，流量14.5L/s，可在上述第四系松散层潜水的富水地段凿井取水。其他地表水如常家沟水库、考考乌素沟、窟野河等经蓄水净化即可作为矿井临时性供水水源。利用地表水将与下游农田灌溉发生矛盾，河水流量变化较大且携带大量沙。因此，需筑坝截流，储水调节。矿井井下正常涌水量4080m3/d，经处理后水质达到井下消防和洒水水质标准，可作为井下消防洒水水源和地面生产系统补充水。(2) 供电条件为满足张家峁矿井的用电，榆林供电局在矿井东北方向约3km处新建神木张家峁110kV变电所，内设2台变压器，型号为SSZ10-31500/110，容量均为31.5MVA，电压等级为110/35kV，其一回110kV电源引自神木北郊110kV变电所，输电线路为LGJ-300/8km；另一回110kV电源引自神恒源电厂，输电线路为LGJ-300/15km，110kV为双母线接线，35kV及10kV为单母线分段接线，35kV规划6回出线，本期上3回，给张家峁矿2个间隔。该站现已投运。因此，矿井供电电源可靠。 1.2矿井地质特征1.2.1地层1. 矿区地层矿区出露地层详见陕北侏罗纪煤田神府矿区南区地层一览表1.2-1。陕北侏罗纪煤田神府矿区南区地层一览表 表1.2-1地 层岩 性 特 征厚 度(m)分布范围界系统组新生界第四系全新统(Q4)(Q4eol) (Q4al)以现代风积沙为主，主要为中细沙及亚沙土，在河谷滩地和一些地势低洼地带还有冲、洪积层。060基本全区分布上更新统(Q3)马兰组(Q3m)灰黄灰褐色亚沙土及粉沙，均质、疏松、大孔隙度。030零星分布萨拉乌苏组(Q3s)灰黄褐黑色粉细沙、亚沙土、砂质粘土，底部有砾石。0160零星分布中更新统(Q2)离石组(Q2L)浅棕黄色黄褐色亚粘土、亚沙土，夹粉土质沙层、古土壤层、钙质结核层，底部有砾石层。20165基本全区分布新近系上新统(N2)保德组(N2b)棕红色紫红色粘土或砂质粘土，夹钙质结核层，含脊椎动物化石。0110基本全区分布侏罗系中统（J2）直罗组(J2z)紫杂泥岩、砂质泥岩、砂岩，底部有时有砂砾岩。70134局部分布延安组(J2y)浅灰深灰色砂岩及泥岩、砂质泥岩，含多层可采煤层，是盆地的主要含煤地层，最多含可采煤层13层，一般36层，可采总厚最大27m，单层最大厚度12m。150280全区分布下统(J1)富县组(J1f)紫红、灰紫、灰绿色砂质泥岩为主，夹黑色泥岩、薄煤线、油页岩、石英砂岩，底部为细巨砾岩。035基本全区分布厚度不稳定三叠系上统(T3)延长组(T3y)以灰白灰绿色巨厚层状细中粒长石石英砂岩为主，夹灰黑蓝灰色泥岩、砂质泥岩，含薄煤线。88200矿区东南部沟谷出露2.含煤地层延安组含煤岩系为一套内陆浅水湖泊三角洲相沉积，横向相环境变化大，但以可采煤层为特征的垂向层序结构却十分清晰。因此，依据岩性特征自下而上划分为五个中级旋迴，含5个煤组。自上而下编号为15号煤层，主要可采煤层均位于旋迴岩段顶部。各段岩性分述如下：（1）延安组第一段(J2y1)厚度28.27m54.13m，平均35.14 m，北厚南薄，该段中下部以厚层状灰白色中细粒砂岩为主，砂岩的上部及下部常有深灰色粉砂岩、石英杂砂岩。中部为细粒砂岩、粒度上粗下细，泥质胶结，中夹泥岩条带，微波状、水平层理，粉砂岩、泥岩、细粒砂岩具水平纹理。含5煤组，编号为5-1、5-2、5-3、5-4。（2）延安组第二段(J2y2)该段厚度60.5784.19m，平均70.12m。细碎屑岩含量高，以灰色细粒长石岩屑砂岩及粉砂岩为主，次为中粒岩屑砂岩，夹多层薄煤、泥灰岩，含菱铁质透镜体，偶见瓣鳃类动物化石为特征。旋迴结构较复杂，自下而上可分为三个亚旋迴。第一亚旋迴自延安组5-2煤层顶界至4-4煤顶，厚28.1047.77m，平均厚度36.26m。底部为深灰色粉砂岩及泥岩，厚度0.55.50m；其上为浅灰色中细粒岩屑砂岩，泥钙质胶结，中夹多层薄层粉砂岩或泥灰岩，再上为三角洲平原沉积的粉砂岩及泥岩，顶部为4-4煤层。含瓣鳃类化石，偶夹具迭锥构造的泥灰岩透镜体，薄层浅灰绿灰色粘土岩或蒙脱质粘土岩。该旋迴砂岩分选中等，磨圆较差。第二亚旋迴自4-4煤层顶界至4-3煤层顶界，厚度11.7521.69m，平均厚度15.84m。岩性以浅灰色粉砂岩，灰黑色砂质泥岩、泥岩为主，夹浅灰白色细粒砂岩， 4-3煤层位于顶部。第三亚旋迴自4-3煤层顶界至4-2煤层顶界，厚度14.0027.50m，平均厚度19.69m。底部为一厚层中、细粒长石岩屑砂岩，分选好，岩性均一，泥质胶结。其上为浅灰色粉砂岩及泥岩，顶部含4-2煤层。（3）延安组第三段(J2y3)该段厚度40.0151.70m，平均46.97m。厚度相对稳定，是个完整单旋迴结构。岩性组合全井田基本相同，以浅灰灰色粉砂岩、砂质泥岩为主，层段的中部为中厚层状浅灰色中、粗粒长石、石英砂岩，发育条带状、缓波状、似水平层理及小型交错层理，并有大量虫孔构造，含较多球状菱铁矿及根土岩，3-1煤层位于顶部。在3-1煤层下3.06.0m处，有一薄煤层，层位稳定，全区可见，编号为3-2煤层，可做为3-1煤层对比的辅助标志。（4）延安组第四段(J1y4)后期遭受剥蚀，区内保存不全。厚度34.6243.82m，平均39.64m。岩性以厚层状浅灰色中细粒长石岩屑砂岩为主，下部为浅灰色粉砂岩、砂质泥岩、细粒砂岩，呈不等厚互层；上部以灰色粉砂岩、泥岩为主，夹灰色细粒砂岩薄层。2-2煤层位于顶部。（5）延安组第五段(J2y5)遭受强烈的剥蚀作用，区内保存较少，厚度043.53m，平均27.79m。以砂岩厚度大、岩性色调浅、粗碎屑多为特征。该段下部的白色、灰白色粗中粒长石砂岩或长石石英砂岩多呈巨厚层状，厚度可达20.0m左右。含大量炭化或菱铁化树杆化石及镜煤团块及透镜体。砂岩风化后呈豆渣状而有异于其它岩段砂岩，仅保存于井田西南角。1.2.2 地质构造1.2.2.1 矿区构造依据鄂尔多斯盆地聚煤规律及煤炭资源评价(中国煤田地质总局著)国家类地质科研成果，矿区位于东胜靖边单斜构造的陕北斜坡之上。三迭纪以前，整个鄂尔多斯盆地为华北地台的一部分，地层结构、岩性、岩相与华北地台一致。中石炭世时，随着频繁的海进和海退，沉积了石炭二迭系海陆交互相煤系地层。至三迭纪中晚期，包括本区在内的晋陕蒙宁地区才逐渐与华北地台分离解体，形成了独立的内陆盆地鄂尔多斯盆地。晚三迭世瓦窑堡期，随着短暂的下沉，出现了区域上的第二次聚煤作用，在盆地中部的子长县一带形成了瓦窑堡煤系沉积。受印支运动影响，盆地隆起，再次遭受剥蚀，随后又开始了缓慢的沉降。中侏罗世，在起伏不平的三迭系剥蚀面上沉积了侏罗系中统延安组煤系地层，第三次煤炭聚积形成。神府矿区北部的大柳塔镇，发育有近东西向和北西南东向的正断层并延伸到新民矿区北部宽。断层倾向或南或北，断距最大可达70m左右。神府矿区南部构造相对简单，未见断层，属构造相对稳定区域。历史上多次构造运动对其影响甚微。主要表现为垂向的升降运动，形成了一系列沉积间断的假整合与不整合面，无岩浆岩活动。总体上为向西缓倾的单斜构造，走向和倾向伴有宽缓的波状和微波状起伏。地层倾角一般为1左右，局部地段可达3，坡降517。3. 井田构造本井田内先期开采地段以南地层西倾，井田北部及考考乌素沟以北地层急剧北倾，同时伴有宽缓起伏。地层倾角小于3，一般倾角12。各期次地质勘探工作均未见到断层及岩浆岩，故属构造简单一类区。1.3 矿体赋存条件特征及开发技术条件1.3.1煤层及煤质1.含煤性延安组为井田含煤岩系，含煤众多。但达到可采的煤层仅有1层，5-2号煤层，含煤系数9.0%。1剖面含煤性特点（1）第一、第四段含厚和特厚煤层，局部为巨厚煤层。（2）第二段含薄中厚煤层3层。（3）4-2煤层在井田东部有小面积的分岔区。（4）各主要煤层间距变化不大。2平面含煤性特点各钻孔可采煤层总厚在4.2224.27m之间，平均厚度11.96m。煤层最厚处位于井田西部，总体规律是西厚东薄。由于受后期剥蚀作用和煤层自燃作用的影响，东部可采煤层总厚度相对较小。3.可采煤层井田可采和局部可采煤层共有1层，分5-2号煤层，如下（1）5-2煤层位于延安组第一段中部或上部，井田内埋藏深度0.00220.89m，底板标高10041080m，煤层厚度2.477.35m，平均厚度5.66m，极差1.80，标准差1.61，说明该煤层厚度变化较大。属沉积稳定的全区可采中厚厚煤层。先期开采地段煤层厚度5.556.35m，平均厚度6.09m（31个见煤点），可采面积为17.168 km2。详见5-2煤层分布范围及等厚线图1.2-6。区内由西向东呈分岔状，分岔区上分层编号为5-2、下分层编号为5-3煤层。5-2煤层结构简单，大多数见煤点不含夹矸，部分煤层底部含1层夹矸，夹矸厚度一般为0.100.20m。直接顶板以粉砂岩和砂质泥岩为主，其次为中粒砂岩和细粒砂岩。底板以粉砂岩为主，次为泥岩。分岔区与5-3煤层间距0.904.29m，平均间距为1.85m。平面自燃宽度较大，一般在200.002000m之间。 5-2号煤层分布范围及等厚线 图1.2-6 3.煤质特征及工业用途 煤的化学性质1工业分析(1) 分析基水份(Mad)、全水份(Mt)本区各煤层原煤水份(Mad)平均含量变化范围为8.377.10%，变化范围不大。各层煤相比较，水份含量变化规律明显，基本上是由上至下水份含量逐渐减少。浮煤分析基水份一般也有所降低。综合平均值在7.645.72%之间。以往在井田内小煤矿中采取了5-2号煤层全水分煤样，其中： 5-2样品。5-2煤层全水分含量为7.25%。除5-2煤层属低全水分外，其余各煤层均属中等水分煤级别。(2) 原煤灰分(Ad)产率5-2号煤层：灰分产率在3.0111.41%之间，综合平均值为6.09%，属特低灰分级别煤层。 (3) 浮煤挥发分产率(Vdaf)区内各层煤原煤干燥无灰基挥发分综合平均值处33.8538.89%之间，浮煤干燥无灰基挥发分综合平均值处于33.7238.34%之间。5-2煤层分别为36.48%、34.66%、 33.72%和34.44%，属中高挥发份煤层。(4) 煤中硫分(St.d)井田内煤层原煤全硫含量(St.d)平均值处于0.27%0.39%之间，变化幅度很小，均属特低硫煤级别。煤层经1.4g/cm3的密度液洗选后，浮煤硫分均有不同程度的降低，其值在0.22%0.30%之间。煤层原煤各种形态硫以有机硫及硫化铁硫为主，综合平均值分别为0.140.22%及0.050.14%；硫酸盐硫含量极少，仅为0.0050.03%。浮煤各种形态硫以有机硫为主，综合平均值为0.150.24%，硫酸盐硫及硫化铁硫含量极微，分别为 0.0050.02%及0.030.05%。2有害元素(1) 磷(Pd)各煤层原煤磷含量平均值为0.00130.012%，其中5-2号煤层含量为0.012%，属低磷煤，其它各煤层均为特低磷煤。(2) 砷(Asad)各煤层原煤砷含量极微，综合平均值在0.52ppm之间。均属于一级含砷煤。井田内各层煤均符合工业酿造和食品加工业用煤砷含量不得超过8ppm的质量要求。(3) 氟(Fad)原煤中氟含量平均值在2272ppm之间。氟是化学活性很强的非金属元素。煤燃烧后，仅有5%的氟化物残留在煤灰中，95%的氟化物多以SiF4H2F2等形态挥发出来而污染环境。(4) 氯(Cld)各层煤原煤氯含量综合平均值在0.020.064%之间，大部属特低氯煤级别，仅5-2煤属特低氯煤级别。各层煤经1.4比重液洗选后，磷、砷、氟、等有害元素值均有不同程度的降低。3煤灰成分及煤灰熔融性(ST)井田内各层煤中无机矿物质含量特点是硅铝酸盐矿物含量较高，其次为碳酸盐矿物，硫化物含量最低。各煤层煤灰中碱性氧化物（Fe2O3+ CaO+MgO+K2O+Na2O）含量为11.0347.23%， 4-4煤层含量最低；酸性氧化物（SiO2+Al2O3+TiO2）为41.2484.3%，4-4煤层含量最高。碱性氧化物中氧化钾和氧化钠含量分别为0.191.15%及0.050.71%。剖面上含量变化较小，各层煤差别不大。各层煤煤灰软化温度(ST)平均值在11841283之间。5-2煤层属较低软化温度灰，4-3煤层属中等软化温度灰。1.2.4.2 工艺性能1煤的粘结性及结焦性各主要煤层粘结指数(GRI)为零或接近于零，焦渣特征绝大部分为2或3，显微煤岩成分中丝质成分含量为50.162.9%，这些指标表明井田内各层煤均不具备粘结性，结焦性亦很差。2发热量各层煤原煤干燥基高位发热量(Qgr.d)平均值在28.5332.25MJ/kg之间；浮煤发热量较原煤有所增加，在31.6832.99 MJ/kg之间。3煤的气化指标各煤层在850时，煤对CO2还原率综合平均值为10.9618.64%，活性值偏小；在950时，对CO2还原率综合平均值为35.5549.95%，活性值仍达不到工业气化用煤的要求(值超过60%)。随着温度升高，值迅速增大。当温度升至1100时，各煤层对CO2还原率综合平均值为75.65%（4-3煤）94.23%（4-2煤），均可做为气化用煤。4低温干馏焦油产率(Tar.ad)：各煤层焦油产率在3.2012.50%之间，综合平均值为7.56%10.43%，属富油煤。半焦产率(CR.ad)：各煤层在66.0088.70%之间，综合平均值为68.21%74.59%。1.2.4.3 煤的风化及氧化1煤的风化井田内各煤层埋藏浅，地层倾角平缓，煤系与第三系、第四系直接接触或者裸露。各煤层在露头处均已自燃或风化。煤层风化后，物理性质及化学性质发生了较大的变化，呈土状或者粉沫状，丧失了原来的工业用途。由于井田内地形高差悬殊，冲刷剥蚀作用强烈，风化煤基本无法保存.2煤的氧化露头处煤层遭受氧化后，光泽变暗，裂隙发育，易破碎呈菱形体碎快。但这些外观特征的变化，仅限于露头处不足10m的范围内。另外，各煤层部分钻孔、井田内所施工的探槽煤样、小煤矿煤样中也略有反映。煤芯样化学分析中，也出现少量次生腐植酸，靠近煤层自燃边界及露头线的腐植酸含量较高，在0.511.2%之间，一般25%，向深部含量降低，一般为零或0.52%。说明井田内煤变质阶段低，埋藏较浅，易受氧化。1.2.4.4 煤类及煤的工业用途1煤类根据中国煤炭分类国家标准（GB5751-86），以表征煤化程度的浮煤干燥无灰基挥发份（Vdaf）产率和粘结指数（GRI）确定煤类。5-2号煤层：全为长焰煤（CY41）。2工业用途区内各层煤为特低灰低灰，特低硫、特低低磷，特高热值高热值的长焰煤及不粘煤。根据不同工业用途对煤的质量要求及各层煤煤质特点和工艺性能指标，综合分析，确定井田内各层煤均为优质的工业动力用煤。各层煤气化指标中，其a值在1100时，大部分超过80% 各层煤焦油产率（Td）均大于7%，属富油煤，亦可作为低温干馏用煤。煤中砷含量小于8ppm，是食品工业优质用煤。另外，由于本区各层煤在灰分、硫分、磷分等方面均具有的独特优点，其它用途方面用煤必须经过工业实验后另行评定。3.瓦斯赋存状况 煤尘爆炸危险性 煤的自燃性及地温情况1.煤的自燃倾向可采煤层在钻孔中共采集样品55个，均进行了煤的自燃倾向测定。并按“煤的自燃倾向等级分类”标准，对各可采煤层自燃倾向进行分类。根据测定结果，各煤层均属自然发火和有可能自然发火的煤层，不同的是自然发火的难易程度有所差异。45-2煤层易自然发火的样品数较多另外，据邻区资料（井田东约18km的黄羊城沟内沙坡煤矿，开采3-1号煤层，煤类为长焰煤）。1987年11月沙坡煤矿将300t粉碎到3cm以下粒级的煤堆放露天煤场，时隔3个月，自1988年2月开始自燃，至1988年4月燃烧未尽。综上所述，井田内各可采煤层均有可能自然发火，在生产中应引起足够重视。选择合理的开采和通风方法，以防止煤的自燃。2.瓦斯井田补充勘探利用解吸法采集各煤层瓦斯样品8个。其中： 5-2号煤层8个。经测试，区内各可采煤层属瓦斯逸散带。煤中自然瓦斯成分中，氮气（N2）高达75.62100%，二氧化碳（CO2）仅占023.24%，甲烷（CH4）为零或微量。根据规范，井田内瓦斯成分分带划归为“二氧化碳氮气带”。近年来，邻区（柠条塔井田）发生了H2S气体伤害事故，新民区发生了CO中毒事故，为了进一步了解区内各煤层瓦斯、H2S气体和CO气体含量，本次先期开采地段共采5-2煤层瓦斯样共计5个煤层5个，主要了解有毒有害气体和含量变化情况。测试结果表明，煤层解吸瓦斯含量均为零或微量，测试结果与以往相同，H2S、CO气体未检出，钻探施工时无H2S气体逸出。自然瓦斯成份以氮气为主，二氧化碳少量或微量，甲烷微量或零。瓦斯分带仍然属二氧化碳氮气带。另外，据区内小煤矿的调查资料，各矿采煤期间均未发生过瓦斯爆炸事故。但是煤层瓦斯的赋存与运移条件、围岩特征、埋藏深度等因素都有密切关系，在空间上分布极不均匀，尽管本井田测试结果瓦斯含量为零，但在煤矿生产过程中，仍需加强对瓦斯和H2S气体的监测，确保安全生产。3.煤尘本井田补充勘探各煤层共采集煤尘爆炸性实验样21个，实验结果表明区内各可采煤层均有煤尘爆炸危险，未来在矿山开采中应予以足够重视。4.地温本井田补充勘探采用数字测井方法以连续记录曲线的方式，在9-1、11-2两钻孔进行了简易测温工作，简易测温数据与以往成果接近，说明多年来地温无明显变化。区内地温梯度最大为3.47/100m，最小为1.92/100m，平均地温梯度为2.70/100m。多年平均恒温带的深度为2040m，温度为13.2，属无热害异常区。第二章 井田开拓2.1 井田境界及储量2.1.1 井田境界1.国家主管部门对张家峁井田范围的批复关于张家峁井田境界，国家发改委和国土资源部的批复文件有：2006年8月15日，国家发展和改革委员会对陕西省神府矿区南区总体规划批复的境界；2006年12月11日，国土资源部经商国家发改委，对关于陕西省神府新民、榆神、榆横、渭北煤炭国家规划矿区矿业权设置方案的批复的境界。具体如下：国家发展和改革委员会批复的矿区总体规划中的张家峁井田境界根据国家发展和改革委员会文件（发改能源20061621号）所批复的陕西省神府矿区南区总体规划，张家峁的井田范围：北以小煤矿开采边界为界，南与红柳林矿相邻，东为煤层露头，西与柠条塔接壤。井田东西长约9.7km，南北宽约5.7km，井田面积为52.1532km2。矿区总体规划张家峁井田境界拐点坐标表表2.1-1拐点编号坐标（m）拐点编号坐标（m）纬距(X)经距(Y)纬距(X)经距(Y)1432048037437000943146733743700024320480374420103431690037444120443148703744603054314748374404126431538037440410743149953743928384314870374392752.张家峁井田范围内地方、乡镇煤矿分布情况在国土资函2006659号文所批复的张家峁井田范围内，根据陕西省煤田地质局一三一队提供的陕西省陕北侏罗纪煤田神府矿区（南区）张家峁井田地质报告资料，东部区域（约24km2）有10个煤矿，新窑上、张家峁、訾家庄、盖沟联营等4个煤矿已经批准开采最下一层5-2号煤层，目前已经进入5-2号煤层中开采，其余6个煤矿虽然未批复开采5-2煤层，但批复的开采标高已经进入5-2煤层中。小煤矿开采方式多为平硐房柱式开采，预留煤柱支护，生产设备简陋，采用人工打眼放炮，小型拖拉机运输，电灯照明，无通风设备或有通风设备而从不启用，生产规模多为年产315万吨。3.张家峁井田范围调整建议根据张家峁井田内各小煤矿的采矿权范围设置及开采现状分析，并从地方矿产管理局获得的各煤矿采掘监测资料证实，小煤矿开采区域各煤层资源已经千疮百孔，开采深度有深有浅。如果按照国土资函2006659号文所批复，将考考乌素沟以南区域并入张家峁井田设置采矿权，如此将带来一个无法回避的问题，即：张家峁矿井需要对井田14个小煤矿的煤炭资源进行整合，由张家峁矿井统一规划开采。如果将14个小煤矿整合到张家峁井田存在以下问题：(1).这些小煤矿均为合法生产矿井，“三证”齐全，并已有多年开采历史，整合这些合法小煤矿难度非常大。根据陕西省人民政府关于矿产资源整合工作