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文档简介
母杜柴登矿井及选煤厂初步设计说明书(矿井分册) 第一章 井田概况及地质特征第一章 井田概况及地质特征第一节 井 田 概 况一、井田位置及交通1. 井田位置母杜柴登井田位于呼吉尔特矿区的东南部,呼吉尔特矿区位于内蒙古自治区鄂尔多斯市东胜煤田的西南部,行政区划隶属鄂尔多斯市乌审旗图克镇管辖。其地理极值坐标为:东经:10925301093100北纬:384745385224井田位于乌审旗图克镇东南部,与陕西省交界处。根据批准的总体规划确定的井田境界,结合母杜柴登井田探矿权批复,对井田境界进行了局部调整,调整后井田境界由8个拐点控制,为一不规则多边形,南北最长约10.9km,东西最宽约7.8km,面积为59.66km2。其中已经取得探矿权的面积约51.01km2,井田东南部尚未取得探矿权面积约8.65km2。2. 井田交通目前井田内交通不便,地表全部为风积沙,各居民点之间多为沙石便道,只在本区的北部图克镇至台格苏木之间有简易公路相通,规划的省道313线兰家梁至嘎鲁图段从矿区北部通过,距离本井田约15km,规划的阿门吉日嘎拉至小壕图一级公路紧邻本井田北部和东部边界通过。井田的东部边界以外13km处有G210国道呈南北向通过,经G210国道向南可到达陕西省榆林市,向北可到达鄂尔多斯市东胜区。井田北部东(胜)乌(海)铁路距离本井田约50km,是本矿区主要的煤炭外运通道之一,该铁路西连包兰铁路的乌海市,东连包神铁路、新包西铁路和准东铁路,进而与神黄铁路、大秦铁路干线连通。目前矿区内新(街)恩(格阿娄)铁路已经完成规划并准备实施建设,其中大牛地站距离本井田北部边界仅3km。东胜区距离本井田约180km,东胜区是鄂尔多斯市政治、经济、文化、通信中心和重要的交通枢纽,交通网络四通八达。东胜区北通包头市108km,西达乌海市360km,东抵准格尔旗薛家湾镇120km。井田交通位置详见图1-1-1,井田在矿区中的位置见图1-1-2。二、地形、地貌井田位于鄂尔多斯高原的东北部,具备典型的高原堆积型丘陵地貌特征,地表全部被第四系风积沙所覆盖,植被稀疏,为沙漠半沙漠地区。区内地形总体趋势是东南部较高,西北部较低。最高点位于井田东南部的N52号钻孔附近,海拔标高为+1302.5m;最低点位于井田西部边缘,海拔标高为+1278.5m。最大地形高差为24.1m。三、河流区内地表迳流不发育,无常年河流及溪沟。四、气象特征井田内气候特征属于干旱的温带高原大陆性沙漠气候,太阳辐射强烈,日照丰富,干燥少雨,风大沙多,无霜期短。冬季漫长寒冷,夏季炎热而短暂,春季回暖升温快,秋季气温下降显著。据鄂尔多斯市气象局历年资料:当地最高气温为35.2,最低气温为-30.1;年降水量为194.7531.6mm,平均为396.0mm,多集中于7、8、9三个月内;年蒸发量为2297.42833mm,平均为2534.2mm,年蒸发量为年降水量的510倍。区内风多雨少,最大风速为28.7m/s,一般风速2.34.5m/s,且以西北风为主。冻结期一般从当年10月份开始至次年5月份,最大冻土深度为1.501.74m,最大沙尘暴日为40d/a。五、地震情况本井田位于鄂尔多斯台向斜东缘,鄂尔多斯台向斜被认为是中国现存最完整、最稳定的构造单元。根据国家标准中国地震动参数区划图(GB-18306-2001),井田所在地乌审旗的地震动峰值加速度为 0.05g,对照地震烈度为度。据地质报告叙述,本区历史上从未发生过较大的破坏性地震,区内亦无泥石流、滑坡及地面塌陷等不良地质灾害现象发生。图1-1-1 井田交通位置图图1-1-2 井田在矿区中的位置图六、地区经济概况井田位于鄂尔多斯市乌审旗图克镇境内。区内人口稀少,以牧业为主,经济相对滞后。近年来国民经济的蓬勃发展带动了地区经济的繁荣,鄂尔多斯市以煤炭、天然气、耐火粘土、羊绒四大支柱产业为优势,取得了很好的经济效益。本地区丰富的煤炭、天然气资源受到国内外的重视,具有很好的投资环境,对鄂尔多斯地区的经济发展起到了积极的推动作用,同时也为煤炭资源开发提供了更广阔的前景。七、矿区开发简史母杜柴登井田位于鄂尔多斯东胜煤田呼吉尔特矿区东南部。现矿区大部分区域达到了勘探阶段程度,局部为详查,母杜柴登井田勘探报告和储量核实报告均已经通过审查,并获得国土部门批准备案。由于煤层埋藏较深,区内及周边地区至今无生产煤矿。中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司于2007年编制了呼吉尔特矿区总体规划,2008年2月22日国家发展和改革委员会以发改能源2008504号对呼吉尔特矿区总体规划进行了批复。呼吉尔特矿区总体规划规划矿区为7个井田、2个勘查区和1个远景区,建设总规模63.00Mt/a,其中母杜柴登矿井6.00Mt/a。由于批复的总体规划确定的井田境界与批复的探矿权范围拐点坐标不一致,设计对井田境界拐点坐标进行了认真分析和研究,经综合考虑,将井田境界调整为8个拐点控制,为一不规则多边形,南北最长约10.9km,东西最宽约7.8km,面积为59.66km2。其中已经取得探矿权的面积约50.01km2,井田东南部尚未取得探矿权面积约8.65km2。八、地面已有建(构)筑物及设施井田位于鄂尔多斯高原的东北部,具备典型的高原堆积型丘陵地貌特征,地表全部被第四系风积沙所覆盖,植被稀疏,为沙漠半沙漠地区,村庄稀少,无大的工业及民用设施。井田范围内目前尚未发现文物古迹,也不属旅游区。第二节 矿井外部建设条件及评价一、交通运输条件目前井田内交通不便,各居民点之间多为沙石便道,在本区的北部图克镇至台格苏木之间有简易公路相通。井田的东部边界以外13km处有G210国道呈南北向通过,经G210国道向南可到达陕西省榆林市,向北可到达鄂尔多斯市东胜区。鄂尔多斯市交通网络四通八达,北通包头市108km,西达乌海市360km,东抵准格尔旗薛家湾镇120km。矿区外包神铁路、神朔铁路、神延铁路等已建成,以鄂尔多斯市铁路交通枢纽为中心的辐射状铁路网已经形成。井田东部距新包(头)西(安)铁路约4050km,包西铁路是国家一级铁路干线,现已竣工。井田北部有铁道部和地方政府建设的东(胜)至乌(海)铁路,该线路西连包兰铁路的乌海市,东连包神铁路、新包西铁路和准东铁路,进而与神黄铁路、大秦铁路干线连通,该铁路已建成。为了贯彻落实国家能源发展战略,推动蒙西地区资源开发利用,完善区域路网结构,呼和浩特铁路局、鄂尔多斯市铁航投资服务有限责任公司、中国中煤能源股份有限公司、国电建投内蒙古能源有限公司、内蒙古伊泰煤炭股份有限公司、中铁资源有限公司、乌审旗国有资产投资经营有限责任公司、伊金霍洛旗国有资产营运有限责任公司、内蒙古鄂尔多斯电力冶金股份有限公司等单位共同出资组建了鄂尔多斯市南部铁路有限责任公司,主要负责建设、经营红进塔至新街、新街至恩格阿娄、恩格阿娄至陶利庙、陶利庙至靖边、陶利庙至新上海庙等铁路项目。其中红进塔至新街、新街至恩格阿娄、恩格阿娄至陶利庙三个项目已经铁道部铁计函【2008】704号关于新建新街至恩格阿娄铁路项目建议书的批复、铁计函【2008】705号关于新建恩格阿娄至陶利庙铁路项目建议书的批复、铁计函【2008】706号关于新建新街至红进塔铁路项目建议书的批复批准。伊化矿业公司母杜柴登矿井的铁路专用线在新恩铁路大牛地站接轨已经获得批准。因此,本井田的煤炭外运可通过新恩铁路与东乌铁路接轨,后可利用包神铁路、巴准铁路、神朔铁路、大准铁路、大秦铁路、朔黄铁路和包西铁路外运,煤炭外运条件畅通。考虑新恩铁路的建设与母杜柴登矿井建设完成时间的不确定性,伊化矿业公司与内蒙古呼铁投资发展中心达成合作意向,在新恩铁路未形成运力之前,伊化公司可通过公路运输将煤炭运至最近铁路集装站,由内蒙古呼铁投资发展中心将煤炭运输到指定地点。目前,新恩铁路已经完成初步设计阶段并经过铁道部工程设计鉴定中心审批。伊化公司筹建处也已经委托中铁工程设计咨询集团有限公司编制了母杜柴登矿井铁路专用线工程可行性研究报告内蒙古交通设计研究院已经编制完成了省道313线兰家梁至嘎鲁图镇段公路可行性研究报告,兰(家梁)嘎(鲁图)段在矿区北部通过,距离本井田约15km。此外阿门吉日嘎拉至小壕图一级公路也即将开始建设,根据目前掌握的情况看,阿(门吉日嘎拉)小(壕图)公路紧邻本井田北部境界通过。随着313线(兰嘎段)和阿小公路的建成,本地区的公路交通也将带来很大的改善。综上所述,随着本矿区的开发建设,交通运输条件易于解决,能够满足矿井建设与生产的需要。二、电源条件母杜柴登井田东北部有图克110kV变电站和葫芦素220kV变电站,图克110kV变电站安装有20MVA变压器一台,8MVA变压器一台;葫芦素220kV变电站安装有50MVA变压器一台;两座变电站距离母杜柴登矿井地面变电所长度分别为28km和38km。目前,伊化公司已经与鄂尔多斯电业局签订了关于供电的合同,电源情况可以满足母杜柴登矿井需要。三、水源条件井田周围没有较大的地表河流,矿区规划的集中水源地及供水系统可能滞后于母杜柴登矿井建设,但永久水源建成前本矿井生活用水可取自区内地下水。第四系上更新统冲湖积(萨拉乌素组Q3s)砂层潜水含水层的富水性强,透水性与导水性能良好,地下水量丰富,水质良好,在区内采用大口井或机井取水,可以获得较为丰富的地下水量,可以做为矿井的主要生活供水水源;生产用水可以回用井下排水及中水复用,生产用水复用水不足时可由地下水外部水源补充。总体说能够满足母杜柴登矿井及选煤厂的用水要求。四、通信条件目前,通讯网络在本地区覆盖面积较大,乌审旗电信和无线网络已经覆盖全旗各乡镇,有线电视及数字网络信号已开通,对外通信条件良好。网通二级干线光缆已贯穿乌审旗全旗所有乡、苏木、镇及重点村,大型企业程控电话四通八达。本井田的行政通信交换网络可就近纳入网通信息网。目前伊化公司已经获得中国网通(集团)公司乌审旗分公司同意提供语音数据业务的承诺。五、主要建筑材料供应条件区内多为沙漠、沙土丘所覆盖。钢材、木材、水泥等建筑材料,可由乌审旗、鄂尔多斯市及包头市采购,砖、瓦、沙、石等材料可当地就近解决。六、迁村及土地占用情况本井田范围内村庄稀少,零星住户按搬迁考虑,矿井开采过程中所涉及的农户搬迁及安置问题相对较小。矿井工业场地布置在井田中部的荒漠土地上,不占耕地,且无居民居住,因此拆迁及土地征用矛盾较小。七、小窑开采情况井田内无生产矿井及小煤矿开采。八、外部建设条件综合评价综上所述,本区交通运输方便,水源、电源可靠,对外通讯联系方便,材料供应充足,具备优越的外部建设条件。第三节 矿井资源条件一、地层井田内地层自下而上有:三叠系上统延长组(T3y)、侏罗系中统延安组(J2y)、直罗组(J2z)、白垩系下统志丹群(K1zh)及第四系(Q)。现分述如下:(一) 三叠系上统延长组(T3y)本组为煤系地层沉积基底,区内无出露,部分钻孔仅揭露其上部岩层,据区域地层资料,厚度大于100m。岩性以灰绿色中、细粒砂岩为主。砂岩成份以石英、长石为主,含岩屑及少量暗色矿物。磨圆度为次棱角状,分选较差,泥质填隙。发育大型板状、槽状交错层理,为典型的曲流河沉积体系。(二) 侏罗系中统延安组(J2y)本组为井田内主要含煤地层,含2、3、4、5、6五个煤组,按沉积旋回可划分为三个岩段。岩性组合:下部为灰白、灰色粗粒砂岩和含砾粗粒砂岩,主要成分为石英、长石,泥质胶结及高岭土质胶结;中部为浅灰色、灰色厚层状砂岩,薄层粉砂岩、泥质粉砂岩、砂质泥岩;上部为灰白色高岭土质胶结的细砂岩、粉砂岩,局部相变为砂质泥岩和泥岩。延安组一般含煤20层左右,含可采煤层8层,含丰富的动、植物化石。据钻孔资料统计,地层厚度237.25329.01m,平均282.66m。与下伏延长组(T3y)呈平行不整合接触。(三) 侏罗系中统直罗组(J2z)本组地层岩性组合上部为灰紫、暗紫色泥岩,中夹灰绿色砂质泥岩、粉砂岩呈互层出现;下部为灰绿、青灰色中粗砂岩,含碳屑,中夹粉砂岩、砂质泥岩。据钻孔资料统计,地层厚度214.74258.90m,平均230.46m。与下伏延安组(J2y)呈平行不整合接触。(四) 白垩系下统志丹群(K1zh)本组地层在本区无出露。岩性组合为一套浅紫、粉红色细砂岩与灰白色中细砂岩互层,岩石成份以石英、长石为主,分选及磨圆度较差,泥质胶洁,具大型槽状、板状交错层理。底部为黄绿色粗砂岩及灰黄绿色砾岩、砂砾岩,含砾粗砂岩互层,局部夹泥岩,具平行层理,泥质和钙质胶结。据钻孔资料统计,地层厚度176.79344.15m,平均272.52m。与下伏直罗组(J2z)呈不整合接触。(五) 第四系(Q)按成因划分第四系可分为湖积物(Q4l)和风积沙(Q4eol)两类。湖积物(Q4l):主要分布在湖盆及较大的积水凹地中。主要由淤泥、各种粒级的砂组成,厚度一般小于3m。风积沙(Q4eol):基本全区分布。主要由砂和亚砂土组成,据钻孔资料统计,厚度27.13135.50m,平均95.26m。第四系不整合于其它老地层之上。二、构造井田是东胜煤田向西南自然延伸的一部分。井田位置在高布格异常区(陕西省境内)的西北部,据此推断本区的总体构造形态为一向北西倾斜、并发育有次一级波状起伏的单斜构造。通过井田内及周边施工的72个钻孔揭露资料,也证实了本区构造形态为一向北西倾斜的单斜构造,地层倾角小于2。区内断层不发育,亦无岩浆岩侵入体,故井田地质构造简单东胜煤田总体构造形态是一个向南西倾斜的单斜构造,从区域布格重力异常图可以看出,在陕西省境内有一个高异常区,使井田的构造形态转变为向北西倾斜的单斜构造。如果把母杜柴登井田放在大的区域地质背景下,井田位于东胜神府煤田深部的次一级波状起伏带上,地层倾向发生变化实属自然。地层倾角小于2。区内断层不发育,亦无岩浆岩侵入体,故井田地质构造简单。三、煤层(一) 含煤地层井田内含煤地层为侏罗系中统延安组(J2y),该组地层平均厚度282.66m,其中含可采煤层8层,煤层总厚18.7023.39m,平均20.86m,含煤系数7.38%,可采煤层总厚14.0520.80m,平均17.46m,可采含煤系数6.18%。井田内含煤地层含煤层数较多,但可采煤层只有8层,且区内含煤性也有差异,横向上东部要比西部好;纵向上上部较下部好。(二) 可采煤层井田内含可采煤层8层,即2-2中、3-1、4-1、4-2中、5-1、5-2、6-2上、6-2中煤层,均为全区可采或大部可采的稳定煤层。含不可采煤层2层,即4-2上、4-2下煤层,可采煤层特征见表1-3-1,现将各煤层发育情况分述如下:1. 2-2中煤层位于延安组第三岩段(J2y3)中部,2煤组的中部。煤层自然厚度03.85m,平均1.67m,煤层可采厚度0.803.85m,平均1.88m。该煤层结构简单,一般不含夹矸,局部含12层夹矸。煤层层位稳定,厚度变化不大,煤层厚度变化等值线详见图1-3-1。区内的57个钻孔中,可采见煤点47个,可采面积37.23km2,点数可采系数为82,面积可采系数为73.4。2-2中煤层为对比可靠、大部可采的稳定煤层。2-2中煤层与3-1煤层间距为22.0941.10m,平均30.43m。顶板岩性多以粉砂岩、砂质泥岩为主,底板岩性多为砂质泥岩,局部为粉砂岩。表1-3-1 各可采煤层特征一览表煤组号煤层编号煤层自然厚度(m)煤层可采厚度(m)煤层间距(m)夹矸层数可采程度对比可靠程度稳定程度最小最大平均(点数)最小最大平均(点数)最小最大平均最少最多一般22-2中03.851.67(57)0.803.851.88(47)22.0941.1030.43020大部可采可靠稳定33-13.217.154.90(57)2.856.734.75(57)010全区可采可靠稳定35.3752.7442.2244-13.254.583.75(57)3.254.413.75(57)010全区可采可靠稳定20.9851.1733.844-2中0 4.011.64(57)0.852.021.36(51)021大部可采可靠稳定19.9447.3635.1855-10.122.681.40(57)0.802.211.41(46)0201大部可采可靠较稳定9.0837.5620.765-203.351.60(57)0.892.631.72(49)010大部可采可靠稳定5.8330.3013.0866-2上02.901.16(57)0.802.481.31(39)0201大部可采可靠较稳定0.1529.6511.216-2中02.261.16(57)0.802.261.23(46)010大部可采可靠稳定备注:利用井田内共57个钻孔的有关数据统计。图1-3-1 2-2中煤层厚度等值线示意图2. 3-1煤层位于延安组第二岩段(J2y3)顶部,3煤组的顶部。煤层自然厚度3.217.15m,平均4.90m,煤层可采厚度2.856.73m,平均4.75m。该煤层结构简单,一般不含夹矸或局部含1层夹矸。煤层层位稳定,厚度变化不大,煤层厚度变化等值线详见图1-3-2。区内的57个钻孔中,可采见煤点57个,可采面积51.00km2,点数可采系数为100,面积可采系数为100。3-1煤层为对比可靠、全区可采的稳定煤层。3-1煤层与4-1煤层间距为35.3752.74m,平均42.22m。煤层顶板岩性以粉砂岩及砂质泥岩为主,底板岩性多为粉砂岩、砂质泥岩。图1-3-2 3-1煤层厚度等值线示意图3. 4-1煤层位于延安组第二岩段(J2y2)中上部,4煤组顶部。煤层自然厚度3.254.58m,平均3.75m,煤层可采厚度3.254.41m,平均3.75m。该煤层结构简单,一般不含夹矸,个别点含1层夹矸。煤层层位稳定,厚度变化不大,煤层厚度变化等值线详见图1-3-3。区内的57个钻孔中,可采见煤点57个,可采面积51.00km2,点数可采系数为100,面积可采系数为100。4-1煤层为对比可靠、全区可采的稳定煤层。4-1煤层与4-2上煤层间距为13.3327.60m,平均18.57m。顶板岩性以粉砂岩为主,其次为砂质泥岩,局部为细粒砂岩;底板岩性多为砂质泥岩及粉砂岩。图1-3-3 4-1煤层厚度等值线示意图4. 4-2中煤层位于延安组第二岩段(J2y2)中部,4煤组的中部,煤层自然厚度04.01m,平均1.64m,煤层可采厚度0.852.02m,平均1.33m。该煤层结构简单,一般含1层夹矸,局部不含夹矸。煤层层位稳定,厚度变化不大。煤层厚度变化等值线详见图1-3-4。本次利用的57个钻孔中,可采见煤点51个,可采面积46.93km2,点数可采系数为89,面积可采系数为92.0。4-2中煤层为对比可靠、大部可采的稳定煤层。4-2中煤层与4-2下煤层间距为7.1227.07m,平均16.36m。煤层顶板岩性以粉砂岩、砂质泥岩为主,底板岩性多为粉砂岩、砂质泥岩。图1-3-4 4-2中煤层厚度等值线示意图5. 5-1煤层位于延安组第一岩段(J2y2)顶部,5煤组的顶部。煤层自然厚度0.122.68m,平均1.40m,煤层可采厚度0.802.21m,平均1.41m。该煤层结构简单,一般不含夹矸,局部含12层夹矸。煤层层位稳定,厚度变化不大。煤层厚度变化等值线详见图1-3-5。区内的57个钻孔中,可采见煤点46个,可采面积35.13km2,点数可采系数为81,面积可采系数为68.9。5-1煤层为对比可靠、大部可采的较稳定煤层。5-1煤层与5-2煤层间距为9.0837.56m,平均20.76m。顶板岩性多为粉砂岩、砂质泥岩、泥岩,底板岩性以砂质泥岩、粉砂岩为主。图1-3-5 5-1煤层厚度等值线示意图6. 5-2煤层位于延安组第一岩段(J2y1)中部,5煤组下部,煤层自然厚度03.35m,平均1.60m,煤层可采厚度0.892.63m,平均1.72m。该煤层结构简单,一般不含夹矸,局部含1层夹矸。煤层层位稳定,厚度变化不大。煤层厚度变化等值线详见图1-3-6。区内的57个钻孔中,可采见煤点49个,可采面积39.33km2,点数可采系数为86,面积可采系数为77.1。5-2煤层为对比可靠、大部可采的稳定煤层。5-2煤层与6-2上煤层间距为5.8330.30m,平均13.08m。顶板岩性主要以砂质泥岩、粉砂岩为主,底板岩性多为砂质泥岩、粉砂岩、泥岩。图1-3-6 5-2煤层厚度等值线示意图7. 6-2上煤层位于延安组第一岩段(J2y1)中部,6煤组的中部,煤层自然厚度02.90m,平均1.16m,煤层可采厚度0.802.48m,平均1.31m。该煤层结构简单,一般不含夹矸,局部含12层夹矸。煤层层位稳定,厚度变化不大。煤层厚度变化等值线详见图1-3-7。区内的57个钻孔中,可采见煤点39个,可采面积25.52km2,点数可采系数为68,面积可采系数为50.0。6-2上煤层为对比可靠、大部可采的较稳定煤层。6-2上煤层与6-2中煤层间距为0.1529.65m,平均11.21m。顶板岩性主要以粉砂岩、砂质泥岩为主,底板岩性多为砂质泥岩,局部为粉砂岩。图1-3-7 6-2上煤层厚度等值线示意图8. 6-2中煤层位于延安组第一岩段(J2y1)中下部,6煤组下部。煤层自然厚度02.26m,平均1.16m,煤层可采厚度0.802.26m,平均1.23m。该煤层结构简单,一般不含夹矸,局部含1层夹矸。煤层层位稳定,厚度变化不大。煤层厚度变化等值线详见图1-3-8。区内的57个钻孔中,可采见煤点46个,可采面积41.13km2,点数可采系数为81,面积可采系数为80.6。6-2中煤层为对比可靠、大部可采的稳定煤层。顶板岩性多为粉砂岩、砂质泥岩,底板岩性多为砂质泥岩。图1-3-8 6-2中煤层厚度等值线示意图120母杜柴登矿井及选煤厂初步设计说明书(矿井分册) 第一章 井田概况及地质特征四、煤质(一) 煤类1. 煤层的物理性质及宏观煤岩类型井田内煤呈黑色,条痕为褐黑色,强沥青光泽,阶梯状断口,内生裂隙较发育,常为黄铁矿及方解石薄膜充填,煤层中见黄铁矿结核。条带状结构,层状构造。宏观煤岩组分以亮煤为主,次为暗煤,见丝炭,属半亮型煤。2. 显微煤岩特征显微煤岩组分以镜质组为主,其次丝质组。平均含量镜质组在46.270.2%,丝质组在21.337.0%,半镜质组6.712.8%。三者之和一般在95%以上。煤中矿物杂质含量较低,成分以粘土组为主,平均在3%以下,其它成分一般在5%以下。3. 煤的变质阶段井田内地质构造简单,无岩浆岩侵入,煤变质的主要因素是区域变质作用。煤的镜质组最大反射率(Rmax)平均在0.74890.8278%之间,变质阶段为烟煤阶段。4. 煤类根据中国煤炭国家分类标准(GB575186),煤类确定为:22中煤层为不粘煤(BN31)及长焰煤(CY41、42)。31煤层以不粘煤(BN31)、长焰煤(CY41、42)为主,少数弱粘煤(RN32)。其它煤层以不粘煤(BN31)为主,少数长焰煤(CY41、42)及弱粘煤(RN32)。(二) 煤质分析1. 煤的化学性质(1) 水分(Mad)原煤水分一般在5%以下,以低水分煤为主。平均值: 22中煤层3.63%,3-1煤层3.79%,4-1煤层3.75%, 4-2中煤层3.82%, 5-1煤层3.54%,5-2煤层3.61%,6-2上煤层3.32%,6-2中煤层3.30%。(2) 灰分(Ad)2-2中煤层原煤灰分2.9122.50%,平均8.90%。浮煤灰分1.978.25%,平均4.22%。3-1煤层原煤灰分3.9917.13%,平均6.99%。浮煤灰分2.256.65%,平均3.93%。4-1煤层原煤灰分2.4117.57%,平均6.73%。浮煤灰分1.917.96%,平均3.90%。4-2中煤层原煤灰分2.2614.01%,平均6.60%。浮煤灰分1.787.64%,平均3.97%。5-1煤层原煤灰分2.7815.73%,平均6.62%。浮煤灰分2.1313.45%,平均4.07%。5-2煤层原煤灰分2.7916.36%,平均7.10%。浮煤灰分2.217.96%,平均4.38%。6-2上煤层原煤灰分2.6220.07%,平均8.04%。浮煤灰分1.7910.37%,平均4.71%。6-2中煤层原煤灰分3.0212.25%,平均6.98%。浮煤灰分2.377.73%,平均4.52%。各煤层均以特低灰煤为主、其次低灰煤。(3) 挥发分(Vdaf)各可采煤层浮煤挥发分:2-2中煤层30.7339.40%,平均35.73%。3-1煤层30.3439.26%,平均35.32%。4-1煤层30.7338.75%,平均34.46%。4-2中煤层27.8239.77%,平均34.66%。5-1煤层29.3938.24%,平均34.02%。5-2煤层28.1138.13%,平均33.44%。6-2上煤层27.9837.49%,平均33.26%。6-2中煤层27.4438.83%,平均33.22%。(4) 全硫各可采煤层原煤折算全硫值一般在1.50%以下,2-2中煤层以特低硫中硫煤为主,3-1煤层低硫煤为主,其次特低及中硫煤,其它煤层均以特低硫煤为主,其次为低硫煤,少数为中硫煤。原煤中硫以硫化物硫(Sp)及有机硫(So)为主。硫酸盐硫(Ss)含量较低。因煤中有机硫(So)含量较高,所以浮煤硫含量下降幅度不大。硫化物硫的增高是原煤全硫增高的主要原因。(5) 磷、砷、氟、氯煤中的磷、砷、氟、氯对煤的工业利用危害很大,区内各煤层的磷、砷、氟、氯的分布如下。磷:各煤层原煤磷含量一般在0.050%以下,以特低磷、低磷煤为主,少数为中磷煤。砷:原浮煤砷含量多数测值在08ppm,不超过8 ppm,符合食品工业燃煤标准。有部分样品超过8ppm,最高者达141ppm,利用时应注意。氟:各可采煤层原煤氟含量在52368ppm之间,浮煤氟含量在51221ppm。氯:原煤氯含量在0.0160.482%之间,平均含量在0.0450.082%。2. 煤的工艺性能(1) 发热量(Qgr,d)原煤发热量(Qgr,d)较高,为高、特高热值煤。(2) 粘结性煤的焦渣类型为26,粘结指数为016,井田内煤无粘结性弱粘结性。(3) 结渣性据呼吉尔特详查报告:3-1煤层试验结果,当炉栅截面流速为0.2m/S时,煤的结渣率为6.252.0%,属中、强结渣煤。(4) 低温干馏各煤层焦油产率(Tar,d)平均在10.5212.05%之间,属富油煤。(5) 煤的热稳定性各煤层TS+6在70%以上,热稳定性等级为高。(6) 煤对二氧化碳化学反应性据试验结果:当反应温度为950时,煤对CO2还原率平均为17.044.9%,各煤层未达到气化用煤要求。(7) 煤的可磨性哈氏可磨性指数(HGI)在5067之间。数值愈大愈易磨碎。3可选性简选样浮沉试验分为1.3、1.31.4、1.41.5、1.51.6、1.61.7、1.71.8、1.82.0、+2.0七个比重液、八个比重级进行。各样浮沉试验结果显示:-1.4级浮物产率在7996%之间,灰分(Ad)在26%;1.5级浮物产率在8598%,灰分(Ad)在37%。可选性等级依据GB/T164171996煤炭可选性评定方法,采用“分选密度0.1含量法”对试验结果进行评定,3-1煤为中等可选易选,4-1煤为极难选易选。4煤的工业用途井田内煤为低水分、特低灰、低灰、特低硫中硫,特低磷低磷、高、特高热值的不粘煤、长焰煤及弱粘煤,是良好的民用及动力用煤,适用于火力发电、各种工业锅炉、蒸气机车等,也可在建材工业、化学工业中作焙烧材料。煤的焦油产率高,为富油煤,可作低温干馏原料煤。煤灰熔融性为高熔及低熔灰分,热稳定性等级高。3-1煤层为中强结渣煤。五、水文地质(一) 含水层及隔水层1含水层(1) 第四系全新统(Q4eol)风积砂层孔隙潜水含水层岩性为灰黄色、黄褐色中细砂、粉细砂,结构松散,沉积厚度一般小于15m,在井田内广泛分布。根据内蒙古自治区乌审旗水文地质普查报告(1978年)成果:地下水位埋深0.503.00m,单位涌水量q=0.251.00L/sm,溶解性总固体小于1000mg/L,地下水化学类型为HCO3-CaNa及HCO3-NaCa型水。根据邻区葫芦素井田勘探施工的H13号钻孔抽水试验成果:含水层厚度8.59m,地下水位埋深1.32m,水位标高1317.32m,水位降深S=5.67m,钻孔涌水量Q=2.100L/s,单位涌水量q=0.370L/sm,渗透系数K=5.877m/d,水温9。溶解性总固体237mg/L,PH值7.5,NO3-含量0.35mg/L,F含量0.58mg/L,地下水化学类型为HCO3SO4Ca型水。因此,含水层的富水性中等,透水性能良好,地下水水质良好。含水层与大气降水的水力联系密切,有利于大气降水的渗入补给,与下部白垩系下统志丹群(K1zh)含水层也有一定水力联系,该含水层为井田的间接充水含水层。(2) 第四系更新统萨拉乌素组(Q3s)该含水层为一套冲湖积地层,上部岩性较粗,以浅黄色、褐黄色中粗砂、中砂、中细砂为主,下部岩性较细,以浅黄色、棕黄色细砂、粉细砂、粉砂为主,局部地段夹有砂质粘土,全区赋存,分布广泛。根据内蒙古自治区鄂尔多斯市乌审旗哈头才当水源地供水水文地质详查报告(2006年)HD24、HD28、HS4号钻孔(在井田西、东、北边界外5001000m)抽水试验成果,含水层厚度57.91141.05m,平均93.79m,地下水位埋深1.273.09m,水位标高+1283.07+1292.22m,水位降深S=4.2223.40m,单井涌水量Q单=1054.072268.70m3/d,换算单位涌水量(12口径10m降深时Q换=824.085090.00m3/d。含水层的渗透系数K=5.0526.20m/d,导水系数1.731026.65103m2/d,释水系数2.110-41.8510-3,给水度0.18,影响半径21.0404.97m。地下水的溶解性总固体250270mg/L,地下水化学类型为HCO3CaMg、HCO3CaNa型水。因此,含水层的富水性强,导水性与透水性能良好,地下水的水质良好。含水层与大气降水之间的水力联系密切,大气降水直接渗入地下补给地下水。含水层与下部白垩系下统志丹群(K1zh)含水层也存在一定的水力联系。该含水层为井田的间接充水含水层。(3) 白垩系下统志丹群(K1zh)孔隙潜水承压水含水层岩性为各种粒级的砂岩、含砾粗粒砂岩夹砂质泥岩,在井田内没有出露。地层厚度117.38344.15m,平均272.52 m。根据内蒙古自治区乌审旗水文地质普查报告成果:地下水位埋深受地形控制,梁峁高地2050m,洼地可自流。水位标高+1200+1360m,单位涌水量0.135.5L/sm,一般为1L/sm,溶解性总固体小于1000mg/L,地下水化学类型为HCO3NaMgCa型水。根据邻区葫芦素井田勘探施工的H28号钻孔抽水试验成果:含水层厚度250.08m。地下水位埋深9.72m,水位标高+1308.10m,钻孔涌水量Q=0.794L/s,单位涌水量q=0.0764L/sm,渗透系数K=0.0239m/d,水温13,溶解性总固体318mg/L,PH值7.7,NO3含量0.00mg/L,F含量1.35mg/L。地下水化学类型为HCO3 CaMg型水,水质较好。由此可知,含水层的富水性极不均匀,含水层的富水性弱强。由于没有较好的隔水层,所以与上、下部含水层均有一定的水力联系。该含水层为井田的间接充水含水层。(4) 侏罗系中统安定组(J2a)、直罗组(J2z)碎屑岩类承压水含水层下部岩性为青灰色、浅黄色中粗粒砂岩,杂色粉砂岩及砂质泥岩;上部岩性为紫红色、灰绿色中粗粒砂岩、砂质泥岩夹粉砂岩及细粒砂岩。分布广泛,地表没有出露。根据邻区呼吉尔特勘查区门克庆井田勘探报告M18号钻孔抽水试验成果:含水层厚度44.94m,地下水位标高+1249.02m,水位埋深58.39m,钻孔涌水量Q=0.309L/S,单位涌水量q=0.00659L/sm,渗透系数k=0.0168m/d,水温12,溶解性总固体306mg/L,PH值7.9,地下水化学类型为HCO3 CaMg型水,水质较好。由此可知,含水层的富水性弱,地下水的径流条件差。该含水层与上部潜水含水层有一定水力联系,与下部承压水含水层的水力联系较小。该含水层为井田的间接充水含水层。(5) 侏罗系中下统延安组(J2y)碎屑岩类承压水含水层岩性主要为浅灰色、灰白色的各粒级砂岩,灰色、深灰色砂质泥岩、泥岩及煤层。全井田赋存,分布广泛,地表没有出露。根据本次勘查施工的HM02、HM11号钻孔抽水试验成果:含水层厚度81.50198.60m,平均140.05m。地下水位埋深85.2319.60m,水位标高+1208.37+1273.68m,水位降深S=38.1529.88m,钻孔涌水量Q=0.1951.519L/s,单位涌水量q=0.005110.0508L/sm,渗透系数K=0.005260.0232m/d,水温12,溶解性总固体274235mg/L,PH值7.3,NO3含量3.550.00mg/L,F含量0.660.35mg/L。地下水化学类型为HCO3Ca型水,水质良好。该含水层的富水性弱,透水性与导水性能差,地下水的补给条件与径流条件均较差。含水层与上覆含水层及大气降水的水力联系均较小。该含水层为井田的直接充水含水层和主要充水含水层。(6) 三叠系上统延长组(T3y)碎屑岩类承压水含水层岩性主要为灰绿色中粗粒砂岩、含砾粗粒砂岩,夹细粒砂岩及砂质泥岩。根据东胜煤田铜匠川详查报告617号钻孔抽水试验成果:地下水位标高+1365.70m,水位降深44.75m,钻孔涌水量Q=0.209L/s,单位涌水量q=0.00467L/sm,渗透系数k=0.00586m/d,水温10,溶解性总固体580mg/L,PH值7.8,地下水化学类型为HCO3CaMg型水,水质较好。含水层的富水性弱,透水性能差,与上部含水层的水力联系较小。该含水层为井田的间接充水含水层。2 隔水层(1) 侏罗系中下统延安组顶部隔水层位于2煤组顶板以上,岩性由灰色砂质泥岩组成,隔水层厚度12.4247.10m,平均29.76m。隔水层的厚度较稳定,分布较为连续,隔水性能良好。(2) 侏罗系中统延安组(J2y)底部隔水层位于6煤组底部,岩性为深灰色砂质泥岩,隔水层厚度1.0516.70m,平均8.88m。分布较连续,隔水性能较好。(二) 地下水的补给、径流、排泄关系1. 潜水井田潜水主要赋存于第四系全新统(Q4eol)风积砂层中。井田内第四系地层广泛分布,潜水的主要补给来源为大气降水,其次为井田外潜水的侧向径流补给以及深部承压水的越流补给。井田潜水的径流受地形控制,一般向北及西北方向径流;但区域潜水总的流向是由西北向东南方向径流。潜水的排泄方式以径流排泄为主,其次为人工开采排泄、蒸发排泄等。2. 承压水井田承压水主要赋存于白垩系下统志丹群(K1zh)、侏罗系中统直罗组(J2z)以及侏罗系中下统延安组(J2y)砂岩中,基岩在地表没有出露,因此承压水的主要补给来源为井田外承压水的侧向径流补给,次为上部潜水的垂直渗入补给。承压水与潜水在不同地段可形成互补关系。承压水一般沿地层走向径流。承压水以侧向径流排泄为主,次为人工打井开采排泄。承压水一般沿南及南东方向流出区外。3. 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,沟谷不发育。本区降水比较集中,多为大雨或暴雨,雨水一部分渗入地下补给地下水,一部汇集于地形低洼处,一旦流入矿坑,就会造成淹井事故。因此,要预防地表积水通过井口、风口、封闭不良的钻孔等通道进入矿坑,对未来矿坑的涌水。在地表水体下采煤时,要随时观测矿坑涌水量的变化情况,以防发生矿坑涌水事故。井田内无老窑及生产小窑,但井田周边已规划了许多新的矿井,未来煤矿开采后,一定会产生大面积采空区。因此,未来煤矿开采在边界附近时要密切注视周围矿井的采掘情况,防止勾通邻近采空区造成涌水事故。(三) 井田水文地质类型母杜柴登井田的直接充水含水层以裂隙含水层为主,孔隙含水层次之,直接充水含水层的富水性微弱,补给条件和径流条件较差,以区外承压水的侧向径流为主要补给源,大气降水为次要补给源;煤层虽位于地下水位以下,但直接充水含水层的单位涌水量q0.1L/sm(q=0.005110.0508L/sm),富水性弱;井田内没有水库,无湖泊等地表水体,也无常年地表径流,潜水含水层与煤层的间距较大,平均在600m以上,水文地质边界简单,地质构造简单。根据地质报告,井田水文地质勘查类型划分为第一二类第一型,即以孔隙裂隙充水的水文地质条件简单的矿床。(四) 矿井涌水量地质报告中采用稳定流大井法进行了涌水量预计,开采初期时矿井涌水量为8436m3/d,即小时涌水量为352m3/h。考虑矿井煤层埋深大、开采强度大等因素,为保证安全生产,需适当提高矿井主排水能力,设计矿井正常涌水量取600m3/h,最大涌水量取1000m3/h。六、其它开采技术条件(一) 瓦斯据钻孔瓦斯测定成果,详见表1-3-2。煤层甲烷含量在0.000.22ml/g燃之间。自然瓦斯成分中甲烷含量在0.0020.03%之间,瓦斯分带为二氧化碳氮气带及氮气沼气带。井田内煤层埋藏深,瓦斯可能有增高的趋势,故未来煤矿在生产时应加强通风管理,设置专人对井下瓦斯进行严密监测,以防事故发生。(二) 煤的自燃据钻孔煤芯样自燃趋势测试结果,详见表1-3-3。煤吸氧量在0.470.97cm3/g,煤的自燃等级为级,自燃倾向性为容易自燃自燃。据内蒙古煤矿设计院近年来对部分电厂用煤调查结果表明,东胜煤田各煤层的自燃发火期一般为4060天。(三) 煤尘爆炸表1-3-2 钻孔瓦斯测试成果表煤层号瓦斯含量(ml/g.燃)自然瓦斯成分(%)瓦斯分带CH4CO2CH4CO2N2C2-C62-2中0.00-0.020.01(4)0.00-0.200.07(4)0.66-4.432.35(4)2.28-10.765.03(4)87.60-97.0692.62(4)0.00(4)二氧化碳-氮气带3-1 0.00-0.220.05(9)0.01-0.210.06(9)0.00-8.884.12(9)0.00-40.967.36(9)55.17-97.1988.52(9)0.00(9)二氧化碳-氮气带4-10.00-0.090.04(10)0.00-0.160.06(10)0.00-20.036.40(10)0.95-19.367.25(10)70.61-97.7086.35(10)0.00(10)二氧化碳-氮气带氮气-沼气带4-2中0.03(1)0.03(1)5.20(1)4.84(1)89.96(1)0.00(1)二氧化碳-氮气带5-10.00-0.010.01(3)0.00-0.020.01(3)0.90-1.641.15(3)0.83-7.714.37(3)91.38-98.2894.48(3)0.00(3)二氧化碳-氮气带5-20.00-0.060.02(4)0.01-0.360.12(4)0.00-11.123.44(4)1.26-11.055.53(4)87.62-98.1691.04(4)0.00(4)二氧化碳-氮气带氮气-沼气带6-2上0.01-0.020.02(2)0.01(2)0.00-7.563.78(2)2.42-1
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