碓臼煤矿初步设计说明.doc

1 碓臼煤矿初步设计说明碓臼煤矿初步设计说明 前前 言言 碓臼沟煤矿隶属于准旗蒙南煤炭有限责任公司 位于鄂尔多斯市准格 尔旗东南部 行政区划属准格尔旗马栅镇管辖 矿井井田东西长约 2km 南北宽约 2 8km 井田面积 5 0752km2 可采 煤层为 4 5 6 等三个煤层 其中 4 号和 5 号煤局部可采 6 号煤属于较 稳定煤层 全区可采 矿井水文地质条件简单 煤层瓦斯含量低 为低瓦 斯矿井 煤尘有爆炸性 为易自燃煤层 井田内资源总储量为 41 13Mt 综 观全井田开采技术条件优越 适宜于综采放顶煤采煤法开采和建设现代化 矿井 矿区内各可采煤层煤质特征为富灰 特低硫 中硫 中等发热量的长 焰煤 CY42 是较好的动力用煤和民用煤 在国内外煤炭市场供不应求 矿井建设业主为准格尔旗蒙南煤炭有限责任公司 准格尔旗蒙南煤炭 有限责任公司碓臼沟煤矿前身是国营房塔沟硫磺厂下属的采煤车间 于 1963 年建井 1993 年经技术改造 扩井 整改 矿区面积 5 0752km2 1997 年建起焦化厂 2005 年 10 月 内蒙古自治区煤炭科学研究所为该矿做了 准格尔旗蒙 南煤炭有限公司碓臼沟煤矿改扩建可行性研究报告 并经鄂尔多斯煤炭工 业局组织有关单位和专家进行了审查 形成了技术审查意见 原则通过了 可行性研究报告设计方案 2 2005 年 12 月 内蒙古自治区煤炭科学研究所为该矿做了 准格尔旗蒙 南煤炭有限公司碓臼沟煤矿改扩建初步设计 并于 2007 年 12 月经鄂尔多 斯煤炭工业局组织有关单位和专家进行了审查 形成了技术审查意见 原 则通过了该矿改扩建初步设计报告设计方案 2005 年 12 月 内蒙古自治区煤炭科学研究所为该矿做了 准格尔旗蒙 南煤炭有限公司碓臼沟煤矿改扩建初步设计安全专篇 并于 2008 年 6 月 经内蒙古煤矿安全监察局组织有关单位和专家进行了审查 形成了技术审 查意见 原则通过了该矿改扩建初步设计安全专篇报告设计方案 2009 年 8 月 该矿要进行生产验收 但矿井在建设中由于种种原因 对原设计进行了某些变更 2009 年 7 月 内蒙古准格尔旗蒙南煤炭有限责 任公司碓臼沟煤矿委托我公司编制 准格尔旗蒙南煤炭有限责任公司碓臼 沟煤矿扩建初步设计 修改版 2 一 设计依据一 设计依据 1 设计委托书 2 中国建筑材料工业地质勘查中心内蒙古总队编制的 内蒙古自治区 准格尔煤田榆树湾普查区碓臼沟煤矿煤炭资源储量核实报告 3 内蒙古自治区国土资源厅颁发的内国土资储备字 2004 374 号关 于 内蒙古自治区准格尔煤田榆树湾普查区碓臼沟煤矿煤炭资源储量核实 报告 矿产资源储量评审备案证明 4 国家现行有关煤炭工业的规程 规范和技术政策 现行相关产业技 术政策和规定 5 准格尔旗蒙南煤炭有限责任公司碓臼沟煤矿改扩建初步设计说明 3 书 修改版 2007 年 11 月版 二 设计的指导思想二 设计的指导思想 以市场经济为导向 加大矿井设计改革的力度 在保证矿井设计规模 和安全生产的前提下 尽量简化环节 减少行政福利设施 设计方案充分 体现市场经济的特点 因地制宜选择生产工艺 系统设计简单实用 设备 选型先进合理 力争通过精心设计和科学管理 将该矿井建设成规模合理 安全条件好 机械化装备水平高 见效快 效益好 符合煤矿发展趋势的 新型高效矿井 三 设计的主要特点三 设计的主要特点 1 矿井设计生产能力为 600Kt a 原生产能力 90Kt a 净增 510Kt a 矿井采用一次设计 一次建成投产的移交方式 2 利用原有矿井工业场地 3 矿井采用斜井开拓方式 全井田布置主斜井 副斜井和回风斜井三 个井筒 其中主斜井 副斜井利用原有 主斜井装备带宽为 1 0m 的胶带输 送机 担负全矿井的煤炭提升任务 兼作安全出口 副斜井担负全矿井的 所有辅助提升任务 兼作矿井的安全出口 新开凿一个回风斜井 担负全 矿井的回风任务 兼作矿井的安全出口 4 矿井开拓系统简单 全井田以 923m 水平开拓 6 号煤层 在开采水平划分和开拓巷道布置上 依据综采面的连续推进长度 进 行井田水平划分和开拓巷道布置 比较符合本井田的实际 5 井下大巷主运输采用胶带输送机 可实现自回采工作面至地面胶带 一条龙连续运输 用人少 效率高 故障率低 安全性好 利于实现集中 4 管理与控制 大巷辅助运输采用防爆无轨胶轮车和无极绳绞车 调度绞车 运输 液压支架采用租赁神东公司支架搬运车运输 既满足矿井前后期对 井下辅助运输的要求 又最大限度地减少了矿井初期投资 6 矿井以一个生产采区 一个综采放顶煤工作面保证矿井 600Kt a 的 设计生产能力 7 矿井采用中央并列式通风系统 机械抽出式通风方式 营运费用低 安全性好 8 矿井原煤原煤按两级筛分 即 50mm 和 0 50mm 四 矿井主要技术经济指标四 矿井主要技术经济指标 1 矿井设计生产能力 600Kt a 2 井田开拓方式 斜井开拓 3 水平划分及水平标高 以 923m 一个水平开采全井田 6 号煤层 4 矿井服务年限 24 6a 5 矿井以一个生产采区 一个综采放顶煤工作面 一个综掘面 一个 普掘面来保证矿井 600Kt a 的设计生产能力和正常生产接替 6 矿井移交生产时 井巷工程总量为 8931 9m 掘进总体积为 136409 2m3 井巷万吨掘进率为 148 87m 7 矿井工业场地 9 5hm2 矸石堆放场地 1 0 hm2 8 矿井工业建 构 筑物总体积 26478 00m3 工业建 构 筑物总面积 4418 70m2 9 矿井行政公共建筑总体积 47140 00m3 矿井行政公共建筑总面积 10796 40m2 5 10 矿井职工在籍总人数 455 人 原煤全员效率 6t 工 11 矿井建设总投资 17350 17 万元 吨煤投资 283 30 元 12 矿井建井工期 20 个月 井巷施工工期 18 5 个月 五 存在问题与建议五 存在问题与建议 1 储量核实报告 中未提供 4 号等可采煤层的自燃发火期 建议矿 方尽早补测 2 储量核实报告 未作可采煤层顶底板岩石力学试验 建议补作试 验 以便进一步完善采煤工艺设计 3 虽然本矿为低瓦斯矿井 周围井未发生过瓦斯事故 但因煤尘具有 爆炸性 建议矿方加强瓦斯 煤尘浓度监测工作 防患于未然 确保煤矿 安全生产 4 开采中要防止采空区积水涌入巷道 建议矿方在开采过程进行采空 区和矿井水文地质动态观测研究 5 井田位于半干旱高原大陆 要注意合理排渣排废 保护土地脆弱生 态环境 6 储量核实报告 未提供矿井达到 600Kt a 生产能力时瓦斯及涌水量 建议矿方在建设及生产过程中密切注意矿井瓦斯及涌水量的变化 以防止 事故发生 6 第一章第一章 井田概况及地质特征井田概况及地质特征 第一节第一节 井田概况井田概况 一 交通位置一 交通位置 碓臼沟煤矿隶属于准旗蒙南煤炭有限责任公司 位于鄂尔多斯市准格 尔旗东南部 行政区划属准格尔旗马栅镇管辖 矿井地理坐标为 东经 111 18 53 5 111 21 10 2 北纬 39 26 19 8 39 27 18 区内交通比较方便 榆树湾 魏家峁砂石公路由南向北贯穿矿区 距 薛魏线 17km 距沙榆线 10km 薛家湾到东胜市约 160km 到旗政府约 70km 黄河流经本井田东缘 河内可通木船和小型机动船 上达包头市下 抵喇嘛湾 交通便利 交通位置详见图 1 1 1 二 地形 地势及河流二 地形 地势及河流 矿区位于鄂尔多斯高原东南部 呈典型的现代黄土高原地貌特征 广 厚的黄土和风积砂十分发育 沟壑纵横 沟深壁陡 支离破碎 植被稀少 本井田东部低 西部高 最高标高 1112 3m 最低标高 562 0m 高差 550 3m 本区域邻近的最大地表水系黄河流经本区东缘 从高崖头西折经榆树 湾 马栅向西滚滚而去 区内最大沟谷为罐子沟 磁窑沟 其它主要沟谷 还有碓臼沟 三道沟 二道沟 戚家沟等 这些沟谷除罐子沟有常年溪流 7 外 其它沟谷旱季一般干涸无水 雨季可形成短暂洪流 分别由北向东南 及西南方向流出区外 注入黄河 三 气象与地震三 气象与地震 矿区属半干旱高原大陆性气候 冬季严寒而漫长 夏季炎热而短暂 昼夜温差大 年最高温度 38 3 1961 年 6 月 11 日 最低 30 9 1971 年 1 月 22 日 最大风速为 20m s 平均风速 2 3m s 多为西北风 年总降 水量 273 7mm 544 1mm 降水多集中在 7 8 9 三个月 年蒸发量为 1749 7mm 2436 2mm 蒸发量是降水量的 5 6 倍 每年十一月至翌年三 月为冻结期 霜冻期一般 195 天 最大冻土层深度为 1 49m 根据 中国地震动参数区划图 GB 18306 2001 该区地震动峰值加 速度 g 为 0 10 比照 中国地震烈度区划图 1990 对照烈度为 7 度 四 区域经济四 区域经济 本区以农业为主 牧业次之 区内居民稀少 居民点多分布于沟谷低 凹处 居住分散 以汉族 蒙古族为主 区内煤炭资源丰富 矿业开发是当地经济发展的支柱产业 碓臼沟煤 矿开采经营多年 所产煤炭质量较好 对地方经济的发展起到了促进作用 五 井田开发情况及邻近矿井概况五 井田开发情况及邻近矿井概况 一 碓臼沟煤矿 准格尔旗蒙南煤炭有限责任公司碓臼沟煤矿前身是国营房塔沟硫磺厂 下属的采煤车间 于 1963 年建井 1993 年经技术改造 扩井 整改 矿区 8 面积 5 0752km2 1997 年建起焦化厂 矿井已有两个井筒 主井井口坐标 为 X 4367890 Y 37529305 副井坐标为 X 4367880 Y 37529235 井下 出煤以巷采为主 井下设有完善的通风系统 根据矿井现有储量 拟准备 投资对其进行技术改造 为公司经济发展 再跨一个新台阶 矿井原设计能力为 0 09Mt a 目前本企业建有 2000t 焦化厂 进行煤炭 深加工 本矿井目前主采 6 号煤层 煤层平均厚度为 8 0m 煤层结构简单 煤 层顶底板岩性以砂质泥岩及泥岩为主 稳定性较好 根据瓦斯鉴定及开采情况 矿井自建成投产以来 未发生瓦斯或煤尘 爆炸事故 属于低瓦斯井 2005 年 5 月 5 日内蒙古自治区国土资源厅颁发采矿许可证 证号 1500000530372 面积 5 0752km2 准采 6 号煤层 原矿井在采掘过程中 未出现涌水 突水 冒顶 底鼓 瓦斯危害等现象 水文地质及开采技术 条件属简单类型 二 周边煤矿 据准格尔旗蒙南煤炭有限责任公司提供资料 在碓臼沟煤矿井田范围 内 有马栅镇沙墕村村办煤矿一座 始建于 1970 年代 开采 5 号煤层 年 产量 0 1Mt 吨 因无证开采 现已关闭 另有个体无证煤矿一座 始采于 1980 年代 年产量 0 05Mt 开采煤层为 5 号煤层 现已关闭 在开采过程 中 未出现顶板垮塌 采面突水 涌水 底鼓等现象 也未发生瓦斯爆炸 等事故 水文地质条件及开采技术条件均属简单型 六 电源 水源情况六 电源 水源情况 一 电源情况 9 在矿井工业场地拟建 10kV 变电所 供电电源应为两回路电源 当任一 回路故障停电时 另一回路应能担负矿井全部负荷 从矿井工业场地北向 10km 处的魏家峁 110kV 变电站引一回 10kV 电源 线路作为碓臼沟煤矿的一个电源 从矿井工业场地西向 3km 处的榆树湾 110kV 变电站引一回 10kV 电源线路作为碓臼沟煤矿的另一个电源 二 水源情况 井田内无经济 可靠的地表水可利用 本矿生产生活供水水源取自奥 陶系石灰岩承压水 水量丰富 水质良好 可做为矿井永久水源加以利用 七 主要建筑材料供应情况七 主要建筑材料供应情况 矿井所需钢材 木材 水泥 以及各种设备市场上能够满足建设需求 砖 石 砂及石灰等本地可满足需求 第二节第二节 地质特征地质特征 一 地质构造及煤层一 地质构造及煤层 一 地层及地质构造 1 区域地层 准格尔煤田划分为多个勘查区 榆树湾是其中之一 位于老赵山梁背 斜南翼 田家石畔正断层东侧 根据华北地层区划分图 准格尔煤田位于 准格尔临县小区的东北部 而本区则位于准格尔煤田东南部边缘 据内蒙 古煤田地质局 1981 年编制的 1 50000 地质图成果 结合近期最新的地层划 分原则 将准格尔煤田各时代地层的岩性组合及厚度列表 1 2 1 10 2 区域构造 准格尔煤田位于华北地台鄂尔多斯台向斜东缘 山西断隆之西缘 总 的 表 1 2 1 准格尔煤田区域地层表准格尔煤田区域地层表 11 界系统组 全新统Q40 25 为冲洪积层和风积层 不整合于一切 老地层之上 第四系 更新统马兰组Q3m0 100 浅黄色粉砂质黄土 具垂直节理 含 钙质结核 不整合于一切老地层之上 新 生 界 第三系上新统N20 50 浅红色含砂粘土 含钙质结核 底部 为浅灰黄色砾岩夹砂岩透镜体 不整 合于一切老地层之上 侏罗 白垩系 上侏 罗 下 白垩统 志丹群 J3 K 1zh 392 上部为棕红色含砾中 粗粒砂岩 夹 砂质泥岩 局部夹疏松砾岩 下部为 浅红色砾岩 发育大型交错层理 与 下伏地层呈不整合接触 和尚沟 组 T1h 165 棕红色 砖红色中细粒砂岩及粉砂岩 夹棕红色砂质泥岩 与下伏地层呈整 合接触 中 生 界 三叠系下统 刘家沟 组 T1l257 385 浅灰 浅灰绿色细粒砂岩 夹棕 红色砂质泥岩 含砾中粗粒砂岩 交 错层理 与下伏地层呈整合接触 石千 峰组 P2sh 170 上部棕红色砂质泥岩 灰绿色砂岩 下部灰绿色砂岩夹浅红色泥岩 底部 为灰白色含砾粗粒砂岩 与下伏地层 呈整合接触 上统 上石盒 子组 P2s 290 紫红色砂质泥岩为主 夹灰绿色 灰白色中粗粒砂岩 含铁质结核 与 下伏地层呈整合接触 下石盒 子组 P1x120 黄绿色 黄褐色 紫红色砂质泥 岩 夹灰白色 灰绿色砂岩 局部底 部夹薄煤线 与下伏地层呈整合接触 二叠系 下统 山西组P1s38 95 灰白色砂岩 灰黑色砂质泥岩 泥 岩及煤层组成 本组含煤五层 局部 可采 含丰富植物化石 与下伏地层 呈整合接触 太原组C2t12 95 灰白色砂岩 灰色 灰黑色砂质泥 岩 泥岩 煤层组成 南部夹 1 2 层 泥质灰岩 全组含煤五层 其中 6 号 煤全区可采 较稳定 富含植物和动 物化石 与下伏地层呈整合接触 石炭系上统 本溪组C2b7 35 灰白 灰 灰黑色砂岩 泥岩 灰岩及含铝泥岩组成 底部富含黄铁 矿结核 与下伏地层平行不整合接触 古 生 界 奥陶系中下统O1 2120 230 上部为浅灰色泥质灰岩 厚层状石灰 岩夹薄层状灰岩 下部为白云质灰岩 及厚层状白云岩 与下伏地层平行不 整合接触 12 构造为一走向近南北 倾向西 倾角 10 以下 具有波状起伏的单斜构造 煤田内主要褶皱有窑沟背斜 窑沟向斜 西黄家梁背斜 老赵山梁背 斜 双枣沟向斜等 煤田内断层稀少 主要的有龙王沟正断层 焦稍沟正 断层 田家石畔正断层 1 褶皱 窑沟背斜 位于百草塔 窑沟乡至唐公塔 延伸约 10km 轴向 北东 23 轴部出露 6 号煤层 两翼产状平缓 窑沟向斜 位于窑沟背斜以东 轴向与背斜延伸方向一致 在 向斜轴部发育次一级波状起伏 西黄家梁背斜 位于点岱沟东南西黄家梁至程家沟门一带 轴 向北 25 东至北 50 东 延伸约 12km 为一不对称背斜 西北翼倾角达 30 东南翼倾角 10 左右 轴部出露 6 号煤层 老赵山梁背斜 位于煤田南部老赵山梁一带 轴向近东西 延 伸长约 8km 轴部出露奥陶系灰岩 两翼为煤系地层 双枣沟向斜 位于老赵山梁背斜以南 轴向近东西向 延伸长 度约 8 km 轴部出露下石盒子组 2 断层 龙王沟正断层 位于龙王沟中 走向近东西向 延伸约 3 km 向 西由于被掩盖 延伸方向不清 倾向南 倾角 85 断距 20 40m 焦稍沟正断层 位于焦稍沟沟口 断层走向北 35 东 倾向南东 倾角 70 断距 30m 左右 延伸长度 3km 田家石畔正断层 位于煤田南部 断层走向北 50 西 倾向南西 13 倾角 70 88 断距大于 100m 局部可达 200m 以上 3 岩浆岩 煤田北部小鱼沟以北见有玄武岩出露 其层位覆于白垩系之上 在钻 孔中亦见有夹于白垩系之中 故本区玄武岩喷出可能为两个时期 榆树湾普查区主要有老赵山梁背斜 双枣沟向斜 松树墕背斜 田家 石畔正断层等构造 3 矿区地层 碓臼沟煤矿位于双枣沟向斜的南端 矿区及附近一带出露地层基本和 区域地层一致 由老至新有奥陶系 石炭系 二叠系 第三系和第四系 主要含煤地层为石炭系上统太原组 C2t 及二叠系下统山西组 P1s 1 奥陶系中下统 O1 2 上部为浅灰色泥质灰岩 厚层状石灰岩夹薄层状灰岩 下部为白云质 灰岩及厚层状白云岩 与下伏地层平行不整合接触 2 石炭系上统本溪组 C2b 岩性中上部为灰 灰黑色泥岩 砂质泥岩及灰白色中细粒石英砂岩 中夹 1 3 层灰岩 下部为浅灰色 紫红色铝质泥岩 含丰富的黄铁矿结核 厚度 13 45 28 55m 平均 19 24m 与下伏地层呈平行不整合接触 3 石炭系上统太原组 C2t 为本区主要含煤地层 出露于矿区各大沟谷中 其岩性组合为一套灰 白色 灰黄色砂岩 深灰 灰黑色砂质泥岩 泥岩及煤层 中下部发育有 1 2 层含动物化石灰岩 本组含 6 8 9 10 号煤层 其中 6 号煤层为本 区主要可采煤层 全区可采 厚度大 结构复杂 9 号煤层为局部可采的不 14 稳定煤层 8 10 号煤层零星发育 不可采 本组厚度 37 13 84 14m 平 均 55 08m 与下伏地层呈整合接触 4 二叠系下统山西组 P1s 山西组为本区含煤地层 出露于矿区各大沟谷中 主要由灰白色中 粗粒砂岩 浅灰色 灰黑色粉砂岩 砂质泥岩 泥岩及煤层组成 其底部 为具大型板状交错层理的含砾粗粒砂岩 本组含 4 5 号煤层 均为局部可 采的不稳定煤层 该组厚度 65 54 138 49m 平均 93 34m 与下伏地层呈 整合接触 5 第三系上新统 N2 出露于矿区沟谷斜坡 上部为浅红色泥岩 砂质泥岩 下部为红色泥 岩 富含钙质结核 底部为含砾砂岩或砾岩 与下伏地层呈不整合接触 6 第四系全新统 Q4 分布于区内沟谷及其斜坡上 主要为冲洪积砂砾 Q4al pl 残坡积层 Q4 及风积砂层 Q4eol 与下伏地层呈不整合接触 Q N2厚度 1 08 137 08m 平均 61 77m 4 井田构造 碓臼沟煤矿总体为向北西倾斜的单斜构造 煤岩层倾角 6 12 煤矿 井田 及附近无大的构造发育 对井田开采不会产生影响 二 煤层 1 含煤性 榆树湾普查含煤岩系为石炭 二叠系 二叠系下统山西组 P1s 与石 炭系上统太原组 C2t 共含煤 2 13 层 一般含煤 3 5 层 可计算资源储 15 量的煤层有 4 层 自上而下分别为 4 5 6 9 号煤层 其中 6 号煤层为全 区可采煤层 其余均为局部可采煤层 煤层总厚 2 25 38 77m 平均 2 48m 含煤系数 14 94 可采煤层平均总厚 2 25 29 36m 平均 15 91m 可采含煤系数 10 58 含煤性较好 2 可采煤层 井田可采煤层有 4 5 6 及 9 号等四个煤层 现将四个可采煤层特征 叙述如下 1 4 号煤层 位于山西组中部 分布于 Y15 北西部 煤层厚度 1 08 4 88m 平均 3 55m 采用厚度 0 83 3 68m 平均厚度 2 66m 煤层 结构较中等 复杂 含夹矸 2 9 层 夹矸最大厚度 0 60m 其顶板岩性以 砂质泥岩 泥岩为主 底板为泥岩及细粒砂岩 夹矸岩性一般为泥岩 区 内局部可采 为不稳定煤层 2 5 号煤层 位于山西组中下部 主要分布于矿区中西部 煤层厚 度 1 93 3 70m 平均 2 74m 煤层结构中等 含 1 3 层夹矸 夹矸最大 厚度 0 60m 夹矸岩性为泥岩 3 个见煤点全部可采 采用厚度 1 73 2 70m 平均 2 26m 煤层顶板岩性为泥岩 砂质泥岩及细砂岩 底 板砂质泥岩 夹矸为泥岩 与 4 号煤层间距 19 44 23 83m 平均 21 69m 区内局部可采 为不稳定煤层 3 6 号煤层 位于太原组顶部 矿区大部分部 煤层厚度 10 06 14 30m 平均 12 54m 含夹矸 0 8 层 夹矸最大厚度 0 70m 岩 性为泥岩 结构简单 复杂 采用厚度 10 06 12 51m 平均 11 65m 上 距 5 号煤层 21 51 36 35m 平均 29 53m 顶底板岩性以砂质泥岩及泥岩 16 为主 全区可采 为较稳定煤层 4 9 号煤层 位于太原组中部 矿区大部分部 煤层厚度 0 80 2 10m 平均 1 21m 含夹矸 0 1 层 夹矸最大厚度 0 15m 岩性为 泥岩 结构简单 采用厚度 0 30 1 02m 平均 0 68m 上距 6 号煤层 12 19 16 79m 平均 14 48m 顶板为钙质泥岩及泥质灰岩 富含腕足类动 物化石 底板以泥岩 砂质泥岩为主 矿区内不可采 为不稳定煤层 综上所述 6 号煤层为本矿区的主要可采煤层 煤层厚度较大 在平面 上虽有变化 但也有规律可循 煤层中含多层夹矸 属较稳定煤层 4 5 号煤层为薄 中厚煤层 煤层厚度相对较小 矿区局部可采 结构中等 复杂 均属不稳定煤层 9 号煤层虽全矿区发育 但煤层本身厚度较小 一 般含 1 层薄夹矸 只有一个见煤点达到了可采厚度 在核实区内属于不可 采煤层 各煤层厚度 夹矸 层间距特征见矿区可采煤层特征表 1 2 2 表表 1 2 2 矿区可采煤层特征表矿区可采煤层特征表 煤层厚度 m 煤层间距 m 煤层编号 最小 最大 平均 点数 夹矸层数 最小 最大 平均 点数 4 1 08 4 88 3 55 3 2 9 19 44 23 83 21 69 3 5 1 93 3 70 2 94 3 1 3 21 51 36 35 29 53 3 6 10 06 14 30 12 54 4 0 8 9 0 80 2 10 1 21 4 0 1 12 19 16 79 14 48 4 三 煤层对比 准格尔煤田历年来做了大量的煤田地质勘查工作 勘查程度较高 且 17 多数矿区达到了精查程度 进而积累了许多煤层对比的方法与依据 运用标志层法 煤层本身特征 层间距 古生物对比 煤质对比 地 球物理特征对比等方法对勘查区内煤层进行了综合性对比 除 4 5 号煤层 对比较可靠外 其余煤层对比可靠 特别是可采煤层 如 6 号 厚度大 结构复杂 其自身特征明显 对比是清楚可靠的 二 井田水文地质条件二 井田水文地质条件 一 区域水文地质 1 概述 准格尔煤田位于鄂尔多斯高原东北缘 地形西高东低 沟谷纵横 属 侵蚀性黄土高原地貌 典型的半干旱大陆性高原气候特征 干旱的强烈蒸发 限制了地表迳 流的活动 区内沟谷颇为发育 无常年地表迳流 仅在雨季暴雨过后有山 洪爆发 但历时很短 不久消失后又呈干涸状态 地表迳流从西向东注入 黄河 这一区段的黄河水位标高均在 880m 以下 矿区内最低标高 910m 比黄河水位高 30m 以上 因此 黄河水既不能由地表补给 由地下补给本 区也是十分困难的 区内地层有 第四系 Q4 砂砾岩 第三系 N2 含砂粘土 二叠系 P 砂岩 泥岩及煤层 石炭系 C 砂岩 泥岩及煤层 奥陶系 O 石灰岩等 勘查资料证明均含不同程度的孔隙 裂隙水 但受岩性 构造 等条件的影响 含水微弱而不均匀 水文地质条件属简单类型 2 含 隔水层简述 1 松散岩类孔隙潜水含水岩组 包括第四系全新统 Q4 冲洪积砂 18 砾石层 风积砂 残坡积物 更新统马兰组 Q3m 黄土 第三系上新统 N2 含砂粘土 砂质泥岩 砾岩等 其中冲洪积砂 砾石层主要分布于 个大沟谷底部 赋存地下水 但因沟谷切割强烈 分布零星 连续性差 地下水量有限 黄土虽然在全区大面积分布 但不具备储水条件 其余地 层的富水性较弱 泉水流量 0 001 0 034l s 个别达 1 00l s 2 碎屑岩类孔隙 裂隙承压水含水岩组 包括二叠系上统上石盒子 组 P1s 石炭系上统太原组 C2t 中统本溪组 C2b 上部岩性为各种 粒级的砂岩 砂质泥岩 泥岩 含有 4 5 6 9 号等煤层 下部夹泥质灰 岩及灰岩薄层 含 隔水层互层 据南详资料 钻孔单位涌水量 q 一般小 于 0 10L s m 属弱富水含水层 据钻孔简易水文地质观测成果 多数钻孔 漏水严重 冲洗液消耗量较大 说明基岩风化壳的风化裂隙发育 透水性 较强 据井 泉调查资料 涌水量一般 0 001 0 5L s 最大 29 7L s 局部 富水 因此 碎屑岩类含水层的富水性一般较弱 局部较强 3 石灰岩岩溶裂隙承压水含水岩组 包括奥陶系中统马家沟组 O2m 下统亮甲山组 O1l 岩性为石灰岩 白云岩及白云质灰岩 含 水层的富水性主要取决于岩溶发育程度 区内岩溶发育不太均匀 部分钻 孔揭露有岩溶裂隙及溶洞 据二道沟 2 号机井资料涌水量达 50L s 地下水 位标高 870 43m 地表泉水流量一般 0 01 0 053L s 最大 8 00L s 3 区域地下水的补给 迳流 排泄条件 区内松散层广泛分布 所以松散层潜水主要接受大气降水的垂直滲入 补给 由于碎屑岩类在各大沟谷及两侧分布较广 承压水一方面接受上部 潜水的下渗补给 另一方面在出露处直接受大气降水的渗入补给 深部石 19 灰岩承压水接受黄河水的侧渗补给及外围远距离的迳流补给 松散层潜水的排泄方式有蒸发排泄 井泉排泄 碎屑岩类承压水的排 泄方式有迳流排泄 泉水排泄 小煤矿井下疏干排泄等 石灰岩承压水以 地下迳流排泄为主 二 矿区水文地质特征 矿区水文地质特征和区域基本相同 但面积小又没有形成单独的水文 地质单元 只把与矿区所关联到的水文地质条件加以叙述 1 地表水体 从地表地形条件看 矿区北西高南东低 高差约 240m 属丘陵地形 有利于地表集中降水的排泄 地表水渗入到地下者乃 是其中一小部分 除矿区东部黄河外 地表无常年迳流 实为未来开采的 有利条件 2 含水岩组水文地质特征 1 松散层类孔隙潜水含水岩组 Q N2 岩性主要有第四系更新统 Q3m 黄土层 全新统 Q4 风积砂 残坡积层 冲洪积砂砾石层 第 三系上新统 N2 棕红色含砂粘土 砂质泥岩 砂砾岩等 松散层总厚 11 08 137 08m 平均 61 77m 黄土在全区分布 含丰富钙质结核 垂直 节理发育 冲沟遍布 据南详资料 泉流量 Q 0 01 0 7l s 含水微弱 冲 洪积砂砾石层分布在沟谷中 富水性较强 但分布范围有限 其余地层在 区内零星分布 富水性一般较弱 2 碎屑岩类孔隙 裂隙承压水含水岩组 二叠系下统山西组 P1s 岩性主要为灰白色中粗粒砂岩 深灰 色砂质泥岩及 4 5 号煤层 据 Y15 孔厚度 77 19m 地表主要出露在三道 20 沟 石嘴沟一带 据南详资料中 钻孔单位涌水量 q 0 000212 0 468L s m 渗透系数 k 0 00133 0 404m d 水井涌水量 Q 0 0148 0 139L s 泉水流量 Q 0 027 0 054L s 钻孔冲洗液消耗量 0 14 21 00m3 h 一般在 6 00m3 h 以上 多数钻孔漏水严重 说明透水裂 隙发育 据小窑调查成果 矿井涌水量 Q 120m3 d 该含水层富水性一般 较弱 但 6 号煤顶板砂岩透水性强 在有利储水构造地段 赋存丰富的地 下水 为直接充水含水层 石炭系上统太原组 C2t 岩性为灰白色 灰黄色各种粒级的砂 岩 灰黑色砂质泥岩 泥岩及 6 9 号煤层 夹 1 2 层泥质灰岩 据 Y15 孔厚度 44 23m 地表主要出露在三道沟 石嘴沟沟谷及两侧 据调查 水 井涌水量 Q 0 00926L s 泉水流量 Q 0 0417L s 0 240L s 据简易水文地 质观测成果 钻孔冲洗液消耗量 0 15 15 00m3 h 不等 一般大于 6m3 h 钻孔大部分漏水 说明透水裂隙较为发育 据小窑调查成果 矿井涌水量 Q 0 140m3 h 多数小窑无水 另据南详资料 钻孔单位涌水量 q 0 0198 0 0778L s m 滲透系数 K 0 33 0 667m d PH 7 6 由此可知 该含水层的富水性一般较弱 为直接充水含水层 石炭系中统本溪组 C2b 岩性为灰白色 灰黑色砂质泥岩 泥 岩 石英砂岩及灰色 紫色铝质泥岩 中夹 1 3 层泥质灰岩 富含黄铁矿 结核 据 Y8 孔厚度 16 97m 地表主要出露在三道沟 石嘴沟沟谷及两侧 据南详资料 泉流量 Q 0 01 0 05L s 据钻孔简易水文地质观测成果 冲 洗液消耗量一般 0 20 0 30m3 h 个别达 7 5m3 h 说明裂隙一般不太发育 岩石致密坚硬 透水性差 含水层富水性微弱 21 3 石灰岩岩溶裂隙承压水含水岩组 O1 2 岩性主要为奥陶系中统马家沟组灰白色巨厚层状石灰岩夹薄层状灰岩 下统亮甲山组浅灰 灰白色白云岩 白云质灰岩及石英砂岩等 钻孔中最 大揭露厚度 200 05m 241 号孔 地表主要出露在核实区东部黄河岸边 据二道沟 2 号机井资料 涌水量 Q 50l s 地下水位标高 870 43m 水位埋 深 90 57m 水位降深 S 4 43m 单位涌水量 q 11 287L s m 据 241 号钻孔 资料 地下水位标高 868 27m 水位埋深 290 18m 说明石灰岩岩溶裂隙及 溶洞发育 地下水量丰富 含水层富水性强 3 地下水 地表水的动态与补给 排泄条件 本区地下水受气候动态变化较小 地表水则较大 与大气降水之间关 系较为密切 本区松散层全区发育 分布广 厚度大 所以潜水主要接受大气降水 的垂直渗入补给 碎屑岩类承压水主要接受地下迳流补给 上部潜水的下 渗补给 在基岩出露处 直接接受大气降水的补给 石灰岩承压水与黄河 形成互补关系 从总体来看 以地下水补给黄河水为主 其次 石灰岩承 压水 还接受地下水的迳流补给 区内潜水的排泄方式有蒸发排泄 越流排泄 泉水排泄等 碎屑岩类 承压水在沟谷以泉水向外排泄 其次也有煤矿井下疏干排泄及迳流排泄等 石灰岩承压水水位埋深较大 一般在百米以下 以侧向迳流排泄为主 4 矿井涌水量 根据矿井现生产情况 预计矿井达到设计生产 600Kt 的生产能力时 矿井正常涌水量为 120m3 h 最大涌水量为 200m3 h 22 5 供水水源 本区煤系地层含水贫乏 难以形成取水基地 未来供水基地 1 奥陶系石灰岩承压水 水量丰富 水质良好 可以作为大型供水 水源地 是供水水源勘探的主要方向 2 在黄河沿岸的第四系潜水部位找供水基地 三 水文地质类型及复杂程度评价 本区直接充水含水层山西组 P1s 与太原组 C2t 以孔隙 裂隙含水 层为主 奥陶系 O1 2 石灰岩岩溶含水层虽然涌水量大 但地下水位埋深 大 位于煤层以下 直接充水含水层的富水性弱 补给条件差 可采煤层 4 5 6 9 号煤层均位于地下水位以上 且以大气降水为主要充水水源 直接充水含水层等单位涌水量 q 一般小于 0 1l s m 据此 初步将本区水文 地质类型划分为第一 二类第一型 即以孔隙 裂隙含水层为主的水文地 质条件简单的矿床 三 其它开采技术条件三 其它开采技术条件 一 煤层顶底板情况 区内主要煤层顶板岩性以泥岩 中粗粒砂岩为主 砂质泥岩次之 底 板岩性以泥岩 砂质泥岩为主 局部发育裂隙 据小煤窑调查资料 顶底 板的稳定性亦较好 坍塌 掉块现象少 二 瓦斯 根据储量核实报告 在碓臼沟煤矿周边的两个钻孔 Y10 Yi16 采取 了 6 号煤层瓦斯样 测定了瓦斯成分及其含量 自然瓦斯成分中 可燃气 为 0 二氧化碳为 0 65 10 47 氮为 89 53 99 35 瓦斯成分带均在 二氧化碳 氮气带中 属瓦斯风化带 所以 6 号煤层为低沼气煤层 据调 23 查 区内生产小煤矿井下使用电石灯照明 从未发生过瓦斯爆炸事故 故 本区无破坏性瓦斯爆炸危害 三 煤尘 根据储量核实报告资料 煤尘具有爆炸性 四 煤的自燃倾向性 根据储量核实报告资料 本区煤的自燃倾向属于很易自燃 五 地温 根据储量核实报告 本区地温梯度均小于 3 100m 故本区无地温异 常 矿井开采无地热危害 六 工程地质 本区松散层分布广泛 主要是黄土大面积出露 由于其垂直节理发育 湿陷性 遇水极易塌陷 水土流失严重 致使区内沟谷发育 因此 松散 层的工程地质条件较差 稳定性差 极易发生滑坡 崩塌等不良工程地质 现象 区内主要煤层顶板岩性以泥岩 中粗粒砂岩为主 砂质泥岩次之 底 板岩性以泥岩 砂质泥岩为主 局部发育裂隙 据小煤窑调查资料 矿井 涌水量较小 顶底板的稳定性亦较好 坍塌 掉块现象少 所以煤层顶底 板岩层的工程地质条件较好 属于较稳定型 综上所述 本区属工程地质条件简单的矿床 四 煤类 煤质与煤的用途四 煤类 煤质与煤的用途 一 煤的物理性质 区内煤呈黑色 条痕褐黑色 弱沥青 沥青光泽 风化煤呈深灰色 24 黑色 粉末状 易污手 条带状结构 层状构造 棱角状 参差状断口 燃点 300 左右 燃烧试验为剧燃 残灰呈粉状 块状 灰白 灰色 二 煤岩特征 1 宏观煤岩类型 区内各煤层主要为暗煤 镜煤和亮煤局部呈薄层或透镜体夹于其中 丝炭分布于层面 宏观煤岩类型为暗淡型煤 2 显微煤岩组分 区内各主要可采煤层有机显微煤岩组分以镜质组和丝质组为主 两者 之和均在 80 以上 半镜质组平均在 3 77 稳定组平均在 11 97 煤 的矿物杂质中粘土组含量略高 平均为 18 43 硫化物组除 9 号煤层外均 在 0 5 以下 其它矿物杂质含量均不高 一般小于 0 5 三 煤的化学性质 1 工业分析 碓臼沟煤矿及周边各主要煤层煤质一般特征见煤层特征表 1 2 3 表表 1 2 3 煤质特征表煤质特征表 工业分析 胶质层测定 mm 煤层 洗选 情况 MadAdVdafSt d XY 焦渣类 型 ST 煤类 原 2 99 4 53 3 7 3 22 93 35 41 30 98 3 39 51 43 38 41 57 3 0 42 0 69 0 56 3 2 4 3 3 1500 1 4 洗 3 39 1 8 34 1 38 49 1 0 73 1 5 1 CY42 原 3 05 4 94 3 72 3 27 18 29 38 28 31 3 39 67 42 23 40 94 3 0 41 0 77 0 55 3 3 4 3 3 3 1500 1500 3 5 洗 3 41 6 69 5 21 3 7 85 8 69 8 22 3 38 09 41 42 39 88 3 0 52 0 83 0 64 3 6 1 4 5 4 7 3 CY42 原 2 92 4 55 3 63 5 16 40 31 56 25 50 5 35 26 39 96 39 52 5 0 68 1 79 1 23 5 3 5 1500 3 6 洗 3 17 5 93 4 78 5 4 85 10 69 7 13 5 35 18 39 32 39 11 5 0 64 1 35 1 03 4 5 1 3 5 4 5 CY42 25 原 1 23 3 10 2 17 2 30 79 36 69 33 74 2 38 01 41 43 39 68 2 1 67 2 38 2 03 2 2 3 2 5 2 1500 1 9 洗 CY42 从表 1 2 3 可知 4 号煤层为富灰 特低硫 5 号煤层为富灰 特低硫 6 号煤层为富灰 低硫 9 号煤层富灰 中硫 有害组份经过洗选后 灰分 可以大幅度地降低 硫分也有明显降低 其中硫化铁可大部分被选掉 但 有机硫很难选掉 据 内蒙古自治区准格尔煤田榆树湾普查勘探报告 煤灰熔融性 T2均大于 1500 属难熔灰分 2 煤类 根据核实区及周边钻孔煤芯煤样的洗煤挥发份 胶质层厚度 Y 值 等确定各可采煤层的煤类分析见各可采煤层煤种煤类分析一览表 1 2 4 表表 1 2 4 各可采煤层煤种煤类分析一览表各可采煤层煤种煤类分析一览表 煤层编号洗 煤 Vdaf 胶 质 层 Y 粘结 指数 透光 率 煤 分 类 GB5751 86 438 4985CY42 538 09 41 4261683CY42 635 18 39 3251787CY42 从表中可知 煤的变质程度为烟煤 阶段 可作为动力用煤和民用燃 料 电厂用煤 但灰分高 排渣量大 四 煤质及用途 1 煤质 本矿区各可采煤层煤质特征为富灰 特低硫 中硫 中等发热量 2 煤类及煤的工业用途 根据中国煤炭分类国家标准 GB5751 86 矿区各可采煤层煤类为均 长焰煤 CY42 26 各可采煤层可作动力用煤和民用燃料 电厂用煤 但灰分高 排渣量 大 据矿方介绍 6 号煤层中下部有厚约 1 1 3m 的煤可能为气煤 五 井田勘探程度及资源五 井田勘探程度及资源 储量储量 一 勘探程度 本次初步设计 采用了中国建筑材料工业地质勘查中心内蒙古总队于 2004 年 7 月编制的 内蒙古自治区准格尔煤田榆树湾普查区碓臼沟煤矿煤 炭资源储量核实报告 该报告经过内蒙古自治区国土资源厅评审备案 报 告基本查明了井田构造及复杂程度 查明了各煤层的厚度 结构 可采性 和稳定程度及各煤层的煤质特征 划分了煤类 评价了煤的工业利用方向 基本查明了各煤层的水文地质条件 提供了各煤层的瓦斯含量 确定了矿 井的瓦斯等级 评价各煤层的煤尘爆炸性以及煤层的自燃趋势 估算了各 号煤层的资源 储量 估算方法正确 估算参数可靠 资源 储量分类正确 二 资源 储量 资源储量核实报告对 4 5 6 号煤层进行了资源储量估算 对动用已 消耗煤炭资源储量 根据碓臼沟煤矿提供 地方矿业管理部门核准的采掘 工程及其采空区范围 进行了煤炭资源消耗量估算 经过内蒙古自治区国 土资源厅评审后 截止 2004 年 7 月 31 日核实资源储量总计 41 13Mt 三 存在的主要问题 1 中国建筑材料工业地质勘查中心内蒙古总队编制的 内蒙古自治区 准格尔煤田榆树湾普查区碓臼沟煤矿煤炭资源储量核实报告 中 6 号煤层 平均厚度为 11 65m 而根据内蒙古自治区国土资源厅评审意见 井田内 6 号煤层平均厚度为 8 0m 故本次设计按评审意见 8 0m 进行 建议矿方在 生产过程中根据实际见煤情况进行调整 27 2 储量核实报告 中未提供 6 号等可采煤层的自燃发火期 3 储量核实报告 未作可采煤层顶底板岩石力学试验 4 虽然本矿为低瓦斯矿井 周围井未发生过瓦斯事故 但因煤尘具有 爆炸性 建议矿方加强瓦斯 煤尘浓度监测工作 防患于未然 确保煤矿 安全生产 5 开采过程中要防止采空区积水涌入巷道 6 储量核实报告 未提供矿井达到 600Kt a 生产能力时瓦斯涌出量及 涌水量 建议矿方在建设及生产过程中密切注意矿井瓦斯及涌水量的变化 以防止事故发生 28 第二章第二章 井田开拓与开采井田开拓与开采 第一节第一节 井田境界及储量井田境界及储量 一 井田境界一 井田境界 碓臼沟煤矿井田地理坐标为 东经 111 18 53 5 111 21 10 2 北纬 39 26 19 8 39 27 18 根据采矿许可证批准的矿井井田范围及矿井扩界后范围坐标表 矿区 范围由 9 个拐点圈定 其拐点坐标见表 2 1 1 表 2 1 1 矿区范围拐点坐标矿区范围拐点坐标 XY 14369070 0037527100 00 24368870 0037527800 00 34368965 0037527940 00 44368970 0037528130 00 54368730 0037528625 00 64368830 0037528705 00 74368820 0037530370 00 84367280 0037530225 00 94367290 0037527100 00 矿区面积 5 0752km2 二 储量二 储量 一 矿井资源量 29 1 矿井资源量估算范围及工业指标 矿井资源量计算以内蒙古自治区国土资源厅批准的评审意见为依据 根据业主委托要求和资源储量核实报告提供的资料 参与资源量估算 的煤层为井田内的 4 5 6 号可采煤层 本区煤质牌号为长焰煤 CY42 按照现行规范计算储量的工业指标 最低可采厚度 0 8m 最高灰分 40 最高硫分 3 最低发热量 17 00MJ kg 储量计算工业指标按现行 煤 泥炭地质勘查规范 附录 E 表 E2 煤炭 资源量估算指标的规定 详见表 2 1 2 表表 2 1 2 煤炭资源储量计算指标煤炭资源储量计算指标 CY BN RN PM 25 0 8 25 45 0 7 煤层厚度 m 井 采 倾 角 45 0 6 最高灰分 Ad 40 最高硫分 St d 3 最低发热量 Qmet d MJ kg 17 0 2 估算方法 井田范围内煤层总体为向北西倾斜的单斜构造 煤岩层倾角 6 12 采用水平投影地质块段法估算各煤层煤炭资源储量较为简便 估算公式为 Q S h d 式中 Q 煤层 块段 煤炭资源储量 万吨 取整数 煤 类 指 标 项目 30 S 块段水平投影面积 m2 取整数值 h 煤层伪厚算术平均厚度 m 取小数后两位小数 d 煤的容重 t m3 取小数后两位小数 3 有关参数的确定 1 面积 本次采用水平投影面积估算资源储量 并用计算机成图 故其水平投影面积在计算机上按中地 MAPGIS 软件直接测定 并进行了多 次测定检查 结果准确可靠 2 块段内煤层厚度 按 DZ T 0215 2002 煤 泥炭地质勘查规范 中 8 4 条 有夹矸的煤层采用厚度的确定方法 的有关规定 核实报告仍采用 原报告参数 区内煤层倾角均 15 故煤炭资源储量利用厚度按伪厚度计 算 块段煤层厚度为块段内利用工程点和插点的平均厚度 3 视密度 本次核实资源储量利用原报告所确定的容重值 各可采 煤层容重值见表 2 1 3 表表 2 1 3 资源储量估算煤层容重值一览表资源储量估算煤层容重值一览表 4 矿井资源 储量估算结果 根据资源储量核实报告 矿井煤炭保有资源储量为 41 13Mt 其中 333 类储量为 31 38Mt 均为 6 号煤层资源储量 矿井资源储量见表 2 1 4 煤 层 编 号456 容重值 t m3 1 491 491 52 31 表表 2 1 4 各煤层资源储量汇总表各煤层资源储量汇总表 煤层 编号 赋存标高 m 级别 查明资源储 量 万吨 开采消耗保有 资源储量类型 编码 D1090109 334 964 4 1003 50 D20020 334 4 小计1290129 334 D1540154 334 D3350335 334 939 99 975 57 D3570357 334 5 小计8460846 334 C8390839 333 81060750 333 C 27523045 333 C8480848 333 49311482 333 C 1740174 333 893 63 1008 90 C65650 333 6 小计35093713138 333 C35093713138 333 合 计 D975975 334 总 计44843714113