采矿工程毕业设计（论文）-陕西省榆神矿区凉水井8.0Mta新井设计【全套图纸】.doc

目 录全套图纸，加153893706前 言1第1章 井田概况及地质特征1.1井田概况 51.2矿井境界及储量 91.3矿井地层及地质构造111.4 煤层赋存特征及开采技术条件141.5 井田资源量及勘探工作评述18第2章矿井工作制度、生产能力及服务年限2.1矿井工作制度202.2矿井生产能力及服务年限20第3章 井田开拓3.1开拓方式的选择213.2开采水平的划分及布置313.3井底车场343.4井筒形式、数目及位置的确定34第4 章 采矿方法4.1盘区概况及地质特征394.2盘区内的划分 394.3 盘区巷道布置404.4盘区生产安排404.5 巷道掘进434.6采煤方法47第5章 通 风 与 安 全5.1概 况545.2矿井通风545.3 灾害预防及安全装备58第6章 矿井主要设备6.1提升设备656.2辅助运输设备686.3通风设备716.4 排水设备746.5 压缩空气设备766.6 氮气防灭火设备766.7 供电设备选型77第7章 环境保护7.1设计依据及设计采用的标准807.2主要污染源和主要污染物807.3 污染防治工程措施817.3 污染防治工程措施847.5 环境管理与环保投资86第8章 建井工期及产量递增计划8.1建井工期878.2产量递增计划87第9章矿井经济评价9.1劳动定员及劳动生产率899.2建设资金计算899.3 建设资金筹措及使用计划909.4 生产成本估算939.5 产品销售价格939.6 财务计算及经济分析939.7 技术经济评价结论979.8 矿井主要技术经济指标97前 言时光如梭，岁月似箭。2003年怀着无限的憧憬和美好的愿望来到了西安科技大学采矿工程专业，在自己不断的努力和各位老师的指导和帮助下顺利完成了学校规定的所有课程。根据教学安排，按照采矿专业毕业设计大纲和毕业设计指导书的要求，在指导教师李龙清教授指导下完成了凉水井煤矿开采设计。凉水井井田位于榆神矿区南部，一期规划区中部，是榆神矿区一期建设的重点煤矿，行政区划隶属榆林市榆阳区金鸡滩乡和大河塔乡及神木县大保当乡管辖，井田北与曹家滩井田相邻，西与杭来湾井田相邻，东与西湾矿田为邻，南与柳巷井田和神树畔井田相邻。井田东西长约12.0km，南北宽约13.5km，面积88.9km2。随着国家能源战略西移和西部大开发战略的实施，榆树湾矿区的开发建设条件日益成熟。一、 设计依据1西安科技大学采矿工程专业2007年毕业设计大纲、毕业设计知指导书；2陕西省煤田地质局185队提交的陕北侏罗纪煤田榆神矿区凉水井井田勘探地质报告；3陕西省煤田地质局185队提交的凉水井煤矿主副井场地工程地质勘察报告；4凉水井煤矿提供的实测资料；5煤矿安全规程、设计规范及有关技术规定；二、设计指导思想凉水井井田储量丰富，开采条件好，十分有利于超大型高产高效矿井建设。在总结神华神东矿区设计和建设的成功经验基础上，凉水井矿井的设计指导思想是：坚持以经济效益为中心，走建设高产高效矿井之路，简化地面布置，优化井下开拓部署，力争用较短的工期、较少的投资，把凉水井煤矿建成一个技术先进、经济效益显著的高产高效的一流现代化大型矿井。 三、设计主要特点1. 凉水井井田地表地形比较平坦,地质构造、水文地质条件简单。煤层总厚度12.2220.70m，一般1619m。全井田共有4层可采煤层，其中2-2煤层为主要可采煤层，煤层赋存稳定,倾角小于1，瓦斯含量低，具有良好的开采技术条件。2. 全井田内的4个可采煤层共有资源/储量1804.58Mt，计算可采储量1245.70Mt。主要可采煤层2-2煤为厚煤层，位于可采煤层最上部，煤层平均厚度11.62m，资源/储量1346.61Mt，占全井田资源/储量的74.6，煤层赋存稳定、平缓，资源可靠。3. 矿井设计生产能力8.00Mt/a，后期考虑与曹家滩井田合并生产规模扩大到20.00Mt/a。4. 矿井年工作日330天,采用“三八”工作制，日提升时间16h。矿井工业场地位于井田西北部的神延铁路与榆神公路之间，可满足后期与曹家滩井田集中布置、联合开拓、实现“一矿两井一场地”的规划要求。5.根据井田煤层埋藏条件和地面运输条件，设计采用斜井开拓分煤层布置开采水平。6. 井田2-2煤层平均厚11.62m，设计利用“再生顶板”进行分层开采。由于煤层坚硬、不易片帮，故设计上下分层采高均为5m左右。采掘设备选用全套引进的长壁大采高综采设备和连续采煤机设备。7. 矿井主运输采用胶带输送机，实现从工作面至地面连续运输，主斜井装备一条带宽1600mm，带速4.5m/s，输送能力3200t/h，带强ST4500N/mm的高强度钢绳芯胶带输送机；2-2煤胶带输送机大巷装备一条带宽1600mm，带速4.0m/s，输送能力3200t/h，带强ST1600N/mm的阻燃型胶带输送机。大巷胶带与井筒胶带搭接运行，在搭接位置设一台MMD850型井下防爆破碎机。8. 矿井辅助运输采用无轨胶轮车井上下直达运输，共配备4台MPV MK S型多用途车、2台装载机、2台小型人车、3台LONGWALL型支架搬运车。9. 矿井为低瓦斯矿井，采用中央并列式通风系统，抽出式通风方式，矿井总风量108m3/s，设计选用两台GAF23.7-13.3-1型轴流式矿井通风机，一台工作，一台备用，投产时配355KW的Y500-8型电动机，矿井生产约十年后，更换成560kW的Y500-6型电动机。10. 预计矿井正常涌水量200m3/h，最大涌水量400m3/h，设计选用D280-438型多级离心式水泵三台；正常涌水量时，一台工作，一台备用，一台检修，最大涌水量时两台水泵同时工作。水泵选配450kW的YB56M1-4型隔爆电动机。11. 矿井地面不设空压机房，根据井下用风地点及风量，设计选用一台SM455型井下移动式矿用螺杆空压机。12. 矿井防灭火以氮气防灭火为主，以阻化剂、胶体为辅的综合防灭火措施。工业场地内设制氮站，选用4台DMG-1000型地面固定式PSA碳分子筛变压吸附制氮装置。13. 矿井电源根据建设单位与电力部门的合作协议，供电部门在风井场地建设110/35/10kV变电站。本次设计在主井场地建设一座35/10kV变电站，供给主井场区设施和筛选厂用电，电源引自风井场地110/35/10kV变电站；风井场区设施和井下供电均由110/35/10kV变电站供给。14. 本矿井生产生活总用水量为1776m3/d，其中地面生产、生活用水量为716m3/d，井下消防用水量为1060m3/d。矿井水源设计按生产用水和生活用水两部分分别建设。15. 矿井工业场地采用集中供热方式，锅炉房建在矿井工业场地内，根据热负荷计算选用三台SZL8-1.25-A型组装蒸汽锅炉，另配一台CLWSS700A型常压热水锅炉，采暖期三台蒸汽锅炉同时运行，非采暖期停用三台蒸汽锅炉，常压热水锅炉运行。16. 矿井初期设筛分破碎系统，产品规格按050mm、50100mm、+100mm三个品种设计，+50mm以上块煤具有就地销售和破碎为050mm品种的灵活性。设计预留后期建设洗煤厂的发展余地。初期矿井产品主要通过铁路装车外运。17. 矿井铁路专用线设计进行了直线装车站方案和环线装车站方案比选。采用直线装车站方案，存在调车作业时间长、装运能力小、难以满足后期发展要求，故设计推荐环线装车站方案。四、主要技术经济指标1. 矿井资源储量：1804.58Mt 2. 矿井可采储量：1245.70Mt 3. 矿井设计服务年限：111a 4. 井巷工程总量：39543m(岩巷5365m，煤巷34178m) 5. 万吨掘进率：49.4m 6. 井巷总掘进体积：758133m37. 地面 建筑 工业建（构）筑物：288538m3 栈桥长度：859m8. 工业场地总占地面积：30.41hm2（包括铁路环线内生产系统占地）；风井工业场地占地0.90hm2 9. 建井工期：36个月（包括6个月施工准备期） 10. 吨煤耗电量：8.78kw.h/t 11. 矿井在籍总人数：500人 12. 全员工效：矿井90t/工13. 项目建设概算总投资129249.75万元（静态投资）,项目总造价134258.75万元,工程项目总资金137588.75万元，吨煤投资171.99元/吨。第1章 井田概况及地质特征1.1 井 田 概 况1.1.1井田位置及交通凉水井井田位于榆神矿区南部，一期规划区中部，是榆神矿区一期建行政区划隶属榆林市榆阳区金鸡滩乡和大河塔乡及神木县大保当乡管辖，地理坐标位于东经10952391100047。北纬382842383556之间。井田北与曹家滩井田相邻，西与杭来湾井田相邻，东与西湾矿田为邻，南与柳巷井田和神树畔井田相邻。本井田位于西包铁路神延段及榆神二级公路东侧。西包铁路北与神朔线、大秦线、京包线，南与西康线、陇海线相连，可达我国东部各省（区）及沿海港口；沿榆神公路可进入省内“米”字型公路网络，并向省内外辐射，所以本区交通状况良好，煤炭外运方便。井田交通位置图见图1-1-1。1.1.2 地形地貌凉水井井田位于陕北黄土高原北端，毛乌素沙漠东南缘，区内大部分为典型的风成沙丘及风沙滩地地貌，以半固定及固定沙为主，植被较好，地势平坦开阔，仅在其东南部古庙梁清水河一带地形高差较大，表现为典型的黄土冲蚀地貌，植被稀疏。井田内最高处位于其西端古庙梁柳卜界一线，最高点标高+1391.80m，最低位于西清水河内，标高约+1177.90m，最大高差214m，一般标高+1250m。1.1.3 气象及水文情况1.气候本区地处我国西部内陆，为典型的中温带半干旱大陆性季风气候，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、九三个月，全年无霜期短，十月初上冻，次年四月解冻。最大冻土深度为146cm，元月初至五月初为季风期，多为西北风，多年平均风速1.76m/s，最大图1-1-1风速为15.7m/s，年平均气温8.8；极端最高气温38.6，极端最低气温29.7；年平均降雨量394.6mm；年平均蒸发量1973.8mm，是降雨量的5倍。2.水文情况井田水系分属榆溪河流域和秃尾河流域，榆溪河流域位于井田西南角，约占井田面积的1/5，其余大范围地段属秃尾河流域。井田内主要河流为东、西清水河，田家沟及尚家沟两大河流。东、西清水河与高家沟组成的流域中，以东清水河为主，属常年性河流，平均流量41.57L/s，西清水河平均流量4.70L/s；尚家沟、田家沟组成的流域为季节性河流，旱季常出现断流，田家沟平均流量4.46L/s，尚家沟平均流量8.20L/s。另外井田东南部原有一些水库（或湖泊），多数现已淤平干涸，蓄水量不大。1.1.4 矿区概况1. 矿区开发情况凉水井井田内无生产矿井，与该井田邻近的为距井田东北边界约25km的黑龙沟煤矿，面积约0.72km2，设计生产能力0.09Mt/a。该煤矿开采2-2煤层，煤厚7m左右，采高约4m，留顶煤2m，底煤1m，巷柱式开采，采后顶板无任何支护，回采率不足20。据调查，邻近煤矿冒顶事故很少，各小煤矿水文地质条件简单，矿井涌水量小，顶板仅有少量滴水。个别矿因位于河床侵蚀基准面以下，地表水与矿井水力联系密切，通过风化裂隙滲入井下，造成矿井涌水量略大。一般用小型水泵配1.5吋水管不断排水即可。2.矿区经济情况井田地处陕西省榆林市和神木县境内，受自然地理环境、交通等诸多因素的影响，长期以来，该区工业基础薄弱，经济相对落后。随着西部大开发战略的实施，和国家能源基地西移，陕北能源重化工基地的建设进入了快速发展的阶段。榆林市已形成了年产3000多万吨原煤 、30亿立方米天然气、180万吨原油、22万吨甲醇和60万千瓦火电装机容量的工业生产能力。一个大型国家级能源重化工基地已初具规模。随着陕北能源重化工基地的开发建设，本区基础设施环境全面改善。西包铁路神延段已建成通车，形成我国又一条南北大通道。已建设成的朔黄铁路，成为我国第二条“西煤东送”及出口煤大通道。以210、307国道为“米”字型交通骨架的干线公路将市、县、乡连成一体的公路网络基本形成，榆林至附近大城市的航空运输已经开通，程控电话、数字微波、宽带互联网、移动通信都已覆盖全市。总之，榆林基础设施的高速发展和国家西部大开发战略的实施，将为本区经济的迅速发展提供良好的投资环境，本区的经济已进入到一个快速发展的新阶段。3.主要建筑材料本区主要建筑材料多需从外地运入，砖、瓦、砂、石等大宗建材，可就地生产，有多处小规模的机砖厂，可提供矿井建设的机砖与水泥制品，但砂、石当地多数质量不高，建设中应严把质量关。4. 水源、电源情况（1） 水源条件矿井工业场地选择在榆神公路与神延铁路之间，矿井地下水较为丰富，特别是第四系萨拉乌苏组潜水蕴藏丰富，因此设计矿井生活用水采取就近取水的原则；矿井生产用水主要应用处理后的井下涌水。（2）电源条件西北电网330kV供电线路已送至榆林、神木，榆林至神木、榆林至店塔镇的两条110kV供电线路已经建成投运，从榆林镇北台变电站出线的矿区110kV供电专线已修至大保当，并在榆树湾、大保当、锦界各规划一座110kV变电站，大保当110kV变电站已经建成，榆树湾设计矿井电源从榆树湾变电站及锦界110kV变电站接取，目前建设单位已与供电部门达成协议，变电站将与矿井同步建设。5.矿藏市场供需情况凉水井井田开采的煤炭为低灰、低特低硫、富油、中高挥发分、高发热量的不粘煤31号和长焰煤41号。全硫在0.6%以下，有天然精煤之称，是优质的动力、气化、液化用煤和焦化配煤，可与我国的大同煤媲美。榆神矿区煤的低硫特点深受用户欢迎，被誉为“环保煤”。目前世界各国对环境保护越来越重视，环保对煤质的要求越来越高，高硫煤已严重滞销，生产高硫煤的矿井甚至关井停产。本矿区的低硫煤受到国内外市场的青睐。按照国家计委的计划，二十一世纪初能够调出煤炭的地区唯有晋、陕、蒙（西）地区和贵州两大基地。另外，根据陕西省与外省市的供煤协议，到2010年与外省市需求协议煤量尚差15.0020.00Mt/a。由此看来，榆神矿区的煤炭外销市场是十分广阔的。1.2 矿井境界及储量1.2.1 井田境界凉水井井田位于榆神矿区南部，一期规划区中部，是榆神矿区一期建设的重点煤矿，行政区划隶属榆林市榆阳区金鸡滩乡和大河塔乡及神木县大保当乡管辖，井田地理坐标位于东经10952391100047、北纬382842383556之间。井田西北以西包铁路为界，与大保当井田和曹家滩井田相邻；西南以S1、S2坐标点连线为界，与杭来湾井田相邻；东北以P45钻孔和S3、S4、S5坐标点连线为界，与西湾矿田相邻，东南以P45钻孔与S2坐标点连线为界，与神树畔井田和柳巷井田相邻。井田东西长约12.0km，南北宽约13.5km，面积88.9km2。 凉水井井田范围见图1-2-1。1.2.2 资源量1.资源量根据陕西省煤炭地质局一八五队2001年12月提供的陕西省陕北侏罗纪煤田榆神矿区凉水井井田勘探报告，全井田共有资源/储量1804.58Mt，其中2-2煤层1346.61Mt，3-1煤层139.82Mt，4-3煤层162.34Mt，5-3上煤层155.81Mt，各煤层资源/储量详见表121。 表1-2-1 榆神矿区凉水井井田资源储量汇总表煤层编号面 积(万m2)长 焰 煤不 粘 煤合 计3313323333313323332-28891.7302.91556.24388.5626.5835.5536.771346.613-16450.3139.82139.824-38827.819.43142.91162.345-3上8092.0155.81155.81总计302.91556.24547.8126.5835.55335.491804.582.可采储量设计对井田内的铁路和公路、工业场地等均留设了保护煤柱。井田边界留20m隔离煤柱，盘区边界线两侧各留10m保护煤柱，主要巷道两侧各留设100m保护煤柱。扣除上述各种煤柱损失和开采损失（薄煤层为15%，中厚煤层为表1-2-2 凉水井井田可采储量汇总表煤号资源量工业储量永久煤柱开采损失设计可采储量铁路、井田边界断层、风井场地井筒及大巷小计2-21346.611346.6149.4223.3340.36113.11308.38925.123-1139.82139.828.342.996.1517.4824.4797.874-3162.34162.349.152.908.2420.2928.41113.645-3上155.81155.818.832.638.0119.4727.27109.07合计1804.581804.5875.7431.8562.76170.35388.531245.7020%，厚煤层为25%）后，得可采储量为1245.70Mt，其中2-2煤层为925.12Mt，3-1煤层为97.87Mt，4-3煤层为113.64Mt，5-3上煤层为109.07Mt。凉水井井田可采储量汇总见表122。1.3 矿井地层及地质构造1.3.1地层榆神矿区位于陕北侏罗纪煤田中部，属华北区鄂尔多斯盆地分区。井田内大部分地区被风积沙所覆盖。井田内地层由老至新有：三叠系上统永坪组（T3y），侏罗系下统富县组（J1f），中统延安组（J2y）、直罗组（J2z），第三系上新统三趾马红土（N2）、第四系中更新统离石组（Q21）、上更新统萨拉乌素组（Q3s）、全新统风沙（Q4eol）及冲积层（Q4al）。(1) 三叠系上统永坪组(T3y) 本组地层是陕北侏罗纪煤田的沉积基底。因遭受剥蚀，造成顶面起伏不平，厚度不一，一般为80200m。岩性为一套巨厚层状灰绿色中细粒长石石英砂岩，含大量云母及绿色泥石，局部含灰绿色泥质包体及黄铁矿结核 ，顶部因风化而成灰白色，向下逐渐过渡为灰绿色地层。(2) 侏罗系下统富县组(J1f) 该组地层分布于全井田，未出露，沉积于起伏不平的永坪组之与下伏永坪组地层假整合接触。本井田富县组为一较完整的河、湖相沉积旋迴。底部岩性为灰白色含砾长石石英砂岩，顶部为湖泊体系中形成的灰绿斑、紫斑的粉砂岩、泥岩，具块状层理，致密坚硬，厚度数米至十余米含叶肢介化石。(3) 侏罗系中统延安组(J2y)延安组为本井田含煤地层，与下伏富县组假整合接触。因受直罗期古河道的冲刷侵蚀及第三纪风化侵蚀，在勘探区东北部该地层顶部部分缺失。厚253.50321.58m，一般280m左右。该组地层为一套陆源碎屑沉积，其岩性为灰白色至浅灰色粗、中、细粒长石砂岩，岩屑长石砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩、煤层及炭质泥岩 。 井田内含煤地层为侏罗系中统延安组，含5个煤组，10余层煤，其中可采煤层4层，根据岩相、岩性特征，延安组地层由下而上可分为五个层段。现简略分述如下：a. 延安组第一段（J2y1）：全井田分布，段厚52.92103.91m，一般厚78.42m。根据岩性可将本段划分为A、B、C三个亚段。A亚段含51煤层，其下部以巨厚层状灰白色粗、中粒长石岩屑杂砂岩及长石砂岩为主，局部地段为细粒砂岩；上部以滨浅湖沉积的灰色、深灰色粉砂岩、砂质泥岩为主；顶部为不可采的51煤层。B亚段主要为灰白色中、细粒砂岩及灰色粉砂岩，局部地段中部为粗粒砂岩，5-3号煤层位于其中部，顶部为大部可采的5-3上煤层。C亚段以灰色粉砂岩为主，次为中、细粒砂岩，中部夹泥岩及煤线、炭质泥岩，顶部为不可采的5-2煤层。b. 延安组第二段（J2y2）：全区分布，段厚76.7784.51m，一般厚80.64m左右。本段可划分为D、E两个亚段，含4号煤组。D亚段岩性以灰白色粉砂岩、深灰色泥岩为主，夹灰白色中、细粒长石石英砂岩，局部有厚层状粗粒长石石英砂岩，顶部为全区可采的43煤层，不可采的41煤层位于其中上部。E亚段下部以灰白色中、细粒长石石英砂岩为主，局部夹灰色粉砂岩及黑灰色泥岩；上部以灰色粉砂岩为主，并与灰白色中、细粒砂岩互层，不可采的41煤层位于其顶部，不可采的42煤层位于其中上部。c. 延安组第三段（J2y3）：段厚为25.6635.60m，一般30m左右，自北而南有增厚之势。岩性以灰白色粉砂岩、深灰色砂质泥岩、泥岩为主，局部有厚层状灰白色长石石英砂岩，顶部为大部可采的3-1煤。d. 延安组第四段（J2y4）：段厚38.1848.92m，一般45m左右，是本区延安组最稳定的一段。本段为典型的三角洲沉积，底部为三角洲前缘沉积，下部及中部为大套巨厚层状灰白色细、中、粗粒长石石英砂岩，且交错层理发育，次为灰色粉砂岩，在P57一带为砂质泥岩。上部主要为灰色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩，夹灰白色长石石英砂岩，顶部为主要可采煤层2-2煤层。e. 延安组第五段（J2y5）：段厚35.5080.85m，一般70m左右。本段下部以灰色粉砂岩为主，次为灰白色中、细粒长石石英砂岩，局部为粗粒长石石英砂岩，中部以灰白色长石杂砂岩为主，具交错层理；上部为三角洲平原沉积，以分流河道中形成的灰白色中细粒及中粗粒长石石英砂岩为主，次为灰色粉砂岩及深灰色泥岩，夹煤线，不可采11煤层位于其中。(4) 侏罗系中统直罗组(J2z) 基本遍布全区。本组地层残留厚度变化较大，一般0100.30m，平均50.0m左右。与下伏煤系地层呈假整合接触。岩性以中、细粒长石石英砂岩为主，具大型交错层理，局部地段为巨厚层粗粒长石石英砂岩，底部及顶部为粉砂岩、泥岩。(5) 第三系上新统静乐组(N2)广泛分布于全井田，出露于井田东北部的田家沟、尚家沟及东南部的红崖沟、高家沟内。厚度为33.10114.10m，平均70m。岩性为一套浅红色棕红色粘土，局部风化成鳞片状，含成层分布的钙质结核，与下伏地层呈不整合接触。(6) 第四系中更新统离石组（Q2l）广泛分布于全井田，出露于古庙梁庙岔水库以南。厚度变化较大，地层厚050.65m，平均20m。本层较厚处正好与下伏地层三趾马红土较薄处相吻合。岩性为浅棕黄色亚粘土、粉土，含钙质结核。与下伏地层呈不整合接触(7) 第四系上更新统萨拉乌素组(Q3s) 区内广泛分布，出露于田家沟、尚家沟、清水河各沟谷中，厚度一般10m左右。岩性为灰黄、灰褐色粉细砂及亚砂土，局部底界见砂砾石层，具层状结构，与下伏地层呈不整合接触。(8) 第四系全新统风积沙（Q4eol）及冲积层（Q4al）风积沙广泛分布于全区，为浅黄色风成松散沙，表层粒度变化较大，分选性差，磨圆度较差，其下为粉中沙，分选较好，厚度一般10m左右。冲积层主要分布于田家沟、清水河、高家沟等沟谷中，是风积沙再度搬运而成，与风积沙相比颜色相对较暗，为灰黄色粉沙，粘土含量相对较多，分选性相对较差。1.3.2. 地质构造本井田位于华北地台鄂尔多斯台向斜陕北斜坡之上，基底为坚固的前震旦系结晶岩系。印支期及其以后的历次构造运动对本区的影响甚微，主要表现为垂直运动，仅形成一系列的假整合面或小角度的不整合面。表1-3-1 凉水井井田各断层要素统计表编 号走 向倾 向倾 角落 差规 模可靠性F1NE33072正断层510m1.15km推断F2NE32572正断层7m0.7km推断F3NE32575正断层7m0.4km推断F4NE31570正断层10m1.0km推断F5NE3157075正断层510m3.5km推断F6NE31573正断层5m0.8km推断F7NE33070正断层10m1.0km推断F8NE32570正断层10m1.2km推断根据地震解释成果，井田内存在8个小断层，断层均为高角度正断层，走向NE，倾角7075，落差510m。井田内各断层要素见表1-3-1，断层分布位置见图1-3-1。井田内地层总体走向北东，倾向北西，倾角不足1，局部有宽缓的波状起伏，井田南部较北部平缓，断层也大部分集中在北部地区。1.4 煤层赋存特征及开采技术条件1.4.1 煤层及煤质1. 煤层本井田延安组含有对比意义的煤层共10层。其中主要可采煤层4层，不可采煤层6层，自上而下依次为2-2、3-1、4-1、4-2、4-3、4-4、5-2、5-3、5-3上、5-4煤层。该区煤层总厚度12.2220.70m，一般1619m，厚度变化趋势为由南向北逐渐增厚。2. 可采煤层特征井田内可采煤层4层，自上而下为2-2、3-1、4-3、5-3上煤层。其中2-2煤层为全井田主要可采煤层，3-1、4-3、5-3上为大部可采的次要可采煤层，各煤层倾角均不足1。现分述如下： (1) 2-2煤层 2-2煤层为井田内主要可采煤层，位于延安组第四段顶部，全井田可采，厚度为10.8312.41m，平均11.62m，一般底部含一层夹矸，厚0.070.27m，岩性为泥岩或炭质泥岩。该煤层属特厚煤层、厚度变化小、结构简单，赋存稳定。 (2) 3-1煤层3-1煤层为大部可采的次要可采煤层。位于第三段顶部，井田内大部可采，可采面积64.89km2，可采区厚度0.802.25m，平均1.49m，呈由南向北增厚之势。该煤层2.0m以上的中厚煤区位于井田北部，由北向南分岔变薄，厚度变化较小，规律性明显，结构较简单，赋存稳定。 (3) 4-3煤层 该煤层遍布全井田，位于第二段中部，主要为中厚煤层，局部地段为薄煤层，煤厚为1.081.86m，平均1.47m。一般无夹矸，少数孔含12层夹矸。该煤层1.3m以上的中厚煤区位于井田北部，并由北向南逐渐变薄，至东南角有2km2的不可采区。该煤层属稳定煤层。 （4) 5-3上煤层该煤层位于延安组第一段中部，遍布全井田，大部可采，主要为中厚煤层，局部地段为薄煤层，煤厚为0.802.16m，平均1.31m，无夹矸。中厚煤区位于井田北部，并由北向南均匀变薄，至东南、西南角不可采。该煤层属稳定煤层。第 18 页 共102页井田可采煤层特征见表1-4-1。表1-4-1 主要可采煤层特征表煤层号煤层厚度(m)结 构层间距(m)可采类型稳定类型2-210.83-12.4111.62一般底部1层夹矸厚0.07-0.27m全区可采88.9km2稳定27.25-38.4633.943-10.80-2.251.49少数1层夹矸一般厚0.020.44m大部可采64.89km2(东南部不可采)稳定65.0-75.6170.324-31.08-1.861.47一般无夹矸，少数12层，夹矸一般厚0.010.05m基本全区可采88.28km2稳定55.1-62.8059.065-3上0.80-2.161.31无夹矸大部可采80.92km2稳定3. 煤质据煤层煤质分析综合成果，各煤层的化学性质及工艺性能基本相近。 井田内各煤层以不粘煤31号(BN31)及长焰煤41号(CY41)为主。煤样工业分析成果表明本区煤质优良，具低灰，低特低硫，低磷，富油，发热量高，热稳定性好的特点，是良好的气化用煤和动力用煤。 除此外，井田内2-2煤层镜质组最大反射率，挥发份含量，灰分含量，氢含量，碳含量，碳氢比和活性组分含量符合煤的液化用原料煤的要求。1.4.2 煤层自燃发火、瓦斯、煤尘及地热等1. 煤层自燃发火 地质报告根据还原样燃点与氧化样燃点之差值T1-3及还原样燃点确定，2-2煤层属不自燃不易自燃煤层，3-1、4-3煤层属不易自燃煤层。但是根据有关资料，神木煤在秦皇岛港口曾发生煤炭自燃着火多起，神东矿区内地方小煤矿井下也发生过煤层自燃现象，且本区煤的氧化程度在3083之间，T降低值为1030，发生煤炭自燃的可能性很大，设计和生产过程中均应按有自然发火煤层对待。 2. 瓦斯井田瓦斯成分以氮气为主，含少量二氧化碳，甲烷含量00.943mL/gr,daf，局部地段表现为氮气沼气带。3. 煤尘各煤层测试的火焰长度均大于400mm，岩粉用量在6080之间，煤的干燥无灰基挥发分（Vdaf）与固定碳（Fcdaf）之比（爆炸指数）一般远远大于10的界限，表明本区煤层有爆炸性危险。4. 地热本井田地温梯度为2.12/100m，为地温正常区，无地热危害。1.4.3 水文地质1. 含水层 (1) 第四系上更新统萨拉乌素组潜水含水层 主要分布于井田中部及西北部，多被风积沙覆盖，在低洼处与其构成统一含水层，厚度变化较大，一般为019.20m，岩性主要为细砂，偶为中粗砂，局部夹有含泥及腐殖质粉砂条带和透镜体。水位埋藏较浅，一般为0.732.86m。富水性强弱皆有分布。井田较大部分属富水性弱区，在首采区富水性中等区占较大优势。含水层主要接受大气降水的补给，在沙漠滩地区，地势平缓，降水入渗系数为0.6。距钻孔抽水资料，萨拉乌素组含水层单位涌水量q=0.06550.230L/s.m，渗透系数K=0.9682.332m/d，矿化度M=224262mg/L。水化学类型为HCO3-Ca或HCO3-CaNa型。（2）碎屑岩裂隙承压含水层 区内主要含水层段为基岩顶面至2-2煤层顶板(J2Z2-2)含水层段。含水岩层岩性主要为中细粒砂岩，局部为粗粒砂岩，在含煤地层含水岩层为粉砂岩，砂质泥岩等成互层状，裂隙发育微弱，透水性差，该层段顶部平均25m范围内为风化岩层，岩石风化后，次生结构面发育，使之含水性能稍强于下部正常岩段。该含水层全段具承压性，在局部地段据Y15号钻孔揭露，水头高出地表自流而出，用压力表测出水头高度为5.05m，自流涌水量为0.828L/s。 据区内Y10、Y15钻孔抽水资料，该层段单位涌水量q=0.02880.187L/s.m，渗透系数K=0.01680.173m/d，富水性弱中等，矿化度M=282346mg/L，水化学类型为HCO3-NaCaMg或HCO3-CaMgNa型。2. 隔水层主要是第四系中更新统离石黄土及第三系三趾马红土隔水层，广布全区，厚度83.75175.0m，该层上部为亚砂土、亚粘土，局部柱状节理发育。下部岩性为棕红、浅紫红色粉质粘土，含钙质结核，据C52号钻孔抽水资料，上部黄土层单位涌水量为q=0.000174L/s.m，渗透系数k=0.0027m/d，富水性极差，总体而言，该层为区内主要隔水层。 3. 老窑积水对矿井生产的影响凉水井煤矿和它周边的邻近矿井都是新建矿井，未发现老窑积水情况，因此，老窑积水情况对榆树湾煤矿的生产没有影响，或者影响不大。4. 断层对矿井涌水的影响井田内断层较少，共8条，断层落差小，最大的不足10m，也未发现有断层导水裂隙带，因此，对矿井涌水没有多大影响。1.5 井田资源量及勘探工作评述1.5.1勘探程度 根据陕西省煤田地质局一八五队2001年11月提交的陕西省陕北侏罗纪煤田榆神矿区凉水井井田勘探地质报告，全井田面积88.9km2，共获得资源/储量1804.58Mt。精查勘探工作重点在P41与P57钻孔连线西北的I期（先期开采区），面积约37km2，完成钻孔12个，地震测线11条。勘探所提交的资源/储量较为可靠，基本查明了主要可采煤层2-2煤层的厚度、结构及其变化情况，对煤层的开采技术条件进行了一定的评价。基本可以满足矿井设计的需要。1.5.2 存在问题1. 本井田精查范围较小，在陕北煤层赋存稳定，地质情况简单的特定条件下，可以满足矿井建设的需要。但鉴于首采区内仍有36.93Mt资源/储量勘探程度属推测的资源量，设计建议矿井生产期间，安排必要的地质勘探工作，探明或控制推断部分的煤层情况，以利于今后矿井生产的有序进行。另外，本次地质报告中提到的8个小断层均为推断断层，可靠性不高，断层的导水性不清，生产勘探中也应进一步加以探明。2. 勘探地质报告提供的矿井涌水量为8875m3/d（370m3/h），经咨询一八五队有关同志认定其为矿井最大涌水量。地质报告中矿井涌水量只根据Y10钻孔一个孔的抽水资料计算而来，设计认为在一定程度上欠缺准确性。本报告参照相邻大保当矿井精查地质报告涌水量资料（141142m3/h）及神东矿区大柳塔矿井涌水量资料，确定本次设计采用矿井正常涌水量200m3/h，最大涌水量400m3/h。3. 根据神府矿区生产建设经验，基岩顶面以上的萨拉乌素组含水层一般富水性较强，大柳塔煤矿、瓷窑湾煤矿都曾发生过溃水、溃沙事故。地质勘探报告中没有提供井田内2-2煤层上覆基岩顶面等高线图及三趾马红土层等厚线图，不利于对矿井水文地质情况的深入了解与分析，不利于矿井的排水设计及生产安全，建议尽快增加上述内容。4. 根据地质报告，本井田属低沼气矿井，从报告提供的各煤层瓦斯含量测定成果汇总表可以看出煤层瓦斯含量随着煤层埋藏深度增大而增大， 4-3煤层局部地段甲烷含量达到41.5，出现氮气沼气带。由于井田最下部的5-3上煤层埋藏深度更大，预计其沼气含量也会较上部煤层增加，但是地质报告未提供5-3上煤层瓦斯含量情况，不利于矿井后期安全生产，建议增补上述内容。第2章 矿井工作制度、生产能力及服务年限2.1 矿井工作制度矿井年工作日为300天。设计矿井工作制度采用“三.八”制，两班生产，一班准备，日净提升时间16小时。需要说明的是，本矿井主要采掘设备均全部引进，设备可靠性强、日常维修及维护量较小。根据神东矿区大柳塔、榆家梁等相似地质条件及装备矿井的生产经验，矿井实际上可以三班生产，只在最后一班的最后两个小时进行设备的检修及维护。因此矿井实际提升时间可以加长，提升能力也可以增大。2.2矿井生产能力及服务年限2.2.1 矿井生产能力凉水井矿井优越的资源条件、建井条件、外部运输条件和市场环境条件，有利于把凉水井矿井建成一个高产高效的特大型矿井。借鉴大柳塔、榆家梁矿井生产和建设中取得的先进经验，结合煤炭铁路外运或煤炭液化工厂的规划，矿井初期设计生产能力8.00Mt/a是合理和可行的。2.2.2矿井服务年限按照8.00Mt/a的矿井生产规模，考虑1.4的储量备用系数，矿井服务111.1a，其中2-2煤层服务年限82.6a。第3章 井 田 开 拓3.1开拓方式的选择3.1.1工业场地位置的选择凉水井井田内地形平坦，人烟稀少，工业场地的选择基本不受地形限制。榆神矿区煤炭产品主要通过包西铁路、西康铁路运往我国中南、西南、陕西南部和华东的部分地区或出口。榆神矿区建设指导思想是规划建设世界一流的、高度集中的、现代化的大型和特大型矿井，依托神延铁路，集中布置，分期建设，滚动发展。本次设计按照上述指导思想及预测的煤炭市场需求状况，考虑后期将榆树湾矿井与神延铁路对面的曹家滩矿井合并，使矿井生产规模增至20.0Mt/a，以提高矿井的经济效益和竞争能力，适应市场发展。为配合榆林重化工基地的建设，榆神矿区规划建设年产油品15.0Mt（远期50.0Mt/a）的煤炭液化基地（俗称煤炼油工程），煤炼油工程在榆树湾井田附近规划有两处场址，位于凉水井井田东北部田家沟车站附近。根据凉水井井田地形地貌、铁路装车站及液化厂位置，提出了两处场地比较选择。位置一：位于井田西北边界，神延铁路与榆神公路之间，场地距西南部的曹家伙场集装站约2km。位置二：位于神延铁路田家沟车站附近，铁路与公路之间。工业场地位置方案见图311。方案一：优点：（1）：工业场地位于榆神延路与榆神公路之间，减少了工业场地压煤量。（2）：工业场地距曹家伙装车站约2km,铁路专用线出岔接轨方便，同时可建设矿井装车环线。（3）：由于本井田煤炭产品南运，因此煤炭流向合理，无反向运输。（4）：工业场地位置有利凉水井井田和曹家滩井田的合并，有利于实现“一矿两井一场地”的模式。缺点：（1）：场地埋深较方案二多60米，矿井初期岩石工程量大。（2）：工业场地及井口位置距煤炭液化厂位置远。不利于就近向液化厂供煤。方案二：优点：（1）：工业场地位于神延铁路与榆神公之间，场地压煤量少。（2）：工业场地埋深教方案一少60米，矿井初期岩石工程量少，建井速度较方案一快。（3）：工业场地紧邻规划中大保当煤炭液化厂，同时距规划中凉水井液化厂亦较近，因此有利于向液化厂供煤。缺点：（1）：由于受断层影响，工作面沿走向布置首采区增加了盘区巷工程，矿井初期移交工程量大。（2）：工业场地位于井田的东北角，不利于与曹家滩联合开拓。（3）：田家沟站为会让站，目前尚未开通，同时与方案一相比煤炭南运，煤流存在反向运输。由以上优缺点分析可知，两个方案均位于榆延铁路和榆神公路之间，工业场地煤柱与铁路公路煤柱相结合减少了场地压煤量；工业场地距铁路车站最员不超过2km有利于煤炭装列车外运。对于田家沟场地首先是虽然2煤层埋深浅60m，矿井初期岩石工程量少但是由于F1F2F3F4断层的影响，初期只能采用盘区式开采，矿井开拓工程量大，投资并没有减少；第二是田家沟场地位于神延铁路田家沟车站中部，形成铁路装车环线困难，同时煤炭南运，在煤流方向上存在反向问题；第三是田家沟场地距曹家滩井田中心偏远，不利于后期联合曹家滩矿井实现“一矿两井一场地”的模式。因此设计从技术上和经济上综合分析比较，选择方案一工业场地，即曹家伙场车东部的曹家滩场地。3.1.2矿井开拓方案根据井田资源的赋存条件，借鉴相邻神东矿区成功的生产经验，各阶段确定的主要技术原则及装备标准均变