内蒙古伊泰集团大地精煤矿1.2Mta新井设计

1、 1 井田概述和井田地质特征1.1、矿区概述1.1.1、矿区地理位置、隶属关系及交通条件伊泰集团有限公司大地精煤矿位于东胜煤田东南部，内蒙古自治区鄂尔多斯市伊金霍洛旗境内，行政隶属伊旗新庙镇。矿区地理坐标为： 东经：110°13 59110°18 38北纬： 39°2541 39°28 04 矿井对外交通便利，边（家壕）-贾（家湾）公路从井田南部东西通过。距鄂尔多斯市东胜区约53km，距包头市约153km，包（头）-神（木）铁路由井田西部通过，矿井距包（头）-神（木）铁路沙圪台站约38km 。 图1-1-1 交通位置图 1.1.2、矿区内工农业生产概况矿

2、区地域内，人口稀少，居民居住分散，劳动力贫乏，地方经济以种植业为主，畜牧业、养殖业为辅，但均不发达，经济基础较薄弱。工业经济以煤炭产业为主，近几年随着当地经济的发展，区内除煤炭生产企业外，还有耐火砖厂及石英砂厂等建材企业以及新庙化工厂等化工企业，并建有20余家焦化厂、碳化硅厂，为本区煤炭就地转化提供了条件。1.1.3、矿区动力供应状况距大地精煤矿东南方有一座宝山35kv变电站，其电源以四回架空线路引自大地精煤矿10kv变电站。宝山35kv变电站内安装二台20000kva变压器，距大地精煤矿约4.2km。业主要求大地精煤矿的供电电源，以10kv电压引自宝山35kv变电站。1.1.4 、水文地质概

3、况 (1).概况矿区地处干旱的半沙漠地带，无常年地表迳流，仅在雨季时，矿区北部的大水沟可形成短暂的洪流，向东流入勃牛汇入陕西省窟野河，最终注入黄河。矿区内中部高四周低，总体地形是南部高，北部低，大面积被第四系风积砂覆盖，仅在北部有延安组出露。(2).地形地貌矿区内中部高四周低，总体地形呈南高北低，最高点位于矿区东南部，海拔标高1344.40m，最低点位于矿区东部，海拔标高1264.80m，最大标高差80.40m，一般相对标高差2030m左右。区内植被稀少，属荒漠半荒漠地区。(3).含隔水层特征矿区含水岩组依据其赋存条件及水力性质不同，划分为两类：松散岩类孔隙潜水含水岩组和碎屑岩类孔隙、裂隙潜水

4、承压水含水岩组，现分述如下：（1）松散岩类孔隙、潜水含水岩组该含水岩组，岩性以风积砂、冲洪积砂砾石层为主，厚度015m。水位埋深2m左右，泉水涌水量5.0015l/s，单位涌水量0.5349l/s·m，渗透系数3.3669m/d，水位标高1197.64至1211.56m，为低矿化度的hco3ca型水。该含水岩组含孔隙潜水，主要接受贫乏的大气降水补给，富水性弱，局部为中等。第三系（n2）隔水层：该地层以紫色砂质粘土、泥岩组成，不整合于煤系地层之上，隔水性能好，是上部潜水和下部煤系地层侏罗系含水岩组之间的良好的隔水层。（2）碎屑岩类孔隙、裂隙潜水承压水含水岩组a、侏罗系含水岩组矿区为以煤

5、系地层为主的碎屑岩类沉积岩层，含水层、隔水层、煤层交替重复出现，隔水层岩性为泥岩、砂质泥岩、泥质粉砂岩及煤层；含水层为胶结疏松的各粒级砂岩。据原详查报告zk417钻孔抽水试验资料：单位涌水量q=0.0002l/s·m，渗透系数k=0.0199m/d，水位标高1223.82m，水质类型为hco3na·ca、hco3·clna型水，矿化度0.290.86kg/l。该含水岩组含裂隙潜水承压水，富水性弱。b、三迭系延长组含水岩组该含水层分布于6煤组以下，含水层岩性主要为灰绿色粗、中粒砂岩。据原详查报告水文钻孔抽水试验资料：单位涌水量q=0.0007l/s·m，渗

6、透系数0.0238m/d，水位标高1258.30m。该含水岩组含裂隙承压水，富水性弱。c、火烧岩孔隙裂隙含水层主要分布在沟谷地段两侧，大部分被第四系风成砂掩埋，只在局部地段出露。该含水层水位埋深22.97m，含水层厚度为0.61-30.08m，平均厚度9.95m。根据qk2025-1孔抽水试验资料，钻孔涌水量3.332l/秒，单位涌水量1.071l/s·m, 渗透系数8.5521m/d，水位标高1261.09m, 水质类型为hco3ca型，矿化度0.26kg/l。火烧岩富水性导水性在不同部位差异较大，在汇水有利地段水量较大，在qk2025-1孔甚至形成地下河。1.1.5、矿区水文地质

7、类型的划分本区地下水补给带内承压水、潜水交替转换，并有火烧岩富水带分布，故矿区水文地质类型确定为第二类第一二型，即以孔隙充水为主，水文地质条件为简单中等。1.1.6、矿井涌水量一.根据内蒙古自治区伊克昭盟东胜煤田边家壕井田勘探地质报告资料，采用稳定流“大井”法进行计算，-2煤层矿坑涌水量为5432.00m3/d；-2煤层矿坑涌水量为6973.58m3/d；-1煤层矿坑涌水量为2974.91m3/d；-2煤层矿坑涌水量为2058.96m3/d。设计依据上述资料，综合考虑本矿井井上下水文地质条件，预计本矿井投产后矿井-2煤层正常涌水量为200 m3/h，最大涌水量为300 m3/h。 纳林庙煤矿一

8、号井技术改造工程生产能力为1.20 mt/a。给水设计的主要对象为矿井工业场地的生产、生活及消防用水以及矿井井下的消防洒水。二用水量矿井的生产、生活用水总量为1510.20m3/d。其中：矿井工业场地的地面生产、生活用水量为 476.40 m3/d，井下消防洒水水量为1033.80m3/d。矿井用水量分项计算见矿井用水量计算表12-1-1。矿井消防流量采用45l/s（其中室外消防流量20l/s， 室内消防流量10l/s，水幕消防流量15 l/s，）一次火灾延续时间按3h计。消防水量486 m3贮存于日用消防水池内。井下消防水量采用7.5l/s，一次火灾延续时间按6h计。消防水量162 m3贮存

9、于井下消防洒水水池内。三水源根据业主提供的准格尔旗科源水务有限责任公司“关于为内蒙古伊泰集团有限责任公司准格尔旗境内煤矿提供生产、生活用水承诺的函” 中指出：“我公司在川掌镇牜孛 牛川建有截伏流取水工程，年供用水能力为150万吨；完全可以满足贵公司凯达煤矿、纳林庙煤矿一号井、纳林庙煤矿二号井生活、生产用水145万m3/年的需求。我公司同意通过上述水源地向贵公司各煤矿供水。” 根据准格尔旗科源水务有限责任公司为纳林庙煤矿提供生产、生活用水承诺的函，设计选择川掌镇牜孛 牛川建有的截伏流取水工程作为纳林庙煤矿矿井技术改造的取水水源, 并经位于宏景塔一、二矿工业场地的转输水池转输，供给纳林庙煤矿生产、

10、生活用水。其供水能力能够满足本次设计对水量的要求。除准格尔旗科源水务有限责任公司“关于为内蒙古伊泰集团有限责任公司准格尔旗境内煤矿提供生产、生活用水承诺的函” 的供水承诺外，纳林庙煤矿一号井技术改造工程在实施过程中，还应和准格尔旗科源水务有限责任公司签定正式的供水协议，落实水源问题 。据业主提供资料，井下正常涌水量为100 m3/h，井下最大涌水量为150 m3/h，因该矿井附近水资源缺乏，为节约水资源，本设计考虑将井下排水进行处理，达到井下消防洒水用水所需的水质标准后，复用于井下消防洒水。四水质及水压川掌镇牜孛 牛川水源供给矿井工业场地生产生活用水，其供水水质符合国家现行生活饮用水卫生标准。

11、矿井工业场地的生产生活用水水压由日用消防泵和标高1256.00m的高位水池保证。矿井消防采用临时高压制，当有火灾发生时，开启消防泵，抽取日用消防水池内的消防贮水进行灭火，保证消防时的流量和水压。井下消防洒水用水可以达到井下消防洒水用水水质标准，即煤炭工业矿井设计规范中的“防尘洒水用水水质标准”。井下消防洒水所需水压由标高1256.00m的井下消防洒水水池保证。五给水系统本矿井的给水系统采用分质给水系统。矿井工业场地给水系统分为地面生产、生活用水和复用水系统两部分。1地面生产、生活给水系统：从位于宏景塔一、二矿工业场地的转输水池附近敷设输水管道（管径为dn200）供水至工业场地日用消防水池，由日

12、用消防泵房内的日用水泵和标高1256.00m的高位水池供水给各用户。在距离工业场地约700m处的火药库设容量为250m3的贮水池一座，其水源由标高1256.00m的高位水池自流供给。2复用水系统：井下排水全部经平流池沉淀处理，所需消防洒水水量经深度处理达到井下消防洒水用水水质标准后，由泵提升至标高1256.00m的井下消防洒水水池，重力供给井下各工作面用水点。工业场地室外给水管网布置为枝状管网，在管网中设水表井、阀门井、室外地下式消火栓等。室外给水管道采用给水用聚乙烯（pe）管，接口为电热熔焊接。管顶埋深为1.70m。1.1.7、气候条件，冻结深度，最高洪水位等矿区属半沙漠、干旱半干旱高原大陆

13、性气候，阳光辐射强烈，日照丰富。冬季寒冷漫长，夏季炎热短暂，春季少雨多风，秋季多雨凉爽。据伊金霍洛旗气象站资料，年平均气温6.2，最高气温36.6（1975年7月22日），最低气温-29.6（1961年2月11日），年平均降水量350mm，且多集中在7、8、9三个月内，年平均蒸发量2492.1mm，为年均降水量的7倍。最大冻土深度2.04m。冬春季节多刮西北风，夏秋季节多刮东南风，平均风速3.2m/s，最大风力8级，最大风速达24m/s。位于矿区中部的大水沟为一条由西向东流水的季节性沟谷，旱季无水，雨季在暴雨过后可形成短暂的洪流，向东流入勃牛川向南汇入陕西省窟野河最终注入黄河。本区位于鄂尔多斯

14、台向斜东北缘，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。据全国地震烈度区划图划分，该区地震烈度小于度，地震动峰值加速度为0.05，属地震活动微弱区。最大冻土深度2.1m，一般在1.5m左右。冻期159天，无霜期147天。1.2、井田地质特征1.2.1、地质构造(1)区域构造 东胜煤田大地构造位于华北地台鄂尔多斯台向斜东胜隆起区的东北部。东胜煤田总体构造形态为一向南西倾斜的单斜构造，地层产状平缓，倾角一般15°，无明显褶皱及较大的断层，仅在局部发育有宽缓的波状起伏，无岩浆岩侵入，地质构造简单。（2）矿区构造大地精煤矿位于东胜煤田准格尔召新庙详查区南部，其基本构造形态和东胜

15、煤田一致，为一向西南倾斜的、平缓的单斜构造，倾向210°，倾角13°，不发育断层、褶皱等构造，亦无岩浆岩侵入体。矿区地质构造简单。1.2.2、地层本井田和东胜煤田区域地层划分基本一致，揭露的地层自下而上为：三叠系上统延长组（j3y），侏罗系中下统延安组（j1-2y）， 侏罗系中统（j2），第三系（n2），第四系全新统（q4），现分述如下：（1）三叠系上统延长组（t3y）矿区内仅在钻孔中见到，钻孔揭露厚度3.6742.20m。该组地层为煤系地层沉积基底，岩性为灰绿色粗、中粒长石石英砂岩，含绿泥石及少量云母，夹薄层深灰色砂质泥岩。发育大型板状、槽状交错斜层理。 （2）侏罗系中下

16、统延安组（j12y）为矿区主要含煤地层，由于后期的侵蚀、剥蚀作用，残留地层由北东向西南方向逐渐变厚，厚度171.56220.04m，平均185.21m，岩性由灰色、深灰色粉砂质泥岩、泥岩，灰白色中、细粒砂岩、粉砂岩及灰黑色炭质泥岩、煤层等组成，含五个煤组。根据其沉积旋回特征，将该组地层又划分为五个岩段。和下伏延长组呈平行不整合接触。（3）侏罗系中统（j2）岩性为浅灰、灰绿、紫褐色泥岩、砂质泥岩及厚层状粉砂岩，据钻孔揭露厚度053.06m，平均22.12m，和下伏地层呈平行不整合接触。（4）第三系（n2）区内零星出露，据钻孔揭露厚度为7.5210.84m，平均7.92m，岩性主要是砂质粘土、砂质

17、泥岩、浅红到紫红色，含钙质结核，半胶结近水平层理，和其它地层为不整合接触。（5）第四系全新统（q4）全区广泛分布，钻孔揭露厚度为025.20m，平均8.50m，岩性主要为风成粉细砂。和下伏地层呈不整接触。1.2.3、煤层赋存特征矿区含煤地层为侏罗系中下统延安组（j12y），含煤地层厚度81.18164.57m，平均145.21m，含煤3层，煤层总厚度6.1218.45m，平均16.12，含煤系数5.7%；含可采煤层3层，可采煤层总厚度5.1616.15m，平均14.71m，可采含煤系数5.08%。矿区内煤层均可靠，属全区可采或大部分可采的稳定较稳定煤层；各煤层发育特征见表1-2-1。煤 层 特

18、 征 表 表1-2-1煤层号埋深（m）赋煤标高（m）煤层厚度煤层间距 对比可靠程度煤层稳定性可采情况自然厚度储量厚度-218.87120.121272.381214.25可靠较稳定大部可采-241.33158.041223.321166.39可靠稳定较稳定全区可采-176.88195.961184.981130.78可靠稳定较稳定全区可采 现将区内各主要可采煤层赋存情况分述如下：2煤层：矿区内均有赋存，除东南部不可采外，其余地段可采，煤层自然厚度3.679.13m，平均6.35m，可采纯煤厚度4.466.13m，平均5.82m，煤层结构简单，不含夹矸。顶板岩性为泥质粉砂岩及砂质泥岩，底板为粉砂

19、岩。和下部2煤层间距20.238.5m，平均29.28m。2煤层：矿区内全部可采，煤层自然厚度3.737.14m，平均5.35m，可采纯煤厚度4.125.18m，平均4.52m，煤层结构简单，不含夹矸或含1层夹矸，夹矸岩性为灰黑色泥岩。顶板岩性为细粒砂岩、砂质泥岩，底板以砂质泥岩为主。和下部1煤层间距32.6054.00m，平均39.4m。1.2.4、煤质特征（1）煤的物理性质和煤岩特征 物理性质：区内煤呈黑色，条痕褐黑色，沥青光泽，局部为油脂光泽，贝壳状及参差状断口，裂隙较发育，局部充填有黄铁矿或方解石薄膜。条带状结构，层状构造。燃点300左右，燃烧试验为剧燃，残灰为灰白色粉状。显微硬度19

20、.520.3kg/mm2。各可采煤层视密度值见表122。 可采煤层视密度值一览表 表122煤层号-2-2-1视密度1.351.221.24煤岩特征：2、2，夹镜煤暗煤条带，含少量丝炭，为半亮型。1煤层以暗煤为主，丝炭次之，夹镜、亮煤薄条带，为半暗型。（2）煤的化学性质矿区内各主要可采煤层的化学性质见表123：煤芯煤样化验测试成果统计表。 煤芯煤样化验测试成果统计表 表123煤层号浮选情况工 业 分 析 (%)发热量(mj/kg)st.d(%)madadvdafqb.dqnet,d-2原浮-2原浮-1原浮续表123 煤层号pd%元 素 分 析 (%)st煤类cdafhdafndafodaf-2c

21、y41-2cy41-1bn31 由表123可知，矿区内各主要可采煤层中：2煤层为低灰、特低硫、特低磷、高发热量煤；2煤层为低灰、低硫、特低磷、高发热量煤；1煤层为低灰、特低硫、特低磷、高发热量煤；(3)煤的工艺性能发热量：区内各主要可采煤层原煤干基弹筒发热量29.5230.44mj/kg，均为中高发热量煤。粘结性：区内各主要可采煤层的粘结指数、胶质层最大厚度（y）均为零，焦渣类型为2，故区内煤无粘结性。灰熔融性：其软化温度（st）测值在11121198之间，属低熔灰分煤。煤类：据本次核实利用钻孔煤芯煤样化验测试成果及规范对煤类划分方案，将主要可采煤层进行了煤类划分，确定2煤层为长焰煤（cy41

22、）；2煤层为长焰煤（cy41）；1煤层为不粘煤（bn31）。（4）元素分析稀散元素各煤层原煤中镓（ga）含量低，平均值均低5ppm；锗（ge）含量值在1.83.3ppm之间；钒（v）含量在3.115.9ppm之间，铀(u)含量在5.131.3ppm之间，均未达到工业品位的要求，各层煤含量见表124；各煤层稀散元素含量一览表。单位：ppm 各煤层稀散元素含量一览表 表124煤层号元素221镓（ga） 2.12.33.0锗（ge） 1.82.23.3钒（v） 3.115.914.9铀(u) 5.110.518.8有害元素各煤层中砷（as）含量在1.147ppm之间；氟（f）含量在43.0063.0

23、0ppm之间；氯（cl）含量147172ppm之间，磷(p)含量753ppm之间,经过浮选均可达到食品工业用煤的指标，其含量见表125：各煤层有害元素一览表。1.2.5、煤的可选性据原详查报告煤层简选样的浮沉试验综合成果，当分选液比重为1.5时，各煤层浮煤灰分产率在4.926.03%之间，浮煤产率单位：ppm 各煤层有害元素一览表 表125煤层号元素221砷（as）72.431.79氟（f）634346.3氯（cl）153172147 磷(p)8.60505387.9496.65%，±0.1含量为5.5713.50%。依据±0.1含量法分类标准，2煤层为易选煤，其它煤层均为

24、极易选煤。 1.2.6、煤的工业用途矿区批准开采范围内煤以长焰煤为主，其次为不粘煤，各煤层煤质特征基本相似，故其利用方向基本一致。矿区内各可采煤层有害成分低，为低灰、特低硫、特低磷、高发热量煤，是良好的动力及民用燃料，适用于各种工业锅炉、火力发电、蒸汽机车等，也可在建材工业、化学工业中作焙烧材料。煤粉加粘结剂，可制作煤砖、煤球、蜂窝煤等，亦可作为水煤浆的原料。矿区内煤的气化性能好，煤对二氧化碳反应性能高，热稳定性好，抗碎强度高，无粘结性，是良好的工业气化用煤。区内煤属富油煤，也可作低温干馏用煤。（1）、本井保有工业资源储量丰富，为136.79mt，设计可采储量95.07 mt，扩大生产能力的基

25、础条件具备，按扩建规模1.20 mt/a计算，矿井服务年限59.58年，符合国家“煤炭工业矿井设计规范”规定的要求。（2）、本井田为近水平煤层、构造简单、水文地质条件简单，瓦斯低，且为中厚煤层，顶、底板中等稳定，开采技术条件好，适合高效综合机械化开采。（3）、水源、电源可靠，交通方便，且得到当地各部门支持，外部技术设施可依托，矿井扩大生产规模的外部条件已具备。（4）、邻近矿区现代化大型矿井生产经验可借鉴，加之本井技术力量较强，是保证矿井具有一套成熟的管理制度，是扩大矿井生产规模，尽快达产、高效的有利条件。（5）、本矿井生产能力扩大为1.20 mt/a，符合内政字（2005）37号“运用资源整合

26、、运力调整、优化资源配置等手段，鼓励建设亿吨级煤炭基地、千万吨级煤炭集团、120万吨以上矿井”的产业结构调整政策，得到自治政府各部门的支持有利加快矿井扩建的步伐。综上所述，本矿井的资源条件和建设的外部条件均已具备，且煤质优良，市场前景良好。因此，矿井的设计生产能力确定为1.20mt/a是合理的，是符合国家政策和“规范”要求的。1.3、煤质牌号，发火期，矿中瓦斯等级，煤尘爆炸指数等井田地质勘探选择9个钻孔，共采取了25件煤层瓦斯样进行了测试，从其瓦斯测试成果可看出，矿区主要可采煤层可燃物中气体含量很低，为0.080.19 ml/克·燃，瓦斯中可燃气体含量0.000.11%，co2含量3

27、.8112.43%，n2含量87.5796.19%，瓦斯分带均属氮气带。因此本矿井属低沼气矿井矿区煤层具有很高的挥发分，各煤层煤尘爆炸性指数在3746之间，远大于10的界限指标，属于易爆炸煤层。据详查时所采煤尘样及生产大样试验结果：其火焰长度均大于400毫米，抑制爆炸的岩粉量6573.33%。表明各煤层均有爆炸性危险。据详查阶段煤层自燃发火趋势样的测试结果：各煤层还原样和氧化样之差（to）一般在1830，2、2、1煤层均为易自燃煤物理性质：2 矿井工业储量，生产能力和服务年限2.1、井田境界2.1.1、井田境界划分的原则 根据周边各煤矿的井田境界以及地层煤层的特征。2.1.2、井田境界 大地精煤矿井田境界为一不规则多边形，东西最长6.50km，南北最宽4.25km，井田面积约13.60km2。2005年12月内蒙古自治区国土资源厅以内国土资采划字20050253号文批准矿区范围，批准的井田范围由14个拐点圈定，拐点坐标为： 表2-1-1 矿区范围批