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文檔簡介

1、前 言融通域煤礦是內蒙古聯(lián)創(chuàng)投資有限公司所屬煤礦之一,礦井位于鄂爾多斯市伊金霍洛旗境內,行政區(qū)劃隸屬伊金霍洛旗納林陶亥鎮(zhèn)。根據(jù)內蒙古自治區(qū)人民政府和鄂爾多斯市人民政府近期出臺的煤炭資源整合精神,對原伊旗融通域煤礦(以下簡稱原融通域煤礦)與原內蒙古自治區(qū)東勝煤田四道柳找煤區(qū)五圪圖詳查區(qū)(以下簡稱五圪圖詳查區(qū))進行整合,并將其外圍無礦權爭議的邊角地段也一并劃入,以擴大井田范圍。整合后礦山名稱為“伊旗納林陶亥鎮(zhèn)融通域煤礦(以下簡稱融通域煤礦)。其劃定的井田面積13.902km2,擬擴建為年產(chǎn)0.60Mt/a礦井。內蒙古聯(lián)創(chuàng)投資有限公司為了理順和規(guī)范礦井的生產(chǎn)管理,提高礦井的安全生產(chǎn)條件,提高礦井的機

2、械化生產(chǎn)水平,提高礦井的資源回收率,內蒙古聯(lián)創(chuàng)投資有限公司特委托我院對該礦進行改擴建初步設計工作。一、設計依據(jù)1、設計委托書;2、內蒙古自治區(qū)國土資源廳劃定礦區(qū)范圍批復(內國土資采劃字2006159號);3、伊金霍洛旗供電局關于伊旗納林陶亥鎮(zhèn)融通域煤礦用電的批復;4、伊金霍洛旗水利局關于伊旗納林陶亥鎮(zhèn)融通域煤礦用水的批復; 5、內蒙古自治區(qū)東勝煤田四道柳找煤區(qū)伊旗納林陶亥鎮(zhèn)融通域煤礦煤炭資源儲量核實報告?zhèn)浒缸C明(內國土資儲備字2006313號)6、中華人民共和國采礦許可證(證號:1500000520309)。7、建設單位提供的有關礦井的相關資料8、煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范(GB50215-2005

3、)。9、煤礦安全規(guī)程(2006年版)。二、設計的指導思想70第一章 井田概況及地質特征第一節(jié) 井田概況一、位置與交通1、位置融通域煤礦位于內蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市伊金霍洛旗境內,行政隸屬伊金霍洛旗納林陶亥鎮(zhèn),本礦井位于東勝區(qū)東南,距鄂爾多斯市政府所在地直線距離20km。具體位置處于東勝煤田四道柳找煤區(qū)第46勘探線之間。地理坐標位于東經(jīng)110°1904110°2215,北緯39°325039°3550。2、交通井田地處伊金霍洛旗納林陶亥鎮(zhèn)境內,曹羊公路(曹家石畔羊市塔鄉(xiāng))從井田外東部通過,井田中心距曹羊公路約24km,準東(準格爾東勝)鐵路從本井田外西北部由

4、北西向南東通過。井田中心距馬家塔集裝站直線距離約14 km。此外,位于井田西部,距井田中心距離約13 km的包府公路亦是本礦井主要交通干線,向北西約35 km可到達鄂爾多斯市。鄂爾多斯市政府所在地東勝區(qū),向南可到達府谷縣。東勝區(qū)是鄂爾多斯市對外交通樞紐,交通網(wǎng)絡四通八達。井田與各主要干線均有簡易公路相接,向東可到四道柳鄉(xiāng),向西可達納林陶亥鎮(zhèn)。總之該區(qū)交通十分便利,極有利于煤炭外運。交通位置見圖1-1-1。交通位置圖1-1-1二、地形地貌井田位于鄂爾多斯高原北部,受新生界地質營力和沖刷的影響,井田內地形切割劇烈,樹枝狀溝谷縱橫發(fā)育,基巖大部裸露,覆土貧瘠,植被稀少,生態(tài)環(huán)境較為脆弱,屬于典型的高

5、原侵蝕性丘陵地貌。井田西北較高,為一中部高、東西兩側低,總體向東南地勢逐漸降低的地形特征。其最高點位于井田北部,海拔標高為1416m,最低點位于井田東界的五圪圖溝谷中,海拔標高為1269m,最大標高差147m,一般相對標高差50m左右。三、水系井田東界有五圪圖溝,西界及西南部屬阿爾及曼溝流域,有曼溝、阿爾及曼溝。這幾條溝谷均為季節(jié)性溝谷,旱季無水,雨季在暴雨過后可形成短暫洪流,向東流入勃牛川后,向南匯入陜西省窟野河,最終注入黃河。四、氣象及地震區(qū)內氣候特征屬于典型的溫帶大陸性氣候,具體特點是太陽輻射強烈,日照較豐富,干燥少雨,風大沙多,無霜期短。冬季漫長寒冷,夏季炎熱而短暫,春季回暖升溫快,秋

6、季氣溫下降顯著。據(jù)東勝區(qū)氣象局資料,當?shù)刈罡邭鉁?6.6,最低氣溫為-27.9,年降水量為194.7531.6mm,年蒸發(fā)量為2297.42833mm,年蒸發(fā)量為年降水量的510倍。區(qū)內風多雨少,最大風速為14m/s,一般風速2.25.2m/s,且以西北風為主。凍結期一般從10月份開始,次年5月份解凍,最大凍土深度為1.71m,最大沙塵暴日為40天/年。據(jù)中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖(GB18306-2001),本區(qū)地震動峰值加速度(g)為0.05,相當于地震烈度6度,為弱震區(qū)的預測范圍。據(jù)調查,本區(qū)歷史上從未發(fā)生過較大的破壞性地震。井田內無泥石流、滑坡及塌陷等不良地質災害現(xiàn)象發(fā)生。五、本礦井生產(chǎn)現(xiàn)狀

7、融通域煤礦始建于2001年初,2002年6月初投產(chǎn),由煤礦自行組織設計并施工,當前主采4-2號煤層。設計年生產(chǎn)能力0.21Mt/a,采用平硐開拓方式,房柱式采煤方法,除留設偽頂外,實際采掘高度為2.60m左右,采掘煤層底板標高1300m 1330m。現(xiàn)已形成主、副、風井口三個,礦井采用機械通風,風流由主、副井進入,清洗工作面后由風井的風機排出地面。井下采用煤電鉆打眼,人工放炮,利用小型裝載機裝煤,采用農(nóng)用車運輸?shù)降孛鎯γ簣龊?,由大型裝載機裝車外運。主、副井掘進深度900m左右,掘進方向西北,巷道坡度角12°。截止至2003年12月底,形成采空區(qū)面積0.2180km2。煤礦在開采過程中

8、未發(fā)現(xiàn)瓦斯、涌水、冒頂及底鼓現(xiàn)象,采空區(qū)內無積水,水文地質及其它開采技術條件簡單。六、水源、電源及通訊1、水源伊金霍洛旗水利局已下發(fā)本礦井的用水批復,同意本井田范圍內各水源地取水,年取水量為120萬m3,另本礦井涌水經(jīng)凈化處理后可作為礦井生產(chǎn)用水。2、電源本礦井電源已經(jīng)與伊金霍洛旗供電局達成供電協(xié)議,礦井技改后供電電源可引自新廟變電站,該變電站電壓等級為35KV,距離本礦井約8km。礦井另一回電源可引自東勝南郊變電站,距離本礦井約20km , 該變電站電壓等級為35KV。3、通訊本礦井的通信可與伊金霍洛旗納林陶亥鎮(zhèn)電信局匯接,距離本礦井約5km。七、區(qū)域經(jīng)濟簡況本區(qū)位于鄂爾多斯市,距東勝區(qū)城區(qū)

9、較近。近幾年,隨著地方經(jīng)濟的不斷發(fā)展,煤礦周圍的投資環(huán)境得到了較大的改善,道路交通、電力設施已初具規(guī)模,為未來礦井開采提供了較為便利的條件。區(qū)內居民以從事農(nóng)業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)為主,部分居民開辦鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè),經(jīng)濟收入比較可觀,已成為當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展較快的地區(qū)之一。八、周邊煤礦融通域煤礦西南部0.4km為油房梁煤礦,該煤礦始建于1997年初,當年年底投產(chǎn),由煤礦自行組織設計并施工。最初設計年生產(chǎn)能力0.06Mt/a,采用平拓方式,前進式采煤方法,自然通風。主采煤層為4-2號煤層,厚度3.503.72m。該煤礦現(xiàn)已達到年產(chǎn)0.15Mt/a的能力,2001年底由內蒙古自治區(qū)行業(yè)管理部門驗收通過,該礦為生產(chǎn)安全合格礦井

10、。該礦與本礦無礦權重疊現(xiàn)象,對本礦的開采無影響。第二節(jié) 地質特征一、地質構造與煤層(一)地層及地質構造1、井田地層融通域煤礦位于東勝煤田四道柳找煤區(qū)西部,根據(jù)地表出露及鉆孔揭露,礦區(qū)地層由老到新依次有:三疊系上統(tǒng)延長組(T3y)、侏羅系中下統(tǒng)延安組(J1-2y)、第三系上新統(tǒng)(N2)及第四系(Q)。其特征如下:(1)三疊系上統(tǒng)延長組(T3y)該地層是本區(qū)煤系地層的沉積基底,在本區(qū)東南部五圪圖溝兩側出露,鉆孔也僅揭露其上部巖層。巖性為一套灰綠色中粗粒砂巖,夾灰綠色紫色薄層狀砂質泥巖和粉砂巖。普遍發(fā)育大型板狀、槽狀交錯層理,為典型的曲流河沉積體系。鉆孔揭露厚度1.5124.55 m,平均8.67

11、m。(2)侏羅系中下統(tǒng)延安組(J1-2y)該組為礦區(qū)含煤地層,在五圪圖溝、阿爾及曼溝及枝狀溝谷兩側大面積出露,由于后期剝蝕,區(qū)內僅殘存2個煤組、下部兩個巖段,地層總厚64.74107.05 m,平均92.87 m。第一巖段(J1-2y1):由延安組底界到5煤組頂板砂巖底界,含5、6號煤組。巖性以灰白淺灰色砂巖為主,中夾薄層砂質泥巖。砂巖成份以長石、巖屑為主,含少量云母及暗色礦物,泥質填隙,分選差。與下伏地層(T3y)呈平行不整合接觸,屬河流環(huán)境湖泊三角洲環(huán)境的沉積體系。第二巖段(J12y2)由5煤組頂板砂巖底界到4煤組上部,含4煤組。底部以砂巖為主,成份以長石及巖屑為主,含少量暗礦物碎屑及云母

12、碎片,偶見鐵質結核,泥質填隙,分選差;中上部由深灰色砂質泥巖、粉砂巖夾薄層泥巖和煤層組成,砂質泥巖及泥巖中含大量植物化石及炭屑,發(fā)育有水平紋理及微波狀層理,中部泥巖中偶見淺水動物化石費爾干蚌。與下伏地層呈整合接觸,屬湖泊三角洲及前緣分流河道沉積體系。(3)、第三系上新統(tǒng)(N2)在本區(qū)的中部梁峁地帶廣泛出露,巖性為淺紅色砂質泥巖和泥巖,含大量的呈層狀鈣質結核,疏松。由于沉積差異和后期剝蝕改造,出露范圍及現(xiàn)存厚度變化均較大,據(jù)地質填圖和鉆孔資料統(tǒng)計,現(xiàn)存厚度28.8941.86米,平均36.14米。與下伏延安組(J1-2y)呈角度不整合接觸。(4)第四系(Q)按其成因可劃分為:沖洪積物(Q4al+

13、pl)和殘坡積物。沖洪積物主要分布于東部五圪圖溝底部,殘坡積主要分布于梁、峁地帶。第四系厚度變化較大,一般厚度小于5.00m,G06鉆孔揭露其厚度為3.00m。第四系不整合于老地層之上。2、地質構造井田含煤地層構造形態(tài)與東勝煤田總體構造形態(tài)基本一致,為向南西傾斜的單斜構造,傾向210-230°,傾角1-3°,發(fā)育有寬緩的波狀起伏。區(qū)內未發(fā)現(xiàn)斷層及褶皺構造,地質構造屬簡單類型。(二)煤層井田內見可采煤層3層,即4-2、5-1和6-2中煤層;其中6-2中煤層基本全區(qū)可采,是主要可采煤層;4-2煤層屬大部可采,但由于在可采區(qū)內煤層厚度較大,亦是本井田主要可采煤層之一,5-1煤層為

14、本井田大部可采的次要可采煤層,現(xiàn)將其可采煤層特征詳敘如下:1、4-2煤層位于侏羅系中下統(tǒng)延安組二巖段(J1-2y2)的下部,沿本井田五圪圖溝、阿爾及曼溝兩側的局部地段在地表出露,并且沿露頭煤層發(fā)生自燃。煤層厚度0.254.10m,平均2.07m, 井田內煤層厚度0.964.10 m,平均3.36 m。該煤層結構簡單,不含夾矸,煤層厚度在井田內變化幅度較大,但規(guī)律性比較明顯,從北西向南東,煤層厚度變薄,在第勘探線G06、G07號鉆孔處,該煤層剝蝕??刹蓞^(qū)主要集中在第勘探線以北地段,且在可采區(qū)內煤層厚度北部、西部相對厚,且變化幅度較小,煤厚在3.504.00m之間。在東部及南部煤層厚度相對變薄,煤

15、層厚度在0.803.50m之間。煤層層位穩(wěn)定,對比可靠,屬大部可采的較穩(wěn)定煤層,頂?shù)装鍘r性多為深灰色的砂質泥巖,局部為灰色粉砂巖。煤層埋深在077.90m。2、5-1煤層位于侏羅系中下統(tǒng)延安組一巖段(J1-2y1)的頂部,沿本井田內五圪圖溝在東北角處出露。煤層厚度0.502.40 m,平均1.18 m,見煤點除R1外全部可采。該煤層結構簡單,不含夾矸,煤層厚度在井田內有變化,但規(guī)律性明顯,在第勘探線以北,煤層厚度變化小,厚度在0.851.10 m之間,在勘探線以南地段,煤層厚度由北西向南東變薄,在第勘探線G06、G07號鉆孔處,該煤層剝蝕。可采區(qū)集中在勘探線以北地段,在可采區(qū)內煤層厚度變化很較

16、小,對比可靠,層位穩(wěn)定,屬大部可采的較穩(wěn)定煤層,頂?shù)装鍘r性為深灰色砂質泥巖,局部為灰色泥巖。5-1煤層距4-2煤層由西向東間距變小,平均13.60 m。煤層埋深在088.06m。3、6-2中煤層位于侏羅系中下統(tǒng)延安組一巖段(J1-2y1)的下部,在井田內未出露。煤層厚度0.002.20 m,平均1.05 m, 井田內煤層儲量利用厚度(剔除夾矸厚度)0.802.20 m,平均1.61 m。煤層結構簡單,一般不含夾矸,僅在G02、S16號孔處含夾矸1層,夾矸厚度0.100.70 m,夾矸巖性多為泥巖、砂質泥巖。該煤層除G06號鉆孔未見煤外,其余鉆孔均見該層煤,根據(jù)本次地質圖檢測,在第勘探線以南地段

17、未發(fā)現(xiàn)該煤層,且R2、S19號鉆孔也證實了這一點,故在第勘探線以南地段62中煤層未見沉積,為尖滅區(qū)。以北、以西地段為該煤層可采區(qū)。煤層厚度在含煤區(qū)內變化較小,且層位穩(wěn)定,對比可靠,屬大部可采的較穩(wěn)定煤層,頂?shù)装鍘r性主要為深灰色砂質泥巖,局部地段為泥巖和粉砂巖。煤層埋深在0103.18 m。6-2中煤層距5-1煤層間距12.9418.21 m,平均15.74 m。各煤層特征見表1-2-1??刹擅簩犹卣鞅砭幪柭裆睿╩)煤層厚度可采厚度層間距穩(wěn)定性可采程度煤層號最小-最大 平均(點數(shù))最小-最大 平均(點數(shù))最小-最大 平均(點數(shù))4-2077.900.254.102.07(12)0.964.103

18、.36(5)4.8034.4113.60(9)較穩(wěn)定大部可采5-1088.060.502.401.18(11)0.852.401.10(10)較穩(wěn)定大部可采12.9418.2115.74(9)6-2中0103.1802.101.05(13)0.802.201.61(8)較穩(wěn)定大部可采表1-2-1二、煤質1、煤的物理性質和煤巖特征區(qū)內煤呈黑色,條痕褐黑色,弱瀝青瀝青光澤,參差狀、棱角狀斷口,內生裂隙較發(fā)育,條帶狀結構,層狀構造。宏觀煤巖組分以暗煤、亮煤為主,見絲炭,屬半暗、半亮型煤。顯微煤巖組分以鏡質組為主,占有機顯微組分的48.560.0%;其次是絲質組,占28.531.3%;半鏡質組占9.2

19、20.8%。三者之和95%以上。根據(jù)國際顯微煤巖類型分類原則,區(qū)內煤為微鏡隋煤。煤中礦物雜質含量低,以粘土組為主,在2%以下,其它雜質測值在0.2%以下。2、化學性質、工藝性能和煤類(1)化學性質各可采煤層化學特征見表1-2-2。、工業(yè)分析A、水分(Mad)原煤水分814%,為中水分煤。平均:4-2煤層10.25%,5-1煤層10.02%、6-2中煤層10.85%。洗煤水分低于原煤。B、灰分(Ad)4-2煤層原煤灰分4.898.99%,平均6.65%;5-1煤層原煤灰分4.468.53%,平均6.30%;6-2中煤層原煤灰分4.1010.62%,平均7.34%;各煤層均屬低灰分煤。煤經(jīng)洗選后灰

20、分降至3.696.51%C、揮發(fā)分(Vdaf)各可采煤層洗煤揮發(fā)分一般在37%以下。4-2煤層34.0136.82%,平均35.19%;5-1煤層34.2435.76%,平均34.91%;6-2中煤層33.3837.28%,平均34.73%。、元素分析由表4-2-4知,洗煤元素組成中碳含量(Cdaf)77.7783.99%;氫含量(Hdaf)3.925.13%,氮含量(Ndaf)0.981.05%,氧(Odaf)10.4816.55%。、有害元素A、全硫(St,d)各可采煤層原煤全硫測值在0.50%以下,屬特低硫煤。4-2煤層0.220.48%,平均0.35%;5-1煤層0.350.50%,平

21、均0.42%;6-2中煤層0.220.40%,平均0.28%;煤經(jīng)洗選后硫含量下降,在0.130.21%之間。B、磷(Pd)4-2煤層0.0020.003%;5-1煤層0.0010.007%;6-2中煤層0.0010.005%;各可采煤層均為特低磷煤。C、砷(As,d)煤中砷的測值原煤在13PPm,洗煤在02ppm,未超過食品工業(yè)燃煤8ppm的要求,符合食品工業(yè)用煤要求。D、氟(F,d)氟含量原煤在59114ppm之間,洗煤在5284ppm之間。E、氯(Cl,d)煤中氯在0.0050.025%之間,低于0.3%,工業(yè)利用時危害較小。綜上所述,本區(qū)4-2、5-1、6-2中煤層均屬低灰、特低硫、特

22、低磷煤。煤芯煤樣化驗測試成果統(tǒng)計表表1-2-2煤層號洗選情況工業(yè)分析(%)發(fā)熱量MJ/kgSt.d(%)元素分析(%)有害元素MadAdVdafQb.dQnet.adQnet,dCchtHchtNchtOchtAs(ppm)F(ppm)Cl(%)P(%)4-2原2.3411.7610.25(5)4.898.996.65(5)33.4735.8234.64(5)27.7329.9829.30(4)23.1825.8424.80(3)26.5728.7828.03(3)0.220.480.35(4)78.4880.5979.63(3)4.145.895.25(3)122(2)757977(2)0.

23、0090.0250.017(2)0.0020.0030.003(2)洗5.7311.238.59(4)4.146.024.87(4)34.0136.8235.19(4)0.140.190.17(4)78.0378.4978.26(2)4.595.134.86(2)1.001.051.03(2)15.6415.6915.67(2)2(2)526257(2)0.0010.0030.002(2)5-1原8.5912.0610.02(6)4.468.536.30(6)34.3635.4235.02(6)27.8630.0529.39(6)23.2126.1525.21(5)26.7029.0628.3

24、3(5)0.350.500.42(6)78.4480.1479.59(5)4.265.905.19(5)132(3)627570(3)0.0150.0220.019(3)0.0010.0070.004(3)洗5.2613.058.91(6)3.695.564.58(6)34.2435.7634.91(6)0.150.190.17(6)78.3678.4178.39(2)3.924.124.02(2)1.011.021.02(2)16.2916.5516.42(2)122(2)677069(2)0.0010.0050.003(2)6-2中原9.2813.4010.85(7)4.1010.627.

25、34(7)33.5938.0034.80(7)27.7330.1229.24(5)23.4726.2824.71(5)26.6529.2128.11(6)0.220.400.28(7)78.7780.4279.74(6)4.295.995.33(6)132(4)5911481(4)0.0050.0250.014(4)0.0010.0050.003(4)洗3.8611.748.87(7)4.056.514.97(7)33.3837.2834.73(7)0.130.210.17(7)77.7783.9980.42(3)4.354.614.45(3)0.981.041.01(3)10.4816.35

26、13.95(3)0-21(2)758480(2)0.0020.0040.003(2)(2)工藝性能原煤收到基低位發(fā)熱量(Qnet.ad)4-2煤層23.1825.84MJ/kg,平均24.80MJ/kg。5-1煤層23.2126.15MJ/kg,平均25.21MJ/kg。6-2中煤層23.4726.28MJ/kg,平均24.71MJ/kg。各煤層以中高熱值煤為主。(3)煤類井田內各可采煤層洗煤揮發(fā)分(Vdaf)一般在37%以下,煤的粘結指數(shù)為0,根據(jù)中國煤炭國家分類標準(GB5751-86),煤類確定為不粘煤(BN31)。(4)可選性評價在G01、G04孔中采取了4-2、6-2中煤層2組簡選樣

27、,煤樣為低灰、特低硫不粘煤。見表1-2-3。表1-2-3煤層號煤樣號Mad%Ad%VdafSt,dQgr,dMJ/kg42G01簡19.347.9534.490.2428.8562中G04簡110.366.4034.660.3129.47簡選樣浮沉試驗分為-1.3、1.31.4、1.41.5、1.51.6、1.61.7、1.71.8、1.81.9、1.92.0、±2.0八個比重液、九個比重級進行浮洗,浮煤產(chǎn)率多集中在-1.4級,產(chǎn)率85%以上,灰分一般在46%??蛇x性等級依據(jù)GB/T16417-1996煤炭可選性評定方法,采用“分選密度±0.1”含量法對試驗結果進行評定。4

28、-2煤層(G01簡1)擬定精煤灰分為4.05.5%時,可選性等級極難選。當擬定精煤灰分為6.0%時,可選性等級為易選,當擬定精煤灰分為6.5%時,屬較難選。見表1-2-4。表1-2-4擬定灰分Ad浮物產(chǎn)率%分選密度kg/L±0.1含量%可選性等級初始值最終值4.068.01.30089.490.8極難選4.578.01.32086.788.1極難選5.085.01.35881.082.3極難選5.590.51.41544.044.7極難選6.094.51.6801.61.6易選6.596.51.8101.321.5較難選6-2中煤層(G04簡1)擬定精煤灰分在5.05.5%時,可選性

29、等級極難選。當擬定精煤灰分為6.0%時,可選性等級為易選。參見表1-2-5。表1-2-5擬定灰分Ad浮物產(chǎn)率%分選密度kg/L±0.1含量%可選性等級初始值最終值5.087.01.33485.685.9極難選5.593.01.38867.067.2極難選6.097.11.5901.61.6易選(5)煤質評價及工業(yè)用途煤質評價根據(jù)本次利用鉆孔煤芯煤樣測試成果,結合四道柳找煤區(qū)內其它煤樣的分析成果,對井田內內煤層煤質做出如下評價:A、井田內煤為低灰、特低硫、特低磷的不粘煤;B、各煤層均為中高熱值煤;C、煤灰熔融性低,為低熔灰分;D、各煤層煤巖組分鑒定結果表明,其惰性組分含量較高;E、煤中

30、微量元素、有害元素含量低;煤的工業(yè)利用方向根據(jù)煤層煤質分析結果,本區(qū)煤可作為良好的動力用煤。適用于火力發(fā)電、工業(yè)鍋爐、蒸汽機車、船舶及民用燃燒。粉煤加粘結劑成型還可制作煤磚,煤球等。三、礦床開采技術條件1、工程地質井田煤層頂板以上30m至底板以下20m范圍之內的巖石以深灰色砂質泥巖為主,次為粉砂巖。煤層直接頂?shù)装鍘r石則主要為深灰色砂質泥巖。根據(jù)G04號鉆孔巖石物理、力學性質試驗成果:巖石的真密度26342685kg/m3,視密度20782420kg/m3,孔隙率9.0921.11%,含水率1.053.20%,吸水率3.666.10%,部分砂質泥巖在水中40分鐘50分鐘崩解破壞;彈性模量3.93

31、×1039.73×103Et,泊松比0.120.34。抗壓強度在吸水狀態(tài)0.82.9MPa,自然狀態(tài)8.425.2MPa,普氏系數(shù)1.2422.93,軟化系數(shù)0.100.28。從試驗成果分析,巖石的抗壓強度均小于30MPa,普氏系數(shù)多在2左右,所以煤層頂?shù)装鍘r石以軟弱巖石為主。井田第四系松散巖層與第三系半膠結巖層雖然分布廣泛,但因溝谷發(fā)育,切割較深,基巖大面積出露,風化作用強烈。根據(jù)鉆孔揭露及地質填圖成果,溝底風化帶較淺,一般小于5m;溝谷兩側及掩蓋區(qū)風化帶較深,一般3050m。不同巖石的抗風化能力差異較大,泥質填隙的軟弱巖石風化帶較深,鈣質填隙的堅硬巖石風化帶較淺。目前井

32、田內的不良自然現(xiàn)象主要是遍布全井田的大小溝谷。因地面植被稀少,流水侵蝕作用強烈,水土流失相當嚴重。井田內現(xiàn)在沒有明顯的工程地質問題,在五圪圖溝陡峭處偶見第四系黃土小規(guī)?;屡c崩塌發(fā)生。2、瓦斯由G07號鉆孔瓦斯測定成果(表2-3-6)知,6-2中煤層CH4含量0.00ml/g,自然瓦斯成分中CH40.00%,瓦斯分帶為二氧化碳氮氣帶中,測定結果與四道柳找煤報告一致。據(jù)調查周邊小窯未發(fā)生過瓦斯爆炸事故。故本井田瓦斯危害性小。但煤礦在生產(chǎn)時還應做好井下通風及瓦斯監(jiān)測工作。表1-2-6煤層瓦斯含量(ml/g)自然瓦斯成分(%)瓦斯分布CH4CO2CH4CO2N26-2中 0.000.560.0028

33、.9171.09CO2N2帶3、煤塵本井田煤塵爆炸指數(shù)在33.4738.00%,屬易爆炸煤層。G03號鉆孔5、6煤層測試結果:火焰長度400mm,抑止煤塵爆炸最低巖粉量60%,煤塵有爆炸性。4、煤的自燃井田內煤層露頭有自燃現(xiàn)象。據(jù)內蒙古煤礦設計院對部分電廠用煤資料調查:東勝煤田煤的自燃發(fā)火期4060天,堆積高度、堆積方式均是煤堆自燃的因素。因此,煤炭生產(chǎn)及其它相關單位應予以重視,防止煤堆發(fā)生自燃。5、地溫根據(jù)東勝煤田勃牛川普查區(qū)鉆孔簡易地溫測量成果,本井田最大地溫梯度為1.6/100M,平均1.2/100M,小于3/100M,無地溫異常,屬地溫正常區(qū)。6、天然放射性異常井田內未發(fā)現(xiàn)放射性異常,

34、無放射性危害。四、水文地質條件(一)區(qū)域水文地質概況東勝煤田位于鄂爾多斯高原北部,海拔標高12001400m,地形中部高,向南北兩側逐漸降低。沿泊爾江海東勝朝腦梁一帶地形較高,海拔標高一般14001500m,構成區(qū)域地表分水嶺,俗稱“東勝梁”。最高點位于東勝東南約18km處的神山海拔標高1584m,煤田內地形切割強烈,溝谷縱橫,具侵蝕性丘陵地貌特征,東勝梁南側主要溝谷有烏蘭木倫河,勃牛川等,其北側主要溝谷有罕臺川,西柳河、哈什拉川等,均屬黃河流域水系。除南部個別大的溝谷有水量較小的常溪流外,一般均為季節(jié)性溝谷,旱季干涸無水,雨季暴雨后可形成洪流,水量較大,歷時短暫。根據(jù)地下水的賦存條件和水力性

35、質不同,煤田內的含水巖組可劃分為兩大類:新生界松散巖類、孔隙潛水含水巖組,和中生界碎屑巖類孔隙、裂隙潛水承壓水含水巖組,其水文地質特征見表1-2-7東勝煤田水文地質特征表表1-2-7地下水類型含水單元主要巖性層厚(m)單位涌水量(升/秒m)水質類型礦化度(克/克)松散巖類孔隙潛水含水巖組全新統(tǒng)沖洪潛水含水層各粒級砂、礫石層16-360.000611-0.36CHO3-Ca全新統(tǒng)風積沙潛水含水層淺黃色細粒砂0-562.555-40.91(升/秒)CHO3-Ca0.2-0.38薩拉烏素組潛水含水層湖積粉、細砂107.030.0016-3.74CHO3-Na0.8碎屑巖類孔隙裂隙潛水承壓水含水巖組志

36、丹群含水層礫巖、粗粒砂巖為主夾細砂巖泥巖0-5000.0078-2.171HCO3-KNaHCO3-CaMg0.25-0.3侏羅系中統(tǒng)含水層以中、粗粒砂巖為主0-3580.000437-0.0274CLHCO3-KNa0.741-0.95侏羅系中下統(tǒng)延安組含水層灰白、淺灰各粒級砂巖133.28-279.180.0027-0.026CHO3CL-KNa0.10-175.40三迭系上統(tǒng)延長組含水層灰綠色中、粗粒砂巖為主780.000308-0.253CL-KNaCHO3CLSO4-Na(二)井田水文地質特征1、含、隔水層水文地質特征(1)、第四系(Q)松散層潛水含水層巖性為灰黃色黃土、殘坡積砂土(

37、Q3+4)、沖洪積砂礫石(Q4al+pl)等,地層厚度一般小于5.00m。黃土、殘坡積物與風積砂主要分布在梁、峁及山坡上,地形不利于積水,均為透水不含水層。沖洪積物分布于各大溝谷中,構成松散層潛水的主要含水層。據(jù)調查資料:五圪圖溝內民井1、2號含水層厚度1.403.80m,地下水位埋深1.802.20m,涌水量Q=0.02960.128L/s,水質較好,含水層富水性弱。因大氣降水的補給量較小,所以補給條件較差。含水層與下部承壓水含水層水力聯(lián)系較小,而與地表短暫的洪水水力聯(lián)系密切。(2)、第三系上新統(tǒng)(N2)半膠結巖層隔水層巖性為紫紅色砂質泥巖,呈半膠結狀態(tài),含豐富層狀鈣質結核,地層厚度28.8

38、941.86m,平均36.14m,在全區(qū)廣泛分布,主要分布在山梁及緩坡之上。該地層透水性能差,富水性極其微弱,可視為相對隔水層。由于其連續(xù)性較差,所以只能起局部隔水作用。(3)、侏羅系中下統(tǒng)延安組(J1-2y)碎屑巖類承壓水含水層巖性為灰白色砂巖、灰色粉砂巖、深灰色砂質泥巖和泥巖,夾煤層。地層厚度64.74107.05 m,平均92.87 m,全區(qū)賦存,鉆孔均有揭露,地表主要出露在溝谷兩側。據(jù)G04號鉆孔抽水試驗資料:含水層厚度33.42m,地下水位埋深42.52m,水位標高1338.35m,水位降深S=55.92m,涌水量Q=0.117l/s,單位涌水量q=0.00209l/s·m

39、,滲透系數(shù)K=0.00316m/d,水溫8,溶解性總固體424mg/L,PH值為7.9,為Ca·Mg·NaSO4·HCO3型水。該含水層的富水性弱,導水性能很差。由于該區(qū)大氣降水的補給量小,地下水逕流條件差,所以含水層的補給條件較差。該含水層在梁、峁及山坡地帶與上覆潛水含水層的水力聯(lián)系較小,而在溝谷內側與第四系潛水含水層有一定的水力聯(lián)系。該含水層為本區(qū)的直接充水含水層。(4)、三疊系上統(tǒng)延長組(T3Y)碎屑巖類承壓水含水層巖性以灰綠色細粒砂巖為主,鉆孔揭露厚度1.5124.55 m,平均8.67 m,在區(qū)外的五圪圖溝內有出露。據(jù)本次施工的鉆孔簡易水文地質觀測資料分

40、析,該含水層的富水性弱。(5)、火燒巖含水層煤層自燃,煤中有機物燃燒逸散,煤層頂板巖石由于受烘烤、冷凝而坍塌,生成的節(jié)理、裂隙較豐富,為地下水的貯存及運動提供了良好的場所。巖石經(jīng)燒變后,原屬隔水的泥質巖、泥質粉砂巖等,均可成為含水層或透水層。受煤層厚度大小、發(fā)育的空間位置、燃燒時的內外條件及燃燒的范圍、強度等諸多因素的影響,火燒巖體的富水性存在著較大的差異。一般來講,當煤層空間位置相對較高,形成的火燒巖體的燒變裂隙不具貯水條件或貯水條件差時,其富水性較弱或只具透水性;反之,當煤層空間位置相對較低,形成的火燒巖體的燒變裂隙具一定的貯水條件或其與富水性較強的第四系潛水含水層具密切的水力聯(lián)系時,則在

41、一定的范圍內可形成較強的富水帶。無論富水性強弱,火燒巖體均具較好的透水性。井田內的火燒巖體均為4-2煤層燃燒所致。巖性為紫紅色、淺紅色砂質泥巖、泥巖,裂隙發(fā)育,堅硬。厚度一般1015 m左右,主要分布在溝谷兩側的高坡上。由于其分布位置較高,分布面積小且零星,4-2煤層底板標高較最低侵蝕基準面高出約2030 m,井田內第四系覆蓋層較薄,與其水力聯(lián)系較差,因此井田內的火燒巖雖然透水性好,但富水性較弱。井田內內的火燒巖體含水層富水性雖弱,但其向礦井充水的方式特殊,即其充水方式是在與煤層相接的部位直接向井巷充水,因此對煤礦開采的影響是較大的,建議煤礦在開采前進行進一步的磁法勘查,以準確界定煤層火燒范圍

42、,并進行抽水試驗,以準確了解火燒巖體的水文地質參數(shù),便于指導煤礦生產(chǎn)。2、地表水、老窯水對礦床充水的影響井田內地表水系不很發(fā)育,但沖溝眾多。這些溝谷均無常年地表逕流,只有在雨季大雨過后會形成短暫而急促的洪水。地表洪水一般通過井口、風口等通道向未來礦井充水,因此,做好井口、風口等人工通道的防洪堵水維護工作是預防地表水對礦井充水的最佳措施。井田內沒有老窯,未來煤礦開采應避開沖洪積潛水,而且不能越界開采,以防河床潛水和鄰區(qū)生產(chǎn)礦井水向未來礦井涌水。3、礦坑涌水量預測(1)礦床充水因素及其水文地質邊界確定井田內第四系沖洪積(Q4al+pl)潛水含水層的富水性弱,涌水量一般較小,與煤系地層承壓水含水層的

43、水力聯(lián)系也較小。礦床的主要充水因素是煤系地層承壓水,本次主要預測初期采區(qū)(擬定五圪圖詳查區(qū))煤系地層承壓水對礦坑的涌水量。(2)計算方法及水文地質參數(shù)的選擇根據(jù)井田內水文地質條件,分析礦床充水因素,選用兩種方法計算礦坑涌水量。、穩(wěn)定流大井法承壓潛水完整井計算 、水平集水廊道法計算 計算得出預測的礦坑涌水量,見表1-2-8。 預測的礦坑涌水量計算方法大井法集水廊道法Q(m3/d)158103表1-2-84、井田內供水水源評價根據(jù)G04號鉆孔抽水試驗成果以及礦坑涌水量預測結果,井田內地下水資源較為貧乏,水量小,水質一般,礦坑水不宜作供水水源。井田內東部的五圪圖溝,其流域面積較廣,第四系潛水較為豐富

44、,水質較好,采用大口井或截伏流法取水,可以獲得較大的水量,可做為未來煤礦的供水水源。5、井田內水文地質勘查類型井田內直接充水含水層以孔隙含水層為主,裂隙含水層次之,直接充水含水層的富水性弱,補給條件差,逕流條件差,以大氣降水為主要充水水源;直接充水含水層的單位涌水量q <0.1L/s·m(q =0.00209L/s·m);主要可采煤層的底板標高位于當?shù)厍治g基準面;區(qū)內地形有利于自然排水,無地表水體,水文地質邊界簡單。因此,將井田內水文地質勘查類型確定為第一類第二類第一型,即以孔隙裂隙充水的水文地質條件簡單的礦床。五、井田勘探程度及儲量1、勘探程度東勝煤田四道柳找煤勘探

45、項目是1998年由內蒙古煤田地質局117勘探隊組織設計、施工的,采用巖芯鉆探、地形地質填圖、工程測量、地球物理測井、采樣試驗及磁法勘探等手段,于2000年12月完成東勝煤田四道柳找煤地質報告的編制工作,同年底由內蒙古煤田地質局以內煤地局字(2001)第1號文批準該報告,其勘探面積930km2,確定其勘探類型為一類二型,獲D級資源儲量2555.6Mt。2004年3月,117隊受伊旗納林陶亥鎮(zhèn)融通域煤礦委托,于2004年3月20日至2004年5月20日進行了野外地質勘查工作。于2004年6月18日編制了內蒙古自治區(qū)東勝煤田四道柳找煤區(qū)五圪圖煤炭詳查報告,于2004年7月經(jīng)內蒙古自治區(qū)國土資源廳礦產(chǎn)

46、資源儲量評審中心審核通過,備案文號“內國土2004年3月,117隊受伊旗納林陶亥鎮(zhèn)融通域煤礦委托,于2004年3月20日至2004年5月20日進行了野外地質勘查工作。于2004年6月18日編制了內蒙古自治區(qū)東勝煤田四道柳找煤區(qū)五圪圖煤炭詳查報告,于2004年7月經(jīng)內蒙古自治區(qū)國土資源廳礦產(chǎn)資源儲量評審中心審核通過,備案文號“內國土資儲備字2004205號”。此次勘查面積為5.6316 km2,確定了該區(qū)勘探類型為構造簡單-煤層較穩(wěn)定型;主要可采煤層是以低灰、特低硫、低瓦斯、中高發(fā)熱量為主的不粘煤;確定了水文地質勘探類型為第一二類第一型即孔隙裂隙充水的水文地質條件簡單型的礦床;共獲得控制的經(jīng)濟的

47、基礎儲量(122b)6.28 Mt,推斷的內蘊經(jīng)濟的資源量(333)11.66 Mt。總資源儲量17.94 Mt。2、資源儲量本井田范圍為整合煤礦,按照原煤礦采礦許可證范圍及限定標高、劃定礦區(qū)新增范圍分別進行資源儲量估算,并與原報告、已核實資源儲量進行了對比。截至2006年7月31日,本次共核實資源儲量41.58Mt。已動用消耗資源儲量0.85 Mt,保有資源儲量40.73 Mt (其中控制的經(jīng)濟基礎儲量(122b)6.47 Mt,推斷的內蘊經(jīng)濟資源量(333)34.26 Mt)。七、存在的問題與建議1、井田范圍內鉆孔較少,而井田面積較大,勘探程度較低,建議在礦井開采前進行一次補充勘探,以獲取

48、更豐富的地質資料。2、本井田水文地質資料較少,建議礦方應做專門性勘查研究工作,以保證礦井安全生產(chǎn)。3、建議礦方進一步補充勘探無煤帶和采空區(qū)邊界。第二章 井田開拓第一節(jié) 井田境界及儲量一、井田境界根據(jù)內蒙古自治區(qū)國土資源廳劃定礦區(qū)范圍批復(內國土資采劃字20060159號文),本井田范圍由16個拐點坐標圈定,開采深度由1330m至1270m標高,面積約13.9102km2。各拐點坐標見表2-1-1,新劃定范圍與原融通域煤礦、原五圪圖詳查區(qū)位置關系見示意圖2-1-1。二、礦井資源/儲量(一)資源/儲量 根據(jù)儲量核實報告,本井田資源儲量為41.58 Mt。其中已動用消耗資源儲量0.85 Mt,保有資

49、源儲量40.73 Mt。剩余儲量中控制的經(jīng)濟基礎儲量(122b)為6.47 Mt,推斷的內蘊經(jīng)濟資源量為(333)34.26 Mt。資源儲量匯總見下表2-1-2。(二)工業(yè)資源/儲量礦井工業(yè)資源/儲量為礦井地質資源量中探明的資源量和控制的資源量,連同地質資源量中推斷的資源量作資源可靠性評價后乘以可信度系數(shù)。本礦井(333)可信度系數(shù)取0.8。經(jīng)計算,礦井工業(yè)資源/儲量33.89Mt。(三)設計可采儲量經(jīng)計算,礦井設計資源/儲量30.00Mt,設計可采儲量22.12Mt。詳見礦井設計可采儲量匯總表2-1-3。融通域煤礦拐點坐標一覽表表2-1-1拐點編號縱坐標(X)橫坐標(Y)拐點編號縱坐標(X)

50、橫坐標(Y)原融域煤礦融通域煤礦(新劃定)14385100.0037442550.0014385100.0037442550.0024385015.0037441400.0024385015.0037441400.0034384100.0037441710.0034384100.0037441710.0044383720.0037442260.0044383720.0037442260.0054383460.0037442250.0054383460.0037442250.0064383320.0037443380.0064381681.0037441875.0074384770.003744

51、2800.0074379554.0037441692.00五圪圖詳查區(qū)84379533.0037445200.0014383096.1019442363.6094380767.0037445200.0024383085.5019443795.50104380750.0037445927.0034382160.3019443788.80114381682.0037445933.0044382155.1019444504.90124382000.0037444950.0054381692.5019444501.60134382580.0037444050.0064381682.3019445933.80144383085.0037443795.0074380757.1019445927.30154383320.0037443380.0084380783.0019442346.30164384770.0037442800.00資源儲量匯總表表2-1-2 單位:萬噸礦產(chǎn)種類煤層編號分布標高(m)核實范圍儲量級別查明資源儲量(萬噸)消耗資源儲量(萬噸)保有資源儲量(萬噸)資源儲量類型(編碼)原報告本次核實增減變化煤4-213301315原融通域煤礦D916791-125

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