鄂爾多斯市一通煤化有限責任公司泰生煤礦改擴建初步設計目 錄第一章井田概況及地質煤層特征4第一節 井田概況4第二節井田地質煤層特征9第三節水文地質18第四節其它開采技術條件23第五節存在問題及建議26第二章井田開拓28第一節 井田境界及儲量28第二節 礦井設計生產能力及服務年限30第三節 開拓方式31第四節 井筒42第五節 井底車場及硐室45第三章盤區布置及裝備47第一節 盤區布置47第二節 采煤方法及工藝47第三節 巷道掘進及井巷工程量55第四節 礦井移交標準、井巷工程量和建設工期56第四章井下運輸及設備58第一節 井下煤炭運輸58第二節 輔助運輸設備選型59第五章通風與安全62第一節 概述62第二節 礦井通風63第三節通風設施和減低風阻措施73第四節 災害預防措施及安全裝備76第六章 運輸、通風和排水設備102第一節 主井運輸皮帶102第二節 大巷運輸皮帶106第三節 通風設備109第四節 排水設備112第五節 壓氣設備116第七章 地面生產系統118第一節 煤質及用途118第二節 煤的加工118第三節 生產系統118第四節 輔助設施120第八章 地面運輸122第九章 總平面布置及防洪排澇123第一節 概況123第二節 平面布置124第三節 豎向布置及場內排水125第四節 管線綜合布置126第五節 防洪排澇127第十章 電氣129第一節 電源概況129第二節 電力負荷129第三節 供電方案135第四節 地面供配電138第五節 井下供配電139第六節 礦井安全監控系統及計算機管理141第七節 通信145第十一章 地面建筑146第一節 設計原始資料和建筑材料146第二節 工業建筑物與構筑物147第三節 工業場地行政、公共建筑147第四節 居住區151第十二章 給水與排水152第一節 給水152第二節排水160第三節室內給排水161第四節井下消防及灑水164第十三章 采暖通風及供熱166第一節設計依據166第二節采暖通風166第三節供熱鍋爐房169第十四章 環境保護171第一節概述171第二節主要污染源及防治措施172第三節 水土保持176第四節 環境保護管理與監測180第五節 環保、水保投資180第十五章 職業安全與衛生181第一節 概述181第二節 建筑及場地布置182第三節 職業危害因素183第四節 主要防范措施183第五節 預期治理效果185第六節 機構設置185第七節 存在問題及建議186第十六章 建井工期187第一節 建井工期187第二節 產量遞增計劃191第十七章 節約能源措施192第一節 概述192第二節 礦井開采節能措施192第三節 地面生產系統193第四節 機電設備檢修設施194第五節 工業廣場總布置194第六節 電氣196第七節 土建197第八節 給水排水198第九節 供熱通風198第十八章 礦井生產組織機構200第一節 組織機構200第二節 職工素質及培訓203第十九章 技術經濟分析與評價206第一節 勞動定員及勞動生產率206第二節 投資構成及資金來源208第三節 原煤生產成本估算209第四節 產品售價、稅金及其它210第五節 經濟效益及評價211第六節 礦井設計主要技術經濟指標212第一章 井田概況及地質煤層特征第一節 井田概況一、 交通位置1、 交通位置鄂爾多斯市一通煤化有限責任公司泰生煤礦位于鄂爾多斯市東勝區北西約16公里，行政區劃隸屬東勝區萬利鎮管轄。泰生煤礦地理坐標為：東經1095624-1095731北緯 395748- 3958152、 交通泰生煤礦東距包頭至府谷的210國道4公里，西距包頭至神木鐵路4.5公里，經210國道或包神鐵路至達拉特旗電廠50公里。由煤礦至東勝區、萬利川鎮及達拉特旗電廠除少量簡易公路外，均有柏油路相通，交通條件極為便利。交通位置見圖1-1。 礦區自然地理1、 地形地貌礦區位于鄂爾多斯高原北部，區域性分水嶺“東勝梁”北側，地形總體表現為南高北低的特點，侵蝕切割強烈，枝狀溝谷、沖溝十分發育，具典型高原丘陵剝蝕區地貌特征，溝谷發育方向均服從于地表水系的各自區域流向。由于第三系的覆蓋，多數地層被掩埋，僅在較高地帶及溝谷的底部見基巖露頭，礦區內地形最大標高1429米，最低標高1329米，相對高差100米，泰生煤礦范圍內海拔標高14201365米，相對高差55米。2、 水系區域性分水嶺“東勝梁”位于礦區南側，因此區內溝谷均流向北。較大溝川有：罕臺川、色太溝、朝腦區、萬利川(天爾漫溝)、馬廠窯溝、哈什拉川等，均為間歇性溝谷，水量受大氣降水控制，冬春兩季河道干枯，雨季暴雨過后可匯成山洪，水流夾帶大量泥沙自南向北注入庫布其沙漠，補給黃河。3、 氣象礦區屬半干旱半沙漠大陸性氣候，冬季寒冷、夏季炎熱，冬春兩季多風沙，具高原寒暑劇變的特點；雨季集中于7、8、9三個月，年降水量277.7544.1毫米，平均401.6毫米；年蒸發量1749.72436.2毫米，平均2082.2毫米；年最高氣溫38.3，最低氣溫-34.5，平均氣溫6.2；最大凍土深度150174cm，冰凍期139170天；區內多風，以西北風為主，最大風速20米/秒。4、 地震及地質災害根據中國地震動參數區劃圖(gb-18306-2001)，本地區地震動峰值加速度（g）為0.10，對照烈度為7度以上設防區。二、 本礦建設生產情況泰生煤礦始建于1997年，企業性質為集體所有，現有職工100人。目前礦井采用二個斜井開拓，斜井位于礦區西部邊界，采煤方法為煤層假頂長壁式采煤法，煤電鉆打眼炮采工藝，通風方式為自然通風，井下運輸方式為三輪車從工作面運至地面儲煤廠。煤礦現開采4-2號煤層，設計年生產能力為15萬噸，實際每年采煤約12萬噸，采區回采率為80%。2004年底至今，泰生煤礦一直停產。泰生煤礦經過多年的生產和建設，工業廣場齊備，現井下已形成開采系統，具備擴建的基本條件。據現場調研，煤礦井下瓦斯含量低，采空區未發現有自燃火區及積水存在。水源：礦井目前在井下取水。改擴建后，設計新掘水源井，作為該礦生活飲用水源。井下取水經過處理可作為工業場地生產、消防及井下消防、灑水之用水。電源：礦井目前供電電源引自罕臺站35kv變電所，改擴建后該電源作為礦井的主要供電電源，備用電源引自唐公溝礦35kv變電所，從而實現雙回路供電。三、 周邊煤礦生產情況泰生煤礦西鄰神華萬利煤礦，年生產能力為15萬噸/年；東北部為萬發溝蘇獨侖煤礦，年生產能力為9萬噸/年；開采煤層與泰生煤礦相同，均為4-2號煤層。鄰近礦井在采掘時每天排水量約為50噸左右，煤層頂板為泥質巖類，采用煤層假頂支護，揭露煤層厚度2.5米左右。以上礦井之間留有安全煤柱，沒有相互貫通的情況。相鄰煤礦開采過程中沒有發生過瓦斯、煤塵爆炸和大面積頂板垮落事故。據儲量核實報告和業主調查，井田內無小煤窯及古窯，但建議礦井開采期間，應做好小煤窯和古窯的調查工作，必要時應打超前鉆孔探測采掘工作面前方的地質情況，如發現有小煤窯或古窯存在時，應制定安全措施，避免小煤窯或古窯采空區積存的有毒有害氣體和積水對礦井安全造成威脅。第二節 井田地質煤層特征根據內蒙古自治區東勝煤田萬利川勘探區泰生煤礦煤炭資源儲量核實報告提供的資料，對井田地質特征簡述如下：一、 區域地層本區地層區劃屬華北地層區鄂爾多斯陜甘寧分區準格爾旗臨縣小區，地處中生代大型內陸盆地鄂爾多斯盆地北部，基巖主要出露在罕臺川、色太溝、朝腦區、萬利川(天爾漫溝)等溝谷中及區內地形較高的山坡上，沉積的主要地層有：三疊系中統二馬營組、上統延長組，侏羅系中下統延安組和中統直羅組、安定組，白堊系下統伊金霍洛組，第三系上新統、第四系上更新統馬蘭組及全新統等地層。區域地層特征詳見區域地層表（表1-1）。二、 區域構造本區大地構造單元屬華北地臺鄂爾多斯臺向斜東勝隆起之北部，地質構造簡單，未見巖漿活動和變質作用，區內只有中生代及其以后的沉積地層出露，不同時代的地層經受不同時代的構造運動，但表現極其微弱，主要表現為地殼的升降運動，地層基本水平，傾角一般只有13，傾向南西。區域上沒有明顯的褶皺構造，沒有大的斷裂構造，僅沿地層走向和傾向有微弱的緩波狀起伏，局部見斷距幾米的小斷層及鉆孔中見到斷距小于1米的層間錯動，屬構造簡單型煤田。表1-1 區域地層表界系統組代號厚度（米）主要巖性新生界第四系全新統qheol0-25風積砂qhal+pl沖洪積砂，砂礫夾砂土層上更新統馬蘭組qp3m0-40黃土含砂質第三系上新統n20-100紅色、黃色泥巖、砂巖及礫巖含鈣質結核中生界白堊系下統伊 金霍洛組k1zh130-80淺灰、灰綠、棕紅色泥巖、粉砂巖、砂質泥巖、細砂巖、礫巖、具斜層理侏羅系中統安定組j2an10-80灰、灰綠、黃色泥巖、砂質泥巖，細砂巖直羅組j2zh1-278泥巖、砂質泥巖，粉砂巖，細砂巖中下統延安組j1-2y78-247泥巖、砂質泥巖，粉砂巖，細砂巖、含四個煤組。古生界三疊系上統延長組t3y35-312含礫砂巖、粉砂巖、泥巖、礫巖、中統二馬營組t2er87-367灰白、灰綠色砂巖、含礫砂巖，泥巖三、 礦區地層礦區內出露的地層為中生代侏羅系中下統延安組（j1-2y），白堊系下統伊金霍洛組（k1zh1），第四系全新統（qheol、qhal+pl）以及煤系基底地層三疊系上統延長組（t3y）。1、三疊系上統延長組（t3y）為煤系地層沉積基底，煤礦周邊5個鉆孔揭露但未全層揭穿，揭露最大厚度18.50米，巖性為紫紅色砂質泥巖及雜色泥巖，泥質充填的砂巖、砂礫巖等，膠結致密。普遍發育大型板狀、槽狀交錯層理，是典型的曲流河沉積體系。2、侏羅系中下統延安組（j1-2y）為本區的主要含煤地層，鉆孔揭露厚度48.50114米，平均79.70米。巖性組合頂、底主要為灰白色高嶺土膠結的中粗粒砂巖，頂部有時相變為砂質粘土巖；底部石英含量較高，白色砂巖特征明顯，可作為延安組頂、底界面的標志層。中部巖性組合為一套淺灰色，風化面灰黃色、淺黃色的各粒級砂巖；灰色-深灰色粉砂巖、砂質泥巖、泥巖及煤層，局部含少量鈣質砂巖。發育水平層理及波狀層理。含2、3、4、5、6五個煤組，與下伏三疊系上統延長組地層呈假整合接觸。3、白堊系下統伊金霍洛組（k1zh1）巖性下部為雜色、淺黃色、紫紅色礫巖，含礫中粗粒砂巖，泥質充填，較松散，礫石成分主要為片麻巖、石英巖等；中部為一套具大型槽狀、板狀交錯層理的棕紅色中細粒砂巖；上部為淺紅色、紫紅色粉砂巖、砂質泥巖，具水平層理。該組地層為侏羅系含煤地層的主要覆蓋層，厚857米，平均31.40米，與下伏地層呈角度不整合接觸。4、第四系全新統（qh）礦區的第四系全新統（qh）以風成砂為主，流動砂丘（qheol），黃褐色、淺黃色中細粒粉砂，松散，顆粒均勻，以及沖積砂礫砂土層（qhal+pl），厚一般10米左右。四、 井田地質構造礦區構造簡單，巖層基本為一向南西西方向緩傾斜的單斜構造，傾角13，多在1左右。礦區內沒有明顯的褶皺構造，僅有一些寬緩的微波狀起伏，波幅小于10m，波長多在4km左右，對煤礦的開采基本無影響。礦區內斷裂構造不發育，鉆孔中未見斷層或層間錯動。泰生煤礦在開采過程中僅在礦區北部發現有4m斷距的斷層存在。礦區地質構造為簡單類型。五、 含煤地層和含煤系數侏羅系中下統延安組（j1-2y）為本區的煤系地層，內含五個煤組，從上至下編為2、3、4、5、6煤組，根據鉆孔資料的沉積旋洄特征和煤組劃分情況將延安組從老至新綜述如下：第一巖段（j1-2y1）：該巖段從延安組底部至5煤組頂板砂巖底界，巖性下部以灰白色中、粗粒石英砂巖為主，局部含礫或相變為雜色砂礫巖，巖石孔隙發育，成分以石英、長石為主；上部為灰色、灰黑色泥質粉砂巖、泥巖及煤層，巖石裂隙不發育。區域范圍內含有5、6兩個煤組，其中5-1上、5-1、6-1上、6-2中、6-2下5層可采煤層；泰生煤礦范圍內除6-2下煤層缺失外，其余4層均可采。第二巖段（j1-2y2）：該巖段位于延安組中部，從5煤組頂板砂巖至3煤組頂板砂巖底界，巖性下部以灰色、灰黑色泥質粉砂巖為主，沿走向可相變為細砂巖、砂巖；上部主要為淺灰色細砂巖及灰色粉砂巖。巖層中含植物化石殘片，裂隙不發育。區域范圍內含有3、4兩個煤組，其中3-1上、3-1、4-1上、4-1、4-2中5層可采煤層。第三巖段（j1-2y3）：位于延安組上部，巖段界線從3煤組頂板砂巖至延安組頂界，巖性下部以灰色、深灰色粉砂巖、粉砂質泥巖為主，其間夾有砂巖透鏡體；上部為灰白色砂巖、灰黑色粉砂質泥巖及煤層。區域范圍內含有2煤組2層可采煤層，泰生煤礦范圍內該巖組缺失。泰生煤礦主要含煤地層為中下侏羅統延安組一、二巖段，煤系地層厚度48.50114米，平均79.70米。其周邊5個鉆孔見煤714層，煤層厚度6.2314.35米，平均10.06米，含煤系數12.62%；其中可采煤層6層，煤層厚度4.1911.32米，平均8.21米，可采系數10.30%。各可采煤層一般特征見表1-2。表1-2 泰生煤礦可采煤層特征一覽表 煤層號厚度最小最大平均（點數）間距最小最大平均（點數）對比可采系數（%）穩定性4-2中2.864.303.54（5）7.8523.6414.27可靠100較穩定5-1上0.651.901.37（5）基本可靠100較穩定3.9110.356.375-1中0.441.170.75（4）基本可靠56.54不穩定3.0653.6318.665-10.401.270.83（4）可靠15.58不穩定18.7223.3320.656-1上1.275.092.64（3）可靠77.37較穩定7.516-2中2.28（1）基本可靠5.02不穩定六、 煤層1、4-2中煤層：該煤層位于延安組中部第二巖段4煤組下部，在萬利川勘探區內大部分地段為中厚煤層，屬大部可采的較穩定煤層，是勘探區內主要可采煤層，也是區域煤層主要對比標志層之一。泰生煤礦范圍內該煤層厚度為2.864.30米，平均3.54米，厚度變化系數為33.49%；煤層結構簡單，一般不含夾石，全區可采，可采系數100%；屬較穩定型煤層。4-2中煤層頂板巖性為細砂巖、粉砂巖，底板以粉砂巖、泥質粉砂巖為主，煤層產狀與地層一致。2、5-1上煤層：位于延安組第一巖段5煤組上部，在萬利川勘探區為薄-中厚煤層，屬大部可采的不穩定煤層。泰生煤礦范圍內該煤層厚度為0.651.90米，平均1.37米，厚度變化系數為65.79%；煤層結構簡單，一般不含夾石，全區可采，可采系數100%；屬較穩定型煤層。上距4-2中煤層7.8523.64米，平均14.27米。 5-1上煤層頂板巖性為細砂巖、粉砂巖，底板以粉砂巖、泥質粉砂巖為主，煤層產狀與地層一致。3、5-1中煤層：該煤層位于5-1上與5-1煤層中間，在萬利川勘探區范圍內個別孔見煤，屬不可采煤層，但在泰生煤礦范圍內經煤層對比，有4個鉆孔見煤，其中2個達到最低可采厚度。該煤層厚度為0.441.17米，平均0.75米，厚度變化系數為62.39%；煤層結構簡單，含一層夾石，局部可采，可采系數56.54%；屬不穩定型煤層。上距5-1上煤層3.9110.35米，平均6.37米。5-1中煤層頂板巖性為粉砂質泥巖，底板巖性為泥質粉砂巖。4、5-1煤層：位于延安組第一巖段5煤組中部，在萬利川勘探區內大部分地段為中厚煤層，屬大部可采的較穩定煤層，是勘探區內主要可采煤層。泰生煤礦范圍內該煤層厚度為0.401.27米，平均0.83米，厚度變化系數為68.50%；煤層結構簡單，一般不含夾石，零星可采，可采系數15.58%；屬不穩定型煤層。上距5-1中煤層3.0653.63米，平均18.66米。 5-1煤層頂板巖性為細砂巖、粉砂巖，底板以粉砂巖、泥質粉砂巖為主，煤層產狀與地層一致。5、6-1上煤層：位于延安組第一巖段6煤組上部，在萬利川勘探區內大部分地段為中厚煤層，屬大部可采的較穩定煤層，是勘探區內主要可采煤層。泰生煤礦范圍內該煤層厚度為1.275.03米，平均2.64米，厚度變化系數為74.75%；煤層結構簡單，含一層夾石，局部可采，可采系數77.37%；屬較穩定型煤層。上距5-1煤層18.7223.33米，平均20.65米。 6-1上煤層頂板巖性為細砂巖、粉砂巖，底板以粉砂巖、泥質粉砂巖為主，煤層產狀與地層一致。6、6-2中煤層：位于延安組第一巖段6煤組中下部，在萬利川勘探區內為薄中厚煤層，屬大部可采的不穩定煤層。泰生煤礦范圍內單孔見煤，煤層厚度2.28米，煤層結構簡單，含一層夾石，零星可采，可采系數5.02%；屬不穩定型煤層。上距6-1上煤層7.51米。6-2中煤層頂板巖性為粉砂質泥巖，底板巖性為粉砂質泥巖、泥質粉砂巖。七、 煤質及工業用途1、 物理性質及煤巖特征區內煤層成黑色，風化后呈褐色，條痕褐黑色，暗淡的瀝青光澤，局部為油脂、絲絹光澤，硬度23，常具貝殼狀及參差狀斷口，具原生的水平、垂直兩組節理，垂直節理相對較發育，節理中局部充填有黃鐵礦及方解石薄膜。由于煤巖組份的差異，常具條帶狀結構，塊狀構造，風化后煤質疏松，呈土狀，燃燒時火焰不大，殘灰為灰白色粉末，燃點280左右，宏觀煤巖類型為亮煤半亮型煤。視比重：4-2中號煤層1.36t/m3，5-1上、5-1中號煤層1.35t/m3，5-1號煤層1.34t/m3，6-1號煤層1.35t/m3，6-2號煤層1.38t/m3。2、 化學性質礦區內各主要可采煤層煤質特征見表1-3。3、 煤類根據原煤化驗成果，并結合勘探區域煤質資料，y值為零，本礦區煤為低中灰低中硫特低磷煤的不粘煤和長焰煤。4、 煤的工業用途區內可采煤層有害成分低，為低灰、特低硫、低磷、高熱值煤，是良好的動力用煤及民用燃料，適用于工業鍋爐，火力發電，蒸汽機車等。煤的化學活性好，煤對二氧化碳反應性高，熱穩定性好，可作為氣化用煤。該區煤屬富油煤，也可作為低溫干餾原料。表1-3 泰生煤礦煤質特征一覽表煤層編號洗選情況mad(%)ad(%)vdaf(%)st.d(%)p.d(10-6)qb.dmj/kgqb.dafmj/kg4-2中原煤5.1714.248.9815.8440.3524.9139.0043.0240.771.133.962.18307043.3320.0426.9023.6728.4130.5029.39洗煤5.0714.289.587.589.778.7833.4038.7536.530.160.510.3125.3926.6626.0628.1429.0628.635-1上原煤6.4113.7311.6510.1626.9015.4035.4642.0438.310.945.402.4120302523.6327.1425.5029.2830.5630.08洗煤11.0416.7413.706.919.858.5632.7936.8734.860.190.440.2925.0826.0425.5627.8228.8028.31 5-1原煤9.8612.2711.288.5111.5710.0431.3235.8533.590.232.341.291027.0527.2927.1729.6232.8530.24洗煤12.6113.6213.126.3227.9437.9832.960.180.210.2025.3427.856-1上原煤6.2213.259.1214.1618.6116.0733.1235.5934.591.471.611.5420403024.8126.2525.6130.0031.0430.51洗煤5.0914.158.478.249.638.9326.8739.9133.380.180.270.2325.8326.8626.3528.3629.7129.046-2中原煤11.9413.6036.460.57洗煤15.457.4239.690.26第三節 水文地質萬利川勘探區位于東勝煤田東北部，哈什拉川及罕臺川的中上游，地形南高北低，中部的包頭至東勝公路一帶地勢較高，為勘探區內的地表分水嶺。分水嶺西側的鄂勒斯太溝、朝腦溝匯入罕臺川，東側的馬廠窯溝、昌汗溝流入哈什拉川。罕臺川在洪水期最大洪水流量2580m3/s，平均流速78 m/s，洪峰高度一般23m，最高可達4m；哈什拉川洪峰最高1.7米，區內無其它地表水體。一、 礦井含水巖組的水文地質特征根據鉆孔揭露，鉆孔簡易水文觀測以及地質填圖等成果分析，區內含水巖組可分為以下兩大類：松散巖類孔隙潛水含水巖組和碎屑巖類孔隙、裂隙潛水-承壓水含水巖組。現分述如下：松散巖類孔隙潛水含水巖組該含水巖組巖性主要為沖洪積砂礫石以及風積沙。沖洪積砂礫石主要分布于各溝谷之中。該含水巖組富水性一般較弱，水位、水量受降水影響較大。一般在雨季水量明顯增加，旱季銳減，個別泉、井甚至干涸。碎屑巖類孔隙、裂隙潛水承壓水含水巖組由于受新生代以來的剝蝕，延安組頂部地層缺失，上覆白堊系下統伊金霍洛組地層，鉆孔深部見有三疊系延長組地層，區內主要含水巖組水文地質特征如下：白堊系下統伊金霍洛組（k1zh1）孔隙、裂隙潛水:巖性主要為砂礫巖以及泥質充填的礫巖，厚857米，平均31.40米，厚度變化較大。由于區內溝谷切割較深，使其分布不連續，很難構成一個完整的含水層。根據鉆孔及民井簡易抽水資料，水位標高1384.121395.70米， q=0.00780.058l/s.m， k=0.04m/d，水質類型為hco3.so4. cl-na及hco3-ca.na.mg型水，礦化度0.450.46g/l，富水性弱。侏羅系中下統延安組（j1-2y）孔隙、裂隙潛水承壓水：延安組殘存地層厚度變化較大，本區厚度48.50114米，平均79.70米。巖性組合為灰-深灰色砂質泥巖、粉砂巖及煤層，夾灰色、灰白色中、細粒砂巖，含4、5、6三個煤組，含水層巖性主要為煤層及中細粒砂巖。根據本區含水層特征，可進一步劃分為兩個含水層和兩個隔水層，水文地質特征如下：a、第一含水巖段：侏羅系中下統延安組（j1-2y）4-1至6-2中煤層底部。本含水巖段可分為兩個含水亞段，現分述如下：a、第一含水亞段：4-1至5-1煤層間，巖性為中細粒砂巖，局部為粗粒砂巖，含4-1及4-2中兩層可采煤層，厚度2.3053.10米，平均22.97米。根據鉆孔抽水試驗資料，水位埋深1.3577.59米，水位標高1327.681357.46米， q=0.000650.01 l/s.m， k=0.00330.087m/d，水質類型為hco3.cl.so4-na及cl.so4 -na型水，礦化度0.661.58g/l，含孔隙、裂隙承壓水，富水性弱。b、第一隔水亞層：5-1煤層上部，巖性為砂質泥巖、粉砂巖，局部夾泥質巖，厚度1.3719.55米，平均5.35米。該隔水層全區分布，層位穩定，厚度變化小，隔水性能好，是全區最為穩定的隔水層，使其上下含水層在垂向上無水力聯系。c、第二含水亞段：5-1至6-2中煤層間，巖性為中粗粒砂巖，局部為細粒砂巖及含砂礫巖，厚度2.1354.06米，平均18.56米。根據鉆孔抽水試驗資料，水位埋深94.80133.43米，水位標高1326.401328.53米， q=0.000230.0441 l/s.m，k=0.00340.19m/d，水質類型為cl.so4-na型水，礦化度1.241.58g/l，含孔隙、裂隙承壓水，富水性弱。b、第一隔水層：侏羅系中下統延安組（j1-2y）6-2中煤層底部。巖性為粉砂巖、砂質泥巖，局部為鈣質細砂巖。厚度022.43米，平均2.71米。隔水性能一般，在局部地段使上下含水層之間在垂向上具有水力聯系。c、第二含水巖段：侏羅系中下統延安組（j1-2y）6-2中煤層至三疊系上統延長組（t3y）間。巖性為粗粒砂巖、含礫粗粒砂巖，其次為中粒砂巖及砂礫巖，厚度2.0935.56米，平均19.28米。根據鉆孔抽水試驗資料，水位埋深38.2686.51米，水位標高1324.211326.72米， q=0.1510.793 l/s.m， k=1.072.39m/d，水質類型為cl.so4-na型水，礦化度1.331.74g/l，含孔隙、裂隙承壓水，富水性中等。d、煤系底界隔水層：三疊系上統延長組（t3y）。為煤系地層沉積基底，巖性為紫紅色砂質泥巖及雜色泥巖，泥質充填的砂巖、砂礫巖等，膠結致密。據區域資料，該層不含水或含水微弱，故定為隔水層。二、 地下水補給、逕流及排泄1、第四系潛水直接接受大氣降水補給，沖洪積潛水亦接受上游側向逕流及其它含水層以泉的形式排泄補給；風積沙含水層同時接受沙漠凝結水的補給。第四系潛水逕流受溝谷地形控制，沿溝谷向下游方向逕流并排泄出區；風積沙潛水的逕流受下伏基巖地形控制，向低洼處逕流，一般在溝谷深切地段以泉的形式排泄，強烈的蒸發也是重要的排泄途徑。2、碎屑巖類孔隙、裂隙潛水承壓水碎屑巖潛水-承壓水的補給以大氣降水、側向逕流補給為主，其逕流受單斜構造控制多沿地層傾向即南西方向逕流，其排泄以側向逕流排泄為主，局部亦以泉的形式排泄，補給地表水及沖洪積潛水。三、 各含水層與礦坑充水的關系該區孔隙潛水的底部，分布一層泥巖隔水層，由于受后期侵蝕切割作用，破壞了隔水層底板的完整連續性，與下部承壓水發生水力聯系，互為滲入補給或頂托補給。當煤層開采后，地下水自然流場改變，或通過冒落帶，或通過裂隙帶滲入補給礦坑，成為間接充水含水層。碎屑巖類含水巖組各含水層分布于各煤層之間，有的含水層直接與煤層頂板或底板接觸，形成直接充水含水層，未與煤層接觸的含水層，當礦坑開采后，形成冒落裂隙帶，又成為間接充水含水層。經實地調查和礦方提供資料，本煤礦4-2中煤層掘進時巷道中無涌水現象，涌水量大約為50m3/d。但隨著掘進的不斷深入和煤層的逐步開采將改變巖體的結構，造成地下水系統的溝通，有可能使礦坑的涌水量增大。另應注意雨季對洪水的防范。四、 礦井水文地質類型該區直接充水含水層以碎屑巖類延安組孔隙、裂隙潛水-承壓水為主，屬孔隙-裂隙充水礦床。碎屑巖類直接充水含水層富水性弱，對礦坑充水的影響發生在局部。直接充水含水層的補給源以貧乏的大氣降水為主，因此，水文地質勘探類型劃分為第一第二類第一型，即水文地質條件簡單的孔隙-裂隙充水礦床類型。五、 礦井涌水量預計根據煤礦實際測量，礦井正常涌水量50m3/d，但隨著季節的變化，水量有增大的趨勢，出水方式為頂板淋水及煤層中裂隙滲水。故采用礦井正常涌水量5m3/h，最大用水量為10m3/h。第四節 其它開采技術條件一、 巖石工程地質特征1、巖層工程地質條件第四系全新統沖洪積層（qhal+pl），分布在罕臺川、哈什拉川及其支流溝谷中，巖性為砂礫石。雖為松散層，但對煤層開采基本無影響。侏羅系碎屑巖（j1-2y）本區露頭較少，由于侵蝕構造作用，形成高原丘陵地形。巖性以泥巖、粉砂巖、細砂巖為主，力學試驗成果表明，巖石直接頂底板巖石力學強度均不高，細砂巖的抗壓強度一般為5.04mpa，而粗粒砂巖為1.52 mpa，鈣質砂巖為本區強度最高的巖石，抗壓強度平均為27.48 mpa，最高107.51 mpa。泥質巖類煤層頂板其抗壓強度略高于砂巖，平均6.41 mpa，但泥巖多具塑性滑動面，巖石易沿滑動面裂開，且遇水膨脹、崩解；砂質泥巖遇水軟化，軟化系數為0.21%，故泥質巖類頂板很不穩定。巖石質量指標(rqd)平均值28.0383.98，巖石質量狀態多為中等。2、煤層頂底板巖石特征煤層頂底板以泥巖、泥質粉砂巖、砂質泥巖為主，構成直接頂底，后期沖刷作用使得泥巖頂底板缺失，與后期沉積的砂巖直接接觸，成為直接充水的頂底板。據4-2中煤層井下觀察頂底板巖石裂隙發育程度為中等，厚度較為穩定。據鄰區資料來看，巖石質量狀態多屬中等，煤層頂底板為軟弱半堅硬巖石，地質構造簡單，勘探類型屬第一類第二型，工程地質類型為軟弱巖層為主工程地質條件中等的礦床。二、 瓦斯本礦區煤層中瓦斯和二氧化碳有較好的逸散條件，游離瓦斯基本不存在，據調查本區未發生過瓦斯爆炸事故。本區煤層屬低沼氣煤層，無破壞性瓦斯危害，盡管如此，在生產中也要隨時進行瓦斯的測量工作，以免發生意外事故。據礦方提供的煤礦礦井瓦斯等級鑒定報告書得知：礦井絕對瓦斯涌出量為0.62m3/min，相對瓦斯涌出量為1.49m3/t，等級鑒定為低級；co2的絕對涌出量為1.03m3/min，相對涌出量為2.47m3/t。三、 煤塵區內煤層干燥無灰基揮發份均較高，在30%以上，根據原報告生產大樣測定結果，火焰長度均大于400毫米，抑制爆炸的巖粉量需70%，屬易爆煤層，希望開采部門在開采過程中，一定要采取相應措施，做到防患于未然。四、 煤的自燃本區煤屬低變質的不粘煤和長焰煤，化學活性強，自燃發火傾向也很強，t1-3（還原樣與氧化樣燃點之差）在2539，著火溫度在300左右，在露天存放中有自燃現象，自燃傾向等級為易自燃。特別是小粒度原煤在夏季運輸堆放時間較長極易發生自燃，自燃發火期為1060天，應引起足夠重視。五、 地溫根據鉆孔簡易地溫測量結果，區內最大地溫梯度3.3/100m，平均3.1/100m，接近正常地溫梯度，無地溫異常，屬地溫正常區，對礦井開采無地溫危害。第五節 存在問題及建議一、井田所在位置的地質勘查程度較低，煤層對比程度不高，礦井在開采是應補做進一步的勘查工作，準確明確煤層的厚度、結構、連續性及煤質。二、區域煤層煤塵具有爆炸危險性和易自燃性。內蒙古煤田地質局117對區內的4號煤層煤樣進行爆炸性試驗和煤層自然傾向性鑒定，并未提供井田內其它可采煤層的煤塵爆炸性鑒定和自然傾向性鑒定。業主應進一步補充相關資料，以便下一步具體確定礦井的防止煤塵爆炸和防止煤層自燃的措施。三、建議加強生產礦井地質工作，全面搜集井下資料，及時建立有關臺帳、卡片，進行綜合編錄，根據地質規律預測回采工作面開采條件，為正規化開采提供技術依據。四、隨掘進深度的加大，破壞了原有巖層的水力聯系和格局，降低了巖石的強度，容易造成冒頂，應加強支護，務必做到安全生產。五、該區瓦斯不是很高，但局部濃集的可能性不能排除，應做好通風工作，隨時進行監控，并采取相應的措施，煤塵屬易爆煤層，開采時應加強防范，同時也要注意井下排水工作。六、隨著煤層的開采，將開成地下采空區，有可能造成地面塌陷及地表沉降。七、開采過程中礦坑積水的排除，將對淺層地下水造成污染及地下水位的下降，影響居民的生活用水。八、礦山在開采中要切實加強生態環境的保護，建立健全各項規章制度，明確礦山企業保護礦山環境的責任，制定礦山環境恢復治理規劃，在礦山建設中要堅持“三同時”制度，并要嚴格執行礦山用地復墾規劃，積極推行地質環境保證金制度，對礦山環境保護工作進行定期監督檢查，提高地質災害的防治水平，促進礦產資源開發與環境保護協調發展。第二章 井田開拓第一節 井田境界及儲量一、 井田境界井田范圍由內蒙古國土資源廳于2007年4月14日頒發的“鄂爾多斯市一通煤化優先責任公司泰生煤礦” 頒發的采礦許可證（證號：1500000710228）登記的井田范圍，劃定鄂爾多斯市一通煤化有限責任公司泰生煤礦礦區范圍由4個拐點圈定，面積1.0789km2。各拐點直角坐標見表2-1。表2-1 井田范圍拐點坐標表點號xy1442692037409450244268603741078034426060374110204442610037409660開采深度14401360m，井田東西長約1.34km，南北長約0.84km，井田面積1.0789m2。二、 儲量1、 根據地質部門核定資源儲量匯總表，見表2-2：根據內蒙古自治區東勝煤萬利川勘探區泰生煤礦煤炭資源儲量核實報告礦產資源儲量評審備案證明提供的煤炭資源儲量估算結果為依據，共獲得保有資源儲量967萬噸。由于泰生煤礦煤炭資源儲量核實報告于2005年10月提交，至此次設計時煤礦一直停產，并未開采。因此本次采用的的儲量為這次儲量核實報告所提交的儲量。表2-2 泰生煤礦資源儲量匯總表 單位：萬噸煤層編號賦存標高儲量級別查明資源儲量消耗資源儲量保有資源儲量資源儲量分類及編碼原儲量核實儲量變化量4-2中13341320c51351301134003335-1上13181307c49490049d15415400154203203002035-1中13101300/075+750755-113071270d2224+20246-1上12881270c124125+10125d13113100131255256+102566-2中12701265d99009合計13341265c686687+1113574d316318+20318/075+7507510021080+78113967注：1、(333)為推斷的內蘊經濟資源量。2、業主提供的礦井批復的開采深度為14401360m，與儲量核實報告礦產資源儲量評審備案證明的煤層埋藏高度不符。2、 可采儲量計算從估算井田內煤炭資源儲量中剔除井田邊界煤柱、大巷保護煤柱和井田中部的高壓線桿保護煤柱等永久煤柱損失后（其中大巷保護煤柱按40%回收），計算礦井可采儲量659.26萬t。表2-3 泰生煤礦可采儲量計算表 單位：萬噸煤層編號工業儲量煤柱損失剩余儲量采區回采率(%)可采儲量井田邊界煤柱高壓電桿煤柱采空區煤柱集中大巷（按40%回收）及井筒煤柱合計4-2中40027.249.2514.8235.9287.23312.7780250.225-1上2038.113.580011.69191.3185162.615-1中754.880.98005.8669.148558.775-1242.320.54002.8621.148517.976-1上25615.546.90027.8450.28205.7280164.596-2中92.630002.636.37805.10合計96760.7221.2514.8263.76160.55806.45659.263、 安全煤柱各類安全煤柱留設結果：井田邊界煤柱20m，井筒及大巷保護煤柱30m，采空區保護煤柱50m，地面高壓線桿保護煤柱40m；工作面停采線距煤層大巷留設30m煤柱，相鄰工作面順槽之間留設20m煤柱。第二節 礦井設計生產能力及服務年限一、 礦井工作制度礦井設計年工作制度330天，每日三班作業，日提升運輸時間16小時。二、 礦井設計生產能力本礦井原設計生產能力9萬t/a,技改后根據產品市場銷售狀況和煤層賦存條件，并結合國家產業政策的要求，委托單位的委托書確定礦井設計生產能力30萬t/a，日產原煤909t,凈增生產能力21萬t/a。三、 礦井服務年限則礦井服務年限為t=16.9年式中：t-礦井服務年限（年）； zk-礦井可采儲量（萬t）； a-年產量（萬t/a）； k-儲量備用系數（取1.3）。其中4-2中煤層服務年限為6.4年。第三節 開拓方式一、 影響礦井開拓方式的主要因素1、井田地質構造、煤層及水文地質條件礦區構造簡單，巖層基本為一向南西西方向緩傾斜的單斜構造，傾角13，多在1左右。井田內各煤層特征見第一章第二節。該區直接充水含水層以碎屑巖類延安組孔隙、裂隙潛水-承壓水為主，屬孔隙-裂隙充水礦床。碎屑巖類直接充水含水層富水性弱，對礦坑充水的影響發生在局部。直接充水含水層的補給源以貧乏的大氣降水為主，因此，水文地質勘探類型劃分為第一第二類第一型，即水文地質條件簡單的孔隙-裂隙充水礦床類型。2、礦井目前的生產及安全情況泰生煤礦現有一對主、副斜井，位于礦井西部，開采4-2中號煤層。開采期間未發現水、火、瓦斯等自然災害。井田內的僅4-2中號煤層有采空區，具體位置見礦井開拓方式平面圖（c2616-109-1）。礦井施工前應進一步對各煤層采空區及古窯進行調查，避免未發現的采空區積存的有毒有害氣體和積水對礦井安全造成威脅。二、 工業場地的選擇工業場地選擇的主要原則為：地面平坦、開闊，場地挖填方量小，工程地質條件好。靠近公路，交通方便，基建投資小。有利于礦井開拓部署，井巷工程量省，年運營費用低。不受洪水、滑坡等自然災害的威脅。建井工期短。生產系統簡單，可靠、安全。本礦井屬改擴建礦井，由于礦井現主、副井周圍已形成一定規模的地面生產系統，如果考慮到重新選擇井口位置，地面生產系統也隨之變動。從現場情況看，現地面工業廣場已作了平整，建設了部分生活福利設施；工業廣場位置又適應了地面外運方向和交通條件，不需新建公路；可簡化基本建設程序、節省工期，節省投資。故本次設計推薦采用現有泰生煤礦工業場地布置。三、 井田開拓方式的選擇1、井田開拓方式本礦井屬改擴建礦井，確立井田開拓方案的原則是：根據煤礦現有地面設施、井田面積及儲量分布的情況，合理布置開拓系統，使開拓巷道布置有利于生產和安全管理，有利于整合后礦井經濟效益的提高，以最少的投入獲得最佳經濟效益，有利于提高回采率，形成暢通的生產和通風環節。主、副井的開拓方式選擇泰生煤礦現有的主、副井筒均進行了砌碹支護，斷面尺寸均能夠滿足改擴建后礦井提升和通風等生產需要；井下已施工的集中運輸大巷彎曲變化小，可利用程度較高。又根據井田地質、地形條件及煤層的賦存特點，礦井具備斜井開拓的優越條件。因此，設計確定井田主提升及輔助提升井筒采用原有的主、副井筒。主井位于井田西部，坐標（x=4426552.003，y=37409512.136，z=1354.24，=5，l=270m）；副井位于井田西部，坐標（x=4426414.890，y=37409549.024，z=1359.35，=6，l=275m）。回風井的開拓方式選擇根據回風需要，對回風井的開拓方式設計提出兩個方案。方案一：利用原有兩個斜井的其中一條作為會風斜井。方案二：在井田中部新掘回風立井。兩個方案的優缺點見表2-4。表2-4 回風井開拓方案優缺點表方案優點缺點方案一1、 利用原有施工井筒、礦井生產初期井巷工程量小。1、 原有回風巷道彎曲，需重新對原有巷道施工。2、 通風線路長、通風阻力大。方案二1、布置在井田中部，通風線路短、通風阻力小。2、井筒延伸方便。、 需裝備梯子間，投資大。、 井筒延伸不方便。、 礦井生產初期井巷工程量大。通過對這兩個方案的分析比較，由于煤層埋深較淺，考慮到安全及通風方便的角度，設計選擇方案二。根據井上下對比及井田的范圍，設計新掘的回風立井位于井田中部