目錄

前言................................................1

第一章礦井概況及安全條件............................8

第一節井田概況...................................8

第二節安全條件..................................11

第三節礦井設計概況.............................23

第二章礦井通風.....................................63

第一節概況...................................63

第二節礦井通風.................................63

第三節降溫措施及設備選型.......................82

第三章粉塵防治.....................................83

第一節粉塵...................................83

第二節防塵措施.................................84

第三節防爆措施.................................88

第四節隔爆措施.................................92

第五節礦井地面生產系統防塵.....................98

第四章瓦斯災害防治.................................100

第一節瓦斯..................................100

第二節防爆措施.................................100

第三節隔爆措施.................................115

第四節開采煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出煤層防突措施115

第五節礦井瓦斯抽放.............................115

第五章礦井防滅火..................................116

第一節概況..................................116

第二節開采煤層自燃預測及防治措施...............116

第三節井下外因火災防治及裝備..................132

第六章礦井防治水..................................142

第一節礦井水文安全條件分析....................142

第二節礦井防治水措施..........................148

第三節井下防治水安全措施......................159

第七章井下其它災害防治.............................162

第一節頂板災害防治及裝備......................162

第二節開采沖擊地壓煤層的措施..................168

第三節爆炸材料庫...............................168

第四節提升運輸事故防治措施及裝備...............171

第五節電氣事故防治措施及裝備..................175

第八章礦井安全監測監控.............................183

第一節概述..................................183

第二節安全監測、監控和傳輸設備選擇.............184

第三節監測設備各類傳感器布置...................187

第四節礦井各類傳感器裝備量.....................189

第九章礦井安全檢測及其它裝備、礦山救護隊...........194

第一節礦井安全檢測及其它裝備...................194

第二節礦山救護隊...............................198

第三節礦山保健設施.............................198

第十章勞動定員和估算..............................200

第一節勞動定員................................200

第二節概算..................................210

附錄：

1.設計委托書

2.采礦許可證（副本），證號：1500000830086

3.關于《內蒙古自治區東勝煤田補連礦區李家塔井田呼和烏素煤礦

煤炭資源核實報告》礦產資源儲量評審備案證明，內國土資儲備字

[2006]278號

4.《內蒙古自治區東勝煤田補連礦區李家塔井田呼和烏素煤礦煤炭

資源核實報告》礦產資源儲量評審意見書，中礦蒙儲評字[2006]190號

5.關于內蒙古中煤蒙發運銷有限責任公司呼和烏素煤礦整合改造修

改初步設計的批復，內煤局字[2007]132號

6.關于內蒙古中煤蒙發運銷有限責任公司呼和烏素煤礦改擴建初步

設計安全專篇的批復，內煤安二處字［2007］92號

7.中國神華能源股份有限公司、內蒙古中煤蒙發運銷有限責任公司

和神東天隆集團有限責任公司合作開采協議

8.關于中煤蒙發公司呼和烏素煤礦修改原改擴建初步設計事宜的批

復，內煤局字［2007］55號

9.內蒙古自治區水利廳關于呼和烏素煤礦技術改造（1.20Mt/a）工程

水土保持方案報告書的批復，內水保［2006］4號

10.內蒙古自治區水利廳關于同意呼和烏素煤礦井田面積變更的函，

內水保［2007］61號

11.內蒙古自治區環境保護局關于呼和烏素煤礦改擴建工程環境影響

報告書的批復，內環字［2005］484號

12.國有土地使用證

13.鄂爾多斯市?伊金霍洛旗內蒙古蒙發煤炭有限責任公司呼和烏素

煤礦礦井瓦斯等級鑒定報告

14.煤塵爆炸性、煤自燃傾向性檢驗報告

15.供用水合同

16.關于內蒙古蒙發煤炭有限責任公司呼和烏素煤礦整合改造修改

（優化）初步設計的批復（內煤局字）［2010］的5號

17.礦山救護服務協議書

內蒙古蒙發煤炭有限責任公司呼和烏素煤礦優化初步設計安全專篇前言

.?/,11

刖百

內蒙古蒙發煤炭有限責任公司呼和烏素煤礦（以下簡稱呼和烏素煤

礦）位于東勝煤田神東礦區李家塔井田內，行政隸屬于內蒙古自治區伊金

霍洛旗烏蘭木倫鎮管轄。

內蒙古自治區煤炭科學研究所于2007年5月編制完成了《內蒙古中

煤蒙發運銷有限責任公司呼和烏素煤礦整合改造修改初步設計》及“安全

專篇”，礦井設計生產能力1.20Mt/a,采煤方法為走向長壁全部垮落采煤

法，采煤工藝為綜采，頂板支護采用掩護式液壓支架。同年12月內蒙古

自治區煤炭工業局以“內煤局字（2007）132號文”對“初設”進行了批

復：原則同意《修改初步設計》確定的開拓方式、采煤方法及回采工藝、

礦井提升系統布置、井下運輸系統布置、礦井通風系統布置、礦井排水布

置及礦井供電系統布置等。內蒙古煤礦安全監察局以“內煤安二處字

[2007J92號”對“安全專篇”做出了批復。

《修改初步設計》所確定的井口位置位于井田境界外東北部回填復墾

區內，井口距井田邊界（回填邊界）較遠，致使主、副井井筒回填段長度

較長，影響施工質量和安全水平且井筒施工難度和工程造價較高。為了縮

短主、副井井筒回填段長度，提高礦井井筒質量、安全水平及經濟效益，

礦方將井口的位置移近井田邊界（回填邊界）并調整了井筒傾角及大巷方

位；另外礦方實際訂貨設備與《修改初步設計》所選用部分設備不一致，

地面生產系統變動也較大。為此，呼和烏素煤礦委托我院對原初步設計及

安全專篇進行優化初步設計。

我院于2010年5月編制完成了《內蒙古蒙發有限責任公司呼和烏素

煤礦優化技術改造改初步設計》，并于2010年9月取得了初設批復（內

煤局字（2010）405號文）。

內蒙古煤炭科學研究院有限責任公司^7

前言內蒙古蒙發煤炭有限責任公司呼和烏素煤礦優化初步設計安全專篇

本次設計針對礦井安全條件采用了較為先進的監控系統和新型的常

規檢測儀器，而且對井上、下安全設施的設置作到安全、可靠和方便管理。

本次“安全專篇”是與初步設計配套設計的，因此有些安全檢測和防護設

備及設施在初步設計中已包括，但根據國家煤礦安全監察局的要求，屬于

礦井安全方面的主要機電設備、器材需要單獨列出目錄，作到完整化、系

統化，并列出專項投資費用。

一、編制設計的主要依據

1、設計委托書；

2、采礦許可證（證書號：1500000830086）；

3、《內蒙古自治區伊克昭盟東勝煤田補連區李家塔井田勘探地質報

告》；

4、包頭市邦興礦業有限公司于2006年7月編制的《內蒙古自治區東

勝煤田補連礦區李家塔井田呼和烏素煤礦煤炭資源儲量核實報告》；

5、內蒙古自治區國土資源廳《關于〈內蒙古自治區東勝煤田補連礦

區李家塔井田呼和烏素煤礦煤炭資源儲量核實報告〉礦產資源儲量評審備

案證明》（內國土資儲備字[2006]278號）；

6、北京中礦聯咨詢中心《〈內蒙古自治區東勝煤田補連礦區李家塔

井田呼和烏素煤礦煤炭資源儲量核實報告〉礦產資源儲量評審意見書》（中

礦蒙儲評字[2006]190號）；

7、內蒙古自治區煤炭工業局”關于內蒙古中煤蒙發運銷有限責任公

司呼和烏素煤礦整合改造修改初步設計的批復”（內煤局字〔2007〕132

號文）；

8、內蒙古煤礦安全監察局“關于內蒙古中煤蒙發運銷有限責任公司

呼和烏素煤礦改擴建初步設計安全專篇的批復”（內煤安二處字[2007]

2—內蒙古煤炭科學研究院有限責任公司

內蒙古蒙發煤炭有限責任公司呼和烏素煤礦優化初步設計安全專篇前言

92號）；

9、《內蒙古蒙發煤炭有限責任公司呼和烏素煤礦優化初步設計》；

10、內蒙古自治區煤炭工業局“內蒙古蒙發煤炭有限責任公司呼和烏

素煤礦整合改造修改（優化）初步設計的批復”（內煤局字（2010）405

號文）；

11、礦井瓦斯等級鑒定報告書（2010年度）；

12、煤塵爆炸性、煤的自燃傾向性檢驗報告；

13、高壓供用電合同；

14、供用水合同；

15、礦山救護服務協議書；

16、《中華人民共和國安全生產法》（2002）；

17、《中華人民共和國煤炭法》（1996）；

18、《煤礦安全監察條例》（［2000］國務院第296號）；

19、《中華人民共和國礦山安全法》（1992）；

20、2010年版《煤礦安全規程》；

21、《煤炭工業礦井設計規范》（GB50125-2005）；

22、《礦井通風安全裝備標準》（MT/T5016-96）；

23、國家煤礦安全監察局文件，煤安監監一字（2002）65號“關于印

發《煤礦（井工、露天）初步設計安全專篇編制內容》的通知”；

24、《井工礦建設工程安全設施設計審查標準》；

25、《建筑設計與防火規范》（GB50016-2006）；

26、《礦井防滅火規范（試行）》（煤安字237號（88））；

27、《煤礦救護規程》（煤安字［1995］376號）；

28、《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規程》；

內蒙古煤炭科學研究院有限責任公司-3

前言內蒙古蒙發煤炭有限責任公司呼和烏素煤礦優化初步設計安全專篇

29、國家安全監督管理總局、發改委下發的《關于加強煤礦安全生產

工作規范企業勞動定員管理的若干指導意見》安監總煤礦[2006]216號；

30、《煤礦安全監控系統及檢測儀器使用管理規范》(AQ1029-2007)；

31、《煤礦工業帶式輸送機工程設計規范》(MT/T5030-2003)；

32、《煤礦通風機房設計技術規定》(1985)；

33、《煤礦井下消防、灑水設計規范》(GB50383-2006)；

34、中華人民共和國國務院令《關于預防煤礦生產安全事故的特別規

定》(第446號令)；

35、國家發展和改革委員會、國土資源部、建設部、國家安全生產監

督管理總局、國家煤礦安全監察局《關于加強煤礦建設項目管理的通知》

(發改能源[2006]1039號)；

36、國家發展和改革委員會、國家安全生產監督管理總局[2003]1346

號文《關于加強建設項目安全設施“三同時”工作的通知》；

37、國家煤礦安全監察局《關于加強煤礦建設項目勞動定員核定等工

作的通知》(煤安監監察[2006]14號)；

38、國家安全生產監督管理局、國家煤礦安全監察局令第6號《煤礦

建設項目安全設施監察規定》；

39、《安全設施設計審查和竣工驗收規范》(AQ1055-2008)；

40、《礦山救護規程》(AQ1008-2007)；

41、《煤礦井工開采通風技術條件》(AQ1028-2006)；

42、《煤礦防治水規定》(2009年版)；

43、國家安全生產監督管理總局、國家煤礦安監局《關于建設完善煤

礦井下安全避險“六大系統”的通知》安監總煤裝(2010)146號)；

44、國家安全生產監督管理總局2010年第33號令《煤礦領導帶班

4—內蒙古煤炭科學研究院有限責任公司

內蒙古蒙發煤炭有限責任公司呼和烏素煤礦優化初步設計安全專篇前言

下井及安全監督檢查規定》；

45、現場提供的其它相關設計資料。

二、設計的指導思想與設計原則

1、設計貫徹“安全第一、預防為主、綜合治理”方針，針對該礦井

上、下安全條件，設計中嚴格貫徹執行國家有關煤礦安全的各項法規和政

策，為確保礦井的安全生產制定出安全可靠、行之有效的防治措施。

2、在安全設施的設置和安全設備的裝備上選擇技術含量高，安全操

作可靠型的，并作到功能全、型號齊、數量足，相關的專項投資一次給足，

不留缺口。

3、在建設工程的編制中安全系統的建設同時納入編制內容，作到與

礦井主體工程同時設計、同時施工、同時投入生產和使用。

4、設計中充分重視工人的勞動保護、安全衛生、生產救護和環境保

護，裝備必要的救護設備和常規用具，設置相應的安全設施改善工人的勞

動條件，樹立企業的良好形象。

三、設計的主要特點及安全評價

(一)設計的主要特點

為了確保礦井生產人員的生命安全和身體健康以及避免企業財產受

到重大損失，本次設計中充分貫徹了國家對于煤礦安全方面的有關政策、

并結合本礦存在的井下自然災害和生產情況制定出井上、下各種災害的防

治措施，裝備齊全各類防治設備及器材。設計主要內容及特點簡述如下：

1、根據地質資料及對礦區內的生產礦井的調查總結，對該礦的生產

安全條件作了充分的分析論證后總結出礦井的不安全因素，并制定了防治

措施。

(1)針對井下產生的粉塵，設計采用噴霧裝置防塵、除塵器、濕式

內蒙古煤炭科學研究院有限責任公司—5

前言內蒙古蒙發煤炭有限責任公司呼和烏素煤礦優化初步設計安全專篇

打眼、水炮泥堵眼、對煤壁進行沖洗、人工灑水噴霧、設置水幕、設置監

測探頭等綜合防塵措施。

(2)針對井下瓦斯，設計確保礦井有穩定、可靠的通風系統，各作

業地點有足夠的風量和合適的風速，防止瓦斯積存；選擇合理電氣設備及

保護；消滅井下引燃(爆)火源；設置瓦斯傳感器及瓦斯檢測儀表。

(3)為防止井下局部地帶發生瓦斯、煤塵爆炸引發井下大范圍甚至

全礦性的災害，井下設置了隔爆水槽棚。

(4)設計采用灌漿防滅火系統和機動性電動噴淋阻化劑防滅火系統。

(5)設計選用MD450-60X2型水泵五臺，正常涌水量時一臺工作，

兩臺工作，兩臺備用，一臺檢修；最大涌水時，四臺工作，一臺檢修。配

套YB400M「4型電機三臺，功率250kW,四趟排水管分別沿主斜井敷設。

在采掘工作面設置有小水泵及探水鉆。

(6)工作面采用ZY8600/22/45D型液壓支架支護頂板，主要巷道采

用錨噴支護，順槽巷道均采用錨桿支護，大碉室采用碎支護。

(7)礦井選用一套KJ83N型安全監控系統。

2、針對井上、下可能產生的電氣事故加以論述，并編制了防治措施。

3、在醫療保健、急救、勞動保護方面也設置了必要設計，配備了設

備與器材。

4、設計中列出了安全防治的專項投資，并且提出了安全設施和裝備

的施工質量與工期要求。

5、礦井安全工程專用投資為4659.68萬元，占礦井建設總投資的

20.47%,噸煤投資38.83元。

(二)安全評價

本礦井安全條件較為簡單，主要的不安全因素是井下瓦斯、煤塵、火

6—內蒙古煤炭科學研究院有限責任公司

內蒙古蒙發煤炭有限責任公司呼和烏素煤礦優化初步設計安全專篇前言

災、水害、井下冒頂片幫及電氣事故。對于煤礦生產，以上不安全因素是

普遍存在的，因此相應的防治方法也是成熟可靠的。

設計貫徹“安全第一、預防為主”的安全生產方針，對以上不安全因素

提出全面的防范措施，礦井投產后，根據國家的有關規程規范和法律法規，

通過嚴格執行安全生產管理和教育培訓，依靠科技進步，可以保證礦井的

安全生產。因此，在各項技術措施和管理落實到位的情況下，本礦井的安

全生產是有保證的。

四、待解決的主要問題

1、井田內可采煤層2-2中及3號煤層現均已開采完畢，且3號煤層采

空區形成老空積水。礦方應編制專項探放水設計，回采前須將老空積水排

放完畢，如不放完不得進行回采。礦山在開采過程中，應嚴格按設計采掘，

不得損壞保安煤柱，以防積水潰入。

2、由于主、副井筒（部分）及筒倉需在回填坑區域施工，因此在施

工前必須將回填坑夯實，并要求有資質的單位對夯實工程質量進行測試，

以確保工程安全。并在以后的生產過程中注意對井筒進行檢查維護，以保

證生產安全。

3、區內各煤層均具爆炸危險，在開采中要防患未然，確保安全。

4、區內瓦斯含量雖然較低，但在掘進及生產過程中應隨時進行瓦斯

監測，切實做好瓦斯管理及通風管理。

5、本區煤層屬易自燃煤層，在生產、堆放及運輸中采取措施防止自

燃，應及時檢查舊采空區封閉情況，清除遺留粉煤。

內蒙古煤炭科學研究院有限責任公司—7

第一章內蒙古蒙發煤炭有限責任公司呼和烏素煤礦優化初步設計安全專篇

第一章礦井概況及安全條件

第一節井田概況

一、地理概況

1、位置與交通

內蒙古蒙發煤炭有限責任公司呼和烏素煤礦位于東勝煤田補連區李

家塔井田內，行政區劃屬內蒙古自治區鄂爾多斯市伊金霍洛旗烏蘭木倫鎮

管轄。其地理坐標為：

東經:110°06z58〃—110°09'15〃；

北緯：39°21'20〃—39°23'22"□

礦井至烏蘭木倫鎮約5km,至伊金霍洛旗政府所在地約35km,至鄂

爾多斯市（東勝區）70km,鄂爾多斯市至包頭市90km,至呼和浩特市

330km,其間均為一級和高速公路連通。礦井交通便利。

詳見交通位置圖l-1-lo

2、地形地貌

受井田東部烏蘭木倫河及北部呼和烏素溝水系侵蝕作用影響，井田內

地勢總體南高北低，西高東低；海拔高度在1275.8?1126.1m之間，相對

高差約149.7m,最低點處于呼和烏素溝烏蘭木倫河入口處。因受毛烏素沙

漠影響，地貌多為新月形沙丘。

3、水系

地表水系主要有烏蘭木倫河及其支流呼和烏素溝，烏蘭木倫河在附近

由北向東，彎曲通過，流向東南，常年有地表逕流，在陜西省境內匯入窟

野河后注入黃河。該河為區內最大河流，平時水期流量3.13m3/s,最大洪

水流量1395m?Vs（1989年7月21日），呼和烏素溝是井田北部的主要河

8—內蒙古煤炭科學研究院有限責任公司

內蒙古蒙發煤炭有限責任公司呼和烏素煤礦優化初步設計安全專篇第一章

流，基本為長年溪流，流向近東西，向東與烏蘭木倫河匯合，流量隨氣候

和季節變化很大，歷史最高洪水位標高+1137m。

4、氣象

該區位于鄂爾多斯高原東部，屬典型的高原半干旱一干旱大陸性氣候

特征。其特點是夏季炎熱，最高氣溫達36.6C；冬季嚴寒，最低氣溫零下

29.6℃；平均氣溫6.2℃。晝夜溫差較大。年降雨量平均194.7-531.6mm,

平均為364.9mm,雨季多集中于七?九月份；年蒸發量2297.4-2833.7mm,

平均為2451.3mm,蒸發量明顯大于降雨量，是該區氣候干燥的主要原因。

本區冬春季節多刮西北風，夏秋季節多刮東南風，平均風速3.2m/s,

最大風力8級，最大風速達24m/s。每年10月至翌年3月為冰凍期，

最大凍土深度1.5m。

5、地震

根據《中國地震動參數區劃圖》（GB-18306-2001）,該區地震動峰

值加速度（g）為0.05,比照《中國地震烈度區劃圖（1990）》，對照烈度

為6度。

二、主要自然災害

區內盡管基巖裸露，黃土層極薄，但多年來未發生過滑坡、坍塌、泥

石流等地質災害事故。

三、礦區開發史

1、井田開發簡史

內蒙古蒙發煤炭有限責任公司煤礦（以下簡稱呼和烏素煤礦）為資源

整合礦井，是由原呼和烏素煤礦和原伊金霍洛旗煤礦（以下簡稱安冶煤礦）

整合而成的，

呼和烏素煤礦整合之前，井田內原有煤礦開采簡述如下：

內蒙古煤炭科學研究院有限責任公司-9

第一章內蒙古蒙發煤炭有限責任公司呼和烏素煤礦優化初步設計安全專篇

(1)原呼和烏素煤礦成立于1993年，1994年投產，原屬布爾臺鄉管

轄，1995年轉為伊旗煤炭公司經營，主采3號煤層，采用主、副兩斜井開

拓。井口位置選擇在呼和烏素溝北岸，主井口坐標為：X=4361860,

Y=37424135,Z=1150m；副井口坐標為X=4361920,￥=37424430,

Z=1152mo采用房柱式采煤法，煤電鉆打眼，爆破落煤，軌道礦車運輸，

2000年以前年生產規模徘徊在3萬噸左右。2000年進行了部分技術改造，

生產能力達到年產10萬噸規模。2003年初實行了股份制改制由中煤蒙發

運銷有限公司經營，呼和烏素煤礦是公司所屬煤礦。截止2006年7月31

日為止累計生產原煤59萬噸，動用儲量129萬噸，回采率46%。

(2)原安冶煤礦始建于1990年，1991年建成投產，開采3號煤層，

設計生產能力0.09Mt/a,實際生產能力0.15Mt/a,煤礦采用斜井單水平開

拓，主井井口坐標為X=4361806.85,Y=37424022.87,副井井口坐標為

X=4361916,Y=37424056o該煤礦正常生產時礦井涌水量為100m3/d,主

要為頂板淋水，煤礦從投產至今未發生過瓦斯、煤塵爆炸及冒頂等事故。

截止2006年7月31日累計生產原煤84萬噸，動用儲量177萬噸，回采

率47%。

2、礦井建設與生產情況

礦方現在地面建筑與井下生產系統已經形成，且安裝工程已基本完

成。現井田內2-2中和3號煤層整個井田范圍內已開采完畢，且形成采空

區，3號煤層形成老空積水。老空積水對開采4號煤層影響很大，礦方已

編制了探放水專項設計，并按設計施工，基本將3號煤層采空區積水放凈。

3、周邊礦井分布

礦井北部是烏蘭露天煤礦，東部是王家坡煤礦，西部是李家塔煤礦，

南部是神東公司補連塔煤礦。王家坡煤礦、李家塔煤礦和補連塔煤礦采煤

10-內蒙古煤炭科學研究院有限責任公司

內蒙古蒙發煤炭有限責任公司呼和烏素煤礦優化初步設計安全專篇第一章

工藝均為綜合機械化采煤工藝。目前各礦與本礦之間無越界開采情況發

生。周邊各礦井對呼和烏素煤礦的安全生產均無影響。

四、礦區水源、電源及通信情況

（一）水源條件

供水水源由神華集團神東水暖公司考考賴溝凈水廠供給，經凈化處理

后的井下排水復用于生產、消防灑水。

（二）電源條件

礦井工業場地現有10kv變電站，10kV雙回路供電電源引自布爾臺

UOkV—霍洛灣35kV變電站10kV側不同母線段，供電距離2km,采用單

母線分段接線方式供電。10kV變電站主要為本煤礦供電。

另本礦井工業場地擬建35kV變電站，35kV雙回路供電電源引自馬家

塔UOkV變電站35kV側不同母線段，主變容量2X16000kVA,供電距離

5km,采用單母線分段接線方式供電。35kV變電站建成之后主要為本煤礦

和選煤廠供電。10kV變電站待35kV變電站建成之后即停止不用。由于本

35kV變電站尚未建成,待建成之后補充35kV變電站供電合同。現附10kV

變電站供電合同。

（三）通信條件

行政通信依托當地有線、無線通信網。由于本礦處于神東礦區中心地

帶，通信網絡發達，有線、無線網絡覆蓋整個礦區，外部通信條件良好，

可以滿足礦井對外通信聯絡需要。

第二節安全條件

一、地質特征

（一）區域地層

本區地層屬華北地層區鄂爾多斯一陜甘寧分區，伊克昭地層小區。全

內蒙古煤炭科學研究院有限責任公司11

第一章內蒙古蒙發煤炭有限責任公司呼和烏素煤礦優化初步設計安全專篇

區大部分為第四系風積沙覆蓋，基巖僅在烏蘭木倫河、呼和烏素溝兩岸出

露。地層由下至上有三疊系上統延長組（T3y）；侏羅系中、下統延安組（J]

—2y）、中統直羅組（T2z）、安定組（T2a）、侏羅系上統一白堊系下統志

丹群（J3-K.）；第三系上新統（用）和第四系（QD。其地表出露除第

三系、第四系外，僅有志丹群地層。

（二）井田地層

井田大部分為第四系風積砂與黃土覆蓋，基巖僅在區內較大的溝谷中

零星出露。據地表出露和鉆孔揭露，田內地層由老到新分述如下：

（1）上三疊統延長組（丁3，）

巖性特征為灰綠、灰白色中粒石英砂巖，含較多的云母及少量的暗色

礦物，中上部夾煤線或油頁巖，該組地層為煤系地層的沉積基底。

（2）中下侏羅統延安組（兒2，）

該組為井田主要含煤地層，巖性主要為灰、灰白色砂巖及深灰色泥巖、

砂質泥巖和煤組成，該組地層的上部含煤性較好，發育的煤層厚度大，層

位穩定，本礦所采的3號煤層就位于延安組的中部，上部煤層含煤性差，

不可采；下部含煤性較差，煤層層數多，層位不穩定，且厚度較小。該組

地層平均厚度為193.46m,與下伏地層呈假整合接觸。

（3）中侏羅統直羅組（J2Z）

該組地層巖性為一套雜色的細、中粒砂巖，泥質或粘土質膠結，較疏

松，含有鐵質結核和硅化木。區內所有鉆孔揭露，由于遭受后期剝蝕，厚

度在橫向上變化較大，平均為92.7m,與下伏地層呈假整合接觸。

（4）第三系上新統（用）

井田內零星賦存，主要巖性下部為灰色、棕黃色礫巖夾棕紅色砂巖，

呈半膠結狀態，松散；上部為粉紅色砂質粘土、亞砂土，含白云母碎片及

12—內蒙古煤炭科學研究院有限責任公司

內蒙古蒙發煤炭有限責任公司呼和烏素煤礦優化初步設計安全專篇第一章

鈣質結核，該層不整合于老地層之上。

（5）第四系（Q）

井田內廣泛分布，不整合于老地層之上，底部為更新統馬蘭組黃土

（Q3m）,巖性為淡黃色亞砂土，柱狀節理發育，含鈣質結核，厚約12m；

下部為更新統淤積層巖性為砂、粉砂及黑色土壤層，局部賦存；上部為全

新統主要為風積沙（Q/吟，其次為河流淤積層（Q/）及洪積層（QJ）。

風積沙成分以細粒石英為主，在地表呈波狀沙丘和新月沙丘，在區內大面

積覆蓋。河流淤積層以沙、粉沙或礫石層組成，分布于呼和烏素溝，不整

合于老地層之上。

二、地質構造

（一）區域構造

本區大地構造位置處于華北地臺的鄂爾多斯臺向斜中，褶皺斷裂不發

育，地層產狀平緩，近于水平，為一微向南西傾斜的單斜構造，傾角1?3°,

沒有發現對煤層有破壞作用的斷裂構造。構造復雜程度為簡單類型。

（二）井田構造

井田含煤地層的構造形態與區域含煤地層構造形態基本一致，總體為

一向南西傾斜的單斜構造，地層傾角1?3°,無大的褶皺，僅沿走向和傾

向有微弱的波狀起伏。本區構造復雜程度為I類型簡單構造。

（/二-------\）石U~4.漿石L14,

從歷次野外地質調查和勘探揭露深度資料中從未見到巖漿巖侵入或

出露。因此，區內無巖漿巖活動。

根據以上資料?，本區構造復雜程度為簡單類型，即I類型。

三、煤層及煤質

（一）含煤地層及含煤性

內蒙古煤炭科學研究院有限責任公司13

第一章內蒙古蒙發煤炭有限責任公司呼和烏素煤礦優化初步設計安全專篇

井田內含煤地層為侏羅系中下統延安組（丁與），含煤地層平均厚度

121.82?195.38m,平均厚度178.30m,厚度變化不大，地層相對穩定。井

田內共劃分5個煤組，編號2、3、4、5、6號。共含煤11?17層，一般

為14層，含煤總厚度平均為18.20m,含煤系數10%。

（二）煤層

井田內主要有可采煤層五層，分別為2-2中、3、4、5-1下和5-2煤層。

3、4號煤層全區可采，煤層穩定程度屬穩定類型；2-2中、5-1下號煤層全

區分布，基本全區可采，煤層穩定程度屬穩定和較穩定類型；5-2僅局部

可采，煤層穩定程度屬不穩定型。現井田內2-2中和3號煤層已開采完畢。

各可米煤層特征見表1-2-1o

可采煤層特征表

表1-2-1

煤

層煤層厚度

編

號層間距（m）可采性評價對比可靠程度穩定程度

（m）

2.32?0.20

2-2ip大部可采可靠較穩定

1.08(25)42.19?25.76

34.67(16)

6.48?5.37

3全區可采可靠穩定

5.98(19)33.50-26.81

4.03?3.1530.22(18)

4全區可采可靠穩定

3.5(18)

37.49?29.33

2.20?0.6533.88(18)

5-1大部可采可靠較穩定

T1.17(18)

16.64?10.25

1.35?0.25

5-213.12(14)局部可米可靠不穩定

0.81(14)

（三）煤質

1、煤的物理性質：該區煤呈黑色，條痕褐黑色。各煤層在垂直序列

中其上下呈暗淡或弱瀝青光澤，沿層面絲炭富集部位呈絲絹光澤，參差及

14—內蒙古煤炭科學研究院有限責任公司

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階梯狀斷口，在鏡煤條帶中可見貝殼狀斷口，性脆。由于煤巖組份的不同

各煤層一般呈細條帶?寬條帶狀結構，層狀構造，在暗淡型煤中可見塊狀

構造，裂隙發育，并充填有黃鐵礦、方解石薄膜，各煤層結核含量不同，

一般為黃鐵礦、粘土質及菱鐵礦結核。煤層致密堅硬，比重一般在1.42-

1.52t/m3,容重1.30t/m3左右,燃點在300c左右,燃燒試驗為劇燃，殘灰

呈灰白色粉狀。

2、化學性質、工藝性能及煤類

本井田各可采煤層均為特低灰、低硫、低磷，中高發熱量不粘煤

(BN31),屬低變質程度的煙煤(1號)，是良好的動力用煤和氣化用煤，

具有廣泛的開發利用價值。井田內各可采煤層原煤干燥基低位發熱量(Qnet.d)

值在27.19?30.93,平均28.38,屬高熱值煤，同時洗煤的發熱量均高于原煤。

煤的氣化性能、熱穩定性好，抗碎強度大，但屬于易結渣煤。煤灰熔融性

低，為低熔灰分；區內煤的可選性等級為極易選。各可采煤層煤芯煤樣測

試結果見表l-2-2o

可采煤層煤芯煤樣測試成果統計表

表1-2-2

發熱量

工、也分析(%)

煤層洗選Pd(MJ/kg)

s(%)

編號情況ld(%)

MadAdVdafQnet.d

11.92?4.3436.96?4.3839.01?34.560.21?1.460.006?0.00331.11-18.68

原煤

6.68(12)8.62(12)36.13(12)0.54(12)0.005⑵29.40(11)

4

洗煤9.34?4.353.66?2.293777?34.660.15?0.1831.03?30.82

6.37(12)3.16(12)35.79(12)0.17(6)30.93⑵

10.10?3.8431.1?4.0738.15?34.360.24?1.4131.03?19.42

原煤0.004(1)

5.99(14)9.03(14)36.31(14)0.56(14)29.06(14)

5-1卜

9.21-4.454.12?3.0937.95?34.350.16?0.330.99?30.69

洗煤

6.11(14)3.67(14)35.92(14)0.22(9)30.84⑵

5.40?4.1727.71-4.9440.55?33.970.10?0.3629.53?20.91

原煤

4.89⑸12.92(5)36.92(5)0.27⑸27.19(5)

5-2

8.43?4.714.55?3.64?0.17?0.20

洗煤38.6833.6

5.88(4)4.22(4)35.29(4)0.19⑶

內蒙古煤炭科學研究院有限責任公司15

第一章內蒙古蒙發煤炭有限責任公司呼和烏素煤礦優化初步設計安全專篇

3、煤的工業利用方向

煉焦粉：該煤可以煉制焦粉，作為煉鋼，化工用煤的配料。

氣化用煤：由于區內煤氣化性能良好，熱穩定性好，可作為城市氣化

和工業化用煤。

型體加工及水煤漿；由于本區煤為低灰煤，碳含量大于70%,氫含量

大于5%,可以制備水煤漿和進行形體加工，制作煤磚，煤球等。

四、其它開采技術條件

（一）工程地質

區內大部分為掩蓋區，基巖出露較少，僅見于呼和烏素溝、烏蘭木倫

河兩岸及地形切割深處，煤系地層巖性主要以不同粒度的砂巖、砂質泥巖、

煤層及少量泥巖為主，頂部孔隙、裂隙較發育，巖石強度較低，易破碎。

隨著深度加深風化作用減弱，孔隙、裂隙減少，巖石強度相對增高。各可

采煤層頂底板巖性主要是砂質泥巖、粉砂巖，較為致密、堅硬。為了解煤

系地層巖石物理、力學性質，該區施工了4個工程地質巖樣孔、采土樣1

組，分別對不同深度的巖石進行了物理力學性質試驗，各類巖石主要物理

力學指標見表l-2-3o

根據上述試驗結果，區內除第四系松散沉積物外，各地層一般為中等

堅硬——堅硬巖石，局部軟弱。從鉆孔揭露情況及巖樣試驗結果看，鉆孔

在揭露上部基巖時，巖石膠結較疏松，巖芯易破碎，巖石孔隙較大，力學

強度較低，向深部巖石膠結致密，相對堅硬，裂隙不發育，穩固性增強，

表明巖石物理、力學性質在垂向變化較大，橫向變化不明顯。可見本井田

各可采煤層頂底巖石穩定性，淺部一般較差，深部多為中等堅硬巖石，工

程地質類型應屬II類，為工程地質條件中等的礦床，開采中應加強頂板維

護，尤其是淺部受風化地帶，以保證生產安全。

16—內蒙古煤炭科學研究院有限責任公司

各類巖石主要物理力學指標統計表

表1-2-3

普

項

目

抗壓強度氏彈性模數

比重容喜孔隙率含水率軟化凝聚力

系

巖石

自然狀態數泊桑比

系數X10

(g/cm)(g/cm)(%)(%)(kg/cm2)(kg/cnf)(kg/cm2)

粗砂巖2.63-2.712.07-2.591.80-21.900.45-4.7169-9970.69-9.970.39-0.8926-1026.21-52.180.19-0.49

中砂巖2.60-2.692.03-2.564.80-23.400.32-9.71144-8371.44-8.370.37-0.9633-1421.96-61.670.16-0.58

細砂巖2.51-2.702.04-2.632.23-23.600.25-7.16104-12281.04-12.280.32-0.9827-1392.98-56.50.12-0.49

粉砂巖2.32-2.712.08-2.544.70-18.430.65-7.83122-7961.22-9.700.33-0.9321-3153.82-38.00.15-0.38

砂質泥巖2.42-2.712.16-2.471.65-18.701.2-8.3299-7850.99-9.670.25-0.9929-1661.47-25.260.17-0.38

泥巖2.49-2.712.22-2.413.60-14.602.11-8.8294-6541.36-6.500.6577-8610.79-12.850.21-0.38

7

第一章內蒙古蒙發煤炭有限責任公司呼和烏素煤礦優化初步設計安全專篇

(二)瓦斯、煤塵、煤的自燃及地溫

1、瓦斯

根據內蒙古安科安全生產檢驗檢測有限公司2010年對本礦井所做的

礦井瓦斯等級鑒定報告，礦井相對瓦斯涌出量為2.36m3/t,絕對瓦斯涌出

量為1.968m3/min；二氧化碳相對瓦斯涌出量為2.67m3/t,絕對涌出量為

2.223m3/min,礦井瓦斯等級為低瓦斯礦井。

2、煤塵

根據內蒙古安科安全生產檢驗檢測有限公司2009年對本礦井所做的

礦井煤塵爆炸性、煤自燃傾向性檢驗報告：煤塵具有爆炸性。

3、煤的自燃

根據內蒙古安科安全生產檢驗檢測有限公司2009年對本礦井所做的

礦井煤塵爆炸性、煤自燃傾向性檢驗報告：煤層屬I級易自燃煤層。

4、地溫

本區屬正常地溫區，無地溫危害。

五、水文地質條件

(-)井田水文地質特征

礦井位于鄂爾多斯高原東部，為半干旱、半沙漠地區。井田內風積沙

遍布，北部及東部邊緣多為波狀沙丘，中部及西南部多為平沙地，地勢較

為平緩。區內基巖出露少，僅呼和烏素溝、烏蘭木倫河兩岸及地形切割較

深處見少量基巖。呼和烏素溝和補連溝為井田內較大溝谷，基本為長年溪

流，流向由西至東流量隨季節變化較大。井田外部東北方向呼和烏素溝口，

由北向南有烏蘭木倫河通過，呼和烏素河在此匯入烏蘭木倫河結束。井田

內含水特征如下：

1、第四系孔隙含水層

18-內蒙古煤炭科學研究院有限責任公司

內蒙古蒙發煤炭有限責任公司呼和烏素煤礦優化初步設計安全專篇第一章

①第四系沖洪積（（^“吟含水層：主要分布在井田北部呼和烏素溝

內，呈現帶狀分布，由于受流水的側向沖蝕作用，兩岸厚度變化較大。巖

性上部為沙土層及中、細砂，下部為粗砂及砂礫層，厚度5.15—16.56m,

平均10.88m,該層孔隙發育，受地表水及側向補給，含水較豐富。

②第四系風積沙及松散沉積物（（^4,吟含水層：該層全區發育，上

部主要是風積沙層，由中、細砂及沙土組成。下部為松散沉積物，主要由

殘積物、坡積物組成。該層分布面積廣，約占全區的70%以上，極易接受

大氣降水的補給。故該層含有一定量的地下水，但在地形切割處，地下水

不利于儲存，多屬透水層。在溝底及低洼處常有地下水滲出，或以泉的形

式流出，流量0.062?2.172L/S,水質為HCO3—Ca型水，礦化度0.2g/L。

2、上侏羅一下白堊統志丹群（JrRzh）孔隙含水巖組

主要分布在井田的西部，巖性為雜色厚層礫巖，含礫粗砂巖及中、細

砂巖等，礫石成份以花崗巖、花崗片麻巖、石英巖為主，泥質膠結，較疏

松，具大型交錯斜層理。由于受風化作用，上部孔隙、裂隙較發育，在露

頭處砂巖與砂質泥巖接觸面有泉水出露，流量0.039?0.82817s。該層厚度

變化較大，鉆孔揭露4.94m?97.34m,平均49.77m,砂巖類為該段相對含

水層；砂質泥巖、粉砂巖為相對隔水層，但該層多被剝蝕，切割，僅局部

起隔水作用。

3、中侏羅統直羅組一中下侏羅統延長組（J2z-J,.2y）孔隙、裂隙含水

巖組

該巖組為本區含煤地層，全區發育，地表出露很少，僅見于補連溝溝

口。可劃分為如下三個含水巖層，分述如下：

①直羅組一2號煤層頂含水巖層：巖性主要以灰白色、灰綠色及淺灰

綠色砂質泥巖、粉砂巖及中、細砂巖為主，呈瓦層出現。該層由于受風化

內蒙古煤炭科學研究院有限責任公司19

第一章內蒙古蒙發煤炭有限責任公司呼和烏素煤礦優化初步設計安全專篇

剝蝕作用，殘存厚度不一，東部邊緣完全剝蝕，向西逐漸增厚，可達

159.70m,平均厚度約94.19m,該段上部孔隙、裂隙較發育，含少量孔隙、

裂隙水，據簡易水文觀測消耗量01?0.3m3/h,局部最大0.45?0.72m3/h。

據b262號水文孔資料（區外孔），抽水段總厚度118.23m,相對隔水層巖

層為泥巖、砂質泥巖和粉砂巖，厚度84.45m,相對含水層巖層為中砂巖和

細砂巖，厚度33.78m,含水層厚度占抽水層厚度的28.6%。該段測井曲線

（擴散法）解釋，僅上部約15m中砂巖含水。抽水結果：單位涌水量為

0.00147L/S-m,滲透系數為0.00291m/d,水質為H83—Na型水，礦化

度0.57g/L,水溫17℃。

②2號煤層一4號煤層頂之間含水層：巖性主要由灰白色中、細砂巖、

粉砂巖、砂質泥巖及煤組成，厚度一般為60.17?107.61m,平均72.92m。

該段砂巖體分布極不均勻，且厚度變化較大，北部最厚為53.20m,南部最

薄為零。據L3號水文孔資料（區外孔）,抽水段總厚度過100.20m,砂巖

體厚39.99m,相對隔水巖層厚為61.21m,砂巖體厚度占抽水段厚度的

39.9%o據測井資料該段僅4號煤層及頂板約10m含水。抽水結果：單位

涌水量為0.00119L/S?m,滲透系數為0.00314m/d,水質為CI-HCO3-Na

型水，礦化度Llg/L。該段頂部在河谷地帶，局部可直接接受第四系潛水

和地表水的補給。

③4號煤一上三疊統延長組（Tsy）之間含水層：巖性主要以灰及灰

白色中、細砂巖、粉砂巖及泥巖、砂質泥巖、煤為主，厚度為71.61—

102.72m,平均83.82m。其中砂巖體厚度12.48—56.05m,平均33.51m。

據b263號孔抽水資料，抽水段總厚度83.90m,其中相對含水層厚40.43m,

占該段總厚48.2%。且巖石膠結致密，砂巖一般為鈣質膠結，含水較弱，

抽水試驗：單位涌水量為0.000316L/S?m,滲透系數為0.00071lm/d,水

20-內蒙古煤炭科學研究院有限責任公司

內蒙古蒙發煤炭有限責任公司呼和烏素煤礦優化初步設計安全專篇第一章

質為CI-HCO3-Na型水，礦化度1.0g/Lo

4、上三疊統延長組（Tsy）孔隙、裂隙含水巖組

巖性主要為灰綠色中、粗粒砂巖，礦物成份主要為石英、長石。該段

為本區煤系地層基底，鉆孔揭露最大厚度67.96m,據鄰區資料?，該段含有

承壓水、涌水量為0.079L/S?m,滲透系數為0.0037m/do

（二）地下水的補給、排泄條件及水文地質類型

井田內地下潛水除接受大氣降水補給，在局部地段還接受地表水補

給，如呼和烏素溝內第四系沖洪積層，可直接接受地表水的補給，地下潛

水與地表水都受該區降水的控制。承壓水因補給源較遠，且無統一的補給

區，受該區降水補給較小，逕流途徑長，水源貧乏。

井田內地下水逕流與排泄主要受區域構造及地形控制，第四系潛水一

般與地形坡向一致，具有多向性，沿松散層孔隙邊滲透，邊向低處逕流，

在低洼處及溝底排泄出來，匯集成溪，排泄于區外。基巖潛水沿裂隙運動，

在溝谷切割處排泄于地表。而深部承壓水則沿節理、裂隙順層運動，因巖

石致密，裂隙不發育，逕流速度緩慢。

綜上所述，本區構造位置處于鄂爾多斯臺向斜之東南邊緣，構造形態

基本為一向南西傾斜的單斜構造。地層傾角1?3°,無斷層及大的褶曲，

地質構造簡單。井田內地勢相對平緩，地表大部分被第四系風積沙及松散

沉積物所覆蓋，易于接受大氣降水的補給，但地形切割普遍，儲水條件較

差，一般為透水層，而含水量較小。淺部基巖受剝蝕與風化作用，孔隙、

裂隙比較發育，巖石較疏松，隨深度增加裂隙減弱。煤系地層各可采煤層

頂底板巖石致密、堅硬，直接充水含水層q<0.01L