东博煤矿采矿设计Word格式文档下载.docx
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南东界为DB03、ZK03、DB02和ZK3026钻孔的折线为界;
南西界以ZK3206和ZK2807钻孔的连线为界;
北西界以ZK2807钻孔经K06和K5至K04钻孔的折线为界;
面积2.766km2;
实际赋煤标高为1233~1224m。
先期开采地段范围由10个拐点圈定。
地形特点:
勘查区位于鄂尔多斯高原北东部,由于侵蚀作用,沟谷纵横交错,多形成高原丘陵地貌特征。
总体地形呈北高南低,最高点位于勘查区北部,海拔标高1332.0m,最低点位于勘查区南部七概沟中,海拔标高1200m,最大标高差132.0m。
区内一般海拔标高为1270~1320m,一般高差50m左右。
井田第四系风积砂(Q4eol)分布广泛,植被稀少,属半沙漠波状沙丘地貌特征。
交通条件:
井田位于伊金霍洛旗新庙镇东南与陕西省交界处,位于新庙镇西北方向约16km,有乡村土路与之相通。
由新庙镇沿包(头)—府(谷)公路向南约35km可至陕西省神木县大柳塔镇,向北约42km可到鄂尔多斯市市政府所在地东胜区。
东胜区东西向有109国道(北京-拉萨)经过市区,南北向有210国道(包头-南宁)、包府公路(包头-府谷)、包神铁路(包头-神木)通过,交通干线、支线四通八达。
而大柳塔镇则为东胜煤田南部开发区的发展重镇,开发区内及对外交通网络亦形成规模。
居民点分布:
东胜区是内蒙古自治区西部地区政治、经济、文化中心和重要交通枢纽。
但井田内居民居住分散,人口稀少,劳动力贫乏,地方经济以种植业为主,兼有养殖业,经济较为落后,发展缓慢。
近年来,随着煤炭工业的开发建设,农牧民生活逐年改善,地区经济状况逐步好转。
井田及周边电力供应充足,可解决矿山建设的电力需求,附近无供水水源地,可在七概沟中采取截伏流方式解决供水,井田东北的旧新庙及井田以北的新庙镇,居民居住较集中,可作为井田开发建设的劳动力来源。
矿区位置交通图:
1.1.2气象:
井田属半沙漠、干旱—半干旱高原大陆性气候,阳光辐射强烈,日照丰富,冬寒夏热,多风少雨。
据伊金霍洛旗气象站资料,区内年平均气温6.2~7.8℃,最高气温36.6℃,最低气温-29.6℃;
年均降水量350mm左右,多集中在7、8、9月份;
年均蒸发量2492.1mm;
常年以西北风为主,最大风速24m/s;
最大冻土深度2.04m。
1.1.3水文情况:
井田西部为七概沟,井田内沟谷均为七概沟的支沟,所有沟谷均为季节性沟谷,旱季无水,雨季在暴雨后可形成短暂洪流,向南经勃牛川流入陕西省的窟野河,最终注入黄河。
水质及供应情况:
井田周边无供水水源地,井田西部与七溉沟相邻,可考虑在沟中进行截浮流,解决部分水源,要解决矿井供水问题还需进一步勘探。
1.2井田地质特征
1.2.1井田地形:
区内风积砂广布,植被不发育,水土流失严重,地形较平缓,为侵蚀性丘陵地貌,地形地貌条件简单。
井田构造简单,为一平缓的向南西倾斜的单斜构造,新构造运动平稳,因此井田的稳定性较好。
井田勘探:
1985年~1989年内蒙古自治区地质矿产局105队(现内蒙古自治区第五地质矿产勘查开发院)在准格尔召~新庙矿区开展了普、详查工作,1989年12月提交了《内蒙古自治区东胜煤田准格尔召~新庙矿区详查地质报告》,确定勘探区勘查类型为一类一~二型,对于主要可采的稳定—较稳定煤层,累计完成工作量:
1∶2.5万地形地质测量595.72km2,钻孔181个37426.78m,槽探2333.06m3,测井36521.72条件米;
1∶2.5万磁法测量200km2,1∶1万磁法测量54.85km2;
煤芯煤样888件、煤层样108件、瓦斯样71件、煤尘样40件、自燃发火样58件、简选及泥化样24组,岩石力学样129组,其它样品2811件,抽水试段30段。
在详查区南部(15勘探线以南),以1500×
1500m的基本工程网度圈定B级资源储量,以3000×
3000m的基本工程网度圈定C级资源储量,达不到C级基本工程网度的块段为D级资源储量;
在详查区北部(15勘探线以北),以1000×
1000m的基本工程网度圈定B级资源储量,以2000×
2000m的基本工程网度圈定C级资源储量,达不到C级基本工程网度的地段为D级资源储量。
报告经内蒙古自治区地质矿产局于1990年1月5日以“内地(1991)第1号”文审查通过。
共获得煤炭资源总储量424041万吨,其中B级82024万吨、C级176938万吨、D级165079万吨,总计424041万吨。
勘查区位于原详查报告的15勘探线以南部位,且其范围完全在原详查报告之内。
煤系地层概述:
东胜煤田地层划分属于华北地层区鄂尔多斯分区,具体位置处于高头窑小区、乌审旗小区和准格尔~临县小区的交界地带。
东博煤矿处于准格尔旗~临县小区的西部偏西二带。
东胜煤田为侏罗纪早、中世大型含煤建造,主要含煤地层为侏罗系中下统延安组(J1-2y),其沉积基底为三叠系上统延长组(T3y),侏罗系下统富县组(J1f)其上覆地层有侏罗系中统直罗组(J2z)及安定组(J2a)、白垩系下统志丹群(K1zh),第三系上新统(N2),第四系(Q3-4)。
地质综合柱状:
1、三叠系上统延长组(T3y):
井田内无出露,仅在钻孔中见到,揭露厚度不全,最大揭露厚度41.90m,据区域地层资料,该组厚度大于100m。
该组为煤系地层沉积基底,岩性为灰绿色、绿色粗粒、中粒砂岩,含砾粗粒砂岩,夹薄层深灰色砂质泥岩,发育大型交错层理。
2、侏罗系中下统延安组(J1-2y):
为井田主要含煤地层,在井田南部沟谷两侧零星出露。
由于后期剥蚀,厚度变薄,钻孔揭露厚度105.02~235.12m,平均175.25m。
岩性为灰白色~浅灰色中、细粒砂岩,深灰色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩及黑色炭质泥岩、煤层等。
井田内Ⅱ煤组遭后期剥蚀,仅含Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ三个煤组,含煤5~14层,含大部可采煤层3层。
为典型的大型内陆盆地沉积体系,与下伏延长组呈平行不整合接触。
3、第三系上新统(N2)
岩性为紫红色、褐红色、浅红色砂质泥岩及泥岩,含有丰富的呈层状分布的钙质结核,呈半固结状态。
据地质成果,该地层分布较为广泛,但因受沟谷切割,连续性差,主要分布在区内梁峁地带、沟掌、沟谷上部及缓坡之上。
根据钻孔揭露厚度为0~34.38m,平均11.20m。
N2与下伏J1-2y地层呈不整合接触。
4、第四系(Q4):
主要为全新统风积砂层(Q4eol),部分地段为残坡积(Q3-4)。
厚度1.79~11.79m,岩性为浅黄色粉、细砂,以石英为主,呈波状沙丘、沙垄等。
与下伏老地层呈不整合接触。
表1.2东胜煤田区域地层简表
系
统
组
厚度(m)
最小-最大
岩性描述
第
四
全
新
(Q4)
0~25
为湖泊相沉积层、冲洪积层和风积层。
上
更
马兰组
(Q3m)
0~40
浅黄色含砂黄土,含钙质结核,具柱状节理。
不整合于一切地层之上。
三
(N2)
0~100
上部为红色、土黄色粘土及其胶结疏松的砂质泥岩,
下部为灰黄、棕红、绿黄色砂岩、砾岩,夹有砂岩透
镜体。
不整合于一切老地层之上。
白垩系
下
志丹群
(Klzh)
70~310
浅灰、灰紫、灰黄、黄、紫红色泥岩、粉砂岩、细砂
岩、砂砾岩、泥岩、砂岩互层,夹薄层泥质灰岩。
交
错层理较发育。
顶部常见一层中粗粒砂岩,含砾,呈
厚层状。
侏
罗
中
安定组
(J2a)
10~80
浅灰、灰绿、黄紫褐色泥岩、砂质泥岩、中砂岩。
含
钙质结核。
直罗组
(J2z)
1~278
灰白、灰黄、灰绿、紫红色泥岩、砂质泥岩、细砂岩、
中砂岩、粗砂岩。
下部夹薄煤层及油页岩,含1煤
组。
与下伏地层呈平行不整合。
延安组
(J1-2y)
78~247
灰—灰白色砂岩,深灰色、灰黑色砂质泥岩,泥岩和
煤。
含2、3、4、5、6、7煤组。
与下伏地层呈平行不
整合接触。
富县组
(J1f)
110
上部为浅黄、灰绿、紫红色泥岩,夹砂岩。
下部以砂岩为主,局部为砂岩与泥岩互层,底部为浅黄色砾岩。
迭
延长组
(T3y)
35~312
黄、灰绿、紫、灰黑色块状中粗砂岩。
夹灰黑、灰绿色泥岩和煤线。
与下伏地层呈平行不整合接触。
二马营组
(T2er)
87~367
以灰绿色含砂砾岩、砾岩、紫色泥岩、粉砂岩为主。
1.2.2井田地质构造:
井田位于东胜煤田准格尔召—新庙详查区东南部,基本构造形态与东胜煤田区域构造形态一致,为一平缓的单斜构造,地层倾向南西,倾角1~3°
,产状接近水平,未发现明显的褶皱及断裂构造,亦未发现岩浆岩侵入体。
因此,井田地质构造复杂程度属简单类型。
1.2.3井田水文地质:
矿区直接充水含水层含水空间以裂隙为主,孔隙次之;
煤层位于地下水位以下,以大气降水为主要充水水源,直接充水含水层单位涌水量q<0.1L/s·
m,富水性弱;
因此,将矿区水文地质类型划分为第一~二类第一型,即以孔隙—裂隙充水为主的水文地质条件简单的矿床。
本井田尚未开采,据邻区丁家圪堵煤矿实际开采情况来看,矿井的涌水量不大,日涌水量10~20m3左右,井田水文地质条件属简单类型。
1.3煤层特征
1.3.1煤层埋藏条件:
准格尔召—新庙详查区含煤地层为侏罗系中下统延安组(J1-2y),其含煤岩系主要由陆缘碎屑岩组成的陆相沉积地层,沉积环境为泥炭沼泽相和湖泊相为主的大型内陆盆地。
延安组(J1-2y)为主要含煤地层,残存厚度为105.02~235.12m,平均175.25m,共含煤层5~14层,煤层总厚5.20~14.60m,平均9.10m,含煤系数5.19%;
含可采煤层3层,编号为Ⅲ-2、Ⅳ-2、Ⅴ-1煤层,可采煤层总厚2.95~10.75m,平均7.55m,可采含煤系数4.31%。
其中可采煤层3层,编号为Ⅲ-2、Ⅳ-2、Ⅴ-1号煤层,主要可采煤层稳定程度为较稳定类型。
走向方位倾角:
根据东胜煤田总体特征与各阶段成果进行分析,勘探区含煤地层沿走向、倾向的产状变化不大,倾角1~3°
,产状近于水平,局部发育有宽缓的波状起伏,构造总体形态基本为一向南西倾斜的单斜构造,区内断层及褶皱不发育,未发现岩浆岩侵入体。
构造复杂程度为简单类型。
露头与风化带:
东博煤矿基本属掩盖区,Ⅲ-2煤层埋深在73.09m,Ⅳ-2煤层埋深在114.78m,Ⅴ-1煤层埋深在163.01m。
由于该区地形切割不强烈,只有七概中沟中时有煤层露头,根据露头观察,风氧化带与邻近煤矿调查对比,约1m左右。
1.3.2煤层群层数:
勘探区内共见可采煤层3层,编号为Ⅲ-2、Ⅳ-2、Ⅴ-1煤层。
本次施工和利用共计18个钻孔见煤点综合成果资料统计,各可采煤层主要特征见表1-3。
各煤层情况:
勘探区内各可采煤层的赋存情况及特征分述如下:
表1.3东博煤矿各可采煤层特征一览表
煤层
编号
埋深(m)
煤层厚度(m)
采用厚度(m)
煤层间距(m)
可采
程度
对比可靠程度
稳定性
最小~最大
平均(点数)
Ⅲ-2
68.31~8l.15
73.07(14)
0.35~5.00
3.53(13)
3.51(13)
全部
可靠
稳定
34.08~42.20
39.13(13)
Ⅳ-2
103.63~129.33
114.56(19)
1.47~3.42
2.45(18)
1.07~3.42
2.29(18)
27.36~39.54
34.96(18)
Ⅴ-1
155.51~170.10
162.75(18)
1.39~3.42
2.41(18)
1、Ⅲ-2煤层:
赋存于延安组中上部。
分布在勘探区西北部,由于后期剥蚀,煤层分布不连续,为勘探区内次要可采煤层,煤层厚
度0.35~5.00m,平均3.53m;
利用厚度0.35~5.00m,平均3.51m;
为中厚煤层;
煤层结构简单,一般不含或偶含1层夹矸;
对比可靠,煤层稳定程度为不稳定类型;
顶板岩性多为细粒砂岩,底板为砂质泥岩、泥岩,煤层埋深68.31~81.15,平均73.07m。
2、Ⅳ-2煤层:
赋存于延安组中部。
为勘探区内主要可采煤层,层位较为稳定,煤层厚度1.47~3.42m,平均2.45m,为中煤层;
利用厚度1.07~3.42m,平均2.29m;
煤层结构简单,偶含1层夹矸。
分布面积连续,对比可靠,煤层稳定程度为较稳定类型;
煤层顶底板岩性为灰色、深灰色泥岩。
煤层埋深103.63~129.33m,平均114.56m,距3煤层间距34.08~42.20m,平均39.13m。
3、Ⅴ-1煤层:
赋存于延安组中下部。
为勘探区内主要可采煤层,层位较为稳定,全区分布,煤层厚度0.21~1.70m,平均1.20m,为薄煤层;
利用厚度0.21~1.70m,平均1.20m。
煤层结构简单~中等,局部含1~4层夹矸。
对比可靠,全区可采,煤层稳定程度为较稳定类型;
顶板岩性为细粒砂岩,泥岩,底板为砂质泥岩、泥岩。
煤层埋深155.51~170.10m,平均162.75m。
1.3.3煤层的围岩性质:
一、Ⅲ-2煤层的对比依据和可靠程度:
该煤层的厚度变化大,勘探区广泛出露,其上部多以砂质泥岩和泥岩等碎屑岩为主。
对比标志层明显,与下部煤层的层间距均较为稳定,是对比的主要依据。
煤层的物性曲线:
在煤层LL3和GGS曲线一般呈单峰尖峰状显示,与其它煤层的物性曲线区别较明显。
因此,煤层对比基本可靠。
二、Ⅳ-2煤层的对比依据和可靠程度:
该煤层基本全区赋存,煤层较稳定,其本身就是对比标志层。
与Ⅲ-2煤层间距有由北西向南东逐渐变大,是对比的主要依据。
在煤层上LL3和GGS曲线呈不等值双峰状,或者多峰齿状,自身特征明显,易于对比。
因此,Ⅳ煤层对比依据充分,对比可靠。
三、Ⅴ-1煤层的对比依据和可靠程度:
该煤层全区赋存,层位稳定,其上部多为灰白色中细粒砂岩,与Ⅳ-2煤层间距基本稳定,是对比的主要依据,也是本区对比的标志层。
在煤层上LL3和GGS曲线呈略宽的单幅异常,顶部有锯齿状跳动。
因此,Ⅴ煤层对比依据充分,对比可靠。
井田第四系松散沉积物分布广泛,井田外南部个别地段直接覆盖在Ⅳ-2煤层上,可能会造成矿井涌砂、涌水等工程地质问题。
含煤地层侏罗系碎屑岩类沉积岩以泥岩、粉砂岩、细砂岩为主,抗压强度29~49MPa,力学强度较低。
煤层顶底板岩石以泥质粉砂岩、砂岩泥岩为主。
据原报告岩石物理力学性质试验成果,泥岩单轴极限抗压强度<29MPa,属于软弱岩石;
粉砂岩抗压强度39~59MPa,多为49MPa左右,属于半坚硬岩石;
泥质填隙砂岩抗压强度<29MPa,属软弱岩石,钙质填隙的砂岩抗压强度39~59MPa,属半坚硬岩石。
1.3.4各层煤的特征:
煤的含瓦斯性:
原报告在详查区内选择20个钻孔共采取了71个煤层瓦斯煤样,进行了测试,测试成果见表1.4:
煤层瓦斯含量测试成果表。
表1.4东博煤矿各可采煤层瓦斯含量测试成果一览表
煤层编号
气体含量
(ml/g·
燃)
自然瓦斯成分(%)
瓦斯分带
CH4
CO2
N2
0.62
9.92
5.26
90.16
0.50
9.69
6.13
89.79
0.26
10.22
7.69
82.09
由表1-4可知,井田主要可采煤层瓦斯含量0.26~0.62ml/g·
燃,瓦斯中可燃气体含量9.69~10.22%,CO2含量5.26~7.69%,N2含量82.09~90.16%,瓦斯分带属N2带。
但煤矿在开采过程中应严密监测井下瓦斯含量,保证井下通风系统畅通,防止井下瓦斯局部聚集,酿成事故。
煤尘:
井田煤层的浮煤挥发分产率较高,各煤层爆炸性指数在35~46之间,远大于10的界限指标,属于易爆炸煤层。
据原详查报告所采煤尘爆炸性试验样及生产大样的测试结果:
其火焰长度大于400mm时,抑制煤尘爆炸的岩粉量为63.33~65%。
表明各煤层均有煤尘爆炸危险性。
各可采煤层煤尘爆炸性测试结果见表1.5:
煤尘爆炸性测试成果表。
表1.5东博煤矿各可采煤层煤尘爆炸性测试成果一览表
火焰长度(mm)
添加岩粉量(%)
爆炸性
>
400
65
有
63.33
煤尘爆炸是煤矿开采中的一大灾害隐患,在开采过程中,应采取有效的防尘、降尘措施,保证通风系统畅通,严防事故发生。
煤的自燃:
井田各主要可采煤层为低变质的长焰煤及不粘煤,煤中水分含量较低,挥发分产率高,化学活性好,其自燃发火倾向必然很强。
据原详查报告煤层自燃发火趋势样的测试结果,煤层还原样与氧化样燃点之差(△T0)一般在18~30℃之间,其它煤层均为易自燃煤。
因此,在开采过程中应采取适宜的采掘方法,产出的煤炭应合理堆放,尽量缩短堆放时间,避免因煤的自燃造成损失,污染环境。
综上所述,本区水文地质条件属于简单类型,工程地质条件属于中等类型,其煤层属于低瓦斯矿井,煤尘具有爆炸性,煤易自燃。
矿床开采技术条件为以工程地质条件为主的中等类型。
2井田境界和储量
2.1井田境界
2.1.1井田四周境界确定:
北、东界为东博煤矿勘探区边界;
东博煤矿基本构造形态与东胜煤田区域构造形态一致,为一平缓的单斜构造,地层倾向南西,倾角1~3°
井田地质构造复杂程度属简单类型,对开采无影响。
井田水文地质类型为第一~二类第一型,即以孔隙—裂隙充水为主的水文地质条件简单的矿床,对开采无影响。
2.2矿井储量计算
本次储量计算是在精查地质报告提供的1:
5000煤层底板等高线图上计算的,储量计算可靠。
2.2.1矿井工业储量
对井田范围内的3-2,4-2,及5-1煤层进行储量计算
井田范围内的煤炭储量是矿井设计的基本依据,煤炭工业储量是由煤层面积、容重及厚度相乘所得,其公式一般为:
Zg=S×
M×
R/cos2°
其中:
Zg——矿井的工业储量;
S——井田水平面积,矿10.14平方公里;
M——煤层的厚度
R——煤的容重
3-2煤层平均厚度3.51m,容重1.24
4-2煤层平均厚度2.29m,容重1.25
5-1煤层平均厚度2.41m,容重1.26
cos2°
=0.999
将井田分为四个块段进行储量计算
图2-1煤层地质储量计算图
Sa=2535154m2Sb=2082021m2Sc=2295470m2Sd=3236237m2
图2-2第一水平煤层地板等高线图
第一水平标高为+1226m
Za=(2535154m2×
3.51m×
1.24t/m3)/0.999=11045046t
Zb=(2082021m2×
1.24t/m3)/0.999=9070858t
Zc=(2295470m2×
1.24t/m3)/0.999=10000801t
Zd=(3236237m2×
1.24t/m3)/0.999=14099495t
第一水平的工业储量为Z3-2=4521.62万吨
图2-3第二水平煤层地板等高线图
第二水平标高为1185m
2.29m×
1.25t/m3)/0.999=7264140t
1.25t/m3)/0.999=5965751t
1.25t/m3)/0.999=6577358t
1.25t/m3)/0.999=9272974t
第二水平的工业储量为Z4-2=2908.0249万吨
图2-4第三水平煤层地板等高线图
第三水平标高为1137m
2.41m×
1.26t/m3)/0.999=7705952t
1.26t/m3)/0.999=6328593t
1.26t/m3)/0.999=6977399t
1.26t/m3)/0.999=9836993t
第三水平的工业储量Z5-1=3084.8938万吨
井田范围内三个水平工业储量相加得总工业储量为
Zg=10514.5387万吨
2.2.2矿井可采储量
(1)边界保护煤柱计算
Z=L×
B×
R
Z——边界煤柱损失量;
L——边界长度14997.0819m
B——边界宽度;
30m
M——煤层厚度;
3.51、2.29、2.41
R——煤的容重,1.24、1.25、1.26
第一水平的边界煤柱量
14997.0819m×
30m×
1.24t/m3=1958199吨
第二水平的边界煤柱量
1.25t/m3=1287874吨
第三水平的边界煤柱量
1.26t/m3=1366204吨
边界煤柱总量Z=4020282t
(2)工广保护煤柱面积计算
根据煤炭工业工程项目建设用地指标规定:
井型1.2~1.8/
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