煤矿扩建(整合)初步设计安全专篇.doc

山西省*公司*煤矿扩建(整合)初步设计安全专篇前 言*煤矿隶属山西省*公司。井田位于山西省河曲县境内，系河曲、保德煤田待开发的矿井之一，矿井设计生产能力2.4mt/a。矿井工业场地距河曲县城南约30km处之黄河东岸，西与陕西省府谷县隔河相望。2005年1月由*设计研究院完成了山西省*煤矿可行性研究报告，山西省煤炭工业局2005年11月组织专家组进行了审查，并以晋煤规发（2005）919号文予以批准。随后，*设计研究院完成了矿井初步设计以及初步设计的修改，山西省煤炭工业局组织专家审查后并以晋煤办基发（2006）610号对矿井初步设计进行了批复。根据国家煤矿安全监察局文件煤安监监一字200265号文件“关于印发煤矿（井工、露天）初步设计安全专篇编制内容的通知”精神，受山西省*公司的委托，2006年9月我院承担编制了山西省*公司*煤矿初步设计安全专篇的任务。2007年6月28日山西煤矿安全监察局组织有关专家对上述安全专篇进行了认真审查，我院根据专家意见，编制了本山西省*公司*煤矿扩建（整合）初步设计安全专篇（修改版）。一、编制设计的主要依据1、设计委托书。2、国家煤矿安全监察局煤安监监一字（2002）65号“关于印发煤矿（井工、露天）初步设计安全专篇编制内容的通知”。3、国家安全生产监督管理局及国家煤矿安全监察局2003年7月4日公布的煤矿建设项目安全设施监察规定。4、山西地科勘察有限公司2006年4月编制的山西省*公司*煤矿井田勘探(精查)地质报告。5、山西省河曲县煤管局为本次设计提供的火山、大石沟等煤矿采掘现状及有关其它资料。6、国土资矿划字2006063号文件：国土资源部划定矿区范围批复。7、*设计研究院2005年9月编制的山西省*公司*煤矿初步设计。8、山西省煤炭工业局晋煤办基发（2006）610号“关于山西省*公司*煤矿及选煤厂初步设计的批复”。9、*设计研究院2006年1月编制的山西省*公司*煤矿初步设计修改。10、2007年6月1日山西省煤矿安监局组织的对*煤矿安全设施设计审查意见。11、中华人民共和国安全生产法、矿山安全法、煤矿安全监察条例等有关法律、法规。12、煤矿安全规程、煤炭工业矿井设计规范、矿井防灭火规范、矿井通风安全装备标准、矿井通风安全监测装置使用管理规定、煤矿救护规程、矿井水文地质规程、建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程、矿山电力规范等有关规程、规范及规定或细则。二、设计指导思想本设计的指导思想是在设计工作中坚持以经济效益为中心，以安全生产为根本，认真研究本矿初步设计中采、掘、机、运、通各系统及各环节所涉及的安全问题，分析可能存在的不安全因素，按照有关规程、规范及规定或细则的要求，编制出有效防治相应灾害的设计内容，把矿井整体的安全性放在首位，配套完善矿井各个系统的安全设施和装备，对矿井可能发生的灾害进行综合治理，把不安全的因素消除在萌芽状态，将矿井建成一个安全、高效、经济效益好的新型煤炭企业，为国民经济的可持续发展作出应有的贡献。三、设计的主要特点及安全评价（一）设计的主要特点矿井设计生产能力为2.40mt/a，矿井服务年限为125.5a，矿井开拓方式为主斜井副平硐综合开拓方式。以四个井筒开发全井田。1、充分利用了原火山矿工业场地、铁路装车站。将原有的主斜井井筒刷大改造后作为主斜井，改造利用了原火山矿的材料平硐作为副平硐，利用原平硐作为排水平硐，改造利用原大石沟矿的主斜井作为专用回风斜井。井下大巷基本位于井田中央地段，工程量最省，减少了矿井投资。2、主斜井采用芳纶芯带式输送机提升方式，运量大、连续性强、自动化程度高；副平硐采用防爆无轨胶轮车运输方式，实现了从井口到井下回采工作面连续直达的先进提升运输系统。3、井下主要大巷沿煤层布置，煤炭运输采用带式输送机连续化运输，大巷带式输送机与主斜井带式输送机共用为一条，减少了运输环节；辅助运输采用防爆无轨胶轮车，大巷基本布置于井田中部，大巷两侧直接布置回采工作面，开拓开采系统简单、工程量省。4、推荐采用了利于提高煤质，利于安全生产、机械化程度高的一次采全高综采采煤法，适当加大了回采工作面长度和工作面连续推进长度；实现集约化生产，以“一井一面”保证矿井设计生产能力。5、改造及新建的井巷工程基本上全部采用锚喷或锚杆、锚索联合支护方式，实现了支护锚喷化。6、重点完善影响本矿安全生产的煤尘爆炸、自燃发火、井下水三大自然灾害防治措施的同时，健全了其它自然灾害的防治措施，为全矿井的安全生产打下了坚实基础。7、地面布置紧凑合理、分区明确、线路简捷、占地面积小。8、矿井扩建建设工期短、全员效率高、用人少、投资低。(二)安全评价1、矿井开采矿井安全出口完善，各安全出口间的距离大于30m。井筒采用了混凝土砌碹或锚喷支护方式，大巷支护以锚网喷支护为主；采掘工作面机械化程度高，控制矿压显现措施得力；配备了矿压观测设备，对掌握矿压规律，采取行之有效的措施提供了保证。2、矿井通风矿井采用机械抽出式通风方式，中央分列式通风系统，设置了完善的通风构筑物，井下各用风地点的风量、风速均符合煤矿安全规程要求；矿井反风采用风机反转反风方式，系统安全可靠，抵御灾害能力较强。矿井配备了足够的通风安全仪器仪表，为及时掌握调整通风参数提供了保证。3、矿井瓦斯、煤尘爆炸的预防矿井配备了安全、生产监测监控系统、完善的消防洒水系统和回采工作面防尘注水设备，建立一套完善的瓦斯、煤尘爆炸预防及隔爆系统。回风斜井井口设有防爆门，可防止灾害事故的扩大。4、矿井防火、防水措施井上、下设有消防材料库，并配备了足够的消防器材，能满足灾后救灾工作使用；井下巷道支护材料采用不燃性材料；矿井选用的带式输送机胶带及电缆等都具有阻燃性能；进风井井口均设有防火门或防火设施。井下设有消防洒水系统，能保证救灾工作正常进行。设计采用移动式注氮系统及束管监测防灭火措施，适合本矿实际情况。井下设有完备和合理的防水煤柱并配备了探放水设备，可以有效防止突发水事故的发生，设计本矿开采8号煤初期井下涌水由主水泵房经副平硐排出地面，后期经排水大巷，排水平硐自流出井，至地面矿井水处理站。各排水井巷水沟断面、主水泵房排水设备能力满足排水要求，和井底水仓有效容量符合煤矿安全规程要求。又能保证在最大涌水时矿井的正常生产。矿井的所有井口均位于最高洪水位之上；矿井工业场地内设有排洪沟等，能有效地防止地表水对矿井生产产生影响。5、其他灾害的防治针对本矿采掘机械化程度较高的情况，设计对各类设备及行走车辆，可能引发的事故制定了可靠的预防措施。要求各单项工程，各种设备都必须悬挂标志牌，各岗位工种都必须按照煤矿安全规程、作业规程、操作规程进行标准化作业和管理。井下设有急救站，伤员能得到及时的救助，该矿保健设施完善，事故救助条件可靠。6、矿井救护矿井救护工作主要依托于河保偏矿山救护队，并且矿井设有辅助救护队，能保证矿井发生灾害后及时得到救护。总之，在该项目的设计过程中，严格按照中华人民共和国煤炭安全法规定的“安全第一，预防为主”的方针，遵照煤矿安全规程、煤炭工业矿井设计规范等规程、规范的要求，对与矿井安全有关的部分，该配的设备、设施配备齐全，确保了矿井的安全生产。建设单位按照设计进行施工和安装，并遵守有关规程、规定进行生产，一定能把本矿井建成一个安全有保障、经济效益好的企业。四、待解决的主要问题1、虽然本井田内8、9、10、11、12、13号煤层的西部部分区域位于奥灰水位以下，但此区域的突水系数小于临界突水系数，正常情况下开采不会发生突水事故，但如果有隐伏断裂构造，有可能发生突水危险，应在开采前进一步查明本井田西部开采区域隐伏断裂构造情况。2、鉴于本井田内、周边小窑及老窑调查不够全面，应进一步查明小窑采空范围及老窑范围、采空区积水范围、水量，防止事故发生。第一章 井田概况及安全条件第一节 井田概况一、地理概况1、交通位置*矿区位于河曲县城南30km处之黄河东岸，西与陕西省府谷县隔河相望。行政区划隶属河曲县巡镇镇、旧县乡、*乡管辖，其地理座标为东经11112591111401，北纬390955391309。区内交通方便，由宁武县阳方口经五寨县三岔、韩家楼至河曲县城的柏油公路及自阴塔至火山矿的铁路专用线绕井田西部、南部通过，距北同蒲铁路阳方口车站140km，距公路交通枢纽三岔镇70km，距宁武岢岚铁路支线的五寨车站约90km。矿区交通位置详见图1-1-1。2、地形地貌井田地处山西黄土高原西北部，西临黄河，地形变化总的趋势东高西低，最高海拔位于东部郭家焉村南，标高1112.2m，最低海拔位于西部黄河阶地，标高832.9m，最大相对高差279.3m，一般相对高差在100m左右，属中低山区。地面多系黄土覆盖，但植被不发育。3、水系矿区周边主要河流有黄河、县川河。（1）黄河基本沿矿区西界由北向南流过，据河曲县水文站资料，黄河历年最高水位851.00m，最低水位844.38m，建站以来，最小流量为50m3/s，最大流量为8000m3/s，河床坡降为万分之七。（2）县川河基本沿矿区南部由东向西流过，县川河河长109km，平均宽14.18m，流域面积1610km2，最大洪水位标高889.7m(1976年)，季节性河流。该河在黄河入口处标高为840m，是当地侵蚀基准面。区内水系常年干枯，只有洪水季节，山洪自东向西流入黄河。4、气象及地震情况（1）本区属大陆性半干旱型气候，气温变化大，降雨量小，据河曲县气象局提供的近十年（19902000年）的气象资料，年最高气温38，年最低气温-25，年平均气温8.8。年最大降雨量715.3mm，年最小降雨量211.4mm，多年平均降雨量447.5mm，降雨较少，且多集中在79月份。34月间多风，风向多为西北，风力一般为35级，最大达7级。封冻期一般由11月份至来年3月份，冻结深度常在1m左右，历年最大冻结深度1.45m。（2）地震根据 (gb/50011-2001建筑抗震设计规范井田内地震烈度为度。二、主要自然灾害本区自然条件比较温和，基本无其他较严重的自然灾害。三、周边矿井及小窑河曲矿区内正建的一对特大型矿井为上榆泉矿井，其矿井的设计生产能力为3.0mt/a，系由山西鲁能河曲电煤开发有限责任公司开发建设，紧邻本矿北侧，拟建的另一对特大型矿井为上榆泉矿井北部的黄柏矿井。河东煤田河曲矿区自古就有小窑开采，近年来，河曲县共有57座小煤矿在不同地段进行着不同程度的开采，年煤炭总产量一直维持在百万吨左右；拟整合的*井田地处河曲矿区的南部是其中的一部分，井田内共有河曲县火山煤矿、石梯子煤矿、大石沟煤矿、双口煤矿、南正沟煤矿、杨家沟煤矿、纸房沟煤矿七座煤矿和刘家沟煤矿、巨宝沟煤矿两个已经关闭的煤矿，开采年限不等，规模不一。 地质报告中对以上煤矿与老、小窑的基本情况做了调查，对周边其他矿井也做了了解。整合矿井一览表见表1-1-1。井田内及周边矿井分布图，见图1-1-2。现介绍以下几个小煤矿的基本情况。（一）井田内及周边煤矿1、石梯子煤矿位于*井田的西北部，属镇办煤矿，采矿许可证证号1400009942672。批准开采8、9、11号煤层，井田面积2.0833km2，原地质储量3453.23万t。现开采8号煤层，石梯子煤矿设计生产能力30万t/a，实际核定的生产能力为9万t/a，该矿采用斜井开拓，主斜井倾角为9，回风斜井倾角为22；主斜井斜长460.0m，净断面7.4m2，采用串车提升；回风斜井斜长120.0m，净断面4.8m2；井下大巷运输均采用人力运输。地面设有简易筛分系统。矿井开采的范围仅为井底车场附近的很小范围，原井田内大部分范围未进行开采，现已关闭。2、火山煤矿位于*井田的西部，属河曲县营煤矿，采矿许可证证号1400009922714。批准开采8、9、11、12、13、14号煤层，井田面积3.1075km2，开采8、9号两层煤层，该矿1953年开工建设，1955年建成投产，1991年进行技术改造扩建，设计生产能力一期21万t/a，主要环节按60万t/a考虑，2001年核定实际生产能力15万t/a，矿井现已停产。矿井有三个井筒，即主平硐、主斜井及回风斜井，采用平硐，斜井混合开拓。主平硐倾角25左右，长660m，净断面9.6m2，采用防爆三轮车运输；主斜井倾角18，净断面9.6m2，长160m，采用双钩串车提升；回风斜井倾角30，斜长150.0m，净断面8.03m2。井下8、9号煤层联合布置开采，大巷水平运输标高+850m 水平，沿9号煤层布置。大巷运输采用电机车运输方式，工作面采用人工打眼放炮落煤，房柱式采煤方法采煤，工作面及顺槽运输采用人力平车运输；井下涌水量较小；基本无水。矿井主扇选用472no16b型88km离心式风机担负全矿井负压通风共两台，一台运转，一台备用，瓦斯相对涌出量35m3/t，为低瓦斯矿井。该矿在两个出煤井的地面煤场均设有简易筛选系统。进行原煤筛选，原煤经简单筛分处理后转载至煤台上火车外运。3、大石沟煤矿位于*井田的中部，属乡办联营煤矿，采矿许可证号1400009922746，批准开采8号煤层，井田面积0.6045km2。大石沟煤矿设计生产能力9万t/a，实际核定生产能力6万t/a，开采8号煤层，采用斜井开拓，主斜井倾角4，净断面6.8m2,斜长350m；回风斜井倾角4，净断面3.7m2，斜长210m。大巷基本沿8号煤层走向或倾向布置，开采水平基本为+970m。井筒、大巷主采工作面运输均采用防爆三轮车运输；工作面采用人工打眼炮落煤房柱式采煤方法采煤。矿井为低瓦斯矿井；井下涌水量较小。地面设有简易的筛选系统。矿井开采的范围不大，井下大部分范围尚未进行开采。4、双口煤矿位于*井田的北东部，属村办煤矿，采矿许可证证号1400009922677。批准开采8、9、10号煤层，井田面积0.9119km2，现开采8号煤层。双口煤矿设计生产能力9万t/a，现实际核定的生产能力为56万t/a。采用斜井开拓方式。主斜井、回风斜井在8号煤层露头处基本沿8号煤层倾斜方向掘进，井筒坡度46，主斜井长160m，净断面7.4m2；回风斜井长120m，净断面4.8m2。井下运输大巷水平标高945m。主井、大巷及工作面运输采用防爆三轮车和人力畜力平车想结合的运输方式，工作面采用人工打眼放炮落煤房柱式采煤方法采煤。矿井为低瓦斯矿井，井下涌水量为60m3/d。本矿井原井田范围内将近三分之一的范围为采空区或古空破坏区。5、南正沟联营煤矿位于*井田的西南角，采矿许可证证号1400000331108，批准开采8、9、10号煤层，关闭前采8号煤层，井田面积1.4643km2，南正沟煤矿设计生产能力9万t/a，采用壁式开采，矿井涌水量很小。6、杨家沟煤矿位于*井田的南部，采矿许可证证号1400000331116，批准开采13号煤层，现采13号煤层，井田面积1.6399km2，设计生产能力21万t/a，实际生产能力为9万t/a，采用壁式开采，矿井涌水量60m3/d。7、纸房沟煤矿位于*矿井的东南角，采矿许可证证号1400000331117，批准开采8、9、10、11、12、13、14号煤层，关闭前采13号煤层，井田面积1.9251km2，设计生产能力30万t/a，实际生产能力为15万t/a，采用壁式开采，矿井涌水量很小。8、刘家沟煤矿位于*井田东部边缘，开采9号煤层，生产能力为3万t/a，采用房柱式开采，矿井涌水量较小。9、巨宝沟煤矿位于*井田东部边缘，原开采8号煤层，生产能力为3万t/a，采用房柱式开采，矿井涌水量较小。以上资源整合煤矿除大石沟主斜井及火山煤矿三个井筒利用外，其余井筒，已于2006年5月份由河曲县人民政府组织按照矿井关闭要求全部封闭完毕。（二）周边小窑本井田周边还有火山村煤矿、大桥沟煤矿、麻地沟煤矿、前麻地沟等煤矿。地质报告对火山煤矿、石梯子煤矿、大石沟联营煤矿、纸房沟煤矿的主要巷道进行了测量验证，其他矿井、小窑等资料均为收集调查资料，对采空、古空范围及其积水、积气情况进行了估算，今后工作中应加强调查，预防采空、古空范围的积水、积气。四、矿区水源、电源及通信情况1、水源条件矿区内奥陶系灰岩地表水比较丰富，可作为供水水源。黄河沿岸可开采成为较好的供水水源。另外井下排水处理后也可作为矿井生产、消防补充水源，故矿井水源有保障。2、电源条件在矿井工业场地建35kv 变电所，两个供电电源；两回电源线路。当任一回路故障停电时，另一回路应能担负矿井全部负荷。位于矿井工业场地北13km处，巡镇110kv变电站。其110kv电源有两回；一回引自保德220kv变电站，另一回引自偏关110kv变电站。巡镇110kv变电站内设两台主变压器，一台31500kva，另一台50000kva。 从巡镇110kv变电站35kv不同母线段各引一回电源线路，作为*煤矿两回电源。35kv线路导线：lgj185。3、通信矿井设行政、调度合一的dn-s型，512门型矿用程控通信交换机，设置在矿办公楼内。矿井通信交换机与河曲县巡镇镇通信分公司汇接。中继线采用8路光缆，线路长2km。第二节 安全条件一、地质特征(一) 地层*井田地层自老而新依次为奥陶系中统上马家沟组、石炭系中统本溪组、石炭系上统太原组、二叠系下统山西组、二叠系下统石盒子组、二叠系上统上石盒子组、第三系上新统保德组、马兰组及第四系上更新统。区内第三系、第四系广泛覆盖，仅在大的沟谷底部及两侧出露石炭系太原组、二叠系山西组、下石盒子组和上石盒子组地层。1、奥陶系中统上马家沟组（o2s）：该组地层仅在井田外南部河塔村以东、沿县川河见有出露。主要岩性为白云质灰岩、泥质灰岩、灰岩组成，顶部常见少量淡绿色钙质泥岩。一般钻孔揭露厚度15m，zkl1105孔揭露厚度75.09m，zkl1113孔揭露厚度42.53m。2、石炭系中统本溪组（c2b）：该组地层仅在井田外南部、南东部的沟谷中出露。底部为紫红色含铁泥岩，偶见黄铁矿及赤铁矿矿石；中下部为铝土岩、含铝土泥岩、部分浅灰色粉砂岩、粉砂质泥岩，为该区铝土矿的主要产出层位；中下部为灰黑色具水平层理的粉砂岩、粉砂质泥岩、炭质泥岩，偶见中粗粒石英砂岩，局部夹煤线。上部为浅灰色12层薄层状函生物状碎霄灰岩，相当于太原西山的半沟灰岩，即本区l1标志层。灰岩上部常见波状层理，层系或单层间常夹有黑色炭质泥岩。灰岩中间偶夹18号不可采煤层。本溪组地层厚度7.5733.49m，平均17.73m，与下伏地层呈平行不整合接触。3、石炭系上统太原组（c3t）：该组地层主要在井田南东部杨家沟一带沟谷中出露，为本区可采煤层的主要赋存层位，自下而上分为三段。(1)太原组一段（c3t1）：底部为灰白色粗粒石英砂岩、粗粒长石石英砂岩，相当于太原西山的晋祠砂岩，即本层s1标志层，局部为中细粒长石石英砂岩，偶见含高岭石中粒砂岩；砂岩上部常见槽状交错层理；中下部为泥岩、粉砂质泥岩、粉砂岩，偶见不稳定薄煤层或煤线（17号煤层），局部见叠锥状灰岩透镜体，含海相动物化石；中上部有一层，局部见两层灰白色中细粒石英砂岩，砂岩成分及结构成熟度较高，见鱼骨状交错层理照，砂岩底部泥岩中含大量黄铁矿结核，砂岩之上常有粘土岩、铝土质泥岩、炭质泥岩夹薄煤层（15号煤层）或煤线；顶部为深灰色生物碎屑灰岩，相当于保德的扒楼沟灰岩，即本区的l2标志层，由于地壳振荡，扒楼沟灰岩局部有分叉现象，灰岩中含大量腕足类、腹足类等海相动物化石、灰岩上、下常有薄层状泥质灰岩或钙质泥岩，偶见生物扰动构造。本段地层厚度为20.0026.92m，平均厚度23.38m。(2)太原组二段（c3t2）：本段地层主要为巨厚煤层或煤组，即12、13、14号煤层组合。底部为黑色泥岩、炭质泥岩及煤层（14号煤层）；中下部为巨厚煤层（13号煤层），夹015层黑色泥岩、炭质泥岩或粘土岩夹矸。煤层顶部一般为中细粒砂岩，偶见粗粒砂岩透镜体，煤层顶部砂岩相当于保德桥头砂岩，上部为黑色泥岩、炭质泥岩、粉砂质泥岩、12号煤层及油页岩，顶部为灰黑色钙质泥岩夹24层姜黄色泥灰岩或白云质灰岩透镜体，即本区l3标志层。灰岩透镜体厚度一般1030cm，长一般40100cm，具明显叠锥状权造，含大量腕足，瓣腮类等海相动物化石。本段地层中所含12、13、14号煤层，在井田南东部常被剥蚀变薄及其尖灭，地层厚度一般为7.2038.20m，平均29.42m。(3)太原组三段（c3t3）：本段地层由粉砂岩、砂砾岩、泥岩及煤层组成。底部为灰黑色泥岩、砂质泥岩；中下部发育11号煤层及黑色含油页岩；中部发育灰黑色泥岩、粉砂岩、细砂岩互层，中夹10号煤层、煤线，局部细砂岩在煤层顶部相变为薄层砂砾岩层；顶部发育9号煤层及黑灰色泥岩。本段地层中所含9、10、11号煤层，在井田南东部被剥蚀。地层厚度一般为048.6m，平均厚25.45m。太原组地层厚度一般为65.24113.72m，平均厚78.25m。与下伏地层呈整合接触。4、二叠系下统山西组（p1s）：该组地层在井田东部*沟、南东部杨家沟及黄河东岸边坡上均有出露，受剥蚀破坏，南东部缺失。底部为灰白色粗粒长石石英砂岩，含砾粗粒长石石英砂岩，相当于太原西山的北岔沟砂岩，即本区s2标志层。砂岩厚度沿走向变化较大，常有分岔尖灭现象，砂岩下部及底部常含大量煤屑，与下伏地层呈明显冲刷接触。砂岩中多见大型板状交错层理；中部含5、6、7、8号煤层，其中8号煤层为厚层稳定煤层，煤层中往往夹一层含水铝石高岭质粘土岩夹层，煤层之下为深灰色泥岩、含砂高岭质粘土岩、粉砂岩，粉砂岩中局部见直立芦木树干化石；上部为中细粒长石石英砂岩、粉砂岩、深灰色泥岩夹12层煤线，粉砂岩中常含大量直立芦木树干化石，直径多在1020cm。山西组地层厚度为29.2244.83m，平均厚27.48m。与下伏地层呈整合接触。5、二叠系下统下石盒子组（p1x）：本组地层在井田西部沟谷中大面积出露，在南东部沟谷中零星出露，因南东部剥蚀严重而缺失。底部为灰白色粗粒长石石英砂岩、含砾粗粒长石石英砂岩，相当于太原西山的骆驼勃子砂岩，即本区s3标志层。砂岩与下伏山西组地层呈冲刷接触，局部地段冲刷作用强烈，在猫儿沟煤矿及zk1305孔等处，s3砂岩直接与山西组中部8号煤层接触；下部为深灰色泥岩、粉砂岩、高岭质粘土岩夹薄煤层及煤线，含植物化石；上部以灰绿色粉砂岩为主，夹灰白色中细粒长石石英砂岩、粉砂质泥岩、泥岩，泥岩中含植物化石，并偶夹煤线。区内下石盒子组地层赋存厚度为0103.40m，平均75.06m，与下伏地层呈整合接触。6、二叠系上统上石盒子组（p2s）：本组地层在井田北西部沟谷中有出露，井田南东部缺失。底部为厚层状黄绿色粗粒长石砂岩、长石石英砂岩，即本区s4标志层石梯子砂岩；中上部为黄绿色粗粒长石质砂岩、岩屑砂岩与紫红色粉砂质泥岩、粉砂岩、泥岩互层，含少量粘土岩。区内上石盒子组地层赋存厚度为080m，平均33.74m，未见顶。与下伏地层呈整合接触7、第三系上新统保德组（n2b）：本组地层在井田中南部、中东部均有出露，岩性为砾岩层，砾石主要为灰岩，少量硅质岩，磨园普遍较好，钙质胶结，厚度为032.0m，平均厚3m左右。角度不整合于下伏地层之上。8、第三系上新统静乐组（n2j）：本组地层在井田中南部、中东部均有出露，以紫红色、红色亚砂粘土、亚粘土为主，地层厚度为063.0m，平均15.3m，角度不整合覆盖于下伏地层之上。9、第四系上更新统马兰组（q2+3）：本组地层大面积覆盖井田，岩性主要为浅黄色亚砂土、砂土，垂直节理发育，直立性好。地层厚度为084.0m，平均27.77m。角度不整合覆盖于下伏地层之上。10、第四系全新统（q4）：本组地层主要覆盖于井田北西部、南部沟谷底及黄河边缘，为现代残坡积和冲洪积物，主要为现代残坡积和冲洪积物，地层厚度为010.0m，平均1.0m。角度不整合于下伏地层之上。(二) 地质构造矿区位于山西地台西北部吕梁隆起北段之西翼，与鄂尔多斯盆地东部边缘的交接部位。区域总的构造线为北北东向，其中发育了一系列北西向的构造形迹。区域中南部构造发育，北部构造比较简单，未见大的褶曲及断裂构造。井田内的地层产状平缓，总体为一向北西方向倾斜的单斜构造，其上发育少量不明显的次级宽缓褶曲，倾角211之间，一般57。井田构造属简单类。井田内褶曲构造不太发育，仅在井田南西部发育三条波状起伏的、宽缓的背向斜构造，辛庄背斜轴自zkl606-zkl503-zkl321-辛庄一带延伸，宽约12001500m，背斜南翼倾向西，北翼倾向北西，倾角23；小伍村向斜轴自zkl906-zkl919-zkl905一线延伸，宽约1000m左右，南翼倾向北西，北翼倾向南西，倾角3左右。此外在zkl305、zkl406一带存在一小型向斜构造，轴向和宽度均为400m左右，该向斜构造使该处地下水具承压性，如zkl305孔自流涌水孔。本井田经地表及众多钻孔揭露，未发现较大规模的断裂构造，也未发现有陷落柱，在第三系地层中发现岩浆岩。三、煤层及煤质（一）煤层本区含煤地层属石炭、二叠系含煤地层，即包括石炭系本溪组、上统太原组、二叠系下统山西组和下石盒子组，其中以太原组和山西组为主要含煤地层。井田内共发育（或局部发育）14层煤层：5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、号煤层，各煤层平均累计为38.23m，其中8、9、10、11、12、13号六层煤层为本区稳定或较稳定可采煤层，5、6、7、14、15号五层煤层为本区局部或零星可采煤层，其余均为不可采煤层。现根据地质报告将井田内七层可采煤层分述如下：7号煤层：位于山西组中上部，下距8号煤18m，煤层结构简单，含有12层夹矸。在井田中南部可采，为局部可采煤层，煤层厚03.44m，平均0.63m，可采区平均厚度为1.75m。为不稳定煤层。8号煤层：俗称9尺煤及5尺煤，位于山西组地层中部或中上部。下距9号煤层4.0716.48m。煤层厚度0.9012.41m，平均4.73m，煤层结构较复杂，一般由37个分层组成，含26层夹矸。煤层中部比较稳定的一层夹矸岩性为浅灰色含水铝石高岭质粘土岩，厚度0.501.0m左右，为粘土矿层。在地层出露不全得地区，可作为确定8号煤的间接依据。煤层顶板一般为泥岩、粉砂岩或粉砂质泥岩。底板一般为粘土岩或泥岩，为粘土矿层。8号煤层煤厚变异系数25，煤层可采系数为100，为稳定可采煤层。9号煤层：俗称7尺煤，位于太原组地层上部至顶部。下距10号煤层1.847.64m，平均4.55m。煤层厚度0.856.70m，平均2.53m，煤层结构较简单，一般由13个分层组成，含02层夹矸。煤层顶板一般为粗粒砂岩或含砾粒砂岩，少数钻孔上面有炭质岩石或泥质岩石。底板一般为泥岩、粉砂岩或粘土岩，赋存较稳定。9号煤层煤厚变异系数44，煤层可采系数为100，为稳定可采煤层。10号煤层：位于太原组三段地层的中部，下距11号煤层2.2520.86m，平均9.59m。距太原组二段地层顶部l3标志层9.17-27.32m。煤层厚度0.804.17m，平均1.93m。煤层结构较简单，一般为单层煤，个别钻孔煤层含一层夹矸。煤层顶板一般为黑色泥岩、粉砂岩。底板为黑色泥岩、粉砂质泥岩或粉砂岩。10号煤层煤厚变异系数77，煤层可采系数为68，为较稳定可采煤层。11号煤层：位于太原组二段地层的中下部，下距12号煤层7.6612.03m。煤层厚度1.302.10m，平均1.77m，煤层结构简单，各钻孔所见煤层均为单层煤，尚未发现夹矸。煤层顶、底板均为黑色泥岩及部分粉砂岩。11号煤层煤厚变异系数11，煤层可采系数为100，属稳定可采煤层。12号煤层：位于太原组二段地层的上部，下距13号煤层1.355.47m，平均2.68m。煤层厚度0.952.23m，平均1.41m，煤层结构简单，各钻孔所见煤层均为单层煤，尚未发现夹矸。煤层顶、底板均为黑色泥岩及部分粉砂岩。12号煤层煤厚变异系数18，煤层可采系数为100，属稳定可采煤层。13号煤层：位于太原组二段中下部，煤层厚度5.4019.50m，平均15.54m，煤层结构复杂，局部有分叉现象，一般含夹矸36层，夹矸厚度为0.051.15m，岩性为泥岩或炭质泥岩，煤层顶板一般为黑色夹钙质泥岩、浅灰色粉砂岩及高岭质粘土岩，底板均为灰黑色炭质泥岩、高岭质粘土层及含生物碎霄灰粉砂岩。煤层特征详见表1-2-1。表1-2-1 煤层特征表煤层编号煤层厚度(m)最小最大平 均煤层间距（m)最小最大平 均煤层结构顶、底板岩性煤层稳定程度性 质夹石层数顶板底 板70.003.440.63184简单12局部可采80.912.414.73较复杂26泥岩、粉砂岩或粉砂质泥岩粘土岩或泥岩稳定可采4.0716.489.4390.856.702.53较简单02粗粒砂岩粘土岩或泥岩稳定可采1.847.644.55100.804.171.93简单01黑色泥岩、粉砂岩黑色泥岩、粉砂岩较稳定可 采2.2520.869.15111.302.101.77简单无黑色泥岩、粉砂岩黑色泥岩、粉砂岩稳定可采7.6612.039.15120.952.001.41简单无泥岩泥 岩稳定可采1.355.472.68135.419.5015.54复杂36钙质泥岩、粘土岩炭质泥岩、粘土岩稳定可采(二) 煤质1、物理性质井田内各煤层物理性质相近,颜色为褐黑色，条痕色为深棕色棕黑色，若玻璃光泽，内生节理不发育发育，一般每厘米12条，主要为条带状结构，次为均一状结构，层状结构明显，各煤层均以易燃、焰长、烟浓黑、粘结性差、不膨胀微膨胀为其特点，其宏观煤岩类型多属半亮型煤，次为半暗型，局部出现暗淡型煤。井田内各煤层主属长焰煤，发热量较高，可作为动力用煤和民用煤，做其它用途时需进行必要的实验。煤的化学性质及可选性8号煤：为中灰、特低硫、低磷、高热值、高挥发份、低粘结性、高熔灰分、高强度的长焰煤。9号煤：为中灰、低硫、低磷、高热值、高挥发份、低粘结性、高熔灰分、高强度的长焰煤。10号煤：为低灰、低硫、低磷、高热值、高挥发份、低粘结性、高熔灰分、高强度的长焰煤。11号煤：为特低灰、中硫、低磷、高热值、高挥发份、低粘结性、高熔灰分、高强度的长焰煤。详见表1-2-2煤质成果汇总表。四、瓦斯、煤尘及煤的自燃（一）瓦斯根据地质报告中资料：9号煤层甲烷（ch4）含量为0，co2含量为0.080.18ml/g，平均为0.099 ml/g，c2-c8含量为0 ，n2含量为2.714.308 ml/g，平均为3.509ml/g，瓦斯含量平均为3.608 ml/g，属低瓦斯煤层。10号煤层甲烷（ch4）含量为01.14 ml/g，平均为0.17ml/g，co2含量为0.0170.48ml/g，平均为0.23ml/g，c2-c8含量为0 ，n2含量为2.777.160 ml/g，平均为4.4ml/g，瓦斯含量平均为4.808 ml/g，属低瓦斯煤层。11号煤层甲烷（ch4）含量为00.45 ml/g，平均为0.25ml/g，co2含量为0.0180.440ml/g，平均为0.258ml/g，c2-c8含量为0 ，n2含量为4.526.52 ml/g，平均为5.528ml/g，瓦斯含量平均为5.811ml/g，属低瓦斯煤层。12号煤层甲烷（ch4）含量为00.05 ml/g，平均为0.025ml/g，co2含量为0.0900.330ml/g，平均为0.210ml/g，c2-c8含量为0 ，n2含量为3.726.010 ml/g，平均为4.865ml/g，瓦斯含量平均为5. 1ml/g，属低瓦斯煤层。各可采煤层瓦斯分带均属于二氧化碳氮气带。另根据2005年度忻州市安全生产监督管理局以忻安监煤字2005163号文件关于2005年度河曲县（*煤矿周边）多家煤矿的瓦斯等级鉴定结果的批复。与*煤矿相邻的前麻地沟煤矿瓦斯绝对涌出量为0.14m3/min，相对涌出量为0.67 m3/t；co2绝对涌出量为0.28m3/min，相对涌出量为1.35 m3/t；火山村煤矿瓦斯绝对涌出量为0.13m3/min，相对涌出量为0.38 m3/t；co2绝对涌出量为0.9m3/min，相对涌出量为4.32 m3/t。本次设计矿井按低瓦斯矿井考虑。（二）煤尘根据2006年内蒙古煤田地质科研所对矿井内8号、9号、10号煤层采样进行的煤质检验报告，8号煤尘火焰长度为10mm，加岩粉量平均为55%，具有爆炸性； 9号煤尘火焰长度为15mm，加岩粉量平均为40%，具有爆炸性；10号煤尘火焰长度为80mm，加岩粉量平均为65%，具有爆炸性，。另根据勘探地质报告中：11号煤尘火焰长度为50400mm，加岩粉量平均为53%，具有爆炸性；12号煤尘火焰长度为50mm，加岩粉量平均为20%，具有爆炸性；13号煤尘火焰长度为20250mm，加岩粉量平均为33%，具有爆炸性。各煤层均具有爆炸危险性。（三）煤的自燃性根据2006年内蒙古煤田地质科研所对矿井内8号、9号、10号煤层采样进行的煤质检验报告中：8号煤吸氧量为0.81，自燃倾向性为级即容易自燃；9号吸氧量为0.73，自燃倾向性为容易自燃；10号煤吸氧量为0.80，自燃倾向性为容易自燃。另根据勘探地质报告中：11号煤自燃倾向性为容易自燃；12号煤自燃倾向性为容易自燃；13号煤自燃倾向性为容易自燃。各煤层燃点试验成果表见表1-2-3。表1-2-3 各煤层燃点试验成果表煤层号910111213原样（）316322319314322318314323319333329331333氧化样（）297302300306312308306308307322318323320还原样（）316360353330336333330338334344340350345t（）5325272225根据地质报告中各煤层燃点实验成果，其各煤层的还原样与氧化氧燃点之差为2253之间，故各煤层均为容易自燃煤层，自燃发火期一般为34个月。（四）地温地质报告中对12个钻孔中进行了井温测量，经统计孔深2030m处的井温为12.615.9，孔底井温11.416.9，最高井温17.3，地温剃度0.41.6，平均1.1，全区未发现地温异常。四、水文地质矿区位于黄河东侧、县川河以北，地形东高西低，北高南低。区域总的构造线为北北东向，规模较大的构造主要发育在中南部，北部构造比较简单。主要有范家梁新窑褶皱带，铁匠铺地堑构造，天桥地堑构造。以张性断裂为主，其中铁匠铺地堑构造穿过黄河，导水性良好，和黄河发生直接水力联系。（一）区域水文地质1、含水岩组主要含水层自上而下有六层，分别是：（1）中统岩溶裂隙含水岩组区内以奥陶系石灰岩岩溶水最为丰富，是区内主要含水岩系。厚度515595m，含水岩以灰岩、白云质灰岩及泥灰岩为主，中奥陶系上马家沟组底部含2050m厚的白云质泥灰岩34段。透水性随地而已，北部河曲、偏关溶蚀性发育透水性好，成为主要含水层位，南部保德地区透水性差形成相对隔水层。以裂隙、溶蚀裂隙含水为主，局部溶洞发育，泥灰岩类以蜂窝头溶孔含水为主。富水性受岩性、构造和地形影响，大部分地区属中等富水性或富水，单井涌水量大于5000m3/d，在构造破碎带和排泄区为极富水地段，单井涌水量10000m3/d ，为保德县铁匠铺排泄区a7孔（第一水文队施工），孔深150m，含水层厚度77.0m。降深14m，涌水量28570 m3/d。区域稳定性水位在820860m，工作区内未见岩溶裂隙泉水出露，只在保德天桥和河曲龙口两个排泄区有泉水出露。水质以hco3-ca.mg型为主。矿化度多小于0.5g/l。（2）石炭系、二叠系及三叠系砂岩裂隙含水岩系石炭系、二叠系、三叠系主要岩性为砂岩、泥岩、煤层及铝土岩、粘土岩等。其中砂岩厚度最大者可达40m以上，但裂隙不甚发育，只在构造带水性较强，一般泉水流为0.010.1l/s，最大泉水流量为1.0l/s左右，富水性相对教差。本溪组含水层很少，为隔水岩组。（3）第三系上新统砾岩孔隙、裂隙含水岩组该层分布稳定性比较差，上部为红土隔水层，下部为半胶结砾岩，砾石粗大，胶结疏松，并发育延伸较好的裂隙。泉水流量一般为0.05l/s左右，富水性较差。（4）上更新统黄土孔隙含水层该层分布广泛，富水性受微地貌控制而不均匀，在和下伏红土层的接触上常有泉水出露，流量一般为0.010.05l/s，富水性较差。（5）全新统冲洪积物孔隙含水层主要分布在黄河区流阶地上，富水性相对较好。2、地下水的补给、迳流、排泄条件区域地下水以大气降水入渗补给为主，少量为地表河流的入渗补给。由于地形和岩性差异接受的补给条件不同，当地形低凹，岩性有利于地表水入渗则富水性较好。奥陶系石灰岩溶裂隙较发育，接受大气降水，地表水、黄河水的补给，富水性较好，该地下水迳流距离长，主要在龙口和铁匠铺两处排泄。上部地层由于地形较高，切隔破碎，补隔来源少，储水条件差，地下水迳流距离短，方向与地表水迳流方向一致，以泉的形式排泄于地表各沟谷中。（二）矿井水文地质1、含水岩组（1）奥陶系中统上马家沟组碳酸岩溶裂隙含水岩组在矿区南东部，和塔村以东沿县川河一带见有出露，主要岩性为白云质灰岩，泥质灰岩、灰岩，其中发育不均匀的岩溶裂隙，地下水较为丰富。本区为天桥泉域的迳流区。 zkl1105孔深71m见马家沟灰岩，揭露厚度75.55m，孔径91mm，水位埋深88.28m（标高845.78m），降深0.03m，涌水量58.75m3/d，单位涌水量22.67l/s.m；第一水文地质队在旧县海潮寺附近施工的s9孔揭露马家沟组灰岩275.2m，孔深300m，口径130110mm，水位埋深55.0m（标高843.46m）降深0.24m，涌水量616.03 m3/d，单位涌水量29.71l/s.m。水质类型为hco3-ca、mg型，矿化度小于0.5g/l。总硬度14.0德度，水温13.5。（2）石炭系太原组 碎屑岩及碳酸盐溶裂隙含水层组为泥岩、粉砂质泥岩、煤层、砂岩、灰岩等。主要含水层为砂岩及灰岩，砂岩有两层，一层为太原组底部中粗粒砂岩，厚218m，另一层为太原组上部9号煤与10号煤层中间的砂岩透镜体，分布在杨家沟附近，其中zkl405-zkl411孔间呈带状分布，长1400m，宽200m；zkl705-zkl708孔和zkl806-zkl808呈椭圆状，长800m，宽400m，最大厚度13.69m。灰岩有三层，从下至上分别为本溪组顶部l1灰岩，与太原组底部砂岩为一个含水层（组）。节理裂隙较发育，但因各含水层夹在泥岩、粘土岩中，补给条件差，含水性弱，钻孔单位涌水量q0.015l/s.m；zkm708孔降深25.28m，单位涌水量0.008l/s.m；zkm301孔降深39.90m，单位涌水量为0.003l/s.m。在局部地形和构造有利地段，地下水具承压性，如zkl408孔水位高出含水层顶板。泉水流量0.53.2l/s。本溪组主要岩性为泥岩、铝土质岩、粘土岩等，其中夹岩溶不发育的生物碎屑灰岩，为隔水岩组。（3）二叠系碎屑岩裂隙含水岩组分布普遍，以砂岩、粉砂岩、泥岩及煤层等为主。含水层为山西组（p1s）底部的含砾中粗粒砂岩和8号煤层上部的砂岩，厚度0.627.07m，涌水量52.7m3/d，单位涌水量0.144l/s。据zkm301钻孔对该含水层抽水试验，涌水量极小，该组泉水出露较多，流量0.050.45l/s，小伍村沟内9号老窑顶板为p1s砂岩，据调查因窑内水大而停采，现窑口仍有地下水流，流量0.22l/s。水质类型为hco3-ca、mg型，矿化度小于0.5g/l，总硬度25.0德度，水温9.5。（4）新第三系上统砾岩孔隙、裂隙含水岩组上部岩性为红色粘土，为隔水层。下部为半胶结砾岩，砾石粗大，分选性、磨圆度好，胶结疏松，孔隙率大，并有开张性、延伸性较好的大裂隙，导水性良好，但补给来源少，富水性不强，泉流量一般为0.05l/s左右。（5）第四系上更新统马兰组黄土孔隙含水层矿区内分布着大面积的黄土，在和其下部第三系红土的接触面上常有泉水出露，富水性较差，一般单泉流量为0.010.05l/s。（6）第四系全新统冲积物孔隙含水层只在矿区北西部、南部边缘的沟谷中有小面积出露，为黄河一级阶地区，主要岩性为砂砾石层，富水性较好。2、隔水层区内隔水层有四层。（1）第三系上新统上部隔水层主要由棕红色粘土、亚粘土组成，区内分布广泛。（2）8号煤层顶、底板隔水层8号煤层顶板为泥岩和砂质泥岩等，厚度310m，底板亦为泥岩、粘土岩，厚24m，分布稳定性较好。（3）9号煤层底板隔水层9号煤底板为泥岩、砂质泥岩，厚度较大，比较稳定，是较好的隔水层。（4）石炭系中统本溪组隔水层主要由泥岩、铁铝岩、粘土岩等组成，厚度较大且非常稳定，区内稳定的隔水层。3、采空区对开采地层的影响*井田是由原9个煤矿整合而成，各个旧煤矿都各自有坑口都有一定的采空区。勘探报告和建设单位对老窑进行了调查，其范围基本查明，发现采空区存在少量集水、集气现象。由于本矿各煤层间距较小，经过计算，各煤层在回采时最大冒落带（或最大导水裂隙带）均到达其上部煤层的采空区，井田内采空区对各煤层开采都有较大影响。因此在