采矿工程毕业设计（论文）-神府海湾一矿开采设计.doc

全套图纸加扣 3012250582 设计题目：神府海湾一矿开采设计 专 业：采矿工程 本 科 生： （签名） 指导老师： （签名） 摘摘 要要 本次设计开采的神府海湾一矿隶属神府经济开发区海湾煤矿有限公司，位于陕西省 榆林市神木县北部，行政区划隶属神木县孙家岔所辖。本井田位于神木北部矿区中南部， 其开采范围西部与北部于海湾煤矿范围边界一致，西南部大致以 2-2煤层自燃边界为界， 东西倾斜宽 36143731m，南北走向长 26302943m，面积约 10.457km2，开采深度为 +1153m+960m 标高。矿区地层总体走向为北西，倾向南东，倾角 1左右的单斜构造， 地质条件简单，水文地质条件简单 ，正常涌水量 60m3/h,最大涌水量 120m3/h。设计开 采 2-2 上和 2-2煤层，煤层倾角 1，层间距平均 20m。2-2 上平均煤厚 7.7m，全部可采；2-2 煤层平均煤厚 3.2m，局部可采。矿井地质资源量 121.107Mt，设计可采储量 80.217Mt， 设计生产能力 1.2Mt/a，服务年限 52a。 本矿井采用斜井多水平盘区式开拓，设置主、副斜井，回风斜井三条井筒。在两层 煤分别设置两个水平，第一水平设在 2-2 上号煤层，水平标高为+1123m。采用分层大巷 布置，前期在第一水平进行开拓巷道布置，后期将井筒延深至第二水平。 矿井采用分 全套图纸加扣 3012250582 层大巷布置，建井时首先进行 2-2 上煤层的开拓和准备。设在 2-2 上煤层的运输大巷（敷 设带式输送机） 、回风大巷沿 2-2 上煤层底板布置，辅助运输大巷（行驶无轨胶轮车）沿 2-2 上煤层顶板布置。2-2 上煤层采用倾斜分层长壁综采下行垮落采煤法，2-2煤层采用一次 采全高长壁综采采煤法。本矿井属低瓦斯矿井，通风系统采用中央并列式通风方式，抽 出式通风方法。 关键词：关键词：斜井开拓 倾斜分层 长壁综采 中央并列式 设计类型设计类型：模拟型 Subject： The Mining Design of the First Mine in ShenFu Haiwan Coal Mine Specialty： Mining Engineer Name： JiaWen Wang （Signature） _ Instructor： XiCai Gao （Signature） _ Abstract This design mining in shenfu economic development zone, a mine under the shenfu Haiwan coal mine, located in Northern Shenmu in Yulin city of Shanxi Province, administrative region under the Shenmu County Suns bifurcated jurisdiction. Coal field in Northern Shenmu mining area in the South, its exploitation scope range boundary line West and North from the Gulf coal mine,Southwest is bounded roughly on the 2-2 of coal spontaneous combustion in the borders, tilt 36143731m wide, North-South long 26302943m, an area of about 10.457km2, elevation of mining depth of +1153m+960m. General trend of mine stratigraphy for the North West, South East, angle of about 1 monoclinic structure, simple geological conditions, hydrogeological conditions of simple, normal water 60m3/h, the 全套图纸加扣 3012250582 greatest outflow 120m3/h. Design 2-2 上 mining and 2-2 coal-bed methane, coal seam dip angle 1 , distance 20m. 2-2 上 average coal-layer thickness on 7.7m, all recoverable; 2-2 3.2m average coal seam thickness, local mining. Mine geological resources 121.107Mt, design recoverable reserves 80.217Mt, design production capacity of 1.2Mt / a, length of service 52a. The mine uses inclined to develop multi-level panel type, set the main and auxiliary inclined shaft, three return air inclined wellbore. Two levels were set in two layers of coal, 2-2 上 the first horizontal seam in the level of elevation of +1123 m. Stratified roadway layout, open up early in the first level of the roadway layout, the latter will extend deep into the second level of the wellbore. Mine roadway using hierarchical arrangement, first open up the seam and 2-2 上 in preparation to build wells. Transport in 2-2 上roadway (laying conveyor) seam, return air roadway along the seam floor layout 2-2 上, auxiliary transport roadway (with trackless vehicles) along the seam roof 2-2 上layout. Layered 2-2 上coal seam inclined downward Longwall caving mining method, 2-2 coal seam mining all height Longwall mining method. The mine is a low gas mine, central ventilation system uses parallel ventilation, exhaust ventilation methods. Key words: Inclined shaft development、Inclined layered、Long-wall fully mechanized mining、Central parallel Design type: Simulate type 全套图纸加扣 3012250582 前前 言言 本矿井设计是以神府经济开发区海湾煤矿有限公司海湾煤矿的地质资料为基础，通 过总结为期一个月的井下实习经历并查阅了煤矿开采学 、 矿山压力与岩层控制 、 通风安全学 、 开采损害学 、 井巷工程等教材的相关内容，严格按照煤矿安全 规程 、 煤炭工业矿井设计规范 、 采矿工程设计手册等相关设计规范的要求进行编 写的。设计中的一些重要地质数据和图表都是以海湾煤矿的地质资料、地形地质图、底 板等高线图为依据，按照采矿工程专业毕业设计大纲的要求进行修改的。 设计共分七章，分别介绍井田地质概况及地质特征，井田开拓，大巷运输及设备， 盘区布置及装备，通风与安全，矿井提升、运输、排水、压缩空气设备选型，以及自选 内容矿井技术经济等内容。全面的介绍了神府海湾一矿的相关设计开拓内容。 设计在内容上遵循少而精、理论联系实际的原则，力求在阐明基础原理的基础上， 密切结合矿井的实际情况，采用先进的开采方法进行开采，从而尽可能的达到经济效益 最大化，安全最优化的目的。 由于本人学识水平有限，因此，本设计中缺点和错误在所难免，在此恳请各位老师 提出宝贵意见，进行批评指正，以便今后能够多加改正。 最后，对为本次设计提出宝贵意见和帮助的老师报以万分感谢。 设计人： 2014 年 6 月 全套图纸加扣 3012250582 1 目目 录录 第一章第一章井田概况及地质特征井田概况及地质特征1 1.1井田概况1 1.1.1 位置及交通1 1.1.2 地形地貌1 1.1.3 气象及水文情况.3 1.1.4 矿区概况.3 1.2井田地质特征4 1.2.1 地层4 1.2.2 地质构造7 1.3 矿体赋存特征及开采技术条件.8 1.3.1 煤层及煤质.8 1.3.2 瓦斯赋存状况、煤尘爆炸危险性、煤的自燃性及地温情况.12 1.3.3 水文地质.12 1.4 井田勘探类型及勘探程度评价.17 第二章第二章 井田井田开开拓拓.18 2.1 井田境界及储量.18 2.1.1 井田境界.18 2.1.2 资源/储量 .18 2.2 矿井设计生产能力及服务年限20 2.2.1 矿井工作制度.20 2.2.2 矿井设计生产能力及服务年限.20 2.3 井田开拓20 2.3.1 工业场地及井口位置选择.20 2.3.2 井田开拓方案简述.21 2.3.3 井田开拓方案技术经济比较.23 2.4 开拓部署27 2.4.1 井筒数目.27 2.4.2 水平划分与主要大巷布置.27 2.4.3 盘区划分及开采方式.27 2.4.4 盘区布置.28 2.5 井筒28 2.6 井底车场及硐室29 2.6.1 井底车场.29 2.6.2 井底车场硐室.30 第三章第三章大巷运输及设备大巷运输及设备33 3.1 大巷运输方式.33 3.1.1 大巷煤炭运输方式及运输系统.33 3.1.2 大巷辅助运输方式及运输系统.33 3.2 运输设备选型35 3.2.1 大巷煤炭运输设备选型.35 3.2.2 大巷辅助运输设备选型36 第四章第四章 盘区布置及装备盘区布置及装备.39 4.1 盘区布置.39 4.1.1 移交生产和达到设计生产能力时盘区数目及位置.39 全套图纸加扣 3012250582 2 4.1.2 盘区及工作面巷道布置.39 4.1.3 盘区生产系统.40 4.1.4 盘区车场及硐室.41 4.2 采煤方法41 4.2.1 采煤方法的选择.41 4.2.1 工作面参数.43 4.2.1 采煤工艺.44 4.2.3 工作面设备选型.44 4.2.4 工作面生产能力.48 4.2.5 采煤工作面劳动组织.49 4.3 巷道掘进50 4.3.1 巷道断面与支护方式.50 4.3.2 掘进工作面数目与掘进设备.50 4.3.2 掘进工程量.51 4.4 技术经济指标分析52 第五章第五章 矿井通风与安全矿井通风与安全.53 5.1 拟定矿井通风系统53 5.2 矿井通风风量的计算54 5.2.1 按井下同时工作的最多人数计算54 5.2.2 按采煤、掘进、硐室及其他地点实际需风量计算54 5.2.3 风量分配.60 5.3 矿井通风容易与困难时期的通风阻力计算60 5.3.1 矿井通风容易与困难时期摩擦阻力计算.60 5.3.2 矿井通风容易与困难时期总阻力计算.61 5.4计算矿井通风等积孔67 5.5矿井通风设备选型计算67 5.5.1 设计依据.67 5.5.2 设备选型.68 5.6 预防瓦斯、火、矿尘、水和顶板等事故的安全技术措施70 5.6.1 预防瓦斯.70 5.6.2 预防矿尘.71 5.6.3 预防井下火灾.72 5.6.4 预防水灾.79 5.6.5 预防顶板事故.80 第六章第六章输排水压气设备选型输排水压气设备选型81 6.1 矿井提升设备选型.81 6.1.1 主井提升设备选型.81 6.1.2 副井提升设备选型.81 6.2 矿井运输设备选型.82 6.3 矿井排水设备选型.83 6.3.1 设计依据.83 6.3.2 排水系统.83 6.3.3 主排水泵与管路选择.83 6.4 压气设备选型84 6.4.1 概述.84 6.4.2 空压机的选型.84 6.4.3 压气管路的选型.84 第七章第七章 矿井技术经济矿井技术经济.85 全套图纸加扣 3012250582 3 7.1 劳动定员及劳动生产率.85 7.1.1 劳动定员.85 7.1.2 劳动生产率.87 7.2 矿井主要技术经济指标.87 致致 谢谢.91 参考文献参考文献 92 全套图纸加扣 3012250582 1 第一章第一章井田概况及地质特征井田概况及地质特征 1.1井田概况 1.1.1 位置及交通 海湾煤矿位于陕西省榆林市神木县北部，方位在神木县 NW15，直距约 33km，行 政区划隶属神木县孙家岔所辖。海湾一矿在陕北侏罗纪煤田神木北部矿区海湾井田的东 北部，原属海湾煤矿的 2-2号煤层开采井口。目前已有简易公路与包神府二级公路相接， 包（头）神（木）二级公路从井田的东界乌兰木伦河西岸通过，府（谷）新（街） 公路沿井田的南界考考乌素沟穿过。矿井由包（头）神（木）府（谷）二级公路向 北距神木县孙家岔镇约 5.0km，距神府矿区中心大柳塔约 21km，距内蒙东胜市 110km，包头市 242km。矿井向南距神木县店塔镇约 21km，距神木县城约 43km，距榆 林市约 150km，延安市 460km，西安市 830km，矿井向东距府谷县城约 87km，过黄河 可达晋北各地。神朔铁路沿乌兰木伦河东岸从井田边缘穿过，神朔铁路在黄羊城车站和 燕家塔车站分别设地方煤炭集装站，煤矿距黄羊城和燕家塔煤炭集装站分别为 20km、5km（见交通位置图 1-1-1） 。 距离该煤矿最近的鄂尔多斯机场已开通鄂尔多斯至西安、鄂尔多斯至北京等大城市 航班。榆林新机场已建成投入运营，可飞全国各大中城市。交通可谓四通八达，公路、 铁路和航空运输快捷方便。 1.1.2 地形地貌 整个海湾井田位于鄂尔多斯高原东北部，地处黄土高原北缘与毛乌素沙漠东南缘的 接壤地带，地表大部被第四系风积沙所覆盖，开采区地势较平坦，地形特点为西南部高 而东部低。最高点位于煤矿西部的梁峁上，标高1270.65m，最低处位于煤矿东北部的 沟谷区，标高1092.2m，相对高差约 178.45m。 全套图纸加扣 3012250582 2 图图 1-1-1 矿区交通位置图矿区交通位置图 全套图纸加扣 3012250582 3 该区地貌单元可分为风沙区、河谷区和黄土梁峁区三种地貌类型，其中以风沙区为 主；河谷区在赤家渠沟零星分布，河谷两侧基岩零星出露；黄土梁峁区主要分布于煤矿 的西部，梁顶宽缓平坦。 1.1.3 气象及水文情况 本区属中温带大陆性半干旱季风气候，天气多变，冬季寒冷，夏季枯热，春季多风、 风沙频繁，秋季凉爽、冷热多变，昼夜温差悬殊，干旱少雨，全年降雨量多集中在七、 八、九三个月，无霜期 150180d。 十月初上冻，次年三月解冻。秋季多为西北风、春夏多为东南风。近年沙尘瀑时有 发生。强度和频率较以往有所减弱。 据榆林市神木县气象站近年气象资料主要气象参数如下： 极端最高气温 38.9；极端最低气温 -29.7；近年平均气温 8.8；多年平均降雨 量 436.6mm；近年最大降雨量 553.1mm；日最大降雨 135.2mm(1977.8.1)；枯水年降雨 量 108.6mm（1965 年） ；多年平均蒸发量 1774.1mm；多年平均绝对湿度 7.6mbar；平均 风速 2.2m/s；极端最大风速； 25m/s（1970.7.18） ；最大冻土深度 146cm（1968 年） 。 矿区范围内无河流湖泊等。 1.1.4 矿区概况 1.矿区开发概况 海湾煤矿始建于 1997 年，已有两条斜井掘至 5-2煤层，采用房柱式开采最下部的 5- 2煤层，并在井底附近形成一定范围的 5-2煤层采空区。 由于井田内沟谷纵横，煤层出露点多，有利于小煤矿开采，井田内分布有 12 处生 产小煤矿（不包括划归海湾二号井集中开采的区域） ，分别开采上部的 3-1煤层及井田边 部的 4-2 上、及 5-2煤层。除王才伙盘、林海两煤矿（开采 3-1煤层）有小部分区域与上部 2-2煤层赋存区有重叠关系外，其余上部均无 2-2煤层。海湾一矿开采范围内存在 2-2 上、 2-2煤层，现掘出三条斜井均已见到 2-2 上煤层，开拓巷道基本形成。 2.矿井建设及生产所需主要材料来源 全套图纸加扣 3012250582 4 目前矿区内矿井建设所需的主要建筑材料如钢筋、水泥、木材等需由外地调入；砖 瓦、沙、石等大宗建筑材料可就地生产，但多数质量不高，矿井建设时应严把质量关。 3.水源条件 矿井永久水源已纳入矿区的总体规划中，取自神木的瑶镇沟岔水源。海湾一矿工业 场地附近支沟两岸为冲、洪积沙砾石层及沙土层，属第四系全新统冲、洪积潜水含水层， 含水较丰富，常有泉水流出。具有就近取水的条件，故矿井水源可靠。 4.电源条件 矿井附近建有两座电厂和一座 35/10kV 变电所。电厂有燕家塔电厂、恒源电厂；变 电所有孙家岔 35/10kV 变电所。上述电源点均具有向本矿提供 10kV 电源的条件，矿井 电源可靠。 1.2 井田地质特征 1.2.1 地层 煤矿地层由老到新有：中生界三迭系上统永坪组（ T3y） ；侏罗系中统延安组 （J2y） ；第四系中更新统离石组（ Q2L） 、上更新统萨拉乌苏组（ Q3s） 、全新统风积层 （Q4eol）覆于各老地层之上。 附区域地层一览表，见表 1-2-1。 1.三迭系上统永坪组（ T3y） 为煤系沉积基底，煤矿地表未见出露，钻孔揭露最大厚度为 26m。岩性为灰绿色巨 厚层状细、中粒长石石英砂岩，夹灰绿灰黑色泥岩、砂质泥岩。砂岩中含较多的黑云 母、绿泥石矿物，分选与磨园度中等，泥质胶结。大型板状斜层理及槽状、楔形层理发 育，泥岩中常见有巨大的枕状、球状菱铁矿结核及包裹体。据区域资料，厚度 80200m。 2.侏罗系中统延安组（ J2y） 假整合于永坪组之上，是煤矿的含煤地层，受直罗期河流冲刷及新生界剥蚀，上 部地层有不同程度的缺失，现存厚度变化较大，厚度207.32216.53m，一般 210m。总的趋势西厚东薄，仅在哈特兔沟谷两侧断续出露该 组上部地层。 本组地层系一套陆源碎屑沉积，岩性以浅灰白色中细粒长石砂岩、岩屑长石砂岩、 全套图纸加扣 3012250582 5 灰黑色砂质泥岩、泥岩及煤层组成，夹少量钙质砂岩、炭质泥岩及透镜状泥灰岩、 枕状或球状菱铁矿及蒙脱质粘土岩。 煤系地层宏观上有如下特点： 砂岩以细、中粒居多，少量粗粒或含砾砂岩，且多集中在煤系上下部位；细碎屑岩 以粉砂岩占优势，泥岩多局限于几个层位；煤系中部砂岩相对较少，泥质岩较丰。 延安组含煤岩系为大型浅水湖泊三角洲沉积，横向变化大，但以可采煤层为特征 的垂向层序结构却十分清晰，因而能把井田煤系自下而上划分为五个中级旋回岩段； 分别含 5 个煤组，自上而下编号为 15 煤组，煤层位于岩段上部。现简要分述如下： （1）延安组第一段（ J2y1） 煤矿内无出露，一般厚度 53m，东南厚，西北薄，大部地区为上、下两个亚旋回， 5-1、5-2煤分别位于两个亚旋回顶部。下亚旋回通常以厚层状灰白色细粒砂岩为主， 砂岩的上部及下部常有深灰色粉砂岩、石英杂砂岩， 5-2煤位于顶部。上亚旋回以粉 砂质泥岩及白色中厚层状细粒砂岩为主，波状层理、小型小错层理，透镜状层理发 育。5-1煤位于顶部。 （2）延安组第二段（ J2y2） 本段地层平均厚度 55m，以细碎屑岩为主，夹多层薄煤、泥灰岩透镜体及菱铁质 岩，以富含瓣鳃类动物化石为特征。 本段含 4 号煤组，可划分为三个亚旋回， 4-2、4-3、4-4煤分别位于亚旋回顶部。 下亚旋回：含 4-4煤，下部为灰白色中细粒砂岩。中部以灰色砂质泥岩粉砂岩 为主，夹薄煤层，富含瓣鳃类化石；偶夹具迭锥构造的泥灰岩透镜体，薄层浅灰绿 灰色粘土岩或蒙脱质粘土岩。上部为浅灰色粉砂岩。本段砂岩分选中等，磨圆较差。 中亚旋回：含 4-3煤，下部以灰白色中粒砂岩为主，局部为细砂岩、粉砂岩及泥 岩，上部为灰白色细粒砂岩、粉砂岩，中部透镜状泥灰岩。粉砂岩以波状层理及水平 层理为主。 上亚旋回：含 4-2煤，下部以灰白色细粒砂岩、中粒砂岩为主，上部以灰色粉砂岩 为主，局部为泥岩，波状层理及小型交错层理发育，富含植物根化石及瓣腮化石。 （3）延安组第三段（ J2y3） 全套图纸加扣 3012250582 6 区内沿东部哈特兔沟谷两侧有出露，本段地层一般厚度49 米，层序是个完整单 一旋回结构。岩性以浅灰浅绿灰色粉砂岩、砂质泥岩为主，层段的上部和下部时有 中厚层状浅灰色中、细粒砂岩， 3-1煤层位于顶部。这套细碎屑岩条带状、缓波状、 似水平层理及小型交错层理发育，并有大量虫孔构造，含较多球状菱铁矿及根土岩， 夹煤线，其中有薄煤数层。 （4）延安组第四段（ J2y4） 区内沿东部大沟沟谷两侧有出露， 本段地层一般厚度 30 米，本段是一个完整单一 旋回结构，2-2及 2-2煤层位于顶部，下部是厚层状浅灰色中细粒砂岩，其底部多有浅 灰色粉砂岩、砂质泥岩；上部以灰色粉砂岩为主，夹黑色泥岩及不等厚浅灰色细粒砂岩。 是一种前积相序。另一种层序结构的岩性以粉砂岩及泥岩为主，仅夹少量中薄层状细 粒砂岩，属边缘湖湾，分流间湾沉积物。 （5）延安组第五段（ J2y5） 分布于煤矿的西部边界，因受古直罗河冲刷及新生界剥蚀，区内保留不全。本段 以砂岩较厚、岩性色调浅、粗碎屑多为特征。岩段下部的白色、灰白色粗中粒长石 砂岩或长石石英砂岩，多呈巨厚层状，厚达 20.0 米，含大量炭化或菱铁化树杆化石 及镜煤团块或透镜体。砂岩风化后呈豆渣状而有异于其它岩段砂岩。本段含1 号煤 组。 3.第四系（Q） （1）中更新统离石组（ Q2L）不整合于下伏地层之上，厚度 068.14m，一般 20m，零星出露于煤矿中部。为棕黄色黄褐色亚粘土，局部夹灰黄色亚沙土。无层 理，质地均一，上部有少许粉细砂，局部夹灰白色钙质结核，有稀疏的垂直节理。 （2）上更新统萨拉乌苏组（ Q3s）及全新统风积层（ Q4eol） 厚度 019.43m，一般厚度 10m。萨拉乌苏组局部出露于沟谷地带。上部为黄褐 色中细沙与亚沙土互层；中下部为细沙及粉沙互层，中间夹薄层黑色粉细沙透镜体， 富含蜗牛化石；底部为黄褐色灰绿色亚沙土和粉沙，具明显的水平层理和波状层理。 全新统风积层区内（ Q4eol）广泛分布，为灰黄色、褐黄色半固定沙，以细粒沙、粉粒 沙为主，圆度好，上部含少量黄土质，中下部沙质纯净、均匀。 全套图纸加扣 3012250582 7 1.2.2 地质构造 神木北部矿区位于华北地台鄂尔多斯台向斜东翼陕北斜坡上。矿区地层总体为西 缓倾的单斜，倾角 1左右，坡降一般 517。矿区没有岩浆活动，断层稀少。 本井田位于神木北部矿区中南部，地层总体走向为北西，倾向南东，倾角 1左右的 单斜构造，煤层底板等高线协调、疏密均匀，仅在沿煤层走向有一些宽缓的波状起伏。 表表 1-2-1 区区域域地地层层一一览览表表 地 层 界系统组 岩 性 特 征 厚 度 (m) 分布范围 全新统 (Q4) (Q4eol) (Q4al) 以现代风积沙为主，主要为 中细沙及亚沙土，在河谷滩 地和一些地势低洼地带还有 冲、洪积层。 027.45 15.49 全区大面积分布 风积沙；乌兰木伦 河及其支沟的开阔 地带分布有冲、洪 积层。 上更 新统 (Q3) 萨拉乌 苏组 (Q3s) 灰黄褐黑色粉细沙、亚沙 土、砂质粘土，底部有砾石。 067.45 19.98 分布于沟谷两侧及 沟掌一带 中更 新统 (Q2) 离石组 (Q2l) 浅棕黄色黄褐色亚粘土、 亚沙土，夹粉土质沙层、古 土壤层、钙质结核层，底部 有砾石层。 075.3 18.85 零星分布于乌兰木 伦河西部 第 四 系 下更 新统 (Q1) 三门组 (Q1s) 褐红色浅肉红色亚粘土、 砾石层，夹钙质结核层。 045.70 11.77 分布于海湾井田的 西部一带，出露铁 匠伙畔 新 生 界 新 近 系 上新统 (N2) 保德组 (N2b) 棕红色紫红色粘土或砂质 粘土，夹钙质结核层，含脊 椎动物化石。 069.04 19.72 主要分布于海湾井 田北部。 中 生 界 侏 罗 系 中统 (J2) 直罗组 (J2z) 紫杂黄绿色泥岩、砂质泥 岩、砂岩，底部有时有砂砾 岩。 076.12 32.58 沿河岸及沟谷有出 露 全套图纸加扣 3012250582 8 延安组 (J2y) 浅灰深灰色砂岩及泥岩、 砂质泥岩，含多层可采煤层， 是主要含煤地层，最多含可 采煤层 13 层，一般 36 层， 夹有膨润土粘土矿层。 96.62243.5 0 174.93 乌兰木伦河、及其 支沟断续出露 下统 (J1) 富县组 (J1f) 紫红、灰紫、灰绿色砂质泥 岩为主，夹黑色泥岩、薄煤 线、油页岩、石英砂岩，底 部为细巨砾岩。 023.00 15.00 在海湾井田中部零 星沉积 三 叠 系 上统 (T3) 永坪组 (T3y) 以灰白灰绿色巨厚层状细 中粒长石石英砂岩为主，夹 灰黑蓝灰色泥岩、砂质泥 岩，含薄煤线，是含油地层。 80200 井田内无出露， 为煤系沉积基底 1.3 矿体赋存特征及开采技术条件 1.3.1 煤层及煤质 1.煤层 本区含煤地层为侏罗纪延安组，其划定平面范围内可采煤层为： 2-2 上、2-2、3-1、4-2 上、 4-2、4-3、5-2号煤层，共7 层。属于海湾一矿开采的为 2-2及其以上煤层即2-2、2-2 上煤层， 本次勘查涉及的煤层亦为2-2、2-2 上，2-2 上煤层为主要勘查对象。2-2煤层为钻孔终孔层位 涉及的煤层。 在海湾一矿范围内赋存的煤层有 2 层（2-2、2-2 上） ，均为可采煤层，分述如下： 2-2 上赋存于海湾一矿煤系地层的上部，第四段地层的顶面，基本全被上覆地层覆盖， 可采面积 10.457km2,其下距 2-2煤层间距 18.6329.76m,一般 20m 左右，煤层沉积厚度 7.208.20m，平均厚 7.70m,资源量估算采用厚度 7.017.96m，平均厚 7.46m,煤层厚度 向西北略呈变薄趋势。煤层一般含 12 层夹矸，厚 0.040.26m，岩性为泥岩，偶为细 粒砂岩。煤类为长焰 41 号(Cy41)，局部为不粘煤 31 号 BN31；煤质灰分变化标准差 全套图纸加扣 3012250582 9 1.9，硫分变化标准差 0.13，煤埋深 89141m；底板标高 11281155m；顶板岩性以粉 砂岩为主，其次为泥岩和细粒砂岩，底板岩性为粉砂岩和泥岩。 2-2 上煤层厚度变化小，且规律明显，煤层结构简单，煤质变化小，煤类单一（长焰 煤，不粘煤同属一个大类） ，为全区可采的稳定型厚煤层。 2-2煤层为本次勘查附带设计的煤层，该煤层赋存于第四段的顶部，在海湾一矿，东 部和西部煤层遭受自燃，煤层呈北东向带状分布于井田中部（大部可采，可采面积 4.960km2）, 上距 2-2 上煤层一般 20m 左右，煤层厚度 1.523.42m，平均厚度 3.20m， 向西南隅边界变薄，规律性明显，煤层结构为不含夹矸的单一煤层，偶含 1 层夹矸，厚 度 0.14m，岩性为细粒砂岩。煤类为不粘煤 BN31，煤质灰分变化标准差 1.6；硫分变化 标准差 0.10；煤层埋深 107159m，底板标高 10901137m。顶板岩性主要为粉砂岩和 细粒砂岩，局部为泥岩，底板岩性为粉砂岩。 2-2煤层厚度变化小，且规律明显，煤层结构简单，煤质变化小，煤类单一，为不粘 煤 BN31，为大部可采的稳定型中厚煤层。 各可采煤层特征表见表 1-3-1 表表 1-3-1 可采煤层特征表可采煤层特征表 煤层 编号 煤层厚度（m） 最小最大 平均 煤层含夹矸 情况 煤层间距 （m） 最小最大 平均 顶板 岩性 底板 岩性 倾角容重 （t/m3 ） 备注 2-2 上 7.208.20 7.70 含一层矸 0.040.26m 粉砂 岩 粉砂 岩和 泥岩 011.29t/m3 井田全部 可采 2-2 1.523.42 3.2 不含夹矸 18.6329.76 20 粉砂 岩和 细粒 砂岩 粉砂 岩 011.29t/m3井田东 北西 南局部可 采 2.煤质 （1）煤的物理性质 煤层均黑色，粉末为褐黑色，弱沥青-沥青光泽，棱角状、参差状断口，部分阶梯 全套图纸加扣 3012250582 10 状断口。 （2）煤的变质程度 各煤层镜煤最大反射率介于 0.4870.592%之间，属第变质阶段之烟煤，即长焰 煤不粘煤范畴。 （3）煤的工业分析 煤的工业分析见表 1-3-2。 表表 1-3-2 原煤工业分析成果表原煤工业分析成果表 煤 层 项目 煤别 Mad(%)Ad(%)Vdaf(%) 原煤 7.81-11.49 10.91 3.27-11.82 6.24 32.38-34.96 33.862 -2 上 浮煤 4.99-6.00 5.25 2.61-3.04 2.77 31.17-34.65 32.48 原煤 6.08-10.31 9.16 4.51-10.30 7.10 35.89-41.23 38.012 -2 浮煤 4.85-10.11 7.80 2.21-5.00 3.80 36.01-41.11 37.05 水分(Mad)：2-2 上煤层原煤空气干燥基水分在 7.8111.49%之间，综合平均值 10.19%，浮煤空气干燥基水分综合平均值在 4.996.00%之间；2-2煤层原煤空气干燥基 水分在 6.0810.31%之间，综合平均值 9.16%，浮煤空气干燥基水分综合平均值在 4.8510.11%之间；表明该区煤水分含量偏高。 灰分(Ad)：2-2 上煤层原煤干燥基灰分为 3.2711.82%，平均值 6.24%；2-2煤层原 煤干燥基灰分为 4.5110.30%，平均值 7.10%；均属灰分产率变化小的低灰分煤层。经 1.4 密度液洗选后，其灰分产率大幅度降低，其值变化在 2.613.04%和 2.226.63%之 间。 挥发份(Vdaf)：2-2 上煤层原煤挥发分变化在 32.3834.96%之间，其综合平均值在 33.86%；浮煤挥发分（Vdaf）：浮煤干燥无灰基挥发分在 31.1734.65%之间，平均值 32.48%。2-2煤层原煤挥发分变化在 35.8941.23%之间，其综合平均值在 38.01%；浮煤 挥发分（Vdaf）：浮煤干燥无灰基挥发分在 36.0140.11%之间，平均值 37.05%。属中 高挥发分煤。 全套图纸加扣 3012250582 11 全硫(St,d)：2-2 上煤层原煤干燥基全硫为 0.250.46%，平均值 0.366%，标准差为 0.10。2-2煤层原煤干燥基全硫为 0.340.49%，平均值 0.43%，标准差为 0.13，2-2 上及 2- 2煤层均属硫分变化小的特低硫煤层。 磷(Pd)： 2-2 上煤层磷（Pd）含量在 0.0020.008%之间，平均值 0.004%。2-2煤层 磷（Pd）含量在 0.0010.004%之间，平均值 0.002%，2-2 上及 2-2煤层均属特低磷煤。 （4）煤的元素分析 煤的可燃质由多种碳、氢化合物和其它有机物组成，其主要化学元素为碳、氢、氧、 氮。 碳(Cdaf)： 碳是煤中主要的可燃元素。2-2 上煤层中浮煤碳含量变化在 80.3288.79%之间。2-2 煤层中浮煤碳含量变化在 80.1784.68%之间。 氢(Hdaf)： 煤中氢多以碳氢化合物状态存在，在受热时易裂解析出和着火燃烧。 2-2 上煤层中浮煤氢含量变化在 3.784.42%之间。2-2煤层中浮煤氢含量变化在 4.665.58%之间。 氧(Odaf)： 2-2 上煤层中浮煤氧含量变化在 13.4115.06%之间。2-2煤层中浮煤氧含量变化在 11.0613.68%之间。 氮(Ndaf)： 氮是煤中唯一完全以有机状态存在的元素，主要由成煤植物中蛋白质转化而来。 （5）煤的发热量（Qnet,ad） 2-2 上煤层煤层原煤干燥基低位发热量为 28.4931.06MJ/kg。2-2煤层原煤干燥基低 位发热量为 29.5831.86MJ/kg。2-2 上及 2-2属高热值煤。 3.煤类 根据中国煤炭分类国家标准 ，以表征煤化度的干燥无灰基挥发分（Vdaf 浮）和 粘结性指数确定；2-2煤层为不粘煤 31 号（BN31） ，2-2 上煤层以长焰煤 41 号（CY41） 为主，局部为不粘煤 31 号（BN31） 。煤的工业用途主要可用作动力燃料，工业气化及 低温干馏用原料煤。通过科研单位以及大专院校的科学研究试验，榆神煤还可作高炉喷 全套图纸加扣 3012250582 12 吹用粉煤，碳化用煤，炼焦配煤，块煤炼块焦新工艺用煤，碳素材料用煤，固体热载体 干馏用煤。 1.3.2 瓦斯赋存状况、煤尘爆炸危险性、煤的自燃性及地温情况 1.煤层自然发火 同根据陕西煤矿安全装备检测中心 2008 年 10 月 31 日对海湾煤矿有限公司海湾一 矿 2-2 上及 2-2煤层采样检验，结论为：2-2 上及 2-2煤层氧化吸氧量为 0.84cm3/g，自然等 级为类，属容易自燃煤层。自然发火期 46 个月，最短 40 天。 2.瓦斯 2-2 上及 2-2煤层瓦斯含量甚微，每克可燃质（g）含氮气（N2）为 0.368.86mm3， 二氧化碳（CO2）00.068mm3，甲烷（CH4）00.03mm3，重烃含量为 0。自然瓦斯成 份中，氮气占 93.0100%，二氧化碳占 06.50%，甲烷占 07.00%，重烃含量为 0， 煤层瓦斯分带属二氧化碳氮气带（即 CO2N2带） 。 2007 年陕西省煤炭工业局对全省 509 处瓦斯等级进行了鉴定， 2008 年 1 月 16 日陕西省煤炭工业局以陕煤局发 20082 号文对 2007 年度陕西省矿井瓦斯等级鉴定 结果进行了批复。 海湾煤矿瓦斯含量很低，甲烷绝对涌出量为 0.46m3/min，相对涌出 量 00.74 m3/；二氧化碳相对涌出量为 4.43m3/t，属低瓦斯矿井。 因此，海湾一矿矿井瓦斯等级为低瓦斯。 3.煤尘 根据陕西煤矿安全装备检测中心 2008 年 10 月 31 日对海湾煤矿有限公司海湾一矿 2-2 上及 2-2煤层采样检验，结论为：火焰长度大于 400mm，抑制煤尘爆炸最低岩粉量 75%， 煤尘有爆炸性。 4.地热 区内没有进行地温测量，据陕西省陕北侏罗纪煤田神木北部矿区海湾井田勘探地 质报告和陕西省陕北侏罗纪煤田神木北部矿区孙家岔井田勘探地质报告 ，本区地 温正常，无地热危害。 全套图纸加扣 3012250582 13 1.3.3 水文地质 1.矿区含水层水文地质特征 依据地下水的赋存条件和水力特征，将矿区含水层划分为新生界松散层孔隙潜水、 中生界碎屑岩类裂隙潜水和承压水以及烧变岩裂隙、孔洞潜水。简述如下： （1）新生界松散层孔隙潜水 河谷冲积层潜水(Q4aL) 分布于较大河流两岸的部分地段，多组成河漫滩和河谷阶地，呈片状或带状分布， 含水层为砂层、砂砾石层，一般厚 412m，最厚可达 22.08m，水位埋深 110m，富 水性中等到弱，据乌兰木伦河河谷阶地勘探成果，单井涌水量（12 英寸口径）一般 50100m3/d，最大不超过 200m3/d；水质类型为 HCO3Ca 或 HCO3CaNa 型水，矿 化度 250350mg/L，局部具有临时供水意义。 河、湖相冲积层潜水(Q3s) 萨拉乌苏组（Q3s）呈条带状、片状分布于古沟系中，厚度变化较大，一般 1030m，最厚可达 100m 以上，岩性为粉细砂、中粗砂、局部底部含砾石。结构松散， 大孔隙，极易接受大气降水的入渗补给，地下水位埋深 030m，含水层厚度 1020m，最厚 36m，富水性中等，局部较强，矿区大泉均直接或间接出露于萨拉乌苏 组含水层，据钻孔资料，单位涌水量 0.12.11L/s.m，渗透系数 0.0230m/d。水质类型 为 HCO3Ca 或 HCO3CaMg 型水，矿化度 160300mg/L。 三门组潜水(Q1s) 仅在矿区局部地段分布，岩性为砂砾石。砾石成分复杂，有石英岩、变质岩、火成 岩等。粒径 125cm，一般 46cm，分选较差，次棱角至次圆状。其间充填大量粗砂 及砾砂。厚度变化较大，一般 1020m。单位涌水量 0.06142.043 L/s.m，渗透系数 0.01326.57m/d。富水性中等到强。水质类型为 HCO3Ca 型水，矿化度 130290mg/L。 （2）中生界碎屑岩类裂隙潜水及承压水 直罗组裂隙潜水、承压水(J2z) 分布于矿区西部，厚 70134m。含水层为灰白色中粗粒砂岩，受风化作用影响， 全套图纸加扣 3012250582 14 近地表裂隙较发育，一般 3040m。钻孔涌水量 0.2930.506 L/s，最大 5.243L/s。富水 性弱。水质类型为 HCO3Ca 或 HCO3CaMg 型水，矿化度 210370mg/L。 延安组裂隙承压水(J2y) 岩性以砂岩为主，呈透镜体状，间夹以泥岩、粉砂岩。岩石完整，裂隙不发育。含 水微弱。大量钻孔抽水试验资料表明，钻孔单位涌水量小，一般为 0.000010.001L/ s.m。渗透系数 0.2420.6m/d，最大可达 0.869m/d（孙家岔 C35 号孔） 。均属富水性极 弱含水层。近地表处局部为潜水，而主要为承压水，上覆以泥岩、第三系红土、第四系 黄土隔水层。一般越往深处水头越高，而水质由好变差。一般浅层为 HCO3Ca 或 HCO3CaNa 型水，深部则变为 CLNa 型水，矿化度 20014500mg/L。 三叠系永坪组裂隙承压水（T3y） 岩性为灰绿色中粗粒砂岩，巨厚层状，岩石完整，裂隙不发育。据九二八部队在 店塔施工的 S33 号水文孔资料，含水层厚度 39.05m，水位降深 2.64m 涌水量 0.0234L/ s，单位涌水量 0.0089L/ s.m，渗透系数 0.012m/d。富水性极弱，水质为 CLNa 型水， 矿化度 41470mg/L，属咸水。 （3）烧变岩裂隙孔洞潜水 烧变岩是矿区的一种特殊岩石，岩石烧变后十分破碎，裂隙孔洞发育，为地下水的 储运提供了有利场所。烧变岩底部为煤层底板泥岩、粉砂岩，是相对隔水层。上覆又多 为松散砂层，易于接受降水渗透补给，迳流畅通，在局部地段富集，可形成强富水区， 具供水意义。(三)矿区地下水的补径排条件 潜水接受大气降水的入渗补给，入渗系数 0.400.70。承压水接受区域侧向补给和 浅层水的越流渗透补给。 地下水径流主要受地形地貌以及地质构造的控制，总的流向是由西北往东南方向； 浅层地下水则由地形较高处往河谷运移。地下水以泉或潜流的形式排泄。窟野河是矿区 地下水的最低排泄渠道。 2.井田含（隔）水层水文地质特征 海湾一矿位于海湾井田的北部，该区地貌单元可分为风沙区、河谷区和黄土梁峁 区三种地貌类型，其中以风沙区为主；河谷区在赤家渠沟零星分布， 河谷两侧基岩 零星出露；黄土梁峁区主要分布于煤矿的西部，梁顶宽缓平坦。 井田范围属于乌兰木 全套图纸加扣 3012250582 15 伦河水系，最高点位于煤矿西部的梁峁上，标高 1270.65m，最低处位于煤矿东北部的 沟谷区，标高 1092.2m，相对高差约 178.45m。 （1）上更新统萨拉乌苏组及全新统风积层潜水（Q3+4） 全区分布，表层多被风积沙覆盖。其岩性为黄褐色中细砂、粗砂，夹粉砂及泥质透 镜体。底部含少量小砾石。厚度 019m，一般 8.00m，厚度变化较大，其沉积厚度受 基岩面古地形制约，一般在古沟槽中心沉积较厚，而向两侧逐渐变薄。据海周边钻孔抽 水试验资料，钻孔涌水量 0.221L/s，单位涌水量 0.0632L/s.m。渗透系数 0.01955m/d。富 水性弱。水质为 HCO3CaMg 型水，矿化度 202mg/L。 在煤矿范围内该地层为透水不含水地层。 （2）第四系中更新统离石黄土（Q2L）隔水层 广布全区，厚度 068.14m，一般 20m，煤矿区内分布不连续，局部沟谷地段被 冲刷切割殆尽，在北部较大面积出露地表。除煤矿区东部及沟谷外，其它地段厚度大 于 20m。该层上部岩性为亚砂土、粉质粘土，含零星钙质结核，局部柱状节理发育； 下部岩性为深红色、浅棕红色粘土及亚粘土，含钙质结核，且成层分布。土层富水性 极弱，透水性极差，故认为该层为是第四系松散层潜水的隔水层。 （3）烧变岩裂隙潜水 因煤层自燃形成的烧变岩裂隙含水区零星分布于煤矿区北部。煤层自燃使上部岩 石受烘烤后冷却变形、垮落形成密集的张性裂隙，致使岩层破碎，而具有良好的储水 空间。但因区内烧变岩分布范围均在侵蚀基准面之上，上部第四系潜水补给量有限， 所以其仍属弱富水性岩层。 （4）侏罗系中统延安组裂隙承压水（J2y） 延安组厚度 207.32216.53m，一般 210m。含水层为浅灰色、灰白色中粗粒砂岩、 细粒砂岩。厚度变化大，常呈透镜体状产出，间夹有以浅灰色粉砂岩、泥岩、炭质泥岩 隔水层。从而组成了复合型互层状含水层组段。据海湾井田勘探地质报告钻孔抽水 资料，钻孔涌水量 1.55530.154m3/d(0.0180.349L/s)，单位涌水量 0.001080.02183L/s.m。渗透系数 0.0013210.01573m/d，属富水性弱至极弱含水层组。 浅层水质为 HCO3Na 型水，向深层水质逐渐变差，成为 HCO3ClNa 或 CLNa 型 水，矿化度