采矿工程毕业设计（论文）-神南公司张家峁三号井开采设计.doc

全套图纸加扣3012250582第一章 矿井概况及地质特征41.1矿井概况41.1.1位置与交通41.1.2地形地貌51.1.3气象与水文情况51.1.4矿区概况71.2矿井地质特征101.2.1地层101.2.2 地质构造171.3 矿体赋存条件特征及开发技术条件181.3.1煤层及煤质18煤层20编号20煤层厚度(m)20最小最大20平均20煤层结构20煤层间距(m)20最小最大20平均20可采程度202.1 井田境界及储量322.1.2 矿井资源/储量估算332.1.3 安全煤柱362.2 矿井设计生产能力及服务年限362.2.1 矿井工作制度362.2.3 矿井服务年限372.3 井田开拓382.3.1 影响开拓方式的主要因素382.3.4 煤层分组及水平划分42第三章 大巷运输及设备423.1 大巷运输方式选择423.1.1 大巷煤炭运输方式选择423.1.2 大巷辅助运输方式选择433.2 运输设备选型443.2.1 煤炭运输设备443.2.2 辅助运输设备49第四章 采（盘）区布置及装备554.1盘区布置554.1.1 移交生产和达到设计生产能力时的盘区数目及位置554.1.2 盘区巷道布置564.2采煤方法574.2.1 采煤方法及回采工艺574.2.2 工作面采煤、装煤、运煤方式及设备选型604.2.3 回采工作面支护及顶板管理664.2.4 回采工作面参数的确定664.2.5工作面和盘区回采率684.2.6 回采工作面生产能力684.3 巷道掘进694.3.1 巷道断面及支护形式694.3.2 巷道掘进进度指标704.3.3 掘进工作面个数及设备714.3.4 矿井采掘比例关系、掘进率和矸石率734.3.5 井巷工程量74第五章 矿井通风与安全755.1 拟定矿井通风系统755.1.1 通风考虑的主要因素755.1.2矿井通风765.2 矿井通风容易与困难时期的通风阻力计算775.3 计算矿井总风量795.3.1 风量计算795.4 矿井通风设备选型845.4.1设计依据845.4.2 通风机风量、风压计算855.4.3 设备选型855.4.4附属设施875.4.5其他885.5 计算矿井通风等积孔885.7 灾害预防及安全装备895.7.1 预防瓦斯和煤尘爆炸的措施895.7.2 防火905.7.3 防矿尘965.7.4 井下水灾预防965.7.5片帮冒顶事故预防985.8矿井下安全避险“六大系统”995.8.1监测监控系统995.8.2井下人员定位系统1005.8.3紧急避险系统1005.8.4压风自救系统1005.8.5供水施救系统1005.8.6通信联络系统101第六章 矿井提升、运输、排水、压缩空气设备选型1016.1 矿井提升设备选型1016.1.1 电动机选型1016.2 主运输设备选型1026.2.1 带式输送机选型1026.2.1 带式输送机选型1066.3 矿井排水设备选型1076.3.1 设计依据1076.3.2 设备选型1076.3.3 其它1116.4 压缩空气设备选型1116.4.1 设计依据1116.4.2 设备选型112第七章 建井工期1157.1 建井工期1157.2 产量递增计划119 第一章 矿井概况及地质特征1.1矿井概况1.1.1位置与交通张家峁井田位于陕西省榆林市神木县北部，井田距神木县约36km。行政区划隶属神木县麻家塔乡及店塔乡管辖。井田地理坐标位于东经11016211102332，北纬 385738390137之间。井田东西长约10.0km，南北宽约5.7km，面积52.1532 km2。井田所在的榆林地区交通便利，先后建成了包(头)神(木)、神(木)朔(山西朔州)、西(安)包(头)铁路神(木)延(安)段等三条铁路。神朔铁路是为开发神府、东胜煤田而修建的运煤专线铁路，主要承担神木、东胜矿区煤炭外运任务。1999年进行了电气改造，运输能力为30Mt/a。新规划的神府矿区南区四井田铁路运煤专线已开始修建，预计各矿井建设完工时即可投入运营。其中红柠铁路2006年开工建设，预计2009年9月投入使用，运输能力为44Mt/a。陕西省已形成“两纵两横”的高等级公路骨架，公路总里程19821km。其中，等级公路5580km。航空基础设施发展迅速，榆林机场有支线飞机可飞往西安、太原等地。西安东胜段高速公路已建成通车，是陕西 “米”字型公路网络一部分。府谷县、神木县至东胜的公路干线（府新公路）经井田北部而过，并在东胜和210国道高速路相连；井田南经榆林、延安可达西安，北可达东胜、包头；东经府谷县可达山西诸县，公路交通状况良好，煤炭外运有充分保障。 张家峁井田至周边各主要城市及铁路站点距离如下： 张家峁神木县城：36km 张家峁神木北站（店塔）：15km 张家峁府谷：93km 张家峁榆林市：164km1.1.2地形地貌井田位于陕北黄土高原与毛乌素沙漠的接壤地带。井田地形总的趋势为西南、西北高，中东部低，海拔高程最高1319.70m（单家阿包三角点），最低海拔高程1088.00m（常家沟河谷处）。一般在11501260m。井田地貌类型可分为风沙滩地区和黄土丘陵沟壑区。井田西南角为风沙滩地区，地表被松散沙层覆盖，地势相对比较平坦，矮丘状固定沙丘和垄崗状半固定沙丘呈波状起伏。近年来植被恢复速度较快，主要有人工种植草地、荒草地、少量沙棘、沙柳等。除上述风沙滩地地貌外，区内其余地区属黄土丘陵沟壑区，地形支离破碎，沟壑纵横，坎陡沟深，梁峁相间，沟谷陡峻狭窄，地表侵蚀强烈。第四系中更新统黄土广布，一般厚度50100m。现代地貌形态主要以地表迳流侵蚀为主，返耕还林政策实施以后，植被恢复很快，水土流失得到初步控制。基岩裸露于沟谷两侧，沟坡和山顶固定、半固定沙丘、沙坡、平沙地屡见不鲜。1.1.3气象与水文情况1.气象本区地处我国西部内陆，为典型的中温带半干旱大陆性气候。气候特点为：冬季寒冷，春季多风，夏季炎热，秋季凉爽，四季冷热多变，昼夜温差悬殊，干旱少雨，蒸发量大，降雨多集中在七、八、九月份。全年霜冻期较长，初霜冻期为九月中下旬，十月初冻结，次年四月解冻。据榆林市神木县气象站多年累积气象资料分析，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年8月1日)枯水年降雨量 108.6mm(1965)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)2.矿区水系窟野河为矿区最大河流，发源于内蒙古自治区伊金霍洛旗，上游为乌兰木伦河，从井田东部自北向南流过，最后注入黄河。据神木县水文观测站资料：该河流域面积7298km2，多年平均流量17.40m3/s，最小流量0.02m3/s，最大流量13800m3/s(1976年8月2日)。3.井田内水系（1）考考乌素沟（河流）发源于神木县中鸡乡一带，位于井田北部，自西流向东南，汇于窟野河，河宽1020m，为一条较大的常年性流水河。河谷呈“U”字型，属侵蚀型谷地。河床宽缓，河漫滩及一级阶地发育。一级阶地最宽大于100m。河谷两旁支沟发育，井田内属于考考乌素沟水系南部的支沟自西向东有：四门沟、李家梁沟、雷家沟、院家梁沟、张家峁东沟、贺地山沟、赵苍峁沟；北部的支沟自西向东有：张家沟、前喇嘛寺沟、捣不赖沟、缸房沟等。据194队1988年10月至1989年9月张家沟沟口站观测资料，该沟流量224.901403.80L/s，一般801.70L/s。（2）常家沟(河流)常家沟河由乌兰不拉沟泉和老来沟溪汇合而成，源于井田南部区内，延伸达7km，自西向东流入窟野河。河谷呈“V”字型，属侵蚀型谷地。河床宽210m，河漫滩及一级阶地均不发育，一级阶地最宽约100m。河谷两旁冲沟发育，属于该河流域的大支沟自西向东依次为：乌兰不拉沟、郭家也沟、乔家圪劳沟、水塔沟、大进沟。据131队1989年4月1990年3月陈家塔村站观测资料，该沟流量3.25635L/s，一般60120L/s。流量因季节而异，变化幅度较大，夏季流量较小且多洪峰，冬季流量比较稳定，一般每年三月底至四月初因冰雪融化而流量稍有增加，七、八月因降雨集中，往往出现山洪，致使农田被淹，交通受阻。4.水库常家沟水库位于井田内东南部，建于乌兰不拉河与老来河的交汇处，是神木县目前最大的蓄水水库。汇水面积44km2，水库最大容量1200万m3，供下游三万亩农田灌溉和人畜饮用，同时该水库亦承担华能公司自备电厂供水任务。水坝为土质结构，坝高46.7m，长250m，坝面宽10m，坝底及周围岩石为延安组第三段极弱含水层段。库底被泥沙淤积，库底标高1111.74m。洪峰期最高水位1127.74m，枯水期水位标高1121.74m，蓄水量154299万m3，一般225万m3。1.1.4矿区概况1.矿区开发情况（1）矿区总体规划2004年7月，陕西煤业集团委托中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司编制了神府矿区南区总体规划。陕北侏罗纪煤田神木北部详查勘探区位于陕北侏罗纪煤田之北部，位于陕西省榆林市神木县北部，属大柳塔、孙家岔、中鸡、麻家塔乡辖区，地理坐标，东经1100511026北纬38523927之间。东以悖牛川、窟野河为界，北达陕蒙边界，西以60、32、54号孔连线为界，南以麻家塔沟与60号孔连线为界。详查勘探区南北长64km，东西宽8.525km，面积1267km2。神府矿区南区属陕北侏罗纪煤田神木北部详查区的一部分，位于神木北部详查区之南部，行政区划隶属神木县孙家岔、店塔、麻家塔管辖。矿区范围：北至朱盖塔井田，南以神木北详查区南界为界，东至窟野河及其上游乌兰木伦河，西以神木北部详查区西界为界。规划区南北长约32km，东西宽约19km，面积约625.67km2。矿区设计生产总规模34.00 Mt/a。共划分4个矿井，分别为柠条塔（12.0Mt/a）、张家峁（6.0Mt/a）、孙家岔（4.0Mt/a）和红柳林矿井（12.0Mt/a）。该总体规划由国家发展和改革委员会以发改能源20061621号关于陕西省神府矿区南区总体规划的批复通过审批。根据陕西省神府矿区南区总体规划，张家峁井田北以137、134号钻孔连线与孙家岔井田相邻，东以乌兰木伦河、5-2号煤层火烧边界为界，南以坐标点（x=4314673，y=37437000）与坐标点 （x=4314870，y=37446030）连线与红柳林井田相邻，西以144、198号钻孔连线与柠条塔井田为界。井田南北长约17.2km，东西宽约10.4km，面积145.6km2。（2）矿区开发现状神府矿区南区有生产煤矿44处，大多为乡镇小煤矿，主要分布在考考乌素沟两侧及乌兰木伦河西侧，大多开采2-2、3-1煤层，生产规模一般为0. 030.15Mt/a左右。位于考考乌素沟北侧石窑湾附近的海湾矿井隶属于神府开发区海湾矿业有限责任公司，设计生产能力初期0.30Mt/a，后期滚动发展至1.50 Mt/a。矿井采用平硐开拓，主要开采4-2上、5-2煤，井下布置长壁工作面，爆破落煤；后期拟采用高档普采、综采。龙华煤矿、大哈拉煤矿位于原孙家岔精查勘探区内，龙华煤矿隶属于神木县煤焦电有限责任公司，设计生产能力0.60Mt/a，井田面积5.86km2，保有储量11.04Mt；大哈拉煤矿隶属于陕北矿业管理局，设计生产能力0.30Mt/a，井田面积3.32km2，保有储量9.66Mt。乡镇及个体小煤矿多采用斜井，开采煤层露头、火烧残留煤、河滩出露煤，多数开采2-2或3-1煤。小煤矿开采技术条件简单，生产设备简陋，多为人工打眼放炮，房柱式开采。2.矿区经济情况（1）农作物与畜牧业张家峁井田地处陕西北端的神木县，区内民风淳朴，热情好客，社会风气良好。土地贫瘠，农作物有谷子、糜子、大豆等，经济作物有葵花籽、海红果及少量花生等。畜牧业以羊、牛、猪为主。（2）矿产本区主要矿产为煤，具有埋藏较浅、地质构造简单、煤质优良、易开采之特点。是动力、气化、液化、化工、建材等理想用煤。其它矿产少量，位于煤系底部的石英砂岩二样化硅含量在97%以上，是良好的玻璃工业原料，由于埋藏较深，目前尚无开采利用价值。（4）经济发展情况自改革开放以来，尤其是从八十年代煤炭资源开发以后，矿区经济、社会面貌发生了较大的变化，经济建设出现了新的局面。随着神府矿区的开发和神朔、神包铁路的建成通车，特别是神府矿区的开发及神府经济开发区锦界工业园的建设，煤炭已成为当地国民经济的第一大产业支柱，也成为陕北榆林能源重化工基地建设的核心产业。神木是中国新型煤都，工业以煤炭为龙头，按照煤电、煤化工和载能三个方向转化，形成了煤炭、电力、煤化工、载能、建材等五大支柱产业。煤炭产业是神木工业的龙头。县境内煤炭产量达到86Mt，其中地方33Mt，是全国产煤第一大县。近几年来，全县国民生产总值呈直线增长之势，经济发展速度年均超过25%，2005年，全县国内生产总值80亿元，财政收入19.8亿元，其中地方财政收入6.7亿元，跻身于西部百强县行列。在2005年公布的西部竞争力百强县评比中，神木位居第15位，全国第188位。3.矿井建设和生产主要材料的来源井田周围无建筑材料生产基地，矿井建设所需的主要建筑材料如钢筋、水泥、木材等均需由外地调入。砖、瓦、沙石等大宗建筑材料可以由外地采购调入，也可以在矿区附近自筹建厂生产，为矿井建设提供部分建筑材料。4.水源和电源来源(1) 供水条件第四系风沙滩地区的松散含水层，在低洼处可形成富水地段，据N355号孔抽水资料，单位涌水量为1.637L/sm。C35号孔对喇嘛寺附近的河谷区冲、洪积层进行了抽水试验，单位涌水量为0.405L/s，出露在此层的q08号泉，流量14.5L/s，可在上述第四系松散层潜水的富水地段凿井取水。其他地表水如常家沟水库、考考乌素沟、窟野河等经蓄水净化即可作为矿井临时性供水水源。利用地表水将与下游农田灌溉发生矛盾，河水流量变化较大且携带大量沙。因此，需筑坝截流，储水调节。矿井井下正常涌水量4080m3/d，经处理后水质达到井下消防和洒水水质标准，可作为井下消防洒水水源和地面生产系统补充水。(2) 供电条件为满足张家峁矿井的用电，榆林供电局在矿井东北方向约3km处新建神木张家峁110kV变电所，内设2台变压器，型号为SSZ10-31500/110，容量均为31.5MVA，电压等级为110/35kV，其一回110kV电源引自神木北郊110kV变电所，输电线路为LGJ-300/8km；另一回110kV电源引自神恒源电厂，输电线路为LGJ-300/15km，110kV为双母线接线，35kV及10kV为单母线分段接线，35kV规划6回出线，本期上3回，给张家峁矿2个间隔。该站现已投运。因此，矿井供电电源可靠。 1.2矿井地质特征1.2.1地层张家峁井田内地表大部分为第四系风成沙及黄土所覆盖，基岩多出露于较大的沟谷之中，依据地表出露和钻孔揭露，地层由老到新有：中生界三迭系上统延长组；侏罗系中统延安组、直罗组；新生界新近系、第四系，现由老到新叙述如下： 三迭系上统延长组(T3y)为煤系沉积基底，井田内地表未见出露，据钻孔揭露，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、球状菱铁矿结核及泥岩包裹体。厚度不详侏罗系下统富县组(J1f)与下伏延长组呈假整合接触，主要出露于窟野河两岸及考考乌苏沟下游。从钻孔资料分析，井田内西北部厚而东南部薄，厚度2.9128.20m，平均厚度8.44m。上部岩性为薄层黑色泥岩、粉砂岩；下部为中粒石英砂岩，一般厚度35m，颜色为浅灰白色、微带浅灰褐色，泥质胶结，疏松，质地较纯，石英含量较高。侏罗系中统延安组(J2y)整合于富县组之上，是井田的含煤地层，厚度28.80m225.52m。因遭受剥蚀作用不同，总体上由西向东、由北到南地层逐渐变薄，特别是考考乌素沟一带厚度急剧变薄。井田大部为上覆松散地层掩盖，仅沟谷中不连续出露。本组地层系一套陆源碎屑沉积，岩性以浅灰色中细粒长石砂岩、岩屑长石砂岩、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、枕状或球状菱铁矿结核。侏罗系中统直罗组（J2z）假整合于延安组地层之上，因受后期剥蚀作用强烈，仅在井田西南和西北部局部地段保留部分地层，最大厚度43.80m，平均厚度为21.91m。上部为灰绿或兰灰色砂质泥岩、粉砂岩，含菱铁矿结核。下部为灰白色，局部灰绿色中粗粒长石砂岩，夹绿灰色泥岩，具大型板状斜层理，或不显层理，含植物茎叶化石、镜煤团块及黄铁矿结核，底部砂岩偶含石英砾石，砾径2mm至15cm不等。新近系保德组（N2b）主要分布在黄土梁峁丘陵区，厚度068.18m，一般厚度5.0030.00m，出露于各大沟谷两侧及梁峁顶部。岩性为浅棕红色粘土、亚粘土，夹多层钙质结核层，结核层厚度一般0.40m左右，粘土层厚度0.502.00m，呈互层状，结构紧密，具粘滑感，塑性好。地貌上多冲蚀为“V”型沟谷。在西南部底部有薄层浅灰色砂砾石层，砾石成份复杂，砾径一般0.51.0cm左右，分选极差，滚园度差，半固结状，厚度极不稳定。第四系（Q）(1) 中更新统离石组(Q2L)厚度050m，一般厚度510m，出露于梁峁区，覆盖区钻孔可见。为棕黄色黄褐色亚粘土，局部夹灰黄色亚沙土和古土壤层，无层理，质地均一，上部含有零星分布的钙质结核，有稀疏的垂直节理。(2) 上更新统萨拉乌苏组(Q3s)厚度025.31m，一般厚度210m，出露于梁峁鞍部或相对平缓地带，属湖相沉积。上部为灰褐色粉沙与亚沙土互层；中下部为细沙及粉沙互层，间夹薄层状黑色粉细沙透镜体，具明显的水平层理和波状层理。(3) 上更新统马兰组(Q3m)厚度015.0m，平均8m，出露于沟谷两侧。岩性为灰黄色、灰褐色亚沙土及粉沙，岩性较均一，结构疏松。(4) 全新统(Q4)风积层(Q4eol)：厚度028.0m，一般厚7.72m，为灰黄色半固定沙流动沙，以细粒沙为主，圆度好，零星分布于区内不同地貌单元之上。冲积层(Q4al)：为沙、砾等河流冲积物，分布于常家河、考考乌素沟及各支沟地带，厚度08.14m，一般厚度210m。1.2.1.3 含煤地层延安组含煤岩系为一套内陆浅水湖泊三角洲相沉积，横向相环境变化大，但以可采煤层为特征的垂向层序结构却十分清晰。因此，依据岩性特征自下而上划分为五个中级旋迴，含5个煤组。自上而下编号为15号煤层，主要可采煤层均位于旋迴岩段顶部。各段岩性分述如下：（1）延安组第一段(J2y1)厚度28.27m54.13m，平均35.14 m，北厚南薄，该段中下部以厚层状灰白色中细粒砂岩为主，砂岩的上部及下部常有深灰色粉砂岩、石英杂砂岩。中部为细粒砂岩、粒度上粗下细，泥质胶结，中夹泥岩条带，微波状、水平层理，粉砂岩、泥岩、细粒砂岩具水平纹理。含5煤组，编号为5-1、5-2、5-3、5-4。（2）延安组第二段(J2y2)该段厚度60.5784.19m，平均70.12m。细碎屑岩含量高，以灰色细粒长石岩屑砂岩及粉砂岩为主，次为中粒岩屑砂岩，夹多层薄煤、泥灰岩，含菱铁质透镜体，偶见瓣鳃类动物化石为特征。旋迴结构较复杂，自下而上可分为三个亚旋迴。第一亚旋迴自延安组5-2煤层顶界至4-4煤顶，厚28.1047.77m，平均厚度36.26m。底部为深灰色粉砂岩及泥岩，厚度0.55.50m；其上为浅灰色中细粒岩屑砂岩，泥钙质胶结，中夹多层薄层粉砂岩或泥灰岩，再上为三角洲平原沉积的粉砂岩及泥岩，顶部为4-4煤层。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。该旋迴砂岩分选中等，磨圆较差。第二亚旋迴自4-4煤层顶界至4-3煤层顶界，厚度11.7521.69m，平均厚度15.84m。岩性以浅灰色粉砂岩，灰黑色砂质泥岩、泥岩为主，夹浅灰白色细粒砂岩， 4-3煤层位于顶部。第三亚旋迴自4-3煤层顶界至4-2煤层顶界，厚度14.0027.50m，平均厚度19.69m。底部为一厚层中、细粒长石岩屑砂岩，分选好，岩性均一，泥质胶结。其上为浅灰色粉砂岩及泥岩，顶部含4-2煤层。（3）延安组第三段(J2y3)该段厚度40.0151.70m，平均46.97m。厚度相对稳定，是个完整单旋迴结构。岩性组合全井田基本相同，以浅灰灰色粉砂岩、砂质泥岩为主，层段的中部为中厚层状浅灰色中、粗粒长石、石英砂岩，发育条带状、缓波状、似水平层理及小型交错层理，并有大量虫孔构造，含较多球状菱铁矿及根土岩，3-1煤层位于顶部。在3-1煤层下3.06.0m处，有一薄煤层，层位稳定，全区可见，编号为3-2煤层，可做为3-1煤层对比的辅助标志。（4）延安组第四段(J1y4)后期遭受剥蚀，区内保存不全。厚度34.6243.82m，平均39.64m。岩性以厚层状浅灰色中细粒长石岩屑砂岩为主，下部为浅灰色粉砂岩、砂质泥岩、细粒砂岩，呈不等厚互层；上部以灰色粉砂岩、泥岩为主，夹灰色细粒砂岩薄层。2-2煤层位于顶部。地 层岩 性 特 征厚 度(m)分布范围界系统组新生界第四系全新统(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。060基本全区分布上更新统(Q3)马兰组(Q3m)灰黄灰褐色亚沙土及粉沙，均质、疏松、大孔隙度。030零星分布萨拉乌苏组(Q3s)灰黄褐黑色粉细沙、亚沙土、砂质粘土，底部有砾石。0160零星分布中更新统(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。20165基本全区分布新近系上新统(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。0110基本全区分布侏罗系中统（J2）直罗组(J2z)紫杂泥岩、砂质泥岩、砂岩，底部有时有砂砾岩。70134局部分布延安组(J2y)浅灰深灰色砂岩及泥岩、砂质泥岩，含多层可采煤层，是盆地的主要含煤地层，最多含可采煤层13层，一般36层，可采总厚最大27m，单层最大厚度12m。150280全区分布下统(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。035基本全区分布厚度不稳定三叠系上统(T3)延长组(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。88200矿区东南部沟谷出露1.2.1地质构造 矿区构造依据鄂尔多斯盆地聚煤规律及煤炭资源评价(中国煤田地质总局著)国家类地质科研成果，矿区位于东胜靖边单斜构造的陕北斜坡之上。三迭纪以前，整个鄂尔多斯盆地为华北地台的一部分，地层结构、岩性、岩相与华北地台一致。中石炭世时，随着频繁的海进和海退，沉积了石炭二迭系海陆交互相煤系地层。至三迭纪中晚期，包括本区在内的晋陕蒙宁地区才逐渐与华北地台分离解体，形成了独立的内陆盆地鄂尔多斯盆地。晚三迭世瓦窑堡期，随着短暂的下沉，出现了区域上的第二次聚煤作用，在盆地中部的子长县一带形成了瓦窑堡煤系沉积。受印支运动影响，盆地隆起，再次遭受剥蚀，随后又开始了缓慢的沉降。中侏罗世，在起伏不平的三迭系剥蚀面上沉积了侏罗系中统延安组煤系地层，第三次煤炭聚积形成。神府矿区北部的大柳塔镇，发育有近东西向和北西南东向的正断层并延伸到新民矿区北部宽。断层倾向或南或北，断距最大可达70m左右。神府矿区南部构造相对简单，未见断层，属构造相对稳定区域。历史上多次构造运动对其影响甚微。主要表现为垂向的升降运动，形成了一系列沉积间断的假整合与不整合面，无岩浆岩活动。总体上为向西缓倾的单斜构造，走向和倾向伴有宽缓的波状和微波状起伏。地层倾角一般为1左右，局部地段可达3，坡降517。 井田构造本井田内先期开采地段以南地层西倾，井田北部及考考乌素沟以北地层急剧北倾，同时伴有宽缓起伏。地层倾角小于3，一般倾角12。各期次地质勘探工作均未见到断层及岩浆岩，故属构造简单一类区。综合地质柱状图1.2-11.2.2 地质构造1.2.2.1 矿区构造依据鄂尔多斯盆地聚煤规律及煤炭资源评价(中国煤田地质总局著)国家类地质科研成果，矿区位于东胜靖边单斜构造的陕北斜坡之上。三迭纪以前，整个鄂尔多斯盆地为华北地台的一部分，地层结构、岩性、岩相与华北地台一致。中石炭世时，随着频繁的海进和海退，沉积了石炭二迭系海陆交互相煤系地层。至三迭纪中晚期，包括本区在内的晋陕蒙宁地区才逐渐与华北地台分离解体，形成了独立的内陆盆地鄂尔多斯盆地。晚三迭世瓦窑堡期，随着短暂的下沉，出现了区域上的第二次聚煤作用，在盆地中部的子长县一带形成了瓦窑堡煤系沉积。受印支运动影响，盆地隆起，再次遭受剥蚀，随后又开始了缓慢的沉降。中侏罗世，在起伏不平的三迭系剥蚀面上沉积了侏罗系中统延安组煤系地层，第三次煤炭聚积形成。神府矿区北部的大柳塔镇，发育有近东西向和北西南东向的正断层并延伸到新民矿区北部宽。断层倾向或南或北，断距最大可达70m左右。神府矿区南部构造相对简单，未见断层，属构造相对稳定区域。历史上多次构造运动对其影响甚微。主要表现为垂向的升降运动，形成了一系列沉积间断的假整合与不整合面，无岩浆岩活动。总体上为向西缓倾的单斜构造，走向和倾向伴有宽缓的波状和微波状起伏。地层倾角一般为1左右，局部地段可达3，坡降517。3. 井田构造本井田内先期开采地段以南地层西倾，井田北部及考考乌素沟以北地层急剧北倾，同时伴有宽缓起伏。地层倾角小于3，一般倾角12。各期次地质勘探工作均未见到断层及岩浆岩，故属构造简单一类区。1.3 矿体赋存条件特征及开发技术条件1.3.1煤层及煤质 可采煤层井田可采和局部可采煤层共有7层，分别为2-2、3-1、4-2、4-3、4-4、5-2、5-3号煤层，分述如下：（1）2-2煤层位于延安组第四段顶部，井田内埋藏深度0.0097.75m，底板标高11821154m，煤层厚度5.269.85m，平均厚度6.49m，2-2煤层极差4.59m。该煤层沉积稳定，厚度变化幅度较大，区内大面积自燃，局部有保留。该煤层结构较复杂，一般含夹矸23层，夹矸岩性以泥岩和粉砂岩为主，次为炭质泥岩。为区内局部可采煤层，可采面积11.246km2。其它地段，大面积剥蚀或自燃。井田内平面自燃宽度不等，2016000m(井田北部)。局部有残留，残留区煤层厚度变化大，据钻孔揭露最大残留厚度3.63m，最小1.85m。与3-1煤层间距22.7236.81m，平均间距27.96m。（2）3-1煤层位于延安组第三段顶部，井田内埋藏深度0.00m107.87m，底板标高11231173m，煤层厚度2.343.10m，平均厚度2.82m。厚度变化幅度小，一般不含夹矸，结构简单。局部地段顶部或底部含有一层夹矸，夹矸岩性为深灰色泥岩或粉砂岩。直接顶板以粉砂岩为主，其次为泥质岩、中粒砂岩、细粒砂岩；底板岩性以粉砂岩和泥岩为主，次为细粒砂岩。为沉积稳定的局部可采中厚煤层。可采面积22.994km2。井田东部遭受自燃及剥蚀，平面自燃宽度0.004400m。该煤层下部35m处有一层0.20m左右的薄煤层，是该煤层对比的辅助标志，与4-2煤层间距33.1257.41m，平均间距44.35m。（3）4-2煤层位于延安组第二段顶部，井田内埋藏深度0.00263.13m，底板标高10751155m，煤层厚度1.704.05m，平均厚度3.34m。厚度变化幅度较大。煤层结构较复杂，含夹矸03层，一般23层，夹矸岩性多为粉砂岩，少数为炭质泥岩。顶板岩性多为细粒砂岩、粉砂岩，次为泥岩；底板岩性以粉砂岩为主，其次为泥岩及粉砂岩。为基本全区可采薄中厚煤层，可采面积39.994km2。在ZH31、ZH33等钻孔一带煤层小范围分岔，下分层厚度0.201.41m。与4-3煤间距13.2026.11m，平均间距16.75m，东部大面积自燃，平面自燃宽度0.001100m。（4）4-3煤层位于延安组第二段中部，井田可采范围内埋藏深度0.00170.36m，底板标高10551110m，煤层厚度0.101.90m，平均厚度1.28m，极差1.80m，标准差0.19，说明该煤层在井田范围内沉积不稳定。可采范围内煤层极差0.80m，标准差0.05，厚度变化不大。属大部可采的薄中厚煤层，可采面积29.617km2。4-3号煤层结构简单，一般不含夹矸，顶板以浅灰色厚层状中细粒长石砂岩为主，次为粉砂岩、泥岩；底板多为泥岩、粉砂岩，富含植物化石。与44煤层间距9.3519.04m，平均间距14.56m。平面自燃宽度较小，一般不超过100m。（5）4-4煤层位于延安组第二段中下部，井田内埋藏深度49.60184.17m，底板标高10421118m，煤层厚度0.101.20m，平均厚度0.79m，极差1.10m，标准差0.23，说明该煤层在全井田范围内沉积不稳定。可采范围内厚度变化幅度仅有0.40m，结构简单，一般不含夹矸，中部泥、铁质含量较高，测井曲线有反映。顶底板岩性多为水平层理特别发育的泥岩或粉砂岩。可采区分布于井田中部，属大部可采的薄煤层，可采面积38.581km2，与5-2煤层间距28.2754.13m，平均间距35.14m。平面自燃宽度较小，一般不超过100m。（6）5-2煤层位于延安组第一段中部或上部，井田内埋藏深度0.00220.89m，底板标高10041080m，煤层厚度2.477.35m，平均厚度5.66m，极差1.80，标准差1.61，说明该煤层厚度变化较大。属沉积稳定的全区可采中厚厚煤层。先期开采地段煤层厚度5.556.35m，平均厚度6.09m（31个见煤点），可采面积为17.168 km2。区内由西向东呈分岔状，分岔区上分层编号为5-2、下分层编号为5-3煤层。5-2煤层结构简单，大多数见煤点不含夹矸，部分煤层底部含1层夹矸，夹矸厚度一般为0.100.20m。直接顶板以粉砂岩和砂质泥岩为主，其次为中粒砂岩和细粒砂岩。底板以粉砂岩为主，次为泥岩。分岔区与5-3煤层间距0.904.29m，平均间距为1.85m。平面自燃宽度较大，一般在200.002000m之间。（7）5-3煤层位于延安组第一段中下部，是5-2煤层的下分层，也是井田内最下部一层可采煤层。埋藏深度134.00m207.60m，底板标高1010m1080m，厚度0.451.10m，平均厚度0.88m。属沉积较稳定的局部可采薄煤层，可采范围不连续。5-3煤层极差0.65m，可采范围内厚度变化幅度0.30m。该煤层结构简单，大多数见煤点含有1层夹矸，夹矸厚度一般为0.050.10m。直接顶板以粉砂岩和砂质泥岩为主；底板以粉砂岩为主，次为泥岩。由于与5-2煤层间距较近，平面自燃宽度与5-2煤层相当。井田可采煤层特征详见表1.3-1。煤层编号煤层厚度(m)最小最大平均煤层结构煤层间距(m)最小最大平均可采程度2-25.269.856.49结构较复杂，含夹矸23层。22.7236.8127.96局部可采3-12.343.102.82结构简单，一般不含夹矸。局部可采33.1257.4144.354-21.704.053.34结构较复杂，含夹矸23层。基本全区可采13.2026.1116.754-30.101.901.28结构简单，一般不含夹矸。大部可采9.3519.0414.564-40.101.200.79结构简单，一般不含夹矸。大部可采28.2754.1335.145-22.477.355.66结构简单，一般不含夹矸，个别含12层夹矸。全区可采0.904.291.825-30.451.100.89结构简单，含1层夹矸或不含夹矸。局部可采 煤质1工业分析(1) 分析基水份(Mad)、全水份(Mt)本区各煤层原煤水份(Mad)平均含量变化范围为8.377.10%，变化范围不大。各层煤相比较，水份含量变化规律明显，基本上是由上至下水份含量逐渐减少。浮煤分析基水份一般也有所降低。综合平均值在7.645.72%之间。以往在井田内小煤矿中采取了2-2、3-1、5-2号煤层全水分煤样，其中：2-2、5-2煤层各一个样，3-1煤层2个样品。经测试2-2煤层全水分含量为8.20%、3-1煤层全水分含量为8.00%和8.33%、5-2煤层全水分含量为7.25%。除5-2煤层属低全水分外，其余各煤层均属中等水分煤级别。(2) 原煤灰分(Ad)产率2-2号煤层：灰分产率在3.869.79%之间，平均值7.22%，属特低灰分煤； 3-1号煤层：灰分产率在2.7016.16%之间，平均值6.19%，属特低灰分煤，是张家峁井田灰分产率最低的煤层；4-2号煤层：灰分产率在3.4015.82%之间，平均值7.10%。属特低灰分煤；4-3号煤层：灰分产率在3.4125.49%之间，平均值8.93%，属特低灰分煤层。区内大部分为特低灰分煤区，低、中灰分煤区仅呈孤立点状小范围分布；4-4号煤层：灰分产率在2.4630.67%之间，平均值13.92%，属低灰分煤级别，为勘查区灰分最高、变化最大的煤层；5-2号煤层：灰分产率在3.0111.41%之间，综合平均值为6.09%，属特低灰分级别煤层。各煤层经1.40比重液冼选后，灰分平均值处于2.95%3.55%之间，均属特低灰分煤层。(3) 浮煤挥发分产率(Vdaf)区内各层煤原煤干燥无灰基挥发分综合平均值处33.8538.89%之间，浮煤干燥无灰基挥发分综合平均值处于33.7238.34%之间。2-2、3-1号煤层浮煤挥发份产率分别为38.34%、37.71%，属高挥发份煤层； 4-2、4-3、4-4、5-2煤层分别为36.48%、34.66%、 33.72%和34.44%，属中高挥发份煤层。(4) 煤中硫分(St.d)井田内各煤层原煤全硫含量(St.d)平均值处于0.27%0.39%之间，变化幅度很小，均属特低硫煤级别。各煤层经1.4g/cm3的密度液洗选后，浮煤硫分均有不同程度的降低，其值在0.22%0.30%之间。各煤层原煤各种形态硫以有机硫及硫化铁硫为主，综合平均值分别为0.140.22%及0.050.14%；硫酸盐硫含量极少，仅为0.0050.03%。浮煤各种形态硫以有机硫为主，综合平均值为0.150.24%，硫酸盐硫及硫化铁硫含量极微，分别为 0.0050.02%及0.030.05%。2有害元素(1) 磷(Pd)各煤层原煤磷含量平均值为0.00130.012%，其中5-2号煤层含量为0.012%，属低磷煤，其它各煤层均为特低磷煤。(2) 砷(Asad)各煤层原煤砷含量极微，综合平均值在0.52ppm之间。均属于一级含砷煤。井田内各层煤均符合工业酿造和食品加工业用煤砷含量不得超过8ppm的质量要求。(3) 氟(Fad)原煤中氟含量平均值在2272ppm之间。氟是化学活性很强的非金属元素。煤燃烧后，仅有5%的氟化物残留在煤灰中，95%的氟化物多以SiF4H2F2等形态挥发出来而污染环境。(4) 氯(Cld)各层煤原煤氯含量综合平均值在0.020.064%之间，大部属特低氯煤级别，仅5-2煤属特低氯煤级别。各层煤经1.4比重液洗选后，磷、砷、氟、等有害元素值均有不同程度的降低。3煤灰成分及煤灰熔融性(ST)井田内各层煤中无机矿物质含量特点是硅铝酸盐矿物含量较高，其次为碳酸盐矿物，硫化物含量最低。各煤层煤灰中碱性氧化物（Fe2O3+ CaO+MgO+K2O+Na2O）含量为11.0347.23%， 4-4煤层含量最低；酸性氧化物（SiO2+Al2O3+TiO2）为41.2484.3%，4-4煤层含量最高。碱性氧化物中氧化钾和氧化钠含量分别为0.191.15%及0.050.71%。剖面上含量变化较小，各层煤差别不大。各层煤煤灰软化温度(ST)平均值在11841283之间。其中：2-2、3-1、4-2、4-4、5-2煤层属较低软化温度灰，4-3煤层属中等软化温度灰。井田可采煤层煤质特征详见表1.3-2煤层号水 份Mad(%)灰 份Ad(%)挥 发 份Vdaf(%)全 硫Std(%)发 热 量Qgr.d(MJ/kg)磷Pd(%)视 密 度ARD粘结指数GRI2-2原煤7.61-9.378.10(5)3.86-9.797.22(8)36.31-40.5838.89(8)0.25-0.520.39(8)28.60-32.1429.68(7)0.000-0.0020.0013(2)1.27-1.311.29(6)浮煤6.05-8.957.64(8)2.36-3.572.97(8)35.92-40.6238.34(8)0.19-0.270.24(8)31.53-32.0831.90(6)0(0)3-1原煤6.28-10.53 8.37(19)2.70-16.16 6.19(19)35.13-40.35 38.04(19)0.25-0.81 0.35(19)28.01-36.09 32.01(19)0.00-0.01 0.00(17)1.25-1.30 1.28(12)浮煤3.91-9.25 7.06(19)2.13-5.34 2.95(19)35.43-38.61 37.71(19)0.04-0.31 0.25(19)31.42-36.1632.99(11)0-0.070.004(18)4-2原煤5.78-10.48 7.65(52)3.40-15.82 7.10(53)33.30-39.47 36.81(53)0.17-0.36 0.27(52)27.24-32.74 30.51(53)0.001-0.021 0.009(46)1.24-1.34 1.28(22)浮煤2.90-8.56 6.16(53)2.32-4.37 3.34(52)33.97-38.79 36.48(52)0.16-0.28 0.22(51)31.23-34.8131.82(33)0(43)1.3.2水文地质张家峁井田位于神府矿区的南部，处于矿区水文地质分区的过渡地带，具有上述矿区三种不同的水文地质分区特征。以昌城、郭山任圪塔至常家沟水库一线为界。西南为风沙滩地区，东北为黄土梁峁丘陵区，河谷区位于井田中部的考考乌素沟和南部的常家沟沟谷地段。因此，本井田水文地质条件既符合区域水文地质的一般规律，又具有其特殊性。 含（隔）水层段的划分及其水文地质特征 1、松散层孔隙含水层（1）第四系全新统冲、洪积层（4al+pl）中等富水性含水层主要分布于考考乌素沟、常家沟两侧河漫滩和一级阶地之上，分布不连续，厚度变化较大（08.14m）。上部为浅黄灰色粉细砂及亚砂土；下部为细、中粒砂和含卵砂石层。卵砂石成分以砂岩碎块、烧变岩块及钙质结核为主。砾径一般0.020.06m，圆度和分选性较差。水位埋藏深度13m，富水性受含水层厚度及分布范围所控制，即含水层厚度大，分布面积广，涌水量则大。以往井田北部的考考乌素沟有两个水文孔对该层段进行了抽水试验。另外，井田西南部地表常有210m的风积沙，由于风积沙结构松散，孔隙大，透水性强，故在低洼地带易形成孔隙潜水。（2）第四系上更新统萨拉乌苏组（Q3s）强富水性含水层主要分布于井田西南部，该组厚度025.31m，一般厚度210m。上部为灰褐、灰黑色粉细砂夹亚砂土及砂质亚粘土；中、下部为黄褐色中粗粒砂，具有水平层理，夹亚粘土及淤泥条带或透镜体，结构疏松、透水性好。在地形低洼处，有利于地下水的汇集和储存，含水丰富，并与上覆风积沙常构成同一含水层。例如：井田西部边界附近的N355号钻孔，揭露该含水层段厚度为17.49m，其上，覆盖有12.58m厚的风积沙，水位埋深5