中国矿业大学毕业设计

1、中国矿业大中国矿业大学（北京）成人高等教学（北京）成人高等教育育 本本科科生生毕毕业业 设设计计（论论文文 ） 函授站（点）：函授站（点）：中国矿业大中国矿业大学（北京）山西函授站学（北京）山西函授站 姓姓 名名： 窦窦利利军军 专专 业：业： 采矿工程采矿工程 学学 历历 层层 次：次： 专升本专升本 完完 成成 日日 期：期： 20142014 年年4 4 月月 2525 日日 2 中国矿业大中国矿业大学（北京）成人高等教学（北京）成人高等教育育 本本( (专专) )科生毕业设科生毕业设计（论文）计（论文） 中 文 题 目： 安太堡煤矿矿井设计（6.0Mt/a） 英 文 题 目： Desi

2、gn of antaibao coal mine (6.0Mt/a) 函授站（点）： 中国矿业大学（北京）山西函授站 姓 名： 窦利军 学 号： 1299214564 专 业: 采矿工程 班 级: 采矿 122305 指 导 教 师： 职 称： 完 成 日 期： 2014 年 4 月 25 日 3 中国矿业大中国矿业大学（北京）成人高等教学（北京）成人高等教育本科生育本科生 毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）任务书 函授站（点）中国矿业大学（北京）山西函授站 专业 采矿工程 班级 采矿 122305 学生姓名 窦利军 学生联系电话学生邮箱 任务下达日期： 2013

3、 年 12 月 5 日 完成日期： 2014 年 4 月 25 日 题目：安太堡矿矿 井设计（6.0Mt/a） 主要内容和要求：分析设计在建井过程中和在实际生产中，影响煤矿 建设和生产的因素。能提出可靠实际的解决方案指导建设生产，保证 矿井安全及生产效益。 4 函授站（点）负责人签字: 指导教师签字： 中国矿业大中国矿业大学（北京）成人高等教学（北京）成人高等教育本科生育本科生 毕业设计（论文）指导教师评毕业设计（论文）指导教师评阅书阅书 函授站（点）中国矿业大学（北京）山西函授站 专业 采矿工程 班级 采矿 122305 学生姓名 窦利军 题目：安太堡煤矿矿井设计（6.0Mt/a） 指导教师

4、评语： 成 绩: 5 指导教师签字： 年 月 日 中国矿业大中国矿业大学（北京）成人高等教学（北京）成人高等教育本科生育本科生 毕业设计（论文）评阅教师评毕业设计（论文）评阅教师评阅书阅书 函授站（点）中国矿业大学（北京）山西函授站 专业 采矿工程 班级 采矿 122305 学生姓名 窦利军 题目: 安太堡煤矿矿井设计（6.0Mt/a） 评阅教师评语： 6 成 绩: 评阅教师签字： 年 月 日 中国矿业大中国矿业大学（北京）成人高等教学（北京）成人高等教育本（专）科生育本（专）科生 毕业设计（论文）答辩及综合毕业设计（论文）答辩及综合成绩成绩 函授站（点）：中国矿业大学（北京）山西函授站 学生

5、姓名 :窦利军学号：1299214564 专业：采矿工程 班级：采矿 122305 题目：安太堡煤矿 矿井设计（6.0Mt/a） 设计说明书（论文）：89 页， 图纸： 张， 其它材料: 答 辨 情 况 （本 科） 回 答 问 题 提 出 问 题 正 确 基本 正确 有一 般性 错误 有原 则性 错误 回答 不清 答辩成绩（本科）： 答辩小组长（本科）： 年 月 日 指导教师评价成绩： 指导教师： 年 月 日 评阅教师评价成绩; 评阅教师: 年 月 日 答辩委员会评语及建议成绩： 答辩委员会主任： 7 年 月 日 学院（函授站）领导小组综合评价成绩: 学院（函授站）领导小组负责人： 年 月 日

6、 摘要 本设计为平朔安太堡井工矿 6.0Mt/a 新井设计。 平朔安太堡安太堡井工矿位于平朔矿区的西北部，朔州市西北约 28km处，井坪镇东北约 6km 处，行政区划隶属于山西省朔州市平鲁区管 辖。井田南北宽4.76.6km，东西长 7.9km，面积约 28.5km2。主采煤层 为4 号煤、9 号煤和 11 号煤，4 号煤平均厚 11.7m，9 号煤平均厚 12.5m，11 号煤平均厚 3.3m，井田地质条件简单。矿井工业储量为 648.73Mt，可采储量 440.75Mt。矿井正常涌水量为 500m3/h，最大涌水量 为 800m3/h。矿井瓦斯涌出量低，为低瓦斯矿井。 矿井为斜井单水平开拓

7、，大巷采用胶带输送机运煤，辅助运输采用无 轨胶轮车，矿井通风方式为中央并列式通风。一矿一面，矿井采用倾斜长 壁综合机械化放顶煤开采法，一次采全高。 矿井年工作日为 330d，每天净提升时间 16h。矿井工作制度采用“三 八”制，两班生产、一班准备。 依据井田煤层的实际情况，设计对水平划分提出三个方案： 方案一： 设计井田划分成 3 个水平， 即主采煤层4、9、11 号煤层分别设置水 平进行开采，各水平均设置主运输、辅助运输、回风大巷。 方案二： 设计井田划分成一个水平，即主采煤层9 号煤层设为主水平，4、11 号煤层分别设辅助水平。4 号煤层中设置运输、辅助运输、回风三条大巷， 11 号煤层中

8、设置辅运大巷和回风大巷。4 号煤层各大巷通过溜煤眼、辅运 上山、回风上山与9 号煤层大巷联系。 方案三： 8 设计井田划分成 2 个水平，即主采煤层4 号煤层为一个水平，9、11 号煤层采用联合布置，主水平设在11 号煤层中，9 号煤设辅助水平。 4、11 号煤层中分别设置主运输、辅助运输、回风大巷，9 号煤层中设置 辅运大巷。4 号煤层各大巷通过溜煤眼、辅运上山、回风上山与11 号煤层 大巷联系。 方案一投资较大，各水平大巷均沿煤层布置，工作面巷道和大巷联系 简单，缺点为矿井开拓工程量大；11 号煤层在后期煤层较薄时为半煤岩 巷或岩巷，工作面巷道和大巷的联系为半煤岩巷；方案二投资最少， 4、

9、9、11 号煤联合布置，9 号煤层为特厚煤层，工作面巷道和大巷联系具 有系统简单，全部为煤巷的特点，4 号煤主运输通过集中煤仓下放到9 号 煤层主运大巷，11 号煤层通过工作面胶带机抬头与 9 号煤层大巷直接搭 接。方案三投资介于方案一和方案二之间，该方案主水平位于 11号煤层 中，该煤层在中后期为薄煤层，因此该方案半煤岩巷较多，岩石工程量大， 不利于巷道的快速掘进。 综合分析，方案二具有投资少，开拓工程量少，系统简单等优点，设 计推荐方案二。 以首采为例： 1. 运煤方式：回采工作面工作面运输巷9 号煤带式输送机大巷 主斜井胶带输送机煤门主斜井地面 2. 人员、材料及设备运输：副斜井9 号煤

10、西、南、东翼辅助运输大 巷工作面运输巷（双巷）和回风巷工作面 3. 通风方式：主斜井、副斜井主斜井胶带输送机煤门、9 号煤西翼 带式输送机大巷、9 号煤西翼辅助运输大巷9 号煤层工作面主、辅运输 巷工作面工作面回风巷9 号煤西翼回风大巷回风斜井风硐 关键词关键词：平朔安太堡工矿；斜井单水平开拓；中央并列式通风；盘区；综 采放顶煤 9 Summary This design designed for antaibao mining 6.0Mt/a new wells. Mine at pingshuo mine area of pingshuo ATB ATB wells Northwest o

11、f Shuozhou City, West 28km NATO Office, Peng Zhen Dong NATO 6km, administrative region under the jurisdiction of the Shuozhou City in Shanxi province pingluqu. Geological North-South width of 4.76.6km, West 7.9km, an area of 28.5km2. Main minable coal for coal, 4th, 9th, and 11 Coal, average thickne

12、ss of coal, 4th 11.7m,9 average 3.3M average thickness of coal, coal, 12.5M,11, simple field geological conditions. Coal mine industrial reserves of 648.73Mt, 440.75Mt of recoverable reserves. Mine water inflow normally 500m3/h, maximum 800m3/h of water. Mine gas emission low low gas mine. Single le

13、vel open up for mine inclined shaft and roadway of coal belt conveyor running, auxiliary trackless rubber-tyred locomotive, Central parallel ventilation in mine ventilation mode. Mine, mine uses longwall mining of fully mechanized top-coal caving mining method, cutting high. Mine years working for 3

14、30d, net time 16h each day. Mine working 38, prepared in two shifts, one class. Based on the actual situation of mine coal seam, design to the level of three programmes: Scenario one: 10 Design field is divided into 3 levels, namely the main minable coal seam, 4, 9, 11th respectively set level minin

15、g, each level set the primary transport, accessible transportation, air return roadway.、 Scenario two: Design mine field was divided into a level, namely the main minable coal set as primary level of 9th coal seam, coal seams located 4, 11th, secondary level. 4th transport, accessible transportation

16、, return air, set in the seam, three lanes, 11th set auxiliary shipping lanes and return air in coal seam roadway. 4th seam roadway through coal chute, auxiliary transported up the Hill, back up the Hill and 9th coal seam roadway link. Scenario three: Design mine field was divided into 2 levels, nam

17、ely the main minable coal seam, 4th level, seam, 9, 11th joint layout, the main horizontal seam, on the 11th, 9th coal set the secondary level. Seam, 4, 11th respectively in the main return air transportation, accessible transportation, roadway, setting auxiliary transport in 9th seam roadway. 4th s

18、eam roadway through the coal chute, auxiliary transported up the Hill, back up the Hill and 11th seam roadway link. Programme a investment larger, the level big lane are along seam layout, face roadway and big lane contact simple, disadvantages for mine pioneering engineering volume big; 11th, seam

19、in late seam more thin Shi for half coal rock lane or rock Lane, face roadway and big lane of contact for half coal rock lane; programme II investment at least, 4, and 9, and 11th, coal joint layout, 9th, seam for special thick seam, face roadway and big lane contact has system simple, all for coal

20、lane of features, 4th, coal main transport through concentrated coal warehouse decentralization to 9th, seam main games big Lane, 11th rise through conveyor in working face of coal seam directly with the 9th coal seam roadway of lap. Programme between three investment programmes and programme, the p

21、rogrammeHorizontal seam, at 11th and the seam in the middle and late for the thin coal seam, which has more of semi coal and rock roadway, a large quantity of rock engineering, to the detriment of roadway rapid excavation. Comprehensive analysis of programme II with less investment, less preparation

22、 works, System advantages of simple design featured programme II. First, for example: 1. coal-carrying method: faces 9th carriage Lane, in working face coal belt conveyor belt conveyor for main inclined shaft in coal roadway main inclined shaft 11 2. the transport of personnel, materials and equipme

23、nt: auxiliary inclined shaft coal 9th, West, South and East Wing-assisted transport in main haulage roadway face lane (dual Lane) and air face、 3. ventilation mode: inclined shaft of main inclined shaft, Deputy belt conveyor for main inclined shaft in coal, coal belt conveyor with West Wing, 9th mai

24、n road, 9th assisted the West wing main roadway 9th coal seam, the primary and secondary transport lane faces faces 9th air Lane, West main return air roadway in coal inclined shaft of wind wind tunnel Key words: antaibao mine; incline levels to explore Central parallel ventilation; Panel; fully mec

25、hanized top coal caving 中国矿业大学（北京）122305 级本科生毕业设计 目目 录录 第一章第一章 矿区概述及矿区概述及井田地质特井田地质特征征- 1 - 第一节第一节 矿矿 区区 概概 述述- 1 - 第二节第二节 井井 田田 地地 质质 特特 征征- 6 - 第三节第三节 煤煤 层层 特特 征征- 13 - 第二章第二章 井田境界及井田境界及储量储量- 19 - 第一节第一节 井田境界井田境界- 19 - 第二节第二节 储储 量量- 20 - 第三章第三章 矿井工作制矿井工作制度、设计生产能度、设计生产能力及服务年力及服务年限限- 25 - 第一节第一节 矿井工作

26、制矿井工作制度度- 25 - 第二节第二节 矿井设计生矿井设计生产能力及服产能力及服务年限务年限- 25 - 第四章第四章 井井 田田 开开 拓拓- 27 - 第一节第一节 矿井开拓的矿井开拓的基本问题基本问题- 27 - 第二节第二节 方案比较方案比较- 30 - 第三节第三节 矿井基本巷矿井基本巷道道- 34 - 第五章第五章 准备方式准备方式盘区巷道布盘区巷道布置置- 45 - 第一节第一节 煤层的地质煤层的地质特征特征- 45 - 第二节第二节 盘区巷道布盘区巷道布置及生产系置及生产系统统- 46 - 第三节第三节 巷巷 道道 掘掘 进进- 48 - 第六章第六章 采煤方法采煤方法-

27、50 - 第一节第一节 采煤方法的采煤方法的确定确定- 50 - 第二节第二节 工作面参数工作面参数的确定的确定- 52 - 第三节第三节 工作面主要工作面主要设备选型设备选型- 53 - 第四节第四节 工作面生产工作面生产能力及回采能力及回采工艺工艺- 58 - 第七章第七章 井下运输井下运输- 61 - 第一节第一节 概述概述- 61 - 第二节第二节 运输方式的运输方式的选择选择- 61 - 第三节第三节 主运输设备主运输设备选型选型- 63 - 中国矿业大学（北京）122305 级本科生毕业设计 I 第四节第四节 辅助运输设辅助运输设备选型备选型- 63 - 第八章第八章 矿井提升矿井

28、提升- 67 - 第一节第一节 概述概述- 67 - 第二节第二节 提升设备提升设备- 67 - 第九章第九章 矿井通风及矿井通风及安全技术安全技术- 70 - 第一节第一节 概概 况况- 70 - 第二节第二节 矿矿 井井 通通 风风- 71 - 第三节第三节 粉尘灾害防粉尘灾害防治治- 80 - 第四节第四节 瓦斯灾害防瓦斯灾害防治治- 81 - 第五节第五节 矿井防灭火矿井防灭火- 82 - 第六节第六节 矿井防治水矿井防治水- 84 - 第十章第十章 设计矿井基设计矿井基本技术经济本技术经济指标指标- 86 - 参考文献参考文献- 88 - 致致 谢谢 89 中国矿业大学采矿工程专业

29、2010 届自考本科毕业设计 - 0 - 第一章第一章 矿区概述及矿区概述及井田地质特井田地质特征征 第一节第一节 矿矿 区区 概概 述述 一、井田位置及一、井田位置及交通交通 平朔安太堡工矿位于平朔矿区的西北部，朔州市西北约 28km处，井坪镇东 北约 6km 处，行政区划隶属于山西省朔州市平鲁区管辖。 井田范围：按国家发改委批复的平朔矿区总体规划 ，规划的安太堡井工 矿井田，其范围主要由安太堡露天矿扩界区区北部区域组成。井田东部与张崖 沟井田和东露天矿田毗邻，南部与安太堡矿田、双碾合作区 井田和井东井田相邻， 西部、北部以11煤层露头线为界。地理坐标为东经11218301122406，北纬

30、39 3237393608。 木瓜界铁路专用线接轨于安太堡露天矿的铁路专用线，在本井田西南侧设有 装车站，全长 11.95km，安太堡露天矿铁路专用线与北同蒲铁路大新站接轨，线 路全长约11km。朔（州）平（鲁）二级公路沿七里河北上从本井田西侧通过到 平鲁城区。向南接大（同）运（城）二级公路和大运高速公路。本矿井距朔平 二级公路6km，距大运高速公路 40km，因此本区交通运输条件十分便利。 矿区北至大同 123km，南至太原 226km，井田交通位置图见图 1-1-1。井田 在矿区中的位置见图 1-1-2。 二、地形与地貌二、地形与地貌 本区位于山西省北部，东有洪涛山，北西有西石山脉，南与朔

31、县平原相接。 区内地势大致为南部高，北部低，最高处位于312 号孔东，海拔标高为1495m， 最低处位于北部的大砂沟，海拔标高为1295m，最大高差为200m。区内黄土广布， 侵蚀切割作用强烈，植被覆盖少，形成典型的梁、垣、峁等黄土高原地貌。沟谷 多呈树枝状分布，切割深度 3050m，形态为“V”字型或“U”字型。 三、水文情况三、水文情况 本区南部马营背斜一带北东南西向山梁为分水岭，其北部为源子河发源地， 南部为马关河源头，两条河均属桑干河水系。区内无地表常年水体，仅在雨季时， 有短暂洪流由树枝状沟谷中分别汇入该两条河流，然后汇入桑干河。另有少量泉 水出露，但流量很小，东南部南水村东泉水流量

32、相对较大。 四、气象及地震四、气象及地震情况情况 本区之东为太行山、五台山，海拔皆在 2800m 以上，阻隔海洋季风吹入，而 其西部与内蒙古相通，使本区一带成为塞外寒流南侵的必经之道。因此，大陆性 中国矿业大学采矿工程专业 2010 届自考本科毕业设计 - 1 - 气候极为典型，干燥寒冷、风沙严重为其特点。 1. 气温 气温一般较 低，以年温差与 日温差大为 其特点，年平均气温 5.413.8，绝对最高 温度34.5，绝对最低温度27.4，年最高最底温差达61.9，一般日温差也在 1825以上。 图图 1-1-1 平朔矿区交平朔矿区交通位置图通位置图 中国矿业大学采矿工程专业 2010 届自考

33、本科毕业设计 - 2 - 图图 1-1-2 井田在矿区井田在矿区中的位置图中的位置图 2. 日照期、湿度 平朔矿区日照期年最长为 2883.1 小时，年最短为 2445.5 小时，平均为 2693.3 小时，湿度年最小为 0，年最大为 80。 3. 降水量 年降水量分配极不均匀，暴雨强度大，年降水量为345.3682.2mm，年平均 为 426.7mm，多集中在七、八、九三个月，占全年降水量的 75%，有时达 90， 中国矿业大学采矿工程专业 2010 届自考本科毕业设计 - 3 - 最大日暴雨量达 44.5mm。霜冻期每年九月下旬始至次年四月，个别年为五月上 旬，冻结深度一般在 1110mm

34、 左右，最大为 1310mm，雾期为 107175 天。 4. 蒸发量 年蒸发量在1996.002132.70mm 之间，一般为 2066.7mm，从四月至六月， 月蒸发量可达 580mm，一般年蒸发量是降水量的 5 倍左右。 5. 风 本区每年有风时间占全年总时间的70，平均每年出现 40 天左右的大风，飓 风天有 2天左右，风沙日在 29 天以上，多集中于冬春季节，风向多为西北，最大 风速可达 21.7m/s。 6. 地震 本区抗震设防烈度为 7度，设计基本地震加速值为0.15g。 五、矿区经济概五、矿区经济概况况 朔州市位于山西省北部、大同盆地西南端，南邻忻州，北接大同，西北与内 蒙古交

35、界，两区四县（朔城区、平鲁区、山阴县、怀仁县、应县、右玉县） ，共 69 个乡镇，1807 个行政村，总面积 1.06 万 km2，总人口 147 万人。农民人均耕 地 4.5 亩，居全省第一。水源相对丰富，为全省人均水平的 1.68 倍。主要农作物 有玉米、马铃薯、小麦、谷子、葫麻、甜菜、莜麦、豌豆等 30多种。 朔州市是一个以煤炭、电力为主的新兴工业城市，本区煤炭资源丰富，是国 家主要能源基地之一。朔州矿藏资源丰富，初步探明的矿藏有煤炭、石灰岩、铁 矿石、铝钒土、云母、粘土、石墨等 35种。全市具有规模的工业企业 118 户，煤、 电基础极为雄厚，且有大型现代化露天煤矿安太堡矿和安家岭矿以

36、及华北地区 最大的火力发电厂神头一、二电厂。全市煤炭生产能力 60.00Mt（其中地方 30.00 Mt）。电力总装机容量 241.8 万 kW，年发电量达到 140 多亿 kWh，约占 全省总量的 20%。乳、瓷等新兴产业颇具实力。乳制品生产能力达到 10 万吨， 约占全省总量的 60%以上，是全国农区最大的乳品生产基地。日用瓷生产能力达 到 5亿多件，怀仁嘉明陶瓷公司是全国最大的日用瓷生产企业。 2004 年，全市国内生产总值达到145.21 亿元。 六、周边小窑概六、周边小窑概况况 本矿井位于平朔安太堡露天煤矿扩界区区的北部，井田东部有张崖沟井田 和东露天矿田，南部有安太堡矿田、双碾合作

37、区井田和井东井田。 在井田内东北部边界有生产小煤矿两座，即下梨园矿和蒋家坪矿，下梨园矿 生产能力 0.09Mt/a，原批采 4、9 号煤层，在井田内开采 9 号煤层，现政府已关闭； 蒋家坪矿生产能力 0.3Mt/a，在井田内批采 9 号煤层，属蒋家坪乡集体所有。在本 矿井南部边界外有生产小煤矿4 座，即双碾矿、井木矿、木瓜界矿、平鲁联营矿。 双碾矿生产能力 0.15Mt/a，在井田外批采 4 号煤层，属双碾乡集体所有；井木矿 中国矿业大学采矿工程专业 2010 届自考本科毕业设计 - 4 - 生产能力 0.15Mt/a，在井田外批采 4、9 号煤层，属井坪镇、木瓜界村集体所有； 木瓜界矿生产能

38、力 0.15Mt/a，在井田外批采 4、9 号煤层，现开采 9 号煤层，属朔 州市平鲁区地方国营所有；平鲁联营矿生产能力 0.09Mt/a，在井田外批采 4 号煤 层，属山西经济日报社、李林中学集体所有。在井田南部的四个小煤矿没有越界 开采，对本矿井安全生产没有影响。 根据中国国际咨询公司关于平朔煤炭工业公司平朔安太堡工矿项目核准的咨 询报告“目前平朔安太堡工矿井田范围内有蒋家坪和下梨园两座地方小型矿井， 并且均已取得生产许可证和采矿许可证。从矿区总体布局看，这二座小型矿井的 布局极不合理，并且对平朔安太堡工矿的开拓和开采产生较大影响。咨询建议， 下阶段应根据国家发展和改革委对平朔矿区总体的批

39、复意见对其进行整合”。 其基本情况见表 1-1-1。 表表 1-1-1 相邻小窑基相邻小窑基本情况本情况 矿 井 名 称 面 积 （km2） 储 量 （万吨） 生产能力 （万吨年） 备 注 下梨园矿1.3430509 蒋家坪矿1.791861.830 木瓜界矿6.701924015 平鲁联营矿1.0011629 井木矿0.90108015 双碾矿0.8079015 七、主要建材供七、主要建材供应条件应条件 本区主要建筑材料砖、瓦、砂、石等大宗建材当地或邻近地均有生产，钢材、 木材、高标号水泥等可由外地购入，满足矿井建设的需要。 八、水源与电源八、水源与电源 目前安太堡露天矿的给水工程和供水管线

40、已形成，其水源取自耿庄水源地。 矿井电源取自在建的木瓜界 110kV 变电站。 九、外部协作条九、外部协作条件件 平朔矿区是我国最大的露天煤矿生产及动力煤出口基地之一，自 1985年开工 经近20 年的建设发展，目前矿区建设已形成露天矿、井工矿联合开发的良好局面。 区内已建成生产原煤 15.00Mt/a 的安太堡露天煤矿和10.00Mt/a 的安家岭露天煤矿 中国矿业大学采矿工程专业 2010 届自考本科毕业设计 - 5 - 及入洗原煤达20.00Mt/a 的安太堡洗煤厂和入洗原煤达 24.00Mt/a 的安家岭洗煤厂。 安家岭井工矿一、二号井均已进入试生产。矿区同时建成了年装车外运商品煤 7

41、0.00Mt 安太堡铁路专用线和安家岭铁路专用线以及矿区机修厂、设备租赁站、 物资总库等一系列完善的辅助生产设施和位于北旺庄的平朔矿区中心区，目前也 已形成完善的行政、文教、卫生、生活福利等公共设施，均可为本矿井提供服务。 因此本矿井外部协作条件良好。 十、拆迁征地问十、拆迁征地问题题 本区地处晋北黄土高原中低山区，区内村庄主要有平番城、下梨园、石井沟 等三个村庄。多为窑洞或砖瓦结构房屋。为提高煤炭资源回采率和便于井下长壁 工作面布置，设计建议按搬迁考虑。 第二节第二节 井井 田田 地地 质质 特特 征征 一、区域地质特一、区域地质特征征 本区地处宁武煤田的北部，宁武煤田的东西边缘有呈条带状的

42、上太古界变质 岩系、上元古界震旦系环状出露。盆地的中心位于煤田中南部宁武静乐一带， 其上部有侏罗系含煤地层出露，第三系和第四系地层在煤田内的广大地区均有不 同程度的分布。地层总厚 26003500m以上。 区域地层详见表 1-2-1，地层综合柱状图见图 1-2-1。 二、地层特征二、地层特征 本区位于宁武煤田的北部，地表大部分被新生界地层覆盖，属典型的黄土丘 陵地貌。在本区的北部靠近煤层露头处以及区内各大沟谷的底部有零星地层出露。 区内由下至上发育有奥陶系上统上马家沟组、石炭系中统本溪组、上统太原组、 二叠系下统山西组、下石盒子组、上统上石盒子组以及新生界第三系静乐组和第 四系中、上更新统、全

43、新统地层，现分述如下： （一） 奥陶系（O） 本次勘探只有安 5 一个钻孔揭露，揭露厚度为100.80m。结合以往资料，本 地层岩性主要由深灰色厚层状石灰岩、白云岩、白云质灰岩组成，间夹灰黄色钙 质泥岩。泥质灰岩风化后呈豹皮状，中下部夹数层同生角砾岩。本系地层平均厚 250m。 （二） 石炭系（C） 1. 中统本溪组（C2b） 岩性主要由灰色、深灰色、灰黑色砂岩、砂质泥岩及泥岩组成。含 13 层 深灰色石灰岩，仅中下部一层石灰岩较为稳定，定为标志层K1，上部夹薄煤12 中国矿业大学采矿工程专业 2010 届自考本科毕业设计 - 6 - 层，不稳定，厚度一般小于 0.50m，底部山西式铁矿不甚发

44、育，有时有杂色铝土 泥岩。本次勘探安5 钻孔揭露其厚度为 36.00m，地层厚 23.0053.00m，平均厚 45.77m，与下伏奥陶系地层为平行不整合接触。 2. 上统太原组（C3t） 为主要含煤地层。根据以往资料并结合本次钻孔揭露的实际情况：本组主要 由灰白色砂岩、灰色、灰黑色砂质泥岩、泥岩和煤层组成，并夹有薄层泥质灰岩。 全组从上而下可分为三个煤组：上煤组含 4、5 号煤层，其中 4 号煤层为稳定型 煤层，5 号煤层在本区极不发育（区外东露天井田发育） 。中煤组间岩性由灰色、 灰白色砂岩、灰黑色砂质泥岩、泥岩及 6、7 号不稳定型煤层组成，6 号煤之上普 遍发育的T4 砂体是与上煤组区

45、分的标志，7 号煤层在本区极不发育。下煤组间岩 性由灰白色砂岩、灰黑色砂质泥岩、泥岩及 8、9、10、11、12 号煤层组成。中、 下煤组是以T3 砂体区分。在 9 号与 11 号煤层之间一般发育有一层厚度不大层位 较稳定的泥质灰岩，并常与 T2砂体共生。本组地层厚72.90125.14m，平均厚 101.93m，煤层平均总厚 37.03m，底部发育的灰白色中、粗粒石英砂岩定为标志 层 K2，与下伏地层整合接触，平均厚 5.09m。 （三） 二叠系（P） 1. 下统山西组（P1s） 岩性主要由灰色、灰白色砂岩，灰黑色、灰色砂质泥岩、泥岩组成，砂质泥 岩中含菱铁矿结核。本组共含 23 层薄煤层，

46、编号为 1、2、3 号，全部为不稳 定煤层。最底部 K3砂岩为浅灰、灰白色厚层状中、粗粒砂岩，一般为下伏4 号煤 层的直接顶板，厚 1.0013.40m，平均 6.05m。本组地层厚38.0079.00m，平均 厚 66.18m。与下伏地层整合接触。 2. 下统下石盒子组（P1x） 岩性主要由黄绿、灰黄色、灰白色粉、细砂岩及中粒砂岩、灰色、黄绿色砂 质泥岩、泥岩组成。在下部的砂质泥岩中偶夹 12 层煤线，本组上部常见一层 红灰紫色鲕状铝土岩（桃花泥岩） ，为 K6 砂岩的辅助标志层。最底部一层含砾 粗粒砂岩为 K4 标志层，平均厚 9.72m，层位稳定。本组地层为071.30m，平均 厚 58

47、.81m，与下伏地层整合接触。 3. 上统石盒子组（P2s） 本组地层在本区内大部分已被风化剥蚀，只在本区的石井沟谷中有部分出露， 且出露的地层为本组最底部地层即黄绿色巨厚层状含砾粗粒砂岩，定为标志层 K6，区内残留最大厚度为 78.10m，平均厚 7.67m，与下伏地层整合接触。 （四） 第三系（N） 上新统静乐组（N2j）：岩性为棕红色粘土和亚粘土，内含铁锰质斑点，中下 部常含35 层钙质结核，本组厚 041.18m，平均厚 2.08m，与下伏地层为角度 不整合接触。 中国矿业大学采矿工程专业 2010 届自考本科毕业设计 - 7 - （五） 第四系（Q） 1. 中、上更新统（Q2+3）

48、上更新统为土黄色粉砂质亚砂土、亚粘土（俗称马兰黄土） ，中更新统由红 黄色亚粘土和土壤层组成，含钙质结核，底部含砂砾。地层厚 067.95m，平均 厚 34.06m。广泛覆盖全区，为本区黄土貌的主要成分，不整合于下伏地层之上。 2. 全新统（Q4） 表表 1-2-1 区域地层一区域地层一览表览表 地层单位 界系统组 简 述备 注 全新统 第 四 系 更新统 自下更新统（Q1）到全新统（Q4）均 有沉积，厚 0210m。 新 生 界 第三系上新统静乐组 上新统 N2，俗称静乐红土，厚 0120m。 天池河组 中统 云岗组 大同组 侏罗系 下统 永定庄组 沉积下统大同组、永定庄组，中统云 岗组和天

49、池河组，厚 500m以上。 铜川组 中统 二马营组 和尚沟组 中 生 界 三叠系 下统 刘家沟组 有下统刘家沟组和和尚沟组，中统二 马营组和铜川组。厚 500m以上。 石千峰组 以紫红色、砖红色富含钙质、铁质的 砂、泥岩为主，厚 133184m。 上统 上石盒子组 杏黄、黄绿色砂岩、砂质泥岩、紫红 色泥岩为主，厚 224274m。 下石盒子组 灰黄、黄绿色砂岩、砂质泥岩、紫红 色泥岩，厚 82226m。 古 生 界 二 叠 系 下统 山西组 灰白色石英砂岩、灰色砂质泥岩夹煤 线，厚 3770m。 中国矿业大学采矿工程专业 2010 届自考本科毕业设计 - 8 - 续表续表 1-2-1 区域地层

50、一区域地层一览表览表 地层单位 界系统组 简 述备 注 上统太原组 灰白色砂岩、灰黑色砂质泥岩含泥质灰 岩及主要可采煤层，厚 87118m。 石炭系 中统本溪组 杂色铝土泥岩、砂质泥岩夹石灰岩及煤 线，底部为山西式铁矿。 峰峰组 中统 马家沟组 亮甲山组 奥 陶 系 下统 冶里组 中统马家沟组、峰峰组灰岩和下统亮甲 山组、冶里组灰岩，厚 600m左右。 凤山组 长山组上统 崮山组 张夏组 中统 徐庄组 古 生 界 寒 武 系 下统毛庄组 沉积上统凤山组、长山组、崮山组、中 统张夏组、徐庄组和下统毛庄组，厚 300m以上。 元古界 为一套浅色质灰岩，出露于煤田东部边 缘，厚 2446m。 太古界

51、 为一套中深变质岩系，出露于煤田东 部边缘，厚 3000m 以上。 主要分布于较大河谷、河床及两侧阶地之上，由石灰岩砾、卵石、粉砂土、 中、粗粒砂岩岩屑及洪积物组成，厚 040m，平均厚 10m。 另外，在本区内根据本次钻孔的揭露以及以往勘探资料证实未发现有岩浆岩， 故本区未受岩浆岩活动的影响，也未发现陷落柱。 三、构造三、构造 本区位于宁武煤田朔州矿区东部，宁武向斜的北端。纵观本井田总体为一平 缓的向斜构造，向斜轴向基本为 NWSE 向。东北部地层向 SW 倾斜，西南部地 中国矿业大学采矿工程专业 2010 届自考本科毕业设计 - 9 - 层向 NE 倾斜，中部较平缓。未见陷落柱和岩浆岩侵入

52、体。主要构造形态如下： 1、东坡向斜 位于本区中东部，轴向大致呈NWSE 向，从北至南通过石井沟村东、331 孔及区外北水村，东北翼平缓，倾角 110，西南翼较陡，倾角 713。 2、木瓜界背斜 位于本区中西部，轴向 NWSE，与东坡向斜轴基本一致，由北向南通过区 外 209 及 30973 钻孔东，东北翼地层倾角 713 ，西南翼倾角2 左右。 3、马营背斜 位于井田的南部，轴向 NESW，从西向东通过区外 344 钻孔及区内 345 钻 孔，规模小，两翼产状均25。 总体看来，本区构造复杂程度属简单类型。 四、水文地质四、水文地质 本区地貌属黄土丘陵区，地势总体为西南、东南、东北高向西北开

53、口的黄土 洼地，最高点位于西南部木瓜界背斜轴部黄土丘顶，海拔高程 1500m，最低点位 于东南马关河谷底，海拔高程 1270m，主采煤层均在最低侵蚀基准面之下。马关 河在本区的东部基本上是沿东坡向斜轴部由北向南斜穿过，区内长约 3km，长年 有水，河水由风化壳泉水补给，清水流量 0.12 升/秒；大沙沟为一条季节性河 流，平时基本无水，在本区的西北边界隐伏煤层露头区由西南向东北斜穿而过， 其下伏的第四系孔隙水水量较大，补给煤系地层。 1. 含水层赋存条件 （1） 奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层 井田范围内灰岩未有出露，位于井田西南角的水 1号孔揭露灰岩 48.61m，顶 界埋深 189.62m，标高

54、 1165.46m，孔深 205223m 段灰岩含少量裂隙，裂隙面有 铁锈色；230236m，岩石较为破碎，且有溶蚀小洞及裂隙。安 5 号探岩溶孔位 于井田中北部东坡向斜轴部，揭露灰岩 100.80m，顶界埋深 397.50m，标高 950.27m，其岩性上部为灰白色石灰岩，岩石致密，坚硬完整；中部为角砾状泥 岩，岩芯完整，厚 10.00m；下部为黄白色白云质灰岩，上段岩芯完整、坚硬，孔 深 451.00455.30m，岩芯略为破碎，简易水文观测，水位、消耗量基本无变化， 静止水位埋深 257.74m，标高 1090.03m。 从两个孔揭露灰岩情况分析，灰岩揭露 100m 范围内岩溶裂隙不甚发

55、育，富 水性一般，为相对弱含水层段。 （2） 太原组砂岩裂隙含水层 本组地层由砂岩、砂泥岩及煤互层组成，地下水赋存在砂岩裂隙中，为砂岩 裂隙潜水承压含水层。根据含水层空间赋存状态，垂向上分为四个含水层段： 6 号煤顶板砂岩裂隙含水层段 中国矿业大学采矿工程专业 2010 届自考本科毕业设计 - 10 - 在本区的中部 341、水 2、安 5、337、322、328 号孔呈孤岛状分布。其岩性 以中粗砂岩为主，中细砂岩次之，厚 1.5015.41m，砂岩裂隙比较发育，多数钻 孔在该层段漏水，是 6 号煤顶及 4 号煤底板直接充水含水层段，据本区东北蒋家 坪矿资料，采 4 号煤时，煤层底板涌水，涌水

56、量约 10001200m3/d。 9 号煤顶板砂岩裂隙含水层段 该含水层段全区赋存，为区域性主要含水层段，也是 9 号煤顶板直接充水含 水层段。其岩性为中粗砂岩，局部为细砂岩，厚度 630m，含水层厚度大，裂 隙发育，且有水蚀空洞。据地面调查，双碾矿采 9号煤层时，顶板冒落后 沿冒落带 裂隙顶板涌水，涌水量约为 500700m3/d；位于木瓜界 村南原大磨沟煤矿，开采 9 号煤时，巷道顶板涌水，涌水量为 10001440m3/d；位于本区西部的大沙沟河谷 区，9 号煤层上部砂岩与松散层接触，砂岩风化裂隙发育，与松散岩层孔隙水水 力联系密切，据水 1 号孔抽水试验资料，单位涌水量0.54L/s.

57、m，富水性中等。 911 号煤之间砂岩段 岩性主要为中细砂岩，局部为粗砂岩、砂砾岩，全区分布，含水层厚度 0.710.8m，一般厚度 25m，是 11 号煤层顶板直接充水含水层。 11 号煤底板砂岩裂隙含水层段 岩性为中砂岩、细砂岩，厚 315m，为太原组次要含水层段。 据抽水试验资料，太原组砂岩裂隙水单位涌水量 0.00510.544 L/s.m，渗透 系数 0.02321.3466m/d，富水性弱中等，各孔抽水试验成果见表1-2-2。 表表 1-2-2 水文孔抽水水文孔抽水试验成果表试验成果表 孔 号 降 深 （m） 单位涌水量 （L/s.m） 渗透系数 （m/d） 静止水位标高 （m）

58、水 13.6950.5441.34661334.63 水 240.480.00510.02321335.51 安 34.70.21270.43111306.12 S70213.190.04620.10851317.17 （3） 山西组砂岩裂隙含水层 含水层岩性为粗砂岩、中细砂岩，系砂岩裂隙含水，本组赋存 23 层中粗 砂岩，厚 13.0019.00m，上部砂岩含水层分布不稳定，呈透镜体状，底部 K3 砂 岩赋存较为稳定，厚 2.010.0m。井田西南部山西组地层埋藏较浅，上部风化裂 隙较为发育，易接受大气降水补给，在地形低洼处，地下水汇集，富水性中等。 如双碾矿西约 500m原沙地矿（现为造纸

59、厂） ，上世纪八十年代沿东北方向以 25 中国矿业大学采矿工程专业 2010 届自考本科毕业设计 - 11 - 坡度开凿斜井，风化裂隙涌水，井筒涌水量在 100m3/h 以上。风化壳以下，岩石 胶结致密，裂隙不甚发育，且砂岩之间有泥质岩阻隔，补给条件差，含水性极弱， 单位涌水量0.0046L/s.m，渗透系数 0.02487m/d，在平蕃城一带，地下水曾出现自 流，水头高出地表 3.07m。 （4） 下石盒子组砂岩裂隙含水层 含水层岩性以底部的灰白色含砾粗砂岩为主，厚度变化较大，在本区的沟谷 中多有出露，是风化壳的主要组成部分之一，也是本区一个主要的含水层。区内 泉水多出露在该层，富水性不均一

60、，泉水流量一般小于 1L/s，平蕃城涌水孔，上 世纪 60年代涌水量44m3/h，由于区域水位普遍下降，目前流量已降至 16m3/h。水 2 号孔下石盒子组抽水试验，降深 21.03m，静止水位标高 1358.10m，单位涌水量 0.433L/s.m，富水性弱中等。 （5） 上石盒子砂岩裂隙含水层 本组地层主要分布于本区的东北部，多位于侵蚀基准面之上，砂岩多透水而 少含水，石井沟村西泉水流量 0.03L/s，总体属弱含水层，为风化裂隙潜水。 （6） 第四系孔隙含水层 本区广泛分布第四系黄土，厚约 20m，黄土层具垂直节理和大孔隙，赋存孔 隙潜水，含水性极弱。本区西部大沙沟河谷区，赋存上更新统孔