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门克庆矿井及选煤厂可行性研究报告第二章井田建设条件门克庆煤矿矿井初步设计说明书第一章井田概况及矿井建设条件2―PAGE21―PAGE48第一章井田概况及矿井建设条件第一节井田概况一、井田位置及交通1.井田位置门克庆井田位于内蒙古自治区鄂尔多斯市乌审旗、伊金霍洛旗境内,鄂尔多斯呼吉尔特矿区的中部,行政区划分别隶属乌审旗图克镇、伊金霍洛旗台格苏木管辖。其地理坐标为:东经:109°25′35″~109°31′00″北纬:38°52′21″~38°59′00″井田范围:按鄂尔多斯呼吉尔特矿区总体规划,门克庆井田境界由原门克庆井田和陕汉毛利井田合并后范围为准,由4个拐点坐标圈定(各拐点坐标见表1-1-1)。井田北与葫芦素井田毗邻,西与梅林庙井田相接,南与母杜柴登井田为邻,东与二号勘查区西部边界相接。井田东西宽约7.6km,南北长约12.3km,井田为一规则的长方形,面积约94.95km2。2.井田交通井田交通方便,东部有包(头)~神(木)铁路、正建的新包(头)~西(安)铁路和210国道(包头~南宁)呈南北向通过;紧邻井田西部边界外有规划的矿区铁路、矿区公路呈南北向通过。井田距210国道约23km,有乡村公路相通。沿210国道向北约130km可至鄂尔多斯市东胜区,向南约60km东胜区是鄂尔多斯市政治、经济、文化、通信中心和重要的交通枢纽,交通网络四通八达,主要的铁路和公路均在此交汇,南北向有210国道(北京~南宁)、213省道(包头~府谷)、包神铁路(包头~神木)、拟建的包西铁路(包头~西安)通过,东西向有109国道(北京~拉萨)通过。东胜区北距包头市108km,南至包神铁路大柳塔车站78km,西距乌海市360km,东抵自治区首府呼和浩特245km。表1-1-1井田境界拐点坐标表拐点号门克庆井田(面积44.06+50.89=94.95km2)地理坐标平面直角坐标(3°带)平面直角坐标(6°带)东经北纬XYXYS1109°25′43″38°59′00″4317705.77836623795.5104317909.38419363844.836S2109°31′00″38°59′00″4317824.38036631419.5904317776.79819371468.801S3109°31′00″38°52′21″4305510.31036631624.3304305462.77219371268.318S4109°25′35″38°52′25″4305510.31036623795.5104305720.02819363443.602备注工程测量坐标系统采用1954年北京坐标系,高程系统采用1985年国家高程基准。本井田铁路、公路交通便利,为煤炭外运及生产所需设备、材料物资运输创造了有利条件。井田交通位置见图1-1-1,井田在矿区中的位置见图1-1-2。二、地形地貌井田位于鄂尔多斯高原之东南部,区域性地表分水岭“东胜梁”的南侧为毛乌素沙漠的东北边缘地带。井田内地形总体趋势是东北高、西南低,在此基础上又表现为北高南低。最高点位于井田东北部,海拔标高为+1328.5m;最低点位于井田西南部,海拔标高为+1302.8m。最大地形标高差为25.7m;一般地形海拔标高在+1305~+1315m之间,一般地形标高差为10m左右。图1-1-1井田交通位置图图1-1-2井田在矿区中的位置图井田属高原沙漠地貌特征,地表全部被第四系风积沙所覆盖,多为新月形或波状沙丘,没有基岩出露。井田内植被稀疏,为半荒漠地区。三、水系及主要河流井田内没有常年地表径流,雨水多通过风积沙渗入地下。四、气象特征井田气候特征属于干旱的温带高原大陆性气候,太阳辐射强烈,日照丰富,干燥少雨,风大沙多,无霜期短。冬季漫长寒冷,夏季炎热而短暂,春季回暖升温快,秋季气温下降显著。多集中于7、8、9三个月内;年蒸发量为2297.4~2833.7mm,平均为2534.2mm,年蒸发量为年降水量的5~12倍。区内风多雨少,最大风速为28.7m/s,一般风速2.3~5.2m五、地震情况井田位于鄂尔多斯台向斜中东部,鄂尔多斯台向斜被认为是中国现存最完整、最稳定的构造单元。根据国家建设部颁布的《建筑抗震设计规范》(GB-50011-2001),井田所在地乌审旗抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度值0.05g。据调查,井田内从未发生过破坏性地震,也无泥石流、滑坡及地面塌陷等地质灾害发生。六、地区经济简况鄂尔多斯市位于内蒙古自治区西南部,西、北、东三面被黄河环绕,南以长城为界,和山西、陕西两省接壤;西与宁夏回族自治区毗邻,形成秦晋文化与草原文化南北交融的“歌海舞乡”。鄂尔多斯市和黄河北岸的呼和浩特市、包头市形成内蒙古自治区经济发展最为活跃的“金三角”。鄂尔多斯为地级市,管辖东胜区、准格尔旗、达拉特旗、伊金霍洛旗、乌审旗、杭锦旗、鄂托克旗、鄂托克前旗等8个旗区,总面积8.7万km2,总人口139.7万,其中蒙古族16.8万。鄂尔多斯市自然资源富集,主要有煤炭、化工、建材、羊绒等自然资源,是全区乃至全国正在发展的能源重化工和纺织基地。拥有各类矿藏50多种,其中煤炭探明储量1244亿t,约占全国的六分之一,2005年煤炭产量1.5亿t,是中国产煤第一地级市。天然气探明储量约占全国的三分之一,其中苏里格气田探明储量为7504亿m3,为国内最大的整装气田。此外,天然碱、食盐、芒硝、石膏、石灰石、高岭土的储量也相当可观,且品位很高。这里是内蒙古自治区经济最为活跃的地区,“温暖全世界”的鄂尔多斯品牌服饰从这里走向世界,羊绒制品产量约占全国的三分之一,世界的四分之一,已经成为中国绒城,世界羊绒产业中心。目前,鄂尔多斯已经构筑起了能源、化工、纺织、高载能、高新材料、生物制药、农畜林沙产品加工、建材、商贸物流、汽车制造等优势产业。2005年,全市GDP突破550亿元,人均GDP达到4600美元,全市财政收入达到93.4亿元,城镇居民人均可支配收入和农民人均纯收入分别突破了11000元和4600元,各项经济指标全面进入了内蒙古自治区前三位,在中国西部145个地级市中,经济总量进入了前15位,在国家统计局发布的2004年度地级以上百强城市中,综合实力跻身第53位,东胜区位列全国百强县第56位。鄂尔多斯已经完成了原始资本积累,正在步入跨越式发展的新阶段。本井田位于鄂尔多斯市乌审旗东北部,经济较为落后。近几年,随着地方经济的不断发展,其周围投资环境得到了较大的改善,道路交通、电力、通讯等基础设施已初具规模,为矿井开发提供了较为便利的条件。乌审旗土地面积11645km2,2005年末,全旗总人口9.72万人。乌审旗2005年生产总值29.5亿元,财政收入3.08亿元。当地居民以从事养殖业为主,部分居民开办乡镇企业,部分劳动力从事运输等产业。本井田范围内无文物古迹旅游区及自然保护区。七、矿区开发简史鄂尔多斯呼吉尔特矿区面积约600.3km2,煤炭资源储量达116.44亿t呼吉尔特矿区位于东胜煤田深部区域,以往勘探程度很低,为煤田地质勘探的空白区,煤层赋存状况及资源储量不清,煤炭资源长期得不到合理的开发利用。近几年随着地方交通状况的改善,其它配套设施如电力、供水、通讯等的建设,投资环境发生了较大的变化。根据《鄂尔多斯市国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》,能源工业重点发展煤炭、电力、天然气和可再生能源,建设国家级能源基地。乌审旗是其中规划的千万吨级煤炭基地之一。内蒙古煤田地质局117队分别于2006年7月提交了《内蒙古自治区乌审旗呼吉尔特勘查区煤炭详查报告》,2006年9月提交了《内蒙古自治区东胜煤田纳林才登勘查区煤炭普查报告》,2007年2月提交了《内蒙古自治区东胜煤田纳林才登普查区石拉乌素煤炭详查报告》,虽然三个地质报告还没有审批,但也可为矿区的大规模开发提供设计依据。根据铁路外运能力、市场需求及矿区内各井田煤层开采条件等,通过对各规划新矿井的建设开发接替安排,经过综合平衡和分析后,确定呼吉尔特矿区建设规模63.00Mt/a,其中,梅林庙井田10.00Mt/a、门克庆井田12.00Mt/a、沙拉吉达井田8.00Mt/a、母杜柴登井田6.00Mt/a、巴彦高勒井田4.00Mt/a、葫芦素井田13.00Mt/a、石拉乌素井田10.00Mt/a。本矿区总体规划已由国家发展和改革委员会以发改能源[2008]504号文作出了批复。井田内由于煤层埋藏较深,目前没有生产的煤矿和小窑。八、地面已有建(构)筑物及设施本井田地表属高原半沙漠地貌特征,大部被第四系风积沙覆盖,多为新月形或波状沙丘,没有基岩出露。区内植被稀疏,为半荒漠地区。地表无大的工业或民用设施。搬迁及征地矛盾小。井田内未发现生产矿井开采和废弃煤矿。第二节矿井外部建设条件及评价一、交通运输条件铁路:本井田外已建成的铁路有包神铁路、神朔铁路、神延铁路等。铁道部规划新建的包(头)至西(安)铁路北起包头西站,南至西安,是国家一级铁路干线。本井田距新包西铁路约40~45km。铁道部和地方政府规划的东(胜)至乌(海)铁路西连包兰铁路的乌海市,东连包神铁路、新包西铁路和准东铁路,进而与神黄铁路、大秦铁路干线连通。本井田距东乌铁路约45km。为开发乌审旗的煤炭和油气资源,当地政府还规划建设乌审铁路和浩勒报吉乌兰陶勒盖铁路。乌审铁路(伊乌线)在既有包神铁路石圪台站接轨,向西南至乌审旗境内的呼吉尔特矿区腹地的阿查图站,全长约96km,沿途设有呼河乌苏会让站、花亥图会让站、石灰庙会让站、新街中间站(该站与包西铁路新街站相连)、巴音盖预留会让站、台格庙会让站、察汗淖预留会让站、图克中间站、阿查图中间站,该铁路近期(2015年)运量28.00Mt/a,远期(2020年)运量37.00Mt/a,远景输送能力70.00Mt/a。浩勒报吉乌兰至陶勒盖铁路北端在东乌铁路的浩勒报吉站接轨,然后南下,在呼吉尔特矿区西侧约13km的恩格阿蒌附近与乌审铁路(伊乌线)根据矿区总体规划,从乌审铁路(伊乌线)的察汗淖车站接轨,建设矿区铁路支线。该矿区铁路支线沿本井田西部境界南北向通过,在井田北侧约1km处设有哈拉特瑙亥中间站。本矿井生产的煤炭主要经过乌审铁路和新包西铁路外运,既可北上经准东铁路、大准铁路、大秦铁路外运,还可经新包西铁路、太银铁路和南部的其他铁路干线外运。铁路运输条件便利。公路:210国道从井田以东约23km处南北向通过,有乡村公路相通。沿210国道向北约130km可至鄂尔多斯市东胜区,往南约60km可至陕西省榆林市。东胜区是鄂尔多斯市政治、经济、文化、通信中心和重要的交通枢纽,交通网络四通八达,南北向有210国道(北京~南宁)、213省道(包头~府谷)通过,东西向有109国道(北京~拉萨)通过。公路运输较为方便。二、电源条件目前,矿区主要供电电源有乌审旗220kV变电站和新建查汗淖220kV变电站。中天合创能源公司规划在二甲醚项目的化工区新建的220kV变电站,作为矿区的中心变电站,内设2台120MVA的变压器,电压等级为220/110kV,此220kV变电站以110kV电压向二甲醚化工厂及附近煤矿供电。三、水源条件呼吉尔特矿区周围没有较大的地表河流。矿区周围地下水为第四系冲洪积、湖积松散岩类孔隙潜水和白垩系碎硝岩类裂隙孔隙水。水位埋藏小,水质良好,单井出水量30m3/h。呼吉尔尚有可开发余量约77万m3/a本矿井生产用水部分采用处理后的井下水。不足部分由煤化工厂供水系统提供。水源条件基本可靠。四、通信条件目前,中国网通二级干线光缆已贯穿乌审旗所有乡、苏木、镇及重点村,图克镇政府所在地已有通讯保障。中国移动在全旗共建有直埋光缆280km,图克镇政府所在地已开通移动基站1个,网络覆盖图克镇98%的面积,通信容量达到1.5万部。中国联通已建成GSM网基站7处,基本覆盖乌审旗主要乡镇,已建成CDMA网基站10处。通信条件良好五、主要建筑材料供应条件本区主要建筑材料多需从外地运入。目前区内已有几处小型建材厂、多处小规模机砖厂,矿井建设所需的砖、瓦、沙、石等大宗建材可由当地提供,但当地沙、石多数质量不高,使用时应严把质量关。六、外部建设条件综合评价本井田东北邻近的神东矿区是我国目前装备水平最高的现代化矿区,目前已有大柳塔、榆家梁等骨干煤矿投入生产,其工效、单机(综采机或连采机)年产煤量均达世界前列。神东矿区在大柳塔中心区已建成矿区机修厂、设备租赁站、物资总库等。与本井田属同一煤田的神东矿区大柳塔、活鸡兔、补连塔、上湾、哈拉沟、榆家梁等煤矿使用的全引进综采设备,单面产量均达到10.0Mt/a左右,这些矿井开采技术条件与本矿井开采技术条件有许多相似之处,其先进的建设和生产实践经验可供借鉴,上述矿区、矿井已有的辅助设施可为本矿井服务。综上所述,本矿井交通运输较方便,水源、电源可靠,材料供应充足,有良好的外部协作条件及依托基础,外部建设条件优越。第三节矿井资源条件一、地层1.区域地层东胜煤田以及向西南延伸的地区,其地层划分属于华北地层区鄂尔多斯分区。门克庆井田具体位置处于乌审旗小区东部,见图1-3-1图1-3-1门克庆井田地层区划位置示意图对于东胜煤田乃至整个鄂尔多斯盆地,无论是从盆地成因还是盆地现存状态来说,三叠系上统延长组(T3y)是侏罗纪聚煤盆地和含煤地层的沉积基底。除此之外,区域地层系统构成还包括侏罗系、白垩系、第三系上新统和第四系更新统、全新统。区域地层表见表1-3-1表1-3-1区域地层表系统(群)组厚度(m)最小~最大岩性描述第四系全新统(Q4)0~50为湖泊相沉积层、冲洪积层和风积层。更新统萨拉乌素组(Q3s)0~80浅浅黄色砂砾层,不整合于一切老地层之上。第三系上新统(N2)0~100上部为红色、土黄色粘土及其胶结疏松的砂岩,下部为灰黄、棕红、绿黄色砂砾岩、砾岩,夹有砂岩透镜体。不整合于一切老地层之上。白垩系下统志丹群(K1zh)40~250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。上部常见一层中粗粒砂岩,含砾,呈厚层状。30~200浅灰、灰绿、棕红、灰紫色泥岩、粉砂岩、砂质泥岩、细砂岩、中砂岩、粗砂岩、砾岩,中夹薄层钙质细砂岩。斜层理发育,下部常见大型交错层理。与下伏地层呈不整合接触。侏罗系中统安定组(J2a10~100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)50~278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(J2y)78~320灰~灰白色砂岩,深灰色、灰黑色砂质泥岩,泥岩和煤层。含2、3、4、5、6、7煤组。与下伏地层呈平行不整合接触。下统富县组(J1f0~110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。与下伏地层呈平行不整合。三叠系上统延长组(T3y)100~312黄、灰绿、紫、灰黑色块状中粗粒砂岩,夹灰黑、灰绿色泥岩和煤线。中统二马营组(T2er)87~367以灰绿色中细粒长石、石英、砂岩与紫色泥岩、粉砂岩为主。此表主要是依据内蒙古煤田地质勘探公司117队1990年绘制的东胜煤田地质图资料编制2.井田地层门克庆井田内地层由老至新发育有:三叠系上统延长组(T3y)、侏罗系中统延安组(J2y)、侏罗系中统直罗组(J2z)、白垩系下统志丹群(K1zh)和第四系全新统(Q4)。现分述如下:(1)三叠系上统延长组(T3y)该组为煤系地层的沉积基底,井田内未出露,钻孔也仅揭露其上部岩层。据区域地层资料,该组地层厚度大于100m。岩性为一套灰绿色中~细粒砂岩,局部含砾,其顶部在个别地段发育有一层薄层杂色砂质泥岩。砂岩成份以石英、长石为主,含有暗色矿物。普遍发育大型板状、槽状交错层理,是典型的曲流河沉积体系沉积物。井田内钻孔最大揭露厚度为37.63m,未到底。(2)侏罗系中统延安组(J2y)该组为井田内的含煤地层,在井田内无出露。根据本报告所利用的钻孔揭露资料,地层厚度228.06~323.21m,平均281.86m。总体上在井田的中西部地层厚度较大,东南部厚度变小。岩性主要由一套浅灰、灰白色各粒级的砂岩,灰色、深灰色砂质泥岩、泥岩和煤层组成,发育有水平纹理及波状层理,含2、3、4、5、6五个煤组,共九层煤(详见表1-3-2)。与下伏延长组(T3y)呈平行不整合接触。(3)侏罗系中统直罗组(J2z)该组为井田内含煤地层的直接上覆地层,地表无出露。根据地质报告所利用的钻孔揭露资料,地层厚度117.28~278.70m,平均199.02m,总体上在井田的东南部地层厚度较大,在西北部厚度变小。岩性下部为浅黄、青灰色中、粗粒砂岩,局部夹粉砂岩、砂质泥岩;上部岩性主要为紫红色、杂色砂质泥岩、泥岩与灰绿、黄绿色砂岩及粉砂岩互层。与下伏延安组(J2y)呈平行不整合接触。(4)白垩系下统志丹群(K1zh)井田内无出露。根据地质报告所利用的钻孔揭露资料,地层厚度287.87~469.90m,平均393.22m。岩性下部以灰绿、浅红色粗粒砂岩为主,上部为深红色泥岩、砂质泥岩夹细粒砂岩,具大型斜层理和交错层理。与下伏直罗组(J2z)呈不整合接触。(5)第四系全新统(Q4)该地层主要为风积砂(Q4eol),广泛分布于井田内。岩性以风积粉、细砂为主,见半月形或波状砂丘,地层厚度6.30m~94.98m,平均28.22m。与下伏志丹群(K1zh)呈不整合接触。二、构造1.区域地质构造乌审旗呼吉尔特区门克庆井田的大地构造分区属于华北地台鄂尔多斯台向斜东胜隆起区,具体位置处于东胜隆起区中南部,见图1-3-2。华北地台经历了基底形成阶段和盖层稳定发展阶段之后,在晚三叠世末期开始进入地台活动阶段。在华北地台西部开始出现了继承性大型内陆坳陷型盆地—鄂尔多斯盆地,其构造形式总体为一宽缓的大向斜构造(台向斜),核部偏西,中部、东部广大地区基本为水平岩层。乌审旗呼吉尔特勘查区基本构造形态总体为一向北西倾斜的单斜构造,岩层倾角1~3°,褶皱、断层发育程度低,较大的断层多发育在东胜煤田东南部,多为东西走向的高角度正断层,落差小于100m。乌审旗呼吉尔特勘查区内局部有小的波状起伏,无岩浆岩侵入,未发现断裂构造,属构造简单型。图1-3-2门克庆井田大地构造位置示意图2.井田构造井田构造形态与区域含煤地层构造形态基本一致。其构造形态总体为一向西倾斜的单斜构造,倾向270°左右,地层倾角1~3°。从各可采煤层底板等高线上看,等高线形态在浅部(井田的东部)有一定的变化,但变化不大,沿煤层走向方向大致呈“S”形,但起伏角很小。在井田东部发育的次一级的波状起伏,其波峰、波谷宽缓。井田内未发现断层和陷落柱构造,亦无岩浆岩侵入。综上所述,综合评价井田构造属简单类型。三、煤层(一)含煤地层井田含煤地层为侏罗系中统延安组(J2y),其沉积基底为三叠系上统延长组(T3y)。依据沉积旋回和岩性组合特征可划分为三个岩段,现详述如下:1.第一岩段(J2y1)位于延安组下部,从延安组底界至5-1煤层顶板。地层厚度65.28~132.20m,平均95.93m。岩性下部为灰白色中粗粒石英砂岩,局部含细砾,砂岩成份以石英为主,分选性好,具大型交错层理;中上部为灰白色细粒砂岩、粉砂岩及深灰色砂质泥岩、泥岩互层,具水平纹理及平行层理。含5、6煤组,其中5-1、5-2、6-2上、6-2中煤层为可采煤层。2.第二岩段(J2y2)位于延安组中部,从5-1煤层顶板至3-1煤层顶板。地层厚度93.89~122.68m,平均108.06m。岩性以灰白色中、细粒砂岩、深灰~灰黑色砂质泥岩、泥岩为主,砂岩成分以石英、长石为主,富含岩屑。砂质泥岩及泥岩中含有大量的植物化石,且多为不完整的植物茎叶部化石。该岩段含3、4煤组,其中3-1、4-1煤层为可采煤层。3.第三岩段(J2y3)位于延安组上部,从3-1煤层顶板至延安组顶界。地层厚度40.25~135.24m,平均79.80m。岩性为灰白色粗、中粒砂岩,局部含砾,夹深灰色粉砂岩、砂质泥岩。该岩段含2煤组,含可采煤层2层,即2-1、2-2中煤层。(二)煤层1.含煤性井田含煤地层为侏罗系中统延安组(J2y)。含煤9层~24层,一般含煤16层。划分为5个煤组,即2~6煤组。现将本井田的各煤组在地层中的位置自上而下简述如下:2煤组:位于侏罗系中统延安组三岩段(J2y3),含可采煤层2层,即2-1、2-2中煤层,2-1煤层为局部可采煤层,2-2中煤层为全区可采煤层。3煤组:位于侏罗系中统延安组二岩段(J2y2)上部,含可采煤层1层,即3-1煤层,为全区可采煤层。4煤组:位于侏罗系中统延安组二岩段(J2y2)中下部,含可采煤层2层,4-1煤层为全区可采煤层,4-2中煤层为大部可采煤层。5煤组:位于侏罗系中统延安组一岩段(J2y1)上部,含可采煤层2层,即5-1、5-2煤层,为全区可采煤层。6煤组:位于侏罗系中统延安组一岩段(J2y1)中下部,含可采煤层2层,即6-2上、6-2中煤层,为全区可采煤层。综上所述,井田含煤地层为侏罗系中统延安组(J2y),该组地层厚度为228.06~323.21m,平均281.86m;井田内共含煤9~24层,一般含煤16层,煤层总厚17.20~33.85m,平均26.02m,含煤系数9.23%。其中含可采煤层5~9层,可采煤层总厚12.85~27井田内含煤地层含煤层数较多,可采煤层有9层,且井田内含煤性也有差异,横向上,东部要比西部好;纵向上,中下部较好,上部相对较差。2.可采煤层井田内含煤9~24层,一般含煤16层。层位相对稳定、可对比的可采煤层有9层,即2-1、2-2中、3-1、4-1、4-2中、5-1、5-2、6-2上、6-2中煤层。根据井田内钻孔资料统计,各可采煤层发育特征见表1-3-2。现将各可采煤层发育情况分述如下:(1)2-1煤层位于延安组第三岩段(J2y3)上部,2煤组上部,在井田北部发育且可采。据井田内134个钻孔资料统计:煤层自然厚度0~7.22m,平均1.54m;可采厚度0.80~5.74m,平均3.13m。煤层由北向南变薄至尖灭。该煤层结构简单,一般不含夹矸或局部含1~2层夹矸。井田内的134个钻孔中,可表1-3-2各可采煤层发育特征一览表煤组号煤层号煤层自然厚度(m)煤层可采厚度(纯煤)(m)煤层间距(m)可采程度对比可靠程度稳定程度最小值~最大值平均值(点数)最小值~最大值平均值(点数)最小值~最大值平均值2煤组2-10~7.221.54(134)0.80~5.743.13(58)9.81~45.1029.73局部可采可靠不稳定2-2中0.25~3.852.26(134)0.80~3.852.21(124)全区可采可靠稳定23.70~52.2734.933煤组3-11.57~6.354.53(134)1.41~6.174.42(134)全区可采可靠稳定29.65~50.9537.934煤组4-10.81~4.583.20(134)0.81~4.413.18(134)全区可采可靠稳定30.02~40.0432.104-2中0.20~4.641.61(134)0.80~2.701.26(81)大部可采可靠较稳定16.28~52.8028.585煤组5-11.64~3.912.50(134)0.85~3.262.26(134)全区可采可靠稳定10.84~33.3318.665-20.45~3.601.89(134)0.95~3.231.79(133)全区可采可靠稳定10.39~30.7018.576煤组6-2上1.45~1.702.57(66)1.26~3.142.34(66)全区可采可靠稳定0.38~16.665.746-2中1.20~7.404.42(134)1.10~6.804.12(134)全区可采可靠稳定采2-1煤层为对比可靠、局部可采的不稳定煤层。与2-2中煤层间距为9.81~45.10m,平均29.73(2)2-2中煤层位于延安组第三岩段(J2y3)中部,2煤组的下部,全区发育且可采。根据井田内134个钻孔资料统计:煤层自然厚度0.25~3.85m,平均2.26m;可采厚度0.80~3.85m,平均2.21m。煤层由东南向北西变薄。该煤层结构简单,一般不含夹矸或局部含1~2层夹矸。井田内的134个钻孔中,可采。2-2中煤层为对比可靠、全区可采的稳定煤层。与3-1煤层间距为23.70~52.27m,平均34.93(3)3-1煤层位于延安组第二岩段(J2y2)顶部,全区发育并可采。根据井田内134个钻孔资料统计:煤层自然厚度1.57~6.35m,平均4.53m;可采厚度1.41~6.17m,平均4.42m。该煤层结构简单,一般不含夹矸,局部含1~2层夹矸。层位稳定,厚度在井田内变化不大。煤层厚度在井田的东西两侧较厚,但在先期开采地段的中部煤层厚度变薄。井田内的134个钻孔中,可采点134个,可采面积94.65km2,点数可采系数为100%,面积可采系数为100%。3-1煤层为对比可靠、全区可采的稳定煤层。与4-1煤层间距为29.65~50(4)4-1煤层位于延安组第二岩段(J2y2)中上部,4煤组的顶部,全区发育并可采。根据井田内134个钻孔资料统计:煤层自然厚度0.81~4.58m,平均3.20m;可采厚度0.81~4.41m,平均3.18m。该煤层层位稳定,厚度变化不大,有由西北向东南逐渐增厚的变化规律,且先期开采地段内煤层厚度相对较厚。该煤层结构较简单,一般不含夹矸,个别点含1~2层夹矸。井田内的134个钻孔中,可采点134个,可采面积86.31km2,点数可采系数为100%,面积可采系数为91.1%。4-1煤层为对比可靠、全区可采的稳定煤层。与4-2中煤层间距为30.02~40.04m,平均32.10(5)4-2中煤层位于延安组第二岩段(J2y2)中下部,4煤组的中部,全区发育,大部可采。根据井田内134个钻孔资料统计:煤层自然厚度0.20~4.64m,平均1.61m;可采厚度0.80~2.70m,平均1.26m。煤层层位稳定,厚度变化不大。该煤层结构较简单,一般不含夹矸,个别点含1层夹矸。井田内的134个钻孔中,可采点81个,可采面积61.44km2,点数可采系数为60%,面积可采系数为64.9%。4-2中煤层为对比可靠、大部可采的较稳定煤层。与5-1煤层间距为16.28~52.80m,平均28.58(6)5-1煤层位于延安组第一岩段(J2y1)顶部,5煤组的顶部,全区发育且可采。根据井田内134个钻孔资料统计:煤层自然厚度1.64~3.91m,平均2.50m;可采厚度0.85~3.26m,平均2.26m。该煤层结构较简单,一般不含夹矸或在先期开采地段内含1~2层夹矸。该煤层层位稳定,厚度变化较小。井田内的134个钻孔中,可采点134个,可采面积94.28km2,点数可采系数为100%,面积可采系数为99.5%。5-1煤层为对比可靠、全区可采的稳定煤层。与5-2煤层间距为10.84~33(7)5-2煤层位于延安组第一岩段(J2y1)中上部,5煤组的下部,全区发育且全区可采。根据井田内134个钻孔资料统计:煤层自然厚度0.45~3.60m,平均1.89m;可采厚度0.95~3.23m,平均1.79m。该煤层结构简单,一般不含夹矸,局部含1层夹矸。该煤层层位稳定,厚度变化不大,有由东向西逐渐变薄的变化规律。井田内的134个钻孔中,可采点133个,可采面积93.86km2,点数可采系数为99.3%,面积可采系数为99.1%。5-2煤层为对比可靠、全区可采的稳定煤层。与6-2上煤层间距为10.39~30(8)6-2上煤层位于6煤组中部,延安组第一岩段(J2y1)中下部,全区发育且可采,在井田南部、北部分层估算资源储量,中部与6-2中煤层合层估算资源储量。据井田内134个钻孔资料统计:煤层自然厚度1.45~1.70m,平均2.57m;可采厚度1.26~3.14m,平均2.34m。厚度在区内变化不大。该煤层结构简单,一般不含夹矸,少数孔含1层夹矸。6-2上煤层为对比可靠、全区可采的稳定煤层。与下部的6-2中煤层间距为0.38~16(9)6-2中煤层位于延安组第一岩段(J2y1)中下部,全区发育且可采。根据井田内134个钻孔资料统计:煤层自然厚度1.20~7.40m,平均4.42m;可采厚度1.10~6.80m,平均4.12m。该煤层结构较简单,含1~4层夹矸,一般含2~3层夹矸。该煤层层位稳定,厚度变化小,总体上是东西两侧较厚,中部变薄。井田内的134个钻孔中,可采点134个,可采面积93.95km四、煤质(一)煤类各可采煤层的浮煤挥发分(Vdaf)在27.82~41.75%,平均值在34.07~35.46%。煤的粘结指数为0~17,平均值2~4,透光率80%以上。根据中国煤炭国家分类标准(GB5751—86),煤类确定为:各煤层以不粘煤(BN31)为主,少数长焰煤(CY41、CY42)及弱粘煤(RN32)。(二)煤的物理性质和煤岩特征1.煤的宏观特征井田内主要可采煤层煤呈黑色,条痕为褐黑色,强沥青光泽,阶梯状断口,内生裂隙较发育,常为黄铁矿及方解石薄膜充填,煤层中见黄铁矿结核。条带状结构,层状构造。宏观煤岩组分以亮煤为主,次为暗煤,见丝炭,属半亮型煤。2.显微煤岩特征显微煤岩组分以镜质组为主,其次为丝质组。平均含量镜质组在59.5~68.2%,丝质组在23.3~30.0%,半镜质组7.2~9.9%。三者之和一般在95%以上,依据国际显微煤岩分类原则井田内煤为微镜惰煤。煤中矿物杂质含量较低,成分以粘土组为主,平均在4%以下,其它成分一般在5%以下。3.变质阶段煤的镜质组最大反射率(Rmax)平均在0.6547~0.7726%之间,变质阶段为烟煤Ⅰ阶段。井田内地质构造简单,无岩浆岩侵入,因此煤变质的主要因素是区域变质作用。4.煤的真、视密度煤的真密度测试值在1.35~1.60t/m3之间,视密度测试值在1.21~1.43t/m3之间。见表1-3-3。表1-3-3真、视密度测值一览表单位:t/m3煤层号2-12-2中3-14-14-2中5-15-26-2上6-2中真密度TRD1.35~1.511.42(9)1.36~1.01.44(18)1.37~1.51.43(19)1.36~1.41.44(18)1.36~1.81.42(12)1.37~1.31.43(18)1.36~1.61.43(18)1.38~1.81.42(11)1.37~1.71.44(17)视密度ARD1.25~1.71.30(15)1.21~1.21.29(26)1.23~1.61.29(29)1.24~1.21.29(29)1.24~1.81.30(16)1.23~1.71.29(30)1.21~1.11.29(29)1.23~1.41.29(19)1.24~1.31.30(27)(三)煤的化学性质和工艺性能1、煤的化学性质各可采煤层化学特征见表1-3-4。(1)工业分析①水分(Mad)原煤水分一般在10%以下,以低~中水分煤为主。平均值:2-1煤层4.77%,2-2中煤层4.57%,3-1煤层4.36%,4-1煤层4.47%,4-2中煤层4.54%,5-1煤层4.32%,5-2煤层4.27%,6-2上煤层3.93%,6-2中煤层4.16%。②灰分(Ad)2-1煤层原煤灰分2.70~17.40%,平均7.81%。2-2中煤层原煤灰分3.12~23.04%,平均8.18%。3-1煤层原煤灰分3.23~24.58%,平均8.31%。表1-3-4煤层号浮选情况工业分析(%)发热量(MJ/kg)MadAdVdafQb,dQgr,dQnet,d2-1原1.38-8.2浮2-2中原浮3-1原浮4-1原浮4-2中原浮5-1原浮5-2原浮门克庆矿井及选煤厂可行性研究报告第二章井田建设条件2―PAGE2续表1-3-4煤层号浮选情况工业分析(%)发热量(MJ/kg)MadAdVdafQb,dQgr,dQnet,d6-2上原浮6-2中原浮4-1煤层原煤灰分2.01~22.33%,平均7.56%。4-2中煤层原煤灰分2.24~24.33%,平均8.18%。5-1煤层原煤灰分2.91~28.11%,平均8.87%。5-2煤层原煤灰分2.49~29.69%,平均8.37%。6-2上煤层原煤灰分3.03~17.71%,平均8.69%。6-2中煤层原煤灰分3.49~25.39%,平均8.76%。各煤层原煤灰分均以特低灰、低灰煤为主。煤经浮选后灰分下降,平均在5%以下。③挥发分(Vdaf)各可采煤层浮煤挥发分:2-1煤层30.52~38.52%,平均34.57%。2-2中煤层27.82~40.30%,平均35.15%。3-1煤层30.88~41.75%,平均35.46%。4-1煤层28.55~40.52%,平均34.88%。4-2中煤层30.50~38.93%,平均35.06%。5-1煤层29.78~39.94%,平均34.23%。5-2煤层28.19~40.35%,平均34.15%。6-2上煤层29.33~41.31%,平均34.15%。6-2中煤层29.38~40.20%,平均34.47%。(2)元素分析浮煤元素组成中碳含量(Cdaf)77.62~84.98%,氢含量(Hdaf)3.94~5.72%,氮含量(Ndaf)0.76~1.49%之间,氧含量(Odaf)8.08~15.79%。(3)有害元素各可采煤层中,有害元素含量见表1-3-5。①全硫(St,d)各可采煤层原煤全硫2-1、2-2中、3-1、4-2下煤层为特低硫~中硫煤,其它煤层均以特低硫、低硫煤为主。2-1煤层原煤0.29~2.45%,平均0.93%;浮煤0.20~1.26%,平均0.54%。2-2中煤层原煤0.16~2.90%,平均0.90%;浮煤0.15~2.27%,平均0.61%。3-1煤层原煤0.24~2.60%,平均0.88%;浮煤0.17~1.79%,平均0.60%。4-1煤层原煤0.27~2.33%,平均0.71%;浮煤0.22~2.02%,平均0.49%。4-2中煤层原煤0.28~1.65%,平均0.66%;浮煤0.18~1.55%,平均0.50%。5-1煤层原煤0.21~2.45%,平均0.69%;浮煤0.15~1.81%,平均0.48%。5-2煤层原煤0.20~2.31%,平均0.67%;浮煤0.16~1.91%,平均0.45%。~~表1-3-5煤中有害元素化验成果表煤层号浮选情况St,d(%)有害元素AS(ηg/g)F(μg/g)Cl(%)P(%)2-1原0-51(42)64-296147(43)0.014-0.0900.049(43)0.001-0.0470.013(43)浮0-20(21)63-221134(19)0.001-0.0340.009(19)2-2中原0-51(87)56-227145(87)0.009-0.1120.049(88)0.001-0.0420.012(90)浮0-31(42)50-197124(38)0.002-0.0450.010(44)3-1原0-81(94)11-444158(97)0.006-0.1150.050(97)0.001-0.1040.013(99)浮0-71(45)53-244129(42)0.001-0.0570.010(47)4-1原0-71(90)55-298156(92)0.003-0.1110.051(92)0.001-0.0920.014(94)浮0-51(46)55-250122(41)0.001-0.0720.011(47)4-2中原0-31(49)67-571168(48)0.009-0.1320.053(48)0.003-0.0580.013(49)浮0-20(22)60-250147(18)0.002-0.0390.013(22)5-1原0-61(91)54-433163(92)0.009-0.1420.057(92)0.001-0.1290.016(94)浮0-20(46)54-210131(40)0.001-0.0650.015(46)5-2原0-71(81)59-413154(83)0.007-0.1690.058(83)0.001-0.1800.018(85)浮0-30(33)57-182123(29)0.001-0.0400.012(35)6-2上原0-61(44)65-326169(46)0.017-0.2410.064(46)0.001-0.1930.023(46)浮0-51(21)62-221139(21)0.002-0.1580.024(22)6-2中原0-61(88)61-272151(90)0.004-0.1410.059(90)0.001-0.0440.013(92)浮0-20(42)42-206126(36)0.002-0.0420.011(44)原煤中硫以硫化物硫(Sp)及有机硫(So)为主,硫酸盐硫(Ss)含量较低。因煤中有机硫(So)含量较高,所以浮煤硫含量下降幅度不大。硫化物硫的增高,是原煤全硫增高的主要原因,见表1-3-6。表1-3-6各种硫测试成果表煤层号浮选情况St,d(%)Sp,d(%)Ss,d(%)So,d(%)2-1原0.08-1.460.61(24)0.00-0.100.02(24)0.02-1.160.36(24)浮0.03-0.410.15(18)0.00-0.050.01(18)0.03-0.800.36(18)2-2中原0.06-2.340.62(58)0.00-0.090.02(58)0.09-1.000.41(58)浮0.02-0.760.21(44)0.00-0.070.01(44)0.09-0.820.41(44)3-1原0.07-2.580.62(63)0.00-0.290.03(63)0.04-1.540.44(63)浮0.03-2.030.26(46)0.00-0.100.01(46)0.13-1.090.42(46)4-1原0.03-3.120.50(53)0.00-0.120.02(53)0.11-0.960.36(53)浮0.03-0.520.14(41)0.00-0.060.01(41)0.10-0.820.31(41)4-2中原0.05-1.010.41(27)0.00-0.140.02(27)0.13-0.850.37(27)浮0.05-0.530.16(26)0.00-0.070.02(26)0.09-1.040.36(26)5-1原0.03-1.850.49(44)0.00-0.120.03(44)0.04-0.660.31(44)浮0.02-1.250.15(38)0.00-0.070.01(38)0.13-0.730.33(38)5-2原0.06-1.640.42(45)0.00-0.180.03(45)0.08-0.850.33(45)浮0.02-0.390.11(32)0.00-0.060.01(32)0.04-0.660.29(32)6-2上原0.06-1.250.49(23)0.00-0.060.02(23)0.08-0.800.33(23)浮0.02-0.550.13(17)0.00-0.060.01(17)0.20-0.670.34(17)6-2中原0.05-1.810.48(44)0.00-0.090.02(44)0.00-0.710.33(44)浮0.02-0.610.16(38)0.00-0.070.01(38)0.18-0.720.33(38)②磷(P,d)各煤层原煤磷含量一般在0.050%以下,以特低磷、低磷煤为主,少数为中磷煤。③砷(As,d)原浮煤砷含量多数测值在0~8μg/g,不超过8μg/g,符合食品工业燃煤标准。有部分样品超过8μg/g,最高者达72μg/g,利用时应注意。④氟(F,d)⑤氯(Cl,d)原煤氯含量在0.003~0.241%之间,平均含量在0.046~0.064%。2.煤的工艺性能(1)发热量(Qgr,d)原煤发热量(Qgr,d)为高、特高热值煤。2-1煤层26.85~32.56MJ/kg,平均30.84MJ/kg。2-2中煤层24.88~33.33MJ/kg,平均30.75MJ/kg。3-1煤层24.60~32.99MJ/kg,平均30.68MJ/kg。4-1煤层25.45~33.33MJ/kg,平均30.96MJ/kg。4-2中煤层25.03~33.55MJ/kg,平均30.83MJ/kg。5-1煤层23.55~33.09MJ/kg,平均30.54MJ/kg。5-2煤层23.57~33.28MJ/kg,平均30.79MJ/kg。6-2上煤层27.25~33.37MJ/kg,平均30.75MJ/kg。6-2中煤层24.63~34.07MJ/kg,平均30.65MJ/kg。(2)气化性能①煤对CO2反应性据试验结果:当反应温度为950℃时,煤对CO2②热稳定性井田内煤层TS+6在70%以上,热稳定性等级为高。③结渣性据呼吉尔特详查报告3-1煤层试验结果,当炉栅截面流速为0.2m/s时,煤的结渣率为6.2~52.0%,属中、强结渣煤。(3)低温干馏各煤层焦油产率(Tar,d)平均在10.79~11.75%之间,属富油煤。(4)煤灰成分、灰熔融性各可采煤层的煤灰软化温度(ST)在1085~1500℃,以低熔及高熔灰分为主。(5)可磨性哈氏可磨性指数(HGI)在42~124之间。数值愈大愈易磨碎。(6)粘结性煤的焦渣类型为2~7,平均值为4,粘结指数为0~17,井田内煤无粘结性~弱粘结性。(四)煤的工业用途井田内煤为低~中水分、特低灰~低灰、特低硫~中硫,特低磷~低磷、高、特高热值的不粘煤、长焰煤及弱粘煤,是良好的民用及动力用煤,适用于火力发电、各种工业锅炉、蒸汽机车等,也可在建材工业、化学工业中作焙烧材料。煤的焦油产率高,为富油煤,可作低温干馏原料煤。煤灰熔融性为高熔及低熔灰分,热稳定性等级高。五、水文地质(一)井田地形地貌、水文气象特征简述1.地形地貌门克庆井田位于内蒙古自治区鄂尔多斯市乌审旗、伊金霍洛旗境内,地处毛乌素沙漠的东北部边缘一带。井田内地形总体上为东北高、西南低,海拔标高+1328.50~+1293.10m,地形变化不大,地势平缓。井田具风积沙漠地貌特征,半流动和半固定的新月形沙丘及沙丘链遍布全井田2.水文气象井田内没有常年地表径流,雨季大气降水汇集于洼地之中,通过风积沙渗入地下补给松散层潜水含水层。井田内地表水系不发育,也无水库、湖泊等地表水体。井田所在地区气候干燥,冬寒夏热,多风少雨。根据鄂尔多斯市乌审旗气象台历年资料:当地最高气温+36.6℃,最低气温为-30.1℃,年平均气温8.7℃;年降水量为194.7~531.6mm,平均为396.0mm,且多集中于7、8、9三个月内;年蒸发量为2297.4~2833.7mm,平均为2534.2mm,年蒸发量为年降水量的5~12倍,平均6倍多。区内风多雨少,最大风速为28.7m/s,一般风速2.3~5.2m/s,且以西北风为主。冻结期一般从10月份开始至次年4月份,最大冻土深度为1.74m,最大沙尘暴日为50天/年。(二)含隔水层水文地质特征1.第四系全新统(Q4eol)风积砂层孔隙潜水含水层岩性为灰黄色、黄褐色中细砂、粉细砂,结构松散,沉积厚度6.30m~94.98m,平均28.22m。遍布全井田。根据《内蒙古自治区乌审旗水文地质普查报告》(1978年)成果:地下水位埋深0.50~3.00m,单位涌水量q=0.25~1.00L/s·m,溶解性总固体小于1000mg/L,地下水化学类型为HCO3~Ca·Na及HCO3~Na·Ca型水。根据邻区葫芦素井田H13号钻孔抽水试验成果:含水层厚度8.59m,地下水位埋深1.32m,水位标高1317.32m,最大水位降深S=5.67m,涌水量Q=2.100L/s·m,单位涌水量q=0.370L/s·m,渗透系数k=5.877m/d,水温9℃,溶解性总固体237mg/L,PH值7.5,NO3-含量0.35mg/L,F含量0.58mg/L,地下水化学类型为HCO3·SO4~Ca型水。因此,含水层的富水性中等,透水性能良好,水质良好。含水层与大气降水的水力联系密切,2.白垩系下统志丹群(K1zh)孔隙潜水~承压水含水层岩性为各种粒级的砂岩、含砾粗粒砂岩夹砂质泥岩,在井田内没有出露。地层厚度287.87~469.90m,平均393.22m。根据《内蒙古自治区乌审旗水文地质普查报告》成果:地下水位埋深受地形控制,梁峁高地20~50m,洼地可自流。水位标高+1200~+1360m,单位涌水量0.13~5.5L/s·m,一般为1L/s·m,溶解性总固体小于1000mg/L,地下水化学类型为HCO3~Na·Mg·Ca型水。根据呼吉尔特详查报告H021号钻孔和本次勘探施工的HS05号钻孔抽水试验成果:含水层厚度114.20~158.62m,平均136.41m。地下水位埋深35.23~20.26m,水位标高+1288.68~+1266.34m,钻孔涌水量Q=0.221~0.374L/s,单位涌水量q=0.00981~0.00852L/s·m,渗透系数K=0.00584~0.00563m/d,水温11~12℃,溶解性总固体312mg/L,PH值7.9,NO3.侏罗系中统直罗组(J2z)碎屑岩类承压水含水层下部岩性为青灰色、浅黄色中粗粒砂岩,杂色粉砂岩及砂质泥岩;上部岩性为紫红色、灰绿色中粗粒砂岩、砂质泥岩夹粉砂岩及细粒砂岩。分布广泛,没有出露。根据呼吉尔特勘查区门克庆井田勘探报告M18号钻孔(在井田内)抽水试验成果:含水层厚度44.94m,地下水位标高+1249.02m,水位埋深58.39m,钻孔涌水量Q=0.309L/S,单位涌水量q=0.00659L/s·m,渗透系数k=0.0168m/d,水温12℃,溶解性总固体306mg/L,PH值7.9,地下水化学类型为HCO3~Ca·Mg型水,水质较好。由此可知,含水层的富水性弱,地下水的径流条件差。该含水层与上部潜水含水层有一定水力联系,与下部承压水含水层的水力联系较小。该含水层为井田的间接充水含水层。4.侏罗系中统延安组顶部隔水层位于2煤组顶板以上,岩性主要由灰色泥岩、砂质泥岩等组成,隔水层厚度7.57~19.90m,平均13.225.侏罗系中统延安组(J2y)碎屑岩类承压水含水层岩性主要为浅灰色、灰白色的各粒级砂岩,灰色、深灰色砂质泥岩、泥岩及煤层。全井田赋存,分布广泛,地表没有出露。根据呼吉尔特勘查区H016号钻孔(在井田内)、门克庆井田勘探报告M04、M19号钻孔(均在井田内)和本次勘探施工的HS11、MS19、MS34号钻孔抽水试验成果:含水层厚度52.25~188.04m,平均114.29m。地下水位埋深6.58~73.03m,水位标高+1224.53~+1310.27m,水位降深S=8.80~45.30m,钻孔涌水量Q=0.0490~0.203L/s,单位涌水量q=0.00379~0.00807L/s·m,渗透系数K=0.00360~0.00151m/d,水温10~12℃,溶解性总固体233~603mg/L,PH值7.3~7.7,NO3-含量0.00~14.17mg/L,F含量0.006.侏罗系中统延安组底部隔水层位于6煤组底部,岩性以深灰色砂质泥岩为主,次为泥岩及粉砂岩,隔水层厚度6.44~15.89m,平均11.70m。7.三叠系上统延长组(T3y)碎屑岩类承压水含水层岩性主要为灰绿色中粗粒砂岩、含砾粗粒砂岩,夹细粒砂岩及砂质泥岩。钻孔揭露厚度不全,井田内钻孔最大揭露厚度为37.63m,未到底。根据东胜煤田铜匠川详查报告617号钻孔抽水试验成果:地下水位标高+1365.70m,水位降深44.75m,钻孔涌水量Q=0.209L/s,单位涌水量q=0.00467L/s·m,渗透系数k=0.00586m/d,水温10℃,溶解性总固体580mg/L,PH值为7.8,地下水化学类型为HCO3-Ca·Mg型水,水质较好。含水层的富水性弱,透水性能差,与上部含水层的水力联系较小。该含水层为井田的间接充水含水层。(三)地下水的补给、径流、排泄条件1.潜水井田潜水主要赋存于第四系全新统(Q4eol)风积砂层中。井田内第四系地层广泛分布,潜水的主要补给来源为大气降水,其次为井田外潜水的侧向径流补给以及深部承压水的越流补给。潜水的径流受地形控制,一般向南及西南方向径流;潜水的排泄方式以径流排泄为主,其次为人工开采排泄、蒸发排泄等。井田内潜水由北向南流出区外。2.承压水井田承压水主要赋存于白垩系下统志丹群(K1zh)、侏罗系中统直罗组(J2z)以及侏罗系中统延安组(J2y)砂岩中,基岩在地表没有出露,因此承压水的主要补给来源为井田外承压水的侧向径流补给,次为上部潜水的垂直渗入补给。承压水与潜水在不同地段可形成互补关系。承压水一般沿地层走向径流。承压水以侧向径流排泄为主,次为人工打井开采排泄。承压水一般沿南及南东方向流出区外。矿床最低侵蚀基准面标高+1293.10m,最低排泄面标高+(四)地表水、老窑水对矿床充水的影响井田内没有水库、湖泊等地表水体,沟谷不发育。本区降水比较集中,多为大雨或暴雨,雨水一部分渗入地下补给地下水,一部汇集于地形低洼处,一旦流入矿坑,就会造成淹井事故。因此,要预防地表积水通过井口、风口、封闭不良的钻孔等通道进入矿坑,导致矿坑的涌水。采煤时,要随时观测矿坑涌水量的变化情况,以防发生矿坑涌水事故。井田内目前没有老窑及生产小窑,但井田周边已规划了许多新的矿井,未来煤矿开采后,一定会产生大面积采空区。因此,未来煤矿开采在边界附近时要密切注视周围矿井的采掘情况,防止沟通邻近采空区造成涌水事故。(五)矿坑涌水量预测1.矿床充水因素及其水文地质边界确定井田第四系全新统(Q4eol)风积砂层孔隙潜水含水层的富水性中等,但距离煤层较远,志丹群(K1zh)潜水~承压水含水层的富水性弱~强,侏罗系中统直罗组(J2z)承压水含水层富水性弱,煤系地层上部隔水层的隔水性能良好,煤层顶板冒裂带高度为164.76m,而J2z地层平均厚度为199.02m,所以冒裂带影响不到Q4eol与K1zh含水层,所以煤系地层上部潜水与承压水含水层是矿床的次要充水因素。侏罗系中统延安组(J2y)承压水含水层富水性弱,因其是含煤地层,所以也是矿床的直接与主要充水含水层,是矿床的主要充水因素。三叠系上统延长组(T3y)承压含水层富水性弱,是矿床的次要充水因素。本次主要预测先期开采地段内侏罗系中统延安组(J2y)承压水对矿坑的涌水量。假定本区水文地质边界条件为定水头、均质、近水平无限含水层,计算范围为先期开采地段范围。2.计算方法及水文地质参数选择根据井田水文地质边界条件及充水因素,选用如下方法计算矿坑涌水量:稳定流大井法:承压~潜水完整井计算公式:Q=式中:Q—预测的矿坑涌水量(m3/d);K—渗透系数(m/d),利用呼吉尔特勘查区H016号钻孔、门克庆井田勘探报告M19号钻孔及本次勘探施工的HS11、MS19、MS34号钻孔抽水试验资料,详见H016、M19、HS11、MS19、MS34号钻孔抽水试验综合成果图;H—水柱高度(m),为呼吉尔特勘查区H016号钻孔、门克庆井田勘探报告M19号钻孔及本次勘探施工的HS11、MS34号钻孔地下水位平均标高与矿坑最低开采水平标高之差;m—含水层厚度(m),利用呼吉尔特勘查区H016号钻孔、门克庆井田勘探报告M19号钻孔及本次勘探施工的HS11号钻孔含水层平均厚度;Ro—引用影响半径,Ro=R+ro(m);R—矿坑排水影响半径(m),取经验数值;ro—引用半径(m),ro=F—先期开采地段面积(m2)总之,上述水文地质参数依据呼吉尔特勘查区H016号钻孔、门克庆井田勘探报告M19号钻孔及本次勘探施工的HS11、MS19、MS34号钻孔抽水试验资料、相关公式及经验数值而确定。详见表1-3-7。表1-3-7矿坑涌水量计算参数表计算范围K(m/d)H(m)M(m)R(m)ro(m)R0(m)F(m2)2-1~3-1煤0.00754619.6236.58200039605960492500002-1~6-2中煤0.00754791.78112.13200039605960492500003.计算结果及可靠性评价把选择的水文地质参数代入计算公式,得出预测的矿坑涌水量见表1-3-8。表1-3-8矿坑涌水量计算结果表范围矿井涌水量(m3/d)2-1~3-1煤25522-1~6-2中煤9571本次矿坑涌水量预测,所确定矿床的充水因素及水文地质边界条件基本正确,选择的计算方法及水文地质参数基本合理。因此,预测的矿坑涌水量可供矿井建设可行性研究和初步设计使用。这次预测的是先期开采地段内开采时所形成的坑道系统最低开拓水平的涌水量。未来煤矿初期局部开采时,矿坑涌水量可能会减小,但当巷道沟通第四系潜水、志丹群(K1zh)孔隙潜水~承压水时,矿坑涌水量则会明显增大,甚至发生透水事故,应引起高度重视。(六)井田供水水源评价由以上涌水量预算结果可知,未来矿坑排水量也不会太大,但地下水水质较好,经过处理后,可以采取矿坑水的排供结合进行综合利用,作为井田供水水源的一部分。井田内第四系全新统(Q4eol)风积砂层孔隙潜水含水层的富水性中等,志丹群(K1zh)潜水~承压水含水层的富水性强,透水性与导水性能良好,地下水量丰富,水质良好。在井田内采用大口井或机井取水,可以获得较为丰富的地下水量,是未来井田的主要供水水源。(七)井田水文地质勘查类型门克庆井田的直接充水含水层以裂隙含水层为主,孔隙含水层次之,直接充水含水层的富水性微弱,补给条件和径流条件较差,以区外承压水的侧向径流为主要补给源,大气降水为次要补给源;煤层虽位于地下水位以下,但直接充水含水层的单位涌水量q<0.1L/s·m(q=0.00379~0.00807L/s·m),富水性弱;井田内没有水库,无湖泊等地表水体,也无常年地表径流,潜水含水层与煤层的间距较大,平均在600m(八)矿井涌水量根据本井田地质报告提供的矿井涌水量,并参照相邻矿区类似条件矿井情况,设计初步确定本矿井正常涌水量110m3/h,最大涌水量六、其它开采技术条件(一)主要可采煤层顶底板情况1.岩石的工程地质特征论述门克庆井田煤层的顶底板岩石主要为砂质泥岩、粉砂岩,次为中细粒砂岩。根据原呼吉尔特勘查区H016、H021号钻孔、原门克庆井田勘探报告M04、M18、M19号钻孔和本次勘探施工的HS05、HS11、MS19、MS34号钻孔岩石物理、力学性试验成果:岩石的孔隙率0.72~30.60%,岩石的含水率为0.05~4.43%,吸水率1.26~8.92%。抗压强度吸水状态3.2~42.1MPa,平均21.6MPa;自然状态10.8~102.0MPa,平均43.2MPa;普氏系数1.10~10.4,平均4.41;抗拉强度0.62~5.63MPa,平均2.33MPa;泥岩类软化系数0.06~0.88,平均0.56。内磨擦角9°31′~40°50′。由试验结果可知,岩石的抗压强度不高,多在30~60MPa之间,抗剪与抗拉强度则更低,砂质泥岩类吸水状态抗压强度明显降低,多数岩石遇水后软化变形,个别砂质泥岩遇水崩解破坏,岩石的软化系数平均0.56(小于0.75),均为软化岩石。个别钙质填隙的砂岩抗压强度稍高些。因此,井田内煤层顶底板岩石以软弱~半坚硬岩石为主,个别为坚硬岩石,工程地质条件较差。2.煤层顶底板岩石的稳固性评价如前所述,井田岩石质量指标(RQD)平均值62%,岩体质量指标(M)平均值为0.089,岩体质量较差,稳固性也较差。煤层顶底板岩石的力学强度不高,岩石均以软弱岩石~半坚硬岩石为主,泥岩类遇水软化变形,甚至有崩解破坏现象。因此,煤层顶底板岩石的稳固性总体较差。3.井田工程地质勘查类型井田岩石以碎屑沉积岩为主,层状结构,岩体各向异性;力学强度变化大,煤层顶底板岩石的强度较低,以软弱岩石~半坚硬岩石为主,岩体的稳定性较差。井田地质构造简单,基岩在井田内没有出露,风化作用相对较弱,第四系松散层分布广泛,厚度较大,松散。未来煤矿开采后,局部地段易发生顶板冒落及底板软化变形等矿山工程地质问题。因此,井田工程地质勘查类型划分为第三类第二型,即层状岩类工程地质条件中等型。(二)瓦斯、煤尘及煤的自燃、地温及其它1.瓦斯据钻孔瓦斯测定成果(见表1-3-9),煤层甲烷含量在0.00~0.19ml/g·rad之间。自然瓦斯成分中甲烷在0.00~12.25%之间,瓦斯分带为二氧化碳~氮气带及氮气~沼气带。表1-3-9钻孔瓦斯测试成果表煤层号瓦斯含量(ml/g.燃)自然瓦斯成分(%)瓦斯分带CH4CO2CH4CO2N2C2-C62-10.00-0.060.02(9)0.00-0.050.03(9)0.00-10.352.43(9)0.36-12.323.33(9)85.75-99.6494.23(9)0.00(9)2-2中0.00-0.060.02(15)0.00-0.220.04(15)0.00-11.463.53(15)0.57-15.484.46(15)77.58-98.8992.01(15)0.00(15)3-10.00-0.150.03(20)0.01-0.060.03(20)0.00-7.632.90(20)0.77-18.253.64(20)79.35-99.0993.46(20)0.00(20)4-10.00-0.120.03(20)0.00-0.090.03(20)0.00-7.192.48(20)0.76-12.494.78(20)81.41-98.3292.73(20)0.00(20)4-2中0.01(1)0.06(1)0.22(1)7.24(1)92.54()0.00(1)5-10.01-0.050.03(7)0.00-0.070.03(7)0.55-5.372.09(7)0.83-8.454.38(7)86.18-98.2893.53(7)0.0097)5-20.01-0.040.02(8)0.01-0.080.03(8)0.38-5.561.87(8)1.91-6.173.49(8)90.63-97.1594.64(8)0.00(8)6-2上0.01-0.050.03(5)0.01-0.090.04(5)0.00-9.502.71(5)0.56-14.475.94(5)85.53-95.4591.34(5)0.00(5)6-2中0.00-0.190.04(17)0.01-0.110.04(17)0.00-12.253.46(17)0.87-14.445.77(17)80.92-96.3190.77(17)0.00(17)井田内煤层埋藏深,煤矿在生产时应加强通风,对井下瓦斯进行严密监测,以防事故发生。2.煤尘各可采煤层的挥发分产率较高,一般在30~40%,属易爆炸煤层。煤芯样煤尘爆炸性试验结果:当火焰长度>400mm时,抑止煤尘爆炸最低岩粉量为65~80%,煤尘有爆炸性。3.煤的自燃据钻孔煤芯样自燃趋势测试结果(见表1-3-10):煤吸氧量在0.57~1.15cm3/g,煤层自燃等级为Ⅰ~Ⅱ级,自燃倾向性为容易自燃~自燃。表1-3-10自燃趋势试验成果表煤层号煤吸氧量cm3/g自然等级自燃倾向2-10.79-1.040.90(4)Ⅰ容易自燃2-2中0.57-1.150.79(12)Ⅰ~Ⅱ容易自燃~自燃3-10.60-0.890.76(13)Ⅰ~Ⅱ容易自燃~自燃4-10.57-0.980.80(13)Ⅰ~Ⅱ容易自燃~自燃4-2中0.66-0.780.73(3)Ⅰ~Ⅱ容易自燃~自燃5-10.45-0.900.75(13)Ⅰ~Ⅱ容易自燃~自燃5-20.59-0.990.77(10)Ⅰ~Ⅱ容易自燃~自燃6-2上0.63-0.930.76(10)Ⅰ~Ⅱ容易自燃~自燃6-2中0.62-0.950.78(13)Ⅰ~Ⅱ容易自燃~自燃煤层易发生自燃的主要因素有:(1)煤的变质程度较低,挥发分较高,含氧较高。(2)煤中丝炭含量较高,吸氧性强,易氧化。(3)煤层中所含黄铁矿结核及薄膜在潮湿状态下氧化放热促进煤的自燃。据“内蒙古煤矿设计院”近年来对周边部分电厂用煤调查结果表明,东胜煤田各煤层的自燃发火期一般为40~60天,存放地点、堆积高度及堆积方式均与自燃有关,望有关部门加强管理,确保安全。4.地温井田内有6个钻孔进行了简易地温测量(见表1-3-11),结果表明:最大地温梯度为3.01℃/100m,最小地温梯度为2.59℃/100m,平均2.75℃/100m,其中有一个钻孔的地温梯度大于3℃/100m,5个钻孔的终孔地温超过表1-3-11钻孔简易测温统计表钻孔号变温带地温(℃)恒温带地温(℃)增温带地温(℃)地温梯度(℃/100m)20m80m80m120m120m终点深度m地温HS1110.410.710.711.311.386033.63.01MS199.110.310.311.011.090033.12.83MS268.611.211.211.711.788032.02.67MS328.411.211.212.012.088533.22.77MS338.010.010.010.710.790031.02.60MS3413.014.414.414.914.988034.62.59平均9.611.311.311.911.932.92.7510.511.622.45.放射性经对自然伽玛曲线进行认真分析研究,确定井田内无自然伽玛异常层。七、地质资源量八、其它有益矿产本次勘查未发现其它有益矿产赋存,与煤伴生的有益微量元素锗(Ge)的测值为0~21μg/g,钒(V)0~117μg/g,均未达到工业开采品位,无开采价值。第四节井田勘查程度及开发条件评价一、井田勘查程度评价1.地质勘查报告编制简况东胜煤田以往地质勘查工作较多,与本次门克庆井田补充勘探相关的有:(1)2006年7月31日,内蒙古自治区煤田地质局117勘探队受乌审旗国有资产有限责任公司的委托提交了《内蒙古自治区乌审旗呼吉尔特勘查区煤炭详查报告》。该详查报告于2006年12月26日由国土资源部以“国土资储备字[2006]385号文审查通过,共获得探明的内蕴经济资源量(331)23.46Mt,控制的内蕴经济资源量(332)2160.36Mt,推断的内蕴经济资源量(333)4918.95Mt,预测的资源量(334)813.37Mt,总资源量7916.14Mt。(2)2007年7月6日内蒙古自治区煤田地质局117勘探队受乌审旗国有资产有限责任公司的委托,提交了《内蒙古自治区乌审旗呼吉尔特勘查区门克庆井田煤炭勘探报告》。全井田共获得煤炭总资源储量1188.08Mt,其中探明的资源储量269.44Mt,控制的资源储量400.75Mt,推断的资源量517.89Mt。(3)东胜煤田呼吉尔特矿区门克庆井田煤炭补充勘探报告是在乌审旗呼吉尔特勘查区煤炭详查报告和门克庆井田煤炭勘探报告的基础上进行编制的。①利用以往呼吉尔特勘查区施工的普、详查钻孔76个(钻孔编号为H、WD、WW、WZ字头钻孔),工程量69202.55m。其中H016、H021号钻孔为水文兼岩样孔,工程量1842.64m,钻探单项评级为特级孔6个,甲级孔70个;钻孔综合级别特级钻孔12个,甲级钻孔64个。②利用以往门克庆井田施工的勘探钻孔19个(钻孔编号为M01~M19),工程量17478.14m。其中M04、M18、M19号钻孔为水文兼岩样孔,工程量2705.98m。19个钻孔钻探单项评定特级孔14个,甲级孔③利用以往葫芦素井田施工的勘探钻孔3个(钻孔编号为H35、H36、H37),工程量2723.80m。钻探单项评定甲级孔3个。本次勘探共利用以往施工的钻孔98个,总工程量89404.49m。测井单项评级均为甲级孔,物性反映条件好,对煤层的定性、定厚解释成果可靠。钻孔煤系地层采取率较高。综上所述,以往施工的普、详查及勘探钻孔质量较好,可供本次勘探报告编制使用。(4)本次地质勘探工作2007年8月,探矿权投资人中天合创能源有限责任公司把探矿权证划定的门克庆井田和陕汉毛

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