神华宁煤集团梅花井煤矿分析.docx

1、神华宁煤集团梅花井煤矿分析位置与交通梅花井井田位于宁夏回族自治区灵武市以东33km处，行政区划属灵武市磁窑堡镇管辖。地理坐标位于东经1064022至1064653，北纬375820至380421之间。银（川）青（岛）高速公路及国道307线沿本井田北部东西向穿过，井田西侧有磁窑堡到马家滩三级公路。另外，矿区内还有黎家新庄中心区至古窑子辅助企业的二级公路及古窑子至灵新煤矿、羊场湾煤矿工业场地的三级公路。在梅花井井田西边界外新建有一条鸳（鸯湖）冯(记沟)二级公路，该公路南北向从梅花井煤矿工业场地西侧经过，目前路基施工已经完成。包（头）兰（州）国铁干线于矿区西部约70km处南北向通过，灵武铁路支线（大

2、坝古窑子）在包兰铁路的大坝站接轨，延至矿区古窑子（矿区辅助企业区）车站，已于1995年投入运营。矿区有接轨于大古铁路古窑子车站的灵新煤矿和羊场湾煤矿的铁路专用线。规划建设的鸳鸯湖矿区铁路专用线从井田西边界通过。交通位置图如下图所示：图1.1 梅花井井田交通位置示意图1.1.2地形，地势井田内地形总体呈现东高西低，南北高中部低的低缓丘陵地貌，最高标高点位于井田东北部山丘地带，最大标高+1446.0m，最低标高点位于梅花井村附近，最低标高为+1322.0m，并且向井田外小井子、甜水坑由东向西方向地势逐渐变低。井田内大部分地区为沙丘掩盖，多系风成垄状及新月形流动沙丘，间有被植被固定、半固定沙丘，地形

3、低缓平坦，起伏不大，井田范围内地面最大相对高差124m。1 .1. 3河流与水体井田内无常年地表迳流，仅在第6勘探线西端梅花井村西南约0.75km处，有南北长约1km、东西宽约0.5km，面积约0.5km2的低洼地带,标高+1322m左右，平时干枯无水，雨季有积水，一般可保持1个月左右，水质苦涩，不能饮用。1 .1. 4 气象、地震本区属半干旱半沙漠大陆性气候。据灵武市气象台资料，年最高气温41.40（1953年），最低-28（1954年），气候干热，昼夜温差大。井田居鄂尔多斯盆地西缘断褶带中部，属吴忠地震活动带，地震基本列度为度。根据宁夏回族自治区地震局（宁震函2004108号）关于审批梅花

4、井煤矿工业场地抗震设防要求的函，梅花井工业场地的抗震设防烈度为7度。1. 1. 5 矿区生产、在建井、小煤窑分布及开采情况鸳鸯湖矿区内目前仅有地方煤矿京盛煤矿开采，京盛煤矿位于梅花井井田北部,开采的资源为白芨滩古河道保护煤柱范围内的资源；鸳鸯湖矿区内目前正在建设的矿井有梅花井煤矿、清水营矿井和石槽村矿井，清水营矿井设计生产能力为10.0Mt/a，石槽村矿井设计生产能力为6.0Mt/a。清水营矿井与梅花井煤矿均属宁东能源化工基地内的配套矿井。与梅花井煤矿相邻的灵武矿区为宁东煤田首先开发的矿区。目前，灵武矿区内国有生产矿井有灵新煤矿、磁窑堡技改井、羊场湾煤矿等。 1 .1. 6 水源、电源及通信情

5、况1水源 鸭子荡水库根据宁东能源化工基地规划，基地供水水源取自黄河，经加压将水输送至鸭子荡水库，该水库调节总容量为5100万m3。通过基地配水厂将水库水送至矿区各矿井，供水水质仅达到工业用水标准，主要水质指标浊度为20NTU。因此，作为生活饮用水需进行处理。 金银滩水源地该水源为灵武矿区供水水源。水源地东距灵武矿区约20km，水源地东西宽约6km，南北长约12km，面积约70km2，可采资源量30000m3/d（该水源地由宁夏地矿局以宁地管字【1987】10号文批复，储量由宁夏矿产储量委员会以宁储决【1990】01号文批准）。目前灵武矿区用水量约为15000m3/d，该水源供水能力尚有较大富裕

6、，可满足本矿井、选煤厂日用消防水量。矿井初期用水水源选用金银滩水源地大泉水厂给水管线，待鸭子荡水库输水工程供水管线完工后，改用黄河水作为水源。 矿井井下排水矿井建成后，井下正常排水量为14616m3/d，最大排水量为21600m3/d。为了充分利用水资源，在工业场地设井下排水处理站一座，将处理后的井下排水分别用作井下消防洒水、制氮、胶体防灭火设备用水、建筑物用水、场区浇洒水量以及选煤厂生产补充用水等。2电源矿井两回电源分别引自白芨滩110kV变电所和永利110kV变电所，导线型号均选为LGJ-240，长度分别为6.5km和8.0km。当一回路发生事故停止供电时，由另一回路保证矿井安全用电。两回

7、电源互为备用。3通信为确保行政通信网络安全，由神华宁煤集团信息网络中心统一配备可靠性高、功能强、维护成本低以及易于与其它设备互联的华为C&C08型数字程控交换机，初装容量512门；同时设置192门数字程控调度交换机一套。1.1.7 井田内小窑分布及开采情况根据宁夏回族自治区灵武煤田鸳鸯湖勘探区详查地质报告，井田内目前无小煤矿开采。1.2 地质特征1. 2. 1井田地层井田内大部分地区被第四系（Q）风积砂所覆盖仅在井田西南部有零星基岩出露。经钻孔揭露井田内地层由老至新依次有：三叠系上统上田组（T3s）；侏罗系中统延安组（J2y）、直罗组（J2z）；侏罗系上统安定组（J3a）；白垩系下统宜君组（K

8、1y）；古近系渐新统清水营组（E3q）和第四系（Q）。各地层由老至新简述如下：1、三叠系上统上田组（T3s）在井田西南部边界有零星出露，钻孔最大揭露120.53m，据邻区以往资料其最大沉积厚度为756m。上田组（T3s）地层由一套河湖相杂色碎屑岩沉积组成，为侏罗系延安组（J2y）含煤沉积的基底，岩性主要为黄绿、灰绿色厚层状砂岩，夹灰、深灰色粉砂岩、泥岩及薄层含铝土质泥岩。砂岩的分选性及磨圆度中等，发育大型板状、槽状及楔状交错层理。2、侏罗系中统延安组（J2y）为一套内陆湖泊三角洲沉积，是井田内主要含煤地层，在井田的西南部有零星出露，钻孔揭露厚度262.45367.88m，平均293.53m。岩

9、性由灰、灰白色长石石英砂岩，深灰色、灰黑色粉砂岩、泥岩、煤和少量含铝质泥岩组成，底部以一套浅白或黄色带红斑的粗粒砂岩、含砾粗砂岩与下伏三叠系上田组（T3s）呈假整合接触。3、侏罗系中统直罗组（J2z）为一套干旱及半旱气候条件下的河流湖泊相沉积，在井田内没有出露，钻孔揭露厚度403.04508.85m，平均456.47m。岩性主要为灰绿、蓝灰、灰褐色夹紫斑的中、细粒砂岩和粉砂岩，夹少量的粗粒砂岩和泥岩，底部为一厚层灰白、黄褐或红色含砾粗石英长石砂岩，俗称“七里镇”砂岩，与下伏延安组含煤地层呈冲刷假整合接触。4、侏罗系上统安定组（J3a）为一套干燥气候条件下河流、湖泊相红色沉积，俗称“红层”，在井

10、田内没有出露，钻孔揭露最大残留厚度323.72m。岩性以灰褐、紫红、紫褐色粉砂岩和泥岩为主，夹灰白、灰绿色中细粒砂岩，底部普遍有一层褐红色砂岩与下伏直罗组地层呈假整合接触。5、白垩系下统宜君组（K1y）是一套近陆源区的冲、洪、坡积粗碎屑岩沉积，井田内大部被剥蚀，仅在井田的东部边界有零星残留，残留厚度010m左右，钻孔中普遍有12m的风化残留砾石。岩性为一套灰、浅红及灰白色，砾岩夹薄层砂岩，砾岩成份大多为灰色碳酸岩和浅红色的变质石英砂岩。与下伏安定组呈微角度不整合。6、古近系渐新统清水营组（E3q）仅在井田东部边界外围有零星分布，厚度一般小于5m，岩性由紫红色亚粘土及红土组成，不整合于下伏各老地

11、层之上。7、第四系（Q）井田内广泛发育，底部为白垩系砾岩风化残留卵砾石和钙化结核；中部为冲淤积的黄沙土；顶部为现代风积沙丘及沙土层。钻孔揭露厚度020m。不整合于各系地层之上。1.2.2 含煤地层本井田含煤地层 （J2y），钻孔揭露厚度，最小267.77m，最大329.93m，平均厚299.21m，含煤地层厚度由北向南有逐渐增厚的变化趋势。 1.2.2.1 含煤成因地层单位划分从沉积断面对比图上总体显示出含煤地层上、下部均为较粗的含煤碎屑充填和中部较细的含煤碎屑充填（含典型的湖相泥岩层）的三段式充填特点。根据充填特点延安组含煤地层可划分为五个成因地层单位和9个充填层序（层序1层序9）。由下往上

12、依次编号为成因地层单位一至成因地层单位五。成因地层单位通常以沉积间断面或稳定煤层、煤层组的顶界面作为分界。各成因地层单位的沉积构成如下：1. 成因地层单位一从含煤地层底界到16煤顶板，厚22.0052.19m，平均厚度36.07m。以冲积河道砂质沉积为主，由一个总体向上变细的河道充填层序（层序1）构成，岩性以灰白色砂岩为主，俗称“宝塔山砂岩”，夹粉砂质泥岩，煤层位于层序的上部，含18、17、16三个煤组和煤层。2. 成因地层单位二从16煤顶板到12煤顶板，厚38.7760.86m，平均厚47.11m。由二个垂向上向上变粗的三角洲充填层序（层序2、层序3）构成，岩性以灰灰白色粉砂岩、细粒砂岩为主

13、，夹薄层泥和煤层，煤层位于每个层序的顶部，含15、14、12三个煤组和煤层。3. 成因地层单位三从12煤顶板到6煤顶板，厚59.2996.20m，平均厚度75.46m。由二个典型的向上变粗的三角洲充填层序（层序4、层序5）构成，砂岩位于层位层序的中下部，层序的上部则以粉砂岩、细粒砂岩为夹薄煤层，层序4和层序5的顶部分别含10和6二个分布广且较稳定的厚煤层。4. 成因地层单位四从6煤组顶板到4煤组顶板，厚60.37104.50m，平均厚77.38m。由2个三角洲充填层序（层序6、层序7）构成，岩性以灰白色砂岩为主，其次为粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩及煤层，煤层位于层序的上部和顶部。5煤位于层序6的上

14、部，4煤组位于层序7的顶部。5. 成因地层单位五从4煤组顶板到含煤地层的顶界，厚49.7379.85m，平均厚60.92m。由下部向上变粗的三角洲充填和上部的向上变细的河流充填2个层序（层序8和层序9）构成。下部三角洲充填层序8以灰白色砂岩主为，3煤位于层序的上部；上部河流充填层序9的顶界受上覆直罗组底部砂体的冲刷，层序保存不完整，2煤组位于层序的顶部。1.2.2.2 含煤地层各成因单位的主要沉积环境类型1. 成因地层单位一的沉积环境成因地层单位一记录了延安期初时的沉积，其下部的“宝塔山砂岩”是典型的冲积河道成因砂岩体，由它构成了延安期初时的格架环境沉积，河道性质可能接近于低弯度的曲流河性质。

15、在河道两侧发育泛滥盆地和漫滩沼泽。在沉积断图上显示该时期的沉积以砂质为主，厚度变化的差异性反映了古地形的起伏不平。由于古地形随沉积作用渐趋淤平及河道的废弃，使河道旁侧的泥炭沼泽环境进一步扩展，形成分布较广的中厚厚煤层。总体来看，煤层的发育仍然受到古河道的控制。2. 成因地层单位二至四的沉积环境成因地层单位二至四的沉积构成和古环境配置关系近似，故归并一起叙述。它们与下伏成因地层单位一比较有明显的不同，表现为出现向上变粗的三角洲层序，发育典型的湖相泥岩层。这些特点表明沉积环境由冲积平原环境演化为浅湖三角洲环境。3. 成因地层单位五成因地层单位五的沉积构成与下伏成因地层单位相似，但缺乏典型的湖相泥岩

16、层，且含砂率较高，晚期具有向冲积环境过渡的特点。该单位的下部层序从分析来看，该时期为以分流河道为格架环境的古环境配置关系，分流河道间洼环境广泛发育。沉积断面图上可看出，该时期沉积以分流河道砂质沉积为主，湖相泥岩不发育，反映了该时期湖水退出本区，沉积环境以三角洲平原为特点，其垂向上层序显示为向上变细的特征。1.2.3 井田构造1.2.3.1 井田构造形态梅花井井田位于鸳鸯湖背斜东翼的中南部，地震解释成果和钻探揭露资料显示，均表明井田内构造整体呈近南北走向，由西向东倾伏的单斜构造。以第8勘探线为界，含煤地层走向发生转折，转折端南北地层走向夹角为140左右。第8勘探线以北到北部井田边界的大部地区，含

17、煤地层走向呈北东20，向南东60方向倾斜，为宽缓的单斜构造，且次一级褶曲不发育，煤层产状由浅部的缓倾斜煤层（25）向井田深部渐变为近水平煤层（5），第8勘探线以南到南部井田边界的局部地段，含煤地层走向由北向南发生向东偏转，走向呈北西20，含煤地层倾斜方向为北东70，仍为宽缓的单斜构造，但是沿地层倾斜方向发育次一级的波状起伏，其构造形态应该是与井田南邻的石槽村井田构造向北延伸的部分。其构造复杂程度较井田北部复杂，属中等偏简单构造。综观全井田构造形态情况，本井田构造属于中等偏简单类型。1.2.3.2褶曲除井田西南边界鸳鸯湖背斜以外，井田范围内褶曲不发育，仅在局部地段出现波状起伏。井田西南边界的鸳鸯

18、湖背斜，背斜轴走向为北西25，向北至第8勘探线以北转为北东20，基本上与背斜东翼的含煤地层走向一致，井田内轴线长3km，轴面东倾78，背斜两翼不对称，西翼陡，地层倾角4068；东翼缓，地层倾角715左右。轴线平面位置，在第8勘探(MD19)线804号孔以东50m附近。背斜轴由北向南倾伏，第8勘探以北，轴部地层为三叠系上统上田组(T3s)，以南为侏罗系中统延安组(J2y)(图1.2-2、1.2-3、1.2-4)。背斜轴的倾伏角井田内为18，向南延伸穿过石槽村井田后逐渐尖灭。1.2.3.3 煤层井田内延安组含煤地层平均总厚299.21m，共含煤层22层，其中可采煤层17层，不可采煤层5层。可采煤层

19、平均总厚28.19m，可采含煤系数9.42%。根据成因地层单位将含煤地层划分为五个含煤段。 表1.1 井田内计算储量煤层厚度及间距统计情况一览煤组煤层号煤层厚度(m)最小最大平均煤层间距（m）最小最大平均可采储量（Mt）一煤组2-10.003.251.6556.980.0011.916.952-20.634.842.78146.779.3421.8412.930.003.791.4964.6821.8432.7527.79二煤组4-10.003.031.3768.140.2012.95.964-20.003.591.5552.4613.434.721.850.001.720.5411.0238

20、.748.6344.66三煤组6-10.514.153.09201.520.0011.914.976-20.201.691.007.05 1. 2煤 2煤组为主要可采煤层，剖面上位于第含煤段(成因地层单位五)层序9的上部，平面上由北东向西南分叉为2-1煤和2-2煤。 2煤在合并区内全部可采，分布面积19.84km2，煤层厚度4.236.40m，平均5.28m，可采厚度4.236.00m，平均5.00m，属厚煤层，局部含夹矸1层，煤层结构简单，对比可靠，属稳定煤层。厚度0.844.08m，平均2.64m，薄厚煤层，煤层厚度变化和2-1煤相似，局部含1层夹矸，对比可靠，结构简单，属较稳定煤层。 2

21、-1煤在分叉区内大部可采，分布面积44.99km2，可采面积38.97km2，可采厚度0.852.96m，平均1.66m，薄中厚煤层，煤层厚度变化有一定规律，井田内南北厚，向中部逐渐变薄，局部含1层夹矸，结构简单，属较稳定煤层。2-2煤在分叉区内大部可采，分布面积45.22km2，可采面积43.55km2，可采厚度0.844.08m，平均2.64m，薄厚煤层，煤层厚度变化和2-1煤相似局部23煤3煤剖面上位于第含煤段层序8的顶部，井田内大部可采，分布面积65.25km2，可采面积60.67km2，煤层厚度0.003.79m，平均1.49m，可采厚度0.823.79m，平均1.41m，薄煤层，煤

22、层厚度由西向东逐渐变厚，与2煤组的煤层间距逐渐变小，并有合并的趋势，对比可靠，煤层结构简单，不含夹矸，属稳定煤层。34煤4煤组剖面上位于第含煤段(成因地层单位四)层序7的上部，在井田的北部为主要可采煤层，4煤组由北西向南方向分叉为4-1煤和4-2煤。4-1煤井田内大部分可采，分布面积66.40km2，可采面积60.47km2，煤层厚度0.003.03m，平均1.37m，薄中厚煤层，煤层厚度总体由东向西变薄，在先期开采地段受南北向河道砂体的冲刷，煤层在冲刷带内变薄，局部出现不可采地段，对比可靠，煤层结构简单，偶现1层薄夹矸，属较稳定煤层。4-2煤局部可采，分布面积66.64km2，可采面积28.

23、42km2，属局部可采煤层，可采范围主要分布在井田的北部，煤层厚度0.003.59m，平均1.55m，薄中厚煤层，煤层厚度由西北向东南方向逐渐变薄。对比可靠，煤层结构简单，不含夹矸，属较稳定煤层。45煤5煤剖面上位于第含煤段(成因地层单位五)层序6的顶部，分布67.22km2，可采面积13.25km2，属局部可采煤层，主要分布在井田的北部，煤层厚度0.001.72m，平均0.54m，可采厚度0.831.72m，平均1.26m，薄煤层，煤层厚度在可采范围内由西北向东南变薄，且受南西河道砂体冲刷变薄。对比可靠，结构简单，不含夹矸，属不稳定煤层。56煤6煤组剖面上位于第含煤段(成因地层单位三)层序5

24、的顶部，为主要可采煤层，平面上由南向北分叉为6-1煤和6-2煤 6煤在合并区内全部可采，分布面积34.00km2，可采面积33.20km2，煤层厚度4.446.61m，平均5.26m，可采厚度4.375.52m，平均4.99m，属厚煤层，且煤层厚度变化不大。对比可靠，大部含夹矸1层，结构简单，在合并区内属稳定煤层。6-1煤在分叉区内大部可采，分布面积34.08km2，可采面积32.55km2，煤层厚度0.514.15m，平均3.02m，可采厚度0.873.95m，平均3.07m，中厚厚煤层，煤层厚度由西向东有变薄的趋势，但煤层厚度总体变化不大。对比可靠，大部含1层稳定的夹矸，结构简单，在分叉区

25、内属稳定煤层。6-2煤在分叉区内局部可采，分布面积10.21km2，可采面积6.39km2，煤层厚度0.201.69m，平均1.00m，可采厚度0.871.69m，平均1.27m，薄煤层，煤层厚度由南向北逐渐变薄尖灭。对比可靠，结构简单，不含夹矸，可采范围内属稳定煤层。表1.2梅 花 井 井 田 可 采 煤 层 特 征 一 览 表煤层煤层厚度特征(可采厚度)煤层可采性可采类型对比结果煤层结构夹矸结构类型煤层稳定程度最小(m)最大(m)平均(m)煤厚类型标准差变异系数见煤点个 数可采点数可采性指 数可采面积分布面积可采概率2煤4.2365厚0.479.481212119.9519.95100全部

26、可采可靠0-1简单稳定2-1煤0.852.961.66薄-中厚0.4124.6478750.9638.844.9986大部可采可靠0-1简单较稳定2-2煤0.844.082.64薄-中厚0.9736.6978750.9643.6245.2296大部可采可靠0-1简单较稳定3煤0.823.791.41薄0.749.7390700.7860.7965.2593大部可采可靠0简单稳定4-1煤0.832.431.46薄-中厚0.4228.7588730.8360.9866.492大部可采可靠0-1简单较稳定4-2煤0.853.592.58薄-中厚0.727.1288450.5128.3266.6443

27、大部可采可靠0简单较稳定6煤4.375.524.99厚0.326.333838133.9733.97100全部可采可靠0-1简单稳定6-1煤0.873.953.07中厚-厚0.6721.7965600.9224.131.6276大部可采可靠0-1简单稳定6-2煤0.871.691.27薄0.2821.8225160.646.3910.2163大部可采可靠0简单较稳定1.2.4 煤质及用途1.2.4.1物理性质和煤岩性质1.物理性质各煤层的物理性质见表。表1.3主要物理性质和宏观煤岩类型表煤 层宏观煤岩类型物 理 性 质颜 色光 泽断 口结 构构 造裂 隙2-1半暗型黑沥青参差状、阶梯条带状层状

28、内外生较发育2-2半暗型黑沥青平 坦条带状层状外生较发育2半暗、半亮型黑沥青、油脂阶 梯 状线理状层状内外生较发育3半亮型黑强沥青平坦阶梯条带、层状层状内外生较发育4-1半暗型黑弱沥青平 坦条带状层状不发育4-2半暗、半亮型黑沥青、油脂贝壳、平坦线理、条带状层状不发育5半暗、半亮型黑弱沥青贝壳、平坦线理层状不发育6-1半暗型黑弱沥青平 坦条带层状不发育6-2半暗型黑弱沥青平 坦条带层状不发育2.显微组分和煤岩类型 显微组分含量各煤层有机质含量高，其中镜质组约占2569%左右，平均48.01%；丝质组约占2874%左右，平均50.16%；稳定组分含量低，仅占1.75%左右。无机组分含量低，绝大部

29、分煤层的平均值在10%以内，无机组分中以粘土矿物为主，约占75%左右。镜质组平均含量，在上、中、下三个煤组中明显不同。上煤组2-1煤至6煤，镜质组含量为38.2768.00%，平均值为47.37%左右；中煤组8煤至12煤，在49.2569.90%，平均60.32%左右；下煤组14煤至18煤，平均值34.43%左右。上、下煤组镜质组含量明显低于中煤组。丝质组变化情况与镜质组相反，上、下煤组含量高于中煤组。上煤组平均50.14%，中煤组平均35.76%，下煤组平均64.60%。 煤岩特征有机质含量高，主要由镜质组和丝质组组成，占98%以上。镜质组以均质镜质体为主，次为基质镜质体，含少量碎屑镜质体。丝质组以半丝质体为主，次为丝质体，含少量碎屑丝质体，另含微量粗粒体、微粒体及真菌体。稳定组以小孢为主，角质体和树脂体次之。无机组分含量少，以粘土矿物为主。粘土以细胞充填为主，层状次之，含少量分散状粘土，硫化铁以微粒状分布，碳酸盐细胞充填状分布，偶见块状。 沉积环境根据煤岩特征分析，本区沉积环境是处在与外部流水隔绝的、有时处于干涸情况的死水沼泽环境。成煤植物以木本植物、灌木和草木植物为主。3