煤矿采矿工程毕业设计 2文档格式.docx

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北纬：

38°

44′～38°

49′。

本井田北依榆神二级公路（S204省道），西与凉水井井田相邻，西南和南部与香水河勘查区接壤；

东西长6.4km，南北宽4～6km，井田面积25.4088km2。

西（安）～包（头）铁路从煤矿北界附近通过，与京包线、神（木）～黄（骅）线相接，榆神二级公路（S204省道）沿矿区北面穿过，东至神木县城8km，到达府谷县城95km，南抵榆林103km，本井田交通便捷。

1.1.2地形、地貌

本井田地处陕北黄土高原北部，毛乌素沙漠南缘，主要以黄土沟壑地貌为主，低洼处多有沙土覆盖。

主要沟流两侧多有第三系红土和基岩出露。

地形总趋势是西高东低，区内最高点在榆西老公路105里程碑以西，海拔标高+1273.2m，最低点为下中咀峁以南约4km处的三道沟沟谷，海拔标高+1081.00m，一般高程为+1200m，相对最大高差为192.20m。

区内有两条基本东西走向的山梁，一条沿榆西老公路一线展布；

另一条沿上中咀峁—下中咀峁一带展布。

它们形成分水岭，控制着区内东西向两条较大沟流（华皮湾—下中咀峁沟和海子沟--阳园则沟）的走向。

沟两侧支沟密布成树枝状，且多呈“V”字型，沟梁相间，沟深坡陡，表现出强剥蚀地貌特征。

1.1.3气象及水文情况

气象：

本区为典型的温带干旱、半干旱大陆性气候，特点是冬季严寒，春季多风，夏季酷热，秋季凉爽，昼夜温差悬殊，四季冷热多变。

本区干旱少雨，年蒸发量大。

全年无霜期短，10月初上冻，次年4月初解冻。

据神木县气象站观测资料：

多年平均气温8.4℃极端最高气温38.9℃

极端最低气温-28.4℃多年平均降水量435.7mm

多年平均相对湿度56%多年平均绝对湿度7.6毫巴

多年平均风速2.2m/s极端最大风速25m/s

年最多风向NW多年最大冻土深度146cm

多年平均气压910毫巴

全年降水量分配很不均匀，多以暴雨形式集中在7～9月份，约占全年降水量的68%。

不同年份降水量变化大。

区内无大的河流，只有四条沟流，属窟野河水系，分别为：

华皮湾-下中咀峁沟沟流，该沟流沿华皮湾—下中咀峁沟一线分布，长约4500m，河床宽约10～20m，河床坡角1.5°

流量：

2.97l/s，最高洪水位线3m左右。

溪水无色无嗅无味，涓涓细流，蜿蜒清澈，属常年性溪流。

水源主要为降雨和泉水补给。

依地形向东而流。

其上游筑有南沟水库。

海子沟—阳园则沟沟流：

沿海子沟—阳园则沟一线展布,长约3500m，河床宽10～15m，河床坡角1.6°

。

流量2.97l/s，流速0.40m/S，最高洪水位线3m左右。

为常年性溪流。

溪水无色无嗅无味，清沏透亮，没有污染。

在海子沟附近建有下六道沟水库。

以上两条沟流在下中咀峁以东约6公里处汇合向东流入窟野河。

后圪柳沟沟流和七道沟沟流：

后圪柳沟沟流的上游在区内筑有水库，水源主要是降雨和泉水，泉水常年流出，致沟流具常年性；

七道沟沟流为季节性沟流，其上游在井田范围内筑有水库，水源以季节性降雨为主，造成沟流和水库皆具季节性，这两条沟流向北流入西沟，再入窟野河。

井田内现有水库6座，小的如池塘，大的延沟伸展，形成了陕北地区特有的自然风貌。

南沟水库：

位于华皮湾-下中咀峁沟沟流上游，基底为煤系地层，坝高约15m，最大库容量大约69万m3。

目前水深约5m，储水约13.2万m3，水库主要用途是灌溉和养殖。

下六道沟水库：

位于海子沟附近基岩上,坝高约15m,最大库容约15万m3。

现水深约3m，储水量大约1.16万m3，水库的主要用途是灌溉。

后圪柳沟水库：

筑于后圪柳沟上游，最大库容约1200m3，现存水400m3左右。

区内泉水较多，主要分布在沟壑地带，是沟流的主要水源。

泉水水源主要是地表水渗入，泉水出露点多在基岩面，所发现的泉眼皆为下降泉。

1.1.4矿区概括

本区地处陕西省北端，人口稀少，人口密度15～20人/km2。

以汉族为主，是汉、蒙、回等民族居住地区，民风淳朴、社会风气良好。

由于土地沙漠化和水土严重流失，以及多年来交通条件落后，致使工业基础比较薄弱，农村生活条件相对落后，社会文化生活尚不发达。

目前工业主要以小型矿山为主，消费的轻工产品主要由外地运入。

农作物以谷物、豆类、玉米为主，经济作物有葵花、土豆等，畜牧业以猪、羊为主，属自给自足的农村经济。

随着榆神矿区的开发和神延铁路的建成通车，区内人民已摆脱封闭，迈向文明，迅猛的与城镇文明相融合，一副朝气蓬勃、蒸蒸日上的气象已经呈现，尤其西部大开发和榆神矿区能源重化工基地的建设，使煤炭工业迅速成为地区的支柱产业，拉动了区域经济的飞速发展。

大砭窑煤矿始建于1931年，1957年转为地方国有煤矿，1985年国家投资750万元进行扩建，1995年投资735万元对矿井进行了技术改造。

1997年10月改制为神木县大砭窑气化煤有限责任公司。

于2004年11月彻底改制为股份企业。

注册资金9600万元。

大砭窑煤矿机械化改造前生产能力0.15Mt/a，采用平硐开拓方式。

已有工业场地位于井田北部西沟南侧的子沟大砭窑沟内，该场地内布置了主、副平硐两条井筒，主平硐采用带式输送机运输，副平硐采用无轨防爆柴油机车运输。

已有风井场地位于工业场地南部约1.3km处的四道沟东侧坡地上，该场地内布置了回风斜井井筒。

三条井筒向西南方向布置至5-2煤层后，南北向沿煤层底板布置三条大巷，分别为辅助运输大巷、带式输送机大巷和回风大巷，目前三条大巷已向南延伸至纬线4295500m处附近。

回采工作采用大巷条带式双翼布置，已有大巷两侧已经基本采空。

主变电所、主排水泵房、主要水仓及井下消防材料库等井底主要硐室已经形成。

工作面采煤方法为房柱式，采煤工艺落后，机械化水平低、资源回收率低，安全管理难度大。

为提高矿井安全生产管理水平，近年来矿方先后投资对部分系统进行了改造，为实现机械化开采创造了条件。

为进一步提高矿井生产安全水平，根据国家四部门发布的《关于推进小型煤矿机械化的指导意见》，大砭窑气化煤有限责任公司提出对煤矿进行机械化改造，从而进一步改善矿井安全条件，建设本质安全型矿井。

1.2井田境界及储量

1.2.1井田境界

神木县大砭窑煤矿地处榆神矿区二期规划区的东北缘，行政区划隶属神木县西沟乡所辖。

井田北依榆神二级公路，西与凉水井井田相邻，西南和南部与香水河勘查区接壤。

东西长6.4km，南北宽4.0～6.0km，面积25.4088km2。

1.2.2储量

2006年神木县矿业地质测量管理站对神木县大砭窑气化煤有限责任公司煤矿的资源储量进行了检测，其提交了《陕西省神木县大砭窑气化煤有限责任公司煤矿资源储量检测说明书》，陕西省国土资储备[2007]83号文予以备案。

根据储量检测结果及煤矿提供的采掘工程平面图，截止2012年6月底，扣除动用储量，矿井保有地质储量为51.296Mt，工业资源/储量为42.58Mt，设计可采资源/储量为25.46Mt。

1.3井田地层及地质构造

（一）井田地层

据钻孔揭露和地质填图资料，本井田范围内地层从老到新依次为：

三迭系上统永坪组（T3y）、侏罗系中统延安组（J2y）、第三系上新统保德组（N2b）、第四系中更新统离石组（Q2L）、第四系全新统风积砂（Q4eol）、第四系全新统冲积层（Q4al），地层一览表详见表1-3-1，从老至新分述如下：

1.三迭系上统永坪组（T3y）

在煤矿北部边界出露7～9m，在下中咀峁附近沟底出露1～4m。

据以前资料，厚度一般为80～200m。

岩性为一套灰绿色巨厚层状的中、细粒长石石英砂岩。

2.侏罗系中统延安组（J2y）

延安组（J2y）为煤矿区的含煤地层，与下伏永坪组（T3y）呈假整合接触部遭剥蚀。

根据钻孔揭露，区内保存延安组第一段（J2y1）和延安组第二段（J2y2），残存厚度0～134.10m。

在永坪组（T3y）零星出露地段缺失。

因矿区东低西高，东部遭剥蚀强烈，保存厚度从西到东依次减薄。

（1）延安组第一段（J2y1）

岩性组合以粗、中粒长石石英砂岩为主，次为浅灰色到深灰色细粒砂岩、粉砂岩、砂质泥岩夹少量黑色泥岩。

在煤矿大部分地区底部为粗、中粒砂岩，呈假整合上覆于永坪组（T3y）之上。

中部以粉砂岩、细砂岩为主，上部以砂岩、砂质泥岩为主，顶部为5-2煤。

（2）延安组第二段（J2y2）

基本全区分布，厚度17.26～111.81m，平均61.08m。

本段地层以灰色粉砂岩、细砂岩和粉砂质泥岩为主,夹煤层、炭质泥岩和菱铁矿泥岩透镜体，含4号煤组。

岩层底部为中、粗粒砂岩，厚度0.5m～1.9m，平均1.25m局部为细砂岩；

中部粉砂岩、深灰色泥岩、砂质泥岩和泥质粉砂岩为主，中部含4-4煤薄层，局部夹中、细粒砂岩。

上部以泥质粉砂岩、灰色粉砂岩为主，局部夹细砂岩薄层，含4-3下煤和4-3煤，4-3煤位于顶部。

上段厚0～75.53m，平均34.0m，在Db5号孔附近遭剥蚀而缺失，整体呈东薄西厚。

岩性下部以灰白色中、细粒长石石英砂岩为主，局部夹灰色粉砂岩及泥岩。

中部和上部以灰色粉砂岩，粉砂质泥岩为主，并与灰白色中细砂岩组成互层，夹泥岩、炭质泥岩和菱铁矿泥岩透镜体，粉砂岩中保存垂直层面的虫孔痕迹。

中部含4-2、4-2下煤，4-1煤位于顶部，为三角洲前沿的浅水湖泊相沉积。

（3）第三系上新统保德组（N2b）

分布于区内梁峁一带，厚度变化大，3.58m～81.20m，一般厚度为12m。

在北部梁峁一带沉积较厚，约43.6m～81.20m；

钻孔揭露的厚度在3.58m～12.75m。

岩性为一套浅棕红色粘土,含水平层状的钙质结核层，与下伏地层呈不整合接触。

（4）第四系中更新统离石组（Q2l）

分布于南部梁峁，厚度4～26m，一般厚度15m。

岩性为浅棕黄色亚砂土、亚粘土，夹数层分散状钙质结核，具有柱状节理。

（5）第四系全新统风积沙（Q4eol（e））

全区分布，多覆盖于其它地层之上，厚度0～16.25m。

为浅黄色细砂、粉砂，成份以石英、长石为主，有少量黑色矿物及岩屑。

（5）第四系全新统冲积层（Q4al）

主要分布于华皮湾-下中咀峁沟和海子沟-阳园则沟沟底，一般厚度0～4m左右，多为砾石和粗砂，分选性和磨园度均差。

（二）含煤地层

延安组（J2y）为煤矿区的含煤地层，根据钻孔揭露，区内保存延安组第一段（J2y1）和延安组第二段（J2y2），残存厚度0—134.10m。

二、地质构造

本井田地处鄂尔多斯拗陷盆地伊陕单斜区之内，地层总体形态呈走向NNE，倾向NWW，倾角不大于1ο的单斜构造。

三迭系在中部保存有一NE向展布的古高地，在区内相对高差38.47m。

高地东侧宽缓,西侧相对陡峭，最大坡角1°

这一古高地控制着后期的沉积环境，顶部煤系地层沉积较薄，向周边逐步增厚。

经过地质调查和勘探工程揭露,没有发现断层、折曲构造，矿井生产也未发现有断裂现象。

1.4煤层赋存特征及开采技术条件

1.4.1煤层及煤质

煤层

本井田含煤地层为侏罗系中统延安组，共含煤3层，自上而下编号依次为：

4-3、4-3下、5-2煤层，其中：

全区可采煤层1层（5-2），其余为不可采。

可采煤层平均厚度2.46m左右，有北厚南薄之趋势，。

5-2煤层位于延安组第一段的顶部，埋深在56.95m到166.08m，为本区的主采煤层，在华皮湾—下中咀峁沟底一带和阳园则下中咀峁附近沟中有一定较小范围的自燃区，全区可采，可采面积22.99km2。

煤层厚度1.44～3.51m，平均2.46m，煤厚由北向南逐渐减薄。

煤层结构简单～较简单，在底部含1～3层夹矸，矸石岩性为炭质泥岩或粉沙岩。

（一）物理性质及煤岩特征

1.物理性质

5-2煤层为黑色,条痕褐黑色,暗淡光泽,参差状断口为主，部分棱角状、阶梯状断口。

内生裂隙10～15条/5cm，裂隙被方解石脉或薄膜填充，层面见黄铁矿星散状斑点分布。

线理状结构为主，部分均一状结构，水平层理。

2.宏观煤岩类型及特征

5-2煤层煤岩成份以暗煤、丝炭为主，夹少量镜煤条带或透镜体，丝炭沿层面呈长条带状或透镜状分布，厚度约1～3mm，并可见到破碎程度不等的炭化植物叶片和茎杆薄片。

5-2煤层中上部一般含有褐色菱铁质鲕粒或钙泥质结核，直径1～6mm，密度3.7～4.2t/m3，并富集成层，厚度一般1～5cm。

煤层显微煤岩类型以暗淡煤为主，次为半暗煤，少量半亮煤

（二）化学性质

1．工业分析

（1）水分

水分（Mad）：

原煤空气干燥基水分在4.74～7.67%之间，综合平均值5.96～6.24%；

（2）灰分（Ad）

原煤干燥基灰分为6.24～12.69%，平均值9.34%，标准差1.95；

（3）挥发分产率（Vdaf）

浮煤干燥无灰基挥发分在36.14～39.97%之间，平均值37.84～38.24%；

2.煤中的有害组分

（1）硫分（St·

d）

原煤干燥基全硫为0.19～0.50%，平均值0.34%，标准差为0.07，属全硫变化小的特低硫煤层。

（2）磷（pd）

磷（Pd）含量在0.023～0.074%之间，综合平均值0.011～0.040%，属低磷分煤。

（3）砷（Ad）、氯（C1）

砷（As,d）含量极微，在1～2PPm之间，属Ⅰ级含砷煤；

氯（CId）含量在0.018～0.077%之间，平均值0.048%，属特低氯煤。

（三）工艺性能

粘结性指数（CR·

I）：

测试表明，大多数为0，少量为2。

焦油产率（Tar,d）：

在8.3～12.7%之间，综合平均值10.6～11.9%，属富油煤。

化学活性（α）及热稳定性（TS）：

1100℃温度下，煤对二氧化碳的还原率为81.0%，表明化学反应性好；

850℃温度下，测得煤粒（>

6mm）的热稳定性能（TS+6）为84.5%，属稳定性好的煤。

煤灰结渣性（CIin）：

测试成果表明，本区5-2煤层为中等～强结渣煤。

1.4.2瓦斯，煤尘，煤的自燃性，地温等情况

一、瓦斯

5-2煤层瓦斯自然成分：

二氧化碳（CO2）0～21，甲烷（CH4）为0，瓦斯分带属二氧化碳-氮气带（即CO2～N2）。

根据陕煤局发[2008]2号《陕西省煤炭工业局关于2007年度全省矿井瓦斯等级鉴定结果的批复》，2006年瓦斯绝对涌出量为0.14m3/min，相对瓦斯涌出量为0.34m3/t；

2007年瓦斯绝对涌出量为0.16m3/min，相对瓦斯涌出量为0.37m3/t；

2007年CO2相对涌出量4.14m3/t。

该矿属低瓦斯矿井。

根据2010年陕西煤炭科学研究所对本矿井瓦斯鉴定结果，2010年瓦斯绝对涌出量为0.42m3/min，相对瓦斯涌出量为0.97m3/t；

CO2相对涌出量2.26m3/t，该矿属低瓦斯矿井。

二、煤尘:

井田内5-2煤层煤层爆炸测试结果显示，5-2煤具有爆炸性危险性。

煤的自燃倾向性:

根据井田现有地质报告，5-2煤层属自燃煤层。

三、地温:

本区属地温正常区，无地热危害

1.4.3水文地质

一、水文：

（一）地表水

井田中南部有海子沟～阳园则沟及华皮湾～下中咀峁沟两条主沟，流经区内长度分别约为3.5～4.5km,两侧支沟最长的约2km。

主沟虽属长年性沟流，但流量不大，均小于0.5m3/s。

两侧支沟少量为常年沟流，一般以季节性沟流为主、水量较小。

（二）井田内主要含（隔）水层

1.新生界松散层孔隙潜水含水层

（1）第四系全新统风积沙层含水层（Q4eol）

全区大面积分布，西部大面积连续覆盖，中东部呈片沙状覆盖于黄土梁峁或局部基岩上，厚度大者16.25m以上，一般1～3m，以细、粉沙为主、疏松、孔隙度大、透水性好，利于降水入渗，多为透水不含水层，一般与下伏含水层组成统一含水层。

（2）第四系全新统冲积层含水层（Q4al）

分布于两条主沟中，岩性以细至中粒沙为主，结构松散孔隙大，透水性好，含水层厚度最大不足5m，一般1m左右。

因其分布有限，厚度较小，不具供水意义。

（3）第四系中更新统离石组黄土和第三系上新统保德组红土含水层（Q2l+N2b）

离石组黄土主要出露于井田中南部及西北边部,厚度最大26m左右，一般15m，保德组红土主要出露于煤矿中北部及南部局部,钻孔厚度3.55～12.75m、一般8.7m。

含水层为其中的亚沙土及钙质结核。

（4）松散层中相对隔水层

离石组黄土和保德组红土中的亚粘土、粘土分布稳定、厚度较大时，在局部可形成松散层含水层与煤系地层间较好的相对隔水层。

2.基岩裂隙潜水含水层

（1）侏罗系中统延安组裂隙潜水含水层（J2y）

区仅出露延安组第一段及第二段地层，含水层为其中的细至粗粒砂岩，含水层厚度13.04～68.40m、一般35.17m，水位埋深1.1～26.0m，单泉流量0.091～1.0L/S，属弱含水层。

①延安组第一段含水层（J2y1）

全段地层厚11.39～30.39m，平均20m左右，含水层为其中的细至粗粒长石石英砂岩，含水层厚度3.20～16.92，一般8.88m，岩性以泥质、钙质胶结为主，岩性较致密，含水性较差，基本属极弱含水层。

②延安组第二段含水层（J2y2）

含水层为其中的细至粗粒长石砂岩、长石石英砂岩，砂岩累厚5.58～77.34m，一般26.29m，静止水位埋深39.60～52.12m。

最大降深（S）19.20～35.12m，Q0.281～0.454L/S，q0.008～0.0236L/S·

m，K0.0132～0.189m/d，R71～78m。

属弱含水层。

该段含水层为基岩顶面至5-2煤层顶板，是区主要可采的5-2煤层的直接充水含水层。

③延安组烧变岩含水层

区内主要为5-2煤层顶板烧变岩，因本区煤层厚度不大，岩石烧变程度不高，加之特定的地形地貌等条件，烧变岩含水性微弱。

（2）三迭系上统永坪组裂隙潜水含水层（T3y）

该组地层厚度区域上80～200m，本区地表出露厚度3m左右，含水层为其中的中细粒长石砂岩，含水层厚度一般30m以上。

（三）地表水、地下水的补给、迳流及排泄条件

（1）地表水的补给、迳流及排泄

本区属半干旱大陆性气候，虽然年降雨量不大，但降雨较集中，有利于补给地表水，故使地表水流量变化大；

井田内沟谷发育，地下水一般以下降泉的形式补给地表水，使其成为常年性河流。

井田内为沟谷梁峁地形，有利于大气降水的迳流和排泄，因而在大雨过后数小时之内即可排泄到窟野河。

（2）地下水的补给、迳流及排泄

第四系潜水，主要接受大气降水补给为主，冲积层潜水也接受地表水的补给，其径流方向为由高处向低处运移，排泄形式以渗流为主，部分补给基岩水，垂直蒸发也是其排泄形式之一。

基岩潜水，露头区接受大气降水补给，并接受区域部分侧向径流补给，也接受部分潜水的垂向渗透补给，还接受地表水的少量补给，其径流方向沿岩层倾向方向向深部径流运移，部分以人工取水的形式排泄。

（3）矿井充水因素分析

根据本区水文地质条件及煤层覆岩结构类型，未来矿井充水方式有直接和间接两种，本区矿井充水的主要通道是冒落带、导水裂隙带形成的裂隙，其次为基岩风化带裂隙。

5-2煤层导水裂隙带高度

通过数据分析，井田内5-2煤层冒落带高度7.00～11.20m，均不超过基岩顶面，个别点超过基岩强风化带底界。

导水裂隙带高度29.75～44.54m，一般大于33m，井田内约有近一半的面积超过或接近强风化带底界，二者的迭合也势必加大导水裂隙带高度，故导水裂隙带应是本区矿井充水的主要通道。

（4）充水强度分析

5-2煤层导水裂隙带一般贯通上覆直接充水含水层，该层富水性弱。

但中东部大沟两侧处导水裂隙带可能贯通至基岩顶面以上，松散层含水层可能溃入矿井，增大充水强度，巷道和煤层采掘到此区域时，地表水可能大量溃入，尤其是雨季洪水期更容易引发突水事故。

矿井采掘中应严格执行《煤矿防治水规定》。

坚持预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采的原则，加强监测，采取有效的探放水预防措施，防治突水事故的发生。

1.5矿井勘测类型及勘探程度评价

一、井田勘查程度评价

（一）地质勘查报告编制简况

1983年，陕西省煤田地质局一八五队提交了《神木县大砭窑煤矿扩建勘探地质资料》。

经陕西省煤炭工业厅审查以“陕煤厅发（1984）180号批复。

1986～1993年，陕西省煤田地质局一八五队提交了《陕西省陕北侏罗纪煤田榆（林）北神（木）西大保当区普查地质报告》。

该报告经陕西省煤田地质局审查以“陕煤地发（1994）84号”文批复。

陕西省煤田地质局一八五队于二OO五年七月提交的《陕西省陕北侏罗纪煤田大砭窑煤矿补充勘探地质报告》。

（二）勘查类型和勘查程度评价

根据建设单位提供的《陕西省神木县大砭窑气化煤有限责任公司煤矿资源储量检测说明书》，确定5-2煤层勘探类型为一类一型，并取得以下成果：

1.本矿井位于鄂尔多斯台向斜东翼陕北斜坡上，为北西倾斜的单斜构造，产状平缓，倾角1°

，区内未见大的断裂及褶曲构造。

2.水文地质勘探类为二类一型，评述了井田含、隔水层情况以及矿井充水因素，确定了本井田是以裂隙充水为主的。

3.5-2煤层结构基本查明，由北向南逐渐减薄，局部含2～3层夹矸，属稳定型煤层。

煤层底板标高为+1120～+1088m。

4.5-2煤层煤质指标基本查明，属特低灰、特低硫、特低磷、高热值的富有煤、挥发分产率高等特点，适宜动力、气化、低温干馏用煤。

5.5-2煤层顶底板基本查明，属中等稳定型顶板，底板以粉砂岩、粉砂质泥岩为主，无冒顶底鼓现象。

本矿井煤层瓦斯含量很低，煤尘具有爆炸的危险性，煤层属自然煤层，区内地温情况正常。

综上所述，本煤矿地质条件简单，煤层厚度稳定，煤质变化小，资源储量的地质可靠程度达到了控制的要求，基本满足本设计要求。

（三）存在问题及建议

1.根据现有资料显示，井田内村庄较多，井田内的大型村庄已经按相关规定留设了村庄保护煤柱，对于井田内的零星村庄，设计按搬迁考虑，建设单位在矿井生产前对影响生产的村庄制定详细的搬迁计划，并按相关规定提前进行搬