露天煤矿兼并重组整合项目初步设计说明书

.wd.+露天煤矿兼并重组整合工程初步设计说明书目 录前 言1第一章 矿田概况及煤田地质7第一节矿田概况7第二节地文、水文和气象17第三节 矿田地质构造及煤层产状特征19第四节 煤层、煤质及有益矿产25第五节 水文地质特征38第六节 其他开采地质条件50第七节 矿田勘探程度评价53第二章采掘场及排土场边坡稳定55第一节 露天矿区工程地质条件55第二节 采掘场边坡稳定58第三节 排土场边坡稳定65第四节 边坡监测67第五节 今后工作建议70第三章 开采境界和资源/储量计算72第一节开采境界确实定72第二节资源/储量78第三节 剥离量计算83第四章 采区划分及开采顺序84第一节首采区及拉沟位置确定84第二节采区划分及开采顺序89第五章 建设规模与产品方案94第一节建设规模与服务年限94第二节露天矿工作制度96第六章 开采工艺与设备选型97第一节 开采工艺97第二节 开采参数98第三节 设备选型及数量计算101第四节开采技术安全措施108第七章 剥采方式与开拓运输系统117第一节 剥离方式与采煤方法117第二节 开拓运输系统119第三节 穿孔爆破124第八章 基建工程量、生产剥采比和开采进度方案130第一节基建工程量130第二节 生产剥采比131第三节开采进度方案135第九章 矿山运输与排土137第一节 矿山运输137第二节排土工程141第十章 地下水控制、采场排水与地面防排水145第一节矿区水文地质条件145第二节地下水控制150第三节采场防排水152第四节地面防排水155第十一章 地面生产系统156第一节 煤质156第二节 煤的用户164第三节 煤的加工164第四节 煤的生产系统166第十二章 总平面布置及地面运输167第一节 露天煤矿总布置167第二节 工业场地总平面布置170第三节 工业场地防洪排涝及竖向设计173第四节 综合管线布置173第五节 地面运输174第六节 建设用地175第十三章 机修厂177第一节 概述177第二节 机电维修车间177第十四章 专业仓库178第一节 仓库及汽车库178第二节 加油站178第三节 爆破材料库178第十五章 电气179第一节 电源179第二节 电力负荷180第三节 短路电流及主要电气设备技术参数186第四节 供配电186第五节 通讯及计算机管理188第十六章 建筑与构造190第一节 设计资料190第二节 建筑材料及构配件191第三节 建筑物和构筑物191第四节 行政及公共建筑192第五节 居住区194第十七章 给水排水199第一节 给 水199第二节 排 水205第三节 室内给排水207第十八章 供热及通风208第一节 采暖通风208第二节 锅炉房设备209第三节 室外供热管道209第十九章 节能节水210第一节 能耗指标分析210第二节 节能措施210第二十章 水土保持218第一节 设计依据218第二节 水土流失现状及防治目标219第三节 水土流失防治分区及防治措施220第四节 水土保持监测226第五节 水土保持投资概算228第二十一章 环境保护229第一节 设计依据229第二节 主要污染源和主要污染物233第三节 环境保护治理措施及预期效果236第四节 生态保护及土地复垦措施241第五节 环境管理及监测244第六节 环境保护投资概算244第二十二章 职业安全与卫生245第一节 概 述245第二节 职业危害因素分析及防护标准246第三节 安全作业和劳动保护措施249第四节 安全与卫生机构254第五节 安全与卫生专项投资255第二十三章 组织机构与人力资源配置256第一节 组织机构256第二节 人力资源配置258第二十四章 技术经济262第一节 设计概算262第二节 投资效果分析265第三节 主要技术经济指标268附录：1、设计委托书；2、山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室文件?关于山西中阳联盛苏村煤业等六处煤矿企业重组整合调整方案的批复?晋煤重组办发201016号；。3、?采矿许可证?证号：C1400002009111220045325；4、?企业名称预先核准通知书?晋名称预核内2010第007021号；5、?山西*煤业露天煤矿兼并重组整合地质报告的批复?晋煤规发2010415号；6、?山西*煤业露天煤矿兼并重组整合地质报告联合会审意见书?晋煤咨评地字2010115号；7、供电协议；8、?土地征用协议?孪子头村委会及横罗村民小组；9、?煤矿救护协议?编号2010066；10、?矿山企业矿界安全互保协议?交口县双池镇旺龙砖厂、交口县金盛采矿厂、交口县华骑砖厂附件：1、概算书。2、主要机电设备及器材目录。前 言“山西*正茂煤业有限责任公司正茂露天煤矿系按原山西晋煤重组办发200932号文件，由山西交口昌平煤业有限责任公司和交口县桃红坡镇马蕊沟煤矿重组整合而成，主体企业为“山西焦煤集团有限责任公司。2010年2月8日，山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室?关于山西中阳联盛苏村煤业等六处煤矿企业重组整合调整方案的批复?文件晋煤重组办发201016号同意将该重组整合主体企业由“山西焦煤集团有限责任公司变更为“山西*煤业整合保存；矿井能力由0.30Mt/a调整为1.20Mt/a；山西*煤业将矿山名称由“山西*正茂煤业有限责任公司正茂露天煤矿改为“山西*煤业*露天煤矿。矿区范围调整为22个坐标点，整合后矿田包括扩大区域其总面积为17.876km2。原高家焉煤矿、马蕊沟煤矿矿田面积合计为5.6769 km2，其中交口县高家焉煤矿改扩建井3.4419 km2，交口县马蕊沟煤矿2.235 km2；整合前保有储量10.20Mt，其中: 高家垣煤矿改扩建井5.71Mt、交口县桃红坡镇马蕊沟煤矿4.49Mt。整合后矿田面积扩大为17.876km2，整合后经山西地科勘察补堪，完成的?山西*煤业露天煤矿兼并重组整合矿井地质报告?显示，其总保有资源储量为79.24Mt。整合后批准其生产能力调整为1.20Mt/a。该矿田煤层埋藏较浅，经初步计算，该矿田平均剥采比14.57m3/t，从资源回收、生产安全、技术经济效益等条件，该矿适于露天开采，公司决定对该矿田进展露天开采。为此，山西*煤业委托我单位编制?山西*煤业兼并重组整合露天煤矿初步设计?。工程投资主体为山西*煤业，山西*煤业的上级公司是*世纪投资集团公司，该公司主要业务有能源、通讯、地产等。“*集团积极响应山西省政府关于煤矿兼并重组整合号召，于2009年投资了12亿元人民币作为兼并主体企业，重组和全部兼并了原山西交口县昌平煤业、山西交口县高远煤业、山西交口县桃红坡镇马蕊沟煤矿。下属全资煤矿公司山西*煤业，注册资本3亿元，目前批准井田面积约为18平方公里，露天开采性质，产能120万吨/年。煤质为主焦煤，平均热量超过5500大卡。下属全资煤焦子公司山西交口县道尔煤业，注册资本1.6亿元，该公司拥有80万吨的焦化厂、3*6和2*3千瓦发电厂和400万吨的洗煤厂。道尔煤业目前有员工900人，随着重组完毕和煤矿生产恢复正常，预计生产经营规模将进一步扩大。山西*煤业露天煤矿位于吕梁山东翼，山西省中部交口县桃红坡镇孪子头、店那么沟、西逻村一带，在县城南东方向，直距33km，行政区划属桃红坡镇管辖。一、设计依据1、山西*煤业?设计委托书?。2、山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室文件?关于山西中阳联盛苏村煤业等六处煤矿企业重组整合调整方案的批复?晋煤重组办发201016号。3、山西省国土资源厅2010年5月14日为该矿颁发证号为 C1400002009111220045325的采矿许可证。4、山西地科勘察2010年4月编制的?山西*煤业露天煤矿兼并重组整合矿井地质报告?。5、?山西*煤业露天煤矿兼并重组整合地质报告的批复?晋煤规发2010415号。6、?山西*煤业露天煤矿兼并重组整合地质报告联合会审意见书?晋煤咨评地字2010115号。7、?煤炭工业露天矿设计标准?。8、?煤矿安全规程?2010版。9、国家相关法律、法规等。10、协议类文件。1土地征用协议；2供电协议双回；3互保协议；4其它相关协议。二、设计范围依据甲方提供的?初步设计委托书?及?煤炭工业初步设计编制内容?要求，露天矿设计范围包括：边坡稳定计算、开采境界圈定、煤炭资源储量与剥离量计算、开采工艺及设备选型、采区划分与开采程序、采掘场运输方式和剥采方法、基建工程及开采进度方案编制、防排水及地下水控制、外排土场与露天矿运输、地面生产系统与公用辅助工程、总平面布置及地面运输、矿山供配电、通信与计算机管理、建筑与构造、给水排水、供热与通风、职业安全卫生、环境保护及综合利用、水土保持、节能、企业管理现代化、技术经济等内容。三、设计指导思想1、充分利用煤炭资源，提高煤炭回采率，增加企业经济效益；2、充分利用企业现有设备和设施，生产以外包模式为主。3、借鉴国内露天矿设计及生产经历结合本矿的实际情况确定合理的开拓方式及开采工艺，充分和加快使用内部排土场，降低剥离本钱，提高设备效率和企业的经济效益；4、在设计中认真贯彻落实国家的安全生产方针和环境保护政策，确保企业的安全生产，安排好排土场复垦、水土保持和绿化工作。5、设计生产能力1.20Mt/a；服务年限48a。四、设计主要内容1、开采境界确定的露天开采境界，以国土资源部门划定的范围及11号煤层露头为本矿开采地表境界。采掘场最终开采境界特征，南北长约9.5km，东西宽约2.0km，地外表积12.97km2。开采深度50m120m，平均为80m，最终边坡角为35。2、资源储量矿权界内资源储量为79.24Mt，开采境界外资源储量为2.4Mt，开采境界内可采原煤量为63.67Mt，压帮煤量为11.3Mt，采区过渡压煤0.73Mt。3、设计规模综合考虑本矿实际情况，露天矿生产能力为年产原煤1.20Mt。4、开采工艺本矿剥离、采煤均采用单斗汽车开采工艺。5、首采区和拉沟位置选择经过定性与定量分析首采区选择在高级储量多，平均剥采比和生产剥采比相对较小，服务年限长的北部。拉沟位置选择在沿石家沟南部近南北向拉沟，拉沟长度700m，向西推进，基建工程量5.83Mm3，基建期12个月，一期生产剥采比11.4m3/t。6、外排土场布置露天矿外排土场选择在矿权境界内首采区北侧及西南沿石家冲沟西侧，设一个外排土场，占地面积58.9hm2，外排土场总容量(虚方)11.36Mm3。7、设备选型本矿生产模式为全部外包，外包剥离用2.5m3液压挖掘机20台，32t自卸汽车75台，采煤用2.5m3液压挖掘机2台，20t自卸汽车11台。8、露天矿防排水及边坡稳定1防排水地表防水采用在采场周围建临时防洪截水堤方式。坑内排水采用集水泵站，通过排水管道排至地表。2边坡稳定露天矿采场最终边坡角取35，排土场边坡角不大于20。9、煤的加工本矿煤供本公司道儿煤业选煤厂分选加工，露天矿不在另设地面生产系统。10、机修及专业仓库本矿仅为外包队伍提供简易修理车间及仓库用地，修理设备外包队伍自备。不设爆炸材料库，爆炸材料储运等外委当地民爆公司，燃油供应利用桃红坡镇内加油站。11、供电通讯露天矿永久电源利用原矿井已形成两回35kV级线路、导线LGJ-150mm2已分别接入侯家坪110kV变电站与道尔煤业自备电厂的35kV侧母线，一回工作、一回热备用。本矿原有的通讯系统可以满足改扩建后露天矿通讯的需要，本次设计行政通讯不再增加配置，只增加了局部工业场地内部使用的通讯线路及 桌机。12、建构筑物、给排水及采暖本矿内部人员所需设施全部利用已有，依托桃红坡镇。外包人员根据实际考虑其用水、用电、占地等预留。13、主要技术经济指标主要经济指标简介见下表主要经济指标表序号名称单位指标备注一定员及效率1劳动定员人6982原煤生产效率t/工7.26二工程总造价万元50893.84三露天矿生产本钱元/t238.23四财务内部收益率%37.85五投资利润率%63.57五、存在问题及建议1、由于本矿工程地质资料较少，建议进展简易边坡工程地质勘探工作和其他部位的补勘工作。2、缺乏水文地质资料，建议尽快进展水文地质勘探工作。第一章 矿田概况及煤田地质第一节矿田概况一、地理位置山西*煤业露天煤矿位于吕梁山东翼，山西省中部交口县桃红坡镇孪子头、店那么沟、西逻村一带，在县城南东方向，直距33km，行政区划属桃红坡镇管辖。其地理坐标为：东经：11126581113020北纬：365914375538露天范围由22个拐点连线圈定，各拐点平面直角坐标及地理坐标见表1-1-1。矿田平面形态呈西北东南向长条状，为不规那么的多边形，南北长约9.5km，东西宽约2km，面积17.876km2，最大开采深度120m。二、交通本矿田由桃红坡村沿省级公路向西北35km经桃红坡镇可达交口县城，与209国道相接，北东8km到阳泉曲火车站，并可到达孝义、介休及太原，向东南经双池镇-段纯镇在灵石县厦门镇南5km与108国道相接约32km；交通较便利，详见交通位置图图1-1-1。三、矿业权设置根据山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室文件?关于山西中阳联盛苏村煤业等六处煤矿企业重组整合调整方案的批复?晋煤重组办发201016号精神，山西*煤业兼并重组整合交口一号矿井，包括原马蕊沟煤矿、高远煤矿、昌平煤业煤矿及局部无矿权的扩区，兼并重组后名称为“山西*煤业露天煤矿，面积17.876km2。矿田范围由22个拐点连线所圈定，各拐点经纬度坐标和直角坐标见表1-1-1。四、供电电源露天矿永久电源利用原有两回35kV级线路、导线LGJ-150mm2。已分别接入桃红坡35kV变电站35kV侧的不同母线段，一回工作、一回备用。五、供水水源露天矿用水取自矿田内深井水。表1-1-1 *露天煤矿矿田范围拐点坐标表拐点编号1954年北京坐标系，6带1980西安坐标系，6带*(m)Y(m)*(m)Y(m)14100500.0019540000.004100451.10 19539930.09 24100090.0019540650.004100041.10 19540580.10 34099600.0019541040.004099551.10 19540970.10 44099260.0019541560.004099211.10 19541490.11 54098770.0019541540.004098721.09 19541470.11 64098130.0019541770.004098081.09 19541700.11 74098000.0019541910.004097951.09 19541840.11 84098000.0019543400.004097951.09 19543330.12 94095500.0019543400.004095451.07 19543330.13 104095500.0019543575.004095451.07 19543505.13 114095300.0019543650.004095251.07 19543580.13 124095300.0019545000.004095251.08 19544930.14 134091000.0019545000.004090951.04 19544930.15 144091000.0019543590.004090951.04 19543520.14 154091510.0019543590.004091461.04 19543520.14 164093180.0019543030.004093131.06 19542960.13 174093670.0019542670.004093621.06 19542600.13 184093800.0019542600.004093751.06 19542530.13 194095250.0019542030.004095201.07 19541960.12 204095780.0019541350.004095731.07 19541280.11 214096340.0019541160.004096291.08 19541090.12 224098000.0019540000.004097951.08 19539930.10 注：开采深度1080m至900m。续表1-1-1 扣除三座矿山坐标范围表拐点编号1980西安坐标系，6带备注*(m)Y(m)14093041.4219543730.44交口县双池镇旺龙砖厂24093041.4219544090.4434092751.4219544090.4444092751.4219543730.4414096161.4219541270.40交口县华骑砖厂24096161.4219541700.4034095911.4219541700.4044095911.4219541270.4014099091.4319540730.37交口县金盛采矿厂24099091.4319541410.3834098211.4319541410.3844098011.4219540730.38本矿田位于霍州煤炭国家规划矿区灵石区范围内。交通位置图图1-1-1六、整合煤矿概况山西*煤业兼并重组整合交口一号矿井，包括原马蕊沟煤矿、山西交口昌平煤业有限责任公司煤矿、交口县高远煤业有限责任公司煤矿及局部无矿权的扩区。各矿生产建设等情况如下：1、马蕊沟煤矿生产建设概况马蕊沟煤矿为桃红坡镇办煤矿，1983年建矿，1987年投产，设计能力15万吨年，实际生产能力15万吨年，开采10号煤层。该矿根据实际情况进展竖井结合斜井开拓，有3个井口，主斜井出煤、进风、行人，副斜井回风，竖井为运料。主斜井： *=4097506.0 Y=19543266.0 H=1020.0 副斜井： *=4097486.0 Y=19543216.0 H=1025.0 竖 井： *=4097658.0 Y=19542578.0 H=1064.0 54系坐标采煤方法均为长壁式爆破落煤，一次垮落全高，原煤从工作面到集中运输巷运输为刮板运输机，集中运输巷、运输大巷运输为胶带运输机。支护方式单体液压支柱、配合铰接顶梁支护。井下设有中央水仓，用离心泵直接排出地面。通风方式为抽出式，瓦斯等级为低瓦斯矿井。供电为地面向井下380V供电，为双回路供电，主电源接桃红坡变电站10KV线路，备用电源为500KW发电机组。该矿于2009年煤炭资源整合关闭。2、山西交口昌平煤业有限责任公司煤矿山西交口昌平煤业有限责任公司煤矿前身是交口县高远煤业有限责任公司煤矿的改扩建矿井，1985年建矿，设计能力21万吨年，开采9、10、11号煤层。该矿根据初步设计开拓方式为斜井开拓，有3个井口，主斜井出煤、进风、行人，副斜井进风、运料，回风斜井为全矿井回风。主 斜 井： *=4093747.8 Y=19542663.3 H=966.807副 斜 井： *=4093726.0 Y=19542675.0 H=964.242 回风斜井： *=4094160.5 Y=19542866.9 H=974.25054系坐标该矿用长壁式开采，爆破落煤，一次垮落全高，原煤从工作面到集中运输巷、煤仓运输为刮板运输机、胶带运输机，主提升为胶带运输机，支护方式单体液压支柱、配合铰接顶梁支护。通风方式为中央并列抽出式，瓦斯等级为低瓦斯矿井。井下设有中央水仓，用离心泵直接排出地面。供电为地面向井下中央变电所10KV供电，为双回路供电，主电源接桃红坡变电站10KV线路，备用电源为道尔公司发电厂10KV线路。该矿于2009年煤炭资源整合关闭。3、交口县高远煤业有限责任公司煤矿交口县高远煤业有限责任公司煤矿前身是地方国营交口县高家垣煤矿，1979年建矿，1982年投产。设计能力9万吨年，开采9、10、11号煤层。该矿矿井开拓方式为斜井开拓，有2个井口，主斜井出煤、进风、运料，副斜井回风、行人。主 斜 井： *=4093321.0 Y=19543606.0 H=972.1副 斜 井： *=4093361.0 Y=19543619.0 H=960.154系坐标该矿用长壁式开采，爆破落煤，一次垮落全高，原煤从工作面到集中运输巷、煤仓运输为刮板运输机、胶带运输机，主提升为JP-1.2单滚筒绞车串车提升，支护方式单体液压支柱、配合铰接顶梁支护。 通风方式为中央并列抽出式，瓦斯等级为低瓦斯矿井。井下设有中央水仓，用离心泵直接排出地面。供电为地面向井下中央变电所10KV供电，为双回路供电，主电源接桃红坡变电站10KV线路，备用电源为道尔公司发电厂10KV线路。该矿于2009年煤炭资源整合关闭。七、周边煤矿一周边矿井在矿田周边分布有6个生产矿井：山西能源产业集团鑫建煤业、山西交口联盛梁家沟煤业、山西孝义泉泰盛煤业、山西孝义杜西沟煤业、山西省灵石县小王庄联营煤矿、山西*矿业集团有限责任公司柳湾煤矿。相邻关系见图1-1-2。分述如下：1、山西能源产业集团鑫建煤业位于矿田西部，与本矿田相望，为本次兼并重组单独保存矿井，原名为山西省交口县桃红坡镇新建煤矿，矿区面积为3.4558km2，1991年建井，1992年投产，批准开采9、10、11号煤层，现采11号煤层，地下开采，生产规模6万t/a，采用斜开拓方式。该矿采用短壁式炮采，木支柱支护，通风方式为中央并列抽出式，目前最大涌水量为5m3/d，最小涌水量为3m3/d，平均涌水量为4m3/d。该矿为低瓦斯矿井，11号煤层煤尘具有爆炸性，煤层自燃倾向性等级为级，属易自燃煤层，现开采11号煤层，在其北部形成大面积采空区，与本矿田未发现有越界现象。2、山西交口联盛梁家沟煤业位于矿田西南部，与本矿田相望，原名为交口县双池镇梁家沟煤矿，矿区面积为0.744km2，1985年建井，1986年投产，批准开采10、11号煤层，现采10号煤层，地下开采，生产规模3万t/a，采用主立副斜混合开拓方式。该矿采用短壁式炮采，木支柱支护，通风方式为中央并列抽出式，目前最大涌水量为30m3/d，最小涌水量为10m3/d，平均涌水量为20m3/d。该矿为低瓦斯矿井，10号煤层煤尘具有爆炸性，煤层自燃倾向性等级为级，属易自燃煤层，现开采10号煤层，在其东北部形成大面积采空区，与本矿田未发现有越界现象。3、山西孝义泉泰盛煤业位于矿田东北部，与本矿田相连，原名为孝义市西辛庄镇西泉村煤矿，矿区面积为1.0338km2，1989年建井，1990年投产，批准开采10、11号煤层，10、11号煤层合并为一层，现开采10+11号煤层，地下开采，生产规模3万t/a，实际生产能力为9万t/a，采用主立副斜混合开拓方式。该矿采用短壁式炮采，木支柱支护，通风方式为中央并列抽出式，目前井下涌水量为150m3/d。该矿为低瓦斯矿井，1011号煤层煤尘具有爆炸性，煤层自燃倾向性等级为级，属易自燃煤层，现开采1011号煤层，在其西南部形成大面积采空区，采空区与本矿田边界相连，可能有越界现象。4、山西孝义杜西沟煤业位于矿田东北部，与本矿田相连，原名为孝义市西辛庄镇杜西沟煤矿，矿区面积为0.9088km2，1986年建井，1987年投产，批准开采10、11号煤层，10、11号煤层合并为一层，现开采10+11号煤层，地下开采，生产规模15万t/a，实际生产能力为15万t/a，采用主立副斜混合开拓方式。该矿采用短壁式炮采，木支柱支护，通风方式为中央并列抽出式，目前井下涌水量最小为70m3/d，最大为240m3/d，平均为120m3/d。该矿为低瓦斯矿井，1011号煤层煤尘具有爆炸性，煤层自燃倾向性等级为级，属自燃煤层，现开采1011号煤层，在其北部及北西部形成大面积采空区，采空区与本矿田边界相连，可能有越界现象。5、山西省灵石县小王庄联营煤矿位于矿田东南部，与本矿田相连，原名为灵石县交口乡小王庄联营煤矿，矿区面积为3.3414km2，1968年建井，1968年投产，批准开采10、11号煤层，现采1011号煤层，生产规模6万t/a，实际生产能力为6万t/a，原有三对井口生产，原三坑已关闭，现有一坑、二坑生产，均采用斜井开拓方式。该矿采用短壁式炮采，木支柱支护，通风方式为中央并列抽出式，目前井下涌水量为150m3/d。该矿为低瓦斯矿井，1011号煤层煤尘具有爆炸性，煤层自燃倾向性等级为级，属易自燃煤层，现开采1011号煤层，在其西北部形成大面积采空区，采空区与本矿田边界相连，可能有越界现象。6、山西*矿业集团有限责任公司柳湾煤矿为国有大型煤矿，位于矿田东南部，与本矿田相连，井田面积107.663km2，该矿1958年建井，1962年投产。一号井1962年12月31日建成投产，设计生产能力30万t/a，采用长壁分层后退式荆竹芭假顶爆破落煤采煤方法，1964年到达生产能力，此后，分四次进展了较大的生产能力改造，1980年生产能力达90万t/a。二号井1981年12月建成投产，设计能力90万t/a，采用对拉长壁分层后退式金属网假顶爆破落煤采煤方法，1985年到达设计能力。三号井扩建工程正在进展，设计生产能力300万t/a。柳湾煤矿自建井投产以来，已采动一号井+950m水平的六个采区，并于1997年采完关闭，目前有一个生产井口即二号，生产水平为+880m水平，开采深度为60-240m，采用斜井开拓，长壁式采煤法，综合机械化开采工艺，全部垮落法管理采空区，液压支架支护顶板。二小窑本矿田位于孝义市、灵石县、交口县三县交界处，周边煤层埋藏较浅，据村民反映90年代后期，2000年左右灵石县小王庄煤矿，孝义市杜西沟煤矿井田内及周边曾有多个小窑生产过，小窑口现都已经炸毁，且位置不祥，本次工作主要对矿田内老小窑做了调查询问工作。图1-1-2*露天煤矿周边煤矿分布示意图第二节地文、水文和气象一、地形、地貌及水系矿田地处吕梁山中段，为一黄土丘陵中低山区，地势西北高南东低。地形最高点位于矿田西北山梁上，标高为1216.0m；最低点位于矿田南东部沟谷中，标高为914.5m，相对高差302.5m。属侵蚀强烈的丘陵中低山区。矿田地表水属黄河流域汾河水系，区内及周围无水库，较大河流为矿田西缘的大麦郊河，其支沟发育，沟谷方向多为北东-西南向，一般无水流，每逢雨季雨水顺沟而下汇入大麦郊河，再向东南注入汾河。矿田内基岩零星出露，大局部被黄土所覆盖，黄土层受强烈的侵蚀、切割，多形成黄土梁、峁地形，多呈北东或东西向展布，同时发育同向冲沟，雨季有洪水流泄。二、气象本区地处山西黄土高原西部，吕梁山中部，属大陆干旱性气候，气候枯燥，春、夏、秋、冬四季清楚，昼夜温差大，冬季长而寒冷，夏季短而炎热，气温多变。据交口县气象站20052009年观测资料统计如下：气压：最低857.1 hpa，最高861.9 hpa，平均858 hpa，极端最低838.4 hpa，最高879.4hpa。气温：年平均气温7.58，最高33.22，最低-20.74。水汽压：最低7.2hpa，最高8.0hpa，平均7.64hpa，极端最低0.56 hpa，最高23.8hpa。降水量：该区降水量主要集中在7-9月份，降水量为527.5-670.6mm，平均592.98mm。其中7-9月间降水量占年降水量的73%。达433.18 mm,降水量最少是2月份，约为15mm，仅占年降水量的3%左右。最大日降水量86.5mm，最大小时降水量67.6mm。年蒸发量为1482-1941mm，平均为1682.1mm。5-6月份蒸发量最大，约占全年的30%；最小是1月份，仅为全年蒸发量的0.5%。全年蒸发量是降水量的4倍左右，所以该区气候干旱。无霜期深度：最大冻土深度1.1m。积雪厚度：最大积雪厚度430mm。相对湿度：一般相对湿度为53-60%。风向、风速：一般冬季风向多为西北风及西风，而夏季多为东南风和南风，平均风速3.1m/s，历年最大风速为27-28m/s。三、地震根据中华人民共和国国家标准GB 18306-2001?中国地震动参数区划图?附录A中国地震动峰值加速度区划图(图A1)本矿田地震动峰值加速度为0.15g，附录B中国地震动反响谱特征周期区划图(图B1)本矿田反响谱特征周期为0.40s。四、经济状况交口县西部和北西部为山地褐土，有大片森林，主要有松、桦、杨、柏、灌木林也很发育，还有大片的草坡地适于放牧；东部和南东部黄土丘陵为褐土性土，土层较厚、发育不良，土质松散、易于流失，为种植农作物地区，主要种植玉米、高梁、小麦、莜麦、土豆等农作物。地下矿产资源较丰富，主要矿产有煤、山西式铁矿、铝土矿、硫铁矿、石膏、石灰岩、白云岩、石英砂岩等。原煤及与原煤相关加工产业占全县国民总收入的60%以上。近年来矿业开发蓬勃开展，特别是煤、铁、硫铁矿等，除满足本县需要外还支援外地。第三节 矿田地质构造及煤层产状特征一、地层一区域地层本区位于霍西煤田西北缘汾孝矿区西部，吕梁山东翼边缘地带。区域地层出露较好，由老到新依次出露太古界、古生界寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系、中生界三叠系、新生界上第三系、第四系。新生界松散沉积物零星覆盖于不同时代的地层之上。详见区域地层简表1-3-1。(二) 矿田地层本矿田位于霍西煤田中部，双池找煤区北部外围，霍州国家规划矿区灵石区东北部，矿田内赋存的地层由老至新有：奥陶系中统峰峰组；石炭系中统本溪组、上统太原组；二叠系下统山西组；上第三系上新统保德组及第四系地层。现根据勘探区资料，结合煤矿生产揭露情况将矿田内各地层层序、厚度、岩性及其变化情况由老至新简述如下：1、奥陶系中统峰峰组O2f本组地层厚大于100m，与下伏地层连续沉积，下部为泥灰岩与石膏层互层，上部为青灰色石灰岩，含方解石脉及晶体。区 域 地 层 简 表表1-3-1界系统、群整合关系厚度岩 性 特 征新生界第四系全新统0-300棕黄色亚粘土,夹深棕红色古土壤条带及层状钙质结核。在现代河床中为松散的砂、砾石及亚砂土。上第三系上新统0-300深红色粘土，砂质粘土夹砾石，含钙质结核。中新统0-120紫色砾岩夹细砂岩，黄色细砂夹砾岩，粉砂岩互层。中生界三叠系上统30厚层中粒长石石英砂岩夹暗紫色泥岩及灰色钙质粉砂岩。中统412-573厚层中粒长石石英砂岩夹暗紫红色泥岩。下统164-201紫红色砂岩与泥岩互层。338-442紫红、棕红色细粒砂岩长石石英砂岩，夹砾岩及砂质泥岩。二叠系上统461-532分布于矿区及以东地区，上部紫红色、暗紫色泥岩、粉砂岩，夹砂岩，下部暗紫色、灰绿色、灰黄色泥岩、粉砂岩夹砂岩。下统98-176分布于矿区及以东地区，下部山西组为含煤地层，以灰黑色、黑色泥岩、粉砂岩夹砂岩，上部以深灰色、灰黑色、泥粉砂岩夹砂岩。石炭系上统94-132分布于矿区及以东地区，为主要含水层，以灰黑色泥岩、粉砂岩夹石灰岩组成。中统6-50分布于矿区，上部以灰色、深灰色泥岩、粉砂岩为主，下部以铝质泥岩为主。奥陶系中统382-492分布于矿区西部，上部深灰色石灰岩、泥灰岩夹石膏、下部为角砾状白云质泥灰岩为主。下统103-137分布于矿区西部，上部为燧石白云岩、泥质白云岩为主，下部以灰黄色泥质白云岩。寒武系上统74-172分布于霍山东麓， 上部白色厚层状白云岩、泥质白云岩，下部泥灰岩、白云岩夹竹叶状灰岩。中统116-268分布于霍山麓，上部为厚层状鲕状灰岩夹泥岩条带及灰黄色竹叶状灰岩，下部紫红色砂岩、泥岩。元古界长城系霍山组47-64分布于霍山隆起外侧，岩性为肉红色、灰白色中厚层状中细粒石英岩状砂岩，夹不稳定的含砾砂岩、砂砾岩。太古界上太古界太岳山群1700分布在霍山隆起的核部地带，以浅灰红色、橙红色厚层中粗粒角闪质眼球状混合岩及混合岩化角闪黑云母斜长片麻岩。中太古界霍县群4835-5567分布在霍山隆起的核部地带，以混合岩化黑色云母角闪斜长片麻岩为主，夹混合岩化黑云母斜长片麻岩。2、石炭系中统本溪组(C2b)该组地层沉积于奥陶系侵蚀面之上，与下伏奥陶系地层呈平行不整合接触，厚13.30-16.00m，平均14.17m，主要由黑色泥岩、粉砂岩、浅灰灰色铝质泥岩夹石英砂岩及不稳定生物碎屑泥晶灰岩组成，含煤1-2层，厚度薄且不稳定。底部铝土岩具内碎屑或鲕状构造，含大量黄铁矿，有时含有铁质团块。3、石炭系上统太原组(C3t)矿田内主要含煤地层之一，厚61.44106.55m，平均84.71m，主要由灰黑黑色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、浅灰色岩屑石英砂岩，深灰色生物碎屑泥晶灰岩和煤组成。共含煤7层，自上而下依次为6、7、7下、8、8下、9、10+11号煤层，其中10+11号煤为全矿田稳定可采煤层，9号煤为较稳定的局部可采煤层，其余为不可采煤层。K2、K3两层石灰岩发育稳定，视电阻率曲线呈顶峰型，自然伽玛值明显，是全矿田比照的良好标志层，K4石灰岩大部剥蚀，只有个别钻孔发育较好，可作为全矿田比照的辅助标志层。底部灰白色中中细粒石英砂岩K1特征明显，但发育不稳定，有时相变为砂质泥岩或粉砂岩，与下伏地层整合接触。4、二叠系下统山西组P1s为矿田主要含煤地层之一，在本区赋存不全，大局部被剥蚀。分布于矿田南部，地层揭露最大厚度为32.4m (ZK8号钻孔)，主要为灰黑色泥岩、粉砂岩和褐灰色含大量菱铁质鲕粒及碎屑的岩屑石英砂岩及煤层组成，煤层全部剥蚀。底部褐灰色细粒岩屑石英砂岩(K7)与下伏地层整合接触。5、上第三系上新统N2：棕黄色、黄色及浅红色砂层、砂砾层与亚粘土、粘土互层，砂砾层有时呈半胶结状。砾石成份以石灰岩为主，其次为石英砂岩，厚度2.70-8.40m,平均为5.85m，向南东方向渐厚，向北西方向变薄，角度不整合覆于基岩之上。6、第四系中、上更新统Q2+3为浅黄色粉砂土、亚粘土，含大量钙质结核，厚度0-79.00m，平均为25.00m。与下伏地层呈角度不整合接触。7、第四系全新统Q4现代冲洪积物，为洪积及河流冲积相沉积；由砾石砂砾及次生黄土等组成，分布于河床及沟谷底部，厚0-5m。三含煤地层矿田内含煤地层主要为石炭系上统太原组，二叠系下统山西组地层在矿田内赋存不全，仅残留其下部地层。现将石炭系上统太原组含煤地层表达如下： 本区主要含煤地层之一，属海陆交互相沉积，厚61.44106.55m，平均84.71m，主要由灰黑黑色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、浅灰色岩屑石英砂岩，深灰色生物碎屑泥晶灰岩和煤组成。共含煤7层，自上而下依次为6、7、7下、8、8下、9、10+11号煤层，其中10+11号煤为全矿田稳定可采煤层，9号煤为零星可采煤层，其余为不可采煤层。其中K3、K2两层灰岩层位稳定，K3、K2分别为8、9煤之直接顶板，K4为7号煤之间接顶板，富含动物化石海百合，珊瑚、腕足类及大量筳科等，是良好的标志层。太原组地层属海陆交互相沉积，旋回构造明显且稳定，由下至上划分为五个旋回。各旋回以充填层序为主，厚度不大，该组据岩性、化石组合及区域比照，自下而上可分三段： 1、下段K1底K2底C3t1：厚24.32-38.30m,平均33.90m，厚度变化不大，主要由灰-灰白色中-细粒砂岩、泥岩、铝土泥岩及9、10+11号二层煤组成，该段中下部含全区可采10+11号煤层，顶部含局部可采的9号煤层。1K1砂体与下伏本溪组的分界砂岩，为灰-灰白色，中-细粒砂岩，胶结较好，厚度不稳定，一般0.70-3.70m，平均2.37m，有时相变为泥岩及粉砂岩。2K1顶K2底厚23.62-34.60m,平均31.53m，为黑-灰色泥岩，砂质泥岩、粉砂岩、细砂岩及两层煤组成，两层煤分别为9、10+11号煤，下部个别钻孔中见有薄煤层，为不可采煤层，9号煤层为局部可采煤层，10+11号煤层为全区稳定可采煤层。2、中段K2底K4顶C3t2厚26.92-42.40m,平均32.75m,主要由灰深灰色粉砂岩、黑色泥岩、砂质泥岩、薄煤层及三层石灰岩组成。K2、K3石灰岩稳定，K4灰岩大部被剥蚀，在本矿田赋存不全，北部薄南部厚，可划分为K2、K2顶K3顶、K3顶K4顶三个较大旋回，属碳酸盐岩台地相沉积。(1)K2石灰岩K2灰岩为9号煤间接顶板，灰-深灰色、含燧石结核呈条带、质较纯、坚硬，生物碎屑约30%-35%，层面含大量海百合茎化石及筳科化石等，厚2.77-9.80m，平均5.69m。2K2顶K3底厚约19.22m左右，由黑、灰色泥岩，砂质泥岩及薄煤层8、8下号煤组成，8、8下号煤层只在矿田东南部的三个钻孔(ZK5、ZK7、23-6)中见到，8号煤平均厚0.66m，仅在23-6号孔中见到1.22m厚的煤层，其余均不可采。8下号煤平均厚0.37m，不可采。3K3石灰岩厚1.40-6.50m，平均4.71m，为深灰色石灰岩，含苔癣虫等动物化石，属水动力能量较低的碳酸盐台地沉积。4K3顶K4底一般厚21.24m左右，由黑色泥岩、粉砂岩及煤层组成，含煤两层即7、7下号煤，7号煤层只在矿田东南部的五个钻孔(ZK8、7-5、15-6、ZK7、23-6)中见到，7号煤厚度平均0.36m 左右，不可采；7下号煤层只在矿田东南部的七个钻孔(ZK8、7-5、15-4、15-6、ZK7、ZK5、23-6)中见到，7下号煤厚度平均0.60m 左右，不可采。5K4石灰岩上部一般含泥质较高，有时含少量燧石条带及结核，质不纯；厚度2.65-9.88m，平均3.74m。、上段K4顶K7底C3t3本矿田赋存不全，北部薄南部厚，一般厚10.20-25.85m，平均18.06m，由灰黑色泥岩、砂质泥岩及煤层组成，夹菱铁质结核，含一层6号煤，只有ZK8、ZK7号钻孔见到，厚度0.50-0.65m，不可采。本组地层含有以下主要化石：动物化石：枕形希瓦格筳 Schwagerjna cervicalis线形希瓦格筳 Schwagerina linoformis复褶形希瓦格筳Schwagerina complicafa筒形苏伯特筳Schuberella cylindrica长似纺锤筳等 Quasifusulina longissima植物化石有：轮生楔叶Spheuophyllum verticillatum科达 Cordaites芦木、带半齿等。 Calamites、Taeniopteris二、矿田构造矿田内总体上为一波状起伏的褶曲构造，总体倾向为南西，总体走向北西-南东，地层倾角712。矿田内发育一背斜构造：位于矿田中部8、12勘查线之间，轴向北东-南西，两翼地层对称，倾角811。矿田内未揭露断层和陷落柱等地质构造，但在今后生产过程中必须加强防范，以防构造及隐伏构造的导水、透气事故。综上所述：本矿田构造类型为简单型。三、岩浆岩区内未发现岩浆岩侵入。第四节煤层、煤质及有益矿产一、煤层一含煤性矿田内主要含煤地层为石炭系上统太原组，太原组地层厚61.44106.55m，平均84.71m，煤层总厚7.6m，含煤系数8.97，主要含煤7层，自上而下依次为6、7、7下、8、8下、9、10+11号煤层，其中10+11号煤层为全矿田稳定可采煤层，9号煤层仅几个钻孔达可采厚度为0-3.97m，平均为0.68m，属局部可采煤层，其它均为不稳定不可采煤层。二可采煤层9号煤层：位于太原组下段上部，顶板为K2灰岩，本矿田厚度为0-3.97m，平均0.68m，含0-6层夹矸，一般为1层，构造简单，夹矸岩性多为泥岩，厚度在0.16-0.34m之间。底板为灰黑色砂质泥岩、泥岩。为全矿田较稳定的局部可采煤层。10+11号煤层：位于太原组下段中下部，下距K1砂岩顶界12.50m，上距K2灰岩底界16.22m，本矿田厚度为2.13-9.17m，平均5.69m，含0-7层夹矸，构造中等，夹矸岩性多为泥岩，厚度在0.21-0.85m之间。顶板为深灰色砂质泥岩、泥岩，水平层理，含植物化石，底板为灰黑色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩、铝质泥岩。为全矿田稳定的可采煤层(见10+11号煤层厚度等值线图)。根据本次施工钻孔资料结合井下生产揭露情况将可采煤层情况汇总如下：可采煤层特征一览表表1-4-1含煤地层煤层编号见煤点厚度最小最大平均(m)层间距最小最大平均(m)煤层结夹矸层数顶板岩性底板岩性稳定性可采性太原组90-3.970.68(12)2.2-9.26.000-2石灰岩泥岩较稳定局部可采10+112.13-9.175.69(30)中等0-7砂质泥岩、泥岩砂质泥岩、泥岩、稳定全区可采三 煤层比照1、煤层比照方法煤层比照是在地层比照的基础上进展的。比照的方法主要是依据标志层划分到各组段，利用煤层上、下的岩性标志层、沉积旋回、煤层厚度、煤层构造及煤层间距等进展比照，再辅以顶、底板岩性以及测井曲线进展核对。1 标志层及层间距法煤系地层中有五层主要标志层，编号为K1、K2、K3、K4、K7，其分布均匀，直接或间接地控制着主要可采煤层。太原组地层中的K2、K3、K4全区稳定，特征明显详见地层一节间距变化不大，K2K3一般为18.5m；K3 K4一般为8.50m。都是煤层的直接顶板，K2是9、10+11号煤顶板；K3是8号煤顶板，K4是7上号煤顶板；下距7号煤2.61m。所以太原组煤层，以标志层岩性特征及其间距以及与煤的共生关系来比照煤层，是可靠而可行的。山西组有标志层K7砂岩， K7砂岩特征明显见地层描述，比照可靠。2物性特征比照法根据测井曲线形态和幅值的上下对煤层和标志层的反映，应用已取得和掌握认识的以下规律，进展煤层比照：太原组中K4、K3、K2三层灰岩标志层在各参数曲线上都有明显反映，形态稳定，为煤系地层曲线上最正确标志。K4、K3、K2分别为7上、8、9煤层直接或间接顶板，视电阻率值在210600M，密度伽玛曲线低值很明显，伽玛值为510。在K4灰岩以上有6号一层煤，其中6号煤顶板多为铝质泥岩，伽玛曲线高值突出，易于识别，所以太原组煤层比照可靠。3 旋回比照法山西组和太原组有两种不同的沉积岩相旋回类型：山西组地层为陆相沉积，岩相旋回均以河床粗砂岩为起点至泥炭沼泽相形成煤完毕，当沉积旋回完整时煤层发育稳定。当河床相砂岩发育增厚时，导致煤层受到冲刷而尖灭或不可采。但总的地层厚度变化不大。太原组地层属海陆交互相沉积，旋回构造明显且稳定，由下至上划分为五个旋回，见表1-4-2。太原组地层沉积旋回特征表表1-4-2旋回位置旋回序号组成岩性岩相发育过程旋回一般厚度m煤层数及编号标志层名称煤系上部中粒砂岩、砂质泥岩、煤、泥炭或薄层灰岩。三角州相海湾泻湖相泥炭沼泽相浅海相。26.506K7砂岩煤系中部中细砂岩，粉砂岩、砂质泥岩、煤、灰岩三角州相滨，海泥炭沼泽相浅海相。9.502层：7上、7K4灰岩粗砂岩、粉砂岩泥岩、煤、灰岩三角州相泥岩沼泽相浅海相。22.001层：8K3灰岩煤系下部中细砂岩、砂质泥岩、粘土泥岩、煤、燧石灰岩。三角州相海湾泻湖相泥炭沼泽相浅海相。25.001-3层：9、10+11K2灰岩粗砂岩、粘土岩煤线及灰岩。三角州相泥炭沼泽或泻湖相浅海相。10-201层：12K1砂岩可采煤层都发育在旋回发育完整稳定地段如：9、10+11号煤与7号煤。结合岩性特征，各个旋回易于识别，比照也就可靠。2、煤层比照的可靠性由于综合比照采用了含煤岩层的岩性、岩相、层间距、标志层，物性特征及旋回特征等多种方法，故本区煤层比照是可靠的。二、煤质一 物理性质太原组可采煤层有10+11号煤，多为黑色，以玻璃光泽为主，条带状及均一构造，含黄铁矿薄膜和结核较多。内外生裂隙发育，充填物为方解石和黄铁矿。10+11号煤多呈块状和鳞片状，10+11号煤比重和容重中等。见表1-4-3。表1-4-3煤层号煤 的 物 理 性 质