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大雁雁南矿北二采区地质概况
一、矿井概况
1、井田地理位置
大雁三矿位于内蒙古自治区呼伦贝尔市境内，行政隶属鄂温克自治旗管辖。
大雁三矿位于大雁矿区的西南部，地理座标为东经120°35′，北纬49°15′。
大雁三矿地形比较简单，地表有丘陵起伏。
地势局部的趋势是东南高，西北低，海拔标高在637.13—761.9m，一般在670.1m左右。
（1）井田的交通情况
矿区交通便利，国防公路301线在矿区北部通过，滨州线铁路从矿区中部穿过。
大雁火车站东距牙克石市18公里，向西至海拉尔区64公里。
向东经牙克石市可达加格达旗、齐齐哈尔、哈尔滨、沈阳，北至京全国各地，向西经海拉尔区可到我国边陲满洲里市。
（附交通位置图1-1）。
图1-1交通位置图
2、井田范围
井田境界：
东部在F10号断层以南自13勘探线以东490m处、F10断层以
北以19勘探线为界；西部以27勘探线为界；南部以F24号断层和37号煤层露头为界。
北部在24勘探线以西以F10断层、在24勘探线以东以F1断层为界。
3、煤的生成期及可采煤层特征
（1）煤的生成期
本区内煤岩属于侏罗系扎赉诺尔组群大磨拐河组中部含煤段，煤种牌号为褐煤。
本区内共有可采、局部可采煤层9层。
煤层赋存比较稳定，大体呈东西走向。
新生界第四系海拉尔河东组厚度为6—52米，上部为黑色腐植土和黄色成砂，下部为粘土、亚砂砾。
中生代白垩系下统大磨拐河组厚度为239—566米，为主要含煤组，含煤20余层，1个可采层。
梅勒图组厚度为200—260米，上部为泥岩、砂岩和薄煤层，中部为中基性熔岩，下部为酸性熔岩。
古生界不详。
（2）含煤地层与煤层
本矿含煤地层为侏罗系上统扎赉诺尔群伊敏组，大磨拐河组和兴安岭九峰山组地层由老到新。
①兴安岭群就峰山组
本组地层出露于煤田南部红旗沟含吐砂拉浑迪一带，有灰、深灰、灰黑、黑色的泥岩夹薄层粗、中、细砂岩和煤层组成。
煤层编号为38、39，为不可采煤层。
②兴安岭群甘河组
本组地层是以哦中、基性火山岩并含有酸性熔岩和碎屑岩。
该地层呈环状围绕在煤系大面积出路与每天北、东、南部。
平行不整合于兴安岭九峰山组之上。
③扎赉若尔群大磨拐河组
本组地层全区发育，为本区最有价值的含煤岩组。
根据岩性特征，岩石组合和含煤情况，大致可分为上、中、下三个含煤、岩段。
下部含煤岩段主要由河流、湖泊相砾岩、含砾砂岩、粗砂岩 中砂岩和泥岩，沼泽相粉沙岩，泥炭沼泽相碳质泥岩和煤组成共含可采层5层，编号为37、36、35、34、33。
该段厚54.0～246.0ｍ，平均厚度115.0ｍ。
中部含煤岩段主要由河流相砂岩，粉砂岩，湖泊相粉砂岩、泥岩、泥炭沼泽相煤层及洪岩相含砾泥岩，河床相砾质砂岩或粗纱岩组成。
含煤程度好，共含可采煤层13层，编号为304、303、302、301、282、281、272、271、25、22、19、18、17、16。
该段地层厚106.0~469.0m，平均厚度305.0m。
上部泥岩段由深水湖泊相灰绿色块状泥岩夹薄层细纱岩和中砂岩组成，该段厚58.70~121.20m，平均厚度74.2m。
④扎赉诺尔群伊敏组
本组地层主要由湖泊相泥岩，河流湖泊相粉砂岩，河床相细.中粗砂岩，泥炭沼泽相煤层和炭质泥岩组成。
本组含煤6层，编号分别属褐煤。
煤层结构比较复杂，薄层夹矸多而易碎。
高灰份煤有22、25、304、303、302、33、34、36、37煤；中灰分煤有16、17、18、27、27、28、28、301、35煤。
本区煤属低硫褐煤。
本区煤可作为火力发电大型锅炉燃料和机车燃料用煤，民用及化肥用煤。
本区煤层风氧化带界限不明显，根据生产矿井实际情况确定。
附煤层综合柱状图1-2
4、井田地质构造及水文地质
（1）地质构造
雁南矿位于大雁煤田的西南部，根据一O九地质队精查及矿务局补勘成果，区内经钻探、地震勘探、物探实见证实：
共有34条大、中型断层，孤立断点50个，这些断裂均以正断层形式赋存。
（2）水文地质情况
①采区涌水量预计
北二采区无水文资料也未做过水文地质工程，但本区对应地表西部属沟谷地形，成为东西两侧积水汇集之地，对地下水将形成一定的补给。
F2、F3断层及其附近可能伴生或派生小型断层，均可能含、导水。
另外，根据本区内的小井实际开采揭露（开采16号煤层），水量较大。
预计采区涌水量为300-350m3/h。
5、矿井沼气和服务年限
（1）瓦斯、煤尘爆炸性及自然性
由于地质部门到目前为止尚未提高瓦斯，煤尘爆炸性及煤层自然发火期等资料。
根据大雁矿物局提供的生产实测资料为从1985~1989年实测（一，二矿）矿井最大相对瓦斯涌出量9.4/T，最小相对瓦斯涌出量为2.053/T。
经矿务局同意三矿仍按照地沼气矿井设计。
煤层易自然，发火期最短诶28天。
一矿煤尘爆炸指数为56.21~69.82%。
煤尘具有爆炸性。
（2）储量及服务年限
本井储量丰富，精查区有地质储量495.904Mt，后备区有地质储量约258.740Mt，合计754.644Mt。
井田内共有17个可采煤层，其中厚煤层有7层中厚煤层9层。
煤层累计平均厚度为55.46米。
煤层厚度变化小，赋予比较稳定，煤层生产能力大，开采条件好，具有建设大型矿井的条件。
矿井属低沼气矿井；无地温异常区；煤层有自然现象，发火期一般为3~6个月，最短为28天。
开采技术条件简单。
煤层顶、底岩层由粉沙岩、细砂岩、泥岩组成。
尽管岩性较软，但只要留少量、护顶煤，可改善顶底板管理条件。
煤层倾角一般15~20度，局部达到28度，适合机械化开采。
井田内结构比较简单，能够划分大采区，发挥综采的效能。
矿井生产能力为5.0MT/a
（3）矿井服务年限
本井田精查区有可采储量325.799Mt，储量备用系数取1.4，矿井服务年限为46.5a。
6、矿井工作制度
矿井设计的年工作日330天，每天四班作业，其中三班生产，一班准备。
每班工作6小时。
矿井每天净提升时间按16H设计。
7、井田开拓
（1）开拓方式
雁南矿地貌单元属冲积平原型，地表呈丘陵构造。
地势总的趋势是东南高，西北低，海拔标高在637.13~671.30m平均在670.10m。
第四系地层为黄色亚黏土和黑色腐植土等组成的松散沉积，该层厚度为10.6~59.0m，平均厚度为21.11m。
综合考虑各种因素雁南矿现在采用的是立井多水平开拓方式（+100水平，+350水平），采区采用的是多上山与石门开采。
（2）井筒数目与位置
本矿现有一对立井，两个风井（西二风井，北二风井），主、副井井筒直径均为6m的圆形的井筒。
主、辅助提升均采用德国西门子公司的提升系统。
主、副井井深320m。
主井担负煤炭提升任务，副井担负辅助运输任务，同时两立井还是进风井。
（3）大巷位置及布置方式
大巷运输方式一水平采用胶带运输机运输。
西翼上煤组大巷在18号煤层底板当中。
西翼下组三采区利用西翼大巷前石门开采。
一水平的北翼采用石门大巷布置方式，胶带巷采用斜巷和石门布置方式。
一水平大巷位于+350水平。
（4）采区划分及采区接续
采区划分是按照现有技术设备及采区划分原则划分的，先有采区有北一，北二，北三，北四，西一，西二，西三，西五，西六，西七。
接续本着就近，符合开采顺序的原则。
8、井筒
（1）井筒用途、布置及装备
矿井设有三条斜井井筒，即主斜井、副斜井和回风斜井。
其中主斜井担负井下煤炭提升并兼作矿井入风井和安全出口；副斜井作为全矿井矸石、材料、设备及人员升降，同时兼入风井和安全出口；采区回风斜井作为矿井总回风井兼作安全出口。
主斜井、副斜为矿井原有，须在采区新开凿一风井井筒，作为采区的总回风井兼作安全出口。
北二采区回风斜井根据回风要求和初期施工运输要求，确定井筒净宽2.8m，净高2.8m。
（2）井壁结构
设计考虑风井井筒上段处于表土层内，岩石强度低，确定井筒在上述部位，采用混凝土支护，断面形状为直墙半圆拱形，支护厚度均为350mm。
待井筒进入基岩后，改为锚网喷支护。
风井井筒特征见表1-2
表1-2风井井筒特征表
序号
名称
单位
北二风井
备注
1
井口坐标
纬距（X）
m
543870.12
经距（Y）
m
5455976.10
2
井口高程
m
670.00
3
提升方位角
159°
4
井筒倾角
16°
5
井底高程
m
457．76
6
井筒斜长
m
770
7
井壁厚度
基岩风化带段
mm
350
基岩段
mm
100
8
井筒宽度
基岩风化带段
净
mm
2．8
掘进
mm
3．5
基岩段
净
mm
2．8
掘进
mm
3．0
9
断面积
净
m2
7．0
掘进
基岩风化带段
m2
9.78
基岩段
m2
7．71
10
支护材料
基岩风化带段
混凝土
基岩段
锚网喷
11
装备
9、井底车场和通过能力
（1）井底车场
井底车场为卧式绕道车场，俗称刀把式车场。
10、矿井通风、运输、排水等系统
（1）通风方式与通风系统
通风方式为抽岩式通风方式，全矿井采用对角式通风系统。
（2）矿井排水
①概述
在矿井建设和生产过程中，随时都有各种水源涌入矿井。
矿井排水设备不仅要排除各时期涌入矿井的矿水，而且在遭到突然涌水的袭击有可能淹没矿井的情况下，还要抢险排水。
②矿井水来源及涌水量
矿井水的来源可分为地面水和地下水，地面水主要来源沟渠和池塘里的积水以及季节性雨水，融水等。
地下水包括含水层水、断层水和老窑积水。
上述各种水源不是单一存在和起作用的，在一定条件下，相互沟通，互相补给。
由于矿井地处分水岭地带，含水层含水性均较弱，主要充水水源为顶板砂岩裂隙水，现涌水量为5m3/h根据邻近生产矿井调查，排水量一般小于30m3/h因此，可以推断本矿区的矿井涌水量不会很大，充水来源为顶板砂岩裂隙水，或开采产生的塌陷裂隙与风化裂隙水沟通，大气降水为主要充水水源。
（3）供电
煤矿地面变电所的主要作用是接受来自电力系统的电能，再分配给矿井地面和井下的用户。
矿井地面变电所的主要变压器一般选用两台，当一台停止运行时，应能保证安全和原煤生产用电负荷，且不小于全部负荷的75%。
地面变电所设双回路电源进线，当任一回路发生故障停止运行，另一回路应仍能担负矿井全部负荷。
变电所的设置应靠近主要负荷和电缆入井井筒，以便留有进出线走廊。
11、矿井采区形式
北二采区走向长度3000m，倾向长度1200m，倾角7°-12°,平均倾角11°，北二采区设计生产能力为5Mt/a。
本设计为一矿一井一面生产。
开采标高为+350-+121m。
12、采煤方法的主要类型
（1）采煤方法与开采顺序
雁南矿采煤方法采用的是走向长臂后退式综采放顶煤，相临煤层开采相互影响不大。
开采顺序为正常开采顺序。
二、采区地质情况
1、采区范围
（1）采区境界
北二采区位于三矿井田内，北以350等高线，南、西以F10断层，东以17勘探线为界。
采区走向平均长3000m，倾斜平均宽1200m，面积3.6km2.
（2）相邻采区情况
该掘进区域的四邻关系为:
东邻一矿井田西五采区（已采终27号煤层），西邻27煤层未开采煤体。
2、地质构造
在本区域南部有F10断层，其产状走向为EW、倾向为S、倾角为3°-13°，落差平均210.00米；该断层为正断层。
3、煤层及顶底板性质
（1）可采煤层特征
271号煤层：
该煤层是27煤层组的上分层，全区发育，于20-22勘探线浅部与272合并，于19-21勘探线深部与272合并,其厚度变化较大，最小厚度9.14m，最大厚度13.03m，平均厚度11.08m。
结构比较复杂，一般是2-3个自然分层，最多达5个自然分层，为大部可采煤层，与上层间距30.22m。
272号煤层：
该煤层是27煤层组的下分层，分布于17-27线间，煤层厚度变化较大，最小厚度10.53m，最大厚度12.41m，平均厚度11.18m，东西两翼薄而中部厚，浅部与27合并而增厚。
煤层结构比较复杂，一般是2-3个自然分层，最多达5个自然分层，为大部可采煤层，是三矿井田主要可采层之一，与上层间距5.38m。
282号煤层：
该煤层是28煤组上分层，分布于17-27线间，中部厚而两翼薄，浅部厚度逐渐变薄、局部尖灭，最大厚度12.76m，平均厚度11.00m。
煤层结构比较复杂，一般2-3个自然分层，个别达6个自然分层，为全区可采，是三矿井田主要可采层之一,与上层间距6.04m。
煤层特征表
煤层编号
厚度
煤层间距
煤层结构
顶板
岩性
底板
岩性
可采
程度
稳定
程度
最大-最小
┄┄┄┄┄
平均
最大-最小
┄┄┄┄┄
平均
271
9.1—13.03
┄┄┄┄┄
11．08
大部为2-3个分层，局部为5个分层。
细砂岩
粉砂岩
粉砂岩
泥岩
大部可采
较稳定
23.5-0
┄┄┄┄┄
5.38
272
10.53-12.41
┄┄┄┄┄
11.18
大部分为2-3个分层，局部为5个分层。
粉砂岩
泥岩
粉砂岩
细砂岩
大部可采
较稳定
13.50-0.35┄┄┄┄┄
16.05
282
10.5—12.76
┄┄┄┄┄
11.63
大部分为2-3个分层，局部为6个分层。
粉砂岩
细砂岩
细砂岩
粉砂岩
全区可采
稳定
（4）采区沼气、煤尘情况
①瓦斯
本矿煤层瓦斯含量甚微，瓦斯相对涌出量0.67m3/t，二氧化碳为2.19m3/t；瓦斯绝对涌出量2.58m3/min，二氧化碳为3.23m3/min，瓦斯的等级为低瓦斯矿井。
②煤尘
本矿井煤尘具有爆炸危险性，煤尘爆炸指数为30.5-50.96%。
③自燃
本矿煤层易自燃，其自然发火期为3-6个月。
（5）存在问题及建议
①采区涌水量预计
北二采区无水文资料也未做过水文地质工程，但本区对应地表西部属沟谷地形，成为东西两侧积水汇集之地，对地下水将形成一定的补给。
F2、F3断层及其附近可能伴生或派生小型断层，均可能含、导水。
另外，根据本区内的小井实际开采揭露（开采16号煤层），水量较大。
预计采区涌水量为300-350m3/h。
②存在问题及建议
a.该掘进区域内有3个钻孔穿过本煤层,孔内可能积聚有废气和水，在设计时应尽量避开钻孔，如必须穿过请制定相应超前过钻孔措施。
b.在上述断层附近煤岩层较破碎，裂隙发育且含水，望在工作面中加强工作面帮、顶管理，在工作面接近断层时，采取边掘边探，预防突水危险。
c.该掘进区域271煤层倾角变化较大西部煤层倾角较小,最小11°,东部煤层倾角较大，最大达28°，故在工作面设计中要考虑倾角变化因素，保证工作面等长。
d.该掘进区域有上述断层将对本煤层掘进构成影响，在施工中要边掘边探，加强帮、顶管理，确保施工安全。
e.在本掘进区域上部有三段采空区老塘水，积水量约4.7万立方米，积水标高在428水平，望在掘进开工前采取探放水措施，做好防治水工作，加大排水能力的设计，避免发生突水事故。
三、采区储量
1、采区储量
根据煤层赋存状态及矿井开采技术条件、考虑市场需求和经济效益等综合因素，确定采区生产能力仍为5.0Mt/a.
（1）采区储量计算
①采区工业储量
27号1煤层工业储量
Q271=SHD/cosa=1200×3000×11×1.23/cos11 °=4962.0万吨
27号2煤层工业储量
Q272=SHD/cosa=1200×3000×11×1.26/cos11°=5083.0万吨
28号2煤层工业储量
Q282=SHD/cosa=1200×3000×11×1.24/cos11°=5002.3万吨
采取工业储量
Q工=Q271+Q272+Q282=4962.0+5083.0+5002.3=15047.3万吨
式中S-----采取面积m2
H-----煤层厚度m
D-----煤的容重t/m3
a-----煤层倾角11°
（2）采区煤层损失量
①煤层露头留煤50m
1200×50×11×1.23/cos11°+1200×50×11×1.26/cos11°+1200×50×11×1.24/cos11°=250.8万吨
②断层留煤柱30m
1800×30×11×1.23/cos11°+1800×30×11×1.26/cos11°+1800×30×11×1.24/cos11°=225.6万吨
③采取边界留煤柱20m
3000×20×11×1.23/cos11°+3000×20×11×1.26/cos11°+3000×20×11×1.24/cos11°=250.8万吨
1200×20×11×1.23/cos11°+1200×20×11×1.26/cos11°+1200×20×11×1.24/cos11°=100.3万吨
④煤层水平大巷煤柱两侧各宽50m
3000×50×2×11×1.24/cos11°=416.9万吨
⑤回风上山两侧各留50m
50×2×（1200-30-20）×1.26×11/cos11°=162.4万吨
⑥运输、轨道上山间宽留20m，两侧各留50m
（50×2+20）×（1200-30-20）×11×1.24/cos11°=191.8万吨
⑦区段巷道煤柱宽为10m
10×（3000-50-100-40）×11×4/cos11°×（1.23+1.26+1.24）=126.0万吨
⑧底板留煤500mm
250×0.5×（3000-50）×1.23/cos11°+250×0.5×（3000-50）×1.26/cos11°+250×0.5×（3000-50）×1.24/cos11°=140.1万吨
采区煤层损失量Q损
Q损=250.8+225.6+250.8+100.3+416.9+162.4+191.8+126.0+140.1=1864.7万吨
（3）采区可采煤层储量
Q采=Q工-Q损=15047.3-1864.7=13182.6万吨
（4）采区回采率
C=13182.6/15047.3×100﹪=87.6﹪
储量计算表
煤
工
业
储
量
（万吨）
合计
损失量
落
煤
损
失
可
采
储
量
回
采
率
煤柱
（万吨）
厚度损失（万吨）
名
称
数
量
名
称
数
量
271
272
282
4962.0
5083.0
5002.3
15047.3
断层
采区
边界
1724.6
底板
留煤
140.1
13182.6
87﹪
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