采矿工程毕业设计（论文）-呼和乌素二矿1.2Mta新井设计.docx

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1.井田概况及地质特征

1.1井田概况

1.1.1位置与交通

内蒙古蒙发煤炭有限责任公司呼和乌素煤矿位于东胜煤田补连区李家塔井田内，行政区划属内蒙古自治区鄂尔多斯市伊金霍洛旗乌兰木伦镇管辖。

煤矿地理坐标为：

    东  经：

110°06′58″—110°09′15″；

    北  纬：

39°21′20″—39°23′22″。

矿井至乌兰木伦镇约5km，至伊金霍洛旗政府所在地约35km，至鄂尔多斯市（东胜区）70km，鄂尔多斯市至包头市90km，至呼和浩特市330km，其间均为一级和高速公路连通。

矿井交通便利。

详见交通位置图1-1-1。

图1-1-1交通位置图

1.1.2地形地貌

受井田东部乌兰木伦河及北部呼和乌素沟水系侵蚀作用影响，井田内地势总体南高北低，西高东低；海拔高度在1275.8～1126.1m之间，相对高差约149.7m，最低点处于呼和乌素沟乌兰木伦河入口处。

因受毛乌素沙漠影响，地貌多为新月形沙丘。

1.1.3水文地质简况

地表水系主要有乌兰木伦河及其支流呼和乌素沟，乌兰木伦河在附近由北向东，弯曲通过，流向东南，常年有地表迳流，在陕西省境内汇入窟野河后注入黄河。

该河为区内最大河流，平时水期流量3.13m3/s，最大洪水流量1395m3/s（1989年7月21日），呼和乌素沟是井田北部的主要河流，基本为长年溪流，流向近东西，向东与乌兰木伦河汇合，流量随气候和季节变化很大，历史最高洪水位标高+1137m。

1.1.4 气象及地震情况

该区位于鄂尔多斯高原东部，属典型的高原半干旱—干旱大陆性气候特征。

其特点是夏季炎热，最高气温达36.6℃；冬季严寒，最低气温零下29.6℃；平均气温6.2℃。

昼夜温差较大。

年降雨量平均194.7-531.6mm，平均为364.9mm，雨季多集中于七～九月份；年蒸发量2297.4-2833.7mm，平均为2451.3mm，蒸发量明显大于降雨量，是该区气候干燥的主要原因。

本区冬春季节多刮西北风，夏秋季节多刮东南风，平均风速3.2m/s，最大风力8级，最大风速达24m/s。

每年10月至翌年3月为冰冻期，最大冻土深度1.5m。

依据《中国地震动参数区划图》（CB-18306-2001），该区地震动峰加速度值为0.05，对照烈度6度。

发生强烈地震的可能性不大。

1.1.5周边煤矿

矿井北部是乌兰露天煤矿，东部是王家坡煤矿，西部是李家塔煤矿，南部是神东公司补连塔煤矿，生产能力为2000万吨/年，采煤工艺为综合机械化采煤工艺。

目前各矿与本矿之间无越界开采情况发生。

周边各矿井对呼和乌素煤矿的安全生产均无影响。

1.2井田地质特征

1.2.1区域地质

1.区域地层

本区地层属华北地层区鄂尔多斯—陕甘宁分区，伊克昭地层小区。

全区大部分为第四系风积沙覆盖，基岩仅在乌兰木伦河、呼和乌素沟两岸出露。

地层由下至上有三叠系上统延长组（T3y）；侏罗系中、下统延安组（J1—2y）、中统直罗组（T2z）、安定组（T2a）、侏罗系上统—白垩系下统志丹群（J3-K1zh）；第三系上新统（N2）和第四系（Q4）。

其地表出露除第三系、第四系外，仅有志丹群地层。

2.区域构造

本区大地构造位置处于华北地台的鄂尔多斯台向斜中，褶皱断裂不发育，地层产状平缓，近于水平，为一微向南西倾斜的单斜构造，倾角1～3°，没有发现对煤层有破坏作用的断裂构造。

3.岩浆岩

本区岩浆岩不发育，未发现任何岩浆活动，未发现对煤层有破坏作用的岩体和脉岩。

1.2.2井田地质

1.地  层

井田大部分为第四系风积砂与黄土覆盖，基岩仅在区内较大的沟谷中零星出露，据钻孔资料揭露，井田内地层由老到新分述如下。

（1）上三叠统延长组（T3y）

岩性特征为灰绿、灰白色中粒石英砂岩，含较多的云母及少量的暗色矿物，中上部夹煤线或油页岩，该组地层为煤系地层的沉积基底。

（2）中下侏罗统延安组（J1-2y）

该组地层岩性主要为灰、灰白色砂岩及深灰色泥岩、砂质泥岩和煤组成，该组地层的上部含煤性较好，发育的煤层厚度大，层位稳定，本矿所采的3号煤层就位于延安组的中部，含煤性差，不可采，且厚度较小。

该组地层平均厚度为193.46m，与下伏地层呈假整合接触。

（3）中侏罗统直罗组（J2z）

该组地层岩性为一套杂色的细、中粒砂岩，泥质或粘土质胶结，较疏松，含有铁质结核和硅化木。

区内所有钻孔揭露，由于遭受后期剥蚀，厚度在横向上变化较大，平均为92.7m，与下伏地层呈假整合接触。

（4）第三系上新统（N2）

井田内零星赋存，主要岩性下部为灰色、棕黄色砾岩夹棕红色砂岩，呈半胶结状态，松散；上部为粉红色砂质粘土、亚砂土，含白云母碎片及钙质结核，该层不整合于老地层之上。

（5） 第四系（Q）

井田内广泛分布，不整合于老地层之上，底部为更新统马兰组黄土（Q3m），岩性为淡黄色亚砂土，柱状节理发育，含钙质结核，厚约12m；下部为更新统淤积层岩性为砂、粉砂及黑色土壤层，局部赋存；上部为全新统主要为风积沙（Q4eol），其次为河流淤积层（Q4al）及洪积层（Q4pl）。

风积沙成分以细粒石英为主，在地表呈波状沙丘和新月沙丘，在区内大面积覆盖。

河流淤积层以沙、粉沙或砾石层组成，分布于呼和乌素沟，不整合于老地层之上。

2.构  造

井田含煤地层的构造形态与区域含煤地层构造形态基本一致，总体为一向南西倾斜的单斜构造，地层倾角1～3°，无大的褶皱，仅沿走向和倾向有微弱的波状起伏。

无岩浆活动。

本区构造复杂程度为Ⅰ类型简单构造。

1.3煤层赋存特征

1.3.1含煤地层

区内中下侏罗统延安组（J1—2y）为本井田的含煤地层。

该组地层是一套内陆盆地沉积为主的含煤碎屑建造。

地层纵向上有明显的差异，横向上又有一定的变化规律。

依据岩性岩相特征、含煤特点及聚煤规律，将该地层分为上、中、下三个岩段，自下而上分述如下：

（1）下岩段（J11—2y）

该段位于延安组下部，岩段厚度在46.35m—69.34m之间，平均58.31m，该段地层在区内埋藏较深，地表无出露。

由灰色、灰白色细砂岩、粉砂岩，灰黑色砂质泥岩、泥岩及煤层组成。

底部具灰白色中砂岩，局部相变为粗砂岩，成分以石英为主。

岩段赋存5、6号两个煤组；煤层多，其中有5-1、5-2号煤层厚度较大，全局可采，为稳定性煤层。

其他煤层厚度小，为不可采煤层，且每层有分叉、相变及尖灭现象。

（2）中岩段（J21—2y）

本段位于延安组中部，3号煤顶部砂岩体之下，5号煤组顶部砂岩底界面之上。

全段地层厚度变化不大，平均厚度为65.38m。

与下岩段地层呈连续沉积，由于埋藏较深，受上覆地层保护，地表无出露。

岩性主要为深灰、灰黑色粉砂岩、砂质泥岩、细砂岩、泥岩及煤层组成；赋存井田内有3号、4号两个煤层，其4号为井田内最厚煤层，为煤岩层对比的可靠标志层。

岩层的主要特征是粒度较细，分选较好，粘土质胶结，具水平层理和交错层理，含较多的植物化石，该段地层沉积环境以泥炭沼泽相为主，相对持续时间较长，有利于厚度较大稳定煤层的发育。

（3）上岩段（J31—2y）

本段位于延安组上部，为3号煤层顶部砂岩底界面以上至2号煤组顶部砂岩底界之下层位。

该段地层地表无露头，平均厚度为58.22m。

与下伏中段地层为整合接触。

岩性以灰白色中细粒砂岩、粉砂岩、粗砂岩、砂质泥岩及煤层组成。

赋含2号煤组，厚度变化较大，为不可采煤层。

该段地层沉积环境以河流相曲线河道、河漫滩泥炭沼泽相为主，由于河流的变迁和涨溢变动较大，成煤环境不稳，分叉普遍。

1.3.2含煤性

井田内含煤地层为侏罗系中下统延安组（J1-2y），含煤地层平均厚度121.82～195.38m，平均厚度178.30m，厚度变化不大，地层相对稳定。

井田内共划分5个煤组，编号2、3、4、5、6号。

共含煤11～17层，一般为14层，含煤总厚度平均为18.33m，含煤系数10%。

1.3.3煤层

井田内主要有可采煤层四层，分别为2-2中、3、4、5煤层。

3、4号煤层全区可采，煤层稳定程度属稳定类型；2-2、5号煤层全区分布，基本全区可采，煤层稳定程度属稳定和较稳定类型。

各煤层基本特征见表1-3-1。

 煤层柱状图见图1-3-1.                   

表1-3-1呼和乌素煤矿各煤层特征一览表

煤层  

编号

煤层厚度（m）

层间距（m）

煤层倾角（°）

视密度（容重）t/m³

稳定程度

2-2中

4.34～3.56

4.2（25）

3°

1.3

较稳定

42.19～25.76

33.98（16）

3

6.48～5.37

 5.8（19）

3°

1.3

稳定

33.50～26.81

30.16（18）

4

4.03～3.15

3.8（18）

3°

1.3

稳定

37.49～29.33

 33.41（18）

5下

5.02～3.92

 4.7（18）

3°

1.3

较稳定

柱状图

煤岩性质

柱状

厚度m

粉砂岩

10

2-2#煤

4.2

粉砂岩

33.98

3煤

5.8

细砂岩

30.16

4煤

3.8

粉砂岩

33.41

5煤

4.7

细砂岩

30

图1-3-1煤层综合柱状图

1.3.4煤质

1）物理性质

该区煤呈黑色，条痕褐黑色。

各煤层在垂直序列中其上下呈暗淡或弱沥青光泽，沿层面丝炭富集部位呈丝绢光泽，参差及阶梯状断口，在镜煤条带中可见贝壳状断口，性脆。

由于煤岩组份的不同各煤层一般呈细条带～宽条带状结构，层状构造，在暗淡型煤中可见块状构造，裂隙发育，并充填有黄铁矿、方解石薄膜，各煤层结核含量不同，一般为黄铁矿、粘土质及菱铁矿结核。

煤层致密坚硬，比重一般在1.42～1.52t/m3，容重1.30t/m3左右，燃点在300℃左右，燃烧试验为剧燃，残灰呈灰白色粉状。

2）煤岩特征

1、宏观煤岩特征

宏观煤岩成份由亮煤、暗煤、镜煤、丝炭组成。

丝炭含量高是本区各煤层的一个主要特点。

2、显微煤岩特征

区内各煤层主要以镜煤、丝炭、粘土矿物、稳定组份及基质和各种矿物杂质组成。

各煤层有机显微组分中镜质组一般为42.1-65.8%，半镜质组5.6-16.4%，丝质组24.4-39.0%，稳定组0.7-3.2%，有机质总量91.3-98.8%。

3）煤的变质程度

本区主要可采煤层镜煤最大反射率测试结果：

2-2中煤层R°max=0.368—0.525，3号煤层R°max=0.367—0.584，  4号煤层R°max=0.380—0.495，均属第Ⅰ变质阶段，为低变质烟煤（1号）。

4）煤的化学性质、工艺性能及煤的可选性

据煤质化验分析，本区可采煤层2-2中、3号、4号、5-1煤层灰份含量均较低，为特低灰煤。

原煤灰分产率（Ad）4.07～36.31%，平均在8.26～12.92%；洗煤2.29～6.72%，一般3.03～4.22%；原煤水分（Mad）3.84～13.37%，平均在4.89～7.58%；洗煤4.35～10.29%，平均在5.88～7.45%；挥发分（Vdaf）31.14～38.68%，平均33.12～35.69%。

各煤层均属特低硫、特低磷煤。

井田内各可采煤层原煤干燥基低位发热量（Qnet.d）平均值在27.19～30.93，平均28.38，属高热值煤。

同时洗煤的发热量均高于原煤。

粘结指数、罗加指数、胶质层指数（最大胶质层厚度）均为零，井田内各煤层焦渣特征均为2号，不具有粘结性和结焦性。

气化性能、热稳定性好，抗碎强度大，但属于易结渣煤。

低温干馏测定，干基焦油产率在7.2—9.3之间，为富油煤。

煤灰成分和煤灰熔融性测定结果：

本井田煤灰成分SiO226.54～57.23%，AI2O311.45～20.22%，CaO8.14～31.46%，Fe2O34.37～18.04%。

氧化钙含量较高。

区内主要可采煤层软