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榆陽煤礦改擴建初步設計

作者:佚名 2009-04-07 00:03 來源:本站原創

陝西中能煤田有限公司

榆陽煤礦改擴建初步設計

說 明 書

煤炭工業西安設計研究院

二○○六年五月


陝西中能煤田有限公司

榆陽煤礦改擴建初步設計

說 明 書

(內部使用稿)

工程編號: C1406

生產能力: 3.0Mt/a

(後期 5.0 Mt/a)

院  長: 雷鳴遠

工程師: 王昌傲

項目負責人: 阮德麟

宋 偉

煤炭工業西安設計研究院

二○○六年五月


院級審查人員名單

姓 名

職 務 及 職 稱

王昌傲

工程師  教授級高工  主審人

王誌傑

副總工程師  技術處處長  教授級高工

王普舟

副總工程師  教授級高工

李 安

副總工程師  教授級高工

王建青

技術處副處長  高級工程師

宋豐年

主任工程師  高級工程師


參加設計人員名單

專 業

姓 名

職務及職稱

職 責

采 礦

李 偉

助理工程師

設 計

劉鐵鳴

高級工程師

設 計

張寶成 SHENG DONG

高級工程師

校 核

薛留才

高級工程師

審 核

魚雲龍

教授級高工

審 核

機 械

黃文金

助理工程師

設 計

梁明一

高級工程師

校 核

門小莎

高級工程師

審 核

總 運

沈 丹

助理工程師

設 計

邵小東

高級工程師

校 核

劉 森

高級工程師

審 核

供配電

別銅選

助理工程師

設 計

李秀蘭

高級工程師

設 計

劉鳳娟

高級工程師

設 計

王炳彙

高級工程師

審 核

機 製

程仙春

高級工程師

設 計

王廣義

高級工程師

校 核

白 宵

高級工程師

審 核

給排水

熊 燕

工 程 師

設 計

馮一虹

高級工程師

校 核

李 茜

高級工程師

審 核

暖 通

馬芬芬

工 程 師

設 計

馮一虹

高級工程師

校 核

範炳昌

高級工程師

校 核

建 築

王雪茜

工 程 師

設 計

李誌峰

高級工程師

設 計

崔林萌

教授級高工

校 核

環 保

韓奉平

高級工程師

設 計

鄭修清

高級工程師

校 核

經 濟

王一雯

工 程 師

設 計

張化寧

高級工程師

校 核

參加設計人員名單


目  錄

前言································································································· 前-1

第一章 井田概況及建設條件······················································· 1-1

第一節 井田概況······································································· 1-1

第二節 地質特征······································································· 1-5

第二章 井田開拓·········································································· 2-1

第一節 井田境界與儲量··························································· 2-1

第二節 礦井設計生產能力及服務年限···································· 2-5

第三節 井田開拓······································································· 2-6

第四節 井 筒············································································ 2-13

第五節 井底車場及硐室··························································· 2-19

第三章 大巷運輸方式及運輸設備················································ 3-1

第一節 運輸方式的選擇··························································· 3-1

第二節 礦 車············································································ 3-4

第三節 運輸設備選型······························································· 3-4

第四章 盤區布置及裝備······························································· 4-1

 第一節 盤區布置······································································· 4-1

 第二節 采煤方法······································································ 4-4

第三節 巷道掘進及裝備··························································· 4-10

第五章 通風和安全······································································ 5-1

第一節 概 述·········································································· 5-1

第二節 礦井通風······································································· 5-1

第三節 災害防治及安全設備···················································· 5-39

第六章 礦井主要設備··································································· 6-1

第一節 礦井主提升設備··························································· 6-1

第二節 通風設備······································································ 6-12

第三節 排水設備······································································ 6-18

第四節 壓縮空氣設備······························································· 6-27

第七章 地麵生產係統··································································· 7-1

第一節 煤質及用途··································································· 7-1

第二節 煤的加工······································································ 7-8

第三節 地麵生產係統······························································· 7-8

第四節 輔助設施······································································ 7-13

第八章 地麵運輸·········································································· 8-1

第一節 概 況············································································ 8-1

第二節 煤炭運量、流向及運輸方式········································ 8-2

第三節 標準軌距鐵路······························································· 8-2

第四節 場外道路······································································ 8-10

第九章 總平麵布置及防洪排澇··················································· 9-1

第一節 概 況·········································································· 9-1

第二節 工業場地平麵布置······················································· 9-3

第三節 場內運輸······································································ 9-7

第四節 豎向設計及場區排水··················································· 9-7

第五節 防洪排澇······································································ 9-8

第六節 場內綠化······································································ 9-8

第七節 礦井用地麵積······························································· 9-9

第十章 電 氣················································································ 10-1

第一節 供電電源······································································ 10-1

第二節 全礦電力負荷······························································· 10-1

第三節 送變電·········································································· 10-8

第四節 地麵供配電及控製······················································· 10-13

第五節 井下供配電··································································· 10-18

第六節 礦井安全生產監測係統················································ 10-23

第七節 通 信············································································ 10-34

第十一章 地麵建築······································································ 11-1

第一節 概 述············································································ 11-1

第二節 設計技術原則······························································· 11-3

第三節 工業建(構)築物······················································· 11-7

第四節 行政、生活福利建築···················································· 11-8

第五節 居住區·········································································· 11-10

第十二章 給水排水······································································ 12-1

第一節 給 水············································································ 12-1

第二節 排 水············································································ 12-7

第三節 室內給排水··································································· 12-12

第四節 消防及灑水··································································· 12-13

第十三章 采暖、通風及供熱······················································· 13-1

第一節 概況及氣象資料··························································· 13-1

第二節 采暖、熱水製備及洗衣、烘幹···································· 13-1

第三節 通風、除塵··································································· 13-3

第四節 井筒防凍······································································ 13-8

第五節 鍋爐房·········································································· 13-9

第六節 室外熱力網··································································· 13-11

第十四章 職業安全與衛生··························································· 14-1

第一節 概 述·········································································· 14-1

第二節 建築及場地布置··························································· 14-2

第三節 職業危害因素03manbetx ······················································· 14-5

第四節 主要防範措施······························································· 14-12

第五節 機構設置及人員配備··················································· 14-27

第十五章 環境保護與水土保持··················································· 15-1

第一節 環境概況······································································ 15-1

第二節 設計依據及設計采用的環保標準································ 15-5

第三節 主要汙染源及汙染物··················································· 15-6

第四節 地表沉陷影響預測及03manbetx ············································ 15-8

第五節 汙染防治工程措施······················································· 15-13

第六節 生態環境減緩措施及防治對策···································· 15-20

第七節 環境管理與環保投資··················································· 15-24

第八節 存在問題及建議··························································· 15-24

第十六章 建井工期及產量遞增計劃············································ 16-1

第一節 建井工期··································································· 16-1

第二節 產量遞增計劃··························································· 16-3

第十七章 技術經濟······································································ 17-1

第一節 勞動定員及勞動生產率················································ 17-1

第二節 建設資金計算······························································· 17-1

第三節 概算資金籌措······························································· 17-6

第四節 生產成本估算······························································· 17-6

第五節 產品銷售價格······························································· 17-9

第六節 技術經濟03manbetx 評價··················································· 17-9

第七節 主要技術經濟指標······················································· 17-11

附 錄:

1、陝西中能煤田有限公司關於300萬噸可行性研究及初步設計的委托書。

2、陝煤局發(2004)270號關於《陝西中能煤田有限公司榆陽煤礦技術改造初步設計》的批複。

附 件:

1、陝西中能煤田有限公司榆陽煤礦改擴建初步設計主要機電設備和器材目錄。

2、陝西中能煤田有限公司榆陽煤礦改擴建初步設計概算書。


序號

圖   名

圖  號

新  製

采  用

1

礦井地麵總布置圖

C1406—490—1

2

井田開拓方式(方案一)平麵圖

C1406—109—1

3

井田開拓方式(方案一)I-I剖麵圖

C1406—109—2

4

井田開拓方式(方案二)平麵圖

C1406—109—3

5

井田開拓方式(方案二)II-II剖麵圖

C1406—109—4

6

盤區巷道布置及機械配備平麵圖

C1406—163—1

7

盤區巷道布置及機械配備剖麵圖

C1406—163—2

8

3101工作麵采煤方法平麵圖

C1406—157—1

9

井巷工程施工進度圖

C1406—186—1

10

井巷斷麵圖冊

C1406—122

11

投產初期通風係統示意圖

C1406—171—2

12

容易時期通風係統示意圖

C1406—171—1

13

困難時期通風係統示意圖

C1406—171—3

14

安全設施及避災路線示意圖

C1406—171—4

15

主斜井工業場地總平麵布置圖

C14 06—447—1

16

副立井工業場地總平麵布置圖

C1406—447—2

17

主斜井工業場地管線綜合布置圖

C1406—474—1

18

地麵生產係統總平麵圖

C1406—430—01

19

地麵生產係統機械設備聯係圖

C1406—430—02

圖 紙 目 錄


序號

圖   名

圖  號

新  製

采  用

20

主斜井驅動機房及轉載站

機械設備布置剖麵圖

C1406—430—03

21

地麵生產係統原煤倉I-I、II-II剖麵圖

C1406—430—04

22

地麵生產係統原煤倉(標高+57m、+50m)

C1406—430—05

23

地麵生產係統原煤倉(標高-1.00m)

C1406—430—06

24

篩分車間工藝布置剖麵圖

C1406—430—07

25

篩分車間工藝布置±7.20m平麵圖

C1406—430—08

26

篩分車間工藝布置-1.8m、+2.7m平麵圖

C1406—430—09

27

地麵生產係統儲煤場Ⅲ—Ⅲ剖麵圖

C1406—430—10

28

地麵生產係統儲煤場⑨-⑦、⒇-⒅剖麵

C1406—430—11

29

產品倉和快速裝車站Ⅲ-Ⅲ、③-④剖麵圖

C1406—430—12

30

機電修理車間及綜采設備庫剖麵圖

C1406—431—00

31

鐵路裝車站平麵圖(方案一)

C1406—438—1

32

鐵路裝車站平麵圖(方案二)

C1406—438—2

33

井下中央變電所係統圖

C1406—212—1

34

井下2號變電所係統圖

C1406—212—2

35

采掘設備供電及引盤區水泵房變電所係統圖

C1406—212—3

36

主斜井工業場地動照網

C1406—232—1

37

副立井工業場地動照網

C1406—232—2

38

主斜井工業場地10kv

變電所係統接線圖(一)

C1406—253.1—1

圖 紙 目 錄


序號

圖   名

圖  號

新  製

采  用

39

主斜井10kv變電所係統接線圖(二)

C1406—253.2—1

40

原副立井、主斜井10kv變電所係統接線圖(三)

C1406—253.3—1

41

安全生產監測、監控係統圖

C1406—274—1

42

安全生產監測、監控係統傳感器布置圖

C1406—274—2

43

工業電視係統圖

C1406—270—1

44

地麵及井下通信網係統圖

C1406—262—1

45

計算機網絡係統框圖

C1406—264—1

46

副立井工業場地弱電管線布置圖

C1406—267—1

47

主斜井工業場地弱電管線布置圖

C1406—267—2

48

副立井工業場地室外給水排水平麵圖

C1406—813—1

49

主斜井工業場地室外給水排水平麵圖

C1406—813—2

50

井下消防、灑水管路平麵圖

C1406—845—1

51

工業場地鍋爐房工藝布置平麵圖

C1406—838—1

52

工業場地鍋爐房工藝布置Ⅰ—Ⅰ剖麵圖

C1406—838—2

53

主斜井工業場地熱力網管道布置圖

C1406—812—1

54

副立井井工業場地熱力網管道布置圖

C1406—812—2

圖 紙 目 錄


前 言

榆陽煤礦位於榆林市榆陽區榆溪河以西小紀汗鄉境內。礦井東距榆林市約12km,是陝西省榆橫礦區(北區)總體規劃中的大型骨幹礦井之一,地處榆橫礦區(北區)東部紅石峽井田內。井田北與小紀汗井田為鄰,南與十六台井田相接,東以榆溪河為界,西與袁大灘井田相鄰。

榆陽煤礦原屬榆林市恒遠煤礦,生產規模為0.15Mt/a,采用立井開拓,一對1噸單層雙罐混合提升。2003年陝西中能煤田有限公司兼並了恒遠煤礦,2004年陝西中能煤田有限公司對該礦進行了1.2 Mt/a技術改造,由廣東省重工建築設計院設計,新開鑿了一條主斜井(斜長610m,傾角160,裝備1200mm膠帶輸送機提升),采煤方法改為長壁綜合機械化開采。截至目前為止該礦1.2Mt/a改造工程項目正在進行,預計2006年底投入生產。目前井下已形成一條主斜井(淨寬5.0m)、一條副立井(直徑4.2m,垂深180m),一條回風立井(直徑3.5m,垂深180m)和部分大巷等井巷工程,地麵行政福利及輔助設施均已建成。該公司已在主斜井和副立井工業場地購得兩塊地,購地麵積共為45.98ha,並在主斜井工業場地內已建成鐵路專用線,為煤炭外運創造了條件。

榆陽煤礦原井田範圍恒遠擴大區麵積僅12.8km2,地質儲量約40.0Mt,不能滿足本次改擴建設計要求。 2005年4月煤炭工業西安設計研究院編製了《陝北侏羅係煤田榆橫礦區(北區)總體規劃》,該總體規劃已通過國家發改委的審查,目前批文尚未頒發。該規劃將榆陽煤礦井田範圍擴大至193.7 km2,即為規劃中的紅石峽井田,地質儲量為722 Mt。為了與總體規劃相一致,適應目前市場經濟發展,加大榆陽煤礦的開發強度,實現規模經營,創造良好的經濟效益,公司決定在井田範圍擴大的基礎上,由1.20Mt/a規模再擴建至3.0 Mt/a。現受陝西中能煤田有限公


司委托,我院編製了《陝西中能煤田有限公司榆陽煤礦改擴建初步設計》,由於國家發改委《陝北侏羅係煤田榆橫礦區(北區)總體規劃》審批文件尚未頒發,加之紅石峽井田地質勘察工作未做,故本文件隻能供甲方現階段在改擴建工程中參照使用。

一、主要設計依據

1、陝西中能煤田有限公司榆陽煤礦改擴建初步設計委托書。

2、我院2005年4月編製的《陝北侏羅係煤田榆橫礦區(北區)總體規劃》。

3、《煤礦安全01manbetx 》、《煤炭工業礦井設計規範》等01manbetx 規範及國家相關政策、法規、規定。

4、陝西省地礦局地質礦產勘查開發院2005年5月提交的《陝北侏羅紀煤田榆橫礦區紅石峽井田王家梁勘探區勘探報告》。

5、2004年4月提交的《陝西省榆林市榆陽區恒遠煤礦(擴大)區煤炭資源勘探地質報告》。

6、2004年8月廣東省重工建築設計院設計編製的《陝西中能煤田有限公司榆陽煤礦技術改造初步設計》。

7、現場提供的實測采掘工程平麵圖、井上下對照圖、工業場地布置圖等。

8、鐵路專用線設計資料。

9、現場提供的有關供水、供電及現有設備資料。

二、設計指導思想

堅持以經濟效益為中心,以市場為導向,優化地麵布置及井下開拓布置,積極采用先進技術和裝備,走建設高產高效礦井之路,力爭用較短的工期、較少的投資把本礦井建設成為一個技術先進、效益優良的現代化礦井。

三、設計的主要特點

1、礦井工作製度為年工作製度330d,每天三班作業,日提升時間16h。

2、礦井設計擴建生產能力3.0Mt/a,淨增1.8 Mt/a。

3、礦井工業場地位於小紀汗鄉東南的沙土地上,現已有主斜井和副立井兩個工業場地,本設計全部利用現有場地。

4、現階段保留原有的礦井開拓方式,即一立一斜開拓。設計考慮以後將增補開鑿一條副斜井,此時改為斜井開拓方式。

5、主斜井采用膠帶輸送機運煤,其運輸能力1040t/h,帶寬1200mm,帶速3.15m/s,電機功率2×500kW。膠帶輸送機另一側設有檢修軌道,除專用檢修膠帶輸送機外,還暫時兼顧除上、下人員外的輔助提升任務。

6、副立井原為一對1噸單層雙罐混合提升,本設計初期照常利用,其提升功能改為主要擔負上、下人員服務。經校核仍可利用現有2JTP-1.6加寬型雙滾筒提升絞車,功率為95kW。

7、井下大巷均沿煤層布置,采用矩形斷麵錨噴支護。

8、井下大巷運輸:煤炭運輸采用膠帶輸送機運煤;輔助運輸采用防爆柴油機無軌膠輪車運輸。初期需在井底煤門處進行換裝,計劃3~5年內擬新開鑿一條副斜井,此時輔助運輸即可實現從地麵直達井下各工作麵。

9、井下開采設計裝備了一套一次采全高的綜采設備和兩套綜掘設備,以保證礦井設計生產能力的需要。

10、礦井移交生產時新增井巷工程量為13606m,其中煤巷9738m,占71.6%;岩巷3868m,占28.4%,萬噸掘進率為45.4m。

11、根據礦井現狀,礦井通風為中央分列式通風係統,抽出式通風方式,經計算礦井總風量為108m3/s,容易時期負壓為678.7Pa,困難時期負壓為1784.2 Pa。

12、地麵生產係統中設有篩分破碎車間,產品煤分±50mm兩級(主要供電廠),並設有大型加蓋儲煤場(10萬噸),萬噸級原煤倉和產品倉以及快速鐵路裝車係統。另外,為了拓展市場考慮預留有選煤車間的位置。

13、地麵運輸中將現有鐵路專用線中的裝車線進行改造,以滿足整列裝車需要。

14、根據該礦現狀,礦井工業場地分為主斜井工業場地和副立井工業場地。主斜井工業場地主要布置有與生產有關的設施,用地麵積為18.28ha;副立井工業場地主要布置有行政、生活福利等方麵設施,占地麵積為8.73ha。

15、礦井供電電源引自昌汗界110/10kV變電站,該變電站位於主斜井工業場地,目前由榆林供電局正在抓緊建設,計劃在2006年8月投入運行。設計擬在主斜井工業場地和副立井工業場地分設新建和改建10kV變電所各一座,四回電源均引自昌汗界110kV變電站。井下采用10kV下井電纜通過變電所和移動變電站向用電地點供配電。

16、礦井安全生產監測係統選用目前較好的KJ95係統。

17、礦井供水水源就近取淺層地下水(孔隙潛水),水量大、水質好,可滿足生活用水要求。經計算礦井生產、生活用水總量為2423.1m3/d,其中地麵生產、生活用水量為576.3m3/d,井下消防灑水用水量為937.7 m3/d,預留洗煤補充水量為909.1m3/d。地麵建有生活汙水二級生化處理站和井下水處理站,其中井下水盡可能複用於生產用水。

18、礦井采暖供熱采用主斜井和副立井兩個工業場地分別供熱,副立井工業場地仍利用現有鍋爐房四台熱水鍋爐供熱;主斜井工業場地鍋爐房總熱負荷11524kW,折合蒸汽量19.17t/h,選用二台10t/h蒸汽鍋爐專為采暖期供熱。

19、礦井建設工期為14.0個月。

20、礦井經濟指標:

(1)改擴建項目總投資為41410.38元;

(2)噸煤投資:223.36元;

(3)財務內部收益率:31.41%(稅後);

(4)投資回收期4.67a(稅後)。

四、存在的主要問題及建議

1.關於地質勘探程度

本次改擴建是以榆橫礦區(北區)總體規劃中的紅石峽井田為基礎進行設計的,該井田內除恒遠擴大區和王家梁勘探區地質報告共獲麵積為70.75km2,該範圍基本滿足精查勘探要求,剩餘122.95 km2範圍內勘探程度低,滿足不了設計要求。因此,設計建議甲方在《總體》批複後,盡快安排地質部門進行補充地質勘探,以滿足設計多方麵的要求。

2.利用主斜井檢修道下放材料和設備(大件)安全間隙不夠,且在井底需換裝,安全可靠度差,不利於生產。因此,設計建議盡早開鑿一條副斜井,以滿足大型礦井井下輔助運輸的需要。

3.當副斜井建成後,原副立井工業場地中的輔助生產設施應轉至主斜井工業場地,原副立井工業場地應變為行政、生活福利區;主斜井工業場地變為生產和輔助生產區,這樣有利於集中管理和美化環境。

4.副立井工業場地中原有炸藥庫位置不合適,滿足不了安全距離要求,建議盡早搬離。

5.本井田上方地麵飛機場、高速公路、天然氣管路、明長城、水庫及石刻等設施現階段未有實測資料,故保護煤柱的留設無法按有關方麵要求進行準確留設。

6.由於本井田勘探程度不夠,故儲量及服務年限計算均為估算數。


第一章 井田概況及建設條件

第一節 井 田 概 況

一、交通位置

榆陽井田位於陝北侏羅紀煤田榆橫礦區(北區)中的東北部,榆林市榆陽區榆溪河以西,古長城以北,榆(林)烏(審旗)公路以南紀小灘—白家夥場一帶。

榆陽煤礦東距榆林市約12km,行政區劃隸屬小紀汗鄉和芹河鄉。

榆林地區交通發達,西(安)—包(頭)鐵路、神(木)—朔(縣)鐵路分別與京包線、隴海線、石太線接軌,是煤炭出省外運的重要通道。本礦井正在修建鐵路專用線,與榆林北紅石峽車站接軌,為工企I級,全長5.87km,計劃於2006年8月建成通車。210國道、榆(林)—鄂(托克旗)公路及榆(林)—靖(邊)高速公路為榆林與省內外主要城市銜接的主幹公路。此外,榆林—西安每天有航班通達。總之,本區交通、通訊條件具備,煤炭外運條件良好。

交通位置圖見1-1-1。

二、自然地理

(一) 地形地貌

勘查區位於毛烏素沙漠南緣,區內以沙漠灘地及半固定沙丘地貌為主,僅東南隅麻界、大墩梁見黃土梁崗地形地貌,沙漠覆蓋率在70%以上。區內地勢平坦,地形起伏不大。大墩梁一帶海拔高程最高可達1219.8m,白家夥場東側芹河河穀最低為1102.7m,相對高差100m左右。

(二) 氣象、地震

區內屬中溫帶大陸性幹旱、半幹旱季風氣候。天氣多變,春季多風沙,夏季較炎熱,秋季多暴雨,冬季漫長嚴寒,年氣溫-29.7℃(元月份)~



圖1-1-1 交 通 位 置 圖


36.7℃(7~8月份),平均±8℃,日溫差15℃~20℃,年平均降雨量410.1mm,年平均蒸發量1907.2mm。7月份為雨季,10月中旬降雪,翌年2月解凍,無霜期150~180天。冬季至初夏多風沙,最大風速可達18.7m/s,風向NW。

本區地殼活動相對較弱,基本地震烈度為6度區。據記載公元1621年、1448年,曾在府穀、榆林、橫山發生過5級地震,此後再未發生過4級以上地震,小震也很少。鄰省雖發生過較大地震,但對本區影響甚微。

(三) 河流水體

區內河流均屬黃河水係,主幹河流為無定河。陝北最大的河流無定河由西向東從榆橫礦區(北區)南界流過,年平均流量18.7m3/s,無定河支流在區內呈羽狀或樹狀分布,在本區內較大支流主要為榆溪河、海流兔河、硬地梁河、沙河、黑河、芹河等。其水流均由西北向東南彙入無定河,出礦區後,穿過米脂縣境於綏德縣東南注入黃河。這些河流均全年流水,雨、旱季流量變化較大。

井田內地表水係不甚發育,芹河為井田內唯一地表徑流。

三、礦區經濟概況

區內地廣人稀,平均人口密度為37人/km2,以農業人口為主體,占總人口90%以上。流沙肆虐,土地貧脊。

經濟以農業為主,畜牧業次之。農產品主要有穀、糜、高梁、玉米、豆類、小麥、土豆等,沿川道尚發展了水稻種植。經濟作物有油料、麻、紅棗及中藥材等。畜牧業有羊、馬、毛驢、牛的放養。近年來,於水庫、海子開始發展淡水養漁業。並大力開展了防沙、固沙的種草、植樹活動。近年來隨著西部大開發戰略的實施和國家能源基地西移,陝北能源重化工基地的建設進入了快速發展的階段。隨著榆家梁、大柳塔、哈拉溝、錦界、榆樹灣等一批煤礦相繼開發建設,榆林境內已形成了年產近億t原煤、30億m3天然氣、180萬t原油、22萬t甲醇和60萬kw火電裝機的工業生產能力。一個大型國家級能源化工基地已初具規模。隨著陝北能源重化工基地的開發建設,本區基礎設施環境全麵改善。西包鐵路神延段已建成通車,形成我國又一條南北大通道。神~黃鐵路已成為我國第二條“西煤東送”及出口煤大通道。以210、307國道為“米”字型交通骨架的幹線公路及將市、縣、鄉連成一體的公路網絡基本形成,榆林至西安、包頭的航空運輸已經開通,程控電話、數字微波、寬帶互聯網、移動通信都已覆蓋全市。

榆林基礎設施的高速發展和國家西部大開發戰略的實施,已為本區經濟的迅速發展提供了良好的投資環境,榆林地區的經濟已進入一個快速發展的新階段。

四、鄰近煤礦

本井田周圍尚無開采礦井。根據《榆橫礦區(北區)總體規劃》,井田西北、西、南部分別與小紀漢井田、袁大灘井田、十六台井田為鄰。

規劃的小紀漢井田主采2、3、5號等煤層。礦井為斜-立井混合開拓方式,全井田共劃分3個開采水平,生產能力15.00Mt/a。

規劃的袁大灘井田主要開采2、4-2煤層,礦井為斜井開拓方式,全井田劃分兩個開采水平,生產能力5.00Mt/a。

規劃的十六台井田主采3號煤層。礦井為斜井開拓方式,規模1.50Mt/a。由於可采煤層厚度小等原因,目前開采條件不甚成熟,故作為榆橫礦區(北區)的備用井田。

五、水源和電源

(一) 水源

礦井供水水源在工業場地就近打井取水,水源取自第四係上更新統薩拉烏蘇衝洪積層孔隙潛水。

(二) 電源

為滿足礦井3.0Mt/a生產規模的供電能力,並為今後進一步提高產量留有供電富裕量,榆林供電局在本礦井主斜井工業場地區域籌建一座∏接線路的110KV昌汗界變電站。主變容量為2×3.15萬KVA按雙電源雙母線配置,每段母線各出10KV電源向中能公司榆陽煤礦供電。目前,該變電站已完成設計,現正在進行土建施工,計劃於2006年8月底前建成投入運行,向本礦井供電。

第二節   地 質 特 征

一、地質及地質構造

(一) 區域地質

井田大地構造位置屬鄂爾多斯盆地陝北斜坡。陝北斜坡構造穩定,無岩漿活動,褶皺和斷裂活動微弱,總體呈一向西緩傾的單斜構造,地層傾向NWW,榆林一帶地層傾角平均為0.6°。

侏羅紀延安組係我國北方的重要聚煤期,陝蒙一帶的延安組煤係展布範圍大,產出穩定、含煤性好、煤層厚度大、煤質優良、無後期構造破壞,為國內外知名煤田。煤係基底為上三疊統延長群。

(二) 井田地質

1. 地層

勘查區全為第四係所覆蓋。鑽孔揭露地層見有上三疊係上統瓦窯堡組(T3w)、侏羅係下統富縣組(J1f)、中統延安組(J2y)、直羅組(J2z)、安定組(J2a)、第四係下更新統午城組(Q1w)、中更新統離石組(Q2l)、上更新統薩拉烏蘇組(Q3s)及全新統(Q4)。

(1)上三疊統瓦窯堡組(T3w)

出露於榆林安崖~橫山響水一線的河穀中,為一套河湖相沉積。岩性為灰白、灰綠色厚層~塊狀細粒長石砂岩夾泥岩、粉砂岩、油頁岩及煤線。子長一帶發育成薄煤層(瓦窯堡煤係)。本組厚度不一,一般大於100m。

(2)侏羅係(J)

a、下侏羅統富縣組(J1f)

假整合覆於瓦窯堡組之上。底部多見風化殘積層,為炭質泥岩、雜色鋁土質泥岩夾煤線。其上為長石砂岩、長石石英砂岩夾雜色泥岩。厚度0~13.5m。

b、中侏羅統延安組(J2y)

為一套河流、濱湖三角洲及沼澤環境下的沉積,岩性為淺灰色細粒長石砂岩、粉砂岩、灰~深灰色泥岩夾煤層。鑽孔揭露厚度59.99~228.20m。

c、中侏羅統直羅組(J2z)

為一套半幹旱氣候條件下的河流相沉積。岩性單一,以黃綠色長石砂岩、粉砂岩、泥岩為主組成2~3個沉積旋回。其底部中粒塊狀長石砂岩發育大型板狀斜層理,與下伏地層呈衝刷接觸,分布穩定,為區域性標誌層,稱“七裏鎮砂岩”(K4)。

本組地層為延安組煤係的直接蓋層,上部不同程度遭受剝蝕,保存不甚完整。厚度55.74~134.42m。

d、中侏羅統安定組(J2a)

僅蒜皮灘等地零星出露,井田內僅為ZK1004孔揭露,厚12.54m。其岩性為紫紅色薄層狀中細粒長石砂岩和灰綠色粉砂岩,風化剝蝕強烈。

(3)第四係(Q)

井田內第四係呈廣覆性分布,主要為全新統風積物(Qeol 4)和衝、洪積物(Qa1+p1 4),其次,可見下更新統午城組、中更新統離石組及上更新統薩拉烏蘇組。第四係與其下伏中生界呈不整合接觸。

a、下更新統午城組(Q1w)

出露於芹河階地及人工開挖斷麵,岩性為粉砂質粘土,為風成的石質黃土堆積,成岩性較好。夾多層棕紅色古土壤層及淺色鈣質結核層,斜層理發育,常見蜂窩狀溶蝕孔洞。厚0~69.42m。

b、中更新統離石組(Q2l)

分布在本區東南隅麻界、大墩梁一帶,主要為風積成因的亞粘土、亞砂土,顏色棕黃~淺黃,夾多層古土壤,發育柱狀節理。厚0~150m。

c、上更新統薩拉烏蘇組(Q3s)

該組可分為衝積、湖積層(Q31s)和風積黃土(Q32s)兩個成因類型。衝積、湖積層(Q31s):本區西部紀小灘、傘銀底、補龍灣諸現代灘地均有出露,其分布不連續,呈分散的不規則狀產出。各產地出露麵積多小於1km2。經鑽探揭露,以ZK1404為沉積中心的晚更新世薩拉烏蘇期湖盆沉積尤為發育,除測區東南角四台界—大墩梁外全區分布。第14勘探線沉積厚度大(90~110m),向兩側逐漸變薄。岩性為褐黃色、灰黃色粉砂質亞砂土、粉細砂及砂礫與灰白色亞粘土互層。厚0~110.80m。是本區的主要含水層。

風積黃土(Q32s):區內尚未見及。其岩性為淺灰黃色土狀亞粘土、亞砂土,含少量鈣質結核,柱狀節理發育。厚0~20m。

d、全新統(Q4)

現代風積沙(Qeol 4):遍布全區。分布於沙漠和灘地,形成固定或半固定砂丘。一般厚5~20m。

衝、洪積物(Qa1+p1 4):沿芹河呈帶狀展布,岩性為粉砂土和泥土,厚一般為5~25m。

2. 構造

本區係中侏羅係鄂爾多斯盆地的一部分,構造單元處於鄂爾多斯盆地次級構造單元之陝北斜坡的中部,曆史上曆次構造運動對本區影響甚微。

區內呈一產狀平緩向NWW方向微傾的單斜構造,地層平均傾角

0.6°左右。無岩漿活動,後期構造活動微弱,斷裂和褶皺均不發育。

二、煤層及煤質

(一) 煤層

1. 含煤性

區內延安組共含煤層(厚度>0.1m)15層,其中可采和局部可采煤層4層,自上而下為3上、3、3下、5號煤層。單工程見煤累計厚度1.30~7.82m(ZK1103)。含煤係數為2.00~9.98%,一般4.0~6.0%。3號煤層含煤性以10線—12線東段最好,並在該段形成聚煤中心;5號煤層在本區中部(ZK1205—1608一帶)較好,並形成煤厚2.00~2.42m的富煤帶。

第四段含煤性差,相當於區域1號、2號煤層賦存部位,在該區僅見煤線或炭質泥岩,無可采煤層。

延安組第三段含煤性最好,該段累計煤厚1.30~6.24m,平均厚度3.50m。經對ZK1206等18個鑽孔統計,含煤係數為3.20~26.83%,平均10.00%。3號煤層為主采煤層,全區可采,3上、3下煤層為局部可采煤層。

第二段含煤性一般,僅三個鑽孔鑽穿該段,其含煤係數2.02~20.40%,,平均7.35%,其中 5號煤層係區內主要的大部可采煤層。

第一段含煤性稍差,含煤係數0.28~1.15%, 9號煤層煤厚0.25~0.4m,不可采。

2. 可采煤層特征

區內3號煤層為主采煤層,5號煤層為大部可采煤層,3上、3下屬局部可采煤層,其餘諸煤層不可采或基本不可采。以下僅對參與儲量計算的3上、3號、3下、5號煤層進行論述。

3上煤層:

勘查區內,該煤層一般呈獨立的煤分層產於3號煤層之上,於3號煤層間距0.46~12.87m。層狀,產狀與地層產狀一致,底板標高+963~ +1010m。煤厚0.1~1.5m,煤層結構極簡單,不含夾矸。局部可采,可采麵積13.11Km2,可采範圍內煤層厚度穩定,厚0.83~1.5m。

3號煤層:

賦存在延安組第三段頂部,全區可采,且為井田主采煤層。

煤層形態簡單,呈穩定的層狀產出,局部煤層變薄並見單向分岔。煤層底板標高為海拔+944.73~+1007.44m,微向NW傾斜,傾角0.6°左右。煤層埋深在109.19~227.07m之間。

煤層結構屬極簡單至簡單型,一般不含夾矸,僅局部偶含1~2層夾矸,其厚度0.03~0.54m。

井田內煤層厚度有一定變化,沿煤層走向呈NE—SW向富煤帶,聚煤中心位於北端ZK1103、1203、1202一帶,煤層厚度在3.6m以上。受沉積環境和衝刷作用影響,東南部明顯變薄(厚度1m左右),且煤層結構相對複雜。位於古河道的ZK1101、1301,煤層厚度不足0.3m。

3號煤層結構簡單、煤的物理性質及煤質參數變化甚小,煤類單一,以長焰煤CY42為主,次為長焰煤CY41。結合區域地質條件03manbetx ,本井田應為3號煤層的變薄帶,但變化規律明顯,仍屬穩定煤層。

煤層埋藏深度呈東淺西深,東緣ZK1301頂板埋深109.18m,西緣ZK1208頂板埋深227.07m。

煤層頂板為真武洞砂岩,岩性為灰白色中粒長石砂岩,厚3—39m不等。可見炭質泥岩或砂質泥岩、粉砂岩(厚2~5m)偽頂,頂板岩石的抗壓強度為20.4~29.5MPa。煤層底板一般為細砂岩、粉砂岩與泥岩互層,偶夾炭質泥岩。底板岩石的抗壓強度為25.7~42.8MPa。煤層與頂、底板接觸麵清楚。

據地震工程推斷,局部可有小型正斷層錯動3號煤層。

3下煤層:

上距3號煤層0.59~14.29m,見煤率86%,煤層厚度0.23~1.45m。底板標高+946.53~+1001.31m。煤層結構簡單,不含或隻含一層夾矸。局部可采,可采麵積13.59Km2。屬不穩定煤層。

5號煤層:

產於延安組第二段頂部,呈層狀產出,有膨縮現象。煤層埋深152.10~271.90m,產狀平緩,且與地層產狀基本一致。煤層底板標高為+899.97~ +949.11m,由南東向北西方向傾伏,平均傾角0.6°。

5號煤層係區內大部可采煤層,全區18個鑽孔均有該煤層產出,見煤率100%。層位穩定,產狀平緩,煤厚0.45~2.42m,東薄西厚,東部不可采,中、西部連片可采,可采麵積45.57km2,並在ZK1205—ZK1608間形成富煤段,富煤中心位於ZK1406,其變化規律明顯。

結構極簡單—簡單,不含或含一層夾矸,夾矸厚0.03~0.45m,岩性為粉砂質泥岩、泥岩。煤岩物理性質及煤質參數變化甚微,煤類單一,為長焰煤。

據煤層厚度變化的規律性、可采性、煤層結構、煤類、煤質等因素分析,區內5號煤層屬穩定煤層。

煤層頂板為J2Y3底砂岩,產出穩定,厚層狀,岩性為灰色中—細粒長石砂岩。多見偽頂,為灰—深灰色粉砂岩、泥岩、炭質泥岩,偶夾煤線。偽頂厚1~3m。頂板岩石的抗壓強度為48.9~49.1MPa。煤層底板為細砂岩,底板岩石的抗壓強度為33.1~56.0MPa。

各煤層特征見表1-2-1。

表1-2-1 煤 層 特 征 表

煤層號

厚度(m)

視密度

(t/m3)

夾矸

夾矸層數

厚度m

層間距(m)

穩 定

程 度

可 采

情 況

最小-最大

平均

最小-最大

平均

3上

0.1-1.5

0.69

1.31

0

0.46-12.87

5.24

較穩定

局部可采

3

0.22-3.99

2.04

1.31

0-2

0-0.54

穩 定

全區可采

0.59-14.29

8.04

3下

0.23-1.45

0.91

1.31

0

較穩定

局部可采

25.60-153.31

59.73

5

0.45-2.42

1.34

1.31

0-1

0.03-0.45

穩 定

大部可采

(二) 煤質

3號煤層為低灰、低中硫煤—中硫、低磷、高揮發分、特低水分、低變質階段長焰煤;5號煤層為低灰—特低灰、低硫、低磷、高揮發分、特低水分—低水分、低變質階段長焰煤。

綜上所述,本井田的煤主要為低灰、低硫分—中硫分、低磷分、特高熱值、富—高油的長焰煤。除不能煉焦以外,可作為動力用煤及氣化、液化、活性炭等化工工業原料。由於焦油產率高,可考慮用低溫幹餾法生產低溫焦油和半焦炭。

井田各煤層詳細煤質資料參見第七章第一節煤質及其用途。

三、瓦斯、煤塵、煤的自燃及地溫

1、瓦斯

本井田煤層瓦斯含量甚微,屬低瓦斯礦。瓦斯成分以非烴氣(N2、CO2)為主,微量甲烷和重烴。

由表1-2-2可知,煤層的瓦斯含量每克可燃物含CO20.055~0.189ml/gr,N2 0.179~1.672 ml/gr,CH40.075~0.253 ml/gr,重烴0—微量。其相對含量N2占0.756~96.121%,CO2占2.680~7.50%,CH4占0~8.667%,重烴僅為0.118~2.299%。

表1-2-2 瓦斯含量測定表

煤層號

自然瓦斯成分(%)

瓦斯含量(ml/g)

N2

CO2

CH4

N2

CO2

CH4

3號

39.445

33.136

2.742

0.179

0.055

0.253

5號

66.657

21.578

11.765

1.672

0.189

0.075

井田內瓦斯無明顯分帶,3號煤層以N2—CH4為主,5號煤層以CO2—N2為主。

據調查,榆陽煤礦及周邊大小煤礦均未發生過瓦斯爆炸02manbetx.com 。因此,本區煤層瓦斯含量均低,不會對煤層開采造成危害。

2、煤塵

3上、3號、4-2、5號煤層樣品測試結果,火焰長度>400mm,其結論均為有爆炸性。

3上、3號、4-2及5號煤層各采集1組樣品進行測定,各煤層測試結果見表1-2-3。

井田內各煤層測試的火焰長度均大於400mm,擬製煤塵爆炸的岩粉用量在80~90%之間,屬有爆炸性危險的煤層。各煤層均屬低變質階段的煙煤,根據煤的幹燥無灰基揮發分產率與固定碳含量之比計算,爆炸性指數遠大於有爆炸性危險10%的臨界值,表明煤塵具有爆炸性危險。

表1-2-3 各煤層煤塵爆炸性試驗結果表

煤層號

火焰長度(mm)

岩粉量(%)

結論

3上

>400

80

有爆炸性

3號

>400

85

有爆炸性

4-2

>400

90

有爆炸性

5號

>400

84

有爆炸性

3、煤的自燃

經對3上、3號、5號煤層作自燃傾向測試,其結果表明,氧化樣著火點為291~316℃,還原樣為324~330℃,著火點溫度差(△T)14~33℃。自燃傾向均屬“Ⅲ級”,即不易自燃。

表1-2-4 煤層自燃傾向測試成果表

煤層號

煤價

還原樣燃點(℃)

自燃傾向

Vdaf(%)

T1-3℃

等級

氧化樣

還原樣

原煤樣

3上

長焰煤

291

324

315

33

Ⅲ(不易自燃)

37.56

3號

302

325

316

23

Ⅲ(不易自燃)

39.03

5號

316

330

321

14

Ⅲ(不易自燃)

38.43

但值得注意的是,樊家河一帶,麻黃梁至色草灣一帶,3號煤層露頭多已自燃,說明該煤層在持續幹旱情況下仍易自燃發火,故煤層開采和長時間堆放時應製定嚴密的安全措施

4、地溫

本區地溫梯度平均為2.4℃/100m,鑽探進入300m深度內,最高地溫24.5℃,屬地溫正常區。

四、水文地質

榆橫礦區北部地處黃土高原與毛烏素沙漠過渡地帶。區域東南及南部為水係發育的黃土梁峁地形,向北漸變為低緩黃土梁崗地形,再向北則為大麵積的沙漠灘地。全區為一個四周較高,中部低窪,向東南開口的不對稱型現代高原盆地。地表較大水係為無定河及其支流榆溪河。

本井田主體位於沙漠灘地,東南緣為黃土梁崗。地勢總體呈西高東低,高程1102~1220m。地形平緩,相對高差5~70m。芹河由西向東橫貫本區南部,屬常年性河流,流量隨季節變化較大,年平均流量0.61m3/s,最大流量0.89m3/s,最小流量0.34m3/s。十裏梁—大墩梁一線,為芹河與沙河的分水嶺。

(一) 井田的含隔水層

1、含水層

(1)第四係鬆散岩類孔隙潛水含水層

a、全新統河穀衝洪積層孔隙潛水含水層

分布在芹河漫灘及河穀階地。岩性為中細砂,粉砂及亞粘土。根據野外調查,含水層厚度因地而異,變化較大,一般為5~19.20m,水位埋深0.5~6.0m,經4號民井抽水試驗得知,降深3.10m,湧水量695.26 m3/d,單位湧水量2.569L/s·m,含水層厚度11.00m,滲透係數27.463m/d。富水性中等。水化學類型為HCO3—Ca型,礦化度為0.316mg/l。

b、上更新統薩拉烏蘇組孔隙潛水含水層

除本區東南角外全區分布,西部補龍灣、紀小灘等地呈不規則狀出露,中東部大麵積被現代風積物(Qeol 4)覆蓋,西淺東深,西簿東厚。含水層主要由淺黃色鬆散細砂、亞砂土夾泥質條帶組成,一般厚18~48m,最厚達110.8m。為地下水的賦存造就了較好的貯運空間。根據機、民井調查及簡易抽水試驗,水位埋深1~6m,當降深3.10~4.47m時,湧水量531.01~695.26 m3/d,單位湧水量1.375~2.596L/s·m,滲透係數14.234~27.463m/d。據YK18孔抽水試驗,孔深90m,降深8.13m,湧水量1229.8m3/d。故Q31S富水性為中等富水—富水。Q31S與Q1W過渡帶,其含水層逐漸變薄,且富水性減弱,當降深6.6m時,單井湧水量70.16 m3/d,單位湧水量0.123L/s·m。水質屬HCO3—Ca型淡水,礦化度198~283mg/l。

c、中更新統離石黃土孔隙裂隙潛水含水層

分布於大墩梁、麻界一帶,呈平緩梁崗地形,彙水條件差。含水層岩性主要為粉砂質黃土,多裸露於地表,局部被薄層風積沙覆蓋,降水易於流失,不易滲入。含水層厚度較薄,富水性差。

d、下更新統午城黃土隔水層

呈不規則條帶狀出露於芹河南岸,芹河以北,被Q1 3S及Qeol 4覆蓋。區內呈麵積性分布。土質致密堅硬,孔隙度、滲透率小,節理、裂隙不發育,為第四係鬆散岩類孔隙潛水與基岩風化裂隙潛水間局部隔水層。厚度0~69.42m。

(2)侏羅係中統基岩裂隙含水層

a、基岩風化帶裂隙潛水含水層

全區分布。含水層包括侏羅係中統安定組、直羅組及延安組第四段。其富水性受地形地貌和風化殼裂隙發育程度、發育深度、地下水補給來源及上覆含水層(Q1 3S—Qeol 4)富水性的控製。在區內,基岩風化殼未受切割破壞,且較為連續,厚度10~30m。上部多為風積沙和薩拉烏蘇組含水層覆蓋,易於接受上部含水層地下水的下滲補給,使基岩風化帶潛水與鬆散層潛水構成了具有密切水力聯係的統一含水體,故富水性相對較好。

b、基岩層間裂隙承壓含水層

以3號煤層為界分上、下兩個含水岩組。

3號煤層之上的基岩裂隙承壓水含水岩組:

分布於3號煤層至基岩風化裂隙帶底界正常岩層段中,其中包括J2a、J2z、J2y4各岩性層段,厚度由東向西增大,含水層主要由直羅組底部“七裏鎮砂岩”及延安組第四段底部“真武洞砂岩”等組成。根據鑽孔資料,含水層厚度11~50m,水位埋深11.81~20.37m。據鑽孔抽水試驗,該含水層段厚度58.79~68.00m,當降深40.64~41.20m,其湧水量為55.296~75.082m3/d,單位湧水量0.0167~0.0211L/s·m,滲透係數0.013 ~0.032m/d,富水性弱。水化學類型為HCO3—Ca·Na型及HCO3·SO4—Na型水,礦化度205.75~317.57 mg/l。

3號煤之下的基岩裂隙承壓水含水岩組:

分布於3號煤層至延安組底界之間,岩性為淺灰色粉、細砂岩與深灰色泥岩不等厚互層夾煤層。鑽孔地質編錄表明,隨著埋深增加,岩石裂隙愈不發育,岩芯愈完整,透水性愈差。據鑽孔抽水試驗,該含水層段厚度10.82~40.67m,當降深38.25~57.89m,湧水量為13.305~14.688m3/d,單位湧水量0.00266~0.00445 L/s·m,滲透係數0.00289~0.0357m/d,富水性極弱。水化學類型為HCO3—Na·Ca型及SO4—Ca·Na型水,礦化度288.93~1598.04 mg/l。

2、隔水層

第三係上新統靜樂組以亞粘土、粘土(三趾馬紅土)為主,連續分布於王家梁、喬界及董家灣連線以東地區。在榆溪河以西、無定河以北地段,第三係紅粘土及午城黃土零星出露,它們是第四係鬆散層孔隙潛水與下伏基岩裂隙水之間的隔水層。

煤係地層中厚度較大,分布穩定的泥岩、粉砂岩及其互層岩組為各含水段之間的隔水層。

(二)地下水的補給,徑流及排泄條件

區內地下水的補、徑、排條件與區域上大致相同。

1、第四係鬆散層孔隙潛水

沙漠灘地潛水除受大氣降水垂滲補給外,還有凝結水、灌溉回歸水等。徑流主要受地形地貌控製,流向由高至低基本與現代地形吻合。在王家梁勘查區,由於芹河切割,流向在芹河北由北西向南東,在芹河南由南西流向北東,以線狀潛流形式補給芹河河水。

河穀階地潛水,除接受大氣降水補給外,尚可得到河岸兩側地下水的側向補給。徑流方向一般與河流斜交,河曲地帶潛流截彎取直,在上遊河灣地段得到河水側滲補給,下遊河段以潛流形式排泄於河流。二者呈互補關係,一般枯水期地下水補給河水,洪水期河水補給地下水。

2、侏羅係基岩裂隙水

基岩風化帶裂隙潛水,主要是通過上覆鬆散層潛水的下滲補給。該潛水層與鬆散層潛水除局部地段存在隔水夾層外,大部分地區均為具有密切水力聯係的統一含水體,故補給、徑流、排泄與鬆散層潛水基本一致。

深部基岩承壓水,在本區以東遠距離裸露區接受大氣降水補給,總體沿地層傾向由東向西緩慢徑流,因受上覆泥岩、粉砂岩隔水層影響,形成承壓水。其富水性弱,徑流速度緩慢,基本形成了較為封閉的儲水空間,愈向深部水質愈差。

(三)水文地質勘探類型及礦井湧水量

本區地質構造簡單,主采煤層3號煤頂板直接充水含水層為砂岩裂隙含水層,富水性弱—極弱,地下水補給條件差。第四係覆蓋廣而厚,富水性中等。水文地質勘探類型應為二類一型,即以裂隙含水層充水為主的水文地質條件簡單的礦床。

用“大井法”和“比擬法”兩種方法進行首采區湧水量預算,計算結果比較接近。故確定礦井最大湧水量550m3/h,礦井正常湧水量370m3/h。

五、其他有益礦產

區域礦產資源十分豐富,延安地區盛產延長群和侏羅係石油,特大型古生界天然氣田位於靖邊~子洲一帶。延安組、瓦窯堡組及石炭—二疊係三套煤係上下疊置,神木、榆林為陝北侏羅紀煤田主要煤產地,黃河西岸府穀、吳堡組成陝北石炭二疊紀煤田。此外,尚蘊藏有鹽類、粘土、石英砂岩、水泥灰岩等礦產。為陝北能源重化工基地建設提供了資源保證。

對本井田內其他有益礦產的賦存情況,地質資料未作論述。

六、勘探程度及評價

本井田地質資料由《陝西省陝北侏羅紀煤田榆橫礦區紅石峽井田王家梁勘查區煤炭資源勘探地質報告》的中間資料以及《陝北侏羅紀煤田榆橫礦區(北部)煤炭資源彙總》兩部分組成。

《陝西省陝北侏羅紀煤田榆橫礦區紅石峽井田王家梁勘查區煤炭資源勘探地質報告》的勘查麵積為70.75km2,該報告勘查區由恒遠煤礦(即榆陽煤礦)、恒遠煤礦外圍和王家梁三個勘查區塊組成。其中,恒遠煤礦和恒遠煤礦外圍合稱“恒遠煤礦(擴大)區”,其地質勘探成果《陝西省榆林市榆陽區恒遠煤礦(擴大)區煤炭資源勘探地質報告》已於2004年5月11日由陝西省國土規劃與評審中心評審通過。《陝西省陝北侏羅紀煤田榆橫礦區紅石峽井田王家梁勘查區煤炭資源勘探地質報告》於2005年5月完成,目前已上報,正待批通過。

由於本次設計的榆陽井田麵積按照《榆橫礦區(北區)總體規劃》中的紅石峽井田範圍確定,紅石峽井田的麵積為193.7km2,《紅石峽井田王家梁勘查區煤炭資源勘探地質報告》未完全將榆陽井田麵積包含進去,故《紅石峽井田王家梁勘查區煤炭資源勘探地質報告》勘查麵積70.75km2以外的區域僅有《陝北侏羅紀煤田榆橫礦區(北部)煤炭資源彙總》的各煤層底板等高線普查地質資料。

本次改擴建是在紅石峽井田範圍進行,從對整體勘探工作而言,勘探深度不夠。因此,設計要求甲方必須請一家有資質的煤田地質勘探單位進行地質補勘工作,編製出整個井田完整的勘探地質報告,並注意如下問題:

1. 本井田193.7km2,麵積大,賦存多層煤,且變化較大。總體而言,控製程度較低,有些區域無一鑽孔,據此設計建議本井田應進行補充勘探把各煤層的賦存情況及可采範圍進一步搞清,把各煤層的煤層間距探明,以便礦井的開拓部署。

2. 由於首采工作麵即將準備開采,為此建議,對首采區應進行以三維地震勘探為主的補勘工作,首采區地質補勘成果應能探明落差5m以上的斷層,以滿足設計和生產的要求。

3. 根據以往地質工作得知,本井田水文地質勘探類型應為二類一型,即以裂隙含水層充水為主的水文地質條件簡單的礦床,但該礦井的礦井湧水量大,從礦井安全角度考慮,結合下一步井田地質勘探,對井田內的水文地質需做進一步工作,對礦床充水因素進行分析,對充水水源、水力通道、充水強度盡可能做到量化,進一步查明井田內各含、隔水層對煤層開采的影響程度,對其進行定量分析,為指導防治井下水災的安全措施提供可靠依據。


第二章 井田開拓

第一節 井田境界及儲量

一、井田境界

榆陽井田位於榆林市榆陽區榆溪河以西,古長城以北,榆(林)烏(審旗)公路以南紀小灘—白家夥場一帶。勘查區東距榆林市約12km,行政區劃隸屬小紀汗鄉及芹河鄉。

井田南北長約18km,東西寬約13km,麵積約193.7km2,邊界拐點坐標見圖2-1-1。

榆陽井田即《榆橫礦區(北區)總體規劃》中的紅石峽井田,井田境界各拐點與《榆橫礦區(北區)總體規劃》中的紅石峽井田坐標一致,見井田境界示意圖2-1-1及井田境界拐點坐標表2-1-1。

二、儲量

1. 儲量計算範圍、原則及方法

儲量計算範圍即《榆橫礦區(北區)總體規劃》中的紅石峽井田的範圍。本井田地質資料由《陝西省陝北侏羅紀煤田榆橫礦區紅石峽井田王家梁勘查區煤炭資源勘探地質報告》的中間資料以及《陝北侏羅紀煤田榆橫礦區(北部)煤炭資源彙總》兩部分組成。

設計對該井田按上述兩部地質資料進行了儲量估算,按煤層最低可采厚度為0.8m對井田範圍的資源/儲量進行估算。井田境內規劃的新機場範圍內各煤層均未統計

2.地質儲量


圖2-1-1    井田境界示意圖


設計根據現有地質資料,經估算共獲得全井田地質儲量892.48Mt,各煤層地質儲量見表2-1-2。

表2-1-1    井田拐田坐標表

拐點

緯距(X)

經距(Y)

拐點

緯距(X)

經距(Y)

8

4255859

19385976

15

4237789

19384181

9

4256109

19381016

16

4240944

19384205

10

4255668

19381019

20

4241853

19387692

11

4255688

19375598

19

4242148

19388925

12

4250000

19375559

18

4247047

19388513

13

4243791

19375398

17

4250614

19387719

14

4237855

19375307

表2-1-2    礦井資源/儲量估算彙總表 單位:Mt

項目

煤層

水平

3上

3

3下

5

小計

地 質

資源量

17.21

556.20

62.20

635.61

256.87

256.87

合 計

17.21

556.20

62.20

256.87

892.48

3. 安全煤柱

(1) 工業場地及城鎮煤柱

礦井工業場地煤柱按二級保護,圍護帶寬15m,井田境內的村鎮按三級保護,圍護帶寬10m。工業場地、風井場地、村莊及新機場的煤柱按表土45º,基岩75º移動角圈定。

(2) 井田境界煤柱

本井田境界一側留設20寬的煤柱,盤區邊界兩側各留設10m寬的煤


柱。

(3) 巷道煤柱

大巷及盤區巷道兩側均留設100m寬的煤柱。

(4) 天然氣管線、機場高速公路煤柱

天然氣管線、機場高速公路兩側飛機場及古長城暫按一級保護,圍護帶寬20m。如有特殊需求應按有關要求留設。

4. 可采儲量

設計暫按礦井地質資源量即為礦井工業資源/儲量。礦井可采煤層為3上煤、3號煤、3下煤、5號煤。3上煤、3下煤為兩層薄煤層,3號煤為薄—中厚—厚煤層,5號煤為薄—中厚煤層。3上煤、3下煤兩層薄煤層占礦井工業資源/儲量的比例較小,3號煤、5號煤占礦井工業資源/儲量的比例較大,故盤區回采率都按0.80計算,經計算獲得可采儲量為535.49Mt,礦井可采儲量見表2-1-3。

表2-1-3   礦井可采儲量彙總表 單位:Mt

礦井地質

資源量

礦井工業

資源/儲量

各種煤柱

損失

開采

損失

可采

儲量

3上

17.21

17.21

4.30

2.58

10.33

3

556.20

556.20

139.05

83.43

333.72

3下

62.20

62.20

15.55

9.33

37.32

小計

635.61

635.61

158.90

95.34

381.37

二水平

5

256.87

256.87

64.22

38.53

154.12

合 計

892.48

892.48

223.12

133.87

535.49

從表中看出,3上、3、3下、5號煤分別占全井田礦井地質資源量的1.93%、62.32%、6.97%、28.78%;3、5號煤為井田內主要的可采煤層。

第二節  礦井設計生產能力及服務年限

一、礦井工作製度

礦井設計年工作日330天,每天三班作業,兩班生產,一班準備,每天淨提升時間16小時。

二、礦井設計生產能力

陝西中能煤田有限公司設計委托書中要求礦井設計生產能力為3.0Mt/a。據此,設計根據《榆橫礦區(北區)總體規劃》中的紅石峽井田開發設想就是以現有榆陽煤礦(原恒遠煤礦)為基礎經過改擴建成為一個現代化的大型礦井,因此,榆陽煤礦改擴建的設想基本與《總體規劃》相一致。此外,紅石峽井田煤層賦存條件較好,煤炭資源儲量豐富,礦井建設外部條件已具備,設計認為礦井生產能力確定為3.0Mt/a是合適的。

三、礦井服務年限

礦井服務年限按下式計算: T=

式中:

T——礦井服務年限,年;

Zm——礦井可采儲量,Mt;

A——礦井設計生產能力,Mt/a;

K——儲量備用係數,取1.4。

經計算,全礦井服務年限為82.1a,完全滿足《煤炭工業礦井設計規範》要求。

第三節 井 田 開 拓

一、礦井開拓現狀

榆陽煤礦前身為恒遠煤礦,屬榆林市榆陽區的一個地方煤礦,原設計生產能力90kt/a,采用一對立井開拓,即回風立井(Ø 3.5m)和混合提升立井(Ø 4.2m)。2003年陝西中能煤田有限公司兼並了恒遠煤礦,改稱榆陽煤礦,生產規模為0.15Mt/a。2004年陝西中能煤田有限公司對該礦進行了1.2Mt/a技術改造,設計在原立井工業場地東南約1km處另購地稱主斜井工業場地,新開鑿一條主斜井(淨寬5m,斜長610m,傾角

16°,安裝一條帶寬為1.2m膠帶輸送機提煤)。采煤方法由原房柱式改為長壁綜合機械化開采,目前,井下開拓巷道及地麵鐵路專用線正在抓緊施工。其中,鐵路專用線預計今年8月試運行。

二、工業場地選擇

由於本礦井為改擴建礦井,工業場地原先已選定在小紀漢鄉北米家灘村西側並分主斜井工業場地和副立井工業場地,兩場地已購地範圍均較大,可滿足改擴建後工業場地布置和使用,且位置適中,故本設計不再另考慮選擇工業場地。

三、井田開拓方案

根據已確定的工業場地位置,結合該場地與井田的關係,井田現有地質條件和煤層賦存條件,經分析後對井田開拓方式提出以下原則:

1.紅石峽井田內根據已有鑽孔資料,設計重點應開采3號和5號煤層,其中:3號煤層相對為較穩定煤層,煤層厚度在0.22~3.99m之間,平均2.04m,該煤層向北逐漸變厚,向南逐漸變薄,因此在選擇采煤設備時應分為兩種類型,即中厚煤層綜采設備和較薄煤層綜采設備(含刨煤機);5號煤層平均厚度約1.34m,與三號煤層南部區域煤厚類似,可以延用3號煤較薄煤層綜采設備進行回采。

2.3號煤層和5號煤層相距60~70m,故應分為上、下兩組煤設兩個水平進行開拓,而5號煤層采取井筒延深的方法進行開拓,由於現階段5號煤層尚無地質資料,故本設計暫不出5號煤層開拓布置圖。

3.設計盡可能利用現有井筒進行井田開拓,以減少井巷工程量和初期建設投資。

4.由於本井田上方有擬建的飛機場和高速公路及已形成的天然氣管道和明長城等一些需重點保護的設施。井田開拓和大巷布置應盡可能利用這些設施的保護煤柱,以減少煤炭損失量。

(一) 開拓方案特征

根據上述原則,結合礦井現有工業場地位置與開拓方式,本設計認為礦井開拓方式的大格局已定,隻是選擇采用斜-立混合開拓方式,還是采用斜井開拓方式。

1、方案一:利用現有井筒開拓(斜-立混合開拓方式)

現有井田開拓方式為斜-立混合開拓方式,本方案僅對現有的井筒裝備進行改造,主斜井裝備1200mm鋼繩芯帶式輸送機和檢修絞車,擔負著全礦井煤炭的提升任務,檢修絞車擔負著下放大件、材料任務;副立井利用一對單層單車普通罐籠和2JK—2.5/20加寬型雙滾筒提升絞車,擔負礦井人員升降任務;利用現有回風立井,擔負全礦井回風任務。主斜井的井口標高為+1140m,井底標高為+972m,傾角16°,斜長610m,井筒斷麵淨寬5000mm,淨斷麵17.8m2。副立井井口標高為+1145.898m,井底標高為+965.800m,垂深180m,井筒淨直徑4200mm,淨斷麵13.85m2。

井田分兩個水平開拓,上組煤3上、3、3下煤層,其開采水平設置在3號煤層中,下組煤5煤層為二水平,其開采水平設置在5號煤層中。上、下組煤水平都設井底煤倉。各水平在井田中央南北布置三條巷道至井田邊界,即一條膠帶運輸大巷,一條輔助運輸大巷和一條回風大巷。

大巷及盤區運輸均采用帶式輸送機,輔助運輸采用無軌膠輪車。井下在主斜井和副立井井底附近設換裝硐室。

全井田共劃分10個盤區,即上組煤5個盤區:31~35盤區;下組煤5個盤區:51~55盤區。

礦井為中央分列式通風係統,由主斜井和副立井進風,回風立井回風。

方案一開拓布置詳見圖2-3-1。

2、方案二:斜井開拓方案(新增副斜井)

本方案是在方案一的基礎上在主斜井東部新開鑿一條副斜井、井下水平劃分、大巷布置及盤區劃分基本與方案一相同。

副斜井傾角5.5°,斜長約1000m,其間還需設2個緩坡段,副斜井全長約2000m,實現無軌膠輪車從地麵直接到達井下各工作麵的輔助運輸要求。

方案二開拓布置詳見圖2-3-2。

3、 開拓方案比選

方案一:利用原有主斜井檢修軌道進行輔助提升,提升絞車另選,井下大巷采用無軌膠輪車運輸,在主斜井井底必須設換裝硐室。輔助運輸係統不順暢、人員多、效率低,且在主斜井井筒中下整裝大件(如支架搬運車)顯然安全間隙不夠,這是一個大問題,因此,設計認為在改擴建過渡期內需拆卸大件設備下井,以確保運輸安全。

方案二:新開鑿副斜井後,輔助運輸可從地麵直達到井下各工作地點,運輸非常便捷,又較為安全,其缺點是需新增井筒開鑿費用約2000萬元。


+

圖2-3-1 礦井開拓方案一



圖2-3-2 礦井開拓方案二


從上述兩個方案進行對比後可看出,方案一雖然初期投資少,但帶來的問題較多,且存有安全隱患,亦不便於集中管理,體現不出現代化大型礦井的特點。方案二克服了方案一存在的缺點,也有利於該礦以後的發展。其發展方向是原立井工業場地可改作行政福利區,原主斜井工業場地調整為生產和輔助生產區,便於集中統一管理,使其整體成為一個大型現代化礦井。

因此,設計認為在現有建設資金短缺的情況下,可先實施方案一,待生產積累一定的資金後,立即實施方案二。

三、水平劃分

本井田煤層賦存平緩,傾角一般在0.6°左右,自上而下共有4層可采煤層,按賦存條件分上、下組煤,3上、3、3下煤為上組煤,5號煤為下組煤,3號煤層地質資源量占到全井田的62.32%。根據各可采煤層間距,原1.20Mt/a時礦井水平按2個劃分;其一水平布置在3號煤層中,二水平布置在5號煤層中。本設計充分利用已有工程,根據煤層賦存條件,全礦井仍設兩個水平,一水平大巷設在3號煤層中,水平標高(副井井底)為+966m;二水平設在5號煤層中,水平標高(副井井底)為+905m。

四、大巷布置及位置選擇

1.大巷位置選擇

本礦井有可采煤層4層,一水平中央大巷組層位沿3號煤層底板在井田中央南北布置,一水平中央煤門組沿3號煤層從主斜井井底垂直接中央大巷組布置。二水平中央大巷組及中央煤門組層位沿5號煤層底板與一水平巷道重疊布置。

2.大巷布置

中央大巷組按3條巷道布置,即帶式輸送機運輸大巷、輔助運輸大巷、回風大巷,各條大巷間距50m;中央煤門組亦按此原則布置。中央大巷組和中央煤門組都以煤層巷道布置為主。

五、盤區劃分及開采順序

1.盤區劃分

從目前掌握的地質資料看,井田地質構造簡單,沒有大的斷層,小斷層也暫未探明,水文地質條件也較簡單。井田內地麵有榆林機場預留區,機場高速公路,陝京天然氣1、2號輸氣管線,村莊及本礦井的工業場地。

井田內4層可采煤層中,上組煤中3上煤層局部可采,可采範圍僅占井田麵積的8%,煤層平均可采厚度為1.15m;3號煤層基本全區可采,煤層平均可采厚度為2.40m;3下煤層局部可采,可采範圍約占井田麵積的35%,煤層平均可采厚度為1.13m;下組煤5號煤層大部可采,可采範圍約占井田麵積的80%,煤層平均可采厚度為1.61m。

根據井田開拓方式,大巷布置方式,工作麵機械化裝備水平、煤層賦存情況以及地麵村莊、場區、道路,將全井田按上下煤組劃分為10個盤區,上、下組煤各5個盤區分別為31、32、33、34、35和51、52、53、54、55盤區(盤區編號為2位數字、第一位為煤組號、第二位為順序號)。

2.盤區接續關係

盤區接續原則上采用由近到遠,上組煤(即一水平)開采完再開采下組煤(即二水平),順序依次開采,順序為

31→32→33→34→35→51→52→53→54→55盤區。

礦井投產盤區為31盤區。各盤區可采儲量、生產能力、服務年限及盤區接續關係見表2-3-1。

表2―3―1 盤區接續關係表

第四節    井 筒

一、礦井井筒位置及數目

礦井初期共有主斜井、副立井及一號回風立井三條井筒,該3條井筒均位於現在的工業場地內。

中後期在井田北翼田家夥場村西200m大巷組附近布置二號進、回風

立井用於進風和回風及安全出口,在井田南翼高家夥場北2300m大巷組附近布置三號進、回風立井也同樣用於進風和回風及安全出口。

礦井井筒特征見表2-4-1。

二、井筒布置、裝備及用途

根據推薦的井田開拓方式,各井筒布置如下:

1.主斜井井筒:為已建成並安裝了提升設備的井筒,用以運煤、進風並作安全出口,井口標高為+1140m,井底標高為+972m,井筒斷麵為半圓拱形,淨寬5000mm,井筒傾角16°,斜長610m,淨斷麵積17.9m2,井筒內現已裝備一台寬1200mm的鋼繩芯帶式輸送機,敷設通訊電纜及灑水管路。在井筒內設有檢修道,檢修道為900mm軌距、22kg/m鋼軌的


表2-4-1    井 筒 特 征 表

井筒

名稱

井 口 坐 標

標高(m)

提 升

方位角

(°)

井筒

傾角

井筒

長度

(m)

淨寬

(直徑)

(mm)

淨斷麵積(m2)

用 途

緯距X

經距Y

井口

井底

主斜井

4248107.420

37381593.470

+1140.000

972.000

147°30′

16°

610

5000

17.8

19.2

提煤、進風、

安全出口

副立井

4249260.351

37381243.28

+1145.898

965.800

268°30′

90°

180

4200

13.9

18.9

輔提、進風、

安全出口

一號回風立井

4249130.133

37381064.696

1146.125

965.780

270°

90°

180

3500

9.6

13.2

回風、安全出口

預 留

副斜井

4248155.000

37381682.000

1140.000

147°30′

5°30′

注:主斜井、副立井、一號回風立井都為已有工程


固定道床,檢修道還擔負礦井下放液壓支架、材料等輔助提升任務。井筒檢修道側設有行人台階。巷道底板鋪設100mm厚的混凝土。

主斜井井筒斷麵布置見圖2-4-1。

2.副立井井筒:為已建成並安裝了提升設備的井筒,井口標高+1145.898m,井底標高+965.800m,垂深180m。井筒淨直徑4200mm,淨斷麵積13.8m 2。井筒內布置了一對1t礦車單層單車普通單繩罐籠,擔負礦井設備材料、人員提升和進風任務,並兼作安全出口,同時敷設動力、通訊電纜及灑水管路。井筒內裝備鋼罐道。

副立井井筒斷麵布置見圖2-4-2。

3.一號回風立井:為已建成的井筒,井口標高+1146.125m,井底標高+965.78m,垂深180m。井筒淨直徑3.5m,淨斷麵積9.6m2。井筒擔負初期全礦井回風任務,並作安全出口。井筒設有梯子間,見圖2-4-3。

4.二號進、回風立井:井口標高+1355m,井底標高+790m,垂深565m。井筒淨直徑5.0m,淨斷麵積19.6m2。井筒擔負全礦井後期的回風任務,並作為後期礦井的安全出口,井筒設梯子間。

5. 三號進、回風立井:井口標高+1355m,井底標高+790m,垂深565m。井筒淨直徑5.0m,淨斷麵積19.6m2。井筒擔負全礦井後期的回風任務,並作為後期礦井的安全出口,井筒設梯子間。

三、井筒支護方式及井壁結構

1. 主斜井、副立井、一號回風立井為已建井筒,在此不再論述井筒支護方式及井壁結構。

2.後期進回風立井:

根據井田內鑽孔揭露的岩性、表土層以下為風化基岩及基岩,岩性以粗砂岩為主,其次為細粒砂岩、砂質泥岩、粘土岩。根據鑽孔揭示的

岩性、水文地質條件及工程地質特征,井筒采用普通鑿井法施工。井筒表土、基岩段井筒厚度分別為450mm、400mm。

第五節   井底車場及硐室

一、井底車場形式及調車方式

將井底車場形式由盡頭折返式改為通過能力較大的環形刀把式車場。該車場原有功能是擔負0.15Mt/a規模的主、輔運輸及調車任務,改為環形車場後該車場也能夠適應新設計的3.00Mt/a規模的輔助運輸及調車任務。

用小絞車牽引1t礦車進行調車,滿足井底車場的調車需要。

二、井底車場及硐室

井底車場及其附近布置的硐室有消防材料庫、主變電所、主水泵房、水倉、爆破材料發放硐室、井底煤倉及給煤機硐室、大巷和煤門帶式輸送機機頭硐室等。

原有主變電所、主水泵房、水倉的能力不能滿足3.00Mt/a規模生產能力的要求,本次設計利用原有巷道改造成主變電所、主水泵房硐室。井下需重新開鑿井底水倉,井底水倉有效容量按照可滿足礦井8小時的正常湧水量(370m3/h),水倉裝滿係數按0.9計算,水倉容量約為3300m3。井底煤倉按滿足《煤炭工業礦井設計規範》0.15~0.25倍的礦井日產量,確定煤倉容量1800t。

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