寧夏棗泉煤礦初步設計安全專篇
作者：佚名
2011-11-30 21:45
來源：本站原創
第一章礦井概況及安全條件
第一節井田概況
一、地理概況
（一）交通位置
本井田位於寧夏靈武市東南62km的毛烏素沙漠的邊緣，行政區劃屬靈武市馬家灘鄉管轄。其地理坐標為東經106°30′～106°35′北緯37°52′～38°02′。本井田距黎（家新莊）—羊（場灣）礦區公路約10km，黎—羊公路與307國道、銀（川）—古（窯子）高速公路相連。307國道向西經靈武市（30km）、吳忠市（70km）、青銅峽（60km）與包（頭）蘭（州）公路和西（安）銀（川）公路相接，向東經鹽池（110 km）、定邊可達陝西榆林、延安等地，由銀古高速公路向北（約60km）可直達銀川市，該公路緊靠礦區黎家新莊中心區處通過。井田中心至銀川市約80 km。礦區內部及礦區與外部聯係的運輸係統已形成，公路交通便利。
包（頭）—蘭（州）國鐵幹線於礦區西部約70 km處南北向通過，靈武礦區鐵路支線（大壩—古窯子）在包蘭鐵路的大壩站接軌，延至礦區古窯子（礦區輔助企業區）車站，已於1995年10月建成投入運營；古窯子至羊場灣段（11.83km）目前正在施工中，預計2005年前竣工。
本區交通狀況良好，煤炭外運方便。
交通位置見圖1-1-1。
（二）自然地理
1、地形地貌
礦區位於鄂爾多斯高原西南之一隅，多為低丘台地地貌景觀，個別為低山。井田位於走向呈南北的兩山之間，東側為四耳山，山勢南高北低，主峰楊家窯位於南部，標高1652.1m，北部標高1500m左右。西側是狹長條帶狀山，自南向北為豬頭嶺、六道梁和麵子山，其最高點分別為1436.5m、1435.4m和1451.9m。
井田內廣布有相對高差為20m左右的沙丘，由南向北漸低。南部堿水梁標高1390m，北部標高1330m；井田內最高點為1435m左右，最低點為1300m左右（東部邊界處）。地形總體比較簡單。
2、地表水係
礦區內主要溝穀有西天河、碎石井溝和倒江溝。
西天河位於四耳山的東麓，流經王家圈，在磁窯堡出礦區，全長23km，位於本井田之外。
碎石井溝源於四耳山的中部，斜穿井田，在口子溝出井田，全長14km。溝穀呈開闊的箱形。溝底高程：上遊1420m，井田中部為1330m，口子溝（出井田）1290m。井田內溝底平均坡降1.3%，為僅在暴雨後有兩小時左右洪水流的幹沙溝，每年夏秋季節有3～4次洪水。
倒江溝源於四耳山的東北部，自東向西流入井田的北部，而後轉為南西在口子溝處彙入碎石井溝，全長7.5km。在背斜軸部溝底標高+1330m，上遊彙水麵積3.4km2，洪水罕見，也為幹沙溝。
井田內井、泉稀少，水量受降水季節影響，水質差，礦化度高，不宜飲用。
3、氣象
根據靈武市氣象站資料，本井田屬半幹旱沙漠大陸性季風氣候。晝夜溫差大，降水量稀少。季風從當年10月至來年5月，長達7個月，多集中於春秋兩季，風向多正北或西北，風力最大可達8級，一般為4～5級，風速最大為20 m/s，平均風速為3.1 m/s；年平均氣溫為8.8℃，年最高氣溫為41.4℃（1953年），年最低氣溫為-28.0℃（1954年）；降水多集中在7、8、9三個月，年最大降水量為352.4 mm（1964年），年最小降水量僅為80.1 mm（1980年），而年最大蒸發量高達2303.3 mm（1953年），為年最大降水量的6倍及最小降水量的29倍，年最小蒸發量1508.8 mm（1988年）；最大凍土深度為1.09 m（1968年），最小凍土深度為0.50 m，一般為0.70～0.90 m，相對濕度為5.2～6.4%，絕對濕度為7.5~9.1。
4、地震
本區位於鄂爾多斯盆地西緣吳忠地震活動帶的東側，地震震中集中在黃河沿岸，按照《建築抗震設計規範》（GB50011—2001）附錄A《我國主要城鎮抗震設防烈度設計基本地震加速度和設計地震分組》劃分，本礦井所在地區靈武市抗震設防烈度為8度，設計基本地震加速度值為0.20g。
二、主要自然災害
礦區的主要自然災害為氣象災害，年降水量稀少，年蒸發量大。礦區位於毛烏素沙漠的邊緣，地表沙丘密布，生態環境脆弱。礦區西部的靈武市經濟以農業為主，工業不發達。
三、礦區煤炭生產建設及規劃概況
礦區內目前正在生產的大型礦井隻有位於礦區北部的靈新煤礦。靈新煤礦於1999年正式建成投產，設計生產能力2.4Mt/a，2002年實際生產原煤2.1Mt/a左右，礦井采用斜井開拓方式。目前正在生產的小煤礦主要有靈灣、銀灣礦井等5～6個左右，其開拓方式一般是沿煤層露頭開挖斜井，年產量均在0.10～0.15Mt/a，礦區所有小煤礦總的年生產能力為1.0Mt/a左右。
礦區內目前正在開發建設的礦井有磁窯堡技改井和羊場灣煤礦。磁窯堡技改井由原羊場灣一號井（生產能力0.3Mt/a）和原磁窯堡煤礦合並而成，其開拓方式為斜井開拓。
羊場灣煤礦：井田南北走向長14.0km，東西傾向寬7.5km，井田麵積72.7km2。井田地質總儲量1543.409Mt，可采儲量為1080.386Mt。礦井一期建設規模5.0Mt/a，二期建設規模為8.0Mt/a，三期建設規模為10.0Mt/a，服務年限81.7a。礦井開拓方式采用斜井開拓。
礦區煤炭建設規劃分三期進行，對應滿足能源重化工項目及其他煤炭市場的供煤要求。
一期建設規模為13.0Mt/a，計劃在2005年以前建成。重點建設羊場灣煤礦（5.0Mt/a），同時完成靈新煤礦（3.0 Mt/a）、磁窯堡技改井（3.0 Mt/a）和石溝驛煤礦（1.0 Mt/a）的技術改造及改擴建工程。
二期建設規模為32.0 Mt/a，計劃在2010年建成。重點開工建設棗泉煤礦（5.0 Mt/a）、清水營煤礦（5.0 Mt/a）和梅花井煤礦（6.0 Mt/a），同時將羊場灣煤礦擴建到8.0 Mt/a的規模。
三期建設規模為80.3 Mt/a，計劃在2020年建成。重點開工建設石槽村煤礦（6.0 Mt/a）、紅柳煤礦（8.0 Mt/a）、麥垛山煤礦（8.0Mt/a）、
任家莊煤礦（2.4 Mt/a）、紅石灣煤礦（1.8 Mt/a）、馬蓮台煤礦（4.0 Mt/a）和丁家梁煤礦（0.9 Mt/a）,同時將羊場灣煤礦擴建到10.0Mt/a、棗泉煤礦擴建到（8.0Mt/a）、清水營煤礦擴建到10.0Mt/a和梅花井煤礦擴建到12.0 Mt/a的規模。
從靈武礦區基礎設施建設情況看，礦區總機廠、物資總庫等礦區輔助附屬企業及設施已基本建成，礦區中心區也初具規模。
四、礦區水源、電源及通信情況
1、水源條件
礦區總體設計確定：吳忠金銀灘水源地為礦區一期給水工程的供水水源，日供水量30000m3,棗泉煤礦的生產生活用水由靈武礦區一期給水工程統一考慮解決。該工程已於1996年全部建成，至羊場灣煤礦供水管路正在建設之中。該工程可以滿足棗泉煤礦的用水要求，未來的礦井供水水源由羊場灣煤礦引出。
2、電源條件
靈武礦區在古窯子建有一座110kV變電站，該變電站設計規模為2台25000kVA變壓器，現裝設SFSL7-25000/110，110/35/6.3kV和SFSL7-12500/110，110/35/6.3kV變壓器各一台，其電源是以雙回導線為LGJ-240的110kV線路取自靈武220kV變電站，該220kV變電站電源取自大壩電廠及寧夏電網。
礦區在羊場灣煤礦建有110kV變電所一座，其電源以兩回導線為LGJ-150的110kV線路引自礦區110kV變電站。該變電所為棗泉煤礦留有110kV出線間隔，棗泉煤礦供電擬以兩回110kV線路引自羊場灣110kV變電所。
3、通信條件
根據1991年6月編製完成的《靈武礦區綜合信息數字網初步設計》和國家能源投資公司[1992]第508號文件“關於靈武礦區專用通信網初步設計的批複”，礦區專用通信網由礦區本部彙接局和靈新、羊場灣、棗泉煤礦三個端局組成，行政電話係統選用程控式交換機，其容量分別為彙接局2000門，覆蓋黎家新莊中心區全部用戶。目前礦區本部彙接局、靈新煤礦端局行政電話係統已經開通，彙接局與銀川市郵電局的傳輸信道采用光纜線路。
第二節安全條件
一、地質特征
（一）區域地質
本區域位於鄂爾多斯盆地西緣，地層區劃屬華北地層區、陝甘寧盆緣地層分區、馬家灘地層小區，主要為下奧陶統至第四係的沉積，中間缺失下石炭統、誌留係、泥盆係和上奧陶統的沉積。
（二）井田地層
井田內絕大部分地層被第四係風成沙層覆蓋，僅在大沙河兩側有中侏羅統地層零星出露。
鑽孔揭露的地層為第四係、中侏羅統安定組、直羅組和延安組，下侏羅統富縣組及上三疊統延長群。現由新到老分述如下：
1、第四係（Q4）
在井田內廣為分布，多為固定、半固定和流動式沙丘。據鑽孔揭露，除上部的風成沙層外，中部為黃色沙土，底部為砂礫石及卵石層，砂卵礫石層的厚度變化較大，從0～10m。第四係總厚度在井田內變化亦大，從0.60～25.00m，平均厚8.00m。不整合於所有老地層之上。
2、下白堊統誌丹群（K1Zd）
井田內所有鑽孔均未見到該地層，主要分布於井田兩側的四耳山、麵子山、六道梁及豬頭嶺一帶，構成了井田兩側的高山地貌。是一套離陸源區較近的衝、洪、坡積粗碎屑岩建造。岩性以灰白、淡紅色各種礫石組成的礫岩為主，中夾薄層或不規則的砂岩和礫狀砂岩，礫石成份以石英岩、石英砂岩為主，灰岩次之，並含少量片麻岩、花崗片麻岩及偉晶岩，分選差，最大礫徑可達1m左右，砂質及矽質膠結，較堅硬，超覆不整合於下伏安定組之上，最大厚度1200m。
3、中侏羅統（J2）
（1）安定組（J2a）
井田內僅在背斜軸部和兩翼有零星出露，據全井田15個鑽孔所揭露的地層保存厚度，最小26.83m（2801號孔），最大285.02m（2321號孔），平均117.71m，兩翼相比，東翼保存的厚度大於西翼。岩性為：上部以紫紅、棕紅、紫褐色的粉砂岩、砂質泥岩為主，夾薄層或中厚層細粒砂岩、薄層粗粒砂岩，砂岩中長石含量較多；下部為粉砂岩、細粒砂岩、中粒砂岩互層；底部常為一層鐵鏽色砂岩（一般為石英長石砂岩），與下伏直羅組呈整合接觸。按岩性特征，應為濱湖、濱湖三角洲及淺湖亞相沉積。
（2）直羅組（J2Z）
本組為含煤地層的上覆岩係，全井田僅有極少數露頭點，據全井田98個鑽孔所揭露的地層保存厚度，最小為3m，最大為525.67m，平均223.05m；其中，有25個鑽孔穿過該組完整地層，其最小厚度為311.78m，全井田平均厚度為405.80m。
直羅組是一套半幹旱及幹旱氣候條件下的河流湖泊相沉積，局部地段的上部、中部及底部有泥炭沼澤沉積，全井田共有29個鑽孔見到該組的煤層沉積，共見煤34層，除4個鑽孔見到可采煤層外，其餘鑽孔所見厚度均不可采。
岩性上部以灰褐、灰綠夾紫色的細粒砂岩為主，夾薄層粗粒砂岩和粉砂岩；中部以灰綠、灰蘭色粉砂岩為主，夾砂岩及薄層泥岩；下部以灰綠、灰色粉砂岩、細粒砂岩為主，夾中厚層粗粒和中粒砂岩；底部常為一巨厚層粗粒砂岩（俗稱“七裏鎮砂岩”），該層砂岩，主要為灰白色，成份石英、長石為主，泥質膠結，粒度上細下粗，韻律明顯，層位穩定，全井田普遍發育，是井田內最上部的一個重要標誌層。
七裏鎮砂岩厚度變化較大，保存厚度最小為3m，最大為113.40m，全井田平均為67.00m；鑽孔見其全層的最小厚度應為50.23m，平均厚73.32m。總體變化趨勢是北部薄、南部厚，西翼薄、東翼厚。
（3）延安組（J2Y）
為井田主要含煤地層，地表僅有零星露頭。延安組地層岩性由灰白、灰色的各粒級砂岩，灰、灰黑色粉砂岩、砂質泥岩及少量炭質泥岩、粘土岩、泥岩、泥灰岩（局部夾薄層菱鐵質泥岩）和40多層煤層組成。底部一般以一層厚度不大，具鮞狀結構的含鋁質的粘土岩與下伏富縣組呈假整合接觸；該層岩性比較穩定，局部地段分為2～3層，一般距16層煤較近或為直接底板，在沒有16層煤沉積的地段，仍然可以找到這一層位。
延安組地層保存厚度最小為10.34m（L53號孔），最大為350.28m（2423號孔），平均厚度214.14m。58個鑽孔穿過本組的完整地層，其最小厚度為287.61m（2937號孔），平均厚度為320.76m。
4、下侏羅統富縣組（J1f）
富縣組在井田內沒有任何露頭，最小厚度為0m，最大厚度為53.62m，平均厚度10.94m。變化趨勢為北厚南薄、東厚西薄。富縣組為一套沉積於侵蝕間斷麵之上的風化殼沉積，岩性特征以雜色砂岩為主，局部為砂礫岩、礫岩及砂質泥岩、粉砂岩、泥岩、粘土岩組成，夾薄層黑色泥岩。
5、上三疊統延長群（T3Yn）
延長群為本井田煤係地層的基底，地表沒有出露，有88個鑽孔鑽進至該群地層，其中2934號孔鑽進了450.50m，是本井田鑽進延長群地層最厚的鑽孔，但未見底，據區域資料總厚大於750m。井田內鑽孔中見到的岩性，一般為灰綠色細粒砂岩，局部夾薄層泥岩和泥灰岩。
（三）地層對開采的影響03manbetx
井田內絕大部分被第四係風成沙層覆蓋，僅在大沙河兩側有基岩零星出露。第四係總厚度為0.60~25.00m，平均8.00m左右，其下部即為中侏羅統的砂岩類基岩。風積沙層是建築基礎開挖的清除層，對地麵建築和井筒的施工有一定影響。
對礦井開采影響較大的主要為含煤地層，本井田主要含煤地層為中侏羅統延安組（J2Y）， 地層平均厚度為320.76m（完整地層），含煤達40多層。由於煤層多，岩性、岩相變化大，煤層對比相對困難。精查地質報告通過岩性標誌層對比、岩相——旋回對比、煤層特征對比、測井曲線對比等方法，使得含煤組的劃分對比可靠，主要可采煤層和局部可采煤層的對比可靠。為煤層的開采提供了有利條件。
二、地質構造
（一）區域地質構造
本區地處鄂爾多斯台緣褶帶東側中段，馬家灘台陷中的磁萌斷褶帶北部。東接鄂爾多斯台拗，西與走廊過渡帶及加裏東地槽褶皺區毗鄰。
馬家灘台陷為一中生代沉積拗陷，東以馬柳斷層及上台子斷層南段與鄂爾多斯台拗相鄰，北以沙蔥溝斷層與陶樂台拱相接，西以黃河東側大斷層與銀川地塹相連，西南以青龍山東側斷層與青雲台拱為界。
按地質力學觀點，本區處於祁呂賀山字型構造的脊柱中段部位，故構造線方向均以南北向或近南北向為主。自北往南，構造趨向複雜，多數褶皺因受後期斷層切割破壞，加劇了構造的複雜程度。
（二）井田主要地質構造
1、褶曲
（1）碎石井背斜
為井田內的主體構造，是一兩翼對稱向南傾沒的背斜構造。
軸部：軸線在平麵上的走向近乎南北，其中，北段為N25°E，中段為N8°E，南段為南北向至N8°W，總體呈向西突出的弧形。在走向剖麵上有幅值小於30m的波狀起伏，主要表現在20線附近的下陷和28線附近的隆起，致使煤層底板等高線在該處出現封閉圈。軸麵直立，軸部地層產狀3°～5°。背斜軸在井田內長度19km，但南北兩端均已延伸到井田邊界以外，全長約35km。
兩翼：地表僅有零星露頭，主要分布於井田的中、北部。兩翼地層產狀一般為15°～36°，東北角東翼深部可達40°～45°，平均地層產狀小於25°，地層走向與軸向一致，總的近似南北向，具體可劃為北段N20°～25°E，中段N5°～15°E，南段南北向至N15°～8°W。
（2）趙兒塔向斜
為井田東北邊界構造，位於井田北部趙兒塔附近，走向長2.8km，軸向西北部為N50°W，向東南呈弧形急轉為南北向，軸麵由東北傾轉為東傾，傾角72°～84°。兩翼不對稱，在29勘探線東翼稍陡於西翼，在三條構造小剖麵線上，則表現為東北翼陡，西南翼緩。向斜沿走向與火燒坡背斜相連接。
2、斷層
在全井田竣工的322個鑽孔中，僅在井田北部地段內的少數鑽孔見到了斷層點，分別見到了部分煤層缺失或重複現象，其餘少數鑽孔
雖亦見有產狀變陡、岩芯破碎跡象，但未能證實其有斷層存在。在井田北部發現落差大於20～30m的斷層有3條。
（1）F1斷層
位於背斜東翼的28I勘探線，為一斷層麵東傾的正斷層，其東盤下降，西盤上升，斷層麵傾角72°，落差淺部38m（7層煤部位），深部變小為28m（16層煤部位）。斷層走向與背斜軸走向相一致，大至為N30°～N35°E，走向長度約750m。其性質和延展情況，已經嚴密控製和查明。
（2）F2斷層
位於背斜東翼的20I和20勘探線，為一斷麵東傾的正斷層，其東盤下降，西盤上升，斷層麵傾角66°～74°，斷層落差各部位大小不一，在20I勘探線，淺部為29m（10層煤部位），深部為25m(16層煤部位)；在20勘探線，淺部約45m(6煤層部位)，深部約40m（15煤層部位）。斷層的走向長度約1250m，其性質已控製和查明。
（3）F3斷層
位於背斜西翼的20和29I勘探線，為一斷麵西傾，由西南方向向東北方向推覆的逆斷層，其西盤上升，東盤下降。斷層麵傾角，在20勘探線為50°，在29I勘探線為30°，具逆掩性質。斷層落差，各部位大小不一，在20勘探線，淺部為48m（10層煤部位），深部為19m（15層煤部位），在29I勘探線，淺部57m（6層煤部位），深部46m（12層煤部位）。斷層走向總長約1200m，其性質已控製和查明。
（三）地質構造對開采的影響03manbetx
碎石井背斜為井田內的主體構造，是一兩翼對稱向南傾沒的背斜構造，它控製了整個井田的基本構造形態。背斜軸部地層傾角較小，軸部地層產狀3°～5°，向深部和兩翼傾角逐漸變陡，兩翼地層產狀一般為15°～36°，東北角東翼深部可達40°～45°。煤層傾角對礦井的開采有較大影響，傾角較小的區域進行機械化開采相對容易，而對於傾角大於25°的區域，則給機械化開采及生產效率的提高帶來很大困難，必須定製大傾角綜采的成套設備。
F1、F2、F3斷層集中在27勘探線以北，對礦井初期開采沒有影響。但根據棗泉煤礦近期所做的三維地震補充勘探工程初步成果資料推斷，在首采區中部有三條落差大約7m的走向斷層，其中一條位於井筒中部，橫穿井筒，另外二條位於井筒南側，至井筒位置尖滅；其對礦井開拓工程影響不大，但對采區及工作麵布置有一定的影響。
三、煤層及煤質
（一）煤層
本井田含煤地層為中侏羅統延安組（J2Y），共含煤41 層，平均總厚41.24m，含煤係數12.41%。
延安組含煤地層係陸相含煤建造，其岩性組合為粗細碎屑岩、泥
岩和煤及炭質泥岩組成，細碎屑岩是該組的主要組成部分，一般占50%以上，最多達72.6%，最少為46.2%，平均為58.9%，粗碎屑岩所占比例大小不等，一般在25%左右，最多為32.8%，最少為11.3%，平均為24.6%，其中礫岩、砂礫岩含量極少。泥岩類含量絕大部分小
於10%，個別孔達20.8%（2311號孔），含煤係數一般在10%以上，各類岩石組合比例的消長與含煤係數的大小沒有相關關係。各類岩性組合比例在井田南北地段和背斜軸部及兩翼雖有變化，但無明顯的規律可循。
延安組的岩相主要為河流相和湖泊相的沉積，並由河流相和湖泊相發展而成的良好的沼澤成煤環境，致使眾多煤層得以形成。
井田內編號煤層20層，16層為可采和局部可采煤層，可采平均總厚35.51m，可采含煤係數10.68%，計算儲量的共有15層煤，2號煤層為井田內最主要可采煤層，平均厚7.88m。
2、14號煤層全井田可采，厚度變化小，且規律明顯，結構簡單，屬穩定煤層。
1、6、7、8下、10、12等6層煤在井田範圍內均有分布，厚度雖有一定變化，但規律較明顯，結構簡單到複雜，全井田大部分地段可采，可采範圍內厚度變化不大，屬較穩定煤層。
2下、3、8、9、11、15、16等7層煤在井田內分布範圍不等，厚度變化大，有突然增厚和變薄現象，全井田內可采麵積大、小不等，結構簡單至複雜，屬不穩定煤層。
主要可采煤層自上而下分述如下：
1煤：主要分布於井田東翼，西翼多不可采，其地質儲量約占全井田地質儲量的5.6%。煤層厚度0.10～5.37m，平均2.20m。厚度變化趨勢是東厚西薄，北厚南薄。1層煤在井田內屬較穩定煤層，東翼厚度變化小，均在3.5m左右。煤層多為單一結構，少數含夾矸達4
層，夾矸岩性多為砂質泥岩，少數為粉砂岩。煤層頂板多為粗粒砂岩，少數為粉砂岩、泥岩，底板為粉砂岩。
2煤：全井田普遍發育，分布廣，層位穩定，全井田可采，其地質儲量約占全井田地質儲量的40.8%。是井田內最主要的可采煤層。
煤厚4.74(2514孔)～9.42m（L64孔），平均7.88m。2層煤厚度變化小，結構單一，少數鑽孔含1～3層夾矸，屬穩定煤層。煤層頂板岩性多為泥岩，底板為砂質泥岩和粉砂岩。
2下煤：在井田內分布範圍較廣，層位穩定，但大都不可采，煤層厚度0.04～1.40m，平均0.40m，可采點分布於井田北部。雖厚度變化不大，但可采範圍有限，屬不穩定煤層。
3煤：在井田內分布較廣，中、北部大部分可采，南部僅在背斜西翼的24～23勘探線間，有一小片可采。煤層厚度0.05～4.06m，平均0.94m。屬不穩定煤層，結構單一，含1層夾矸。頂底板岩性多為粉砂岩或砂質泥岩。
6煤：全井田普遍發育，層位穩定，分布廣，其地質儲量約占全井田地質儲量的6.6%。煤層厚度0.10～2.96m，平均1.76m。該層煤雖局部不可采，但可采地段，煤層厚度變化小，且有規律可循，一般是北厚南薄，東西兩翼變化不大，屬較穩定煤層。煤層結構單一或含1層夾矸，煤層頂底板岩性多為粉砂岩。
7煤：全井田普遍發育，層位穩定，分布廣，比6煤可采範圍大。7煤為本井田主要可采煤層，其地質儲量約占全井田地質儲量的11.4%，儲量僅次於2煤。厚度0.10～5.15m，平均2.42m。煤層厚度變化不大，總的變化趨勢是中部厚，向南、北和背斜兩翼逐漸變薄。煤層結構單一，含1層夾矸，個別含4層夾矸。頂底板岩性多為粉砂岩和細粒砂岩，少數為砂質泥岩、泥岩、炭質泥岩及粗粒砂岩。
8煤：在井田內分布範圍較廣，層位較穩定，煤層厚度0.03～4.25m，平均1.21m。其中，可采點在25勘探線以南比較集中，井田中、北部是零星分布。煤層厚度變化較大，總趨勢為南厚北薄，東厚西薄，屬不穩定煤層。結構以單一為主，少數含1層夾矸，個別點含3～4層夾矸。頂底板岩性以粉砂岩和細粒砂岩為主，其次為砂質泥岩、泥岩和中粒砂岩，個別為粗粒砂岩和細礫岩。
8下煤：全井田內普遍發育，層位穩定（特別其最下分層，分布範圍亦較廣），據井田內147 個鑽孔所見煤層厚度：最大13.44m(2936號孔)，最小0.17m，平均4.62m，由於煤層結構複雜，所以厚度變化很大。但就其最下分層而言，厚度變化較小，且大部分為可采煤層，其餘分層大都不可采，且夾矸厚度大。下分層煤層厚度為0.17～2.48m，平均1.09m。屬較穩定煤層。煤層結構以含1～3層夾矸為主，單一結構占少數，個別含夾矸多達6層，夾矸岩性多為砂質泥岩和粉砂岩，少量為細粒砂岩和炭質泥岩、泥岩。頂底板岩性以粉砂岩為主，次為細粒砂岩、砂質泥岩、泥岩和中粒砂岩，個別為粗粒砂岩。
9煤：僅分布於井田內20勘探線以北地段，是北部羊場灣井田的延續部分，20勘探線往南9、10層煤合並。煤層厚度，0.28～2.74m，平均1.40m。煤層厚度變化不大，屬較穩定煤層。結構單一為主，少數含1～2層夾矸。頂底板岩性為粉砂岩、細粒砂岩和砂質泥岩，個別為粗粒砂岩和中粒砂岩。
10煤：全井田普遍發育，層位穩定，分布廣，煤層厚度0.47～6.21m，平均2.50m。不可采點主要分布於井田北部邊界附近。煤層厚度變化不大，一般厚度2～3m，屬較穩定煤層。結構多為含1～2層夾矸，少數為單一和含3～4層夾矸。頂底板岩性以粉砂岩、細粒砂岩為主，個別為炭質泥岩、泥岩、中粒砂岩和粗粒砂岩。
11煤：在井田內分布較廣，層位穩定，但多為不可采點，煤層厚度0.05～3.90m，平均1.22m。可采點分布零散不集中，煤層厚度變化較大，且無規律可循，屬不穩定煤層。結構為單一和含1層夾矸。頂底板岩性以粉砂岩和細粒砂岩為主，個別為泥岩、砂質泥岩和粗粒砂岩。
12煤：在井田內發育較普遍，層位較穩定，分布較廣，煤層厚度0.09～3.67m，平均1.81m。不可采點主要分布於井田南部25勘探線以南地段。煤層厚度變化不大，屬較穩定煤層。結構以單一和含1層夾矸為主，少數含2層夾矸。頂底板岩性以粉砂岩、細粒砂岩為主，次為泥岩、砂質泥岩，個別為中粒砂岩和粗粒砂岩。
14煤：全井田普遍發育，層位穩定，分布廣，是井田內主要可采煤層之一，其地質儲量約占全井田地質儲量的8.4 %。煤厚1.23～7.82 m，平均3.43m，厚度變化小，一般為3～5m，屬穩定煤層。其厚度總的變化趨勢為南厚北薄、東厚西薄。其結構含以1～2層夾矸為主，少數單一和含3層夾矸，個別達4層夾矸，夾矸最大厚度2.89m（2603號孔），夾矸岩性以泥岩、砂質泥岩及粉砂岩為主，個別為細粒砂岩。頂底板岩性以細粒砂岩和粉砂岩為主，少數為泥岩、砂質泥岩、中粒砂岩和粗粒砂岩。
15煤：在井田內分布較廣，層位較穩定，但可采範圍有限，煤層厚度0.09～7.08m，平均1.53m。可采見煤點主要分布於井田南部24勘探線、中部東翼25～26線間。厚度變化大，屬不穩定煤層。結構以單一為主，少數含1～2層含矸，井田北部幾個孔含夾矸增至3～4層，夾矸最大厚度5.77m，岩性以粉砂岩、砂質泥岩為主，少數為細粒砂岩。頂底板岩性較複雜，但仍以細粒砂岩和粉砂岩占優勢。
16煤：為井田含煤地層中最下部的一個編號煤層，是沉積在下侏羅統富縣組頂部的風化殼之上，直接受到富縣組的製約。煤層厚度0.05～6.34m，平均2.10m。可采點分布範圍比較集中，但厚度變化大，其變化趨勢為南厚北薄，屬不穩定煤層。其結構以單一和含1層夾矸為主，個別含夾矸3～4層。夾矸厚度最大3.65m，岩性以粉砂岩、泥岩為主。頂底板岩性比較複雜，粗、中、細粒砂岩、粉砂岩、泥岩、砂質泥岩、炭質泥岩及粘土岩均有。
井田內各編號煤層特征見表1-2-1。
（二）煤質
1、煤的物理性質和煤岩特征
井田內各層煤物理性質、宏觀煤岩類型近似，差異性不明顯。
物理性質：各煤層顏色均為黑色，條痕深棕色。以棱角狀、參差狀斷口為主，局部為階梯狀、貝殼狀和不平坦狀。瀝青至弱玻璃光澤。層狀構造為主，少量塊狀。以線理狀、條帶狀結構為主，少量為斷續條帶狀和透鏡狀。內外生裂隙由不發育到較發育。視密度：最小1.28t/m3，最大1.37 t/m3，平均1.32 t/m3。孔隙率：最小8.5%，最大13.8%，平均11.5%。
宏觀煤岩類型：以半暗型煤為主，其中，僅2層煤下部、4層煤淺部、13層煤為半亮型煤，6層煤為暗淡夾半暗型煤。
由於礦物質含量較低，形成煤的灰分、硫分較低。
2、煤的化學性質和煤類的確定
井田內各層煤均為低至特低灰（以特低灰為主）、特低硫、低～特低磷（除12層煤為中磷外），中等發熱量、高強度、活性好、熱穩
定性好的不粘結煤。煤質在橫向、縱向上的變化均較小，也比較單一。
煤質特征詳見表1-2-2。
對各層煤未作堅固性係數的測試，僅對1、2層煤的各3個點作
了普氏係數測定，前者為0.26%，後者為0.83%，均屬於軟煤。
根據中國煤炭分類國家標準（GB5751-86）對確定煤類分類指標的測定結果：
各層煤的坩堝焦渣特征（1～8）平均為2（個別點為3）、膠質層厚度（Y）均為零、粘結指數均為零、透光率（PM）為74.3～92.5%。
井田內編號煤層除0、2下、3、5上、11、13、16層煤為長焰煤（CY41）
外，其餘各層煤的煤類均為不粘結煤（BN31、21）。
在井田內的各層煤中，沒有同一層煤分屬於兩個煤類的情況，雖然部分煤層有個別點存在，但不連片，煤層有害組分含量的變化也沒有跨越兩個以上煤類等級的情況，故井田內的煤層屬煤類單一，煤質變化小的煤層。
3、煤層露頭及煤的風化帶情況
井田的主體構造形態是一兩翼對稱向南傾沒的背斜構造，淺部多數煤層隱伏出露。
各層煤或同一層煤在井田內不同深度部位，其風化下限深度不同，北部比南部略深。各勘探線的風化深度下限分別為：29勘探線風化深度為61m，29I線為26m，29II線為45m，20線為38m，20I線為10m，20II線為16m，28線為52m，28I線為58m，27I線為43m，27II線為51m，26線為44m，25～26線為25m，上述各點在平麵上的連線即是井田內煤層風化帶下限深度。
4、煤質及工業用途
各煤層主要為低灰（<10%）、低硫（原煤全硫<1%）、特低磷、較高水分、高發熱量的不粘煤。為良好的發電用煤、城市“環保”用煤，氣化用煤及化肥原料用煤和良好的民用燃料煤。
5、岩石工程地質特征
井田內基岩褶皺平緩，斷裂稀少，節理裂隙不發育，多為塊狀結構、岩石成岩程度低，極易風化，屬半堅硬岩石。如泥岩、砂質泥岩等岩芯露天放置五天則呈碎塊狀。
基岩之上覆蓋著10m左右的鬆散風積沙層，隨風遷移流動，未膠結成岩，是建築基礎開挖清除層。
井田岩石工程地質屬第三類二型，即工程地質條件中等的層狀岩類型。現將各可采煤層頂底板的岩性、厚度、岩石物理力學性質及變化情況分述於下：
1煤
頂板：東翼27線以北，西翼2001號、2002號鑽孔以北地段，直羅組底部粗粒砂岩為直接頂板。粗粒砂岩厚60～70m，泥質膠結，顆粒支撐，膠結差，鬆散易碎。東翼頂板抗壓強度為137～186
kg/cm2，抗拉強度為15 kg/cm2；西翼頂板抗壓強度為209～213 kg/cm2。上述地段以南頂板厚為3m左右的細粒砂岩、粉砂岩。
底板：以厚4m左右的粉砂岩、細粒砂岩為主，次之為砂質泥岩、局部為炭質泥岩。粉砂岩抗壓強度為210～295 kg/cm2；砂質泥岩抗壓強度為263 kg/cm2。
2煤
頂板：以厚2～4m的炭質泥岩為主，次之為砂質泥岩，局部為粉砂岩。砂質泥岩抗壓強度為196～289 kg/cm2；粉砂岩抗壓強度為380～399 kg/cm2。礦區北部的磁窯堡煤礦開采2層煤，頂板揭露3小時後即開始冒落。
底板：以厚3m左右的粉砂岩、砂質泥岩為主，泥岩次之。東翼粉砂岩抗壓強度為208～337 kg/cm2；西翼粉砂岩抗壓強度為192～360 kg/cm2。
3煤
頂板：以厚2m左右的粉砂岩、細粒砂岩為主，砂質泥岩次之。東翼2706號、2707號、2735號鑽孔，西翼2031號、2814號鑽孔所見厚為10m左右的粗粒砂岩頂板。東翼粉砂岩抗壓強度為231～306 kg/cm2；細粒砂岩抗壓強度為272 kg/cm2，抗拉強度為22 kg/cm2。
底板：以厚3m左右的粉砂岩為主，2m左右厚的細粒砂岩、砂質泥岩次之。東翼粉砂岩抗壓強度為157～161 kg/cm2，砂質泥岩抗壓強度150 kg/cm2；西翼粉砂岩抗壓強度為247 kg/cm2，抗拉強度為10 kg/cm2，砂質泥岩抗壓強度為207 kg/cm2，抗拉強度為17 kg/cm2。
6煤
頂板：以厚3m左右的細粒砂岩、粉砂岩為主，砂質泥岩次之。粉砂岩抗壓強度為228～291 kg/cm2；抗拉強度為18～24 kg/cm2；砂質泥岩抗壓強度為159～348 kg/cm2，抗拉強度為12～23 kg/cm2。
底板：以厚3m左右的粉砂岩、細粒砂岩為主，厚2m左右的砂質泥岩次之。東翼2034號、2013號、2937號、2926號鑽孔所見厚為1.95～9.42m的中粒砂岩底板。粉砂岩抗壓強度為328 kg/cm2，抗拉強度為27 kg/cm2；砂質泥岩抗壓強度為228～358kg/cm2，抗拉強度為18～29 kg/cm2，細粒砂岩抗壓強度為313 kg/cm2；抗拉強度為26 kg/cm2；中粒砂岩抗壓強度為326 kg/cm2，抗拉強度為26 kg/cm2。
7煤
頂板：以厚數米的細粒砂岩、粉砂岩為主，局部為砂質泥岩。東翼2926號、2937號、2004號鑽孔地段和西翼2902號、2932號鑽孔分別見厚為2～20.64m和1.29～3.76m的中粒砂岩或粗粒砂岩頂板。細粒砂岩抗壓強度為187～276 kg/cm2，抗拉強度為15～23 kg/cm2。砂質泥岩抗壓強度為209～267 kg/cm2，抗拉強度為17～22 kg/cm2；粉砂岩抗壓強度為200～360 kg/cm2，抗拉強度為13～31 kg/cm2。
底板：以2m左右的粉砂岩、細粒砂岩為主，中粒砂岩次之，局部為砂質泥岩。細粒砂岩抗壓強度為222～415 kg/cm2，抗拉強度為18 kg/cm2；粉砂岩抗壓強度為234 kg/cm2，抗拉強度為19 kg/cm2；中粒砂岩抗壓強度為540 kg/cm2。井田南端為厚1.14m的炭質泥岩底板。
8煤
頂板：以厚數米的粉砂岩、細粒砂岩為主，砂礫岩、砂質泥岩次之，局部為泥岩。粉砂岩抗壓強度為161～268 kg/cm2，抗拉強度為13～22 kg/cm2；細粒砂岩抗壓強度為190 kg/cm2，抗拉強度為15 kg/cm2。
底板：以厚2m左右的粉砂岩、細粒砂岩為主，砂質泥岩次之，局部為中粒砂岩，東翼北端為炭質泥岩、泥岩。粉砂岩抗壓強度為353 kg/cm2，抗拉強度為26 kg/cm2；細粒砂岩抗壓強度為359 kg/cm2，抗拉強度為21 kg/cm2；中粒砂岩抗壓強度為358 kg/cm2，抗拉強度為29 kg/cm2；砂質泥岩抗壓強度為193 kg/cm2。
8下煤
頂板：以粉砂岩、細粒砂岩為主，厚度變化較大，砂質泥岩、粗粒砂岩次之。粉砂岩抗壓強度為349 kg/cm2，抗拉強度為28 kg/cm2，砂質泥岩抗壓強度為215～228 kg/cm2，抗拉強度為18～22 kg/cm2；粗粒砂岩抗壓強度為135 kg/cm2，抗拉強度為11 kg/cm2。井田南端為厚1.52m的炭質泥岩。
底板：以厚7m左右的粉砂岩為主，細粒砂岩、砂質泥岩、泥岩次之，西南部為厚2m左右的粉砂質泥岩和泥岩。粉砂岩抗壓強度為200～302 kg/cm2，抗拉強度為17～24 kg/cm2。
10煤
頂板：27線以北地段，東翼岩性多變，以厚2m左右的粉砂岩、細粒砂岩、砂質泥岩為主，局部為中～粗粒砂岩。粉砂岩抗壓強度為131～685 kg/cm2，抗拉強度為11～44 kg/cm2；砂質泥岩抗壓強度為316～343 kg/cm2；細粒砂岩抗壓強度為238 kg/cm2，抗拉強度為19 kg/cm2，西翼為厚4m左右的細粒砂岩，次之粉砂岩，2026號、2035號、2815號、2833號、2724號鑽孔所見厚為2m 左右的粗粒砂岩。岩石的抗壓及抗拉強度分別為：粉砂岩為457～565 kg/cm2，37 kg/cm2，細粒砂岩為319 kg/cm2，粗粒砂岩為179～205 kg/cm2，16 kg/cm2。
27線以南地段頂板為厚5m左右的細粒砂岩或粉砂岩。
底板：以厚5m左右的粉砂岩、細粒砂岩為主，厚1.5m左右的砂質泥岩次之。粉砂岩抗壓強度為94～381 kg/cm2，抗拉強度為18～27 kg/cm2。
12煤
頂板：岩性多變，泥岩至各種粒級的砂岩交替出現，東翼南北部多為厚1～9m的中粒砂岩或粗粒砂岩。岩石抗壓及抗拉強度分別為：細粒砂岩為217～286 kg/cm2；粉砂岩為184～207 kg/cm2；砂質泥岩為312～328 kg/cm2，27 kg/cm2，中粒砂岩為247 kg/cm2，20 kg/cm2。
底板：以粉砂岩、細粒砂岩為主，局部為砂質泥岩。粉砂岩抗壓強度為106～312 kg/cm2，抗拉強度為24～30 kg/cm2。
14煤
頂板：以厚2m左右的粉砂岩、細粒砂岩為主，局部為砂質泥岩、粗—中粒砂岩。粉砂岩的抗壓強度為312～516 kg/cm2；細粒砂岩抗壓強度為276 kg/cm2；中粒砂岩抗壓強度為276 kg/cm2。東翼中南部為厚7m左右的粗粒砂岩。
底板：以厚2m左右的粉砂岩、細粒砂岩為主，中—粗粒砂岩次之，局部為砂質泥岩。粉砂岩抗壓強度為72～327 kg/cm2，抗拉強度為24～32 kg/cm2；細粒砂岩抗壓強度為300～494 kg/cm2，抗拉強度為36 kg/cm2；粗粒砂岩抗壓強度為152 kg/cm2，抗拉強度為15 kg/cm2。
15煤
頂板：北部以厚5m左右的中至粗粒砂岩為主，粉砂岩、細粒砂岩次之；南部以厚5m左右的粉砂岩為主，細粒砂岩次之。2028號鑽孔粉砂岩抗壓強度為399 kg/cm2，抗拉強度為32 kg/cm2。2936號鑽孔中，粗粒砂岩抗壓強度為992 kg/cm2，抗拉強度為80 kg/cm2。
底板：28線以北地段以厚2m左右的粉砂岩、細粒砂岩為主，局部為砂質泥岩；28線以南段的東北部以厚2m左右的粉砂岩及細粒砂岩為主，西南部為厚1.5m左右的泥岩、砂質泥岩。粉砂岩抗壓強度為268 kg/cm2，抗拉強度為34 kg/cm2，細粒砂岩抗壓強度為319～547 kg/cm2，抗拉強度為26 kg/cm2。
按煤礦井巷及硐室圍岩工程地質分類指標衡量井田：
砂質泥岩、泥岩、炭質泥岩雖為厚層狀，V級結構麵罕見，雖沒有地下水活動，但岩石易風解，屬不穩定類圍岩，全斷麵或部分開挖，都需要加強支護，且要快速施工。
1煤頂板巨厚粗粒砂岩，塊狀、V級結構麵罕見，有微弱地下水活動，但岩石膠結不好，錘擊易碎，屬穩定性較差圍岩，全斷麵或部分開挖，都需要加強支護。
砂岩，厚層狀，V級結構麵罕見，沒有或有微弱地下水活動，抗壓強度為300 kg/cm2左右，抗拉強度為20 kg/cm2左右、屬中等穩定圍類岩，全斷麵開挖、岩麵爆破後需及時清除危石。
四、瓦斯、煤塵、自燃及其它開采技術條件
1、瓦斯
各煤層瓦斯成分以氮氣（N2）為主，次為二氧化碳（CO2）。甲烷和重烴含量均較少。瓦斯分帶除2、14煤各有一個點為氮氣—沼氣帶外，其餘均為二氧化碳—氮氣帶，瓦斯總含量與沼氣含量均小於1m3/t，屬低瓦斯礦井。由於瓦斯含量低，對礦井的開采影響較小。
2、煤塵
井田內各煤層煤塵爆炸指數（Vdaf）一般為29～35%，爆炸火焰長度一般為317～400mm，使煤塵不爆炸所需岩粉量，一般平均值為60～70%左右，表明各層煤均具爆炸性。因此，設計按有煤塵爆炸危險來設防。
3、煤的自燃
井田內各煤層的原煤燃點較低，為271～314℃，煤的自燃傾向等級ΔT1—3℃值，除16煤層為33外，其餘各層煤均大於40，均屬很易自燃煤層。氧化程度較高，為57～96%，風化指數除6、7煤層小於5%外，其它各煤層均大於5%，亦為很易自燃煤層。設計按煤層有自燃傾向來設防。
4、衝擊地壓
井田地質報告無衝擊地壓描述，臨近生產礦井無衝擊地壓現象。本設計暫不考率其對開采的影響。在礦井建設和深部煤層開采時，如發現存在衝擊地壓征兆和現象時，應編製專門的防範措施。
5、地溫
井田內地溫值偏高，7煤以上煤層無地溫問題，7、8下、12、14煤層存在不同程度的地溫問題。由27I、28II、29II三條勘探線的地溫剖麵圖可以看出，背斜軸部+1000m以下，兩翼+700m以下存在一級熱害區（>31℃），背斜軸部+840m以下、兩翼+600m以下存在二級熱害區（>37℃）。
6、臨近礦井情況
與井田臨近的礦井主要為東北部的羊場灣煤礦和磁窯堡技改井。
羊場灣煤礦：為在建礦井，屬低瓦斯礦井，煤塵爆炸指數34.3%，煤塵有爆炸危險，煤層易自燃，井田內地溫值偏高。
磁窯堡技改井：為生產礦井，瓦斯相對湧出量為2.76m3/t，CO2相對湧出量為2.24～4.06 m3/t，屬低瓦斯礦井，煤塵有爆炸危險，煤層易自燃。
五、水文地質
（一）區域水文地質概況
區域水文地質區劃是屬於陶（樂）靈（武）鹽（池）台地水文地質區中的西部低丘台地裂隙孔隙水亞區。本區地下水的形成與分布受自然地理與地質條件所控製，呈現出西北地區特有的幹旱、半幹旱區的水文地質特征。
區域年均降水量200mm左右，除部份蒸發外，為地表廣泛分布的風積沙吸收，爾後沿基岩麵逕流補給西天河溝穀潛水，在磁窯堡以北轉為地表水，向西彙入黃河。
（二）井田水文地質
1、地下水類型的劃分及富水性
依據地下水賦存條件、岩石水理性質及水力特征，將地下水劃分為兩種基本類型：
（1）鬆散岩類孔隙潛水
指埋藏於溝穀，第四係鬆散洪積岩層中的潛水。主要有碎石井溝洪積溝穀潛水和倒江溝洪積溝穀潛水（I含水層）。
a、碎石井溝發源於四耳山中部，由南東向北西斜穿井田中部，在口子溝出井田，全長16.3km，彙水麵積 35km2。溝底沉積厚7m左右的更新統洪積礫石層。礫石層物源主要是四耳山向斜軸部白堊係下統半膠結的砂礫岩，礫石滾圓，鬆散未膠結，透水性良好，是強富水層，單位湧水量6.81/s·m。潛水水位埋深1～8m。潛水主要補給來自四耳山區。潛水豐水季節是雨季及其後一個月，即每年7～10月，曆時四個月。其餘為枯水季節。枯水季節日逕流量204m3，洪水過後逕流量劇增，日平均1000 m3，年內日平均逕流量為733.9 m3。潛水富水地段南起2735號孔，北至2833號孔，長2000m。含水層厚度1.5～9.0m，含水層寬度230～386m，平均294m。砂礫石層給水度按經驗20%計，則估算該地段的體積儲量為55.27萬m3。
b、倒江溝發源於四耳山北端東側，全長1.7km，彙水麵積3.4km2，在口子溝與碎石井溝彙合後流出井田。洪積層下部為1m左右的砂礫石層，上部為粉砂、細粒砂層，厚15m左右。水位埋深2～8m。潛水富水地段南起20線，北至火燒坡，全長3430m。含水層厚度0.5～17.0m，含水層寬度375～650m，平均505m。該段的體積儲量為132.5萬m3，逕流量為4.55 m3/d至20m3/d， 一年的日平均逕流量為14.8m3/d。
（2）碎屑岩類裂隙孔隙水
a、中侏羅統延安組燒變岩裂隙孔隙層間承壓水體（II含水層）
指井田內火區燒變岩含水體，現將各燒變岩含水體的情況分述如下 ：
III號火區燒變岩含水體，它位於井田的東翼，南起27線，北至火燒坡，長5609m，燒變最深地段是28線至28I線，達1102m水平；水位高程1331.04～1331.36m，南部水位高程比北部高0.32m，水位埋深因地形而異，南部21m，中部29m，北部2m；燒變岩含水體的體積儲量為2508.3萬m3；若日排水為1萬m3（417 m3/h），需要83.6月（合7年）方可疏幹。
I號火區燒變岩含水體，位於井田西翼，南起26線，北至20II線，長3977m，燒變最深地段為26線，達1228m水平；水位高程為1305.97～1305.88m，中部較北部高0.09m；水位埋深，南部深22m，中部27m，碎石井溝處深20m。含水體的體積儲量為179.0萬m3，若日排水5000 m3（208 m3/h），則11.9個月可疏幹。
II號火區燒變岩含水體，位於井田東翼南部，26線至29I線，長1605m，燒變最深為1305m水平。水位高程為1334.66m，埋深29m，體積儲量為1.49萬m3。
b、前白堊係裂隙孔隙層間承壓水
主要指除燒變岩含水體以外的中侏羅統直羅組（主要指其底部的七裏鎮砂岩）、延安組1～8層煤，8～16層煤間及三疊係上統的層間承壓水。井田岩石屬半堅硬岩石，質地較軟，褶曲寬緩，節理裂隙罕見，充水空間極小，屬極弱含水層，也可視為相對隔水層。
a) 直羅組（主要指底部七裏鎮砂岩）裂隙孔隙層間承壓水（即Ⅲ含水層）
含水層為粗粒砂岩泥質膠結，顆粒支掌，膠結不好，錘擊易碎，有時手撚可散，是1層煤的直接頂板，是直接充水含水層；2504號、2726號和2831號鑽孔的單位湧水量和滲透係數分別為0.0036～0.0278 l / s·m和0.0056～0.026 m / d 。礦化度為4.75～4.88 g / l ，總硬度為47.7～50.4德度，硫酸根為1.23～1.34 g / l 。先期采區含水層厚：東翼71.7 m，西翼61.2 m。
b) 1～8層煤之間砂岩裂隙孔隙層間承壓水（即Ⅳ含水層）
1704號、2606號鑽孔單位湧水量和滲透係數分別為0.0052～0.016 l / s·m和0.0087～0.0164 m / d ，礦化度為9.57 g / l ，總硬度為149德度，硫酸根為2.75 g / l 。
c) 8～16層煤之間砂岩裂隙孔隙層間承壓水（即Ⅴ含水層）
1703號、2603號鑽孔單位湧水量和滲透係數分別為0.0062～0.013 l / s·m和0.0061～0.012 m / d ，礦化度10.5～10.6 g / l ，總硬度176～184德度，硫酸根為2.46～2.50 g / l 。
d) 三疊係上統砂岩裂隙孔隙層間承壓水（即Ⅵ含水層）
2934號孔單位湧水量和滲透係係數分別為4.778×10-3l / s·m和3.807 m / d，礦化度3.53 g / l，總硬度47.1德度，硫酸根為0.91 g / l。
2、斷層含水性
井田內落差大於20～30m的斷層僅有三條，其中F1、F2兩斷層帶破碎不明顯，且斷層線出露於地形高處，與其他含水層均無水力聯係，是非導水斷層。F3斷層在2933號孔在孔深51.50～61.60m處為充水空間發育的破碎帶。它的北部直接與倒江溝洪積溝穀潛水相接，水力聯係密切，屬於導水斷層。該斷層破碎帶向深部變薄。
3、地下水的補給、排泄條件
井田內地下水唯一補給是風積沙吸收大氣降水轉為地下水補給洪積溝穀潛水，潛水彙合成地表水又注入黃河。碎石井溝主要補給是四耳山區，潛水在H24、H25號孔地段與III火區燒變岩含水體相接，走向長335m。溝穀潛水在I火區交彙處沿2層煤底板全部逕流入燒變岩含水體，爾後又流回潛水。倒江溝在火燒坡地段從III火區燒變岩含水體之上流過，爾後繼續沿潛水層逕流。如III火區燒變岩含水體疏幹，潛水則全部補給III火區燒變岩含水體。處於洪積溝穀潛水之下的中侏羅統直羅組含水層露頭是主要補給來源，處於風積沙之下的露頭是間接得到大氣降水滲入補給，是次要補給來源。
4、井田水文地質勘探類型
井田基岩含水層為直接充水含水層，但富水性極弱，井田最大的含水層為火區燒變岩I、III含水體，但不是直接充水含水層；井田位於年均降水量200mm的半沙漠區，地下水唯一補給來源是大氣降水，大氣降水滲入補給洪積溝穀潛水，而基岩含水層滲透極差補給量甚微。
煤層夾於頻頻分布的泥岩隔水層中，地下水幾乎不流動。
綜上所述，井田直接充水含水層，單位湧水量小於0.1 l /s·m，隔水性好的隔水層分布普遍，補給條件差，其水文地質勘探類型屬水文地質條件簡單的裂隙充水礦床，即二類一型。
5、礦井充水因素03manbetx
基岩含水層都是直接充水含水層，中侏羅統直羅組七裏鎮砂岩含水層接受補給條件好於其他含水層，它是礦井的主要充水含水層，其他含水層充水屬於第二位。
井田內水量大的是第四係及中侏羅統延安組火區燒變岩含水層（體），但不是直接充水含水層。具體03manbetx
如下：
第四係洪積溝穀潛水含水層的厚度薄，水頭壓力僅數米且局部分布。如在溝穀潛水含水層之下的煤層露頭及淺部保留一定寬度的煤柱，其水則不能進入礦井。在采1、2層煤時，若1、2層煤與II號火區含水體接鑲處保留一定寬度的煤柱，其水也不能進入礦井。2831號孔的抽水成果證明了這一分析。
III號火區含水體的下麵，最近的可采煤層是6、7層煤，6層煤至III號火區含水體的底板的距離與6層煤覆岩安全煤岩柱高度之差，最小距離尚有18m，這表明III號火區含水體的水不能進入礦井。III號火區含水體對位於其下的各煤層也不是直接充水含水層。
6、礦井湧水量預計
井田精查地質報告，根據《靈武礦區總體設計》推薦的開拓方案，預測28線以北、+1050m水平以上範圍的礦井湧水量為195m3/h（水動力學法）。
此次設計，礦井首采區位於背斜東翼、24I線與27線之間、+950m以上水平，首采區域位置及麵積較精查地質報告計算湧水量時發生了較大的變化。根據寧夏煤田地質局提供的《棗泉煤礦礦井湧水量預計》（2004年3月）資料，礦井正常湧水量為239 m3/h，最大湧水量為359m3/h。
六、對礦井地質勘探安全條件資料的評價及存在的問題
（一）勘探程度
1、地質報告的編製情況
本區地質工作始於1944年，從1953年起，先後有石油、煤炭係統的勘探隊在本區進行過程度不同的地質工作，並提交了相應的地質資料和報告。在對以往地質資料審定利用的基礎上，本井田由甘肅省煤田地質勘探公司一三三隊1989年11月提交《寧夏回族自治區靈武礦區棗泉井田勘探精查地質報告》。1990年11月，全國礦產儲量委員會以儲發[1990]第207號文發送地質報告決議書。
2、勘探類型和基本網度
本井田勘探類型以較穩定煤層即一類二型為主，兼顧其他兩型煤層。布設精查勘探網度時，基本線距為500m。控製穩定煤層時，A級線距為1000m，B級線距為2000m，C級線距為4000m；控製較穩定煤層時，A級線距為500m，B級線距為1000m，C級線距為2000m；控製不穩定煤層時，B級線距為500m，C級線距為1000m。
3、地質構造對開采的影響
本井田地質構造簡單，主體構造是一兩翼對稱向南傾沒的背斜構造，在井田北部發現落差大於20～30m的斷層有3條。背斜兩翼深部煤層的傾角較大，井田北部的斷層對礦井的初期開采影響較小，但對礦井的後期開采將會帶來不利因素，礦井生產時必須予以重視。
4、煤層對比的可靠性和穩定性
本區煤岩層對比主要根據標誌層、層間距、煤層、岩性特性、測井曲線、煤質並結合旋回法進行了對比，認為主要可采煤層層位清楚，對比可靠。
5、水文地質、瓦斯等級等資料的精確程度
勘探過程中，查明了煤層頂底板充水含水的性質，查明了斷層的水文地質特征，客觀分析了井田的充水因素，確定了水文類型，對礦井湧水量作了預測，並對礦井設計和生產提出了建設性意見。
井田內各煤層的瓦斯分帶，除2煤、14煤各有一個點為氮氣—沼氣帶外，其餘均為二氧化碳—氮氣帶，瓦斯總含量與沼氣含量均小於1m3/t，與礦區現有生產礦井的瓦斯含量情況大致相當，應屬低瓦斯礦井。各層煤或同一煤層瓦斯成分及含量在背斜軸部和東西兩翼或井田的南北方向均無大的變化。
（二）對地質資料的評價、存在問題及補充勘探的建議
根據井田內地質構造及煤層賦存條件，棗泉井田勘探類型和網度符合地質勘探規範要求和客觀實際，各項勘探工程質量和勘探研究程度高，地質基礎資料齊全、準確、可靠，對井田構造、可采煤層的厚度、結構、產狀及分布已查明，煤的用途已評價，儲量數據可靠，可以滿足礦井設計的需要。對涉及影響本礦井的開采技術條件和安全條件等方麵的測試、分析及鑒定資料較為完善，為礦井的安全生產奠定了基礎。
但由於《報告》提交時間較早，且A級儲量主要分布在井田北部煤層傾角較大的區域，為查清小斷層等地質構造，確保首采區資源的可靠性，使礦井移交後能很快安全達產、穩產高效，建設方在24I線和27線之間的首采區域補充三維地震勘探工作正在進行之中，並取得了初步成果資料。設計建議對24I線以南的煤層傾角較緩的首輪接替區域在適當時機也適當補充勘探工作，以保證礦井的長期穩產並提高生產的安全可靠性。另外，對礦井安全開采影響較大的火區燒變岩含水體是通過磁法勘探圈定的，並經相距百米的成對鑽孔驗證。但由於技術因素的影響，其深部邊界可能存在一定的擺動，因此建議采用綜合方法對火燒區燒變岩含水體的賦存形態、範圍、水量、特征等進一步核定，以利設計及生產安全。
第三節礦井設計概況
一、工程性質
本礦的建設性質為新建礦井。
二、井田開拓與開采
（一）井田境界及儲量
1、井田境界
棗泉井田東北部以趙兒塔向斜軸與羊場灣煤礦為界，正北部以29勘探線與英子梁井田為界，東西南三麵均以1煤層+600m水平底板等高線在地麵的投影線為界。井田南北長13km，東西寬平均約4km，麵積為52km2。
2、儲量
根據《棗泉井田勘探精查地質報告》，本井田內共有15層煤參與儲量計算，全井田地質總儲量為964.68Mt。扣除風化帶儲量15.32Mt，有符合《煤炭資源地質勘探規範》的A、B、C三級能利用儲量——工業儲量949.36Mt。礦井工業儲量中，包含了15層煤，但由於2下、3、8、11、15、16等6個煤層儲量較少（占工業儲量的比例均小於3%），且多為孤立塊段，屬不經濟開采儲量。故設計僅計算包含1、2、6、7、9、10、12、14等9個煤層的礦井設計儲量。上述9個煤層的礦井工業儲量減去斷層煤柱、防水及防沙煤柱、井田境界煤柱等永久性煤柱損失量後，本次設計的礦井設計儲量為833.25Mt。礦井設計儲量中，減去工業場地保護煤柱、礦井井下主要巷道及上、下山保護煤柱煤量和開采損失後，礦井設計可采儲量為529.30Mt。
1999年國家開始實施GB/T17766-1999《固體礦產資源/儲量分類》標準，這是我國礦產資源儲量分類與國際慣例並軌的重要變革。
由於本井田地質報告提交的地質年代較早，儲量分級是按地質勘探研究可靠程度進行的，從高到低依次為A、B、C級。
根據《固體礦產資源/儲量分類》標準，參照固體礦產資源分類套改技術要求，設計將本井田資源進行了分類套改，但套改結果需經地質部門、資源評估部門進一步認定，本次套改供參考。
探明的經濟基礎儲量121b（A+B級）495.38Mt；
控製的經濟基礎儲量122b（C級）453.98Mt；
控製的次邊際經濟資源量2S22（C級）15.32Mt。
（二） 礦井設計年生產能力及服務年限
1、礦井工作製度
礦井年工作日為300d。每天三班作業，兩班生產，一班準備，每天淨提升時間為14h。
2、礦井設計年生產能力的確定
根據國家計委對靈武礦區總體設計的批複（[1990]1239號文），結合棗泉井田的內、外部建設條件及市場供需情況和建設方要求，設計確定礦井設計年生產能力為5.0Mt/a（地麵主要生產環節能力按8.0Mt/a考慮）。
3、礦井及水平的服務年限
本礦井共有地質儲量964.68Mt，計算可采儲量為529.30Mt，其中+950m水平以上為276.10Mt，+950m水平以下為253.20Mt。按5.0Mt/a礦井設計年生產能力，考慮1.4的儲量備用係數，則礦井的服務年限為75.6a；其中，+950m水平以上為39.4a，+950m水平以下為36.2a。按後期8.0Mt/a計算，礦井的服務年限也在47a以上。井田深部邊界是根據當時的勘探裝備和技術水平，按+600m標高為界劃分的，據有關資料，+600m以下還有煤層賦存，隨著采煤技術和裝備水平的提高，井田深部邊界可繼續向下延深，井田儲量還可增加，礦井的服務年限還可延長。
（三）井田開拓方式
1、井田開拓方式
根據煤層賦存條件和井田的地形地貌情況分析，本礦井無平硐開拓的可能。根據對井田開拓方式的影響因素分析，初步設計通過對立井和斜井開拓方式技術經濟比較，推薦采用斜井開拓方式。采用一礦兩井聯合開拓，東西兩對斜井分別開采背斜兩翼煤層，即一個礦兩個井下開拓係統，共用一個工業場地和一套地麵生產係統。
2、井口及工業場地位置
初步設計經北部、中部、南部方案比較，確定井口及工業場地位置選擇在井田中部、4200500緯線、背斜軸部、L01孔附近。在工業場地東西兩側沿2煤露頭向兩翼分別開鑿斜井井筒，使背斜兩翼各形成一個采區，形成一礦兩井的開拓布置方式。
井田開拓方式平、剖麵見圖1-3-1、2。
3、水平劃分及標高
本礦井生產能力大，生產集中，5.0~8.0Mt/a的規模由2～3個工作麵承擔，要求采區、回采工作麵的儲量多，走向及傾斜尺寸均較大；本井田瓦斯低、湧水量小，下山開采的技術條件優越。因此初步設計通過方案比選，確定采用一個水平上、下山開拓全井田。考慮到上、下山階段的垂高以及對礦井的東、西兩翼和初、後期開采的兼顧，設計推薦水平標高為+950m。
4、大巷布置
根據井田內各煤層的具體分布，大巷布置層位考慮三個方案：即沿2煤層布置、沿7煤層布置或沿14煤層布置。考慮煤層厚度、煤柱大小、頂底板條件等因素的影響，設計確定大巷沿7號煤層布置。
為了有利於掘進和使用，每組大巷均考慮兩條，即軌道運輸大巷和皮帶運輸大巷。南部分（采）區由於可采儲量有限，故設計僅布置一組大巷，北部分（采）區由於可采儲量豐富，設計考慮沿7煤層東、西兩翼設置兩組大巷，分別聯接東、西兩井。
5、采（分）區劃分及開采順序
本井田開采麵積及走向長度大，開采煤層層數多，分區及采區劃
分應統籌考慮，不但要做到初期合理，也要有利於後期生產。本井田主體構造形態為一兩翼基本對稱的背斜構造，軸部煤層埋藏淺，設計采用分區式通風。根據井田內地質構造特征及煤層賦存特點，結合工作麵裝備水平，本著適當加大采區尺寸、增加工作麵推進長度，盡量減少工作麵搬家次數，提高礦井單產及效率的原則，設計確定工作麵推進方向長度按2～3km考慮。
根據上述原則，全井田共劃分六個分區，一分區、三分區、五分區位於背斜軸部的西側，二分區、四分區、六分區位於背斜軸部的東側。礦井的開采順序，原則如下：走向方向上先采中央的一、二分區，然後接南部的三、四分區，最後開采北部的五、六分區；在傾向上先采上山部分，後采下山部分，在剖麵上先采上煤組（1、2煤層），然後中煤組（6、7煤層），最後采下煤組。
6、井筒
礦井移交生產時，共有3個井筒，即東主斜井、東副斜井和東回風斜井。
東主斜井擔負礦井的煤炭提升，且為礦井的進風井，同時兼作礦井安全出口。井筒淨寬4.0m，淨高3.3m，淨斷麵11.4m2。井筒裝備膠帶輸送機，敷設有消防灑水管和動力、通信信號、照明電纜等，並設置台階和扶手。
東副斜井擔負礦井的矸石、材料、設備提升和上下人員等輔助提升任務，為礦井的主要進風井，同時兼作礦井安全出口。井筒淨寬4.0m，淨高3.8m，淨斷麵13.4m2。井筒內鋪設900軌距、30kg/m鋼軌，采用單鉤串車提升，運行1.5t固定式礦車。井筒內還敷設有消防灑水管及通信信號電纜等，並設置台階和扶手。
東回風斜井擔負礦井的回風，是礦井的專用回風井，同時兼作礦井安全出口。井筒淨寬4.8m，淨高3.8m，淨斷麵15.7m2。井筒內敷設排水管、注氮管路，並設置台階和扶手。
7、井底車場及硐室
東井區井底車場設在+950m水平，根據井筒與後期采區上、下山之間的相對位置關係，井底車場型式采用雙道起坡平車場，為提高運輸能力，車場設高低道實現自動滑行。
井底車場主要硐室有主排水泵房、主變電所、管子道、井下消防材料庫、井下爆炸材料發放硐室、水倉、機尾清理撒煤硐室，井底車場還設有井下調度室、保健室、等候硐室等。
（四）采區布置及裝備
1、采煤方法
首采區內１煤北翼厚度為2.39～4.48m，平均3.72m，南翼變化較大，0.57～4.31m，平均2.2m。初期開采的2煤，厚度4.74～9.42m，平均7.88m，厚度變化小，結構單一。根據國內外厚煤層開采技術發展現狀，結合井田開采技術條件，初步設計確定1煤采用一次采全高走向長壁綜合機械化開采，2煤在投產初期采用分層綜采，後期根據鄰近礦井放頂煤開采試驗效果決定是否采用綜采放頂煤開采。
2、采區布置
（1）移交生產時采區數目及位置
礦井移交生產時，移交東井12采區，同時開采1煤和2煤。1煤布置一個國產綜采工作麵，2煤布置一個部分引進綜采工作麵。
（2）采區巷道布置
礦井采用一礦兩井的斜井開拓方式，根據開拓布置，初期東主斜井、東副斜井、東回風斜井分別兼作12采區的膠帶輸送機上山、軌道上山和回風上山。後期西主斜井、西副斜井、西回風斜井分別兼作11采區的膠帶輸送機上山、軌道上山和回風上山。根據瓦斯、通風、掘進及運輸等要求，每個工作麵布置三條巷道，回風巷一條；運輸巷兩條，其中一條作為下區段的回風巷。兩條運輸巷間距25m，兩巷之間每隔200m設一聯絡巷。工作麵順槽通過中部車場直接和井筒（兼作首采區上山）相連。
采區中部車場為單側甩車場，下部車場為井底平車場。
采區工作麵運輸巷與主斜井之間采用區段煤倉轉載，區段煤倉下部設有給煤機硐室。
此外，采區內的硐室主要有防跑車硐室、采區變電所、無極繩連續牽引車機頭硐室等。
3、工作麵采、裝、運方式及裝備
（1）工作麵特征：投產時，1煤工作麵(12105工作麵)煤層平均厚度2.2m，工作麵傾斜長度平均220m，工作麵走向長 1135m左右,一次采全高。2煤工作麵(12205工作麵)煤層平均厚度7.83m，工作麵傾斜長度平均220m，工作麵走向長 2930m左右，分層開采上分層采高4.0m。
（2）12105綜采工作麵配套設備
液壓支架：型號為ZY5200/17/38，支架高度1.7m～3.8m，支護強度0.62MPa，額定工作阻力5200kN。推移行程0.8m，支架中心距1.5m，初撐力3877kN，對底板比壓1.8～2.1MPa，要求支護強度0.62 MPa。端頭支架要求與基本架配套，初選SZG6000-19/35型。
乳化液泵站：型號為GRB315/31.5型，功率200kW。
采煤機: 型號 MG400/920-QWD（國產），適應角度 ≤45°，牽引速度0～14.5 m/min，采高2.0～4.0m，裝機容量920kW，截深0.8m，供電電壓3300V。
可彎曲刮板輸送機：型號為國產SGZ830/630型，機頭置於上端頭，並采用垂直布置。裝機功率315×2kW，設計運量1200t/h。
破碎機：型號PCM200，裝機功率200kW，生產能力為2000t/h，出料粒度300～150mm。
刮板轉載機：型號SZZ830/315，裝機功率315kW，輸送能力2000t/h。
可伸縮膠帶輸送機：型號為SSJ1200/2×400，儲帶長度為120m。拉緊裝置選用SZL型可伸縮帶式輸送機液壓自動拉緊裝置，型號為SZL-1200/130，液壓泵站電機功率為4kW。設計選用進口的CST可控啟動驅動係統，CST型號為630KS，速比為31.5，共兩台。
（3）12205綜采工作麵
工作麵液壓支架及其配套設備
液壓支架：型號為ZY5600/23/47，支撐高度2.3m～4.7m，工作阻力5600kN，支護強度0.84 MPa。推移行程0.9m，支架中心距1.5m，初撐力5000kN，對底板比壓1.92MPa，要求支護強度0.84 MPa。端頭支架要求與基本架配套，初選ZT9000-18/38型。
乳化液泵站：型號暫選用進口S300TRIMAX型，功率185kW。
采煤機: 型號 SL500（德國），適應角度 ≤35°，牽引速度0～30.75m/min，采高3.5～6.0m，裝機容量1215～1965kW，截深0.865m，供電電壓3300V。
可彎曲刮板輸送機：型號為國產SGZ1000-1125型，裝機功率375×3kW，設計運量2000t/h。
破碎機：型號PCM250，裝機功率250kW，生產能力為2200t/h，出料粒度300～250mm。
刮板轉載機：型號SZZ1000/375，裝機功率375kW，輸送能力2200t/h。
可伸縮膠帶輸送機：型號為SSJ1400/2×800，儲帶長度為120m，共兩台。拉緊裝置選用SZL型可伸縮帶式輸送機液壓自動拉緊裝置，型號為SZL-1200/200，液壓泵站電機功率為4kW。設計選用進口的CST可控啟動驅動係統，CST型號為1120KS，速比為33.2，共兩台。
4、工作麵頂板管理方式
工作麵頂板管理方式為全部陷落法。
5、工作麵回采方向
工作麵采用後退式回采，即由采區邊界向上山方向推進。
6、工作麵生產能力及回采率
1煤綜采工作麵生產能力為1.64Mt/a，工作麵年推進度 2000m；
2煤綜采工作麵生產能力為3.40Mt/a，工作麵年推進度 3114m。
經計算礦井回采工作麵總產量為 5.04Mt/a，計算掘進煤量0.25 Mt/a，礦井采掘總產量為5.29Mt/a。
根據《煤炭工業礦井設計規範》規定，凡中厚煤層采區回采率為80%，工作麵回采率為95%，凡厚煤層采區回采率為75%，工作麵回采率為93%。由於首采區1煤煤層厚度變化大，故工作麵回采率亦采用93%。
7、巷道掘進
為保證礦井的正常生產接替，礦井配備了3個綜掘進工作麵和2個普掘進工作麵，投產時采掘比例關係為2：5。
8、移交生產時的井巷工程量
礦井達到5.0Mt/a設計生產能力時，總工程量為22884 m，其中煤巷16347m，占移交工程的71%；岩巷6537m，占移交工程的29%。礦井掘進率為4.6m/kt。
三、提升、通風、排水和壓縮空氣設備
（一）提升設備
1、主斜井提升設備
東主斜井擔負全礦井的煤炭提升任務，井口標高為+1353m，落底水平標高+950m，井筒斜長為1378m，傾角17°。在主斜井中布置一條強力膠帶帶式輸送機，輸送機的斜長為1395m。主斜井帶式輸送機輸送能力為2500t/h。選用帶寬1.6m，ST5000型阻燃型鋼絲繩芯膠帶。根據驅動裝置的布置，帶式輸送機由3台1600kW交流電機配帶CST軟啟動裝置拖動。驅動機房的電控設備, 采用PLC控製CST係統, 並設置上位監控計算機。
2、副斜井提升設備
東副斜井擔負全礦井人員、矸石、設備及材料等升降任務，並滿足整體升降大型綜采設備、液壓支架等任務，井口標高為+1353m，落底水平標高+950m，井筒斜長為1238m，傾角19°。提升機選用JK-3.5/30E型單繩纏繞式提升機1台（非標設計），電動機選用ZDU-172-1B型直流電動機1台，電機功率550kW。副斜井提升機的電氣傳動設備，采用電樞換向12脈動順序控製SCR-D供電係統，實現無級調速、高效運行。
（二）通風設備
本礦井為低瓦斯礦井，根據礦井開拓布置，通風係統采用中央並列抽出式通風，主、副斜井進風，專用斜風井回風。
通風容易時期和困難時期風量均為110ｍ３/s，通風容易時期負壓為555.7 Pa；通風困難時期負壓為1236.5 Pa。
根據通風設備選型方案和通風機的計算風量和負壓，本礦井通風設備選用BDK-8-№24型對旋式軸流通風機２台，其中１台工作，１台備用。每台通風機配用YBFe-8型專用防爆電動機２台，電機容量為2×132kW，電壓為380Ｖ。
（三）排水設備
礦井井下正常湧水量239m3/h，最大湧水量359m3/h。 在東副斜井井底+950m大巷水平設置主排水泵房。排水管路沿東回風斜井敷設，其井口標高為＋1353ｍ，井筒傾角18°向下，見煤後沿2煤層（煤層傾角9°～33°）布置，長度1322m左右，經管子道至副斜井井底主排水泵房。
經計算機優化選型設計計算，本礦井主排水設備選用3台MD280-65×8（改）型礦用耐磨離心式排水泵，配YB型、4 極、10kV、630kW礦用隔爆型電動機，正常湧水期1台工作，1台備用，1台檢修。最大湧水期2台工作，1台檢修。
排水管路選用2趟D273×8無縫鋼管，分段選擇壁厚。正常湧水期1趟工作，最大湧水期2趟工作。
（四）壓縮空氣設備
本礦井設計機械化水平高，礦井主要用氣地點集中在地麵製氮設備和排矸車間。井下生產和掘進用壓縮空氣地點在各掘進工作麵上，礦井生產後期岩巷掘進工作麵最遠用氣點距工業場地達7km左右。
礦井地麵用氣總量250.57m3/min，礦井井下總用氣量為52.6m3/min，全礦井總用氣量為303.17m3/min。
根據礦井用氣設備布置及用氣量情況，設計推薦本礦井采用集中與分散式相結合的供氣方案，將製氮和掘進生產分開供氣，在製氮站建一個地麵集中空壓站，供礦井地麵所有用氣設備，在礦井井下各掘進工作麵附近的進風流中設置井下移動式壓縮空氣設備分散供氣。
地麵空壓站采用初期選用M350-2S型螺杆式空壓機5台，其排氣量為64m3/min, 排氣壓力為0.85MPa。空壓機配用10kV,355kW異步電動機，初期4台工作，１台備用。
井下選用SM-475型井下移動式空氣壓縮機6台，5台工作，1台備用。每台空壓機排氣量13 m3/min, 排氣壓力0.7MPa，隨機配用一台1140V，75kW，1480r/min的防爆電動機。
地麵製氮站至排矸車間壓縮空氣主管路選用D219×6mm低壓流體焊接鋼管一趟，至機修間支管路選用D48×3.5mm低壓流體焊接管，管路均采用法蘭或普通管接頭連接，沿地下埋設，並在管路低凹處設油水分離器。
井下空壓機至掘進頭的壓風管路選用D88.5×4mm低壓流體輸送鋼管，所有管路均采用快速管接頭聯接，並在管路低凹處設有油水分離器。
四、井上、下主要運輸設備
（一）井上主要運輸設備
1、場內運輸
場內運輸以公路運輸與窄軌運輸相結合。場內道路擔負場內生產、生活物資運輸及滿足消防要求，場內道路主幹道寬12.0m，次幹道寬為7.0和4.0m，城市型。為滿足礦井生產、生活、消防及救護等方麵的需要，設計配車共計31輛。
場內窄軌鐵路擔負各種材料下井及矸石的運輸。場內窄軌采用900mm軌距，30kg/m鋼軌，設內燃機車三台，兩台工作，一台備用，型號為JM80。
2、場外運輸
礦井對外聯係的公路、鐵路均從井田東北部的羊場灣煤礦接入，羊場灣煤礦距本礦井工業場地約10km左右。
（1）場外公路
本礦井設有對外聯絡的羊（場灣）棗（泉）公路，礦井工業場地至狼南公路的連接線和排矸及炸藥庫公路
①羊棗公路：該公路起於羊場灣礦井東側古窯子至羊場灣公路的終點，向西南方向經羊三礦北、至鐵路專用線東約40m處轉向南與鐵路並行至碎石井大溝，以過水路麵方式由鐵路專用線橋下穿越至鐵路西側，再與鐵路並行至礦井工業場地大門口。全長10.01km，采用平原微丘二級公路標準，路基寬12m，路麵寬9.0m。瀝青混凝土路麵；該路由自治區政府投資。
②狼南公路連接線：出工業場地南大門轉向西至狼南公路，路線長2.6km。該路路基寬7.5m，瀝青混凝土路麵寬6.0m。
③排矸公路：由工業場地西大門向西至排矸場，路線長0.54km。路基寬4.5m，路麵寬3.5m，泥結碎石路麵。
④炸藥庫公路：由排矸場東接排矸公路，向南0.45km後轉向西南至炸藥庫，路線長0.79km。路基寬4.5m、路麵寬3.5m，泥結碎石路麵。
（2）鐵路專用線
①運量及流向
礦井設計生產能力為5. 0Mt/a，地麵主要生產環節按8.0Mt/a考慮，棄除約2.5％的矸石，再考慮年地銷0.2Mt，由公路運輸，則由初、後期鐵路專用線外運量分別為4.675 Mt/a、7.6Mt/a。流向主要經羊場灣鐵路、靈武鐵路支線運往大壩電廠及區內能源重化工基地，或通過包蘭鐵路運往蘭州方向。
②專用線主要技術標準
線路等級：工業企業Ⅰ級
正線數目：單線
限製坡度：重車方向6‰，空車方向12‰
最小曲線半徑：600m
牽引種類：內燃、預留電氣化條件
機車類型：東風4
到發線有效長：750m
牽引定數：重車方向 3050t~4100t
空車方向 1550t~2150t
閉塞方式：繼電半自動
③線路走向
線路走向由羊場灣車站9號道岔接軌，出羊場灣車站後，以600m的彎道半徑轉向西南，經羊三礦西側，走火燒岩變區的西邊緣外側，向西南方向過倒江溝，在CK4+350處過小山丘埡口後再轉向南，在CK7+300處跨過碎石井大溝後，抵棗泉礦工業場地，至線路終點CK11+323.10路線長11.323km。
（二）井下運輸
1、主運輸
為減少運輸環節，簡化運輸係統，實現煤炭自井下至地麵的連續運輸並提高礦井自動化和集中控製程度，確定煤炭運輸采用膠帶輸送機運輸方式。礦井投產初期無大巷，直接利用主斜井（兼作采區運輸上山）膠帶輸送機提升工作麵煤炭。故設計未對大巷、石門等膠帶輸送機選型。
2、輔助運輸
礦井輔助運輸主要擔負人員、矸石、材料和設備的運輸任務。本礦井初期利用副斜井井筒兼作采區軌道上山，回采工作麵順槽通過中部車場直接和副斜井聯係，不需設置水平大巷。井筒采用單鉤串車提升，工作麵順槽采用連續牽引車運輸。中後期隨著開采延伸，需增加大巷運輸設備。根據可研報告的批複，中後期大巷輔助運輸設備暫考慮采用礦用一般型低汙染柴油機車。根據運量要求，經初步計算，選用三台JX60KY－9／900礦用一般型低汙染柴油機車，兩台工作，一台備用，每台礦用一般型低汙染柴油機車（9ｔ）牽引20輛1.5ｔ固定式礦車。
五、地麵生產係統
（一）煤質及其用途
井田內各層煤均為低至特低灰（以特低灰為主）、特低硫、低～特低磷（除12層煤為中磷外），中等發熱量、高強度、活性好、熱穩定性好的不粘結煤。煤質在橫向、縱向上的變化均較小，也比較單一。
對各層煤未作堅固性係數的測試，僅對1、2層煤的各3個點作了普氏係數測定，前者為0.26%，後者為0.83%，均屬於軟煤。為良好的發電用煤、城市“環保”用煤，氣化用煤及化肥原料用煤和良好的民用燃料煤。
（二）煤的加工
根據本礦煤質情況以及主要用戶對煤質的要求，確定礦井產品方案為：原煤以13mm分級，+13mm塊煤采用重介淺槽排矸，-13mm以下末煤不再分級和洗選。+13mm塊煤排矸後，可分為+50mm洗大塊、50～25mm洗中塊、25～13mm洗小塊三級產品。為適應市場變化的需求，考慮了塊煤產品加工的靈活性，工藝係統可生產出50～13mm洗混塊，50～0mm混煤。
（三）地麵生產係統
地麵生產係統主要有礦井原煤帶式輸送機、原煤儲煤場、機械排矸車間、產品倉和快速裝車站組成。
礦井原煤由主斜井帶式輸送機提出地麵，通過原煤帶式輸送機運至原煤儲煤場，該儲煤場起到緩衝和儲存作用。原煤經倉儲後，用帶式輸送機運至機械排矸車間。該車間集原煤預先分級、重介淺槽排矸為一體，實現對原煤的篩分和塊煤的排矸；-13mm末煤和排矸後的產品煤分別用帶式輸送機運至產品倉儲存。塊煤產品的最終篩分在塊煤產品倉上完成，為適應市場對產品的變化需求，在塊煤產品倉上裝設的配煤設備，可以根據市場需要實現不同規格的產品量分別儲存。為適應市場銷售的靈活性，塊煤產品除地銷外，同時可以裝火車外運。
1、主井生產係統
井下工作麵來煤由工作麵順槽帶式輸送機運輸至溜煤眼，每個溜煤眼下部安設一台防爆型JDG/5/F/B-I型給料機，通過給料機給入主斜井帶式輸送機，提升至地麵主斜井井口驅動機房，然後轉載到原煤帶式輸送機，將原煤運至落煤塔式楔形儲煤場。
2、副井生產係統
本礦副井采用單鉤串車提升，井筒傾角17°，承擔全礦井設備、材料、人員的運輸和提升矸石的輔助提升任務。副井井口車場為平車㎜場，重車線安設撈車器，空車線安設單式單道手動阻車器，井口房內設人車存車線。副斜井井筒內安裝防跑車裝置，以免運行中斷繩、脫鉤的車輛滑入中部車場或井底車場。
3、機械排矸車間
該車間布置特點是將原煤按13 mm分級後，+13 mm塊煤進入重介淺槽分選機排矸，-13 mm末煤進入末煤帶式輸送機運至產品倉，排矸後的洗混塊由塊煤帶式輸送機運至塊煤產品倉，在倉上設最終分級篩，可將塊煤分為大、中、小塊三級，在倉上還設有破碎機，可以將+50 mm大塊破碎，加工出50-0 mm混煤。
4、排矸係統
井下掘進矸石量為每天200t，地麵機械排矸車間每天排出的矸石量約為417t，兩項合計礦井日排矸量為617t，年排矸量為0.185Mt。根據矸石堆場、地麵運輸等情況排矸係統采用高位翻車機卸入汽車外運。礦井掘進矸石由副井1.5t礦車串車提升至地麵，用內燃機車拉至工業廣場內的高位翻車機棚，經高位翻車機裝入汽車外排。機械排矸車間排出的矸石先儲入矸石倉，矸石倉容量為1.0kt，再用汽車外排。
5、產品倉
（1）末煤產品倉形式
末煤產品倉總容量為20000t，設置兩個φ22 m圓筒倉，單倉容量10000t。
（2）塊煤產品倉形式
根據目前礦區內塊煤的銷售情況，塊煤主要為地銷。為盡量降低塊煤的破碎，設計采用斜板方倉形式，塊煤倉布置形式為兩排7m×7m方倉，總長度9×7m=63m，煤倉總容量為13400t，其中25-13 mm（小塊）為兩個1750t倉格，50-25 mm（中塊）為兩個1750t倉格，+50 mm（大塊）為四個1600t倉格。
在塊煤倉的端部設有兩排四個汽車裝車倉倉格，容量為6700t，根據地銷情況可裝入四種不同規格的產品（+50mm、50~25mm、25~13mm、-50mm）。
6、快速裝車站
由於本礦井井型大，要求裝車速度快，設計采用單點快速定量整列裝車，每列裝3000t，初期每天6列，後期每天9列。
（四） 輔助設施
礦井機電設備的大、中修由靈武礦區總機修廠或專業協作廠承擔。礦井機電設備的小修，一般可由礦井機修車間承擔。礦井所需綜采機組和液壓支架設備，均由礦區設備租賃站集中供應和修理。井口設綜采設備中轉庫隻用於綜采設備的中轉存放、升井設備的清洗、綜采設備下井前的組裝實驗等作業。
礦井坑木消耗由礦區總坑木廠、木材工廠，以成材或半成品供應。礦井坑木加工房主要承擔礦井坑木改製和其他木料的加工任務。
煤樣室主要擔負礦井生產煤樣及銷售煤樣的篩分縮製,並將分析煤樣送化驗室。化驗室內進行煤的水份、灰分、發熱量等項目的測定與化驗。
六、工業場地布置特征、防洪排澇、地麵建築及煤柱
（一）工業場地布置特征
1、工業場地位置
井田位於鄂爾多斯高原西南角，處在走向呈南北的兩山之間。井田內多為低丘台地地貌，廣布相對高差為20m左右的沙丘，地勢南高北低，地形總的比較簡單，地麵建築物和人煙稀少。礦井工業場地位於井田中部， 4200500緯線、背斜軸部、L01孔附近。
2、平麵布置
平麵布置的主要原則是在滿足生產工藝流程的基礎上，力求各功能分區明確、合理、節約用地。
工業場地布置按功能分區分為場前區、生產區及輔助生產區。
場前區：位於工業場地北部，以生產指揮管理綜合樓及食堂組成，靠近本礦主要人流出入口，是礦井生產指揮中心，人員集散地，對外聯絡方便。
生產區：位於工業場地中部及南部，主要布置有東、西主斜井及驅動機房，東、西副斜井及井口房，東、西斜回風井及通風機房，原煤生產係統的原煤倉、機械化選矸車間、產品倉、輸煤棧橋等，並予留選煤廠的位置。
輔助生產區：位於工業場地東北部，布置有110kV變電所、器材庫、材料棚、坑木加工房、綜采設備中轉庫、機修車間及井下水處理站等。
3、豎向設計及場內排水
(1)豎向設計
工業場地豎向布置原則：與平麵布置統一協調，盡量減少土石方及防護工程量，節省投資。場區內地形比較簡單，東南高，西北低，其豎向布置形式為平坡式布置，采取連續式平土方式。井口標高以場內填挖平衡為原則確定，東主斜井井口標高為+1353.0m，西主斜井標高為+1355.0m。經計算，場內挖方量為39.26萬m3，填方量為38.97萬m3。
(2)地麵排水
場地內雨水采取明溝排水與暗管排水相結合的方式，排至場外。明溝采用矩形斷麵，溝寬0.5m，漿砌片石砌築。
（二）防洪排澇
礦區內主要溝穀有西天河、碎石井溝和倒江溝。
以上河流均遠離工業場地，對本礦井工業場地不會造成威脅。
為防止工業場地南側山坡雨水對場地的衝刷，需在場地南端設防洪溝。防洪溝長310m，梯形斷麵，底寬2.0m，深2.0m，采用M7.5漿砌片石護砌，護砌邊坡坡率為1:1.5。
（三）地麵建築及煤柱
1、地震烈度及工程地質
地震烈度：按照《建築抗震設計規範》（GB50011-2001）附錄A《我國主要城鎮抗震設防烈度設計基本地震加速度和設計地震分組》劃分，本礦井所在地區靈武市抗震設防烈度為8度，設計基本地震加速度值為0.20g，設計地震分組為第一組。
工程地質：工業廣場被第四係風成沙層覆蓋，第四係總厚度為0.60~25.00m，平均8.00m左右，其下部即為中侏羅統的砂岩類基岩。風積沙層是建築基礎開挖的清除層。本次設計按無其它特殊不良地質現象的一般情況考慮，待下階段設計時，應進行相應的工程地質勘探。
2、工業建築、構築物
礦井主要的地麵工業建築與構築物有：東主斜井驅動機房、東副斜井井口房、東副斜井提升機房、落煤塔式楔形儲煤場、機械排矸車間、矸石倉、產品倉、單軌快速裝車站、棧橋等建(構)築物。
工業建（構）築物以工藝要求為依據，選擇不同的結構形式，盡量采用新技術、新材料、優先選用地方性材料，結構構件盡可能標準化、以方便施工。
工業場地工業建(構)築物總建築麵積31926.0m2；總建築體積409603.0m3；棧橋總長度1010.3m；電纜溝總長度220m。
3、行政公共建築
根據礦井的現有情況及《煤炭工業礦井設計規範》在滿足生產、生活要求的前提下，盡量利用現有建築壓縮建築麵積，以達到少占地、少投資之目的。
礦井工業場地內設有生產指揮管理綜合樓、燈房浴室及任務交待聯合建築、食堂、門衛室、小賣部、公廁等行政、公共建築物。
生產指揮管理綜合樓設計為聯合建築, 框架結構。該樓平麵形狀為弧形，麵南背北，以工業廣場中軸為對稱，功能齊全，分區合理有序，立麵造型新穎別致，充分體現了現代化大型礦井高效、進取、簡約、活潑的精神。
4、煤柱
本設計井口、礦井工業場地均留設保護煤柱，礦井工業場地按I級保護級別維護。圍護帶範圍取20m，下伏各煤層暫按75°移動角（準確數值，實測後確定）計算保護煤柱範圍。礦井鐵路站場煤柱與工業場地煤柱一並考慮。詳見開拓方式平麵圖（C1379-109-1）及工業廣場安全煤柱平麵圖（C1379-106-1）。
七、供電及通信
（一） 供電
棗泉煤礦的供電電源取自羊場灣110kV變電站，羊場灣110kV變電站為本礦井留有兩回110kV出線位置，電源線路為雙回路LGJ-150/11km，線路全線均采用雙回同塔架設，直線采用110ZGu型鼓型塔，轉角、終端采用110JGu及110DSn型鼓型塔和終端塔。
在棗泉礦井工業場地內新建一座110/10kV變電站。變電站內設主變壓器2台，型號為SZ11-31500/110、110±8X1.25%/10.5kV、31500kVA自冷式有載調壓變壓器，正常1台工作，1台備用，負荷率為0.88。當1台主變壓器故障或檢修時，另1台能100%保證全礦井生產和生活用電。
經礦井用電負荷統計計算，全礦井用電設備裝機總台數457台，其中工作台數378台；設備安裝總容量為33288.1 kW，其中工作容量為30064.6 kW。
礦井年耗電量為72930039.15 kWh，噸煤耗電量為14.59 kWh/t。
（二）送變電
1、電氣一次部分
變電站110kV係統采用單母線分段接線方式，室內樓層單排布置，設備選用戶內ZF4-110型SF6封閉式組合電器。
變電站10kV係統采用單母線分段接線方式，室內底層雙排布置，設備選用GZS1-12型金屬鎧裝移開式封閉開關櫃，內設ZN63A-12型真空斷路器。正常情況下，10kV母線分段開關閉合。
10kV母線上裝設1套型號為DS3-12/4800-5N（4800kVar）的無功自動補償裝置，通過對主變壓器有載調壓分接頭的自動調節和對10kV母線上的電容器組的自動跟蹤投切來實現對變電站電壓和無功的綜合控製。
由於全礦10kV電網單相接地電容電流已大於20A，因此設計選用ZDB-10/10～60型自動調諧消弧線圈成套裝置1套，當電網正常運行時，實時監測電容電流大小，不施加勵磁電流，將消弧線圈調整到遠離諧振點的狀態。當電網發生單相接地後，瞬間調節消弧線圈，實施最佳補償。
本次變電站設計考慮了礦井後期用電負荷增加需要，開關設備一次到位，變壓器為一次設計分布實施。
變電站110kV及10kV斷路器均選用彈簧操作機構，操作電源選用微機控製高頻開關直流（-220V）電源係統，內設鉛酸免維護蓄電池。它還保證繼電保護、自動裝置和02manbetx.com
照明等的控製電源。
2、電氣二次部分
變電所繼電保護和自動裝置均按國家標準給予配置。
110kV線路裝設微機相間距離及零序方向保護裝置；電力主變壓器裝設差動保護、三段式複合電壓閉鎖方向過流保護、零序過流保護、過負荷保護和非電量保護。變電站10kV出線裝設兩段式過電流保護及有選擇性的單相接地保護。
本變電所選用DVP-600分散式變電站綜合自動化係統。整個係統分為三層：間隔設備層、通信網絡層、站控監控層。間隔層設備保護、監控及自動裝置由現場就地獨立完成，間隔層設備同站控監控係統僅通過屏蔽雙絞線CAN通信網同站控主機相連，保護動作、自動裝置動作、備用電源不依賴通信網絡，站控主機隻做監控管理工作。通信網絡層主要完成各種設備功能及各種智能設備、自動裝置等通信接口功能。站控監控層主要完成全站數據采集與處理、斷路器控製等監控功能。整個自動化係統可完成變電站遙控、遙信、遙測、遙調等功能，實現變電站無人值班或少人值班。
3、防雷接地
為防直擊雷，在110kV變電站室外設獨立避雷針3座。110kV電源線路全線架設避雷線。為防止雷電侵入波，在變電站各側母線上采用金屬氧化物避雷器保護。為防止真空斷路器的操作過電壓，設計選用三相組合式金屬氧化物避雷器保護。
全所接地電阻要求小於0.5Ω。
(三)地麵供配電
1、地麵供配電
地麵110kV變電站以10kV向井下（3回），東主井提升（2回），東副井提升（2回），東井變電所（2回），生產係統變電所（2回），產品倉變電所（2回），場前區變電所（1回），鐵路信號變電亭（1回），動力變壓器（2回），裝車站輸送機（1回），機修間試驗變壓器（1回）供電。
變電站內設2台動力變壓器為S11-M-315/10、10/0.4kV、315kVA，正常兩台同時運行，負荷率為0.57。低壓選用GCY低壓抽出式開關櫃，以380V雙回路向供水泵房、礦燈房供電，單回路向機修車間、坑木加工房、燈房浴室聯合建築、綜采設備庫及室內外照明供電。
2、防雷
工業場地高於15m的建築物、構築物采用避雷針或避雷帶進行防雷保護，其接地裝置利用建築物、構築物基礎或鋼管接地極，其接地電阻不大於規範規定的要求。
(四)井下供配電
1、井下負荷
井下計算電流：正常湧水時Ij=756A、最大湧水時Ij=792A；經計算選用三回MYJV22-10kV 3×240 型煤礦用阻燃交聯聚乙烯絕緣電力電纜下井,當一回電纜故障, 另二回電纜能夠滿足井下用電設備供電要求。井下10kV電源取自地麵變電所10kV的不同母線段，三回下井電纜經主斜井直接引至井下采區中部變電所的高壓進線櫃。
2、井下電壓
井下電壓等級：井下高壓10kV；中壓3.3kV；低壓1.14kV、0.127kV。
采煤機、刮板機等電機功率375kW以上電動機采用中壓3.3kV供電，其它采掘設備采用低壓1.14kV，照明及手持式用電設備采用0.127kV。
3、變電所設置及供配電
井下采區中部變電所向水泵房變電所、采掘工作麵的礦用隔爆移動變電站等高壓供電；向掘進工作麵、采煤工作麵運輸巷、采煤工作麵回風巷等處的低壓用電設備低壓供電。水泵房變電所向主水泵高壓供電。水泵房變電所、采掘工作麵礦用隔爆移動變電站的電源均引自井下采區中部變電所。水泵房變電所采用雙電源供電。
井下供配電設備均采用礦用隔爆型。
掘進工作麵的局風扇采用專用線路（該線路的饋電開關具有選擇性漏電保護裝置）供電，並能實現風電、瓦斯閉鎖。
井下高壓電纜采用MYJV22-10kV煤礦用阻燃交聯聚乙烯絕緣電力電纜；中壓電纜選用MYPT-1.9/3.3型煤礦用阻燃屏蔽橡套電纜。低壓電纜選用MYP-0.66/1.14、MCP-0.66/1.14、MY-0.38/0.66、MYQ-0.3/0.5、MZ-0.3/0.5型煤礦用阻燃橡套電纜。
井下供電係統圖詳見圖C1379-261.2-1~2。
4、井下照明
主、副斜井、井下車場、工作麵運輸巷、回風巷及機電硐室均設置固定照明，照明電源取自井下采區中部變電所、水泵房變電所及設置在工作麵運輸巷、回風巷中部的照明變壓器綜合裝置。照明燈具采用KBY-20礦用隔爆型熒光燈；井下火藥發放硐室采用KBb-60礦用隔爆型白熾燈；采煤工作麵照明燈具采用KBY-62礦用隔爆型熒光燈。照明線路采用MY-0.38/0.66煤礦用阻燃橡套電纜，幹線與支線的連接采用熱補法。
5、井下接地係統
井下接地係統主接地極設置在主排水泵房的主、副水倉中（主、副水倉各設一套），接地極采用麵積不小於0.75平方米的鍍鋅鋼板。采區中部變電所、各配電點均設置局部接地極，並通過電纜接地芯線、機電硐室內的接地母線與主接地極可靠連接並形成不間斷的井下接地網。井下接地網上任意一點測得的電阻值，不得大於2Ω。
（五）監控與計算機管理
棗泉煤礦綜合信息化管理係統，由五個單元構成。
1、生產調度指揮中心：實現生產、運銷調度、安全監測和調度通信等的集控管理和信息發布。
2、安全管理信息係統：實現礦井瓦斯監測、防滅火信息監測和礦井工業電視監視，同時完成安全設施管理以及生產安全信息管理。
3、自動化監測控製係統：實現礦井井下工作麵、井上下煤流、地麵生產和輔助生產係統的實時在線監測控製和變電所綜合自動化係統以及主井帶式輸送機、副井提升機、主扇通風機、製氮(空壓)站等的監測監控。
4、經營管理係統：主要功能為企業管理信息係統(MIS)，實現礦井辦公自動化、事務管理、經營管理、技術管理和能源管理等。
5、礦井通信係統：實現礦井行政通信、調度通信、視頻會議、應急通信、井下漏泄通信、電力調度通信、有線電視以及與集團公司的通信和信息聯絡。
（六）通信
通過礦井通信係統，實現礦井行政通信、調度通信、視頻會議、應急通信、井下漏泄通信、電力調度通信以及與集團公司的通信和信息聯絡。
礦井內部通信，由礦井行政通信、調度通信、井下漏泄通信和電力調度通信、應急通信等子係統組成。
礦井對外通信和信息聯絡，采用光纜與公司信息網絡中心相連接，用於傳輸礦井行政及調度通信、計算機網絡、會議電視、傳真、有線電視、調度信息、工業電視監視圖像等語音、數據、圖像綜合業務。
（七）鐵路信號
因棗泉煤礦裝車站接入，羊場灣站場應作適當調整，其信號納入羊場灣車站信號係統一並考慮。
棗泉煤礦裝車站至羊廠灣車站區間全長10.84km，棗泉礦井裝車站4股到發線，有效長度750m，正線有效長度750m，全站軌型50kg/m，9號道岔共7組。
棗泉煤礦裝車站信號設備為一級負荷，采用雙回路電源的供電方式，保證有兩路可靠電源。
棗泉煤礦裝車站至羊場灣車站的區間采用繼電半自動閉塞，該閉塞方式穩定可靠，係統結構簡單，操作維護方便。
棗泉煤礦裝車站采用微機聯鎖設備。
正線進站信號機，原則上設高柱，調車信號機采用矮型，從場外向場內調車的信號機原則上采用高柱透鏡式色燈信號機。
站內軌道電路采50Hz交流連續式軌道電路；站內正線及到發線股道不設計電碼化，不設計移頻軌道電路。
道岔采用ZD6-D型電動轉轍機牽引，采用四線製控製電路。
站內幹線電纜采用PZY23型電纜，幹線電纜困難地段設置槽或鋼管防護。
本站采用三屏一組的微機聯鎖電源屏，電源容量為10kW。
八、給水、排水、采暖通風及供熱
1、供水水源
（1）外部水源
礦區一期給水工程的水源主要取自金銀灘水源地，現供水管路已經形成，供水能力為30000m3/d。礦區一期給水工程其他主要用戶總用水量為19200m3/d，尚有10800m3/d的富餘供水能力。目前一期給水工程供水壓力為0.7~0.8MPa，供水管路已經敷設到羊場灣，管徑為400mm。棗泉煤礦工業廣場地麵生活、消防用水可由羊場灣接入。
（2）礦井排水
初期東井正常湧水量為239m3/h，最大湧水量為359m3/h。
根據生產用水水量與水質要求，礦井排水經過淨化處理後，一部分供井下消防灑水與選煤排矸車間生產補充水使用；多餘部分可用作土地恢複與培植綠地，以改造周邊生態環境。
2、給水量
礦井用水量為：礦井工業場地及機械化排矸車間地麵生產、生活總用水量為3318.40m3/d；其中地麵生產、生活總用水量為802.90m3/d；井下消防防塵用水量為1765.50m3/d；機械化排矸車間選煤補充用水量為750m3/d。
礦井建設發展到8.0Mt/a時的用水量為：礦井工業場地及機械化排矸車間地麵生產、生活總用水量為4826.81m3/d；其中地麵生產、生活總用水量為1268.21m3/d；井下消防防塵用水量為2358.60m3/d；機械化排矸車間補充用水量為1200m3/d。
礦井地麵消防用水量按消防流量45l/s、火災延續時間3h計算，消防儲水量為486 m3。
3、給水係統
礦井供水係統根據生活、生產用水對水質的不同要求采用分質供水係統。一部分用水由礦區一期給水工程供給（生產、生活飲用水係統），一部分用水采用經過處理後的礦井排水（生產複用水係統）。
棗泉煤礦工業廣場地麵生活、消防用水從礦區一期給水工程羊場灣變電站接入點用一根DN250的內外塗塑複合鋼管，沿羊場灣至棗泉煤礦的場外公路接入棗泉煤礦工業場地清水池，通過設在工業場地供水泵房內的變頻供水裝置供給各用水點。
礦井排水經過混凝沉澱後，一部分回用於機械化排矸車間作為選煤補充水（符合排矸補充水水質要求）；一部分再經過氣浮、過濾、消毒以後，儲存於井下供水水池，重力供給井下消防及防塵灑水係統。
進口采煤機的供水水質要求較高，根據采煤機所要求的各項水質標準進行深度淨化處理。
4、排水係統
（1）礦井排水
初期東井正常湧水量為239m3/h，最大湧水量為359m3/h。由於缺乏井下排水水質實測資料，參照本地區其他礦井排水水質化驗報告，井下排水中主要含有懸浮物、油類等。根據當前國內水處理技術與設備的發展狀況，並結合各種可行的水處理工藝的管理水平與運行成本、供水水質要求綜合考慮，采用混凝、氣浮、過濾等工藝措施處理井下排水。鑒於當地水資源極其寶貴，土地沙漠化嚴重，經過處理後的井下排水，除生產複用部分外，多餘部分盡量不向外排出，用來培植場區綠地和土地恢複使用，改造周邊環境。
（2）工業場地生活汙、廢水
工業場地生活、生產廢汙水量為420m3/d；礦井生產能力到8.0Mt/a時，工業場地生活、生產廢汙水量為580m3/d。
礦井生產、生活汙廢水量較少，設計采用一體化地埋式汙水處理裝置，以減少占地麵積，而且在汙水處理裝置上部可建設綠地或園林。該設備采用A/O處理工藝，管理簡單，運行穩定，不會產生噪音，不會汙染空氣。經生化處理及消毒後的汙水可重複利用作為綠地澆灌或土地恢複用水。產生的少量生活汙泥可作為農用肥料。
5、汙水處理
（1）礦井排水處理
礦井排水處理工藝流程如下：
6、地麵與井下消防灑水係統
（1）地麵消防供水與防塵灑水係統
棗泉煤礦地麵消防用水由工業場地二座800m3矩形鋼筋混凝土清水池供給。地麵消防用水量按消防流量45l/s、火災延續時間3h計算，消防儲水量為486 m3。工業場地采用低壓製消防係統，發生火災時，啟動消防水泵保證消防水量，由消防車加壓滅火。
在地麵生產係統的轉載點與裝載點機頭設置噴霧灑水防塵，在煤倉及儲煤場設置噴頭灑水防塵。
另外，定時對工業場地進行灑水降塵。
（2）井下消防防塵灑水係統
井下消防與防塵灑水、國產采煤機用水來自工業場地的井下供水水池，從主井與副井重力輸送至大巷與井下采掘工作麵，供水管管徑
均為DN100。
進口采煤機內外噴霧用水來自工業場地的純淨水池，從副井井口重力輸送至井下采煤工作麵，供水管管徑為DN150。
①井下消防
井下消防流量為7.5L/s。
在井底車場、采區上、下山口、機電硐室、爆破材料庫附近設置SN50型消火栓，在機電硐室、爆破材料庫附近設置泡沫滅火器消防。
②防塵灑水
煤體含水率為7.35~10.55%。
掘進工作麵防塵采用衝洗岩邦、濕式鑿岩、裝岩灑水、風流淨化等綜合措施，使岩、煤塵濃度降低到2mg/m3以下。
采煤工作麵采煤機械配備內外雙噴霧，盡量減少采煤工作麵煤塵的飛揚。其中進口采煤機供給純淨水。
在運輸巷、膠帶運輸巷及回風順槽內配備風流淨化灑水器；在煤流的轉載、裝載處進行灑水。通過以上措施，使采煤工作麵的含塵量降低到10mg/m3以下。
③井下供水管網
根據用水點的水量及水壓情況，局部管段設置減壓閥減壓。
井下消防灑水管道采用熱軋無縫鋼管，當供水管徑DN<50、P≦1.6MPa時，采用絲扣連接；當管徑DN<50、P>1.6MPa時，采用法蘭或管接頭連接；當管徑DN>50、P>1.6MPa時，采用快速管接頭連接。巷道內供水管路上每隔50～60m設置一個DN50的支管，並裝設截止閥，以供防塵灑水及清洗巷道用。消防灑水管沿巷道側壁敷設。
7、供熱係統
（1）鍋爐房設備
工業場地總熱負荷為10754751W，熱負荷折合蒸汽量為17.1t/h，考慮管網熱損失係數1.2後，折合蒸汽量為20.6t/h。設計選用SZL4-1.25-A型鍋爐1台，SZL10-1.25-A型鍋爐2台，夏季運行1台4t/h鍋爐，冬季運行3台。鍋爐房內預留擴建1台10t/h鍋爐的位置。
鍋爐煙塵經多管旋風除塵器除塵後由H=45m高的煙囪排放。
（2）、供熱管網
工業場地室外供熱管道均采用地溝敷設、枝狀布置，主幹管為半通行地溝、支管為不通行地溝。為了便於運行管理，常年和季節性供熱管道分別設專管輸送。所有供熱管道均采用岩棉保溫。
九、技術經濟
（一）建井工期
1、進度指標
斜井井筒（岩）：120m/月 鑽爆法施工
斜井井筒（煤）：250m/月 鑽爆法施工
平 巷（岩）：150m/月 鑽爆法施工
平 巷（煤）：300m/月 鑽爆法施工
工作麵順槽： 120m/月 綜掘施工
硐 室： 600m3/月 鑽爆法施工
平 巷（岩）： 150m/月 鑽爆法施工
2、建井工期預計
根據三類工程排序，全礦井從井筒開挖至全礦竣工，建井工期為18.7月（不含施工準備期6個月）。
（二）技術經濟
1、勞動定員及勞動生產率
礦井設計生產能力5.0 Mt/a時，按年工作日300天計算，日產量16667t，礦井在籍總人數536人，其中：原煤生產人員487人。詳見表1-3-1，其效率為：
全員效率=16667÷328=50.80t/工
生產人員效率=16667÷297=56.11t/工
井下工人效率=16667÷248=67.21t/工
回采工人效率=16667÷122=136.61t/工
2、投資構成
本項目設計生產能力為5.00Mt/a，總投資概算為102327.15萬元，其中：井巷工程13912.50萬元、土建工程17222.14萬元、設備及工器具購置33730.96萬元 、安裝工程8448.91萬元、其他工程及費用8142.90萬元、工程預備費8145.74萬元，鐵路專用線8993.00萬元，羊場灣供水加壓站460.00萬元，建設期借款利息1713.00萬元，鋪底流動資金1558.00萬元；噸煤投資為204.65元/t。詳見表1-3-2。
3、成本估算及銷售價格
根據借款清償的能力及借款的年利率計算，礦井原煤設計成本為53.54元/t，其中年經營成本為34.83元/t。
根據寧夏煤業集團公司提供的市場銷售價格，按噸煤98元（含增值稅）。
4、財務評價
（1）主要基礎數據
所得稅：33%；
盈餘公積金：10%；
折現率：10%；
基準收益率：10%；
（2）財務評價指標
根據以上資料和基礎數據計算，各類評價指標詳見表1-3-3。
（3）財務評價結論
該項目全部投資的財務內部收益率（稅後）為21.2% ，高於行業的基準；投資回收期5.8a年，借款償還期5.04年，滿足行業要求；盈虧平衡點為54.67%，項目風險小，抗風險能力強。從財務上講，項目完全可行。
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