1、毕业设计说明书第一章 矿区概况和地质特征1.1 矿区概况1.1.1 地理位置扎泥河露天煤矿位于大雁煤田西区，大雁煤田位于大兴安岭西麓海拉尔河中游，行政区隶属内蒙古自治区呼伦贝尔市鄂温克族自治旗管辖， ，地理坐标为东经12009291202634，北纬490657491300 ,东西长平均19.86Km，南北宽平均4.68Km，面积89.83Km 2；而本露天矿则位于大雁煤田西区的西部，即第59-67勘探线之间，东西长平均3.92Km，南北宽平均3.80Km，面积14.90Km 2，占整个西区的24.73%。其地理坐标为：东经：12010561201511北纬：4907364910221.1.2
2、矿区交通 扎泥河露天矿西距呼伦贝尔市（海拉尔）30Km，东距牙克石市48Km，滨洲线铁路在该区北部通过，301国道在本区中部穿过，向东经牙克石市以及全国各地，交通十分便利。矿区有自备铁路和滨洲线相接，区外运输也很畅通，年运输能力达21.5Mt/a，完全能够满足大雁地区的几个生产矿井的需要，故本区交通便利为矿区的开发及外运创造了良好的条件。扎尼河露天矿交通位置图1-1-1毕业设计说明书21.1.3 地形地貌扎泥河露天矿煤田内地形比较复杂，其地势总体是东南高西北低，东南部为低山丘陵地貌，西北部为低洼沼泽地，区内海拔标高在628728m 之间，地貌单元属冲积平原类型。1.1.4 水文及气象本煤田地表
3、主要河流为由东向西流经本区北侧的海拉尔河，属老年期河流，分叉合并现象比较多，牛轭湖比较发育，最大流量为1590m 3/s，最小流量为零，平均流量为65.4m3/s；另有布洛莫也沟、顺河、扎泥河三条季节性河流，分别在西区煤田东部、中部和西部由南向北流经本区注入海拉尔河，其平均流量在50m 3/h-450m3/h之间。本区气候属大陆性干旱气候，蒸发量大，降雨量小，夏季短而雨少干燥，冬季长而冰封雪飘，年平均气温为-3.3、年平均风速为2.9m/s据中国地震动参数区划图 （GB-18306-2001） ，本区所在区域地震动峰值加速度（g）为0.05，比照中国地震烈度区划图（1990） 对照烈度为度。1
4、.1.5 矿区开发历史和现状大雁矿区始建于1970年，矿区经济以大雁煤业公司相关产业为主体，地方产业发展较少，地方经济有乳制品加工厂、胶合板生产、商品经销和餐饮服务行业等小规模经济。2004年大雁煤业公司与山东鲁能集团强强联合，由鲁能集团投资在大雁矿区兴建的40.15Mw 坑口电厂现已破土动工，建成后年需要燃用煤炭2.00Mt左右。2005年，由西洋集团、黑化集团、鲁能集团和大雁煤业公司共同出资组建的内蒙古西洋煤化工有限公司0.40Mt甲醇项目已举行奠基仪式。该项目每年的用煤量约为1.05Mt，年用电量约为4.7亿度。本区为较原始的草原游牧区，自然环境没有遭到大规模的破坏，当地没有大型企业及严
5、重污染企业，区域内水系没有受到破坏。但由于多年干旱和过度放牧，草场已经严重退化大雁矿区现有8万余人口，劳动力资源充沛。1.1.6 矿区水电及建材来源毕业设计说明书矿区内主要有由东向西流经矿区北侧的海拉尔河，最大流量为1590m 3/s，最小流量为零，平均流量为65.4m 3/s；另有三条季节性河流，分别在西区煤田东部、中部和西部由南向北流经本区注入海拉尔河，其平均流量在50m 3/h-450m3/h之间。露天矿在工业场地建110kV变电站一座，并考虑了露天矿今后发展的需要。内设两台SZ9-M-16000、11042.5/35/6kV变压器，变电站两回110kV 进线，留有五回35kV出线供后期
6、使用；设有10回6kV出线，以6kV向露天矿采、运、排土、地面生产系统和工业场地行政区箱变供电。因此本露天矿的开发具有充沛的地下水资源及电力建材等资源。 1.2 地质构造和矿岩产状1.2.1 勘探区地层勘查区全部被第四系地层所覆盖。通过本次勘查，参照邻区地层资料并结合“大雁煤田西区预查地质报告”有关资料，区内发育的地层自下而上有：中生界白垩系下统的龙江组（K1lj） 、甘河组（K1gh） 、大磨拐河组（K1d ） 、伊敏组（K1ym） 、以及新生界第四系海拉尔组（Qh） 。分述如下：1、中生界白垩系下统龙江组（K1lj）为一套中基性火山岩夹中酸碎屑火山岩，厚度不详。2、中生界白垩系下统甘河组（
7、K1gh）是以中基性火山喷发岩为主的并含有酸性熔岩和碎屑岩的一套地层, 主要岩性为致密块状玄武岩和安山玄武岩，顶部有5.0m10.0m的凝灰岩和角砾岩，厚度200.0m260.0m。3、中生界白垩系下统大磨拐河组（K1d）根据其岩性特征、岩石组合和含煤情况，本组地层可分为：下部含煤岩段、中部含煤岩段和上部泥岩段，其厚度大于600m。与甘河组地层呈不整合接触。其中上部泥岩段在大雁煤田东、西部普遍发育，厚度150.0m 800.0m，厚度由东向西逐渐变厚，该泥岩层是区分两组地层，并是东、西部煤岩层对比的重要标志层。4、中生界白垩系下统伊敏组（K1ym）毕业设计说明书本组地层为一套粗碎屑岩夹特厚煤层
8、沉积的含煤地层，地层厚度为230.0 m280.0 m /250.0m，与大磨拐河组地层呈整合接触。5、新生界第四系海拉尔组（Q）上部为腐植土、风成砂，下部为砾石、粘土及亚粘土。该组地层厚度为18.8 m61.0 m /29.4m，与下伏伊敏组地层呈不整合接触。1.2.2 煤层赋存条件大雁煤田位于新华夏系第三隆起带（大兴安岭隆起带）的西坡，第三沉降带的东缘，在海拉尔盆地的五九南屯凹陷中段，大雁煤田为一向斜构造，即大雁扎尼河向斜,大雁煤田西区位于大雁煤田的西部。根据二维地震和钻探资料证实，大雁煤田西区为一条带状展布的向斜构造盆地，地层走向NEE向，至扎尼河一带转为NE向，地层倾角较缓，一般6 1
9、2 ，向斜翼部最大倾角约 30。1.2.3 地层构造根据二维地震及钻探资料，在大雁煤田西区第55勘探线以西共发育16条断层，均为张扭性正断层，断层走向以NE向为主，呈雁行排列。其中本露天矿境界内发育的断层为7条，各断层的发育情况叙述如下:1、DF1断层：位于本区西部,为正断层,走向为NE,倾向SE，倾角1570 ，断层落差020m，在区内走向延伸约830m，切割伊敏组9、10号煤层，属于不可靠断层。2、DF2断层：位于本区西部,为正断层,走向为NNE ，倾向NNW，倾角3571，断层落差015m，在区内走向延伸约930m，切割伊敏组9、10号煤层，属于不可靠断层。3、DF3断层：位于本区西部,
10、为正断层,走向为NE，倾向SE,倾角4770，断层落差0130m，在区内走向延伸约8650m，切割伊敏组 9、10号煤层及大磨拐河组煤层，属于可靠断层。4、DF4断层：位于本区西部,为正断层,走向为NE，倾向SE,倾角2065 ，断层落差020m，在区内走向延伸约1293m，切割伊敏组9、10号煤层，属于不可靠断层。5、DF5断层：位于本区西部，为正断层，走向为NNE ，倾向NNW，倾角2865 ，断层落差023m，在区内走向延伸约1106m，切割伊敏组9、10号煤层，属于不可靠断层。毕业设计说明书6、DF6断层：位于本区南部，正断层，属于边界断层，走向为NE，倾向NW，区内只见上盘，在区内走
11、向延伸约8.8km，切割大磨拐河组煤层，属于较可靠断层。7、DF7断层：位于本区中南部，为正断层，走向为NE，倾向NW，倾角4559 ，断层落差270849m，在区内走向延伸约9749m，切割大磨拐河组煤层，属于可靠断层。上述各断层特征见表1-2-1表1-2-1 断层特征一览表 1.2.4 煤层特征 断层产状要素断点级别断层名称性质走向倾向倾角落差（m）区内延展长度（m）评级点数 A B C可 靠 程 度切割层位DF1 正 NE SE 1570 020 830 1 1 不可靠 9、10DF2 正 NNE NNW 3571 015 930 1 1 不可靠 9、10DF3 正 NE SE 4770
12、 0130 8650 6 5 可靠9、10、272、 、28 1、282、30 4DF4 正 NE SE 2065 020 1293 1 1 不可靠 9、10DF5 正 NNW NNW 2865 023 1106 1 1 不可靠 9、10DF6 正 NE NW 4050 8800 5 3 较可靠 272、 281、282、30 4DF7 正 NE NW 4559 270849 9749 6 4 可靠272、 281、282、30 4毕业设计说明书1.可采煤层本区伊敏组共含煤层12层，其中1、2、3、4、5、6、7、8、11、12煤层为不可采煤层，9煤层属特厚煤层，10煤层为中厚煤层，均属局部可
13、采。（1）9煤层：发育在矿区西部第59-67勘探线之间，其赋存形态呈盆地状，是本区的主采煤层，可采面积约7.68Km 2。埋藏深度最小22.0m ，最大270.0m ，平均138.93 m。煤层可采厚度最小5.10m,最大50.94m，平均31.94m。煤层结构复杂，含有19层夹矸，夹矸厚度在0.35-8.48m之间,平均2.94m,夹矸岩性多为碳质泥岩。煤层的变化趋势总体上看是中部及东北部较厚，向西及西南部煤层厚度逐渐变薄，另外在63线以西、-走线以南，煤层变薄且分成3个分层（编号定为9 1、9 2、9） ，该煤层属局部可采的较稳定煤层。煤层顶板岩性为泥岩、粉砂质泥岩、细砂岩，煤层底板岩性为
14、泥岩、碳质泥岩、粉砂质泥岩、细砂岩。（2）10煤层：发育在矿区西部第59-67勘探线之间，其赋存形态呈盆地状，可采面积约7.87Km 2。埋藏深度最小22.0m，最大280.39m，平均147.66m。煤层可采厚度最小0.40m,最大7.28m，平均2.01m。煤层结构简单，一般含1层夹矸,局部为2层夹矸，夹矸厚度在01.00m之间,平均0.33m,夹矸岩性多为碳质泥岩。煤层的变化趋势是中部较厚，向东部和西部煤层厚度逐渐变薄，该煤层属局部可采的不稳定煤层。煤层顶板岩性为泥岩、碳质泥岩、粉砂质泥岩、细砂岩，煤层底板岩性为泥岩、细砂岩、粉砂质泥岩。与9煤层的间距最大为15.10m,最小为1.82m
15、,平均5.21m。上述两个煤层厚度、层间距及顶、底板岩性等情况见表1-2-2 煤层可采厚度 煤层间距煤层号最大-最小平 均最大-最小平 均煤 层 结 构顶 板岩 性底 板岩 性可采程度稳定程度950.94-5.1031.94结构复杂,含1-9 层夹矸。泥岩粉砂质泥岩细砂岩泥岩粉砂质泥岩碳质泥岩局部可采较稳定毕业设计说明书表1-2-2各可采煤层特征一览表1.3 矿石质量和围岩特征1.3.1矿石牌号及质量本区煤具有光泽暗淡，含丝炭，木质结构，性脆的特征。由于煤的节理和层理发育，煤芯多呈短柱状、碎块或片状。煤的比重 1.41-1.58g/cm3，容重 0.82-1.32g/cm3，天然含水率 35.
16、4-46.8%，孔隙率 37.02-45.69%，内摩擦角 33.90-43.0，内聚力 0.31-1.95MPa，单向抗压强度 1.90-28.9MPa，抗拉107.28-0.402.0115.10-1.825.21结构简单,含1-2 层夹矸。泥岩粉砂质泥岩碳质泥岩泥岩粉砂质泥岩细砂岩局部可采不稳定毕业设计说明书强度 0.57MPa，切割强度：线切 0.27-0.92KN/cm，面切 0.30-0.80MPa。该煤田煤种为低变质长焰煤，灰分较高，发热量较低，全硫含量为特低硫。所以煤炭消费渠道主要为发电、锅炉用煤及民用生活燃料等。该区煤炭总储量 9341Mt,煤种属中灰、低硫、低磷环保型褐煤，
17、平均发热量3800kcal/kg。1.3.2围岩特征本区内煤层顶、底板均为泥岩或粉砂岩，固结或胶结较差，遇水膨胀。该区煤层围岩属软岩，矿山开采时要留设一定厚度的煤皮假顶及底煤，同时需加强支护，切实做好顶、底板管理工作，并留有足够的保安煤柱。本区岩石的特点是：垂直或斜交裂隙比较发育，胶结程度不均一，软硬程度非常悬殊，沿水平与垂直方向岩相变化大。岩石抗强度的大小，除了与岩石的矿物成分、结构、胶结物及胶结程度、节理、裂隙等因素有关外，还与岩石的赋存深度有关。煤层的抗压强度变化幅度值较小计，强度增加率为20-30%。但是处于半胶结疏松的砂砾岩和粗砂岩的强度依然很低。本区岩石的软硬程度变化非常大，即使是
18、同层位、同粒级的岩石，其抗压强度两级值相差十分悬殊，一般为1-10倍，大者几十倍，煤层则不然，一般变化在2-6倍之间。本区煤层的顶、底板均为泥岩或粉砂岩，固结或胶结较差，遇水膨胀。1.4 水文地质1.4.1 水文地质特征1、含水层（1）第四系孔隙潜水含水层该含水层分布于海拉尔河两岸，向南北两侧变薄并逐渐尖灭，含水层岩性以砂砾为主，局部有承压性，平均单位涌水量0.5181.53L/sm，一般平均渗透系数0.56260m/d；水质较好，经简易处理能达到饮用水标准。毕业设计说明书（2）煤岩层裂隙含水岩组伊敏组煤岩层裂隙承压水主要是指9煤组和10煤组中的裂隙水，该含水层在该区普遍发育。含水岩组的含水层
19、厚度以9煤组、10煤组厚度为主，其间夹泥岩、炭质泥岩。含水层地下水具有承压性。根据钻孔资料，大部分钻孔在钻进9煤组含水层的过程中泥浆漏失严重，属强富水性地层，局部抽水孔属弱富水性地层，单位涌水量 0.1841.232L/sm；渗透系数为0.4342.61m/d，渗透性好。10煤组含水层厚度较薄，富水性比9煤组差。2、隔水层第四系粘土层、砂砾底部粘土层，泥岩、碳质泥岩、粉砂质泥岩均属隔水层。9煤组底至10煤组之上的泥岩为隔水层。10煤组底部厚层泥岩、火山凝灰岩、无裂隙的玄武岩、安山岩均为区域稳定的隔水层。3、地下水与地表水的关系本区属大雁煤田西区水文地质单元。水文地质条件中等，既有第四系砾砂潜层
20、地下水（局部为弱承压水） ，又有基岩裂隙、煤层裂隙承压水。第四系孔隙潜水，在自然状态下主要受大气降水补给，河流、季节性河流补给、基岩裂隙水侧向补给。基岩裂隙水主要是侧向迳流补给，低山丘陵基岩出露于地表，受大气降水补给，汇水面积较大，有很好的补给来源，地下水迳流方向与地形有关，该区总体上由南向北为主。第四系孔隙潜水正常情况下通过地表蒸发、侧向迳流向海拉尔河排泄，特殊情况下为矿区疏干排水和饮用水井抽水人工排泄；煤层裂隙承压水正常排泄方式为侧向迳流，特殊情况下受矿区疏干排水影响。2 露天矿边坡设计2.1 稳定分析计算断面的确定毕业设计说明书2.1.1 地质概况勘查区全部被第四系地层所覆盖。通过本次勘
21、查，参照邻区地层资料并结合“大雁煤田西区预查地质报告”有关资料，区内发育的地层自下而上有：中生界白垩系下统的龙江组（K1lj）、甘河组（K1gh）、大磨拐河组（K1d ）、伊敏组（K1ym）、以及新生界第四系海拉尔组（Qh）。分述如下：1、中生界白垩系下统龙江组（K1lj）为一套中基性火山岩夹中酸碎屑火山岩，厚度不详。2、中生界白垩系下统甘河组（K1gh是以中基性火山喷发岩为主的并含有酸性熔岩和碎屑岩的一套地层, 主要岩性为致密块状玄武岩和安山玄武岩，顶部有 5.0m10.0m 的凝灰岩和角砾岩，厚度200.0m260.0m。3、中生界白垩系下统大磨拐河组（K1d）根据其岩性特征、岩石组合和含
22、煤情况，本组地层可分为：下部含煤岩段、中部含煤岩段和上部泥岩段，其厚度大于 600m。与甘河组地层呈不整合接触。其中上部泥岩段在大雁煤田东、西部普遍发育，厚度 150.0m 800.0m，厚度由东向西逐渐变厚，该泥岩层是区分两组地层，并是东、西部煤岩层对比的重要标志层。4、中生界白垩系下统伊敏组（K1ym）本组地层为一套粗碎屑岩夹特厚煤层沉积的含煤地层，地层厚度为 230.0 m280.0 m /250.0m，与大磨拐河组地层呈整合接触。5、新生界第四系海拉尔组（Q）上部为腐植土、风成砂，下部为砾石、粘土及亚粘土。该组地层厚度为 18.8 m61.0 m /29.4m，与下伏伊敏组地层呈不整合接触。2.1.2 影响边坡稳定的因素影响边坡稳定的因素，除了区域稳定性之外，与当地的气候、地质构造、水文地质条件、岩石的物理力学性质和开采条件有关。（一）气候矿区属于冬寒长久、夏季短暂、降水集中地区。在降水集中的雨季，易形成瞬时
