1、 内蒙古乌海市乌化矿业有限责任公司二矿技改初步设计兰州煤矿设计研究院 1-1第一章 井田概况及地质特征第一节 井田概况一、交通位置乌化二矿位于乌海市海南区境内，桌子山煤田白云乌素矿区第 1317勘探线之间，行政区划隶属乌海市海南区管辖，其地理坐标为：东经：10655441065714；北纬：392247392413。内蒙古自治区国土资源厅于 2007 年 3 月 30 日为乌海市乌化矿业有限责任公司以“内国土资采划字20070067 号”文进行了“划定矿区范围批复” ，矿权人为乌海市乌化矿业有限责任公司，矿山名称为乌海市乌化矿业有限责任公司二矿，井田东西最宽处 1620m，最窄处 1220m，
2、南北长平均 1070m，矿区面积 1.5194km2，开采标高 1261810m，划定矿区范围由4 个拐点圈定。拐点坐标如下：乌化二矿井田范围拐点坐标X Y1、 4362370.00 36409920.002、 4362370.00 36408300.003、 4361300.00 36408700.004、 4361300.00 36409920.00 乌化二矿西北距乌海市政府所在地（海渤湾区）30km，西南距宁夏回族自治区石嘴山市惠农区 50km。由海勃湾经拉僧庙、鄂托克旗至东胜公路内蒙古乌海市乌化矿业有限责任公司二矿技改初步设计兰州煤矿设计研究院 1-2（109 国道）从矿区西部 2km
3、 处通过，矿区距海（勃湾）拉（僧庙）线拉僧庙车站 10.5km，公路、铁路四通八达，交通极为便利（见交通位置图） 。二、地形地貌乌海市乌化矿业有限责任公司二矿井田内为低中山丘陵地貌，南部为岩石裸露的低山丘陵区。海拔高度 12351260m，总体地势北西高南东低，相对高差 25m。区内大小沟谷均为季节性流水，一般干枯无水，只在洪水期间才有地表水迳流，形成短暂的洪水，但持续时间不长。三、气象与地震本区属典型的大陆性气候，半沙漠、半草原地带，气候干燥，夏季炎热，冬季寒冷，根据历年气象资料，年最高气温 38.4，年最低气温-32.8，年降水量 87.8337.6mm，平均降水量 173mm，年蒸发量3
4、132.13919.3mm，平均 3485.1mm。常年缺水，仅在 7、8、9 月份为雨季，并常以暴雨突发，形成间歇性洪流。春、秋、冬季多风沙，一般为西北风，平均风速 3.1m/s，最大风速 28m/s，无霜期在 156165 天之间。最大冻土深度 1.24m。根据国字地震局和建设部 1990 年发布的中国地震烈度区划图 ，本地区地震动峰值加速度 0.2g，对照地震烈度为 8 度。四、矿井现状1、矿井建设概况该矿是乌海市 2006 年煤矿整顿后保留下来的 23 家煤矿之一，目前正以 30 万 t/a 的规模进行基本建设。截至 2008 年 7 月末，已经完成主井720m，副井 596m，立风井
5、 224m。主、副井之间的联络巷、一水平水仓等内蒙古乌海市乌化矿业有限责任公司二矿技改初步设计兰州煤矿设计研究院 1-3工程已经完成，总回风巷及中组煤皮带运输机巷等正在施工中。2、矿井设计概况二六年六月，乌海市英信建筑设计有限公司为该矿编制了30万 t/a 初步设计 。二七年一月，乌海市环境保护科学研究院为该矿编制了环境影响报告书 。二七年十一月，内蒙古新创环保技术发展有限公司为该矿编制了水土保持方案书 。五、周边相邻煤矿乌化二矿北邻乌海市乌化矿业有限责任公司一矿，东部没有划分相邻煤矿。上述各煤矿均在建设之中，到目前为止，各矿均未发生越界开采及各种安全事故，基建工程进展顺利。六、矿区经济概况本
6、地区人口密度较小，但资源丰富，主要是煤炭资源。工业经济主要以煤炭业和高耗能冶炼业为龙头，特别是煤炭产业带动了地方经济的迅速发展，吸引了大批的当地和外地农民工在煤矿井下和露天煤矿以及冶炼业就业。牧业是当地经济发展的重要补充，农业盛产小麦、玉米和土豆等作物。七、矿井建设的外部条件1、外运条件乌化二矿紧邻西来峰工业园区的东缘，工业园区的主干道路的沥青路面已修至该矿西侧 200m 处，并已有泥结碎石路面连通，外运条件较好。内蒙古乌海市乌化矿业有限责任公司二矿技改初步设计兰州煤矿设计研究院 1-42、电源条件该矿目前已有两回路电源供电，一回路引自卧龙岗 220KV 变电站，由10KV 侧母线引入，线路导
7、线型号为 LGJ-240mm2，线路全长 4.0KM，供电容量 2500KVA。另一回路引自西来峰工业园区 654 变电站，由 10KV 侧母线引入，线路导线型号为 LGJ-240mm2，线路全长 1.5KM，供电容量 1000KVA。3、水源条件乌化二矿目前生产和生活用水，由矿井自备水源井供给。该水源井深20m 左右，水量约 300m3/d，均为第四纪潜水。根据乌化矿业有限责任公司与乌海市海南区自来水有限公司签署的供水协议 ，自来水公司仅能供乌化二矿生活用水 240 m3/d。据此设计安排：全矿用水总量为 941.94m3/d，矿井生活用水 170.24 m3/d，地面绿化及除尘洒水 45m
8、3/d，共 215.24m3由自来水公司供给，其它地面消防用水270 m3/d，井下消防用水 162 m3/d 及井下除尘洒水 294.7 m3/d，由井下排水经过水处理后再回用。4、通讯条件目前，矿井所在地已开通国内、国际程控电话，固定通讯、移动通讯网已覆盖矿区，当地通讯资源可满足本矿井行政、生产调度的通讯需求，并可以为本矿井提供国际互联网接入服务，矿井通讯条件较好。5、资金与外部协作条件矿井开发建设过程中所需的资金，均由乌化矿业有限责任公司多渠道筹措解决。乌化矿业有限责任公司是跨煤炭生产、销售、煤化工、运输等多行业的大型股份制企业。企业前身又是以煤炭开采业为主的企业，不但资金比较雄厚，而且
9、有大批的煤炭生产、加工等经验丰富的企业管理人员内蒙古乌海市乌化矿业有限责任公司二矿技改初步设计兰州煤矿设计研究院 1-5和技术人员，企业有充足的矿井开发所需的资金和资金自筹能力。矿井的其它基本条件如外运、材料供应、社会化服务等外部协作关系，在我国目前的市场经济条件下，均依靠社会由企业与各专业公司（商家）协商解决。6、其它外部条件矿区范围内人烟稀少，不影响矿井建设和生产，因此不存在搬迁问题。矿山建设所需的料石、砖、砂子等建筑材料，可立足本地，就近解决，其它建材可由乌海市就近采购解决。由于本矿是在 30 万 t/a 基础上进行改造，充分利用了部分原有设备和设施，节省了投资，生产成本低，符合国家的产
10、业政策。第二节 地质特征一、以往地质工作简述1、1954 年地质部华北地质局 205 队在桌子山煤田进行普查地质工作，并提交了普查报告。2、1972 年内蒙古地质局第一区域地质调查大队进行 J-48-VI1：20 万区域地质调查，对矿区进行了矿山调查，并编写了区域地质测量报告。3、1961 年1962 年，内蒙古贺兰山煤炭工业公司地质勘探分公司117 勘探队提交了白云乌素普查地质报告 。4、1965 年1966 年，内蒙古贺兰山煤炭公司地质勘探分公司 117 队在桌子山煤田白云乌素矿区进行了精查勘探，于 1966 年 12 月提交了桌子山煤田白云乌素矿区精查（最终）勘探文字说明书 。内蒙古乌海
11、市乌化矿业有限责任公司二矿技改初步设计兰州煤矿设计研究院 1-65、19851987 年，内蒙古自治区煤田地质勘探公司 117 队在白云乌素区进行勘探地质工作，提交了内蒙古自治区桌子山煤田白云乌素勘探区精查地质报告 ，该报告经内蒙古自治区矿产储量委员会以“内蒙储决字（1988）52 号”文审查批准通过。二、地层矿区煤系地层基底为古生界奥陶系下统（O l1-2） ，含煤地层为石炭系上统太原组（C 3t）和二叠系下统山西组（P 1s） ，非含煤地层二叠系上下统石盒子组三个岩段（P 1-2sh） ，第四系全新统（Qh） ，现由老至新分述如下：1、奥陶系下统（O 11-2）为黄绿色薄层状砂泥岩、钙质泥
12、岩及薄层灰岩；为煤系地层之基底。2、石炭系上统太原组（C 2t）（1）第一岩段（C 2t1）：包括原报告中的本溪组（C 2b） ，顶部为黑色泥岩或钙质砂泥岩，致密，含腕足类动物化石，灰、灰白色石英质细砂岩，十分坚硬；底部砂岩中夹 1-2 层深灰色粘土岩。含 14、15、16、17、18号煤层，统称丙煤组，其中 16 号煤层全区发育良好，是主要可采煤层，本组整合于下石灰统之上，地层厚度 27.1550.33m，平均 31.02m。（2）第二岩段（C 2t2）：黑灰色，黑色砂质泥岩，泥岩为主，夹灰白色细砂岩，局部出现厚层状粗砂岩，含动植物化石 12 层，菱铁矿结合，含 11、12、13 号煤层，局
13、部达可采厚度，其中 12 号煤层厚度虽然不大，但普遍发育，为地层对比的良好标志层，底层厚度 22.2636.10m，平均24.32m。3、二叠系下统山西组（P 1s）内蒙古乌海市乌化矿业有限责任公司二矿技改初步设计兰州煤矿设计研究院 1-7根据岩性组合和沉积旋回共分四个岩段，自下而上为：（1）第一岩段（P 1s1）：灰、灰黑色粘土岩，砂泥岩和煤组成，下部局部出现白色细砂岩，较坚硬，含 7、8、9-1、9-2、10 号煤层，煤层总厚 7m 左右，统称乙煤组，本组厚度 23.4726.56m，平均 25.17m，厚度变化不大。（2）第二岩段（P 1s2）：灰白色砂岩，灰、灰黑色砂泥岩夹粘土岩，含
14、5、6 号煤层，5 号煤层局部可采，本岩段厚度 24.6233.97m，平均30m，出露在矿区西、南部。（3）第三岩段（P 1s3）：灰绿、深绿色砂泥岩，砂质粘土岩，中部夹透镜状细砂岩，含植物化石及 2、3 号煤层，统称甲煤组，煤层一般不可采，该岩段厚度 13.9226.20m，平均 20.33m，大面积出露在矿区北、西部。（4）第四岩段（P 1s4）：灰绿色，绿色或带紫色的砂泥岩、泥岩，灰白色砂岩、砂岩中含云母较多，下部夹 13 层绿色粘土岩，可作为标志层。中部含 1 号煤层，一般不可采，厚度为 26.6333.21m，平均30.24m，地表均有出露。4、二叠系上下统石盒子组（P 1-2sh
15、） 原报告为（P 2） 本层在矿区范围内分三个岩段，自下而上为：（1）第一岩段（P 1-2sh1）：灰白色，厚层状，含砾粗砂岩，局部夹中细砂岩及紫红色砂泥岩，斜交层理发育，厚度为 13.4624.87m，平均厚19.13m，地表出露于矿区中、东部。（2）第二岩段（P 1-2sh2）：灰绿色，紫色砂泥岩、泥岩、砂质粘土岩为主，局部夹白色透镜状砂岩，层位不稳定，含云母，本岩段厚度变化较内蒙古乌海市乌化矿业有限责任公司二矿技改初步设计兰州煤矿设计研究院 1-8大，由 15.6830.21m，平均 18.11m，地表在矿区均有零星出露。（3）第三岩段（P 1-2sh3）：灰白色，厚层状粗砂岩，含小砾石
16、，中下部夹 12 层紫色砂质泥岩，厚 4.3524.68m，平均 14.95m，地表出露在矿区东北部。（4）第四系全新统（Qh）：风积、残破积、冲洪积层，由砂土、亚砂土、砾石、风积砂等组成，一般厚 35m，最大厚度 29m，分布在现代河床以及地势平坦之处。三、构造1、褶皱（1）A18 背斜位于本煤矿西北部，轴向 NWSE 长约 1320m，倾角东翼 8，西翼 11，地表出露明显，有两个观测点控制。（2）A6 背斜，位于矿区东部，倾角 610。（3）S7 向斜：贯穿矿区中北部，区域长 5000m，矿区部分长 250m，轴向 NWSE，地表出露完整，东翼倾角 5，西翼倾角 7，在矿区内由北向南逐渐
17、倾没。2、断层（1）西来峰逆断层：位于本区西部边界，北段轴向近 SN，南段SE20，长达 65km，倾向 SW，倾角 5660，落差大于 300m。（2）F101 逆断层：位于本矿区西部外围，走向 170，倾向 SW，长约 600m，倾角 8084，断距 1625m。该断层对本井田的开采不受影响。（3）F72 断层：位于矿区西北角，走向 NE，倾向 SE，倾角 80，断距 2m，长 300m。（4）F73 断层：位于矿区西北角，走向 NE，倾向 SE，倾角 75，断内蒙古乌海市乌化矿业有限责任公司二矿技改初步设计兰州煤矿设计研究院 1-9距 3m，长 300m。F72、F73 两条断层分别延伸
18、进入矿区约 75m，对矿区内煤层开采影响较小，F101 断层和西来峰逆断层位于本煤矿范围外，对矿区内煤层无影响。四、岩浆岩矿区范围内未发现岩浆岩活动迹象。综上所述，矿区范围内虽有宽缓的向斜构造，但两翼地层倾角一般小于 10，断层都位于本煤矿范围外，对矿区内煤层的开采基本无大的影响，故该矿区构造复杂程度属中等构造类型。五、煤层乌化二矿范围内可采煤层为 8、9-2、16-1、16-2 号四个煤层，其它煤层属零星可采或不可采煤层。根据可采煤层间距大小不同，将煤层划分为中组煤和下组煤，煤层倾角一般 3-15左右，东、西部陡，中部缓。可采煤层情况分别介绍如下：1、8 号煤层赋存于下二叠统山西组第一岩段（
19、P 1s1）地层之中部，煤层厚度0.311.74m，平均厚度 1.08m，属区内主要可采煤层，全区可采，层位较稳定，结构较简单，含夹矸 12 层，夹矸厚度 0.20.25m。煤层顶板为河床相的中、粗砂岩，有砂质泥岩伪顶，底板为粘土岩、泥岩及炭泥岩，属较稳定煤层，距 9-2 号煤层 3.8314.78m，平均 8.45m。2、9-2 号煤层位于下二叠统山西组第一岩段（P 1s1）地层之底部，煤层厚度 0.151.74m，平均 0.81m，该煤层全区发育，属局部可采煤层。结构简单，不含夹矸。煤层顶板岩性为深灰色泥岩及炭泥岩，底板岩性为细、粉砂岩，属内蒙古乌海市乌化矿业有限责任公司二矿技改初步设计兰
20、州煤矿设计研究院 1-10稳定煤层，距 8 号煤层间距 3-8m,距 16-1 号煤层 54.3673.97m，平均63.61m。3、16-1 号煤层赋存于上石炭统第一岩段（C 2t1）地层之中上部，为本区主要可采煤层，煤层厚度 0.742.60m,平均 1.66m，本矿区范围全区可采，结构较复杂，一般含 0-2 层夹矸，岩性为泥岩、炭质泥岩，层位稳定，容易对比，夹矸厚度多为 0.1m，属较稳定煤层。顶板岩性一般为细砂岩、深灰色砂质泥岩，底板岩性为细砂岩或砂质泥岩，距 9-2 号煤层间距 65m,距 16-2 号煤层 0.202.47m，平均 1.43m。4、16-2 号煤层赋存于 16-1
21、号煤层之下部，为本区主要可采煤层，煤层厚度 2.163.16m，平均 2.43m，本层煤厚度大，全区发育良好，本矿区范围全区可采，结构较复杂，一般含 0-2 层夹矸，夹矸岩性为泥岩、炭质泥岩，层位稳定，容易对比，夹矸厚度 0.020.38m，属较稳定煤层，顶板一般为细砂岩或砂质泥岩，底板为细、粉砂岩或砂质泥岩。可采煤层特征见下表：可采煤层特征表煤层厚度（m）利用厚度（m）煤层间距（m） 煤层埋深（m） 夹矸煤层编号 最大-最小平均（点数）最大-最小平均（点数）最大-最小平均（点数）最大-最小平均（点数）层数厚度可采情况稳定程度80.31-1.741.08（6）0.70-1.480.95（6）8
22、6.77-318.15197.96（6）0 - 20.02-0.25全区可采较稳定3.83-14.788.45（6）9-2 0.15-1.740.81（6） 0.70-1.741.03（6） 102.4-327.24207.86（6）局部可采不稳定54.56-73.9763.61（6）16-1 0.74-2.601.66（5） 0.70-2.601.66（5） 157.11-401.56275.13（5） 0 - 20.02-0.03大部可采较稳定16-2 2.16-3.062.43（6） 2.04-3.062.41（6）0.20-2.471.43（4） 10.20-403.62273.54（
23、6） 0 - 20.02-0.38全区可采较稳定六、煤质1、物理性质和煤岩类型内蒙古乌海市乌化矿业有限责任公司二矿技改初步设计兰州煤矿设计研究院 1-11各煤层的物理性质、宏观煤岩类型见下表：物理性质煤岩类型一览表煤层 8 9-2 16-1 16-2颜色 褐黑色 黑色 黑色 黑色光泽 弱玻璃 玻璃 玻璃 玻璃煤岩类型 暗及半暗淡 半亮煤 半亮及亮煤 半暗为主结构 线理条带 线理条带 线理条带 线理条带构造 层状 均一 层状 层状断口 棱角状 参差状 参差状 参差棱角矿物杂志 少量 FeS2 粘土质 粘土质、少量 FeS2 粘土质、少量 FeS2气味 H2S H2S2、煤质（1）8 号煤层：原煤
24、水分 0.701.49%，平均 1.10%，灰分 22.8035.11%，平均 28.75%，挥发分 31.3636.22%，平均 33.79%，干燥基弹简发热量 33MJ/kg，原煤全硫 1.10%；洗煤水分 0.701.64 %，平均1.20%，灰分 9.0417.55%，平均 11.96%，挥发分 30.5431.44%，平均31.06%。全硫 1.10%；精煤回收率 62.9%。（2）9-2 号煤层：原煤水分 1.371.64%，平均 1.47%，灰分16.7830.28%，平均 23.52%；洗煤水分 0.911.06%，平均 1.01%，灰分9.2912.69%，平均 11.08%
25、，挥发分 29.4830.66%，平均 30.26%。（3）16-1 号煤层：原煤水分 0.240.92%，平均 0.54%，灰分24.4442.26%，平均 30.26%，挥发分 29.3231.67%，平均 30.50%，原煤全硫 2.352.71%，平均 2.54%，原煤磷 0.1480.015%，平均0.082%；洗煤水分 0.530.86%，平均 0.65%，灰分 10.0120.72%，平均14.46%，挥发分 27.3030.56%，平均 28.99%，全硫 1.582.64%，平均2.25%，精煤回收率 50.80，中煤含量 38.5025.30%，平均 31.90%。（4）1
26、6-2 号煤层：原煤水分 0.011.10%，平均 0.51%，灰分内蒙古乌海市乌化矿业有限责任公司二矿技改初步设计兰州煤矿设计研究院 1-1218.5831.33%，平均 24.13%，挥发分 28.3830.88%，平均 29.63%，原煤全硫 2.325.02%，平均 3.51%，磷 0.0080.102%，平均 0.067%；洗煤水分 0.580.97%，平均 0.75%，灰分 8.7916.43%，平均 11.72%，挥发分 27.0029.57%，平均 28.11%；全硫 1.561.98%，平均 1.80%；精煤回收率 46.20%，中煤含量 49.5022.50%，平均 35.
27、08%。煤芯煤样测试成果见下表：乌化二矿煤芯煤样测试成果汇总表工业分析（%）Mad Ad Vdsf St,d(%) Qb.d(MJ/kg)精煤回收率（%）胶质层厚度Y（mm）煤层编号洗选情况 最大-最小平均（点数）最大-最小平均（点数） 最大-最小平均（点数）最大-最小平均（点数）最大-最小平均（点数）最大-最小平均（点数）最大-最小平均（点数）原 1.49-0.701.10（3） 35.11-22.8028.75（3） 36.22-31.3633.79（2） 1.101.10（1） 3333（1）8洗 0.70-1.641.20（3） 17.55-9.0411.96（3） 30.54-31.
28、4431.06（3） 1.101.10（1） 3636（1） 62.962.9（1） 21-2322（1）原 1.37-1.641.47（3） 30.28-16.7823.52（3）9-2洗 1.06-0.911.01（3） 12.69-9.2911.08（3） 30.66-29.4830.26（3） 24-2021.33（3）原 0.92-0.240.54（4） 24.26-24.4030.26（4） 31.67-29.3230.50（2） 2.71-2.352.54（3） 3535（1）16-1洗 0.86-0.530.65（4） 20.72-10.0114.46（4） 30.56-27.
29、3028.99（4） 2.64-1.582.25（3） 50.850.8（1） 26-22.524.25（2）原 1.10-0.010.51（4） 31.33-18.5824.13（4） 30.88-28.3829.63（2） 5.02-2.323.15（3） 3434（1）16-2洗 0.97-0.580.75（4） 16.43-8.7911.72（4） 29.577-27.0028.11（4） 1.98-1.561.80（3） 3636（1） 46.246.2（1） 37-1926.63（4）综上所述，依据中华人民共和国国家标准煤炭质量分级/煤炭灰分分级 （GB/T15224.1-1994
30、） 、 煤炭质量分级/煤炭硫分分级（GB/T15224.2-1994） 、 煤中磷分分级 （MT/T562-1996） 、 煤炭质量分级 煤炭发热量分级 （GB/T15224.3-1994 ） ，本区 8 号煤层为中灰分、低中硫、高热值煤；9-2 号煤层为中灰分、高热值煤；16-1 号煤层为中灰分、内蒙古乌海市乌化矿业有限责任公司二矿技改初步设计兰州煤矿设计研究院 1-13中硫分、高热值煤；16-2 号煤层为中灰分、高硫分、高热值煤。3、可选性及煤类据原精查报告及核实报告资料，乌化二矿煤层可选性见下表：乌化二矿煤层可选性一览表煤层号 精煤（%） Ad（%） 中煤（%） 回收率评价 可选性评价8
31、 44.81 10.32 18.80 中等 中等16-1 28.79 9.00 31.90 低等 很难选16-2 38.72 10.79 35.08 低等 很难选由上表可知，8 号煤层回收率中等，16-1、16-2 号煤层回收率低等；按照中煤含量法评定：8 号煤层可选性中等，16-1、16-2 号煤层为很难选煤。据本次核实利用钻孔煤芯煤样化验测试成果，依照中国煤炭分类方案 （GB5751-86）对煤类的划分方案，核实区内 8、9-2 和 16-1 煤层洗煤干燥无灰基挥发分产率（Vdaf）均在 28.9934.23%之间，胶质层厚度（Y）9.6324.25mm，确定为 1/3 焦煤（1/3JM）
32、 ；16-2 号煤层洗煤干燥无灰基挥发分产率（Vdaf）平均 28.11%，胶质层厚度（Y）26.63mm，确定为肥煤（FM36） 。4、高硫煤处理由于 16-2 煤层为高硫煤，原煤全硫最高达 5.02，为了充分开发不可再生能源，减少资源浪费，同时延长矿井服务寿命，对开采含硫量大于3的高硫煤应首先供应砖场等民用煤。当有条件时也可入洗脱硫后，作为配煤炼焦。5、容重值区内煤层视密度是利用原报告硐探采样测定成果。8、16-2 号煤层容内蒙古乌海市乌化矿业有限责任公司二矿技改初步设计兰州煤矿设计研究院 1-14重值为 1.50（t/m 3） 。9-2 号煤层容重值为 1.45（t/m 3） ，16-1
33、 号煤层容重值为 1.40（t/m 3） 。6、煤的工业用途评价根据井田内各可采煤层的煤质特征，化学性质、工艺性能及煤类等综合分析，各可采煤层均不能单独作为冶金焦炭用煤，但可作为冶金焦炭的配煤使用。洗出的中煤可做为动力用煤及民用煤，对煤矸石及燃烧后的灰渣可用来制作建筑用砖或水泥添加剂，可充分提高矿产资源的综合利用。七、井田内伴生矿产综合评述1、建筑材料石炭二叠系之砂岩是建筑的良好材料。2、耐火粘土矿主要赋存于 P1s1之中，共有四层，其中主要的一层赋存于 92 号煤层顶板，该层粘土矿结构单一，无夹石，层位稳定，厚 0.703.98m，一般 1.5m 左右，耐火度高，有害组分低，属级硬质粘土。物
34、理性质：灰、黑灰色，致密，性脆，质地坚硬，贝壳状平整状断口，比重 2.48/t/m3。矿方在生产过程中应注意对煤系地层中的粘土矿进行综合开发，以达到最大经济效益和避免浪费矿产资源之目的。3、与煤伴生的有益稀有元素锗（Ge） 、镓（Ga） 、钒（V） ，含量均未达到工业品位，无工业价值。第三节 矿床开采技术条件内蒙古乌海市乌化矿业有限责任公司二矿技改初步设计兰州煤矿设计研究院 1-15一、水文地质1、水文地质工作概述白云乌素矿区自 1961 年以来进行了大量的水文地质工作，在水文地质测量中，对白云乌素沟、黑龙龟沟、棋盘井沟进行了最大洪水位测量，并作了节理裂隙统计。对施工的大部分钻孔作了简易水文观
35、测，质量满足最终勘探要求，可作为评价矿区水文地质特征及各种计算的依据。2、含水层、隔水层的划分矿区大部被第四系（Qh）覆盖，石炭二叠系地层裸露地表，形成低山，地形复杂，坡度较大，煤系地层基底是奥陶系的石灰岩，勘探资料证明均含不同程度的空隙裂隙水，但受岩性、构造等条件的影响，含水是微弱而不均匀的。棋盘井沟洪水迳流经拉僧庙、白云乌素沟洪水迳流经水泥厂流入黄河。黄河水位标高 1065m，比本区低 170m，黄河水不能由地表补给本区，从地下补给也比较困难，水文地质条件属较简单。现将矿区的含水层、隔水层的划分叙述如下：（1）第四系松散岩层孔隙潜水含水组矿区内第四系松散地层，分布不均匀，面积小，厚度不大。
36、冲洪积层（Qh a1+p1）：分布于河谷中，以砂、砾石为主，主要成分为灰岩、石英岩、砂岩等，分选极差，磨圆度不一，全厚在 10m 以内。含水层厚度 2.65m，钻孔抽水资料：单位用水量 q=0.28L/s.m，渗透系数 K=26.02m/d，总硬度8.58（德国度） ，矿化度为 0.295g/l，水质为 HCO3-Ca+K+Na 型水。风积砂（Qh eol）黄土状及残坡积碎石零散分布，厚度不大，透水性强，且不含水。（2）坚硬岩层弱含水组的孔隙裂隙水内蒙古乌海市乌化矿业有限责任公司二矿技改初步设计兰州煤矿设计研究院 1-16基岩在本区裸露面积较大，经长期风化浅部裂隙较发育，地面坡角较大，有利于降
37、水的排泄，不利于补给。含水带的划分如下：第含水带（P 2sh）：紫红、砖红色的砂泥岩及灰白、淡绿色中细砂岩，多为互层。含水层厚 0150m，钻孔抽水资料：q=0.109L/sm，K=0.119m/d，含孔隙裂隙水微弱。第含水带（P 1s4P1s3）：上部为灰白色粗、中砂岩，下部为中、细砂岩，泥岩夹粘土岩。风化裂隙较发育，地面坡角较大，利于降水的排泄。含孔隙裂隙水微弱，含水层平均厚度 104m，据钻孔抽水资料：q=0.0639L/sm，K=0.476m/d，矿化度=0.211g/l，总硬度为 6.38 德国度，水质为 HCO3-Ca+K+Na 型水。第一隔水层（P 1s3）：砂泥岩、粘土岩及 2
38、 号煤层，隔水性能较好，一般厚 6m。第含水带（P 1s2或 28 号煤层）：灰白色粗砂岩、中砂岩及细砂岩，含水层平均厚度 26.87m，含孔隙裂隙水微弱，水位一般呈下降趋势，说明含水贫弱又承压性不强。据钻孔抽水资料：q=0.0001340.113L/sm，K=0.0005250.1555m/d，矿化度 0.6380.680g/L，总硬度 14.416.85，水质为 HCO3-+Cl-SO4-k+Na+Ca+和 HCO3-+ SO4-ClK+Na+Ca+型水，两者水质类型相似，矿化度、总硬度由浅到深呈增加趋势。第二隔水层（P 1s1、8、9 号煤层）：主要为粘土岩、砂泥岩、8、9 号煤层，层厚
39、稳定，平均厚度 9.85m，隔水性能良好。第含水带（C 2t2、916 号煤层）：灰白、浅灰色细砂岩、局部为中砂岩，平均含水层厚度 15.63m，含弱孔隙裂隙水。内蒙古乌海市乌化矿业有限责任公司二矿技改初步设计兰州煤矿设计研究院 1-17q=0.000442L/sm，K=0.00362m/d，矿化度 1.126g/l，总硬度 4.62，水质为 SO4-HCO3-Clk+Na+Ca+型水。第三隔水层（16 号煤层）：煤层及砂泥岩，一般厚 6m，隔水性能较好。第含水带（16 号煤底O 11-2）：灰白色细砂岩、中砂岩，局部有含砾粗砂岩。平均厚 18.5lm，由于基底不平或岩相变化，局部含水层厚度变
40、薄，煤矿范围外 8531 孔含水层厚度 5m。含弱孔隙裂隙水。q=0.0002540.00217L/sm，K=0.001390.0545m/d，矿化度 3.6750.776g/l，总硬度 7.2114.66，水质为 Cl-SO4-k+NaMg+和 Cl-HCO3-SO4-K+Na+型水。各隔水层在正常地层中隔水层位比较稳定，隔水性能较好，各含水带不会产生水力联系。在断层带地段，由于构造的影响，裂隙比较发育，可破坏正常含水带地下承压水，使承压水相互沟通，形成水力联系，因此，巷道通过较大断层时，应预防井下涌水量的增大。3、本区位于桌子山东麓，地处干旱的半沙漠、半草原地带，常年无地表水迳流，仅在雨季
41、白云乌素沟有少量、短时间的洪水，矿区大部分地区属低山丘陵地形，且坡度较大，降水又比较集中，利于排泄而不利于汇集，渗透只是其中的一小部分。区内岩石以粗、中、细砂岩为主、夹泥质岩及煤层等，泥、沙、钙质胶结，一般节理裂隙不发育，钻孔资料表明，各层带含水微弱，渗透性能不强。第四系潜水水位较高，可微量补给基岩，而大气降水则沿基岩裂隙渗入到地下。综上所述，本区岩层含水微弱，地下水补给来源贫乏，导水性不强，内蒙古乌海市乌化矿业有限责任公司二矿技改初步设计兰州煤矿设计研究院 1-18这些都是开采的有利条件，但开采后由于顶板裂隙的形成，可能导致与地表水的连通，造成突然涌水的发生，应予注意。本区水文地质条件简单，
42、属二类一型矿床，即以裂隙水充分水为主的水文地质条件简单的矿床。二、煤层顶底板岩石物理性质8 号煤层，顶板以砂泥岩为主，次为中、细砂岩，中细砂岩呈不规则条带状分布。砂泥岩：深灰色，风化后呈灰绿色，垂直节理发育，易风化成薄片状 。中、细砂岩：灰色，致密，较坚硬，裂隙不太发育，不易破碎。本层煤顶板普遍有一层厚 1m 左右的由炭泥岩，高灰煤或泥岩组成的伪顶。开采时如只采中、下部，则此层极易冒落，如连同上部一起开采，煤层灰分将会有所增加。底板为粘土岩，隐蔽的垂直节理发育，岩石易沿节理裂成规则碎块，遇水不膨胀。9-2 号煤层：顶板粘土岩，特征同 8 号煤层底板之粘土岩。易冒落。底板以砂泥岩为主，次为细砂岩
43、。北部有一薄煤层，与 9-2 号煤层相隔 0.5m 左右，其间岩性均为粘土岩。向南该薄煤层逐渐消失，其与 9-2号煤层间的夹矸即变为伪底，此层粘土层局部为鳞片状，易碎。砂泥岩：深灰色，含较多粉砂质，块状，裂隙不发育。此层在 8515钻孔采岩样一个，自然状态下抗压强度为 8.218.3Mpa。16-1 号煤层与 16-2 号煤层，多以炭泥岩或泥岩做为分界，其厚度不超过 0.50m。而分层明显地段中间多为坚硬的石英质砂岩。16 号煤层顶板中部及北部多以砂泥岩组成，南部为细砂岩。砂泥岩：深灰及灰黑色，常见波状或水平层理，岩石易沿此裂开。自内蒙古乌海市乌化矿业有限责任公司二矿技改初步设计兰州煤矿设计研
44、究院 1-19然抗压强度 67.2117Mpa。底板以细砂岩为主。从矿区外围勘探线看本矿区以北出现零星的砂质泥岩层，个别钻孔附近有 0.50m 以下的泥岩伪底。细砂岩：灰色，石英为主，较坚硬，块状。砂泥岩：黑灰色，块状，含较多的粉砂质，自然状态下抗压强度13.994Mpa。综上所述，主要煤层 8、9-2 号煤层顶板属易冒落，顶板维护较为困难或复杂，16-1 与 16-2 号煤层分层不明显，夹矸多且复杂，给今后开采也将造成一定困难。9-2 号煤层底板之松软粘土岩，开采过程中应注意其底板隆起。在各煤层的开采过程中，由于开拓系统的形成及煤层的开采，势必造成岩层原始应力的改变，故应考虑顶板坍塌及冒顶事
45、故的发生。由于地下水沿漏斗向坑道涌集，将破坏岩石原有的力学结构，降低其力学强度，故在开采中应对软弱岩层采取防范措施。据矿区附近矿井介绍，在实际生产开拓过程中未发生井巷塌陷和冒顶的事故。本区煤层顶底板岩层以半坚硬坚硬岩层为主，有空隙裂隙水存在，但水量不大，故本区工程勘查类型为第二类第二型第三型，即以半坚硬岩层为主，工程地质条件中等复杂的矿井。三、瓦斯由于内蒙古乌海市乌化矿业有限责任公司二矿正在基建当中，没有瓦斯等级鉴定资料，本技改设计仅参照相邻矿井资料，根据内蒙古矿山安全与职业危害检测检验中心出具的相邻矿井（正兴煤矿）瓦斯等级鉴定报告书（2007 年度） ，矿井瓦斯相对涌出量为 1.81m3/t
46、，绝对瓦斯涌出量为内蒙古乌海市乌化矿业有限责任公司二矿技改初步设计兰州煤矿设计研究院 1-201.26m3/min，据此推断该矿井瓦斯绝对涌出量应小于 2.0m3/min,矿井属低瓦斯矿井。四、煤尘本区主要煤层煤质较软，易碎，具有爆炸性。特别是在矿井开采浅部煤层时，由于煤体干燥，容易产生大量煤尘，容易引发煤尘爆炸事故。在生产过程中应经常洒水喷雾,降低煤尘浓度。复核报告提供的煤尘实验结果见下表：煤尘实验结果表煤层爆炸性指数测定 煤层爆炸性指数测定煤层 孔号 火焰长度（mm）岩粉用量（%）有 无爆炸性煤层 孔号 火焰长度（mm）岩粉用量（%）有 无爆炸性8503 30-150 45 有 8562
47、70 正向 70 有8550 400 80 有16-18563 100 80 有88563 80 60 有 8503 20-40 55 有9-2 8503 30-400 65 有 8550 70 60 有8503 30-80 65 有 8562 15 60 有16-18550 60 60 有16-28563 20-50 50-80 有五、煤的自燃根据 2008 年 8 月 6 日，内蒙古安科安全生产检测检验有限公司和内蒙古矿山安全与职业危害检测检验中心共同提供的乌海市乌化矿业有限责任公司二矿 8 层、9-2 层、16-1 层检验报告表明，8 层、9-2 层及 16-1 层煤层煤尘均有爆炸性。同时对以上三层煤作了煤的吸氧量测定表明，该矿经检测的三各煤层均为自燃煤层，自燃等级为级，属自燃煤层，详见下表：煤样检验鉴定表序号 检验项目 依据标准条款 8 号煤层 10 号煤层 16-1 号煤层1 煤中全水分的测定 GB/T211-1996煤中全水分的测定方法 1.08% 1.52% 1.97%2 煤中水分的测定 GB/T212-2001煤中工业分析方法3.2 条 0.84% 0.90% 0.75%内蒙古乌海市乌化矿业有限责任公司二矿技改初步设计兰州煤矿设计研究院 1-213 煤中灰分的测定 GB/T212-2001煤中工业分析方法4.1 条 29.68% 33.19% 32.79%4 煤
