1、内蒙古自治区东胜煤田新庙三界沟煤矿改扩建初步设计修改补充说明书-1-前 言内蒙古自治区伊金霍洛旗新庙三界沟煤矿为改扩建矿井，矿井由原设计生产能力 0.21Mt/a 改扩建为 0.45Mt/a。矿井经改扩建后，基本实现机械化采煤和运输，实现煤矿正规化开采，进一步提高煤炭资源回收率，为矿井安全、文明生产创造有利条件。该矿产品为低灰、特低硫、低磷、气化性能好、腐殖酸含量低、高发热量的不粘煤，可作动力用煤和民用燃料、电厂用煤，气化用煤、水煤浆，以及做低温干硫的原料。一、设计依据1、内蒙古伊旗新庙三界沟煤矿设计委托书。2、内蒙古自治区国土资源厅内国土资储备字2005059 号，关于内蒙古自治区东胜煤田勃
2、牛川普查区新庙三界沟煤矿煤炭资源储量核实报告矿产资源储量评审备案证明。3、2004 年 12 月 10 日伊金霍洛旗新庙三界沟煤矿编制完成的内蒙古自治区东胜煤田勃牛川普查区新庙三界沟煤矿煤炭资源储量核实报告。4、2005 年 5 月伊旗环境保护检察中心颁布的200522 号文 。5、煤炭工业合肥设计研究院编制完成的内蒙古自治区伊金霍洛旗新庙三界沟煤矿改扩建可行性研究报告内蒙古自治区东胜煤田新庙三界沟煤矿改扩建初步设计修改补充说明书-2-6、煤矿安全规程、 煤炭工业矿井设计规范国家有关法律、法规及现行技术政策。二、设计指导思想1、最大限度合理集中生产，简化设施和生产环节。采用现代企业管理模式，实
3、现减员增效，为矿井扩建后有较好的经济效益创造条件。2、本矿井为改扩建矿井，设计中尽量利用原有的井巷工程和机电设备，尽可能降低投资，避免浪费。3、将过去房柱式采煤方法改为长壁式采煤方法，提高矿井煤炭资源回收率和矿井安全生产水平。4、严格遵守国家有关煤炭工业的规程、规范和技术政策，在确保安全生产的情况下，力争通过精心设计，使设计方案适合该矿实际情况，生产系 统简单实用，技术上先进可靠， 经济 上高效合理，设计充分兼顾矿井的短期利益和长期利益，增强该矿在市场经济中的竞争力。三、设计的主要特点1、主井筒、风井筒为斜井、副井筒 为平硐，辅助运输选用 WCQ-3C 型无 轨胶 轮车，主运输采用胶带运输机。
4、2、矿井设计生产能力 450kt/a，本次改 扩建采用一次设计，一次建成投产的移交方式。3、设计锚准现代化煤矿发展趋势，紧密结合该矿实际，尽量利用现有设施，提高矿井效益。4、矿井采用斜井平硐开拓方式。利用现有副平硐作为改扩建后内蒙古自治区东胜煤田新庙三界沟煤矿改扩建初步设计修改补充说明书-3-的副平硐，在井田西北面矿界附近开主斜井和回风斜井。各井口位置合理，对矿井开拓非常有利。主斜井装备一部带 800mm 的胶带输送机，担负煤炭提升任务，兼作矿井安全出口。井筒布置和开拓方式为该矿稳定生产和发展，奠定了坚实基础。5、矿井开拓系统简单，本次改扩建仍以原有的 1100m 水平开拓6-2 号煤 层 。
5、在开拓巷道布置上，充分考虑利用井田边界煤柱的位置特点，水平内不划分盘区，在大巷一侧直接布置工作面。6、矿井采用中央并列式通风系统，机械抽出式通风方式，营运费用低，安全性好。7、井下主运输采用胶带输送机，可实现自回采工作面至地面胶带一条龙连续运输、效率高、故障率低、安全性好，利于 实现集中管理与控制。大巷辅助运输采用无轨胶轮车能满足矿井井下辅助运输的要求。8、采掘机械化程度高、生产集中。 矿井移交和达到 450Kt/a 生产能力时，布置一个综采工作面，两个煤巷普掘工作面和一个机掘工作面，新增井巷工程量少，运输环节简单，符合高产高效矿井“ 一井一面”的模式。9、针对该矿岩石工程较少，压气输送距离远
6、的特点，井下采用移动式空气压缩机，投资省，管理方便。10、工业场地总平面布置体现了设计改革精神，本次设计中不考虑居住区建筑及家属住宅，仅将单身宿舍设在工业场地内。内蒙古自治区东胜煤田新庙三界沟煤矿改扩建初步设计修改补充说明书-4-11、矿井设计有完善的安全，环保和消防系统。内蒙古自治区东胜煤田新庙三界沟煤矿改扩建初步设计修改补充说明书-5-第一章 井田概况及地质特征第一节 井田概况一、位置与交通1、位置新庙三界沟煤矿，位于内蒙古自治区鄂尔多斯市伊金霍洛旗境内，行政隶属伊金霍洛旗新庙乡。具体位置在勃牛川以东，三界沟以北一带，其地理坐标为：东经：1102259-1102443北纬：391837-3
7、920252005 年 7 月内蒙古自治区国土资源厅颁发的采矿许可证证号为1500000520547，有效期限至 2011 年 7 月。生产规模 21 万吨，批准矿区面积 3.215km，开采深度 1110-1090 米。矿区范围由 7 个拐点圈定。各拐点坐标为：点号 X Y1 4354140 374468102 4355210 374480703 4356530 374481104 4356240 374493005 4355560 374493106 4354240 374482407 4353210 37446850矿区东西宽 2.50km，南北长 3.32 公里，煤层埋深 0-149.
8、93 米。内蒙古自治区东胜煤田新庙三界沟煤矿改扩建初步设计修改补充说明书-6-2、交通矿区位于伊金霍洛旗新庙乡南部，距新庙乡政府所在地约15km，沿勃牛川有砂石路相通。从新庙乡向西沿边（家壕）一贾（家湾）线 4km 至 S203 公路（复 线柏油路），然后向北 28km 至鄂尔多斯市东胜区，向南 30km 至陕西省大柳塔镇，均为东胜 煤田开发重要城镇，公路，铁路四通八达，构成网络。故 矿区交通条件便利。详见图 1-1-1 交通位置图。二、地形地貌矿区地形总体为东北高西南低，最高点位于矿区东北部，海拔标高约 1288.0 米，最低点位于矿区南部勃牛川与三界沟交汇处，海拔标高约 1090 米，最大
9、标高差 198 米。一般海拔标高 1100-1275 米，一般相对标高差 125 米。区内地形切割强烈，沟谷纵横，形成山峁，沟谷。山坡梁峁大部分被第四系风积沙覆盖，沟谷迎风坡裸露基岩，属典型的高原侵蚀性丘陵地貌特征。三、气象矿区属于旱半干旱高原大陆性气候，阳光辐射强烈，日照丰富，昼夜温差较大。冬季寒冷漫长，夏季炎热短暂，春季少雨多风，秋季多雨凉爽，据鄂尔多斯市气象局气象资料：年平均气温 6.2，最高气温38.3。年降水量 277.7mm-544.4mm，平均 401.6mm，年蒸发量1749.7mm-2436.2mm，为年降水量的 5 倍。区内风多风大，平均风速2.3 米/ 秒，最大 风速可达
10、 20 米/秒。无霜期短，一般 165 天，冰冻期长195 天，最大 冻土深度为 1.50 米。内蒙古自治区东胜煤田新庙三界沟煤矿改扩建初步设计修改补充说明书-7-四、水系矿区属区域性地表分水岭“东胜梁” 南侧勃牛川流域，次一 级沟谷三界沟为矿区东南界。勃牛川及三界沟均为季节性地表径流，冬春有小流量流水，雨季在暴雨过后可形成短暂的洪流。流水向南汇入陕西省境内的窟野河，最终注入黄河。五、地震据地质资料，鄂尔多斯市附近地区地震动峰值加速度（g）为0.05，对照烈度 6 度。井田无泥石流、滑坡等地质灾害现象，仅在部分陡坎地段有小面积黄土崩塌现象。六、矿区开发史内蒙古伊旗煤炭集团有限责任公司拟在三界沟
11、井田建设一座0.45Mt/a 的现代化矿井。为合理开发井田，确保井型规模和提高经济效益，减少大巷开拓工程量，在井田内新开一主井，井型为 0.45Mt/a。内蒙古伊旗煤炭集团有限责任公司于 2005 年 7 月获得三界沟井田的探矿权，探矿证证号：1500000520547，有效期限至 2011 年 7 月。并委托中国建筑材料工业地质勘查中心内蒙古总队对三界沟井田进行地质勘查工作。2004 年 12 月完成的内蒙古自治区东胜煤田勃牛川普查区新庙三界沟煤矿煤炭资源储量核实报告，此报告经过内蒙古自治区矿产资源储量评审中心评审通过，并已将评审过程中有关材料提交内蒙古自治区国土资源厅。2005 年内蒙古自
12、治区国土资源厅内国土资储备字2005059 号，关于内蒙古自治区东胜煤田勃牛川普内蒙古自治区东胜煤田新庙三界沟煤矿改扩建初步设计修改补充说明书-8-查区新庙三界沟煤矿煤炭资源储量核实报告矿产资源储量评审备案证明。七、地区经济本区人口少，且居住比较分散，以农业为主，其次为牧业、工业甚少。煤炭产业 的发展带动了地区经济的发展，部分农民在煤矿井下干活，经济收入有所提高，是当地群众脱贫的途径之一。地区经济落后面貌的逐渐改变又促进了煤炭开发强度，特别村村通电基本实现之后，解决了煤炭开发的动力问题。八、水源和电源（一）水源根据区域水文地质条件，本详查区井田属鄂尔多斯高原水文地质区，丘陵地岩裂隙水分布区，以
13、侏罗系砂岩赋水为主，裂隙发育，但大气降水入渗条件差，形成地下水贫泛，而地表迳流较好现象，本详查区内没有可做为永久供水水源地条件，目前建设用水由神山镇三界沟村深井水供给，深井出水量为 20m3/h。本矿井永久供水水源可从两个方面解决，一方面继续使用神山镇水源：另一方面可在矿区周边河滩及沟谷浅层地下水解决，但需经勘查证实，取得可靠资料，以便进行下阶段设计。本矿井井下排水量正常为 10m3/h，最大为 15m3/h，经地面净化处理后，可作为井下消防洒水用水，不足部分由地面给水系统补充。（二）电源在三界沟矿井工业场地以东方向有神东 35KV 变电站，其内蒙古自治区东胜煤田新庙三界沟煤矿改扩建初步设计修
14、改补充说明书-9-35KV 可作为矿井的一个 电源。在矿井工业场地偏南方向约 20Km 处现有新庙 110KV 变电站一座。矿井两回 10KV 电 源引自新庙 110KV 变电 站 10KV 母线段和35KV 神东变电站母线 段。综合上述电源情况及三界沟煤矿负荷情况，矿井应有两回电源线路，当任一回路发生故障停止供电时，另一回路应能担负矿井全部负荷，矿井的两回路电源线上都不得分接任何负荷。三界沟矿井两回电源线路拟采用 10KV 架空 线路， 矿井供电电源需矿方与当地电力部门签订供电协议，以确保矿井供电安全可靠。九、其它建设条件本区煤炭资源丰富，经济落后，区内居民稀少且居住分散，多聚居在山谷低凹处
15、。当地居民多从事农业生产，牧副业次之，自然条件差，经济尚不 发达， 劳动 力资源丰富。矿井建设所用砂、石可就地解决，水泥及钢材有蒙西水泥厂、包头钢铁公司供货，木材需从外地调运。矿井建设用地为植被稀疏的半荒地，在当地属于荒地，只要经政府部门审批后，土地征用是可以解决的。第二节 地质特征一、地层与地质构造（一）区域地层新庙三界沟煤矿位于东胜煤田东南部勃牛川普查区南部。内蒙古自治区东胜煤田新庙三界沟煤矿改扩建初步设计修改补充说明书-10-东胜煤田为侏罗纪早中期大型含煤建造，主要含煤地层为侏罗纪中下统延安组（j1-2y），其沉积基底为三叠系上统延长组（T3y），上覆侏罗系中统直罗组（J2y），安定组（
16、J2d）；白垩系下统志丹群（K1zh）；第三系上新统（N2）；第四系上更新统马兰组（Q3M）、全新统（Q4）。（二）矿区地层据地质填图及钻探揭露成果，矿区内赋存地层有三叠系上统延长组（T3y ）、侏罗系中下统延安组（J1-2y）、第三系上新 统（N2 ）、第四系（Q），现将矿 区地层由老到新叙述 如下：1、三叠系上统延长组（T3y）矿区内未见该组地层出露，据区域钻孔揭露，该组地层岩性为灰绿色中、粗粒砂岩，局部地段为含砾砂岩， 夹 灰绿色薄层状砂质泥岩和粉砂岩。发育大型板状、槽状交错层理。2、侏罗系中下统延安组（J1-2y）为矿区主要含煤地层，出露于较大沟谷两侧，依据其岩组合及沉积旋回特征可分为
17、三个岩段。由于后期的风化剥蚀，仅残存第一岩段及第二岩段底部，残存地层由北向南变薄，赋存厚度 24.15-202.28 米，平均 71.10 米，岩性为浅灰灰白色细粒砂岩，少量为灰色深灰粉砂岩、砂质 泥岩、泥岩及煤层，含少量 钙质泥岩（或泥灰岩），含4、5、6 煤组，含煤 2-12 层，主要可采煤 层一层，即 6-2 煤层，与下伏延长组呈平行不整合接触。3、第三系上新统（N2）出露于矿区东北部的山梁上，钻孔中未见到，厚度约 10-20 米。岩内蒙古自治区东胜煤田新庙三界沟煤矿改扩建初步设计修改补充说明书-11-性为浅红色砂质泥岩，含丰富的呈层状发育的钙质结核，基本为未完全固结成岩的较疏松状态。与
18、下伏延安组呈不整合接触。4、第四系（Q）按成因可分为风积沙（Q4 eol）、冲洪积物（Q4 al+pl）、残坡积物及少量次生黄土（Q3+4），厚度一般 0-35.94 米，与下伏地层呈不整合接触。（三）区域构造东胜煤田大地构造分区属华北地台鄂尔多斯台向斜东胜隆起区之东北部， 总体表现为一向南西倾斜的单斜构造，倾向 210左右，产状平缓，倾 角一般小于 5，无大的褶皱和断裂构造，仅沿地层走向和倾向有微弱的波状起伏，未见岩浆岩侵入，地质构造简单。新庙三界沟煤矿位于东胜煤田勃牛川普查区南部，其基本构造形态与区域构造形态一致，为一向南西倾斜的单斜构造，倾向南西，产状平缓，倾 角 1-3，断层、褶皱等构
19、造不发育，亦无岩 浆岩侵入体，矿区地质构造简单。（四）矿区构造新庙三界沟煤矿位于东胜煤田勃牛川普查区南部，其基本构造形态与区域构造形态一致，为一向南西倾斜的单斜构造，倾向南西，产状平缓，倾 角 1-3，断层、褶皱等构造不发育，亦无岩将岩侵入体， 矿区地质构造简单。二、煤层及煤质（一）煤层据钻孔、矿井揭露的岩煤层对比结果，矿区主要可采煤层为内蒙古自治区东胜煤田新庙三界沟煤矿改扩建初步设计修改补充说明书-12-6-2 煤 层，对比可靠，为矿区大部可采的较稳 定煤层。现将其赋存情况叙述如下：6-2 煤 层：矿区内主要可采煤层，沿西部边界出露。煤 层自然厚度0.35-4.67 米，平均 1.80 米，
20、储量利用可采厚度 0.80-4.67 米，由于井田内无钻孔，据三界沟煤矿实际开采所接露的 6-2 煤层，在井田西部现采区，局部出现一层夹石，夹石上煤层厚为 2.95-2.85m，夹石厚 0-1.0m，下煤 层 0-1.05m，6-2 煤为可采的较稳定煤层，顶底板岩性为泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、细砂岩。其它不可采煤层：6 煤组：6-2 煤层下部发育 0-2 层，厚度 0-0.56 米，无可采点：上部发育 1-2 层 ，厚度 0.30-0.70 米，无可采点。5 煤组：发育 0-4 层煤，厚度 0.15-0.48 米，无可采点。4 煤组：仅 P38 孔见到 5 号煤层，厚度 0.27-1.98 米，
21、1 层煤可采，但已风化。根据地质填图成果，矿区内含 4-1 和 4-2 煤层，但沿露头大面积自燃。西南部虽有残留，可由于覆盖层薄，均已风化，煤层厚度一般在 0.60-0.70 米之间，故 4 煤组不含有开采价 值的煤层。（二）煤质矿区内煤呈黑色，条痕褐黑色，弱沥青沥青光泽，条带状结构，棱角状，参差状断口，层状构造，内生裂隙 较发 育，燃点300左右，燃烧试验为剧燃，残灰呈粉状，灰白黄灰色，显微硬度19.5-20.3kg/mm2。煤岩特征：1、宏观煤岩特征内蒙古自治区东胜煤田新庙三界沟煤矿改扩建初步设计修改补充说明书-13-矿区内各煤层煤岩组分主要为亮煤，镜煤、暗煤、丝炭呈薄条带或透镜体夹于其中
22、，宏观煤岩类型为半亮型。2、显微煤岩特征矿区内主要可采的 6-2 煤层有机显微组分以镜质组和丝质组为主，两者之和为 89.5%，半镜质组 7.9%左右，稳定组 2.7%左右，煤中无机显微组分含量很低，以粘土组为主，含量 2.6%左右，硫化物组、碳酸盐组、氧化物组含量一般均小于 0.5%。根据国际显微煤岩类型分类原则，矿区内煤为微镜惰煤。煤层视密度：原普查报告对 21 个钻孔煤芯煤样测定了煤的视密度，其结果为1.22-1.40 吨 /立方米，平均 1.28 吨/立方米。经过视密度与灰分做一元线性回归分析，其方程为：视密度（ARD）=1.202+0.011Ad ，经检验证明相关关系显著，故用回归方
23、程计算的视密度值是可靠的。将6-2 煤 层平均原煤灰分代入回归方程计算得 6-2 煤层视密度值为1.28 吨/立方米。化学性质：本次核实所利用的矿区周边的三个钻孔，6-2 煤层均不可采，故未进行煤芯煤样品测试化验，核实时矿区内各可采煤层主要化学性质参照勃牛川普查区域化验资料，见表 1-2-1：6-2 煤层煤芯煤样化验测试成果统计表。表 1-2-1 6-2 煤层煤芯煤样化验测试成果统计表内蒙古自治区东胜煤田新庙三界沟煤矿改扩建初步设计修改补充说明书-14-工 业分析（% ）煤层号洗选情况 Mad Ad VdafQnet.d(MJ/kg)St.d(%)ST() 煤类原 2.48-10.246.82
24、(39) 4.75-15.286.71(39) 31.76-34.9534.05(37) 25.59-29.8828.66(29) 0.11-0.890.24(39) 1050-13401220(16)6-2洗 2.77-8.456.10(37) 2.96-5.384.17(37) 32.16-38.2433.93(37) 28.77-30.1629.58(11) 0.05-0.220.16(33)BN31 为主由表 1-2-1 可知，6-2 煤 层为低灰、特低硫煤。工艺性能：（一）发热量矿区内 6-2 煤层原煤干基低位发热量为 25.99-29.88MJ/kg，平均28.66MJ/kg，属高
25、 热值 峰。气化性能：（1）煤对二氧化碳的反应性据原普查报告资料，当试验温度为 950时，6-2 煤层对二氧化碳还原率为 68.5%，说明区内 6-2 煤层化学反应性较高，是良好的气化用煤，见表 1-2-2：煤对 CO2 反应性统计表。表 1-2-2 煤对 CO2 反应性统计表800 850 900 950 1000 10506-2 15.56-30.620.9(8) 28.6-42.136.1(8) 47.6-63.852.6(8) 63.2-74.668.5(8) 72.5-87.279.1(8) 78.2-88.287.2(8)（2）热稳定性据原普查报告测试成果：6-2 煤层热稳定好，为
26、良好的气化用煤。（3）结渣率当鼓风强度为 0.2m/s 时，6-2 煤层结渣率为 18.84%，为中等结渣内蒙古自治区东胜煤田新庙三界沟煤矿改扩建初步设计修改补充说明书-15-煤，对气化影响不大。低温干馏：6-2 煤 层焦油产率平均为 7.7%，属富油煤。粘结性：区内各煤层粘结指数均为零，焦渣类型为 2，故区内煤无粘结性。可选性：据原普查报告所作浮沉试验成果，浮煤产率主要集中在-1.3 和1.3-1.4 两级 ，占 88%以上，当理论精煤灰分为 4.5-5.0%时，分选密度0.1 含量 为 0.5-9.5%，依据分 选密度0.1 含量法分类标准，区内 6-2煤层为极易选煤。4、煤类区内煤层结粘
27、指数为零，透光率50%，无水无灰基 挥发分率37% ，依据中国煤炭分类国家标准（GB5751-86），确定矿区内6-2 煤 层以不粘煤（BN31）为主。5、煤的工业用途矿区煤以不粘煤为主，其次为长焰煤，各煤层煤质特征基本相似，故其利用方向基本一致。矿区各可采煤层有害成分低，为特低灰、低中灰、特低硫、特低磷、中高发热量煤，是良好的动力及民用燃料，适用于各种工业锅炉、火力发电等，也可在建材工业、化学工业中作焙烧材料。煤粉加粘结剂，可制作煤砖、煤球、峰窝煤等。矿区内煤的气化性能好，煤对二氧化碳反应性能高，热稳定性好，内蒙古自治区东胜煤田新庙三界沟煤矿改扩建初步设计修改补充说明书-16-可作气化用煤。
28、区内煤属富油煤，也可作低温干馏用煤。三、水文地质（一）区域水文地质概况东胜煤田位于鄂尔多斯高原东北部，海拔标高一般 1200-1400 米，地形中部高南北两侧逐渐降低，沿泊匀江海东胜潮脑梁一带地形较高，呈东 西向延伸，海拔标高 1400-1500 米，构成区域地表分水岭，俗称“ 东胜梁 ”。最高点位于东胜东南约 18 公里处的神山上，海拔标高 1584 米。煤田内地形切割强烈，沟谷纵横，具侵蚀性丘陵地貌特征。煤田的南部为毛乌素沙漠北缘，西北部为库布其沙漠东缘，在上述地带，具风积 沙漠地貌特征。东胜梁南北两侧主要沟谷有乌兰木伦河、勃牛川、罕台川、哈什拉川、西柳河等。均属黄河流域水系，除个别 大的
29、沟谷有水量较小的常年性溪流外，多为季节性沟谷，旱季干涸无水，雨季暴雨过后可形成洪流，水量较大， 历时 短暂，于 东胜梁两侧 分别向南、北两个方向径流，最终注入黄河。煤田属温带半干旱高原大陆性气候，年降水量 277.7mm，蒸发量1749.7mm-2436.2mm，日照丰富，干燥多风。依据地下水的赋存条件及水力性质不同，煤田内的含水岩组可划分为两大类：新生界松散岩类孔隙水含水岩组和中生界碎屑岩类孔隙裂隙潜水承压水含水岩组。其区域水文地质特征见表 1-2-3。表 1-2-3 东胜煤田水文地质特征表内蒙古自治区东胜煤田新庙三界沟煤矿改扩建初步设计修改补充说明书-17-地下水类型 含水单元主要岩性层厚
30、（m）单位涌水量（L/s.m） 水质类型溶解性总固体（ g/L）备注全新统冲洪积潜水含水层各粒级砂、 砾石层16-36 0.000611-0.36 HCO3-Ca 0.2-0.38全新统风积沙潜水含水层浅黄色细粒砂 0.56 2.55-40.19 HCO3-Ca 0.8松散岩类孔隙潜水含水岩组萨拉乌素组潜水含水层湖积粉、细砂 107.03 0.0016-3.74 HCO3-Ca 0.25-0.3志丹群含水层砾岩、粗粒砂岩为主夹细砂岩泥岩0-500 0.0078-2.171 HCO3-K-Na 0.741-0.95侏罗系中统含水层以中、粗粒砂岩为主0-358 0.000437-0.0274 HC
31、O3-Ca-Mg 0.10-1.7540侏罗系中下统延安组含水层灰白、浅灰各粒级砂岩133.28-279.18 0.0027-0.026HCO3-Cl-K.Na碎屑岩类孔隙裂隙潜水承压水含水岩 组三迭系上统延长组含水层灰绿色中、粗粒砂岩为78 0.000308-0.253Cl-K-NaHCO3-Cl-SO4-Na（二）矿区水文地质特征矿区地处于干旱的半沙漠地带，地形总体中部东高西低。勃牛川为矿区周边最大地表水系，据古城壕水文站资料勃牛川最大洪峰流量为 4810m3/s，最小流量 0.002m3/s，十九年统计 平均流量 4.03m3/s，区内沟谷均属勃牛川流域，均为季节性沟谷，平时无水，暴雨后
32、可形成洪流，由东 向西流入暖水川经勃牛川向南方向径流，与乌兰木伦河在陕西省境内相汇成窟野河，最终注入黄河。内蒙古自治区东胜煤田新庙三界沟煤矿改扩建初步设计修改补充说明书-18-据原普查报告资料，矿区含水岩组依据地下水赋存条件和水力性质不同，划分为两类：松散岩类孔隙潜水含水岩组和碎屑岩类孔隙、裂隙潜水承压水含岩组，现分述如下：1、松散岩类孔隙潜水含水岩组该含水岩组可细分为第四系全新统冲积和风积砂含水层。（1）冲洪积含水层主要分布于区内各沟谷、阶地中，岩性以冲洪积砂及各粒组砾石为主，含水 层厚度一般 0.50-5.75 米，据原普 查报告民井调查资料，水位埋深 0.40-3.00 米，出水量 0.
33、0026-7.5L/s，水 质类型为HCO3-Ca 型及 SO4HCO3-CaK+Na，溶解性总固体 464-572mg/L，富水性较弱，水位、水量季节性变化较大。（2）风积砂含水层该含水层厚度变化较大，分布于位置较高处的风积砂一般具有较强透水性，而不具备贮水条件，位置相对较低处的风积砂，其富水性亦受汇水面积、含水层厚度、下伏基岩地形及形态的影响而差异显著，多在沟谷深切地段以泉的形式出露。据原普查报告资料，单泉涌水量0.054-4.16L/s，水质类型为 HCO3-Ca 型，溶解性总固体 207-300mg/L，富水性一般 较弱，该含水层水位、流量受大气降水影响较大，雨后流量增加，雨后 5-1
34、0 天内流量锐减，在旱季个 别泉甚至干涸。第三系上新统（N2）隔水层：岩性为红色砂质泥岩，厚 6.41-13.93m，平均 10.69m，全区 发育，分布 连续 ，隔水性良好。碎屑岩类孔隙、裂隙潜水承压水含水岩组:内蒙古自治区东胜煤田新庙三界沟煤矿改扩建初步设计修改补充说明书-19-矿区地处东胜煤田东南部，延安组上部及安定组、直罗组、志丹群等均被剥蚀。因此矿区内仅存的碎屑岩类含水央组为延安组含水岩组。其岩性组合为灰深灰砂质泥岩，粉砂岩夹中、细粒砂岩，含6 煤组，含水层岩性为中、细粒砂岩，据南 邻近的宏景塔详查区水文地质钻孔抽水试验资料：水位埋深 67.54-106.19m，水位标高 1200.
35、51-1295.39m，单位涌水量 g=0.000431-0.00241L/s.m，渗透系数K=0.00541-0.00715m/d，水质类型为 HCO3-K+Na.Ca 型及 HCO3.Cl-K+Na 型，溶解性总固体 203-666mg/L，该含水岩组含孔隙、裂隙潜水，局部为承压水，富水性弱。火烧岩体的水文地质特征:煤层自燃，顶板岩石受烘烤后冷却坍塌而生成较丰富的空间裂隙，为地下水的贮存及运动提供了良好的场所。岩石经烧变石，原属隔水的泥质岩、泥 质粉砂岩等，均可成为含水或透水层。受煤层厚度大小，发育的空间位置、燃烧时内外条件及燃烧的范围大小等诸多因素影响，火烧岩体的水文地质特征存在着较大的
36、差异。当煤层空间位置较高，火烧岩体的烧变裂隙不具贮水条件或贮水条件差时，其富水性较弱或只具透水性；但当煤层空间位置较低，所生成的水力联系时，则在一定范围内可形成较强的富水带。无论富水性强弱，火烧岩体均具较好的透水性。矿区内的火烧岩体主要为 6-2 煤层自燃所致，在区内其它地段亦有 4 煤组火烧体存在，但分布零星，规模不大。由于其多数发育于沟内蒙古自治区东胜煤田新庙三界沟煤矿改扩建初步设计修改补充说明书-20-谷两侧高于沟谷河床面，贮水条件差，因而多为透水不含水层。6-2 煤 层火烧体主要分布于三界沟和勃牛川交会处。一般泥 质岩类、粉砂岩 类经火烧后质地变得坚硬，层间裂隙密集发育；而砂岩类则变得
37、易碎，各类岩石经火烧或烘烤后均呈红色紫红色。煤层燃烧对顶板的烘烤大于底板。据钻孔资料，底板烘烤深度一般不足 1m，而顶板烘烤高度为 25.64-27.70m。据磁法勘探资料，区内火烧岩体宽度多在 110-440m 之间。6-2 煤 层火烧体的泉一般分布于位置较低且火烧体规模较大的地段。其涌水量 0.0185-0.325L/s。水质类型为 HCO3-Ca、HCO3-Ca.Mg、HCO3-Ca.Mg.K+Na 型，溶解性总固体 227-251mg/L，PH=7.7-8.2。含裂隙潜水，富水性弱，对矿山开采不会影响太大。地下水补给、径流及排泄条件:1、第四系潜水第四系孔隙潜水的补给源以大气降水为主，
38、冲洪积潜水亦接受上游侧向径流补给及其它含水层以泉的形式排泄补给；风积沙含水层亦接受沙漠凝结水的补给。第四系潜水径流受沟谷地形控制，向低洼处径流，一般在沟谷深切地段以泉的形式排泄。强烈的蒸发亦为第四系潜水的重要排泄途径之一。2、碎屑岩类孔隙，裂隙潜水承压水碎屑岩潜水承压水的补给源以大气降水、侧向径流补给为主，其径流受单斜构造控制多沿地层倾向即南西方向径流，真排泄以侧向径流排泄为主，局部亦以泉的形式排泄，补给地表水及冲洪积潜水。内蒙古自治区东胜煤田新庙三界沟煤矿改扩建初步设计修改补充说明书-21-3、火烧岩体裂隙潜水火烧岩体潜水补给源以大气降水为主，在局部地段亦接受第四系冲洪积潜水的补给，沿地层倾
39、向即南西方向径流，在沟谷深切地段及低洼处以泉的形式排泄。（三）矿区水文地质类型的划分及复杂程度评价矿区内直接充水含水层和间接充水含水层的含水空间以裂隙为主，孔隙次之，属孔隙、裂隙充水矿床。最下一 层可采煤层 6-2 煤层位于本区最低侵蚀基准面以上，直接充水含水层富水性弱（q0.11/s.m ，其 补给 源以贫乏的大气降水为主，火烧岩体位于三界沟和勃牛川潜水面以上，贮水条件较差，富水性较弱。据此将矿区水文地质类型划分为第一二类第一型，即孔隙裂隙充水矿床，水文地质条件简单。（四）供水水源本矿井为改扩建矿井，矿井供水水源取自第四系松散岩类孔隙、潜水含水岩组，目前已形成供水系统，水量充足，能够满足矿井
40、开发的需要。现 有水源井二眼，能够满足生活生活用水。四、其它开采技术条件1、煤层顶底板岩性矿区主要可采煤层 6-2 煤层，顶板岩性以泥岩 类为主，其次为粉砂岩和砂岩类，底板岩性以泥质岩类、粉砂岩类为主，岩石的 RQD 值多在 60%左右，岩石质量等级为中等，岩体中等完整。据原 报告岩石物理力学性质试验结果，岩石自然状态单轴极限抗压强度为 20-内蒙古自治区东胜煤田新庙三界沟煤矿改扩建初步设计修改补充说明书-22-40Mpa，属软弱半坚硬岩石，岩层抗压强 度较低。2、瓦斯包头安科安全工程服务有限公司 2005 年 11 月对该矿瓦斯鉴定为“ 低瓦斯矿 井” ，全 矿 井瓦斯相对涌出量 0.65
41、米 3/吨，绝对涌出量0.45 米 3/分，无瓦斯突出， CO2 相对涌出量 1.12 米 3/吨，绝对涌出量0.78 米 3/分。同 时调查井田周边小窑过去从未 发生过瓦斯爆炸事故。3、煤的自燃倾向井田未作煤层自燃测试，以邻区资料作为参考。井田内煤变质程度低、燃点低，丝碳含量高，吸附氧的能力强，煤的挥发分含量高，经测定燃点值，T：282，To：275，属易自燃煤，因此在煤的开采和堆放过程中过煤的处置应予以足够的重视。4、煤尘井田未作煤尘爆炸试验，以邻区资料作为参考。井田内可采煤层在急速加热时火焰长度大于 400mm 以上，煤层爆炸指数（挥发分）在 35.74%，煤尘具有燃炸性，因此在生 产过
42、程中应采取措施降低煤尘。5、地温井田内煤层埋藏较浅，经对井田内部分钻孔测定地温，没有发现特殊的地温异常，孔内温度变化与正常地温梯度基本吻合。五、地质勘探程度及存在问题1、井田内局部地段煤层顶板及覆盖较薄，且风化程度较高，裂隙发育，易发 生顶板冒落和地层坍塌，导致第四系孔隙潜水与煤层承压内蒙古自治区东胜煤田新庙三界沟煤矿改扩建初步设计修改补充说明书-23-水发生水力联系，构成直接充水含水层，建议进一步作工作验证，查明其富水性。2、本次勘查未采集瓦斯样，本区瓦斯含量虽然较低，建议开采时还应注意矿井通风，防止瓦斯聚集与煤尘爆炸。3、采空区范围大， 应加强管理。4、本次勘查精度较低，可采煤层厚度变化大
43、，给合理开采煤层的机械设备选型造成一定困难，建议对井田可采区域补充钻孔，精确了解煤层厚度，提高井田勘查精度。第二章 井田开拓第一节 井田境界及储量内蒙古自治区东胜煤田新庙三界沟煤矿改扩建初步设计修改补充说明书-24-一、井田境界新庙三界沟煤矿，位于内蒙古自治区鄂尔多斯市伊金霍洛旗境内，行政隶属伊金霍洛旗纳林陶亥镇。具体位置在勃牛川以东，三界沟以北一带，其地理坐标为：东经：1102259-1102443北纬：391837-392025批准矿区面积 3.215km2，开采深度 1110-1090 米。矿区范围由 7个拐点圈定，各拐点坐标见表 2-1-1。表 2-1-1点号 X Y1 4354140
44、 374468102 4355210 374480703 4356530 374481104 4356240 374493005 4355560 374493106 4354240 374482407 4353210 37446850矿区东西宽 2.50km，南北长 3.32 公里。煤层埋深 0-149.93 米。井田内已探明无断裂构造、陷落柱等地质构造、地质倾角平缓、十分有利于综合机械化规模开采。二、矿井资源/储量计算1、矿井地质储量依据资源储量核实报告，地质资源储量为 690 万吨，全部为推断的内蕴经济资源量（333）。详见表 2-1-2。内蒙古自治区东胜煤田新庙三界沟煤矿改扩建初步设计修
45、改补充说明书-25-表 2-1-2 可采煤层地质资源量汇总表类别煤层编号 推断的内蕴经济储量（333） 地质资源量VI-2 690 690合计 690 6902、矿井工业资源储量根据煤矿设计规范，矿井工业资源储量按下式计算：矿井工业储量=331+332+333K=6900.9=621 万吨可信度系数取 0.9经计算，工业资源量为 621 万吨。3、矿井设计资源储量设计资源储量是在矿井工业储量的基础上减去永久煤柱损失量后的资源储量。本矿永久煤柱的留设如下：（1）根据煤炭工业矿井设计规范规定，井田境界煤柱取 40m，本矿 20m，相 邻矿取 20m。（2）地面建筑、构筑物与井筒煤柱按照保护煤柱的留
46、设方法，第四系表土按 45移动角，煤层岩按 70移动角进行计算。经计算，矿井设计资源储量为 546 万吨，详见表 2-1-3。表 2-1-3 矿井设计资源储量汇总表 单位：万吨永久煤柱损失煤层编号 工业储量井田境界 断层 村庄 小计设计资源储量内蒙古自治区东胜煤田新庙三界沟煤矿改扩建初步设计修改补充说明书-26-VI-2 621 75 0 0 75 546合计 621 75 0 0 75 5464、矿井设计可采储量矿井设计可采储量：矿井设计资源储量减去工业场地和主要井巷煤柱的煤量后乘以采区回采率。矿井可采储量按下式计算：ZK=（Z-P）C式中：ZK矿井设计可采储量，万吨；Z矿井工业储量，万吨；
47、P主要井巷煤柱 损 失，万吨；C采区回采率，取 80%经计算，全矿井设计可采储量 408.32 万吨，见表 2-1-4。表 2-1-4 矿井设计可采储量汇总表 单位：万吨设计可回收煤柱占用资源储量煤层编号设计储量工业场地及井筒大巷 小计剩余资源储量采区回采率设计可采储量VI-2 546 15.6 20 35.6 510.4 80% 408.32合计 546 15.6 20 35.6 408.32第二节 矿井设计生产能力及服务年限内蒙古自治区东胜煤田新庙三界沟煤矿改扩建初步设计修改补充说明书-27-一、设计生产能力1、矿井工作制度矿井设计年工作日为 330d，每天三班作业，每日净提升时间14h。
48、2、矿井设计生产能力确定确定矿井设计生产能力主要考虑以下因素：矿井资源/储量，地质和开采条件，技术装备与管理水平，矿井与水平服务年限，国家和市场对煤炭的需求与经济效益。本矿地质资源储量 690 万吨，设计可采储量 408.32 万吨，地质构造简单，煤 层赋存较稳定，易于开采。三界沟煤矿现生产能力 0.45Mt/a，目前，该煤矿开拓巷道和首采区已形成。已有两个平硐，改扩建可以利用现有工业场地及大巷，针对上述矿井现状，矿井设计生产能力提出两个方案比选：方案一：设计生产能力 0.45Mt/a主要生产环节利用现有工业场地及大巷，采用 ZY6400/17/35 液压支架综合机械化采煤工艺开采，布置一个综
49、采工作面，设计可采储量 4083kt，按 煤炭工业矿井设计规范中井型与服务年限的合理匹配关系，结 合本矿采区按替关系，矿区设计生产能力按 0.45Mt/a，服务年限为 7.0a。方案二：设计生产能力 0.3Mt/a主要生产环节利用现有工业场地及大巷，采用高档普采，布置一内蒙古自治区东胜煤田新庙三界沟煤矿改扩建初步设计修改补充说明书-28-个回采工作面，矿井服务年限为 10.5a。方案一与方案二相比的主要缺点是：建设规模与保有资源储量相比，规模增大、服 务年限 过短，但可以充分利用目前好的市场，争取大的经济效益，且工作面易管理，安全性高，生 产能力大，生产自动化程度高。综上所述，结合矿方要求，矿井设计生产能力确定为方案一，即矿井设计生产能力 0.45Mt/a。二、设计服务年限矿井服务年限按下式计算：T=Z/A.K式中：T矿井设计服务年限，a；Z设计可采储量，4083.2kt；A设计生产能力，0.45Mt/a ；K储量备用系数，取 1.3。矿井服务年限为 T=4083.2/4501.3=7.0（a）经计算，矿井设计生产能力为 0.4
