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1、采矿毕业设计（宝山煤矿120万T新井设计说明书） 1 矿区概述及井田地质特征1.1 矿区概述1.1.1 交通位置 宝山矿井位于内蒙古自治区鄂尔多斯市东胜煤田四道柳矿区南部,行政隶属伊金霍洛旗新庙乡管辖。距鄂尔多斯市政府所在地50km,距旗府所在地60 km,距东胜市45km。井田南北平均长5.43km,东西平均宽4.8km,面积24.88km2。 本区对外交通尚属方便。矿井经束会川与边贾运煤专线相连,距离3 km;边贾公路与包府运煤干线相连,距离8 km;经包府公路可将煤炭运往东胜市,矿井距达拉特电厂112km,距包头神木铁路沙沙圪台车站39 km,并有简易公路相通。宝山井田交通位置图如图1-
2、1-1所示。 宝山井田交通位置图 图1-1-1 1.1.2 地形地貌及水系 本区位于鄂尔多斯高原东部、区域性分水岭“东胜梁”的南侧,勃牛川、束会川位于本区的北、东、南部。地表大部被风积砂覆盖,由于受水流、风蚀等影响,区内沟谷纵横交错,水土流失严重,植被极不发育,是典型的高原侵蚀丘陵地貌。区内地形基本呈西部高四周低的形态,最高点位于本区西部,海拔标高+1290.5m,最低点位于束会川,标高+1149.0m,地形最大标高差141.5m。本区域属黄河水系,勃牛川、束会川环绕本区,勃牛川位于井田东侧,为常年地表径流(冰冻期冻结),水流注入黄河。束会川随季节变化可形成溪流或洪流,水流汇入勃牛川,次一级沟
3、谷较多,均为间歇性沟谷。由于矿井主采煤层的底板标高高于沟川洪水位线,雨季洪水对井下开采一般无威胁。1.1.3 气象及地震。春冬两季风力较大,一般在4级以上,最大风力可达10级,年平均风速3.5m/s,风向多为西北风。冰冻期较长,最长冻土天数为167d,最大冻土深度为2.04m。 本区位于鄂尔多斯台向斜东北缘,鄂尔多斯台向斜被认为是中国现存最完整、最稳定的构造单元。据“中国地震动参数区划图”划分,本区地震动峰值加速度为0.05g,对照原烈度6度,为弱震区,一般不会发生破坏性地震,历史上亦无破坏性记载。1.1.4 矿井电源 矿井附近的主要供电电源有:距离本矿井南部11km的新庙新建110kV变电站
4、、另外有新庙35kV变电站、四道柳35 kV变电站和乌日图高勒110kV变电站。矿井现有电源引自新庙35kV变电站,10kV高压线路通过矿井工业场地,现有100kW变压器一台。本区电源能够满足矿井建设、生产的需要。1.2 井田地质特征1.2.1 井田地质概况 1、区域构造 东胜煤田位于鄂尔多斯台向斜东胜隆起之东南边缘地带,基本构造形态表现为一单斜构造,地层走向N25W,倾向S65W,倾角13,具有宽缓的波状起伏,断层不发育。 2、井田构造 本区总体构造形态为一向南西倾斜的单斜构造,地层倾角13,未发现断层,具有宽缓的波状起伏,无岩浆岩侵入,属于构造简单地区。1.2.2 地层 本区位于东胜煤田浅
5、部露头区,受新生代地质应力的作用,使煤系地层在沟谷中裸露于地表。区内揭露地层由老至新有: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, 分述如下: 1)三叠系上统延长组T3y 该组为煤系地层的沉积基底。普遍发育大型板状、槽状交错层理,是典型的曲流河沉积体系。厚度6.4023.21m,平均17.09m。 2)侏罗系中、下统延安组(J1-2y) 该组为区内含煤地层,四道柳找煤区广泛出露,在本区遭受后期剥蚀后,被第四系黄土及风积砂覆盖。其岩性组合:顶部、底部主要为灰白色泥质胶结的中粗粒砂岩,顶部有时相变为砂质泥岩,底部石英含量较高,白色砂岩特征明显,可作为延安组顶
6、底界面的标志层。中部岩性组合为一套浅灰色,风化后呈灰黄色、浅黄色的各粒级砂岩;灰色至深灰色粉砂岩;砂质泥岩;泥岩及煤层,局部含少量钙质砂岩。发育有水平纹理及波状层理。区内含3、4、5、6、6下号煤层。该地层向东南方向厚度变大,厚度80.15138.31m,平均106.92m,与下伏地层延长组呈平行不整合接触。 3)第三系上新统N2 该组地层在区内局部残存。岩性组合为一套暗红色、褐红色砂质泥岩和泥岩,含丰富的呈层状发育的钙质结核,半胶结状。由于沉积后期风化剥蚀的作用,厚度变化较大。据钻孔揭露厚度037.00m,平均18.00m,与下伏地层呈不整合接触。 4)第四系Q由砾石、冲洪积砂及粘土混杂堆积
7、而成;残坡积物及少量次生黄土分布于山梁坡脚地带,由砂、砾石组成,局部地段含少量次生黄土;据钻孔揭露厚度0.5042.87m,平均13.42m,不整合于一切老地层之上。 地层特征见表1-2-1。地质综合柱状图如图1-2-1所示。东胜煤田地层一览表表1-2-1地 层单 位厚度(M)最小最大平均岩性第四系Q全新16.41主要由风积砂层,次为河流淤积、洪积层。风积砂成分以细粒石英为主,河流淤积层岩性为砂、粉砂或砾石,洪积层以砂、砾石为主。更新统Q3m上部为淤积层,岩性为砂、粉砂及黑色土壤,底部为马兰黄土,岩性为淡黄色亚砂土,柱状节理发育,含钙质结核。不整合于老地层之上第三系R上新统4.43上部为粉红色
8、砂质粘土、亚砂土,下部为灰色、桔黄、棕红色砾岩夹棕红、棕黄色砂岩,分选及滚园度差,呈半胶结状态,松散。不整合于老地层之上上侏罗下白垩统志丹群85.86上部以砖红、粉红及灰绿色的细、粉砂岩为主,局部含砾,泥质胶结,较疏松,具大型斜层理。下部为紫红、桔黄色的杂色砾岩及含砾粗砂岩互层,夹粉砂岩,砾石以花岗岩、花岗片麻岩、石英岩等组成。分选差,磨园中等,泥质胶结,较疏松。与下伏地层呈不整合接触。中侏罗统J2安定组27.47为一套紫红、砖红、黄棕色中、细粒砂岩,中夹灰紫色砂质泥岩。底部为浅黄色,向上变为浅紫色的巨厚层状砂岩。与下伏地层呈假整合接触直罗组96.07上部为一套杂色的细、中粒砂岩,颜色为灰白、
9、灰黄、灰兰、灰绿、灰紫色等,泥质或粘土质胶结。底部为厚层状的灰黄色中粗粒砂岩,局部相变为砂质泥岩。含较多铁质、泥质结核。底部局部含1号煤层。与下伏地层呈假整合接触中下侏罗统J1-2延安组J1-2y上岩段63.06上部主要由灰白色中、细粒砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩及2号煤组成。底部为灰白、黄绿色细、粉砂岩及泥岩,具小型波状层理及水平层理。中岩段63.77主要由灰?深灰色粉砂岩、砂质泥岩、细砂岩和3、4号煤组组成。底部为厚层状灰白色中、细粒砂岩,具波状层理、楔状交错层理和水平层理。下岩段64.96主要为灰、灰白色细砂岩、粉砂岩及灰黑色、黑色泥岩、砂质泥岩、煤组成。含5、6号煤组。底部为灰色灰白色
10、的细中粒砂岩,局部相变为粗砂岩或砾岩,发育大型槽状交错层理。与下伏地层呈假整合接触上三迭统T3延长组T3y132.80由灰绿色、灰白色细、中粒石英砂岩组成,含较多云母及少量的暗色矿物,粘土质胶结,局部地段顶部有明显的风化壳产物。1.2.3 褶皱及断层 核实区构造形态与东胜煤田相似,其总体构造形态为一向南西倾斜的单斜构造,地层倾角13o,未发现断层,具有宽缓的波状起伏,无岩浆岩侵入,构造复杂程度属于简单类型。1.2.4 水文地质特征 1、概况 区内水系较为发育,基本上两面环川。南界为束会川,东界勃牛川。沟谷十分发育,多为间歇性河流,旱季一般干涸无水或有溪流,但暴雨过后可形成洪水,水流总体由北向南
11、流入勃牛川,而后向南汇入陕西省境内的窟野河,最终注入黄河。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0.003m3/s,平均流量4.03m3/s。 2、地下水的补给、迳流及排泄条件 1)补给条件:潜水的补给以大气降水为主,在沟谷地带也可接受地表水的补给。延安组下部含水岩组为承压水,其补给方式一方面接受上部潜水的下渗补给,另一方面则接受侧向迳流补给。 2)迳流条件:四道柳区地形切割强烈,故地表水及地下潜水迳流条件较好。承压水主要沿倾向或层面方向迳流。由于各地层岩性不同,各岩层的渗透性能及迳流速度有所不同,但迳流方向与区域地形及构造特征相一致。 3)排泄条件:松散层潜水的排
12、泄方式主要为蒸发排泄、井泉排泄和下渗排泄。碎屑岩类承压水的排泄方式主要有井泉排泄、矿井疏干排泄和地下迳流排泄。 3、含(隔)水层特征 1)含水层 (1)第四系(Q4)松散层潜水含水段 区内松散层分布广泛,岩性以风积砂为主,局部为黄土层,厚度为042.87m,宝山区平均厚度为13.42m,乔家塔区平均厚度为23.94m,厚度变化大。该层与第三系粘土及基岩接触面有泉水出露,流量0.010.04L/S,水质为HCO3-CaMg型,矿化度0.19g/L,PH7.3,为低矿化度淡水。 (2)4号煤层底板至Q4含水岩段 由延安组上部地层组成,厚度13.4363.65m,宝山区平均厚度30.58m,乔家塔区
13、平均厚度40.68m,厚度变化较大。受风化作用孔隙、裂隙较发育,浅部地层可直接或间接接受大气降水的补给,含有少量孔隙、裂隙潜水。沟谷地带有泉水出露,流量0.030.04L/S,水质为HCO3-Ca?Mg型,矿化度0.19g/L,PH7.1,属低矿化度淡水。 (3)46号煤含水岩段 区内该层段均有分布,该段厚度27.4034.50m,宝山区平均厚度31.78m,乔家塔区平均厚度29.26m,厚度变化不大,含水微弱。相对含水的中细粒砂岩与相对隔水的砂泥岩类及粉砂岩呈互层分布,泥岩类隔水性能好,分布较稳定,上下层水力联系差。 (4)延长组(T3y)含水岩段 该层全区分布,且厚度大,为煤系地层基底。本
14、次钻孔揭露最大厚度23.21m,岩性为不同粒度的灰绿及绿色砂岩,含孔隙、裂隙承压水,富水性不强,与煤系地层联系不大。 2)隔水层 (1)第三系(N2)粘土:主要分布在本区北部及东部,厚度20.0037.00m,平均厚度28.50m。岩性为浅红色含砂泥质粘土,粘性大,松软未胶结,含少量砾石,一般不含水。 (2)6号煤至延长组(T3Y)顶含水岩段的隔水层 区内该段均有分布,厚度10.9559.99m,横向厚度变化大。含水层的岩性以灰白色中、细砂岩为主,多为泥质胶结,较致密,含水层富水性弱。本段隔水层岩性主要为砂质泥岩,隔水性能好,较稳定。 4、充水因素分析 矿坑充水是影响矿井正常开采的主要因素,区
15、内可构成矿坑充水的水源主要有大气降水、地表水及地下水。 1)大气降水 根据伊金霍洛旗气象局资料,本区历年平均降水量为374mm,降水多集中在79月份。大气降水除大部分地表迳流外,少部分渗入地下。本区受大气降水影响的主要是4号和6号煤层,由于局部煤层沿沟谷出露或顶板较薄,大气降水可直接通过第四系松散层直接或间接渗入煤层中,使矿坑充水。 2)地表水 束会川流经矿区西南边缘,实测流量1.348m3/s(2004年9月18日)。勃牛川位于井田东侧,为常年地表径流(冰冻期冻结),水流注入黄河。地表水对区内6号煤开采构不成较大危害。但矿井井巷系统形成后,地表水体将可能改变原有天然流场,将排泄区域的地表水及地下水变为补给区,会导致地下水的富集。因此,开采时应对汇水洼地引起注意。 3)地下水 (1)潜
