【正文】 張北兩面井王牛灘褐煤化工原料基地王牛灘煤礦可行性研究報告 煤炭工業(yè)石家莊設計研究院二00六年九月張北兩面井王牛灘褐煤化工原料基地王牛灘煤礦可行性研究報告工程編號：K1225生產(chǎn)規(guī)模：60萬t/a院 長：聶光輝主 管 副 院 長：任寶良總 工 程 師：楊關訓工程項目負責人：任寶良 劉慶太煤炭工業(yè)石家莊設計研究院二00六年九月文件編制人員編制人員：劉慶太 正高級工程師 田廣豐 高級工程師 王德光 高級工程師 谷雪軍 高級工程師 魏 青 工 程 師 張一峰 工 程 師 管建強 高級工程師出版人員：周靜茹 胡 波 袁念軍 李秀麗目 錄 一、概述…………………………………………………………………..1 二、礦井建設條件………………………………………………………..2 三、市場預測…………………………………………………………….13 四、建設規(guī)模與服務年限……………………………………………….14 五、井田開拓與開采…………………………………………………….15 六、礦井主要設備……………………………………………………….27 七、地面設施…………………………………………………………….35 八、環(huán)境保護與水土保持……………………………………………….55 九、勞動安全衛(wèi)生與消防……………………………………………….57 十、項目實施計劃……………………………………………………….60 十一、技術經(jīng)濟分析與評價…………………………………………….62 十二、研究結論與建議………………………………………………….68附 圖 目 錄礦井開拓方式平面圖（方案Ⅰ） K1225—109—01礦井開拓方式剖面圖（方案Ⅰ） K1225—109—02礦井開拓方式平面圖（方案Ⅲ） K1225—109—03礦井開拓方式剖面圖（方案Ⅲ） K1225—109—04礦井井位方案平面圖 K1225—109—05礦井采區(qū)巷道布置及采掘機械配備平面圖 K1225—163—01礦井工業(yè)場地總布置圖 K1225—447—01張北中都礦業(yè)開發(fā)有限公司編制王牛灘褐煤化工原料基地（礦井）建設可行性研究報告委托書委 托 方：張北中都礦業(yè)開發(fā)有限公司（甲方）被委托方：煤炭工業(yè)石家莊設計研究院（乙方）委托方當前在張北縣擬上的第一個項目“張北中都王牛灘褐煤化工一期苯臘工程”已獲省技改委備案許可，為使該項目早日上馬，需先期進行原料基地建設，現(xiàn)經(jīng)甲、乙雙方協(xié)商，甲方委托乙方進行編制礦井建設可研報告、開發(fā)利用方案、項目申請報告。具體時間要求如下：在二00六年二月二十八日前完成可行性研究報告等相關文件。委托方：張北中都礦業(yè)開發(fā)有限公司被委托方：煤炭工業(yè)石家莊設計研究院 二00六年一月十五日76 / 82一、概述 （一）項目背景河北省張北縣兩面井王牛灘村一帶賦存有第三紀褐煤，雖然地質(zhì)條件良好，但因煤質(zhì)品種不佳,所以遲遲未開發(fā)。1995年12月河北煤田地質(zhì)局第四地質(zhì)隊提交《河北省張北縣兩面井鄉(xiāng)王牛灘地段（煤礦）詳查地質(zhì)報告》通過河北省礦產(chǎn)儲量委員會的批準，共批準B+C+D級儲量5290萬t。其后，在該區(qū)段建有兩處小窯進行采煤，但因煤質(zhì)差、銷路不好而停采。2005年3月張北中部礦業(yè)開發(fā)有限公司應張北縣委和政府邀請，由省委派出的援壩扶貧工作隊牽線引進一項扶貧項目，該項目旨在通過開采張北縣兩面井鄉(xiāng)王牛灘的褐煤對其進行化工加工，提取褐煤臘及汽油、柴油等化工產(chǎn)品，從而帶動張北縣相關的運輸、建材、建筑、機械制造、維修服務等行業(yè)的發(fā)展，使張北縣經(jīng)濟走上依托資源開發(fā)利用、脫貧興業(yè)致富奔小康的道路。經(jīng)過一年來的工作，目前張北中都礦業(yè)開發(fā)有限公司的第一個項目“張北中部王牛灘褐煤化工一期萃臘工程”已獲省發(fā)改委備案許可。為使該一期項目能夠早日建成投產(chǎn)，必須解決原料供應問題，即建立王牛灘褐煤生產(chǎn)礦井，為此張北中都礦業(yè)開發(fā)有限公司投資建設一對年產(chǎn)60萬t的機械化或半機械化的中型礦井，本設計即是在這樣背景下進行礦井可行性研究工作的，目的是使王牛灘煤礦建設成為好、快、省的機械化礦井為援壩扶貧作好工作。（二）項目概況王牛灘井田位于河北省張北縣西北部行政區(qū)劃隸屬張北縣兩面井鄉(xiāng)所轄。=，其各拐點坐標為：點號1234X4601324460133445985574598547Y38526770385292043852921538526780本區(qū)北部有通往化德的主干公路，南距張北縣57km、距張家口104km。各鄉(xiāng)鎮(zhèn)之間有一般道路相通，交通尚為方便。二、礦井建設條件（一）概況地理位置王牛灘井田位于壩上高原，地勢平坦，微有波狀起伏，海拔標高為1292～1328m，地勢東南高西北低，有季節(jié)性的徑流分布。本區(qū)屬大陸性氣候，℃，℃，最低34℃，結冰期長達5個月，年降雨量330～400mm，蒸發(fā)量1710mm。冬季寒冷漫長，夏季涼爽短促，晝夜溫差大，常年多風，風季為11月至次年5月，風力常達6～7級。春旱、風沙、冰雹、霜凍等自然災害嚴重影響本區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。本區(qū)凍結深度地質(zhì)報告中未明確。本區(qū)位于燕山地質(zhì)構造帶北側，壩上地震構造小區(qū)，根據(jù)國家地震資料、地震烈度為5度。歷史上沒有破壞性地震發(fā)生。開發(fā)現(xiàn)狀根據(jù)第四地質(zhì)隊的調(diào)查，目前區(qū)內(nèi)有兩處老窯,其中一個豎井位于補3孔東北方向100m處系1993年9月建井，井筒為磚砌井壁，垂深73m，采煤一層，巷道僅掘進10余米，后由于煤質(zhì)差，銷路不好，井筒廢棄停采。另一處在76—1鉆孔附近，1993年7月建井，豎井開鑿時于垂深38m處遇流砂，因無力治理而廢棄，該井未建成亦未出煤（）。（二）外部建設條件交通運輸條件張北縣境內(nèi)無鐵路，公路207國道貫通南北，其他則是一般的公路，由于地勢較平坦，公路較暢通，運輸方便。附：交通位置圖。（三）資源條件地質(zhì)構造及煤層（1）地層及地質(zhì)構造本區(qū)位于中朝準地臺、內(nèi)蒙臺背斜土城子臺拱、土城子臺凹陷中。區(qū)域內(nèi)構造簡單，主體構造為呈北西～南東向展布的寬緩向斜。斷層稀少，僅在區(qū)外東南部有FF9兩條正斷層，走向為北東，傾向北西。本井田位于FF9斷層的西北部，區(qū)內(nèi)構造簡單，地層近似水平，略向北傾，傾角5176。區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)巖漿活動。本井田構造之復雜程度屬于簡單類型。依據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料結合鉆孔揭露之成果，井田內(nèi)賦存之地層由老到新依次為：太古界紅旗營子群（Arh）、元古界化德群（Pthd）、新生界第三系、始～漸新統(tǒng)靈山組及第四系。其中太古界紅旗營子群為煤系的古老基底，巖性以花崗片麻巖、黑云斜長片麻巖為主，其間夾有少許石英巖，下部夾有透鏡狀灰白色含石墨大理巖、橄欖大理巖，區(qū)域厚度大于7000m。元古界化德群主要由角閃片巖、千枚巖及石英巖組成，與下伏地層不整合接觸。第三系始～漸新統(tǒng)靈山組由砂礫巖、砂巖、泥巖、粉砂巖及煤系地層組成。共含煤層5組，賦存在含煤地層的上部，其厚度由西向東逐漸增厚，但沒有探明整個含煤地層的厚度，本區(qū)鉆孔最深達898m。第四系主要為淺黃色砂質(zhì)粘土、粉砂等。，厚度變化主要受地形地貌控制。（2）煤層本區(qū)含煤地層為新生界第三系始～漸新統(tǒng)靈山組，依據(jù)巖性、巖相組合及含煤性等特征，含煤地層分為上、中、下三段。上段為主要含煤段，中段為次要含煤段，下段不含煤。上段：全區(qū)發(fā)育較好，～。主要由灰色、深灰色砂巖、粉砂巖、泥巖和煤層組成，含極少完整的植物化石，大多為植物碎屑。與中段地層分段標志層為3號煤組底板砂礫巖，該層巖性組合獨特，上部細多為泥巖、粉砂巖。下部偏粗，多為中細砂巖，含礫程度較高，礫徑偏大，該巖層層位較穩(wěn)定且全區(qū)發(fā)育，易識別，故作為巖煤層對比標志層。本段含3號煤組，均發(fā)育于中、下部。煤層較厚，煤層結構復雜，夾矸為泥巖、炭質(zhì)泥巖、頂?shù)装鍘r性多為泥巖、炭質(zhì)泥巖，沉積特點：顏色為灰色、深灰色為主，灰綠色次之，沉積物以粉砂巖、泥巖為主，中粗砂巖次之；含煤性較好，煤層厚度大但結構復雜。中段：為次含煤段，在全區(qū)內(nèi)具有東厚西薄的變化趨勢，厚度45～138m。主要由灰色、深灰色粗細相間的碎屑巖和煤層組成。粗粒級巖層與下段地層相比，厚度與粒度均變小，中、粗砂巖礦物成分以長石、石英、巖屑為主，分選差，磨園中等。含5號煤組，在全區(qū)內(nèi)大部分可采，煤層結構復雜。14線以東賦存另外2個煤組，但極不穩(wěn)定，結構復雜，厚度變化較大。本段沉積特點：顏色以灰、深灰色為主，淺灰色次之，沉積物以中、細砂巖為主，粉砂巖及泥巖次之，礫巖成分以燧石為主，變質(zhì)巖次之，含煤性較差，煤層結構復雜，煤分層厚度較薄。下段：不含煤層，厚度大于670m，與下伏地層呈不整合接觸。巖性以灰綠色、灰色粗砂巖、砂礫巖為主，細碎屑巖以薄層夾于粗粒級巖層之間，未見煤層，僅局部含炭。本段沉積特征顏色以灰綠色為主，灰色、淺灰色次之，沉積物粒度大，以粗砂巖、礫巖為主，且地層厚度大；礫成分以燧石、變質(zhì)巖為主?？刹擅簩樱褐饕刹擅簩佑?號煤組，局部可采為5號煤組，均屬不穩(wěn)定型煤層，自上而下依次分述之。1煤組：位于第三系含煤地層最上部，距地面50～98m，基本上全區(qū)均有分布，該煤層組由1～7層煤分層組成，～，頂?shù)装鍨槟鄮r及炭質(zhì)泥巖，松軟易碎，～，為泥巖、炭質(zhì)泥巖。2煤組：～。該煤層由1～7層煤分層組成，全區(qū)分布結構復雜，～。頂?shù)装宥酁槟鄮r、粉砂巖，易碎。夾矸多為泥巖、炭質(zhì)泥巖。3煤組：～，由1～9層煤分層組成，全區(qū)分布。～，煤層頂板多為泥巖及炭質(zhì)泥巖，底板為礫巖、粗砂巖及泥巖，疏松易碎。夾矸為泥巖、炭質(zhì)泥巖。4煤組：～，由1～9層煤分層組成，全區(qū)分布，～，頂?shù)装宥酁槟鄮r，半固結，夾矸為炭質(zhì)泥巖、泥巖。5煤組：～，由1～4層煤分層組成，僅分布于東部，～，頂?shù)装宥嗄鄮r、夾矸為泥巖。水文地質(zhì)條件本井田位于壩上高原區(qū)，境內(nèi)地勢平坦、開闊，略呈波狀起伏，海拔高1300m左右。由于壩上高原仍處于地殼緩慢上升階段，第四系沉積厚度較小，且多為滲透性差的粘性土組成；區(qū)內(nèi)雖無地表河流，但在地勢低洼處有大小不一的湖淖星羅棋布，壩上最大的安固里淖就在本區(qū)的南部。這些湖淖成為區(qū)內(nèi)地表水、地下水的排泄聚集地。含水層劃分：根據(jù)地下水的的賦存狀態(tài)可將區(qū)內(nèi)地下水劃分為變質(zhì)巖類裂隙水；碎屑巖、火山巖類孔隙裂水；松散巖類孔隙水三種類型，又據(jù)地層年代，巖性及含水層特征分出三個含水巖組、五個含水層。從大氣環(huán)流看本區(qū)域大氣降水是地下水唯一的補給來源。由于區(qū)內(nèi)出露的基巖表面風化裂隙較發(fā)育，降水沿裂隙垂直入滲補給基巖裂隙水；第四系潛水在接受大氣降水補給的同時，在山前地帶接受基巖地下水的側向補給，由于第四系含水層不甚發(fā)育，而地層中的粘土層阻隔了地下水垂直涌透，使地下水緩慢的向低洼處徑流排泄，從而形成了壩上高原特有的大小不一的湖淖。本區(qū)氣候干燥，蒸發(fā)量是降水量的5倍，因此蒸發(fā)也是區(qū)內(nèi)地表水與地下水排泄途徑。井田水文地質(zhì)條件：井田基本上為第四系松散沉積物所覆蓋，～，東部和西南部有第三系砂巖零星出現(xiàn)，仍是第三系地層而未見基底。根據(jù)鉆孔揭露地層的巖性，結合鉆孔簡易水文地質(zhì)觀測資料所劃分的三個含水巖組、五個含水層，即：① 變質(zhì)巖類裂隙水含水層② 碎屑巖、火山巖類孔隙裂隙水含水層③ 第三系漸新統(tǒng)砂巖、砂礫巖孔隙裂隙含水層依據(jù)煤系的含煤特性及與含水層的關系和富水性，該含水層又劃分出兩個含水亞層。③A：煤系下段砂巖、砂礫巖孔隙、裂隙含水層：此段為煤系下部含煤段，含5號兩個可采煤組，含水層由中粗砂巖、砂礫巖、礫巖組成，～，%，粒徑較上段粗，局部見滑面。鉆孔沖洗液在此段基本不消耗，其富水性弱。③B煤系上段砂巖、砂礫巖孔隙、裂隙含水層。此段為煤系主要含煤段，含3三個可采煤組，～。含水層有細中砂巖、砂礫巖組成，裂隙不發(fā)育，細砂粒組以上厚度0～，%。含水層厚度不穩(wěn)定，水平方向上變化大，夾于泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖之間，為承壓裂隙含水層?！窗l(fā)現(xiàn)涌漏水現(xiàn)象。據(jù)鉆孔抽水試驗資料單位涌水量q=?m，滲透系數(shù)k=，水質(zhì)類型為cl—Na型水，為富水性弱的含水層。④第四系砂、礫石孔隙含水層～，巖性主要為亞砂土、粘土及局部粉砂及礫石透鏡體薄層等組成。含水層厚度小，含水很微弱，據(jù)民井資料，地下水位變化大，水質(zhì)較差，～，礦化度210g/l。含水層間水力聯(lián)系：本井田內(nèi)第四系含水層直接與含煤地層接觸，因此第四系水直接補給煤系上段含水層。煤系上下段之間沒有穩(wěn)定的隔水層，但上下段地層中泥巖、砂質(zhì)泥巖隔水層的厚度分別占各段總厚度的85%與65%，因此煤系上、下段含水層間有水力聯(lián)系，但很微弱?；椎貙釉诒緟^(qū)內(nèi)未揭露，其與煤系下段含水層水力聯(lián)系也不密切。斷層水文地質(zhì)特征：本井田構造簡單，地層近于水平。井田內(nèi)未發(fā)現(xiàn)斷層，僅在井田外東南部有F1正斷層存在，該斷層水文地質(zhì)特征尚待以后查清，對本井田開采影響不大。井田地下水補給、逕流、排泄條件：本井田第四系地下水接受大氣降水的補給后，一部分向地形低洼