【正文】 井前后期對井下輔助運(yùn)輸?shù)囊螅肿畲笙薅鹊販p少了礦井初期投資。主斜井裝備帶寬為 的膠帶輸送機(jī)，擔(dān)負(fù)全礦井的煤炭提升任務(wù)，兼作安全出口；副斜井擔(dān)負(fù)全礦井的所有輔助提升任務(wù)，兼作礦井的安全出口；新開鑿一個回風(fēng)斜井，擔(dān)負(fù)全礦井的回風(fēng)任務(wù)，兼作礦井的安全出口。三、設(shè)計的主要特點礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為 600Kt/a（原生產(chǎn)能力 90Kt/a，凈增 510Kt/a） ，礦井采用一次設(shè)計，一次建成投產(chǎn)的移交方式。 《準(zhǔn)格爾旗蒙南煤炭有限責(zé)任公司碓臼溝煤礦改擴(kuò)建初步設(shè)計說明3 / 160書（修改版） 》 （2022 年 11 月版） 。一、設(shè)計依據(jù)設(shè)計委托書。2022 年 10 月，內(nèi)蒙古自治區(qū)煤炭科學(xué)研究所為該礦做了《準(zhǔn)格爾旗蒙南煤炭有限公司碓臼溝煤礦改擴(kuò)建可行性研究報告》 ，并經(jīng)鄂爾多斯煤炭工業(yè)局組織有關(guān)單位和專家進(jìn)行了審查，形成了技術(shù)審查意見，原則通過了可行性研究報告設(shè)計方案。礦井建設(shè)業(yè)主為準(zhǔn)格爾旗蒙南煤炭有限責(zé)任公司。礦井水文地質(zhì)條件簡單，煤層瓦斯含量低，為低瓦斯礦井，煤塵有爆炸性，為易自燃煤層。1 / 160前 言碓臼溝煤礦隸屬于準(zhǔn)旗蒙南煤炭有限責(zé)任公司，位于鄂爾多斯市準(zhǔn)格爾旗東南部，行政區(qū)劃屬準(zhǔn)格爾旗馬柵鎮(zhèn)管轄。井田內(nèi)資源總儲量為 。準(zhǔn)格爾旗蒙南煤炭有限責(zé)任公司碓臼溝煤礦前身是國營房塔溝硫磺廠下屬的采煤車間。2 / 1602022 年 12 月，內(nèi)蒙古自治區(qū)煤炭科學(xué)研究所為該礦做了《準(zhǔn)格爾旗蒙南煤炭有限公司碓臼溝煤礦改擴(kuò)建初步設(shè)計》 ，并于 2022 年 12 月經(jīng)鄂爾多斯煤炭工業(yè)局組織有關(guān)單位和專家進(jìn)行了審查，形成了技術(shù)審查意見，原則通過了該礦改擴(kuò)建初步設(shè)計報告設(shè)計方案。中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心內(nèi)蒙古總隊編制的《內(nèi)蒙古自治區(qū)準(zhǔn)格爾煤田榆樹灣普查區(qū)碓臼溝煤礦煤炭資源儲量核實報告》 。二、設(shè)計的指導(dǎo)思想以市場經(jīng)濟(jì)為導(dǎo)向，加大礦井設(shè)計改革的力度，在保證礦井設(shè)計規(guī)模和安全生產(chǎn)的前提下，盡量簡化環(huán)節(jié)，減少行政福利設(shè)施。利用原有礦井工業(yè)場地。礦井開拓系統(tǒng)簡單，全井田以+923m 水平開拓 6 號煤層。礦井以一個生產(chǎn)采區(qū)、一個綜采放頂煤工作面保證礦井 600Kt/a 的設(shè)計生產(chǎn)能力。井田開拓方式：斜井開拓。礦井移交生產(chǎn)時，井巷工程總量為 ，掘進(jìn)總體積為。礦井行政公共建筑總體積 ，礦井行政公共建筑總面積。五、存在問題與建議 《儲量核實報告》中未提供 4 號等可采煤層的自燃發(fā)火期，建議礦方盡早補(bǔ)測。建議礦方在開采過程進(jìn)行采空區(qū)和礦井水文地質(zhì)動態(tài)觀測研究。6 / 160第一章 井田概況及地質(zhì)特征第一節(jié) 井田概況一、交通位置碓臼溝煤礦隸屬于準(zhǔn)旗蒙南煤炭有限責(zé)任公司，位于鄂爾多斯市準(zhǔn)格爾旗東南部，行政區(qū)劃屬準(zhǔn)格爾旗馬柵鎮(zhèn)管轄。26′″～39176。交通位置詳見圖 111。區(qū)內(nèi)最大溝谷為罐子溝、磁窯溝，其它主要溝谷還有碓臼溝、三道溝、二道溝、戚家溝等，這些溝谷除罐子溝有常年溪流7 / 160外，其它溝谷旱季一般干涸無水，雨季可形成短暫洪流，分別由北向東南及西南方向流出區(qū)外，注入黃河。最大風(fēng)速為 20m/s，平均風(fēng)速 ，多為西北風(fēng)。每年十一月至翌年三月為凍結(jié)期，霜凍期一般 195 天。區(qū)內(nèi)煤炭資源豐富，礦業(yè)開發(fā)是當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)。1997 年建起焦化廠。 礦井原設(shè)計能力為 。2022 年 5 月 5 日內(nèi)蒙古自治區(qū)國土資源廳頒發(fā)采礦許可證，證號：1500000530372，面積 ，準(zhǔn)采 6 號煤層。另有個體無證煤礦一座，始采于1980 年代，年產(chǎn)量 ，開采煤層為 5 號煤層，現(xiàn)已關(guān)閉。從礦井工業(yè)場地西向 3km 處的榆樹灣110kV 變電站引一回 10kV 電源線路作為碓臼溝煤礦的另一個電源。第二節(jié) 地質(zhì)特征一、地質(zhì)構(gòu)造及煤層（一）地層及地質(zhì)構(gòu)造區(qū)域地層準(zhǔn)格爾煤田劃分為多個勘查區(qū)，榆樹灣是其中之一，位于老趙山梁背斜南翼、田家石畔正斷層?xùn)|側(cè)。第四系更新統(tǒng) 馬蘭組 Q3m 0～100淺黃色粉砂質(zhì)黃土，具垂直節(jié)理，含鈣質(zhì)結(jié)核，不整合于一切老地層之上。中生界三疊系 下統(tǒng)劉家溝組 T1l 257～385淺灰、淺灰綠色細(xì)粒砂巖，夾棕紅色砂質(zhì)泥巖，含礫中粗粒砂巖，交錯層理，與下伏地層呈整合接觸。與下伏地層呈整合接觸。與下伏地層呈整合接觸。石炭系 上統(tǒng)本溪組 C2b 7～35 灰白、灰、灰黑色砂巖、泥巖、灰?guī)r及含鋁泥巖組成，底部富含黃鐵礦結(jié)核。12 / 160構(gòu)造為一走向近南北，傾向西，傾角 10176。（1）褶皺①、窯溝背斜：位于百草塔、窯溝鄉(xiāng)至唐公塔，延伸約 10km。②、窯溝向斜：位于窯溝背斜以東，軸向與背斜延伸方向一致，在向斜軸部發(fā)育次一級波狀起伏。東南翼傾角 10176。（2）斷層①、龍王溝正斷層：位于龍王溝中，走向近東西向，延伸約 3 km，向西由于被掩蓋，延伸方向不清。東，傾向南東，傾角 70176?！?8176。礦區(qū)地層碓臼溝煤礦位于雙棗溝向斜的南端。（1）奧陶系中下統(tǒng)（O 1+2）上部為淺灰色泥質(zhì)灰?guī)r，厚層狀石灰?guī)r夾薄層狀灰?guī)r，下部為白云質(zhì)灰?guī)r及厚層狀白云巖。與下伏地層呈平行不整合接觸。本組厚度 ～。其底部為具大型板狀交錯層理的含礫粗粒砂巖。 （5）第三系上新統(tǒng)（N 2）出露于礦區(qū)溝谷斜坡，上部為淺紅色泥巖 、砂質(zhì)泥巖；下部為紅色泥巖，富含鈣質(zhì)結(jié)核，底部為含礫砂巖或礫巖。Q+N 2 厚度～，平均 。二疊系下統(tǒng)山西組（P 1s）與石炭系上統(tǒng)太原組（C 2t）共含煤 2～13 層，一般含煤 3～5 層?？刹擅簩悠骄偤?～ ，平均，可采含煤系數(shù) %。煤層厚度～，平均 。夾矸巖性一般為泥巖。煤層結(jié)構(gòu)中等，含 1～3 層夾矸，夾矸最大厚度 ，夾矸巖性為泥巖。與 4 號煤層間距 ～，平均。含夾矸 0～8 層，夾矸最大厚度 ，巖性為泥巖。頂?shù)装鍘r性以砂質(zhì)泥巖及泥巖16 / 160為主，全區(qū)可采，為較穩(wěn)定煤層。結(jié)構(gòu)簡單。礦區(qū)內(nèi)不可采，為不穩(wěn)定煤層。各煤層厚度、夾矸、層間距特征見礦區(qū)可采煤層特征表 122。二、井田水文地質(zhì)條件（一）區(qū)域水文地質(zhì)概述準(zhǔn)格爾煤田位于鄂爾多斯高原東北緣，地形西高東低，溝谷縱橫，屬侵蝕性黃土高原地貌。區(qū)內(nèi)地層有：第四系（Q 4）砂礫巖，第三系（N 2）含砂粘土，二疊系（P）砂巖、泥巖及煤層，石炭系（C）砂巖、泥巖及煤層，奧陶系（O ）石灰?guī)r等。其中沖洪積砂、礫石層主要分布于個大溝谷底部，賦存地下水。泉水流量 ～,個別達(dá) 。含、隔水層互層，據(jù)南詳資料，鉆孔單位涌水量 q 一般小于 因此，碎屑巖類含水層的富水性一般較弱，局部較強(qiáng)。據(jù)二道溝 2 號機(jī)井資料涌水量達(dá) 50L/s。松散層潛水的排泄方式有蒸發(fā)排泄、井泉排泄；碎屑巖類承壓水的排泄方式有逕流排泄、泉水排泄、小煤礦井下疏干排泄等；石灰?guī)r承壓水以地下逕流排泄為主。除礦區(qū)東部黃河外，地表無常年逕流，實為未來開采的有利條件。黃土在全區(qū)分布，含豐富鈣質(zhì)結(jié)核，垂直節(jié)理發(fā)育。其余地層在區(qū)內(nèi)零星分布，富水性一般較弱。鉆孔沖洗液消耗量～ 3/h，一般在 ，多數(shù)鉆孔漏水嚴(yán)重，說明透水裂隙發(fā)育。據(jù) Y15孔厚度 。據(jù)小窯調(diào)查成果，礦井涌水量Q=0～140m 3/h，多數(shù)小窯無水。③、石炭系中統(tǒng)本溪組（C 2b）：巖性為灰白色、灰黑色砂質(zhì)泥巖、泥巖、石英砂巖及灰色、紫色鋁質(zhì)泥巖，中夾 1～3 層泥質(zhì)灰?guī)r，富含黃鐵礦結(jié)核。據(jù)鉆孔簡易水文地質(zhì)觀測成果，沖洗液消耗量一般 ～ 3/h，個別達(dá) ，說明裂隙一般不太發(fā)育，巖石致密堅硬，透水性差，含水層富水性微弱。據(jù)二道溝 2 號機(jī)井資料，涌水量 Q=50l/s，地下水位標(biāo)高 ，水位埋深 ，水位降深 S=。地下水、地表水的動態(tài)與補(bǔ)給、排泄條件本區(qū)地下水受氣候動態(tài)變化較小，地表水則較大，與大氣降水之間關(guān)系較為密切。區(qū)內(nèi)潛水的排泄方式有蒸發(fā)排泄、越流排泄、泉水排泄等。礦井涌水量根據(jù)礦井現(xiàn)生產(chǎn)情況，預(yù)計礦井達(dá)到設(shè)計生產(chǎn) 600Kt 的生產(chǎn)能力時，礦井正常涌水量為 120m3/h，最大涌水量為 200m3/h。（三）水文地質(zhì)類型及復(fù)雜程度評價本區(qū)直接充水含水層山西組（P 1s）與太原組（C 2t）以孔隙～裂隙含水層為主，奧陶系（O 1+2）石灰?guī)r巖溶含水層雖然涌水量大，但地下水位埋深大，位于煤層以下，直接充水含水層的富水性弱，補(bǔ)給條件差，可采煤層9 號煤層均位于地下水位以上，且以大氣降水為主要充水水源，直接充水含水層等單位涌水量 q 一般小于 底板巖性以泥巖、砂質(zhì)泥巖為主。瓦斯成分帶均在二氧化碳—氮?dú)鈳е?，屬瓦斯風(fēng)化帶，所以 6 號煤層為低沼氣煤層。（四）煤的自燃傾向性根據(jù)儲量核實報告資料，本區(qū)煤的自燃傾向?qū)儆诤芤鬃匀肌^(qū)內(nèi)主要煤層頂板巖性以泥巖、中粗粒砂巖為主，砂質(zhì)泥巖次之。四、煤類、煤質(zhì)與煤的用途（一）煤的物理性質(zhì)區(qū)內(nèi)煤呈黑色，條痕褐黑色，弱瀝青～瀝青光澤（風(fēng)化煤呈深灰色～24 / 160黑色，粉末狀，易污手） 。（二）煤巖特征宏觀煤巖類型：區(qū)內(nèi)各煤層主要為暗煤，鏡煤和亮煤局部呈薄層或透鏡體夾于其中，絲炭分布于層面。煤的礦物雜質(zhì)中粘土組含量略高，平均為 ％，硫化物組除 9 號煤層外均在 %以下，其它礦物雜質(zhì)含量均不高，一般小于 %。其中硫化鐵可大部分被選掉，但有機(jī)硫很難選掉（據(jù)《內(nèi)蒙古自治區(qū)準(zhǔn)格爾煤田榆樹灣普查勘探報告》 ） 。（四）煤質(zhì)及用途煤質(zhì) 本礦區(qū)各可采煤層煤質(zhì)特征為富灰、特低硫～中硫、中等發(fā)熱量。五、井田勘探程度及資源/儲量（一）勘探程度 本次初步設(shè)計，采用了中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心內(nèi)蒙古總隊于2022 年 7 月編制的《內(nèi)蒙古自治區(qū)準(zhǔn)格爾煤田榆樹灣普查區(qū)碓臼溝煤礦煤炭資源儲量核實報告》 ，該報告經(jīng)過內(nèi)蒙古自治區(qū)國土資源廳評審備案。對動用已消耗煤炭資源儲量，根據(jù)碓臼溝煤礦提供、地方礦業(yè)管理部門核準(zhǔn)的采掘工程及其采空區(qū)范圍，進(jìn)行了煤炭資源消耗量估算。 《儲量核實報告》未作可采煤層頂?shù)装鍘r石力學(xué)試驗。28 / 160第二章 井田開拓與開采第一節(jié) 井田境界及儲量一、井田境界碓臼溝煤礦井田地理坐標(biāo)為：東經(jīng)：111176。27′18″。根據(jù)業(yè)主委托要求和資源儲量核實報告提供的資料，參與資源量估算的煤層為井田內(nèi)的 6 號可采煤層。表 212 　 煤炭資源儲量計算指標(biāo)CY、BN、RN、PM＜25186。 ≥最高灰分 Ad（%） 40最高硫分 （% ） 3最低發(fā)熱量 （MJ/kg） 估算方法井田范圍內(nèi)煤層總體為向北西傾斜的單斜構(gòu)造，煤巖層傾角 6～12176。d式中：Q：煤層（塊段）煤炭資源儲量（萬噸，取整數(shù)）煤 類指標(biāo)項目30 / 160S：塊段水平投影面積（m 2，取整數(shù)值）h：煤層偽厚算術(shù)平均厚度（m，取小數(shù)后兩位小數(shù)）d：煤的容重（t/m 3，取小數(shù)后兩位小數(shù)）有關(guān)參數(shù)的確定（1）面積：本次采用水平投影面積估算資源儲量。故煤炭資源儲量利用厚度按偽厚度計算。表 213 資源儲量估算煤層容重值一覽表礦井資源/儲量估算結(jié)果根據(jù)資源儲量核實報告，礦井煤炭保有資源儲量為 ，其中 333類儲量為 ，均為 6 號煤層資源儲量。礦井永久安全煤柱包括：井田境界、地面建（構(gòu)）筑物等保安煤柱損失。經(jīng)計算，礦井永久煤柱損失煤量 ，故礦井設(shè)計資源儲量。井筒及工業(yè)場地煤柱，按巖層移動角 70176。（333）資源儲量按 80％計算。表 216 礦井設(shè)計可采儲量匯總表 單位：萬 t工業(yè)場地及主要井巷煤柱煤層估算資源儲量永久煤柱損失礦井利用資源儲量 工業(yè)場地 主要井巷扣除各種煤柱后資源儲量計算比例%折減后的資源儲量采區(qū)回采率%設(shè)計可采儲量4 129 50 80 5 846 50 80 6 3138 80 75 計 4113 第二節(jié) 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限一、礦井工作制度礦井設(shè)計年工作日 330d，每天三班作業(yè)，其中兩班生產(chǎn)，一班準(zhǔn)備，34 / 160每班工作 8h。是良好的動力用煤及民用煤，市場缺口較大，隨著國內(nèi)外煤炭市場對此煤種需求量的日益增大，該煤種的價格優(yōu)勢將會進(jìn)一步體現(xiàn)出來，市場潛力巨大，開發(fā)前景相當(dāng)廣闊。K式中：T——服務(wù)年限，a；Z——設(shè)計可采儲量，Kt；A——設(shè)計生產(chǎn)能力，Kt/a；K——儲量備用系數(shù)，取 。左右，結(jié)構(gòu)簡單，頂?shù)装鍘r性良好，瓦斯含量低，煤層易自燃，煤塵有爆炸危險性，煤層條件和開采技術(shù)條件較為優(yōu)越，適宜于綜合機(jī)械化開采。三、井田開拓方式的選定開拓方案設(shè)計從表土層厚度、煤層埋藏深度、煤層產(chǎn)狀以及井田水文地質(zhì)條件等方面分析，井田適合于斜井開拓方式。53′和 3176。53′和 4176。斜長 ，凈斷面 。各條巷道均沿 6 號煤層布置。37 / 160礦井采用中央并列式通風(fēng)系統(tǒng)，主、副斜井進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)斜井回風(fēng)。采區(qū)接替順序為：6 號煤一采區(qū)→6 號煤二采區(qū)。第四節(jié) 井 筒一、井筒數(shù)目及用途根據(jù)推薦的井田開拓方案，礦井移交生產(chǎn)及達(dá)產(chǎn)時，共布置主斜井、副斜井和回風(fēng)斜井三個井筒，主斜井、副斜井井筒利用原有。38 / 160回風(fēng)斜井：擔(dān)負(fù)全礦井的回風(fēng)任務(wù)，兼做礦井安全出口。二、井筒布置及裝備主井凈寬 ，傾角從井口到井底分為 7176。 副斜井凈寬 ，傾角從井口到井底分為 7176?；仫L(fēng)