【文章內(nèi)容簡介】 可采煤層，煤層厚度 ～，平均 ，該煤層厚度變化小，區(qū)內(nèi)大部分地區(qū)厚度大于3m，在北部煤層稍厚，東南煤層較薄，結(jié)構(gòu)簡單，全區(qū)基本不含矸。屬穩(wěn)定煤層。 各煤層頂板巖石的性質(zhì)礦區(qū)內(nèi)大部分被第四系松散層覆蓋，基巖出露較少。煤系地層巖性主要以不同粒度的砂巖、砂質(zhì)泥巖，煤層及少量泥巖、粘土巖組成。據(jù)鉆孔揭露情況，淺部巖石受風(fēng)化作用，巖石易破碎，強(qiáng)度較低。隨著深部加深風(fēng)化作用減弱、巖石較完整，強(qiáng)度較高。 為了解煤系地層巖石物理力學(xué)性質(zhì)，井田內(nèi)共前后施工了工程地質(zhì)孔 4 個，鄰區(qū)有 2 個，共計 6 個孔。分別對煤層的頂、底板的巖石采樣，進(jìn)行巖石物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)。另外，采土樣 1 組，對第四系松散層進(jìn)行力學(xué)試驗(yàn)?，F(xiàn)根據(jù)不同層段及巖性將試驗(yàn)結(jié)果匯總?cè)缦拢旱谒南邓缮由惩粒簽楹倭康[的中砂，土粒比重 ，干容重 g/cm3，濕容重 g/cm3，含水量 %，天然休止角 38176。，滲透系數(shù) 10 －3cm/s，給水度 ?；鶐r（1）1 －2 煤層頂?shù)装鍘r性偽頂：泥巖，局部為砂質(zhì)泥巖，灰黑色—深灰色，主要分布在三采區(qū)東部，厚度，最大 ，塊狀層理，巖性軟，易冒落。內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 8直接頂：砂質(zhì)泥巖、粉砂巖或細(xì)、中粒砂巖。巖厚 ～ ，厚層狀，成分以石英為主，含少量云母及巖屑，泥質(zhì)膠結(jié)，砂巖類含水率 ～%，一般為%，抗壓強(qiáng)度 ～，一般 ，泥巖類軟化系數(shù) ～，一般為 ，抗壓強(qiáng)度 ～，一般為 。 老頂：由一套碎屑巖組成，主要是各種粒度的砂巖及粉砂巖，厚約 24 米。直接底：泥巖，黑灰色，厚度 —8m，以泥質(zhì)為主，含少量的鋁土質(zhì)及植物化石碎片，巖性致密。（2）2 －2 煤層頂?shù)装鍘r性頂板：2 －2 煤頂板巖厚約在 30m 左右，頂端為 1－ 2 的底板，下端為 2－2 煤頂板，巖性以砂巖類粗、中、細(xì)沙巖為主，含水率 ～%，一般為 %，孔隙率為～% ，一般為 %，抗壓強(qiáng)度 ～，一般為 ，泥巖類以泥巖、砂質(zhì)泥巖為主，軟化系數(shù) ～，抗壓強(qiáng)度 ～，一般為。底板：2 －2 煤底板有少量的粘土巖，軟化系數(shù) ～，一般 ，抗壓強(qiáng)度～ ，一般為 ，以軟化，遇水崩解，對底板維護(hù)極為不利。 （3）3 －1 煤層頂?shù)装鍘r性頂板：為粉砂巖、細(xì)砂巖互層，厚度 25m 左右，含水率 ～% ，一般為%，孔隙率為 ～%，一般為 %，抗壓強(qiáng)度 ～，一般為 。底板：砂質(zhì)泥巖、泥巖，厚度 5m，抗壓強(qiáng)度 ～ ，一般為。綜上所述，礦井內(nèi)巖石工程特征在垂向上，隨著深度的增加，抗壓強(qiáng)度增大，在橫向上變化較小，1 －2 煤層頂板巖石普遍受風(fēng)化作用的影響,巖石力學(xué)強(qiáng)度也較低,西北部比東南部抗壓強(qiáng)度稍高一些，2 －2 煤層以下，地層未受風(fēng)化作用影響，巖石抗壓強(qiáng)度稍高，故該礦井煤層頂、底板穩(wěn)固性較好，礦井開采不易造成冒頂和坍塌。 煤層的物理性質(zhì)礦井內(nèi)各煤層均呈黑色，條痕黑色、黑褐色，煤層結(jié)構(gòu)簡單，過渡接觸，中細(xì)條帶狀結(jié)構(gòu)，3 －1 煤層呈瀝青光澤，在鏡煤條帶呈弱玻璃光澤，階梯狀斷口，貝殼狀斷口，在鏡煤條帶中，內(nèi)生、外生裂隙發(fā)育，層狀構(gòu)造，半堅(jiān)硬型，煤層裂隙中均填充有黃內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 9鐵礦、方解石脈，含菱鐵礦鮞狀結(jié)核，比重大于 ，容重 左右，燃點(diǎn) 300℃，燃燒試驗(yàn)為劇燃，殘灰灰白色，粉狀。宏觀煤巖類型為： 3－1 煤層由亮煤、暗煤、鏡煤、絲炭組成，以半亮型為主，半暗型次之，含少量光亮型。絲炭含量高是本區(qū)各煤層的一個主要特點(diǎn)。顯微煤巖組分特征：井田內(nèi)各煤層主要以鏡煤、絲炭、粘土礦物，穩(wěn)定組分和雜質(zhì)礦物組成，鏡煤較平整，具內(nèi)生裂隙，以條帶狀出現(xiàn)，絲炭亮黃色具突起，細(xì)胞結(jié)構(gòu)以透鏡體或條帶狀出現(xiàn)，粘土礦物以零星狀充填于胞腔內(nèi)或裂隙中，穩(wěn)定組分以小孢子體和角質(zhì)體為主，順煤層層理分布。從鏡下顯微組分定量來看， 3－1 煤層由微半亮煤、微暗煤、微亮煤、微半暗煤組成。煤層一般有上暗下亮之特點(diǎn)。本區(qū)各煤層為低變質(zhì)煤的第Ⅰ階段，鏡煤最大反射率測值：3 －1 煤層：R ～。各煤層鏡煤最大反射率由上而下逐漸增高，反映了煤的變質(zhì)程度有增高的趨勢。 各煤層的化學(xué)性質(zhì)工業(yè)分析水分（Mad ）： 3－1 煤層原煤 %%，平均為 %，洗煤為 %%，平均 %。 灰份（Ad）：3 －1 煤層原煤 %%，平均為 %，洗煤為 %%，平均 %。揮發(fā)分(Vdaf) ：900 攝氏度條件下精煤揮發(fā)分產(chǎn)率：3 －1 煤層：%——% ，平均 %； 有害組分硫分：（a）全硫（ ）： 3－ 1 煤層 %%，平均為 %，此外原煤全硫在洗選后都有一定幅度的降低。（a）成分硫：從礦內(nèi)對全硫大于 1%的成分硫測定結(jié)果來看，主要以硫鐵礦為主，而有機(jī)硫含量較少。磷：礦區(qū)內(nèi)煤層原煤磷含量由 ～%，均屬于低磷、特低磷煤，滿足工業(yè)用煤需求。氯：內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 10煤層中氯的含量一般為 ～%，未超過 %。砷：砷在煤層中一般為 1～5PPM，均小于食品工業(yè)用煤要求的 8PPM。 煤層的工業(yè)性能煤的發(fā)熱量礦區(qū)內(nèi)主要煤層原煤干燥基彈筒發(fā)熱量：3 －1 煤層：——，平均 MJ/kg，屬于中高發(fā)熱量煤。粘結(jié)性粘結(jié)系數(shù)：各煤層粘結(jié)系數(shù)均為零，無粘結(jié)性。膠質(zhì)層指數(shù)：各煤層膠質(zhì)層指數(shù)均為零，無膠結(jié)性。焦渣特征：各煤層焦渣特征為“2” 。綜上所述，各煤層結(jié)焦性差。煤的氣化性能煤的熱穩(wěn)定性：3 －1 煤層：Rw +6 為 ～%，平均 %；井田內(nèi)除 1－2 煤層熱穩(wěn)定性略差外，其余煤層均屬于熱穩(wěn)定性好的層。煤對 CO2 的反應(yīng)性：以 CO2 還原率來表示煤的活性，礦區(qū)內(nèi)各煤層在 900 攝氏度條件下測的煤對 CO2 還原率均在 %以上，氣化性能良好。煤的結(jié)渣性：煤的結(jié)渣性的大小直接影響煤的氣化、燃燒及爐中排渣的難易程度，根據(jù)區(qū)內(nèi)生產(chǎn)大樣和簡選樣結(jié)渣性試驗(yàn)，其結(jié)果均為強(qiáng)結(jié)渣煤。煤的低溫干餾及焦油產(chǎn)率本區(qū)煤經(jīng)過低溫干餾試驗(yàn)后 3－1 煤層干基焦油產(chǎn)率為 ～%，屬于富油煤，各煤層在垂直序列中呈上下低、中部高的趨勢。煤灰成分和煤灰熔融性主要可采煤層煤灰成分， 3－1 煤層以 SiOAL 2O3 、CaO 為主；其次則是一些Fe2OSO MgO、TiO 2。煤層軟化溫度大于 1250℃，3 －1 煤層為 13%。煤中腐植酸和苯抽出物各主要可采煤層腐植酸一般為 ～%，苯抽出物一般為 ～%，含量較低，無利用價值。煤類內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 11根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn) GB5751—86，各煤層均為不粘煤類?？蛇x性（1） 、篩分試驗(yàn)根據(jù)礦井生產(chǎn)大樣的篩分結(jié)果表明，大于 50mm 粒級 12 煤為 ％，3 1 煤為%，以小粒度煤為主。小于 粒級灰分產(chǎn)率 31 煤大于 13%以外，其他各粒級灰分產(chǎn)率均小于 10%，從綜觀上看，隨粒度的增大灰分產(chǎn)率有降低的趨勢。（2） 、浮沉試驗(yàn)在對井田內(nèi)內(nèi)鉆孔及馬家塔大樣進(jìn)行了浮沉試驗(yàn)，在采用－～＋ 九個級別比重液浮沉試驗(yàn)中，其試驗(yàn)結(jié)果分級主要集中于－；～ 兩級，占本級產(chǎn)率一般60%以上。（3） 、可選性評價參照礦井簡選樣試驗(yàn)結(jié)果，得出結(jié)論如下：31 煤在理論精煤灰分 ％的條件下為易選至極易選煤層。工業(yè)用途根據(jù)本礦煤變質(zhì)程度低、有害成分低、中高發(fā)熱量、結(jié)焦性差、氣化性好等特點(diǎn)，認(rèn)為本礦煤可供以下及各方面利用：（1）動力用煤；（2）氣化用煤；（3）低溫干餾；（4）煤液化（5）煤化工等。煤的風(fēng)化氧化礦內(nèi)由于煤層埋藏雖淺，但是露頭較少，因而受風(fēng)氧化影響較小，通過對白石頭礦井露頭煤樣的試驗(yàn)分析，結(jié)果與正常煤樣指標(biāo)相比變化不大，因而本區(qū)沒有圈定風(fēng)氧化區(qū)。以往也沒有火燒區(qū)的勘探記錄。 開采技術(shù)條件瓦斯從區(qū)內(nèi)及鄰區(qū)各生產(chǎn)礦井及開采小窯調(diào)查結(jié)果表明，自開采以來，從未發(fā)生過瓦斯爆炸事故。從區(qū)內(nèi)各煤芯煤樣瓦斯解吸測定來看，其甲烷含量在 0～ 3/t，CO 2 含量為～ 3/t，由此反映了本區(qū)各煤層瓦斯含量很小或無解吸量。從瓦斯分析結(jié)果來看，主要為氮?dú)猓∟ 2），一般為 %，其波動范圍～% 。而甲烷由 ～%， CO2 為 ～%，故可劃為二氧化碳～內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 12氮?dú)鈳?，屬于低沼礦井。本區(qū)煤層瓦斯含量較小的主要原因是煤的變質(zhì)程度低，煤層埋藏淺所致，其次是不粘煤在成煤過程中以遭受了不同程度的氧化。煤塵本區(qū)的煤塵具有爆炸性。煤層的自燃影響煤層的自燃有很多因素，其主要因素是煤層的內(nèi)在因素和自然條件因素。煤層的內(nèi)在因素為：自燃傾向 ΔT，揮發(fā)分及絲碳含量；自燃條件因素為：氣象、堆積方式、堆積場地。本區(qū)各煤層絲碳含量高，揮發(fā)分產(chǎn)率高， 3 號煤層 ΔT 為 16℃燃點(diǎn)在 297～307℃ ，因而屬易自燃煤層，尤其在當(dāng)煤長期堆放存儲時，在夏季雨后爆曬、氣溫急劇升高，易發(fā)生自燃。冬、春、秋季自燃的可能性較小，應(yīng)做好防護(hù)工作。地溫區(qū)內(nèi)通過對 b10b 11b 20L 6 號孔的井溫測量，地溫樣度為 ℃/100m。對BK10 號孔的簡易地溫測量，其結(jié)果地溫梯度為 ℃/100m。區(qū)內(nèi)無地溫異常區(qū)存在。內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 13第二章 礦區(qū)范圍 礦區(qū)境界 邊界的方位及標(biāo)高補(bǔ)連塔煤礦的批準(zhǔn)開采深度高程 1124～1055m，采礦權(quán)范圍給定坐標(biāo)：4359425，374199504361384，374236304361070，374242904359355，374252004359070，374257804359700，374262604359365，374271804359650，374279304358985，374283504358000，374286704357800，374283104357180，374285604354150，37422780 礦區(qū)的面積礦區(qū)南北長及東西寬均為 6Km 左右，面積為 。 邊界礦柱的留法及尺寸井田境界煤柱按 20m 留設(shè)。 鄰近礦區(qū)的開發(fā)情況及其與本礦的關(guān)系礦井周圍有神東煤炭公司上灣煤礦、后屯西露天礦，東南相鄰的上灣煤礦井田面內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 14積約 Km2，目前生產(chǎn)能力 1000 萬 t。礦井北部的后屯西露天礦井田面積 Km2，年生產(chǎn)能力 100 萬 t。在礦井東南部以及屯西溝口還有兩個地方小窯，情況簡述如下：白石頭煤礦：位于礦井之東南邊緣，是伊金霍洛旗所屬的地方小窯。其以平硐方式開采 12 煤層，煤層厚 左右，炮采為主，礦車及人力車運(yùn)輸，采用自然通風(fēng)，井下涌水量較大，年產(chǎn)量 10 萬 t 以上，于 2022 年 6 月礦井關(guān)閉，采礦證注銷，礦井尚未發(fā)生過煤塵及瓦斯爆炸。屯西鄉(xiāng)煤礦：位于礦區(qū)內(nèi)屯西溝溝口附近。該煤礦以平硐方式開采 12 煤上分層，煤層厚～。炮采工藝，開采范圍不大，該礦現(xiàn)以小四輪運(yùn)輸，年產(chǎn)量為 6 萬 t 左右，老窯內(nèi)積水，現(xiàn)已關(guān)閉多年。但此老窯因開采歷時已久，其采空的具體范圍不詳。內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 15第三章 生產(chǎn)能力、服務(wù)年限及一般工作制度 儲量 工業(yè)儲量根據(jù)資料所給的 3－1 煤層塊段儲量計算：工業(yè)儲量=A 級儲量+B 級儲量+C 級儲量 =++= 萬 t 可采儲量按工業(yè)儲量減去工業(yè)場地煤柱、井筒、主要大巷煤柱、采區(qū)隔離煤柱等開采煤柱的儲量和開采損失（厚煤層為 25％，中厚煤層為 20％，薄煤層為 15％）后的儲量計算。礦井可采儲量按下式計算： Zk=（Z－P）C 式（） =()80% = 萬 t式中：Z k—礦井可采儲量，萬 t；Z—礦井工業(yè)儲量，萬 t；P—開采煤柱損失，萬 t；C—采區(qū)回采率， 中厚煤層 C＝80%。表 礦井可采儲量計算表煤柱損失（萬 t）煤層序號工業(yè)儲量（萬 t） 井田境界煤柱防水構(gòu)造煤柱主要大巷煤柱場區(qū)保護(hù)煤柱礦井可采儲量（萬 t）3－1 176 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 16各種安全煤柱的留設(shè)和計算方法：礦井永久煤柱包括：井田境界、構(gòu)造防水煤柱和場區(qū)保護(hù)煤柱。