白土窑初设说明书打印.docx

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1、白土窑初设说明书打印乌鲁木齐县白土窑煤矿初步设计（代可研刖 5乌鲁木齐县白土窑煤矿位于乌鲁木齐市西南头屯河中游东岸硫磺沟 矿区,东行经省道S101和216国道至乌鲁木齐市区30km,西行经硫磺沟 至头屯河区20km,行政区划属乌鲁木齐县永丰乡管辖。该矿有简易公路 与上述两条沥青公路相通,交通方便。乌鲁木齐县白土窑煤矿建于1982年,1996年进行扩建,扩建后设计 生产能力为6万t/a,已有22年的开采历史,现矿井核定生产能力为6万 t/a。矿井现采用立井暗斜井开拓,另有一个斜风井井筒,主要开采B1 煤层。该煤矿主暗斜井+900m+850m水平之间的B1煤层1298m范围内已 采空,现有矿井主暗

2、斜井井筒及回风上山已延深至+800m水平,准备开采主暗斜井 井筒以西+850m水平+800m水平之间的B1煤层。乌鲁木齐县白土窑煤矿为新疆煤炭工业“十五”结构调整规划中 乌鲁木齐县四号井,规划生产能力9万t/a。为早日实现该矿井的规模化生 产,新疆乌鲁木齐县白土窑煤矿委托我院承担该矿井9万t/a技术改造初 步设计工作。、编制设计的依据1 .新疆煤炭工业“十五”结构调整规划;2 .新疆地矿局第九地质大队编制的新疆乌鲁木齐县白土窑煤矿生 产地质报告及新国土资储评【2004】001号评审意见书;3 .新疆维吾尔自治区国土资源厅划定矿区范围批复;4 .自治区煤炭工业管理局关于新疆乌鲁木齐县白土窑煤矿建

3、设立项 的审查意见;5 .新疆维吾尔自治区国土资源厅关于新疆乌鲁木齐县白土窑煤矿煤 炭开发利用方案的新国土资开审发【2004】128号文件;6 .新疆乌鲁木齐县白土窑煤矿“设计委托书”；7 .煤炭工业小型煤矿设计规定、煤矿安全规程（2004）、煤矿 救护规程及国家现行相关的技术经济政策；8 .煤矿提供及现场踏勘收集到的其它资料。9 疆煤炭设计研究院有限责任公司12005年3月乌鲁木齐县白土窑煤矿初步设计（代可研二、设计的指导思想1 .根据矿井实际条件,结合矿井开采现状,充分发挥已有工程设施 的效能,并在满足安全生产的前提下,简化井上下生产系统；2 .合理划分矿井采区和安排开采顺序,尽量减少井巷

4、工程量,多做煤巷,少做岩巷,以最小的投入,获取最大的效益;3 .依靠科技进步,采用较先进生产艺,提高矿井资源回收率;4 .认真贯彻执行国家安全生产的方针,改善井下工人的工作环境,降低工人的劳动强度:5 .提高矿井机械化开采水平,并做到增产不增人,从整体上降低矿 井生产成本。三、设计的主要特点1 .矿井设计规模:9万t/a；2 .矿井服务年限:43.3a；3 .储量:地质资源量835.29万3可采储量545.537万t；4 .井田东西走向长2.26km,南北宽0.6km,面积1.3867km；5 .矿井开拓方式:主、副立井;矿井通风系统为分区式机械抽出式；6 .采煤方法:采用走向长壁分层放顶煤采

5、煤法;7 .主立井采用2JK2.531.2/31.5型双滚筒绞车双钩箕斗提升;担负 全矿井提升煤炭任务；副立井采用GKT231.630.920型双滚筒绞车双钩0.5t罐笼提升；担负 全矿井提升材料、设备及人员等任务;8 .矿井总进风量为19.0m/s,选用2台IK50N012.5型轴流式风机;9 .地面生产系统设筛分装车系统,根据市场需求,原煤按+50mm、+30mm及30mm以下分三级；10 .矿井双回路供电,由硫磺沟镇35kV变电所10kV侧引一回LGJ一70 7km（已有）为第一电源;另一回从矿区拟建35kV变电所10kV侧引回LGJ70mm2 L=9m 10kV架空线路至本矿!0kV变

6、电所为第二工作电源;为降低功率损耗,节约电能,32新疆煤炭设计研究院有限责任公司22005年3月乌鲁木齐县白土窑煤矿初步设计(代可研本设计采用高、低压侧分散无功功率补偿的方式;11 .目前煤矿用水取自矿区以南约6km的农十二师西山农场综合服务 站,用汽车拉水,水管站位于+1241.4m标高处,该水源由大西沟河经DN300 钢管引入,其水量大、水质较好,西山农场附近居民均以该水源作为生活 饮用水。白土窑煤矿已经和西山农场综合服务站达成用水协议,本次设计拟选 用西山农场综合服务站管道水作为该矿井的供水水源,直接从西山农场综 合服务站供水管道接管。12 .矿井投产时主要经济指标 井巷工程量:井巷工程

7、总长度为3109m,掘进体积为23885m3, 万吨掘进率:345.44m/2653.89m3；设备总功率:1333.8kW；(3)吨煤电耗:15.46kW2h；(4)业场地占地面积：26438m2；矿井三类工程新增总投资:3380.01万元，其中井巷工程为713.18 万元,土建工程为500.43万元,设备及安装工程为1805.32万元,其他费 用为158.75万元,预备费为222.44万元,扣减工程煤款103.11万元，铺 底流动资金33万元,建设期贷款利息为50万元,矿井吨煤投资366.33元;(6)建井工期：18个月:（7）原煤成本:80.04元八;（8）税后投资回收期:8.85a；）

8、税后财务净现值:19.61万元;（10）投资利润率:3.54%；（11）财务内部收益率:10.11%； 该项目主要财务评价指标基本符合煤炭行业的规定要求,矿井达 产后企业经济效益较好,具有还本付息和较强的抗风险能力。所以本项目 技术上可行,经济上合理,财务评价也基本可行。新疆煤炭设计研究院有限责任公司32005年3月乌鲁本齐县白土窑煤矿初步设计（代可研第一章 井田概况及地质特征第一节井田概况、交通位置乌鲁本齐县白土窑煤矿位于乌鲁本齐市西南头屯河中游东岸硫磺沟 矿区,东行经省道S101和216国道至乌鲁本齐市区30km,西行经硫磺沟 至头屯河区20km,行政区划属乌鲁本齐县永丰乡管辖。该矿有简易

9、公路 与上述两条沥青公路相通,交通方便。交通位置见插图1-1-1 地理坐标:东经 87 17 35.587 19, 10.7北纬 43 43 4843 44 32二、地形地貌煤矿位于天山北麓的乌拉泊洼地西端,区域总体地势南西高,北东低。 矿区地势中部高，最高海拔高程+1152m,北东段和南西段低，最低处位于 6勘探线北西端,最低海拔高程+1065m,相对高差约87m。地势平缓。三、河流、湖泊分布井田范围内地表无常年性水流,春季雪融水和夏季降雨形成的暂时性 洪流,沿沟谷向北东排泄到小泉河中,部分渗透到地下,形成地下潜流。四、气象及地震情况矿区属于大陆干旱性气候,据矿区西北7km处的哈地坡水文站多

10、年资 料:矿区附近68月为夏季,平均气温20c以上,历年月气温最高为+38.5C0月份）;最低为33.0C。月份）。12月至翌年2月为冬 季。年平均降水量为281.1mm,最大降水量为424.0mm,年平均蒸发量 1828 mm,潮湿系数为0.15,属湿度过低带。最大冻土深度1.5m,最大积 雪厚度0.25m。煤矿地处达坂城乌拉泊风通道,平常为北风和西北 风，风45级，天气变化前则刮东南风,风常达8级以上,风期多 为3天,有时长达天。根据中国地震动参数区划图（GB18306-2001）,该区地震动峰值 加速度为0.2g,地震动反应谱特征周期为0.40s。对应的地震基本烈度为vm 度。新疆煤炭设

11、计研究院有限责任公司42005年3月乌鲁木齐县白土窑煤矿 初步设计（代可研新疆煤炭设计研究院有限责任公司52005年3月乌鲁木齐县白土窑煤矿初步设计（代可研五、煤田开发简史、现有生产、在建矿井和小窑分布及开采情况乌鲁木齐县白土窑煤矿建于1982年,1996年进行扩建,扩建后设计 生产能力为6万t/a,已有22年的开采历史，现矿井核定生产能力为6万 t/a。井田开采范围内共有两个井筒,即混合提升立井和斜风井,混合提升 立井井筒位于井田西南部,穿越B1煤层顶板布置,井筒断面为圆形,支 护方式为料石砌値,支护厚度为300mm,井口标高+1093.73m,井底标高为+900.73m,井 筒垂高193m

12、;主要担负全矿井+900.0m水平以上的提升煤炭、下放材料、 设备及人员等任务。目前使用情况、井筒支护现状及围岩条件良好。设计 可利用。主暗斜井井筒在+900.0m+800.0m水平之间沿B1煤层底板布置,并 筒为半圆拱料石砌値支护,支护厚度为300mm,井筒上部标高+900.0m,井底标 高为+800.0m,井筒倾角为26 ,长为228.0m。担负矿井+900.0m水平以下 的提升及进风任务。目前使用情况、井筒支护现状及围岩条件良好。设计 可利用。斜风井井筒位于井田西南部,穿越B1煤层顶板岩层布置,井筒支护方式为半圆拱料石砌値,支护厚度为250mm,井口标高+1104.3m,井底标高为 +9

13、50.0m,井筒倾角为30 ,斜长为308.0m,担负全矿井回风任务。目前 使用情况、井筒支护现状及围岩条件良好。设计可利用。矿井现有开拓方式为立井一暗斜井,混合提升立井地面生产系统及设 施基本齐全,+900m水平车场系统完善。矿井主要开采B1煤层,煤层厚度为16.9223.5m,倾角为2526。在+900m+850m水平之间的B1煤层主暗斜井井筒以西350m、以东 948m范围内已采空,采空区总长度为1298m,现有主暗斜井井筒及回风上山已延 深至+800m水平,准备开采主暗斜井井筒以西+850m水平+800m水平之 间的B1煤层。矿井现采用走向短壁金属摩擦支柱配金属较接顶梁爆破落煤放顶煤

14、采煤法。混合提升立井井筒采用一对0.5t罐笼提升,主暗斜井采用单钩串 车提升,斜风井井口安装有IK50N&12.5轴流式风机两台,通风方式为中央 并列式。该矿井采区煤炭回采率约40%,回采工作面回采率约60%以下。六、水源、电源新疆煤炭设计研究院有限责任公司62005年3月乌鲁木齐县白土窑煤矿初步设计（代可研1 .水源:目前煤矿用水取自矿区以南约6km的农十二师西山农场综 合服务站,用汽车拉水,水管站位于+1241.4m标高处,该水源由大西沟河 经DN300钢管引入，其水量大、水质较好,西山农场附近居民均以该水源 作为生活饮用水。2 .电源:目前该煤矿的工作电源取硫磺沟镇35kV变电所10kV

15、侧引 一回LGJ70 7km（已有）为第一电源;另外煤矿还有一台120kW的柴油发 电机作为煤矿的备用电源。七、矿区经济概况,业、农业、劳动、建筑材料情况。矿区附近人口较少,主要以哈萨克族为主,从事牧业,兼种少量农作 物。劳动来源主要以合同工为主。水泥、砂石等建筑材料从就地购买。钢材主要从乌鲁木齐市购买。第二节矿井建设的外部条件、运输条件及评述煤矿位于乌鲁木齐市西南头屯河中游东岸硫磺沟矿区,东行经省道 S101和216国道至乌鲁木齐市区30km,西行经硫磺沟至头屯河区20km, 交通方便。二、电源条件及评述本工程为已生产矿井的技术改造,矿井位于硫磺沟矿区东部。矿井现 仅有一回接于硫磺沟镇35k

16、V变电所!0kV母线侧配出的10kV电源线路（该 线路至本矿长约7km）,该电源只能作为矿井技术改造的施工电源,不能 作为矿井设计电源,不能满足煤矿安全规程第四百四十一条:“矿井应由两回电源线路,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。”的规定,故本矿扩建后需再建一回电源线路。硫磺沟镇 35kV变电所:位于本煤矿的西南侧约7km处,该变电所今年进行了改造, 改造后的电源分别引自西山llOkV变电所和硫磺沟矿区llOkV变电所,目 前所内主变容量为23315OkVA,其35kV侧及!0kV侧均采用单母分段线接 线方式。该变电所供电电源可靠,可做为本矿的一回工作电源（已有）。

17、硫 磺沟矿区llOkV变电所:位于本煤矿西南側约9km处，该变电所目前正在 建设之中,预计将与2004年年底建成,该变电所设计规模为2320000kW, 分两期建成,新疆煤炭设计研究院有限责任公司72005年3月乌鲁木齐县白土窑煤矿初步设计（代可研本期建成后为1320000kW,电源引自头屯河变电所，电 源线路全长为22 km ,其110kV、35kV、10kV侧采用单母线接线方式。该 变电所供电电源可靠,可做为本矿的另一回工作电源（新建）。三、水源条件及评述目前煤矿用水取自矿区以南约6km的农十二师西山农场综合服务站， 用汽车拉水,水管站位于+1241.4m标高处，该水源由大西沟河经DN30

18、0 钢管引入,其水量大、水质较好,西山农场附近居民均以该水源作为生活 饮用水。白土窑煤矿已经和西山农场综合服务站达成用水协议,本次设计拟选 用西山农场综合服务站管道水作为该矿井的供水水源,直接从西山农场综 合服务站供水管道接管。四、主要建筑材料供应条件及评述煤矿距乌鲁木齐市30km,有省道S101和216国道相通,交通方便, 砂石材料可就近取材。主要建材如钢筋、水泥、成、木材等均可到乌鲁木 齐米购。五、综合评述煤矿交通条件方便,具有较可靠的水源及电源,主要建筑材料具有可 靠的供应来源，矿井建设的外部条件较好。第三节地质特征、矿区地层及构造1 .回区地层白土窑煤矿位于乌鲁木齐河西地区,矿区地层跨

19、越了玛纳斯地层小区, 吉木萨尔地层小区,博格多地层小区。矿区地层见表1一2一1。2 .矿区构造矿区位于乌鲁木齐中新生代山前拗陷（III）中的西山褶断束内，乌鲁 木齐山前拗陷,以南侧妖魔山一水磨河李家庄断裂（F1）为界,其南为 博格多复背斜中的妖魔山倒转背斜,该背斜由二选系上统红雁池组（P2h）和芦草沟 组（P2I）组成。拗陷中的西山褶断束,以至今仍在活动的碗窑沟断裂（F2）为界，以 北为西山单斜构造带,以南为牛毛湖褶皱束。新疆煤炭设计研究院有限责任公司2005年3月乌鲁木齐县白土窑煤矿初步设计（代可研矿区地层特征表新疆煤炭设计研究院有限责任公司92005年3月乌鲁木齐县白土窑煤矿初步设计（代可

20、研西山单斜构造带是近东西走向,向北陡倾的单斜构造,侏罗系中统 西山窑组以上的中新生代地层由南向北、从老到新依次呈带状出露。牛毛湖褶皱束夹于碗窑沟断裂（F2）与妖魔山一水磨河李家庄断裂 （F1）之间,受两断裂在老满城附近靠拢的挤压控制,呈向北东收敛,向 南西撤开的帚状褶皱束,与其配套的断裂在桌子山以东收敛区段出现了帚 状的大浦沟断裂组（F3-1、F3-2、F3-3、F5）。在桌子山以西的撤开区段， 断裂构造微弱。牛毛湖褶皱束由北向南,由牛毛湖向斜,桌子山背斜,牛毛湖南 向斜组成,组成这些褶皱曲的地层为侏罗系下统的八道湾组（Jib）,三 河组（J1S）西山窑组。牛毛湖向斜向西延伸,在大泉河以西,被

21、大面积第四系和第三系地层 覆盖,根据牛毛湖煤矿开采煤层与浅水河、白土窑一带开采煤层的可比性, 推测与本矿北部的头屯河向斜相联,本报告将其称为头屯河一牛毛湖向斜。该矿位于头屯河一牛毛湖向斜的南翼,该向斜受碗窑沟断裂的推压, 北翼较陡,倾角3060南翼较缓2033。在该矿以北地区,组 成该向斜核部的地层为白垩系下统的胜金口组（Klch）。翼部地层依次为: 白垩系下统的呼图壁河组（Klh）,清水河组（Klq）,侏罗系上统齐古组（J3q）, 中统头屯河组（J2t）、西山窑组,下统三工河组（Jis）、八道湾组（Jlb）o 北翼受碗窑沟断裂（F2）的破坏,齐古组（J3q）以下的地层缺失。二、井田地层及构造

22、（一）井田地层井田内地层有:第四系全新统洪冲积层（Q4Pal）、第四系上更新统洪 积层（Q3pol）、第三系上新统独山子组（N2d）、侏罗系下统三河组（Jis）, 中统西山窑组Q2x）、头屯河组（J2t）。井田内基岩均为第四系覆盖。叙述 如下:1 .侏罗系下统三河组Qis）区内61、92、93三孔控制到该地层,最高控制标高+860m。岩 性为灰绿色薄层状层理发育的粉砂岩,最大控制厚度43.13m。2 .侏罗系中统西山窑组（J2x）3 疆煤炭设计研究院有限责任公司102005年3月乌鲁木齐县白土窑煤矿初步设计（代可研区内七个钻孔都不同程度地控制到该地层。该地层自下而上可分为三 部分：底部为灰色,

23、灰绿色层理较致密的细砂岩夹薄层粉砂岩组成,厚 3650m。中下部为灰白色的粘土岩矿,灰色粉砂岩、细砂岩,灰黑色泥岩、煤层及炭质泥岩和菱铁矿组成,厚约680m。中上部为灰绿色粉砂岩与灰色泥岩的互层夹细砂岩组成,不含煤,厚 约140m。与下伏三工河组为整合接触。3 .侏罗系中统头屯河组（J2t）分布在井田北部边缘,仅有93孔控制到该组的底部层位,所控地 层为黄绿色的砂砾岩和灰绿色的泥岩,控制厚24m。与西山窑组为平行不 整合接触。4 .第三系上新统独山子组（N2d）地表出露在井田南西段的西北边缘,它将含煤岩系深覆在130205m 的地下,它超覆不整合在区域的白垩系、侏罗系地层之上,其不整合面（或

24、侏罗系地层的古侵蚀面）向北、东倾斜,含煤地层受其覆盖向北、东、埋 深增大。该组地层为土黄色、褐黄色、灰绿色的粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质 泥岩、含砾泥岩互层为主,夹细砂岩、砂砾岩。底部常有一层厚812m 胶结疏松的中细砂岩,俗称流砂层。井田内控制厚171.6m。5 .第四系上更新统洪冲积层（Q3pal）广泛分布于全井田,为青灰色,砂质细一中卵石层,与浅黄色含细砂 亚砂土、含粉砂质粘土层的互层组成。区内覆盖在第三系独山子组地层之 上,厚20mo6 .第四系全新统洪冲积层（Q4pal）仅分布在井田南西段的冲沟中,由砂、土、砾卵石组成,覆盖在第三 系独山子组地层之上,厚3m。（二）井田构造井田位于头屯

25、河向斜的南翼,含煤地层呈向北西倾的单斜构造,倾向 340左右，倾角在700m水平以上为2526 , 700m水平以下逐渐增 大到33。现有矿井向西开采巷道长为1298m,未见任何断层,故该井田 构造属简单类型。三、煤层及煤质新疆煤炭设计研究院有限责任公司112005年3月乌鲁木齐县白土窑煤矿 初步设计（代可研1 .煤层井田内含煤地层为侏罗系中统西山窑组（J2x）,自上而下含可采煤层 2层,即B2和B1煤层。含煤地层岩性为细粗砂岩、粗砂岩、粘土、泥岩 和煤层组成,岩层平均厚度为270m,煤层平均厚度为23.01m,含煤系数 为8.5%。各煤层均厚度稳定，结构简单。B2煤层:为全区可采的中厚煤层,

26、厚度2.48m5.88m,平均3.77m, 煤层可采厚度为1.72m2.48m,平均2.21m,由于煤层中含1层夹肝（根 据煤矿提供的资料,煤层中含5层夹砰,将煤层分6层,夹砰单层厚度0.3 0.43m,夹砰总厚度1.71m;煤层每分层厚度0.290.6 m,总厚度为2.63m） 将煤层分两层,下分层厚度较稳定,上分层厚度变化较大,两分层的夹肝 东部小,西部9勘探线附近及以西,夹砰厚度大于煤层最低可采煤层厚度， 全区煤厚变化较大。煤层中含1层夹肝,夹砰厚度为0.83.4m左右,夹 砰岩性为粉砂岩、泥岩、炭质泥岩组成,煤层结构较简单,属较稳定煤层。 煤层顶板岩性为粉砂岩、泥岩、局部炭质泥岩,底板

27、为粉砂岩。B1煤层:为全矿井可采的特厚煤层,厚度16.92m23.5m,平均20.02m, 井田内煤厚变化较小。不含夹肝,煤层结构简单,属稳定煤层。煤层顶板 岩性为泥岩、局部有细砂岩老顶和炭质泥岩伪顶,底板为粘土岩,局部有 炭质泥岩伪底。与上部B2煤层的间距15.02m20.2m,平均为17.11m。各煤层特征见表12一2。煤层特征表表 1222 .煤质新疆煤炭设计研究院有限责任公司122005年3月乌鲁木齐县白土窑煤矿初步设计（代可研根据新疆乌鲁木齐县白土窑煤矿生产地质报告,井田内B1及B2 煤层的物理性质及煤岩特征各不相同。B2煤层宏观为黑褐黑色;条褐黑色,玻璃沥青光泽,性脆， 节理和内生

28、节理发育,断口呈阶梯状,细条带状结构。宏观煤岩类型为半亮 光亮型。煤的相对密度为1.31。据邻区浅水河煤矿煤岩鉴定成果,镜下显微级分:镜质体,占60%70%,半镜质体占15%,惰质体占1%20%,显微煤岩类型为半亮一亮型 煤,煤的镜质组反射率在。.413%0.504%之间,为01变质阶段。B1煤层宏观为黑深黑色;条痕褐黑色,暗淡无光泽，质硬、节理 不发育,断参差状,结构均,厚层层状构造。宏观煤岩类型为半暗暗型 煤,煤的相对密度为1.28。镜下显微组分,有机质中,镜质体加半镜质体占17.1%30.6%,而惰 质体占52.4%78.3%,壳质体少量,无机组分中以粘土类为主。煤的显微 煤岩类型大多为

29、暗煤,少量的亮暗煤,煤的镜质组反射率多在0.5%0.625% 之间,为1变质阶段。粘结性（GRI）： B2号煤层粘结指数为0。.15,具不粘结性;B1号煤 层粘结指数为。.。2,具不粘结性。煤岩鉴定成果见表1一2一3。煤岩鉴定成果表煤的工业分析、元素分析结果详见表1一2一4、表1一2一5新疆煤炭设计研究院有限责任公司132005年3月乌鲁木齐县白土窑煤矿初步设计（代可研工业分析结果表元素分析结果表表!一2一5煤的工业用途:Bl煤层的煤总体为31号不粘煤,煤层具低特低灰、特低硫、特低 磷、中高发热量的煤。是优良的民用煤和工业用煤。B2煤层的煤是42号长焰煤,为中灰、中硫、低磷、中发热发热量的 煤

30、。可作动用煤和民用煤。四、开采技术条件(-)煤层顶、底板稳固性评价1.煤层顶、底板的岩性特征B1煤层的顶板主要为泥岩,在井田东部ZKJ带有细砂岩的老顶,局部 还有炭质泥岩的伪顶。底板为粘土岩。B2煤层的顶板为粉砂岩、泥岩、局部有炭质泥岩伪顶。底板为粉砂岩, 局部有细砂岩和炭质泥岩。泥岩:为灰色、团块状不均一泥状结构,层理不清的中厚层状构造, 具可塑性,遇水泥化,其层间聚合力差。新疆煤炭设计研究院有限责任公司142005年3月乌鲁木齐县白土窑煤矿初步设计(代可研粉砂岩:为浅灰绿色、粉状结构,薄一中厚层状构造,泥质胶结疏松, 层间聚合力较差。细砂岩:为浅灰色、灰绿色细粒砂状结构。钙质胶结较紧密,中

31、厚层 状构造,层间聚合力较好。炭质泥岩为黑色,薄层状构造,层间聚合力极差,易成片状剥落。粘土岩：为灰色、灰白色硬质、软质、半硬质粘土。质软且脆,呈块 状,片状、鳞片状等多种构造,遇水膨胀、软化、塑性强。从上述的岩性特征中可知,在组成煤层的顶、底板的岩石类型中,除 细砂岩属中等硬度岩石外,其余都属软岩或极软岩类。2 .岩石的物理性质及煤层顶、底板稳固性评价地质勘探工作在生产井+850m水平东三采区采取了 B1煤层顶（泥岩）、 底板（粘土岩）物理力学试验样。B1煤层顶板的泥岩软化系数为0.11,其饱和单向抗压强度仅有6.7MPa, 自然状态下单向抗拉强度2MPa,自然状态抗剪强度4.3MPa,在有

32、地下水 的状况下,其强度极低,属于低强度,易软化的极软岩,因此,B1煤层的 顶板属极不稳定顶板。B1底板为粘土岩,试验的软化系数为0.41,饱和抗压强度!9.02 MPa, 自然状态下的抗拉强度2MPa、直剪切强度3.1 MPa,属低强度、软化类的较 软岩,属稳定性差的岩石。B2煤层的顶、底板无力学试验成果，但其岩石类型为粉砂岩、泥岩， 与B1煤层顶板相近,因其有粉砂岩类，它的顶、底板稳固性比B1煤层略好，但也属于稳定性差的岩石。（二）瓦斯、煤尘、煤的自燃及地温1.瓦斯新疆煤田地质局综合实验室2003年11月5日对该矿井+850m水平B1 煤层所作的瓦斯等级鉴定和二氧化碳测定资料,矿井相对沼气

33、涌出量为 5.08m3/t,二氧化碳相对瓦斯涌出量为3.13m3;根据煤矿安全规程, 设计按低沼气矿井考虑;该矿井开采的是特厚煤层,随着开采深度的增加, 煤层中的瓦斯含量将增高。新疆煤炭设计研究院有限责任公司 152005 年 3 月乌鲁木齐县白土窑煤矿初步设计(代可研2.煤尘根据B1煤层煤尘爆炸鉴定资料，B1煤层岩粉量大于85%;火焰长度 大于400mm,具有爆炸性。B2煤层没有煤尘爆炸成果，地质报告根据兹用工业分析中挥发分与固 定的关系计算煤尘爆炸性指数确定为:岩粉量大于78%,故具有爆炸性。3 .煤的自燃根据B1煤层的煤层自燃倾向性鉴定资料，B1煤层氧化样温度(Tl C)为 322( ,

34、原样温度(T2 C)为312 ( ,还原样温度(T3 为276.5 ( C), T1-3=T1-T3 为 45.5 （ C）氧化程度为 22.0%。地面煤层自然发火期23个月。该矿井所开采的煤层属易自燃的煤 层。4.地温区内无明显地温异常,属地温正常区。五、水文地质（一）水文地质特征井田位于天山北麓乌拉泊洼地的西端。井田内地形总体呈现南、西高, 北、东低,山梁与冲沟相间的地貌,地形条件有利于地表水的排泄。井田内无长年地表水流,但井田西部的冲沟,现已成为西邻西山农场 煤矿矿井水的排水沟,该矿日排水量在800m3左右,冲沟也成长年有较小 的流量的水流,在流过井田以北1km处消失,沟中水对该井田的地

35、下水有 部分回灌补给作用。根据地层构造条件分析,该井田地下水主要来源于第三系底部不整合 界面上的含砾砂岩含水层。井田地表有三处塌陷坑,其中混合提升立井西部的2个塌陷坑已经回 填,大气降水可通过塌陷坑直接进入采空区向矿坑充水。每当雨季或冰雪融化的季节,水流顺沟而下形成短暂的洪水。在井田东部约10km处的羊圈沟有一常年性河流,河面标高+2000m。（二）水文地质条件井田含（隔）水层组特征分叙如下:新疆煤炭设计研究院有限责任公司162005年3月乌鲁木齐县白土窑煤矿初步设计（代可研1 .第四系孔隙潜水层（I）:由第四系现代洪冲积层和上更新统洪冲积 层组成。主要为第四系上更新统的洪冲积层（Q3pal）

36、,现代洪冲积层（Q3pal） 仅在井田西部冲沟分布。它们是由角砾、卵砾石、亚砂土、粉砂质粘土组成的松散沉 积,厚20mo矿区的Q3pal是天山山前洪积扇的一部分,在区域上广 泛分布,由于长期接受大气降水和区域南部农田灌溉水的补给,但补给有限,在其底部基底上有微 弱地下潜流,在矿区外的北东小泉河边,该沉积层中有泉水出露。2 .第三系独山子组砂质泥岩、泥质粉砂岩隔水段（11一1）:独山子 组呈向北东缓倾斜的产状不整合在侏罗系各组地层上,在其底部不整合面 松散砂岩之上的地层主要由含砾、含砂的泥岩、粉砂质泥岩与粉砂岩、泥 质粉砂岩的互层组成,中夹细砂岩、砂岩薄层和砾岩透镜体,据ZKJ钻孔 统计,控制该

37、隔水段总厚158.04m,其中细砂粒级以上的粗碎屑岩层20 层,总厚35.87m。除在上部有四层36m的砾岩、砂岩外,其余均为薄 夹层,它们呈分散状态夹于泥质、粉砂质类岩层中。鉴于以泥质粉砂质类 岩层为主（77.3%）,故将其划为隔水层。它隔阻了地表水和I含水层的潜 水对下伏含水段的渗补。3 .独山子组底部流砂承压含水段（III2）:位于独山子组底部,在不整合面之上,厚819m,由胶结疏松的砾岩、中细砂岩、粉砂岩和古 风化残积物组成。独山子组在乌拉泊洼地中广泛分布,其不整合面在区域 南部中高山山前出露于地表,长期接受大气降水、乌鲁木齐河水和天山中 高山区水的补给,在矿区带转为承压水,据161队

38、在西山农场施工的钻 孔,在穿过该层位时,地下水涌出地面,测试日涌水量130m3。1987年本 矿施工立井穿过该含水段时也出现涌水。1993年,原农垦局在浅水河施工 煤矿斜井到该层位时受阻,出现喷水、喷沙,造成井筒至今无进展。因此 该含水段为区域性的承压含水段。4 .侏罗系中统西山窑组、头屯河组孔隙裂隙承压水含水段（III）:该 含水段在矿区内埋藏在130205m的H含水组之下,自上而下分为四部分。（1）头屯河组底部河湖相的砂砾岩、粉砂岩、泥岩。分布在矿区北 侧边缘,砂砾岩为泥质胶结、遇水呈豆腐渣状,控制厚21.5m。（2）西山窑组中上部,河湖相沉积的灰绿色粉砂岩与泥岩的互层夹细砂岩透新疆煤炭设

39、计研究院有限责任公司172005年3月乌鲁木齐县白土窑煤矿初步设计（代可研 镜状薄层,厚140m左右。（3）西山窑组中下部湖沼相的泥岩、粉砂岩、细砂岩炭质泥岩、煤 层和粘土岩。粘土岩位于B1煤层底板下，对煤层以下的水起到了隔阻作 用。（4）西山窑组底部河流相的细砂岩，厚3650m。该含水段地下水主要分布在头屯河组的底部和西山窑组的底部,其他 有煤层的层位含水微弱,据本矿西侧浅水河陶瓷粘土矿区对西山窑组中下 部含煤的岩层的抽水资料,钻孔涌水量0.0130.21/s,单位涌水量0.000830.0261/s2m,渗透系数（K） 0.0030.06105 .侏罗系下统三工河组隔水段（W）:分布矿区南

40、部边界的地下,被 II含水组覆盖。井田范围内由层理发育的粉砂岩组成,区域上是由黄绿色 粉砂岩、泥质粉砂岩,粉砂质泥岩夹砂岩组成,区域厚达1000余米。由 于它的存在,有效地隔断了南部地下水对矿区的补给。（三）各含（隔）水层之间的水力联系及地下水的补、迳、排条件1 .各含（隔）水层（段）之间的水力联系井田HI含水段是向矿坑直接充水的含水段,IV隔水段位于矿区以南, 两者之间无水力联系。I含水层覆于H-1隔水段之上,其中的潜水有少 部分进入II1隔水层中的砂、砾岩层内,大部分沿其接触面,向北东运 移,在区外小泉河带低洼处或断层阻隔处（如区域F2）溢出,I与H1 联系微弱。H1隔水段基本隔断了I潜水

41、层与n2含水段的水力联系。n2含水段像水被，直接覆盖 在HI含水段之上，其中的地下水补给HI含水段向矿坑充水，两者之向水力 联系密切。2 .井田地下水补、迳、排条件第四系孔隙潜水层（I）中的地下水接受大气降水,井田以南农田灌溉 水,矿坑排水的补给,在其底部形成潜流向北东方向运移,在井田以北的 西山前的小泉一带排泄。第三系独山子组底部流砂承压含水段（II2）中的地下水,是在区 域第三系沉积边界分布区接受的大气降水,河水、并沿不整合面上疏松砂 岩聚积,向北运移,在运移途中,部分向下伏地层补给,部分在西山山前 受F2 （碗窑沟断裂）的阻隔而新疆煤炭设计研究院有限责任公司182005年3月乌鲁木齐县白

42、土窑煤矿初步设计（代可研上升成泉排泄。侏罗系头屯河组、西山窑组孔隙、裂隙承压弱含水段（III）中的地下 水,在井田以西的露头区接受大气降水、浅水河水的补给,在矿区内则源 于H2含水段地下水的下渗补给,地下水顺地层倾向向西北深部运移， 在北部西山山前转移到碗窑沟断裂（F2）破碎带中。煤矿开采中也排泄掉 一部分地下水。（四）水文地质类型该井田位于天山北麓,处于天山北坡地下水的迳流区,与煤层关系密 切的西山窑组孔隙、裂隙承压弱含水段,被具有区域性质的第三系独山子 组底部流砂承压含水段的覆盖,并接受它稳定的补给,向矿坑充水。用比 拟法预算各水平的涌水量,+800m水平涌水量为1244.5m3/d。综上

43、所述,矿井水文地质条件属于较简单类型。（五）矿床充水因素分析1 .现矿井充水情况现矿井1996年,开采+900m水平时，矿坑排水量为20m3/h,每昼夜 排水480m3/d。开采+ 850m水平时,日排水量808.5m/d矿井充水来自顶板和煤层的上方,以渗漏形式向矿坑充水,+850m水平未发现充水突然增多或减少的异常,这表明矿井各区段充水基本均衡。2 .矿床充水因素分析该井田矿床充水的因素和途径较为简单,第三系独山子组底部流砂承 压含水段的地下水,是矿床充水的基本源,该含水段地下水从古侵蚀面, 顺煤层和岩层向m含水段充水，m含水段是矿床直接充水含水段,但当采 煤巷道延伸到煤层的古侵蚀露头区时,

44、n2含水段也会局部成为矿坑的 直接充水含水段。由于构成B1煤层底板的粘土岩具有很强的隔水性，因 此,煤层及顶板进水为主要充水补给源。（六）矿井涌水量预测矿井现开采+850m水平时，矿井总涌水量为808.5m3/do根据地质报告矿井预测+800m水平涌水量为1244.5m3/d；3 、地质勘探报告存在问题及建议34 疆煤炭设计研究院有限责任公司192005年3月乌鲁本齐县白土窑煤矿初步设计（代可研新疆地矿局第九地质队编制的新疆乌鲁本齐县白土窑煤矿生产地质 报告基本查明了井田所处区域构造位置、构造形态和含煤地层时代、层 序、含煤性和岩性组合:初步查明了井田内可采煤层层数、层位、厚度、 稳定性和结构

45、;初步查明了可采煤层的煤质特征,确定了煤类和煤的工业 利用方向；对矿井水文地质条件和开采技术条件进行了论述；提供了满足 矿井设计规模的资源储量,可以作为9万t/a矿井的设计依据。存在的主要问题及建议:1 .矿井水文地质综合研究程度不足,未进行专门的抽水试验,邻近 矿井已发生过突水淹井的事故,建议矿井投产前补做该项工作。特别注意的是,井田内独山子组底部流砂承压含水段（in2）为主 要含水层,据地质报告提供的资料,该段流砂承压含水段厚819m,岩 石主要由胶结疏松的砾岩、中细砂岩、粉砂岩和古风化残积物组成;分布 于全井田。根据煤矿提供的资料,1987年施工立井穿过该含水段时也出现 涌水,该段流砂承

46、压含水段厚2m左右;1993年,原农垦局在浅水河煤矿 （该井田东邻煤矿）施工煤矿斜井到该层位时受阻，出现喷水、喷沙，造 成井筒无法施工。因此,根据上述数据分析,流砂承压含水段厚井田西部 较薄,往东变厚。矿井开采二采区之前应补钻探清该段流砂承压含水段厚的具体厚度、 岩性、水质、水压及涌水量,并采取可靠的预防措施。必要时,采取疏水 降压的方法。2 .对B2煤层的底板没有采样进行岩石物理力学试验。建议补做该项 工作。3 .缺少矿井开采范围内现采空区积水情况及具体位置;4 .井田内采空区存在活火区,生产中加强采空区管理,及时封闭采 空区,防止煤层火烧区向深部延伸对生产造成影响；5 .报告只提供的了现有

47、矿井开采B1煤层沼气或二氧化碳涌出量的实 测数据,缺少预测B2煤层的沼气或二氧化碳涌出量的实测数据，建议矿井投产后应补做矿井对B2煤层的瓦斯等级鉴定、煤尘爆炸性、煤的自然倾向性监测资料;6.本次地质报告提供Bl、B2煤层储量外,还提供了 B1煤层底板岩 石粘土的资源量,平均厚度4.38m,粘土的资源量（334） 1152.69万t。由于粘土 位于B1煤层的新疆煤炭设计研究院有限责任公司202005年3月乌鲁木齐县白土窑煤矿初步设计（代可研底部,开采B1煤层不影响粘土,因此,本次设计只考虑 Bl、B2煤层的开拓系统及开采方法。第四节 市场调查分析、区域矿井生产现状近年来,乌鲁木齐及昌吉地区煤炭资源优势