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大贝峁煤矿技改矿建施工组织设计

神木县永兴乡大贝峁煤矿(整合区)位于神木县东北部直距约17km，行政区划属陕西省神木县永兴乡管辖。煤矿(整合区)位于陕北侏罗纪煤田新民普查区的东南部，李家沟井田北部；北与梅庄煤矿相邻；地理坐标为：北纬38°56′14.987″～38°57′58.627″，东经110°37′39.175″～110°40′44.948″之间。井田宽约2.0km，长约4.0km，面积6.656km2。井田南距神木县17km，距神府公路2.5km，距西包铁路神木北车站约33公里，距神朔铁路新城川集装站约14公里，交通较为方便。

该矿为一资源整合矿井，由原神木县大贝峁煤矿通过扩大资源整合而成，为一单井整合矿井。为了加大资源开发力度，合理布局，优化资源配置，充分利用边角资源；采用机械化采煤，淘汰落后的采煤方法，提高矿山规模和资源利用水平；加大地下水的保护力度，做到资源开发与环境保护并举，促使当地经济稳定、健康的发展。陕西省人民政府以《陕西省人民政府关于榆林市煤炭资源整合实施方案的批复》（陕政函［2007］167号文）同意了榆林市政府对煤炭资源整合的方案，陕西省国土资源厅以《关于划定神木县永兴乡大贝峁煤矿矿区范围的批复》（陕国土资矿采划［2008］62号文）划定了神木县永兴乡大贝峁煤矿的矿区范围。新划定整合区由7个拐点组成，矿区面积6.656平方公里，规划生产能力为60万吨/年。

井田位于陕北黄土高原北端，毛乌素沙漠东南缘，地貌单元属黄土梁峁区，区内地表大部分被第四系黄土所覆盖。在井田内西北部及东部沟谷地带有红土和延安组基岩沿沟谷两侧出露。最高处位于整合区内的中圪塔，最低处位于整合区的西北边界附近，整合区总体地形为东高西低，海拔标高1353～1175m，相对高差178m。

为了加快该矿煤炭资源整合的步伐某集镇供水项目施工组织设计，该矿于2009年5月委托我公司编制“矿井资源整合实施方案设计”。

二、矿井设计主要技术经济指标

1、矿井规模按0.6Mt/a设计。

2、矿井保有地质资源储量为15.78Mt。矿井服务年限17.1a。

3、矿井工作制度为年工作330d，其中地面每天三班作业，井下每天四班作业，每天出煤时间16h。

5、矿井工业场地选定在井田北侧的李家沟旁。占地总面积8.41hm2。

7、井下主运输采用胶带输送机。辅助运输采用防爆无轨胶轮车。

8、本矿井下巷道全部为煤巷。

9、改造利用原一组三条大巷作为整合后矿井三条大巷，设计在井田扩大区域内，沿井田东部边界布置一组盘区巷道，通过联络巷道分别与原大巷连接。

11、用于本矿主平硐、副平硐及大巷均为反坡，井下涌水能够自流出地面，因此井下不设主排水泵房。

12、供水系统：在矿井附近，在梅庄河上游附近建大口井取水。

14、在工业场地内设10kV变电所，本矿的两回路10kV电源分贝引自永兴乡10KV变电所的10kV母线和南梁10KV变电所10KV母线。矿井地面变电所主变压器为两台630kVA。

第一章编制依据及编制原则

1、陕政函【2007】167号《陕西省人民政府关于榆林市煤炭资源整合实施方案的批复》；

2、“榆林市煤炭资源整合方案”；

3、陕西省国土资源厅文件《关于划定神木县永兴乡大贝峁煤矿矿区范围的批复》（陕国土资矿采划［2008］62号文）；

4、陕西省煤田地质局一八五队提供的《陕西省神木县永兴乡大贝峁煤矿(整合区)勘探地质报告》；

5、陕西省国土资源厅文件“《陕西省神木县永兴乡大贝峁煤矿(整合区)勘探地质报告》评审备案证明”（陕国土资储备【2009】150号）；

6、大贝峁煤矿提供的“工业场地地形图”；

7、大贝峁煤矿资源整合实施方案设计委托书；

8、《榆林市资源整合矿井的技术规定》；

9、现行《煤矿安全规程》、《煤炭工业矿井设计规范》及有关规程、规定和标准。

1、确保工程质量和工期目标。

2、应用新技术、新工艺、新设备、新材料，提高机械化施工水平。

3、提高综合抗灾能力，抓好特殊情况下的工程施工。

4、降低工程成本，以获取最大的经济效益、社会效益。

5、搞好文明施工和环境保护。

第二章井田概况及地质特征

整合区行政区划属陕西省神木县永兴乡管辖，矿井南距神木县17km。距西包铁路神木北车站约33公里，距神朔铁路新城川集装站约14公里。

公路：西距神府公路2.5km，并与外部国家主干道相接，向北经鄂尔多斯可达包头，向南经榆林市可达西安，交通方便。

铁路：距西包铁路神木北车站约33公里，距神朔铁路新城川集装站约14公里，交通方便。

整合区水系为整合区南部边界附近的李家沟沟流，系窟野河水系的二级支流永兴沟的次级支流，为常年性河流；整合区北部、东部有韩家沟、红崖沟、老坟沟等小的沟流，均为季节性沟流。

2.气象　　本区属中温带大陆性半干旱气候，其特点是冬季寒冷，夏季炎热，春季

多风，秋季凉爽，温差较大，冷热多变，风沙频繁，干旱少雨，雨季多集中在七、八、九月份，蒸发强烈。每年由10月初至次年3月为冰冻期。据神木县气象观测资料，主要气象资料如下：

极端最高气温38.9℃，（1996.6）

极端最低气温－29.0℃，（2003.1）

多年平均温度8.6℃，（1961～2003）

多年平均降雨量434.1mm，（1961～2003）

丰水年最大降雨量819.1mm（1967年），

枯水最小降雨量108.6mm（1965年），

多年平均蒸发量1712.4mm，是降雨量的4～5倍。（1961～2003）

年平均相对湿度56％，（1961～2003）

极端最大风速19.0m/s（1970.7）。

冻土最大深度146cm（1968）。

年平均绝对湿度7.61毫巴，属湿度过低或微湿度带。年平均气压910毫巴。

3.地震本区位于鄂尔多斯台向斜宽缓的东翼—陕北斜坡上，地壳活动相对微弱。据历史记载仅公元1448年在榆林发生过4.7级地震，烈度6度；1621年5月在府谷孤山一带发生过6.7级地震，烈度6度，此后再未发生过4级以上地震。邻省区曾发生过其它一些较大地震本区仅有震感，如1996年5月30日，距本区约350公里的内蒙古包头市发生6.4级地震，本区仅有震感，2008年5月12日四川汶川发生的8.0级大地震，榆林地区有明显震感。近百年来本区从未发生过大的地震，虽有几次小的地震，但烈度仅2.5度，属无震区。根据《陕西省工程抗震设防烈度图》（1993年10月）的烈

度划分，本区地震动峰值加速度Pgа<0.05g，地震烈度Ⅵ度。

三、周边煤矿开采情况　　本整合区位于陕北侏罗纪煤田新民普查区的东南部，李家沟井田北部；北与梅庄煤矿相邻。

五、矿井建设外部条件1.运输条件

本矿地理位置优越，距西包铁路神木北车站约33公里，距神朔铁路新城川集装站约14公里，外部交通运输方便。

2.电源条件本矿双回路电源，一回电源均引自永兴10kV变电所的10kV母线，距离约3km；另一回引自南梁10kV变电所的10kV母线，距离约7km。该两回电源上一级引自不同区域电源，能够满足本矿井双回路电源要求。

3.水源条件据矿方提供的资料，本矿井生产、生活用水取自工业场地梅庄河上游，在梅庄河上游附近建大口井取水。该水量能满足本次设计矿井整合的需要。

4.主要建筑材料的供应据了解，当地建材资源较少，主要建筑材料如钢材、水泥、木材均需从外地运入，砖、瓦、沙石等建材可由当地就近解决。所以，煤矿建设的主要建材可从市场上采购。5.外部协作条件目前神木县城及大柳塔镇均建有矿区机修厂、设备租赁站、物资总库等，可为本矿井的机电设备大、中修等提供服务。神木县城规划有设施齐全的生活居住、商业服务、医疗卫生、文化教育以及附属的货物流通中心（服务项目有货物集散、转运、储调、加工、配送）、消防站、救护队等,故外部协作条件较优越。

整合区地表除沟谷两侧有基岩出露外，均被第四系、新近系沉积物覆盖，依据地质填图及钻孔揭露，地层由老至新依次为：三叠系上统永坪组（T3y）、侏罗系下统富县组（J1f）、侏罗系中统延安组（J2y）、新近系上新统保德组（N2b）、第四系中上更新统离石组（Q2l）。

（一）三叠系上统永坪组（T3y）

该地层是陕北侏罗纪煤田含煤岩系的沉积基底，与上覆地层呈假整合接触，下伏全区，未有出露。据区域资料厚度80～200m。

岩性为巨厚层状浅灰绿色中～细粒长石砂岩，含大量白云母及绿泥石，分选性及磨园度中等，具大型板状交错层理、楔状层理及块状层理，局部含石英砾、灰绿色泥质包体及黄铁矿结核。

（二）侏罗系下统富县组（J1f）

本组地层地表无出露，井田内普遍发育。厚度一般30m，本次施工的勘1钻孔，揭露的富县组厚度为17.60m，它是印支期后，在上三叠统永坪组凹凸不平的古地形上起填平补齐作用的陆相沉积物。岩性组合是：上部为灰色、灰绿色、紫杂色粉砂岩、泥岩夹薄层灰白色长石石英砂岩。中、下部为巨厚层状白色长石石英砂岩。与下伏延安组地层呈假整合接触。

（三）侏罗系中统延安组（J2y）

该组地层为整合区的含煤地层，详见本节中“含煤地层”部分。

(四)新近系保德组（N2b）

该地层在整合区大部分分布，出露于整合区北部及南部的沟谷两侧两端，据野外填图及钻孔揭露，该组地层厚度0～78.81m，一般厚度42.03m。

岩性主要为浅紫红色～棕红色粘土及亚粘土，含不规则的钙质结核，呈层状分布。局部地段底部为10～30cm厚的砾石层，砾石成份多为石英砂岩、泥岩砾等，钙质胶结，致密坚硬。

(五)第四系中更新统离石组(Q2l)：

整合区大部分被该组地层覆盖，据野外填图及钻孔揭露，该组地层厚度0～108.00m，一般厚度50.00m。

岩性主要为褐黄色粘质粉土，大孔隙，半固结，具纵深垂直节理。含钙质结核，偶夹棕色古土壤层。钻孔揭露厚度0～80m，一般厚32m，除沟谷外全区分布。

延安组是本区的含煤地层，整合区全区分布，出露于整合区北部的韩家沟、红崖沟、老坟沟沟谷两侧及沟谷地带。因受侏罗纪中世直罗组沉积早期古河流的冲刷及后期新生界的剥蚀，本组上部地层有不同程度的缺失。本次勘探没有穿透该组地层，据周边及本次钻孔揭露，该组地层残存厚度26.80～65.20m，平均46.09m，厚度变化总体趋势由东向西、由南向北逐渐增厚。与下伏三叠系上统永坪组呈平行不整合接触。

该地层为一套陆源碎屑沉积，其岩性以灰白色至浅灰色粗、中、细粒长石石英砂岩、岩屑长石砂岩及钙质砂岩为主，次为灰至灰黑色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩及煤层，少量炭质泥岩。根据沉积旋回、岩煤组合特征及物性特征，将其划分为五段，本次沿用以往新民普查地质报告的分段及煤层编号，自下而上依次编为一～五段，每段各含一个煤组，自上而下编为1～5号煤组。因受后期剥蚀，造成延安组地层在整合区范围内第五段、第四段、第三段全部缺失，第二段有不同程度缺失，第一段保留完整。

现根据煤系的旋回结构及岩性组合特征自下而上分段叙述如下：

（一）延安组第Ⅰ段（J2y1）

（二）延安组第Ⅱ段（J2y2）

岩性为灰白色细粒长石石英砂岩，发育小型交错层理，和缓波状层理，砂体下有不厚的前三角洲粉砂岩或砂质泥岩。具断续波状层理，水平层理，小型交错层理，含大量菱铁质结核和瓣鳃动物化石。夹似水平层理的细粒席状砂体和闭流沼泽相黑色砂质泥岩薄层。虽发育巨厚分流河道砂体，但从相序结构及岩相组合特征看，应是前沿型相序结构，浅湖或滨湖平原亚相沉积。砂体是水下分流河道，且不少钻孔有以粉砂岩为主的岩性组合。此段所含煤层以剥蚀。

纵观延安组岩石组合有如下特点：

2、岩石类型细碎屑岩多于粗碎屑岩，且以粉砂岩为主，第二岩段最显著；

3、少量泥岩多分布于第二岩段；

4、粗碎屑岩以细粒砂岩为主，粗粒多在第一段。

整合区位于鄂尔多斯台向斜东翼陕北斜坡上，矿区基本构造形态为北西倾斜的单斜构造，产状较平缓，倾角1°左右，区内未见大的断裂及褶曲构造，也无岩浆活动。

燃烧。5－1煤层氢含量平均值为4.38%。

氮(Ndaf)：氮是煤中唯一完全以有机状态存在的元素，主要由成煤植物中蛋白质转化而来。5－1煤层氮含量平均值为0.94%。

氧(Odaf)：5－1煤层氧含量平均值为13.98%。

煤中碳、氢数据是煤质的基本指标，作为动力燃料时，是计算煤的发热量主要参数。

第四节、整合区水文地质条件

整合区位于陕北黄土高原北端，毛乌素沙漠东南缘，地貌单元属黄土梁峁区，区内地表大部分被第四系黄土所覆盖。在整合区内西北部及东部沟谷地带有红土和延安组基岩沿沟谷两侧出露。最高处位于整合区内的中圪塔，最低处位于整合区的西北边界附近，整合区总体地形为东高西低，海拔标高1353～1175m，相对高差178m。

整合区水系为整合区南部边界附近的李家沟沟流，系窟野河水系的二级支流永兴沟的次级支流，为常年性河流；整合区北部、东部有韩家沟、红崖沟、老坟沟等小的沟流，均为季节性沟流。

（三）含（隔）水层组水文地质特征

1.第四系中更新统离石黄土（Q2l）弱透水层

第四系中更新统离石黄土（Q2l），岩性主要为褐黄色粘质粉土、灰黄色粉土，大孔隙，半固结，含星散钙质结核，具纵深垂直节理。中更新统离石黄土钻孔及填图揭露厚度0～108.00m，一般厚55.00m，除沟谷外全区分布；含水性差，是区内的弱的透水层。

2.新近系上新统保德组红土（N2b）隔水层

新近系上新统保德组红土（N2b）主要出露于井田沟谷两侧及沟掌。钻孔及填图揭露厚度0～78.81m，一般厚46.00m左右。岩性为棕红色粉质粘土，密实，硬塑，夹似层状钙质结核层，局部地区底部发育有一层钙质结核层。含水性极差，是区内的主要隔水层。

3.侏罗系中统延安组（J2y）风化基岩孔隙裂隙承压水含水层

整合区内连续分布，分布于基岩顶部，岩性以灰黄色的粉砂岩、泥岩、细粒砂岩为主，厚度6.50～29.10m，平均厚度16.63m，靠近沟谷较薄。结构较松散，裂隙较发育，其富水性受地形地貌、上覆含水层特征、风化程度及基岩岩性制约。

风化岩中岩体结构较疏松破碎、风化裂隙发育，有一定含水性，但该组上覆为厚度65.46～134.27m的黄土、红土隔水层。补给条件差，据李家沟井田勘探地质报告，风化基岩孔隙裂隙承压水富水性中等。

4.侏罗系中统延安组（J2y）孔隙裂隙承压含水层

本组为煤系地层，受后期剥蚀厚度变化较大，由中、细粒砂岩、砂岩、泥岩及炭质泥岩组成，煤层直接充水含水层为其上部的中、细粒砂岩，按可采煤层的赋存情况主要为延安组砂岩裂隙含水段（J2y）。

根据南部李家沟井田抽水试验成果及钻孔简易水文资料表明：该含水层段富水性主要受地貌及埋藏条件所控制。平面上，相对富水地段分布于河谷区及有利于大气降水汇集的低洼地带；梁峁区垂向上，风化裂隙带水量较丰富，随深度增加水量减弱。

注：表中数据均来自李家沟井田勘探地质报告

（四）．地下水补给径流排泄条件

1.地下水动态变化特征

地下水、地表水动态变化受气象因素、地形地貌影响，每年6、7、8三个月为雨季，降水量相对集中，同时气温最高，蒸发量最大。此期间韩家沟、李家沟、红崖沟、老坟沟等流量最大。9、10、11三个月降水量相对减少，致使地表水及泉的流量也相应减少，从12月开始到翌年1、2月为流量相对稳定的冰冻时期。3、4、5月因解冻，地表水、地下水水量均有增大现象。因此，地下水动态以气象型为主。

2.地下水补给、迳流及排泄条件

前述地下水动态特征，显示了地下水的主要补给来源是大气降水。其次为局部地段地表水就地补给基岩风化带潜水。基岩风化带以下潜水及承压水，则主要通过透水“天窗”接受上覆风化带潜水补给，同时，也存在煤矿外围侧向迳流的补给。

基岩风化带潜水含水层，出露于煤矿(整合区)西北部及南部河谷地段，由于露头处风化裂隙及烧变岩裂隙孔洞较发育，易于接受大气降水的直接渗入补给；一般情况下，河床中的冲洪积层水补给河水，雨季及洪水发生时，则河流补给冲洪积层潜水；在第四系黄土层覆盖区，大气降水直接渗入黄土层中，同时黄土层潜水与其下伏的基岩风化带潜水构成一体，成为双层结构的潜水含水层。大部分部地段，因黄土层与新近系保德红土接触，可形成上层滞水。

（五）矿床充水因素分析

区内多年平均降水量434.10mm，降水主要集中在每年的7～9月份，占全年降水量的70%左右，历史日最大降水量达141.1mm。地表有较厚的黄土、红土隔水层，故大气降水在煤矿(整合区)为矿井间接充水水源。

地表水体主要是南部边界附近李家沟及北部的韩家沟等沟流水，局部地段煤层开采后形成的冒落带及导水裂隙带将沟通地表水体，但煤矿(整合区)内有较厚的红土相对隔水层，因此地表水一般为间接充水含水层。

煤矿(整合区)内地下水主要风化基岩孔隙裂隙承压水及各煤层顶板基岩孔隙裂隙承压水。

风化基岩孔隙裂隙承压水：风化基岩裂隙承压水是下部各煤层的间接充水的含水层。

煤层顶板基岩孔隙裂隙承压水：煤系地层含水层是煤层的直接充水含水层，属富水性弱的岩层。据李家沟井田勘探报告钻孔抽水试验资料，涌水量0.027～0.080L/s，富水性弱，易于疏干，对矿井开采不会造成危害。

依据《矿区水文地质工程地质勘探规范》及本区煤层顶板岩层的工程地质特征，其冒落带、导水裂隙带最大高度按中硬类岩石的公式计算，即：

Hc=（3～4）M，本次采用Hc=4M

Ht=100M/（3.3n+3.8）+5.1

式中：Hc—冒落带最大高度（m）

Ht—导水裂隙带最大高度（m）

n—煤分层层数（当M≤4.2m时，n＝1；当4.2m＜M≤8.4m时，n＝2；当M≥8.4m时，n＝3）

由计算结果可以看出，在煤层采空后，导水裂隙带将全部贯通上覆基岩达到松散层以上；但上部松散层为较厚的红土隔水层，所以松散层水不会对矿井生产造成大的威胁；但在北部及南部沟谷处基岩出露，导水裂隙带将完全贯通上部风化岩水或雨季地表水极有可能造成淹矿威胁。

此外，据神木、府谷两县气象站多年观测，本区24年出现过8次暴雨，年内暴雨及降水量主要集中在6～9月份，每逢暴雨过后数十分钟之内，山洪爆发，河水暴涨，对生产矿井及小煤矿正常开采造成很大威胁。因此，在未来矿井开采时，应考虑采取适当的防洪措施。

矿井涌水量采用比拟法和大井法两种方法进行计算和比较，地质勘探部门建议取矿井涌水量为243m3/d。本设计确定矿井正常涌水量为15m3/h，最大涌水量为30m3/h

第五节、开采技术条件1.煤层顶板

表1－2－17各煤层瓦斯含量测定成果汇总表

瓦斯含量（mL/g,daf）

根据陕西省煤炭工业局《关于2007年度全省矿井瓦斯等级鉴定结果的批复》（陕煤局发[2008]2号），与之毗邻的神木县永兴大贝峁煤矿2006年检测的CH4绝对涌出量为0.00m3/min，相对涌出量0.00m3/t；2007年检测的CH4绝对涌出量为0.00m3/min，相对涌出量0.00m3/t，连续两年均批准为“低”等级。2007年检测的CO2相对涌出量为2.09m3/t，连续两年亦批准为“低”等级。神木县永兴梅庄煤矿2006年检测的CH4绝对涌出量为0.00m3/min，相对涌出量0.00m3/t；2007年检测的CH4绝对涌出量为0.00m3/min，相对涌出量0.00m3/t，连续两年均批准为“低”等级。2007年检测的CO2相对涌出量为2.47m3/t，连续两年亦批准为“低”等级。相邻各生产煤矿均亦连续两年批准为“低”等级。

以上资料说明，本整合区内拟建矿的开采煤层含有少量瓦斯，从安全角度考虑，矿井生产应加强通风和瓦斯监测，杜绝明火、明线在井下出现，防止瓦斯局部聚集。

煤尘爆炸性测试成果汇总见表1－2－18。

表1－2－18煤尘爆炸性测试成果汇总表

据有关会议资料证实，神木煤在秦皇岛港口发生煤炭自燃着火多起，大柳塔煤矿变电所、活鸡兔井田李家畔乡办煤矿等地下煤层自燃。因此在煤炭开采、储运、堆积等环节应采取预防措施。

本区地质构造简单、煤层埋藏浅，故本次未设计简易测温孔。据陕西煤田地质局一三一队一九九八提交的神府矿区内《陕西省神木县侏罗纪煤田杨伙盘井田地质报告》中恒温带深度为20米，温度为11.8℃,地温梯度1.69～3.27℃/100m平均地温梯度2.34℃/100m及《陕西省神木县侏罗纪煤田神树塔井田勘探地质报告》中地温梯度1.94～2.69℃/100m，平均地温梯度2.26℃/100m。本井田属地温正常区，无地热危害。

第六节、地质勘探程度评价（一）勘探程度本次设计是以陕西省煤田地质局一八五队编制的《陕西省神木县永兴乡大贝峁煤矿（整合区）勘探地质报告》及其附图为依据进行编制。本次勘探查明了井田内可采煤层的层数、层位、厚度、结构、分布范围、可采区域及煤层的稳定性；查明了井田内地质构造形态；查明了井田内水文地质条件；查明了可采煤层的煤质特征及其开采技术条件。该勘探成果可作为设计依据。

1、本区煤尘爆炸性突出北京某银行大厦电气施工组织设计，建议矿方应加强井下煤尘的清除和管理。

2、煤矿生态环境脆弱，植被覆盖率低，煤层埋葬较浅，采煤造成的地面塌陷、水质污染等均会对煤矿的生态环境造成影响，建议加强环境治理与保护。

4、由于项目结束到提交报告时间短促，孔内水泥沙浆固结需要时日，所以暂时未进行钻孔封闭检查工作，建议以后适当的时间进行钻孔封闭检查。

本工程的运输系统分为二类，第一类是回风斜井的是独立的的运输系统因为回风斜井的施工井口在山上，第二类是原来的老井巷改进部分全部是用装载机装防爆运输车运往指定堆放场。

改扩建工程初期GB50453-2008 石油化工建(构)筑物抗震设防分类标准.pdf，利用现有的排水系统，即副平洞的两台水泵进行排水。

井筒内排出的水、施工及生活废水、雨水等排到工业广场外河沟。

根据建井工期排队要求，随着矿井建设掘进工作的展开，井下施工队伍、施工工作面的逐渐增加，巷道通风距离不断加大，回风井巷施工通风成为制约施工进程的关键因素，为保证井下施工快速安全，在建井期间通风按如下三个阶段进行设计：第一阶段为地面局扇供风到回风巷；辅运巷和主运巷是扩巷利用原来矿井的主扇通风；第三阶段为永久主扇投运阶段。