水井渠煤礦露天開(kāi)采.doc

陜西省神木縣大柳塔鎮(zhèn)水井渠煤礦煤炭資源整合實(shí)施方案開(kāi)采設(shè)計(jì) 露天開(kāi)采部分第一章 井田概況及煤田地質(zhì)第一節(jié) 井田概況一、地形地貌整合區(qū)位于陜北黃土高原與毛烏素沙漠接壤地帶，屬沙漠風(fēng)積型地貌。地勢(shì)總體為西高東低，最高點(diǎn)位于整合區(qū)西北角處，標(biāo)高1221.9m，最低點(diǎn)位于整合區(qū)東南角悖牛川河河谷，標(biāo)高1062.3m，相對(duì)最大高差159.6m。整合區(qū)地表大部分被第四系風(fēng)積沙覆蓋，煤礦東部有悖牛川河流過(guò)，西南部有烏蘭色太溝穿過(guò)，基巖在悖牛川河西岸及烏蘭色太溝溝谷兩側(cè)零星出露。該區(qū)地貌單元大致分為兩類：風(fēng)沙區(qū)和河谷區(qū)。河谷區(qū)分布在悖牛川河，烏蘭色太溝及其支溝，其余地段為風(fēng)沙區(qū)。風(fēng)沙區(qū)由流動(dòng)、固定、半固定沙丘及沙丘鏈、長(zhǎng)條形沙壟，平緩的沙地等交錯(cuò)組成。沙丘、沙壟一般長(zhǎng)數(shù)十米至百米，底寬數(shù)十米，高一般1030m，在較大沙丘之間有風(fēng)蝕所成的丘間洼地，沙丘受西北風(fēng)吹蝕不斷向南移動(dòng)，地表干旱，缺乏水分。河谷區(qū)由于河流侵蝕堆積，形成了河谷地貌單元，河床、河漫灘地貌單元發(fā)育，由沖積、坡積及風(fēng)積沙土組成。階地面平緩，呈條帶形，以第四系沖積物為主，農(nóng)作物及植物生長(zhǎng)茂盛。二、地表水系區(qū)內(nèi)主要水系為悖牛川河及其支溝烏蘭色太溝。悖牛川河自北向南從整合區(qū)東南部邊界流過(guò)，整合區(qū)范圍內(nèi)長(zhǎng)約1.1Km。悖牛川屬黃河水二級(jí)水系，發(fā)源于內(nèi)蒙鄂爾多斯市東勝區(qū)敖包梁，悖牛川距整合區(qū)東側(cè)3km向東南注入窟野河。據(jù)新廟水文站實(shí)測(cè)資料，悖牛川多年平均流量為3.97m3/s，最大洪峰流量為81.5m3/s，最小枯水流量為0.003m3/s。三、氣象本區(qū)為典型的中溫帶半干旱大陸性氣候。氣候特點(diǎn)為：冬季寒冷，春季多風(fēng)，夏季炎熱，秋季涼爽，四季冷熱多變，晝夜溫差懸殊，干旱少雨，蒸發(fā)量大，降雨多集中在七、八、九三個(gè)月。全年無(wú)霜期短，十月初上凍，次年四月解凍。據(jù)神木縣氣象局近年氣象資料，主要?dú)庀髤?shù)如下：極端最高氣溫 38.9（1996.6）極端最低氣溫 -29.0（2003.1）多年平均氣溫 8.6（1961-2003）多年平均降雨量 434.1mm（1961-2003）日最大降水量 141.1mm（1991.7.21）枯水年降水量 108.6mm（1965）豐水年降雨量 819.0mm（1967）多年平均蒸發(fā)量 1712.0mm（1961-2003）多年平均相對(duì)濕度 56% （1961-2003）多年平均風(fēng)速 13.4m/s（1961-2003）極端最大風(fēng)速 19.0m/s（1970.7）最大凍土深度 146mm（1968）四、地震本區(qū)地殼活動(dòng)相對(duì)微弱。據(jù)歷史記載僅公元1448年在榆林發(fā)生過(guò)4.7級(jí)地震，烈度為6度。1621年5月在府谷孤山一帶發(fā)生過(guò)6.7級(jí)地震，烈度為6度，此后再未發(fā)生過(guò)4級(jí)以上地震。1477年銀川6.5級(jí)地震、1739年銀川平羅8級(jí)地震、1920年海源8.5級(jí)和2008年5月12日汶川8級(jí)大地震曾波及到本區(qū)，僅受到輕微破壞。鄰省區(qū)曾發(fā)生過(guò)其它一些較大地震，本區(qū)僅為有感區(qū)。近百年來(lái)從未發(fā)生大的地震，雖有幾次小震，烈度僅在2.5度，屬地震微弱區(qū)。根據(jù)國(guó)家地震局中國(guó)地震反應(yīng)普特征周期區(qū)劃圖的烈度劃分，本區(qū)地震動(dòng)峰值加速度PGA0.05g，地震烈度小于度。五、電源及通訊條件礦井兩趟獨(dú)立電源均引自榆林供電公司神東供電處郭家灣變電站，線路長(zhǎng)3.5km，實(shí)現(xiàn)獨(dú)立雙回路供電系統(tǒng)，因此礦井供電電源可靠。本區(qū)通訊條件好，神木縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)已實(shí)現(xiàn)了電話程控化，全部進(jìn)入國(guó)際、國(guó)內(nèi)自動(dòng)傳輸網(wǎng)，也開(kāi)通了數(shù)字微波線路和GSM移動(dòng)通訊工程，移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)覆蓋全區(qū)，達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。六、農(nóng)田排灌水利系統(tǒng)情況該礦地處山區(qū)，農(nóng)作物沿溝谷種植玉米、谷物及土豆等，單產(chǎn)低，灌溉主要依靠大氣降水補(bǔ)給。七、建筑材料本區(qū)主要建筑材料多需從外地運(yùn)入，磚、瓦、砂、石等大宗建材可就地生產(chǎn)。區(qū)內(nèi)有多處小規(guī)模的機(jī)磚廠，可提供礦井建設(shè)所需的機(jī)磚與水泥制品，但砂、石當(dāng)?shù)囟鄶?shù)質(zhì)量不高，建設(shè)中應(yīng)嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)。八、煤炭運(yùn)銷和經(jīng)濟(jì)效益情況本區(qū)產(chǎn)出的塊煤經(jīng)公路運(yùn)銷山西、山東、本省西安市等地，煤產(chǎn)品供不應(yīng)求，銷售市場(chǎng)廣闊，經(jīng)濟(jì)效益良好。根據(jù)榆林市對(duì)全區(qū)小煤礦煤炭資源整合的意見(jiàn)，通過(guò)資源整合，合理配置礦產(chǎn)資源，減少礦點(diǎn)數(shù)量、擴(kuò)大礦井生產(chǎn)規(guī)模，優(yōu)化礦井布局、提高整體開(kāi)發(fā)水平，采用新技術(shù)、新工藝和新設(shè)備，提高機(jī)械化程度，提高煤煤炭資源回收率，提高地方煤炭產(chǎn)業(yè)的集中化程度和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，優(yōu)化煤炭工業(yè)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)煤炭工業(yè)的安全、高效發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展。隨著全國(guó)用煤量的不斷增加，為神木縣經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展提供了良好的投資環(huán)境，該礦井的建設(shè)可將資源優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，帶動(dòng)當(dāng)?shù)厝罕娫缛彰撠氈赂?，能夠?yàn)檎衽d該縣經(jīng)濟(jì)起到積極推動(dòng)作用。九、經(jīng)濟(jì)概況本區(qū)民風(fēng)淳樸，鄉(xiāng)村生活條件較富裕。農(nóng)作物主要有玉米、高梁、谷子、春小麥、等。經(jīng)濟(jì)作物有小麻、蓖麻、葵花、豆類等。牧業(yè)有羊、牛、馬、驢等，一些水庫(kù)中發(fā)展了淡水養(yǎng)殖業(yè)。工業(yè)集中于神木縣城周圍，主要有國(guó)有煤礦、小型煤礦、皮毛加工廠，水泥制品廠，耐火材料廠，水泥廠、酒廠、電廠等，主要的工業(yè)及日常生活用品仍依賴外地供給。隨著國(guó)家西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施，神府煤田的開(kāi)發(fā)建設(shè)，神木縣基礎(chǔ)設(shè)施的完善及神延鐵路的通車，為本區(qū)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展提供了良好的投資環(huán)境，成為國(guó)內(nèi)外企業(yè)投資開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)地區(qū)。 根據(jù)規(guī)劃，未來(lái)五年神木縣經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度保持在30%以上，到2011年，全縣地區(qū)生產(chǎn)總值達(dá)到450億元，人均地區(qū)生產(chǎn)總值達(dá)到13500美元。財(cái)政總收入達(dá)到120億元，地方財(cái)政一般預(yù)算收入25億元。工業(yè)經(jīng)濟(jì)在地區(qū)生產(chǎn)總值中的比重達(dá)到75%，城鎮(zhèn)化水平達(dá)到75%。城鎮(zhèn)居民可支配收入16000元，農(nóng)民人均純收入8000元，縣域經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力進(jìn)入全國(guó)百?gòu)?qiáng)。 神木縣將把發(fā)展作為第一任務(wù)，把富民作為第一導(dǎo)向，把創(chuàng)新作為第一動(dòng)力，把和諧作為第一追求。在工業(yè)方面，神木縣在繼續(xù)抓好錦界工業(yè)園區(qū)規(guī)劃管理、品牌建設(shè)和功能提升外，還將新建大保當(dāng)、石窯店工業(yè)園區(qū)，將加強(qiáng)與國(guó)內(nèi)外知名企業(yè)合作，建設(shè)好紅柳林、檸條塔、張家峁、石窯店等高產(chǎn)高效現(xiàn)代化礦井，建設(shè)煤電一體化二期、煤制甲醇二期等項(xiàng)目，力爭(zhēng)到“十一五”末，形成億噸級(jí)煤炭、千萬(wàn)噸級(jí)煤化工、千萬(wàn)重量箱玻璃和500萬(wàn)千瓦電力生產(chǎn)基地。神木還將大力培植民營(yíng)經(jīng)濟(jì)，鼓勵(lì)黨政機(jī)關(guān)、事業(yè)單位干部職工到村到企業(yè)掛職，來(lái)引領(lǐng)全民創(chuàng)業(yè)，造就經(jīng)濟(jì)管理人才，在未來(lái)五年內(nèi)將爭(zhēng)取扶持1至2家企業(yè)成功上市，打出神木企業(yè)的品牌。此外，伴隨著工業(yè)化進(jìn)程的加快，神木還將推動(dòng)城鎮(zhèn)化發(fā)展，將集中力量建設(shè)以縣城為中心的榆神、神大公路沿線城鎮(zhèn)帶，對(duì)城鎮(zhèn)戶籍、教育、住房、就業(yè)、社會(huì)保障等進(jìn)行綜合改革，為進(jìn)入城鎮(zhèn)的農(nóng)民提供公平的就業(yè)和生活環(huán)境，到2010年城鎮(zhèn)人口達(dá)到30萬(wàn)，農(nóng)村常住人口減少到10萬(wàn)人以下，真正形成一個(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、人口集聚、城鄉(xiāng)一體的核心發(fā)展區(qū)域。第二節(jié) 井田地質(zhì)構(gòu)造及煤層產(chǎn)狀特征一、以往地質(zhì)工作1、1983年1987年陜西省煤田地質(zhì)局185隊(duì)在餑牛川、窟野河以西、253260號(hào)鉆孔以東、麻家塔溝以北開(kāi)展神木北部礦區(qū)詳查工作，提交了陜北侏羅紀(jì)煤田神木北部礦區(qū)詳查地質(zhì)報(bào)告。該報(bào)告獲1987年度中國(guó)煤田地質(zhì)總局優(yōu)秀報(bào)告獎(jiǎng)。1988年6月8日經(jīng)全國(guó)礦產(chǎn)儲(chǔ)量委員會(huì)以全儲(chǔ)決字1988166號(hào)文件審查批準(zhǔn)。在整合區(qū)外圍施工有有2個(gè)鉆孔（233和268號(hào)孔）。2、1990年，陜西省一三九煤田地質(zhì)隊(duì)進(jìn)行陜北侏羅紀(jì)煤田神木北部礦區(qū)大海則井田勘探，同年10月提交了陜西省神木縣神木北部礦區(qū)大海則井田勘探區(qū)勘探（精查）地質(zhì)報(bào)告，陜西礦產(chǎn)儲(chǔ)量委員會(huì)于1991年6月19日以陜儲(chǔ)決字199111號(hào)文批復(fù)，全勘探區(qū)A級(jí)儲(chǔ)量7978萬(wàn)噸，A+B級(jí)儲(chǔ)量21330萬(wàn)噸，A+B+C級(jí)儲(chǔ)量36040萬(wàn)噸，D級(jí)儲(chǔ)量311萬(wàn)噸，暫難利用儲(chǔ)量2456萬(wàn)噸，各項(xiàng)工程質(zhì)量可靠。3、2005年陜西省煤田地質(zhì)局一八五隊(duì)對(duì)神木縣大柳塔鎮(zhèn)水井渠煤礦的資源儲(chǔ)量進(jìn)行檢測(cè)，編制了陜西省神木縣大柳塔鎮(zhèn)水井渠煤礦資源儲(chǔ)量檢測(cè)說(shuō)明書。陜西省國(guó)土資源廳以陜國(guó)土資儲(chǔ)備2007227號(hào)進(jìn)行評(píng)審備案。4、本次陜西省神木縣大柳塔鎮(zhèn)水井渠煤礦（整合區(qū)）勘探報(bào)告由神木縣礦業(yè)地質(zhì)測(cè)量管理站于2008年8月編制完成，并經(jīng)陜西省國(guó)土資源廳陜國(guó)土資儲(chǔ)備【2008】279號(hào)文評(píng)審備案證明。二、構(gòu)造整合區(qū)位于陜北侏羅紀(jì)煤田的西北部，構(gòu)造單元處于鄂爾多斯臺(tái)向斜寬緩的東翼-陜北斜坡上。根據(jù)地質(zhì)填圖、勘探揭露及煤層底板等高線圖的情況，本區(qū)地層總體為走向北西、傾向南西、傾角小于1的單斜構(gòu)造，未發(fā)現(xiàn)落差大于30m斷層和明顯的褶皺構(gòu)造，也無(wú)巖漿活動(dòng)，僅局部表現(xiàn)為一些寬緩的大小不等的波狀起伏，屬簡(jiǎn)單構(gòu)造。三、地層整合區(qū)基巖零星出露于悖牛川河西岸及烏蘭色太溝溝谷兩側(cè)，其它地段均被第四系沉積物覆蓋。據(jù)地質(zhì)填圖及鉆孔揭露，整合區(qū)范圍地層由老至新依次為：三疊系上統(tǒng)永坪組（T3y）、侏羅系中侏羅統(tǒng)延安組（J2y）、第四系中更新統(tǒng)離石組（Q2l）、全新統(tǒng)風(fēng)積沙（Q4eol）及沖積層（Q4al）?，F(xiàn)分述如下：（一）三疊系上統(tǒng)永坪組（T3y）該地層是陜北侏羅紀(jì)煤田含煤巖系的沉積基底，地表未出露。巖性以灰綠色巨厚層狀細(xì)粒長(zhǎng)石石英砂巖為主，局部為粗粒長(zhǎng)石砂巖、粉砂巖，含大量云母及綠泥石，局部含石英礫、灰綠色泥質(zhì)包裹體及黃鐵礦結(jié)核，分選性及磨圓度中等，具大型板狀交錯(cuò)層理、楔狀層理及塊狀層理。據(jù)區(qū)域資料該地層厚度為80200m。（二）侏羅系中統(tǒng)延安組（J2y）延安組為本區(qū)含煤地層，假整合于上三疊系永坪組之上，上部地層在悖牛川河西岸及烏蘭色太溝附近有出露。由于受原沉積基底起伏，直羅期古河流沖刷以及后期剝蝕等原因的影響，厚度變化較大，延安組地層保留不全，地層厚度77.15207.64m，平均180m。巖性是灰色至深灰色粉砂巖、灰白色細(xì)粒巖屑長(zhǎng)石石英砂巖為主，長(zhǎng)石砂巖、長(zhǎng)石巖屑砂巖次之，少量為黑色泥巖及砂質(zhì)泥巖夾炭質(zhì)泥巖，含多層煤層。依據(jù)巖性組合、沉積旋回結(jié)構(gòu)、含煤性進(jìn)一步將其劃分為五個(gè)段。整合區(qū)保存13段。（三）第四系中上更新統(tǒng)離石組（Q2l）鉆孔揭露厚度017.52m，整合區(qū)廣泛分布，平均厚16m左右。中更新統(tǒng)離石黃土（Q2l）為褐黃色粘質(zhì)粉土，大孔隙，半固結(jié)，具縱深垂直節(jié)理。含鈣質(zhì)結(jié)核，偶夾棕色古土壤層。出露于溝谷兩幫，不整合于煤系及基巖之上。（四）第四系全新統(tǒng)沖積層（Q4al）及風(fēng)積沙層（Q4eol）沖積層（Q4al）：主要分布于整合區(qū)東部悖牛川河、東北部烏蘭色太溝及側(cè)面小溝谷中。厚度2.106.20m。巖性以灰黃色、褐黃色細(xì)砂、粉砂、亞砂土和亞粘土為主，底部多含有砂巖、粉砂巖角礫。風(fēng)積沙層（Q4eol）：在本區(qū)梁峁上局部地段不規(guī)則分布，主要為淺黃色、褐黃色細(xì)沙，其成份以石英為主，厚度019.0m。與下伏地層呈不整合接觸。四、含煤地層侏羅系中統(tǒng)延安組含煤地層（J2y）是大型內(nèi)陸湖泊三角洲沉積，沉積旋回結(jié)構(gòu)清晰，根據(jù)礦區(qū)資料，可將含煤巖系劃分為五個(gè)中級(jí)旋回，自下而上劃分為巖段，含51號(hào)煤組。本區(qū)由于后期風(fēng)化剝蝕，整合區(qū)內(nèi)未保留延安組第四大部、第五段地層。現(xiàn)根據(jù)煤系的旋回結(jié)構(gòu)及巖性組合特征自下而上分段敘述如下：（一）延安組第段（J2y1）本組地層區(qū)內(nèi)未出露，本次施工的鉆孔亦未完全揭露。據(jù)以往鉆孔勘探資料，本段厚度平均在31m左右，巖性主要為灰白色細(xì)中粒長(zhǎng)石砂巖及長(zhǎng)石石英砂巖，次為淺灰色深灰色粉砂巖、砂質(zhì)泥巖夾少量黑色泥巖、炭質(zhì)泥巖，含5號(hào)煤組（5-2上、5-2煤層）。在整合區(qū)南部相旋回結(jié)構(gòu)相變?yōu)樯舷聝蓚€(gè)亞旋回，下亞旋回是中厚層狀灰白色中細(xì)粒長(zhǎng)石砂巖及長(zhǎng)石石英砂巖與深灰色粉砂質(zhì)泥巖互層，含5-2煤層。上亞旋回以粉砂質(zhì)泥巖為主，夾灰白色中厚至薄層狀細(xì)粒砂巖，波狀層理、小型交錯(cuò)層理，透鏡狀層理較發(fā)育，5-2上煤層位于其頂部。5-2煤層為全區(qū)可采的主要可采煤層；5-2上零星可采煤層。（二）延安組第段（J2y2）本組地層區(qū)內(nèi)未出露，本段厚度66.8080.30m，平均在74.47m左右。總的趨勢(shì)是中間薄西北及東南厚(見(jiàn)圖2-4)。本段可劃分為三個(gè)亞旋回，含4號(hào)煤組，4-2、4-3、4-4煤層分別位于亞旋回頂部。下亞旋回：含4-4煤層，下部以灰色粉砂巖、細(xì)粒砂巖為主，中部以灰白色中、細(xì)粒長(zhǎng)石石英砂巖為主，頂部為灰色粉砂巖、細(xì)粒砂巖及泥巖。波狀層理及水平層理發(fā)育。中亞旋回：含4-3煤層，下部以灰白色中、細(xì)粒長(zhǎng)石石英砂巖為主，局部為灰色粉砂巖、細(xì)粒砂巖及泥巖，上部為灰色粉砂巖、細(xì)粒砂巖。中部見(jiàn)透鏡狀泥灰?guī)r。波狀層理及水平層理發(fā)育。上亞旋回：含4-2煤層，下部以灰白色中、細(xì)粒長(zhǎng)石石英砂巖為主，上部為灰色粉砂巖、細(xì)粒砂巖，局部為泥巖。波狀層理及小型交錯(cuò)層理發(fā)育，富含植物根化石及瓣腮化石。井田內(nèi)4-2、4-3、4-4煤層都為不可采煤層。（三）延安組第段（J2y3）本組地層在區(qū)東北悖牛川河西岸，東北部和中部的烏蘭色太溝及測(cè)面的小溝里斷續(xù)出露，局部地段遭受沖刷剝蝕，本段厚度49.0568.25m，平均在57.13m左右。總的趨勢(shì)是東南薄西北厚。巖性以中粒長(zhǎng)石砂巖、細(xì)砂巖、粉砂巖 、粉砂質(zhì)泥巖為主，夾泥巖、炭質(zhì)泥巖及煤層，由三個(gè)下粗上細(xì)的次級(jí)沉積旋回組成，總體上每個(gè)次級(jí)旋回底部為中細(xì)粒砂巖，中部為粉砂巖及粉砂質(zhì)泥巖，上部為泥巖夾煤層或煤線。整合區(qū)內(nèi)本段中上部含3-1煤層，3-1煤層為局部可采煤層。（四）延安組第段（J2y4）本組地層在整合區(qū)東北部的烏蘭色太溝溝頭有出露，其上部多遭受剝蝕，其厚度為殘存厚度。厚度037.95m，平均25.15m。巖性以灰白色、淺灰色厚層狀細(xì)粒長(zhǎng)石砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、泥巖為主，夾薄層狀粘土巖。五、煤層整合區(qū)范圍內(nèi)的主要可采煤層為： 3-1、5-2上和5-2號(hào)煤層。根據(jù)區(qū)內(nèi)外鉆孔揭露情況，主要可采煤層的特征敘述如下：（一）3-1煤層賦存于延安組第三段的頂部。該煤層不僅在整合區(qū)的東南部沿溝谷遭受剝蝕、局部火燒自燃，且原來(lái)小煤礦區(qū)域大部分被采空，可采區(qū)現(xiàn)分布于整合區(qū)的中南部，可采面積1.2km2。全區(qū)施工鉆孔7個(gè)，見(jiàn)煤點(diǎn)3個(gè)，可采點(diǎn)3個(gè)，為薄至中厚煤點(diǎn)，煤層厚度1.23m1.92m，平均厚度1.50m。煤層埋深050m，底板標(biāo)高變化在11401155m之間。煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不含夾矸。煤層頂板以砂質(zhì)泥巖、粉砂巖為主；底板以粉砂巖為主。煤類以不粘煤31號(hào)為主。（二）5-2上煤層位于延安組第一段頂部，是5-2煤層的上分岔煤層，為零星可采煤層，可采區(qū)現(xiàn)分布于整合區(qū)的東南角，可采面積0.103Km2。全區(qū)施工鉆孔7個(gè)，可采點(diǎn)2個(gè)，全為厚特厚煤點(diǎn)，煤層厚度6.05m7.50m，平均厚度6.88m。煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，基本不含夾矸。煤層頂板以泥巖、粉砂巖為主；底板以粉砂巖為主。煤類以不粘煤31號(hào)為主。（三）5-2煤層位于延安組第一段頂部，為全區(qū)可采煤層?？刹擅?.9774Km2。全區(qū)施工鉆孔7個(gè)，見(jiàn)煤點(diǎn)7個(gè)，可采點(diǎn)7個(gè)，全為厚特厚煤點(diǎn)，煤層厚度6.39m9.18m，平均厚度8.31m。該煤層在整合區(qū)東南角小范圍分岔5-2上、5-2煤層，分岔區(qū)5-2煤層厚度1.37m2.10m，平均厚度1.62m。底板標(biāo)高變化在10001010m之間。煤層埋深31.70202.60m。煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，基本一般含1層夾矸，厚0.07-0.60m，一般厚0.15m，層位較穩(wěn)定；巖性一般為泥巖和粉砂巖。煤層頂板以泥巖、粉砂巖為主；底板以粉砂巖為主。煤類以不粘煤31號(hào)為主。各主要可采煤層主要特征詳見(jiàn)表121。主要可采煤層主要特征表 表1-2-1段號(hào)煤層號(hào)煤層厚度計(jì)算特征（儲(chǔ)量估算采用厚度）結(jié) 構(gòu)與下層煤層間距可采類型穩(wěn)定類型兩極值平均值(點(diǎn)數(shù))標(biāo)準(zhǔn)差變異系數(shù)（%）兩極值平均值(點(diǎn)數(shù)延安組第段3-11.231.921.50(6)0.231415不含夾矸，140145142.5局部可采不穩(wěn)定延安組第段5-2上6.057.506.88(3)不含夾矸，00.130.13零星可采不穩(wěn)定5-26.399.188.31(14)0.65528一般含一層夾矸，巖性以粉砂巖為主全區(qū)可采穩(wěn)定 根據(jù)開(kāi)采方案確定，煤層開(kāi)采順序：先露天開(kāi)采（井田東南部悖牛川河谷沖刷淤積地段的5-2上煤層及5-2煤層）后井工開(kāi)采（悖牛川河谷西北區(qū)的3-1煤和5-2號(hào)煤）。第三節(jié) 水文地質(zhì)特征一、礦山水文地質(zhì)條件評(píng)價(jià)（一）含（隔）水層水文地質(zhì)特征1、新生界松散層孔隙潛水含水層（1）第四系全新統(tǒng)風(fēng)積沙層含水層（Q4eol）主要分布于山梁平緩處，據(jù)WS11及WS17孔資料，厚度為8.5619.00m，而至山坡處則變薄，其下部有的地方為離石黃土，有的則直接與基巖接觸，巖性為粉細(xì)沙，疏松，孔隙度大，透水性好，有利于大氣降水滲入，于地形低洼處含水，而在斜坡地段，多為透水不含水層。（2）第四系全新統(tǒng)沖積層含水層（Q4al）分布于悖牛川河漫灘及階地上，據(jù)鉆孔揭露，厚度為2.106.20m，一般4m左右，水位在0.51.6m，巖性多為礫石及粗砂夾沙質(zhì)粘土，而水井渠溝一帶厚2.20m，巖性多為粗沙夾沙質(zhì)粘土。據(jù)以往抽水資料，河谷沖積沙礫不含水層，單位涌水量0.21L/s.m，滲透系數(shù)2.135m/d，為富水性中等含水層，而小沖溝沖積層則為弱富水性含水層。（3）松散層中相對(duì)隔水層離石組黃土在區(qū)內(nèi)厚為15.2417.52m，主要分布于平緩山梁處，往山坡邊緣則逐漸變薄，而至河谷地段則無(wú)沉積，其巖性為灰黃色沙質(zhì)粘土，結(jié)構(gòu)中稍密，含有鈣質(zhì)結(jié)核，一般較致密，為區(qū)內(nèi)松散含水層與煤系地層之間的相對(duì)隔水層。2、基巖裂隙含水層（1）侏羅系中統(tǒng)延安組風(fēng)化裂隙潛水含水層（J2y）本區(qū)上部基巖為延安組第四段地層，巖性為淺灰色粉砂巖和細(xì)粒砂巖，由于風(fēng)化作用，上部巖石多變?yōu)楹贮S色，并有鐵銹斑點(diǎn)，鉆孔所取巖芯多呈潮濕狀，疏松，手捏即碎。其厚度為2.6014.17m，平均厚度為8.40m。一般基巖頂面出露位置高時(shí)，則其風(fēng)化巖厚度要大，例如WS11孔。而基巖頂面位于低洼處，則其風(fēng)化巖厚度要小，如WS16號(hào)孔。其富水性受補(bǔ)給條件所限，一般均為弱富水性含水層。（2）侏羅系中統(tǒng)延安組5-2煤頂板砂巖裂隙承壓含水層（J2y）5-2煤層頂板含水層即延安組第二段及第三段中、細(xì)粒砂巖含水層，本次按3-1煤以下5-2煤頂板進(jìn)行了抽水，本段厚127.90139.35m，平均厚132.71m。5-2煤以上中、細(xì)粒砂巖含水層厚35.80109.44m，由于3-1煤原始沉積或剝蝕原因，3-1煤上下巖段保存不全，所以其厚度變化較大。含水層巖性主要為中、細(xì)粒砂巖，成份為石英、長(zhǎng)石、泥鈣質(zhì)膠結(jié)，由于裂隙不太發(fā)育，其水量較小。WS11號(hào)孔抽水資料，其單位涌水量為0.00726 L/s.m，滲透系數(shù)為0.000592m/d。按富水性分級(jí)，為富水性弱的含水層。（3）燒變巖裂隙孔洞潛水（J2y）在烏蘭色太溝中上游北側(cè)，于本區(qū)南部邊緣一帶，有零星3-1煤燒變巖分布，其出露高程在11501165m，最高至1180m，出露寬度約120220m。煤層自燃后上部巖石受燒烤所形成燒變巖多呈紫紅或磚紅色，并且裂隙孔洞十分發(fā)育，裂隙率可達(dá)2.4513.10%，為地下水的賦存創(chuàng)造了良好的條件。但在本區(qū)燒變巖呈零星小范圍分布出露，于當(dāng)?shù)刈畹颓治g基準(zhǔn)面以上2550m，且處于溝谷邊坡呈臨差狀態(tài)，上部又多為黃土所覆蓋，地下水補(bǔ)給條件很差，除在雨季從其中有滲水外，平時(shí)多呈干涸狀態(tài)。野外調(diào)查時(shí)未見(jiàn)有泉水出露，因而不會(huì)對(duì)煤層開(kāi)采造成威脅。（二）地下水補(bǔ)給、徑流排泄條件第四系潛水，基巖風(fēng)化巖潛水，主要是依靠大氣降水補(bǔ)給，除此還接受地表水的補(bǔ)給，例如沖積層地下水，枯水季節(jié)主要是靠河水補(bǔ)給，其徑流均是由地形較高處往較低處運(yùn)移，并以滲流形式排泄?；鶐r承壓水除在基巖裸露區(qū)接受大氣降水和地表水的順層補(bǔ)給外，部分還接受潛水的垂向滲透補(bǔ)給，其徑流方向是沿巖層傾向方向向深部徑流運(yùn)移。當(dāng)被揭露后，于地勢(shì)較低處可自流涌出地面。（三）水文地質(zhì)勘探類型整合區(qū)內(nèi)為以裂隙含水層為主的水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單礦床，即二類一型。（四）礦床充水因素分析根據(jù)本區(qū)水文地質(zhì)條件及覆巖結(jié)構(gòu)類型，礦井充水方式有直接和間接兩種。煤礦直接充水水源主要為地下水，即煤層上覆的延安組第三、四段及第二段砂巖裂隙含水層。礦井間接充水是基巖頂部因風(fēng)化作用而形成的風(fēng)化巖，而在沖溝和河谷地段由于上覆基巖和隔水層變薄，而與風(fēng)化巖直接接觸，使風(fēng)化巖得到雨水或溝流補(bǔ)給，從而成為礦井充水的間接充水水源。（五）煤礦涌水量礦井涌水量主要是來(lái)自各煤層頂板砂巖含水層，采用大井法計(jì)算，井工開(kāi)采地段的3-1煤層正常涌水量8.6m3/h，最大涌水量20m3/h。5-2煤層正常涌水量21m3/h，最大涌水量45m3/h。第四節(jié) 煤層頂?shù)装鍘r石工程地質(zhì)特征一、巖（土）體工程地質(zhì)分類及特征依據(jù)巖（土）體工程地質(zhì)特征及成因，礦區(qū)巖土體分為三大類六大巖組，詳見(jiàn)表141。 巖（土）體工程地質(zhì)分類表 表141工程地質(zhì)分類巖層組飽和抗壓強(qiáng)度（Mpa）空間分布巖體結(jié)構(gòu)土質(zhì)巖類松散沙層組分布于梁峁局部地段和河谷階地區(qū)，風(fēng)積，沖積成因散體結(jié)構(gòu)土層組廣布全局，主要是黃土軟弱巖類風(fēng)化巖組3.8-10.4基巖頂部1040m碎裂結(jié)構(gòu)煤巖組4.2-16.9可采煤層及不可采煤層層狀結(jié)構(gòu)半堅(jiān)硬巖類粉砂巖泥巖及互層巖組8.7-25.8煤層直接頂板和直接底板砂巖組18.3-45.6煤層基本頂及延安組各段中部塊狀結(jié)構(gòu)（一）松散沙層組分布于井田不同地貌部位，在梁峁區(qū)的局部地段的梁面及背風(fēng)坡堆積有風(fēng)積沙，在河谷階地區(qū)沉積有沖洪積沙，它們厚度變化大，孔隙率大，承載力低，穩(wěn)定性差。（二）土層組主要是黃土，黃土分布廣，厚度15.2417.52m，一般厚度16m左右。富含鈣質(zhì)結(jié)核，結(jié)核較致密，節(jié)理，孔隙相對(duì)較發(fā)育。巖性一般以亞粘土，亞砂土為主。區(qū)內(nèi)黃土受水流侵蝕作用，梁峁區(qū)沖溝發(fā)育，岸高谷深，地形支離破碎，谷坡多見(jiàn)坍塌形成陡坎，溝頭可見(jiàn)潛蝕現(xiàn)象。據(jù)有關(guān)分析資料，塑限14.316.7%，液限23.627.0%，天然含水量2.32.9%，土體處于堅(jiān)硬或硬塑狀態(tài)，塑性指數(shù)在9.210.4之間，塑性較弱。黃土孔隙度大，結(jié)構(gòu)疏松，垂直節(jié)理發(fā)育，除局部顯濕陷性外，一般多不顯濕陷性。但易被地表水流沖蝕而引起坍塌，浸水易失穩(wěn)。紅土較致密，可塑性強(qiáng)，承載力低，穩(wěn)定性差。加之其上，下界面常有地下水活動(dòng)，附近土體吸水膨脹，塑性增強(qiáng)，結(jié)構(gòu)減弱，力學(xué)強(qiáng)度降低，成為軟弱面，若分布在邊坡地段，則更易發(fā)生變形。（三）風(fēng)化巖組風(fēng)化巖組指基巖頂部1040m深度范圍內(nèi)具有已風(fēng)化特點(diǎn)的巖石，其發(fā)育厚度系根據(jù)野外巖芯鑒定，地球物理測(cè)井曲線特征及鉆孔巖芯機(jī)械力學(xué)強(qiáng)度測(cè)試成果共同確定的。風(fēng)化巖層內(nèi)部由上到下風(fēng)化程度逐漸減弱，強(qiáng)風(fēng)化帶原巖結(jié)構(gòu)破壞，疏松破碎，孔隙率大，含水率增高，強(qiáng)度減小，多數(shù)巖石遇水短時(shí)間內(nèi)全部崩解或沿裂隙離析，參照鄰區(qū)資料，其干燥狀態(tài)抗壓強(qiáng)度52.656.8mPa，飽和抗壓強(qiáng)度僅為3.8010.4mPa，軟化系數(shù)為0.070.16，充分表現(xiàn)了穩(wěn)定性差的特點(diǎn)。RQD值平均為37.25%，巖石屬劣質(zhì)的軟弱巖石，巖體完整性差。（四）煤巖組根據(jù)鄰區(qū)資料，5-2煤層飽和抗壓強(qiáng)度6.79.2Mpa，干燥狀態(tài)下抗壓強(qiáng)度14.718.3Mpa，軟化系數(shù)0.440.50。飽和抗拉強(qiáng)度1.2Mpa，干燥狀態(tài)下抗拉強(qiáng)度2.9Mpa。飽和抗剪斷強(qiáng)度C=1.97Mpa，=35.9度。（五）砂泥巖互層巖組本巖組是煤系地層的主要巖組，它與煤層開(kāi)采有直接關(guān)系，由粉砂巖、泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、砂質(zhì)泥巖及薄煤層等組成。多出現(xiàn)于煤層頂?shù)装?。巖石含有較高的粘土礦物和有機(jī)質(zhì)，以發(fā)育較多的水平層理、小型交錯(cuò)層理、節(jié)理裂隙和滑面等結(jié)構(gòu)面為特點(diǎn)。干燥狀態(tài)下單軸抗壓強(qiáng)度為14.835.2Mpa，平均值為28.89Mpa屬半堅(jiān)硬巖石。浸水或長(zhǎng)時(shí)間暴露于空氣中巖石多沿層理方向離析成薄片。飽和抗壓強(qiáng)度8.725.8Mpa，平均值為20.14Mpa，軟化系數(shù)平均值0.67，表現(xiàn)出穩(wěn)定性較差的特點(diǎn)。RQD值平均為73.38%，說(shuō)明巖石質(zhì)量較好。（六）砂巖組本巖組以中粒砂巖和細(xì)粒砂巖為主，局部為粗粒砂巖，也包括厚度3m的結(jié)構(gòu)致密的粉砂巖，多形成煤層的基本頂或老底。原生結(jié)構(gòu)面一般有平行層理，塊狀層理，大型板狀交錯(cuò)層理，單層厚度大，構(gòu)造結(jié)構(gòu)面不太發(fā)育，主要為節(jié)理。干燥狀態(tài)下抗壓強(qiáng)度27.7059.20Mpa，飽和抗壓強(qiáng)度15.045.6Mpa，軟化系數(shù)0.69左右，為抗水抗風(fēng)化和抗凍性較好的巖石，工程地質(zhì)性質(zhì)較好。RQD值78.589.9%，巖石質(zhì)量屬中等至好，巖體質(zhì)量中等。三、煤層頂?shù)装宸€(wěn)定性評(píng)價(jià)（一）煤層頂板穩(wěn)定性評(píng)價(jià)1、煤層頂板結(jié)構(gòu)以鉆孔巖芯鑒定為基礎(chǔ)，結(jié)合地球物理測(cè)井資料，綜合確定煤層直接頂板的巖性及厚度。頂板結(jié)構(gòu)的劃分依據(jù)，參照原煤炭工業(yè)部緩傾斜煤層工作面頂板分類（MT5541996）頒行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。原則上是位于直接頂之上厚度大于3m，節(jié)理和裂隙及層理不甚發(fā)育的、較為均質(zhì)的整體砂巖和粉砂巖的基本頂，對(duì)于直接頂?shù)撞亢穸炔淮笥?.5m的泥巖、炭質(zhì)泥巖視為偽頂。 2、煤層工作面頂板分類（1）直接頂分類依緩傾斜煤層采煤工作面頂板分類（MT5531996），直接頂分類的基本指標(biāo)是直接頂初次垮落距（Lrc）。主要參考要素為綜合弱化常量（Cs），單項(xiàng)抗壓強(qiáng)度（Rc），分層厚度（ho），等效抗彎能力（Rcho），據(jù)此對(duì)本區(qū)主要可采煤層直接頂進(jìn)行分類評(píng)價(jià)。3-1煤層以直接頂為主，初次垮落步距為9.60m，屬2類中等穩(wěn)定較差頂板?；卷斎珔^(qū)屬級(jí)，即基本頂壓力顯示不明顯。5-2煤層以直接頂為主，初次垮落步距為25.60m，屬3類穩(wěn)定頂板?；卷攲偌?jí)，即基本頂壓力顯示強(qiáng)烈非常強(qiáng)烈。偽頂巖性為泥巖、炭質(zhì)泥巖，厚度不大于0.5m。（2）基本頂分級(jí)基本頂分級(jí)指標(biāo)是基本頂初次來(lái)壓當(dāng)量（Pe）。各煤層Pe計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表142。 煤層基本頂初次來(lái)壓當(dāng)量計(jì)算表 表142煤層HiHmNPe3-1煤層02.511.231.9201.31827.21840.195-2煤層02.186.399.1800.241062.621241.663-1煤層：一次采全高，基本頂全區(qū)屬級(jí)，即基本頂壓力顯示不明顯。3-1煤層、5-2煤層基本頂屬級(jí)，即基本頂壓力顯示強(qiáng)烈非常強(qiáng)烈。（二）煤層工作面底板分類各主采煤層底板以泥巖、炭質(zhì)泥巖和粉砂巖占優(yōu)勢(shì)，老底砂巖以細(xì)粒砂巖、中粒砂巖為主；一般底板較穩(wěn)定，未見(jiàn)底鼓、變形現(xiàn)象；依緩傾斜煤層采煤工作面底板分類（MT5531996）標(biāo)準(zhǔn)，工作面底板分類以煤層底板允許單向抗壓強(qiáng)度進(jìn)行分類，本區(qū)煤層底板主要由粉砂巖和泥巖組成。依據(jù)煤層底板巖石力學(xué)測(cè)試成果， 31煤層底板飽和抗強(qiáng)度為18.4MPa。52煤層底板飽和抗強(qiáng)度為19.9MPa。允許底板單向抗壓強(qiáng)度計(jì)算公式：Rp=0.75Rc式中：Rp允許底板單向抗壓強(qiáng)度（Mpa）Rc巖石飽和抗壓強(qiáng)度（Mpa）經(jīng)計(jì)算3-1煤層Rp值為13.80Mpa， 5-2煤層Rp值為14.93Mpa，3-1煤層底板屬a類，3-1煤層底板b類，均屬較軟類底板。（三）回采巷道圍巖穩(wěn)定性評(píng)價(jià)礦井井巷圍巖的大部分巖石屬于層狀結(jié)構(gòu)和塊狀結(jié)構(gòu)的中硬類巖石，巖石質(zhì)量好，巖體較完整，且區(qū)域內(nèi)構(gòu)造應(yīng)力較小。總體來(lái)看各煤層井巷圍巖穩(wěn)定性較好。第五節(jié) 煤質(zhì)特征一、煤質(zhì)區(qū)內(nèi)煤層黑色，條痕褐黑色；暗淡光澤為主，弱瀝青光澤次之。參差狀斷口為主，部分階梯狀及貝殼狀斷口。煤巖成分以暗煤、亮煤為主，夾鏡煤條帶或透鏡體，31煤層局部地段鏡煤厚度可達(dá)6cm，絲炭沿層面呈長(zhǎng)條帶狀或透鏡體分布，厚約13mm，并可見(jiàn)到破碎程度不等的炭化植物葉片和莖干薄片。5-2煤層中部含有褐黑色菱鐵質(zhì)鮞粒，直徑13mm，其密度3.74.0g/cm3，局部聚集成層，厚度一般5cm左右。宏觀煤巖類型： 31煤層以半亮煤為主，次為半暗煤及部分光亮煤， 5-2煤層以暗淡煤為主，次為半暗煤。各可采煤層的煤質(zhì)特征詳見(jiàn)表151及表152。 原煤煤質(zhì)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)表 表1-5-1煤層水分Mad(%)灰分Ad(%)揮發(fā)份Vdaf (%)全硫St，d(%)發(fā)熱量Qgr,d(MJ/kg)磷Pd(%)3-110.4411.9211.185.016.335.6733.4234.7134.070.270.410.3431.0031.0531.020.0190.0220.0215-27.5111.058.484.856.696.0833.9035.7434.770.210.890.4130.1831.2830.560.0090.0110.010 浮煤煤質(zhì)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)表 表1-5-2煤層水分Mad(%)灰分Ad(%)揮發(fā)份Vdaf (%)全硫St，d(%)焦渣特征粘結(jié)指數(shù)GRI3-17.628.237.933.013.993.5034.0334.5534.290.200.250.23(2)205-23.797.655.843.283.803.5433.5135.6834.500.170.370.232 0第六節(jié) 其它開(kāi)采技術(shù)條件1、礦井瓦斯根據(jù)陜西省煤炭工業(yè)局關(guān)于2008年度全省礦井瓦斯等級(jí)鑒定結(jié)果的批復(fù)（陜煤局發(fā)【2008】238號(hào)），大柳塔鎮(zhèn)水井渠煤礦2007、2008年檢測(cè)的CH4絕對(duì)涌出量為0.00m3/min，相對(duì)涌出量0.00m3/t，連續(xù)兩年均批準(zhǔn)為“低”等級(jí)。2008年檢測(cè)的CO2相對(duì)涌出量為8.71m3/t，連續(xù)兩年亦批準(zhǔn)為“低”等級(jí)。該礦瓦斯等級(jí)屬低瓦斯礦井。2、煤塵 煤塵爆炸性測(cè)試成果匯總見(jiàn)表1-6-1。 煤塵爆炸性測(cè)試成果匯總表 表1-6-1孔 號(hào)煤 層火焰長(zhǎng)度(mm)巖粉量（）爆炸性結(jié)論WS133-120060有爆炸性WS135-220060有爆炸性WS195-220060有爆炸性3-1、5-2煤層測(cè)試的火焰長(zhǎng)度均大于200mm，抑制煤塵爆炸最低巖粉用量為60，均屬于爆炸性危險(xiǎn)的煤層。3、自燃3-1、5-2煤層三件樣品自燃傾向性測(cè)試表明：根據(jù)GB/T20104-2006煤自燃傾向性色譜吸氧鑒定法中91條煤自燃傾向性等級(jí)，本區(qū)煤干燥無(wú)灰基揮發(fā)分（Vdaf）18，測(cè)試煤的吸氧量Vd0.70cm3/g。屬易自燃煤層。4、地溫?fù)?jù)大海則井田勘探資料表明，區(qū)內(nèi)地溫梯度最大2.9/100m，最小為0.84/100m，平均地溫梯度1.53/100m。區(qū)內(nèi)地溫正常，無(wú)地?zé)釣?zāi)害。第七節(jié) 礦田勘探程度評(píng)價(jià)一、勘探類型及勘探網(wǎng)度的確定依據(jù)本區(qū)煤層勘探類型屬一類一型。確定工程控制的基本網(wǎng)度為：探明的資源量：鉆探750750m；控制的資源量：鉆探15001500m；推斷的資源量：有適當(dāng)?shù)你@探工程控制。二、資源/儲(chǔ)量資源量估算基準(zhǔn)日為2007年12月31日，結(jié)果詳見(jiàn)表1-7-1。本次估算整合區(qū)范圍內(nèi)3-1、5-2上、5-2煤層資源儲(chǔ)量總量4589萬(wàn)噸。檢測(cè)后采動(dòng)量12萬(wàn)噸（原煤礦），保有資源儲(chǔ)量為4577萬(wàn)噸。其中：探明的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量（331）：2273萬(wàn)噸控制的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量（332）：2091萬(wàn)噸推斷的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量（333）：213萬(wàn)噸以上各級(jí)資源儲(chǔ)量中探明的資源儲(chǔ)量2273萬(wàn)噸，占總資源儲(chǔ)量的50%；探明和控制的資源儲(chǔ)量4364萬(wàn)噸，占總資源儲(chǔ)量的95%。占比達(dá)到了規(guī)范要求。根據(jù)設(shè)計(jì)方案，該礦前期露天開(kāi)采東南部悖牛川河谷沖刷地段壓覆的5-2上煤層及5-2煤層，其工業(yè)儲(chǔ)量5.55Mt，井田邊界永久煤柱損失0.93 Mt ，設(shè)計(jì)儲(chǔ)量4.62 Mt ，露天采區(qū)可采儲(chǔ)量4.30Mt。 資源量估算匯總表 表1-7-1范圍煤層資源量（萬(wàn)噸）采動(dòng)量保有資源儲(chǔ)量合計(jì)可供利用的資源量壓覆的資源量331332333小計(jì)331332333小計(jì)擴(kuò)大區(qū)3-11081081085-2上464692925-21808163034384194158344272小 計(jì)1808163010835464654619264472原煤礦3-1121023117合 計(jì)1218081630210366046546139294589120內(nèi)蒙古煤炭科學(xué)研究院有限責(zé)任公司 第二章 采掘場(chǎng)與排土場(chǎng)的邊坡穩(wěn)定第一節(jié) 邊坡工程地質(zhì)條件井田西北部地形起伏，煤層埋深60220m；井田東南部受悖牛川河谷的長(zhǎng)年沖刷形成河灘，可采的5-2上及5-2煤層埋深減少到4065m，悖牛川河谷東、西形成兩個(gè)埋深不同的開(kāi)采區(qū)域。井田東、西區(qū)域煤層埋深變化較大，特別是井田東南部悖牛川河谷沖刷地段開(kāi)采煤層埋深突然減小，并且煤層上覆基巖較薄，局部?jī)H為30 m。井工巷道不易形成，開(kāi)采將造成漏頂現(xiàn)象。經(jīng)計(jì)算，悖牛川河谷沖刷地段壓覆的5-2上煤層及5-2煤層工業(yè)儲(chǔ)量5.55Mt。鑒于煤層埋深變化巨大的特殊情況，為了合理有效開(kāi)發(fā)井田，提高資源回收率，改善悖牛川河道行洪能力、防御洪水，同時(shí)可發(fā)展水地及耕地，確定先露天開(kāi)采東部的5-2上煤層及5-2煤層。本區(qū)東部的5-2上煤層及5-2煤層上覆巖性以泥巖和粉砂巖為主，巖石較軟，易松動(dòng)剝離以及采掘。一、工程地質(zhì)1、煤層頂、底板巖石工程地質(zhì)特征5-2煤層直接頂屬3類穩(wěn)定頂板；52煤層底板飽和抗強(qiáng)度為19.9MPa；5-2煤層底板屬a類，均屬較軟類底板。根據(jù)地質(zhì)資料，5-2煤層飽和抗壓強(qiáng)度6.79.2Mpa，干燥狀態(tài)下抗壓強(qiáng)度14.718.3Mpa，軟化系數(shù)0.440.50。飽和抗拉強(qiáng)度1.2Mpa，干燥狀態(tài)下抗拉強(qiáng)度2.9Mpa。飽和抗剪斷強(qiáng)度C=1.97Mpa，=35.9度?？傮w看，整合區(qū)地層沉積連續(xù)，無(wú)大的構(gòu)造作用破壞，巖體較完整，巖體穩(wěn)定性較好，開(kāi)拓和維護(hù)均相對(duì)容易。工程地質(zhì)勘探類型為類一型，即層狀巖類簡(jiǎn)單型礦床。根據(jù)巖石物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)資料，總的來(lái)看區(qū)內(nèi)各種巖類的內(nèi)摩擦角和凝聚力均普遍較高，加之有利的地質(zhì)條件：構(gòu)造簡(jiǎn)單，巖層傾角平緩，故不利于產(chǎn)生大滑坡。但遇到泥巖，將對(duì)露天邊坡的穩(wěn)定，起不良作用，應(yīng)予重視。露天邊坡的穩(wěn)定性與地面水流有著密切的關(guān)系。地面水流如遇適合的地質(zhì)條件，經(jīng)過(guò)礦坑邊邦補(bǔ)給地下水時(shí)，在邊邦附近造成地下水的循環(huán)，則為滑坡的產(chǎn)生增加了一個(gè)有利因素，尤其是泥巖，在飽水的條件下，其強(qiáng)度大大降低，更有利于滑坡的產(chǎn)生。礦坑排水亦應(yīng)注意，避免在邊邦附近造成地下水的循環(huán)，以防止滑坡的產(chǎn)生。礦山露天開(kāi)采向深部的延伸，邊坡的穩(wěn)定性問(wèn)題應(yīng)引起注意，建議礦方加強(qiáng)這方面的安全管理。二、構(gòu)造整合區(qū)所處的張家峁井田構(gòu)造單元位于鄂爾多斯臺(tái)向斜寬緩的東翼北部之陜北斜坡，構(gòu)造形態(tài)總體上為一向西緩傾的單斜構(gòu)造，伴有寬緩的波狀和微波狀起伏，地層傾角一般在1左右，未見(jiàn)較大規(guī)模的斷層，無(wú)巖漿活動(dòng)。屬構(gòu)造簡(jiǎn)單類型。三、邊坡巖體的工程地質(zhì)特征組成未來(lái)露天礦邊坡巖體的主要巖性為第四系沉積物，砂巖、泥巖組成，各種巖性變化較大，其抗剪抗壓強(qiáng)度都較小，對(duì)邊坡穩(wěn)定影響較大。四、松軟地層松軟地層雖然可以使采掘進(jìn)度加快，生產(chǎn)效率提高，成本降低，增加經(jīng)濟(jì)效益，但因地層松軟，部分巖層有軟弱夾層，也極易形成滑坡、坍塌等不良現(xiàn)象。第二節(jié) 邊坡穩(wěn)定計(jì)算參數(shù)的確定計(jì)算采掘場(chǎng)邊坡穩(wěn)定需要巖體的抗剪強(qiáng)度，這些指標(biāo)是通過(guò)巖塊的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)，并利用巖體粘結(jié)力隨節(jié)理密度增大而降低的關(guān)系來(lái)確定的。由于地質(zhì)報(bào)告中沒(méi)有關(guān)于巖石節(jié)理、裂隙密度的統(tǒng)計(jì)資料，只能依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研與周圍礦山類比選取相應(yīng)的數(shù)據(jù)。巖石計(jì)算指標(biāo)、松散砂層及排土場(chǎng)混合排棄物的計(jì)算指標(biāo)參考有關(guān)資料選取。根據(jù)上述原則確定的邊坡穩(wěn)定計(jì)算參數(shù)見(jiàn)表221。巖石物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo) 表221 指標(biāo)名稱內(nèi)摩擦角()粘聚力(kpa)容重(t/m3)粉砂巖24.41002.09細(xì)砂巖23.51102.04中砂巖25.8802.02粗砂巖28.7601.99泥巖18.1702.12礫巖23.0602.09含礫粗砂巖26.5602.15粉砂質(zhì)泥巖22.0702.06煤29901.31第四系2251.75第三節(jié) 邊坡穩(wěn)定計(jì)算一、采掘場(chǎng)邊坡穩(wěn)定計(jì)算1、滑動(dòng)模式確定根據(jù)工程地質(zhì)巖性組合特征，巖層產(chǎn)狀，構(gòu)造的分布情況及采場(chǎng)邊坡形成的條件來(lái)看，未來(lái)邊坡滑動(dòng)模式主要是切割弱層而產(chǎn)生圓弧滑動(dòng)?；瑒?dòng)模式如圖231所示。2、計(jì)算方法根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造及地貌特征，認(rèn)為滑動(dòng)面為切層滑動(dòng)，可將滑動(dòng)面視為圓弧滑動(dòng)，計(jì)算采用Bishop法。3、露天礦邊坡驗(yàn)算預(yù)想滑面示意圖 圖231 驗(yàn)算的高度范圍從5-2煤層底板到上部覆蓋層。整個(gè)邊坡高度取60m。 驗(yàn)算結(jié)果表明，當(dāng)巖層邊坡角為350，穩(wěn)定系數(shù)F為1.42?？梢詽M足露天礦采場(chǎng)邊坡穩(wěn)定的要求，所以露天礦幫坡角取為35，但在本礦進(jìn)行進(jìn)一步的邊坡工程地質(zhì)勘探工作后根據(jù)具體條件對(duì)上述露天礦幫坡角進(jìn)行修正。二、排土場(chǎng)邊坡穩(wěn)定計(jì)算1、影響排土場(chǎng)穩(wěn)定性的因素（1）邊坡高度（2）坡面角度（3）基底傾斜角度（4）物料抗剪強(qiáng)度指標(biāo)（5）地表水的沖蝕（6）其他外在因素以上各因素均不同程度上制約著排土場(chǎng)邊坡穩(wěn)定性。2、在無(wú)排土場(chǎng)有關(guān)工程地質(zhì)資料情況下，作以下假定：（1）排棄物料抗剪強(qiáng)度指標(biāo)由類比法取得。容重r=1.83t/m3；內(nèi)摩擦角26；凝聚力C=1.0kg/Cm2。（2）排土場(chǎng)基底基本水平且穩(wěn)定（3）排棄物料邊坡的潛在滑動(dòng)模式為圓弧滑動(dòng)。（4）計(jì)算中考慮地震影響計(jì)算結(jié)果表明，排土場(chǎng)高度不超過(guò)40m，邊坡角為22時(shí)，穩(wěn)定系數(shù)為1.417，基本穩(wěn)定。同采場(chǎng)一樣，在本礦進(jìn)行進(jìn)一步的邊坡工程地質(zhì)勘探工作后根據(jù)具體條件對(duì)排土場(chǎng)邊坡角進(jìn)行修正。三、滑坡治理的必要性與預(yù)防措施滑坡治理的研究將對(duì)礦山生產(chǎn)管理、生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大，以及及時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)防滑坡事故，避免人身傷亡具有深遠(yuǎn)的指導(dǎo)意義。從前面的計(jì)算角度出發(fā)，邊坡是穩(wěn)定的，但因缺乏軟弱夾層的物理力學(xué)試驗(yàn)指標(biāo)，因此，不能下結(jié)論邊坡一定穩(wěn)定，在生產(chǎn)中如發(fā)現(xiàn)軟弱夾層存在，應(yīng)采取相應(yīng)措施。在第四系松散層的工作臺(tái)階上，當(dāng)雨季到來(lái)時(shí)，臺(tái)階坡面會(huì)出現(xiàn)自然塌落，要隨時(shí)用設(shè)備清理，可保證正常生產(chǎn)。另外，該區(qū)地質(zhì)構(gòu)造勘察不詳，在開(kāi)采過(guò)程中可能出現(xiàn)軟弱夾層及斷層等，建議在施工之前和施工過(guò)程中，補(bǔ)做滑坡治理研究工作。研究工作主要內(nèi)容：1、巖土力學(xué)試驗(yàn)本礦巖土力學(xué)試驗(yàn)成果為礦區(qū)勘探時(shí)的成果，不能反映開(kāi)采后現(xiàn)存邊坡土力學(xué)性能，必須進(jìn)行重新評(píng)價(jià)。試驗(yàn)內(nèi)容包括直剪試驗(yàn)、流變?cè)囼?yàn)、土大三軸試驗(yàn)，含水率、容重等。2、滑坡區(qū)工程地質(zhì)、水文地質(zhì)勘察。3、穩(wěn)定分析。4、滑坡整治方案設(shè)計(jì)。5、邊坡監(jiān)測(cè)。四、邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)本設(shè)計(jì)的邊坡穩(wěn)定計(jì)算是根據(jù)地質(zhì)報(bào)告中的部分巖石力學(xué)指標(biāo)選取的，松散層的力學(xué)指標(biāo)是參考有關(guān)資料選取的，所以，在計(jì)算中準(zhǔn)確程度不是太高的，建議以后應(yīng)補(bǔ)充必要的工程地質(zhì)鉆孔，并應(yīng)滿足露天開(kāi)采深度的需要。對(duì)各種含水率的松散層，補(bǔ)充其物理力學(xué)試驗(yàn)指標(biāo)，提出軟弱夾層的分布規(guī)律及相應(yīng)的物理力學(xué)試驗(yàn)指標(biāo)。對(duì)露天礦邊坡穩(wěn)定工作，必須高度重視，不能只顧生產(chǎn)，不顧滑坡，否則，帶來(lái)的危害是極其嚴(yán)重的。第四節(jié) 邊坡穩(wěn)定分析本礦露天采區(qū)為井田東南部受悖牛川河谷的長(zhǎng)年沖刷形成河灘地段，可采煤層為5-2上及5-2煤層，埋深為4065m，其上覆巖土層最大為510m，雖然軟弱巖層和第四系覆蓋層屬于穩(wěn)定性差的巖層，但最終邊幫高度不是很大，邊坡穩(wěn)定還是有保障的，此其一也；其二，本設(shè)計(jì)采用頂幫移動(dòng)坑線開(kāi)拓系統(tǒng)，臺(tái)階存在時(shí)間較短。其三，本設(shè)計(jì)方案為汽車運(yùn)輸工藝，避開(kāi)局部滑坡區(qū)段，合理安排開(kāi)采程序，不會(huì)影響正常生產(chǎn)。綜上所述，該礦山采場(chǎng)及排土場(chǎng)邊幫較為穩(wěn)定，發(fā)生滑坡