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内蒙古伊泰集团有限公司新胜煤矿灭火专项初步设计-1-前言内蒙古伊泰集团有限公司新胜煤矿（以下简称新胜煤矿）位于内蒙古自治区鄂尔多斯市伊金霍洛旗新庙乡布尔洞村境内。2005年自治区进行资源整合时，该矿因资源枯竭被关闭。鄂尔多斯人民政府以鄂政函[2005]385号文肯定了伊泰集团与山东科技大学合作开发煤柱回收技术，新胜煤矿具备了煤柱回收条件。新胜煤矿关闭后，经年透气导致采空区煤柱自燃。2008年6月山西省安全工程技术研究中心编制《内蒙古伊泰集团有限公司新胜煤矿煤层自燃火源位置探测报告》。新疆煤炭设计研究院有限责任公司受该矿委托，为该矿编制了本次灭火专项初步设计。一、目的及必要性火区的存在，造成采空区煤柱自燃的同时排放出的大量一氧化碳、二氧化碳和其它有毒气体，污染了环境，影响周围居民的健康。为消除危害、采出自燃煤柱、减少资源损失、保护环境、创造和谐社会，对该矿采空区灭火工程的实施尤为必要和紧迫。本设计为该火区治理提供合理、有效、安全的灭火方法。二、设计依据（一）设计委托书；（二）《内蒙古自治区人民政府关于加强煤田（煤矿）火区专项治理工作的实施意见》（内政字[2007]234号）；（三）鄂尔多斯人民政府鄂政函[2005]385号文；（四）山西省安全工程技术研究中心于2008年6月提交的《内内蒙古伊泰集团有限公司新胜煤矿灭火专项初步设计-2-蒙古伊泰集团有限公司新胜煤矿煤层自燃火源位置探测报告》；（五）《煤田火灾灭火规范（试行）》能源安保[1992]952号；（六）《煤炭工业露天矿设计规范》（GB50197-2005）；（七）《煤矿安全规程》（2006版）；（八）其它相关法律、法规和规范；（九）矿方提供的6-2煤层关闭时的开采现状图，储量计算图、地形图等。三、设计指导思想（一）认真贯彻执行国家有关方针、政策、法律、法规；（二）治理环境，造福于民，保护资源，走可持续发展之路；（三）因地制宜、综合治理、技术可行、经济合理、施工安全。四、主要技术经济指标（一）火区治理面积：608348m2；（二）剥离灭火工程采剥总量：2146.84万m3；（三）估算工程总投资为16778.54万元；（四）回收工程煤134.73万吨；（五）剥离灭火总工期2年。五、存在的问题及建议（一）6-2煤层没有做过资源储量核实工作，这给灭火治理带来了困难，加之活火区是时间的变量，因此在具体实施过程中，应按实际情况进行调整。（二）本方案工程量是依据有关部门提供的1：5000地形图计算的具体工程量依据实际施工数量为准，工程投资应根据实际工程量进行调整。内蒙古伊泰集团有限公司新胜煤矿灭火专项初步设计-3-（三）被关闭的矿井，井巷平面图没有标高，这给采残煤挖火源带来一定的困难。内蒙古伊泰集团有限公司新胜煤矿灭火专项初步设计-4-第一章概况第一节矿田位置及交通一、位置新胜煤矿位于东胜煤田东南部，伊金霍洛旗新庙乡布尔洞村境内。行政区划隶属于伊金霍洛旗新庙乡布尔洞村。二、交通矿区位于伊金霍洛旗新庙乡布尔洞村境内，距新胜煤矿1km处的弓（家塔）——边（家壕）公路为该矿的主要运输干线，公路全长21km，直接与包（头）——府（谷）公路（135km处）相接，南北分别通达陕西大柳塔和东胜。包（头）——神（木）铁路位于矿区西38km。铁路、公路四通八达,交通十分便利。第二节自然地理一、地形、地貌勘查区位于东胜煤田区域性分水岭“东胜梁”之南侧，区内地形总体呈北高南低，东高西低。最高点位于勘查区北部的CY10号孔附近，海拔标高为1393.4m，最低点位于勘查区西部的也来色太沟边，标高为1304.2m，最大地形标高差为89.2m，一般地形海拔标高在1329～1376m之间，相对高差为47m左右。勘查区属高原侵蚀性丘陵地貌特征，地形纵横切割，形成梁峁、内蒙古伊泰集团有限公司新胜煤矿灭火专项初步设计-5-沟谷。基岩裸露，植被稀少。二、水系勘查区内南北向形成的高地为区内一小型天然分水岭，西南边界处有较大沟谷也来色太沟，区内所有沟谷为束会川支流，为间歇性河流，只在丰雨期间形成短暂洪流，向南汇入束会川后再向南与勃牛川交汇，经陕西省窟野河最终注入黄河。三、气象（一）气温区内属干燥的半沙漠高原大陆性气候，昼夜温差较大，最高气温35℃，最低气温-29.8℃。（二）降水年降水量198.5～709.7mm，且多集中于7、8、9三个月，年蒸发量1850.5～2660.5mm。日最大降水量147.9mm，小时最大降水量58.6mm。（三）风春秋两季多风，最大风速20m/s。（四）冻结期每年9～10月开始结冰，翌年五月初解冻，霜冻期200天左右，最大冻土深度1.50m。四、地震烈度根据《中国地震动参数区划图》（GB-18306-2001），该区地震动峰值加速度（g）为0.05g，比照《中国地震烈度区划图（1990）》对内蒙古伊泰集团有限公司新胜煤矿灭火专项初步设计-6-照烈度为6度。第三节火区地质及煤层一、区域地层东胜煤田地层沉积序列与华北石炭二叠纪各煤田基本相似，地层区划属于华北地层区、鄂尔多斯地层分区。区内地层由老至新有：上三叠统延长组（T3y）、中下侏罗统延安组（J1-2y）、中侏罗统直罗组（J2z）、安定组（J2a）、上侏罗～下白垩统志丹群（J3-K1zh）、第三系（N2）、第四系马兰组（Q3m）黄土层、第四系（Q4）。其区域地层特征见表1-3-1：区域地层表。二、区域构造东胜煤田位于鄂尔多斯台向斜东胜隆起之东南边缘地带基本构造形态表现为一单斜构造，地层走向N25°W,倾向S65W,倾角1～3°，具有宽缓的波状起伏，断层不发育。三、矿区地层根据矿区出露及钻孔揭露，地层由老至新为：三叠系上统延长组（T3y），侏罗系中下统延安组（J1-2y），第三系上新统（N2）及第四系（Q）。现由老至新分述如下：内蒙古伊泰集团有限公司新胜煤矿灭火专项初步设计-7-表1-3-1东胜煤田区域地层表系统组厚度（m）最小—最大岩性描述第四系全新统（Q4）0—68.24为源泊相沉积层、冲洪积层和风积层上更新统马兰组（Q3m）浅黄色含砂黄土，含钙质结核，具柱状节理。不整合于一切地层之上。第三系上新统(N2)0—10.14上部为红色、土黄色粘土及其胶结疏松的砂质泥岩，下部为灰黄、棕红、绿黄色砂岩、砾岩，夹有砂岩透镜体。不整合于一切老地层之上。白垩系下统志丹群K1zh30—230浅灰、灰绿、棕红、灰紫色泥岩、粉砂岩、砂质泥岩、细砂岩、中砂岩、粗砂岩、细砾岩、中夹薄层钙质细砂岩。斜层理发育，下部觉见大型交错层理。与下伏地层呈不整合接触。侏罗系中统安定组（J2a）10—80浅灰、灰绿、黄紫褐色泥岩、砂质泥岩、中砂岩。含钙质结核。直罗组（J2z）1—278灰白、灰黄、灰绿、紫红色泥岩、砂质泥岩、细砂岩、中砂岩、粗砂岩。下部夹薄煤层及油页岩，含1煤组。下伏地层呈平行不整合。中下统延安组（J1-2y）78—247灰-灰白色砂岩，深灰色、灰黑色砂质泥岩，泥岩和煤。含2、3、4、5、6、7煤组。与下伏地层呈平行不整合接触。下统富县组（J1f）110上部为浅黄、灰绿、紫红色泥岩，夹砂岩。下部以砂岩为主，局部为砂岩与泥岩互层，底部为浅黄色砾岩。与下伏地层呈平行不整合。三叠系上统延长组（T3y）35—312黄、灰绿、紫、灰黑色块状中粗砂岩。夹灰黑、灰绿色泥岩和煤线。与下伏地层呈平行不整合接触。下统二马营组（T2er）87—367以灰绿色含砂砾岩、砾岩、紫色泥岩、粉砂岩为主。内蒙古伊泰集团有限公司新胜煤矿灭火专项初步设计-8-（一）上三叠统延安组为含煤层地层基底。出露在哈拉界沟以北勃牛川，暖水川东侧及其各主要支沟两侧。岩性组合为一套灰绿色中粗粒砂岩，局部地段为含砾砂岩，夹绿色薄层状砂质泥岩和粉砂岩。出露厚度在10～40m之间。普通发育大型板状。槽状交错层是延安组的一个显著沉积特征。结合区域性的沉积规律，说明本区延安组仍是典型区流河沉积体系。（二）中下侏罗统延安组为区内含煤地质层。在暖水川，勃牛川东缘及枝状沟谷两侧广泛出露，在布尔洞以南由于大面积风沙覆盖，仅零星出露。岩性组合为一套浅灰色细砂岩，少量中细砂岩，灰色至深灰色粉砂岩，砂质泥岩，泥岩和黑色煤层，含有少量的钙质沙泥岩。据地表地质填图及钻探控制，北部仅残存一段岩，向南残存厚度增大，出现二段岩，最多含4，5，6三个煤组。据10个钻孔统计，延安组残存厚度81.70～112.01m，且北薄南厚，西薄东厚。与下伏地层延安组假整合接触。（三）第三系上新统东部坝梁一带广泛分布。岩性组合为一套浅红色砂质泥岩和泥岩，含有丰富的呈层状发育的钙质结构。基本处于未完全固结成岩的较疏松状态，在局部地段与黄土有相似特征。由于沉积后期剥蚀改造作用的强弱差异，出露范围及现存厚度变化均比较大。就钻探控制情况及地表地质填图成果来看，从几米至数十米。靠东部坝梁一带出露地段连续性好，厚度也比较大。与下伏地层延安组不整合接触。（四）第四系按成因可分为风积砂，冲洪积物，残坡积物及少内蒙古伊泰集团有限公司新胜煤矿灭火专项初步设计-9-量次生黄土。第四系地层厚度变化比较大，据钻探结果为0.45～71.04m。不整合于一切下伏地层之上。四、矿区地质构造井田位于东胜煤田南部，其构造形态为——向南西倾斜的单斜构造。据地面产状测量结果，倾向一般为245°左右，倾角1～3°，以6-2煤层底板等高线来看，沿煤层走向发育有较宽缓的波状起伏，未发现有明显的断层和褶皱，亦无岩浆侵入活动，井田内构造属简单。根据以上资料，本区构造复杂程度确定为简单类型，即Ⅰ类型。五、含煤地层煤层及煤质（一）含煤地层本煤区含煤地层为侏罗系中下统延安组（J1—2y），其含煤岩系主要由陆缘碎屑岩组成的陆相沉积地层，沉积环境为泥炭沼泽相和湖泊相为主的大型内陆盆地。本区含煤地层上部剥蚀，下部残存。含有6、5、4三个煤组，共含煤1～14层，一般含煤3～6层。其中可计算的煤层有5层。其中6-2煤层为全区可采煤层，其余均为局部可采煤层。煤层总厚2.65～11.76m，一般为6～8m。可采含煤系数为13.76%。煤层稳定程度为较稳定类型。（二）煤层区内共有可采煤层为6-2。4-1、4-2上和4-2煤层可采范围极有限且区段上的完整性被沟谷切割破坏，为不稳定煤层。煤层仅发育在乌兰不拉沟以北，自北向南厚度逐渐变薄至湮灭，厚度比较稳定，可内蒙古伊泰集团有限公司新胜煤矿灭火专项初步设计-10-采范围小，为不稳定煤层。6-2煤层在详查区内为稳定煤层。各可采煤层发育特征如下：1、4-1煤层：分布在普查勘探区南部，内部剥蚀作用强烈，残存范围极有限。钻探控制见煤点6个，仅4个点达到可采厚度。煤厚0.4～2.71m，平均1.82m。可采煤厚1.75～2.19m，平均1.98m。一般含3～4层夹矸，夹矸岩性为砂质泥岩。与4-2煤层间距平均13.89m，变化不大。顶板岩性以细砂岩为主，底板岩性为粉砂岩及砂质泥岩。2、4-2上煤层：分布在普查区南部中段，厚0.54～1.50m，平均0.89m。可采厚度0.95～1.50m，平均1.14m。煤层厚度变化不大，一般为单一无结构煤层，个别点有一层夹矸。顶层岩性为细砂岩、粉砂岩，底板为砂质泥岩。3、4-2煤层：与4-2上煤层分布范围大致相同，煤厚0.26～1.43m，平均0.98m。可采煤厚0.83～1.43m。平均1.20m。不含夹矸，结构简单。顶底板均为砂质泥岩为主。4-2上煤层与4-2煤层在b12、b16、b21和b26一带层间距小于0.80m，即两层煤在该地段合并为一层煤。向西随层间距加大，逐渐分开为两层独立煤层，层间距的变化规律经露头追索及钻探控制非常明显。4-2煤层与6-2煤层间距为67.01m，比较稳定，间距变化不大，即4-2煤层层位亦比较稳定。4、6-2上煤层：分布在普查区北部b4-b5-b8-b10一线及其以北地段。切割强烈的枝状沟谷破坏了该煤层在地段上的完整性，就钻探控制及地质填图结果，该煤层向南相变为炭质泥岩后自然变薄湮灭。内蒙古伊泰集团有限公司新胜煤矿灭火专项初步设计-11-煤层厚度0.51～3.02m,平均1.85m。可采煤厚0.99～2.55m，平均1.76m。