第一章 井田概况及地质特征改

宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件

第一章 矿井概况及安全条件

第一节 井田概况

一、地理概况 （一）交通位置

本井田位于宁夏灵武市东南62km的毛乌素沙漠的边缘，行政区划属灵武市马家滩乡管辖。其地理坐标为东经106°30′～106°35′北纬37°52′～38°02′。本井田距黎（家新庄）—羊（场湾）矿区公路约10km，黎—羊公路与307国道、银（川）—古（窑子）高速公路相连。307国道向西经灵武市（30km）、吴忠市（70km）、青铜峡（60km）与包（头）兰（州）公路和西（安）银（川）公路相接，向东经盐池（110 km）、定边可达陕西榆林、延安等地，由银古高速公路向北（约60km）可直达银川市，该公路紧靠矿区黎家新庄中心区处通过。井田中心至银川市约80 km。矿区内部及矿区与外部联系的运输系统已形成，公路交通便利。

包（头）—兰（州）国铁干线于矿区西部约70 km处南北向通过，灵武矿区铁路支线（大坝—古窑子）在包兰铁路的大坝站接轨，延至矿区古窑子（矿区辅助企业区）车站，已于1995年10月建成投入运营；古窑子至羊场湾段（11.83km）目前正在施工中，预计2005年前竣工。

本区交通状况良好，煤炭外运方便。 交通位置见图1-1-1。 （二）自然地理

中煤国际工程集团武汉设计研究院

1-1

宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件

中煤国际工程集团武汉设计研究院

1-2

宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件

1、地形地貌

矿区位于鄂尔多斯高原西南之一隅，多为低丘台地地貌景观，个别为低山。井田位于走向呈南北的两山之间，东侧为四耳山，山势南高北低，主峰杨家窑位于南部，标高1652.1m，北部标高1500m左右。西侧是狭长条带状山，自南向北为猪头岭、六道梁和面子山，其最高点分别为1436.5m、1435.4m和1451.9m。

井田内广布有相对高差为20m左右的沙丘，由南向北渐低。南部碱水梁标高1390m，北部标高1330m；井田内最高点为1435m左右，最低点为1300m左右（东部边界处）。地形总体比较简单。

2、地表水系

矿区内主要沟谷有西天河、碎石井沟和倒江沟。

西天河位于四耳山的东麓，流经王家圈，在磁窑堡出矿区，全长23km，位于本井田之外。

碎石井沟源于四耳山的中部，斜穿井田，在口子沟出井田，全长14km。沟谷呈开阔的箱形。沟底高程：上游1420m，井田中部为1330m，口子沟（出井田）1290m。井田内沟底平均坡降1.3%，为仅在暴雨后有两小时左右洪水流的干沙沟，每年夏秋季节有3～4次洪水。

倒江沟源于四耳山的东北部，自东向西流入井田的北部，而后转为南西在口子沟处汇入碎石井沟，全长7.5km。在背斜轴部沟底标高+1330m，上游汇水面积3.4km2，洪水罕见，也为干沙沟。

井田内井、泉稀少，水量受降水季节影响，水质差，矿化度高，不宜饮用。

3、气象

根据灵武市气象站资料，本井田属半干旱沙漠大陆性季风气候。昼夜温差大，降水量稀少。季风从当年10月至来年5月，长达7个

中煤国际工程集团武汉设计研究院

1-3

宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件

月，多集中于春秋两季，风向多正北或西北，风力最大可达8级，一般为4～5级，风速最大为20 m/s，平均风速为3.1 m/s；年平均气温为8.8℃，年最高气温为41.4℃（1953年），年最低气温为-28.0℃（1954年）；降水多集中在7、8、9三个月，年最大降水量为352.4 mm（1964年），年最小降水量仅为80.1 mm（1980年），而年最大蒸发量高达2303.3 mm（1953年），为年最大降水量的6倍及最小降水量的29倍，年最小蒸发量1508.8 mm（1988年）；最大冻土深度为1.09 m（1968年），最小冻土深度为0.50 m，一般为0.70～0.90 m，相对湿度为5.2～6.4%，绝对湿度为7.5~9.1。

4、地震

本区位于鄂尔多斯盆地西缘吴忠地震活动带的东侧，地震震中集中在黄河沿岸，按照《建筑抗震设计规范》（GB50011—2001）附录A《我国主要城镇抗震设防烈度设计基本地震加速度和设计地震分组》划分，本矿井所在地区灵武市抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度值为0.20g。

二、主要自然灾害

矿区的主要自然灾害为气象灾害，年降水量稀少，年蒸发量大。矿区位于毛乌素沙漠的边缘，地表沙丘密布，生态环境脆弱。矿区西部的灵武市经济以农业为主，工业不发达。

三、矿区煤炭生产建设及规划概况

矿区内目前正在生产的大型矿井只有位于矿区北部的灵新煤矿。灵新煤矿于1999年正式建成投产，设计生产能力2.4Mt/a，2002年实际生产原煤2.1Mt/a左右，矿井采用斜井开拓方式。目前正在生产的

中煤国际工程集团武汉设计研究院

1-4

宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件

小煤矿主要有灵湾、银湾矿井等5～6个左右，其开拓方式一般是沿煤层露头开挖斜井，年产量均在0.10～0.15Mt/a，矿区所有小煤矿总的年生产能力为1.0Mt/a左右。

矿区内目前正在开发建设的矿井有磁窑堡技改井和羊场湾煤矿。磁窑堡技改井由原羊场湾一号井（生产能力0.3Mt/a）和原磁窑堡煤矿合并而成，其开拓方式为斜井开拓。

羊场湾煤矿：井田南北走向长14.0km，东西倾向宽7.5km，井田面积72.7km2。井田地质总储量1543.409Mt，可采储量为1080.386Mt。矿井一期建设规模5.0Mt/a，二期建设规模为8.0Mt/a，三期建设规模为10.0Mt/a，服务年限81.7a。矿井开拓方式采用斜井开拓。

矿区煤炭建设规划分三期进行，对应满足能源重化工项目及其他煤炭市场的供煤要求。

一期建设规模为13.0Mt/a，计划在2005年以前建成。重点建设羊场湾煤矿（5.0Mt/a），同时完成灵新煤矿（3.0 Mt/a）、磁窑堡技改井（3.0 Mt/a）和石沟驿煤矿（1.0 Mt/a）的技术改造及改扩建工程。

二期建设规模为32.0 Mt/a，计划在2010年建成。重点开工建设枣泉煤矿（5.0 Mt/a）、清水营煤矿（5.0 Mt/a）和梅花井煤矿（6.0 Mt/a），同时将羊场湾煤矿扩建到8.0 Mt/a的规模。

三期建设规模为80.3 Mt/a，计划在2020年建成。重点开工建设石槽村煤矿（6.0 Mt/a）、红柳煤矿（8.0 Mt/a）、麦垛山煤矿（8.0Mt/a）、 任家庄煤矿（2.4 Mt/a）、红石湾煤矿（1.8 Mt/a）、马莲台煤矿（4.0 Mt/a）和丁家梁煤矿（0.9 Mt/a）,同时将羊场湾煤矿扩建到10.0Mt/a、枣泉煤矿扩建到（8.0Mt/a）、清水营煤矿扩建到10.0Mt/a和梅花井煤矿扩建到12.0 Mt/a的规模。

从灵武矿区基础设施建设情况看，矿区总机厂、物资总库等矿区

中煤国际工程集团武汉设计研究院

1-5

宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件

辅助附属企业及设施已基本建成，矿区中心区也初具规模。

四、矿区水源、电源及通信情况 1、水源条件

矿区总体设计确定：吴忠金银滩水源地为矿区一期给水工程的供水水源，日供水量30000m3,枣泉煤矿的生产生活用水由灵武矿区一期给水工程统一考虑解决。该工程已于1996年全部建成，至羊场湾煤矿供水管路正在建设之中。该工程可以满足枣泉煤矿的用水要求，未来的矿井供水水源由羊场湾煤矿引出。

2、电源条件

灵武矿区在古窑子建有一座110kV变电站，该变电站设计规模为2台25000kVA变压器，现装设SFSL7-25000/110，110/35/6.3kV和SFSL7-12500/110，110/35/6.3kV变压器各一台，其电源是以双回导线为LGJ-240的110kV线路取自灵武220kV变电站，该220kV变电站电源取自大坝电厂及宁夏电网。

矿区在羊场湾煤矿建有110kV变电所一座，其电源以两回导线为LGJ-150的110kV线路引自矿区110kV变电站。该变电所为枣泉煤矿留有110kV出线间隔，枣泉煤矿供电拟以两回110kV线路引自羊场湾110kV变电所。

3、通信条件

根据1991年6月编制完成的《灵武矿区综合信息数字网初步设计》和国家能源投资公司[1992]第508号文件“关于灵武矿区专用通信网初步设计的批复”，矿区专用通信网由矿区本部汇接局和灵新、羊场湾、枣泉煤矿三个端局组成，行政电话系统选用程控式交换机，其容量分别为汇接局2000门，覆盖黎家新庄中心区全部用户。目前

中煤国际工程集团武汉设计研究院

1-6

宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件

矿区本部汇接局、灵新煤矿端局行政电话系统已经开通，汇接局与银川市邮电局的传输信道采用光缆线路。

第二节 安全条件

一、地质特征 （一）区域地质

本区域位于鄂尔多斯盆地西缘，地层区划属华北地层区、陕甘宁盆缘地层分区、马家滩地层小区，主要为下奥陶统至第四系的沉积，中间缺失下石炭统、志留系、泥盆系和上奥陶统的沉积。

（二）井田地层

井田内绝大部分地层被第四系风成沙层覆盖，仅在大沙河两侧有中侏罗统地层零星出露。

钻孔揭露的地层为第四系、中侏罗统安定组、直罗组和延安组，下侏罗统富县组及上三叠统延长群。现由新到老分述如下：

1、第四系（Q4）

在井田内广为分布，多为固定、半固定和流动式沙丘。据钻孔揭露，除上部的风成沙层外，中部为黄色沙土，底部为砂砾石及卵石层，砂卵砾石层的厚度变化较大，从0～10m。第四系总厚度在井田内变化亦大，从0.60～25.00m，平均厚8.00m。不整合于所有老地层之上。

2、下白垩统志丹群（K1Zd）

井田内所有钻孔均未见到该地层，主要分布于井田两侧的四耳山、面子山、六道梁及猪头岭一带，构成了井田两侧的高山地貌。是一套离陆源区较近的冲、洪、坡积粗碎屑岩建造。岩性以灰白、淡红色各种砾石组成的砾岩为主，中夹薄层或不规则的砂岩和砾状砂岩，

中煤国际工程集团武汉设计研究院

1-7

宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件

砾石成份以石英岩、石英砂岩为主，灰岩次之，并含少量片麻岩、花岗片麻岩及伟晶岩，分选差，最大砾径可达1m左右，砂质及硅质胶结，较坚硬，超覆不整合于下伏安定组之上，最大厚度1200m。

3、中侏罗统（J2） （1）安定组（J2a）

井田内仅在背斜轴部和两翼有零星出露，据全井田15个钻孔所揭露的地层保存厚度，最小26.83m（2801号孔），最大285.02m（2321号孔），平均117.71m，两翼相比，东翼保存的厚度大于西翼。岩性为：上部以紫红、棕红、紫褐色的粉砂岩、砂质泥岩为主，夹薄层或中厚层细粒砂岩、薄层粗粒砂岩，砂岩中长石含量较多；下部为粉砂岩、细粒砂岩、中粒砂岩互层；底部常为一层铁锈色砂岩（一般为石英长石砂岩），与下伏直罗组呈整合接触。按岩性特征，应为滨湖、滨湖三角洲及浅湖亚相沉积。

（2）直罗组（J2Z）

本组为含煤地层的上覆岩系，全井田仅有极少数露头点，据全井田98个钻孔所揭露的地层保存厚度，最小为3m，最大为525.67m，平均223.05m；其中，有25个钻孔穿过该组完整地层，其最小厚度为311.78m，全井田平均厚度为405.80m。

直罗组是一套半干旱及干旱气候条件下的河流湖泊相沉积，局部地段的上部、中部及底部有泥炭沼泽沉积，全井田共有29个钻孔见到该组的煤层沉积，共见煤34层，除4个钻孔见到可采煤层外，其余钻孔所见厚度均不可采。

岩性上部以灰褐、灰绿夹紫色的细粒砂岩为主，夹薄层粗粒砂岩和粉砂岩；中部以灰绿、灰兰色粉砂岩为主，夹砂岩及薄层泥岩；下部以灰绿、灰色粉砂岩、细粒砂岩为主，夹中厚层粗粒和中粒砂岩；

中煤国际工程集团武汉设计研究院

1-8

宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件

底部常为一巨厚层粗粒砂岩（俗称“七里镇砂岩”），该层砂岩，主要为灰白色，成份石英、长石为主，泥质胶结，粒度上细下粗，韵律明显，层位稳定，全井田普遍发育，是井田内最上部的一个重要标志层。

七里镇砂岩厚度变化较大，保存厚度最小为3m，最大为113.40m，全井田平均为67.00m；钻孔见其全层的最小厚度应为50.23m，平均厚73.32m。总体变化趋势是北部薄、南部厚，西翼薄、东翼厚。

（3）延安组（J2Y）

为井田主要含煤地层，地表仅有零星露头。延安组地层岩性由灰白、灰色的各粒级砂岩，灰、灰黑色粉砂岩、砂质泥岩及少量炭质泥岩、粘土岩、泥岩、泥灰岩（局部夹薄层菱铁质泥岩）和40多层煤层组成。底部一般以一层厚度不大，具鲕状结构的含铝质的粘土岩与下伏富县组呈假整合接触；该层岩性比较稳定，局部地段分为2～3层，一般距16层煤较近或为直接底板，在没有16层煤沉积的地段，仍然可以找到这一层位。

延安组地层保存厚度最小为10.34m（L53号孔），最大为350.28m（2423号孔），平均厚度214.14m。58个钻孔穿过本组的完整地层，其最小厚度为287.61m（2937号孔），平均厚度为320.76m。

4、下侏罗统富县组（J1f）

富县组在井田内没有任何露头，最小厚度为0m，最大厚度为53.62m，平均厚度10.94m。变化趋势为北厚南薄、东厚西薄。富县组为一套沉积于侵蚀间断面之上的风化壳沉积，岩性特征以杂色砂岩为主，局部为砂砾岩、砾岩及砂质泥岩、粉砂岩、泥岩、粘土岩组成，夹薄层黑色泥岩。

5、上三叠统延长群（T3Yn）

延长群为本井田煤系地层的基底，地表没有出露，有88个钻孔

中煤国际工程集团武汉设计研究院

1-9

宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件

钻进至该群地层，其中2934号孔钻进了450.50m，是本井田钻进延长群地层最厚的钻孔，但未见底，据区域资料总厚大于750m。井田内钻孔中见到的岩性，一般为灰绿色细粒砂岩，局部夹薄层泥岩和泥灰岩。

（三）地层对开采的影响分析

井田内绝大部分被第四系风成沙层覆盖，仅在大沙河两侧有基岩零星出露。第四系总厚度为0.60~25.00m，平均8.00m左右，其下部即为中侏罗统的砂岩类基岩。风积沙层是建筑基础开挖的清除层，对地面建筑和井筒的施工有一定影响。

对矿井开采影响较大的主要为含煤地层，本井田主要含煤地层为中侏罗统延安组（J2Y）， 地层平均厚度为320.76m（完整地层），含煤达40多层。由于煤层多，岩性、岩相变化大，煤层对比相对困难。精查地质报告通过岩性标志层对比、岩相——旋回对比、煤层特征对比、测井曲线对比等方法，使得含煤组的划分对比可靠，主要可采煤层和局部可采煤层的对比可靠。为煤层的开采提供了有利条件。

二、地质构造 （一）区域地质构造

本区地处鄂尔多斯台缘褶带东侧中段，马家滩台陷中的磁萌断褶带北部。东接鄂尔多斯台拗，西与走廊过渡带及加里东地槽褶皱区毗邻。

马家滩台陷为一中生代沉积拗陷，东以马柳断层及上台子断层南段与鄂尔多斯台拗相邻，北以沙葱沟断层与陶乐台拱相接，西以黄河东侧大断层与银川地堑相连，西南以青龙山东侧断层与青云台拱为界。

中煤国际工程集团武汉设计研究院

1-10

宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件

按地质力学观点，本区处于祁吕贺山字型构造的脊柱中段部位，故构造线方向均以南北向或近南北向为主。自北往南，构造趋向复杂，多数褶皱因受后期断层切割破坏，加剧了构造的复杂程度。

（二）井田主要地质构造 1、褶曲 （1）碎石井背斜

为井田内的主体构造，是一两翼对称向南倾没的背斜构造。 轴部：轴线在平面上的走向近乎南北，其中，北段为N25°E，中段为N8°E，南段为南北向至N8°W，总体呈向西突出的弧形。在走向剖面上有幅值小于30m的波状起伏，主要表现在20线附近的下陷和28线附近的隆起，致使煤层底板等高线在该处出现封闭圈。轴面直立，轴部地层产状3°～5°。背斜轴在井田内长度19km，但南北两端均已延伸到井田边界以外，全长约35km。

两翼：地表仅有零星露头，主要分布于井田的中、北部。两翼地层产状一般为15°～36°，东北角东翼深部可达40°～45°，平均地层产状小于25°，地层走向与轴向一致，总的近似南北向，具体可划为北段N20°～25°E，中段N5°～15°E，南段南北向至N15°～8°W。

（2）赵儿塔向斜

为井田东北边界构造，位于井田北部赵儿塔附近，走向长2.8km，轴向西北部为N50°W，向东南呈弧形急转为南北向，轴面由东北倾转为东倾，倾角72°～84°。两翼不对称，在29勘探线东翼稍陡于西翼，在三条构造小剖面线上，则表现为东北翼陡，西南翼缓。向斜沿走向与火烧坡背斜相连接。

2、断层

中煤国际工程集团武汉设计研究院

1-11

宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件

在全井田竣工的322个钻孔中，仅在井田北部地段内的少数钻孔见到了断层点，分别见到了部分煤层缺失或重复现象，其余少数钻孔 虽亦见有产状变陡、岩芯破碎迹象，但未能证实其有断层存在。在井田北部发现落差大于20～30m的断层有3条。

（1）F1断层

位于背斜东翼的28I勘探线，为一断层面东倾的正断层，其东盘下降，西盘上升，断层面倾角72°，落差浅部38m（7层煤部位），深部变小为28m（16层煤部位）。断层走向与背斜轴走向相一致，大至为N30°～N35°E，走向长度约750m。其性质和延展情况，已经严密控制和查明。

（2）F2断层

位于背斜东翼的20I和20勘探线，为一断面东倾的正断层，其东盘下降，西盘上升，断层面倾角66°～74°，断层落差各部位大小不一，在20I勘探线，浅部为29m（10层煤部位），深部为25m(16层煤部位)；在20勘探线，浅部约45m(6煤层部位)，深部约40m（15煤层部位）。断层的走向长度约1250m，其性质已控制和查明。

（3）F3断层

位于背斜西翼的20和29I勘探线，为一断面西倾，由西南方向向东北方向推覆的逆断层，其西盘上升，东盘下降。断层面倾角，在20勘探线为50°，在29I勘探线为30°，具逆掩性质。断层落差，各部位大小不一，在20勘探线，浅部为48m（10层煤部位），深部为19m（15层煤部位），在29I勘探线，浅部57m（6层煤部位），深部46m（12层煤部位）。断层走向总长约1200m，其性质已控制和查明。

（三）地质构造对开采的影响分析

中煤国际工程集团武汉设计研究院

1-12

宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件

碎石井背斜为井田内的主体构造，是一两翼对称向南倾没的背斜构造，它控制了整个井田的基本构造形态。背斜轴部地层倾角较小，轴部地层产状3°～5°，向深部和两翼倾角逐渐变陡，两翼地层产状一般为15°～36°，东北角东翼深部可达40°～45°。煤层倾角对矿井的开采有较大影响，倾角较小的区域进行机械化开采相对容易，而对于倾角大于25°的区域，则给机械化开采及生产效率的提高带来很大困难，必须定制大倾角综采的成套设备。

F1、F2、F3断层集中在27勘探线以北，对矿井初期开采没有影响。但根据枣泉煤矿近期所做的三维地震补充勘探工程初步成果资料推断，在首采区中部有三条落差大约7m的走向断层，其中一条位于井筒中部，横穿井筒，另外二条位于井筒南侧，至井筒位置尖灭；其对矿井开拓工程影响不大，但对采区及工作面布置有一定的影响。

三、煤层及煤质 （一）煤层

本井田含煤地层为中侏罗统延安组（J2Y），共含煤41 层，平均总厚41.24m，含煤系数12.41%。

延安组含煤地层系陆相含煤建造，其岩性组合为粗细碎屑岩、泥 岩和煤及炭质泥岩组成，细碎屑岩是该组的主要组成部分，一般占50%以上，最多达72.6%，最少为46.2%，平均为58.9%，粗碎屑岩所占比例大小不等，一般在25%左右，最多为32.8%，最少为11.3%，平均为24.6%，其中砾岩、砂砾岩含量极少。泥岩类含量绝大部分小 于10%，个别孔达20.8%（2311号孔），含煤系数一般在10%以上，各类岩石组合比例的消长与含煤系数的大小没有相关关系。各类岩性组合比例在井田南北地段和背斜轴部及两翼虽有变化，但无明显的规

中煤国际工程集团武汉设计研究院

1-13

宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件

律可循。

延安组的岩相主要为河流相和湖泊相的沉积，并由河流相和湖泊相发展而成的良好的沼泽成煤环境，致使众多煤层得以形成。

井田内编号煤层20层，16层为可采和局部可采煤层，可采平均总厚35.51m，可采含煤系数10.68%，计算储量的共有15层煤，2号煤层为井田内最主要可采煤层，平均厚7.88m。

2、14号煤层全井田可采，厚度变化小，且规律明显，结构简单，属稳定煤层。

1、6、7、8下、10、12等6层煤在井田范围内均有分布，厚度虽有一定变化，但规律较明显，结构简单到复杂，全井田大部分地段可采，可采范围内厚度变化不大，属较稳定煤层。

2下、3、8、9、11、15、16等7层煤在井田内分布范围不等，厚度变化大，有突然增厚和变薄现象，全井田内可采面积大、小不等，结构简单至复杂，属不稳定煤层。

主要可采煤层自上而下分述如下：

1煤：主要分布于井田东翼，西翼多不可采，其地质储量约占全井田地质储量的5.6%。煤层厚度0.10～5.37m，平均2.20m。厚度变化趋势是东厚西薄，北厚南薄。1层煤在井田内属较稳定煤层，东翼厚度变化小，均在3.5m左右。煤层多为单一结构，少数含夹矸达4 层，夹矸岩性多为砂质泥岩，少数为粉砂岩。煤层顶板多为粗粒砂岩，少数为粉砂岩、泥岩，底板为粉砂岩。

2煤：全井田普遍发育，分布广，层位稳定，全井田可采，其地质储量约占全井田地质储量的40.8%。是井田内最主要的可采煤层。 煤厚4.74(2514孔)～9.42m（L64孔），平均7.88m。2层煤厚度变化小，结构单一，少数钻孔含1～3层夹矸，属稳定煤层。煤层顶板岩

中煤国际工程集团武汉设计研究院

1-14

宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件

性多为泥岩，底板为砂质泥岩和粉砂岩。

2

下

煤：在井田内分布范围较广，层位稳定，但大都不可采，煤

层厚度0.04～1.40m，平均0.40m，可采点分布于井田北部。虽厚度变化不大，但可采范围有限，属不稳定煤层。

3煤：在井田内分布较广，中、北部大部分可采，南部仅在背斜西翼的24～23勘探线间，有一小片可采。煤层厚度0.05～4.06m，平均0.94m。属不稳定煤层，结构单一，含1层夹矸。顶底板岩性多为粉砂岩或砂质泥岩。

6煤：全井田普遍发育，层位稳定，分布广，其地质储量约占全井田地质储量的6.6%。煤层厚度0.10～2.96m，平均1.76m。该层煤虽局部不可采，但可采地段，煤层厚度变化小，且有规律可循，一般是北厚南薄，东西两翼变化不大，属较稳定煤层。煤层结构单一或含1层夹矸，煤层顶底板岩性多为粉砂岩。

7煤：全井田普遍发育，层位稳定，分布广，比6煤可采范围大。7煤为本井田主要可采煤层，其地质储量约占全井田地质储量的11.4%，储量仅次于2煤。厚度0.10～5.15m，平均2.42m。煤层厚度变化不大，总的变化趋势是中部厚，向南、北和背斜两翼逐渐变薄。煤层结构单一，含1层夹矸，个别含4层夹矸。顶底板岩性多为粉砂岩和细粒砂岩，少数为砂质泥岩、泥岩、炭质泥岩及粗粒砂岩。

8煤：在井田内分布范围较广，层位较稳定，煤层厚度0.03～4.25m，平均1.21m。其中，可采点在25勘探线以南比较集中，井田中、北部是零星分布。煤层厚度变化较大，总趋势为南厚北薄，东厚西薄，属不稳定煤层。结构以单一为主，少数含1层夹矸，个别点含3～4层夹矸。顶底板岩性以粉砂岩和细粒砂岩为主，其次为砂质泥岩、泥岩和中粒砂岩，个别为粗粒砂岩和细砾岩。

中煤国际工程集团武汉设计研究院

1-15

宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件

8

下

煤：全井田内普遍发育，层位稳定（特别其最下分层，分布

范围亦较广），据井田内147 个钻孔所见煤层厚度：最大13.44m(2936号孔)，最小0.17m，平均4.62m，由于煤层结构复杂，所以厚度变化很大。但就其最下分层而言，厚度变化较小，且大部分为可采煤层，其余分层大都不可采，且夹矸厚度大。下分层煤层厚度为0.17～2.48m，平均1.09m。属较稳定煤层。煤层结构以含1～3层夹矸为主，单一结构占少数，个别含夹矸多达6层，夹矸岩性多为砂质泥岩和粉砂岩，少量为细粒砂岩和炭质泥岩、泥岩。顶底板岩性以粉砂岩为主，次为细粒砂岩、砂质泥岩、泥岩和中粒砂岩，个别为粗粒砂岩。

9煤：仅分布于井田内20勘探线以北地段，是北部羊场湾井田的延续部分，20勘探线往南9、10层煤合并。煤层厚度，0.28～2.74m，平均1.40m。煤层厚度变化不大，属较稳定煤层。结构单一为主，少数含1～2层夹矸。顶底板岩性为粉砂岩、细粒砂岩和砂质泥岩，个别为粗粒砂岩和中粒砂岩。

10煤：全井田普遍发育，层位稳定，分布广，煤层厚度0.47～6.21m，平均2.50m。不可采点主要分布于井田北部边界附近。煤层厚度变化不大，一般厚度2～3m，属较稳定煤层。结构多为含1～2层夹矸，少数为单一和含3～4层夹矸。顶底板岩性以粉砂岩、细粒砂岩为主，个别为炭质泥岩、泥岩、中粒砂岩和粗粒砂岩。

11煤：在井田内分布较广，层位稳定，但多为不可采点，煤层厚度0.05～3.90m，平均1.22m。可采点分布零散不集中，煤层厚度变化较大，且无规律可循，属不稳定煤层。结构为单一和含1层夹矸。顶底板岩性以粉砂岩和细粒砂岩为主，个别为泥岩、砂质泥岩和粗粒砂岩。

12煤：在井田内发育较普遍，层位较稳定，分布较广，煤层厚

中煤国际工程集团武汉设计研究院

1-16

宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件

度0.09～3.67m，平均1.81m。不可采点主要分布于井田南部25勘探线以南地段。煤层厚度变化不大，属较稳定煤层。结构以单一和含1层夹矸为主，少数含2层夹矸。顶底板岩性以粉砂岩、细粒砂岩为主，次为泥岩、砂质泥岩，个别为中粒砂岩和粗粒砂岩。

14煤：全井田普遍发育，层位稳定，分布广，是井田内主要可采煤层之一，其地质储量约占全井田地质储量的8.4 %。煤厚1.23～7.82 m，平均3.43m，厚度变化小，一般为3～5m，属稳定煤层。其厚度总的变化趋势为南厚北薄、东厚西薄。其结构含以1～2层夹矸为主，少数单一和含3层夹矸，个别达4层夹矸，夹矸最大厚度2.89m（2603号孔），夹矸岩性以泥岩、砂质泥岩及粉砂岩为主，个别为细粒砂岩。顶底板岩性以细粒砂岩和粉砂岩为主，少数为泥岩、砂质泥岩、中粒砂岩和粗粒砂岩。

15煤：在井田内分布较广，层位较稳定，但可采范围有限，煤层厚度0.09～7.08m，平均1.53m。可采见煤点主要分布于井田南部24勘探线、中部东翼25～26线间。厚度变化大，属不稳定煤层。结构以单一为主，少数含1～2层含矸，井田北部几个孔含夹矸增至3～4层，夹矸最大厚度5.77m，岩性以粉砂岩、砂质泥岩为主，少数为细粒砂岩。顶底板岩性较复杂，但仍以细粒砂岩和粉砂岩占优势。

16煤：为井田含煤地层中最下部的一个编号煤层，是沉积在下侏罗统富县组顶部的风化壳之上，直接受到富县组的制约。煤层厚度0.05～6.34m，平均2.10m。可采点分布范围比较集中，但厚度变化大，其变化趋势为南厚北薄，属不稳定煤层。其结构以单一和含1层夹矸为主，个别含夹矸3～4层。夹矸厚度最大3.65m，岩性以粉砂岩、泥岩为主。顶底板岩性比较复杂，粗、中、细粒砂岩、粉砂岩、泥岩、砂质泥岩、炭质泥岩及粘土岩均有。

中煤国际工程集团武汉设计研究院

1-17

宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件

井田内各编号煤层特征见表1-2-1。 （二）煤质

1、煤的物理性质和煤岩特征

井田内各层煤物理性质、宏观煤岩类型近似，差异性不明显。 物理性质：各煤层颜色均为黑色，条痕深棕色。以棱角状、参差状断口为主，局部为阶梯状、贝壳状和不平坦状。沥青至弱玻璃光泽。层状构造为主，少量块状。以线理状、条带状结构为主，少量为断续条带状和透镜状。内外生裂隙由不发育到较发育。视密度：最小1.28t/m3，最大1.37 t/m3，平均1.32 t/m3。孔隙率：最小8.5%，最大13.8%，平均11.5%。

宏观煤岩类型：以半暗型煤为主，其中，仅2层煤下部、4层煤浅部、13层煤为半亮型煤，6层煤为暗淡夹半暗型煤。

由于矿物质含量较低，形成煤的灰分、硫分较低。 2、煤的化学性质和煤类的确定

井田内各层煤均为低至特低灰（以特低灰为主）、特低硫、低～特低磷（除12层煤为中磷外），中等发热量、高强度、活性好、热稳 定性好的不粘结煤。煤质在横向、纵向上的变化均较小，也比较单一。

煤质特征详见表1-2-2。

对各层煤未作坚固性系数的测试，仅对1、2层煤的各3个点作 了普氏系数测定，前者为0.26%，后者为0.83%，均属于软煤。

根据中国煤炭分类国家标准（GB5751-86）对确定煤类分类指标的测定结果：

各层煤的坩埚焦渣特征（1～8）平均为2（个别点为3）、胶质层厚度（Y）均为零、粘结指数均为零、透光率（PM）为74.3～92.5%。

井田内编号煤层除0、2下、3、5上、11、13、16层煤为长焰煤（CY41）

中煤国际工程集团武汉设计研究院

1-18

宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件

中煤国际工程集团武汉设计研究院

1-19

宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件

中煤国际工程集团武汉设计研究院

1-20

宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件

外，其余各层煤的煤类均为不粘结煤（BN31、21）。

在井田内的各层煤中，没有同一层煤分属于两个煤类的情况，虽然部分煤层有个别点存在，但不连片，煤层有害组分含量的变化也没有跨越两个以上煤类等级的情况，故井田内的煤层属煤类单一，煤质变化小的煤层。

3、煤层露头及煤的风化带情况

井田的主体构造形态是一两翼对称向南倾没的背斜构造，浅部多数煤层隐伏出露。

各层煤或同一层煤在井田内不同深度部位，其风化下限深度不同，北部比南部略深。各勘探线的风化深度下限分别为：29勘探线风化深度为61m，29I线为26m，29II线为45m，20线为38m，20I线为10m，20II线为16m，28线为52m，28I线为58m，27I线为43m，27II线为51m，26线为44m，25～26线为25m，上述各点在平面上的连线即是井田内煤层风化带下限深度。

4、煤质及工业用途

各煤层主要为低灰（<10%）、低硫（原煤全硫<1%）、特低磷、较高水分、高发热量的不粘煤。为良好的发电用煤、城市“环保”用煤，气化用煤及化肥原料用煤和良好的民用燃料煤。

5、岩石工程地质特征

井田内基岩褶皱平缓，断裂稀少，节理裂隙不发育，多为块状结构、岩石成岩程度低，极易风化，属半坚硬岩石。如泥岩、砂质泥岩等岩芯露天放置五天则呈碎块状。

基岩之上覆盖着10m左右的松散风积沙层，随风迁移流动，未胶结成岩，是建筑基础开挖清除层。

井田岩石工程地质属第三类二型，即工程地质条件中等的层状岩

中煤国际工程集团武汉设计研究院

1-21

宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件

类型。现将各可采煤层顶底板的岩性、厚度、岩石物理力学性质及变化情况分述于下：

1煤

顶板：东翼27线以北，西翼2001号、2002号钻孔以北地段，直罗组底部粗粒砂岩为直接顶板。粗粒砂岩厚60～70m，泥质胶结，颗粒支撑，胶结差，松散易碎。东翼顶板抗压强度为137～186 kg/cm2，抗拉强度为15 kg/cm2；西翼顶板抗压强度为209～213 kg/cm2。上述地段以南顶板厚为3m左右的细粒砂岩、粉砂岩。

底板：以厚4m左右的粉砂岩、细粒砂岩为主，次之为砂质泥岩、局部为炭质泥岩。粉砂岩抗压强度为210～295 kg/cm2；砂质泥岩抗压强度为263 kg/cm2。

2煤

顶板：以厚2～4m的炭质泥岩为主，次之为砂质泥岩，局部为粉砂岩。砂质泥岩抗压强度为196～289 kg/cm2；粉砂岩抗压强度为380～399 kg/cm2。矿区北部的磁窑堡煤矿开采2层煤，顶板揭露3小时后即开始冒落。

底板：以厚3m左右的粉砂岩、砂质泥岩为主，泥岩次之。东翼粉砂岩抗压强度为208～337 kg/cm2；西翼粉砂岩抗压强度为192～360 kg/cm2。

3煤

顶板：以厚2m左右的粉砂岩、细粒砂岩为主，砂质泥岩次之。东翼2706号、2707号、2735号钻孔，西翼2031号、2814号钻孔所见厚为10m左右的粗粒砂岩顶板。东翼粉砂岩抗压强度为231～306 kg/cm2；细粒砂岩抗压强度为272 kg/cm2，抗拉强度为22 kg/cm2。

底板：以厚3m左右的粉砂岩为主，2m左右厚的细粒砂岩、砂

中煤国际工程集团武汉设计研究院

1-22

宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件

质泥岩次之。东翼粉砂岩抗压强度为157～161 kg/cm2，砂质泥岩抗压强度150 kg/cm2；西翼粉砂岩抗压强度为247 kg/cm2，抗拉强度为10 kg/cm2，砂质泥岩抗压强度为207 kg/cm2，抗拉强度为17 kg/cm2。

6煤

顶板：以厚3m左右的细粒砂岩、粉砂岩为主，砂质泥岩次之。粉砂岩抗压强度为228～291 kg/cm2；抗拉强度为18～24 kg/cm2；砂质泥岩抗压强度为159～348 kg/cm2，抗拉强度为12～23 kg/cm2。

底板：以厚3m左右的粉砂岩、细粒砂岩为主，厚2m左右的砂质泥岩次之。东翼2034号、2013号、2937号、2926号钻孔所见厚为1.95～9.42m的中粒砂岩底板。粉砂岩抗压强度为328 kg/cm2 ，抗拉强度为27 kg/cm2；砂质泥岩抗压强度为228～358kg/cm2，抗拉强度为18～29 kg/cm2，细粒砂岩抗压强度为313 kg/cm2；抗拉强度为26 kg/cm2；中粒砂岩抗压强度为326 kg/cm2，抗拉强度为26 kg/cm2。

7煤

顶板：以厚数米的细粒砂岩、粉砂岩为主，局部为砂质泥岩。东翼2926号、2937号、2004号钻孔地段和西翼2902号、2932号钻孔分别见厚为2～20.64m和1.29～3.76m的中粒砂岩或粗粒砂岩顶板。细粒砂岩抗压强度为187～276 kg/cm2，抗拉强度为15～23 kg/cm2。砂质泥岩抗压强度为209～267 kg/cm2，抗拉强度为17～22 kg/cm2；粉砂岩抗压强度为200～360 kg/cm2，抗拉强度为13～31 kg/cm2。

底板：以2m左右的粉砂岩、细粒砂岩为主，中粒砂岩次之，局部为砂质泥岩。细粒砂岩抗压强度为222～415 kg/cm2，抗拉强度为18 kg/cm2；粉砂岩抗压强度为234 kg/cm2，抗拉强度为19 kg/cm2；中粒砂岩抗压强度为540 kg/cm2。井田南端为厚1.14m的炭质泥岩底板。

中煤国际工程集团武汉设计研究院

1-23

宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件

8煤

顶板：以厚数米的粉砂岩、细粒砂岩为主，砂砾岩、砂质泥岩次之，局部为泥岩。粉砂岩抗压强度为161～268 kg/cm2，抗拉强度为13～22 kg/cm2；细粒砂岩抗压强度为190 kg/cm2，抗拉强度为15 kg/cm2。

底板：以厚2m左右的粉砂岩、细粒砂岩为主，砂质泥岩次之，局部为中粒砂岩，东翼北端为炭质泥岩、泥岩。粉砂岩抗压强度为353 kg/cm2，抗拉强度为26 kg/cm2；细粒砂岩抗压强度为359 kg/cm2，抗拉强度为21 kg/cm2；中粒砂岩抗压强度为358 kg/cm2，抗拉强度为29 kg/cm2；砂质泥岩抗压强度为193 kg/cm2。

8下煤

顶板：以粉砂岩、细粒砂岩为主，厚度变化较大，砂质泥岩、粗粒砂岩次之。粉砂岩抗压强度为349 kg/cm2，抗拉强度为28 kg/cm2，砂质泥岩抗压强度为215～228 kg/cm2，抗拉强度为18～22 kg/cm2；粗粒砂岩抗压强度为135 kg/cm2，抗拉强度为11 kg/cm2。井田南端为厚1.52m的炭质泥岩。

底板：以厚7m左右的粉砂岩为主，细粒砂岩、砂质泥岩、泥岩次之，西南部为厚2m左右的粉砂质泥岩和泥岩。粉砂岩抗压强度为200～302 kg/cm2，抗拉强度为17～24 kg/cm2。

10煤

顶板：27线以北地段，东翼岩性多变，以厚2m左右的粉砂岩、细粒砂岩、砂质泥岩为主，局部为中～粗粒砂岩。粉砂岩抗压强度为131～685 kg/cm2，抗拉强度为11～44 kg/cm2；砂质泥岩抗压强度为316～343 kg/cm2；细粒砂岩抗压强度为238 kg/cm2，抗拉强度为19 kg/cm2，西翼为厚4m左右的细粒砂岩，次之粉砂岩，2026号、2035

中煤国际工程集团武汉设计研究院

1-24

宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件

号、2815号、2833号、2724号钻孔所见厚为2m 左右的粗粒砂岩。岩石的抗压及抗拉强度分别为：粉砂岩为457～565 kg/cm2，37 kg/cm2，细粒砂岩为319 kg/cm2，粗粒砂岩为179～205 kg/cm2，16 kg/cm2。

27线以南地段顶板为厚5m左右的细粒砂岩或粉砂岩。 底板：以厚5m左右的粉砂岩、细粒砂岩为主，厚1.5m左右的砂质泥岩次之。粉砂岩抗压强度为94～381 kg/cm2，抗拉强度为18～27 kg/cm2。

12煤

顶板：岩性多变，泥岩至各种粒级的砂岩交替出现，东翼南北部多为厚1～9m的中粒砂岩或粗粒砂岩。岩石抗压及抗拉强度分别为：细粒砂岩为217～286 kg/cm2；粉砂岩为184～207 kg/cm2；砂质泥岩为312～328 kg/cm2，27 kg/cm2，中粒砂岩为247 kg/cm2，20 kg/cm2。

底板：以粉砂岩、细粒砂岩为主，局部为砂质泥岩。粉砂岩抗压强度为106～312 kg/cm2，抗拉强度为24～30 kg/cm2。

14煤

顶板：以厚2m左右的粉砂岩、细粒砂岩为主，局部为砂质泥岩、粗—中粒砂岩。粉砂岩的抗压强度为312～516 kg/cm2；细粒砂岩抗压强度为276 kg/cm2；中粒砂岩抗压强度为276 kg/cm2。东翼中南部为厚7m左右的粗粒砂岩。

底板：以厚2m左右的粉砂岩、细粒砂岩为主，中—粗粒砂岩次之，局部为砂质泥岩。粉砂岩抗压强度为72～327 kg/cm2，抗拉强度为24～32 kg/cm2；细粒砂岩抗压强度为300～494 kg/cm2，抗拉强度为36 kg/cm2；粗粒砂岩抗压强度为152 kg/cm2，抗拉强度为15 kg/cm2。

15煤

中煤国际工程集团武汉设计研究院

1-25

宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件

顶板：北部以厚5m左右的中至粗粒砂岩为主，粉砂岩、细粒砂岩次之；南部以厚5m左右的粉砂岩为主，细粒砂岩次之。2028号钻孔粉砂岩抗压强度为399 kg/cm2，抗拉强度为32 kg/cm2。2936号钻孔中，粗粒砂岩抗压强度为992 kg/cm2，抗拉强度为80 kg/cm2。

底板：28线以北地段以厚2m左右的粉砂岩、细粒砂岩为主，局部为砂质泥岩；28线以南段的东北部以厚2m左右的粉砂岩及细粒砂岩为主，西南部为厚1.5m左右的泥岩、砂质泥岩。粉砂岩抗压强度为268 kg/cm2，抗拉强度为34 kg/cm2，细粒砂岩抗压强度为319～547 kg/cm2，抗拉强度为26 kg/cm2。

按煤矿井巷及硐室围岩工程地质分类指标衡量井田：

砂质泥岩、泥岩、炭质泥岩虽为厚层状，V级结构面罕见，虽没有地下水活动，但岩石易风解，属不稳定类围岩，全断面或部分开挖，都需要加强支护，且要快速施工。

1煤顶板巨厚粗粒砂岩，块状、V级结构面罕见，有微弱地下水活动，但岩石胶结不好，锤击易碎，属稳定性较差围岩，全断面或部分开挖，都需要加强支护。

砂岩，厚层状，V级结构面罕见，没有或有微弱地下水活动，抗压强度为300 kg/cm2左右，抗拉强度为20 kg/cm2左右、属中等稳定围类岩，全断面开挖、岩面爆破后需及时清除危石。

总之，各层煤的顶底板岩性多变，厚度不一，工程地质条件比较复杂，顶底板不易管理，在巷道掘进和开采煤层时都应引起高度重视，采取得力措施，保证安全生产。

四、瓦斯、煤尘、自燃及其它开采技术条件 1、瓦斯

中煤国际工程集团武汉设计研究院

1-26

宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件

各煤层瓦斯成分以氮气（N2）为主，次为二氧化碳（CO2）。甲烷和重烃含量均较少。瓦斯分带除2、14煤各有一个点为氮气—沼气带外，其余均为二氧化碳—氮气带，瓦斯总含量与沼气含量均小于1m3/t，属低瓦斯矿井。由于瓦斯含量低，对矿井的开采影响较小。

2、煤尘

井田内各煤层煤尘爆炸指数（Vdaf）一般为29～35%，爆炸火焰长度一般为317～400mm，使煤尘不爆炸所需岩粉量，一般平均值为60～70%左右，表明各层煤均具爆炸性。因此，设计按有煤尘爆炸危险来设防。

3、煤的自燃

井田内各煤层的原煤燃点较低，为271～314℃，煤的自燃倾向等级ΔT1—3℃值，除16煤层为33外，其余各层煤均大于40，均属很易自燃煤层。氧化程度较高，为57～96%，风化指数除6、7煤层小于5%外，其它各煤层均大于5%，亦为很易自燃煤层。设计按煤层有自燃倾向来设防。

4、冲击地压

井田地质报告无冲击地压描述，临近生产矿井无冲击地压现象。本设计暂不考率其对开采的影响。在矿井建设和深部煤层开采时，如发现存在冲击地压征兆和现象时，应编制专门的防范措施。

5、地温

井田内地温值偏高，7煤以上煤层无地温问题，7、8下、12、14煤层存在不同程度的地温问题。由27I、28II、29II三条勘探线的地温剖面图可以看出，背斜轴部+1000m以下，两翼+700m以下存在一级热害区（>31℃），背斜轴部+840m以下、两翼+600m以下存在二级热害区（>37℃）。

中煤国际工程集团武汉设计研究院

1-27

宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件

矿井初期开采区域及煤层属地温正常区。但在后期开采深部煤层时，应考虑地温对开采的影响。在一级热害区考虑采用加强通风的措施降温，在二级热害区考虑机械降温措施。

6、临近矿井情况

与井田临近的矿井主要为东北部的羊场湾煤矿和磁窑堡技改井。 羊场湾煤矿：为在建矿井，属低瓦斯矿井，煤尘爆炸指数34.3%，煤尘有爆炸危险，煤层易自燃，井田内地温值偏高。

磁窑堡技改井：为生产矿井，瓦斯相对涌出量为2.76m3/t，CO2相对涌出量为2.24～4.06 m3/t，属低瓦斯矿井，煤尘有爆炸危险，煤层易自燃。

五、水文地质

（一）区域水文地质概况

区域水文地质区划是属于陶（乐）灵（武）盐（池）台地水文地质区中的西部低丘台地裂隙孔隙水亚区。本区地下水的形成与分布受自然地理与地质条件所控制，呈现出西北地区特有的干旱、半干旱区的水文地质特征。

区域年均降水量200mm左右，除部份蒸发外，为地表广泛分布的风积沙吸收，尔后沿基岩面迳流补给西天河沟谷潜水，在磁窑堡以北转为地表水，向西汇入黄河。

（二）井田水文地质

1、地下水类型的划分及富水性

依据地下水赋存条件、岩石水理性质及水力特征，将地下水划分为两种基本类型：

（1）松散岩类孔隙潜水

中煤国际工程集团武汉设计研究院

1-28

宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件

指埋藏于沟谷，第四系松散洪积岩层中的潜水。主要有碎石井沟洪积沟谷潜水和倒江沟洪积沟谷潜水（I含水层）。

a、碎石井沟发源于四耳山中部，由南东向北西斜穿井田中部，在口子沟出井田，全长16.3km，汇水面积 35km2。沟底沉积厚7m左右的更新统洪积砾石层。砾石层物源主要是四耳山向斜轴部白垩系下统半胶结的砂砾岩，砾石滚圆，松散未胶结，透水性良好，是强富水层，单位涌水量6.81/s2m。潜水水位埋深1～8m。潜水主要补给来自四耳山区。潜水丰水季节是雨季及其后一个月，即每年7～10月，历时四个月。其余为枯水季节。枯水季节日迳流量204m3，洪水过后迳流量剧增，日平均1000 m3，年内日平均迳流量为733.9 m3。潜水富水地段南起2735号孔，北至2833号孔，长2000m。含水层厚度1.5～9.0m，含水层宽度230～386m，平均294m。砂砾石层给水度按经验20%计，则估算该地段的体积储量为55.27万m3。

b、倒江沟发源于四耳山北端东侧，全长1.7km，汇水面积3.4km2，在口子沟与碎石井沟汇合后流出井田。洪积层下部为1m左右的砂砾石层，上部为粉砂、细粒砂层，厚15m左右。水位埋深2～8m。潜水富水地段南起20线，北至火烧坡，全长3430m。含水层厚度0.5～17.0m，含水层宽度375～650m，平均505m。该段的体积储量为132.5万m3，迳流量为4.55 m3/d至20m3/d， 一年的日平均迳流量为14.8m3/d。

（2）碎屑岩类裂隙孔隙水

a、中侏罗统延安组烧变岩裂隙孔隙层间承压水体（II含水层） 指井田内火区烧变岩含水体，现将各烧变岩含水体的情况分述如下 ：

III号火区烧变岩含水体，它位于井田的东翼，南起27线，北至

中煤国际工程集团武汉设计研究院

1-29

宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件

火烧坡，长5609m，烧变最深地段是28线至28I线，达1102m水平；水位高程1331.04～1331.36m，南部水位高程比北部高0.32m，水位埋深因地形而异，南部21m，中部29m，北部2m；烧变岩含水体的体积储量为2508.3万m3；若日排水为1万m3（417 m3/h），需要83.6月（合7年）方可疏干。

I号火区烧变岩含水体，位于井田西翼，南起26线，北至20II

线，长3977m，烧变最深地段为26线，达1228m水平；水位高程为1305.97～1305.88m，中部较北部高0.09m；水位埋深，南部深22m，中部27m，碎石井沟处深20m。含水体的体积储量为179.0万m3，若日排水5000 m3（208 m3/h），则11.9个月可疏干。

II号火区烧变岩含水体，位于井田东翼南部，26线至29I线，长1605m，烧变最深为1305m水平。水位高程为1334.66m，埋深29m，体积储量为1.49万m3。

b、前白垩系裂隙孔隙层间承压水

主要指除烧变岩含水体以外的中侏罗统直罗组（主要指其底部的七里镇砂岩）、延安组1～8层煤，8～16层煤间及三叠系上统的层间承压水。井田岩石属半坚硬岩石，质地较软，褶曲宽缓，节理裂隙罕见，充水空间极小，属极弱含水层，也可视为相对隔水层。

a) 直罗组（主要指底部七里镇砂岩）裂隙孔隙层间承压水（即Ⅲ含水层）

含水层为粗粒砂岩泥质胶结，颗粒支掌，胶结不好，锤击易碎，有时手捻可散，是1层煤的直接顶板，是直接充水含水层；2504号、2726号和2831号钻孔的单位涌水量和渗透系数分别为0.0036～0.0278 l / s2m和0.0056～0.026 m / d 。矿化度为4.75～4.88 g / l ，总硬度为47.7～50.4德度，硫酸根为1.23～1.34 g / l 。先期采区含水

中煤国际工程集团武汉设计研究院

1-30

宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件

层厚：东翼71.7 m，西翼61.2 m。

b) 1～8层煤之间砂岩裂隙孔隙层间承压水（即Ⅳ含水层） 1704号、2606号钻孔单位涌水量和渗透系数分别为0.0052～0.016 l / s2m和0.0087～0.0164 m / d ，矿化度为9.57 g / l ，总硬度为149德度，硫酸根为2.75 g / l 。

c) 8～16层煤之间砂岩裂隙孔隙层间承压水（即Ⅴ含水层） 1703号、2603号钻孔单位涌水量和渗透系数分别为0.0062～0.013 l / s2m和0.0061～0.012 m / d ，矿化度10.5～10.6 g / l ，总硬度176～184德度，硫酸根为2.46～2.50 g / l 。

d) 三叠系上统砂岩裂隙孔隙层间承压水（即Ⅵ含水层） 2934号孔单位涌水量和渗透系系数分别为4.778310-3 l / s2m和3.807 m / d，矿化度3.53 g / l，总硬度47.1德度，硫酸根为0.91 g / l。

2、断层含水性

井田内落差大于20～30m的断层仅有三条，其中F1、F2两断层带破碎不明显，且断层线出露于地形高处，与其他含水层均无水力联系，是非导水断层。F3断层在2933号孔在孔深51.50～61.60m处为充水空间发育的破碎带。它的北部直接与倒江沟洪积沟谷潜水相接，水力联系密切，属于导水断层。该断层破碎带向深部变薄。

3、地下水的补给、排泄条件

井田内地下水唯一补给是风积沙吸收大气降水转为地下水补给洪积沟谷潜水，潜水汇合成地表水又注入黄河。碎石井沟主要补给是四耳山区，潜水在H24、H25号孔地段与III火区烧变岩含水体相接，走向长335m。沟谷潜水在I火区交汇处沿2层煤底板全部迳流入烧变岩含水体，尔后又流回潜水。倒江沟在火烧坡地段从III火区烧变岩含水体之上流过，尔后继续沿潜水层迳流。如III火区烧变岩含水

中煤国际工程集团武汉设计研究院

1-31

宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件

体疏干，潜水则全部补给III火区烧变岩含水体。处于洪积沟谷潜水之下的中侏罗统直罗组含水层露头是主要补给来源，处于风积沙之下的露头是间接得到大气降水渗入补给，是次要补给来源。

4、井田水文地质勘探类型

井田基岩含水层为直接充水含水层，但富水性极弱，井田最大的含水层为火区烧变岩I、III含水体，但不是直接充水含水层；井田位于年均降水量200mm的半沙漠区，地下水唯一补给来源是大气降水，大气降水渗入补给洪积沟谷潜水，而基岩含水层渗透极差补给量甚微。

煤层夹于频频分布的泥岩隔水层中，地下水几乎不流动。 综上所述，井田直接充水含水层，单位涌水量小于0.1 l /s2m，隔水性好的隔水层分布普遍，补给条件差，其水文地质勘探类型属水文地质条件简单的裂隙充水矿床，即二类一型。

5、矿井充水因素分析

基岩含水层都是直接充水含水层，中侏罗统直罗组七里镇砂岩含水层接受补给条件好于其他含水层，它是矿井的主要充水含水层，其他含水层充水属于第二位。

井田内水量大的是第四系及中侏罗统延安组火区烧变岩含水层（体），但不是直接充水含水层。具体分析如下：

第四系洪积沟谷潜水含水层的厚度薄，水头压力仅数米且局部分布。如在沟谷潜水含水层之下的煤层露头及浅部保留一定宽度的煤柱，其水则不能进入矿井。在采1、2层煤时，若1、2层煤与II号火区含水体接镶处保留一定宽度的煤柱，其水也不能进入矿井。2831号孔的抽水成果证明了这一分析。

III号火区含水体的下面，最近的可采煤层是6、7层煤，6层煤

中煤国际工程集团武汉设计研究院

1-32

宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件

至III号火区含水体的底板的距离与6层煤覆岩安全煤岩柱高度之差，最小距离尚有18m，这表明III号火区含水体的水不能进入矿井。III号火区含水体对位于其下的各煤层也不是直接充水含水层。

6、矿井涌水量预计

井田精查地质报告，根据《灵武矿区总体设计》推荐的开拓方案，预测28线以北、+1050m水平以上范围的矿井涌水量为195m3/h（水动力学法）。

此次设计，矿井首采区位于背斜东翼、24I线与27线之间、+950m以上水平，首采区域位置及面积较精查地质报告计算涌水量时发生了较大的变化。根据宁夏煤田地质局提供的《枣泉煤矿矿井涌水量预计》（2004年3月）资料，矿井正常涌水量为239 m3/h，最大涌水量为359m3/h。

六、对矿井地质勘探安全条件资料的评价及存在的问题 （一）勘探程度 1、地质报告的编制情况

本区地质工作始于1944年，从1953年起，先后有石油、煤炭系统的勘探队在本区进行过程度不同的地质工作，并提交了相应的地质资料和报告。在对以往地质资料审定利用的基础上，本井田由甘肃省煤田地质勘探公司一三三队1989年11月提交《宁夏回族自治区灵武矿区枣泉井田勘探精查地质报告》。1990年11月，全国矿产储量委员会以储发[1990]第207号文发送地质报告决议书。

2、勘探类型和基本网度

本井田勘探类型以较稳定煤层即一类二型为主，兼顾其他两型煤层。布设精查勘探网度时，基本线距为500m。控制稳定煤层时，A

中煤国际工程集团武汉设计研究院

1-33

宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件

级线距为1000m，B级线距为2000m，C级线距为4000m；控制较稳定煤层时，A级线距为500m，B级线距为1000m，C级线距为2000m；控制不稳定煤层时，B级线距为500m，C级线距为1000m。

3、地质构造对开采的影响

本井田地质构造简单，主体构造是一两翼对称向南倾没的背斜构造，在井田北部发现落差大于20～30m的断层有3条。背斜两翼深部煤层的倾角较大，井田北部的断层对矿井的初期开采影响较小，但对矿井的后期开采将会带来不利因素，矿井生产时必须予以重视。

4、煤层对比的可靠性和稳定性

本区煤岩层对比主要根据标志层、层间距、煤层、岩性特性、测井曲线、煤质并结合旋回法进行了对比，认为主要可采煤层层位清楚，对比可靠。

5、水文地质、瓦斯等级等资料的精确程度

勘探过程中，查明了煤层顶底板充水含水的性质，查明了断层的水文地质特征，客观分析了井田的充水因素，确定了水文类型，对矿井涌水量作了预测，并对矿井设计和生产提出了建设性意见。

井田内各煤层的瓦斯分带，除2煤、14煤各有一个点为氮气—沼气带外，其余均为二氧化碳—氮气带，瓦斯总含量与沼气含量均小于1m3/t，与矿区现有生产矿井的瓦斯含量情况大致相当，应属低瓦斯矿井。各层煤或同一煤层瓦斯成分及含量在背斜轴部和东西两翼或井田的南北方向均无大的变化。

（二）对地质资料的评价、存在问题及补充勘探的建议 根据井田内地质构造及煤层赋存条件，枣泉井田勘探类型和网度符合地质勘探规范要求和客观实际，各项勘探工程质量和勘探研究程度高，地质基础资料齐全、准确、可靠，对井田构造、可采煤层的厚

中煤国际工程集团武汉设计研究院

1-34

宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件

度、结构、产状及分布已查明，煤的用途已评价，储量数据可靠，可以满足矿井设计的需要。对涉及影响本矿井的开采技术条件和安全条件等方面的测试、分析及鉴定资料较为完善，为矿井的安全生产奠定了基础。

但由于《报告》提交时间较早，且A级储量主要分布在井田北部煤层倾角较大的区域，为查清小断层等地质构造，确保首采区资源的可靠性，使矿井移交后能很快安全达产、稳产高效，建设方在24I线和27线之间的首采区域补充三维地震勘探工作正在进行之中，并取得了初步成果资料。设计建议对24I线以南的煤层倾角较缓的首轮接替区域在适当时机也适当补充勘探工作，以保证矿井的长期稳产并提高生产的安全可靠性。另外，对矿井安全开采影响较大的火区烧变岩含水体是通过磁法勘探圈定的，并经相距百米的成对钻孔验证。但由于技术因素的影响，其深部边界可能存在一定的摆动，因此建议采用综合方法对火烧区烧变岩含水体的赋存形态、范围、水量、特征等进一步核定，以利设计及生产安全。

第三节 矿井设计概况

一、工程性质

本矿的建设性质为新建矿井。

二、井田开拓与开采 （一）井田境界及储量 1、井田境界

中煤国际工程集团武汉设计研究院

1-35

宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件

枣泉井田东北部以赵儿塔向斜轴与羊场湾煤矿为界，正北部以29勘探线与英子梁井田为界，东西南三面均以1煤层+600m水平底板等高线在地面的投影线为界。井田南北长13km，东西宽平均约4km，面积为52km2。

2、储量

根据《枣泉井田勘探精查地质报告》，本井田内共有15层煤参与储量计算，全井田地质总储量为964.68Mt。扣除风化带储量15.32Mt，有符合《煤炭资源地质勘探规范》的A、B、C三级能利用储量——工业储量949.36Mt。矿井工业储量中，包含了15层煤，但由于2下、3、8、11、15、16等6个煤层储量较少（占工业储量的比例均小于3%），且多为孤立块段，属不经济开采储量。故设计仅计算包含1、2、6、7、9、10、12、14等9个煤层的矿井设计储量。上述9个煤层的矿井工业储量减去断层煤柱、防水及防沙煤柱、井田境界煤柱等永久性煤柱损失量后，本次设计的矿井设计储量为833.25Mt。矿井设计储量中，减去工业场地保护煤柱、矿井井下主要巷道及上、下山保护煤柱煤量和开采损失后，矿井设计可采储量为529.30Mt。

1999年国家开始实施GB/T17766-1999《固体矿产资源/储量分类》标准，这是我国矿产资源储量分类与国际惯例并轨的重要变革。

由于本井田地质报告提交的地质年代较早，储量分级是按地质勘探研究可靠程度进行的，从高到低依次为A、B、C级。

根据《固体矿产资源/储量分类》标准，参照固体矿产资源分类套改技术要求，设计将本井田资源进行了分类套改，但套改结果需经地质部门、资源评估部门进一步认定，本次套改供参考。

探明的经济基础储量121b（A+B级）495.38Mt； 控制的经济基础储量122b（C级）453.98Mt；

中煤国际工程集团武汉设计研究院

1-36

宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件

控制的次边际经济资源量2S22（C级）15.32Mt。 （二） 矿井设计年生产能力及服务年限 1、矿井工作制度

矿井年工作日为300d。每天三班作业，两班生产，一班准备，每天净提升时间为14h。

2、矿井设计年生产能力的确定

根据国家计委对灵武矿区总体设计的批复（[1990]1239号文），结合枣泉井田的内、外部建设条件及市场供需情况和建设方要求，设计确定矿井设计年生产能力为5.0Mt/a（地面主要生产环节能力按8.0Mt/a考虑）。

3、矿井及水平的服务年限

本矿井共有地质储量964.68Mt，计算可采储量为529.30Mt，其中+950m水平以上为276.10Mt，+950m水平以下为253.20Mt。按5.0Mt/a矿井设计年生产能力，考虑1.4的储量备用系数，则矿井的服务年限为75.6a；其中，+950m水平以上为39.4a，+950m水平以下为36.2a。按后期8.0Mt/a计算，矿井的服务年限也在47a以上。井田深部边界是根据当时的勘探装备和技术水平，按+600m标高为界划分的，据有关资料，+600m以下还有煤层赋存，随着采煤技术和装备水平的提高，井田深部边界可继续向下延深，井田储量还可增加，矿井的服务年限还可延长。

（三）井田开拓方式 1、井田开拓方式

根据煤层赋存条件和井田的地形地貌情况分析，本矿井无平硐开拓的可能。根据对井田开拓方式的影响因素分析，初步设计通过对立井和斜井开拓方式技术经济比较，推荐采用斜井开拓方式。采用一矿

中煤国际工程集团武汉设计研究院

1-37

宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件

两井联合开拓，东西两对斜井分别开采背斜两翼煤层，即一个矿两个井下开拓系统，共用一个工业场地和一套地面生产系统。

2、井口及工业场地位置

初步设计经北部、中部、南部方案比较，确定井口及工业场地位置选择在井田中部、4200500纬线、背斜轴部、L01孔附近。在工业场地东西两侧沿2煤露头向两翼分别开凿斜井井筒，使背斜两翼各形成一个采区，形成一矿两井的开拓布置方式。

井田开拓方式平、剖面见图1-3-1、2。 3、水平划分及标高

本矿井生产能力大，生产集中，5.0~8.0Mt/a的规模由2～3个工作面承担，要求采区、回采工作面的储量多，走向及倾斜尺寸均较大；本井田瓦斯低、涌水量小，下山开采的技术条件优越。因此初步设计通过方案比选，确定采用一个水平上、下山开拓全井田。考虑到上、下山阶段的垂高以及对矿井的东、西两翼和初、后期开采的兼顾，设计推荐水平标高为+950m。

4、大巷布置

根据井田内各煤层的具体分布，大巷布置层位考虑三个方案：即沿2煤层布置、沿7煤层布置或沿14煤层布置。考虑煤层厚度、煤柱大小、顶底板条件等因素的影响，设计确定大巷沿7号煤层布置。

为了有利于掘进和使用，每组大巷均考虑两条，即轨道运输大巷和皮带运输大巷。南部分（采）区由于可采储量有限，故设计仅布置一组大巷，北部分（采）区由于可采储量丰富，设计考虑沿7煤层东、西两翼设置两组大巷，分别联接东、西两井。

5、采（分）区划分及开采顺序

本井田开采面积及走向长度大，开采煤层层数多，分区及采区划

中煤国际工程集团武汉设计研究院

1-38

宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件

中煤国际工程集团武汉设计研究院

1-39

宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件

中煤国际工程集团武汉设计研究院

1-40

宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件

分应统筹考虑，不但要做到初期合理，也要有利于后期生产。本井田主体构造形态为一两翼基本对称的背斜构造，轴部煤层埋藏浅，设计采用分区式通风。根据井田内地质构造特征及煤层赋存特点，结合工作面装备水平，本着适当加大采区尺寸、增加工作面推进长度，尽量减少工作面搬家次数，提高矿井单产及效率的原则，设计确定工作面推进方向长度按2～3km考虑。

根据上述原则，全井田共划分六个分区，一分区、三分区、五分区位于背斜轴部的西侧，二分区、四分区、六分区位于背斜轴部的东侧。矿井的开采顺序，原则如下：走向方向上先采中央的一、二分区，然后接南部的三、四分区，最后开采北部的五、六分区；在倾向上先采上山部分，后采下山部分，在剖面上先采上煤组（1、2煤层），然后中煤组（6、7煤层），最后采下煤组。

6、井筒

矿井移交生产时，共有3个井筒，即东主斜井、东副斜井和东回风斜井。

东主斜井担负矿井的煤炭提升，且为矿井的进风井，同时兼作矿井安全出口。井筒净宽4.0m，净高3.3m，净断面11.4m2。井筒装备胶带输送机，敷设有消防洒水管和动力、通信信号、照明电缆等，并设置台阶和扶手。

东副斜井担负矿井的矸石、材料、设备提升和上下人员等辅助提升任务，为矿井的主要进风井，同时兼作矿井安全出口。井筒净宽4.0m，净高3.8m，净断面13.4m2。井筒内铺设900轨距、30kg/m钢轨，采用单钩串车提升，运行1.5t固定式矿车。井筒内还敷设有消防洒水管及通信信号电缆等，并设置台阶和扶手。

东回风斜井担负矿井的回风，是矿井的专用回风井，同时兼作矿

中煤国际工程集团武汉设计研究院

1-41

宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件

井安全出口。井筒净宽4.8m，净高3.8m，净断面15.7m2。井筒内敷设排水管、注氮管路，并设置台阶和扶手。

7、井底车场及硐室

东井区井底车场设在+950m水平，根据井筒与后期采区上、下山之间的相对位置关系，井底车场型式采用双道起坡平车场，为提高运输能力，车场设高低道实现自动滑行。

井底车场主要硐室有主排水泵房、主变电所、管子道、井下消防材料库、井下爆炸材料发放硐室、水仓、机尾清理撒煤硐室，井底车场还设有井下调度室、保健室、等候硐室等。

（四）采区布置及装备 1、采煤方法

首采区内１煤北翼厚度为2.39～4.48m，平均3.72m，南翼变化较大，0.57～4.31m，平均2.2m。初期开采的2煤，厚度4.74～9.42m，平均7.88m，厚度变化小，结构单一。根据国内外厚煤层开采技术发展现状，结合井田开采技术条件，初步设计确定1煤采用一次采全高走向长壁综合机械化开采，2煤在投产初期采用分层综采，后期根据邻近矿井放顶煤开采试验效果决定是否采用综采放顶煤开采。

2、采区布置

（1）移交生产时采区数目及位置

矿井移交生产时，移交东井12采区，同时开采1煤和2煤。1煤布置一个国产综采工作面，2煤布置一个部分引进综采工作面。

（2）采区巷道布置

矿井采用一矿两井的斜井开拓方式，根据开拓布置，初期东主斜井、东副斜井、东回风斜井分别兼作12采区的胶带输送机上山、轨道上山和回风上山。后期西主斜井、西副斜井、西回风斜井分别兼作

中煤国际工程集团武汉设计研究院

1-42

宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件

11采区的胶带输送机上山、轨道上山和回风上山。根据瓦斯、通风、掘进及运输等要求，每个工作面布置三条巷道，回风巷一条；运输巷两条，其中一条作为下区段的回风巷。两条运输巷间距25m，两巷之间每隔200m设一联络巷。工作面顺槽通过中部车场直接和井筒（兼作首采区上山）相连。

采区中部车场为单侧甩车场，下部车场为井底平车场。 采区工作面运输巷与主斜井之间采用区段煤仓转载，区段煤仓下部设有给煤机硐室。

此外，采区内的硐室主要有防跑车硐室、采区变电所、无极绳连续牵引车机头硐室等。

3、工作面采、装、运方式及装备

（1）工作面特征：投产时，1煤工作面(12105工作面)煤层平均厚度2.2m，工作面倾斜长度平均220m，工作面走向长 1135m左右,一次采全高。2煤工作面(12205工作面)煤层平均厚度7.83m，工作面倾斜长度平均220m，工作面走向长 2930m左右，分层开采上分层采高4.0m。

（2）12105综采工作面配套设备

液压支架：型号为ZY5200/17/38，支架高度1.7m～3.8m，支护强度0.62MPa，额定工作阻力5200kN。推移行程0.8m，支架中心距1.5m，初撑力3877kN，对底板比压1.8～2.1MPa，要求支护强度0.62 MPa。端头支架要求与基本架配套，初选SZG6000-19/35型。

乳化液泵站：型号为GRB315/31.5型，功率200kW。

采煤机: 型号 MG400/920-QWD（国产），适应角度 ≤45°，牵引速度0～14.5 m/min，采高2.0～4.0m，装机容量920kW，截深0.8m，供电电压3300V。

可弯曲刮板输送机：型号为国产SGZ830/630型，机头置于上端头，并采用垂直布置。装机功率315×2kW，设计运量1200t/h。

中煤国际工程集团武汉设计研究院

1-43

宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件

破碎机：型号PCM200，装机功率200kW，生产能力为2000t/h，出料粒度300～150mm。

刮板转载机：型号SZZ830/315，装机功率315kW，输送能力2000t/h。

可伸缩胶带输送机：型号为SSJ1200/2×400，储带长度为120m。拉紧装置选用SZL型可伸缩带式输送机液压自动拉紧装置，型号为SZL-1200/130，液压泵站电机功率为4kW。设计选用进口的CST可控启动驱动系统，CST型号为630KS，速比为31.5，共两台。

（3）12205综采工作面 工作面液压支架及其配套设备

液压支架：型号为ZY5600/23/47，支撑高度2.3m～4.7m，工作阻力5600kN，支护强度0.84 MPa。推移行程0.9m，支架中心距1.5m，初撑力5000kN，对底板比压1.92MPa，要求支护强度0.84 MPa。端头支架要求与基本架配套，初选ZT9000-18/38型。

乳化液泵站：型号暂选用进口S300TRIMAX型，功率185kW。 采煤机: 型号 SL500（德国），适应角度 ≤35°，牵引速度0～30.75m/min，采高3.5～6.0m，装机容量1215～1965kW，截深0.865m，供电电压3300V。

可弯曲刮板输送机：型号为国产SGZ1000-1125型，装机功率375×3kW，设计运量2000t/h。

破碎机：型号PCM250，装机功率250kW，生产能力为2200t/h，出料粒度300～250mm。

刮板转载机：型号SZZ1000/375，装机功率375kW，输送能力2200t/h。

可伸缩胶带输送机：型号为SSJ1400/2×800，储带长度为120m，共两台。拉紧装置选用SZL型可伸缩带式输送机液压自动拉紧装置，

中煤国际工程集团武汉设计研究院

1-44

宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件

型号为SZL-1200/200，液压泵站电机功率为4kW。设计选用进口的CST可控启动驱动系统，CST型号为1120KS，速比为33.2，共两台。

4、工作面顶板管理方式

工作面顶板管理方式为全部陷落法。 5、工作面回采方向

工作面采用后退式回采，即由采区边界向上山方向推进。 6、工作面生产能力及回采率

1煤综采工作面生产能力为1.64Mt/a，工作面年推进度 2000m； 2煤综采工作面生产能力为3.40Mt/a，工作面年推进度 3114m。

经计算矿井回采工作面总产量为 5.04Mt/a，计算掘进煤量0.25 Mt/a，矿井采掘总产量为5.29Mt/a。

根据《煤炭工业矿井设计规范》规定，凡中厚煤层采区回采率为80%，工作面回采率为95%，凡厚煤层采区回采率为75%，工作面回采率为93%。由于首采区1煤煤层厚度变化大，故工作面回采率亦采用93%。

7、巷道掘进

为保证矿井的正常生产接替，矿井配备了3个综掘进工作面和2个普掘进工作面，投产时采掘比例关系为2：5。

8、移交生产时的井巷工程量

矿井达到5.0Mt/a设计生产能力时，总工程量为22884 m，其中煤巷16347m，占移交工程的71%；岩巷6537m，占移交工程的29%。矿井掘进率为4.6m/kt。

三、提升、通风、排水和压缩空气设备 （一）提升设备 1、主斜井提升设备

中煤国际工程集团武汉设计研究院

1-45

宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件

东主斜井担负全矿井的煤炭提升任务，井口标高为+1353m，落底水平标高+950m，井筒斜长为1378m，倾角17°。在主斜井中布置一条强力胶带带式输送机，输送机的斜长为1395m。主斜井带式输送机输送能力为2500t/h。选用带宽1.6m，ST5000型阻燃型钢丝绳芯胶带。根据驱动装置的布置，带式输送机由3台1600kW交流电机配带CST软启动装置拖动。驱动机房的电控设备, 采用PLC控制CST系统, 并设置上位监控计算机。

2、副斜井提升设备

东副斜井担负全矿井人员、矸石、设备及材料等升降任务，并满足整体升降大型综采设备、液压支架等任务，井口标高为+1353m，落底水平标高+950m，井筒斜长为1238m，倾角19°。提升机选用JK-3.5/30E型单绳缠绕式提升机1台（非标设计），电动机选用ZDU-172-1B型直流电动机1台，电机功率550kW。副斜井提升机的电气传动设备，采用电枢换向12脉动顺序控制SCR-D供电系统，实现无级调速、高效运行。

（二）通风设备

本矿井为低瓦斯矿井，根据矿井开拓布置，通风系统采用中央并列抽出式通风，主、副斜井进风，专用斜风井回风。

通风容易时期和困难时期风量均为110ｍ３/s，通风容易时期负压为555.7 Pa；通风困难时期负压为1236.5 Pa。

根据通风设备选型方案和通风机的计算风量和负压，本矿井通风设备选用BDK-8-№24型对旋式轴流通风机２台，其中１台工作，１台备用。每台通风机配用YBFe-8型专用防爆电动机２台，电机容量为23132kW，电压为380Ｖ。

（三）排水设备

矿井井下正常涌水量239m3/h，最大涌水量359m3/h。 在东副斜

中煤国际工程集团武汉设计研究院

1-46

宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件

井井底+950m大巷水平设置主排水泵房。排水管路沿东回风斜井敷设，其井口标高为＋1353ｍ，井筒倾角18°向下，见煤后沿2煤层（煤层倾角9°～33°）布置，长度1322m左右，经管子道至副斜井井底主排水泵房。

经计算机优化选型设计计算，本矿井主排水设备选用3台MD280-6538（改）型矿用耐磨离心式排水泵，配YB型、4 极、10kV、630kW矿用隔爆型电动机，正常涌水期1台工作，1台备用，1台检修。最大涌水期2台工作，1台检修。

排水管路选用2趟D27338无缝钢管，分段选择壁厚。正常涌水期1趟工作，最大涌水期2趟工作。

（四）压缩空气设备

本矿井设计机械化水平高，矿井主要用气地点集中在地面制氮设备和排矸车间。井下生产和掘进用压缩空气地点在各掘进工作面上，矿井生产后期岩巷掘进工作面最远用气点距工业场地达7km左右。

矿井地面用气总量250.57m3/min，矿井井下总用气量为52.6m3/min，全矿井总用气量为303.17m3/min。

根据矿井用气设备布置及用气量情况，设计推荐本矿井采用集中与分散式相结合的供气方案，将制氮和掘进生产分开供气，在制氮站建一个地面集中空压站，供矿井地面所有用气设备，在矿井井下各掘进工作面附近的进风流中设置井下移动式压缩空气设备分散供气。

地面空压站采用初期选用M350-2S型螺杆式空压机5台，其排气量为64m3/min, 排气压力为0.85MPa。空压机配用10kV,355kW异步电动机，初期4台工作，１台备用。

井下选用SM-475型井下移动式空气压缩机6台，5台工作，1台备用。每台空压机排气量13 m3/min, 排气压力0.7MPa，随机配用一台1140V，75kW，1480r/min的防爆电动机。

地面制氮站至排矸车间压缩空气主管路选用D21936mm低压流

中煤国际工程集团武汉设计研究院

1-47

宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件

体焊接钢管一趟，至机修间支管路选用D4833.5mm低压流体焊接管，管路均采用法兰或普通管接头连接，沿地下埋设，并在管路低凹处设油水分离器。

井下空压机至掘进头的压风管路选用D88.534mm低压流体输送钢管，所有管路均采用快速管接头联接，并在管路低凹处设有油水分离器。

四、井上、下主要运输设备 （一）井上主要运输设备 1、场内运输

场内运输以公路运输与窄轨运输相结合。场内道路担负场内生产、生活物资运输及满足消防要求，场内道路主干道宽12.0m，次干道宽为7.0和4.0m，城市型。为满足矿井生产、生活、消防及救护等方面的需要，设计配车共计31辆。

场内窄轨铁路担负各种材料下井及矸石的运输。场内窄轨采用900mm轨距，30kg/m钢轨，设内燃机车三台，两台工作，一台备用，型号为JM80。

2、场外运输

矿井对外联系的公路、铁路均从井田东北部的羊场湾煤矿接入，羊场湾煤矿距本矿井工业场地约10km左右。

（1）场外公路

本矿井设有对外联络的羊（场湾）枣（泉）公路，矿井工业场地至狼南公路的连接线和排矸及炸药库公路

①羊枣公路：该公路起于羊场湾矿井东侧古窑子至羊场湾公路的终点，向西南方向经羊三矿北、至铁路专用线东约40m处转向南与铁路并行至碎石井大沟，以过水路面方式由铁路专用线桥下穿越至铁

中煤国际工程集团武汉设计研究院

1-48

宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件

路西侧，再与铁路并行至矿井工业场地大门口。全长10.01km，采用平原微丘二级公路标准，路基宽12m，路面宽9.0m。沥青混凝土路面；该路由自治区政府投资。

②狼南公路连接线：出工业场地南大门转向西至狼南公路，路线长2.6km。该路路基宽7.5m，沥青混凝土路面宽6.0m。

③排矸公路：由工业场地西大门向西至排矸场，路线长0.54km。路基宽4.5m，路面宽3.5m，泥结碎石路面。

④炸药库公路：由排矸场东接排矸公路，向南0.45km后转向西南至炸药库，路线长0.79km。路基宽4.5m、路面宽3.5m，泥结碎石路面。

（2）铁路专用线 ①运量及流向

矿井设计生产能力为5. 0Mt/a，地面主要生产环节按8.0Mt/a考虑，弃除约2.5％的矸石，再考虑年地销0.2Mt，由公路运输，则由初、后期铁路专用线外运量分别为4.675 Mt/a、7.6Mt/a。流向主要经羊场湾铁路、灵武铁路支线运往大坝电厂及区内能源重化工基地，或通过包兰铁路运往兰州方向。

②专用线主要技术标准 线路等级：工业企业Ⅰ级 正线数目：单线

限制坡度：重车方向6‰，空车方向12‰ 最小曲线半径：600m

牵引种类：内燃、预留电气化条件 机车类型：东风4 到发线有效长：750m

中煤国际工程集团武汉设计研究院

1-49

宁夏枣泉煤矿初步设计安全专篇 第一章 矿井概况及安全条件

牵引定数：重车方向 3050t~4100t 空车方向 1550t~2150t

闭塞方式：继电半自动 ③线路走向

线路走向由羊场湾车站9号道岔接轨，出羊场湾车站后，以600m的弯道半径转向西南，经羊三矿西侧，走火烧岩变区的西边缘外侧，向西南方向过倒江沟，在CK4+350处过小山丘垭口后再转向南，在CK7+300处跨过碎石井大沟后，抵枣泉矿工业场地，至线路终点CK11+323.10路线长11.323km。

（二）井下运输 1、主运输

为减少运输环节，简化运输系统，实现煤炭自井下至地面的连续运输并提高矿井自动化和集中控制程度，确定煤炭运输采用胶带输送机运输方式。矿井投产初期无大巷，直接利用主斜井（兼作采区运输上山）胶带输送机提升工作面煤炭。故设计未对大巷、石门等胶带输送机选型。

2、辅助运输

矿井辅助运输主要担负人员、矸石、材料和设备的运输任务。本矿井初期利用副斜井井筒兼作采区轨道上山，回采工作面顺槽通过中部车场直接和副斜井联系，不需设置水平大巷。井筒采用单钩串车提升，工作面顺槽采用连续牵引车运输。中后期随着开采延伸，需增加大巷运输设备。根据可研报告的批复，中后期大巷辅助运输设备暂考虑采用矿用一般型低污染柴油机车。根据运量要求，经初步计算，选用三台JX60KY－9／900矿用一般型低污染柴油机车，两台工作，一台备用，每台矿用一般型低污染柴油机车（9ｔ）牵引20辆1.5ｔ固定式矿

中煤国际工程集团武汉设计研究院

1-50

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/j1sp.html