Contract
内蒙古准xx旗力量煤业有限公司大饭铺煤矿
(修编)
内蒙古准xx旗力量煤业有限公司
2023 年 5 月
内蒙古准xx旗力量煤业有限公司大饭铺煤矿
(修编)
申报单位:内蒙古准xx旗力量煤业有限公司法人代表:x x x
总工程师:xxx
编制单位:内蒙古地矿地质工程勘察有限责任公司法 人:x x x
总工程师:x x xxx负责人:xxx
编制人员: x x x xxx x x 杨贺贺制图人员:xxx
目 录
第二节 矿山地质环境影响评估 96
第三节 矿山土地损毁预测与评估 129
第四节 矿山地质环境治理分区与土地复垦范围 137
第四章 矿山地质环境治理与土地复垦可行性分析 143
第一节 矿山地质环境治理可行性分析 143
第二节 矿区土地复垦可行性分析 145
第五章 矿山地质环境治理与土地复垦工程 157
第一节 矿山地质环境保护与土地损毁预防 157
第二节 矿山地质灾害治理 160
第三节 矿区土地复垦 166
第四节 含水层破坏修复 180
第五节 水土环境污染修复 180
第六节 矿山地质环境监测 180
第七节 矿区土地复垦监测和管护 185
第六章 矿山地质环境治理与土地复垦工作部署 187
第一节 总体工作部署 187
第二节 阶段实施计划 187
第三节 近期年度工作安排 188
第七章 经费估算与进度安排 192
第一节 经费估算依据 192
第二节 矿山地质环境治理工程经费估算 199
第三节 土地复垦工程经费估算 204
第四节 总费用汇总与年度安排 221
第八章 保障措施与效益分析 225
第一节 组织保障 225
第二节 技术保障 226
第三节 资金保障 226
第四节 监管保障 228
第五节 效益分析 229
第六节 公众参与 230
第九章 结论与建议 231
第一节 结论 231
第二节 建议 232
附 图
顺序号 | 图号 | 图 名 | 比例尺 |
1 | 1 | 内蒙古准xx旗力量煤业有限公司大饭铺煤 矿矿山地质环境问题现状图 | 1:5000 |
2 | 2 | 内蒙古准xx旗力量煤业有限公司大饭铺煤 矿矿区土地利用现状图 | 1:5000 |
3 | 3 | 内蒙古准xx旗力量煤业有限公司大饭铺煤 矿矿山地质环境问题预测图 | 1:5000 |
4 | 4 | 内蒙古准xx旗力量煤业有限公司大饭铺煤 矿矿区土地损毁预测图 | 1:5000 |
5 | 5 | 内蒙古准xx旗力量煤业有限公司大饭铺煤 矿矿区土地复垦规划图 | 1:5000 |
6 | 6 | 内蒙古准xx旗力量煤业有限公司大饭铺煤 矿矿山地质环境治理工程部署图 | 1:5000 |
附 表
1、矿山地质环境调查表。
附 件
1、《内蒙古准xx旗力量煤业有限公司大饭铺煤矿矿山地质环境保护与土地复垦方案》编制委托书;
2、大饭铺煤矿采矿许可证;
3、开发利用方案审查意见及批复;
4、编制单位资质证书;
5、《内蒙古准xx旗力量煤业有限公司与神华准xx能源有限责任公司交换使用土地的协议》;
6、《准xx旗发展和改革局关于薛家湾镇三宝窑子村阳塔社土地复垦项目备案的通知》;
7、《薛家湾镇人民政府关于同意三宝窑子村阳塔社土地复垦项目建设的函》;
8、水质监测报告;
9、土壤检测报告;
10、矸石成分检测报告;
11、公众参与调查表;
12、盘区优化设计公示文件
13、准xx旗建材工程造价信息
前 言
一、任务的由来
内蒙古准xx旗力量煤业有限公司大饭铺煤矿为已建矿山。2011 年 5 月 9
日 国 土 资 源 部 颁 发 的 大 饭 铺 煤 矿 《 采 矿 许 可 证 》 ( 证 号 :
************************),有效期限自 2009 年 11 月 23 日至 2039 年 11 月
23 日,开采方式为地下开采,生产规模为******。矿区范围由 13 个拐点圈定,矿区面积************,开采标高为************。
2018 年,大饭铺煤矿完成了《内蒙古准xx旗力量煤业有限公司大饭铺煤矿矿山地质环境保护与土地复垦方案》(以下简称上期方案),该方案适用年限为 5 年(2018~2022 年)。
上一期《矿山地质环境保护与土地复垦方案》适用期已到,同时生产建设活动对区内地质环境将造成一定程度的破坏、损毁、占用土地资源。为了贯彻落实
《国土资源部办公厅关于做好矿山地质环境保护与土地复垦方案编报有关工作的通知》(国土资规﹝2016﹞21 号)和《矿山地质环境保护规定》(中华人民共和国国土资源部令第 44 号)的有关规定和要求,严格执行国务院颁布的《土地复垦条例》和《土地复垦条例实施办法》,全面做好矿山地质环境治理工作,及时复垦利用被损毁的土地,充分挖掘废弃土地潜力,促进土地集约节约利用,保护和改善煤矿开采的地质环境和生态环境,实现社会经济与环境的可持续发展,内蒙古准xx旗力量煤业有限公司于 2022 年 12 月委托内蒙古地矿地质工程勘察有限责任公司承担《内蒙古准xx旗力量煤业有限公司大饭铺煤矿矿山地质环境保护与土地复垦方案》(修编)编制工作。
二、编制目的
开展矿山地质环境保护与土地复垦方案编制工作,通过矿山地质环境和土地损毁情况的调查与研究,查明矿山地质环境问题和土地损毁面积、形式、程度问题,在矿山地质环境评估和土地损毁预测评估的基础上,提出矿山地质环境保护与土地复垦方案,并建立矿山地质环境监测网,按照“谁开发,谁保护,谁破坏,谁治理”和“谁损毁、谁复垦”的原则,明确矿山地质环境保护与土地复垦目标、任务、措施和计划等,为矿山企业开展相关工作提供建议。通过编制本方案,一是将矿山企业的矿山地质环境保护与土地复垦目标、任务、措施和计划等落到实
处;二是为矿山地质环境保护与土地复垦的实施管理、监督检查以及矿山地质环境保护与土地复垦费用的缴存等提供依据;三是使被损毁的土地恢复并达到最佳综合效益的状态,努力实现社会经济、生态环境的可持续发展。保护矿山地质环境,恢复生态环境及保护生物多样性,使被损毁的和拟被损毁的土地达到综合效益最佳的状态,努力实现社会经济和生态环境的可持续发展。四是为矿山办理矿山地质环境保护与土地复垦相关手续提供依据。
三、编制依据
主要以国家、地方现行的有关法律、法规、技术规程以及矿山立项、工程技术资料为依据。主要包括:
(一)国家及地方有关法律、法规
1、《中华人民共和国环境保护法》(2015 年 1 月 1 日);
2、《中华人民共和国矿产资源法》(2009 年修正);
3、《中华人民共和国土地管理法》(2019 年修正);
4、《中华人民共和国土地管理法实施条例》(2021 年修订);
5、《中华人民共和国环境影响评价法》(2018 年修订);
6、《中华人民共和国草原法》(2013 年);
7、《中华人民共和国水土保持法》(2011 年);
8、《中华人民共和国水污染防治法》(2017 年修正);
9、《地质灾害防治条例》(国务院令第 394 号,2004 年 3 月 1 日);
10、《矿山地质环境保护规定》(2019 年修订);
11、《矿产资源开采登记管理办法》(国务院令第 241 号)。
12、《土地复垦条例》(2011 年);
13、《土地复垦条例实施办法》(2019 年修正);
14、《地质环境监测管理办法》(2019 年修正);
15、《地下水管理条例》(2021 年 9 月 15 日国务院第 149 次常务会议通过,
自 2021 年 12 月 1 日起施行)。
(二)国家有关政策性文件
1、《国土资源部办公厅关于做好矿山地质环境保护与土地复垦方案编报有关工作的通知》(国土资规〔2016〕21 号);
2、《国土资源部办公厅关于印发土地整治工程营业税改征增值税计价依据调整过渡实施方案的通知》国土资厅发〔2017〕19 号;
3、《关于加快建设绿色矿山的实施意见》(国土资源部、财政部、环境保护部国家质量监督检验检疫总局、中国银行业监督管理委员会、中国证券监督管理委员会,国土资规〔2017〕号 4 号,2017 年 03 月 22 日);
4、国土资源部、工业和信息化部、财政部环境保护部、国家能源局《关于
加强矿山地质环境恢复和综合治理的指导意见》(国土资发〔2016〕63 号);
5、财政部、国土资源部、环境保护部《关于取消矿山地质环境治理恢复保证金建立矿山地质环境治理恢复基金的指导意见》(财建〔2017〕638 号)。
(三)地方性相关法规
1、《内蒙古自治区环境保护条例》(2021年7月29日内蒙古自治区第十三届人民代表大会常务委员会第二十七次会议修订,2021年9月1日开始实施)。
2、《内蒙古自治区绿色矿山建设方案》(2020 年 11 月);
3、《内蒙古自治区矿山地质环境治理恢复基金管理办法(试行)》(内自然资规〔2019〕3号)。
(四)技术规范、标准、规程
1、《矿山土地复垦基础信息调查规程》(TD/T1049-2016);
2、《地下水动态监测规程》(DZ/T0133-1994)
3、《地下水环境监测技术规范》(HJ/T164-2020);
4、《矿区水文地质工程地质勘探范围》(GB/Y12719-1991);
5、《地下水质量标准》(GB/T14848-1993);(GB/T14848-2017)
6、《中国土壤分类与代码》(GB/T17296-2000);
7、《地表水环境质量标准》(GB3838-2002);
8、《矿山地质环境保护与土地复垦方案编制指南》(2016 年 12 月);
9、《地质灾害危险性评估规范》(GB/T40112-2021);
10、《矿区土地复垦基础信息调查规程》(TD/T1049-2016);
11、《生产项目土地复垦验收规程》(TD/T1044-2014)。
12、《矿区地下水监测规范》(DZ/T0388-2021)
13、《土壤环境监测技术规范》(HJ/T166-2004);
14、《地面沉降监测技术要求》(DD2006-02);
15、《地面沉降调查与监测规范》(DZ/T0283-2015);
16、《土地利用现状分类》(GB/T21010-2017);
17、《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB15618-2018);
18、《地下水监测井建设规范》(DZ/T0270-2014);
19、《地下水监测工程技术规范》(GB/T51040-2014);
20、《地下水监测站建设技术规范》(SL360-2006);
21、《地表水和污水监测技术规范》(HJ/T91-2002);
22、《土地复垦质量控制标准》(TD/T1036-2013);
23、《土地整治项目规划设计规范》(TD/T1012-2016);
24、《内蒙古自治区土地开发整理工程建设标准》(2009 年);
25、《土壤环境质量标准(修订)》(GB15618-2008);
26、《矿山地质环境保护与恢复治理方案编制规范》(DZ/T0223-2011);
27、《土地复垦方案编制规程第 1 部分:通则》(TD/T1031.1-2011);
28、《土地开发整理项目预算定额标准》(财综【2011】128 号);
29、《矿山地质环境监测技术规程》(DZ/T0287-2015);
(五)相关技术资料
1、《内蒙古自治区准xx煤田大饭铺煤矿煤炭资源储量核实报告》,2016.10;
2、《内蒙古准xx旗力量煤业有限公司大饭铺煤矿煤炭资源开发利用方案》,2017.05;
3、《内蒙古准xx旗力量煤业有限公司大饭铺煤矿矿山地质环境保护与土地复垦方案》2018.09;
4、《内蒙古准xx旗力量煤业有限公司大饭铺煤矿环境影响报告书》,
2007.10。
5、《薛家湾镇三宝窑子村阳塔社土地复垦项目环境影响报告书》,2017.04。
6、《水质监测报告》(2021-2022 年)。
7、《土壤质量检测报告》(2019-2022 年)。
8、《内蒙古准xx旗力量煤业有限公司大饭铺煤矿盘区划分及工作面接续优化设计》,2022.08。
四、方案适用年限
1、方案服务年限
本方案服务年限开始时间衔接《上期方案》,《上期方案》适用年限为 2018
年 1 月~2022 年 12 月,因此,本方案服务年限起始时间为 2023 年 1 月。
采矿许可证有效期为有效期限自 2009 年 11 月 23 日至 2039 年 11 月 23 日,
因此采矿许可证剩余服务年限为 17 年(2023 年 1 月 1 至 2039 年 11 月 23 日)。
根据《内蒙古自治区准xx旗大饭铺煤矿 2022 年储量年度报告》,截止到
2022 年 12 月 31 日,大饭铺煤矿剩余开采服务年限为 19.88 年。
综合考虑矿山地质环境保护与土地复垦的工程施工期 2 年和管护期 4 年,综
上所述,本方案服务年限为采矿许可证剩余服务年限为 17 年+工程施工期 2 年+管护期 4 年=23 年,最终确定本方案服务年限为 23 年(2023 年~2045 年)。
2、方案适用年限
根据《矿山地质环境保护与土地复垦方案编制指南》要求,本方案拟定前 5年(2023 年 1 月~2027 年 12 月)为本方案的适用年限,5 年以后根据需要进行修编。
从方案适用期开始,当开采发生变化时或超过适用年限的,应及时进行修编。矿权人变更矿山开采方式、矿区范围、生产规模以及已编超过方案服务年限的,应当重新编制矿山地质环境保护与土地复垦方案。
五、编制工作概况
内蒙古准xx旗力量煤业有限公司于 2022 年 12 月委托我公司承担《内蒙古准xx旗力量煤业有限公司大饭铺煤矿矿山地质环境保护与土地复垦方案》(修编)编制工作后,我公司立即组织相关技术人员并成立项目组负责该项目的实施。
本项目自 2022 年 12 月开始,经历了资料搜集与野外勘察大纲编写、现场采
勘、报告编写和图件编绘等主要阶段。现介绍如下:
1、资料搜集与野外勘察大纲编写
自接受委托之日起,我公司首先搜集了《内蒙古自治区准xx煤田大饭铺煤矿煤炭资源储量核实报告》、《内蒙古准xx旗力量煤业有限公司大饭铺煤矿煤炭资源开发利用方案》、《内蒙古准xx旗力量煤业有限公司大饭铺煤矿矿山地质环境保护与土地复垦方案》、《内蒙古准xx旗力量煤业有限公司大饭铺煤矿
盘区划分及工作面接续优化设计》、土地利用现状图等相关报告和图件。其次,对搜集的资料进行了分析研究,初步了解了项目概况、项目区自然地理、地质、水文、环境等情况。同时,对搜集的地形图、土地利用现状图等图件进行整理,以作为评估工作的底图及野外工作用图。最后,根据《矿山地质环境保护与土地复垦方案编制指南》国土资规[2016]21 号文附件、《矿山地质环境保护与恢复治理方案编制规范》(DZ/T 0223-2011)、《矿区土地复垦基础信息调查规程》(TD/T 1049-2016)等规范要求并结合项目区实际情况编写了详细的野外勘察大纲。
2、现场采勘
野外勘察大纲编写完毕后,我公司组织相关技术人员以 1:5000 地形地质图为底图对大饭铺煤矿矿区范围及xx的地表工程、土壤、植被、水文、土地利用情况、损毁土地现状、生产工艺流程、开拓推进区域、地质灾害点、相邻矿山等情况进行了调查,实地拍摄相片、记录数据。并对项目所在地国土资源局、水土保持局、林业局、环保局等相关管理部门进行走访,咨询并收集该地区土地利用方向、生态环境状况等材料。此外,还组织矿方对项目区内各村庄进行了走访调查,了解土地权属人对复垦工作的意见和建议,对公众参与的信息进行了整理,将编制初期的公众参与结果材料作为拟定初步编制方案的依据,力求方案数据科学准确、复垦措施合理。
3、报告编写和图件编绘
在综合分析研究现有资料和现场调查的基础上,按规范要求编绘所需图件,以图件形式反映矿山地质环境问题的分布、危害程度、土地复垦规划和治理工程部署,并按规范要求编制了《内蒙古准xx旗力量煤业有限公司大饭铺煤矿矿山地质环境保护与土地复垦方案》(修编)。
4、完成工作量
项目组在接到委托书后,立即组织专业技术人员开展工作,主要技术人员参加过井田地质灾害危险性评估、环境影响评价、水土保持方案和土地复垦编制。本项目完成的工作量详见表 0-1。
完成工作量一览表 表 0-1
工作内容 | 完成工作量 | ||
野外调查 | 调查方法 | 采用矿区 1∶5000 地形地质图,结合手持 GPS、测距仪等对调查对象进行定点、上图。 | |
调查面积 | ****** | ||
地形地貌 | 包括地形坡度、坡向、第四系覆盖比例及厚度,地表水系调查。 | ||
土地现状核实 | 对照土地利用现状图,对主要地块进行地类核实,主要包括地类 、交通运输条件等 | ||
损毁场地 | 工业场地、采空区、土地复垦项目区、排土场等的面积和地类 | ||
公众参与 | 广泛的与当地村民、职工沟通矿山地质环境保护与土地复垦政策及实施过程、方法及效果等。 | ||
数码拍照 | 435 张 | ||
水井 | 调查走访井深、静水位、供水量、水质化验报告等 | ||
其它 | 包括人文景观、重要交通、重要水利设施 | ||
内部作业 | 编制工作 | 矿山地质环境保护与土地复垦方案、附图等 | |
审查工作 | 矿方技术交流 | ||
成果提交 | 文本 | 1 份 | 《内蒙古准xx旗力量煤业有限公司大饭铺煤矿矿山地质环境保护与土地复垦方案》(修编) |
附图 | 6 张 | 《矿山地质环境问题现状图》、《土地利用现状图》、《矿山地质环境问题预测图》、《土地损毁预测图》、《矿区土地复垦规划图》、《矿山地质环境治理工程部署图》 |
第一章 矿山基本情况
第一节 矿山简介
一、矿山地理位置及交通
大饭铺煤矿位于准xx旗南约 11km 处的三宝窑子村,行政区划隶属准xx旗薛家湾镇管辖。
其地理坐标为:
东经:******************北纬:******************
矿区北距准xx旗薛家湾镇约 11km,西距鄂尔多斯市东胜区约 130km,西北距国道 109(北京~拉萨)x 5km,西距省道 S103(呼市~准xx旗)x 2.7km,大城公路(大饭铺至城湾煤矿)从矿区西南部通过,矿区中部有准xx矿区铁路南坪站支线通过,交通较便利。
二、矿山基本情况
申请采矿权人:内蒙古准xx旗力量煤业有限公司
矿山名称:内蒙古准xx旗力量煤业有限公司大饭铺煤矿采矿许可证:************
采矿证有效期:自 2009 年 11 月 23 日至 2039 年 11 月 23 日
经济类型:有限责任公司矿区面积:************开采方式:地下开采
开采矿种:煤
生产规模:************开采标高:************
图 1-1-1 交通位置图
图 1-1-2 大饭铺煤矿与准xx煤田相对位置关系图
第二节 矿区范围及拐点坐标
根据 2011 年 5 月 9 日国土资源部颁发了大饭铺煤矿《采矿许可证》(证号:
***********************),矿区范围由 13 个拐点圈定,矿区面积**********,矿区范围坐标见表 1-2-1。
矿区范围拐点坐标表 表 1-2-1
拐点编号 | 2000 国家大地坐标 | 拐点编号 | 2000 国家大地坐标 | ||
X | Y | X | Y | ||
1 | ****** | ****** | 8 | ****** | ****** |
2 | ****** | ****** | 9 | ****** | ****** |
3 | ****** | ****** | 10 | ****** | ****** |
4 | ****** | ****** | 11 | ****** | ****** |
5 | ****** | ****** | 12 | ****** | ****** |
6 | ****** | ****** | 13 | ****** | ****** |
7 | ****** | ****** |
图 1-2-1 大饭铺煤矿矿区范围示意图
第三节 矿山开发利用方案概述
一、开采范围
根据 2011 年 5 月 9 日国土资源部颁发了大饭铺煤矿《采矿许可证》(证号:
***********************),矿区范围由 13 个拐点圈定,矿区面积**********。开采方式为地下开采,生产规模为******,开采标高为******。
二、矿产资源储量
根据《内蒙古自治区准xx旗大饭铺煤矿 2022 年储量年度报告》,截止到
2022 年 12 月 31 日,大饭铺煤矿采矿许可证范围内:累计查明资源储量*****万吨,其中:探明资源量(TM)为*****万吨;控制资源量(KZ)为*****万吨;推断资源量(TD)为*****万吨;累计动用资源量为*****万吨,其中探明资源量(TM)*****万吨;控制资源量(KZ)为*****万吨;推断资源量(TD)为
*****万吨;保有煤炭资源量为*****万吨,其中探明资源量(TM)为*****万吨;控制资源量(KZ)为*****万吨;推断资源量(TD)为*****万吨。
三、矿井设计生产能力
大饭铺煤矿目前已形成生产能力*****的各生产系统,且运行良好。确定大饭铺煤矿生产能力为*****。
四.剩余服务年限
根据《内蒙古自治区准xx旗大饭铺煤矿 2022 年储量年度报告》储量数据,结合原开发利用方案,设计可采资源储量=(工业资源储量-永久煤柱损失资源储量-设计可回收煤柱占用资源储量)×回采率。
经计算可采储量为*****万吨。生产规模*****,开发利用方案设计储量备用系数 1.35,经计算剩余服务年限=可采煤量÷(年生产能力×储量备用系数)
=**********÷(*****×1.35) ≈19.88 年。五、井田开拓
(一)xx开拓方式
矿井采用斜井开拓方式。工业场地北侧平行布置有主、副斜井,回风立井布置在工业场地北侧的风井场地内。主斜井采用胶带输送机提升,副斜井采用单钩串车提升,回风立井装备梯子间。
(二)水平划分与标高确定
矿井共划分为一个水平,开采 5、6 上、6、9 号煤层,开采水平布置在 6 号煤层,水平标高+860m。
(三)大巷布置
大巷沿铁路煤柱南北向布置,采用集中布置条带式分层开采方式。
在井田中部南北向布置三条大巷,即 6 煤运输大巷、辅运大巷和回风大巷,以主、副井筒落底位置为界,又分为北翼运输大巷、北翼辅运大巷和南翼运输大巷、南翼辅运大巷。三条大巷全部布置在 6 号煤层,其中运输大巷沿 6 号煤层底板布置,辅运大巷沿煤层中上部按 3‰坡度布置,回风大巷沿 6 号煤层顶板布置。开采上、下各煤层时,顺槽巷道通过溜煤眼及联络斜巷与三条大巷连接。
煤仓采用上位煤仓布置,煤仓下口清理撒煤巷道与辅运大巷同一标高,采用平巷清理方式。北翼运输大巷和南翼运输大巷均通过上仓斜巷至煤仓上口卸载硐室。
(四)井筒位置及装备
本矿井共布置 3 个井筒,即主斜井、副斜井和回风立井。
1、主斜井
主斜井井筒倾角 16°,斜长 1070m,净宽 5.2m,净断面积 18.15m2。井筒内装备带宽 1400mm 胶带输送机,担负全矿井煤炭提升任务;装备架空乘人器,担负胶带输送机检修及少量人员提升任务。井筒内设台阶和扶手,敷设 1 趟消防洒水管路、1 趟压风管路及通信电缆、信号电缆等,兼作进风井和安全出口。主斜井胶带输送机与架空乘人器之间设隔离护拦及防护网。
2、副斜井
副斜井井筒倾角 23°,斜长 755m,净宽 5.0m,净断面积 17.82m2。井筒内铺设 30kg/m、900mm 轨距双轨,担负全矿井人员、设备及材料的提升任务。井筒内设台阶和扶手,敷设 3 趟排水管路、1 趟消防洒水管路、3 趟动力电缆及通信电缆、信号电缆、监测监控光缆、工业视频光缆、束管监测管线等,兼作进风井和安全出口。
3、回风立井
回风立井井筒垂深 326m,净直径 5.5m,净断面积 23.76m2。井筒内装备梯子间,敷设 1 趟灌浆管路,担负全矿井回风任务,并兼作安全出口。
(五)盘区划分及接续
原《开发利用方案》设计全井田以井底煤仓为界划分南北两个盘区。北部为一盘区,南部为二盘区,两个盘区均为双翼开采,大巷条带式布置工作面。
根据《煤矿安全规程》(2022 版),第一百四十九条:生产水平和采(盘) 区
必须实行分区通风。采区进、回风巷必须贯穿整个采区,严禁一段为进风巷、一段为回风巷。基于上述规定,为便于通风管理,矿方进行了盘区划分优化。
1、盘区优化
根据 2022 年《内蒙古准xx旗力量煤业有限公司大饭铺煤矿盘区划分及工
作面接续优化设计》,将原确定的一、二盘区合并划分为 1 个盘区,即一盘区;合并后井底煤仓以北为北翼,6 煤组工作面编号 61;井底煤仓以南为南翼,6 煤组工作面编号 62。
2、工作面优化
目前 61111、61112、61115 三个上分层综放工作面开采完成近 5 年,其下部的 61121、61122 及 61125 三个下分层综放工作面直接定再生顶板强度较弱,开采时不利于顶板控制,为给上述三个下分层综放工作面直接定再生留足足够的时间,保证下分层开采时顶板稳定,本次设计对《二盘区接续开采设计》确定的回采工作面接续顺序进行优化。
同时本次设计 6 煤组区段煤柱由 30m 优化为 20m,5 号煤层区段煤柱保持
20m 不变。
图 1-3-1 原开发利用方案盘区划分图
图 1-3-2 盘区优化后盘区划分图
图 1-3-1 矿山开采工作面接续图
15
六、采煤方法与采煤工艺
(一)采煤方法
本矿井开采各煤层属近水平煤层,为中厚及厚煤层,结合矿井开拓布置,及顶底板开采条件,采煤方法为长壁后退式采煤法,全部垮落法管理顶板。
(二)采煤工艺
6 号煤层采用长壁后退式采煤方法,6 上煤层和 6 号煤层合并区域合并开采,采用分层综合机械化放顶煤回采工艺,全部垮落法管理顶板。根据实际开采情况,发现设计中层间距较大的地方实际间距较小,因此,井田内 6 上与 6 煤全部合并开采。其他煤层采用综合机械化采煤工艺。
(三)采煤工作面生产能力
1、工作面参数
根据矿井的开采技术条件和所用生产设备及煤层赋存状况,确定综采放顶煤工作面的长度为 240m,综放工作面的机采高度为 4.0m。综放面采出率为 93%。
2、采煤工作面生产能力
工作面采煤机割煤能力*****;工作面放煤能力*****;工作面生产能力
*****;采掘工作面生产能力*****。
矿井生产能力为综放工作面生产能力与掘进出煤之和,其中,综放工作面生产能力*****,掘进出煤*****,矿井生产能力为*****。
(四)掘进工作面
1、掘进工作面个数
根据各类巷道的断面形状、支护方式及掘进工程量的大小,确定主要巷道及工作面顺槽巷道采用综合机械化设备掘进。矿井移交时配备 1 个综放工作面,工作面年推进度为 985m,为保证矿井正常生产和盘区、工作面的正常接替,矿井达到设计生产能力时,设计配备 2 个综合机械化掘进工作面。
2、矿井采掘比
矿井采掘比为 1:2。七、选煤工艺
1、选煤方法
选煤方法采用:150~13mm 重介浅槽、13~0mm 原煤预先脱泥、13~1.0mm原煤两产品重介旋流器、1.0~0.25mm 粗煤泥干扰床煤泥分选机分选、0.25~ 0mm 细煤泥压滤机回收。
分选后的产品经过脱介、脱泥、分级后产出 150~50mm 块精煤和-50mm 末精煤,适应市场需求,提高经济效益。在末煤质量较好时,可直接走旁路作为普通动力煤产品销售。0.25~0mm 压滤煤泥运往煤泥场地后外运,洗选矸石运至矸石仓。
2、工艺流程
洗煤厂设计分为:原煤准备系统、外来煤系统、洗选系统、介质系统、煤泥水处理系统及产品储运系统等部分。
(1)原煤准备系统
原煤从矿井主斜井胶带输送机运至筛分破碎车间,经筛分破碎车间除铁器除铁后,进入原煤分级筛(Φ150mm)分级,+150mm 大块煤经手选后可由转载皮带运至大块煤落煤点。也可经破碎机破碎破碎后,与 61-150mm 煤由皮带输送机送到原煤缓冲仓,若原煤仓储满或者需要直接销售则由仓上皮带输送机或者 1号转载点给到皮带输送机输送至地销煤装车仓装车,不销售则由地销煤装车仓仓上皮带输送机输送至原煤落煤塔储存。
(2)外来煤系统
外来原煤到达外来煤储煤场后,由给煤机给入转载皮带运往 0 号转载点与原煤缓冲仓下来煤一起进入主厂房分选。
(3)洗选系统
原煤进入主厂房后,先经分级筛(Φ13mm)分级脱泥,筛面入料段为干法分级,卸料段加喷水,为湿法分级。经干法分级后的-13mm 末煤,可直接去末原煤脱泥筛(Φ1mm)脱泥进两产品重介旋流器分选,也可根据其煤质的情况直接转载至末精煤皮带进末精煤仓。-13mm 的湿段末煤经管道给入脱泥筛,当末煤不入洗时则经管道给入振动弧形筛脱水后,再经刮板转载入末煤离心机脱水后给至末精煤皮带。分级筛分级脱泥后的块煤(150-13mm)入重介浅槽分选。浅槽精煤和重介旋流器精煤产品各进入脱介筛脱介,当需要+50mm 的块精煤时,块精煤脱介筛筛上物就去块精煤仓储存外运;筛下物-50mm 的末精煤经离心机二次脱水运出主厂房去末精煤储煤仓装车外运。根据市场需求,+50mm 块煤也可破
碎后作为末煤产品,便于销售。浅槽和重介旋流器分选出的矸石进入各自的脱介脱水筛,经脱介脱水筛脱水脱介后由皮带运往矸石仓。脱泥筛筛下-1.0mm 粗煤泥经浓缩分级旋流器后其溢流去浓缩机。底流通过干扰床分选,其精煤再经弧形筛和离心机脱水后,进入末精煤仓。末矸石则经高频筛脱水后由转载皮带运往矸石仓。分级旋流器溢流经浓缩机浓缩后,浓缩机底流经压滤机脱水,压滤煤泥运往煤泥晾干场装车外运。
(4)质系统重
介浅槽和重介旋流器拥有各自独立的介质系统。重介浅槽精煤脱介筛筛下合格介质经分流箱分流,分配至浅槽合介桶和浅槽稀介桶,从而保证介质系统的稳定性,浅槽矸石脱介筛下合格介质给至浅槽合介桶。浅槽精煤、浅槽矸石脱介筛的筛下稀介质进入浅槽稀介质桶,由磁选机回收磁精矿,精矿返回合格介质桶,尾矿去原煤分级筛作为湿段喷水或给入原生煤泥桶。重介旋流器的末精煤弧形筛下合格介质经分流后一部分进入合介混合箱一部分进入旋流器稀介桶,末矸石弧形筛、末矸石脱介筛、末精煤脱介筛筛下合介也进入合介混合箱,末矸石脱介筛、末精煤脱介筛筛下稀介质进入旋流器稀介桶,由磁选机回收磁精矿,精矿返回合格混合箱,尾矿去原煤脱泥筛或给入原生煤泥桶。补加介质经磁选后分别添往浅槽合介桶和末煤合介混合箱,尾矿进入稀介桶。介质系统设有密度计和密度自动控制补水阀门可实现密度自动控制。
(5)TBS(干扰床)分选系统
汇集在煤泥桶中的 1.0-0mm 物料,由泵打至分级旋流器分级,底流中
1.0-0.25mm 粗煤泥由 TBS(干扰床)进行分选,选出精煤和矸石两种产品,分级旋流器溢流(0.25-0mm)入浓缩机。TBS 分选的粗精煤由弧形筛预脱水,然后进入煤泥离心机二次脱水,掺入末精煤皮带外销。矸石采用高频筛脱水后,混入矸石皮带。
(6)煤泥水处理系统和脱水工艺
分级旋流器的溢流,入浓缩池,经沉淀后,底流由压滤机回收,滤饼去煤泥晾干场外销。浓缩池的溢流作为澄清水返回系统复用。
(7)产品储运系统
块精煤和末精煤两种产品进入块精煤仓和末精煤仓。经脱介、脱泥的浅槽和旋流器矸石由胶带输送机运至矸石仓。块精煤仓和末精煤仓内产品可直接由转载
皮带运往铁路快速装车系统,也可直接由汽车装运外销八、安全煤柱
1、井田边界煤柱按 20m 宽度留设。
2、断层煤柱宽度按 20m 留设。设计仅对断距 20m 的 F2 断层留设 20m 煤柱。
3、煤层大巷中心间距 40m、两侧煤柱各留 50m。
4、盘区及区段巷道(顺槽)保护煤柱留设 15m(巷道中心距 20m)。
5、地面建、构筑物煤柱
按垂直剖面法留设。表土层移动角取 45°,基岩移动角走向和倾向均取 70°。维护带宽度:铁路、工业场地、拦洪坝取 20m。
6、高压线
井田范围内分布有高压线,矿方已与相关单位达成共识对高压线塔进行加固维护,因此不留煤柱。矿方委托相关有资质的单位对井田范围内高压线塔进行加固。
7、村庄
井田范围内分布有村庄,拟对井田内村庄全部进行搬迁,本次设计村庄不留设保护煤柱。
8、铁路
铁路保护煤柱依据核实报告留设。
9、公路
大城公路不留设煤柱。
10、地表水体
井田境界范围内有大壕赖沟拦洪坝和黑岱沟拦洪坝,均位于井田南部边界一带,分别位于矿井工业场地的东侧和西南,对拦洪坝留设安全煤柱。井田南部水库位于工业场地保护煤柱内。
九、矿山防治水方法
(一)地表水防治
矿井工业场地内的 3 个井筒,其井口标高均高于历史最高洪水位,故场地不受洪水威胁。工业场地现有完善的排水系统,场内雨水经道路排水沟汇集后,沿场外公路水沟排到场外。
由于矿井顶板裂隙发育,为防止开采造成的地表塌陷沟通地表水体或降雨时向井下灌水,造成水害。制定以下防水措施及方法:
1、编制中长期防治水计划和年度防治水计划,并组织实施。
2、定期收集、调查和核对相邻煤矿和废弃老窑以及本矿开采塌陷情况,作好记录并标示在采掘工程图纸上,并有针对性地采取一定措施。对地面塌陷造成的裂缝要及时填充夯实。
3、在每年雨季前,对防水工程进行全面的检查。
4、对采空区地表产生裂缝或塌陷区,影响到行洪的部位进行回填或开挖移洪道,避免雨季洪水进入井下。
5、每次大雨过后,派专人检查矿区及附近地面有无裂缝、老窑陷落等现象,发现问题及时处理。
6、补充xx内所有钻孔的封孔质量检查,并做水压实验,不符合要求的,加强封孔,确保钻孔不成为地表水进入井下的通道。
7、防止汛期地表水通过裂缝导入井下的安全措施:开采浅部煤层时,受采动影响可能造成地表局部渗水时,根据实际情况整铺该区域,在渗水岩层或塌陷稳定后地段修筑混凝土弧形河槽。
(二)井下防治水措施
结合矿井的水文地质条件和积水情况,采取以下水害防治措施:
1、矿井开拓、开采所采取的安全保证措施
(1)矿井开拓工程位置及层位选择
设计综放工作面及 6 煤开拓巷道,均沿 6 号煤层布置,副斜井井底主、副水
仓及水泵房位于井田中部低洼处,在工作面顺槽内敷设水泵,同时在 6 煤大巷的
低洼处均设有集水坑并配备污水泵,通过接力抽排至 6 煤大巷水沟,然后通过大巷水沟自流至井田中部副斜井井底车场附近的主、副水仓,利用中央水泵房内主排水泵及排水管路,经副斜井排至地面污水处理站。
(2)采掘工程采取的防治水措施
①留设有足够的防水煤柱,生产中保证煤柱的完整性和有效宽度,设计掘进工作面均配备探水钻 1 台。在巷道掘进或工作面开采靠近采空区或构造附近时,加强突水征兆的观察,发现有突水征兆时,提前进行探放水。
②副斜井井底车场附近设有主变电所、主排水泵房及主、副水仓,水仓总容量 2316m3,满足井下 8 小时正常涌水量的要求排水要求,当一个水仓清理时,另一个水仓可正常使用。
主排水泵房和主变电所的通道内均设置有密闭门,泵房和水仓连接通道,设置可靠的控制闸门。中央水泵房安装矿用排水泵,配套防爆型电动机。配三趟排水管路,两趟工作,一趟备用。
③加强预测预报。采用钻探方法和瞬变电磁仪,经常探测底板水的导升高度、隔水层含水性、隔水层厚度变化等。
④井下设计有完善的避水灾路线,当发生水灾时,井下人员从高处向安全出口撤退。
⑤随着矿井开采范围的不断扩大,考虑老空水对矿井安全的威胁,对采空区及时填图,及时放出老空区积水,并随时对采空区进行观测。
2、防水安全煤(岩)柱留设
(1)井田境界保护煤柱
井田边界每侧留设 20m 保护煤柱。
(2)断层保护煤柱
落差大于 50m 的断层,每侧留设 50m 断层煤柱,20~50m 的断层,每侧留设 20m 断层煤柱,小于 20m 的断层,不留断层煤柱。
(3)地面建、构筑物煤柱
按垂直剖面法留设。表土层移动角取 45°,基岩移动角走向和倾向均取 70°。维护带宽度:铁路、工业场地、拦洪坝取 20m。
矿井境界内有大壕赖沟拦洪坝和黑岱沟拦洪坝,均位于井田南部边界一带,分别位于矿井工业场地的东侧和西南,对拦洪坝留设安全煤柱。
十、矿山总平面布置
大饭铺煤矿属已建矿井。矿区面积*****。开采方式为地下开采,生产规模为*****,开采标高为*****。矿山井工开采单元为采空区、工业场地、矿区道路。各工程详细情况分述如下:
(一)工业场地
大饭铺煤矿工业场地位于矿区南部较为平坦地带,西侧紧邻大城公路(大饭
铺至城湾煤矿),占地面积 0.28km2。是大饭铺煤矿生产、生活区所在地,区内各种生产设施及其配套工程较为完善。以穿越工业场地的铁路为分界线,总体上分为生产区、办公生活区、设备维修区和污水处理区、选煤厂等。
1、生产区
位于工业场地内铁路线的西侧,主要包括主斜井、副斜井、风井、主厂房、筛分破碎车间、原煤仓、精煤仓、原煤储煤场、联合建筑(包括:办公、任务交待室、浴室等)、35KV 变电站等。该区有专用煤运出入口,向南与大城公路连接,运输条件便利。
2、办公生活区
位于工业场地内铁路线的东侧,该区位于工业场地南部,办公楼、食堂、单身公寓等建筑在场地内采用联合与分散相结合的布置形式。
3、设备维修区
位于办公生活区东侧,主要为矿山各种设备提供维修帮助,包括机车库、维修车间、设备转库、器材库和材料棚等。
4、污水处理区
位于办公生活区南侧,包括污水处理厂房和蓄水池,安装有有一座处理能力为 600m3/d 的生活污水处理设备。工业场地的联建等排放的粪便污水,经化粪池简单处理,锅炉排污经降温地降温后,汇集其它建筑的污废水,由室外排水管网排入污水处理站,经中水设备处理后用水泵抽至选煤厂循环水池、排矸场防尘洒水及绿化浇灌等杂用水。
(二)矿区道路
矿区内道路连接矿区各单元及矿区外部,主要利用矿区内的大城公路、神华公路及农村道路,分述如下:
1、大城公路(大饭铺——城湾煤矿,三级公路)
大城公路位于矿区西南部,是连接大饭铺与城湾煤矿及沿线村庄的公路,沥青路面,该公路在矿区内长度 2.5km,宽 7.0m,占地面积 0.018km2。
2、神华公路
神华公路位于工业场地和阴湾排土场南侧,是连接神华xx乌素煤矿与黑岱沟煤矿的矿区公路,沥青路面,该公路在矿区内长度 3.5km,宽 13.0m,占地面
积 0.046km2。
3、农村道路
农村道路为连接当地各村及住户道路,主要为砂石路面,长度约为 6.5km,宽度为 4-6m,占地面积约为 0.08km2。
(三)矿区铁路
准xx矿区铁路至xx乌素矿南坪站支线从矿区中部由南向北穿越整个矿区及工业场地,该铁路在矿区内长度 3.2km,占地面积 0.133km2。该铁路担负神华准能公司两个露天煤矿及大饭铺煤矿煤炭外运任务。
(四)采空区
现状开采开采 5、6 上、6 号煤层已形成两处采空区,其中矿区东部采空区面积 1.50km2,矿区西部采空区面积 0.81km2,采空区总面积 2.31km2。
矿山目前开采形成的采空区主要为 5 煤层 1510 工作面;6 煤层 61111 工作面、61112 工作面、61113 工作面、61114 工作面、61115 工作面、61201 工作面、 61202 工作面。
东部采空区 CK1:主要开采 5 煤层 1510 工作面、6 煤层 61111 工作面、61112工作面、61113 工作面、61114 工作面、61115 工作面,面积为 1.5km2。据走访调查,该区域在开采时存在地面沉陷(伴生沉陷裂缝)地质灾害,工作面采空
区上部无地表构筑物,现已被 1#排土场覆盖,并且达到稳沉期,现已对裂缝进行了回填处理、平整、种植葡萄和果树。
西部采空区 CK2:主要开采 6 煤层 61201 工作面、61202 工作面,面积为 0.81km2。据现场调查,采空区地层已发生拉伸变形,产生采空沉陷地质灾害,地表遍布沉降裂缝,长度 10-300m,宽度 0.1-0.5m 不等。
矿山总平面布置见图 1-3-4。
图 1-3-3 工业场地平面布置示意图
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内蒙古准xx旗力量煤业有限公司大饭铺煤矿矿山地质环境保护与土地复垦方案
图 1-3-4 矿山总平面布置图
十、矿山固体废弃物和废水的排放量及处置情况
根据《内蒙古准xx旗力量煤业有 限公司大饭铺煤矿煤炭资源开发利用方案》,该矿生产过程中产生的主要废弃物可划分为固体废弃物和污水两大类。
固体废物主要有煤矸石和生活垃圾。污水主要为矿井井下排水和工业场地生产、生活污水。
大饭铺煤矿主要污染物排放情况一览表 表 1-3-2
种类 | 名 称 | 产生量 | 主要污染物产生浓度 | |
污水 | 井下涌水 | 矿井正常涌水量 | 100m3/h | SS=400mg/L COD=62mg/L |
矿井最大涌水量 | 150m3/h | |||
生活污水 | 夏季 49.2m3/d 冬季 30.75m3/d | BOD5=60~150mg/L COD=180~400mg/L SS=120~200mg/L | ||
固废 | 生产期掘进矸石 | ***** | ||
选煤厂矸石量 | ***** | |||
生活垃圾 | 732.8kg/d |
(一)固体废弃物
本矿在生产过程中的固体废物主要有煤矸石和生活垃圾。
1、煤矸石
矿井生产期掘进矸石产生量为*****,选煤厂矸石量*****。本矿井生产期掘进矸石和选煤厂矸石主要用于回填位于沟谷内的地面塌陷区、采空塌陷裂缝、制砖、修路等,矸石综合利用率 100%。
2、生活垃圾
矿井生活垃圾产生量与矿井人口数成正比,本矿在籍总人数为 916 人,按每人每天 0.8kg 排放量计算,生活垃圾排放量预计为 732.8kg/d。办公生活区定点设置生活垃圾箱,由保洁公司定期清运处理。
(二)污水
1、矿井涌水
(1)矿井水水量、水质
矿井正常涌水量为 100m3/h,最大涌水量 150m3/h。井下排水中的主要污染物指标为:SS=400mg/L,COD=100~62mg/L。
(2)排放去向与回用方向
矿井水经处理后全部用于矿井注浆站生产用水、井下消防洒水及选煤厂生产补充水等,全部回用不外排。
(3)处理工艺流程
在生产过程中,矿井排水主要是悬浮物含量高,菌群指数超标,所以需进行净化处理。矿井水处理站的处理量为 5280m3/d。
图 1-3-5 矿井水处理工艺流程图
2、生活污水处理措施及综合利用
(1)污水产生量、水质
矿山生活污水夏季产生量为 49.2m3/d、冬季产生量为 30.75m3/d。工业场地的污水水质为:COD=180~400mg/L,BOD5=60~150mg/L,SS=120~200mg/L。
(2)排放去向与回用方向
工业场地的联建等排放的粪便污水,经化粪池简单处理,锅炉排污经降温地降温后,汇集其它建筑的污废水,由室外排水管网排入污水处理站,经中水设备处理达标后用水泵抽至选煤厂循环水池、排矸场防尘洒水及绿化浇灌等杂用水。
(3)处理工艺流程
办公生活区南侧有一座处理能力为 600m3/d 的污水处理站。
图 1-3-6 生活污水处理工艺流程图
第四节 矿山开采历史及现状
一、开采历史
内蒙古准xx旗力量煤业有限公司大饭铺煤矿是 2007 年由原大饭铺煤矿及原银泰煤矿两个新划定井田整合而成,原大饭铺煤矿矿区面积 2.6624km2,生产能力为 120 x t/a(井工开采),该矿于 2006 年 4 月取得采矿许可证;原银泰煤
矿矿区面积*****,生产能力*****(井工开采),该矿于 2007 年 1 月取得采矿证。整合前,原煤矿基本未进行资源开采。
2007 年 5 月,内蒙古龙旺地质勘探有限责任公司编制了《内蒙古自治区准xx煤田龙王沟详查区大饭铺煤矿煤炭资源储量核实报告》,2007 年 6 月内蒙古自治区国土资源厅以内国土资储备字〔2007〕135 号下发了“关于《内蒙古自治区准xx煤田龙王沟详查区大饭铺煤矿煤炭资源储量核实报告》矿产资源储量评审备案证明”。
2011 年 5 月 9 日国土资源部颁发了大饭铺煤矿《采矿许可证》(证号:
********************),有效期限自 2009 年 11 月 23 日至 2039 年 11 月 23 日。
2012 年年初矿井主体建设完毕,于 2012 年 2 月开始联合试运转,2012 年 11 月,大饭铺煤矿建设项目通过了内蒙古自治区煤炭工业局组织的竣工验收,正式转入生产。矿井开采方式为斜井开拓,采煤方法为走向长壁后退式采煤法,综合机械
化采煤工艺,矿井设计生产能力*****。
2014 年底,在《国家安全监管总局 国家煤矿安监局国家发展改革委 国家能源局关于印发煤矿生产能力管理办法和核定标准的通知》-安监总煤行[2014]61号下发后大饭铺煤矿根据矿井实际,积极组织生产能力核定,并于 2015 年 3 月
26 日取得*****生产能力核定批复。
2017 年 5 月,内蒙古煤矿设计研究院有限责任公司编制完成了《内蒙古准xx旗力量煤业有限公司大饭铺煤矿煤炭资源开发利用方案》,评审通过并取得评审意见(中煤协会技术函【2017】76 号)。
2018 年,大饭铺煤矿完成了《内蒙古准xx旗力量煤业有限公司大饭铺煤
矿矿山地质环境保护与土地复垦方案》(以下简称上期方案),该方案适用年限为 5 年(2018~2022 年)。
2019 年,大饭铺煤矿顺利通过绿色矿山综合评选,成为了首批进入 2019 年
度绿色矿山遴选名单的煤矿。
2022 年,《内蒙古准xx旗力量煤业有限公司大饭铺煤矿盘区划分及工作面接续优化设计》评审通过并进行了公示及备案。
图 1-4-1 大饭铺煤整合前后相互关系图
二、开采现状
(一)矿山开采现状
大饭铺煤矿为已开采矿山,矿山开采方式为地下开采,生产规模为******,采用斜井开拓,采煤方法为长壁后退式采煤法,全部垮落法管理顶板。矿井共划分为一个水平,开采 5、6 上、6 号煤层,开采水平布置在 6 号煤层,水平标高
+860m。矿山井工开采至今,主要形成单元有工业场地、采空区,分述如下:
1、工业场地
大饭铺煤矿工业场地位于矿区南部较为平坦地带,西侧紧邻大城公路(大饭铺至城湾煤矿),占地面积 0.28km2。是大饭铺煤矿生产、生活区所在地,区内各种生产设施及其配套工程较为完善。以穿越工业场地的铁路为分界线,总体上分为生产区、办公生活区、设备维修区和污水处理区。
照片 1-4-1 大饭铺煤矿工业场地远景
(1)生产区
位于工业场地内铁路线的西侧,主要包括主斜井、副斜井、风井、主厂房、筛分破碎车间、原煤仓、精煤仓、原煤储煤场、联合建筑(包括:办公、任务交待室、浴室等)、35KV 变电站等。该区有专用煤运出入口,向南与大城公路连接,运输条件便利。
照片 1-4-2 主斜井井房 照片 1-4-3 主斜井井口
照片 1-4-4 副斜井井口房 照片 1-4-5 风井井口
照片 1-4-6 主厂房 照片 1-4-7 筛分破碎车间
照片 1-4-8 原煤仓 照片 1-4-9 精煤仓
照片 1-4-10 联合建筑 照片 1-4-11 35KV 变电站
(2)办公生活区
位于工业场地内铁路线的东侧,该区位于工业场地南部,办公楼、食堂、单身公寓等建筑在场地内采用联合与分散相结合的布置形式。(见照片 12~照片 14)
照片 1-4-12 办公楼 照片 1-4-13 食堂
照片 1-4-14 单身宿舍
(3)设备维修区
位于办公生活区东侧,主要为矿山各种设备提供维修帮助,包括机车库、维修车间、设备转库、器材库和材料棚等。
(4)污水处理区
位于办公生活区南侧,包括污水处理厂房和蓄水池,安装有有一座处理能力为 600m3/d 的生活污水处理设备。工业场地的联建等排放的粪便污水,经化粪池简单处理,锅炉排污经降温地降温后,汇集其它建筑的污废水,由室外排水管网排入污水处理站,经中水设备处理后用水泵抽至选煤厂循环水池、排矸场防尘洒水及绿化浇灌等杂用水。
照片 1-4-15 设备维修区 照片 1-4-16 污水处理厂房
2、采空区
现状开采开采 5、6 上、6 号煤层已形成两处采空区,其中矿区东部采空区面积 1.50km2,矿区西部采空区面积 0.81km2,采空区总面积 2.31km2。
矿山目前开采形成的采空区主要为 5 煤层 1510 工作面;6 煤层 61111 工作面、61112 工作面、61113 工作面、61114 工作面、61115 工作面、61201 工作面、 61202 工作面。
东部采空区 CK1:主要开采 5 煤层 1510 工作面、6 煤层 61111 工作面、61112工作面、61113 工作面、61114 工作面、61115 工作面,面积为 1.5km2。据走访调查,该区域在开采时存在地面沉陷(伴生沉陷裂缝)地质灾害,工作面采空区上部无地表构筑物,现已被 1#排土场覆盖,并且达到稳沉期,现已对裂缝进行了回填处理、平整、种植葡萄和果树。
西部采空区 CK2:主要开采 6 煤层 61201 工作面、61202 工作面,面积为 0.81km2。据现场调查,采空区地层已发生拉伸变形,产生地面沉陷,地表遍布沉降裂缝,长度 10-300m,宽度 0.1-0.5m 不等。
图 1-4-2 现状采空区分布图
照片 1-4-17 阶梯式采空塌陷
照片 1-4-18 沉陷裂缝阶梯高差
照片 1-4-19 沉陷裂缝
(二)矿山地表其他工程
矿区范围内分布的地表其他工程有土地复垦项目区、取土场、排土场、黑岱沟露天煤矿采掘队、协力工贸高岭土厂、神华铁路、矿区内公路、输变电线路和水库。现分述如下:
1、土地复垦项目区
根据现场调查,矿区内存在 3 处土地复垦项目区。2016 年 12 月薛家湾镇人民政府以文件《薛家湾镇人民政府关于同意三宝窑子村阳塔社土地复垦项目建设的函》(xx函〔2016〕268 号)及 2017 年 1 月准xx旗发展和改革局以文件
《准xx旗发展和改革局关于薛家湾镇三宝窑子村阳塔社土地复垦项目备案的通知》(准发改发〔2017〕25 号)对该项目进行了批复,土地复垦项目区具有独立的批复手续,按照批复手续进行相关治理、复垦工程及验收工作,因此,本方案仅在此对其进行描述,后文不再对其进行评估及工程内容设计。现对其描述如下:
(1)土地复垦项目 1 区
土地复垦项目 1 区位于工业场地北部,距离回风井约 230m,占地面积约为 0.055km2,该区为已回填区域,并进行了覆土绿化。
土地复垦项目 1 区总回填高度约 30m,回填材料为煤矸石,现已将沟填满并与该处坡顶地面持平;南侧总回填高度约 19m,顶部高度与地面持平,靠近工业场地一侧分为二级台阶,台阶高度约 10-20m,堆方量约为 62 x m3,顶部标高为 1222m,边坡坡度约为 35°。该区已经进行了植被绿化,但未进行验收。
照片 1-4-20 复垦后的土地复垦项目 1 区顶部
照片 1-4-21 复垦后的土地复垦项目 1 区边坡
(2)土地复垦项目 2 区
土地复垦项目 2 区位于工业场地北部,紧邻土地复垦项目 1 区,占地面积
0.091km2,该区为已回填区域,并进行了覆土绿化。
土地复垦项目 2 区总回填高度约 100m,回填材料为煤矸石,现已将沟填满并与该处坡顶地面持平;西侧总回填高度约 100m,分为五级台阶。台阶高度约 20m,堆方量约为 37 x m3,顶部标高为 1225,边坡坡度约为 30°。该区已经进行了植被绿化,但未进行验收。
照片 1-4-22 复垦后的土地复垦项目 2 区顶部
照片 1-4-23 复垦后的土地复垦项目 2 区边坡
(3)土地复垦项目 5 区
土地复垦项目 5 区正在投入使用中,位于土地复垦项目 1 区西南部约 200m的沟谷内,占地面积 0.15km2。该区目前回填高度约为 60m,共分为 3 个台阶,每个台阶高度约为 20m。
照片 1-4-24 使用中的土地复垦项目 5 区边坡
2、取土场
根据现场调查,矿区内存在 1 处取土场,该取土场位于土地复垦项目 1 区东约 20m 处的小冲沟内,东西长约 57m,南北宽约 45m,高约 12m,占地面积 0.002km2,作为土地复垦项目 1 区复垦时取土使用。该区 2017 年损毁,并于
2018-2019 年进行了治理及复垦,进行了覆土种草绿化,但未进行验收。
该区作为土地复垦项目 1 区复垦时取土使用,并且已经进行了绿化,该区位于安保煤柱范围内,矿山后期不对其底部进行煤炭开采,因此,本方案仅在此对其进行描述,后文不再对其进行评估及工程内容设计。
照片 1-4-25 治理后的取土场
3、排土场
根据现场调查,矿区内存在 3 处排土场(分别为 1#排土场、2#排土场、3#排土场)。排土场均为大饭铺xx露天煤矿开采时堆放剥离物形成。3 处排土场均已完成复垦及绿化,且大饭铺煤矿已与排土场治理责任人签订了交换土地使用协议,明确了 3 处排土场由其相关责任人进行治理。因此,本方案仅在此对其进行描述,后文不再对其进行评估及工程内容设计。具体情况叙述如下:
(1)1#排土场
1#排土场全称“神华准能集团黑岱沟阴湾排土场”,位于神华铁路线(准xx矿区铁路至xx乌素矿南坪站支线)东侧,占地面积 2.39km2,。该排土场南北长约 2.3km,东西宽约 1.4km,堆高约 45m,边坡角约 35°~40°,共分为四个台阶。该排土场作为神华准能集团黑岱沟露天煤矿排弃废弃渣石使用,神华准xx能源有限责任公司已与大饭铺煤矿在 2006 年签订交换土地使用协议,协议规定该排土场使用期间治理及复垦工作由黑岱沟露天煤矿负责,后续由大饭铺煤矿开采引发的矿山地质环境问题由大饭铺煤矿负责治理。该排土场已停止使用,并已完成治理及植被恢复。
照片 1-4-26 1#排土场
照片 1-4-27 1#排土场顶部
(2)2#排土场
2#排土场位于矿区最南部井田边界附近,为神华集团准xx能源有限责任公司xx乌素露天煤矿排土场,占地面积 0.125km2。该排土场共分为五个台阶,堆高约 50m,边坡角约 35°~40°。该排土场已完成治理及植被恢复。
照片 1-4-28 2#排土场(远景)
(3)3#排土场
3#排土场位于矿区东北部井田边界附近、紧邻协力工贸高岭土厂,为神华准能集团黑岱沟露天煤矿排土场,占地面积 0.131km2。该排土场在矿区范围内排弃部分为一个台阶,堆高约 10m,边坡角约 35°~40°。该排土场作为神华准能集团黑岱沟露天煤矿排弃废弃渣石使用,神华准xx能源有限责任公司已与大饭铺煤矿在 2006 年签订交换土地使用协议,协议规定该排土场使用期间治理及复垦工作由黑岱沟露天煤矿负责,后续由大饭铺煤矿开采引发的矿山地质环境问题由大饭铺煤矿负责治理。该排土场已完成治理及植被恢复。
照片 1-4-29 3#排土场西侧边坡远景(红线范围为排土场,已恢复植被)
4、矿区内公路
(1)大城公路(大饭铺——城湾煤矿,三级公路)
大城公路位于矿区西南部,是连接大饭铺与城湾煤矿及沿线村庄的公路,沥青路面,该公路在矿区内长度 2.5km,宽 7.0m,占地面积 0.018km2。
(2)神华公路
神华公路位于工业场地和阴湾排土场南侧,是连接神华xx乌素煤矿与黑岱沟煤矿的矿区公路,沥青路面,该公路在矿区内长度 3.5km,宽 13.0m,占地面积 0.046km2。该区位于开采范围外,且留设安保煤柱,因此,本方案仅在此对其进行描述,后文不再对其进行评估及工程内容设计。
照片 1-4-30 大城公路
照片 1-4-31 神华公路
5、矿区铁路
准xx矿区铁路至xx乌素矿南坪站支线从矿区中部由南向北穿越整个矿区及工业场地,该铁路在矿区内长度 3.2km,占地面积 0.133km2。该铁路担负神华准能公司两个露天煤矿及大饭铺煤矿煤炭外运任务。该区位于开采范围外,且留设安保煤柱,因此,本方案仅在此对其进行描述,后文不再对其进行评估及工程内容设计。
照片 1-4-32 神华铁路
6、黑岱沟露天煤矿采掘队
黑岱沟露天煤矿采掘队位于矿区东部、阴湾排土场南侧,占地面积 0.183km2。原为神华准能集团黑岱沟露天煤矿采掘队办公区及封闭式皮带运输走廊和转载点,现仅有少量人员在此办公,该采掘队在大饭铺煤矿建矿之后建设。该区域未来复垦工作由大饭铺煤矿负责。
照片 1-4-33 黑岱沟露天煤矿采掘队
7、协力工贸高岭土厂
协力工贸高岭土厂位于矿区东部,总面积 0.067km2,占矿区范围 0.033km2。是一家以煤矸石烧制高岭土的私营企业。该企业在大饭铺煤矿建矿之后建设。该区域未来复垦工作由大饭铺煤矿负责。
照片 1-4-34 协力工贸高岭土厂
照片 1-4-35 协力工贸高岭土厂
8、输变电及输水线路
矿区内存在输变电线路及输水管线,有由北至南穿越矿区的宁海 110kv、宁薛 220kv 输变电线路等。位于采空区的输变电线路输水管线,矿方已与相关单位达成共识对高压线塔进行加固维护、改线调整及监测等措施。
照片 1-4-36 协力工贸高岭土厂
照片 1-4-37 输变电线路
照片 1-4-38 矿区输水管线
9、水库
黑岱沟水库位于矿区西南部, 为黑岱沟拦洪坝拦截形成的水库, 面积 0.154km2,水深常年保持在 2.5m~3.0m 左右,该水库主要为xx乌素煤矿排土场绿化供水。
矿区东南部存在两处蓄水池,分别为南湖及北湖。南湖面积,水池深度;北湖面积,蓄水深度。水库及蓄水池均留设安保煤柱,现状未对其地下进行开采,方案服务期内也不对其地下进行开采。
照片 1-4-39 水库远景
第二章 矿区基础信息
第一节 矿区自然地理
一、气象
矿区属半干旱的高原大陆性气候,冬季寒冷且时间长,夏季炎热且时间短,温差变化大,据鄂尔多斯市气象局提供的气象资料:准xx旗最高气温 39.5℃,最低气温-30.9℃,年平均气温 6.2℃。全年降水量小且多集中在 7~9 月份,占全年总降水量的 60~70%,降雨次数少,多为大雨或暴雨,多年平均降水量 391.3
㎜,最大 635.5mm(1961 年),最小 142.5mm(1965 年)。蒸发量大,年蒸发量 1749.7mm(1964 年)~2436.2mm(1972 年)。冬、春季多风,一般风速在 10~15m/s,最大风速 20m/s(1983 年 4 月)。无霜期短,一般 165 天。霜冻、冰冻期长,有 195 天,结冰期一般从 11 月开始,次年 3 月份开始解冻,最大冻土深度 1.50m。
二、水文
矿区属黄河水系。黑岱沟自西北向东南从矿区西南部穿过,大壕赖沟由北向南从矿区中部通过,与黑岱沟在矿区南部交汇。黑岱沟和大壕赖沟为矿区内及xx的较大沟谷,沟中有季节性泉水涌出形成的小溪流,只有雨季大雨过后,可形成洪水,流量大而时间短,向东注入黄河。
矿区内地表水体主要为矿区西南部黑岱沟拦洪坝拦截形成的水库,面积 0.141km2,水深常年保持在 2.5m~3.0m 左右,主要以雨季期间大气降水和上游地表径流补给为主,该水库主要为xx乌素煤矿排土场绿化供水。
照片 2-1-1 水库全貌
三、地形地貌
矿区位于鄂尔多斯高原东部,总体地势北高南低,最低点位于矿区南部的黑岱沟中,海拔标高 1115.7m,最高点位于矿区北部边界附近,海拔标高 1286.8m,最大高差为 171.1m。地表因流水冲刷切割、溯源侵蚀xx,形成了典型的高原侵蚀性地貌。区内沟谷纵横,在平面上呈树枝状展布,断面呈“V”字型。地形支离破碎,黄土广泛分布,基岩零星出露。
根据矿区地貌形态特征,将矿区划分为低山丘陵和沟谷两个地貌单元,现分述如下:
1、低山丘陵
为矿区主要地貌类型,具典型的黄土高原地貌特征,区内沟谷纵横交错,水土流失严重。丘陵顶部呈浑圆状,坡度 15°~20°;沟谷呈树枝状展布,切割较深,地表植被发育较差,地表被第四系马兰黄土覆盖,覆盖层厚度约为 25m,侵蚀冲沟内基岩零星出露。
照片 2-1-2 低山丘陵地貌
2、沟谷
区内沟谷地貌主要有黑岱沟和大壕赖沟。
黑岱沟位于矿区西部,属黄河一级支流,地势为北高南低。沟谷自然坡降约为 7‰~14‰,全长 23km。黑岱沟在矿区范围内断面呈“U”字型,长约 2.6km 左右,宽 300m,深 30~40m。
大壕赖沟位于矿区中部,地势为北高南低,断面呈“U”字型,沟谷自然坡降约为 7‰,长约 2.7km 左右,宽 200m,深 20~30m。
照片 2-1-3 沟谷地貌
四、植被
矿区内自然植被类型单一、群落结构简单,其地带性植被为典型草原植被,代表植物主要有禾本科的针茅属、隐子属,菊科的蒿属,豆科的叶锦鸡儿属等植物。植被平均盖度在 25%,最低在 10%,最高在 50%;群落高度多在 10cm 以下。乔木树种主要有:杨树、榆树、山杏等;灌木主要有:柠条、沙棘等。
人工植被在改善生态环境和防风固沙中起着重要的作用,草本植被主要有针茅、紫花苜蓿,树种主要有杨树、樟子松、旱柳、山杏等乔木。
照片 2-1-4 线xx(天然) 照片 2-1-5 针茅(天然)
照片 2-1-6 xx(天然) 照片 2-1-7 榆树(天然)
照片 2-1-8 针茅(人工) 照片 2-1-9 紫花苜蓿(人工)
照片 2-1-10 xx(人工) 照片 2-1-11 樟子松(人工)
五、土壤
矿区土壤主要为栗钙土,土壤质地为轻壤-中壤土。栗钙土的成土母质主要有黄土、残积物、坡积物和冲积物,特点是具有一定的腐殖层,厚度平均在 30cm左右,呈灰栗色,多为结构疏松的粒状结构,质地较轻,植被根系较多。矿区位于强水力侵蚀区。
照片 2-1-12 矿区土壤剖面
第二节 矿区地质环境背景
一、地层岩性
(一)区域地层岩性
准xx煤田地层区划属于华北地层区鄂尔多斯分区,属晚古生代石炭二叠纪煤田。钻孔揭露与地表出露的地层由老至新有:太古界(Ar)、寒武系(Є)、奥陶系(O)、石炭系(C)、二叠系(P)、三叠系(T)、白垩系(K)、新近系(N)和第四系(Q)。准xx煤田区域地层发育特征见。见表 2-2-1。
区域地层表 表 2-2-1
界 | 系 | 统 | 组 | 符号 | 厚度 (m) | 岩 性 描 述 |
新生界 | 第四系 | 全新 统 | Qh | 风积砂、冲洪积砂砾碎石等。 | ||
上更 新统 | 马兰组 | Qp3m | 0~150 | 浅黄色、黄褐色土层及亚粘土。 | ||
新近系 | 上新 统 | N2 | 0~>30 | 棕红色、红色钙质泥岩,含砂及钙质结核,含哺乳 动物化石。 | ||
中生界 | 白垩系 | 下白垩统 | 志丹群 | K1 | 392.10 | 上部为中厚层状紫红色砂砾岩及含砾粗砂岩,夹紫红色粉砂岩及砂质泥岩、巨砾岩;下部为紫红色砂砾岩;底部为砾岩、巨砾岩。在砾岩中夹一层厚约 4~20 米的黑灰色、灰绿色细晶~隐晶质玄武岩。 |
三叠系 | 下统 | 和尚 沟组 | T1h | >165 | 棕红色砂岩地、粉砂岩、砂质泥岩,夹浅灰色中砂 岩、细砂岩。 | |
刘家 沟组 | T1l | 257~ 385 | 浅灰、微粉红色中、细、粗砂岩,夹棕红色、砖红 色砂质泥岩薄条带,偶夹黄色砂砾岩。 | |||
古生界 | 二叠系 | 上统 | xx x组 | P2sh | >170 | 由砖红色砂岩、泥岩组成,其次为黄绿色砂岩、灰 绿色粘土岩。 |
上石 盒子组 | P2s | >290 | 由暗紫色、褐紫色砂岩、泥岩组成,夹灰绿色、浅 白色中粗砂岩,含砾及铁质结核。 | |||
下统 | 下石 盒子组 | P1x | 40~120 | 由黄褐色、黄绿色及紫色砂质泥岩、粘土岩、灰白 色黄绿色砂岩组成,底部为灰色、黄灰色含砾砂岩。 | ||
山西组 | P1s | 21~95 | 由灰白色粗砂岩、灰色、浅灰色粉砂岩、黑色泥岩、 浅灰色泥岩、砂质泥岩,1~5 号煤层。 | |||
石炭系 | 上统 | 太原组 | C2t | 12~115 | 上部由灰白色粗砂岩、粘土岩及 6 上、6、6 下号煤层组成;中、下部由灰白色、深灰色及黑色砂质泥岩和 8、9、9 下、10 号煤层组成;底部为灰白色x x粗砂岩或含砾粗砂岩。 | |
本溪组 | C2b | 5.27~ 42 | 上部为灰黑色泥岩夹两层薄层泥灰岩,底部为鸡窝 状山西式铁矿,其上为含砂铝土岩。 | |||
奥陶系 | 中统 | 马家 | O2m | 100 | 灰黄色、棕灰色薄层泥质灰岩、厚层状泥质灰岩。 |
沟组 | ||||||
下统 | 亮甲 山组 | O1l | 40~100 | 灰白、黄褐色中厚层状白云岩及泥质白云岩。 | ||
寒武系 | 上统 | 凤山组 | Є3f | 86 | 灰白色、浅灰色薄~厚层状白云质灰岩及泥质灰 岩,夹竹叶状灰岩及生物碎屑灰岩。 | |
长山组 | Є3c | <10 | 灰紫色中厚层状灰岩,含白云质结晶灰岩,局部夹 生物碎屑灰岩。 | |||
崮山组 | Є3g | 90 | 深灰、灰、杂色厚层竹叶状灰岩、生物碎屑灰岩及 钙质泥岩。 |
(二)井田地层岩性
井田内大部被第四系黄土和风积沙所覆盖,只有局部的梁顶或冲沟中才有基岩出露。根据地表出露及钻孔揭露,井田地层自下而上为:奥陶系中统马家沟组 (O2m)、石炭系上统太原组(C2t)、二叠系下统山西组(P1s)、二叠系下统下石盒子组(P1x)、二叠系上统上石盒子组(P2s)、新近系上新统(N2)和第四系(Q)地层。由老到新叙述如下:
1、奥陶系中统马家沟组(O2m)
岩性上部为浅灰色石灰岩,中厚层~厚层状,下部为簿层状灰岩、豹皮状灰岩含较多的砂质、粘土质,底部夹灰白色xx砂岩。井田内有 1 个钻孔揭露至奥陶系灰岩,揭露厚度 2.20m,xx内未出露。
2、石炭系上统太原组(C2t)
根据岩性特征分为上、下两个岩段:
(1)下岩段(C2t1)
岩性为灰色、灰白色砂岩、粘土岩及灰黑色泥岩。上部偶见煤线,底部为一层灰色~灰白色厚层状铝土质泥岩和一层鸡窝状褐铁矿层。
该段地层钻孔揭露厚度 1.17m~10.32m,平均 4.57m,全井田分布,与下伏
地层奥陶系中统马家沟组呈假整合接触,井田内无出露。
(2)上岩段(C2t2)
为井田主要含煤地层,由灰黑色泥岩、砂质泥岩、灰白色中~粗粒砂岩、细粒砂岩、粉砂岩及 6 上、6、8、9、10 号煤层组成。根据岩煤层组合特征,可将太原组上岩段划分为两个亚段。一亚段位于太原组上岩段下部,含 8、9、10 号煤层;二亚段位于太原组上岩段上部,含 6 上、6 号煤层。
根据钻孔揭露,该段地层厚度 38.36m~69.99m,平均 56.70m。与下伏地层太原组下岩段呈整合接触,井田内无出露。
3、二叠系(P)
(1)山西组(P1s)
为本井田的含煤地层,岩性主要由浅灰色粘土岩,灰色、灰黑色泥岩、砂泥岩,灰白色中、粗粒xx砂岩及 1、2、3、4、5 号煤层组成。从下往上分为三段:
下段(P1s1):为粗砂岩段,岩性以灰白色、黄褐色粗粒长石及xx砂岩为
主,含砾,局部为砂砾岩,具大型斜层理,磨圆度较好,分选较差。浅部局部地段受风化后呈疏松状。该层砂岩全区较稳定,局部地段与 6 上、6 号煤层呈冲刷接触。砂岩中上部夹深灰黑色砂质泥岩与泥岩,含 5 号煤层,分布较稳定。
中段(P1s2):岩性由灰白色、灰黑色中细粒砂岩、砂质泥岩、粘土岩及泥
岩组成,含煤 4 层,编号为 1、2、3、4 号煤。砂岩坚硬致密,含菱铁矿结核,泥岩、粘土岩中含大量植物化石,1、2、3 及 4 号煤层均不稳定,各层煤间距较近,常见分叉、变薄、尖灭等现象。
上段(P1s3):上部为灰色、深灰色泥岩,砂泥岩互层。局部夹砂质粘土岩及砂岩薄层。下部为灰白色粗粒砂岩,局部含砾。
该组地层厚度 38.31m~116.52m,平均 61.93m,全井田分布,与下伏太原组地层整合接触,井田内无出露。
(2)下石盒子组(P1x)
下部岩性为黄褐色砂岩与紫色、杂色粘土岩及泥岩互层,粘土岩具鲕状结构,含磷质结核,品位不高。上部岩性以紫色、黄绿色泥岩及砂质泥岩为主,夹中厚层状砂岩。
该组地层厚度13.55m~138.23m,平均83.46m,全井田分布。只在井田东南
角零星出露,与下伏地层山西组整合接触。
(3)上石盒子组(P2s)
岩性主要有紫红色砂质泥岩,灰绿色细、粉砂岩,间夹灰绿色、浅白色中粗粒砂岩。底部为灰绿色砂砾岩,砾石以分选不好,胶结疏松为特征。
本组地层残存厚度 15.20m~383.12m,平均厚度 113.29m,与下伏地层下石
盒子组整合接触。井田内各大沟谷中普遍出露。
4、新近系上新统(N2)
主要为红色、砖红色泥岩,局部砂质含量较高。下部夹钙质结核。局部赋存,厚度 10~43.43m,一般 26.72m。与下伏地层不整合接触。该层在井田内无出露,仅在局部分布。
5、第四系(Q)
(1)上更新统马兰组(Qp3m)
为风积黄土层,在井田内分布广泛。主要为粉砂质黄土,粒度均匀,垂直节理发育,含钙质结核。在冲沟两侧易形成陡坎之地貌特征。地层厚度一般大于 30m。
(2)全新统(Qh)
本统地层根据成因可分为风积沙(Qheol)、冲洪积物(Qhal+pl)。
风积沙主要分布在峁梁和背风的沟坡。岩性为土黄色的细、粉砂、颗粒均匀,据地表观察厚度一般不超过 2m。
冲洪积物主要分布在井田沟谷内,岩性由各种粒级的砂、砾石及泥质填隙物构成,厚度一般不超过 10m。
第四系地层厚度 2.03~78.29m,平均 27.77m。
图 2-2-1 大饭铺煤矿Ⅰ-Ⅰ'勘查线剖面图
50
二、地质构造
(一)区域地质构造
准xx煤田大地构造单元属华北地台(Ⅰ),鄂尔多斯台坳(Ⅰ4),东胜凸起
(Ⅰ42),煤田总的构造轮廓为一东部隆起、西部坳陷,走向近S—N,向W倾斜的单斜构造。北端地层走向转为NW,倾向SW,南端地层走向转为SW至EW,倾向NW或N。倾角一般小于10°,构造形态简单。煤田构造主要产生于地壳升降运动,构造形式以褶曲和正断层为主。煤xx东部发育有轴向呈NNE的短轴背向斜,如窑沟背斜、东沟向斜、西xxx背斜、焦家圪卜向斜、贾巴壕背斜。南部有走向近E-W的老赵山梁背斜、双枣子向斜,轴向呈NWW的田家石畔背斜、沙沟背斜、沙沟向斜,走向近S-N的罐子沟向斜。煤田内断裂构造不发育,仅见到几条稀疏的张性断层。有龙王沟正断层、哈xx峁正断层、F3断层、石圪咀正断层、虎石圪旦正断层。现将其中主要构造由北到南简述如下:
1、褶曲
(1)窑沟背斜:位于煤田北部,轴向 NE23°,北起小鱼沟,经窑沟向 SW
向延伸至唐公塔井田北部消失,轴长约 10km,该背斜西翼倾角 6°-8°,东翼 3°
-5°,中部隆起幅度较大,两端宽缓。
(2)东沟向斜:位于煤田的东北部,轴向 N30°E,延伸 4km。
(3)西xxx背斜:位于煤田中部,北起田家石板经西xxx至xxx旦,轴向 N30°E~N50°E,向 SW 倾伏,北西翼陡且窄,倾角一般 25°,局部达 35°,南东翼宽缓,倾角 10°以内,为西陡东缓的不对称背斜。轴部隆起幅度 100m~ 150m,延伸约 12km。背斜在张家疙旦一带煤层抬起接近地表。
(4)焦家圪卜向斜、贾巴壕背斜:位于煤xx东部,为 NE 向的褶皱,构造线基本平行,背向斜轴部及两翼宽缓,倾角 5°左右,幅度不大。
(5)沙沟向斜:位于煤田的南部,轴向为 NW 向,西南翼宽缓,倾角为 5°
左右,东北翼较陡,倾角为 30°~40°,为不对称向斜,延伸约 9km。
(6)沙沟背斜:位于煤田的南部,与沙沟向斜走向基本一致,北部轴向为 NWW 向,中部轴向为 NNW 向,南部为 NW 向,东北翼宽缓,倾角 5°左右,西南翼较陡,倾角达 40°,延伸约 14km。
(7)罐子沟向斜:位于煤田南部罐子沟西侧,走向 S-N,两翼地层倾角 5°
左右,轴部十分宽缓,褶曲幅度北部 30m~40m,南部 60m~80m,南北向延伸约 8km。
(8)老赵山梁背斜、双枣子向斜:此背向斜伴生,位于煤田南部老赵山梁
—马场咀一带,轴向近 E-W,由东向西倾伏,背斜轴部出露奥陶系灰岩,向斜轴部为石盒子组地层,延伸约 20km。
(9)田家石畔背斜:位于煤田南部。轴向 N50°W,为一西南翼陡,东北翼缓的不对称背斜,延伸约 8km。
(10)田家石畔—长滩挠断带:从煤田南端的榆树湾向 N40°W~N60°W 延伸,经田家石畔、小井子、xxx到伏路墕,从地表可见到岩层倾角从平缓到陡立的急剧变化带,地表倾角达 70°~80°,挠曲幅度达 300m。在伏路焉挠曲发生转折,方向转为 NE,经长滩至西坪沟,挠曲幅度逐渐减小,田家石畔~榆树湾电厂一带,挠曲局部发生断裂。推断此挠曲为基底断裂所引起的盖层构造。挠曲总长度 40km。
2、断层
(1)龙王沟正断层:位于煤xx北部龙王沟口至陈家沟门一带,走向近 E~ W,倾向 S,倾角 75°~85°,断距 20m~40m,延伸约 5km。断裂发生在浅部,造成奥陶系灰岩与煤系地层直接接触。
(2)哈xx峁正断层:位于煤田中部焦稍沟口,走向 SW,倾向 SE,倾角 70°,断距约 20m,延伸约 4km~5km。
(3)石圪咀正断层:位于煤田西部黑岱沟的南部边界处,经xx乌素区延伸至南部详查区,走向N30°E~N45°E,倾向SE,倾角60°,断距约为15m~50m,延伸约10km。
(4)虎石圪旦正断层:位于煤田中部xx乌素沟西侧的虎石圪旦,走向 S25°W,到南端接近正南,倾向SE,倾角70°,断距:北部60m,南部20m,延伸约3km。
图 2-2-2 准xx煤田构造纲要图
(二)井田地质构造
井田位于准xx煤田中部,处于西xxx背斜西翼。总体构造形态为一走向 NE~SW,倾向 NW 的单斜构造。井田中西部地层产状平缓,倾角一般 5°左右。在井田东部边界发育一挠曲带,呈 NE~SW 向展布,从 NE 延伸进井田内。进入井田后沿 821~823 号、933~1151 号、834~17 号孔之间展布,向 SW 渐宽渐缓。地层倾角在 821~823 号孔一带为 25°左右,向 SW 倾角变缓一般小于 13°。井田内断裂发育较少,且规模均较小,相对较大的断裂只有井田东北部的 F1 和 F2 逆断层。其中,F1 断裂走向为北东南西向,长度 275m,倾角 65°,落差 14m; F2 断裂走向为北东南西向,长度 672m,倾角 63°,落差 20m。
三、水文地质
(一)区域水文地质条件
1、概况
准xx煤田位于华北地台鄂尔多斯台向斜东北部,属陕、甘、宁、晋、蒙黄土高原的一部分,地貌具典型的黄土高原梁、峁特征,沟谷发育,地形复杂,地表植被稀少,水土流失严重,生态环境脆弱;地形总体西北高,东南低,西北部塔哈拉川上游海拔标高 1366m,东南部壕米圪坨海拔标高 870m,比高 496m,一般海拔标高 1050m~1250m。
黄河流经煤田东缘、南缘,是煤田xx的最大地表水体,为煤田的最低侵蚀基准面。较大沟谷有十里长川、孔兑沟、塔哈拉川(下游段称龙王沟)、黑岱沟、灌子沟等,为季节性有水沟谷,雨季可汇集地表水流、有溪流通过,其余时间干涸无水。
准xx煤田总体构造轮廓为东部隆起,西部拗陷,走向近 SN,向西倾斜的
单斜构造,产状平缓,一般<10°。在总体单斜构造轮廓下,发育有次一级构造,以宽缓的褶皱为主,断层稀少。地下水的储存、运动受总体构造形态及次一级宽缓褶皱的控制。
2、区域含水层水文地质特征
根据区域地层发育、赋存特点,将区域含水层划分为第四系松散岩类孔隙潜水含水岩组、碎屑岩类孔隙裂隙含水岩组、基岩裂隙含水岩组和碳酸岩类岩溶裂隙含水岩组四类。
(1)第四系松散岩类孔隙潜水含水岩组
主要分布在各大沟谷的主沟里,构成含水层的地层为第四系上更新统(Qp3)和全新统(Qhal+pl)砂砾石层(包括沟谷两岸一、二级阶地和高河漫滩),含水层厚度 3.50~14.82m,水位埋深 0.57~9.39m,水位埋深随地貌位置不同而变化,区内民井水量 109~557m3/d,钻孔试验水量在 56~131m3/d 之间。
(2)碎屑岩类孔隙裂隙含水岩组
主要分布在准xx旗北部地区,含水层为白垩系下统志丹群东胜组,岩性为灰白色、紫红色及杂色含砾粗中砂岩、粗砂岩及砂岩等,由 6~8 层含水层构成含水组,最上层承压含水层顶板为新近系上新统(N2)红色砂质泥岩,埋深一般在 63~115m 之间,底板埋深在 211~386m,该含水组实际厚度一般为 62~100m。
图 2-2-3 区域水系分布图
(3)基岩裂隙含水岩组
主要分布于准xx旗中西部广大地区,由二叠系、三叠系砂岩组成,含基岩潜水与承压水。裂隙潜水分布广泛,含水层厚度小,水量贫乏,多以泉水形式出露,泉水流量多小于 0.1L/s,部分地区大于 0.1L/s。裂隙承压水顶板埋深较小,一般为 5~50m,仅西营子一带大于 100m,含水层厚度小,一般为 10~30m,仅沙圪堵、纳林、五字湾一带大于 100m。由于补给条件差,含水层厚度小,透水性差,水量贫乏。除暖水镇、五字湾一带单井涌水量为 10~100m3/d 以外,其它地区均小于 10m3/d。
(4)碳酸岩类岩溶裂隙含水岩组
主要分布于准xx旗东部及东南部广大地区,寒武、奥陶系碳酸盐岩总厚度
770-885m,其中寒武系厚度 213~337m,奥陶系厚度为 515~595m。含水层岩性寒武系中统以灰岩、白云质灰岩为主,寒武系上统及奥陶系下统以白云岩、白云质灰岩为主,奥陶系中统以灰岩、白云质灰岩和白云质泥灰岩为主。北部及东南部地区以寒武系岩溶裂隙水为主,中部、南部以奥陶系岩溶裂隙水为主。地下水的富水性主要受岩性、构造、岩溶发育程度和水动力条件的控制。迳流区单井涌水量 1000~5000m3/d,排泄区大于 5000m3/d,最大可达 50000m3/d 以上。岩溶裂隙水在补给、迳流区水位埋深 150~350m,沿黄河河谷低洼处可自流,自流水头高度可达 18m,水质类型多为 HCO3-Ca·Mg 型,矿化度 0.25~0.42g/l。
区域含水岩组水文地质特征见表 表 2-2-2
含水岩组 | 地层时代 | 含水层名 称 | 分布范围 | 含 水 层 特 征 | 富 水 性 | 水化学类型 |
第 四系 松散 岩类 孔隙 含水 岩组 | Qh | 全 新 统砂 砾 石含水层 | 分布于煤田的各大冲沟及黄河岸边 | 含水层岩性为砂、砂砾石,厚度 0~25m,含水层厚度变化大,分布面积小,连续性差,无良好的补给源,富水性弱异 大。 | 弱—中等,局部较强。 | |
Qp3m | 上 更 新统 马 兰组 黄 土 含水层 | 全区广泛分布 | 厚度 0~120m,垂直节理发育,透水性好,在与基岩接触处,常有泉水出露,降水后出水点 多。 | 泉水流量 0.01 ~ 1.00L/s | HCO3—Ca·Mg | |
碎 屑岩 类孔 隙裂 隙含 水 岩组 | K | 白 垩 系砂岩、砂砾 岩 含水层 | 分布于煤田北部及西北部边缘 | 厚度大于 50m,孔隙、裂隙均发育,但不均匀,水位多在百米以下,该层泉水出露较多。在煤田西北部之外,富水性较好,其余地段富水性以弱为主。 | 泉水流量 0.016~ 2.00L/s。钻孔抽水试 验 q < 0.001 L/s.m | HCO3—Ca·Mg 型水为主 |
基岩裂隙含水岩组 | T1 | 三 叠 系下 统 砂岩 含 水 层 | 分布于煤田西南部及西部 | 含水层岩性主要为中细砂岩,富水性弱,泉水流量微。 | 泉 水 流 量 < 0.3 L/s | |
P2sj | 二 叠 系上 统 孙家 沟 组砂 岩 含 水层 | 分布于煤田中部、西部、南部 | 含水层岩性为中粗砂岩,表层极易风化,风化裂隙发育,地表有泉水出露,为季节性泉水。 | 泉水流量 0.10 ~ 0.70L/s,最大达 1 l/s | HCO3—Ca·Mg 矿化度<1g/l | |
基 岩裂 隙含 水岩组 | P1x | 二 叠 系下 统 下石 盒 子组 砂 岩 含水层 | 基本全区分布,在煤田北部不全,局部剥蚀 | 含水层岩性主要为砂岩,裂隙发育,常见有下降泉出露。 | 泉水流量 0.10 ~ 0.5L/s。钻孔抽水试 验 q=0.303 L/s.m, 富水均匀 性差 | HCO3—Ca·Mg 矿化度 0.2g/l |
P1s | 二 叠 系下 统 山西 组 砂岩 含 水 层 | 全区发育 | 含水层岩性主要为中、粗砂岩,在粗砂岩中有少量泉水出露。 | 泉水流量 0.01 ~ 0.40L/s , 最大达 1.51L/s | HCO3—Ca·Mg 矿化度<1g/l | |
C2t2 | 石 炭 系上 统 太原 组 上部 砂 岩 含水层 | 全区发育 | 含水层岩性为砂岩,含 6~10号煤层,地表见有少数泉水出露。 | 泉水流量 0.01 ~ 0.60L/s | HCO3—Ca·Mg |
含水岩组 | 地层时代 | 含水层名 称 | 分布范围 | 含 水 层 特 征 | 富 水 性 | 水化学类型 |
碳 酸岩 类岩 溶裂 隙含 水岩组 | O1+2 | 奥 陶 系中 下 统灰 岩 含水层 | 出露于煤田东部黄河岸边,南部榆树湾一带 | 灰岩厚度 0~100m,在榆树湾一带灰岩厚度达 300m,岩性以浅灰、黄色白云质灰岩为主,次为竹叶状灰岩,岩溶裂隙发育极不均一,富水性不均一,如在黑岱沟一带,岩溶裂隙不发育,含水极微弱,而在榆树沟一带,岩溶发育,含水较丰 富。 | 富水性极不均匀,泉水流量 0.01 ~ 7.00L/s.m | HCO3—Ca·Mg 矿化度<1g/l |
∈ | 寒 武 系灰 岩 含水层 | 出露于黄河岸边、黄河以东大范围出露 | 岩性由白云岩、竹叶状灰岩、鲕状灰岩组成,岩溶发育及富水性极不均一,局部有富水地 段。如唐公塔水源地。 | 富水性极不均匀 | HCO3—Ca·Mg 矿化度<1g/l |
3、区域地下水的补给、径流、排泄特征
(1)第四系松散岩类孔隙水
第四系松散岩类潜水含水层主要补给来源有大气降水垂直入渗、上游河谷断面的径流补给、沟谷两侧的风积砂层和基岩地下水及沟谷泉水补给以及雨季和融冻季节洪水淹没河谷时,洪水补给沟谷地下水。排泄方式主要以蒸发排泄和下渗排泄为主。地表水及地下潜水径流条件较好,松散岩类孔隙水总体由西北向东南径流。
(2)碎屑岩类孔隙裂隙水
碎屑岩类孔隙裂隙水主要补给来源为大气降水垂直入渗补给。人工开采及向下游侧向径流是其主要排泄途径。
(3)基岩裂隙水
基岩裂隙水补给方式一方面接受上部潜水的下渗补给,另一方面为丘陵区基岩裂隙水的侧向补给。排泄方式主要以向下游排泄为主,人工开采次之。基岩裂隙水的承压水主要沿倾向或层面方向径流。
(4)碳酸岩类岩溶裂隙水
在碳酸盐岩裸露和半裸露区,主要接受大气降水的垂直入渗补给,此外,黄河及其支流在流经碳酸盐岩裸露和松散层很薄地区时向下渗漏补给岩溶地下水。受天桥背斜和黄河侵蚀下切深度的控制,岩溶水沿黄河溢出成泉,集中排泄。受碳酸盐岩地层向西倾斜的控制,岩溶地下水总的迳流方向基本上与太古界变质岩基底及上覆下古生界单斜构造层的倾斜方向一致,自北东向xx运移。
图 2-2-4 区域水文地质图
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(二)矿区水文地质条件
1、概况
井田位于准xx煤田南部,井田总体构造形态为一向西倾斜的单斜构造,区内各地层中不同程度地发育有裂隙,局部有泉水出露,流量一般很小,地下水补给来源贫乏,地下水位较深。
井田内地表水系主要有黑岱沟和大壕赖沟,区内地下水的赋存和分布主要受气候、地貌、地层岩性、地质构造及地表水系等因素控制。井田内有第四系松散岩类孔隙含水层、二叠系上统上石盒子组(P2s)承压裂隙含水层、二叠系下统下石盒子组(P1x)承压裂隙含水层、二叠系下统山西组(P2s)承压裂隙含水层、石炭系上统太原组(C2t)承压裂隙含水层共五个主要含水层。此外,石炭系上
统太原组下部还分部有奥陶系中下统(O1+2)岩溶承压裂隙含水层。
井田位于半干旱气候区,降水少,蒸发量大,地下水补给主要来源于大气降水入渗,因此区内地下水比较贫乏。
井田内总体东高西低、北高南低,黑岱沟是井田所有地表水的汇集区,黑岱沟汇集了区内大部分水量,然后沿纵横发育的沟谷向东集中排入黄河。地表水径流受地形地貌的控制,黑岱沟地表水径流方向为西北—东南,其它地表水径流方向为东北—西南。
2、岩层的含水性
根据含水空间特征,将井田含水层分为三大类:第四系松散岩类孔隙含水层、基岩类裂隙含水层和岩溶裂隙含水层,现分述如下:
(1)第四系松散岩类孔隙含水层
第四系全新统冲洪积层(Qhal+pl)含水层
主要分布xxx沟和大壕赖沟,为第四系全新统冲洪积层潜水含水层,厚度约 10m 左右,分布范围小,连续性差,岩性以中、细砂为主,夹砂砾石、卵石及淤泥。因受厚度、分布面积的限制,富水性弱,水位埋深 5~8m 左右,单位涌水量为 0.176L/s·m,渗透系数 10.05m/d,水化学类型为 HCO3-Ca·Mg 型。
图 2-2-5 矿区地表水系分布图
(2)基岩裂隙含水层
1)二叠系上统上石盒子组(P2s)、二叠系下统下石盒子组(P1x)含水层
全区分布,厚度平均为 216.70m,含水层岩性为泥岩、砂质泥岩、砂岩,裂隙比较发育。单位涌水量 0.00212 ~ 0.02167L/s·m , 渗透系数 0.000922 ~ 0.0305m/d,水化学类型为 HCO3-Ca·Mg 型,PH 值 7.2~7.7,为弱富水性含水层。
2)二叠系下统山西组(P1s)含水层
全区分布,含可采煤层 5 煤,厚度 37.00~52.00m,含水层上部岩性为中粗粒砂岩、砂质泥岩、粘土岩及煤层,下部为巨厚层状粗粒砂岩,xxx。单位涌水量 0.00215~0.0762L/s·m,渗透系数 0.00553~0.5426m/d,水化学类型为 HCO3
-Ca·Mg 型,PH 值 7.1~7.3。
该组地层含砂岩裂隙承压水,是开采 5 煤、6 煤的直接充水含水岩组,富水性弱,且不均匀。
3)石炭系上统太原组(C2t)含水层
全区分布,含可采煤层 6 煤(含 6 上)、9 煤,厚度 42.50~64.50m,含水层上部岩性为 6 号煤层及泥岩、砂质泥岩、粉砂岩,下部为 9 号煤层及中~粗粒砂岩,含裂隙承压水,单位涌水量 q=0.0364L/s.m,渗透系数 k=0.11607m/d,水质类型为 HCO3-Ca 型水,PH 值为 7.3。富水性弱。
6 号煤全井田发育,稳定,厚度大,是山西组砂岩裂隙含水岩组与太原组砂岩裂隙含水岩组间稳定隔水层,隔水性良好。
本组地层含砂岩裂隙承压水,其水头压力高于 6 煤底板标高,是开采 6、9
号煤层的直接充水含水岩组,富水性差。
(3)岩溶裂隙含水层奥陶系中下统(O1+2)
奥陶系岩溶裂隙含水层在井田内无出露,主要出露于井田边界外的黑岱沟,厚度大于 100m。含水层岩性为白云质灰岩,灰岩,竹叶状、豹皮状灰岩。据区内钻孔资料,未见溶蚀现象,仅见少量裂隙,且已被方解石充填。富水性极不均匀。单位涌水量 0.064L/s·m~19.039L/s·m。
2、岩层的隔水性
(1)新近系(N2)
出露于沟谷半坡上,厚度 0~50.22m,本区只一个钻孔见到,厚度小于 10m。岩性为浅砖红色泥岩、浅红色砂质泥岩及含粉砂质钙质泥岩。为良好的隔水层。
(2)山西组(P1s)
该组地层中夹有 2 层粘土岩及砂质粘土岩,为良好的隔水层。
(3)太原组(C2t)
该组地层中夹有 3 层粘土岩及砂质粘土岩,底部有厚层灰色粘土岩,为良好的隔水层。
综上所述:矿区各含水层富水性以弱为主,且均匀性差,含水贫乏,各含水层间的水力联系较弱,影响富水性的主要因素是含水层厚度,导水能力和地下水的区域补给强度。
3、井田地下水的补给、径流、排泄条件
(1)补给:直接充水含水层地下水的补给源以大气降水为主,大气降水通过零星出露的基岩露头或黄土覆盖的隐伏基岩露头垂直下渗补给。其次接受区外
地下水的侧向径流补给。松散层潜水直接接受大气降水的垂直渗入补给。决定补给量多少的主要因素是降水量与降水形式、补给区的大小。本区的年降水量在 400mm 左右,且多集中在 7、8、9 三个月,且多以暴雨形式出现,利于排泄而不利于下渗补给。总之,降水量少且集中加之地形起伏大、沟谷纵横不利于降水的入渗、而易形成表流沿纵横发育之沟谷集中排入黄河。黄河水面亦是当地最低侵蚀基准面标高。基岩出露面积零星并多处于较大沟谷的边缘,基岩出露处普遍地形坡度大,植被稀少,对排泄大气降水有利。因补给量非常有限、直接充水含水层补给来源贫乏,决定了其富水性弱。
(2)径流:地下水接受补给后,总的流向为由北及西北、向南东及东运动,
局部地段由于煤系地层的起伏或透水性的差异等因素的影响,而略有变化。潜水一般沿沟谷方向径流,承压水一般沿地层倾向径流。
(3)排泄:地下水排泄有如下几种形式:承压水以侧向径流的形式排出区
外,在有利地形部位(如沟谷、洼地)以泉的形式排出地表、形成地表流水;其次为人工开采排泄。潜水的排泄方式有沿沟谷方向的径流排泄、人工开采排泄、蒸发排泄,向深部承压水的渗入排泄等。
总之,本区降水量少,煤层直接充水含水层补给区面积小,沟谷纵横且切割深、无良好的汇水地形。构造总体为向西倾斜,具波状起伏的单斜,对地下水储存不利。煤层直接充水含水层的补给量极小,富水性弱。
图 2-2-6 井田水文地质图
62
(三)xxx水因素分析
1、地形地貌及气候条件
井田属陕、甘、宁、晋、蒙黄土高原的一部分,地貌形态以黄土梁、峁、沟为主。大饭铺煤矿位于鄂尔多斯高原东部,井田总体地势北高南低,最高点位于井田北部边界附近,海拔标高为 1286.8m,最低点位于井田南部的黑岱沟中,海拔标高为 1124.3m,相对高差为 162.5m。一般海拔标高 1150~1250m,相对高差 100m 左右。
地形有利于自然排水,植被稀少,沟谷纵横,气候干燥,蒸发xx,降水量少且多集中在 7、8、9 月。但因地形起伏大,沟谷切割深,大气降水易形成洪水集中排入黄河,渗入地下者甚微。正常情况下,大气降水不会直接对矿坑充水。
2、地表水
井田内地表水体主要为位于井田西南部黑岱沟内的水库,水量受大气降水控制,雨季较大,冬春季较小。该水库为井田内海拔标高最低点,下部岩层有多层隔水层,通过露头的基岩裂隙对地下水补给有限,因此,对矿床充水基本无影响。
3、地下水
矿井地下水各含水层富水性弱,隔水层隔水能力较强,各含水层之间水力联系较弱,由于采煤产生采动裂隙,使得各层水力联系加强,渗入井下,因此地下水成为矿井的直接充水含水层。由于二叠系下统山西组和石炭系上统太原组为矿井的含煤地层,而山西组、太原组地层为煤层直接充水含水岩组,因此,这两层含水层为矿井的主要充水含水层。
黄河流经井田外东缘(距井田东界约 12km),在井田xx黄河河床切割的
为奥陶、寒武系地层,与上述地层有水力联系。奥陶系上统地层与煤系地层间有太原组下部为稳定隔水层、隔水性良好,未发现有导水断层联通二者,在正常情况下二者间无水力联系。据钻孔简易水文地质观测,水位随着钻孔深度加深而下降,由此说明各含水岩组间无水力联系,由此可见黄河水、奥灰水与直接充水含水岩组间水力联系不密切,对矿床充水基本无影响。
3、矿床充水水源、通道
区内构造简单,为总体倾向 W,倾角小于 10°的单斜。构造对地下水的储存、富集及地下水、地表水的联通无影响。在采矿过程中,地下水通过构造导水通道
进入矿井的可能性小。矿床充水水源主要为山西组砂岩裂隙、太原组上部砂岩裂隙中的地下水;充水通道为采矿过程形成的冒落带、导水裂隙带。此外井筒巷道揭露含水层后,将直接向矿井充水。
根据 2016 年 10 月,内蒙古自治区煤田地质局 153 勘探队编制的《内蒙古自
治区准格尔煤田大饭铺煤矿煤炭资源储量核实报告》,井田内勘查过程中未发现陷落柱存在。陷落柱突水是陷落柱富水性、地下水压力、陷落柱充填物质的岩体强度、构造裂隙及矿山压力等因素相互作用,失去平衡的结果。陷落柱是否含水取决于陷落柱发育高度内,围岩地层的含水性,如围岩的太原组灰岩、山西组砂岩水是否渗入,对其存在补给关系。在本区虽未有对矿井安全造成危害,但准格尔煤田北部的窑沟、牛连沟井田内发育数个陷落柱,两轴直径 30~40m 及 280~ 470m,本井田也不能排除发生陷落柱的可能。
另外,奥陶系岩溶裂隙水富水性好,水压大,可能通过断层、陷落柱、未封闭或封闭不良钻孔沟通含煤基底奥陶系岩溶水。当煤层标高位于岩溶水标高之下,底板有涌水现象时,极有可能是岩溶水向矿井充水。
4、周边生产矿井、小窑水文地质特征
根据 2017 年 5 月,内蒙古煤矿设计研究院有限责任公司编制的内蒙古准格尔旗力量煤业有限公司大饭铺煤矿煤炭资源开发利用方案》,井田东部边界外的点岱沟沟口、陈家沟门一带曾有多个生产窑及旧窑分布,最大的陈家沟门小窑,开采范围斜深 360m,宽 210m,日产煤 50t,虽井口位于沟边,工作面低于龙王沟谷底,但坑道内只有微量地下水涌出,不必专门排水。除 3 个旧窑因每日约 1.2t 无法排尽而停产外,其余的均不需排水。
此外,准格尔煤田井工开采的矿井排水量最大的为牛连沟劳改煤矿接续井。该井采 6 号煤,充水水源为 6 号煤顶砂岩裂隙水,通道是采矿过程中形成的冒落带、裂隙带。年产原煤 10 万 t,正常日排水量 600m3。
(四)矿区水文地质勘探类型
矿区直接充水含水层的贮水空间以层状岩类裂隙为主,地层岩性较复杂,地质构造简单,局部有软弱夹层,贫乏的大气降水为其主要补给源,含水层的富水性弱,补给和径流条件均较差,据此将矿区水文地质类型划分为第三类第二型,即以层状岩类裂隙为主水文地质条件中等型的充水矿床。
四、工程地质
(一)岩土体类型及工程地质特征
根据矿区地层岩性、岩土体结构及工程地质特征,区内可划分为四种岩土体类型。
1、较软岩:零星出露于井田内地表。岩性主要为石炭系上统太原组(C2t)
的灰黑色泥岩、砂质泥岩、灰白色中~粗粒砂岩、细砂岩、粉砂岩;二叠系下统山西组(P1s)的灰色、灰黑色泥岩、灰白色中粗粒石英砂岩;二叠系下统下石盒子组(P1x)的黄褐色砂岩与紫色、杂色粘土岩及泥岩;二叠系下统上石盒子组(P2s)的紫红色砂质泥岩、灰绿色细砂岩、粉砂岩、中粗粒砂岩、砂砾岩;新近系上新统(N2)的红色、砖红色泥岩。饱和单轴抗压强度平均在 8.02~ 25.87MPa,工程地质性质一般。
根据岩石物理力学统计结果,6 煤顶板以上的岩石自然状态下单轴抗压强度
<30MPa 的占 72%,30~60MPa 的占 28%,岩石强度为软弱~半坚硬。6 煤底至9 煤顶岩石自然状态下单轴抗压强度<30MPa 的占93%,30~60MPa 的占6%,岩性以软弱岩石为主。9 煤底 20m 范围内自然状态单轴抗压强度<30MPa 的占 75%,30~60MPa 的占 25%,岩性也以软弱岩石为主。根据岩石力学性质测试资料表明,煤层顶底板岩石抗压强度较低,稳固性较差,其工程地质条件一般。岩石物理力学性质统计见表 2-2-4、2-2-5、2-2-6。
2、黄土:广泛分布于井田内地表,岩性为第四系上更新统马兰组黄土
(Qp3m),垂直节理发育,具有弱湿陷性,含钙质结核,含水量 4.6%~13.1%,地基承载力特征值≤150KPa,工程地质条件一般。
3、砂土:分布于井田沟谷内地表,岩性为第四系全新统冲洪积砂砾石
(Qhal+pl),稍密~密实,呈次棱角状,分选性较差,地基承载力特征值在 100~ 160KPa 之间,工程地质条件一般。
4、风积砂:零星分布于井田内地表,岩性为第四系全新统风积砂(Qheol),由黄色粉细砂组成,结构松散,稍湿,压缩性较大,透水性好,承载力极低,工程地质性质较差。
6 煤顶板以上岩石物理试验汇总表 表 2-2-3
岩石名称 项目 | 砂质泥岩 | 泥岩 | 砾岩 | 粘土岩 | 含砾粗砂岩 | 粗砂岩 | 粉砂岩 | 中砂岩 | 细砂岩 | ||
最小~最大平均 | |||||||||||
真密度 (kg/m3) | 2403~2868 2606(29) | 2476~2960 2647(6) | 2700 | 2640~2664 2651(3) | 2423~2938 2631(24) | 3310 | 2647~2690 2667(3) | 2564~2640 2602(2) | |||
视密度 (kg/m3) | 2290~2718 2475(29) | 2296~2576 2443(6) | 2451 | 2198~2342 2261(3) | 2060~2580 2313(24) | 2460 | 2321~2557 2419(3) | 2499~2542 2521(2) | |||
孔隙率 (%) | 0.48~17.35 5.25(29) | 0.69~9.92 4.72(5) | 9.52 | 12.09~16.74 14.71(3) | 1.90~20.52 12.00(24) | 3.94~12.3 8.58(3) | 2.54~3.71 3.13(2) | ||||
含水率 (%) | 1.34~3.83 2.30(25) | 2.07~2.74 2.44(5) | 0.25~6.33 2.26(18) | 1.94 | 1.94 | ||||||
抗剪强度 (M Pa) | 45° | 正应 力 | 17.65~41.29 25.67(8) | 26.13 | 29.19~31.11 30.15(2) | ||||||
剪应力 | 17.65~41.29 25.67(8) | 26.13 | 29.19~31.11 30.15(2) | ||||||||
55° | 正应 力 | 9.64~18.45 12.85(8) | 11.01 | 11.93~12.66 12.30(2) | |||||||
剪应 力 | 13.76~26.34 18.35(8) | 15.73 | 17.04~18.09 17.57(2) | ||||||||
65° | 正应 力 | 4.53~7.44 5.82(8) | 4.26 | 3.38~4.19 3.79(2) | |||||||
剪应 力 | 9.72~15.95 12.48(8) | 9.14 | 7.25~8.99 8.12(2) | ||||||||
内摩擦角(°′) | 25°59~ 38°53′ | 37°19′ | 33°3 1′ | 33°57′~ 37°47′ | 37°58′~ 41°27′ | 39°41′ | 23°10′~ 39°48′ | ||||
凝聚力 (Mpa) | 6.7~12.0 9.3(9) | 6.5 | 3.7 | 3.7~18.8 9.0(3) | 2.9~16.7 6.4(10) | 8.6 | 11.3~19.1 15.2(2) | ||||
抗压强度 (MPa) | 吸水状态 | 5.0~34.8 15.3(21) | 3.9~17.9 10.9(2) | 8.73 | 6.00~10.04 8.02(2) | 6.22~21.0 14.39(16) | 8.84~17.8 13.32(2) | 25.87 | |||
自然状态 | 8.6~53.8 26.0(31) | 5.8~31.2 15.07(8) | 11.1 6 | 26.3 | 9.53~33.7 18.97(4) | 8.4~52.5 22.8(30) | 33.7~ 58.9 47.11(5) | 17.68~39.7 30.65(3) | 26.1~46.9 35.2(2) | ||
软化系数 | 0.19~0.99 0.58(23) | 0.16~0.51 0.34(2) | 0.78 | 0.66~0.97 0.82(2) | 0.23~0.99 0.64(16) | 0.49 | 0.77 | ||||
抗拉强度 (MPa) | 0.82~2.46 1.34(12) | 0.61~1.64 1.06(3) | 1.23~2.05 1.56(8) | ||||||||
弹性摸量 Et | 1.16×104~ 5.45×104 | 2.45×104 ~ 2.64×104 | 1.36 ×104 | 9.72×103~ 4.21×104 | 5.82×103~ 5.31×104 | 26.28×104 | 1.69×104 ~2.45×104 | 7.94×104 | |||
泊松比 β | 0.12~0.48 0.25(24) | 0.12~0.19 0.16(2) | 0.3 | 0.25~0.30 0.28(3) | 0.08~0.76 0.25(19) | 0.19 | 0.06~0.28 0.17(2) | 0.42 |
6 煤底至 9 煤顶岩石物理试验汇总表 表 2-2-4
岩石名称 项目 | 砂质泥岩 | 泥岩 | 粗砂岩 | 细砂岩 | 粉砂岩 | 粘土岩 | 炭质泥岩 | ||
最小~最大平均 | |||||||||
真密度 (kg/m3) | 2214~2947 2548(11) | 2482~2814 2606(12) | 2627 | 2640 | 2256~3602 2792(4) | ||||
视密度 (kg/m3) | 1942~2562 2358(11) | 2200~2510 2420(12) | 2236 | 2115~3522 2676(4) | |||||
孔隙率 (%) | 1.31~14.42 6.71(11) | 0.40~16.73 6.67(12) | 14.88 | 6.82 | 2.22~6.66 4.58(4) | ||||
含水率 (%) | 0.97~4.59 2.21(11) | 0.86~5.84 2.51(12) | 5.84 | 1.14~3.18 2.15(4) | |||||
抗剪强度 (MPa ) | 45 ° | 正应力 | 18.21~46.95 26.55(8) | 18.67~22.06 20.37(2) | |||||
剪应力 | 18.21~46.95 26.55(8) | 18.67~22.06 20.37(2) | |||||||
55 ° | 正应力 | 7.16~21.11 12.65(8) | 9.54~11.93 10.74(2) | ||||||
剪应力 | 10.22~30.15 18.06(8) | 13.63~17.04 15.34(2) | |||||||
65 ° | 正应力 | 2.77~9.47 5.35(8) | 3.72~4.87 4.30(2) | ||||||
剪应力 | 5.94~20.3 11.47(8) | 7.98~10.44 9.21(2) | |||||||
内摩擦角(°′) | 29°49′~ 37°59′ | 30°55′~ 36°59′ | 26°27′ | ||||||
凝聚力 (Mpa) | 4.1~14.4 8.4(8) | 5.7~8.3 7.0(2) | 16.9 | ||||||
抗压强度 (MPa) | 吸水状态 | 9.8~27.2 15.4(8) | 16.8~19.6 18.2(2) | ||||||
自然状态 | 3.6~65.2 22.9(13) | 4.2~27.3 12.9(21) | 21.5~44.6 30.9(3) | 30.4~47.6 39.0(2) | 32.1 | 25.6~38.4 32.0(2) | 5.4~23.6 11.71(11) | ||
软化系数 | 0.27~0.90 0.66(8) | 0.77~0.79 0.78(2) | |||||||
抗拉强度 (MPa) | 0.82~1.84 1.40(11) | 0.61~3.69 1.60(9) | 1.64 | 0.61~2.05 1.27(3) | |||||
弹性摸量 Et | 6.89×103~ 4.21×104 | 1.4×104~ 2.6×104 | |||||||
泊松比 β | 0.08~0.63 0.28(10) | 0.23~0.28 0.26(2) |
(二)不良环境地质问题及防治
1、不良环境地质问题
(1)5 煤顶底板及其稳定性
根据钻孔资料,5 煤顶板岩性为粗砂岩,底板岩性为砂质粘土岩。
粗砂岩:真密度 2423~2938kg/m3,平均 2631kg/m3;孔隙率 1.90~20.52%,平均 12.00%;含水率 0.25~6.33%,平均 2.26%;天然抗压强度 8.4~52.5MPa,平均 22.8MPa;内摩擦角为 37°58′~41°27′;凝聚力为 2.9~16.7,平均 6.4;软化系数 0.23~0.99,平均 0.64。
粘土岩:天然抗压强度 26.3MPa。
5 煤顶板粗砂岩抗压强度不大,需注意有无泥岩类软弱夹层,因为该夹层胶结程度差,抗压强度较低。
5 煤底板粘土岩抗压强度较低,遇水易软化及崩解,对底板支护极为不利,为稳定~不稳定型顶底板。
(2)6 煤顶底板及其稳定性
根据钻孔资料,6 煤顶板岩性为粗砂岩,底板岩性为泥岩。
粗砂岩:真密度 2423~2938kg/m3,平均 2631kg/m3;孔隙率 1.90~20.52%,平均 12.00%;含水率 0.25~6.33%,平均 2.26%;天然抗压强度 8.4~52.5MPa,平均 22.8MPa;内摩擦角为 37°58′~41°27′;凝聚力为 2.9~16.7,平均 6.4;软化系数 0.23~0.99,平均 0.64。
泥岩:真密度 2482~2814kg/m3,平均 2606kg/m3;孔隙率 0.40~16.73%,平均 6.67%;含水率 0.86~5.84%,平均 2.51%;天然抗压强度 4.2~27.32MPa,平均 12.9MPa;内摩擦角为 30°55′~36°59′;凝聚力为 5.7~8.3,平均 7.0;软化系数 0.77~0.79,平均 0.78。
6 煤顶板粗砂岩抗压强度不大,需注意有无泥岩类软弱夹层,因为该夹层胶结程度差,抗压强度较低。
6 煤底板泥岩抗压强度低,遇水易软化及崩解,对底板支护极为不利,为稳定~不稳定型顶底板。
(3)9 煤顶底板及其稳定性
根据钻孔资料,9 煤顶板岩性为粉砂岩,底板岩性为炭质泥岩。
粉砂岩:天然抗压强度为 32.1MPa。
炭质泥岩:真密度 2143~2520kg/m3,平均 2317kg/m3;孔隙率 0.99~10.57%,平均 5.27%;含水率 1.71~2.34%,平均 2.03%;天然抗压强度 5.4~9.9MPa,平均 7.9MPa;内摩擦角为 34°01′;凝聚力为 4.6。
9 煤顶板粉砂岩较坚硬,但该层厚度较薄,需注意有无泥岩类软弱夹层。
9 煤底板泥岩抗压强度低,遇水易软化及崩解,对底板支护极为不利,为稳定~不稳定型顶底板。
综上所述,5 煤顶底板岩性以砂岩、泥岩为主,但抗压强度较低,易冒落,故属稳定-不稳定型顶底板。6 煤顶底板岩性以砂岩、泥岩为主,抗压强度较低,但有泥岩软弱夹层,遇水易软化崩解,这对顶底板支护不利,且其受采动影响产生的导水裂隙带可能与第四系松散岩类水沟通,引发上部潜水流入井下,故 6煤顶底板也属稳定~不稳定型。9 煤顶底板岩性以砂岩、炭质泥岩为主,其顶板粉砂岩较坚硬,抗压强度较好,但该层厚度较薄,其上层即为泥岩层,抗压强度底,易冒落,故 9 煤顶底板也属稳定~不稳定型。
2、主要工程地质问题及防治意见
煤层顶、底板强度较低,易软化,开采中局部地段可能产生冒落,垮塌,底鼓现象。根据具体情况,选择合理的支护措施,如大范围的易冒顶板,可用液压支柱或留设煤柱防止冒落。小范围的易冒顶板,可用锚喷支护或钢丝网护顶,确保安全生产。
生产过程中,应加强井巷围岩变形监测,对不良工程地质现象,做到早发现,早预防。
五、矿体地质特征
(一)含煤地层及含煤性
太原组上岩段(C2t2)为井田主要含煤地层,含煤 5 层,即 6 上、6、8、9、10号煤层。其中 6 上、6 号煤层全区可采,9 号煤层局部可采,8、10 号煤层不可采。本组地层厚度*********,平均****。煤层自然平均总厚度为****,含煤系数为 56.98%;可采煤层总厚度为****,可采含煤系数为 42.13%,含煤性较好。
山西组(P1s)含煤 3 层,即 1、3、5 号煤层,5 号煤层大部可采,1、3 号煤层不可采。本组地层厚度 3****,平均****m,煤层自然平均总厚度为****,
含煤系数为 5.67%;可采煤层平均总厚度为****,可采含煤系数为 4.12%,含煤性较差。
(二)可采煤层特征
井田内含可采煤层共 4 层,自上而下编号为 5、6 上、6、9 号煤层。除此以外,还赋存着 1、3、8、10 四个煤层,但厚度小,层位不稳定,连续性差,为不可采煤层。
可采煤层特征一览表 表 2-2-5
煤层 | 埋藏深度 (m) | 自然厚度 (m) | 可采厚度 (m) | 夹矸总厚 (层数) | 煤层间距 (m) | 控制点数 | 见煤点数 | 可采点数 | 点可采系数 (%) | 可采面积 (km2) | 面积可采系数 (%) | 可采程 度 | 稳定程 度 |
最小~最大 平均(点数) | 最小~最大 平均(点数) | 最小~最大 平均(点数) | 最小~最大最少~最多 | 最小~最大 平均(点数) | |||||||||
5 | **** | **** | **** | **** | **** | ** | ** | *** | **** | *** | 全区可 采 | 较稳定 | |
**** | |||||||||||||
6 上 | **** | **** | **** | **** | **** | ** | ** | *** | **** | *** *** | 大 部 | 较 稳 | |
**** | |||||||||||||
6 | **** | **** | **** | **** | **** | ** | ** | *** | **** | *** | 全 区 | 较 稳 | |
**** | |||||||||||||
9 | **** | **** | **** | **** | **** | ** | ** | *** | **** | *** | 局部可 采 | 不稳定 | |
各可采煤层分述如下:
1、5 号煤层
该煤层位于山西组下部,见煤点煤层埋藏深度****,平均****。煤层自然厚度***,平均******。可采厚度******,平均******,可采面积******。
煤层结构较简单,一般含 0~3 层夹矸,夹矸总厚度******,夹矸岩性为泥岩及砂质泥岩。顶板岩性以砂质泥岩及砂岩为主,底板多为砂质泥岩、泥岩。
该煤层厚度变化不大,结构简单,可采连续性较好,仅在井田东部出现一片小面积的不可采范围,西北角为一片高灰煤,煤类单一,属全区可采的较稳定煤层。与 6 上煤层间距*********,平均******。
图 2-2-7 5 煤层平面分布图
2、6 上煤层
该煤层位于太原组顶部,为 6 号煤层的上分岔煤层,见煤点煤层埋藏深度
***,平均***。煤层自然厚度******,平均***,可采面积***。
煤层结构简单,含夹矸 0~4 层,一般 1~2 层,夹矸总厚度***,夹矸岩性为泥岩、砂质泥岩、粘土岩、部分为炭质泥岩。顶板岩性以砂质泥岩及粗砂岩为主,底板多为砂质泥岩、泥岩。
该煤层以中厚煤层为主,可采区边界分布规整,两片不可采面积分布于井田的西南及东部,煤层结构简单,煤类单一,属大部可采的较稳定煤层。与 6 号煤层间距***,平均***。
图 2-2-8 6 上煤层平面分布图
3、6 号煤层
该煤层为区内主要可采煤层,位于太原组上部,见煤点煤层埋藏深度******,平均******。见煤点煤层厚度******,平均******;可采厚度******,平均******。该煤层可采厚度总体上表现为西部厚东部薄的特点,但厚度变化不大。
煤层结构复杂,含 2~19 层夹矸,夹矸总厚度******。夹矸岩性为砂质泥岩、泥岩。顶板岩性以泥岩、砂质泥岩为主,底板多为砂质泥岩、泥岩及粉砂岩。
该煤层全层厚度变化不大,煤类单一,煤质变化小,属全区可采的较稳定煤层。与 9 号煤层间距******,平均******。
图 2-2-9 6 煤层平面分布图
4、9 号煤层
位于太原组上岩段下部,煤层见煤点埋藏深度 142.57 ~597.95m,平均 294.77m。煤层自然厚度 0~7.05m,平均 1.00m,可采面积 4.567km2,该煤层可采面积主要分布于井田西部及南部,面积 3.39km2,北部一片可采面积 1.17km2,可采边界不规则。
煤层结构简单,含 0~4 层夹矸,一般含 1 层夹矸,夹矸总厚度 0~4.55m,夹矸岩性为泥岩、砂质泥岩,顶底板岩性多为砂质泥岩、泥岩。
该煤层厚度变化较大,结构简单,夹矸层位不易对比,煤类单一,属局部可采的不稳定煤层。
第三节 矿区社会经济概况
准格尔旗位于鄂尔多斯市东部,毛乌素沙漠东南端,全旗辖 6 镇、2 乡、1苏木,全旗总面积 7692km2。截止到 2021 年年末全旗户籍总人口 33.47 万人,比
上年末增加 0.1 万人。其中,城镇人口 7.08 万人,乡村人口 26.39 万人。准格尔旗 2019~2021 年国民经济和社会发展统计公报数据见表 2-3-1。
准格尔旗 2019~2021 年国民经济和社会发展统计数据 表 2-3-1
年份 | 地区生产总值 (GDP)亿元 | 第一产业增加值(亿元) | 第二产业增加值(亿元) | 第三产业增加值(亿元) | 城乡居民人均可支配收 入(元) |
2019 | 820.05 | 11.51 | 562.92 | 245.62 | 40669 |
2020 | 751.91 | 12.59 | 496.77 | 242.55 | 41424 |
2021 | 1070.9 | 13.77 | 793.87 | 263.26 | 44614 |
社会经济情况分年度介绍如下:
(一)2019 年
2019 年全旗地区生产总值(GDP)820.05 亿元,居全市首位,按第四次全国经济普查修订数据后的同口径可比价计算,比上年增长 3.1%。分三次产业看,第一产业实现增加值 11.51 亿元,增长 1.2%;第二产业实现增加值 562.92 亿元,增长 2.8%,其中工业增加值完成 541.64 亿元,增长 2.3%,建筑业增加值完成
21.28 亿元,增长 18.7%;第三产业实现增加值 245.62 亿元,增长 4.0%。经济结构比例为 1.4:68.6:30。
(二)2020 年
2020 年全旗地区生产总值(GDP)751.91 亿元,居全市首位,按可比价计算,比上年下降 9.8%。分三次产业看,第一产业实现增加值 12.59 亿元,同比增长 2.8%;第二产业实现增加值 496.77 亿元,同比下降 14.2%;其中工业增加值完成 481.21 亿元,同比下降 13.7%,建筑业增加值完成 15.56 亿元,同比下降 28%;第三产业实现增加值 242.55 亿元,同比增长 0.1%。经济结构比例为 1.7:66.1: 32.2。
(三)2021 年
2021 年全旗地区生产总值(GDP)完成 1070.9 亿元,在自治区率先建成“千亿实力旗区”,按可比价计算,比上年增长 4.7%。分三次产业看:第一产业实现增加值 13.77 亿元,同比增长 4.3%;第二产业实现增加值 793.87 亿元,同比增长 3.0%;第三产业实现增加值 263.26 亿元,同比增长 8.1%。三次产业结构比为 1.3:74.1:24.6。
第四节 矿区土地利用现状
大饭铺煤矿矿区面积为******,根据准格尔旗土地利用现状图(2020 年土地变更调查数据)、《土地利用现状分类》(GB/T21010-2017)并经过核实,矿区土地权属及土地利用现状见表 2-4-1。
根据准格尔旗自然资源局提供的大饭铺煤矿基本农田范围,并经核实,大饭铺煤矿内基本农田面积为******。 具体基本农田位置及范围见下图。
图 2-4-1 基本农田分布范围示意图
大饭铺煤矿矿区土地利用现状及权属统计表 表 2-4-1 单位:hm2
地类 | 权属 | 面积(hm2) | ||||||
内蒙古自治区准格尔旗薛家湾镇 | ||||||||
一级地类 | 二级地类 | 点岱沟村 | 马家塔村 | 三宝窑子村 | 张家圪旦村 | 合计 | ||
01 | 耕地 | 0102 | 水浇地 | *** | *** | *** | *** | *** |
0103 | 旱地 | *** | *** | *** | *** | *** | ||
02 | 园地 | 0201 | 果园 | *** | *** | *** | *** | *** |
03 | 林地 | 0301 | 乔木林地 | *** | *** | *** | *** | *** |
0305 | 灌木林地 | *** | *** | *** | *** | *** | ||
0307 | 其他林地 | *** | *** | *** | *** | *** | ||
04 | 草地 | 0401 | 天然牧草地 | *** | *** | *** | *** | *** |
0404 | 其它草地 | *** | *** | *** | *** | *** | ||
05 | 商服用地 | 05H1 | 商业服务业设施用地 | *** | *** | *** | *** | *** |
0508 | 物流仓储用地 | *** | *** | *** | *** | *** | ||
06 | 工矿用地 | 0601 | 工业用地 | *** | *** | *** | *** | *** |
0602 | 采矿用地 | *** | *** | *** | *** | *** | ||
07 | 住宅用地 | 0701 | 城镇住宅用地 | *** | *** | *** | *** | *** |
0702 | 农村宅基地 | *** | *** | *** | *** | *** | ||
08 | 公共管理与公共服务用地 | 08H1 | 机关团体新闻出版用地 | *** | *** | *** | *** | *** |
08H2 | 科教文卫用地 | *** | *** | *** | *** | *** | ||
0809 | 公共设施用地 | *** | *** | *** | *** | *** | ||
09 | 特殊用地 | 09 | 特殊用地 | *** | *** | *** | *** | *** |
10 | 交通运输用地 | 1001 | 铁路用地 | *** | *** | *** | *** | *** |
1003 | 公路用地 | *** | *** | *** | *** | *** | ||
1006 | 农村道路 | *** | *** | *** | *** | *** | ||
1009 | 管道运输用地 | *** | *** | *** | *** | *** | ||
11 | 水域及水利设施用地 | 1103 | 水库水面 | *** | *** | *** | *** | *** |
1104 | 坑塘水面 | *** | *** | *** | *** | *** | ||
12 | 其他土地 | 1202 | 设施农用地 | *** | *** | *** | *** | *** |
1206 | 裸地 | *** | *** | *** | *** | *** | ||
合计 | 35.4046 | 460.2074 | 462.0364 | *** | *** |
图 2-4-2 土地利用现状图
矿区耕地面积 71.45hm2。矿区主要种植作物有玉米、黍子、糜子、马铃薯、谷子、向日葵等,还有少量的蔬菜、瓜类,主要粮食玉米年产 250 公斤/亩。
矿区土壤主要为栗钙土,土壤质地为轻壤-中壤土。栗钙土的成土母质主要有黄土、残积物、坡积物和冲积物,特点是具有一定的腐殖层,呈灰栗色,多为结构疏松的粒状结构,质地较轻,植被根系较多。土壤总的状况是:基质沙性大,肥力不足,属低肥力土壤。耕地表土层厚度平均 30cm,有机质含量 0.7-1.00%,全氮 0.065%,有效氮 45ppm,有效磷 7-10ppm,有效钾 60-100ppm,pH7.6~8.5。
照片 2-4-1 耕地
(二)林地
矿区林地面积 275.86hm2,包括灌木林地、乔木林地、其他林地。林地多为山杏,柠条、沙棘为主。
林地表土层厚度平均 30cm,有机质含量 0.61-1.00%,全氮 0.055%,有效氮 40ppm,有效磷 6-8ppm,有效钾 51-80ppm,pH7.6~8.5。
照片 2-4-2 林地
A 层: 厚度约 30cm , 棕黄色, 有机质含量 0.7-1.00%。土壤质地为轻壤-中壤土。多为结构疏松的粒状结构,质地较轻,植被根系较多。土壤总的状况是:基质沙性大,肥力不足,属低肥力土壤。 | |
B 层:即心土层,厚度约 60cm 左右,棕黄色,土壤质地为轻壤-中壤土。含较多钙质结核,较紧实。 | |
C 层:黄土状母质,疏松而深厚。 |
图 2-4-1 耕地土壤剖面
A 层:厚度约 30cm,棕黄色,有机质含量 0.61-1.00%。土壤质地为轻壤-中壤土。多为粒状结构,疏松,林木根系较多。 | |
B 层:即心土层,厚度约 70cm 左右,暗棕色,土壤质地为轻壤-中壤土。含钙质结核,较紧实。 | |
C 层:黄土状母质,疏松而深厚。 |
图 2-4-2 林地土壤剖面
(三)草地
为矿区主要地类,面积 496.33hm2,包括天然牧草地 409.67hm2,其它草地 86.66hm2。
草地表土层厚度平均 30cm,有机质含量 0.61-1.00%,全氮 0.055%,有效氮 40ppm,有效磷 6-8ppm,有效钾 51-80ppm,pH7.6~8.5。
A 层:厚度约 30cm,暗棕色,有机质含量 0.61-1.00%。土壤质地为轻壤-中壤土。多为粒状结构,疏松,草本植被根系较多。 | |
B 层:即心土层,厚度约 60cm 左右,暗棕色,土壤质地为轻壤-中壤土。含少量钙质结核,较紧实。 | |
C 层:黄土状母质,疏松而深厚。 |
图 2-4-3 草地土壤剖面
第五节 矿山及周边其他人类重大工程活动
一、地表工程设施
在矿区东北部有协力工贸高岭土厂,在东南部有黑岱沟露天煤矿采掘队,在西南部有水库,以及 1#、2#、3#排土场、铁路(准格尔矿区铁路至哈尔乌素矿南坪站支线)、大城公路、神华公路、国道 109 支线(废弃)。此外,还有由北至南穿越矿区的宁海 110kv、宁薛 220kv 输变电线路、中国电信光缆等。
二、矿区内村镇分布情况
矿区范围内共有 5 个村庄,分别为三宝窑子、阳塔、前沟、小好赖沟和肖家圪旦。共计 58 户,266 人。根据甲方介绍,各村庄拟在矿山开采后期进行搬迁。
矿区范围内村户数及人口统计表 表 2-5-1
村庄 名称 | 三宝窑子 | 阳塔 | 前沟 | 小好赖沟 | 肖家圪旦 | 合计 |
户数 | 27 | 20 | 8 | 8 | 5 | 58 |
人口 | 130 | 75 | 20 | 26 | 15 | 266 |
三、矿区附近采矿活动
与大饭铺煤矿相邻的煤矿有三个,分别为神华准能公司黑岱沟露天矿、神华哈尔乌素露天矿和兴隆黑岱沟煤矿相邻。
(一)神华准能公司黑岱沟露天矿:位于矿区东南侧,露天开采,主采 5、
6 号煤层,核定生产能力***。该矿目前正常开采,矿区界限明确,与本矿生产影响较小。
(二)神华哈尔乌素露天矿:位于矿区南侧,露天开采,主采 5、6 号煤层,核定生产能力***;该矿目前正常开采,矿区界限明确,与本矿生产影响较小。
(三)兴隆黑岱沟煤矿:位于矿区西南侧,井工开采,主采 5、6 号煤层,核定生产能力***。该矿目前正常开采,矿区界限明确,与本矿生产影响较小。
照片 2-5-1 神华准能公司黑岱沟露天煤矿
图 2-5-1 矿区地表工程及村镇分布图
图 2-5-2 大饭铺煤矿与周边煤矿位置关系示意图
四、与相邻矿山采矿活动的相互影响情况
1、神华准能公司黑岱沟露天矿
位于矿区东南侧,露天开采,其外排土场(1#排土场)大部分位于大饭铺煤矿矿区范围之内,在大饭铺煤矿矿区内面积 2.223km2,矿区外 0.23km2。该排土场已停止使用,已全部治理完毕,且治理效果较好。后期大饭铺煤矿开采引发的地面沉陷会对该排土场产生影响,此外,黑岱沟露天矿开采会对大饭铺煤矿含水层生产一定影响。根据大饭铺煤矿与黑岱沟矿煤达成的协议,该排土场复垦工作由黑岱沟负责,后期由大饭铺煤矿开采引起的破坏由大饭铺煤矿负责治理。
2、神华哈尔乌素露天矿
位于矿区南侧,露天开采,其外排土场(2#排土场)小部分位于大饭铺煤矿矿区范围之内,在大饭铺煤矿矿区内面积0.125km2。该排土场在大饭铺煤矿矿区范围内部分已全部治理完毕,且治理效果较好。后期大饭铺煤矿开采不会涉及该区域,因此,不会对其产生影响。
3、兴隆黑岱沟煤矿
位于矿区西南侧,井工开采,根据现场调查,该矿没有占用本矿土地的情况,其生产活动对本矿影响程度较小。后期大饭铺煤矿开采不会涉及该区域,因此,不会对其产生影响。
第六节 矿山及周边矿山地质环境治理与土地复垦案例分析
一、本矿前期治理及土地复垦情况
2018 年,大饭铺煤矿完成了《内蒙古准格尔旗力量煤业有限公司大饭铺煤
矿矿山地质环境保护与土地复垦方案》,该方案适用年限为 5 年(2018~2022年)(以下简称《上期方案》),《上期方案》设计内容如下:
上期方案近期五年设计内容说明表 表 2-6-1
设计类型及单元 | 设计内容 | |
监测内容 | 地表变形监测 | 14520 点次 |
地下水环境监测 | 钻孔 1100m;水位 2220 点次;水质 270 点次 | |
土壤环境监测 | 80 点次 | |
地形地貌景观监测 | 5 次 | |
采空区复垦 | 对采空区产生的裂缝进行回填并恢复植被 |
大饭铺煤矿已经对 2022 年前产生的地质环境问题及土地损毁进行了相应治理,效果良好,为今后开采过程中预测、地质灾害治理提供了有力依据。具体措施如下:
(一)矿山地质环境治理及监测工程
1、地表变形监测
大饭铺煤矿开采至今,对采空区、排土场等地表单元设置了地表变形监测点,地表变形监测点根据地表单元分布,目前全矿区共设置了 52 个地表变形监测点。采空区上部采用分时段监测,边坡采用自动监测仪监测的方式进行监测,随时了解地表变形情况。
2、土壤质量及土壤污染检测
矿山每年进行土壤质量及土壤污染检测 4 次(每个季度一次)。矿山委托有相关资质的土壤检测单位,每个季度对工业场地、复垦区取样 3-8 个,进行土样质量及土壤污染情况检测,并出具相关的检测报告。
3、地下水环境监测及地下水质检测
矿山设置 3 个地下水位监测点,对地下水位进行监测,每个月监测 3 次。矿
山委托有相关资质的水质检测单位,每年对矿区内地下水取样 3-4 个,进行水质检测,并出具相关的检测报告。
(二)采空区治理及复垦工程
1、设立警示牌、网围栏等;
2、对产生的塌陷坑、塌陷裂缝进行回填并覆土;
3、回填后的场地进行平整、人工恢复地表植被。
照片 2-6-1 设置的采空区警示牌
照片 2-6-2 21202 西工作面(裂缝治理)复垦效果
照片 2-6-3 61114 工作面裂缝治理前
照片 2-6-4 61114 工作面裂缝治理中
照片 2-6-5 61114 工作面裂缝治理后
(四)矿山地质环境治理及复垦费用
根据大饭铺煤矿提供的相关资料,开采至今,大饭铺煤矿已投入矿山地质环境治理及土地复垦费用约为 6500.5 万元。
(五)煤矿治理效果及经验
根据现场调查及矿方提供资料,大饭铺煤矿目前已开采形成的采空区面积为 2.31km2,开采煤层为 5 煤层、6 上煤层、6 煤层。6 煤层 61201 工作面、61202工作面位于矿区西部,面积为 0.81km2。采空区地层已发生拉伸变形,产生地面沉陷,地表遍布沉降裂缝,长度 10-300m,宽度 0.1-0.5m 不等。大饭铺煤矿对裂缝采取人工回填的方式进行回填。
对取土场、排土场边坡进行整形后种草恢复植被。选用的草种为苜蓿、羊草等。对顶部平台采取种植苹果树、松树、葡萄等恢复耕地。根据现场调查,长势良好,为今后开采过程中预测、地质灾害治理及植被的恢复提供了有力依据。
(六)验收情况
鄂尔多斯市自然资源局分别于 2018 年 9 月和 2023 年 3 月对大饭铺煤矿进行了验收,并出具了验收意见(验收意见详见附件)。根据验收意见,矿山东部采空区 CK1 已经进行了治理复垦工作,因此,采空区 CK1 在本方案中不在纳入复垦责任范围。
图 2-6-1 验收范围示意图
二、周边煤矿治理及复垦案例及分析
大饭铺煤矿井田范围内的 1#排土场(神华准能集团黑岱沟阴湾排土场)和其西南部的神华哈尔乌素露天煤矿(2#排土场为其一部分)近几年已陆续完成部分矿山地质环境治理工作,取得了相对较好的治理效果。此外,距离大饭铺煤矿西南约 4km 的酸刺沟煤矿前期治理也取得了较好的治理效果。上述煤矿治理经验对大饭铺煤矿下一步开展治理工作具有很好的借鉴作用。现分别介绍如下:
一、1#排土场
根据调查,1#排土场属于神华准能集团黑岱沟露天煤矿,治理面积 2.453km2,于 2010 年左右完成治理工程。该排土场对土地压占损毁属于重度损毁,后期采取的治理措施包括:土地平整、覆土、植被恢复,并对植被进行了管护。此外,神华准能集团黑岱沟露天煤矿还在 1#排土场四周边坡安装了滑坡深部位移自动监测仪,对重点地段边坡稳定性进行了监测。1#排土场治理累计投资约 2.5 亿元,通过高标准的治理,取得了良好的治理效果和社会效益。详细介绍如下:
1#排土场平整完毕后顶部覆土厚度约 1.0m,边坡覆土厚度约 0.5m,覆土来源为露天开采剥离的表土,以黄土为主,腐殖质较少,含少量矸石,土壤较为贫瘠。植被恢复选择的草本植被有针茅、羊草、蒿类植物;顶部栽植的乔木有樟子松,部分边坡栽植有云杉。排土场植被种植完毕后,顶部设置了滴灌系统,不定期从附近水塘抽水进行浇灌。根据现场调查,神华准能集团黑岱沟露天煤矿在 1#排土场四周边坡均安装有滑坡深部位移自动监测仪,布设间距约为 500m,该系统可将潜在滑坡深部位移情况定时反馈至总机,对滑坡早期预警具有十分重要的作用。
根据现场调查,通过前期治理和后期管护,阴湾排土场基本恢复了原土地使用功能,顶部草本植被及乔木长势较好,植被覆盖率约 40%左右,边坡植被覆盖率约 10%~20%。通过对各边坡稳定性进行的监测,对潜在滑坡起到了提前预警的作用,为预防滑坡、监测滑坡、研究滑坡等提供了宝贵的经验和数据,取得了良好的社会效益。该排土场对边坡的植被恢复治理还存在一定的不足,由于该地区年均降水量较小,而治理后未对边坡植被进行有效的后期管护,因此,造成了边坡植被长势较顶部较差。
1#排土场与大饭铺煤矿规划的地面沉陷回填区域(土地复垦项目 1-5 区)情
况较为相似,都是对堆积地貌进行复垦,不同之处是大饭铺煤矿规划的地面沉陷回填区域顶部复垦方向为耕地。但根据 1#排土场顶部乔木和草本植被长势可以看出,选择合适的植物类型和后期施肥、管护等成为复垦效果好坏的关键,因此,可作为大饭铺煤矿规划的地面沉陷回填区域后期复垦所借鉴的经验。
照片 2-6-6 排土场顶部治理效果
照片 2-6-7 排土场边坡治理效果
照片 2-6-8 滑坡深部位移自动监测仪
二、神华哈尔乌素露天矿
神华哈尔乌素露天矿位于大饭铺煤矿西南部,近几年矿山地质环境治理工作主要集中在排土场治理,现已陆续完成部分排土场的治理工作。根据调查,哈尔乌素露天煤矿排土场治理面积 3.36km2,于 2011 年左右完成排土场北部区域的治理工作(2#排土场为其排土场一部分)。该排土场对土地压占损毁属于重度损毁,后期采取的治理措施包括:土地平整、覆土、植被恢复,并对植被进行了管护。此外,2#排土场四周边坡还安装了滑坡深部位移自动监测仪,对重点地段边坡稳定性进行了监测。2#排土场治理累计投资约 3.2 亿元,通过高标准的治理,取得了良好的治理效果和社会效益。详细介绍如下:
2#排土场平整完毕后顶部覆土厚度约 1.0m,边坡覆土厚度约 0.5m,覆土来源为露天开采剥离的表土,以黄土为主,腐殖质较少,含少量矸石,土壤较为贫瘠。排土场边坡及平台植被恢复选择的草本植被主要有羊草、紫花苜蓿,乔木有山杏。排土场植被种植完毕后,在排土场顶部和边坡铺设了滴管系统,定期从大饭铺煤矿西南部的水库抽水进行浇灌,并根据植被成活情况进行了补种。神华哈尔乌素露天矿在 2#排土场北侧已治理边坡处安装有一台滑坡深部位移自动监测仪,该系统可将潜在滑坡深部位移情况定时反馈至总机,对滑坡早期预警具有十分重要的作用。
根据现场调查,通过前期治理和后期管护,2#排土场基本恢复了原土地使用
功能,排土场草本植被及乔木长势较好,植被覆盖率约 40%左右。究其原因是由于排土场有充足的水源进行浇灌养护,因此,植被长势较好。通过对边坡稳定性进行的监测,对潜在滑坡起到了提前预警的作用,为预防滑坡、监测滑坡、研究滑坡等提供了宝贵的经验和数据,取得了良好的社会效益。
2#排土场与大饭铺煤矿规划的地面沉陷回填区域(土地复垦项目 1-5 区)情
况较为相似,都是对堆积地貌进行复垦,不同之处是大饭铺煤矿规划的地面沉陷回填区域顶部复垦方向为耕地。但根据 2#排土场乔木、灌木和草本植被长势可以看出,选择合适的植物类型和后期施肥、管护等成为复垦效果好坏的关键,因此,可作为大饭铺煤矿规划的地面沉陷回填区域后期复垦所借鉴的经验。
照片 2-6-9 羊草 照片 2-6-10 紫花苜蓿
照片 2-6-11 山杏
照片 2-6-12 排土场顶部边坡治理效果
照片 2-6-13 排土场底部边坡治理效果
三、内蒙古伊泰京粤酸刺沟矿业有限责任公司酸刺沟煤矿
内蒙古伊泰京粤酸刺沟矿业有限责任公司酸刺沟煤矿位于大饭铺煤矿西南约 4km 处,近几年矿山地质环境治理工作主要集中在排矸场和地面沉陷区。现按---其治理单元分别叙述如下。
1、排矸场
占地面积约 0.5332km2,排矸场堆置高度约 20m,分三个台阶,底层高约 10m,已修筑拦挡坝,上面的 2 个台阶高度较小,约 5m,边坡角度约 40°左右,其顶面和边坡均已覆土绿化。
治理措施:分台阶堆放、平整、覆土、恢复植被及浇水管护。植被类型以沙蒿为主,植被覆盖度及长势较好。
照片 2-6-14 治理后的排矸场
2、地面沉陷区
治理措施:设置网围栏、警示牌,对沉陷区内的地裂缝进行了充填,并进行了植被恢复。
植被类型以沙蒿为主,植被覆盖度及长势良好。
酸刺沟煤矿与大饭铺煤矿同属一个区域,但酸刺沟煤矿复垦效果相较阴湾排土场和神华哈尔乌素露天矿排土场较差。但酸刺沟煤矿复垦后基本恢复了原土地使用功能,达到了治理的预期效果。其对矸石场和沉陷区的治理经验可为大饭铺煤矿提供借鉴。
综上所述,通过对 1#排土场(神华准能集团黑岱沟阴湾排土场)、神华哈尔乌素露天煤矿排土场以及酸刺沟煤矿治理分析可以看出在本区土壤贫瘠、降水量较少的情况下(年降水量 273.7mm~544.1mm,年蒸发量 1749.7mm),植被的选择和后期管护成了治理效果优劣的关键,尤其是充足的水源保障更加重要。通过对矿区周边调查发现,针茅、羊草和山杏在本区自然条件下长势均较好,而且山杏也作为一种经济树种在本区广泛种植。所以,通过调查、分析类比周边情况可为大饭铺煤矿下一步治理提供宝贵的经验。
第三章 矿山地质环境影响和土地损毁评估
第一节 矿山地质环境与土地资源调查概述
一、调查范围及方法
大饭铺煤矿为生产矿山,矿区范围内已有地表工程主要有工业场地、土地复垦项目区、露天排土场、黑岱沟露天煤矿采掘队、村庄等,地表设施主要有铁路、公路、水库、输变电线路。
根据矿山开采现状、地表设施分布情况、已损毁土地、已复垦土地和拟损毁土地范围,本次调查范围为采矿登记范围和采矿活动可能影响到的范围,采用地质调查的穿越法、追索法相结合的实地调查和问询调查方式进行大饭铺山地质环境与土地资源调查。
二、调查内容
(一)矿山地质环境
1、矿山概况:矿山企业名称、位置、范围、相邻矿山的分布与概况;矿山企业的性质、总投资、矿山建设规模及工程布局;矿山设计生产能力、实际生产能力、设计生产服务年限;矿产资源储量、矿床类型及赋存特征;矿山开采历史及现状;矿山开拓、采区布置、开采方式、开采顺序、矸石和废水排放与处置情况;矿区社会经济概况、基础设施分布等。
2、矿山自然地理:包括地形地貌、气象、水文、土地类型与植被等。
3、矿山地质环境条件:包括地层岩性、地质构造、水文地质、工程地质、矿山地质、不良地质现象、人类工程活动等。
4、采矿活动引发的地面塌陷、地裂缝、崩塌、滑坡等地质灾害及其隐患。包括矿山已开采的开采 5 煤、6 煤、3 个神华准能煤矿排土场地质灾害的种类、分布、规模、发生时间、发育特征、成因、危险性大小,危害程度等。
5、采矿活动对地形地貌的影响破坏情况。
6、矿区含水层破坏,包括采矿活动引起的含水层破坏范围、规模、程度,及对生产生活用水的影响。
7、采矿活动对铁路、公路、输变电线路等地表设施的影响及破坏。
8、本矿区对由于煤矿开采引发的矿山地质环境问题已采取的防治措施及治理效果,周边煤矿比较成功的地质环境治理案例。