河北联合大学矿业工程学院
扎赉诺尔煤田是一个完整的自流盆地,上部为第四系地层所覆盖,水文地质区域上分两个区,一是扎赉诺尔群煤系地层裂隙孔隙水文地质区;二是老基盘裂隙水文地质区。本井田位于扎赉诺尔群裂隙水文地质区内,西部与低山丘陵老基盘裂隙水文地质区相邻,南有达赉湖,东北有海拉尔河和新开河。区内周围水系对矿井产生影响不大。
2)井田水文地质条件
本区为全复盖区，煤系地层之上复盖有厚10-24m的第四纪砂层。砂层饱水时具有流砂性质，且潜水位较高，一般距地表2.5-3.0米左右，为矿井开发增加了一定困难。与第四纪砂层呈不整合接触的煤系地层，其浅部因受风化影响而较破碎，由此组成煤系浅部风化带。故第四纪潜水与煤系地层地下水力的联系密切。
对本井田威胁最大的是海拉尔河、新开河和蛇曲穿过井田西部的木得那亚河残留水体。当夏季水位上涨时，海拉尔河河水漫延，新开河和木得那亚河的残留水体则有较大的水压，向第四纪层渗透，补给地下水，这就使本区水文地质情况变得比较复杂。
3)含水层特征 ①冲积孔隙含水层
第四纪冲积孔隙含水层广布全区，由粉砂、细砂、粘土、砂砾、砾石组成。厚度10-24m。最大厚度29.92m。
②孔隙裂隙含水层
扎赉诺尔群上部伊敏组和下部大磨拐河组的含水层都已探明，都是以煤层孔隙裂隙含水为主，含水性呈现垂直分带的特点，现描述如下：
a.煤层为主要含水层，上下都由弱含水层所围闭，含水量以风化裂隙带水为最大。
b.矿井涌水量以静储量的消耗为主，水量随采掘深度的增加而逐渐减小。 c.断层带的含水特征
从邻区断层带的抽水试验资料证明，含水层中的断层带含水性增大，如62-215号孔F6断层抽水结果，导水系数为13951.058m2/d，单位涌水量为2.6-3.3L/s.m，比63-159孔Ⅱ2-Ⅱ3煤层含水层抽水结果的导水系数619.766m2/d、单位涌水量2.0-4.45L/s.m要大。而弱含水层中的断层则起隔水作用。另外在实际矿井开采过程中，遇到断层也有类似情况，如灵泉十一井，在五盘区遇到F7时没水，在五采中间上山遇F10时也没水，而在六采运输道遇到F33时，水量却
6
1 矿区概述及井田地质特征
有增大现象。
（2）隔水层特征 1)Ⅰ～Ⅱ隔水层
该层分布于Ⅰ3煤层底板砂岩底界和Ⅱ2煤层顶板砂岩顶界之间，厚度97-163m。由砂质泥岩和砂岩的互层组成，当岩层未破坏时，起着隔水作用，一旦被破坏，将有水砂潜入。水质类型为重碳酸-钾钠型水。它隔绝了Ⅰ煤层群和Ⅱ煤层群的水力联系。
2)Ⅱ-Ⅲ层群间隔水层
即大厚泥岩层。厚110-210m，平均165m，全区普遍稳定发育，由浅入深厚度增加。其岩性特征是：遇水膨胀，隔水性能好。它隔断了Ⅱ-Ⅲ煤层群间的水力联系。
3)Ⅲ1-Ⅳ1隔水层
由泥岩、粉砂质泥岩组成。厚度一般为40-155m，平均91m，该层由浅入深厚度增大，间夹Ⅲ2、Ⅲ3两层透镜体含水层，厚度均不大。
4)Ⅳ层群下至基底砾岩隔水层
由砂质泥岩，泥岩组成，厚度不均。发育较差，浅部不存在，向深部有增厚的趋势。
（3）矿井涌水量的计算
铁北矿通过丰富的经验和积累的矿井涌水量资料，发现井田煤层的涌水量和开采面积有着下列关系。
年份 2000 2001 2002 2003 2004 2005 表1-1 涌水量与开采面积计算表 Q涌水量（m3/h） 350 380 400 450 500 600 F开采面积（㎡） 1969000 2230600 2372400 2601900 2795700 3053250 开采面积起主要作用的矿井涌水量计算方法:
Q?F?QF (1-1)
式中: Q—矿井未来的涌水量（m3/h）；
7
河北联合大学矿业工程学院
； F—设计开拓面积（m2）
； QF—已知单位面积水量（m3/m2h）
QF?Qcg/Fcg (1-2)
式中: Qcg—平均水量（m3/h）；
Fcg—平均面积（m2） Fcg?(3F1F2F3?3F4F5F6)/2
?(31969000?2230600?2372400?32601900?2795700?3053250)/2
?2497539.586 (1-3) Qcg?(3Q1Q2Q3?3Q4Q5Q6)/2
?(3350?380?400?3450?500?600)/2
?444.547 (1-4)
由（1-1）、（1-2）、（1-3）和（1-4）得：
QF?QcgFcg?444.547?0.000178
2497539.586 一个区段的面积S＜2601900m2，本矿为一个开采工作面，考虑到其它开拓、准备巷道的涌水量，平均涌水量取以往的平均涌水量450m3/h，最大涌水最取600m3/h。
1.3煤层特征
1.3.1可采煤层
本井田含煤地层为白垩系下统扎赉诺尔群，可分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个层群，其中Ⅱ、Ⅲ为主采煤层群，Ⅰ、Ⅳ煤层群次之。全区共有厚薄煤层23层、可采煤层为13层；其中全区可采煤层为6层（Ⅰ1、Ⅰ2、Ⅰ3、Ⅱ2a、Ⅱ3b2、Ⅲ1），主要可采煤层3层（Ⅱ2a、Ⅱ3b2、Ⅲ1），其中Ⅱ层群为本区的主要开采对象；局部可采为7层（Ⅱ2b、Ⅱ2c、Ⅱ3a、Ⅱ3b1、Ⅱ3c、Ⅳ1、Ⅳ3）。本井田以中厚煤层为主，薄煤层次之，大部分煤层结构简单，只有Ⅱ2a属较复杂的煤层。可采煤层总厚度10.67～64.48ｍ，平均总煤厚32.09ｍ，含煤系数8.6％。
8
1 矿区概述及井田地质特征
Ⅱ2a煤层为主采层之一，位于Ⅱ1之下，间距为21.12m。煤层最大厚度16.00m，最小0.35m，平均5.93m，地质结构简单，全区可采，顶板为细砂岩或粉砂岩，底板为粉砂岩。属较稳定煤层，也是本次进行设计的煤层。
1.3.2煤质
煤的物理性质:
煤呈褐黑色，煤岩类型为暗淡型，含丝炭较多，暗淡光泽，断口平滑或呈参差状，贝壳状，层状或块状构造，硬度2.5。各煤层的视密度Ⅰ1、Ⅰ2、Ⅰ3采用1.2a；Ⅱ２ｃ采用1.25；Ⅱ3a、Ⅱ3b1、Ⅱ3C、、Ⅱ3b1采用1.20；Ⅲ层群采用1.20；Ⅳ层群采用1.20。
1.3.3瓦斯
根据几十年来生产矿井的实测资料，本井瓦斯含量均较低，为低瓦斯矿井。铁北矿瓦斯涌出量见下表
井 别 铁北矿 项 目 表1-2 铁北矿历年瓦斯涌出量 2003 2004 0.727 0.695 0.583 0.669 2005 0.853 0.669 2006 0.516 0.637 CH4涌出量m3/t CO2涌出量m3/t 鉴定结果显示,矿井瓦斯与二氧化碳绝对涌出量略有增加,而相对涌出量有所下降。作为本次设计，瓦斯相对涌出量取上述表中的平均值，为0.667m3/t。
1.3.4煤尘爆炸性
本井田内Ⅱ2a煤层爆炸指数较高,但却从未发生过煤尘爆炸事故。分析原因，煤层本身为褐煤，块状、煤尘少、无尘云，煤层水份高，井下湿度大，排风干燥，无电源导致。无论如何，今后开采时还应注意防止煤尘爆炸。
煤的自燃发火期为5-6个月。
9
河北联合大学矿业工程学院 2 井田境界与储量
2.1井田境界
铁北煤矿的井田境界为西以各煤层露头，北以第七勘探线铅垂投影为界；南以滨洲铁路中心往南400米沿露天矿22°边坡角与Ⅱ3煤层底板相交点为67号点，露天矿22°边坡线与Ⅱ3煤层+300等高线交点为61号点，从61号点沿21勘探线往下至77-15号孔为59号拐点，从59号拐点往北到国铁中心线为72号拐点，再沿国铁向下至71号拐点；深部以Ⅱ3煤层+100米等高线为界；西以Ⅱ3煤层露头为界。
具体的井田范围主要由以下拐点圈定： 根据铁北煤矿资料，全矿范围由以下坐标围定： (1)X=3812170 Y=38433780 (2)X=3811600 Y=38434400 (3)X=3812900 Y=38436280 (4)X=3812950 Y=38436600 (5)X=3811920 Y=38437170 (6)X=3812900 Y=38437000 (6)X=3812900 Y=38433780
2.2开采范围
本井田走向长5.5km，倾斜长4.5km，面积为21.6km2。在水平方向，开采范围为除留设20m宽度之后的井田面积之内；在垂直方向，开采深度为+544.5m至+100m标高。
2.3矿井储量
2.3.1矿井工业储量
通过对全矿井煤层进行储量估算，共获得煤炭资源储量39894.63万吨。其中A级储量6971.74万吨，占总储量的11.64%；B级储量12631.09万吨；A级+B级19602.83万吨，占总储量的49%；C级储量7803.98万吨；D级储量12478.82万吨。工业储量A+B+C+0.7D级为28235.33万吨，其中A+B级为428.48Mt，占工业储量的69.43%。
10