资源开发利用方案-汇总.doc

新疆乌鲁木齐环鹏有限责任公司矿业分公司二井田煤矿　　　　　　　　　　　　5号煤层矿产资源开发利用方案
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前 言
新疆乌鲁木齐环鹏有限责任公司矿业分公司二井田煤矿位于乌鲁木齐市南郊后峡西北部的山间盆地，北距乌鲁木齐市80km，南距巴伦台125km，216国道从矿井以东约l0km处通过，行政区划属乌鲁木齐县管辖。
矿井始建于1978年，至今已生产20余年，采用平硐开拓，风井为斜井，一个水平上下山开采，持证生产能力0.15Mt/a，主要开采井田南部4、5号煤层。采煤方法为走向长壁悬移顶梁液压支架炮采放顶煤一次采全高采煤法。矿井核定生产能力为0.24Mt/a。
2007年，新疆煤田地质局一五六煤田地质勘探队提交了《新疆乌鲁木齐县后峡二井田煤矿勘探报告》，该报告经新疆维吾尔自治区矿产储量评估中心评审后，由新疆维吾尔自治区国土资源厅备案。根据勘探报告分析，井田范围内资源储量丰富，煤层赋存稳定，开采技术条件简单。2008年，受环鹏公司委托，我院编制完成了《新疆乌鲁木齐环鹏有限责任公司矿业分公司二井田煤矿煤炭产业升级改造项目可行性研究报告》，改造后规模为0.9Mt/a。2012年，受环鹏公司委托，我院编制完成了《新疆乌鲁木齐环鹏有限责任公司矿业分公司二井田煤矿5号煤层开采方案设计》，但矿井采矿许可证开采范围底界标高为+2150m，而5号煤层可采范围大部位于+2150m水平以下。为保证矿井采区的正常接续此，受环鹏公司委托，我院根据生产矿井现状和地质勘探资料，编制完成了新疆乌鲁木齐环鹏有限责任公司矿业分公司二井田煤矿5号煤层的0.9Mt/a矿井的矿产资源开发利用方案。
一、设计编制的依据
1．新疆乌鲁木齐环鹏有限责任公司设计委托书。
2．新疆煤田地质局一五六煤田地质勘探队2007年3月提交的《新疆乌鲁木齐县后峡二井田煤矿勘探报告》、自治区矿产资源储量评审中心“新国土资储评[2007]215号”评审意见书；新国土资储备字[2007]215号“关于《新疆乌鲁木齐县后峡二井田煤矿勘探报告》矿产资源储量评审备案证明”。
3．国家有关煤炭项目建设的规程、规范，相关的法律法规、技术政策、和技术标准，主要有：《煤炭工业矿井设计规范》（GB50215-2005）、《煤矿安全规程》（2011）、《矿山救护规程》（AQ1008-2007）、《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》）（2002版）、《煤矿防治水规定》、《煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定》、《煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善基本规范（试行）》等。
二、设计原则及指导思想
1．认真总结国内外现代化矿井的建设经验，坚持走新型工业化道路，积极推进两个根本转变和综合、协调、可持续发展的科学发展观战略，以市场为导向，以效益为中心，与时俱进，开拓创新，将矿井建设成为高标准、高质量、高效率、高效益、洁净、和谐、安全，具有新疆特色和一流水平的现代化矿井。
2．根据矿井煤层赋存和开采技术条件，推进技术进步，采用适于该矿井条件的先进技术和生产工艺，提高矿井开采的技术水平，促进矿井的标准化建设，以提高矿井资源回收率。
3．贯彻安全生产的方针，提高机械化开采水平，实现合理集中生产，把煤矿建设成为安全、高效的矿井。
三、主要技术经济指标
1．井田东西宽1.14km，南北长约1.80km，面积约2.01km2。
2．井田内共获得查明地质资源/储量51.3348Mt，其中探明的内蕴经济资源量（331）22.3099Mt，控制的内蕴经济资源量（332）19.3133Mt，推断的内蕴经济资源量（333）9.7116Mt。
3．矿井开拓方式为平硐开拓；根据煤层赋存条件和开采技术条件，采用分层放顶煤采煤工艺。
5．矿井通风方式为中央并列式，通风方法为机械抽出式。矿井总进风量59m3/s，选用2台FBCDZ№22/2×90防爆对旋轴流式风机，1台使用，1台备用。
6．煤炭采用带式输送机连续运输方式；材料、设备等辅助运输采用轨道运输。
7．电源：矿井地面供配电系统均已形成，5号煤层开采仅需对井下供配电系统进行改造。
8．水源：矿井生产用水取自井下涌水，生活用水取自山间泉水。
9．地面生产系统：地面设直径￠18m，容量7000t和原煤缓冲仓1个，容量均为7000t的成品煤仓和混煤仓各一个。
11．全员工效：14.99t/工，全矿职工在籍人数按井上下岗位配备，在籍人数为270人。
12．矿井现已有KJ66N煤矿安全监控装置一套，本次设计在原有的安全监控系统的基础上将井下采煤工作面部分的安全监控系统进行补充和修改，对矿井井下高、低浓度甲烷气体、一氧化碳、风速、空气温度、岩煤温度、顶板压力、空气压力等进行实时监测，并可通过网络实现与上级监管部门的通讯，实现煤矿安全监控分级管理，提高煤矿安全生产水平，达到井上下环境监测及灾害预防的目的。
13．防灭火措施采用以黄泥灌浆、注氮为主，喷洒阻化剂等为辅的防灭火方法，在地面设制浆站和制氮车间。
14．矿井达产时井巷总长度9377m，其中煤巷8270m，岩巷1107m；掘进总体积116043.4m3，其中煤巷97888.7m3，岩巷18154.7m3；万吨掘进率104.2m/1289.4m3。
15．项目建设投资为25130.59万元，吨煤投资为279.23元/t，其中井巷工程7771.56万元，土建工程88.46万元，设备购置费4973.90万元，安装工程1321.32万元，其他工程和费用1557.08万元，工程预备费1571.23万元，原有投资7847.04万元。
16．主要技术经济指标
（1）原煤生产成本：103.35元/t；
（2）年销售收入：18000万元；
（3）年税后利润：6259.94万元；
（4）年税金：522.22万元；
（5）年所得税（生产期平均）2086.65万元。
（6）投资财务内部收益率(%)(所得税后)：8.62%。
（7）投资利润率：31.28%。
（8）投资利税率：33.24%。
四、存在的问题及建议
1．工作面投产之前，必须对其上部及附近的采空区积水进行探放，对烧变岩裂隙水应高度重视，必须坚持有疑必探、先探后掘的原则。掘进时应密切注意观察探水巷中涌水量变化情况，并采取可靠的预防措施。
2．建议在工作面投产前做好工作面生产人员的技术培训工作，掌握类似开采条件下的开采技术，必要时在工作面投产时请相关技术人员来矿指导。

新疆煤炭设计研究院有限责任公司　　　　　　　 　122　　　　　　　　　　　　 　　 2012年12月
第一章　井田概况与地质特征
第一节　井田概况
一、交通位置
新疆乌鲁木齐环鹏有限责任公司矿业分公司二井田煤矿位于乌鲁木齐市南郊后峡西北部的山间盆地，行政区划属乌鲁木齐县管辖。
井田地理坐标：东经87°07′33″～87°08′44″；
北纬43°17′13″～43°18′30″。
井田东西宽1.14km，南北长约1.80km，面积约2.01km2，为不规则形状。
中心点的地理坐标：东经87°07′54″；
北纬43°17′59″。
井田北距乌鲁木齐市80km，南距巴伦台125km，216国道从矿井以东约l0km处通过，矿井与后峡间有简易公路相通，交通方便。
煤矿交通位置详见图1-1-1。
二、地形地貌
井田位于天山深处中高山松林环绕的山间小型盆地之中，地貌景观呈西北高东南低缓波状起伏的丘陵地。一般标高在+2300～+2400m。地表多为黄土及亚砂土覆盖，顶部有0.6m左右的腐植土。井田东部和北部有大片烧变岩和零星侏罗系地层出露。
三、河流水系
井田南侧有一条常年流水小溪，受高山融雪和松林小溪补给，自西北而东南汇入7km以外的乌鲁木齐河。年均流量8.73m3/s，最大流量290m3/s（1994.8）。井田以东7km有乌鲁木齐河自南向北流过，平均流量8.73m3/s，最大流量290m3/s（1994.8）。其水源为高山冰雪融化和泉水补给，大气降水对地表及地下水亦有一定的补给作用。
四、气象及地震
井田属大陆性高山气候，夏季凉爽多雨，冬季少雪。来自西部的干燥风和寒流被北面的高山所隔阻，从而使本区表现为明显的山间盆地型气候，年平均气温1.1℃左右，最低气温为-3l.2℃，最高气温27℃，年降水量450mm，年蒸发量961.9m，最大冻土深度为1.80m，全年风力一般不大，主要为山谷风，最大风速20m/s。
根据《中国地震动参数区划图》（GB18306—2001），该区地震动峰值加速度为0.2g，地震动反应谱特征周期为0.45s。对应的地震基本烈度为Ⅷ度。

环鹏二井田

图1-1-1 煤矿交通位置
五、现有水源、电源情况
水源：矿井生产用水取自井下涌水，生活用水取自山间泉水。
电源：矿井电源为后峡火电厂，电厂属乌鲁木齐环鹏有限公司下属企业。后峡现有两个电厂，老电厂装机容量3×3MW，新电厂装机容量2×25MW，出口电压为6.3kV。距本矿井直线距离约5km，可为本矿井提供供电电源。
六、开采现状
矿井始建于1978年，至今已生产20余年，采用平硐开拓，风井为斜井，一个水平上下山开采，持证生产能力0.15Mt/a，核定生产能力为54Mt/a。主要开采井田南部4号煤层。采煤方法为走向长壁悬移顶梁液压支架炮采放顶煤一次采全高采煤法。
运输平硐：位于井田西南侧，垂直煤层走向在煤层底板岩石中，井口标高+2204.75m，至运输大巷处平硐长650m。净断面积13.78m2，料石砌碹支护，井筒内铺设双轨轨，轨型30kg/m，担负全矿井运输煤炭、矸石、人员、材料设备及进风任务，作为矿井第一安全出口，井筒内敷设管路、电缆等。
斜风井位于井田中部，北部采区的东南部，井筒净断面积为5.7m2，料石砌碹支护。担负全矿井的回风任务，设人行台阶和扶手，兼作矿井安全出口。
目前，井田4号煤层仅剩一个完整工作面，预计至2014年全部开采完毕，急需进行5号煤层的采区接续工程。
七、矿区经济概况
井田一带地处牧民冬季定居地，对外交往畅通无阻，生产生活物资购置方便，生产条件得天独厚。井田及后峡一带，以采煤业为主，是乌鲁木齐市的重要能源基地。后峡地区为一个多民族聚居的地区，人口约5万，除环鹏公司（原跃钢）外，主要以牧业为主。环鹏公司是该区内仅有的大型工业企业。目前有钢铁、煤炭、电力、水泥、电石及其它加工业。
区域内比较有经济价值的野生植物资源主要有森林，野生动物主要为野兔、狐狸和狼等。
水泥、砂石等建筑材料可就近取得，钢材等其他材料主要从乌鲁木齐市购买。
第二节　地质特征
一、地质构造
（一）矿区地层
矿区属于伊林哈比尔干地层小区（Ⅰ51），区内发育的地层有古生代志留系、石炭系和二叠系，这些地层组成了本区山间凹陷的基底，在此基础上又沉积了中生代三叠系、侏罗系和新生代的第三系、第四系地层。
（二）矿区构造
矿区位于天山纬向构造带之准噶尔～北天山褶皱系的北天山优地槽褶皱带，该褶皱带北与东北、西南准噶尔褶皱带和准噶尔坳陷接壤，南由博罗科努～阿其克库都克超岩石圈断裂为界，呈近东西向展布，向西与俄罗斯准噶尔阿拉套相连，向东进入甘肃、蒙古境内，长约1300km，南北宽约200km，是一个典型的华力西优地槽褶皱带。
矿区以华力西旋回为主旋回，开始于早泥盆世，结束于早二叠世，自三叠纪开始进入中新生代形成了巨厚的山前坳陷和山间坳陷沉积层，从这时开始，坳陷区进入了中新生代构造发展阶段，大致可分为五个构造层：印支构造层，早晚燕山构造层，早、晚喜山构造层。各构造层形成不同的沉积建造。到了喜山运动晚期，构造运动强烈，尤以上新世至中更新世以来，山体急剧上升，断裂复活，古生代地层推覆于中新生代地层之上，从而奠定了现代北天山高山深谷的雄伟地貌景观。
矿区构造形态受深断裂控制，主要深断裂有博罗科努～阿其克库都克深断裂，准噶尔南缘深断裂和吐～哈坳陷中央深断裂，以及许多次一级的中小断裂。
该褶皱带进一步划分为八个三级构造单元，即由五个复背斜和三个坳陷组成，它们是阿拉套复背斜，博格达复背斜，喀尔力克复背斜，依连哈比尔尕复背斜和觉洛塔格复背斜，以及乌鲁木齐山前坳陷、吐鲁番～哈密坳陷和博东山间拗陷等和许多次一级的中小向斜、背斜，而本区则位于天山北麓依连哈尔尕复背斜一个地堑盆地的西北部，四周被喷发岩所环绕。
（三）井田地层
井田内出露和钻孔揭露的地层自下而上有：侏罗系中统西山窑组、第三系和第四系，由下至上分述如下：
1．侏罗系中统西山窑组（J2x）
该组为井田内的含煤地层，在井田东北角有零星出露。据钻探揭露，岩性为灰绿色、灰白色砂岩、粉砂岩夹灰黑色泥岩、炭质泥岩和煤层，富含银杏属化石。本组地层钻探揭露不全，可见厚度325m。共含煤6层（自上而下编为1～6号），平均厚度为67.60m。与上覆第三系呈角度不整合接触。
2．第三系上新统～渐新统昌吉河群（E3—Nch）
岩性为棕红、浅红色砾岩夹砂质泥岩，据钻探揭露，平均厚度35.12m。与上覆第四系呈角度不整合接触。
3．第四系（Q）
主要为灰黑色松散砾石、砂及灰黄色粉砂质粘土，平均厚7.44m。大部分地区顶部有0.6m厚度的腐植质土层。
此外在井田西南角有零星三工河组地层出露，为棕黄色粉砂质和细砂质岩石。
（四）井田构造
1．褶皱
井田位于m1向斜北翼。m1向斜两翼地层均由侏罗系含煤地层组成。南翼倒转，仅分布于井田外西南，地层倾角一般为60°～70°，局部直立，倾向南西。向斜轴走向近东西向（320°），向斜北翼地层覆盖全井田，地层产状平缓，倾角一般8°～18°。
2．断裂
井田内无断裂构造发育。
二、煤层及煤质
（一）煤层
井田内侏罗系中统西山窑组（J2x）含煤6层，控制的地层平均厚约409.95m。自上而下编号为1～6号，分层达13～35层，其中可采、局部可采及零星可采、不可采煤层6层（由浅到深编号依次为1、2、3、4、5、6上、6下、），稳定～较稳定煤层3层（即3、4、5号煤层）。煤层平均总厚度67.60m，含煤系数约16.49%。
煤层特征见表1-2-1。
井田内发育的6层煤层中，1、6号煤层见煤点少，6号煤层不可采，1号煤层局部可采；2、3号煤层全区大部火烧、4号煤层虽局部火烧，但见煤点均可采；5号煤层最稳定。煤层总厚平均67.60m，可采厚度平均40.64m。井田内较稳定煤层3层为3、4、5号煤层。分述如下：
3号煤：特厚煤层，层位较稳定，为大部可采煤层。煤层由南至北逐渐增厚；煤层夹矸由北至南逐渐增厚，并分叉为数个分层（B-2、B-3孔）。煤层顶、底板均为粉砂岩；井田内浅部煤层大部火烧；结构较复杂，夹矸1～9层。与下伏之可采煤层4煤层间距一般为18.57～47.71m，平均为29.58m。
4号煤：特厚煤层，层位较稳定，为全区可采煤层。井田内煤层厚度由西南向东北逐渐增厚，结构也随之变的复杂、逐渐发生分叉现象。顶板以粉砂岩为主，底板多为粉砂岩及炭质泥岩；井田浅部煤层大部火烧；结构较复杂～复杂，夹矸4～9层。与下伏之可采煤层5煤层间距一般为26.12～81.0m，平均为70.76m。
5号煤：特厚煤层，层位较稳定，为全区可采煤层。井田内煤层厚度及结构基本稳定，无大的变化。顶、底板岩性均为粉砂岩；井田浅部煤层大部火烧；结构简单～复杂，夹矸0～8层。
表1-2-1 煤层特征表
煤
层
号
煤层总厚
有益厚度
可采煤层厚度
平均值

煤层间距
夹
矸
数
结构
稳定性及控制程度
两极值
平均值
两极值
平均值
两极值
平均值
1
0.15～2.91
1.26（4）
0.15-2.01
1.03（4）
0.8～1.16
0.98（2）
53.46-59.5
56.82（3）
0～2
简单
4个孔见煤，2个孔不可采。
2
1.05～2.63
1.63（3）
1.05～2.63
1.63（3）
1.05～2.63
1.63（3）
0
简单
3个孔见煤，全部可采。
40.0-54.79
47.40（2）
3
9.83～35.05
16.61（8）
5.81～14.75
7.88（8）
4.02～14.75
8.07（8）
1～9
简单～复杂
7个孔见煤，全部可采。一个巷道点，较稳定。
18.57～47.71
29.58（8）
4
12.31～20.03
15.69（8）
11.10～14.74
13.49（8）
11.10～14.12
12.87（8）
4～9
简单～复杂
8个孔见煤，全部可采。较稳定。
26.12～81.0
70.76（10）
5
16.33～25.62
17.98（12）
14.38～18.20
16.48（12）
13.65～18.20
16.21（12）
0～8
简单～复杂
12个孔控制，全部可采。较稳定。
0～35.94
35.94（1）
6上
0～1.11
1.11（1）
0～1.11
1.11（1）
0～0.46
0.46（1）
0～3
简单～复杂
1个钻孔控制，不可采，不稳定。
0～40.31
40.31（1）
6下
0～0.24
0.24（1）
0～0.24
0.24（1）
0～0.24
0.24（1））
0
简单
1个钻孔控制，不可采，不稳定。

（二）煤质
1．物理性质
井田3、4、5号煤层为高等植物形成的腐植煤，多为块状，其颜色为黑色、深黑色，条痕为黑色、褐黑色，光泽为弱玻璃光泽或油脂光泽，硬度一般为3左右，参差状或贝壳状断口，条带状结构，层状结构，简易燃烧试验：煤易燃、烟浓、焰长，有熔融或膨胀的现象。
2．化学性质
（1）各煤层原煤工业分析
井田内各煤层原煤水分（Mad）含量较低，一般平均值为2.28%～3.70%，灰分（Ad）产率一般为6.09%～13.94%，属特低灰～低灰煤，挥发分（Vdaf）产率一般为35.56%～41.31%，属中高～高挥发分煤。
各煤层原煤工业分析两极/值平均值分析见表1-2-2。
表1-2-2 各煤层原煤工业分析两极/值平均值分析表
煤层编号
化验项目
3
4下
5
Mad （%）
2.07-6.90
3.70（4）
2.04-5.32
2.98（10）
1.67-2.90
2.28（10）
Ad （%）
9.37-22.17
13.94（4）
8.88-22.47
12.53（10）
3.85-12.14
6.09（10）
Vdaf （%）
37.32-40.31
38.85（4）
37.99-47.00
41.31（10）
33.52-36.83
35.56（10）
（2）各煤层元素分析
井田内各煤层为低变质烟煤，煤类主要为长焰煤、不粘煤、弱粘煤（42CY、31BN、32RN），一般碳含量为57.66%～83.55%，氢含量为4.93%～5.27%，氮含量1.02%～1.13%，氧加硫含量为10.29%～11.03%，各煤层同一元素的含量都较接近，且都在我国相同煤类的变化范围之内。
各煤层精煤元素分析两极值/平均值分析见表1-2-3。
表1-2-3 各煤层精煤元素分析两极值/平均值分析表
化验项目
煤层编号
Cdaf （%）
Hdaf （%）
Ndaf （%）
（O+S）daf （%）
3
32.35-82.96
57.66（2）
5.18-5.19
5.19（2）
1.02-1.24
1.13（2）
10.61-11.45
11.03（2）
4
82.41-83.57
82.87（4）
5.15-5.41
5.27（4）
0.96-1.13
1.02（4）
10.13-11.32
10.84（4）
5
83.39-83.85
83.55（5）
4.77-5.09
4.93（5）
0.82-1.90
1.10（5）
9.28-10.82
10.29（5）
（3）各煤层有害组分硫、磷、氟、氯、砷
井田内各煤层原煤全硫（St.d）含量一般为0.27%～0.64%，属特低硫～低硫，经测试各种形态硫均以有机硫为主，硫化铁硫次之，硫酸盐硫含量甚微；磷（Pd）含量一般为0.010%～0.039%，属特低磷～低磷分煤；氯含量为0.00%～0.005%，属特低氯～低氯煤；砷含量为3.29～4.52ug/g，一般均较低，是酿造和食品工业的较好燃料。
各煤层有害组分硫、磷、氟、氯、砷两极值/平均值分析见表1-2-4。
表1-2-4 各煤层有害组分硫、磷、氟、氯、砷两极值/平均值分析表
煤层编号
化验项目
St.d （%）
Pd （%）
Clad （%）
As.ad （ug/g）
3
0.33-0.86
0.62（3）
0.023-0.032
0.026（3）

4
0.35-1.52
0.64（9）
0.034-0.055
0.039（6）
0.00
0.00（1）
4.52
4.52（1）
5
0.10-0.49
0.27（9）
0.0024-0.0178
0.010（7）
0-0.01
0.005（1）
1.57-5
3.29（2）
3．煤类
矿井3、4、5号煤层煤类为长焰煤（41CY）～弱粘煤（32RN）。
4．煤的工业用途评价
井田内3、4、5号煤层属低变质烟煤，其变质阶段为（0～Ⅰ）阶段，煤的类别为长焰煤（41CY）～弱粘煤（32RN），煤质为特低至低灰、属中高～高挥发分煤、特低硫～低硫、特低磷～低磷分煤、高热值～特高热值煤、富油至高油、低熔灰分的煤。是较好的火力发电用煤及良好的工业锅炉和民用之燃料，由于有害元素含量较低，也是酿造和食品工业的较好燃料。
三、开采技术条件
（一）煤层顶底板岩性
根据地质报告提供资料，4号煤层顶板发育为直接顶或老顶，底板多存在伪底。5号煤层顶、底板，伪顶、直接顶或老顶均有发育，多存在伪底。
4号煤层顶板：粗～中～细砂岩类。自然块体天然容重2.5～2.63g/cm3，平均值2.56g/cm3；吸水率2.38%～2.93%，平均值2.74%；天然状态下抗剪强度5.9～8.1Mpa，平均值7Mpa；天然状态抗拉强度3.6Mpa；饱和状态下单轴抗压强度14.4～23.3Mpa，平均值18.85Mpa<29.42Mpa，为不稳定型顶板；软化系数0.33～0.77，平均值为0.51＜0.75，岩石质量等级为易软化的较软岩石。4号煤层顶板导水裂隙带最大高度为66.13m。
4号煤层底板：粗、细砂岩，砂砾岩类。自然块体天然容重2.51～2.61g/cm3，平均值2.57g/cm3；吸水率1.44%～2.48%，平均值2.01%；天然状态下抗剪强度6.4～7.5Mpa，平均值6.95Mpa；天然状态抗拉强度3.2Mpa；饱和状态下单轴抗压强度24.6～31.2Mpa，平均值27.9Mpa；软化系数0.26～0.52，平均值为0.37＜0.75，岩石质量等级为易软化的较软岩石。
5号煤层顶板：粉、细砂岩类。自然块体天然容重2.51～2.62g/cm3，平均值2.56g/cm3；吸水率1.04%～1.78%，平均值1.35%；天然状态下抗剪强度7.5～13.4Mpa，平均值9.9Mpa；天然状态抗拉强度3.2～3.4Mpa，平均值3.3Mpa；饱和状态下单轴抗压强度10.6～27.1Mpa，平均值20.83Mpa<29.42Mpa，为不稳定型顶板；软化系数0.34～0.6，平均值为0.48＜0.75，岩石质量等级为易软化的较软岩石。5号煤层顶板导水裂隙带最大高度为235.1m。
5号煤层底板：粉、细砂岩类。自然块体天然容重2.52～2.64g/cm3，平均值2.60g/cm3；吸水率1.34%～1.84%，平均值1.59%；天然状态下抗剪强度8.5～12.5Mpa，平均值9.87Mpa；天然状态抗拉强度2.1～3.4Mpa，平均值2.75Mpa；饱和状态下单轴抗压强度19.2～35.2Mpa，平均值20.07Mpa；软化系数0.48～0.61，平均值为0.53＜0.75，岩石质量等级为易软化的较软岩石。
（二）瓦斯、煤尘和煤的自然
1．瓦斯
根据乌鲁木齐市环鹏有限公司矿业分公司后峡二井田煤矿《瓦斯等级鉴定和二氧化碳涌出量鉴定》结果，矿井瓦斯相对涌出量为1.27m3/t，绝对涌出量为0.55m3/min，二氧化碳相对涌出量为1.45m3/t，绝对涌出量为0.62m3/min；鉴定结果该矿属低瓦斯矿井。
2．煤尘爆炸性
根据地质报告提供资料，井田内3、4、5号煤层火焰长度均大于500mm，岩粉量为50%～55%，均有爆炸性危险。
3．煤的自燃倾向
据地质报告提供资料：煤的自燃倾向性属于易自燃、不易自燃。
4、5号煤层着火点分析见表1-2-5。
表1-2-5 4、5号煤层着火点分析表
煤层号
氧化样
（T℃）
原样
（T℃）
还原样
（T℃）
△T℃
结论
4
331
342
355
24
不易自燃
5
338
343
355
17
不易自燃
5（组合）
265
299
302
37
易自燃
据乌鲁木齐后峡二井田煤矿提供资料：该矿从未发生过煤的自燃，根据实际经验煤层自燃发火期为6个月。
4．地温
根据地质报告提供，矿井属地温正常区,地温梯度小于3°C/100m。
四、水文地质条件
1．矿区水文地质概况
矿区位于天山北麓复背斜带一个地堑盆地的西北部，发源于后峡‘一号冰川’的乌鲁木齐河是区域地下水的主要补给源，其地表径流流经区域西北部,切割含煤岩系，对煤系地下水具补给作用,其平均流量8.73m3/s，最大流量290m3/s。其次，大气降水对区域地表及地下水亦有一定的补给作用，年均降水量450mm，年均蒸发量961.9mm，雨季主要集中在6～9月，即丰水期。含煤岩系在盆地边缘有裸露部位，接受大气降水的补给，地下水自西北向东南运移，以泉的形式泄出，全区共见6处常流泉，2处间歇泉，最终汇集成溪流，最大流量36L/s，最小流量15L/s。
依据地层构造、含水空间及富水性、补径排特征，划分区域水文地质分区为：
（1）古生代石炭统变质砂岩、硬砂岩及硅质岩、砂砾岩、火山碎屑岩系孔隙、裂隙水水文地质分区。
（2）中生代侏罗统砂砾岩、粗、中砂岩、碎屑岩孔隙、裂隙水水文地质分区。总体水化学类型属重碳酸盐—钙、镁型水。其地下水补、径、排条件佳。
2．井田水文地质概况
井田属第Ⅱ水文地质分区，区内无常年地表径流。二井田煤矿主平硐（采4号煤）+2204m水平，水流藉以5‰坡度而泄出，汇入乌鲁木齐河，其排泄量丰水期Q＝2569.44m3/d，枯水期Q＝1881.36m3/d。
井田地面标高在+2300～+2400m之间，为中高山区，地表坡度约83‰；属大陆性高山气候，夏季凉爽多雨，冬季少雪，来自西北部的干燥风和寒流被北面高山所阻隔，从而使本区表现为明显的山间盆地气候。地下水交替迅速，然地下水受控于地形地貌、区域自然地理条件，单位涌水量q=0.00169～0.00531/s.m，井田含水层均为均属于弱富水性量级。
3．井田含（隔）水层特征
井田内含（隔）水层划分见表1-2-6。
表1-2-6 含（隔）水层划分一览表
所属地
层时代
含（隔）水
层编号
含（隔）水层名称
Q
T1
第四系松散岩类（Q2pl +Q4apl）孔隙透水不含水层
（E3－N）ch
Ⅰ
第三系上新统～渐新统昌吉河群{（E3－N）ch}含（隔）水层
J2x
Ⅱ
中侏罗统西山窑组（J2x）含（隔）水层层
（1）第四系松散岩类（Q2pl+Q4apl）孔隙透水不含水层（T1）。
全井田分布，其上部为腐殖土，中、下部为砂砾石层，地层厚0～27.98m。松散、无胶结，位于地下水位之上，为透水不含水层。
（2）第三系上新统～渐新统昌吉河群{（E3－N1）ch}含（隔）水层（Ⅰ）
主要隐伏展布于勘探区中部，厚度为0～55.36m。上部、中上部岩性为胶结松散的砾岩，位于地下水位以上，为透水不含水层（Ⅰ-T1）。下部为泥岩，为相对隔水层（Ⅰ-G1）。
（3）中侏罗统西山窑组（J2x）含（隔）水层（Ⅱ）。
由于该段岩性组合复杂，无法对该段单独划分含隔水层。故针对主采煤层段含水层及其中的隔水介质进行论述。
含水层主要为中侏罗统西山窑组，4号煤层上部和5号煤层下部有粗粒相，其中也发育有厚度较稳定的细砂岩、泥岩等细粒相，具有相对隔水作用，可视为隔水层。煤层不含水。
a．中侏罗统西山窑组（J2x）含水层（Ⅱ-H）。
中侏罗统西山窑组上部静水位线以下至5号煤层粗粒相承压裂隙含水层（Ⅱ-H1）：岩性为粗砂岩、砂砾岩，砾径0.01～0.02m，灰白色粗粒结构所构成的含水层，全区分布，平均厚度72.13m。3-2、B-3孔枯水期所做抽水试验q＝0.00169～0.0021L/s.m，弱富水性，属HCO3· SO42-·Cl-－Na·Mg型水。
中侏罗统西山窑组5号煤层以下裂隙承压含水层（Ⅱ-H2）：岩性以灰白色粗砂岩为主，夹有细砂岩，具节理粉砂岩薄层。2′-1号孔揭露全层厚度69.86m，其余钻孔均未全层揭露，2′-1孔枯水期所做抽水试验q＝0.0053L/s.m，弱富水性，属HCO3-Na型水。
b．中侏罗统西山窑组（J2x）中的隔水层（Ⅱ-G）
（Ⅱ-H1）含水层顶部隔水介质平均厚26.8m,岩性以粉砂岩为主，为相对隔水层（Ⅱ-G1）；（Ⅱ-H1）含水层底部有较稳定的粉砂岩及泥岩，平均厚15.21m，为相对隔水层（Ⅱ-G2）；（Ⅱ-H2）含水层顶部及底部中间均有较稳定的粉砂岩，与（Ⅱ-H1）含水层的水力联系较差，可视为相对隔水层（Ⅱ-G3）。
4．水文地质类型
矿井水文地质类型为裂隙类中等型。
5．矿井充水因素分析
（1）生产井充水因素
矿井充水水源来自大气降水的补给和7～8月份的雨水与西部山区融雪水的补给。由具节理的巨厚层状粉砂岩和巨厚层状裂隙发育的粗砂岩、砂砾岩及煤层的内生裂隙等均构成渗入性充水通道。另外，井田西部的塌陷坑也是构成矿坑涌水的重要通道。
（2）对矿井充水影响较大的因素
①地形：煤矿范围地表地形总体表现为西高东低，地表均被厚2～20m的弱透水的黄土所覆盖，地表坡度不大，植被较发育，因此有利于大气降水的渗入补给。
②岩石类型：煤层中内生节理发育，岩层中裂隙发育。开采中直接破坏此段岩组，造成其所含水渗入矿坑。
③大气降水：大气降水直接渗入地下的有利部位仅限于采空塌陷地段。
综上所述：煤层及上部粗碎岩中的地下水是矿床充水的主要水源，补给量取决于入渗量的充沛程度及裂隙网络的贯通性能。
5．地表水与地下水的关系
在雨期或冰雪融化期间形成的水流，该水流通过裂隙带或塌陷坑补给地下水，成为该区地下水的重要补给。
6．矿井涌水量
设计对火烧区积水采取“先探放，后生产”的原则，在建井期间将火烧区内积水全部探放排出，因此生产期间对矿井涌水量的预测不含火烧区积水量。

1．大井法预测
根据地质报告，利用大井法预算矿井5号煤层开采水平（+2046m水平以上时）的涌水量，计算公式如下：
Q＝
式中 Q－拟建新井的涌水量（m3/d）；
K－渗透系数（m/d），取0.00988；
H－承压水从井底算起的水头高度（m），取292.48；
M－承压含水层厚度（m），取74.47；
r0=（F÷π）1/2＝（1604780÷3.14）1/2＝714.9
R0－引用影响半径（m），R0＝r0+R，R＝。
疏干后S＝H＝370.68m，R＝=994.4m。
R0＝r0+R=714.9+994.4=1709.3。
涌水量Q＝1.366×0.00988×=1355.27m3/d
根据GB8170—87《数值修约规则》将大井法计算的结果修约为1360m3/d（56.7m3/h）。
2．比拟法
井田目前开采4号煤层，生产能力为0.24Mt/a，矿井正常用水量为1680m3/d，最大用水量为3079.2 m3/d。
采用的比拟法公式：Q＝Q1（S/S1）
式中：Q：5号煤层涌水量（m3/h）
Q1：现有生产矿井涌水量（m3/h）
S：5号煤层水位降深（m）
S1：现有生产矿井水位降深（m）
矿井5号煤层投产后：Q正常＝Q1（S/S1）=1680×（292.48/188.48）=2607.0 m3/d
Q最大＝Q1（S/S1）=3079.2×（292.48/188.48）=4778.2m3/d
比拟法，是按现有生产矿井的涌水量为基础进行的推算，更据说服力，且预算结果大于“大井法”预算成果，因此，建议采用比拟法预算求得的涌水量：Q正常为2607.0 m3/d（108.6 m3/h），Q最大为4778.2 m3/d（199.1 m3/h）。
（八）水文地质类型及其复杂程度
根据《煤矿防治水规定》，本矿井水文地质类型分析如下：
1．含水层性质及补给条件：井田内仅有1个含水层，为中侏罗统西山窑组含水层。该含水层为弱富水性。因中侏罗统西山窑组中的隔水层和第三系上新统～渐新统昌吉河群隔水层的隔水作用，使得上下各含水层的水力联系不密切。据此分析矿井水文地质类型为简单。
2．单位涌水量：根据地质资料，本矿井单位涌水量为0.00988L/s·m<0.199L/s·m，据此分析矿井水文地质类型为简单。
3．矿井周边老空水分布状况：井田浅部3、4号煤层已采空，形成大面积采空区，采空区的位置、范围清楚，据此分析矿井水文地质类型为简单。
4．矿井涌水量：根据矿井涌水量预算结果，矿井5号煤层开采时正常涌水量值为108.6m3/h，最大涌水量约为199.1m3/h，据此分析矿井水文地质类型为中等。
5．开采受水害影响程度：矿井运输平硐和斜风井均位于井田东部，5号煤层大巷位于井田