哈尔吾素露天矿设计
神华准能公司哈尔乌素露天矿二采区
年产400万吨开采设计方案
摘要
本次毕业设计为神华集团准能公司哈尔乌素露天矿二采区年产400万吨开采设计。设计根据境界剥采比小于等于经济合理剥采比（n j=8m3/t）的原则，圈定了露天矿开采境界。计算了开采境界内的煤量和岩量，确定了露天矿合理边坡角。
设计采用的工艺系统为挖掘机采装——汽车运输——推土机排土的间断式工艺，开拓方式选取公路移动坑线开拓。前期外排，后期内排的排土方法。
选用YZ—55型牙轮钻机对岩层和煤层进行中深孔爆破，采装设备选用191M和WB—600型挖掘机采装，运输设备选用LN-392型自卸汽车和BEJIA3-7521型自卸汽车运输，排土设备选用T2-120SH排土。计算了各种设备的生产能力和数量。
设计确定了开采方法和开采参数，经过技术比较，选取了开采方案，确定了拉沟位置。对生产剥采比进行了均衡，编写了矿山工程进度计划，列出露天矿主要技术经济指标。制定了矿山工作制度。
关键词：露天开采、公路开拓、设备选型、剥采比均衡、进度计划。
USING THE PRINCIPLE THAT THE BOUNDARY STRIPPING RATIO IS NOT BIGGER THAN THE ALLOWABLE STRIPPING RATIO TO SELECT THE BOUNDARYOF SURFACE MININGEXCA V ATOR LOADED - AUTOMOTIVE TRANSPORTATION – WB—600摘要................................................................................. I ABSTRACT ............................................................................................. 错误！未定义书签。第一章矿区概况 . (1)
1.1矿区简介 (1)
1.1.1 位置与交通 (1)
1.1.2 矿区给水、排水工程 (2)
1.1.3 对国民经济的意义 (3)
1.2自然地理 (4)
1.2.1 地形地貌 (4)
1.2.2 水文 (5)
1.2.4 地震 (7)
第二章矿床地质特征 (8)
2.1矿区地质特征 (8)
2.1.1 区域地层 (8)
2.1.2 哈尔乌素露天区地层 (10)
2.1.3 区域构造 (13)
2.1.4 哈尔乌素露天区构造 (14)
2.2矿体赋存要素 (15)
2.2.1 区域含煤性和煤层 (15)
2.2.2 哈尔乌素区煤层 (17)
2.3矿区水文地质特征 (19)
2.3.1 区域水文地质概况 (19)
2.3.2 对露天开采的影响 (20)
2.4矿床勘探程度 (20)
第三章露天矿合理帮坡脚确定 (22)
3.1矿区工程地质特征 (22)
3.1.1 矿区工程地质 (22)
3.2原始资料与计算方法的选择 (23)
3.2.1 计算基础 (23)
3.2.2 计算数据的选择 (24)
3.3边坡稳定计算 (24)
第四章露天开采境界、储量计算 (27)
4.1开采境界的确定 (27)
4.1.1 开采境界的确定 (27)
4.1.2 开采境界的圈定 (27)
4.1.3 哈尔乌素露天矿南部境界圈定计算过程验算 (29)
4.1.4最终开采深度的确定 (30)
4.2.1 可采储量计算方法及原则 (30)
4.2.2 二采区境界可采储量计算 (31)
4.2.3 二采区境界内剥岩量的计算 (32)
第五章矿田开拓 (34)
5.1生产工艺的选择 (34)
5.1.1 开采工艺概述 (34)
5.1.2 开采工艺论证 (34)
5.1.3 开采工艺选择 (35)
5.2采掘、运输方式及设备类型 (35)
5.2.1 确定技术上可行的开拓方案 (35)
5.2.2 设备类型 (36)
5.3掘沟工程 (41)
5.3.1 拉沟位置 (42)
5.3.2 确定开拓坑道及开段沟的规格 (45)
第六章开采参数与开采程序 (48)
6.1开采程序和开采方法 (48)
6.2主要开采参数的确定 (48)
6.2.1 台阶划分 (48)
6.2.2 台阶高度 (49)
6.2.3采掘带宽度的确定 (49)
6.2.4 最小工作平盘宽度 (49)
第七章露天矿生产能力 (55)
7.1露天矿生产能力 (55)
7.1.1 矿山工作制度 (55)
7.2均衡生产剥采比 (56)
7.2.1 均衡的必要性 (56)
7.2.2 均衡的可能性 (56)
7.3验证露天矿生产能力 (58)
7.3.1 验证露天矿生产能力 (58)
7.3.2 矿山各生产期煤、剥离物的年、日、班生产能力 (58)
第八章穿孔爆破 (59)
8.1选择穿孔爆破方法 (59)
8.2钻孔设备选择计算 (59)
8.2.1 钻孔设备选型 (59)
8.2.2 确定钻机的生产能力及台数 (60)
8.3确定爆破参数 (61)
8.3.1 钻孔直径和钻孔深度 (61)
8.3.2 底盘抵抗线 (61)
8.3.3 孔距a与行距b的计算 (63)
8.3.4 超钻 (63)
8.3.5 填塞长度计算 (63)
8.3.6 单孔装药量计算 (64)
8.4二次爆破 (65)
8.4.1 二次爆破的设备选择 (65)
8.4.2 凿岩机生产能力及数量计算 (65)
8.5爆破器材及爆破方法 (66)
8.5.1 起爆方法 (66)
8.5.2 特殊情况的处理 (67)
第九章排土 (68)
9.1选则排土场的原则及位置 (68)
9.1.1 选择排土场的原则 (68)
9.1.2 排土场位置的确定 (68)
9.2排土量计算 (68)
9.2.1 排土场主要参数 (68)
9.2.1 外排土场排土容量计算 (69)
9.3.1 排土方式 (69)
9.3.2 排土设备选型 (69)
第十章矿山采掘进度计划 (71)
10.1矿山采掘进度计划编制方法及依据 (71)
10.1.1 编制原则 (71)
10.1.2 编制依据及方法 (71)
10.2编制矿山采掘进度计划图表 (72)
第十一章企业总平面布置 (73)
11.1总平面布置的原则 (73)
11.2总平面布置 (73)
11.2.1 工业广场 (73)
11.2.2 炸药库 (73)
第十二章露天矿主要技术经济指标 (74)
参考文献 (76)
附录A (77)
附录B (83)
致谢 (87)
第一章矿区概况
1.1 矿区简介
1.1.1 位置与交通
准格尔煤田位于内蒙古自治区鄂尔多斯市准格尔旗东部。其范围东起煤层露头，西至6号煤层600m底板等高线，东西宽21km，北至煤层露头，南至黄河之滨，南北长65km，面积1022km2。煤田范围内有准格尔旗所辖四镇四乡（东孔兑镇、薛家湾镇、魏家峁镇、马栅镇、窑沟乡、哈岱高勒乡、海子塔乡、长滩乡）。煤田北部隔黄河与内蒙古自治区呼和浩特市托克托县、清水河县相邻，东部、南部分别与山西省偏关县、河曲县相邻，西南部与山西省府谷县相邻，西部与鄂尔多斯市达拉特旗、东胜区和伊金霍洛旗相接。哈尔乌素矿田位于准格尔煤田中部，与已经建成生产的黑岱沟露天煤矿毗邻，地理坐标为东经111o10'～111o22'30〃，北纬39o39'45〃～39o44'15〃。见图1-1-1。
薛家湾镇是准格尔旗政府和神华集团准格尔能源有限责任公司所在地，位于煤田北部中间位置，北距呼和浩特市127km，东南距黄河万家寨水利枢纽工程49km，西距鄂尔多斯市120km。均有2级、3级公路相通。大（同）准（格尔）电气化铁路全长264km，向东与大（同）秦（皇岛）线接轨；准（格尔）东（胜）铁路东起大准铁路薛家湾站，西接包（头）神（木）铁路巴图塔站，全长145km。将要修建的准（格尔）河（曲）铁路，与神（木）朔（州）铁路、朔（州）黄（骅港）铁路相连，全长84km。矿区内公路、铁路交通已形成网络，交通十分方便。
交通位置图如图1.1 。
图1.1 交通位置图
1.1.2 矿区给水、排水工程
（1）黄河小沙湾水源工程
该工程为地表水水源，设计取水能力1.5m 3/s ，供水能力1.2m 3/s ，设河上10000m 3
图1－2－2 交通位置图
幅流式沉沙池2座，容积为50000m3的安全水池3座，110kV变电站及两条长10km、直径为820mm输水管线工程。
（2）陈家沟门和唐公塔地下水水源工程
陈家沟门水源供水能力30000m3/d，供水管线56.4km，输电线路21km。
唐公塔水源供水能力为24000m3/d。
（3）排水工程
矿区排水工程主要由污水处理厂及来自中心区、坑口电厂、露天矿的排水管道组成，设计污水处理能力为12500m3/d。其工艺采用鼓风、曝气二级处理加深度处理，排水管道为25.9km，输电线路5.1km，建筑面积3713m2。
矿区给、排水工程完成投资4.45亿元。
1.1.3 对国民经济的意义
哈尔乌素露天矿主要产品为长焰煤，用户主要为周边电厂。近几年，周边电厂发展迅速，随着西部大开发，特别是“西电东送”工程的实施，新电厂的建设对煤炭需求量将急剧增加。
随着国家加大环境保护的力度，限制高硫煤的燃用，哈尔乌素的中灰、特低-低硫、低磷、高挥发分、中高发热量、煤灰高软化温度优质动力煤的市场优势将得到发挥。
近年来，电力工业煤炭消费势头不断上升, 而电力工业是我国煤炭产品的最大工业用户。电煤消费占煤炭总产量的比重约为50％。1998年电力行业煤炭消费量为527Mt,预计2005年需求量将达到630Mt以上。预计“十五”期间全国电力需求的平均增长速度为5％，平均年需增用煤炭20Mt。
随着国家“西电东送”工程的实施和城市环保工程推进，到“十一五”期间，华北地区电力呈快速增长势头。这将加大国内煤电市场容量，为哈尔乌素煤炭在国内提供更为广阔的销售市场。
在国际市场方面，世界煤炭消费量继2000年度增长10.3％后，2001年比2000年增长6.5%左右。其中动力煤消费量增长9.3％，炼焦煤增长0.3％。亚洲地区2001年动力煤需哈尔乌素露天矿主要产品为长焰煤，用户主要为周边电厂。近几年，周边电厂发展迅速，随着西部大开发，特别是“西电东送”工程的实施，新电厂的建设对煤炭需求量将急剧增加。
随着国家加大环境保护的力度，限制高硫煤的燃用，哈尔乌素的中灰、特低-低硫、低磷、高挥发分、中高发热量、煤灰高软化温度优质动力煤的市场优势将得到发挥。
近年来，电力工业煤炭消费势头不断上升, 而电力工业是我国煤炭产品的最大工业用户。电煤消费占煤炭总产量的比重约为50％。1998年电力行业煤炭消费量为527Mt,预计2005年需求量将达到630Mt以上。预计“十五”期间全国电力需求的平均增长速度为5％，平均年需增用煤炭20Mt。
随着国家“西电东送”工程的实施和城市环保工程推进，到“十一五”期间，华北地区电力呈快速增长势头。这将加大国内煤电市场容量，为哈尔乌素煤炭在国内提供更为广阔的销售市场。
在国际市场方面，世界煤炭消费量继2000年度增长10.3％后，2001年比2000年增长6.5%左右。其中动力煤消费量增长9.3％，炼焦煤增长增长0.3％。亚洲地区2001年动力煤需求量增长10.5％，焦煤需求稳定。三个最大的煤炭进口用户是东亚地区的日本、韩国、我国台湾地区，占据国际煤炭需求量42％的份额。日本，韩国和中国台湾2000年进口煤炭154Mt,香港进口煤炭6Mt，中国进口煤炭2Mt。
中国已成为世界煤炭市场的主力。2001年中国巩固了其能够对煤炭市场产生重要影响的主要煤炭出口国地位。中国煤炭出口量增长速度惊人，4年来国际市场份额扩大了1倍，1998年为6％，2001年已经达到13％。2001年我国出口煤炭80％销往北亚地区，在北亚的市场占有份额从2000年的19％上升至2001年的24％。2000年，韩国是最大的中国煤炭进口国, 从中国进口动力煤17.5Mt，炼焦煤2.4Mt，无烟煤1.3Mt，总计21.20Mt。日本是中国的第二大煤炭进口国，2000年从中国进口动力煤11.7Mt，炼焦煤3.6Mt，无烟煤0.9Mt，总计16.22Mt。
与澳大利亚、南非和加拿大等竞争对手相比，中国出口煤在北亚地区占有运输方面的优势。从中国和澳大利亚销售到日本的煤炭，在离岸价相同的情况下，中国出口煤有US$6.25/t的运输费率优势，在韩国市场中国也具有同样的优势。
中国煤炭在国际市场所占比重的不断扩大，主要是西部地区煤炭出口量增加，这将为哈尔乌素煤炭在国内市场和国际市场的销售提供更大的销售空间。
1.2 自然地理
1.2.1 地形地貌
哈尔乌素露天区位于鄂尔多斯黄土高原，除黑岱沟、不连沟、哈尔乌素沟有基岩出露外，其余煤田均为30m左右的黄土所覆盖，在北部沙洞至皮达旦以及暖水沟一带有大片风积沙堆积。由于风蚀、水流向源侵蚀造成黄土高原的复杂地形地貌，V字型
沟谷纵横交错，树枝状的冲沟十分发育，原始黄土高原地貌被肢解的支离破碎。露天区地形南高北低，最高海拔标高为1225m(管子梁)，最低海拔标高为970m(黑岱沟口)，比高250m，区内一般海拔标高1150m。区内主要沟谷有：黑岱沟沿北部境界贯穿全区通过；南坪沟、不连沟、哈尔乌素沟由南向北横穿全区，流入黑岱沟后向东汇入黄河。深沟之中多有泉水涌出，形成溪流，流量不大。但雨季山洪暴发时，流量大而历时短促。
1.2.2 水文
黄河是煤田北、东、南缘的最大地表水体。煤田东缘黄河峡谷段长约98km，比降1.33‰，河宽100m～300m，水深平均2m～3m，流速平均不大于2m/s。煤田北缘黄河水位标高最高990.67m，最低984.52m，年平均987.04m～987.98m。煤田东缘黄河水位标高最高950.67m～953.09m，最低944.67m～947.09m。黄河万家寨水利枢纽工程建成后，煤田东缘黄河水位上升到980m，水位回至前房子、喇嘛湾一带。黄河最大流量5310m3/s，最小流量39.8m3/s，最大年平均流量1390m3/s，最小年平均流量392m3/s，多年平均流量778m3/s。最大流量多出现在8、9月份，其中9月份占最大流量出现年份的32%，最小流量多出现在冬、春季节，其中5、6月份占最小流量出现年份的33%。黄河多年平均含沙量6.67kg/m3，年平均输沙量151Mt，其中7月至10月份输沙量占全年的82%，12月至2月份占全年的0.8%。泥沙粒径平均0.0343mm。
煤田其它地表水系属于黄河支流，多数是季节性河流。
龙王沟位于煤田北部区，长度28km，中上游河床宽度100m～300m，下游较窄，最窄处宽度5m，流域面积270km2。年平均流量0.39m3/s，年迳流量12.29Mm3，年输沙量2.50Mt。1986年7月，实测一次降雨最大流量180m3/s。雨后流量很快降到0.2m3/s。
黑岱沟是煤田南、北区的分界河流，长度23km，流域面积261km2。年平均流量0.37m3/s，年迳流量11.70Mm3，年输沙量2.30Mt。
十里长川位于煤田西部边界附近，由北向南流经海子塔和长滩后向西南汇入皇甫川流入黄河，河流长约60km，流域面积644km2（西岸支流已出煤田范围），最大流量619m3/s，最小流量157m3/s，年迳流量38.64Mm3，是煤田内最大河流，属于非季节性河流。
1.2.3 气象
准格尔煤田位于半干旱地区，属于大陆性半干燥气候。总的气候特点是冬季寒冷，夏季炎热，春秋两季气温变化剧烈，昼夜温差大。降水量较小，蒸发量较大，常有春
旱现象。雨水多集中在7、8、9月，占全年降水量的60%～70%。
20世纪50～80年代，最高气温39.4℃（1955年7月23日），最低气温-34℃（1954年2月28日）。年平均气温5.3℃～8.2℃，多年平均气温在7℃左右。1月平均气温-10.8℃～-12.9℃，7月平均气温在29℃左右。
年降水量231mm～634.7mm，多年平均408mm。月最大降水量247.5mm。1日最大降水量96mm（1959年8月3日）。1小时最大降水量44mm（1979年6月29日）。10分钟最大降水量19.8mm（1981年）。一次最大降水量88.1mm，延时25小时54分（1973年8月）。最长连续降水日数分别为7天和8天，降水量分别为74mm（1977年9月12～18日）和37.1mm（1979年7月27日～8月3日）。
年蒸发量1324.7mm～2896.1mm，多年平均在2100mm左右。蒸发量是降水量的5倍。最热月平均蒸发量357.9mm，最冷月平均蒸发量31.9mm。最热月平均相对湿度60.4%，最冷月平均相对湿度54.5%。
结冰期为10月中旬至翌年4月下旬，约200天。最大冻土深度1500mm。积雪厚度2cm～15cm。无霜期约150天。初霜日一般在9月30日左右，终霜日在5月7日左右。
煤田内受季风影响，冬季春季多风，春季多为4～6级，3、4月份为大风期。风向以西风为主，冬季有西北风，夏季有偏东、偏南和东南风。近地面大气受地形起伏的影响，会出现风向不定的现象。最大风速24m/s。全年超过17m/s风速的天数约28天。年平均风速2.3m/s。全年日平均风速不小于8m/s的天数为1～13天，瞬间风速不小于17m/s的天数为14～29天。年平均扬沙日32.8天。年平均沙暴日15.2天。年平均雷暴日41.8天。
进入90年代，气候有所变化。1991年至1999年，气温有不同程度逐年偏高的趋势，各季节气温差异逐年减少，年平均气温8.1℃。1991年8月出现31.0℃的历史平均气温最高值，形成夏季持续高温干旱的现象。1994年4月至6月中旬气温偏高。1997年6月下旬至9月上旬，出现持续高温，最高气温37.8℃。年平均降水量391.2mm，年平均蒸发量1926mm，年平均相对湿度54.9%。一般冬季降水少，春季基本正常，夏季均有不同程度的干旱现象。
1991年降水主要集中在4月至6月，而8月份降水量仅为26.8mm，9月份为16.1mm。1993年全年降水量仅为262.1mm，其中3月至5月份降水量仅为14.3mm，8月15日至10月份降水量为38mm，出现春、夏、秋季连续干旱现象。1994年4月至6
月中旬降水量较少，出现严重的春旱现象。1997年8月份降水量仅为22.4mm，9月份为10.6mm，全年降水量只有271.4mm。1999年6、7月份降水量只有68.8mm，8月份后半月降水量为64.7mm，出现伏天大旱现象。90年代每年6月至8月份有不同程度的洪涝和冰雹现象，且90年代初，冰雹灾害严重。1993年无霜期132天，比正常年少12天。9月18日凌晨降霜，出现百年不遇的早霜冻害现象。90年代大风日数与80年代相比减少近4成，并有逐年递减的趋势。年平均风速14.7m/s。1991年至1999年的9年中出现过3次沙尘暴。
2000年，准格尔旗年平均气温8.0℃，与历年相比，冬季气温偏低，夏季气温偏高。7月9日至28日，日最高气温在30℃以上，7月20日最高气温38.1℃。9月至10月气温偏高。年降水量只有251.1mm，其中1月至2月降水量23.5mm，6月至8月降水量183.6mm，7月份降水量只有31.5mm，8月10日一次降水62.5mm，8月28日薛家湾东部窑沟乡遭强冰雹侵袭。3月至5月，出现7次扬沙天气，12次沙尘暴。
2001年，准格尔旗年平均气温8.8℃，全年各月气温均偏高。年降水量340.4mm，1月偏多，2月偏少，4月正常，5月3.1mm，6月6.3mm，7月偏少，8月偏多，6月至8月202.6mm，8月16日至19日1次连续降水100.3mm，9月至10月偏多，11月至12月偏少。全年大风日数6天，最大风速12.7m/s（3月5日），年平均风速1.4m/s，风向以西北风为主，7月出现9m/s东北风（7月3日），9月出现5.7m/s东南风（9月7日）。全年日照时数2876.8小时。
1.2.4 地震
据国家地震局地震地质大队（77）地鉴字153号文《关于内蒙准格尔煤田范围地震基本烈度意见》，喇嘛湾以北，包括黑城河口镇为八度区，喇嘛湾以南包括前房子、宽滩为七度区。
第二章矿床地质特征
2.1 矿区地质特征
准格尔煤田地层沉积与华北石炭、二迭系各煤田基本相似，煤系基盘为古生界奥陶系灰岩。中石炭系本溪组海陆交互相地层整合沉积于中奥陶系和下奥陶系地层之上。其上部的上石炭系太原组和下二迭系山西组是本区主要含煤地层。
2.1.1 区域地层
准格尔煤田区域地层从古生界到新生界均有分布。各勘探区地层大同小异，从下古生界奥陶系到上古生界二叠系的地层在各勘探区均有分布。古生界地层排列顺序由东向西依次由老到新，下古生界奥陶系中统马家沟组与上古生界石炭系中统本溪组地层之间呈平行不整合接触关系。中生界三叠系地层分布于煤田西南部，即南部详查区西南部和榆树湾区西部。侏罗系上统-白垩系下统地层分布于煤田北部的东孔兑普查区和小鱼沟精查区内，局部到达窑沟详查区和牛连沟详查区，且与下伏地层呈角度不整合接触关系。以黄土为主的新生界地层广泛覆盖下伏地层，与下伏地层呈角度不整合接触关系。由于黄土的覆盖，使基岩地层只出露于黄河沿岸和各大沟谷中。由于沟谷切割和黄土与下伏基岩地层接触面不平整的原因，使黄土厚度变化大，地形复杂。
区域地层由老到新依次为：
寒武系（∈）
下统（∈1）：下部为肉红色-灰白色细粒石英砂岩、泥质细粉砂岩；上部为紫灰色砂质页岩、粉砂质灰岩、白云岩。地层厚度20m～70m。分布于煤田东部黄河以东地区。
中统（∈2）：下部为深灰-灰紫-灰绿色含粉砂质白云岩，白云质粉砂岩；上部为灰-深灰色鲕状灰岩、钙质粉砂岩。地层厚度89m～142m。分布于煤田东部黄河以东地区。
上统崮山组（∈3g）：为深灰-灰-杂色中厚层竹叶状灰岩、生物碎屑灰岩、鲕状灰岩，夹暗紫色钙质泥岩。地层厚度90m。分布于煤田东部黄河以东地区。
上统长山组（∈3c）：为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。地层厚度小于10m，层位稳定。分布于煤田东部黄河以东地区。
上统凤山组（∈3f）：下部为白云质灰岩及竹叶状灰岩、生物碎屑灰岩；中部为灰岩、泥灰岩及生物碎屑灰岩；上部为灰白-浅灰色薄层至厚层白云质灰岩和薄层泥质夹层，夹黄褐色中厚层竹叶状灰岩。地层厚度86m。分布于煤田东部黄河以东地区。
奥陶系（O）
下统冶里组（O1y）：为白色-黄褐色中厚层状结晶白云岩、白云岩及白云质灰岩。地层厚度55m～63m。出露于煤田东部黄河沿岸。
下统亮甲山组（O1l）：为浅灰、灰黄色中厚层状白云岩及泥质白灰岩。地层厚度54m～66m。出露于煤田东部黄河沿岸。
中统马家沟组（O2m）：为浅灰-棕灰色薄层泥质灰岩、厚层状灰岩，间夹薄层结晶灰岩，局部为豹皮状灰岩。地层厚度8m～98m。出露于煤田东部黄河沿岸南段。
石炭系（C）
中统本溪组（C2b）：底部为鸡窝状山西式铁矿，向上为铝质粘土岩。在煤田南部富含黄铁矿。上部为黄白色石英砂质和灰-灰黑色泥岩，夹两层灰色泥灰岩，偶含有一层薄煤层。含丰富的动物化石。地层厚度5m～48m。出露于煤田东部黄河西岸。
上统太原组（C3t）：底部为灰白色石英粗砂岩或含砾粗砂岩，层位稳定；中、下部为灰白-灰黄色砂岩、深灰-黑色砂质泥岩、泥岩和10、9、8号煤层，南部夹1～2层厚1m～2m的薄层灰岩；上部为灰白-灰黄色粗砂岩、粘土岩及6号煤层。地层厚度12m～124m，黑岱沟精查区和龙王沟详查区西北部较薄，南部详查区最厚。出露于煤田中东部。
二叠系（P）
下统山西组（P1s）：由灰白-灰黄色粗砂岩、灰色-浅灰色粉砂岩、泥岩、粘土岩及5至1号煤层组成。地层厚度21m～136m，有由北向南增厚的趋势，煤田北部即东孔兑普查区、小鱼沟精查区和煤田中西部即南部详查区西北部较薄，煤田西南部即南部详查区西南部最厚。出露于煤田中东部。
下统下石盒子组（P1x）：为黄褐-黄绿色及紫色砂质泥岩、粘土岩和灰白-黄绿色砂岩。底部为灰-黄灰色含砾中、粗砂岩。地层厚度40m～120m。出露于煤田中部。
上统上石盒子组（P2s）：为暗紫-褐紫色砂质泥岩、泥岩，间或夹灰绿-浅白色中、粗砂岩，含砾石及铁质结核。地层厚度300m。出露于煤田中部及西部沟谷之中。
上统石千峰组（P2sh）：为砖红色砂岩、泥岩，黄绿色砂岩、砾岩和灰绿色粘土岩。地层厚度140m～460m。出露于煤田西部大饭铺、海子塔及南部马栅一带。
三叠系（T）
下统刘家沟组（T1l）：为浅灰-粉红色中砂岩、细砂岩、粗砂岩，夹棕红-砖红色砂质泥岩，偶夹灰黄色砂砾岩。胶结疏松。砂岩中斜层理、交错层理发育。地层厚度257m～
385m。分布于煤田西南边缘区。
下统和尚沟组（T1h）：为棕红-砖红色粉砂岩、粉砂质泥岩，夹浅灰色中细砂岩。地层厚度大于165m。分布于煤田西南马栅、东桃树梁等地。
侏罗-白垩系（J3-K1）
志丹群（J3-K1zh）：底部为砾岩、巨砾岩，下部为紫红色砂砾岩，上部为中厚层状紫红色砂砾岩及含砾粗砂岩。地层厚度0m～392m。分布于煤田北部东沟、杨四圪咀以北、以西地区。在砾岩中夹有一层厚约4m～20m的黑灰色、灰绿色细晶-隐晶质玄武岩，在煤田北部玻璃圪旦以北地区零星出露。
第三系（N）
上新统（N2）：为棕红色钙质红土层，含砂质及钙质结核，层理不明显。地层厚度0m～97m。有由北向南增厚的趋势，最大厚度位于大饭铺—史家脑包之间。
第四系（Q）
更新统上阶马兰组（Q3m eol）：主要为浅黄-黄褐色粉砂质土，粒度均匀，含有大量钙质结核，垂直节理发育。地层厚度0m～125m。全区广泛分布。
全新统（Q4eol）：风积沙、冲洪积砂砾层和残坡积砂土石块层。风积沙在煤田南部分布较广，其它区域零星分布。冲洪积砂砾层分布于各大沟谷中。残坡积砂土石块层分布于基岩露头附近。地层厚度0m～20m。
2.1.2 哈尔乌素露天区地层
露天区内第四系黄土层广泛覆盖，黑岱沟、哈尔乌素沟、不连沟、南坪沟等沟内地层出露较好。区内地层情况由老到新为O1+2、C2b、C3t、P1s、P1x、P2s、Q+N2。
太原组（C3t）及山西组（P1s）为本区含煤地层。
现由老到新分述如下：
1、中下奥陶统（O1+2）
上部为浅灰色厚—中厚层状石灰岩。中部为薄层状土黄色灰岩、豹皮状灰岩，含较多的砂质、泥质。下部为浅黄色、黄色中厚层状白云质灰岩夹薄层状泥质、钙质白云岩。
该地层下部为下奥陶统亮甲山组（O1L），中上部为中奥陶统马家沟组（O2m）。
出露厚度大于200m，分布于黑岱沟、哈尔乌素沟沟口及东部黄河岸边。
2、中石炭统本溪组（C2b）
上部以深灰色、灰黑色砂泥岩、泥岩、粘土岩为主，褐灰色灰岩、灰色泥灰岩次