通風(fēng)與安全本科畢業(yè)設(shè)計(jì)--煤層初步設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　前 言</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)是采礦工程專業(yè)最后一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，其目的是使本專業(yè)學(xué)生運(yùn)用大學(xué)階段所學(xué)的知識(shí)聯(lián)系礦井生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行礦井開(kāi)采設(shè)計(jì)，并就本專業(yè)范圍的某一課題進(jìn)行較深入的研究。以培養(yǎng)和提高學(xué)生分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，是學(xué)生走上工作崗位前進(jìn)行的一次綜合性能力訓(xùn)練，也是對(duì)一個(gè)采礦工程技術(shù)人員的基本訓(xùn)練。</p><p&g

2、t;　　本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容是×××××煤業(yè)有限責(zé)任公司2號(hào)煤層初步設(shè)計(jì)。是在×××××煤業(yè)有限責(zé)任公司井田概況和地質(zhì)特征的基礎(chǔ)上，結(jié)合搜集到的其它相關(guān)原始資料、運(yùn)用所學(xué)知識(shí)、參考《煤礦開(kāi)采學(xué)》、《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》、《煤礦礦井開(kāi)采設(shè)計(jì)手冊(cè)》等參考資料，在輔導(dǎo)老師深入淺出的精心指導(dǎo)下獨(dú)立完成。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中我受益非淺。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是根據(jù)國(guó)家

3、煤炭建設(shè)的有關(guān)方針、政策，結(jié)合設(shè)計(jì)礦井的實(shí)際情況，遵照采礦專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)大綱的要求，在收集、整理、查閱大量資料的前提下，運(yùn)用自己所學(xué)的專業(yè)知識(shí)獨(dú)立完成設(shè)計(jì)的。</p><p>　　通過(guò)本次設(shè)計(jì)，我看到了許多以往自己欠缺的地方，提高了綜合能力，知識(shí)水平有了很大的提高，由于本人的初次設(shè)計(jì)，錯(cuò)誤難免，懇請(qǐng)各位老師指正。</p><p>　　由于本人水平有限，設(shè)計(jì)中難免存在錯(cuò)誤和不足，懇請(qǐng)各位老師不

4、吝指正。</p><p><b>　　學(xué)生：</b></p><p>　　日期：2012年10月</p><p><b>　　第一章 井田概況</b></p><p>　　第一節(jié) 井田自然概況</p><p><b>　　一、交通位置</b><

5、/p><p>　　×××××煤業(yè)有限責(zé)任公司井田位于霍州市辛置鎮(zhèn)西南約2.0km處北益昌村，行政隸屬于霍州市辛置鎮(zhèn)管轄，井田地理坐標(biāo)為：</p><p>　　東經(jīng)111°41′42″—111°43′37″</p><p>　　北緯36°27′39″—36°29′32″</p&

6、gt;<p>　　井田北距霍州市6km，距霍州-侯馬一級(jí)公路1.5km，距108國(guó)道0.5km，距離南同蒲鐵路辛置站0.5km，與廠用鐵路支線相連，交通十分便利，詳見(jiàn)交通位置圖1-1-1。</p><p><b>　　二、地形地貌、水文</b></p><p>　　井田位于地處霍山西麓與汾河谷地之間的低山丘陵區(qū),溝谷縱橫,地貌類型以侵蝕黃土梁、峁為主，大

7、小沖溝遍布其間；總體地勢(shì)東高西低，最高點(diǎn)位于井田東北部的山脊，標(biāo)高為664.80m，最低點(diǎn)位于井田西南部溝谷中，標(biāo)高為530.00m，相對(duì)高差134.80m。</p><p>　　該區(qū)屬黃河流域汾河水系。無(wú)大的河流和地表積水，井田內(nèi)溝谷縱橫、沖溝發(fā)育，各大小溝谷平時(shí)無(wú)水，只在雨季時(shí)才匯集洪水沿溝排泄，所匯集洪水向西匯入汾河。</p><p><b>　　三、氣象及地震</b

8、></p><p>　　該區(qū)屬大陸性半干旱氣候，具有四季分明，晝夜溫差大，冬季長(zhǎng)而寒冷，春季干旱多風(fēng)，夏季短而炎熱，秋季涼爽多雨的北方氣候特點(diǎn)。年平均氣溫12.1℃，一般7月份氣溫最高，1月份氣溫最低，歷年最高氣溫43.2℃，最低氣溫-22.4℃。年降水量多集中在7、8、9三個(gè)月，平均年降水量591.2mm，年平均蒸發(fā)量1804.0mm，年平均蒸發(fā)量為降水量的3-4倍，年無(wú)霜期一般200天左右，霜凍期為11

9、月至次年3月份，最大凍土深度50cm。全年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲鞅憋L(fēng)（冬季）和東南風(fēng)（夏季），平均風(fēng)速2.1m/s，最大風(fēng)速18m/s，風(fēng)力一般為3-4級(jí)，最大可達(dá)8級(jí)。</p><p>　　該區(qū)地處新華夏系構(gòu)造盆地邊緣，系地震多發(fā)地帶，據(jù)GB50011-2001《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》，霍州市抗震設(shè)防烈度為8度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.20g。</p><p><b>　　第二節(jié) 礦井現(xiàn)

10、狀</b></p><p>　　×××××煤業(yè)有限責(zé)任公司原為山西霍州×××××有限責(zé)任公司，現(xiàn)將該礦井生產(chǎn)建設(shè)情況、開(kāi)采方式、主要裝備和能力分述如下：</p><p>　　×××××煤業(yè)有限責(zé)任公司于1991年建井，1992年投

11、產(chǎn)，屬村鎮(zhèn)聯(lián)辦，2004年8月改制，為股份制企業(yè)。</p><p>　　根據(jù)晉煤整合辦核發(fā)[2006]66號(hào)文件（關(guān)于《霍州市煤炭資源整合和有償使用工作方案》的核準(zhǔn)意見(jiàn)）核準(zhǔn)為單獨(dú)保留礦井，井田面積為5.5014km2，批準(zhǔn)開(kāi)采煤層為2號(hào)煤層，礦井生產(chǎn)規(guī)模為300kt/a。</p><p>　　礦井現(xiàn)開(kāi)采2號(hào)煤層，采用立井開(kāi)拓方式，主立井為混合提升井，井筒直徑φ4.5m，凈斷面15.88m

12、2，采用2JK-2.5-11.5提升機(jī)雙罐籠提升，井筒內(nèi)安裝有罐道，梯子間，主要擔(dān)負(fù)提煤、提矸、下料、上下人員等任務(wù)兼作安全出口；副立井筒直徑φ3.0m，凈斷面7.06m2，擔(dān)負(fù)礦井回風(fēng)任務(wù)，敷設(shè)有監(jiān)控信號(hào)線、電纜等，兼作另一安全出口。</p><p>　　運(yùn)輸大巷采用錨噴支護(hù)、回風(fēng)大巷采用磚砌碹支護(hù)，采區(qū)巷道采用錨網(wǎng)梁支護(hù)，井下布置有一個(gè)炮采工作面和兩個(gè)普掘工作面；采煤工藝采用炮采工藝，采用π型鋼梁配合單體液壓

13、支柱支護(hù)，后退式采煤法，刮板輸送機(jī)運(yùn)煤，全部垮落法管理頂板。</p><p>　　礦井通風(fēng)采用中央并列抽出式通風(fēng)，主扇兩臺(tái)，型號(hào)為FBCDZ-6-№15B，一臺(tái)工作，一臺(tái)備用。</p><p>　　井下實(shí)際礦井涌水量一般50m3/h，最大礦井涌水量117m3/h。主、副水倉(cāng)容量為1080m3，共安裝有3臺(tái)水泵（工作、備用、檢修各一臺(tái)）。</p><p>　　供電系統(tǒng)

14、采用6kV雙回路供電：一回路來(lái)自霍州煤電集團(tuán)北村變電站，一回路來(lái)自霍州市北益昌變電站。</p><p>　　山西省國(guó)土資源廳2009年10月9日頒發(fā)的采礦許可證(證號(hào)C1400002009121220047530)，井田面積5.5014km2，批準(zhǔn)開(kāi)采2號(hào)煤層。生產(chǎn)能力為300kt/a。礦界由以下9個(gè)拐點(diǎn)坐標(biāo)連線圈定（6°帶坐標(biāo)）見(jiàn)表1-2-1。</p><p>　　表1-2-1

15、 井田境界拐點(diǎn)座標(biāo)表（西安80坐標(biāo)系（6度帶））</p><p>　　開(kāi)采深度由+299.91米至-08米標(biāo)高。</p><p>　　表1-2-2 礦井現(xiàn)有井筒座標(biāo)</p><p>　　礦井能利用的井巷斷面特征詳見(jiàn)表1-2-3。</p><p>　　表1-2-3 能利用的井巷斷面特征表<

16、;/p><p><b>　　二、礦井四鄰情況</b></p><p>　　井田北部和東部與×××××礦相鄰。西部為南同蒲鐵路；北部為霍州煤電集團(tuán)有限責(zé)任公司南下莊坑口發(fā)電廠和×××××礦生活區(qū)；東部隔斷層與×××××礦相鄰，

17、與本井田最近處相距約130m。×××××礦批準(zhǔn)開(kāi)采2-11號(hào)煤層，現(xiàn)開(kāi)采2、10、11號(hào)煤層，采煤工藝為綜合機(jī)械化采煤工藝，經(jīng)調(diào)查，該礦井未發(fā)生越層越界開(kāi)采，在本礦井井田邊界未形成采空區(qū)。據(jù)本次調(diào)查，井田內(nèi)及周邊未發(fā)現(xiàn)廢棄老窯及古空區(qū)。</p><p>　　第三節(jié) 地層及地質(zhì)構(gòu)造</p><p><b>　　一、區(qū)域地層<

18、/b></p><p>　　×××××煤業(yè)有限責(zé)任公司井田位于霍西煤田霍州礦區(qū)東南部，區(qū)域地層由老至新為：中太古界霍縣群；元古界長(zhǎng)城系；古生界寒武系下統(tǒng)、中統(tǒng)、上統(tǒng)；奧陶系下統(tǒng)、中統(tǒng)；石炭系中統(tǒng)、上統(tǒng)；二疊系下統(tǒng)、上統(tǒng)；新生界上第三系、第四系。詳見(jiàn)表2-1-1。</p><p><b>　　二、井田地層</b>&

19、lt;/p><p>　　井田內(nèi)黃土廣布，根據(jù)井田及周邊施工的鉆孔等資料，地層由老到新發(fā)育有奧陶系中統(tǒng)峰峰組（O2f），石炭系中統(tǒng)本溪組（C2b）、上統(tǒng)太原組（C3t）、二疊系下統(tǒng)山西組（P1s）、下統(tǒng)下石盒子組（P1x）、上統(tǒng)上石盒子組（P2s）、上第三系上新統(tǒng)（N2）、第四系中上更新統(tǒng)（Q2+3）。現(xiàn)簡(jiǎn)述如下：</p><p>　　1.奧陶系中統(tǒng)峰峰組（O2f）</p><

20、;p>　　為煤系地層基底，全層厚度大于100m，巖性一般以灰色厚層狀致密石灰?guī)r為主，其次有角礫泥灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、泥巖，中上部局部有一石膏層，地層中裂隙多為方解石脈充填。井田內(nèi)僅511號(hào)鉆孔終孔層位到達(dá)此層。</p><p>　　2.石炭系中統(tǒng)本溪組（C2b）</p><p>　　平行不整合于峰峰組之上，厚度15.30m，為海陸交互相，底部為山西式鐵礦及鋁土礦，其上為灰色砂質(zhì)泥巖、砂

21、巖，其中含不穩(wěn)定灰?guī)r1-3層，厚度多在1m以下，局部有不穩(wěn)定薄煤層。</p><p>　　3.石炭系上統(tǒng)太原組（C3t）</p><p>　　與下伏本溪組整合接觸，是本區(qū)主要含煤地層之一，全層厚91.60m，為海陸交互相沉積，巖性主要由灰黑色泥巖、灰?guī)r、薄層砂巖及煤層組成，沉積穩(wěn)定，標(biāo)志層明顯，含煤4-6層，可采煤層有5、6、9、10、11號(hào)煤。</p><p>　

22、　4.二疊系下統(tǒng)山西組（P1s）</p><p>　　本組為一套陸相碎屑巖含煤建造，為井田主要含煤地層之一，厚度21.76-39.22m，平均30.36m。主要由深灰-灰黑色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、砂質(zhì)泥巖、炭質(zhì)泥巖、粉砂巖間夾灰色中細(xì)粒砂巖煤組成。本組含2號(hào)煤層，為井田主要可采煤層，泥質(zhì)巖中富含植物化石。底部K7為灰色中粒砂巖，成分以石英為主，長(zhǎng)石次之，分選性、磨圓度較差，斜層理發(fā)育，厚度0.50-2.60m，平均1

23、.45m。</p><p>　　5.二疊系下統(tǒng)下石盒子組（P1x）</p><p>　　與山西組地層整合接觸，全厚96.95-121.04m，平均108.05m，屬陸相沉積。按巖性特征可分為兩段：下段主要為灰色、黃綠色泥巖、砂質(zhì)泥巖、砂巖互層，有時(shí)含不穩(wěn)定的薄煤層：1號(hào)煤層，井田內(nèi)僅ZK4-2號(hào)鉆孔1號(hào)煤層達(dá)可采厚度。底部以灰白色中粒K4砂巖與山西組分界，K8砂巖成分以石英、長(zhǎng)石為主，風(fēng)化

24、后明顯的氧化鐵圈，底部常含小礫，厚2.55m左右。上段多為黃綠色薄層砂巖與砂質(zhì)泥巖互層，風(fēng)化后多呈陡崖，其頂部常有不穩(wěn)定的紫斑泥巖發(fā)育，俗稱“桃花泥巖”。</p><p>　　6.二疊系上統(tǒng)上石盒子組（P2s）</p><p>　　本井田該組地層賦存不全，其上部地層多被風(fēng)化，僅殘留其下部地層。本組底部以中粗粒石英砂巖K6與下石盒子組整合接觸，其下部地層為杏黃色、黃綠色、紫色泥巖、砂質(zhì)泥巖、

25、薄層砂巖組成互層，上部地層為蘭灰色、紫色泥巖夾薄層砂巖，質(zhì)軟易風(fēng)化，本區(qū)最大殘留厚度250m。</p><p>　　7.上第三系上新統(tǒng)（N2）</p><p>　　厚度0-176.26m，平均80.00m。與下伏地層呈角度不整合接觸。區(qū)內(nèi)廣為分布。主要巖性：底部一般由礫石組成，其上為灰色、淺灰色泥質(zhì)灰?guī)r，“淡水灰?guī)r”，中上部為紅色粘土層。</p><p>　　8.第

26、四系中上更新統(tǒng)（Q2+3）</p><p>　　厚0-166.07m，平均約60.00m。主要巖性為淺黃色、褐黃色砂質(zhì)粘土，上部為次生黃土和耕植土夾砂礫層。</p><p><b>　　三、區(qū)域構(gòu)造</b></p><p>　　井田位于霍西煤田南部。屬祁呂賀山字形構(gòu)造前孤東翼的汾渭斷陷盆地的內(nèi)側(cè)。汾西復(fù)向斜位于呂梁復(fù)背斜和霍山背斜之間，是一個(gè)被

27、破壞的復(fù)向斜，西以呂梁山復(fù)向斜核部為界，東以霍山斷裂為界。該向斜是一個(gè)開(kāi)闊不對(duì)稱的向斜，西翼近向東傾斜，傾角10°左右，東翼向西傾，傾角20－30°，軸向近南北，南北兩端止于臨汾盆地北緣和太原盆地南緣。</p><p>　　在向斜內(nèi)部不僅存在著北北東向的次級(jí)褶皺和斷裂，而且還存在著一系列近東西向的構(gòu)造，把向斜又進(jìn)一步分割成隆起和拗陷相間的狀態(tài)，如靈石隆起、郭莊隆起的一側(cè)或兩側(cè)發(fā)育壓扭性斷層,新

28、生代以來(lái)又再次活動(dòng)被改造為高角度正斷層,如什林?jǐn)鄬?、下團(tuán)柏?cái)鄬?、赤峪斷層等。井田位于赤峪斷層西?cè)。</p><p><b>　　四、井田構(gòu)造</b></p><p>　　井田位于霍西煤田霍州礦區(qū)東南部，井田總體為一背斜構(gòu)造即北益昌背斜，受北益昌背斜所控制，地層總體走向北北東向及北西向，傾向南東東及南西，發(fā)現(xiàn)9條斷層和四個(gè)陷落柱。井田內(nèi)主要構(gòu)造分述如下：</p&g

29、t;<p><b>　　1.褶曲</b></p><p>　　北益昌背斜：總體為軸向近南北向的“S”型背斜，背斜軸位于井田中部，兩翼地層不對(duì)稱，西、西南翼寬緩，地層傾角4－7°，一般5°左右，東北翼較陡，地層傾角10°－17°，一般14°左右。</p><p><b>　　2.斷層</b&

30、gt;</p><p>　　井田內(nèi)共發(fā)現(xiàn)9條正斷層，走向多為北東向，斷層特征見(jiàn)下表：</p><p>　　表2-1-1 井田內(nèi)斷層一覽表</p><p><b>　　3.陷落柱</b></p><p><b>　　（1）X1陷落柱</b></p><p>　　

31、位于井田西北部，開(kāi)拓二部皮帶巷時(shí)發(fā)現(xiàn)該陷落柱，空間形態(tài)為反漏斗型，其橫斷面呈近圓形, 直徑約40m。</p><p><b>　?。?）X2陷落柱</b></p><p>　　位于井田西北部，在開(kāi)拓一部皮帶巷中部的聯(lián)絡(luò)巷時(shí)發(fā)現(xiàn)該陷落柱，空間形態(tài)同X1為反漏斗型，周邊傾角80°左右，橫斷面近圓形，其直徑約25m左右。</p><p>&

32、lt;b>　?。?）X3陷落柱</b></p><p>　　位于井田中西部，2006年回采工作面發(fā)現(xiàn)，其橫斷面呈橢圓形, 短軸約40m，長(zhǎng)軸約60m。</p><p><b>　?。?）X4陷落柱</b></p><p>　　位于井田西北部，2002年回采工作面發(fā)現(xiàn)，其橫斷面呈近圓形, 直徑約40m。</p>&

33、lt;p>　　落差5～30m的斷層主要集中分布于井田中西部，落差140m的F1斷層位于井田東南隅，井下揭露斷層、陷落柱未發(fā)現(xiàn)出水現(xiàn)象。井田內(nèi)未發(fā)現(xiàn)巖漿巖活動(dòng)。綜述，井田構(gòu)造復(fù)雜程度尚屬簡(jiǎn)單類。</p><p>　　第四節(jié) 煤層及地質(zhì)水文構(gòu)造</p><p><b>　　一、煤層</b></p><p>　　井田內(nèi)含煤地層為石炭系上統(tǒng)太原

34、組（C3t）和二疊系下統(tǒng)山西組（P1s），分述如下：</p><p>　　太原組為一套海陸交互相含煤地層，含煤5層，編號(hào)自上而下為 5、6、9、10、11號(hào)煤層，其中6、9、10、11號(hào)煤層為全井田穩(wěn)定可采煤層，5號(hào)煤層為不可采煤層。地層平均總厚度91.60m, 煤層平均總厚度7.53m，含煤系數(shù)8.21％；可采煤層平均總厚度6.93m，可采含煤系數(shù)7.57％。</p><p>　　山西組

35、為一套陸相含煤地層，含煤1層，即2號(hào)煤層，為井田內(nèi)穩(wěn)定可采煤層，地層平均厚度30.36m，可采煤層平均總厚度3.22m，可采含煤系數(shù)10.61％。</p><p>　　井田范圍內(nèi)僅511號(hào)鉆孔揭露了太原組的6、9、10、11號(hào)煤層（11號(hào)煤層打丟），現(xiàn)根據(jù)井田及參考辛置勘探區(qū)精查有關(guān)資料對(duì)可采煤層敘述如下。</p><p><b>　　二、可采煤層</b></p

36、><p>　　井田內(nèi)可采煤層為2、6、9、10、11號(hào)煤層，敘述如下：</p><p><b>　　1.2號(hào)煤層</b></p><p>　　位于山西組中上部，上距K8砂巖1.26－23.62m，平均9.75m，煤層厚度1.90-3.80m，平均3.22m，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，含0-1層夾矸，為全井田穩(wěn)定可采煤層，煤層頂板以粉砂巖、砂質(zhì)泥巖為主，局部為中、細(xì)

37、粒砂巖、泥巖，底板以泥巖為主，其次為砂質(zhì)泥巖，局部為粉砂巖。為該礦批采及現(xiàn)開(kāi)采煤層。</p><p><b>　　2.6號(hào)煤層</b></p><p>　　位于太原組上部，上距2號(hào)煤層底26.39m左右，煤層厚度1.15-1.91m，平均1.46m，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，一般含0-1層夾矸，為穩(wěn)定可采煤層，煤層頂板均為鈣質(zhì)泥巖、底板為炭質(zhì)泥巖。</p><p&

38、gt;<b>　　3.9號(hào)煤層</b></p><p>　　位于太原組下部，K2灰?guī)r之下，上距6號(hào)煤層56.34m左右，煤層厚度0.84-1.01m，平均0.91m。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，一般不含夾矸，為全井田穩(wěn)定可采煤層，煤層頂板為K2石灰?guī)r，底板為粉砂巖。</p><p><b>　　4.10號(hào)煤層</b></p><p>　　位

39、于太原組下部，上距9號(hào)煤層平均1.91m，煤層厚度1.13-2.11m，平均1.70m，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，含1層夾矸，為全井田穩(wěn)定可采煤層，煤層頂板為粉砂巖，底板為泥巖。</p><p><b>　　5.11號(hào)煤層</b></p><p>　　位于太原組底部，上距10號(hào)煤層底平均11.71m，煤層厚度2.68-3.10m，平均2.86m，煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，含1-3層夾矸，為全井田

40、穩(wěn)定可采煤層，煤層頂板為泥巖，底板為石英砂巖。各可采煤層特征見(jiàn)表2-1-3。</p><p>　　表2-1-2 可采煤層特征表</p><p><b>　　三、煤質(zhì)</b></p><p>　　1.物理性質(zhì)和宏觀煤巖特征</p><p>　　2號(hào)煤層為黑色，條痕為褐黑色，瀝青－玻璃光澤。斷口呈貝殼狀或參

41、差狀，有一定的韌性，硬度一般為2－3°，內(nèi)生裂隙較發(fā)育。宏觀煤巖組分以亮煤為主，次為鏡煤、暗煤，局部見(jiàn)有絲炭。宏觀煤巖類型主要為光亮型和半光亮型，少量為半暗型。煤層主要為線理狀、條帶狀結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，有時(shí)也可見(jiàn)均一狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。</p><p><b>　　2.顯微煤巖特征</b></p><p>　　2號(hào)煤層顯微煤巖組分以有機(jī)組分為主，無(wú)機(jī)組分次之。其

42、中有機(jī)組分中又以鏡質(zhì)組和惰質(zhì)組為主，殼質(zhì)組很少；無(wú)機(jī)組分中主要為粘土類，同時(shí)含有少量硫化物、氧化硅類和碳酸鹽類。ZK4-2孔2號(hào)煤層煤巖鑒定成果見(jiàn)下表，由山西省三水實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心測(cè)試分析。</p><p>　　表2－1-3 煤巖鑒定成果匯總表</p><p><b>　　3.煤的化學(xué)性質(zhì)</b></p><p>　　根據(jù)地質(zhì)報(bào)告2號(hào)煤層化學(xué)性

43、質(zhì)如下：</p><p><b>　　2號(hào)煤層</b></p><p>　　水 分（Mad） 原煤：0.74％～1.91%，平均1.31%；</p><p>　　浮煤：0.33％～0.94%，平均0.63%。</p><p>　　灰 分（Ad） 原煤： 19.29％～34.50%，平均25.42%；</p&g

44、t;<p>　　浮煤：6.44％～9.70%，平均8.41%。</p><p>　　揮發(fā)分（Vdaf） 原煤：30.60％～34.49%，平均33.08%；</p><p>　　浮煤：29.30％～33.78%，平均31.79%。</p><p>　　全 硫 （St.d） 原煤：0.35％～1.89％，平均 0.55%；</p><

45、p>　　浮煤： 0.28％～0.71%，平均 0.37%;</p><p>　　磷 （pd） 原煤：0.014％～0.059%，平均0.039%;</p><p>　　浮煤：0.022％～0.044%，平均0.033%;</p><p>　　膠質(zhì)層最大厚度(Y) 16.00-22.50mm，平均19.09mm；</p><p&g

46、t;　　粘結(jié)指數(shù)（GR.I） 70.00-92.40，平均80.46mm；</p><p>　　發(fā)熱量（Qgr,v,d) 原煤：20.10～27.85MJ/kg，平均24.03MJ/kg;</p><p>　　浮煤：29.99～32.36MJ/kg，平均30.97MJ/kg;</p><p>　　碳(Cdaf) 浮煤：82.20～88.01%，平

47、均85.52%</p><p>　　氫(Hdaf) 原煤：5.12～7.23%，平均5.94%</p><p>　　浮煤：5.20～7.56%，平均6.11%</p><p>　　氧(Odaf) 浮煤：5.26～8.92%，平均6.53%</p><p>　　氮(Ndaf) 　 浮煤：1.40～1.57%，平均1.5

48、0%</p><p>　　灰熔融性（DT）＞1500℃</p><p>　　表2-1-4 2號(hào)煤層煤質(zhì)分析成果一覽表</p><p><b>　　4.煤類與煤的用途</b></p><p>　　依據(jù)《中國(guó)煤炭分類國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T5751-2009）》。分類指標(biāo)采用浮煤揮發(fā)分（Vdaf）、粘結(jié)指數(shù)（GR.I.

49、）、膠質(zhì)層最大厚度(Y)確定，煤質(zhì)特征按中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T15224.1～3-2004）關(guān)于《煤炭質(zhì)量分級(jí)》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行劃分。</p><p>　　2號(hào)煤層為低灰～中灰、特低硫～中低硫、低磷～中磷、低熱值—高熱值的1/3焦煤（1/3JM）。</p><p>　　2號(hào)煤層可作為很好的煉焦用煤。</p><p><b>　　四、水文地質(zhì)構(gòu)造</

50、b></p><p><b>　?、鍏^(qū)域水文地質(zhì)</b></p><p><b>　　1. 泉域概況</b></p><p>　　井田位于霍山和呂梁山隆起之間，處于郭莊泉域巖溶水系統(tǒng)徑流區(qū)。郭莊泉出露于霍州城南7km處的東灣村至郭莊村長(zhǎng)約1.2km的汾河河谷中，出露面積約0.5km2，大部分出露于河漫灘，少部分出露在

51、一級(jí)階地，出露標(biāo)高為516－521m，以群泉（60余個(gè)散泉）形式出露，多年平均流量為7.59m3/s（1968－1984年），1985－1999年平均流量為5.15m3/s。2001－2003年平均流量為2.12m3/s。水溫18℃，總硬度20.59—24.36德國(guó)度，水化學(xué)類型為SO4·HCO3－Ca·Mg型水。井田位于郭莊泉南約4km處，位于泉域水量重點(diǎn)保護(hù)區(qū)。</p><p><b

52、>　　2. 泉域邊界</b></p><p>　　西部邊界：中段大體平行于紫荊山斷裂帶，為地表分水嶺邊界。邊界走向由北向南自八道年山－交口縣土灣垴子－棋盤(pán)山－石口－隰縣五鹿山東－泰山梁。西南段以青山峁背斜、山頭東地壘以及其南的短軸背斜與龍子祠泉域?yàn)榻?。邊界走向由西北向東南自泰山梁－青山峁－上村山－青龍山－西莊。</p><p>　　北部邊界：為汾河向斜翹起端，亦以地表分水

53、嶺為界，西段與柳林泉域相鄰。邊界走向由西向東，自土灣垴子－交口縣上頂山－井溝梁－中陽(yáng)縣上頂山－荒草山東－離石頂天垴南－文水拐嶺底－汾陽(yáng)桑棗坡－宋家莊－文水神堂。</p><p>　　東部邊界：北段汾陽(yáng)市到靈石馬河之間為一北北東向大斷裂，東盤(pán)新生界地層較西盤(pán)下落800－1200m，此斷層不僅構(gòu)成太原盆地與靈石隆起的邊界，也成為郭莊泉域的阻水邊界。南段馬河以南為走向南北的霍山斷裂，形成泉域阻水邊界。整個(gè)東邊界走向由北

54、向南，自神堂－汾陽(yáng)杏花村－見(jiàn)喜－孝義司馬－大孝堡－介休義棠東－秦樹(shù)－靈石西許－霍州馮村－李曹東－閆家莊東。</p><p>　　南部邊界：以萬(wàn)安斷層為阻水邊界。邊界走向由西向東自洪洞縣西莊－康家坡－堤村南－南溝－閆家莊東。</p><p>　　按上述邊界圈定的泉域面積5600km2，其中可溶巖裸露區(qū)面積1326km2。</p><p>　　3.區(qū)域含水層組的劃分及水

55、文地質(zhì)特征</p><p>　　根據(jù)含水介質(zhì)和地下水性質(zhì)的不同可分為四組類型：碳酸鹽巖類巖溶裂隙含水層組；碎屑巖夾碳酸鹽巖類巖溶裂隙含水層組；碎屑巖類裂隙含水層組及松散巖類孔隙含水層組。</p><p>　　（1）碳酸鹽巖類巖溶裂隙含水層組</p><p>　　包括寒武系到奧陶系一套石灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、角礫狀灰?guī)r、薄層泥灰?guī)r及少量泥巖，是區(qū)域內(nèi)主要的含水層組。其中對(duì)

56、煤礦開(kāi)采有影響及有供水意義的為中奧陶系灰?guī)r巖溶裂隙含水層組。巖溶裂隙水水位標(biāo)高由北向南遞降，巖溶地下水流向</p><p>　　總體向南，在郭莊泉排泄，其水質(zhì)類型多為SO4·HCO3－Ca·Mg型。</p><p>　　巖溶水一般屬裂隙和溶蝕裂隙含水類型，只有在排泄區(qū)，才為管道狀溶洞水。巖溶水按其水力特征可分為巖溶潛水和巖溶承壓水，前者分布于碳酸鹽巖裸露區(qū)，后者則分布于

57、碳酸鹽巖覆蓋區(qū)。因含水層之間夾有多層穩(wěn)定的厚層狀泥灰?guī)r、角礫狀泥灰?guī)r，使巖溶水在垂向上具有多層性，各含水層的水位和富水性差異較大。</p><p>　　在巖性、構(gòu)造與補(bǔ)給、排泄條件的控制下，各類碳酸鹽巖巖溶發(fā)育程度和富水性極不均一，一般具有補(bǔ)給區(qū)弱，排泄區(qū)強(qiáng)；裸露型石灰?guī)r，河谷區(qū)富水性強(qiáng)于分水嶺區(qū)及覆蓋區(qū)；構(gòu)造斷裂帶及地下水主徑流帶裂隙巖溶發(fā)育，富水性強(qiáng)；在覆蓋較厚的巖溶區(qū)，巖溶發(fā)育程度和富水性相對(duì)較弱。<

58、/p><p>　?。?）碎屑巖夾碳酸鹽巖類巖溶裂隙含水層組</p><p>　　為太原組的一套海陸交互相沉積，是主要含煤地層之一，主要含水層為石灰?guī)r和砂巖，其富水性的強(qiáng)弱取決于裂隙巖溶發(fā)育程度、補(bǔ)給條件及埋藏的深淺等。由于各層砂巖及灰?guī)r間有厚層泥巖隔水，聯(lián)通性差，各地段水位標(biāo)高及涌水量相差較大，該層段地下水水質(zhì)類型一般為HCO3·SO4－Ca·Mg型。</p>

59、<p>　?。?）碎屑巖類裂隙含水層組</p><p>　　主要為二疊系的一套陸相沉積為主的碎屑巖類。主要含水層巖性為砂巖，含水層以風(fēng)化裂隙水為主，富水性受構(gòu)造、埋藏條件、大氣降水及地表水補(bǔ)給的影響而有所差別，風(fēng)化裂隙發(fā)育地帶，富水性較好，在地形切割較深處，多以下降泉的形式出露于地表。由于相對(duì)呈層狀，不同層位的含水層各具補(bǔ)給區(qū)，構(gòu)成若干小的含水系統(tǒng)，其間水力聯(lián)系較弱。水質(zhì)類型多為HCO3·S

60、O4－Ca·Mg型和HCO3·SO4－Ca·Na型。</p><p>　　(4)松散巖類孔隙含水層組</p><p>　　主要為第四系松散沉積物，由亞砂土、砂及卵礫石等組成。</p><p>　　中上更新統(tǒng)含水層主要為黃土中的砂礫石層，其連續(xù)性差，且分布于梁峁高地，補(bǔ)給條件不好，多為上層滯水，富水性差異較大。</p>&l

61、t;p>　　全新統(tǒng)含水層主要分布于各季節(jié)性河流的河床、河谷中，含水層為砂、卵石層，該含水層組水位埋深淺，為淺層主要含水層。主要接受大氣降水補(bǔ)給，季節(jié)性變化較大。水質(zhì)類型為HCO3－ Ca·Mg型。</p><p>　　3.地下水的補(bǔ)給、徑流和排泄條件</p><p>　　（1）碳酸鹽巖類巖溶裂隙水</p><p>　　區(qū)域奧陶系巖溶裂隙水屬郭莊泉巖溶

62、水水文地質(zhì)單元。地下水的補(bǔ)給以降水直接入滲及河川徑流集中滲漏補(bǔ)給為主。降水的入滲主要在向斜兩翼（特別是西翼）大面積碳酸鹽巖裸露區(qū)，地貌上為中低山，裂隙溶洞及干谷發(fā)育，利于入滲。入滲量占泉水補(bǔ)給量的80％。</p><p>　　河川滲漏以向斜軸部汾河流經(jīng)地段為主，長(zhǎng)年滲漏補(bǔ)給段位于兩渡至什林間。</p><p>　　地下水流向總體向南，在南部郭莊泉排泄。在無(wú)局部陷落柱或構(gòu)造導(dǎo)通的情況下，一般

63、與上層水無(wú)水力聯(lián)系。井田處于徑流區(qū)。</p><p>　　近年來(lái)大量開(kāi)鑿深井開(kāi)采奧灰?guī)r溶水，也是該含水層組排泄的另一途徑。</p><p>　?。?）碎屑巖夾碳酸鹽巖巖溶裂隙水和碎屑巖類裂隙水</p><p>　　石炭、二疊系地層由于具有含水層、隔水層相間成層的特點(diǎn)，大氣降水及地表水對(duì)地下水補(bǔ)給不暢，特別是深部裂隙不發(fā)育，又有多層泥巖的隔水，因此接受大氣降水及地表水

64、補(bǔ)給的碎屑巖裂隙水及間夾巖溶裂隙水大部分受地形控制，在切割較深處以下降泉的形式排泄出地表，其特點(diǎn)是徑流途徑短，無(wú)統(tǒng)一水位。風(fēng)化帶裂隙水由高處向低處徑流，往往以泉水的形式排泄或形成地表水。層間裂隙水接受補(bǔ)給后，一般沿巖層傾斜方向向深部徑流，側(cè)向排泄，生產(chǎn)礦井的井下排水是其主要排泄途徑。在無(wú)構(gòu)造聯(lián)通的情況下，一般與上下含水層無(wú)直接水力聯(lián)系或聯(lián)系微弱。</p><p>　　（3）松散巖類孔隙水</p>&

65、lt;p>　　主要接受河水、大氣降水垂直補(bǔ)給及河谷兩側(cè)的基巖地下水側(cè)向補(bǔ)給，接受補(bǔ)給后沿溝谷向下游運(yùn)移或補(bǔ)給下伏基巖，局部形成泉水排泄地表，與地表水關(guān)系密切，互為補(bǔ)排關(guān)系，另外人工開(kāi)采也是其主要排泄途徑之一。</p><p><b>　　4.區(qū)域主要隔水層</b></p><p>　　石炭系中統(tǒng)本溪組隔水層，主要由鋁質(zhì)泥巖、泥巖組成，為煤系地層與奧灰?guī)r溶水的主要

66、隔水層。</p><p>　　相間與各砂巖、灰?guī)r含水層間厚度不等的泥巖、砂質(zhì)泥巖可起到層間隔水作用。含水層間的水力聯(lián)系被其間的隔水層所陰隔，形成獨(dú)立的含水體系，地表溝谷切割處常沿隔水層頂板出露泉水。</p><p>　　（二）井田水文地質(zhì)特征</p><p><b>　　1.井田地表水</b></p><p>　　井田內(nèi)

67、地形切割強(qiáng)烈，溝谷發(fā)育，多呈“V”字型，井田西側(cè)外有汾河由北向南流過(guò)，汾河距井田西部邊界約0.5 km，在本區(qū)河床寬度相差很大（最寬約400m，窄處只有60m，一般在150m左右）。河水流量受季節(jié)影響明顯，汾河洪水的發(fā)生時(shí)間多在6月到9月，歷史上汾河流域曾經(jīng)發(fā)生過(guò)較大洪水。井田地表徑流條件好，雨季有短時(shí)水流，流量極小，一般不易滲入地下，對(duì)含水層補(bǔ)給量極小。大氣降水均匯集于井田的溝谷，往西流入汾河，汾河往南西至河津禹門(mén)口流入黃河，井田屬黃

68、河流域汾河水系。</p><p>　　井田內(nèi)北部和南部各有一條常年性溪流，南部大狼溝溪流（北益昌河）流量為8.5—13.7m3/h，北部半溝溪流較小，流量為2.1—3.4m3/h，水流都由東向西匯入汾河。河水流量受季節(jié)影響很大，尤其是雨季，山洪匯集，水勢(shì)較大，干旱時(shí)流量甚小。</p><p>　　2006年12月，山西省地質(zhì)調(diào)查院在該礦進(jìn)行補(bǔ)充勘探過(guò)程中，在北益昌河取水樣進(jìn)行了水質(zhì)分析，結(jié)

69、果為：總硬度240.2mg/L,PH值7.73，水質(zhì)類型為HCO3－Ca·Mg型水。</p><p><b>　　2.井田主要含水層</b></p><p>　　據(jù)本井田及相鄰辛置精查勘探資料，本區(qū)可劃分出以下含水層組：奧陶系中統(tǒng)馬家溝組、峰峰組石灰?guī)r、太原組石灰?guī)r、山西組砂巖、石盒子組砂巖，分述如下：</p><p>　?。?）奧陶

70、系中統(tǒng)峰峰組石灰?guī)r巖溶裂隙含水層組</p><p>　　為煤系地層基底，巖性一般以灰色厚層狀致密石灰?guī)r為主，其次有角礫泥灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、泥巖，富水性以石灰?guī)r為最好，同時(shí)與含水層埋藏深度有密切關(guān)系，埋藏愈淺，裂隙巖溶愈發(fā)育，富水性愈強(qiáng)，含水愈豐富，隨埋深加深富水性逐漸減弱。</p><p>　　北益昌普查區(qū)511號(hào)孔，辛置精查區(qū)內(nèi)108、110、118、123、129號(hào)孔探到此層位，其中1

71、18號(hào)孔曾穿過(guò)51.07m，所揭露巖性為黃褐色及灰褐色塊狀灰?guī)r，致密堅(jiān)硬，裂隙發(fā)育，且?guī)r芯破碎,各孔巖芯采取率均很低,局部含方解石脈結(jié)晶及黃鐵礦,有溶洞現(xiàn)象，在底部含有次生石膏，各孔均有漏水現(xiàn)象。118號(hào)鉆孔（位于井田東部約1.9km處,坐標(biāo)X=4037733.11，Y=19566150.14）注水試驗(yàn)水位標(biāo)高524.79m, 單位涌水量0.554L/s·m，滲透系數(shù)0.8957m/d，水質(zhì)類型為SO4·HCO3－C

72、a·Mg型，屬富水性中等含水層。</p><p>　　據(jù)118號(hào)水文孔奧灰水位標(biāo)高及郭莊泉出露標(biāo)高推算，本井田奧灰?guī)r溶水位標(biāo)高在522.7-524.1m之間。</p><p>　　井田位于郭莊泉南約4km處，位于泉域水量重點(diǎn)保護(hù)區(qū)。</p><p>　　（2）石炭系上統(tǒng)太原組碎屑巖夾碳酸鹽巖裂隙巖溶含水層組</p><p>　　該含

73、水層組主要由K2、K3、K4三層灰?guī)r組成，其中K4灰?guī)r不穩(wěn)定，根據(jù)東部相鄰辛置精查勘探區(qū)資料，鉆進(jìn)到K3層段時(shí)一般均未發(fā)現(xiàn)鉆液有漏失現(xiàn)象，消耗量一般為0.1m3/h，富水性弱。K2灰?guī)r厚度7.5m左右，最厚為9.40m，裂隙較發(fā)育并有小的溶孔，從簡(jiǎn)易水文觀測(cè)結(jié)果來(lái)看，大部分鉆孔在K2灰?guī)r層段發(fā)生漏水與水位下降，巖芯采取率低，118號(hào)水文孔注水試驗(yàn)，穩(wěn)定水位標(biāo)高為524.99m，單位涌水量0.86L/s·m，滲透系數(shù)2.8331

74、m/d，屬富水性中等的含水層。</p><p>　　據(jù)辛置精查勘探鉆孔抽（注）水試驗(yàn)，該含水層組水位標(biāo)高與奧灰?guī)r溶水位標(biāo)高接近，水質(zhì)類型一致，不排除局部通過(guò)斷層等導(dǎo)水通道發(fā)生水力聯(lián)系的可能。</p><p>　　(3) 二疊系下統(tǒng)山西組砂巖裂隙含水層組</p><p>　　該含水層主要為K7砂巖和2號(hào)煤層頂板中砂巖裂隙含水為主。2號(hào)煤層之上中砂巖不穩(wěn)定，多數(shù)相變?yōu)樯?/p>

75、質(zhì)泥巖或泥巖，裂隙不發(fā)育，底部K7為細(xì)砂巖或粉砂巖裂隙不發(fā)育，結(jié)合區(qū)域資料，含水層富水性弱。</p><p>　　(4)二疊系下統(tǒng)下石盒子組砂巖裂隙含水層組</p><p>　　該含水層組主要由K8、K9等厚層狀中、粗砂巖組成。辛置勘探區(qū)溝谷中有從下石盒子組頂部流出的泉水，泉流量0.0031～0.98L/s。辛置勘探區(qū)118號(hào)水文孔抽水試驗(yàn)，位標(biāo)高589.19m,單位涌水量0.0388L/

76、s·m，滲透系數(shù)0.2556m/d，該含水層富水性弱。</p><p>　　本次工作收集了《×××××礦風(fēng)井檢查孔水文地質(zhì)資料總結(jié)》，×××××礦為礦井生產(chǎn)在井田的東南部開(kāi)掘風(fēng)井，以確保礦井的安全生產(chǎn)，為了滿足井筒工程施工需要，委托晉煤地質(zhì)基礎(chǔ)勘察工程公司第三工程處施工了風(fēng)井檢查孔（位于本井田南東約240

77、0m處，坐標(biāo)X=4035339.438，Y=19565695.445）并進(jìn)行了抽水試驗(yàn)，K8－K9砂巖段抽水試驗(yàn)結(jié)果單位涌水量0.001L/s·m，滲透系數(shù)0.2883m/d，K8、K9砂巖含水層富水性弱。</p><p>　　(5)二疊系上統(tǒng)上石盒子組砂巖裂隙含水層組</p><p>　　該含水層組主要由K10及之上的厚層狀中、粗砂巖組成，裂隙不發(fā)育及稍發(fā)育，鉆液消耗量0.1m

78、3/h以下。辛置勘探區(qū)118號(hào)水文孔K10之上層段抽水試驗(yàn)，水位標(biāo)高659.63m，單位涌水量0.0335L/s·m，滲透系數(shù)0.1594m/d，含水層組富水性弱。</p><p>　　(6)上第三系上新統(tǒng)含水層組</p><p>　　a.下部淡水灰?guī)r：成厚層塊狀或結(jié)核狀，風(fēng)化后疏松，平均厚度為9.78m，最厚15.97m，最薄為2m。有小溶洞，大多數(shù)為裂隙溶洞水，巖石為白色及暗

79、綠色，含鈣質(zhì)及鋁土質(zhì)，全區(qū)泉水的出露絕大數(shù)均采自該層，其涌水量一般為1L/s左右，最小0.001L/s，最大8.45L/s，為本區(qū)主要供水灌溉之含水巖層。</p><p>　　b.紅砂土夾礫石層及鈣質(zhì)土：厚度20－70m，常為紅色泥砂與礫石組成，礫石發(fā)育成層分布，但橫相變化極大，為良好的透水層（或含水層）礫石成份以片麻巖為主，火成巖及石英巖次之，灰?guī)r較少。據(jù)地面觀察其直徑有大達(dá)0.5×2m的至砂礫及下部

80、常夾鈣質(zhì)土，是富鈣的粘土，中亦含鐵質(zhì)及小礫石，但常為良好的隔水層，構(gòu)成本區(qū)此層中出露泉水為承壓泉，其涌水量最小為0.01L/s，最大為0.11L/s，偶夾鈣質(zhì)半膠結(jié)的砂巖透鏡及半膠結(jié)砂巖透鏡體，橫相變化均大。</p><p>　　c. 紅土及鈣質(zhì)結(jié)核：頂部局部發(fā)育，紅土層為棗紅色粘土，含鈣質(zhì)結(jié)核厚度0-1.5m，是良好的隔水層，但由于鈣質(zhì)結(jié)核常成層富結(jié)集于底部，結(jié)構(gòu)疏散孔隙很大，因而成為很好的水的賦存條件，富含孔

81、隙水，所以紅土上部為隔水層，而下部常含水，其涌水量最大為0.84L/s，最小為0.25L/s。</p><p>　　辛置勘探區(qū)137號(hào)水文孔對(duì)第三、四系砂礫石層及淡水灰?guī)r進(jìn)行了抽水試驗(yàn)，水位標(biāo)高661.16m，單位涌水量0.0493 L/s·m，滲透系數(shù)0.3494m/d，富水性弱。</p><p>　　位于主井北及東北的7#、8#水井，為該礦生活用水水井，出水層位即取自本層段淡

82、水灰?guī)r及礫石層含水層，井深80m左右，涌水量20m3/d，但未做過(guò)水質(zhì)化驗(yàn)。</p><p>　?。?） 第四系松散巖類孔隙含水層</p><p>　　巖性主要為亞粘土、亞砂土，垂直節(jié)理發(fā)育，底部局部有砂礫層，含水層連續(xù)性差，以接受大氣降水補(bǔ)給為主，季節(jié)性變化大，易受地形切割排泄，地下水位隨地形而變化，一般雨季富水，旱季富水微弱，甚至不含水。</p><p>　　3

83、.地下水的補(bǔ)給、排泄、徑流條件</p><p>　　第三、四系含水層主要接受大氣降水及地表水的補(bǔ)給，向下伏基巖及汾河排泄。</p><p>　　石盒子組砂巖裂隙含水層，主要接受上覆第三、四系含水層的補(bǔ)給，順層運(yùn)移后向東及西排出井田之外，礦井排水也是排泄方式之一</p><p>　　煤系地層各含水層接受上伏含水層的補(bǔ)給順層運(yùn)移，無(wú)構(gòu)造溝通或人為破壞處，各含水層相對(duì)獨(dú)立

84、，水力聯(lián)系差，地下水主要以層間運(yùn)移為主。局部地段由于構(gòu)造的溝通，破壞了各含水層之間的獨(dú)立性，增加了各含水層之間的水力聯(lián)系。</p><p>　　下伏奧灰?guī)r溶含水層在區(qū)外主要接受大氣降水的補(bǔ)給，巖溶水向北西徑流，至郭莊泉域排泄。 </p><p><b>　　4.井田隔水層</b></p><p>　　11號(hào)煤層底至奧灰含水層：由鋁質(zhì)泥巖、泥巖、

85、石英砂巖等致密巖層組成，一般厚18m左右，具有良好的隔水性能。但井田內(nèi)斷層較多，在斷裂貫通情況下，垂直方向使11號(hào)煤層以上含水層與奧灰含水層有發(fā)生水力聯(lián)系的可能。</p><p>　　2號(hào)煤至K2石灰?guī)r含水層之間隔水層：由致密的粉砂巖、泥巖組成，一般厚75m左右具有良好的隔水性能。但井田內(nèi)斷層較多，在斷裂貫通情況下，垂直方向使2號(hào)煤以上含水層會(huì)發(fā)生水力聯(lián)系。</p><p>　　2號(hào)煤至第

86、三、四系含水層之間隔水層：其間由泥巖、砂質(zhì)泥巖組成，厚度變化較大，具有良好的隔水性能。</p><p>　　綜上所述，礦井水文地質(zhì)條件類型為中等。</p><p>　　第五節(jié) 其它開(kāi)采技術(shù)條件</p><p>　　1.煤層頂、底板工程地質(zhì)特征</p><p>　　2號(hào)煤層頂板以粉砂巖、砂質(zhì)泥巖為主，局部為細(xì)砂巖、中砂巖及泥巖，厚度1.25－

87、7.72m，平均4.29m,底板以泥巖為主，其次為砂質(zhì)泥巖及粉砂巖，厚度2.08m－2.97m，平均2.49m。</p><p>　　ZK3-1號(hào)孔頂板砂質(zhì)泥巖采樣測(cè)試結(jié)果：抗拉強(qiáng)度1.7-2.1MPa，平均1.9MPa；抗壓強(qiáng)度17.7-73.7MPa，平均40.67MPa；抗剪強(qiáng)度凝聚力C值2.1Mpa， ZK4-2號(hào)孔頂板泥巖采樣試驗(yàn)結(jié)果：抗拉強(qiáng)度0.9-2.2MPa，平均1.43MPa；抗壓強(qiáng)度28.9-

88、69.7MPa，平均42.5MPa；抗剪強(qiáng)度凝聚力C值2.9MPa。均屬軟弱－堅(jiān)硬巖石，做為煤層頂板，較易管理。</p><p>　　巖石物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)表</p><p>　　ZK3-1號(hào)孔底板泥巖采樣試驗(yàn)結(jié)果：抗拉強(qiáng)度0.6-1.0MPa，平均0.8MPa；抗壓強(qiáng)度13.6-52.8MPa，平均36.4MPa；抗剪強(qiáng)度凝聚力C值1.7MPa；屬軟弱－堅(jiān)硬巖石，該巖層的軟化系數(shù)為0.

89、14，遇水作用下有底鼓現(xiàn)象。</p><p>　　該礦多年采掘生產(chǎn)中，2號(hào)煤層頂、底板較穩(wěn)定，一般較易管理，總體井田工程地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，由于2號(hào)煤層局部有底鼓及片幫現(xiàn)象，應(yīng)采取必要的防治措施。</p><p>　　2.瓦斯、煤塵及煤的自燃傾向性</p><p><b>　?、拧⑼咚?lt;/b></p><p>　　根據(jù)山西省煤

90、炭工業(yè)局文件晉煤安發(fā)【2009】1135號(hào)“關(guān)于臨汾市2008年度30萬(wàn)噸/年及以上煤礦礦井瓦斯等級(jí)和二氧化碳涌出量鑒定結(jié)果的批復(fù)”，礦井絕對(duì)瓦斯涌出量為0.77m3/min，相對(duì)涌出量為2.29m3/t，二氧化碳絕對(duì)涌出量為1.07m3/min，相對(duì)涌出量為3.18m3/t，礦井為低瓦斯礦井。根據(jù)山西省煤炭工業(yè)局綜合測(cè)試中心2010年8月編制的《×××××煤業(yè)有限責(zé)任公司礦井瓦斯涌出量

91、預(yù)測(cè)報(bào)告》礦井開(kāi)采一采區(qū)時(shí)最大絕對(duì)瓦斯涌出量為1.52m3/min，最大相對(duì)涌出量為2.40m3/t；開(kāi)采二采區(qū)時(shí)最大絕對(duì)瓦斯涌出量為1.21m3/min，最大相對(duì)涌出量為1.91m3/t。</p><p><b>　?、啤⒚簤m爆炸性</b></p><p>　　據(jù)2008年5月6日臨汾市煤炭中心化驗(yàn)室鑒定，2號(hào)煤層煤塵火焰長(zhǎng)度120mm，抑制煤塵爆炸最低巖粉量為65

92、%，具有爆炸性。</p><p><b>　　⑶、煤的自燃傾向性</b></p><p>　　據(jù)2006臨汾市煤炭中心化驗(yàn)室鑒定，2號(hào)煤層吸氧量0.62cm3/g，自燃等級(jí)均為II級(jí)，為自燃煤層。</p><p><b>　　3.地溫</b></p><p>　　根據(jù)地質(zhì)報(bào)告，該區(qū)地溫總體屬于正常。

93、</p><p><b>　　第二章 井田開(kāi)拓</b></p><p>　　第一節(jié) 井田境界及儲(chǔ)量</p><p><b>　　一、井田境界</b></p><p>　　根據(jù)山西省國(guó)土資源廳頒發(fā)的采礦許可證(證號(hào)C1400002009121220047539)，該礦的井田范圍由9個(gè)拐點(diǎn)座標(biāo)連線圈

94、定。詳見(jiàn)井田境界拐點(diǎn)座標(biāo)點(diǎn)表3-1-1。</p><p>　　表3-1-1 井田境界拐點(diǎn)座標(biāo)表</p><p>　　井田長(zhǎng)3.50km,寬1.50km,為一多邊形井田，面積5.5014km2，批準(zhǔn)開(kāi)采2號(hào)煤層。開(kāi)采深度由229.91米至-08米標(biāo)高。</p><p><b>　　二、資源/儲(chǔ)量</b></p>

95、<p>　　本設(shè)計(jì)開(kāi)采的井田范圍由上述9個(gè)座標(biāo)連線圈定，參與儲(chǔ)量計(jì)算的煤層為2號(hào)煤層。</p><p>　　根據(jù)《煤、泥炭地質(zhì)勘察規(guī)范》，儲(chǔ)量計(jì)算的工業(yè)指標(biāo)確定如下：能利用儲(chǔ)量最低可采厚度為0.7m，最高可采灰分為40%，最高硫分為3%，煤層傾角平緩，一般5°左右，故計(jì)算資源/儲(chǔ)量時(shí)采用地質(zhì)塊段法，計(jì)算公式如下：</p><p><b>　　Q=S·

96、;M·d</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　Q——塊段煤炭?jī)?chǔ)量，t；</p><p>　　S——塊段水平投影面積，m2；</p><p>　　M——塊段內(nèi)煤層平均厚度，m；</p><p>　　d——煤層視密度，t/m3。</p&g

97、t;<p>　　面積采用水平投影面積。</p><p>　　煤層厚度采用剔除夾石后的純煤厚度。</p><p>　　煤的容重根據(jù)煤芯煤樣測(cè)試結(jié)果取其算術(shù)平均值：2號(hào)煤為1.40t/m3。 </p><p>　　采區(qū)采出率：2號(hào)煤為中厚煤層，取80%。</p><p>　　設(shè)計(jì)根據(jù)《煤炭資源勘探規(guī)范》、《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》的有

98、關(guān)規(guī)定，對(duì)井田內(nèi)可采的2號(hào)煤進(jìn)行了資源/儲(chǔ)量計(jì)算，其結(jié)果如下：</p><p>　?。ㄒ唬┑V井地質(zhì)資源量：根據(jù)山西省第一水文地質(zhì)工程地質(zhì)隊(duì)2010年8月編制提交的《×××××煤業(yè)有限責(zé)任公司兼并重組整合礦井地質(zhì)報(bào)告》，該井田內(nèi)2號(hào)煤層現(xiàn)保有地質(zhì)資源/儲(chǔ)量為22650kt，其中2號(hào)煤層探明的經(jīng)濟(jì)儲(chǔ)量（111b）17360kt，控制的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)儲(chǔ)量（122b）2960k

99、t，推斷的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量（333）2330kt，探明和控制的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)資源量（111b+122b）20320kt。見(jiàn)表3-1-2。</p><p>　　表3-1-2 礦井保有資源/儲(chǔ)量匯總表（kt）</p><p>　?。ǘ┕I(yè)資源/儲(chǔ)量</p><p>　　礦井工業(yè)資源/儲(chǔ)量=111b+122b+333×k，k為可信度系數(shù)。根據(jù)地質(zhì)報(bào)告提供，井田內(nèi)

100、2號(hào)煤層為全區(qū)穩(wěn)定可采煤層，k取0.9。經(jīng)計(jì)算，井田2號(hào)煤層工業(yè)資源/儲(chǔ)量22416kt。</p><p>　?。ㄈ┑V井設(shè)計(jì)資源/儲(chǔ)量</p><p>　　工業(yè)資源/儲(chǔ)量減去井田境界煤柱、構(gòu)造煤柱、村莊煤柱等永久煤柱損失后的儲(chǔ)量，經(jīng)計(jì)算，礦井設(shè)計(jì)資源/儲(chǔ)量為14874.25kt。見(jiàn)表3-1-3。</p><p>　　表3-1-3 礦井設(shè)計(jì)資源/儲(chǔ)量計(jì)算表：（

101、kt）</p><p>　　（四）礦井設(shè)計(jì)可采資源/儲(chǔ)量</p><p>　　設(shè)計(jì)資源/儲(chǔ)量減去工業(yè)場(chǎng)地煤柱、井筒、主要大巷煤柱、采區(qū)隔離煤柱等開(kāi)采煤柱的煤量和開(kāi)采損失（厚煤層為25％，中厚煤層為20％，薄煤層為15％）后的儲(chǔ)量。經(jīng)計(jì)算，井田2號(hào)煤層設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量10479.52kt。</p><p>　　礦井可采儲(chǔ)量按下式計(jì)算：</p><p&g

102、t;　　Zk＝（Z－P）·C</p><p>　　式中：Zk——礦井設(shè)計(jì)可采資源/儲(chǔ)量，kt；</p><p>　　Z——礦井設(shè)計(jì)資源/儲(chǔ)量，kt；</p><p>　　P——開(kāi)采煤柱損失，kt；</p><p>　　C——采區(qū)回采率，中厚煤層C＝80%。</p><p>　　礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量計(jì)算見(jiàn)表3-1-

103、4。</p><p>　　表3-1-4 礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量計(jì)算表</p><p>　　三、安全煤柱及各種煤柱留設(shè)和計(jì)算方法</p><p>　　1.井田邊界煤柱留設(shè)：井田邊界防水煤柱依據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，井田邊界每側(cè)留設(shè)20m。</p><p>　　2.巷道煤柱留設(shè)計(jì)算</p><p&g

104、t;<b>　　式中：</b></p><p>　　S1—巷道保護(hù)煤柱的水平寬度，m；</p><p>　　H—巷道的最大垂深，412m；</p><p>　　M—煤層厚度，3.22m；</p><p>　　f—煤的強(qiáng)度系數(shù),取3。</p><p>　　經(jīng)計(jì)算s1=24.6m， </p>

105、;<p>　　水平大巷之間留30m，兩側(cè)留30m煤柱。</p><p>　　3.井田內(nèi)斷層防水煤柱計(jì)算如下：</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　L—順層防水煤柱寬度，m；</p><p>　　K—安全系數(shù)，取5；</p><p>　　—煤層厚度及采高，3

106、.22m；</p><p>　　—水頭壓力，6.3Mpa；</p><p>　　—煤的抗拉強(qiáng)度，1.1MPa；</p><p>　　經(jīng)計(jì)算，L=33.4，斷層煤柱取35m。</p><p>　　4.工業(yè)場(chǎng)地按二級(jí)保護(hù)(圍護(hù)帶寬度取15m),井筒按一級(jí)保護(hù)(圍護(hù)帶寬度取20m)，再根據(jù)表土層和基巖厚度及移動(dòng)角(表土移動(dòng)角45°，基巖移

107、動(dòng)角72°)計(jì)算：</p><p>　　L=20+a/tan45°+b/tan72°=20+26+102=150m</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　a—表土段垂深26m；</p><p>　　b—基巖段垂深330m；</p><p>　

108、　工業(yè)場(chǎng)地保安煤柱留設(shè)150m保護(hù)煤柱。</p><p>　　5.村莊煤柱：井田范圍內(nèi)主要村莊有位于井田西北部的辛置村，其保護(hù)煤柱與工業(yè)場(chǎng)地保護(hù)煤柱合二為一；位于井田東北部的南東村；位于井田中南部的北益昌村。村莊煤柱按三級(jí)保護(hù)，圍護(hù)帶寬度10m，然后按照各巖層的移動(dòng)角計(jì)算出各巖層的水平移動(dòng)長(zhǎng)度，所有巖層水平移動(dòng)長(zhǎng)度之和即為圍護(hù)帶外煤柱的寬度。經(jīng)計(jì)算，村莊煤柱留設(shè)寬度為14m。</p><p&g

109、t;　　當(dāng)?shù)V井報(bào)廢時(shí)，預(yù)計(jì)護(hù)巷煤柱可回收50%左右。</p><p>　　第二節(jié) 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限</p><p><b>　　一、礦井工作制度</b></p><p>　　礦井設(shè)計(jì)年工作日330d，每天四班作業(yè)(其中三班生產(chǎn)，一班準(zhǔn)備)，每日凈提升時(shí)間16h。</p><p>　　二、礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力<

110、;/p><p>　　依據(jù)山西省煤炭工業(yè)廳—晉煤規(guī)發(fā)【2011】1297號(hào)文“關(guān)于山西汾西正城煤業(yè)有限責(zé)任公司等3處礦井調(diào)整變更產(chǎn)能的批復(fù)”，×××××煤業(yè)有限責(zé)任公司礦井產(chǎn)能由30萬(wàn)噸/年調(diào)整變更為90萬(wàn)噸/年。</p><p>　　三、同時(shí)生產(chǎn)水平數(shù)的確定</p><p>　　礦井現(xiàn)批準(zhǔn)開(kāi)采2號(hào)煤層，為全區(qū)賦存穩(wěn)定之中

111、厚煤層煤層傾角平緩。三個(gè)井筒均已落底于2號(hào)煤層，井田開(kāi)拓巷道均沿2號(hào)煤層布置，三條巷道基本位于井田的中央，故此，礦井設(shè)一個(gè)水平開(kāi)采全井田的2號(hào)煤層。</p><p>　　四、礦井及水平服務(wù)年限</p><p>　　礦井服務(wù)年限按下式計(jì)算：</p><p><b>　　T＝Z/A·K</b></p><p>　　

112、式中：T——服務(wù)年限，a；</p><p>　　Z——設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量，kt；</p><p>　　A——設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，kt/a；</p><p>　　K——儲(chǔ)量備用系數(shù)，取1.40。</p><p>　　礦井服務(wù)年限為：T＝10479.52/（1.4×900）＝8.3(a)。</p><p><b>

113、　　第三節(jié) 井田開(kāi)拓</b></p><p><b>　　一、礦井現(xiàn)狀</b></p><p>　　礦井于1991年建井，1992年投產(chǎn)，屬村鎮(zhèn)聯(lián)辦，2004年8月改制，為股份制企業(yè)。</p><p>　　根據(jù)晉煤整合辦核發(fā)[2006]66號(hào)文件（關(guān)于《霍州市煤炭資源整合和有償使用工作方案》的核準(zhǔn)意見(jiàn)）核準(zhǔn)為單獨(dú)保留礦井，井田面積

114、為5.5014km2，批準(zhǔn)開(kāi)采煤層為2號(hào)煤層，礦井生產(chǎn)規(guī)模為300kt/a。</p><p>　　井田開(kāi)拓：采用立井開(kāi)拓方式，主立井為混合提升井，井筒直徑φ4.5m，凈斷面15.88m2，采用2JK-2.5-11.5提升機(jī)雙罐籠提升，井筒內(nèi)安裝有罐道，梯子間，主要擔(dān)負(fù)提煤、提矸、下料、上下人員等任務(wù)兼作安全出口；副立井筒直徑φ3.0m，凈斷面7.06m2，擔(dān)負(fù)礦井回風(fēng)任務(wù)，敷設(shè)有監(jiān)控信號(hào)線、電纜等，兼作另一安全出

115、口。</p><p>　　運(yùn)輸大巷采用錨噴支護(hù)、回風(fēng)大巷采用磚砌碹支護(hù)，采區(qū)巷道采用錨網(wǎng)梁支護(hù)，井下布置有一個(gè)炮采工作面和兩個(gè)普掘工作面；采煤工藝采用炮采工藝，采用π型鋼梁配合單體液壓支柱支護(hù)，后退式采煤法，刮板輸送機(jī)運(yùn)煤，全部垮落法管理頂板。</p><p>　　礦井通風(fēng)采用中央并列抽出式通風(fēng)，主扇兩臺(tái)，型號(hào)為FBCDZ-6-№15B，一臺(tái)工作，一臺(tái)備用。</p><

116、p>　　礦井井下實(shí)際涌水量一般50m3/h，最大礦井涌水量117m3/h。主、副水倉(cāng)容量為1080m3，共安裝有3臺(tái)水泵（工作、備用、檢修各一臺(tái)）。</p><p>　　供電系統(tǒng)采用6kV雙回路供電：一回路來(lái)自霍州煤電集團(tuán)北村變電站，一回路來(lái)自霍州市北益昌變電站。</p><p><b>　　二、井田開(kāi)拓方案</b></p><p>&l