1、 中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 1 页 1 矿区概述及井田地质特征全套图纸，完整版设计加 1538937061.1 矿区概述1.1.1 交通位置演马庄矿位于焦作市东北部约 20 公里，隶属焦作市管辖，地理座标：东经 1132111324 ，北纬 35153517。区内有煤矿专用铁路，南距新乡焦作铁路待王车站 4 公里，东连京广线，西接焦枝线。二级公路及乡村油路相互连通。交通极为方便。见演马庄矿交通位置示意图图 1-1。图 1-1 演马庄矿交通位置图1.1.2 自然地理1.1.2.1 地形地貌本区属太行山山前平原和冲积、洪积扇的边缘地带。地势平坦。海拔 83123m，一般在 10
2、0m 左右。全区地势北西高，南东低，最大坡度 225。由于浅部煤层开采后地面塌陷，而局部形成低洼带。1.1.2.2 地震据焦作市地震办公室汇集的资料，自 1038 年1978 年 6 月，发生的较大地震且对焦作有影响的共有 35 次，本区地震基本烈度为 7 度。1.1.3 附近厂矿企业和农业情况中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 2 页 1.1.3.1 东韩王煤矿东韩王煤矿位于本矿区内北西部边缘，属本矿一水平地段，其范围由前面表 1-1 需扣除的 5 个拐点坐标圈定。该矿 1994 年建井，2003 年停产，开采二 1 煤层，现已采空。因本矿一水平基本采空，故其对本矿井以后生产无甚影
3、响。1.1.3.2 九里山煤矿位于本矿东边，与本矿接壤，隶属于焦作煤业公司主管。1972 年 7 月建井，1983 年投产，设计能力为 90Mt/a，现实际生产能力为 150Mt/a。开采二 1 煤层。分水平开拓，现已开拓 12、11、13 等三个采区。1988 年矿井涌水量 120 m3/h，含水系数 73.40m3/T。1982 年以来突水 24 以上次。涌水量 0.2553.76 m 3/min ，大于 3.5 m3/min 的突水有8 次。12 采区排水后水力坡度较大，漏斗扩展慢，在突水点附近 40300 米范围石炭系八灰含水层水位保持+21 +60 米，露头保持在+50 +60 米与
4、本井田有水力联系。现有排水能力达到 337.5 m3/min。另外，瓦斯突出也是该矿生产不安全的因素，19801987 年间瓦斯突出达 21 次之多，最大突出量 94t，瓦斯涌出量最大 2792.8m3。该矿与本矿之间留设了约 80 米宽的煤柱，一般不会对本矿生产造成不利影响。1.1.3.3 韩王矿位于本矿东邻，面积约 3.6km，1958 年 10 月 1 日建成投产 ,原设计生产能力为 30 万吨,1997 年核定生产能力为 21 万吨,2004 年核定生产能力为 16 万吨。开采二 1 煤层。采煤方法为走向长壁下行垮落采煤方法。分两个水平十个采区。目前，一水平已经采完，二水平也即将采完，
5、全矿资源近于枯竭。该矿水文地质条件复杂，矿井涌水量为 4050 m3/ min,自建井以来，共发生几十次突水。一水平综合排水能力为 36m3/min,二水平综合排水能力为 36m3/min,能满足生产排水的需要。该矿与本矿水力联系密切，如果本矿发生突出水水位上升，则该矿涌水量将有明显增加。该矿属煤与瓦斯突出矿井。1975 年 1 月 7 日1982 年 10 月 23 日间，共发生瓦斯突出 17 次，矿井瓦斯绝对涌出量为 3.644.53 m 3/min, 瓦斯相对涌出量为 7.399.15 m 3/t。该矿与本矿之间留设了约 80 米宽的煤柱，一般不会对本矿生产造成不利影响，但对本矿水文地质
6、条件有一定的影响，应当重视。1.1.4 气候条件本区属大陆性半干燥气候，夏季炎热，冬季寒冷，四季分明，最低气温-19.9（1971 年） ，最高气温 43.3（1966 年） ，降雨多集中在 79 月份，年降雨量333.3908.7mm，平均 624.9mm，日最大降雨量达 151.8mm（63 年 8 月 8 日） ，年蒸发量为 1393.62313mm，平均 2022.3mm，蒸发量大于降雨量。常年以北和东北风较多，一般风速 23 级，最大 11 级（78 年 6 月 30 日晚） 。最大冻土厚为 190mm（77 年元月） 。1.1.5 水文情况该区属海河流域卫河水系，东部有石门河，西部
7、有山门河，均发源于太行山。且为间歇性河流。据近年资料表明，除雨季外，平时河床干枯。河流上游建了不少中、小型水库，已无洪泛危害。1.2 井田地质特征1.2.1 井田勘探程度该区的勘探工作始于 1955 年 4 月，到 1958 年 9 月由中南煤田地质局 125 队施工，并提交了焦作煤田演马庄第一、二及后夏庄、九里山第一井田区精查地质报告 ，经河南省煤炭工业局以（58）豫煤总二字第 4 号文批准，1962 年元月经河南省矿产储量委员会对该报告复审核实，其结论：“原报告划分三个井田，按现行矿产储量分类规范（暂行）本区勘探和研究程度均达不到精查报告程度要求，只能做为一般中间性报告，其中演马矿井田只能
8、以可供矿山企业建设设计中间性报告核实储量，后夏庄井田降为详查报告，中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 3 页 九里山一井田勘探网度过稀，作为建井考虑只能达到普查程度，同时深部断层位置控制不够”。据上所述，本区应进行补充勘探或重新勘探，目前演马庄矿所属井田范围已包括上述三井田。本区的生产补钻和二水平的延深勘探工作，是在“三边” 工作的条件下分期分批进行的，二水平及其以下勘探主要始于 1978 年春，继而在 19811983 年，1985 年、1988 年与2005 年等陆续进行。1988 年，煤炭科学院西安地勘分院物探所在本区进行了地震勘探，因资料欠佳，又无文字说明。1989 年 3
9、月 1 日，煤炭工业部物探测量队在该区东部进行了高分辨地震勘探施工，完成地震测线 3 条（9、801、802 线） ，实测地震时间剖面长度 7.67 公里，获得物理点325 个，其中一类剖面为 4625m，约占全剖面的 60%，二类剖面为 2790m，约占 36%，三类剖面为 255m，约占 4%，一、二类剖面占 96%。同年 4 月提交了河南省焦作矿务局演马庄矿高分辨地震勘探报告 。1991年河南煤田地质公司三队在本区二水平范围内补钻 3 个孔，计 1170.65m。同年，河南煤田地质公司三队和焦作矿务局地测处及演马庄矿共同编制了河南省焦作矿务局演马庄矿生产地质和二水平补充勘探地质报告 。该
10、报告经原煤炭工业部河南煤炭工业管理局以（91）豫煤生字第 395 号文予以批复。该报告为本次修编报告的主要参考资料。2001 年 812 月，河南省煤田地质局物测队在演马庄矿西南部二二采区，进行了高分辨三维地震勘探，共完成物理点 2396 个，面积 1.512.1km2。2002 年 6 月,提交了河南省焦作煤业（集团）公司演马庄矿二二采区三维高分辨地震勘探报告 。2002 年 10 月 11日, 河南省煤炭工业局以豫煤行2002474 号文对该报告予以批准。2003 年 14 月，河南省煤田地质局物测队在演马庄矿二水平下山采区第 8-11 勘查线之间，进行了高分辨三维地震勘探，共完成物理点
11、2010 个，面积为 2.1km2。2003 年七月，提交了焦作煤业（集团）公司演马庄矿二水平下山采区三维地震勘探报告 。2003年 11 月 20 日，河南省煤炭工业局以豫煤行2003622 号文对该报告予以批准。据以往资料所述，1955 年2005 年 12 月，本区共施工钻孔 339 个，工作量68674.38m。另外，目前正在进行生产补勘施工的钻孔有 4 个。本区总体构造形态为地层走向 N5075E、倾向 SE、倾角 414的单斜构造。褶曲不发育，可见宽缓波状起伏。构造以断裂为主，EW、NE 及 NW 等三组断层分布全区，相互交叉和切割，小型断层比较发育，尤其是二水平及以深地段，断层长
12、度、落差等均有增大。故其构造类型应属中等类。二 1 煤层为本区主要开采对象，厚度 1.7010.60m，平均 6.58m，可采性指数为100，变异系数在 20.8%以下，属稳定性煤层。因此，确定本区勘探类型为构造中等类煤层稳定型。1.2.2 地层概述本区为第三、四系全掩盖区，据区内钻孔揭露，地层由老至新为：奥陶系中统马家沟组，石炭系中统本溪组，上统太原组，二迭系下统山西组、下石盒子组、上统上石盒子组下段、中段及第三、四系。现由老至新分叙如下：1.2.2.1 奥陶系中统马家沟组（0 2m）据区域资料，厚 310420m，区内揭露最大厚度 141.37m(3-3 孔)，底部厚约 20m 为灰色厚状
13、石灰岩，致密性脆，顶部稍含泥质，中下部厚约 80m，岩性为灰 深灰色厚层状石灰岩或白云质石灰岩，较致密，层面含炭质及泥质，上部约 20m 灰 深灰色厚层状石灰岩，致密性脆，呈块状，顶部厚约 20m，为白云质杂色似砾状灰岩和角砾状石灰岩。顶部因风化和铁质侵染，呈棕红色，岩性混杂。1.2.2.2 中石炭统本溪组（C 2b）中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 4 页 本组与下伏奥陶系中统马家沟组呈假整合接触，厚 7.4033.20m，平均 16.92m。底部多为铝土质泥岩，致密有滑感，含有黄铁矿结核及晶粒，偶为粗粒石英砂岩。中部为铝土质泥岩，夹灰色泥质粉砂岩，砂质泥岩及薄层状细中粒石英砂岩
14、，据镜鉴资料，砂岩主要成份为石英（85 +%） ，长石占 7+%，杂基主要为高岭石、水云母，粘土矿物占 20%。为孔隙接触式胶结。上部为浅灰色青灰色铝土质泥岩，夹黄铁矿条带，具水平纹理，据镜鉴资料，该层铝土质泥岩多为针状和叶片状，为本区标志层之一。1.2.2.3 上石炭统太原组（C 3t）该组为一套海陆交互相沉积含煤岩系，上限以 L9 灰岩顶界与山西组分界，下限以一1 底或菱铁质泥岩与本溪组分界。与下伏地层本溪组呈整合接触，厚 69.0686.75，一般78.83m。按其岩性组合及含煤情况，自下而上可分为三段：（1）下部灰岩含煤段：本段自太原组底界至 L5 灰岩顶，一般厚 37.42m，主要由
15、 L1L55 层石灰岩组成，其间夹灰色粉砂岩、灰黑色泥岩及薄煤 L2 石灰岩位于该段下部，全区稳定，厚6.0812.67m，平均 10.81m，灰 深灰色、致密坚硬、泥晶结构，中夹不规则遂石团块，中部夹泥岩薄层，局部含水量泥质，具裂隙及溶洞，含有较多的蜒类等动物化石，主要有pseudo、fusulina、Vulgaris、boultonia、Cheni、Sphaerosd、hwagerina、moelleri 、Quasifusulina、sp 、.Chonetessp。L2 石灰岩为本区重要标志层之一，其余各层灰岩均在 1.502.84m 左右，变化较大，本段共含煤 5 层，一 5 煤 一
16、2 煤，其中一 2 煤（俗称三煤） ，全区较稳定，大部可采,平均厚 1.20m，其余各煤层较薄，不稳定，无开采价值。（2）中部碎屑岩段：自 L5 灰岩顶至 L7 灰岩顶，平均厚 15.87m，由灰色粉砂岩、灰黑色泥岩、灰色细 中粒石英砂岩及薄层石灰岩组成，含灰岩 2 层（L 6、 L7）厚 1.882.38m，其中 L7 石灰岩不稳定，常相变为泥质粉砂或泥岩，含有 Boultonia Cheni,Schwagerina 等化石，含煤 2 层（一 6 及一 7） ，其中一 6 煤层位较稳定，多以两层煤出现（俗称二煤） ，单层厚度在 0.50m左右，不可采，泥岩中有少量植物化石碎片及菱铁质颗粒。（
17、3）上部灰岩段：本段自 L7 灰岩顶至 L9 灰岩顶，厚度 24.54m 左右，岩性以石灰岩为主，含 L8、L 9 两层石灰岩，间夹灰灰黑色泥岩、砂质泥岩、煤，其中 L8 石灰岩厚度大，全区发育，为本区重要标志层之一，岩性为深灰色、中厚层状，致密、泥晶结构，顶部略含泥质夹不规则遂石团块及较多的蜒类化石，Boultonia Cheni,及 Schubetella sp 等，本段含煤 2 层（一8、一 9 煤） ，不发育，不可采。L 9 灰岩厚度在 0.45m 左右，全区稳定，是划分 P1sh 与 C3t的重要的界线标志。1.2.2.4 二迭系下统山西组（P 1sh）该组为本区主要含煤地层，与下伏
18、太原组呈整合接触。下自太原组 L9 石灰岩顶上至砂锅窑砂岩（S s）底界，厚 84.36119.20m，平均 99.72m，由灰深灰色砂岩、粉砂岩、砂质泥、泥岩、含铝土质泥岩及煤层组成，按其岩性组合自下而上可分为三段：（1）下段（含煤段）：本段（L 9 顶大占砂岩 Sd 底）平均厚 16.46m，岩性由深灰色泥岩、砂质泥岩、细粒岩屑杂砂岩，薄层菱铁质泥岩及煤层组成，本段含煤 2 层（二 0、二 1） ，其中二 1 煤（俗称大煤）位于本段顶部，是本矿主要可采煤层，平均厚 6.58m，全区稳定可采。底板泥岩含有 Pecopteris sp.,Sphenophyllum thonii 等植物化石，二
19、 1 煤层下约 37m 偶有薄煤一层（俗称冯营层（二 0 煤） ，多为炭质泥岩代替，极不稳定，再下夹 2-3 层菱铁质泥岩，致密性脆坚硬。（2）中段（大占砂岩段 Sd）：中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 5 页 该段平均 36.54m，由深灰色薄层状砂质泥岩和大占砂岩组成，大占砂岩为二 1 煤层顶板，多为老顶，一般厚 15.04m，岩性为灰色、厚层状，成份以石英为主， （70 +%） ，岩屑（15 +%） ，据镜鉴资料，石英表面多具溶蚀外形，岩屑成份较轨，多碳酸盐化及叶腊石化，填隙物以次生白云石和叶腊石化等粘土矿往返为主，含晶粒显微鳞片状结构，重矿物有锆石、绿帘石，泥硅质胶结，菱铁
20、质颗粒常顺层分布形成小型交错层理，层面含炭质膜入较多白云母碎片，底部常有泥质包体和亮煤小包体。特征明显，易于辩认，为本区重要标志层。大占砂岩之下常为黑色泥岩，砂岩之上常为深灰色砂质泥岩，具水平纹理，偶见薄煤一层（二 2， ）极不发育，本段含较多植物化石：Calamiaes sp,Pacopteris sp.,Neuropteris Sp.等。（3）上段（香炭砂岩段）：该段厚 46.72m，岩性以浅灰灰色细 中粒石英杂砂岩为主，次为深灰色粉砂岩、砂质泥岩，含颗状铝质泥岩组成，香炭砂岩一般为 2 个分层（ 、 ） ，间距 15m 左右，1xS2上层厚 5.18m，下层厚 6.61m 多为石英岩屑杂
21、砂岩，硅泥质胶结，石英 75+%，岩屑20+%，杂基为水云母，粘土等 518%，全晶粒鳞片状结构，孔隙接触式胶结，分选磨圆度较好，石英有次生加大现象，偶含泥质小包体， 砂岩水平层理及波状层理及小型21交错层理明显，砂岩中含有菱铁质颗粒和少量菱铁质结核、 砂岩以下以粉砂岩，砂质1S泥岩为主。泥岩中含铝质，具暗斑及小颗粒，泥岩中含较多植物化石：Pecopteris sp，Gigantopteris sp.Lobatannularia heianensis 等化石。1.2.2.5 二迭系下统下石盒子组（P 1x）该组下起砂锅窑砂岩底界，上至于田家沟砂岩（S t）底界，厚 244.80277.76m
22、，平均 262.60m。由灰白、灰绿色细中粒砂岩、砂质泥岩、泥岩、铝土质泥岩及薄煤组成。含植物化石碎屑。本组包括三、四、五及六等 4 个含煤段。与下伏山西组呈整合接触。（1）三煤段本段下起砂锅窑砂岩(Ss)底界，上至于四煤底砂岩底界，厚 77.69110.65m ，平均95.49m。底部的砂锅窑砂岩为灰色细中粒、局部为粗粒，薄层状，硅泥质胶结，成份以石英为主（99+%） ，长石（4% ） ，岩屑（6%） 。有少量泥质包体，杂基为高岭石粘土矿物（10% ） 。正长石表面叶腊石化，石英有微弱次生加大现象，底部含石英小砾石。为本区重要标志层。其上 34m 处，常有浅灰灰白色铝土质泥岩（俗称 A 层铝
23、土）厚层状、致密，有滑感，具暗斑及少量紫斑，富含菱铁质鲕粒。中部以灰灰绿色砂质泥岩和含铝土质尼岩为主，夹薄层细砂岩，砂质泥岩含暗斑较多，少含菱铁质鲕粒，岩性为灰灰绿色中粗粒岩屑石英砂岩，层面偶含炭质及少量菱铁质。具平行及交错层理，中夹粉砂岩条带。泥岩中含植物化石及其碎屑： pecopTeris sp, Lobatannularia Sinensis Taeniopteris multinervis 等。（2）四六煤段本段地层下起四煤底砂岩（S 4）上止于七煤底砂岩底。据区内钻孔揭露最大厚度为167.11。底部四煤底砂岩，平均 15.85m，呈灰白灰绿色，岩屑石英杂砂岩，硅泥质胶结，成份以石英为
24、主（90+% ） ，岩屑 10+%。以遂石为主，重矿物锆石1% ，孔隙式胶结，底部含有少量泥质包体和石英小砾石，分选磨圆底较差，为本区重标志层之一。中下部多为灰色砂质泥岩及泥岩，夹薄层细砂岩，含菱铁质结核、具暗斑，少含铝质，中上部以灰白色、细中粒石英砂岩（S 16） ，泥硅质胶结，底部含有泥质包体及石英小砾石。分选较差，成份以石英为主（90+%）重矿物有磁铁矿，锆石1%，孔隙接触式胶结，具小型交错层理。1.2.2.6 二迭系上统上石盒子组（P 2s）本组下起田家沟砂岩（S t）底，上止于平顶山砂岩底界，包括七、八两个煤段。但因古风化剥蚀等原因，区内一般予保留，偶见七煤段下部地层，据钻孔揭露，保
25、留最大厚中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 6 页 度为 31.77m。底部 St 砂岩，为灰白灰绿色，中粗粒石英岩屑杂砂岩，厚层状，具交错层理，局部韵律层明显，为本区重要标志层之一，其上多为青灰灰绿色，灰紫色泥质粉砂岩、泥岩等，少含铝质，具紫斑。1.2.2.7 第三、四系（Q+R）该套地层不整合于各基岩地层之上，厚 31.97173.20m，平均 85.78m，由北西向南东有递增的趋势，黄土层厚 4.25m，顶部 0.81.0m 耕植土，其下为流砂，砾石层，一般厚10m，固结差，中上部为黄褐色棕红色粘土及粘土质砂，具可塑性，中下部夹砾岩 4-8层，单层厚 2.0016.50m，砾石
26、成份多以石灰岩为主，石英砂岩次之钙质胶结，其裂隙及溶洞，充填有方解石脉、下部粒土中夹有不规则钙质结核，底部多为砾石层，少有粘土夹砾石层。1.2.3 构造1.2.3.1 区域构造焦作煤田位于太行山隆起带南端，地层走向 NENNE，倾向 SE，倾角 414，为单斜构造，区域构造以断裂为主，褶曲不甚发育。该区主要发育有东西、北东、北西向、三组断裂。其中，东西向的凤凰岭断层规模大，把焦作煤田分割为焦南、焦北两大部分；北东向断层最发育，破坏了各井田的连续性，分别切割为大小不等的井田断块；北西向断层不发育，常以中小断层出现。详细见区域断层一览表 1-1表 1-1 区域断层一览表断层名称 性质 走向 倾向
27、延伸长度 一般落差（m）备注朱村断层 正 NWW SW 24 公里 2000董村断层 正 80-100 N 30 公里 1000马坊泉断层 正 60 NW 25 公里 200南张门断层 正 7090 NW 30 公里 400700平陵断层 正 90120 NW 20 公里 5001000百泉断层 正 3640 NW 20 公里 300500峪河断层 正 100 SW 30 公里 200500凤凰岭断层 正 EW S 50 公里 100400九里山断层 正 4560 SW 50 公里 300600方庄断层 正 N30W SW 10 公里 120 两条平行断层地堑1.2.3.2 井田构造本井田位于
28、焦作煤田中部，具体构造位置处于九里山、凤凰岭、方庄三条断层所形成的（韩王 演马 九里山等三井田）三角状断块中部，地层走向 N5070E，倾向 SE，倾角 4-14，一般 9左右，为单斜构造。区内构造以断裂为主，褶曲仅有宽缓褶曲或波状起伏现象出现。井田内无岩浆岩发育。井田内断裂全为正断层，走向多为 NENEE，倾向 SESEE，倾角一般为 6070。规模以小型断层为主，多分布于井田东部。据钻孔及矿井开采资料，全区共发现断层 156条。其中，落差大于 100m 的断层 3 条，均在井田南部边界附近，且西部落差大，往东逐渐变小；50100m 的断层 2 条；2050m 的断层 5 条；520m 的断
29、层 22 条；小于 5m 的断层 117 条。而小于 1.5m 的断层多不切穿煤层。深部经钻探、地震和二水平下山巷道揭中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 7 页 露，其断层规模和频率有增大的趋势。据统计，全区落差 10m 以上的 20 条断层延伸长度为 36300m，平均密度为 1.33 条/km，平均长度为 2420m/km。本区断裂处在断块的不同部位，表现了明显的规律性，并严格受到区域构造的控制，纵观全区，共发育三组不同方向的断裂，即：北东、东西和北西向，浅部构造简单，深部和东部相对较复杂，西部由于受九里山断层和凤凰岭断层不同方向的构造作用，其构造，水文地质，瓦斯等地质条件的复杂
30、程度表现的更为突出，并给矿井生产带来较大困难，该区断裂主要受凤凰断层的控制。全区各条断层的有关内容均在附表“断层一览表” 中，兹将该区主要断层分叙如下。（1）凤凰岭断层（F 218）为井田南部边界断层，走向近东西，倾向南，倾角 70。区内走向长大于 8km，西部落差 180m，向东逐渐变小约为 80m，并形成数条分枝断裂，如：王母泉断层（F 212） 、F215、F 216、F 217、F 219 等。该断层在 2-7 孔以西由 2-5 孔及等 1 勘探线和韩王矿的数孔控制，东部无钻探控制，其位置有所摆动。（2）马坊泉断层（F 204）位于井田中部，南起王母泉断层，北部延伸到九里山井田，走向北
31、 35 东，倾向北西，倾角 60，落差 25m 左右，延伸长度大于 3000m。该断层有 6-16 孔，地震 9 测线，802测线控制。（3）王母泉断层（F 212）位于井田深部，西起凤凰岭断层，东部延伸到九里山井田深部，走向北 60东，倾向北西，倾向北西，倾角 70左右，落差 50120m，延伸长度大于 5 公里。该断层有 513 孔，地震 9 线、802 线控制，落差由西向东逐渐变小，已基本控制。（4）F 07 断层（推 1）位于二水平中部，走向北 80东，倾向南东，倾角 64，落差 17m 左右，延伸长度1300m。该断层有 6-8 孔，N 132 孔揭露 7 线剖面控制，控制程度较好。
32、（5）F 75 断层（推 2）位于二水平中部，与 F07 平行，走向北 5080东，倾向南东，倾角 64，落差 18m延伸大于 2000m，有 77 孔穿见 6-14 孔到 6-3 孔控制及二水平下山巷道遇见，该断层已控制。1.2.3.3 井田构造变化情况本次在充分认识浅部生产矿井构造规律的基础上，对二水平及以深钻探、测井、三维地震所揭露的断点进行了综合分析，经多方案对比，认为原构造解释基本合理，仅有个别有所变化。以下将该区变化较大的断层分别予以说明。（1）F209 断层：由于新竣工的 8-12 和 10-8 孔的揭露，结合三维地震资料，推测该断层应继续向东延伸出区，且断距增大至 50 米左右
33、。（2）F210 和 F211 断层：这两条断层虽无增加新的控制点，但受 F209 的影响，在煤层底板等高线图上， F211 的北盘应该上升，而原 F211 北盘却为下降，故本次将该断层改向南倾。但由于落差较大，分析其与西边的 F210 应当相连，合二为一后，统称 F210断层，即去掉了 F211 断层。（3）马坊泉断层（F204 ）：由于二七下山轨新向南掘进了 100 米左右，在该断层原位置上未发现断层，又因 9-13 孔穿见，结合三维地震资料，故将该断层这一段向南移了约 300 米。（4）F148 断层：该断层为二七轨道下向延伸时新接露断1.2.4 水文地质特征焦作煤田地处太行山复背斜隆起
34、带南段东翼，山前倾斜平原地带，地层走向 N60E，倾向 SE，倾角 812，呈地堑、地垒、掀斜断块等组合形式，以断裂构造为主。区中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 8 页 内寒武系、奥陶系灰岩中岩溶裂隙发育，为地下水提供了良好的储水空间和迳流通道。地下水总体向受构造控制，如峪河断裂以北为 SE、SW 方向，以南为 SE 向，局部受断层阻水影响流向稍有变化。另外，在断裂带附近岩溶裂隙相对发育，常常形成强富水、导水带，如凤凰岭断层强径流带、朱村断层强径流带、方庄断层强径流带、马坊泉断层强径流带和百泉断层强径流带等成为焦作煤田内诸矿区、勘查区的补给边界。1.3 煤层特征1.3.1 煤层埋藏
35、条件1.3.1.1 含煤性区内主要含煤地层为太原组和山西组，总厚 177.59m，共含煤 11 层，煤层平均总厚11.00m，含煤系数 6.19%，可采煤层 2 层，平均厚 7.78m，可采含煤系数 4.38%。有关情况参见图 1-2地层综合柱状图。463.1798大占砂岩大煤 1.70-6Sd2354二 俗 称 大 占 砂 岩 ： 灰 深 灰 色 ， 薄 层 -厚 层 状 ， 主 要 成 分 为 石 英 75%， 长 石 -， 岩 屑 20， 重 矿 物 菱 铁 矿 1%，白 云 母 +%， 杂 茎 叶 腊 石 等 粘 土 矿 物 20。 泥 硅 质 胶 结 ， 呈 晶 粒 片 状 结 构
36、， 孔 隙 式 接 触 式 胶 结 ， 分 选 较差 ， 磨 圆 中 等 ， 石 英 多 具 溶 蚀 外 形 ， 填 隙 物 为 次 生 白 云 母 石 及 叶 腊 石 等 粘 土 矿 物 ， 层 面 含 较 多 白 云 母 片 及层 砂 质 泥 岩 ， 有 植 物 化 石 ， 为 见 二 1煤 层 重 要 标 志 层 。炭 质 薄 膜 ， 具 小 型 交 错 层 理 ， 含 有 菱 铁 质 鲕 粒 顺 层 分 布 ， 局 部 具 水 平 层 理 ， 裂 隙 有 方 解 石 脉 充 填 ， 中 夹 薄二 煤 层 (俗 称 大 煤 )， 黑 色 ， 污 手 ， 粉 状 ， 局 部 为 块 状 ，
37、 稍 有 粉 末 状 （ 底 部 ） ， 光 亮 型 ， 夹 有 暗 煤 条 带 ， 亚金 属 光 泽 ， 夹 矸 层 多 为 黑 色 泥 岩 ， 质 软 ， 呈 片 状 ， 厚 .m， 伪 顶 伪 底 有 薄 层 炭 质 泥 岩 ， 不 稳 定 。该 段 为 灰 黑 色 砂 质 泥 岩 ， 泥 岩 ， 炭 质 泥 岩 组 成 ， 富 含 植 物 化 石 。 偶 有 薄 层 细 粒 砂 岩 ， 含 暗 色 矿 物 黄 铁 矿 晶 粒 ，不 稳 定 俗 称 北 盆 沟 砂 岩 。 偶 夹 薄 煤 一 层 ， 极 不 稳 定 ， 中 下 部 有 3层 菱 铁 质 泥 岩 ， 比 重 大 ， 致 密
38、 坚 硬 。85地 层 厚 度 (m)累 计厚 度 :综 合 柱 状 名称 两 极 值平 均 值厚 度 (m)岩 性 描 述图 1-2 地层综合柱状图1.3.2 可采煤层1.3.2.1 二 1 煤层（1）概况二 1 煤层为本区主要可采煤层，现正开采，为本次资源储量估算对象。赋存于山西组底部，上距砂锅窑砂岩 78m 左右，下距山西组底界（ L9 顶）10m 左右，距 L8 灰岩18m 左右。煤层厚 1.7010.60m，平均 6.58m，属厚煤层。煤厚变化不大，薄煤带（1.70m）仅在 72 孔及 11-9 孔附近小范围分布，其它煤厚均在 6.00m 左右变化。煤层赋存良好，无分叉尖灭现象，仅局
39、部含有 1 层泥岩或砂岩夹矸，夹矸厚度 0.100.70m。二水平及以深的钻孔煤层厚度，除断失外，全部可采，厚 2.1610.65m，平均6.68m，仅有 3 孔含夹矸，厚 0.050.30m，煤层直接顶板大部为砂质泥岩和泥岩，厚度一般 3m 左右。少数钻孔为细 中粒砂岩（大占砂岩） ，厚度一般 18m 左右。仅局部有小面中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 9 页 积炭质泥岩伪顶，直接底板为泥岩，砂质泥岩和粉砂岩。（2）煤层厚度变化情况通过对二水平及以深的 83 孔见煤点统计，2 孔断失，2 孔未达层位，其余 79 孔见煤点煤厚在 5.008.00m 的 67 孔，占 86%，在 3
40、4m 占 3%，在 810m 占 10% ,2m 和10m 的占 1%,见图 1-3。0123456789102(m)图 1-3 二 1 煤层厚度频率直方图纵观全区，煤层厚度变化不大，从图 1-4，大于 6m 或小于 6m 的煤层厚度呈北西南东向波状展布。从走向上看，煤层厚度也无明显的变化趋势，见图 1-5。倾向上煤厚变化趋势也不明显。此外，通过生产矿井调查，煤层顶板稳定且平整，底板在局部有隆起现象，但范围不大，工作面褶曲不发育，但煤层在倾向上有小型的宽缓波状起伏，据此分析，煤厚小幅度变化主要是受煤层基底小型隆起所致。图 1-4 二 1 煤层等厚线示意图中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计
41、 第 10页 图 1-5 二 1 煤层-160 米左右走向剖面示意图（3）煤层稳定性综上所述，全区煤厚在走向和倾向上变化不大，一般在 58m 之间，经统计：可采性指数为 100%，变异系数在 20.8 以下，二水平及以深，煤厚 1.7010.65m，平均 6.58m，属稳定煤层。1.3.3.2 一 2 煤层赋存于太原组底部，直接顶板为 L2 石灰岩，其厚度稳定，全区发育，大部可采，底板为黑色泥岩或铝质泥岩，且多含黄铁矿结核。一 2 煤层上距二 1 煤层 63.6075.70m，下距奥陶系石灰岩 8.4627.21m，一般 17m 左右。全区穿见一 2 煤层 55 孔，可采 42 孔，不可采 1
42、3 孔（定性、定厚不可靠） ，厚度 0.702.47m，平均 1.20m。煤层中部普遍发育 1 层泥岩质或炭质泥岩夹矸，厚度 0.100.50m，一般 0.30m 左右（图 1-6） 。图 1-6 一 2 煤层走向剖面示意图1.3.3 瓦斯、煤尘与自燃1.3.3.1 矿区瓦斯地质概况本矿区位于九里山韩王矿中部，为一倾向 SE，倾角 415的单斜构造。其浅部的煤层露头和深部的凤凰岭断层和王毋泉断层构成了本区的瓦斯逸散边界，而其东西边界中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 11页 虽亦有小断裂破坏了煤层的连续性，但不利于瓦斯逸散。上述边界条件决定了该区瓦斯成分，含量及其运移和分布规律。20
43、022005 年的瓦斯鉴定结果：矿井绝对瓦斯涌出量 26.0546.93m3/min，相对瓦斯涌出量 20.4028.18m3/t，其中 2005 年瓦斯最大：矿井绝对瓦斯涌出量 46.93m3/min，相对瓦斯涌出量 28.18m3/t，二氧化碳绝对涌出量 13.91m3/min，二氧化碳相对涌出量8.26m3/t。1.3.3.2 矿井瓦斯等级据 20022005 年度瓦斯鉴定结果见表 6-3，瓦斯相对涌出量多大于 20m3/td，按煤矿安全规程第 133 条属高瓦斯矿井。该矿多次发生过煤与瓦斯突出，其中 1975 年 8 月 4 日发生过特大型煤与瓦斯突出事故，2004 年河南省煤炭工业厅
44、瓦斯防治小组定为该矿煤与瓦斯突出矿井。20022005 年瓦斯等级鉴定表 1-2。表 1-2 瓦 斯 鉴 定 结 果 表 瓦斯 二氧化碳时间（年）瓦斯绝对涌出量（m 3/min）瓦斯相对涌出量（ m3/td）采区最大相对量（ m3/td）鉴定等级绝 对 涌 出 量（m 3/min）相 对 涌 出 量（m 3/td）采区最大相对量（m 3/td）鉴定等级2002 35.16 23.13 33.42瓦斯突出矿井17.19 11.31 7.48高CO2矿 井2003 26.05 20.40 116.88瓦斯突出矿井13.76 10.07 88.47高CO2矿 井2004 38.51 22.47 15
45、4.28瓦斯突出矿井15.34 8.95 100.95高CO2矿 井2005 46.93 28.18 51.1瓦斯突出矿井13.91 8.26 14.5低CO2矿 井1.3.3.3 煤尘爆炸二 1 煤层以块煤为主，煤尘量较小，在钻探过程中对 9-13 孔取样进行煤尘爆炸性测试，2002、2003、2005 年该矿对二 1 煤层取样进行了煤尘爆炸性鉴定，该矿二 1 煤层无煤尘爆炸危险性。结果见表 1-3。表 1-3 煤尘爆炸性及自燃倾向性鉴定表 煤尘爆炸性 燃点（ ）采样地点、时间 样品编号 煤尘爆炸 性指数（%）结论 原样 氧化 还原 自燃倾向性9-13 分 1 无爆炸危险性 387 383
46、402 不易自燃9-13 分 9 无爆炸危险性 不易自燃1989 年 9 月9-13 分 10 无爆炸危险性 392 389 400 不易自燃2002 年 8 月 二 1 煤层 7.54 无爆炸危险性 不易自燃2003 年 8 月 二 1 煤层 7.54 无爆炸危险性 不易自燃2004 年 12 月 二 1 煤层 无爆炸危险性 不易自燃中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 12页 1.3.3.4 煤的自燃倾向性在钻探过程中对 9-13 孔取样进行煤的自燃倾向性测试，该矿二 1 煤层取样进行了自燃倾向性鉴定，结果见表 1-3。自投产以来，从未发生煤的自燃，因此，该矿二 1 煤层属不易自燃
47、发火煤层。1.3.4 煤质、煤的牌号与用途1.3.4.1 煤质二 1 煤层为灰黑色，条带状结构，层状构造，上部以块状为主、具贝壳状断口，似金属光泽，局部为粒状，下部则多为粉状，鳞片状。真密度（TRD）1.60，视密度（ARD）1.47，孔隙率 8.12%。一 2 煤层为灰黑色，以块状为主，内生裂隙发育，贝壳状断口，似金属光泽，下部含较多的黄铁矿，真密度 1.68、视密度 1.49，孔裂隙 11.31%。二 1 煤层以亮煤为主，次为暗煤和镜煤，煤层中部可见一薄层具纤维状结构，疏松多孔，光泽较弱丝炭，厚度（0.10m） ，属光亮半亮型煤。一 2 煤层煤岩组分和二 1 煤层相似，属半亮光亮型煤。表
48、1-4 煤层水分、灰分测试结果表 原 煤 （% ） 浮 煤（%）煤层 水分 Mad 灰分 Ad 挥发分 Vdaf 水分 Mad 灰分 Ad 挥发分 Vdaf质量分级二 1 0.842.421.88(3) 13.7315.8414.73(3) 8.108.518.25(3) 0.742.731.69(3) 5.967.076.58(3) 6.046.276.16(3) 低灰煤一 2 0.571.991.48(3) 16.4222.9519.14(3) 7.1610.378.41(3) 0.532.191.57(3) 4.036.455.09(3) 4.976.005.36(3) 中灰煤表 1-5 煤层发热量测试结果表 原 煤 浮 煤 煤层 发 热 量 Qgr,v,d(MJ/kg) 质量分级 发 热 量 Qgr,v,d(MJ/kg)二 1 29.16
