1、 采矿工程本科毕业论文题 目: _ 专 业: 班 级: 学 号: 姓 名: 指导老师: 2010 年 6 月 X 日III摘 要：本设计通过详细介绍山西潞安五阳煤矿五井的井田概况和地质特征，经过一系列的方案论证比较，选择了适合本矿井的开拓方式、采煤方法和各生产系统。井田内地质构造比较简单，主要为纵贯井田东西的天仓向斜，属于低瓦斯矿井，无煤尘爆炸危险；本井田主要有三层可采煤层，按埋藏深度从浅到深分别为三号煤层、九号煤层和十一号煤层，平均厚度分别为 3.75m、3.25m、3.20m ，煤层倾角 4o7 o，平均5o，属于近水平煤层。经过技术经济比较，煤矿设计生产能力为 300 万 t/a，服务年
2、限为 68 年，对第一水平选择了立井开拓方案，首采区的采煤方法采用倾斜长壁采煤法，综合机械化回采工艺。辅助运输系统与主运输系统相分离，其中辅助运输系统采用了国际上先进的辅助运输设备单轨吊，可满足人员、机械设备、材料和矸石的运输，无需中间转载，可从井底车场直达工作面。矿井一水平采用两翼对角式通风系统。总之，通过技术经济等多方面的比较得出本设计的开拓方案、采煤方法等均能满足矿井的开采需求。关键词：立井开拓；条带式；单一倾斜长壁采煤法；综合机械化采煤；两翼对角式通风IIIAbstract:This design introduces coalfields genneral situation and
3、 geologic characteristic in No.5 colliery of WUYANG in detail. Based on a series of technique and economy comparisons, the suitable mine development scheme,mining method ,mines (work-ing areas) openings and each main production system have been determined.The geologic structure in the coalield is si
4、mple,the main structure is Tiancang Syncline acrossed the field from west to east.The mine has low gas and no danger of coal-dust explosion .The main coal seams that is designed has three layers.The burying depth is 3# coal seam,9# coal seam and 11# coal seam from shallow to deep.Their average thick
5、ness is 3.75m,3.25m and 3.20m respectively.Their angle of dip is 4o7 o,the average is 5o,so they belong to flat seams.The designed capacity of the mine is 3 million t/a and the expected life of the mine is 68 years.Based on technique and economy comprisions,the plan chooses min shaft development for
6、 the first level,adopts long wall mining method along the dip and comprehensive mechanized coal mining.The auxiliary haulage system is separated from the main haulage,and the auxiliary haul system adopts the single rail hoist crane which is advanced in the international.The two-way diagonal ventilat
7、ion system is used for the first level.In a word,after a series comparisons of technique and economy and so on,the development scheme and the mining method can both be fulfilled the request of the mine production.Keywords: shaft development; mining in strips; long wall mining method along the dip; c
8、omprehensive mechanized coal mining; two-way diagonal ventilation system.1目 录第一章 井田概况及地质特征 1第一节 井田概况 1第二节 地质特征 3第二章 井田境界及储量 17第一节 井田境界 17第二节 埋藏储量 18第三节 各种煤柱的尺寸和计算方法 21第三章 矿井设计生产能力及服务年限 23第一节 工作制度 23第二节 矿井设计生产能力及服务年限 23第四章 井田开拓 27第一节 井田地质、老窑及水文对开采的影响 27第二节 矿井开拓方式的确定 28第五章 矿井基本巷道 44第一节 井筒 44第二节 井底车场 5
9、2第三节 主要开拓巷道 56第六章 采煤方法和采区巷道布置 60第一节 煤层地质特性 60第二节 采煤方法和采区巷道布置 62第三节 带区巷道布置及生产系统 69第四节 带区车场设计 73第五节 建井工期与采掘计划 76第七章 井下运输 80第一节 概述 80第二节 采区运输设备的选择 81第三节 主要运输设备的选择 83第八章 矿井提升 85第一节 概述 85第二节 主井提升 85第三节 副井提升 92第九章 矿井通风与安全 97第一节 矿井通风系统的选择 97第二节 采区及全矿所需风量 99第三节 扇风机选型 102第四节 防止特殊灾害的安全措施 110第十章 矿井排水 112第一节 概述
10、 112第二节 排水设备选型计算 113第十一章 动力供应及照明 1192第一节 供电 119第二节 照明 126第三节 压气供应 128第十二章 技术经济分析及主要技术经济指标 130第一节 技术经济分析 130第二节 主要技术经济指标 131结 束 语 .133参 考 文 献 134致 谢 词 1361第一章 井田概况及地质特征第一节 井田概况一、交通位置五阳煤矿位于襄垣县境内，潞安矿区北中部，东以淤泥河保安煤柱为界，南至王文山北断层，北以小黄庄断层为界，西至经线线,南北长约 4.0，东西宽长约 7.0，面积为 25.0 k。五阳矿井交通便利，太焦铁路贯穿全区，南经新乡与京广、陇海线相连，
11、北至太原可达石大线及同蒲线，距襄垣车站 3.5，五阳车站 2.5.208 国道经扩区西约 2处自北而南经过，榆黄公路横跨井田东部，东有邯长公路，南有长临公路，区内交通可谓交通便利、四通八达。见交通位置图 1-1-1。二、地质地形五阳井田地处襄垣盆地的东南部，属黄土丘陵地带，地形起伏较缓，呈西高东低之趋势，黄土冲沟及河流阶地发育。全区广为第四系黄土所覆盖，靠近漳河两岸零星地段出露有石盒子地层，区内最高点位于西北部，标高为 939.6m，最低点位于西漳河与淤泥河交汇处，标高为 865.3m,高差 74.3m. 三、河流与水源区内发育主要河流为西浊漳河,西浊漳河自西向东流经扩区北部,河床开阔,阶地发
12、育,常年流水,为区内最大河流,该河流经付村村东时形成一约 400m500m 的小型水库,八五年测得其流量为 0.680m3/s.区内另一条河流为淤泥河，系浊漳河支流,自南而北流经本区,在东李村汇入浊漳河,流量较小,为季节性河流,八一年十月测定流量为 360 m3/h.四、气象及地震情况本区属大陆性气候,一年四季分明,根据襄垣县气象资料统计: 年最大降水量为 826.6（71 年）,年最小降水量为 279.8 (50 年),年蒸发量为 1648.2.雨季多集中在七、八、九三个月,蒸发量大于降水量.夏季最高温度 38.1,冬季最低温度-29.1,年平均温度 9,最冷月平均温度-8.冰冻期多在十月末
13、开始, 次年四月开始解冻,冻土平均厚度 0.55m,年主要风向为南风,最大风速 20m/s,年平均风速 2m/s.根据山西省(78)省震字第 29 号文, 襄垣县地震烈度为 6.2南 峰 扩 区太 洛 公 路夏 店 井 田 西川断层五襄 垣襄 垣县 屯留县 文王山断层五 阳 后 备 区阳 矿 屯 留 井 田 长临公路 屯留常 村 矿矿务局 漳 村矿 石 圪 节 矿王 庄 矿 至长治榆 黄 公 路太 焦 铁 路邯 长 铁 路潞 城市潞 城市襄垣县五阳井田交通位置图图 1-1-1 交通位置图3五、煤田开发历史五阳煤矿兴建于 1956 年，1963 年投产，后经扩建到 1985 年时，设计生产能力为
14、150 万吨/年，实际生产能力已达到 220 万吨/年。生产水平有两个，第一水平+728.4已基本采完，第二水平+568 为该矿井主要生产水平，到 1994 年底可供开采地质储量为2668.1 万吨，服务年限仅为 7 年。为此急需向深部延伸或扩大井田范围，增加地质储量。五阳煤矿为立井上下山开拓方式，采煤方法为走向倾斜长壁全部冒落式开采，至1990 年开始采用开天窗放顶煤一次采全高新工艺。本区煤层埋藏深，广为第四系黄土所覆盖，区内无小窑开采。六、矿区经济状况五阳煤矿隶属于山西省著名国有企业潞安集团，该企业生产设备先进，规模宏大，经济效益好。煤炭是该矿区的支柱产业，除煤矿以外，该区还有煤焦化厂，煤
15、炼油厂，煤电厂等较多的煤炭相关产业。农业主要以冬小麦为主。加之该区交通便利，各种企业较多，所以经济发展迅速，经济状况较好。七、文物古迹和其他地面建筑情况本井田区域内无文物古迹，无高大及重要建筑物，所以这方面对井田开拓没什么影响。八、水源和电源本次地质勘探共采取五个钻孔的 14 个水样，水样分别取之于 3#煤下伏K2、K3、K4、K5 含水层中。分析结果整体呈碱性，为无侵蚀性水。据矿井水文地质规程规定，大型矿井用水量在每产一吨煤为 0.3-0.5 吨之间。按平均预计涌水量计，年产 150 万吨的吨煤涌水量为：每小时原煤产量：15010 4/（36024）=173.6t/h计吨煤涌水量：459.2
16、0173.6=2.64t/h因为大型矿井生产需水时最大为吨煤 0.5 吨水，因此井下涌水量能满足生产用水。用水可以自给自足。矿区附近有较多煤电厂，电力充足。电源主要靠国家统一分配。第二节 地质特征一、地质构造本区系潞安矿区五阳井田，潞安矿区属沁水煤田，位于其中东部边缘。据以往资料及新近资料，将区域地层的发育情况简述如下：1.奥陶系下统(O 1)4地层厚度为 64m-209m，一般厚度 130m。中上部为浅灰色中厚巨厚层状石灰岩，含燧石条带几结核白云石，下部为泥质白云岩类夹竹叶状白云岩。与下伏地层为整合接触。2.奥陶系中统下马家沟组(O 2x)本组厚度为 37m-213m，一般厚度为 120m。
17、中上部岩性为青灰色中厚巨厚层状石灰岩，下部为角砾状泥灰岩，浅灰黄绿色钙质灰岩。3.奥陶系中统上马家沟组(O 2s)本组厚度为 170m-308m，一般厚度 120m。中上岩性为灰色白云质泥灰岩类泥质灰岩，灰黑色中厚层状豹皮灰岩夹泥灰岩，下部为灰绿色或角砾状泥灰岩。4.奥陶系中统峰峰组(O 2f)该组厚度为 0m-176m，一般厚度为 120m。岩性为浅灰色中厚层状豹皮灰岩，灰白，灰黄色薄层状白云质灰岩，夹灰黑色中厚层状灰岩。5.石炭系中统本溪组(C 2b)该组厚度为 0m-35m，一般厚度为 20m。岩性以浅灰色铝土泥岩为主，并发育有石灰岩灰白色岩性砂岩，夹有煤线。底部有山西式铁矿透镜体，与下
18、伏地层为假整合接触。6.石炭系上统太原组(C 3t)该组厚度为 82m-142m，一般厚度为 90m。岩性以灰白色砂岩及灰色粉砂岩，泥岩为主。发育石灰岩 46 层，煤 1015 层。底部为灰白色中厚层状砂岩。与下伏地层为整合接触。7.二叠系下统山西组(P 1s)该组厚度为 36m-68m，一般厚度为 60m。岩性以灰白色中细粒砂岩，灰岩泥岩，砂质泥岩及粉砂岩。发育煤层 14 层。底部以灰白色中或细粒砂岩为底界。与下伏地层整合接触。8.二叠系下统下石盒子组(P 1x)该组厚度为 48m-78m. 一般厚度为 65m. 顶部为杂色鲕状铝土泥岩俗称桃化泥岩，中部为灰白色中细粒砂岩，下部为黄绿色砂岩，
19、夹灰色泥岩，底部以灰白色中细粒砂岩为底界，与下伏地层整合接触。9.二叠系上统上石盒子组(P 2s)地层厚度为 410m-550m。顶部为黄绿色砂岩与紫红色泥岩互层。中上部为杂色泥岩砂质泥岩中粗粒砂岩以及黄绿色中粒砂岩灰色泥岩。下部为具紫色斑状的黄绿色砂质泥岩，紫红色泥岩。底部为灰白色厚层状中粗粒砂岩。与下伏地层整合接触。10.二叠系上统石千峰组(P 2sh)5地层厚度为 22.00m-217.00m，一般厚度为 150.00m。岩性黄绿色厚层状中粗粒砂岩与紫红色泥岩互层。顶部发育有淡水灰岩及薄层石膏岩。与下伏地层整合接触。11.三叠系下统刘家沟组(T 1l)地层厚度为 115m-595m，一般
20、厚度为 400m。岩性为浅灰紫红色中厚层状细粒砂岩，夹紫红色泥岩。与下伏地层整合接触。12.三叠系下统和尚沟组(T 1h)地层厚度为 131m-474m，一般厚度为 250m。岩性为紫灰色中厚层状细粒砂岩，夹紫红色泥岩。与下伏地层整合接触。13.三叠系中统二马营组(T 2er)地层厚度为 600m.上部为紫红色泥岩砂质泥岩夹细粒砂岩。中部为紫红色砂质泥岩夹浅绿色中厚层状中粗粒砂岩。与下伏地层整合接触。14.三叠系中统铜川组(T 2t)地层一般厚度为 550m。上部为紫红色砂质泥岩，夹中细粒砂岩。下部为紫红灰绿色厚层状中粒砂岩，局部夹灰绿灰紫色砂质泥岩。与下伏地层整合接触。15三叠系上统延长组(
21、T 3y)地层厚度为 30m138m. 一般厚度为 50m。岩性为紫红，灰绿色中厚层状中细粒砂岩泥岩夹淡水灰岩。与下伏地层整合接触。16.上第三系(N)地层厚度为 5m-268m.以棕红色粘土砂质粘土为主，底部为砾岩层。在武乡县张村为厚层灰绿灰黑色粘土，粉砂与薄层泥质灰岩互层，并夹油质岩。与下伏地层不整合接触。17.第四系(Q)其厚度为 0m-330m.岩性为棕黄色淡黄色亚粘土，含砂质粘土亚砂土夹钙质结核及砾石。与下伏地层整合接触。五阳煤矿广为第四系黄土所覆盖，仅在漳河两岸及中南部冲沟地带有二叠系石盒子组地层 3 出露。根据钻孔资料及地质填图成果，现将本扩区地层发育情况由老到新叙述如下： 奥陶
22、系中统上马家沟组(O 2s)本区钻孔揭露最大厚度为 99.27m，岩性为深灰色厚层状石灰岩浅灰色白云质灰岩，泥灰 岩，局部夹石膏层。2 奥陶系中统峰峰组(O 2f)该组厚度为 120m 左右。岩性为浅灰色深灰色厚层状石灰岩，灰色厚层状白云质灰岩，夹灰色中厚层状泥灰岩。与下伏地层整合接触。63 石炭系中统本溪组(C 2b)该组厚度为 4.50m-15.80m，平均厚度 10.30m.岩性以灰色块状铝土泥岩为主，局部发育有灰白色中厚层状细粒石英砂岩灰色砂质泥岩以及底部山西式铁矿层。与下伏地层假整合接触.4 石炭系上统太原组(C 3t)该组厚度为 95m-139m，平均厚度 101.55m.是本区主
23、要含煤地层之一。其岩性主要为灰色、灰黑色石灰岩，灰色、灰白色细、中、粗粒石英砂岩，灰色、灰黑色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩，夹 8-15 层煤，其中可采煤层 1-7 层。底部以一层灰白色中、细粒砂岩或粉砂岩与本溪组分界。属典型的海路交互相沉积，旋回结构明显，但其岩性岩相较为复杂。本组发育四层较稳定的石灰岩及一层局部发育不稳定的石灰岩。由下向上叙述如下：K2石灰岩： 厚度为 4.819.85，平均厚度 7.70.为深灰色厚层状隐晶质石灰岩，含星散状黄铁矿，中下部夹 12 层薄层状燧石结构层。层位稳定，是可靠的对比标志。产动物贝壳化石。K3石灰岩：厚度为 1.503.85，平均厚度 2.65。为深灰色中
24、厚层状隐晶质石灰岩，层位稳定.K4石灰岩：厚度为 1.696.35，平均厚度 4.05。为深灰色厚层状隐晶质石灰岩，底部泥质含量高。层位稳定，产动物贝壳化石。K5石灰岩：厚度为 0504.37，平均厚度 2.46。为深灰色中厚层状隐晶质石灰岩，层位稳定.为太原组上部良好的对比标志，产动物贝壳化石。K6石灰岩：厚度为 0.21.37，平均厚度 0.67.局部发育，层位不稳定。5 二叠系下统山系组(P 1s)该组厚度为 39.20m-73.00m，平均厚度 57.48m.是本区主要含煤地层，岩性主要为灰白色，灰色中细粒石英砂岩，灰色灰黑色粉砂岩砂质泥岩泥岩，夹 14 层煤。其中中下部的 3 号煤层
25、为主要可采煤层，厚度为 2.20m-4.90m，平均厚度为 3.75m.顶板一般为灰黑色砂质泥岩，局部变为灰白色细粒石英砂岩。底版多为黑色泥岩，局部变为灰白色细粒石英砂岩。其余岩层均为不可采煤层。底部以一层灰白色中厚层状细粒石英砂岩或中粒石英砂岩与太原组分界。与下伏地层太原组整合接触。6 二叠系下统下石子组(P 1x)该组厚度为 40.58m-149.60m，平均厚度 81.26m。顶部为一层紫红色紫灰色等杂色含鲕粒的厚层状铝质泥岩或砂质泥岩俗称桃化泥岩，中下部为灰色泥岩砂质泥岩灰色灰白色浅黄色细中粗粒石英砂岩。底部以一层灰白色厚层状中细粒石英砂岩局部为粗粒石英砂岩与山西组分界。与下伏的山西组
26、整合接触.77 二叠系上统上石盒子组(P 2s)该组厚度为 103.6m-557.80m，平均厚度为 280.46m。岩性为紫红紫灰等杂色泥岩或砂质泥岩，灰色灰白色黄绿色细中粗粒石英砂岩。底部以一层灰白色厚层状细中粒石英砂岩与下石盒子组分界。与下伏地层整合接触。8 第四系(Q)其厚度为 0m-70.40m.，平均厚度为 26.30m。上本区的主要覆盖层。岩性为棕黄色浅黄色亚粘土含砂质粘土，夹姜石层，顶部为耕植土。与下伏地层不整合接触。潞安矿区位于华北断块区吕梁-太行断块沁水块坳东部次级构造单元沿尚-武乡-阳城北北东向褶带中段,晋获断裂带西侧.晋获断裂带对矿区构造格局的形成和发展具有重要的控制作
27、用.矿区主体构造方向与晋获断裂带一致,呈北北东向展布,区域性地层走向亦为北北东-北东向,向西缓倾,沿走向和倾向均呈波状起伏,形成宽缓的短轴褶曲,轴向北北东-北东东,两翼地层倾角仅几度到几十度.区内主要构造形式为断裂构造,构造格局具有东西分带,南北分段的规律.由东向西,构造变形强度增加,短裂形式由以北东-北东东正断层为主演变为北北东-南北向逆断层为主.沿南北方向,分别以文王山地垒和二岗山为界,可分为北、中、南三段。北段南部文王山北断层与西川断层之间，由宽缓褶曲和正断层组成北北东向构造带，此带向东延伸可能跨越晋获断裂带，向西延伸可穿越沁水盆地，因而具有区域性意义，扩区位于此带矿区范围内的东北部。北
28、段北部即西川断层以北的主体构造格架由北北东向宽缓褶曲组成。矿区内总体构造形态为北东东向宽缓褶曲（褶曲轴向西缓倾）伴有高度正断层。1 褶曲扩区内褶曲为北东东向，其中以中部的天仓向斜构成扩区煤层的基本形态。天仓向斜西自扩区外，往东经杨家沟至西李村，东延至五阳矿区，横贯全扩区，区内约 4km,东部为西大巷正断层错断。轴向北东东，两翼对称，倾角约 12 ，局部达 15 。枢纽轴略有起伏，西陡东缓。本向斜构成了区内煤层基本起伏形态。沿走向有 9 条勘探线控制，已查明。2 断层矿区内总共有 9 条断层，全为正断层，主要分布于南北边界一带，走向以北东东-北东向为主，倾角 7080，其中两条断距较大的正断层，
29、分别构成扩区的南北边界。北部边界小黄庄正断层和与之半生的崔家庄 3 号正断层构成小型地堑。南部变界文王山断层则与 3-1 上、下正断层构成阶梯状断层，并亦与之伴生的东周正断层构成地堑构造，此外扩区中部有三条正断层。这些正断层是在剖面共轭剪破裂发展起来的“Y”型共轭正断层，以北东向一组发育（附图 3） 。应是新第三纪北北西-南南东向引8张力与重力联合作用的产物。（1）小黄庄正断层该断层为矿区北边界，自西向东经官道，小黄庄，张家庄，区内长约 1.4km，全长大于 13km，走向北东东，倾向南东，倾角 70。断距由西向东逐渐变小，区内断距290m，沿走向有 3-6，72，87 等钻空揭露，已查明。（
30、2）崔家庄 3 号正断层该断层位于付村，张家庄南一线，区内约 1.5km，全长约 10km，走向北东东，倾向北西，倾角 70。断距由东向西渐小，最大断距约 20m。沿走向有地震测线，3-4，82 等孔控制，已查明。（3）南峰正断层位于南丰村，大黄庄南一线，区内长约 2km，全长约 3km，走向北 50东，倾向南东，倾角 75，断距由东向西渐小，至南-45 号钻孔尖灭，区内最大断距 70m。有地震侧线和钻孔控制，已查明。（4）西大巷正断层位于果园，南峰沟，西李村一线，区内约 5km，走向北 50东，倾向南东，倾角75，断距由东向西渐小，区内最大断距 60m。有地震测线及五-193 等孔控制，已查
31、明。（5）果园东断层位于南峰沟南，向西为西大巷正断层所截。区内约 1.3km，全长约 1.8km。走向近东西，倾向北北西，倾角 75，断距由西向东渐小，最大断距 15m，有南-51 号钻空控制，五阳矿井下巷道揭露。（6）东周正断层位于韩家庄南，东周村一线，横贯扩区长约 2.2km，全长约 4.2km。走向北东东，倾向南西，倾角 75，断距中部小（约 12m） ，东西部大（28-30m） ，沿走向由五-198，南-23，南-44 等孔控制，已查明。（7）3-1 上、3-1 下正断层位于草场南，平行于文王山北正断层，走向北东东，倾向北西，倾角 75。3-1上正断层全长约 1.5km，断距约 17m
32、，3-1 下正断层，全长约 2km，断距 28m。由 3-1 号孔揭露。（8）文王山北正断层为扩区南部边界，位于东周-西周村一带，东延五阳煤矿与晋获断裂带相交；西至李村在红石沟村与文王山南断层相交，区内长 2.2km，全长约 35km，走向北 80东，倾向北西，倾角 75，区内最大断距 500m，为奥陶系石灰岩与上二叠上石盒子组接触。9五阳矿有水 102-2 号孔，五-65 号孔揭露，地表有多处露头，已查明。表 1-2-1 主要断层特征表断层名称 性 质 走 向 倾 向 倾 角（度） 落 差小黄庄正断层 正断层 北东东 南东 70o 105m崔家庄 3 号正断层正断层 北东东 北西 70o 2
33、0m南峰正断层 正断层 北 50o东 南东 75o 70m西大巷正断层 正断层 北 50o东 南东 75o 60m3-1 上、3-1 下正断层正断层 北东东 北西 75o 17m果园东断层 正断层 近东西 北北西 75o 15m东周正断层 正断层 北东东 南西 75o 12m文王山北正断层 正断层 北 80东 北西 75o 500m二、煤层与煤质本区主要含煤地层为石炭系上统太原组(C 3t)及下统山西组(P 1s)。现分别简述如下：101.石炭系上统太原组(C 3t)该组为一典型的海陆交互相沉积，并且形成形成四个明显的旋回韵律结构。其厚度为 95.00m-139.00m，平均厚度 101.55
34、m。岩性为灰色深灰色石灰岩，灰色灰白色细中粗粒石英砂岩，灰黑色粉砂岩，砂质泥岩，泥岩及煤层。其中夹 8-15 层煤，发育四周稳定的石灰岩（K 2、K 3、K 4、K 5）及一层不稳定的石灰岩（K 6） 。测井物性反映：煤层一般为高电阻低密度低伽玛。石灰岩为高电阻高密度低伽玛。因此标志明显。产有植物化石碎屑及动物化石。该组共含煤为 8-15 层。按煤层编号顺序分述如下：6#煤层：厚度 0-1.16m，平均厚度 0.70m。位于 K5 石灰岩之上，层位不稳定。下距 K5 石灰岩 7m 左右.8#煤层：厚度为 0-0.90m，平均厚度 0.44m。位于 K5 石灰岩底板之下，层位不稳定。9#煤层：厚
35、度为 2.40-4.20m，平均厚度 3.25m。位于 K5、K4 石灰岩之间，层位稳定，为该区主要可采煤层。上距 K5 石灰岩 12m 左右.10#煤层：厚度为 0.11-1.00m，平均厚度 0.46m。位于 K5、K4 石灰岩之间，层位不稳定。下距 K4 石灰岩 6m 左右。11#煤层：厚度为 2.30-4.20m，平均厚度为 3.20m。位于 K4、K3 之间，层位稳定，为该区主要可采煤层。上距 K4 石灰岩 6m 左右。12#煤层：厚度为 0-0.70m，平均厚度 0.33m。位于 K3 石灰岩底板之下，层位不稳定。13#煤层：厚度为 0.40-1.44m，平均厚度 0.77m。直接
36、下伏于 K2 石灰岩底板之下，层位不稳定。151#煤层：厚度为 0.40-1.00m，平均厚度 0.76m。位于 K2 石灰岩之下约 5m，层位不稳定。152#煤层：厚度为 0.20-0.75m，平均厚度 0.53m。位于 K2 石灰岩之下约 8m 左右，层位稳定。153#煤层：厚度为 0.44-0.92m，平均厚度 0.59m。位于 K2 石灰岩之下约 10m，层位不稳定，局部可采。该组单孔煤层平均厚度为 8.70m，含煤系数为 8.6。2.二叠系下统山西组(P 1s)该组为陆相沉积：其厚度为 39.20m-73m，平均厚度 57.48m。岩性为灰色粉砂岩砂质泥岩泥岩灰白色中细粒石英砂岩及煤
37、层。其中夹煤层 14 层。中下部发育的 3 号煤层为全区稳定的可采煤层，厚度为 2.20m-4.90m，平均厚度为 3.75m.测井物性反映：煤11层表现为高电阻低密度低伽玛。由于 3 号煤层发育稳定且厚度大，其本身即为明显的标志层。产植物化石碎屑。该组共含煤 1-4 层。按煤层编号顺序分述如下：1煤层：厚度为 0-0.7m，平均厚度 0.41m。位于本组顶部，层位极不稳定，下距3#煤层约 30m。2#煤层：厚度为 0-0.70m，平均厚度 0.38m。位于本组中上部，层位极不稳定。下距 3#煤层 15m 左右3#煤层：厚度为 2.20m-4.90m，平均厚度 3.75m。位于本组中下部，其厚
38、度大，层位稳定。下距分界砂岩（K7）10m 左右。 该组单孔煤层平均厚度为 6.94，含煤系数为 12.07. 该区主要可采煤层为 3#、9#、11#煤层： 13#煤层：位于山西组中下部，厚度 2.20-4.90m，平均厚度 3.75m，含夹矸 0-2层，煤层倾角在 4o7o 之间，平均 5o,厚度大且稳定，是全区稳定的主要可采煤层。29#煤层：位于 K5、K4 石灰岩之间，厚度为 2.40-4.20m，平均厚度为 3.25m，含夹矸 0-1 层，煤层倾角在 4o7o 之间，平均 5o,厚度变化大，层位稳定，为全区发育可采煤层。3. 11#煤层：厚度为 2.30-4.20m，平均厚度为 3.2
39、0m。位于 K4、K3 之间，煤层倾角在 4o7o 之间，平均 5o,层位稳定，为该区主要可采煤层。上距 K4 石灰岩 6m 左右。其余，6#、8#、10#、13#、15#等煤层在全区虽局部达可采高度，但根据煤炭资源地质勘探规范第二章、第二节、第 2、3、4 条规定均为不可采煤层。表 1-2-2 可采煤层特征表煤层厚度（M）煤层间距（M）夹石 围岩稳定性煤层最小 最大 平均 层数总厚（M）顶板底板倾角容量（t/m）3# 2.20 4.90 3.75 无 0 硬 硬 稳定 5o 1.35609# 2.40 4.20 3.25 无 0 硬 硬 稳定 5o 1.401211# 2.30 4.20 3
40、.20120无 0 硬 硬 稳定 5o 1.40本区煤层按中国煤炭分类国家标准（GB5751-86）可划分为贫煤（PM） 、贫瘦煤（PS）与瘦煤(SM)。煤的变质作用类型以深成变质为主，即随煤层赋存深度的增大，煤的变质程度增高。全区煤质稳定，煤类分布简单，可作为配煤炼焦和动力用煤使用。煤的物理性质各煤层均为黑色，条带状结构，条痕为灰黑色。其物理性质见表 6-1。另外本次施工还在南-8 与南-44 号孔采取 3#煤煤心样作了散密度、安息角与摩擦角测试。据测试结果，散密度为 849-950Kg/,安息角为 37.2-37.3 度，摩擦角为 20-24 度。均以亮煤为主，暗煤次之，夹少量镜煤，丝炭条
41、带，9#、15#煤层见有黄铁矿结合。据南-14 号孔鉴定资料，3#煤层镜质组为 87.3，半镜煤组为 1.6，丝质组为 11.1。矿物含量不高，仅为 4.1，其中黏土为 3.5，硫化铁类占有 0.6。煤的化学性质及工艺性能本区对 3#煤作了较多的采样测试，现将有关测试结果叙述如下：3#煤 TS+6 为79.5-97.5%，平均 90.1%，属热稳定性好的。3#煤可磨性指数变化在 109-128 之间，属易磨碎煤。采用落下试验法试验，大于 25mm 级煤占 71.9%，属高强度煤。从试验结果看，3#煤焦油产率（Tar,ad）在 1.05-2.60%之间，平均 1.62%，属含油煤，不宜作为低温用
42、煤。半焦产率为 89.38-92.82%，干馏总水份产率（Water,ad）为 0.62-2.88%。3#煤葛金焦型以 B、C 两种类型为主，仅南-49 号孔为 A 型。本区 3#煤硫份含量低，发热量高，为良好的动力用煤和炼焦配煤。太原组煤层由于含硫较高，不宜直接作动力用煤使用，但经过洗选加工降低煤中硫份含量后，可以作为动力用煤使用，也可供民用和作为工业锅炉中的掺烧煤。三、瓦斯及煤尘情况据了解，本局所属漳村、五阳、王庄与石圪节矿目前开采深度较浅、均属低沼井。未发现瓦斯爆炸及突出事故。3 号煤层平均甲烷含量为 7.12ml/g.r。其最大值为 17.47 ml/g.r。瓦斯成分以甲烷为主，重烷微
43、量。据瓦斯成分可将本井田划分为沼气带和氮气-沼气带。本区主要可采煤层 3 号煤下距 9、11 号煤较远，上覆的 1、2 号煤厚度小，且不稳定。分析 3 号煤层开采过程中，瓦斯涌出来源将主要来自开采层本身。据南-5 、南-11 号等孔的测试结果，3 号煤层之煤尘属有爆炸危险。从试验结果看，本区 3 号煤T1-3(还原样与氧化样燃点之差 )在 4-17之间，属不自燃煤层。13精查勘探在三个钻孔中进行了简易井温测量，由于井内受地下水纵向水流的影响，使整个井段地温梯度为零， （即地温不随深度增加） 。其他未发现井温异常。四、水文地质本次地质勘探工作,自九二年五月开始至九五年底结束 ,历时三年半多,加之
44、以前地质勘探工作,扩区图幅范围共有钻孔 90 个,其中太灰水长期观测孔 6 个. 揭露地层自上而下有: 第四系覆盖层,二叠系上二叠统上石盒子组、下二叠统下石盒子组、山西组,石灰系上石灰统太原组,局部发育有本溪组及奥陶系灰岩地层.共揭露主要含水层 11 层,11层含水层可分为三个类型:(一)3 #煤底部灰岩裂隙、溶洞式含水层,(二)3 #煤底部砂岩裂隙、孔隙式含水层,(三)第四系风化壳孔隙式含水层.发现及钻探验证的断层有:果园东断层、南峰断层、西大巷断层、崔家庄断层、小黄庄断层、东周断层、3-1 上、下断层 、文王山北断层及六个岩溶陷落柱.现将各含水层分述如下:1.奥陶系 K1灰岩含水层本区层厚
45、 600m 左右,扩区南部边界文王山有露头,区内钻孔揭露最大厚度 202m 左右,揭露岩性上部为泥晶质灰岩,局部夹薄层泥质灰岩,中部为一层厚层状石膏层,下部为白云质灰岩,原始水位标高+688.53m,最近水位(九零年水 IO2-2)+661.29m,涌水量q=6.77L/s.m,渗透系数 k=3.168m/d,距 3#煤间距 130.7m,为裂隙溶洞式富含水层.2.太原组 K2灰岩含水层该区为上石灰统太原组底部灰岩含水层,局部含燧石,为 13#煤直接顶板,裂隙发育,但多被方解石充填,含海相动物化石,碱性水质,水质类型 CISO4-KNa 水,本区厚度 4.81-8.85m,平均厚度 7.7m,
46、涌水 量 q=5.510-4L/s.m,渗透系数 k=0.0054m/d,静止水位+664.43m,距 3#煤间距 91.7m.3.太原组 K3 灰岩含水层本组为上石灰统太原组中下部一层薄一中厚层状灰岩，裂隙溶洞式含水层，含方解石晶体及细脉，节理发育，含动物化石，碱性水质，区内厚 1.5-3.85m，平均厚度2.6m，边区单孔水 IC3-1-3 注水试验，涌水量 q=7.510-4L/s.m，渗透系数k=0.0075m/d，水位标高+676.40m，距 3#煤间距 78.2m.4 太原组 k4 灰岩含水层本层含水层为上石灰统太原组中部含水层，区内呈中厚层状，节理发育，含动物化石，碱性水质，区内
47、厚 1.69-6.35m，平均厚度 4m，据 IC3-1-3 号孔注水试验，涌水量 q=0.00124L/s.m,渗透系数 k=0.0056m/d，静止水位+686.56m，距 3#煤间距 62.7m.5。石灰系太原组 k5 灰岩含水层本组为上石灰统太原组上部灰岩含水层，区内呈一薄至中厚层状，裂隙发育，大都被方解石脉充填，局部含动物化石。裂隙、孔隙式含水，区内厚度 0.5-4.34m，平均14厚度 2.5m，据水 IC3-1-3 号孔注水试验，静水位标高为+697.76m，涌水量q=0.00124L/s.m，渗透系数 k=0.132m/d，距 3#煤间距 28.7m。6 二叠系下统山西组 k7
48、 砂岩含水层该含水层是二叠系下山西组底界砂岩含水层，以中细粒砂岩为主，局部为砂泥岩及粉砂岩，本区内含水层厚 1.5-14.0m，平均厚度 6.5m，涌水量 q=0.0714L/s.m，渗透系数 k=0.132m/d，距 3#煤间距 8.5m7.二叠系下山西组 3#煤顶板砂岩含水层该含水层位于山西组中上部，是 3#煤老顶砂岩，为 3#煤开采的直接充水含水层，区内为中一厚层状、中一细粒岩含水层，钻探岩芯部分裂隙发育，但多被方解石充填，钙质、硅质胶结，富水性较强，区内厚 0-24.5m，平均厚度 8m,单位涌水量q=0.0714L/SM，渗透数 k=0.0132m/d,距 3#煤间距 4.0m.8.
49、二叠系下统下石盒子组 k8 砂岩含水层该组含水层为下石盒子组与山西组的分界砂岩，区内呈中一厚层状，中细粒石英砂石，节理发育富水性较强，区内厚 0.5-10.8m，平均厚度 4m，静止水位标高+856.53m，涌水量 q=0.0714L/S.m，渗透系数 k=0.132m/d,距 3#煤间距 36.4m。9.二叠系下统下石盒子组中上部 k9 砂岩含水层区内呈中厚层状，中粗粒砂岩，分选中等，磨圆度差，多为钙质胶结，局部结构松散，孔隙裂隙含水，区内厚 1.4-13.9m，平均厚度 6.5m,静水位标高+856.53m, 单位涌水量 q=0.0714L/S.m,渗透系数 k=0.132m/d，距 3#煤间距 50.4m。10.二叠系上统上石盒子组 k10 砂岩含水层该含水层为上下石盒子组分界砂岩，区内呈厚层状中细粒砂岩，以中粒为主，局部发育细粒，分选差，孔隙式含水为主。区内厚 1.4-1.9m,平均厚度 7.6m,静水位标高+856.53m，单位涌水
