1、中国矿业大学 2008 届采矿本科毕业设计 第 1 页1 矿区概述及井田地质特征1.1 矿区概述1.1.1 井田位置、范围庞庄煤矿庞庄井位于徐州市九里区境内，距徐州市中心 13km。主井地理坐标为东经 1170619，北纬 342024，井囗标高 37m。庞庄井田范围几经变动，最后确定为：东自 21 煤露头起；西以夹河工业广场及第 17 勘探线与夹河矿为界；南部边界分三段：(1)东段（铁路煤柱以东）：以 F3断层与王庄煤矿相邻。(2)中段（铁路煤柱至第 11 勘探线）：以 F47断层为界，断层以南隶属拾屯煤矿。(3)西段（第 11 至第 15 勘探线）：各煤层270水平以上急倾斜部分归拾屯煤矿
2、。北以 F1断层与张小楼井相邻。井田东西长约 5.7km、南北宽 3.0km，面积约 17.1km2。全套图纸，加 1538937061.1.2 交通条件徐州市地处京沪、陇海两大铁路动脉的交汇处。本矿井有矿区专用铁路，东与京沪铁路茅村站、西与陇海铁路夹河寨站相联接。徐丰公路从矿门口通过，可与苏北、皖北、鲁南、豫东各县相通。矿区东北有京杭大运河穿过，经徐州煤港贯通南北。因此，庞庄煤矿水、陆交通运输条件极为便利 (见图 1-1)。 中国矿业大学 2008 届采矿本科毕业设计 第 2 页中国矿业大学 2008 届采矿本科毕业设计 第 3 页图 1-1 交通示意图1.1.3 地形、地貌庞庄井田为古黄河
3、泛滥形成的冲积平原。冲积层东北薄、西北厚，平均厚度 76.0m 。区内地势较平坦，略显西北高、东南低的趋势。地表标高中国矿业大学 2008 届采矿本科毕业设计 第 4 页+35m +42m，坡度约为两千分之一。由于几十年的煤炭开采活动，使地表形成大面积塌陷并积水成塘，塌陷区水深可达 5m6m 。 矿区东南有寒武、奥陶纪石灰岩构成的为数不多的低山丘陵，大致呈 NE60.方向延展。自西向东有大、小孤山、霸王山、九里山、琵琶山。其中以九里山最高，山顶绝对标高为+173.2m。1.1.4 水文井田内地表水体主要为塌陷区积水，其次有拾新河和拾屯河。(1)塌陷区积水积水区常年水位+34.3m ；雨季最高水
4、位 +36.25m（ 1982 年 7 月 22 日） 。(2)拾屯河从矿区南部露头自西向东入丁万河，全长 13Km，为季节性河流。(3)拾新河1977 年 12 月铜山县在矿区中部自西北向东南人工开挖而成，常年积水，水深 56m，河床不连续且与塌陷区积水连成一片。除上述地表水体外，井田内尚有零星分布的鱼塘和纵横交错的排水沟渠。因此，矿区地表水系较为发育。1.1.5 气象根据徐州气象资料，本区属南温带鲁南气候区，具有长江流域和黄河流域气候过渡的性质，日照充足，年降水量充沛，冬寒干燥，夏热多雨，春、秋季短，并有寒潮、霜冻、冰雹、旱风等自然灾害。(1)降水量由于本区地处中纬度副热带和暖温带的过渡区
5、，因此，降水有集中性高、年变化大的特点，平均年降水量 841.9mm，最大 1297.0mm (1958 年)；最小 500.6mm (1988 年)。夏季平均雨量(68 月)466.03mm，约占全年降水量的 55，其中以 7、8 月份雨量最多，形成了冬干、春秋旱频繁、盛夏常发生旱涝急转，易涝、易旱的气候特点。(2)蒸发量 1440mm年。(3)风向、风速全年多偏东风，平均风速 3.2ms，最大风速 24.3ms (1959 年 6 月)。(4)气温年平均气温 14.13。1 月份最低，平均气温-0.6;7 月份最高，平均气温 27.4。中国矿业大学 2008 届采矿本科毕业设计 第 5 页
6、(5)冻土 冻土深度平均为 29cm。(6)霜期 历年平均初霜期为 10 月下旬，终霜期 4 月上旬。1.1.6 地震 徐州地区地震烈度为 7 度，根据 1956 年科学出版社资料，徐州地区地震记录始于公元 522 年，讫于 1937 年，即 1415 年间发生地震 21 次。其中破坏性地震占了 37 次。影响较大的有 1502 年 10 月 17 日地震，坏城垣民舍；1668 年 7 月 25 日山东莒县郯城 8.5 级地震，1937 年 8 月 1 日山东渮泽 7 级地震等。本区属华北地震区，距郯庐断裂约 100km，该断裂带为一长期活动的强地震带。1.1.7 矿井地质工作(1)以往勘探工
7、作简况庞庄井田从 1956 年至 1999 年间，先后由 124 煤田地质勘探队、169 煤田地质勘探队、徐州矿务局地质勘探队、安徽煤田地质物探队、西安煤科分院在井田内进行多次地质勘探及物探工作，共施工钻孔 232 个，工程量78756.58m。完成地震测线 17 条，总测长 26.44km。瞬变电磁法勘探线 46条，施测物理点 601 个。(2)以往勘探工作1956 年华东煤田地质勘探局 124 队在徐州九里山地区进行普查找矿时，施工钻孔 34 个，总工程量 5360.06m。发现了九里山煤田。1957-1963 年，江苏省煤炭工业局煤田地质勘探 169 队在本区进行勘探工作，共施工 97
8、个钻孔，总工程量 27119.73m，并分别于 1958 年 7 月提交了拾屯矿区精查报告 (包括王庄、东城、庞庄、桃园、拾屯及邓庄六个井田)，1959 年 10 月提交了拾屯矿区深部补充勘探报告 ，1962 年 9月提交了东城庞庄煤矿地质勘探最终报告补充资料 ，1963 年 6 月提交了王庄煤矿地质勘探最终补充报告 ，1963 年 7 月提交了拾桃井田地质勘探最终报告(精查) ，同时在拾桃方案设计研究时将拾桃井田的拾屯区划归庞庄煤矿，桃园区划归夹河煤矿。1978-1982 年，徐州矿务局地质勘探队对本井田进行深部勘探，共施工钻孔 99 个，总工程量 45556.76m，于 1982 年提交了
9、庞庄煤矿补充勘探报告 。1986 年，徐州矿务局地勘队在第 5 勘探线深部进行生产勘探，共施工钻孔 2 个，总工程量 720.02m，严密地控制了 F1断层产状要素，为顶水采煤提供了可靠的地质依据。中国矿业大学 2008 届采矿本科毕业设计 第 6 页1991 年，安徽煤田地质物测队对庞庄井田深部进行了二维地震勘探。其范围自第 13 勘探线至第 17 勘探线之间，370m 水平以下至 F1断层，面积 2.31Km2，完成地震测线 17 条，测线总长度 26.44Km。并于同年 10 月提交了徐州矿务局庞庄煤矿深部水平地震开发勘探报告 。1999 年 10 月，委托煤炭科学研究总院西安分院对庞庄
10、井田深部的庞 4断层至 F1断层之间区域进行瞬变电磁法勘探，以查明庞 4、庞 4-1、F 1-1、F 1断层的含水层分布情况，推断、核实上述断层位置及含水破碎带宽度，并查明800以上的太原组四灰、十灰及奥陶系灰岩水的水力联系。完成测线 46 条，施测了 601 个物理点，于 2000 年 2 月提交了庞庄煤矿庞 4、庞4-1、及 F1-1断层带含水性探测成果报告 。(3)历次勘探工作中存在的问题1)1957 年至 1963 年补充勘探工作存在的问题勘探线布置不合理，勘探线上的钻孔控制不够完整。由于勘探能力的限制，达到太原组地层的钻孔太少，投产后再勘探，工作量重复。基庞 9钻孔缺煤岩层产状，厚度
11、难定；Q127 钻孔为斜孔，但无孔斜方位，无法利用，故两孔为废孔。Q101 钻孔煤层层位可以确定 ，但煤层标高误差太大。钻孔封闭虽按设计要求进行，但未按规程要求取样和起封检查，评定封孔质量。Q91 钻孔封闭不良。2)1978 年1982 年补充勘探工作存在的问题有些钻孔工程质量不佳，岩煤芯采取率不高，封孔工程质量不佳。14-10 孔上段无岩芯钻进，致使层位、厚度难以确定、构造分析 、推断困难，且下部又无测井资料 。所有钻孔均未做简易水文工作，只是简单记录了明显的漏水层段。补勘的钻孔，封孔均按设计要求进行，但未按规程要求取样，以验证封孔质量的可靠性。16-6 孔打丢 2 煤，层位判错。13-6
12、孔对 7、9 煤层位判断不清。3）1991 年二维地震勘探工作存在的问题由于地面村庄、厂房、鱼塘等障碍物的影响，使 1516 勘探线之间的地段缺乏地震资料。对勘探区内发育的断层倾角无法做到定量控制。中国矿业大学 2008 届采矿本科毕业设计 第 7 页资料解释质量不高，探查的构造与实际存有一定差距。4）1999 年电法勘探工作存在的问题对断层位置的控制有一定的局限性，可靠性差。对断层的产状要素难以准确量化。1.2 井田地质特征1.2.1 区域地质构造概况徐州煤田位于中朝准地台山东隆起区的南端，徐州复背斜的西端。若按地质力学划分：是秦岭东西向构造带的北支和新华夏第二隆起带的交汇部位，其东侧紧邻郯
13、庐大断裂。故本区是几个大构造带的交汇地，构造复杂。区内盖层发育，属北方型。中生代印支燕山运动对本区影响甚大，使本区地层发生褶皱、断裂并伴有岩浆活动。 徐州复背斜由多个相间排列的背、向斜组成。自东南向西北分别是：棠张集向斜、大许家背斜、贾汪向斜、徐州背斜、闸河向斜、肖县背斜、九里山向斜等。每一个背、向斜由更次一级的背、向斜组成复式背、向斜。就单一褶曲而言，一般北翼较缓，南翼较陡，局部直立甚至倒转，并伴生有与褶曲轴大致平行的高角度逆断层、逆掩断层出现。区域地层沉积缺失奥陶系上统、志留系、泥盆系及石炭系下统。除震旦系与寒武系、奥陶系与石炭系呈假整合接触关系、第四系与其它各时代的地层之间呈不整合接触关
14、系外，其它各地层皆呈整合接触关系。徐州地区的岩浆岩活动大致分为三期：即晚元古代末的辉绿岩类侵入，燕山中晚期的中酸性中基性岩浆岩活动、燕山晚期喜山期的基性超基性岩浆岩活动。在徐州复背斜的分布大体沿桃山集徐州贾汪一线以东出露的全为基性岩；该线以西出露的主要为中性中酸性酸性火成岩，这正是徐州利国铁矿和斑井铜矿的成矿母岩。本井田的太原组地层及邻区的垞城矿太原组地层亦见有煌斑岩、辉绿岩类的岩墙、岩脉侵入，而井田西北部的张集矿则见有大面积的中酸性火成岩。1.2.2 井田地层(1)地层井田内无基岩出露，现据区外露头及钻孔揭露资料，井田地层自下而上为：1)寒武系() 井田钻孔未见，仅在矿区外围群山有出露。主要
15、分布于徐州复背斜的轴部，与下伏地层震旦系(Z)呈假整合接触。下部以砂页岩为主，夹薄层状灰岩；中、上部由中厚层状灰岩组成。中国矿业大学 2008 届采矿本科毕业设计 第 8 页2)奥陶系(O) 仅见于少数钻孔，是徐州复背斜构造的两翼地层主要组成部分。也是煤系地层的沉积基底。区内只发育有下统和中统，上统缺失。奥陶系下统(O 1)与下伏地层寒武系呈整合接触关系。下部由中厚层竹叶状白云岩、泥质白云岩、页片状泥质灰岩、钙质白云岩及厚层状灰岩组成。上部的马家沟组则由中厚层巨厚层的豹皮状灰岩组成，顶部夹有紫灰色薄层钙质白云岩，厚 450530m，平均 484m。奥陶系中统阁庄组(O 2g)厚 65.270.
16、9m 平均 68m。由青灰黄灰灰色薄中厚层钙质白云岩、白云质灰岩、白云岩组成。3)石炭系(C)本系地层仅发育有中统和上统，下统缺失。石炭系中统本溪组(C 2b) 本组地层厚 17.842.7m，平均 27.0m,假整合于奥陶系之上。是在奥陶系中统之后地壳整体长期上升、剥蚀夷平的基础上广泛海侵的浅海相沉积。其岩性自下而上为：下部为紫色、灰绿色页岩(相当于华北山西式铁矿层位)，含铁不均匀，厚度较小，一般在 6m 左右，系本组与下伏奥陶系分界之标志层。中部为浅灰色铝土质页岩，厚度多小于 5m。上部为浅灰色厚层状石灰岩，含黄铁矿，夹透镜状页岩，厚约 16m。石炭系上统太原组 (C 3t) 本组地层厚
17、124.0208.2m，平均 156.0m。为本区主要含煤地层之一。整合于本溪组之上，为海陆交互相沉积，主要由灰白灰黑色的灰岩、页岩、砂质页岩组成，夹极不稳定稳定薄煤 710 层，可采 2 层。各层石灰岩中常含有丰富的蜓科、腕足类及海百合化石。4)二迭系(P)区内二迭系地层沉积有下统山西组、下石盒子组，上统上石盒子组。二迭系下统山西组 (P 11S)本组地层厚 96.5145.4m，平均 113.0m。为本区主要含煤地层之一。整合于太原组地层之上，为近海河湖沼泽相沉积。主要由灰色页岩、砂质页岩、灰色粉砂岩及石英砂岩组成。中、下部以石英砂岩为主，其次为深灰灰白色页岩、砂质页岩组成。夹稳定极不稳定
18、的薄中厚煤层 46中国矿业大学 2008 届采矿本科毕业设计 第 9 页层，其中 7,9 煤为稳定可采煤层，各煤层上、下的页岩中常含有保存较为完整的植物化石，常见有栉羊齿、楔叶木、轮木、丁氏蕨等。二迭系下统下石盒子组(P 12 x)本组地层厚 170.7299.0m，平均 217.0m。为本区主要含煤地层之一，整合于山西组地层之上，为内陆湖泊沼泽相沉积。主要由灰绿深灰色砂质页岩组成，上部以灰色为主，下部以深灰色为主。自上而下夹数层杂色页岩。含煤 69 层，其中 1、2 煤可采。 本组下部的煤层附近地层中常保存有较为完整的植物化石：辨轮木、轮木、芦木、大羽羊齿、柯特木和丁氏蕨等。 二迭系上统上石
19、盒子组（P 21 s）厚 3.9269.2m，平均 250m，整合于下石盒子组之上。为炎热气候下内陆河湖相沉积。以杂色、灰绿色、灰色砂页岩、页岩为主夹灰绿色、浅灰色细中粒砂岩，中下部时夹有煤线及炭质页岩，底部为灰灰白色石英、长石粗粒含砾砂岩，间夹灰色，杂色页岩。为本组与下统下石盒子组分界标志层。产烟叶大羽羊齿、剑形瓣轮木等化石。5)第四系(Q)井田范围内厚度 52.7124.0m，平均 76.0m，不整合于各系地层之上。主要由砾石、砂礓、粘土、亚粘土、粉砂土和腐植土组成。由东南向西北逐渐增厚。1.2.3 含煤地层本井田含煤地层为石炭、二迭系，有 2 个含煤组：石炭系上统太原组、二迭系下统山西组
20、(1)石炭系上统太原组(C 3t)本组沉积旋回清楚，标志层明显。沉积有薄层灰岩 13 层，含煤 710层，其中 20、21 煤为可采煤层，自下而上为：1)浅灰色页岩、灰色页岩、砂岩、砂页岩互层、22 煤(个别钻孔见灰色砂岩)、23 煤，十三灰(局部缺失)、浅灰灰绿色铝土质页岩。本段地层厚约 18m。2)灰色细砂岩、砂页岩、深灰色页岩、2l 煤、十二灰、灰黑色页岩、十一灰。其中：十二灰含燧石结核，中、下部多含蜓科化石，为本组主要标志层之一。十一灰为薄层状泥灰岩，局部地段十一灰、十二灰合为一层。本段地层厚约 15m。产：schwagerina sp 希瓦格蜓(未定种) 中国矿业大学 2008 届采
21、矿本科毕业设计 第 10 页3)深灰色砂页岩、灰白色砂岩、20 煤、十灰。十灰为灰深灰色灰岩，含蜓科化石，本段地层厚约 24m。4)黑灰色砂页岩，浅灰色砂岩、铝土质页岩、17 煤、深灰色页岩、灰色砂岩、15 煤、九灰。本段地层厚约 24m。产：Lepidendron oculus-Felis 猫眼磷木5)灰黑色页岩、14 煤、八灰、灰色砂页岩、13 煤、七灰。有时七灰和13 煤均缺失，本段地层厚约 8m。6)灰黑色砂页岩、12 煤，有时夹灰色薄层灰岩、浅灰色页岩、11 煤、六灰，本段地层厚约 11m。7)深灰色砂页岩、灰色砂岩、砂页岩、五灰、本段地层厚约 12m。8)灰色页岩、细砂岩、四灰、灰
22、色页岩、砂页岩、三灰。四灰厚度较大，含动物化石和燧石结核，为本组主要标志层之一,本段地层厚约 23m.9)灰黑色砂页岩、灰色砂岩、二灰、灰黑色页岩、一灰。一、二灰间距平均 1m 左右，有时合为一层，为浅灰色泥灰岩。属陆棚浅海相沉积，既有细粒石英含生物泥晶灰岩混合岩，也有生物碎屑灰岩含大量动物化石，特征明显，是本组与上覆山西组分界标志层。本段地层厚约 21m。产：Sinccrinustien 中国海百合茎Lophocarinophyllum Gradau 脊板顶柱珊瑚(2)二迭系下统山西组(P 11S)本组地层厚 96.5145.4m，平均 113.0m 。属滨海相沉积过渡为内陆沉积,沉积旋回明
23、显，可分为 3 个沉积旋回，含煤 45 层，其中：7,9 煤为主采煤层。1)第一旋回：灰色砂质页岩、深灰色砂质页岩与灰白色砂页岩互层、砂页岩、10 煤、深灰色砂页岩、9 煤。底部深灰色砂质页岩、9 煤、10 煤不太稳定且常被砂岩替代，砂岩中夹泥纹、炭纹和页岩碎块，为河床相沉积物,互层中层理清晰，水平状层理发育。本段地层厚约 40m。产：Pecopteris arborenscoppert 树形栉羊齿(未定种)Gordaites sp 柯达狄木(未定种)2)第二旋回：由灰白色中厚层状、细中粒砂岩、灰色砂页岩、深灰色页岩、砂页岩、砂页岩互层、灰色砂页岩、8 煤、灰黑色页岩、7 煤组成。其中，8 煤
24、为不稳定煤层，7 煤为稳定煤层，局部含有夹矸厚 0.11.5m。本段地层厚约 20m。产：Neuropteris sp . 脉羊齿(未定种)中国矿业大学 2008 届采矿本科毕业设计 第 11 页产：Pecopteris sp . 栉羊齿(未定种)3)第三旋回：灰白色细中粒砂岩、灰色砂页岩、深灰色页岩、灰色薄层状砂岩、杂色页岩，本段底部偶含 5、6 两层薄煤层，其中，5 煤为极不稳定煤层，6 煤由于受河流冲刷而造成部分地段缺失。本段地层厚约 53m。产：Emplecopteritium alatum sp . 翅状准组羊齿1.2.4 构 造庞庄井田位于九里山向斜中段，总体上为一不对称的复式向斜
25、构造；即由 2 个背斜、3 个向斜组成，大、中型断裂亦较为发育。受褶曲构造的影响，地层产状沿走向和倾向上均有变化，倾角一般为 8l0；东南翼较陡，西北翼相对较缓。在 12 勘探线以西的浅部或煤层露头倾角可达 60以上，局部近乎直立。由于西北翼被 F1断层切割，其地层的完整性遭到了一定程度的破坏。(1)褶 曲 井田内自东南向西北发育的褶曲依次为：拾屯向斜、拾屯背斜、南翼向斜、庞庄背斜、北翼向斜。分述如下：1)拾屯向斜位于庞庄井田南部煤层露头的北侧。第 8 勘探线以东进入王庄井田。第 8 勘探线向西延至第 1415 勘探线间消失。轴向 NE4045，枢纽略有起伏，NE 端昂起，向 SW 方向倾伏，
26、倾伏角 012。向斜两翼倾角变化较大，在第 4 勘探线以东为一对称向斜，向 WS 延伸逐渐变为 ES 翼陡、WN 翼缓的不对称的向斜。ES 翼倾角一般为 6075，局部岩层倾角高达 89，近乎直立。而 WN 翼倾角自 NE 向 SW 逐渐由 2030变缓为 210。由于该向斜沿枢纽方向有起伏，故在第 810 勘探线、第 1114 勘探线间煤层埋藏较深；而在第 1011 勘探线及第 14 勘探线附近煤层埋藏相对较浅。拾屯向斜跨度为 3801400m，幅度为 54410m ，轴线长 8000m(幅度、跨度皆以 7 煤为标准，下同)，并被 F3、F 4、F 47、F 51等断层所切割。该向斜为第 2
27、14 勘探线上的钻探工程所控制，另有铁路煤柱采区运输大巷、拾屯采区运输大巷、风道、运输上山等巷道及7380、9380、7305、9305、7400、7404 等工作面揭露控制。2)拾屯背斜位于拾屯向斜的北侧，轴线长 2800m，发育范围在第 914 勘探线之间，东起 F46断层，向西延伸至 14 勘探线附近消失。轴向 NE4045，与拾屯向斜近乎平行。向 SW 方向倾伏，倾伏角 38。该背斜跨度为4001180m，幅度 50145m，两翼倾角 525，为一较对称的背斜构造。中国矿业大学 2008 届采矿本科毕业设计 第 12 页该背斜为第 1013 勘探线上的钻探工程所控制。另有756、710
28、、712、714、716、720 等工作面、370水平采区大巷、皮带机道和风道等巷道控制。3)南翼向斜位于拾屯背斜的西北侧，为不对称的向斜构造。轴线长 4000m，NE 方向起自 F46断层，向 SW 方向延至第 16 勘探线昂起消失。轴向 NE3065。在第 12 勘探线以西为 NE45，第 10 勘探线以东渐转为 NE30方向。由于该向斜枢纽具有一定的起伏，故形成了 704、726、7414 工作面的3 个煤层埋藏较深的区段，370水平采区轨道外段、520北翼采区下段的 2 处煤层埋藏相对较浅的区段。本向斜的南翼即为拾屯背斜的北翼，两翼倾角为 525，跨度10901690m，轴线长 400
29、0m，幅度 50145m。南翼向斜除被第 1015 勘探线上的钻孔控制外，并有370水平采区大巷、皮带机道、风道、520北翼采区轨道、风道、皮带机道、918放水道、515 放水道、264、276、718、918、704、724、726、7414 工作面等采掘工程所控制。4)庞庄背斜位于井田中部，为一宽缓且向 SW 方向倾伏的背斜构造，倾伏角412，轴线长约 8500m。该背斜起自井田东部的老地层，向 SW 延伸至第1617 勘探线间消失。轴向 NE4570，在第 10 勘探线以西为 NE45，第 105 勘探线之间转为 NEE 向，第 5 勘探线以东又转为 NE60。在浅部，背斜两冀倾角一般为
30、 520，其中北翼较缓，南翼相对较陡。在第1115 勘探线两翼倾角变化较大，其中北翼为 2040，南翼倾角2035。背斜的跨度 12802900m，幅度为 70205m；在第 1015 勘探线被 F48断层沿走向方向斜切，在第 10 勘探线附近被 F46断层横切，在第 7勘探线以东地段分别被东 1、东 22 条走向断层所切割。庞庄背斜为 116 勘探线上的钻孔所控制，另有东城50、140、220风道、庞庄60、270、370风道等众多巷道及 256、7405 等工作面揭露控制。5)北翼向斜位于庞庄背斜的西北侧，为一两翼宽缓，枢纽具有起伏的不完整的向斜构造。轴线长约 4300m，由东向西至第 1
31、617 勘探线间的昂起部位消失。中国矿业大学 2008 届采矿本科毕业设计 第 13 页轴向与庞庄背斜大致平行。在第 10 勘探线以西为 NE40，第 10 勘探线以东为 NEE 方向。其枢纽在第 4 勘探线附近昂起形成一个鞍状构造。其轴部在第 13 勘探线形成一个次级的背斜构造。向斜两翼倾角大部分地段较为平缓，但在第 1315 勘探线间 SE 翼倾角增大，局部可达 40以上。该向斜的跨度为 10002250m，幅度 50210m。其北翼分别被庞 4、F 1断层沿其走向切割，在第 11 勘探线以东又分别被 F46、东 1、东 2等断层横切。北翼向斜为第 36 勘探线及第 916 勘探线上的钻孔
32、所控制，另有715 下山、220巷探、220北风道、220南一采区下山、620风道下山、520风道下山等众多巷道及 738、740、7503、7509、7524等工作面揭露控制。 (2)断层1)大中型断层 本井田内断裂构造较为发育，已揭露的大、中型断层有 2 条：F 1、F 46、由地震勘探线发现和控制的断层有 1 条(庞 4)；断层走向与褶皱轴向大致呈垂直的断层，多为正断层，断层落差相对较小； 逆断层在老地层中落差大，在新地层中落差相对较小，正断层则相反；NE 走向的断层多被 NW 走向的断层切割。NW 走向断层的发育受早期形成的 NE 走向断层制约。大、中型断层的分布及控制程度分述如下：F
33、1逆断层位于矿井西北边缘。是庞庄井与张小楼井的自然边界。自东向西纵贯全区，东起第 1 勘探线以东的老地层一直向西延伸至第 17 勘探线并进入夹河井田。在本区走向长 8500m，分别由 1-2、Q 10、2-8、小 34、V-3、4-2、Q l 28、 -3，和柳 3l等 9 个钻孔控制，另有庞庄850轨道下山、张小楼井 702、2204 材料道、2220 上材料道四处巷道控制断层的 2 煤和 7 煤层位。且有 1-6、1-4、2-7(80)、Q 28、F 1-1、东 8、F 1-2、3-1、3-l0、3-13、3-15、 3-16、3-17、F 1-3、F 1-4、Q 42、Q 42-1、4-
34、1、2-37、水源 2、F 1-8、6-5、14-5(张)、13-6、14-10、15-4、17-l0(张)、17-5、5-7、1-3、6-8、6-9、6-10、F 1-5、柳 5-5、F 1-6、F 1-10、V-8 和 V-9 计 39 孔穿过，控制可靠。第 7 勘探线以东的每条勘探线上至少有 2 个或 2 个以上的钻孔穿过断层面，对断层落差、产状要素控制准确可靠。F 1断层沿走向或倾向上均具有舒缓波状的特点，尤其是在断层的东段更为明显。断层倾角沿走向自东中国矿业大学 2008 届采矿本科毕业设计 第 14 页向西由平缓逐渐变陡，断层落差则由大逐渐变小。断层总体走向为 NE55，倾向 NW
35、，倾角 070，落差 180500m。断层切割了上、下石盒子组、山西组、太原组、本溪组及奥陶系地层。部分地段奥陶系灰岩直接覆盖在煤系地层之上。F46正断层位于第 811 勘探线之间，横切庞庄背斜及北翼向斜。走向长 2900m，断层走向 SE，倾向 SW，倾角 5065，落差 040m。断层落差中间大两端小，浅部大深部小。向西北延伸与 F1断层相交，向东南延伸与 F47断层相交。该断层由东一、东二、西一采区上山和西翼170m 运输大巷揭露，在山西组由南四采区下山穿过并由 754 材料道、南三采区横管等处揭露，故该断层控制可靠。F46断层切割了下石盒子组、山西组和太原组三组煤系地层，并把庞庄背斜分
36、割成东西两段。(3)陷落柱 自 1983 年东城井 756 工作面发现陷落柱至今，本井田内共发现 11 个陷落柱。除 7520 陷落柱位于620西翼采区外，其余均分布在拾屯向斜的轴部和北西翼，尤其以西北端的 F46与 F47两断层交汇处，陷落柱发育较为密集。陷落柱多呈 NE 方向排列在东西长 2000m、南北宽不足 800m 的狭长条带内，与井田主体构造方向基本一致。陷落柱分布及控制情况：1)756 陷落柱位于 F46断层的西侧，东城井南四采区的 756 工作面内，于 1983 年 1月 11 日揭露。煤电钻打了 3 个探眼，总进尺为 12.3m，有两个孔见陷落柱，岩石电钻又打了 3 个孔，总
37、工程量 115.2m，有 2 个孔见陷落柱，同时采用无线电波坑道透视仪，测出陷落柱信号低值区并圈出其平面位置呈椭圆形，长轴方向 NE50，与区内构造线方向基本一致。陷落柱长轴 32m，短轴20m，平面积 500m2，控制可靠。陷落柱最大出水量 100m3h，正常出水量 4050m 3h，仅发育于山西组及以下地层中。2)758 陷落柱位于东城井 758 工作面切眼外侧、F 47断层的北侧。于庞庄井370m 水平采区 910 放水道迎头及横管内施工 4 个钻孔进行勘探，钻探工程量为194.25m，其中：有 3 个钻孔揭露陷落柱。另 1 孔从陷落柱一侧穿过，经查明该陷落柱垂向呈歪斜状，平面上呈椭圆形
38、。长轴方向为 NE2530，长中国矿业大学 2008 届采矿本科毕业设计 第 15 页度为 75m，短轴长 55m。控制可靠。两探查孔揭露该陷落柱后涌水量分别为 45m3h 、65m 3h，冒落带顶部达下石盒子组的 2 煤顶板。3)758-2陷落柱位于 758 陷落柱的北侧，两陷落柱在 7 煤层位平面相距不足 10m。该陷落柱在 1991 年 6 月掘进 706 放水道时有 2 处揭露，进入陷落柱 8m；并用长钎子探查，累计进尺 23.6m，打了 7 个孔，其中有 6 个孔揭露陷落柱，西侧控制可靠，东侧稍差。4)706 陷落柱位于第 1011 勘探线之间的 F47断层的北侧，庞庄井370 水平
39、采区边缘。由 706 溜子道掘进时发现，用坑道无线电波透视仪探查 2 次，并用钻探等手段进行探查，总工程量达 125.6m，巷探工程量 201m，3 处揭露陷落柱，故该陷落柱控制可靠。95 年于该陷落柱边缘的 9 煤巷道中施工一垂直水源孔，孔深 30.5m 揭露三灰，钻孔涌水量达 340m3/h(水压 1.95Mpa)，目前涌水量稳定在 100m3/h 左右。5)铁路煤柱陷落柱位于 706 陷落柱南侧，7 煤层位平面相距 12m。该陷落柱于 1991 年施工铁路煤柱运输道时揭露，巷道进入陷落柱范围内达 5m 之多，有 2 个钻孔穿过陷落柱，总工程量为 126.221m，另有探查 706 陷落柱
40、的 2 个钻孔控制，控制可靠。6)铁路煤柱风道陷落柱该陷落柱于 1993 年 1 月 10 日在铁路煤柱风道施工至测 13 点+8m 处由巷道揭露，塌陷角 7982，柱体内充填的岩块有页岩、砂页岩、灰白色粗砂岩、黄褐色中砂岩、巷道揭露后顶部有淋水，与围岩接触带有渗水，Q=2m3/h。该陷落柱由一条巷道及 3 个井下勘探孔(工程量 133.26m)控制。7)铁路煤柱运输道陷落柱该陷落柱位于铁路煤柱风道陷落柱的东侧，在 7 煤层位中 2 个陷落柱平面距离不足 10m,于 1995 年 6 月 15 日由铁路煤柱风道揭露，巷道揭露处塌陷角 8085，由 1 条巷道及 2 个井下勘探孔控制。8)910
41、 陷落柱位于铁路煤柱风道陷落柱的西北、758 陷落柱的东侧，距上述 2 个陷落柱的平面距离 60m 左右，由 910 小面切眼施工揭露，据现场观察，该柱体内充填的岩块较为松散，分析认为揭露地段应隶属其近顶端部位。9)拾屯运输道陷落柱中国矿业大学 2008 届采矿本科毕业设计 第 16 页该陷落柱位于拾屯采区 7 煤风道的下侧、F 51 断层的中部,由拾屯采区运输道及 7 煤风道探巷揭露控制，推测 7 煤位置陷落柱面积 5000m2 左右。10)2304 陷落柱群该陷落柱群于 1994 年 2 月 1 日1994 年 4 月 21 日由 2304 材料道及巷探 1、巷探 2 分别揭露 ，2 煤层
42、位中，平面上呈互不相连的 3 个椭圆，出水 0.52.0m 3 /h 不等，水源为柱体内的空隙水。柱体内的堆积物较松散，揭露地段应隶属其冒落带的近顶端部位，塌陷角 75左右，被 3 条巷道及10 余个井下长钎子勘探孔控制。推测至深部的 7 煤层位该陷落柱群将連为一体，面积约 20000m2 。11)7520 陷落柱该陷落柱位于 166 勘探孔西约 120m 处，由 7520 溜子道在掘进过程中揭露并进入其范围内 5m。其上覆的 2422 工作面在回采时并未见有该陷落柱，可见该陷落柱仅发育在 2 煤底板以下的地层中。只有 7520 溜子道一条巷道揭露 ，其范围有待进一步控制 。陷落柱对煤层的破坏
43、主要在以下几个方面：由于岩体的陷落作用，在陷落柱范围内形成无煤带。煤层产状发生变化，主要反应在煤层倾角向陷落柱中心倾斜且愈接近陷落柱倾角变化愈大。煤层与围岩裂隙增多，裂隙走向平行于柱面切线方向，裂隙面向陷落柱中心倾斜且倾角较陡。小断层增多，断层面向陷落柱中心倾斜且倾角大，软岩中断层落差多小于 2m；而在坚硬的砂岩中，在陷落边缘上形成高角度落差较大的正断层。1.3 煤层特征1.3.1 含煤概况本区含煤地层为石炭、二迭系，有 2 个含煤组：山西组(P 1s1)及石炭系上统太原组(C 3t)。煤系地层平均总厚度 486m，可采 2 层，可采煤层的厚度为 11.6m，含煤率为 2.40%。1.3.2
44、煤(岩)层对比本区含煤地层沉积稳定，标志层(特别是山西组和太原组)较为明显，经过近 40 年的采掘活动，井巷揭露的资料较多，为煤层对比工作创造了有利条件。本次煤岩对比主要依据：标志层与主采煤层层位关系；煤层本身中国矿业大学 2008 届采矿本科毕业设计 第 17 页的性质(如煤层厚度、结构等)；煤层顶、底板岩性以及煤层间距等对比方法加以综合研究最后确定。在对比工作中，又根据各含煤组的不同特点，采用其中最适宜的一、二种方法为主要依据，其它方法仅作为辅助条件进行对比。对比结果分述如下：(1)山西组(P 1s1)本组主要特点是：沉积环境属滨海平原向内陆平原的过渡带，且以近海湖沼相为主，沉积旋回结构明
45、显，标志层也比较清楚，如顶部的杂色页岩，中部的厚层石英砂岩和底部的厚层砂质页岩，层理清晰、比较稳定，均可作为对比标志。特别是 7 煤，煤层厚而且是区域性的稳定煤层，其上普遍有一层厚约 6m 的灰灰白色中、细粒砂岩(7 煤直接顶或老顶)。下距太原组一灰约 52m；7 煤本身就是最好的标志层。因此该煤层对比容易而且可靠。7 煤向下 3.7m 有一层厚度在 0.81.3m 的薄煤，即是 8 煤。由 8 煤向下 10m 左右有一层比较厚的煤层，即是 9 煤。(2)太原组(C 3t)本组属海陆交互相沉积，具有完整的海相型旋回组成的韵律结构，煤层多而薄，可采煤层为 20、21 煤，均在该煤系地层的下部，煤
46、层较稳定，标志层多而明显。13 层灰岩均可作为标志层，尤以一、二、四、十和十二灰最为明显，易于对比。且灰岩多为煤层顶板，如 20 煤顶板为十层灰岩，21 煤顶板为十二层灰岩。因此，只要确定灰岩层位，即可确定煤层层位。20 与 21 煤平均间距为 27m，20 煤结构简单，21 煤下部常含有夹矸或砂质煤，极易辨认和对比，煤层的层位对比可靠。这次煤层对比，太原组与本溪组的分界是以本溪组顶部的灰岩划分的，即把灰岩顶部的铝土页岩(相当于华北 E 层铝土矿的层位)划入太原组底部。这样划分，我们首先考虑到生产应用上的方便；铝土页岩这一段层位反映在岩性上变化较大，有的孔是铝土页岩(F 1-6、12-5 孔)
47、，有的孔是铝土质页岩(13-3、16-9 孔)，有的孔是页岩(14-4 孔)，多数孔则是砂页岩(14-5、15-5 孔)。其次，沉积环境开始有了新的变化；从海相转变为海陆交替相的成煤时期；第三，在本井田第 l 勘探线上的 Q79孔，在太原组底部页岩之下有层砾岩，层厚 3.46m，砾石成分为灰岩碎块，直径约 2cm，呈次圆状或棱角状，胶结致密；眧示进入石炭世晚期沉积环境的多变。 1.3.3 煤 层7 煤下距分界砂岩 58m，距 8 煤 1.57.0m，距 1 灰 52m，距 20 煤为155m。有 105 个钻孔穿过，全部可采。见煤点厚度 1.765.75m，平均中国矿业大学 2008 届采矿本
48、科毕业设计 第 18 页3.08m，另取巷道见煤点 88 个，以上总计见煤点 193 个，平均煤厚 6.5m该煤的赋存特点：(1) 7 煤属于区域性稳定的中厚煤层，除在620中央采区由于受河流冲刷造成局部缺失和变薄外(见图 1-3)，其余均可采；中国矿业大学 2008 届采矿本科毕业设计 第 19 页、121 、92 、8.753 、6.424 、95 、6.061.797 、3.58 、2.791.10、5. 、71.12 、6.531.4214 、8.55 、1.216 、576.718 、159、 、 、 图 1-2 地质综合柱状图中国矿业大学 2008 届采矿本科毕业设计 第 20 页图 1-3 7 煤冲刷范围示意图(2)煤层结构简单，少数地段(约 20%)含夹矸，厚度为 0.21.2m；个别点夹矸厚度可达 2.5m(如 7512 材料道)。(
