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采矿工程毕业设计(论文)-鹤煤三矿矿井采区初步设计.doc

上传人:QQ153893706 文档编号:1753041 上传时间:2018-08-22 格式:DOC 页数:113 大小:699.50KB
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资源描述

1、1需 图 纸 , QQ153893706目 录第 一 章 井 田 概 况 及 地 质 特 征第 二 章 采 区 地 质 概 况第 三 章 采 区 储 量 与 生 产 能 力第 四 章 采 区 设 计 方 案第 五 章 采 煤 工 艺第 六 章 采 区 生 产 系 统第 七 章 采 区 施 工 设 计2第 八 章 安 全 技 术 措 施第 九 章 采 区 技 术 经 济 措 施4第 一 章 井 田 概 况 及 地 质 特 征第 一 节 井 田 地 质 概 况一 交 通 位 置鹤 壁 三 矿 位 于 鹤 壁 煤 田 中 部 , 南 距 鹤 壁 市 中 心 4.4km, 距 京广 铁 路 汤 阴 车

2、 站 21km 鹤 铁 路 支 线 从 本 矿 工 业 广 场 穿 过 , 距 鹤 壁北 站 1 千 米 , 鹤 壁 集 至 汤 阴 公 路 从 本 矿 东 北 穿 过 , 公 路 及 铁 路 交通 方 便 。 交 通 位 置 图 详 见 图 1-1。二 地 形 地 貌本 区 处 于 太 行 山 及 华 北 平 原 过 度 地 带 , 地 势 东 高 西 低 , 区 内呈 低 缓 丘 陵 地 貌 , 最 高 为 黄 牛 坡 北 岭 , 海 拔 +247m, 最 低 为 酉河 河 谷 , 海 拔 +140m, 沟 谷 大 致 南 北 走 向 。三 地 表 水5区 内 有 两 条 小 河 经 过

3、, 汤 泉 河 位 于 本 井 田 南 翼 , 发 源 于 北 圣沟 村 角 的 汤 泉 , 向 东 流 经 较 场 , 罗 村 而 流 出 井 田 , 平 均 流 量0.30.4m3/s, 洪 水 期 最 大 流 量 25.44m3/s , 河 流 经 鹤 壁 集 , 马 驹河 村 , 位 于 井 田 北 部 边 界 , 水 源 来 源 于 一 矿 井 下 排 水 和 鹤 壁 集 工业 废 水 , 常 年 有 水 , 平 时 流 量 很 小 。四 气 象 及 地 震本 区 属 北 温 带 大 陆 干 旱 性 气 候 , 根 据 有 关 气 象 资 料 , 1958年 以 来 , 鹤 壁 矿

4、区 气 候 温 和 , 光 热 资 源 充 足 , 年 日 照 时 日 数 为2331.6h 左 右 , 日 照 率 53.2%, 年 平 均 气 温 为 15.3, 最 高 气温 42.3, 最 低 气 温 -15.5年 平 均 相 对 温 湿 度 60%, 平 均 绝 对湿 度 为 11.63mpa。 年 均 降 雨 量 673.65 mm 多 集 中 在 7、 8 月 ,年 降 雨 量 最 大 值 1394.1mm, 最 小 值 266.6 mm, 年 平 均 降 雨 量679.8 mm, 年 最 大 蒸 发 量 为 mm 2695.0mm, 年 最 小 蒸 发 量1859.3 mm 年

5、 平 均 蒸 发 量 为 2264.1 mm。 年 主 导 风 向 为 南 北 向 ,平 均 风 速 3.4m/s 最 大 风 速 23m/s。 冻 土 深 度 一 般 为 0.3-0.4m.根 据 国 家 质 量 技 术 监 督 局 发 布 “中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准GB18306-2001 中 国 地 震 动 参 数 区 划 图 ”, 鹤 壁 市 地 震 动 峰 值为 0.2g 对 应 的 基 本 烈 度 为 度 。6五 自 然 和 生 态 环 境 概 况鹤 壁 市 境 内 自 然 资 源 丰 富 , 属 国 家 国 家 能 源 重 化 工 基 地 和黄 淮 海 平 原

6、, 农 业 综 合 开 发 区 。 矿 产 资 源 具 有 品 位 高 , 易 开 发 的特 点 。 已 探 明 的 矿 藏 主 要 有 煤 炭 、 瓦 斯 气 、 水 泥 岩 石 、 黄 砂 岩 、耐 火 黏 土 等 三 十 多 种 , 煤 炭 探 明 储 量 1600Mt, 金 属 镁 的 主 要 原料 白 云 岩 约 1000mt。 水 泥 灰 岩 矿 床 储 量 为 500Mt。鹤 壁 市 土 地 肥 沃 , 盛 产 粮 食 , 棉 花 , 油 料 , 土 特 产 品 甚 多 ,著 名 的 有 “淇 河 三 珍 ”( 鲫 鱼 、 缠 丝 鸭 蛋 、 冬 令 草 ) 。 此 外 , 郊

7、区还 有 柿 子 , 核 桃 , 香 椿 , 龙 宫 花 卉 , 浚 县 有 小 河 白 菜 , 大 萝 卜 ,国 上 大 蒜 , 善 堂 大 枣 , 王 桥 豆 腐 , 五 香 花 生 米 , 淇 县 有 无 核 枣 ,木 鱼 石 等 。依 托 丰 富 的 资 源 , 鹤 壁 的 工 业 得 到 了 迅 猛 发 展 , 已 形 成 以煤 炭 , 电 力 , 建 材 , 冶 金 , 电 子 , 化 工 , 医 药 等 为 支 柱 的 工 业 体系 , 工 业 企 业 1300 多 家 , 主 要 工 业 产 品 5000 多 种 。 其 中 , “半无 烟 煤 炭 ”棉 纱 , 汽 车 电 器

8、 以 及 配 件 , 电 子 元 器 件 , 矿 山 运 输 ,以 及 提 升 设 备 , 环 保 设 备 , 标 准 紧 固 件 , 克 星 灭 虫 剂 , 黛 丝 牌 摩丝 , 金 属 镁 , 等 一 大 批 优 质 名 牌 产 品 , 在 国 内 外 市 场 上 享 有 很高 知 名 度 。7六 矿 区 煤 炭 生 产 以 及 规 划 概 况鹤 壁 煤 电 股 份 有 限 公 司 是 鹤 壁 煤 业 有 限 责 任 公 司 控 股 的 股份 公 司 , 公 司 2004 年 在 册 员 工 19437 人 , 资 产 总 额 19.97 亿元 , 主 营 业 务 收 入 15.03 亿

9、元 , 利 润 总 额 1.79 亿 元 , 净 利 润1.18 亿 元 。 公 司 所 属 矿 井 保 有 储 量 544.25Mt 可 采 储 量264.55Mt, 6 对 生 产 矿 井 , 2004 年 年 产 量 6.127Mt 另 有 三 座洗 煤 厂 年 入 洗 能 力 3.60Mt。 公 司 目 前 拥 有 三 、 四 、 六 、 八 、 九 ,十 矿 六 对 主 力 井 和 坑 口 电 厂 。集 团 公 司 目 标 能 力 为 2007 年 煤 炭 产 量 稳 定 在 7.00Mt 以 上 , 公司 资 产 总 额 和 销 售 收 入 均 超 过 50 亿 元 。 七 . 现

10、 有 水 源 , 电 源 概 况( 一 ) 水 源目 前 矿 井 的 水 源 为 奥 陶 系 灰 岩 水 。取 水 方 式 : 井 下 钻 孔 , 现 有 6 个 钻 孔 。 其 中 5 个 使 用 , 总 取 水 量为 5493m3/a( 二 ) 电 源8目 前 矿 井 现 有 一 座 35/6kv 变 电 所 , 设 主 变 2 台 , 型 号 为SI-7500/35, 7500kv,35/6kv 双 回 路 35kv 电 源 分 别 取 自 大 湖110kv 变 电 站 ( 导 线 型 号 为 LGT150/5.5Km) , 和 康 加 110kv变 电 站 (导 线 型 号 为 LGJ

11、_150/2.02Km)。第 二 节 地 质 特 征一 . 地 质 构 造三 矿 井 田 位 于 鹤 壁 煤 田 中 部 , 地 层 走 向 NNE 倾 向 SE 倾 角8480, 平 均 210 左 右 , 井 田 构 造 以 断 层 为 主 , 褶 曲 亦 较 发 育 ,构 造 线 搌 布 方 向 以 NNE, NE 向 为 主 , 现 将 三 矿 井 田 的 主 要 构造 分 述 如 下 :( 一 ) 断 层目 前 矿 井 共 发 现 47 条 断 层 , 落 差 大 于 5m 以 上 的 断 层 共 有41 条 , 落 差 大 于 50m 以 上 的 主 要 断 层 有 9 条 , 各

12、 主 要 断 层 的 特性 如 下 :91. F16 断 层 : 浅 部 系 三 、 五 矿 井 井 田 分 界 断 层 , 深 部 交 与F40-3 断 层 , 延 展 长 度 大 于 3km, 走 向 N510E 倾 向 SE, 倾 角680, 落 差 50-115m。2. F20 断 层 : 该 断 层 与 F16 断 层 相 互 平 行 , 向 东 交 于 F16 断层 , 浅 部 同 F16 断 层 均 为 三 、 五 矿 井 井 田 分 界 断 层 , 延 伸 长 度大 于 1.3km, 走 向 N600E, 倾 向 S300E 倾 角 450 落 差 40-180m.3. F3

13、断 层 : 67-3, 383-1 两 孔 控 制 , 389-25, 389-14, 389-27 孔 见 到 , 走 向 N470E, 倾 向 NW, 倾 角 43-700 , 落差 70-85m4. F40 断 层 : 为 三 矿 井 田 东 部 边 界 断 层 , 为 三 矿 和 六 矿 边 界断 层 , 走 向 N100E, 倾 向 NE, 倾 角 400-570, 落 差 155-450m延 伸 长 度 大 于 4km。5. F40-1 断 层 : 为 三 矿 深 部 和 六 矿 的 边 界 断 层 , 有 16-29, 676-22, 585-4 钻 孔 , 揭 露 , 南 北

14、延 伸 合 并 入 F40 断 层 ,走 向 N400E, 倾 向 NE 倾 角 47-600 , 落 差 200-375m 左 右 , 延伸 长 度 1.5km.106 . F40-3 断 层 : 有 18-4、 16-6、 17-31、 42-2、 585-7, 等孔 控 制 , 走 向 N5045oN, 中 部 向 东 南 弯 曲 呈 弓 型 , 倾 向 500,倾 角 60-160m, 落 差 , 延 伸 长 度 大 于 4Km。7 . F42 断 层 : 位 于 新 青 农 场 以 西 , 北 起 F20 断 层 , 向 南 西方 向 尖 灭 。 走 向 N250E, 倾 向 NW,

15、 倾 角 500, 落 差 50m, 延 伸长 度 950m。 该 断 层 42-1,389-34 孔 见 到 。8 . F43 断 层 : 位 于 孔 15-2 和 16-2 孔 以 西 , 南 起 F16 断 层 ,向 北 逐 渐 失 灭 , 走 向 N250E, 倾 向 NW, 倾 角 560, 落 差 70m,延 伸 长 度 1.1Km。 该 断 层 仅 16-2 孔 见 到 。9. F16-1 断 层 : 有 389-1, 389-2 孔 证 实 , 走 向 NE, 倾 向SE, 实 际 上 此 断 层 为 F20 的 分 支 断 层 , 浅 部 F20-1 应 为 同 一 条断 层

16、 , 落 差 80m. (二 ) 褶 皱三 矿 井 田 内 发 育 的 褶 皱 有 五 矿 向 斜 ; 323 背 斜 , 321 向 斜 ,以 及 322 背 斜 四 个 明 显 的 褶 曲 , 褶 曲 搌 布 方 向 N430-600E 近 于平 行 , 呈 多 字 形 排 列 , 向 斜 南 翼 ( 背 斜 北 翼 ) 较 缓 , 是 在 同 一 边界 条 件 下 , 南 部 向 NNE 北 部 向 SSW 的 压 扭 作 用 下 形 成 的 。 另外 , 323 背 斜 与 321 背 斜 相 接 处 , 呈 现 出 鞍 状 构 造 ,11这 是 由 于 地 层 产 状 的 明 显 变

17、 化 , 致 使 321 向 斜 轴 发 生 扭 转 的 缘故 , 各 褶 皱 特 征 见 表 1-212表 1-2 褶 皱 特 征 表 产 状 延 伸序号编号性质枢 纽 走向两 翼 夹角两 翼 产 状 长 度1 321 向 斜N530-570 ESE 翼 走 向 :S40 倾 向 :NE 倾 角 : 0-170NW 走N190-260E倾 向 NE,倾 角 0-2602 322背斜 120SE 翼 走 向S210770W倾 向 : SE 倾 角 5-210NW3 323 背 12013斜二 .地 层本 井 田 分 别 被 第 三 、 四 系 地 层 所 覆 盖 , 钻 孔 及 井 巷 实 际

18、 揭 露 的 地层 由 老 至 新 有 : 奥 陶 系 、 石 炭 系 、 二 选 系 、 第 三 系 和 第 四 系 , 现由 老 至 新 叙 述 如 下 :( 一 ) 奥 陶 系 中 统 马 家 沟 组 ( O2)由 灰 深 灰 色 , 白 云 质 灰 岩 , 角 砾 状 灰 岩 组 成 , 结 构 均 匀 ,致 密 坚 硬 , 含 头 足 类 动 物 化 石 。 最 大 厚 度 400m, 与 上 露 石 碳 系中 统 本 溪 群 呈 平 行 不 整 合 接 触 。 ( 二 ) 石 炭 系 ( C)1. 中 统 本 溪 群 ( C2)下 部 为 紫 红 色 铁 铝 质 泥 岩 , 局 部

19、 为 灰 白 色 铝 土 岩 ; 中 部 为中 细 粒 石 英 砂 岩 和 灰 白 色 铝 土 质 泥 岩 ; 中 夹 1-2 层 薄 层 状 灰 岩 ;上 部 为 深 灰 色 泥 岩 及 砂 质 泥 岩 , 富 含 植 物 根 部 化 石 , 具 菱 铁 质 鲕粒 和 黄 铁 矿 晶 体 。 厚 度 为 14.48-48.43m, 平 均 为 31.82m, 与上 覆 太 原 群 呈 整 合 接 触 。2. 上 统 太 原 群 ( C3)是 一 套 由 灰 色 砂 岩 、 深 灰 色 砂 质 泥 岩 、 泥 岩 和 灰 岩 , 煤 层组 成 的 海 陆 交 互 相 地 层 。 含 九 层 生

20、 物 灰 岩 , 其 中14L1、 L4、 L5、 L6、 L7、 L8、 L9 直 接 压 煤 。 灰 岩 中 含 海 百 合 茎 、 蜒科 、 珊 瑚 、 腕 足 类 等 海 洋 动 物 化 石 , 据 严 岩 性 特 征 可 分 四 段 :底 部 煤 段 : 由 一 11、 一 21、 一 22 煤 层 , 间 夹 黑 色 泥 岩 , 砂 质 泥 岩和 L1 灰 岩 组 成 , 其 中 一 11 煤 层 大 部 分 可 采 , 一 22 煤 局 部 可 采 。下 部 灰 岩 段 : 由 L2、 L3、 L4 及 其 间 的 泥 岩 砂 质 泥 岩 和 细 粒 砂 岩组 成 , 该 三 层

21、 灰 岩 发 育 紧 凑 , 组 合 特 征 明 显 。中 部 碎 屑 岩 段 : 由 深 灰 灰 色 中 细 粒 砂 岩 、 粉 砂 岩 、 灰 黑色 泥 岩 、 砂 质 泥 岩 、 灰 色 铝 质 泥 岩 、 L5、 L6 灰 岩 及 薄 煤 层 组 成 ,碎 屑 岩 矿 物 成 分 多 变 , 沉 积 环 境 不 稳 定 。上 部 灰 岩 段 : 由 L7、 L8、 L9 灰 岩 及 深 灰 色 灰 黑 色 泥 岩 、 砂 质 泥岩 、 铁 质 泥 岩 、 硅 质 泥 岩 、 粉 砂 岩 、 中 细 粒 砂 岩 和 薄 煤 层 组 成 。L7、 L8、 L9 灰 岩 底 版 常 有 浅

22、海 洋 黑 色 泥 岩 一 层 , 以 富 含 大 量 海 洋动 物 化 石 为 特 征 。L2 、 L8 发 育 较 好 , 厚 度 大 且 层 位 稳 定 , 常 含 透 镜 状 和 串 珠状 燧 石 结 核 。 L2 一 般 厚 6.2010.03m, 平 均 8.32m, L8 一 般 厚1.007.00m 平 均 3.19m。本 群 砂 质 泥 岩 和 泥 岩 中 含 羊 齿 、 芦 木 植 物 化 石 , 本 群 以 一11 煤 底 版 与 下 伏 本 溪 群 分 界 。 本 群 厚 度 101.64135.07m, 平 均118.97m, 与 上 覆 二 系 山 西 组 呈 整

23、合 接 触 。15( 三 ) 二 迭 系 ( P)1.下 统 山 西 组 ( P11)由 灰 褐 色 、 灰 色 砂 岩 、 深 灰 色 砂 质 泥 岩 、 泥 岩 和 煤 层 所 组成 。 砂 岩 为 中 、 粗 粒 结 构 , 矿 物 成 分 以 石 英 长 石 为 主 , 常 含 白 云母 片 及 煤 屑 , 含 黑 褐 色 菱 铁 质 结 核 , 上 部 砂 岩 中 多 含 棕 云 母 片 ,以 钙 质 胶 结 为 主 。 根 据 沉 积 旋 回 本 组 可 分 四 个 阶 段 :第 一 含 煤 段 : 下 部 以 S9 砂 岩 底 面 与 下 伏 太 原 群 地 层 分 界 。S9

24、砂 岩 为 灰 深 灰 色 , 中 细 粒 岩 屑 石 英 砂 岩 、 泥 质 胶 结 , 含 大量 不 规 则 黑 色 泥 岩 包 裹 体 和 少 量 黄 铁 矿 结 核 , 具 波 状 层 理 其 厚 度不 稳 定 , 常 相 变 为 砂 质 泥 岩 。 上 部 为 深 灰 灰 黑 色 泥 岩 , 砂 质泥 岩 和 二 0、 二 1、 二 2 等 煤 层 组 成 , 二 0、 二 2 煤 层 厚 度 不 稳 定 ,常 相 变 尖 灭 , 不 可 采 。 二 1 煤 层 位 于 第 一 含 煤 段 中 部 属 全 区 可 采厚 煤 层 。第 二 含 煤 段 : 下 部 为 大 占 砂 岩 (

25、 S10) 、 为 灰 、 深 灰 色 中 细 粒岩 屑 石 英 砂 岩 , 硅 泥 质 胶 结 含 泥 质 团 块 , 具 斜 层 理 、 层 面 含 炭质 、 间 夹 薄 层 泥 岩 。 上 部 为 灰 色 、 深 灰 色 砂 质 泥 岩 , 夹 二 3 煤 层 ,该 煤 层 厚 度 不 稳 定 , 不 可 采 。第 三 含 煤 段 : 其 下 部 为 二 层 香 炭 砂 岩 ( S11) , 为 褐 灰 深 灰色 中 、 细 粒 长 石 英 砂 岩 , 该 砂 岩 在 区 内 普 遍 发 育 , 是 一 良 好 标 志16层 。 上 部 为 深 灰 灰 褐 色 泥 岩 及 砂 质 泥 岩

26、 , 局 部 为 炭 质 泥 岩 , 具水 平 层 理 , 含 植 物 化 石 , 夹 二 14 和 二 42 两 层 煤 , 均 不 可 采 。上 部 砂 岩 段 : 下 部 为 头 层 香 炭 砂 岩 , 为 褐 灰 色 中 细 粒 岩 屑 石 英 砂岩 , 含 大 量 暗 色 岩 屑 , 长 石 多 呈 褐 瑟 具 斜 层 理 , 层 面 含 炭 质 及 大量 白 云 母 片 , 硅 泥 质 胶 结 , 局 部 含 菱 铁 质 鲕 粒 。 上 部 为 灰 深 灰色 泥 岩 , 水 平 层 理 , 含 铝 土 质 及 黄 铁 矿 鲕 粒 , 深 灰 色 泥 岩 中 富 含植 物 化 石 。

27、 本 组 厚 度 一 般 为 76.50-140.50m, 平 均 厚 度 为129.46m。2.下 统 下 石 盒 子 组 ( P21)由 砂 岩 、 砂 质 泥 岩 、 铝 土 质 泥 岩 和 煤 线 组 成 。 砂 岩 呈 灰 带 绿 色 ,为 细 粒 、 中 粒 结 构 。 成 分 以 石 英 长 石 为 主 , 含 暗 色 矿 物 及 棕 云 母片 , 含 灰 色 泥 岩 包 体 、 层 面 呈 黑 色 , 具 斜 层 理 和 波 状 层 理 、 钙 、泥 质 胶 结 。 砂 质 泥 岩 和 泥 岩 呈 灰 色 夹 紫 斑 , 局 部 为 紫 色 和 灰 黑 色 。灰 黑 色 砂 质

28、 泥 岩 中 常 含 带 羊 齿 , 苛 达 等 植 物 化 石 , 铝 土 质 泥 岩 位于 本 组 中 下 部 , 浅 灰 青 灰 色 , 脂 状 光 泽 , 富 含 菱 铁 质 鲕 粒 。本 组 以 S12 砂 岩 底 面 与 下 伏 山 西 组 地 层 分 界 , 地 层 厚 度 一 般 为85.32137.40m, 平 均 110.42m 。3. 上 统 上 石 盒 子 组 ( P12)17下 段 底 部 为 砂 岩 , 岩 性 为 灰 , 灰 白 色 中 细 粒 岩 屑 石 英 砂 岩 ,含 深 灰 色 泥 岩 包 裹 体 , 具 斜 层 理 和 波 状 层 理 。 中 部 为 S

29、16 砂 岩 ,分 三 层 S16-1 、 S16-2、 S16-3: 岩 性 为 灰 白 色 中 细 粒 石 英 砂 岩 , 具灰 色 泥 岩 包 体 , 含 绿 泥 石 , 绿 帘 石 及 钻 石 等 矿 物 。 一 般 具 底 砾 岩 ,三 层 砂 岩 均 呈 正 粒 序 , 砂 岩 厚 而 稳 定 。 特 征 明 显 , 易 于 辨 认 ,为 石 盒 子 组 中 的 良 好 标 志 。 本 断 层 厚 113.10205.03m, 平 均 厚159.32m。上 段 底 部 S17 砂 岩 岩 性 为 灰 白 色 中 粗 粒 石 英 砂 岩 , 含 肉 红 色 矿 物及 少 量 燧 石

30、,次 菱 角 状 接 触 或 硅 质 胶 结 ,具 底 砾 岩 和 灰 色 泥 岩 包 体 ,为 本 区 主 要 标 志 层 之 一 。 中 部 和 上 部 有 S18、 S19 砂 岩 , 分 别 由1-2 个 分 层 组 成 , 岩 性 为 浅 灰 、 灰 绿 色 中 细 粒 岩 屑 长 石 砾 岩 和 石英 砂 岩 , 岩 石 颗 粒 为 菱 角 次 菱 角 状 , 钙 质 胶 结 , 含 石 英 砾 石 ,绿 泥 石 等 , 具 斜 层 理 。 本 断 层 厚 244.34305.94m, 平 均274.65m。4.上 统 平 顶 山 组 ( P22)由 2-3 层 细 、 中 、 粗

31、 粒 石 英 、 长 石 石 英 砂 岩 组 成 ( S20) , 底 部 为灰 灰 白 色 , 中 上 部 为 浅 灰 绿 灰 色 , 各 分 层 均 呈 正 粒 序 , 分 选性 好 , 钙 质 胶 结 , 含 少 量 绿 泥 石 , 具 斜 层 理 , 为 本 区 一 良 好 标 志层 。 本 组 层 厚 77.9788.25m, 平 均 83.34m。18( 四 ) .新 第 三 系 上 统 鹤 壁 组 ( N21)岩 性 为 褐 黄 、 棕 黄 、 浅 棕 色 矿 质 粒 土 , 花 斑 状 半 固 结 泥 岩 和 数 层青 灰 色 , 深 灰 色 砾 组 成 , 砾 岩 一 般 5

32、-8 层 , 砾 岩 成 分 主 要 为 灰 岩 ,次 为 石 英 砂 岩 和 燧 石 , 砾 径 大 小 不 一 , 一 般 0.5-8cm, 分 选 差 ,钙 质 胶 结 , 与 下 伏 二 迭 纪 地 层 不 整 合 接 触 。 本 组 厚 度 101.40-383.00m, 平 均 厚 度 210.48m。( 五 ) .第 四 系 ( Q)由 黄 、 黄 褐 色 砂 质 黏 土 组 成 , 含 钙 质 结 核 , 垂 直 裂 隙 发 育 , 局 部形 成 陡 坎 。 底 部 有 薄 层 砾 石 层 。 本 系 地 层 厚 度 0-21.00m, 平 均1020m, 与 下 伏 地 层

33、呈 整 合 接 触 。三 . 煤 层本 井 田 含 煤 地 层 为 石 炭 系 本 溪 群 、 太 原 群 和 二 选 系 山 西 组 ,总 厚 度 平 均 210m, 发 育 两 个 煤 组 , 即 一 煤 组 和 二 煤 组 , 共 含 煤层 24 层 , 总 厚 度 11.47m, 含 煤 系 数 5.46%, 山 西 二 1 煤 为 主要 可 采 煤 层 , 太 原 群 一 11 煤 大 部 分 可 采 , 一 22 煤 局 部 可 采 。 其他 煤 层 均 属 于 不 稳 定 薄 煤 层 分 部 范 围 小 , 没 有 工 业 价 值 , 但 在 地层 对 比 中 有 重 要 意 义

34、 。19二 1 煤 层 位 于 山 西 组 底 部 S10 砂 岩 之 下 , 底 为 S9 砂 岩 , 下距 L8 灰 岩 35m, 结 构 比 较 简 单 , 煤 层 厚 5.959.23m, 平 均8.26m,属 稳 定 特 厚 煤 层 , 煤 层 下 部 有 23 层 夹 矸 , 比 较 稳 定 的夹 矸 , 有 一 层 , 厚 度 0.00.67m,平 均 0.30m,夹 矸 上 下 煤 厚 平 均1.72.0m。一 22 煤 ( 下 夹 上 煤 ) 位 于 太 原 群 下 部 , L2 灰 岩 石 为 顶 板 ,煤 层 厚 度 为 0.450.87m, 平 均 0.75m, 属 不

35、 稳 定 薄 煤 层 。一 11 煤 ( 下 夹 下 煤 ) 赋 存 于 太 原 群 底 部 , 以 底 版 泥 岩 与 本溪 群 分 界 , 上 距 L2 灰 岩 8.22m,其 层 位 稳 定 , 煤 层 厚 度1.001.90m, 平 均 1.45m, 为 为 稳 定 复 杂 的 薄 中 厚 煤 层 。四 . 煤 质( 一 ) 煤 的 物 理 性 质二 1 煤 为 黑 色 , 玻 璃 金 刚 光 泽 , 条 带 灰 色 略 带 浅 灰 色 , 属半 亮 型 煤 , 具 条 带 状 结 构 , 比 重 1.38, 松 软 易 碎 。一 22 煤 硬 度 小 , 易 破 碎 , 内 生 节

36、理 发 育 , 煤 岩 类 型 为 半 亮型 煤 , 多 具 条 带 状 结 构 。20一 12 煤 和 一 11 煤 基 本 相 似 , 黑 色 , 金 刚 光 泽 , 呈 粉 粒 块 状 ,参 差 状 断 口 , 属 半 亮 型 煤 , 含 有 较 多 的 黄 铁 矿 结 核 , 有 臭 味 , 比重 较 大 , 约 1.55。( 二 ) 煤 种二 1 煤 为 低 灰 , 特 低 硫 , 低 磷 , 高 融 灰 分 的 粒 状 煤 , 以 瘦 煤为 主 , 有 少 量 贫 瘦 煤 。( 三 ) 煤 的 可 选 性根 据 三 矿 生 产 大 样 筛 分 结 果 , 二 1 煤 以 粉 粒 状

37、 为 主 , 约 占65%, 中 小 块 占 26%, 大 块 及 特 大 块 含 量 较 少 。 根 据 浮 沉 试 验结 果 , 粒 变 50 0.5mm 粒 级 的 煤 以 1.3 1.5 比 重 级 产 率 较 高 ,占 67% 82%,精 煤 灰 分 为 9.13%。 分 选 比 重 0.1 产 率19.54%, 应 属 中 等 可 选 易 选 。五 . 水 文 地 质( 一 ) 概 况井 田 地 貌 属 太 行 山 山 前 缓 丘 陵 地 貌 , 地 势 西 高 东 低 , 海 拔 高度 在 +140 +280m 之 间 。 丘 陵 和 沟 谷 大 致 呈 南 北 向 , 区 内

38、有 东马 驹 河 、 黄 斗 坡 、 刘 家 沟 、 胞 泉 、 胡 家 沟 等 几 个 村 庄 。 矿 区 西 部21奥 陶 系 灰 岩 广 泛 出 露 , 石 灰 系 地 层 在 山 前 零 星 出 露 。 本 井 田 为 第三 、 四 系 地 层 所 覆 盖 。井 田 内 有 两 条 小 河 经 过 , 汤 泉 位 于 本 井 田 南 翼 , 发 源 于 孙 圣沟 村 西 北 角 的 汤 泉 , 向 东 流 经 教 场 , 绕 村 而 流 出 井 田 , 平 时 流量 6.3 0.4 m3/s,洪 水 期 最 大 流 量 25.44 m3/s。 菱 河 : 流 经 鹤 壁集 , 马 驹

39、河 村 , 位 于 井 田 边 界 。( 二 ) 井 田 主 要 含 水 层本 井 田 有 较 稳 定 的 含 水 层 五 层 : 奥 陶 系 灰 岩 含 水 层奥 陶 系 灰 岩 含 水 层 , 厚 约 400m, 与 二 1 煤 间 距 平 均164.47m 矿 区 西 部 山 区 广 泛 出 露 , 有 利 于 大 气 降 水 的 补 给 。奥 陶 系 灰 岩 含 水 层 是 富 水 极 强 的 含 水 层 , 如 三 矿 水 源 钻 孔 , 节 律奥 灰 厚 度 293.32m, 分 别 于 标 高 -49500m 和 -56300m, 尖 刀 直径 1mm 溶 洞 各 一 个 。 渗

40、 透 系 数 K=0.784m/d,水 位 标 高+130.5m。 L2 灰 分 含 水 层L2 为 岩 为 一 立 煤 直 接 顶 板 , 上 距 二 1 煤 73.89 125.16m,平 均 111.22m, 厚 度 一 般 为 7.72m, 下 距 奥 灰 在 顶 面 38.72m,根 据 矿 物 局 地 测 处 三 矿 深 处 补 勘 探 地 质 报 告 , L2 灰 岩 钻 孔 单22位 涌 水 量 q=0.0124-2.6|931|s.m,渗 透 系 数 K=3.349-33.44m/d,水 质 为 HCO3-CaMg 型 , 矿 压 度 , 39g/l, PH 值 为 7.3,

41、 属 岩 溶裂 隙 强 含 水 层 。L2 灰 岩 出 露 面 积 小 , 仅 在 井 田 两 部 出 露 , 在 井 田 内 由 于 构 造破 坏 和 采 动 影 响 , 局 部 地 段 繁 盛 水 力 联 系 , L2 灰 岩 水 补 给 L8 灰岩 含 水 层 , 进 向 汇 入 矿 井 , L2 灰 岩 为 二 1 煤 层 的 间 接 充 水 岩 层 。3. L8 灰 岩 含 水 层L8 灰 岩 含 水 层 , 厚 度 一 般 为 4.5m, 位 于 二 1 煤 下 23.0344.7m平 均 间 距 34.98m。 L8 灰 岩 裂 隙 溶 隙 发 育 、 含 水 丰 富 。根 据

42、浅 部 64-5 孔 资 料 : 钻 孔 单 位 涌 水 量 q=0.5324t/sm, 渗 透 系数 K=12.09m/d, 水 质 为 HCO3-Camg 型 , 矿 化 度 0.32g/l, PH质 7.1, 属 富 水 性 中 等 的 溶 隙 裂 承 压 含 水 层 。4. 二 1 煤 顶 板 砂 岩 含 水 层 ( S10)S10 层 砂 岩 含 水 层 , 距 二 1 煤 的 距 离 为 025147m, 平 均5.79m, 其 厚 度 0.5021.81m, 一 般 为 8.26m, 顶 板 砂 岩 含 水 层 ,裂 隙 发 育 程 度 较 低 , 富 水 性 差 。5. 第 三

43、 系 砾 岩 含 水 层23此 含 水 层 在 本 区 发 育 总 厚 度 345.3m, 一 般 为 2-5 层 , 单 层厚 度 128m, 属 孔 隙 裂 隙 水 , 水 量 不 大 , 且 与 开 采 煤 层 间 隔 大 ,对 矿 井 生 产 无 直 接 影 响 。(三 )断 层 导 水 性由 于 本 区 短 裂 构 造 发 育 破 坏 了 岩 体 的 连 续 性 , 使 不 同 含 水 层之 间 发 生 水 力 联 系 , 根 据 实 际 观 测 资 料 , 本 矿 井 断 层 导 水 有 以 下几 种 情 况 :1. 断 层 两 盘 含 水 层 对 接 , 水 压 高 的 一 侧

44、通 过 断 层 补 给 水 压 低 的一 侧 。 如 F11 断 层 , 落 差 145m, 奥 机 水 通 过 断 层 补 给 井 田 内八 层 灰 岩 含 水 层 。2. 天 然 隔 水 断 层 , 断 层 带 本 身 闭 合 , 经 采 掘 破 坏 了 岩 体 的 平 衡条 件 , 断 层 带 的 水 力 性 质 发 生 变 化 , 在 高 压 水 头 的 驱 动 下 , 隔 水断 层 变 成 导 水 层 , 为 地 下 水 运 移 提 供 了 通 道 。3. 断 层 本 身 破 碎 张 裂 , 在 天 然 状 态 下 构 成 不 同 含 水 层 之 间 的 水力 联 系 通 道 。 由

45、 于 三 矿 井 田 内 断 层 大 都 具 有 扭 性 , 因 此 象 这 种 扭性 并 不 多 见 。244. 断 层 面 力 学 性 质 是 压 扭 性 的 , 由 于 断 层 的 存 在 , 造 成 含 水 层与 煤 层 对 接 , 在 掘 进 时 遇 断 层 , 含 水 层 的 水 突 然 涌 出 , 对 生 产 造成 一 定 影 响 。(四 )生 产 矿 井 水 文 地 质 条 件三 矿 自 1985 年 12 月 稳 定 生 产 以 来 , 巷 道 揭 露 断 层 出 水 4 次 ,1977 年 7 月 掘 进 101 上 山 回 风 巷 遇 到 落 差 13m 的 断 层 ,

46、L8 灰岩 水 从 巷 道 涌 出 , 涌 水 量 达 80m3/h。1979 年 北 翼 新 轨 道 下 山 掘 进 时 , 揭 露 一 落 差 1.3m 的 断 层 ,L8 灰 岩 水 沿 断 层 涌 出 , 初 时 涌 水 量 1m3/h, 而 后 逐 渐 增 大 到20m3/h。(五 ) 矿 井 水 文 地 质 类 型本 井 田 的 主 要 可 采 煤 层 为 二 1 煤 , 顶 板 直 接 充 水 含 水 层 为 砂岩 裂 隙 微 弱 含 水 层 , 底 板 直 接 含 水 层 为 L8 灰 岩 , 该 含 水 层 钻 孔单 位 涌 水 量 0.02-1.01/s.m 水 量 稳 定

47、 在 300m3/h 二 1 煤 层 为 三 类二 型 , 即 以 岩 溶 裂 隙 含 水 层 为 主 要 充 水 含 水 层 之 条 件 中 等 类 型 ,一 煤 层 顶 板 L8 底 板 O2 直 接 充 水 含 水 层 皆 为 岩 溶 裂 隙 强 含 水 层 ,故 属 三 类 二 型 , 即 直 接 充 水 含 水 层 为 岩 溶 裂 隙 含 水 层 之 中 等 类 型 。一 11 煤 层 顶 板 L8 底 版 O2 直 接 充 水 含 水 层 为 岩 溶 裂 隙25强 含 水 层 , 故 属 三 类 二 型 , 即 直 接 充 水 含 水 层 为 岩 溶 裂 隙 含 水层 之 中 等

48、类 型 。( 六 ) 矿 井 涌 水 量 计 算 。三 矿 多 年 开 采 实 践 证 明 , 涌 入 矿 井 的 水 来 自 两 方 面 , 来 自顶 板 的 是 S10 砂 岩 水 ; 来 自 底 版 的 有 L8 灰 岩 水 , L2 灰 岩 水 , O2灰 岩 水 以 及 底 版 S9 砂 岩 水 , 其 中 主 要 为 L8 据 1999 年 统 计 资 料 ,矿 井 正 常 涌 水 量 为 286.26m3/h,其 中 顶 板 砂 岩 水 31.49m3/h,底 板水 254.77m3/h-550m-800m 涌 水 量 计 算 , 分 底 板 和 顶 板 两 部 分 。1、 顶

49、板 水据 以 往 回 采 情 况 , 顶 板 砂 岩 水 随 回 采 面 积 增 大 而 略 有 增 加 ,故 采 用 比 拟 法 计 算 :Q 顶 =Q0 =31.49 =59.43 m3/h/F8.0/式 中 : F-550m 以 下 首 采 面 积 3.49(km)2F0二 、 三 水 平 回 采 面 积 0 .98(km)2Q0相 应 的 顶 板 砂 岩 涌 水 量 31。 49m3/h262、 底 板 水据 本 矿 一 、 二 水 平 放 水 实 验 资 料Q1=157m3/h S1=86mQ2=302m3/h S3=313m采 用 曲 度 判 别 法 , 判 别 涌 水 量 方 程 类 型 为 指 数 关 系( n=1.97) 即 Q= sb 求 得 =16.60 b=51在 -550 以 下 L8 灰 岩 放 水 后 , 动 水 位 降 至 -800, 水 位

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