1、前 言张家庄煤矿是汾西矿业集团公司的一个老生产矿井。该矿是一九五三年接管的地方小窑，经改扩建成为设计能力 0.3Mt/a的国有统配煤矿，划定矿区面积 15.58km2，可采煤层有 4、7、9、10 号，其中 4、7、9 号为局部可采，10 号为全井田稳定可采，其采矿证号为39。该矿在计划经济体制下，因市场等因素产量逐年递减，于 1992 年报废停产。2002 年山西省煤炭工业局以晋煤经发【2002】687 号文件批复，该矿井破产重组实施改制，利用矿井有效资产和有效煤炭资源进行自救性生产。2003 年 7 月，汾西矿业集团勘查设计所编制了“汾西矿业集团张家庄煤矿有限责任公司张家庄煤矿技术改造初步
2、设计” 。经山西省煤炭工业局以晋煤基局字【2003】32 号文予以批复。但该矿井经过五十多年的开采，井田内主采的 10 号煤层资源已近枯竭。而 4 号、9 号煤层仅局部开采，而且煤层很薄，其储量远不能满足矿井生产的需要。为维持企业可持续发展，提高生产效率。经公司分析论证后决定将矿区南部边界外约 7.949km2 的范围作为该矿扩区。于 2008年 3 月编制了“山西省霍西煤田山西汾西矿业集团张家庄煤矿扩界地质报告”。扩区内煤层资源储量共计 3022 万 t。原井田尚有 2177 万 t，共计 5199 万 t。为合理开发和利用原井田和扩区内的煤炭资源，受山西汾西矿业集团张家庄煤矿有限公司的委托
3、，我院编制该矿改扩建初步可行性研究报告和本初步设计。2山西汾西矿业集团公司张家庄煤矿有限责任公司矿井改扩建初步设计山西华能设计工程有限公司-3 -第 一 章 井 田 概 况 及 地 质 特 征第一节 井田概况一 、 井 田 位 置 及 交 通（一）井田位置张家庄煤矿位于山西省灵石县城南约 7km 处，行政区划属灵石县管辖。原井田为一不规则多边形，由 61 个坐标点连线圈定，面积15.5908km2，扩区位于井田南侧。扩区地理座标为：北纬：364521364700；东经：11143461114642；扩区形态为不规则多边形，由 15 个坐标点连线圈定，南北宽约3.05km，东西长约 4.38km
4、，面积约为 7.949km2，井田总面积为23.5398km2。（二）交通大运公路 108 国道和南同蒲铁路干线均由井田西北边界处通过。玉成至仁义公路以南北贯穿井田东部边界。本矿有铁路专用线与铁路干线冷泉车站接轨，距离 1.0km。由本矿向北经灵石、介休可抵省城太原，向南经侯马、运城出省至陕西潼关与陇海线相接，交通运输极为便利。详见交通位置图 1-1-1。二 、 地 形 地 貌井田位于吕梁山脉与太行山脉交界处，北部和西部边界外为汾河开阔沟谷。区内以低山丘陵侵蚀地貌为主，沟谷纵横，梁峁绵延，地形复杂。井田总体地势南高北低，东高西低。地形最高点位于原矿区东南4角与扩区东北部交界处的山梁上，标高 1
5、121.5m，最低点位于扩区西北角的沟谷内，标高 821.0m，最大相对高差 300.5m。三 、 河 流 水 系井田地表水属黄河水系，原矿区内地表河流不发育。扩区内沟谷均为季节性河流，每逢雨季雨水顺沟谷向西汇入汾河。扩区西北部发育 5处流量介于 0.015-0.20L/s 的泉水，为第四系砂砾岩含水层。四 、 气 象井田位于山西省中南部，属温带大陆性季风气候。夏秋季日间较热，夜间较冷，昼夜温差大，春季常刮风，全年降水量较少，且多集中于七、八、九月份。根据灵石县气象资料：（一）温度：最高 39（55 年 7 月 24 日）六、七、八月为最热，最低-29.4 （1954 年 1 月 4 日）以十
6、二、一、二月为最冷，最高最低变化幅度在 68左右。（二）冻土深度：500700mm 。（三）降水量：年降水量最大 602.3mm（1955 年） ，月降水量最高298mm（1954 年 8 月） ，日最大降水量 85mm(1954 年 8 月 9 日)，雨水多集中于七、八、九月份，约占全年半数以上，多呈暴雨现象。（四）蒸发量及湿度：全年蒸发量 1362.1mm，最大月蒸发量251.1mm（1955 年 6 月） ，最小月蒸发量 11.9mm（53 年 7 月 24 日） ，最小相对湿度为 1%（53 年 2 月 16 日） 。（五）风向风速：最大风速每秒 8.1m，主要风向春夏多东南风，冬秋多
7、西北风。山西汾西矿业集团公司张家庄煤矿有限责任公司矿井改扩建初步设计山西华能设计工程有限公司-5 -五 、 地 震1956 年 9 月 25 日夜间在井田内发生地震一次，历时达 1 分钟之久，未作地震仪详细记录，估计三四级，震源不明。据中国地震烈度区划图（1990） ，本区基本地震烈度为 7 度。六 、 煤 矿 建 设 及 生 产 情 况（一）矿井建设情况张家庄煤矿是汾西矿业（集团）公司的一个老生产矿井。该矿是一九五三年接管的地方小窑，经改扩建后成为设计能力0.3Mt/a 的国有统配煤矿，划定矿区面积 15.58km2，可采煤层有4、7、9、10 号，其中 4、7、9 号为局部可采，10 号为
8、全井田稳定可采，其采矿证号为 39。该矿在计划经济体制下，主采 10 号煤层，当时因市场等因素产量逐年递减，于 1992 年报废停产。2002 年山西省煤炭工业局以晋煤经发【2002】687 号文件批复，该矿井破产重组实施改制，利用矿井有效资产和有效煤炭资源进行自救性生产。2003 年 7 月，汾西矿业集团勘查设计所编制了“汾西矿业集团张家庄煤矿有限责任公司张家庄煤矿技术改造初步设计” 。经山西省煤炭工业局以晋煤基局字【2003】32 号文予以批复。技改初步设计充分利用了原矿井地面设施及生产辅助系统和原主、副平峒及一家庄回风斜井等井下生产系统对矿井进行技改，设计形成0.3Mt/a 生产能力。目
9、前矿井按批准的设计已恢复生产。（二）矿井开拓开采生产情况1、井田开拓矿井原生产能力为 0.3Mt/a，6平硐开拓方式，主平硐为三心拱，净宽 3.5m，净断面积 10.38m2，井筒长 1645.0m，井筒内铺设双轨，线路坡度为 5，10t 架线电机车牵引 1t矿车运输。副平硐原为安全出口，三心拱，净宽 2.5m，净断面积为 4.9m2，井筒长 1578.0m。一家庄回风斜井，倾角为 25，斜长 350m，井筒为三心拱，净宽3.0m，净断面积为 8.68m2。矿井工业场地位于柏王庙沟内，回风井场地位于一家庄山梁上。2、井下开采在原井田内有可采煤层 4、7、9、10 号煤层，煤层赋存稳定，水文条件
10、简单，煤层倾角为 612，瓦斯含量较低，属低瓦斯矿井。但煤层较薄，煤层厚 0.81.8m，地质构造较复杂。目前在庙沟盘区布置了一个高档炮采工作面，年生产能力为 6.5 万 t。在汤村盘区布置了两个工作面，均为高档炮采面，一个面年生产能力为 6.5 万 t，另一个年生产能力为 15万 t。合计生产 28 万 t。（三）矿区开发及四邻情况扩区井田周边因煤层埋藏较浅，涧沟内有石炭系太原组煤层露头，近几十年，有矿井生产和小煤窑的私采乱挖，具体矿井及小煤窑情况如下：1、本矿原井田历五十多年的开采，主采 10 号煤层，资源已经枯竭所剩局部可采煤层厚度较薄，开采时生产能力很难有较大提高。2、扩区西部与原富家
11、滩煤矿井田（现矿井已报废）为邻；山西汾西矿业集团公司张家庄煤矿有限责任公司矿井改扩建初步设计山西华能设计工程有限公司-7 -3、扩区东北部有灵石县三尺煤矿；4、扩区南部有灵石县赵家墕煤矿；5、扩区东部有灵石县南头煤矿；扩区井田内，有部分小煤窑私采滥挖，主要开采山西组 2 号煤层及太原组 4 号煤层，因扩区太原组 7、9、10、11 号煤层埋藏较深，基本没有受到破坏，但在今后矿井生产开采中，应对扩区内小煤窑进行详细调查了解。七 、 水 源 、 电 源 条 件（一）水源情况矿区内有两个奥灰水源深井，水质纯良，水源充足，24 小时抽水，不能枯竭，不仅完全满足矿区生活的需要，而且能满足生产需求，距矿井
12、工业场地不足 1.5km，供水十分方便。（二）电源条件矿井已有 35kv 电源线路二回，一回路引自南关 110kv 变电站120mm2，15km；另一回路取自崔家沟 35kv 变电站 120 mm2、17km，供电十分可靠。八 、 主 要 建 筑 材 料 供 应 条 件矿设有供应科，集团公司设有供应处及材料总库，且距灵石县城不足 4km，物资供应十分便利。主要建筑材料如钢材、木材等可由外地购进，砖、砂、水泥、石灰等可就地解决。建材的供应能够满足建设和生产的需求。九 、 其 它 条 件矿井通过 50 余年的生产，已形成一定的规模，矿区职工文化生活丰8富，安居工程齐备，多种服务网点齐全，生产区、辅
13、助生产区经过改造均可利用。低成本扩张的格局基本形成。第二节 地质特征一 、 区 域 地 质（一）区域地层本井田位于霍西煤田西北部的灵石矿区。所在区域发育的地层由老到新有太古界、太岳山群、吕梁山群、上元古界、长城系、古生界、寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系、中生界、三叠系及新生界第三系和第四系。（二）区域构造本井田位于霍西煤田西北部，所在区域的主要构造包括祁吕弧形褶带东翼之部分及晋中多字型构造之部分。1、祁吕弧形褶带东翼：即由李四光所确立的吕梁恒山褶带在吕梁山及其东麓的一小部分。表现形式主要为一系列走向北北东、北东方向的褶皱和压性、压性兼扭性的断裂构造。对张家庄井田影响较大的有：1）灵石复背斜：核
14、部大致在介休县义棠灵石县夏门一带，核部出露最老地层为奥陶系中统上马家沟组。2）介休市义棠灵石县夏门一带压性及压扭性断裂构造，走向为北东及北北东，均为正断层。2、晋中多字型构造：构造形迹包括由走向北东东的褶皱，压性、压性兼扭性的断裂及褶山西汾西矿业集团公司张家庄煤矿有限责任公司矿井改扩建初步设计山西华能设计工程有限公司-9 -皱轴部、西翼产生的低序次的二次级所断裂和与北东东向的褶皱或直角相交的少数张性兼扭性的断裂所组成。主要分布在介休平遥一线之东，在本区域内发育少、影响小，仅在灵石县南关一带有所分布，多为走向北东的正断层。二 、 矿 井 地 质（一）地层井田范围沉积地层由下而上依次有：1、奥陶系
15、中统峰峰组（O 2f）井田北部边界附近沟谷中有出露，上部为青灰色厚层致密石灰岩，局部节理裂隙发育，且多为方解石脉充填。顶部被铁质浸染呈淡红色；中部为灰色泥灰岩，下部以石膏层为主，夹泥岩及钙质泥岩。厚度120.0250.0m，平均 180.0m 左右。2、石炭系中统本溪组（C 2b）平行不整合于奥陶系古侵蚀面上，主要岩性为灰、灰黑色泥岩、砂质泥岩、薄层石灰岩及铝土泥岩，底部为鸡窝状山西式铁矿层，不稳定。本组厚度 3.30-39.2m，平均 15.8m。3、石炭系上统太原组（C 3t）主要出露于原矿区北部及西南部沟谷中，扩区西北部沟谷中有少量出露，为海陆交互相沉积，是区内主要含煤岩系之一。岩性以泥
16、岩、砂质泥岩、砂岩互层为主，夹 3 层石灰岩及 6-9 层煤层，底部为灰白色中粒石英砂岩，其层位稳定，与其上石灰岩均可作为良好标志层。本组所含煤层中仅 10 号煤层全区稳定可采，其余均为局部可采或不10可采煤层。4、二叠系下统山西组（P 1s）出露范围与太原组基本一致，是区内另一主要含煤地层，为一套湖泊沼泽相沉积。底部为浅灰色厚层状长石英砂岩，中上部为砂质泥岩与砂岩互层，夹 1-3 层不可采煤层。厚 40.20-57.50m，平均 50.20m。与下伏太原组整合接触。5、二叠系下统下石盒子组（P 1x）主要出露于原矿区东部和扩区北部沟谷中，原矿区南部亦有零星出露。为一套河流沼泽相沉积。本组厚
17、83.25-118.91m，平均 102.17m，与下伏山西组呈整合接触。依据其岩性组合特征可分为上、下两段，下段（P 1x1）以深灰色泥岩、砂岩互层为主。上段（P 1x2）以黄绿色粉砂岩、砂岩互层为主，夹 2-3 层灰绿色铝质泥岩。顶部有一层灰绿色夹紫色斑块铝质泥岩可作为确定 K10 砂岩的良好标志。6、二叠系上统上石盒子组（P 2s）出露于扩区北部及南部部分沟谷中，为一套河流相碎屑岩沉积。区域上该组厚 306-582.6m，按其岩性特征可划为三段。根据补 13 号钻孔资料，下部岩性以灰色中粒砂岩与粉砂岩互层为主，夹紫色泥岩数层。上部岩性以紫红色砂岩、泥岩为主。该组地层在本井田内最大保留厚度
18、约 350 余米，与下伏下石盒子组呈整合接触。7、第三系上新统（N 2）不整合覆盖于下伏基岩侵蚀面上，岩性为浅棕红色亚粘土、粘土，底部含有砾石层，本组厚度 022.0m，平均 8.8m。山西汾西矿业集团公司张家庄煤矿有限责任公司矿井改扩建初步设计山西华能设计工程有限公司-11 -8、第四系（Q）主要为中上更新统黄土层，井田梁坡之处大量分布，沟谷处常因洪水冲蚀形成陡坎。较大沟谷中分布少量全新统近代冲积洪积物。本系厚度 0122.0m，平均 35.0m。（二）构造1、原矿区井田总体构造形态以大型宽缓褶曲为主，断层与陷落柱十分发育。现将主要构造简述如下：1）褶曲（1）靳村背斜位于井田北部的靳村柏王庙
19、村一带，核部出露于山西组和下石盒子组地层中。轴向自井田西部边界由 N70E 往北部边界渐转为N45E，两翼基本对称，地层倾角一般 7-10，井田内延伸长度约2km。（2）西头村向斜核部自西头村北进入本井田西部边界，至 137 号钻孔附近消失，轴向 N45E，两翼基本对称，地层倾角一般 6-8，井田内延伸长度约1.8km。 （3）瓦窑峪背斜位于井田西南部的瓦窑峪一带，至 109 号钻孔附近消失，轴向自井田西南部边界由 N40E 向北东部渐转为 N70E，两翼基本对称，地层倾角一般 5-8，井田内延伸长度约 2.6km。12除上述三条较大褶曲外，在井田东南部亦发育一些小的褶皱。2）断层井田内断层十
20、分发育。根据地表出露和井下巷道揭露情况，落差在1.50-30.00m 的断层达 200 余条之多，但大都为落差在 10m 以下的小断层，落差大于 20m 以上的断层仅 6 条。这些断层基本上为正断层，除极个别小断层走向为 NW 外，其余均为走向 NE、倾角 NW 的正断层。诸多断层的存在破坏了煤层的连续性，给煤矿生产带来一定的困难。3）陷落柱井田内陷落柱极其发育。自投产以来共揭露大小陷落柱 452 个，密度达 53 个/km 2。陷落柱水平断面直径在 10-352m 间不等，以 30-40m 者见多，其平面几何形态多为椭圆形或近圆形，少量为不规则形。纵断面多为上小下大的狭长梯形，陷壁角多在 7
21、0-80之间。陷落中心与围岩界限清晰，岩性迥异，易于识别。陷落地层在下陷过程中因受挤压、碰撞而破碎杂乱，部分塌陷高度可达地表。4）岩浆岩井田内未发现岩浆岩侵入体。综上所述，原矿区地质构造复杂程度为中等偏复杂类型。2、扩区扩区基本构造形态为走向 NE，倾向 SE 并伴有宽缓褶曲的单斜构造，区内断层与陷落柱较发育。落差在 3-103m 之间的正断层共 10 条，其中5 条落差大于 10m，这些断层走向均为 NE 向，区内大致平行呈阶梯状排列。陷落柱主要分布在扩区西北部，共有 7 个，形态基本呈椭圆形和近山西汾西矿业集团公司张家庄煤矿有限责任公司矿井改扩建初步设计山西华能设计工程有限公司-13 -圆
22、形。1）断层（1）F k2 正断层为扩区西北部边界断层。走向 NE，倾向 NW，倾角 65-70，落差11-16m，区内延伸长度约 1200m。（2）F k4 正断层为扩区西北部边界断层。位于 F2 断层南边，回牛村西北部，与 F2断层大致平行。走向 NE，倾向 NW，倾角 65-70，落差 6-30m，区内延伸长度约 1000m。（3）F k5 正断层位于扩区西北部，在回牛村西南约 100m 处尖灭。走向 NE，倾向NW，倾角 65，落差 9-21m，区内延伸长度约 1600m。（4）F k7 正断层从胡家岩村东进入扩区西南部边界，至高壁镇村西穿越扩区北部边界，与 F4 断层大致平行。走向
23、NE，倾向 NW，倾角 54-58，落差 17-30m，区内延伸长度约 3500m。（5）F k8 正断层位于扩区东南部，补 13 号钻孔西北，与 F7 断层大致平行。走向NE，倾向 NW，倾角 65，落差 93-103m。区内延伸长度约 1100m2、陷落柱扩区内陷落柱较发育，目前发现的共有 7 个，其中 6 个均分布于扩区西北部，仅 1 个位于扩区东南部边界附近。陷落柱水平断面直径 60-14365m 不等，呈椭圆形和近圆形，面积 63000m2 不等。综上所述，扩区地质构造复杂程度应为中等类型。（三）煤层1、含煤性井田内主要含煤地层为山西组和太原组，地层平均总厚 120.60m，含煤 8
24、-10 层，煤层平均总厚 6.23m，含煤系数 5.2%。山西组地层厚 40.20-57.50m，平均 50.20m。含煤 1-3 层，即1、2、3 号煤层，各煤层赋存极不稳定，全区不可采。本组煤层平均总厚0.55m，含煤系数 1.1%。太原组地层厚 60.50-98.20m，平均 70.40m。含煤 6-8 层，自上而下编号为 4、5、6、7、8、9、10、11 号，其中 10 号煤层全区稳定可采，7、9、11 号煤层于扩区内局部可采，其余煤层均不可采。本组煤层平均总厚 5.68m，含煤系数 8.1%。2、可采煤层（详见表 1-2-1）表 1-2-1 煤层特征表 煤层厚度（m） 煤层间距（m
25、）煤层号最小-最大平均最小-最大平均夹石层数顶板岩性-底板岩性稳定程度-可采程度4 0-1.300.41 25.40-35.20 0泥岩-泥岩极不稳定-全区不可采7 0.10-1.951.11 30.1019.50-26.30 0-1 层局部 2 层泥岩-中粒砂岩不稳定-原矿区不可采,扩区局部可采9 0-1.100.57 22.604.80-7.83 0石灰岩-泥岩原矿区不稳定,扩区较稳定-原矿区不可采,扩区局部可采10 0.85-2.621.86 6.456.76-13.82 0-1 层局部 2 层泥岩-泥岩或细粒砂岩稳定-全区可采11 0.55-3.211.43 11.20 0-1 层局部
26、 3-5 层细粒砂岩或泥岩-泥岩或铝质泥岩扩区较稳定-扩区局部可采山西汾西矿业集团公司张家庄煤矿有限责任公司矿井改扩建初步设计山西华能设计工程有限公司-15 -1）4 号煤层位于太原组顶部，下距 7 号煤层 25.40-35.20m 平均 30.10m。煤层厚0-1.30m,平均 0.41m。不含夹石，结构简单。顶底板均为泥岩。在所有钻孔中，可采见煤仅 7 个。在扩区内为不可采煤层。原矿区内 9、103 号钻孔见煤点达可采厚度，但均孤立连不成片，无开采价值。而位于原矿区东南部的 1、13、20、104 号钻孔见煤点均达可采厚度，可采范围面积 0.902km2，可供小煤窑开采。2）7 号煤层位于
27、太原组中部，K 4 与 K3 石灰岩之间，下距 9 号煤层 19.50-26.30m，平均 22.60m。煤层厚 0.10-1.95m，平均 1.11m。一般含 0-1 层夹石，局部达 2 层，结构简单。顶板一般为泥岩，底板多为中粒砂岩。该煤层在原矿区内仅 5 个可采见煤点，可采点分布不均，连片范围较小，无开采价值，属不可采煤层。在扩区内有 3 个可采见煤点，均分布于扩区东部，可采面积超过扩区面积的 1/3，属不稳定的局部可采煤层。3）9 号煤层位于太原组下部，下距 10 号煤层 4.80-7.83m，平均 6.45m。煤层厚0-1.10m，平均 0.57m，不含夹石，结构简单。顶板为石灰岩，
28、底板一般为泥岩。在原矿区内该煤层可采范围分布于井田中东部，可采面积2.139km2，属不稳定的不可采煤层。扩区内该煤层可采点分布于井田西部和东南部，属较稳定的局部可采煤层。164）10 号煤层位于太原组下部，下距 11 号煤层 6.76-13.82m，平均 11.20m。煤层厚 0.85-2.62m，平均 1.86m。一般含 0-1 层夹石，局部达 2 层，结构简单。顶板一般为泥岩，底板为泥岩或细粒砂岩，属全区稳定可采煤层。该煤层于原矿区内已大部采空，仅西南部有小部分未开采。5）11 号煤层 位于太原组下部，厚 0.55-3.21m，平均 1.43m。一般含 0-1 层夹石，仅在补 1 和 1
29、3 号钻孔附近含 3-5 层夹石，结构简单复杂。顶板一般为细粒砂岩或泥岩，底板一般为泥岩或铝质泥岩。扩区内属局部可采煤层，可采见煤点分布于扩区西南部和东南部。3、煤类、煤质及煤的用途1）煤的物理性质和宏观煤岩类型各煤层的物理性质基本相似：外观为黑色，条痕为黑色或黑褐色，玻璃光泽，多具条带状结构，层状构造，断口为阶梯状或贝壳状，性脆易碎，多呈细块状或粉煤状。4、7、9、10、11 号煤层视密度分别为1.34t/m3、1.36t/m 3、1.30t/m 3、1.35t/m 3、1.40t/m 3。宏观煤岩类型多为半亮型煤，光亮型和半暗型煤次之，局部有少量暗淡型煤。2）煤的化学性质及工艺性能（1）原
30、矿区各煤层的主要化学性质和工艺性能详见表 1-2-2。4 号煤层山西汾西矿业集团公司张家庄煤矿有限责任公司矿井改扩建初步设计山西华能设计工程有限公司-17 -水分（Mad）：原煤为 0.57-1.34%，平均 0.98%；浮煤为 0.50-1.15%，平均 0.95%。灰分（Ad）：原煤为 9.86-18.92%，平均 14.48%；浮煤为 5.43-12.06%，平均 8.26%。挥发分（Vdaf）：浮煤为 28.54-30.66%，平均 29.51%。全硫（St.d）：原煤为 0.41-3.28%，平均 0.83%；浮煤为 0.47-1.87%，平均 0.95%。18表 1-2-2 原矿区
31、各煤层煤芯煤样化验结果汇总表工 业 分 析 胶 质 层 厚 度煤层号原洗煤Mad(%)Ad(%)Vdaf(%)S.td(%)Pd(%)发 热 量Qb.ad MJ/kg粘结性 X mm Y mm 曲 线 型煤类原 煤 0.98134-5714.892-630.514-90.832-10.0039 35.8197-4264洗 煤 .5-.260-329.16-.957- 36.04-26 348-2627.534-之 山 FM原 煤 0.712-417.04-9.543-783.872-0.9214-3735.687-96-7洗 煤 .5-9.6-528.71-1.-6 -5205-135.21-
32、7之 山 FM原 煤 1.02-4614.0628-76.053-2.04-0.0014 36.08-56-49洗 煤 .96-7.59-324.9-71.573- 36.24-545.37-1728-波 型JMFM原 煤 1.02-518.32-7.9308-4.06-0.154-725.-167-10洗 煤 .83-9.67-526.4-1.952- 36.14-80-25.84-627.63-1之 山 FM山西汾西矿业集团公司张家庄煤矿有限责任公司矿井改扩建初步设计山西华能设计工程有限公司-19 -磷（Pd）：原煤一般在 0.0039%左右。发热量（Qb.daf）：原煤 35.42-35
33、.97MJ/kg，平均 35.81MJ/kg。坩埚粘结性：原浮煤平均值均为 6。胶质层厚度（Y）：介于 24.0-34.0mm 之间，平均 27.5mm。7 号煤层水分（Mad）：原煤为 0.54-1.25%，平均 0.75%；浮煤为 0.54-0.94%，平均为 0.75%。灰分（Ad）：原煤为 7.91-21.47%，平均 17.04%；浮煤为 5.50-16.90%，平均 9.90%。挥发分（Vdaf）：浮煤为 27.84-32.52%，平均为 29.54%。全硫（St.d）：原煤为 1.85-5.72%，平均 3.87%；浮煤为 1.63-2.22%，平均 1.88%。磷（Pd）：原煤
34、一般在 0.00092%左右。发热量（Qb.daf）：原煤 35.59-35.77MJ/kg，平均 35.68MJ/kg。粘结性：原、浮煤平均值均为 6。胶质层厚度（Y）：介于 27.0-51.0mm 之间，平均 35.2mm。9 号煤层水分（Mad）：原煤为 0.46-2.19%，平均 1.02%；浮煤为 0.41-1.27%，平均 0.96%。灰分（Ad）：原煤为 7.05-29.88%，平均 14.06%；浮煤为 5.53-9.24%，平均 7.56%。挥发分（Vdaf）：浮煤为 22.75-25.99%，平均 24.46%。20全硫（St.d）：原煤为 1.24-2.61%，平均 2.
35、04%；浮煤为 1.27-1.73%，平均 1.50%。磷（Pd）：原煤一般在 0.0014%左右。发热量（Qb.daf）：原煤为 35.86-36.30MJ/kg，平均 36.08MJ/kg。坩埚粘结性:原、浮煤煤平均值均为 6。胶质层厚度（Y）：介于 12-28mm 之间，平均 17.0mm。10 号煤层水分（Mad）：原煤为 0.52-2.19%，平均 1.01%；浮煤为 0.51-1.31%，平均 0.88%。灰分（Ad）：原煤为 9.91-27.92%-，平均 18.35%；浮煤为 5.69-17.17%，平均 9.96%。挥发分（Vdaf）：浮煤为 23.79-29.03%，平均
36、26.44%。全硫（St.d）：原煤为 0.61-7.61%，平均 4.10%；浮煤为 0.58-5.25%，平均 1.94%。磷（Pd）：原煤一般在 0.0015%左右。发热量（Qb.daf）：原煤 34.12-36.24MJ/kg，平均 35.65MJ/kg。粘结性：原、浮煤平均值均为 6。胶质层厚度（Y）：介于 16.0-36.0mm 之间，平均 27.6mm。（2）扩区各煤层的主要化学性质和工艺性能详见表 1-2-3。7 号煤层山西汾西矿业集团公司张家庄煤矿有限责任公司矿井改扩建初步设计山西华能设计工程有限公司-21 -表 1-2-3 煤质特征表工 业 分 析 胶 质 层 厚 度煤层号
37、原洗煤 Mad(%) Ad(%) Vdaf(%) S.td(%) Pd(%)发 热 量Qb.ad MJ/kg X (mm)Y (mm) 曲 线 型煤类原 煤 0.65-1.850.98 12.19-30.6620.91 28.91-36.0832.40 1.57-4.282.78 0.0065 35.37-36.4636.027浮 煤 0.55-0.870.67 7.44-19.5612.33 27.59-34.4830.78 1.45-2.441.80 15-4227.7 26-4435.6 山 型FM原 煤 0.28-2.721.18 6.44-27.1915.21 25.77-29.90
38、28.31 1.66-4.242.78 0.0065 32.80-36.3435.489浮 煤 0.65-1.410.89 4.98-12.218.09 25.23-27.5226.20 1.25-1.351.30 0.0012 43.5-5047.6 15-3021.5 之 型JMFM原 煤 0.50-2.591.07 12.28-24.3418.70 24.60-33.5829.81 1.92-4.442.93 34.68-35.9935.5110浮 煤 0.58-0.900.71 8.48-12.6510.12 25.64-31.4328.58 1.29-1.661.44 0.0017-
39、0.00240.00205 6-34.025.4 26-3833.4 山 型FM原 煤 0.61-1.210.92 29.06-39.1733.83 30.15-39.4632.87 1.03-3.722.14 0.0533 33.34-34.6433.8811浮 煤 0.57-0.980.73 13.04-19.8015.66 26.54-31.2628.99 1.33-2.872.41 9-24.518.4 20-4028.3 之 山FM22水 分 （ Mad） ： 原 煤 为 0.65-1.85%， 平 均 0.98%； 浮 煤 为 0.55-0.87%，平 均 为 0.67%。灰分（A
40、d）：原煤为 12.19-30.66%，平均 20.91%；浮煤为 7.44-19.56%，平均 12.33%。挥发分（Vdaf）：浮煤为 27.59-34.48%，平均为 30.78%。全硫（St.d）：原煤为 1.57-4.28%，平均 2.78%；浮煤为 1.45-2.44%，平均 1.80%。磷（Pd）：原煤一般在 0.0065%左右。发热量（Qb.daf）：原煤 35.37-36.46MJ/kg，平均 36.02MJ/kg。粘结性：原、浮煤平均值均为 6。胶质层厚度（Y）：介于 26.0-44.0mm 之间，平均 35.6mm。9 号煤层水分（Mad）：原煤为 0.28-2.72%，
41、平均 1.18%；浮煤为 0.65-1.41%，平均 0.89%。灰分（Ad）：原煤为 6.44-27.19%，平均 15.21%；浮煤为 4.98-12.21%，平均 8.09%。挥发分（Vdaf）：浮煤为 25.23-27.52%，平均 26.20%。全硫（St.d）：原煤为 1.66-4.24%，平均 2.78%；浮煤为 1.25-1.35%，平均 1.30%。(补 13 号钻孔原煤全硫含量为 6.09%,属异常点,根据规范规定可不予采纳) 。磷（Pd）：原煤一般在 0.0065%,浮煤在 0.0012%。山西汾西矿业集团公司张家庄煤矿有限责任公司矿井改扩建初步设计山西华能设计工程有限公
42、司-23 -发热量（Qb.daf）：原煤为 32.80-36.34MJ/kg，平均 35.48MJ/kg。坩埚粘结性:原、浮煤煤平均值均为 6。胶质层厚度（Y）：介于 15-30mm 之间，平均 21.5mm。10 号煤层水分（Mad）：原煤为 0.50-2.59%，平均 1.07%；浮煤为 0.58-0.90%，平均 0.71%。灰分（Ad）：原煤为 12.28-24.34%，平均 18.70%；浮煤为 8.48-12.65%，平均 10.12%。(补 8 号钻孔原煤灰分含量为 9.91%,属异常点,根据规范规定可不予采纳)。挥发分（Vdaf）：浮煤为 25.64-31.43%，平均 28.
43、58%。全硫（St.d）：原煤为 1.92-4.44%，平均 2.93%；浮煤为 1.29-1.66%，平均 1.44%。磷（Pd）：浮煤一般在 0.00205%左右。发热量（Qb.daf）：原煤 34.68-35.99MJ/kg，平均 35.51MJ/kg。粘结性：原、浮煤平均值均为 6。胶质层厚度（Y）：介于 26-38mm 之间，平均 33.4mm。11 号煤层水分（Mad）：原煤为 0.61-1.21%，平均 0.92%；浮煤为 0.57-0.98%，平均 0.73%。灰分（Ad）：原煤为 29.06-39.17%，平均 33.83%；浮煤为 13.04-19.80%，平均 15.66
44、%。24挥发分（Vdaf）：浮煤为 26.54-31.26%，平均 28.99%。全硫（St.d）：原煤为 1.03-3.72%，平均 2.14%；浮煤为 1.33-2.87%，平均 2.41%。磷（Pd）：原煤一般在 0.0533%左右。发热量（Qb.daf）：原煤 33.34-34.46MJ/kg，平均 33.88MJ/kg。粘结性：原、浮煤平均值均为 6。胶质层厚度（Y）：介于 20.0-40.0mm 之间，平均 28.3mm。3）煤类及工业用途（1）煤类原矿区4 号煤层为低灰、特低磷、低硫、中高挥发分、特高热值的肥煤。7 号煤层为中灰、特低磷、高硫、中高挥发分、特高热值的肥煤。9 号煤
45、层属低灰、特低磷、中高硫、中等挥发分、特高热值的肥煤和焦煤。10 号煤层为中灰、特低磷、高硫、中等挥发分、特高热值的肥煤。扩区7 号煤层为中灰、特低磷、中高硫、中高挥发分、特高热值的肥煤。9 号煤层属中灰、特低磷、中高硫、中等挥发分、特高热值的肥煤和焦煤。10 号煤层为中灰、特低磷、中高硫、中等挥发分、特高热值的肥煤。11 号煤层为高灰、特低磷、中高硫、中高挥发分、特高热值的肥煤。山西汾西矿业集团公司张家庄煤矿有限责任公司矿井改扩建初步设计山西华能设计工程有限公司-25 -（2）煤的工业用途7 号、9 号、10 号煤层虽然全硫含量较高，但因硫分主要为无机硫，经本矿配套的洗煤厂洗选后硫分明显下降
46、，能够满足现行煤、泥炭地质勘查规范的要求，能够作为炼焦用煤，市场前景很好。11 号煤层属高灰、中高硫煤，主要做动力用煤。三 、 水 文 地 质 条 件（一）区域水文地质概况1、自然地理概况张家庄井田位于霍西煤田的汾孝矿区东部，霍山断裂带的西侧。地貌形态为山前平原丘陵区，地表冲沟发育。地层以奥陶系灰岩作基底，上面覆盖着中上石炭统的本溪组、太原组，二叠系的山西组、石盒子上、下组等基岩；其上为第三系红土及第四系黄土层、冲积层。水系，地表水汾河属黄河水系，位于勘探区西侧。据义棠水文站资料，汾河流域面积 23945km2，多年洪峰流量 522.2m3/s，最大洪峰流量1260m 3/s(1959)，最枯
47、流量为 0。区内无河流，雨季冲沟的水流汇入区东南的静升河。该河发源于霍山甘雨沟，流域面积约 60 km2，平常为山溪水流，流量一般小于 1 m 3/s，雨季测得最大流量为 33.9 m 3/s。2、区域含水层1）奥陶系石灰岩溶裂隙含水层：区域西部广泛出露且为地下水补给区，本含水层含水丰富，水质好，为区域主要含水层。2）石炭系上统石灰岩溶裂隙含水层组：主要为太原组三层石灰岩含26水层，其含水性随埋藏深度和所处构造位置不同而变化，为区域主要含水层之一。3）二叠系砂岩裂隙含水层：区域内广泛出露，多见有小泉水出露，具有一定含水性，但一般富水性较弱。4）第四系冲积洪积含水层：多分布于较大沟谷及两侧一级阶
48、地，大多含水性较好，为村镇工农业用水的重要水源之一。3、区域隔水层隔水层由本溪组铝土质泥岩或铝土岩、2 号煤层底板至 K2 灰岩之间的粉砂岩、泥岩、山西组顶界以上泥岩、粉砂岩等组成。（二）矿井充水条件1、含水层1）奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水层厚 700 余米，青灰色，中夹薄层泥灰岩及石膏层。地表见水平溶洞颇多，部分被水平垂直小溶洞及大裂隙所贯通。蜂窝状小溶洞常发育于薄层灰岩中，溶洞层总厚约 6m，每层距上部石膏层之间距及溶洞的极大值自上而下分别为：间距 10-12m 溶洞极大值（m）：252.527-28m10-12m 溶洞极大值（m）：0.50.5 0.538-41m 溶洞极大值（m）：3169上述溶洞中局部被灰岩块及钙质泥岩充填，并有再次冲蚀现象。据148 队在本区西缘富家滩之水源生产井资料：主要含水量水层埋藏在石膏层以下，其标高+500 至 541m。地下水流向由北向南。节理、裂隙、溶山西汾西矿业集团公司张家庄煤矿有限责任公司矿井改扩建初步设计山西华能设计工程有限公司-27 -洞发育，钻孔直径 0.32m，水位下降 0.04-0.26m，涌水量 5.11-5.3 升/ 秒，静止水位标高+536.71-541.26m ；水质为重碳酸盐钙镁型，矿化度 0.54 克/升，含水量极为丰富。局部地区受构造影响，在主
