1、河 北 工 程 学 院 毕 业 设 计 （ 论 文 ）1第一章 矿区概述及井田特征第 一 节 矿 区 概 述一、地理位置山西方山汇丰新星煤业有限公司位于方山县县城西南 24km 处的峪口镇郝家焉村。行政隶属峪口镇管辖。地 理 坐 标 ：东 经 11106 53 11109 18北 纬 3744 54 3747 25 井 田 距 209 国 道 9 公 里 ， 方 山 县 至 临 县 的 乡 村 公 路 从 矿 区 通 过 ， 交 通 运 输 条 件 较 为 便 利。详 见 交 通 位 置 图 1-1-1。二、地形地貌井 田 地 处 晋 西 黄 土 高 原 吕 梁 山 西 侧 ， 地 形 主 要
2、 以 黄 土 台 、 峁 、 梁 及 黄 土 冲 沟 为 主 ， 侵蚀 切 割 严 重 ， 地 形 复 杂 。 地 势 总 体 东 高 西 低 。 最 高 点 位 于 井 田 东 部 ， 海 拔1258.1m， 最 低 点 位于 井 田 西 部 ,海 拔 1028.0m， 相 对 高 差 230.1m， 属 低 中 山 丘 陵 区 。三、地表水系本 区 属 湫 水 河 水 系 ， 井 田 范 围 内 无 河 流 ， 主 要 沟 谷 为 中 部 的 车 赶 沟 和 南 部 的 沐 浴 沟 ，只 有 季 节 性 水 流 ， 是 雨 季 的 洪 水 排 泄 集 中 地 段 。四、气象本 井 田 地
3、处 晋 西 黄 土 高 原 ， 为 大 陆 性 季 风 气 候 ， 暖 温 带 半 干 旱 地 区 ， 气 温 变 化 昼 夜 悬殊 ， 四 季 分 明 ， 降 水 量 有 限 ， 多 呈 干 旱 状 态 ， 冬 春 季 多 西 北 风 ， 少 雨 雪 ， 夏 秋 季 雨 量 集 中 ，有 时 出 现 暴 雨 洪 水 灾 害 。据 方 山 县 气 象 站 资 料 ， 各 气 象 要 素 特 征 如 下 ：1、 气 温 ： 年 平 均 12.5 ， 一 月 份 最 低 ， 平 均 为 -7.6 ， 极 端 值 达 -20.1 ， 7 月 份 最 高 ，平 均 为 22.6 ， 极 端 值 达 3
4、8.5 ， 平 均 温 差 30.2。一般气温降至 0的时间是 10 月中旬，回升到 0以上的时间是翌年 4 月中旬。2、降水量和蒸发量：历年平均降水量为 545mm，最大降水量在 7 月份，为1299mm，最小在 12 月份，为 3.6mm。雨量集中在 7、8、9 三个月，占全年的 63%。蒸发量年平均值为 1900mm，最大在 6 月份，平均为 362.3mm。3、风向及风速：风向多为西北，风速年平均 2.5m/s，最大在 3-5 月份，风速可达3.1m/s。4、霜期、雪期和冻土期：初霜期在 10 月上旬，终霜期在次年 3 月份，一次最大积霜厚度为 14-30cm。最早冻土期在 11 月，
5、最晚解冻日为翌年 4 月，最大冻土深度91cm。河 北 工 程 学 院 毕 业 设 计 （ 论 文 ）2五、电源条件本矿井位于吕梁市方山县境内，其供电电源采用双回 35kV 架空线：一回引自乔沟110kV 变电站，供电电压 35kV，供电距离为 9km，导线型号为 LGJ-120mm2；另一回引自大武园区 110kV 变电站，供电电压 35kV，供电距离为 18km。供电导线为 LGJ-120mm2。两回电源分列式运行方式，一回工作，另一回带电备用，以保证矿井供电的连续性。六、水源条件1、松散岩类孔隙水发育于井田内沟谷中，水位埋藏较浅，易于开采，但由于富水性不均一，仅可供村庄小型生活用水。2、
6、奥陶系中统上马家沟组石灰岩岩溶水井田以东奥陶系上马家沟组石灰岩岩溶水，水质好，水量丰富，埋藏浅，易开采。开发利用矿区奥灰水是未来矿区供水的一个重要方向。七、其他建设条件矿 井 对 外 通 讯 依 托 方 山 县 电 信 局 网 ， 以 程 控 电 话 与 全 国 各 地 联 系 ， 矿 井 建 设 所 需 要的 材 料 ， 如 砖 瓦 、 砂 、 石 、 灰 等 土 产 材 料 由 当 地 采 购 。八、地震据国家质量技术监督局 2001-02-02 批准，中国地震动参数区划图 GB18306-2001，本区地震动加速度为 0.05g，对应地震基本烈度为，据历年记载，未发生过大的地震。九、区域
7、经济方山县以农业为主，工业为辅，主要工业为煤炭、建材等，区内耕地面积较少，并多为山坡地。农作物以玉米、豆类、谷子为主，粮食基本上自给自足。河 北 工 程 学 院 毕 业 设 计 （ 论 文 ）3河 北 工 程 学 院 毕 业 设 计 （ 论 文 ）4十、周边矿井山西方山汇丰新星煤业有限公司煤矿，北与山西方山金晖瑞隆煤业有限公司煤矿相邻，西与山西临县晟聚煤业有限公司煤矿相望， 南与临县黄家沟创伟焦煤有限公司煤矿相望(见四邻关系图)。其余方位为空白资源区，现将各矿叙述如下： 1、山西方山金晖瑞隆煤业有限公司煤矿，批采 5-10#煤层，现采 5 号煤层，采用一斜两竖开拓方式。井下采用综采综掘开采，回
8、采工作面为壁式放顶开采方式。设计生产能力为 120 万吨/年。该矿采(古)空破坏区位于井田东北部,据调查无越层越界行为。据 2005 年度瓦斯等级鉴定表，5 号煤层瓦斯绝对涌出量为 0.166m3/min，相对涌出量为 1.54m3/t，为低瓦斯矿井，8 号煤层瓦斯绝对涌出量为 0.37m3/min，相对涌出量为 2.13m3/t，为低瓦斯矿井。据山西省煤炭工业局综合测试中心检验报告，5 号煤层煤尘火焰长度 50mm，岩粉量 75%，煤尘具有爆炸性，吸氧量 0.3455ml/g，自燃等级级，煤层属于不易自燃煤层。据本次调查，该井田涌水量为 250m3/d。2、山西临县晟聚煤业有限公司煤矿，批采
9、 5-10#煤层，现采 5 号煤层，采用一斜两竖开拓方式。井下采用综采综掘开采，回采工作面为壁式放顶开采方式。设计生产能力为 120 万吨/年。为改扩建矿井。该矿采(古)空破坏区位于井田中部,据调查无越层越界行为。据 2005 年度瓦斯等级鉴定表，5 号煤层瓦斯绝对涌出量为 0.126m3/min，相对涌出量为 1.45m3/t，为低瓦斯矿井。 据山西省煤炭工业局综合测试中心检验报告，5 号煤层煤尘火焰长度 45mm，岩粉量 75%，煤尘具有爆炸性，吸氧量 0.3266ml/g，自燃等级级，煤层属于不易自燃煤层。据本次调查，井田涌水量为 200m3/d。3、山西临县黄家沟创伟焦煤有限公司煤矿批
10、采 5、8+9、10 号煤层，现采 5 号煤层，采用二斜一立三个井筒的开拓方式，井下采用综采综掘开采，回采工作面为壁式放顶煤开采，设计生产能力 120 万 t/a，为改扩建矿井。该矿采（古）空区破坏区位于井田中南部，据调查无越层越界开采行为。据 2007 年瓦斯等级鉴定结果，5 号煤层瓦斯绝对涌出量 0.59m3/min，相对涌出量 1.06m3/min，二氧化碳绝对涌出量 0.7m3/min，相对涌出量 1.26m3/min，为低瓦斯矿井。根据山西省煤炭工业局综合测试中心检验报告，5 号煤层煤尘火焰长度 120mm，岩粉用量 70%，煤尘有爆炸性，吸氧量 0.6665cm3/g，自燃倾向性等
11、级为级，属自燃煤层。据本次调查，该井田涌水量为 130m3/h。河 北 工 程 学 院 毕 业 设 计 （ 论 文 ）5河 北 工 程 学 院 毕 业 设 计 （ 论 文 ）6第 二 节 井 田 地 质 特 征一、地质勘探程度山西省第三地质工程勘察院在收集利用以往地质资料和矿井生产地质资料及补充勘探的基础上编制了本报告。详细查明了井田构造，正确评价了构造复杂程度。详细查明了 5、8、10 号煤层的层位、厚度、结构及可采范围，正确评价了主要可采煤层的可采性和稳定程度。查明了 5、8、10 号煤层的煤质特征和工艺性能，确定了煤类，评价了煤的工业利用方向。详细查明了井田水文地质条件，分析了矿井充水因
12、素，详细查明了采空区积水情况，并估算了积水量，预算了矿井涌水量。据该矿近年实测资料，确定了矿井瓦斯等级，评价了 5、8、10 号煤层的煤尘爆炸性和煤的自燃倾向性。评述了 5、8、10 号煤层的顶底板岩石工程地质特征。估算了 5、8、10 号煤层资源/估量，估算方法得当，估算参数选取符合规范，资源/储量分类正确，估算结果可靠。井田 5号煤层达到了勘探程度。二、地质构造(一)区域地质简况1、区域地质区域地质构造的发展史与整个华北古陆颇为一致。前震旦纪地层为巨厚的混合岩化强烈的关帝山花岗岩及其它古老变质岩系，分布在关帝山周围，为隆起褶皱。震旦纪被一些厚度不大的陆相碎屑岩沉积到寒武纪后由于地壳运动下降
13、而沉入海底，一直到中奥陶纪，沉积了很厚的深海相石灰岩。后又上升为陆地，遭受长期剥蚀形成沉积间隔，到中石炭纪又缓慢下降形成浅海相沉积。不久又开始上升，在二叠纪、三叠纪形成很厚的陆相沉积。中生代末期，受燕山运动的影响，大量花岗岩侵入，关帝山急骤隆起，形成吕梁背斜，铸成了今日地貌的雏形。境内地层齐全，太古界、元古界、古生界、中生界、新生界地层都有出露。2、太古界（1）中太古界河口群是区内最古老的地层。以白云母片岩、白云母变粒岩为主，夹大理岩，有些地段可见白色含白云母花岗伟晶岩及石英脉。（2）上太古界吕梁群自下而上（即从老到新）可分为赤坚岭、杜家沟组。赤坚岭组上部以黑云变粒岩为主，夹黑云斜长片麻岩。杜
14、家沟组是一套较厚的变质酸性火山岩，夹几层厚度不大的变基性火山岩。上太古界混合杂岩带及中粒、粗粒黑云母花岗岩。3、元古界下元古界野鸡山群（分两组） ，青杨家湾组及白龙山组，从下至上为变质砾岩，含砾石英岩和石英岩，淡红色条带状角闪岩、变粒岩、黑灰色条纹状、带状钙质黑云千河 北 工 程 学 院 毕 业 设 计 （ 论 文 ）7枚岩夹钙质石英岩。4、古生界（1）下古生界寒武系，可见中统和上统：主要是由砂砾岩、石英岩状砂岩、砂岩、页岩、灰岩、砂质白云岩等组成的浅海相碎屑岩碳酸盐沉积层。（2）下古生界奥陶系，分下统和中统。为黄绿色砾岩与竹叶状白云岩，上层中上部以石灰岩为主。（3）上古生界石炭系，可见中统和
15、上统：中统，本溪组：主要是铁铝岩、铝土岩、页岩、灰岩，在吴城局、张家塔、石站头等地出露。上统，太原组：主要岩性为灰白灰黑色泥岩、砂质页岩、砾岩、灰岩以及煤层。与下伏奥陶系地层呈平行不整合接触，主要分布在张家塔一带。（4）上古生界二迭系，分下统和上统：下统分山西组、下石盒子组；上统分上石盒子组。地层间接触关系为整合接触，主要由砂岩、砂质页岩、页岩、泥岩以及煤层组成的陆相沉积地层，分布于张家塔附近。5、新生界（1）新生界上第三系，新生界上第三系上新统保德组，与下伏地层呈角度不整合接触，底部为红色砾岩，上部以半胶结砾岩、松散砾石层、紫红色棕红色粘土和砂质粘土为主。主要分布在举人头村。（2）新生界第四
16、系，可见中更新统、上更新统、全新统。与下伏地层呈角度不整合接触，主要是离石黄土、马兰黄土以及冲洪积物。出露在北川河两岸及其它沟谷中。本井田所处大地构造位置为吕梁太行断块、吕梁山块断、吕梁山块隆、离石菱形复向斜的北端，区域构造以褶皱为主。主要受离石-中阳向斜构造控制。（二）区域含煤特征区域上含煤地层主要为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组。太原组（C 3t）：由深灰色、灰黑色泥岩、砂质泥岩、中粗粒砂岩、灰岩及煤层组成，为一套海陆交互相含煤沉积。该组旋回结构清楚，厚度很稳定，一 般 含6、 7、 8、 9、 10 号 煤 层 ， 其 中 8 号 煤 层 稳 定 可 采 ， 10 号 煤 层 较 稳
17、 定 可 采 ， 其余为局部可采或不可采煤层。太原组第一段为主要含煤段，由晋祠砂岩 K1至 L1灰岩底部，岩性主要由灰、灰黑色泥岩、页岩、粉砂岩及煤层组成，本段含可采煤层为 8、10 号煤层，其 中 8 号 煤 层稳 定 可 采 ， 10 号 煤 层 较 稳 定 可 采 。底部 K1砂岩为本溪组和太原组的分界线。山西组（P 1s）：山西组是以陆相沉积为主的海陆交互相含煤沉积，地层岩性由深灰灰黑色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、灰色砂岩及煤层组成，本组含有1、2、3、4、5 号煤层，其中 5 号煤层为稳定可采煤层，其余煤层为不可采煤层。河 北 工 程 学 院 毕 业 设 计 （ 论 文 ）8(详见表 1
18、-2-1 区域地层一览表)。表 1-2-1 区域地层一览表界 系统（群） 组 代号 厚度（m） 岩性描述全新统 亚砂土、亚粘土、粉细砂及砾石层第四系中上更新统 + 0-170 上部粉砂岩、亚砂土、中部细砂及砾石层；下部淡红色亚粘土、亚砂土夹钙质结核层，底部有砾石层。新生界 上第三系上新统N2 0-540上部深红色粘土、砂质粘土夹砾岩，含钙质结核；中部棕红色砂质粘土、亚粘土、灰白色砾岩；下部紫色砾岩、黄色粉砂互层，黄色细砂夹砾岩。石千峰组 P2sh96.5-126.8 灰绿、黄绿色砂岩、砂质页岩、页岩。上统 上石盒子组P2s 296.2-536.8上部黄绿、灰紫色砂岩、砂质页岩、近顶部一层燧石层
19、；中部灰紫、灰绿色含砾砂岩、砂质页岩、页岩；下部灰绿、杏黄色砂岩、砂质页岩、页岩。下石盒子组P1x 101.4140.1上部灰绿、黄绿色砂岩、砂质页岩、页岩、顶部一层紫色铝土质页岩；下部灰黄、黄绿色砂岩、砂质页岩、页岩及薄煤层。二叠系下统山西组 P1s20.3-97.2 灰白色砂岩、砂质页岩、页岩、煤层。上统 太原 组 C3t 63.8-140.7 上部砂岩、页岩、灰岩及煤层互层；下部页岩、煤层及不稳定灰岩；底部有灰白色石英砂岩。石炭系 中统 本溪 组 C2b 8.5-59.5 上部粘土质页岩、砂岩、灰岩、局部见煤线；下部山西式铁矿、铁铝岩、铝土矿、硬质粘土矿。峰峰组 O2f63.6126.8
20、上部灰岩、白云质灰岩；下部角砾状白云质泥灰岩夹灰岩及石膏层。上马家沟组O2s 154.2250上部白云质灰岩，灰岩夹白云质泥灰岩、泥质白云岩；中部白云质豹皮灰岩、灰岩、白云岩；下部角砾状白云质泥灰岩、白云质泥灰岩。中统下马家沟组O2x 91.7146.8上部白云质灰岩，灰岩夹角砾状白云质泥灰岩；中部白云质灰岩、角砾状灰岩；下部角砾状白云质灰岩，白云质泥灰岩；底部见含砾砂岩。古生界奥陶系下统 O1 103.7137.7上部厚层状白云岩、燧石白云岩；中部薄层状泥质白云岩夹页岩，中厚层状燧石白云岩；下部薄层状泥质白云岩、竹叶状白云岩。河 北 工 程 学 院 毕 业 设 计 （ 论 文 ）9表 1-2
21、-1 区域地层一览表界 系统（群） 组 代号 厚度（ m） 岩性描述上统 3 76.4133.2上部巨厚层状白云岩、泥质白云岩夹竹叶状白云岩；中部竹叶状白云质灰岩、竹叶状白云岩；下部泥质条带灰岩、竹叶状灰岩、页岩。寒武系 中统 2116.5167.9上部泥质条带灰岩、页岩、白云质鲕状灰岩；下部白云质鲕状灰岩，泥质条带灰岩、紫红色页岩夹石英砂岩、海绿石长石砂岩。上下元古界震旦系野鸡山群 Zc18.2-32.3 石英砂岩太古界吕梁山群界河口群上部变流纹岩、角闪片岩、斜长角闪岩互层；中部黑云斜长片麻岩、黑云角闪岩。上部斜长角闪岩夹黑云变粒岩；中部黑云斜长片麻岩夹斜长角闪岩；下部粗粒间粒状混合岩夹黑云
22、斜长片麻岩；底部斜长角闪岩夹石英岩。混合岩化黑云角闪斜长片麻岩夹黑云变粒岩、黑云片岩。(三)矿井地质1、井田地层井田广为第四系黄土，上第三系红土、砾石层所掩盖。现根据地表及钻孔施工资料将井田地层由老到新分述于后：（1）奥陶系中统峰峰组（O 2f）为含煤岩系之下伏地层，岩性为青灰色石灰岩，夹有泥灰岩、泥岩及石膏岩。本组厚度大于 100m。（2）石炭系中统本溪组(C 2b)该岩性以泥岩为主，夹有石灰岩、砂岩、铝土岩、钙质泥岩、炭质泥岩，该组厚度 21.536.2m，平均厚度为 28.85m。与下伏地层为平行不整合接触。（3）石炭系上统太原组(C 3t)岩性主要为砂岩、泥岩、钙质泥岩、石灰岩、泥质灰
23、岩及煤层，为井田内主要含煤建造之一。底部以浅灰色长石石英砂岩（K 1）与本溪组整合接触，该组厚度为61.00-106.50m，平均为 95.62m。河 北 工 程 学 院 毕 业 设 计 （ 论 文 ）10（4）二叠系下统山西组(P 1s)岩性主要为砂岩、泥岩、砂质泥岩、泥岩和煤层，为井田内主要含煤建造之一。该组厚度为 52.3166.28m，平均 59.70m。与下伏太原组整合接触。（5）二叠系下统下石盒子组(P 1x)井田内大部地段剥蚀严重，岩性主要为灰色、深灰色砂岩、粉砂岩与砂质泥岩、泥岩互层。厚度 61.08111.73m，平均为 79.71m。与下伏地层为整合接触。（6）上第三系上新
24、统（N 2）该地层不整合于下伏地层之上，区内广泛分布，为褐红、浅紫红色亚粘土，含有钙质结核，中部和下部常含有砾石或构成砾石层，砾石成分以石灰岩为主，次为砂岩。该层厚度 38.0111.17m，平均为 66.03m。（7）第四系中上更新统（Q 2+3）为土黄色亚砂土、砂质亚粘土，表层有腐植土，局部有底砾石层。厚度0145.00m，平均为 80.00m，区内大面积出露，多分布在山顶或山坡上，与下伏地层呈不整合接触。（8）第四系全新统（Q 4）为冲、洪积物，坡积物，主要分布于大的沟谷中。2、井田构造本井田所处大地构造位置为吕梁太行断块、吕梁山块断、吕梁山块隆、离石菱形复向斜的北端，区域构造以褶皱为主
25、。井田内构造简单，总体上为一轴向呈北东向的向斜构造及背斜构造，向斜轴部位于井田中东部，背斜的轴部位于井田的北西部，向斜两翼产状较缓，倾角为 37左右。赋煤区为向斜构造，即离石中阳向斜构造的北部，而西部的背斜构造形成煤的剥蚀区。井田内发育有 2 条正断层，该 2 条正断层是井下开拓巷道中发现的，基本查明了断层的倾向、倾角、落差等，地表由于为黄土覆盖，未发现断层。F1正 断 层 ： 位 于 井 田 南 部 ， 走 向 南 东 -北 西 ， 倾 向 北 东 ， 倾 角 为 70， 落差 18m，井田内延伸 290m。F2正断层：位于井田东北部，南部，走向南东-北西，倾向北东，倾角为 70，落差 10m，井田内延伸 450m。井田内未发现陷落柱、岩浆岩等其它构造现象，总体构造属简单。三、水文地质（一）区域水文地质离石矿区处山西省河东煤田中部，地形复杂，切割强烈，基岩出露少，大部为黄土覆盖，区域主要含水层有第四系全新统冲积砾石含水层；第三系上新统砾石含水层；
