山西阳煤公司年产400万吨新井设计书

1 山西阳煤公司年产 400万吨新井设计 书 区概述 新元井田位于沁水煤田西北部，地理座标东经 11258511130933、北纬374954375209，行政区划属山西省晋中市寿阳县。 井田 邻近 307 国道，距寿阳县城约 10井田东北部有寿阳 段王运煤铁路专线，并有货台，井田东南部有石太铁路经寿阳可到达全国各地，井田北部有太旧高速公路和 307 国道东西向通过，井田以北约 2榆（次） 盂（县）沥青公路东西向通过，井田内 有乡村间土路相连接。 矿井交通位置见图 图 井交通位置图 新元井田位于寿阳构造堆积盆地区，属黄土丘陵地貌。塬、梁、峁发育，沟谷密集，多呈 “U”型。地势西高东低，南高北低，最高点标高 1267m，位于西南部的燕子山，最低点标高 1050m，位于吴家崖村旁黄门街河床内，一般标高在 1100大高差 217m，相对高差一般为 40 100m。井田内大面积被新生界红、学本科学生毕业设计（论文） 2 黄土覆盖，仅在南部沿冲沟有少量基岩出露。 新元井田内河流水系属黄河流域汾河水系，主要河流有白马河 、黄门街河以及大照河，黄门街河和大照河均为白马河的支流。白马河自西向东南从井田北部流过，在芦家庄村汇入潇河。黄门街河自西南向东北流经井田，在黄门街村南汇入白马河。大照河在井田南部自西而东经大照村和冀家庄后向南汇入白马河。白马河平时流量较小，而黄门街河和大照河平时干涸，仅雨季有水，均属季节性河流。 新元井田位于寿阳县城西，地处黄土高原，受温带大陆性季风气候的影响，属暖温带半干旱气候区，气候干燥。全年总的气候特征是春季多风、夏季多雨、秋凉气爽、冬寒少雪。冬季最长、夏季次之、春秋雨季较短 。本区气候相对寒冷，故有冷 “寿阳 ”之称。 据寿阳气象站观测资料： 降水量：降水量主要集中于 78 月份，占全年降水量的 48%。水年（ 1977 年）达 水年最低仅 1972 年）。日最大降雨量 1981 年 6 月 20 日），汛期降水量占全年降水量的 74%。 蒸发量：平均年蒸发量 最高达 1972 年），年最低为 1990 年）。 气温：年平均气温为 。一月份最冷，平均气温为 ，极端最低 气温约 。七月份最热，平均气温 ，极端最高气温为 。 风向及风速：风向夏季多为东南风，冬季为西北风。年平均风速 s，风频为 13%，最大月平均 s（ 1979 年 1 月），最小月平均 s(1988 年 9 月 )。多年平均风速 s，最大风速 17m/s，年均出现 8 级以上大风日数为 ，最多为 23 天。本区年静风频率为 33%， 9 月静风频率最高为 41%，。 霜期及冻土深度：初霜期在 9 月中旬，终霜期在次年 4 月，有时可延至 5 月，长达 7 8 个月之 久，全年无霜期平均 148 天。最短 109 天，最长 192 天。最大冻土深度 1971 年），最大积雪深度 22 根据中国地震动峰值加速度区划图（ 区地震动峰值加速度为 震烈度为 度区。 区工农业生产概况 井田地处寿阳县，该县由于地属低山、丘陵地区，土地贫瘠，又受干旱影响， 3 农业生产产量较低，一般亩产 200右。粮食植物以谷子、玉米、高粱、豆类为主，小麦次之，也产一定数量的油料等经济作物。随着经济改革的不断深入，农、林、牧、副业都有了一定程度的发 展。 矿区内工业有炼铁、水泥、农机大修、石料、电力、纺织、副食加工等企业。 根据中煤国际工程集团沈阳设计研究院 2006 年 9 月编制的晋东大型煤炭基地阳泉矿区总体规划，规划区内共划分为 2 对在建矿井和 7 对生产矿井，t/a。 总体规划划分为阳泉区、平昔区和寿阳区三个区。阳泉区有六个矿井，即一矿、二矿、三矿、新景矿、五矿、石港矿。其中一矿、二矿、三矿、石港矿 2005年核定生产能力分别为 t/a、 t/a、 t/a、 t/a，不进行改扩建；新景矿、五矿 2005 年核定生产能力分别为 t/a、 t/a，t/a。 平昔区有寺家庄矿井（在建矿井），规划矿井规模 t/a。 寿阳区有新元矿和开元矿两个矿井，新元矿井为新建矿井，t/a；开元矿井 2005 年核定能力为 t/a，总体规划规模为 t/a。 地方煤矿整合前煤矿为 534 处， 2005 年共生产原煤 中阳泉市 t，晋中市 t。 监狱系统煤矿有荫营和固庄煤矿。荫营煤矿设计生产能力为 t/a，固庄煤矿设计生产能力为 t/a。 本区地方煤矿开采均位于浅部，对本井田的开拓与开采无不良影响。 1 水源条件 根据中国煤田地质总局华盛水文地质勘察工程公司第三工程处编制的 “山西省寿阳县白家庄水源地岩溶水供水水文地质勘探报告 ”，在白家庄附近草沟背斜中段可建一个集中供水水源地，水量丰富，水质尚好，具有良好的开发前景，且已得到有关部门的批准，可作为矿井及矿区永久水源，水源可靠。 2 电源条件 距矿井工业场地约 1白家庄 220电站， 220电站双回电源分别引自太原辛店变电站和阳泉附近的娘子关电厂。本矿井 110回电源引自白家庄 220电站，供电电源可靠。 学本科学生毕业设计（论文） 4 田地质特征 1 地层 井田内大部为第四系黄土覆盖，局部零星有基岩出露。地层由老到新简述如下： 1）奥陶系中统峰峰组 (为含煤建造基底，以深灰色、灰色厚层状石灰岩和白云质灰岩为主，中部夹有石膏层和浅灰色泥灰岩。井田内钻孔揭露最大厚度为 2）石炭系 (C） a 中统本溪组 (厚度 均 、南部较厚，与峰峰组呈平行不整合接触。底部为 G 层铝土矿及山西式铁矿，其上由砂质泥岩夹砂岩、灰岩及煤线组成。灰岩 2 5 层，一般 3 层，第二层较为稳定，夹有粗粒石英砂岩及不稳定的煤线。本组属于泻湖堡岛环境沉积。 b上统太原组 (为主要含煤地层之一。厚度 均 顶界为 下伏地层呈整合接触。以 15 号煤层顶面或其相当层位、 灰岩顶面为界线，将太原组分为三段。 a）下段：从 岩底至 15 号煤层顶或其相当层位，厚度 均 石英砂岩、砂质泥岩、泥岩及 15、 15 下 及 16 号煤组成。 15 号煤为主要可采煤层， 15 下 号煤为局部可采煤层， 16 号煤为不可采煤层。本段属于堡岛泻湖、潮坪环境沉积。 b）中段：从 15 号煤层顶至 灰岩顶面，厚度 均 、 4 层石灰岩和 11、 11 下 、 12、 13 及 13 下 号等 5 层煤以及砂岩、泥岩等组成。本段属于台地泻湖、潮坪环境沉积。 c）上段：从 灰岩顶面至 岩底，厚度 均 要由灰灰黑色砂岩、砂质泥岩、泥岩和煤层等组成。本段含煤 4 层，依次为 8、8 下 、 9 上 和 9 号煤层，其中 9 号煤层为较稳定煤层， 8 号煤为不稳定煤层。本段属于三角洲环境沉积。 3)二迭系 (P) a下统山西组 (为井田内另一主要含煤地层，厚度 顶界为 岩的底面，由灰浅灰色中、细粒砂岩及深灰灰黑色砂质泥岩、泥岩和煤层组成。 3 号煤属稳定煤层， 6 号煤为不稳定煤层。 3 号煤层上覆砂岩 ( 砂岩 )对其局部有冲刷。 6 号煤层顶、底板常为铝质泥岩。本组属于过 5 渡环境沉积。 b下统下石盒子组 (本组顶界为 岩之底。厚度 均 岩将该组分为上、下两段。 a）下段：由黄绿、灰绿、灰黑色砂质泥岩、泥岩与灰黄色中、细粒长石石英砂岩组成。该段属于三角洲环境沉积。 b）上段：由灰黄、黄绿色中、粗粒长石石英砂岩、砂质泥岩组成。顶部有 13 层全井田基本稳定的铝质泥岩，俗称 “桃花泥岩 ”。本组属于河湖环境沉积。 c上统上石盒子组 (本组顶界为硅质岩的顶部即 岩的底 部。均 岩将本组分为下、中两段。 a）下段 ( 岩底界至 岩底界，厚 均 黄绿、灰绿色细砂岩和灰绿、暗紫色砂质泥岩为主，夹黄褐、紫褐色泥岩。 b）中、上段 ()：底界为 岩，厚 均 黄绿、暗紫色中、细砂岩与暗紫、黄褐、紫灰色砂质泥岩互层组成。 d上统石千峰组 (其顶界为 岩之底。出露于井田西南于家庄村和南 部一带，厚度 均 性为暗紫色、黄绿色砂岩、砂质泥岩及泥岩。本组属于河湖环境沉积。 4）中生界三迭系刘家沟组 ( 出露于井田西南部及南部，井田内最大出露厚度仅 60m 左右。主要由浅红色细粒长石砂岩组成，间夹薄层紫红、暗紫色砂质泥岩及粉砂岩。 5）新生界 (井田内发育第三系上新统及第四系，厚度 生界在中部偏西及东部保存较厚，西南及南部保存较薄。一般分为砂土、亚砂土、亚粘土、粘土四种类型。与下伏基岩呈角度不整合接触。 a第三系上 新统静乐组 (厚 0 部为砂石层，中上部为灰黄、鲜红、暗红色粘土、亚粘土。 b第四系下更新统泥河湾组 (午城组 (广泛分布于冲沟及半坡上。泥河湾组底部为粒径 2 10石层及钙质结核，中、上部由黄灰色亚粘土、亚砂土夹泥灰岩薄层组成。午城组由橙红色粘土、亚粘土夹红棕色古土壤数层组成。泥河湾组厚 0 下伏基岩呈不整合接触。午城组与泥河湾组呈整合接触，厚 0 c第四系中更新统离石组 (广布于沟谷及两侧。由淡黄、淡红色亚粘土夹棕红色古土壤 层组成。厚 0 d第四系上更新统马兰组 (广布于梁、峁之上。主要由淡黄色亚砂土组成，厚 学本科学生毕业设计（论文） 6 e第四系全新统 (主要分布于黄门街河、大照河及其支流河谷内，由淡灰色砂、砾石组成。厚 1 23m。 井田地层综合柱状见图 2 地质构造 井田位于寿阳区中南部，受区域构造的控制，基本构造形态为一单斜，近东西走向，向南倾斜，倾角 4 11，一般小于 9。在此单斜基础上发育次一级的宽缓褶曲和一些短轴褶曲，草沟背斜位于井田东部。受次级褶曲构造 的影响，地层缓波状起伏明显。南部受次级褶曲影响显著，东部受草沟背斜的影响，地层产状急剧变化，局部走向近南北。井田内断层稀少，没有岩浆岩侵入的影响，综观井田构造条件分类应属简单类略偏中等。 1）褶曲 草沟背斜：位于井田东部，系由界外延伸而来，轴向 翼倾角 2 5，西翼陡，倾角 3 8，为两翼不对称向南倾伏的隐伏背斜。西翼与大南沟背斜和蔡庄向斜相接，为井田内的主要构造之一。 井田内主要褶曲特征详见表 井田内主要摺曲特征表 表 ）断层 井田内地表多被黄土掩盖，露头未发现断层，在钻孔中主要见有 1 条规模不大的小断层，如下： 断层：井田西部 2 号钻孔揭露 15 号、 15 下 号煤层之后又在其下部重复揭露两层较厚煤层，据层位分析对比研究判定为为该断层系逆断层影响造成煤层重复。需说明的是，因 15 号煤下盘较上盘厚度变小，其顶板为砂质泥岩，缺失石灰岩，推断该断层从煤层顶部穿过，断距约 20m，为层间断层，其走向据区域构造方向推为北东 向，倾角 60，延伸长度推断为 200m。 序号 褶曲名称及性质 产状要素 井田内延深长度（ m） 备 注 轴向 两翼倾角 1 草沟背斜 翼 2 5西翼 3 8 3300 由 58、 21 钻孔控制 7 二叠统下P 1山西组P 1部为泥岩，并含有植物化石碎片。1煤，本层厚度较小，变化较大，很不稳定，无开采价值。灰黑色粉砂质泥岩，中部夹有细砂岩。2煤，厚度极不稳定，局部地区达到可采厚度，但范围较小，无开采价值。3 . 2 8- 1 深灰色粉砂质泥岩，并含有植物化石，有时呈细粒砂岩与粉砂质泥岩互层。 95层常相变为细粒砂岩，上部植物化石较多 部有时相变为泥岩，并含有植物化石碎片。深灰色或灰黑色粉砂质泥岩，本层有时相变为细砂岩与砂质泥岩互层， 并含有植物化石碎片。6深灰 - 灰白色粗粒或细粒砂岩，成分以石英为主，长石次之，含有云母和黑色矿物，并含有煤线，硅质胶结。底部较粗，常含有砾石，顶部风化后呈黄褐色，交错层理发育。10 . 1 部含砂量较小，顶部富含植物化石，下部含砂量较大。5 煤，本层厚度较小，变化较大，很不稳定，无开采价值。灰黑色砂质泥岩，在紧靠 6 煤底部有时相变为黑色泥岩，富含植物化石。3 部富含裂隙水。有时相变为砂质泥岩与细砂岩互层。该层常冲刷下部 3煤层。3 煤，俗称七尺煤，除西部边界不可采外，其余大面积均稳定可采，煤层由西向东由薄变厚。煤，本层厚度变化较大，除井田东北部、东南部局部可采外，其它范围大面积不可采。井田内无出露，含水层主要由 3 号煤上 砂岩组成，厚度不稳定，富水性弱，局部裂隙发育地段富水性强，据抽水试验资料和水质资料， 34 号孔抽干， 46 号孔单位涌水量 0 . 0 0 2 1 l / s m ,水位标高 8 0 7 . 7 2 m ，位于大南沟背斜轴部的 11 号孔对 位涌水量 2 . 6 5 L / s m（降深小，值偏大） , 水位标高8 3 4 . 1 0 m . 水质类型为H C O 3 ，矿化度 0 . 5 5 g / 73 8 . 6 17 41 . 9375 5 . 4 . 627 50 . 497 50 . 85煤，本层厚度较大，变化不大，煤层稳定，全部可采。45深灰色或灰黑色粉砂质泥岩，本层有时相变为细砂岩与砂质泥岩互层，并含有植物化石碎片。柱 状1 : 5 0 0岩 性 描 述煤层及标志层编号界 系 统 组 段地 层 系 统厚( m )累水文地质特征( m )最大 小平均层 厚二叠系部分)图 田地层综合柱状图（含 3#、 4#煤层部分）学本科学生毕业设计（论文） 8 3）陷落柱 根据勘探资料，新元井田内陷落柱极少，地表仅在西北角见一陷落（ 长轴 35m，短轴 25m，围岩见 地层。精查勘探钻孔中仅有 39 号孔过 ，即孔深 下，发现岩芯破碎，岩性混杂，层序紊乱，地层倾角突然变大，达 2558，钻至 当奥陶系层位仍无变化，确定为陷落柱，陷落高度及范围不明。 4）岩浆岩 井田内无岩浆岩侵入。 该井田处于娘 子关泉域奥灰岩溶水的深循环弱径流区。 1 含水层 井田地层主要有 5 个含水层组，即：第四系砂砾石层孔隙含水层，二叠系石盒子组、石千峰组、三叠系刘家沟组砂岩裂隙含水层组，二叠系下统山西组砂岩裂隙含水层组，石炭系上统太原组石灰岩溶及砂岩裂隙含水层和中奥陶统石灰岩岩溶含水层组。 1）中奥陶统石灰岩岩溶水含水层组 井田内奥灰处于深埋区，一般埋深 700 900m，最大埋深超过 1000m，受单斜构造控制，由北往南埋深逐渐加大，受大南沟背斜和草沟背斜的影响， 6、 17 号孔一带和 58 号孔处分别隆起， 44、 45 号孔一带下凹。 本统分上、下马家沟组和峰峰组。 上马家沟组，该组岩溶发育，富水性强，据北邻南燕竹井田内的 号孔资料，奥灰埋深 峰组和上马家沟组混合抽水试验资料，位涌水量为 sm（降深 渗透系数 d，水位标高610m。水质属 a，矿化度 ，硬度 国度。 峰峰组在井田内有 21 个钻孔揭露，揭露较多的是 6 个岩溶孔，其中 45、 22、25 号孔，分别为 余揭露厚 50 60m。据上述 3 个孔资料，本组岩性主要是石灰岩和白云质灰岩、白云岩，占 66 92%，其中石灰岩占 40 50%，其次是角砾状泥灰岩、泥岩等，大致上是上段以石灰岩为主，下段以白云质灰岩和角砾状泥灰岩为主。岩芯所见岩溶发育程度较低，裂隙均被方解石和石膏充填，有少量溶孔和裂隙。据坪头区详查资料，本组富水性一般弱，浅埋区强于深埋区。据 号孔峰峰组抽水试验资料，含水层厚 位涌水量为 sm（降深 渗透系数 d，水位标高 质属 a 型，矿化度 ，硬度 国度。 1 矿区概述及井田地质特征 9 简易水文观测资料表明，部分钻孔当揭露峰峰组厚度 ，消耗量增大，最大 h，一般小于 5m3/h。也有的孔如 45 号孔揭露近 100m，孔内水文动态无任何变化。据此，说明井田内峰峰组岩溶发育程度弱，且不均衡；含水层多以上部和中部的石灰岩为主。 22、 25 号孔峰峰组稳定水位标高分别为 783、 27、 出 号孔70 余 m，其原因可能是峰峰组岩溶发育不均衡，含水性弱，含水层连通性差，各孔显示水位的含 水层不尽一致，因而水位也有差异。 2）石炭系上统太原组石灰岩溶隙及砂岩裂隙含水层 太原组含水层主要由中段的 、 石灰岩组成，其次为下段的上段的 砂岩。 与 距 均 层厚度一般 1 6m。井田北 10 余 井田西 20少量出露。井田内无出露，处于深埋区，一般埋藏深度大于 500m。 据岩芯观察，石灰岩岩溶及裂隙不发育，有少量溶隙，裂隙多被方解石充填，据钻孔抽水试验资料， 25 号孔 “ 抽干 ”； 46 号孔单位涌水量仅为 sm（降深 渗透系数 d，水位标高 邻区相比偏高），可视作非含水层。井田西北界外附近的 孔，单位涌水量 sm（降深 渗透系数 d，水位标高 弱富水性含水层。钻孔简易水文观测资料表明， 44 号等 3 个孔， 3 号等 7 个孔， 34 号等 7 个孔，分别揭露 岩， 、灰岩， 岩时，消耗量增大，为 h，此外，大部分钻孔在石盒子组时消耗量较大或全漏，钻至太原组时，消 耗量及水位均无明显变化。总体上看，灰岩中 富水性较强。 46、 孔本组水质类型为 ，矿化度分别为 ，硬度分别为 国度。 3）二叠系下统山西组砂岩裂隙含水层组 山西组含水层主要由山西组底砂岩 3 号煤顶板 等砂岩组成， 均 性主要为中细粒砂岩， 厚度 0 性主要为中细粒和粗粒砂岩。山西组在井田以北和以西 10 20零星出露，井田内无出露，处于深埋区，一般埋深 450 750m。砂岩裂隙一般不发育，据抽水试验资料， 34 号孔 “ 抽干 ” ， 46 号孔单位涌水量仅为 sm(渗透系数 d，水位标高 弱富水性的含水层，另据井田外 孔抽水试验资料，单位涌水量为 sm（降深 水位标高 弱富水性含水层。据简易水文观测， 42 号孔揭露 、 ， 5 号孔揭露 耗水量增大，消耗量 h，除 42、 5 号孔外其余大部分钻孔在石盒子组漏水，钻至本组时，消耗量和钻 进水位均无明显变化。 孔水质学本科学生毕业设计（论文） 10 类型为 ，矿化度为 ，硬度为 国度。 4）二叠系石盒子组、石千峰组、三叠系刘家沟组砂岩裂隙含水层组 下石盒子组含水层主要由 砂岩组成，岩性主要为中、细粒砂岩，厚度大但不稳定，井田内无出露，一般裂隙不发育，据钻孔抽水试验资料， 34 号孔本组与山西组混合试验 “ 抽干 ” ，位于大南沟背斜轴部的 11 号孔对本组与山西组上部混合抽水试验，单位涌水量为 sm（降深 深过小，此值偏大），渗透系数为 d，水位标高 体上属弱富水性的含水层，局部裂隙发育地段富水性增强。据简易水文观测资料，有 22 个钻孔在本组耗水量增大或全漏，11 号孔水质为 a 型，矿化度为 ，硬度为 国度。 上石盒子组含水层主要由 砂岩组成，岩性主要为中、细粒砂岩，厚度大但不稳定，在井田北部沟谷中有出露，一般裂隙不发育。王家垴村东沟中有泉出露，流量 s。 34 号孔抽水试验，单位涌水量 sm（降深 水位标高 弱富水性的含水层，据北邻南燕竹井田 孔放水试验，单 位涌水量 sm（降深 渗透系数 d，水位标高 中等富水性的含水层。据简易水文观测资料，井田内约 2/3 钻孔（ 39 个）在本组耗水量增大。王家垴泉、 孔、 34 号孔水质类型分别为 a 型、a、 a 型，矿化度分别为 ，硬度分别为 国度。 石千峰组分布范围较广，沟谷中有出露，含风化裂隙水，有少量泉出露，流量均小于 1L/s，属弱富水性的含水层。 井田内刘家 沟组只分布于大照村以西的南部边缘地带，沟谷中有出露，流量均小于 1L/s， 31 号孔揭露本组时漏水，漏失量分别为 h。 5）第四系砂砾石层孔隙含水层 更新统分布范围较广，分别位于下、中、上更新统下部的砂砾石层，含孔隙水，据坪头详查区坪头村一带下更新统泥河湾组水井抽水试验，涌水量可达826m3/d，水量较丰富。 全新统砂砾石层，主要分布于白马河及较大支流河谷中，接受大气降水或河水补给。 39 号孔抽水试验，单位涌水量为 sm（降深 弱富水 性的含水层，水质类型为 a，矿化度 ，硬度 国度。北邻南燕竹井田榆林沟水井和南燕竹水井水质分别为a、 a，矿化度分别为 ，硬度分别为 国度。 据于家庄、韩庄、吴家崖第四系水井水位动态观测，水位在 7 月份开始下降，1 矿区概述及井田地质特征 11 直到 10 月，都保持低水位，分析与当年雨季降水量明显偏小有关。 2 隔水层 奥陶系顶面至 15 号煤底板间的岩层，厚 均厚 泥 质岩类为主，裂隙不发育，具有较好的隔水层性能，对奥灰水进入煤系能起到阻碍作用。石炭、二叠系含水层间均夹有较厚的泥质岩层，受构造破坏程度底，据上述含水层叙述，各含水层的水位标高相差悬殊，说明其间无水力联系，因此这些岩层具有较好的隔水性能，可视为隔水层。 3 构造对地下水的控制 井田基本构造形态为一单斜，走向近东西，南倾，其上有大南沟背斜、蔡庄向斜及草沟背斜等次一级宽缓褶曲，构造属简单类，略偏中等。 大南沟背斜由井田外西北部伸入，轴向近东西，井田内延伸约 711 号孔资料表明其轴部 地表裂隙较发育，为富水地段。 位于井田北部，与大南沟背斜平行延伸的蔡庄向斜，为一两翼不对称的隐倾状向斜，井田内延伸 坪头详查区资料，蔡庄向斜构成地下水汇水构造，但其水量有限。 草沟背斜位于井田东部，轴向近南北，向南倾状，沿 12 勘探线横穿井田，据接近轴部的 58、 60、 61 号孔岩芯所见，岩石裂隙较发育。 井田内地表未发现有断层。 2 号孔见一逆断层（ 推断其断距约 20m，延伸 200m，钻孔揭露时耗水量及水位均无变化，推断其为隔水断层。 井田内地表仅发现一个陷落柱，位于东北角，长轴 35m，短轴 25m。此外，39 号孔过 遇到陷落柱，范围不详，钻孔揭露时，消耗水量和水位无变化。结合区域性资料，推断陷落一般不含水。 4 地下水补给、径流、排泄条件 大气降水是井田内地下水的主要补给来源。井田地下水类型主要为承压水，潜水分布范围很有限。承压水主要在露头区接受大气降水补给，而含水层的出露范围除奥灰广泛外，其余都很小，因此承压水补给条件除奥灰较好外，其余都不好。河谷、沟谷中的基岩风化带裂隙水，可接受第四系孔隙潜水或河水补给，其范围只限于露头区。第四系孔隙潜水，可接受大气降水或河水 补给，接受补给条件相对较好。 井田奥灰水属娘子关泉域，处于娘子关泉域的深循环弱径流区，北邻南燕竹井田 号孔的水质表明该处奥灰水径流条件较好，至于井田内，由于水位及水质资料缺乏，奥灰水的径流方向及径流强度尚难确定。 奥灰水总的排泄区为娘子关泉。从总体上看，石炭、二叠系含水层岩溶裂隙发育程度和富水性由浅埋区往深埋区逐渐变弱，径流条件愈来愈差。井田内石炭、学本科学生毕业设计（论文） 12 二叠系含水层，受岩溶、裂隙发育程度的控制，承压地下水径流排泄条件均较差。基岩风化带裂隙水及第四系砂砾石孔隙水，受地形控制，经短途径流排向河道或渗入下伏岩层 裂隙中，径流条件相对较好，排泄途径也较多，可以通过泉、地面蒸发和人工采水等方式排泄。 5 构造控水情况 阳泉矿区位于太行山隆起带中段西侧，北部为五台地块，属于沁水盆地东北边缘地带。矿区处于太行山隆起带和东西向构造带的复合部位，由于北东复合部位应力集中，向西南方向减弱，因而形成了一个东北部位抬高而向南西倾斜的单斜构造，倾角一般 6 10。在这一构造基础上又发育了次一级 落柱相当发育，构成矿区的主要构造特点。这些构造的分布对阳泉矿区地下水的补、迳、 排条件具有重要的控制作用。 新元矿属于阳泉矿区的寿阳区，本区从总体上看为一走向近东西，倾向南的单斜构造。在此背景上又发育着一些不同方向的次一级的褶曲和断裂。新元井田基本构造形态同样受控于本区构造，为一单斜走向近东西倾向南的单斜构造，地下水的补给、运移等受郭家沟断层、东山背斜等的控制。其上又有大南沟背斜、蔡庄向斜及草沟背斜等次一级宽缓褶曲。从勘探资料看，这些褶曲轴部均富水，成为新元井田的汇水或导水通道。在矿井采掘过程中，当通过这些构造轴部时，由于构造的富水或导水作用，有可能引发矿井突水而造成灾害。 6 井田水文地质类型 井田煤层处于深埋区，煤系内及以上邻近基岩含水层，远离露头区，与地表水体和第四系含水层无力联系，地下水补给条件很差，含水层富水性很弱。 井田内主要含水层是煤系以下的上马家沟组岩溶含水层，富水性强，但距煤层远，一般不会危及开采。 本井田主要可采煤层为 3 号、 4 号煤。 3 号煤的主要充水含水层为其上覆砂岩裂隙含水层， 4 号煤主要充水含水层以上覆砂岩裂隙含水层为主，其次为下伏的山西组含水层。 据上述矿床主要充水含水层的容水空间特征、充水方式及水文地质条件的复杂程度，井田矿床水文地质 类型可划分为两类；山西组煤主要为第二类第一型，即水文地质条件简单的顶板间接充水的裂隙充水矿床，太原组煤为第三类第一亚类第一型，即水文地质条件简单的顶板间接充水的以溶蚀裂隙为主的岩溶充水矿床。 7 矿井涌水量 根据地质报告，矿井正常涌水量为 150m3/h、最大涌水量为 210 m3/h。考虑到1 矿区概述及井田地质特征 13 现开采 3 号煤层位于浅部，随着开采深度的增加，矿井涌水量有增大的趋势，开采下组煤时，上覆煤层采空区积水也将给开采带来威胁，同时全井田为奥灰带压开采，综合考虑各种因素，结合阳煤集团地质处对黄丹沟矿井 生产资料的调查结论，根据矿方要求按矿井较大的涌水量进行设计，矿井正常涌水量 680m3/h，最大涌水量 1000m3/h。确保矿井在不利条件下的安全生产，同时也有利于节能减排。 井田内除埋藏着丰富的煤炭资源外，还赋存有一些其它矿产，简述如下： 1 铝土岩 主要为本溪组底部之 G 层铝土，厚 均 平均 量 平均为 铝硅比值为 达工业品位。 其次为下石盒子组顶部的铝质泥岩，俗称 “桃花泥岩 ”，井田内有 1 3 层，量 无开采利用价值。 2 铁矿 主要为山西式铁矿，产于本溪组底部，奥陶系风化面之上，呈鸡窝状分布，极不稳定，厚 0 均 黄铁矿与铝土混生体， 量 平均 量 平均 含硫品位可达 级工业指标，因分布极不稳定，品位变化大，埋藏深，无开采利 用价值。 3 石灰岩 赋存于奥陶系、石炭系本溪组和太原组，以奥陶系石灰岩为主， 平均 量 平均 量 平均为 可以用作水泥原料、煅烧石灰及建筑材料，限于其埋藏较深，难以开采利用。 4 石膏 赋存于奥陶系中统峰峰组的下部，厚度不大， 量 量 平均 量 品位较低，又因埋藏较深，不易开采，无经济价值。 5 粘土 产于第四系中，分布广泛，是当地居民用来烧制砖瓦的天然原料。 6 煤中稀散元素 各主要可采煤层中锗、镓、铀、钍、钒含量最大值均达不到工业品位。 1 地质勘探及报告的编制情况 井田地质勘探由两部分组成，一部分为 1988 年完成的详查地质报告，一部分学本科学生毕业设计（论文） 14 为 1992 年完成的精查地质报告，详查地 质报告已得到了行业管理部门的批准，精查地质报告 1993 年 1 月山西省矿产储量委员会以晋储决字 (1992)17 号审批通过。为了完善矿井地质报告，阳煤集团 2002 年 12 月完成了矿产资源储量核实报告，国土资源部以国土资储备字（ 2003） 17 号文予以备案证明。为进一步满足矿井建设、带区开采设计及安全生产需要，受新元煤炭有限责任公司委托，阳煤集团地质测量处 2004 年 6 月完成了新元矿井（首采区）精查补充地质勘探成果，中国煤炭地质总局水文物测队 2004 年 9 月完成了西翼首采区三维地震勘探报告，中国煤炭地质总局物测队 2004 年 11 月完成了东翼首采区三维地震勘探报告。 2 勘探程度评述 该项目地质勘查工作的类型确定正确，手段选择基本合适，工程布置较合理，各项工程质量良好，内容齐全，勘探基本网度控制合理，可以满足设计的要求。 3 地质构造对开采影响的评价 井田基本构造形态为单斜，在此基础上发育有宽缓褶曲和短轴褶曲，断层稀少，属简单略偏中等，对机械化开采比较有利。 4 煤层对比的可靠性、稳定性分析及对开采的影响 本井田主要含煤地层沉积稳定，旋回结构明显 ，标志层及煤层本身特征突出，主要可采煤层可采边界规则，厚度变化规律明显，对比可靠，稳定可采，对开采无不良影响。 5 地质储量的复核、验算；高级储量的范围、储量是否满足设计的要求 储量计算方法正确，各项参数的选择符合有关规范规定，级别划分合理，精度符合各级别一般要求，高级储量比例符合规范、设计的要求。 6 水文地质、瓦斯等级、煤质分析等资料的精确程度，及对开采的影响 查明了本区的水文地质条件，确定了水文地质类型，分析了充水因素，预测了矿井涌水量，落实了供 水水源地。资料比较准确，对开采影响不大。 详细了解了各主要可采煤层的瓦斯情况，但对瓦斯的主要参数了解不多，需进一步加强瓦斯测定工作。 煤质分析基本可靠，对开采影响不大。 层特性 1 本区主要含煤地层为石炭系上统太原组 (下统山西组 (现分别简述如下： 1）石炭系上统太原组 (1 矿区概述及井田地质特征 15 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 均厚度 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煤，发育四周稳定的石灰岩（ 和砂岩（ 一层不稳定的石灰岩（ 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。按煤层编号顺序分述如下： 8#煤层：厚度为 均厚度 于 岩底板之下，层位不稳定。 8 下 #煤层：厚度 均厚度 于 岩之 间 9#煤层：厚度为 均厚度 于 岩、 灰岩之间，层位不稳定。 11#煤层：厚度为 均厚度 于 灰岩之下， 本层厚度较小，变化较大，很不稳定，无开采价值。 11 下 #煤层：厚度为 均厚度为 本层厚度较小，变化较大，很不稳定，无开采价值。 12#煤层：厚度为 均厚度 于 灰岩底板之下，层 位很不稳定。 13#煤层：厚度为 均厚度 接下伏于 灰岩底板之下 ，层位不稳定。 13 下 #煤层：厚度为 均厚度 于 灰岩之下约 5m，层位不稳定。 15#煤层：厚度为 均厚度 于 灰岩之下约 8m 左右，层位稳定。 15 下 #煤层：厚度为 均厚度 于 灰岩之下约 10m，层位不稳定。 该组单孔煤层平均厚度为 煤系数为 2）二叠系下统山西组 (该组为陆相沉积：其厚度为 均厚度 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层。其中夹煤层 6 层。中下部发育的 3号煤层为全区稳定的可采煤层，厚度为 均厚度为 4 号煤全区稳定可采，厚度 均厚度 井物性反映：煤层表现为高电阻低密度低伽玛。由于 3、 4 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。 学本科学生毕业设计（论文） 16 该组共含煤 1。按煤层编号顺序分述如下： 1煤层：厚度为 均厚度 于本组顶部，层位极不稳定，下距 3#煤层约 13m。 2#煤层：厚度为 均厚度 组中上部，层位极不稳定。下距 3#煤层 8m 左右。 3#煤层：厚度为 均厚度 于本组中下部，其厚度大，层位稳定。下距分界砂岩（ 40m 左右。 4#煤层：厚度为 均厚度 于本组中下部，其厚度大，很稳定。下距分界砂岩（ 25m。 5#煤层：厚度为 均厚度 于 岩之上， 本层厚度较小，变化较大，很不稳定，无开采价值。 6#煤层：厚度 均厚度 于 岩之上，层位不稳定。下距 灰岩 2m 左右 . 该组单孔煤层平均厚度为 煤系数为 . 2 煤层 井田内含煤地层为石炭系上统太原组和二迭系下统山西组，煤 18 层，平均总厚 煤系数为 可采煤层有 3、 4 号六层 (均为山西组 )，平均总厚度 采含煤系数为 其中 3 号煤是山西组的主要可采煤层，也是最上一层可采煤层，是初期开采的主要对象 1） 3 号煤：位于山西组中部，上距下石盒子组 “ 桃花泥岩 ” 130m 左右、 3m 左右，全部均稳 定可采，见煤点厚 均 构简单，一般含 1 层泥岩夹矸。煤层由西向东由薄变厚，又渐趋变薄。以中厚煤层为主，最厚处位于 22 号与 33 号孔之间的边界附近，厚度达 右。本层属基本全井田可采的稳定煤层。其顶板为砂质泥岩、泥岩，局部为中、细粒砂岩，底板为砂质泥岩，局部为细、粉砂岩。 2） 4 号煤：位于山西组底部，上距 3 号煤 20m 左右，下距 三砂岩）砂岩 2m 左右，层位稳定。可采范围主要成大片状，连续分布，煤厚 均 构简单，有时含 1 层夹矸。本层厚度 变化较大，全部可采，属稳定煤层。顶板为砂质泥岩，局部为中、细粒砂岩，底板为炭质泥岩，局部为砂质泥岩，细粒砂岩。 可采煤层特征见表 可采煤层特征表 1 矿区概述及井田地质特征 17 表 3 煤质概述 1）物理性质和煤岩特征 a物理性质及宏观煤岩特征 井田内煤的颜色为黑色、灰黑色，粉色为黑色。玻璃、强玻璃光泽，内生裂隙较发育或不发育，断口为参差状、棱角状、粒状。条带状、线理状及粒状结构，层次、块状构造。煤的容重 重 煤层宏观煤岩组分以亮煤为主，其次为镜煤、暗煤，很少见到丝炭。宏观煤岩类型以光亮型、半亮型煤为主，其次为暗淡型、半暗型煤。 b显微煤岩特征 a）有机显微组分特征 各煤层有机显微组分以镜质组为主，其次为丝质组，半镜质组最少。镜质组3#、 4#煤层在 80%左右。丝质组 3#、 4#煤均高于 半镜质组 4 号煤 3 号煤层 2 3%。 镜质组以镜质体为主，少量基质体和木镜质体，偶见木煤和镜质浑圆体，并见粘土浸染的镜质体；丝质组多呈碎屑或碎片状，可见微粒体或结构碎片；半镜质组以结构体或呈碎屑状，碎片状出现。 b）无机显微组分特征 无机显微组分 4 号含量高， 3 号煤含量低。其组成以粘土类为主，占无机组分的 90%以上，硫化铁类及碳酸盐类少见。粘土矿物多为不规则团块状，少量为分散状、透镜状、浸染条