新建文件夹 2 说你明书

1、中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计第1页1 矿区概述及井田地质特征1.1 矿区概述1.1.1 矿区地理位置本井田位于山西省临汾市北部霍州市东南约7km 处，其地理坐标为东经：11144111 48，北纬36313633。2001 年 12 月换领采矿许可证，证号为 1000000140179， 有效期 30 年，自 2001 年 12 月至 2031 年 12 月。2002 年换领生产许可证，证号为G040000003Y1G1，有效期 6 年，自 2002 年 10 月 29 日至 2008 年 12 月 31 日。井田范围由以下 11 点圈定，其坐标为：1X=4045530.002X=

2、4042795.003X=4043180.004X=4043460.005X=4043440.006X=4043350.007X=4042930.008X=4042750.009X=4046270.0010. X=4046330.00Y=19571790.00 Y=19568055.00 Y=19567010.00 Y=19566955.00 Y=19566500.00 Y=19566300.00 Y=19566300.00 Y=19565950.00 Y=19566780.00Y=19568530.00井田东西长约 2.14.9km，南北宽约 2.5 4.4km，面积 12.1706km2。

3、井田内有铁路专用支线 4.5km，与其西约 4km 处的南同蒲铁路在辛置车站接轨。辛置车站北距太原 221km，南距陇海线孟塬车站 307km。矿区公路往西延伸 4km 与太（原）三（门峡）公路、矿区东北部 15km 的大（同）运（城）高速公路相连，矿区公路已与相邻井田的公路构成网络，交通极为方便（图 11）1.1.2 矿区气候条件本区属暖温带季风型大陆性气候，四季分明，温差较大，雨量集中。春秋干燥，风沙较大，夏季酷热多雨，冬季寒冷干燥。日平均气温 78 月最高，达 40，12 月下旬次年1 月最低，为-20，年平均气温 12。日最大降水量 137mm，年平均降水量 454mm，年平均蒸发量

4、1752mm。11 月 15 日前后开始结冰，次年 3 月初解冻，冻土深度 670mm，无霜期 180 天。1.1.3 矿区地貌、水文情况本井田位于临汾盆地北部霍山与吕梁山间的峡谷地带，属切割强烈的黄土丘陵地貌， 由东西向的沟、梁相间组成。区内最高点位于井田北部青郎坪，标高为 783m，最低点位于西南部宋庄，标高为 606m，相对高差为 177m。井田内以黄土塬、梁地貌为主，青郎坪以东为黄土塬、四周已被剥蚀。在宋庄沟等之间为黄土梁，其上因强烈侵蚀而发育为峁或羽状“V”形小沟谷，沟壁上悬沟明显，溯源侵蚀剧烈，基岩一般出露在大沟的南坡，因其抗侵蚀能力较强，使大沟谷多呈南坡陡，北坡缓的不对称形态。在

5、较大沟谷内形成侵蚀堆积阶地；一级阶地高出河床约 10m，下部为砾石层，上为黄色粉砂质土，北坡阶梯状明显。二级阶地高出沟底 30m 左右，零星分布在沟谷两侧，但北侧较发育，以浅灰色粉砂为主，间夹薄层细砂层，底部有时有砾石层。中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计第2页区内河流属黄河支流汾河水系。汾河从井田西侧约 4km 处自北向南流过。井田内大沟谷为季节性水流，平时为干谷，有的有泉水补给，但流量微小，雨季水量聚增，形成洪水激流。1.1.4 矿区地震本区位于我省临汾原平强震带，在霍州、洪洞一带发生 5 级以上地震多起。其中公元前 646 年洪洞县赵城发生 5 级地震，震中烈度为级。1303 年

6、9 月 25 日洪洞、赵城一带发生 8 级地震，震中烈度度。据历史记载，在赵城、洪洞、临汾三县地裂成渠，村堡移徒，压死者 20 余万人，伤数十万人。据中国地震烈度区划图，山西部分和山西省地震动峰值加速度区划图，GB（183062001）图 A1，本区地震烈度为 V，动峰值加速度（g）为 0.20。1.2 井田地质特征井田东西长约 2.14.9km，南北宽约 2.5 4.4km，面积 12.1706km2。1.2.1 以往地质报告及勘探工作简况本井田位于霍西煤田霍州矿区东部，20 世纪 30 年代中、外著名学者，如王竹泉等在包括本区在内的霍西煤田进行过地质调查，地质勘探工作始于 20 世纪 50

7、 年代。19561958 年山西煤田地质勘探 144 队（以下简称 144 队）先后在赤峪勘探区进行过概、普、详、精查勘探，至 1958 年 7 月共施工钻孔 26 个，进尺 7355.07m，提交了赤峪勘探区精查地质报告。1958 年山西煤矿设计院将赤峪勘探区一分为二，北部为下乐坪井田，南部为南垣井田。后 144 队又施工钻孔 4 个，进尺 571.78m。1962 年对赤峪勘探区精查地质报告进行了复审，认为勘探密度不够，高级储量区构造控制不足等降为详查，并注销其储量。144 队又分别于 19631964 年和 19811983 年在南垣井田和下乐坪井田进行精查勘探，提交南垣井田精查地质报告

8、和下乐坪井田精查地质报告。霍州矿务局分别于 19761977 年和 19821983 年在南垣井田东北边缘和曹村平峒西段沿线进行钻探施工。以上在曹村井田范围内共施工钻孔 76 个，边界附近利用钻孔 10 个，钻探总进尺23823.0m，并完成相应的水文地质、地形地质填图等工作。1992 年5 月西安矿业学院和霍州矿务局曹村煤矿对煤矿投产以来积累的矿井地质工作成果进行系统总结，并进行野外地质调查，编制了霍州矿务局曹村煤矿生产矿井地质报告（以下简称 1992 年矿井地质报告）。1.2.2 煤系地层本井田主要含煤地层为石炭系中统本溪组、上统太原组和二叠系下统山西组，兹自下而上分叙如下（1）石炭系中统

9、本溪组（C2b）该为陆表海海湾沉积，岩性下部为山西式铁矿及灰色铝质泥岩夹薄层粉砂岩，局部为具鲕状结构的铝质岩，为泻湖海湾沉积。中部为灰色团块状铝质泥岩夹薄层细砂岩，12 层不稳定的生物碎屑灰岩及 13 层极不稳定的薄煤层，其中 12 号煤层为不稳定的局部可采煤层。上部以黑色泥岩和粉砂岩为主，夹一层不稳定的生物碎屑灰岩。厚度为 538m，平均 13.5m。中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计第3页（2）上统太原组（C3t）该为陆表海沉积，岩性由砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩、煤层和生物碎屑灰岩组成。本组含 K4、K3、K2、K1 标志层和 13 层煤层，其中可采及局部可采煤层 5 层，即 5、

10、6、9、10、11 号。厚度为 61.5100m，平均 81.5m，厚度变化呈东西向条带，南北两端厚，中部薄。K1 为浅灰色中、细砂岩，局部为粗砂岩，具波状层理或斜层理，为浅水三角洲河道环境沉积。厚 0.3010.0m，极不稳定。K2 为深灰色生物碎屑灰岩，上部质纯，中部夹燧石结核层，厚 0.22.3m，一般为 1.0m，下部夹有灰黑色泥岩，具水平层理，厚 7.011.50m，平均 9.59m，全区稳定。K3 为灰深灰色厚层状生物碎屑灰岩，局部相变为灰白色细砂岩。厚平均 9.67m。7.0711.68m，K4 为灰色深灰色生物碎屑灰岩，夹燧石结核。厚度变化，由南往北增厚，北部厚度大，且稳定性好

11、，厚 06.8m，平均 2.3m。K2、K3、K4 均为浅海台地环境沉积。（3）二叠系下统山西组（P1s）K7该为冲积平原沉积。岩性由砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩及煤层组成。本组含标志层和可采煤层（2 号）及 13 层极不稳定的不可采煤层。厚度为 9.536.0m，平均为24.0m，厚度变化为中部较厚，向南北两侧及西部变薄。K7 为浅灰灰色薄中层状细粒岩屑杂砂岩，层位比较稳定，厚度变化较大，最厚可达 10.7m，平均 2.9m，向西北部增厚。具小波状或水平层理，局部相变为中粒砂岩或粉砂岩，为浅水的支汊河道环境沉积1.2.3 井田地质构造一、区域构造霍西煤田为夹在吕梁和霍山两个北东或北北东向的复

12、背斜之间的复向斜，按山西省区域地质志，跨越 2 个级区划单元，即吕梁块隆和临汾运城新裂陷。主体部分属前者的阳泉曲汾西盆状复向斜和香太林南北向褶带（级），东南部属后者的洪洞临汾凹隆（次级单元）。煤田内曹村井田位于洪洞临汾凹隆中，属霍州矿区，发育有一系列左行斜列的北北东向北北西向的次级短轴褶曲，因断层切割已失去原有完整的褶皱形态。阳泉曲汾西盆状复向斜东南侧有一条走向北北东，断层面东倾的左旋走滑正断层， 为罗云山断层，西盘上升，东盘下降，在罗云山附近落差 300400m，为临汾新裂陷的西北界。霍山与洪洞临汾凹隆之间发育有霍山断层，为断层面西倾的左旋走滑正断层，走向近南北，断层带宽 20m 以上，断层

13、面倾角 5470，延伸甚远，地表所见达 80km，在霍山主峰落差达 3000m，为临汾新裂陷的东北界。霍山断层和罗云山断层分别构成霍州矿区主体部分的东界和西界。矿区内断裂十分发育，在边界大断层之间集中有一系列规模较大（落差 70260m）的正断层，构成阶梯状断陷或地堑、地垒相间的构造格局，如：下团柏断层、赤峪断层、上团柏断层、张端断层、万安断层等，均为走向 NNENE 的右旋走滑正断层。与这些较大断层平行或斜交的中、中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计第4页小断层极为发育。霍州矿区北缘与灵石复背斜（又称韩侯横向隆起）交界带发育有一系列向南倾斜的近 东西向高角度正断层，其中什林断层为左旋走滑

14、正断层，走向近东西，倾向南，落差30350m。霍西煤田区域构造形成于中生代燕山运动，在左旋力偶作用下，使吕梁、霍山隆起， 并在其间产生罗云山、霍山等 NENNE 向左旋平移断层。喜马拉雅运动在右旋力偶作用下，NESW 拉张应力使罗云山、霍山断层反向发展为地堑下落，铸成运城临汾新裂陷。二、井田构造本井田位于赤峪断层东侧上升盘，井田构造总体为走向北西，倾向北东的挠折式单斜。井田西部靠近赤峪断层，即上平层，因受右旋剪切力偶的控制，以近东西向或北北东北东向次级开阔褶曲为主体，走向 NNENE 向为主的正断层十分发育为其主要特征，构造复杂。井田东部，即下平层构造简单，为平缓单斜。1. 褶曲本井田褶曲轴向

15、为北北东向和近东西向，另外还发育一条 NW3050方向延伸的挠折带。北北东向褶曲：在靠近赤峪断层发育一条 NNE 向背斜，其轴线位于赤峪断层东侧， 与赤峪断层平行延展，轴向 NE6左右，两翼倾角 46，西翼狭窄，东翼宽阔，并在东侧发育一条与其平行的次级向斜，波幅仅 515m。表明该组褶曲形成于赤峪断层。之前， 为夹在霍山断层和罗云断层之间受 NESW 向右旋力偶作用的产物，为其主体构造。近东西向褶曲：本井田近东西向背向斜有 7 条，轴向为 NWWSEE，或 NEESWW，两翼地层倾角 49，波幅 520m，表明为次级宽缓的短轴褶曲，是两个区域性左旋平移断层反向活动的产物。北北东向和近东西向两组

16、褶曲叠加后，背斜相叠形成隆起，向斜相叠形成凹陷。挠折带：位于井田东中部，走向 NW，倾向 NE，其上转折端在 221下-37下-42 202 号钻孔一线，下转折端在下-47下-43下-38下-34 号钻孔一线，其宽度约 450m。地层倾角上平层约为 6，至转折端突然变陡为 15左右，下平层减至 5左右，总体为一倾向 NE 的平缓单斜。该挠折带跨越井田边界后有向 NW、SE 方向继续延伸的趋势。2. 断层井田内无断层。1.2.4 水文地质特征霍州矿区位于吕梁复背斜、霍山复背斜之间，北部为韩候横向隆起带。吕梁山、霍山在矿区东西两侧沿 NNE 向展布，奥陶系石灰岩大面积 露，形成了广泛的奥陶系石灰岩

17、岩溶水补给区，两山之间的汾河 及河谷地带则成为其径流、排泄区。本井田位于河谷地带的东部靠近霍山断层的一侧。按照水文地质单元本井田位于郭庄泉域东南，为径流区。霍州市南约 7km 处的郭庄至东湾村一带的泉群，为其排泄区。泉群分布面积，南北长 1.2km2，东西宽约 400500m，面积约 0.5km2，计有大点 60 多个，以散泉的形式分布于汾河河谷及冲积层岸边，泉水出露标高为 510512m，19561975 年平均流量为 8.36m3/s，最大约为 10m3/（s 1964 年），最小约为 6.8m3/s（1975 年）。1972 年霍州电厂建成投产后，在泉口开发利用岩溶水和泉域内开采井增多，

18、人为活动及降水量减少等原因，19851995 年泉水平均流量约 6.3m3/s，中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计第5页1999 年泉水流量降至 2.83m3/s。郭庄泉域西以紫荆山大断层和吕梁山前寒武系地表分水岭为界，东以汾介大断层和霍山大断层为界，北以汾西向斜端，吕梁南馒头山、将军山前寒武系古老变质岩和地表分水岭为界，南以下团柏断层和万安断层为界。泉域面积 5600km2，其中碳酸盐岩露面积 1400km2，碎屑岩面积 2030km2，松散岩面积 2170km2。该泉域内主要含水地层为张夏组岩溶裂隙含水层（2z）、亮甲山组裂隙岩溶含水层（O1l）、下马家沟组岩溶裂隙含水岩组（O2x2

19、）、上马家沟组岩溶裂隙含水岩组（O2s2）、峰峰组裂隙溶含水层（O2f2）、太原组石灰岩层间裂隙含水层（C3t）等。该泉域断裂十分发育，近东西向，近南北向、北东向和北北东向断层相互切割，小断层密集、陷落柱也很发育，水文地质条件十分复杂。霍州矿区煤层埋藏较深，水压高达 200600m，带压开采是北方岩溶大水矿区之一。本井田东部存在带压开采突水难题。据区域资料，奥陶系岩溶水等水位线表明地下水径流流向与地表水具有一致性。在赤峪断层以东包括本井田，地下水径流总体上是从东、南东、北东向本井田中央水仓处排泄。（1）第四系砂、砾孔隙含水岩组该含水层组自上而下又可分为 3 个含水层。1） 第四系全新统砂、砾孔

20、隙含水层该分布于现代河、沟谷的河床、河漫滩及 I 级阶地上。由冲洪积砂砾组成，较大河、沟谷多具二元结构，厚 532m，潜水埋藏深度 14m。局部地下水以泉的形式出露。泉流量为 0.37.29L/s。水井抽水量 4.4217.56L/s，单位涌水量为 2.06.22L/sm，渗透系数（K） 为 6.022.8m/d，故属富水性强的含水层。一般规律是水流形成的含水厚度越大，范围越广，透水性越好，则富水性相对越丰富。在丘陵支沟中该含水层直接接受大气降水和沟谷溪水侧向补给，以潜流形式向下游流动。最后直接以泉的形式排泄到溪沟之中。该埋藏浅，与外界循环转换快，水位、水量、水温等因受外界影响，具有季节性变化

21、的特征。水质为 HCO- Ca+型，矿化度小于 1g/l。32） 第四系上更新统砂、砾石层孔隙含水层该主要成条带状分布于现代河床、河谷的级阶地。含水层上部为浅黄色粉砂土，中部为砂夹薄层砾石，下部洪冲积砂、砾石层夹砂质透镜体。总厚约 2060m，下部砂、砾层厚约 20m。潜水埋藏深度 0.621.17m，一般 67m，单位涌水量（q）为 0.57L/sm， 渗透系数（k）为 7.53m/d，富水性中等。由于距离地表近，具有季节性变化的特点。3）第四系中更新统砂、砾孔隙含水层该埋藏于地表之下，分布普遍。由细粉砂土和砂质粘土组成，总厚约 140m，其上段（厚约 60m）底部发育一层砾石层，厚约 10

22、m，层位稳定，接受东部霍山山麓潜水补给，含水丰富，大部分地区具有承压性质。如下8 号钻孔在孔深 38.048.96m此层，地下水涌出地表 12.77m，即 50.7761.73m 的承压水头，涌水量达 4.1L/s，钻孔单位涌水量（q）为 0.336L/sm，属富水性中等的承压含水层。由于补给区分布较远，上面又有几十 m 隔水层封闭，受外界影响较小，季节性变化甚微。水质为 HCO- Na+、Ca+、Mg+型，矿化度小于 1g/L。3（2）第三系砂、砾岩夹泥灰岩裂隙含水岩组中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计第6页该分布广泛，在沟谷中有条带状或零星出露，总厚约 79.5m，其中上段厚约 12

23、m，下 段厚约 67.5m。底部含淡水灰岩和小砾石层，厚约 4.5m，为第一含水带。其上以亚砂土为主夹亚粘土，再往上为砂、砾层和不连续的结核层，即为第二含水带。该层水位埋深1.29.3m，泉流量 1.358.56L/s，辛置水源孔钻孔单位涌水量（q）为 6.25L/sm。下乐坪精查报告中 31、21 号钻孔基岩风化带和N2 混合抽水资料，单位涌水量（q）分别为0.0435L/sm和 0.0121L/sm，渗透系数（K）为 0.392m/d 和 0.0573m/d，静水位 654.18m 和 669.33m， 比含水层顶界高出 146.86m 和 73.94m。表明该含水层具承压性质。水质为 H

24、CO3-SO3-2Na+Ca+2 型，矿化度小于 1g/L。（3） 二叠系砂岩裂隙含水岩组本区该主要为下石盒子组和山西组，上覆地层被剥蚀，厚约 130m，含 K7、K8、K9 砂岩层，总厚 2.5037.65m，平均 13.21m。该分布广泛，富水性小。据南-25 号孔与泥灰岩混合抽水试验，单位涌水量 q 为 0.018L/sm，渗透系数（K）为 0.164m/d，204 号孔注水试验，单位涌水量（q）为 0.0082L/sm，渗透系数（K）为 0.058m/d。矿井出水点涌水量一般为 0.1670.444L/s，泉流量多为 0.051.78L/s。泉出露标高最大为 618.8m，下-31 号

25、孔静水位为 586.27m，具承压性质。水质为 CL-SO4-2Ca+2 型，矿化度 0.301g/L，PH 为 8。（4） 石炭系石灰岩间夹砂岩裂隙岩溶含水层岩组该总厚 6.1799.7m，平均 81.0m，主要含 K2、K3、K4 灰岩，灰岩总厚 7.123.4m，平均 14.4m，其次为砂岩。8 号煤层上部砂岩上升泉标高为 629.8m。该分布广泛，富水性极小。据钻孔抽水试验，204号孔（K2）单位涌水量（q）为0.0072L/sm，渗透系数（K）为 0.0278m/d，静止水位 593.40m；南-5 号孔（K2+K3）单位涌水量（q）为渗透系数（K）为 0.0064m/d，0.001

26、7L/sm，静止水位 610.21m；A1 号孔（K2+K3+K4）q 为 0.00635L/sm，K 为 0.0765m/d，静止水位 630.43m，均具承压性质。水质为 HCO3-SO4-2 或 SO4-2HCO3-型，矿化度小于 1g/L。（5）奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水岩组据区域资料，奥陶系总厚约 730 余米，本区厚度约 133200m，为中统，井田内剥蚀面（顶面）标高，最高点为 548m，位于西南，向东北倾斜，最低点为 150m（图 52）。该统可划分 2 个含水组共 3 个含水带。第一含水组含 2 个含水带，从上往下：第一含水带为 06m，为风化裂隙带，岩芯破碎，裂隙发育，溶

27、洞率达 1435%。该是全区较稳定的一个带。第二含水带 1017m，为裂隙溶洞带，厚约 10m。两带之间石灰岩较致密，岩溶裂隙不发育。第二含水组，即第三含水带 3040m，石灰岩不纯，见有小溶孔。在两个含水组之间，为泥灰岩、石膏及白云质灰岩等，俗称石膏带，裂隙不发育，为相对隔水层。曹村矿井下突水量 1983 年为 59.72L/s，1985 年 5 月 26 日为 123.06L/s。在下煤组 500m 水平大巷掘进奥陶系石灰岩岩巷 180m 时，涌水量达 102.8111.1L/s，静止水位标高 518.35m，出水点标高平均为 505.82m， 两者相差 12.53m， 按水位降落计算，

28、单位涌水量为8.218.71L/sm。表明其富水性丰富。从上述钻孔和突水点的分布位置来看，本区该含水层的富水性在平面上可划分为 3 个中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计第7页带，即南部富水性中等，中部富水性丰富，北部富水性小。水质为 HCO- SO4-2Ca+2Mg+2 型或 HCO3Ca+2Mg+2 型，矿化度为1g/L，或30.412g/L。本矿 2003 年生产原煤 85.6 万 t，日产原煤 2345.21 t。涌水量为 274m3/h，富水系数为2.8m3/t，1999 年矿井涌水量较大，全矿年产原煤 78.1 万 t，涌水量为 420m3/h，富水系数 为 4.7m3/t。全

29、矿生产能力达 90 万 t（日产量为 2465.8 t）以后，全矿预计涌水量为 287.7 482.7m3/h。1992 年矿井地质报告预算矿井涌水量上煤组为 248m3/h，下煤组为 274.36m3/h，奥陶系岩溶水疏水量为 465m3/h，水位降深为 110m 时的涌水量为 1003.01743.6m3/h。1.3 煤层特征1.3.1 可采煤层本区含可采和局部可采煤层为 2、2 下、4、5、6、7、9、10、11、12 号，其中 2、9、10、11 号为主要可采煤层，5、6、7、12 号为大部或局部可采煤层，2 下、4 号为极不稳定的局部可采煤层。兹将可采和局部可采煤层从上往下分述如下，

30、它们的厚度、结构及间距等列入表 1-1。表 1-1 可采煤层特征表地层 编号 煤层厚度(m) 最小最大 平均 间距 最小最大平均 夹石层 数 (层) 顶板岩性 底板岩性 稳定性 山西组 P1S 2 8.45-9.78 9 0.92-5.76 4.32 03 泥岩、粉砂岩、中砂岩 泥岩、砂质泥岩 稳定 2 下 0-0.95 0.79 0-2 泥岩、粉砂岩 泥岩、砂质泥岩 极不稳定 7.53-17.12 11.66 太原组 C3t 4 0.30-0.930.56 0-1 碳质泥岩 泥岩、粉砂岩 极不稳定 2.62-6.83 5.41 5 0-1.72 0.74 02 泥 岩 、 砂质泥岩 泥 岩

31、、 砂质泥岩 不稳定 2.0-7.2 4.5 6 0-1.50 0.84 01 泥 岩 、 砂质泥岩 泥 岩 、 砂质泥岩 不稳定 13.8-26.2 21.7 7 0-0.98 0.44 01 粉砂岩、泥岩、砂岩 粉砂岩、泥岩、砂岩 极不稳定 15.5-32.7 24.4 9 0.65-1.60 0.90 0 石灰岩 泥岩、砂质泥岩 稳定 2.56 0.77 10 1.34-3.05 2.54 03 泥岩、砂质泥岩 砂岩、泥岩砂质泥岩 稳定 6.68-15.63 9.08 11 1.25-6.99 4.00 03 泥岩、砂质泥岩、砂岩 泥岩、砂质泥岩、石英砂岩 稳定 3.0-16.4 9.4

32、 本溪C2b 12 0-1.45 0.90 04 石灰岩、粉砂岩、泥岩 铝质泥岩、泥岩 极不稳定 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计第8页（1）2 号煤层该位于山西组中部，距山西组底砂岩（K7）约1.39.7m，平均 9m。煤层厚度稳定，局部受河道砂岩的冲刷（建造内冲刷）形成 NE 向的厚度变薄带，西部因风化剥蚀厚度变薄乃至尖灭。煤层稳定，平均厚度为 9m，煤层结构较复杂，含夹石 03 层，夹石厚 0.050.5m，为富含碳质泥岩或粉砂质泥岩，全区可采。（2）2 下号煤层该位于山西组中部，2 号煤层之下的薄而极不稳定的零星可采煤层。煤厚变化明显， 东北部厚度较大，西南部厚度较小，西部尖灭

33、。煤厚为 00.95m，平均 0.79m。含夹石 02 层，夹石层 0.050.2m，为碳质泥岩或泥岩。（3）9 号煤层该位于太原组下部，K2 灰岩直接覆于该煤层之上。煤层厚度变化自西或西北向东或东南逐渐加厚，除中西部出现小面积不可采外，其余绝大部面积为可采区，部分地段与 10 号煤层合并。煤层稳定，基本可采，煤厚 0.651.60m，平均 0.90m（图 42）。煤层结构简单，一般不含夹石。（4）10 号煤层该位于太原组下部 9 号煤层之下。煤层厚度稳定，西部较厚，东北部局部变薄，但均在 1.3m 以上。煤厚 1.463.02m，平均 2.54m（图 42）。煤层结构较复杂，含夹石 03 层

34、，夹石厚度 0.020.72m，平均 0.15m，全区可采。（5）11 号煤层该位于太原组底部 10 号煤层之下。煤层厚度自西向东变薄，但均在 1.10m 以上，煤层稳定，全区可采，煤厚 1.426.99m，平均 4.00m。煤层结构较复杂，含夹石 03 层，夹石厚度 0.010.19m。本区含煤地层空间展布稳定，标志层明显，各煤层层位稳定，煤层及其间距变化不大， 易于对比。煤层对比方法以标志层为主，同时考虑煤层本身的特征。2 号煤层位于山西组中部，K7 砂岩之上，K8 砂岩之下。这两层砂岩层位稳定，可作为对比 2 号煤层的标志层。另外 2 号煤层厚度、结构也是良好的对比标志。故 2 号煤层对

35、比可靠。2 下号煤层位于 2 号煤层之下，为极不稳定的局部可采煤层。4、5、6 号煤层位于 K7 砂岩之下，K4 灰岩之上，这两层标志层层位稳定，特征明显也是煤层对比的重要标志层。5、6 号煤层为 2 层不稳定的薄煤层，两者呈上、下关系，5 号位于 K7 之下，6 号位于 K4 之上，两者易于区别。4 号煤层位于 5 号煤层之上，为极不稳定的局部可采煤层。7 号煤层为夹在 K4、K3 标志层之间的薄煤层，其上、下各有一层薄煤层，但均不可采， 易于对比。9、10 号煤层位于 K2 灰岩之下。该石灰岩特征明显，层位稳定是良好的煤层对比标志层。9、10 号煤层呈上、下关系，前者为薄至中厚煤层，后者为

36、中厚煤层，两者易于区分。其间距为 0.12.6m，平均 0.8m。故 9、10 号煤层对比极为可靠。11 号煤层为太原组最下部的一层中厚煤层，距 10 号煤层 6.715.6m，全区稳定可采。可以其层位，厚度和稳定性确定。故该煤层对比也可靠。中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计第9页12 号煤层位于本溪组中上部，其顶板为一层不稳定的薄层石灰岩，为极不稳定的薄煤层。在本溪组中有 13 层不稳定薄煤层，12 号煤层顶部石灰岩厚度薄，不稳定，煤层对比标志不明显，故 12 号煤层对比可靠性较差。1.3.2 煤的特征（1）物理性质本区各煤层物理性质极为相似，颜色及粉色均为黑色，硬度较小，以 2 号煤

37、层为最小，10 号煤层相对较大，9、11 号煤层次之。煤的对密度，2 号煤层为 1.63，纯煤为 1.53；10 号煤层为 1.33，纯煤为 1.16；11 号煤层为 1.32，纯煤为 1.24。（2）显微煤岩特征、煤岩组分及宏观煤岩类型1）2 号煤层该以暗亮煤、微暗煤居多，次为微亮煤。显微组分一般以镜质组、半镜质组为主，占 5575%，其中后者占 510%。稳定组份占 1%以下，常见小孢子。其余为丝炭组和半丝炭组。矿物含量中等，以粘土矿物为主，分散于有机基质中。煤岩组分主要为亮煤、暗煤。以半亮型为主，半暗型次之。具稀疏的线理状结构，断口较平整，内生裂隙不发育。2）5、6 号煤层，该以微亮煤和

38、微暗煤为主，显微组分以镜质组、半镜质组为主，占6580%，主要为无结构镜炭组。；稳定组一般不多，个别样品含量高达 7.3%，其余为半丝矿物含量较大，占 12.557.2%，以粘土矿物为主，往往以似层状、透镜状或细分散状分布于有机基质中。煤岩组分 5 号煤由镜煤、亮煤及暗煤组成，为半亮型、光亮型，6 号煤以镜煤，亮煤为主，夹少量暗煤及丝炭，为光亮型、半亮型。具条带状结构、玻璃光泽、节理裂隙发育。 3）9、10 号煤层，该以微亮煤、微镜煤、微暗煤组合特征。显微组分以镜煤、半镜煤为主占 70%以上，丝炭少于 30%。矿物含量一般在 15%以下，以粘土矿物为主，常为透镜状、层状；黄铁矿为小结核状或颗粒

39、状，还有少量石英碎屑。煤岩组分由镜煤，亮煤及暗煤组成，为光亮型煤，10 号煤个别为暗淡型。具中细条带状，水平层理、玻璃光泽，棱角状断口，裂隙较发育。4）11 号煤层，该以微亮煤，微镜煤、微亮暗煤组合为特征。显微组分镜质组及半镜质组占 70%左右，丝质组占 30%左右。矿物含量占 19%左右，以粘土矿物为主，多呈浸染状或透镜状，黄铁矿含量低于 9、10 号煤。煤岩组分主要由镜煤、亮煤、暗煤组成，为光亮型暗淡型。具稀疏的线理状结构， 裂隙不发育。5）12 号煤层，该镜质组和半镜组含量占 80%以上，丝炭组占 20%以下。煤岩组分主要由镜煤、亮煤、暗煤组成，为光亮型半亮型。具玻璃光泽，裂隙较发育。（

40、3）化学性质及工艺性能本区主要可采煤层煤质分析试验成果列入表 1-3。中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计第10页由表 12 可知，本区各层煤水份（Mad）变化不大，平均含量原煤在 0.871.12%。灰分产率变化也不大，原煤平均灰分（Ad）以中灰为主，属中灰的有 2、5、10、11、12 号煤，属低中灰有 7、9 号煤层，6 号煤稍高于 30%，为高中灰。个别钻孔原煤灰分40%， 视采样问题，不参与评价。经过洗选后，各层煤灰分都能降到 10%以下。全硫平均含量， 2 号煤为特低硫，11 号煤为低硫，5、6、7 号煤为中高硫，9、10 号煤为高硫，经洗煤后， 硫分略为降低。各煤层的挥发分基

41、本上变化不大，从上到下略有减小的趋势。从各层煤的焦渣特征看，均属不膨胀熔融粘结和膨胀融粘结（代号 5、6）。胶质层最大厚度（Ymax）平均在 25mm 左右者有 2、11 号，其余均在 30mm 以上。2、9、10、11 号煤层粘结指数比较大，为 94.3101.2，表明其粘结性较好至很好。各层煤发热量均很高， 平均为 24.3325.45MJ/kg。（4）煤类按照中国煤炭分类，1986进行分类，分类指标采用精煤挥发分，胶质层厚度（Y）和粘结指数（GR.I），根据上述煤质特征，本区 2、5 号煤为肥煤（FM）和1/3 焦煤（1/3JM），6 号煤为肥煤（FM）、1/3 焦煤（1/3JM）、气肥

42、煤（QF），7 号煤为肥煤（FM），7、9、10号煤为肥煤（FM）和焦煤（JM），11 号煤为肥煤（FM）。1/3 焦煤（1/3JM）和焦煤，（5） 煤的可选性据1992 年矿井地质报告2、9、10、11 号煤层可选性分析结果，精煤回收率分别为55.43%，67.76%、40.57%、51.35%，其精煤回收率级别，2、9 号煤为良等，10、11 号煤为中等。2003 年 911 月该矿采大样试验；自然级煤粉小浮选精煤产率 2 号煤 69.75%， 10 号煤为 71.63%，邻近辛置矿 2003 年 3 月筛分试验 11 号煤理论精煤产率 38.14%。（6） 煤的工业用途根据上述煤质特征，

43、各煤层均为优质的配焦和炼焦用煤。目前该矿生产的煤炭大多用于炼焦，部分含硫量较高（3.0%）的煤炭用于电厂或当地居民生活用煤。1.3.3 其它有益矿产本井田煤系中伴生有益矿产有：铝土矿、硫铁矿、菱铁矿，石灰岩，石膏及煤层中的分散元素锗、镓等。（1）铝土矿本溪组地层中含有多层铝土质泥岩，尤其是底部的铝土质泥岩层位稳定，厚度一般在3.5014.40m，平均 8.80m，为深灰色浅灰色，致密块状，多呈鲕状结构，局部质纯者成为铝土矿。钻孔取样分析结果列入表 1-3。表 1-3 部分钻孔铝土矿化验分析结果从表中可见,Al2O3 含量较高，但 Fe2O2 的含量也较高,而且不易除去，局部地区的铝土孔号 层厚

44、 Al2O2(%) SiO2(%) Fe2O2(%) 铝硅比值 39 5.50 51.94 21.80 3.00 2.38 51 2.00 31.82 37.95 10.71 0.84 31 8.34 30.74 37.95 8.30 0.81 南15 62.50 21.40 1.20 52.70 26.72 2.64 南30 35.63 26.88 15.81 中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计第11页矿质量有可能达到黑色冶金熔剂及耐火材料的质量要求。此外，在太原组和下石盒子组中，还可见到多层铝土质泥岩，但质量欠佳，利用价值不大。（2）硫铁矿、菱铁矿1） 硫铁矿硫铁矿位于本溪组底部，覆

45、于奥陶中统石灰岩古侵蚀面上，多以黄铁矿散晶或结核状分布于铝土质泥岩中，厚度分布极不稳定，且品位欠佳，故经济价值不大。2） 菱铁矿在太原组顶部和山西组底部砂岩中，见有 13 层菱铁矿结核，厚 10cm 左右，层位不Fe2O2 的含量达38.4%，可用来炼铁，但因呈结构状，分布不均，厚稳定。取样化验结果度不大，埋藏又深，无利用价值。3） 分散元素锗和镓在勘探过程中，通过对分散元素的分析化验，已查明各煤层中锗的含量变化不大，平均为 2.278g/t，占煤灰平均含量的 0.00105%。但同一煤层，锗的含量横向上，纵向上变化均比较大。比如在横向上，2 号煤层中锗含量由微量到 5g/t；10 号煤层中锗

46、含量为 0.55.5g/t，其它亦然。在纵向上，一般在靠近煤层顶、底板部分较富集，中部较贫。如南4 号钻孔2 号煤层上、中、下三个分层中锗含量分别为 5.0g/t、微量及 1.5g/t。显示出在近顶部分更富些；南9 号孔 10 号煤层上、中、下三个分层中，锗含量分别为 1.0g/t、0.5g/t、及 5.0g/t， 显示在近底板部分更富一些。但是，井田内各可采煤层中锗的含量一般不超过 5.5g/t。镓含量多在 20g/t 以下，均未达到一般工业要求，而且变化较大，未能找到变化规律。就现有资料来看，工业利用的可能性不大。4） 石膏据下乐坪井田 6 个探岩溶钻孔，在奥陶系古风化剥蚀面以下，一般在

47、43.4560.85m处，可见第一石膏层，厚度 13.3916.79m，平均 13.95m。在其下 5.6532.69m 处可见第二石膏层，层厚 35.8054.69m，平均 42.57m，石膏层为灰白色致密块状，硬度低，拣块送样分析结果表明，石膏达 98%左右，品位达到 I 级品工业要求。但埋藏较深，开采利用难度较大。5）石灰岩井田内赋存有本溪组薄层石灰岩、太原组三层石灰岩及奥陶系巨厚石灰岩，均为良好的建筑石料和石灰及水泥的原料，但因埋藏深，不易开采利用。1.3.4 瓦斯，煤尘及自燃（1）瓦斯据1992 年矿井地质报告资料，煤层瓦斯含量 01.093mL/g，下组煤大于上组煤。瓦斯相对涌出量

48、，2 号煤层为 00.69m3/t，10 号煤层为 1.33m3/t，11 号煤层为 1.35m3/t，属低瓦斯矿井，建矿以来未发生过瓦斯事故。2003 年9 月10 日山西省安全生产监督管理局鉴定，矿井瓦斯绝对涌出量为1.144m3/min， 相对涌出量为 0.634m3/t，属低沼气矿井。据我省煤矿瓦斯分布规律，瓦斯含量将随煤层埋深的增加而增大。另外在构造破坏带、古空区及独头上山巷道等瓦斯局部聚集。低沼气矿井也有发生重大瓦斯爆炸事故的事例，中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计第12页如临汾市蒲县境内的富强煤矿和油房南煤矿于 1993 年和 1995 年先后发生过瓦斯爆炸事故，共死亡 1

49、0 余人。为此，必须按照煤矿安全规程加强瓦斯管理。（2） 煤尘2004 年 7 月 5 日煤尘爆炸性试验，2 号煤层火焰高度 60mm，加岩粉量 75%，10 号煤层火焰高度 55mm，加岩粉量 70%，11 号煤层火焰高度 30mm，加岩粉量 50%。以上三个煤样均属有煤尘爆炸性危险。据1992 年矿井地质报告资料，各煤层爆炸性指数，2 号煤层为 3740%，9 号煤层为 32.8%，10 号煤层为 36.6%，11 号煤层为 33.3%，属有煤尘爆炸危险性矿井，曾发生过煤尘爆炸事故，如 1991 年 1 月 7 日下午，10316 正巷口因煤尘超限，放炮电缆破裂产生火花引起煤尘燃烧，伤 7

50、 人。为此，必须保持巷道湿度，加强粉尘测定工作，及时清除粉尘等，防止煤尘爆炸事故。（3） 煤的自燃2004 年 7 月 2 日煤层自燃倾向鉴定，2 号煤层，T1 为 372，T2 为 373，T3 为 379，T 为 7，10 号煤层，T1 为 382，T2 为 390，T3 为 396，T 为 14，11 号煤层， T1 为 387，T2 为 388，T3 为 392，T 为 5，以上 3 个试样均属不自燃或不易自燃。建矿以来未发生过煤层自燃事例。由于下组煤（主要 9、10 号煤）中硫含量较高，氧化发热可引起煤的自燃，如 1988 年地面煤堆（下组煤）发生过一次自燃，损失煤约 7 万 t。另

51、外井下地温、机电设备发热等都可以使井下温度升高、发热。故井下要选择合理的通风系统、及时清理井下残煤，定期检修井下机电设备，以预防煤的自燃。中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计第13页2 井田境界与储量2.1 井田境界2.1.1 井田范围本井田位于山西省临汾市北部霍州市东南约7km 处，其地理坐标为东经：1114411148，北纬36313633。井田范围由以下 11 点圈定，其坐标为：01X=4045530.0002X=4042795.0003X=4043180.0004X=4043460.0005X=4043440.0006X=4043350.0007X=4042930.0008X=40

52、42750.0009X=4046270.0010X=4046330.0011X=4046950.002.1.2 开采界限Y=19571790.00 Y=19568055.00 Y=19567010.00 Y=19566955.00 Y=19566500.00 Y=19566300.00 Y=19566300.00 Y=19565950.00 Y=19566780.00 Y=19568530.00Y=19570413.00本区含可采和局部可采煤层为 2、2 下、4、5、6、7、9、10、11、12 号，其中 2、9、10、11 号为主要可采煤层，5、6、7、12 号为大部或局部可采煤层，2 下、

53、4 号为极不稳定的局部可采煤层。故本次设计主要设计 2、9、10、11 号煤层。2.1.3 井田尺寸井田的走向最大长度为 4.1km，最小长度为 1.1km，平均长度为 3.76km。井田的倾斜方向的最大长度为 3.5km，最小长度为 2.5km，平均长度为 3.3km。煤层的倾角平均为 8.3。井田的水平面积按下式计算：S = H L（2-1）式中：S 井田的水平面积，m2；H 井田的平均水平宽度，m；L井田的平均走向长度，m；则井田的水平面积为：S =3.763.3 =12.408km2，井田赋存状况示意图如图 2-1-1 所示。2.2 井田地质勘探2.2.1 勘探类型据矿井地质规程，19

54、84和矿井水文地质规程，1984的各项指标，对井田的矿井地质条件和矿井水文地质条件的各项因素的分析，确定矿井地质条件类别为a、 d、g 类。2.2.2 钻孔分布及储量等级圈定本井田地层产状平缓，褶皱宽缓，北部有赤峪断层，但不影响采区划分，矿井地质条件类别为ab，d，g。各煤层圈定资源/储量类型的工程间距列入表 2-2-1。中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计第14页表 2-2-1 各煤层圈定资源/储量类型的工程间距表本矿井生产的煤炭大多为优质煤焦用煤，经洗煤后，精煤用于冶金和焦化，地质和可行性评价在探明范围内的储量可信度高，在控制范围内的储量可信度一般。故本次资源/ 储量类型可分为探明的（可研）经济基础储量（111b），控制的经济基础储量（122b），以及推断的内蕴经济资源量（333）。5、9、10、12 号煤层部分块段