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文档简介

1、.PAGE :.;PAGE 90第一章 矿井概略第一节 井田地理及交通位置一、交通位置山西和顺正邦良顺煤业井田位于沁水煤田阳泉煤炭国家规划矿区东南部,和顺普查勘探区北段东部边缘,和顺县城东北约10km的李阳镇北李阳村附近,行政区划隶属于和顺县李阳镇管辖。其地理坐标为:东经11336261133842,北纬372418372557。井田西侧有207国道和阳涉铁路经过,沿207国道向北可达平定、阳泉,与石太高速公路和307国道相接。该矿距阳涉铁路泊里煤站约3km,沿铁路向北65km可达阳泉,与石太铁路接轨,向南可至河北涉县,再转向东至邯郸与京广铁路相连,交通运输条件较为便利。二、地形与气候1、地形

2、地貌井田位于太行山中段西侧,沁水煤田阳泉煤炭国家规划矿区东南部,和顺普查勘探区北段东部边缘,地貌属剥蚀侵蚀低中山区,井田内基岩大面积裸露,少部分被黄土及冲积物所覆盖,其上雨裂冲沟发育。井田地势总体为中部高、东西两侧低,最高点在井田中部山顶,标高1480.9m,最低点在井田西部的石勒河床处,标高1212.9m,最大相对高差为268.0m。2、气候和顺县地处高寒山区,气温比同纬度太原盆地域域偏低较多,属北暖温带大陆性季风气候。其气候特点是冬春干旱少雪多风,夏秋温暖多雨,秋季气候凉爽,冬季冰冷少雪,全年夏短冬长。据和顺县气候局多年观测资料,主要气候要素特征如下:、降水量: 多年平均降水量为537.5

3、mm,2002年最大为697.7mm,2004年最小为429.4mm,降水量年内差别悬殊,主要集中在7、8、9三个月,占年总降水量的60%。历年11月初至次年4月中旬为降雪期。、蒸发量:多年平均蒸发量为1548.0mm,2021年最大为1588.1mm,2003年最小为1348.3mm。、气温:多年平均气温7.5,其中1月份最低,平均-8.4,7月份最高为19.9。极端最高气温35.8,极端最低气温为-32.1。、风向及风速:年主导风向为西南风,冬季多西风,夏季多西南风,多年平均风速为2.02m/s,2006年风速最大为2.3 m/s, 2021年风速最小为1.8m/s。、霜期及冻土深度:全年

4、无霜期平均为132天,平均初霜期始于9月,最早9月2日,最迟10月13日,平均终霜期在5月中旬,最早4月14日,最迟6月4日;历年的11月中旬至次年4月中旬为降雪期,一次最大降雪厚度为23cm;每年10月地面开场冻结,翌年4月解冻,冻土最大深度为1.10m;全年日照数为2559小时。3、流域水系井田内地表水属海河流域子牙河水系滹沱河支系。井田内沟谷纵横,大多为季节性沟谷,在雨季有短暂洪水流过,干旱时干涸无水。井田内发育有李阳河、石勒河、青龙庙河,均为季节性河流,平常干涸无水,雨季各大沟谷洪水汇入这三条河中,最后沿井田西部边境向东北汇入松溪河。4、地震根据山西地震局资料,按照GB18306-20

5、01,本井田对应的地震根本烈度为,地震加速度值为0.10g,属多震区。第二节 矿井地质一、地层(一)地层井田位于沁水煤田阳泉煤炭国家规划矿区东南部,和顺普查勘探区北段东部边缘,李阳煤矿精查区东北部。井田内基岩大面积出露,二叠系下统下石盒子组地层在井田东南部零星分布;二叠系上石盒子组地层广泛分布于井田中部;新生界覆盖于各个时代基岩之上。根据李阳煤矿精查区、阳泉煤业集团有限责任公司和顺长沟煤矿补充地质勘探及长沟奥灰水井地质资料,推断井田内由老至新发育的地层有:奥陶系中统上马家沟组O2s)、中统峰峰组O2f;石炭系中统本溪组C2b)、上统太原组C3t;二叠系下统山西组P1s)、下石盒子组P1x及上统

6、上石盒子组P2s;第四系中、上更新统Q2+3)地层。井田内地层层序、厚度、岩性及其变化情况由老至新简述如下:(一)奥陶系(O)1、中统上马家沟组(O2s)岩性上部为深灰色石灰岩、白云质灰岩,夹薄层角砾状泥灰岩;中部为深灰色豹皮状灰岩、厚层状石灰岩;下部为角砾状泥灰岩、泥质灰岩,部分夹有石膏,长沟奥灰水井揭露厚度269.50m,与下马家沟组地层呈整合接触。2、中统峰峰组(O2f):下部为角砾状泥质白云岩、角砾状泥灰岩,底部为泥质灰岩夹薄层石膏带,中部为灰黄色厚层状泥灰岩夹豹皮状灰岩,裂隙发育,为方解石脉充填,上部为深灰色厚层状石灰岩夹灰黄、灰色白云质泥岩,与下伏地层整合接触,长沟奥灰水井揭露厚度

7、160.70m。(二)石炭系(C)1、中统本溪组(C2b)平行不整合堆积于下伏奥陶系中统峰峰组之上,下部主要岩性为深灰灰色砂质泥岩、泥岩及浅灰色铝土质泥岩、铝土岩,底部发育一层浅灰色鲕状铝土岩;中上部夹薄层状灰色石灰岩;上部为碎屑建造,以褐灰色中厚层长石石英砂岩、浅灰色砂质泥岩夹薄煤层为主。该组地层层位稳定,厚9.41-33.98m,平均23.16m,部分含有1-2层薄煤线,均不可采,无经济价值。2、上统太原组C3t以K1砂岩为基底,延续堆积于本溪组之上,主要岩性由灰色砂岩、深灰、灰黑色砂质泥岩、泥岩、石灰岩及煤组成。富含动、植物化石,为海陆交相互堆积,是主要的含煤地层之一。区域稳定的标志层主

8、要为3层石灰岩K4、K3、K2,全区稳定,由北向南变厚,是很好的标志层,K4、K3灰岩相当于西山东大窑、斜道灰岩,K2灰岩相当于毛儿沟与庙沟灰岩合并层。15号煤层底板有一层含鲕粒的铝质泥岩,有时相变为薄层石灰岩,发育不稳定。本组共含煤10层,自上而下编号为81、82、8、9上、9、11、12、13、14、15号,其中8号煤层东南部分氧化,在赋煤区为厚度较稳定的大部可采煤层,14号煤层东南部厚度较稳定,但可采区域较小,为不可采煤层,15号煤层为厚度稳定的全区可采煤层,其他煤层均为不稳定不可采煤层。本组地层厚度为105.75-.59m,平均124.25m。与下伏地层呈整合接触关系。(三)二叠系(P

9、)1、下统山西组P1s延续堆积于太原组之上。主要岩性由灰色灰黑色砂质泥岩、泥岩、灰灰白色中细粒砂岩和煤层组成。为陆相含煤堆积建造,含植物化石。其底部K7阳泉称第三砂岩砂岩为中粒砂岩,部分为细粒砂岩、粉砂岩,分选中等,次园状,硅质胶结,交错层理发育,厚0-20.93m,平均4.82m,该组共含煤3层,自上而下编号为2、3、6,由于地层剥蚀及风氧化,均为不稳定的不可采煤层。本组地层厚40.15-67.85m,平均50.04m。与下伏地层呈整合接触关系。2、下统下石盒子组(P1x)井田内东南部小面积出露,岩性由灰白、灰黄色砂岩、砂质泥岩、泥岩组成,部分夹1-2层煤线,底部以K8中粒砂岩为主,上至桃花

10、泥岩顶,厚度112.90-168.77m,平均141.50m,本组地层根据岩性组合特征可分为上下两段:(1)下段(P1x1) 绿色岩层段厚度74.40-99.74m,平均87.20m。基底为K8砂岩,为厚层状中细粒长石石英砂岩,厚度0.61-28.78m,平均6.91m。其厚度和岩性变化较大,有时有砾岩,上部发育为中砂岩和细砂岩,成分以石英为主,其次为长石,粗颗粒发育时,含大量岩屑,分选磨圆较差较好,颗粒较细时有钙质薄膜,钙质硅质胶结,上部含植物化石,夹砂质泥岩条带,下部具斜层理,含煤线。本段下部地层以灰色深灰色泥岩、砂质泥岩为主,夹灰绿色灰色细砂岩、粉砂岩,泥岩、砂质泥岩中含植物化石和铝质、

11、菱铁矿,有时具鲕状构造,发育程度缓波状层理,砂岩分选磨圆较好,含大量云母片,具波状斜层理。本段的上部地层以灰绿色砂岩夹灰色、灰绿色泥岩、砂质泥岩为主要特点。砂岩中含白云母片,分选磨圆较好,铝质、铁质胶结,泥岩、砂质泥岩有时出现紫红色斑块,化石较少。(2)上段(P1x2) 黄色岩层段厚度38.5069.03m,平均54.30m。以下石盒子组中部的K9砂岩将本组分为上下两段,K9砂岩为黄绿色厚层状粗粒长石石英砂岩,底部含砾,分选磨圆差,泥质胶结,有时夹粉砂岩条带,具波状层理和斜层理,为河床相堆积物。厚度4.7520.55m,平均12.65m。下部以灰黄色中粒砂岩为主,夹12层深灰色砂质泥岩;上部以

12、灰绿色、紫红色砂质泥岩为主,夹23层中粒、细粒砂岩。顶部为桃花泥岩K10,厚0.58-18.91m,平均7.00m,为浅灰、灰紫色铝质泥岩,具网格状节理,含大量铁质鲕粒且不均匀,地面风化后呈褐红色斑块,颜色艳丽,如桃花绽放,故称为桃花泥岩。加之其上下岩层颜色区别明显,故作为上、下石盒子组的分界标志非常理想。3、上统上石盒子组P2s: 井田内本组地层上部多被剥蚀,只残留中、下两段。井田内大面积出露本组的下段地层,中段只需底部的K12狮脑峰砂岩出露于中部山势较高一带,上段地层全部被剥蚀。本组地层在井田内残留厚度为173.02-337.35m,平均270.36m,分为下、中两段。(1)下段P2s1:

13、与下石盒子组延续堆积。下部以灰绿紫红色泥岩为主,夹34层灰白、灰绿色中、细砂岩,泥岩中绿色的部分含铝质,红色的部分含铁质,砂岩厚度不大,呈透镜状分布,分选磨圆中等,硅质胶结,具缓波状层理。上部以黄绿色中粗粒为主,夹34层紫红灰绿色、深灰色泥岩、砂质泥岩,砂岩的发育特征是从下到上颗粒变细,层理也由斜层理变为程度层理,泥岩、砂质泥岩厚度不大,含铝质和铁质,植物化石少见。本段地层厚度173.02-217.35m,平均192.44m。(2)中段P2s2:底部K12狮脑峰砂岩常呈悬崖峭壁,围绕山脊呈带状分布,厚普通5.90-21.08m,平均15.45m,普通由2-3层灰绿色中粗粒砂岩夹黄绿、灰紫、灰绿

14、色砂质泥岩组成。下层砂岩较厚,底部含砾分选磨圆均差,硅质,泥质胶结,巩固,具板状斜层理及楔形交错层理。砂岩层及厚度上为一套暗紫、紫灰色为主,夹黄褐、黄绿等杂色砂质泥岩,间夹黄绿色薄层状细砂岩及中厚层状中粗粒长石石英砂岩组成。本段地层厚0-120.00m,平均78.00m,与下伏地层呈整合接触关系。 (四)第四系(Q)1、中上更新统(Q2+3)下部为浅灰、红黄色亚砂土、亚粘土、粘土夹棕色古土壤数层以及钙质结核层。上部为灰黄、土黄色亚砂土、粉砂质土,部分含钙质结核。红黄土层垂直节理发育。厚0-66.74m,平均36.54m,与下伏地层呈角度不整合接触关系。2、全新统Q4为近代冲积、洪积、坡积物,分

15、布在南李阳村南的李阳河床中,由土黄、淡红色亚砂土、砂土及浅灰色砂、砾石层等组成。厚0-54.09m,平均11.63m,与下伏地层呈角度不整合接触关系。图1-2-1 煤系综合柱状图二、 地质构造本井田总体上为一向NW倾斜的单斜构造,地层倾角6-14,平均9,中部为波状起伏的褶曲构造,并发育有四条正断层,现将井田内构造分述如下:1、褶曲1)F1背斜:位于井田东南部,轴向近EW,井田内延伸约950m,南翼地层较陡,倾角6-14;北翼地层较缓,倾角5-11。2)F2向斜:位于井田中部,轴向NE-SW,井田内延伸约1000m,两翼根本对称,倾角5-10。3)F3背斜:位于井田西部,轴向NE-SW,井田内

16、延伸约1000m,两翼根本对称,倾角5-10。2、断层1)F1正断层:位于井田东部,走向NE-SW,倾向NW,落差15m,倾角50,井田内延伸约900m,为北李阳煤矿井下巷道揭露断层。2)F2正断层:位于井田中部,走向NE-SW,倾向NW,落差50m,倾角75,井田内延伸约1000m,为李阳煤矿精查时地面填图发现断层。3)F3正断层:位于井田中西部,走向NE-SW,倾向NW,落差20m,倾角78,井田内延伸约1000m,为李阳煤矿精查时地面填图发现断层。4)F4正断层:位于井田西部,走向NE-SW,倾向NW,落差10m,倾角70,井田内延伸约700m,为和顺普查时地面填图发现断层。主要断层特征

17、表1-2-1。 表1-2-1 井田断层特征表断层称号性质走向倾向倾角(度)落差(m)延伸长度(m)F1断层正断层NE-SWNW5015900F2断层正断层NE-SWNW75501000F3断层正断层NE-SWNW78201000F4断层正断层NE-SWNW7010700井田内未发现陷落柱,发育有正断层四条,除中部F2正断层规模较大外,其他均属中小型断层,井下已揭露的F1正断层对煤层的破坏程度不大,但任务面接近于F2正断层时,要留意构造的导水事故。井田内未发现岩浆岩侵入景象。综上所述,井田构造类型为简单类。三、煤层1、含煤性本井田主要含煤地层为二叠系下统山西组和石炭系上统太原组。其中:山西组厚4

18、0.15-67.85m,平均50.00m,含煤3层,自上而下编号为2、3、6号,均为不稳定不可采煤层。煤层总厚0.55m,含煤系数为1.1%。太原组厚105.75-.59m,平均124.00m,含煤10层,自上而下编号为81、82、8、9上、9、11、12、13、14、15,其中8号煤层在井田东南部部分风氧化,在赋煤区为厚度较稳定的大部可采煤层,14号煤层井田东南部分布少量可采点,但可采区面积很小,为零星小片可采煤层,15号煤层为厚度稳定的全区可采煤层,其他煤层均为不稳定不可采煤层。煤层总厚10.83m,含煤系数为8.7%。2、可采煤层1、8号煤层:位于太原组顶部,上距6号煤层平均23.11m

19、,本次利用的17个钻孔中,3个剥蚀孔不参与统计外,其他13个钻孔均参与厚度统计,井田东南部部分剥蚀,中东部有两个钻孔厚度不可采和西北部L-14号孔尖灭分别呵斥两处部分不可采区,其他地段煤层厚度均到达了可采,可采区分布情况。煤层厚度0-2.60m,平均1.61m,构造简单,普通含夹矸0-1层,部分含2层夹矸,为本井田赋煤区大部可采的较稳定煤层。煤层直接顶板为泥岩或砂质泥岩,部分为中细砂岩,底板为泥岩或砂质泥岩,部分为中砂岩、粉砂岩。2、15号煤层:位于太原组下段中部,上距8号煤层84.58m左右,本次利用的17个钻孔,与井下3个见煤点均参与统计,其中C15号钻孔遇断层断失,其他钻孔均到达可采,煤

20、层厚5.05-8.60m,平均5.98m,构造较简单,普通含夹矸0-2层,部分可达3-4层,夹矸岩性为泥岩及炭质泥岩。煤层直接顶板为砂质泥岩或泥岩,底板以砂质泥岩为主,部分为泥岩,为厚度和层位稳定的全区可采煤层。可采煤层特征见表1-2-2。表1-2-2 可采煤层特征一览表含煤地层煤层编号见煤点厚度最小最大平均(m)煤层结夹矸层数煤层间距最小最大平均(m)顶板岩性底板岩性稳定性可采性太原组80-2.601.61(14)简单0-275.57-87.1484.58泥岩或砂质泥岩、砂岩泥岩、砂岩或砂质泥岩较稳定大部可采155.05-8.605.98(16)较简单0-4砂质泥岩或泥岩砂质泥岩泥岩稳定全区

21、可采四、 煤质1 、物理性质及煤岩特征8号煤:黑色,半暗型、半亮型煤,主要由亮煤和暗煤组成,均一构造,程度层状构造,沥青光泽,参差状、阶梯状断口,疏松易碎,夹矸为泥岩或炭质泥岩。15号煤:黑色,半亮光亮型煤,油脂光泽,块状及程度层状构造,含0-4层夹矸。2、煤的化学性质及工艺性能据本次利用以往地质资料,现将该井田主采煤层的化学性质和工艺性能简述如下:1、本次利用的赋存8号煤的12个钻孔中只需113、115、L15、L17号4个钻孔有煤质化验资料,现据这4个钻孔资料大致分析8号煤的化学性质:1水分Mad:原煤为0.68%-2.45%,平均为1.26%;浮煤为0.69%-1.25%,平均为0.92

22、%;2灰分Ad:原煤为10.09%-47.60%,平均为30.14%,属低灰高灰煤,经1.4真密度液洗选后浮煤灰分:10.12%-38.81%,平均为21.02%;3挥发分Vdaf:原煤为14.25%-21.30%,平均为16.67%;浮煤为10.81%-11.48%,平均为11.15%;4全硫St,d:原煤为0.35%-1.35%,平均为0.87%,经枯燥基高位发热量的高低进展调整后,本区煤层主要以低硫中硫煤为主;经1.40真密度液洗选后浮煤全硫:平均为0.60%;5枯燥基高位发热量Qgr,vd:原煤19.42-35.22MJ/kg, 平均27.32MJ/kg,属低热值特高热值煤,以高热值煤

23、为主;浮煤31.88-35.81MJ/kg,平均33.85MJ/kg;6元素分析Cdaf:90.88-91.25%,平均91.07%;Hdaf:3.92-4.15%,平均4.04%;Ndaf:1.34-1.45%,平均1.40%;Odaf: 2.49-3.16%,平均2.83%;元素分析以碳元素为主,其次为氢、氮。由碳、氢等元素含量显示,该煤层煤化程度处于由烟煤向无烟煤的过渡阶段;2、本次利用的赋存15号煤的16个钻孔中只需113、115、60、L17号4个钻孔有煤质化验资料,现据这4个钻孔资料大致分析15号煤的化学性质:1水分Mad:原煤为0.47%-3.58%,平均为1.61%;浮煤为0.

24、57%-1.53%,平均为1.09%;2灰分Ad:原煤为12.72%-28.12%,平均为22.00%,属低灰中灰煤,以中灰为主,经1.4真密度液洗选后浮煤灰分:5.86%-6.37%,平均为6.12%;3挥发分Vdaf:原煤为11.13%-15.61%,平均为13.33%;浮煤为8.45%-10.68%,平均为9.45%;4全硫St,d:原煤为1.31%-2.56%,平均为1.85%,经枯燥基高位发热量的高低进展调整后,本区煤层主要以中高硫煤为主;经1.40真密度液洗选后浮煤全硫:0.92%-1.01%,平均为0.96%;5枯燥基高位发热量Qgr,vd:原煤20.18-35.23MJ/kg,

25、 平均26.80MJ/kg,属低热值特高热值煤,以高热值煤为主;浮煤32.69-36.02MJ/kg,平均34.36MJ/kg;6元素分析Cdaf:91.30-91.96%,平均91.58%;Hdaf:3.72-4.02%,平均3.87%;Ndaf:1.24-1.52%,平均1.35%;Odaf:1.95-4.05%,平均2.68%;元素分析以碳元素为主,其次为氢、氮。由碳、氢等元素含量显示,该煤层煤化程度处于蜕变程度较高的无烟煤阶段;3、煤类煤炭质量分级按照中国煤炭分类国家规范GB/T15224.1,2,3-2004进展:8号煤为低灰高灰、特低硫中硫分、低热值特高热值的贫煤。15号煤为低灰中

26、灰、中硫分-中高硫、低热值特高热值的无烟煤和贫煤。3)工业用途评价本区的贫煤、无烟煤质量较好,为良好的动力用煤和民用煤。洗选后可到达目前我国高炉喷吹用煤的主要目的;另外,本井田煤的有害元素含量低,碳含量高,发热量较高,耐烧强,作蜂窝煤成型好,亦是民用的好燃料。五、水文地质1、井田地表水体及河流 本区位于沁水盆地东部边缘,太行复背斜中段西翼。区内以中低山侵蚀堆积河流谷地地貌形状为主。井田内地表水属海河流域子牙河水系滹沱河支系甘陶河支流上游。海河流域的清漳河东源、仪岭河、松溪河、梁余河四条季节性河流流经本区。1、清漳河发源于山西省,主要有三个源头:一是清漳河东源发源于昔阳县沾尚镇柳林背村,一是清漳

27、河西源发源于和顺县横岭镇大铺沟村。“两源源头一年中大部时间为“涓涓细流,枯水期根本断流。“东西两源在山西省左权县芹泉镇上交漳村合流后,从涉县刘家庄村入境。另一支流发源于山西省黎城县西井镇源泉村,根本上年年能看到水流,该支流从河北涉县茅岭底村汇入清漳河。清漳河在涉县流经约100公里后在合漳村与浊漳河合流称漳河。漳河从涉县田家嘴出境,流入磁县岳城水库。漳河出岳城水库流经河北临漳等县最后在馆陶县与河南省来的卫河合流称漳卫河。漳卫河在山东临清汇入南运河,最后在天津汇入海河入渤海。 清漳河东源和顺县城以西又称张翼河:源于昔阳县少山大龟谷,由北而南流入区内。梁余河源于马坊乡东的石猴岭,由西而东流到和顺县城

28、东与清漳河东源集合,向东而至松烟村南与清河集合。该两河全长179公里,流域面积1109平方公里,河床宽30100米不等,最大流量649m3/s,平均流量1.55m3/s。该河流,经本井田北部。2、仪岭河:清漳西源支河,源于后仪岭西沟,由北西向南东流,至左权县东汇入清漳西源。谷底宽150400m。年径流量471万m3,其中洪水期为369 m3。属漳河水系。3、松溪河:上源之一李阳河源于李阳乡神掌洼山;之二石勒河,源于猪龙庙山,二河于石岩坪村集合,向北流入昔阳县境,属滹沱河水系。4、梁余河:发源于和顺县马坊乡石猴岭,由西向东流经联坪至县城东蔡家庄与张翼河汇入清漳河东源,向东而至松烟村南与清河集合,

29、全长23.5m,控制流域面积为183km2,多年平均径流量1340万m3,最大洪峰流量800m3/s,最小流量0.15m3/s。2、含水层1、碳酸盐岩类岩溶裂隙含水岩层由奥陶系中统的峰峰组、上下马家沟组的深灰色厚层状石灰岩、角砾状石灰岩、薄层泥灰岩及白云岩和石膏等组成。裂隙岩溶主要发育于上马家沟组二段下部及其以下的灰岩之中,富水性较强,为主要岩溶含水层。含水层的补给来源,以南部区域岩溶水的侧向补给为主,次为东南部奥灰岩浅埋地段的上部地下水、地表水等沿断层或岩石裂隙的垂向浸透补给。位于本井田西南侧的李阳煤矿精查时施工的105号水文孔钻至奥陶系深度为215.32m,其下部石膏层厚度为34m,上部为

30、灰岩、泥灰岩及白云岩互层,在285.00-290.50m处,裂隙较发育,岩芯破碎,并有溶孔发育。本次任务对位于井田西南部约9km处的阳煤集团新大地煤业奥灰水井进展了调查,该井是山西省第三地质工程勘察院于2021年6月10日至2021年10月18日施工的,水井终孔层位为奥陶系中统下马家沟组,其中揭露奥陶系中统下马家沟组168.5m,岩性为灰白色白云质灰岩与泥灰岩互层,夹有薄层角砾状泥灰岩,岩溶裂隙发育;揭露上马家沟组319m,岩性以灰岩为主,夹泥灰岩、白云岩,石灰岩岩溶发育;揭露峰峰组厚157.0m,岩性为角砾状泥灰岩和青灰色纯灰岩,裂隙及岩溶较发育,但未发现大的漏水裂隙存在,阐明本区峰峰组地层

31、含水性弱。终孔后进展了抽水实验,静止水位埋深为554.0m,水位标高为725.0m,水位降深22.0m,稳定出水量570m3/d。本次任务对位于井田东部北李阳村的山西阳煤集团长沟煤业奥灰水井进展了调查,该井是山西省第三地质工程勘察院于2021年4月11日至2021年10月13日施工的,开孔口径500mm,终孔口径250mm,终孔深度900.53m,终孔层位为寒武系张夏组。其中揭露奥陶系中统峰峰组厚度269.50m,上马家沟组厚度160.70m,施工中遇断层,断层破碎带厚度40.00m,下马家沟组厚度19.50m。终孔后进展了抽水实验,静止水位埋深640.0m,水位降深40.00m,水位标高68

32、5.0m,稳定出水量为576m3/d。井田处该含水层属富水性中等含水层。阳煤集团新大地煤业奥灰水井距山西阳煤集团长沟煤业奥灰水井约9km,水位标高由725.0m降至685.0m,推测本区水力坡度约4.44,本井田位于两水井的西北侧,推测井田内奥灰水水位标高在682-690m之间。15号煤层最低底板标高在井田西北角为810m,远高于奥灰水水位标高。2、碎屑岩夹碳酸盐岩类岩溶裂隙含水岩层本含水层组自下而上由K2、K3、K4三层灰岩组成。三层灰岩位于15号煤以上15m至50m以内,井田内稳定,由北向南逐渐变厚。K2灰岩厚2.70-11.72m,平均6.94m,灰岩质不纯,夹有燧石,常被泥质岩分隔成2

33、-3层;K3灰岩厚1.15-7.47m,平均3.12m,质较纯,含泥质及大量海百合茎及腕足类动物化石;K4灰岩厚1.00-4.06m,平均2.46m,质不纯,泥质含量高。本组岩溶浅部较深部明显发育,主要是溶孔、溶隙。据和顺普查勘探时钻孔简易水文资料,40%的钻孔见K2冲洗液耗费量明显增大,水位下降,26的钻孔见K3冲洗液耗费量明显增大,但水位变化不明显。30%的钻孔见K4冲洗液耗费量明显增大,水位下降。综上所述,该含水层组富水性K2最强,K4次之,K3相对较弱。根据位于本井田西南侧的李阳煤矿精查勘探时施工的110号水文孔分层抽水实验资料:当水位降深110.71m时,涌水量1.728m3/d。3

34、、碎屑岩类砂岩裂隙含水岩层1)二叠系下统山西组砂岩裂隙含水层该含水层含数层砂岩,其中K7为基底,亦为6号煤间接底板,厚0-20.93m,平均4.82m,中细粒,中粒占70%。该组砂岩岩性致密,裂隙不发育,以往施工钻孔钻进时的水文地质动态根本无异常变化。根据本井田西南侧的李阳煤矿精查勘探时施工的110水文孔分层抽水实验资料:当水位降深100.64m时,涌水量0.864m3/d,该含水层富水性弱。2)石盒子组砂岩裂隙含水岩层该组在井田内大部出露,多构成中山地貌,由于出露层位较高,其浅部风化裂隙发育,浸透性较强,为透水层。补给条件好的地段富水性较强,沿沟底常有该组下降泉出露,水量不大,普通0.20L

35、/s左右,与深部含水层无水力联络,少数钻孔耗水量较大。4、松散岩类孔隙含水岩组第四系全新统地层,分布在井田东南部的李阳河等较大的沟谷中,主要由大气降水直接补给,含水较丰富,地下水位高,埋藏浅,为当地主要民用水源,大多水井凿于该含水层中。3、隔水层井田内各含水层之间都有良好的隔水层,当其完好性,延续性未被破坏时,完全可以隔离上下含水层之间的水力联络。井田内主要的隔水层有以下两层:1、15号煤层底板至本溪组底面之间的泥岩隔水层位于太原组底部15号煤层之下的地层和本溪组地层,厚度约36.21-56.98m。这部分地层岩性为砂质泥岩、泥岩、鲕状铝土泥岩及不稳定的石灰岩,岩性致密,裂隙不发育,钻进时水文

36、动态无变化。井田内延续稳定,隔水性能良好。2、二叠系上、下石盒子组泥岩隔水层二叠系上、下石盒子组地层为一套泥岩和砂岩交互堆积地层,泥岩堆积厚度大,且延续稳定,钻孔钻进过程中水位不变化泥浆耗费不大。是基岩风化裂隙含水层以及地表水与煤系地层之间较好的隔水层。4、矿井涌水量本矿井为单独保管矿,井田内重组前只需一个消费矿井,即原山西和顺良顺煤业。现对本次调查结果表达如下:原山西和顺良顺煤业:为2006年资源整合矿井,由原李阳镇北李阳煤矿和李阳镇南李阳煤矿整合而成。采空区分布范围表达如下:采空区1、位于本矿8号煤层界内东南部,为原南李阳煤矿采空,采空区面积已达184901m2。采空区2、位于本矿15号煤

37、层界内东部,为原北李阳煤矿2004-2005年采空,采空区面积已达25021m2。采空区3、位于本矿15号煤层界内东部,为原北李阳煤矿1986-1998年采空,采空区面积已达54237m2。采空区4、位于本矿15号煤层界内东部,为原北李阳煤矿1986-2005年采空,采空区面积已达82475m2。采空区5、位于本矿15号煤层界内东南部,为原南李阳煤矿2000-2004年采空,采空区面积已达19684m2。采空区6、位于本矿15号煤层界内东南部,为原南李阳煤矿2005年采空,采空区面积已达3466m2。综上所述:8号煤层采空区1处,面积184901m2;15号煤层采空区5处,面积184883m2

38、。全井田8、15号煤层共6处采空区,采空区面积369784 m2。井田内目前未发现有古空区分布。 经估算,井田内8号煤层采空区有1处积水,积水面积184901m2,积水量8.19万m3;15号煤层有4处采空区积水,积水面积42529m2,积水量8.96万m3,巷道积水2处,积水量2.56万m3,15号煤层共积水11.52万 m3。井田总积水量19.71万m3。未来开采井田东部的15号煤层时,8号煤层采空积水区对15号煤层开采会产生影响。因此一定要采取严厉措施,在排完8号煤层采空区积水后,确认没有危险,方可进展开采。矿井消费才干到达90万t/a时,开采8号煤层估计矿井涌水量正常2400m3/d,

39、最大3000m3/d;矿井开采15号煤层时,消费才干90万t/a,估计正常涌水量为600m3/d,最大涌水量为800m3/d。本矿井开采多年,井下已构成一定面积的采空区,部分采空区存有积水,对开采煤层有很大的影响。煤矿在开采15号煤层时,雨季一定要应留意防止洪水沿裂隙特别是沟谷地带裂隙通道倒灌井下,呵斥水害事故。第三节 瓦斯地质煤层瓦斯是古生代植物遗体蜕变成煤过程中的伴生气体。成煤过程中产生的瓦斯是巨量的,据俄罗斯学者光茨洛夫的研讨成果:古代植物每蜕变生成一吨褐煤可产生68m3甲烷,长烟煤168m3甲烷,气煤212m3甲烷,肥煤229m3甲烷,焦煤270m3甲烷,直到无烟煤产生419 m3甲烷

40、。然而,由于在漫长的地量变化中地层抬升与风化剥蚀,成煤产生的瓦斯绝大部分已经过浸透、分散与溶解而逸散到围岩或大气中,现今仍留在煤层中的瓦斯仅为原始生气量的很小一部分。存留在煤层中的瓦斯含量大小,取于煤层瓦斯的“生、“储、“盖条件。“生指的是煤层蜕变过程中的瓦斯生成才干。煤层作为瓦斯的生气源岩,其瓦斯生成量与煤的蜕变程度亲密相关;蜕变程度越高,生成瓦斯的量就越大。就该井田而言,煤系地层中所含煤层以无烟煤为主;按光茨洛夫的研讨结果,每吨无烟煤煤在构成过程中能产生约419 m3的甲烷,不言而喻,井田内煤层具有良好的原始瓦斯生成才干。“储指的是煤层储存才干。煤层不但是瓦斯的生气层,而且又是瓦斯的储集层

41、。煤层作为一种复杂的多孔介质,拥有兴隆的孔隙体系和宏大的孔隙比外表积,是储集瓦斯的理想场所。煤层瓦斯90以上是以吸附形状存储在煤孔隙外表上;煤存储瓦斯才干用煤对瓦斯吸附常数表示,它取决于煤中孔隙比外表积、孔隙率以及孔径分布。“盖指的是煤系地层及上覆古地层圈闭与阻止瓦斯逸散的盖层条件。它与地层的厚度、岩性及地质构造发育程度有关。从山西和顺正邦良顺煤业煤矿井田煤层赋存条件来看,煤层的埋藏标高为1330-820m,围岩组合类型为细砂岩砂质泥岩型,发育有正断层四条,除西部F2正断层规模较大外,其他均较小,水文地质条件简单,具有较为理想的圈闭与阻止瓦斯逸散的围岩类型与盖层条件。综上所述,山西和顺正邦良顺

42、煤业煤矿井田煤层瓦斯具有良好的“生、“储条件,这既是今后开发利用煤层瓦斯资源的有利条件,也是矿井消费期间通风瓦斯管理上的不利要素。第四节 矿井概略一、井田范围根据山西省煤炭资源整合和有偿运用任务指点组办公室晋煤整合办核200629号文“关于的核准意见, 按照山西省人民政府办公厅晋政办发2021100号文件和山西省煤矿企业兼并重组整合任务指点组办公室文件,晋煤重组办发202163号文件,确定山西和顺正邦良顺煤业为单独保管矿井。其主体企业为和顺云龙投资管理集团。根据晋中市人民政府市政发202160号文件的内容,取缔和顺云龙投资管理集团,同意山西和顺正邦煤业成为办矿主体。根据整合方案企业称号暂定为山

43、西和顺正邦良顺煤业,消费才干由30万t/a提升至90万t/a。2021年11月26日山西省国土资源厅对该矿核发了采矿答应证,证号C1400002021111220045310,2021年10月9日换发采矿答应证,证号C1400002021111220045310,该矿井田范围由以下9个拐点坐标圈定。见井田拐点坐标表1-4-1。 表1-4-1 井田拐点坐标表2021年采矿答应证6带2021年采矿答应证3带拐点编号XYXY14146352.1719733881.234143.5838168298.4724145852.1719734106.244142628.0138468507.31341451

44、77.1619733806.244141963.3338468486.2044144852.1619733681.244141642.6838468051.0154144752.1519733031.234141563.1638467398.5164144862.1519732731.234141682.8738467402.4374145532.1619733011.234142343.4938467403.4184145712.1619730731.204143591.3138465463.5494147732.1719731131.204144600.1538465395.52整合后井田

45、南北宽约2980m,东西长约3375m,面积为4.2742km2,同意开采8#-15#煤层,矿井才干为90万t/a,开采方式为地下开采。二、重组整合前各矿开辟开采现状根据山西省煤炭资源整合和有偿运用任务指点组办公室晋煤整合办核(2006)29号文“关于的核准意见,和顺县李阳镇北李阳煤矿与和顺县李阳镇南李阳煤矿进展整合,整合后核准称号为山西和顺正邦良顺煤业,隶属于和顺县。和顺县李阳镇北李阳煤矿:该矿整合前属集体企业,始建于1983年,于1986年投产,井田面积为0.8581km2,斜井开辟,开采15号煤层,消费规模9万t/a,采煤方法为短壁式炮采,大巷及顺槽均为梯形木棚支护,任务面为单体液压支柱

46、支护,通风方式为机械抽出式,通风机型号为TYPE472-1613,功率18kW,备用通风机型号为BK544-11,功率22kW。2005年底至今,因资源整合处于停产形状。2005年等级鉴定绝对涌出量为0.32m3/min,相对涌出量为1.77m3/t,鉴定等级为低瓦斯矿井。2007年底封锁。和顺县李阳镇南李阳煤矿:该矿属集体企业,始建于1984年,自1986年投产,同意开采8、15号煤层,同意面积为0.5218km2。斜井开辟,开采8号煤层,消费规模3万t/a,2002年底前8号煤层除保安煤柱外已全部采空。2003年开场延伸井筒到15号煤层,消费才干为3万t/a,采煤方式刚投产时为房柱式开采,

47、后经技术改造,现为短壁式炮采,任务面人工推车,大巷串车运输,主井单钩串车提升。大巷及顺槽支护方式为梯形木棚支护,任务面为单体液压支柱支护,通风方式为机械抽出式,风机型号为4-72-No16B,18.5kW。2005年瓦斯等级鉴定绝对涌出量为0.79m3/min,相对涌出量为5.58m3/t,鉴定等级为低瓦斯矿井。2005年底封锁。三、矿井四邻关系该矿北邻山西阳煤长沟煤业,南邻山西李阳煤业有限责任公司,矿井四邻关系见图1-4-1。山西李阳煤业有限责任公司:该矿始建于1991年7月,1995年投产,刚投产时开采8号煤层,见煤后从井底车场向东开掘大巷,发现8号煤层变化很大,不仅厚度变至0.20m,不

48、可采,夹矸变化也很大。故1997年开场延深15号煤层,于2003年10月正式投产,同意开采8、9、15号煤层,消费规模30万吨/年,井田面积为12.5015km2,现采15号煤层。该矿主、副井均为斜井。主井作为提升井,斜长750m,坡度23,副井作为回风、行人、资料井,斜长645m,坡度30。采煤方法为长壁式炮采,任务面运输方式为30型刮板运输机运输,顺槽运输方式为550型皮带运输机配合30型刮板运输机运输,运输大巷为人力平车配合U型矿车运输,主斜井1吨串车提升,绞车型号为2JTK-1600型。井筒及运输大巷砌碹,顺槽为木支架支护,任务面为单体液压支柱支护。矿井目前正常涌水量在20-30m3/

49、h之间,平均为25m3/h。瓦斯绝对涌出量为14.87m3/min,相对涌出量为47.33m3/t,鉴定等级为高瓦斯矿井。15号煤层煤尘具有爆炸性,15号煤层自燃倾向性属容易自燃,2006年企业改制期间,由于停产时间较长,任务面未封锁,呵斥采空区自燃,任务面被迫封锁,而后胜利启封。与本井田无越层越界开采景象。山西阳煤长沟煤业:山西阳煤长沟煤业有限责任公司是由原地方国营长沟煤矿和原李阳镇蝉窑沟煤矿西部整合而成,并整合李阳煤矿北部部分资源及西部部分空白区资源,并将原井田东部的部分资源调给岩庄吉煤矿和阳卷煤矿。其井田面积为9.0786km2,同意开采15号煤层,采用斜井开辟,采煤方式为短壁式炮采,任

50、务面人工推运,单钩串车主运输,绞车主提升。支护方式为梯形木棚式支护,通风为主扇抽出式通风,井下涌水量平均为120m3/d。山西省煤炭工业厅2021年颁发的64号文件,矿井最大绝对涌出量为27.04m3/min,最大相对涌出量为9.52 m3/t,为低瓦斯矿井。四、其它私开小窑本次在编制报告之前,对井田范围内的老小窑进展过调查,井田范围内未发现小窑,但井田内8号煤层埋藏较浅,历史上开采过的老窑很难调查清楚,建议在今后消费过程中应引起足够的注重,遵照“边探边采的原那么,以确保煤矿平安消费。 图1-4-1 矿井四邻关系图三、矿井水源、电源1、电源根据山西省电力公司和顺供电支公司与山西良顺煤业签定的供

51、电协议,一路35kV电源引自三奇110kV变电站的35kV母线;另一路35kV电源引自和顺110kV变电站的35kV母线。在矿井工业广场新建一座35kV变电所。10kV采用单母线接线方式,变电所的电气设备均为室内布置。2、水源条件井田内地表水、地下水均比较丰富。根据现场调查,本矿井目前消费和生活用水200m3/d左右,由南李阳村水井供应,取水层为第四系浅层潜水,完全能满足目前的消费、生活用水。另外,奥陶系岩溶裂隙水,可作为本矿井的后备水源。矿井消费才干提升后,如目前供水井不能满足矿区供水需求时,可打深水井处理矿区供水需求。四、矿井地质储量本次参与资源/储量估算与汇总的煤层有全井田内批采的8、1

52、5号煤层共两层,8、15号煤层经过估算共获各类资源/储量(111b+122b+333)3531万t。全井田可采煤层各类资源/储量估算结果见表1-4-2。 表1-4-2 全井田各类资源/储量汇总表 煤层号煤类资源/储量(万t)111b总量%111b+122b总量%111b122b333111b+122b现保有(111b+122b+333)8PM34334348271.215PM1012101211478888WY1314441147175519026992小计23264412822767304976.390.8合计PM+WY23267844213110353165.988.18号煤层视密度采用1

53、.40t/m3。15号煤层视密度采用1.41t/m3。五、煤尘和煤的自燃1、煤尘爆炸性根据山西省煤炭工业厅综合测试中心晋煤20210603-MB-K0320-0321煤尘爆炸性鉴定报告,14号煤层煤尘具有爆炸性。根据山西省煤炭工业厅综合测试中心晋煤检20210603-MB-K0320-0321煤尘爆炸性鉴定报告,15号煤层有煤尘爆炸性。2、煤自燃倾向性 根据山西省煤炭工业局综合测试中心晋煤检20210603-MR-K0320-0321煤层自然倾向性鉴定报告,14号煤层煤自然倾向性为类,自然倾向性性质为自燃。根据山西省煤炭工业厅综合测试中心晋煤检20210603-MR-K0320-0321煤层自

54、然倾向性鉴定报告, 15号煤层煤自然倾向性为类,自然倾向性性质为不易自燃。3、瓦斯根据山西省煤炭工业局综合测试中心2021年10月编制的结论,15号煤任务面最大相对涌出量为6.79m3/t,最大绝对瓦斯涌出量12.21m3/min;矿井最大相对涌出量为13.26m3/t,最大绝对瓦斯涌出量25.11m3/min;按照第133条的规定,矿井在开采15号煤层时,为高瓦斯矿井。根据山西省煤炭工业厅晋煤瓦发2021160号文件,“关于晋中市2021年度矿井瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定结果的批复,山西和顺正邦良顺煤业瓦斯绝对涌出量4.74m3/min,评审等级为瓦斯矿井。4、地温本井田未做过定量的地温分

55、析,据资料,和顺普查时对602号孔进展了井温测井,平均地温梯度为0.58/100m,丈量结果阐明为地温正常区。六、矿井消费才干和效力年限山西省煤矿企业兼并重组整合任务指点组办公室文件,晋煤重组办发202163号文件,确定山西正邦良顺煤业矿井设计消费才干为90万t/a。经计算,矿井效力年限14a。七、井田开辟1、矿井开展史山西良顺煤业原名和顺县北李阳煤矿,是山西省煤炭资源整合办公室以晋煤整合办核200629号文件同意,由和顺县原北李阳煤矿和南李阳煤矿资源整合而成的矿井。2007年9月5日经山西省工商行政管理局核准,企业称号变卦为山西良顺煤业。2007年10月11日省煤炭工业局以晋煤行发20071

56、690号文同意按30万t/a的消费才干建立。2007年11月8日和顺县煤炭企业改制指点组以和煤企业改字20071号文同意改制,由宁波良诚投资投资建立。根据山西省煤矿兼并重组整合方案的批复,才干提升为90万t/a,企业称号变卦为山西正邦良顺煤业。兼并重组后,企业称号变卦为山西和顺正邦良顺煤业,换发了新的采矿答应证,采矿答应证同意井田面积4.2742平方公里,开采8#-15#煤层,矿井资源/储量3531万吨,设计可采储量1637.7万吨,矿井才干提升为90万t/a,矿井效力年限14年。2、矿井开辟矿井井筒开辟为主斜井、副斜井和回风立井。、主斜井主斜井井口标高为+1325.00m,斜长930m,倾角

57、23,方位角117,净宽4.5m,净断面15.15m2,至15号煤层底板。主斜井配备胶带保送机和架空乘人安装,主斜井和15号煤层运输下山经过井底煤仓衔接,主斜井担负全矿井的提煤和人员升降义务,为矿井的进风井和一个平安出口。、副斜井副斜井井口标高为+1325.00m,斜长808m,倾角23,方位角117,净宽3.6m,净断面10.85m2,至15号煤层。副斜井配备单钩串车,担负全矿井的辅助提升义务,兼作矿井的另一个进风井和一个平安出口。、回风立井在井田中部李子沟内新建回风立井,回风立井井口标高为+1325.00m,垂深245m,井筒净直径4.0m,净断面12.56m2,至15号煤层。回风立井配备

58、梯子间,担负全矿井的回风义务,兼作矿井的一个平安出口。3、矿井开采结合该矿实践和任务面技术配备和管理程度,先开采主程度15号煤层F2断层以东的1501采区,后开采主程度15号煤层F2断层以西的1502、1503采区。采区接替顺序按1501采区1502采区1503采区进展,采区内任务面接替按任务面编号顺序进展。.采煤方法矿井首采区开采15号煤层,首采任务面布置在主程度15号煤层1501采区东部与井底车场平移坚持一致,任务面长度150m,采用长壁后退式综采放顶煤采煤法。.任务面通风方式任务面采用一进一回的U型通风方式。.采区布置初期开采布置1个综采放顶煤任务面另配备2个煤巷综合掘进机械化任务面,任

59、务面由采区边境向大巷方向推进,不分层一次性回采,采用区段顺采方式。.巷道布置采区巷道布置的主要原那么是简化巷道系统和运输环节,尽能够多做煤巷少掘岩巷,根据井田的开辟部署均采用大巷下山直接布置任务面开采。辅助运输巷经过车场与轨道下山相连,中间设风门,辅助运输巷与回风上山直接相连,用于任务面回风。胶带保送机巷直接与胶带运输上山相连,并设检修轨道,同时用来放置挪动变电站、喷雾泵站、乳化液泵站、开关柜、电缆等设备列车。各采区顺槽均直接或经过风桥与大巷下山相搭接。.任务面采煤、装煤、运煤设备选型采煤机选用MG170/410-WD型采煤机。表1-4-3 采煤机技术特征表型号最大采高mm电机功率kW牵引速度

60、m/min滚筒直径mm/个截深 mm牵引型式机面高度(mm)分量tMG170/410-WD3.76100-8.5-14.21800/2630齿轮销轨式141846在放顶煤液压支架的前后方2台刮板保送机选用同一型号的设备,才干大于采煤机消费才干1.4倍。刮板转载机、破碎机才干需满足前、后部刮板保送机共同运用。所选设备主要技术参数见表1-4-4。表1-4-4 刮板保送机技术特征表 设备称号型号铺设长度(m)保送才干t/h刮板链速m/s中部槽长宽高mm电机功率kW电压等级V备注刮板保送机SGZ-764/5001509001.0150072429022501140表1-4-5 刮板转载机技术特征表 型

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