洮南矿矿井设计煤矿毕业设计说明书.doc

目录摘 要6Abstract7第1章 矿区概述及井田特征9第1节 矿区概述91.1.1地理位置91.1.2矿区范围91.1.3交通条件91.1.4自然地理地貌101.2.1煤层特征121.2.2含煤地层特征171.2.3标志层特征201.2.4区域构造概括211.2.5井田地质构造23第2章 井田境界和储量30第1节 井田境界30第2节 井田工业储量302.2.1 井田勘探类型302.2.2 矿井工业储量计算30第3节 井田可采储量312.3.1 井田煤柱留设31第3章 矿井生产能力、服务年限及工作制度33第1节 生产能力及服务年限33第2节 矿井工作制度33第4章 井田开拓34第1节 概述344.1.1 井田开拓的基本问题344.1.2 影响矿井开拓的主要因素354.1.3 确定井田开拓方式36第2节 井筒位置的确定434.2.1 井筒位置的确定434.2.2 井筒用途及布置装备45第3 节 开采水平的设计484.3.1 确定开采水平的位置484.3.2 设计水平的巷道布置49第4节 井底车场494.4.1 概述494.4.2 井底车场的选择原则494.4.3 井底车场的设计依据504.4.4 井底车场的线路设计504.4.5 轨型、道岔及曲线巷道参数524.4.6 马头门线路的平面布置计算524.4.7 井底车场的调车方式534.4.8 井底车场各硐室的布置53第5节 开拓系统的综述57第5章 采煤方法和采区巷道布置57第1节 煤层的地质特征57第2节 采煤方法和回采工艺585.2.1 采煤方法的选择585.2.2回采工艺的确定595.2.3 采煤机械的选用595.2.4确定工作面长度605.2.5工作面长度合理性的检验605.2.6其他设备选型625.2.7确定回采工作面的支护方式、支架规格和布置方式635.2.8 各工艺过程的安全注意事项655.2.9 循环作业方式及各图表74第3节 采区巷道和生产系统765.3.1 采区概况765.3.2 采区布置77第 4 节 采区车场设计及硐室785.4.1 采区变电所785.4.2 采区车场78第5节 采区采掘计划80第6章 矿井提升与运输82第1节 概述82第2节 采区运输设备的选择83第3节 主要巷道运输设备的选择836.3.1 煤炭运输方式836.3.2 带式输送机的设计计算846.3.3 电机车的选型设计846.3.4 列车组成的验算886.3.5 电机车台数的确定90第4节 主井提升设备选型设计926.4.1 选择提升容器926.4.3 提升机的选择966.4.4 提升电动机的预选976.4.5 提升机对井筒的相对位置996.4.6 立井提升理论及计算996.4.7 验算电动机1026.4.8 计算提升设备电耗及效率1036.4.9 核算提升能力103第5节 副井提升设备选型设计1046.5.1 注意事项1046.5.2 副井提升选型104第7章 矿井通风与安全107第1节 矿井通风方式与通风系统的选择1077.1.1 概述1077.1.2 选择通风系统的原则1077.1.3 矿井通风方式的选择1077.1.4 通风方法的选择108第2节 采区及全矿所需风量1097.2.1 原则1097.2.2 采区及全矿所需风量1097.2.3风速验算114第3节 矿井通风总阻力计算1157.3.1 原则115第4节 扇风机选型1177.4.1 矿井通风设备的要求1177.4.2 主要通风机的选择118第5节 防止特殊灾害的安全措施1207.5.1 瓦斯管理1207.5.2 煤尘管理1217.5.3 火灾预防1227.5.4 水灾预防1227.5.5 顶板管理措施122第8章 矿井排水系统122第1节 概述123第2节 排水设备选型1238.2.1 初选水泵1238.2.2 管路布置1258.2.3 管道特性曲线及工况点确定1268.2.4 检验计算1298.2.5 技术经济指标计算131第3节 水泵房及水仓1328.3.1 水泵房1328.3.2 水仓133第4节 技术经济指标134第9章 技术经济指标135参考文献138感 谢139摘 要这次毕业设计我们所做的是河北金牛能源有限公司下属的洮南矿矿井设计。在这次毕业设计之前，我们在王同杰老师的带领下到邢台矿进行了为期一个月的生产实习。在这次生产实习中，我们收集了大量的设计资料并结合生产中现场工作的经验，完成了对洮南矿矿井的初步设计。并且在这次生产实习中，更加深了我们对今后所从事的工作的了解；同时，我们也获得了先进的设计思想及设计中所涉及到的在学校里所学不到的现场工作经验，为毕业设计的顺利进行打下了坚实的基础。本次毕业设计是我们毕业设计小组所有成员共同努力的成果。是小组成员经过共同的研讨，反复计算并比较后共同确定的，是我在四年大学学习的结晶。洮南矿矿井设计共包括以下几部分：1.矿井的水文、地质等基本情况的概述。2.矿井井田内的可采储量，矿井生产能力及服务年限的确定。3.矿井井田的总体开拓的设计，包括水平的划分，井筒位置的确定，经济比较部分，矿井延深方案的确定，采区的划分，井底车场线路计算，硐室布置及井底车场的通过能力计算等部分。4.工作面生产机械的参数，工作面生产程序的确定以及采区车场的设计计算等部分。5.矿井生产中的提升、运输、通风、排水方式的确定及其所用设备额选型计算与相关的硐室布置等。由于本人水平有限，又没有长时间的生产和工作经验，所以在设计中必定有很多不理想的地方，希望各位老师与同学多多指教，本人感激不尽。关键词 ：地质、井田、储量、矿井年产量、开拓、采煤方法、通风、提升、瓦斯、排水。AbstractThe graduation project we have done is Hebei Jinniu Energy Co., Ltd. under the the Taonan ore mine design.In this graduation project, we in Xingtai mine under the leadership of WangtongJie teacher conducted a month-long production practice. This production practice, we collect a lot of design information combined with the experience of the production site to complete the preliminary design of Taonan ore mine. And in this production practice, deepened our understanding of the future are engaged in work; the same time, we also get experience in the field of advanced design concepts and design to learn in school, laid a solid foundation for the smooth graduation project.The graduation project is the joint efforts we graduated from the design team members. The group members through common seminars, repeatedly calculated and compared to determine the crystallization of my four-year university study.1. Summary of the mine, this chapter mainly introduces the position, geology and conditions of the coal seam. 2. Mine development. This chapter extrapolates among other areas, reserve, serving limits, working system, spot of the draft, selection of level, further drift of mine, panel division and underground station.3.Design of mining districts and retreating technology. This chapter explains the general situation of the mining district, technology and techniques of the working face, roadway layout and operation system in the mining district, the design of the mining district station, cave layout and the schedule for drainage and mining in the main mining district.4.Operational system of the mine, this chapter states transportation, haulage, ventilation and drainage systems of the mine and the selection of equipment used in the system mentioned above. 5.Enhance mine production, transport, ventilation, drainage patterns to determine the amount of equipment used selection calculation of the relevant chamber arrangement and so on.Due to my limited ability, not a long period of production and work experience in the design must be a lot of undesirable fellow teachers and students a lot of advice, I appreciate.Keywords: annual production of geology, Ida, reserves, mine development, mining methods, ventilation, upgrading, gas, drainage.第1章 矿区概述及井田特征第1节 矿区概述1.1.1地理位置洮南矿位于河北省邢台市西南部30km处，邢台地区白城市与邯郸地区武安市的接壤地带。井田大部分属白城市显洮南县管辖，只有东南少部分属武安市邑城乡管辖。地理坐标为：东经10603031060600，北纬363333363500。1.1.2矿区范围矿区东以F5断层为界，和四平矿四井相邻；北部以F1断层为界；南部东边以F6为界，界线以北为上关煤矿；西边以F7为界；西部以F8断层。采矿许可证许可范围具体由52个坐标点圈定，见表1-1。井田东西宽约4km，南北长约6km，面积18.1858km2。矿区范围内有沙河市恒利煤矿和孟石岗煤矿。开采深度由+238m至-400m标高。1.1.3交通条件矿井东距京广铁路沙河车站25km，距矿山村支线铁路权村车站6km。煤矿外运铁路专线从权村车站接轨延伸至工业广场。井田内有两条主要公路穿过，邢台至渡口公路从东向西经过井田北部；邢台至都党公路从井田东部通过，经工业广场伸向西南方向，通往武安市和山西省。总之，矿区内公路四通八达，交通非常便利。见矿区交通位置图（图1-图1.1 洮南矿交通位置图1.1.4自然地理地貌1、地貌洮南矿区位于太行山东麓山前地带，呈山前台地地形，并被北西向次一级分水岭分割，最高标高339.6m，位于孟石岗附近，最低标高194.10m，位于得义东侧河床，全区地势西高东低，起伏较大。按地貌成因类型划分，本区为冰碛台地地形。井田内发育有三级台地，自下而上依次为：漫滩及一级台地、二级台地和三级台地。漫滩及一级台地由全新统冲洪积物覆盖；二级台地由上更新统黄土及洪冲积卵石层组成，具二元结构；三级为扇形台地，全区标高在300320m左右，上部台地由中更新统红粘土卵砾石层组成，其下为下更新统间冰期的冰水泥积物及冰碛泥砾。2、水文井田内地表水系不发育，仅有季节性小溪共三条，雨季有水，旱季断流，均属北洺河支流，现分述如下：中关小溪：源起刘石岗以北，SEE向横穿井田北部地段，河床底部第四系地层厚50m以上，冰碛泥砾发育，无渗漏的威胁。栾卸小溪：以刘石岗西冲沟与显德汪冲沟为主，并汇集王窑北冲沟及王窑冲沟。根据观测资料，暴雨后出现水流但无渗漏现象，并且与奥灰水无水力联系，但在栾卸附近通过井田浅部地段，第四系地层厚度较薄，煤层开采后塌陷裂隙将通达地表，因此局部地段需铺衬防漏。紫牛湾小溪：显德汪冲沟、温庄南冲沟、李石岗西冲沟汇集而成，河床底部第四系地层厚100m以上，无渗漏的威胁。3、气象矿区为温带大陆性气候，四季分明，春季干旱多风沙，、夏季炎热雨水多，秋季干燥日照长，冬季寒冷雨雪少。根据沙河市赵泗水气象站的资料，年降水量为751.9256.4mm，平均497.0mm，雨季多集中在七、八月份。年蒸发量1472.92268.3mm，平均1719mm。年平均相对湿度66.0%，年平均气温为13.0左右，历史最高气温40.1，最低气温-16.6。降雪及冻结日期自12月初至次年3月初，约80余天。平均风速3m/s左右，春季最大风速可达15.3m/s，风向以北、东及南风居多。4、地震根据历史记载，涉县1314年10月5日发生过6级地震，磁县1830年6月12日发生过7.5级地震，邢台地区隆尧县1966年3月8日发生过7.2级地震，本矿区位于涉县、磁县及邢台之间，因此，有发生地震活动的可能。邢台矿区处于地震强烈度67度区。第2节 井田地质特征1.2.1煤层特征洮南矿全部被新生界第四系松散沉积层覆盖，第四系与下伏各地层呈不整合接触。根据钻孔及矿井开采掘进揭露的地层情况，本区发育的地层自下而上依次为奥陶系中统马家沟组（O2m）、峰峰组（O2f），石炭系中统本溪组（C2b）、石炭系上统太原组（C3t），二叠系下统山西组（P1s）、二叠系下统下石盒子组（P1x）、二叠系上统上石盒子组（P2s）、新生界第四系（Q）。矿区内地层由老至新描述如下：1、奥陶系（O）1）、奥陶系中统下马家沟组（O2x）由角砾状灰岩及峰窝状泥质、白云质灰岩组成，厚度大于144m，按岩性可分为三段。2）、奥陶系中统上马家沟组（O2s）由浅黄、浅红色白云质角砾状灰岩，蜂窝状灰岩，灰色致密块状灰岩及泥质灰岩组成。总厚平均246m，按岩性特征可分为三段。3)、奥陶系中统峰峰组（O2f）由厚层状致密灰岩、结晶灰岩、角砾状灰岩、白云质灰岩组成。本区钻孔揭露总厚度平均167m。按其岩性特征全组可分为三段。与上覆中石炭统本溪组呈平行不整合接触。2、石炭系（C）1)、中石炭统本溪组（C2b）主要由深灰色泥岩、粉砂岩及石灰岩组成，夹不稳定薄煤层及薄层中细粒砂岩。泥岩富含铝质，具鲕状结构。泥岩、粉砂岩富含黄铁矿结核与微晶，并含植物根化石。石灰岩含蜓科动物化石。本组厚6.9830.50m，平均厚17.56m。该组以顶部一层本溪灰岩或晋祠砂岩与上石炭统太原组为界。与下伏奥陶系中统峰峰组呈平行不整合接触。2)、上石炭统太原组（C3t）为一套海陆交互相沉积，井田主要含煤地层之一。由深灰色、灰色粉砂岩，灰至灰白色中细粒砂岩、石灰岩及煤层组成，发育灰岩46层，含煤69层。该组以顶部一座灰岩（有时相变为海相泥岩）或2#煤层底板砂岩（俗称北岔沟砂岩）作为与二叠系下统山西组的分界。总厚120.53186.44m，平均厚135.50m。以整合接触关系沉积于本溪组之上。3、二叠系（P）1)、下二叠统山西组（P1s）为过渡相碎屑岩沉积，是井田又一主要含煤地层。岩性由灰色、深灰色、黑灰色的中细粒砂岩、粉砂岩和煤层组成。砂岩和粉砂岩中含有鳞木、芦木、苛达松、羊齿类等植物化石。顶部粉砂岩中普遍具有黑色细鲕粒结构；中下部含煤24层。该组厚50.68116.7m，平均厚83.8m。上界为下石盒子组底部的“骆驼脖”砂岩。与下伏太原组地层为整合接触。2)、下二叠统下石盒子组（P1x）为陆相沉积。岩性以灰、灰绿色、紫斑色粉砂岩和含铝土质的砂质泥岩为主，普遍含有菱铁质大鲕粒，集结成瘤状或葡萄状结合体。中部和下部夹有23层中细粒砂岩，最下部一层砂岩通称“骆驼脖”砂岩，呈灰色，含云母片和泥质包体，全区普遍发育，是一辅助对比标志。该组顶界为一层沉积稳定的富含菱铁质鲕粒及豆状铝土质的泥岩，俗称“桃花”泥岩，是下石盒子组与上石盒子组的分界层。该组地层厚26.558.0m，平均41.1m。与下伏山西组为整合接触关系。3)、上二叠统上石盒子组（P2s）为陆相沉积。岩性以灰绿色、紫斑色粉砂岩及砂质泥岩为主，夹有数层中细粒含砾砂岩和铝土质泥岩。该组平均总厚307.4m。按岩性组合特征可分为四段。本区出露最高层位为三段，岩性为砂岩、粉砂岩互层。与下伏下石盒子组呈整合接触。4、第四系（Q）覆盖于各时代地层之上，与各地层均呈角度不整合接触关系。1)、下更新统新村组（Q1x）为冰碛及间冰期沉积物，总厚10150m，一般厚40m左右。下部为冰碛红色泥砾；上部为冰水沉积的杂色粘土、细砂、亚粘土及砂砾石等。本组在洮南、新村、柳泉、上关一带有所出露。2)、中更新统石岗组（Q2s）为冰碛红粘土砾石层，中夹透镜状砂层，上覆厚26m的坡洪积相红色亚粘土。砾石成分以石英砂岩、石英岩为主。砾石表面见有刨蚀凹月面、压坑及擦痕等冰碛物特征。该组总厚8.081.64m，一般厚30m。全区大面积出露，多组成三级台地。3)、上更新统马兰组（Q3m）为多种成因的黄土、淡黄土。分布在二级阶面及冰碛台面，具垂直节理和大孔隙。厚210m，含鹿、豺、蜗牛等化石。底部具有砾石透镜体。4)、全新统（Q4）为洪冲积相卵石层，成分以石英砂岩为主，砾径1020cm，夹红色细砂，厚26m。分布在一级阶地、漫滩、河谷内。在山麓山丘之上，表现为厚度不超过1m的残坡积碎石。上述地层划分，主要沿用了原精查地质报告和生产矿井地质报告的划分结果。本次修编报告，按照76年华北地层会议通过的地层划分方案，仅对与此方案不相一致的下二叠统下石盒子组（P1x）与上二叠统上石盒子组(P2s)之间的地层界线做了重新调整。对下石盒子组不再分段，对上石盒子组分为四段。无论沿用的原地质报告地层界线，还是重新修改的地层界线均以特征明显、发育普遍的标志层、古生物化石及测井曲线（视电阻率及自然伽玛）等作为划分与对比的主要方法。依据充分，对比结果可靠。5、 煤层稳定性评价洮南矿主要可采煤层为2#、煤层，1#、3#、4#、6#、7#、8#、9#、10#为大部分或局部可采煤层，现从上到下分述如下：1#煤层1#煤层位于山西组中部，下距2#煤层3.0929.80m，平均19.71m。1#煤层最厚0.260.98m，平均0.76m，煤层一般含矸12层，夹矸平均厚0.15m，煤层平均厚：上分层0.38m，下分层0.48m。1#煤层厚度变异系数（）分别为31.3%、22.9%、35.7%，可采指数（Km）分别为0.3、0.22、0.34，应属较稳定煤层。2#煤层2#煤层是井田内主要可采煤层之一，位于山西组底部，1#煤层之下3.5030.50m，平均17.90m。2#煤厚度2.145.29m，平均3.59m。煤层厚度多集中在2.63.2m之间。煤矿已采区煤层结构较复杂，距煤层底板0.20.3m处有一层0.2m左右的炭质泥岩夹矸，煤层中、下部有一层夹矸，厚00.60m，其厚度和层位均不稳定。用煤层厚度变异系数、可采指数评价均属不稳定煤层，见表1.5。3#煤层3#煤层位于太原组顶部，一座灰岩之下1.1720.34m，平均7.17m处。下距野青灰岩3.2712.14m，平均6.54m。3#煤层真厚度00.34m，平均0.17m。煤层厚度多集中在0.20.3m之间。区内仅个别点煤厚达到可采厚度，且零星分布，不能成片，绝大部分地区煤层不可采。3#煤层用煤层厚度变异系数、可采指数评价，属极不稳定煤层。4#煤层4#煤层位于太原组上部，野青灰岩之下02.16m，平均1.30m处，上距3#煤层5.0415.03m，平均10.26m，下距6#煤层平均29.84m。煤层真厚01.97m，平均0.74m。煤层厚度多集中在0.51.1m之间。煤层结构简单，一般不含夹矸。用煤层厚度变异系数、可采指数评价均，属极不稳定煤层。6#煤层6#煤层位于太原组中部，上距4#煤层19.6243.67m，平均29.84m。下距伏青灰岩021.30m，平均13.59m。6#煤层厚度02.84m，平均0.81m。煤层结构较复杂，含矸12层 ，单层夹矸厚0.30m左右。煤层厚度多集中在0.91.6m之间，煤厚变化较大，常有尖灭和相变为炭质泥岩的地方。用煤层厚度变异系数、可采指数评价均，属极不稳定煤层。7#煤层7#煤层位于太原组中部，伏青灰岩之下2.359.85m处，上距6#煤层平均21.90m，下距中青灰岩1.1414.77m，平均7.51m。7#煤层厚度01.96m，平均0.83m。煤层厚度多集中在0.40.9m之间，煤层结构简单，一般不含夹矸。井田北部、西部煤厚变化较大，大部分地区可采，且煤厚变化不大。井田东部及南部煤层较薄，不可采面积较大。用煤层厚度变异系数、可采指数评价均，属极不稳定煤层。8#煤层8#煤层位于太原组下部，大青灰岩之下02.17m，平均0.10m处，上距7#煤层17.5431.36m，平均24.85m，下距9#煤层平均12.43m。8#煤层真厚02.61m，平均0.82m。含矸03层，一般含一层夹矸，夹矸厚0.20.3m左右。煤层厚度多集中在0.71.3m之间，8#煤层煤厚变化较大，主要在井田中、西部地区出现一些南北向狭长可采条带，其余有一些局部可采处。西南部有火成岩侵入，且局部有吞蚀煤层现象。可采煤厚02.12m，平均0.65m，用煤层厚度变异系数、可采指数评价均，属极不稳定煤层。9#煤层9#煤层位于太原组底部，为本井田主要可采煤层之一。上距8#煤层1.2242.58m，平均12.43m，下距本溪灰岩7.3123.50m，平均15.93m。9#煤层真厚0.450.71m，平均0.58m。煤层厚度多集中在0.480.5m之间。煤厚变化值也大。且北部大于南部，西部大于东部。东南部煤层受火成岩和断层影响，煤厚多在0.4m以下。9#煤层结构复杂，含矸07层，煤层愈厚，夹矸层数愈多，夹矸总厚度在12勘探线以北大于0.5m， 12勘探线以南，夹矸总厚多小于0.5m，用煤层厚度变异系数、可采指数评价均，属较稳定煤层。10#煤层10#煤层位于本溪组顶部的灰岩之下或夹于其中，上距9#煤层10.5831.05m，平均18.48m，下距奥陶纪灰岩顶面1.3222.92m，平均15.42m。10#煤层真厚度01.94m，平均0.88m，煤层厚度多集中在0.51.3m之间，煤层结构简单，煤层沉积不稳定，有尖灭或变为炭质泥岩现象。用煤层厚度变异系数、可采指数评价均，属不稳定煤层。1.2.2含煤地层特征矿区内主要含煤地层为近海型海陆交互相含煤岩系的石炭系上统太原组和二叠系下统山西组，次为石炭系中统本溪组。区内共含煤10层，可采与局部可采煤层1层， 2#煤层。2#煤平均煤厚6.20m烟煤。现洮南矿开采煤层为2#煤。详见洮南井田煤系地层综合柱状图（附图2）。现分述如下：1、石炭系中统本溪组（C2b）为本区次要含煤地层，属一种在凹凸不平的古剥蚀面上填平补齐性质的沉积建造。厚度6.9830.50m，平均厚17.56m。因沉积基底起伏不平，厚度变化较大。本组中下部以铝土质泥岩及铝土质粉砂岩为主，具鲕状结构，富含菱铁矿及黄铁矿鲕粒，水平层理和块状层理发育，海相底栖生物化石和植物化石少见，仅顶部含少量植物根化石。属泻湖海湾相沉积；本组上部由石灰岩夹煤组成。石灰岩称之为本溪灰岩，一般分为二层，全区稳定分布，所夹10#煤层属不稳定局不可采煤层，属浅海相与滨海泥炭沼泽相交互沉积。2、石炭系上统太原组（C3t）为井田主要含煤地层之一，厚102.53186.44m，平均135.50m。属滨海平原上形成的海陆交互相含煤建造。含海相灰岩46层，含煤69层。根据岩性岩相及含煤性特征，分上、中、下三部分予以描述：1）太原组下部从本溪灰岩顶界至8#煤层顶面。平均厚32.62m，为太原组中的主要含煤层段。属滨海泻湖相与泥炭沼泽相交替成煤环境。岩性主要由泥岩，粉砂岩夹煤层组成。泥岩致密、细腻有滑感，铝质含量高，具鲕状结构，块状层理；粉砂岩多呈灰黑色，中厚层状，含有菱铁矿和较多的黄铁矿结核，层理不显。本层段含9#、8#两层煤。9#煤层为井田较稳定的主要可采煤层，在井田南部存在岩浆岩侵入现象；8#煤层为极不稳定的不可采煤层。2）太原组中部从8#煤层顶面（即大青灰岩底面）至野青灰岩顶面。厚度平均80.3m。为太原组含煤层数多，但煤层薄的次要含煤层段。属于河流作用为主的三角洲相沉积和浅海相沉积。岩性主要由粉砂岩、细砂岩、砂质泥岩组成，夹45层石灰岩及47层薄煤层。灰岩自下而上依次为大青、中青、小青、伏青及野青灰岩。除小青灰岩外，共余四层灰岩全区稳定发育，是区内良好的对比标志层。煤层自下而上依次为顶部4#、5#煤层；中部的6#、6下#及7#煤层。4#、6#、7#层为不稳定的局部可采煤层。其余煤层均为不稳定到极不稳定的不可采煤层。在井田南部自6#煤层往下，有岩浆岩局部穿层侵入现象。3）太原组上部从野青灰岩底界至一座灰岩顶面。厚度平均14.73m。为太原组次要含煤层段，以滨海海湾相沉积为主。岩性主要由粉砂质泥岩组成，中夹一层3#煤层。含菱铁矿及黄铁矿结核，水平层理发育。顶部含一层薄层石灰岩，称之为一座顶岩，分布很不稳定，常相变为海相泥岩。所夹3#煤层，稳定，但厚度薄且变化大，属极不稳定的不可采煤层。本组为典型的海陆交互相沉积，由浅海相和陆海过渡相组成，标志层多且稳定。含煤地层厚度变化较大，但在井田内有规律可寻。为本井田重要的含煤地层总体表现为栾卸向斜及洮南向斜轴部沉积厚度较大，一般在140150m间，其余大部分地段厚度在120130m左右。本组与下伏地层本溪组呈整合接触。3、二叠系下统山西组（P1s）为主要含煤地层。该组厚度50.68116.7m，平均83.80m，形成于滨海冲积平原环境。共含煤24层。根据岩性岩相及含煤性特征，可分为上下两部分。煤层集中发育在本组下部，本矿主不采煤层2#煤就在此组下部。1）山西组下部自一座灰岩顶界或2#煤层底板砂岩底界到1#煤层顶面。平均厚45.1m，为山西组含煤层段。岩相以三角洲平原相、湖泻相及河流相为主。岩性主要由中细粒砂岩及粉砂岩夹煤层组成。底部砂岩分选中等，具板状斜层理。粉砂岩富含泥质及黄铁矿结核。2#煤层顶部砂岩分选较差。长石含量较高，具大型板状交错层理，底部常有冲刷现象存在。本层段所夹2#煤层分布稳定，为主要可采煤层。2）山西组上部自1#煤层顶面至下石盒子组底部“骆驼脖”砂岩底面。以湖泊相沉积为主，夹有河流相沉积。岩性由粉砂岩、砂质泥岩组成，夹有中细粒砂岩。在底部偶见12层煤线，极不稳定。本组含煤地层厚度总体变化规律是由西向东逐渐变薄。井田西部沉积厚度一般为90110m，中部一般为8090m，东部一般为7080m。1.2.3标志层特征本矿区含煤地层厚度变化较大，岩性也有变化，但仍有规律可寻。各煤层间标志层层位基本稳定，特征明显，是良好的对比依据。同时各煤层本身在结构、厚度、顶底板、煤质、层间距及物性等方面也有明显的特征，因而煤层本身也是较好的标志层。各煤层间的主要标志层自下而上依次为鲕状铝土质泥岩、本溪灰岩、大青灰岩、中青灰岩、伏青灰岩和野青灰岩，其特征如下：1、鲕状铝土质泥岩位于本溪组底部。灰白色、灰色，富含菱铁矿及黄铁矿结核而形成鲕粒结构。此标志层全区基本发育。一般厚48m，局部相变为铝土质粉砂岩，上距本溪灰岩8.5m左右。2、本溪灰岩位于本溪组上部。岩性为灰至深灰色中厚层状石灰岩，细晶质结构，含丰富的蜓科动物化石。全区分布稳定，厚度0.398.61m，平均2.97m，中夹10#煤层为其一大特征，上距9#煤层平均15.93m。3、大青灰位于太原组下部，全井田分布稳定，是煤系地层中最厚的一层灰岩。呈灰色，中厚层状，具方解石脉及燧石结核，含海相动物化石。厚0.539.71m，平均4.67m，为8#煤层直接顶板，上距中青灰岩11m左右。4、中青灰岩位于7#煤层与大青灰岩之间。全井田除在一、三、五、八采区的部分地区发生尖灭及在温庄以东存在一条南北向尖灭带外，其它地区均有发育。厚度0.363.69m，平均1.23m。灰黑色显晶质结构，充填有方解石细脉，含海相动物化石。上距伏青灰岩平均13.28m。5、伏青灰岩位于太原组中部。灰及深灰色薄层中厚层状，显晶质结构，质纯，具方解石脉，含有较多蜓科动物化石。厚度0.393.40m，平均1.86m，层位稳定，为6煤层直接顶板。上距3#煤层021.30m，平均13.59m。上距野青灰岩平均44.73m。6、野青灰岩位于太原组上部。深灰色中厚层状，隐晶质结构，致密坚硬，含硅质，具方解石细脉穿插，含腕足类动物化石。厚0.703.76m，平均2.31m，为4#煤层直接或间接顶板，上距3#煤层3.2712.14m，平均6.54m。本井田在地质勘探期间，煤岩层对比采用了标志层、层间距、煤厚、电测井曲线等多种综合对比方法，对比依据充分，煤层层位确定准确，对比结果可靠，详见矿井煤岩层对比图（附图4）。1.2.4区域构造概括洮南矿位于武安断陷北部，太行山隆起带东侧，为新生代华北盆地的西部边缘，隆尧南正断层上盘（南侧）至名河一线，与隆尧南正断层平行展布的向斜、背斜的褶皱构造位置。见洮南矿区区域构造纲要略图（图41）。图4-1 洮南矿区区域构造纲要略图（1）隆尧南正断层 （2）曲陌镇背斜现将对洮南井田有控制作用的区域性构造简述如下：1、隆尧南正断层 横贯邢台煤田中部，展布于隆尧南宫一带，总体走向近EW，断层面向南倾斜，倾角55左右，落差9002900m。在煤田内延伸长度约44km，将邯邢煤田分为南北两个构造单元。其下盘（北侧）构成尧山山系，出露煤系基底奥陶纪灰岩；其上盘（南侧）有煤系地层广泛赋存。洮南矿就位于隆尧南正断层南侧。2、太行山山前大断裂南段 由隆尧邢台之间的唐庄农场断层、晏家屯断层、邢台邯郸间的百泉断层、临洛关断层等组成，总体走向NNE，唐庄农场断层走向NE。断层面均向东或SE倾斜，落差5001800m。太行山山前大断裂是太行山隆起带与华北盆地的分界，在隆尧南断层以南构成太行山隆起带和华北盆地次一级构造单元邢台武安断陷与巨鹿邯郸断陷之间的分界。3、洮南正断层 为武安断陷中的次一级断层。南起武安县以南，向北经郭儿庄、上关村继续向北延伸，断层走向NNE，向西倾斜，落差50100m。该断层构成洮南井田与其东侧章村井田的自然边界。在洮南井田被称为F1断层。洮南矿边界断层多为NNE走向的正断层，区内发育有大量NNENE向正断层及少量NNW向正断层，组成一系列地堑、地垒和阶梯状单斜断块（半地堑或箕状地堑）。1.2.5井田地质构造矿区内基本构造格架是被NNE向正断层切割的NNE与NWW向向斜的复合构造。井田内较大褶曲为东部的洮南向斜、南部的栾卸向斜，以及西部的李石岗向斜和李石岗背斜。向斜形态比较清晰完整，宽缓开阔，略显波状起伏。背斜形态不明显，常成鼻状。区内大、中型断层大多呈NNE或NW向斜列，与褶皱轴向基本平行，反映区内构造主应力方向来自北西、南东。褶皱形成后期应力释放，再伴随相继发生构造运动，地层再受主张应力作用下发生分裂，产生两组共扼性断裂，一组NNE向正断层，另一组NW或NWW向正断层，反映了本区断裂构造的生成机制。详见井田构造纲要图（图4-2）及井田基岩地质图（附图1）。对井田构造分述如下：（一）褶皱1、洮南向斜（f1）位于井田东部，自南向北略呈弧形伸展，1914线弧形向东凸起，尔后近SN向N伸展至7线，再自7线呈NNE向伸出北部井田；北部在上关一带仰起，平均仰角14，轴部出露地层为二叠统上石盒子组二段（P2s2）、一段（P2S1）两翼地层分别为下石盒子组一、二段（P1x1、P2x2）、山西组（P1sh）、太原组（C3t）。东翼倾角较大为1025，局部达30，平均17左右，地层走向NW近SN，倾向SWW。西翼倾角较缓为815，平均11，地层走向NENNW向，倾向NESE。图4-2 洮南井田构造纲要图2、栾卸向斜（f2）位于井田中南部。基岩地质图上显示其轴部出露最新地层为上二叠统石盒子组二段、一段（P2s2、P2S1），南翼地层分别为上二叠统石盒子组一段（P2s2），下二叠统石盒子组一段、二段（P1x1、P1x2）、山西组（P1sh）、石炭系太原组（C3t）、本溪组（C2b）和奥陶纪灰岩（O2f）。北翼出露较新地层为上二叠统石盒子组一段（P2S1），及下二叠统石盒子组二段（P1x2），向斜轴自1616孔北部呈NWW向往偏西方向延伸，先后被F5、F10、F4断层切割，呈右行扭动于12031200孔一线，伸向山西组煤系地层。向斜轴延展长度30km左右。该向斜呈缓波状起伏，北翼平均倾角14，南翼平均倾角17，总体为一不对称的宽缓向斜。3、李石岗向斜（f3）位于井田西部，褶皱规模不大，由于受比邻的向斜、背斜的复合干扰，至12勘探线褶皱轴向近SN，自12线至11线轴向转为NW向，再自11线至10线为NE向呈现向西凸的弧形，再以N23W向8线伸展，在807钻孔西北侧仰起，且轴向向西偏转，最后消失在5线以南。向斜东翼倾角较缓，平均11，向西倾斜；西翼较陡，平均倾角16，因而也是一条不对称的宽缓向斜，井田内断续延伸长度达3km左右。（二）断层洮南井田断裂构造的总体特点是：断层性质绝大部分为正断层，断层走向以NNE为主，大中断层主要集中在井田东南部，井田西北部小断层与层滑构造发育。据矿井地质资料井田内现已发现大小断层8条。其中落差30m以上的断层8条。详见洮南矿区主要断层一览表4-1。1、大中型断层（1）F1断层 即前述的洮南断层，为井田北部边界断层。总体走向方位为1025，断面向西倾斜，区内延伸长约3km。落差99102，倾角55。（2）F5断层 位于井田东侧。往北延到柳泉村西伸出区外。南部为N40E，北部为N25E，倾向NW，倾角70。向下到2#煤层以下消失。在垂向上落差自下而上变小，进入2#煤层之前可能转变为层滑。（3）F8断层 位于井田西部。断层平行延展。走向NNE（10），断面向NW倾斜，倾角50，落差0120m，全长2650m，断层向北尖灭。（4）F7断层 位于井田西南部边缘。由郭儿庄伸入井田南部，经栾卸以西，在1#煤层以下层位，断层走向N15EN20W，倾向东，倾角50，落差10011 0m。区内延伸长度为2400m。 表4-1 洮南矿井田大中型断层一览表 序号编号断 层 产 状落差长度控制情况走向倾向倾角1F1W10-25ES5599-102m5 km井田北部边界。2F2N10SW550-55m1.6km中央石门未揭露。3F3N25-40ENW550-49m3.4km据一采区、二采区揭露，落差自下而上变小，走向有变化。4F4N15E-N20WW600-64m2.4m12勘探线以北2#煤层位未见。5F5N20SW700-70m2.2km巷道未揭露。6F6W25ENW600-80m1.15km巷道未揭露。7F7W40EN50100-110m2.4km中央石门揭露落差30m。8F8N10SW550-120m320m巷道未揭露。2#以下发育。井田内小断层的落差小于2.5m者占绝对优势，约占总条数的97%，见采区小断层分布频率图4-4。1#煤层中落差1.5m以下的小断层多造成“顶断底不断”；2#煤层中落差1.5m以下的断层常使“底断顶不断”；落差1.5m以上的小断层则往往切断煤层，但延伸不远即行消失，仍局限于一定层位，故称为层间断层。小断层水平延展长度与断层的落差呈正相关关系，见表4-2。表4-2 小断层水平延展长度与断层的落差对照表序号煤层断层落差（m）走向延展长度（m）12#100小断层的特征及对煤层的破坏、对煤矿生产的影响见表4-3。四、构造对煤层的破坏作用及其对煤矿生产的影响1、构造对煤系、煤层空间分布的控制（1）区域断块上升导致煤系、煤层缺失自早白垩世中期以来，在区域拉张应力作用下，华北断陷盆地开始形成，而西侧的太行断块却高高隆起。因此，煤系基底总体向东倾斜。类似一块西升东降的“翘板”。邯邢煤田正好位于这一“翘板”的支点附近。西部抬升，煤层受剥蚀；东部沉降，煤系被深深地埋入冲积层之下，难以开采利用。就洮南井田而言，含煤岩系被保存在隆起背景上的箕状断陷中。井田西北部煤系地层抬升地表，遭受严重侵蚀，上部煤层的分布范围明显小于下部煤层。因为后期剥蚀作用，就使洮南井田1#煤层分布面积较9#煤层减小约3km2。（2）同沉积背斜部位煤层遭同生剥蚀冲刷带横过同沉积背斜时，侵蚀作用加强，煤系地层厚度减薄，煤层被侵蚀殆尽，形成大片无煤区。井田东部第710勘探线间，同沉积背斜的2#煤层无煤区，就是在2#煤聚集之后发生同生冲刷的结果。（3）断失洮南井田正断层十分发育，断层对煤系、煤层的破坏十分突出。断失带的宽度主要取决于断层落差和断层倾角的大小。井田内大中型断层的倾角在6070之间。大型断层产生的无煤带宽1030m，中型断层产生的无煤带宽515m。2、构造对煤层厚度的影响（1）煤层厚度与沉积幅度的正相关关系聚煤期井田内存在三条近东西向展布的同沉积褶皱，第1016勘探线间为栾卸同沉积向斜，2#煤层的厚度多在2m以上，最厚达8m；其南北两侧同沉积背斜部位，煤层厚度明显变薄，特别是第16勘探线以南的同沉积背斜，2#煤厚多在1m以下。由此可见，在沉积幅度较大的部位，煤层厚度大，聚煤强度也大，反之亦然。以2#煤层为例，当野青灰岩与2#煤层之间的地层厚度在38m以上时，2#煤层发育较好。（2）断层形成时使煤层拉伸变薄在构造变形过程中，煤层是塑性较强的特殊岩层，在受到拉张应力时，首先发生塑性变形。在井下常可见到煤层顶底板已被错断，而煤层被拉伸弯曲，似断非断，见图4-11。而当落差进一步增大，拉张应力超过煤层破裂极限时，煤层才发生断裂，形成与断失带乡邻平行展布的薄煤带，见1129运巷断层素描图图4-11。井田内小断层常常造成煤层伸展变薄带。如1813工作面地堑式断层组合形成薄煤层，如图4-12所示。据统计1#煤层中变薄带多数位于小断层密集带内，变薄带常与小断层相伴出现，呈“顶断底不断”现象，小断层的伸展作用是产生1#煤层变薄带的主要构造作用。3、构造对煤质的影响构造对煤质的影响主要是由于顺煤层产生滑动后形成构造煤，煤层的原生结构及煤岩组分空间排列关系被破坏，宏观特征表现为光泽暗淡、性脆易碎、煤粒软硬不均、镜面发育，用手易捻成毫米级碎粒或煤粉，因而使煤层内在灰分增加，发热量降低。在回采过程中遇到薄煤带强行通过时，由于采高不够，势必切顶、割底，混入大量矸石，使煤层灰分及含矸率大幅度增高，严重影响煤炭质量