煤业公司矿井兼并重组整合项目初步设计

煤业公司矿井兼并重组整合项目初步设计前言一、概况山西煤炭运销集团阳城侯甲煤业有限公司位于山西省阳城县北部的芹池乡境内，距阳城县城约22KM，隶属于阳城县煤炭运销公司，行政区划归阳城县芹池镇管辖。晋城韩城公路从井田西缘经过，经此公路往西可达沁水、侯马等地，与南同蒲铁路相接；往南可达阳城、晋城，与太焦铁路相接。侯月铁路在井田东约15KM处通过，经此铁路既可与太焦铁路和南同蒲铁路相通，也可直达阳城电厂。2006年1月我院编制完成山西省阳城县侯甲煤矿初步设计030MT/A，晋城市煤炭工业局以晋市煤局规字200639号文件对初步设计进行了批复，批准该矿建设规模为030MT/A，采用3个立井开拓方式，采煤方法为倾斜长壁炮采整体顶梁组合悬移支架放顶煤开采，同年，晋城煤监分局以晋煤监局字2006第11号文件对基建工程初步设计安全专篇进行了批复。目前该矿按照初步设计和施工图设计已经完成井筒和井底车场及硐室工程，并购置了部分机电设备。根据山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室文件晋煤重组办发200942号“关于晋城市阳城县煤矿企业兼并重组整合方案部分的批复”，该矿为单独保留矿井，重组整合后，该矿批准生产能力提升为090MT/A。2009年11月山西省国土资源厅颁发新的采矿许可证证号C1400002009111220044536，批准开采3、15号煤层，批准生产能力090MT/A，批准井田面积36381KM2。2009年8月，我院受业主委托编制山西阳城侯甲煤业有限公司修改初步设计090MT/A，我院接受委托后派员赴现场调查研究，搜集、了解相关设计资料，并实地踏勘。根据掌握的第一手资料,提出矿井建设的意向性方案并与矿方领导及有关部门讨论,交换意见，取得共识，于2009年10月编制完成了山西阳城侯甲煤业有限公司修改初步设计090MT/A。2009年11月18日，阳城煤运公司组织有关专家对侯甲煤业有限公司90万吨初步设计和90万吨抽放初步设计进行了初审，2010年3月，山西省煤炭运销集团有限公司组织有关专家对该设计进行了审查，提出了相应的修改意见。我院于2010年4月对原初步设计进行了修改，编制完成了山西煤炭运销集团阳城侯甲煤业有限公司矿井兼并重组整合项目初步设计090MT/A。二、设计的主要依据1山西省国土资源厅2009年11月颁发的采矿许可证证号C1400002009111220044536。2晋城市煤炭工业局晋市煤局规字200639号文件“关于阳城县侯甲煤矿初步设计的批复”。3晋城煤矿安全监察分局文件晋煤监局字2006第11号“关于阳城县侯甲煤矿基建工程初步设计安全专篇的批复”。4山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室文件晋煤重组办发200942号“关于晋城市阳城县煤矿企业兼并重组整合方案部分的批复”。5晋城市煤田地质勘探队2010年4月提供的山西煤炭运销集团阳城侯甲煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告。6山西省阳城县侯甲井田勘探精查地质报告评审意见书。7山西国辰建设工程勘察设计有限公司2009年11月编制的山西阳城侯甲煤业有限公司3号煤瓦斯抽放初步设计。8山西省煤炭规划设计院2005年6月编制的山西省阳城县侯甲煤矿初步设计修改版300KT/A。9中华人民共和国建设部、中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局联合发布的煤炭工业矿井设计规范。10国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局颁发的煤矿安全规程2010年版。11现场调研资料。12项目设计委托书。三、设计的指导思想1认真贯彻执行国家和山西省有关煤炭设计、建设和生产的政策法规，以煤炭工业矿井设计规范和煤矿安全规程为依据，以“集中化、机械化、安全高效和技术经济合理”为基本原则，重视生产安全，重视环保工作。2积极响应国家产业政策，通过本次设计，增加主斜井提升能力，增加回采工作面生产能力，合理配置通风、排水、压风设备。3充分利用矿井已有的井巷工程、设备和地面设施等，提高矿井的安全装备水平、安全培训水平和安全管理水平，保证矿井安全生产和企业的经济效益。四、矿井主要技术经济指标1开拓方式立井开拓；2矿井移交和达到设计生产能力时,井巷工程总长度19678M,其中已有井巷长度2479M，新增为17199M，掘进总体积259275M3,万吨掘进率218M；3工业场地主生产区、辅助生产区、行政办公区、风井区、瓦斯抽放泵站区占地面积1043HA,地面爆炸材料库场地占地面积025HA,排矸场占地面积187HA，场外公路占地面积078HA，矿井总占地面积1333HA4工业建构筑物总体积626182M3。其中，已有工业建构筑物体积206255M3，新增工业建构筑物体积419927M3。栈桥总长度4943M，全部为新增栈桥。行政、公共建筑总面积156880M2。其中，已有行政、公共建筑面积121420M2，新增行政、公共建筑面积35460M2；5矿井在籍人数529人；6原煤生产效率784T/工；7工程项目总资金5131538万元，其中井巷工程投资1882437万元，土建工程投资705794万元，设备及工器具购置投资为867374万元，安装工程投资为546494万元，其它基本建设费用投资为535342万元，预备费投资为310220万元，建设期间投投资贷款利息为191409万元，铺底流动资金92468万元；8吨煤投资55990元；9吨煤成本为14986元/T；10建设工期18个月。五、存在的主要问题与建议13号煤层瓦斯含量高，应加大瓦斯抽放力度和加强通风管理，同时应进行瓦斯突出危险性鉴定。2矿方在开采实践中，应进一步对各煤层的赋存、变化特征进行资料收集、编制工作，以指导生产、科学管理。3建议加强生产矿井地质工作，全面搜集井下资料，及时建立有关台帐、卡片，进行综合编录。4在今后工作过程中应注意断层、隐伏构造的导水导气，做到“预测预报、有掘必探，先探后掘、先治后采”，以免发生事故。5矿井建设及生产过程中必须加强环境保护工作。615号煤层为带压开采煤层，且原煤硫份大于3，本次设计未考虑开拓开采。第一章井田概况及地质特征第一节井田概况一、交通位置山西煤炭运销集团阳城侯甲煤业有限公司井田位于阳城县芹池镇侯甲村东侧，行政区划隶属阳城县芹池镇管辖。其地理坐标为北纬353727353904，东经11218081122004。井田位于阳城县芹池镇侯甲村东侧，陵（川）沁（水）公路从井田西侧边界处通过，向西可达沁水、侯马等地，与同蒲铁路相通；向东可达阳城、晋城等地。正在修建的阳翼高速公路从井田外东侧通过，侯月铁路经过沁水、加丰、八甲口，且均有车站，区内村与村之间有简易公路相通，交通运输条件方便。详见交通位置图111。二、自然地理井田位于太行山南段西侧，区内沟谷纵横，地形起伏较大，西部与南部主要为黄土丘陵区，东部与北部主要为侵蚀强烈的中低山区。综观井田地势为东部高西部低，井田内最高点位于东部山梁上，标高为9734M，最低点位于西南部（井田范围4号拐点处），标高为7425M，相对高差2309M。三、河流水系本区属黄河流域沁河水系芦苇河支流，井田内无常年性河流和大的地表水体，井田外西部的下河为芦苇河支流，属季节性河流，雨季有短暂洪流，旱季长期断流，地表水汇集于下河后向南经芹池流入芦苇河，最终汇入沁河。四、气象及地震烈度本区属东亚暖温带大陆性气候，一年内四季分明。据阳城县气象部门最近40年的统计资料无霜期184D左右，气候干燥，多年平均降水量5839MM，最大年降水量为8957MM2003年，最小年降水量为3352MM1965年，最大日降水量为1447MM1982年8月1日，最大每小时降雨量为493MM。雨季多集中于七、八、九月，多年平均蒸发量17357MM，超过降水量的近三倍；旱季为12月到翌年2月，多年平均气温118，68月气温最高，极端最高温度可达4021966年6月22日，12月至翌年2月气温最低，极端最低温度为1991958年1月16日；每年11月至次年3月为冰冻期，最大冻土深度为39CM，结冻期与降雪从11月至翌年3月,最大积雪厚度17CM；冬春多为西北风，夏秋多为东南风，风力一般34级,最大风速17M/S。据历史记载地震台网监测，阳城县历史上共发生有感地震23次，表现为震级小、频率低。根据中国地震动峰值加速度区划图GB183062001，该地区地震动峰值加速度和地震动反应谱周期分别为005G和045S。根据国家地震局1400万中国地震综合等震线图，本区抗震设防烈度为6度。五、矿井生产建设概况山西煤炭运销集团阳城侯甲煤业有限公司前身为山西省阳城县侯甲煤矿，隶属于阳城县煤炭运销公司，2006年1月我院编制完成山西省阳城县侯甲煤矿初步设计030MT/A，晋城市煤炭工业局以晋市煤局规字200639号文件对初步设计进行了批复，批准该矿建设规模为030MT/A，采用3个立井开拓方式，采煤方法为倾斜长壁炮采整体顶梁组合悬移支架放顶煤开采，同年，晋城煤监分局以晋煤监局字2006第11号文件对基建工程初步设计安全专篇进行了批复。目前该矿按照初步设计和施工图设计已经完成井筒和井底车场及硐室工程，并购置了部分机电设备。根据山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室文件晋煤重组办发200942号“关于晋城市阳城县煤矿企业兼并重组整合方案部分的批复”，该矿为单独保留矿井，重组整合后，该矿批准生产能力提升为090MT/A。2009年11月山西省国土资源厅颁发新的采矿许可证批准开采3、15号煤层，批准生产能力090MT/A，批准井田面积36381KM2。目前该矿按照初步设计和施工图设计已经完成工程投资18亿元。具体项目见下表。序号井巷工程土建工程机电设备安装1主立井、副立井、回风立井已掘成并贯通地面火工品库、器材库、风机房、机修车间、消防材料库、油脂库已建成并投入使用副井购回JKMD2254IE型多绳摩擦轮提升机，本次设计利用该设备。主井设备未购置2总回风巷完成105M，井底车场大巷已完成瓦斯抽放泵站已建成并投入使用瓦斯泵站已安装2台CBF400A2BV3型瓦斯抽放泵，功率132KW3主井清理撒煤巷、装载硐室已完成地面10KV变电所已施工完成并投入使用已购买2台FBCDZ620B型通风机，电机功率185KW2，经验算，该设备不能满足本次设计需要4水泵房和管子道已完成办公楼、综合楼、滑坡煤仓正在建设之中已安装型号FHOG150A的单螺杆空压机3台，电机功率110KW,本次设计利用该空压机六、本区工农业生产概况阳城县经济以农业、煤炭、炼铁为主。2008年全县财政总收入完成200199万元，占预算的10094，比上年增长157，其中一般预算收入完成49795万元，占预算的10756，比上年增长228。全县在岗职工年平均工资9666元，农村居民人均纯收入2839元，现金收入3080元，农民人均可支配收入2688元，农村居民人均生活消费支出2102元，恩格尔系数368。七、四邻关系现井田外西部为山西阳城阳泰集团晶鑫实业股份有限公司武甲分公司、山西阳城阳泰集团伏岩煤业有限公司，据调查和矿方介绍，现相邻矿井目前未有沟通、越界开采情况。详见四邻关系示意图112。1山西阳城阳泰集团晶鑫实业股份有限公司武甲分公司位于本井田外西部，根据山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室文件晋煤重组办发200942号文件关于晋城市阳城县煤矿企业兼并重组整合方案（部分）的批复，该矿为单独保留矿井，兼并重组整合主体为阳城县阳泰煤业有限责任公司。重组后井田面积为15724KM2，批准开采3号15号煤层，生产规模12MTA。该矿为基建矿井，2007年3月23日开工，目前的涌水量较小，设计采煤方法为综合机械化放顶煤开采技术，该矿现为建设地面工业广场与井筒阶段，根据该矿钻孔化验资料，属高瓦斯矿井，煤尘无爆炸性，属不易自燃煤层。2山西阳城阳泰集团伏岩煤业有限公司位于本井田外西部，根据山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室文件晋煤重组办发200942号文件关于晋城市阳城县煤矿企业兼并重组整合方案（部分）的批复，该矿为单独保留矿井，兼并重组整合主体企业为阳城县阳泰煤业有限责任公司。重组后井田面积为43751KM2，批准开采3号15号煤层，生产规模09MT/A。该矿于2009年元月完成06MT/A机械化升级改造初步设计，批准开采3号煤层，现处于基建阶段，累计开拓大巷5000余米，布置完成一个综合机械化采煤工作面和两个综掘工作面，建起了三大监控系统、标准化抽放泵站，装备了机电、通风、采煤仿真模拟演示实验室，建成了国家四级职工安全技术培训中心，井上下生产生活设施及配套基本完成。该矿采用斜井开拓，采用综合机械化放顶煤开采技术，大巷采用锚喷支护，回采工作面采用液压支架，全部跨落法管理顶板，中央分列式通风，机械排水，为高瓦斯煤矿，现开采的3号煤层属不易自燃煤层，煤尘无爆炸性。现井田内3号煤层无采空区，矿井涌水主要来自井筒与顶板的渗水，现井下涌水量一般约9M3/D。该矿井下基本无积水，对本矿的开采无影响。八、水源和电源1水源（1）第四系及基岩风化带水为当地农业及民用水的主要来源，富水性一般，可作为生产和生活供水水源，但受季节的影响明显。（2）矿坑排水对现采3号煤层矿井涌水进行净化处理后，综合利用，不失为一种较好的供水水源。（3）奥陶统石灰岩含水层水据区域水文地质资料，该含水层含水丰富，水质良好，是区域重要的供水水源。2电源设计两回路电源分别引自芹池220KV变电站35KV母线及武甲110KV变电站35KV母线，两回线路均采用LGJ150MM2钢芯铝铰线，两回电源线路,一回工作，一回带电备用，当任一回路发生故障停止供电时，另一回路能保证矿井全部负荷供电。第二节地质特征一、井田地层井田内基岩出露主要为二叠系上统石千峰组、上石盒子组，第四系分布于山梁、沟谷及其两侧阶地，现根据地表出露及钻孔揭露情况，将井田内地层由老至新简述如下1奥陶系中统峰峰组（02F）为含煤地层之基底，据区内H1钻孔揭露，厚6422M。由灰深灰色中厚层石灰岩、泥质灰岩、泥灰岩、角砾状灰岩和白云质灰岩组成，下部泥质灰岩、白云质灰岩中见脉状、薄层状石膏，顶部常见细粒状、星散状黄铁矿，与下伏地层呈整合接触。2石炭系中统本溪组（C2B）与下伏地层峰峰组呈平行不整合接触，厚3341335M，一般厚773M。以浅灰色铝土质泥岩为主，夹砂质泥岩、浅灰色粘土质泥岩，局部具鲕粒结构，底部偶夹透镜状赤褐铁矿层。3石炭系上统太原组（C3T）为井田内主要含煤地层之一，厚846814913M，一般厚12295M。以K1砂岩为底，与下伏本溪组整合接触。本组为一套海陆交互相沉积，旋回结构明显，由多层石灰岩、不同粒级的砂岩、灰黑色泥岩及煤层组成。灰岩中含蜒、腕足、海百合茎动物化石。含煤57层，下部含煤性较好，有灰岩45层，含丰富的动物化石及其碎屑。中部砂岩发育。泥岩及粉砂岩中富含黄铁矿、菱铁矿结核，含丰富的植物化石及碎片。根据岩性组合以及与区域对比将本组分为三段。1）一段C3T1KL底K2底，厚15704792M，一般厚3850M。由灰黑色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、煤层等组成。K1砂岩厚045648M，一般厚410M，灰白色、灰色中厚薄层状，成份以石英为主，硅质胶结，脉状、波状层理，夹泥岩条带，局部底部含砾，为砂坪沉积。KL顶15号煤顶灰灰黑色泥岩、粉砂岩、含铝泥岩，中夹细粒砂岩，含星散状黄铁矿，见不完整植物化石。顶部具有15号煤层，井田内厚330380M，平均厚355M，全区可采，为黑色中条带状结构，以亮煤为主，暗煤次之；中下部局部见一层深灰色石灰岩、泥灰岩。为泻湖、潮坪及砂坝沉积。15号煤顶局部含黑灰色炭质泥岩，厚0030M，一般厚026M。2）二段C3T2K2底K4顶，厚35205251M，一般厚4331M。为石灰岩、泥岩、粉砂岩、中细砂岩和薄煤层组成。本段以海侵石灰岩发育为特征，由K2、K4等深灰色石灰岩构成主体格架，与黑灰色泥岩、灰浅灰色中细粒砂岩及12号、11号薄煤层等组成向上变浅的海退层序。石灰岩中含完整及不完整动物化石，化石主要为蜓、孔虫、腕足碎片；泥岩中含黄铁矿结核，含少量植物化石；砂岩为中、细粒结构，具波状、大型板状交错层理，夹泥岩条带。本段为三角洲前缘砂坝沉积，标志层横向稳定，沉积结构清楚，中部K3灰岩普遍受后期冲刷缺失。3）三段C3T3K4顶K7底，厚33784870M，一般厚4114M。本段岩性以碎屑岩发育为特征，夹K5、K6等石灰岩、泥质灰岩及5号、8号、9号等薄煤层。石灰岩为深灰色，均匀层理为主，含丰富的动物化石，为开阔及局限台地沉积；碎屑岩中砂岩为中、粗粒及细粒结构，脉状、波状层理，大型交错层理，夹泥岩条带，层面含较多植物碎屑；泥岩、粉砂岩为深灰色、黑灰色，具水平纹理，透镜、波状层理，含完整及不完整植物化石，含菱铁矿结核，偶见黄铁矿结核。该段为分流河道沉积。4二叠系下统山西组（P1S）井田内主要含煤地层之一，厚32236508M，一般厚4639M。底部以K7砂岩底与太原组地层分界，呈整合接触。岩性主要为岩屑石英杂砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、泥岩和煤层。含丰富的植物化石，有二叠枝脉蕨、华北蕉羽叶、星轮叶等。其中3号煤层位于本组中下部，井田内煤层厚400581M，平均厚506M，为全区稳定可采煤层。5二叠系下统下石盒子组（P1X）该地层出露于井田内北部（古寨村东南侧），地层厚56538010M，一般厚7098M，与下伏山西组地层呈整合接触，连续沉积。主要由砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、铝质泥岩等组成，顶部为灰白色含铝泥岩，较纯，含较多菱铁质鲕粒，俗称“桃花泥岩”；下部为灰色、黑灰色泥岩，粉砂岩含较多植物化石，中夹灰白色中粗粒砂岩，较稳定；底部为K8中细粒砂岩，中厚层状，成份以石英为主，岩屑次之，含长石及菱铁矿鲕粒，具少量云母片，交错层理，波状、脉状层理，下部夹泥岩包体及条带。本组为三角洲平原曲流河湖泊相沉积。6二叠系上统上石盒子组（P2S）厚4825551872M，一般厚50440M。岩性主要为砂岩及杂质泥岩。根据岩性特征可分为三段。1）一段P2S1厚2237022625M，一般厚22543M。为灰绿色、灰色、上部夹紫红色斑块的泥岩、砂质泥岩、粉砂岩，局部泥岩中含菱铁矿鲕粒，夹浅灰色、灰白色砂岩，中下部夹铁质砂岩及锰铁质结核。底部K10砂岩厚315980M，一般厚600M。为灰浅灰色中、细粒砂岩，中厚层状，石英为主，岩屑次之，含长石次棱角次圆状，分选中等，大型交错层理为主，脉状层理次之，与下伏下石盒子组地层呈整合接触。本段为半干旱湖泊曲流河沉积。2）二段P2S2厚1266513160M，一般厚12897M。为灰色、局部夹紫色的泥岩及粉砂岩，与黄绿色、灰白色厚层状中粗粒砂岩、含砾砂岩互层。底部K12砂岩厚505870M，一般厚697M。岩性为中、粗粒砂岩，含砾粗砂岩，灰白色厚层状，成份以石英为主，长石次之，含岩屑，次棱角次圆状，分选中等较好，大型板状交错层理，底部含泥岩包体，与下伏冲刷接触。本段为曲流河半干旱湖泊沉积。3）三段P2S3井田内地表零星出露，本段一般厚150M左右。岩性以暗紫红色、黄色泥岩、粉砂岩为主，夹红褐色细粒及中粒砂岩。上部夹薄层灰绿色硅质泥岩，顶部泥岩中夹彩色燧石条带。底部K13砂岩厚220885M，一般厚570M。岩性为中、细粒砂岩，局部为含砾粗砂岩，灰绿灰白色，中厚层状，成份以石英为主，岩屑次之，次棱角状，分选中等，大型交错层理。本段为半干旱湖泊低能河沉积。7二叠系上统石千峰组（P2SH）该组地层出露于井田东部及北部，井田内残留最大厚度约105M，由中、粗粒砂岩夹泥岩组成。砂岩为白黄色、浅灰黄色，中厚层状，正粒序，大型交错层理；泥岩为紫红色，厚层状，均匀层理为主，夹少量钙质结核。底部为厚约20M左右的灰白、浅黄色粗粒砂岩（K14），厚层状，石英为主，长石次之，含岩屑，次棱角次圆状，分选中等，底部含彩色燧石细砾。硅质胶结为主，大型交错层理，与下伏岩层冲刷接触。8第四系中更新统（Q2）井田内广泛分布，厚0180M，一般厚150M。岩性为棕黄色、浅红色亚粘土、粘土，含钙质结核，局部似波状，与下伏地层呈角度不整合接触，为黄土状堆积。9第四系上更新统（Q3）主要分布于井田外西部，厚0100M，一般厚约50M。井田内西南侧（井田范围4号拐点处）有小面积出露，岩性主要为浅灰褐色、浅黄色亚砂土、砂土，具垂直节理，含菌丝及植物根痕，底部常见砂砾层，砾石直径一般215CM，壁立性较好。为冲洪积。10第四系全新统（Q4）厚0100M，一般厚约50M。主要分布于井田外西部河床、河漫滩中，井田内西南侧（井田范围4号拐点处）有小面积出露，岩性为灰黄色、灰绿色砂岩砾石，砾石直径一般525CM，最大080M，次棱角状，次圆状，分选差，砂质充填，较疏松。为冲洪积。二、区域含煤地层区域主要含煤地层为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组。1太原组含煤地层其主要岩性为石灰岩、砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩、煤层等。据其岩石组合特征，对比邻区，本次工作中仍将本溪组和太原组分界划在铝土质泥岩之上的K1砂岩之底。太原组与山西组分界划分在太原组最上一层灰岩（K6灰岩）之上的第一层较稳定的砂岩（K7砂岩）之底。该套地层为典型的海陆交互相沉积，全面反映了海浸初期、高潮期及海退期的沉积特征，其地层井田内沉积稳定，横向上变化不大，归结其地层沉积规律可划分为两种基本层序即由粗粒到细粒型和由细到粗粒再到细粒型。K2灰岩往下以第一种为特征，由13个基本层序组成，下部为中粗粒砂岩，往上渐变为细砂岩、粉砂岩、泥岩，顶部常有煤层赋存。K2灰岩往上以第二种层序为特征，海相石灰岩常位于层序底部，往上为泥岩、粉砂岩或中细粒砂岩，再往上则又变细为粉砂岩、泥岩，煤层多赋存于层序顶部，该层序体现出海侵作用频繁的特征，该段共含灰岩46层，较稳定煤层56层，其中15号煤层为区域内稳定可采煤层。本组灰岩中普遍含有生物化石碎屑，其含量1020，主要为腕足类、腹足类、珊瑚类及蜓类等。泥岩中含大量的植物化石，其中包括有尖芦木、楔叶、卵脉羊齿、脉羊齿、栉羊齿等。2山西组含煤地层其岩石组合为砂岩、泥岩及煤层，本组岩石以颜色深、含煤系数高为特征。该套地层是由24个由粗到细的基本层序组合而成，煤层常赋存于层序的顶部。根据钻探工程资料分析，其第一个沉积旋回极不稳定，仅在井田中部发育，而井田内影响范围小，相应该区沉积的4号煤层极不稳定，而往上的24个旋回沉积稳定。横向上变化不大，其下部沉积了稳定可采的3号煤层。再往上其聚煤作用减弱，逐渐向石盒子组干旱环境过度。本组泥岩多为深灰色，含丰富的植物化石，其中包括二叠系枝脉蕨、尖头带羊齿、多脉带羊齿、宽节羊齿、华北蕉叶、三角织羊齿星轮叶等，山西组沉积环境为三角洲平原三角洲前缘。总体上来说，该套含煤地层沉积稳定，岩石组合特征明显，研究程度较高。表121区域地层简表三、井田构造井田位于沁水煤田南部，沁水复式向斜的南端，晋获褶断带西侧，井田构造线方向与区域构造线方向基本一致，总体为一走向北西倾向于北东的单斜构造，同时发育有较宽缓的褶曲和断层构造，现未发现陷落柱构造，地层单位界系统组段厚度（M）岩性特征第四系Q0100砾石、黄土、砂土新生界上第三系N580棕红色粘土，底部为砾岩中统T2二马营组T2ER193327灰绿色厚中薄层中细粒砂岩夹紫红色灰绿色泥岩和尚沟组T2H131474250灰紫色薄中层状细粒砂岩夹紫红色泥岩中生界三叠系T下统T1刘家沟组T1L15595400浅灰、紫红色薄中层细粒砂岩夹紫红色泥岩、砂岩石千峰组P2SH22211150黄绿色厚层状砂岩与紫红色泥岩互层三段P2S3120220200黄绿色杏黄色泥岩夹砂岩，顶部见燧石条带二段P2S290150110黄绿色中细粒砂岩夹泥岩上统P2上石盒子组P2S一段P2S1150250200黄绿色、杏黄色泥岩，夹薄层砂岩下石盒子组P1X4013070黄绿色砂岩、粉砂岩、泥岩互层，局部夹有煤线二叠系P下统P1山西组P1S308050灰白色细砂岩、粉砂岩、黑色泥岩、煤层上统C3太原组C3T6016098灰白色中细粒砂岩、粉砂岩、泥岩、灰岩、煤层石炭系C中统C2本溪组C2B02510灰色铁铝岩，底部可见窝状山西式铁矿峰峰组O2F5015090中厚层状豹皮灰岩，灰色薄层状白云质灰岩上马家沟组O2S170300230上部灰黑色中厚层状豹皮灰岩夹灰岩，下部为泥灰岩、角砾状泥灰岩中统O2下马家沟组O2X37213120青灰色中厚层灰岩，下部为角砾状泥灰岩，底部为浅灰、黄绿色钙质泥岩古生界奥陶系O下统O160208120青灰色厚层状白云岩，含燧石条带未见岩浆岩侵入。现将褶曲、断层特征分述如下1西沟背斜位于陕庄、H2孔、H4孔等一线，轴向为N48E，背斜轴西部为黄土覆盖，东部出露P2S、P2SH地层，两翼产状一般约6，区内长约193KM。2东汉沟向斜位于陈家庄北、贾家庄南一线，轴向约N61E，轴部出露P2S、P2SH地层，局部黄土覆盖。两翼产状约57，区内长约148KM。3东汉沟正断层位于井田北部，贾家庄北侧，走向约N70E，倾向SE，落差约510M，倾角大于75，井田内延伸长约610M，向东延出区外。该断层由区内，区外露头点控制，较可靠。4羊泉正断层位于井田内南侧，井田内延伸长约1500M，走向N49EN60E，倾向SE，落差约160M，倾角65，该断层东西延出井田外，由区内、区外露头点控制，较可靠。由于该断层落差较大，对煤层、煤质以及其它开采技术条件会有影响。综上所述，井田内褶曲宽缓，发现存有两条正断层，未见岩浆岩侵入，地层走向变化不大，根据DZ/TO2152002煤、泥炭地质勘查规范，井田构造总体属简单类型。四、煤层、煤质一煤层1含煤性井田内含煤地层为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组，不同的聚煤环境，形成了不同的岩性组合、岩相特征，含煤性也存在有较大的差异性。太原组为一套海陆交互相含煤地层，含海相灰岩45层，含煤6层，编号自上而下为5、8、9、11、12、15号，煤层平均总厚531M，本组地层平均厚12295M，含煤系数432。其中15号煤层井田内为全区稳定可采煤层，厚330380M，平均厚355M，可采含煤系数289。其余煤层均不可采。山西组为一套陆相含煤地层，一般含煤3层，编号自上而下为1、2、3号，煤层平均总厚545M，本组地层平均厚4639M，含煤系数1175。其中3号煤层井田内为全区稳定可采煤层，煤层厚400581M，平均厚506M，可采含煤系数1091。其余煤层均不可采。含煤地层平均总厚16934M，煤层总厚1076M，含煤系数635。井田内可采煤层为3号、15号煤层，其余煤层均为不可采煤层。2可采煤层井田内可采煤层为山西组的3号煤层和太原组的15号煤层（其特征见表122），现分述如下1）3号煤层位于二叠系下统山西组中下部，据井田内钻孔工程揭露，煤层厚度为400（井检孔）581M（H3），平均厚506M。煤层结构简单，一般夹01层矸石，矸石成分多为炭质泥岩或泥岩。其直接顶板多为砂质泥岩、粉砂岩、泥岩，局部为细粒砂岩，一般厚约400M；直接顶下常有约01M的灰色泥岩或炭质泥岩伪顶；老顶为中粒砂岩，厚约600M。底板岩性多为泥岩，一般厚350M。综述，井田内3号煤层层位稳定，结构简单，全区稳定可采，为全区稳定可采煤层。表122可采煤层一览表煤层厚度（M）煤层间距（M）煤层结构含煤地层煤层编号最小最大平均最小最大平均矸石层数类别顶板岩性底板岩性煤层稳定程度可采性P1S340058150601简单砂质泥岩粉砂岩泥岩泥岩稳定全区可采C3T15330380355740611801960102简单石灰岩泥岩稳定全区可采2）15号煤层位于太原组一段上部K2灰岩之下，据井田内钻孔工程揭露，煤层厚330（H1）380M（H4），平均厚355M。煤层结构简单，一般含02层矸石。煤层直接顶板为K2灰岩，厚度较大，一般厚约910M，K2灰岩下局部有薄层炭质泥岩；底板为泥岩，一般厚约450M。综述，井田内15号煤层层位稳定，结构简单，全区稳定可采，为全区稳定可采煤层。二煤质1煤的物理性质和煤岩特征1）3号煤宏观煤岩特征为黑色灰黑色，半亮光亮型煤，玻璃似金属光泽，条带状结构，层状构造，阶梯状、贝壳状断口，条痕灰黑色，裂隙不发育。显微煤岩特征煤岩组分主要为镜质组半镜质组，惰质组次之。镜质组以无结构均质镜质体为主，次为胶质镜质体、基质镜质体；惰质组氧化丝质体为主，呈碎屑状、透镜状分布。2）15号煤宏观煤岩特征为黑色灰黑色、半亮型煤，似金属光泽，均一条带状结构，阶梯状断口为主，贝壳状次之，条痕为灰黑色，裂隙较为发育，常见黄铁矿充填。显微煤岩特征煤岩组分主要为镜质组、惰质组。镜质组主要为无结构均质镜质体，其次为胶质镜质体，偶见基质镜质体分布。惰质组以氧化丝质体为主，呈碎屑状分布，或分布于镜质体中，或与粘土渗杂在一起。矿物质以粘土矿物和黄铁矿为主。本井田3号煤显微煤岩类型为单组分组类型为微镜煤，15号煤为双组分组类型为微镜惰煤。3号、15号煤均为黑灰黑色，强玻璃似金属光泽，贝壳状、阶梯状断口，均一条带状结构，层状构造，内生裂隙发育。2煤的化学性质1）3号煤根据井田内钻孔煤芯煤样化验资料叙述如下工业分析水分MAD原煤068230，平均123；浮煤074212，平均139；灰分AD原煤12951692，平均1476；浮煤753803，平均783；挥发分VDAF原煤777896，平均827；浮煤616811，平均661；高位发热量（QGRD）原煤29155MJ/KG3060MJ/KG，平均2990MJ/KG；全硫ST,D原煤031043，平均036；浮煤035043，平均039；固定碳FCD原煤75778029，平均7820；浮煤84728666，平均8607。元素分析碳含量（CDAF）浮煤92599313，平均9284；氢含量（HDAF）原煤297325，平均312；浮煤290324，平均309；氧含量（ODAF）浮煤219277，平均248；氮含量（NDAF）浮煤105311，平均163；磷含量（PD）原煤00290034，平均0032。煤灰成分据2003年114地质队精査资料煤灰成分以酸性二氧化硅（SIO2）和三氧化二铝（AL2O3）为主，其次为碱性的三氧化二铁（FE2O3）、氧化钙（CAO）、氧化镁（MGO）等成分，其中二氧化硅（SIO2）含量为38994715，平均4289；三氧化二铝（AL2O3）含量为31913776，平均3405。3号煤的灰熔融性软化温度ST1440，为较高软化温度灰RHST高软化温度灰HST。综上所述3号煤为低灰中灰、特低硫、低磷分、高固定碳、高热值特高热值之无烟煤。2）15号煤工业分析根据井田内钻孔煤芯煤样化验资料叙述如下水分MAD原煤044285，平均159；浮煤038072，平均056；灰分AD原煤13141825，平均1637；浮煤610645，平均622；挥发分VDAF原煤699945，平均814；浮煤616696，平均652；高位发热量（QGRD）原煤2793MJ/KG3007MJ/KG，平均2868MJ/KG；全硫ST,D原煤370526，平均453；浮煤388503，平均450；固定碳FCD原煤74508174，平均7718；浮煤86758829，平均8767。元素分析碳含量（CDAF）浮煤89309126，平均9024；氢含量（HDAF）原煤285303，平均296；浮煤281297，平均291；氧含量（ODAF）浮煤077173，平均128；氮含量（NDAF）浮煤066085，平均077；磷含量（PD）原煤0004。煤灰成分据2003年114地质队精査资料煤灰成分以酸性二氧化硅（SIO2）和三氧化二铝（AL2O3）为主，其次为碱性的三氧化二铁（FE2O3）、氧化钙（CAO）、氧化镁（MGO）等成分，其中二氧化硅（SIO2）含量为32504584，平均3901；三氧化二铝（AL2O3）含量为27483604，平均3258。15号煤的灰熔融性软化温度ST1425，为较高软化温度灰RHST高软化温度灰HST。综上所述15号煤为低灰中灰、高硫分、特低磷、中高固定碳高固定碳、高热值特高热值之无烟煤。各煤层煤质化验结果详见表123。表123煤质化验结果表煤号项目315原煤068230123044285159MAD浮煤074212139038072056原煤129516921476131418251637AD浮煤753803783610645622原煤777896827699945814VDAF浮煤616811661616696652原煤031043036370526453STD浮煤035043039388503450QNETARMJ/KG原煤2915530602990279330072868容重T/M3原煤146146煤类WYWY3煤类煤类划分按中国煤炭分类国家标准GB（57511986）进行，主要以浮煤挥发分（VDAF）及氢元素（HDAF）分类。根据煤质化验资料分析，井田内3号煤层的浮煤挥发分（VDAF）为616811，平均661，浮煤氢含量（HDAF）为290324，平均309，故3号煤层属于无烟煤WY02WY03；15号煤层的浮煤挥发分（VDAF）为616696，平均652，浮煤氢含量（HDAF）为281297，平均291，故15号煤层亦应属于无烟煤WY02WY03。4工艺性能据2003年114地质队精査资料煤对二氧化碳反应性本井田H1钻孔对3号、15号煤层采样进行了煤对二氧化碳反应性试验，各个试验温度所测得二氧化碳还原率见下表124。从表中可以看出，3号、15号煤层煤对二氧化碳反应性较低。表1243号、15号煤层煤对二氧化碳反应性测试一览表温度还原率8008509009501000105011003号煤层185512120527234945915号煤层092258141264428548煤的热稳定性据H1钻孔采样测试，3号煤层TS6值为8639；15号煤TS6值为8999，均属高热稳定性煤。煤的可磨性H1、H3钻孔对3号、15号煤层进行了哈氏可磨性试验，其中3号煤的哈氏可磨性指数HGI为330414；15号煤为363410，均属较难磨难磨煤。5煤的可选性2003年114地质队在井田内精査勘探时对H3钻孔采取了3号、15号煤层简易可选性试验样各一个，均可利用。1）煤的筛分浮沉试验煤样的筛分试验分136MM、63MM、305MM、050MM四个粒度级进行。从筛分试验结果看（见表125），136MM粒度级产率最高，其次为63MM粒度级，050MM粒度级产率最低。表1253号、15号煤层130MM筛分试验成果表H3号孔（3号煤层）H3号孔（15号煤层）煤层粒级MM产率灰分产率灰分136675411956312131763171413512041103230596713191108112405056519475391893合计100001276100001269从浮沉试验结果来看（见表126），本井田浮煤产率主要集中在140150比重级内，其次为150160、130140比重级。表1263号、15号煤层浮沉试验结果表比重级煤层130140140150150160160180180200200合计3产率560806665638621911310000423926204933235237690412271723638011693891441591000015灰分218909182530344995649611482）煤的可选性评价（1）3号煤层采用01含量法评价，假定浮煤灰分为90时，理论分选比重为149，扣除沉矸的01含量为882，为极难选；假定浮煤灰分为10时，理论分选比重为164，扣除沉矸的01含量为67，为易选。可选性曲线见图127、表129。（2）15号煤层采用01含量法评价，假定浮煤灰分为90时，理论分选比重为162，扣除沉矸的01含量为120，为中等可选；假定浮煤灰分为10时，理论分选比重为172，扣除沉矸的01含量为30，为易选。可选性曲线见图128、表129。图127H3钻孔3号煤层1305MM级可选性曲线90870650430201120340560780910灰分20340560780910201980176015403沉煤产率浮煤产率比重图128H3钻孔15号煤层1305MM级可选性曲线表129H3钻孔3号、15号煤层可选性评价表01含量法煤层假定浮煤灰分（）理论分选比重浮煤理论产率（）01含量可选性等级90149850882极难选310016494567易选90162940120中等可选1510017297030易选6煤的工业用途1）3号、15号煤层煤质特征（1）井田内3号、15号煤层浮煤挥发分相差不大，3号煤层高于15号煤层，符合希尔特及煤变质一般规律。（2）原煤灰分由上至下呈增大趋势，原煤硫分亦是如此，3号煤为特低硫煤，15号煤为高硫煤。从各种硫测试结果看，3号、15号煤层均098075042011204056078091灰分0230456078901201908170615043沉煤产率浮煤产率比重以有机硫为主，不易洗选。（3）煤灰成分以酸性的二氧化硅（SIO2）和三氧化二铝（AL2O3）为主，SIO2AL2O3平均含量占煤灰成分的70以上。（4）3号煤浮煤回收率为64777292，平均6955；15号煤浮煤回收率为46395979，平均5488，均属良等。2）工业用途评价3号煤为低灰中灰、特低硫、低磷分、高固定碳、高热值特高热值之无烟煤，浮煤回收率良，为良好的合成氨用煤。15号煤为低灰中灰、高硫分、特低磷、中高固定碳高固定碳、高热值特高热值之无烟煤，由于硫分含量较高，影响工业利用，不宜直接作合成氨与动力煤使用，但通过洗选、脱硫等技术加工途径降低煤中的硫分后，可作动力用煤与合成氨用煤。若直接作动力用煤使用，会腐蚀锅炉设备，并产生大量的烟尘和含硫的大气污染物，造成环境污染。因此，要对该煤层进行煤炭洗选加工，这样既能节约能源，提高热效率，也大大减轻了环境污染，从而扩大了煤的工业用途。7煤的风氧化井田内可采煤层3号、15号煤层埋藏较深，未被风氧化。五、水文地质一区域水文地质本区以低山丘陵为主，区域内主要河流为芦苇河及其支流，芦苇河为常年性河流，水量随季节变化，位于井田外南部约3KM处，流向大致为由西向东，发源于沁水县芦坡，流经阳城县羊泉、芹池、町店等乡，至润城镇下河村汇入沁河,长约41KM，流域面积2913KM2，流量一般为0229M3/S，河床平均宽50100M。井田内无常年性河流和大的地表水体，井田外西部的下河为芦苇河支流，属季节性河流，雨季有短暂洪流，旱季长期断流，地表水汇集于下河后向南经芹池流入芦苇河，最终汇入沁河。区域内主要地下水按含水介质分有松散岩类含水岩组、碎屑岩类含水岩组、碎屑岩夹碳酸盐类含水岩组、碳酸盐类含水岩组。1松散岩类含水岩组指第四系松散沉积物含水岩组，由亚砂土夹细砂或卵石组成。地下水埋藏类型以潜水为主，含水层厚度不大，水位埋深一般较浅，富水性差异较大，单位涌水量为015L/SM，受大气降水影响，季节性变化大，一般富水期在79月份，水质类型为HCO3CAMG型水，水质较差。该含水岩组地下水主要接受大气降水及煤矿排水补给，向河谷下游排泄或下渗补给其下基岩裂隙含水层。地下水水位、水量动态变化比较显著。2碎屑岩类含水岩组指二叠系砂岩含水岩组，地下水埋藏类型以潜水为主。主要接受大气降水补给，其富水性取决于裂隙发育程度，一般富水性较差。地下水位受地形影响因地而异。排泄方式主要为向下补给碎屑岩夹碳酸盐岩类含水岩组或在地表有利部位以下降泉的形式排泄。3碎屑岩夹碳酸盐岩类含水岩组指石炭系太原组砂岩及灰岩含水岩组，地下水埋藏类型为承压水。该含水岩组主要接受上部碎屑岩类裂隙水的补给，局部接受松散岩类孔隙水或大气降水的补给，其富水性决定于砂岩及灰岩的裂隙与岩溶发育程度，据区域资料，单位涌水量一般为0001109L/SM，水质类型为HCO3CAMG型或HCO3KANA型。4碳酸盐岩类含水岩组指奥陶系碳酸盐岩含水岩组，为本区最主要的含水层，具有埋藏深，厚度大，承压水头较高的特点。从区域水文地质条件来看，含水层岩溶裂隙较发育，富水性一般较好，水质良好，水质类型为HCO3CAMG型水，主要接受裸露灰岩山区大气降水补给，其次为地表水及上部含水层地下水通过断裂向深部的渗漏补给，经径流区向延河泉排泄。二井田水文地质1地表水井田位于沁水煤田南部，太行山南段西侧。区内沟谷纵横，地形起伏较大，西部与南部主要为黄土丘陵区，东部与北部主要为侵蚀强烈的中低山区。综观井田地势为东部高西部低，相对高差2309M。井田地表水系属黄河流域沁河水系芦苇河支流，井田内无常年性河流和大的地表水体。井田外西部的下河为芦苇河支流，由北向南流经井田外西部，河床较窄，多为卵、砾石及砂、粘土组成，砾石磨圆度及分选差，属季节性河流，雨季有短暂洪流，旱季长期断流，地表水汇集于下河后向南经芹池流入芦苇河，最终汇入沁河。2主要含水层1）第四系松散沉积物孔隙含水层区内地层大面积为第四系黄土覆盖，岩性主要为红褐色粉砂质粘土夹细砂层，含水层的厚度、水位埋深及其富水性在不同部位差别较大，地下水的补给、排泄条件、水质类型及其动态特征与前述区域水文地质相应含水岩组的情况基本一致。2）基岩风化带裂隙含水层风化带厚度受地形起伏的影响，风化带深度一般为5070M，最深达100M以下。风化带含水层一般呈潜水性质，局部承压，直接接受大气降水补给，在浅部风化裂隙较发育，富水性较强，随着深度的增加，风化裂隙发育程度越来越差，富水性也随之减弱。据区内H1、H2孔资料，钻进过程中最大消耗量为198M3/H（H1孔），最小消耗量为004M3/H（H2孔），一般为019M3/H。另据32孔涌水资料，涌水量为08L/S，井田内泉水天然流量一般小于04L/S，属弱富水性含水层，水质属HCO3CAMG型。3）二叠系上统上石盒子组、石千峰组及下统下石盒子组、山西组砂岩裂隙含水层为碎屑岩裂隙含水层，主要接受大气降水、基岩风化带地下水和含水层之间的垂向渗透补给。石千峰组及上石盒子组井田内有出露，含水层主要为中粒砂岩，含水空间以构造裂隙为主，直接接受大气降水补给，在沟谷切割较深处多以下降泉的形式排出地表。下石盒子组及山西组砂岩裂隙含水层为层间裂隙水，以中细粒砂岩为主，厚9804811M，一般厚3167M，厚度变化较大，含水空间以构造裂隙为主，是3号煤层顶板直接充水含水层。据精査资料，钻进过程中最大消耗量为048M3/H（H4孔），最小消耗量为001M3/H（H1孔），一般为010M3/H，水位无