杨柳矿12mta新井设计说明书2

中国矿业大学成人教育学院 2014 届采矿专科毕业设计1第 1 章 矿区概述及井田地质特征矿区概述第一节 矿井概述1.1.1 矿井位置和矿区地形矿井位于安徽省淮北市濉溪县境内，在濉溪县南部，杨柳集附近是其中心位置，向东北距宿州市约 21km。地理座标：东经：11642151164830北纬：33 360033 4045矿井位于淮北平原中部，区内地势平坦，地面标高 25.9828.26m ，一般 27m 左右。矿区内有许多人工灌溉沟渠，近年来植树造林较多，尤其在大小道路两旁，屋前宅后均已绿树成荫。1.1.2 交通条件本矿井位于淮北平原中部，铁路、公路交通均很便利，如图 1-1 所示。公路四通发达，可通宿州市、淮北市和蒙城县等地；东侧约 20km 有合（肥）徐（州）高速宿州出口。铁路东有京沪铁路线宿州站，西北有濉（溪）阜（阳）铁路经过井田西部的临涣站；南有青（疃）芦（岭）线，与京沪线在芦岭站接轨。因此，本区地理位置优越，交通运输方便，矿井具备铁路、公路运输条件。中国矿业大学成人教育学院 2014 届采矿专科毕业设计2图 1-1 杨柳煤矿煤矿交通位置图1.1.3 矿区气候淮北地区属季风暖温带半湿润气候。春秋季多东北风，夏季多东东南风，冬季多北西北风。平均风速为 3 米/秒，最大风速可达 18 米/秒。历年平均气温为 14.4，最低气温（1988 年 12 月 16 日）为-10.9，最高气温(1988年 7 月 8 日)为 40.3。历年年平均降雨量为 834mm，雨量多集中在七、八两个月。无霜期为 208-220 天，冻结期一般在十二月上旬至次年的 2 月中旬，冻结深度为 0.20米。1.1.4 矿区水文情况及工业场地标高本区属淮河水系，淮河支流浍河流经矿井西南侧，自西北流向东南，至五河县汇入淮河。一般河水水位低于地表，只有汛期才出现河水水位高于地表，造成两岸局部内涝，数天后即可恢复正常水位。历史最高洪水位标高为 28.40m。井田内人工沟渠交错。濉溪县水务局 2005 年 3 月 8 日提供工业场地附近浍河百年一遇洪水位标高 28.15m，三百年一遇洪水位标高 28.40m，工业场地附近地面标高约 27.2030m ，表明工业场地受中国矿业大学成人教育学院 2014 届采矿专科毕业设计3洪水威协，工业场地防洪以标高 28.40m 作为设计计算水位。场地内主要建筑物如井口、提升机房、35kV 变电所、通风机房等均以 30m 作为防洪设计标高。1.1.5 地震根据建筑抗震设计规范（2008 版）查得，本区属于 46 级地震区，地震烈度为6 度，抗震设防烈度为 6 度，设计基本地震加速度值为 0.10g。1.1.6 地面已有建、构筑物及设施地面以村庄和农田为主，无文物古迹、自然保护区、军事防务区、铁路、高速公路、高压输电线路、油气管道、油气井设施、水库。第二节。井田地质特征1.2.1 井田勘探程度本矿井地质勘查工作始于 1957 年，经历了预查（19571959 年）、普查（19641970 年）、详查（19711973 年）和勘探（2004.32004.8）四个阶段。累计完工钻孔 186 个，工程量 109441.64m，抽水试验 8 次。勘探阶段采用地震、钻探、测井等综合勘查手段，符合本井田的实际情况和矿井生产建设的实际需要。通过上述勘探工作，对井田可采煤层构造形态及主要褶曲、断裂、煤层厚度、储量、煤质、水文地质条件及其它开采技术条件已查明或基本查明。储量计算级别和块段划分合理。1.2.2 井田煤系地层概述本矿井煤系地层被松散层所覆盖，为全隐蔽式井田。总体上，煤系地层的视电阻率电位、伽玛伽玛、自然伽玛曲线幅值明显高于松散层。煤系地层岩性以砂岩、粉砂岩、泥岩、煤（天然焦）、岩浆岩等为主。各岩层物性特征如下：砂岩：视电阻率电位曲线幅值高，伽玛伽玛、自然伽玛曲线幅值低，自然电位曲线一般呈负异常反映。泥岩：视电阻率电位曲线幅值低，自然伽玛曲线幅值高，伽玛伽玛曲线幅值较高。粉砂岩：视电阻率电位、自然伽玛曲线幅值较低，自然电位曲线略有负异常反映。煤层：本矿井 1、2、3、4、5、6、7、8 煤层为不可采煤层，大多数煤质较差，灰分较高，且一般为薄层，在视电阻率、伽玛伽玛曲线上呈幅值较高的异常反映。10 煤层为本矿井可采煤层。未受岩浆侵蚀时，均为高视电阻率、高伽玛伽玛曲线幅值，自然伽玛低幅值反映，自然电位多呈负异常反映。天然焦：矿井内 7、8 煤层受岩浆侵蚀较严重，在岩浆侵蚀区及其周围附近多使煤层变质为天然焦。在各参数曲线上，视电阻率电位曲线幅值极低，一般近于“零线” ，自然电位曲线呈明显的正异常反映，伽玛伽玛曲线幅值略低于高阻煤层。中国矿业大学成人教育学院 2014 届采矿专科毕业设计4岩浆岩：视电阻率电位曲线呈高值反映，自然伽玛曲线呈低值反映，自然电位曲线一般呈负异常反映，一般在岩浆岩顶、底部视电阻率电位曲线幅值极低，自然电位曲线多呈小的正尖峰异常。1.2.3 地层概况1、区域地层淮北煤田中的地层类型，属华北型地层范畴，且为其淮河地层分区中之淮北地层小区（安徽省地层志 1985）。本区岩层出露甚少，多为第三、四系冲、洪积层覆盖。区内发育的地层由老到新为震旦系（Z z）、寒武系（）、奥陶系（ O1+2）、石炭系（C 2+3）、二叠系（P）、三叠系（ T）、侏罗系（J）、白垩系（K ）、古近系（E ）、新近系（N）、第四系（Q）。在地层层序中，除部分在区域上缺失外，一般发育比较齐全，各地岩性和厚度虽存在一些差异，但均可对比。区域内主要地层，地层层序、厚度及岩性特征见表1-1、表 1-2。表 1-1 区域地层（部分）简表界 系 统 岩 组 名 称 厚 度 (m) 主 要 岩 性大 礅 组 5 15 粉 砂 质 粘 土 与 粘 土 质 粉 砂 互 层全 新 统怀 远 组 20 50 粉 砂 质 粘 土 ， 粘 土 质 砂 ， 砂 砾 石上 更 新 统 茆 塘 组 15 35 砂 质 粘 土 ， 细 粉 砂 ， 含 钙 质 结 核 （ 砂 礓 ） 及 铁 锰 质 小 球中 更 新 统 潘 集 组 40 60 砂 质 粘 土 与 含 砾 粗 砂 ， 中 细 砂 互 层第四系下 更 新 统 蒙 城 组 67 197 细 粉 砂 ， 砂 质 粘 土 ， 时 呈 互 层上 新 统 明 化 镇 组 598 745 粉 砂 岩 ， 粉 砂 泥 岩 ， 中 砂 岩 ， 泥 质 粉 砂 岩 ， 含 铁 锰 质 结 核新近系 中 新 统 馆 陶 组 243 305 泥 岩 与 泥 质 粉 砂 岩 互 层 ， 细 砂 岩 ， 含 砾 粗 砂 岩始 新 统 界 首 组 513 粉 砂 质 泥 岩 与 细 砂 岩 ， 泥 质 粉 砂 岩 互 层新生界 民古近系古 新 统 双 浮 组 692 714 细 砂 岩 与 泥 岩 、 粉 砂 质 泥 岩 互 层上 统 张 桥 组 400 中 细 粒 砂 岩 ， 含 砾 砂 岩 ， 砂 质 泥 岩 和 粉 砂 岩 等白垩系 下 统 新 庄 组 99 562 中 细 粒 砂 岩 、 泥 岩 、 泥 质 粉 砂 岩 为 主 ， 夹 粉 砂 岩 和 灰 岩黑 石 渡 组 78 190 砂 质 页 岩 、 页 岩 夹 砂 岩 ； 中 细 粒 长 石 石 英 砂 岩 ， 含 砾 砂 岩侏罗系上 统毛 坦 厂 组 450 为 一 套 陆 相 基 性 火 山 岩 和 火 山 碎 屑 沉 积 岩和 尚 沟 组 123 泥 岩 、 砂 质 泥 岩 为 主 ， 夹 粉 砂 岩 或 含 砾 细 砂 岩中生界三叠系下 统刘 家 沟 组 193 313 石 英 砂 岩 、 粉 砂 岩 夹 薄 层 砂 质 泥 岩 和 层 间 砾 石 岩中国矿业大学成人教育学院 2014 届采矿专科毕业设计5表 1-2 区域地层（部分）简表界 系 统 岩 组 名 称 厚 度 (m) 主 要 岩 性石 千 峰 组 310 中 粗 粒 长 石 石 英 砂 岩 或 砂 岩 ， 粉 砂 岩 ， 泥 岩 ， 含 钙 质 结 核上 统上 石 盒 子 组 150 660 粉 砂 岩 ， 泥 岩 ， 砂 岩 和 煤 层 组 成下 石 盒 子 组 139 305 泥 岩 ， 粉 砂 岩 ， 中 、 细 砂 岩 和 煤 层 组 成 ； 下 部 含 铝 质 泥 岩二叠系 下 统山 西 组 31 140 泥 岩 ， 粉 砂 岩 ， 砂 岩 及 煤 层上 统 太 原 组 110 150 灰 岩 ， 砂 岩 ， 泥 岩 ， 炭 质 泥 岩 及 薄 层 煤 层石炭系 中 统 本 溪 组 3 40 泥 岩 ， 铝 质 泥 岩 ， 局 部 夹 薄 层 灰 岩中 统 老 虎 山 组 34 41 灰 质 白 云 岩 ， 白 云 岩 ， 夹 薄 层 中 厚 层 灰 岩马 家 沟 组 150 200 豹 皮 状 白 云 质 灰 岩 ， 灰 岩萧 县 组 250 灰 岩 ， 白 云 质 灰 岩 ， 灰 质 白 云 岩贾 汪 组 3 18 杂 色 页 岩 ， 泥 质 白 云 岩 ， 白 云 质 灰 岩奥陶系 下 统韩 家 组 20 白 云 岩 ， 硅 质 条 带 白 云 岩凤 山 组 108 196 含 泥 质 白 云 岩 ， 白 云 质 灰 岩 ， 含 灰 质 白 云 岩 夹 薄 层 灰 岩长 山 组 21 66 鲕 状 白 云 质 灰 岩 ， 豹 皮 状 、 竹 叶 状 灰 岩上 统崮 山 组 28 87 薄 中 厚 层 鲕 状 含 白 云 质 灰 岩 ， 灰 岩张 夏 组 177 265 中 厚 层 鲕 状 白 云 质 灰 岩 ， 具 豹 皮 状 构 造 ， 局 部 含 叠 层 石中 统徐 庄 组 84 146 鲕 状 含 白 云 质 灰 岩 ， 灰 岩 ， 石 英 砂 岩毛 庄 组 13 37 页 岩 ， 灰 岩 ， 粉 砂 岩 ， 含 白 云 质 灰 岩馒 头 组 249 325 灰 岩 ， 泥 质 灰 岩 ， 豹 皮 状 、 鲕 状 、 竹 叶 矿 灰 岩 ， 杂 色 页 岩古生界寒武系下 统猴 家 山 组 36 50 含 砾 砂 质 灰 岩 ， 泥 灰 岩 ， 白 云 岩 ， 砾 岩 ， 豹 皮 状 灰 岩沟 后 组 116 中 粒 石 英 砂 岩 ， 泥 灰 岩 ， 白 云 岩 ， 含 燧 石 结 核金 山 寨 组 23 页 岩 ， 细 砂 岩 ， 灰 岩 ， 含 叠 层 石望 山 组山组473 泥 质 条 带 白 云 质 灰 岩 ， 页 岩 ， 含 燧 石 结 核 灰 岩上 统史 家 组 401 中 厚 层 条 带 状 白 云 质 灰 岩 ， 泥 灰 岩 ， 页 岩 ， 含 铁 钙 质 结 核魏 集 组 319 灰 岩 ， 钙 质 页 岩 ， 泥 灰 岩 ， 含 叠 层 石 灰 岩张 渠 组 135 378 灰 岩 ， 含 白 云 质 灰 岩 ， 钙 质 页 岩 ， 结 晶 白 云 岩 ， 含 叠 层 石九 顶 山 组山 组61 113 灰 岩 ， 白 云 岩 ， 底 部 夹 竹 叶 状 灰 岩倪 园 组园组370 泥 质 条 带 灰 岩 ， 灰 质 白 云 岩 及 泥 、 砂 质 白 云 岩四 顶 山 组 22 343 薄 厚 层 灰 岩 ， 白 云 岩 ， 钙 质 页 岩九 里 桥 组 150 钙 质 粉 砂 岩 ， 泥 岩 ， 白 云 质 灰 岩 ， 灰 岩 ， 含 叠 层 石上元古界震旦系下 统四 十 里长 山 组 24 巨 厚 层 细 粒 含 铁 、 钙 质 石 英 砂 岩 ， 钙 质 页 岩2、矿井地层杨柳煤矿及其邻近煤矿均未见基岩裸露。经钻探揭露，新生界松散层下伏地层自下而上分别为：奥陶系的马家沟组老虎山组；石炭系的本溪组、太原组；二叠系的山西中国矿业大学成人教育学院 2014 届采矿专科毕业设计6组、下石盒子组、上石盒子组。石炭二叠系皆为含煤地层，本矿井仅以二叠系含煤地层为主要勘查对象。地层自下而上为：1）奥陶系（O 2lO 1m）矿内杨 1、杨 3、杨 5 等 5 个孔揭露，揭露厚度 2.718.83m 。岩性为灰褐色，灰棕色层状石灰岩，微晶结构，致密性脆，裂隙发育，质不纯，具豹皮状构造，顶部见少量黄铁矿结核。2）石炭系（C）（1）、中统本溪组（C 2b）矿内有杨 7、杨 9 两个钻孔揭露，揭露厚度 9.7717.73m 。岩性为：灰白色、紫红色铝质泥岩，富含铝质，致密性脆，含少量菱铁鲕粒；灰到深灰色细粉砂岩，含较多泥质，见黄铁矿结核分布不均，顶部含细砂质，具明显的薄层理。与下伏奥陶系呈假整合接触。（2）、上统太原组（C 3t）矿内有 14-7 和 14-12 两孔揭露，揭露总厚度为 133.88m。岩性以浅灰色石灰岩为主，次为深灰色泥岩、粉砂岩和少量砂岩。石灰岩总厚 70.53m，占本组地层总厚度的 53%。石灰岩大多富含动物化石，其中二四灰含燧石结核。本组地层含石灰岩 12 层，中下部各层石灰岩之下发育有薄煤层，含煤 610 层，总厚 3.12m。煤层薄而不可采。顶部一灰，浅灰色，方解石晶体粗大，富含动物化石，薄而稳定，是本矿重要的对比标志层。与下伏本溪组呈整合接触。3）二叠系（P ）（1）、下统山西组（P 1S）下部以太原组顶部一灰之顶为界，上界为铝质泥岩之底，地层厚 98.6139.5m ，平均 117.9m。岩性由砂岩、砂、泥岩互层、粉砂岩、泥岩和煤层组成。含 10 煤层（组），煤层发育较好。为本矿主采煤层之一。与下伏太原组呈整合接触。（2）、下统下石盒子组（P 1X）下界为铝质泥岩之底，上界为 3 煤下 K3 砂岩之底。地层厚 208.7262.3m，平均231.8m。岩性由砂岩、粉砂岩、泥岩、铝质泥岩及煤层组成。泥岩、粉砂岩灰深灰色，4 煤层附近具少量紫斑，并含较多菱铁鲕粒；5 煤层附近具姜状、瘤状菱铁结核。砂岩主要集中于 58 煤之间。与下伏山西组呈整合接触。（3）、上统上石盒子组（P 2SS）下界为 K3 砂岩之底，上界为平顶山砂岩之底。本矿揭露厚度 549.39m(04-41 孔)。岩性由砂岩、粉砂岩、泥岩和煤层组成。自下而上砂岩石英含量减少，泥岩、粉砂岩颜色变杂，紫色、绿色增加。含 1、2、3 三个煤层（组），该煤层都不可采。与下伏下石盒子组呈整合接触。4）新近系（N）与下伏二叠系呈不整合接触。厚度 65108m，平均为 89m。（1）、上新统（N 2）中国矿业大学成人教育学院 2014 届采矿专科毕业设计7下部以残积洪积为主，厚度 022.20m，一般厚 7m，岩性较复杂，为深黄、灰白、灰绿、棕红等杂色砂砾、粘土砾石、细砂及粘土质砂、砂质粘土，呈互层状，局部地段较发育。上部以湖相滨湖相沉积为主，厚度 2.439m，平均 20m。岩性由灰绿色、灰黄色、棕黄色厚层粘土及砂质粘土间夹 18 层砂或粘土质砂组成。富含钙质及钙质结核，除在中部地段与二叠系煤系地层直接接触厚度较小外，一般均分布较稳定。（2）、中新统（N 1）下部以河湖相沉积为主，厚度 11.161.9m，平均 48m。由棕黄、浅黄、灰白色中细砂及粉砂和粘土质砂间夹 23 层粘土及砂质粘土所组成。上部以浅黄色、浅棕红色粘土及砂质粘土组成，富含钙质及铁锰质结核，其顶部为一沉积古剥蚀面，亦是新近系与第四系的分界线，厚度 2.126.7m ，平均厚度 14m。5）第四系（Q）该地层假整合于上第三系之上，厚度 6195m，平均 79m 左右。（1）、更新统（Q p）下部由浅黄、棕黄色细砂、粉砂及粘土质砂，间夹 35 层砂质粘土及粘土组成，并含有较多钙质结核和铁锰质结核，属河漫滩河间阶地沉积相，厚度 7.834m ，平均30m。上部由土黄、褐黄及浅黄色砂质粘土及粘土夹 13 层薄层砂及粘土质砂组成，含较多砂姜块及铁锰质结核，为一沉积间断古剥蚀面。该层段分布稳定，厚度 5528.5m ，平均厚度 15m。（2）、全新统（O h）本统属河漫滩相超河漫滩相沉积，分布稳定，厚度 28.541.9m ，平均 34m。土黄、灰黄及浅灰色，由粉砂、细砂及粘土质砂夹 23 层砂质粘土及粘土组成。顶部 0.5m 为深灰色耕植土，埋深 35m 处富含钙质结核及砂姜块，在埋深 20m 左右为褐黑色有机质腐殖质层，含较多动物化石碎片。3、含煤地层本矿含煤地层为石炭系、二叠系。石炭系煤层薄而不稳定，开采技术条件复杂，为不可采煤层，未作为主要勘查对象。二叠系含煤地层自下而上为山西组、下石盒子组、上石盒子组。1）二叠系含煤地层特征（1）、下统山西组（P 1S）厚度 98.6139.5m，平均 117.9m，含 10 煤层（组），据沉积环境和岩性特征以 10煤层为界分为上、下两段。下段：自太原组一灰顶至 10 煤层底，厚度 49.172.4m ，平均 60.9m。底部为深灰色、灰黑色泥岩或粉砂质泥岩（海相泥岩），向上为粉砂岩、砂岩。近 10 煤处为浅灰色细粒砂岩和深灰色粉砂岩、泥岩组成的砂泥岩互层（页片状砂岩），波状、透境状、混浊状层理发育，层面上有白云母片。具底栖动物通道，含菱铁质结核和黄铁矿晶体。上段：自 10 煤层至本组顶界（铝质泥岩之底），厚度 43.575.7m ，平均 58m。岩性为砂岩、粉砂岩和泥岩。10 煤层为本矿主要可采煤层之一，其顶板长石石英砂岩，为 10 煤层直接或间接顶板,浅灰色，中细粒，局部见具深灰色泥质包体，因而亦称“花砂中国矿业大学成人教育学院 2014 届采矿专科毕业设计8岩”，局部可相变为砂泥岩互层。本段的上部发育一层长石石英杂砂岩，灰灰绿色，中粗粒，填隙物含量高，胶结疏松，称为“泡砂岩” 。本组含植物化石有:弱楔羊齿、太原栉羊齿、东方栉羊齿、桫曲栉羊齿、弧曲栉羊齿、多脉带羊齿、带科达、菱齿叶（2）、下石盒子组（P 1X）厚度 208.7262.3m，平均 231.8m。岩性由砂岩、粉砂岩、泥岩和铝质泥岩及煤层组成。为本矿主要含煤段，含 4、5、6、7、8 等五个煤层（组），都为不可采煤层。本组底部铝质泥岩:浅灰灰白色，具紫色、黄色花斑，含菱铁鲕粒，层位较稳定。 78 煤组间石英杂砂岩为 81 或 82 煤层直接顶板，灰灰白色，中细粒结构，常具粉砂岩、泥岩薄层或相变为砂泥岩互层，水平层理发育。7 煤上长石石英砂岩为 7 煤层直接或间接顶板，浅灰色、中细粒，含菱铁鲕粒并显示斜交层理、楔状层理。本组含植物化石有：简脉栉羊齿、弧束羊齿、基缩原始乌毛蕨、带科达、剑瓣轮叶、舌瓣轮叶（3）、上统上石盒子组（P 2SS）矿内 04-41 孔揭露地层厚度 549.39m。岩性由砂岩、粉砂岩、泥岩和煤层组成。含1、2、3 三个煤层（组），均为不可采煤层。按煤组可分为四段：3 煤组下：厚度 4768m，平均 57.3m。由砂岩、粉砂岩和泥岩组成。底部 K3 砂岩，浅灰灰白色，中粗粒结构，成分以石英为主，表面具风化长石形成的蜂窝状构造，具韵律层理和斜层理。硅质胶结，性坚硬。粉砂岩、泥岩为灰色，下部色杂有紫斑，含分布不均的菱铁鲕粒和铝质。32 煤组间：厚度 93.5133m，平均 107.5m。由浅灰灰色砂岩和灰深灰色具紫色黄色花斑泥岩、粉砂岩组成。底部（3 煤组上约 20m 左右）紫斑消失。砂岩由下而上石英含量减少，长石含量增加，依次为浅灰色中细粒石英砂岩，浅灰色细中粒长石石英砂岩，灰深灰色细粒长石砂岩。各层砂岩均含少量电气石、锆石、金红石等重矿物。21 煤组间：厚度 6390.5m，平均 71.9m。岩性以杂色粉砂岩、泥岩为主，间夹砂岩。粉砂岩、泥岩灰灰绿色，具紫色黄色花斑，局部含菱铁鲕粒和铝质，砂岩自下而上岩屑含量增加，下为长石砂岩，上为岩屑石英砂岩。含少量电气石、金红石及铁质矿物。1 煤组上：据 04-41 揭露孔。为一套杂色岩系，由泥岩、粉砂岩、砂岩组成。泥岩、粉砂岩灰灰绿色，具暗紫色花斑，泥岩质不纯，含粉砂质。砂岩自下而上填隙物含量增加，一般25%而为杂砂岩，下为石英杂砂岩，上为长石石英杂砂岩，含少量电气石。本组含植物化石：狭带羊齿、斑轴带羊齿、太原带羊齿、简脉栉羊齿、东方栉羊齿、纤细栉羊齿、镰刀栉羊齿、弱楔栉羊齿、单网羊齿（未定种）、波缘单网羊齿、肾长蕨、少叉枝脉蕨、基缩原始乌毛蕨、纤细轮叶、剑瓣轮叶、多叶瓣轮叶、带科达、脐根座卵石籽。2）二叠系含煤地层沉积环境通过对钻孔岩芯成因标志描述，综合确定砂体形态。通过对沉积构造、矿体形态、古生物、地球化学、测井曲线（岩、煤层物性特征）、煤岩特征、煤层顶底板岩性等的综合研究，对本矿二叠系含煤地层沉积环境进行了综合分析，得出如下初步结论：中国矿业大学成人教育学院 2014 届采矿专科毕业设计9晚石炭世末期，两淮地区发生了大规模的自北而南的海退，在此基础上，二叠系沉积了一套以三角洲为主体的三角洲相与泻湖海湾潮坪相互交替的地层。（1）、早二迭世早期山西组以 10 煤为界分为上下两部分，下部为泻湖海湾潮坪沉积，上部为三角洲沉积。10 煤下沉积物具下细上粗之层序。底部为海相泥岩、粉砂岩；向上过渡为具波状水平层理的砂、泥岩互层或砂岩、粉砂岩互层，间或发育中细粒砂岩，具斜层理、缓波状层理。沉积相依次为泻湖相、潮坪相，在潮坪扩展的同时海水退出。潮坪沉积为 10 煤层的成煤沼泽提供了一个宽广底平的良好聚煤场所。10 煤层成煤环境为滨海平原泥炭沼泽。10 煤层沉积作用发生于海水退出之后，基本上不受海水影响。10 煤层之上是以三角洲平原相为主的三角洲沉积体系，沉积物为砂岩、粉砂岩。砂岩具交错层理，夹泥质包体；泥岩、粉砂岩多具水平层理。砂岩以分流河道砂岩为主，对下伏地层有明显的冲刷作用。（2）、早二迭世晚期下石盒子组本组以 6 煤为界分上、下两部分。下部自底部铝质泥岩至 6 煤顶以三角洲平原沉积为主，上部至顶界（K 3 砂岩之底）以堡岛体系为主。6 煤以下三角洲平原发育，沉积物为砂岩、粉砂岩、泥岩和煤，植物化石丰富，含煤层数多，含煤性好，为本矿主要含煤段，含 6、7、8 三个煤层（组）。8 煤组煤层层数多，一般 23 层，煤层较稳定。7 煤层一般 12 层，煤层稳定。6 煤层（组）层数多，不稳定，尖灭，相变明显。这三个煤组成煤环境均为三角洲平原泥炭沼泽。6 煤组以上为一套堡岛沉积体系，沉积物为砂岩、粉砂岩、泥岩和煤，含较多菱铁鲕粒。含 4、5 两个煤组，含煤性较差。5 煤组上下以泻湖海湾沉积为主，4 煤组以潮坪沉积为主，4、5 煤组成煤环境分别为淡水植被泥炭沼泽和泥炭坪。（3）、晚二迭世早期上石盒子组本组可分为 3 煤下以三角洲平原为主的三角洲体系和 3 煤上堡岛体系。3 煤下三角洲体系，以三角洲平原为主，在三角洲平原上发育成煤沼泽，沉积 3 煤层（组），成煤环境稳定，含煤性较好。3 煤上发育大量灰绿色、紫色岩石，波状层理发育。含 1、2 两个煤层（组），成煤环境均为泥炭坪。综上所述，本区以三角洲沉积体系为主，堡岛体系与三角洲体系相互交替出现。在潮坪基础上发育的滨海平原泥炭沼泽及三角洲平原泥炭沼泽是聚煤的良好场所，对成煤有利，含煤性较好。图 1-2 杨柳煤矿综合柱状图1.2.4 井田地质构造井田位于童亭背斜东翼北端。地层走向在浅部为近于南北向，向东倾斜的单斜构造，地层倾角 1520 ；深部次一级褶曲较发育，主体上呈向东延深，地层倾角 510，较平缓。井田内断层较发育，其中，查出断层 2 条，都为正断层。井田几乎不受岩浆活动的影响。1、断层中国矿业大学成人教育学院 2014 届采矿专科毕业设计10总数 2 条。落差50m 的断层 1 条，50m落差10m 的断层有 1 条,均为正断层，均较可靠。详见断层情况一览表 1-3。表 1-3 断层情况一览表断点控制序号 断层编号性质 走向 倾向倾角(度)落差(米) 延展长度(m) 个数 A B C可靠程度1 大牛家断层 正 NEE SSE 6070 35175 2200 120 86 28 6 可靠2 戴庙断层 正 NE-NEE NW-NNW 5075 2030 700 142 82 35 25 可靠2、岩浆岩本井田未发现岩浆岩和陷落柱分布。1.2.5 井田水文地质特征淮北煤田位于淮北平原的北部，在地貌单元上属于华北大平原的一部分，为黄河、淮河水系形成的冲积平原。除肖县、濉溪、宿州北部有震旦、寒武、奥陶系岩层出露形成剥蚀残丘低山外，绝大部分地区被第四、上第三系松散层覆盖，形成平原地形。低山的海拔标高为 180408m，平原地区标高一般为 2050m 。地势总体上由西北向东南微微倾斜。本区河流均属淮河水系的一部分，主要有濉河、新汴河、沱河、浍河及涡河等，它们自西北流向东南汇入淮河，流经洪泽湖然后入海。这些河流均属季节性河流，河水受大气降水控制，雨季各河水上涨，流量突增。枯水期间河水流量减少甚至干涸。各河年平均流量 3.5272.10m 3/s，年平均水位标高为 14.7326.56m。井田内地势较平坦，地面标高+26+28m ，一般+27m 左右。区内人工沟渠纵横，其作用主要是防洪排涝，它们自北向南流入浍河。浍河从本勘探区西南部外围流过，自西北流向东南。浍河及其支流和人工沟渠组成了密如蛛网的地表水系。浍河是淮河的支流，属中小型季节性河流，区内五、六十年代曾发生过三次较大水灾（1954 年 7 月 17 日、1963 年 6 月 30 日，1965 年 7 月 16 日），其中 1965 年 7 月的水灾最大，据临涣浍河水文站观测，当时最大洪峰流量为 865 m3/s，本地区普遍积水，最高洪水位标高 28.40m，但 1967 年新汴河开挖以后，增强了区域内泄洪能力，浍河水从未溢出河床，根除了本地区水患，目前地表水对煤矿开采和矿区建设没有危害。淮北煤田是被新生界松散层所覆盖的全隐伏型煤田。整个煤田是以孔隙水和裂隙水为主要充水水源的矿床，在正常情况下，水文地质条件大多属于简单或中等偏简单类型，个别矿井水文地质条件也可为复杂类型。杨柳井田属于淮北煤田临涣矿区，该矿区四周被大的断裂切割，东南西北方向分别为固镇长丰断裂、光武固镇断裂、丰涡断裂和宿北断裂，它们均为正断层，大多充填较好，一般能起到隔水作用，形成网格状水文地质单元，其水文地质条件受四周的大断裂所控制，临涣矿区位于该水文地质单元的中部。临涣矿区构造形态主要为一背斜即中国矿业大学成人教育学院 2014 届采矿专科毕业设计11童亭背斜，本井田则位于童亭背斜的东翼北部。1、松散层含、隔水层（组、段）本井田位于童亭背斜东北端，含煤地层均被新生界松散层所覆盖，松散层由第四系和上第三系组成，其厚度受古地形控制，两极厚度为 85.00196.50m 。松散层按其岩性组合特征及区域水文地质剖面对比，自上而下可划分为四个含水层（组）和三个隔水层（组）。1）、第一含水层（组）自地表垂深 35m 起，底界深度 28.541.90m，一般 34m 左右，含水砂层厚度 14m左右。上部近地表 0.5m 左右为黑色耕植土壤，埋深 35m 处富含钙质结核和铁锰质结核，主要岩性由浅黄色、浅灰色粉砂、细砂、粘土质砂夹薄层粘土、砂质粘土组成，据相邻孙疃井田 25-3 孔抽水试验，静止水位标高为+23.94m ，q=0.86l/s.m， k=3.0401m/d，富水性较强。矿化度 0.344g/l，全硬度、暂时硬度均为 13.89 德国度，PH 值为 7.7，属重碳酸镁钠钙型，水质较好，可作为饮用水源，是井田内居民生活用水及农田灌溉的最好水源，其缺点是埋藏较浅，易于污染。一含水以大气降水及地表水补给为主，区域层间径流补给次之。2)、第一隔水层（组）底界深度 40.6062.20m，一般 50m 左右。隔水层有效厚度 5.5023.70m，平均12m。主要由暗黄色及棕黄色砂质粘土、粘土夹薄层或透镜状砂层组成，分布较稳定，隔水性能大部分较好，局部地带由于其隔水层较薄，使其具有弱透水性。3)、第二含水层（组）底界深度 66.7085.20m，一般 80m 左右。含水砂层厚度 5.5028m，平均 18m。岩性主要由细砂、粉砂、粘土质砂夹粘土或砂质粘土薄层组成。二含砂层厚度变化大，分布不太稳定。据本井田内杨 1 孔抽水资料，S=8.61m，静止水位标高为+21.80m，q=1.142l/s.m，K=7.029m/d，矿化度为 1.418g/l，全硬度 31.48 德国度，其中永久硬度为 11.29 德国度，PH 值为 7.9，为硫酸重碳酸钠钙型水。二含水质较差，富水性较好。二含地下水以区域层间径流补给为主，只在一隔薄弱地带，接受一含水的越流补给。4)、第二隔水层（组）底界深度 85.00107.20m，一般 95m 左右。隔水层有效厚度 2.1027.30m，平均12m。岩性主要由中厚层状粘土、砂质粘土夹薄砂层组成，局部含有砂礓块。本组粘土结构致密，塑性较强，大部分地带隔水性能较好。5)、第三含水层（段）底界深度 103.70164.40m，一般 140m 左右。含水砂层厚度 5.2034.00m，平均厚度 21m。岩性主要由中砂、细砂、粘土质砂夹粘土或砂质粘土组成，局部夹有细砂岩（盘）。本组一般中部有厚粘土层将含水层分为上下两段，上段一般比下段砂层厚度大，含水性也相对比下段好。三含总体上看，含水层厚度变化大，含水性不均一，部分地带含水较丰富。据相邻生产矿井抽水资料，三含富水性一般为中等，但水质相对较差。三含除在局部二隔薄弱地带接受二含补给外，大部分地带以层间径流补给为主。6)、第三隔水层（组）中国矿业大学成人教育学院 2014 届采矿专科毕业设计12底界深度 121.00182.50m，隔水层有效厚度 2.4039.00m ，平均 15m。主要由灰绿色、棕黄色粘土及砂质粘土夹薄砂层组成，中下部部分地段见有钙质粘土。上部粘土质纯，具 45 静压滑面，中下部粘土钙质含量增多，局部呈半固结状。本组的粘土层以厚层状为主，可塑性好，膨胀性强，除位于中部及东南部的部分孔三隔有效厚度少于 10m 外，本组在全矿井大部分地带普遍厚度为 1039m，是矿井内良好的隔水层（组）。三隔的厚度在矿井的露头地带杨 1 孔和杨 2 孔一线在 12.533.4m 之间，根据各生产矿井的经验，可以阻挡位于其上的各含水层之水下渗，而三隔厚度小于 10m 的地带主要分布在杨 4、杨 5、杨 6 和杨 12 孔所位于的地带，该地带位于本矿井的中部，距主采煤层的垂直距离或水平距离均较远，故矿井内的三隔在大部分地带可以阻挡其上的一、二、三含和地表之水与四含水的水力联系。7)、第四含水层（组）底界深度 121.00196.50m，一般为 168m 左右，含水层有效厚度 016.10m，平均4m。含水层主要由粘土质砂、粉砂、砂砾等组成。从总体上看， 7 线以东四含厚度绝大部分为 05m，只有个别钻孔四含厚度为 5.207.20m；7 线以西，四含比东部发育，四含厚度在 10m 以上的范围较大，个别钻孔四含厚度达到 15.0016.10m 。从四含的岩性上看，一般泥质含量大，多数为残坡积物，加之厚度总的来说不大，分布不稳定，故其含水性较弱。杨 6 孔和杨 8 孔一线四含露头带，其厚度较大，有关资料显示，四含厚度为4.912.8m，平均为 7m。最厚的两片在 6-1（12.40m ）和 5-5（16.1m）孔附近。而矿井内大部分地带四含厚度均在 05m 之间。据矿井内杨 9 孔四含抽水试验，静止水位标高为+23.10m，S=53.11m，q=0.002382l/s.m ，K=0.0404m/d，矿化度为 1.185g/l，水质类型为重碳酸 硫酸 钠镁类型，水温为 22。2、二叠系可采煤层间含、隔水层（段）二叠系岩性主要由砂岩、泥岩、粉砂岩、煤层等组成，并以泥岩、粉砂岩为主。砂岩裂隙一般不发育，即使局部地段裂隙发育，也具有不均一性，结合区域抽水试验资料，单位涌水量 q 大多小于 0.ll/s.m。从总体上看煤系砂岩裂隙含水性较弱。1）、13 煤上隔水层（段）除部分钻孔缺失此地层外，厚度大多大于 100m，岩性为泥岩、粉砂岩、砂岩相互交替，以泥岩、粉砂岩为主，砂岩裂隙一般不发育，穿过该层段只有个别钻孔发生冲洗液漏失现象，说明此层段的隔水性能较好。2）、34 煤间含水层（段）一般厚度 70100m。3 煤顶底板有中、细砂岩分布，厚度一般为 510m ，在 32 煤下 4565m 距离下有一层灰白色中、细粒砂岩即 k3 砂岩，厚 040m ，平均 23m，分布较稳定，该层段砂岩裂隙发育不均。钻探时有 9 个孔分别在 3 煤上、下砂岩中发生冲洗液漏失现象，漏失量 2.5526.25m 3/h，说明此层段部分地带砂岩裂隙较发育。开采时应注意加强探放水工作。3）、45 煤下隔水层（段）此层段间距为 50100m，以深灰、灰色粉砂岩、泥岩为主，夹 24 层砂岩。岩性致密完整，裂隙不发育，穿过该层段的钻孔只有个别孔发生冲洗液漏失现象，其隔水岩中国矿业大学成人教育学院 2014 届采矿专科毕业设计13层厚度一般为 40m 左右，故该层段隔水性能较好。4）、78 煤上下含水层段此层段间距为 5070m,其中 7 煤层、8 煤层顶底板岩性部分为中、细砂岩或岩浆岩，含水层厚度一般为 2040m 左右。砂岩裂隙一般不太发育，其含水性较弱，野外钻探施工时，有 3 个孔在 7 煤上下砂岩和岩浆岩发生漏水。据本井田两个孔对 7-8 煤组顶底板砂岩抽水试验，静止水位标高为+22.912+24.667m，s=42.5042.20m，q=0.009080.009254l/s.m，k=0.014970.012006m/d，矿化度为 1.0561.131g/l，水质为重碳酸钠型，水温为 2223。5）、8 煤下10 煤上隔水层（段）主要岩性为泥岩、铝质泥岩及粉砂岩，其中铝质泥岩两极厚度 110m ，一般厚 3m左右，该层段隔水层厚 3050m，裂隙不发育，隔水性能较好。6）、10 煤上下砂岩裂隙含水层（段）该含水层段一般由 24 层中、细砂岩以及岩浆岩组成，厚度 20m 左右，裂隙一般不太发育，野外施工时在 76 孔 10 煤上下岩浆岩发生漏水现象。据本井田 04-23 孔对 10 煤上下砂岩抽水试验，静止水位标高为+15.51m，s=66.24m ，q=0.0086l/s.m ，k=0.02502m/d ,富水性较弱，矿化度为 0.357 g/l，水质为重碳酸钠类型，水温为 23。7）、10 煤下太原组一灰间隔水层（段）该层段岩性主要为泥岩和粉砂岩，夹 13 层砂岩，部分地带有砂泥岩互层，岩性较致密。其正常间距（真厚）为 49.1968.63m，一般 60.1m 左右，由以上统计可以看出，在正常情况下开采 10 煤，此层段隔水性能较好。3、岩浆岩本井田未发现岩浆岩和陷落柱分布。4、太原组石灰岩岩溶裂隙含水层（段）区内有两孔穿过了太原组地层，综合二孔资料，本组总厚 133.88m，有石灰岩 13 层，石灰岩厚度为 71.1m，占太原组总厚的 53%。石灰岩单层厚度为 0.6015.88m，其中第三、四、五层和第十三层灰岩厚度较大。太灰的富水性不均一，富水性强弱，取决于岩溶裂隙发育程度，一般规律是浅部一至四层灰岩岩溶裂隙较发育，其富水性比深部强。据地质报告，抽水试验 q=0.0097970.08551l/s.m，富水性较弱。矿井初期开采 10 煤层，根据已经施工的东翼 4 个探水孔（打到四灰），太灰均无水。但应根据采掘范围的扩大，做进一步的探水工作，确保生产安全。5、奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水层（段）勘探区内杨 6 和杨 7 等孔揭露了奥陶系，见奥灰 3.848.83m ，奥灰为浅灰棕灰色厚层状石灰岩，岩溶裂隙较发育。据区域资料，奥陶系灰岩总厚度 500m 左右，浅部岩溶裂隙发育。另据孙疃井田外围浅部 1974 年施工的水源孔抽水试验资料，静止水位标高为+25.40m，s=1.37m，q=11.29l/s.m，k=17.92m/d，矿化度为 1.303g/l，水质为硫酸重碳酸氯化物 钠钙类型。由上述资料看，奥灰含水性强，导水性好，但在正常情况下，奥灰远离主采煤层，一般对煤层开采无直接充水影响。6、断层的富水性和导水性区内断层较发育，基本查明、查出或推断断距大于或等于 30m 的断层 2 条，均为正断层。断层破碎带主要为张扭性类型，破碎带岩性较为混杂，主要以泥岩、粉砂岩及少中国矿业大学成人教育学院 2014 届采矿专科毕业设计14量砂岩为主，局部夹炭质泥岩或煤，勘探区内在野外钻探时，穿过不同层位的断层破碎带均未发生冲洗液大量漏失的现象。据本勘探区东对戴庙断层抽水试验，q=0.00736l/s.m，k=0.0132m/d，水质类型为重碳酸、氯化物钠、镁类型。由以上资料可以看出断层抽水，涌水量较小，其水化学成分也与其它含水层不同，这说明断层与其它含水层水力联系不密切，导水性较差。7、岩溶陷落柱本区未发现岩溶陷落柱。但相邻矿井任楼矿井曾出现岩溶陷落柱引起的淹井事故，故在生产过程中应进一步加强有关工作。第三节。煤层特征1.3.1 可采煤层特征本区含煤地层为二迭系下统山西组、下石盒子组和上统上石盒子组，含 9 个煤层（组）。自上而下为：上石盒子组，含 1、2、3 三个煤层（组），含煤 4-9 层，均为不可采煤层；下石盒子组含 4、5、6、7、8 煤层（组），含煤 6-12 层，均为不可采煤层；山西组含 10 煤层（组），含煤 1-2 层，10 煤为本矿主采煤层。本区含煤地层总厚约 900m 左右，煤层总厚 12.60m，可采煤层平均总厚 4.5m，含煤系数 1.4%左右。依据煤层的可采指数和可采面积指数综合确定本区 10 煤层为较稳定煤层。其他煤层均为不稳定煤层。本区煤层自上而下分别为：3 1、3 2、5 1、7 2、8 1、8 2、10 计 7 层（见表 1-4）。1、3 1 煤层位于上石盒子组下部，下距上石盒子组底界 K3 砂岩约 57m。煤厚 02.22m ，平均0.92m。穿过点 128 个，可采点 20 个，不可采点 78 个。为不可采的不稳定薄煤层。煤层结构简单，以单一煤层为主，大部分含有夹矸，夹矸多为泥岩。2、3 2 煤层位于上石盒子组下部，上距 31 煤层 010.45m。厚 01.5，平均 0.6m，为薄煤层。穿过点 129 个，可采点 23 个，不可采点 106 个。以单一煤层为主，大部分含有夹矸。煤层顶板以泥岩为主，砂岩在西部有大片分布，粉砂岩极多。3 2 煤层为不可采煤层。3、5 1 煤层位于下石盒子组中部，上距上石盒子组底界 K3 砂岩约 113m。煤厚 02.66m ，平均0.79m，为薄煤层。穿过点 152 个，可采点 30 个，不可采点 122 个。在 5-6 线至 7 线间的南部煤层发育较好，其余区段煤层发育较差，并且被不可采区分隔形成较零星的小区段。煤层结构复杂，绝大多数为单一煤层，大部分见煤点含有夹矸，夹矸为泥岩或炭质泥岩。煤层顶板以泥岩为主，砂岩和粉砂岩主要分布在大牛家断层北侧。煤层底板多为泥岩。51 煤层成为不可采的不稳定薄煤层，其成因：主要是原始沉积发育不良，另加后期岩浆侵入的影响。4、7 2 煤层中国矿业大学成人教育学院 2014 届采矿专科毕业设计15位于下石盒子组下部。下距下石盒子组底界铝质泥岩底板 45m 左右。煤厚01.11m，平均 0.5m，为薄煤层。穿过点 152 个，可采点 20 个，不可采点 132 个，其中见岩浆岩点 46 个。煤层结构简单，以单一煤层为主，大部分含有夹矸，为不可采煤层。5、8 1 煤层位于下石盒子组下部，下距下石盒子组底界铝质泥岩底板约 30m 左右。煤厚00.87m，平均 0.5m，为中厚煤层。穿过点 154 个，可采点 28 个，不可采点 126 个，其中见岩浆岩点 71 个。煤层结构简单，绝大多数为单一煤层，大部分含有夹矸，为不可采煤层。6、8 2 煤层为本井田主要可采煤层，位于下石盒子组下部。下距下石盒子组底界铝质泥岩底板25m 左右。穿过点 154 个，可采点 23 个，不可采点 115 个，其中岩浆侵蚀点 21 个。煤层厚 01.6m，平均 0.7m。煤层结构较简单，多以单一煤层出现，大部分含夹矸，夹矸为泥岩或炭质泥岩。煤层顶板以砂岩、粉砂岩为主，泥岩分布较广。砂岩、粉砂岩分带较明显，为不可采煤层。7、10 煤层为主要可采煤层，位于山西组的中部，上距铝质泥岩约 55m。下距太原组一灰顶界面约 60m。煤层厚 3.86.43m，平均厚 4.5m，以厚煤层为主。穿过点 163 个，可采点126 个，不可采点 21 个，岩浆侵蚀点 18 个。煤层原生结构简单，基本不含夹矸。煤层顶板以砂岩、泥岩为主，粉砂岩零星分布。在井田的西部有一砂岩带。在 6 线以东、7-8 线以西大部分为岩浆侵蚀区。表 1-4 煤层间距统计表单位： m煤层号 1-2 2-32 32-51 51-72 72-82 82-10 10-C3最小间距 63 93.5 143 42.5 22.5 55.7 51最大间距 90.5 133 188 75.5 43 87 68.3平均间距 71.9 107.5 174.5 59.3 32.5 73.8 58.41.3.2 煤的特征本区煤层自上而下分别为：3 1、3 2、5 1、7 2、8 1、8 2、10 计 7 层，其中本矿井主要可采煤层为 10 煤层。本矿可采煤层为二迭纪山西组和上下石盒子组沉积的煤层，区域变质阶段应属-级阶段的气煤1/3 焦煤。由于后期受岩浆岩的广泛侵入，使各煤层在距岩浆远近不同而出现了不同的变质程度，其变质阶段从，甚至阶段的无烟煤天然焦。中低变质阶段的烟煤（气煤贫煤）为低中灰分中灰分煤；特低硫分低中硫分煤；特低磷低磷煤，具中热值高热值；煤灰为高熔难熔灰；结渣指数低；各煤层属中高挥发分煤；具中等强粘结性；具良好的结焦性；各煤层可选性评定为易选极难选煤。1、主要可采煤层物理性质和煤岩特征中国矿业大学成人教育学院 2014 届采矿专科毕业设计16各煤层沉积环境相近，煤的物理特征相似，一般为黑色，少量灰黑色，条痕褐黑色；油脂光泽弱玻璃光泽；无烟煤和天然焦由于煤层受岩浆侵入烘烤而变质，其颜色为深灰钢灰色；条痕深灰铅灰色；玻璃光泽金刚光泽。烟煤多为粉状、碎块状、鳞片状，5 1 煤多为块状；无烟煤、天然焦为粉状块状。烟煤性软，天然焦性硬，燃烧有爆裂现象。烟煤视比重较轻，一般为 1.301.45；无烟煤、天然焦则一般1.5，高者可达2.0 以上。宏观煤岩类型，烟煤以亮煤、暗煤为主，夹镜煤线理-条带，半亮-半暗型，无烟煤、天然焦煤岩类型多不清。烟煤在镜下可见条带状结构，以凝胶化基质和镜煤为主，其次有丝炭化、角质化分子和树皮。5 1 煤层和 10 煤层有的以丝炭化角质亮暗煤和暗煤为主。无烟煤和天然焦镜下观察结构已遭破坏，组分不清。仅个别偶见残留的丝炭角质化分子，具熔融和软化现