煤矿井二水平延深初步设计说明书

水平延深修改初步设计说明书前 言一、概况XXX煤业有限公司，位于登封煤田马岭山勘探区中东部，行政区划分隶属登封市君召乡管辖。本矿井始建于2000年，原设计生产能力0.30Mt/a，立、斜井混合开拓方式，开采水平+167m，2004年投产。2005年煤炭企业资源整合时，整合了二1煤层浅部露头，万富煤矿、君召二矿和开采一7煤的富民煤矿。资源整合后，矿井进行了技术改造，设计生产能力为0.60Mt/a，设计开采一水平标高为0m，于2010年6月进行了竣工验收。现主要在0m水平进行开采。0m水平共划分4个采区，东翼2个采区，西翼2个采区，两翼各布置一个一7煤层工作面和二1煤层工作面，全矿井共布置四个回采面保产。截止2014年12月底，0m水平剩余可采储量约194.9万t，可服务2.5年。为确保矿井生产的正常接替，2011年6月我公司受XXX煤业有限公司委托，编制完成了XXX煤业有限公司二水平延深初步设计。二水平延深初步设计仍利用原主斜井，装备B=1200mm大倾角强力胶带输送机，担负矿井的煤炭提升任务，兼作进风井；利用号副斜井，装备1t 标准矿车和斜井人车，担负矿井的升降人员和材料辅助提升任务，兼作进风井；利用号副斜井，装备8t非标准斜井箕斗，担负矿井的提升矸石和升降设备辅助提升任务，兼作进风井；利用立风井，仍担负全矿井专用回风任务，井筒内安装金属梯子间，作为矿井的一个安全出口。每个斜井井筒内，均设置有人行台阶和扶手，均可作为矿井的安全出口。根据开拓方案分析比较，结合矿方的实际情况，矿井二水平标高为-350m，在0m水平井底车场的东侧布置主暗斜井、副暗斜井和提矸暗斜井三个暗斜井，分别担负煤炭运输、升降人员、提矸下料和运送设备的提升运输任务。二水平-350m以上布置三个上山采区，西翼2个双翼上山采区；东翼一个双翼上山采区。二水平移交生产时，东、西翼各布置一个采区和一个一7煤层工作面，移交生产一年后，在东、西翼采区各投产一个二1煤层工作面，达到二水平设计生产能力，保证矿井设计生产能力0.60Mt/a。该设计已经郑州市煤炭管理局郑煤2011203文批复（见附录）。矿井初步设计审批后，矿方即开始二水平延深工程施工。目前，二水平-350m西翼运输大巷，已与24采区贯通，主、副暗斜井及提矸暗斜井、西翼22、24采区上山井巷工程均已施工完毕；东翼运输大巷距21采区约有400m尚未施工，东翼21采区上山约100m井巷工程和井底车场工程尚未完成。为了提高矿井机械化水平，提高生产效率及安全生产程度，进一步优化采区划分及开采顺序，XXX煤业有限公司委托我公司，编制XXX煤业有限公司二水平延深修改初步设计。设计文件包括说明书、主要机电设备和器材清册、概算书及图纸。二、初步设计修改原因及主要内容1、设计修改的主要原因为了有利于瓦斯释放和抽采，将原设计采区上行开采（回采工作面采用跳采布置），改为采区下行开采（回采工作面由浅部向深部依次开采）。为了提高矿井机械化水平，提高生产效率，改善工人劳动环境，提高井下生产安全程度，设计采用综合机械化采煤工艺，代替原设计的分层炮采工艺。2、设计修改的主要内容原设计在一7煤和二1煤层各布置两个炮采工作面，工作面位置处于采区下部，本次设计将工作面位置调整到各自采区的上部，以符合“突出煤层顺序开采”的原则。同时，分别用液压支架和悬移支架代替原设计的单体液压支柱，采煤工艺亦改为综采和悬移支架炮采工艺。原设计二水平西翼布置两个双翼上山采区，东翼布置一个双翼上山采区，分别为西二、西一和东一。本次设计为延长采区走向长度以适应机械化回采，将原西二采区调整为单翼采区；同时，将各采区编号正规化，分别改为24、22和21采区；投产采区由原设计的东一采区、西一采区，调整为东翼21采区和西翼22采区及24单翼采区。二水平移交生产时，24采区布置一个二1煤综采工作面，21和22采区各布置一个一7煤工作面；由0m水平以上的21113炮采面和21133炮采面配采。二水平投产两年后，21采区二1煤层布置一个炮采工作面，达到二水平设计生产能力。由于采煤工艺和工作面的位置的变更，矿井的通风系统进行了改变，对矿井配风量进行了调整，由原设计138m3/s，调整为145m3/s，重新计算了矿井通风负压，并对矿井通风机进行了校核。根据设计修改情况，对供电、提升、运输、压风和给、排水等系统进行了相应修改，并调整矿井主要机电设备清册及概算书。三、编制设计的依据由XXX煤业有限公司提供的以下资料，作为本矿井二水平延深修改初步设计的依据：1、河南省煤田地质局三队2006年2月编制的河南省郑州市XX集团有限公司登封市XX煤矿资源储量核算报告；2、河南省国土资源厅豫国土资储备字200693号关于河南省郑州市XX集团有限公司登封市XX煤矿资源储量核算报告矿产资源储量评审备案证明；3、2009年3月5日河南省国土资源厅颁发的XXX煤业有限公司采矿许可证，证号：C4100002009031120007934；4、2013年3月18日河南煤矿安全监察局颁发的XXX煤业有限公司安全生产许可证，（豫）MK安许证字2013012226；5、2009年5月21日登封市工商行政管理局颁发的XXX煤业有限公司企业法人营业执照，登工商企字：410185000003017（1-1）；6、郑州市煤炭管理局郑煤2011203号关于XXX煤业有限公司二水平延深初步设计的批复；7、XXX煤业有限公司2013年度资源储量动态检测报告；8、河南省工业和信息化厅豫工信煤2013176号关于XXX煤业有限公司认定为煤与瓦斯突出矿井的批复；9、2009年4月17日和2009年4月20日，中国矿业大学矿山开采与安全教育部重点实验室对XXX煤业有限公司二1煤层和一7煤层的煤炭自燃倾向性和煤尘爆炸性等级鉴定报告；10、XXX煤业有限公司设计委托书；11、矿方提供的有关文字资料和图纸；12、煤炭工业现行的技术规程、规范和有关法律法规等。四、设计指导思想1、充分利用矿井现有的斜井井筒工程和矿井的工业场地以及已施工的井巷工程，进一步优化、完善开拓系统。2、充分利用矿井现有的提升、排水、通风、供电、运输和采掘设备。根据-350m水平的开拓工程，增加必要的排水、提升、供电、运输和采掘设备。3、矿井-350m水平的开拓接替工程，坚持安全第一的原则，增加一些必要的安全设施和设备，建设完善井下安全避险“六大系统”，优化采区布置，合理开发矿井资源。4、积极采用新技术、新工艺、新设备、新材料，提高矿井机械化和自动化水平，为减人增效创造条件，使矿井接替工程投资少，见效快，技术经济合理。五、设计的主要特点及主要经济技术指标（一）资源特点1、该井田属河南省登封煤田马岭山勘探区的一部分。由河南煤田地质局二队1986年12月编制的马岭山勘探区精查地质报告，省储委于1987年8月18日以豫储决字【1987】13号文批准。随后河南省煤田地质局二队又编制了河南省登封煤田马岭山XX煤矿接替井田地质报告，经省储委以豫储决字【1997】04号文批准。2003年5月河南省煤田地质局三队编制了河南省登封市君召乡XX煤矿一7煤层【扩层】资源储量核查报告，经省国土资源厅以豫国土资储认定【2003】103号认定批准。2004年3月河南省地质矿产勘查开发局第一地质调查队编制了河南省登封市XX煤矿二1煤层资源储量核查报告，经河南省国土资源厅以豫国土资储备字【2004】24号备案证明。资源整合后，于2006年2月河南省煤田地质局三队编制了河南省郑州市XX集团有限公司登封市XX煤矿资源储量核算报告，经河南省国土资源厅以豫国土资储备字【2006】93号已备案证明。该井田经XX煤矿多年开采，地质资料和资源是可靠的。2、本井田主要开采二1煤层和一7煤层。二1煤层赋存于二叠系山西组下部，该煤层结构简单，全区可采，属较稳定型煤层。一7煤层赋存于石炭系太原组中上部，煤层结构简单，局部可采，属不稳定型薄煤层。3、本井田二1煤层属低灰、中硫、低磷、特高热值、高熔灰分之贫煤。一7煤层为中低灰、中高硫、高热值、高熔灰分之贫煤。4、全井田现保有资源储量3042.1万吨，其中：二1煤层2959.9万吨；一7煤层82.2万吨。可采储量1922.6万吨，其中：二1煤层1875.5万吨；一7煤层47.1万吨。（二）设计主要特点1、矿井设计生产能力为0.60Mt/a，服务年限为24.7a。2、本矿井为立、斜井混合开拓方式，多水平开采全井田，现在0m水平进行开采。为保证矿井的正常接替，在0m水平井底车场的东侧，布置三条暗斜井，落底于二水平标高-350m。沿-350m水平布置机、轨合一的运输大巷，二水平-350m以上布置三个采区，西翼布置24、22两个上山采区，其中：24采区为单翼；东翼布置一个21双翼上山采区。二水平不设分区专用回风立井，由各采区专用回风上山，将风流引入上水平采区回风上山至总回风巷，仍利用现有的回风暗斜井，经回风立井回风。二水平移交生产时，西翼24采区二1煤层布置一个综采工作面，22采区布置一个 一7煤层炮采工作面；东翼21采区布置一个一7煤层炮采工作面。由于矿井开采一7煤层，作为二1煤层保护层，受工作面接替及瓦斯抽采顺序的影响，东翼21采区二1煤层将滞后西翼采区约两年开采。移交生产两年后，二水平达产时，东、西翼二1煤层各布置一个回采工作面（一综一炮）； 一7煤层各一个炮采工作面。全矿井布置三个采区，配备4个回采工作面、8个掘进工作面，保证矿井设计生产能力0.60Mt/a。一7煤层采用走向长壁后退式一次采全高采煤法，采用单体液压支柱支护顶板；二1煤层西翼采区采用走向长壁后退式综采采煤工艺，东翼采区采用整体梁悬移支架炮采采煤工艺，根据煤层赋存情况，采用一次采全高或放顶煤采煤法，均采用全部陷落法管理顶板。3、本设计暗主斜井提升设备，利用矿方已订购的B=1200mm，ST4000钢丝绳芯阻燃胶带机；暗副斜井提升设备，利用矿方已安装的一台2JKB-31.8P型单绳缠绕式双滚筒防爆提升机，装备1.0t固定式矿车；暗提矸斜井提升设备，利用矿方已安装的一台2JKB-31.8P型单绳缠绕式双滚筒防爆提升机，装备一个8t斜井箕斗。4、矿井通风方式为中央并列式，即：主斜井、号副井、号副井进风，回风立井专用回风。通风方法为负压抽出式。设计仍利用FBCDZ28/2355型防爆对旋轴流通风机两台，一台工作，一台备用，能够满足矿井通风需要。5、矿井二水平主排水设备，利用矿方已定购的5台MD300-657型耐磨离心水泵。正常涌水时，两泵单管工作；最大涌水时，四泵两管工作。排水管路选用3258mm无缝钢管2趟。6、压缩空气设备利用矿方已有的空气压缩机，正常生产最大用风时，1台FHOGD-450型螺杆式空气压缩机和1台2D12-100/8型活塞式空气压缩机工作，其余空压机备用；发生灾变时，1台FHOGD-450型和1台LS25S-300LWC型螺杆式空气压缩机及1台2D12-100/8型活塞式空气压缩机工作，2台L5.5-40/8型活塞式空气压缩机备用。主管仍用已有的2197mm无缝钢管，井下支管和分支管分别为1596mm和1084mm无缝钢管。7、本矿井生活供水水源，仍利用矿方现有的水源井，出水量80t/h，可满足矿井生活用水要求。将矿井排水经沉淀、净化、消毒等处理至用水标准后，作为工业场地地面及井下生产、消防及除尘等用水水源。8、本矿井在工业广场现有一座35kV变电所，其35kV电源为双回路。一路来自颖阳110kV变电站，一路来自石道110kV变电站，导线型号均采用LGJ-185。供电距离分别为4.5km、12.5km。XX35kV变电站安装2台12500kVA 35kV/10.5kV变压器。矿井供电安全可靠。9、本矿井地面生产系统和工业场地内的生产、生活辅助设施，可以满足矿井生产能力的要求。本设计不再考虑。（三）主要技术经济指标井巷工程总长度 20990m井巷工程总体积 237666m3万吨掘进率 349.8m/万t全员工效 1.5t/工项目建设总资金 36879.83万元吨煤投资 614.66元/吨税后投资回收期（含建设期）：5.91年建井工期 25个月六、存在问题与建议1、该矿开采的二1煤层瓦斯含量高，属煤与瓦斯突出矿井，建议矿井在开采过程中，应加强顶板管理和瓦斯管理与防护工作，防止瓦斯爆炸、构造水和老空水事故，确保矿井安全生产。除此还应采取井下抽排瓦斯或地表打钻抽排瓦斯措施，以确保矿井安全生产，使抽采出的瓦斯得到利用。2、根据资源储量核查报告，本矿井主要充水水源为以底板岩溶含水层充水为主的矿床，水文地质类型属中等。二1煤层距寒武系灰岩63.84m，一7煤层距寒武系灰岩41.88m。据矿方0m水平大巷水文观察孔，寒武系灰岩含水层静水位标高为+10.9m。一般情况下一7煤层开采时，寒武系灰岩含水层不会造成太大的影响，但本矿井的主要开拓巷道均布置在L3L4灰岩中。为此，建议矿方应加强防治水工作，要采用物探先行、钻探验证，对底板隔水层变化异常地带，应采用底板预注浆加固煤层底板，并应加强地下水动态综合观测分析，防治突水事故发生。3、该矿井属煤与瓦斯突出矿井，在建设和生产期间，应严格按照防治煤与瓦斯突出规定执行，收集瓦斯资料，制定适宜的防突措施，严防煤与瓦斯突出事故的发生。第一章 井田概况及地质特征第一节 井田概况一、交通位置XXX煤业有限公司，位于登封煤田马岭山勘探区中东部，登封市颖阳、君召两乡境内的王堂石坡窑一带，行政区划分隶属登封市君召乡管辖。矿区至登封市25km，距洛阳市70km，距郑州市约90km；郑州至汝州的柏油公路在矿区东南部穿过，郑州登封伊川的公路由矿区北部5km处穿过，郑少洛高速公路及登封矿区铁路由矿区北部7km处和2km处穿过，矿区与郑州登封伊川的省道有柏油公路相通，交通比较方便。详见交通位置示意图1-1-1。二、地形、地貌及河流井田位于箕山西部，地势南北低，中间高。主要山脉呈东西向展布，分水岭与山脉走向基本一致，南部为寒武系灰岩形成的岩溶低山丘陵，中部是平顶山砂岩形成的山脊；区内“V”字形沟谷发育，地形切割剧烈，沟谷纵横，地面坡度较大，矿井地面标高+517.5m。本区地处黄淮两河的分水岭地带，中部的马岭山脊以北为黄河水系，以南为淮河水系，区内水系以季节性溪流为主，无大河流，无地表水体。三、气象及地震本区地处华北的南部，属暖温带大陆性半干燥季风气候；据伊川气象站资料(19581980年调查)，年平均降雨量641.55mm，年平均蒸发量为1833.24mm，潮湿系数0.35；最热月份(7月)平均气温27.3oC，最冷月份(元月)平均气温0.48oC。据登封气象站资料，最大冻土深度为250mm，夏季多为东南风，冬季多为西北风。据河南省地震局资料，本区属低于六度地震烈度区；登封市及邻近地区有史载地震6次，近期二级地震二次，烈度均小于四度。四、地温本井田二1煤层底板温度为18.6531.71oC，地温梯度0.82.03oC/100m，全区主要为低于31oC的低温区。根据井田测温资料，预测二1煤层底板-350m以浅区段为低于31oC的低温区，无热害。五、矿区内工农业生产及主要建筑材料供应情况该区属低山丘陵地区，可耕地较少，劳动力相对富裕。区内经济以农业为主，主要作物有小麦、玉米，经济作物有棉花及油菜；自国家实行改革开放政策以来，工业经济得到了迅速发展，采矿、电力、水泥、耐火材料等一批工业企业正在蓬勃兴起，国民经济的构成正在变化，工业经济的主导地位变得越来越突出。土产建材：砖、瓦、石子和料石、水泥均可就地供应，钢材和木材等物资可经公路及铁路直接运至矿井工业场地。六、矿区概况该井田位于马岭山勘探区中南部，区内小窑较多，主要分布在煤层露头附近。开采二1煤层的生产矿井：2005年资源整合后有金星煤业有限公司、XX煤业有限公司、郑州中宇工贸有限公司及登封君鑫煤业有限公司。上部有开采五3煤层的金田煤业和开采七2煤层的顺达煤业。七、水源电源矿井供水水源为现有水源井(取自寒武系灰岩水)和井下排水；根据4704孔寒武系灰岩单位涌水量为0.48L/s.m，含水丰富；井下排水经净化处理后，也可作为矿井的消防洒水供水水源。因此，水源条件可靠。本矿井附近有颖阳和石道2座110kV变电站，作为矿井35kV变电站的供电电源，矿井供电电源可靠。第二节 矿井资源条件一、地层区内基岩零星出露。据钻孔揭露和地表出露，发育地层有寒武系上统崮山组（3g）、石灰系上统（C2）、二叠系（P）、三叠系（T）和第四系（Q），现由老至新分述如下：（一）寒武系上统崮山组（3g）主要为灰、黄灰色白云质灰岩，局部夹泥质条带及燧石桔核，厚度65.00213.00m，平均厚度为145.26m，产长山虫、小素木虫、章氏虫化石。与下伏地层为整合接触。（二）石炭系上统（C2）1、本溪组（C2b）主要由浅灰深灰色，豆状及鲕状铝质岩及铝土质泥岩组成，顶部和底部均为铝土质泥岩，含浸染状、结核状黄铁矿及菱铁矿鲕粒，尤其底部更为富集。下部常有灰白色石英细砾岩薄层。本组厚2.7410.94m，平均8.35m。铝土岩及铝土质泥岩均属泻湖相沉积。本组与下伏3g地层为平行不整合接触。2、太原组（C2t）据钻孔揭露厚度为36.1249.64m，平均42.83m，区内厚度稳定，变化较小。据岩性组合特征分为3段。下部灰岩段：以灰色深灰色石灰岩为主，发育石灰岩4层，自下而上为L1、L2、L3和L4，灰岩均为煤层之顶板，多含黄铁矿结核及燧石结核，产大量蜓类、腕足类及海百合茎等动物化石，其中L1灰岩发育较好，厚度较稳定，厚度0.602.75m，为区内主要标志层之一。局部为细粉砂岩，含薄煤4层（一1、一2、一3、一4煤），其中一1煤层发育较好，偶尔可采。中部碎屑岩段：上部以深灰色、细碎屑岩为主，中部以灰浅灰色细粒砂岩为主，局部为粉砂岩或中粒砂岩，含黄铁矿结核，底部含一5煤层，局部可见L5灰岩，常相变为泥岩、硅质泥岩，含植物化石。上部灰岩段：上部由灰深灰色灰岩、泥岩、菱铁质泥岩及砂质泥岩组成，一8煤层及L8灰岩不太发育。顶部常有L9灰岩或与其层位相当的菱铁质泥岩及硅质泥岩，中部为深灰色L7石灰岩，发育较好，块状构造，隐晶结构，含燧石结核，产腕足类及蜒科化石，底部为薄煤层（一7），本区的一7煤层为局部可采煤层，一般厚0.56m。本组与下伏本溪组地层为整合接触关系。太原组地层形成于浅海及滨海海岸环境，由浅海相、过渡相及陆相组成，属海陆交替相含煤沉积环境。所含煤层厚度不大、但层位稳定，结构简单，煤层中硫分含量普遍较高，属于滨岸泻湖泊相还原环境。（三）二叠系（P）本区二叠平均厚度961.31m，从下而上分为山西组、下石盒子组、上石盒子组和石千峰组。1、下统山西组（P1sh）该组又称二煤组，由深灰、黑灰色泥岩、砂质泥岩及灰色砂岩夹煤层组成，顶部具紫斑泥岩。据钻孔揭露，厚度70.16101.36m，平均77.08m。依据岩性特征分为4段。（1）二煤组：自L9灰岩顶或菱铁质泥岩顶与太原组分界，下部为灰色细中粒砂岩、深灰、灰黑色泥岩及砂质泥岩，富含植物根部化石。中部含二1煤层，煤层结构简单，局部夹12层夹矸，煤厚0.189.44m，平均4.34m，为全区可采煤层。上部为灰、深灰色砂质泥岩或细粒砂岩，常含完整植物叶部化石。本段厚14.66m。（2）大占砂岩段：以大占砂岩底为界，下部以灰深灰色细粒砂岩为主，称大占砂岩（Sd），局部为中粒砂岩或粉砂岩，以富含白云母及炭质为特征，含菱铁质，具波状及水平层理，一般厚4.008.00m，中上部为灰、深灰色泥岩、砂质泥岩及细粒砂岩，含薄煤1层（二2）厚度不稳定，二2煤层局部可采，泥岩中富含植物化石。该段厚27.35m。（3）香炭砂岩段：为浅灰、深灰色中细粒砂岩，俗称香炭砂岩（Sx），局部为粉砂岩，层面常含炭质条带及白云母片，产植物化石，含大量菱铁质鲕粒，常因成分不同而显示水平及缓波状层理，产植物化石，含薄煤1层（二3），极不稳定。该段厚22.10m。（4）小紫泥岩段：下部为灰、深灰色细粒砂岩及砂质泥岩，上部为灰、深灰色泥岩，顶部具紫斑。泥岩中局部含铝质和菱铁质鲕粒。在本段中部偶夹煤线。该段厚12.97m。本组与下伏太原组地层为整合接触关系。2、下统下石盒子组（P1x）该组含三、四、五、六4个煤组，厚度274.73320.04m，平均283.51m。（1）三煤组：底部砂锅窑砂岩（Ssh）为本区标志层之一，岩性以浅灰、灰色中粗粒砂岩为主，局部为细粒砂岩，磨园度中等，分选差，底部常含砾石，含大量黑色岩屑、泥质包体，发育大型交错层理，一般厚710m；下部多为灰色具紫斑泥岩（俗称大紫泥岩），含菱铁质鲕粒，局部地段富含铝质，称A层铝土，夹砂质泥岩及细粒砂岩薄层；中下部为深灰色泥岩或砂质泥岩夹灰绿色细粒砂岩；上部为灰色、灰绿色泥岩及砂质泥岩夹细粒砂岩薄层，具紫斑，泥岩中局部含铝质及菱铁质鲕粒，具水平层理及波状层理，上部偶夹薄煤层（三4煤）。三煤段厚53.9493.07m，平均62.90m。（2）四煤组：底部为四煤底砂岩(Ss)，为本区标志层之一，以浅灰色中粒砂岩为主，砂岩底部常为粗粒，含砾石，具暗色矿物，局部含有机质和泥质团块，发育波状层理及交错层理，一般厚7.73m。下部以灰色砂质泥岩及泥岩为主，夹细粒砂岩薄层，具紫斑。中部以深灰、黑色砂质泥岩、泥岩为主，夹细粒砂岩及薄煤5层(四2四7煤)，其中四3煤层偶见可采点；上部以灰色砂质泥岩及泥岩为主，夹粉砂岩、细粒砂岩薄层，局部含铝质，具紫斑，含菱铁质鲕粒。四煤段厚53.5793.07m，平均66.50m。（3）五煤组：底部为中粗粒砂岩，局部为细粒砂岩，常见海绿石及重矿物富集，层面含炭质及白云母，岩屑含量较高，为长石石英岩屑砂岩和长石岩屑砂岩，产树干化石。下部为灰、绿灰色砂质泥岩及粉砂岩，夹黑、灰色含炭或含铝质泥岩及浅灰色中细粒砂岩薄层，泥岩具紫斑，且含大量菱铁质鲕粒，发育缓波状层理及交错层理。中部为深灰色泥岩、砂质泥岩夹浅灰色粉砂岩及细粒砂岩薄层，含煤5层(五1五5煤)，其中五3煤普遍发育，大面积可采。上部为灰色泥岩、砂质泥岩夹浅灰色细中粒砂岩薄层，砂岩中常含黄铁矿结核。五煤段厚58.1795.93m，平均68.27m。（4）六煤组：底部为灰白色中粗粒长石岩屑石英砂岩，分选磨园较好，硅，泥质胶结，含海绿石，楔状交错层理。下部为灰色泥岩，砂质泥岩与浅灰、灰白色细中粒砂岩互层，泥岩以含大量紫斑为特征，且常含菱铁质鲕粒。中部以灰、深灰色泥岩为主，夹粉砂岩、细粒砂岩薄层，偶见薄煤2层(六1、六2煤)，泥岩局部具紫斑，含铝质菱铁质鲕粒。上部为灰色、灰绿色泥岩，砂质泥岩与粉砂岩或中粗粒砂岩互层，泥岩具大量紫斑，局部呈灰黑色，含植物化石。六煤段厚67.1393.70m ，平均86.29m。本组与下伏山西组地层为整合接触关系。3、上统上石盒子组(P2s)该组含七、八、九3个煤组，厚度226.80m。（1）七煤组：底部为浅灰、灰白色中粗粒砂岩，俗称田家沟砂岩(St)。砂岩底部常含砾岩薄层，厚1.0314.51m，平均5.54m，局部相变为细粒砂岩或粉砂岩，层面含炭质，偶见亮煤条带，含泥质包体，具大型板状交错层理及波状层理，厚度较稳定，特征明显，是良好标志。下部为灰、深灰色泥岩，夹砂质泥岩、粉砂岩及细、中粒砂岩，具紫斑。中部以灰、深灰及黑灰色泥岩、砂质泥岩为主，夹粉砂岩、细粒砂岩及薄煤4层(七1七4煤)，其中七2煤层位稳定，不可采，其顶底板富含舌形贝化石。顶部夹三层硅质泥岩，单层厚均小于0.30m，岩石致密坚硬，呈深灰色及兰灰色，垂直节理发育，产海绵骨针化石。七煤段厚66.76103.41m，平均87.12m。（2）八煤组：底部为灰灰白或略带绿色长石岩屑石英粗粒砂岩，泥、钙质及硅质胶结，分选好，发育交错层理，产树干化石，含海绿石。下部为灰、灰绿色泥岩及粉砂岩，夹硅质泥岩(或硅质海绵岩)57层，单层厚度0.140.50m，底部泥岩含铝质并富含菱铁质鲕粒。中部为灰、深灰色泥岩、砂质泥岩夹灰绿色粉砂岩、细粒砂岩，偶见薄煤1层(八2煤)，泥岩富含植物化石。上部为灰、灰绿色砂质泥岩、泥岩与细粒砂岩互层。顶部泥岩具紫斑，含铝质。八煤段厚58.2375.74m，平均68.43m。（3）九煤组：底部为中粗粒长石砂岩，含黑云母，泥钙质胶结，分选较差中等。下部为灰色泥岩、砂质泥岩夹灰绿色粉砂岩、细粒砂岩薄层，局部泥岩呈暗紫色，砂岩具波状层理，含植物化石。上部为灰色，局部为灰绿色或暗紫色泥岩、砂质泥岩及粉砂岩、细粒砂岩互层，砂质泥岩富含植物化石，局部泥岩具硅质，含少量海绵骨针，可见海绿石。九煤段厚56.9597.31m，平均77.75m。本组与下伏下石盒子组地层为整合接触。4、上统石千峰组(P2sh)出露于矿区北部，厚322.91410.23m，平均373.92m。据其岩性及沉积特征分4个岩性段。第一段：该段俗称平顶山砂岩(Sp)段，中下部由中粗粒长石石英砂岩组成，呈浅灰、灰白色，上部为长石砂岩，岩性单一，具大型交错层理，局部含泥岩或砂质泥岩薄层。与下伏上石盒子组为假整合接触。该段厚65.6681.01m，平均75.46m。第二四段：下部为浅灰、灰白色中细粒砂岩夹紫红、灰绿色砂质泥岩。中部为紫红色泥岩、砂质泥岩夹34层细中粒砂岩和砾屑灰岩，含大量钙质结核，具虫孔痕迹。上部以灰、绿灰色粉砂岩、细粒砂岩为主，夹暗灰色泥岩和砂质泥岩及数层同生砾屑灰岩。二叠系含煤地层共分八个煤组，各煤段之间均为整合接触，煤组底部均为中粒或粗粒砂岩，煤层位于煤组中部，因而构成了结构清晰的八个含煤沉积旋回。山西组和上石盒子组地层中有8个层位发现海豆芽化石。七煤组顶至八煤组底有810个层位富含海绵骨针的硅质泥岩(或称硅质海绵岩)并在大占砂岩的菱铁矿夹层中见到海绵骨针，经岩矿薄片鉴定，二煤组九煤组之砂岩中含海绿石矿物者有34层以上，其中五煤段至七煤段普遍见及，其它煤段中也有多层赋存，山西组上石盒子组中含菱铁矿薄层达711层，含菱铁质泥岩达2127层。在四煤段及七煤段中采到瓣鳃类化石，煤系地层中各标志层发育稳定，其砂岩多具水平层理、波状层理，多数长石、石英有次生加大现象。说明二叠纪煤系地层并非纯陆相沉积，而是继晚石炭世之后，由浅海转为滨海沉积环境，主要由过渡相和陆相组成，并有过多次短暂的海侵，而海退更有利于煤层的沉积。（四）三叠系(T)出露于矿区北部，仅赋存三叠系下统，与下伏二叠系呈整合接触。刘家沟组(T1L)下部为紫红色细粒石英砂岩，俗称金斗山砂岩(Sj)，局部为中粒砂岩，具铁质斑点，发育大型板状交错层理，岩石坚硬，常构成单面山地形。上部以紫红色厚层状泥岩及薄层砂质泥岩为主，夹粉砂岩及细粒砂岩，具透镜状紫红色泥质砾岩及透镜状砾屑灰岩，含钙质结核及钙质粉砂结核，具虫孔构造及植物叶、干化石碎片。本组厚80.00120.00m，平均100.00m。（五）第四系(Q)本区第四系广泛覆盖于下伏各地层之上。顶部为耕植土、黄土或坡积层。 中下部为粘土及砂质粘土。底部常有砂砾石层。厚038.00m。与下伏各时代地层为不整合接触关系。二、构造本区位于马岭山勘查区中段，总体构造形态为地层走向近东西，倾向北，倾角约30o的单斜构造。区内构造以断裂为主，主要发育有近东西向断层三条分别为山寺断层(马F1)、陈沟断层(马F5)及马F28，另外见有滑动构造(Ht7)及小型滑坡构造三个(HP2、HP3、HP4)。以上各断层均未切至二1煤和一7煤。近期矿井揭露的低角度逆掩断裂构造对矿井开拓影响较大。现就井田的主要构造形迹叙述如下：（一）表层断裂构造1、山寺断层(马F1)位于4302孔至4802孔沿线一带长约3.1km。为一走向近东西，倾向南的正断层，倾角4671o，落差055m。二1煤和一7煤层不受影响。地表于付4403孔南和4705孔东侧及4802孔北东等处可见断层面及构造角砾岩，其倾向160195o，倾角6571o；该断层沿走向有多个钻孔控制，主要由4305、付4301、4402孔等，控制程度可靠。详见表1-2-1。马F1断层控制表表1-2-1控制工程深度(m)缺失地层(m)断层依据类别编号钻孔4305139.1020三煤组变薄付430199.8015四煤组变薄440225.0222五3煤至六2煤顶板砂岩间距明显变小4502108.0020四3、五3煤间距变小,测井曲线有反映付4502192.3420三煤组变薄4602215.2633四煤底板砂岩缺失，地层变薄4702129.2540四3、五3煤间距明显变小,测井曲线上反映480283.2040四3、五3煤间距变小4901120.6032四煤底砂岩及三煤段顶部缺失2、陈沟断层(马F5)位于矿区中部，沿东西走向横贯全区，为一南升北降的走向正断层，倾向北，倾角上陡下缓(7082o)，落差上大下小(3050m)。二1煤层不受影响。该断层走向地表多处显示清晰；如4303孔、4403孔东、4803孔北西、北东等处可见破碎带及断层面，倾角7080o；该断层沿走向有4404、4504、4706等多个钻孔控制，控制程度可靠。详见表1-2-2。马F5断层钻孔控制表表1-2-2钻孔号深度(m)缺失地层(m)断层依据4204688.2013三煤组地层变薄4404704.3020五煤组地层变薄4504536.4015六煤组地层变薄，测井曲线有反映4706750.2215三煤组上部地层缺失4804839.8620三煤底与P1sh上部地层缺失4903494.9635四3、五3煤间距变小4904774.0030三煤组地层变薄5004624.43301、具破碎带；2、四3、五3煤间距小；3、测井曲线有反映该断层沿走向延深达数十公里，但落差并不很大,深部倾角平缓，二1煤层未受影响，结合有关资料综合分析认为有可能属滑动构造。3、马F28断层位于马F1南侧且与之平行，延深约1.4km，倾向北，倾角70o，落差50m，由47、48、49三条剖面控制，地表于4901孔南P1x地层中见构造破碎带。控制基本可靠，但未达二1煤层。（二）滑动构造陈沟滑体(Ht7)位于矿区西北部，地表走向呈弧形，由近东西逐渐转为北东，滑动方向自南而北。滑面上陡下缓，向西与马F5断层相接，切割深度不足400m，对二1煤层未造成破坏。据勘查资料，滑动依据主要有以下几点：1、4104孔南侧地表见滑动痕迹。2、3504孔284.29m处P1x与P2sh直接接触，缺失地层约300m，可能为Ht7与马F5共同作用所致。4204孔孔深316.65m处七煤段地层缺失60m，并见4.60m厚的滑动破碎带；七2煤层断失。3、3544线间P2sh地层厚度变小，P2sh1与T1L地层地表露头间距缩小。3706孔东侧的平顶山砂岩与金斗山砂岩几乎接触。4、Ht7地表形迹呈不规则弯曲状。（三）滑坡构造1、HP2滑坡构造：位于4303与4404孔之间，此系P2sh地层在重力作用下顺倾向短距滑移形成，滑体由平顶山砂岩构成，平面投影呈椭圆形，滑体平面积约0.14km2，下伏地层为平顶山砂岩及石千峰24段地层。2、HP3滑坡构造：位于4504孔北部及西部，由重力作用顺倾向短距离滑移形成，滑体由平顶山砂岩及上部砂泥岩构成，平面投影呈不规则长条状，平面积约0.1km2，下伏地层为P2sh中部地层。3、HP4滑坡构造：位于矿区中南部4602与4705孔一带，由重力作用沿地表倾向短距滑移形成，滑体由平顶山砂岩及上石盒子组上部地层构成，平面投影呈长椭圆形，滑体平面积约0.18km2，下伏地层为P1x及P2s地层。（四）低角度逆掩断裂构造根据矿井井巷工程揭露情况，结合以往勘查钻孔资料综合分析，井田内存在的低角度逆掩断层有F41和F41-1。1、F41断层该断层位于井田0m大巷以浅的号副斜井以东地段。据揭露情况，断层走向近EW，倾向N ，倾角3-150，落差3-40m，赋存标高+50-0m，延展长度约1400m。受断层影响，一7煤层断开，二1煤层开采影响不大，仅使煤层在走向和倾向上产生波状起伏。佐证如下：（1）0m东大巷东8拐点东50m处见主断面，上盘为L3、L4灰岩及一5煤层附近岩层，下盘为L8灰岩顶部菱铁岩及泥岩岩层，显示落差30-40m。（2）0m东大巷向南开通往二水平回风暗斜井绕道31m处见断层面，上盘岩层为 L4-本溪组铝质岩一套岩层，下盘为一8煤层顶部的泥岩夹菱铁岩地层。显示落差40m。（3）4902孔二1煤层底板至一7煤层顶板岩层增厚为40m，较正常地层增厚20m，分析属逆断层地层重复所致。2、F41-1断层位于F41断层之下25-40m处，断层产状基本与F41断层同，落差约10m，为F41断层的派生断层，该断层再次破坏了一7煤层的连续性，对二1煤层无有影响。佐证仅见于0m东大巷8拐点东710m处，该处上盘L7灰岩及一7煤层，下盘为L7灰岩，落差10m。据此分析该断层在浅部与F41分开，向深部及两翼（沿走向延深）交于F41。（五）岩浆岩及陷落柱本区无岩浆岩及落陷柱。三、煤层本区为石炭二叠系煤系，含煤地层为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组、下石盒子组，含煤地层总厚403.87m，共计含煤19层，煤层总厚7.57m，含煤系数为1.87%。其中赋存于山西组下部的二1煤层、太原组的一7煤层为矿井可采煤层，可采煤层总厚4.91m，可采含煤系数1.22%。（一）二1煤层赋存于山西组下部。下距L7石灰岩底20.97m，距寒武系灰岩63.84m。煤层底板标高为+500-600m，煤层埋深301300m。煤厚0.189.44m，平均4.34m，南部和西部厚度较大，由本次21041下顺槽剖面可以看出，煤层在走向上有宽缓的波状起伏现象。煤层结构简单，不含夹矸。煤层顶板为黑色泥岩、砂质泥岩，含大量植物化石及碎片，老顶为细粒砂岩；底板为黑色泥岩、砂质泥岩及粉砂岩。综上所述，区内二1煤层全区发育，结构简单，全区可采，结合马岭山勘探区地质报告煤层发育情况，确定二1煤层属较稳定煤层。（二）一7煤层赋存于太原组中上部，上距二1煤层21.53m；下距寒武系灰岩41.88m。煤层底板标高为+540-650m，煤层埋深301320m。煤层厚度为0.290.80m，平均0.56m。煤层在走向上起伏较大（见1710下顺槽地质素描图）煤层结构简单，一般不含夹矸。煤层顶板为深灰色石灰岩(L7)，常含燧石团块及条带，厚8.00m，是区域上重要标志层，底板为砂质泥岩及粉细砂岩。综上所述，区内煤层局部发育，结构简单，局部可采，结合马岭山勘探区一7煤层发育情况，确定一7煤层属不稳定的薄煤层。四、煤质特征根据矿井开采资料及以往地质勘查资料，现对矿井开采的二1、一7煤层煤质特征叙述如下：（一）煤的物理性质及煤岩特征二1煤为黑色，以粉状煤及糜棱煤为主，偶见块状、鳞片状薄层，常具揉皱及摩擦镜面，煤岩类型为亮煤型和暗亮煤型。含黄铁矿结核。煤的视密度为1.39t/m3。一7煤为黑色，多为块状，少量粉粒状煤，似金属光泽和金刚光泽。宏观煤岩成分以亮煤为主，夹镜煤条带，为半亮光亮型煤，煤的视密度为1.39t/m3。（二）煤的化学性质及工艺性能1、煤的化学性质（1）煤的元素组成二1煤浮煤有机元素以碳元素为主，占91.26%，次为氢元素，占4.15%，氮元素为1.49%，氧与硫之和为3.10%。一7煤浮煤有机元素以碳元素为主，占91.37%，次为氢元素，占4.30%，氮元素为1.79%，氧与硫之和为5.46%。（2）水分(Mad)二1煤原煤水分含量为0.791.52%，平均0.92%；浮煤水分含量为0.821.97%，平均1.19%。一7煤原煤水分含量为0.820.97%，平均0.88%；浮煤水分含量为0.68%。（3）灰分(Ad)二1煤原煤灰分为9.3121.66% ，平均14.04%，属低灰煤；浮煤灰分为6.30%。一7煤原煤灰分为17.0722.90% ，平均19.15%，属中灰煤；浮煤灰分为6.80%。（4）硫分(St,d)二1煤原煤全硫含量为0.301.77%，平均1.05%，属中硫煤，浮煤全硫含量为0.53%。一7煤原煤全硫含量为1.283.98%，平均2.81%，属中高硫煤。（5）磷(Pd)二1煤层磷含量为0.0060.054%，平均磷含量为0.024%，属低磷。一7煤层磷含量为0.003%，属特低磷。2、煤的工艺性能（1）挥发分(Vdaf)二1煤原煤挥发分为14.5617.55%，平均15.52%；浮煤挥发分为13.5215.77%，平均14.62%。一7煤原煤挥发分为12.4314.39%，平均13.42%；浮煤挥发分为11.63%。（2）发热量(Qgr,ad)区内无二1煤原煤低位发热量测试资料，二1煤原煤高位发热量为27.3932.14MJ/kg，平均30.43MJ/kg，属特高热值煤。一7煤原煤发热量为26.0728.83MJ/kg，平均27.73MJ/kg，属高热值煤。（3）煤灰成分及其熔融性二1和一7煤煤灰成分以硅、铝氧化物为主，次为氧化铁、氧化钙，氧化镁等含量较少，见表1-2-3。二1煤煤灰软化温度大于1400oC，属高熔灰分煤；一7煤煤灰软化温度为1314oC，属高熔灰分煤。煤灰成分化验结果表 表1-2-3煤层灰成分(%)SiO2Al2O3+TiO3Fe2O3CaOMgOSO2二140.8528.432.987.100.762.98一744.8634.143.148.370.523.26（4）煤的粘结性二1、一7煤浮煤胶质层最大厚度均为0mm，其焦型为粉状，均无粘结性。（三）煤类的确定二1、一7浮煤干燥无灰基挥发分(Vdaf)分别为14.62%和11.63%，胶质层最大厚度均为0mm，依据中国煤炭分类国家标准(GB5751-86)，确定 二1煤和一7煤均为贫煤。（四）煤质综合评价本区二1煤属低灰、中硫、低磷、特高热值、高熔灰分之贫煤，可做为火力发电用煤和动力用煤，也可做为民用燃料。一7煤为中低灰、中高硫、高热值、高熔灰分之贫煤，经脱硫处理后，可做为火力发电用煤和动力用煤，也可做为民用燃料。（五）风化带的确定以往勘查和矿井生产中，采取二1煤层风化带煤样。据矿井在实际生产中揭露，确定二1、一7煤层风化带深度垂深3545m。五、井田水文地质（一）矿区水文地质单元及位置地质构造上，本区属嵩箕山间向斜构造水文地质单元，矿区处在向斜蓄水构造南缘马岭山水文地质亚单元浅部补给区。区内地层走向近东西，向北倾斜，南部为寒武系灰岩，北部为二叠系碎屑岩组成的低山丘陵区，中部为第四系坡、洪积坡地。区内断裂的构造不发育。（二）主要含水层1、寒武系灰岩含水层主要由中统张夏组鲕状灰岩和上统崮山组白云质灰岩组成，厚度336.42m，最大揭露厚度111.14m。该层在井田南部广泛出露，地表溶沟、溶隙及溶孔发育，但不均匀。该层在井田内含岩溶裂隙承压水。井田内4704孔见该含水层溶洞，洞高0.72m，漏水深度328.86m，标高207.06m，漏失量6.48m3/h。该孔抽水试验静水位埋深54.46m，标高482.46m，单位涌水量0.480L/s.m，渗透系数1.381m/d，矿化度0.2590.384g/L，水化学类型为HCO3-CaMg型。矿井技改过程中，本矿在井下+167m运输大巷施工探寒灰水钻孔7个，除S1钻孔在孔深59.20m(进入3g地层31.80m)见灰岩溶隙水外，其余钻孔基本上未见水或见小水。S1孔涌水量40m3/h，初见水时水头压力2.9MPa，目前降到1.2MPa。经利用S1孔作放水试验，S8及4704作动态观测试验资料，计算出XX煤矿底板寒武系灰岩含水层渗透系数为0.77m/d，即0.032m/h，矿方2011年5月6日提供0m水平水文观测孔的寒武系灰岩含水层静水位标高为+183m。该含水层顶至一7煤层底板平均40m ，距二1煤层底板60m，为一7、二1煤层的间接充水含水层。2、太原组下段灰岩含水层由太原组下段灰岩组成，灰岩呈厚层状，厚度2.3612.10m，平均厚度8.00m左右，在地表呈零星出露。其岩溶裂隙发育极不均一，并多被方解石脉充填。据邻区钻孔抽水试验资料，单位涌水量为0.0410.16L/s.m，渗透系数为0.30.6m/d，水位标高为405.15439.44m。水化学类型为HCO3-Ca.Mg型，矿化度为0.363g/l，PH值7.37.5，水质良好，表明该含水层补给迳流条件较顶板含水层好，富水性也较强。为一7煤层底板直接充水含水层。3、太原组上段灰岩含水层由太原组上段L7L8灰岩组成，其中以L7灰岩发育较好，厚度一般在8m左右，灰岩岩溶裂隙发育，但极不均一。据钻孔抽水试验资料，单位涌水量为0.0002660.0581L/s.m，渗透系数为0.002430.41m/d，水位标高为+422.58+501.70m，水化学类型为HCO3-Ca.Mg型，矿化度小于1g/l，表明该含水层导、富水性弱中等，水压较高。该含水层为一7煤层顶板直接充水含水层，也是二1煤层底板直接充水含水层。4、山西组砂岩含水层由二1煤层之上60m范围内所含砂岩含水层组成，岩性为细、中粒砂岩，一般发育35层，以大占砂岩和香炭砂岩为主，累计平均厚度20m左右。砂岩岩性致密坚硬