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采矿工程矿井施工组织设计毕业论文第一章 井田概述和井田地质特征第1节 矿区概述1、 地理位置及交通条件山西蒲县宏源集团北峪煤业有限公司（煤矿）井田位于蒲县乔家湾乡北峪村一带，行政区划属蒲县乔家湾管辖。地理坐标为：北纬：362326362424东经：111201411121172012年6月20日山西省国土资源厅颁发的C1400002009111220046819号采矿许可证批复山西蒲县宏源集团北峪煤业有限公司开采2-11号煤层，井田边界由以下8点坐标（1980西安坐标系）圈定：1、X=4030751.18 Y=37530800.86 2、X=4030751.18 Y=37531760.873、X=4028976.17 Y=37531760.87 4、X=4028976.17 Y=37531115.865、X=4029161.17 Y=37530510.86 6、X=4029091.17 Y=37530180.857、X=4030121.18 Y=37530180.85 8、X=4030431.18 Y=37530680.86井田呈一多边形，东西宽1.145km，南北长1.580km，面积2.4424km2，批准开采2-11号煤层。开采深度1209.98949.98米标高。井田西邻罗(云) -克(城)公路，沿该公路往南东约45km可达大（同）运（城）高速公路及南同蒲铁路临汾火车站。交通较为便利 (详见交通位置图)。图1-1-1 交通位置图2、 矿区的工农业生产建设情况蒲县位于山西省南部，现辖4镇11乡，面积1511km2，人口8.6万。全县共有耕地25万亩，农作物以玉米为主，其次有小麦、谷子、土豆等，植被覆盖中等。矿藏以煤为主，其次是铁、石灰石等。工业生产主要有原煤、焦炭等。畜牧业以猪、牛、羊为主。3、 矿区的电力供应基本情况山西蒲县宏源集团北峪煤业有限公司两回10KV电源一趟引自蒲县长益晟发电有限公司110KV变电站10KV8018专线，供电距离0.52km。导线型号为JL/GIA-240/30mm2钢芯铝绞线,另一趟引自乔家湾35KV变电站10KV812专线，供电距离0.55km，导线型号为JL/GIA-240/30mm2钢芯铝绞线,两趟电源分列运行, 一回工作，一回（带电）备用，电源线路均能保证矿井全部负荷用电。电源可靠，供电质量有保证，矿井的两回电源线路均为专线，线路上都没有分接任何负荷，没有装设负荷定量器。4、 矿区的水文简况本井田位于祁吕贺山字型构造体系的前弧东翼，其外侧为汾渭断陷盆地，井田西部出露寒武系、奥陶系碳酸盐地层，形成地下水补给区。根据水文地质单元划分，本区属龙子祠泉域，龙子祠泉位于临汾市西南13km的罗云山断裂带上，以群泉由山前第四系砂砾层涌出，泉水标高473-477m，根据山西省岩溶泉域水资源保护一书的最新最权威资料：20世纪60年代平均流量6.14m3/s，70年代为5.11m3/s,80年代为5.05m3/s,90年代为4.08m3/s,20002003年为3.125m3/s,其流量在逐年减少。水温17，水化学类型为SO4-HCO3-CaMg+型，矿化度0.67-0.84g/L，泉域面积2250km2，其中碳酸盐露面积750km2。本井田位于泉域的北西部。本井田边界不规则，均是人为边界。人为边界有矿井废弃巷道及采空区积水与本井田煤层对接，对本井田有充水影响。井田边界无断层、陷落柱等导水构造，煤系地层各含水层之间无水力联系。本井田内岩层裸露，开采的2、3号煤层平均埋深约50-100米。因而，2、3号煤层上下含水层与风化裂隙带沟通发生水力联系，2、3号煤层开采形成的冒落带与采空区积水导通发生水力联系。5、 矿区的地形与气象井田位于吕梁山南段东麓，井田总体呈东高西低，沟谷纵横，地形复杂。最高点位于井田东部边界处，标高为1425m；最低点位于井田西南边界的柏子里村，标高为1235.00m，相对高差190m，为中山区。本地区四季分明，昼夜温差较大，蒸发量大于降水量，属大陆半干旱季风型气候。据蒲县气象站近十年的观测资料，平均年气温912， 最高气温可达38， 最低气温24，平均年降水量382.3mm，蒸发量1930.44m，蒸发量为降水量的5倍，结冰期为11 月至翌年3月，最大冻土深度为86cm。夏秋季多东南风，冬春季多西北风，最大风速达18m/s第2节 井田地质特征一、区域地质1、区域地层井田位于霍西煤田的中西部，地层出露较齐全，区域东部为老地层出露区，主要为古生界寒武系、奥陶系和太古界吕梁山群、太岳山群。区域内主要地层为石炭系和二叠系，以中奥陶系地层为基底，区内山梁部分及部分沟谷底部普遍被第四系地层覆盖，一些沟谷底部及其两侧可见上第三系地层分布。见区域地层简表（1-1-1）区 域 地 层 表 表1-1-1界系统、群整合关系厚度岩性特征新生界第四系全新统0-30灰黄色、砂土、砂砾及亚粘土组成。更新统0-200棕黄褐色亚粘土、亚粘土组成。上第三系上新统10-300深红色粘土，砂质粘土夹砾石，含钙质结核，中部砾层。中新统120紫色砾岩夹细粒砂岩，黄色细粒砂岩夹砾岩，粉砂岩互层。中生界三叠系中统772-1362紫红色泥岩、砂质泥岩及长石石英砂岩。下统196-594厚层状细粒砂岩、泥岩互层夹同生砾岩。古生界二叠系上统327-779上部紫红色、暗紫色泥岩、粉砂岩，夹砂岩，下部暗紫色、灰绿色、灰黄色泥岩、粉砂岩夹砂岩。下统下石盒子组35-120以深灰色、灰黑色、泥岩、粉砂岩、砂岩夹薄煤层。下统山西组18-50为含煤地层，以灰黑色、黑色泥岩、粉砂岩、砂岩夹煤层。 石炭系上统太原组71-142中粗粒砂岩、炭质泥岩、砂质泥岩、煤层、铝土质泥岩和K4、K3、K2石灰岩。中统本溪组15-40中上部为铝质泥岩，砂质泥岩夹煤线和石灰岩，下部为铁铝岩及铝土矿。奥陶系中统峰峰组100-522上部深灰色石灰岩、泥灰岩夹石膏，下部为角砾状白云质泥灰岩为主。下统103-137上部为燧石白云岩、泥质白云岩为主，下部以灰黄色泥质白云岩、竹叶状白云岩。寒武系上统74-172上部白色厚层状白云岩、泥质白云岩，下部泥灰岩、白云岩夹竹叶状灰岩。中统116-268上部为厚层状鲕状灰岩夹泥岩条带及灰黄色竹叶状灰岩，下部紫红色砂岩、泥岩。元古界长城系霍山组47-64岩性为肉红色、灰白色中厚层状中细粒石英岩状砂岩，夹不稳定的含砾砂岩、砂砾岩。太古界上太古界太岳山群1700以浅灰红色、橙红色厚层中粗粒角闪质眼球状混合岩及混合岩化角闪黑云母斜长片麻岩。中太古界霍县群2000以混合岩化黑色云母角闪斜长片麻岩为主，夹混合岩化黑云母斜长片麻岩。2、区域构造井田位于霍西煤田的中西部。根据中国大地构造图，霍西煤田属于中朝准地台中部二级构造单元山西断隆的西南部。煤田西部隔紫荆山断裂带与河东煤田相邻；东部以霍山断层为界；北以关帝山穹状隆起与太原西山煤田相接；南部以临汾运城裂陷盆地的西侧断层为界。煤田总体构造受边界断层控制。区域地质应力大体为东西向挤压。由于受紫荆山断层和霍山断层的东西挤压，形成了一系列以北北东、北东和近东西向为主的构造线。在西部形成了若干次一级宽缓的褶曲，其轴向自北而南由北西转近南北再转向北东，与主要断层走向近于一致。区域上较大的构造有紫金山断裂带、罗云山断裂带、汾渭地堑、霍山断层等。受此地质应力的影响，煤盆地为一不对称（或不完整）南北两端仰起的复式向斜构造。二、区域含煤特征1、区域含煤地层区域内含煤地层为石炭系中统本溪组、上统太原组，二叠系下统山西组、下石盒子组。本溪组和下石盒子组为次要含煤地层，仅含煤线；太原组和山西组为主要含煤地层。太原组：由灰黑色、灰色泥质砂岩、砂岩、石灰岩和煤层组成，底部的K1砂岩。发育23层石灰岩，层位稳定，标志明显，由下而上分别为K2、K3、K4灰岩，是良好的对比标志。共含煤10余层，编号自上而下为411号煤，其中稳定可采为9、10、11号煤层。该组为主要含煤地层之一。山西组：由灰黑色、灰色砂质泥岩，灰白色砂岩及煤层组成的滨海平原沉积，底部为K7砂岩。含煤4层，编号自上而下1、2、3、3下号，其中2、3号煤层为该区主要可采煤层，赋存在本组的中部。2、本井田位置本井田位于霍西煤田中西部乔家湾详查区北部一带，井田内主要可采煤层为山西组2、3号煤层及太原组的9、10、11号煤层。三、地层本井田位于山西省霍西煤田中西部，国家规划的霍州县矿区西部。根据地表出露情况及钻孔揭露资料，将井田地层由老至新分述如下：1、奥陶系中统峰峰组(O2f)为含煤地层基底，一般厚度大于100m，分为上下两段。下段岩性为灰及深灰色泥灰岩及石膏层，夹薄层厚层状石灰岩，石膏层多为纤维状。上段岩性为灰色厚层状石灰岩，夹薄层泥灰岩。2、石炭系中统本溪组(C2b)平行不整合覆盖于峰峰组之上，厚15.60-29.32m，平均20.90m。由灰色及浅灰色铝质泥岩、泥岩、粉砂岩、石灰岩、砂质泥岩及“山西式铁矿”组成。3、石炭系上统太原组(C3t)为井田内主要含煤地层之一。自K1石英砂岩底至K7砂岩底，与下伏本溪组地层呈整合接触，厚度97.17113.25m，平均104.65m。岩性主要以灰黑色泥岩、粉砂岩、砂质泥岩、钙质泥岩、菱铁矿层、中细粒砂岩、石灰岩（K2、K3）及煤层（5上、5、6、7、7下、8、9、9下、10、11号）组成。其中9、10号煤层为不稳定局部可采煤层， 11号煤层为稳定可采煤层，其它煤层为不稳定不可采煤层，为典型的海陆交互相沉积。4、二叠系下统山西组(P1s)为井田内主要含煤地层之一，自K7砂岩底至K8砂岩底，与下伏太原组地层呈整合接触，厚13.41-45.55m，平均32.95m。底部K7砂岩，厚度0.6617.47，平均7.33m，为灰-灰白色中细粒砂岩，下部为深灰色泥岩、砂质泥岩及3下号煤层组成，含少量植物化石；中部由深灰色粉砂岩、砂质泥岩、细粒砂岩及、2号、3号煤层组成。含少量的植物化石。上部为灰色、深灰色粉砂岩，中细粒砂岩，黑灰色泥岩及1号煤层组成，含丰富的植物化石。5、二叠系下统下石盒子组(P1x)K8砂岩底至K10砂岩底，与山西组地层呈整合接触。厚度71.8898.60m平均厚86.26m。按岩性、岩相特征可分为上、下两段，分述如下：（1）下段(P1x1)K8砂岩底至K9砂岩底，厚36.88-47.41m，平均40.58m。岩性主要以灰白色细-中粒砂岩为主，夹灰色、深灰色粉砂岩、泥岩及薄煤线，底部为K8砂岩，厚度1.4011.00，平均5.12m，岩性为灰白色、巨厚层状中、粗粒砂岩，成分多以石英为主，长石次之，分选较好，孔隙式胶结，K8砂岩不稳定，局部相变为粉砂岩或砂质泥岩。下部以灰色、深灰色、灰黑色泥岩、粉砂岩为主，夹1-3层薄煤线。上部以泥岩、粉砂岩为主。（2）上段（P1x2）K9砂岩底至K10砂岩底，厚45.00-61.19m，平均52.68m。岩性主要由灰绿色粉砂岩、灰绿色含紫色斑块泥岩及灰绿色中粒砂岩组成。底部K9砂岩厚度3.508.70m，平均5.30m，为绿色中粒砂岩，碎屑含量约为90，主要由75的石英和10的长石组成，杂基占10，主要为水云母、高岭石等粘土矿物，分布较均匀。其上多以灰色、深灰色粉砂岩为主，夹紫色斑块状的灰绿色泥岩，是K9砂岩的辅助标志层。顶部为紫红色、灰绿色铝质泥岩，含鲕状结核，巨厚层状，俗称“桃花泥岩”，是确定K10砂岩的辅助标志层。6、二叠系上统上石盒子组(P2s)K10砂岩底至K14砂岩底，与下伏地层呈整合接触，按岩性及其组合特征可分为下、中、上三段，地层全厚度约470m。本井田内仅保留其下段地层，最大保留厚度在130m左右。主要由黄绿色夹紫红色泥岩、粉砂岩及黄绿色中细粒砂岩互层组成。底部K10砂岩厚5.0015.00，平均8.00，岩性为黄绿色中细粒砂岩。7、第四系(Q)第四系中、上更新统及全新统。大面积分布于梁峁之上，厚 080 m 。中更新统（Q2）厚20-50m，平均35.00m。岩性以浅黄色亚粘土、亚砂土、耕植土及钙质结核等组成。上更新统（Q3）厚10-20m，平均15.00m岩性以粉土为主，下部为红色粉土，含钙质结核。上部为浅黄色黄土，孔隙较大，垂直节理发育，中下部夹砂砾层。全新统（Q4）厚0-10m，平均5.00 m ，分布于昕水河、北峪河中，为近代冲，洪积物，主要由不同时代基岩风化形成的岩屑，砂砾、卵石等组成。四、含煤地层本井田含煤地层包括石炭系中统本溪组、上统太原组及二叠系下统山西组、下石盒子组。其中太原组、山西组为主要含煤地层，前者含主要可采9、10、11号煤层，后者含主要可采2、3号煤层，本溪组、下石盒子组含13层薄煤层。现就主要含煤地层简述如下：（一）太原组（C3t）自K1砂岩底至K7砂岩底，厚度97.17113.25m，平均104.65m，按岩性组合特征分三段，叙述如下：（1）下段(C3t1)K1石英砂岩底至K2石灰岩底，厚31.55-45.60m，平均38.57m。主要由灰白色石英砂岩、灰黑色泥岩、粉砂岩、砂质泥岩、铝质泥岩、灰白色中细粒砂岩及9、9下10、11号煤层组成。底部为K1砂岩，厚1.073.47，平均2.33m，岩性变化大，常相变为粉砂岩或泥岩。K1之上为黑灰色砂质泥岩、泥岩、粉砂岩，灰色铝质泥岩。含丰富的植物化石及黄铁矿结核。之上为11号煤层。11号煤层直接顶板为黑灰色砂质泥岩或泥岩，含星散状黄铁矿薄膜及少量植物化石。其上为巨厚层状中、细粒石英砂岩夹薄层黑灰色砂质泥岩、泥岩及10号煤层，石英砂岩层面含丰富黑色有机质，有水蚀现象，具缝合线构造，是确定11号煤层的辅助标志。顶部为黑灰色泥岩，粉砂岩、砂质泥岩及9号煤层组成。11号煤层位于下部，为全井田稳定可采煤层。9、10号煤层为全井田不稳定局部可采煤层。（2）中段(C3t2)K2石灰岩底至K5砂岩底，厚22.20-29.70m，平均26.71m。岩性主要以深灰色K2、K3石灰岩、灰黑色泥岩、粉砂岩、灰色中细粒砂岩及7、7下、8号薄煤层组成。K2石灰岩全区稳定，厚5.279.86m，平均7.35m，K3石灰岩全区层位稳定，厚1.006.51m，平均4.389m。K2、K3石灰岩间夹黑灰色粉砂岩、泥岩及不可采的8号煤层。K5砂岩与K3石灰岩间夹黑灰色泥岩、粉砂岩、砂质泥岩及7号煤层。7、7下、8号煤层在井田内为不稳定不可采煤层。（3）上段(C3t3)K5砂岩底至K7砂岩底，厚27.20-35.10m，平均32.34m。主要为黑灰色泥岩、粉砂岩、砂质泥岩，灰色中、细粒砂岩，铝质泥岩，黑灰色钙质泥岩，菱铁矿层及黑色炭质泥岩与5上、5、6号煤层组成。底部K5砂岩，厚0.606.30m，平均2.40m，岩性为灰白色中细粒砂岩，层面富含黑色有机质。之上为黑灰色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩及6号煤层组成；6号煤层至5号煤层之间为黑灰色砂质泥岩、粉砂岩、泥岩，灰色铝质泥岩为主，含丰富的瘤状黄铁矿结核，少量菱铁矿结核，粉砂岩与泥岩互层状，植物化石丰富。5号煤层位于本段中上部；5号煤层之上为黑灰色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩，黑色炭质泥岩、钙质泥岩及菱铁矿层组成；钙质泥岩中含丰富的动物化石碎片，菱铁矿结核具不规则方解石充填裂隙；局部含5上号煤层。5上、5、6号煤层为不可采不稳定煤层。（二）山西组（P1s）为井田内主要含煤地层之一，自K7砂岩底至K8砂岩底，与下伏太原组地层呈整合接触，厚13.41-45.55m，平均32.95。底部K7砂岩，厚度0.6617.47，平均7.33m，为灰-灰白色中细粒砂岩，下部为深灰色泥岩、砂质泥岩及3下号煤层组成，含少量植物化石；中部由深灰色粉砂岩、砂质泥岩、细粒砂岩及、2号、3号煤层组成。含少量的植物化石。上部为灰色、深灰色粉砂岩，中细粒砂岩，黑灰色泥岩及1号煤层组成，含丰富的植物化石。2、3号煤层为全井田稳定可采煤层，前它煤层为不可采不稳定煤层。五、构造（一）区域构造井田位于鄂尔多斯断块与吕梁太行断块的分界线离石大断裂南段紫荆山断裂带的南段东侧。吕梁山块隆南段太林南北向褶皱带的南端克城南湾里复式向斜的西翼。该复式向斜北起蒲县克城一带，南至南湾里一带，走向近南北，其槽部为二叠系，两翼为石炭系，边部为奥陶系。褶皱带内发育一系列彼此平行成雁行斜列式的次级褶曲，两翼岩层倾角1020。岩层呈北东、北西走向，两翼总体倾向为南东或北西。在井田的西部约12km处即为华北断块内两大构造单元（燕山期断块亚区划）的边界构造紫荆山断裂带，断裂带西为鄂尔多斯断块的山西部分，分布河东煤田，其煤田断裂地层下降而埋藏较深；本井田的东部15km处为吕梁太行山断块隆起的吕梁山东部山前大断裂罗云断裂带。霍西煤田在靠断裂带分布地段煤层埋藏较浅。（二）井田构造受克城南湾里复式向斜的控制，本井田位于复向斜西翼总体为一轴向北西的背、向斜构造，地层总体倾向北东，地层倾角一般5-8，井田内发育6条褶曲，2号煤层开采过程中揭露5个陷落柱，17条小断层，钻孔揭露1个陷落柱，现将本井田内发育的褶曲、断层、陷落柱构造叙述如下：1、褶曲（1）、S1背斜位于井田的北西部，轴向N66E，向NE倾状，两翼基本对称，地层倾角5左右，轴长约0.80km。（2)、S2向斜位于井田的北西部，轴向N50E，向SE仰起，两翼基本对称，地层倾角5-8，轴长约0.30km。(3)、S3背斜位于井田的北部，轴向N25E，向SE倾状，两翼基本对称，地层倾角5-8，轴长约0.30km。(4)、S4向斜位于井田的北东部，轴向N35E，向SW仰起，两翼基本对称，地层倾角5左右。轴长约0.25km。(5）、S5背斜位于井田东部，轴向N52W，向NW倾状,两翼基本对称，地层倾角8-10，轴长约0.60km。（6）、S6向斜位于井田南东部，轴向N23-55W，向NW仰起,两翼基本对称，地层倾角5-8，轴长约1.0km。2、断层本井田2号煤层在开采过程中揭露17条小断层，各断层落差一般小于5m，延伸长度小于500m。（见表1-2-2）。 3、陷落柱X1陷落柱位于井田南西部，井下巷道揭露，呈随圆状，长轴呈北西-南东向，长约80m，短轴呈南西-北东向，长约60m。X2陷落柱位于井田南中部，103钻孔揭露，呈椭圆状，长轴呈北西-南东向，长约100m，短轴呈南西-北东向，长约80m。X3陷落柱位于井田内南部，井下巷道揭露，呈近圆状，直径约25m。断层统计表 表1-2-2编号位置走向倾向倾角落差延伸长度备注F1井田北部N18ENW702.0060mF2F1南部N85W5W702.0075mF3F2东部，3502钻孔北部N72WNE705.5350mF4井田中部N51W5W702.0050mF5井田东部边界N55WNE702.0050mF6井田南部N24W5W702.0040mF7F6东部N15ENW702.0080mF8F7南部N18W5W702.0030mF9F8南部N33ENW702.0040mF10104钻孔北部，F9南部N42ENW702.2060mF11104钻孔南部N16E5E702.0050mF12F11西部N8E5E702.0040mF13103钻孔南部边界N20W5E702.0030mF14103钻孔北部N45WNE702.00300mF15井田中部N90E5W2602.0050mF16F15西部N2WW702.0040mF17F16西部N25WNE702.0030mX4陷落柱位于井田南部边界，井下巷道揭露，呈椭圆状，长轴呈北东-南西向，长约55m，短轴呈北西-南东向，长约30m。X5陷落柱位于井田南东部，井下巷道揭露，呈椭圆状，长轴呈北东-南西向，长约60m，短轴呈北西-南东向，长约40m。X6陷落柱位于井田中南部，距104钻孔直线距离190m，呈近圆状，直径约20m。（三）岩浆岩井田内无岩浆岩侵入。综上述，井田构造属简单类。第3节 煤层的埋藏特征一、含煤性山西组和太原组为本井田主要含煤地层。山西组平均厚度32.95m，含煤4层，自上而下编号分别为1、2、3、3下号，煤层总厚4.42m，含煤系数13.41。平均可采厚度4.14m。平均可采含煤系数12.56%。太原组地层平均厚度104.65m，含煤10层，自上而下编号分别为5上、5、6、7、7下、8、9、9下、10、11号，煤层总厚6.33m，含煤系数6.05。平均可采厚度4.43m。平均可采含煤系数4.23%。二、可采煤层本井田批采2-11号煤层，其中9、10号煤层为不稳定局部可采煤层，2、11号煤层为稳定全区可采煤层，3号煤层为稳定大部可采煤层，其它煤层为不稳定不可采煤层，分述如下：1、2号煤层位于山西组中上部，下距3号煤层间距厚度0.307.45m，平均2.92m。2号煤层厚度1.61-4.60m，平均3.32m。含1-2层夹石，结构较简单。顶板一般为泥岩，底板为粉砂岩。据2号煤层开采揭露，在井田的东部一带2号煤层与3号煤层合并，合并线位于井田的东部，大致呈北东南西向，具体位于3502号孔与J1见煤点间， J8见煤点东，J2、J3、J4见煤点西，103号孔与J9见煤点间。井田东、南部外3301、H102、3302、3503号钻孔均为2、3煤层合并区。104号孔位于2号煤层与3号煤层合并区，104孔2、3煤层间夹石厚度0.83 m，属孤点分叉现象，考虑到2、3煤层合并区一次采全高，本报告将104孔2号煤层与3号煤层按合并对待。2号煤层与3号煤层合并后统称为2号煤层；合并区2号煤层厚度2.904.60m，平均4.13m。含一层夹石，夹石厚度0.300.70 m，夹石岩性为泥岩，结构简单，顶板一般为泥岩，底板为粉砂岩。分叉区2号煤层厚度1.611.98m，平均1.83m。含1层夹石，结构简单； 2号煤层为全井田稳定可采煤层。2、3号煤层位于山西组中下部，下距9号煤层间距厚度71.4594.33m，平均81.16m。3号煤层厚度0.65-0.95m，平均0.82m。不含含夹石，结构简单。顶板一般为泥岩，底板为泥岩。在井田的东部一带3号煤层与2号煤层合并，合并后统称为2号煤层。3号煤层在井田西部边界一带101号孔煤层厚度0.65 m，为局部变薄现象。为此，3号煤层为全井田稳定大部可采煤层。3、9号煤层位于太原组下段中顶部，下距10号煤层间距厚度12.5328.20m，平均19.47m。厚度0-1.20m，平均0.72m。含0-1层夹石，结构较简单。顶板一般为石灰岩，底板为泥岩。为全井田不稳定局部可采煤层。4、10号煤层位于太原组下段中部，下距11号煤层间距厚度3.1514.38m，平均7.37m。厚度02.15m，平均1.02m。含0-1层夹石，结构较简单。顶板一般为泥岩，底板为泥岩。为全井田不稳定局部可采煤层。5、11号煤层位于太原组下段中下部，厚度1.614.29m，平均2.69m。含0-3层夹石，结构较简单。顶板一般为泥岩，底板为铝质泥岩。为全井田稳定可采煤层。三、煤层对比采用标志层和层间距法进行对比，山西组和太原组沉积旋回清楚，岩性、岩相各具特色，标志层特征明显。煤层厚度及间距变化不大，规律性较好，为煤层对比提供了可靠的依据。本井田K2、K3、K4全区分布，层位稳定，厚度变化不大，K2为9号煤层直接顶板，K3为8号煤层直接顶板，K4为7号煤层顶板，各标志层为各煤层提供了可靠的对比依据。1号煤层一般上距K8砂岩15m左右，下距2号煤层8m，间距稳定且为可靠对比依据，2号煤层下距3号煤层2.92m左右， 2号煤层开采揭露，在井田的东部一带2号煤层与3号煤层合并，合并后统称为2号煤层；3号煤层下距9号煤层间距81.16m左右，在井田的东部一带3号煤层与2号煤层合并，合并后统称为2号煤层。9号煤层下距10号煤层间距19.47m左右，10号煤层下距11号煤层间距7.37m左右。山西组2、3号煤层厚度大，平均3.32、0.82m，其本身的特征为对比提供了依据。另太原组9、10、11号煤层可采，厚度平均为0.72、1.02、2.69m，其它煤层厚度小，一般不可采，不含夹矸，极易对比。经对比本井田2、3、9、10、11号煤层对比方法正确，对比可靠。根据井田外乔家湾详查勘探及上次勘探采样测试资料整理，对本井田可采煤层煤质评述如下资料整理，对本井田可采煤层煤质评述如下：四、煤的物理性质及煤岩特征（一）物理性质及宏观煤岩特征黑色、玻璃光泽、线粒状结构。主要由暗煤组成，其中稀疏而不均匀的分布着少量镜煤和丝炭薄层。断口平坦或微粒状，节理发育中等。（二）显微煤岩特征镜质组一般在70左右，惰质组含量高，惰质组在20-25，稳定组在2-3。镜质组以均质镜质体、基质镜质体为主，个别团块镜质体。半镜质组多为有结构的，或无结构的半镜质体。丝质组以无结构的米丝质体、丝炭碎屑为主，有个别粗粒体和浑园体。稳定组分以小孢子为主，有个别大孢子和不定形体。矿物含量在10-15，主要以粘土为主，多为浸染状、分散状、炭泥形式出现，有个别脉状方解石小颗粒黄铁矿。五、化学性质、工艺性能及煤类1、2号煤层水分（Mad）：原煤1.18-1.58，平均1.40；浮煤0.46-1.68，平均0.96；灰分（Ad）：原煤10.28-18.34，平均14.33，浮煤4.79-9.50，平均7.88；挥发分（Vdaf）：原煤37.39-41.41,平均39.44,浮煤37.20-40.86, 平均39.18。全硫（St.d）：原煤0.34-0.59，平均0.46，浮煤0.35-0.57，平均0.51。浮煤回收率66.0472.15%，平均68.04%。发热量（Qb.daf）：原煤28.61-30.47MJ/kg，平均29.75MJ/kg粘结指数（G）：浮煤90-98，平均94.83胶质层最大厚度（Y）：浮煤20.0-25.0 mm，平均22.83 mm。 根据煤炭质量分级GB/T15224.1、2、3-2010，该煤层属低灰，特低硫低硫、高发热量的气煤。具特强粘结性和良好的结焦性，是很好的炼焦用煤。2、3号煤层水分（Mad）：原煤0.98-2.71，平均1.46，浮煤0.68-1.51，平均1.01。灰分（Ad）：原煤10.29-31.37，平均18.72，浮煤6.01-10.10，平均8.00。挥发分（Vdaf）：原煤37.33-39.11,平均38.30,浮煤37.02-39.87, 平均38.45。全硫（St.d）：原煤0.37-1.68，平均0.71，浮煤0.40-0.91，平均0.56。 浮煤回收率50.0077.87%，平均59.46%。发热量（Qb.daf）：原煤22.60-34.29MJ/kg，平均29.16MJ/kg粘结指数（G）：浮煤89-97，平均92.60胶质层最大厚度（Y）：浮煤19.0-23.0 mm，平均20.80 mm。 根据煤炭质量分级GB/T15224.1、2、3-2010，该煤层属低灰-中高灰，特低硫中硫、中发热量-特高发热量的气煤。具特强粘结性和良好的结焦性，是很好的炼焦用煤。3、9号煤层水分（Mad）：原煤1.16-1.32，平均1.24，浮煤0.96-1.48，平均1.22灰分（Ad）：原煤15.28-23.01，平均19.15，浮煤9.07-9.41，平均9.24。挥发分（Vdaf）：原煤41.53-42.74,平均42.14,浮煤41.36-41.59, 平均41.48。全硫（St.d）：原煤2.77-2.90，平均2.84，浮煤2.60-2.71，平均2.66。 浮煤回收率48.0275.93%，平均61.98%。发热量（Qb.daf）：原煤26.21-29.41MJ/kg，平均27.84MJ/kg粘结指数（G）：浮煤102-103，平均102.5胶质层最大厚度（Y）：浮煤32-33.0 mm，平均32.50 mm。 根据煤炭质量分级GB/T15224.1、2、3-2010，该煤层属低灰-中灰，中高硫、中高发热量-高发热量的气肥煤。具特强粘结性和良好的结焦性，是很好的炼焦配煤。 4、10号煤层水分（Mad）：原煤1.30-2.52，平均1.61，浮煤0.75-0.82，平均0.79。灰分（Ad）：原煤15.06-19.29，平均17.18，煤8.55-8.97，平均8.76。挥发分（Vdaf）：原煤36.36-36.98,平均36.37,浮煤36.17-36.90, 平均36.54。全硫（St.d）：原煤2.86-2.90，平均2.88，浮煤1.78-2.80，平均2.29。浮煤回收率54.2657.48%，平均55.87%。发热量（Qb.daf）：原煤27.82-29.79MJ/kg，平均28.81MJ/kg粘结指数（G）：浮煤100-101，平均101.5胶质层最大厚度（Y）：浮煤22.0-25.0 mm，平均23.5 mm。 根据煤炭质量分级GB/T15224.1、2、3-2010，该煤层属低灰，中高硫、高发热量的1/3焦 煤。具特强粘结性和良好的结焦性，是很好的炼焦配煤。5、11号煤层水分（Mad）：原煤1.00-2.38，平均1.58，浮煤0.54-1.23，平均0.97。灰分（Ad）：原煤14.09-23.75，平均18.61，浮煤6.23-10.29，平均8.49。挥发分（Vdaf）：原煤33.20-36.93,平均35.94,浮煤32.95-36.98, 平均35.37。全硫（St.d）：原煤0.75-2.92，平均2.00，浮煤1.19-2.021，平均1.55。浮煤回收率52.1362.79%，平均58.85%。发热量（Qb.daf）：原煤25.57-30.56MJ/kg，平均28.44MJ/kg粘结指数（G）：浮煤95-101，平均97.20胶质层最大厚度（Y）：浮煤20.8-24.0 mm，平均22.36 mm。 根据煤炭质量分级GB/T15224.1、2、3-2010，该煤层属低灰-中灰，低硫中高硫、中高发热量-高发热量的1/3焦 煤。具特强粘结性和良好的结焦性，是很好的炼焦配煤。六、煤质特征及工业用途2号煤层属低灰，特低硫低硫、高发热量的气煤。具特强粘结性和良好的结焦性，是很好的炼焦用煤。3号煤层属低灰-中高灰，特低硫中硫、中发热量-特高发热量的气煤。具特强粘结性和良好的结焦性，是很好的炼焦用煤。9号煤层属低灰-中灰，中高硫、中高发热量-高发热量的气肥煤。具特强粘结性和良好的结焦性，是很好的炼焦配煤。10号煤层属低灰，中高硫、高发热量的1/3焦 煤。具特强粘结性和良好的结焦性，是很好的炼焦配煤。11号煤层属低灰-中灰，低硫中高硫、中高发热量-高发热量的1/3焦 煤。具特强粘结性和良好的结焦性，是很好的炼焦配煤。七、瓦斯山西蒲县宏源集团北峪煤业有限公司由原山西蒲县北峪煤业有限公司单独保留而成。山西蒲县宏源集团北峪煤业有限公司延深开采3号煤层，据山西省煤炭工业局晋煤安发20081135号“关于临汾市2008年度30万吨/年以上煤矿瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定结果的批复”，矿井为低瓦斯矿井。从瓦斯鉴定批复表中可知，2008年度矿井瓦斯绝对涌出量为1.20m3/min，相对涌出量为1.93m3/t，二氧化碳绝对涌出量为0.87m3/min，相对涌出量为1.40m3/t，矿井煤层属于低瓦斯煤层。随开采深度增加，瓦斯含量可能增加，局部瓦斯聚集可能性存在，为保证安全生产，开采中要加强通风和瓦斯监测工作，按高瓦斯矿井管理，防范瓦斯事故发生。八、煤尘及煤的自燃倾向1、煤尘爆炸性该矿3号煤未做煤尘煤样检验，但根据临汾市煤炭中心化验室对该矿2号煤鉴定结果，可以推断山西蒲县宏源北峪煤业有限公司3号煤层煤尘也具有爆炸性。同时根据临汾市煤炭中心化验室对本井田北西3km处油房南煤矿11号煤的鉴定结果可知该矿11号煤尘具有爆炸性。2、煤的自燃该井田煤层自燃等级为，自燃煤层，在今后的生产中应加强密闭工作，确保安全生产正常进行。第4节 井田的水文地质特征一、水文地质单元划分根据水文地质单元划分，本区属龙子祠水文地质单元。井田位于祁吕贺山字型构造前弧东翼内侧，受紫荆山断裂带与罗云断裂带及区域构造应力控制，全区基本属复式斜构造，紫荆山断裂带的落差逾千米，致使奥陶系碳酸盐岩地层与石炭二叠系泥岩、粉砂岩及上第三系红土直接接触，且由一系列挤压断裂组成，构成隔水边界，以罗云断层（在临汾龙子祠的落差1000m）和霍山大断裂为构造背景构成“汾河地堑”，罗云断层在盆地边缘与平原交汇处，地下水形成著名的岩溶泉龙子祠泉。因此，在南北向构造带影响下，构成了区域地下水的补给、径流、排泄条件。以大泉排泄为主，自成补、径、排体系，构成独立的水文地质单元，是构造盆地奥灰岩溶水的运动特征。根据区域水文地质条件，吕梁山大面积出露碳酸盐岩地层成为地下水补给区，以井田东南靠近罗云断裂带西侧奥灰岩溶层为主径流，形成龙子祠泉为排泄基准的奥陶系水文地质单元。龙子祠泉出露于临汾西南13km的罗云断裂带上，以群泉由山前第四系砂砾层涌出，泉口高程在465.20-478.00m之间，根据山西省岩溶泉域水资源保护资料，泉水自上世纪60年代以来多年平均流量呈持续递减趋势，其递减情况为：20世纪60年代多年平均流量6.14m3/s，70年代 5.11m3/s，80年代5.05m3/s，90年代 4.08m3/s，20002003年平均流量3.125 m3/s。水温17，水化学类型为SO4-HCO3-CaMg+型，矿化度0.67-0.84g/L，泉域面积2250km2，其中碳酸盐露面积750km2。本井田位于龙子祠水文地质单元的北西部二、含水层井田的含水层自下而上有：1、奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水层（I）主要富水含水层为中奥陶统峰峰组上段及上马家沟组二、三段，以厚层状石灰岩及泥岩为主，岩溶裂隙发育，奥灰顶部具古风化壳，钻孔冲洗液消耗量达15m3/h，埋藏浅，接受补给条件较好，属富水性强含水层组，根据213队东河详查区ZK311孔探岩溶水位，山西省煤炭地质公司东河煤矿补充勘探D4孔探岩溶水位，乔家湾详查3503、1703探岩溶水位资料推测本井田奥灰水水位标高为930932m。2、太原组石灰岩（K4、K3、K2）岩溶裂隙含水层主要由K2、K3、K4三层石灰岩组成，K2灰岩平均厚度4.30m，岩石致密坚硬，K3灰岩平均厚度2.30m，K4灰岩平均厚度1.70m，K3、K4灰岩裂隙多由方解石脉充填，裂隙不发育，钻孔冲洗液消耗量不大。根据乔家湾详查3503号水文孔（位于本井田东部1000 m处）抽水试验资料，水位标高为1202.84m，单位涌水量为0.376L/s.m，渗透系数为0.010740.0119m/d，水质类型为HCOCa型水，根据简易水文观测及抽水试验表明该含水层为富水性中等岩溶裂隙含水层。3、山西组（K7）砂岩含水层K7砂岩岩性以细粒砂岩为主，常相变为粉砂岩，裂隙不发育。根据东河煤矿D4水文孔抽水试验资料，水位标高为1399.92m，单位涌水量为0.0017L/s.m，渗透系数为0.01m/d，水质类型为HCO3Na型水，矿化度为0.84g/L，属富水性弱的裂隙含水层。4、下石盒子组（K9、K8）砂岩裂隙含水层砂岩含水层位于2号煤层以上，K8为煤层直接充水含水层，岩性为灰白色、灰绿色、黄绿色厚层状石英长石砂岩，多为钙质胶结，裂隙稍发育，根据乔家湾详查3503号水文孔抽水试验资料，水位标高为1135.20m，单位涌水量为0.0079L/s.m，渗透系数为0.00723m/d，水质类型为HCO3-Na+型水，矿化度为0.58g/L，属富水性弱的裂隙含水层。K9砂岩含水层位于K8砂岩以上50米左右。含水特征与K8相似，西北端出现了4.42L/s的泉，全区钻液消耗量一般0.100.60m3/h，个别钻孔（101号孔）处于风氧化带内出现15m3/h的全漏。因此，该含水层属富水性弱裂隙含水层。5、上石盒子组底部（K10砂岩）裂隙含水层砂岩含水层较稳定，在中、北部广泛出露，厚0.5021.83m，平均厚4.72m。岩性为灰色、灰白色、黄绿色中粗粒石英长石砂岩，底部含小砾石。埋藏浅时，风化裂隙及节理发育。区内出露泉水较多，流量一般小于0.5L/s，个别达到0.7L/s，钻液消耗量一般在0.100.60m3/h。因此，含水层为富水性弱裂隙含水层。6、基岩风化带含水层由于风化水蚀作用的强弱，裂隙的深度因地而异，风化深度3060m，富水性变化大，据邻近村民饮用水井的调查资料，水量不大，能满足居民和牲畜饮用。水位标高变化较大，水井调查，单位涌水量0.0063m3/s.m-0.0086m3/s.m；水质类型：HCO3SO4-CaMg型水，属富水性弱的裂隙含水层。7、第四系砂砾层孔隙潜水含水层分布于山间河谷及沟谷地带，主要由砂质粘土、粘土、砂砾石层组成，厚0-10m，赋存孔隙水、富水性受季节影响明显，总体上富水性弱，仅做一般生活用水。据民井提水试验得知，单位涌水量0.96L/s.m。属富水性中等的孔隙潜水含水层。 三、区域隔水层1、下石盒子组泥岩、粉砂岩隔水层（K10砂岩底至K8砂岩顶）隔水层主要由泥岩、粉砂岩夹有砂岩组成，其间夹有裂隙不发育或稍发育的中粒砂岩，厚度变化大，一般厚90m左右，致密岩层对地表水及潜水起隔水作用。2、太原组上部泥岩、粉砂岩隔水层（2号煤下至K4石灰岩顶）隔水层由泥岩、粉砂岩夹有细粒砂岩组成，层位稳定，一般厚25m左右，在无断层贯通情况下，太原组石灰岩溶隙将不会影响上组煤的开采。3、 太原组底部至奥灰之间泥岩、粉砂岩、石英砂岩隔水层（11号煤底板至O2f）隔水层主要由本溪组铝土岩、泥岩、粉砂岩、石英砂岩等组成，由于沉积时古地形起伏不平，因而厚度变化较大，厚20-30m之间，对下伏奥灰含水层具有良好的隔水作用。四、充水水源1、地表水、大气降水对矿井开采的影响大气降水和地表水是矿井充水的间接充水水源之一，据气象站资料，平均年降水量457.1mm，春季偏少，主要集中在7、8、9月份。煤层开采引起的地面塌陷和地表裂缝区，加大了大气降水、地表水的入渗强度。本井田地形坡度较陡，有利于自然排水，入渗补给地下水条件差，只在基岩露头的沟谷中有少量的入渗，对于山西组、下石盒子组砂岩含水层，由于其上有数层隔水层存在，接受大气降水的直接补给很少。井田内北峪河、昕水河为常年流水河谷，雨季有大少量流水，遇暴雨常发洪水。井田西部昕水河一带2号煤层埋藏浅，昕水河及大气降水通过基岩风化带向矿井产生充水影响。目前，2号煤层井下涌水量大及顶板淋水大也说明昕水河及大气降水对矿井有充水影响。2、含水层对矿井开采的充水影响（1）第四系砂砾孔隙含水层本区第四系零星分布，岩性为黄色粉土、棕红色亚粘土、砂砾石层。土层孔隙发育，透水性好，易形成含水层。分布于北峪河、昕水河沟谷中的砂砾含水层，一般厚010m，分布不稳定，与基岩裂隙水构成统一的含水层，富水性受季节影响较大，为富水中等含水层，对矿井开采有充水影响。（2）K8、K9砂岩含水层K8、K9砂岩含水层位于2、3号煤层以上，为该煤层直接充水含水层，K8砂岩厚1.4011.00，平均5.12m。 岩性为灰白色、灰绿色厚层状长石石英砂岩，泥钙质胶结，井田内出露的泉水不多，流量1.5L/s。K8、K9砂岩裂隙较发育，钻孔抽水试验，水位标高为1422.86m，单位涌水量为0.0036L/s.m，渗透系数为0.00723m/d，水质类型为HCO3Na型水，矿化度为0.58g/L。2号煤层合并区开采后垮落带高度为Hm=9.12-13.52m，导水裂隙带高度HLi =36.3747.57m，或HLi =52.90m。2号煤层分叉区开采后垮落带高度为Hm=4.79-9.19m，导水裂隙带高度HLi =23.6634.86m，或HLi =38.140m。2号开采后可直接勾通K8、K9砂岩含水层，使K8、K9砂岩含水层直接向矿井产生充水影响。（3）太原组石灰岩裂隙含水层K3、K2石灰岩位于11号煤层以上，为11号