五长班毕业设计.doc

1 第一章第一章 井田地理概况与地质特征井田地理概况与地质特征 第第一一节节 井井田田地地理理概概况况 一 交通位置一 交通位置 山西柳林鑫飞贺昌煤业有限公司位于柳林县城西北 2km 处的贺昌村 行政区划属柳 林县柳林镇 其地理坐标为东经 110 51 23 110 53 44 北纬 37 25 30 37 27 30 井田东南距柳林县城 2km 307 国道 离军高速公路和孝柳铁路均由井田南侧通过 井田东部有公路与 307 国道相连 井田距 307 国道 2km 距离军高速公路 3km 距孝柳 铁路穆村站 3km 交通运输较为便利 交通位置见图 1 1 1 二 地形地貌二 地形地貌 该井田地处吕梁山区 为典型的黄土高原侵蚀地貌 地表切割强烈 黄土梁峁绵延 起伏 冲沟密集而狭窄 形态多呈 V 字形 冲沟与黄土梁 峁 垣相间分布 常见 陡崖 黄土残柱及陷穴等微地貌景观 综观井田地形 总体为北高南低 井田内地形最 高点位于井田西北部山梁 标高 992 50m 最低点位于井田西南边界处沟谷中 标高 780 00m 最大相对高差 212 50m 三 河流水系三 河流水系 该井田属黄河流域三川河水系 三川河为井田附近最大河流 它的上游是北川河 东川河和南川河 在离石交口镇汇合后 称为三川河 三川河发源于吕梁山脉的最高分 水岭 分别为上顶山 骨脊山 赤坚岭 河流全长 168km 流域面积 4161 km2 从本 井田南面流过 在石西镇的两河口注入黄河 据井田以西的后大成水文站 1956 1980 年 观测资料 三川河多年平均年径流量 2 88 亿 m3 平均径流模数 2 23L s km2 洪水期最 大流量为 2260m3 s 井田范围内无大的河流 只有数条近南北向的较大沟谷 平时一般 无水 雨季大雨则洪流暴发 携带大量泥沙向下游直泻 雨后流量锐减 直至干涸 2 图图 1 1 1 交通位置图交通位置图 山西柳林鑫飞贺昌煤业有限公司山西柳林鑫飞贺昌煤业有限公司 比例尺比例尺 1 270000 3 黄河从井田西界外约 10km 处流过 河底标高 610 00 650 00m 流向由北向南 据吴 堡水文站 1952 1977 年资料 年平均流量 924 4m3 s 最大流量 19500m3 s 四 气侯条件四 气侯条件 井田地处晋西北黄土高原 为大陆性季风气候 属暖温带半干旱地区 气温变化昼 夜悬殊 四季分明 降水量有限 多呈干旱状态 冬春两季多西北风少雪雨 而夏季雨 量集中 有时出现洪水灾害 据柳林县气象局 1981 1990 年气象观测资料 各项气象要 素特征如下 一 气压 12 月最高 平均为 928 8mb 7 月份最低 为 910 6mb 全年平均值 920 1mb 二 气温 年平均气温 10 5 1 月份最低 平均为 6 9 极端最低气温为 21 1984 年 12 月 24 日 7 月份最高 平均为 24 6 极端最高气温达 38 1 1985 年 7 月 18 日 平均值相差 31 5 一般降至 0 时间在 10 月中旬 回升至 0 的时间在翌年 4 月中旬 三 降水量及蒸发量 多年平均降水量为 464 2mm 历年最大降水量为 577 7 mm 最小为 373 5mm 日最大 降水量为 58 1mm 1988 年 6 月 9 日 雨量集中于 6 9 月份 占全年总降水量的 60 多年平均蒸发量为 1888 7mm 4 8 月蒸发量最大 年蒸发量最高为 2171 7mm 1988 年 最低为 1766 2mm 2002 年 蒸发量大于降水量 四 风向及风速 风向多为西北风 风速历年平均 2 5m s 最大月 3 5 月 平均 3 1m s 最小月 8 月 平均 2 2m s 五 霜期 雪期及冻土期 初霜期在 10 月上旬 终霜期在翌年 3 月底 平均无霜期 194 天 初雪期平均为 11 月下旬 终雪期为翌年 3 月底 一次最大积雪厚度为 14 30cm 每年 冰冻期在 11 月 26 日 最晚解冻为翌年 4 月 1 日 井田内最大冻土深度 111cm 五 水源情况五 水源情况 地面供水水源 根据现场调研 本矿井主井场地生活用水为原有深水井提供 深度 达到奥灰水位 水质符合饮用标准 水量丰富 通过潜水泵提升至主井工业场地高位水 池 可作为地面生产 生活用水的供水水源 副井工业场地生活用水为原有深水井提供 水质符合饮用标准 水量丰富 通过潜水泵提升至副井工业场地高位水池 可作为地面 生产 生活用水的供水水源 井下供水水源 矿井正常涌水量为 80m3 h 最大为 100m3 h 涌水排至地面后 经净 化处理 可作为矿井井下消防 洒水及井下用水设施用水水源 六 电源情况六 电源情况 山西鑫飞能源投资集团有限公司在西南约 2 4km 处建有山西柳林鑫飞毛家庄煤业有 限公司 矿井 110kV 变电站 1 座 山西柳林鑫飞毛家庄煤业有限公司矿井工业场地 110kV 变电站 该变电所均有 10kV 出线间隔 供电电源可靠 供电质量有保证 上述 110kV 变电站为资源整合后的柳林鑫飞贺昌煤业有限公司矿井提供两回 10kV 电源 七 周边矿井及小窑七 周边矿井及小窑 井田北与山西柳林鑫飞毛家庄煤业有限公司交界 西界外为华晋焦煤有限责任公司 4 沙曲矿 东侧和南侧无煤矿分布 周边矿井位置分布情况详见相关位置图 1 1 2 一 山西柳林鑫飞毛家庄煤业有限公司 山西柳林鑫飞毛家庄煤业有限公司由原柳林县贾家沟煤矿有限公司 山西柳林屈家 沟煤业有限公司和山西柳林和信后山垣煤业有限公司重组整合而成 根据山西省煤矿企 业兼并重组整合工作领导组办公室晋煤重组办发 2009 33 号文件批准的 吕梁市柳林县 煤矿企业兼并重组整合方案 重组整合后的鑫飞毛家庄煤业有限公司井田面积 5 6489km2 包括原贾家沟煤矿和后山垣煤矿井田全部及屈家沟井田大部 整合后批准 开采 4 5 8 10 号煤层 拟定生产能力为 1 20Mt a 重组整合前 参与整合的各煤矿已分别对井田 4 8 号煤层进行了开采生产 现将 整合前各煤矿生产建设情况简述如下 1 山西柳林贾家沟煤矿有限公司 该矿于 1984 年建矿 1988 年建成投产 设计生产规模为 90kt a 1991 年山西省忻 州地区煤炭设计所进行了 150kt a 改扩建设计 山西省计划委员会以晋计设字 91 第 1453 号文件给予批复 同意 4 号 5 号两层煤联合布置 分层开采 2004 年矿井进行了 采煤方法改革 山西省煤炭工业局以晋煤行发 2004 971 号文核定生产能力为 180kt a 2008 年生产能力核减为 160kt a 2006 年 11 月 22 日由山西省国土资源厅换 发 1400000622874 号采矿许可证 有效期至 2009 年 11 月 批准开采 4 5 号煤层 井田面积 2 6315km2 2008 年 1 月山西省煤炭工业局以晋煤行发 2008 53 号文批准 该矿升级改造后生产能力提高到 300kt a 该矿采用斜 立井开拓 主立井用于提煤和进风 副斜井用于行人和下料 回风斜 井担负矿井的回风及安全出口的任务 本矿整合前开采 4 号煤层 长壁式采煤 炮采落 煤 液压支架支护 全部垮落法管理顶板 顺槽刮板输送机运输 大巷皮带运输 绞车 提升 中央并列抽出式通风 矿井一般涌水量 147m3 d 雨季涌水量 240 m3 d 井下建 有水仓 采用水泵向地面集中排水 该矿 2008 年矿井瓦斯相对涌水量 8 66 m3 t 为低 瓦斯矿井 2008 年升级改造后 对系统进行调整 原立井主要担负矿井的回风及安全出 口的任务 原风井改造为副斜井用于行人和下料 原副斜井改造为主井用于出煤和进风 据调查该矿在南部与本井田相邻处分布有 4 5 号煤层采空区和古空区 有 3 处积 水区 2 山西柳林和信后山垣煤业有限公司 该矿 1988 年建矿 1992 年投产 2008 年被批准为改扩建造矿井 改扩建后生产能 力为 300kt a 批准开采 4 5 号煤层 整合前开采 4 号煤层 为斜一立井混合开拓 采 煤方法为长壁式开采 机械抽出式通风 矿井正常涌水量为 40 m3 d 最大涌水量为 60 m3 d 根据山西省煤炭工业局吕煤安字 2009 88 号文 该矿 2008 年度瓦斯相对涌出 量 13 94 m3 d 绝对涌出量为 8 52 m3 min 为高瓦斯矿井 该矿与本井田相邻处有采空区 并有 1 处 4 号煤层积水区 3 山西柳林屈家沟煤业有限公司 该矿 1981 年建井 1983 年投产 批准开采 8 10 号煤层 整合前开采 8 号煤层 该矿采用斜 立井开拓 壁式采煤 炮采落煤 液压支柱加 型梁支护 全部垮落法 管理顶板 顺槽刮板输送机运输 大巷皮带运输 绞车提升 中央并列抽出式通风 矿 井一般涌水量 60 m3 d 雨季涌水量为 80 m3 d 井下建有水仓 采用水泵向地面集中排 水 2008 年矿井瓦斯相对涌出量 2 095 m3 d 为低瓦斯矿井 该矿与本井田相邻处分布有 4 5 8 号煤层古空区 并分布 8 号煤层古空积水区 1 处 据矿方调查上述矿井均无越层越界开采问题 二 华晋焦煤有限责任公司沙曲矿 5 该矿位于本井田以西 批准开采 4 5 号煤层 现采 4 号煤层 该矿采用斜 立井 开拓 倾向长壁式综合机械化采煤 综采支架支护 全部垮落法管理顶板 顺槽刮板输 送机运输 大巷皮带运输 绞车提升 中央并列抽出式通风 矿井一般涌水量 2160m3 d 井 下建有水仓 采用水泵向地面集中排水 瓦斯相对涌出量 58 83m3 t 绝对涌出量 306 26m3 min 属于高瓦斯突出矿井 矿井生产能力 3 0Mt a 根据重组前各煤矿开采情况和调查资料 重组前相邻煤矿分别在本井田北部边界附 近进行了部分开采 分布有多处 4 5 8 号煤层采空区或古空区 但未发现相邻煤矿有 越界进入本井田开采情况 八 井田内小窑开采情况八 井田内小窑开采情况 据了解 井田内除参与重组整合的 4 个生产矿井外 没有其他生产井口开采 但根 据重组整合前各煤矿开采情况 原贺昌煤矿开采 4 号煤层中在原井田东部曾发现 2 处古 窑采空破坏区 原贺昌新建 联办煤矿在开采 8 号煤层时也在原井田东部发现 1 处古 窑采空破坏区 由于井田东部埋藏较浅 古人对浅部 4 5 8 号煤层进行了少量开采 形成了局部范围的采空破坏区 而且因停废时间较长 古空区内存有不同程度积水 给 本矿将来在东部开采造成一定不利因素 第第二二节节 井井田田地地质质特特征征 一一 井田范围 井田范围 一 井田境界 山西柳林鑫飞贺昌煤业有限公司位于柳林县城西北 2km 处的贺昌村 行政区划属柳 林县柳林镇 其地理坐标为东经 110 51 23 110 53 44 北纬 37 25 30 37 27 30 井田东南距柳林县城 2km 307 国道 离军高速公路和孝柳铁路均由井田南侧通过 井田东部有公路与 307 国道相连 井田距 307 国道 2km 距离军高速公路 3km 距孝柳 铁路穆村站 3km 交通运输较为便利 根据山西省国土资源厅 2010 年 2 月 9 日发放的 C1400002010021220056335 号采矿 许可证批准 山西柳林鑫飞贺昌煤业有限公司重组整合后 井田范围由以下 13 个坐标 拐点 见井田境界拐点坐标表 3 2 1 表表 3 2 13 2 1 井田境界拐点坐标表井田境界拐点坐标表 6 6 带带 1980 西安坐标系1954 北京坐标系 备注 拐点 编号 纬距 X 经距 Y 纬距 X 经距 Y 14147109 4019488484 594147158 0019488555 00 24147109 4019489693 594147158 0019489764 00 34147405 4119489693 594147454 0019489764 00 44147405 4119490323 594147454 0019490394 00 54145951 4019490669 604146000 0019490740 00 64145951 4019489847 604146000 0019489918 00 74145471 4019489989 604145520 0019490060 00 84144684 3919488618 594144733 0019488684 00 6 94144371 3919488629 594144420 0019488700 00 104143601 3819487229 594143650 0019487300 00 114146511 4019487229 584146560 0019487300 00 124146511 4019488249 594146560 0019488320 00 134146709 4019488279 594146758 0019488350 00 开采深度 1550m 1150m 井田呈不规则多边形 井田东西宽约 3 440km 南北长 3 804km 面积 7 2538km2 批准开采 4 8 号煤层 批准开采标高为 790 465m 二 矿井四邻关系 井田北与山西柳林鑫飞毛家庄煤业有限公司相邻 西界外为华晋焦煤有限责任公司 沙曲矿 2 煤系地层 地质构造地质构造 一 区域地质 1 区域地层 该井田位于鄂尔多斯聚煤盆地东缘的河东煤田中段离柳矿区内 区域地层见表 2 1 1 2 区域构造 河东煤田属鄂尔多斯盆地东部边缘 按地质力学观点 该煤田为祁吕贺山字型构造 脊柱东侧盾地与东翼内带之间一沉积煤盆地 由于受各时期构造运动的影响 形态比较 复杂 而东翼以北北东向的新华夏系构造为主 离柳矿区位于河东煤田中部 基本上是一向西倾斜的单斜构造 东部发育大的宽缓 褶曲 成为矿区控制性构造 褶曲自东而西有离石 中阳向斜 王家会背斜 三交 柳 林单斜 其间伴生有炭窑沟 朱家店 湍水头等较大断层 王家会背斜由于隆起部位遭 受长期剥蚀 其上含煤地层不复存在 而背斜东部分离出离石煤盆地 离柳矿区以北和 以南 构造应力较为强烈 发育了汉高山断层带和紫荆山断层带 而中部产生了离石鼻 状构造 本构造以离石 聚财塔一线为转折线 形成了一个弧顶向西突出的弧状褶曲 表 2 1 1 区域地层简表 地层单位 界 系统组 代 号 厚度 m 岩性描述 全新 统 Q40 24 冲积层 由亚砂土 砂层及砾石层组成 上更 新统 马兰组 Q3m0 58 浅黄色 黄土状亚粘土及亚砂土 含大孔隙 局部 夹砂砾层及其透镜体 常组成二级阶地及其丘陵顶 部覆盖黄土地貌 第 四 系 中更 新统 离石组 Q2l0 140 红黄 浅红棕色黄土状亚砂土 夹红综色古土壤层 其下可见钙质结核层 底部夹有薄透镜状砾石层 砾石万分单一 以灰岩为主 垂直节理发育 新 生 界 上 第 三 系 上新 统 保德组 N2b0 122 底部为灰白 浅红色砾岩 砾石成分为片麻岩 石 英砂岩 石灰岩组成 砾径 5 10m 钙质胶结 上部 为紫红色及棕红色粘土及砂质粘土 夹薄砾石层及 钙质结核 7 铜川组 T2t221 341 下部为灰绿 灰黄及灰红色长石 石英砂岩为主 夹 薄层泥岩 砂岩含磁铁矿条带 钙质结核等 上部 由 灰红色厚层状中细粒长石石英砂岩为主 夹泥岩及 1 2层凝灰岩中统 二马 营组 T2e r 429 519 中上段由紫红 灰红色长石 石英砂岩及薄层泥岩 砂质泥岩组成 下段为灰绿色厚层中粒长石石英砂 岩夹泥岩及砾石透镜体 顶部为紫红色砂质泥岩 和尚 沟组 T1h92 167 紫红 砖红色砂质泥岩 泥岩夹浅红色细砂岩 局 部含数层钙质结核或透镜状淡水灰岩层 中 生 界 三 叠 系 下统 刘家 沟组 T1l330 485 淡红 砖红色细粒薄板状长石 石英砂岩夹薄层紫红 色砂质泥岩 砂岩中含泥质包裹体 具大型交错层 理 细砾岩中见有淡水灰岩层 石千 峰组 P2s h 99 5 224 以砖红 鲜红色砂质泥岩 泥岩为主 下部砂岩发 育 上部以细碎岩为主 夹透镜状淡水灰岩 上统 上石盒 子组 P2s350 508 下段以灰绿色砂岩为主 中段为紫红色 灰绿色砂 质泥岩 粉砂岩与紫色泥岩互层 上段为紫色 葡 萄紫色 蓝灰色砂质泥岩 泥岩 夹薄层浅色长石 泥岩 下石盒 子组 P1x60 116 灰 灰绿色砂岩 灰色泥岩及煤线组成 底部含煤线 数层 上段为灰绿色中厚层状砂岩 夹砂质泥岩及 炭质泥岩 二 叠 系 下统 山西组 P1s33 78 灰白 深灰色砂岩 灰黑色泥岩及煤层组成 含 2 5 层煤 其中4层煤可采或局部可采 主要含煤地层 之一 上统太原组 C3t60 127 由灰白色砂岩 灰黑色泥岩 石灰岩及煤层组成 含灰岩5 6层 煤层5 7层 可采煤层2 4 层 主要 含煤地层之一 古 生 界 石 炭 系 中统本溪组 C2b14 48 由铁铝岩 粘土泥岩及泥岩 砂岩组成 底部为山 西式铁矿或黄铁矿及G层铝土矿 向上为泥岩段 夹薄层砂岩及煤线 峰峰组 O2f 46 138 浅灰 深灰色中厚层状石灰岩 角砾状泥灰岩为主 夹层状 脉状 纤维状隐晶质石膏 石膏带多赋存 于中下部 上马家 沟组 O2s122 383 底部为泥灰岩 局部含角砾 其上主要为灰岩及白 云质泥灰岩与豹皮状灰岩互层 中统 下马家 沟组 O2x48 263 底部为黄褐色中厚层状石英砂岩及黄绿色钙质泥岩 泥灰岩 其上为灰岩 夹薄层泥灰岩及白云质灰岩 奥 陶 系 下统 冶里 亮甲山 组 O1y O1l 46 121 29 45 底部为黄绿色泥岩与竹叶状白云岩互层 泥岩一般为 2 3层 其上为燧石结核 白云岩和泥质白云岩 泥岩中含山西朝鲜早化石 古 生 界 寒 武 系 上统凤山组 3 f 55 110 底部为泥质白云岩 向上为厚层白云岩 泥岩及泥 质条带白云岩 白云岩层位稳定 质纯 含五湖嘴 虫及索克虫化石 8 长山组 3 ch 3 44 灰紫色竹叶状灰岩 夹薄层灰岩 汉高山 带相变为 白云质灰岩 含王冠头虫化石 崮山组 3 g 7 40 黄绿色 灰紫色泥岩 泥质条带灰岩和竹叶状灰岩 汉高 山组 Zch18 350 下部为紫红色砾岩及灰黄色砂岩 上部为紫红色砂 质泥岩 泥岩夹砂岩 靠下部夹一层 1 2m厚的安山 质凝灰岩 含孢粉 震 旦 系黑茶 山组 Ptl hc 1080 由变质砾岩及肉红色 灰紫色含砾长石石英岩等岩 石组成 砾岩中砾径大小悬殊 一般 2 60mm 白 龙 山 组 Ptl b 660 变基性火山岩 由斑状 气孔状斜长石角闪岩 角 闪变粒岩及千枚岩组成 元 古 界 野 鸡 山 群 青 杨 树 湾 组 Ptl q 260 1002 下部为变质砾岩 含砾石英岩及石英岩等变质粗粒 碎屑岩 中部为浅红色条带状石英岩状角闪变粒岩 上部为灰黑色条纹 条带状钙质黑云母千枚岩 夹 钙质石英岩及1 2 层变基性火山岩 吕梁 山群 Arz ll 4835 13035 以变质酸性 基性火山岩为主 中部夹有泥质为主 的变质沉积岩 石英岩 千枚岩 大理岩 顶部为 巨厚层状的大理岩 太 古 界界河 口群 Arz jh 2500 12410 以云母片岩 云母变粒岩为主 夹各种大理岩 黑 云母斜长片麻岩及斜长角闪岩 经受混合化作用较 强烈 这个弧状褶曲在三交 柳林区表现明显 在转折线以北的三交区 地层走向由北东 转向北北东至南北向 而转折线以南的柳林区 则由南北转向北北西至北西 在鼻轴 转折线 部位由于张力作用产生了一个东西向的张性断裂带 即聚财塔断层和聚财塔南 断层组成的地堑构造 落差 130 255m 3 岩浆岩 本区未发现有岩浆侵入体 无岩浆岩分布 4 区域含煤特征 河东煤田离柳矿区位于山西省西部 主要含煤地层为石炭系上统太原组和二叠系下 统山西组 9 表表 2 1 22 1 2 区域可采煤层情况表区域可采煤层情况表 含煤 地层 煤层 编号 煤层厚度 m 最小 最大 平均 煤层间距 m 最小 最大 平均 结构 夹石层数 可采性 稳定性 2 0 25 2 20 0 89 简单 0 2 大部可采 较稳定 1 01 23 92 10 34 3 0 40 1 50 1 05 简单 0 1 大部可采 较稳定 0 16 99 6 16 4 0 84 6 05 2 98 较复杂 0 4 全部可采 稳 定 1 80 9 74 5 56 山 西 组 5 0 10 5 04 2 73 复杂 0 6 大部可采 较稳定 11 56 31 82 16 88 6 0 10 1 66 0 81 简单 0 2 大部可采 较稳定 17 39 37 58 27 73 8 0 79 9 33 3 91 复杂 0 7 全部可采 稳 定 0 12 48 1 32 9 0 18 3 12 1 39 复杂 0 5 局部可采 不稳定 太 原 组 10 0 18 5 38 1 66 0 22 50 9 43 较复杂 0 4 大部可采 较稳定 石炭系上统太原组为一套海陆交互相的含煤建造 主要是由一套石灰岩 泥灰岩 泥岩 砂质泥岩及不同粒度的砂岩组成 地层厚度 70 127m 含煤 6上 6 7 8上 8 9 10 11 号煤层 其中 8 号煤层为稳定可采煤层 6 10 号煤层为较稳定的大部可 采煤层 9 号煤层为不稳定的局部可采煤层 其余为不可采煤层 二叠系下统山西组是一套由砂岩 泥岩 砂质泥岩和煤层组成的陆相含煤建造 地 层厚度一般为 33 98m 含煤 1 2 3 4 5 5 下号煤层 其中 4 号煤层为稳定可采煤 层 2 3 5 号煤层为较稳定的大部可采煤层 其余为不可采煤层 二 井田地质 1 地层 井田位于河东煤田中段 离柳矿区中西部边缘 井田内地表大部为黄土覆盖 根据 钻孔揭露情况 井田范围内沉积地层由下而上依次为 1 奥陶系中统上马家沟组 O2s 埋藏于井田深部 岩性为深灰色 厚层石灰岩 泥灰岩 白云质灰岩 中上部岩溶 裂隙发育 据邻区资料 本组地层厚度约 220m 左右 2 奥陶系中统峰峰组 O2f 埋藏于井田深部 地层厚度大于 100m 岩性底部多为角砾状石灰岩 中下部为泥灰 岩 灰岩 含脉状纤维质石膏或层状隐晶质石膏 3 5 层 上部为中厚层石灰岩 夹有薄 10 层角砾状泥灰岩 泥岩 3 石炭系中统本溪组 C2b 平行不整合于下伏奥陶系灰岩之上 底部为鸡窝状山西式铁矿和浅灰色铝土岩 即 铁铝层段 之上为深灰色泥岩 砂质泥岩夹泥岩 粉砂岩 和 2 3 层不稳定石灰岩及 1 2 层薄煤线 本组厚度 15 24 41 63m 平均 28 91m 左右 4 石炭系上统太原组 C3t 连续沉积于本溪组之上 为井田内主要含煤地层之一 地层厚度 68 72 119 08m 平均 88 83m 岩性为灰 灰白色砂岩 深灰色泥岩 砂质泥岩间夹 4 7 层煤层 其中 8 号煤层为井田主要可采煤层 自下而上发育的 L1 L2 L1 L2多合并为一层 L3 L4 L5石灰岩中 L1 2 L3层位稳定 为良好的标志层 L3 L4灰岩则不稳定 部分钻 孔中缺失 本组底部以一层灰白色中细粒石英砂岩 K1 与本溪组分界 5 二叠系下统山西组 P1s 井田主要含煤地层之一 与下伏太原组呈连续沉积 地层厚度 34 69 55 23m 平均 41 78m 岩性由深灰 灰黑色泥岩 砂质泥岩 粉砂岩和 3 5 层煤层组成 其中 4 5 号 煤层为主要可采煤层 底部分界砂岩 K3 为一层灰白色中细粒砂岩 6 二叠系下统下石盒子组 P1x 连续沉积于山西组之上 岩性为灰 灰绿色砂岩夹深灰色粉砂岩 泥岩 砂质泥岩 下部偶夹 1 2 层煤线 顶部有一层浅灰 紫红斑杂色铝质泥岩 俗称 桃花泥岩 为良 好辅助标志层 底部以一层灰绿色中粗粒砂岩 K4 与山西组分界 本组厚度 80 21 100 54m 平均 86 92m 7 二叠系上统上石盒子组 P2s 与下盒子组呈连续沉积 全组厚度 410m 左右 井田内仅残留中下部层段 其厚度 为 20 62 190 00m 平均为 100 54m 岩性为灰白 黄绿色砂岩夹灰 灰绿 紫红色泥岩 砂质泥岩 粉砂岩 8 上第三系上新统 N2 岩性由棕红色粘土 亚粘土组成 含有钙质结核 与下伏基岩呈角度不整合接触 厚度 0 65 00m 平均 25 00m 9 第四系中 上更新统 Q2 3 广泛分布于井田内 上部为第四系上更新统黄色亚砂土 下部为中更新统浅红 红 黄色亚粘土 垂直节理发育 厚度 0 100 00m 平均 50 00m 2 构造 井田位于河东煤田中段 区域构造位置处于吕梁山复背斜之次级构造王家会背斜西 翼 受其影响井田范围总体呈一走向北北西至北西 倾向南西的单斜构造 局部略有次 级起伏 地层倾角平缓 为 3o 10o左右 井田内未发现断层 陷落柱等其他构造现象 亦未发现岩浆侵入现象 井田总体构造属简单类型 三 煤层及煤质三 煤层及煤质 1 含煤地层 井田内主要含煤地层为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组 此外 在本溪组和 下石盒子组也含有少量不稳定的薄煤层和煤线 现将井田主要含煤地层叙述如下 1 太原组 C3t 为一套海陆交互相含煤地层 平均厚度 88 83m 左右 根据岩性岩相组合特征 自 下而上可分为三段 1 晋祠段 由 K1砂岩底至 10 号煤层底 厚度 28 00m 左右 岩性以深灰色泥岩 砂质泥岩为主 11 夹有灰色中 细 粉砂岩和一层不稳定的 10 号煤层 底部 K1砂岩为一层中 细粒石英砂 岩 成分以石英和石英质岩屑为主 硅质泥质胶结 磨圆度较好 分选中等 垂向上呈 正序列 发育有板状交错层理 不稳定 厚度变化大 平均厚度为 5 00m 本段泥质岩类成分主要为高岭石 次为伊利石 低开石及锂云母等 常见陆源石英 长石及岩屑等混入物 顶部泥岩中富含球粒状菱铁矿 本段为一套海退的泻湖 障壁岛体系沉积 其间有过一次范围不广的泥沼环境 沉 积了一层不稳定的薄煤层 2 毛儿沟段 由 10 号煤层底至 L3灰岩顶 厚度 23 00m 左右 岩性由深灰色泥岩 砂质泥岩间 3 层石灰岩 L1 L2 L3 井田内大多合并为一层 和 2 3 层煤层 8 号 9 号 10 号 组成 为本组主要含煤段 其中 8 号煤层为井田主要可采煤层 本段所含 3 层灰岩中 L1灰岩为泥晶泥质灰岩 含腕足类 苔藓类 瓣鳃类等化石 L2灰岩为生物泥晶泥质灰岩 基质中含有少量硅质 化石呈片状 种类有腕足 棘皮动 物等 L3灰岩为泥晶生物含泥灰岩 生物化石有苔藓 腕足类 棘皮动物等 所含砂岩以中细粒为主 具交错层理 垂向上以反粒序为主 碎屑成分以石英 燧 石 岩屑为主 泥质胶结 磨圆 分选较好 本段泥质岩成分主要为高岭石 石英和云母 含少量菱铁矿结核 该段属湖坪体系沉积 三次海退海进分别形成了砂坪 泥坪 沼泽和泥岩及碳酸盐 岩台地沉积环境 沉积了普遍发育的 L1 L2 和 L3三层灰岩和 8 号稳定可采煤层 其 中由于前二次海侵间隙较短 只局部出现了其间海退期的泥坪沉积 大部地区则三次海 侵叠加 形成历时较长的碳酸盐台地环境 沉积了较厚的灰岩地层 3 东大窑段 由 L3灰岩顶至 K3 砂岩底 厚度 29 00m 左右 岩性由深灰色泥岩 砂质泥岩 2 层 石灰岩 L4 L5 和 2 层煤层 6上 6 7 号 组成 所含砂岩以中细粒为主 发育大 型交错层理磨圆 分选较好 成分以石英 长石及岩屑为主 泥质胶结 所含泥质岩成分以高岭石 石英云母为主 本段亦属潮坪体系沉积 两次海退海进分别经历了由潮间坪 泥炭坪环境的演变过 程 由于泥炭坪环境相对稳定性差 致沉积煤层多不可采 4 山西组 P1s 为一套陆相碎屑岩含煤地层 平均厚度 41 78m 岩性主要由深灰色泥岩 砂质泥岩 粉砂岩间 3 4 层中 细粒砂岩和 3 5 层煤层组成 所含煤层中 下部 4 号 5 号煤层为 主要可采煤层 中上部沉积煤层大都不可采 本组所含砂岩多以中细粒为主 成分以石英 长石和岩屑为主 有时含煤屑 砂粒 磨圆 分选中等 交错层理发育 有时有冲刷下伏地层现象 该组所含泥岩多具水平层理 局部富含植物茎叶化石 本组属三角洲体系沉积 随着晚石炭世最后一次海侵的结束 早二叠世早期 井田 一带逐渐过渡为三角洲沉积环境 而三角洲沼泽化就成为山西组主要煤层堆积的良好基 础 故而沉积了井田主要可采的 4 5 号煤层 2 含煤性 该井田含煤地层为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组 山西组平均厚度 41 78m 含 1 2 3 4 5 号煤层 其中 4 5 号煤层为可采煤层 煤层平均总厚 8 76m 含煤系数 20 97 可采煤层厚 7 95m 可采含煤系数 19 03 太原组平均厚度 88 83m 含 6上 6 7 8 9 10 号煤层 其中 8 号煤层为稳定可 采煤层 10 号煤层为局部可采煤层 煤层平均总厚 5 91m 含煤系数 6 65 可采煤层 厚 4 64m 可采含煤系数 5 22 12 煤系地层总厚 130 61m 含煤总厚 14 67m 含煤系数 11 23 可采煤层厚 12 59m 可采含煤系数 9 64 3 可采煤层 该井田可采煤层有 4 5 8 10 号煤层 其特征见表 2 1 3 表表 2 1 32 1 3 可可采采煤煤层层特特征征表表 顶底板岩性 地层煤层 厚度 最小 最大 平均 m 层间距 最小 最大 平均 m 结构 夹矸数 稳定性可采性 顶板底板 4 4 16 4 85 4 37 较简单 0 4 稳定 赋煤区 可采 泥 岩 砂质泥岩 中细砂岩 泥 岩 砂质泥岩 细砂岩 2 85 3 93 3 19 山西 组 5 2 97 4 19 3 58 简单 复杂 0 6 稳定 赋煤区 可采 泥 岩 砂质泥岩 砂岩 泥岩 砂质泥岩 39 86 51 26 46 70 8 1 58 4 42 3 55 较简单 0 4 稳定 全井田 可采 石 灰 岩 泥 岩 砂质泥岩 铝质泥岩太原 组 10 0 2 27 1 09 15 77 20 34 16 26 较简单 0 4 不稳定局部可采 中细砂 岩泥 岩 泥 岩 1 4 号煤层 位于山西组下部 下距 5 号煤层 2 853m 平均 3 19m 煤层厚度 4 16 4 85m 平均 4 37m 煤层结构较简单 一般不含夹矸 局部含 1 2 层夹矸 偶见 4 层夹矸 井田东 部该煤层被剥蚀 赋存区均达可采 煤层直接顶板为泥岩和中细砂岩 底板为泥岩 细 砂岩 砂质泥岩 井田内该煤层已被大片开采 2 5 号煤层 位于山西组底部 下距 K3砂岩 3 50m 左右 煤层厚度 2 97 4 19m 平均 3 58m 煤 层结构大部简单 不含夹矸和有时含 1 层夹矸 局部结构复杂 含 3 6 层夹矸 井田东 部该煤层被剥蚀 井田内赋存区均达可采 煤层直接顶板大多为泥岩 局部为砂质泥岩 细砂岩 底板多为泥岩 砂质泥岩 3 8 号煤层 赋存于太原组中下部 L1石灰岩之下 上距 5 号煤层平均 46 70m 煤层厚度 1 58 4 42m 平均 3 55m 为全井田稳定可采煤层 煤层结构较简单 一般不含夹矸 局部含 1 2 层夹矸 偶见 4 层夹矸 煤层直接顶板为 L1石灰岩 有时有泥岩伪顶 底板大多为 泥岩 砂质泥岩 局部为铝质泥岩 井田东部该煤层有少量开采 4 10 号煤层 赋存于太原组下部 上距 8 号煤层 16 26m 煤层厚度 0 2 27m 平均 1 09m 为不 稳定的局部可采煤层 可采地段为井田北部 南部和西部 煤层结构较简单 一般不含 夹矸 局部含 1 2 层夹矸 偶见 3 4 层夹矸 煤层顶板大部为泥岩 炭质泥岩 局部为 中 细砂岩 底板大部为泥岩 局部为铝质泥岩 该煤层属未批采煤层 二 煤质 据 山西省河东煤田离柳矿区沙曲井田勘探 精查 地质报告 资料 将各煤层物 13 理性质及煤岩特征叙述如下 1 物理性质 各煤层煤的物理性质基本相同 颜色为黑色 黑灰色 条痕为黑色至灰黑色 以玻 璃及强玻璃光泽为主 少数分层呈油脂光泽 内生裂隙普遍发育 断口为贝壳状 参差 状和阶梯状 各煤层为中变质煤 硬度小 脆度大 主要可采煤层一般含夹矸 0 3 层 属简单 中等结构 夹矸多为泥岩 炭质泥岩为主 伴生黄铁矿及菱铁质结核 2 煤的化学性质 1 化学性质 根据井田内及邻近钻孔煤芯煤样煤质化验结果和矿井取样化验资料 各可采煤层煤 质特征见表 2 1 4 1 4 号煤层 水 分 Mad 原煤 0 34 0 88 平均 0 66 浮煤 0 36 0 92 平均 0 64 灰 分 Ad 原煤 8 57 27 39 平均 18 39 浮煤 3 86 11 35 平均 7 25 14 表表 2 1 42 1 4 煤质化验成果汇总表煤质化验成果汇总表 工 业 分 析 胶质层厚度 mm 煤 层 原 煤 浮 煤 MadAdVdaf 全硫 St d 发热量 Qgr d MJ Kg XY 粘结指 数 GR I 磷含量 Pd 浮煤回收 率 煤 类 原 煤 0 34 0 88 0 66 8 57 27 34 18 39 22 43 27 19 24 40 0 27 0 65 0 44 30 98 0 014 0 047 0 031 4 浮 煤 0 36 0 92 0 64 3 86 11 35 7 25 21 79 24 32 22 56 0 34 0 63 0 48 32 12 36 92 35 85 20 0 47 8 32 9 15 0 20 0 17 5 80 95 2 88 7 48 9 72 0 57 9 JM 原 煤 0 46 0 81 0 64 9 51 38 66 26 84 22 27 26 82 23 59 0 46 1 53 0 91 24 40 0 008 0 017 0 0125 5 浮 煤 0 33 0 80 0 62 5 62 14 32 9 29 20 41 24 48 21 95 0 55 0 81 0 72 33 28 36 85 35 90 18 7 33 3 27 9 10 7 19 0 15 3 82 91 7 87 0 27 8 65 0 42 9 JM 原 煤 0 39 1 35 0 58 10 78 25 18 15 22 15 35 21 07 18 16 1 00 3 69 2 55 0 017 8 浮 煤 0 26 0 96 0 60 3 46 10 21 7 12 16 79 20 00 18 10 1 46 2 69 2 22 35 74 36 87 36 83 18 0 39 6 26 6 8 8 11 5 10 3 76 8 79 8 78 3 49 8 61 6 55 7 JM 原 煤 0 34 0 74 0 52 16 44 38 67 29 38 22 33 25 30 23 68 0 70 2 23 1 45 0 003 0 029 0 016 10 浮 煤 0 66 0 72 0 68 10 26 14 57 11 79 17 67 19 90 18 79 0 68 1 11 0 93 35 36 36 40 35 98 10 5 21 8 19 7 8 6 21 5 13 2 86 1 96 0 91 1 37 61 50 42 44 02 JM 15 挥发分 Vdaf 原煤 22 43 27 19 平均 24 40 浮煤 21 79 24 32 平均 22 56 硫 分 St d 原煤 0 27 0 65 平均 0 44 浮煤 0 34 0 63 平均 0 48 磷含量 Pd 原煤 0 014 0 047 平均 0 031 发热量 Qgr d 原煤 30 98MJ kg 浮煤 32 12 36 92MJ kg 平均 35 85MJ kg 粘结指数 GR I 浮煤 80 95 2 平均 88 7 焦渣特征 CRC 7 胶质层最大厚度 Y 15 20mm 平均 17 5mm 煤类为焦煤 洗选后作为炼焦用煤为特低灰 中灰 特低硫 低硫 低磷 特高热值 煤 2 5 号煤层 水 分 Mad 原煤 0 46 0 81 平均 0 64 浮煤 0 33 0 80 平均 0 62 灰 分 Ad 原煤 9 51 38 66 平均 26 84 浮煤 5 62 14 32 平均 9 29 挥发分 Vdaf 原煤 22 27 26 82 平均 23 59 浮煤 20 41 24 48 平均 21 95 硫 分 St d 原煤 0 46 1 53 平均 0 91 浮煤 0 55 0 81 平均 0 72 磷含量 Pd 原煤 0 008 0 017 平均 0 0125 发热量 Qgr d 原煤 24 40MJ kg 浮煤 33 28 36 85MJ kg 平均 35 90MJ kg 粘结指数 GR I 浮煤 82 91 7 平均 87 0 焦渣特征 CRC 6 胶质层最大厚度 Y 10 7 19 0mm 平均 15 3mm 煤类为焦煤 洗选后作为炼焦用煤为特低灰 高灰以中灰 低灰为主 低硫 中低硫 特低磷 低磷 中等热值煤 3 8 号煤层 水 分 Mad 原煤 0 39 1 35 平均 0 58 浮煤 0 26 0 96 平均 0 60 灰 分 Ad 原煤 10 78 25 18 平均 15 22 浮煤 3 46 10 21 平均 7 12 挥发分 Vdaf 原煤 15 35 21 07 平均 18 16 浮煤 16 79 20 00 平均 18 10 硫 分 St d 原煤 1 00 3 69 平均 2 55 浮煤 1 46 2 96 平均 2 22 16 磷含量 Pd 原煤 0 017 发热量 Qgr d 浮煤 35 74 36 87MJ kg 平均 36 83MJ kg 粘结指数 GR I 浮煤 76 8 79 8 平均 78 3 胶质层最大厚度 Y 8 8 11 5mm 平均 10 3mm 煤类为焦煤 洗选后为特低灰 中灰 中高硫 高硫 低磷 特高热值煤 4 10 号煤层 水 分 Mad 原煤 0 34 0 74 平均 0 52 浮煤 0 66 0 72 平均 0 68 灰 分 Ad 原煤 16 44 38 67 平均 29 38 浮煤 10 26 14 57 平均 11 79 挥发分 Vdaf 原煤 22 33 25 30 平均 23 68 浮煤 17 67 19 90 平均 18 79 硫 分 St d 原煤 0 70 2 23 平均 1 45 浮煤 0 68 1 11 平均 0 93 磷含量 Pd 原煤 0 003 0 029 平均 0 016 发热量 Qgr d 浮煤 35 36 36 40MJ kg 平均 35 98MJ kg 粘结指数 GR I 浮煤 86 1 96 0 平均 91 1 胶质层最大厚度 Y 8 6 21 5mm 平均 13 2mm 煤类为焦煤 洗选后为中灰 高灰 低硫 中硫 特低磷 低磷 特高热值煤 3 煤的风化和氧化 井田内 4 5 8 号煤层大部埋藏较深 仅东部边界处埋藏较浅 4 5 号煤层有隐伏 露头分布 邻近露头附近煤层有氧化 风化现象 参考 2 1 号孔 8 号煤层风氧化厚度资 料 本次以基岩面下 20m 之上的煤层推定为风氧化带 4 煤层顶底板岩石工程地质特征 4 号煤层直接顶板为泥岩或砂质泥岩 局部为细砂岩 厚3 00 5 00m 质地较坚硬 节理不发育 老顶中砂岩节理较发育 有时直接覆盖与于煤层之上 属 类顶板 底板大部为泥岩 砂质泥岩 局部为细砂岩 5 号煤层直接顶板大部为泥岩 局部为砂质泥岩或砂岩 厚2 36 4 58m 左右 局部 裂隙发育 属 类中等稳定顶板 底板大部为泥岩 局部为砂质泥岩 8 号煤层直接顶板为石灰岩 厚6 00 10 00m 左右 易管理 属 类顶板 有时 含薄层泥岩伪顶 底板大部为泥岩或砂岩 局部为炭质泥岩 铝质泥岩 10 号煤层直接顶板为中细砂岩 最3 00 5 00m 属 类顶板 局部为泥岩 底板为 泥岩 据 山西省河东煤田离柳矿区沙曲井田勘探 精查 地质报告 及相邻柳林煤矿井 下采样进行煤层顶底板岩石力学性质试验 各可采煤层顶底板岩石物理力学性质试验结 果见表 2 1 8 灰岩强度最大 其次为中 细砂岩 砂质泥岩 泥岩 炭质泥岩强度最 小 17 表表 2 1 82 1 8 各可采煤层顶底板岩石物理力学性质试验成果表各可采煤层顶底板岩石物理力学性质试验成果表 抗剪强度 煤层岩性 单向抗压强 度 最小 最大 平均 MPa 单向抗拉强 度 最小 最大 平均 MPa 内摩擦 角 凝聚力系 数 顶板 泥岩 砂质泥岩 粉 砂岩 56 56 8 56 3 1 70 2 00 1 90 40 29 7 9 4 底板泥岩 细砂岩 30 0 32 4 31 2 1 1 1 2 1 2 35 47 4 2 顶板泥岩 细砂岩 51 2 58 8 54 7 2 4 2 5 2 5 40 17 4 2 5 底板泥岩 中砂岩 54 0 59 2 56 4 1 9 2 7 2 30 39 27 8 顶板石灰岩 36 3 118 32 7 4 07 0MPa 10 0MPa 8 底板泥岩 中砂岩 27 4 34 41 0 1 673 4MPa 5 2MPa 4 4 其它地质因素其它地质因素 一 瓦斯 整合前 井田内原贺昌煤矿 刘家焉头煤矿和庙湾煤矿开采 4 号煤层 贺昌新建联 办煤矿开采 8 号煤层 根据山西省煤炭工业局晋煤安发 2009 88 号文件和吕梁市煤炭 工业局吕煤安字 2008 540 号文件批复 各煤矿 2008 年矿井瓦斯等级鉴定结果见表 2 1 9 表表 2 1 92 1 9 20082008 年矿井瓦斯瓦斯等级鉴定结果表年矿井瓦斯瓦斯等级鉴定结果表 瓦斯二氧化碳 煤矿 开采 煤层 绝对涌出量 m3 min 相对涌出量 m3 t 绝对涌出 量 m3 min 相对涌出量 m3 t 鉴定 等级 贺昌煤矿 410 3822 9960 561 241 高瓦 斯 刘家焉头煤矿 412 4461 10 371 81 高瓦 斯 庙湾煤矿 419 29110 740 270 78 高瓦 斯 贺昌新建联办 矿 89 6412 880 831 11 高瓦 斯 从上表看出 井田 4 8 号煤层均属高瓦斯矿井 18 另据原贺昌煤矿和刘家焉头煤矿 2008 年 12 月委托煤炭科学研究总院抚顺分院采用 分源预测法进行矿井瓦斯涌水量预测 预测结论为 原贺昌煤矿 4 号煤层瓦斯含量为 7 10 8 72m3 min 预测当矿井产煤量为 300kt a 时 矿井平均绝对瓦斯涌出量为 12 15m3 min 相对瓦斯涌出量为 22 13 m3 t 为高瓦斯矿井 原刘家焉头煤矿 4 5 号 煤层瓦斯含量分别为 8 14 m3 t 和 10 28 m3 t 预测当矿井年产量达到 300kt a 矿井 开采 4 5 号煤层瓦斯绝对涌出量为 29 33 m3 min 相对涌出量为 46 46 m3 t 为高瓦 斯矿井 因此在今后的生产过程中 应严格按照高瓦斯矿井管理生产 加强瓦斯的监测预报 和通风管理工作 预防瓦斯聚集 同时杜绝明火 严格遵守 煤矿安全规程 以确保 安全生产 二 煤尘爆炸危险性 2006 年 5 月 11 日和 2008 年 3 月 3 日原贺昌煤矿采取 4 5 号煤层