山西汾西矿业集团公司张家庄煤矿有限责任公司矿井改扩建初步设计.doc

前言张家庄煤矿是汾西矿业集团公司的一个老生产矿井。该矿是一九五三年接管的地方小窑，经改扩建成为设计能力03MT/A的国有统配煤矿，划定矿区面积1558KM2，可采煤层有4、7、9、10号，其中4、7、9号为局部可采，10号为全井田稳定可采，其采矿证号为1400000021839。该矿在计划经济体制下，因市场等因素产量逐年递减，于1992年报废停产。2002年山西省煤炭工业局以晋煤经发【2002】687号文件批复，该矿井破产重组实施改制，利用矿井有效资产和有效煤炭资源进行自救性生产。2003年7月，汾西矿业集团勘查设计所编制了“汾西矿业集团张家庄煤矿有限责任公司张家庄煤矿技术改造初步设计”。经山西省煤炭工业局以晋煤基局字【2003】32号文予以批复。但该矿井经过五十多年的开采，井田内主采的10号煤层资源已近枯竭。而4号、9号煤层仅局部开采，而且煤层很薄，其储量远不能满足矿井生产的需要。为维持企业可持续发展，提高生产效率。经公司分析论证后决定将矿区南部边界外约7949KM2的范围作为该矿扩区。于2008年3月编制了“山西省霍西煤田山西汾西矿业集团张家庄煤矿扩界地质报告”。扩区内煤层资源储量共计3022万T。原井田尚有2177万T，共计5199万T。为合理开发和利用原井田和扩区内的煤炭资源，受山西汾西矿业集团张家庄煤矿有限公司的委托，我院编制该矿改扩建初步可行性研究报告和本初步设计。第一章井田概况及地质特征第一节井田概况一、井田位置及交通（一）井田位置张家庄煤矿位于山西省灵石县城南约7KM处，行政区划属灵石县管辖。原井田为一不规则多边形，由61个坐标点连线圈定，面积155908KM2，扩区位于井田南侧。扩区地理座标为北纬364521364700；东经11143461114642；扩区形态为不规则多边形，由15个坐标点连线圈定，南北宽约305KM，东西长约438KM，面积约为7949KM2，井田总面积为235398KM2。（二）交通大运公路108国道和南同蒲铁路干线均由井田西北边界处通过。玉成至仁义公路以南北贯穿井田东部边界。本矿有铁路专用线与铁路干线冷泉车站接轨，距离10KM。由本矿向北经灵石、介休可抵省城太原，向南经侯马、运城出省至陕西潼关与陇海线相接，交通运输极为便利。详见交通位置图111。二、地形地貌井田位于吕梁山脉与太行山脉交界处，北部和西部边界外为汾河开阔沟谷。区内以低山丘陵侵蚀地貌为主，沟谷纵横，梁峁绵延，地形复杂。井田总体地势南高北低，东高西低。地形最高点位于原矿区东南角与扩区东北部交界处的山梁上，标高11215M，最低点位于扩区西北角的沟谷内，标高8210M，最大相对高差3005M。三、河流水系井田地表水属黄河水系，原矿区内地表河流不发育。扩区内沟谷均为季节性河流，每逢雨季雨水顺沟谷向西汇入汾河。扩区西北部发育5处流量介于0015020L/S的泉水，为第四系砂砾岩含水层。四、气象井田位于山西省中南部，属温带大陆性季风气候。夏秋季日间较热，夜间较冷，昼夜温差大，春季常刮风，全年降水量较少，且多集中于七、八、九月份。根据灵石县气象资料（一）温度最高39（55年7月24日）六、七、八月为最热，最低294（1954年1月4日）以十二、一、二月为最冷，最高最低变化幅度在68左右。（二）冻土深度500700MM。（三）降水量年降水量最大6023MM（1955年），月降水量最高298MM（1954年8月），日最大降水量85MM1954年8月9日，雨水多集中于七、八、九月份，约占全年半数以上，多呈暴雨现象。（四）蒸发量及湿度全年蒸发量13621MM，最大月蒸发量2511MM（1955年6月），最小月蒸发量119MM（53年7月24日），最小相对湿度为1（53年2月16日）。（五）风向风速最大风速每秒81M，主要风向春夏多东南风，冬秋多西北风。五、地震1956年9月25日夜间在井田内发生地震一次，历时达1分钟之久，未作地震仪详细记录，估计三四级，震源不明。据中国地震烈度区划图（1990），本区基本地震烈度为7度。六、煤矿建设及生产情况（一）矿井建设情况张家庄煤矿是汾西矿业（集团）公司的一个老生产矿井。该矿是一九五三年接管的地方小窑，经改扩建后成为设计能力03MT/A的国有统配煤矿，划定矿区面积1558KM2，可采煤层有4、7、9、10号，其中4、7、9号为局部可采，10号为全井田稳定可采，其采矿证号为1400000021839。该矿在计划经济体制下，主采10号煤层，当时因市场等因素产量逐年递减，于1992年报废停产。2002年山西省煤炭工业局以晋煤经发【2002】687号文件批复，该矿井破产重组实施改制，利用矿井有效资产和有效煤炭资源进行自救性生产。2003年7月，汾西矿业集团勘查设计所编制了“汾西矿业集团张家庄煤矿有限责任公司张家庄煤矿技术改造初步设计”。经山西省煤炭工业局以晋煤基局字【2003】32号文予以批复。技改初步设计充分利用了原矿井地面设施及生产辅助系统和原主、副平峒及一家庄回风斜井等井下生产系统对矿井进行技改，设计形成03MT/A生产能力。目前矿井按批准的设计已恢复生产。（二）矿井开拓开采生产情况1、井田开拓矿井原生产能力为03MT/A，平硐开拓方式，主平硐为三心拱，净宽35M，净断面积1038M2，井筒长16450M，井筒内铺设双轨，线路坡度为5，10T架线电机车牵引1T矿车运输。副平硐原为安全出口，三心拱，净宽25M，净断面积为49M2，井筒长15780M。一家庄回风斜井，倾角为25，斜长350M，井筒为三心拱，净宽30M，净断面积为868M2。矿井工业场地位于柏王庙沟内，回风井场地位于一家庄山梁上。2、井下开采在原井田内有可采煤层4、7、9、10号煤层，煤层赋存稳定，水文条件简单，煤层倾角为612，瓦斯含量较低，属低瓦斯矿井。但煤层较薄，煤层厚0818M，地质构造较复杂。目前在庙沟盘区布置了一个高档炮采工作面，年生产能力为65万T。在汤村盘区布置了两个工作面，均为高档炮采面，一个面年生产能力为65万T，另一个年生产能力为15万T。合计生产28万T。（三）矿区开发及四邻情况扩区井田周边因煤层埋藏较浅，涧沟内有石炭系太原组煤层露头，近几十年，有矿井生产和小煤窑的私采乱挖，具体矿井及小煤窑情况如下1、本矿原井田历五十多年的开采，主采10号煤层，资源已经枯竭所剩局部可采煤层厚度较薄，开采时生产能力很难有较大提高。2、扩区西部与原富家滩煤矿井田（现矿井已报废）为邻；3、扩区东北部有灵石县三尺煤矿；4、扩区南部有灵石县赵家墕煤矿；5、扩区东部有灵石县南头煤矿；扩区井田内，有部分小煤窑私采滥挖，主要开采山西组2号煤层及太原组4号煤层，因扩区太原组7、9、10、11号煤层埋藏较深，基本没有受到破坏，但在今后矿井生产开采中，应对扩区内小煤窑进行详细调查了解。七、水源、电源条件（一）水源情况矿区内有两个奥灰水源深井，水质纯良，水源充足，24小时抽水，不能枯竭，不仅完全满足矿区生活的需要，而且能满足生产需求，距矿井工业场地不足15KM，供水十分方便。（二）电源条件矿井已有35KV电源线路二回，一回路引自南关110KV变电站120MM2，15KM；另一回路取自崔家沟35KV变电站120MM2、17KM，供电十分可靠。八、主要建筑材料供应条件矿设有供应科，集团公司设有供应处及材料总库，且距灵石县城不足4KM，物资供应十分便利。主要建筑材料如钢材、木材等可由外地购进，砖、砂、水泥、石灰等可就地解决。建材的供应能够满足建设和生产的需求。九、其它条件矿井通过50余年的生产，已形成一定的规模，矿区职工文化生活丰富，安居工程齐备，多种服务网点齐全，生产区、辅助生产区经过改造均可利用。低成本扩张的格局基本形成。第二节地质特征一、区域地质（一）区域地层本井田位于霍西煤田西北部的灵石矿区。所在区域发育的地层由老到新有太古界、太岳山群、吕梁山群、上元古界、长城系、古生界、寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系、中生界、三叠系及新生界第三系和第四系。（二）区域构造本井田位于霍西煤田西北部，所在区域的主要构造包括祁吕弧形褶带东翼之部分及晋中多字型构造之部分。1、祁吕弧形褶带东翼即由李四光所确立的吕梁恒山褶带在吕梁山及其东麓的一小部分。表现形式主要为一系列走向北北东、北东方向的褶皱和压性、压性兼扭性的断裂构造。对张家庄井田影响较大的有1）灵石复背斜核部大致在介休县义棠灵石县夏门一带，核部出露最老地层为奥陶系中统上马家沟组。2）介休市义棠灵石县夏门一带压性及压扭性断裂构造，走向为北东及北北东，均为正断层。2、晋中多字型构造构造形迹包括由走向北东东的褶皱，压性、压性兼扭性的断裂及褶皱轴部、西翼产生的低序次的二次级所断裂和与北东东向的褶皱或直角相交的少数张性兼扭性的断裂所组成。主要分布在介休平遥一线之东，在本区域内发育少、影响小，仅在灵石县南关一带有所分布，多为走向北东的正断层。二、矿井地质（一）地层井田范围沉积地层由下而上依次有1、奥陶系中统峰峰组（O2F）井田北部边界附近沟谷中有出露，上部为青灰色厚层致密石灰岩，局部节理裂隙发育，且多为方解石脉充填。顶部被铁质浸染呈淡红色；中部为灰色泥灰岩，下部以石膏层为主，夹泥岩及钙质泥岩。厚度12002500M，平均1800M左右。2、石炭系中统本溪组（C2B）平行不整合于奥陶系古侵蚀面上，主要岩性为灰、灰黑色泥岩、砂质泥岩、薄层石灰岩及铝土泥岩，底部为鸡窝状山西式铁矿层，不稳定。本组厚度330392M，平均158M。3、石炭系上统太原组（C3T）主要出露于原矿区北部及西南部沟谷中，扩区西北部沟谷中有少量出露，为海陆交互相沉积，是区内主要含煤岩系之一。岩性以泥岩、砂质泥岩、砂岩互层为主，夹3层石灰岩及69层煤层，底部为灰白色中粒石英砂岩，其层位稳定，与其上石灰岩均可作为良好标志层。本组所含煤层中仅10号煤层全区稳定可采，其余均为局部可采或不可采煤层。4、二叠系下统山西组（P1S）出露范围与太原组基本一致，是区内另一主要含煤地层，为一套湖泊沼泽相沉积。底部为浅灰色厚层状长石英砂岩，中上部为砂质泥岩与砂岩互层，夹13层不可采煤层。厚40205750M，平均5020M。与下伏太原组整合接触。5、二叠系下统下石盒子组（P1X）主要出露于原矿区东部和扩区北部沟谷中，原矿区南部亦有零星出露。为一套河流沼泽相沉积。本组厚832511891M，平均10217M，与下伏山西组呈整合接触。依据其岩性组合特征可分为上、下两段，下段（P1X1）以深灰色泥岩、砂岩互层为主。上段（P1X2）以黄绿色粉砂岩、砂岩互层为主，夹23层灰绿色铝质泥岩。顶部有一层灰绿色夹紫色斑块铝质泥岩可作为确定K10砂岩的良好标志。6、二叠系上统上石盒子组（P2S）出露于扩区北部及南部部分沟谷中，为一套河流相碎屑岩沉积。区域上该组厚3065826M，按其岩性特征可划为三段。根据补13号钻孔资料，下部岩性以灰色中粒砂岩与粉砂岩互层为主，夹紫色泥岩数层。上部岩性以紫红色砂岩、泥岩为主。该组地层在本井田内最大保留厚度约350余米，与下伏下石盒子组呈整合接触。7、第三系上新统（N2）不整合覆盖于下伏基岩侵蚀面上，岩性为浅棕红色亚粘土、粘土，底部含有砾石层，本组厚度0220M，平均88M。8、第四系（Q）主要为中上更新统黄土层，井田梁坡之处大量分布，沟谷处常因洪水冲蚀形成陡坎。较大沟谷中分布少量全新统近代冲积洪积物。本系厚度01220M，平均350M。（二）构造1、原矿区井田总体构造形态以大型宽缓褶曲为主，断层与陷落柱十分发育。现将主要构造简述如下1）褶曲（1）靳村背斜位于井田北部的靳村柏王庙村一带，核部出露于山西组和下石盒子组地层中。轴向自井田西部边界由N70E往北部边界渐转为N45E，两翼基本对称，地层倾角一般710，井田内延伸长度约2KM。（2）西头村向斜核部自西头村北进入本井田西部边界，至137号钻孔附近消失，轴向N45E，两翼基本对称，地层倾角一般68，井田内延伸长度约18KM。（3）瓦窑峪背斜位于井田西南部的瓦窑峪一带，至109号钻孔附近消失，轴向自井田西南部边界由N40E向北东部渐转为N70E，两翼基本对称，地层倾角一般58，井田内延伸长度约26KM。除上述三条较大褶曲外，在井田东南部亦发育一些小的褶皱。2）断层井田内断层十分发育。根据地表出露和井下巷道揭露情况，落差在1503000M的断层达200余条之多，但大都为落差在10M以下的小断层，落差大于20M以上的断层仅6条。这些断层基本上为正断层，除极个别小断层走向为NW外，其余均为走向NE、倾角NW的正断层。诸多断层的存在破坏了煤层的连续性，给煤矿生产带来一定的困难。3）陷落柱井田内陷落柱极其发育。自投产以来共揭露大小陷落柱452个，密度达53个/KM2。陷落柱水平断面直径在10352M间不等，以3040M者见多，其平面几何形态多为椭圆形或近圆形，少量为不规则形。纵断面多为上小下大的狭长梯形，陷壁角多在7080之间。陷落中心与围岩界限清晰，岩性迥异，易于识别。陷落地层在下陷过程中因受挤压、碰撞而破碎杂乱，部分塌陷高度可达地表。4）岩浆岩井田内未发现岩浆岩侵入体。综上所述，原矿区地质构造复杂程度为中等偏复杂类型。2、扩区扩区基本构造形态为走向NE，倾向SE并伴有宽缓褶曲的单斜构造，区内断层与陷落柱较发育。落差在3103M之间的正断层共10条，其中5条落差大于10M，这些断层走向均为NE向，区内大致平行呈阶梯状排列。陷落柱主要分布在扩区西北部，共有7个，形态基本呈椭圆形和近圆形。1）断层（1）FK2正断层为扩区西北部边界断层。走向NE，倾向NW，倾角6570，落差1116M，区内延伸长度约1200M。（2）FK4正断层为扩区西北部边界断层。位于F2断层南边，回牛村西北部，与F2断层大致平行。走向NE，倾向NW，倾角6570，落差630M，区内延伸长度约1000M。（3）FK5正断层位于扩区西北部，在回牛村西南约100M处尖灭。走向NE，倾向NW，倾角65，落差921M，区内延伸长度约1600M。（4）FK7正断层从胡家岩村东进入扩区西南部边界，至高壁镇村西穿越扩区北部边界，与F4断层大致平行。走向NE，倾向NW，倾角5458，落差1730M，区内延伸长度约3500M。（5）FK8正断层位于扩区东南部，补13号钻孔西北，与F7断层大致平行。走向NE，倾向NW，倾角65，落差93103M。区内延伸长度约1100M2、陷落柱扩区内陷落柱较发育，目前发现的共有7个，其中6个均分布于扩区西北部，仅1个位于扩区东南部边界附近。陷落柱水平断面直径60365M不等，呈椭圆形和近圆形，面积63000M2不等。综上所述，扩区地质构造复杂程度应为中等类型。（三）煤层1、含煤性井田内主要含煤地层为山西组和太原组，地层平均总厚12060M，含煤810层，煤层平均总厚623M，含煤系数52。山西组地层厚40205750M，平均5020M。含煤13层，即1、2、3号煤层，各煤层赋存极不稳定，全区不可采。本组煤层平均总厚055M，含煤系数11。太原组地层厚60509820M，平均7040M。含煤68层，自上而下编号为4、5、6、7、8、9、10、11号，其中10号煤层全区稳定可采，7、9、11号煤层于扩区内局部可采，其余煤层均不可采。本组煤层平均总厚568M，含煤系数81。2、可采煤层（详见表121）表121煤层特征表煤层厚度（M）煤层间距（M）煤层号最小最大平均最小最大平均夹石层数顶板岩性底板岩性稳定程度可采程度40130041254035200泥岩泥岩极不稳定全区不可采701019511130101950263001层局部2层泥岩中粒砂岩不稳定原矿区不可采,扩区局部可采9011005722604807830石灰岩泥岩原矿区不稳定,扩区较稳定原矿区不可采,扩区局部可采10085262186645676138201层局部2层泥岩泥岩或细粒砂岩稳定全区可采11055321143112001层局部35层细粒砂岩或泥岩泥岩或铝质泥岩扩区较稳定扩区局部可采1）4号煤层位于太原组顶部，下距7号煤层25403520M平均3010M。煤层厚0130M,平均041M。不含夹石，结构简单。顶底板均为泥岩。在所有钻孔中，可采见煤仅7个。在扩区内为不可采煤层。原矿区内9、103号钻孔见煤点达可采厚度，但均孤立连不成片，无开采价值。而位于原矿区东南部的1、13、20、104号钻孔见煤点均达可采厚度，可采范围面积0902KM2，可供小煤窑开采。2）7号煤层位于太原组中部，K4与K3石灰岩之间，下距9号煤层19502630M，平均2260M。煤层厚010195M，平均111M。一般含01层夹石，局部达2层，结构简单。顶板一般为泥岩，底板多为中粒砂岩。该煤层在原矿区内仅5个可采见煤点，可采点分布不均，连片范围较小，无开采价值，属不可采煤层。在扩区内有3个可采见煤点，均分布于扩区东部，可采面积超过扩区面积的1/3，属不稳定的局部可采煤层。3）9号煤层位于太原组下部，下距10号煤层480783M，平均645M。煤层厚0110M，平均057M，不含夹石，结构简单。顶板为石灰岩，底板一般为泥岩。在原矿区内该煤层可采范围分布于井田中东部，可采面积2139KM2，属不稳定的不可采煤层。扩区内该煤层可采点分布于井田西部和东南部，属较稳定的局部可采煤层。4）10号煤层位于太原组下部，下距11号煤层6761382M，平均1120M。煤层厚085262M，平均186M。一般含01层夹石，局部达2层，结构简单。顶板一般为泥岩，底板为泥岩或细粒砂岩，属全区稳定可采煤层。该煤层于原矿区内已大部采空，仅西南部有小部分未开采。5）11号煤层位于太原组下部，厚055321M，平均143M。一般含01层夹石，仅在补1和13号钻孔附近含35层夹石，结构简单复杂。顶板一般为细粒砂岩或泥岩，底板一般为泥岩或铝质泥岩。扩区内属局部可采煤层，可采见煤点分布于扩区西南部和东南部。3、煤类、煤质及煤的用途1）煤的物理性质和宏观煤岩类型各煤层的物理性质基本相似外观为黑色，条痕为黑色或黑褐色，玻璃光泽，多具条带状结构，层状构造，断口为阶梯状或贝壳状，性脆易碎，多呈细块状或粉煤状。4、7、9、10、11号煤层视密度分别为134T/M3、136T/M3、130T/M3、135T/M3、140T/M3。宏观煤岩类型多为半亮型煤，光亮型和半暗型煤次之，局部有少量暗淡型煤。2）煤的化学性质及工艺性能（1）原矿区各煤层的主要化学性质和工艺性能详见表122。4号煤层水分（MAD）原煤为057134，平均098；浮煤为050115，平均095。灰分（AD）原煤为9861892，平均1448；浮煤为5431206，平均826。挥发分（VDAF）浮煤为28543066，平均2951。全硫（STD）原煤为041328，平均083；浮煤为047187，平均095。表122原矿区各煤层煤芯煤样化验结果汇总表工业分析胶质层厚度煤层号原洗煤MADADVDAFSTDPD发热量QBADMJ/KG粘结性XMMYMM曲线型煤类原煤0981345714892630514908321000393581974264洗煤5260329169573604263482627534之山FM原煤0712417049543783872092143735687967洗煤59652871165205135217之山FM原煤10246140628760532040001436085649洗煤967593249715733624545371728波型JMFM原煤1025183279308406015472516710洗煤83967526419523614802584627631之山FM磷（PD）原煤一般在00039左右。发热量（QBDAF）原煤35423597MJ/KG，平均3581MJ/KG。坩埚粘结性原浮煤平均值均为6。胶质层厚度（Y）介于240340MM之间，平均275MM。7号煤层水分（MAD）原煤为054125，平均075；浮煤为054094，平均为075。灰分（AD）原煤为7912147，平均1704；浮煤为5501690，平均990。挥发分（VDAF）浮煤为27843252，平均为2954。全硫（STD）原煤为185572，平均387；浮煤为163222，平均188。磷（PD）原煤一般在000092左右。发热量（QBDAF）原煤35593577MJ/KG，平均3568MJ/KG。粘结性原、浮煤平均值均为6。胶质层厚度（Y）介于270510MM之间，平均352MM。9号煤层水分（MAD）原煤为046219，平均102；浮煤为041127，平均096。灰分（AD）原煤为7052988，平均1406；浮煤为553924，平均756。挥发分（VDAF）浮煤为22752599，平均2446。全硫（STD）原煤为124261，平均204；浮煤为127173，平均150。磷（PD）原煤一般在00014左右。发热量（QBDAF）原煤为35863630MJ/KG，平均3608MJ/KG。坩埚粘结性原、浮煤煤平均值均为6。胶质层厚度（Y）介于1228MM之间，平均170MM。10号煤层水分（MAD）原煤为052219，平均101；浮煤为051131，平均088。灰分（AD）原煤为9912792，平均1835；浮煤为5691717，平均996。挥发分（VDAF）浮煤为23792903，平均2644。全硫（STD）原煤为061761，平均410；浮煤为058525，平均194。磷（PD）原煤一般在00015左右。发热量（QBDAF）原煤34123624MJ/KG，平均3565MJ/KG。粘结性原、浮煤平均值均为6。胶质层厚度（Y）介于160360MM之间，平均276MM。（2）扩区各煤层的主要化学性质和工艺性能详见表123。7号煤层表123煤质特征表工业分析胶质层厚度煤层号原洗煤MADADVDAFSTDPD发热量QBADMJ/KGXMMYMM曲线型煤类原煤065185098121930662091289136083240157428278000653537364636027浮煤0550870677441956123327593448307814524418015422772644356山型FM原煤02827211864427191521257729902831166424278000653280363435489浮煤065141089498122180925232752262012513513000012435504761530215之型JMFM原煤05025910712282434187024603358298119244429334683599355110浮煤05809007184812651012256431432858129166144000170002400020563402542638334山型FM原煤0611210922906391733833015394632871033722140053333343464338811浮煤05709807313041980156626543126289913328724192451842040283之山FM水分（MAD）原煤为065185，平均098；浮煤为055087，平均为067。灰分（AD）原煤为12193066，平均2091；浮煤为7441956，平均1233。挥发分（VDAF）浮煤为27593448，平均为3078。全硫（STD）原煤为157428，平均278；浮煤为145244，平均180。磷（PD）原煤一般在00065左右。发热量（QBDAF）原煤35373646MJ/KG，平均3602MJ/KG。粘结性原、浮煤平均值均为6。胶质层厚度（Y）介于260440MM之间，平均356MM。9号煤层水分（MAD）原煤为028272，平均118；浮煤为065141，平均089。灰分（AD）原煤为6442719，平均1521；浮煤为4981221，平均809。挥发分（VDAF）浮煤为25232752，平均2620。全硫（STD）原煤为166424，平均278；浮煤为125135，平均130。补13号钻孔原煤全硫含量为609,属异常点,根据规范规定可不予采纳。磷（PD）原煤一般在00065,浮煤在00012。发热量（QBDAF）原煤为32803634MJ/KG，平均3548MJ/KG。坩埚粘结性原、浮煤煤平均值均为6。胶质层厚度（Y）介于1530MM之间，平均215MM。10号煤层水分（MAD）原煤为050259，平均107；浮煤为058090，平均071。灰分（AD）原煤为12282434，平均1870；浮煤为8481265，平均1012。补8号钻孔原煤灰分含量为991,属异常点,根据规范规定可不予采纳。挥发分（VDAF）浮煤为25643143，平均2858。全硫（STD）原煤为192444，平均293；浮煤为129166，平均144。磷（PD）浮煤一般在000205左右。发热量（QBDAF）原煤34683599MJ/KG，平均3551MJ/KG。粘结性原、浮煤平均值均为6。胶质层厚度（Y）介于2638MM之间，平均334MM。11号煤层水分（MAD）原煤为061121，平均092；浮煤为057098，平均073。灰分（AD）原煤为29063917，平均3383；浮煤为13041980，平均1566。挥发分（VDAF）浮煤为26543126，平均2899。全硫（STD）原煤为103372，平均214；浮煤为133287，平均241。磷（PD）原煤一般在00533左右。发热量（QBDAF）原煤33343446MJ/KG，平均3388MJ/KG。粘结性原、浮煤平均值均为6。胶质层厚度（Y）介于200400MM之间，平均283MM。3）煤类及工业用途（1）煤类原矿区4号煤层为低灰、特低磷、低硫、中高挥发分、特高热值的肥煤。7号煤层为中灰、特低磷、高硫、中高挥发分、特高热值的肥煤。9号煤层属低灰、特低磷、中高硫、中等挥发分、特高热值的肥煤和焦煤。10号煤层为中灰、特低磷、高硫、中等挥发分、特高热值的肥煤。扩区7号煤层为中灰、特低磷、中高硫、中高挥发分、特高热值的肥煤。9号煤层属中灰、特低磷、中高硫、中等挥发分、特高热值的肥煤和焦煤。10号煤层为中灰、特低磷、中高硫、中等挥发分、特高热值的肥煤。11号煤层为高灰、特低磷、中高硫、中高挥发分、特高热值的肥煤。（2）煤的工业用途7号、9号、10号煤层虽然全硫含量较高，但因硫分主要为无机硫，经本矿配套的洗煤厂洗选后硫分明显下降，能够满足现行煤、泥炭地质勘查规范的要求，能够作为炼焦用煤，市场前景很好。11号煤层属高灰、中高硫煤，主要做动力用煤。三、水文地质条件（一）区域水文地质概况1、自然地理概况张家庄井田位于霍西煤田的汾孝矿区东部，霍山断裂带的西侧。地貌形态为山前平原丘陵区，地表冲沟发育。地层以奥陶系灰岩作基底，上面覆盖着中上石炭统的本溪组、太原组，二叠系的山西组、石盒子上、下组等基岩；其上为第三系红土及第四系黄土层、冲积层。水系，地表水汾河属黄河水系，位于勘探区西侧。据义棠水文站资料，汾河流域面积23945KM2，多年洪峰流量5222M3/S，最大洪峰流量1260M3/S1959，最枯流量为0。区内无河流，雨季冲沟的水流汇入区东南的静升河。该河发源于霍山甘雨沟，流域面积约60KM2，平常为山溪水流，流量一般小于1M3/S，雨季测得最大流量为339M3/S。2、区域含水层1）奥陶系石灰岩溶裂隙含水层区域西部广泛出露且为地下水补给区，本含水层含水丰富，水质好，为区域主要含水层。2）石炭系上统石灰岩溶裂隙含水层组主要为太原组三层石灰岩含水层，其含水性随埋藏深度和所处构造位置不同而变化，为区域主要含水层之一。3）二叠系砂岩裂隙含水层区域内广泛出露，多见有小泉水出露，具有一定含水性，但一般富水性较弱。4）第四系冲积洪积含水层多分布于较大沟谷及两侧一级阶地，大多含水性较好，为村镇工农业用水的重要水源之一。3、区域隔水层隔水层由本溪组铝土质泥岩或铝土岩、2号煤层底板至K2灰岩之间的粉砂岩、泥岩、山西组顶界以上泥岩、粉砂岩等组成。（二）矿井充水条件1、含水层1）奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水层厚700余米，青灰色，中夹薄层泥灰岩及石膏层。地表见水平溶洞颇多，部分被水平垂直小溶洞及大裂隙所贯通。蜂窝状小溶洞常发育于薄层灰岩中，溶洞层总厚约6M，每层距上部石膏层之间距及溶洞的极大值自上而下分别为间距1012M溶洞极大值（M）25252728M1012M溶洞极大值（M）0505053841M溶洞极大值（M）3169上述溶洞中局部被灰岩块及钙质泥岩充填，并有再次冲蚀现象。据148队在本区西缘富家滩之水源生产井资料主要含水量水层埋藏在石膏层以下，其标高500至541M。地下水流向由北向南。节理、裂隙、溶洞发育，钻孔直径032M，水位下降004026M，涌水量51153升/秒，静止水位标高5367154126M；水质为重碳酸盐钙镁型，矿化度054克/升，含水量极为丰富。局部地区受构造影响，在主要含水层段（标高541M）之上部有泉水出露（富家滩北沟），泉口标高约600M，流量约0210升/秒，地下水渗透因溶解上部之石膏层，使地下水硫酸根离子增多，水质变坏。2）石炭系上统太原组石灰岩岩溶裂隙含水层包括K2、K3、K4三层灰岩，岩溶裂隙不甚发育。（1）太原组K2石灰岩厚706945M，青灰色，层位稳定，中夹一薄层泥岩，节理、裂隙发育，钻孔最大耗水量180M3/小时。为下部主要含水量水层之一。（2）太原组K3、K4石灰岩K4、K3灰岩层间距257808M，两者有水力联系。K4灰岩厚331621M，深灰色，节理、裂隙发育，有4个钻孔发现水位突然下降，平均耗水量58120M3/小时。K3灰岩厚418570M，深灰色，局部裂隙发育，仅补13、补14号孔耗水量较大，平均933、120M3/小时。3）二叠系下统山西组和下石盒子组砂岩裂隙含水层以下石盒子组K9、山西组K7砂岩为主。K9砂岩厚335至1638M，黄绿色细至中粒，钙质胶结，裂隙发育。本区所见该层之5个钻孔中，有4个漏水，最大耗水量达18M3/小时。为本区上部主要含水层之一。K7砂岩厚0971260M，灰白色细至粗粒，裂隙局部发育，8号孔抽水试验结果，单位涌水量0018升/秒。除上述两含水量水层水层外，裂隙泉出露较多，流量均小于01升/秒，均属弱含水量水层。4）第四系冲（洪）积砂砾层分布于近代河流两侧，常构成河漫滩阶地，厚1020M。砂砾层除本区西部与下伏奥陶系灰岩接触，潜水渗流呈浅水层外，一般呈潜流，含水性中常。水质为重碳酸或硫酸盐钙镁型，矿化度106克/升。2、隔水层井田隔水层主要为石炭系中统本溪组泥质岩类隔水层组。岩性由铝土矿、砂质泥岩、泥岩及砂岩等组成，厚度33392M，为井田内良好的隔水层。此外，相见于各灰岩、砂岩含水层之间的较厚的泥岩、砂质泥岩及裂隙不发育的砂岩均可视作隔水层，可以起到层间隔水作用。3、地下水的补给、径流条件、排泄条件井田内大部为第四系黄土所覆盖，厚度分布极不均匀，一般在112012285M，虽透水性较弱，但终究因为含水层距地面较近（平均厚度大约在100M左右），且大部含水层都出露于沟谷，上部岩层又因风化及节理裂隙发育的关系，形成了与地面水相互贯穿的良好通道，井田内小窑甚多，部分小窑又与生产矿井贯通，因此往往雨后地面水就顺黄土孔隙及岩层裂隙或小窑通道而流入地下。所以说矿井涌水量的补给与地面降水量是有着其密切关系的，即降水多，地下水的涌水量亦即增多。但由于本井田的旧生产矿井过去均系小窑私人开采，规模很小，设备简陋，解放后，虽归国营采掘，但因矿井内涌水量很小，而矿坑排水的长期观测工作尚未被引起注意，以致造成长期无排水记载资料，因此对阐明地下水与地表水的关系就须进一步的调查研究。汾河在井田的南面，距井田边界线大概为2KM左右，其绝对标高约为672M，本生产矿井最低的开采水平约为720M，高出汾河河床面有48M。即便汾河最高洪水位的标高为6886M（1954年9月4日），将来矿井的最低开采水平高出河床面也有314M，因此地表汾河的径流对将来生产矿井是毫无影响的。4、水文地质条件类型K2、K4石灰岩含水层是开采7、9、10、11号煤层的直接充水含水层，局部地段可能通过开采产生的塌陷带接受上部砂岩的充水补给，由于含水层均为弱富水性，且充水方式以顶板淋水为主。下伏奥灰岩溶地下水位标高（541M左右），低于大部分开采煤层，因此，水文地质条件为简单类型，只是东南部一带开采地段水文地质条件为中等类型。（三）矿井充水因素分析本区的气候、植被、地面、地层构造、岩层出露范围以及地表水体等条件，均不利于地下水的补给，因此，除奥灰外，其它含水层富水性一般都较弱。4号煤层位于太原组顶部，其直接充水含水层为其上覆的山西组砂岩含水层，煤层开采时可通过冒落带直接进入矿坑，但其直接充水含水层单位涌水量均不大，富水性弱。7号、9号和10号煤层位于太原组中部、下部，其充水因素主要有两个，一是其本组的K2、K3及K4石灰岩，单位涌水量较小，富水性弱，但局部地段可能岩溶裂隙发育，导致含水量增大；二是其底部的奥灰岩溶水，由于本井田断裂及陷落柱较发育，可以成为上下岩层的导水连接带，但据现生产矿井揭露，断层和陷落柱周围都有擦痕非常明显的泥质岩，这些泥岩又可起到隔水作用。但对于东南部低于540M标高以下煤层，却处在带压开采地段，带压开采范围近2KM2。根据GB1271991中安全隔水厚度和突水系数计算公式，最大突水系数为007MPA/M，达到底板受构造破坏块段突水危险值，因此，存在有突水的危险，且该地段存在有70M左右断距的断层，应在开采过程中引起足够的重视，防止奥灰岩溶水突水的事故的发生。（四）矿井涌水量预算根据矿井开拓面积，开采4、7、9号煤层主要充水水源为顶板砂岩或石灰岩裂隙水，且属于局部可采煤层，涌水量较小对矿井生产影响不大，对矿井影响主要为10、11号煤层。根据生产矿井及邻近生产矿井调查，矿井涌水以顶板淋水为主，并在局部以裂隙缝出水，矿井正常涌水量120M3/D，最大涌水量192M3/D。因此，根据矿井规划面积2354KM2，原矿井生产能力预算井下涌水量1、采用常规的水文地质比拟法，有关参数用本矿调查及统计结果。Q0生产矿井涌出的总水量M3/DQ设计矿井涌水量M3/DF0采空面积及巷道面积1030KM2F设计矿井开采面积2354KM2本矿生产30万T/A时涌水量Q0一般涌水量120M3/D最大涌水量192M3/D2、计算公式和预测结果Q0120KF1165KF1030Q正常KFF1165235427425M3/D115M3/HQ最大KFF1864235443880M3/D183M3/H但从生产规模扩大和开采深度的增加，到09MT/A时矿井正常用水量为36M3/H，最大涌水量为60M3/H。四、其它开采技术条件（一）煤层顶底板工程地质特征9号煤层顶板为石灰岩，底板为泥岩，开采地质条件为E；10号煤层该矿主采煤层，直接顶为黑色泥岩，厚度57M，老顶为K2石灰岩，煤层底板为黑色泥岩，未发现有底鼓现象，开采地质条件为E。（二）瓦斯、煤尘及煤的自燃1、瓦斯该矿井2007年度瓦斯等级鉴定结果，相对涌出量为2352M3/T，绝对涌出量为0196M3/MIN，二氧化碳相对涌出量为345M3/T，绝对涌出量为2875M3/MIN。本矿属低瓦斯矿井。2、煤尘据山西省煤炭工业局综合测试中心2007年3月检验报告9号煤层煤尘火焰长度400MM，抑制煤尘爆炸最低岩粉用量为80；10号煤层煤尘火焰长度为200MM，抑制煤尘爆炸最低岩粉用量为70，均具爆炸危险性。3、煤的自燃据山西省煤炭工业局综合测试中心2007年3月检验报告9号煤层煤的吸氧量为08347CM3/G，自燃倾向性等级为级；10号煤层煤的吸氧量为07876CM3/G，自燃倾向性等级为级，均属容易自燃煤。（三）地温及地压据现生产矿井井下调查，未发现有地温、地压异常现象。再者，根据以往精查报告资料和补充勘探地质报告也说明本井田为地温和地压正常区。五、井田地质勘探程度及资源/储量（一）地质勘探程度1955年省工矿所在本区进行了19个钻孔的施工，但未正式提出勘探报告，1956年华北煤田地质勘探局144队在本区又补充钻孔18个，同年提交“张家庄勘探区精查地质报告”。1965年为满足第二水平开拓延深，由汾西矿务局勘探队对该区进行了补充勘探，完成钻孔18个。并提交“张家庄煤矿补充地质勘探报告”，全井田共完成勘探孔55个，钻孔密度平均每平方公里35个。经勘探基本探明了井田内各煤层赋存情况及构造分布规律。原井田范围内经多年开采，还有资源储量2177万T。扩界报告采用了富家滩精查补充勘探地质成果，资料较为可靠。（1）扩区总体构造形态为走向NE，倾向NW并位有宽缓褶曲的单斜构造，区内断层及陷落柱较发育，构造复杂程度属中等类型。（2）详细叙述了含煤地层特征。（3）查明了7、9、10、11号煤层的煤质特征，确定了煤类，评价了其工业利用方向。（4）查明了扩区水文特征，预计了矿井涌水量。查明了7、9、10、11号煤层大部分地段水文地质条件为简单类型，仅东南部部分地段为中等类型。（二）资源/储量地质报告估算原井田尚有煤层资源储量共计2177万T，其中探明的经济基础储量（111B）1447万T；扩区资源储量为3022万T，矿井共有资源储量为5199万T。（三）资源条件评价矿井原井田共完成勘探孔55个，钻孔密度平均KM235个。经勘探基本探明可井田各煤层赋存情况及构造分布规律。原井田经多年开采，资源已近枯竭。为延长矿井寿命，于2008年3月山西省煤炭地质144勘查院提交了“扩界地质报告”。扩区内7、9、10、11号煤层资源储量共计3022万T。第二章井田开拓第一节井田境界与资源/储量一、井田境界张家庄煤矿原井田为一不规则多边形，东西长约5256KM，南北宽5176KM，井田面积155908KM2。该井田境界的划分，北以汾河为界，南以富家滩井田相邻，东以断层为界，西以自然露头为界。原井田境界由以下61个拐点坐标连线圈定，见表211。表211原井田境界拐点坐标表六度带拐点标号XY拐点标号XY1407634519566325324071615195645182407609019566680334071515195642703407604819566835344071680195640804407612519567005354071695195640005407614019567218364071670195635206407518019567735374073040195635057407505719567705384073295195637008407484819567765394073920195637009407481019567895404073950195638201040748751956802541407402019563895114075015195680804240741101956395012407527019568255434074228195639651340751901956835544407425519563960144075125195683484540743951956462515407466019568029464074830195642961640745651956821047407504019564555174074465195683004840750501956459518407440519568325494074985195646701940743321956844050407512819564993204074150195687585140752901956511521407415019568500524075450195651252240737001956850053407557019565365234073595195684455440753401956540024407297319567825554075200195655002540726851956748556407517019565605264071790195665705740752501956615027407152019566405584075700195661152840717101956622559407570519566250表211原井田境界拐点坐标表六度带拐点标号XY拐点标号XY2940711701956511860407527019566280304071463195649156140755151956649531407169219564652批准开采4、7、9、10煤层，开采标高由910M至710M。井田扩区范围由下列15个拐点坐标连线圈定，见表212表212扩区井田境界拐点坐标表六度带拐点编号XY1X4072780Y195675972X4072800Y195680003X4071650Y195680004X4071650Y195689005X4071000Y195689506X4071000Y195695007X4070000Y195695008X4070000Y195672509X4069750Y1956685010X4069750Y1956550011X4071170Y1956511812X4071710Y1956622513X4071520Y1956640514X4071790Y1956657015X4072685Y19567485扩区形态为不规则多边形，南北宽约305KM，东西长约438KM，面积约为7949KM2。井田总面积为235398KM2。矿井与四邻矿井的关系详见附图211。二、矿井资源/储量计算（一）地质资源储根据扩界地质报告，原矿区尚有资源储量2177万T,扩区内煤炭资源/储量共计3022万T，全井田共有资源储量5199万T,其中探明的经济基础储量（111B）1447万T；详见表213。表213资源储量汇总表单位万T（二）工业资源储量矿井工业资源/储量为地质资源储量中探明的资源储量331和控制的资源量332，经分类得出的经济的基础储量111B和122B,连同地质资源储量中推断的资源量333的大部，按下式计算矿井工业资源/储量111B333K式中K为可信度系数，取09。故矿井工业资源/储量111B33309144773030220948238万T（三）矿井设计资源/储量1、各类永久煤柱损失（1）断层陷落柱及采空区隔离煤柱根据矿井扩区地质报告，井田内断层十分发育，落差大于20M的断面积KM2原矿区资源储量万T煤层号原矿区扩区合计煤类111B333小计扩区资源量万T合计备注413671367FM145145145FM4949128177JM2542543556099281345697382小计3033034837861130813081FM5195197172636185344FM183183459642106298763113929FM144799154615613107合计1447730217730225199扩区资源储量均划为推断的3