煤层万吨年毕业设计

1、第一章 井田概述和井田地质特征第一节 矿区概述一、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°5123-110°5344，北纬37°2530-37°2730。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详见图1-1-1。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，

2、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、矿区水文简况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

3、，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。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19521977年资料，年平均流量924.4m3s，最大流量19500m3s。四、气象及地震情况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

4、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）

5、。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2.5ms,最大月(35月)平均3.1ms,最小月(8月)平均2.2ms。（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。（六）地震据国家建筑抗震设计规

6、范（GB50011-2001），本区地震基本烈度为度，设计地震动峰值加速度为0.05g。据历史记载，本区及附近未发生过大地震。1829 年4 月(清道光九年三月)离石发生过5.25 级地震，震中位置为北纬37°30，东经111°12。五、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

7、矿企业兼并重组整合工作领导组办公室晋煤重组办发200933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。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/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

8、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

9、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200988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

10、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2160

11、m3/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58.83 m3/t。绝对涌出量306.26 m3/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。六、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

12、。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。第二节 井田地质特征一、勘探程度（一）以往地质勘查工作本井田位于河东煤田柳林精查勘探区北部。1920年王竹泉先生编制的中国1100万地质图太原榆林幅说明书，为该地区最早见于地质文献的资料。此后候德封先生曾来此填制1:20万地质图，杨钟键先生来此作过新生代地层的研究。抗战期间，为掠夺我国资源，伪油矿事务处日本人曾来此作过地质调查，并著文论述。井田内正规的地质工作始于解放后的1956年，兹将以往地质工作的情况及质量分述如下

13、： 1957年华北测绘大队在井田西南部测制了1:5000地形图48km2。1958年该队归属山西省地质厅后又测89.26km2，前后共测制137.26km2。1959年148队在柳林北至三交区测有1:10000地形图，面积700km2。该图采用联合操作法制图，高程为黄海高程系统，坐标为1954年北京坐标系统，首曲线5m。本图为大跃进产物，精度差，误差大。1972年148队地测分队在野外进行了航空地形调绘，航空像片清晰，刺点精度高，由西安航测大队室内完成1:10000地形图的编制。此图质量好，精度高，符合要求。148队测量分队于1983-1984年，在三交北部柳林中阳测区，重新布设四等三角全面网

14、120个点。按国家三角测量和精密导线规范作业，使用T3经纬仪，水平角采用全圆方向观测法六个测回，天顶距采用中丝法四个测回。于1985年底结束外业观测。1986年初由山西煤田地质公司用PC1500计算机平差解算。高程以黄委二等水准离黑段，原地质厅三等水准点和148队历年来所做的三、四等水准点为高程起算依据，属1954年北京坐标系，1956年黄海高程系。1958-1959年，山西省地质厅燃料队在柳林勘探区进行勘探工作，（后因其他原因将资料移交给山西煤田地质勘探148队），由148队提交河东煤田柳林勘探区勘探最终报告（精查）。该报告经山西省储委会组织评审未获批准。该次勘探在本井田及邻近施工了11个钻

15、孔，即1-2、1-3、1-5、1-6、4-2、4-6、6-6、7-2、7-5、8-2、8-5号孔。以上钻孔除1-5号孔8号煤层和1-6、8-2号下部8号煤层未测井外，其余均进行了测井验证，综合质量尚可。经与附近巷道煤层情况对照，相差不是很大，主要是考虑到井田范围新的钻孔资料少，本次对上述钻孔煤层资料均作利用处理。1992年，山西煤田地质勘探148队在离柳矿区沙曲井田进行了精查勘探工作，并提交了山西省河东煤田离柳矿区沙曲井田勘探（精查）地质报告，该报告经全国储委组织评审以全储决字（1992）第363号文批准通过。本井田位于沙曲井田的东部外围，此次勘探在本井田西部边界邻近施工有2个钻孔，即M22、

16、M29号孔，该2个孔均为半取芯孔,即煤系地层取芯，煤岩芯采取率较高,钻探煤层成果均经物探测井验证,总体质量较好,其4号煤层资料经与巷道揭露情况对照,其厚度、结构基本相符，故本次报告编制对该2个孔煤层资料均予以利用。1991年山西省地矿局215地质队对庙湾煤矿进行了补充勘探工作，补充施工了补1、补2两个钻孔，进尺751.43m。并提交了山西省柳林县庙湾井田扩建勘探（精查）地质报告，该报告经山西省储委批准通过，提交4、5号煤层储量1947万t（A+B级）。据验收资料，两孔钻探质量均为甲级，且均进行了物探测井验证，钻孔资料可供利用。2004年4月和2008年2月山西省煤炭地质公司编制了山西省柳林县贺

17、昌煤矿机械化采煤升级改造矿井地质报告和山西省柳林县庙湾联办煤矿生产矿井地质报告。2008年6月，山西同地源地质矿产技术有限公司编制了山西柳林刘家焉头煤业有限公司机械化采煤升级改造矿井地质报告和新建煤矿矿井地质报告。本次使用的地形地质图为148队采用航测法，于1970年完成地形外业调绘，由西安航测大队室内完成1:10000地形图的编制。1989年完成地质外业调绘，1992年由山西煤田地质综普队内业转绘成1：10000地形地质图并印刷出版，图纸质量较高。本次的1：5000地形地质图由该图放大而成。该图地形采用1954年北京坐标系，1956年黄海高程系，等高距为5m。本次进行了野外调查，测量点采用手

18、持GPS定位，对地形地质图进行了局部修饰，修饰后质量可靠。 （二）矿井地质工作及本次工作1、矿井地质工作：山西柳林鑫飞贺昌煤业有限公司为重组整合煤矿，整合前各煤矿均已进行了多年开采生产，矿上技术人员配合矿井生产需要做了一定的矿井地质工作。（1）井巷测量工作根据开采规划需要，对矿井井口位置和井下巷道全部进行了全仪器或半仪器实测，为生产进度计划和图件制作提供了可靠的基础资料。特别是2008年和2009年各煤矿根据矿井生产管理要求，又分别委托山西省第三地质工程勘察院对井口和井下巷道重新进行了全仪器实测，为矿井生产规划和本次报告编制提供了可靠依据。（2）基本图件绘制配合生产需要积极搜集以往地质成果，并

19、结合矿井实际生产资料，绘制了一些矿井生产必需的基本图件，如地形地质图、采掘工程平面图、综合柱状图和井上下对照图等，为矿井生产提供了必要的指导作用。（3）井下地质编录在开采过程中，对井下巷道揭露的煤层厚度、结构情况等进行了认真观测和记录，并及时标在采掘工程平面图上，为下一步开拓布巷提供了规划依据。（4）瓦斯监测工作根据矿井安全生产规程要求，认真进行井下瓦斯监测工作和年度瓦斯等级鉴定工作，严格按照有关规定认真进行瓦斯管理，为矿井安全生产提供了保障。（5）煤质检验为了掌握井下煤层煤质变化情况，各煤矿不定期采取煤层煤样进行了主要煤质指标分析，并进行了煤尘爆炸性和煤自燃倾向性测试，取得了已开采和揭露煤层

20、4、5、8号煤层的相关试验数据，为采取防范措施，保证安全生产提供了可靠依据。（6）水文地质工作开采过程中，各煤矿对井下涌水情况进行了认真观测和分析，并坚持按时向地面抽排，保证了矿井安全生产。总之，整合前各生产煤矿在开采过程中均做了一定的矿井地质工作，为矿井生产提供了必要的技术指导和服务。2、本次工作情况由于本井田所在地区以往勘查工作程度较高，而且参与重组整合的4个煤矿，近年均新编了矿井地质报告，特别是贺昌煤矿、贺昌新建联办煤矿和刘家焉头煤业有限公司分别于2008年2月和2008年6月，分别编制了机械化升级改造矿井地质报告和生产矿井地质报告，编制过程中按照有关要求已做了较多的矿井地质调查工作和分

21、析研究工作，取得了较丰富工作成果。因此本次工作主要是充分搜集参与重组整合各煤矿已有地质资料和新的开采资料，在综合分析、研究的基础上，通过进一步调查、核实进行必要的补充和修正，并在矿方有关人员配合下补充调查了部分井下见煤点资料，对煤层底板等高线局部不合理处进行了修正。同时补充搜集和利用了部分邻近钻孔资料等等。在此基础上对整合井田的地层、构造、煤层、煤质、水文地质条件和其他开采技术条件等进行综合分析和论述，并综合各煤矿资料重新绘制了整合井田地形地质图、地层综合柱状图、煤层底板等高线及资源储量估算图等图件。对可采4、5、8、10号煤层进行了资源/储量估算，并调查了井田开采煤层采空区积水、积气和火区情

22、况，估算了采空区积水量，编写了采空区积水、积气及火区调查报告。最后完成了报告编制工作。本次重组整合矿井地质报告是在以往勘查成果和各矿新近矿井地质报告以及各煤矿实际生产资料的基础上，经过综合分析研究编制完成的，利用各类资料基本可靠。本次工作未布设新的勘探工作。在工作过程中，由柳林县恒安测绘有限公司对参于兼并重组整合的4个煤矿对其井口位置及井下巷道进行了实测。引用北京54坐标系布设了6个近井点进行联测，经平差后数据结果满足本次工作需要。再利用极坐标法测定贺昌煤矿主斜井、回风井、副立井，新建煤矿主立井、回风立井、副斜井，庙湾煤矿主立井、副斜井，风井，刘家焉煤矿主立井、回风立井等井口位置。采用全站仪导

23、线法测量巷道，所得数据经由电脑平差计算后作为巷道点成果。室内采用CASS绘图软件将控制点、坑口位置点及巷道导线点展绘在图上，再将矿区实测资料分析整理后编制出采掘工程平面图。本次工作依据地质矿产勘查测量规范(GB/T18341-2001)进行，采用仪器、坐标系统符合矿山测量工作需要，工作步骤正确。能够满足本次工作的测量要求。（三）井田地质勘查程度评价本井田位于柳林精查区西北部，西侧为沙曲精查区，井田内及邻近分布精查钻孔13个和补勘钻孔2个，钻探总进尺4549.57m，所有钻孔均进行了物探测井验证，（1-5、1-6、8-2钻孔个别煤层未取得测井解释资料）9个钻孔采取煤芯煤样进行了煤质指标化验。1个

24、孔（7-5号孔）进行了太原组和奥陶系灰岩抽水试验。总之，以往精查工作取得了较丰富的地质勘查成果。根据本次资源/储量估算结果，井田批采4、5、8号煤层探明的经济基础储量（111b）占到总资源/储量的84%，探明、控制的经济基础储量（111b+122b）占到总资源/储量的98%。达到了勘探程度。另估算了未批采10号煤层资源量333类586万t。关于以往勘查工作质量情况，本次未搜集到各勘查工程详细质量验收资料。现根据收集到的部分资料，对以往主要勘查工程质量情况简单评述如下：1、地形地质图本区1：10000地形地质图为148煤田地质勘探队采用航测法，于1970年完成地形外业调绘，由西安航测大队内业转绘

25、成图。1989年完成地质外业调绘，1992年由山西煤田地质综合普查队内业转绘成图，印刷出版1：10000地形地质图，图纸质量较高。本次矿方提供的井田1：5000地形地质图即由该图放大而成。其中部分地段由山西省煤炭地质公司在2008年2月编制升级改造矿井地质报告时进行了野外调查和检测，局部进行了修正。图纸质量可满足煤矿生产用图要求。2、钻探工程井田内及邻近分布1958年柳林勘探区精查钻孔11个和1992年沙曲井田精查钻孔2个及庙湾补勘钻孔2个。本次未搜集到详细的验收评级资料，单从煤层采取率看，2个沙曲精查钻孔和2个庙湾补勘孔各煤层煤芯采取率均在87%以上，采取率较高。11个柳林精查钻孔，除个别煤

26、层有打丢（4-2号孔4号煤层和1-2号孔8号煤层）和采取率较（6-6号孔、7-2号孔8号煤层采取率分别为54%和59%）情况外，其余钻孔4、5、8号原煤层煤芯采取率均较高，均在75%以上。总体来说，按采取率单项指标评价，大多数钻孔应属优质合格品。仅少数钻孔（1-2、4-2、6-6、7-2号孔）个别煤层采取率低，采取率为0-59%，应属不合格品。3、物探测井本次利用的以往15个钻孔均进行了物探测井验证。其中1958年施工的11个精查钻孔，由于当时历史条件所限，物探测井工作刚刚起步，技术比较落后，成果质量不高。但1992年沙曲精查钻孔和1991年庙湾补勘钻孔由于采用了比较先进的测井仪器，选择视电阻

27、力、伽玛和伽玛伽玛三种参数的1：200和1：50精测曲线，综合进行煤岩层定性、定量解释，提高了解释成果的精确度，成果质量比较可靠。4、样品采集和化验本次利用的13个精查钻孔中有9个施工中均对可采煤层采取了煤芯煤样，其中1958年施工的11号柳林勘探区精查钻孔中在1-2、1-3、1-5、1-6、4-2、4-6和6-6号7个钻孔采取煤芯煤样进行了煤质指标化验，但试验项目中，由于历史原因，均无粘结指数资料，给按新标准划分煤类造成一定困难。1992年施工的2个沙曲精查钻孔均对可采煤层采取了煤芯煤样，并全部进行了煤质指标化验，取得了一系列可靠的化验数据。本次未搜集到两个庙湾补勘钻孔的煤质化验资料。关于其

28、他勘探工程质量情况，因无详细施工资料，不便一一评述。总的来说，以往施工钻孔的煤层成果和煤质资料，综合质量较好，可供地质报告利用和矿井设计利用。二、井田所属的位置1、区域地层本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1-2-1。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，本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

29、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。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

30、岩浆岩分布。表1-2-1 区域地层简表地层单位厚度(m)岩性描述界系统组代号新生界第四系全新统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。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

31、层及钙质结核中生界三叠系中统铜川组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层凝灰岩二马营组T2er429-519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下统和尚沟组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

32、岩中见有淡水灰岩层古生界二叠系上统石千峰组P2sh99.5-224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统下石盒子组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，主要含煤地层之一石炭系上统太原组C3t60-127由灰

33、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，夹薄层砂岩及煤线古生界奥陶系中统峰峰组O2f46-138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下统冶里-

34、亮甲山组O1y-O1l46-12129-45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寒武系上统凤山组3f55-110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长山组3ch3-44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3g7-40黄绿色、灰紫色泥岩，泥质条带灰岩和竹叶状灰岩元古界震旦系汉高山组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，含孢粉黑茶山组

35、Ptlhc1080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野鸡山群白龙山组Ptlb660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青杨树湾组Ptlq260-1002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层变基性火山岩太古界吕梁山群Arzll4835-13035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界河口群Arzjh2500-12410以云母片岩、

36、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4、井田地质层位的概述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，夹有薄层角砾状泥灰岩、泥岩。(3)石炭系

37、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

38、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

39、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。见井田综

40、合地质柱状图1-2-2四、主要地质构造的形式及分布、冲基层厚度及地层的移动角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。第三节 煤层的埋藏特征一、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

41、，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，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1

42、0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

43、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

44、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。2、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

45、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。3、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%。煤系地层总厚130.61m，含煤总厚14.67m，含煤系

46、数11.23%；可采煤层厚12.59m，可采含煤系数9.64%。二、可采煤层该井田可采煤层有4、5号煤层，其特征见表1-3-1。表1-3-1 可采煤层特征表 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）稳定性可采性顶底板岩性顶板底板山西组44.373.19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53.58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46.701、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

47、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。三、煤层围岩性质（一）煤层顶底板岩石工程地质特征4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

48、，局部为砂质泥岩。5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。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1-3-2，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。表1-3-2 各可采煤层顶底板岩石物理力学性质试验成果表煤层岩性单向抗压度最小-最大平均(MPa)单向抗拉度最小-最大平均(MPa)抗剪强度内摩擦角凝聚力系数4顶板泥岩、细砂岩54.72.540°17

49、4.2底板泥岩、中砂岩56.42.3039°2785顶板石灰岩底板泥岩、中砂岩四、煤的性质及品种1、煤的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、化学性质和工艺性能1）化学性质（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

50、煤：8.57%-27.39%， 平均18.39%；浮煤：3.86%-11.35%， 平均7.25%。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

51、。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

52、%-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。2）工艺性能（1）煤的粘结性井田4号煤层粘结指数（GR·I）平均88.7，胶质层最大厚度Y值平均17.5mm，

53、5号煤层粘结指数（GR·I）平均87.0，胶质层最大厚度Y值平均15.3mm，均属强粘结性煤。（2）灰熔融性据相邻三交区详查报告资料，各可采煤层的转化温度（ST）均大于1460，为难熔灰分煤。（3）煤对二氧化碳的反应性参考三交区详查报告资料，4、5号煤的化学活性较好，在1100时，还原率依次为35.65%、31.00%。（4）单独铁箱试验、小焦炉试验1959年柳林精查在屈家沟长盛窑5号煤层采取铁箱样，同年于光明窑采5号煤铁箱样，1989、1991年青龙城详查勘探时于庄上煤矿、屈家沟煤矿采4试验样。经北京钢铁工业综合研究所试验（见表1-3-3），试验结果M40大于76%， M10小于9

54、%，均符合级冶金焦标准，各煤层粘结性能好，结焦性优良。表1-3-3 单独铁箱试验、小焦炉试验成果表 采样地点煤层装炉煤工业分析（%）焦炭工业分析（%）M40(%)M10(%)Y(mm)GAdSt,dVdafAdSt,dVdaf光明窑510.130.4123.506520屈家沟长盛窑57.050.5380.46.2庄上煤矿47.970.5922.759.950.530.8983.67.418823、瓦斯、煤尘及煤的自燃1）瓦斯根据山西省煤炭工业局晋煤安发200988号文件和吕梁市煤炭工业局吕煤安字2008540号文件批复， 2008年矿井瓦斯等级鉴定结果见表1-3-4。表1-3-4 2008年矿

55、井瓦斯瓦斯等级鉴定结果表煤矿开采煤层瓦斯二氧化碳鉴定等级绝对涌出量(m3/min)相对涌出量(m3/t)绝对涌出量(m3/min)相对涌出量(m3/t)贺昌煤矿410.3822.9960.561.241高瓦斯519.29110.740.270.78高瓦斯从上表看出，井田4、5号煤层均属高瓦斯矿井。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：贺昌煤矿53/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。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。2）煤尘2006年5月11日和2008年3月3日采取5号煤层样，2006年4月13日采取了4号煤层样，2008年10月20日采取5煤层样委托有关单位进行