新建文件夾 2 說你明書

1、中國礦業(yè)大學 2012 屆本科生畢業(yè)設(shè)計第1頁1 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征1.1 礦區(qū)概述1.1.1 礦區(qū)地理位置本井田位于山西省臨汾市北部霍州市東南約7km 處，其地理坐標為東經(jīng)：11144111 48，北緯36313633。2001 年 12 月?lián)Q領(lǐng)采礦許可證，證號為 1000000140179， 有效期 30 年，自 2001 年 12 月至 2031 年 12 月。2002 年換領(lǐng)生產(chǎn)許可證，證號為G040000003Y1G1，有效期 6 年，自 2002 年 10 月 29 日至 2008 年 12 月 31 日。井田范圍由以下 11 點圈定，其坐標為：1X=4045530.002X=

2、4042795.003X=4043180.004X=4043460.005X=4043440.006X=4043350.007X=4042930.008X=4042750.009X=4046270.0010. X=4046330.00Y=19571790.00 Y=19568055.00 Y=19567010.00 Y=19566955.00 Y=19566500.00 Y=19566300.00 Y=19566300.00 Y=19565950.00 Y=19566780.00Y=19568530.00井田東西長約 2.14.9km，南北寬約 2.5 4.4km，面積 12.1706km2。

3、井田內(nèi)有鐵路專用支線 4.5km，與其西約 4km 處的南同蒲鐵路在辛置車站接軌。辛置車站北距太原 221km，南距隴海線孟塬車站 307km。礦區(qū)公路往西延伸 4km 與太（原）三（門峽）公路、礦區(qū)東北部 15km 的大（同）運（城）高速公路相連，礦區(qū)公路已與相鄰井田的公路構(gòu)成網(wǎng)絡，交通極為方便（圖 11）1.1.2 礦區(qū)氣候條件本區(qū)屬暖溫帶季風型大陸性氣候，四季分明，溫差較大，雨量集中。春秋干燥，風沙較大，夏季酷熱多雨，冬季寒冷干燥。日平均氣溫 78 月最高，達 40，12 月下旬次年1 月最低，為-20，年平均氣溫 12。日最大降水量 137mm，年平均降水量 454mm，年平均蒸發(fā)量

4、1752mm。11 月 15 日前后開始結(jié)冰，次年 3 月初解凍，凍土深度 670mm，無霜期 180 天。1.1.3 礦區(qū)地貌、水文情況本井田位于臨汾盆地北部霍山與呂梁山間的峽谷地帶，屬切割強烈的黃土丘陵地貌， 由東西向的溝、梁相間組成。區(qū)內(nèi)最高點位于井田北部青郎坪，標高為 783m，最低點位于西南部宋莊，標高為 606m，相對高差為 177m。井田內(nèi)以黃土塬、梁地貌為主，青郎坪以東為黃土塬、四周已被剝蝕。在宋莊溝等之間為黃土梁，其上因強烈侵蝕而發(fā)育為峁或羽狀“V”形小溝谷，溝壁上懸溝明顯，溯源侵蝕劇烈，基巖一般出露在大溝的南坡，因其抗侵蝕能力較強，使大溝谷多呈南坡陡，北坡緩的不對稱形態(tài)。在

5、較大溝谷內(nèi)形成侵蝕堆積階地；一級階地高出河床約 10m，下部為礫石層，上為黃色粉砂質(zhì)土，北坡階梯狀明顯。二級階地高出溝底 30m 左右，零星分布在溝谷兩側(cè)，但北側(cè)較發(fā)育，以淺灰色粉砂為主，間夾薄層細砂層，底部有時有礫石層。中國礦業(yè)大學 2012 屆本科生畢業(yè)設(shè)計第2頁區(qū)內(nèi)河流屬黃河支流汾河水系。汾河從井田西側(cè)約 4km 處自北向南流過。井田內(nèi)大溝谷為季節(jié)性水流，平時為干谷，有的有泉水補給，但流量微小，雨季水量聚增，形成洪水激流。1.1.4 礦區(qū)地震本區(qū)位于我省臨汾原平強震帶，在霍州、洪洞一帶發(fā)生 5 級以上地震多起。其中公元前 646 年洪洞縣趙城發(fā)生 5 級地震，震中烈度為級。1303 年

6、9 月 25 日洪洞、趙城一帶發(fā)生 8 級地震，震中烈度度。據(jù)歷史記載，在趙城、洪洞、臨汾三縣地裂成渠，村堡移徒，壓死者 20 余萬人，傷數(shù)十萬人。據(jù)中國地震烈度區(qū)劃圖，山西部分和山西省地震動峰值加速度區(qū)劃圖，GB（183062001）圖 A1，本區(qū)地震烈度為 V，動峰值加速度（g）為 0.20。1.2 井田地質(zhì)特征井田東西長約 2.14.9km，南北寬約 2.5 4.4km，面積 12.1706km2。1.2.1 以往地質(zhì)報告及勘探工作簡況本井田位于霍西煤田霍州礦區(qū)東部，20 世紀 30 年代中、外著名學者，如王竹泉等在包括本區(qū)在內(nèi)的霍西煤田進行過地質(zhì)調(diào)查，地質(zhì)勘探工作始于 20 世紀 50

7、 年代。19561958 年山西煤田地質(zhì)勘探 144 隊（以下簡稱 144 隊）先后在赤峪勘探區(qū)進行過概、普、詳、精查勘探，至 1958 年 7 月共施工鉆孔 26 個，進尺 7355.07m，提交了赤峪勘探區(qū)精查地質(zhì)報告。1958 年山西煤礦設(shè)計院將赤峪勘探區(qū)一分為二，北部為下樂坪井田，南部為南垣井田。后 144 隊又施工鉆孔 4 個，進尺 571.78m。1962 年對赤峪勘探區(qū)精查地質(zhì)報告進行了復審，認為勘探密度不夠，高級儲量區(qū)構(gòu)造控制不足等降為詳查，并注銷其儲量。144 隊又分別于 19631964 年和 19811983 年在南垣井田和下樂坪井田進行精查勘探，提交南垣井田精查地質(zhì)報告

8、和下樂坪井田精查地質(zhì)報告?；糁莸V務局分別于 19761977 年和 19821983 年在南垣井田東北邊緣和曹村平峒西段沿線進行鉆探施工。以上在曹村井田范圍內(nèi)共施工鉆孔 76 個，邊界附近利用鉆孔 10 個，鉆探總進尺23823.0m，并完成相應的水文地質(zhì)、地形地質(zhì)填圖等工作。1992 年5 月西安礦業(yè)學院和霍州礦務局曹村煤礦對煤礦投產(chǎn)以來積累的礦井地質(zhì)工作成果進行系統(tǒng)總結(jié)，并進行野外地質(zhì)調(diào)查，編制了霍州礦務局曹村煤礦生產(chǎn)礦井地質(zhì)報告（以下簡稱 1992 年礦井地質(zhì)報告）。1.2.2 煤系地層本井田主要含煤地層為石炭系中統(tǒng)本溪組、上統(tǒng)太原組和二疊系下統(tǒng)山西組，茲自下而上分敘如下（1）石炭系中統(tǒng)

9、本溪組（C2b）該為陸表海海灣沉積，巖性下部為山西式鐵礦及灰色鋁質(zhì)泥巖夾薄層粉砂巖，局部為具鮞狀結(jié)構(gòu)的鋁質(zhì)巖，為瀉湖海灣沉積。中部為灰色團塊狀鋁質(zhì)泥巖夾薄層細砂巖，12 層不穩(wěn)定的生物碎屑灰?guī)r及 13 層極不穩(wěn)定的薄煤層，其中 12 號煤層為不穩(wěn)定的局部可采煤層。上部以黑色泥巖和粉砂巖為主，夾一層不穩(wěn)定的生物碎屑灰?guī)r。厚度為 538m，平均 13.5m。中國礦業(yè)大學 2012 屆本科生畢業(yè)設(shè)計第3頁（2）上統(tǒng)太原組（C3t）該為陸表海沉積，巖性由砂巖、粉砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖、煤層和生物碎屑灰?guī)r組成。本組含 K4、K3、K2、K1 標志層和 13 層煤層，其中可采及局部可采煤層 5 層，即 5、

10、6、9、10、11 號。厚度為 61.5100m，平均 81.5m，厚度變化呈東西向條帶，南北兩端厚，中部薄。K1 為淺灰色中、細砂巖，局部為粗砂巖，具波狀層理或斜層理，為淺水三角洲河道環(huán)境沉積。厚 0.3010.0m，極不穩(wěn)定。K2 為深灰色生物碎屑灰?guī)r，上部質(zhì)純，中部夾燧石結(jié)核層，厚 0.22.3m，一般為 1.0m，下部夾有灰黑色泥巖，具水平層理，厚 7.011.50m，平均 9.59m，全區(qū)穩(wěn)定。K3 為灰深灰色厚層狀生物碎屑灰?guī)r，局部相變?yōu)榛野咨毶皫r。厚平均 9.67m。7.0711.68m，K4 為灰色深灰色生物碎屑灰?guī)r，夾燧石結(jié)核。厚度變化，由南往北增厚，北部厚度大，且穩(wěn)定性好

11、，厚 06.8m，平均 2.3m。K2、K3、K4 均為淺海臺地環(huán)境沉積。（3）二疊系下統(tǒng)山西組（P1s）K7該為沖積平原沉積。巖性由砂巖、粉砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖及煤層組成。本組含標志層和可采煤層（2 號）及 13 層極不穩(wěn)定的不可采煤層。厚度為 9.536.0m，平均為24.0m，厚度變化為中部較厚，向南北兩側(cè)及西部變薄。K7 為淺灰灰色薄中層狀細粒巖屑雜砂巖，層位比較穩(wěn)定，厚度變化較大，最厚可達 10.7m，平均 2.9m，向西北部增厚。具小波狀或水平層理，局部相變?yōu)橹辛Ｉ皫r或粉砂巖，為淺水的支汊河道環(huán)境沉積1.2.3 井田地質(zhì)構(gòu)造一、區(qū)域構(gòu)造霍西煤田為夾在呂梁和霍山兩個北東或北北東向的復

12、背斜之間的復向斜，按山西省區(qū)域地質(zhì)志，跨越 2 個級區(qū)劃單元，即呂梁塊隆和臨汾運城新裂陷。主體部分屬前者的陽泉曲汾西盆狀復向斜和香太林南北向褶帶（級），東南部屬后者的洪洞臨汾凹?。ù渭墕卧?。煤田內(nèi)曹村井田位于洪洞臨汾凹隆中，屬霍州礦區(qū)，發(fā)育有一系列左行斜列的北北東向北北西向的次級短軸褶曲，因斷層切割已失去原有完整的褶皺形態(tài)。陽泉曲汾西盆狀復向斜東南側(cè)有一條走向北北東，斷層面東傾的左旋走滑正斷層， 為羅云山斷層，西盤上升，東盤下降，在羅云山附近落差 300400m，為臨汾新裂陷的西北界。霍山與洪洞臨汾凹隆之間發(fā)育有霍山斷層，為斷層面西傾的左旋走滑正斷層，走向近南北，斷層帶寬 20m 以上，斷層

13、面傾角 5470，延伸甚遠，地表所見達 80km，在霍山主峰落差達 3000m，為臨汾新裂陷的東北界。霍山斷層和羅云山斷層分別構(gòu)成霍州礦區(qū)主體部分的東界和西界。礦區(qū)內(nèi)斷裂十分發(fā)育，在邊界大斷層之間集中有一系列規(guī)模較大（落差 70260m）的正斷層，構(gòu)成階梯狀斷陷或地塹、地壘相間的構(gòu)造格局，如：下團柏斷層、赤峪斷層、上團柏斷層、張端斷層、萬安斷層等，均為走向 NNENE 的右旋走滑正斷層。與這些較大斷層平行或斜交的中、中國礦業(yè)大學 2012 屆本科生畢業(yè)設(shè)計第4頁小斷層極為發(fā)育?；糁莸V區(qū)北緣與靈石復背斜（又稱韓侯橫向隆起）交界帶發(fā)育有一系列向南傾斜的近 東西向高角度正斷層，其中什林斷層為左旋走滑

14、正斷層，走向近東西，傾向南，落差30350m。霍西煤田區(qū)域構(gòu)造形成于中生代燕山運動，在左旋力偶作用下，使呂梁、霍山隆起， 并在其間產(chǎn)生羅云山、霍山等 NENNE 向左旋平移斷層。喜馬拉雅運動在右旋力偶作用下，NESW 拉張應力使羅云山、霍山斷層反向發(fā)展為地塹下落，鑄成運城臨汾新裂陷。二、井田構(gòu)造本井田位于赤峪斷層東側(cè)上升盤，井田構(gòu)造總體為走向北西，傾向北東的撓折式單斜。井田西部靠近赤峪斷層，即上平層，因受右旋剪切力偶的控制，以近東西向或北北東北東向次級開闊褶曲為主體，走向 NNENE 向為主的正斷層十分發(fā)育為其主要特征，構(gòu)造復雜。井田東部，即下平層構(gòu)造簡單，為平緩單斜。1. 褶曲本井田褶曲軸向

15、為北北東向和近東西向，另外還發(fā)育一條 NW3050方向延伸的撓折帶。北北東向褶曲：在靠近赤峪斷層發(fā)育一條 NNE 向背斜，其軸線位于赤峪斷層東側(cè)， 與赤峪斷層平行延展，軸向 NE6左右，兩翼傾角 46，西翼狹窄，東翼寬闊，并在東側(cè)發(fā)育一條與其平行的次級向斜，波幅僅 515m。表明該組褶曲形成于赤峪斷層。之前， 為夾在霍山斷層和羅云斷層之間受 NESW 向右旋力偶作用的產(chǎn)物，為其主體構(gòu)造。近東西向褶曲：本井田近東西向背向斜有 7 條，軸向為 NWWSEE，或 NEESWW，兩翼地層傾角 49，波幅 520m，表明為次級寬緩的短軸褶曲，是兩個區(qū)域性左旋平移斷層反向活動的產(chǎn)物。北北東向和近東西向兩組

16、褶曲疊加后，背斜相疊形成隆起，向斜相疊形成凹陷。撓折帶：位于井田東中部，走向 NW，傾向 NE，其上轉(zhuǎn)折端在 221下-37下-42 202 號鉆孔一線，下轉(zhuǎn)折端在下-47下-43下-38下-34 號鉆孔一線，其寬度約 450m。地層傾角上平層約為 6，至轉(zhuǎn)折端突然變陡為 15左右，下平層減至 5左右，總體為一傾向 NE 的平緩單斜。該撓折帶跨越井田邊界后有向 NW、SE 方向繼續(xù)延伸的趨勢。2. 斷層井田內(nèi)無斷層。1.2.4 水文地質(zhì)特征霍州礦區(qū)位于呂梁復背斜、霍山復背斜之間，北部為韓候橫向隆起帶。呂梁山、霍山在礦區(qū)東西兩側(cè)沿 NNE 向展布，奧陶系石灰?guī)r大面積 露，形成了廣泛的奧陶系石灰?guī)r

17、巖溶水補給區(qū)，兩山之間的汾河 及河谷地帶則成為其徑流、排泄區(qū)。本井田位于河谷地帶的東部靠近霍山斷層的一側(cè)。按照水文地質(zhì)單元本井田位于郭莊泉域東南，為徑流區(qū)?；糁菔心霞s 7km 處的郭莊至東灣村一帶的泉群，為其排泄區(qū)。泉群分布面積，南北長 1.2km2，東西寬約 400500m，面積約 0.5km2，計有大點 60 多個，以散泉的形式分布于汾河河谷及沖積層岸邊，泉水出露標高為 510512m，19561975 年平均流量為 8.36m3/s，最大約為 10m3/（s 1964 年），最小約為 6.8m3/s（1975 年）。1972 年霍州電廠建成投產(chǎn)后，在泉口開發(fā)利用巖溶水和泉域內(nèi)開采井增多，

18、人為活動及降水量減少等原因，19851995 年泉水平均流量約 6.3m3/s，中國礦業(yè)大學 2012 屆本科生畢業(yè)設(shè)計第5頁1999 年泉水流量降至 2.83m3/s。郭莊泉域西以紫荊山大斷層和呂梁山前寒武系地表分水嶺為界，東以汾介大斷層和霍山大斷層為界，北以汾西向斜端，呂梁南饅頭山、將軍山前寒武系古老變質(zhì)巖和地表分水嶺為界，南以下團柏斷層和萬安斷層為界。泉域面積 5600km2，其中碳酸鹽巖露面積 1400km2，碎屑巖面積 2030km2，松散巖面積 2170km2。該泉域內(nèi)主要含水地層為張夏組巖溶裂隙含水層（2z）、亮甲山組裂隙巖溶含水層（O1l）、下馬家溝組巖溶裂隙含水巖組（O2x2

19、）、上馬家溝組巖溶裂隙含水巖組（O2s2）、峰峰組裂隙溶含水層（O2f2）、太原組石灰?guī)r層間裂隙含水層（C3t）等。該泉域斷裂十分發(fā)育，近東西向，近南北向、北東向和北北東向斷層相互切割，小斷層密集、陷落柱也很發(fā)育，水文地質(zhì)條件十分復雜?；糁莸V區(qū)煤層埋藏較深，水壓高達 200600m，帶壓開采是北方巖溶大水礦區(qū)之一。本井田東部存在帶壓開采突水難題。據(jù)區(qū)域資料，奧陶系巖溶水等水位線表明地下水徑流流向與地表水具有一致性。在赤峪斷層以東包括本井田，地下水徑流總體上是從東、南東、北東向本井田中央水倉處排泄。（1）第四系砂、礫孔隙含水巖組該含水層組自上而下又可分為 3 個含水層。1） 第四系全新統(tǒng)砂、礫孔

20、隙含水層該分布于現(xiàn)代河、溝谷的河床、河漫灘及 I 級階地上。由沖洪積砂礫組成，較大河、溝谷多具二元結(jié)構(gòu)，厚 532m，潛水埋藏深度 14m。局部地下水以泉的形式出露。泉流量為 0.37.29L/s。水井抽水量 4.4217.56L/s，單位涌水量為 2.06.22L/sm，滲透系數(shù)（K） 為 6.022.8m/d，故屬富水性強的含水層。一般規(guī)律是水流形成的含水厚度越大，范圍越廣，透水性越好，則富水性相對越豐富。在丘陵支溝中該含水層直接接受大氣降水和溝谷溪水側(cè)向補給，以潛流形式向下游流動。最后直接以泉的形式排泄到溪溝之中。該埋藏淺，與外界循環(huán)轉(zhuǎn)換快，水位、水量、水溫等因受外界影響，具有季節(jié)性變化

21、的特征。水質(zhì)為 HCO- Ca+型，礦化度小于 1g/l。32） 第四系上更新統(tǒng)砂、礫石層孔隙含水層該主要成條帶狀分布于現(xiàn)代河床、河谷的級階地。含水層上部為淺黃色粉砂土，中部為砂夾薄層礫石，下部洪沖積砂、礫石層夾砂質(zhì)透鏡體?？偤窦s 2060m，下部砂、礫層厚約 20m。潛水埋藏深度 0.621.17m，一般 67m，單位涌水量（q）為 0.57L/sm， 滲透系數(shù)（k）為 7.53m/d，富水性中等。由于距離地表近，具有季節(jié)性變化的特點。3）第四系中更新統(tǒng)砂、礫孔隙含水層該埋藏于地表之下，分布普遍。由細粉砂土和砂質(zhì)粘土組成，總厚約 140m，其上段（厚約 60m）底部發(fā)育一層礫石層，厚約 10

22、m，層位穩(wěn)定，接受東部霍山山麓潛水補給，含水豐富，大部分地區(qū)具有承壓性質(zhì)。如下8 號鉆孔在孔深 38.048.96m此層，地下水涌出地表 12.77m，即 50.7761.73m 的承壓水頭，涌水量達 4.1L/s，鉆孔單位涌水量（q）為 0.336L/sm，屬富水性中等的承壓含水層。由于補給區(qū)分布較遠，上面又有幾十 m 隔水層封閉，受外界影響較小，季節(jié)性變化甚微。水質(zhì)為 HCO- Na+、Ca+、Mg+型，礦化度小于 1g/L。3（2）第三系砂、礫巖夾泥灰?guī)r裂隙含水巖組中國礦業(yè)大學 2012 屆本科生畢業(yè)設(shè)計第6頁該分布廣泛，在溝谷中有條帶狀或零星出露，總厚約 79.5m，其中上段厚約 12

23、m，下 段厚約 67.5m。底部含淡水灰?guī)r和小礫石層，厚約 4.5m，為第一含水帶。其上以亞砂土為主夾亞粘土，再往上為砂、礫層和不連續(xù)的結(jié)核層，即為第二含水帶。該層水位埋深1.29.3m，泉流量 1.358.56L/s，辛置水源孔鉆孔單位涌水量（q）為 6.25L/sm。下樂坪精查報告中 31、21 號鉆孔基巖風化帶和N2 混合抽水資料，單位涌水量（q）分別為0.0435L/sm和 0.0121L/sm，滲透系數(shù)（K）為 0.392m/d 和 0.0573m/d，靜水位 654.18m 和 669.33m， 比含水層頂界高出 146.86m 和 73.94m。表明該含水層具承壓性質(zhì)。水質(zhì)為 H

24、CO3-SO3-2Na+Ca+2 型，礦化度小于 1g/L。（3） 二疊系砂巖裂隙含水巖組本區(qū)該主要為下石盒子組和山西組，上覆地層被剝蝕，厚約 130m，含 K7、K8、K9 砂巖層，總厚 2.5037.65m，平均 13.21m。該分布廣泛，富水性小。據(jù)南-25 號孔與泥灰?guī)r混合抽水試驗，單位涌水量 q 為 0.018L/sm，滲透系數(shù)（K）為 0.164m/d，204 號孔注水試驗，單位涌水量（q）為 0.0082L/sm，滲透系數(shù)（K）為 0.058m/d。礦井出水點涌水量一般為 0.1670.444L/s，泉流量多為 0.051.78L/s。泉出露標高最大為 618.8m，下-31 號

25、孔靜水位為 586.27m，具承壓性質(zhì)。水質(zhì)為 CL-SO4-2Ca+2 型，礦化度 0.301g/L，PH 為 8。（4） 石炭系石灰?guī)r間夾砂巖裂隙巖溶含水層巖組該總厚 6.1799.7m，平均 81.0m，主要含 K2、K3、K4 灰?guī)r，灰?guī)r總厚 7.123.4m，平均 14.4m，其次為砂巖。8 號煤層上部砂巖上升泉標高為 629.8m。該分布廣泛，富水性極小。據(jù)鉆孔抽水試驗，204號孔（K2）單位涌水量（q）為0.0072L/sm，滲透系數(shù)（K）為 0.0278m/d，靜止水位 593.40m；南-5 號孔（K2+K3）單位涌水量（q）為滲透系數(shù)（K）為 0.0064m/d，0.001

26、7L/sm，靜止水位 610.21m；A1 號孔（K2+K3+K4）q 為 0.00635L/sm，K 為 0.0765m/d，靜止水位 630.43m，均具承壓性質(zhì)。水質(zhì)為 HCO3-SO4-2 或 SO4-2HCO3-型，礦化度小于 1g/L。（5）奧陶系中統(tǒng)石灰?guī)r巖溶裂隙含水巖組據(jù)區(qū)域資料，奧陶系總厚約 730 余米，本區(qū)厚度約 133200m，為中統(tǒng)，井田內(nèi)剝蝕面（頂面）標高，最高點為 548m，位于西南，向東北傾斜，最低點為 150m（圖 52）。該統(tǒng)可劃分 2 個含水組共 3 個含水帶。第一含水組含 2 個含水帶，從上往下：第一含水帶為 06m，為風化裂隙帶，巖芯破碎，裂隙發(fā)育，溶

27、洞率達 1435%。該是全區(qū)較穩(wěn)定的一個帶。第二含水帶 1017m，為裂隙溶洞帶，厚約 10m。兩帶之間石灰?guī)r較致密，巖溶裂隙不發(fā)育。第二含水組，即第三含水帶 3040m，石灰?guī)r不純，見有小溶孔。在兩個含水組之間，為泥灰?guī)r、石膏及白云質(zhì)灰?guī)r等，俗稱石膏帶，裂隙不發(fā)育，為相對隔水層。曹村礦井下突水量 1983 年為 59.72L/s，1985 年 5 月 26 日為 123.06L/s。在下煤組 500m 水平大巷掘進奧陶系石灰?guī)r巖巷 180m 時，涌水量達 102.8111.1L/s，靜止水位標高 518.35m，出水點標高平均為 505.82m， 兩者相差 12.53m， 按水位降落計算，

28、單位涌水量為8.218.71L/sm。表明其富水性豐富。從上述鉆孔和突水點的分布位置來看，本區(qū)該含水層的富水性在平面上可劃分為 3 個中國礦業(yè)大學 2012 屆本科生畢業(yè)設(shè)計第7頁帶，即南部富水性中等，中部富水性豐富，北部富水性小。水質(zhì)為 HCO- SO4-2Ca+2Mg+2 型或 HCO3Ca+2Mg+2 型，礦化度為1g/L，或30.412g/L。本礦 2003 年生產(chǎn)原煤 85.6 萬 t，日產(chǎn)原煤 2345.21 t。涌水量為 274m3/h，富水系數(shù)為2.8m3/t，1999 年礦井涌水量較大，全礦年產(chǎn)原煤 78.1 萬 t，涌水量為 420m3/h，富水系數(shù) 為 4.7m3/t。全

29、礦生產(chǎn)能力達 90 萬 t（日產(chǎn)量為 2465.8 t）以后，全礦預計涌水量為 287.7 482.7m3/h。1992 年礦井地質(zhì)報告預算礦井涌水量上煤組為 248m3/h，下煤組為 274.36m3/h，奧陶系巖溶水疏水量為 465m3/h，水位降深為 110m 時的涌水量為 1003.01743.6m3/h。1.3 煤層特征1.3.1 可采煤層本區(qū)含可采和局部可采煤層為 2、2 下、4、5、6、7、9、10、11、12 號，其中 2、9、10、11 號為主要可采煤層，5、6、7、12 號為大部或局部可采煤層，2 下、4 號為極不穩(wěn)定的局部可采煤層。茲將可采和局部可采煤層從上往下分述如下，

30、它們的厚度、結(jié)構(gòu)及間距等列入表 1-1。表 1-1 可采煤層特征表地層 編號 煤層厚度(m) 最小最大 平均 間距 最小最大平均 夾石層 數(shù) (層) 頂板巖性 底板巖性 穩(wěn)定性 山西組 P1S 2 8.45-9.78 9 0.92-5.76 4.32 03 泥巖、粉砂巖、中砂巖 泥巖、砂質(zhì)泥巖 穩(wěn)定 2 下 0-0.95 0.79 0-2 泥巖、粉砂巖 泥巖、砂質(zhì)泥巖 極不穩(wěn)定 7.53-17.12 11.66 太原組 C3t 4 0.30-0.930.56 0-1 碳質(zhì)泥巖 泥巖、粉砂巖 極不穩(wěn)定 2.62-6.83 5.41 5 0-1.72 0.74 02 泥 巖 、 砂質(zhì)泥巖 泥 巖

31、、 砂質(zhì)泥巖 不穩(wěn)定 2.0-7.2 4.5 6 0-1.50 0.84 01 泥 巖 、 砂質(zhì)泥巖 泥 巖 、 砂質(zhì)泥巖 不穩(wěn)定 13.8-26.2 21.7 7 0-0.98 0.44 01 粉砂巖、泥巖、砂巖 粉砂巖、泥巖、砂巖 極不穩(wěn)定 15.5-32.7 24.4 9 0.65-1.60 0.90 0 石灰?guī)r 泥巖、砂質(zhì)泥巖 穩(wěn)定 2.56 0.77 10 1.34-3.05 2.54 03 泥巖、砂質(zhì)泥巖 砂巖、泥巖砂質(zhì)泥巖 穩(wěn)定 6.68-15.63 9.08 11 1.25-6.99 4.00 03 泥巖、砂質(zhì)泥巖、砂巖 泥巖、砂質(zhì)泥巖、石英砂巖 穩(wěn)定 3.0-16.4 9.4

32、 本溪C2b 12 0-1.45 0.90 04 石灰?guī)r、粉砂巖、泥巖 鋁質(zhì)泥巖、泥巖 極不穩(wěn)定 中國礦業(yè)大學 2012 屆本科生畢業(yè)設(shè)計第8頁（1）2 號煤層該位于山西組中部，距山西組底砂巖（K7）約1.39.7m，平均 9m。煤層厚度穩(wěn)定，局部受河道砂巖的沖刷（建造內(nèi)沖刷）形成 NE 向的厚度變薄帶，西部因風化剝蝕厚度變薄乃至尖滅。煤層穩(wěn)定，平均厚度為 9m，煤層結(jié)構(gòu)較復雜，含夾石 03 層，夾石厚 0.050.5m，為富含碳質(zhì)泥巖或粉砂質(zhì)泥巖，全區(qū)可采。（2）2 下號煤層該位于山西組中部，2 號煤層之下的薄而極不穩(wěn)定的零星可采煤層。煤厚變化明顯， 東北部厚度較大，西南部厚度較小，西部尖滅

33、。煤厚為 00.95m，平均 0.79m。含夾石 02 層，夾石層 0.050.2m，為碳質(zhì)泥巖或泥巖。（3）9 號煤層該位于太原組下部，K2 灰?guī)r直接覆于該煤層之上。煤層厚度變化自西或西北向東或東南逐漸加厚，除中西部出現(xiàn)小面積不可采外，其余絕大部面積為可采區(qū)，部分地段與 10 號煤層合并。煤層穩(wěn)定，基本可采，煤厚 0.651.60m，平均 0.90m（圖 42）。煤層結(jié)構(gòu)簡單，一般不含夾石。（4）10 號煤層該位于太原組下部 9 號煤層之下。煤層厚度穩(wěn)定，西部較厚，東北部局部變薄，但均在 1.3m 以上。煤厚 1.463.02m，平均 2.54m（圖 42）。煤層結(jié)構(gòu)較復雜，含夾石 03 層

34、，夾石厚度 0.020.72m，平均 0.15m，全區(qū)可采。（5）11 號煤層該位于太原組底部 10 號煤層之下。煤層厚度自西向東變薄，但均在 1.10m 以上，煤層穩(wěn)定，全區(qū)可采，煤厚 1.426.99m，平均 4.00m。煤層結(jié)構(gòu)較復雜，含夾石 03 層，夾石厚度 0.010.19m。本區(qū)含煤地層空間展布穩(wěn)定，標志層明顯，各煤層層位穩(wěn)定，煤層及其間距變化不大， 易于對比。煤層對比方法以標志層為主，同時考慮煤層本身的特征。2 號煤層位于山西組中部，K7 砂巖之上，K8 砂巖之下。這兩層砂巖層位穩(wěn)定，可作為對比 2 號煤層的標志層。另外 2 號煤層厚度、結(jié)構(gòu)也是良好的對比標志。故 2 號煤層對

35、比可靠。2 下號煤層位于 2 號煤層之下，為極不穩(wěn)定的局部可采煤層。4、5、6 號煤層位于 K7 砂巖之下，K4 灰?guī)r之上，這兩層標志層層位穩(wěn)定，特征明顯也是煤層對比的重要標志層。5、6 號煤層為 2 層不穩(wěn)定的薄煤層，兩者呈上、下關(guān)系，5 號位于 K7 之下，6 號位于 K4 之上，兩者易于區(qū)別。4 號煤層位于 5 號煤層之上，為極不穩(wěn)定的局部可采煤層。7 號煤層為夾在 K4、K3 標志層之間的薄煤層，其上、下各有一層薄煤層，但均不可采， 易于對比。9、10 號煤層位于 K2 灰?guī)r之下。該石灰?guī)r特征明顯，層位穩(wěn)定是良好的煤層對比標志層。9、10 號煤層呈上、下關(guān)系，前者為薄至中厚煤層，后者為

36、中厚煤層，兩者易于區(qū)分。其間距為 0.12.6m，平均 0.8m。故 9、10 號煤層對比極為可靠。11 號煤層為太原組最下部的一層中厚煤層，距 10 號煤層 6.715.6m，全區(qū)穩(wěn)定可采。可以其層位，厚度和穩(wěn)定性確定。故該煤層對比也可靠。中國礦業(yè)大學 2012 屆本科生畢業(yè)設(shè)計第9頁12 號煤層位于本溪組中上部，其頂板為一層不穩(wěn)定的薄層石灰?guī)r，為極不穩(wěn)定的薄煤層。在本溪組中有 13 層不穩(wěn)定薄煤層，12 號煤層頂部石灰?guī)r厚度薄，不穩(wěn)定，煤層對比標志不明顯，故 12 號煤層對比可靠性較差。1.3.2 煤的特征（1）物理性質(zhì)本區(qū)各煤層物理性質(zhì)極為相似，顏色及粉色均為黑色，硬度較小，以 2 號煤

37、層為最小，10 號煤層相對較大，9、11 號煤層次之。煤的對密度，2 號煤層為 1.63，純煤為 1.53；10 號煤層為 1.33，純煤為 1.16；11 號煤層為 1.32，純煤為 1.24。（2）顯微煤巖特征、煤巖組分及宏觀煤巖類型1）2 號煤層該以暗亮煤、微暗煤居多，次為微亮煤。顯微組分一般以鏡質(zhì)組、半鏡質(zhì)組為主，占 5575%，其中后者占 510%。穩(wěn)定組份占 1%以下，常見小孢子。其余為絲炭組和半絲炭組。礦物含量中等，以粘土礦物為主，分散于有機基質(zhì)中。煤巖組分主要為亮煤、暗煤。以半亮型為主，半暗型次之。具稀疏的線理狀結(jié)構(gòu)，斷口較平整，內(nèi)生裂隙不發(fā)育。2）5、6 號煤層，該以微亮煤和

38、微暗煤為主，顯微組分以鏡質(zhì)組、半鏡質(zhì)組為主，占6580%，主要為無結(jié)構(gòu)鏡炭組。；穩(wěn)定組一般不多，個別樣品含量高達 7.3%，其余為半絲礦物含量較大，占 12.557.2%，以粘土礦物為主，往往以似層狀、透鏡狀或細分散狀分布于有機基質(zhì)中。煤巖組分 5 號煤由鏡煤、亮煤及暗煤組成，為半亮型、光亮型，6 號煤以鏡煤，亮煤為主，夾少量暗煤及絲炭，為光亮型、半亮型。具條帶狀結(jié)構(gòu)、玻璃光澤、節(jié)理裂隙發(fā)育。 3）9、10 號煤層，該以微亮煤、微鏡煤、微暗煤組合特征。顯微組分以鏡煤、半鏡煤為主占 70%以上，絲炭少于 30%。礦物含量一般在 15%以下，以粘土礦物為主，常為透鏡狀、層狀；黃鐵礦為小結(jié)核狀或顆粒

39、狀，還有少量石英碎屑。煤巖組分由鏡煤，亮煤及暗煤組成，為光亮型煤，10 號煤個別為暗淡型。具中細條帶狀，水平層理、玻璃光澤，棱角狀斷口，裂隙較發(fā)育。4）11 號煤層，該以微亮煤，微鏡煤、微亮暗煤組合為特征。顯微組分鏡質(zhì)組及半鏡質(zhì)組占 70%左右，絲質(zhì)組占 30%左右。礦物含量占 19%左右，以粘土礦物為主，多呈浸染狀或透鏡狀，黃鐵礦含量低于 9、10 號煤。煤巖組分主要由鏡煤、亮煤、暗煤組成，為光亮型暗淡型。具稀疏的線理狀結(jié)構(gòu)， 裂隙不發(fā)育。5）12 號煤層，該鏡質(zhì)組和半鏡組含量占 80%以上，絲炭組占 20%以下。煤巖組分主要由鏡煤、亮煤、暗煤組成，為光亮型半亮型。具玻璃光澤，裂隙較發(fā)育。（

40、3）化學性質(zhì)及工藝性能本區(qū)主要可采煤層煤質(zhì)分析試驗成果列入表 1-3。中國礦業(yè)大學 2012 屆本科生畢業(yè)設(shè)計第10頁由表 12 可知，本區(qū)各層煤水份（Mad）變化不大，平均含量原煤在 0.871.12%。灰分產(chǎn)率變化也不大，原煤平均灰分（Ad）以中灰為主，屬中灰的有 2、5、10、11、12 號煤，屬低中灰有 7、9 號煤層，6 號煤稍高于 30%，為高中灰。個別鉆孔原煤灰分40%， 視采樣問題，不參與評價。經(jīng)過洗選后，各層煤灰分都能降到 10%以下。全硫平均含量， 2 號煤為特低硫，11 號煤為低硫，5、6、7 號煤為中高硫，9、10 號煤為高硫，經(jīng)洗煤后， 硫分略為降低。各煤層的揮發(fā)分基

41、本上變化不大，從上到下略有減小的趨勢。從各層煤的焦渣特征看，均屬不膨脹熔融粘結(jié)和膨脹融粘結(jié)（代號 5、6）。膠質(zhì)層最大厚度（Ymax）平均在 25mm 左右者有 2、11 號，其余均在 30mm 以上。2、9、10、11 號煤層粘結(jié)指數(shù)比較大，為 94.3101.2，表明其粘結(jié)性較好至很好。各層煤發(fā)熱量均很高， 平均為 24.3325.45MJ/kg。（4）煤類按照中國煤炭分類，1986進行分類，分類指標采用精煤揮發(fā)分，膠質(zhì)層厚度（Y）和粘結(jié)指數(shù)（GR.I），根據(jù)上述煤質(zhì)特征，本區(qū) 2、5 號煤為肥煤（FM）和1/3 焦煤（1/3JM），6 號煤為肥煤（FM）、1/3 焦煤（1/3JM）、氣肥

42、煤（QF），7 號煤為肥煤（FM），7、9、10號煤為肥煤（FM）和焦煤（JM），11 號煤為肥煤（FM）。1/3 焦煤（1/3JM）和焦煤，（5） 煤的可選性據(jù)1992 年礦井地質(zhì)報告2、9、10、11 號煤層可選性分析結(jié)果，精煤回收率分別為55.43%，67.76%、40.57%、51.35%，其精煤回收率級別，2、9 號煤為良等，10、11 號煤為中等。2003 年 911 月該礦采大樣試驗；自然級煤粉小浮選精煤產(chǎn)率 2 號煤 69.75%， 10 號煤為 71.63%，鄰近辛置礦 2003 年 3 月篩分試驗 11 號煤理論精煤產(chǎn)率 38.14%。（6） 煤的工業(yè)用途根據(jù)上述煤質(zhì)特征，

43、各煤層均為優(yōu)質(zhì)的配焦和煉焦用煤。目前該礦生產(chǎn)的煤炭大多用于煉焦，部分含硫量較高（3.0%）的煤炭用于電廠或當?shù)鼐用裆钣妹骸?.3.3 其它有益礦產(chǎn)本井田煤系中伴生有益礦產(chǎn)有：鋁土礦、硫鐵礦、菱鐵礦，石灰?guī)r，石膏及煤層中的分散元素鍺、鎵等。（1）鋁土礦本溪組地層中含有多層鋁土質(zhì)泥巖，尤其是底部的鋁土質(zhì)泥巖層位穩(wěn)定，厚度一般在3.5014.40m，平均 8.80m，為深灰色淺灰色，致密塊狀，多呈鮞狀結(jié)構(gòu)，局部質(zhì)純者成為鋁土礦。鉆孔取樣分析結(jié)果列入表 1-3。表 1-3 部分鉆孔鋁土礦化驗分析結(jié)果從表中可見,Al2O3 含量較高，但 Fe2O2 的含量也較高,而且不易除去，局部地區(qū)的鋁土孔號 層厚

44、 Al2O2(%) SiO2(%) Fe2O2(%) 鋁硅比值 39 5.50 51.94 21.80 3.00 2.38 51 2.00 31.82 37.95 10.71 0.84 31 8.34 30.74 37.95 8.30 0.81 南15 62.50 21.40 1.20 52.70 26.72 2.64 南30 35.63 26.88 15.81 中國礦業(yè)大學 2012 屆本科生畢業(yè)設(shè)計第11頁礦質(zhì)量有可能達到黑色冶金熔劑及耐火材料的質(zhì)量要求。此外，在太原組和下石盒子組中，還可見到多層鋁土質(zhì)泥巖，但質(zhì)量欠佳，利用價值不大。（2）硫鐵礦、菱鐵礦1） 硫鐵礦硫鐵礦位于本溪組底部，覆

45、于奧陶中統(tǒng)石灰?guī)r古侵蝕面上，多以黃鐵礦散晶或結(jié)核狀分布于鋁土質(zhì)泥巖中，厚度分布極不穩(wěn)定，且品位欠佳，故經(jīng)濟價值不大。2） 菱鐵礦在太原組頂部和山西組底部砂巖中，見有 13 層菱鐵礦結(jié)核，厚 10cm 左右，層位不Fe2O2 的含量達38.4%，可用來煉鐵，但因呈結(jié)構(gòu)狀，分布不均，厚穩(wěn)定。取樣化驗結(jié)果度不大，埋藏又深，無利用價值。3） 分散元素鍺和鎵在勘探過程中，通過對分散元素的分析化驗，已查明各煤層中鍺的含量變化不大，平均為 2.278g/t，占煤灰平均含量的 0.00105%。但同一煤層，鍺的含量橫向上，縱向上變化均比較大。比如在橫向上，2 號煤層中鍺含量由微量到 5g/t；10 號煤層中鍺

46、含量為 0.55.5g/t，其它亦然。在縱向上，一般在靠近煤層頂、底板部分較富集，中部較貧。如南4 號鉆孔2 號煤層上、中、下三個分層中鍺含量分別為 5.0g/t、微量及 1.5g/t。顯示出在近頂部分更富些；南9 號孔 10 號煤層上、中、下三個分層中，鍺含量分別為 1.0g/t、0.5g/t、及 5.0g/t， 顯示在近底板部分更富一些。但是，井田內(nèi)各可采煤層中鍺的含量一般不超過 5.5g/t。鎵含量多在 20g/t 以下，均未達到一般工業(yè)要求，而且變化較大，未能找到變化規(guī)律。就現(xiàn)有資料來看，工業(yè)利用的可能性不大。4） 石膏據(jù)下樂坪井田 6 個探巖溶鉆孔，在奧陶系古風化剝蝕面以下，一般在

47、43.4560.85m處，可見第一石膏層，厚度 13.3916.79m，平均 13.95m。在其下 5.6532.69m 處可見第二石膏層，層厚 35.8054.69m，平均 42.57m，石膏層為灰白色致密塊狀，硬度低，揀塊送樣分析結(jié)果表明，石膏達 98%左右，品位達到 I 級品工業(yè)要求。但埋藏較深，開采利用難度較大。5）石灰?guī)r井田內(nèi)賦存有本溪組薄層石灰?guī)r、太原組三層石灰?guī)r及奧陶系巨厚石灰?guī)r，均為良好的建筑石料和石灰及水泥的原料，但因埋藏深，不易開采利用。1.3.4 瓦斯，煤塵及自燃（1）瓦斯據(jù)1992 年礦井地質(zhì)報告資料，煤層瓦斯含量 01.093mL/g，下組煤大于上組煤。瓦斯相對涌出量

48、，2 號煤層為 00.69m3/t，10 號煤層為 1.33m3/t，11 號煤層為 1.35m3/t，屬低瓦斯礦井，建礦以來未發(fā)生過瓦斯事故。2003 年9 月10 日山西省安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局鑒定，礦井瓦斯絕對涌出量為1.144m3/min， 相對涌出量為 0.634m3/t，屬低沼氣礦井。據(jù)我省煤礦瓦斯分布規(guī)律，瓦斯含量將隨煤層埋深的增加而增大。另外在構(gòu)造破壞帶、古空區(qū)及獨頭上山巷道等瓦斯局部聚集。低沼氣礦井也有發(fā)生重大瓦斯爆炸事故的事例，中國礦業(yè)大學 2012 屆本科生畢業(yè)設(shè)計第12頁如臨汾市蒲縣境內(nèi)的富強煤礦和油房南煤礦于 1993 年和 1995 年先后發(fā)生過瓦斯爆炸事故，共死亡 1

49、0 余人。為此，必須按照煤礦安全規(guī)程加強瓦斯管理。（2） 煤塵2004 年 7 月 5 日煤塵爆炸性試驗，2 號煤層火焰高度 60mm，加巖粉量 75%，10 號煤層火焰高度 55mm，加巖粉量 70%，11 號煤層火焰高度 30mm，加巖粉量 50%。以上三個煤樣均屬有煤塵爆炸性危險。據(jù)1992 年礦井地質(zhì)報告資料，各煤層爆炸性指數(shù)，2 號煤層為 3740%，9 號煤層為 32.8%，10 號煤層為 36.6%，11 號煤層為 33.3%，屬有煤塵爆炸危險性礦井，曾發(fā)生過煤塵爆炸事故，如 1991 年 1 月 7 日下午，10316 正巷口因煤塵超限，放炮電纜破裂產(chǎn)生火花引起煤塵燃燒，傷 7

50、 人。為此，必須保持巷道濕度，加強粉塵測定工作，及時清除粉塵等，防止煤塵爆炸事故。（3） 煤的自燃2004 年 7 月 2 日煤層自燃傾向鑒定，2 號煤層，T1 為 372，T2 為 373，T3 為 379，T 為 7，10 號煤層，T1 為 382，T2 為 390，T3 為 396，T 為 14，11 號煤層， T1 為 387，T2 為 388，T3 為 392，T 為 5，以上 3 個試樣均屬不自燃或不易自燃。建礦以來未發(fā)生過煤層自燃事例。由于下組煤（主要 9、10 號煤）中硫含量較高，氧化發(fā)熱可引起煤的自燃，如 1988 年地面煤堆（下組煤）發(fā)生過一次自燃，損失煤約 7 萬 t。另

51、外井下地溫、機電設(shè)備發(fā)熱等都可以使井下溫度升高、發(fā)熱。故井下要選擇合理的通風系統(tǒng)、及時清理井下殘煤，定期檢修井下機電設(shè)備，以預防煤的自燃。中國礦業(yè)大學 2012 屆本科生畢業(yè)設(shè)計第13頁2 井田境界與儲量2.1 井田境界2.1.1 井田范圍本井田位于山西省臨汾市北部霍州市東南約7km 處，其地理坐標為東經(jīng)：1114411148，北緯36313633。井田范圍由以下 11 點圈定，其坐標為：01X=4045530.0002X=4042795.0003X=4043180.0004X=4043460.0005X=4043440.0006X=4043350.0007X=4042930.0008X=40

52、42750.0009X=4046270.0010X=4046330.0011X=4046950.002.1.2 開采界限Y=19571790.00 Y=19568055.00 Y=19567010.00 Y=19566955.00 Y=19566500.00 Y=19566300.00 Y=19566300.00 Y=19565950.00 Y=19566780.00 Y=19568530.00Y=19570413.00本區(qū)含可采和局部可采煤層為 2、2 下、4、5、6、7、9、10、11、12 號，其中 2、9、10、11 號為主要可采煤層，5、6、7、12 號為大部或局部可采煤層，2 下、

53、4 號為極不穩(wěn)定的局部可采煤層。故本次設(shè)計主要設(shè)計 2、9、10、11 號煤層。2.1.3 井田尺寸井田的走向最大長度為 4.1km，最小長度為 1.1km，平均長度為 3.76km。井田的傾斜方向的最大長度為 3.5km，最小長度為 2.5km，平均長度為 3.3km。煤層的傾角平均為 8.3。井田的水平面積按下式計算：S = H L（2-1）式中：S 井田的水平面積，m2；H 井田的平均水平寬度，m；L井田的平均走向長度，m；則井田的水平面積為：S =3.763.3 =12.408km2，井田賦存狀況示意圖如圖 2-1-1 所示。2.2 井田地質(zhì)勘探2.2.1 勘探類型據(jù)礦井地質(zhì)規(guī)程，19

54、84和礦井水文地質(zhì)規(guī)程，1984的各項指標，對井田的礦井地質(zhì)條件和礦井水文地質(zhì)條件的各項因素的分析，確定礦井地質(zhì)條件類別為a、 d、g 類。2.2.2 鉆孔分布及儲量等級圈定本井田地層產(chǎn)狀平緩，褶皺寬緩，北部有赤峪斷層，但不影響采區(qū)劃分，礦井地質(zhì)條件類別為ab，d，g。各煤層圈定資源/儲量類型的工程間距列入表 2-2-1。中國礦業(yè)大學 2012 屆本科生畢業(yè)設(shè)計第14頁表 2-2-1 各煤層圈定資源/儲量類型的工程間距表本礦井生產(chǎn)的煤炭大多為優(yōu)質(zhì)煤焦用煤，經(jīng)洗煤后，精煤用于冶金和焦化，地質(zhì)和可行性評價在探明范圍內(nèi)的儲量可信度高，在控制范圍內(nèi)的儲量可信度一般。故本次資源/ 儲量類型可分為探明的（可研）經(jīng)濟基礎(chǔ)儲量（111b），控制的經(jīng)濟基礎(chǔ)儲量（122b），以及推斷的內(nèi)蘊經(jīng)濟資源量（333）。5、9、10、12 號煤層部分塊段