古書院礦1.2Mt新井設(shè)計（機械CAD圖紙）

1、摘 要本設(shè)計包括三個部分：一般部分、專題部分和翻譯部分。一般部分是古書院礦新井設(shè)計。全篇共分為十章：礦井概述及井田地質(zhì)特征、井田境界和儲量、礦井工作制度、設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限、井田開拓、準(zhǔn)備方式采區(qū)巷道布置、采煤方法、井下運輸、礦井提升與運輸、礦井通風(fēng)與安全和礦井主要經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)。古書院礦位于山西省晉城市，礦井總面積是17.508平方千米，礦井主采煤層是九號煤層，平均厚度是7m，角度平均是5度，礦井9號煤層的工業(yè)儲量是130.59Mt，可采儲量是83.82Mt，礦井的正常涌水量是118 m3/h，最大涌水量是406 m古書院礦設(shè)計年生產(chǎn)能力t/a，服務(wù)年限為5年。礦井工作制度為“三八”制。礦

2、井的采煤方法主要為長壁綜合機械化放頂煤開采。礦井開拓方式為斜井單水平開拓。礦井布置一個工作面生產(chǎn)，一個工作面?zhèn)溆茫晟a(chǎn)能力為/a。工作面長度為240 m。運輸大巷采用膠帶運煤，大巷輔助運輸采用采用無軌膠輪車運輸材料和矸石。礦井通風(fēng)方式為中央分列式通風(fēng)方式，礦井初期采用中央分列式通風(fēng)，后期同樣采用中央分列式通風(fēng)。專題部分主要介紹的是厚煤層分層開采技術(shù)初探。關(guān)鍵詞：工業(yè)儲量；立井開拓；工作制度；采煤方法；走向長壁綜合機械化放頂煤開采；礦井通風(fēng)；快速掘進目 錄一般設(shè)計部分 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc201121380 1 礦區(qū)概況及井田地質(zhì)特征 PAGEREF

3、 _Toc201121380 h 1 HYPERLINK l _Toc201121381 1.1礦區(qū)概況 PAGEREF _Toc201121381 h 1 HYPERLINK l _Toc201121382 1.1.1地理位置、交通 PAGEREF _Toc201121382 h 1 HYPERLINK l _Toc201121383 1.1.2地形、地勢及地震情況 PAGEREF _Toc201121383 h 1 HYPERLINK l _Toc201121384 1.1.3氣候條件 PAGEREF _Toc201121384 h 2 HYPERLINK l _Toc201121385

4、1.1.4礦區(qū)經(jīng)濟狀況 PAGEREF _Toc201121385 h 2 HYPERLINK l _Toc201121386 1.1.5礦區(qū)供水情況 PAGEREF _Toc201121386 h 2 HYPERLINK l _Toc201121387 1.2井田地質(zhì)特征 PAGEREF _Toc201121387 h 3 HYPERLINK l _Toc201121388 1.2.1井田地質(zhì)構(gòu)造 PAGEREF _Toc201121388 h 3 HYPERLINK l _Toc201121389 1.2.2水文地質(zhì) PAGEREF _Toc201121389 h 6 HYPERLINK

5、l _Toc201121390 1.3煤層特征 PAGEREF _Toc201121390 h 8 HYPERLINK l _Toc201121391 1.3.1主要煤層 PAGEREF _Toc201121391 h 8 HYPERLINK l _Toc201121392 1.3.2煤層頂?shù)装?PAGEREF _Toc201121392 h 9 HYPERLINK l _Toc201121393 1.3.3媒質(zhì) PAGEREF _Toc201121393 h 10 HYPERLINK l _Toc201121394 1.3.4瓦斯 PAGEREF _Toc201121394 h 12 HYP

6、ERLINK l _Toc201121395 1.3.5煤塵及煤的自燃 PAGEREF _Toc201121395 h 13 HYPERLINK l _Toc201121396 2 井田境界和儲量 PAGEREF _Toc201121396 h 14 HYPERLINK l _Toc201121397 2.1井田境界 PAGEREF _Toc201121397 h 14 HYPERLINK l _Toc201121398 2.1.1井田范圍 PAGEREF _Toc201121398 h 14 HYPERLINK l _Toc201121399 2.1.2開采界限 PAGEREF _Toc20

7、1121399 h 14 HYPERLINK l _Toc201121400 2.1.3井田尺寸 PAGEREF _Toc201121400 h 14 HYPERLINK l _Toc201121401 2.2礦井儲量 PAGEREF _Toc201121401 h 14 HYPERLINK l _Toc201121402 2.2.1儲量計算基礎(chǔ) PAGEREF _Toc201121402 h 14 HYPERLINK l _Toc201121403 2.2.2工業(yè)儲量計算 PAGEREF _Toc201121403 h 15 HYPERLINK l _Toc201121404 2.2.3可采

8、儲量的計算： PAGEREF _Toc201121404 h 16 HYPERLINK l _Toc201121405 3 礦井工作制度、設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 PAGEREF _Toc201121405 h 18 HYPERLINK l _Toc201121406 3.1工作制度 PAGEREF _Toc201121406 h 18 HYPERLINK l _Toc201121407 3.2設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 PAGEREF _Toc201121407 h 18 HYPERLINK l _Toc201121408 3.2.1設(shè)計依據(jù) PAGEREF _Toc201121408 h 18

9、HYPERLINK l _Toc201121409 3.2.2礦井設(shè)計生產(chǎn)能力 PAGEREF _Toc201121409 h 18 HYPERLINK l _Toc201121410 3.2.3礦井服務(wù)年限 PAGEREF _Toc201121410 h 19 HYPERLINK l _Toc201121411 4 井田開拓 PAGEREF _Toc201121411 h 19 HYPERLINK l _Toc201121412 4.1井田開拓的基本問題 PAGEREF _Toc201121412 h 19 HYPERLINK l _Toc201121413 4.1.1確定井筒形式、數(shù)目、位

10、置、坐標(biāo) PAGEREF _Toc201121413 h 20 HYPERLINK l _Toc201121414 4.1.2工業(yè)廣場確定 PAGEREF _Toc201121414 h 22 HYPERLINK l _Toc201121415 4.1.3開采水平確定及帶區(qū)劃分 PAGEREF _Toc201121415 h 22 HYPERLINK l _Toc201121416 4.1.4主要開拓巷道 PAGEREF _Toc201121416 h 23 HYPERLINK l _Toc201121417 4.2礦井基本巷道 PAGEREF _Toc201121417 h 31 HYPER

11、LINK l _Toc201121418 4.2.1井筒 PAGEREF _Toc201121418 h 31 HYPERLINK l _Toc201121419 4.2.2井底車場及硐室 PAGEREF _Toc201121419 h 35 HYPERLINK l _Toc201121420 4.2.3主要開拓巷道 PAGEREF _Toc201121420 h 37 HYPERLINK l _Toc201121421 5 準(zhǔn)備方式帶區(qū)巷道布置 PAGEREF _Toc201121421 h 39 HYPERLINK l _Toc201121422 5.1煤層的地質(zhì)特征 PAGEREF _T

12、oc201121422 h 40 HYPERLINK l _Toc201121423 5.2帶區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng) PAGEREF _Toc201121423 h 40 HYPERLINK l _Toc201121424 5.2.1采煤方法及工作面長度的確定 PAGEREF _Toc201121424 h 40 HYPERLINK l _Toc201121425 5.2.2帶區(qū)巷道的聯(lián)絡(luò)方式 PAGEREF _Toc201121425 h 40 HYPERLINK l _Toc201121426 5.2.3分帶煤柱的留設(shè) PAGEREF _Toc201121426 h 41 HYPERLINK

13、 l _Toc201121427 5.2.4帶區(qū)主要生產(chǎn)系統(tǒng) PAGEREF _Toc201121427 h 41 HYPERLINK l _Toc201121428 5.2.5確定帶區(qū)生產(chǎn)能力和采出率 PAGEREF _Toc201121428 h 41 HYPERLINK l _Toc201121429 5.3帶區(qū)主要硐室布置 PAGEREF _Toc201121429 h 43 HYPERLINK l _Toc201121430 5.3.1帶區(qū)煤倉 PAGEREF _Toc201121430 h 43 HYPERLINK l _Toc201121431 5.3.2帶區(qū)變電所 PAGERE

14、F _Toc201121431 h 43 HYPERLINK l _Toc201121432 6 采煤方法 PAGEREF _Toc201121432 h 44 HYPERLINK l _Toc201121433 6.1采煤工藝方式 PAGEREF _Toc201121433 h 44 HYPERLINK l _Toc201121434 6.1.1帶區(qū)煤層特征及地質(zhì)條件 PAGEREF _Toc201121434 h 44 HYPERLINK l _Toc201121435 6.1.2確定采煤工藝方式 PAGEREF _Toc201121435 h 44 HYPERLINK l _Toc201

15、121436 6.1.3確定回采煤工作面的長度 PAGEREF _Toc201121436 h 45 HYPERLINK l _Toc201121437 6.1.4工作面推進長度和推進方向確定 PAGEREF _Toc201121437 h 46 HYPERLINK l _Toc201121438 6.1.5回采工作面破煤、裝煤方式的確定 PAGEREF _Toc201121438 h 46 HYPERLINK l _Toc201121439 6.1.6采煤機的工作方式 PAGEREF _Toc201121439 h 47 HYPERLINK l _Toc201121440 6.1.7回采工藝

16、 PAGEREF _Toc201121440 h 48 HYPERLINK l _Toc201121441 6.1.8確定回采工作面運煤方式 PAGEREF _Toc201121441 h 49 HYPERLINK l _Toc201121442 6.1.9確定回采工作面支護方式 PAGEREF _Toc201121442 h 50 HYPERLINK l _Toc201121443 6.1.10合理采放、放頂步距、放煤方式的確定比 PAGEREF _Toc201121443 h 53 HYPERLINK l _Toc201121444 6.1.11勞動組織和循環(huán)作業(yè)圖表 PAGEREF _T

17、oc201121444 h 54 HYPERLINK l _Toc201121445 6.1.12工作面噸煤成本 PAGEREF _Toc201121445 h 56 HYPERLINK l _Toc201121446 6.2回采巷道布置 PAGEREF _Toc201121446 h 57 HYPERLINK l _Toc201121447 6.2.1確定回采巷道布置形式 PAGEREF _Toc201121447 h 57 HYPERLINK l _Toc201121448 6.2.2回采巷道支護 PAGEREF _Toc201121448 h 58 HYPERLINK l _Toc201

18、121449 6.2.3確定回采巷道斷面及其具體施工技術(shù)要求 PAGEREF _Toc201121449 h 58 HYPERLINK l _Toc201121450 7 井下運輸 PAGEREF _Toc201121450 h 58 HYPERLINK l _Toc201121451 7.1概述 PAGEREF _Toc201121451 h 58 HYPERLINK l _Toc201121452 7.1.1礦井設(shè)計生產(chǎn)能力及工作制度 PAGEREF _Toc201121452 h 58 HYPERLINK l _Toc201121453 7.1.2煤層及煤質(zhì) PAGEREF _Toc20

19、1121453 h 59 HYPERLINK l _Toc201121454 7.1.3運輸距離和貨載量 PAGEREF _Toc201121454 h 59 HYPERLINK l _Toc201121455 7.1.4礦井運輸系統(tǒng)58 HYPERLINK l _Toc201121456 7.2帶區(qū)運輸設(shè)備選擇59 HYPERLINK l _Toc201121457 7.2.1設(shè)備選型原則59 HYPERLINK l _Toc201121458 7.2.2帶區(qū)運輸設(shè)備選型及能力驗算60 HYPERLINK l _Toc201121459 7.3大巷運輸設(shè)備選擇62 HYPERLINK l _

20、Toc201121460 7.3.1主運輸大巷設(shè)備選擇62 HYPERLINK l _Toc201121461 7.3.2輔助運輸大巷設(shè)備選擇 PAGEREF _Toc201121461 h 63 HYPERLINK l _Toc201121462 7.3.3運輸設(shè)備能力驗算64 HYPERLINK l _Toc201121463 8 礦井提升 PAGEREF _Toc201121463 h 65 HYPERLINK l _Toc201121464 8.1礦井提升概述 PAGEREF _Toc201121464 h 65 HYPERLINK l _Toc201121465 8.2主副井提升65

21、 HYPERLINK l _Toc201121466 8.2.1主井提升 PAGEREF _Toc201121466 h 66 HYPERLINK l _Toc201121467 8.2.2副井提升設(shè)備選型68 HYPERLINK l _Toc201121468 8.2.3 井上下人員運送 PAGEREF _Toc201121468 h 69 HYPERLINK l _Toc201121469 9 礦井通風(fēng)及安全69 HYPERLINK l _Toc201121470 9.1礦井概況、開拓方式及開采方法69 HYPERLINK l _Toc201121471 9.1.1礦井地質(zhì)概況 PAGER

22、EF _Toc201121471 h 70 HYPERLINK l _Toc201121472 9.1.2開拓方式 PAGEREF _Toc201121472 h 70 HYPERLINK l _Toc201121473 9.1.3開采方法 PAGEREF _Toc201121473 h 70 HYPERLINK l _Toc201121474 9.1.4變電所、充電硐室、火藥庫 PAGEREF _Toc201121474 h 70 HYPERLINK l _Toc201121475 9.1.5工作制、人數(shù) PAGEREF _Toc201121475 h 70 HYPERLINK l _Toc

23、201121476 9.2礦井通風(fēng)系統(tǒng)選擇 PAGEREF _Toc201121476 h 70 HYPERLINK l _Toc201121477 9.3礦井通風(fēng)系統(tǒng)的基本要求 PAGEREF _Toc201121477 h 71 HYPERLINK l _Toc201121478 9.3.1礦井達產(chǎn)后，確定礦井通風(fēng)容易及困難時期的開采位置 PAGEREF _Toc201121478 h 71 HYPERLINK l _Toc201121479 9.3.2礦井通風(fēng)方式的確定 PAGEREF _Toc201121479 h 72 HYPERLINK l _Toc201121480 9.3.3確

24、定礦井主扇的工作方法 PAGEREF _Toc201121480 h 72 HYPERLINK l _Toc201121481 9.3.4確定帶區(qū)內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)布置 PAGEREF _Toc201121481 h 73 HYPERLINK l _Toc201121482 9.3.5確定回采工作面通風(fēng)方式73 HYPERLINK l _Toc201121483 9.3.6確定礦井通風(fēng)容易時期和困難時期的礦井用風(fēng)地點73 HYPERLINK l _Toc201121484 9.3.7礦井通風(fēng)容易和困難時期的通風(fēng)立體圖及網(wǎng)路圖73 HYPERLINK l _Toc201121485 9.4礦井風(fēng)量計算

25、PAGEREF _Toc201121485 h 76 HYPERLINK l _Toc201121486 9.4.1工作面所需風(fēng)量的計算 PAGEREF _Toc201121486 h 76 HYPERLINK l _Toc201121487 9.4.2備用面需風(fēng)量的計算 PAGEREF _Toc201121487 h 78 HYPERLINK l _Toc201121488 9.4.3掘進工作面需風(fēng)量 PAGEREF _Toc201121488 h 78 HYPERLINK l _Toc201121489 9.4.4硐室需風(fēng)量 PAGEREF _Toc201121489 h 79 HYPER

26、LINK l _Toc201121490 9.4.5其它巷道所需風(fēng)量 PAGEREF _Toc201121490 h 79 HYPERLINK l _Toc201121491 9.4.6礦井總風(fēng)量 PAGEREF _Toc201121491 h 79 HYPERLINK l _Toc201121492 9.4.7風(fēng)量分配 PAGEREF _Toc201121492 h 80 HYPERLINK l _Toc201121493 9.5 全礦通風(fēng)阻力的計算 PAGEREF _Toc201121493 h 81 HYPERLINK l _Toc201121494 9.5.1確定礦井通風(fēng)容易時期和困難

27、時期的最大阻力路線 PAGEREF _Toc201121494 h 82 HYPERLINK l _Toc201121495 9.5.2礦井通風(fēng)容易及困難時期井巷摩擦阻力及通風(fēng)阻力計算 PAGEREF _Toc201121495 h 82 HYPERLINK l _Toc201121496 9.5.3礦井總風(fēng)阻及總等積孔的計算 PAGEREF _Toc201121496 h 83 HYPERLINK l _Toc201121497 9.6選擇礦井通風(fēng)設(shè)備 PAGEREF _Toc201121497 h 84 HYPERLINK l _Toc201121498 9.6.1選擇主扇 PAGEREF

28、 _Toc201121498 h 84 HYPERLINK l _Toc201121499 9.6.2電動機選型 PAGEREF _Toc201121499 h 86 HYPERLINK l _Toc201121500 9.7安全災(zāi)害的預(yù)防措施 PAGEREF _Toc201121500 h 87 HYPERLINK l _Toc201121501 9.7.1預(yù)防瓦斯和煤塵爆炸的措施 PAGEREF _Toc201121501 h 87 HYPERLINK l _Toc201121502 9.7.2預(yù)防井下火災(zāi)的措施 PAGEREF _Toc201121502 h 88 HYPERLINK l

29、 _Toc201121503 9.7.3防水措施 PAGEREF _Toc201121503 h 88 HYPERLINK l _Toc201121504 10 設(shè)計礦井基本技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo) PAGEREF _Toc201121504 h 89專題部分 HYPERLINK l _Toc201121505 厚煤層分層開采技術(shù)初探91 HYPERLINK l _Toc201121506 1 綜放面瓦斯的涌現(xiàn)規(guī)律 PAGEREF _Toc201121506 h 91 HYPERLINK l _Toc201121507 1.1 上行開采的應(yīng)用范圍 PAGEREF _Toc201121507 h 91 HY

30、PERLINK l _Toc201121508 1.2 鞏縣上莊煤礦“恒底采煤法” PAGEREF _Toc201121508 h 91 HYPERLINK l _Toc201121508 1.3 蘇聯(lián)卡拉干達礦的分層上行開采 PAGEREF _Toc201121508 h 91 HYPERLINK l _Toc201121511 2 急傾斜厚煤層分層同采技術(shù)93 HYPERLINK l _Toc201121512 2.1 工作面狀況 PAGEREF _Toc201121512 h 93 HYPERLINK l _Toc201121513 2.2 巷道布置及回采工藝 PAGEREF _Toc2

31、01121513 h 93 HYPERLINK l _Toc201121517 2.3 采場礦壓顯現(xiàn)特征和支護措施94 HYPERLINK l _Toc201121517 2.4 分層同采技術(shù)分析94 HYPERLINK l _Toc201121511 3 厚煤層開采技術(shù)中回收頂煤的技術(shù)963.1 HYPERLINK l _Toc201121512 礦井概況96 HYPERLINK l _Toc201121513 回收頂煤技術(shù)的探索96 HYPERLINK l _Toc201121501 3.2.13362采面概況96 HYPERLINK l _Toc201121502 3.2.2回收頂煤技術(shù)

32、的原理 PAGEREF _Toc201121502 h 88 HYPERLINK l _Toc201121503 3.2.3準(zhǔn)備工作97 HYPERLINK l _Toc201121501 3.2.4回收頂煤技術(shù)實踐97 HYPERLINK l _Toc201121502 3.2.5在回收煤時的若干問題98 HYPERLINK l _Toc201121511 4 厚煤層人工頂板及控制技術(shù)98 HYPERLINK l _Toc201121512 4.1概況 PAGEREF _Toc201121512 h 93 HYPERLINK l _Toc201121513 4.2 分層開采礦壓顯現(xiàn)特點 PA

33、GEREF _Toc201121513 h 93 HYPERLINK l _Toc201121517 4.3 分層人工頂板的選擇及其鋪設(shè)方法100 HYPERLINK l _Toc201121501 4.3.1分層人工頂板的選擇100 HYPERLINK l _Toc201121502 4.3.2分層人工頂板的鋪設(shè)方法101 HYPERLINK l _Toc201121503 4.3.3分層頂板的控制方法101 HYPERLINK l _Toc201121511 5 分層開采后退式超前支護沿空留巷技術(shù)104 HYPERLINK l _Toc201121512 概述104 HYPERLINK l

34、 _Toc201121513 5.2中分層工作面生產(chǎn)技術(shù)條件105 HYPERLINK l _Toc201121517 5.3巷旁支護沿空留巷工藝設(shè)計105 HYPERLINK l _Toc201121512 5.4巷旁支護106 HYPERLINK l _Toc201121513 5.5巷旁支護材料及支護工藝107 HYPERLINK l _Toc201121501 5.5.1巷旁支護材料107 HYPERLINK l _Toc201121502 5.5.2巷旁支護工藝107 HYPERLINK l _Toc201121503 5.5.3巷旁支護沿空留巷效果107 HYPERLINK l _

35、Toc201121511 6 厚煤層分層開采的自燃發(fā)火預(yù)測預(yù)報及處理109翻譯部分 HYPERLINK l _Toc201121502 英文原文112 HYPERLINK l _Toc201121503 中文原文123 HYPERLINK l _Toc201121520 參考文獻129 HYPERLINK l _Toc201121521 致 謝 PAGEREF _Toc201121521 h 1301 礦區(qū)概況及井田地質(zhì)特征1.1礦區(qū)概況1.1.1地理位置、交通古書院礦位于山西省東南部，沁水煤田的東南緣，其地理座標(biāo)為東經(jīng)11248341125256，北緯353033353415，行政隸屬晉城市

36、管轄。位于晉城市城北。該井田西受白馬寺斷層控制，北與鳳凰山、王臺鋪井田相接，西南為北巖井田，東西長7km，南北寬3.2km，面積17.508km2。井田東部有太原焦作鐵路經(jīng)過。本礦專運線5公里與晉城北站接軌，向南于月山，新鄉(xiāng)分別與焦枝，京廣線相通。207國道和與之平行的晉（城）長（治）高速公路從井田西部經(jīng)過，晉（城）陽（城）、晉（城）焦（作）、長（治）邯（鄲）高速公路已建成通車；省級公路四通八達。交通甚為方便（見圖11）。圖1-11.1.2地形、地勢及地震情況井田內(nèi)地形以構(gòu)造剝蝕中低山為主。西北高，東南低，最高峰方山海拔1054.8m，一般標(biāo)高在600800m之間。由方山向東南經(jīng)向馬寺山、大嶺

37、頭一線為地表分水嶺，其東北部為北石店盆地，西南部為鐘家莊盆地，地表北部一般為基巖出露，南部為黃土覆蓋，地貌屬低山丘陵。晉城市屬黃河流域沁河水系。井田內(nèi)無常年逕流的地表水系，均為季節(jié)性河流。雨季流量較大，西南部大氣降水經(jīng)晉城西河、古書院河、晉城東河流入鐘家莊盆地，經(jīng)白水河流經(jīng)孔莊注入丹河，東北部大氣降水匯入劉家川河、司徒河向東于背蔭匯流經(jīng)水東注入丹河。歷年地震資料及文獻記載，晉城地區(qū)未發(fā)生過5級以上的破壞性地震。外圍強震的波及曾對本區(qū)造成房屋倒塌，人畜傷亡。據(jù)山西省地震局1978年省震字第29號文關(guān)于頒發(fā)山西省地震基本烈度區(qū)劃圖及說明的通知，將本區(qū)劃為六度地震烈度（器物傾倒，房屋有輕微破壞）區(qū)。

38、1.1.3氣候條件本區(qū)屬太行山西側(cè)山間盆地，屬暖溫帶大陸性氣候。四季分明，溫和宜人，日照充足。秋季多西北風(fēng)，春夏季多東南風(fēng)。年最小降雨量296mm，最大降雨量1010mm，平均686.10mm。降雨量集中在7、8、9三個月。蒸發(fā)量一般為降雨量的23倍。氣溫一般較高，日最高溫度達38.6，最低氣溫22.8，平均氣溫達11。無霜期較長，全年約180天。凍結(jié)期為11月至次年2月，最大凍土深度一般為43cm，最大積雪厚度為21cm。風(fēng)力不大，一般34級，最大6級。1.1.4礦區(qū)經(jīng)濟狀況整個晉城礦區(qū)跨越晉城市和陽城、沁水兩縣，面積為6795km2。1985年底統(tǒng)計資料人口為1184000人。本區(qū)處于太行

39、山西坡，土質(zhì)比較肥沃，主要農(nóng)作物有玉米、谷子、小麥和高梁，由于農(nóng)田水利基本建設(shè)發(fā)展較快，畝產(chǎn)水平逐年提高。工業(yè)主要有冶煉、化肥、水泥、發(fā)電、農(nóng)機、副食品加工及手工業(yè)等。尤其近幾年地方小煤礦發(fā)展較快，1985年資料統(tǒng)計小煤礦民發(fā)展到468處，原煤產(chǎn)量達到970.1萬t。1.1.5礦區(qū)供水情況古書院礦現(xiàn)有自備水源井6眼，分別是下平房水源井（3號）、水塔水源井（14號）、西風(fēng)井水源井（15號）、南風(fēng)井水源井（26號）、34號家屬樓南水源井（28號）、32號家屬樓東水源井（1號）。6個水源井全部采用深井潛水泵吸取中奧陶統(tǒng)深層水作為永久水源，日均取水量約為8000m2，年提水量約為292萬m2。古礦現(xiàn)供

40、水情況地面由1號、3號、14號、28號水源井供給，井下用水由15號、26號水源井供給，并于2001年對該礦地面和井下用水進行了互聯(lián)網(wǎng)。當(dāng)?shù)孛婧途氯魏我环接盟霈F(xiàn)緊張時，可由另一方進行補充，從而緩解了用水緊張的狀況。根據(jù)晉城市水環(huán)境監(jiān)測中心分析測試結(jié)果報告單，除西風(fēng)井總硬度、硫酸根稍高以外，其余測定項目全部符合GB574985生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)。各水井情況詳見表11。表11 古書院礦水源井情況一覽表編號水源井位置涌水量m3/h近期取水量（m3/h）成井時靜水位（m）近期靜水位（m）水位升降（m）3下平房90110121.78167.3444.5614水塔60110152.50181.3028.80

41、15西風(fēng)井6260213.80238.3024.5026南風(fēng)井7460276.55297.6021.0528東34號樓南8080168.26178.4110.15132號樓東6060129.00137.048.041.2井田地質(zhì)特征1.2.1井田地質(zhì)構(gòu)造古書院井田內(nèi)地層受新華夏構(gòu)造控制，主體走向與構(gòu)造相一致，傾向北西西，傾角210度，靠近構(gòu)造線附近地層傾角最大可達30多度，甚至70多度。西部受白馬寺逆斷層影響而形成自西向東的幾個連續(xù)的向、背斜，東部以短軸褶曲為主。現(xiàn)將井田內(nèi)主要構(gòu)造分述如下：一、褶曲1、二仙掌向斜： 位于白馬寺逆斷層?xùn)|側(cè)，軸向NE1222，南起晉普山井田，經(jīng)北巖井田，進入該區(qū)，

42、向北伸入鳳凰山井田，全長20000m。西翼陡而狹，傾角526，東翼平緩，傾角5，受白馬寺逆斷層上升盤牽引成為極不對稱的向斜。2、石城溝背斜：軸向NE1222，南起寨上，經(jīng)北巖井田東部，進入本井田牛山、石城溝、長條嶺西部，全長5000m，兩翼傾角57。3、方山向斜：位于張嶺、牛山、老王圪套經(jīng)楊莊進入鳳凰山井田，縱貫古書院、鳳凰山兩井田，主體走向NE1030，兩翼傾角35，全長12000m。4、大張村背斜：位于井田東部大張村附近，走向近南北，兩翼傾角3左右，全長2500m。5、王谷坨背斜：位于王谷坨村東，走向近東西向，兩翼傾角46，全長1500m。6、七嶺向斜：位于大張村背斜東南（紅廟嶺一帶），走

43、向北西轉(zhuǎn)近南北，全長2000m。兩翼傾角平緩，34。7、孫村向斜：位于大張村與孫村之間。主體走向北東約25，兩翼傾角5左右，全長2000m，向北延入王臺鋪井田。二、地層古書院井田地層出露中常，基巖分布面積約占三分之一，主要分布于井田北部、西北部山梁及溝谷零星地段，新生界覆蓋面積約占三分之二，主要分布在井田南部、東部的丘陵、低洼地帶及溝谷兩側(cè)。奧陶系（奧陶紀(jì)時期形成的地層，距今大約51000萬年）灰?guī)r為煤系地層之基底。區(qū)內(nèi)地層由老至新分述如下：1、奧陶系中統(tǒng)（O2）：僅出露于白馬寺逆斷層西側(cè)上升盤，斷層附近山勢陡立，走向NNESSW，出露厚度約150m，其巖性接近頂部多為角礫狀灰?guī)r，礫石成分復(fù)雜

44、，風(fēng)化后呈黃色，其下為深灰色，質(zhì)純而性脆，并含方解石脈的厚層狀灰?guī)r。2、石炭系（C）：中統(tǒng)本溪組（C2b）：大部出露于白馬寺逆斷層之東側(cè)下降盤西部邊緣。由含鋁質(zhì)較高的紅色及灰白色泥巖組成，中夾薄層砂質(zhì)泥巖、細砂巖。底部為山西式鐵礦。本組厚0.7085.5m，平均43.1m，與下伏奧陶系呈平行不整合接觸；上統(tǒng)太原組（C3t）：出露于白馬寺斷層?xùn)|側(cè)，為井田主要含煤地層之一。由黑深灰色砂質(zhì)泥巖、灰黑色砂巖、石灰?guī)r和煤層等組成。底部有一層鮞狀結(jié)構(gòu)的砂質(zhì)泥巖，全組厚51.23m116.17m，平均83.70m，與下伏地層呈整合接觸。3、二疊系（P）：下統(tǒng)山西組（P1s）：為本區(qū)主要含煤地層之一。井田內(nèi)出

45、露較多，但均零星不完整。以灰白色砂巖為主，中夾灰色及深灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖及煤層。底部為一層不太穩(wěn)定的中粒砂巖。本組厚38.0281.21m，平均54.48m，與下伏地層整合接觸；下統(tǒng)下石盒子組（P1x）：主要出露在井田內(nèi)較高的山腰處。由灰色的細中粒砂巖，灰白色的砂質(zhì)泥巖和泥巖組成。風(fēng)化后多呈灰綠色或黃綠色，底部為一層厚5m左右的中粗粒長石石英砂巖，為與山西組的分界，俗稱駱駝脖子砂巖（k8）。本組厚20.07118.60m，平均53.86m；上統(tǒng)上石盒子組（P2s）：主要分布于井田北部的白馬寺山、方山、二仙掌等地的較高處。巖性以灰黃色砂質(zhì)泥巖為主，夾較厚的黃綠、紫紅、藍紫色砂巖和黃色泥巖組成。下

46、部有一層鋁土質(zhì)泥巖或含鋁質(zhì)的砂質(zhì)泥巖，見鐵質(zhì)浸染，具鮞狀結(jié)構(gòu)。風(fēng)化后鮞粒脫落成小孔，地面易識別，其顏色鮮明，呈桃紅色，俗稱桃花泥巖。為與下石盒子組分界的輔助標(biāo)志層。其下為一層不穩(wěn)定的中粗粒石英砂巖（k10）。井田內(nèi)鉆孔揭露厚度可達197.88m（144孔）。與下伏地層呈整合接觸。4、第三系上統(tǒng)（N2）：為深紅色粘土，含砂量較多，可見褐鐵礦黑色斑點，含鈣質(zhì)結(jié)核35層，該層脫水曬干后變得堅硬。在井田中部、北部丘陵地帶零星出露，厚度08m，與下伏不同時代地層不整合接觸。5、第四系（Q）：分布范圍較廣，與地形起伏相一致，厚度由山梁向邊坡遞增，最厚達49.53m（205孔），沉積物以紅土、黃土為主，沖積

47、物為砂礫層。中更新統(tǒng)（Q2）：位于黃土之下，多分布于丘陵高地，一般為赤紅及紫醬色，可塑性強，膩滑似臘，在紅土底部因受水解作用形成大量的鈣質(zhì)結(jié)核。本層與上部的黃土分界不甚明顯，在顏色上由下而上由深而淺漸變；上更新統(tǒng)（Q3）：主要為黃土。多分布于溝谷兩側(cè)，構(gòu)成二級階地，其厚度變化不一，一般520m，土質(zhì)致密；全新統(tǒng)（Q4）：為砂卵石、砂土堆積的現(xiàn)代沖積層，厚度大小不一，主要分布于現(xiàn)代河谷中的河漫灘。77.774.707.01.018.600.3016.603.460.357.421.5012.751.551.0010.656.922.2016.1526.95p中粗粒砂巖砂質(zhì)泥巖9號煤層泥 巖砂質(zhì)泥

48、巖K石灰?guī)r砂質(zhì)泥巖K石灰?guī)r薄 煤砂質(zhì)泥巖砂質(zhì)泥巖K石灰?guī)r3號煤層K石灰?guī)r砂質(zhì)泥巖砂 巖15號煤層砂 巖鋁土質(zhì)泥巖石灰?guī)r系疊二下統(tǒng)山西組石炭系上統(tǒng)原太組古生界PPPCCCCCbOO溪中本統(tǒng)組地層單位界系組統(tǒng)厚層（米）柱 狀 圖1：1000巖 石 名 稱中統(tǒng)奧陶系14.75砂 巖1.2.2水文地質(zhì)晉城礦區(qū)位于沁水煤田向斜的東南翼，三面環(huán)山，東為太行山，南為晉普山、西為五門山。晉普山與五門山為地表分水嶺，將丹河與沁河兩大水系分開。東歸丹河水系，西歸沁河水系。丹河是沁河的最大支流，發(fā)源于高平縣越莊北丹株嶺，流經(jīng)高平、晉城，在河南省沁陽縣北金村匯入沁河。河道總長120km，流域面積3620km2，上游修

49、建水庫百余座，其中任莊水庫最大，控制流域面積1240 km2，總庫容量8400萬m2，沿途出露有小會泉、白洋泉、郭壁泉、三姑泉等地下水露頭。西部沁河發(fā)源于沁源北端山東泉嶺，流經(jīng)沁源、安澤、沁水、陽城、晉城等地，在河南省武陟縣南注入黃河，沿河有馬山泉、趙良泉、黑水泉等地下水出露。晉城礦區(qū)的東、南部廣泛出露奧陶系灰?guī)r，大氣降水沿裂隙巖溶垂直滲漏，成為礦區(qū)地下水的主要補給途徑，高平縣北部有近EW向的背斜構(gòu)造，為地下分水嶺，形成南北兩個水文地質(zhì)單元，北為辛安泉域，南部受晉長斷裂帶的影響，又形成東西兩個次級水文地質(zhì)單元，西為馬山泉域，東為三姑泉域即晉城礦區(qū)所在泉域。晉城儲水構(gòu)造東側(cè)給水邊界，以太行山背斜

50、軸為限，地下水匯集的總方向為巖層傾向即北西西向，西側(cè)以晉長斷裂帶白馬寺壓性斷層控制，由于西盤上升，使東盤奧灰易溶巖受到封閉，成為儲水構(gòu)造的西邊隔水邊界。根據(jù)地下水動態(tài)分析得知，本區(qū)水文地質(zhì)單元中高平為補給區(qū)，晉城為經(jīng)流區(qū)，郭壁為排泄區(qū)。古書院井田位于晉城礦區(qū)的東南部，區(qū)內(nèi)由方山東南經(jīng)白馬寺大嶺頭之連線為地表分水嶺，在其北部為北石店盆地，東南部為鐘家莊盆地。一、含水層按含水層含水性質(zhì)，可分孔隙水、裂隙巖溶水、巖溶水三大類。1、孔隙水：主要分布在盆地及河谷地帶。藏在卵石層、砂礫層、砂土、亞砂土等新生界松散沉積物中，滲透性強，村民用水多取自此層。含水層厚2.7015.00m，水位深2.0013.00

51、m。近年來，因礦山采動漏失及工農(nóng)業(yè)用水量增加，水位逐年下降，涌水量也減少，部分已遭破壞，此層水主要由大氣降水補給，水質(zhì)屬重碳酸、硫酸型鈣鎂水。2、裂隙巖溶水：主要指石炭二疊系含煤地層中的砂巖、灰?guī)r裂隙接受大氣降水垂直補給后溶蝕碳酸鹽巖而擴大容水范圍，成溶洞存水，仍屬重碳酸、硫酸型鈣鎂水。煤層下部水質(zhì)有時為硫酸、重碳酸型鈣鎂水，礦化度略有升高，此含水層富水程度不一，盆地及河谷附近富水性強。主要含水層為K3灰?guī)r層。埋深1543m，富水性有上強下弱的規(guī)律，近年來，由于大量開采，水位有逐年下降趨勢。3、巖溶水：主要指奧灰?guī)r溶水。從鉆孔水位及泉水標(biāo)高看，本區(qū)地下水位有由南向北增高之規(guī)律。含水層發(fā)育在上下

52、馬家溝底部。地下水區(qū)域流向自北向南，該井田內(nèi)水位標(biāo)高在500520m。該巖溶水補給范圍廣。在補給區(qū)接受大氣降水后，對該區(qū)以側(cè)向補給為主，水量充沛，沿巖溶層向南逕流，最終于郭壁泉及三姑泉一帶排泄。據(jù)1987年229隊對“晉城生產(chǎn)礦區(qū)水資源評價”報告：該層水飽和鈣差大于零，為一相對緩滯流區(qū)，水質(zhì)較好屬微硬中性或弱堿性水，礦化度小于1克/升，適于工農(nóng)業(yè)及生活用水、永久水源井。上述各含水層間，第三系粘土、本溪組之鋁土泥巖與各時代地層的泥巖、砂質(zhì)泥巖、粘土和亞粘土，當(dāng)無裂隙和孔隙時，均為良好的隔水層。1.3煤層特征1.3.1主要煤層古書院井田含煤地層屬石炭二疊紀(jì)。煤系地層總厚123.68142.04m。

53、一般厚132.24m。共含煤10余層，煤層總厚1315m，含煤系數(shù)約10。其中石炭系太原組含煤八層，僅9號煤、15號煤二層穩(wěn)定可采，二疊系山西組含煤五層，僅3號煤層穩(wěn)定可采。煤層特征見表12。表12 可采煤層情況煤層號煤層厚度（m）最小最大一般夾石層數(shù)最少最多一般層間距（m）最小最大一般穩(wěn)定程度及可采情況31.20 1.921.5502135.64-45.540.6穩(wěn)定可采95.30 7.637.0051 2穩(wěn)定可采15.10-22.0418.57150.743.662.20512較穩(wěn)定可采一、3號煤層位于山西組下部。下距K4灰?guī)r9.61m左右，距9號煤層40.6m左右。煤層厚1.201.92

54、m，平均1.55m左右，夾石12層，最多可達5層，多見于中下部，煤層厚度變化不大，全區(qū)穩(wěn)定可采。其偽頂為黑色泥巖或炭質(zhì)泥巖，直接頂板多為灰黑色的砂質(zhì)泥巖或粉砂巖，老頂多為灰色厚層狀砂巖，底板一般為灰黑色粉砂巖或炭質(zhì)泥巖。二、9號煤層是主要可采煤層之一，位于太原組中部的K1與K2灰?guī)r之間。下距15號煤層18.57m左右。煤層厚5.307.63m，平均7.0m，厚度變化不大。煤層頂板為K2灰?guī)r，厚1.5m左右，底板為石灰?guī)r，結(jié)構(gòu)簡單，全區(qū)穩(wěn)定可采。三、15號煤層位于太原組下部，煤厚0.743.66m，平均2.2m，厚度無明顯變化規(guī)律，夾石12層，最多達5層，夾石厚度一般在0.5m以下。其直接頂板為

55、砂巖，厚度6.92m左右。底板以黑灰色炭質(zhì)泥巖、鋁土質(zhì)泥巖為主。全區(qū)大部可采，屬較穩(wěn)定煤層。四、煤層對比本區(qū)3號煤層位于山西組，屬陸相沉積，9號、15號煤層位于太原組，屬海陸交互相含煤沉積，各煤層厚度、層位、層間距穩(wěn)定，煤質(zhì)、物性、頂?shù)装逄卣髅黠@，對比依據(jù)充分，因此，本礦區(qū)內(nèi)煤層對比十分可靠。1.3.2煤層頂?shù)装逡弧?號煤層從鉆孔和生產(chǎn)資料看，3號煤層普遍沉積有偽頂、直接頂和老頂。偽頂巖性為黑色泥巖或炭質(zhì)泥巖，厚度0.100.20m。結(jié)構(gòu)疏松，易碎，強度低，不易支護，隨采掘脫落。直接頂板多為黑色及灰色的砂質(zhì)泥巖或粉砂巖，層理發(fā)育，致密堅硬，節(jié)理裂隙較發(fā)育，平均厚度2.70m。老頂巖性為灰白色中

56、?；蚣毩Ｉ皫r，平均厚度7.70m，致密堅硬，層理發(fā)育，節(jié)理裂隙較發(fā)育，呈半張開狀，有方解石充填，老頂來壓后可自行塌落。煤層上覆巖性，從偽頂、直接頂?shù)嚼享敒檐浫踺^硬堅硬型，再向上是軟弱堅硬相間的平行復(fù)合結(jié)構(gòu)。3號煤層直接底板為泥巖，厚度約1.00m，其下為砂質(zhì)泥巖，厚約8.6米左右，開采中受壓后，有時發(fā)生底鼓現(xiàn)象。二、9號煤層9號煤層頂板巖性以K2石灰?guī)r為主，有時為砂質(zhì)泥巖，K2灰?guī)r厚約1.5 m左右，致密堅硬，較穩(wěn)定，節(jié)理裂隙發(fā)育，有方解石充填。單向抗壓強度33.569.3Mpa，平均48.5Mpa；單向抗拉強度3.705.87 Map，平均4.44 Map，抗剪強度平均7.83 Map，老頂

57、為砂質(zhì)泥巖，厚約4.36m，節(jié)理裂隙發(fā)育，較硬。煤層上覆巖性，從直接頂?shù)嚼享攲賵杂草^堅硬型，再向上是硬較硬相間的平行復(fù)合結(jié)構(gòu)。9號煤層直接底板為K1石灰?guī)r，約1.00m,其下為黑灰色砂質(zhì)泥巖（含高嶺土），平均厚度10.65 m，強度低，穩(wěn)定性差，單向抗壓強度12.916.2Mpa，平均16.7Mpa；單向抗拉強度0.440.85 Map，平均0.66 Map，抗剪強度2.083.39Mpa,平均2.91 Mpa，膨脹率為1.763.64，平均2.91，這種巖性遇水易膨脹和泥化，從而降低了底板的穩(wěn)定性，屬軟弱堅硬型。三、15號煤層15號煤層直接頂板為砂巖，厚5.548.3m，平均6.92 m左右

58、，深灰色，致密堅硬，頂部含似層狀燧石條帶，全區(qū)穩(wěn)定，據(jù)相鄰礦井（王臺鋪礦）測試，其單向抗壓強度平均47.0Mpa左右；單向抗拉強度平均為4 Mpa左右，抗剪強度平均為3.70Mpa，屬堅硬型頂板。老頂為砂質(zhì)泥巖，深灰色，厚約10.65m。直接底板為砂質(zhì)泥巖，平均厚度約12.75m，其下部為砂巖，平均厚度約為14.75m，再其下部為本溪組的鋁土泥巖，厚約26.95 m，屬軟弱型。據(jù)相鄰礦井（王臺鋪礦）測試，鋁土泥巖單向抗壓強度為11.4Mpa；單向抗拉強度為0.76 Mpa，抗剪強度為2.49 Mpa，膨脹率為0.63。這種巖層吸水性強，從而降低了底板的穩(wěn)定性。1.3.3煤質(zhì)一、煤的物理性質(zhì)3號

59、煤層為黑灰色，金屬光澤，貝殼狀斷口，致密堅硬，均一條帶狀結(jié)構(gòu)，由亮煤和鏡煤組成，宏觀煤巖類型為光亮型。9號煤層為灰黑色，玻璃光澤，致密，性脆，由暗煤和亮煤組成，條帶狀結(jié)構(gòu)，階梯狀斷口，可見黃鐵礦結(jié)核或呈星散狀賦存于煤中。宏觀煤巖類型為半光亮型。15號煤層為黑色，油脂光澤，以暗煤為主，夾鏡煤條帶，平坦?fàn)顢嗫?，條帶狀結(jié)構(gòu)，塊狀結(jié)構(gòu)，煤中富含黃鐵礦結(jié)核，宏觀煤巖類型為半暗淡型。二、煤的化學(xué)性質(zhì)各煤層原煤水分一般在11.5之間，洗煤后，3號煤水分有所下降，15號煤稍有增高。原煤灰分產(chǎn)率從上至下，呈遞增之趨勢，3號煤為低灰煤，9、15號煤為中灰煤。硫分以3號煤最低，屬特低硫煤，9號煤以中硫煤為主。在井田

60、南部補66孔周圍有一富硫帶。而15號煤層在本井田中南部大面積為高硫煤。垂向上，煤中的硫分自上而下增加。經(jīng)統(tǒng)計，三層煤的灰分變化標(biāo)準(zhǔn)差均小于1，硫分變化標(biāo)準(zhǔn)差3號煤小于0.5，9、15號煤則大于0.8。3號煤層煤質(zhì)變化小，9、15號煤層煤層煤質(zhì)變化大。煤中的元素組成以碳為主，約占93，其次為氫約占3，說明煤化程度較高。表13 可采煤層煤芯煤樣煤質(zhì)特征煤層號原/精煤工業(yè)分析原/精煤全硫發(fā)熱量(MJ/kg)元素分析MadAdVdafCdafHdafOdafNdaf30.593.521.42（31）7.7116.9112.84（31）4.659.326.83（31）0.350.680.41（12）33