煤矿井田设计说明.doc

【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流煤矿井田设计说明.精品文档.第一章矿区概述及井田特征第一节矿区概述一、地理位置山西方山汇丰新星煤业有限公司位于方山县县城西南24km处的峪口镇郝家焉村。行政隶属峪口镇管辖。地理坐标：东经111°0653111°0918北纬 37°445437°4725 井田距209国道9公里，方山县至临县的乡村公路从矿区通过，交通运输条件较为便利。详见交通位置图1-1-1。二、地形地貌井田地处晋西黄土高原吕梁山西侧，地形主要以黄土台、峁、梁及黄土冲沟为主，侵蚀切割严重，地形复杂。地势总体东高西低。最高点位于井田东部，海拔1258.1m，最低点位于井田西部,海拔1028.0m，相对高差230.1m，属低中山丘陵区。三、地表水系本区属湫水河水系，井田范围内无河流，主要沟谷为中部的车赶沟和南部的沐浴沟，只有季节性水流，是雨季的洪水排泄集中地段。四、气象本井田地处晋西黄土高原，为大陆性季风气候，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，冬春季多西北风，少雨雪，夏秋季雨量集中，有时出现暴雨洪水灾害。据方山县气象站资料，各气象要素特征如下：1、气温：年平均12.5，一月份最低，平均为-7.6，极端值达-20.1，7月份最高，平均为22.6，极端值达38.5，平均温差30.2。一般气温降至0的时间是10月中旬，回升到0以上的时间是翌年4月中旬。2、降水量和蒸发量：历年平均降水量为545mm，最大降水量在7月份，为1299mm，最小在12月份，为3.6mm。雨量集中在7、8、9三个月，占全年的63%。蒸发量年平均值为1900mm，最大在6月份，平均为362.3mm。3、风向及风速：风向多为西北，风速年平均2.5m/s，最大在3-5月份，风速可达3.1m/s。4、霜期、雪期和冻土期：初霜期在10月上旬，终霜期在次年3月份，一次最大积霜厚度为14-30cm。最早冻土期在11月，最晚解冻日为翌年4月，最大冻土深度91cm。五、电源条件本矿井位于吕梁市方山县境内，其供电电源采用双回35kV架空线：一回引自乔沟110kV变电站，供电电压35kV，供电距离为9km，导线型号为LGJ-120mm2；另一回引自大武园区110kV变电站，供电电压35kV，供电距离为18km。供电导线为LGJ-120mm2。两回电源分列式运行方式，一回工作，另一回带电备用，以保证矿井供电的连续性。六、水源条件1、松散岩类孔隙水发育于井田内沟谷中，水位埋藏较浅，易于开采，但由于富水性不均一，仅可供村庄小型生活用水。2、奥陶系中统上马家沟组石灰岩岩溶水井田以东奥陶系上马家沟组石灰岩岩溶水，水质好，水量丰富，埋藏浅，易开采。开发利用矿区奥灰水是未来矿区供水的一个重要方向。七、其他建设条件矿井对外通讯依托方山县电信局网，以程控电话与全国各地联系，矿井建设所需要的材料，如砖瓦、砂、石、灰等土产材料由当地采购。八、地震据国家质量技术监督局2001-02-02批准，中国地震动参数区划图GB18306-2001，本区地震动加速度为0.05g，对应地震基本烈度为，据历年记载，未发生过大的地震。九、区域经济方山县以农业为主，工业为辅，主要工业为煤炭、建材等，区内耕地面积较少，并多为山坡地。农作物以玉米、豆类、谷子为主，粮食基本上自给自足。十、周边矿井山西方山汇丰新星煤业有限公司煤矿，北与山西方山金晖瑞隆煤业有限公司煤矿相邻，西与山西临县晟聚煤业有限公司煤矿相望， 南与临县黄家沟创伟焦煤有限公司煤矿相望(见四邻关系图)。其余方位为空白资源区，现将各矿叙述如下： 1、山西方山金晖瑞隆煤业有限公司煤矿，批采5-10#煤层，现采5号煤层，采用一斜两竖开拓方式。井下采用综采综掘开采，回采工作面为壁式放顶开采方式。设计生产能力为120万吨/年。该矿采(古)空破坏区位于井田东北部,据调查无越层越界行为。据2005年度瓦斯等级鉴定表，5号煤层瓦斯绝对涌出量为0.166m3/min，相对涌出量为1.54m3/t，为低瓦斯矿井，8号煤层瓦斯绝对涌出量为0.37m3/min，相对涌出量为2.13m3/t，为低瓦斯矿井。据山西省煤炭工业局综合测试中心检验报告，5号煤层煤尘火焰长度50mm，岩粉量75%，煤尘具有爆炸性，吸氧量0.3455ml/g，自燃等级级，煤层属于不易自燃煤层。据本次调查，该井田涌水量为250m3/d。2、山西临县晟聚煤业有限公司煤矿，批采5-10#煤层，现采5号煤层，采用一斜两竖开拓方式。井下采用综采综掘开采，回采工作面为壁式放顶开采方式。设计生产能力为120万吨/年。为改扩建矿井。该矿采(古)空破坏区位于井田中部,据调查无越层越界行为。据2005年度瓦斯等级鉴定表，5号煤层瓦斯绝对涌出量为0.126m3/min，相对涌出量为1.45m3/t，为低瓦斯矿井。 据山西省煤炭工业局综合测试中心检验报告，5号煤层煤尘火焰长度45mm，岩粉量75%，煤尘具有爆炸性，吸氧量0.3266ml/g，自燃等级级，煤层属于不易自燃煤层。据本次调查，井田涌水量为200m3/d。3、山西临县黄家沟创伟焦煤有限公司煤矿批采5、8+9、10号煤层，现采5号煤层，采用二斜一立三个井筒的开拓方式，井下采用综采综掘开采，回采工作面为壁式放顶煤开采，设计生产能力120万t/a，为改扩建矿井。该矿采（古）空区破坏区位于井田中南部，据调查无越层越界开采行为。据2007年瓦斯等级鉴定结果，5号煤层瓦斯绝对涌出量0.59m3/min，相对涌出量1.06m3/min，二氧化碳绝对涌出量0.7m3/min，相对涌出量1.26m3/min，为低瓦斯矿井。根据山西省煤炭工业局综合测试中心检验报告，5号煤层煤尘火焰长度120mm，岩粉用量70%，煤尘有爆炸性，吸氧量0.6665cm3/g，自燃倾向性等级为级，属自燃煤层。据本次调查，该井田涌水量为130m3/h。第二节井田地质特征一、地质勘探程度山西省第三地质工程勘察院在收集利用以往地质资料和矿井生产地质资料及补充勘探的基础上编制了本报告。详细查明了井田构造，正确评价了构造复杂程度。详细查明了5、8、10号煤层的层位、厚度、结构及可采范围，正确评价了主要可采煤层的可采性和稳定程度。查明了5、8、10号煤层的煤质特征和工艺性能，确定了煤类，评价了煤的工业利用方向。详细查明了井田水文地质条件，分析了矿井充水因素，详细查明了采空区积水情况，并估算了积水量，预算了矿井涌水量。据该矿近年实测资料，确定了矿井瓦斯等级，评价了5、8、10号煤层的煤尘爆炸性和煤的自燃倾向性。评述了5、8、10号煤层的顶底板岩石工程地质特征。估算了5、8、10号煤层资源/估量，估算方法得当，估算参数选取符合规范，资源/储量分类正确，估算结果可靠。井田5号煤层达到了勘探程度。二、地质构造(一)区域地质简况1、区域地质区域地质构造的发展史与整个华北古陆颇为一致。前震旦纪地层为巨厚的混合岩化强烈的关帝山花岗岩及其它古老变质岩系，分布在关帝山周围，为隆起褶皱。震旦纪被一些厚度不大的陆相碎屑岩沉积到寒武纪后由于地壳运动下降而沉入海底，一直到中奥陶纪，沉积了很厚的深海相石灰岩。后又上升为陆地，遭受长期剥蚀形成沉积间隔，到中石炭纪又缓慢下降形成浅海相沉积。不久又开始上升，在二叠纪、三叠纪形成很厚的陆相沉积。中生代末期，受燕山运动的影响，大量花岗岩侵入，关帝山急骤隆起，形成吕梁背斜，铸成了今日地貌的雏形。境内地层齐全，太古界、元古界、古生界、中生界、新生界地层都有出露。2、太古界（1）中太古界河口群是区内最古老的地层。以白云母片岩、白云母变粒岩为主，夹大理岩，有些地段可见白色含白云母花岗伟晶岩及石英脉。（2）上太古界吕梁群自下而上（即从老到新）可分为赤坚岭、杜家沟组。赤坚岭组上部以黑云变粒岩为主，夹黑云斜长片麻岩。杜家沟组是一套较厚的变质酸性火山岩，夹几层厚度不大的变基性火山岩。上太古界混合杂岩带及中粒、粗粒黑云母花岗岩。3、元古界下元古界野鸡山群（分两组），青杨家湾组及白龙山组，从下至上为变质砾岩，含砾石英岩和石英岩，淡红色条带状角闪岩、变粒岩、黑灰色条纹状、带状钙质黑云千枚岩夹钙质石英岩。4、古生界（1）下古生界寒武系，可见中统和上统：主要是由砂砾岩、石英岩状砂岩、砂岩、页岩、灰岩、砂质白云岩等组成的浅海相碎屑岩碳酸盐沉积层。（2）下古生界奥陶系，分下统和中统。为黄绿色砾岩与竹叶状白云岩，上层中上部以石灰岩为主。（3）上古生界石炭系，可见中统和上统：中统，本溪组：主要是铁铝岩、铝土岩、页岩、灰岩，在吴城局、张家塔、石站头等地出露。上统，太原组：主要岩性为灰白灰黑色泥岩、砂质页岩、砾岩、灰岩以及煤层。与下伏奥陶系地层呈平行不整合接触，主要分布在张家塔一带。（4）上古生界二迭系，分下统和上统：下统分山西组、下石盒子组；上统分上石盒子组。地层间接触关系为整合接触，主要由砂岩、砂质页岩、页岩、泥岩以及煤层组成的陆相沉积地层，分布于张家塔附近。5、新生界（1）新生界上第三系，新生界上第三系上新统保德组，与下伏地层呈角度不整合接触，底部为红色砾岩，上部以半胶结砾岩、松散砾石层、紫红色棕红色粘土和砂质粘土为主。主要分布在举人头村。（2）新生界第四系，可见中更新统、上更新统、全新统。与下伏地层呈角度不整合接触，主要是离石黄土、马兰黄土以及冲洪积物。出露在北川河两岸及其它沟谷中。本井田所处大地构造位置为吕梁太行断块、吕梁山块断、吕梁山块隆、离石菱形复向斜的北端，区域构造以褶皱为主。主要受离石-中阳向斜构造控制。（二）区域含煤特征区域上含煤地层主要为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组。太原组（C3t）：由深灰色、灰黑色泥岩、砂质泥岩、中粗粒砂岩、灰岩及煤层组成，为一套海陆交互相含煤沉积。该组旋回结构清楚，厚度很稳定，一般含6、7、8、9、10号煤层，其中8号煤层稳定可采，10号煤层较稳定可采，其余为局部可采或不可采煤层。太原组第一段为主要含煤段，由晋祠砂岩K1至L1灰岩底部，岩性主要由灰、灰黑色泥岩、页岩、粉砂岩及煤层组成，本段含可采煤层为8、10号煤层，其中8号煤层稳定可采，10号煤层较稳定可采。底部K1砂岩为本溪组和太原组的分界线。山西组（P1s）：山西组是以陆相沉积为主的海陆交互相含煤沉积，地层岩性由深灰灰黑色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、灰色砂岩及煤层组成，本组含有1、2、3、4、5号煤层，其中5号煤层为稳定可采煤层，其余煤层为不可采煤层。 (详见表1-2-1区域地层一览表)。表1-2-1区域地层一览表界系统（群）组代号厚度（m）岩性描述新生界第四系全新统<亚砂土、亚粘土、粉细砂及砾石层中上更新统+0-170上部粉砂岩、亚砂土、中部细砂及砾石层；下部淡红色亚粘土、亚砂土夹钙质结核层，底部有砾石层。上第三系上新统N20-540上部深红色粘土、砂质粘土夹砾岩，含钙质结核；中部棕红色砂质粘土、亚粘土、灰白色砾岩；下部紫色砾岩、黄色粉砂互层，黄色细砂夹砾岩。古生界二叠系上统石千峰组P2sh96.5-126.8灰绿、黄绿色砂岩、砂质页岩、页岩。上石盒子组P2s296.2-536.8上部黄绿、灰紫色砂岩、砂质页岩、近顶部一层燧石层；中部灰紫、灰绿色含砾砂岩、砂质页岩、页岩；下部灰绿、杏黄色砂岩、砂质页岩、页岩。下统下石盒子组P1x101.4140.1上部灰绿、黄绿色砂岩、砂质页岩、页岩、顶部一层紫色铝土质页岩；下部灰黄、黄绿色砂岩、砂质页岩、页岩及薄煤层。山西组P1s20.3-97.2灰白色砂岩、砂质页岩、页岩、煤层。石炭系上统太原组C3t63.8-140.7上部砂岩、页岩、灰岩及煤层互层；下部页岩、煤层及不稳定灰岩；底部有灰白色石英砂岩。中统本溪组C2b8.5-59.5上部粘土质页岩、砂岩、灰岩、局部见煤线；下部山西式铁矿、铁铝岩、铝土矿、硬质粘土矿。奥陶系中统峰峰组O2f63.6126.8上部灰岩、白云质灰岩；下部角砾状白云质泥灰岩夹灰岩及石膏层。上马家沟组O2s154.2250上部白云质灰岩，灰岩夹白云质泥灰岩、泥质白云岩；中部白云质豹皮灰岩、灰岩、白云岩；下部角砾状白云质泥灰岩、白云质泥灰岩。下马家沟组O2x91.7146.8上部白云质灰岩，灰岩夹角砾状白云质泥灰岩；中部白云质灰岩、角砾状灰岩；下部角砾状白云质灰岩，白云质泥灰岩；底部见含砾砂岩。下统O1103.7137.7上部厚层状白云岩、燧石白云岩；中部薄层状泥质白云岩夹页岩，中厚层状燧石白云岩；下部薄层状泥质白云岩、竹叶状白云岩。寒武系上统376.4133.2上部巨厚层状白云岩、泥质白云岩夹竹叶状白云岩；中部竹叶状白云质灰岩、竹叶状白云岩；下部泥质条带灰岩、竹叶状灰岩、页岩。中统2116.5167.9上部泥质条带灰岩、页岩、白云质鲕状灰岩；下部白云质鲕状灰岩，泥质条带灰岩、紫红色页岩夹石英砂岩、海绿石长石砂岩。上下元古界震旦系野鸡山群Zc18.2-32.3石英砂岩太古界吕梁山群界河口群上部变流纹岩、角闪片岩、斜长角闪岩互层；中部黑云斜长片麻岩、黑云角闪岩。上部斜长角闪岩夹黑云变粒岩；中部黑云斜长片麻岩夹斜长角闪岩；下部粗粒间粒状混合岩夹黑云斜长片麻岩；底部斜长角闪岩夹石英岩。混合岩化黑云角闪斜长片麻岩夹黑云变粒岩、黑云片岩。(三)矿井地质1、井田地层井田广为第四系黄土，上第三系红土、砾石层所掩盖。现根据地表及钻孔施工资料将井田地层由老到新分述于后：（1）奥陶系中统峰峰组（O2f）为含煤岩系之下伏地层，岩性为青灰色石灰岩，夹有泥灰岩、泥岩及石膏岩。本组厚度大于100m。（2）石炭系中统本溪组(C2b)该岩性以泥岩为主，夹有石灰岩、砂岩、铝土岩、钙质泥岩、炭质泥岩，该组厚度21.536.2m，平均厚度为28.85m。与下伏地层为平行不整合接触。（3）石炭系上统太原组(C3t)岩性主要为砂岩、泥岩、钙质泥岩、石灰岩、泥质灰岩及煤层，为井田内主要含煤建造之一。底部以浅灰色长石石英砂岩（K1）与本溪组整合接触，该组厚度为61.00-106.50m，平均为95.62m。（4）二叠系下统山西组(P1s)岩性主要为砂岩、泥岩、砂质泥岩、泥岩和煤层，为井田内主要含煤建造之一。该组厚度为52.3166.28m，平均59.70m。与下伏太原组整合接触。（5）二叠系下统下石盒子组(P1x)井田内大部地段剥蚀严重，岩性主要为灰色、深灰色砂岩、粉砂岩与砂质泥岩、泥岩互层。厚度61.08111.73m，平均为79.71m。与下伏地层为整合接触。（6）上第三系上新统（N2）该地层不整合于下伏地层之上，区内广泛分布，为褐红、浅紫红色亚粘土，含有钙质结核，中部和下部常含有砾石或构成砾石层，砾石成分以石灰岩为主，次为砂岩。该层厚度38.0111.17m，平均为66.03m。（7）第四系中上更新统（Q2+3）为土黄色亚砂土、砂质亚粘土，表层有腐植土，局部有底砾石层。厚度0145.00m，平均为80.00m，区内大面积出露，多分布在山顶或山坡上，与下伏地层呈不整合接触。（8）第四系全新统（Q4）为冲、洪积物，坡积物，主要分布于大的沟谷中。2、井田构造本井田所处大地构造位置为吕梁太行断块、吕梁山块断、吕梁山块隆、离石菱形复向斜的北端，区域构造以褶皱为主。井田内构造简单，总体上为一轴向呈北东向的向斜构造及背斜构造，向斜轴部位于井田中东部，背斜的轴部位于井田的北西部，向斜两翼产状较缓，倾角为3°7°左右。赋煤区为向斜构造，即离石中阳向斜构造的北部，而西部的背斜构造形成煤的剥蚀区。井田内发育有2条正断层，该2条正断层是井下开拓巷道中发现的，基本查明了断层的倾向、倾角、落差等，地表由于为黄土覆盖，未发现断层。F1正断层：位于井田南部，走向南东-北西，倾向北东，倾角为70°，落差18m，井田内延伸290m。F2正断层：位于井田东北部，南部，走向南东-北西，倾向北东，倾角为70°，落差10m，井田内延伸450m。井田内未发现陷落柱、岩浆岩等其它构造现象，总体构造属简单。三、水文地质（一）区域水文地质离石矿区处山西省河东煤田中部，地形复杂，切割强烈，基岩出露少，大部为黄土覆盖，区域主要含水层有第四系全新统冲积砾石含水层；第三系上新统砾石含水层；二叠系下统下石盒子组砂岩含水层；二叠系下统山西组砂岩含水层；石炭系上统太原组灰岩、砂岩含水层；奥陶系中统石灰岩含水层。本区地表水属黄河流域湫水河水系。本井田所处大地构造位置为吕梁太行断块、吕梁山块断、吕梁山块隆、离石菱形复向斜的北端，区域构造以褶皱为主。区域地层由东向西依次出露奥陶系、石炭系、二叠系。区内大部分被第三系上新统和第四系中、上更新统、全新统地层所覆盖。区域地貌可分为：剥蚀构造中山、剥蚀构造黄土丘陵和侵蚀堆积的河流谷地三种地貌形态。含水岩组的划分是以地下水、含水介质及其赋存特征和水动力条件来划分的。1、碳酸盐岩类岩溶裂隙含水岩组区域内主要指奥陶系石灰岩地层。含水层岩性为石灰岩、豹皮灰岩、白云岩和泥灰岩，各种岩性富水性不一。岩溶裂隙主要发育在马家沟组顶部的石灰岩中，以溶洞、溶孔为主，溶洞直径约1020cm，溶孔直径为15m。峰峰组地层岩溶发育相对较弱，特别是石膏层富水性最差。在水平方向上，受区域构造控制，补给区富水性一般较差，径流区逐步加强，排泄区富水性最强。总的说来，本层在区内大部分面积由于埋藏较深，其富水性较强，埋深600m以上，富水性很强。2、碎屑岩类裂隙含水岩组（1）石炭系上统太原组碎屑岩类夹碳酸盐岩类裂隙岩溶含水亚组。含水层由5层石灰岩组成，单层厚度1-8m，其富水性受构造、地形和补给条件制约，当位于断裂带附近且地形有利于地下水补给时富水性较好。总体该组富水性弱。（2）二叠系下统山西组砂岩裂隙含水亚组含水层由中粗粒砂岩组成，厚度变化不大，裂隙发育差，富水性弱。（3）二叠系下统下石盒子组、上统上石盒子组砂岩裂隙含水亚组。这几组均为非煤系地层，含水层以中粗粒砂岩为主，富水性受构造、埋深、补给条件影响而有所差别。断裂带和风化裂隙发育的地带，富水性较强。浅部裂隙水一般以泉的形式溢出地表，泉流量一般为0.11.0L/s。3、松散岩类孔隙含水岩组（1）上第三系上新统孔隙含水亚组含水层主要为其底部的半胶结状砾石层，厚度不稳定，沟谷中多见有小泉水出露，泉流量一般为0.0010.1L/s，富水性弱。（2）第四系中上更新统及全新统孔隙含水亚组中上更新统含水层为黄土中的砂砾石层，其连续性差且分布于梁峁高地，补给条件不好，多为上层滞水，富水性极弱，甚至为透水不含水层。全新统含水层主要分布于湫水河河谷中，含水层为砂卵砾石层，由于其渗透性好，并易于接受降水和地表水的补给，故在大部地段内含有较丰富的潜水，流向为顺河流方向，水位多在10米内，年变化幅度0.92米，710月最高，13月最低。q为0.52L/s。（二）矿井水文地质井田内共施工了12个钻孔，均进行了简易水文观测，并收集了山西省临县黄家沟煤矿扩建勘探区的H7号水文地质钻孔。1、地表水井田属湫水河水系，井田范围内无河流，井田内主要沟谷为中部的车赶沟和南部的沐浴沟，只有季节性水流，是雨季的洪水排泄集中地段。2、含水层（1）第三系上新统砾石含水层本区上更新统(Q3)在区内较发育，但出露较高，富水性差。上第三系上新统地层广泛分布，并在沟谷底部出露，含水层为红色粘土、亚粘土夹钙质结核层，底砾岩常呈胶结或半胶结状，厚度约数米到十余米，渗透性好，当埋藏较深时由于红土覆盖而含承压水。民井一般取自该层水中，泉眼全部出露于该层，井泉涌水量一般旱季流量约150 m3/d。该含水层受季节影响较大，雨季水量增加，本含水岩层与下部不整合接触的基岩风化裂隙带，在补给较好的情况下可构成较富水的含水带。含水层水质属S·HC·M·N型。（2）二叠系下统下石盒子组砂岩含水层下石盒子组在矿区分布面积相对较小，向斜两翼处较薄，轴部较厚。两翼部含水层一般由数层细、中、粗粒砂岩组成，厚度最大约25米，各含水层之间多隔以泥岩，当风化裂隙不发育时，水力联系较差，靠近矿区中央含水层位置较浅，风化裂隙发育，易于接受大气降水的补给，富水性稍强。根据H7水文孔含水层组段抽水试验结果：q=0.042L/s·m，k=0.015m/d。水质为重碳酸-硫酸盐型。（3）二叠系下统山西组砂岩含水层本组含水层一般有2-3层，分别位于2号煤层顶部、3号煤层顶部和底部，含水层厚度约10余米，厚度不稳定，富水性也较差，根据H7水文孔下石盒子组与山西组混合抽水结果q=0.042L/s·m，k=0.015m/d。水质属H·S·D-N·M型。（4）石炭系上统太原组灰岩、砂岩含水层本组含水层主要有L4、L3、L2、L1四层灰岩和一层砂岩，上述四层灰岩和砂岩分别是6号、7号、8号、10号煤的直接充水顶板，对煤层开采影响较大。各含水层平均厚度为：L4灰岩4.4m，L3灰岩6.70m，L2灰岩5.45m，L1灰岩3.71m。灰岩地层裂隙发育，是该组含水层富水性好的主要原因之一。根据H7水文孔该含水岩组段抽水试验结果：q=0.0026L/s·m，K=0.014m/d。水质类型为S·HM·N·C型。（5）奥陶系中统石灰岩含水层本组含水层区域上属于柳林泉城，柳林泉位于本区西南四十余公里的柳林城附近，流量2.2753.850m3/s，出露标高801m左右。本区岩溶水由北经本区向西南流向柳林泉。据本井田南部黄家沟煤矿供水井资料，水位埋深294.80m,出水量37m3/日，降深1.5m,单位涌水量为6.85L/s.m极富水性含水层。奥陶系中统地层岩性以石灰岩、白云岩为主，夹泥灰岩、泥岩、石膏。由于本层的含水性主要取决于裂隙及岩溶的发育程度，因此，灰岩的埋藏深度对其含水性起着极大的作用。奥陶系中统灰岩岩溶水，区域上主要依靠大气降水的入渗补给和地表水、侧向裂隙水的渗漏补给，径流途径复杂。根据柳林泉域区域奥灰水位标高，井田内奥陶系中统石灰岩含水层水位在850m左右。(见下图)总之，井田主要含水层中，太原组灰岩和奥陶系灰岩含水较丰富，对开采影响较大，其它含水层富水性差，含水微弱，对开采影响较小。3、井田主要隔水层（1）下石盒子组下部以深灰色泥岩为主的砂泥岩互层地层，厚度大且稳定，隔水性能较好。（2）山西组除5号煤的顶部砂岩富水性稍好外，其它岩层以泥岩为主，厚度大且稳定，隔水性能较好。（3）本溪组为一套泥岩、粘土岩和铝土岩为主的地层，厚度平均30米左右，是奥陶系灰岩含水层上部之重要隔水层。4、矿井充水因素分析及水害防治措施（1）构造对井田水文地质条件的影响井田总体上为一轴向呈北东向的向斜构造及背斜构造，未发现陷落柱，在井下开拓巷道中发现2条区断支，落差在10-18m之间。井田地形切割较深，地表水易于排泄，不利于地下水补给，因此，构造一般不会对井田水文地质条件造成影响。（2）地表水对煤层开采的影响井田内无河流，主要河谷为井田中部的车赶沟和南部的沫浴沟，平时基本无水，雨季时有短暂洪水流过。区内地下水的补给来源主要是大气降水。经调查，工业场地附近最高洪水位标高1075m，远低于工业场地及各井口标高，并筑有排水涵洞及排水洞沟，所以一般情况下，矿井不会受到洪水威胁。（3）采（古）空区矿井的充水影响 根据山西省第三地质工程勘察院提供的采（古）空区积水积气及火区调查报告井田内5、8号煤层均存在采（古）区积水，其中5号煤层3处，积水面积160517m2，积水量99163.1m3，8号煤层3处，积水面积8380m2，积水量6913.6m3。对矿井开采影响较大，今后开采过程中应引起重视。（4）含水层水对矿井的充水影响煤系地层含水层井田内对煤层可采有影响的为煤系地层含水层，主要有山西组、上下石盒子组的砂岩裂隙含水层和大原组灰岩岩溶裂隙含水层，5号煤层的直接充水含水层是山西组砂岩含水层，间接充水含水层为第三系砾石层，白风化裂隙带水，下石盒子组砂岩含水层，含水层富水性弱，对煤层开采影响较小。8、10号煤层的直接充水含水层是太原组砂岩、灰岩含水层，间接充水含水层是山西组砂岩含水层。含水层富水性中乖。对8、10号煤层开采有一定影响。总之，只要矿井正常抽排水，煤系层含水层一般不会对煤矿安全生产造成威胁。奥陶系含水层井田内岩溶水的水位标高为850m。5、8、10号煤层标高西南部局部低于奥陶岩溶水水位标高。10号煤层存在一块带压区域，8号煤层带压区域又小一点，5号煤层仅有一小块带压区域，（见煤层充水性图）。按 西南边界突水危险性最大的点S点计算突水系数。利用附近ZK13号钻孔和综合地层柱状图资料，5号煤层底板标高取830m，5号煤层距奥灰顶板之间的距离取97.8m，煤层隔水底板（S点）所受的水压力为1.178MPa； 8号煤层底板标高取790m，8号煤层距奥灰顶板之间的距离取58.5m；10号煤层底板标高取770m，10号煤层距奥灰顶板之间的距离取48.5m。依据煤矿防治水规定中提供的突水系数计算公式：Ts=Ts突水系数MPa/m；P水压力MPa；M隔水层厚度m。代入数字进行计算5号煤层：Ts=1.178/97.8=0.012MPa/m8号煤层：Ts=1.178/58.5=0.020MPa/m10号煤层：Ts=1.178/48.5=0.024MPa/m由上述计算得知，Ts数值均小于规定的正常地质块段0.1MPa/m和受地质构造破坏地质块段0.06MPa/m两个数值，因此在正常情况下可以进行带压开采。但是，从10号煤层带压开采范围看，带压区附近存在小型断层，在开采带压区煤层时，一定要加强对奥灰水的动态监测，制定现场应急预案，严格执行“有掘必探，先探后掘”的原则，防止误揭断层或破碎带等导水地质构造，避免水害事故。且井田内断层较少，所以该矿井的水文地条件为中等。（5）井田水文地质类型井田5号煤层直接充水含水层是山西组的砂岩裂隙含水层，由于补给条件差，富水性弱，一般不会对矿井生产造成威胁。井田8、10号煤层直接充水含水层为太原组灰岩岩溶裂隙含水层，富水性中等，对8、10号煤层开采有一定影响。只要矿井正常抽排水，一般不会对煤矿安全生产造成威胁。井田内奥灰岩溶水位标高850m，5、8、10号煤层在井田西南部局部带压，经计算，5号煤层最大突水0.02Mpa，10号煤层最大突水系数为0.024Mpa，均小于受构造破坏地段突水系数临界值0.06Mpa，为非完整，坡段突水安全区。发生奥灰突水的危险性较小。井田内4、8号煤层采（古）空区存在积水，综合分析矿水文地质条件属中等。5、矿井水害目前，矿井在生产中未发生任何水害，井田煤层埋藏较浅，主要水害为大气降水入渗补给，通过岩层裂隙入渗补给煤层顶板以上含水层，煤层开采以后，含水层水通过裂隙、冒落带裂隙、导水裂隙带渗入井下采空区或巷道，目前井下涌水量不大，对煤层开采无影响。6、防治水措施随着矿山开采规模的不断扩大，采空区面积增加，势必对基岩的稳定性造成影响，引起地面裂隙、地面塌陷、地表岩移等地质灾害，为地表水与井下采空区形成一个联系的通道，这样会影响矿井安全生产，为了预防水灾水害，提出以下预防措施：（1）井田煤层埋藏较浅，注意煤层浅处有采空区、古空区存在，要严格遵守“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”探放水方针。（2）井下采掘至井田边界时，应预留井田保安煤柱，以防周围煤矿采空积水引发该矿水灾害发生。（3）井下巷道沿煤层布置，受煤层起伏影响较大，巷道中可能发生积水现象，在矿井生产期间应根据实际情况，在巷道适当位置设置水仓，由小水泵将积水排出，确保井下巷道畅通。（4）定期清理水仓、水沟。（5）雨季来临前要及时清理地面防洪沟渠。做好地面塌陷坑、裂隙等填埋工作，并用粘土夯实高出地表，防止洪水危害矿井。（6）在开采煤层时，应加强对断层的观察，在断层两侧应留足保安煤柱，在穿越断层开采时，应对断层的导水性进行探测，并请有关部门进行论证。（7）随时踏勘地表是否有新的裂缝存在，并及时给予填堵。（8）注意5号煤层采空区积水情况，及时予以放水。第三节煤层特征一、煤层1、含煤性井田主要含煤地层为二叠系下统山西组和石炭系上统太原组。山西组平均厚59.70m，自上而下依次含1、2、3、4、5号共5层煤，煤层平均总厚5.34m，含煤系数8.94%，（4号煤层在井田内仅有ZK4号孔可采，厚度0.75m，其它钻孔均不可采）其中5号为可采煤层，平均厚度3.92m，可采含煤系数6.57%。太原组平均厚度95.62m，自上而下依次为6、7、8、10、11号共5层煤，煤层平均总厚6.79m，含煤系数7.10%，其中8、10号为可采煤层，平均总厚6.32m，可采含煤系数6.61%。上述5、8、10号可采煤层中，只有5、8号煤层为该矿批准开采煤层。煤层主要特征详见可采煤层特征表（表1-3-1）。 可采煤层特征表 表1-3-1煤层编号煤层厚度（m）煤层间距（m）煤层结构稳定程度顶底板岩性最小最大平均最小最大平均矸石层数类别顶板底板52.556.134.080-3较简单稳定泥岩泥岩50.50-64.0259.2581.454.703.070-1简单稳定灰岩泥质岩0.30-16.828.41100.84.853.250-2简单稳定泥岩砂质泥岩泥岩2、可采煤层(1)5号煤层位于山西组下部，下距8号煤层50.50-64.02m，平均59.25 m。煤层厚度2.55-6.13m，平均4.08m。煤层结构较简单，含0-3层夹矸。井田西部和东北部剥蚀无煤，赋存区属稳定可采煤层。煤层顶板为砂质泥岩，底板为泥岩。见图1-3-1。(2)8号煤层赋存于太原组中部L1石灰岩之下，下距10号煤层0.30-16.82m，平均8.41 m。见煤点厚度1.45-4.70m，平均3.07m，井田西部和东北部剥蚀无煤，赋存区稳业可采。ZK1号孔为风氧化带，结构简单，不含或含一层夹矸。煤层顶板为灰岩，底板多为泥岩。见图1-3-2。(3)10号煤层赋存于太原组中下部，下距K1砂岩27.64-31.00m。见煤点厚度0.804.85m，平均3.25m。煤层结构简单，含0-2层夹矸。井田西部和东北部剥蚀无煤，赋存区稳定可采。ZK1号孔为风氧化带，属稳定可采煤层。煤层顶板为泥岩，底板为泥岩。见图1-3-3。图1-3-1图1-3-2图1-3-33、煤层对比煤层对比是在地层对比的基础上进行，本次主要采用标志层法，层间距法等对比煤层，井田内太原组K1、L1 、L2、 L3、 L4等标志层发育明显，易于对比；山西组的5号煤层，太原组的8、10号煤层发育稳定，本身就是很好的对比标志，总之，井田内可采的5、8、10号煤层对比可靠。二、煤质1、煤的物理性质及煤岩特征（1）物理性质井田内各层煤的物理性质大体相同，表现为黑色，条痕为黑褐色，玻璃光泽，有一定的韧性，贝壳状、参差状断口，容重据区域资料为1.39-1.46t/m3，硬度中等，一般为23。（2）煤岩特征5号煤层：黑色，条痕为黑褐色，条带状结构，玻璃光泽，参差状断口，宏观煤岩类型为半亮型煤。8号煤层：黑色，条痕为黑褐色，玻璃光泽，均一状-条带状结构，块状-层状构造，硬度中等，贝壳状断口。宏观煤岩类型为光亮型-半亮型煤。10号煤层：黑色，油脂光泽，条痕黑褐色，条带状结构，块状-层状构造，硬度中等，贝壳状断口。宏观煤岩类型为半亮型-半暗型煤。区内各层煤的有机组分均以镜质组为主，惰质组次之；无机组分均以粘土类为主，硫化物次之，镜质组中以均质镜质体为主，基质镜质体次之或少量，粘土充填细胞腔或与有机组分掺杂分布，黄铁矿呈点状、草莓状分布；碳酸盐、褐铁矿呈团块状分布。2、煤的化学性质、工艺性能根据施工的ZK3号、ZK11号、ZK12号、ZK13号、ZK14号钻孔取样化验成果，井田可采煤层主要煤质特征如下：5号煤原煤：水份（Mad）为0.280.56%，平均为0.33%；灰份（Ad）为19.3728.69%，平均为24.0%；挥发份（Vdaf）为21.6127.41%，平均为24.95%；全硫(St，d)为0.662.17%，平均为1.25%；发热量（Qgr,v,d）为24.9928.26MJ/kg，平均为26.54MJ/kg。浮煤：水分（Mad）为0.27-0.62%，平均为0.44%；灰分（Ad）为8.91-12.16%，平均为10.34%；挥发份（Vdaf）18.98-26.52%，平均为23.06%；全硫(St，d)为0.521.94%，平均为0.98%；发热量（Qgr,v,d）为31.3433.50%，平均为32.43MJ/kg。胶质层最大厚度Y为823mm，平均为9.00mm。粘结指数（GR·I）为36-92，平均为67。确定该层煤为低硫分煤-高硫分煤、低灰-高灰，属中热值-高热值焦煤，瘦煤。8号煤原煤：水份（Mad）为0.180.43%，平均为0.34%；灰份（Ad）为13.9731.31%，平均为20.53%；挥发份（Vdaf）为20.0823.27%，平均为22.36%；全硫(St，d)为1.222.39%，平均为1.94%；发热量（Qgr,v,d）为23.8433.06MJ/kg，平均为27.94MJ/kg。浮煤：水分（Mad）为0.12-0.4%，平均为0.26%；灰分（Ad）为7.71-11.22%，平均为9.17%；挥发份（Vdaf）18.27-22.48%，平均为20.12%；全硫(St，d)为0.922.13%，平均为1.47%；发热量（Qgr,v,d）平均为32.56MJ/kg。胶质层最大厚度Y为310mm，平均为6.88mm。粘结指数（GR·I）为15-66，平均为44.0。确定该层煤为中硫分煤-高硫分煤、低灰-中灰，属中热值-特高热值焦煤，瘦煤,贫瘦煤。10号煤原煤：水份（Mad）为0.270.49%，平均为0.35%；灰份（Ad）为17.2125.57%，平均为21.73%；挥发份（Vdaf）为21.1525.99%，平均为23.95%；全硫(St，d)为0.782.88%，平均为1.79%；发热量（Qgr,v,d）为26.9929.78MJ/kg，平均为27.69MJ/kg。浮煤：水分（Mad）为0.19-0.58%，平均为0.40%；灰分（Ad）为9.07-12.24%，平均为10.66%；挥发份（Vdaf）19.98-25.44%，平均为22.62%；全硫(St，d)