地質(zhì)構(gòu)造對(duì)開(kāi)采水開(kāi)拓方式采煤方法的影響和采礦設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)

1 地質(zhì)構(gòu)造對(duì)開(kāi)采水開(kāi)拓方式采煤方法 的影響和采礦設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 區(qū)地形、地勢(shì)及河流 區(qū)氣象 區(qū)地震震級(jí)及裂度 井井田內(nèi)小煤礦情況 田地質(zhì)特征 系地層 蓋，所發(fā)育的地層自上而下依次為：第四系 (Q )、二疊系上統(tǒng)上石盒子組（ 、下石盒子組（ 、二疊系下統(tǒng)山西組（ 石炭系上統(tǒng)太原組（ 石炭系中統(tǒng)本溪組（ 奧陶系中統(tǒng)峰峰組（ 、馬家溝組（ ，現(xiàn)簡(jiǎn)述如下： （ 1）第四系（ Q） 下部為冰磧紅色泥礫、冰 水沉積的雜色粘土、細(xì)砂、亞粘土及砂礫石等，一般厚40m；中部為冰磧粘土礫石層、透鏡狀砂層及紅色亞粘土組成，一般厚 30m；上部為多種成因的黃土，具垂直節(jié)理和大孔隙，一般厚 2 10m。 （ 2）二疊系（ P） 上二疊統(tǒng)上石盒子組（ ：以灰綠色、紫斑色粉砂巖及砂質(zhì)泥巖為主，夾有 2 數(shù)層中細(xì)粒含礫砂巖和鋁土質(zhì)泥巖。平均厚度 下二疊統(tǒng)下石盒子組（ ：以灰色、灰綠色、紫斑色粉砂巖和含鋁土質(zhì)的砂質(zhì)泥巖為主，中部和下部夾有 2 3 層中細(xì)粒砂巖。平均 下二疊統(tǒng)山西組（ ：由灰色、深灰色、黑灰色中細(xì) 粒砂巖、粉砂巖和煤層組成。中下部含煤 2 4 層，平均 （ 3）石炭系（ C） 上石炭統(tǒng)太原組（ ：由深灰色、灰色粉砂巖、灰至灰白色中細(xì)砂巖、 4 6層灰?guī)r和 6 9 層煤組成。平均厚度 中石炭統(tǒng)本溪組（ ：主要由深灰色泥巖、粉砂巖及灰?guī)r組成，夾不穩(wěn)定薄煤一層，平均厚度 （ 4）奧陶系（ O ） 中統(tǒng)峰峰組（ ：由厚層狀致密灰?guī)r、結(jié)晶灰?guī)r、角礫狀灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r組成。按巖性特征分為三段，總平均厚度 167m 。 中統(tǒng)上馬家溝組（ ：黃、淺紅色白云質(zhì)角礫狀灰?guī)r、蜂窩狀灰?guī)r、灰 色致密塊狀灰?guī)r及泥質(zhì)灰?guī)r組成。按巖性分為三段，總厚度平均 246m。 中統(tǒng)下馬家溝組（ ：由角礫狀灰?guī)r及蜂窩狀泥質(zhì)、白云質(zhì)灰?guī)r組成，按巖性分為三段，厚度大于 144m。 （ 5）煤層 井田內(nèi)主要含煤地層為石炭系上統(tǒng)太原組、二疊系下統(tǒng)山西組，其次為石炭系中統(tǒng)本溪組，煤層與含煤地層對(duì)應(yīng)關(guān)系如表 2附圖顯德汪礦綜合水文地質(zhì)柱狀圖。 表 煤層與含煤地層對(duì)應(yīng)關(guān)系表 煤層編號(hào) 地層 地 層 平 均 厚 度（ m） 穩(wěn)定性、可采性 1# 山西組下部 要可采煤層 2# 3# 太原組上部 位穩(wěn)定不可采 4# 太原組中部 穩(wěn)定局部可采 5# 不穩(wěn)定不可采 6# 不穩(wěn)定局部可采 7# 不穩(wěn)定局部可采 續(xù)表 層編號(hào) 地層 地 層 平 均 厚 度 穩(wěn)定性、可采性 3 （ m） 8# 太原組下部 不穩(wěn)定局部可采 9# 主要可采煤層 10# 本溪組 穩(wěn)定局部可采 域地質(zhì)構(gòu)造 邢臺(tái)煤田 位于新華夏系第二沉降帶（華北平原沉降帶）西部，西與新華夏系第三隆起帶（即太行山隆起帶）毗鄰，位于前述沉降帶和隆起帶之間的太行山山前斷裂帶的東側(cè)，屬于華北平原沉降帶范疇。煤田形成后，受到我國(guó)東部中新生代多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，尤其受到新華夏系的強(qiáng)烈改造。 邯邢煤田位于太行山東麓，華北盆地西緣。煤田西部為太行山隆起的中南段，整體走向呈北東向展布，由贊皇隆起和武安斷陷組成。前者由太古代和少部分元古代變質(zhì)巖系組成，后者主要由古生代地層組成。顯德汪井田即位于武安斷陷北部太行山隆起帶東側(cè)，為新生代華北盆地的西部邊緣。由于西側(cè) 太行山隆起的上升和東側(cè)華北盆地的沉降，使邯邢煤田形成走向 邊翹起，東邊傾降，并具波狀起伏的翹傾斷塊。煤田邊界斷層多為走向 田內(nèi)發(fā)育有大量 成一系列地塹、地壘和階梯狀單斜斷塊。自北向南有 地塹 )、寧晉隆堯斷隆 (地壘 )、巨鹿邯鄲斷陷 (地塹 )及南部的邢臺(tái)斷陷（與太行山隆起帶中的武安斷陷共同構(gòu)成邢臺(tái)武安斷陷），呈雁行狀斜列展布。 煤田內(nèi)褶皺構(gòu)造主要分布在近東西向的隆堯南正斷層以南至洺河一線。軸向 大斷層走向平行展 布的背、向斜為煤田內(nèi)主要褶皺構(gòu)造，延伸較長(zhǎng)，形態(tài)清晰 ,續(xù)出現(xiàn)。地層傾角比較平緩，一般為 10 20，局部可達(dá) 30左右。如圖 現(xiàn)將煤田內(nèi)對(duì)顯德汪井田有控制作用的區(qū)域性構(gòu)造簡(jiǎn)述如下： （ 1）隆堯南正斷層：展布于隆堯南宮一帶，橫貫煤田中部，總體走向近 層面向南傾斜，傾角 55左右，落差 900 2900m。在煤田內(nèi)延伸長(zhǎng)度約 44邯邢煤田分為南北兩個(gè)構(gòu)造單元。其下盤（北側(cè)）構(gòu)成堯山山系，出露煤系基底奧陶系灰?guī)r；其上盤（南側(cè)）有煤系地層廣泛賦存。 （ 2）太行 山山前大斷裂南段：由隆堯邢臺(tái)之間的唐莊農(nóng)場(chǎng)斷層、晏家屯斷層、邢臺(tái)邯鄲間的百泉斷層、臨洺關(guān)斷層等組成，總體走向 莊農(nóng)場(chǎng)斷層走向 層面均向東或 差 500 1800m。太行山山前大斷裂是太行山隆起帶與華北盆地的分界，在隆堯南斷層以南構(gòu)成太行山隆起帶和華北盆地次一級(jí)構(gòu)造單元邢臺(tái)武安斷陷與巨鹿邯鄲斷陷之間的分界。 4 圖 區(qū)域構(gòu)造綱要略圖 田地質(zhì)構(gòu)造 顯德汪井田位于太行山隆起帶與山前大斷層之間的過(guò)渡地帶，即武安斷陷的北部。為一不完整的、被 田東部規(guī)模較大的 向斜寬緩開(kāi)闊，略顯波狀起伏，向斜形態(tài)較清晰完整。在第 12勘探線以南，發(fā)育一軸向 為欒卸向斜。顯德汪向斜與欒卸向斜之間還有李石崗向斜及李石崗南背斜等次級(jí)褶皺構(gòu)造。區(qū)內(nèi)大中型斷層大多分布在顯德汪向斜東翼及欒卸向斜西南翼，井田南半部有火成巖巖床侵入，如圖 13顯德汪井田構(gòu)造綱要圖。現(xiàn)將顯德汪井田主要構(gòu)造簡(jiǎn)述如下： 邯鄲陷坳鄲邯鹿巨（ 2 ）裂斷大前武安邢陷坳安武臺(tái)顯德汪礦邢臺(tái)（ 1 ）隆堯起隆晉寧隆堯縣寧晉縣高城縣欒城縣陷坳城欒縣晉起隆皇贊山山行太石家莊陷坳陘井井陘縣 5 圖 德汪井田構(gòu)造綱要圖 (1) 褶皺 顯德汪井田為一褶皺型井田，擠壓揉皺及層滑構(gòu)造 發(fā)育，殘余構(gòu)造應(yīng)力大，造成煤層頂?shù)装鍘r石破碎，巷道圍巖壓力大。井田內(nèi)褶皺構(gòu)造的特點(diǎn)是：向斜形態(tài)完整清晰、延伸較長(zhǎng)，背斜較模糊。 層傾角 8 30，一般 10171316081630250500 750(m)21000 22000200001900018000790008000081000820008300084000850001618 15左右。主要褶皺特征如表 表 主要褶皺構(gòu)造特征一覽表 名稱 延伸長(zhǎng)度 區(qū) 內(nèi) 變 化 兩翼傾角 顯德汪向斜 6部出露最新基巖為上二疊統(tǒng)上石盒子二段，向斜軸 10 線以北 在上關(guān)一帶仰起， 10 線以南 ， 14 與17線向東呈弧形彎曲。 東翼傾角 10 至 30 ,平均 17，西翼傾角較緩，平均 11。 欒卸向斜 3部出露最新基巖為上二疊統(tǒng)石盒子組二段。向斜西端伸出井田邊界向斜軸向 欒卸村北延至井田中部，被 被 部 部及東部 北翼平均傾角 14，南翼平均傾角 17。 李石崗向斜 2顯德汪向斜基本平行展布，規(guī)模較小。向斜軸近 10線以北清晰顯示，以南與其它構(gòu)造復(fù)合較模糊。 東翼傾角較緩平均11，西翼較陡，平均16 (2)斷層 顯德汪井田揭露的斷層絕大多數(shù)為壓 扭性正斷層，走向以 中型斷層主要集中在井田的東南部，井田西北部小斷層與層滑構(gòu)造發(fā)育。井田內(nèi)現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)大、小斷層 693條，其中落差大于 302 條；落差 20 30條，落差10 202條，落差 5 10m 的斷層 15條。井田大、中型斷層統(tǒng)計(jì)如表 2 （ 3）巖漿巖 本區(qū)自燕山運(yùn)動(dòng)以來(lái)，巖漿侵入活動(dòng)頻繁，使煤系地層受到不同程度的影響。巖漿活動(dòng)對(duì) 4#煤層以上影響不大，而對(duì) 6#煤層以下均有不同程度的影響，尤其對(duì) 9#煤層影 7 響嚴(yán)重。據(jù)測(cè)算， 9#煤層受巖漿巖吞蝕、部分吞蝕及直接接觸 影響的面積約 9#煤層總面積的 表 顯德汪井田大中型斷層一覽表 序號(hào) 編號(hào) 斷 層 產(chǎn) 狀 落差 長(zhǎng)度 控制情況 走向 傾向 傾角 1 10E W 70 56田東部邊界。 2 10 E W 70 10央石門未揭露。 3 25E 8 40m 一采區(qū)、二采區(qū)揭露，落差自下而上變小，走向有變化。 4 15 E 70 132勘探線以北 2#煤層位未見(jiàn)。 5 20 E 0 20道未揭露。 6 25 E 5 20道未揭露。 7 40 5 30央石門揭露落差30m。 8 25 E 0 20采區(qū)下車場(chǎng)未揭露。 9 10 E 0 20采區(qū) 1#、 2#煤層 未見(jiàn)。 10 N W 70 16m 580m 巷道未揭露。 1715鉆孔 2#煤層見(jiàn)。 11 10 E W 70 15m 320m 巷道未揭露。 2#以下發(fā)育。 8 12 20 E W 70 20025m 風(fēng)平巷揭露為斷層組。 續(xù)表 號(hào) 編號(hào) 斷 層 產(chǎn) 狀 落差 長(zhǎng)度 控制情況 走向 傾向 傾角 13 55 W 5 35m 1600m 巷道未揭露。 14 25 E 0 30m 800m 僅由 404 孔控制，產(chǎn)狀控制不嚴(yán)。 15 10 E E 67 15m 210m 僅由 304 孔控制，控制不嚴(yán)。 16 N W 54 60m 一采區(qū)行人上山揭露。 17 45 E 1 10m 510m 一采區(qū)行人上山揭露。 18 N W 60 10m 690m 一采區(qū)南運(yùn)大巷揭露，斷層帶 19 10 E W 50 925m 副石門揭露及 1009孔控制。 20 3 E W 52 30m 不明 由主暗斜井揭露，向上落差變小。 21 N W 60 2550m #水源井揭露。 22 5 W E 74 24m 120m 二采區(qū)軌道上山揭露。 23 14 4 13m 二采區(qū)通風(fēng)行人巷6#煤底板 9 24 52 242 62 30九軌下車場(chǎng) 5#底板 （ 4） 陷落柱 自建井以來(lái)共揭露 4 個(gè)巖溶陷落柱，僅 2#陷落柱含水，且為上部沖積層水。井田巖溶陷落柱發(fā)育特征 如表 表 顯德汪井田巖溶陷落柱發(fā)育情況統(tǒng)計(jì)表 編號(hào) 位置 形狀 長(zhǎng)、短軸 充填情況 含水性 揭露 時(shí)間 1# 1715 工作面 橢圓狀 長(zhǎng)軸： 14m 短軸 角 分 明 ， 粒 性為綠色泥巖，灰色、紫色砂巖、粉砂巖，其間被細(xì)碎屑及泥質(zhì)充填，松散 干燥無(wú)水 1994 2# 九采 回風(fēng)巷 橢圓狀 長(zhǎng)軸： 90m 短軸： 60m 紫紅色鋁土質(zhì)泥巖、黃褐色粉砂巖及黑色粉砂巖，粒徑 等，棱角明顯 初期：無(wú)水； 距離 10m:36m3/h 最大： 200 m3/h 3月后： 30 m3/h 穩(wěn)定： 15 m3/h 1996 3# 1718 工作面 1720 工作面 橢圓狀 長(zhǎng)軸： 98m 短軸： 52m 巨礫狀粉砂巖、細(xì)砂巖，粒徑 填物與 1#頂板相差不大，膠結(jié)物為碎粉砂巖，呈膠結(jié)、半膠結(jié)狀態(tài) 干燥無(wú)水 1998 2005 4# 1718 橢圓狀 長(zhǎng)軸： 62m 巨礫狀粉砂巖、細(xì)砂巖， 無(wú)水、局部潮濕 1999 10 工作面 1720 工作面 短軸： 32m 粒徑 結(jié)物為粉細(xì)砂巖碎屑，呈半膠結(jié)狀態(tài) 2005 井水文 地質(zhì)特征 表水概況 井田范圍內(nèi)沒(méi)有常年性地表水，季節(jié)性的小溪流有中關(guān)小溪、欒卸小溪和紫牛灣小溪。雖然位于井田外圍，但仍處于井田所屬水文地質(zhì)單元。對(duì)本礦井具有間接充水意義的河流有南沙河和馬會(huì)河等。 區(qū)水文地質(zhì)概況 邯邢礦區(qū)以黑龍洞泉群、邢臺(tái)百泉泉群、臨城坻河泉群集中排泄點(diǎn)及其各自的徑流區(qū)分別劃分為三個(gè)水文地質(zhì)單元，按其相對(duì)位置稱之為南單元、中單元和北單元。 百泉水文地質(zhì)單元面積 3843寒武及奧陶系灰?guī)r裸露面積為 645直接接受大氣降水補(bǔ)給，全區(qū)補(bǔ)給量約為 s。百泉水文地質(zhì)單元為一基本獨(dú)立且封閉的單元，東北界為邢臺(tái)大斷層；西界為寒武系中統(tǒng)毛莊組相對(duì)隔水層；南界為北名河地下分水嶺。 西部山區(qū)的灰?guī)r裸露區(qū)是區(qū)域地下水的補(bǔ)給區(qū)，大氣降水沿灰?guī)r露頭直接下滲，形成面狀補(bǔ)給，白馬河、七里河、沙河、馬會(huì)河、北名河等地表徑流的滲漏，形成線狀集中補(bǔ)給。當(dāng)?shù)叵滤纱怪边\(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樗竭\(yùn)動(dòng)以后，由于巖溶裂隙的發(fā)育嚴(yán)格受構(gòu)造和巖漿巖的控制，從而使地下水的匯集和運(yùn)動(dòng)具有明顯的徑流條帶和方向性。區(qū)域巖溶地下水的徑流方向總的是以百泉為集中排泄點(diǎn)，由西北、西、西南三個(gè)方向匯集。在構(gòu)造、巖漿巖 及巖性的制約下，形成了五個(gè)徑流帶： （ 1） 白馬河徑流帶源起潭村以西，經(jīng)西南莊、張東流至達(dá)活泉、百泉，s。 （ 2） 七里河徑流帶源起皇臺(tái)底以西，經(jīng)南石門、孔村流至達(dá)活泉、百泉，s。 （ 3） 沙河徑流帶源起西佐村，沿綦村巖體北側(cè)經(jīng)西堅(jiān)固、祁村轉(zhuǎn)向東北與七里河徑流帶匯合至達(dá)活泉、百泉，流量約 m s。 11 （ 4） 北名河徑流帶，主要是匯集西南山區(qū)地下水，在北名河以北形成地下徑流，地下水流向北東，沿礦山巖體東側(cè)經(jīng)郭家?guī)X、玉石洼至惠蘭村后分流，一股向北進(jìn)入 西石門鐵礦，一股向北東經(jīng)郭二莊、王窯以后又沿顯德汪向斜兩翼分流，兩支在中關(guān)合并以后，受綦村巖體阻擋，除一部分向北與沙河徑流帶匯合外，大部分折向東流至百泉，流量約為 2.8 s。 （ 5） 紫山百泉徑流帶流量約為 s。百泉及達(dá)活泉是邯邢中單元百泉匯水帶地下水的主要排泄區(qū)。 根據(jù) 1963年資料，白馬河北岸最高洪水位線設(shè)有 5個(gè)洪水位點(diǎn)，記載最高洪水位為 +馬河最高洪水位線兩岸設(shè)有 21 個(gè)洪水位點(diǎn)，記載最高洪水位為 + 白馬河在東 青山村以東河床下伏寒武、奧陶系碳酸巖地層，地表水在此可滲入河床補(bǔ)給巖溶地下水。 （ 6） 礦井涌水量 礦井正常用水量為 192m3/h，最大用水量為 211m3/h。 水層特征 根據(jù)巖性、結(jié)構(gòu)、富水特征及其對(duì)開(kāi)采煤層的影響程度，參考區(qū)域含水巖組情況，礦區(qū)含水層（組）劃分如下： A 新生界松散類孔隙潛水含水組 全新統(tǒng)砂礫石含水組呈條帶狀分布于中關(guān)、欒卸小溪等溝谷之內(nèi)，主要為沖洪積相卵礫石層。厚 0均 透系數(shù) d，鉆孔單位涌水量 s m，水位標(biāo)高 水程度中等。 中更新統(tǒng)砂礫石含水層全區(qū)大面積分布，主要由粒徑 180磧礫石組成，般 30m。滲透系數(shù) d，鉆孔單位涌水量 s m，水位標(biāo)高 水程度中等。 下更新統(tǒng)砂層含水層出露于顯德汪、新村、柳泉、上關(guān)一帶。厚 透系數(shù) m/d，鉆孔單位涌水量 m，水性中等，但極不均一。井 田內(nèi)小煤窯井筒多見(jiàn)此層，且含水。 以上各含水層動(dòng)態(tài)受季節(jié)影響明顯，在 17 勘探線以北該組富水性較強(qiáng)，工作面回采時(shí)應(yīng)多加注意。 B 二疊系砂巖裂隙承壓含水組 12 下石盒子組砂巖含水層厚 般 井揭露時(shí)最大涌水量為60m3/h，后逐漸減小至少量淋水，鉆孔單位涌水量 m，s m，其滲透系數(shù)為 d，一般 d，水位標(biāo)高+般 +化學(xué)類型為 化度 。井田東、北部富水性稍強(qiáng)。但總體呈弱富水性。 山西組砂巖含水層厚 0均 穩(wěn)定。井下在一軌道三中、二中材料上山揭露該含水層時(shí)，最大涌水量 40 m3/h；在三采區(qū)石門揭露該含水層時(shí)，涌水量為 23 m3/h，一月后基本疏干。據(jù)鉆孔抽水試驗(yàn)，單位涌水量 m，滲透系數(shù) d ，水位標(biāo)高 +一般 +水化 學(xué)類型為 化度 d。主要富水區(qū)集中于 16線以北，屬弱富水含水層。為開(kāi)采 1、 2號(hào)煤時(shí)的主要直接充水水源。 C 石炭系灰?guī)r巖溶、裂隙承壓含水組 野青灰?guī)r含水層厚 均 m，平均 m，滲透系數(shù) d，d。為 17勘探線附近、井田的北及西北部富水性稍強(qiáng)?？傮w富水程度中等偏弱。 伏青灰?guī)r含水層厚 均 孔抽水試驗(yàn)，單位涌水量 s m，滲透系數(shù)為 d。富水區(qū)主要集中于 17線附近及北、西北翼的淺部。富水性弱偏中等，為 大青灰?guī)r含水層厚 均 孔抽水試驗(yàn)，s m，平均 s m，滲透系數(shù) d，平均 d。井下涌水點(diǎn)最大水量 60m3/h，一般小于 30 m3/h； 8號(hào)水源井涌水量 0m3/h。富水區(qū)主要集中于 17線附近及北、西北翼的淺部，富水性中等。水化 學(xué)類型為 化度 ，具 本溪灰?guī)r含水層厚度 0均 位涌水量 s m，d，水位標(biāo)高 +般 +1975年）?？傮w富水性中等， 7勘探線以北地區(qū)富水性稍強(qiáng)。 D 奧陶系灰?guī)r巖溶、裂隙承壓含水組 本區(qū)奧陶系灰?guī)r含水層富水性極不均一，具有明顯的分帶性，在垂向上按巖性、結(jié)構(gòu)及富水性可分為三組八段，見(jiàn)圖 1。其中二、四、五、七段為含水段，七段富水程 度最強(qiáng)；一、三、六、八段，可視為隔水層。富水部位主要集中在 段和下馬家溝灰?guī)r二段。由平面分布情況來(lái)看，井田內(nèi)統(tǒng)計(jì)的漏水鉆孔多分 13 布在西部，并且涌水量大于 100m3/、放 2、水 9、放 3、放 1、奧觀 13等，均集中在井田的西部，應(yīng)為強(qiáng)富水區(qū)。 由于受顯德汪向斜與欒卸向斜影響，兩向斜軸部附近的含水層深埋，使水循環(huán)變緩，勘探期間的涌、漏水點(diǎn)分布少，應(yīng)屬富水性相對(duì)較弱區(qū)。 第三組（峰峰組）灰?guī)r含水層層厚 隙發(fā)育。s m，滲透系數(shù) d，一般 d。地面 1 號(hào)、 4 號(hào)水井及井下 3號(hào)、 5號(hào)、 7號(hào)、 9號(hào)水井均取水于該層。九十年代地面 1號(hào)、風(fēng)井 1號(hào)、 7號(hào)水源井水位標(biāo)高 +109+130m，一般 +110水性強(qiáng)，目前水位 +65m。 第二段（上馬家溝組）灰?guī)r含水層厚 202320m 。s m；出水量在 250m3/層的第二、第三段（ 隙、溶隙、小溶洞較發(fā)育，富水性相對(duì)較強(qiáng)。 第三段（下馬家溝組）灰?guī)r含水層厚度 約 75120m，巖溶裂隙發(fā)育，面裂隙率 36%。鉆孔單位涌水量 m，富水程度強(qiáng)。水化學(xué)類型為 ，. 28g/L。 井下 9#煤供水孔最大涌水量 h；放水孔最大放水量 h（放 2）；鉆孔抽（注）水試驗(yàn)，單位涌水量 s m，一般大于 s m，滲透系數(shù) d。， 14 E 燕山期閃長(zhǎng)玢巖風(fēng)化裂隙承壓含水層 該組 /層出露于沙河南部紫牛灣小溪西南；侵入中奧陶統(tǒng)灰?guī)r和煤 系地層。厚0均 理裂隙較發(fā)育，強(qiáng)風(fēng)化帶深度一般為 1020m。據(jù)鉆孔抽水試驗(yàn)單位涌水量 s m，滲透系數(shù) d，影響半徑 71m，水位標(biāo)高 m（ 1975年 1708孔）；井田南部富水程度稍強(qiáng)。水化學(xué)類型為 化度 。在局部構(gòu)造破碎帶內(nèi)可形成鉆孔涌水量達(dá) h 的強(qiáng)富水區(qū)，但總體呈弱富水性。正常情況下該含水層組對(duì)礦井充水威脅不大。 裂帶水文地質(zhì)特征 井田內(nèi)的斷裂構(gòu)造多表現(xiàn)為高角度正斷 層。除欒卸附近有 多呈 基本與顯德汪向斜軸平行。 在南部郭二莊煤礦二坑在 21 大巷（ +80m 水平）穿越此 層時(shí)，未見(jiàn)突水，但早在 1956年 2月 23日該礦一坑在該斷層附近開(kāi)采時(shí)發(fā)生了突水。顯示了該斷層富水性極不均一。 田內(nèi)長(zhǎng)度 1450m。據(jù) 1708號(hào)鉆孔對(duì)該斷巖 性 描 述柱狀段厚代號(hào)地層時(shí)代段組統(tǒng)（米）縞紋狀、角礫狀灰?guī)r。厚層灰?guī)r，巖溶發(fā)育。雜色角礫狀灰?guī)r、泥灰?guī)r。厚層灰?guī)r，夾角礫狀灰?guī)r。厚層灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r，巖溶發(fā)育。雜色角礫狀白云質(zhì)灰?guī)r夾泥巖厚層灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r。角礫狀灰?guī)r及泥巖。1 0 6 57 5 1 2 012O 21O 212 6 0O 22 1 1 4 05 O 22 1 2 06 O 23 1 6 97O 23 1 2 8中奧陶統(tǒng)第三組0 2 538 15 層帶進(jìn)行的抽水試驗(yàn)，滲透系數(shù) d，單位涌水量 s m，富水程度較弱。 生產(chǎn)揭露的中小斷層大小 693 條，性質(zhì)均為正斷層，其中有水或?qū)當(dāng)鄬觾H數(shù)條。1#、 2#煤 層生產(chǎn)中揭露的中小斷層具有在 2#煤層以下、 4#煤層以上落差變小或尖滅之特征，有水?dāng)鄬颖憩F(xiàn)為以靜儲(chǔ)量為主，一般初始水量?jī)H 56m/短時(shí)間內(nèi)即可被疏干，一般不需特別處理。深部富水?dāng)鄬硬糠直憩F(xiàn)為靜儲(chǔ)量為主，部分與灰?guī)r含水層聯(lián)通性較好， 2004 年 2月 20 日，九煤一采運(yùn)輸上山巷道掘進(jìn)時(shí)，遇一落差 5m 斷層，初始水量 20m/h，數(shù)日后水量漸增大至 30m/h，當(dāng)該巷向前揭露大青灰?guī)r后，原出水點(diǎn)水量明顯減小。 層特征 層穩(wěn)定性評(píng)價(jià) 顯德汪礦主要可采煤層為 1#、 2#、 9#煤層， 4#、 6#、 7#、 8#、 10#為大部分或局部可采煤層， 2下 #煤層是 2#煤層的分叉煤層，僅小塊可采， 3#煤層僅個(gè)別達(dá)到可采厚度?，F(xiàn)從上到下分述如下： A 1#煤層 1#煤層位于山西組中部，為井田最上一層主要可采煤層。下距 2#煤層 均 1#煤層最厚 均 層厚度多集中在 層一般含矸 12 層，夾矸平均厚 層平均厚：上分層 分層 1#煤層厚度變異系數(shù)（）分別為 可采 指數(shù)（ 別為 屬較穩(wěn)定煤層。 B 2#煤層 2#煤層是井田內(nèi)主要可采煤層之一，位于山西組底部， 1#煤層之下 均 2#煤厚度 1均 層厚度多集中在 礦已采區(qū)煤層結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，距煤層底板 層中、下部有一層夾矸，厚 0厚度和層位均不穩(wěn)定。用煤層厚度變異系數(shù)、可采指數(shù)評(píng)價(jià)均屬不穩(wěn)定煤層，見(jiàn)表 C 3#煤層 16 3#煤層位于太原組 頂部，一座灰?guī)r之下 均 距野青灰?guī)r 均 3#煤層真厚度 0均 層厚度多集中在 內(nèi)僅個(gè)別點(diǎn)煤厚達(dá)到可采厚度，且零星分布，不能成片，絕大部分地區(qū)煤層不可采。 3#煤層用煤層厚度變異系數(shù)、可采指數(shù)評(píng)價(jià)，屬極不穩(wěn)定煤層。 D 4#煤層 4#煤層位于太原組上部，野青灰?guī)r之下 0均 ，上距 3#均 距 6#煤層平均 煤層真厚 0均 層厚度多集中在 層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，一般不含夾矸。用煤層厚度變異系數(shù)、可采指數(shù)評(píng)價(jià)均，屬極不穩(wěn)定煤層。 E 6#煤層 6#煤層位于太原組中部，上距 4#煤層 均 距伏青灰?guī)r0均 6#煤層厚度 0均 層結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，含矸 12 層 ，層厚度多集中在 厚變化較大，常有尖滅和相變?yōu)樘抠|(zhì)泥巖的地方。用煤層厚度變異系數(shù)、可采指數(shù)評(píng) 價(jià)均，屬極不穩(wěn)定煤層。 F 7#煤層 7#煤層位于太原組中部，伏青灰?guī)r之下 距 6#煤層平均 距中青灰?guī)r 均 7#煤層厚度 0均 層厚度多集中在 層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，一般不含夾矸。井田北部、西部煤厚變化較大，大部分地區(qū)可采，且煤厚變化不大。井田東部及南部煤層較薄，不可采面積較大。用煤層厚度變異系數(shù)、可采指數(shù)評(píng)價(jià)均，屬極不穩(wěn)定煤層。 G 8#煤層 8#煤層位于太原組下部，大青灰?guī)r之下 0平均 ，上距 7#均 距 9#煤層平均 8#煤層真厚 0均 矸 03層，一般含一層夾矸，夾矸厚 層厚度多集中在 8#煤層煤厚變化較大，主要在井田中、西部地區(qū)出現(xiàn)一些南北向狹長(zhǎng)可采條帶，其余有一些局部可采處。西南部有火成巖侵入，且 17 局部有吞蝕煤層現(xiàn)象。可采煤厚 0均 煤層厚度變異系數(shù)、可采指數(shù)評(píng)價(jià)均，屬極不穩(wěn)定煤層。 H 9#煤層 9#煤層位于太原組底部 ，為本井田主要可采煤層之一。上距 8#煤層 均 距本溪灰?guī)r 均 9#煤層真厚 均 區(qū)可采。煤層厚度多集中在 厚變化值也大。且北部大于南部，西部大于東部。東南部煤層受火成巖和斷層影響，煤厚多在 9#煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，含矸 07層，煤層愈厚，夾矸層數(shù)愈多，夾矸總厚度在 12勘探線以北大于 12勘探線以南，夾矸總厚多小于 煤層厚度變異系數(shù)、可采指數(shù)評(píng)價(jià)均，屬 較穩(wěn)定煤層。 J 10#煤層 10#煤層位于本溪組頂部的灰?guī)r之下或夾于其中，上距 9#煤層 距奧陶紀(jì)灰?guī)r頂面 均 10#煤層真厚度 0均 層厚度多集中在 層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，煤層沉積不穩(wěn)定，有尖滅或變?yōu)樘抠|(zhì)泥巖現(xiàn)象。用煤層厚度變異系數(shù)、可采指數(shù)評(píng)價(jià)均，屬不穩(wěn)定煤層。 顯德汪礦各煤層厚度、可采性、層間距及穩(wěn)定性評(píng)價(jià)結(jié)果詳見(jiàn)表 表 各煤層厚度穩(wěn)定性評(píng)價(jià)結(jié) 果表 煤層 統(tǒng)計(jì)點(diǎn)數(shù) 煤層厚度（ m） 可采性指數(shù) 異 系數(shù) 穩(wěn)定性 備注 最小 最大 平均 1# 87 穩(wěn)定 全區(qū) 1# 34 定 已采區(qū) 1# 53 穩(wěn)定 未采區(qū) 1# 764 0 穩(wěn)定 已采區(qū)生產(chǎn)點(diǎn) 2# 81 0 穩(wěn)定 全區(qū) 2# 25 穩(wěn)定 已采區(qū) 2# 56 0 穩(wěn)定 未采區(qū) 18 續(xù)表 層 統(tǒng)計(jì)點(diǎn)數(shù) 煤層厚度（ m） 可采性指數(shù) 異 系數(shù) 穩(wěn)定性 備注 最小 最大 平均 2# 516 穩(wěn)定 已采區(qū)生產(chǎn)點(diǎn) 3# 77 0 不穩(wěn)定 全區(qū) 4# 86 0 不穩(wěn)定 全區(qū) 6# 89 0 不穩(wěn)定 全區(qū) 7# 92 0 不穩(wěn)定 全區(qū) 8# 89 0 不穩(wěn)定 全區(qū) 9# 93 穩(wěn)定 全區(qū) 10# 88 0 不穩(wěn)定 全區(qū) 的物理性質(zhì)及煤巖特征 各煤層均為高變質(zhì)煤，為黑色灰黑色，受構(gòu)造破壞，裂隙十分發(fā)育，煤體結(jié)構(gòu)多為碎裂結(jié)構(gòu)和碎 粒結(jié)構(gòu)，硬度較小，機(jī)械強(qiáng)度低。燃燒時(shí)難燃、無(wú)煙，無(wú)火焰或火焰短，不熔不膨脹。視相對(duì)密度無(wú)巖漿巖區(qū) 漿巖區(qū) 煤巖成分由鏡煤，亮煤、暗煤和絲炭組成。太原組各煤層以半亮型為主，山西組1#、 2#煤層則以半亮型和半暗型為主，含有較少量的暗淡型煤。 類的確定及煤類分布 1、 2、 9各主要可采煤層煤布著貧煤和無(wú)煙煤兩大類，各煤層煤類以三號(hào)無(wú)煙煤為主，局部為貧煤。 1#煤層以第 10勘探線為界， 2#煤層以第 10勘探線以北 150#煤層以第 7勘探線為界，北部為貧煤，南部為無(wú)煙煤。 4#、 5#、 6#、 7#、 8#、 9#、 10#煤層全屬無(wú)煙煤。 的化學(xué)性質(zhì)及有害元素 A 化學(xué)性質(zhì) 6#、 7#、 8#、 9#煤的水分為 其它煤層煤的水分為 風(fēng)氧 19 化的煤水分明顯增高，達(dá) 上，最高達(dá) 各煤層灰分變化較大， 3#、 6下 #、 8#煤層屬低灰煤； 1#、 2#、 4#、 5#、 6#、 7#、9#、 10#煤層屬中灰煤。各煤層經(jīng) 重液洗選后灰分大大降低，浮煤灰分一般在 8%左右。 各煤層中 1#、 2#煤層屬特低硫煤； 3#、 4#、 5#、 6#、 6下 #和 9#煤層屬中高硫煤；7#、 8#和 10#煤層屬高硫煤。經(jīng)過(guò)浮選太原組各煤層硫分含量有較大幅度降低，脫硫率在 40%以上。 B 有害元素 依據(jù)現(xiàn)行磷含量和砷含量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)， 3#、 4#、 6 下 #煤層屬特低磷分煤；2#、 6#、 8#、 9#、 10#煤層屬低磷分煤； 1#、 7#煤層屬中磷分煤。各煤層原煤砷均屬一級(jí)含砷煤。 田境界 礦井北以 層為界，西部以煤層風(fēng)化帶和北洺河為界，南以 高線為下界，東以 田走向最大長(zhǎng)度 短長(zhǎng)度 均長(zhǎng)度 向最大長(zhǎng)度 小長(zhǎng)度 均長(zhǎng)度 田工業(yè)儲(chǔ)量 源量計(jì)算范圍及工業(yè)指標(biāo) 礦井資源量范圍只計(jì)算礦井井田境界以內(nèi) 內(nèi)的煤層資源量，其工業(yè)儲(chǔ)量只對(duì) 2 號(hào)煤煤層進(jìn)行計(jì)算。 由于 8 號(hào)和 9 號(hào)煤層受火成巖侵蝕嚴(yán)重且受奧灰水的威脅。本設(shè)計(jì)將本井田 8、 9 號(hào)煤層列為次邊際經(jīng)濟(jì)的資源量。 根據(jù)煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范要求的要求，預(yù)算資源量所確定的最低可采厚度為 高灰分（ 超過(guò) 40%，最高硫分（ St,d）不大于 3%，最低發(fā)熱 量（ d）不少于 其它工業(yè)指標(biāo)符合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)規(guī)定。 20 田內(nèi)煤層資源量計(jì)算 依據(jù)井田地質(zhì)勘探鉆孔，采用加權(quán)平均計(jì)算各塊段煤層厚度。 2 號(hào)煤層視密度采用 田內(nèi)煤層傾角均介于 12 20之間 , 平均 15，以斜面積作為儲(chǔ)量計(jì)算面積。 本井田的 2#煤為主采煤層，根據(jù)勘探情況可將井田劃分為 A、 B、 C、 D、 E 五個(gè)塊段。 地塊內(nèi)用算術(shù)平均法分別求的 2#，煤層總儲(chǔ)量即為各個(gè)快段儲(chǔ)量的和。 表 2#煤的地質(zhì)儲(chǔ)量 平面面積（ m ） 平均煤層傾角（） 傾向面積（ m ） 容重 煤層平均厚度 （ m） 地質(zhì)儲(chǔ)量（ t） A 區(qū) 5 區(qū) 5 區(qū) 5 區(qū) 5 區(qū) 5 和 5 表可知 2#煤的地質(zhì)儲(chǔ)量 t）。 在礦井地質(zhì)資源量中， 60%是探明的， 30%是控制的， 10%是推斷的。在探明的和控制的中， 70%是經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量， 30%是邊際經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲(chǔ)量。由此可知： 111b = 60% * 70% = 68699959.7(t) (2 1) 122b = 60% * 30% = 29442839.9(t) (2 2) 2 30% * 70% = 34349979.9(t) (2 3) 2 30% * 30% = 14721419.9(t) (2 4) 由于地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，故 K 值在 上取值，在這里取 333 = 10% * 13903563.3(t) (2 5) 由以上可知 2#煤的工業(yè)儲(chǔ)量為： 11b + 122b +2 2333K =161117762.7(t) (2 6) 21 田可采儲(chǔ)量 辛泉煤礦井田范圍內(nèi)的可采儲(chǔ)量，可按下式計(jì)算： 可采儲(chǔ)量（工業(yè)資源量永久性煤柱）采區(qū)回采率。 永久性煤柱包括斷層煤柱、井田邊界煤柱。 全煤柱留設(shè)原則： （ 1）工業(yè)場(chǎng)地、井筒留設(shè)保護(hù)煤柱，對(duì)較大的村莊留設(shè)保護(hù)煤柱，對(duì)零星分布的村莊不留設(shè)保護(hù)煤柱； （ 2）各類保護(hù)煤柱按垂直斷面法確定。用巖層移動(dòng)角確定工業(yè)場(chǎng)地、村莊煤柱。 =56 =78=61 =15 =74； （ 3）斷層保護(hù)煤柱、井田邊界保護(hù)煤柱視地質(zhì)情況而定。 田永久保護(hù)煤柱損失量： （ 1）井田邊界的斷層邊界保護(hù)煤柱留設(shè) 50m 保護(hù)煤柱，其余留設(shè) 20m 保護(hù)煤柱；由上可知 2#煤的井田邊界保護(hù)煤柱損失為： t） ， . （ 2）斷層永久保護(hù)煤柱損失為： 2#煤的保護(hù)煤柱損失為： t）， （ 3）工業(yè)場(chǎng)地 工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱留設(shè)圖 22 保護(hù)煤柱：工業(yè)廣場(chǎng)按級(jí)保護(hù)留維護(hù)帶寬度為 15m。工業(yè)場(chǎng)地 2#煤的壓煤量為： t）。 （ 4）大巷布置在煤層底板中，故保護(hù)煤柱損失為 0. （ 5）主副井井筒保護(hù)煤柱在工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱范圍內(nèi)故井筒保護(hù)煤柱損失量為 0. 井的 2#煤的可采儲(chǔ)量 ： （ * C (2 13) 的可采儲(chǔ)量； t 的工業(yè)廣場(chǎng)、井田邊界、斷層、村莊、河流、湖波、建筑物的的保護(hù)煤柱損失； t C 區(qū)采出率，厚煤層不小于 厚煤層不小于 煤層不小于 故 2#煤的可采儲(chǔ)量 ： （ * t） (2 14) 務(wù)年限及工作制度 產(chǎn)能力及服務(wù)年限 煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范第 規(guī)定：礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力應(yīng)根據(jù)資源條件、開(kāi)采條件、技術(shù)裝備、經(jīng)濟(jì)效益及國(guó)家對(duì)煤炭的需求等因素，多方案比較或者系統(tǒng)優(yōu)化后確定。 礦區(qū)規(guī)模可根據(jù)以下條件確定： 資源情況 :煤田地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，儲(chǔ)量豐富，應(yīng)加大礦區(qū)規(guī)模，建設(shè)大型礦井。 開(kāi)發(fā)條件：包括礦區(qū)所處地理位置（是否靠近老礦區(qū)及大城市），交通（鐵路、公路、水運(yùn)），用戶，供電，供水，建筑材料及勞動(dòng)力來(lái)源等。條件好 這者，應(yīng)加大開(kāi)發(fā)強(qiáng)度和礦區(qū)規(guī)模；否則應(yīng)縮小規(guī)模： 國(guó)家需求：對(duì)國(guó)家煤炭需求量的預(yù)測(cè)是確定礦區(qū)規(guī)模的一個(gè)重要依據(jù)： 投資效果：投資少、工期短、生產(chǎn)成本低、效率高、投資回收期短的應(yīng)加大礦區(qū)規(guī)模，反之則 23 縮小規(guī)模。 井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 辛泉礦井田儲(chǔ)量豐富，煤層賦存穩(wěn)定，頂?shù)装鍡l件好，斷層褶曲少，傾角不大，厚度變化也不大，開(kāi)采條件簡(jiǎn)單，技術(shù)裝備先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)效益好，煤質(zhì)為優(yōu)質(zhì)無(wú)煙煤，交通運(yùn)輸便利，市場(chǎng)需求量大，宜建大型礦井。 確定辛泉礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 a。 井服務(wù)年限 礦井服務(wù)年限必 須與井型相適應(yīng)。 礦井可采儲(chǔ)量 計(jì)設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 A 與礦井服務(wù)年限 T 三者之間的關(guān)系為： . 本礦 2#煤為厚煤層，生產(chǎn)能力較大，其可采儲(chǔ)量為 綜上分析確定礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 240 萬(wàn) t/a。 2#煤層的服務(wù)年限按下式計(jì)算： . 式中： Z 2#煤層的可采儲(chǔ)量 ， 131541824.7 t； A 礦井生產(chǎn)能力， a； K 儲(chǔ)量備用系數(shù)，取 T= 400000*=） 經(jīng)計(jì)算，礦井服務(wù)年限 。 24 型校核 按礦井的實(shí)際煤層開(kāi)采能力，輔助生產(chǎn)能力，儲(chǔ)量條件及安全條因素對(duì)井型井型校核： 煤層開(kāi)采能力 井田內(nèi)煤層賦存條件簡(jiǎn)單。 輔助生產(chǎn)能力的校核 礦井為大型礦井，開(kāi)拓方式為雙立井兩水平開(kāi)拓，主井采用箕斗運(yùn)煤，副井采用罐籠輔助運(yùn)輸，運(yùn)煤能力和大型設(shè)備的下放可以達(dá)到設(shè)計(jì)井型的要求。工作面生產(chǎn)的原煤經(jīng)平巷的膠帶輸送機(jī)到上山膠帶輸送運(yùn)到采區(qū)煤倉(cāng)，在到大巷到井底煤倉(cāng)，再經(jīng)主井箕斗提升到地面，運(yùn)輸能力達(dá)，自動(dòng) 化程度高。副井運(yùn)輸采用罐籠提升、下放物料。能滿足大型設(shè)備的下放與提升。大巷輔助運(yùn)輸采用電機(jī)車運(yùn)輸，運(yùn)輸能力大，調(diào)度方便靈活。 通風(fēng)安全條件的校核礦井煤塵沒(méi)有爆炸的危險(xiǎn)性，瓦斯涌出量小，屬于低瓦斯礦井。 礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力與整個(gè)礦井的工業(yè)儲(chǔ)量相適應(yīng)，保證有足夠的服務(wù)年限，滿足煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范要求，見(jiàn)下表： 我國(guó)各類井型的礦井和第一水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限 表 同井型第一水平服務(wù)年限表 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力（萬(wàn) t、 /a） 服 務(wù) 年限（ a） 第一水平服務(wù)年限 （ a） 煤層傾角45 600 及以上 70 35 - - 3000 30 - - 1200 25 20 20 450 20 15 15 9 省 自定 井工作制度 根據(jù)煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范相關(guān)規(guī)定，確定礦井設(shè)計(jì)年工作日 330 天。 工作制度采用“四六制”，每天