汾西矿业集团双柳煤矿采矿毕业设计

摘 要 本设计包括三部分：一般部分，专题部分和翻译部分。 一般部分为双柳矿 180 万 t/a 井型设计。双柳矿井田位于河东煤田中段， 离柳矿区三交三号井田勘探区南部，行政区划属柳林县管辖，矿井隶属汾 西矿业集团公司。井田走向（东西）长约 9 km，倾向（南北）长约 6 km， 井田总面积为 54 km2。主采煤层为 4 号煤、9 号煤，平均倾角为 5，煤层 平均总厚为 3 m。井田地质条件较为简单。 井田工业储量为 35519 万 t，矿井可采储量 15973 万 t。矿井服务年限 为 106.1 a，涌水量不大，矿井正常涌水量为 75 m3/h，最大涌水量为 150 m3/h。矿井瓦斯涌出量不高，为低瓦斯矿井。 井田为双立井单水平开拓。大巷采用胶带运输机运煤，辅助运输采用 无轨胶轮车设备。矿井通风方式为中央并列式通风。 矿井年工作日为 330 d，工作制度为“三八” 制。 一般部分共包括 10 章：1.矿区概述及井田地质特征；2.井田境界和储 量；3.矿井工作制度设计生产能力、及服务年限；4.井田开拓；5.准备方 式盘区巷道布置；6.采煤方法；7.井下运输；8.矿井提升；9.矿井通风； 10.设计矿井基本技术经济指标。 专题部分题目是：矿井瓦斯综合治理 翻译部分为无级绳卡轨车应用， 英文题目为：No applicationlevel rail cars Shengka Abstract The design includes three parts： the general part of the topic and some of the translation. General part of the Shuangliu mine 1.8 million t / a welldesigned. Shuangliu Hedong Coal Mine in the middle of fields， from three mines Liu pay on the 3rd mine exploration areas in southern， Liu Linxian administrative division of jurisdiction， the mine under the Fenxi Mining Group Company. Mine to (something) about 9 km， inclined to (North and South) about 6 km， the total area for the Mine 54 km2. The main coal mining on the 4th floor for coal， on the 9th of coal， with an average dip to 5 ， the average coal seam thickness of 3 m. Mine geological conditions relatively simple. Mine industrial reserves of 355.19 million t， mine recoverable reserves of 159.73 million t. Mine length of service for 106.1 a， Chung little water， the normal discharge of mine for 75 m3 / h， the largest Chung water， 150 m3 / h. Mine gas emission volume is not high， low gas coal mine. Mine shaft for the doublelevel development. Roadway use tape transports coal， supported by the rubber tire trolleycar equipment. Mine ventilation tied for the central ventilation. Mine， the working day for 330 d， for the system of March 8 system. Including the general part of a total of 10 chapters： 1. Outlined in the mining area and mine geological features， 2. Minefield realm and reserves， 3. Mine production capacity of the system design and length of service， 4. Minefield open up 5. Preparation methods Panel roadway layout 6. Mining method， 7. Underground transport， 8. Mine hoist 9. Mine ventilation; 10. Mine basic design of technical and economic indicators. Some thematic topics， the roadway bolting technology research and application. No translation for some level of Shengka rail cars， English entitled： No applicationlevel rail cars Shengka 一 般 部 分 目 录 一般部分 1 矿区概述及井田地质特征 .1 1.1 矿区概述 .1 1.1.1 位置与交通 .1 1.1.2 地形、地貌 .1 1.1.3 河流及水体 .2 1.1.4 气象及地震 .2 1.2 井田地质特征 .3 1.2.1 井田地质构造 .3 1.2.2 水文地质 .13 1.2.3 其它有益矿物 .14 1.3 煤层特征 .15 1.3.1 煤层 .15 1.3.2 煤层顶、底板 .20 1.3.3 煤质 .20 1.3.4 瓦斯 .23 2 井田境界和储量 .26 2.1 井田境界 .26 2.1.1 井田范围 .26 2.1.2 开采界限 .26 2.1.3 井田尺寸 .26 2.2 矿井工业储量 .27 2.2.1 储量计算基础 .27 2.2.2 井田地质勘探 .27 2.2.3 工业储量计算 .27 2.3 矿井可采储量 .28 2.3.1 安全煤柱留设原则 .28 2.3.2 矿井永久保护煤柱损失量 .28 2.3.3 矿井可采储量 .29 3 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限 .32 3.1 矿井工作制度 .32 3.2 矿井设计生产能力及服务年限. .32 3.2.1 确定依据 .32 3.2.2 矿井设计生产能力 .32 3.2.3 矿井服务年限 .32 3.2.4 井型校核 .33 4 井田开拓 .35 4.1 井田开拓的基本问题 .35 4.1.1 确定井筒形式、数目、位置及坐标 .35 4.1.2 工业场地的位置 .37 4.1.3 开采水平的确定及采盘区划分 .37 4.1.4 主要开拓巷道 .37 4.1.5 方案比较 .37 4.2 矿井基本巷道 .42 4.2.1 井筒 .42 4.2.2 井底车场及硐室 .42 4.2.3 主要开拓巷道 .44 5 准备方式盘区巷道布置 .51 5.1 煤层地质特征 .51 5.1.1 盘区位置 .51 5.1.2 盘区煤层特征 .51 5.1.3 煤层顶底板岩石构造情况 .51 5.1.4 水文地质 .51 5.1.5 地质构造 .51 5.1.6 地表情况 .51 5.2 盘区巷道布置及生产系统 .51 5.2.1 盘区准备方式的确定 .52 5.2.2 盘区巷道布置 .52 5.2.3 工作面接替顺序 .52 5.2.4 生产系统 .52 5.2.5 盘区内巷道掘进方法 .53 5.3 盘区车场选型设计 .56 6 采煤方法 .58 6.1 采煤工艺方式 .58 6.1.1 盘区煤层特征及地质条件 .58 6.1.2 确定采煤工艺方式 .58 6.1.3 回采工作面参数 .59 6.1.4 回采工作面破煤、装煤方式 .59 6.1.5 回采工作面支护方式 .61 6.1.6 端头支护及超前支护方式 .62 6.1.7 各工艺过程注意事项 .63 6.1.8 回采工作面正规循环作业 .65 6.2 回采巷道布置 .67 6.2.1 回采巷道布置方式 .67 6.2.2 回采巷道参数 .67 7 井下运输 .70 7.1 概述 .70 7.1.1 井下运输设计的原始条件和数据 .70 7.1.2 矿井设计生产能力及工作制度 .70 7.1.3 运输距离和货载量 .70 7.2 盘区运输设备选择 .72 7.2.1 设备选型原则： .72 7.2.2 盘区运输设备选型及能力验算 .72 7.3 大巷运输设备选择 .73 7.3.1 主运输大巷设备选择 .73 7.3.2 辅助运输大巷设备选择 .74 7.3.3 运输设备能力验算 .76 8 矿井提升 .77 8.1 矿井提升概述 .77 8.2 主副井提升 .77 8.2.1 主井提升 .77 8.2.2 副井设备选型 .78 9 矿井通风 .81 9.1 矿井通风系统选择 .81 9.1.1 矿井通风系统的确定 .81 9.1.2 矿井通风系统方案比较 .85 9.2 盘区通风 .86 9.2.1 采煤工作面通风类型的确定 .86 9.2.2 通风构筑物 .87 9.2.3 采煤工作面所需风量的计算 .88 9.3 掘进通风 .90 9.3.1 局部通风方法和布置方式 .90 9.3.2 掘进工作面需风量的计算 .90 9.3.3 其它巷道所需风量 .92 9.3.4 矿井总风量 .92 9.4 矿井风量的分配 .93 9.4.1 矿井阻力计算 .94 9.4.2 风速验算 .94 9.4.3 矿井通风阻力 .95 9.4.4 矿井通风总阻力 .96 9.4.5 两个时期的矿井总风阻和总等积孔 .97 9.4.6 矿井最大阻力路线 .97 9.5 选择矿井通风设备 .102 9.5.1 选择主扇 .102 9.5.2 电动机选型 .103 9.6 安全灾害的预防措施 .105 9.6.1 预防瓦斯和煤尘爆炸的措施 .105 9.6.2 预防井下火灾的措施 .106 9.6.3 防水措施 .106 10 设计矿井基本技术经济指标 .109 矿井瓦斯综合治理 .111 1 瓦斯的生成 .112 1.2 瓦斯存在状态 .113 1.3 综采工作面瓦斯来源 .113 1.4 工作面瓦斯浓度分布规律 .114 1.4.1 沿倾向长方向的分布 .114 1.4.2 沿走向方向的分布 .114 1.4.3 煤壁瓦斯涌出规律 .114 1.4.4 采落煤块的瓦斯涌出规律 .115 1.4.5 采空区瓦斯涌出规律 .115 2 瓦斯涌出量 .117 2.1 瓦斯涌出量的概念与计算 .117 2.2 影响瓦斯涌出量的因素 .117 3 我国煤矿瓦斯防治技术的现状及进展 .119 3.1 静态(不连续)预测 .119 3.1.1 D，K 综合指标法 .119 3.1.2 R 指标法 .119 3.1.3 钻孔瓦斯涌出初速度 q 法和钻屑瓦斯解吸指标(h2)法 .119 3.1.4 钻屑量法和钻屑倍率法 .119 3.1.5 钻屑综合指标法 .120 3.2 动态(连续)预测 .120 3.2.1 声发射技术 .120 3.2.2 瓦斯涌出动态指标 .121 3.2.3 电磁辐射监测技术 .122 3.2.4 电磁辐射监测技术 .122 3.3 煤与瓦斯突出预测技术发展趋势 .123 3.4 煤与瓦斯突出研究领域的新成就 .124 3.4.1 现行的接触式预测方法为煤与瓦斯突出危险性预测奠定了坚实的基础 .124 3.4.2 瓦斯地质理论的研究与应用有较快发展 .124 3.4.3 众多统计学方法应用于煤矿瓦斯评价预测 .125 3.4.4 数学及物理理论推动了煤与瓦斯突出预测 .125 3.5 数据库、数据挖掘等信息技术发展为煤与瓦斯预测开辟了新的途径 .126 3.6 GIS 技术、三维地学模拟技术为煤矿瓦斯的定量研究提出了新的思路 .127 4 综采工作面瓦斯的形成 .130 4.1 采煤工作面上隅角瓦斯积聚成因 .130 4.2 影响上隅角瓦斯涌出因素 .130 4.3 回采工作面上隅角瓦斯处理措施 .131 4.4 工作面上隅角瓦斯处理实例分析 .132 5 综采工作面瓦斯综合治理 .134 5.1 思想上高度重视瓦斯危害 .134 5.2 强化矿井通风技术 .134 5.2.1 增大采面风量 .135 5.3 瓦斯抽放技术 .135 5.3.1 本煤层瓦斯抽放技术 .135 5.3.2 上隅角瓦斯抽放 .136 5.3.3 采空区瓦斯抽放技术 .137 6 瓦斯爆炸事故的防治 .139 6.1 防止瓦斯积聚的技术措施 .139 6.1.1 加强通风管理 .139 6.1.2 加强瓦斯检查与监则 .139 6.1.3 及时处理局部积聚的瓦斯 .140 6.2 瓦斯积聚的处理方法 .140 6.2.1 采煤工作面上隅角处瓦斯积聚处理方法 .140 6.3 采煤工作面瓦斯检查的方法 .141 6.3.2 采煤工作面的瓦斯的检查方法 .141 6.4 采煤机附近瓦斯积聚的处理方法 .142 7 结论 .143 参考文献 .152 致 谢 .154 本科生毕业设计 第 1 页 1 矿区概述及井田地质特征 1.1 矿区概述 1.1.1 位置与交通 双柳井田位于河东煤田中段，离柳矿区三交三号井田勘探区南部，行 政区划属柳林县管辖，矿井隶属汾西矿业集团公司。地理坐标：北纬 37 3013373300，东经 11045421105110 。其范围由 下列 15 个坐标点连线圈定： 1.X=4156301 Y=37487060 2.X=4155536 Y=37487060 3.X=4155536 Y=37485770 4.X=4154245 Y=37485770 5.X=4154245 Y=37485000 6.X=4152500 Y=37485000 7.X=4152500 Y=37482500 8.X=4152940 Y=37480000 9.X=4152940 Y=37478900 10.X=4154450 Y=37479500 11.X=4156000 Y=37479600 12.X=4157500 Y=37481145 13.X=4157500 Y=37485770 14.X=4156649 Y=37485770 15.X=4156649 Y=37486300 双柳煤矿工业广场位于柳林县吉家塔乡白家焉村东侧，距柳林县城及 307 国道 17 km，孝（义）柳（林）铁路从井田南侧通过，终点站穆村车 站距本矿工业广场 21 km，其间有柳（林）孟（门）公路和 307 国道连通， 柳孟县级公路从矿井工业广场东侧通过，距工业广场 400 m。井田对外交 通条件尚属便利，矿区交通位置如图 1.1 1.1.2 地形、地貌 本科生毕业设计 第 2 页 本井田属吕梁山系，为典型的黄土高原地貌，地形形态主要为侵蚀形， 表现为强烈的切割梁、峁状黄土丘陵，在孟门沟南、北两侧分布甚广，冲 沟密集而狭窄，谷底基岩出露，区内植被稀少。水土流失严重。井田位于 黄河以东，受其控制井田地势东高西低，较大沟谷呈东西向垂直于黄河分 布，井田内最高点位于井田东部吉家塔三角高程点以北，标高+1030 m，最 低点位于井田西南部的黄河岸边，标高+644 m，一般标高 750850 m，最 大高差 386 m。一般高差 100200m，为低山地形。 1.1.3 河流及水体 井田属黄河水系，井田内无较大的河流，只有数条小河从东向西流入 黄河，雨季水流增大，每年 79 月流水量占全年流水量的 5070%，枯水 期流量很小，甚至干枯。黄河从井田西缘自北向南流过，流经距离 10 km， 河床标高 610650 m。黄河曾于 1996 年 7 月 27 日（农历七月初一）发生 过一次大的洪水，从上午 10 时见洪峰，至下午 4 时明显退峰，持续时间约 6 小时，为百年一遇。 图 11 交通位置图 1.1.4 气象及地震 本井田为大陆性季风气候，属暖温带半干旱地区，年平均降水 519.3 mm，每年 7、8、9 月份降雨量最大，年蒸发量 2141.9 mm，年平均气温 8.8， 1 月份气温最低，平均7.6 ，极端最低气温 24.8，7 月份气温 最高，平均 22.6，极端最高气温 37，无霜期 194 d/a，结冰期为每年 10 本科生毕业设计 第 3 页 月中旬至翌年 4 月中旬，最大冻土深度 1.11 m，风向多西北，风速年平均 2.5 m/s，最大月（35 月）平均 3.1 m/s，最小月（8 月）平均 2.2 m/s。 据山西省抗震办公室 1993 年 6 月颁发的山西省工程抗震设防烈度图 ，本井田地震基本烈度为度，据历史资料记载，离石县于 1892 年（清道 光九年） ，曾发生 5.25 级地震。 1.2 井田地质特征 1.2.1 井田地质构造 井田构造形态为一向西缓倾的单斜，褶曲不发育，地层走向变化不大， 倾角一般 5左右，除井田南部聚财塔断层以外在井田内尚未发现落差大于 5 m 断层，井田内无岩浆岩活动。据此，井田构造复杂程度确定为第一类， 即简单类。 井田位于河东煤田离柳矿区西部，三交柳林单斜的中部。南界为离 石鼻状构造的转折线聚财塔地堑式断裂带，以此断裂带与沙曲井田接壤。 井田整体为一向西缓倾斜的单斜构造，地层走向近南北向，倾向向西， 倾角一般 510 ，断层附近倾角较大。断层主要发育于井田南端聚财塔地 堑附近。井田区内发现褶曲 6 条，断层 8 条。井田内未发现岩浆岩活动及 陷落柱。 综上所述，井田构造复杂程度为简单类。 地层： 井田内出露和钻孔揭露的地层，层序自下而上为奥陶系中统上马家沟 组（O2S） ，峰峰组（O2f） ；石炭系中统本溪组（ C2b） 、上统太原组（C3t ） ； 二叠系下统山西组（P1s） 、下石盒子组（P1x ） ，上统上石盒子组（P2s） 、 石千峰组（P2sh） ；三叠系下统刘家沟组（T1l） ；新生界第三系、第四系不 整合于各时代老地层之上。井田内只出露于下石盒子组及以上地层，其余 地层出露于井田以东。结合井田内及邻区钻孔资料，将各时代地层由老到 新分述如下： （一）奥陶系中统（O2） 1、上马家沟组（O2s） 上马家沟组（O2s） ，厚度为 228 m。下段为一套角砾状泥灰岩与角砾 状白云质灰岩；中段为青灰色中厚层状白云质豹皮灰岩；上段以厚层状石 灰岩、豹皮状石灰岩及白云质灰岩为主，夹白云质泥灰岩及泥质白云岩。 三川河上马家沟组实测剖面，厚度 253.6 m。本组产化石： 本科生毕业设计 第 4 页 表 31 区域地层简表 地 层 单 位 界 系 统 组 代号 厚度 （m） 岩性描述 全新统 Q4 524 冲积层。由亚砂土、砂层及砾石层组成 上更 新统 马兰组 Q3m 1058 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 第 四 系 中更 新统 离石组 Q2l 25125 红黄、浅红棕色黄土状亚砂土。夹红 棕色古土壤层，其下可见钙质结核层， 底部夹有薄透镜状砾石层，砾石成分 单一，以灰岩为主。垂直节理发育 新 生 界 上 第 三 系 上新统 保德组 N2b 20122 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 510 cm，钙质胶结，上部为紫 红色及棕红色及棕红色粘土及砂质粘 土，夹薄砾石层及钙质结核 铜川组 T2t 221341 下部以灰绿、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为主，夹泥 岩及 12 层凝灰岩中统 二马 营组 T2er 430513 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 和尚 沟组 T1h 92167 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 中 生 界 三 叠 系 下统 刘家 沟组 T1l 383485 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，具大型大型交错层理， 细砾岩中见淡水灰岩层 本科生毕业设计 第 5 页 石千 峰组 P2sh 130224 以砖红、鲜红色砂质泥岩、泥岩为主， 下部砂岩发育，上部以细碎屑岩为主， 夹透镜状淡水灰岩 上统 上石盒 子组 P2s 303392 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 泥岩 下石盒 子组 P1x 60105 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 古 生 界 二 叠 系 下统 山西组 P1s 3588 灰白深灰色砂岩、灰黑色泥岩及煤 层组成，含 25 层煤，其中 4 层煤 可采或局部可采，主要含煤地层之一 续表 31 区域地层简表 地 层 单 位 界 系 统 组 代号 厚度 （m） 岩性描述 上统 太原组 C3t 10107 由灰白色砂岩、灰黑色泥岩、 石灰岩及煤层组成，含灰岩 56 层，煤层 57 层，可采 煤层 24 层。主要含煤地层 之一。 石 炭 系 中统 本溪组 C 2b 1644 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 O2f 46126 浅灰深灰色中厚层状石灰 岩，角砾状泥岩为主，夹层 状、脉状、纤维状隐晶质石 膏，石膏带多赋存于中下部 本科生毕业设计 第 6 页 上马家沟组 O2s 122383 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 O2x 48263 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 冶里亮甲山组 O1yO1l 461212945 底部为黄绿色泥岩与竹叶状 白云岩互层，泥岩一般为 23 层，其上为燧石结核、 白云岩和泥质白云岩，泥岩 中含山西朝鲜虫化石 凤山组 3f 55110 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 3ch 344 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 寒 武 系 上统 崮山组 3g 740 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 高组 汉山 Zch 18350 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 Trachyligoticledlium mmutienTin 续表 31 区域地层简表 地 层 单 位 界 系 统 组 代号 厚度 （m） 岩性描述 元 古 茶组黑山 Ptlhc 1080 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 260 mm。 本科生毕业设计 第 7 页白龙山组 Ptlb 660 变基性火山岩，由斑状、气孔 状斜长石角闪岩、角闪片岩、 角闪变粒岩及千枚岩组成界 野 鸡 山 群 青杨树湾 Ptlq 2601002 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 12 层变基性 火山岩梁群吕山 Arzll 4835130 35 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太古 界 河群界口 Arzjh 2500124 10 以云母片岩、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 2.峰峰组(O2f) 出露于井田以东，与下伏上马家沟组呈整合接触，据三交三号井田地 质报告，厚度 111.00125.50 m，平均 119.54 m。其岩性底部多为角砾状泥 灰岩；中、下段为泥灰岩、石灰岩， 含脉状及纤维状石膏 35 层，统称 为石膏带，厚度不一，一般中段约 25 m 左右，下段约 15 m 左右，有时也 见深灰色块状硬石膏层；上段为中厚层状石灰岩，质较纯，夹薄层角砾状 泥灰岩、泥岩。产头足类化石。 (二)石炭系(C) 1.中统本溪组(C2b) 出露于井田东侧煤层露头线外的大沟谷中，呈北东向零星分布。与下 伏峰峰组呈平等不整合接触。根据揭露本组的钻孔资料，厚度为 21.5244.00 m，平均 29.95 m。 井田内浅部较薄，向深部增厚。本组可分为两段：下段铁铝岩段，厚 度 024.10 m，平均 12.16 m。其底部为山西式铁矿，呈透镜状和鸡窝状。 地表多为褐铁矿，钻孔揭露以团块状黄铁矿为主。其上为深灰、褐灰色铝 土岩(G 层铝土矿 ) 及黄铁矿结核；上段为灰黑色泥岩、砂质泥岩，深灰色 本科生毕业设计 第 8 页 铝质泥岩、粉砂岩夹灰色中细粒石英砂岩、灰岩及煤层，含石灰岩 03 层，本段厚 8.9519.97 m，平均 15.45 m。 畔沟灰岩中，古生物碎屑含量较为丰富，成家庄剖面上见有少量的海 百合茎化石，此外，泥岩中含大量的植物碎片化石。 2.上统太原组(C3t) 为井田主要含煤地层之一。出露于井田以东的沟谷中。厚度 78.60109.92 m，平均 92.49 m，岩性为灰白色砂岩、灰黑色泥岩、灰色石 灰岩及煤层，含灰岩 45 层，煤层 47 层，自下而上编号为 6、7、7 下、 8、9、10、11 号，可采煤层一般为 9 号 1 层。其底界以 K 1 砂岩连续沉积 于本溪组之上，顶部以 K3 砂岩底为顶界。分上、中、下段： （1）下段（C3t1）：厚 21.3545.15 m，平均 33.52 m，以 K1 砂岩连 续沉积于本溪组之上，顶至 9 号煤层底板，由灰白色石英砂岩、灰色泥岩、 砂质泥岩、石英岩及煤层组成，K1 砂岩为细中粒，厚度变化大，不稳定， 呈透镜状产出，其上含石灰岩 13 层，统称 L0 灰岩，薄层状，厚约 0.52 m，其中底部一层较稳定，上部两层不稳定。井田南端发育 10 号煤 层。含 11 号不稳定煤层。 （2）中段（C3t2） ；由 9 号煤层底板至 L3 石灰岩顶板，厚 19.5038.24 m，平均 25.18 m。由煤层、石灰岩、砂岩、砂质泥岩及泥岩 组成，本段含煤 24 层，其中 8、9 号煤层为太原组主要可采煤层，厚度 稳定，全井田可采。含石灰岩 3 层（L1、L2、L3） ，L3 下有一稳定但厚度 薄的 7 下煤层，在 8 与 9 号煤间局部发育一层透镜状砂岩，不稳定，横向 变化大，称为 S1 砂岩。 （3）上段（C3t3）：由 L3 顶板至 K3 底板，厚 24.9843.18 m，平均 33.97 m。由石灰岩、砂岩、泥岩、砂质泥岩组成，含煤 2 层，其中 6 号煤 局可采，7 号煤不可采，7 号煤底发育一层 S2 砂岩，岩性以细粒砂岩为主， 以上有两层石灰岩 L4、L5，横向稳定，分别为 7 号煤层及 6 号煤层顶板。 (三)二叠系(P) 1.下统山西组(P1s) 为井田另一主要含煤地层。出露于井田以东的沟谷中。厚度 56.0084.75 m，平均 73.85 m，岩性为灰白色、深灰色砂岩、黑灰色泥岩 及煤层，含煤 39 层，自上而下编号为 01、02、03、1、2、4、5、5 下， 其中可采及局部可采煤层为 3 层，自上而下为 2、3、4 号煤层。其底界 K3 砂岩连续沉积于太原组之上。分上、中、下三段： （1）下段（P1s1）：由 K3 底至 3+4 号煤层顶板，厚 17.2533.23 本科生毕业设计 第 9 页 m，平均 24.22 m，由砂岩、砂质泥岩、泥岩、海相泥岩、煤层组成。K3 砂 岩横向分布不稳定，其上发育一组煤层 3+4、5、5 下号煤层，3+4 号煤层 为山西组主要可采煤层，厚度稳定，全井田可采，5 号煤层局部可采，5 下 煤不可采。 （2）中段（P1s2）：由 3+4 号煤层顶至 2 号煤层顶，厚 8.0521.77 m，平均 14.13 m。由砂岩、砂质泥岩、泥岩、煤层组成，2 号煤层为大部 可采的较稳定煤层。 （3）上段（P1s3）：由 2 号煤顶至 K9 底，厚 24.8146.13 m，平均 37.43 m。本段厚度变化大，发育 34 层砂岩，含 24 层不稳定煤层，编 号为 01、02、03、1 号煤，此外还有粉砂岩、砂质泥岩、黑色泥岩等。 2.下统下石盒子组(P1x) 厚度为 72.5587.44 m，平均 82.56 m。出露于井田东部的沟谷中。底 部以 K4 砂岩连续沉积于山西组之上。与下伏地层呈整合接触。本组岩性为 灰白色、灰绿色石英砂岩，长石石英砂岩及灰色砂质泥岩、粉砂岩偶有薄 层煤线出现。K4 砂岩厚度变化大，为 2.6018.05 m，平均 6.84 m，岩性为 中粗粒长石石英砂岩，发育交错层理。全组分上、下两段： （1）下段（P1x1 ）：厚 34.35m44.00 m，平均 38.44 m，底部以 K4 砂岩连续沉积于山西组之上，由灰色、灰绿色石英砂岩、长石石英砂岩及 灰色砂质泥岩、粉砂岩组成，仍有薄煤层出现。K4 砂岩厚度变化大，岩性 为中细粒长石石英砂岩，发育交错层理。 （2）上段（P1x2 ）：厚 34.85m53.09 m，平均 44.12 m，为灰绿色中 厚层状砂岩，夹砂质泥岩、粉砂岩、泥岩，顶部为夹有紫色斑点的浅灰色 铝质泥岩（桃花泥岩） ，富含铁质鲕粒及结核，底部 K5 砂岩为厚层状。 3.上统上石盒子组(P2s) 本组厚 254.70335.43m，平均 304.48 m。以 K6 砂岩为底界连续沉积 于下石盒子组之上，主要由灰色、灰绿色、紫红色、紫色砂岩、砂质泥岩 及泥岩组成。全组共分三段： 下段(P2s1)：主要由灰绿色砂岩夹紫红色、黄绿色砂质泥岩及灰黑色 砂质泥岩组成。厚度 86.30134.30 m，平均 104.37 m。下部以砂岩为主。 底部 K6 砂岩厚 8.0912.90 m，平均 10.27 m，为灰 灰白色厚层状中粗 粒长石石英砂岩。 中段(P2s2)：岩性以紫红色砂质泥岩为主，夹灰色、 灰绿色砂岩及 灰黑色泥岩。厚度 92.80104.80 m，平均 99.53 m。底界砂岩为粗中粒厚 层状长石石英砂岩，泥质胶结，含砾，县风蚀现象。 本科生毕业设计 第 10 页 上段(P2s3)：岩性以葡萄紫色泥岩及砂质泥岩为主，夹灰色、灰绿色 砂岩和蓝灰色泥岩条带。厚度为 75.60178.13 m，平均 100.58 m。K7 砂岩 为本段底界，厚 1.321.5 m，平均 8.7 m，为灰白 灰绿色长石石英粗粒砂 岩，厚层状，泥质胶结，底部含砾。 4.上统石千峰组(P2sh) 出露于黄河附近。厚度 130194 m，平均 150 m。底部以 K8 砂岩连续 沉积于上石盒子组之上，与下伏地层呈整合接触。本组岩性为红砖红色 砂质泥岩、泥岩与砂岩互层。K8 砂岩厚度 518 m，平均 9 m，为紫红色 长石石英中粗粒厚层状砂岩。 (四)三叠系（ T） 井田内仅存在下统刘家沟组（T1L） ，出露于井田南部聚财塔地堑之内， 厚度 150 m 左右。岩性以淡红砖红色细粒薄板状长石石英砂岩为主， 夹薄层紫红色砂质泥岩，砂岩具大型交错层理及变形层理。底部砂岩为 K9 砂岩，厚度一般为 8.5 m 左右。 (五)新生界(Kz) 1.第四系中更新统离石组(Q2l) 厚 0133 m，广泛分布于井田内的梁、垣、峁和半坡上。由浅红、黄 红色砂质粘土及亚粘土组成。较致密。下部含古土壤及 23 层钙质结核。 上部一般为浅红色黄土，夹古土壤条带 112 层及钙质结核。 垂直节理发 育， 地貌上易形成陡壁。 2.第四系上更新统马兰组(Q3m) 厚 031.8 m，广泛分布于井田内的梁、垣上。由淡黄色砂质粘土及亚 砂土组成，颗粒均匀，结构疏松，无层理，大孔隙及垂直节理发育。常形 成黄土陡壁。 3.第四系全新统(Q4) 主要分布于较大沟谷中，为近代河流冲积层，由不同时代的砂、砾、 泥质岩碎屑组成，一般厚度 10 m 左右。本统富水性较强。 井田内主要段层和褶曲。 （一）断层 1、聚财塔北正断层（F1 ）：为聚财塔地堑式断裂带北界断层。西起地 垄堡，东到郭家庄村出井田，井田内延伸长度 6300 m。走向近东西向，倾 向南，倾角 7080 ，断距 100250 m，断层带宽 0.33.8 m。上盘均为三 叠系刘家沟组下部地层，下盘为二叠系石千锋组和上石盒子组上部地层。 2、 F2 正断层：位于聚财塔北正断层（F1）北侧，由西界延入，井田 本科生毕业设计 第 11 页 内延伸长度约 400 m。走向近东西向，倾向北，倾角 79，断距 8 m，上、 下盘均为二叠系石千锋组上部地层。 3、F3 正断层：位于聚财塔北正断层（F1 ）南侧，由西界延入，井田 内延伸长度约 2700 m。走向近东西向，倾向北，倾角 7080 ，断距 20 m，断层带宽 0.5 m。上下盘均为三叠系刘家沟组下部地层。 4、F4 正断层：位于 F3 南侧，由西界延入，井田内延伸长度约 750 m。走向近东西向，倾向北，倾角 70，断距 15 m，上下盘均为三叠系刘家 沟组下部地层。 5、F5 正断层：位于聚财塔北正断层南侧 100 m 左右，延伸长度约 1450 m。走向近东西向，倾向南，倾角 70，断距 20 m，上下盘均为三叠 系刘家沟组下部地层。 6、F6 正断层：位于井田南边界冯新村西，由南界延入，井田内延伸长 度约 200 m。走向北东东，倾向北西，倾角 65，断距 20 m，上下盘均为三 叠系刘家沟组下部地层。 7、F7 正断层：位于井田南边界冯新村西刘家山村，延伸长度约 500 m。走向近东西向，倾向北，倾角 70，断距 20 m，上下盘均为三叠系刘家 沟组下部地层。 8、F8 逆断层：位于孟门村东，延伸长度 60 m。走向近南北向，倾向 西，倾角 60，断距 1 m，上下盘均为二叠系上石盒子组地层。 （二）褶曲 1、 S1 向斜：位于孟门村东南。轴向北西西，两翼岩层倾角 7左右。 为一宽缓对称的向斜。延伸长度 10 0m。 2、S2 背斜：位于孟门村东南。轴向北西，两翼岩层倾角 7左右。为 一宽缓对称的背斜。延伸长度 450 m。 3、S3 背斜：位于双柳煤矿北侧。轴向近南北向，两翼岩层倾角 10左 右。为一宽缓对称的向斜。井田内延伸长度 250 m。 4、S4 向斜：位于双柳煤矿北侧。轴向近南北向，两翼岩层倾角 10左 右。为一宽缓对称的向斜。井田内延伸长度 250 m。 S5 背斜：位于斯文庄村东北。轴向近南北向，两翼岩层倾角 5左 右。为一宽缓对称的背斜。井田内延伸长度 850 m。 S6 向斜：位于斯文庄村东北。轴向近南北向，两翼岩层倾角 5左 右。为一宽缓对称的向斜。井田内延伸长度 850 m。 本科生毕业设计 第 12 页 为 近 代 河 床 冲 积 层 ,由 不 同 年 代的 砂 砾 泥 质 岩 碎 屑 组 成 东 向 西 埋 深 逐 渐 增 大 ,含 水 层 主 要 为 L-石 灰岩 ,受 出 露 条 件 的 限 制 地 下 水 仅 在 浅 部 具 较 弱的 富 水 性 ,而 在 深 埋 区 岩 溶 裂 隙 不 发 育 ,溶 孔 呈孤 立 状 连 通 差 ,故 含 水 层 富 水 性 弱 地 下 水 径 流缓 慢 地 下 水 主 要 来 自 于 L ,石 灰 岩 .地 下 水 由东 向 西 ,或 由 东 向 西 南 深 部 缓 慢 运 移 ,单 位 涌 水量 0.78-123L/sm水 位 标 高 718301m,水质 类 型 HCO C Na型 .矿 化 度 0.27g/L 水 温 145摄 氏 度 ,为 较 硬 的 微 咸 水本 组 地 层 在 井 田 东 界 外 围 出 露 ,含 水 层主 要 由 K 及 S- 等 砂 岩 组 成 为 细 -粗 粒 砂 岩 ,砂 岩 厚 度 不 稳 ,裂 隙 不 发 育 ,单 位 涌 水 量 为 0.285-0.82L/s m富水 性 极 弱 水 质 类 型 为 HCO C-NaMg型 ,矿 化 度 17- 本 组 在 井 田 东 侧 一 带 出 露 ,砂 岩 裂 隙 较 发 育 ,由 于 开 启 性 差 ,且 多 被 方 解 石 脉 充 填 ,连 通 性差 ,受 补 给 条 件 限 制 ,井 田 内 富 水 性 弱 34号孔 抽 水 试 验 单 位 涌 水 量 0.10L/sm渗 透系 数 0.26m/d矿 化 度 124g为 较 软 的 微咸 水 ,水 质 类 型 C.HO -Na型 本 组 在 井 田 内 沟 谷 中 广 泛 出 露 ,含 水 层 有数 层 砂 岩 ,以 中 粗 粒 砂 岩 为 主 稳 定 分 布 ,浅 部 构 造 裂 隙 风 化 裂 隙 发 育 并 以 构 造裂 隙 为 主 向 深 部 裂 隙 发 育 程 度 逐 渐 减弱 .本 组 具 有 较 好 的 富 水 性 ,砂 岩 在 浅 部接 受 大 气 降 水 补 给 ,形 成 无 压 潜 水 或 上 层潜 水 ,形 成 众 多 小 流 量 泉 由 于 基 岩 补 给性 能 差 储 水 系 数 小 虽 然 泉 数 量 多 ,但 一般 流 量 较 小 ,小 于 0.5L/S.35b孔 P S抽 水试 验 ,单 位 涌 水 量 4s m,渗 透 系数 0.29m/d矿 化 度 1gL水 质 类型 CHO3-Na型 . 第 四 系 全 新 统 主 要 成 条 带 状 ,分 布 于 黄河 河 谷 ,井 田 外 河 谷 宽 约 20m为 近 代 河流 冲 积 层 .砂 砾 石 层 的 厚 度 一 般 小于 10m易 接 受 大 气 降 水 和 河 流 入 渗 补给 ,形 成 孔 隙 潜 水 含 水 层 .矿 化 度 1024%.水 质 类 型 HCOS -NaC型 ,水 质 良 好由 于 含 水 层 埋 藏 浅 ,易 受 污 染 根 据 水 质化 验 资 料 ,NOH PO 含 量 均较 高 为 农 业 污 染 及 生 活 由 煤 层 、 石 灰 岩 、 砂 岩 、 砂 质 泥 岩 及 泥 岩 组 成 ， 本 段 含煤 层 ， 其 中 、 号 煤 为 太 原 组 主 要 可 采 煤 层 ，厚 度 稳 定 ， 全 井 田 可 采 ， 含 石 灰 岩 层 ， 编 号 为 ， ， 下 有 一 稳 定 但 厚 度 薄 的 煤 层 ， 在 与 号煤 层 间 局 部 发 育 一 层 透 镜 状 砂 岩 ， 不 稳 定 ， 横 向 变 化 大 ，称 为 砂 岩 .以 砂 岩 连 续 沉 积 于 太 原 组 之 上 ， 厚 度 变 化 大 ， 主 要 受 砂 体 发 育 程 度 影 响 由 砂 岩 、 砂 质 泥 岩 、 泥 岩 、 海 相泥 岩 、 煤 层 组 成 ， 砂 体 横 向 分 布 不 稳 定 ， 其 上 发 育 一组 煤 层 、 号 煤 为 山 西 组 主 煤 层 ， 厚 度 稳 定 ， 全 井 田 可采 ， 号 煤 层 ， 井 田 零 星 可 采 Hetropectn .Sp 等 . 本 段 厚 度 变 化 大 ， 发 育 层 砂 岩 ， 含 层不 稳 定 煤 层 ， 编 号 为 ， ， 02， 1， 此 外 还 有粉 砂 岩 ， 砂 质 泥 岩 ， 黑 色 泥 岩 等 。 产 化 石： Neutraperis orat Sphemophylum. 底 部 以 砂 岩 连 续 沉 积 于 山 西 组 之 上 ，由 灰 色 ， 灰 绿 色 石 英 砂 岩 ,长 石 石 英 砂岩 及 灰 色 砂 质 泥 岩 ， 粉 砂 岩 组 成 偶有 薄 层 状 煤 线 出 现 砂 岩 厚 度 变 化大 岩 性 为 中 细 粒 长 石 石 英 砂 岩 ， 发 育交 错 层 理 为 灰 绿 色 中 厚 层 状 砂 岩 ， 夹 砂 质泥 岩 ， 粉 砂 岩 ， 泥 岩 ， 顶 部 为 夹有 紫 色 斑 点 的 浅 灰 色 铝 质 泥 岩 （桃 花 泥 岩 ） 富 含 铁 质 鲕 粒 及 结 核， 底 部 砂 岩 为 厚 层 状 由 淡 黄 色 浅 红 黄 红 色 砂 质 粘 土 及 亚粘 土 组 成 ， 较 致 密 ， 下 部 含 古 土 壤及 层 钙 质 结 核 ， 底 部 砾 石 层 ,常 见 于 黄 河 及 各 大 河 谷 两 侧 和 山 麓地 段 ， 上 部 一 般 为 红 ， 黄 土 ， 夹 古壤 条 带 层 及 钙 质 结 核 ， 本 组地 层 垂 直 节 理 发 育 以 紫 色 泥 质 及 砂 质 泥 岩 为 主 ， 夹 灰色 灰 绿 色 砂 岩 和 蓝 灰 色 泥 岩 条 带 ，底 界 砂 岩 为 灰 绿 色 长 石 石 英 粗 砂岩 ， 厚 层 状 ， 泥 质 胶 结 ， 底 部 含 砾 以 紫 红 色 砂 质 泥 岩 为 主 ， 夹 灰 色 ，灰 绿 色 砂 岩 和 灰 黑 色 泥 岩 底 界 砂岩 为 粗 中 粒 夹 灰 色 ， 灰 绿 色 砂 岩和 灰 黑 色 泥 岩 底 界 砂 岩 为 粗 中粒 以 紫 红 色 砂 质 泥 岩 为 主 ， 夹 灰 色 ，厚 层 状 长 石 石 英 砂 岩 ， 泥 质 胶 结 ，含 砾 二 叠 系 石 炭系 叠系上统 二叠 系下 统石炭系 下石盒 子组山 西组太 原组 K7 K5 K4 Neutopris orat. Sphemophylam. 全新统中上更新 统Q2+3Q4第四系新生界 上石盒子组P 2S P1S 地 层 单 位 厚 度(m) 柱 状 1:50标志层及煤层编号 标 志 层 及煤 层 厚 度 (m) 地 质 描 述 水 文 地 质 特 征最 小 -最 大平 均平 均最 小 -最 大界 系 统 组 020312 345K3 0-21.00-162.80 1.30-21.508730-927.60 1.40-2.3581 3.0-3.1514047-136.18590 P1x 0-2.8540-.270-1.040-2.9 0-1.4075281.0-1.804230-.7256 3 158.70-14.956 107.6 16.90-68.10357 30.2-68.505 16.90-53.626.04-2 8.49179.34-1.432050.6-875 2.7-43.69069.40-1.45 0-2.0998L127下L172.60-42014.05-2.33.05191.04-9.7261下 123 下1 15 2 双 柳 井 田 综 合 柱 状 本科生毕业设计 第 13 页 1.2.2 水文地质 含水层： (一)碳酸盐岩岩溶裂隙含水层组： 本组由寒武系中统、上统、奥陶系中下统石灰岩、泥灰岩、白云岩等 组成，其中以奥陶系中统为主要含水层。 1.寒武系厚度 208253 m 左右，为一套碎屑岩碳酸盐岩浅海相沉积， 以中统鲕状石灰岩和上统石灰岩、白云岩为主要含水层，本统含水层有吴 城泉群、车鸣峪泉和关口泉，流量分别为 200500 L/s、55 L/s、50 L/s，根 据钻孔资料，在 0180 m 深度范围内岩溶发育，单位涌水量为 1.927.60 L/sm， 180 m 以下岩溶不发育，富水性弱，单位涌水量为 0.0035 L/sm；总 体来讲，本组富水性弱。水质类型为 HCO3CaMg 型，矿化度 0.230.37 g/L，总硬度 172.57255.20 mg/L，PH 值为 7.1 7.6。 2.奥陶系为浅海相沉积，岩性为石灰岩、泥灰岩、白云岩。中统以上马 家沟组为主要含水层，富水性强，下统冶里组、亮甲山组富水性弱。 下马家沟组：厚 100 m 左右，浅部岩溶发育，随埋深增大，富水性变 弱。据钻孔资料，单位涌水量在 0.190.24 L/sm 左右。 上马家沟组：厚 250 m 左右，岩溶发育，富水性强，为区域最主要含 水层，据钻孔资料，单位涌水量在裸露区、覆盖区及浅埋区一般为 2.729.3 L/sm，最大可达 44 L/sm，中深埋区为 0.110.56 L/sm，在深 埋区局部地段，岩溶依然发育。总体来讲，本组在全区岩溶均很发育，富 水性强。 峰峰组：厚度 100 m 左右，含水层以中部和上部石灰岩为主，由于受 厚度和出露面积的限制，本组富水性弱于上马家沟组，仅在浅部富水性较 强，而在深埋区富水性极弱。 (二)石炭系上统太原组石灰岩岩溶裂隙含水层。 含水层主要为间夹于碎屑岩中的 45 层石灰岩，其分层厚度 37 m， 赋存段距 40 m 左右，出露范围很小，只限于煤层露头边缘地段。 在浅部 含水层出露，接受大气降水补给，富水性较强， 单位涌水量 12 L/sm， 而在远离补给区的深部，地下水富水性则弱，例如， 三交三号井田 311 号 孔，单位涌水量仅为 0.0131 L/sm，富水性弱。深部局部构造破碎带，富水 性较强，356 号孔单位涌水量 0.90 L/sm。地下水流向受地层产状控制，向 深部缓慢运移。本组水质一般为 HCO3SO4-NaCa 型，硬度小于 150 mg/L，矿化度 1 g/L，属软的微咸水。 本科生毕业设计 第 14 页 (三)二叠系、三叠系砂岩裂隙含水层组。 本组主要是砂岩风化裂隙水及构造裂隙水，三叠系仅分布于青龙城详 查区以西和湫水河以西等地区。沟谷中浅部风化裂隙发育，易接受大气降 水和地表水的补给，富水性较好，在沟谷边缘常以泉的形式出露，流量 0.20.5 L/s。而在深部裂隙不发育，地下水补给差，单位涌水量 0.00050.1 L/sm，富水性弱。水质类型为 SO4HCO3-CaMg 型，矿化度 大于 1g/L，属软的微咸水。 (四)第三系、第四系松散岩类含水层组。 松散岩类含水层组主要分布在河谷及沟谷中，地下水赋存于砂砾石孔 隙中，主要接受大气降水和地表水入渗补给，径流条件好，富水性强，径 流途径短，排泄于河谷、泉，部分消耗于人工开发。本区主要的两条河流 三川河、湫水河河谷松散层较发育， 厚度约 10 m 左右，两岸分布有 12 级河流阶地。局部地段富水性强， 单位涌水量 26.8 L/sm，三川河河谷冲 积层地下水丰富，离石县城附近泉水流量达 2030 L/s，水质良好为 HCO3SO4-CaMg 型，矿化度小于 1 g/L。由于地下水埋藏浅水质易污染， 局部地段受工农业等污染，如工矿企业排放废渣及废液污染，农业化肥及 生活污水等污染，使得地下水中 NO3-、Cl -、PO43 -含量增高，局部 F-含量 较高。 四、隔水层 (一)太古界、元古界变质岩构成寒武、奥陶系碳酸盐岩岩溶含水层的隔 水底板。 (二)石炭、二叠、三叠系各含水层间较厚且稳定的泥质岩构成各含水层 之间的隔水层。 1.2.3 其它有益矿物 一、煤层气 近年来，随着国家经济技术的发展，煤层甲烷气的开采也开始得到了 重视。1986 年，地矿部华北石油地质局第九普查队开始对离柳矿区的煤层 气开展工作。1987 年以来，我院也对离柳矿区的煤层气进