磁县六合工业有限公司安阳新矿毕业设计

第一章 矿区概述及井田特征1.1矿区概述1.1.1位置与交通 磁县六合工业有限公司安阳新矿位于河北省磁县与河南省安阳县交界处磁县观台镇境内，岳城水库南岸。矿井北部井田位于岳城水库洪水位线之内，东距磁县县城约25km，西距磁县观台镇2km，北距峰峰矿区20公里。该矿井南临磁观公路，西为峰观公路，距峰峰集团公司黄沙矿火车站14公里，南距河南安阳岗子窑火车站12公里，交通条件比较便利。该矿井行政区划隶属河北省磁县黄沙镇所管辖。详见(图1-1)。1.1.2自然地理六合工业有限公司井田地处河北、河南两省交界处，矿井中北部为漳河河床与岳城水库库区。岳城水库是海河流域南运河水系漳河上的一座大型水利工程，该水库于1958年10月开始动工兴建，1960年开始拦洪，1970年11月竣工，最大库容量13亿m 3，控制流域面积18100km 2。漳河为常年性河流，是岳城水库的补给水源。该河流发源于山西省，其源头有二：一是山西省平乐县南少山，名为清漳；二是山西省长子县发鸠山，名为浊漳。二河至涉县东南合漳（田家嘴）汇流，至丁岩村东入磁县，流经都党、观台、黄沙、岳城、时村营、讲武城出磁县。磁县境内河流长度55km，河床宽5001300m，平时流量520m 3/s，汛期最大流量9200 m 3/s（1956年8月4日），结冰期75天左右（13月中旬）。矿井坐落于岳城水库南岸，为丘陵山坡地形，地势由东向西逐渐增高，标高变化于 + 134+ 231m之间。该区地处北温带，属半干旱大陆性季风气候，四季分明，雨热同期，昼夜温差大。冬季寒冷少雪，多西北风；春季干旱少雨，多南风；夏季炎热多雨，多东南风；秋季晴朗，冷暖适中。据峰峰矿区气象局19972007年资料，气温在-11.1+42之间,年平均气温13.9；降水量在271.5mm728.7mm之间，年平均降水量500.1mm，降水主要集中在7、8月份；年蒸发量介于1531.2mm2056.2mm，年平均蒸发量1831.4mm；无霜期介于206天258天，年平均无霜期为233天。冻结期11月至翌年3月。最大冻土深度为24cm，最大积雪厚度15cm。最大风力7级，最大风速20m/s。 据峰峰矿区有气象资料记载以来，1963年降水量达1273.4mm，1958年1月16日最低气温为15.7。峰峰矿区位于太平洋地震构造带内，地震活动极为频繁，震级较高。据历史记载，河北省超过4.7级的地震共23次，期间地区首推1830年6月12日的彭城大地震，震级7.5级，烈度十，波及六省140县。本区属国家地震重点监测区，按中国地震烈度区划，本区为地震裂度度区。1.2井田地质特征1.2.1井田勘探程度六合工业有限公司井田内目前收集利用到的地质勘探钻孔共20个（见表21），其中伪六河沟煤矿1933年施工地质钻孔个，峰峰139队于19561958年施工地质钻孔4个，河南煤田地质局103队于60年代施工地质钻孔6个孔，河南建委地质一队于1968年施工地质钻孔1个， 1992年河北煤田地质局水文地质队共施工地质钻孔5个，4个无资料（5-4、1608、1208、1609孔）。在目前收集到矿井内的地质钻孔资料中，1968年前施工的钻孔中，揭露奥灰的只有2个，有4个钻孔终层位在2号煤下，且多数未进行封孔处理，勘探质量一般，其中N01孔质量很差。1992年河北煤田水文地质队井田内施工的 5个钻孔，质量和级别符合规范要求。 以往施工钻孔情况一览表出 （表1-2-1）序号孔号日期终孔深度（m）终孔层位（见煤层号）封孔情况施工单位钻 孔级 别1N01193330444P1伪六河沟煤矿212101936411.18O2(6)峰峰139队316081956550.05C2(2.8)、（无资料）416091957404.06O2、516111958456.63C2(2.3.4.8.9)、64-11960423.87河南103队75-2、501.94C3(2.3.4)、85-3、554.30P1(2)、95-4、496.69C3(2)、（无资料）105-51967630.27P1(2)1116051960407.53P1(2)、124-21961622.15C2(2.9)、134-41968638.87P1(2)合格河南建委一队141-11992514.04O2(2.7.8.9)、河北煤田地质局水文地质队甲级151-21992582.05、特级16-11992405.09、甲级172-21992457.95、特级18-31992542.49、甲级191208无资料201206无资料1.2.2井田地层矿井井田范围内基岩地层均被第三、第四系地层所覆盖，根据矿井内钻孔、水源井揭露资料，地层由老至新为古生界奥陶系中统峰峰组，石炭系中统本溪组、上统太原组，二叠系下统山西组、下石盒子组、上统上石盒子组、石千峰组地层，新生界第三、第四系地层。兹将各组、系地层分述如下：奥陶系（O）中统峰峰组（O2f）为煤系地层的沉积基底，岩性由浅灰色、灰色厚层、巨厚层状石,灰岩、花斑状石灰岩、白云质石灰岩为主，底部为灰黄色泥质石灰岩，钻孔揭露厚度154.45m。石炭系（C）中统本溪组（C2b）深灰色、灰色铝土质泥岩，具鲕结构粒，含铁质结核及黄铁矿结结核，夹薄层灰黑色粉砂岩，富含植物化石，半坚硬，与峰峰组地层假整合接触。地层厚度4.90-14.00m，平均7.70m。上统太原组（C3t）为主要含煤地层，为海陆交互相沉积，厚度比较稳定。岩性由黑色、深灰色、灰黑色泥岩、粉砂岩及中细粒砂岩、石灰岩及煤层组成。本组地层含煤10层，稳定可采者3层，分别为7号煤（小青）、8号煤（大青）、92号煤（下架）；夹石灰岩8层，自上而下为：一座石灰岩、野青石灰岩、山青石灰岩、伏青石灰岩、小青石灰岩、中青石灰岩、大青石灰岩、下架石灰岩，石灰岩中富含海相动物化石，有虫筵类、腕足类、瓣腮类、腹足类、珊瑚和海百合等。地层厚度133.30-145.18m,平均139.33m。二叠系（P）下统山西组（P1s）矿井主要含煤地层，底部以灰、黑灰色中细粒砂岩（北岔沟砂岩）与太原组地层分界。岩性由深灰色、灰黑色粉砂岩、细粒砂岩及煤层组成。粉砂岩中含有大羊齿，三角织羊齿、鳞木、芦木等植物化石。顶部中细粒砂岩中富含铁质鲕粒。本组含煤25层，2号煤层为本组稳定可采煤层，1号煤层、2上号煤层沉积不稳定。本组地层厚度58.6092.9m，平均73.40m，与下伏地层整合接触。下统下石盒子组（P1x）本组岩性上部为灰绿、紫色、紫花斑色铝质泥岩，具有明显的鲕粒结构（桃花泥岩）。中部及下部为灰绿色、绿灰色、灰色粉砂岩及细粒砂岩。底部及中下部夹黑灰色粉砂岩，含植物化石，偶夹煤线。底部以灰、深灰色富含铁质鲕粒的中、细粒岩屑砂岩（骆驼脖砂岩）与山西组地层分界。本组地层厚度61.10-83.90m，平均75.76m。上统上石盒子组（P2s）（本组四段）上石盒子组一段（P2s1）本段以紫红色、灰绿色粉砂岩和砂质泥岩为主，夹4层浅灰色中粗粒砂岩及少量灰白色、灰黑色泥岩，泥岩中偶含植物化石及鲕粒，中细粒砂岩中具交错层理。本组地层厚度130.30-152.89m,平均142.74m。上石盒子组二段（P2s2）岩性由厚层巨厚层状灰白色、浅灰色细粗粒砂岩、紫红色、灰绿色粉砂岩组成，中细粒砂岩中含石英质小砾石，局部含粉砂岩团块，具楔形层理，韵律结构明显。本组地层厚度110.39133.00m，平均120.70m。上石盒子组三段（P2s3）岩性以紫色、灰绿色带紫斑、紫灰色带青斑的粉砂岩、砂质泥岩为主，夹灰白色中细粒砂岩23层，偶夹薄层粗粒砂岩。中上部夹34层矽硅质泥岩，质硬，呈菱形节理。本段地层厚度99.95101.53m，平均100.74m。上石盒子组四段（P2s4）岩性由紫灰色、灰绿色、紫色粉砂岩及青灰色中细粒砂岩组成。顶部为兰紫色稍带绿色斑点（猪肝紫）的含白色瘤状钙质结核的粉砂岩，底部为厚层含砾灰白色粗粒砂岩，砂岩中普遍含红色正长石为其特征。本段地层厚度147.00-158.00m平均150.00m。上统石千峰组（P2sh）（本组二段）石千峰组一段（P2sh1）本段地层由紫红色、灰紫色、绿灰色中细粒砂岩和粉砂岩相间沉积而成，以紫红色细粒砂岩沉积为主。细粒砂岩具交错层理。顶部为厚约1015m灰绿色、紫花色泥晶石灰岩（淡水泥灰岩），底部以含肉红色正长石、燧石基底式胶结的粗粒砂岩与上石盒子组四段分界。本段地层厚度138.50-158.00m,平均152.00m。石千峰组二段（P2sh2）岩性由紫红色、紫色粉砂岩及细粒砂岩构成。上部为厚约30m的紫红色细粒砂岩与粉砂岩互层沉积，下部为厚约50m的紫红色粉砂岩与砂质泥岩，含灰绿色钙质结核。本段地层厚度63.70-88.75m,平均80.00m。新生界（Kz）第三系（R）中新统九龙口组（N1j）矿井南部钻孔有揭露，与河南红岭井田的汤阴组相对应，岩性由褐红色粘土、绿灰色中细粒砂岩、砂砾岩组成，半胶结，较松散，矿井内钻孔最大揭露厚度37.20m。第四系（Q）由耕植土、砂卵砾石、砂质粘土、亚砂土组成，矿井范围内东北厚西南薄，耕植土厚24m，地层总厚度15.1075.52m。1.2.3井田标志层特征本区主要含煤地层为二叠、石炭系的山西组和太原组，海陆将交互相过渡相沉积，煤层稳定，标志层众多，特征明显。主要可采煤层标志层有：1、号煤层顶板砂岩。由粉砂岩、细粒砂岩组成，2.30-8.90m,安阳矿井煤系地层标志层一览表 （表1-2-3-1）标志层名称厚度最小最大平均层间距m对应煤层岩性描述稳定性顶板砂岩2.30-8.905.262深灰及黑灰色粉砂岩、细粒砂岩，中厚层状，含植物化石。稳定一座灰岩0.90-1.300.92343灰色，中-薄层状，含海相生物化石。不稳定野青灰岩2.04-3.412.7320.4浅灰色及灰色，隐晶质结构，质较纯，含海相生物化石。稳定伏青3.5-4.574.09496下灰色，隐晶质结构，富含海相生物化石，裂隙发育。稳定小青灰岩1.25-2.351.52147灰白色及灰色，隐晶质结构，含海相生物化石，性脆。较稳定中青灰岩0.60-0.800.7218灰色，细晶质结构，富含海相生物化石，薄层状。稳定大青灰岩5.42-7.006.218.48灰及深灰色，含燧石结核及大量海相生物化石，裂隙发育，质不纯。稳定下架灰岩0.69-0.900.753.59深灰色、灰色。含丰富的海相生物化石，泥晶及生物碎屑结构，含泥质成份较高。平均厚度5.26m，含植物化石，具明显的鮞粒结构特征，沉积稳定。2、小青灰岩。7号煤层顶板。厚度1.25-2.35m，平均厚度1.52m，灰色，薄层状，隐晶质结构，含海相生物化石，较稳定。上距伏青灰岩14m。3、大青灰岩。8号煤层顶板。厚度5.24-7.00m，平均厚度6.21m，灰色，厚层状，含燧石结核及大量海相生物化石,稳定。上距小青灰岩26m。4、下架灰岩。9号煤层顶板。厚度0.69-0.90m，平均厚度0.75m，灰色，含丰富的海相生物化石，泥晶及生物碎屑结构，含泥质成份较高，稳定。上距大青灰岩3.5m。其它标志层还有一座灰岩、野青灰岩、伏青灰岩、中青灰岩等，其特征见（表3-1）1.2.4 地质构造1.2.4.1区域地质构造在区域构造上，峰峰煤田处于祁吕贺兰山字型构造前弧东翼边缘，新华夏系第三隆起带与第二沉降带的过渡带。新华夏系第三隆起带恰好又复合于祁吕贺兰山字型构造前弧的东翼之上，致使区内各种构造体系的各级规模和各序次的构造，以多种复合方式彼此交织在一起，构造形态较为复杂，显示了多期性和继承性的特点，形成了本区独特的构造轮廓。区内主要构造类型为高角度正断层，褶皱次之。 峰峰煤田以新华夏系构造体系为主，次为南北向构造、华夏系构造，并伴有东西向构造。断层以高角度正断层为主，平面弯曲波状，多属压扭性质。在空间上西疏东密，西弱东强，显然受来自东南方向侧压应力的制约。从各时代地层沉积建造、接触关系、构造特点和岩浆岩年龄分析，主要构造是燕山运动的产物，其生成先后次序，从老到新应为北西向、南北向、北北东向、东西向。（一）、主要构造体系1、新华夏构造体系：在本区比较发育，规模较大，影响广泛，活动时间长，为本区的控制性构造，由于南北向构造体系的严重干扰，所显示的构造形迹，既不是严格的新华夏系，也不是严格的南北构造，而是二者之间的一套混合的结构面。2、南北方向构造体系：由于受新华夏系的破坏比较严重，仅在鼓山背斜等处展现一些近南北向构造的片段。3、东西向构造：一般规模不大，主要发育在鼓山两侧地区。如苑城地堑、鼓山东侧的上官庄向斜、黑龙洞背斜等。4、北西向构造：因受多期的破坏和改造，在本区内展布不完整，仅有少量规模不大的北西向构造。其中较完整的有后沟向斜、钟离向斜等。（二）、区域构造特征纵观本区构造，总体上有如下特征：1、断裂密度从西向东，呈明显的由疏到密变化，褶皱西部山区不发育，在盆地内伴随着断距大于100m的断裂带，常常有褶皱分布，褶皱多为复式或雁行排列，前者如鼓山背斜、莲花山背斜等，后者如沙果园背斜、彭城向斜等。2、断层多为高角度正断层，常以楔型或地堑相间展现，断层倾角多在70左右。3、整个区域地层产状较为平缓，地层倾角西部山区一般为510，和村盆地及鼓山以东地区一般为1025左右。4、北北东向断裂和南北向断裂的断裂带宽度一般为510m，唯鼓山断裂带宽度较大，最大处可达100m。在鼓山断裂带内可见构造透镜体、小褶皱以及显示南北扭动的水平擦痕。5、具有强烈的继承性，显示了多次构造活动的复杂影响，它们互相迁就、改造、呈现截接和斜接等关系，使本区断裂构造形迹及其力学性质复杂化。但以北北东向构造为主，改造、重造了其它各类构造。1.2.4.2矿井地质构造矿井位于峰峰矿区的南端，鼓山何庄断裂束之西侧，其构造形迹的发生、发展受区域构造的控制，矿井构造特征与构造形态以单斜构造为主，地层走向近SN，倾向E，矿井北端，受漳河向斜倾伏端的影响，地层略呈宽缓的波曲形态，地层倾角1020。兹将矿井内构造叙述如下：(一)、断层构造经统计，矿井井田内落差大于20m的断层共2条，总长度6604m。井田内的大型断层主要分布在井田西侧和中部，从矿井开采情况看，对采区的划分和煤层开采没有重大影响。在矿井开采中，揭露小型断层10条，或三二条平行排列，或单独出现，分布无规律。在巷道开掘中揭露断层点8处。1、F58断层位于矿井西部，属矿井主干断裂，走向NENNE，倾向NWNWW，倾角70，纵贯矿井南北，总体延展长度7600m，落差120430 m，申家庄矿和本矿井采掘工程、补19孔、-1孔、1609实见，NO1孔控制，控制严密，位置、落差可靠。3、FB53断层由河南岗子窑煤矿由东南部延伸至本矿井田中部，延展长度1700m。矿井主干断裂，平面弯曲波状，走向由NENNENE向，倾向SE，倾角6070，矿井内断层落差3070m。(二)、褶皱构造本井田地层宽缓开阔，略有起伏。总体上呈现出以地质剖面线为轴的宽缓向斜，纵贯全井田，轴向N60W，地层走向NNE，倾ESE，两翼地层基本对称，地层倾角1020。井田东西 矿井断层控制程度一览表 （表1-2-4-1）断层编号断层产状落差（m）延展（m）确定依据断层性质可靠程度走向倾向倾角F58NENNENWNNW701204307600申家庄矿补19孔和井下采掘工程实见；本矿井-1孔缺失P1xP2s3地层及P1s部分地层，NO1孔间接控制；边界西南1609孔实见，缺失C3t地层120m。正可靠FB53NESE607030702500由岗子窑煤矿从东南部延伸至矿井中部，延展长度1700m，矿井东翼轨道下山实见正可靠两翼断层的存在，使其轴部位置发生一定程度的偏移，向斜的整体形态由地质钻孔和采掘工作面基本控制，对矿井生产无显著影响。纵观井田构造，与区域构造密切相关。本矿在生产过程中只遇到了FB53断层，其余均在未开拓区域，井田在开采过程中，遇到的多为走向小断层，最大落差26m，最小0.01m，对开采略有影响。(三)、岩浆岩矿井范围内的钻孔及井下采掘工程均未见到有岩浆岩的侵入，矿井紧邻的申家庄矿也未发现有岩浆岩的侵入。1.3井田水文地质1.3.1含水层矿井内含水层叙述如下。新生界砂卵砾石含水层由沉积松散的砂卵砾石及半胶结的砂砾岩组成，为孔隙含水层，分布不稳定。含水层厚10.6018.30m，钻孔泥浆消耗量介于0.609.60 m 3/h之间。根据辛安井田钻孔抽水试验成果资料，单位涌水量0.355 l/s.m，水位标高+187.44m，矿化度0.3 g/l，水质类型HCO3CLCaMg型，为中等富水性含水层。二叠系上石盒子组二段砂岩含水层组（）以二叠系上统上石盒子组二段底部砂岩含水层为主，为砂岩裂隙含水层组，岩性以灰白、浅灰白色中粗粒砂岩为主，含水层厚度10.3012.00m，平均11.33m，钻孔泥浆消耗量介于0.00.8 m 3/h之间。根据辛安井田钻孔抽水试验成果资料，单位涌水量0.0230.049 l/s.m，水位标高+135.80+160.77m，渗透系数0.110.19 m/d，矿化度0.40.6 g/l，水质类型为HCO3SO4CaMg、HCO3CLNaCa型，为弱富水性含水层。二叠系下石盒子组砂岩含水层组（1+2）由二叠系下统下石盒子组底部（1）和中部（2）两个含水层构成，为砂岩裂隙含水层组，岩性均为深灰色中细粒砂岩。底部砂岩含水层（1）下距2号煤层平均间距47.49m，含水层厚1.607.30m，平均5.13m，钻孔泥浆消耗量介于0.000.45 m 3/h之间。根据辛安井田钻孔抽水试验成果资料，单位涌水量0.01790.22 l/s.m，矿化度0.601.8 g/l，渗透系数0.191.30 m/d，水位标高+129.72146.30m，水质类型为HCO3CLNaCa、HCO3SO4NaMg型，为弱中等富水性含水层。中部砂岩含水层（2）下距2号煤层平均间距84.17m，含水层厚4.5017.10m，平均10.58m，钻孔泥浆消耗量均小于0.30 m 3/h。根据辛安井田钻孔抽水试验成果资料，单位涌水量0.140.18 l/s.m，矿化度0.5 g/l，渗透系数0.38 m/d，水位标高+161.03m，水质类型为HCO3SO4CaNa型，为中等富水性含水层。二叠系山西组2号煤顶板砂岩含水层（）为2号煤层间接顶板裂隙含水层，由13层中细粒砂岩构成，泥钙质胶结，厚度6.3117.70m，平均12.42m。钻孔泥浆消耗量介于0.00.8 m 3/h之间。根据辛安井田钻孔抽水试验成果，单位涌水量为0.0780.356l/s.m，渗透系数0.043.97 m/d，水位标高为+136.45m，水质类型为HCO3Na型或HCO3CLNa型，为弱中等富水性含水层。矿井在开采过程中，顶板裂隙水以滴水、淋水的形式涌入工作面。石炭系野青石灰岩含水层（）为4号煤层的直接顶板岩溶裂隙含水层，岩性由深灰色隐晶质含泥质石灰岩构成，厚0.473.41m，平均2.28m。裂隙发育，但均被方解石及黄铁矿充填。辛安及复兴井田中钻孔均未发生漏水现象，钻孔泥浆消耗量介于0.10.3 m 3/h之间。根据辛安、复兴井田钻孔抽水试验成果，其单位涌水量介于0.000850.071l/s.m之间，渗透系数5.93 m/d，水质类型为HCO3CLNaCa型，水位标高+133.3m，为弱富水性含水层。石炭系伏青石灰岩含水层（）为6号煤层的间接底板岩溶裂隙含水层，岩性由深灰色中厚层状隐晶质石灰岩组成，含少许泥质，分布稳定，厚3.504.57m，平均4.09m，矿井进行扩大延伸补充地质勘探时，钻孔泥浆消耗量大于0.5m 3/h的钻孔有2个，其余介于0.601.20m 3/h之间；复兴井田的1205、1201、1202、1612钻孔揭露该含水层时发生严重漏水。根据辛安井田和复兴井田（1202孔）的钻孔抽水试验资料，其单位涌水量介于0.01855.359 l/s.m之间，渗透系数8.25 m/d，水质类型为HCO3CLNaCa型或HCO3SO4NaCa型，水位标高+133m，为弱极强富水性含水层。石炭系大青石灰岩含水层（）为8号煤层顶板岩溶裂隙含水层，岩性由深灰色巨厚层状质纯隐晶质细晶质石灰岩组成，含燧石，厚5.427.00m，平均6.12m，层位稳定。矿井扩大延伸补充地质勘探时，钻孔泥浆消耗量介于1.204.50m 3/h之间。根据辛安井田钻孔抽水试验，其单位涌水量0.060.9 l/s.m，水质类型为HCO3Na,矿化度为0.6g/l，水位标高+132m，为弱中等富水性的含水层。奥陶系石灰岩含水层（）为煤系地层的沉积基底，主要指中统峰峰组七、八段地层，地层厚度120m左右，为岩溶裂隙含水层。岩性由浅灰、灰色石灰岩、角砾状石灰岩、白云质石灰岩组成，钻孔最大揭露厚度57.55m，岩溶发育极不均一，根据辛安井田钻孔抽水试验资料，单位涌水量0.20105.11l/s.m，水质类型HCO3SO4CaMg，矿化度小于0.5g/l。2004年矿井工业广场内施工的水源井揭露奥陶系石灰岩厚度154.45m（揭露层段为峰峰组六、七、八段），出水段孔径219mm，单位涌水量为25.50 l/s.m，换算成孔径91mm的单位涌水量为18.20l/s.m，渗透系数14.67m/d，经多年观测，水位标高+120.00m，为富水性极强的含水层。1.3.2隔水层矿井内各含水层在垂向上间隔一般1556m，各含水层之间岩性构成为粉砂岩或泥岩，在天然状态下具有良好的隔水性能。根据邻近复兴井田和辛安井田水文地质资料，矿井内各含水层的水位、水质、矿化度等指标存在明显差异，天然状态下各含水层之间无水力联系。新生界砂卵砾石含水层组（）与二叠系上石盒子组砂岩含水层组（）之间隔水层钻孔揭露新生界砂卵砾石含水层组之下基岩风氧化带最大厚度为13.90m，岩性为褐色、褐黄色粉砂岩及细粒砂岩，岩层风氧化带裂隙被粘土质充填，形成基岩风氧化带隔水层；二叠系上石盒子组砂岩含水层组主要指上石盒子组二段中粗粒砂岩含水层段。石盒子组二段之上为石盒子组三段、四段地层，石盒子组三段地层厚度100m左右，岩性以紫色、灰绿色带紫斑、紫灰色带青斑的粉砂岩、砂质泥岩为主；石盒子组四段地层厚度150.00m左右，岩性以紫灰色、灰绿色、紫色粉砂岩为主，夹青灰色中细粒砂岩组成，顶部为兰紫色稍带绿色斑点（猪肝紫）的巨厚层状含白色瘤状钙质结核的粉砂岩。石盒子组三段和四段的粉砂岩厚度占两段地层总厚度的85%以上，因此，新生界砂卵砾石含水层组（）与二叠系上石盒子组砂岩含水层组（）之间的岩层隔水性能良好，天然状态下不会发生水力联系。二叠系上石盒子组二段砂岩含水层组（）与二叠系下石盒子组砂岩含水层组（1+2）之间隔水层二叠系下石盒子组砂岩含水层组的顶部为厚1020m的灰绿、紫色、紫花斑色铝质泥岩，具有明显的鲕粒结构（桃花泥岩）；二叠系上石盒子组砂岩含水层组的下部为上石盒子组一段地层。上石盒子组一段地层厚度150m左右，其下部以深灰色、浅绿灰色粉砂岩、泥质粉砂岩为主，夹少量灰白色中细粒砂岩及灰黑色泥岩。由此可见，二叠系上石盒子组砂岩含水层组（）与二叠系下石盒子组砂岩含水层组（1+2）之间存在巨厚层的粉砂岩及砂质泥岩，两含水层组之间岩层的隔水性能良好，天然状态下不会发生水力联系。二叠系下石盒子组砂岩含水层组（1+2）与二叠系山西组2号煤顶板砂岩含水层（）之间隔水层二叠系下石盒子组砂岩（骆驼脖砂岩）至二叠系山西组2号煤层顶板砂岩含水层含水层（1）平均间距50m左右，岩性由黑色、黑灰色粉砂岩、砂质泥岩、细粒砂岩组成，粉砂岩、砂质泥岩占岩层厚度的65%左右（见图5-4），两含水层组之间岩层的隔水性能良好，天然状态下不会发生水力联系。二叠系山西组2号煤顶板砂岩含水层（）与石炭系野青石灰岩含水层（）之间隔水层两含水层间距47m左右，岩性由深灰、灰黑色泥岩、粉砂岩、细粒砂岩组成，泥岩及粉砂岩占岩层厚度的75%左右，两含水层组之间岩层的隔水性能良好，天然状态下不会发生水力联系。石炭系野青石灰岩含水层（）与石炭系伏青石灰岩含水层（）之间隔水层两含水层间距49m左右，两含水层之间岩性由灰黑色、黑色泥岩、粉砂岩、深灰色细粒砂岩及煤层组成，泥岩及粉砂岩占岩层厚度的45%左右，天然状态下两含水层不会发生水力联系。石炭系伏青石灰岩含水层（）与石炭系大青石灰岩含水层（）之间隔水层两含水层间距40m左右，岩性由深灰色粉砂岩、泥岩、砂质泥岩、细粒砂岩及薄层石灰岩和煤层组成，泥岩、粉砂岩占岩层厚度的55%左右，天然状态下两含水层不会发生水力联系。石炭系大青石灰岩含水层（）与奥陶系石灰岩含水层（）之间隔水层两含水层间距21.5824.96m，含水层之间岩性由深灰、灰白色粉砂岩、铝土泥岩及煤层组成，粉砂岩、铝土泥岩占岩层厚度85%左右，隔水性能良好，天然状态下两含水层不会发生水力联系。1.3.3地表水与地下水之水力联系矿井北部位于岳城水库上游最高洪水水位线内，最高洪水位线内漳河河床常年有水。经钻孔揭露，新生界发育有静水条件下形成的粘土层，其下伏的基岩风氧化带为二叠系上石盒子组地层，风化壳裂隙被粘土介质充填，形成相对隔水层，阻止地表水下渗补给潜水及基岩水。河北省邯郸地区磁县申家庄煤矿岳城水库洪水位下试采研究报告表明，“库区水不补给潜水及基岩含水层”。矿井相邻的申家庄矿西翼1221工作面位于洪水位边缘，开采深度80120m，采高4.04.30m，采区上新生界覆盖层厚度010m，开采后地表出现裂缝宽度250300mm，随即洪水位线以下水库全部蓄水，经井下观测，采区工作面涌水量未增加，表明地表水体与下伏基岩含水层无水力联系。2004年11月，中国水利水电科学研究院提交了关于磁县六合工业有限公司在岳城水库下采煤的可行性专题研究报告，该报告经水利部海河委漳卫南运河管理局审查批复。上述批复意见均认为，矿井在库区开采时，库区水不会补给下伏的含水层，不会对矿井的开采造成威胁。多年来，矿井在开采过程中对井下出水点进行采样化验，分析水质，判断水源，根据分析结果，经计算比对，矿井水水源均为二叠系下统山西组2号煤层顶板砂岩裂隙水。见表5-1。综上所述，矿井内地表水体与潜水及基岩含水层无水力联系。1.4煤层特征1.4.1煤层矿井内主要含煤地层为二叠系下统山西组、石炭系上统太原组及中统本溪组地层。含煤地层平均总厚228.27m，含煤14层，煤层平均总厚11.04m，含煤系数4.84%，其中稳定可采的煤层为2、7、8、92号煤层，局部可采煤层为3、6号煤层，可采煤层平均总厚度为7.46m，可采含煤系数为3.27%（见表4-1）。井田内主要可采特征如下：2号煤层（大煤）矿井主采煤层，位于山西组下部，上距“骆驼脖砂岩”47m左右，下距“北岔沟砂岩”14m左右。煤层在矿井范围内南北两端厚，东北部厚度4。565.45m，平均5.25m，西南部厚度3.906.50m，平均5.00m。中部薄，厚度3.304.40m，平均3.82m，无伪顶，细粒砂岩直接顶板。局部含厚度为0.020.15m的夹矸，夹矸岩性为粉砂岩或炭质泥岩，结构简单，稳定可采。7号煤层（小青煤）位于太原组中下部，上距2号煤层110m，距伏青石灰岩14m。煤层厚度0.341.54m，平均0.87m，含夹矸一层，夹矸厚度0.27m，岩性为粉砂岩，结构简单。顶板岩性为石灰岩，底板岩性为泥岩。全区稳定，大部可采。8号煤层（大青煤） 煤 层 特 征 一 览 表 （表4-1）煤层号煤层名称厚度最小最大平均顶板岩性底板岩性结构可采性稳定性间距最小最大平均1小煤0.24粉砂岩泥岩简单不可采不稳定1下0.21-0.390.30细砂岩粉砂岩简单不可采不稳定2上0.21-0.483.06粉砂岩粉砂岩简单不可采不稳定2大煤4.12-5.855粉砂岩粉砂岩简单可采稳定8.50-15.5812.853一座煤0.41-0.810.59粉砂岩细砂岩简单不可采稳定35.40-41.1337.764野青煤0.35-0.530.42石灰岩粉砂岩简单不可采稳定8.42-11.8110.594下0.32-0.960.51粉砂岩细砂岩简单不可采较稳定2.78-3.9910.595山青小煤0.29-0.390.34粉砂岩粉砂岩简单不可采不稳定15.286山青煤0.31-0.530.39粉砂岩粉砂岩简单不可采不稳定27.43-27.5327.486下伏青煤0.22-0.380.31石灰岩细砂岩简单不可采不稳定8.327小青煤0.84-1.511.18石灰岩泥岩简单可采稳定15.48-16.0815.998大青煤0.64-0.920.78石灰岩粉砂岩简单可采稳定24.47-27.7824.8391下煤架0.33-0.520.38石灰岩粉砂岩简单不可采稳定2.90-3.233.0692下煤架1.32-1.651.48粉砂岩粉砂岩简单可采稳定5.78-6.656.12位于太原组下部，上距7号煤层25m左右，直接顶板为大青石灰岩。煤层厚度0.640.92m，平均0.79m。结构简单，大部分可采。92号煤层（下架煤）位于太原组底部，上距91号煤层6m，距8号煤层7.69m，煤层厚度1.133.14m，平均1.58m。煤层中普遍含一层夹矸，夹矸厚度0.24m，夹矸岩性为泥岩，结构简单，稳定可采。其它煤层特征见（表4-1）。1.4.2 煤质一、煤的物理性质和煤岩特征矿井内可采煤层呈黑色，中等硬度，以镜煤和亮煤为主，性脆，条带状均一状结构，层状块状构造，内生裂隙较发育，玻璃光泽，阶梯状断口，黑褐色条痕，宏观煤岩类型为光亮型，少量半亮型。密度1.591.64。主要可采煤层煤岩组份以镜质组为主（含量75.880.4%），其形态分子和矿物质均匀分布其中，均匀基质体为主，其次为镜质体，少量不均匀基质体。次为惰质组（含量14.618.5%），为碎屑丝质体和氧化丝质体及少量的粗粒体、微粒体。半镜质组含量占3.65.0%，为团块状或透镜状。壳质组含量占0.71.4%。见有小孢子和角质体。无机组份以粘土类为主，其含量4.211.5%，其次为硫化铁类，其含量为0.51.2%，碳酸盐类含量约占0.4%，氧化硅类含量约占0.9%。在相邻的河南岗子窑井田，煤呈灰、灰黑色，紫褐色条痕，金刚光泽及玻璃光泽，层状块状构造，不均匀条带状结构，比重1.351.47g /cm3，硬度23。红岭井田2号煤以均一凝胶化基质体为主，半凝胶化基质为灰白色，丝炭为黄色，突起明显，可见小孢子，显微结构呈条带状，均一块状。矿物质以粘土为主，含量1314%，次为碳酸盐及氧化硅类。红岭井田煤岩化验成果表 （表1-4-2-1） 取样点有 机 组无 机 组凝胶化组半凝胶化组丝质组稳定组粘土类氧化硅类5-667.913.917.60.612.70.212-178.97.813.313.50.6 二、煤的化学性质、工艺性能和煤类2.1、水份（Mad%）矿井内各可采煤层原煤水份在0.590.88%之间，平均最大0.81%，变化范围狭小（2.2、灰份（Ad%）矿井各煤层原煤灰份在8.5130.01%之间，平均原煤灰份最大值20.94%，低灰富灰煤。垂向上，2号煤层原煤灰份在8.5130.01%之间，属中灰富灰煤。7、8、92号分别为18.65%、11.70%和20.94%,为中灰煤,其灰份增高与夹矸有关。在平面分布上，2号煤层变化较大，由特低灰到中灰煤，7、8、9号煤层稳定，分别为低灰煤和中灰煤。相邻井田中，红岭井田2号煤原煤灰份在1225.2%之间,为低中灰煤.太原组煤层灰份为7.2131.8%,在特低灰到富灰煤之间变化。辛安井田2号煤原煤灰份为16.82%,太原组煤层灰份为16.10%,均为中灰煤。申家庄井田原煤灰份在1525%之间为中灰煤。六河沟煤矿2号煤灰份13.17%,为低灰煤, 太原组煤层灰份为17.9824.57%,岗子窑井田为中灰煤。2.3、挥发份（Vadf%）矿井各煤层原煤挥发份在21.727.53%，平均最大24.70%。各煤层间平均值变化不大。2.4、发热量（Qgrdaf MJ/kg）矿井各可采煤层原煤恒温无灰基高位发热量在27.2335.72 MJ/kg，平均29.54 MJ/kg，属特高热值煤层。 2.5、硫份（Std%） 矿井内各可采煤层间硫份含量变化较大。山西组2号煤层以有机硫为主，原煤硫份含量在0.200.45%之间，平均0.30%；浮煤硫份含量在0.250.29%之间，平均0.27%，属特低硫煤。太原组可采煤层以硫化铁为主的无机硫含量较高，原煤硫份含量一般在2.513.74%之间，平均2.98%，属中高硫煤层。相邻井田红岭井田2 号煤全硫含量小于0.70%属特低硫煤，太原组煤层全硫含量均高于2号煤，最高4.09%，多以黄铁矿结核的形式伴生于煤层之中，易于洗选，经洗选后硫含量下降至1.231.57%。辛安与申家庄井田2 号煤全硫含量小于1.0%属低硫煤，太原组煤层辛安井田全硫平均含量1.61%，为中高硫煤。六河沟煤矿2号煤全硫含量3.05%，属高硫煤，岗子窑煤矿2号煤全硫含量0.42%属特低硫煤，太原组煤层全硫含量2.594.40%。为中高硫煤或高硫煤。三、元素分析矿井井田内钻孔煤层化验结果显示，各煤层的元素含量变化很小，氢（H）、氮（N）元素在垂向上随尝试的增加而减少，其变化与挥发份产率的变化一致，氧（O）和硫（S）则与之相反。有害元素2号煤含量0.0422%为低磷煤，7号和8号煤含量0.050.15%之间为低氯煤。各种微量元素均达不到工业品位。井田钻孔煤样微量原素表 （表1-4-2-3）煤号GeppmGappmUppmThppmV2O5%AsppmFppm21.55.256.7511.670.0333159.6773.54.58110.0170.535.5836860.018019692520.057.530.050.02259208四、煤灰成份本区煤灰成份以SiO2和AlO3为主，二者占煤灰总成份的5582%，其次为Fe2O3和CaO、SO3,占1538%主要。山西组中Fe2O3和SO3含量明显低于太原组，与山西组全硫低于太原组有关。 煤灰成份化验结果表 （表1-4-2-4）煤号煤灰成份平均灰熔点（ST）灰熔点分段（ST）SiO2Fe2O3Al2O3CaOMgOSO3TIO2K2ONa2OMnO2245.275.9232.174.981.342.911.590.541.510.0311407.5高熔750.8114.1318.646.191.174.741.000.400.260.0211135低熔836.6717.5021.889.351.399.310.390.230.240.0261185低熔9237.0819.0028.905.570.564.010.500.430.230.0311265低熔五、灰熔点煤灰熔点的高低，取决于煤灰的成份。资料显示，当SiO2含量在4560%时，灰熔点随SiO2含量的增加而降低，AlO3含量则与灰熔点的变化成正比关系。本井田内煤灰熔点与煤灰中SiO2和AlO3的关系，正符合上述规律。本区山西组2号煤层属高熔煤，太原组7、8、92号煤层属低熔煤。六、煤类：本井田以肥、焦煤为主，南部多为焦煤,煤质变化程度较高，北部肥、焦各半，其煤化程度较南部略低，垂向上，山西组2号煤肥、焦各半。 安阳井田煤层分类表 （表1-4-2-5）煤类分类指标煤层号焦 煤肥 煤VrGYVrGY221.3025.2497.5192326.0398.7528.78 七、煤的可选性本矿井井田内无相关资料，现将邻区煤的可选性资料介绍如下：红岭井田：山西组2号煤大于50和25mm级的煤所占比例分别为13.66%和11.26%，数量较少。50mm以下（包括煤泥）占近80%，且灰份较高。浮沉试验5030mm自然式破碎精煤回收率为60.3374.38%，灰份均小于10%，破碎至3mm级以下时，破碎回收率大于70%，为中等可选煤。2号煤筛分试验结果表 （表1-4-2-6）试验单位粒级10010050252550135061336130.51-0.5平顶山矿煤回收率4.998.878.9812.9814.2732.3312.1111.1611.01灰份18.0512.5619.5418.7118.6515.2914.3114.0116.1613.73首钢化验室煤回收率11.2617.4018.7718.7717.1516.9615.10灰份16.0017.2217.5317.5316.3315.5016.532号煤层原煤-0.5mm级浮沉试验表 （表1-4-2-7）筛 分 次 数名 称一次筛煤样二次筛煤样起剂（仲率醇）克/吨40804080捕集剂（0#轻柴油）克/吨420420420420精煤回收率%90.4491.7693.6696.16精煤灰份%9.689.679.159.82泥煤灰份%52.0557.2340.7556.25泥煤灰份回收率%9.568.246.343.84入料灰份%13.7313.7311.0211.02岗子窑井田：根据2号煤层化验结果，当用1.4g/cm3比重液时，精煤灰份含量10%（7.54%），回收率占全样67.4%，占本级的85.1%，可见该煤层经洗选 后回收率较高，杂质含量较低，属中等易选煤，粉煤的浮选试验可将原煤灰份由11.6%降到6.41%，回收率 占11.19%（全样），中煤含量为5.36%TB指标14.6%，属中等易选煤。1.5 其它开采技术条件1.5.1煤层顶、底板条件根据矿井井田内外钻孔资料，可采煤层顶底板岩性特征概述如下：2煤层：直接顶板以粉砂岩为主，局部相变为细粒砂岩。致密，厚度15m 左右，中等硬度，局部出现伪顶。-1钻孔间接顶板为9.33m的挤压带，距2号煤顶板2.51m，主要为粉砂岩，挤压强烈，呈碎片状。底板为粉砂岩，致密半坚硬，间接底板为厚层状中细粒石英砂岩，坚硬。1.5.2瓦斯、煤尘和煤的自燃2009年矿井瓦斯等级鉴定为高瓦斯矿井，矿井绝对瓦斯涌出量28.33m3/min，绝二氧化碳涌出量2.74 m3/min。相对瓦斯涌出量16.07m3/t，相对二氧化碳涌出量1.55 m3/t。2010年7月矿井瓦斯等级鉴定为高瓦斯矿井，矿井绝对瓦斯涌出量23.97m3/min，绝二氧化碳涌出量2.47 m3/min。相对瓦斯涌出量14.25m3/t，相对二氧化碳涌出量1.47 m3/t。1.5.3地温本矿井田内-3号钻孔进行了简易测温，平均地温梯度为0.48/100m，属地温正常区。相邻矿井无地温资料。1.5.4矿井涌水量 矿井正常涌水量Q1=66.8m 3/h，小于180m 3/h；最大涌水量Q2=184.0m 3/h，小于300m 3/h，属水文地质类型简单型矿井。第二章井田境界和储量2.1 井田境界1、 井田边界北翼以勘探线为界，南翼以勘探线为界，浅部以FB58断层为界，深部以F55断层为界。南北走向长度最长约为3214米，最短约为2778米，平均长度2996米。东西倾向长度最长为2419米，最短为932米，平均长度为2000米。井田内可采煤层4层，分别为2、7、8、92号煤层。其中主采煤层为2号煤层，其余煤层作为后期储备资源。矿井设计只针对2号煤层。煤层计算面积约为6.55Km2 煤层厚4.85m5.12m，平均厚度约为5m。煤层平均容重1.6t/ m3。二、工业指标区内煤层储量计算采用的工业指标，参照现行规范，统一为：最低可采厚度0.70m，最高可采灰份40；2.2井田储量2.2.1矿井工业储量 根据矿井可采煤层面积、煤层平均容重、煤层厚度可计算矿井工业储量。利用块段法计算,块段法是根据井田内钻孔勘探情况，由几个煤厚相近钻孔连成块段。根据此块段的面积，煤的容重，平均煤厚计算此块段的煤的储量，再把各个经过计算的块段储量取和即为全矿井的井田储量。计算公式：Q A M D10-4其中：Q-工业储量（万吨） A-计算面积（m2） M-计算采用厚度（m） D-煤层平均容重（吨/m3）表2-2-1 块段储量统计变块段编号1号块段2号块段3号块段4号块段5号块段6号块段工业储量（万吨）2189.8575794.1899510.33121022.7774468.7260420.0225全矿井工业储量为5405.91万吨2.2.2矿井设计储量矿井设计储量等于矿井工业储量减去设计计算的断层煤柱、防水煤柱、井田边界煤柱和已有的地面建筑物、构筑物需要留设的保护煤柱等永久煤柱损失量后的储量；计算公式如下：矿井设计储量工业储量永久煤柱损失永久煤柱为：井田境界、断层、铁路桥、村庄保护煤柱；永久煤柱的留设：本井田范围内无河流及其他构筑物，只需要计算境界和断层保护煤柱。井田境界保护煤柱的留设：井田境界处保护煤柱均留设25m。断层保护煤柱留设：边界断层处保护煤柱均留设30m，井田内部断层保护煤柱留设15m。经计算边界断层永久煤柱损失为152.33万吨，井田内部断层永久煤柱损失68.76万吨，境界永久煤柱损失70.55万吨。永久煤柱损失共所以，矿井设计储量=工业储量永久煤柱损失 =5405.91-291.64 =5114.27万吨2.2.3矿井设计可采储量矿井设计储量减去工业场地保护煤柱、井下主要巷道及上、下山保护煤柱煤量后乘以采区回采率的储量。矿井设计可采储量计算公式如下：矿井设计可采储量（矿井设计储量保护煤柱损矿井设计储量减去工业场地保护煤柱、井下主要巷道