郭家河煤矿7.0Mta新井设计-浅析巷道围岩控制方法之锚注支护

摘 要本设计包括三个部分：一般部分、专题部分和翻译部分。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.准备方式带区巷道布置；6.采煤方法；7.井下运输；8.矿井提升；9.矿井通风与安全技术；10.矿井基本技术经济指标。一般部分：为郭家河煤矿7.0Mt/a新井设计。郭家河煤矿位于陕西省宝鸡市，交通便利。井田走向（东西）长约14.94 km，倾向（南北）长约7.93 km，井田总面积为88.6km2。主采煤层为三煤，倾角06，平均5。煤层平均厚度为8.5 m。井田地质条件较为简单。井田工业储量为1129Mt，矿井可采储量803.38Mt。矿井服务年限为79.6a，涌水量不大，矿井正常涌水量为1039.43 m3/h，最大涌水量为1351.26 m3/h。矿井相对瓦斯涌出量为1.29 m3/t，为低瓦斯矿井。根据井田地质条件，提出四个技术上可行的开拓方案。方案一：立井单水平岩巷开拓；方案二：立井单水平煤巷开拓；方案三：主斜副立单水平岩巷开拓；方案四：主斜副立单水平煤巷开拓。通过粗略和详细技术经济比较，最终确定方案一为最优方案。水平标高750m，整个井田划分为5个带区。矿井采用中央并列式通风。矿井首采区采用带区式准备方式，工作面设计长度250m，采用综合机械化放顶煤采煤工艺。矿井年工作日为330d，昼夜净提升时间为16h。矿井采用“四六”制工作制度，三班生产，一班检修。生产班每班完成3个采煤循环。循环进尺为0.80m，日产量为21212,1t。专题部分题目为浅析巷道围岩控制方法之锚注支护翻译部分题目为基于一氧化碳指标煤炭自燃倾向性试验研究关键词：立井单水平岩巷开拓；带区，中央并列式通风，综采放顶煤，ABSTRACTThe design includes three parts: the general part of the thematic part and translation partThis general part includes ten chapters: 1.An outline of the mine field geology; 2.Boundary and the reserves of mine; 3.The service life and working system of mine; 4.Development engineering of coalfield; 5. The layout of mining area; 6. The method used in coal mining; 7. Transportation of the underground; 8.The lifting of the mine; 9. The ventilation and the safety operation of the mine; 10.The basic economic and technical norms.The general part is a new design of Guojiahe mine with a production of 7.0 million t/a. mine Guojiahe lines in Baoji city, SanXi province. The traffic of road and railway is very convenience to the mine. The run of the minefield is 14.94 km ,the width is about 7.93 km, well farmland total area is 88.6 km2. No. 3 are the main coal seam, and its dip angle is 06, 5 for average. The thickness of the mine are about 8.5 m. The geological conditions of the minefield is relatively simple.The proved reserve of the minefield is 1129 Mt. The designed productive capacity is 803.38Mt, and the service life of the mine is 79.6years. The normal water flow of the mine is 1039.43 m3/h and the max flow of the mine is 1351.26 m3/h. The relative gas emission rate of the mineral well is 1.29 m3/t, for low gas mineral well.Based on the geological conditions of the mine, I bring forward four available project in technology. Option I: Shaft single-level rock roadway development; Option II: Shaft single-level coal roadway development; Option III: The main diagonal vice stand a single level of Rock Lane to open up; Option IV: The main diagonal vice stand single-level coal Lane to open up.The I project is the best comparing with other three projects in technology and economy. The mining level is750m. The mine field is divided into two strip districts and three mining panels. Taking into account the long distance in the east and west direction, The type of mine ventilation is the partition ventilation.Designed first mining district makes use of the method of the mining district preparation. The design length of working face is 250 m, which uses fully mechanized mining with full-seam mining technology. The working days in one year are 330. Everyday it takes 16 hours in lifting the coal. The operation mode in the mine is “four-six” with three teams mining and the other overhauling. Every mining team makes three working cycle. So everyday there are 9 working cycles. The advance of a working cycle is 0.8 m, and the quantity of 21212.1 ton coal is made everyday.The thematic segment titled Analysis of surrounding rock control method of boltingThe translation part is entitled to spontaneous combustion tendency of Experimental study of coal-based carbon monoxide indicatorsKeywords: Shaft single-level rock roadway development; strip district; Central parallel ventilation; Comprehensive Caving目 录1井田概况及地质特征91.1井田概况91.1.1交通位置91.1.2 地形地貌91.1.3 地表水91.1.4 气象91.1.5 地震101.1.6经济概况111.1.7矿区煤炭生产及规划概况111.1.8电源条件121.1.9水源条件121.1.10运输条件121.1.11 通信条件121.1.12 迁村及土地征用情况131.1.13 主要建筑材料供应条件131.1.14劳动力来源131.2地质特征131.2.1区域地质132、构造131.2.2 井田地质141.2.3煤层181.2.4煤质201.2.5煤类及工业用途261.2.6水文地质261.2.7矿井开采技术条件291.2.8其它有益矿产311.2.9勘查程度和存在问题312 井田境界与储量322.1井田境界322.2 矿井储量计算322.2.1构造类型322.2.2 矿井工业储量322.2.3 矿井可采储量342.2.4工业广场煤柱343矿井工作制度、设计生产能力及服务年限363.1矿井工作制度363.2矿井设计生产能力及服务年限363.2.1矿井设计生产能力363.2.2矿井服务年限374 井田开拓384.1井田开拓的基本问题384.1.2确定井筒形式、数目、位置384.1.3工业场地的位置394.1.4开采水平的确定及采盘区划分394.1.5主要开拓巷道394.1.6方案比较394.2 矿井基本巷道434.2.1 井筒434.2.2 井底车场及硐室464.2.3 主要开拓巷道485 准备方式带区巷道布置525.1 煤层的地质特征525.1.1带区位置525.1.2带区煤层特征525.1.3煤层顶底板岩石构造情况525.1.4水文地质525.1.5地质构造525.1.6地表情况525.2 带区巷道布置及生产系统525.2.1带区准备方式的确定525.2.2带区巷道布置535.2.4带区内巷道掘进方法555.2.5带区生产能力及采出率555.3带区车场选型设计566 采煤方法576.1 采煤方法的确定576.1.1确定采煤工艺方式576.2 工作面参数的确定586.2.1工作面长度586.2.2工作面采高586.2.3工作面推进长度596.2.4采煤机截深596.2.5放煤步距596.3 工作面主要设备选型596.3.1选型原则596.3.2主要设备选型596.4 工作面生产能力及回采工艺636.4.1 综采放顶煤工作面循环产量636.4.2 日循环数及产量636.4.3 工作面年推进度及产量636.4.4 回采工艺636.4.5工作面工序安排647 井下运输657.1 概述657.2 运输方式的选择657.2.1煤炭运输方式657.2.2辅助运输方式657.2.3运输系统667.2.4主要运输大巷断面及支护方式667.3 主运输设备选型667.4 辅助运输设备选型677.4.1矿井辅助运输系统及辅助运输方式677.4.2无轨胶轮车选型677.4.3无轨胶轮车台数698 矿井提升708.1矿井提升概述708.2主副井提升708.2.1主井提升709 矿井通风及安全749.1矿井概况、开拓方式及开采方法749.1.1矿井地质概况749.1.2开拓方式749.1.3开采方式749.1.4变电所、充电硐室、火药库749.1.5工作制及人数749.2矿井通风系统的确定749.2.1矿井通风系统的基本要求759.2.2矿井通风方式的选择759.2.3矿井通风方法的选择769.2.3采区通风系统的要求769.2.5带区通风方式的确定779.3矿井风量计算779.3.1通风容易时期和通风困难时期采煤方案的确定779.3.2各用风地点的用风量和矿井总用风量799.3.3风量分配829.4矿井阻力计算829.4.1计算原则829.4.2矿井最大阻力路线839.4.3计算矿井摩擦阻力和总阻力849.5矿井通风设备选型869.5.1矿井自然风压的基本原则879.5.2矿井自然风压879.5.3通风机选择879.5.4电动机选择909.6安全灾害的预防措施909.6.1预防瓦斯和煤尘爆炸的措施909.6.2预防井下火灾的措施909.6.3防水措施9010 矿井基本技术经济指标91参考文献92浅析巷道围岩控制方法之锚注支护931概述942巷道围岩破坏现状及破坏影响因素分析943锚注支护原理浅析954锚注加固注浆材料与设备964.1注浆锚杆964.2注浆材料974.3注浆泵975注浆锚杆布置与注浆参数985.1注浆锚杆布置985.2注浆参数996注浆工艺过程及注意事项1006.1支护原则1006.2施工工艺1016.3注意事项1027锚注支护在现场的效果检验1048小结106参 考 文 献107英文原文1081 introduction1082 experimental equipments1093 experimental works flow1094 experimental results and analysis1105 targets gas optimal1106 conclusions112Reference：112中文译文1141 引言1142 实验装备1143 实验工作流程1153.1煤样加工1154 实验结果及分析1154.1 实验结果1154.2 实验数据分析1155 指标气体优选1165.1 指标气体优选原则1165.2 指标气体确定1166 结论116参考文献：117致谢1181井田概况及地质特征1.1井田概况1.1.1交通位置郭家河井田位于陕西省麟游县北部，行政区划属丈八、招贤、天堂和两亭四个乡镇管辖。井田东西长约14.8km，南北宽约8.4km，面积约94.7km2，呈不规则矩形。井田东南距西安150km，其西有S210省道（宝鸡灵台）相通，距宝鸡二电厂80km，距宝鸡100km；中部丈八乡至麟游县及各乡镇有县级公路相通；东部阁头寺至崔木与S306省道（两亭麟游永寿）、312国道和福（州）银（川）高速公路相接。新规划的凤翔经麟游至铜川的高等级公路从矿井南部通过。陇海铁路从矿区南侧东西向通过，宝鸡中卫铁路从矿区西侧南北向通过，在宝鸡市陈仓与陇海线相接，并在凤翔县长青镇设有编组站。凤翔至井田的矿区铁路已纳入陕西省“十一五”规划。总体而言，矿井交通条件尚属便利。矿井交通位置详见图1-1-1。1.1.2 地形地貌本井田位于页岭以北，属陇东黄土高原南部边缘地带，总的地形特征呈南高北低态势。南部页岭平均海拔1450m，最高海拔1528m(高庙)，北部山岭逐渐降低，平均海拔1300m，河谷最低，海拔1040m(岭家沟)。相对高差一般200m左右。本井田属沟岭相间的残塬沟壑梁峁相间复杂的地貌类型。复杂多样的地貌形态是由新构造运动和外营力作用造成的，表现为强烈切割，山川蜿蜒曲折，延绵不断。1.1.3 地表水井田水系属泾河的三级支流，发源于页岭，自南而北汇入甘肃灵台县境内的达溪河。井田内较大的河溪有长益川、小庵川、郭家河，均处于各河溪之上游位置，河谷呈“V”字型，比降8.0%27.0%。属泾河的三级支流，发源于页岭，自南而北汇入甘肃灵台县境内的达溪河。1.1.4 气象本井田地处西北内陆，属温带半湿湿润季风气候区，立体气候显著，热量分布不足，干湿度变化明显，温差大，致使有些地区无夏季。四季分明，夏短冬长。春季冷热交替，多寒潮、霜冻、大雾天气；夏季凉爽，降水较集中，多大暴雨、冰雹并伴有大风；秋季气温下降迅速，多连阴雨、大雾；冬季干燥寒冷，西北风，降水稀少。据麟游县气象局19602001年观测资料，区内年平均气温8.9，极端最高气温37.5，最低气温-22.1。多年平均降水量641.6mm，最大降水量987mm(1984年)，最小降水量374.5mm(1987年)。受海拔高度和植被的影响，海拔高度越高，降水量越大。每年自4月份开始，降水量迅速增加，10月份明显减少，7、8、9三个月相对多雨，历年410月年内降雨量292.6889.6mm，占全年降雨量的81.1%97.0%。1.1.5 地震据历史资料记载，1555年至1920年，县域共发生地震七起，但强度不大，危害较轻，以小震居多。根据中国地震烈度区划图（GB183062001）,麟游县地震基本烈度为度。1.1.6经济概况麟游县隶属宝鸡市管辖，为全国重点贫困县。受自然条件制约，农村经济十分落后。当地群众多居于土窑洞，全县以农业、林业和牧业为主导经济，工业基础薄弱，矿产资源开发程度低，土地贫瘠，农业广种薄收，产量很低，加之伐木当薪，水土流失严重。农业生产在全县经济中占有重要地位，农业人口7.6万人，占总人口的86.8，耕地面积30.6万亩，宜林荒山130万亩，宜牧草坡70万亩，发展林牧业的条件得天独厚；粮食作物以小麦、玉米、高梁和薯类为主，经济作物有油菜、胡麻等。目前井田内无工业布局，也无生产矿井。可以预见，随着矿区煤炭资源的开发和利用，区内经济必将得到迅速发展，人文环境也会得到较大改善。1.1.7矿区煤炭生产及规划概况（一）井田勘查程度20002002年，陕西省煤田地质局186队与陕西省煤田地质局物探测量队共同在麟游北部进行找煤勘查，并提交了陕西省黄陇侏罗纪煤田麟游北部找煤地质报告。20032004年5月，陕西省煤田地质局186队与陕西省煤田地质局物探测量队共同在找煤基础上进行普查。2004年6月12月，陕西省煤田地质局186队与陕西省煤田地质局 物探测量队共同在普查基础上进行详查勘查，并提交了陕西省黄陇侏罗纪煤田麟游北部勘查区详查地质报告，经陕西省煤田地质局审批通过（陕煤地发（2005）23号文）。2008年3月，陕西省煤田地质局一三一队提交了陕西省黄陇侏罗纪煤田永陇矿区长益川井田详查地质资料。2008年6月，陕西省煤田地质局186队提交了陕西省黄陇侏罗纪煤田永陇矿区郭家河井田勘探地质报告。2008年8月，国土资源部对勘探报告矿产资源储量评审进行了备案。（二）矿区总体规划郭家河井田属于黄陇侏罗纪煤田永陇矿区麟游区一部分，黄陇侏罗纪煤田永陇矿区麟游区总体规划已经由国家发改委委托中国国际工程咨询公司评估，并经国家发改委批复，规划永陇矿区麟游区划分为2个井田，4处勘查区，矿区规模为11.0Mt/a。2个井田分别为郭家河井田和丈八井田，4个勘查区分别为1号、2号、3号和园子沟勘查区。按先建设郭家河矿井后建设丈八矿井的顺序安排建设。其中郭家河矿井规划能力7.0 Mt/a，丈八矿井规划能力6.0 Mt/a。（三）井田周边开发现状目前本区域没有已生产和建设的煤炭矿山和企业，属于煤炭开发的新区。区外仅东南部十余公里的城铭窑、北马坊的地方小煤窑及小煤矿，开采历史较早，城铭窑因各种原因无法生产而停采。现生产矿井只有北马坊煤矿，生产能力0.4Mt/a左右，服务年限仅余23a。1.1.8电源条件永陇矿区位于陕西省宝鸡市北部，规划的麟游区位于麟游县境内。麟游县由于工农业发展落后，相应的电网比较单薄，但是其所属的宝鸡电网比较雄厚。宝鸡电网在岐山县雍城、扶风县段家镇分别设有330kV变电站。目前在在岐山县境内有岐山110kV变电站和祝家庄110kV变电站，在麟游县内有1座北马坊110kV变电站。根据宝鸡电力部门制定的永陇矿区110kV变电站电网规划方案，确定在麟游县郭家河煤矿工业场地新建1座区域性郭家河110kV变电站。本次矿井工业场地拟新建1座郭家河煤矿110kV变电站，矿井110kV变电站2回110kV电源均取自宝鸡电力部门规划的郭家河110kV变电站。2008年5月，陕西郭家河煤业有限责任公司与宝鸡供电局签署了供用电协议。1.1.9水源条件区内较大河流为常村河，庵川河属泾河级支流，据本次观测结果，常村河流量0.00620.1597m3/s（2004.08.08），庵川河流量0.004-0.015m3/s(2004.08.08)，无色、无味、无嗅、清澈、透明，水质类型HCO3CaMg，矿化度0.217g/L。因地处上游河段，动态不甚稳定，只能作为煤矿建设的临时性水源。本地区是严重缺水地区，随着矿井开采矿井排水量有逐步增大趋势。建设节水型社会，是解决水资源短缺问题最根本、最有效的措施，将矿井排水处理回用是达到节水与治污同步，实现水资源可持续利用，提高水资源利用效率的正确抉择，符合国家的节能减排政策。因此，本设计确定将处理过的矿井排水作为矿井及选煤厂的供水水源，多余的矿井排水经处理后达标排放。2008年8月，郭家河煤矿取得麟游县建设局建设用地的批复和麟游县水利局建设项目取水的批复。1.1.10运输条件郭家河矿井位于宝鸡市麟游县。矿井向东南距西安150km，向西南距宝鸡市约100km，距离宝鸡二电厂（长青镇）80km。铁路：陇海铁路从矿区南侧东西向通过，宝鸡中卫铁路从矿区西侧南北向通过，在宝鸡市陈仓与陇海线相接，并在凤翔县长青镇设有编组站。西安平凉铁路从矿区北侧东西向通过，规划的宝鸡二电厂铁路专用线经过矿井。根据中铁第一勘察设计院集团有限公司编制的麟游矿区至宝鸡二电厂铁路专用线预可行性研究（2008年6月）可知该线从宝中线的凤翔车站接轨，沿途经过凤翔县陈村镇、南指挥镇、石落务、上郭店、田家庄，麟游县姚家沟镇、涧曲乡、招贤、天堂至本次方案研究终点麟游矿区桑园（现改为丈八）装车站，线路全长75km。公路：西（西安）宝（宝鸡）高速公路从矿区南部东西向通过，S210省道从矿区西部南北向通过，S306省道从矿区南部东西向通过。矿区范围内现有道路等级较低。1.1.11 通信条件麟游县已经实现了程控电话、移动通讯覆盖全县，广播电视网络与省市连通。区内通讯条件便利。1.1.12 迁村及土地征用情况井田内村庄数量较多、分布分散，规模小。行政区划属麟游县天堂镇、丈八乡和招贤镇。井田边界外扩500m范围内共有56个村庄，1756户，6194人。村民住房一般为砖木结构和土木结构房屋，少量的砖混结构和窑洞，总体看来井田内村民房屋结构简单，各村间道路为土路联络，生活条件艰苦。按地表移动对地面建筑的影响评价，井田56个村庄中有27个村庄受到级严重破坏，需考虑搬迁，其余29个村庄均在无煤区或井田以外，未受开采影响。首采区内有3个村庄，即太贤沟老村、太贤村、大坪村，三个村庄人口共240人。在首采区开采过后，全部受到级严重破坏，需考虑搬迁。根据麟游县规划局对矿区内村庄搬迁的指导思想，设计首采区三个村庄集中一次搬迁至天堂镇，其它村庄根据开采顺序计划，就近搬迁至所属乡镇所在地。村庄迁入的各乡镇所在地交通、电力、水源和通讯等基础设施建设相对比较完善，使得原井田内居民生活条件得到了很大程度上的改善，同时对于各迁入地各乡镇来说，人口的增加也将促进各城镇发展，总体来看，将井田内受沉陷影响较大的居民搬迁至其所在乡镇集中安置，对迁出农民生活质量、迁出地生态建设和迁入地乡镇建设均具有积极的促进作用。 1.1.13 主要建筑材料供应条件矿区建设所用沙石可就地解决；水泥和钢材等可由麟游县或宝鸡市购进。1.1.14劳动力来源矿区的开发建设必然带动当地及周边地县的经济迅猛发展，生产所需的工人部分可从附近的城镇和农村招收，经过培训上岗；部分可从职业技术院校招收或委托培养；高水平技术人才和管理人才可依托人才储备充裕的徐州矿业集团公司或者从社会上进行招聘。1.2地质特征1.2.1区域地质1、地层矿区地层区划属华北地层区鄂尔多斯盆地分区。根据地质填图及钻孔揭露，矿区地层由老到新有：三叠系、侏罗系、白垩系、第三系及第四系。2、构造永陇矿区位于鄂尔多斯盆地南部渭北挠折带北缘。鄂尔多斯盆地在晚三叠世从华北地台分离出来，形成一个独立的构造单元。渭北挠褶带属盆地级构造单元，根据石油系统划分意见，以蒿店御驾宫大断裂为界，以南称铜川凸起，以北称庙彬凹陷，属盆地级构造单元。庙彬凹陷又以构造特征及煤层发育程度的差别，进一步分为彬长坳陷与麟游折带，属盆地级构造单元，其界线东以太峪背斜为界，向西至阁头寺、两亭背斜一线。1.2.2 井田地质（一）地层井田内大部分地区被第四系黄土及第三系红土所覆盖，沿主要沟谷出露白垩系下统洛河组，仅在两亭折灵沟及阁头寺北菊花沟内出露侏罗系中统安定组。依据钻孔揭露及地质填图资料，井田内地层由老至新依次有：三叠系上统铜川组（T2t），侏罗系下统富县组（J1f）、中统延安组（J2y）、直罗组（J2z）、安定组（J2a），白垩系下统宜君组（K1y）、洛河组（K1l），上第三系（N）及第四系更新统（Q2-3）、全新统（Q4）。现由老至新分述如下：1、三叠系中统铜川组（T2t）下部为灰绿黄绿色块状厚层状中、细粒长石石英砂岩，夹灰绿色灰色泥岩。上部为灰绿色中厚层状中、细粒长石石英砂岩与灰灰绿色粉砂岩、泥岩互层，向上渐以泥岩为主，夹灰黑色页岩与煤线，产软体动物及蕨类植物化石。2、侏罗系下统富县组（J1f）岩性多为紫杂色花斑状含铝质泥岩夹铝质粉、细砂岩，含菱铁质鲕粒。底部常见角砾岩，角砾成分多为三叠系砂岩及泥岩碎块，一般厚1020m，最大67.25m(5-4孔)。3、侏罗系中统延安组（J2y）延安组为含煤地层。岩性为灰深灰色泥岩、砂质泥岩、粉细砂岩与灰白色中粗粒砂岩互层，中夹炭质泥岩及煤层。厚度095.58m(G15-4孔)，平均48.50m，与下伏富县组呈平行不整合接触，或超覆于三叠系之上。4、侏罗系中统直罗组（J2z）根据岩性、岩相旋回分为上下两段：下段为泥质中粗粒砂岩夹砂质泥岩、粉细砂岩。颜色以灰绿色为主，多带黄绿色，底部为一层灰白色含砾中粗粒砂岩或细砾岩，特征显著，比较稳定，是划分直罗组与延安组界限的标志层。上段为砂质泥岩、泥质粉砂岩夹细中粒砂岩。颜色以灰绿色为主，常见杂色泥岩夹层，偶见泥质灰岩薄层，顶部较细，颜色较深。本组厚度5.6376.63m(G34-3孔)，平均39.44m。与下伏延安组呈平行不整合接触或超覆三叠系之上。5、侏罗系中统安定组（J2a）地表出露于折灵沟、菊花沟内。下部为暗紫红色砂质泥岩，夹灰绿色各种粒级的砂岩，底部为一层厚度较大的灰紫色含砾粗砂岩及细砾岩与直罗组为界；上部为紫红色泥岩、砂质泥岩，夹中粗粒砂岩及粉红色钙质泥岩，富含钙质结核。本组厚度73.15194.41m(X27号孔)，平均144.15m，下与直罗组平行不整合接触。6、白垩系下统宜君组（K1y）西部由外围的林家河依次向东出露于西川沟的毛鹿山、折灵沟沟口南北两侧及东部的菊花沟等地。为氧化环境下洪积相与河流相沉积。岩性为灰紫紫红色巨厚层状粗砾岩夹砂砾岩及粗砂岩薄层或透镜体。砾石成分以花岗岩为主，变质岩次之，含少量石英岩与石灰岩。砾径一般58cm，最大50cm以上，分选差，次园状，钙质胶结，坚硬。本组厚度不稳定，厚度6.48127.13m(G35-5孔)，平均37.84m。横向上，岩性与厚度变化较大，下与安定组呈平行不整合接触。7、白垩系下统洛河组（K1l）出露于各主要沟谷两侧陡坡地带，为干旱氧化环境下的平原河流相沉积。岩性为棕红色中细砂岩，夹同色砂砾岩及砾岩层。砂岩成分为石英、长石，分选较好，胶结疏松。具板状层理及大型交错层理，夹暗棕红色泥岩薄层，东北部的常村河见褐黄色与淡黄色砂岩。砾岩为巨厚层状粗砾岩。砾石成分与宜君砾岩相同，砾径较大，一般0.202m，分选极差，以次圆状为主，亦见次棱角棱角状者。砾石表面因砂泥质充填呈紫红色，胶结疏松。本组由南到北，厚度增大。由东往西，由南而北岩性变化大，一般向北向西，砾岩减少，向东向南，砾岩增多。地表呈峡谷或陡坎，厚35.83338.09m(C1号孔)，平均162.65m。常因相变与宜君组接触关系不清。8、白垩系下统华池组(K1h)出露于井田西部长益川。岩性为紫红色、紫灰色与灰绿色泥岩、砂质泥岩夹粉细砂岩，间夹蓝灰色，为黄褐色与紫杂色等，局部地段夹有巨厚层状中粗粒砂岩。泥质岩具水平层理及变形原理，见有龟裂纹，裂隙面有石膏薄层，为干旱环境下的湖泊相沉积夹河相沉积，地表出露可见厚度约30m。9、上第三系（N）全区广泛出露。岩性为浅棕红色亚粘土、粉砂质粘土，含钙质结核及石英小砾石、夹多层钙质结核层，底部有厚度不稳定的底砾岩沉积。区内无完整剖面，最大厚度127m，平均120m左右。下与各组呈不整合接触。10、第四系上更新统（Q2+3）分布广泛。岩性为浅棕黄色亚粘土及淡黄色砂质粘土，中下部夹有较密集的棕红色古土壤层，具直立性。本组顺山势南薄北厚，西薄东厚。南北向梁峁两侧，西薄东厚为其分布最大特点。厚度一般120180m，平均160m，不整合于各组地层之上。11、第四系全新统（Q4）为河流一级阶地、河漫滩冲积层及沟谷坡积层堆积物，厚度510m。（二）构造本井田位于阁头寺背斜以北，属彬长坳陷级构造单元。地表大面积为新生界土层所覆盖，沟谷中出露的白垩系地层产状平缓。地质填图及钻孔揭露表明，白垩系构造层走向NE，倾向NW。侏罗系构造层大部分隐伏，仅在井田西部边缘折灵沟及东南部边缘菊花沟出露安定组，分别为两亭背斜及阁头背斜轴部位置。侏罗系构造总体为一走向NEE的缓倾斜褶曲，并伴有少量走向近东西，落差约50m左右的正断层。三叠系中统铜川组为含煤地层的沉积基底，上覆的侏罗系各组起伏形态与其顶面起伏具明显的承袭关系。成煤初期，多表现为不规则的古隆起地貌，线性特征不明显。总之，本井田以发育宽缓的褶曲为主，含煤地层沿走向、倾向的产状变化不大，发育张性断裂构造，无岩浆活动影响。因此，本井田地质构造中等。现将井田构造（见图3-3-2）及其发育特征分述如下表1-2-1区域地层一览表地层系统代号厚度(m)岩性简述备注界系统组新生界第四系全新统Q4515m次生黄土，亚砂土及砂砾石层。分布现代河谷及一级阶地上中上更新统Q2+3最大厚度180m上部黄色粉砂质黄土，夹深褐色古土壤层，含钙质结核，下部为棕红色亚粘土与棕黄色亚粘土夹古土壤层。顶部510m为马兰黄土。分布广泛第三系上第三系N最大厚度150m底部为灰黄色砾岩，下部为棕红色粘土砂质亚粘土，含三趾马、鹿科、羚羊、原鼢鼠及哺乳动物化石，夹数层钙质结核层；上部为浅棕红色粘土或砂质粘土，具铁质薄膜。出露于沟谷中，横向变化大，随古地形而异中生界白垩系下统罗汉洞组K1lh厚度44m下部为灰紫色与灰褐色含砾粗砂岩，底部为黄绿色细砾岩；上部为褐紫色细砂岩与同色砂质泥岩互层。出露于普化河陕甘交界处以北以西华池组K1h最大厚度222.59m紫红色、紫灰色、灰绿色泥岩、砂质泥岩夹粉细砂岩。出露于大湾岭-两亭以北、普化河及烟筒沟西洛河组K 1l最大厚度600余m下部为紫红色砂砾岩夹灰紫色砾岩，底部为一层厚数米的中粗粒砂岩与宜君组为界。上部为紫红色细中粒砂岩夹同色含砾粗砂岩或砾岩条带，具大型交错层理。分布于宜君组出露两侧地区。宜君组K1y最大厚度180m灰紫色巨厚层状巨砾岩。出露于五曲湾、青渠、良舍、北马坊、崔木、槐疙瘩梁两侧续表1-2-1地层系统代号厚度(m)岩性简述备注界系统组中生界侏罗系中统安定组J2a西部最大厚度204.48m。以紫红色泥岩、砂质泥岩为主，夹浅紫色中粗粒砂岩，富含钙质结核，底部为一巨厚层状含砾粗砂岩。出露于五曲湾、青渠窑、北马坊、澄铭窑、拜家河等地。直罗组J2z一般20m左右，最大76.63m。以灰绿色为主，夹暗紫色、蓝灰色泥岩、砂质泥岩及细中粒砂岩，底部为一层含砾粗砂岩与细砾岩。出露于五曲湾、青渠窑、北马坊、拜家河等地。延安组J2y最大厚度153.22m。下部为灰色铝质泥岩与厚煤层，底部发育不稳定厚砂岩；中部为灰色泥岩、砂质泥岩与灰白色砂岩夹炭质泥岩及薄煤层，上部为砂岩、泥岩。本组中、下部富含植物化石。出露较少，仅在五曲湾、青渠窑、北马坊、澄铭窑出露。下统富县组J1f最大厚度26.33m。杂色花斑状铝土质泥岩，底部多含有角砾。出露于五曲湾、青渠窑等地。三叠系中统铜川组T2t700m中、下部为灰绿色黄绿色巨厚层状细中粒长石砂岩，夹同色与紫红色泥岩、粉砂岩，含新芦木化石；上部为灰绿色中厚层状细粒长石砂岩与灰绿色粉砂岩、灰色泥岩、砂质泥岩互层夹煤线，含方鳞鱼、叶肢介及新芦木化石。出露于麟游、寒北沟、北马坊、澄铭窑、崔木槐疙瘩梁南北两侧沟谷中。1、褶曲阁头寺背斜位于井田南部，为阁头寺砚汪台背斜西段。轴部出露中侏罗统安定组，下白垩统宜君组平行不整合其上，向西倾伏。轴向呈北东东近东西向延伸至井田以外，北翼倾角变化大，东部34，中部10；南翼倾角516。两亭背斜位于本井田西南缘。地表见于西川沟、折灵沟，向西延伸至两亭。为大湾岭两亭背斜向东延伸部分。轴向北东，区内轴长5km。轴部出露中侏罗统安定组，下白垩统宜君组平行不整合其上，向西倾伏。北翼倾角58，南翼倾角23。在地震Pj1线、P10线、P1和P11上均有反映。呈两翼不对称的较宽缓背斜，其南翼宽缓而北翼较陡，最大幅度约300m。菜子沟丈八沟向斜位于阁头寺背斜与左家沟桑坪背斜之间，轴向近东西，轴部平缓。南翼倾角410，北翼倾角35。太贤以西，轴部收缩并呈北东向，在菜子沟斜坡一带地震Pj1线上有较明显的反映，呈两翼不对称的较宽缓的向斜，最大幅度约120m；太贤以东轴向转为近东西向，再向东经南兴室向古河道倾没。2、断层地面白垩系地层中未见断层，本井田深部有断裂构造。通过对全区所有地震测线（含详查、普查及找煤阶段共15条段和长益区内的6条线）的综合分析，本次共解释组合断层1条。其中落差大于30m1。根据控制程度划分，为较可靠断层。F1断层：正断层。位于测区东北部，由D6线、L4线、PL2y线、D7线、Lj6线和P4线控制，由2个A级断点、3个B级断点和1个C级断点控制，属于控制程度较可靠的断层。该断层延展长度约5052m，走向北西西，断面倾向SSW，倾角约为65，最大落差约40m。1.2.3煤层（一）含煤地层含煤地层为侏罗系中统延安组，依据岩性、岩相、旋回结构及煤层特征等划分为三段，自下而上依次为第一段、第二段和第三段。1、延安组第一段（J2y1）底部为灰褐色铝质泥岩或铝质粉砂岩，团块状。成分以水云母、高岭石为主，含褐铁矿与菱铁矿质鲕粒，顶部见植物根系化石。中部为厚煤层(3号煤层)，为区内主要可采煤层。上部为深灰色泥岩、砂质泥岩、夹细砂岩薄层，具水平层理、波状层理，含植物叶部化石。结合煤岩特征，该段在煤系地层沉积初期，由高位泥炭沼泽向低位沼泽演变，成煤物质沉积与盆地下沉速度比较稳定，形成巨厚煤层。后期由于盆地沉降速度加快，沉积物质以粗碎屑、泥质为主，结束了成煤过程。井田东部外围为普化古河道区，岩性相变为粗碎屑岩，上部为灰灰黑色泥岩、砂质泥岩夹粉细砂岩与煤线，中下部为灰白色中粗粒砂岩与含砾粗砂岩，横向与铝质泥岩、厚煤层成同期异相沉积。本段沉积较广，厚度059.04m(G15-4号孔)，一般30m左右。2、延安组第二段（J2y2）岩性为深灰色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩与各种粒级的砂岩互层，夹炭质泥岩及次要可采煤层(2煤层)。底部为一层厚度较大的中粗粒砂岩，与第一段为界。第二段岩性岩相变化较大。中粗粒砂岩色浅粒粗，成分为石英、长石，分选差，含石英砾石、泥砾，局部钙质、硅质胶结，坚硬。粉细砂岩为浅灰色，分选中等，胶结疏松，具小型斜层理、斜波状层理、波状层理与脉状层理，其中以斜波状层理为特征，含植物化石碎片、碎屑，为河漫相沉积。泥质岩灰深灰色，具水平纹理，含植物化石，为河漫及局部泥炭沼泽相沉积。本段沉积普遍，受后期冲刷剥蚀，保存厚度不全。厚度052.63(G33-7号孔)，一般35m左右。3、延安组第三段（J2y3）受后期强烈剥蚀，在局部地段残留。仅见于井田东部低洼地带的X6、X9、X10、X12、X14、X15号孔及中部低洼地带的个别孔。岩性为灰白色中粗粒砂岩与灰色粉细砂岩夹砂质泥岩，顶部出现玫瑰红色含铝泥岩。第三段岩性与沉积特征与第二段相似。其差异为：砂岩中石英含量减少，长石与碎屑含量增高，成熟度变差，泥岩中铝质含量增高，特别是顶部紫杂色的出现，标志着成煤环境的结束。本段厚025.78m(X10号孔)，平均18.56m。（二）煤层1、含煤性延安组按沉积特点及含煤性分为三段，郭家河井田主要发育第一段和第二段，第三段在井田东部及中部个别钻孔可见。其中第三段含1煤层，第二段含2煤层，第一段含3煤层。1.2煤层为不可采煤层，3煤层为大部可采煤层。2、可采煤层井田内煤层，参照煤炭资源地质勘探规范说明，1、2煤层不可采，无开采价值，3煤层为大部可采，为主要可采煤层(见表1-2-1)。对2、3煤层分述如下：表1-2-1煤层特征表含煤段煤层编号见煤点(个)可采点(个)煤层厚度(m)含煤面积（km2）可采面积（km2）可采性第一段310010055.6055.60全部可采3煤层位于第一段，下距延安组底界面0.3823.28m(X4号孔)，平均6.36m，上距第二段底部砂岩019.63m(24号孔)，平均2.48m。井田内3煤层见煤点共100个，厚度0.5526.83m（X12孔），平均11.57m。无夹矸见煤点37个，1-2层薄夹矸的51个点，共占总见煤点数的88%，结构以简单较简单为主。34层夹矸的8个点，58层夹矸的仅4个点，多分布于井田东部临近普化古河道区和西部边缘的古隆起部位。煤厚标准差7.2，变异系数56%，为较稳定煤层，是该井田最主要的具有开采价值的煤层（见煤层等厚线图1-2-3）。含煤面积56.36km2，可采面积53.47km2，分别占井田面积的60%和56%，为大部可采煤层。其沉积规律是：古地貌隆起部位沉积薄或缺失，凹陷部位沉积厚，近河道区与湖泊区沉积薄，远河道与湖泊区沉积厚。本井田的厚煤带位于菜子沟丈八沟凹陷，可采厚度1.1026.55m（X12孔）。以05 勘探线为界，东部煤层厚度大，平均15.30m，西部煤层厚度小，平均9.55m。3煤层一般不含夹矸或含12层夹矸，占总见煤点数的88%，含3层以上夹矸的见煤点仅占12%，因此属简单较简单结构煤层。夹矸一般位于煤层上部或下部，矸石厚度0.050.60m，含矸率05.8%，最多13.7%。夹矸岩性为炭质泥岩、泥岩及泥质粉砂岩。其变化规律是：厚煤层夹矸多，薄煤层夹矸少，煤层顶、底部夹矸多，中部夹矸少，局部地段分岔为23个分煤层。3煤层顶板为深灰色泥岩、砂质泥岩，一般厚度1.00m左右，亦有炭质泥岩伪顶，厚度0.100.80m(G33-4号孔)，个别地段直接与第二段底部砂岩接接触。底板为灰褐色铝土质泥岩或铝土质粉砂岩，一般厚度5.00m，最大厚度23.28m(X4号孔)，局部亦有炭质泥岩伪底最大厚度8.60m(G16-3孔)。1.2.4煤质（一）煤的物理性质和煤岩特征1、煤的物理性质本井田各煤层属低变质烟煤，物理性质相似，各煤层物理性质见表1-2-2。由表可见，各煤层的物理性质变化不大，均为黑色，条痕褐黑、棕褐色，沥青光泽，内生裂隙不甚发育，裂隙被方解石脉或黄铁矿薄膜填充。2煤层为细条带状，均一状结构，3煤层为条带状，线理状，似均一状结构。层状构造，具贝壳状、阶梯状断口。2、煤岩特征宏观煤岩组分：宏观煤岩组分：2煤层以暗煤为主，次为亮煤，夹镜煤条带或透镜体，3煤层以亮煤、暗煤为主，夹镜煤条带。各煤层局部丝炭比较富集，呈薄片状或细条带状夹于其它组分之中。宏观煤岩类型：2煤层以半暗型煤为主，夹半亮型煤，3煤层以半亮型煤为主，其顶部为半暗型煤，底部为半暗、暗淡型煤。显微煤岩组分：各煤层的显微结构具有多种类型，主要有条带状、透镜状、细条带状、线理状等，线理状多出现于3煤层中。表1-2-2煤层的物理性质煤层物性2煤3煤3-1煤颜色黑色黑色黑色条痕褐色棕色棕色光泽沥青沥青沥青结构细条带状、均一状条带状、均一状、线理状条带状、均一状、线理状构造层状层状层状内生裂隙(条/cm)5-6/57-10/57-10/5断口贝壳状贝壳状、阶梯状贝壳状、阶梯状火焰红焰、黑烟、不膨焰长、烟浓、微膨不膨焰长、烟浓、微膨不膨视密度1.421.431.41真密度1.521.591.50普氏硬度系数0.981.091.09岩石类型半暗型半亮、半暗型半亮、半暗型（二）煤的化学性质和工艺性能1、煤的工业分析煤的工业分析和元素分析可以近似地反映煤层有机物和无机物的化学性质。各煤层性质分析成果详见表1-2-3。表1-2-3煤层工业分析主要指标表煤层号原煤工业分析浮煤工业分析Mad(%)Ad(%)Vdaf(%)St,d(%)Qgr,d(MJ/kg)Qnet,d(MJ/kg)Mad(%)Ad(%)Vdaf(%)GRI2煤3.9812.388.05(21)6.0939.1818.43(19)20.7942.0033.50(20)0.202.040.70(21)18.1130.2225.75(10)17.6129.6524.98(20)1.8210.486.33(20)3.4815.566.31(20)27.7043.2834.32(20)0(8)3煤3.0912.648.35(49)7.9528.6816.22(49)26.2640.3634.40(44)0.072.260.56(49)20.4127.9426.37(17)20.9128.0825.42(49)1.6510.456.37(49)4.269.306.15(49)26.8740.3134.41(49)0(22)水分(Mad)各煤层原煤空气干燥基水分(Mad)在3.09%12.64%之间，综合平均值为8.05%8.35%。各煤层浮煤水分平均值在6.33%6.37%之间。剖面上原煤水分自下而上略有降低。煤的水分除对燃烧稳定性有一定影响外，还对输煤系统、制粉系统的设计、运行有着直接影响，而全水分的高低将决定着干燥介质的选择。一般发电用煤的水分以不超过15%为宜，井田内煤炭空气干燥基水分较低，有利于能源转换。灰分(Ad)灰分产率：各煤层原煤灰分产率平均值变化在16.22%18.43%之间，属中灰分煤。经1.4密度液浮选后，各煤层灰分产率平均值为6.15%6.31%。现将各煤层灰分产率及其变化情况叙述如下：2煤层：原煤灰分产率6.09%39.18%，平均值18.43%，标准差11.02，依据国家GB/T15524.1-2004评价,属灰分产率变化大的中灰分煤。浮煤灰分产率3.48%15.56%，平均值6.31%。2煤层主要形成于河流体系之泛滥平原上，由于分布面积小，受多期河流干扰的影响，煤体形态为条带状及透镜状，厚度小，连片性差，主要分布在井田东部及西部，区内大部分样点为低、中灰煤，井田西部部分样点为高灰煤。3煤层：原煤灰分产率7.95%28.68%，平均值16.22%，标准差3.94，依据国家GB/T15524.1-2004评价,属灰分产率变化小的中灰分煤，浮煤灰分产率4.26%9.30%，平均值6.15%。3煤层主要发育在河间湿地沼泽体系背景下的聚煤作用，分布面积大，厚煤层与巨厚煤层的赋存较稳定，原煤灰分平面上变化较小，井田区内大范围面积为低灰，只是在成煤隆起周边及井田内中部为中灰分煤，井田东部个别样点为特低灰煤。浮煤挥发分产率(Vdaf)各煤层浮煤挥发产率变化不大，平均值在34.22%34.41%之间，属中高挥发分煤。2煤层为27.70%43.28%，平均值34.32%；3煤层26.87%40.31%，平