【正文】 迭系薄層灰?guī)r，砂巖裂隙承壓水。其中以 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 6 頁 奧陶系石灰?guī)r巖溶裂隙水為主。我礦組織專業(yè)人員對我礦水文地質(zhì)條件進行綜合分析，根據(jù)各種不同水源、水害的危害程度制定不同的針對性措施，確保礦井安全生產(chǎn)。（參見奧灰水等水壓線圖） ：本 組在井田內(nèi)大多埋藏較深，巖性以石灰?guī)r為主，泥灰?guī)r、角礫狀泥灰?guī)r次之。石灰?guī)r及泥灰?guī)r為含水層，以前者含水性較好。由于角礫狀泥灰?guī)r位于侵蝕面下 30 余米，由次生石膏和泥質(zhì)所膠結(jié)，裂隙及巖深溶極不發(fā)育，可視為隔水層。 ：由 L K L4 三層石灰組成，其段距約 20 米。 K2 最厚，平均 ，為主要含水層： L1 厚 ，巖性為泥灰?guī)r，因之含水性差，本組埋藏較深，裂隙、巖溶均不發(fā)育透水性及含水性均差，水位標(biāo)高為。 ：以 K3 和 2 號、 4 號煤間砂巖組成，埋藏較深，極少出露，含水性差，水位標(biāo)高 。溝谷中源于本組的下降泉較多，但流量小，并隨降雨季節(jié)而變化，最大泉流量 ，所以本組含水性很差，并且愈深愈差。本組水位標(biāo)高最高，為 。 圖 12 鎮(zhèn)城底礦水文地質(zhì)圖 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 7 頁 ：以厚層砂巖為主，出露范圍較廣，但一般含水性差，只是風(fēng)化裂隙帶砂巖含水性及透水性較好。溝谷中源于本組的下降泉較多，但流量小，并隨降雨季節(jié)而變化，最大泉流量 ，所以本組含水性很差，并且愈深愈差 。本組水位標(biāo)高最高，為 。 ，由礫石及砂層組成，厚約 1015m，滲透性強，易接受降水及地表水補給故富含潛水。如汾河沖積層，水位一般小于 ＝ ＝，屯蘭河沖積層以姬家莊往下游水量豐富： q ＝ － ＝，姬家莊至鹿莊間潛流泄出量可達 851/s 水質(zhì)良好，屬HCO3－ SO4－ Ca－ Mg 型礦化度 245310mg/l。 瓦斯、煤塵和煤的自 燃 二采區(qū)采煤工作面絕對瓦斯涌出量最大為 179。/min，掘進工作面瓦斯涌出量最大為179。/min，在南四采區(qū)開拓工作面送巷過程中，瓦斯涌出呈增大趨勢，而且南四采區(qū)與高瓦斯礦井屯蘭礦相鄰，預(yù)計南四采區(qū)的瓦斯涌出較大。 鎮(zhèn)城底礦煤塵具有爆炸性， 2020 年 8 月經(jīng)西山煤電有限責(zé)任公司測試中心進行煤塵爆炸性鑒定，結(jié)果為： 3煤層的煤塵爆炸指數(shù)為 %； 8煤層的煤塵爆炸指數(shù)為 %。 鎮(zhèn)城底礦開采的煤層為 8煤和 3煤， 3煤層為三類，為有可能自燃發(fā)火的煤層； 8煤層為二類，易自燃發(fā)火的煤層。 煤層特征 本井田含煤地層為華北型石炭、二疊系含煤建造。主要含煤地層為太原組和山西組。本井田內(nèi)可采及局部可采煤層 7 層，分別為 2 上、 10 下、 15 上、 16 上、 17 煤。 3煤為本井田最重要的可采煤層，容重 ，煤厚 ～ 米，平均厚 米，為全區(qū)可采的穩(wěn)定煤層； 8 煤，煤厚 ～ 米，平均厚 米，為全區(qū)可采的穩(wěn)定煤層；其它 5 層煤由于硫分大于 3%，其儲量已劃為暫不能利用儲量。本井田煤層以 3 煤和 8 煤為主，煤層穩(wěn)定性為Ⅰ d。 可采煤層特征 本井田含煤地層為 華北型石炭、二疊系含煤建造。主要含煤地層為太原群和山西組。含煤地層平均總厚為 249m，共含煤 24～ 26層，煤層平均總厚度 。含煤系數(shù)為 %。其中可有可采煤層 7 層，厚為 ，主要可采煤層分述如下： （ 1） 2 上煤：位于山西組中上部。距山西組頂界 15～ 39m，平均 25m，煤厚 ，平均 ，厚度變化較大。可采點多分布在 3 線以南及 13 線至 16 線之間；未發(fā)現(xiàn)有夾石，直接頂板常為厚 3～ 5m的泥巖或砂質(zhì)泥巖；老頂為灰白色中粒砂巖；底板多為厚 4～6m的砂質(zhì)泥巖，有時相變?yōu)檎惩翈r和細砂巖 ，下距 3 煤 32m。屬結(jié)構(gòu)簡單部分可采不穩(wěn)定煤層。 （ 2） 3 煤：是本區(qū)最重要的可采煤層。位于山西組的下部，距山西組底界 10m 左右，距三灰 50m 左右；厚度 ～ ，平均 ，層位穩(wěn)定，厚度變化不大，全區(qū)可采。結(jié)構(gòu)簡單，有 7 個鉆孔發(fā)現(xiàn)有夾石，厚 ～ 。直接頂板為深灰色，厚 3m左右的砂質(zhì)泥巖，有少數(shù)孔偽頂為泥巖。老頂是灰白色含黑色礦物較多的中粒砂巖，底板為 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 8 頁 5～ 7m 的且有清楚波狀層理及生物擾動構(gòu)造的細砂巖，常相變?yōu)榛液谏纳百|(zhì)泥巖，有時為泥巖。 （ 3） 8 煤：位于太原群上部。屬中厚 煤層 ：厚 ～ m，平均 m。厚度變化大，除 301 孔和 132 孔發(fā)現(xiàn)有 和 ，其余各孔無夾矸。頂?shù)装宥酁樯罨疑纳百|(zhì)泥巖， 9 線至 14 線間頂板多為中、細砂巖，底板往往相變?yōu)榧毶皫r和粉砂巖。 8 煤上距 3 煤 40m 左右；下距三灰 10m 左右，為結(jié)構(gòu)簡單全區(qū)可采的較穩(wěn)定煤層。 （ 4） 10 下煤：位于太原群中部，上距五灰和三灰各為 16m 及 34m 左右，煤厚 0～，平均 。屬薄煤層，煤厚變化較大，可采點主要分布在 15 勘探線至 F5 斷層之間，全區(qū)僅僅 5 個孔發(fā)現(xiàn)有夾石，夾石厚 度均在 ～ ，頂板多為深灰色的細砂巖或中砂巖，有時逆變成砂質(zhì)泥巖，厚度約 。 10 下煤屬結(jié)構(gòu)簡單，部分可采的較穩(wěn)定煤層。 （ 5） 15 上煤：薄煤層，位于太原群中下部，煤厚 0～ ，平均 ?？刹牲c主要分布在 9 線至 14 線間 800 水平以淺和 4 線以南， 26 線以南深部多數(shù)鉆孔未達層位或受構(gòu)造破壞而斷失，因而煤層控制程度較差。全區(qū) 9 點發(fā)現(xiàn)含有泥巖或砂質(zhì)泥巖夾石一層，厚 ～ 。煤層頂板為一薄層泥灰?guī)r（九灰），厚 0～ ，往往為砂質(zhì)泥巖所代替，底板為比較厚的灰色細、中砂巖。 厚 10m 左右，含炭屑和植物化石，下距十一灰?guī)r 28m左右。為簡單結(jié)構(gòu)，局部可采的不穩(wěn)定煤層。 （ 6） 16 上煤：位于太原九下部，薄煤層。煤厚 0～ ，平均 ，厚度變化較小，全區(qū)大部分可采。不可采點主要分布在 15 線以東、 26 線以南， 1000m 以深的鉆孔多未達層位，控制程度較差。含夾石 1～ 2 層，厚 ～ ，直接頂板為十下灰?guī)r，上距 3 煤 160m左右，底板多為厚 2m左右的灰黑色鋁土質(zhì)的泥巖，局部變成深灰色彩的砂質(zhì)泥巖。 15 線以東大部可采，煤層本身層位穩(wěn)定，厚度變化近于穩(wěn)定，為結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的較穩(wěn)定煤層 。 （ 7） 17 煤：位于太原群下部，上距十下灰 14m左右，層位穩(wěn)定，全區(qū)大部分可采。煤層厚 ～ ，平均 ， 14線以東由于構(gòu)造復(fù)雜，煤層常被斷薄， 26線以南及 1000m以深鉆孔多未達層位，控制較差。含夾石 1～ 2 層，厚 ～ 。頂板十一灰為薄層灰?guī)r，一般厚 1m左右，不穩(wěn)定，常相變?yōu)榉凵皫r或泥巖。底板為淺灰色具鮞狀結(jié)構(gòu)的泥巖。 17 煤屬結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、大部分可采的較穩(wěn)定 —穩(wěn)定煤層。 主要可采煤層頂板經(jīng)采樣實驗，氣力學(xué)性質(zhì)見表 121 表 12 主要可 采煤層頂板特征表 煤層 頂板類別 頂板冒落性能 巖性 巖塊實驗單向抗壓強度（ 104pa） 3 Ⅱ 中等冒落的 砂質(zhì)泥巖、細砂巖、泥巖 — 8 Ⅱ 中等冒落的 砂質(zhì)泥巖、細砂巖、泥巖 — 煤的特征 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 9 頁 井田內(nèi)各煤層為多種用途煤種，即可以做為煉焦配煤，又可做為各種動力及民用燃料用煤。 山西組煤層屬半暗型煤，條帶狀結(jié)構(gòu)，層理不明顯，本組可采煤層 2 上煤層屬中灰，特低硫、特低磷、高發(fā)熱量、高熔灰份煤，易洗選一號氣煤。 3 號煤為低灰，特低硫、低磷、低砷、高發(fā)熱 量、高熔灰份易洗，優(yōu)等回收率的二號氣煤。 太原統(tǒng)煤層以半亮型煤為主，層里分界明顯，在層理面及裂隙中，常見方解石及黃鐵礦薄膜。太原群中可采煤層屬低灰、富硫、高發(fā)熱量、粘結(jié)性較強，灰熔點較低、易選、可與低硫煤做配焦煤，屬二、三號氣煤。 3 號煤層有 7 個鉆孔發(fā)現(xiàn)有夾石，厚 ～ ，容重為 ，煤層硬度指數(shù)f=2～ 3 范圍。 8 號煤層在 301 孔和 132 孔發(fā)現(xiàn)有 和 ，其余各孔無夾矸。 瓦斯 本礦井為低瓦斯礦井，瓦斯鑒定結(jié)果為礦井 CH4=／ t、 CO2 =／ t，根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第 133 條之規(guī)定，鎮(zhèn)城底礦為低瓦斯礦井。無煤和瓦斯突出現(xiàn)象。 煤塵 據(jù)煤芯煤樣爆炸性實驗：煤塵爆炸指數(shù) %,故各煤層均有爆炸性危險。且隨開采深度的增加煤塵爆炸指數(shù)為上升趨勢。 煤的自燃 據(jù)煤芯煤樣測定結(jié)果，自燃發(fā)火等級為 II 類，各煤層都有程度不同的自然發(fā)火傾向。山西組煤自燃發(fā)火的傾向不大，太原群煤均存在自燃發(fā)火的可能性，特別是 16（上）煤自燃發(fā)火的傾向更大，根據(jù)鄰礦資料，本區(qū)各煤層均應(yīng)按有自燃發(fā)火傾向考慮。 據(jù)礦實際生產(chǎn)資料統(tǒng)計發(fā)火 期一般在 3～ 6月，最短發(fā)火期為 48天。 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 10 頁 2 井田境界和儲量 井田境界 在煤田劃分為井田時，要保證各井田有合理的尺寸和境界，使煤田各部分都能得到合理的開發(fā)。煤田范圍劃分為井田的原則有： 要充分利用自然條件劃分，在可能的條件下，應(yīng)盡量利用地形、地物、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)以及煤層特征等自然條件，以減少煤柱損失，提高資源采出率，充分保護地面設(shè)施； 要有與礦區(qū)開發(fā)強度相適應(yīng)的井田范圍，要保證井田范圍與礦井生產(chǎn)能力相適應(yīng)，有足夠的儲量和服務(wù)年限及合理的尺寸； 照顧全局，處理好與臨礦的關(guān)系； 直線原 則，井田的劃分應(yīng)盡量采用直線或折線，有利于礦井的設(shè)計和生產(chǎn)管理工作的開展。 根據(jù)以上劃分原則，以及考慮到鎮(zhèn)城底煤礦煤田內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造等原因，本井田在能滿足生產(chǎn)開發(fā)強度的前提條件下，不但要考慮了自然條件原因，而且要考慮到礦區(qū)的整體規(guī)劃，故將鎮(zhèn)城底煤礦的井田范圍：西以太嵐路東側(cè)煤柱線及屯蘭礦煤柱線，即 Z1～ Z Z12～Z17 各點連成為界，東至 F33 斷層，北以 F18 斷層及 D1～ D5 各點連成與單家村煤礦為界，南以 31 勘探線及 1200 米煤層地板等高線為界，井田東西走向 ，南北寬 2~5km，井田面積約 。 儲量計算 礦井地質(zhì)資源量 (1)把整個井田劃分為三塊地質(zhì)塊段如圖 21: 圖 21 地質(zhì)儲量計算分塊圖 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 11 頁 （ 2）各 地質(zhì)塊段面積、平均傾角、煤厚見表 21 表 21 3煤地質(zhì)資源儲量計算表 塊號 傾角 α（ 176。） cosα 平 面 面 積（ m2） 煤 層 面 積（ m2） 煤厚（ m） 容重（ t/m3） 儲量 （萬 t） I 9 II 10 III 10 合計 ○ 1 號地質(zhì)塊段平均傾角為 9o。 ②號地質(zhì)塊段平均傾角為 10o。 ③號地質(zhì)塊段平均傾角為 10o。 在圖上量取其面積分別為： s1 = ； s2 = ； s3 = 。 礦井地質(zhì)儲量 : ZZ= s? h? ｒ 其中： S——煤層的面積， m2； h——煤層平均厚度， m； r——煤的容重，取 t/m3 . a——煤層平均傾角 代入上式可得： 3 號煤的地質(zhì)儲量為 ZZ3 = 萬 t； 8 號煤的地質(zhì)儲量為 ZZ8 = 萬 t 所以，可得礦井的地質(zhì)儲量為 萬 t 。 表 22 8煤地質(zhì)資源儲量計算表 塊號 傾角 α（ 176。） cosα 平面面積（ m2） 煤層面積（ m2） 煤厚（ m） 容重（ t/m3） 儲量 （萬 t） I 9 II 10 III 10 合計 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 12 頁 礦井工業(yè)資源 /儲量 礦井工業(yè)資源 /儲量按式（ 21）計算： Zg= Z111b + Z122b+ Z2m11+ Z2m22+ Z333k （ 21） 式中： Zg——礦井工業(yè)資源 /儲量； Z111b——探明的資源量中經(jīng)濟的基礎(chǔ)儲量； Z122b——控制的資源量中經(jīng)濟的基礎(chǔ)儲量； Z2m11——探明的資源量中邊際經(jīng)濟的基礎(chǔ)儲量； Z2m22——控制的資源量中邊際經(jīng)濟的基礎(chǔ)儲量； Z333——推斷的資源量； k——可信度系數(shù)，取 ，地質(zhì)構(gòu)造簡單、煤層賦存穩(wěn)定取 ；地質(zhì)構(gòu)