【正文】 ③全新統(tǒng)（Q4）為砂卵石、沙石堆積的現(xiàn)代重基層，厚度不一，主要分布于現(xiàn)代河谷中的河漫灘。東部丹河是沁河的一條最大支流，發(fā)源于高平市趙莊北之丹朱嶺，流經(jīng)高平市、澤州縣，在河南省沁陽(yáng)縣北金村匯入沁河。河流總長(zhǎng)120km，流域面積3620km2。丹河上游修建有水庫(kù)多座，其中任莊水庫(kù)容積最大，控制流域面積1240 km2，庫(kù)容總量可達(dá)8400萬m3。另外，還有其它小型水庫(kù)多座。任莊水庫(kù)以南至水東間為丹河河水滲漏河段，地表水補(bǔ)給地下水。西部沁河主干發(fā)源于沁源縣北綿山東泉嶺，流經(jīng)沁源、安澤、沁水、陽(yáng)城、澤州縣境內(nèi)，于河南省武陟縣南部匯入黃河。古書院井田位于丹河中上游地帶，居丹河西岸。晉城礦區(qū)地下水屬三姑泉域地下巖溶水系統(tǒng)，位置在泉域中上部徑流帶。三姑泉為散泉，較大泉眼有石青泉、馬尾泉、郭壁泉、土坡泉、白洋泉、小會(huì)泉、鄉(xiāng)北泉、水掌泉等?！?0m3/s左右。三姑泉域西北邊界以丹河流域分水嶺為界。東北部可溶巖區(qū)以地形、地下分水嶺為界。東部可溶巖區(qū)以?shī)Z河黃金窯～馬圈一帶地形、地下分水嶺和太行山東部的眾多小型地下分水嶺與焦作泉域分界；西邊界南段以高平～晉城斷裂帶為界，北段主要以地表分水嶺為界，局部與延河泉域溝通；西南邊界為晉城小山字型構(gòu)造前弧的西段，該段東西向地塹構(gòu)造有一定阻水作用。總之，泉域邊界基本與丹河流域邊界一致。地理范圍包括晉城城區(qū)、高平、陵川、澤州等縣市。泉水補(bǔ)給方式：；，包括任莊水庫(kù)以下至小會(huì)，河水入滲及任莊水庫(kù)漏水，據(jù)統(tǒng)計(jì)資料。巖溶水動(dòng)力場(chǎng)：‰～6‰的水力坡度向中部集中，在晉城以北（包括本井田）廣大區(qū)域內(nèi)，水力坡度1‰，晉城以南，泉域地下水進(jìn)入排泄區(qū)，水力坡度變陡，‰。中部水力坡度較小，區(qū)域面積巨大，約100km2，地下巖溶水豐富。據(jù)25號(hào)水源井2000年觀測(cè)資料，水位標(biāo)高580m，出水量可達(dá)2000 m3/d。區(qū)域地下水，除上述深部奧灰?guī)r溶水外，還有中上部石炭系薄層～中厚層石灰?guī)r裂隙巖溶水和二疊系砂巖裂隙水及第四系松散層孔隙水。第四系松散層水屬潛水，其余大都屬承壓水。僅當(dāng)位于淺部風(fēng)氧化帶時(shí)，因?qū)娱g隔水性遭受破壞而呈風(fēng)化裂隙潛水存在。含水層段的劃分：奧陶系石灰?guī)r巖溶裂隙含水層組主要賦存于奧陶系上統(tǒng)上、下馬家溝組石灰?guī)r中。該二組石灰?guī)r厚度巨大，巖溶裂隙發(fā)育，溶蝕強(qiáng)烈，層位穩(wěn)定，補(bǔ)給充分，富水性極強(qiáng)。地下水總的徑流方向是自東北、北部向南流動(dòng)，富水性也由北向南漸漸變好。中部好于北部，南部好于中部。相對(duì)隔水層為中奧陶統(tǒng)上部峰峰組石炭系泥灰?guī)r和底部之含石膏脈的泥質(zhì)角礫灰?guī)r。巖性致密，巖溶裂隙不發(fā)育，可起到相對(duì)隔水作用。水質(zhì)類型屬HCO3～Ca型或HCO3SO4～CaMg型水，PH值7～，～?！?L/，最大可達(dá)15～23L/。石炭系灰?guī)r巖溶裂隙含水層組石炭系含水層分布在層位穩(wěn)定、厚度大、巖溶裂隙較為發(fā)育的厚層石灰?guī)r中，其富水性變化也很大。一般與石灰?guī)r所處位置及巖溶發(fā)育程度又與地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、地下水動(dòng)力條件有關(guān)。所以，富水地段多分布于盆地、溝谷及地質(zhì)構(gòu)造較為發(fā)育地區(qū)。區(qū)內(nèi)在上覆地層厚度大于50m，且距河谷較遠(yuǎn)的地段，往往富水性很小。水質(zhì)多為HCO3SO4～CaMg型水，局部受煤系地層中尤其是煤硫分的影響，水質(zhì)發(fā)生變化，多為SO4CO3～CaMg型水。，～。二疊系砂巖裂隙含水層組二疊系含水層主要是厚層砂巖裂隙含水，在二疊系分布較廣的山區(qū)，其溝谷及兩岸常有下降泉出露，泉水出自砂巖層中，水量隨季節(jié)變化很大。在無污染地區(qū)，水質(zhì)良好，常作為當(dāng)?shù)毓┧础Ｋ|(zhì)類型為HCO3SO4～KNaCaMg型水，～，總硬度：～。第四系砂礫孔隙含水層主要分布于盆地及河、溝谷地帶，含水量軟弱，靠大氣降水及季節(jié)性水流補(bǔ)給，僅供當(dāng)?shù)剞r(nóng)村人、畜用水。在無污染地區(qū)，水質(zhì)一般良好，多為HCO3SO4～Ca型水，～，～。上述4個(gè)含水層組，在一定的地質(zhì)條件下會(huì)發(fā)生水力聯(lián)系。如地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育導(dǎo)通各含水層時(shí)，或相對(duì)隔水層較薄弱、缺失時(shí)，各含水層之間會(huì)有互相補(bǔ)給情況發(fā)生。多數(shù)情況是上層水補(bǔ)給下層水，只有下部含水層水頭高于上層含水層水頭，且有聯(lián)系渠道時(shí)，才有可能發(fā)生下層地下水補(bǔ)給上層水的情況。該區(qū)正規(guī)勘探工作始于上世紀(jì)50年代，1956年華北每天地質(zhì)勘探局普查一隊(duì)提交由《白馬寺去普查報(bào)告》，古書院井田包括與該普查區(qū)，今天內(nèi)有4個(gè)普查孔。精查由華北煤田地質(zhì)局152隊(duì)于1957年完成，精查階段，本礦井田內(nèi)共施工鉆孔53個(gè)， m。1958年7月建礦時(shí)，由114隊(duì)又進(jìn)行了精查補(bǔ)充勘探，共施工44個(gè)鉆孔， m，其中潞安地質(zhì)大巷檢查孔9個(gè)， m，并提交由《生產(chǎn)補(bǔ)充勘探報(bào)告》。在礦井的生產(chǎn)階段，又陸續(xù)進(jìn)行了補(bǔ)充勘探，截止2002年底，古書院井田共施工173個(gè)鉆孔， m。古書院井田含煤地層為太原組和山西組?！９埠?2層，％。，含煤9層，％。，含煤3層，％。井田含煤地層共含可采煤層3層，即山西組3號(hào)煤層和太原組15號(hào)煤層， ：井田可采煤層之一，位于山西組下部。，距9號(hào)煤層50m左右。～，夾石一般1～2層，最多可達(dá)5層，多見于中下部，煤層厚度變化不大，全區(qū)穩(wěn)定可采。到目前為止，3號(hào)煤層已將近采完。其偽頂為黑色泥巖或炭質(zhì)泥巖，直接頂板多為灰黑色的砂質(zhì)泥巖或粉砂巖，老頂多為灰色厚層狀砂巖，底板一般為灰黑色砂質(zhì)泥巖或炭質(zhì)泥巖。：位于太原組中部的K4上灰?guī)r之下。下距15號(hào)煤層28m左右?！?，厚度變化不大。煤層頂板為K4上灰?guī)r，有時(shí)相變?yōu)樯百|(zhì)泥巖。底板為灰黑色泥巖，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，全井田穩(wěn)定可采。該礦現(xiàn)正開采此煤層。位于太原組下部，上距9號(hào)煤層28m左右，厚度無明顯變化規(guī)律。該煤層個(gè)別點(diǎn)因夾石增厚而不可采（119號(hào)孔）。煤層結(jié)構(gòu)大部簡(jiǎn)單。含夾石0～2層，局部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，夾矸最多達(dá)5層。其直接頂板為K2灰?guī)r。底板以黑灰色泥巖、鋁土質(zhì)泥巖。該煤層全區(qū)可采，屬穩(wěn)定煤層。煤層厚度變化情況詳見厚度等值線圖。編圖時(shí)對(duì)個(gè)別厚度、結(jié)構(gòu)異常變化孔點(diǎn)，其煤層厚度值未于采用。，與相鄰鉆孔相差太大，且質(zhì)量均不合格，故編圖中均未采用其厚度。，與周圍鉆孔相比，情況特殊，因其質(zhì)量不合格，編圖中亦未采用?？刹擅簩犹卣饕姳?－1。煤層號(hào)煤層厚度（m）最小～最大平均夾石層數(shù)最少～最多一般層間距（m）最小～最大平均變異系數(shù)穩(wěn)定程度可采指數(shù)可采性3～0～51～2～18穩(wěn)定1全區(qū)可采9～0～2013穩(wěn)定1全區(qū)可采－15～0～50～224穩(wěn)定1全區(qū)可采（1）物理性質(zhì)3號(hào)煤層為黑灰色，金屬光澤，貝殼狀斷口，致密堅(jiān)硬，均一～條帶狀結(jié)構(gòu)，由亮煤和鏡煤組成，宏觀煤巖類型為光亮型，普氏硬度系數(shù)為1。9號(hào)煤層為灰黑色，玻璃光澤，致密，性脆，由暗煤和亮煤組成，條帶狀結(jié)構(gòu)，階梯狀斷口，可見黃鐵礦結(jié)核或呈星散裝賦存于煤層中。宏觀煤巖類型為半光亮型， Mpa， Mpa。15號(hào)煤層我黑色，油脂光澤，以暗煤為主，夾鏡煤條帶，平坦?fàn)顢嗫冢瑮l帶狀結(jié)構(gòu)，塊狀結(jié)構(gòu)，煤中富含黃鐵礦結(jié)核，宏觀煤巖類型為半暗淡型。（2）化學(xué)性質(zhì)各煤層原煤水分一般在1％－％之間，洗煤后，3號(hào)煤水分有所下降，15號(hào)煤稍有增高，原煤灰分產(chǎn)率從上至下，呈遞增之趨勢(shì)，3號(hào)煤為低－低中灰煤，9號(hào)煤我低－中灰煤，15號(hào)煤為低中－中高灰煤。硫分以3號(hào)煤最低，屬特低－低硫煤，9號(hào)煤為特低－高硫，以中硫煤為主。在井田南部補(bǔ)66孔周圍有一高硫地。垂向上，煤中的硫分自上而下增加。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，三層煤的灰分變化標(biāo)準(zhǔn)差均小于1，3號(hào)煤層煤質(zhì)變化小，15號(hào)煤層煤質(zhì)變化大。煤中的元素組成以碳為主，約占93%，其次為氫約占3％，說明煤化程度較高。（3）工藝性能①煤的粘結(jié)性和結(jié)焦性：各主要可采煤層的坩堝粘結(jié)性多為1，少數(shù)為2或3，膠質(zhì)層y值為0，其粘結(jié)性亦為0，其結(jié)焦性很弱。②發(fā)熱量：各煤層可燃基發(fā)熱量一般均大于30MJ/kg左右，屬于高發(fā)熱量之煤層。③煤灰熔融性：煤灰成分以SiO2和Al2O3為主，其軟化溫度ST均大于1250℃，為高熔灰分煤。④低溫干餾：勘探階段曾作此試驗(yàn)，結(jié)果均無油。⑤抗碎強(qiáng)度：精查期間，對(duì)3號(hào)煤進(jìn)行了試驗(yàn)，大于25mm的煤塊在80％以上，表明其抗碎強(qiáng)度高。（4）煤類的確定及用途依據(jù)中國(guó)煤炭分類國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB5751－86）劃分，％％，y值為0。G值亦為0，因而煤類為無煙煤二號(hào)，其劃分依據(jù)是準(zhǔn)確可靠的。 3號(hào)煤低－低中灰、特低－低硫，9號(hào)、硫分控制在1％以下，是良好的動(dòng)力用煤、煉焦配煤以及化工用煤的原料。表14 可采煤層煤芯煤樣煤質(zhì)特征 煤層項(xiàng)目356915M%水分原(32)(23)(84)(34)(74)精(32)(23)(24)(32)(73)A%灰分原(32)(23)(24)(34)(74)精(32)(23)(24)(32)(73)V%揮分原(32)(23)(24)(34)(74)精(32)(23)(24)(32)(73)S%硫原(12)(6)(9)(11)(37)精(8)(5)(7)(10)(36)P%磷原精(6)(2)(1) 1(2)(2)Qb(MJ/kg).元素分析C %(7)(1)(1)(5)(15)H %(7)(1)(1)(5)(15)O %(7)(1)(1)(5)(15)N %(7)(1)(1)(5)(15)精煤回收率 %(23)(18)(16)(24)(49)15號(hào)煤層直接頂板為K2石灰?guī)r，～，深灰色，致密堅(jiān)硬，頂部含似層狀燧石條帶，全區(qū)穩(wěn)定，～,；～， Mpa，～，屬堅(jiān)硬型頂板。另外，零星分布有泥巖、砂質(zhì)泥巖、炭質(zhì)泥巖偽頂，～。（頂板巖性分布情況詳見附圖14）。直接底板為泥巖，其下部為本溪組的鋁土泥巖，屬軟弱型?！?Mpa， Mpa；～ Mpa，；～ Mpa。％，％。巖層吸水性強(qiáng)，從而降低了底板的穩(wěn)定性，給今后開采帶來一定困難。表12 可采煤層穩(wěn)定程度定量統(tǒng)計(jì)表煤層號(hào)煤層厚/m最小～最大平均可采性指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差變異系數(shù)厚度分級(jí)穩(wěn)定性3～100厚穩(wěn)定9～100中厚穩(wěn)定15～97中厚較穩(wěn)定表13 煤層頂?shù)装鍘r石物理性質(zhì)層位巖石名稱物理特征比重（A）容重（濕）/t/m3含水量/M%抗壓強(qiáng)度/kg/cm2抗剪強(qiáng)度/kg/ cm2抗拉強(qiáng)度/kg/ cm2干燥狀態(tài)飽和狀態(tài)3號(hào)煤頂板砂質(zhì)泥巖451298793號(hào)煤底板砂巖5880～90959號(hào)煤頂板砂巖6333371329號(hào)煤底板砂巖4412437615號(hào)煤層頂板砂巖103382125918915號(hào)煤層底板粉砂巖259140按照《中國(guó)煤炭分類國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》（GB575186）進(jìn)行劃分，以浮煤揮發(fā)分（Vdaf）測(cè)定值為主要分類指標(biāo)，浮煤氫（Hdaf）含量為輔助指標(biāo)劃分煤類。15號(hào)煤層煤類大部為無煙煤二號(hào)（WY2），局部為無煙煤三號(hào)（WY3）。15號(hào)煤層為特低灰～高灰分、低硫～高硫、低熱值～特高熱值的無煙煤。經(jīng)洗選后是良好的動(dòng)力用煤以及化工用煤的原料、煤塵和煤的自燃該礦建井初期，各地質(zhì)報(bào)告按保安規(guī)程劃分為Ⅰ級(jí)瓦斯礦井，多年生產(chǎn)3號(hào)煤層測(cè)得： m3/t，按保安規(guī)程劃分應(yīng)屬于低瓦斯礦井，在一些特殊構(gòu)造點(diǎn)，也曾發(fā)生過瓦斯涌出。近年來隨著9號(hào)煤開采，礦井瓦斯涌出量有增大的趨勢(shì)，但按《煤礦安全規(guī)程》低140條規(guī)定，古書院礦扔屬低瓦斯礦井。煤塵經(jīng)鑒定無爆炸性，據(jù)相鄰礦井（王臺(tái)輔）鑒定，9號(hào)、15號(hào)兩煤層為易自燃煤。見表15。表15 瓦斯涌出量及煤層爆炸性年度絕對(duì)量m3/min相對(duì)量m3/t煤層煤層最短發(fā)火期備注CH4CO2CH4CO2爆炸指數(shù)%有無爆炸性1996無無低瓦斯1997無無低瓦斯1999低瓦斯2000無無低瓦斯2001無無低瓦斯2002無無低瓦斯中國(guó)礦業(yè)大學(xué)2011屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)2 井田境界和儲(chǔ)量在煤田劃分為井田時(shí)，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：1）井田范圍內(nèi)的儲(chǔ)量，煤層賦存情況及開采條件要與礦井生產(chǎn)能力相適應(yīng)；2）保證井田有合理尺寸；3）充分利用自然條件進(jìn)行劃分，如地質(zhì)構(gòu)造（斷層）等；4）合理規(guī)劃礦井開采范圍，處理好相鄰礦井間的關(guān)系。根據(jù)以上原則，礦西以白馬寺斷層為界，北與鳳凰山、王臺(tái)輔井田相接，西南為北巖井田，南邊邊界為風(fēng)氧化帶，東與椿樹投煤礦