【正文】 淺灰、灰白色砂巖組成，砂巖成分以石英為主，總厚度420～647m，平均厚度517m。石干峰組(P2sh)：由綠灰、紫灰色中～細(xì)粒砂巖與紫色粉砂巖相間交替沉積，以粉砂巖為主?？偤穸?65～276m，平均厚度237m， d、三疊系(T)巖性以薄—厚層狀紫色、灰紫色及紫紅色細(xì)粒砂巖為主，夾粉砂巖薄層或粉砂巖透鏡體。地層厚度大于550m。e、第四系(Q)由沖洪積的砂質(zhì)粘土、粘土及砂、礫石組成，地層分布不均，厚度變化大。地層厚度0～。 井田地質(zhì)構(gòu)造 （1）斷層井田內(nèi)有斷層5條，均為正斷層，落差較大，對(duì)開采影響較大。其中各斷層產(chǎn)狀如表11所示：表11 礦井?dāng)鄬赢a(chǎn)狀斷層編號(hào)性質(zhì)走向傾向傾角落差（m）F1正斷層N48176。WNE 8176。75～95F2正斷層N31176。WNE 8176。20～30F3正斷層N13176。WNE7176。20～30F4正斷層N47176。WNE7176。15~25F5正斷層N40176。WNE8176。15~25各斷層在井田的位置如圖12所示：圖12 斷層在井田的位置（2）褶皺本地區(qū)煤層構(gòu)造較平緩，屬近水平煤層，褶曲不太發(fā)育。 礦井水文地質(zhì)特征（1）區(qū)域水文地質(zhì)概況宋莊煤礦位于邯邢水文地質(zhì)單元南單元的康二城亞單元的東部。該礦東北部為勘探網(wǎng)分界趙莊礦；西南部為F1大斷層；西北淺部為風(fēng)化帶無煤地區(qū)；東南為深部無煤地帶。㎡。單元內(nèi)主要含水層組分為三種類型。一是第四系松散砂卵礫石孔隙含水層，二是二疊系砂巖裂隙含水層組，三是石炭系薄層石灰?guī)r及奧陶系中統(tǒng)石灰?guī)r巖溶裂隙含水層組（2）井田水文地質(zhì)條件區(qū)內(nèi)地表沖溝發(fā)育，平時(shí)主要排泄上游礦坑水，水量在50～300m179。/h之間，雨季為上游地區(qū)大氣降水排泄通道。①含水層特征奧陶系中統(tǒng)石灰?guī)r含水層(I)該層是由厚層狀石灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r等組成。本層總厚度約為550m，分為峰峰組、磁縣組和馬家溝組三組八個(gè)層段。本區(qū)奧灰含水層巖溶發(fā)育極差，富水性較弱，奧灰水屬深埋藏滯流型。 L/，水質(zhì)類型為HC03S04Ca型。大青石灰?guī)r含水層(Ⅱ)巖性為中厚層狀的隱晶—細(xì)晶質(zhì)石灰?guī)r，局部夾燧石條帶，層位穩(wěn)定。～，m，～；水質(zhì)類型以HC03S04CaMg型三為主，屬富水性弱～中等的含水層。伏青石灰?guī)r含水層(Ⅲ)巖性為灰色隱晶質(zhì)石灰?guī)r，層位穩(wěn)定?！??！?。水質(zhì)類型以HC03S04NaCa型為主，屬富水性中等的含水層?！?。野青石灰?guī)r含冰層(Ⅳ)巖性為隱晶質(zhì)含泥質(zhì)石灰?guī)r。局部相變?yōu)槟鄮r及粉砂巖，沉積不穩(wěn)定。水質(zhì)類型以HC03S04CaMg型為主，～。該層屬富水性較弱的含水層。2煤層頂板砂巖含水層(V)巖性為中～細(xì)粒結(jié)構(gòu)、泥硅質(zhì)膠結(jié)長(zhǎng)石石英砂巖，局部相變?yōu)榉凵硯r?！?L/。～。該層屬富水性弱的含水層，局部為中等富水性。下石盒子組砂巖含水層(Ⅵ)巖性為中～細(xì)粒結(jié)構(gòu)、泥硅質(zhì)膠結(jié)石英砂巖?！?L/，，該層具有中等富水性。上石盒子組二段底砂巖含水層組(Ⅶ)巖性為一套粗～中粒結(jié)構(gòu)、泥硅質(zhì)膠結(jié)石英砂巖，～。 L/，水質(zhì)類型為HC03S04CaMg型，～。該層具有中等富水性。 ② 隔水層特征井田內(nèi)各含水層之間均存在有一定厚度并且有良好隔水性能的隔水巖層?！?。其間巖性由砂質(zhì)泥巖、鋁質(zhì)泥巖、粉砂巖組成。具有良好的隔水性能。 大青石灰?guī)r(Ⅱ)與伏青石灰?guī)r(Ⅲ)～，平均為 ，巖性60％為泥巖、粉砂巖，同時(shí)還有厚度不等的巖漿巖侵入，結(jié)構(gòu)致密堅(jiān)硬，增強(qiáng)了兩含水層之間的隔水能力。伏青石灰?guī)r(Ⅲ)與野青石灰?guī)r(Ⅳ)～，巖性以粉砂巖、泥巖為主，同時(shí)也有厚度不等的巖漿巖侵入，均具有較好的隔水性能。野青石灰?guī)r(Ⅳ)與2煤層頂板砂巖(V)～，巖性中粉砂巖和泥砂巖占60％以上，亦具有良好的隔水性能。2煤層頂板砂巖(V)與下石盒子組底砂巖(Ⅵ)，巖性中粉砂巖占62％，這些厚層粉砂巖亦具有良好的隔水性能。下石盒子組底砂巖(Ⅵ)與上石盒子組二段底部砂巖(Ⅶ)間距為 ～，巖性中粉沙巖、泥巖和鋁質(zhì)泥巖占50％～ 60％，這些厚層的泥巖，鋁質(zhì)泥巖起到了很好的阻隔水作用。③地表水體與含水層之間的水力聯(lián)系區(qū)內(nèi)地表水體一般不與其下伏各含水層發(fā)生水力聯(lián)系。各含水層之間均有一定厚度的隔水巖層。含水層水位各不相同，說明其無水力聯(lián)系。但在遇到斷層、陷落柱等特殊情況下，仍會(huì)發(fā)生水力聯(lián)系。大青灰?guī)r含水層與奧陶系含水層水位標(biāo)高比較相近，二者之間可能存在一定的水力聯(lián)系。④充水因素分析綜上所述，山西組砂巖含水層，是礦井主要充水來源。礦井正常涌水量一般在120～180m179。/h。最大涌水量200～260m179。/h。 地質(zhì)勘探程度井田地質(zhì)勘探由精查和詳查兩部分組成，是由山西省煤化局地質(zhì)勘探一隊(duì)分別于1974年12月和1973年12月提出的，1975年3月山西省批準(zhǔn)了煤管局批準(zhǔn)了精查報(bào)告，詳查報(bào)告于1974年4月批準(zhǔn)。 煤層特征 煤層井田內(nèi)含煤地層主要是上石炭統(tǒng)太原組，下二統(tǒng)山西組。在中石炭統(tǒng)本溪組中只有一層不可采的薄煤。含煤地層總厚度約205～220m，含煤20～22層，～?？刹蓪佑?jì)6～8層，～。南部有9八層，北部有9六層。目前主要可采煤層為2煤，厚度5m，本次所作的新井設(shè)計(jì)就是開采2煤的設(shè)計(jì)，待開發(fā)的下組煤為9。，詳見可采煤層一覽表。表12 宋莊井田可采煤層一覽表煤層編號(hào)一般真厚m一般間距m穩(wěn)定性巖漿巖破壞程度可采程度煤層結(jié)構(gòu)1極不穩(wěn)定輕微大部可采 25穩(wěn) 定輕微可采無夾石4極不穩(wěn)定嚴(yán)重局部可采無夾石5極不穩(wěn)定中等局部可采～6不穩(wěn)定輕微大部可采無夾石7極不穩(wěn)定嚴(yán)重局部可采有夾石1～～8極不穩(wěn)定輕微大部可采～9穩(wěn) 定未破壞可采有夾石1～2層，～ 煤的特征（1）煤的工業(yè)分析及用途煤的容重，根據(jù)地質(zhì)報(bào)告，～，～。本井田各煤層均為無煙煤。其中2煤層屬中灰、低硫、低磷無煙煤。4～9煤層均為中～高硫中灰低磷無煙煤。目前開采的2煤層，塊煤可用作化工原料，末煤供電力及民用。（2）煤層穩(wěn)定程度井田內(nèi)2煤為穩(wěn)定煤層，其余（不包括下組煤）均為極不穩(wěn)定煤層。（3）礦井瓦斯本礦瓦斯涌出量較小，經(jīng)鑒定為低瓦斯礦井。礦井未發(fā)現(xiàn)煤（巖）及瓦斯噴出和突出現(xiàn)象。（4）煤塵與自燃性煤塵爆炸指數(shù)10%，無爆炸性。煤層自燃發(fā)火傾向?yàn)棰箢?，不易自燃?第2章 井田境界及儲(chǔ)量 井田境界 井田范圍宋莊煤礦東北部為勘探網(wǎng)分界趙莊礦；西南部為F1大斷層；西北淺部為風(fēng)化帶無煤地區(qū)；東南為深部無煤地帶。 井田尺寸㎞，㎞，㎞。㎞，㎞，㎞。煤層傾角最大為10176。，最小為6176。，平均為8176。㎡。2 .2 井田工業(yè)儲(chǔ)量 井田勘探類型本井田勘探類型為精查，屬詳細(xì)勘探。宋莊礦精查地質(zhì)報(bào)告時(shí)由山西省煤化局地質(zhì)勘探一隊(duì)于1974年12月提出，1975年3月山西省煤化局批準(zhǔn)了詳查報(bào)告。井田范圍內(nèi)鉆孔分布：鉆孔分布比較均勻，勘探網(wǎng)距1000米，勘探詳細(xì)。 儲(chǔ)量計(jì)算 儲(chǔ)量計(jì)算公式：Zk=SMγ （） 式中 Zk——儲(chǔ)量（t） S——煤層面積（㎡） M——煤層平均厚度（m） γ——煤的容重(t/m179。)㎡，煤層平均厚度為5米，179。由此可計(jì)算本井田煤層的工業(yè)儲(chǔ)量為Zk=274633873=。 礦井可采儲(chǔ)量 在本井田范圍內(nèi)，各類煤柱的留設(shè)原則為：（1）工業(yè)場(chǎng)地、井筒留設(shè)保護(hù)煤柱，對(duì)較大的村莊留設(shè)保護(hù)煤柱，對(duì)零星分布的村莊不留設(shè)保護(hù)煤柱。（2）用巖層移動(dòng)角確定工業(yè)場(chǎng)地、村莊煤柱。巖層下山移動(dòng)角為68176。，上山移動(dòng)角為73176。，水平移動(dòng)角73176。，表土層移動(dòng)角為58176。表土層厚度為50米。（3）斷層煤柱：斷層按其落差大小及對(duì)煤層的破壞程度而留設(shè)保安煤柱，落差≥50m者，兩側(cè)各留50m（水平距離），落差≥20m，兩側(cè)各留20m（水平距離），落差〈20m 者，不留保安煤柱。（4）井田邊界煤柱：按25m（水平距離）留設(shè)。 工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱的留設(shè)：在井田開采初期， 由于工業(yè)廣場(chǎng)范圍內(nèi)布置主、副井和其他相關(guān)的建筑，400m=240000㎡，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值，峰峰礦區(qū)的巖層移動(dòng)角分別為β=68176。，γ=73176。，δ=73176。，表土層移動(dòng)角ψ=58176。，經(jīng)過計(jì)算，留設(shè)工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱走向長(zhǎng)上部約為800米，下部約為815米，傾斜長(zhǎng)約615米，由此工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱面積為492639㎡（如圖21所示），煤柱損失為4187432噸。表21 礦井工業(yè)場(chǎng)地占地指標(biāo)井 型大 型 井中型井小 型 井生產(chǎn)能力（萬噸/年）1150、180、240460、901230占地指標(biāo)（公頃/10萬噸）———工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱損失如圖21所示：圖21 工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱 邊界、斷層保護(hù)煤柱的留設(shè)：（1）井田邊界保護(hù)煤柱：井田邊界保護(hù)煤柱留設(shè)25m寬，F(xiàn)1保護(hù)煤柱損失為116770t，東北部勘探網(wǎng)井田分界保護(hù)煤柱損失為112019t，則井田邊界保護(hù)煤柱損失量為228789噸。（2）斷層保護(hù)煤柱：由于計(jì)算井田工業(yè)儲(chǔ)量時(shí)，是按全礦井面積計(jì)算的，但正斷層的出現(xiàn)會(huì)導(dǎo)致煤層的缺失，多算面積，故在計(jì)算斷層煤柱損失時(shí)，應(yīng)減去斷層的丟失地帶面積和其保護(hù)煤柱的損失。斷層煤柱留設(shè)20m寬，F(xiàn)2斷面煤柱損失為858883t，F(xiàn)3斷層煤柱損失為543247t，F(xiàn)4斷層煤柱損失為225048t，F(xiàn)5斷層煤柱損失為721484t，則斷層保護(hù)煤柱的損失為2348662t。（3）大巷保護(hù)煤柱：本礦井的輔助運(yùn)輸大巷均布置在巖石中，可以不留設(shè)保護(hù)煤柱。而運(yùn)煤大巷布置在巖層中，采用膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸，為了皮帶的運(yùn)輸方便，需使大巷取直，有一小段是穿煤層的，穿煤層時(shí)應(yīng)適當(dāng)留設(shè)保護(hù)煤柱，兩側(cè)各留30m。大巷保護(hù)煤柱損失量為447976t。（4）井筒保護(hù)煤柱：主副井筒保護(hù)煤柱在工業(yè)場(chǎng)地保護(hù)煤柱范圍內(nèi)，風(fēng)井井筒保護(hù)煤柱在風(fēng)化帶范圍內(nèi)，不留設(shè)保護(hù)煤柱，故井筒保護(hù)煤柱損失量為0。各種保護(hù)煤柱損失量見表22。表22 保護(hù)煤柱損失量煤柱類型儲(chǔ)量/t井田邊界保護(hù)煤柱228789斷層保護(hù)煤柱2348662工業(yè)場(chǎng)地保護(hù)煤柱4187432大巷保護(hù)煤柱447976井筒保護(hù)煤柱0合計(jì)7212859 可采儲(chǔ)量可采儲(chǔ)量為： Zk=（ZgP）C （） 式中 Zk——可采儲(chǔ)量，t； P——保護(hù)工業(yè)場(chǎng)地、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物、 大斷層等留設(shè)的永久保護(hù)煤柱損失量，t； C——設(shè)計(jì)采區(qū)回收率，中厚煤層不小于 。將各數(shù)值帶入：Zk=（2746338737212859）=200565761（t）=（Mt）。第3章 礦井的年產(chǎn)量、服務(wù)年限及工作制度 礦井井型及服務(wù)年限 確定依據(jù)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》： 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，應(yīng)根據(jù)資源條件、外部建設(shè)條件、國(guó)家對(duì)煤炭資源配置及市場(chǎng)需求、開采條件、技術(shù)裝備、煤層及采煤工作面生產(chǎn)能力、經(jīng)濟(jì)效益等因素，經(jīng)多方案比較后確定。礦區(qū)規(guī)模可依據(jù)以下條件確定：（1）資源情況：煤田地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，儲(chǔ)量豐富，應(yīng)加大礦區(qū)規(guī)模，建設(shè)大型礦井。煤田地質(zhì)條件復(fù)雜，儲(chǔ)量有限，則不能將礦區(qū)規(guī)模定得太大。（2）開發(fā)條件：包括礦區(qū)所處的地理位置（是否靠近老礦區(qū)及大城市）、交通（鐵路、公路、水運(yùn)）、用戶、供電、供水、建筑材料及勞動(dòng)力來源等。條件好者，應(yīng)加大礦區(qū)開發(fā)強(qiáng)度和礦區(qū)規(guī)模；否則應(yīng)縮規(guī)模。（3）國(guó)家需求：對(duì)國(guó)家煤炭需求（包括煤種、煤質(zhì)、產(chǎn)量等）的預(yù)測(cè)是確定礦區(qū)規(guī)模的一個(gè)重要依據(jù)。（4）投資效果：投資少、工期短、生產(chǎn)成本低、效率高、投資回收期短的應(yīng)加大礦區(qū)規(guī)模，反之則縮小規(guī)模。 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力宋莊井田儲(chǔ)量豐富，煤層賦存穩(wěn)定，頂板條件好，斷層褶曲少，傾角小，厚度變化不大，開采條件較簡(jiǎn)單，技術(shù)裝備先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)效益好，煤質(zhì)為優(yōu)質(zhì)無煙煤，交通運(yùn)輸便利，市場(chǎng)需求量大，宜建大型礦井。 礦井服務(wù)年限礦井服務(wù)年限必須與井型相適應(yīng)。，按設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力計(jì)算礦井服務(wù)年限按設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力240萬t/年計(jì)算：礦井服務(wù)年限 T= Zk / （AK） （） 式中 A——礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力（Mt/年）T——礦井服務(wù)年限（a） K——儲(chǔ)量備用系數(shù)， 代入數(shù)據(jù)，得：T=（240）=（年）按《關(guān)于煤礦設(shè)計(jì)規(guī)范中若干條文修改的決定》，，符合規(guī)定。我國(guó)煤礦目前有向大型礦井發(fā)展的趨勢(shì)，設(shè)計(jì)240萬噸的井型，達(dá)產(chǎn)后，當(dāng)技術(shù)條件適宜時(shí)，有充裕的能力來提高產(chǎn)量，用以增產(chǎn)。綜合各方面的原因，礦井年產(chǎn)240萬噸是符合要求的。表31 新建礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力（Mt/a）礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限(a)第一開采水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限(a)煤層傾角＜25176。煤層傾角25176?！?5176。煤層傾角＞45176。6．0及以上70353．0～5．060301．2