【正文】 一、井田勘探程度古書院礦自1958年7月開(kāi)設(shè)，在建設(shè)過(guò)程中，原勘探程度不足，由114隊(duì)對(duì)該區(qū)進(jìn)行了精查補(bǔ)充勘探，共施工44個(gè)鉆孔。并提交有《生產(chǎn)補(bǔ)充勘探報(bào)告》。1987年，由原晉城礦務(wù)局組成較強(qiáng)的技術(shù)力量，將古書院建礦以來(lái)大量的地質(zhì)資料，進(jìn)行了一次較全面系統(tǒng)的分析整理，共收集16000多個(gè)數(shù)據(jù)，匯編七大類表格，繪制195個(gè)鉆孔柱狀圖。用一年多的時(shí)間，于1988年1月編制成《古書院礦井生產(chǎn)地質(zhì)報(bào)告》。1988年礦井地質(zhì)報(bào)告編制完成之后，隨著礦井采掘的進(jìn)一步深入，礦井地質(zhì)工作也進(jìn)入了新階段。主要的工作方法有鉆探和物探兩種，鉆探主要包括井下和地面鉆探，采用的設(shè)備主要有煤電鉆（干式、濕式兩種），巖石電鉆和大型的75型、150型鉆機(jī)，每年探測(cè)地質(zhì)構(gòu)造的進(jìn)尺約150m左右，能基本準(zhǔn)確地圈出構(gòu)造地范圍，確定構(gòu)造的位置。物探主要手段就是利用WKTF3(WKTE型)無(wú)線電波透視儀（簡(jiǎn)稱坑透儀）進(jìn)行工作面坑透，這種手段主要運(yùn)用在3號(hào)煤層，目前所有的3號(hào)煤上層工作面圈出之后均要進(jìn)行坑透，效果良好。主要手段仍是鉆探探測(cè)。礦井水文地質(zhì)工作方法仍主要是在各水文觀測(cè)站進(jìn)行定期觀測(cè)，一般情況每月觀測(cè)一到二次，雨季觀測(cè)三次或多次。突水點(diǎn)、出水點(diǎn)做到及時(shí)觀測(cè)，對(duì)有水害威脅的區(qū)域執(zhí)行“有疑必探，先探后掘”的原則。主要探測(cè)手段為鉆探。有效地釋放了積水，保證了煤礦生產(chǎn)的正常進(jìn)行。二、礦區(qū)地質(zhì)層位概況井田內(nèi)地形以構(gòu)造剝蝕中低山為主。西北高，東南低，一般標(biāo)高在700－800米之間。由方山向東南經(jīng)向馬寺山、大嶺頭一線為地表分水嶺，其東北部為北石店盆地，西南部為鐘家莊盆地，地表北部一般為基巖出露，南部為黃土覆蓋，地貌屬低山丘陵。，其3煤層可采，15煤層不可采。古書院井田地質(zhì)報(bào)告分析，奧陶系灰?guī)r為煤系地層之基底。區(qū)內(nèi)地層由老至新分述如下：奧陶系中統(tǒng)（O2） 僅出露于白馬寺逆斷層西側(cè)上升盤，斷層附近山勢(shì)陡立，走向NNE－SSW，出露厚度約150米，其巖性接近頂部多為角礫狀灰?guī)r，礫石成分復(fù)雜，風(fēng)化后呈黃色，其下為深灰色，質(zhì)純而性脆，并含方解石脈的厚層狀灰?guī)r。石炭系（C） ?.中統(tǒng)本溪組（C2b） 大部出露于白馬寺逆斷層之東側(cè)下降盤西部邊緣。由含鋁質(zhì)較高的紅色及灰白色泥巖組成，中夾薄層砂質(zhì)泥巖、細(xì)砂巖。底部為山西式鐵礦。－， 米，與下伏奧陶系呈平行不整合接觸。 ?.上統(tǒng)太原組（C3t） 出露于白馬寺斷層?xùn)|側(cè)，為井田主要含煤地層之一。由黑－深灰色砂質(zhì)泥巖、灰黑色砂巖、石灰?guī)r和煤層等組成。底部有一層鮞狀結(jié)構(gòu)的砂質(zhì)泥巖，－，與下伏地層呈整合接觸。二疊系（P） ?.下統(tǒng)山西組（P1s） 為本區(qū)主要含煤地層之一。井田內(nèi)出露較多，但均零星不完整。以灰白色砂巖為主，中夾灰色及深灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖及煤層。底部為一層不太穩(wěn)定的中粒砂巖。－，與下伏地層整合接觸。 ?.下統(tǒng)下石盒子組（P1x） 主要出露在井田內(nèi)較高的山腰處。由灰色的細(xì)－中粒砂巖，灰白色的砂質(zhì)泥巖和泥巖組成。風(fēng)化后多呈灰綠色或黃綠色，底部為一層厚5米左右的中～粗粒長(zhǎng)石石英砂巖，為與山西組的分界，俗稱駱駝脖子砂巖（k8）。～。第三系上統(tǒng)（N2） 為深紅色粘土，含砂量較多，可見(jiàn)褐鐵礦黑色斑點(diǎn)，含鈣質(zhì)結(jié)核3－5層，該層脫水曬干后變得堅(jiān)硬。在井田中部、北部丘陵地帶零星出露，厚度0－8米，與下伏不同時(shí)代地層不整合接觸。第四系（Q） 分布范圍較廣，與地形起伏相一致，厚度由山梁向邊坡遞增，（205孔），沉積物以紅土、黃土為主，沖積物為砂礫層。 ?.中更新統(tǒng)（Q2） 位于黃土之下，多分布于丘陵高地，一般為赤紅及紫醬色，可塑性強(qiáng)，膩滑似臘，在紅土底部因受水解作用形成大量的鈣質(zhì)結(jié)核。本層與上部的黃土分界不甚明顯，在顏色上由下而上由深而淺漸變。 ?.上更新統(tǒng)（Q3） 為黃土，多分布于溝谷兩側(cè)，構(gòu)成二級(jí)階地，其厚度變化不一，一般5－20米，土質(zhì)致密。 ?.全新統(tǒng)（Q4）為砂卵石、砂土堆積的現(xiàn)代沖積層，厚度大小不一，主要分布于現(xiàn)代河谷中的河漫灘。本井田含煤地層沉積類型和特征與晉東南其他地區(qū)大致相同，主要煤層及標(biāo)識(shí)層亦可對(duì)比。為了與區(qū)域地質(zhì)資料相一致，本次修編報(bào)告仍沿用晉東南地區(qū)標(biāo)志層對(duì)含煤地層進(jìn)行劃分。與本礦使用的編號(hào)有不同之處，現(xiàn)將其對(duì)應(yīng)關(guān)系列表如下。區(qū)域資料本次修編報(bào)告礦方使用K4上石灰?guī)rK4上石灰?guī)rK4石灰?guī)rK4石灰?guī)rK4石灰?guī)rK3石灰?guī)rK3石灰?guī)rK3石灰?guī)rK2石灰?guī)rK2石灰?guī)rK2石灰?guī)rK1石灰?guī)r古書院井田含煤地層為石炭系太原組和二疊系山西組，以下評(píng)述之。太原組（C 3t）：為井田主要含煤地層之一。由黑－深灰色的砂質(zhì)泥巖、灰黑色砂巖、石灰?guī)r和煤等組成 。屬海交替相沉積。含煤層、煤線八層，僅9號(hào)、15號(hào)兩層煤可采。全組共含5－7層海相灰?guī)r，由下而上具有標(biāo)志意義的由K2K6五層灰?guī)r，含豐富的蜒、腕足類化石。泥巖、砂質(zhì)泥巖中都含有豐富的植物化石碎片。底部有一層鮞狀結(jié)構(gòu)的砂質(zhì)泥巖與本溪組相分。－，與下伏地層呈整合接觸。K2灰?guī)r:位于太原組下部，是15號(hào)煤層的直接頂板，全區(qū)穩(wěn)定，－，一般9米左右，深灰色，致密堅(jiān)硬，頂部含似層狀燧石條帶為其特征，中部含泥質(zhì)，裂隙中充填有方解石細(xì)脈。含有豐富的動(dòng)物化石。厚度大且穩(wěn)定，是巖、煤層對(duì)比的主要標(biāo)志層之一。 K3灰?guī)r:位于K2上部約4米，－，一般厚3米，呈深灰色，性脆質(zhì)硬，含少量燧石結(jié)核。裂隙被方解石充填，產(chǎn)動(dòng)物化石。K4灰?guī)r：位于太原組中下部，K3灰?guī)r上約11米，上距9號(hào)煤層僅隔1米左右的泥巖，一般厚1米左右，呈灰色，致密堅(jiān)硬，含少量燧石結(jié)核。有時(shí)相變?yōu)殁}質(zhì)泥巖、砂巖。含豐富的動(dòng)物化石。山西組（P1s）：為井田主要含煤地層之一，以灰白色砂巖為主，中夾灰色及深灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖及煤層。為陸相含煤沉積，砂巖多為中細(xì)粒砂巖，石英含量高。砂質(zhì)泥巖與泥巖層理發(fā)育，含植物化石。底部一層不同穩(wěn)定的中粒砂巖與太原組相分。本組共含煤層、煤線3－5層，僅3號(hào)煤穩(wěn)定可采。－。則煤層柱狀圖為：三、礦區(qū)井田構(gòu)造古書院井田內(nèi)地層受新華夏構(gòu)造控制，主體走向與構(gòu)造相一致，傾向北西西，傾角3－5度。西部形成自西向東的幾個(gè)連續(xù)的向、背斜，東部以短軸褶曲為主?，F(xiàn)將井田內(nèi)主要構(gòu)造敘述如下：（1） 二仙掌向斜： 位于白馬寺逆斷層?xùn)|側(cè)，軸向NE12176。－22176。，南起晉普山井田，經(jīng)北巖井田，進(jìn)入該區(qū)，向北伸入鳳凰山井田，全長(zhǎng)20000m。（二）石城溝背斜：軸向NE12176。－22176。，南起寨上，經(jīng)北巖井田東部，進(jìn)入本井田牛山、石城溝、長(zhǎng)條嶺西部，全長(zhǎng)5000m，兩翼傾角5－7176。（三）方山向斜：位于張嶺、牛山、老王圪套經(jīng)楊莊進(jìn)入鳳凰山井田，縱貫古書院、鳳凰山兩井田，主體走向NE10176。－30176。，兩翼傾角3－5176。，全長(zhǎng)12000m。（四）大張村背斜：位于井田東部大張村附近，走向近南北，兩翼傾角3176。左右，全長(zhǎng)2500m。（五）王谷坨背斜：位于王谷坨村東，走向近東西向，兩翼傾角4－6176。，全長(zhǎng)1500m。第三節(jié) 煤層的埋藏特征 一、煤的層數(shù)古書院井田含煤地層屬石炭二疊紀(jì)。－。共含煤10余層，煤層總厚13－15米，含煤系數(shù)約10％。其中石炭系太原組含煤八層，僅9號(hào)煤、15號(hào)煤二層穩(wěn)定可采，二疊系山西組含煤五層，僅3號(hào)煤層穩(wěn)定可采。 （一）3號(hào)煤層：是主要可采煤層之一，位于山西組下部。，距9號(hào)煤層50米左右。－，夾石1－2層，最多可達(dá)5層，多見(jiàn)于中下部，煤層厚度變化不大，全區(qū)穩(wěn)定可采。 （二）9號(hào)煤層：位于太原組中部的K4上與K4灰?guī)r之間。下距15號(hào)煤層30米左右。－，厚度變化大，全區(qū)不可采。 （三）15號(hào)煤層：位于太原組下部，－，厚度無(wú)明顯變化規(guī)律，夾石1－2層，最多達(dá)5層，全區(qū)不可采。 （四）煤層對(duì)比：本區(qū)3號(hào)煤層位于山西組，屬陸相沉積，由于9號(hào)、15號(hào)煤層厚度相較3號(hào)煤層薄對(duì)比依據(jù)充分，因此本設(shè)計(jì)只對(duì)3號(hào)煤層進(jìn)行可采設(shè)計(jì)，9號(hào)、15號(hào)煤層設(shè)為不可采。二、煤的性質(zhì)及品種（一）、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，均為條帶狀結(jié)構(gòu)，由亮煤和鏡煤組成。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(jiàn)黃鐵礦結(jié)核或呈星散狀賦存于煤中。15號(hào)煤層為黑色，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。（二）、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。3號(hào)煤為低灰煤，15號(hào)煤為中灰煤。硫分以3號(hào)煤最低，屬特低硫煤，9號(hào)煤以中硫煤為主。15號(hào)煤層在本井田中南部大面積為高硫煤。，3號(hào)煤層煤質(zhì)變化小，15號(hào)煤層煤層煤質(zhì)變化大。（三）、煤的有害成分含量及煤的可選性 ：％，％，3號(hào)煤屬低磷煤，9號(hào)、15號(hào)為特低磷煤；％，％，％，3號(hào)煤硫分略有上升，9號(hào)、15號(hào)煤則明顯下降。：篩分3號(hào)煤＋％，成塊率不高，灰分在＋100－＋6mm級(jí)呈增加趨勢(shì)。9號(hào)煤＋％，灰分產(chǎn)率在＋80－＋25mm粒級(jí)增高，+25－＋6mm粒級(jí)灰分下降，隨后又下降。15號(hào)煤在＋％，灰分產(chǎn)率在＋80－＋25mm粒級(jí)增高，+25mm以下級(jí)呈鋸齒狀變化。（四）、煤的風(fēng)氧化本井田煤的風(fēng)氧化作用主要發(fā)生在3號(hào)煤層露頭處，西部、南部及東部均有。風(fēng)化煤完全失去煤的性質(zhì)、棕褐色、土狀光澤、微具塑性，手感松軟，遇水成泥狀，可燃性基本全無(wú)，灰分中Al2O3含量增高。氧化煤的腐植酸若大于20％，可作為提取腐植酸的原料、灰分小于46％，低位干基發(fā)熱量在12MJ/kg以上的仍可作為動(dòng)力用煤。第二章 井田境界與儲(chǔ)量第一節(jié) 井田境界井田西受白馬寺斷層控制，北與鳳凰山、王臺(tái)鋪井田相接，西南為北巖井田，。其主斜井口座標(biāo)為y＝，x＝，H=780，坡度15176。副斜井口座標(biāo)為x＝，y＝，H=782，坡度15176。煤層傾角3176。5176。，,井田邊界北與西南方向受地質(zhì)構(gòu)造和人為共同影響，其地質(zhì)構(gòu)造主要受白馬寺斷層的影響，人為邊界受晉城礦務(wù)局劃分的鳳凰山礦和王臺(tái)鋪礦的影響以及晉城市區(qū)的影響，無(wú)擴(kuò)區(qū)的可能。第二節(jié) 地質(zhì)儲(chǔ)量的計(jì)算井田內(nèi)大部分地區(qū)地層傾角平緩，一般在3176。到5176。之間，采用煤層的偽厚度及煤層水平投影面積估算。井田的地質(zhì)儲(chǔ)量的計(jì)算公式： Z=s*r*m關(guān)于以上公式參數(shù)的確定： 。2. m煤的平均厚度。 煤的容重,3＃；， /m 3，由上面的公式可計(jì)算出3＃地質(zhì)儲(chǔ)量為：Z=s*r*m= =22113萬(wàn)噸第三節(jié) 可采儲(chǔ)量計(jì)算安全煤柱的留設(shè)原則:建筑物、鐵路和公路按保護(hù)等級(jí)外推圍護(hù)帶，表土按450下推，遇基巖再按65～750下推留設(shè)保安煤柱。井田邊界煤柱按20m留設(shè)。大巷兩側(cè)各按30m留設(shè)保安煤柱，出于對(duì)巷道的保護(hù)并且對(duì)巷道的擴(kuò)展。工業(yè)場(chǎng)地占地面積，根據(jù)《煤礦設(shè)計(jì)規(guī)范中若干條文件修改決定的說(shuō)明》中第15條，工業(yè)場(chǎng)地占地面積見(jiàn)表：井型（萬(wàn)t/a）占地面積指標(biāo)（公頃/10萬(wàn)t）240以上120～18045～909～30工業(yè)廣場(chǎng)煤柱損失示意圖。如圖所示，在開(kāi)拓平面圖上通過(guò)建筑物四個(gè)角分別做平行與煤層走向和傾斜的四條直線，得矩形abcd。在矩形的外緣加上15m寬的維護(hù)帶，得受保護(hù)面積aˊbˊcˊdˊ。通過(guò)受保護(hù)面積中心作一沿煤層傾斜剖面1在這個(gè)剖面上，由維護(hù)帶的邊緣點(diǎn)m1，n1起在表土層以o=45度劃兩條保護(hù)線，即m1m2，n1n2。然后在基巖中于下山和上山方向按上山移動(dòng)角γ=75186。和下山移動(dòng)角β=，與煤層相交得nˊ和kˊ，則通過(guò)nˊ和kˊ的走向線分別為保護(hù)煤柱的上部和下部邊界。以同樣的方法在平行煤層走向的剖面2，按其走向移動(dòng)角δ=75186。作保護(hù)線，求得沿走向的煤柱邊界AˊBˊ和CˊDˊ，將nˊkˊ和AˊBˊ，CˊDˊ均繪制在平面圖上，即得保護(hù)煤柱邊界ABCD。煤柱是一個(gè)梯形。c、工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱占地面積為：＝＝可采儲(chǔ)量的計(jì)算： Zk=(ZgP) C (據(jù)《煤礦礦井開(kāi)采設(shè)計(jì)手冊(cè)》上冊(cè)公式：2－3－1)式中： Zk－礦井可采儲(chǔ)量，萬(wàn)噸。 Zg－井田地質(zhì)儲(chǔ)量，萬(wàn)噸。 P－永久煤柱損失，萬(wàn)噸。 C－采區(qū)回采率。 綜上所述本礦3號(hào)煤層可采儲(chǔ)量為： 。第三章 礦井的工作制度及生產(chǎn)能力第一節(jié) 礦井的工作制度依據(jù)《煤礦礦井開(kāi)采設(shè)計(jì)手冊(cè)》（上冊(cè)）確定該礦井的年工作數(shù)是330天，每天凈提升時(shí)間為14小時(shí)，本設(shè)計(jì)考慮到采用綜合機(jī)械化采煤的特性，決定采用“四六”制，即采用三班出煤，一班檢修的方式。第二節(jié) 礦井生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 由于本地區(qū)儲(chǔ)量豐實(shí)，地質(zhì)構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單，煤層生產(chǎn)能力大，開(kāi)采技術(shù)條件好，且煤層穩(wěn)定，采用綜合機(jī)械化開(kāi)采，機(jī)械化程度高，初步定為年生產(chǎn)能力為180萬(wàn)噸。礦井的年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力（井型）A，服務(wù)年限T及可采儲(chǔ)量Zk，三者的關(guān)系用下式表達(dá)：T=本公式見(jiàn)《煤礦礦井采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)》（上冊(cè)）公式2－3－3，式中： K――礦井儲(chǔ)量備用系數(shù)， Zk――井田可采儲(chǔ)量，萬(wàn)噸當(dāng)A＝，可求得該礦井的服務(wù)年限為65年，滿足180萬(wàn)噸的礦井服務(wù)年限必須大于60年的要求。第四章 井田開(kāi)拓第一節(jié) 井田開(kāi)拓的確定 本設(shè)計(jì)為晉城礦務(wù)局古書院礦初步設(shè)計(jì)，井田地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，煤埋藏較穩(wěn)定，一般傾角為3～5176。，，基本上呈矩形。由于本區(qū)內(nèi)沒(méi)有大的地質(zhì)構(gòu)造，地質(zhì)條件較為簡(jiǎn)單，所以井筒與工業(yè)廣場(chǎng)的選擇不受地形及洪水位的限制，基于上述條件，工業(yè)廣場(chǎng)應(yīng)該選在靠近井田儲(chǔ)量中心的位置，另外此處的海拔低，靠近煤層，地勢(shì)平坦。