【正文】 一、井田勘探程度古書院礦自1958年7月開設(shè)，在建設(shè)過程中，原勘探程度不足，由114隊對該區(qū)進(jìn)行了精查補(bǔ)充勘探，共施工44個鉆孔。并提交有《生產(chǎn)補(bǔ)充勘探報告》。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多個數(shù)據(jù)，匯編七大類表格，繪制195個鉆孔柱狀圖。用一年多的時間，于1988年1月編制成《古書院礦井生產(chǎn)地質(zhì)報告》。1988年礦井地質(zhì)報告編制完成之后，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)無線電波透視儀（簡稱坑透儀）進(jìn)行工作面坑透，這種手段主要運(yùn)用在3號煤層，目前所有的3號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。礦井水文地質(zhì)工作方法仍主要是在各水文觀測站進(jìn)行定期觀測，一般情況每月觀測一到二次，雨季觀測三次或多次。突水點、出水點做到及時觀測，對有水害威脅的區(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，可見褐鐵礦黑色斑點，含鈣質(zhì)結(jié)核3－5層，該層脫水曬干后變得堅硬。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)識層亦可對比。為了與區(qū)域地質(zhì)資料相一致，本次修編報告仍沿用晉東南地區(qū)標(biāo)志層對含煤地層進(jìn)行劃分。與本礦使用的編號有不同之處，現(xiàn)將其對應(yīng)關(guān)系列表如下。區(qū)域資料本次修編報告礦方使用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、15號兩層煤可采。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。含有豐富的動物化石。厚度大且穩(wěn)定，是巖、煤層對比的主要標(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號煤層僅隔1米左右的泥巖，一般厚1米左右，呈灰色，致密堅硬，含少量燧石結(jié)核。有時相變?yōu)殁}質(zhì)泥巖、砂巖。含豐富的動物化石。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、長條嶺西部，全長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號煤、15號煤二層穩(wěn)定可采，二疊系山西組含煤五層，僅3號煤層穩(wěn)定可采。 （一）3號煤層：是主要可采煤層之一，位于山西組下部。，距9號煤層50米左右。－，夾石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。 （二）9號煤層：位于太原組中部的K4上與K4灰?guī)r之間。下距15號煤層30米左右。－，厚度變化大，全區(qū)不可采。 （三）15號煤層：位于太原組下部，－，厚度無明顯變化規(guī)律，夾石1－2層，最多達(dá)5層，全區(qū)不可采。 （四）煤層對比：本區(qū)3號煤層位于山西組，屬陸相沉積，由于9號、15號煤層厚度相較3號煤層薄對比依據(jù)充分，因此本設(shè)計只對3號煤層進(jìn)行可采設(shè)計，9號、15號煤層設(shè)為不可采。二、煤的性質(zhì)及品種（一）、物理性質(zhì)3號煤層為黑灰色，金屬光澤，貝殼狀斷口，致密堅硬，均為條帶狀結(jié)構(gòu)，由亮煤和鏡煤組成。9號煤層為灰黑色，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)核或呈星散狀賦存于煤中。15號煤層為黑色，油脂光澤，以暗煤為主，夾鏡煤條帶，平坦?fàn)顢嗫?，條帶狀結(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號煤水分有所下降，15號煤稍有增高。3號煤為低灰煤，15號煤為中灰煤。硫分以3號煤最低，屬特低硫煤，9號煤以中硫煤為主。15號煤層在本井田中南部大面積為高硫煤。，3號煤層煤質(zhì)變化小，15號煤層煤層煤質(zhì)變化大。（三）、煤的有害成分含量及煤的可選性 ：％，％，3號煤屬低磷煤，9號、15號為特低磷煤；％，％，％，3號煤硫分略有上升，9號、15號煤則明顯下降。：篩分3號煤＋％，成塊率不高，灰分在＋100－＋6mm級呈增加趨勢。9號煤＋％，灰分產(chǎn)率在＋80－＋25mm粒級增高，+25－＋6mm粒級灰分下降，隨后又下降。15號煤在＋％，灰分產(chǎn)率在＋80－＋25mm粒級增高，+25mm以下級呈鋸齒狀變化。（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，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以上的仍可作為動力用煤。第二章 井田境界與儲量第一節(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鋪礦的影響以及晉城市區(qū)的影響，無擴(kuò)區(qū)的可能。第二節(jié) 地質(zhì)儲量的計算井田內(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)儲量的計算公式： 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，由上面的公式可計算出3＃地質(zhì)儲量為：Z=s*r*m= =22113萬噸第三節(jié) 可采儲量計算安全煤柱的留設(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，出于對巷道的保護(hù)并且對巷道的擴(kuò)展。工業(yè)場地占地面積，根據(jù)《煤礦設(shè)計規(guī)范中若干條文件修改決定的說明》中第15條，工業(yè)場地占地面積見表：井型（萬t/a）占地面積指標(biāo)（公頃/10萬t）240以上120～18045～909～30工業(yè)廣場煤柱損失示意圖。如圖所示，在開拓平面圖上通過建筑物四個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。通過受保護(hù)面積中心作一沿煤層傾斜剖面1在這個剖面上，由維護(hù)帶的邊緣點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角γ=75186。和下山移動角β=，與煤層相交得nˊ和kˊ，則通過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。煤柱是一個梯形。c、工業(yè)廣場保護(hù)煤柱占地面積為：＝＝可采儲量的計算： Zk=(ZgP) C (據(jù)《煤礦礦井開采設(shè)計手冊》上冊公式：2－3－1)式中： Zk－礦井可采儲量，萬噸。 Zg－井田地質(zhì)儲量，萬噸。 P－永久煤柱損失，萬噸。 C－采區(qū)回采率。 綜上所述本礦3號煤層可采儲量為： 。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)《煤礦礦井開采設(shè)計手冊》（上冊）確定該礦井的年工作數(shù)是330天，每天凈提升時間為14小時，本設(shè)計考慮到采用綜合機(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)儲量豐實，地質(zhì)構(gòu)造相對簡單，煤層生產(chǎn)能力大，開采技術(shù)條件好，且煤層穩(wěn)定，采用綜合機(jī)械化開采，機(jī)械化程度高，初步定為年生產(chǎn)能力為180萬噸。礦井的年設(shè)計生產(chǎn)能力（井型）A，服務(wù)年限T及可采儲量Zk，三者的關(guān)系用下式表達(dá)：T=本公式見《煤礦礦井采礦設(shè)計手冊》（上冊）公式2－3－3，式中： K――礦井儲量備用系數(shù)， Zk――井田可采儲量，萬噸當(dāng)A＝，可求得該礦井的服務(wù)年限為65年，滿足180萬噸的礦井服務(wù)年限必須大于60年的要求。第四章 井田開拓第一節(jié) 井田開拓的確定 本設(shè)計為晉城礦務(wù)局古書院礦初步設(shè)計，井田地質(zhì)構(gòu)造簡單，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)沒有大的地質(zhì)構(gòu)造，地質(zhì)條件較為簡單，所以井筒與工業(yè)廣場的選擇不受地形及洪水位的限制，基于上述條件，工業(yè)廣場應(yīng)該選在靠近井田儲量中心的位置，另外此處的海拔低，靠近煤層，地勢平坦。