【正文】 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科畢業(yè)設計論文 共 106 頁 第 1 頁 1 礦區(qū)概述及井田地質特征 礦區(qū)概述 地理位置 山西國陽新能股份有限公司一礦位于沁水煤田北端，太行復背斜西翼，礦區(qū)位于 山西省陽泉市西北部和盂縣東南部， 東南距陽泉市 10km，地跨陽泉和盂縣兩市縣，行政區(qū)劃屬山西省陽泉市。其地理坐標 ： 東經 113176。21′10″～ 113176。31′11″ 北緯 37176。53′17″～ 37176。58′51″。 全套圖紙，加 153893706 交通條件 一礦的交通運輸條件極為方便，工業(yè)廣場旁有鐵路專用線與電氣化雙軌石太線陽泉車站接軌，運距 10km。一礦的公路往南行 2km經賽魚口 ， 和太舊高速公路以及 307國道線相連，與陽泉、平定、盂縣、壽陽等各市縣結成公路網。陽泉市內有一路公共汽車和陽煤集團礦交車直達一礦，交通十分便利。見 一礦 交通位置示意圖 11。 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科畢業(yè)設計論文 共 106 頁 第 2 頁 207國道北河西山至古交 賽魚太原市榆次市陽泉市石家莊市壽陽平定昔陽娘子關孟縣至忻州行至和順太山桃河太 舊 高 速太舊高速石太線108國道108國道舊關至長治 滹 沱 至五臺至清徐至忻州大運高速 一礦礦區(qū)208國道陽曲村莊縣城 地級市省會河流省界省道國道高速公路圖例 河石 太 高 速307國 道307國道 圖 11 一礦交通位置示意圖 地形、地 貌及河流 本井田位于太行山北段西翼，以落雁垴 —— 廟梁 —— 佛爺梁 —— 王蘭山—— 劉備山分水嶺呈大致東西向橫貫井田中南部，形成中部高而南北低的地勢。井田內地形切割強烈，南坡較北坡更甚，“ Ｕ ”字形、“ Ｖ ”字形沖溝極為發(fā)育，其山脊與溝谷多數(shù)呈大致北北東向排列于分水嶺兩側，尤如羽狀，形成了復雜的中低山地形地貌。最高點落雁垴，標高為 +，北坡最低點為皇后村前的召山河谷，標高為 +1035m，南坡最低點為一礦沸騰鍋爐房旁的蒙村河床，標高為 +，一般相對高差為 300m左右。本井田總的地形地貌特征是：坡陡谷 深，地表裸露、植被較少。 本井田河流屬海河流域的滹沱河水系 。 分水嶺南坡為桃河水系，主要有保安溝河、蘆湖溝河和蒙村河等河流。分水嶺北坡為溫河水系，主要有召山河、燕龕河、元子溝河、白家溝河、鴿子塄溝河等支流，都自南而北注入 10km以外的溫河。這些水系的基本特點是受季節(jié)性控制明顯，為間歇性河流，冬、春季節(jié)往往干涸無水，唯到每年的 6～ 9月份雨季時，常因山洪暴發(fā)流量劇增，切割強烈。 礦井所在工業(yè)場地的蒙村河最大流量為 367200m3/h，最高洪水位為、老坪溝河最大流量為 。 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科畢業(yè)設計論文 共 106 頁 第 3 頁 氣象與地震 本井田屬于暖溫帶大陸性半干旱季風氣候。 四季分明，日照充足。 年最大降水量 ，最小降水量 ，平均降水量 ； 年最大蒸發(fā)量 ，最小 ，平均蒸發(fā)量 ； 蒸發(fā)量大于降水量3倍多 。 年平均氣溫最高 ℃ ， 最低 ℃ ，歷年平均 ℃ ；陽泉極端最高氣溫 ℃ ，最低氣溫 ℃ 。 1959年 4月 14日，風速為 28m/s(W風 )，歷年平均 風速 。盂縣最大風速為 ，歷年平均 。在 1989年 8月 24日 20時 10分至 20時 25分，陽泉市遭到 1次罕見的颶風暴雨、冰雹的襲擊，最大風力 12級，最大風速 35m/s， 為陽泉市歷史上 罕見。 月最大絕對濕度 毫巴，最小 ，歷年平均 。最早初霜期 為 1980年 9月 23日、終霜期 為 1963年 4月 29日，最大凍土深度 。 山西省地震局于 1982年編繪的《全省地震分布及破壞性地震 (烈度大于七度 )預測圖》表明，本井田位于昔陽 和順縣地震帶北部邊緣。該帶由于地處太行山經向斷裂帶的邊緣，是歷史上的地震多發(fā)帶 ， 在省內其活動性僅次于大同 —— 太原 —— 臨汾帶。 根據(jù)國家地震局 1976年 9月《中國地震基本烈度區(qū)劃資料》 (1/3百萬 )及晉震發(fā)業(yè)字 (1984)第 110號文，陽泉礦區(qū)除昔陽縣境內基本烈度為七度區(qū)外，其余地區(qū)均為六度區(qū)，本井田處于地震基本烈度的六度區(qū)。 從歷史上看陽泉地區(qū)未發(fā)生過六級以上大地震，一般在 ～ 。 井田地質特征 地質構造 1） 區(qū)域構造 陽泉礦區(qū)位于沁水盆地東北邊緣、新華夏系第三隆起帶中段西側、祁呂賀山字型前弧東翼以東。較低序次的娘子關帚狀構造、壽陽局部經向構造 (西洛南北向褶皺帶 )分處礦區(qū)東西兩側。北抵陽曲 — 盂縣東西褶 皺帶，老廟山中國礦業(yè)大學 2020 屆本科畢業(yè)設計論文 共 106 頁 第 4 頁 蓮花狀構造位居礦區(qū)南部。新華夏系較低序次的武鄉(xiāng) — 陽城凹皺帶呈北北東向縱貫整個礦區(qū)。 由于經過多次不同時期、不同方式、不同方向區(qū)域性構造運動的綜合作用，特別是受新華夏系太行隆起帶及山西中部緯向構造帶陽曲 — 盂縣東西褶斷帶的影響，本區(qū)形成了一個東北高而西南低，沿北西走向、南西傾向的大規(guī)模的單斜構造，在這個單斜面上，次一級的構造以波狀起伏的短軸褶皺構造為主，層間的小型斷裂構造次之。 2） 井田構造 一礦井田位于礦區(qū)大單斜的西北部，其構造形態(tài)基本上呈一單斜狀，其走向為北西，傾向為南西。沿單斜走向和傾向均發(fā)育 有次一級的較平緩的褶皺群和層間斷裂構造，局部地段發(fā)育有陡傾撓曲，本井田陷落柱較發(fā)育，大部為砂巖及泥巖。 （ 1） 褶皺 在井田單斜上發(fā)育的次一級的規(guī)模較大的褶皺構造有 15條，有神廟溝背斜、元子溝、西土活向斜、獅子坪、路家莊背斜、白家溝、杏梁、虎峪村西向斜、鴿子崖背斜、碾子溝向斜、虎峪村東背斜、楊家峪西、葫蘆山向斜、楊家峪、紅簡溝、周家山背斜、煙嘴、高家溝、常家山向斜、皇后村東、石板溝背斜，西溝向斜、巨溝村背斜。 （ 2） 斷層 一礦井田內落差大于 20m的大中型斷層有兩條，其特征 見 表 11。 落差小于 20m的斷層 特征 見表 12。 表 11 大中型斷層特征表 斷層名稱 性 質 落差 產 狀 延伸長度 影響煤層 備 注 F29 逆斷層 25m 270176。∠ 50176。 1050m 12 號、 15 號 110 號鉆孔揭露 F12 逆斷層 20m 110176。∠ 65176。 200m 15 號 北丈八井主皮帶 斜井揭露 表 12 小 型斷層特征表 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科畢業(yè)設計論文 共 106 頁 第 5 頁 煤層 斷層性質 H20m 20mH5m 5mH1m 條數(shù) 長度 條數(shù) 長度 條數(shù) 長度 15 號 正斷層 / / 5 450 28 1790 逆斷層 2 1250 10 1200 52 3530 （ 3） 節(jié)理 本井田節(jié)理比較發(fā)育，可分為四組：第一組 N80176。E—N85176。E，第二組N5176。W—N10176。W，第三組 N20176。E—N30176。E，第四組 N40176。W—N50176。W。第一組與第二組為一“ X”型節(jié)理，第三組與第四組為另一“ X”型節(jié)理。分別構成棋盤格式構造。第一、二組為走向近直交的共軛剪節(jié)理。 NNW向一組多具扭張性，發(fā)育程度較高，有參差不齊的斷口； NEE向的一組一般結構面緊閉，地表發(fā)育較弱。第三、四組為斜交或近直交的共軛 “ X”型節(jié)理。結構面力學性質為扭張性。一般 NW向一組節(jié)理面呈弱鋸齒狀參差不齊，有時被方解石充填。 NE向一組節(jié)理面平整緊閉。該組節(jié)理在本井田的西部及北部較發(fā)育，常在砂巖層面上構成棋盤格式型。并且有時在地表或井下組成階步狀構造群，把地層和煤層切成小塊。 （ 4） 巖溶陷落柱 一礦井田內巖溶陷落柱廣泛發(fā)育，目前在井田內共發(fā)現(xiàn)陷落柱 381個，其中絕大部分為井下采掘工程所揭露，據(jù)已采區(qū)證實的統(tǒng)計資料，地面調查和勘探查明的陷落柱有 15個，只占陷落柱總數(shù)的 %。 含煤地層 本井田為石炭二疊紀煤系地層，即為本溪組 、太原組和山西組。太原組含煤性最好、其次為山西組，本溪組含煤性最差?，F(xiàn)根據(jù)井田地質資料由老到新敘述如下： 1） 石炭系中統(tǒng)本溪組 由灰色、淺灰色鋁土巖、 鋁土質泥巖、粉砂巖、細砂巖和石灰?guī)r組成。鋁土巖、鋁土質泥巖具有鮞狀結構，以底部的鋁土巖較穩(wěn)定。在井田西部本組的頂部和中上部有鋁土質泥巖，且上部的鋁土質泥巖較穩(wěn)定，厚約 4m左右。中國礦業(yè)大學 2020 屆本科畢業(yè)設計論文 共 106 頁 第 6 頁 鋁土含量底 部一層最高， Al2O3含量高達 40%以上。巖石富含黃鐵礦，尤以下部含量最高，局部可呈黃鐵礦薄層，一般將下部富含鐵鋁質的巖層謂之鐵鋁巖層段，山西式鐵礦亦 系此層位。本組含灰?guī)r 2～ 4層，厚度一般為 1米左右、以上下兩層較穩(wěn)定。本組含煤線。 0～ 2層，不穩(wěn)定且不可采，有時中部的煤線和灰?guī)r呈現(xiàn)消長關系。砂巖以中部一層最發(fā)育，一般為石英砂巖。本組平均厚度為 ，有自東向西增厚的趨勢。與下伏奧陶系中統(tǒng)峰峰組呈假整合接觸。 2） 石炭系上統(tǒng)太原組 太原組是本區(qū)主要含煤地層之一，連續(xù)沉積于本溪組地層之上。全組厚度 90～ 130m，平均 ，由灰色、深灰色砂質泥巖、泥巖，灰白色細 —中粒砂巖，深灰色石灰?guī)r和煤組成。有三層石灰?guī)r，是本組煤層對比的典型標志層。含煤 8層，其中 12號、 15號為主要可 采煤層， 8號、 9號上、 9號、 13號為局部可采煤層，含煤系數(shù) 9～ 10%。 3） 二迭系下統(tǒng)山西組 山西組連續(xù)沉積于太原組之上，為本區(qū)主要含煤地層之一，含煤性較太原組略差。全組厚度 40～ 75m，平均 。由灰白色砂巖、深灰色砂質泥巖、泥巖和煤組成。本組含煤 6層，其中 3號煤為主要可采煤層， 6號煤為局部可采煤層，其余均不可采，含煤系數(shù) 5～ 7%。 地質綜合柱狀圖見圖 12。 水文地質條件 1） 主要含水層 本井田含水層多屬局部孔隙－裂隙含水層。含水層的富水性與控水地形、構造有關，一般在向斜地段含水較多， 其它部位含水性極弱。 （ 1） 中奧陶統(tǒng)馬家溝組 — 灰?guī)r巖溶裂隙含水層： 北丈八井主皮帶斜井和 3t底卸煤倉揭穿奧陶紀灰?guī)r ，其巖性堅硬、質純、致密，未發(fā)現(xiàn)溶孔。據(jù)鄰區(qū)鉆孔抽水試驗資料，本層地下水的總硬度中國礦業(yè)大學 2020 屆本科畢業(yè)設計論文 共 106 頁 第 7 頁 為 (德國度 )，硫酸鹽為 ， PH值為 ，屬弱堿性水。 （ 2） 石炭系上統(tǒng)太原組 —— 石灰?guī)r、砂巖裂隙含水層： 主要由 K K K4石灰?guī)r、 K1砂巖及“怪砂巖”組成，總平均厚度為 。 （ 3） 二疊系下統(tǒng)山西組 —— 砂巖裂隙含水層： 主要由 3號煤層頂板砂巖和 K7(砂巖 )組成。 （ 4） 二疊系下統(tǒng)下石盒子組 —— 砂巖裂隙含水層： 由灰白色的 K8(砂巖 )和灰色 K9(中粒砂巖 )組成。 K8(砂巖 )為本組的基底， K9(砂巖 )位于本組的中下部，總平均厚度為 。 （ 5） 二疊系上統(tǒng)上石盒子組 —— 砂巖裂隙含水層： 主要由灰白、灰綠色的 K11(中粗粒砂巖 )和 K12(含礫中粗粒砂巖 )組成。中國礦業(yè)大學 2020 屆本科畢業(yè)設計論文 共 106 頁 第 8 頁 k8中粒砂巖泥巖1 煤砂質泥巖2 煤泥巖3 煤砂質泥巖4 煤砂質泥巖5 煤砂質泥巖6 煤泥巖中粒砂巖 k7泥巖8 上 煤泥巖8 煤中粒砂巖9 上 煤泥巖9 煤砂質泥巖石灰?guī)r k41 1 煤泥巖1 2 煤砂質泥巖石灰?guī)r1 3 煤k3砂質泥巖石灰?guī)r k2泥巖1 5 煤砂質泥巖中粒砂巖 k1圖 　地質綜合柱狀圖12 圖 12 地質綜合柱狀圖 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科畢業(yè)設計論文 共 106 頁 第 9 頁 廣 泛出露于本井田地表的分水嶺兩側的山梁及山頂部位，多形成高山陡坎地貌。巖性堅硬，由于風化作用，地表裂隙發(fā)育。 （ 6） 第四系 —— 沖積、洪積孔隙含水層： 由河卵石、礫石、滾石、砂、亞砂 土等組成。主要分布在井田內河床或低凹地帶。在蒙村河、召山河分布較厚，約 ～ 。雨季含水豐富，旱季水量較小，潛水位隨季節(jié)性變化明顯。 2） 地表水 本井田河流屬海河流域的滹沱河水系，以落雁垴 —— 廟梁 —— 佛爺梁 —— 王蘭山 —— 劉備山分水嶺，呈大致東西向橫貫井田中南部，形成中部高，南北低的地勢。分水嶺兩側地形切割強烈，形成 “ Ｕ ”字形、“ Ｖ ” 字形沖溝，其山脊與溝谷多數(shù)呈大致北北東向排列于分水嶺兩側，尤如羽狀，形成了復雜的中低山地形地貌。這些沖溝形成季節(jié)性河流，冬春干涸無水， 6～ 9月雨季時，流量劇增。 3） 礦井 涌水量