【正文】 中統(tǒng) 峰峰組 O2f — 上部灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r；下部角礫狀白云質(zhì)泥灰?guī)r夾灰?guī)r及石膏層。 下統(tǒng) 下石盒子組 P1x — 上部灰綠、黃綠色砂巖、砂質(zhì)頁(yè)巖、頁(yè)巖、頂部一層紫色鋁土質(zhì)頁(yè)巖；下部灰黃、黃綠色砂巖、砂質(zhì)頁(yè)巖 、頁(yè)巖及薄煤層。 煤礦井田設(shè)計(jì) 河北工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 表 121 區(qū)域地層一覽表 界 系 統(tǒng) （群） 組 代號(hào) 厚度 （ m） 巖性描述 新生界 第四系 全新統(tǒng) Ｑ ４ １０ 亞砂土、亞粘土、粉細(xì)砂及礫石層 中上更新統(tǒng) Ｑ ２ +３ 0170 上部粉砂巖、亞砂土、中部細(xì)砂及礫石層；下部淡紅色亞粘 土、亞砂土夾鈣質(zhì)結(jié)核層，底部有礫石層。 太原組第一段為主要含煤段，由晉祠砂巖 K1至 L1灰?guī)r底部，巖性主要由灰、灰黑色泥巖、頁(yè)巖、粉砂巖及煤層組成，本段含可采煤層為 10 號(hào)煤層， 其中 8 號(hào)煤層穩(wěn)定可采， 10 號(hào)煤層較穩(wěn)定可采 。主要受離石 中陽(yáng)向斜構(gòu)造控制。 （ 2） 新生界第四系，可見(jiàn)中更新統(tǒng)、上更新統(tǒng)、全新統(tǒng)。 （ 4） 上古生界二迭系，分下統(tǒng)和上統(tǒng)：下統(tǒng)分山西組、下石盒子組；上統(tǒng)分上石盒子組。為黃綠色礫巖與竹葉狀白云巖，上層中上部以石灰?guī)r為主。上太古界混合雜巖 帶及中粒、粗粒黑云母花崗巖。以白云母片巖、白云母變粒巖為主，夾大理巖，有些地段可見(jiàn)白色含白云母花崗偉晶巖及石英脈。不久又開(kāi)始上升，在二疊紀(jì)、三疊紀(jì)形成很厚的陸 相沉積。 二、地質(zhì)構(gòu)造 (一 )區(qū)域地質(zhì)簡(jiǎn)況 區(qū)域 地質(zhì) 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造的發(fā)展史與整個(gè)華北古陸頗為一致。據(jù)該礦近年實(shí)測(cè)資料，確定了礦井瓦斯等級(jí)，評(píng)價(jià)了 10 號(hào)煤層的煤塵爆炸性和煤的自燃傾向性。詳細(xì)查明了井田構(gòu) 造，正確評(píng)價(jià)了構(gòu)造復(fù)雜程度。據(jù) 2020 年瓦斯等級(jí)鑒定結(jié)果， 5 號(hào)煤層瓦斯絕對(duì)涌出量 ，相對(duì)涌出量 ，二氧化碳絕對(duì)涌出量 ，相對(duì)涌出量，為低瓦斯礦井。 據(jù)山西省煤 炭工業(yè) 局 綜 合 測(cè)試 中心 檢驗(yàn)報(bào) 告， 5號(hào)煤層 煤 塵 火焰 長(zhǎng) 度 45mm，巖粉量75%，煤 塵 具有爆炸性，吸氧量 ，自燃等 級(jí) Ⅲ 級(jí) ， 煤層屬于 不易自燃 煤層 。 設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 120 萬(wàn)噸 /年。 據(jù)山西省煤 炭工業(yè) 局 綜 合 測(cè)試 中心 檢驗(yàn)報(bào) 告， 5號(hào)煤層 煤 塵 火焰 長(zhǎng) 度 50mm，巖粉量75%，煤 塵 具有爆炸性，吸氧量 ，自燃等 級(jí) Ⅲ 級(jí) ， 煤層屬于 不易自燃 煤層 。井下采用綜采綜掘開(kāi)采，回采工作面為壁式放頂開(kāi)采方式。 九 、區(qū)域經(jīng)濟(jì) 方山 縣以農(nóng)業(yè)為主，工業(yè)為輔，主要工業(yè)為煤炭、建 材等，區(qū)內(nèi)耕地面積較少，并多為山坡地。 奧陶系中統(tǒng)上馬家溝組石灰?guī)r巖溶水 井田以東奧陶系上馬家溝組石灰?guī)r巖溶水，水質(zhì)好，水量豐富，埋藏淺，易開(kāi)采。 五、電源條件 煤礦井田設(shè)計(jì) 河北工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 本礦井位于呂梁市方山縣境內(nèi)，其供電電源采用雙回 35kV 架空線：一回引自喬溝110kV 變電站，供電電壓 35kV，供電距離為 9km，導(dǎo)線型號(hào)為 LGJ120mm2；另一回引自大武園區(qū) 110kV 變電站，供電電壓 35kV，供電距離為 18km。蒸發(fā)量年平均值為 1900mm，最大在 6月份，平均為 。 據(jù)方山縣氣象站資料，各氣象要素特征如下： 氣溫：年平均 ℃，一月份最低，平 均為 ℃，極端值達(dá) ℃， 7 月份最高，平均為 ℃，極端值達(dá) ℃，平均溫差 ℃。地勢(shì)總體東高西低。 44′ 54″～ 37176。行政隸屬峪口鎮(zhèn)管轄。 地理坐標(biāo)： 東經(jīng) 111176。 47′ 25″ 井田距 209 國(guó)道 9 公里，方山縣至臨縣的鄉(xiāng)村公路從礦區(qū)通過(guò)，交通運(yùn)輸條件較為便利 。最高點(diǎn)位于井 田東部，海拔 ，最低點(diǎn)位于井田西部 ,海拔 ，相對(duì)高差 ，屬低中山丘陵區(qū)。一般氣溫降至 0℃的時(shí)間是 10 月中旬，回升到 0℃以上的時(shí)間是翌年 4月中旬。 風(fēng)向及風(fēng)速：風(fēng)向多為西北，風(fēng)速年平均 ，最大在 35月份，風(fēng)速可達(dá)。供電導(dǎo)線為 LGJ120mm2。開(kāi)發(fā)利用礦區(qū)奧灰水是未來(lái)礦區(qū)供水的一個(gè)重要方向。農(nóng)作物以玉米、豆類(lèi)、谷子 為主，糧食基本上自給自足。設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 120 萬(wàn)噸 /年。 據(jù)本次調(diào)查，該井田涌水量為 250m3/d。為改擴(kuò)建礦井。 據(jù)本次調(diào)查，井田涌水量為 200m3/d。 根據(jù)山西省煤炭工業(yè)局綜合測(cè)試中心檢驗(yàn)報(bào)告， 5 號(hào)煤層煤塵火焰長(zhǎng)度 120mm，巖粉用量 70%，煤塵有爆炸性，吸氧量 ，自燃傾向性等級(jí)為 Ⅱ 級(jí)，屬自燃煤層。詳細(xì)查明了 10 號(hào)煤層的層位、厚度、結(jié)構(gòu)及可采范圍，正確評(píng)價(jià)了主要可采煤層的可采性和穩(wěn)定程度。評(píng)述了 10 號(hào)煤層的頂?shù)装鍘r石工程地質(zhì)特征。前震旦紀(jì)地層為巨厚的混合巖化強(qiáng)烈的關(guān)帝山花崗巖及其它古老變質(zhì)巖系，分布在關(guān)帝山周?chē)瑸槁∑瘃薨?。中生代末期，受燕山運(yùn)動(dòng)的影響，大量花崗巖侵入，關(guān)帝山急驟隆起，形成呂梁背斜，鑄成了今日地貌的雛形。 （ 2） 上太古界呂梁群自下而上（即從老到新）可分為赤堅(jiān)嶺、杜家溝組。 元古界 下元古界野雞山群（分兩組），青楊家灣組及白龍山組，從下至上為變質(zhì)礫巖，含礫石英巖和石英巖，淡紅色條帶狀角閃巖、變粒巖、黑灰色條紋狀、帶狀鈣質(zhì)黑云千枚巖夾鈣質(zhì)石英巖。 （ 3） 上古生界石炭系，可見(jiàn)中統(tǒng)和上統(tǒng)：中統(tǒng)，本溪組：主要是鐵鋁巖、鋁 土巖、頁(yè)巖、灰?guī)r，在吳城局、張家塔、石站頭等地出露。地層間接觸關(guān)系為整合接觸，主要由砂巖、砂質(zhì)頁(yè)巖、頁(yè)巖、泥巖以及煤層組成的陸相沉積地層，分布于張家塔附近。與下伏地層呈角度不整合接觸，主要是離石黃土、馬蘭黃土以及沖洪積物。 （二） 區(qū)域含煤特征 區(qū)域上含煤地層主要為石炭系上統(tǒng)太原組和二疊系下統(tǒng)山西組。底部 K1砂巖為本溪組和太原組的分界線。 上第三系 上 新 統(tǒng) N2 0540 上部深紅色粘土、砂質(zhì)粘土夾礫巖，含鈣質(zhì)結(jié)核；中部棕紅色砂質(zhì)粘 土、亞粘土、灰白色礫巖；下部紫色礫巖、黃色粉砂互層，黃色細(xì)砂夾礫巖。 山西組 P1s .2 灰白色砂巖、砂質(zhì)頁(yè)巖、頁(yè)巖、煤層。 上馬家溝組 O2s —250 上部白云質(zhì)灰?guī)r，灰?guī)r夾白云質(zhì)泥灰?guī)r、泥質(zhì)白云巖；中部白云質(zhì)豹皮灰?guī)r、灰?guī)r、白云巖；下部角礫狀白云質(zhì)泥灰?guī)r、白云質(zhì)泥灰?guī)r。 煤礦井田設(shè)計(jì) 河北工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 表 121 區(qū)域地層一覽表 界 系 統(tǒng) （群） 組 代號(hào) 厚度 （ m） 巖性描述 中統(tǒng) ∈ 2 — 上部泥質(zhì)條帶灰?guī)r、頁(yè)巖、白云質(zhì)鮞狀灰?guī)r；下部白云質(zhì)鮞狀灰?guī)r，泥質(zhì)條帶灰?guī)r、紫紅色頁(yè)巖夾石英砂巖、海綠石長(zhǎng)石砂巖。 (三 )礦井地質(zhì) 井田地層 井田廣為第四系黃土，上第三系紅土、礫石層所掩蓋。與下伏地層為平行不整合接觸。該組厚度為 ～ ，平均 。與下伏地層為整合接觸。厚度 0～ ，平均為 ，區(qū)內(nèi)大面積出露，多分布在山頂或山坡上，與下伏地層呈不整合接觸。－ 7176。 F1正斷層：位于井田南部，走向南東 北西，傾向北東，傾角為 70176。 井田內(nèi)未發(fā)現(xiàn)陷落柱、巖漿巖等其它構(gòu)造現(xiàn)象，總體構(gòu)造屬簡(jiǎn)單。 區(qū)域地層由東向西依次出露奧陶系、石炭系、二疊系。 碳酸鹽巖類(lèi)巖溶裂隙含水巖組 區(qū)域內(nèi)主要指奧陶系石灰?guī)r地層。在水平方向上，受區(qū)域構(gòu)造控制，補(bǔ)給區(qū)富水性一般較差，徑流區(qū)逐步加強(qiáng)，排泄區(qū)富水性最強(qiáng)?？傮w該組富水性弱。斷裂帶和風(fēng)化裂隙發(fā)育的地帶，富水性較強(qiáng)。 全新統(tǒng)含水層主要分布于 湫水河河谷中，含水層為砂卵礫石層，由于其滲透性好，并易于接受降水和地表水的補(bǔ)給，故在大部地段內(nèi)含有較豐富的潛水，流向?yàn)轫樅恿鞣较?，水位多?10 米內(nèi)，年變化幅度 米， 7～ 10 月最高， 1～ 3 月最低。 含水層 （ 1）第三系 上新統(tǒng)礫石含水層 本區(qū)上更新統(tǒng) (Q3)在區(qū)內(nèi)較發(fā)育，但出露較高，富水性差。含水層水質(zhì)屬 S178。 （ 2）二疊系下統(tǒng)下 石盒子組砂巖含水層 下石盒子組在礦區(qū)分布面積相對(duì)較小，向斜兩翼處較薄，軸部較厚。水質(zhì)為重碳酸 硫酸鹽型。 S178。各含水層平均厚度為： L4灰?guī)r ， L3灰?guī)r ， L2灰?guī)r ， L1灰?guī)r 。水質(zhì)類(lèi)型為 S178。 （ 5）奧陶系中統(tǒng)石灰?guī)r含水層 本組含水層區(qū)域上屬于 柳林 泉城， 柳林 泉位于本區(qū)西南四十余公里的 柳林 城附近，流量 ～ ，出露標(biāo)高 801m 左右。由于本層的煤礦井田設(shè)計(jì) 河北工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 含水 性主要取決于裂隙及巖溶的發(fā)育程度，因此，灰?guī)r的埋藏深度對(duì)其含水性起著極大的作用。 井田主要隔水層 （ 1）下石盒子組下部以深灰色泥巖為主的砂泥巖互層地層，厚 度大且穩(wěn)定，隔水性能較好。井田地形切割較深，地表水易于排泄，不利于地下水補(bǔ)給，因此，構(gòu)造一般不會(huì)對(duì)井田水文地質(zhì)條件造成 影響。 （ 3）采（古）空區(qū)礦井的充水影響 根據(jù)山西省第三地質(zhì)工程勘察院提供的《采（古）空區(qū)積水積氣及火區(qū)調(diào)查報(bào)告》井田內(nèi) 8 號(hào)煤層均存在采（古）區(qū)積水，其中 5 號(hào)煤層 3 處，積水面積 160517m2，積水量 ， 8 號(hào)煤層 3 處，積水面積 8380m2，積水量 。含水層富水性中乖。 10 號(hào)煤層標(biāo)高西南部局部低于奧陶巖溶水 水位標(biāo)高。依據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》中提供的突水系數(shù)計(jì)算公式： Ts=MP Ts— 突水系數(shù) MPa/m； P— 水壓力 MPa； M— 隔水層厚度 m。 （ 5）井田水文地質(zhì)類(lèi)型 井田 5 號(hào)煤層直接充水含水層是山西組的砂巖裂隙含水層，由于補(bǔ)給條件差，富水性弱，一般不會(huì)對(duì)礦井生產(chǎn)造成威脅。發(fā)生奧灰突水的危 險(xiǎn)性較小。 （ 2）井下采掘至井田邊界時(shí)，應(yīng)預(yù)留井田保安煤柱，以防周?chē)旱V采空積水引發(fā)該礦水災(zāi)害發(fā)生。做好地面塌陷 坑、裂隙等填埋工作，并用粘土夯實(shí)高出地表，防止洪水危害礦井。 第三節(jié) 煤層特征 一 、 煤層 含煤性 井田主要含煤地層為二疊系下統(tǒng)山西組和石炭系上統(tǒng)太原組。煤層主要特征詳見(jiàn)可采煤層特征表（表 131） 。井田西部和東北部剝蝕無(wú)煤，賦存區(qū)屬穩(wěn)定可采煤層。見(jiàn)煤點(diǎn)厚度 ，平均 ，井田西部和東北部剝蝕無(wú)煤，賦存區(qū) 穩(wěn)業(yè) 可采。 (3)10 號(hào)煤層 賦存于太原組中下部，下距 K1砂巖 。ZK1 號(hào)孔 為風(fēng)氧化帶 ，屬穩(wěn)定可采煤層。 二、 煤質(zhì) 煤的物理性質(zhì)及煤巖特征 （ 1） 物理性質(zhì) 井田內(nèi)各層煤的物理性質(zhì)大體相同，表現(xiàn)為黑色，條痕為黑褐色，玻璃光澤，有一定的韌性，貝殼狀、參差狀斷口，容重?fù)?jù)區(qū)域資料為 ，硬度中等，一般為 2～ 3。 10 號(hào)煤層：黑色，油脂光澤，條痕黑褐色，條帶狀結(jié)構(gòu)，塊狀 層狀構(gòu)造，硬度中等，貝殼狀斷口。 浮煤：水分（ Mad）為 %， 平均為 %；灰分（ Ad）為 %， 平均為 %；揮發(fā)份（ Vdaf） %， 平均為 %；全硫 (St， d)為 － %，平均為 %；發(fā)熱量（ Qgr,v,d）為 － %，平均為 。 確定該層煤為低硫分煤 高硫分煤、低灰 高灰，屬中熱值 高熱值焦煤，瘦煤。粘結(jié)指數(shù)（ GR178。 浮煤：水分（ Mad）為 %， 平均為 %；灰分（ Ad）為 %， 平均為 %；揮發(fā)份（ Vdaf） %， 平均為 %；全硫 (St， d)為 － %，平均為 %；發(fā)熱量（ Qgr,v,d）平均為 ；膠質(zhì)層最大厚度 Y為 814，平均為 。 (見(jiàn)煤質(zhì)匯總表 )煤礦井田設(shè)計(jì) 河北工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） ２３ 煤 質(zhì) 匯 總 表 煤 層 號(hào) 原 浮 煤 水分 （ Mad） % 灰分 （ Ad） % 揮發(fā)份 （ Vdaf） % 全硫 (St， d)% 發(fā)熱量 (MJkg) Y值 (mm) 粘結(jié)指數(shù) 煤 類(lèi) 5 原 JM、SM 浮 823 9 3692 67 8 原 JM、SM、PS 浮 310 1566 44 10 原 JM、SM 浮 814 11 5084 68 河北工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 24 煤灰成分、灰熔點(diǎn)測(cè)定 ①、煤灰成分 根據(jù) 1990 年大莊煤礦的化驗(yàn)資料測(cè)定成果如表。 煤的可磨性 根據(jù)三交詳查資料， 4 號(hào)煤層哈氏可磨性指數(shù)（ HGI）為 71～ 86， 8 號(hào)煤層哈氏可磨性指數(shù)（ HGI）為 ～ 105， 9號(hào)煤層測(cè)定哈氏可磨性指數(shù)（ HGI）為 73～ 104。下面僅就區(qū)內(nèi)煤心煤樣在測(cè)試工業(yè)分析等 項(xiàng)目的過(guò)程中獲取的資料，來(lái)預(yù)測(cè)一下本區(qū)煤的可選性。 由此可知，本區(qū)各層煤的理論精煤回收率的平均值小于 55﹪ ,屬于低等可選。 10號(hào)煤 Ad降低 51%， 47%。參考河?xùn)|煤田離石詳查區(qū)西部各煤層風(fēng)氧化帶延伸情況推斷。 煤質(zhì)及工業(yè)用途評(píng)價(jià) 綜上所