【正文】 下部邊界： 3 號(hào)煤層以下有 15 號(hào)煤層為較穩(wěn)定可采煤層，其中 15號(hào)煤為中厚煤層定為后備儲(chǔ)量，由于 3 號(hào)煤已被小煤礦開采完，所以決定 9號(hào)煤為本設(shè)計(jì)的主采煤層。風(fēng)氧化帶的深度和寬度，取決于地形、蓋層的厚度 、巖性，地下潛水位及構(gòu)造等因素。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，三層煤的灰分變化標(biāo)準(zhǔn)差均小于 1，硫分變化標(biāo)準(zhǔn)差 3 號(hào)煤小于 ， 15 號(hào)煤則大于 。 9 號(hào)煤層直接底板為 K1石灰?guī)r，約 ,其下為黑灰色砂質(zhì)泥巖（含高嶺土），平均厚度 m，強(qiáng)度低，穩(wěn)定性差，單向抗壓強(qiáng)度 －，平均 ；單向抗拉強(qiáng)度 － Mpa，平均 Mpa，抗剪強(qiáng)度 － ,平均 Mpa，膨脹率為 － ％，平均％，這種巖性遇水易膨脹和泥化，從而降低了底板的穩(wěn)定性，屬軟弱－堅(jiān)硬型。煤層頂板為 K2 灰?guī)r，厚 米左右，底板為石灰?guī)r，結(jié)構(gòu)簡單，全區(qū)穩(wěn)定可采。另外，煤層中還伴生有稀散元素鍺、鎵等，但其品位不高。煤層下部水質(zhì)有時(shí)為硫酸、重碳酸型鈣鎂水，礦化度略有升高，此含水層富水程度不一，盆地及河谷附近富水性強(qiáng)。丹河是沁河的最大支流，發(fā)源于高平縣越莊北丹株嶺，流經(jīng)高平、晉城，在河南省沁陽縣北金村匯入沁河。 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(gè)數(shù)據(jù)，重編 26 鐘圖，匯編七大類表格，繪制 195 個(gè)鉆孔柱狀圖。本組共含煤層、煤線 3－ 5 層，僅 3 號(hào)煤穩(wěn)定可采，平均厚 米。全組厚 米－ 米，平均 米，與下伏地層呈整合接觸。 ② 上更新統(tǒng)（ Q3） 主要為黃土。由灰色的細(xì)－中粒砂巖，灰白色的砂質(zhì)泥巖和泥巖組成。 （ 2）地層 古書院井田地層出露中常，基巖分布面積約占三分之一，主要分布于井田北部、西北部山梁及溝谷零星地段，新生界覆蓋面積約占三分之二，主要分布在井田南部、東部的丘陵、低洼地帶及溝谷兩側(cè)。－ 22176。年提水量約為 292 萬 m179。降雨量集中在 9 三個(gè)月。34′15″，行政隸屬晉城市管轄。礦井開拓方式為斜井單水平開拓。 礦井布置一個(gè)工作面生產(chǎn)，一個(gè)工作面?zhèn)溆?，年生產(chǎn)能力為 210 萬 t/a。位于晉城市城北。蒸發(fā)量一般為降雨量的 2－ 3 倍。 古礦現(xiàn)供水情況地面由 1 號(hào)、 3 號(hào)、 14 號(hào)、 28 號(hào)水源井供給，井下用水由 15 號(hào)、 26 號(hào)水源井供給，并于 2021 年對(duì)該礦地面和井下用水進(jìn)行了互聯(lián)網(wǎng)。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。奧陶系灰?guī)r為煤系地層之基底。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）。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。 K1灰?guī)r :位于太原組中部，是 9 號(hào)煤層的底板，全區(qū)穩(wěn)定，厚 － 米，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。全組地層厚 － 米，一般 米左右。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》 （修改補(bǔ)充）。河道總長 120km，流域面積 3620km178。主要 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 11 頁 含水層為 K3灰?guī)r層。 15 號(hào)煤層中的黃鐵礦可提煉硫磺和黑礬。 （ 3）、 15 號(hào)煤層：位于太原組下部，煤厚 － 米，平均 米，厚度無明顯變化規(guī)律，夾石 1－ 2 層，最多達(dá) 5 層，夾石厚度一般在 米以下。 （ 3）、 15 號(hào)煤層 15 號(hào)煤層直接頂板為砂巖，厚 － ，平均 m 左右，深 灰色，致密堅(jiān)硬，頂部含似層狀燧石條帶，全區(qū)穩(wěn)定，據(jù)相鄰礦井（王臺(tái)鋪礦）測試，其單向抗壓強(qiáng)度平均 左右；單向抗拉強(qiáng)度平均為 4 Mpa 左右，抗剪強(qiáng)度平均為 ，屬堅(jiān)硬型頂板。 3 號(hào)煤層煤質(zhì)變化小， 15 號(hào)煤層煤層煤質(zhì)變化大。本井田風(fēng)氧化帶下限的確定，是本礦根據(jù)實(shí)際生產(chǎn) 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 16 頁 劃定的。 ［ 3］ 井田尺寸 井田的走 向變化很大取一最大長度為： 井田南北寬 ，東西長 。詳見表 21 單位： m 表 21 古書院礦井田含煤層地層厚度統(tǒng)計(jì)表 地層名稱 厚 度（ m） 平均厚度（ m） 山 西 組 ～ 太 原 組 ～ 開采上限： 3 號(hào)煤層以上無可采煤層。 （ 6）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。垂向上，煤中的硫分自上而下增加。 煤層上覆巖性，從直接頂?shù)嚼享攲賵?jiān)硬－較堅(jiān)硬型，再向上是硬－較硬相間的平行復(fù) 合結(jié)構(gòu)。煤層厚 － 米，平均 米，厚度變化較大。煤矸石及石盒子組的砂巖可用作建筑材料。 ② 裂隙巖溶水：主要指石炭－二疊系含煤地層中的砂巖、灰?guī)r裂隙接受大氣降水垂直補(bǔ)給后溶蝕碳酸鹽巖而擴(kuò)大容水范圍，成溶洞存水，仍屬重碳酸、硫酸型鈣鎂水。東歸丹河水系，西歸沁河水系。 在礦井生產(chǎn)階段，到 86 年底，由原晉城礦務(wù)局勘探隊(duì)先后施工 43 個(gè)生產(chǎn)補(bǔ)孔和 6 個(gè)永久水源井，其進(jìn)尺 米。底部一層不同穩(wěn)定的中粒砂巖與太原組相分。底部有一層鮞狀結(jié)構(gòu)的砂質(zhì)泥巖與本溪組相分。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。 ② 下統(tǒng)下石盒子組（ P1x） 主要出露在井田內(nèi)較高的山腰處。左右，全長 2021m，向北延入王臺(tái)鋪井田。 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 4 頁 2）、石城溝背斜：軸向 NE12176。 6 個(gè)水源井全部采用深井潛水泵吸取中奧陶統(tǒng)深層水作為永久水源，日均取水量約 為 8000m179。年最小降雨量 296mm，最大降雨量 1010mm，平均 。30′33″－ 35176。礦井的采煤方法主要為 長壁 綜合機(jī)械化放頂煤開采 。工作面長度為 175 m。 該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，東西長 7 公里，南北寬 5 公里，面積 平方公里。氣溫一般較高，日最高溫度達(dá) ℃ ，最低氣溫－ ℃ ，平均氣溫達(dá) 11℃ 。當(dāng)?shù)孛婧途氯魏我环接盟霈F(xiàn)緊張時(shí)，可由另一方進(jìn)行補(bǔ)充，從而緩解了用水緊張的狀況。 3）、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。區(qū)內(nèi)地層由老至新分述如下： 1）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。本組厚 ～ 米，平均 米。 ③ 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。含有豐 富的動(dòng)物化石。 （ 5）斷層 古書院井田內(nèi)地表少見，井下揭露多為 3 號(hào)煤層中的層間錯(cuò)東正斷層，較大的有： 白馬寺斷層：為井田西北部的邊界，出露不全，且無勘探工程控制，走向 N15176。該 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 8 頁 報(bào)告于 1988 年 12 月 9 日經(jīng)山西煤炭工業(yè)管理局煤礦生產(chǎn)地質(zhì)報(bào)告評(píng)審組評(píng)審?fù)ㄟ^。上游修建水庫百余座，其中任莊水庫最大，控制流域面積 1240 km178。埋深 15－ 43 米，富水性有上強(qiáng)下弱的規(guī)律，近年來，由于大量開采，水位有逐年下降趨勢。 煤層特征 煤層 古書院井田含煤地層屬石炭二疊紀(jì)。其直接頂板為砂巖，厚度 米左右。老頂為砂質(zhì)泥巖，深灰色，厚約 。煤中的元素組成以碳為主，約占 93％，其次為氫約占 3％，說明煤 化程度較高。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。 煤層的傾角最大為 25176。 ［ 2］ 開采界限 古書院礦井田自下而上沉積了太 原組、山西組含煤地層，總厚 ～ m，平均 m。 3 號(hào)煤低灰、低硫， 9 號(hào)、 15 號(hào)煤經(jīng)洗選后將其灰分控制在 ％，硫分控制在 1％以下，是良好的動(dòng)力用煤、煉焦配煤以及化工用煤的原料。而 15 號(hào)煤層在本井田中南部大面積為高硫煤。單向抗壓強(qiáng)度 － ，平均 ；單向抗拉強(qiáng)度 － Mpa，平均 Mpa，抗剪強(qiáng)度平均 Mpa，老頂為砂質(zhì)泥巖，厚約 ，節(jié)理裂隙發(fā)育，較硬。下距 15 號(hào)煤 層 米左右。石灰?guī)r可供制造水泥，燒制石灰。近年來，因礦山采動(dòng)漏失及工農(nóng)業(yè)用水量增加，水位逐年下降，涌水量也減少，部分 已遭破壞，此層水主要由大氣降水補(bǔ)給，水質(zhì)屬重碳酸、硫酸型鈣鎂水。晉普山與五門山 為地表分水嶺，將丹河與沁河兩大水系分開。并提交有《生產(chǎn)補(bǔ)充勘探報(bào)告》。砂質(zhì)泥巖與泥巖層理發(fā)育，含植物化石。泥巖、砂質(zhì)泥巖中都含有豐富的植物化石碎片。 ① 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。本組厚 米－ 米，平均 米，與下伏地層整合接觸。兩翼傾角 5176。受白馬寺逆斷層上升盤牽引成為極 不對(duì)稱的向斜。 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 3 頁 水源及電源 古書院礦現(xiàn) 有自備水源井 6 眼，分別是下平房水源井（ 3 號(hào)）、水塔水源井（ 14 號(hào)）、西風(fēng)井水源井（ 15 號(hào)）、南風(fēng)井水源井（ 26 號(hào)）、 34 號(hào)家屬樓南水源井（ 28 號(hào)）、 32 號(hào)家屬樓東水源井（ 1 號(hào)）。秋季多西北風(fēng)，春夏季多東南風(fēng)。52′56″，北緯 35176。礦井工作制度為 “四六 ”制。運(yùn)輸大巷采用膠帶運(yùn)煤，大巷輔助運(yùn)輸采用采用無軌膠輪車運(yùn)輸材料和矸石。 井田東部有太原－焦作鐵路經(jīng)過。無霜期較長，全年約 180 天。 根據(jù)晉城市水環(huán)境監(jiān)測中心分析測試結(jié)果報(bào)告單，除西風(fēng)井總硬度、硫酸根稍高以外，其余測定項(xiàng)目全部符合 GB5749－ 85 生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)。－ 30176。 2）石炭系（ C） ① 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。 ③ 上統(tǒng)上石盒子組 （ P2s） 主要分布于井田北部的白馬寺山、方山、二仙掌等地的較高處。 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 6 頁 古書院礦原勘探報(bào)告利用了標(biāo)志層、古生物、巖性特征、巖相旋回、煤層的物性特征、煤質(zhì)特征等一系列手段，認(rèn)真地進(jìn)行了巖煤層對(duì)比。厚度大且穩(wěn)定，是巖、煤層對(duì)比的主要標(biāo)志層之一?！?25176。 1988 年－ 1990 年，由 114 隊(duì)對(duì)古書院礦下組煤進(jìn)行了補(bǔ)充勘探，共施工鉆孔 23 個(gè)，進(jìn)尺 米，并提交了《古書院礦下組煤補(bǔ)充勘探地質(zhì)報(bào)告》 截止 2021 年底，古書院井田內(nèi)共施工 173 個(gè)鉆孔，總進(jìn)尺 米?？値烊萘?8400 萬 m179。 ③ 巖溶水：主要指奧灰?guī)r溶水。煤系地層總厚 － 米。底板以黑灰色炭質(zhì)泥巖、鋁土質(zhì)泥巖為主。 直接底板為砂質(zhì)泥巖，平均厚度約 ，其下部為砂巖，平均厚度約為 ，再其下部為本溪組的鋁土泥巖，厚約 m，屬軟弱型。 表 1－ 5 可采煤層煤芯煤樣煤質(zhì)特征 煤層號(hào) 原 /精煤工業(yè)分析 原 /精煤 全硫 ％ 發(fā)熱量 (MJ/kg) 元素分析％ Mad Ad Vdaf Cdaf Hdaf Odaf Ndaf 3 － （ 31） － （ 31） － （ 31） － （ 12） － （ 9） － （ 3） － （ 3） － （ 3） － （ 3） － （ 7） － （ 7） － （ 7） － （ 4） 9 － （ 27） － （ 27） － （ 27） － （ 15） － （ 13） － （ 7） － （ 7） 6 － （ 6） － （ 6） － （ 6） － （ 6） 15 － （ 27） － （ 27） － （ 27） － （ 15） － （ 14） － （ 9）