【文章內(nèi)容簡介】 構造的位置。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）進行工作面坑透 ，這種手段主要運用在 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)的正常進行。 二、礦區(qū)地質(zhì)層位概況 井田內(nèi)地形以構造剝蝕中低山為主。西北高，東南低，最高峰方山海拔 米，一般標高在 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。該礦區(qū)儲量計算面積為 平方公里，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，礫石成分復雜，風化后呈黃色，其下為深灰色，質(zhì)純而性脆，并含方解石脈的厚層狀灰 巖。 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、細砂巖。底部為山西式鐵礦。本組厚 － 晉城古書院礦 150 萬噸礦井初步設計 4 米，平均 米，與下伏奧陶系呈平行不整合接觸。 ?.上統(tǒng)太原組（ C3t） 出露于白馬寺斷層東側，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。底部有一層鮞狀結構的砂質(zhì)泥巖，全組厚 米－ 米，平均 米，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。本組厚 米－ 米，平均 米，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－中粒砂巖，灰白色的砂質(zhì)泥巖和泥巖組成。風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）。本組厚 ～ 米，平均 米。 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，最厚達 米（ 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，膩滑似臘，在紅土底部 因受水解作用形成大量的鈣質(zhì)結核。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，構成二級階地，其厚度變化不一，一般 5－ 20 米，土質(zhì)致密。 ?.全新統(tǒng)（ Q4） 晉城古書院礦 150 萬噸礦井初步設計 5 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)標志層對含煤地層進行劃分。與本礦使用的編號有不同之處，現(xiàn)將其對應關 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)r K4上 石灰?guī)r K4石灰?guī)r K4石灰?guī)r K4石灰?guī)r K3石灰?guī)r K3石灰?guī)r K3石灰?guī)r K2石灰?guī)r K2石灰?guī)r K2石灰?guī)r K1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。底部有一層鮞狀結構的砂質(zhì)泥巖與本溪組相分。全組厚 米－ 米，平均 米，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，厚 － 米，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、煤層對比的主要標志層之一。 K3灰?guī)r :位于 K2上部約 4 米，厚 － 米，一般厚 3 米，呈深灰色，性脆質(zhì)硬，含 少量燧石結核。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，最厚達 ，呈灰色，致密堅硬，含少量燧石結核。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，平均 米。全組地層厚 晉城古書院礦 150 萬噸礦井初步設計 6 － 米，一般 米左右。 則煤層柱狀圖為： 晉城古書院礦 150 萬噸礦井初步設計 7 三、礦區(qū)井田構造 古書院井田內(nèi)地層受新華夏構造控制，主體走向與構造相一致，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。現(xiàn)將井田內(nèi) 主要構造 敘述如下： （一） 二仙掌向斜： 位于白馬寺逆斷層東側，軸向 NE12176。－ 22176。，南起 晉普山井田 ，經(jīng)北巖井田 ，進入該區(qū)，向北伸入鳳凰山井田，全長 20210m。 （二 ）石城溝背斜：軸向 NE12176。－ 22176。，南起寨上，經(jīng)北巖井田東部，進入本井田牛山、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 12021m。 （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 。煤系地層總厚 － 米。一般厚 米。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。下距 K5灰?guī)r 米左右， 距 9 號煤層 50 米左右 。煤層厚 － 米，平均 米左右，夾石 1－ 2層，最多可達 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。煤層厚 － 米，平均 米，厚度變化大，全區(qū)不可采。 （三） 15號煤層：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 5層，夾石厚度一般在 米以下，全區(qū)不可采。 晉城古書院礦 150 萬噸礦井初步設計 8 （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，因此本設計只對 3號煤層進行可采設計， 9 號、15號煤層設為不可采。 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，均為條帶狀結構，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，條帶狀結構，階梯狀斷口，可見黃鐵礦結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，平坦狀斷口，條帶狀結構，塊狀結構，煤中富含黃鐵礦結核。 （二）、化學性質(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。硫分變化標準差 3 號煤小于 ， 15號煤則大于 。 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 號煤磷含量為 ％， 15 號煤層小于 ％， 3 號煤屬低磷煤， 9 號、 15 號為特低磷煤；原煤硫分含量 3號煤小于 ％， 9號煤為 ％，15 號煤為 ％，經(jīng) 比重液洗選后， 3 號煤硫分略有上升， 9 號、 15 號煤則明顯下降。 ：篩分 3號煤＋ 50mm 篩上物產(chǎn)率為 ％，成塊率不高 ，灰分在＋ 100－＋ 6mm 級呈增加趨勢。 9號煤＋ 50mm 篩上物產(chǎn)率 ％，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＋ 50mm 篩上物產(chǎn)率為％，灰分產(chǎn)率在＋ 80－＋ 25mm 粒級增高， +25mm 以下級呈鋸齒狀變化。 （四）、煤的風氧化 本井田 煤的風氧化 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。 晉城古書院礦 150 萬噸礦井初步設計 9 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，東西長 公里，南北寬 公里，井田面積 平方公里。其主斜井口座標為 y＝， x＝ ， H=780，坡度 15176。，斜長 米 。副斜井口座標為 x＝ ，y＝ ， H=782，坡度 15176。， 斜長 米。煤層傾角 3176。 5176。，煤層容重為,井田邊界北與西南方向受地質(zhì)構造和人為共同影響，其地質(zhì)構造主要受白馬寺斷層的影響，人為邊界受晉城礦務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 關于以上公式參數(shù)的確定： 。 m煤的平均厚度。 煤的容重 , 3＃煤層的平均厚度為 ；井田面積為 平方公里，煤的容重為 /m 3，由上面的公式可計算出 3＃地質(zhì)儲量為： Z=s*r*m= mmtm ??? =17901 萬噸 第三節(jié) 可采儲量計算 安全煤柱的留設原則 : 建筑物、鐵路和公路按保護等級外推圍護帶，表土按 450 下推，遇基巖再按 65～晉城古書院礦 150 萬噸礦井初步設計 10 Ⅱ Ⅱ斷面Ⅰ Ⅰ斷面ⅡⅡⅠⅠ建筑物的長軸方向θ煤層圍護帶αφγφ φφβ δ δ750下推留設保安煤柱。 井田邊界煤柱按 20m 留設。 大巷兩側各按 30m 留設保 安煤柱，出于對巷道的保護并且對巷道的擴展，大巷留。 工業(yè)場地占地面積，根據(jù)《煤礦設計規(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（公頃 /10 萬 t） 240 以上 120～ 180 45～ 90 9～ 30 工業(yè)廣場煤柱損失示意圖 晉城古書院礦 150 萬噸礦井初步設計 11 。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 寬的維護帶，得受保護面積 aˊ bˊ cˊ dˊ。 。通過受保護面積中心作一沿煤層傾斜剖面 1在這個剖面上，由維護帶的邊緣點 m1， n1 起在表土層以 o=45