【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 1）與本溪組分界。本組井田南部溝谷底部出露。 4） 二疊系下統(tǒng)山西組（P1s）與下伏太原組呈連續(xù)沉積，為一套陸相碎屑巖沉積含煤建造，井田主要含煤地層之一。主要由灰、灰黑色泥巖、砂質(zhì)泥巖和灰、灰白色粉細(xì)砂巖及34層煤層組成，底部一層灰白色中細(xì)砂巖（K7）與太原組分界。本組井田南部溝谷出露。 5） 二疊系下統(tǒng)下石盒子組（P1x）下部為中細(xì)砂巖，有時(shí)為粗砂巖，灰白色，以石英、長(zhǎng)石為主，含泥巖碎屑。上部為深灰色、灰綠色、紫紅色斑塊泥巖，粉砂巖夾薄層細(xì)砂巖。在頂部有一層雜色鋁質(zhì)泥巖、鮞狀結(jié)構(gòu)。底部以K8中粗砂巖與下伏地層整合接觸。在井田東南溝谷出露。 6） 二疊系上統(tǒng)上石盒子組（P2s）該組為灰紫、灰綠、紫紅色、雜色泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖、細(xì)砂巖、中粗砂巖。厚度大。井田內(nèi)溝谷中大面積出露。本井田內(nèi)僅殘存中下部地層。 7） 第四系中更新統(tǒng)（Q2）灰黃色、棕黃色帶紅色，以亞粘土、亞砂土、粘土為主，夾礫石層。厚度0－。分布于井田溝谷梁脊上。 8） 第四系上更新統(tǒng)（Q3）為淡黃色亞粘土、褐色、棕黃色亞粘土、亞砂土，具鈣質(zhì)結(jié)核，在本區(qū)分布面積很小，地層厚度變化不大，厚0—10m，平均5m。 9） 第四系全更新統(tǒng)（Q4）分布于黃河河道、岸邊及溝谷底局部，主要為沖洪積砂土、砂礫石。 （2） 區(qū)域上位于山西斷隆、汾渭地塹、鄂爾多斯臺(tái)拗三個(gè)Ⅱ級(jí)構(gòu)造單元之復(fù)合部位。較大的斷裂帶有2條，即禹門口～西口斷裂帶、禹門口～西坡斷裂帶，禹門口～西口斷裂帶為馬頭山斷裂帶的一部分，禹門口～西坡斷裂帶為紫金山斷裂帶的一部分，馬頭山斷裂帶、紫金山斷裂帶為上述3個(gè)構(gòu)造單元的分界斷裂。 1）禹門口～西口斷裂帶西起禹門口，向北東經(jīng)西口，長(zhǎng)約28km，為大致傾向南的正斷層，斷距達(dá)千m，地貌上形成了山前斷層三角面或斷層崖，其南為汾渭地塹，北為山西斷隆。 2）禹門口～西坡斷裂帶西起禹門口，向北經(jīng)西坡至鄉(xiāng)寧一帶，長(zhǎng)約45km，其性質(zhì)為逆斷層，斷裂帶內(nèi)撓曲褶皺及次級(jí)斷層十分發(fā)育，斷層南東為山西斷隆，北西為鄂爾多斯臺(tái)拗。 3） 汾渭地塹本區(qū)域涉及汾渭地塹侯馬凹陷的西部，地表主要為第四系沉積，厚度達(dá)千m以上，其深部據(jù)鉆孔揭露為下古生界地層。 4）山西斷隆本區(qū)域涉及山西斷隆南端西面局部，出露中太古界涑水雜巖和下古生界地層，前者巖性及構(gòu)造復(fù)雜，后者較為簡(jiǎn)單，二者之間為角度不整合接觸。 5）鄂爾多斯臺(tái)拗本區(qū)域涉及的僅為鄂爾多斯臺(tái)拗河?xùn)|斷凹的南部，出露地層以上古生界為主，構(gòu)造簡(jiǎn)單，斷裂極少，為大致向北西緩傾斜的單斜地層。 6） 井田構(gòu)造總體上為走向北東，傾向北西的單斜構(gòu)造。井田局部為緩波狀起伏背向斜，地層傾角2176?！?5176。井田未發(fā)現(xiàn)斷層和陷落柱，無巖漿巖侵入。 礦床開采技術(shù)條件及水文地質(zhì)條件 （1）煤層 1）含煤性井田內(nèi)主要含煤地層為石炭系上統(tǒng)太原組和二疊系下統(tǒng)山西組。，含煤7層(11號(hào)煤層)，%。其中10號(hào)煤層穩(wěn)定可采，%。，含煤3層（3號(hào)煤層），%。其中2號(hào)煤層穩(wěn)定可采，%。 2）可采煤層本井田含主要可采煤層為 10號(hào)，詳見表321。表321 可 采 煤 層 特 征 表煤組煤層煤層厚度最小～最大平均(m)煤層間距(m)煤層結(jié)構(gòu)頂?shù)装鍘r性穩(wěn)定性傾 角 (度)容重(t/m3)夾石層數(shù)頂板底板山西組202砂質(zhì)泥巖砂質(zhì)泥巖穩(wěn)定215太原組1002K2灰?guī)r砂質(zhì)泥巖穩(wěn)定215① 2號(hào)煤層位于山西組下部，，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，僅局部含02層夾矸。煤層頂板為砂質(zhì)泥巖，局部為中砂巖，底板為砂質(zhì)泥巖，局部為泥巖。為井田內(nèi)全區(qū)穩(wěn)定可采煤層。② 10號(hào)煤層位于太原組的下部。，一般含0－2層夾矸，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單—較簡(jiǎn)單，煤層頂板為K2石灰?guī)r；底板為砂質(zhì)泥巖或泥巖。為井田內(nèi)全區(qū)穩(wěn)定可采煤層。 3）煤巖層對(duì)比煤層對(duì)比主要采用標(biāo)志層法、煤層結(jié)構(gòu)及組合特征、煤質(zhì)特征及測(cè)井曲線對(duì)比等方法進(jìn)行的，經(jīng)開采證實(shí)，對(duì)比結(jié)果是可靠的。2號(hào)煤層位于山西組下段上部，煤層結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，為山西組全區(qū)較穩(wěn)定可采煤層，以此獨(dú)有的特征而區(qū)別于其它煤層，對(duì)比基本可靠。10號(hào)煤層位于K2灰?guī)r下，且間距變化不大，為太原組穩(wěn)定主要可采煤層，特征明顯，易于對(duì)比。 4）煤的化學(xué)性質(zhì)本次利用該礦近幾年10號(hào)煤層樣化驗(yàn)資料和鉆孔煤質(zhì)化驗(yàn)資料（詳見表322），各煤層煤質(zhì)成分指標(biāo)如下： ① 2號(hào)煤水 分（Mad）： 原煤 ％～％， 平均 ％，浮煤 ％～％， 平均 ％；灰 分（Ad）： 原煤 ％～％， ％，浮煤 ％～％， 平均 ％；揮發(fā)分（Vdaf）： ％～％，％，％～％， ％；硫 分（）： 原煤 ％～ ％， 平均 ％，浮煤 ％～ ％， 平均 ％；發(fā)熱量（Qgr,d）： ～， MJ/kg，～， MJ/kg；焦渣特征（CRC）： 5～6，平均6；粘結(jié)指數(shù)（GRI）： 53～71，平均61；膠質(zhì)層厚度（Y）：8mm由上可知2號(hào)煤層為低灰分、低揮發(fā)分－中等揮發(fā)分、特低硫－低硫分、特高熱值瘦煤和焦煤。 ② 10號(hào)煤水 分（Mad）： 原煤 ％～％，平均 ％，浮煤 ％～％，％；灰 分（Ad）： 原煤 ％～％，平 ％，浮煤 ％～％，平均 ％；揮發(fā)分（Vdaf）： ％～％，％，％～％，％；硫 分（）： 原煤 ％～％，平均 ％，浮煤 ％～％，％；發(fā)熱量（Qgr,d）： ～， MJ/kg，～ MJ/kg，；膠質(zhì)層厚度（Y）: 原煤 4～14mm，平均8mm，體積曲線多呈平滑下降；粘結(jié)指數(shù)（GRI）： 7～64，平均27；由上可知10號(hào)煤層以低灰分—低中灰、低揮發(fā)分、局部為貧瘦煤。 5）礦井水文地質(zhì)類型① 礦井水文地質(zhì)類型根據(jù)井田內(nèi)補(bǔ)2號(hào)孔水文資料。10號(hào)煤層最大突水系數(shù)分別為：、。具有構(gòu)造破壞的地區(qū)，（MPa/m）。無構(gòu)造破壞的地區(qū)，（MPa/m），本井田為無構(gòu)造破壞地區(qū)。井田開采10號(hào)煤層，2號(hào)煤層位于山西組下部，其直接充水含水層為頂板以上砂巖裂隙含水層，含水層水通過裂隙、采空冒落帶、導(dǎo)水裂隙帶入滲。大氣降水作為充水水源，主要通過巖層裂隙入滲，入滲量微弱。2號(hào)煤層礦井涌水量主要為采空區(qū)積水滲入所致。西部煤層位于奧灰水水位之下，根據(jù)儲(chǔ)量核實(shí)報(bào)告2號(hào)煤層礦井水位地質(zhì)類型中等。10號(hào)煤層位于太原組下部，其直接充水含水層為K2石灰?guī)r巖溶裂隙含水層，含水層水通過裂隙、采空冒落帶、導(dǎo)水裂隙帶入滲，井田西北10號(hào)煤層最低底板標(biāo)高為270m，遠(yuǎn)低于奧陶系石灰?guī)r巖溶水水位，因此井田西北部10號(hào)煤層承受奧陶系石灰?guī)r巖溶裂隙水的靜壓力較大。其最低開采面低于當(dāng)?shù)攸S河水位線，根據(jù)儲(chǔ)量核實(shí)報(bào)告10號(hào)煤層礦井水文地質(zhì)類型較為復(fù)雜。 本井田為受采掘破壞或影響的孔隙、裂隙、巖溶含水層，補(bǔ)給條件一般，有一定的補(bǔ)給水源。單位涌水量q（Ls1m1）。存在少量老空積水，但位置、范圍、積水量不清楚。礦井偶有突水，采掘工程受水害影響，但不威脅礦井安全。防治水工程量較大，難度較高。開采過程中，一定要注意奧灰水突水問題，以保證礦井安全生產(chǎn)。② 地表水對(duì)礦井開采的影響井田屬黃河流域，黃河由北向南流經(jīng)井田西南邊緣，距井田西南邊緣約500m。在禹門口以北，河床陡狹，寬僅100m左右，坡陡流急，出禹門口河面驟增達(dá)數(shù)公里，水的流速頓減。井田內(nèi)地表無大的河流，各溝谷平時(shí)基本干枯無水，雨季匯集洪水沿溝排泄往西匯入黃河。井田內(nèi)溝谷基巖裸露，“V”字型溝谷發(fā)育，給地表水的排泄創(chuàng)造了良好條件，地表水對(duì)地下水滲漏補(bǔ)給差，地表水很快流失，沿溝谷向西南流入黃河，使地下水接受大氣降水的補(bǔ)給甚小，同時(shí)井田內(nèi)各含水層之間又有良好的相對(duì)隔水層存在，將各含水層分割成相互平行近獨(dú)立狀態(tài)，在垂向上形成層間流動(dòng)的含水層，使各含水層水各自沿層間裂隙向西運(yùn)動(dòng)于黃河排泄。通過抽水試驗(yàn)，井田內(nèi)含水層含水微弱，均為弱含水層。礦井工業(yè)場(chǎng)地處黃河最高洪水位出現(xiàn)在1977年7月6日。，, ，均高于黃河最高洪水位標(biāo)高。本次設(shè)計(jì)所選井口位于溝中，工業(yè)場(chǎng)地其上游匯水面積為40 k㎡,經(jīng)計(jì)算Q1/300=190m3/s，、,涵洞處水流坡度為6%，經(jīng)計(jì)算，因此，場(chǎng)地及井口不受洪水威脅。6）采空區(qū)積水對(duì)礦坑充水的影響① 井田采空積水：據(jù)礦方調(diào)查提供井田2號(hào)煤層存在大量采空區(qū)，在采空區(qū)內(nèi)存在積水區(qū)，積水量共約200000m3（積水分布情況見2號(hào)煤層充水性圖），10號(hào)煤層采空區(qū)內(nèi)無積水。井田南部存在大面積采空區(qū)，據(jù)礦方調(diào)查其內(nèi)積水沿采空區(qū)向西南流，最后從沙渠溝礦流出。本礦在開采2號(hào)煤層時(shí)，南部留設(shè)防水煤柱，防止突水，周邊礦井采空區(qū)主要位于井田南部，因此周邊礦井采空區(qū)積水對(duì)本井田的開采影響不大。② 導(dǎo)水裂隙帶：現(xiàn)根據(jù)《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程》導(dǎo)水裂隙帶公式計(jì)算2號(hào)煤層開采所產(chǎn)生的導(dǎo)水裂隙帶高度: 2號(hào)煤層頂板為砂巖，采用公式如下：公式一：公式二： 冒落帶最大高度： ，計(jì)算后導(dǎo)水裂隙帶為：公式一計(jì)算結(jié)果：～，公式二計(jì)算結(jié)果：。～。 10號(hào)煤層頂板為石灰?guī)r，采用公式如下：公式一公式二： 式中: Hli——導(dǎo)水裂隙帶高度（m）；Hm——冒落帶高度（m）；M——累計(jì)采厚（m）。,一次采全高,計(jì)算后導(dǎo)水裂隙帶高度為: 公式一計(jì)算結(jié)果：～，公式二計(jì)算結(jié)果：?！? 2號(hào)煤層導(dǎo)水裂隙帶未達(dá)地表，地表水體對(duì)煤層開采的影響較小，但在今后開采中一定不能輕視地表水體對(duì)煤層開采的影響。，小于導(dǎo)水裂隙帶高度，因此開采10號(hào)煤層時(shí)形成的最大導(dǎo)水裂隙帶可溝通上部含水層及2號(hào)煤層采空積水，產(chǎn)生水力聯(lián)系。7）奧灰水對(duì)礦井開采的影響根據(jù)井田內(nèi)補(bǔ)2號(hào)孔水文資料。井田2號(hào)煤層最低底板標(biāo)高為320m。井田西北10號(hào)煤層最低底板標(biāo)高為270m，遠(yuǎn)低于奧陶系石灰?guī)r巖溶水水位，因此井田西北部10號(hào)煤層承受奧陶系石灰?guī)r巖溶裂隙水的靜壓力較大。據(jù)突水系數(shù)公式Ts=式中：（Ts）—突水系數(shù)，MPa/m； P—隔水層底板所能承受的靜水壓力，MPa； M—底板隔水層厚度，m； Cp—煤層開采時(shí)對(duì)底板擾動(dòng)破壞的深度，m。取經(jīng)驗(yàn)值16m。2號(hào)煤層最大突水系數(shù)：Ts=(+)103/()=(MPa/m)10號(hào)煤層最大突水系數(shù)：Ts=(+)103/()=(MPa/m)具有構(gòu)造破壞的地區(qū)，（MPa/m）。無構(gòu)造破壞的地區(qū)，（MPa/m），本井田為無構(gòu)造破壞地區(qū)。但是在此條件下也有奧灰突水的可能和先例，生產(chǎn)中應(yīng)注意預(yù)防奧灰突水問題。8）井筒水對(duì)礦坑水的影響因井筒開拓近于順層巷道，揭露含水層較少，其井筒向礦坑滲水量不大。 （2）礦井涌水量及預(yù)算 據(jù)調(diào)查，井田開采2號(hào)煤層礦井涌水量為310－400m3/d，井田富水系數(shù)為：—；開采10號(hào)煤層礦井涌水量主要為煤層頂板K2石灰?guī)r溶裂隙含水層水通過裂隙、采空裂隙入滲補(bǔ)給，礦井涌水量270—350m3/d。根據(jù)參與整合礦井排水量統(tǒng)計(jì)資料，用富水系數(shù)法預(yù)算重組后的礦井涌水量，其涌水量預(yù)算公式如下：K=Q0/P0，Q=PK其中：K――富水系數(shù)，m3/t；Q0――目前涌水量, m3/d；P0――實(shí)際生產(chǎn)能力, t/d；Q――預(yù)計(jì)涌水量，m3/d；P――擴(kuò)大生產(chǎn)能力,t/d。根據(jù)儲(chǔ)量核實(shí)報(bào)告2號(hào)煤層生產(chǎn)能力達(dá)到120萬t/a其礦井涌水量2000—3120 m3/d；表323 2號(hào)煤層頂板主要巖石力學(xué)強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)表 巖石抗壓強(qiáng)度（平均）MPa抗拉強(qiáng)度（平均）MPa抗剪強(qiáng)度（平均）MPa泥巖－——粉砂巖中砂巖－ 10號(hào)煤層的頂板為石灰?guī)r， 。2007年補(bǔ)充勘探時(shí)采10號(hào)煤層巖樣進(jìn)行化驗(yàn)（詳見表324）， 10號(hào)煤層頂板為半堅(jiān)硬類巖石，裂隙節(jié)理發(fā)育，抗剪強(qiáng)度小易斷裂，較好管理。底板為軟弱巖石。表324 10號(hào)煤層頂?shù)装鍘r石力學(xué)試驗(yàn)成果表 編號(hào)巖 性采樣位置抗壓強(qiáng)度（Mpa）坑剪斷強(qiáng)度抗剪變異范圍平均變異范圍平均內(nèi)摩擦角凝聚力系數(shù)補(bǔ)310號(hào)煤頂板石灰?guī)r船窩煤炭35176。26′補(bǔ)310號(hào)煤底板泥巖船窩煤炭31176。40′本井田巖石力學(xué)試驗(yàn)僅為2007年補(bǔ)充勘探時(shí)的一組頂?shù)装逶囼?yàn)數(shù)據(jù)，工程地質(zhì)勘查程度僅到普查階段。綜上所述，礦區(qū)的工程地質(zhì)條件總體中等。表325 10號(hào)煤層瓦斯樣分析結(jié)果一覽表 鉆孔號(hào)煤中自燃瓦斯成份（%）瓦斯分帶CH4CO2N2C2—C8補(bǔ)1未檢出氮?dú)狻淄閹аa(bǔ)271未檢出氮?dú)狻淄閹аa(bǔ)5氮?dú)狻淄閹П?26 10號(hào)煤層瓦斯含量情況—覽表 鉆孔號(hào)瓦斯含量總計(jì)ml/g可燃煤采樣點(diǎn)數(shù)CH4CO2N2C2C8補(bǔ)11井田開采2號(hào)煤層，煤層埋藏淺，煤層瓦斯為低瓦斯，根據(jù)運(yùn)城市煤炭工業(yè)局文件運(yùn)煤安字［2009］59號(hào)《關(guān)于對(duì)曙光煤焦集團(tuán)船窩煤礦2號(hào)煤井、三號(hào)井2009年度瓦斯等級(jí)鑒定的批復(fù)》，可采煤層瓦斯相對(duì)涌出量見表327。該礦開采形式為下山開采，隨著開采深度、規(guī)模增加，礦井瓦斯含量會(huì)逐漸增加，有可能出現(xiàn)局部聚集情況，因此在建設(shè)和生產(chǎn)中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)瓦斯監(jiān)測(cè)和防治工作。表327 2009年度礦井瓦斯等級(jí)和二氧化碳涌出