【文章內容簡介】 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、砂質泥巖和灰、灰白色粉細砂巖及34層煤層組成，底部一層灰白色中細砂巖（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）下部為中細砂巖，有時為粗砂巖，灰白色，以石英、長石為主，含泥巖碎屑。上部為深灰色、灰綠色、紫紅色斑塊泥巖，粉砂巖夾薄層細砂巖。在頂部有一層雜色鋁質泥巖、鮞狀結構。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、砂質泥巖、粉砂巖、細砂巖、中粗砂巖。厚度大。井田內溝谷中大面積出露。本井田內僅殘存中下部地層。 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，具鈣質結核，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、鄂爾多斯臺拗三個Ⅱ級構造單元之復合部位。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個構造單元的分界斷裂。 1）禹門口～西口斷裂帶西起禹門口，向北東經西口，長約28km，為大致傾向南的正斷層，斷距達千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，向北經西坡至鄉(xiāng)寧一帶，長約45km，其性質為逆斷層，斷裂帶內撓曲褶皺及次級斷層十分發(fā)育，斷層南東為山西斷隆，北西為鄂爾多斯臺拗。 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，前者巖性及構造復雜，后者較為簡單，二者之間為角度不整合接觸。 5）鄂爾多斯臺拗本區(qū)域涉及的僅為鄂爾多斯臺拗河東斷凹的南部，出露地層以上古生界為主，構造簡單，斷裂極少，為大致向北西緩傾斜的單斜地層。 6） 井田構造總體上為走向北東，傾向北西的單斜構造。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。 礦床開采技術條件及水文地質條件 （1）煤層 1）含煤性井田內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號煤層)，%。其中10號煤層穩(wěn)定可采，%。，含煤3層（3號煤層），%。其中2號煤層穩(wěn)定可采，%。 2）可采煤層本井田含主要可采煤層為 10號，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)煤層結構頂?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砂質泥巖砂質泥巖穩(wěn)定215太原組1002K2灰?guī)r砂質泥巖穩(wěn)定215① 2號煤層位于山西組下部，，結構較簡單，僅局部含02層夾矸。煤層頂板為砂質泥巖，局部為中砂巖，底板為砂質泥巖，局部為泥巖。為井田內全區(qū)穩(wěn)定可采煤層。② 10號煤層位于太原組的下部。，一般含0－2層夾矸，結構簡單—較簡單，煤層頂板為K2石灰?guī)r；底板為砂質泥巖或泥巖。為井田內全區(qū)穩(wěn)定可采煤層。 3）煤巖層對比煤層對比主要采用標志層法、煤層結構及組合特征、煤質特征及測井曲線對比等方法進行的，經開采證實，對比結果是可靠的。2號煤層位于山西組下段上部，煤層結構較簡單，為山西組全區(qū)較穩(wěn)定可采煤層，以此獨有的特征而區(qū)別于其它煤層，對比基本可靠。10號煤層位于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，易于對比。 4）煤的化學性質本次利用該礦近幾年10號煤層樣化驗資料和鉆孔煤質化驗資料（詳見表322），各煤層煤質成分指標如下： ① 2號煤水 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；粘結指數(shù)（GRI）： 53～71，平均61；膠質層厚度（Y）：8mm由上可知2號煤層為低灰分、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，；膠質層厚度（Y）: 原煤 4～14mm，平均8mm，體積曲線多呈平滑下降；粘結指數(shù)（GRI）： 7～64，平均27；由上可知10號煤層以低灰分—低中灰、低揮發(fā)分、局部為貧瘦煤。 5）礦井水文地質類型① 礦井水文地質類型根據(jù)井田內補2號孔水文資料。10號煤層最大突水系數(shù)分別為：、。具有構造破壞的地區(qū)，（MPa/m）。無構造破壞的地區(qū)，（MPa/m），本井田為無構造破壞地區(qū)。井田開采10號煤層，2號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)儲量核實報告2號煤層礦井水位地質類型中等。10號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、導水裂隙帶入滲，井田西北10號煤層最低底板標高為270m，遠低于奧陶系石灰?guī)r巖溶水水位，因此井田西北部10號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?shù)攸S河水位線，根據(jù)儲量核實報告10號煤層礦井水文地質類型較為復雜。 本井田為受采掘破壞或影響的孔隙、裂隙、巖溶含水層，補給條件一般，有一定的補給水源。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。② 地表水對礦井開采的影響井田屬黃河流域，黃河由北向南流經井田西南邊緣，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數(shù)公里，水的流速頓減。井田內地表無大的河流，各溝谷平時基本干枯無水，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，地表水對地下水滲漏補給差，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給甚小，同時井田內各含水層之間又有良好的相對隔水層存在，將各含水層分割成相互平行近獨立狀態(tài)，在垂向上形成層間流動的含水層，使各含水層水各自沿層間裂隙向西運動于黃河排泄。通過抽水試驗，井田內含水層含水微弱，均為弱含水層。礦井工業(yè)場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高。本次設計所選井口位于溝中，工業(yè)場地其上游匯水面積為40 k㎡,經計算Q1/300=190m3/s，、,涵洞處水流坡度為6%，經計算，因此，場地及井口不受洪水威脅。6）采空區(qū)積水對礦坑充水的影響① 井田采空積水：據(jù)礦方調查提供井田2號煤層存在大量采空區(qū)，在采空區(qū)內存在積水區(qū)，積水量共約200000m3（積水分布情況見2號煤層充水性圖），10號煤層采空區(qū)內無積水。井田南部存在大面積采空區(qū)，據(jù)礦方調查其內積水沿采空區(qū)向西南流，最后從沙渠溝礦流出。本礦在開采2號煤層時，南部留設防水煤柱，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)積水對本井田的開采影響不大。② 導水裂隙帶：現(xiàn)根據(jù)《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規(guī)程》導水裂隙帶公式計算2號煤層開采所產生的導水裂隙帶高度: 2號煤層頂板為砂巖，采用公式如下：公式一：公式二： 冒落帶最大高度： ，計算后導水裂隙帶為：公式一計算結果：～，公式二計算結果：?！? 10號煤層頂板為石灰?guī)r，采用公式如下：公式一公式二： 式中: Hli——導水裂隙帶高度（m）；Hm——冒落帶高度（m）；M——累計采厚（m）。,一次采全高,計算后導水裂隙帶高度為: 公式一計算結果：～，公式二計算結果：。～。 2號煤層導水裂隙帶未達地表，地表水體對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煤層開采的影響。，小于導水裂隙帶高度，因此開采10號煤層時形成的最大導水裂隙帶可溝通上部含水層及2號煤層采空積水，產生水力聯(lián)系。7）奧灰水對礦井開采的影響根據(jù)井田內補2號孔水文資料。井田2號煤層最低底板標高為320m。井田西北10號煤層最低底板標高為270m，遠低于奧陶系石灰?guī)r巖溶水水位，因此井田西北部10號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—煤層開采時對底板擾動破壞的深度，m。取經驗值16m。2號煤層最大突水系數(shù)：Ts=(+)103/()=(MPa/m)10號煤層最大突水系數(shù)：Ts=(+)103/()=(MPa/m)具有構造破壞的地區(qū)，（MPa/m）。無構造破壞的地區(qū)，（MPa/m），本井田為無構造破壞地區(qū)。但是在此條件下也有奧灰突水的可能和先例，生產中應注意預防奧灰突水問題。8）井筒水對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）礦井涌水量及預算 據(jù)調查，井田開采2號煤層礦井涌水量為310－400m3/d，井田富水系數(shù)為：—；開采10號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、采空裂隙入滲補給，礦井涌水量270—350m3/d。根據(jù)參與整合礦井排水量統(tǒng)計資料，用富水系數(shù)法預算重組后的礦井涌水量，其涌水量預算公式如下：K=Q0/P0，Q=PK其中：K――富水系數(shù)，m3/t；Q0――目前涌水量, m3/d；P0――實際生產能力, t/d；Q――預計涌水量，m3/d；P――擴大生產能力,t/d。根據(jù)儲量核實報告2號煤層生產能力達到120萬t/a其礦井涌水量2000—3120 m3/d；表323 2號煤層頂板主要巖石力學強度統(tǒng)計表 巖石抗壓強度（平均）MPa抗拉強度（平均）MPa抗剪強度（平均）MPa泥巖－——粉砂巖中砂巖－ 10號煤層的頂板為石灰?guī)r， 。2007年補充勘探時采10號煤層巖樣進行化驗（詳見表324）， 10號煤層頂板為半堅硬類巖石，裂隙節(jié)理發(fā)育，抗剪強度小易斷裂，較好管理。底板為軟弱巖石。表324 10號煤層頂?shù)装鍘r石力學試驗成果表 編號巖 性采樣位置抗壓強度（Mpa）坑剪斷強度抗剪變異范圍平均變異范圍平均內摩擦角凝聚力系數(shù)補310號煤頂板石灰?guī)r船窩煤炭35176。26′補310號煤底板泥巖船窩煤炭31176。40′本井田巖石力學試驗僅為2007年補充勘探時的一組頂?shù)装逶囼灁?shù)據(jù)，工程地質勘查程度僅到普查階段。綜上所述，礦區(qū)的工程地質條件總體中等。表325 10號煤層瓦斯樣分析結果一覽表 鉆孔號煤中自燃瓦斯成份（%）瓦斯分帶CH4CO2N2C2—C8補1未檢出氮氣—甲烷帶補271未檢出氮氣—甲烷帶補5氮氣—甲烷帶表326 10號煤層瓦斯含量情況—覽表 鉆孔號瓦斯含量總計ml/g可燃煤采樣點數(shù)CH4CO2N2C2C8補11井田開采2號煤層，煤層埋藏淺，煤層瓦斯為低瓦斯，根據(jù)運城市煤炭工業(yè)局文件運煤安字［2009］59號《關于對曙光煤焦集團船窩煤礦2號煤井、三號井2009年度瓦斯等級鑒定的批復》，可采煤層瓦斯相對涌出量見表327。該礦開采形式為下山開采，隨著開采深度、規(guī)模增加，礦井瓦斯含量會逐漸增加，有可能出現(xiàn)局部聚集情況，因此在建設和生產中應加強對瓦斯監(jiān)測和防治工作。表327 2009年度礦井瓦斯等級和二氧化碳涌出