【文章內(nèi)容簡介】 太原組頂部，L5石灰?guī)r為其直接頂板，且層位穩(wěn)定，對(duì)比可靠。②7號(hào)煤層：位于L1石灰?guī)r與K2石灰?guī)r之間，K2石灰?guī)r為其直接頂板，雖層位穩(wěn)定，但厚度不穩(wěn)定，對(duì)比較為可靠。③8號(hào)煤層：L1石灰?guī)r為其直接頂板，層位穩(wěn)定，厚度不穩(wěn)定，對(duì)比較為可靠。④10號(hào)煤層：位于太原組中段底部，也是井田內(nèi)厚度最大的，層位最穩(wěn)定的主要可采煤層，對(duì)比可靠。（二）煤質(zhì)物理性質(zhì)（1）煤的物理性質(zhì)井田內(nèi)各煤層的物理性質(zhì)基本相同，顏色為黑色、黑灰色、條痕為褐黑色，玻璃光澤，內(nèi)生裂隙不發(fā)育，斷口呈參差狀、不規(guī)則狀，硬度中等，一般為23。（2）宏觀煤巖類型各煤層的宏觀煤巖特征相近，一般以亮煤、暗煤為主，少量為鏡煤、絲炭，宏觀煤巖類型主要為半亮型和半暗型，一般呈條帶狀、線理狀結(jié)構(gòu)，均一狀結(jié)構(gòu)次之，層狀構(gòu)造為主，塊狀構(gòu)造次之。（3）顯微煤巖特征井田內(nèi)各煤層其顯微組分基本相同，有機(jī)組分以鏡質(zhì)組為主，絲質(zhì)組次之，穩(wěn)定組分未能在鏡下與鏡質(zhì)組分開，故本井田的鏡質(zhì)組包含了穩(wěn)定組分，%，%。無機(jī)礦物組分以粘土礦物為主，一般78%，同時(shí)還見少量的硫化物。各種顯微煤巖組分特征明顯，鏡質(zhì)組以無結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體為主，結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體次之或少量，絲質(zhì)組以氧化絲質(zhì)體為主。火焚絲質(zhì)體少量，粘土質(zhì)一般呈充填細(xì)胞腔或團(tuán)塊狀分布。本井田煤的顯微煤巖類型一般為混合亮暗煤、混合暗亮煤。煤的化學(xué)性質(zhì)、工藝性能井田內(nèi)各可采煤層的化學(xué)性質(zhì)及工藝性能分述如下，見表212：（1）4號(hào)煤層原煤：水分（Mad）%～%，%；灰分（Ad）%～%，%；揮發(fā)分（Vdaf）%～%，%；全硫（）%～%，%；發(fā)熱量（）～。浮煤：水分（Mad）%～%，%；灰分（Ad）%～%，%；揮發(fā)分（Vdaf）%～%，%；全硫（）%～%，%；粘結(jié)指數(shù)（）為81～92，平均87；最大膠質(zhì)層厚度(Y)～，；發(fā)熱量（）～。4號(hào)煤為特低灰—低灰、低揮發(fā)分—中等揮發(fā)分、低硫分—中硫分、特高熱值之焦煤（JM）。山西中陽張子山煤業(yè)有限公司礦井兼并重組整合項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)表212 主要煤層煤質(zhì)特征表 煤層編號(hào)水分Mad(%)灰分Ad(%)揮發(fā)分Vdaf (%)(MJ/kg)(%)最大膠質(zhì)層厚度Y(mm)粘結(jié)指數(shù)()煤類4原煤JM浮煤8192875上原煤JM浮煤001320856原煤JM浮煤0068767210原煤SM浮煤345843山西中陽張子山煤業(yè)有限公司礦井兼并重組整合項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)（2）5上號(hào)煤層原煤：水分（Mad）%～%，%；灰分（Ad）%～%，%；揮發(fā)分（Vdaf）%～%，%；全硫（）%～%，%；發(fā)熱量（）～。浮煤：水分（Mad）%～%，%；灰分（Ad）%～%，%；揮發(fā)分（Vdaf）%～%，%；全硫（）%～%，%；粘結(jié)指數(shù)（）為平均85；最大膠質(zhì)層厚度(Y)～，；發(fā)熱量（）～。5上號(hào)煤為特低灰—低灰、低揮發(fā)分—中等揮發(fā)分、低硫分—中低硫分、特高熱值之焦煤（JM）。（3）6號(hào)煤層原煤：水分（Mad）%～%，%；灰分（Ad）%～%，%；揮發(fā)分（Vdaf）%～%，%；全硫（）%～%，%；發(fā)熱量（）～。浮煤：水分（Mad）%～%，%；灰分（Ad）%～%，%；揮發(fā)分（Vdaf）%～%，%；全硫（）%～%，%；粘結(jié)指數(shù)（）為68～76，平均72；最大膠質(zhì)層厚度(Y)～，；發(fā)熱量（）～。6號(hào)煤為特低灰—中灰、低揮發(fā)分、中硫分—中高硫、高熱值—特高熱值之焦煤（JM）。（4）10號(hào)煤層原煤：水分（Mad）%～%，%；灰分（Ad）%～%，%；揮發(fā)分（Vdaf）%～%，%；全硫（）%～%，%；發(fā)熱量（）～。浮煤：水分（Mad）%～%，%；灰分（Ad）%～%，%；揮發(fā)分（Vdaf）%～%，%；全硫（）%～%，%；粘結(jié)指數(shù)（）為34～58，平均43；最大膠質(zhì)層厚度(Y)～，；發(fā)熱量（）～。10號(hào)煤為特低灰—低灰、低揮發(fā)分、中硫分—中高硫、特高熱值之瘦煤(SM)。可選性各礦未做過煤的可選性試驗(yàn)，根據(jù)金春—喬家溝精查勘探區(qū)地質(zhì)報(bào)告對(duì)10號(hào)煤層進(jìn)行了可選性測試分析，結(jié)果如下：篩分結(jié)果表明：各層煤的粒級(jí)＞%，平均26%；＜%，平均74%；煤的抗碎性差，煤的灰分集中在1325mm粒級(jí)中，如不剔除夾矸及硫化鐵等，則灰分多以＞25mm粒級(jí)最高，詳見表213。表213 篩分試驗(yàn)結(jié)果表　　　 　　　　煤層號(hào)＞25mmAd%%25mmAd%%最高灰分級(jí)別mm4132510由沉浮結(jié)果看，%，屬良等；%，%，較低；%，屬中等可選煤。%，屬中等；%，%，較低；%，屬中等可選煤。，則可提高精煤回收率及易選程度，灰分多在10%以下，詳見表214。表214 浮沉試驗(yàn)結(jié)果表　　 　　　　　　煤層號(hào)比重液浮煤回收率%灰分含量等級(jí)中煤產(chǎn)出率%等級(jí)備注4—良等良等可選——優(yōu)等易選—10中等中等可選—良等易選—煤質(zhì)及工業(yè)用途評(píng)價(jià)（1）煤質(zhì)及研究程度4號(hào)煤層為特低灰—低灰、低揮發(fā)分—中等揮發(fā)分、低硫分—中硫分、特高熱值之焦煤（JM）。5上號(hào)煤層為特低灰—低灰、低揮發(fā)分—中等揮發(fā)分、低硫分—中低硫分、特高熱值之焦煤（JM）。6號(hào)煤層為特低灰—中灰、低揮發(fā)分、中硫分—中高硫、高熱值—特高熱值之焦煤（JM）。10號(hào)煤層為特低灰—低灰、低揮發(fā)分、中硫分—中高硫、特高熱值之瘦煤(SM)。（2）工業(yè)用途上述煤層的焦煤和瘦煤直接或經(jīng)洗選后可用作煉焦用煤。四、瓦斯、煤塵及煤的自燃瓦斯2011年4月，張子山煤業(yè)委托山西省煤炭工業(yè)局綜合測試中心編制了《山西中陽張子山煤業(yè)有限公司礦井瓦斯涌出量預(yù)測報(bào)告》，對(duì)該礦的瓦斯涌出量進(jìn)行了預(yù)測。預(yù)測結(jié)果表明：張子山煤業(yè)以120萬t/a產(chǎn)量聯(lián)合開采6號(hào)煤層時(shí)，；5上；10號(hào)煤層聯(lián)合開采時(shí)，；當(dāng)單獨(dú)10號(hào)煤層時(shí)，；按照《煤礦安全規(guī)程》（2011版）第133條，該礦井開采5上、10號(hào)煤層時(shí)為高瓦斯礦井。山西中陽張子山煤業(yè)有限公司委托山西國辰建設(shè)工程勘察設(shè)計(jì)有限公司編制了《山西中陽張子山煤業(yè)有限公司礦井兼并重組整合項(xiàng)目瓦斯抽采工程初步設(shè)計(jì)》，根據(jù)瓦斯抽放報(bào)告，各煤層抽采情況如下：，回采工作面瓦斯抽采率為46%，抽放后，；，回采工作面瓦斯抽采率為45%，抽放后，；，回采工作面瓦斯抽采率為46%，抽放后，；10號(hào)煤與5上號(hào)煤聯(lián)合開采、10號(hào)煤與6號(hào)煤聯(lián)合開采時(shí)，回采工作面瓦斯抽采率為54%，抽放后，；，回采工作面瓦斯抽采率為54%，抽放后。煤塵礦方委托山西省煤炭工業(yè)局綜合測試中心及山西省煤炭地質(zhì)研究所對(duì)張子山煤業(yè)有限公司的5上、10號(hào)煤層煤樣進(jìn)行檢測，鑒定結(jié)果5上、10號(hào)煤層均具有爆炸危險(xiǎn)性。區(qū)內(nèi)各可采煤層均具有煤塵爆炸性，它將成為今后礦山開采的又一危害因素，設(shè)計(jì)及生產(chǎn)部門應(yīng)引起高度重視，作好灑水降塵工作。煤的自燃傾向礦方委托山西省煤炭工業(yè)局綜合測試中心及山西省煤炭地質(zhì)研究所對(duì)張子山煤業(yè)有限公司的5上、10號(hào)煤層煤樣進(jìn)行檢測，鑒定結(jié)果4號(hào)煤自燃傾向性等級(jí)為Ⅰ級(jí)，屬容易自燃煤層；5上號(hào)煤自燃傾向性等級(jí)為Ⅰ級(jí)，屬容易自燃煤層；6號(hào)煤自燃等級(jí)為Ⅱ級(jí)，屬自燃煤層；10號(hào)煤自燃等級(jí)為Ⅰ級(jí)，屬容易自燃煤層。地溫地壓井田范圍內(nèi)未做過任何地溫測試工作，本井田無地溫測試資料，據(jù)煤礦多年來生產(chǎn)情況揭露為地溫正常區(qū)。另據(jù)煤礦資料，本井田地壓正常。五、井田水文地質(zhì)概況及地表河流井田內(nèi)溝壑縱橫，切割強(qiáng)烈，具典型的黃土地貌特征。在梁峁地帶被第四系上更新統(tǒng)黃土所覆蓋，溝谷中廣泛出露上第三系上新統(tǒng)紅土?；鶐r未見出露。區(qū)內(nèi)最高點(diǎn)在井田西南部古家?guī)X村西山梁上，最低點(diǎn)在井田西部水庫溝谷中。井田地表水屬黃河流域，三川河水系。井田內(nèi)無常年性水流，僅在雨季溝谷中有短暫洪水向西南流入南川河。含水層本次收集了金春－喬家溝勘探時(shí)在本井田西部朱家店煤礦施工的132水文鉆孔資料，分別對(duì)太原組、山西組、上、下石盒子組做了抽水試驗(yàn)。（1）上第三系上新統(tǒng)礫石含水層井田內(nèi)松散層中第四系不發(fā)育，上第三系廣泛分別于溝谷兩側(cè)或溝底。下部為一層膠結(jié)或半膠結(jié)的礫石層，在溝谷中易形成小泉，供人畜用水，水量一般很小，當(dāng)有較好的補(bǔ)給源時(shí)，為較好的孔隙含水層。（2）二疊系上、下統(tǒng)石盒子組砂巖含水層本組含水層一般由數(shù)層中粒粗砂巖組成，總厚約20m，其間多隔以泥巖、粘土巖等。據(jù)金春—喬家溝井田精查時(shí)抽水試驗(yàn)結(jié)果，單位涌水量(q)，滲透系數(shù)（K），水位標(biāo)高1078m，水量較小，含水微弱，水質(zhì)屬重碳酸硫酸型，為軟的淡水。屬弱富水性含水層。（3）二疊系下統(tǒng)山西組砂巖含水層本組主要含水層為03號(hào)煤層與4號(hào)煤之間的中粒砂巖，該含水層穩(wěn)定連續(xù)，測井曲線上反映明顯，厚度5—9m，泥質(zhì)和鈣質(zhì)膠結(jié)。據(jù)金春—喬家溝井田精查時(shí)的132號(hào)孔抽水試驗(yàn)結(jié)果，單位涌水量(q)，滲透系數(shù)（K）。110號(hào)孔抽水試驗(yàn)結(jié)果，單位涌水量(q)，滲透系數(shù)（K）。富水性較差，—Ca2+.Mg2+.Na+。屬弱富水性含水層。（4）石炭系上統(tǒng)太原組灰?guī)r、砂巖含水層本組中有LKL1三層灰?guī)r組成，中間多隔以細(xì)砂巖和砂質(zhì)泥巖等，間距在10m以內(nèi)，L5灰?guī)r厚度小，巖芯較完整。含水相對(duì)較弱，K2灰?guī)r為本組最厚的灰?guī)r，巖芯中見有溶蝕裂隙，其間多充填炭屑，裂隙面凹凸不平，該層為三層灰?guī)r中相對(duì)富水的一層。L1灰?guī)r為最下部的兩層，節(jié)理裂隙發(fā)育，并具有溶蝕現(xiàn)象，兩層灰?guī)r間有泥巖或炭質(zhì)泥巖相隔，富水性也較弱。據(jù)金春—喬家溝精查勘探區(qū)抽水試驗(yàn)結(jié)果：單位涌水量(q)—，滲透系數(shù)（K）?！狹g2+.Na+型水。本組10號(hào)煤層上部為一層穩(wěn)定的中粒砂巖，厚約5—15m，泥質(zhì)膠結(jié)，勘探抽水試驗(yàn)中，該層泥漿消耗量無明顯變化，從測井曲線定性分析，其含水性比山西組砂巖含水層差，故其厚度雖大，也為弱含水層。（5）奧陶系中統(tǒng)巖溶裂隙含水層本組含水層區(qū)域上屬于柳林泉域，柳林泉位于本區(qū)西二十余公里的柳林城附近，出露標(biāo)高801m左右。奧陶系中統(tǒng)峰峰組巖性以石灰?guī)r、白云巖為主，夾泥灰?guī)r、泥巖、石膏，為相對(duì)弱含水層。本區(qū)含水層主要為上馬家溝組，該組巖溶裂隙發(fā)育，為強(qiáng)含水層?？偟膩碚f，本層在井田內(nèi)大部分由于埋藏較深，所以含水性很弱，甚至基本不含水，只在淺部含水性增強(qiáng)。據(jù)井田南部山西一恒煤業(yè)有限公司煤礦施工的水井資料，主要富水含水層為上馬家溝組石灰?guī)r巖溶裂隙含水層，埋深410－650m，含水層厚度240m，單位涌水量（q），滲透系數(shù)（K），總硬度（以CaCO3計(jì)），；峰峰組石灰?guī)r巖溶裂隙不太發(fā)育，富水性弱?！狢a2+.Na+.Mg2+型。隔水層（1）石炭系中統(tǒng)本溪組泥巖隔水層，巖性以泥巖、粘土巖、鐵鋁巖為主，夾薄層石灰?guī)r，隔水性能較好，區(qū)域穩(wěn)定連續(xù)。（2）二疊系中統(tǒng)上、下石盒子組泥巖隔水層本組隔水層厚度較大，由數(shù)層泥巖和砂質(zhì)泥巖組成，垂直分布呈平行復(fù)合式結(jié)構(gòu)，裂隙不發(fā)育，為山西組頂部的隔水層，對(duì)松散巖類孔隙水與風(fēng)化裂隙水的下滲起著良好的隔水作用。（3）上第三系紅色亞粘土隔水層該層溝谷中有出露，厚約1070m。礦井充水因素分析（1）地表水對(duì)開采煤礦的影響井田內(nèi)沒有大的地表水體，僅有季節(jié)性河流。一般來說河水通過基巖含水層滲透補(bǔ)給的水量是較弱的，但是，隨著煤礦的開采，頂部巖層將遭到破壞，會(huì)使基巖裂隙加大、增多，特別是在北部及北東部煤層淺埋地段甚至形成地面塌陷，溝通斷層以及其它構(gòu)造形跡。因此在開采過程中一定要采取防范措施，坑口、堆煤場也要建在最高洪水位之上，以防洪水襲擊，造成危害。（2）構(gòu)造對(duì)礦床充水的影響礦區(qū)內(nèi)尚未發(fā)現(xiàn)大的構(gòu)造形跡，本井田總體上受褶曲控制，井田中部發(fā)育一寬緩背斜，背斜軸跡走向?yàn)楸睎|南西，向南西傾伏，兩翼地層傾角約4176。，為一對(duì)稱背斜；南部為一寬緩向斜，軸跡走向?yàn)楸睎|南西，向北東傾伏，兩翼地層傾角約5176。，為一對(duì)稱向斜。但由于奧灰水水頭部分高于主采10號(hào)煤層底板，一但有斷層存在，有可能形成導(dǎo)水通道，使巖溶水涌入礦井，造成水害，因此一定要重視對(duì)隱伏斷層以及其它構(gòu)造形跡的發(fā)現(xiàn)與研究，以防斷層導(dǎo)水造成淹礦事故。（3）采空區(qū)積水對(duì)開采煤層的影響據(jù)調(diào)查，根據(jù)采煤方法、地層產(chǎn)狀、頂?shù)装鍘r性及其穩(wěn)定性、返水孔情況，確定本區(qū)存在5塊采空積水區(qū)，另外據(jù)調(diào)查采空區(qū)都有一定積氣存在。見采空區(qū)情況統(tǒng)計(jì)表215。采空區(qū)積水量估算公式： 式中：—老空積水的靜儲(chǔ)量（m3）；—小窯老空積水區(qū)平面積（m2）；—煤層采厚（m）；—煤層傾角（176。）；—老空區(qū)充水系數(shù)。表215 采空區(qū)情況統(tǒng)計(jì)表 煤層號(hào)積水區(qū)編號(hào)積水區(qū)面積(m2)采厚（m）煤層傾角（176。）積水量(m3)積氣情況備注5上