【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 余 間。 荊各莊礦 180萬(wàn)噸新井設(shè)計(jì) 第 2 頁(yè) 共 124頁(yè) 礦區(qū)自然地理 1） 礦區(qū)地形特征 ： 本區(qū)為一平坦的沖積平原，東南面沿陡河?xùn)|岸是由奧陶紀(jì)石灰?guī)r構(gòu)成的東北－－西南方向起伏伸展的低山丘陵。從東往西有巍山（＋ 290m）、鳳山（＋180m）、小梁山（＋ 100m）和菀豆山（＋ 38m），由菀豆山向西南傾沒(méi)于平原之下。由巍山向東北低山丘陵接連綿延，地勢(shì)逐漸增高，直到青龍山標(biāo)高達(dá)＋ 。在井田北約 7公里為由震旦紀(jì)灰?guī)r構(gòu)成的低山丘陵，東西方向橫伏，這兩條低山丘陵在井田東面的青龍山一帶相匯合。低山丘陵的伸展方向與地層走向方向一致。井田內(nèi)地勢(shì)平坦，但北部 稍高，向南低下，北部地面標(biāo)高為 +（灣 35 孔），南端標(biāo)高為＋ （灣補(bǔ)6 孔），傾向陡河。 2）水文條件 ： 本區(qū)東南的陡河。發(fā)源于北部山地。下游集入石榴河。向南流入渤海。主流全長(zhǎng) 100 公里。河水終年不固。不凍。在雙橋村一帶有水庫(kù)。水庫(kù)大壩距井田東端最近距離 公里。陡河最高水位 +。低于地面標(biāo)高 10m 左右。冬季水位介于+16～ +17m。 水庫(kù)大壩距井田東端的最近距離為 2200m。陡河及陡河水庫(kù)雖然距井田區(qū)較近，但是因其底下均賦存有百余米的第四紀(jì)松散沉積物，而且存在有隔水作用的粘土層，對(duì) 本礦充水沒(méi)有直接的影響。井田內(nèi)有數(shù)條近于南北方向的平原沖溝，平時(shí)干涸，僅暴雨后向陡河排泄水。經(jīng)常有水流通的沖谷僅有本區(qū)西南部一條， 經(jīng)戴莊入陡河。 3）氣象條件 本區(qū)系于半大陸性氣候。夏季炎熱多雨。多東南風(fēng)；冬季嚴(yán)寒凜冽。秋冬多西北風(fēng)。雨季集中在七、八、九三個(gè)月。年平均降雨量 毫升。最高氣溫 。最低氣溫。年平均氣溫 。凍結(jié)期由 11 月二旬至次年 3 月上旬。凍結(jié)深 。地震烈度六級(jí)。 唐山地區(qū)氣候?qū)侔氪箨懶?，夏季炎熱多雨，冬季?yán)寒凜烈，氣溫變化較大。 井田地質(zhì) 特征 地質(zhì)簡(jiǎn)況 本井田為一向斜盆形隱蔽有限煤田。煤系地層復(fù)蓋于厚 100～ 380m第四紀(jì)沖積層下，與開(kāi)平煤田相同。均屬于石炭紀(jì)、二迭紀(jì)。 井田西北 東南長(zhǎng) 公理。東北 西南寬 公理 。 除東南端外，周邊向內(nèi)傾斜。井田中部則產(chǎn)狀平緩。 井田 地層情況 如下 表 ： 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 3 頁(yè) 共 124頁(yè) 表 開(kāi)平煤田區(qū)域地層表 界 系 統(tǒng) 組 代號(hào) 厚度 (m) 新生界 第四系 不整合 Q 0890 上 古 生 界 二 迭 系 上統(tǒng) 洼 里 組 P22 2800 古 冶 組 P21 346 下統(tǒng) 唐家莊組 P12 180 大苗莊組 P11 79 石 炭 系 上統(tǒng) 趙各莊組 C32 74 開(kāi) 平 組 C31 70 中統(tǒng) 唐山組 C2 65 下 古 生 界 奧 陶 系 中統(tǒng) 馬家溝組 O2 345 下統(tǒng) 亮甲山組 O12 115 冶里組 O11 203 上統(tǒng) 鳳山組 ∈ 33 68 寒 武 系 長(zhǎng)山組 ∈ 32 48 崮山組 ∈ 31 82 中統(tǒng) ∈ 2 120 下統(tǒng) 饅頭組 ∈ 12 150 景兒峪組 ∈ 11 263 元 古 界 震 旦 系 上統(tǒng) 迷霧山組 Z2w 1200 楊莊組 Z2y 400 下統(tǒng) 高于莊組 Z1k 600 大紅峪黃崖關(guān)組 Z1T+H 450 太古界 前震旦 _五臺(tái)群 Ar 地質(zhì)構(gòu)造 1) 波褶曲 亞園向斜的“平底”具有波曲性。最深中心偏居西南部。大致以灣 39 孔為中心。在煤層等高線上呈現(xiàn)西部較擠。東部疏寬。南部純園。向北變窄。作南北拉長(zhǎng)。曲線中部西灣的園心不完整閉合狀。在盆心東異波狀起伏。使東端又相對(duì)凹下造成 一個(gè)南北稍長(zhǎng)的橢圓向斜。 荊各莊礦 180萬(wàn)噸新井設(shè)計(jì) 第 4 頁(yè) 共 124頁(yè) 2) 斷裂 斷裂構(gòu)造是井田最為重要的構(gòu)造形式，它不但構(gòu)成了井田邊界，而且直接影響采區(qū)的劃分，同時(shí)在井田范圍內(nèi)廣泛存在，是采掘生產(chǎn)和井巷工程所要解決的最主要的地質(zhì)問(wèn)題。 井田內(nèi)主要斷層有： ① F16 逆 斷層：位于井田中部，是井田內(nèi)極為重要的斷層。斷層走向近東西，傾角55176?！?78176。，最大落差 35m，延伸長(zhǎng)度達(dá) 700 余米，該斷層不僅落差大，而且斷層破碎帶寬，局部達(dá) ～ ， 具有很強(qiáng)的充水性， 會(huì)給延深工程的施工帶來(lái) 困難。 ② F8斷層：它們偏居于含煤向斜的西部、北部。在水文地質(zhì) 上不致有重要影響。斷層 為單孔控制，沿需進(jìn)一步查明。 ③ F7斷層：位于井田西北部，逆斷層，落差在 520m 的范圍內(nèi)。 井田內(nèi)主要斷層數(shù)據(jù)見(jiàn)下表 ： 表 荊各莊井田主要斷層一覽表 斷層名稱 性質(zhì) 產(chǎn)狀 落差（ m） 延伸長(zhǎng)度 (m) 充水性 F16 逆斷層 167176。 ∠ 5570176。 35 725 有較強(qiáng)的充水性 180176。 ∠ 60176。 27 170176。 ∠ 80176。 26 174176。 ∠ 60176。 15 165176。 ∠ 70176。 48 165176。 ∠ 70176。 8 165176。 ∠ 77176。 10 F8 正斷層 20176。 ∠ 65176。 12 1250 無(wú)充水性 0176。 ∠ 67176。 1520 0176。 ∠ 65176。 2530 F7 逆斷層 150176。 ∠ 75176。 15 1000 無(wú)充水性 3) 節(jié)理或裂隙 節(jié)理或裂隙是井田內(nèi)發(fā)育最廣泛的地質(zhì)構(gòu)造，按其走向大致可以分為三組，即 :NNE向、 NEE 向、 NNW 向，由此形成了縱橫交錯(cuò)的節(jié)理發(fā)育系統(tǒng)。 節(jié)理構(gòu)造的發(fā)育與否，是井田構(gòu)造應(yīng)力作用的結(jié)果，在構(gòu)造復(fù)雜地段和斷層附近，華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 5 頁(yè) 共 124頁(yè) 煤巖層的節(jié)理裂隙構(gòu)造也會(huì)異常發(fā)育，這往往會(huì)導(dǎo)致工作面冒頂和片幫，因此在礦井地質(zhì)工作中加強(qiáng)節(jié)理裂隙構(gòu)造的觀測(cè)對(duì)地質(zhì)構(gòu)造預(yù)報(bào)、控制掌面冒頂片幫顯得愈來(lái)愈重要。 在全區(qū)不同深度的巖層中，節(jié)理裂隙均很發(fā)育。大致是東北方向和北西方向兩組為主。裂隙面傾角均很陡立，一般均在 700以上。其中橫切裂隙大部分是張裂隙，有些縫隙寬達(dá) 10 余毫米。甚至可伸入拳頭。 井田水文地質(zhì)情況 礦井的補(bǔ)給水源和含水層 1）大氣降水及其對(duì)礦井涌水量變化的影響 荊各莊礦的水文地質(zhì)條件屬?gòu)?fù)雜型，有八個(gè)含水層，自下而上分別為： ① 奧陶系石灰?guī)r巖溶裂隙承壓含水層（Ⅰ） ② K2～ K6 砂巖裂隙承壓含水層（Ⅱ） ③ K6～煤 12砂巖裂隙承壓含水層（Ⅲ） ④ 煤 9～煤 7砂巖裂隙承壓含水層（Ⅳ） ⑤ 煤 5以上砂巖裂隙承壓含水層（Ⅴ） ⑥ 風(fēng)化帶裂隙、孔隙承壓含水層（Ⅵ） ⑦ 第四系底部卵石孔隙承壓含水層（Ⅶ） ⑧ 第四系中上部砂卵礫孔隙承壓和孔隙潛水含水層（Ⅷ） 其中與礦井生產(chǎn)較密切的為Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅶ。 本區(qū)大氣降水一般集中在七、八、九月份。據(jù) 1979～ 1998 年氣象資料統(tǒng)計(jì)：年降水量最大值為 （ 1987 年），最小值為 （ 1997 年），平均值為 。補(bǔ)給關(guān)系是： 大氣降水→Ⅰ、Ⅷ→Ⅶ→Ⅲ、Ⅴ等各基巖含水層。 2）礦井直接充水含水層 荊各莊礦直接充水含水層有 K2～ K6 砂巖裂隙承壓含水層（Ⅱ）、 K6～煤 12 砂巖裂隙承壓含水層（Ⅲ）、煤 5以上砂巖裂隙承壓含水層（Ⅴ）。 3）礦井間接充水含水層 ① 沖積層含水層 該含水層厚 100～ 。它本身為一礦井間接充水含水層，它補(bǔ)給上述三個(gè)直接荊各莊礦 180萬(wàn)噸新井設(shè)計(jì) 第 6 頁(yè) 共 124頁(yè) 充水含水層。其中底部卵礫石孔隙承壓含水層對(duì)基巖含水層補(bǔ)給關(guān)系最密切。 ② 奧陶系石灰?guī)r巖溶裂隙 承壓含水層（Ⅰ） 該含水層厚度大于 600m。巖性由質(zhì)純的豹皮狀灰?guī)r和白云質(zhì)灰?guī)r組成，據(jù)勘探資料表明，施工的 13 個(gè)孔穿過(guò)灰?guī)r總長(zhǎng)度 ，因溶洞或巨大裂隙造成鉆具驟然下陷的有 10 個(gè)孔 25個(gè)段落，溶洞最大直徑為 ，沖洗液失去循環(huán)。在井田東南部，因構(gòu)造（ F1～ F3 斷 層組）作用與巨厚的第四系沖積層相互接觸，增加了灰?guī)r裂隙發(fā)育程度。礦井水文地質(zhì)如下表 所示 : 表 礦井水文地質(zhì) 含水層編號(hào) 層位 含水層性質(zhì) 含水層厚度 (m) 單位涌水量 (m3/秒 ) 滲透系 (m3/晝夜 ) 東 翼 西 翼 東 翼 西 翼 東 翼 西 翼 Ⅰ 奧陶系 裂隙溶洞 無(wú)壓轉(zhuǎn)承壓 Ⅱ K3K6 裂隙 承壓 Ⅲ K6煤 12 裂隙 承壓 Ⅳ 煤 9煤 7 裂隙 承壓 Ⅴ A 煤 5以上60米 裂隙 承壓 B 煤 5上60100米 裂隙 承壓 Ⅵ 風(fēng)化帶 裂隙孔隙承壓 Ⅶ 底部卵礫石層 孔隙 承壓 Ⅷ A 中部卵石層 孔 隙 承壓 B 上部砂礫層 孔隙 承壓 C 淺部砂層 孔隙 潛水 注：Ⅴ（風(fēng)化帶）層位，對(duì)比為北異（東異欄）和南異（西異欄） 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 7 頁(yè) 共 124頁(yè) 煤層特征 煤層 概況 井田煤系主要由石炭系上統(tǒng)和二疊系下統(tǒng)地層組成，煤系地層總厚度約 450m，共含大小煤層 13層， ,其中可采煤層共 2層 ,即煤 1煤 1平均總厚度 。可采煤層集中在趙各莊組和大苗莊組。 各煤層具體分布 如下 表 : 表 煤系地層含煤情況表 1） 可采煤層厚度、結(jié)構(gòu)、容重 及其穩(wěn)定性 1 煤 11： 井田內(nèi)厚度自 ～ ，平均 。傾角為 176?！?176。，平均為176。，黑色塊狀～條帶狀構(gòu)造，玻璃光澤，以亮煤為主，夾鏡煤及 亮煤條帶，含黃鐵礦結(jié)核，光亮型煤，含夾矸一層，但夾石分布不穩(wěn)定。 煤層的容重為 。 該煤層為較穩(wěn)定煤層 煤 12：煤層厚度為 ～ ，平均 。傾角為 176。 ～ 176。，平均為 176。 ，區(qū)內(nèi)煤層厚度變化較穩(wěn)定，煤層為黑色塊狀～條帶狀構(gòu)造，玻璃光澤 ，以亮煤為主，下部也有暗煤夾絲炭膜，光亮～半暗型煤，煤層中間夾一層穩(wěn)定的炭質(zhì)泥巖，上分層煤厚為 ～ ，平均 ，下分層煤厚為 ～ ，平均 m，夾矸厚度為 0～，平均 。煤層的容重為 。 該煤層為穩(wěn)定煤層。 煤層間距 由于沉積環(huán)境的差異，各煤層在不同區(qū)域的間距亦有差異，為簡(jiǎn)明表示各煤層不同區(qū)域的間距變化情況，列表 ： 荊各莊礦 180萬(wàn)噸新井設(shè)計(jì) 第 8 頁(yè) 共 124頁(yè) 表 可采煤層間距 煤層 煤層間距（ m） 最小 最大 平均 11 121 煤層頂?shù)装? 1 煤 11 直接頂：灰黑色泥巖，塊狀，致密細(xì)膩，貝殼狀斷口，含菱鐵質(zhì)透鏡狀結(jié)核及黃鐵礦聚集體 ,含海相動(dòng)物化石 ， 層厚 ～ ,平均 。 老頂：淺灰色～灰白色細(xì)砂巖，塊狀，鈣質(zhì)基底式膠結(jié)，成分以石英為主，易風(fēng)化，厚度不穩(wěn)定，一般在 ～ 之間，平均 。 直接底：灰～灰白色帶褐色泥巖或粘土質(zhì)粉砂巖 ,泥質(zhì)膠結(jié)，塊狀構(gòu)造，含大量植物根化石，厚 ～ ，平均 。 2 煤 12 直接頂：灰～淺灰色條帶狀粉砂巖，水平波狀層理、交錯(cuò)層理、透鏡狀層理，巖石致密堅(jiān)硬，局部夾細(xì)砂巖條帶，使層理更加明顯；厚度不穩(wěn)定，在 0～ 之間，平均厚 。 老頂：灰白色中～細(xì)砂巖，厚層狀，高嶺土質(zhì)基底式膠結(jié)，易風(fēng)化澎漲，呈泥狀；礦物成分為石英及少量的暗色礦物，厚 ～ ，平均厚 。 直接底：深灰色～灰黑色矽質(zhì)膠結(jié)的粉砂巖或細(xì)砂巖，巖性致密堅(jiān)硬，含大量沿層面分布的植物根化石，厚 ～ ，平均 。 井田綜合柱狀圖如下圖 所示： 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 9 頁(yè) 共 124頁(yè) 圖 綜合柱狀圖 煤質(zhì) 煤的化學(xué)分析 1）硫份 :各煤層全硫平均含量為 ％～ ％ ,其中煤 2 含量均低于 1％，屬低硫煤；煤 1 含硫量最高為 ％，平均為 ％，屬富硫煤，其所含硫量分為：黃鐵礦硫占 59％，有機(jī)硫占 36％，硫酸鹽硫占 ％。 2）磷份：磷份平均含量最大 ％，最小 ％，其中煤 1為特低磷煤，煤 2為低磷煤。 3）發(fā)熱量：各可采煤層發(fā)熱量變化范圍在 ～ 煤層煤質(zhì)化驗(yàn)分析 如下 表 所示： 荊各莊礦 180萬(wàn)噸新井設(shè)計(jì) 第 10 頁(yè) 共 124頁(yè) 表 煤質(zhì)化驗(yàn) 分析 煤層 項(xiàng)目 原煤工業(yè)分析 容 重 噸 /m3 煤 質(zhì) 牌 號(hào) Wf% Ag