【導讀】礦區(qū)本設計包括兩個部分：一般部分和專題部分。采煤方法、井下運輸、礦井提升、礦井通風與安全和礦井主要經(jīng)濟技術指標。林南倉五礦位于河北省玉田縣林南倉附近。礦井東西長約為5km，南北寬約為。層賦存穩(wěn)定，平均厚度。傾角平均為17°，首采煤層傾角為17°，為近水平煤層。井田內工業(yè)儲量，可采儲量。礦井平均涌水量為，相對。瓦斯涌出量，屬于低瓦斯礦井，煤層沒有爆炸危險性，無自然發(fā)火現(xiàn)象。林南倉五礦年設計生產(chǎn)能力150萬t/a，服務年限68年。采用立井兩水平開拓，第。一水平標高-620m，第二水平標高-850m。礦井布置一個綜采工作面保證全礦井的產(chǎn)量，長度200m，煤的運輸采用皮帶運輸。

　　

【正文】 樹、羽葉木、楔葉木等）。黃鐵礦結核和散晶、菱鐵質結核等均較發(fā)育。 K5 石灰?guī)r頂板細粉砂巖中黃鐵礦富集，為本區(qū)煤系地層中最多的巖段。 巖相組合特征是，比唐山組海相地層減少，而過渡相相對增加。在巖相組合上屬淺海薄層灰?guī)r相和淺海泥質或粉砂巖相與過渡相（濱海湖泊相、湖泊三角洲相等）的交替沉積，構成四個完整的小旋回。每個旋回均從淺海或過渡相起，經(jīng)沼澤相而又以淺?；蜻^渡相而終止。海退相序地層厚度為 70m，而海進相序地層厚度 僅 ，且淺?；?guī)r相亦直接復與沼澤相或泥炭沼澤相之上，說明海侵相序不發(fā)育。地殼升降幅度自上而下，由強（第 Ⅱ 1 旋回）到弱（第 Ⅱ Ⅱ 3 旋回），而后由弱到強（第 Ⅱ 4 旋回）。在振幅較小、沉積環(huán)境相對穩(wěn)定階段中（第 Ⅱ Ⅱ 3 旋回中）形成較穩(wěn)定的煤層（煤 14）及不穩(wěn)定多煤層（煤 1（ 5） 和煤線（煤 1煤 1煤 17）等。 本組賦存有不穩(wěn)定的薄層石灰?guī)r三層，由下而上命名為 K K K6。其中 K5 在局部地段（如倉補 10 和倉 31 孔附近）為灰色泥質生物碎屑巖，其它為鈣質粉砂巖，白色動物介殼富集成層，易與其它石灰?guī)r相 區(qū)別。 標志性巖層： K3 至 K4 之間有：深灰色淺海相粉沙巖或粘土巖，細膩質純性脆，含腕足類珊瑚等動物化石，為石 K3 灰?guī)r直接頂板。一般厚度 左右。 K4 至 K5 之間有：淺灰色細 ——中粒沙巖：成分以石英為主，次為少量巖屑等，分選及滾圓度中等，泥質孔隙式膠結，夾碳質層紋，顯水平層理和緩波層理狀，巖石成分比較單純，易于煤系地層中的沙巖相區(qū)別。位于井筒西北部常相變?yōu)榇稚皫r，厚度達 左右（至煤 17 以上），風井以東見薄，井相變?yōu)榧毶皫r，一般厚度 左右。 灰 ——深灰色粘土巖：有時稍發(fā)褐色，質軟， 含鋁土質和凌鐵質結核，富含植物根化石，成團塊狀構造（為煤 14 直接底板），一般厚度在 左右。 K5 至 K6 之間有：深灰色細粉砂巖：致密而細膩，性脆質地均一。富含黃鐵礦石結核，底部見有少量海百合等動物化石，為 K5 灰?guī)r之直接頂板。一般厚度 左右。 深灰色粉砂巖和灰色細砂巖互層帶：以前者為主，顯條帶狀，具水平層理及緩波狀層理，含植物化石碎片和較完整的假蛋形翅羊齒等植物化石。 林南倉五礦 150 萬噸新井設計 第 8 頁 共 145 頁 灰色細砂巖，致密堅硬，泥質孔隙 ——基底式膠結，具水平層理和緩波狀層理，時為煤 12 下直接底板，以堅硬為特征，易與其他砂巖相區(qū)別， 一般厚度 左右。 趙各莊組，地層厚度 ——，平均 。 巖性特征是：淺灰 ——深灰色。以粉砂巖為主，但比開平組為少，而厚層狀中粒砂巖相對增多。巖石大至百分比為，中粗粒砂巖占 ％，細砂巖占 ％，粉砂巖占％粘土巖占 ％，煤層占 ％，其它占 ％。植物化石以翅羊齒類居多，一般賦存在煤 11 頂板粉砂巖和煤 11——煤 12 之間粉砂巖兩個化石帶內。 巖相組合特征是以濱海湖泊相為主，并有瀉湖海灣相，湖濱波浪帶相、湖泊三角洲相等沉積。本組地層可劃分為三個 完整的小旋回。海退相序地層厚度為 36m，海進相序地層厚度為 說明地殼處于緩慢的波浪式上升。 且升降幅度較小，比下部唐山組和開平組地層更接近于大陸性沉積環(huán)境，亦相對比較穩(wěn)定，有利于煤層的形成。所以在每個小旋回的中上部均有泥炭沼澤沉積相，賦存有主要可采煤層（煤 11 煤 12） 及不穩(wěn)定的不可采煤層（煤 14） 標志性巖石及化石帶有： ① 煤 12 下頂板下粉砂巖：深灰 ——黑灰色，細膩含炭質及黃鐵礦散晶，棕褐色條痕，貝殼狀斷口，富含腕足類，瓣鰓類和海百合等動物化石，一般厚度在 左右。 ② 煤 11 至煤 12 之間的粉 砂巖：近煤 12 處為深灰色細粉砂巖頻繁交替出現(xiàn)，顯條狀帶外觀，其下巖性漸細，底部為細粉砂巖或粘土巖，致密而細膩，質地均一純凈，細水平層理明顯，井田西北部為淺灰 ——銀灰色，而東南部則漸變?yōu)樯罨疑?，巖性標志，易于對比，厚度 左右。 ③ 煤 12 頂板粉砂巖：深灰色，巖性致密，質地均一，具水平層理及緩波層理。采集有假蛋翅羊齒、開平翅羊齒、直脈翅羊齒類、星輪木、纖細輪木、長方楔葉、蘆木苛達樹等化石，為本組植物化石富集層之一，厚度一般在 左右。 ④ 煤 11——煤 12 之間粗砂巖：淺灰色，成分以石英、巖屑、燧石為 主（以含較多燧礫為特征，易與其他煤層間砂巖相區(qū)別）。分選較差，滾圓度為半圓狀。泥質孔隙 ——基底式膠結，局部含鈣質。具水平層理、斜層理、交錯層理等。全區(qū)沉淀穩(wěn)定（特別是井田西部），僅局部地段相變?yōu)榧毶皫r。一般厚度約 。 ⑤ 煤 11 頂板細粉砂巖：呈灰 ——深灰色，致密，顯水平層理及緩波狀層理，含菱鐵質結核，采集有星輪木、楔葉木、細羊齒、苛達樹等化石，亦為本組植物化石富集層之一，一般在 左右。 華北科技學院 2020 屆 畢業(yè)設計（論文） 第 9 頁 共 145 頁 （ 3） 二疊系（ P） 下限為煤 11 頂板湖泊相細粉砂巖之頂界，與下伏地層呈整合接觸。上限為第四系松散沉積物，呈 不整合接觸。在井田內保留地層最大厚度約 。分上、下兩統(tǒng)。 1） 二疊系下統(tǒng)（ P（ 1） 上限為 A 層鋁土至粘土巖頂界，與上統(tǒng)呈整合接觸。本統(tǒng)地層厚度約為 ，分上、下兩組。上組稱為唐家莊組，下組稱為大苗莊組，其中大苗莊組是主要含煤地層之一。 大苗莊組 （ P（ 1） ：底層厚度 ——，平均為 。 巖性特征：本組地層為一套過渡相粉砂巖、粘土巖和粗碎巖（湖泊三角洲相）交替之沉積物。巖石雖以粉砂巖為主，但粗碎屑比趙各莊組有顯著增多。巖石大致百分比為，中粗粒砂巖占 ％（以中粒砂巖為主），細砂巖占 ％，粉砂巖占 ％，煤層占 ％，其它占 ％。植物化石種屬繁多，以輪木、細羊齒類、楔葉木等居多，主要賦存在煤 煤 煤 煤 9 頂板粉砂巖四個化石帶內，層狀菱鐵質結核發(fā)育、砂巖中局部巖段含鈣質。 本組仍為濱海平原環(huán)境，以過渡相為主，而沼澤相和泥炭沼澤相很發(fā)育，且?guī)r相穩(wěn)定，縱橫方向變化不大。根據(jù)巖相組合特征可劃分為六個完整的小旋回，每個旋回皆從湖濱波浪帶相和湖泊三角洲相起，經(jīng)沼澤相和泥炭沼澤相至濱海湖泊相和瀉湖海灣相止。海退相序地層厚度為 ， 海進相序地層厚度 ，說明地殼升降幅度較小，沉積環(huán)境相對的比較穩(wěn)定。賦存有可采煤層和局部可采煤層煤 煤 煤 煤 8煤 8－ 煤 煤 10 等。 標志性巖層及化石帶： ① 煤 9 頂板細粉砂巖：呈灰 ——深灰色，致密，具細水平層理及層狀菱鐵質結核。采集有星形輪木、細羊齒、蘆木?？吝_樹，東方尼式蘇鐵等植物化石，為本組化石富集層之一。一般厚度在 左右。 ② 煤 8－ 2 底板礫狀粉砂巖：呈淺灰色，局部含鈣質。具有大量灰綠、灰白色粘土巖塊。該層隨 8－ 2 兼滅而消失。在井筒附近厚度增大，常為煤 9 直接頂板。但凡為 煤 9直接頂板時，煤 9 則變薄或不可采。該層一般厚度 左右。 ③ 8－ 1 底板礫狀粉砂巖：呈灰黑色，巖性粗糙，有質感，含有大量植物炭化體及植物化石碎片和棕紅色透明樹脂薄膜，具有淺灰，灰白色粘土巖小礫，易與其他巖層相區(qū)別，一般厚度 —。 林南倉五礦 150 萬噸新井設計 第 10 頁 共 145 頁 ④ 煤 8－ 1頂板粘土巖：為淺灰色、致密、質地均一，具有貝殼狀斷口和層狀菱鐵質結核。采集有湯氏楔葉、長方楔葉、細羊齒、翅羊齒、蘆木?？吝_樹、鐮刀羊齒、羊齒、大羽羊齒、星輪木等植物化石，為本區(qū)主要化石帶之一。一般厚度 左右。 ⑤ 煤 7 頂板細粉砂巖 ——粘土巖：為 灰黑色，巖性細膩。性脆，呈菱角狀及貝殼狀斷口，富含菱鐵質結核及黃鐵礦細晶。采集有腹足類、斧足類、腕足類、海百合等動物化石，為本區(qū)最上一次海侵。該層可能相當于開平煤田煤 6 頂板。一般厚度 左右。 ⑥ 煤 6 頂板粉砂巖：呈深灰色，欠均勻，有堆礫現(xiàn)象，加灰色細砂巖薄層，局部顯水平層理及緩波狀層理。采集有假蛋形翅羊齒、帶羊齒、楔葉木、輪木、苛達樹、細羊齒等化石，為本組植物化石富集層之一。一般厚度 左右。 ⑦ 煤 5 至煤 6 之間中粒礫巖：呈淺灰綠色，成分為石英、巖屑、長石、燧石等。分選較差，滾圓度中等，泥質孔隙 ——基底式膠結，夾炭層紋 及煤化物質，以顏色易與下部礫巖相區(qū)別，一般厚度 左右。 ⑧ 煤 5 頂板粉砂巖：呈灰綠色，巖性較均一。采集有星輪木、長方楔葉、蘆木、帶羊齒、苛達樹等植物化石，亦為本組植物化石富集層之一。一般厚度 左右。 唐家莊組（ P1（ 2） ：地層厚度 ——，平均為 。 本組地層全屬陸相沉積，河流開始活躍，因此河床相粗碎屑巖較下復地層顯著增多在河流期交替過程中有河漫相、內陸湖泊相等粉砂巖和泥質沉積物，其中粉砂巖居多。巖石大致百分比為，中粗粒砂巖占 ％ ，細砂巖占 ％，粉砂巖占 ％，粘土巖占 ％，煤層占 ％植物化石數(shù)量少，且多賦存于湖泊相或湖沼相粉砂巖之中，自下而上菱鐵質結核逐漸被褐鐵礦結核所代替。 本組地層可劃分為兩個中旋回（即 Ⅴ 、 Ⅵ ），其中第 Ⅴ 中旋回以湖泊、湖濱波浪帶相、沼澤相等細碎屑巖交替沉積為主，包括完整和不完整小旋回各一個，分別以湖濱波浪帶相和湖泊三角洲相起，至湖泊相和沼澤相止。由于地殼處于上升趨勢，振蕩運動頻繁，河流活躍，泥炭沼澤化時間短暫，不利于煤層的形成，所以盡沉積有極不穩(wěn)定的煤線不可采煤層（如煤 4 等）。第 Ⅵ 中旋回 包括五個不完整的小旋回，均自河床相粗砂巖起，至沼澤相、河漫相、湖泊相粉 ——細砂巖止。巖性大致可劃分為三段（即每段分別包括 Ⅵ Ⅵ Ⅵ Ⅵ 4 和 Ⅵ 5 小旋回）反映了地殼三次較強烈的上升運動，形成三個河流巨周期。 標志性巖層及化石帶： ① 深灰 ——淺灰色粉砂巖 ——砂巖段：以深灰色粉砂巖為主，夾薄層狀淺灰色粘土華北科技學院 2020 屆 畢業(yè)設計（論文） 第 11 頁 共 145 頁 巖，時有沼澤相及極不穩(wěn)定煤線出現(xiàn)。在煤 4 頂板深灰色粉砂巖中，采集有苛達樹、直脈細羊齒、星輪木、楔葉木、蘆木、帶細羊齒等植物化石。三角洲相中 ——粗礫砂巖一般為淺灰色，成分以石英為主，次為燧石、巖屑、云母等。分選 及滾圓度中等，底部有時具深灰色粉砂巖塊，泥質孔隙式膠結，局部含鈣質，顯水平波狀層理及交錯層理在井筒南部及東部該層增厚，時為煤 5 之頂板巖層，巖性亦較標志，在鉆探中該層為開始見煤之預告層。本段一般厚度 左右。 ② 深灰 ——灰發(fā)綠粉砂巖 ——砂巖段：以深灰色 ——灰綠色粉砂巖、細砂巖為主，上部夾有少量淺紫色斑點及斑塊。下部為灰白 ——淺灰色河床相中 ——粗粒礫巖。本段一般厚度 左右。 ③ 雜色粉砂巖 ——砂巖段：以灰綠、灰紫、深灰等雜色粉砂巖為主，具有褐鐵礦結核及紫色斑塊。采集有苛達樹、楔葉木、輪木、帶羊齒 等植物化石。下部亦為淺灰 ——灰綠色河床相中 ——粗粒礫巖。本段一般厚度 左右。 ④ 中粗粒石英、長石礫巖段：以淺灰色、淺紫色含粒粗礫巖為主，間夾灰紫色粉砂巖薄層，顯大型直線形斜層理。成分主要為石英和長石，分選不好，呈半圓狀。砂巖之頂部為 A 層鋁土粘土巖。該段一般厚度為 左右。 2） 二疊系上統(tǒng)（ P（ 2） 盡保存有古冶組（ P1（ 2） 地層，最大厚度約 。本組屬陸相沉積，河床相粗碎屑砂質巖居多。巖石大致百分比為，中粗粒砂巖占 ％，細砂巖占 ％，粉砂巖占 ％，粘土巖占 ％。 本組地層大致可分為六段（即六個中粗粒礫巖帶和六個粉砂巖 ——粘土巖帶）。每一巖段皆有河床相中、粗粒礫巖起，至湖泊相或湖沼相細碎屑巖（粉砂巖或粘土巖）止。反映了六次河流活動的巨周期（詳見地層綜合柱狀圖）。 巖性特征，中粗粒礫巖皆為灰白 ——灰紫色。成分為石英、燧石、巖屑、長石等。分選及滾圓度均不好，夾炭質層紋及紫色條帶，顯大型直線形斜層理。粉砂巖一般以灰紫色為主，褐鐵礦結核發(fā)育，顯花斑狀結構，呈團塊狀構造。植物化石少，一般多賦存在上部鋁土質粘土巖以下 至 A 層以上 之間的粉砂巖中。 采集有細羊齒、楔葉木、輪木等植物化石。 標志性巖層有： ① A0 層鐵質粘土巖：紫紅色，巖性致密，性脆質地均一，呈角狀斷口，含豆狀鐵質結核及鮞粒，平均厚度 ，該層底板紫灰或灰白色粗礫巖極為標志，易于對比。 林南倉五礦 150 萬噸新井設計 第 12 頁 共 145 頁 ② 上部鋁土質粘土巖：灰紫色，致密、細膩，有滑感，含鐵質結核及鮞粒，顯花斑狀結構，平均厚度 。本層頂板至上部鐵質粘土巖間均為紫 ——灰紫色粗礫巖（或含礫粗礫巖），于 A 層至 A0 層之間砂巖相似，但該層顏色較紫。 ③ 上部鐵質粘土巖：巖性與 A0 層鐵質粘土巖頗為相似，但該層更為細膩據(jù)倉補 17化驗結果 SiO2 為 ％， Ae203 為 ％， Fe2O3 為 ％，平均厚度為 。 （ 4） 第四系松散沉積物 主要由粘土層、砂層、礫石層極少量卵石層所組成。一般 以淺砂層或礫石層較多，深部則以粘土層為主。沖擊層底部之卵石層在北部及東北部較發(fā)育，厚達 以上。在較穩(wěn)定的兩層粘土層之中（埋藏深度 70——110m 和 120——220m）富含淡水動物介殼，為良好的對比標志及隔水層。第四系厚度變化較大，由井田北部的 至東南部達 以上（附標志層厚度、間距、穩(wěn)定性一覽表 ——表 1.（ 3） 。 礦井 水文地質 （ 1） 礦井的補給水源和含水層 本區(qū)屬大陸性季風氣候，降水多集中在 8 月份，從 1986 年至 2020 年 12 年間平均降水量為 ，最大年降水量 (1990 年 )最小年降水量 (1992