【正文】 灰、低硫 — 高硫、中熱值 — 高熱值的焦煤與瘦煤。 井田東部、西部均有大面積無煤區(qū)，東部、西部均有 5 號、 8 號、 10 號煤層風(fēng)氧化帶、隱伏著 10 號煤層露頭，西部的風(fēng)氧化帶受 ZK ZK ZK7 號未見煤鉆孔（為剝蝕無礦孔）控制，位于 ZK ZK ZK7 號鉆孔的東部，貫穿井田南北，長約 3000m。參考河?xùn)|煤田離石詳查區(qū)西部各煤層風(fēng)氧化帶延伸情況推斷。 煤的風(fēng)化和氧化 根據(jù)該區(qū)勘探中布設(shè)工程所控制煤層露頭和風(fēng)氧化帶。 10號煤 Ad降低 51%， 47%。 區(qū)內(nèi)主要煤層原煤與浮煤中的灰分、全硫比較表 煤層號 工程號 煤灰成分分析 (%) SiO2 Al2O3 Fe2O3 MgO TiO2 SO3 CaO K2O+Na2O P2O5 MnO 4 號 ZK31 9 號 ZK31 河北工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 25 煤層號 灰分 Ad(%) 全硫 (%) 備注 原煤 浮煤 降低率 原煤 浮煤 降低率 5 53 23 表中數(shù)值為礦區(qū)平均值 8 55 24 10 51 47 由 以上 表可以看出，區(qū)內(nèi)各層煤的精煤和原煤相比： 5號煤 Ad 降低 53%， 23%。 由此可知，本區(qū)各層煤的理論精煤回收率的平均值小于 55﹪ ,屬于低等可選。 8號煤為 ﹪，平均 ﹪。下面僅就區(qū)內(nèi)煤心煤樣在測試工業(yè)分析等 項目的過程中獲取的資料，來預(yù)測一下本區(qū)煤的可選性。 煤的 可選性 本次勘探工作未作篩分和浮沉試驗。 煤的可磨性 根據(jù)三交詳查資料， 4 號煤層哈氏可磨性指數(shù)（ HGI）為 71～ 86， 8 號煤層哈氏可磨性指數(shù)（ HGI）為 ～ 105， 9號煤層測定哈氏可磨性指數(shù)（ HGI）為 73～ 104。 ②、煤灰熔融性 根據(jù)三交詳查資料中煤灰熔性測定結(jié)果，井田各可采煤層軟化溫度（ TS，186。 (見煤質(zhì)匯總表 )煤礦井田設(shè)計 河北工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） ２３ 煤 質(zhì) 匯 總 表 煤 層 號 原 浮 煤 水分 （ Mad） % 灰分 （ Ad） % 揮發(fā)份 （ Vdaf） % 全硫 (St， d)% 發(fā)熱量 (MJkg) Y值 (mm) 粘結(jié)指數(shù) 煤 類 5 原 JM、SM 浮 823 9 3692 67 8 原 JM、SM、PS 浮 310 1566 44 10 原 JM、SM 浮 814 11 5084 68 河北工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 24 煤灰成分、灰熔點測定 ①、煤灰成分 根據(jù) 1990 年大莊煤礦的化驗資料測定成果如表。 I）為 5084，平均為 68。 浮煤：水分（ Mad）為 %， 平均為 %；灰分（ Ad）為 %， 平均為 %；揮發(fā)份（ Vdaf） %， 平均為 %；全硫 (St， d)為 － %，平均為 %；發(fā)熱量（ Qgr,v,d）平均為 ；膠質(zhì)層最大厚度 Y為 814，平均為 。 確定該層煤為中硫分煤 高硫分煤、低灰 中灰，屬中熱值 特高熱值焦煤，瘦煤 ,貧瘦煤。粘結(jié)指數(shù)（ GR178。 浮煤：水分（ Mad）為 %， 平均為 %；灰分（ Ad）為 %， 平均為 %；揮發(fā)份（ Vdaf） %， 平均為 %；全硫 (St， d)為 － %，平均為 %；發(fā)熱量（ Qgr,v,d）平均為 。 確定該層煤為低硫分煤 高硫分煤、低灰 高灰，屬中熱值 高熱值焦煤，瘦煤。粘結(jié)指數(shù)（ GR178。 浮煤：水分（ Mad）為 %， 平均為 %；灰分（ Ad）為 %， 平均為 %；揮發(fā)份（ Vdaf） %， 平均為 %；全硫 (St， d)為 － %，平均為 %；發(fā)熱量（ Qgr,v,d）為 － %，平均為 。 區(qū)內(nèi)各層煤的有機組分均以鏡質(zhì)組為主，惰質(zhì)組次之；無機組分均以粘土類為主，硫化物次之，鏡質(zhì)組中以均質(zhì)鏡質(zhì)體為主，基質(zhì)鏡質(zhì)體次之或少量，粘土充填細胞腔或與有機組分摻雜分布，黃鐵礦呈點狀、草莓狀分布；碳酸鹽、褐鐵礦呈團塊狀 分布。 10 號煤層：黑色，油脂光澤，條痕黑褐色，條帶狀結(jié)構(gòu)，塊狀 層狀構(gòu)造，硬度中等，貝殼狀斷口。 8 號煤層：黑色，條痕為黑褐色，玻璃光澤，均一狀 條帶狀結(jié)構(gòu)，塊狀 層狀構(gòu)造，硬度中等，貝殼狀斷口。 二、 煤質(zhì) 煤的物理性質(zhì)及煤巖特征 （ 1） 物理性質(zhì) 井田內(nèi)各層煤的物理性質(zhì)大體相同，表現(xiàn)為黑色，條痕為黑褐色，玻璃光澤，有一定的韌性，貝殼狀、參差狀斷口，容重據(jù)區(qū)域資料為 ，硬度中等，一般為 2～ 3。見圖 133。ZK1 號孔 為風(fēng)氧化帶 ，屬穩(wěn)定可采煤層。煤層結(jié)構(gòu)簡單，含 02 層夾矸。 (3)10 號煤層 賦存于太原組中下部，下距 K1砂巖 。煤層頂板為灰?guī)r，底板多為泥巖 。見煤點厚度 ，平均 ，井田西部和東北部剝蝕無煤，賦存區(qū) 穩(wěn)業(yè) 可采。見圖 131。井田西部和東北部剝蝕無煤，賦存區(qū)屬穩(wěn)定可采煤層。煤層厚度 ，平均 。煤層主要特征詳見可采煤層特征表（表 131） 。太原組平均厚度 ，自上而下依次為 11 號共 5 層煤，煤層平均總厚 ，含煤系數(shù) %，其中 10 號為可采煤層，平均總厚 ，可采含煤系數(shù) %。 第三節(jié) 煤層特征 一 、 煤層 含煤性 井田主要含煤地層為二疊系下統(tǒng)山西組和石炭系上統(tǒng)太原組。 （ 7）隨時踏勘地表是否有新的裂縫存在，并及時給予填堵。做好地面塌陷 坑、裂隙等填埋工作，并用粘土夯實高出地表，防止洪水危害礦井。 （ 4）定期清理水倉、水溝。 （ 2）井下采掘至井田邊界時，應(yīng)預(yù)留井田保安煤柱，以防周圍煤礦采空積水引發(fā)該礦水災(zāi)害發(fā)生。 礦井水害 目前，礦井在生產(chǎn)中未發(fā)生任何水害，井田煤層埋藏較淺，主要水害為大氣降水入滲補給，通過巖層裂隙入滲補給煤層頂板以上含水層，煤層開采以后，含水層水通過裂煤礦井田設(shè)計 河北工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 隙、冒落帶裂隙、導(dǎo)水裂隙帶滲入井下采空區(qū)或巷道，目前井下涌水量不大，對煤層開采無影響。發(fā)生奧灰突水的危 險性較小。只要礦井正常抽排水，一般不會對煤礦安全生產(chǎn)造成威脅。 （ 5）井田水文地質(zhì)類型 井田 5 號煤層直接充水含水層是山西組的砂巖裂隙含水層，由于補給條件差，富水性弱，一般不會對礦井生產(chǎn)造成威脅。但是，從 10 號煤層帶壓開采范圍看，帶壓區(qū)附近存在小型斷層，在開采帶壓區(qū)煤層時，一定要加強對奧灰水的動態(tài)監(jiān)測，制定現(xiàn)場應(yīng)急預(yù)案，嚴(yán)格執(zhí)行“有 掘必探，先探后掘 ”的原則，防止誤揭斷層或破碎帶等導(dǎo)水地質(zhì)構(gòu)造，避免水害事故。依據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》中提供的突水系數(shù)計算公式： Ts=MP Ts— 突水系數(shù) MPa/m； P— 水壓力 MPa； M— 隔水層厚度 m。按 西南邊界突水危險性最大的點 S 點計算突水系數(shù)。 10 號煤層標(biāo)高西南部局部低于奧陶巖溶水 水位標(biāo)高?？傊灰V井正常抽排水，煤系層含水層一般不會對煤礦安全生產(chǎn)造成威脅。含水層富水性中乖。 （ 4）含水層水對礦井的充水影響 ①煤系地層含水層 井田內(nèi)對煤層可采有影響的為煤系地層含水層，主要有山西組、上下石盒子組的砂巖裂隙含水層和大原組灰?guī)r巖溶裂隙含水層， 5 號煤層的直接充水含水層是山西組砂巖含水層，間接充水含水層為第三系礫石層，白風(fēng)化裂隙帶水，下石盒子組砂巖含水層，含水層富水性弱，對煤層開采影響較小。 （ 3）采（古）空區(qū)礦井的充水影響 根據(jù)山西省第三地質(zhì)工程勘察院提供的《采（古）空區(qū)積水積氣及火區(qū)調(diào)查報告》井田內(nèi) 8 號煤層均存在采（古）區(qū)積水，其中 5 號煤層 3 處，積水面積 160517m2，積水量 ， 8 號煤層 3 處，積水面積 8380m2，積水量 。區(qū)內(nèi)地下水的補給來源主要是大氣降水。井田地形切割較深，地表水易于排泄，不利于地下水補給，因此，構(gòu)造一般不會對井田水文地質(zhì)條件造成 影響。 （ 3）本溪組為一套泥巖、粘土巖和鋁土巖為主的地層，厚度平均 30 米左右，是奧陶系灰?guī)r含水層上部之重要隔水層。 井田主要隔水層 （ 1）下石盒子組下部以深灰色泥巖為主的砂泥巖互層地層，厚 度大且穩(wěn)定，隔水性能較好。根據(jù) 柳林 泉域區(qū)域奧灰水位標(biāo)高，井田內(nèi)奧陶系中統(tǒng)石灰?guī)r含水層水位在 850m 左右。由于本層的煤礦井田設(shè)計 河北工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 含水 性主要取決于裂隙及巖溶的發(fā)育程度，因此，灰?guī)r的埋藏深度對其含水性起著極大的作用。據(jù)本井田南部黃家溝煤礦供水井資料，水位埋深 ,出水量 37m3/日，降深 ,單位涌水量為 。 （ 5）奧陶系中統(tǒng)石灰?guī)r含水層 本組含水層區(qū)域上屬于 柳林 泉城， 柳林 泉位于本區(qū)西南四十余公里的 柳林 城附近，流量 ～ ，出露標(biāo)高 801m 左右。 N178。水質(zhì)類型為 S178。根據(jù) H7 水文孔該含水巖組段 抽水試驗結(jié)果：q=178。各含水層平均厚度為： L4灰?guī)r ， L3灰?guī)r ， L2灰?guī)r ， L1灰?guī)r 。 M型。 S178。 m， k=。水質(zhì)為重碳酸 硫酸鹽型。根據(jù) H7 水文孔含水層組段抽水試驗結(jié)果：q=178。 （ 2）二疊系下統(tǒng)下 石盒子組砂巖含水層 下石盒子組在礦區(qū)分布面積相對較小，向斜兩翼處較薄，軸部較厚。 M178。含水層水質(zhì)屬 S178。民井一般取自該層水中，泉眼全部出露于該層，井泉涌水量一般旱季流量約 1～ 50 m3/d。 含水層 （ 1）第三系 上新統(tǒng)礫石含水層 本區(qū)上更新統(tǒng) (Q3)在區(qū)內(nèi)較發(fā)育，但出露較高，富水性差。 （二）礦井水文地質(zhì) 井田內(nèi)共施工了 12 個鉆孔，均進行了簡易水文觀測，并收集了山西省臨縣黃家溝煤礦擴建勘探區(qū)的 H7 號水文地質(zhì)鉆孔。 全新統(tǒng)含水層主要分布于 湫水河河谷中，含水層為砂卵礫石層，由于其滲透性好，并易于接受降水和地表水的補給，故在大部地段內(nèi)含有較豐富的潛水，流向為順河流方向，水位多在 10 米內(nèi)，年變化幅度 米， 7～ 10 月最高， 1～ 3 月最低。 松散巖類孔隙含水巖組 （ 1）上第三系上新統(tǒng)孔隙含水亞組 含水層主要為其底部的半膠結(jié)狀礫石層，厚度不穩(wěn)定，溝谷中多見有小泉水出露，泉流量一般為 ～ ，富水性弱。斷裂帶和風(fēng)化裂隙發(fā)育的地帶，富水性較強。 （ 3）二疊系下統(tǒng)下石盒子組、上統(tǒng)上石盒子組砂巖裂隙含水亞組?？傮w該組富水性弱。 碎屑巖類裂隙含水巖組 （ 1）石炭系上統(tǒng)太原組碎屑巖類夾碳酸鹽巖類裂隙巖溶含水亞組。在水平方向上，受區(qū)域構(gòu)造控制，補給區(qū)富水性一般較差，徑流區(qū)逐步加強，排泄區(qū)富水性最強。巖溶裂隙主要發(fā)育在馬家溝組頂部的石灰?guī)r中，以溶洞、溶孔為主，溶洞直徑約 10～ 20cm，溶孔直徑為 1～ 5m。 碳酸鹽巖類巖溶裂隙含水巖組 區(qū)域內(nèi)主要指奧陶系石灰?guī)r地層。區(qū)域地貌可分為：剝蝕構(gòu)造中山、剝蝕構(gòu)造黃土丘陵和侵蝕堆積 的河流谷地三種地貌形態(tài)。 區(qū)域地層由東向西依次出露奧陶系、石炭系、二疊系。 本區(qū)地表水屬黃河流域湫水河水系。 井田內(nèi)未發(fā)現(xiàn)陷落柱、巖漿巖等其它構(gòu)造現(xiàn)象，總體構(gòu)造屬簡單。 F2正斷層：位于井田東北部，南部，走向南東 北西，傾向北東，傾角為 70176。 F1正斷層：位于井田南部，走向南東 北西，傾向北東，傾角為 70176。賦煤區(qū)為向斜構(gòu)造，即離石 — 中陽向斜構(gòu)造的北部，而西部的背斜構(gòu) 造形成煤的剝蝕區(qū)。－ 7176。 井田構(gòu)造 本井田所處大地構(gòu)造位置為呂梁 — 太行斷塊、呂梁山塊斷、呂梁山塊隆、離石菱形復(fù)向斜的北端，區(qū)域構(gòu)造以褶皺為主。厚度 0～ ，平均為 ，區(qū)內(nèi)大面積出露，多分布在山頂或山坡上，與下伏地層呈不整合接觸。該層厚度 ～ ，平均為 。與下伏地層為整合接觸。 煤礦井田設(shè)計 河北工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 （ 5） 二疊系 下統(tǒng)下石盒子組 (P1x) 井田內(nèi)大部地段剝蝕嚴(yán)重，巖性主要為灰色、深灰色砂巖、粉砂巖與砂質(zhì)泥巖、泥巖互層。該組厚度為 ～ ，平均 。底部以淺灰色長石石英砂巖（ K1）與本溪組整合接觸，該組厚度為，平均為 。與下伏地層為平行不整合接觸。本組厚度大于 100m。 (三 )礦井地質(zhì) 井田地層 井田廣為第四系黃土，上第三系紅土、礫石層所掩蓋。 上部斜長角閃巖夾黑 云變粒巖；中部黑云斜長片麻巖夾斜長角閃巖；下部粗粒間粒狀混合巖夾黑云斜長片麻巖；底部斜長角閃巖夾石英巖。 煤礦井田設(shè)計 河北工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 表 121 區(qū)域地層一覽表 界 系 統(tǒng) （群） 組 代號 厚度 （ m） 巖性描述 中統(tǒng) ∈ 2 — 上部泥質(zhì)條帶灰?guī)r、頁巖、白云質(zhì)鮞狀灰?guī)r；下部白云質(zhì)鮞狀灰?guī)r，泥質(zhì)條帶灰?guī)r、紫紅色頁巖夾石英砂巖、海綠石長石砂巖。 下統(tǒng) O1 — 上部厚層狀