【正文】 寧武煤田的西南邊緣，寧武煤田位于山西陸臺西部北中段，屬祁呂賀山字型構(gòu)造之前弧褶曲東翼中段內(nèi)側(cè)，為基底式向斜盆地，呈狹長帶狀沿 NNE 方向伸展，絕大部分地表為第四紀(jì)黃土覆蓋基巖僅在溝谷附近出露。 太古界：有中太古界界河口群和上太古界呂梁山群，為變質(zhì)程度較深的厚層片巖和混和巖化片麻巖，巖漿變質(zhì)巖脈穿插其中。 元古界：有下元古界嵐河群、野雞山群、黑茶山群及上元古界震旦系。厚達(dá) 2560m，分布在嵐縣亂石、寨上山西嵐縣昌恒煤焦有限公司礦井兼并重組整合項(xiàng)目初步設(shè)計 第一章 井田概況及地質(zhì)特征 山西源通煤礦工程設(shè)計有限公司 11 等地。奧陶系全部保留，厚 800m 左右。二疊系下統(tǒng)山西組。在婁煩縣下靜游、峰嶺底一帶各系地層依次出露。在寧武縣新堡、汾河兩岸出露。 (二 )區(qū)域含煤特征 本區(qū)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，分 述如下： 山西組（ P1s） 該組地層厚度為 ～ ，平均 ，地層巖性由灰白色砂巖砂質(zhì)泥巖和 4號煤層組成，本組所含 4號煤層穩(wěn)定可采煤層，其余為不穩(wěn)定不可采。厚度 ～ ，平均 ，巖性主要由灰白色砂巖、深灰色粉砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖、石灰?guī)r及 11號煤組成，富含海相動物化石，本組所含 9號煤層全區(qū)穩(wěn)定可采，其余不穩(wěn)定不可采。在東緣南段，由于受到五臺古老地塊的反作用力，也形成了逆斷層，因此就控制了寧武盆地南部的基本構(gòu)造形態(tài)。 山西嵐縣昌恒煤焦有限公司礦井兼并重組整合項(xiàng)目初步設(shè)計 第一章 井田概況及地質(zhì)特征 山西源通煤礦工程設(shè)計有限公司 12 (四 )巖漿巖 區(qū)域內(nèi)未見巖漿巖出露 。 二、礦井地質(zhì) (一 )井田 地層 本井田位于寧武煤田的西南 邊緣，地表大部分為黃土覆蓋，基巖僅出露于溝谷中，根據(jù)以往地質(zhì)勘探資料，結(jié)合地面露頭，井田內(nèi)發(fā)育地層由老到新為奧陶系中統(tǒng)峰峰組；石炭系中統(tǒng)本溪組、上統(tǒng)太原組；二疊系下統(tǒng)山西組、下石盒子組；上統(tǒng)上石盒子組；上第三系上新統(tǒng)及第四系地層。據(jù)井田內(nèi)鉆孔揭露，峰峰組厚度為 。 石炭系中統(tǒng)本溪組（ C2b） 平行不整合于下伏地層之上，底部為 “ 山西式 ” 鐵礦或鋁土礦，中部為灰白色石英砂巖，灰色砂質(zhì)泥巖、泥巖及１～３層薄層組成，該組中部發(fā)育一層穩(wěn)定的石灰?guī)r，厚度在 2～ 5m 之間，定為標(biāo)志層 K1。 石炭系上統(tǒng)太原組（ C3t） 為主要含煤地層之一，由灰白色砂巖、深灰色粉砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖、石灰?guī)r及煤層組成，含有豐富的海相動物化石，底部為一層灰白色中、粗粒石英砂巖，厚 2～，層位穩(wěn)定，是太原組結(jié)束之標(biāo)識（Ｋ 2）。本組厚度 ～ ，平均 ，與下伏地層整合接觸。主要含煤地層之一，由灰白色砂巖、深灰色泥巖砂質(zhì)泥巖及煤層組成，富含植物化石。該組含有 4號煤層，4號煤層穩(wěn)定可采，其余不穩(wěn)定不可采。由于剝蝕作用，井田西部地層賦存不全，厚度在～ ，平均 。由于剝蝕作用，井田內(nèi)該組僅賦存下部地層，最大賦存厚度 ，與下伏地層整合接觸。厚 ～ ，平均 .。上部為灰黃色亞砂土和砂土。厚０～，平均 .。 山西嵐縣昌恒煤焦有限公司礦井兼并重組整合項(xiàng)目初步設(shè)計 第一章 井田概況及地質(zhì)特征 山西源通煤礦工程設(shè)計有限公司 14 (二 )井田含煤地層 井田內(nèi)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。厚度為 ～ ，平均 ， 4號煤層之下發(fā)育一層灰白色粗粒砂巖（ K4），厚 ～ ，平均 ，為山西組沉積結(jié)束之標(biāo)識。 太原組 井田內(nèi)主要含煤地層之一，厚度 ～ ，平均 ，由灰白色砂巖、深灰色粉砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖、石灰?guī)r及煤組成，富含海相動物化石，本組可分為三段： 下段：Ｋ 2砂巖底～Ｌ 1石灰?guī)r底，厚度平均 。 L3石灰?guī)r深灰色，質(zhì)純，厚 ～ ，平均 ，下平均 含有 7 號煤層； L2石灰?guī)r全井田發(fā)育，厚度平均 ，深灰色，含海相動物化石，該石 灰?guī)r之下約 為 8號煤層，此段以明顯的海陸交替相沉積韻律為其特征。 上段： L3石灰?guī)r頂界～Ｋ 4砂巖底，厚度平均 。中間標(biāo)識層 K3砂巖，為灰白色粗砂巖或砂礫巖，厚 ～ ，層位穩(wěn)定。 總之，太原組為海陸交互相含煤沉積建造，韻律明顯；山西組為陸相碎屑巖含煤山西嵐縣昌恒煤焦有限公司礦井兼并重組整合項(xiàng)目初步設(shè)計 第一章 井田概況及地質(zhì)特征 山西源通煤礦工程設(shè)計有限公司 15 沉積建造 。 ～ 22176。 S1背斜：位于井田北部，軸向北東向，兩翼傾角為 5176。 ，在井田內(nèi)延伸長度約 1100m。 S2向斜：位于井田北部，軸向北東東向，兩翼傾角為 5176。 ，在井田內(nèi)延伸長度約 750m。 Ｆ 1正斷層：位于井田南部，走向 NE40176。 ，落差 45m．井田內(nèi)延伸長度 1500m，井下采掘工程控制。 Ｅ，傾 向 NW，傾角 60176。 井田內(nèi)未發(fā)現(xiàn)陷落柱及巖漿巖侵入，總之，本井田構(gòu)造簡單，為一類。山西組含煤 4 層，其中可采煤層一層（ 4 號煤）， 4 號煤層平均厚度 ，地層平均厚度 ， 可采 含煤系數(shù) %；太原組含煤 7層，可采煤層一層（ 9 號煤）， 9 號煤層平均總厚 ，地層平均厚度 ， 可采 含煤系數(shù) %。 可采煤層 井田內(nèi)可采煤層為 9號煤層，均為批采煤層。煤層厚度 ～ ，平均 ；結(jié)構(gòu)復(fù)雜，含 0～ 3 層夾矸，一般 3層；除西南部山西組受剝蝕而使煤層不賦存或變薄外，其它地區(qū)發(fā)育且穩(wěn)定可采，頂板巖性多為砂質(zhì)泥巖，底板巖性為 砂質(zhì)泥巖 或泥巖。頂板為石灰?guī)r或泥灰?guī)r，底板 為泥巖。 本次煤層對比基本沿用以往勘探地質(zhì)報告中煤層對比成果，主要采用標(biāo)志層法、煤層層間距法、煤層結(jié)構(gòu)與組合特征、旋回特征、煤質(zhì)特征等進(jìn)行對比，各種方法相互參照綜合對比。總體上，井田內(nèi)煤巖層對比成果可靠。 9 號煤以亮煤為主，暗煤為輔，具鏡煤條帶，玻璃光澤，貝殼狀 ~階梯狀斷口。 化學(xué)性質(zhì)及工藝性能 本井田內(nèi)批采煤層為 9號煤層，現(xiàn)根據(jù)本次井下采集的刻槽煤樣及以往鉆孔煤芯煤質(zhì)資料對井田內(nèi) 9號煤層煤質(zhì)敘述如下： （見表 122） (1)化學(xué)性質(zhì) ① 、 4號煤層： 水分（ Mad）：原煤： ～ %，平均 %； 浮煤： ～ %，平均 %； 灰分（ Ad ）：原煤： ～ %，平均 %； 浮煤： ～ %，平均 %； 揮發(fā)分（ Vdaf ）：原煤： ～ %，平均 %； 浮煤： ～ %，平均 %； 全硫（ St,d）； 原煤： ～ %，平均 %； 浮煤： ～ %，平均 %； 發(fā)熱量（ ）原煤： ～ ，平均 MJ/kg； 浮煤： 。 焦渣特征（ CRC） 5～ 6，平均 5； 粘結(jié)指數(shù)（ ） 84； 元素分析： Cdaf ％； Hdaf ％； Odaf ％； Ndaf ％。 焦渣特征（ CRC） 5～ 7， 平均 6； 粘結(jié)指數(shù)（ ） 88； 元素分析： Cdaf ～ ％，平均 ％； Hdaf ～ ％，平均 ％； Odaf ～ ％，平均 ％； Ndaf ～ ％，平均 ％。 山西嵐縣昌恒煤焦有限公司礦井兼并重組整合項(xiàng)目初步設(shè)計 第一章 井田概況及地質(zhì)特征 山西源通煤礦工程設(shè)計有限公司 20 煤的有害成分含量及煤的可選性 煤中的有害成分主要是 9 號煤硫分，原煤硫含量多＞ 2%，以中高硫煤為主，局部分布高硫煤；洗選后下降至 %以上，仍為中高硫煤，其脫硫效果差，說明煤中有機(jī)硫占主導(dǎo)要地位。 詳查勘探時，對 9號煤作了篩分浮沉試驗(yàn)，比重液 ，浮煤回收率 4號煤為%，灰分為 %， 9號煤 %，灰分 %，以 177。 煤質(zhì)、煤類確定及用途 據(jù)《煤炭質(zhì)量分級》 GB/T15224— 2020 標(biāo)準(zhǔn)， 4 號煤層為特低灰分～低灰分、低硫分、特高熱值之 1/3JM； 9號煤層特低灰～低灰、中硫分～中高硫分、高熱值～特高熱值之 1/3JM。 本井田的煤為 1/3 焦煤，屬煉焦用煤，亦可作為動力用煤和化工用煤。據(jù)井田南侯家?guī)r煤礦 45 號孔，氧化最大垂深在 ，經(jīng)生產(chǎn)小煤礦和硐探取樣驗(yàn)證，由露頭向內(nèi)平推 100m 即可圈定其風(fēng)氧化帶。氧化煤，黑灰色， 節(jié) 理發(fā)育，并可見鈣質(zhì)薄膜或鐵銹，礦化度增加，揮發(fā)分增高，發(fā)熱量下降，可作為建筑材料和提取腐植酸的原料。以寧武南分水嶺為界，將地 表水體分為兩個不同的地表水系，分水嶺南部屬黃河流域汾河山西嵐縣昌恒煤焦有限公司礦井兼并重組整合項(xiàng)目初步設(shè)計 第一章 井田概況及地質(zhì)特征 山西源通煤礦工程設(shè)計有限公司 21 水系。以朔州平原南部王萬莊區(qū)域性大斷裂為地下水相對隔水邊界，將寧武煤田劃分為南北兩個獨(dú)立的水文地質(zhì)單元。 嵐縣詳查區(qū)位于寧武煤田西南邊緣，西、北、南三面環(huán)山，東部為黃土梁峁，地形西南高北東低，自西向東嵐河縱貫本區(qū)，最后在上靜游注入汾河，流向總體由西向北東。 區(qū)域地下水的來源主要為大氣降水，其次為地表水。 (二 )礦井水 文地質(zhì) 地表水 井田內(nèi)無大的地表河流，僅在北西角有一大溝谷～～馬鋪溝，為季節(jié)性流水，其它溝谷平時干涸，雨季有短暫的流水。 1976 年冶金五隊在下靜游 (汾河邊 )勘查水源時 (距本井田 15km)，抽水試驗(yàn)單位涌水量 ～ ， PH 值 ～ ,礦化度 ～ ，屬重碳酸 ～ 硫酸 ～ 鉀、鈉、鈣型水，水位標(biāo)高為 。 侯家?guī)r村供水井參數(shù)一覽表 坐標(biāo) 井口標(biāo)高 井深 水位 埋深 靜水位 標(biāo)高 出水量 取水 層位 X Y H 30m3/h O2S 由此可確定：井田奧灰靜水位標(biāo)高在 1130～ 1129m。下部石灰?guī)r巖溶裂隙含水層，即 L3～ L1三層石灰?guī)r，為 9號煤層的直接或間接頂板，厚約 ，每層石灰?guī)r的頂、底常有泥灰?guī)r，各層石灰?guī)r間隔有粉砂巖與砂質(zhì)泥巖。風(fēng)化溶蝕嚴(yán)重者含水較豐富，一般含水不多，侯家?guī)r舊井涌水量在 ，對礦井充水影響小。 (3)二疊系下統(tǒng)山西組碎屑巖裂隙含水層 地層厚度 ，主要含水層位為該組的砂巖，裂隙發(fā)育者含水豐富，侯家?guī)r舊井筒施工時，對該組含水層進(jìn)行了抽水試驗(yàn)，涌水量最大可達(dá) 。 (5)二疊系上統(tǒng)上石盒子組碎屑巖裂隙含水層 僅在風(fēng)化帶富水性較好，一般不含水。接近地表 20~30m,強(qiáng)烈 的風(fēng)化作用，使其裂隙發(fā)育，易接受大氣降水的補(bǔ)給，富水性較好，由于煤層的開采，已破壞了風(fēng)化殼含水層原來的水文地質(zhì)條件，局部地下水已大量或全部漏失井下。被沖溝切割出露的礫石層，常有泉水分布，為山區(qū)村莊的主要飲用水源，流量多小于 ,礦化度 ～ ,屬重碳酸 ～ 硫酸 ～ 鈣鎂型水。根據(jù)城河沿岸水文孔抽水?dāng)?shù)據(jù)，單位涌水量 ～ ,礦化度 ,為重碳酸 ～ 硫酸 ～ 鈣、鎂型水，為城河沿岸村莊的主要水源。 煤系地層間的粉砂巖、砂質(zhì)泥巖及泥巖發(fā)育在各砂巖間，可視為較好的隔水層，故含水層之間一般不發(fā)生水力聯(lián)系。 (三 )礦井充水因素分析及水害防治措施 構(gòu)造對 礦井充水的影響 井田構(gòu)造總體為走向近南北向，傾向向東的單斜構(gòu)造， 發(fā)育兩條正斷層，未發(fā)現(xiàn)陷落柱 。該礦目前以井筒水、煤層頂板裂隙滲水、斷層滲水為主要充水方式，故開采時應(yīng)特別注意，單斜構(gòu)造具有向傾向方向匯水作用，井下采掘向深部延伸或遇斷層時，礦井涌水量會有所增加。該次事故中進(jìn)行了抽水試驗(yàn)：單位涌水量為 178。經(jīng)分析研究，該次涌水事故系施工揭露含水?dāng)鄬悠扑閹?，地表水及山西組、太原組地下含水層不斷補(bǔ)給斷層破碎帶，在斷層破碎帶內(nèi)富集所致。 山西嵐縣昌恒煤焦有限公司礦井兼并重組整合項(xiàng)目初步設(shè)計 第一章 井田概況及地質(zhì)特征 山西源通煤礦工程設(shè)計有限公司 24 大氣降水對礦井充水的影響 本礦西南部由于煤層埋藏較淺，因此大氣降水是礦坑水的主要充水水源源，即降水通過基巖裂隙及松散 沉積物孔隙富集，而后滲入基巖風(fēng)化裂隙帶，在巖石裂隙相互溝通的情況下進(jìn)入巷道，由于降水量的季節(jié)變化，礦井涌水量具有明顯的動態(tài)變化特征，一般雨后 10～ 20天，礦井涌水量即顯著增加。 原 井筒附近最高洪水位 1192m（ 100 年一遇），低于井口標(biāo)高 1203m，不會發(fā)生 洪水淹井事故。 采空區(qū)積水對礦井充水的影響 據(jù)調(diào)查，該礦以前采用倉房式采煤方法，煤柱留設(shè)較多，對煤炭資源浪費(fèi)較大，回采率僅為 25%左右， 2020 年以來隨著采煤方法改革，回采工藝不斷提高，回采率有了明顯提高。 4號煤層采空積水區(qū)位于 9 號煤層采空區(qū)導(dǎo)水裂隙帶內(nèi)，對 9 號煤層開采有影響。 山西嵐縣昌恒煤焦有限公司礦井兼并重組整合項(xiàng)目初步設(shè)計 第一章 井田概況及地質(zhì)特征 山西源通煤礦工程設(shè)計有限公司 25 4 號煤層采空區(qū)積水量統(tǒng)計表 煤層號 積水區(qū)編號 積水面積 (m2) 積水量 (m3) 備 注 4 Ⅰ 30469 8000 采空區(qū)積水估算公式：