【正文】 及薄煤層。 石炭系 上統(tǒng) 太原 組 C3t 上部砂巖、頁巖、灰?guī)r及煤層互層；下部頁巖、煤層及不穩(wěn) 定灰?guī)r；底部有灰白色石英砂巖。 奧陶系 中統(tǒng) 峰峰組 O2f — 上部灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r；下部角礫狀白云質(zhì)泥灰?guī)r夾灰?guī)r及石膏層。 下馬家溝組 O2x — 上部白云質(zhì)灰?guī)r，灰?guī)r夾角礫狀白云質(zhì)泥灰?guī)r；中部白云質(zhì)灰?guī)r、角礫狀灰?guī)r；下部角礫狀白云質(zhì)灰?guī)r，白云質(zhì)泥灰?guī)r；底部見含礫砂巖。 寒武系 上統(tǒng) ∈ 3 — 上部巨厚層狀白云巖、泥質(zhì)白云巖夾竹葉狀白云巖；中部竹葉狀白云質(zhì)灰?guī)r、竹葉狀白云巖；下部泥質(zhì)條帶灰?guī)r、竹葉狀灰?guī)r、頁巖。 上下元古界 震旦系 野雞山群 Zc .3 石英砂巖 太古界 呂梁山群 界河口群 上部變流紋巖、角閃片巖、斜長角閃巖互層；中部黑云斜長片麻巖、黑云角閃巖。 混合巖化黑云角閃斜長片麻巖夾黑云變粒巖、黑云片巖?，F(xiàn)根據(jù)地表及鉆孔施工資料將井田地層由老到新分述于后： （ 1）奧陶系中統(tǒng)峰峰組（ O2f） 為含煤巖系之下伏地層，巖性為青灰色石灰?guī)r，夾有泥灰?guī)r、泥巖及石膏巖。 （ 2） 石炭系中統(tǒng)本溪組 (C2b) 該巖性以泥巖為主，夾有石灰?guī)r、砂巖、鋁土巖、鈣質(zhì)泥巖、炭 質(zhì)泥巖，該組厚度～ ，平均厚度為 。 （ 3） 石炭系上統(tǒng)太原組 (C3t) 巖性主要為砂巖、泥巖、鈣質(zhì)泥巖、石灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r及煤層，為井田內(nèi)主要含煤建造之一。 （ 4） 二疊系下統(tǒng)山西組 (P1s) 巖性主要為砂巖、泥巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖和煤層，為井田內(nèi)主要含煤建造之一。與下伏太原組整合接觸。厚度 ～ ，平均為 。 （ 6） 上第三系上新統(tǒng)（ N2） 該地層不整合于下伏地層之上，區(qū)內(nèi)廣泛分布，為褐紅、淺紫紅色亞粘土，含有鈣質(zhì)結(jié)核，中部和下部常含有礫石或構(gòu)成礫石層，礫石成分以石灰?guī)r為主，次為砂巖。 （ 7） 第四系中上更新統(tǒng)（ Q2+3） 為土黃色亞砂土、砂質(zhì)亞粘土，表層有腐植土，局部有底礫石層。 （ 8） 第四系全新統(tǒng)（ Q4） 為沖、洪積物，坡積物，主要分布于大的溝谷中。 井田內(nèi)構(gòu)造簡單，總體上為一軸向呈北東向的向斜構(gòu)造及背斜構(gòu)造，向斜軸部位于井田中東部，背斜的軸部位于井田的北西部，向斜兩翼產(chǎn)狀較緩，傾角為 3176。左右。 井田內(nèi) 發(fā)育有 2 條正斷層，該 2 條正斷層是井下開拓巷道中發(fā)現(xiàn)的，基本查明了斷層的傾向、傾角、 落差 等，地表由于為黃土覆蓋，未發(fā)現(xiàn)斷層。 落差 18m，井田內(nèi)延伸 290m。落差 10m，井田內(nèi)延伸 450m。 三 、水文地質(zhì) （一）區(qū)域水文地質(zhì) 離石礦區(qū)處山西省河?xùn)|煤田中部，地形復(fù)雜，切割強烈，基巖出露少 ，大部為黃土覆蓋，區(qū)域主要含水層有第四系全新統(tǒng)沖積礫石含水層；第三系上新統(tǒng)礫石含水層；二疊系下統(tǒng)下石盒子組砂巖含水層；二疊系下統(tǒng)山西組砂巖含水層；石炭系上統(tǒng)太原組灰?guī)r、砂巖含水層；奧陶系中統(tǒng)石灰?guī)r含水層。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。區(qū)內(nèi)大部分被第三系上新統(tǒng)和第四系中、上煤礦井田設(shè)計 河北工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 更新統(tǒng)、全新統(tǒng)地層所覆蓋。 含水巖組的劃分是以地下水、含水介質(zhì)及其賦存特征和水動力條件來劃分的。含水層巖性為石灰?guī)r、豹皮灰?guī)r、白云巖和泥灰?guī)r，各種巖性富水性不一。峰峰組地層巖溶發(fā)育相對較弱，特別是石膏層富水性最差。 總的說來，本層在區(qū)內(nèi)大部分面積由于埋藏較深 ，其富水性較強，埋深 600m 以上，富水性很強。 含水層由 5層石灰?guī)r組成，單層厚度 18m，其富水性受構(gòu)造、地形和補給條件制約，當位于斷裂帶附近且地形有利于地下水補給時富水性較好。 （ 2）二疊系下統(tǒng)山西組砂巖裂隙含水亞組 含水層由中粗粒砂巖組成，厚度變化不大，裂隙發(fā)育差，富水性弱。 這幾組均為非煤系地層，含水層以中粗粒砂巖為主，富水性受構(gòu)造、埋 深、補給條件影響而有所差別。淺部裂隙水一般以泉的形式溢出地表，泉流量一般為 ～ 。 （ 2）第四系中上更新統(tǒng)及全新統(tǒng)孔隙含水亞組 中上更新統(tǒng)含水層為黃土中的砂礫石層，其連續(xù)性差且分布于梁峁高地，補給條件不好，多為上層滯水，富水性極弱，甚至為透水不含水層。 q為 。 煤礦井田設(shè)計 河北工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 地表水 井田屬湫水河水系，井田范圍內(nèi)無河流，井田內(nèi)主要溝谷為中部的車趕溝和南部的沐浴溝，只有季節(jié)性水流，是雨季的洪水排泄集中地段。上第三系上新統(tǒng)地層廣泛分布，并在溝谷底部出露，含水層為紅色粘土、亞粘土夾鈣質(zhì)結(jié)核層，底礫巖常呈膠結(jié)或半膠結(jié)狀，厚度約數(shù)米到十余米，滲透性好，當埋藏較深時由于紅土覆蓋而含承壓水。該含水層受季節(jié)影響較大，雨季水量增加，本含水巖層與下部不整合接觸的基巖風(fēng)化裂隙帶，在補給較好的情況下可構(gòu)成較富水的含水帶。 H～ C178。 N型。兩翼部含水層一般由數(shù)層細、中、粗粒砂巖組成，厚度最大約 25 米，各含水層之間多隔以泥巖，當風(fēng)化裂隙不發(fā)育時，水力聯(lián)系較差，靠近礦區(qū)中央含水層位置較淺，風(fēng)化裂隙發(fā)育，易于接受大氣降水的補給，富水性稍強。 m， k=。 （ 3）二疊系下統(tǒng)山西組砂巖含水層 本組含水層一般有 23層，分別位于 2 號煤層頂部、 3號煤層頂部和底部，含水層厚度約 10 余米 ，厚度不穩(wěn)定，富水性也較差，根據(jù) H7水文孔下石盒子組與山西組混合抽水結(jié)果 q=178。水質(zhì)屬 H178。 DN178。 （ 4）石炭系上統(tǒng)太原組灰?guī)r、砂巖含水層 本組含水層主要有 L L L L1 四層灰?guī)r和一層砂巖，上述四層灰?guī)r和砂巖分別是 6號、 7 號、 8號、 10 號煤的直接充水頂板，對煤層開采影響較大。灰?guī)r地層裂隙發(fā)育，是該組含水層富水性好的主要原因之一。 m， K=。 H～ M178。 C型。本區(qū)巖溶水由北經(jīng)本區(qū)向西南流向 柳林泉。 奧陶系中統(tǒng)地層巖性以石灰?guī)r、白云巖為主，夾泥灰?guī)r、泥巖、石膏。奧陶系中統(tǒng)灰?guī)r巖溶水，區(qū)域上主要依靠大氣降水的入滲補給和地表水、側(cè)向裂隙水的滲漏補給，徑流途徑復(fù)雜。 (見下圖 ) 煤礦井田設(shè)計 河北工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 總之，井田主要含水層中，太原組灰?guī)r和奧陶系灰?guī)r含水較豐富，對開采影響較大，其它含水層富水性差，含水微弱，對開采影響較小。 （ 2）山西組除 5 號煤的頂部砂巖富水性稍好外，其它巖層以泥巖為主，厚度大且穩(wěn)定，隔水性能較好。 礦井充水因素分析及水害防治措施 （ 1）構(gòu)造對井田水文地質(zhì)條件的影響 井田總體上為一軸向呈北東向的向斜構(gòu)造及背斜構(gòu)造，未發(fā)現(xiàn)陷落柱，在井下開拓巷道中發(fā)現(xiàn) 2 條區(qū)斷支，落差在 1018m 之間。 （ 2）地表水對煤層開采的影響 井田內(nèi)無河流，主要河谷為井田中部的車趕溝和南部的沫浴溝，平時基本無水，雨季時有短暫洪水流過。經(jīng)調(diào)查，工業(yè)場地附近最高洪水位標高 1075m，遠低于工業(yè)場地及各井口標高，并筑有排水涵洞及排水洞溝，所以一般情況下，礦井不會受到洪水威脅。對礦井開采影響較大，今后開采過程中應(yīng)引起重視。 10號煤層的直接充水含水層是太原組砂巖、灰?guī)r含水層，間接充水含水層是山西組砂巖 含水層。對 10 號煤層開采有一定影響。 ②奧陶系含水層 煤礦井田設(shè)計 河北工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 井田內(nèi)巖溶水的水位標高為 850m。 10 號煤層存在一塊帶壓區(qū)域， 8號煤層帶壓區(qū)域又小一點， 5號煤層僅有一小塊帶壓區(qū)域，（見煤層 充水性圖） 。利用附近 ZK13 號鉆孔和綜合地層柱狀圖資料， 5號煤層底板標高取 830m， 5號煤層距奧灰頂板之間的距離取 ，煤層隔水底板 （ S 點）所受的水壓力為 ； 8號煤層底板標高取 790m， 8號煤層距奧灰頂板之間的距離取 ； 10 號煤層底板標高取 770m， 10 號煤層距奧灰頂板之間的距離取 。 代入數(shù)字進行計算 5 號煤層： Ts=8 號煤層： Ts=10 號煤層： Ts=由上述計算得知， Ts 數(shù)值均小于規(guī)定的正常地質(zhì)塊段 地質(zhì)塊段 ，因此在正常情況下可以進行帶壓開采。 且井田內(nèi)斷層較少，所以該礦井的水文地條件為中等。 井田 10 號煤層直接充水含水層為太原組灰?guī)r巖溶裂隙含水層，富水性中等，對 10 號煤層開采有一定影響。井田內(nèi)奧灰?guī)r溶水位標高 850m， 10號煤層在井田西南部局部帶壓，經(jīng)計算，5 號煤層最大突水 ， 10號煤層最大突水系數(shù)為 ，均小于受構(gòu)造破壞地段突水系數(shù)臨界值 ，為非完整，坡段突水安全區(qū)。井田內(nèi) 8號煤層采（古）空區(qū)存在積水，綜合分析礦水文地質(zhì)條件屬中等。 防治水措施 隨著礦山開采規(guī)模的不斷擴大，采空區(qū)面積增加，勢必對基巖的穩(wěn)定性造成影響，引起地面裂隙、地面塌陷、地表巖移等地質(zhì)災(zāi)害，為地表水與井下采空區(qū)形成一個聯(lián)系的通道，這樣會影 響礦井安全生產(chǎn)，為了預(yù)防水災(zāi)水害，提出以下預(yù)防措施： （ 1）井田煤層埋藏較淺，注意煤層淺處有采空區(qū)、古空區(qū)存在，要嚴格遵守“預(yù)測預(yù)報、有掘必探、先探后掘、先治后采”探放水方針。 （ 3）井下巷道沿煤層布置，受煤層起伏影響較大，巷道中可能發(fā)生積水現(xiàn)象，在礦井生產(chǎn)期間應(yīng)根據(jù)實際情況，在巷道適當位置設(shè)置水倉，由小水泵將積水排出，確保井下巷道暢通。 （ 5）雨季來臨前要及時清理地面防洪溝渠。 （ 6）在開采煤層時，應(yīng)加強對斷層的觀察，在斷層兩側(cè)應(yīng)留足保安煤柱，在穿越斷層開采時，應(yīng)對斷層的導(dǎo)水性進行探測，并請有關(guān)部門進行論證。 （ 8）注意 5號煤層采空區(qū)積水情況，及時予以放水。山西組平均厚，自上而下依次含 5號共 5 層煤，煤層平均總厚 ，含煤系數(shù)%，（ 4 號煤層在井田內(nèi)僅有 ZK4 號孔可采，厚度 ，其它鉆孔均不可采）其中 5號為可采煤層，平均厚度 ，可采含煤系數(shù) %。 上述 10 號可采煤層中，只有 8號煤層為該礦批準開采煤層。 煤礦井田設(shè)計 河北工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 可采煤層特征表 表 131 煤 層 編 號 煤層厚度 （ m） 煤層間距 （ m） 煤層結(jié)構(gòu) 穩(wěn)定程度 頂?shù)装? 巖性 最小 — 最大 平均 最小 — 最大 平均 矸石 層數(shù) 類別 頂板 底板 5 — 03 較簡單 穩(wěn)定 泥巖 泥巖 8 — 01 簡單 穩(wěn)定 灰?guī)r 泥質(zhì)巖 10 — 02 簡單 穩(wěn)定 泥巖 砂質(zhì)泥巖 泥巖 可采煤層 (1)5 號煤層 位于山西組 下部，下距 8號煤層 ，平均 m。煤層結(jié)構(gòu)較簡單，含 03 層夾矸。煤層頂板為砂質(zhì)泥巖，底板為泥巖。 (2)8 號煤層 賦存于太原組中部 L1石灰?guī)r之下，下距 10 號煤層 ，平均 m。 ZK1號孔 為風(fēng)氧化帶 ，結(jié)構(gòu)簡單，不含或含一層夾矸。見圖 132。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)定 可采。煤層頂板為泥巖，底板為泥巖。 煤礦井田設(shè)計 河北工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 圖 131 煤礦井田設(shè)計 河北工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 圖 132 煤礦井田設(shè)計 河北工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 圖 133 煤礦井田設(shè)計 河北工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 煤層對比 煤層對比是在地層對比的基礎(chǔ)上 進行 ，本次主要采用標志層 法，層間距法等對比煤層，井田內(nèi) 太原組 K L1 、 L L L4等標志層發(fā)育明顯，易于對比；山西組的 5 號煤層， 太原組 的 10號煤層發(fā)育穩(wěn)定，本身就是很好的對比標志，總之，井田內(nèi)可采的 10號煤層對比可靠 。 （ 2） 煤巖特征 5 號煤層：黑色，條痕為黑褐色，條帶狀結(jié)構(gòu)，玻璃光澤 ，參差狀斷口，宏觀煤巖類型為半亮型煤。宏觀煤巖類型為光亮型 半亮型煤。宏觀煤巖類型為半亮型 半暗型煤。 煤的 化學(xué) 性質(zhì) 、工藝性能 根據(jù)施工的 ZK3 號、 ZK11 號、 ZK12 號、 ZK13 號、 ZK14 號鉆孔取樣化驗成果，井田可采煤層主要煤質(zhì)特征如下： ① 5 號煤 原煤：水份（ Mad）為 － %，平均為 %；灰份（ Ad）為 － %，平均為 %；揮發(fā)份（ Vdaf）為 － %，平均為 %；全硫 (St， d)為 －%，平均為 %；發(fā)熱量（ Qgr,v,d）為 － ，平均為 。膠質(zhì)層最大厚度 Y為 8～ 23mm，平均為 。 I）為 3692，平均為 67。 ② 8 號煤 煤礦井田設(shè)計 河北工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 原煤：水份（ Mad）為 － %，平均為 %