【正文】 查、詳查和精查勘探，三維地震勘探及井下掘進(jìn)和開采，總共查明和揭露斷層48條。落差10m～16m的斷層有3條（F1DF6DF11）%。圖22井 田 構(gòu) 造 綱 要 圖Figure 22field structure outline map%。%。井田內(nèi)小斷層的分布有如下幾個(gè)特性：1）方向性①小斷層走向：有兩組，一組為NE向，一組為NW向，而與地層走向近似的NE走向?yàn)橹鳎?。③小斷層較稠密區(qū)展布方向，小斷層較稠密區(qū)大致沿走向成帶狀展布，其展布方向?yàn)镹E20176。2）稠密性：根據(jù)本礦區(qū)具體情況，暫將小斷層相對集中，長度大于750m/ km2的小斷層分布區(qū)，叫做小斷層較稠密區(qū)。3）間距性小斷層較稠密區(qū)按照一定的間距大致沿走向和傾向周期性地成群出現(xiàn)。4）斷距與斷層延伸呈正相關(guān)性本礦所揭露的48條斷層當(dāng)中，～3m的斷層22條，走向延長不超過300m，其中絕大部分（91%），走向延長小于200m。根據(jù)目前揭露情況看，由于本井田5m以下斷層為層間斷層，一般情況下不導(dǎo)水，但是在井田西部帶壓開采區(qū)內(nèi)小型斷層（落差＜20m）是貯水的，又為地下水流的通道，故為在煤礦充水中占有重要地位。1）成莊北背斜位于井田中部，由成莊北向西北延展。地表大部分被黃土掩蓋，據(jù)3號煤層底板等高線圖顯示，背斜軸向280 176。北翼地層傾角5176。左右,局部12176。井下北翼+640輔助運(yùn)輸大巷和北翼總回風(fēng)大巷,均橫穿背斜軸部。傾角3176。據(jù)北翼總回風(fēng)巷大巷揭露，該背斜在此處為—傾伏背斜，軸向280176。,北翼地層傾角3176。軸部伴有小型斷層和陷落柱，軸部地層平緩。延展長度3600m，據(jù)3號煤層底板等高線圖，該背斜位于井田東北部，主要由505050補(bǔ)60、20長28號鉆孔所控制，軸向280176。；南翼地層傾角4176?！?05176。4）常坡背斜此背斜橫穿常坡村，延伸長度超過3400m，軸向260176。主要由1補(bǔ)長2長2補(bǔ)補(bǔ)431補(bǔ)37號孔控制。主要由補(bǔ)2補(bǔ)23補(bǔ)21補(bǔ)322長2長25311號孔控制。主要由補(bǔ)2525254補(bǔ)補(bǔ)2補(bǔ)352補(bǔ)652補(bǔ)長長5253543號孔控制。此向斜主要由30補(bǔ)6長補(bǔ)3補(bǔ)75補(bǔ)2補(bǔ)30號孔控制。主要由30長2補(bǔ)753補(bǔ)3512251535151519號孔控制。延伸長度630m，東翼地層傾向295176?！?0176。傾角7176。軸部出露地層為P2sP2s2。10）楊莊北背斜：位于50506號鉆孔之間，楊莊北向斜之西，平行于楊莊北向斜，軸向15176。傾角9176。西翼地層傾向50176?！?176。由5050長2長2補(bǔ)151514號孔控制，此背斜在3號煤層底板等高線圖上反映不明顯⑶陷落柱根據(jù)目前的探測和揭露情況，成莊礦井田內(nèi)平均每平方公里內(nèi)發(fā)育3—6個(gè)陷落柱，其中陷落柱以橢圓形或圓形居多。陷落柱內(nèi)充填物一般為砂巖或泥巖碎塊，棱角明顯，形狀不規(guī)則，膠結(jié)物一般為泥巖和巖石碎屑，疏松破碎。已揭露陷落柱大部分不導(dǎo)水，但是當(dāng)開拓進(jìn)入井田西部帶壓開采區(qū)之后，陷落柱在奧灰?guī)r溶水高水頭壓力之下，可能成為地下水流的通道，必須引起高度重視。⑴水文、水系成莊井田東緣為長河沖積——洪積河谷地帶，井田地勢西北高、東南低、東西向溝谷發(fā)育，溝谷水流注入長河。史村河、河底河等長河支流由西北向東南注入長河（這些河流均為石盒子組泉水補(bǔ)給，其補(bǔ)給面積?。榧竟?jié)性河流。井田內(nèi)的史村河、河底河的上游分別建有劉村，常坡兩座水庫。⑵地下水成莊井田從水文地質(zhì)單元上來講，屬延河泉域。高出河面約5m，出露地層為奧陶系中統(tǒng)上馬家溝組灰?guī)r，泉水沿上馬家溝組灰?guī)r底部涌出。由于受地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、巖溶、地形和水文網(wǎng)的控制，整個(gè)泉域構(gòu)成一個(gè)完整的從補(bǔ)給、徑流到排泄的地下水流域。泉域的東邊界為晉獲斷裂帶；西邊界為震旦系變質(zhì)巖；南邊界為山西與河南間的天然分水嶺（老地層出露段）；北邊界為寺頭斷層。成莊井田位于長河上游一帶，在區(qū)域水文地質(zhì)上，屬長河徑流帶的中上游。巖溶地下水的補(bǔ)給來自東部和東北部高平一帶的灰?guī)r裸露區(qū)和淺埋區(qū)的降雨入滲補(bǔ)給，以及丹河上游徑流灰?guī)r區(qū)和斷裂的滲漏補(bǔ)給。因此，成莊井田內(nèi)的巖溶地下水資源極其豐富。井田內(nèi)的區(qū)域地下水，除奧陶系巖溶水外，還有石炭系薄層—中厚層石灰?guī)r裂隙水和二疊系砂巖裂隙水，以及第四系沖積層孔隙水?，F(xiàn)簡述如下：1）第四系沖積層孔隙潛水主要分布于盆地及河、溝谷地帶，含水量變化較大，79月份為富水期， 14月份為貧水期，靠大氣降水及季節(jié)性水流補(bǔ)給，僅供當(dāng)?shù)厝诵箫嬘盟?。硫酸—鈣受污染區(qū)則水質(zhì)變壞。二疊系含水層主要是厚層砂巖中裂隙含水，隔水層為底部的泥巖和砂質(zhì)泥巖。在無污染地區(qū)水質(zhì)良好，常作為當(dāng)?shù)毓┧?。硫酸—鉀鈣石炭系含水層分布在層位穩(wěn)定，厚度大，巖溶裂隙發(fā)育程度變化較大的厚層石灰?guī)r中，其富水性變化也很大。所以，富水段多分布于盆地、溝谷及地質(zhì)構(gòu)造較為發(fā)育地區(qū)，區(qū)內(nèi)在上覆地層厚度大于50m，且距河谷較遠(yuǎn)的地段，往往富水性很少。硫酸—鈣型水，局部受煤系地層中尤其是煤中的硫分的影響，水質(zhì)發(fā)生變化，多為硫酸鎂型水。3）奧陶系石灰?guī)r巖溶水主要賦存于中奧陶統(tǒng)上、下馬家溝組石灰?guī)r中，尤其賦存于下馬家溝組石灰?guī)r中。地下水總的徑流方向是由東北、西南、西部向延河泉水排泄帶流動(dòng)。中南部好于其它部位。水質(zhì)類型屬重碳酸—鈣型或重碳酸鎂型水，PH值7—，～。據(jù)地質(zhì)報(bào)告和成莊礦3號煤層測試數(shù)據(jù)，3號煤層無爆炸危險(xiǎn)性；雖然煤塵無爆炸性，但是，煤塵是井下生產(chǎn)環(huán)節(jié)中一種極其有害的物質(zhì)，它在一定條件下會引起燃燒，爆炸，甚至危害生產(chǎn)人員的健康，因此在煤礦生產(chǎn)中必須高度重視煤塵的防治。但由于9號和15號煤層為高硫煤，煤堆可能會起火燃燒，因此注意減少地面堆煤量及堆積時(shí)間。2005年核實(shí)生產(chǎn)能力為800萬t，2005年原煤產(chǎn)量實(shí)際達(dá)到800萬t?；夭晒ぷ髅媸褂肕G450/1020—WD1和MG400/920—WD型雙滾筒聯(lián)合采煤機(jī)組；ZFS5400/17/33型液壓支架；ZPT5800/19/32排頭、排尾架；兩部SGZ880/2400 型刮板輸送機(jī)和SSJ1200/2200型皮帶輸送機(jī)。原成莊井田設(shè)計(jì)為兩個(gè)水平：+640和+550水平，根據(jù)整個(gè)井田設(shè)計(jì)只留一個(gè)水平（+640），分為五個(gè)盤區(qū)：一盤區(qū)、二盤區(qū)、三盤區(qū)、四盤區(qū)、五盤區(qū)。 礦井通風(fēng)⑴成莊礦礦井的通風(fēng)方式為分區(qū)式，通風(fēng)方法為機(jī)械抽出式。⑶礦井總進(jìn)風(fēng)量為54705m3/min，總回風(fēng)量55400 m3/min，各井筒風(fēng)量情況如下表22各井筒風(fēng)量情況Table 22 each shaft air volume井筒名稱風(fēng)量(m3/min)井筒名稱風(fēng)量(m3/min)井筒名稱風(fēng) 量(m3/min)主井13072進(jìn)風(fēng)立井78101風(fēng)井回風(fēng)井12336副井43193進(jìn)風(fēng)立井204182風(fēng)井東進(jìn)風(fēng)井1630排矸井66003進(jìn)風(fēng)斜井9743風(fēng)井回風(fēng)井22784南翼措施斜井20404進(jìn)風(fēng)立井88004風(fēng)井回風(fēng)井20280⑷主通風(fēng)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)：主通風(fēng)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)如下表23主通風(fēng)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)Table 13the main ventilation equipment operating parameters參數(shù)名稱 風(fēng)機(jī)型號電機(jī)額定功（kw）葉片角度（176。每個(gè)盤區(qū)均布置有專用回風(fēng)巷，其中二盤區(qū)有2104一條專用回風(fēng)巷，三盤區(qū)有3106一條專用回風(fēng)巷，四盤區(qū)有4104106兩條專用回風(fēng)巷，五盤區(qū)有5105104副、5106三條專用回風(fēng)巷。 瓦斯涌出量，%，%，；。3 礦井瓦斯基本參數(shù)與突出危險(xiǎn)性 煤與瓦斯突出的煤體結(jié)構(gòu)條件發(fā)生煤與瓦斯突出主要是煤體結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變，構(gòu)造煤是原生結(jié)構(gòu)煤在構(gòu)造應(yīng)力作用下發(fā)生明顯物理化學(xué)變化后的產(chǎn)物。所謂煤層的構(gòu)造或煤體的構(gòu)造，是指煤的組成部分在空間的定向和分布。Ⅰ類：層狀構(gòu)造 具有沒有破壞的煤，層理清楚；Ⅱ類：微褶皺狀構(gòu)造 仍看的到層理，褶皺較少，褶皺兩翼成鈍角散開；Ⅲ類：褶皺狀構(gòu)造 褶皺兩翼成銳角散開；Ⅳ類：強(qiáng)烈褶皺狀構(gòu)造 煤受到強(qiáng)烈揉皺以致成不規(guī)則形狀（如橢圓形、漩渦形等）。煤結(jié)構(gòu)是煤粒的尺寸和形態(tài)所表現(xiàn)的特征，不能把煤結(jié)構(gòu)和煤體結(jié)構(gòu)混為一談。在煤體中煤呈整體且在力的作用下穩(wěn)定，不散落。煤體有各種形狀的煤塊組成。煤塊間可見粒狀甚至土狀細(xì)煤粉。煤由一些透鏡體組成。用力作用于煤時(shí)，有時(shí)會變成細(xì)煤屑Ⅳ 土粒狀煤土粒狀層理、裂隙不明顯。煤壓結(jié)成型，難于用手掰開。早在20世紀(jì)50年代，前蘇聯(lián)礦業(yè)研究所依據(jù)煤的破壞程度（即煤中裂隙的寬度及特性），把煤分成5類：Ⅰ類—非破壞煤；Ⅱ類—破壞煤Ⅲ類—強(qiáng)烈破壞煤；Ⅳ類—粉碎煤；Ⅴ類—全粉煤（土狀煤）。各類煤的特性如表21所示。根據(jù)現(xiàn)場統(tǒng)計(jì)資料，一般Ⅰ、Ⅱ類屬于非突出為危險(xiǎn)型，Ⅲ類屬于突出危險(xiǎn)型。通過研究可以得出幾點(diǎn)如下規(guī)律：全部突出危險(xiǎn)煤層都具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，而不危險(xiǎn)煤層既可以是具有簡單的，也可由具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)；突出危險(xiǎn)煤層的厚度平均比不危險(xiǎn)煤層厚15%~30%；突出危險(xiǎn)煤層危險(xiǎn)煤層的厚揉皺巖及頁巖厚度比非危險(xiǎn)層厚2~；在突出煤層中，Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ類煤層最發(fā)育；突出危險(xiǎn)煤層的總破壞指標(biāo)比不危險(xiǎn)煤層高，在急傾斜煤層，~~，~。幾年來國內(nèi)外廣泛采用掃描電鏡，對煤的微結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究。表32煤的微結(jié)構(gòu)按力學(xué)特性分類 According to the mechanical properties of the microstructure of the coal classification類別名稱微結(jié)構(gòu)的力學(xué)性質(zhì)微結(jié)構(gòu)特征微結(jié)構(gòu)指數(shù)突出危險(xiǎn)程度Ⅰ均一結(jié)構(gòu)未遭受構(gòu)造破壞結(jié)構(gòu)均一、微密，可見少量微裂隙。1非突出Ⅱ碎裂結(jié)構(gòu)在壓力作用下，產(chǎn)生的脆性壓裂煤被多組微裂隙切割，碎塊間有位移，有滑動(dòng)面出現(xiàn)，表面有擦痕。具有粒狀、片狀、網(wǎng)狀和定向排列結(jié)構(gòu)。具有魚籽狀、鱗片狀、壓扭性結(jié)構(gòu)4嚴(yán)重突出煤研究表明，不但突出煤和非突出煤的微結(jié)構(gòu)有很大差別，不同突出危險(xiǎn)程度煤層的煤，處于不同地質(zhì)條件下同一危險(xiǎn)程度的煤，結(jié)構(gòu)均存在差別。表33煤的微結(jié)構(gòu)按形態(tài)分為類 According to the microstructure of the coal類別名稱微結(jié)構(gòu)特征瓦斯賦存條件突出危險(xiǎn)性1原生煤結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)均一、微密，沒明顯變形，斷面平整或有貝殼狀斷口，具有條帶狀結(jié)構(gòu)，層次塊狀結(jié)構(gòu)。開放系統(tǒng)3微劈理煤煤中出現(xiàn)一組密集的、平行排列的間隔很小的剪切裂隙，具有鱗片狀結(jié)構(gòu)。開放系統(tǒng)5糜棱構(gòu)造煤經(jīng)歷了強(qiáng)烈變形，煤被破碎成細(xì)小的顆粒，并出現(xiàn)劈理構(gòu)造，具有流劈理，固態(tài)流動(dòng)構(gòu)造。煤的視（相對）～。煤的堅(jiān)固性系數(shù)是煤顆粒本身力學(xué)強(qiáng)度的一種相對指標(biāo)，其數(shù)值的大小也是煤層物理力學(xué)性質(zhì)的重要反映。通常情況下，在相同的瓦斯壓力和地應(yīng)力條件下，煤的堅(jiān)固性系數(shù)越大，越不容易發(fā)生突出。煤體的堅(jiān)固系數(shù)測定原理：目前，在我國常用的測定方法為落錘破碎法，簡稱落錘法。在進(jìn)行預(yù)測煤與瓦斯突出過程中，經(jīng)常需要測定這一參數(shù)，采用落錘破碎法的優(yōu)點(diǎn)是簡單易行，能夠迅速測出煤樣的相對堅(jiān)固性系數(shù)。經(jīng)測定晉煤集團(tuán)成莊礦3～，%～%。煤層含夾矸04層，一般13層，夾矸厚度不大，巖性為泥巖或炭質(zhì)泥巖，煤層結(jié)構(gòu)較簡單?！鱌的大小與煤的瓦斯含量大小、孔隙結(jié)構(gòu)和孔隙表面性質(zhì)等有關(guān)。⑴測試原理在煤與瓦斯突出發(fā)生、發(fā)展過程中，就煤質(zhì)自身而言，人們公認(rèn)的觀點(diǎn)只有兩個(gè)因素：1）是煤的強(qiáng)度。2）是煤的放散瓦斯能力，在突出的最初一段時(shí)間內(nèi)煤中所含的瓦斯放散出的越多，在突出過程中就容易形成攜帶煤體運(yùn)動(dòng)的瓦斯流，其突出危險(xiǎn)性也就越大；相反如煤中含有大量瓦斯，但在短時(shí)間內(nèi)放出的量很小，那么這種煤雖含有大量瓦斯，但不易形成瓦斯流，其突出危險(xiǎn)性就越小。煤的瓦斯放散能力：（1）煤的放散初速度ΔP；（2）煤樣在一分鐘內(nèi)的瓦斯擴(kuò)散速度ΔD。煤樣在1分鐘內(nèi)的瓦斯放散速度ΔD，是在1個(gè)大氣壓下的吸附后，在0～60秒各段時(shí)間上煤樣放散出的瓦斯累計(jì)量。將所采煤樣粉碎混合后，～，稱出煤樣，每一煤樣取2個(gè)試樣。為防止脫氣和充氣時(shí)的煤塵飛入儀器內(nèi)部，必須在煤樣上放一個(gè)小棉團(tuán)。⑶測定結(jié)果經(jīng)測定晉煤集團(tuán)成莊礦3煤層瓦斯放散初速度△P為26～37 mmHg。鉆屑解吸法井下測定煤層瓦斯含量的步驟如下：⑴在新暴露的采掘工作面煤壁上，用煤電鉆垂直煤壁打一個(gè)∮42mm的鉆孔，當(dāng)鉆孔鉆到預(yù)定位置時(shí)開始取樣，并記錄采樣開始時(shí)間t1；⑵將采集的新鮮煤樣裝罐并記錄煤樣裝罐后開始解吸測定的時(shí)間t2，用FHJ2型瓦斯解吸速度測定儀（圖1）測定不同時(shí)間t下的煤樣累計(jì)瓦斯解吸量Qt，一般測定2個(gè)小時(shí)，解吸測定停止后擰緊煤樣罐以保證不漏氣，送實(shí)驗(yàn)室測定煤樣殘存瓦斯量；⑶損失量計(jì)算將不同解吸時(shí)間下測得資料按下式換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積Qot: 式中 Q0t—算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的解吸瓦斯體積，ml； Qt—不同時(shí)間解吸瓦斯測定值，ml；Po—大氣壓力，Pa；hw—量管內(nèi)水柱高度，mm；Ps—下飽和水蒸汽壓力，Pa；tw—量管內(nèi)水溫，℃。圖31 煤屑解吸瓦斯速率q與解吸時(shí)間t的回歸曲線Figure 31coal gas desorption time rate of Q and t regression curve⑷將解吸測定后的煤樣連同煤樣罐送實(shí)驗(yàn)室測定其殘存瓦斯量、水分、灰分等；⑸根據(jù)換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的煤樣損失瓦斯量、解吸瓦斯量、殘存瓦斯量和煤的質(zhì)量，可求出煤樣的瓦斯含量。根據(jù)上述測定原理及方法，晉煤集團(tuán)成莊礦煤層瓦斯含量詳見表25表35煤層瓦斯含量計(jì)算結(jié)果表Table 35coal sea