【正文】 ，呈復(fù)式向斜構(gòu)造。自古治以北主向斜軸逐漸轉(zhuǎn)為東西向，向斜兩翼不對稱，西北翼地層傾角比較平緩，向北往南發(fā)育兩組軸向與主向斜軸斜角或直交的短軸傾伏褶皺構(gòu)造，東南翼斷層不很發(fā)育，規(guī)模亦較小。林南倉井田的主體構(gòu)造為井田北翼的塔坨向斜和南翼畢各莊區(qū)域的畢各莊向斜式，由于開平向斜在發(fā)育過程中北部受青龍山東南構(gòu)造帶影響。 ㈠ 主要褶曲構(gòu)造褶皺為本煤田的骨干構(gòu)造。向斜均有煤系地層保護(hù)，并閉合成盆地形構(gòu)造，而背斜部分煤系地層則被剝蝕。本煤田之中部即林西背斜至黃土坎背斜為受力較強(qiáng)烈的上升部位，因此，軸面均有內(nèi)傾之趨勢，如煤田東部林南倉、李莊子向斜之西翼地層產(chǎn)裝較陡達(dá) 50～60176。東翼及東北邊緣地帶地層傾角則較陡，達(dá) 45～60176。㈡ 斷層華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）第 3 頁 共 139 頁本煤田斷層多發(fā)育在受力較強(qiáng)烈的中部地帶，即下倉向斜之東翼，李莊子向斜及林南倉向斜西部。斷層面傾角一般較小。走向延長較遠(yuǎn)。本類斷層有兩組。左右，斷距百米至數(shù)百米，如李莊子向斜中 A、B 、D、E 等正斷層均屬此類，使李莊子向斜形成地塹式構(gòu)造。斷距數(shù)十至數(shù)百米，并具有繼承性，第四紀(jì)仍有活動。主要斷層(見附表 121)。E SE 7580 15110 20222 F２ 正斷層 N7080176。E SE 7075 35 20224 F４ 正斷層 N4050176。下倉向斜、李莊子向斜火成巖遍及全區(qū)，林南倉向斜之西部有火成巖侵入，東部未曾發(fā)現(xiàn)有巖漿巖侵入之現(xiàn)象。呈巖墻、巖枝和巖床侵入。位于下倉向斜之北部，有一較大的火成巖體侵入玉石炭系二疊系地層中，其巖性為安山巖，可能以巖盤形式產(chǎn)出。 煤系地層劃分及其特征林南倉井田煤系地層主要由石炭系、二疊系地層組成，其中包括中石炭統(tǒng)唐山組、林南倉四礦 第 4 頁 共 139 頁上石炭統(tǒng)開平組、趙各莊組、下二疊統(tǒng)的大苗莊組、唐家莊組。含煤建造由一套海相、過度相、陸相地層組成。頂部有古風(fēng)化殼跡象，含黃鐵礦結(jié)核，裂隙溶洞較發(fā)育，有時被鋁土質(zhì)充填。下限為奧陶系石灰?guī)r頂面，兩者呈平行不整合接觸。① 石炭系中統(tǒng)——唐山組（C 2）本統(tǒng)直接覆蓋于奧陶系石灰?guī)r之上，上限至第三海浸線——K 3石灰?guī)r頂面，地層厚度介于 —— 米，平均為 52 米。巖石大致百分比為中——粗粒砂巖占 ％，細(xì)砂巖占 ％，粉砂巖占 ％，粘土巖占 ％，煤層占 ％，石灰?guī)r占％。除部分粘土巖外，在一般巖層中皆含不同程度的鈣質(zhì)。每個旋回一般由淺海沉積（第 I1旋回為濱海湖泊）起，經(jīng)過渡相，終止于淺海灰?guī)r相。一般厚度 9 米左右。位于井筒西北部常相變?yōu)榇稚皫r，厚度達(dá) 20 米左右（至煤 17 以上） ，風(fēng)井以東見薄，井相變?yōu)榧?xì)砂巖，一般厚度 5 米左右。K5 至 K6之間有深灰色細(xì)粉砂巖：致密而細(xì)膩，性脆質(zhì)地均一。一般厚度 米左右。灰色細(xì)砂巖，致密堅硬，泥至孔隙——基底式膠結(jié)，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 4 米左右。巖性特征是：淺灰——深灰色。巖石大至百分比為，中粗粒砂巖占 ％，細(xì)砂巖占 ％，粉砂巖占 ％粘土巖占 ％，煤層占 ％，其它站 ％。林南倉四礦 第 6 頁 共 139 頁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。海退相序地層厚度為 36 米，海進(jìn)相序地層厚度為 米說明地殼處于緩慢的波浪式上升。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(biāo)志性巖石及化石帶有：Ⅰ煤 12 下頂板下粉砂巖：深灰——黑灰色，細(xì)膩含炭質(zhì)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，一般厚度在一米左右。Ⅲ煤 12 頂板粉砂巖：深灰色，巖性致密，質(zhì)地均一，具水平層理及緩波層理。Ⅳ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） 。泥質(zhì)孔隙——基底式膠結(jié)，局部含鈣質(zhì)。全區(qū)沉淀穩(wěn)定（特別是井田西部） ，僅局部地段相變?yōu)榧?xì)砂巖。Ⅴ煤 11 頂板細(xì)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(zhì)結(jié)核，采集有星輪木、楔葉木、細(xì)羊齒、苛達(dá)樹等化石，亦為本組植物化石富集層之一，一般在 4 米左右。上限為第四系松散沉積物，呈不整合接觸。㈣ 二疊系下統(tǒng)（P 1）上限為 A 層鋁土直粘土巖頂界，于上統(tǒng)呈整合接觸。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。采集有星形輪木、細(xì)羊齒、蘆木。一般厚度在 3 米左右。具有大量灰綠、灰白色粘土巖塊。在井筒附近厚度增大，常為煤 9 直接頂板。該層一般厚度 4 米左右。性脆，呈菱角狀及貝殼狀斷口，富含菱鐵質(zhì)結(jié)核及黃鐵礦細(xì)晶。該層可能相當(dāng)于開平煤田煤 6 頂板。Ⅳ煤 6 頂板粉砂巖：呈深灰色，欠均勻，有堆礫現(xiàn)象，加灰色細(xì)砂巖薄層，局部顯水平層理及緩波狀層理。Ⅴ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。滾圓度中等，泥質(zhì)孔隙——基底式膠結(jié)，夾炭層紋 及煤化物質(zhì)，以顏色易與下部礫巖相區(qū)別，一般厚度 4 米左右。采集有星輪木、長方楔葉、蘆木、帶羊齒、苛達(dá)樹等植物化石，亦為本組植物化石富集層之一。㈤ 二疊系上統(tǒng)（P 2）保存有古冶組（P 12）地層，最大厚度約 300 米。巖石大致百分比為，中粗粒砂巖占 ％，細(xì)砂巖占 ％，粉砂巖占 ％，粘土巖占 ％。每一巖段皆有河床相中、粗粒礫巖起，至湖泊相或湖沼相細(xì)碎屑巖（粉砂巖或粘土巖）止。巖性特征，中粗粒礫巖皆為灰白——灰紫色。分選及滾圓度均不好，夾炭質(zhì)層紋及紫色條帶，顯大型直線形斜層理。植物化石少，一般多賦存在上部鋁土質(zhì)粘土巖以下 30 米至 A 層以上 40 米之間的粉砂巖中。標(biāo)志性巖層有：ⅠA 0層鐵質(zhì)粘土巖：紫紅色，巖性致密，性脆質(zhì)地均一，呈角狀斷口，含豆?fàn)铊F質(zhì)結(jié)核及鮞粒，平均厚度 5 米，該層底板紫灰或灰白色粗礫巖極為標(biāo)志，易于對比。本層頂板至上部鐵質(zhì)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。Fe 2O3為 ％，燒失量為 ％，平均厚度為 米。一般 70 米以淺砂層或礫石層較多，深部則以粘土層為主。在較穩(wěn)定的兩層粘土層之中（埋藏深度 70——110 米和 120——220 米）富含淡水動物介殼，為良好的對比標(biāo)志及隔水層。 井田水文地質(zhì)礦區(qū)年降水量在 350mm800mm 之間，由于沖積層的存在，阻隔了大氣降水與礦坑涌水之間的聯(lián)系，礦井用水量基本不受季節(jié)的影響。礦井采動塌陷坑積水量隨開采面積的擴(kuò)大而增加。礦井直接充水含水層包括：第三含水層（煤 12 底至煤 4 頂砂巖裂隙含水層） 、第四含水層（煤 5 至煤 12 頂砂巖裂隙含水層） 、第五含水層（煤 5 頂板砂巖裂隙含水層） 。其特征見表 122。其中主要可采煤層共有 1 層。 煤的物理性質(zhì)8 煤層為復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層，含有 12 層泥漿，粉砂巖夾石。平均厚度 米，該煤層為不穩(wěn)定煤層。采性指數(shù)為 ， ，煤厚變異指數(shù)為 ，該煤層為穩(wěn)定煤層。12 層為結(jié)構(gòu)簡單厚煤層，煤層局部有夾石 12 層，層位較穩(wěn)定，平均煤厚為 采性指數(shù)為 ，煤厚變異系數(shù)為 ，該煤層為不穩(wěn)定煤層。林南倉四礦 第 10 頁 共 139 頁表 131 可采煤層特征表煤層厚度/m序號 煤層名稱 最小 最大 平均層間距/m傾角/(186。⑴ 煤 9 頂板：灰～淺灰色泥質(zhì)粉砂巖，致密、細(xì)膩、性脆、易碎，有滑膩感，斷口和裂隙面發(fā)育，具水平層理，局部含菱鐵質(zhì)結(jié)核含蘆木、星輪木、苛達(dá)樹等化石。 ⑵ 煤 9 底板：深灰色粘土巖，細(xì)膩、光滑，有貝殼狀斷口，并含有大量根化石，巖石軟、易風(fēng)化，層厚 米。 ⑷ 煤 12 頂板：灰色粉砂巖，厚 米，致密、堅硬、呈條帶狀，灰、灰白、褐色相間，有時附著綠色物質(zhì)，層理呈水平或緩波狀，泥質(zhì)膠結(jié)，含有豐富的植物葉化石，初次垮落步距 14～16 米，老頂初次來壓步距為 32 米，老頂周期來壓步距 10～12華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）第 11 頁 共 139 頁米，頂板屬Ⅰ類Ⅱ級。 煤的特征㈠ 煤的物理特征林南倉井田內(nèi)各煤層均屬腐植煤，煤層顏色一般為深黑色，條痕黑褐色或黑色帶有褐色。各煤層物理特征見表 132。表 133 可采煤層原煤工業(yè)分析綜合表項目煤層灰分Ag(%)硫分S(%)揮發(fā)分Vr(%)發(fā)熱量(卡/克)煤質(zhì)牌號林南倉四礦 第 12 頁 共 139 頁85200757271372 號肥煤為主，局部肥焦煤94600763060162 號肥煤115200757271372 號肥煤為主，局部氣肥煤12 55207652606012 號肥煤為主，局部肥焦煤和氣肥煤 瓦斯和煤塵㈠ 瓦斯瓦斯的相對涌出量在 ～ 米 3/噸?天，二氧化碳的相對涌出量～ 米 3/噸?天，屬于低級瓦斯礦井。表 134 礦井瓦斯涌出量絕對涌出量(m 3/min) 相對涌出量(m 3/td)礦井瓦斯等級瓦斯 (CH4) CO2 瓦斯(CH 4) CO2低 ㈡ 煤的自燃發(fā)火情況本礦各煤層均有自燃傾向，其中 9 煤層發(fā)火期最短為 11 個月，最長為 25 個月，礦井發(fā)火等級定為四級。井田劃分的范圍，儲量，煤層賦存及開采條件應(yīng)與礦井生產(chǎn)能力相適應(yīng)。同時考慮到礦井發(fā)展余地，井田范圍應(yīng)適當(dāng)?shù)膭澋拇笮?。因此在劃分井田范圍時，應(yīng)與該生產(chǎn)能力相適應(yīng)。通常情況下，為合理安排井下生產(chǎn)，井田走向長度應(yīng)大于傾斜長度。造成礦井接替緊張。根據(jù)實際地質(zhì)情況，并參照我國煤礦的實踐經(jīng)驗，選擇一個合理的尺寸。劃分礦井邊界時，通常把煤層傾角不大，沿傾斜延展很寬的煤田，分成淺部和深部兩部分。⑷選擇好井口與工業(yè)廣場位置。 井田境界確定根據(jù)埋深及井田構(gòu)造情況，本礦井井田境界確定如下：根據(jù)以上確定的井田境界，林南倉井田均為自然露頭。林南倉四礦 第 14 頁 共 139 頁 井田工業(yè)儲量的計算 井田地質(zhì)儲量井田儲量的計算公式： Z=SMγ/cosα （221）式中 α—煤層傾角,（186。 =108 噸 工業(yè)儲量的確定本井田內(nèi)考慮到煤 煤 煤 11 絕大部分不可采，目前情況下，暫定煤 煤12 為可采煤層，而這兩層煤的厚度分別為 和 。 ＝10 8 噸 井田可采儲量 永久煤柱煤量要計算井田可采儲量，首先要確定各種永久煤柱損失。⑴ 工業(yè)廣場保護(hù)煤柱受保護(hù)面積邊界是由受保護(hù)建筑物和主要井筒的邊界向外加上一部分備用量即維護(hù)帶確定的。地面建筑物和主要井筒的保護(hù)煤柱是從受保護(hù)的邊界起，按基巖移動角 β、γ 和δ 及表土層移動角 216。煤層群開采時，應(yīng)采用重華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）第 15 頁 共 139 頁復(fù)采動條件下的移動角值。 δδβγ ΦΦΦΦ圖 231 巖層移動角示意圖安全煤柱的留設(shè)與計算一般用垂直斷面法求得。在矩形的外緣加上 15m 寬的維護(hù)帶，得受保護(hù)面積aˊbˊcˊdˊ。 劃兩條保護(hù)線，即 m1m2，n 121n2。 和下山移動角 β=59186。以同樣的方法在平行煤層走向的剖面 2，按走向移動角 δ=75186。煤柱是一個梯形。表 231 工業(yè)廣場占地指標(biāo)表井型（萬噸/年） 指標(biāo)（公頃 /10 萬噸）400～600 ～240～300 ～120～180 ～45～90 ～注：指標(biāo)中小井取大值，大井取小值本礦井井型為 120 萬噸/年，工業(yè)廣場占地面積為：90247。礦井的表土層厚度為 90 米，煤層平均傾角 20186。則 β=59186。沖擊層移動角 Φ＝45186。經(jīng)計算得：梯形高度 h=550m梯形上底 AB=630m梯形下底 CD=720m華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）第 17 頁 共 139 頁得 S 底 =1/2（630+720）550= 萬 m2工業(yè)廣場保護(hù)煤柱煤量= 梯形面積煤層平均厚度煤層平均密度 所以 工業(yè)場地煤柱量＝10 5＝10 6t㈡ 斷層保護(hù)煤柱根據(jù)《采礦工程設(shè)計手冊》 ，為保護(hù)礦井的安全生產(chǎn)，本井田無特大的斷層，只有一些較小斷層，所有斷層長度總為 2022m，斷層兩側(cè)各留設(shè) 30m 的保護(hù)煤柱。 礦井儲量匯總表礦井各種儲量以及分煤層、分水平的儲量編入礦井儲量匯總表，見表 232。每天 4 班作業(yè)，每天凈提升時間為 16 h。隨著社會進(jìn)步和勞動制度改革，目前綜采多采用四六制，每班工作六小時，三班出煤一班檢修，以縮短煤礦工人的輔助勞動時間，以減輕工人的勞動強(qiáng)度。 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限對于儲量豐富，地質(zhì)構(gòu)造簡單，煤層生產(chǎn)能力大，開采技術(shù)條件好的礦區(qū)宜建設(shè)大型礦井。 對煤層