煤矿开采学课程研究设计指导说明书安全工程专业.doc

矿井开采课程设计设计指导书河南理工大学安全科学与工程学院2013年1月说明一、本设计为采区设计，本大纲参照一般实际采区设计，说明书编制章节的顺序，结合教学要求进行编制，仅供本次课程设计作为内容提要和说明书章节编制顺序参考用。二、当煤层倾角为近水平时，“采区”名称可称为“盘区”或“带区”（倾斜长壁法）。前 言一、目的1、初步应用矿井开采课程所学的知识，通过课程设计加深对矿井开采课程的理解。2、培养安全工程专业学生的动手能力，对编写采矿技术文件，包括编写设计说明书及绘制设计图纸进行初步锻炼。3、为毕业设计中编写毕业设计说明书及绘制毕业设计图纸打基础。二、设计题目老师给你们的题目。三、设计内容第一章采区地质特征第一节采区概况采区位置、境界、开采范围，与邻近采区关系，与地面关系、采区内煤系产状，可采层厚度等。第二节地质情况及可采煤层情况采区地质构造、开采煤层特征（厚度、倾角、煤质、夹石、层间距、顶底板岩石特征等）、瓦斯、煤尘、煤的自燃性，井上下及采区水文地质条件，上部及浅部开采情况等。第三节 采区储量说明：本节可以采用列表的形式 采区储量计算表煤层编号投影面积（m2）倾角（度）实际面积（m2）煤厚（m）容重（t/m3）工业储量（t）煤层采区回采率（%）可采储量（t）备注17#113.171.4519#113.531.50合计注：这里所列表格为参考格式，设计说明书内正式表格应按此表格式以一页篇幅绘列。第二章采区生产能力及服务年限第一节 采区生产能力的确定采区生产能力根据地质条件、煤层生产能力、机械化程度和采区工作面接替关系等因素确定，当用综采时，一般为80120万t/a；高档时，一般为5090万t/a；普机时（包括高档）一般为4075万t/a；炮采时，一般为1050万t/a。第二节 采区服务年限为了保证采区均衡生产，采取服务年限应在35年以上比较合理。第三章 采区巷道布置第一节 采区巷道布置方案的选择一、 采区上（下）山的位置、数目和用途，采区联合形式；二、 区段平巷的布置方式（有无煤柱护巷、数目、位置、是否设集中巷及集中位置等）；三、 煤层间、厚煤层分层间的联系方式；四、 采区上、中、下部车场型式选择。第二节 采区生产系统综述运煤、运料及徘矸、通风、行人、动力供应（包括电力和压风）排水、等系统。第三节 采区回采工作面配备和生产能力验算一、 计算回采工作面产量；二、 确定采区内同时回采工作面数目；三、 备用回采面及掘进头的设置；四、 采区生产能力验算。第四节 开采顺序论述煤层间、分层间、区段间、条带间的开采顺序及参数。第五节 采区准备工作及组织一、采准工作：选择确定采区巷道断面形式、尺寸、支护方式。二、回采工作面接续安排按合理配采的原则排出：“回采工作面接替表”。三、采区巷道掘进顺序：列出：“巷道施工顺序表”。第四章采煤方法及工艺设计第一节设计回采工作面概况阐明该面煤层的赋存情况、煤质和种类、节理和层理的发育情况；瓦斯、煤尘、爆炸性和自然发火情况；顶底板性质，回采范围内地质构造和水文情况。第二节 采煤方法选择根据煤层的埋藏条件：如倾角、厚度、顶底板岩性及地质构造等，以及技术设备条件和发展趋势等进行分析论证，提出技术、经济上合理可行的采煤方法。（包括采煤系统及回采工艺）。第三节采区（或盘区、分区）参数选择计算一、采区斜长及走向长采区走向长根据地质条件、技术可能性、经济合理性等因素综合分析后确定。倾斜长壁法分区还应考虑集中装运、通风、供电、排水的合理范围等技术经济因素。二、回采工作面长度、形式由地质条件、回采工艺方式、运输设备、管理水平、顶板管理能力、采区斜长等综合考虑予以确定。三、煤柱尺寸参阅开采方法及设计规范等。四、区段斜长和数目的确定采区走向长壁法时，根据工作面长、区段平巷宽度、护巷方式及煤柱尺寸计算区段斜长，按区段斜长和采区斜长确定区段数。五、采用倾斜长壁法时的条带数、推进长度及方向、通风方式等。第四节回采工艺的确定一、截煤方式：机械落煤应选择落煤机械型号及规格，并确定工作方式。二、运煤：运输机械选择、铺设和移置方法。三、支架：确定采场支护方式、支架材料或型号规格、支护密度、支架的规格尺寸、特种支架的架设和支护的要求。四、顶板管理：顶板管理方法，确定最大、最小控顶距、放顶步距、放顶回柱方式及所用设备等。第五节循环方式、作业形式的选择及循环图表的编制一、工作面作业方式；二、绘制循环图表：循环作业图。结 论通过本次设计，重点学习和掌握了如下内容：（1） 设计采区的工程地质特征总结（工程地质特征评价、储量评价等）（2） 设计采区生产能力和服务年限总结（3） 设计采区巷道布置总结（4） 设计采区采煤方法和采煤工艺总结。最后可以略微谈一下学习煤矿开采学的感受。内容编制及绘图要求一、设计内容和说明书编制主要要求一、采区方案的确定必须提出两个以上的方案，用方案比较法（技术比较）进行。二、采区方案和采区内局部方案（如上山数量、层位）在确定过程中应进行必要的论证，主要的和较大的方案应配以插图和表格等辅助形式说明。三、设计的主要依据应写出，凡涉及计算的问题应将计算的公式列出，代入有关数据，直接得出结果。计算结果应填入有关表格的不应遗漏。一、 说明要求文字简明通顺，缮写清晰整洁，说明书每章开头均从新的一页起。二、 说明书内容的顺序建议为：1）目录；2）设计任务书（即设计题）；3）正文；4）附表；5）小结。二、 绘制设计图要求一、 本设计要求绘制正规设计大图两张：（一） 采区巷道布置及机械设备配置平面图（二） 采区巷道布置剖面图二、 绘图要求：（一）采区巷道平面布置图投影在最上或主采煤层底板等高线图上，用相应图幅绘制。剖面图视具体情况选用图幅，以图形清楚、摆布恰当为原则，所有大图标题栏按下面统一格式绘制：设计制图（姓名）（日期）16832（图 名）指导教师评阅比例图号8（校、系、班级名称）201520152020140（二）、采区巷道布置及机械设备配置图（平、剖面）应按下列要求绘制：绘制所有点、线、符号应符合煤炭部统一标准：必须使用标准惯用图例，所用到的图例必须绘在相应的图上；必须标注必要的尺寸（采区参数、巷、采面等长度及参数尺寸）；中文字体采用长仿宋体，采用国家公布实施的简化汉字。巷硐等图标可视具体情况直接用细实线引出注上或编号后在图幅内顺序列出附：课程设计题目安全工程专业10级采矿课程设计题目第一组（安全1班前15名或14名同学，建议采用炮采放顶煤开采工艺。）特别说明：按照低瓦斯标准进行采区设计。地质基础资料：第一章 井田概况及地质特征第一节 井田概况一、井田位置、交通新密市牛店乡下庄河煤矿位于郑州市西南35km、新密市以西6.5km处。行政区现隶属新密市牛店镇。郑（州）临（汝）公路从井田中部穿过，荥（阳）密（新密市）公路从井田的东部通过，在下庄河和郑临公路交汇，交通十分便利。该矿属于娘娘庙井田，四周有永昌煤矿、娘娘庙煤矿、郭湾煤矿。具体详见图11交通位置图。二、自然及经济地理本矿区地面属平原阶梯地带，地面起伏不平。第四纪黄土覆盖全区，冲沟较为发育，有利于大气降水的排泄，地面标高为230m250m。本区属大陆性干旱气候，夏秋两季炎热少雨，冬春低温干旱，年平均气温14.3，最高气温41.8，最低气温14.7。年平均降雨量400800mm，平均蒸发量1400mm，雨量多集中在7、8、9三个月，全年多东北风，风速一般34m/s，土地冻结深度58cm。本区地震烈度为六级。矿区农业以粮食作物为主，欠发达。矿区附近小煤矿星罗棋布，以矿产资源为依托的沙、石、水泥、耐火材料、陶瓷业等建材工业发达，经济活跃。图11 矿区交通位置图三、矿井的开发历史及现状娘娘庙井田内过去已兴建年生产能力三万吨以下的小煤矿三个，均建于井田浅部及50水平以上，北部有娘庙煤矿，南部为永昌煤矿，国有煤矿为郭湾煤矿。该井田北以张湾正断层为界，北部为郑煤集团米村煤矿东翼采区；西部为娘娘庙煤矿，南部为郭湾煤矿。在娘娘庙井田的南部为郑煤集团王庄煤矿和城关镇煤矿井田范围。第二节 地质特征从区域构造位置来看，本井田处于嵩山背斜东段五指岭白寨背斜（当地俗称荥密背斜）南翼，新密复南斜北翼两端。井田南、北、西三面被断层切割成为自然边界，该井田的东部为二1煤层露头线为界。矿区内褶曲不发育，断裂构造除边界断层外，根据附近小煤矿生产中的揭露情况，有小断层存在。一、地层本井田煤系地层为石炭二叠系，煤系基底为奥陶系，煤系盖层为第四系。现由老至新分述如下：（一）奥陶系（O）井田内仅存在中奥陶统（O2），缺失上奥陶统（O3）和下奥陶统（O1）。中奥陶统（O2）主要由灰岩、深灰色隐晶质灰岩，角砾状灰岩组成，中间夹有花斑状白云质石灰岩，其底部常见灰黄色薄中厚层泥质白云岩，白云质灰岩中夹薄层钙质泥岩等。本统厚度80m左右。（二）石炭系（C）该矿区地层缺失下石炭统（C1）。1、中石炭统（C2）主要由铝土质泥岩、铝土矿组成，中夹薄层泥岩，其底部有一层厚度不均底褐铁矿砂层，厚度68.9m，与下伏中奥陶马家沟组为不整合接触。2、上石炭统（C3）太原组（C3t）主要由深灰色石灰岩、砂岩、泥岩及煤层煤线组成。其中石灰岩在本区有八层，自下而上编号为L1L8，灰岩中富含海相生物化石（如蜓、珊瑚等）及燧石结核、燧石条带。煤层共八层通称一煤组，煤层编号为一1一8，其中一1煤层普遍可采。本统厚度77m。（三）二叠系（P）根据井田内910钻孔揭露实际资料，仅存在有下二叠山西组（P1s）（按照目前煤田地质随地层划分）和下石盒子组（P1）等组成，下部含煤一层，俗称大煤，为本区二煤组第一层，编号为二1煤层。该煤层（二1煤层）910钻孔实际揭露厚度5.6m，为本区主要可采煤层。本组厚度60.5270m（910钻孔实际揭露），上石盒子组（P1x）与下伏上石炭统太原组为整合关系。（四）、第四系全新统（O3）主要由红色粘土夹砾石等沉积物组成。具有隔水性，井田内厚度54.1892.4m。（五）第四系更新统（O4）该层下部为砾石层，未固结或固结程度不好，砾石直径215cm不等，大者可20cm左右。砾石形状多为次圆次棱角状。厚度715m。上部为黄土，其中夹有钙质结核。厚度710m。二、构造本井田整体为一单斜构造，地层走向北西320，倾向南西，倾角1022，北缓南陡，井田内构造比较简单，从生产小矿井工程揭露所见褶曲不发育，有时见有小断层，落差不大于15m。井田中周边断层有：1张湾断层位于井田北部，为本井田与米村井田自燃边界，断层产状为：走向南西240，倾向北西，倾角60，落差160260m，为南东盘上升，北西盘下降底正断层。2、前高村断层位于井田南部，在娘娘庙村以西425m处与张湾断层相交，为本井田南部边界断层。断层形状为：走向近于东西，倾向北，倾角5566，落差110m左右，为一南盘上升，北盘下降的正断层。三、煤层及煤质1、煤层：本井田主要开采煤层为二叠系的山西组二1煤层，埋深为60185m。该煤层在本井田内赋存较稳定，经实际生产揭露煤层走向东北西南，倾向295，倾角平均为15，基本呈一单斜构造，结构简单，没有夹矸，层位稳定，全区可采，煤层厚度为4.138.9m，一般5.2m左右。2、煤质：二1煤在井田范围内为低硫、低磷的无烟煤，可作工业用煤和民用煤。煤质工业分析如下：二1煤层原煤水分4；灰分7.312.0，平均为14.55；干燥基灰挥发分15.817.4，平均为16；全硫含量0.30.4，平均为0.31；干燥基高位发热量27.2MJ/Kg， CRC为12；煤的容重为1.4T/M3。四、井田水文地质条件1、地表水：从井上下对照图上可以看出，矿井的北部有双沟河，该河流属于常年性河流，在汛期河涨水时，附近矿井有水量增大的现象，也是矿方特别注意的一点。2、第四系砂砾石潜水：该含水层受地形切割破坏影响，发育不连续，砂砾石含水层下有厚粘土、砂砾粘土隔水层，且距二1煤层较远，故对开采二1煤层不会产生大的影响。3、二1煤层顶板砂岩承压裂隙水：二1煤层直接顶板含水层由细、中粒砂岩组成，岩性致密，裂隙步发育，补给水源不足，含水性弱，据矿井生产实践，含水量以顶板淋水形式为主。4、二1煤层底板岩溶裂隙承压水：底板直接充水含水层与煤层之间一般有厚11m左右的泥岩隔水层，通常可阻隔底板水进入矿井，但对隔水层变薄地带，应加强矿井水文地质工作。5、老空区储水：由于该矿周围小煤矿较多，如永昌煤矿、娘娘庙煤矿、郭湾煤矿等，井下巷道难免互相贯通，所以该矿在进行开采时要做好探放水工作，严防老空水涌入矿井，造成淹井事故。5、矿井涌水量：考虑到近年来新密地区地下水位大幅度下降（普遍下降30余米）及井田内现有生产矿井的实际涌水资料，确定下庄河煤矿正常涌水量为15 m3/h，最大涌水量为75 m3/h。五、矿床开采技术条件1、煤层顶底板二1煤层伪顶：局部发育有不足1m的炭质泥岩伪顶，岩性松软，随采随落。二1煤层直接顶：为深灰色砂质泥岩、泥岩，间或有细砂岩和中粒砂岩，平均厚度16.97m，岩石级别为45级，内摩擦角为63267133，普氏硬度系数23；垂直抗压强度202252Kg/cm2，抗拉强度24.653.4 Kg/cm2；该层在井田北部局部缺失。二1煤层老顶：为含云母多的细中石英砂岩，平均厚度5.37m，内摩擦角为82538448，普氏硬度系数811；垂直抗压强度8111059Kg/cm2。二1煤层直接底板：多为砂质泥岩，厚度5.376.47m，层理比较明显，结构不甚紧密，内摩擦角为6840，普氏硬度系数8；垂直抗压强度81Kg/cm2，抗拉强度66Kg/cm2；老底为上石炭统L7+L8灰岩，总厚度9.511m，L3灰岩距离二1煤层底面7m左右。2、瓦斯、煤尘、地温及煤层的自燃发火1）瓦斯：根据井田西部毗邻矿井（郑煤集团王庄矿）实测资料，瓦斯相对涌出量为7.6m3/日，属于低沼矿井。2）煤尘：煤尘爆炸指数为11.45，统成煤矿17.5%，煤尘具有弱爆炸性。3）煤层的自燃发火：根据新密地区生产矿井资料，本区二1煤具有自燃发火性，自燃发火期为612个月。4）地温：本地区年平均气温14.1，平均地温剃度为3/100m，属于地温正常区。六、井田地质勘查程度及评价1、井田地质勘查程度及评价本矿井田属娘娘庙井田，与新密煤田米村井田南部外围相连，属于芦店找矿区北部二1煤层露头附近。芦店找矿区曾由原中南煤田地质局125地质队从五十年代末开始在本区进行找矿地质勘探，其勘探方法是地质调查、钻探的方法，受当时特殊历史条件的影响，当时勘探程度较低。从七十年代后期开始，本区曾由河南省地质局地质二队在此进行普查勘探，后因故中途停止。1997年矿井进行生产补勘，投资打了一个钻孔。近几年来由于小煤矿发展较快，在矿井的周围开办了许多小煤矿，矿区西部煤层露头附近的小煤矿曾星罗棋布，通过煤矿的生产揭露井田的地质构造及煤层厚度与当时勘探时期发现的地质构造及煤层厚度基本一致。2、井田地质勘查可靠程度评价如上所述，本矿井田在过去的几十年内曾先后进行过找矿、普查、勘探、地质工作程度不够系统和完整。但随着下庄河煤矿及周围小煤矿的开采，特别是郭湾煤矿、娘娘庙煤矿等其他井筒开采深度已达到井田深部边界80水平，从生产揭露资料看，煤层埋藏稳定，开采技术条件清楚，因此，勘查程度是可靠的。要求首先划分采区，并进行矿井首采区设计。图中把主要开拓巷道已经部署完毕，需要同学们完成采区设计工作。第二、三、四、五、六（安全2班三四组（分别作13采区二1、一1煤层采区设计）；安全3班五、六组（分别作12采区二1、一1煤层采区设计）；安全1班后14名（二组）（作华泰煤矿11采区二1煤层采区采区设计）特别注意：二1煤层按照高瓦斯采区进行设计；一1煤层按照（低）瓦斯采区进行设计。地质基础资料：第一章 2 矿井概况1 2.1井田概况2.1.1 位置与交通本井田南距大峪沟镇5km，西北距巩义市12km。310国道从大峪沟镇通过，陇海铁路和开(封)洛(阳)高速公路从北部约6km通过。大峪沟高山沥青公路从区内中部通过，区内各村庄之间均有沥青公路及简易公路相通，交通十分便利，见图2-1。图2-1 交通位置示意图2.1.2 地形地貌区内地势总体上呈东高西低，南高北低，中部沟谷发育且低凹。区内最高点为付山，海拔+664.9m，最低点在致富沟入口，海拔+212.0m，相对高差452.9m。全区沟岭相间，纵横交错，沟谷多呈“V”字型，山脊多呈鱼脊状和馒头状，地形切割严重，呈侵蚀低山丘陵地貌景观。2.1.3 地表水系矿区内仅在西部有一条河流，即东泗河，属黄河流域伊洛河水系，发源于南部山区，流向西北，在站街镇东北汇入伊洛河，经神北横切邙岭注入黄河。该河为季节性河流，以排洪为主，由于附近各煤矿排水的注入，现为常流不断的小溪。该河上游筑有凉水泉水库，位于大峪沟井田19勘探线附近，是本区主要地表水体。据现有资料显示，其蓄水面积1067m2，水深1.5m，库容16008m3，为小型塘坝，以拦、蓄洪水，农田灌溉为主。2.1.4 气象本区属暖温带大陆性半干燥季风气候，春秋季干旱且多风，夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥少雨雪。据巩义市气象站资料，各种气象要素如下：气温：最高气温为43C，最低气温为-15.4C，年平均气温为14.6C。蒸发量：该区蒸发量较大，年平均蒸发量为2136.4mm。降雨量：降雨量少而集中，年平均降雨量为583mm，一般集中在79月份，约占全年降雨量的70。冻土深度：11月中旬开始降雪、冰冻，最大积雪厚度21cm（1972年12月），最早霜冻时间为10月份，最大冻土深度为22cm（1977年1月），年最长霜冻期60天，年平均霜冻期43天。一般风速3.4m/s，最大风速20m/s。2.1.5地震根据河南地震历史资料记载，荥巩一带曾发生过40余次地震，其中破坏性较大的是公元119年3月10日的汜水(并入荥阳市)地震，震中在洛阳附近，烈度为八度。距今最近的一次是1973年12月14日发生在巩义的3级有感地震。上述历次地震对本区均有波及。据抗震设计规范(GB50011-2001)及历年发生的地震资料，本区震级为5级，地震烈度按7度设计。2 2.2井田地质特征2.2.1 地层本区为低山丘陵地形，基岩大面积裸露。井田内出露的地层有第四系、第三系、三迭系下统、二迭系、石炭系中、上统、奥陶系及寒武系。现将地层由老至新分述如下：1寒武系()出露于井田南部,井田内唯有2601孔揭露，厚度18.87m，岩性为白云质灰岩，全层厚度不详。2奥陶系中统马家沟组(O2)该组地层多分布在白窑、薛庄、宋沟、南沟、竹林沟、丁烟及刘家一带。顶部为深灰色石灰岩与泥岩互层，隐晶质结构，中厚层状，局部夹灰黄色钙质泥岩薄层，其下为厚层石灰岩，隐晶质结构，质地均一，局部可见暗紫红色的薄层泥灰岩，溶洞发育，下部为含泥质的白云质灰岩或白云岩与泥岩互层，地表实测厚度为148.40m，东部邻区厚度为237.07m，而井田内钻孔揭露最大厚度151.70m(3103孔)。本区缺失下奥陶统(O1)，与下伏寒武系地层呈假整合接触。3石炭系(C)井田内仅有上统太原群及中统本溪群:（1）中统本溪群(C2)该群地层分布在马蹄沟、马沟、宋沟、竹林沟及瓦窑南一带。由灰色至深灰色豆状或鲕状铝土岩、铝土质泥岩组成。据417队钻孔资料，铝土矿层多位于该群地层的中上部，称为K4矿层带，自西向东矿层带层位有自上向下迁移的趋势，靠近底部多为赤红色的褐铁矿及赤铁矿。该群地层厚度为3.5733.69m，平均厚度为7.31m。与下伏地层呈假整合接触。（1）上统太原群(C3)该群地层多展布于钟岭、大峪沟、刘沟南、解放村一带。主要由石灰岩、泥岩、砂质泥岩、炭质泥岩、煤及砂岩组成。依据岩性组合特征可分为三段：上部灰岩段(L7L9)、中部碎屑岩段、下部灰岩段(L1L4)。可采煤层一1煤层赋存于该群底部。该群地层厚度变化较大，两极值为32.4697.20m，平均厚为63.13m。4二迭系(P)由山西组、上石盒子组、下石盒子组、平顶山组、土门组等地层组成，总厚度一般920m左右，与下伏地层为整合接触。现由老至新分别叙述如下：（1）下统(P1)山西组(P11)该组地层主要分布在水滴河北、荆子沟、黑龙潭、大峪沟、张沟、解放村至园枣树附近。由煤、炭质泥岩、泥岩、砂质泥岩及砂岩组成。主要可采二1煤层赋存于该组的底部。全组厚39.59110.68m，平均厚76.82m。下石盒子组(P12)主要分布在石渣坡、坟沟、塚子沟、黑龙潭、钟岭、大峪沟、全神庙、庙岭至园枣树一线。按其岩性特征可分为上、中、下三部分，上部为深灰色砂质泥岩、泥岩、粉砂岩夹薄层细砂岩，含有植物化石碎片，靠近下部具有小暗紫斑。中部为砂质泥岩与泥岩互层，间有紫斑、微含铝质，夹有透镜体状的细砂岩，偶尔含有不可采的薄煤层(三煤)，仅1314孔见有0.20m及0.45m两层薄煤，下部为本区较稳定的大紫泥岩(米村泥岩)，厚约15m左右，为深灰色灰色含铝土质泥岩，含有豆状和鲕状的菱铁质鲕粒，层位稳定，为一良好标志层。底部为一层厚510m的灰绿色中细粒砂岩，但局部为粉砂岩，成分以石英、岩屑为主，分选中等，硅泥质胶结，含泥质及菱铁质包体、黄铁矿结核，具大型斜层理，俗称砂锅窑砂岩，是与山西组分界之良好标志。本组最小厚度53.24m，最大厚度130.42m，一般厚90m左右。（1）上统(P2)上石盒子组(P21)主要分布于荆枝沟经岳寨、将军岭南岭、庄子沟、口头园南的井田中深部一带。以田家沟砂岩底界面为界，可分为上、下两段。下段(P21-1)：该段包括四、五、六三个煤组，由深灰色、灰色砂质泥岩、泥岩、炭质泥岩、粉砂岩及灰白色中细粒砂岩组成。煤层不甚发育，仅有1708及2504两孔分别见到五煤和四煤层，均不可采，四煤组底板砂岩据地表出露和钻孔资料，其岩性为浅灰、灰绿色中细粒砂岩，底部常为粗粒或含砾砂岩，具缓波状层理及斜层理，泥质胶结，层位较稳定，为上、下石盒子组分界之标志层。该段厚一般167.00m左右。上段(P21-2)：该段包括七、八两个煤组，其岩性主要是由灰绿色、土黄色及少量暗紫色的中细粒砂岩、粉砂岩、砂质泥岩组成。局部地段在七煤组附近夹有薄层硅质海锦岩，为确定七煤组层位的良好标志。煤层不发育，钻孔穿过层位中仅106孔见七煤组薄煤三层，该段底部有一层厚约20余米的灰白色中细粒含砾石英砂岩(俗称田家沟砂岩)，其成分单一，石英含量可高达85，硅质胶结，含泥质包裹体，具斜层理，全井田内层位较稳定，为本组上、下段分界的良好标志层。全段厚约250m左右。平顶山组(P22)主要出露于井田北部的海上桥、大古堆、大坡顶及将军岭北一带。其岩性为浅灰灰白色中细粒长石石英砂岩，局部地段略带肉红色，硅、泥质胶结，分选性中等，滚园度次之，具大型斜层理，有时夹有薄层粉砂岩。厚度由西向东有逐渐变薄的趋势，可作为煤系地层顶部一良好标志层，其厚度约60余米。土门组(P23)主要在青石山、伏山南北一带有大面积出露。按其岩性特征可分为上、中、下三段。上段(P23-3)：主要由中细粒砂岩所组成，顶部夹有同生砾岩，底部夹薄层钙质粉砂岩或砂质泥岩，含有钙质结核，具缓波状层理及斜层理，厚约87m。中段(P23-2)：以紫红色泥岩为主，下部含大量形状不规则的钙质结核，中部夹厚约1m左右中细粒溶洞发育的石英砂岩，本段厚度为84.50m。下段(P23-1): 以灰黄色中细粒砂岩为主，间夹薄层暗紫红色泥岩及粉砂岩，多具大型斜层理，层面含较多的云母片，风化后多呈薄层状。本段地层厚约100m左右。5三迭系下统圈门群一段(T11)主要在井田北部的青石山、伏山一线有零星出露,厚100m左右为紫红色中细粒厚层状长石石英砂岩，多具大型斜层理、硅质胶结，性坚硬，富含铁质。地貌特征明显，常形成高山。俗称“金斗山砂岩”。本群与下伏地层呈整合接触。6第三系(R)仅在白河、马蹄沟北有零星出露,主要为灰黄色砾岩，砾石成份复杂，由石灰岩、粉砂岩、泥岩、石英岩等砾石组成，砾径由220cm，一般为10cm，滚圆度较好，而分选性较差，多为钙质胶结。厚度不详，与下伏地层呈不整合接触。7第四系(Q)井田内出露面积较广，以不整合的接触关系覆盖于下伏不同时代地层之上，在坏子沟、谚沟、冯寨、海上桥等地沉积面积较广，由黄土、耕植土、砂质粘土、砾石、姜结石等组成，钻孔揭露最大厚度为33.67m(2807孔)，而一般常见厚度为515m。2.2.2 构造本井田位于秦岭纬向构造带北亚带嵩山大背斜的北翼。总的构造形态为一走向280290，倾向1020，倾角714,单斜构造，区内褶皱不甚发育，构造以断裂为主，主要为东西向断裂，倾角平缓(714)的单斜构造,由近东西向、北东向和北西向三组断裂组成。近东西向断裂是与区域纬向构造体系相平行的一组主干断裂，以走向正断层为主，局部伴生有小型的逆冲断裂，并多呈阶梯式或地堑式相间排列，构成了井田内构造的基本格架。北东和北西向断裂多发育于井田东西两端以压扭性正断层为主。此外，井田内尚发育有近东西及北西南东向起伏不大的小型宽缓褶皱。依据现行煤、泥炭地质勘查规范，确定构造复杂程度属简单构造。主要断裂有：1将军岭滑动构造(F9)位于本区北部边界附近，是滑动构造的主干断裂，地表出露于岳寨、西北沟、将军岭后沟、马岭北至韩沟一带，东西贯穿全区，倾向北，倾角6072，落差070m，东部较大，西部较小。2014、2808等钻孔揭露明显，地表有I738、III149、214、206、II432、179等地质点和k1、k3、k4探槽控制，基本查明。F9滑动构造面倾角上陡下缓，呈现“犁式”形状，落差上部大、下部小，当断裂面延深至二1煤层时，由切割岩层变为顺层错动，对二1煤层影响较大，局部铲蚀煤层，使煤层断失、变薄或增厚，煤芯构造挤压揉皱现象明显，滑面发育，强度极低，夹矸呈叶片状，有大量滑动构造面及白色次生薄膜。煤层顶板岩芯均较破碎，且具水平滑动镜面及擦痕。对一1煤层无影响。2F104断层该断层位于凉水泉水库至将军岭南岭，延伸长度1.9km，走向近EW，倾向S，倾角6570，落差18m左右。地表大部被第四系地层覆盖，仅有1909孔及2304孔两孔见到。1909孔于孔深123.00m见破碎带，P11地层岩芯极为破碎，泥岩被挤压成磷片状，二1煤层变薄，地层缺失15m左右。由于该断层影响，C3上部地层岩芯倾角高达60以上。2304孔P12底部岩芯极破碎，岩性混杂，并可见再胶结的断层角砾岩，于孔深123.40m见断层带，砂锅窑砂岩受其断层破坏仅保留1.20m厚，P11地层缺失10m有余。另从二1煤层底板等高线图可知，2304孔与2504孔，1909孔与1905孔之间，煤层底板标高亦有明显的不连续。3F6断层位于本区北部边界附近，西起柳树沟断层，向东延伸至区外，延伸长度8km以上，为一走向近EW，倾向S，倾角6570的正断层，断层落差140m左右，该断层西段有507孔见到，东段由地表露头控制。2.2.3 煤层煤层特征据相邻生产矿井开采和钻孔揭露资料，该矿井含煤地层为石炭系太原组，二叠系山西组、石盒子组，主要含煤地层厚约620m，共含煤27层，煤层总厚度8.48m，含煤系数1.37%，可采煤层有太原组底部的一1煤层和山西组下部的二1煤层，两层煤平均厚5.95m，可采含煤系数为0.96%。其余各煤层均不可采或偶见可采点。本矿井只划定开采山西组二1煤层和太原组一1煤层。1) 二1煤层：俗称黄煤，赋存于山西组下部，大占砂岩之下，上距砂锅窑砂岩65m左右，下距一1煤层60m左右。煤层直接顶板多为砂质泥岩或泥岩，局部为细砂岩；直接底板多为泥岩，炭质泥岩或砂质泥岩。据矿井内3个钻孔、邻区5个钻孔、煤层厚度0.8521.03m，平均4.94m，井田内煤厚变化较大，在走向上有厚、薄相间的明显显示，且矿井中部具薄（无）煤带，煤层层位稳定，结构简单，一般含夹矸1层，岩性多为炭质泥岩或泥岩，局部地段夹矸厚度大于可采厚度，而出现分叉煤层二2 1及二3 1煤层。二1煤层为较稳定型厚煤层。煤层赋存标高70m340m，埋深300910m。影响煤层厚度变化的原因主要有：原生沉积影响：煤层厚度受沉积环境的影响，环境不同其形成厚度不同，太原组沉积之后，泥炭沼泽发育之前，区内环境不尽相同，故造成二1煤层底板至太原组顶，地层厚薄不同，同时也影响了煤层沉积厚度，一般地层厚度较小处则煤层较厚，反之则薄。后期构造的影响：大峪沟井田的滑动构造沿着二1煤层顶界面向深部滑动，煤层本身则是滑动构造的润滑层。煤层厚薄相间、波状起伏的变化，主要是滑动构造对煤层推挤、揉搓、铲蚀的结果，使原始沉积面貌受到破坏。2） 一1煤层：当地俗称炭煤，赋存于太原组底部，L1+2灰岩为其直接顶板，在一煤层发育为独立分层时，直接顶板为粉砂岩、砂质泥岩和泥岩；本溪组铝质泥岩为其直接底板。上距二1煤层60m左右；下距奥陶系灰岩一般10m左右。据矿井内43个钻孔、邻区9个钻孔，煤层厚度02.32m，平均0.97m，煤层层位稳定，结构简单，含1层夹矸。该煤层矿井浅部采空区煤厚0.801.00m，多为可采区域；矿井深部煤厚多为0.50m左右，绝大部分为不可采区，煤层不可采的主要因素是其夹矸增厚，使煤层分岔为上、下分层，其夹矸层位稳定，厚度变化较大（0.303.45m），由于煤层上、下分层都较薄（0.250.55m，一般0.4m），夹矸厚度大于上下分层而不可采，一1煤层为较稳定型大部可采之薄煤层，煤层赋存标高+250m210m，埋深70530m。煤质特征1、煤的物理性质与煤岩特征物理性质二1煤层：为黑色，以粉、粒状煤为主，煤的原生结构遭破坏，呈现层间挤压、揉搓的构造煤特征，表现为滑面发育，强度极低，指压即碎，遇水则产生大量煤泥。煤的真密度为1.79t/m3，视密度为1.60t/m3。一1煤层：为灰黑色，以块煤为主，似金属光泽，贝壳状断口为主，阶梯状、参差状断口次之，煤的硬度较大。煤层上部呈薄层状光亮型煤为主，下部为中厚层状属光亮型和半亮型煤，中部夹有一层厚0.20m左右之半暗型或暗淡型煤。煤的真密度为1.92 t/m3，视密度为1.64t/m3。煤岩特征二1煤层为构造煤，宏观煤岩类型不易分辨。二1煤层显微煤岩有机组分主要为镜质组，约占有机组分的97%，次为丝质组；无机组分以粘土类矿物为主，约占无机组分的90%，其次为硫化物及碳酸盐类，氧化物及其它矿物含量甚少。煤的显微结构以粒状，似条带状结构为主，其中粒状结构由镜质体及少量过渡组份呈细粒状，被粘土胶结在一起，而条带状结构由镜质体、过渡组份、丝质体及单体丝炭互相构成。一1煤层显微煤岩镜质组占有机组份的96%，其次为丝质组；无机组份主要为硫化物，其次为粘土矿物。2、煤的化学性质灰分（Ad）：一1煤层原煤灰分为11.0731.86%,平均20.03%，属中灰煤；二1煤层原煤灰分为（Ad）10.8540.43%，平均18.96%，属中灰煤。全硫（St，d）：一1煤层原煤全硫（St，d）平均为4.58%，属高硫煤，但经洗选后硫分可降低至1.1%；二1煤层原煤全硫含量平均0.90%，属低硫煤。二1煤层以有机硫为主，一1煤层以硫化铁硫为主。煤中的有害元素：二1煤层磷含量为0.0140.025%，平均0.018%，属低磷煤，砷含量为1.14.3PPm，平均2.6PPm；一1煤层磷含量为0.0020.004%，平均0.003%，属特低磷煤，砷含量为7.68.0PPm。煤的元素组成：二1煤层原煤可燃基碳含量平均93.11%，氢含量2.15%，氮含量0.77%，氧和硫含量3.98%。浮煤碳含量平均94.13%，氢含量2.09%。一1煤层原煤可燃基碳含量平均为92.99%；氢含量2.27%；氮含量0.61%；氧和硫含量4.13%。浮煤碳含量平均95.273%，氢含量1.79%。3、煤的工艺性能发热量（Qgr，v，d）：一1煤层和二1煤层平均干燥基高位发热量分别为27.84MJ/kg、27.08MJ/kg，均属高热值煤。煤灰分熔融性：二1煤层煤灰中难熔矿物所占比例较大，硅、铝酸盐类矿物含量较高，煤中无机物以铝、硅酸盐类为主，碳酸盐及硫化物矿物次之。煤灰中Al2O3和SiO2占煤灰总和的70%左右，煤灰软化温度（T2）平均为1339，属高熔灰分煤。一1煤层煤灰成分亦以铝、硅之氧化物为主，二者占煤灰总和的55%左右，但Fe2O3 含量较高，平均为28.86%，此乃煤中硫化铁矿物含量较高所致。其煤灰软化温度（T2）为1302，也属高熔灰分煤。粘结指数：一1煤层、二1煤层粘结指数均为0。可磨性：二1煤层的可磨性极低，可磨性系数为149170，极易粉碎加工。一1煤层可磨性高，不易粉碎加工。化学反应性：二1煤层二氧化碳反应率a在900950，反应性不好，在1100时反应极好，按900950指标评定，应属反应性差的煤层。4、煤的可选性煤的粒度组成及质量特征：据两个简选煤样筛分试验结果，二1煤层136mm级煤占24.06%，灰份15.97%；63mm级占14.50%，灰份16.66%；30.5mm级占26.66%，灰份15.71%，0.5mm级占34.78%，灰份13.20%。二1煤层的粒级组成：煤粉（50mm级煤占33.42%，灰份12.28%；25mm级煤占38.60%，灰份12.32%；含矸2.07%；含黄铁矿0.45%；1325mm级煤及夹矸煤占11.29%，灰份19.02%，13mm级煤占47.56%，灰份14.48%。因此一1煤层粒度组成以大块为主，大中小块煤合计占49.89%，各级质量除小块煤（1325mm）混有夹矸煤，灰、硫份稍高外：其余各级均差别不大。可选性：据二1煤层130.5mm级浮沉测试结果，当分选比重为1.8时，即可获得灰分10%的洗精煤，其理论回收率为83.61%（去煤泥）。由0.1含量曲线上（）求得1.80.1含量为21.2