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1、报告资料第一章矿井概况及安全条件第一节井田概况一、地理概况1、地理位置与交通南屯煤矿位于兖州煤田东南部，东邻京沪铁路和104国道，南邻邹济公路，西北有兖新铁路、327国道和京杭大运河，矿井距邹城车站约8km，矿区专用铁路直通矿井煤仓并与京沪、兖石铁路接轨，矿区公路四通八达，区内交通十分方便。2、地势水系区内地形平坦，地面标高+40+63m，自东向西逐渐降低。白马河和南沙河分别自北向南，自东向西流经井田的西部和南部，在东纪沟附近汇合后向南注入微山湖。白马河全长76km，流域面积10521km2，河床宽10420m，属季节性河流，最大流量568m3/s；近几年，因疏通河道，现已成为常年通航的河流。

2、南沙河为邹城市西苇水库的溢洪河道，建库以来仅溢洪一次，近几年，由于雨量偏小，南沙河成了邹城市部分企业常年排泄污水的河道。3、气象地理本区属温带季风区的海洋-大陆性气候，四季分明。历年平均气温17.9，日最高气温40.3，日最低气温-18.3，最大冻土深度0.27m，最大积雪厚度0.24m。年平均降雨量708.14mm，年最大降雨量1263.8mm，年最小降雨量268.5mm。降雨多集中在78月份，风向频率多为南风及东南风，最大风速16m/s。地震烈度7度。第二节安全条件一、地质特征（一）地质兖州煤田为石炭-二叠系全隐蔽型煤田，地处鲁西南块陷的东缘，是由兖州向斜保存下来的煤田。兖州向斜为一宽缓褶

3、皱发育的不对称倾伏向斜，轴向北东东，向东倾伏。东部煤系地层被峄山断层抬升而被剥蚀掉，直接出露太古界混合岩。地层走向在向斜南翼为近东西向，至向斜转折端(横河、平阳寺一带)变为近南北向，往北为北北西-北北东向。倾角平缓，一般310，大者在20左右。南屯井田位于兖州向斜南翼，总体呈单斜构造，但井田东北部、东部存在多个褶曲，幅度较大的为219号孔附近向斜，其余褶曲幅度均较小。下组煤-432m水平位于南屯井田西南部，位于兖州向斜南翼转折端，采区东部地层走向近东西向，西部近南北向；倾角平缓，一般39，平均5。（二）本区地层根据钻孔揭露情况，现将井田出露地层由老至新简要叙述如下：1、奥陶系(O)-432m水

4、平内奥陶系揭露最大厚度182.11m(No2-l号孔)，揭露埋深450.80568.87m。区域资料显示，奥陶系灰岩沉积较为稳定。全厚约450750m，可分为中、下奥陶统。其中奥陶系中统厚约370670m，岩性主要由灰-浅褐灰色及褐黄色石灰岩、泥灰岩、含泥白云质灰岩、白云质灰岩组成；下统厚约80m，主要由灰白色白云质灰岩、白云岩及少量灰黄色泥灰岩组成。中统内沉积马家沟组，根据其岩性及沉积特征可分为六个段；奥陶系下统区内沉积冶里-亮甲山组。奥陶系与下伏寒武系呈整合接触。2、石炭系(C)石炭系划分采用二分方案。本区发育上石炭统，分为太原组(C2t)、本溪组(C2b)。（1）本溪组(C2b)：在本区

5、内厚度52.2471.89m，平均61.33m。主要由灰绿色、杂色铝质泥岩、铁质泥岩、铝土岩、灰色粉砂岩和石灰岩组成，局部夹薄层煤线，煤线为19煤和2l煤层位，沉积不稳定且厚度较小，无经济价值。其底部一般以浅灰、浅褐灰及紫红色铝土矿及铁质泥岩（相当于G层铝土岩和山西式铁矿层位）与下伏奥陶系呈假整合接触。（2）太原组(C2t)：下组煤-432m水平西半部大多数范围为侏罗系直接与石炭系接触，因此石炭系上部多数己遭受不同程度的风化。本区完整的太原组厚度165.22179.42m，平均厚172.68m，厚度变化不大，规律不明显；风化后残留厚度138.67179.42m，平均163.58m。该组主要由灰

6、黑色泥岩、灰色细砂岩、粉砂岩、褐灰色夹少量绿灰色铝质泥岩、灰至褐灰色石灰岩和煤层组成，为本区重要含煤岩系之一。共含煤18层，主要可采煤层为16上煤、17煤，局部可采的有6煤、15上煤、18上煤；此外，16下煤也有偶达可采的；共含灰岩12层，其中下部的第十下层灰岩和上部的第三层灰岩厚度较大，层位稳定，是本区的主要标志层；其它各层灰岩厚度不稳定，且常相变为泥岩或粉砂岩。与下伏本溪组常以十二灰顶板为界呈整合接触。3、二叠系(P)二叠系山西组为南屯矿区上组煤主采煤系，下组煤-432m水平仅东部地段保留山西组下部地层，二叠系多数己受风化且剥蚀完毕。山西组(P1s)：本区东部残留厚度072.13m，平均4

7、4.50m。主要由灰白及绿灰色厚层细砂岩、中砂岩、粗砂岩、粉细砂岩互层与浅灰至灰黑色粉砂岩、泥岩组成，夹浅灰至褐灰色铝质泥岩及煤层，与下伏太原组地层呈整合接触。4、侏罗系(J)侏罗系在附近区域内仅沉积上侏罗统蒙阴组(J3m)地层，本区地层残厚74.66191.94m，平均129.09m。侏罗系砂岩为上组煤开采的主要防治水对象，下组煤-432m水平内基本呈现由西向东逐渐增厚趋势。主要由褐红色及紫色中砂岩、细砂岩、中粗砂岩和灰色-深灰色夹浅灰绿色砂泥岩互层、泥岩组成。根据区域地层资料，本区侏罗系自上而下可以划分为侏罗系蒙阴组二段、蒙阴组一段。一段J3m(1):本区厚度15.7447.47m，平均3

8、4.09m，主要由绿灰色夹少量浅褐色及褐红色砂质泥岩互层、砂质泥岩，泥岩、细砂岩及杂色砾岩组成；局部夹薄层粉砂岩，底部常以一层砾岩（该层砾岩局部可相变为砂岩）与下伏地层呈角度不整合接触。二段J3m(2):本区残厚58.92125.80m，平均95.00m，主要由褐红色夹少量浅褐色中粗砂岩、中砂岩、细砂岩，局部夹薄层粗砂岩及泥岩薄层，为本区侏罗系主要含水层段；底部常有一层细砂岩或中砂岩与一段接触。5、第四系(Q)第四系基本呈现由东向西逐渐增厚趋势，且径距39486000以西厚度较大、变化大，以东则厚度较小且变化大。本区厚度86.90146.57m，平均122.93m；主要由粘土、砂质粘土、粘土质

9、砂及砂砾层组成。根据其岩性自上而下可分为三组。下组(Q下)：厚度013.67m，平均10.38m；主要由灰绿色及灰白色粘土质粗砂、砂砾层及砂质粘土组成，与侏罗系呈角度不整合接触，接触岩性不固定，但通常含少量底砾，砾径大小不一。中组(Q中)：厚度55.1592.45m，平均73.79m；主要由浅灰绿色粘土、砂质粘土、粘土质砂砾层组成，底部常以一层厚层绿灰色粘土与下组接触。上组(Q上)：厚度31.7546.59m，平均38.77m；主要由土黄色粘土、粘土质砂砾层、粘土质细砂、粗砂及中砂组成，底部常以一层粘土质砂砾层与中组接触。(三)含煤地层本区含煤地层为上石炭统太原组和下二叠统山西组，因受风化剥蚀

10、，山西组仅在-432m水平东部保留其下部地层，区内含煤地层的厚度、岩性及变化规律分述如下：1、上石炭统太原组(C2t)区内本组厚度138.67179.42m，平均厚163.58m，岩性以浅灰至灰黑色泥岩、灰色细砂岩、粉砂岩为主，夹多层黑色煤、褐灰色夹少量绿灰色铝质泥岩及灰至褐灰色石灰岩；呈现深灰色泥岩及粉砂岩与煤层及石灰岩的互层关系，旋回结构较为清楚。据其含煤程度和旋回厚度、岩性可划分为四个层段：(1)太原组底部至16上煤顶板层段：本区厚度23.2734.50m，平均厚度27.50m，为太原组主要含煤层段，岩性以深灰至黑色泥岩、粉砂岩、铝质泥岩为主，夹薄层灰岩，局部夹薄层细砂岩。含煤五层(18

11、下、18上、17、16下、16上煤)，其中l7煤、16上煤大部稳定可采，18上煤局部可采。在煤层沉积后发生海进而沉积形成泥岩或灰岩，成为其顶板，含灰岩一层，为十一灰，该层厚度及层位不稳定。(2)十下灰底板至14煤顶板层段：本区厚度44.5754.48m，平均厚度48.88m，厚度较稳定。十下灰岩为16上层煤直接顶板，平均厚5.21m，为全区的主要标志层。本段含有薄层的15下煤、15上煤、14煤和第九、十上层灰岩；砂岩多呈深灰色，具波状层理、交错层理等，是潮汐三角洲相的沉积，厚度变化较大，成煤条件差，煤层薄且不稳定，只有15上煤局部可采，本区内多为炭质泥岩、油页岩，在15上煤之上沉积了第九层灰岩

12、，厚度薄，沉积较稳定，偶尔相变为泥岩，可做为辅助标志层。(3)14煤顶板至第三层灰岩底层段：本区厚度55.6572.62m，平均厚度62.02m，-432m水平东部及西部沉积厚度较大，中部稍薄。岩性以灰色至灰黑色泥岩、粉砂岩、灰白色粉细砂岩互层为主，局部夹灰白色细至粗砂岩，含煤7层(12下、12中、12上、10上、10下、9、8煤)，其中12上煤为局部可采煤层，其余煤层不可采；含灰岩三层(八灰、七灰、五灰)，该段灰岩均不同程度的含有一定量的泥质，其中第五层灰岩位于该段中部，富含大量动物碎屑化石，沉积较为稳定，是区内标志层之一。(4)第三层灰岩至山西组底部层段：本段特点是沉积环境较稳定，以深水泥

13、岩为主，自下而上逐渐变粗，黄铁矿结核相对减少，出现较多的菱铁质结核，下部发育较为稳定的6煤，为局部可采煤层。2、下二叠统山西组(C2b)本区残留厚度072.13m，平均44.50m，仅白马河风井检查孔、丁141连线以东保存。本组是南屯矿区上组煤最主要的含煤层段。主要由灰白及绿灰色厚层细砂岩、中砂岩、粗砂岩、粉砂岩互层与浅灰至灰黑色粉砂岩、泥岩组成，夹浅灰至褐灰色铝质泥岩及煤层。该煤层为3煤，3煤在兖州煤田分叉合并明显，南屯井田第3下至3上煤之间间距为0.1815.66m，两层煤之间为滨海相粉砂岩和具有交错层理、水平或缓波状层理的水下三角洲或滨湖相中-细砂岩。下组煤-432m水平自第3下煤至3上

14、煤全厚约30m，夹层厚度呈厚薄相间排列。两层煤间距3.3415.08m，夹层厚度呈厚薄相间排列，夹层岩性主要为浅灰至灰白色细至粗砂岩，发育少量斜层理及近水平层理，夹少量煤质条纹。二、地质构造下组煤-432m水平位于南屯井田西南部，位于兖州向斜南翼转折端，采区东部地层走向近东西向，西部近南北向；地层倾角平缓，一般39，平均5，为一西高东低的单斜形态，其总体形态符合井田构造形态，详见下组煤-432m水平构造纲要图1-2-1。主要构造要：1、褶曲-432m水平东部发育有Z7背斜，其轴向近南北向；西部通过本次三维物探共发现在背斜与向斜相间的次一级褶曲5条，其中背斜与向斜分别为二条、三条，其轴向全部为N

15、E及NEE；自西北向东南分别为第Z2向斜、Z3背斜、Z4向斜、Z5背斜、Z6向斜。上述褶曲轴向基本与-432m水平西北部边界皇甫支二断层一致。2、断层-432m水平范围断层共计26条，在马家楼断层位置附近共4条正断层，其中DF2、DF3和DF4、DF5分别为两组“雁行”式排列的断层组，它们与DF6断层形成地堑构造。断层最大落差多小于20m，仅采区西部的DF6最大落差20m，为26m，可能该断层就是原马家楼断层，其位置向东部摆动，走向为近南北向，详见表1-2-1。现有资料表明：采区构造发育的基本特点是：西部相对复杂，小型断层相对较为密集；东部相对简单，构造稀少；该区构造为中等构造类型。三、煤层及

16、煤质（一）煤层1、含煤性矿井含煤地层主要由二叠系山西组和石炭系太原组构成，此外石炭系本溪组局部见薄煤层两层（分别为19煤、21煤），且均不可采，无经济实用价值。山西组和太原组为矿井主要含煤地层，平均总厚217.18m（其中山西组上部多已遭受风化剥蚀）；共含可采与局部可采煤层9层表1-2-1下组煤-432m水平断层特征一览表序号 断屋名称 性质 走向 倾向 倾角() 落差(m) 延长（m） 差长比 地震勘探控制程度1 DF2 正 NNE SEE 65 017 850 0.020 可靠2 DF3 正 NNE SEE 71 017 650 0.023 可靠3 DF4 正 NNW NEE 65 09

17、550 0.016 可靠4 DF5 正 NNW NEE 65 06 550 0.011 较差5 DF6 正 NNE W 70 025 2500 0.010 可靠6 DF7 正 NEENE SSESE 68 011 800 0.014 可靠7 DF8 正 NW SW 70 05 360 0.014 可靠8 DF9 正 NNE SEE 70 02 115 0.017 较差9 DF10 正 NE NW 65 04 220 0.018 较可靠10 DF11 正 NE SE 67 010 1000 0.010 可靠11 DF12 正 NE SE 67 03 150 0.020 较差12 DF13 正 N

18、E SE 70 02 70 0.029 较差13 DF14 正 NE SE 67 05 550 0.009 较可靠14 DF15 正 NE SE 67 03 200 0.015 较差15 DF16 正 NW NE 70 03 80 0.038 较差16 DF17 正 NWW SSW 70 03 150 0.020 较差17 DF18 正 NNE SEE 70 02 175 0.011 较差18 DF19 逆 ENE NNW 35 05 560 0.009 较可靠19 DF20 逆 NENEE NWNNW 50 07 750 0.009 可靠20 DF21 正 NE SE 66 02 65 0.

19、031 较差21 DF22 正 NE NW 66 02 70 0.029 较差22 DF23 正 NE NW 66 02 55 0.036 较差23 DF24 正 NW NE 71 04 130 0.031 较可靠24 DF25 正 NW SW 70 02 130 0.015 较差25 DF27 正 NW SW 68 04 190 0.021 较差26 一采西断层 正 NW SW 6580 610 1631 0.006 可靠（3上A、3上、3下、6、15上、16上、16下、17、18上煤），平均煤层总厚13.02m，其中主要可采煤层3上、3下、16上、17煤，共厚10.19m，占可采总厚的78

20、.26%。下组煤主要赋存于太原组中下部，可采与局部可采煤层主要为15上、16上、17和18上煤；其中16上、17煤虽较3上、3下煤厚度小，但其全区基本可采，煤质变化不大，属稳定-较稳定煤层。各煤层厚度及分布概况见表1-2-2。表1-2-2下组煤-432m水平煤层厚度及分布概况煤层 厚度(m) 煤层间距(m) 结构 夹石 可采性 一般层数 厚度(m) 岩性 15上 01.830.40 32.6147.2237.235.6213.3310.712.336.464.67 简单 1 不定 炭质泥岩 南部可采16上 0.551.300.94 简单 01 00.17 炭质泥岩或炭质砂岩 中部及东南部局部可

21、采17 0.611.451.07 简单 01 00.24 细砂岩、炭质泥岩 西南部局部不可采18上 0.272.181.32 较复杂 02 0.080.68 铝质泥岩 东部及南部可采2、可采煤层本区共含下组煤可采及局部可采煤层4层，16上、17煤全区大部稳定可采，15上、18上煤局部可采。下组煤主要可采煤层自上而下述如下：(1)15上煤：该煤层位于太原组中下部，含煤区主要位于下组煤-432m水平中部及南部，-432m水平东南部九灰下沉积15上煤，中部九灰下相变为炭质泥岩或油页岩压煤，具体为东部相变为油页岩。采区煤层厚度01.83m，平均0.40m。煤层结构简单，可采范围位于本区南部，可采指数0

22、.23，煤厚变异系数48.14%，属极不稳定煤层。 (2)16上煤：位于太原组下部，全区含煤，十下灰岩为其直接顶板，层位稳定，煤层厚度0.551.30m，平均0.94m。局部含夹石一层，岩性为炭质泥岩或砂岩，可采性指数0.94，煤厚变异系数16.04%，属稳定较稳定煤层。(3)17煤：位于太原组下部，全区含煤，北部多数以十一层灰岩为其直接顶板，西部多以泥岩为直接顶板，南部多以粉砂岩为其直接顶板，东部局部为铝质泥岩为其直接顶板。厚0.611.45m，平均1.07m,局部含夹石13层，岩性为细砂岩或炭质泥岩。可采性指数0.97，煤厚变异系数17.26%，为稳定煤层。(4)18上煤：位于太原组底部，

23、全区含煤，多数以泥岩为其直接顶板，仅中西部部分地段相变为粉砂岩顶板。煤层总厚度0.272.18m，平均1.32m，全区煤层结构复杂，多含夹石12层，夹石岩性多为铝质泥岩，可采指数0.66，煤厚变异系数29.16%，为不稳定煤层。（二）煤质1、煤的物理性质及宏观煤岩类型（见表1-2-3）。表1-2-3煤的物理性质及宏观煤岩特征煤层 颜色 光泽 节理裂隙 断口 结构构造 充填物 矿物杂质 硬度脆性 煤岩类型 视密度15上 黑色 玻璃、暗淡 发育 平坦状 条带状 黄铁矿方解石 铝质泥岩 质硬性脆 半暗-半暗型煤 1.3016上 黑色 玻璃、油脂 发育 平坦状贝壳状 条带状 黄铁矿 铝质泥岩 质硬 半

24、亮-半亮型煤 1.2517 黑色 玻璃 发育 平坦状贝壳状 条带状块状 黄铁矿 铝质泥岩 坚硬 半亮-半亮型煤 1.3018上 黑色 玻璃、暗淡 发育 平坦状参差状 条带状块状 黄铁矿 铝质泥岩 半暗-半暗型煤 1.402、主要煤质指标（见表1-2-4）。四、瓦斯、煤尘及煤的自然发火1、瓦斯补充勘探期间在南下1和南下2号孔采取4个样品，对16上煤、17煤瓦斯成份和含量进行了测定，16上煤、17煤各2个样。精查期间丁99号孔对16上煤、17煤瓦斯成份和含量进行了测定，化验结果见表1-2-5。由表1-2-5测试结果可以看出，16上煤、17煤均属瓦斯风化带之CH4-N2带内，瓦斯含量小于1mL/g。

25、测试结果表明，本区瓦斯含量较低，属于瓦斯风化带内，为低瓦斯采区。但在生产中仍需注意瓦斯含量的测定、预报和通风安全工作，特别是瓦斯容易聚集的区域，如顶板封闭性好、开采的相对深部、向斜轴部以及井下开采所形成的角落部位等，以防局部瓦斯富集而对生产影响。表1-2-4-432m水平煤层煤质指标一览表项目煤层 15上 16上 17 18上Mad% 原煤 0.762.52 0.742.46 0.612.26 0.532.18 1.63(6) 1.58(7) 1.62(8) 1.27(7) 精煤 1.082.42 1.312.73 1.012.45 1.172.01 1.82(6) 1.99(6) 1.70(

26、8) 1.51(7)Ad% 原煤 12.0521.19 5.6611.14 9.3119.84 16.3924.78 16.16(6) 8.4(7) 12.41(8) 20.42(7) 精煤 4.0816.72 1.984.98 2.876.17 4.747.67 8.91(6) 3.16(7) 4.4(8) 6059(7)Vdaf% 原煤 42.5757.39 43.4245.15 4347.55 41.1744.6 4.84(6) 44.21(7) 44.91(8) 42.69(7) 精煤 40.0956.07 44.2346.19 44.0347.12 41.4545.09 48.74

27、44.96(7) 45.19(8) 43.51(7)St.d% 原煤 2.866.32 2.553.96 2.254.47 2.044.8 3.12(6) 3.25(7) 3.28(7) 3.45(6) 精煤 0.453.27 2.142.39 1.982.91 2.183.39 2.26(5) 2.3(7) 2.2(7) 2.75(6)胶质层ymm 精煤 511.50 1218.5 14.519.5 1115.5 9.9(5) 17.18(7) 17.06(8) 13.75(6)粘结指数 精煤 46 6 6 56 5(4) 6(7) 6(8) 5.71(7)发热量Qb.adMJ/kg 原煤

28、24.83 28.41 24.83(1) 28.41(1) 发热量Qb.dafMJ/kg 原煤 36.78 33.68 36.78(1) 33.68(1) 表1-2-5瓦斯成份和含量测定情况表项目煤层 16上 17瓦斯成份（%） CH4 10.0017.51/12.52(3) 27.6049.83/35.52(3) CO2 5.9715.00/11.50(3) 3.3627.33/16.18(3) N2及其他 75.0076.52/75.91(3) 22.8467.52/48.31(3)含量（%） CH4 0.100.30/0.22(3) 0.190.41/0.28(3) CO2 0.090.

29、40/0.25(3) 0.030.08/0.06(3)注：表中分子为最小最大值，分母为平均值，括号内为样品数。2、煤尘-432m水平下组煤各主要可采煤层的煤质牌号均为气煤，挥发分较高，一般为40%左右。因为影响煤尘爆炸的主要因素是煤中的挥发分含量，挥分含量愈高，煤尘爆炸的危险性就愈大。补充勘探期间在南下2号也采取1个样品，对16上煤，17煤煤尘爆炸性进行了测定，精查期间丁99号孔对16上煤、17煤煤尘爆炸性进行了测定。16上煤的煤尘爆炸性指数为47.0547.10，17煤煤尘爆炸性指数为47.7047.89，均远远大于28，煤层的火焰长度均大于400mm，岩粉量为8095%，说明煤尘具有爆炸性

30、强、火焰长的特点，生产过程中必须给予充分重视。3、煤的自燃本次补充勘探没有进行煤层自燃发火倾向测试，精查期间丁97号孔对16上煤和17煤的自燃发火倾向进行了测试，自燃发火等级为24级，均有自燃发火趋势。五、水文地质南屯煤矿下组煤主要开采16上煤和l7煤，这两层煤分布于太原组的下部，其顶底板岩层组合、结构及煤系下部的水文地质条件是与安全开采密切相关的重要因素，-432m水平含水层基本特征描述如下：(一)含水层特征下组煤-432m水平位于井田的西南部，包括十一和十三两个采区，面积6.76km2，含水层自上而下为第四系上组砂层及砂砾层、第四系下组砂砾层、侏罗系砂岩、二叠系山西组3煤顶板砂岩、石炭系太原组第三层灰岩、第十下层灰岩、本溪组第十四层灰岩和奥陶系石灰岩。1、第四系含水层(Q)勘探区内第四系厚度86.90146.57m，平均122.93m，主要由粘土、砂质粘土、粘土质砂及砂砾层组成。根据其岩性自上而下可分为三组。中东部发育有上组和中组，西部发育有上、中、下三组，其中第四系中组为一相对隔水层。上组(Q上)：厚度31.7546.59m，平均38.77m；主要由土黄色粘土、粘土质砂砾层、粘土质细砂、粗砂及中砂组成，底部常以一层粘土质砂砾层与中组接触，单位涌水量0.422l5.099L/s.m，由于中组的相对隔水作用，本组与下部含水层无直接补给关系。下组