伏岩抽放文档格式.docx
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上世纪60年代初，河北邢台地震，阳城有较为强烈的震感。
第二节矿井地质
一、地层
该井田地面大部分为黄土所覆盖，仅井田北部及部分沟谷中有零星的二叠系上统上石盒子组出露，井田内赋存地层由老到新依次有：
奥陶系中统峰峰组（02f）；
石炭系中统本溪组（C2b）；
石炭系上统太原组（C3t）；
二叠系下统山西组（P1s）；
二叠系下统下石盒子组（P1x）；
二叠系上统上石盒子组（P2s）；
上第三系上新统（N2）；
第四系（Q）。
现叙述如下：
1、奥陶系中统峰峰组（02f）
为含煤地层之基底，厚层状灰色致密石灰岩组成，质纯、性脆、夹泥质灰岩，节理发育，多为方解石充填。
厚度一般为82～94m，平均88m。
2、石炭系中统本溪组（C2b）
厚4.25～12.11m，平均厚约6.00m。
岩性以深灰色铝土质泥岩为主，底部为极不稳定的紫红色、褐红色赤铁矿层。
上部铝土质泥岩中赋存星散状、鲕状及结核状黄铁矿，呈似层状。
与下伏峰峰组呈平行不整合接触。
3、石炭系上统太原组（C3t）
K1砂岩底至K7砂岩底，为区内主要含煤地层，厚98.16～134.35m，平均厚100m。
主要由石灰岩、煤层、泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、砂岩组成。
灰岩一般有5～6层，灰岩中常夹有燧石结核或团块，富含海相生物化石，层位稳定。
含煤6层，可采煤层为下部的15号煤层，厚2.84～3.87m，平均厚3.37m；
其余煤层均不稳定，不可采。
4、二叠系下统山西组（P1s）
K7砂岩底至K8砂岩底，厚32.90～49.01m，平均37.33m。
含全区稳定可采的3号煤层，厚3.20～6.64m，平均厚4.96m，一般含0～2层夹矸。
底部以K7砂岩与下伏太原组地层整合接触，主要由砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩组成。
5、二叠系下统下石盒子组（Plx）
厚58.43～66.53m，平均63.50m，底部以K8砂岩整合于山西组地层之上，主要有砂岩、粉砂岩、泥岩、石英岩等组成。
该组的中上部有1～2层灰色铝土质含鲕粒泥岩沉积，鲕粒成分多为铁质，因其在地表风化后似桃花状，俗称“桃花泥岩”。
层位稳定，特征明显，为本区上、下石盒子组地层分界的辅助标志。
6、二叠系上统上石盒子组（P2s）
最大残留厚度为480m，岩性主要为岩屑石英杂砂岩，长石岩屑砂岩、粉砂岩、泥岩等，砂泥岩相间分布，泥岩所占比例要远大于砂岩，下部砂岩以灰绿色为主，上部则以灰白色为主，泥岩以杏黄色、黄绿色为主，夹紫色斑团，层位愈高，紫红色比例愈大。
上石盒子组地层沉积环境主要为大陆—湖泊环境。
根据岩石组合特征，可将上石盒子组划分为三个岩性段，现由下而上分述如下：
下段（P2s1）：
区内西南部接近城后腰断层附近有零星出露，厚102.23～139.58m，底部以K9砂岩整合于下石盒子组地层之上。
K9砂岩为灰—灰绿色中粗粒长石岩屑砂岩，厚5.23～19.32m，井田内未出露。
K9以上为厚层状杏黄色、黄绿色泥岩、粉砂岩、泥岩夹薄层状细粒砂岩、粉砂岩。
中段（P2s2）：
厚约170m，井田中部沟谷中有零星的露头，其岩石组合以砂岩与泥岩互层为特征，砂岩多为灰白色厚层状中粗粒长石岩屑砂岩，底部含铁锰质结核；
泥岩以杏黄色为主，下部偶带紫色斑团，上部夹少量紫红色条带。
中部泥岩中夹1～2层褐黑色铁锰质结核层，厚0.1～0.3m，极不稳定，且泥质成分高，达不到猛铁矿品位要求。
上段（P2s3）：
地层厚163.75m。
井田北部出露了该段较完整的剖面，本段地层以泥岩为主，夹2～3层砂岩。
底部以K11砂岩与二段分界，该地层中砂岩以灰白色中厚层长石石英砂岩和岩屑长石砂岩为主；
泥岩则以黄绿色和紫红色为主，杏黄色次之，紫红色条带明显增多。
本段顶部紫红色或灰黄色泥岩中夹数层薄层状、条带状、透镜状燧石层，燧石层厚度不均匀，燧石层延伸稳定，分布广泛，是良好的对比标志层。
7．上第三系上新统（N2）
厚0～25m，一般10m左右，该地层在区内零星分布，岩性为红、综红色粘土，含铁锰质薄膜。
8、第四系
①、中更新统（Q2）
厚0～40m，一般厚8m，岩性为浅红色亚粘土，含钙质结核。
该地层广泛分布于山梁及沟谷中，在区内大面积出露。
②、上更新统（Q3）
主要为残积黄土，由当地风化壳剥蚀而沉积。
黄土颗粒及颜色受当地影响，在河谷两旁偶见有搬运沉积粘土和砂。
厚约0～20.00m，平均10.00m。
③全新统（Q4）
由砾、砂砾、砂不同粒度的岩块及次生亚砂土组成。
分布于现代河床和沟谷中，厚约0～10.00m，平均3.00m。
二、地质构造
本井田内主要构造为谷庄背斜，该背斜轴向为SW，向NE倾伏，北翼地层产状平缓，一般为3°
～9°
，断裂构造不发育；
南翼由于受井田南界城后腰断层的影响，地层倾角大，一般为10°
～33°
左右，其煤层开采技术条件较背斜北翼略复杂。
井田内的主要构造分述如下：
1、谷庄背斜
为一走向北东的隐伏背斜，其轴部由西向东经张庄—谷庄—翟庄—岭西向东延伸出井田外，与城后腰断层近于平行分布，是该断层形成过程中地层受挤压和牵引形成的派生构造。
该背斜大部分为黄土覆盖，仅部分沟谷中有基岩出露，背斜总体向北东方向倾伏，为一明显的不对称背斜。
2、城后腰断层
城后腰断层为正断层，位于本井田南部边界，走向北东，井田内呈隐伏状，仅井田东西两侧边缘有零星出露。
断层走向55°
，倾向南东，倾角75°
左右，断距大小随断层北侧褶曲带宽度增大而减小，一般150～250m。
在城后腰断层附近发育一些小断层，走向与城后腰断层一致，其延伸范围虽然不大，但对井下开采可能会产生一定的影响，井田总体构造属简单类型。
三、煤层
1、含煤性
井田内含煤地层为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组，不同的聚煤环境，形成了不同的岩性组合、岩相特征，含煤性也存在有较大的差异性。
山西组平均厚度37.33m，共含煤3层，自上而下分别为2、3、4号煤层，含煤平均总厚5.27m，含煤系数14.1%。
其中3号为主要可采煤层，4号煤层为零星可采煤层。
2号属不可采煤层。
太原组平均总厚100m，共含煤9层，自上而下分别为5、7、8、9、11、12、15、16、17号煤层，含煤平均总厚4.975m，含煤系数5%，其中15号为全井田稳定可采煤层，17号煤层零星可采，其余均属不可采煤层。
含煤地层总厚137.33m，煤层总厚10.89m，含煤系数7.46%。
井田内稳定可采煤层为3号、15号煤层，4号、17号煤层为不稳定、零星可采煤层，其余煤层均为不稳定的不可采煤层。
2、可采煤层
区内可采煤层共两层：
3号、15号煤层，现就其在井田内发育情况及特征分述如下：
3号煤层
赋存于山西组下部，上距K8砂岩26.55m左右。
为该矿现在开采煤层。
煤层厚度3.20～6.64m，平均4.96m，为井田稳定可采煤层。
多含有0～2层夹矸，夹矸厚度10～40cm不等。
煤层直接顶板为泥岩或粉砂质泥岩，伪顶为炭质泥岩，底板为泥岩或粉砂质泥岩。
15号煤层
位于太原组下部，直伏于K2石灰岩之下，与3号煤层平均间距87.83m
含煤地层
煤层编号
煤层厚度（m）
煤层间距（m）
煤层结构
顶板
岩性
底板
煤层稳定程度
视密度（t/m3）
备注
最小-最大
平均
夹矸
层数
类别
P1s
3
3.20～6.64
4.96
50.15～126.33
87.83
0-2
简单~较简单
砂质
泥岩
稳定
1.45
C3t
15
2.84-3.87
3.37
0-1
简单
石灰岩
左右。
煤层厚度2.84～3.87m，平均3.37m，为井田稳定可采煤层。
煤层结构简单，含0～1层夹矸，夹矸厚度0～56cm不等。
煤层直接顶板为K2石灰岩，层位稳定厚度大，底板为泥岩或粉砂质泥岩。
主要可采煤层特征见表1-1。
主要可采煤层特征表表1-1
山西阳城阳泰集团伏岩煤业有限公司煤系地层综合柱状图
四、煤质
1、理性质及煤岩特征
灰黑～黑色，以亮煤为主，次为镜煤、暗煤多呈透镜状或条带状，似金属光泽，条带状结构，层状构造，参差状、阶梯状断口，条痕为灰黑色，内生裂隙较发育，性脆易碎，常见有细脉状、结核状黄铁矿，视密度为1.45t/m3，宏观煤岩类型为半亮～光亮型。
2、化学性质及工艺性能
根据国家煤及煤化工产品质量监督检验中心的分析结果3号煤层主要化学性质特征如下：
3号煤原煤：
水分（Mad）：
1.72%～3.26%，平均2.375％；
灰分（Ad）：
13.97%～27.43%，平均20.91％；
挥发分（Vdaf）：
6.33%～12.68%，平均9.848％；
高位发热量（Qgr.d）：
31.64MJ/kg～34.63MJ/kg，平均33.527MJ/kg；
固定碳（Fcd）：
63.23%～74.06%，平均68.37%；
全硫（St.d）：
0.33%～0.48%，平均0.40％；
磷（Pd）：
0.017%～0.126%，平均0.082％；
氢（Hdaf）：
3.48％；
焦渣特征：
1。
3号煤层浮煤：
0.66%～1.20%，平均0.99％；
4.69%～5.60%，平均5.02％；
6.77%～7.89%，平均7.37％；
35.33MJ/kg～35.45MJ/kg，平均35.37MJ/kg；
86.95%～88.86%，平均87.68%；
0.42%～0.69%，平均0.51％；
0.020％；
2.82％～3.08％，平均2.917％。
3、煤类
3号煤为中灰、特低挥发份、特低硫、中高固定碳、低磷、特高热值之无烟煤。
煤对CO2反应性差，热稳定性好，精煤回收率优，为良好的合成氨用煤和动力用煤。
五、水文地质
1、井田地表水体及河流
本区位于太行山西麓沁水盆地南部边缘，地表山峦起伏，沟谷相间，呈现为中低山～丘陵地貌，海拔高程为932.5～747.00m，相对高差185.5m。
地表水排泄条件较好，地下水主要靠大气降水补给。
井田内地表仅马庄沟、吕庄沟有微小溪流，其它沟谷平时基本干涸无水，只有雨季时才汇集洪水沿沟排泄，向南流入井田边界外的芦苇河。
2、含水层
根据该区水文地质资料，基本可划分为如下五个含水层：
①第四系松散沉积物孔隙潜水含水层
该含水层主要为第四系松散沉积物，岩性为砂质粘土夹砂、砾石，据水文地质调查，其含水层埋藏较浅，渗透性强，富水性较差，受季节变化影响较大。
②二叠系上统上石盒子组砂岩裂隙含水层
上石盒子组地层仅在井田北部出露，含水层主要为中细粒砂岩，直接接受大气降水补给，在地形适宜处以泉水的形式排出地表。
③二叠系下统下石盒子组、山西组砂岩类裂隙含水层
井田内该地层地表未见出露，含水层主要为中细粒砂岩，为3号煤层的主要充水来源。
据钻孔简易水文观测：
冲洗液消耗量及水位变化不明显，岩心中裂隙不发育。
据竹林山井田水文孔抽水试验，降深32.04m，涌水量0.454L/s，渗透系数为0.025m/d，水质类型为重碳酸～钾钠型水。
④石炭系上统太原组灰岩及砂岩岩溶裂隙含水层
太原组含有6层石灰岩，其中K2、K3、K4石灰岩较为稳定，且厚度较大，分别平均厚10.13m、2.00m和6.00m。
各含水层由于有较好的隔水层分隔，并以层状分布，所以近似独立的含水体，相互间水力联系较弱，富水性的强弱取决于岩溶与裂隙的发育程度。
⑤奥陶统石灰岩岩溶裂隙含水层
埋藏于井田深部，收集竹林山井田ZK3-2水文孔资料，该孔于298.84～360.28m处揭露奥陶系峰峰组地层61.44m，地层水位标高695.40m。
奥灰含水层段主要为上、下马家沟组部分层段，岩溶裂隙较发育，富水性好，峰峰组含水性较弱。
据芹池刘西YS—15号钻孔（据井田约3km）在上马家沟组灰岩含水段抽水，降深47.32m，涌水量为2.16L/s，水质类型为重碳酸～钠型水，矿化度0.95g/L。
下马家沟组灰岩含水段降深22.3m，涌水量6.279L/s，水质类型为硫酸～钙镁型水，矿化度1.24g/L。
3、隔水层
①本溪组及太原组底部泥岩、铝土质泥岩隔水层组
由15号煤底板至奥陶系灰岩顶面，为一套以泥质岩为主的细碎屑岩地层，平均厚度6m左右，岩性致密，不透水，特别是本溪组的铝土泥岩，质地细腻，具有极好的隔水性能，为井田主要隔水层组，对下伏奥灰水起到了重要的阻隔作用。
②石炭系、二叠系灰岩、砂岩含水层之间的层间隔水层
石炭、二叠系各灰岩、砂岩含水层之间，均分布有厚度不等的泥岩、砂质泥岩等泥质岩层，其岩性比较致密，不透水，阻隔了各含水层之间的水力联系，起到了层间隔水作用。
但在近地表段，由于受风化作用影响，裂隙发育，不同程度地破坏了其隔水性能。
4、矿井涌水量
据地质报告资料，3号煤层矿井正常涌水量为545～900m3/d。
第三节瓦斯地质
煤层瓦斯是古生代植物遗体变质成煤过程中的伴生气体。
成煤过程中产生的瓦斯是巨量的，据俄罗斯学者光茨洛夫的研究成果：
古代植物每变质生成一吨褐煤可产生68m3甲烷，长烟煤168m3甲烷，气煤212m3甲烷，肥煤229m3甲烷，焦煤270m3甲烷，直到无烟煤产生419m3甲烷。
然而，由于在漫长的地质变迁中地层抬升与风化剥蚀，成煤产生的瓦斯绝大部分已通过渗透、扩散与溶解而逸散到围岩或大气中，现今仍留在煤层中的瓦斯仅为原始生气量的很小一部分。
存留在煤层中的瓦斯含量大小，取于煤层瓦斯的“生”、“储”、“盖”条件。
“生”指的是煤层变质过程中的瓦斯生成能力。
煤层作为瓦斯的生气源岩，其瓦斯生成量与煤的变质程度密切相关；
变质程度越高，生成瓦斯的量就越大。
就该井田而言，煤系地层中所含煤层以无烟煤为主；
按光茨洛夫的研究结果，每吨无烟煤在形成过程中能产生约419m3的甲烷，不言而喻，井田内煤层具有良好的原始瓦斯生成能力。
“储”指的是煤层储存能力。
煤层不但是瓦斯的生气层，而且又是瓦斯的储集层。
煤层作为一种复杂的多孔介质，拥有发达的孔隙体系和巨大的孔隙比表面积，是储集瓦斯的理想场所。
煤层瓦斯90％以上是以吸附状态存储在煤孔隙表面上；
煤存储瓦斯能力用煤对瓦斯吸附常数表示，它取决于煤中孔隙比表面积、孔隙率以及孔径分布。
“盖”指的是煤系地层及上覆古地层圈闭与阻止瓦斯逸散的盖层条件。
它与地层的厚度、岩性及地质构造发育程度有关。
从山西阳城阳泰集团伏岩煤业有限公司矿井井田煤层赋存条件来看，煤层的埋藏标高为600～172m，埋藏深度达190～450m，围岩组合类型为中砂岩～砂质泥岩型，而水文地质条件简单，具有较为理想的圈闭与阻止瓦斯逸散的围岩类型与盖层条件。
综上所述，山西阳城阳泰集团伏岩煤业有限公司矿井井田煤层瓦斯具有良好的“生”、“储”条件，这既是今后开发利用煤层瓦斯资源的有利条件，也是矿井生产期间通风瓦斯管理上的不利因素。
第四节矿井概况
一、井田范围
根据山西省国土资源厅2009年11月11日批准的《采矿许可证》证号C140000************2938，山西阳城阳泰集团伏岩煤业有限公司矿井井田境界由以下4个座标点连线圈定：
1、X＝3945950.54Y＝19616981.40
2、X＝3945950.55Y＝19618731.41
3、X＝3944550.54Y＝19619231.42
4、X＝3943150.53Y＝19616981.41
井田南北长2.80km，东西宽2.25km。
面积4.3751km2。
批准开采3#、15#煤层,开采标高610米至172米，批准生产规模90万吨/年。
二、矿井四邻关系
井田东部边界与山西煤炭运销集团阳城侯甲煤业有限公司相邻，井田西侧边界与山西阳城阳泰集团竹林山实业有限公司相邻，井田北侧边界与山西阳城阳泰集团晶鑫实业股份有限公司武甲分公司相邻。
三、矿井水源、电源
1、电源
矿井两回路10kV供电电源：
一回路引自羊泉35kV变电站,线路架空敷设，距离1.8km,导线规格为LGJ-240，另一回路引自武甲110kV变电站，线路架空敷设，导线规格为LGJ-240,距离2.0km,当一回线路发生故障时，另一回线路能担负矿井全部负荷。
2、水源条件
矿井利用在工业场地西北角现有的深井一眼，取深部奥陶系岩溶裂隙水,奥陶系岩溶裂隙含水层含水丰富、水质尚好，单井出水量大约为960m3/d。
可作为本矿永久供水水源，能够满足本设计工业场地的生产、生活及消防等用水。
本矿井下正常排水量22.73m3/h，最大排水量37.5m3/h，水质中性，经处理后可作为井下消防及洒水用水的水源。
四、矿井地质储量
根据矿井地质报告资料，矿井3号煤保有资源储量为30380kt，15号高硫煤保有资源储量19890kt，总的地质资源/储量为50270kt。
矿井设计可采储量为23538.97kt。
五、煤尘和煤的自燃
1、煤尘爆炸性
据山西省煤炭工业局整合测试中心2008年9月26日检验报告：
该矿3#煤：
火焰长度（mm）为0，煤尘无爆炸性。
2、煤自燃倾向性
3#煤的吸氧量（cm3/g）为1.04，自燃倾向性等级为Ⅲ，自燃倾向性为不易自燃。
3、地温
根据邻近矿井多年生产观测，本区属地温正常区，恒温带深度约在70～85m。
本区地压属正常区。
六、矿井生产能力和服务年限
矿井批准生产能力900kt/a，矿井服务年限为18.7年，其中3号煤层服务年限为12.8年，15号煤层服务年限为5.9年。
七、井田开拓
1、矿井发展史
山西阳城阳泰集团伏岩煤业有限公司矿井为基建矿井，始建于2003年8月，原为山西省阳城县府底煤矿申请开办的接替井，原设计生产能力300kt/a，2008年，山西省煤炭工业局2008年以晋煤行发[2008]59号文批准进行机械化升级改造，改造后生产能力为600kt/a，2009年进行整合重组，以晋煤重组办发[2009]42号文批复本矿为单独保留矿井，批准生产能力为900kt/a。
2、矿井开拓
山西阳城阳泰集团伏岩煤业有限公司矿井采用混合开拓方式，按开采设计，矿井布置有主斜井、副斜井、进风立井、回风立井四个井筒，分述如下：
主斜井：
坐标为：
X＝3943541.299Y＝19617600.869井口标高Z=776.471m
倾角21.5°
，料石砌碹，净断面14.47m2,斜长486米，现落底于3#煤层，安装B＝1000mm大倾角皮带，轨距600mm的单轨，台阶和扶手。
装设架空乘人装置，担负着全矿井的煤炭提升任务，并作为矿井的进风井
副斜井：
X＝3943653.660Y＝19617692.454井口标高Z=772.857m
倾角13～21.5°
，砼碹支护，净断面/12.72m2,斜长542.6米，现落底于3#煤层，安装轨距600mm的单轨，担负着全矿井的下放材料设备、提升矸石。
进风井，兼做矿井一安全出口。
进风立井：
X＝3944610.016Y＝19617795.001井口标高Z=+800.421m
倾角90°
，圆形断面，粗料石砌碹支护，井筒净直径4.0米，净断面12.57m2,垂深316.5米，落底于3#煤层，井筒内安装梯子间，担负矿井进风任务，同时兼作安全出口。
回风立井：
X＝3944633.537Y＝19617817.408井口标高Z=798.421m
，圆形断面，砼碹支护，井筒净直径5.0米，净断面19.63m2,垂深312.2米，落底于3#煤层，井筒内安装梯子间，瓦斯抽放管路，担负矿井回风任务，同时兼作安全出口。
矿井设计采用二个水平开采3#、15#煤层，一水平开采3#煤层+596.48m。
二水平+512m。
主、副斜井落底后，沿近北东向布置三条相互平行、间距30～34m的大巷（中央轨道运输大巷、中央胶带运输大巷和中央回风大巷），形成开拓格局。
并在原有巷道沿正东西方向至井田西部边界布置三条相互平行的上山，在原有巷道拐角处旋转-26度方向至井田东部边界布置三条互相平行的下山。
井田内北部煤层通过三条上、下山，一翼布置倾向长壁综合机械化回采工作面进行回采。
15号煤开拓采用暗斜井的方式延深，在主副斜井井底分别打主暗斜井和副暗斜井，倾角分别为18°
和20°
，主暗斜井断面跟主斜井断面一致，副暗斜井断面跟副斜井断面一致，主暗斜井长度为272m，副暗斜井长度为246m，回风井采用暗立井延深方式，利用3号煤层的西回风上山至矿界，新打暗立井，作为回风暗立井。
15号煤层大巷沿着井田西部边界布置，分别布置胶带运输大巷、轨道大巷和回风大巷，工作面单翼布置，后退式回采。
按山西阳城阳泰集团伏岩煤业有限公司兼并重组整合项目初步设计设计，全矿井划分二个采区，3#煤层厚度3.20～6.64m，一采区采用一次采全高的采煤方法，二采区采用分层开采。
分层采高视煤层厚度加以确定，采高范围为2.0m~3.4m。
山西阳城阳泰集团伏岩煤业有限公司矿井采掘巷道布置图
矿井采用“一井一面”集约化生产方式，布置一个生产能力为900kt/a的3#煤机采工作面，工作面长度150m。
回采工作面采用“U+L”型（一进、一回、一尾巷）全负压通风，全部陷落法管理顶板。
矿井布置二个煤巷综掘工作面，掘进速度400m/mon。
采掘比例1：
2。
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