采矿工程毕业设计（论文）-曲江煤矿1.2Mta新井设计【全套图纸】.docx

采矿工程毕业设计（论文）-曲江煤矿1.2Mta新井设计【全套图纸】.docx

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目 录

一般设计部分

1矿区概述及井田地质特征 3

1.1矿区概述 3

1.1.1地理位置 3

1.1.2地形特点 3

1.1.3交通条件 3

1.1.4工农业生产、原料及电力供应 3

1.1.5气候条件 3

1.1.6水文情况 3

1.1.7地震情况 3

1.2井田地质特征 3

1.2.1勘探程度 3

1.2.2井田煤系地层概述 3

1.2.3地质综合柱状 3

1.2.4地质构造 7

1.2.5水文地质特征 9

1.3煤层特征 3

1.3.1煤层埋藏条件 3

1.3.2煤层群特征 3

1.3.3煤层的围岩性质 3

1.3.4煤的特征 3

1.3.5煤层瓦斯含量 3

1.3.6煤的自燃与爆炸 3

2井田境界和储量 3

2.1井田境界 3

2.1.1井田范围 3

2.1.2开采界限 3

2.1.3井田尺寸 3

2.2矿井工业储量 3

2.2.1储量计算基础 3

2.2.2钻孔及勘探线分布情况 19

2.2.3矿井工业储量的计算及储量等级的圈定 19

2.3矿井可采储量 20

2.3.1井田安全煤柱 3

2.3.2矿井可采储量 3

3矿井工作制度、设计生产能力及服务年限 3

3.1矿井工作制度 3

3.2矿井设计生产能力及服务年限 3

3.2.1矿井设计生产能力 3

3.2.2矿井服务年限 3

3.2.3井型校核 3

4井田开拓 3

4.1井田开拓的基本问题 3

4.1.1确定井筒形式、数目、位置及坐标 3

4.1.2工业场地的位置、形状和面积 3

4.1.4开采水平的确定及带区划分 3

4.1.5主要开拓巷道 3

4.2方案比较 3

4.2.1方案说明 3

4.2.2开拓方案技术比较 3

4.2.3方案一、三的经济比较 3

4.3矿井的基本巷道 3

4.3.1井筒 3

4.3.2井底车场 3

4.3.3主要开拓巷道 3

5准备方式——带区巷道布置 3

5.1煤层地质特征 3

5.1.1带区位置 3

5.1.2带区煤层特征 3

5.1.3煤层顶底板特征 3

5.1.4水文地质 3

5.1.5地质构造 3

5.1.6地表情况 3

5.2带区巷道布置及生产系统 3

5.2.1带区准备方式的确定 3

5.2.2带区巷道布置 3

5.2.3带区生产系统 3

5.2.4带区内巷道掘进方法 3

5.2.5带区生产能力及采出率 49

5.3带区车场选型设计 3

5.3.1带区车场的形式和线路布置 3

5.3.2带区主要硐室布置 3

6采煤方法 3

6.1采煤工艺方式 3

6.1.1采煤方法的选择 3

6.1.2回采工作面长度 3

6.1.3工作面推进长度和推进方向 3

6.1.4采煤工艺 3

6.1.5落煤方法 3

6.1.6采煤机进刀方式 3

6.1.7采煤机破煤、装煤方式 3

6.1.8移架方式 59

6.1.9采煤工作面支护方式 3

6.2工作面顶板管理 3

6.3工作面上、下端头及出口的顶板管理 3

6.4采煤工作面正规循环作业 3

6.5回采巷道布置 3

6.5.1回采巷道布置方式 3

6.5.2回采巷道支护 3

7井下运输 3

7.1概述 3

7.1.1矿井设计生产能力及工作制度 3

7.1.2煤层及煤质 3

7.1.3运输距离和货载量 3

7.1.4矿井运输系统 3

7.2带区运输设备选型 3

7.2.1设备选型原则 3

7.2.2带区运输设备选型及能力验算 3

7.2.3带区绞车的运输能力验算 3

7.3大巷运输设备选型 3

7.3.1轨道大巷设备 3

7.3.2胶带大巷设备 3

8矿井提升 3

8.1概述 3

8.2主副井提升 3

8.2.1主井提升设备选型 3

8.2.2副井设备选型 79

9矿井通风及安全 3

9.1矿井通风系统选择 3

9.1.1矿井通风系统的基本要求 3

9.1.2矿井通风方案的技术比较 3

9.1.3通风方式的确定 3

9.1.4采煤工作面通风 3

9.1.5矿井通风容易和困难时期通风立体示意图及通风网路图 3

9.2矿井风量计算 3

9.2.1采煤工作面所需风量的计算 3

9.2.2掘进工作面需风量 3

9.2.3硐室需风量 89

9.2.4其它巷道所需风量 89

9.2.5矿井总风量 89

9.2.6风量分配 3

9.2.7风速验算 3

9.3矿井通风阻力 3

9.4矿井主要通风机选型 3

9.4.1矿井自然风压 3

9.4.2主要风机选型 3

9.5防止特殊灾害的安全措施 3

9.5.1预防瓦斯和煤尘爆炸的措施 3

9.5.2预防井下火灾的措施 3

9.5.3防水措施 3

10设计矿井基本技术经济指标 3

专题设计部分

浅析曲江矿瓦斯抽采技术与应用.........................3_Toc295161172

翻译部分

英文原文 3

中文原文 3

参考文献 127

致 谢 3

中国矿业大学2011届本科毕业设计

第101页

1 矿区概述及井田地质特征

1.1矿区概述

1.1.1地理位置

曲江公司位于江西省宜春丰城市曲江镇境内，矿区地理坐标：

经度：

115°43′59″～115°52′07″，纬度：

28°10′46″～28°17′23″，北以-650m标高为界，南至浙赣铁路北侧B4煤层剥蚀线。

东起侏罗系地层B4煤层剥蚀线，西至9～11勘探线间B4煤层不可采边界线。

井田东西走向长8.3km南北宽3.6km，采矿许可证号360000630603矿区面积27.6675km²。

矿区地面标高

+20.1～+90.8m；矿区开采标高﹣660m～﹣1250m，隶属于江西省煤炭集团公司。

矿井北为建新矿、坪湖矿，曲江矿开采建新坪湖两矿深部·煤层。

1.1.2地形特点

曲江井田地势低平，赣江从西南向东北流经井田中南部。

赣江河床宽

300～1300m，浅滩发育，河床两侧为冲积平原地形，堆积阶地分为二级，Ⅰ级阶地分布较窄，标高+21～23m，洪水期即被洪水淹没，Ⅱ级阶地开阔平坦，溪沟发育，标高+22～+28m，赣江东南一带位于此阶地上，赣江西北则分布于曲江河西北较小范围。

井田中部偏北为一宽达1200～1500m的剥蚀、堆积岗阜地形，残积，坡积层发育，地势低缓、平坦，标高一般+40～+50m，最高点为井田西北部的金银堆+63.58m，再往北为杨坑小河横贯其间的低凹地带，宽约1000m，地面标高+22～+30m，曲江矿井主、付、风三个井口标高均为+37.0m以上。

1.1.3交通条件

矿井投产以来，运输、供水、供电等已形成系统，交通便利，铁路、公路，水路可达省内外，矿区铁路支线通过张塘线与浙赣线接轨。

公路有新梅路与昌樟高速及105国道相连。

赣江横穿矿区，十分方便。

交通位置见图1.1。

曲江煤矿交通位置图

曲江公司

图1.1 曲江公司交通位置图

1.1.4工农业生产、原料及电力供应

矿区内工业以煤炭为主，农业主要种植水稻、花生、油菜，间杂有果园、菜园和等。

本矿井建设期间，所需要建设材料，除钢材、木材和部分水泥、石材需由国家供应外，其它砖、砂等土产材料，均由当地供应，满足建设需要。

矿区已建有110kv区域变电所，可向本矿井供电的两回35kv输电线路。

1.1.5气候条件

曲江井田位于长江中下游南区，属温带潮湿性气候区，雨量充沛，降雨量多集中在4-6月份，占年降雨量的70%以上，10月至次年一月降雨量只占年降雨量的15%。

最小年降雨量为1042.6㎜。

最大年降雨量2356.1㎜。

年最大蒸发量为1732.5㎜。

连续无雨日数最长达51天。

据丰城气象站资料，全年风向

（除6、7、8三个月外）以北和北东为主，最大风速14m/秒。

冬季最冷期为

12、1、2三个月。

霜冻期甚短，一般10天以内。

年平均气温18℃～20℃最低气温-8℃，最高气温39℃，最大风力8级。

年平均地面温度19.8℃，最热旬平均气温32.1℃，气压998.2mB。

大气平均相对湿度64%。

最冷旬平均气温﹣0.2℃，气压1025.2mB，大气平均相对湿度79%。

1.1.6水文情况

地表水系主要有常年河、间歇河、湖泊和水库。

1、常年河 为赣江发源于江西省南部南岭北麓，章、贡水汇合为赣江，向北流至万安后遂江注入，经吉安、樟树至丰城流经本井田后经南昌由吴城入鄱阳湖。

赣江全长约500公里，宽在井田范围为300～1300m，泉港到丰城水流坡度为0.00088，因其汇水面积大，每年5-6月间常有洪水，流量156～19900公方/秒，平均水位标高23.823m，历年最高洪水位：

62年石上测站为32.17m。

丰城测站31.56m。

最低洪水位66年丰城测站20.26m。

赣江在曲江有一沙洲将赣江分为主河道与较小支流（曲江河）洪水泛滥时，沙洲附近几乎全部被淹没。

2、间歇河 为杨坑小河发源于西部坞社里井田大山岭的南麓，由西向东流经井田北部，汇集地表水和地下水经罗湖（毛坊湖）入赣江，河长约11公里，河宽2～12m。

河床狭窄，水流不急，雨季常成山洪急流，雨后流量迅速减少。

秋冬季时上游经常干涸，洪水时期，罗湖水位上涨回流倒灌，井田东北部被淹，形成局部地段地表水补给地下水。

最高水位+22.531m，最大流量7.872公方/秒

（6月份）。

3、湖泊、水库：

①．罗湖（毛坊湖）：

位于井田东北部，湖底为侏罗系地层；长约3000m

宽约150～1050m，面积1.585平方公里，湖底标高约为18.40m，湖面正常标高

18.90m。

蓄水量708500立方m，湖东北有小河通过罗湖与赣江连通。

平时湖水流入赣江，洪水时期罗湖闸关闭，沿杨坑小河回流倒灌。

②．皮湖水库：

位于井田西北，湖底为侏罗系地层和大冶灰岩长约

2050m，宽约300m，面积0.848平方公里。

水深1.5m，水位标高23m蓄水量

1272000m³。

1.1.7 地震情况

根据《中国地震资料年表》丰城地区发生地震次数共发生5次震级较小，影响不大。

据2003年1月江西省地震局编制的“江西省地震动震参数区划工作用图”分析，本区地震烈度小于6度，地震动参数g<0.05，区域稳定性良好。

1.2井田地质特征

1.2.1勘探程度

1972年2月～1975年2月止，曲江勘探区共施工238个钻孔。

钻探工程量

25897.30m，于1975年3月提交《曲江勘探区精查地质报告》，1981年4月编制曲江找煤设计，陆续勘探程度全井田达到精查。

并进行了三次抽水试验，上级部门同意提交报告、图纸。

1985年3月22日省厅下发《关于丰城曲江井田精查勘探第一水平高级储量比例的复函》要求。

195队于1986年5月结束野外工作，1986年8月提交精查报告。

报告结论对地质及水文地质提出了存在问题和建议，并批准本报告。

①．本区以钻探和物探手段进行勘探，取得预期的地质效果。

②．煤质工作内容较丰富，基础资料除收集了钻孔资料外，且收集了坪湖、建新矿、仙姑岭巷道及洗煤厂的煤质资料、研究程度较高。

③．储量计算采区块段平均、曲边梯形、三角剖分等方法，取得了差率极小的结果，说明计算方法可靠，并为准确、高效地采用计算机程序打下基础。

④．长兴灰岩岩溶发育，浅部富水性强。

本次勘探有74个孔（老孔3个）穿过，揭露较充分，同时对其中溶洞、简易水文，抽水资料等收集较全。

并在此基础上对该层的岩溶发育规律进行了较深入的分析研究。

资料利用率较高，效果较好。

⑤．本区地温工作中，现场仪器标定检查，测量、作图、复查工作及时认真，基础资料较扎实，资料分析利用较全面。

⑥．B4煤出现﹣500～﹣800m两个第一水平，且大部为A级储量，使局部地段储量级别分布不够合理。

1.2.2井田煤系地层概述

本井田为全隐蔽式，经揭露自下往上依次发育了下二迭统、上二迭统、下三迭统大冶群、下侏罗统门口山组和第三系渐新统临江组。

第四系广泛分布。

现由老到新叙述如下：

（1）下二迭统茅口组（P1m）：

厚120m以上。

下部为深灰色、灰黑色块状、层状、硅质灰岩，隐晶质，具大量褐色球状方解石晶体，顺层或零星分布黑色燧石结核，有沥青臭味，产丰富的动物化石及腕足类、瓣鳃类化石。

中部为灰色、灰褐色层状硅质灰岩，岩性致密、坚硬、易碎，风化呈菱形块状。

上部为深灰色块状不纯灰岩、灰黑色深灰色层状钙质细粉砂岩夹薄层灰岩或泥灰岩，具水平层理，富含腕足类化石，含黑色燧石结核，见方解石脉。

与下伏地层呈整合接触。

（2）上二迭统龙潭组（P1l）:

厚度约520m。

①官山段（P2l1）:

厚度约150m。

下部为灰至深灰色、灰绿色薄层状粗、细粉砂岩、粘土岩，灰白色中厚层状含云母片的细砂岩，偶夹灰黑色泥岩或炭质泥岩。

上部为灰白色厚层状至块状中至粗粒石英质砂岩，间夹灰色粉砂岩。

砂岩中偶含少量直径大于1厘m的石英及燧石小砾石，颗粒成分除石英外，其他如长石等皆微量；颗粒呈棱角状及次棱角状，不等粒结构，分选较好；具直线型、收敛型斜层理；胶结物以粘土质为主，偶含钙质；胶结类型分为接触式、混合式。

官山段沉积属于过渡相，推测为三角洲沉积体系。

与下伏地层茅口组呈整合接触。

②老山段（P2l2）：

一般厚度240m。

岩性岩相特征分为三个亚段。

a、老山下亚段（P2l12）厚度69.07～123.27m，平均90.58m。

为本井田主要含煤段之一，称B煤组或下煤组。

由浅灰色、灰白色薄层状及中厚层状细粒、细中粒砂岩，深灰色泥岩、粉砂岩组成。

内夹三层灰色钙质砂岩（生物碎屑灰岩），产大量腕足类化石。

含菱铁矿及黄铁矿结核。

含煤0～3层，其中B4煤层为主要可采煤层。

本段为主要含煤地层。

b、老山中亚段（P2l22）：

厚度44.56～114.42m，平均80.45m。

深灰色、灰黑色薄层状泥岩为主，细粉砂岩次之，结构致密均一。

贝壳状断口。

上部偶见浅灰色细砂岩线理，呈清晰水平层理。

含层状菱铁矿及黄铁矿结核，富产海相动物化石。

c、老山上亚段（P2l32）：

厚度40.59～91.87m，平均厚65.02m。

深灰色细粉砂岩以及粉砂岩与细砂岩互层。

薄层状，局部见薄层泥岩、浅灰色细砂质线

理和条带，构成清晰水平层理，其次为波状层理、低角度交错层理，顺层面见白云母片，含菱铁矿及黄铁矿结核。

③、狮子山段（P2l3）：

厚度12.60～48.40m。

平均35.91m。

浅灰色及灰白色中粒至细粒厚层状石英砂岩，间夹薄层状粉砂岩，含少量菱铁矿结核，岩性致密坚硬。

中部、下部分选好，见低角度大型交错层理、波状层理和水平层理，虫孔较发育。

上部和顶部见单向交错层理。

在粉砂岩夹层中有海豆芽化石和植物碎片化石。

岩石结构为等粒细粒结构，局部为中粒，颗粒呈棱角形，少数次圆形。

有时中粒砂岩中，次圆形颗粒占优势。

绢云母、高岭石可能为长石经次生变化而成。

本段与下伏之老山段岩层在岩性上呈渐变关系，而顶部有时与王潘里段之沼泽相岩层直接接触。

④、王潘里段（P2l4）：

厚度75.93～109.84m，平均厚89.89m。

为井田主要含煤地层之一，称为C煤组或上煤组。

由灰色、浅灰色中厚层状及厚层状细砂岩、中粒砂岩，深灰色薄层状粉砂岩、泥岩炭质泥岩，浅灰褐色粘土岩及煤层组成。

含较多的鲕状、结核状菱铁矿。

含煤层多达16层。

可采和局部可采煤层1～3层。

中下部砂岩以交错层理为主，波状层理次之。

常见植物化石和碎片，正粒序。

本段为含煤地层。

⑤、上二迭统长兴组（P2C）：

厚度193.13～247.26m，平均211.51m。

浅灰色及灰色、微带肉红色，厚层状显晶质及微晶质石灰岩。

质纯，含不

规则黑色燧石结核，裂隙充填方解石脉。

浅部溶洞发育，溶洞中充填流砂及小砾石。

见缝合线构造，局部夹泥质灰岩薄层，显微波状层理。

底部钙质细砂岩最厚可达15m，含黄铁矿结核，富产腕足类、动物化石。

⑶下三迭统大冶群（T1d）：

厚度大于462m。

底部2～27m为灰、深灰色及青灰色薄层状泥灰岩及钙质砂质泥岩，含粒状黄铁矿，水平层理较发育。

其上为灰色、青灰色、局部肉红色，顶部土红、肉红色薄层状至中厚层状隐晶质灰岩，结构致密、质坚性脆。

间夹薄层状深灰色炭质白云质石灰岩及深灰～绿灰色钙质砂岩泥岩，深灰色钙质粉砂岩，构成水平层理、微波状层理。

裂隙较发育，充填方解石脉，局部见卡斯特溶洞及缝合线结构。

与下伏岩层假整合接触。

（4）下侏罗统门口山组（J1m）：

厚度大于559m。

下部浅灰、灰绿色厚层状细至中粒砂岩，夹灰绿色粉砂岩、钙质泥质细砂岩、炭质泥岩及煤线。

中部灰、灰绿色粉砂岩、砂质泥岩及浅绿、灰绿色细砂岩。

上部红色薄层状细至中粒砂岩为主，夹有砖红色粉砂岩及紫红、黄、灰绿色砂质泥岩，常具紫红色、紫褐色斑块状构造。

偶见科达植物化石。

与下伏地层呈不整合接触。

（5）第三系渐新统临江组（E2-3l）：

厚度大于977m。

下部紫红色厚层状砾岩，紫红色、砖红色细砂岩、粗粒砂岩、含砾砂岩。

上部紫红色、砖红色细砂岩、粉砂岩、夹粗粒砂岩，少量砾岩。

泥质及粉砂质胶结，基底式、孔隙式胶结类型。

具斜层理及交错层理。

与下伏地层部整合接触。

（6）第四系（Q）：

厚度2.00～147.82m。

远离赣江处一般下部为棕红色、黄色红土砾石层及棕红色粘土层，有白色蠕

虫状条带，夹有棱角状红砂岩块、铁质包体及石英砾石。

上部为暗灰色、灰黄色壤土，浅黄色亚砂土和少量粘土，夹有小砾石。

赣江河床及其两侧为浅黄色冲积砂层和砂、砾、卵石层。

与下伏地层呈不整合接触。

1.2.3地质综合柱状

地质综合柱状如图1.2所示

亚

深灰色，灰黑色，薄~中厚层状细粒砂岩，泥岩含菱铁质结核，底部发育生物碎屑岩石S4

19

18

69.07~123.27

90.58

统

含水性为细沙岩，裂隙较发育。

含裂隙承压水，含水性弱，单位涌水量0.0026

-0.0075公斤/秒米，水位标高26.3-46.0米，水质

类型HCO3SO4-NAMG型，CO-NA+K型，矿化度0.274

-3.19克/分，PH值8-9.1，总硬度1.65~6.39德度渗透系数0.028~0.1623米/日。

组山

16

亚

段

P2L2

2

灰色细砂岩，下部夹细砂岩。

含煤0~3层，顶板

海豆芽化石。

C8为主要可采煤层。

12

（P2L4）

C10

6

灰~深灰色粉砂岩，上部夹一层细砂岩，含菱铁矿

铁质结核，星状黄铁矿。

含煤层0~4层，C23局部可采顶部有厚15米钙质砂岩夹渣质岩。

0-1.93

0.6（44）

王

长兴灰岩含水层主要分布于杨坑河两侧，第四

系之下，约呈东西方向延长，岩溶极其发育，但不

均匀。

含岩洞~岩隙承压水，含水性弱~极强。

地下水分布不均，含水性浅部强，随着深度增加，含水

性逐渐减弱，单位涌水量0.000025~22.98公斤/秒米水位标高17.14~40.93米，水质类型HCO3-CA型，

HCO3SO4-CA型矿化度0.185~0.288克/升。

PH值7.25~

8.3，总硬度2.716~13.07，渗透系数0.00012~

99.25米/日。

5

P2（C）

193.13~247.26

211.51

组

4

含水岩性为商埠的薄层灰岩，岩溶解发育~不发育含溶隙~溶洞承压水，含水性弱~较强，底下水分分

布极不均匀，单位涌水量0.000041~8.93公斤/秒米

水位标高22.75~27.77米，水质类型HCO3-CA型，矿化度0.149~0.757克/升，PH值7.6~8.95，总硬度

2.58~6.28，渗透系数0.0000225~4.793米/日。

0~462.00

系统群

（T10）

含水岩性为细，中砂粒砂岩，砾岩。

含缝隙承压水，含水性弱，单位涌水量0.00046

~0.033公斤/秒。

米水位标高19.58~43.95米水质

类型HCO3CAMG型及HCO3NO3-CA，MG型，矿化度0.034~2.62克/升，PH值5.61~8.10，总硬度

0.82~6.00渗透系数0.0001~0.109米/秒。

3

（T1m）

系统

0~559.00

门

口山组

罗

紫红色，往下逐渐变灰绿色，花斑状粉砂岩，灰

白色，灰绿色细砂岩，中砂岩，上部及下部都夹粒砂岩，砾岩，底部夹混岩，局部夹煤层。

侏下

2

于龙关山一带有出露。

含水岩性为红，紫红色粗，细砂岩及下部砾岩

单位涌水量0.012公斤/秒。

米，水位标高19.13米

水质类型HCO3-NA+K型，矿化度0.036~0.253克/升

PH值5.96~8.2总硬度0.3~3.2，渗透系数0.085。

系统组

（E2-3）

0~977.00

新江

三

近代冲积曾，主要分布于赣江沿岸以沿岸的冲积

平原。

沙砾含水层，分布于杨戈河西岸低洼地带

含隙承压水，含水性较好，单位涌水量0.563~

8.47公斤/秒。

米，水位标高：

1974--24.14米，水

质类型：

HCO -Ca及HCO--K+NA型，矿化度0.106~

0.28克/升PH值6.14~8.6，总硬度3.94~8.05渗透系数0.0538~90.10米/N。

1

岩状，铁质色体岩石夹砾石。

赣江河床及其面侧为浅黄色冲击卵石及砂层。

系

平均

号

称

状

柱

最小最大

平均

阶段

系统

水文地质特性

岩 性描 述

性

属

层

名最小最大

煤层厚度

综合柱状图

地层系统

地层厚度

煤

层

第

四

2.00~147.82

上部黄色，灰黄色壤土，亚砂和少量黏土，

夹有砾石，下部棕红色，黄色黏土层，砾石层。

，有蠕虫状条带，局部有流沙层，夹棱角状红砂

第渐临

上部紫红色，砾红色厚层细沙岩，粉砂岩，夹粗砂

岩，中砂岩。

下部紫红色，黄色厚层状砂岩，夹中砂岩，粗砂岩。

砾石成分：

石类燧石为主，次为灰岩块。

砾径大小不一，对呈次棱角状，次圆状。

红砂岩舍水组，分布于井田

东南不，竿江沿岸。

三下大

叠 治

顶部肉红色，上部灰色，青灰色，薄~厚层状品质石灰岩。

夹薄灰岩，局部岩溶发育。

下部青灰~深灰色，薄层状泥质灰岩，钙质，粉沙岩水平层理发

育含黄铁矿晶体。

长

兴

浅灰色，灰色，略带肉红色，厚层状细晶质石灰

岩，下部含大量燧石结核，底部为钙质砂岩，最大厚度15M，含硫质，砂质及黄铁结核。

浅部岩溶发育，溶洞充满流砂和灰岩块。

局部

溶洞内冲天上覆门组地层