史山煤礦礦井設(shè)計(jì)

1、第一章井田概況及地址特征第一節(jié) 礦區(qū)概述、地理位置及交通條件 一交通條件陽城史山煤礦位于山西省陽城縣東16 km ,隸屬于陽城縣北留鎮(zhèn)，其地理坐標(biāo)為：東經(jīng) 112° 32' 37 ? 112° 33' 45 ，北緯 35 °31' 57 ?35 °33' 21 。本井田與外界交通較為方便，東部有太焦鐵路通過，由晉城市可達(dá)京廣鐵路，西有侯月鐵路從陽城縣通過，南面為晉城？陽城高速公路，村與村之 間有簡易公路相通，交通便利圖例：-高速公路_國道道縣道交通位置圖1/50萬二地理位置井田地處太行山脈西麓，沁水盆地的南緣，地貌屬剝蝕中

2、低山地丘陵，地形 復(fù)雜，地表切割強(qiáng)烈，沖溝遍布，總的地勢(shì)東高西低，最高點(diǎn)位于井田東部，海拔 990 m, 最低 點(diǎn)位于井田西南部，海拔 665 m ,相對(duì)高差 325 m。本區(qū)屬黃河流域沁河水系獲澤河支流，井田內(nèi)無常年性地表水徑流及大的地 表水 體，主要水源為大氣降水，雨季出現(xiàn)短暫的洪流。二、礦區(qū)電力供給根本情況本礦電源引自北留變電站和東山變電站兩座變電站，電壓等級(jí)為 10KV 為雙 回路供電。三、礦區(qū)的地形與氣象 井田屬大陸性氣候。一年內(nèi)四季清楚。夏季午間較熱，早晚涼爽，雨季充 沛。冬 季寒冷少雪。春季風(fēng)多雨少。據(jù)陽城縣氣象站13年資料統(tǒng)計(jì)，年平均氣溫10.3 C,最高氣溫37.3 C,最低

3、氣溫-18.7 C。無霜期180天左右，最大凍土深度 為43 cm。夏季多東 南風(fēng)，冬季多西北風(fēng)，最大風(fēng)力為10級(jí)。年降水量最大為891.2 mm,最小為412.5 mm。7? 9月份雨量最大，占全年的56 %。 平均年蒸發(fā)量為1578.7 mm,最大為4? 8月，占全年的62%其中4? 6月份占全年的41%。四、礦區(qū)的水文簡況本區(qū)各煤層充水來源于其頂板含水層。其中正開采的 3號(hào)煤含水量來源于頂 板砂 巖裂隙水，與地表降水呈正比關(guān)系，含水性較差。水文地質(zhì)條件屬簡單類型； 9 號(hào)、15 號(hào)煤層含水量來源多。預(yù)計(jì)開采 3號(hào)煤層時(shí)礦井正常涌水量20m3/h ,最大涌水量35m3 h。五、礦區(qū)開發(fā)史及

4、周邊小窯狀況 陽城史山煤礦根本情況分述如下：1、陽城史山煤礦陽城史山煤礦位于陽城縣東 16km 處，史山煤礦為集體企業(yè)， 2002 年 1 月由 省國 土資源廳換發(fā)采礦許可證， 批準(zhǔn)開采 3 號(hào)煤層，設(shè)計(jì)能力 900Kt/a, 生產(chǎn)規(guī)模 為 900Kt/a 。 井田面積 3.84km2 。該礦井采用斜井開拓，礦井采用長壁綜采金屬網(wǎng) 分層開采，中央分 列式通風(fēng)，機(jī)械排水，該礦井屬高瓦斯礦井。第二節(jié) 井田地質(zhì)特征一、地層井田內(nèi)溝谷縱橫，大面積為基巖裸露區(qū)，僅在溝坡兩側(cè)零星被第四系黃土覆 蓋， 結(jié)合鉆孔資料，先將本區(qū)地層由老至新分述如下：奧陶系中統(tǒng)峰峰組02f巖性主要為深灰色厚層狀石灰?guī)r和灰黃色泥灰

5、巖，巖溶發(fā)育。底部為一層含 方解 石脈的泥質(zhì)角礫狀巖。含腕足類化石，為煤系地層基地。厚度120m 左右。石炭系C 中統(tǒng)本溪組 C2b 灰色鋁土質(zhì)泥巖為主，夾砂質(zhì)泥巖，泥巖，砂巖，底部常見雞窩狀山西式鐵 礦。一般厚 8.6m ，變化范圍 5? 18m 上統(tǒng)太原組 C3t 巖性主要為灰 ? 灰黑色砂巖、泥巖、石炭巖及煤層。為區(qū)內(nèi)主要含煤地層之一。底部以 K1 砂巖與本溪組分界，與下伏地層呈整合接觸。本組厚 93.76m 。據(jù)巖 性 組合特征劃分三個(gè)巖性段：一段C3t1 : K1砂巖至K2石灰?guī)r底。底部為灰白色含礫石英砂巖K1砂巖; 中部為灰？灰黑色泥巖；頂部為15號(hào)煤層，煤層厚2.08? 2.18

6、m,平均厚2.13m。為區(qū) 內(nèi)主要穩(wěn)定可采煤層之一。本段厚一般為9.73m 左右。二段 C3t2 : K2 灰?guī)r底至 K4 灰?guī)r頂。巖性主要為石灰?guī)r，砂巖，泥巖和 煤層。 本段含石灰?guī)r三層K2、K3、K4，其巖性為深灰色厚層狀含燧石石灰 巖；含12、13 號(hào)煤，區(qū)內(nèi)不可采。本段厚 31.00m。三段 C3t3 : K4 灰?guī)r頂至 K7 砂巖底。巖性主要為砂巖，泥巖，石灰?guī)r及 煤層， 其中含石灰?guī)r1? 2層K5、K6,含煤3? 5層5、6、7、8、9號(hào)，其中9號(hào)煤層 穩(wěn)定可采，煤層平均厚 1.48m, 本段厚 53.03m 。二疊系P 下統(tǒng)山西組 P1s巖性主要為灰 ? 灰黑色砂巖、泥巖及煤組成

7、，含煤 1? 3 層，其中 3 號(hào)煤為區(qū) 內(nèi)穩(wěn) 定可采煤層，煤層厚6.75? 6.96m,平均厚6.82m。底部以K7砂巖與太原組分 界，一般 厚 45.53m。 下統(tǒng)石盒子組 P1x巖性主要為灰綠 ? 黃綠色，灰色砂巖、粉砂巖、砂質(zhì)巖及鋁土質(zhì)泥巖組成。 井田內(nèi) 西南部大面積出露，風(fēng)化后呈灰白色、黑灰、杏黃等雜色，地表易于辯認(rèn)。底部發(fā)育一層 4m 左右厚的灰白色粗砂巖，定為標(biāo)志層 K8, 是與山西組分界的標(biāo) 志。本組上部發(fā)育 一層鋁土質(zhì)泥巖， 鮞狀結(jié)構(gòu)，風(fēng)化后多小孔， 裂隙且被鐵質(zhì)充 填。本組地層厚約 70.00m。 上統(tǒng)上石盒子組 P2s 由中砂巖、砂質(zhì)泥巖及泥巖組成。井田內(nèi)由出露廣泛，砂巖

8、風(fēng)化后呈黃綠 色，泥 巖風(fēng)化后呈杏黃色，交錯(cuò)層理及斜層理發(fā)育，底部往往有一層粗粒砂巖，成 分以石英為 主，硅質(zhì)膠結(jié)為與下石盒子組分界標(biāo)識(shí)K9,本組地層厚約230m左右。殘留最大厚度約 150m。第四系中上更新統(tǒng)Q2+3井田內(nèi)零星分布，主要為淺黃 ? 淺紅色亞粘土，亞砂土，厚0? 13.65m, 平均厚約 10m。二、含煤地層本井田的含煤地層主要為石灰系上統(tǒng)太原組和二疊系下統(tǒng)山西組。太原組 C3t : 為井田內(nèi)主要含煤地層之一，由灰 ? 灰黑色砂巖、泥巖、石 灰?guī)r、 煤等組成。含煤 8 層， 15 號(hào)煤層穩(wěn)定可采， 9 號(hào)煤層穩(wěn)定，本井田內(nèi)可采， 本組發(fā) 育4? 6層淺海相灰?guī)r，為地層比照的標(biāo)識(shí)

9、層，自下而上編號(hào)為k2? k6，本組厚 93.16m 。太原組標(biāo)識(shí)層 k2 灰?guī)r，深灰色致密堅(jiān)硬，上部夾 3? 4 層條帶狀黑色燧石為 其主 要特征。厚7.40? 11.5m平均10.50m,穩(wěn)定發(fā)育，為15號(hào)煤層的頂板，可與 太原西山毛 兒溝，廟溝灰?guī)r比照。K3灰?guī)r下距K2頂16.00m,厚1.50? 5.60m，一般厚3.60m。灰？深灰色，性 脆堅(jiān) 硬，含少量燧石結(jié)核，發(fā)育較穩(wěn)定。K4 灰?guī)r，位于太原組中下部，下距 K3 灰?guī)r約 10.50m, 上為 9 號(hào)煤層，灰色 含黃鐵礦結(jié)核。厚 0.60? 1.80m, 平均厚 0.90m, 發(fā)育較穩(wěn)定K5 灰?guī)r，灰黑色含方解石脈及黃鐵礦，中上部

10、夾有燧石層，上距 3號(hào)煤層底 板29.25m, 下距 K4 灰?guī)r 32.98m, 全區(qū)發(fā)育穩(wěn)定，平均厚 2.80m, 可與太原西山東 大窯灰?guī)r比照山西組(P1s):主要含煤地層之一，由灰、灰黑色砂巖、泥巖及煤組成，為 陸相 沉積。砂巖多為中細(xì)粒，石英含量較多。泥巖層理發(fā)育，含植物化石。本組厚 45.53m, 主要含 3 號(hào)煤層，煤層厚 6.75? 6.96m, 平均厚 6.82m 。該組底界有一層 灰白色細(xì)粒砂巖， 定為標(biāo)識(shí)層K7,厚約3.20m,是山西組與太原組分界標(biāo)識(shí)，本層位可與太原西山北岔溝 砂巖比照。三、地質(zhì)構(gòu)造井田內(nèi)發(fā)育一組走向 NW 勺褶皺組合，總體上區(qū)內(nèi)巖層走向 NE, 傾向 N

11、W 傾角 2 ? 5 °，并具次級(jí)寬緩的背向斜構(gòu)造。斷裂構(gòu)造不發(fā)育，未見巖漿巖，地質(zhì)構(gòu)造屬 簡單類 型。四、井田水文地質(zhì)及礦井涌水量概況1 、井田內(nèi)主要含水層特征第四系松散沉積物孔隙潛水含水層井田內(nèi)第四系呈零星分布， 巖性主要為紅褐色粉質(zhì)粘土夾細(xì)紗層， 含水層勺 厚度、 水位深埋及其富水性在不同部位差異較大，地下勺補(bǔ)給、排水條件、水質(zhì)類 型及其動(dòng)態(tài) 特征與前述區(qū)域相應(yīng)含水巖組勺情況根本一致。二疊系上、下石盒子組及山西組砂巖裂隙含水層井田內(nèi)出露普遍，主要接受降水補(bǔ)給及含水層之間勺垂向滲透補(bǔ)給，以泉點(diǎn) 形式 排泄或向 3 號(hào)煤礦井內(nèi)排泄。地下水勺埋深條件在長期開采 3 號(hào)煤疏排礦井水 勺

12、影響 下，目前主要以潛水形式儲(chǔ)存。地下水動(dòng)態(tài)變化較大。砂巖含水層勺富水性一般較差。鉆孔單位涌水量為 0.0002? 0.002L/(s ? m), 水質(zhì)類型與前述區(qū)域該層 位含水 量的水質(zhì)類型相同。石灰系太原組灰?guī)r及砂巖巖溶裂隙含水層該含水層在局部地段埋藏較深。含水層以K2、K3、K4、 K5 等幾層灰?guī)r為主 ,呈層狀分布全被泥巖隔水層分隔 , 相互間水力聯(lián)系較弱。含水層富水性較差 ,據(jù)長 河祥查 區(qū) 102 水文資料，鉆孔單位涌水量為 0.0013 ? 0.02L/(s ? m), 涌透系數(shù)為 0.051 ?0.096m/d，水質(zhì)類型為 HCO Ca? Mg或SO4? HCO Ca? Mg型

13、水。含水層一般要 接受上部基巖地下水及 3 號(hào)煤礦井水的滲透補(bǔ)給。中奧陶統(tǒng)巖溶承壓含水層 含水層巖性主要為上馬家溝組灰?guī)r，巖溶裂隙發(fā)育，富水性較強(qiáng)。區(qū)內(nèi)奧陶灰?guī)r溶水向區(qū)外延河泉方向徑流排泄。井田西側(cè)約 5Km 有原山西水文隊(duì)施工的水文孔(水22),據(jù)其抽水試驗(yàn)資料，奧灰?guī)r溶水水位降深0.39m,涌水量為3.72L/S，單位涌水量9.5L/(s ? m),滲透系數(shù)15.2m/d，奧灰?guī)r溶水位標(biāo)高 512.39m 。另井田位于水 22 和 102 孔之間，奧灰?guī)r溶水水位標(biāo)高 518.528 ，由北至 南西遞降。井田奧灰水位標(biāo)高 485m 左右。2、井田內(nèi)主要隔水層本溪組及太原組底部泥巖、鋁土質(zhì)泥巖

14、隔水層位于15號(hào)煤層之下，平均厚度8.6m，在正常情況下阻隔或減弱了 15號(hào)煤與奧灰水之間的水力聯(lián)系。石炭系、二疊系泥巖、砂質(zhì)泥巖隔水層該水層分布于各灰?guī)r、砂巖含水層之間，其單位厚度差異較大，埋藏較深時(shí) 在含 水層之間起到較好的隔水作用，但在采煤礦井頂板之上導(dǎo)水裂隙內(nèi)的泥巖將減 弱或失去 其隔水性能。3、礦井充水因素分析及水害防治措施1、充水因素分析充水來源及其影響程度大氣降水對(duì)礦井水的影響降水通過不同成因的基巖裂隙及松散沉積物孔隙在裂隙溝通的情況下進(jìn)入礦 井， 成為礦井充水的間接但重要的補(bǔ)給來源。 礦井涌水量受降水的季節(jié)變化影響， 具有明顯 的動(dòng)態(tài)變化特征。奧灰水對(duì)礦井充水的影響本區(qū)奧灰?guī)r溶水位標(biāo)高約為 485m 據(jù)煤層底板等高線圖，區(qū)內(nèi) 15 號(hào)煤層底 板標(biāo) 高在 535 ? 590m 之間，高于奧灰水位。正常情況下不存在底板突水問題。但考 慮到引 用的奧灰?guī)r溶水位標(biāo)高系長河勘查期成果， 至今時(shí)間較長， 期間水位變化情 況未進(jìn)一步