xx煤矿矿井90万吨初步设计

xx煤矿矿井初步设计
第1章井田概况及地质特征
1.1 矿区概述
1.1.1矿区的地理位置及交通条件
团蒲县新乐煤业有限公司位于临汾市蒲县黑龙关镇境内，主井向南西方向1.5km 为在修的临(汾)大（宁）一级公路，有临汾至大宁、蒲县、永和、隰县的公交车经过。

根据国家规划山西中南部大能力铁路将从井田北部穿过，并有望在南沟建设站台。

该矿向西距蒲县县城约15km；向东约63km可到达南同蒲铁路临汾站，并可与大（同）—运（城）二级公路、霍（县）侯（马）一级公路、大（同）运（城）高速公路相通，交通便利。

新乐煤业为2008年7月资源整合单独保留矿井。

原矿名称为蒲县兴乐煤矿。

矿区平面形态呈不规则的倒盾形，南北长约2700m，东西宽1280m，面积3.2618km2。

1.1.2矿区的农业生产建设情况
矿区内主要为黄土覆盖，地表植被不发育，有些灌木和少量农田。

地表建筑物主要为民房，集中在化乐村和武家沟村附近。

房屋结构多为砖混结构。

农田主要位于矿井南部，农田主要种植玉米。

1.1.3矿区电力供应基本情况
在工业场地建一座35kV变电站，双回路电源分别引自黑龙关110kV变电站35kV 母线和新建刁口110kV变电站35kV母线，导线型号为LGJ-185mm2，线路长度分别为10km和17km。

输电线路电缆采用的是交联聚乙烯绝缘电缆型号为：YJV22-6/6 3³150mm²。

地面35KV变电站采用的两台变压器为同等型号为SFZ11——10000/35油浸式电力变压器;容量为10000KVA；相数：3相；额定频率：50HZ；额定电压：35/6.3KV；额定电流：165/916.4A;电压组合：35±3³2.5%/6.3kv；联接组标号：YDLL。

35KV进线二回，采用单母线分段接线方式，6KV出线14回，目前准备使用5回（入井2回、风井2回、地面1回）将来使用12回，备用2回，采用单母分段接线方式。

地面用电由6KV出线3回路，电缆选用MYJV22-6/6KV分别至1#和2#箱变，供地面生产生活系统；回风立井通风机及水源井电源由6KV出线3回路，电缆选用MYJV22-6/6KV ；入井6kV电源2回，引自矿井35/6kV变电所6kV 不同段母线，经主斜井敷设至井下中央变电所，电缆选用MYJV22—6/6kV—3x150矿用交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆，长度约0.7km。

所选电缆当任意一回电源停止运行时，另一回可满足该变电所的全部负荷用电；压缩空气站由电源6KV出线2回路，电缆选用MYJV22-6/6KV；副井提升机由电源6KV出线2回路，电缆选用MYJV22-6/6KV。

中央变电所承担井下全部负荷用电。

所内设JGP9L-6型矿用一般型高压真空配电装置11台，KBSG变压器4台，BKD-400馈电开关10台，ZBZ-4照明综保1台。

主要向井下环节设备供电。

采区变电所与一采区水泵房联建，内设矿用隔爆型高压真空配电装置12台，KBSG 变压器6台，BKD-400馈电开关10台，BKD-630馈电开关2台，ZBZ-4照明综保1台。

电源引自井下中央变电所6kV母线不同段，主要向一采区水泵房及采掘面供电。

1.1.4矿区水文简况
井田处于龙子祠泉域水文地质单元的西界附近。

西北及北大面积出露碳酸盐地层，成为地下水的补给区，地下水向东南及东于龙子祠泉排泄。

龙子祠出露临汾市西南13km西山山前，泉水出露于西山与临汾盆地交接处的坡积物中，出露标高465.2-478.0m，泉流量呈持续的衰减状态。

1.1.5矿区地形与气象
矿区位于吕梁山南端的东部，地形复杂，切割强烈。

总体地势东高西低。

地面上由三条规模较大的山梁将井田分为北部、中部和南部：南部一条山梁近东西向展布，靠近矿区东界转折北西向分叉成两条山梁:一条北东向延伸出井田南界外；一条近东西向延伸出东界外。

井田中南部一条山梁呈北东向展布，在井田中心腹部分叉出一条近东西向山梁延伸出井田西界，至井田东界处与另一条山梁相合。

井田北西角至井田东
界中部发育一条北西向山梁，在井田东界中部与中南部山梁合为一条山梁，在井田北部分叉为三条山梁，近南北向延伸出井田北界。

山梁两侧沟谷发育。

最高点点位于井田东部边界中段山峰，标高为+1298.5m，最低点位于武家沟村南西村口，标高+1083m。

相对高差215.5m，属黄土覆盖型低起伏山区。

地表主要沟谷中有基岩出露，其余大面积黄土履盖，坡徒沟深，且多为黄土冲沟，主要沟谷为武家沟村北东和桥沟村北东大冲沟，及井田北部北西向展布南东延展的大冲沟，均呈“丫”字型展布。

以桥沟村冲沟较大。

地表植被不发育，有些灌木和少量农田。

地表建筑物主要为民房，集中在化乐村和武家沟村附近。

房屋结构多为砖混结构。

本区属暖温带季风型大陆性气候，根据蒲县气象台观测记录，年平均气温8.7℃，一月份平均气温最低，平均最低气温为-6.8℃；七月份气温最高，平均气温为25℃。

降雨主要集中在6～9月份，年降水量为586mm，最大降水量为2400mm，年蒸发量为1952mm，蒸发量大于降水量的3.3倍。

无霜期约171天，霜冻期为11月至次年4月，冻土深度0.8～1.0m。

1.2 井田地质特征
1.2.1井田地质概况
矿区位于吕梁山南端的东部，地形复杂，切割强烈。

总体地势东高西低。

地面上由三条规模较大的山梁将井田分为北部、中部和南部：南部一条山梁近东西向展布，靠近矿区东界转折北西向分叉成两条山梁:一条北东向延伸出井田南界外；一条近东西向延伸出东界外。

井田中南部一条山梁呈北东向展布，在井田中心腹部分叉出一条近东西向山梁延伸出井田西界，至井田东界处与另一条山梁相合。

井田北西角至井田东界中部发育一条北西向山梁，在井田东界中部与中南部山梁合为一条山梁，在井田北部分叉为三条山梁，近南北向延伸出井田北界。

山梁两侧沟谷发育。

最高点点位于井田东部边界中段山峰，标高为+1298.5m，最低点位于武家沟村南西村口，标高+1083m。

相对高差215.5m，属黄土覆盖型低起伏山区。

1.2.2井田地质层位概述
井田范围内大面积黄土履盖，植被不发育，地形切割强烈，仅在部分沟谷中和山梁上有基岩出露。

出露地层由老到新依次有下石盒子组及上石盒子组下段和中段部分地层，并零星分布有第四系松散沉积物，现结合钻孔资料，对矿区内的地层由老到新分别叙述如下：
1.奥陶系
（1）奥陶系中统上马家沟组（O2s）
分为上、中、下三段。

本次只揭露到上段顶部，揭露厚度12.97m。

以深灰色石灰岩为主，裂隙不发育，含白云质。

（2）奥陶系中统峰峰组（O2f）
本组为含煤地层的沉积基底。

下段（O2f1）：厚度84.60m。

以泥质灰岩为主，常
夹有薄层状、似层状的石膏层，底部常含有白云质灰岩。

上段（O2f2）：厚度53.77m 。

主要由灰－深灰色中厚层状的石灰岩、角砾状泥质灰岩组成，顶部含较多的星散状黄铁矿或结核。

为浅海相沉积地层。

顶部为古风化壳。

2.石炭系（C）
石炭系发育中统本溪组、上统太原组。

分述如下：
（1）中统本溪组（C2b）
平行不整合覆于峰峰组地层之上。

地层厚度19.13～34.13m，平均28.01m。

由灰色铝质泥岩、含铝泥岩、黑色、灰黑色泥岩、粉砂岩夹有2～3层石灰岩组成，含无开采价值的薄煤层。

底部为红褐色、褐色铁矿层，俗称"山西式铁矿"，成团块状、鸡窝状、似层状。

向上渐变为灰色含铝泥岩、铝质泥岩、夹薄层鲕状铝土矿，上部为灰色、深灰色粘土质泥岩夹薄层状石灰岩和无开采价值的薄煤层。

（2）上统太原组（C3t）
自K7砂岩底至K1砂岩底，总厚度81.89～124.01m，平均98.98m。

与下伏地层呈整合接触。

为本区的重要含煤地层。

由海陆交互相的石灰岩、中细粒砂岩、粉砂岩、泥岩和煤层组成。

3.二叠系（P）
矿区内出露不全，仅出露有下统山西组和下石盒子组及上统上石盒子组下段和部分中段地层
（1）下统山西组（P1s）
自K7砂岩底至K8砂岩底，地层厚度17.40～30.15m，平均23.28m。

与下伏太原组地层为整合接触，为本区的主要含煤地层。

主要由灰黑色、黑色砂质泥岩和泥岩组成，含3～4层灰白色、浅色细粒砂岩及1、3号不可采煤层，2号大部稳定可采煤层。

（2）下统下石盒子组（P1x）
自K8砂岩底至K10砂岩底，与下伏地层呈整合接触，地层厚度86.20-129.05m，平均109.09m。

根据其岩性、岩相特征，划分为上、下两段，分述如下。

a 下石盒子组下段（P1x1）
自K8砂岩底至K9砂岩底，地层厚度36.22～61.50m，平均43.54m。

以深灰色、灰黑色泥岩、砂质泥岩与灰白色细粒砂岩互层为主。

中部、上中部含薄煤层，下部含菱铁质结核。

底部K8砂岩为灰色中细粒砂岩，波状层理，含泥质包裹体及粉砂岩条带，厚度变化较大。

b 下石盒子组上段（P1x2）
自K9砂岩底至K10砂岩底，地层厚度41.30～90.61m，平均65.56m。

下部主要为深灰色、黑灰色砂质泥岩；中部主要为灰绿色、绿灰色砂质泥岩夹一层基本稳定的灰白色、浅灰绿色中细粒砂岩；上部为灰绿色夹紫红色含铝质及铁质鲕粒的砂质泥岩和泥岩，夹一层灰绿色细粒砂岩。

顶部有一层灰绿色带紫红色斑块的铝质泥岩，具鲕状结构，俗称"桃花泥岩"，是确定上覆K10砂岩的良好辅助标志层。

底部K9砂岩为浅灰绿色中粒砂岩。

（3）上统上石盒子组（P2s）
自K10砂岩底至K14砂岩底，统称为上石盒子组，总厚度450m左右，根据其岩性组
合特征，以K12、K13砂岩为标志，区分为下、中、上三段，矿区内只有下段和中段部分地层。

a 上石盒子组下段（P2s1）
自K10砂岩底至K12砂岩底，只兴1号钻孔揭露该段，地层厚度206.20m。

底部以紫红色粉砂岩、泥岩为主，夹灰绿色中—细粒砂岩。

下部以黄绿色砂质泥岩为主、黄绿色泥岩次之，夹少量紫红色砂质泥岩和紫红色泥岩，间夹数层灰绿色中—细粒砂岩；上部主要为黄绿色、紫红色砂质泥岩，夹数层灰绿色、黄绿色粉砂岩和灰绿色中—细粒砂岩。

该组底部、中部及上中部分别分布有较稳定的中细粒砂岩带。

底部K10砂岩，为灰绿色细粒长石石英砂岩，含深灰色泥岩、粉砂岩包裹体，大型槽状交错层理，递变层理。

b 上石盒子组中段（P2s2）
矿区内只保留其下部地层，本次钻孔也未揭露全该段。

兴1号钻孔揭露厚度为110.75m。

以紫红色砂质泥岩夹紫红色、灰绿色泥岩为主，夹数层中—细粒砂岩。

砂岩含紫红色条带，顶部含燧石条带。

底部K12为灰绿色细粒长石石英砂岩。

4.第四系（Q）
为基岩之上的松散地层，与下伏地层为角度不整合接触。

厚度变化大。

本次钻孔揭露最大厚度为41m。

（1）中更新统（Q2）
分布于矿区内的山梁及沟谷中，厚0～41m，由棕红、黄褐色亚砂土、亚粘土组成。

（2）上更新统（Q3）
在区内南西角黑龙关河滩小范围分布，厚0～5m，由灰黄色亚粘土、亚砂土及砂层、砾石层组成。

（3）全新统（Q4）
分布于区内黑龙关河河床，厚0～3m，由亚砂土、砂土、砂砾石等组成。

1.2.3井田主要地质构造
1、区域构造
本区位于霍西煤田西南部，位于离石大断裂带内，离石大断裂为吕梁—太行山断块与鄂尔多斯断块的分界断裂，在临汾地区境内称为紫荆山大断裂。

本井田位于化乐村北东侧，是紫荆山大断裂带内的一小断块。

总体地层走向北东—南西，倾向北西井田北部局部转为北西向，倾向南西。

2、井田地质构造
受区域构造影响，本井田内褶皱、断裂较多，井田北部，因受强烈的挤压作用，倾向变化频繁。

井田东北部倾角一般为40°左右，井田中部东侧一般为25°～35°，向西局部为65°左右，西界附近则变20°左右。

井田南部东侧倾角多18°左右，中部多小于15°，西侧则变为26°左右。

陷落柱不发育，区内共发现4条断层，其中井田内3条，纵观全局，构造复杂程度应为中等类型。

主要地质构造表
陷落柱不发育，区内共发现4条断层，其中井田内3条，纵观全局，构造复杂程度应为中等类型。

主要断层特征见表1-1。

1.2.4井田水文地质概况
1.地表水
井田处于吕梁山南端主分水岭西坡，属低中山褶皱断块锓蚀地貌，地形切割强烈，坡陡沟深，地势东高西低，沟谷常干涸，仅洪水时节有短暂流水。

由于高差大，植被不发育，地表径流条件好。

一般是雨停沟干，难以停留而形成地表水体，下渗补给地下水微弱。

2.井田内主要含水层特征
（1）第四系松散岩孔隙含水层
分布于沟谷中的砂砾含水层，一般厚度1～2m，透水性好，补给来源为大气降雨，为不含水层。

广泛分布的黄色亚粘土、亚砂土、粉砂土等，最大厚度可达100m左右，透水性差，分布地势高，补给源为大气降雨，为弱含水或不含水层。

（2）石盒子组砂岩裂隙含水层
主要有K8、K9、K10砂岩及分布于这些砂岩之间的砂岩层，在井田内大面积分布。

其中K8砂岩为2号煤层顶板之上直接充水含水层，厚度为0.75～7.79m，为以石英为主，硅质胶结的中粒砂岩，井田内没有露头分布，接受断层水补给，但因赋存位置高，补给源不足，钻孔抽水试验，单位涌水量为0.0048L/s.m，表明为弱富水性；K9砂岩位于2号煤层之上50～60m，厚度为2.20～4.60m，为长石为主，泥质胶结的中粒砂岩，含水性与K8相似；K10砂岩分布于井田西北部，距2号煤层100～120m左右，为中粗粒底部含砾砂岩，透水性良好，厚度5.72～7.80m，易接受大气降水补给，但位于高处，补给源不足，通过断层与其它含水层发生水力联系，并受断层破坏，所以为弱含水层；分布在上述砂岩之间的砂岩层，厚度不等，特征相似，彼此间均有结构致密、质地细腻的泥岩层隔档，故含水性均很差，但有断层贯通，对2号煤层有一定影响。

（3）山西组的砂岩裂隙含水层
主要有K7长石石英砂岩和2号煤层之上、相距很近的灰白色厚层中细石英砂岩。

其中K7砂岩位于2号煤层之下，12～13m，一般厚度2.2～6.67m，其上、下虽有厚度
大于1.0m的，结构致密的泥岩多层，使其与其它含水层在垂直方向水力联系受阻，但断层又为含水层发生水力联系制造条件，因此主要补给方式为垂直侧向补给，但本身厚度很小，补给源不足，所以含水性很弱；2号煤层之上的灰白色石英岩（也称为中间砂岩），厚6～8m，硅质胶结，也因断层为上、下含水层水力联系创造条件，其补方式等特征与K7砂岩相似，所以也为弱含水层。

该砂岩虽然与2号煤层相距很近，二者之间有泥岩阻挡，但因断层贯通对2号煤层开采有较大影响。

（4）太原组砂岩及石灰岩岩溶裂隙含水层
含水层砂岩（K1）、灰岩（K2）是井田内主要含水层。

其中砂岩多为中细石英砂岩，硅质胶结，裂隙不发育，含水性都很弱，石灰岩均位于9、10、11号煤层之上，厚层状。

其中K4、K3灰岩不稳定，K2灰岩稳定性好，分布全区。

单层厚度3-12m左右，补给条件差，岩溶裂隙不发育，钻进中消耗量无明显变化，钻孔抽水试验单位为0.0095，富水性弱，因此属弱富水性裂隙含水层。

（5）奥陶系中统灰岩岩溶及裂隙含水层
井田未出露，据区域调查资料，厚550m，峰峰组上段主要由块状石灰岩组成，裂隙发育程度不好，局部裂隙发育，不均一性强，具一定富水性，下段为泥质灰岩含有薄层，脉状、网格状石膏，与泥质灰岩胶织在一起为相对隔水层，困此，可以形成局部的上层滞水，因此，峰峰组为弱—中等富水性溶隙含水层。

奥陶系上、下马家沟组为主要含水层，灰岩岩溶、裂隙水相对较丰富，而且有发育的断层贯通，黑龙关村供水井（距井田8km）地下水位在+670～+700m之间，对煤层开采影响不大。

推断本井田水位在+730m左右，由于井田靠近紫荆山大断裂，为龙子祠泉域的隔水边界，补给条件差，不利形成强富水性含水层，因此，可以推断本井田的奥灰岩溶水的富水性为中等溶隙含水层。

3．隔水层
2号煤之上，虽有“中间砂岩”K8及K8之上的砂岩裂隙含水层，但这些含水层之间，均为质细腻、结构致密，一般厚度都在1.0m以上，泥岩、砂质泥岩对含水层间的水力联系有良好的隔挡作用，阻挡含水层间的垂直贯通，是良好的隔水层。

2号煤之下，与K7砂岩裂隙含水层之间，有8～10m厚以粘土质泥岩为主的地层，9+10、11号煤层之上的灰岩岩溶裂隙含水层和煤层之下奥陶系中统灰岩岩溶裂隙含水层之间，含水层相互之间都有结构致密、质地细腻的粘土质泥岩相隔，厚度一般均大于1.0m，常与砂岩或灰岩相间产出，对各含水层之间的水力联系有良好的隔挡作用，阻水性强，是良好的隔水层。

4.矿井涌水量
井田位于黑龙关河东侧，地形切割强烈，沟谷发育，坡陡沟深，植被不发育，地表水排泄条件良好，难以形成地表水体，地下水接受补给量很少，而该区又为区域地下水补给区，有发育的断层与区外贯通，整体缺水，但受构造影响，局部可能富水，断层导水。

随着开拓范围的扩大，上覆基岩风化带含水层，大气降水等影响，矿井涌水量将可能发生变化，本设计同时考虑井下洒水、注浆等水量约35～40 m3/h左右，为适当提高矿井的排水抗灾能力，预计矿井生产时一水平正常涌水量：55m3/h；最大涌水量80m3/h。

二水平正常涌水量：85m3/h；最大涌水量110m3/h。

5.其它富水、导水因素
井田内褶皱、断裂均较发育，而且有部分规模比较大，属区域构造性质，是井田内重要的富水、导水因素。

褶皱构造改变了地层原始赋存状态，特别是向斜或地层由陡变缓处，是有利的富水部位，井田内由于褶皱发育，这样的构造环境较多，应加强调查研究，了解其发育程度及规模，从而估计富水情况；断裂则是破坏地层原始形态，使其破碎造成较大的空间，为地下水储存提供了场所，沿断层破碎带走向、倾向又是地下水流动的通道，同时又将上、下各含水层相互贯通，加强了水力联系，使水文地质条件复杂化，所以断层具有较好的富水、导水条件。

1.3 煤层的埋藏特征
1.3.1含煤地层
上石炭系上统太原组（C3t）和下二叠统山西组（P1s）为本区主要含煤地层，叙述如下：
A、石炭系上统太原组（C3t）
自K
1砂岩底至K
7
砂岩底，平均总厚度98.98m，与下伏地层呈整合接触，为本区
的重要含煤地层。

由海陆交互相的石灰岩、中细粒砂岩、粉砂岩、泥岩和煤层组成。

含煤9层，根据其含煤特征和沉积环境的差异，划分为下、中、上三段。

（1）太原组下段（C
3
t1）
从K
1砂岩底至K
2
石灰岩底，地层厚度15.92～23.65m，平均19.14m。

主要由灰
－灰黑色泥岩、砂质泥岩、铝质泥岩组成，夹一层不稳定的石灰岩，含9、10号分叉合并的全区可采煤层。

底部K
1
砂岩为灰色、灰白色细粒石英砂岩，硅质胶结，致密坚硬，层位稳定，岩性特殊，为良好的标志层。

（2）太原组中段（C
3
t2）
自K
2石灰岩底至k
5
砂岩底，地层厚度39.39～46.98m，平均44.39m。

下部主要
为海相k
2
石灰岩，含燧石结核和丰富动物化石；中部主要为浅灰色、灰白色中细粒砂
岩，夹灰黑色、黑色泥岩、粉砂岩及分布极不稳定的k
3
石灰岩；上部为灰黑色、黑色砂质泥岩和泥岩组成。

上中部夹7号不稳定的局部可采煤层。

底部灰黑色、厚层块状
的K
2
石灰岩，富含海相动物化石，常夹2～3层燧石结核及一层黑色泥岩，全区发育，层位稳定，岩性特殊，是易于对比的标志层。

（3）太原组上段（C
3
t3）
自k
5砂岩底到K
7
砂岩底，地层厚度24.21～54.01m，平均35.45m。

主要为灰黑
色、黑色砂质泥岩、泥岩。

中部含5、6号不稳定的不可采煤层；分布有厚度变化较大的中细粒砂岩，上部含菱铁矿结核。

底部k
5
砂岩全区发育，层位稳定，可做为对比标志。

B.下二叠统山西组（P
1
s）
自K
7砂岩底至K
8
砂岩底，地层厚度17.40-30.15m，平均23.28m。

与下伏太原组
地层为整合接触，为本区的主要含煤地层。

主要由灰黑色、黑色砂质泥岩和泥岩组成，
含3-4层灰白色、浅灰色细粒砂岩及1
上、1、2、3号煤层，其中1
上
、3号煤层为不稳
定的不可采煤层，1号煤层为不稳定的局部可采煤层，2号煤层为较稳定的全区可采煤。