最新采矿本科毕业设计Word文件下载.docx
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1.2井田地质特征
1.2.1煤系地层特征
五阳井田属潞安矿区。
潞安矿区位于华北地台山西台背斜，沁水煤田中东部边缘。
地层发育与华北地台其它地区一样，结晶基底为太古界、下远古界地层，其上发育了寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系、三迭系、侏罗系、上第三及第四系等地层，缺失上奥陶统、志留系、泥盆系、下石炭统、白垩系、下第三系等地层。
区域内各时代地层均有所出露。
据以往地质资料区域地质资料将寒武系以新地层，由老到新简述如下：
1）寒武系（∈）
该系地层在五阳井田内无出露，主要分布在左权、襄垣、平顺等地。
与下伏元古界地层呈不整合接触。
厚约486m。
（1）寒武系下统（∈1）
该统缺失馒头组、仅发育毛庄组。
主要为紫红色页岩与紫红色白云质泥质灰岩互层，夹表灰色中厚层状右灰岩、鲕状灰岩；
底部为一层底砾岩。
，厚约35~90m。
（2）寒武系中统（∈2）
徐庄组（∈2x）：
下段主要为紫红色页岩、细砂岩夹薄层石灰岩、鲕状灰岩。
上段主要为浅灰色中厚至薄层状石灰岩、泥质条带灰岩等。
厚度一般为58~90m。
张夏组（∈2z）：
底部为薄层泥质条带灰岩或薄层灰岩、泥质灰岩。
其上主要为浅灰至深灰色薄至厚层状灰岩、石灰岩，下部夹紫红色页岩。
一般厚约170m。
（3）寒武系上统（∈3）
崮山组（∈3g）：
主要为灰、灰黄色薄至中厚层状泥质条带灰岩或竹叶状灰岩，夹黄绿色钙质页岩及生物碎屑灰岩。
厚度一般为40m。
长山组（∈3c）：
主要为紫红、灰紫色中厚层状竹叶状灰岩夹泥质条带灰岩或薄层白云质灰岩。
厚度约7~22m。
凤山组（∈3f）：
主要为灰、灰白色厚层状中至粗晶白云质灰岩。
一般厚约100m。
2）奥陶系（O）
（1）奥陶系下统（O1）
本统厚度为65~210m，一般厚度130m。
中上部为灰色中厚、巨厚层状白云岩，下部为泥质白云岩夹竹叶状白云岩。
与下伏地层为整合接触。
（2）奥陶系中统下马家沟组（O2X）
本组厚度多37~210m，一般厚度120m，中上部为青灰色中厚、巨厚状石灰岩，下部为角砾泥灰岩和铝质灰岩。
（3）奥陶系中统上马家沟组（O2S）
本组厚度170~310m，一般厚度230m，中上部为灰色白云质泥灰岩、泥质灰岩，灰黑色中厚层状豹皮灰岩。
下部为灰绿色泥灰岩或角砾状泥灰岩。
（4）奥陶系中统峰峰组（O2f）
本组厚度为55~289m。
岩性为浅灰色中厚层状豹皮灰岩，灰白色白云岩夹灰黑色中厚层状灰岩。
3）石炭系（C）
（1）石炭系中统本溪组（C2b）
该组厚度2~35m，一般厚度20m。
岩性以铝土泥岩为主，并发育有石灰岩，少量砂岩，夹有煤线。
底部有山西式铁矿透镜体赋存。
与下伏层呈平行不整合接触。
（2）石炭系上统太原组（C3t）
本组厚度80~150m，一般厚度100m，为主要含煤地层之一。
岩性由灰黑色，灰色泥质岩，砂岩，发育4~6层石灰岩，含煤10~15层，底部为灰白色中厚层状砂岩（K1）。
与下伏地屋呈整合接触。
4）二叠系（P）
（1）下统山西组（P1s）
该组厚度为36~135m，一般厚度60m，为主要含煤地层之一。
岩性灰黑色，灰色泥质岩，灰白色中、细粒砂岩及煤层组成。
发育1~4层煤。
底部以K7灰白色中或细粒砂岩为界。
与下伏地层呈整合接触。
（2）二叠系下统下石盒子组（P1x）
该组厚度48~78m，一般厚度65m。
顶部为杂色鲕状铝土质泥岩（桃花泥岩），中部为浅灰色中粒、细粒砂岩，下部为杏黄色砂岩、泥岩、灰色泥岩，偶夹煤线，底部灰白色中、细粒砂岩（K8）。
（3）二叠系上统上石盒子组（P2s）
该组厚度400~550m，一般厚度520m，上部为杂色砂岩及紫红色泥岩，中部为杂色砂岩、泥岩及黄绿色中粒砂岩灰色泥岩，下部为紫色、杂色、黄绿色泥质岩组成，底部为灰白色厚层状中粗粒砂岩、灰绿色砂岩（K10）。
（4）二叠系上统石千峰组（P2sh）
该组厚度22~217m，一般厚度150m。
岩性以黄绿色厚层状中、粗粒砂岩与紫红色泥岩互层，上部发育，有淡水灰岩及薄层石膏层。
仅在屯留井田西部有2个钻孔完整接露，最大厚度192m。
5）三叠系（T）
（1）三叠系下统刘家沟组（T1l）
本组厚度为115~595m，一般厚度400m。
岩性主要由浅灰、紫红色薄~中厚层状中-细粒砂岩和紫色泥岩组成。
仅在屯留井田有2个钻孔见及，最大厚度53.39m。
（2）三叠系下统和尚沟组（T1h）
本组厚度130~475m，一般厚度250m。
岩性主要由紫灰色砂岩和紫红色泥岩组成。
（3）三叠系中统二马营组（T2er）
地层一般厚度600m。
岩性主要由紫红色泥岩，砂质泥岩、浅绿色厚层状粗砂岩组成。
（4）三叠系中统铜川组（T2t）
厚度一般为55m。
上部为红色砂质泥岩，夹细粒砂岩，下部为紫色、灰绿色厚层状中粒砂岩和灰绿、灰紫色砂质泥岩。
（5）三叠系上统延长组（T3y）
厚度30~138m，一般厚度50m。
岩性由紫红、灰绿色中厚层状中、细粒砂岩，粉砂岩，泥岩夹淡水灰岩组成。
与下伏地层整合接触。
6）侏罗系（J）
区域西北部有零星出露。
该系缺失下统和上统，仅发育中统黑峰组。
岩性为灰黄色厚层状含砾粗中粒砂岩，局部夹砾岩及紫红、淡绿色砂质泥岩。
厚度为30~254m。
与下伏三迭系呈不整合接触。
7）上第三系（N）
厚度5~268m。
岩性以棕红色粘土、砂质粘土为主，底部为砾石，在武乡县张村为厚层状灰绿、灰黑色粘土，粉砂与薄层泥岩互层，并夹油页岩。
与下伏地层呈角度不整合接触。
8）第四系（Q）
厚度0~300m为棕黄、淡黄色亚粘土，含砂质粘土，亚砂土夹钙质结核及近代冲积层—砂、砾石及泥土组成。
1.2.2矿井地质构造
五阳井田处于上述二级构造带之间，受晋~获断褶带的控制和武阳凹褶带的影响主要形成低级，低序次的构造。
本井田的基本构造特征为：
向南西倾伏宽缓褶曲，伴有大中型、高角度正断层和次一级的小型断裂，构造线方向大致为北东东和北东方向褶曲。
1）褶曲
井田内主要褶曲是天仓向斜，与其伴生的次级褶曲由北向南有：
崔村向斜、大郝沟向斜、十字道背斜、五阳背斜、东周背斜。
其轴向除崔村向斜为北北东向外，其余均为北东东向。
天仓向斜横贯井田中央，为本井田的控制性构造。
褶曲的共同特点是：
向西倾伏，两翼倾角5°
~12°
，一般8°
左右，仅天仓向斜和崔村向斜靠近枢纽部分有大于12°
甚至达15°
。
天仓向斜幅度在100m以上，其它在20m至80m之间。
小黄庄断层以北至西川断层之间由崔村向斜和大郝沟向斜构成煤层的基本形态，而小黄庄断层以南至文王山北断层之间以中部的天仓向斜构成井田的基本形态。
兹将主要褶曲叙述如下：
（1）崔村向斜：
位于井田北部，向斜两翼分别为西川断层和东南上断层截切。
向斜轴部南西端自王家庄断层、下峪村、崔村至西川东部附近，向北略偏西方向呈弧线弯曲延伸出区。
轴向为北东35°
~40°
，向西南倾伏，两翼岩层较陡，东南翼约20°
，西北约18°
，幅度在50m左右，区内延伸约3.50km。
（2）大郝沟向斜：
位于王家庄断层南，小黄庄断层北，经兴庄村南，大郝沟村附近向东北延伸，向斜轴在兴庄附近为北75°
东，过铁路东转为北65°
东。
轴部西端为山西组地层往东逐渐变为太原组地层，两翼对称，倾角10°
左右，分别为王家庄断层和小黄庄断层切割，长约7.5km。
（3）天仓向斜：
位于井田中部，横贯东西，为井田内部一级控制性构造。
东经东李村至甘村北过天仓村，向西延伸出区外。
轴向北75°
东，向西南倾伏，倾伏角约10°
左右，两翼岩层倾角10°
~20°
之间，一般为10°
北翼较南翼陡，仅在靠近枢纽部分有大于20°
达25°
左右。
历次勘探和井下巷道及生产实践控制查明。
（4）十字道背斜：
位于井田中部小黄庄断层以南，天仓向斜以北。
西自矿区外往东经付村至马家窑过大黄庄，十字道村向东延伸出矿区外。
呈平缓倾角5°
~13°
南翼10°
向斜轴在付村附近为北75°
，在大黄庄附近为北85°
东，十字道以东转为北70°
左右，一般起伏50~100m，东部精查控制查明，生产实践研究证实，西部南峰扩区补充勘控制查明。
（5）五阳背斜：
位于井田东南部，西起洛江沟村北的五—149号钻孔附近，经范家沟村北过五阳村南部，延伸出井田东部边界，轴向约北75°
东，与天仓向斜大致平行，向西南倾伏，两翼倾角平缓，北翼12°
，南翼7°
左右，为一不对称褶曲。
西山底区精查控制查明，煤层底板等高线可清楚显示。
（6）东周背斜：
位于井田西南，西自井田外经东周村到五—201钻孔往东背斜逐渐减弱。
东，两翼产状不对称，北翼陡约10°
，南翼缓约7°
南峰扩区补勘控制查明。
2）断层
在褶曲形成过程中，由于背斜轴部张引力的作用发育有高角度正断层，构成地垒、地堑构造，它们是五阳井田常见的断层组合形成，直接控制和影响含煤岩系的分布，发育规律和煤层开采。
井田控制性断层从北向南：
西川正断层、王家庄正断层、小黄庄正断层、崔家庄3#、2#、1#正断层、文王山北正断层落差均大于100m，落差100~10m的中型断层有：
东南上正断层、仓上1#、2#正断层、西王桥正断层、南峰正断层、西大巷正断层、果园正断层、东周正断层等。
区内共揭露大小断层198条：
其中正断层195条、逆断层3条。
按落差大小统计：
大于50m11条，大于10~50m17条，5~10m的27条，1~5m断层有81条，小于1m的断层62条。
均不同程度地影响生产。
除个别逆断层外，均为高角度正断层，断层倾角65°
~85°
，一般为70°
~75°
断层延伸方向分两组，其中主要一组为NEE向，常在N60°
E之间，一般为N70°
~80°
E；
另一组为NE向，常在N45°
~50°
E之间。
现将主要断层简述如下：
（1）西川正断层：
为井田北部自然边界，走向北50°
东，倾向东南，倾角70°
，落差125~200m，北侧上升南侧下降。
（2）东南上正断层：
位于井田北部，西起王家庄煤矿向东经东南上村与赵家庄之间至西河底村西北尖灭，延伸长度约4.5km，倾角70°
，落差20~47m，北侧下降南侧上升，与西川断层构成一地堑构造。
（3）王家庄正断层：
位于井田北中部，由西向东经兴庄村和王家庄村，倾向北西，倾角70°
，落差王家庄村东80m左右，到兴庄村附近猛增到240m，区内延伸5.1km。
（4）小黄庄断层：
位于井田北中部，横贯井田东西，经管道村，小黄庄村，张家庄村总体走向北75°
东，过襄垣火车站呈缓“S”型弯曲，倾向南东，一般倾角70°
，落差变化较大，小黄庄以西约290m左右，小黄庄村附近为85m，到崔家庄以北变为110m左右，由西向东逐渐减小，与王家庄断层构成一地垒构造。
沿走向上有3—6、72、87、五—217、五—31、五—45等钻孔控制，已查明。
（5）崔家庄3#正断层；
位于付村、马家庄、张家庄村南一线，走向北75°
东，倾向北西，倾角70°
，落差由西向东增大，西部20m，中部增到70m，东部约50m，全长大于10km，沿走向上有地震测线和3—4、五—29、五—97、五—38等钻孔控制，已查明。
（6）崔家庄2#正断层：
位于井田中东部，崔3#断层南，过崔家庄村向东在五—4号钻孔不远尖灭。
该断层在五—78钻孔和29号孔之间分叉，一支以原方延伸约80m左右尖灭，向东延伸出井田。
走向北75°
东，倾向南东，倾角75°
，落差西部约10m，中部100~165m，东部约210m，落差由西向东逐渐增大。
另一支向南偏西呈凹型延伸，落差由40~45m变为20m左右，过铁路于崔家庄3#断层附近尖灭，五—78、五—28、82号钻孔控制，已查明。
（7）崔家庄1#正断层：
位于崔家庄村南，走向北75°
东，倾向北，落差由东向西渐小，崔家庄以东130m，以西为40m，向西与崔2#断层相交后不远尖灭，向东延伸出3#煤层露头。
（8）仓上正断层（1#、2#）：
位于仓上村南，由西向东延伸切割露头线穿出井田，走向北80°
东，倾向南，倾角60°
左右，落差由东向西渐小，一般为8~60m，过铁路不远尖灭，井下巷道揭露、控制。
已查明。
（9）西王桥正断层：
位于西王桥村东，走向北85°
东，倾向南，倾角75°
，落差最大40m，西端分叉尖灭，长约1.5~2km，井下巷道揭露，控制已查明。
（10）南丰正断层：
位于南丰村南、大黄庄、十字道村南一线，大黄庄村西走向为北50°
，落差60~75m，大黄庄村东，走向北82°
东，倾角70°
，落差7~25m，东在西王桥村北附近分叉尖灭，西在南—45号钻孔附近尖灭。
有地震测线和钻孔控制，井下生产巷道揭露，已查明。
（11）西大巷正断层：
位于南峰沟，西李村一线，东过西大巷在五—194孔附近尖灭，西在南峰村东尖灭，全长约3km，走向北50°
东，倾向东南，倾角75°
，落差一般为12~60m，南峰沟村以西逐渐减小，有地震测线及五—224、五—192控制，西大巷揭露，已查明。
（12）果园东断层：
位于南峰沟村南，向西为西大巷断层截断，向东过7506工作面尖灭，全长约2km，走向近东西，倾向北北西，倾角75°
，落差由西向东减小，最大15m，有南—51和7506工作面控制，已查明。
（13）东周正断层：
位于韩家庄、东周村南一线，区内长约4.2km，向西穿出井田西界，向东与文王山北断层相交尖灭。
走向东西，倾向南，倾角75°
，落差中部小约12m，东、西部大28~60m，沿走向有五—198、南—23、南—44等孔控制，已查明。
（14）文王山北正断层：
为井田南部边界，位于东周，西周村一带东延伸出井田与晋获断裂相交，西至李村在红石沟与文王山南断层相交，走向北80°
东，倾向北西，倾角75°
，区内最大落差500m，沿走向有水I02-02、五—64、五—68号孔揭露，地表多处出露，控制程度较高，为已查明断层。
由于大多数构造为沉积后期地壳运动形成，区内又无岩浆侵入，因此对本区煤质变化不产生影响。
3）节理裂隙
井田内常见和断裂方向一致的两组裂隙，一组为北70°
东，另一组为北90°
~120°
东，夹角30°
，多呈隐裂隙和闭口裂隙。
风化裂隙在基岩风化面35~40m深度内很发育，多以开口状出现，裂隙面呈缓波状，有时平直光滑，裂隙带多被一些泥质充填。
4）河流冲刷
井田内河流原生冲刷在3#煤层中上部，岩性多为中粒灰白、灰黑色砂岩，呈不规则包裹于煤层中，其特点是煤层伪顶及底板正常，煤层结构正常，在东三、东二、东四采区均可见到。
后生冲刷在煤层上部常见伪顶，直接顶被河床、河漫滩冲刷，沉积有中细粒砂岩和砂质泥岩，含少量植物化石，具层理。
其特点是：
面积大，顶板薄，无伪顶，顶板岩性多为砂岩，在东二、东三、东四采区均可见到。
5）构造复杂程度
综上所述，影响本井田煤层构造复杂程度的因素主要为断层和褶曲，陷落柱、河流冲刷次之，节理裂隙一般对巷道支护方式和支护参数的选择影响较大，不会对煤层开采有大的影响。
到目前为止，井田内发现落差大于50m的断层11条，10~50m的断层17条，密度为0.35条/km2；
小于10m的断层170条，密度为2.15条/km2；
总计198条。
向、背斜6条，轴向为北东东。
以上构造分布和产状有一定规律。
井田内发现陷落柱50个，密度为0.63个/km2，分布较有规律。
井下煤层附近偶见河流冲刷现象。
通过以上分析，依据《煤、泥炭地质勘查规范》，确定井田构造复杂程度为中等。
表1-2-2主要标志层特征
地层
单位
标志层代号
岩性
厚度
（m）
层间距（m）
发育
程度
稳定性
备注
P1x
K8
中粒砂岩
全区
较稳定
36.69
P1s
3#
煤层
稳定
1.10
K7
细中粒砂岩
太
原
组
C3t
K6
石灰岩
偶尔
不稳定
6.30
K5
局部
8.45
K4
1.83
K3
1.09
K2
3.68
K1
3.77
15#
1.2.3矿井水文地质情况
井田内主要河流有浊漳河西源和南源。
西源由西而东流入矿区，而南源由西南汇入，并于矿区中部汇合。
南、西二源汇合后，由南而北至襄垣城东流出矿区，总汇水面积约750km2。
并在井田外两河上游分别建有漳泽水库和后湾水库。
而区内无大的地表水体。
潞安矿区位于沁水煤盆地东翼、辛安泉流域补给区的西部边缘上，即该泉域若干个地下水迳流带的一个分支上，水文地质条件相对简单。
这是由于该区奥灰被上覆地层覆盖、补给条件差、迳流速度慢所造成的。
南、北边界断层造成五阳地块下降（形成地堑），导致煤层底板以下富水性较强的灰岩含水层与煤层顶板以上富水性较弱的砂岩含水层或煤层对接，而成为补给边界。
另外，五阳矿区断裂构造比较发育，且伴随有主要沿天仓向斜轴部发育的陷落柱，无疑会导致本区水文地质条件的复杂化。
总体来说，矿井用水量不大，正常涌水量为120m3/h，最大涌水量为340m3/h
1.3煤层特征
井田内共含煤11层，包括可采煤层2层，局部及偶尔可采9层，总厚度13.31m，含煤系数8.17%；
其中3#、15#煤层为采矿证批准开采的煤层，本次均对其储量进行了估算，平均总厚度10m，可采含煤系数5.07%。
3#煤层：
位于山西组中下部，厚度4.50~5.90m，平均厚度5.00m，最薄点位于井中东部的五157孔，全区总体上稳定，无夹矸，无明显变化趋势，风化带内可见最小煤厚为3.22m。
煤层顶板岩性为泥岩、砂质泥岩，局部为细砂岩；
底板岩性为黑色泥岩、粉砂岩。
该煤层全区稳定可采且厚度大，为本井田首采煤层，因此对该煤层的控制研究程度均很高。
据上分析，确定3#煤层为稳定型。
15#煤层：
位于太原组下部，上距K2灰岩5m左右，厚度3.90~6.10m平均厚度5.00m。
含夹矸0~1层，一般夹矸厚度小于0.03m，夹矸岩性多为炭质泥岩，顶底板岩性为泥岩、砂质泥岩。
煤层层位稳定，全区可采，该煤层的控制及研究程度均较高。
据上分析，确定3#煤层为较稳定型。
其余6#、8#、9#、11#、12#、14#煤层在全井田内属局部和偶尔可采。
根据现行《煤、泥炭地质勘查规范》及有关规定，均属不可采煤层。
2井田境界和储量
2.1井田境界
潞安矿区地处山西省东南部，沁水煤田东部边缘中段，地跨长治市、潞城市、襄垣县、屯留县、长子县。
山西省潞安环保能源开发股份有限公司隶属的五阳煤矿位于潞安矿区北东部边缘，属长治市襄垣县管辖。
其地理坐标：
东经112°
58′25″~113°
05′09″，北纬36°
26′46″~36°
33′47″。
井田范围南以文王山北正断层为界，北至西川正断层，东起15煤层露头线（经线38418000），西至经线38408000。
南北长约5.8km，东西宽约8.8km，面积约为51km2。
2001年11月6日，中华人民共和国国土资源部以1000000120132号颁发的采矿许可证规定的井田范围由155个拐点坐标圈定，兹将3#、15#煤层拐点坐标列下，见表2-1-1：
表2-1-1拐点坐标
15#煤层拐点15个，标高从870m至390m
点号
X
Y
1
4045500.00
38412370.00
9
4042410.00
38418000.00
2
4048570.00
，38415700.00
10
4038080.00
3
4046920.00
38414900.00
11
4035600.00
38408000.00
4
4046010.00
38415560.00
12
4041100.00
5
4044785.00
38414800.00
13
4041300.00
38409300.00
6
4044060.00
38415680.00
14
4042780.00
38408650.00
7
4043280.00
38416400.00
15
4046360.00
38411520.00
8
4042720.00
38416510.00
3#煤层拐点24个，标高从870m至390m
A1
A13
4041640.00
38415800.00
A2
A14
4041500.00
38416280.00
A3
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