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地质毕业设计正文
第一章概况
第一节位置交通
牛马司矿区位于湖南省中部，隶属邵阳市所管辖的邵东县境内，为国营股份制原煤生产企业，地理坐标为东经111°38’〜111°42',北纬27°
14'〜27°18'东距邵东县城约7公里，西距邵阳市22公里。
矿区内有洛湛铁路从中部通过，设有牛马司火车站，距矿部3.5公里。
牛马司实业有限公司有专用铁路与其相接，另有潭宝（320国道）、衡宝（1814省道）公路及上瑞高速公路通过矿区，向西可达邵阳、向南至衡阳、向东至株洲、长沙，向北可达涟源、新化、怀化等地，交通十分便利。
详见插图（1-1）
I：
350000图1
呈陵
图1-1牛马司矿区交通位置图
牛马司矿区地形为一宽缓盆地，四周较高、最高标高为北部牯牛岭+308.5
米，一般为255米至280米。
中部较低，一般只有240米左右，总的地势为北高
南低的低山丘陵地形。
第二节自然地理
矿区本处于温带、气候温和，雨水较多，最高气温39°C,最低一6.2°C。
年降雨量为110—1600mm,—般为1300mm3
水系发育沟溪其多，主要河流有邵水从矿区南部流过，到邵阳流入资江。
西洋江从西北流向东南横切矿区，在双江口注入邵水。
桐木江为间歇性的小溪山西北转向东南穿过矿区汇于邵水。
地面山塘、水库较多，但贮水量较少，对开采并无大的影响。
本矿区位于地震强烈带但无强烈地震发生，2006年11月份曾发生一次3.
6级地震，人体有明显感觉。
但对地面建筑、井下设施均无影响及破坏。
第三节矿井及小窑开发
铁箕山矿区位于矿区中部西翼，走向长4千米；倾斜宽0.4公里；面积1.6平方公里。
矿井基建始于67年11月，71年8月简易投产，一对斜井开拓方式，其设计能力为15万吨/年，因煤层倾角大，采煤方法未彻底解决，单产低,长期达不到设计能力,80年核定为12万吨。
铁箕山矿划分为东西两翼，其中西翼四个水平，东翼五个水平。
第一水平在一50以上，东西两翼的煤均山主斜井提升，东西两翼均山暗斜井提升。
（1）西翼：
-50以上为第一水平、第二水平（-50〜一200）、-322第三
水平（一200300）、442第四水平（一300〜一400水平）；
（2）东翼：
-50以上为第一水平面、第二水平（-50〜-200）.312第三水平（-50〜-300）；422第四水平（-300〜-500）,522第五水平：
在-500以下。
铁箕山矿共有7层煤，主采2煤、1煤局部可采，其余均不可采。
小窑开采历史悠久、除矿区西翼红层覆盖部分外，其余均有分布。
第四节以往地质工作
成果如下表1-1:
表1-1牛马司矿区地质工作一览表
序号
工作
时间
（年）
性质
报告名称及论文
主要工作量
备注
1
1933
踏勘
踏勘估算储量800万吨
2
1942
踏勘
二万分之一地形地质图
3
1953
踏勘
邵阳牛马司
一万五千分之一地形地
地质概述
质图
4
1954
踏勘
少量的山地工程，手摇
复勘牛马司报告
钻3个
5
1955
普査
邵阳牛马司
万分之一地形地质图
地质报告
6
牛马司煤田
万分之一地形地质图
1956
普查
普查及初勘报告
7
1955-
普査
邵东牛马司
五千分之一地形地质图
CK23CK32CK33
1957
煤田综合
机械钻孔49个，进尺
CK34为水文孔
地质报告
16317.33米,手摇钻5个
8
1961
初勘
初勘总结底稿
机械钻孔7个，进尺
铁箕山一带
1880.38米
23011511抽水
试验
9
1962-19
详查
牛马司矿区
修测地形地质图28.1公
63
地质勘探最
里/米2槽探1363米：
终报告
浅钻20个，机械钻孔37
个9941.23
10
1968
精査
牛马司矿区铁箕
山井田精查地质
报告
11
1961-19
补勘
73
第二章井田地质
第一节地层
矿井所采煤层属二叠系上统龙潭组，井田内地层从上而下为第四系残坡冲击层下
为第三系红色岩层，三迭系大冶群灰岩。
二迭系上统大隆组硅质灰岩，及龙潭组上段P丄'砂质泥岩，由新至老简述如下：
1、第四系（Q）
为黄色-棕黄色砂质粘土，粘土局部为流砂及卵石，厚约为0〜19.90m,平均厚为6.33m,不整合于下第三迭、二迭系之上。
2.下第三系（E）
主要分布于向斜西北翼，东南翼只有零星小块，以砾岩、砂岩砂质泥岩及泥灰岩为主，呈紫红色，故称“红层”，厚度变化较大，向西逐步增厚，最厚地段已出含煤地层，厚146.17〜561.43m,平均厚度为316.12m。
超露于二迭系、三迭系地层之上。
3.三迭系（T）
只保留了下三迭统大冶群（T’dy）灰岩，分布于向斜中部，构成低丘，整合于大隆组之上，全层用97〜624m,平均364.04ma
4.二迭系（P）
⑴二迭下统（PJ
d、栖霞组（PiQ）
分布于矿区四周、构成低山，依岩性分上下两层。
下部为灰〜深灰色硅质灰岩，含透镜状燧石及丰富的蜓科和腕足类化石；上部为黑色硅质泥岩夹透镜状灰岩，产腕足类化石，全层厚约60米。
b、当冲组（P：
d）
黑色硅质灰岩夹硅质泥岩，含铁猛质风化后呈棕色，全厚约75米。
⑵二迭系上统（匕）
&、龙潭组（匕L）
1下段（PX1）
ill黑色砂质泥岩、泥岩及薄层状砂岩组成，含菱铁矿结核。
丿'丿100〜183m,平均卑165m。
2上段（PJ?
）
以中〜细粒砂岩、砂质泥岩、泥岩和煤层组成。
含煤七层、自上而下为I、
II、III、IV、V、VI、VII、煤层，煤层总厚度为0.53〜13.67m,平均3.18m°本段含煤系数为2.39%,产双壳类、腕足类、大羽羊齿化石。
全层厚40〜235m、平均134.6mo
b、大隆组（Pzd）
以致密坚硬中片层状硅质灰岩为主，岩性和厚度较稳定、规律性明显向斜西
翼较厚、东翼较薄；全层厚17〜223m,平均厚度79.4m=
第二节含煤地层
二迭系上统龙潭组是本区的含煤地层，依含煤性可分为上下两段，下段不含煤俗称“不含煤段”，上段含煤俗称“含煤段”。
上段山中细粒砂岩、砂质泥岩、泥岩及煤层组成，含煤7层。
2煤层为可采层，全矿区稳定，1煤层局部可采，自下而上其岩性分别为：
（1）中粒砂岩：
灰白色厚层状，成分以石英和长石为主，云母、海绿石暗色矿物次之，泥质胶结，具斜层理，波痕明显，厚30〜50米，平均40米。
（2）7煤层：
层位极不稳定，厚度极薄，不可釆，厚0〜0.20米，平均厚0.07米。
（3）砂质泥岩：
灰黑色薄层状，水平层理，厚0.24〜7米，平均3.72米。
（4）中粒砂岩：
灰白色中厚至厚层状，成分以石英、长石为主，泥钙质胶结，微波状层理或断续波状层理，厚0〜7.90米，平均3.30米。
（5）6煤层：
不发育，层位尚较稳定，厚0〜0.40米，平均0.19米
（6）砂质泥岩：
灰黑色，薄层状，距6煤0.40〜1米处有一层淡黄色粘土岩，全矿区稳定，为良好的标志层，近煤层处产化石大羽羊齿，厚0.72〜6.55米，平均3.91米。
（7）细砂岩：
灰〜灰黑色中厚层状，成分以石英，长石为主，泥质胶结，水平层理，厚0.52〜2.90米，平均1.88米。
（8）中粒砂岩：
灰白〜褐灰色，以长石，石英为主，钙质胶结，近煤层处有时为砂质泥岩，产羊齿化石东方栉羊齿，具斜层理，厚0.39〜6.66米，平均3.66米。
（9）5煤层：
层位和厚度尚较稳定，不可采，厚0〜0.42米，平均0.25。
（10）砂质泥岩：
灰黑色薄层状，含菱铁矿结核，水平层理，产大羽羊齿、带羊齿、苛达树，厚1.90〜11.90米，平均6.18米。
（11）细砂岩：
灰〜灰白色中厚层状，成分以石英为主，长石及云母次之，水平层理，厚0.50〜14.10米，平均3.25米。
（12）中粒砂岩：
灰〜浅灰色薄层状，成份以石英，长石为主，水平层理，
产完整的植物化石，大羽羊齿，厚0.83〜9.40米，平均4.2米
（13）砂质泥岩：
灰黑色薄层状，产带羊齿，厚0〜7.8米，平均0.60米。
（14）4煤层：
不发育，层位尚较稳定，厚0〜0.50米，平均0.22米。
（15）砂质泥岩：
黑色薄层状，夹菱铁矿结核，水平层理发育，厚0.33〜
17.07米,平均5.63米。
（16）中细粒砂岩：
灰白色厚层状，成分以石英，长石为主，云母、暗色矿
物次之，泥质胶结，微波〜水平层理，厚0.54〜9.69米，平均4.84米。
（17）3煤层：
不发育，厚0〜0.26米，平均0.13米。
（18）砂质泥岩：
灰黑色薄层状，水平层理发育，近3煤层处产双壳类化石
裂齿蛤、肌束蛤、变带蛤，厚0.90〜9.46米，平均5.14米。
（19）中细粒砂岩：
灰白色中厚层状，成分以石英、长石为主，钙质胶结，
分选较好，微波〜水平层理，M1.00〜9.33米，平均4.71米。
（20）砂质泥岩：
灰黑色薄层状，含植物根部化石，有时产完整羊齿化石、鳞木，厚0〜2.56米，平均1.04米。
（21）2煤层：
全区发育，层位稳定，变化较少，结构简单，是矿区的主釆煤层，厚0.24〜11.40米，平均1.94米。
（22）砂质泥岩：
灰黑色中厚层状，山下往上含砂量增加，有菱铁矿结核，
含丰富的植物化石、东方栉羊齿、大羽羊齿、苛达树、剑形瓣轮叶，厚0〜13.42米，平均M3.56米。
（23）细砂岩：
不稳定，灰〜灰白色，中厚层状，成分以石英、长石为主，含黄铁矿斑晶，产植物化石碎片，厚0〜6.44米，平均3.32米。
（24）中粒砂岩：
灰白〜浅灰色中厚层状，成分以石英、长石为主，层间夹砂质泥岩，底部有植物化石碎片，断续波状层理，厚0〜25.67米，平均厚13.99米。
（25）1煤层：
层位尚稳定，厚度变化极大，仅在水井头、麻元村、铁箕山井北端小块可采，厚0〜1.03米，平均厚0.4米。
（26）泥岩：
全区稳定，黑色团块状，上部含黄铁矿晶粒，中下部夹菱铁矿结核或薄层，底部为鳞片状泥岩，近煤处有0.01〜0.02米厚的黃铁矿条带，产丰富的双壳类化石，厚2.06〜38.20米，平均厚13.4米左右。
第三节井田地质构造
3.1区域构造
牛马司矿区位于东西向的白马山〜龙山隆起的南侧，祁阳弧构造带的北翼，置于一系列北东〜南西方向排列的褶皱群中，其西北有短陂桥向斜、范家山背斜、轴向为N25°〜50°E的“S”型展布。
东南为罗鼓岭背斜，呈\30°〜50°E”S”型分布，再往东为宋家塘向斜，轴向\35°〜40°Eo（见右图）
3.2区域构造特征:
时直立或倒转，构造复杂，东南翼较缓，背斜与之相反。
3.3区域构造形态
矿区为一不对称的向斜构造，平面展布为一不规则的菱形状，向斜中段底部多呈复式向斜，其主轴呈马鞍形起伏，其方向为N25°〜45°E,东北部为N75°E,山南向北呈“S”型展布，向斜轴面北东段倾向北西，南西段倾向南东，中部近似直立，东南翼倾向较缓，倾角20°〜40°,其西南段在-50水平以下以85°倾角倒转，西北翼较陡倾角50°〜87,°东北段为60°〜70°局部直立或倒转。
第四节岩浆活动
铁箕山422采区内未发现岩浆侵入体，矿井生产过程中也未发现岩浆活动迹象。
第三章井田煤层、煤质
第一节煤层
一、煤层
井田内含煤地层为二迭系上统，龙潭组上段，含煤7层，自上而下依次为I、1【、III、IV、V、VI、VII,其中II煤层为主釆煤层，厚度0.24〜11.40m,-般厚
1.94m,较为稳定，丨煤局部可采,其它均为不可采煤层，下段不含煤段厚140m。
含煤系数即煤层总厚与含煤地层总用度之比，其值为2.93%
二、煤层对比
对比方法和依据：
1•标志层和化石结核对比
（1）1煤层顶板黑色泥岩，厚2.08-33.2米，一般厚I3米左右.岩性致密均一,呈团块状构造，含大量黃铁矿晶粒及结核，上部含腕足类、腹足类等动物化石，下部含菱铁铁矿薄层或结核，近1煤处有厚0.01-0.02米的黄铁矿条带.本层层位稳定，特征明显，全矿区一致，易于辨认，而且与上覆大隆组硅质灰岩相连,是对比1煤层的可黑标志。
（2）2煤直接顶板灰黑色砂质泥岩，厚0-13.42米,一般厚4米左右.含丰富的单网羊齿和荷达树植物化石，化石之完整，清晰程度为其它层位所没有，因此,是对比2煤层的良好标志层。
（3）3煤层直接顶板灰黑色砂质泥岩，水平层理，距3煤顶0.5-1米处富产裂齿蛤、肌束蛤、变带蛤等双壳类动物化石，是对比3煤的可靠标志.卑0.9-9.46米，一般厚5米左右.
（4）6煤直接顶灰黑色砂质泥岩中，距6煤0.4-1米处有一层0.02-0.05米厚
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的谈黄色〜黄褐色粘土岩,矿区范围内普遍存在，层位稳定,是对比6煤可靠标志层.
（5）7煤直接底中粒砂岩口色，厚层状,成份以石英、长石为主，泥质胶结，斜层理,透镜状斜层理，波痕明显，厚30-50米,平均厚40米,厚度大，岩性特征明显,是7煤的可幕标志.
2.层间距对比
矿区内各煤层的层间距均较稳定,其中主采煤层2煤层与1煤层之间的层间距最大，为11.04-37.65米，平均22.74米，相当下伏各煤层层间距的2倍,相当于1煤层至大隆组底层间距的1.5倍.由此，可进行1、2煤层的对比.
3.煤层特征对比
1煤层为薄煤层，厚0-1.03米，各钻孔平均厚度0.41米，极易尖灭，变化大.2煤层为中厚煤层，厚0.24-11.40米，名钻孔平均煤厚1.94米，全矿区钻孔见煤,除2个孔沉积不可采外，其余均在可采厚度以上，矿区内普遍发育,煤厚变化小.
4.煤质特征对比
⑴灰份（A》挥发份V）对比：
1煤层原煤¥平均为17.44%,V「平均为27.40%;2煤层原煤¥平均为7.74%,护平均为22.54%.二者相比,1煤A干均比2煤高,特别是¥二者相差悬殊,1煤为中灰煤,2煤为低灰煤.这种差异在矿区内各个井田表现均十分明显.
（2）硫（SR磷（严）对比:
1煤层原煤我平均为3.13%,精煤严平均为0.0085%;2煤层原煤肌为0.91%,精煤严平均为0.0062%.用各井田资料制成对比曲线，差异十分明显，1煤属富硫煤,2煤属特低硫煤；严虽然差异不大，1煤属特低〜低磷煤,2煤为特低磷煤，但从曲线图可以看出，二者差异仍然存在.
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（3）灰成分对比:
1,2煤层灰分差异指标主要为Fe：
03,80和酸碱度，其他成分
含量十分接近，不易对比•现将差异指标列表3-1：
表3-1灰成分对比表
煤层
FeO
CaO
SiO.+AhO.
—-■■
CaO+MgO
1煤
12.95~27.17
1.39-1.8
26.7
20.06
1.59
2煤
4.07〜19.98
2.37-12.18
9.4
10.82
6.08
5.地球物理测井曲线对比
（1）曲线幅值对比：
1煤层厚度薄0-0.71米,2煤层较厚为0.24-11.40米，但二者电性稳定，伽玛伽玛,视电阻率幅值1煤仅为2煤的一半左右.
（2）曲线形态对比：
1煤在伽玛伽玛，视电阻率曲线上呈单一小尖峰，其值低于2煤而高于煤系中所有岩层;而2煤多呈方块状或馒头状,其值高出钻孔剖面所有岩层.
（3）曲线组合特征:
1煤顶板为低阻泥岩，视电阻率维持一段直线，直线下端岀现小尖峰，即为1煤；2煤顶板为砂岩与砂质泥岩互层，视为阻率曲线为一级
高低不等的梳状曲线，是1煤与2煤的重要标志。
第二节主采II煤层煤质
经工业分析II煤层为低硫、低磷、低灰份优质主焦煤（见下表3・2）。
:
表3・2II煤层工业分析简表
煤层
煤层工业分析结果
Wf
Ag
V
Q
Pg
S
Q（Mg/Kg）
Y
工业牌号
II
原煤
1.06
8.47
21.13
7918
0.013
0.88
33.29（16）
16
JM
煤
精煤
1.08
3.51
21.78
8718
0.006
0.65
33.15（23）
I
原煤
1.02
15.14
26.09
7324
0.006
3.29
27.85-35.38
9
焦煤至瘦煤
煤
精煤
1」7
7.99
23.40
8639
0.007
2」0
24.17-35.46
第四章422釆区概况
第一节采区位置与邻近采区关系
422釆区是铁箕山煤矿的一个采区，位于牯牛村一带。
东以F4E082断层为界，西至4227（3）石门为界，上为4126未采区，下为522未采区。
第二节采区与地表的关
该采区地表为主要是农田，部份是旱田、民房、水塘，西端有桐木溪小河流过。
第三节釆区要素
422采区平均走向长200m,倾斜长平均161m：
倾向长平均108m。
采区平面
积约21600m2；斜面积约32200m2o2煤层倾角45~50度，平均倾角48度。
第五章422釆区煤层
第一节煤层及煤质
一、采区煤层：
主采】【煤层，煤层厚度最小0.36m,最大3.0m,平均2.02m：
可采程度为全区
可采，开采与勘探资料综合计算，煤层可采性指数36%；煤厚变异系数
0.078。
根据《矿井地质规程》评定标准，应为较稳定煤层。
采区煤层情况见表5-1
表5T煤层情况
煤层总厚
（m）
1.6-2.4
煤层结构
煤层倾角
（度）
45-50
平均厚度
2.0
简单
平均倾角
48
可采指数
0.85
变异指数％
稳定程度
较稳定
根据上部零星揭露的情况，本工作面煤层较复杂煤厚在1.6~2.4之间。
在断层
F4E08I附近，煤层可能有圧薄现象。
二、煤的物理性质
黑色具玻璃光泽，煤岩类型属半亮型，一般呈条带状结构，呈贝壳状断口。
硬度2,裂隙发育、实测容重1.3t/m3o煤层厚变化不大，属稳定性煤层，煤厚变化的原因主要山于断裂构造引起。
三、煤质
采区煤质情况见表5-2：
表5-2煤质情况
wf
（%）
A£
（%）
Vr
（%）
Qdt
FC
（%）
SSQ
（%）
Y
工业牌号
2.12
3.55
21.7
7918
0.05
0.78
15
JM
根据邻近工作面煤质化验资料所得，本采区所控制的二煤为低磷、低硫、低灰份的优质主焦煤。
第二节采区地质构造
本采区为一单斜构造，煤层倾向在192°~195°之间。
倾角为45°~50°之间,平均倾角为48°,属急倾斜岩层。
本釆区上部所揭露正断层F4E08I落差为2米,见下表5・3。
表5-3煤层产状
构造名称
倾向
走向
倾角
性质
落差（m）
对回釆的影响程度
F4EO81
218
308
50
正断层
2
补掘
矿井内主要构造，简述如下:
一、褶皱构造：
本矿井座落于牛马司向斜中部西翼，其地层倾角较平缓，一般为20°〜25部分地段40°〜50°，总的趋势是浅部较陡，深部较平缓，并且沿岩层走向具波状起伏，形成次一级的褶皱构造，自南向北由一水平波及到二水平的褶皱有杨柳桥向斜，杨家大院背斜。
从西南向东北依次有：
1.西冲倾伏背斜
位于主向斜的东南翼，在西冲村至摩天岭一带，向西北倾，方向为\25贈，延长400余米，倾没于深部。
背斜背部受断层破坏，形态仍然可见，两翼产状很缓，一般只有10°。
2.高桥紧闭向斜
位于主向斜东翼，在杨柳桥至清真寺一带，轴向N25°W,向深部延展2000余米与主向斜相交，西南翼产状较缓，一般为15°〜20°,东北翼较陡，25°〜80°。
轴部发育一组与向斜轴大致平行的小型褶皱和断层。
3.寨子山倾伏背斜
位于主向斜东南翼，高桥向斜以北，在增野山一带，以N50IV方向倾伏于主向斜，约500余米，西南翼即高桥向斜的东北翼产状较缓25。
左右。
4.鸟祖山向斜
位于主向斜西北翼转折处，鸟祖山一带，轴向S35°E，两翼基本对称，倾角较陡，为40°〜60°,延深长750米左右与主向斜相交，与高桥向斜相对应。
二、断裂构造：
断裂比较发育，铁箕山矿井田内断层统计见表（5-4）:
表5-4铁箕山矿井断层统计表
矿井\^^
HM20
20NH>10
10^H>5
5MH>2
总计
条数
%
条数
%
条数
%
条数
%
铁箕山
5
15.6
6
18.7
8
25
13
40.6
32
井田内主要断层见下表5-5：
表5-5主要断层简表
断层编号
产状要素
性质
落差（m）
备注
走向
倾向
倾角
FIVE005
N60°W
sw
75°〜78。
正断层
28〜50
FIVE006
N20°W
sw
60°
正断层
27
FIVE007
N15〜24°W
sw
67°〜70°
逆断层
0〜28
FIVE010
N75°W
sw
61°〜80°
逆断层
46
FIVE009
N34〜40°W
sw
70°〜78。
逆断层
0〜20
三、井田构造形态、特征发育程度、展布方向:
1、本矿井地质构造以断裂为主，褶皱次之，主要断层密度从西翼往东翼逐渐减少，西翼大至每200〜400m出现一条较大的断层，东翼间距加大，断层方向以伪倾斜为主，并在断层两侧发育着次一级小构造。
2、一般来说断层在浅部落差大，伸向深部断层落差逐渐减小其至尖灭或以褶皱形式继之，但个别也有断层中部落差大，至两头逐渐减小至尖灭的情况。
3、本矿井以正断层为主，落差一般为5〜15m左右，40m以上者甚少。
第六章422釆区开采技术条件
第一节水文地质情况
一、地表水
铁箕山矿井为一宽缓盆地，四周较高、最高标高为北部牯牛岭+3O8.5m,最低+240m。
一般为+255m〜+280m，总的地势为北高南低的低山丘陵地形。
本矿区处于温带、气候温和、雨水较多、植被发育，最高气温39°C,最低-6.2°C年降雨量为110〜1600mm,一般1300mm,水系发育沟溪其多,主要河流有邵水从矿区南部流过到邵阳市注入资江；西洋江从西北流向东南横切矿区，在双江口注入邵水；桐木江为间歇性的小溪，山西北转向东南穿过矿区，汇于邵水，地面山塘水库较多，但贮水量较少，对开采并无大的影响。
二、含水层、隔水层
1、含水层
煤系地层上缓大隆灰岩、大冶灰岩，前者含
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