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1、第一章 矿区概述及井田地质特征第一节 矿区概述一、 地理位置与交通 1地理位置四矿位于河南平顶山矿区西部，平顶山市西北郊约5km，为平煤集团总公司的主干矿井之一。行政区划隶属平顶山市管辖，主井地理坐标东径1131326，北纬334703。 图1 -1 四矿交通位置图2 、范围四矿主要开采己煤段煤层中的己15，己16-17煤层，现确定的边界如下：北部：以-800m底板等高线为界。东部：与三矿相接，。南部止于各煤层露头风氧化带。西部：与十一矿毗邻。3、交通条件井田东部和西部分别有京广、焦枝两条铁路干线穿过；东南距孟（庙）宝（丰）铁路线上的平顶山火车站9km，该站向东70km与京广铁路孟庙火车站相接
2、；向西与宝丰火车站约28km与焦枝线相接。矿区专用铁路通过矿口与国铁接轨。公路四通八达，向北经襄城可分别至许昌、禹县、新郑、郑州；向北西经郟县至临汝、洛阳；往西经宝丰至鲁山，向南可通往叶县、舞阳、南阳等地，交通极为便利。见交通位置图二、 自然环境 1、地形地貌平顶山煤田地处汝河以南、沙河以北的低山丘陵地带。北部主要由二迭纪平顶山砂岩组成的低山，自西向东有红石山、龙山、擂鼓台、落凫山、平顶山、马棚山等，为地表分水岭，最高点擂鼓台标高+505.60m，龙山+464.37m；南部主要由震旦纪片岩和片麻岩及寒武纪灰岩组成走向西北的丘陵山地，有蝎子山、芦山和九里山，海拔+150158m。井田位于低山丘陵
3、的槽形谷地之间，为一北高南低的倾斜平原。标高+90130m。2河流沙河位于井田外南部，流向东南，属淮河水系，河床宽阔坡度平缓，最大流量3300m3/s；旱季流量为0.8m3/s。西南部的白龟山水库为本区最大的地表蓄水体，库容量为3.21亿m3；南部湛河呈东西向从井田南部煤层露头带经过。红旗渠自井营经九矿流入井田，为一农田灌溉水渠，此外井田内发育有多条南北向季节性冲沟，雨后洪水汇入湛河向东排泄。3 矿区气候条件本区属大陆性半干旱气候，夏季炎热，冬季寒冷，四季分明。最高气温42.6(1996年7月19日)，最低气温-18.8（1955年1月3日），历年平均气温14.9，冰冻期一般为11月到次年3月
4、。年最大降雨量1323.6mm（1964），年最小降雨量373.9mm（1966），年平均降雨量742.6mm，月最大降雨量366mm（1971年6月），雨季多集中在七、八、九月份，约占年降雨量的50%。年最大蒸发量2823.6mm（1959），年最小蒸发量1490.5mm（1964），月最大蒸发量408mm（1959年7月），月最小蒸发量40.7mm（1957年1月）。平均绝对湿度13.5mm，平均相对湿度67%，最大冻土深度14mm（1977年1月30日）。冬季多北风和西北风，最大风速24m/s，平均风速2.8m/s。4水源电源井田内第三、第四系含水量相对比较丰富，可作为矿井供水水源。平顶
5、山各矿工业及生活用水主要以白龟山水库和沙河古河床为取水水源。但由于水量有限，先后在二矿、五矿和七矿建立水厂，对矿坑排水进行资源化处理，取得了良好的经济效益和社会效益。目前，三个矿共计理水量达5万m3/h，经化验符合饮用水标准。五矿目前以本矿矿井排水为供水水源，主要来源于寒武纪、石炭纪灰岩裂隙岩溶含水层，取水量8001500m3/h，日净化水量1.11.5万t/d。水质类型为HC03-CaMg型，经处理后各项指标均符合工业及生活用水国家标准。除供本矿工业及生活用水之外，部分供六矿用水，并将为九矿电厂提供用水。目前，供水水仓容量8500m3，二期改造后可达15000m3。矿区内现有平顶山电厂，装机
6、容量1.5万kW，供本区工农业用电。矿区里有五矿变电所，永久电源由平顶山220kV变电站供给。第二节 井田地质特征一、井田地形及煤系地层概述区内老地层在湛河以南，含煤地层在湛河以北的沟谷中有零星出露。低山丘陵主要由二叠系石千蜂组砂岩和平顶山砂岩组成。其余均为第四系覆盖，露头稀少。根据1：5000的地质填图和钻探工程揭露，地层从老到新主要为：寒武系、石炭系、二叠系、第三系和第四系。二、含煤地层 井田内含煤地层为石炭系太原组、二叠系山西组，下石盒子组和上石盒子组。含煤地层厚556-1090m，平均为796m，含煤2156层，其中有可采和局部煤层。根据岩性分为八个煤段，可采煤层以己煤段为主要煤层，并
7、且此次设计开采己煤段(见图3-1)。现将含煤地层自老到新叙述如下：图12 含煤地层柱状图三、井田地质构造平顶山煤田处于秦岭纬向构造带的东延部分，淮阳山宇型构造的西翼反射弧顶部，由于受纬向构造带和淮阳山宇型的双重控制和影响，形成了少许轴向NW的复式褶皱，并发育以NW向为主的张扭性和压扭性断裂，伴有少量NE向张扭性断裂构造。向斜周缘由NW和NE向的高角度正断层切割，构成煤田的自然边界。同时，使煤田成为四周断陷盘地烘托的隆起断块。断块内构造仍以断层为主，褶皱为辅。 境内的锅底山断层，F1，F3和F6为正段断层；F2，F4，F5断层为逆断层；另外在井田内还有一些小断层，落差都是几米。 井田构造属于中等
8、类型。四、矿井涌水量地质报告中预计矿井涌水量：正常500-5503/h 最大680m3/h第三节 井田煤层特征一、煤层埋藏条件及围岩性质本井田主要含煤地层为下二叠统山西组的己组煤。主要可采煤层为二己15，己16-17煤层本组为含煤地层的己煤段，顶界位于砂锅窑砂岩的底界面，与下伏地层呈整合接触。 由灰深灰色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、细粒砂岩和煤层组成。含煤45层，其中己15煤层和1617煤层为全区主要可采煤层。底部砂岩有时相变为砂质泥岩，可作为辅助标志层(K3)；中下部的大占砂岩为细中粒长石石英砂岩。厚0.828m，平均厚8m，层面上富集有大小不等的白云母片，具大型板状交错层理。其岩性和层位均较稳
9、定，是区域性的良好标志层(K4)；顶部泥岩具鲕状结构，含有褐紫色斑块，俗称小紫泥岩。本组厚5398m，平均75m。主要化石有： Lingula sp (舌形贝，未定种)， Sphenophyllum thonii (畸楔叶)， Lobatannularia sinensis (中国瓣轮叶)， Cladophlebis manchurica (东北枝脉蕨)， Gigantonoclea lagrelii (波缘单网羊齿)， Emplectopteris triangularis (三角织羊齿)。 根据丰富的动植物化石和其他沉积特征，本组以潮坪和三角洲平原沉积为主。具体平煤五矿可采煤层特征见表1-
10、1。表1-1 可采煤层特征一览表时代煤段名称煤层编号煤厚(m)平均傾角围岩性质 稳定程度煤层结构煤层间距顶板底板P11己煤段己150.81-9.512泥岩中粒砂岩稳定简单20m10.0己16-170.91-9.5612泥岩细砂岩砂质泥岩稳定简单10.1二、煤层特征1己15煤层 位于山西组下部，上距砂锅窑砂岩(K5)3981m，平均60m。时有炭质泥岩伪顶，直接顶为泥岩或砂质泥岩，厚510m，老顶为中粒砂岩，厚1020m；伪顶为炭质泥岩，底板即己16-17煤层之顶板。己15煤层厚0.815.33，平均3m。煤呈块状、鳞片状、粒状，煤层结构简单，区内未见夹矸。在井田范围内，从东向西煤层厚度变簿，稳
11、定煤层。2 己16-17煤层 位于山西组下部，上距砂锅窑砂岩(K5)4699m，平均70m，距己15煤层20m,有厚约0.20.5m的炭质泥岩伪顶，直接顶板为厚约10m的泥岩和细砂岩互层，老顶为58m的细中粒砂岩；底板为厚4.810m的泥岩或砂质泥岩，致密坚硬。 己1617煤层厚0.9010.01平均10m。煤多呈块状、粒状、间或有鳞片状，易碎为粉末。矸，多数为一层，属结构简单型煤层。 井田内大部地段己16-17煤层为合层，仅局部地段，如43、44线之间，432孔以南，向西到23071切眼400m处，进入回风巷44-10孔附近，分叉为二层，夹矸厚度0.42.12m，平均1.05m。 据钻孔及井
12、下揭露资料可知，己1617煤层厚度一般较稳定,属全区较稳定可采煤层。三、煤的物理性质1、（1）己15煤层：黑色，玻璃光泽，条带状结构，局部为线理状、透镜状或鳞片状结构。层状构造。硬度12。（2）己1617煤层：黑色，玻璃光泽，多具条带状结构，层状构造，结构疏松，易成粉末。平坦状或参差状断口，硬度12。平均容重1.46 t/m3，据筛分试验结果，粉煤多达75以上。原煤静止角为39.5，摩擦角为31.4，散煤容重为0.75t/m3。2、煤的工业分析煤的工业分析表1-2煤层名称水分M(%)灰分A(%)挥发分V(%)含油量P(%)含硫S(%)胶质层厚Y(m)发热量（MJ/kg）备注己150.9213.
13、5732.458370.4828.0734.54己16-170.9916.2730.455930.4125.9933.853、瓦斯、煤尘及自燃瓦斯：井田内瓦斯含量不高相对瓦斯涌出量为4.6 M3/吨。确定设计按低瓦斯矿井考虑。煤尘：经鉴定，一般无煤尘爆炸危险。设计按无煤尘爆炸危险考虑。自燃自燃发火期为6个月。四、矿井工作制度矿井工作日为30 0天，日工作班数为4班，其中三班生产，一班检修，每天净提升时间为14小时。 五、矿井设计生能力经过矿井的建设， 矿井的主要生产环节已经形成，矿井设计产量在0.9M/t左右，对于技术改造后的矿井规模，实际认为1.16M/t比较合适。主要理由如下：1、矿井储量
14、是决定矿井生产能力的关键，本矿井800水平以上保有地质储量约107.78Mt，可采储量62.60Mt,生产能力为1.5Mt/a, 矿井的服务年限为32.1年。对于技术改造后的矿井，该矿井服务年限符合要求。 2、矿井的构造因素：矿井走向长2000,倾向长1000m,其中南部有1.0km 深处于五条断层之间，北部有0.6km在3条断层之间，煤层被切割成大小不等的块段，不能布置综合机械化工作面。 3矿井的开采技术条件：本矿井为高瓦斯矿井，瓦斯相对涌出量1.3M3/t。第四节 矿井开拓、采区布置及工作面装备 一、矿井开拓 矿井开拓方式为立井开拓，工业广场布置有一对立井。矿井共分三个水平，水平标高分别为
15、-68m,-291m,-550m。-291m,-550m水平采用暗井延伸（并作为采区下山、每水平布置有胶带输送机，轨道和进回下山各一条）。矿井的通风方式为分区对角式。 矿井共有五个井筒，分别主立井、副立井、南翼斜风井、南翼回风立井和北翼回风立井。主立井净直径5m,井深291m，承担煤炭提升任务，副立井净直径6m，井深256m，承担辅助提升任务，南翼斜风井斜长273m，断面9.4m3,承担安全出口任务，南翼回风立井净直径4.5m，井深491m,承担南翼采区回风，北翼回风立井净直径6m,井深314.1m,承担北翼采区回风。 矿井-69m水平已经开采完，目前生产主要集中在-291m水平。 三矿为高瓦斯矿井，通风方式为中央对角式，核定通风能力为1.508Mt
