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1、1. 矿井设计基本情况1.1 矿区概述及地质特征1.1.1 矿区概述1. 交通位置杜家沟煤矿位于杜家沟市东部、太行山南麓，行政区划隶属杜家沟市管辖。井田中心东南距杜家沟市39km，西南距临汾市50km，东北至晋中市17km，南距获运城20km，其间均有公路相通。交通非常便利，图1-1图1-1 交通位置图2. 自然地理 (1）、地形地貌：杜家沟井田位于长治盆地西部，全区均为第四系黄土掩盖，地形较平缓，局部冲沟发育，为高原盆地内的河谷平原区，海拔标高为9051034m，工业广场标高为937m。 (2)、气象：根据屯留县历年气象资料统计，年降雨量540 m m，年蒸发量为降水量的 26.3倍，属暖温
2、带半湿润半干燥大陆性季风气候，冰冻期为每年10月至次年4月，最大冻土深度为75厘m。(3)、水系：除井田南部绛河由西向东流经本井田，井田北部有阎村、常隆两座小型水库外，其它地表尚无大的水体存在。(4)、地震：山西省抗震工作办公室等三单位，于1979年以(79)晋抗字第1号文“关于颁发山西省地震裂度区划图及说明的通知”，将屯留县划分为6度区。(5)、经济：由于矿区范围内地势平坦，交通便利，土壤和水利条件较好，再加上矿产资源丰富，为当地的经济和社会发展提供了良好的条件。随着矿区煤炭生产的快速发展，也带动了周围乡镇经济的发展，矿区间村以上的行政单位均通公路、电话和供电，并建立了学校、商业网点和医疗卫
3、生网点，逐步形成了以矿区为中心的集镇、居民点和工商业服务网点，使矿区城镇化的水平日渐提高，成为屯留县经济文化较发达的地区之一。3. 煤矿地层杜家沟井田均为第四系黄土所覆盖，仅于北部阎村、常隆一带有二迭系上石盒子组地层零星出露。综合柱状图见图1-2。根据钻孔揭露情况，将地层发育情况由老到新叙述如下： (1)、奥陶系中统马家沟组O2m岩性为灰色深灰色厚层状石灰岩，局部裂缝溶洞发育，并为灰白色铝质泥岩、黄铁矿、菱铁矿等充填。 (2)、石炭系中统本溪组C2b该组厚度1.3513.43m，平均9.11m。岩性以灰色块状铝土泥岩为主，局部发育灰白色中厚层状中粒砂岩、砂质泥岩以及底部山西式铁矿层。与下伏地层
4、假整合接触。 (3)、石灰系上统太原组C3t本组厚度99.35119.16m，平均厚度108.38m左右。底部以K1砂岩与本溪组分界，顶部以K7砂岩与山西组分界，是本区的主要含煤地层之一。主要由45层石灰岩及灰色砂岩、灰黑色泥岩和710层煤层组成。其中153煤层为可采煤层，厚度02.73m，平均厚度1.66m，但冲刷面积较大。属典型的海陆交互相沉积，旋回结构明显，但岩性岩相较为复杂。本组发育四层较稳定的石灰岩及一层局部发育的石灰岩。().二叠系下统山西组1S本组厚度40.9797.55m，平均厚度约55.69m。是本区主要含煤地层。岩性主要为灰白色、灰色中、细粒石英砂岩，灰色、灰黑色粉砂岩、砂
5、质泥岩，夹14层煤。其中下部的3煤层为主要可采煤层，厚度4.847.32m，平均厚度6.09m，3煤上部多有一层灰色细、中粒砂岩，厚度数m至十余m，为3煤老顶，与下伏地层太原组呈整合接触。().二叠系下统下石盒子组1x本组厚度44.278m，平均厚度约59.55m。连续沉积于山西组地层之上，顶部为一层紫红、紫灰等杂色含鲕粒的厚层状铝质泥岩或砂质泥岩（俗称桃花泥岩），中下部为灰色泥岩，砂质泥岩，灰色、灰白色石英砂岩。底部以一层灰白色厚层状中、粗、细粒石英砂岩8与山西组分界。().二叠系上统上石盒子组1sh本组厚度309.8408.31m，平均厚度约353.87m。岩性为紫红色、紫灰等杂色泥岩或砂
6、质泥岩，灰色、灰白色、黄绿色细、中、粗粒石英砂岩。底部以10砂岩与下石盒子组分界。与下伏地层呈整合接触。图1-2 综合柱状简图（).第四系厚度3164.9m，平均约43.13m。是本区的主要覆盖层，岩性为棕黄色、浅黄色亚粘土，含砂质粘土，夹姜石、砂砾层，顶部为耕植土，与下伏地层呈角度不整合接触。4. 井田构造特征杜家沟井田位于潞安矿区中部，构造以褶曲为主，地层走向近南北，向西倾斜，倾角36。东部以单斜为主，伴有近东西向波状起伏；西部为近南北向褶曲。断层不发育，井田范围内尚发育有四条落差2030m和两条落差510m的小中型断层。现分述如下： 1、F1断层：为1011号钻孔所见，推断走向北20西，
7、倾向南西，倾角60，为上盘上升的逆断层。1011号钻孔545m见破碎带，2石灰岩重复，15-3号煤层重复，显属三个逆断裂所致，总落差30m，延长1500m。 2、F2断层：走向北80东，倾向北西，倾角70，为常22、2012、2013、517号钻孔控制。常22号钻孔缺失3号煤层以下至K5石灰岩以上的一段地层，据测井曲线解释，461m有破碎带，落差30m。2012号钻孔深421m见破碎带，K10至3号煤层的间距和邻近钻孔相比缩短15m，向西延至2013号钻孔附近尖灭，向东延至517号钻孔附近尖灭，全长3.5公里，为正断层。 3、F64断层：位于杜家沟以北，走向北50东，倾向南西，落差10m，为上
8、石盒子组地层露头所显示，推断延长500余m，为正断层。 4、65断层：位于64断层以南，走向北75东，倾向南西，落差5m，为上石盒子组地层露头所显示，推断延长500余m，为正断层。5. 井田水文地质条件杜家沟井田在精查勘探阶段，仅对2012号钻孔基岩风化带段进行了抽水试验和1063号钻孔277287.10m上石盒子组涌水段做了涌水试验，水文地质工作量较少。结合区域水文地质特征，杜家沟井田初步划分了11个含水层，即奥陶系灰岩为1号含水层，太原组K2、K4、K5灰岩分别为2、3、4、5号含水层，山西组K7砂岩为6号含水层，3号煤层顶板砂岩为7号含水层，下石盒子组K8砂岩为8号含水层，上石盒子组基岩
9、风化带为9号含水层，第四系下更新统为10号含水层，第四系中更新统为11号含水层。85年10月14日，矿务局地质队在主、副井之间补打1个检查孔，该检查孔采用流量测井新技术，通过测量钻孔中垂向水流的变化来划分含水层的位置，基岩风化带以下共探明含水层11个，比精查报告多4个。结合精查地质报告及检查孔资料，杜家沟井田共发育含水层15个，各含水层情况见表1-1，现分述如下：表1-1 各含水层情况表 含水层编号层位及岩性层厚（m）水位标高（m）单位涌水量(ls、m)渗透系数（m/d）含水性质15第四系中更新统表土埋深510m受大气降水影响潜水14第四系下更新统砂土3660927.29943.741.311
10、6.66孔隙水13基岩风化带50943.130.0460.086裂隙水12上石盒子组上部中、粗砂岩4.00914.520.05561.21裂隙水11上石盒子组中部细、中砂岩10.74915.3220.0710.27裂隙水10上石盒子组中部中砂岩10.49909.3220.2533.88裂隙水910粗砂岩4.412864.9220.582.05裂隙水88 细、中砂岩019.68裂隙水73号煤顶板砂岩7.50786.2420.0430.26裂隙水67中、粗砂岩9.80786.2420.01080.097裂隙水55石灰岩1.13含混抽水裂隙水4石灰岩3.630.055裂隙水3K3石灰岩2.510.0
11、017裂隙水2K2石灰岩2.6211.60王庄16号孔为7140.00050.916裂隙溶洞水1中奥陶统马家沟组灰岩500600714720岩溶水1号含水层：中奥陶统马家沟组灰岩，共分八段，区域水位标高690m左右，岩溶含水性表现为“上弱下强”的特点，为丰富含水层，岩溶埋藏标高约300500m，预计杜家沟井田水位标高在660m左右。2号含水层：太原组K2石灰岩，层厚2.6211.60m，覆于15号煤层组之上，水位标高714m，含水性不均，个别地段含水丰富，一般属较弱含水层。3号含水层：太原组K3石灰岩，层厚2.51m，裂隙一般不发育，为弱含水层。4号含水层：太原组K4石灰岩，层厚3.63m，为
12、较弱含水层。5号含水层：太原组K5石灰岩，裂隙不发育，为较弱含水层。6号含水层：山西组K7砂岩，层厚9.80m，裂隙不发育，为较弱含水层。7号含水层：山西组3号煤层顶板砂岩，层厚约7.5m，裂隙不发育，为较弱含水层。8号含水层：下石盒子组底部K8砂岩，层厚019.68m，厚度变化较大，为较弱含水层。9号含水层：上石盒子组底部K10砂岩，厚4.412m，矿区普遍发育，水位标高约865m，承压206.72m水柱高，由于该含水层厚度较大，面积广，具有良好的多年调节性能，承压水动态比较稳定，为较丰富含水层。10号、11号含水层：为上石盒子组中部的两层砂岩。在主、副井检查孔中，10号含水层深207.31
13、m，厚10.49m，11号含水层深187.50m，厚10.74m。这两个含水层是两个连续沉积旋回的含水层，它们中间是半隔水层，可以通过半隔水层的顶底板获得相互补给，因此，这两个含水层均为较丰富含水层。12号含水层：上石盒子组上部的一层中、粗粒砂岩，主、副井检查孔深118.6m，厚4.0m，一般为较丰富含水层。13号含水层：为基岩风化带，厚50m左右，由破碎泥岩、砂岩组成，水位标高934.13m，含水较丰富，风井筒施工中，该含水层造成突水，最大涌水量达280m3/h。14号含水层：第四系下更新统，厚3660m，以粉砂、细砂、粘土质砂、砂砾层组成，为孔隙水，水位标高927.29943.74m，为丰
14、富含水层。15号含水层：第四系中更新统，水位埋深510m，多为农村生活用水，含水性较弱，受大气降水影响明显。杜家沟井田各可采煤层均处于深埋区，属于深部井田，煤系内及以上邻近基岩含水层，远离露头区，与地表水体和第四系含水层无水力联系，地下水补给条件差，含水层富水性弱。本井田主要可采煤层为3号煤和15-3号煤。3号煤的主要充水含水层为其上覆的砂岩裂隙含水层；15-3号煤主要充水含水层为上覆太原组石灰岩的岩溶含水层。根据上述矿床主要充水含水层的含水空间特征，充水方式及水文地质条件的复杂程度，井田矿床水文地质类型可划分为两类：山西组3号煤层开采时，水文地质类型为第二类第一型，即水文地质条件简单的顶板直
15、接充水的裂隙充水矿床。6. 瓦斯、矿井涌水情况矿井正常涌水量608.2，矿井最大涌水量 678.4，井型为大型井，年设计生产能力4.00Mt，矿井为高瓦斯矿井。矿井2004年瓦斯等级鉴定为高瓦斯矿井，矿井瓦斯绝对涌出量48.22 m3/min，相对涌出量4.89m3/t。根据矿井地质情况表明，矿井瓦斯涌出量与煤层深度基本成正比关系，选择通风系统主要考查矿井开采技术条件和开拓开采设计，同时尽可能地减少井巷工程量和通风运营费，设备运输及维修费等经济问题。同时还要根据上述问题思考是否要灌浆、煤层注水及抽放瓦斯等。 矿井困难时期通风量为160 m3/s，容易时期通风量为162 m3/s。7. 煤层特征(1)、煤系地层：含煤地层为下二迭系
