采矿工程 论文

第一章 矿井概况

第一节 井田地质特征

一、矿井概述 1.地理位置 大同矿区位于晋北，地跨大同、左云、右玉、山阴等五个县市。忻州窑矿位于大同煤田东北端，大同市SW75°，距大同市17.5kM，距口泉站5.3kM。井田内有五九公路贯穿，交通方便。忻州窑矿北邻云岗矿和晋华宫矿，东接大同市地方煤矿和小煤窑采空区，西南和西面为煤峪口矿。井田走向长4.179 kM，倾向长4.588kM，面积14736634.64㎡。地理坐标为东经113°7″，北纬40°4″。

2.地形、地貌特点 井田内为低山丘陵黄土地貌景观，地形比较复杂，黄土梁及“V”字沟谷发育，地势大致为北西高，东南低，地表最高点位于井田东部边界，高程1299.91m,最低点位于井田东南忻州窑沟内，高程1132.8m，相对高差204.13m。

3.交通条件 忻州窑矿S27oW为同蒲铁路运煤专线站──口泉站。北同蒲线往南至太原，往东和往西有京包线，井田中部有大同至左云公路由南往北贯

区，东南角与同泉路相接，交通条件四通八达。井田内有五九公路穿越而过，每日有班车通往各处，十分方便。

4.气候条件 本区属典型的大陆性气候，半干旱地区，其特点冬季严寒，夏季炎热，风沙严重，昼夜温差较大，现将具体资料分述如下：

⑴气温：一般较低，以年温差大为特点，年平均气温为5.1℃，极端最高气温在39.9℃，极端最低气温在-35℃。

⑵冻土：历年来冻土月份为11月至第二年4月份，最大冻土深度1610mm。 ⑶降水量:降水多集中在7、8、9三个月，约为全年降水量的60-75%，历年平均最大降水量为628.3mm，历年平均最小降水量为259.3mm，历年平均降水量448.7mm，最大日降水量为79.90mm。

⑷蒸发量：历年来蒸发量大大超过降水量，年一般蒸发量在1644-2105mm之间，平均蒸发量为1847.8mm。

⑸风：大同地区一向以风沙多而著称，西北风几乎贯穿全年，每年有风时间占全年总时间的70%，多集中在冬春季节，年平均风速为3.2m/s，最大可达17m/s。

5.地震 属地震裂度Ⅶ度区，根据《中国地震动参数区划图》，本地区地震烈度为7度，所属地震动峰值加速度分区为0.1～0.15g。

6.矿井周边小窑情况 井田内小窑有五座：分别是大同市南郊区云岗镇刘官庄村股份煤矿，批准开采3#层；大同市南郊区云岗镇张榆联营煤矿，批准开采2#、7#层；大同市南郊区水泊寺乡泉子沟煤矿，批准开采2#层；大同市南郊区平旺乡煤忻煤矿，批准开采12#、13#层。

井田周边小窑有六座，分别是大同市南郊区兴旺煤矿，批准开采9#、10#、-12-1#合并层。大同市南郊区口泉乡三脚沟煤矿，批准开采石炭系3#、5#、8#煤层；大同市城区新河煤矿，批准开采10#、15#煤层；大同市南郊区平旺乡大北沟村煤矿，批准开采10#层；大同市矿区大北沟联营煤矿，批准开采7#、9#、10#、12#层；大同市精通实业公司兴旺煤矿，批准开采9#、10#、12#煤层。

7.矿区工业概况及建材供应情况 矿区地处山区，土地贫瘠，又受干旱影响，基本没有农作物。工业生产主要是采煤，在矿区内有砖瓦厂、水泥厂，沙石能就地解决，其它钢材等靠外购。

8.河流水源、电源情况 本区属海河流域，桑干河水系，井田内无大的地表水体，较大的沟谷为

明灯寺与忻州窑沟，且常年无水，只是在雨季有短时洪水流经，并与甘河相接，向东汇入桑干河。忻州窑沟为本区主要河沟，由西北向东南斜穿本井田，经过主、副井口附近，全长8700m，汇水面积28kM2，平时仅有矿井排水，洪水季节水位突然猛涨。一般使用明灯寺水厂供水。

矿井供电主要来自忻州窑变电站，该变电站由双回路电源供电，分别为煤州线和四州线，供电电压35kV，经两台6300kVA主变降压后输出6kV电压。 二、井田地质特征 1.地层 A寒武系中统

为紫红、猪肝色页岩，灰色白云质灰岩，与下部地层整合接触关系。 B寒武系上统

为深灰色及浅灰色灰岩，灰色竹叶状灰岩、页岩及泥灰岩等。与下部地层整合接触关系。

C石炭系中统本溪组

厚15.3---35.36m，平均厚度25.93m。下部为紫红色、暗红色粉砂岩及风化壳成岩物质，上部为紫红色、灰绿色泥岩，粘土岩夹粉砂岩及细砂岩，中下部有1---2层铝土质岩层。与下部寒武系灰色竹叶状灰岩地层为平行不整合接触关系。

D石炭系上统太原组

厚15.66---67.81m，平均厚度40.67m，为大同煤田下部含煤系地层。岩性中上部以深灰色、黑灰色泥岩，碳质泥岩为主，下部以灰色、灰白色粗砂岩为主，夹粉砂岩及碳质泥岩或二者互层。主要含三个煤组，1---5号煤组，8—9号煤组，10号煤组。煤层总厚度2.5---26.4m，煤层结构复杂。本组与下部地层整合接触关系。

E二叠系下统山西组

厚6.51----58.54m，平均厚度24.41m。上部以灰色细砂岩为主，局部为灰色中粒砂岩、中下部为灰色粗砂岩，含煤三层，但均不可采，与下部地层整合接触关系。

F侏罗系下统永定庄组

厚19.69---83.80m，平均厚度56.68m。上部主要为紫红、杂红、灰色粉砂岩，中部为灰白色中粒砂岩、底部为灰色粗砂岩。与下部地层为微角度不整合接触关系。

G侏罗系中统大同组

为大同煤田上部主要含煤地层，厚度116.09---248.0m，平均厚度216.0m。为灰白色中粗砂岩，灰白色细粉砂岩，碳质泥岩组成。中粗砂岩成分为石英、长石及少量云母等，胶结物主要为泥质与钙质，大同组底部普遍发育一层粗砂岩。与下部地层平行不整合接触关系。

H侏罗系中统云岗组

岩性为白色、灰白色中、粗砂岩，上部为灰黄色，紫色、紫红色、灰绿色砂岩、粉砂岩及砂质泥岩组成，底部为灰白色含砾粗砂岩或砾岩（K21标志层）；厚11.14-210.69m，平均厚124.42m，与下伏地层呈整合接触。

I第四系中、上更新统

分布于梁茆及沟谷两侧，上部为浅黄、褐黄色松散状黄土，下部为棕红色亚粘土、亚砂土；厚0-37.2m，平均8.46m，与下伏地层呈角度不整合接触。

J第四系全新统

分布于沟谷内，由现代河流冲积、洪积物组成，与下伏地层为不整合接触。

上述所叙井田内地层，除寒武系外，其它地层在钻孔中均有揭露，而且与大同煤田东部边缘出露地层可靠对比，尤其含煤地层，在大同煤田内均有煤矿开采，其对比标志层明显，可将大同组地层与太原组地层可靠对比。

附地质综合柱状图

层厚（M）地煤 系层界 厚最小——最大平 均（M）117.27深灰色粉砂岩，细砂岩及粉细砂岩互层，局部夹厚层中粗砂岩，含植物茎叶化石及其碎屑。10煤，单一结构，不稳定，主要分布在井田的东部。上部为灰色粉砂岩、细砂岩，中夹厚层中粗砂岩，下部为细砂岩，底部有薄层兹砂岩及炭质页岩，含植物化石碎片。煤，单一结构，极不稳定，1111与11 合并为2.50-5.41/4.01分部在井田南部，与11 12 三层合并2为7.33-9.23/8.34与11 12合并为7.02-12.99/8.74均分布在井田西北部。21柱 状1：500煤层编号岩 石 名 称 及 岩 性 简 述侏132.260 — 2.00罗0.78系大1.74—40.96同18.41组151.560.20—3.650.890 — 38.749.510 — 3.441.200 — 30.7313.750 — 3.750.830 — 24.905.690 — 2.520.790.70—18.086.83191.480 — 5.611.320.55—10.664.56196.310 — 1.370.27207.98183.338.15—29.0714.21162.27灰色粉砂岩，细砂岩，中夹中粗砂岩。煤：单一结构，稳定11211，与12 两层合并为15.57-5.97/5.74，与12 三层合并5.29-8.24/6.47均分布于井田北部176.85顶部为灰色粉砂岩，局有部为有薄层炭质泥岩，中部为灰白色中粗砂岩，中下部为灰黑色粉砂岩，和灰白色细砂岩，底部为炭质泥岩，含植物根化石1212煤：单一结构，不稳定与12 合并层为1.60-7.60/3.25，分布于井田的西南部，12 分布于井田东部，南部。深灰色粉，细砂岩互层，夹少量中砂岩，粗砂岩，含植物根化石。122煤：单一结构，稳定，主要分布于井田的中部。顶部为灰白色粉砂岩，细砂岩及中粗砂岩，中部为灰色粉砂岩，中下部为中粗砂岩，底部为薄层粉砂岩夹煤线或炭质泥岩，含植物叶片化石及其碎屑。214煤：单一结构，不稳定，井田分布较广。灰白色粉砂岩，细砂岩，顶部局部有炭质泥岩，含植物化石碎屑。14煤：单一结构，不稳定，主要分布于井田的中部3

图1-1 综合柱状图

2.煤系地层 井田为双纪煤田，上煤系为侏罗系大同组和云冈组，下煤系为石炭系太原组和二叠系山西组。

上煤系大同组由陆相碎屑及煤层组成，底部K11为含砾粗砂岩，出露厚度116.09--248.0m，平均210m，含煤20层其中可采13层，煤层平均厚度22.69m，含煤系数10.8％云冈组主要由砾岩及砂岩组成，夹薄煤层1--3层，局部可采。

下煤系太原组主要由砾岩、砂质页岩与煤层组成，底部Ｋ２为砾岩和含砾粗砂岩，太原组厚15.66--67.81m，平均40.67m，含煤1--5层，可采煤层两层，上煤层为层1＃-- 5#（20m），见煤钻孔厚0.15～18.40m，平均5.21m,下煤层为层8＃--9#（5m），见煤钻孔厚1.90～5.77m,平均厚3.08m，太原组煤

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