孙庄矿的设计-煤矿—说明书-毕业论文

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1、河北工程大学毕业设计摘 要这次毕业设计我们所做的是孙庄矿的设计。在这次毕业设计之前，我们在冀中能源下属的孙庄矿进行了毕业实习。在这次生产实习中，我们收集了大量的设计资料并结合生产中现场工作的经验，完成了对孙庄矿井的初步设计。并且在这次生产实习中，更加深了我们对今后所从事的工作的了解；同时，我们也获得了先进的设计思想及设计中所涉及到的在学校里所学不到的现场工作经验，为毕业设计的顺利进行打下了坚实的基础。本次毕业设计是我们毕业设计小组所有成员共同努力的成果。是小组成员经过共同的研讨，反复计算并比较后共同确定的，是我在四年大学学习的结晶。孙庄矿矿井设计共包括以下几部分：1.矿井的水文、地质等基本情况

2、的概述。2.矿井井田内的可采储量，矿井生产能力及服务年限的确定。3.矿井井田的总体开拓的设计，包括水平的划分，井筒位置的确定，经济比较部分，矿井延深方案的确定，采区的划分，井底车场线路计算，硐室布置及井底车场的通过能力计算等部分。4.工作面生产机械的参数，工作面生产程序的确定以及采区车场的设计计算等部分。5.矿井生产中的提升、运输、通风、排水方式的确定及其所用设备额选型计算与相关的硐室布置等。由于本人水平有限，又没有长时间的生产和工作经验，所以在设计中必定有很多不理想的地方，希望各位老师与同学多多指教，本人感激不尽。关键词 ：开拓;通风;提升;排水。AbstractThis graduatio

3、n design is about the new mine planning for Sunzhuang coal mine, which is a coal mine belonging to Handan CMA. It involves the geology, development, operation, transportation, haulage, ventilation and drainage, among other respects, in special terms;1. Summary of the mine, this chapter mainly introd

4、uces the position,geology and conditions of the coal seam. 2. Mine development. This chapter extrapolates among other areas, reserve, serving limits, working system, spot of the draft, selection of level, further drift of mine, panel division and underground station.3.Design of mining districts and

5、retreating technology. This chapter explains the general situation of the mining district, technology and techniques of the working face, roadway layout and operation system in the mining district, the design of the mining district station, cave layout and the schedule for drainage and mining in the

6、 main mining district.4.Operational system of the mine, this chapter states transportation, haulage, ventilation and drainage systems of the mine and the selection of equipment used in the system mentioned above. In order to practice and reinforce the wealth of the knowledge learned in the past four

7、 years, I try my best to introduce various state-of-the-arts when respecting the specific situation of dongpang coal mine. For instance, long wall mine on the inclination, long wall mining on the strike with top coal drawing, and among others, drifting and retaining gateways along goaf are preferred

8、 in the design. In addition, the design connects operational situation of a mine with a college students ability to elementary scientific research. Whats more, it has been completed with the aid of AutoCAD2004, which streamlined the design process dramatically and lessened the hardness of drawing si

9、gnificantly.Main words ：operation、haulage、transportation、ventilation目 录第1章 矿区概述及井田特征61.1 矿区概述61.1.1 地理位置61.1.2 交通条件61.1.3自然地理71.1.4 矿区气象71.1.5 矿区的地震震级及烈度71.1.6 矿井中小煤矿开采情况81.2 井田地质特征81.2.1 井田地层特征81.2.2 井田地质构造141.2.3 岩浆活动情况191.2.4 岩溶陷落柱201.2.5 井田的水文地质特征2013 煤层特征211.3.1 含煤地层特征211.3.2 煤层分述221.3.3 煤层顶底板2

10、61.3.4 煤质26第2章 井田境界和储量3221 井田境界3222 井田工业储量322.3 井田可采储量332.3.1 井田煤柱留设332.3.2 可采储量计算33第3章 矿井生产能力、服务年限及工作制度343.1 生产能力及服务年限343.2 矿井工作制度34第4章 井田开拓354.1 概述354.1.1 井田概况354.1.2 开拓方案技术比较354.1.3 开拓方案经济比较374.2 井筒形式、数目、及其配置394.2.1井筒特征404.2.2 主井414.2.3 副井414.2.4 风井434.3 井底车场及主要巷道444.3.1 车场设计基本参数444.3.2一些基本问题的确定4

11、54.3.3 线路连接计算464.3.4 车场区段划分及调车484.3.5坡度计算504.3.6确定各井底车场硐室位置504.3.7主要巷道514.4 开采顺序及采区回采工作面的配置534.4.1开采顺序534.4.2保证年产量的同采采区数和工作面数534.5井巷工程量及建井工期554.5.1概述554.5.2井巷工程量和建井周期的各计算图表55第5章 采煤方法585.1 采煤方法的选择585.2 采区巷道布置及生产系统585.2.1采区走向长度的计算的确定（以第一水平采区为例）585.2.2确定采区走向长度及工作面数目585.2.3回采巷道的布置585.2.4联络巷的布置585.2.5采区上

12、、中、下部车场形式585.2.6采区硐室605.2.7 采区千吨掘进率、采区掘进出煤率及采区回采率605.2.8确定采区巷道掘进方法、设备数量及掘进工作面数625.2.9采区生产系统635.3 回采工艺设计645.3.1综采工作面的主要设备(见表5-3-1)645.3.2工作面循环方式和循环作业图表的编制65第6章 矿井运输、提升及排水686.1 概述686.1.1井下运输设计的原始条件和数据686.1.2 矿井运输系统686.1.3 矿井运输设备选型应遵循的原则686.2运输设备的选型计算696.2.1 采区运输设备的选型696.2.2 大巷运输设备706.3 矿井提升786.3.1 矿井提

13、升设计的主要依据和原始资料786.3.2 提升设备的选型计算786.4矿井排水866.4.1概述866.4.2排水设备选型计算87第7章 矿井通风系统的选择947.1矿井通风系统947.1.1通风设计的基本依据947.1.2矿井通风系统要符合下列要求：947.1.3矿井通风系统的确定947.2 风量计算及风量分配957.2.1采煤工作面实际需风量957.2.2掘进工作面所需风量967.2.3峒室实际需风量967.2.4风速验算：987.3 矿井通风阻力计算987.3.1计算原则987.3.2计算方法997.3.3计算矿井的总风阻及总等积孔1017.4扇风机的选型1027.4.1选择主扇1027

14、.4.2选择电动机1037.5矿井安全技术措施1047.5.1预防瓦斯爆炸的措施1047.5.2防尘措施1047.5.3预防井下火灾的措施1057.5.4为防止井下水灾的措施1057.5.5大巷穿越断层的措施1057.5.6井底车场三角岩柱的支护措施106第8章 矿山环保1078.1矿山污染源概述1078.1.1大气污染1078.1.2废水排放1078.1.3固体废弃物排放1078.1.4噪声污染1078.2 矿山污染源的防治1078.2.1大气污染防治1088.2.2矿山水污染的防治1088.2.3矿渣利用1088.2.4噪声的控制108第9章 技术经济指标110参考文献112感 谢113第

15、1章 矿区概述及井田特征 1.1 矿区概述1.1.1 地理位置孙庄煤矿位于河北省武安市北部，以高村为中心，南距武安市约5km。1.1.2 交通条件邯郸-长治公路横跨矿区南端，邢台-都党公路纵贯矿区东缘。煤矿运煤专用线在上泉车站与褡午环形铁路接轨，交通十分便利（见图1-1）。图1-1 交通位置图1.1.3自然地理矿区位于太行山东麓山前丘陵地带，武安盆地的西部，属山间平原地貌，地形微向东倾斜。北洺河东西向横穿矿区中部，地势北高南低，河北岸往北呈阶地式增高，最高标高达355.77m，河床及其以南地势低缓，最低标高为246.86m，最大高差108.91m。1.1.4 矿区气象本区为温带大陆性气候，四季

16、分明，春旱、夏热、秋雨、冬寒，根据武安市气象站资料统计，年降雨量介于1472mm（1963年）135mm（1966年），平均降雨量600mm，最大月降雨量1026mm（1963年8月），降雨多集中在7、8、9三个月。年蒸发量2000mm左右。平均气温12.6,最高温度41.3(1968年6月11日)，最低温度-19.9(1967年1月15日)。降雪及冻结日期自11月中旬至次年3月初，约90余天，最大冻结厚度41cm。平均风速2.7m/s左右，最大风速22.7m/s，风向北东，北北东居多。邯郸矿区地处中纬度地带，属半干旱暖温带大陆性季风气候，四季分明，冬季寒冷少雪，春季干燥，风沙盛行，夏季炎热多

17、雨，秋季晴朗，寒暖适中。据武安气象站资料，多年平均气温12.6，月平均气温最低为-3.4（1月份），最高为26.4（7月份），极端最低气温为-19.9（1967年1月5日）；极端最高气温为42.5。多年平均日照时数为2297，年日照百分率平均为52%，平均无霜期192天，霜冻期一般为每年11月中旬左右至次年3月份，约120余天。积雪最大厚度14.0016.00cm，冻土最大深度42.00cm。风向多为南风和西北风，年平均风速2.7m/s，极端最大风速29m/s。本区降水主要受太平洋东南季风气候影响，因距海洋较远，故而偏少，多年平均降水量为560mm，历年最大降水量为1472.7mm（1963年

18、），最小降水量为135.0mm（1966年），月最大降雨量1026.3mm(1963年8月)，最大日降雨量286.3mm（1963年8月4日），降水主要集中在夏季，汛期一般在69月份，降水量占全年总量的76%。年最大蒸发量2792.9mm(1960年)，最小1257.1(1964年)，年平均1977.2mm，月最大蒸发量495mm(1972年6月)。主要自然灾害有旱灾、水灾、雹灾、风灾、虫灾、地震、霜冻等。1.1.5 矿区的地震震级及烈度本区位于环太平洋地震构造带，因而地震极为频繁，且震级较高。邯邢矿区属国家地震重点监测区，按照中国地震裂度区划图（1990）划分，本区地震裂度为7度区。根据中国

19、地震动参数区划图（GB18306-2001）划分，本区所属地震动峰值加速度分区为0.100.15g。据河北省历史地震资料，历史上有记载并影响到本区的地震有：1、1314年10月5日在涉县、武安（北纬365，东经1138）发生6级地震，地震烈度8，坏官民庐舍，涉县死326人，武安死14人。2、1708年10月26日在永年（北纬367，东经1147）发生5.5级地震，地震烈度7，震倒城垛数十处，坏民舍无数，人多露宿。沙河县同年地震。3、1805年在邢台（北纬371，东经1145）发生5级地震，地震烈度6，屋有坏者，沙河县亦震。4、1830年6月12日在磁县（北纬364，东经1142）发生7.5级地

20、震，地震烈度10，山崩地裂，涌出黄黑沙土，井水浸溢，漳、洼两河涸，房屋倒塌十之八九，达20余万间，压死5485人。受波及的武安县房屋倒塌无数，城垣坍塌，半成废墟。地震波及邯郸、武安、广平、肥乡、永年、馆陶等县。5、1966年3月8日5时29分，在河北省邢台地区隆尧县东的马兰、白家寨一带，发生6.8级强烈地震，震源深度10公里，震中烈度为9度强。极震区面积300平方公里。继这次地震之后，3月22日在宁晋县东汪镇分别发生了6.7级和7.2级地震各一次，地震震源深度9公里，震中烈度为10度，极震区面积约137平方公里，东汪镇一带房屋几乎全部塌平，地裂冒水，村内外宽大裂缝纵横交错，裂缝宽0.7m以上，

21、绵延数十米至数公里不等。沙河县以褡裢、显德旺等地较重，倒房394间，严重破坏324间，山区有6处大滑坡，3月26日在老震区以北的束鹿南发生了6.2级地震，3月29日在老震区以东的巨鹿北发生了6级地震。从3月8日至29日在21天的时间里，邢台地区连续发生了5次6级以上地震，此次地震一直延续到5月15日，4.9级以上地震达10次之多。这一地震群统称为邢台地震。6、1972年10月12日7时在沙河县西秦庄公社樊下曹一带（北纬3657.5，东经11418.5）发生5.2级地震，地震烈度6，先听到爆破声大的巨响，随即感到地面上拱，激烈跳动，房屋个别倒塌，余震持续到10月18日。1.1.6 矿井中小煤矿开

22、采情况井田范围内无中小煤矿开采。1.2 井田地质特征1.2.1 井田地层特征1、区域地质及地层孙庄煤矿位于武安市境内。武安市位于邯郸市西北，太行山东麓，西北与山西省交界。面积1806平方公里，城区面积16.5平方公里。现辖22个乡镇、502个行政村，人口69.1万。1)、褶曲在南部沿11线有较明显的向斜，轴向约北70西。其次，在F4以西的浅部地段第10及4地质剖面线附近也具有短轴向斜的特征。2)、断裂构造的轮廓孙庄井田褶皱、断裂、岩浆侵入都比较发育，地质构造类型多样，并具有多期活动的特点，但纵观地质构造的规模、强度以及对煤矿生产的影响不难发现，断裂构造具有明显的主导性。在井田内发育的褶皱构造仅

23、在1、4、10、13线发育，或为宽缓短轴小型褶曲或为褶曲倾伏尖灭段，对煤矿生产影响不大；岩浆岩侵入体对2#煤层影响不严重，对下组煤层侵入、吞噬严重，但加厚地层不明显。井田内大小断层多达119条，落差大于10m的断层就有27条，最大落差达70320m的F4断层纵贯整个井田。因此，断裂构造是影响煤矿生产的最主要因素。因而，在煤矿生产过程中应注意地质构造的观测和记录，并及时总结规律。采取多种手段预测断层的发育情况，必要时用井下物探或井下钻探方法确定断层的空间展布。3)、岩浆岩的分布与断裂构造关系矿区内地质构造以断裂为主，褶皱不甚发育。分析岩浆岩的空间分布和厚度变化，说明岩浆岩受构造的控制。如第1和1

24、3地质剖面线F4断层两侧岩浆岩侵入不完全一致，第三、第五岩体靠近F4断层厚度加大；说明该断层可能为岩浆通道。6706和6907孔处于宽缓向斜部位，对同一岩体而言，厚度变大。第七岩体的分布受F4、F1和东部区外深断裂的控制。矿区内岩浆岩普遍为次一级断裂所切断，说明岩浆岩侵入早于一级断裂，而大致同时晚于深断裂。4)、陷落柱北部相邻的郭二庄煤矿采掘过程中揭露规模较小的陷落柱，到目前为止，孙庄井田内尚未发现岩溶陷落柱。5）、地层本区为全掩盖区，地层由老到新有：奥陶系、石炭系、二叠系及新生界。现分述如下：一、奥陶系（一）中统（O2）峰峰组（O2f）为煤系地层基底，地表未出露，由灰、青灰色、深灰色厚层状灰

25、岩夹白云质灰岩、角砾状灰岩、花斑状灰岩、薄层泥灰岩组成，含海相动物化石Actionceras sp.局部夹石膏层，灰岩中见缝合线构造。本组厚度155m左右，岩溶裂隙发育，按岩性可分两段。下部：（奥陶系七段）：为灰色、深灰色、浅灰色巨厚中厚层致密灰岩，微晶隐晶结构，夹白云质灰岩、花斑状灰岩、条带状灰岩及少量薄层泥灰岩、大理石化灰岩，局部夹石膏层，顶部有角砾状灰岩，灰岩中局部具缝合线构造。灰岩夹肉红色薄层白云质灰岩，具不发育的花斑状结构。厚度40-69m。上部（奥陶系八段）：深灰色、浅灰色厚层夹中厚层、巨厚层微晶灰岩或花斑状灰岩，泥质含量较高。顶部夹多层黄褐色、杂色中厚层角砾状灰岩。厚度约100m

26、。二、石炭系（一）中统（C2）1、本溪组（C2b）与下伏奥陶系峰峰组假整合接触。本组厚度：1520m，平均约18m。岩性大致可分四部分：底部为紫色、灰色铝土质泥岩、粉砂岩，具鲕状结构。夹赤铁矿层（山西式铁矿）一般厚0.200.50m，局部为含铁砂岩,含铁量很低。下部为灰色、紫褐色铝土质泥岩，粉砂岩及中细粒砂岩，具鲕状结构，含少量植物化石。中部为本溪灰岩及煤层，灰岩为深灰色，隐晶结构，致密块状，含少量筳科及其它动物化石，含不规则团块状燧石。上部为黑色、深灰色粉砂岩、细粒砂岩、泥岩、普遍含铝土质，具鲕状结构，发育水平层理及缓波状层理，含少量植物化石。（二）上统（C3）2、太原组（C3t）与下伏本溪

27、组整合接触。本组厚度125150m，一般厚度140m。本组为本区主要含煤地层，以浅海相、滨海相、过渡相为主，底部以灰、灰黑色粉砂岩、细粒砂岩与本溪组为界。本组岩性以浅灰、灰、深灰、灰黑色泥岩、粉砂岩、细粒砂岩为主，夹灰岩7层，含煤12层。本组含丰富植物、动物化石；微细层理，水平层理发育。灰岩自下而上分别为：下架灰岩、大青灰岩、中青灰岩、小青灰岩、伏青灰岩、野青灰岩和一座灰岩。其中厚度较稳定者4层，分别为大青、中青、伏青、野青灰岩。灰岩一般为深灰黑灰色，可见大量海百合茎及蜓化石。可采及局部可采煤层有4、6、7、8、9号煤，其中6、7煤层为本组主要可采煤层，不可采或零星可采煤层有3、4下、5、5上

28、、6下、7上、7下煤层三、二叠系（一）下统（P1）1、山西组（P1s）与下伏石炭系太原组整合接触。本组厚度6070m，一般厚度65m。本组由浅灰灰白色中粗粒砂岩、细粒砂岩，深灰色粉砂岩、泥岩及煤层组成，含煤3层。上部1上煤层不可采，1号煤层局部可采，下部为厚而稳定的2号煤层，为本区主要可采煤层。本组按岩性大致可分为三个沉积旋回：底界至2#煤层顶板：一般厚度10m。底界粉砂岩、细粒砂岩或灰白色中粒砂岩（相当于北岔沟砂岩）与太原组分界。向上为黑、白相间粉砂岩、细粒砂岩，具波状层理和透镜状层理，含较多植物化石及菱铁质结核。2号煤层直接顶板为深灰色含丰富植物化石的粉砂岩，可相变为中、细粒砂岩。2煤上部

29、砂岩到1煤顶板：一般厚15m。1煤层间接顶板为浅灰、灰白色厚层状中、粗粒砂岩，发育斜层理，层面富含炭屑及白云母片，含泥质包裹体，夹镜煤条带。向上为深灰色粉砂岩、泥岩，局部相变为中细粒砂岩。1煤上部砂岩到本组顶界：一般厚40m，为灰色、灰白色厚层细粒砂岩、中粒砂岩夹粉砂岩，局部地段含铝土质，具鲕状结构，含菱铁矿结核，中下部夹三层薄煤。1煤层直接顶板为灰色粉砂岩或细粒砂岩，含椭圆形菱铁矿结核，含较多植物化石。2、下石盒子组（P1x）与下伏山西组整合接触。本组厚度32.2072.40m，一般厚度60m。本组底部以浅灰灰白色厚层含砾粗粒砂岩（相当于骆驼脖砂岩）与山西组分界，底界砂岩含泥质团块，局部夹微

30、带紫色粉砂质泥岩，风化后较松散。上部为铝土质粉砂岩、泥岩及细粒砂岩，具鲕状结构，颜色有一定变化，主要为灰、灰绿色，植物化石较少，偶夹煤线，局部含砾。北部粉砂岩及铝土质泥岩中普遍含赤铁矿大鲕粒，集结成瘤状、葡萄状集合体。（二）上统（P2）1、上石盒子组（P2s）：与下伏下石盒子组整合接触。本组共分四个岩性段，岩性特征如下：一段：本段厚度118.73181.07m，一般厚度154m。底部以灰绿、灰白色厚层中粗砂岩、含砾粗粒砂岩与下石盒子组分界，砂岩具斜层理，含泥质团块，风化后较松散。下部为灰绿、灰、紫花斑色铝土质粉砂岩、泥岩及薄层细粒砂岩，具鲕状结构，含有少量植物化石，夹三层灰白色厚层含砾石英砂岩

31、，北部以紫色为主且含豆状铁质结核。中部为灰白色厚层状具斜层理的含砾粗粒石英砂岩，具斜层理，一般厚815m。中上部为灰色、灰绿色、紫色铝土质粉砂岩、泥岩夹中及细粒砂岩，局部夹灰白色厚层石英粗粒砂岩。局部泥岩具鲕状结构，局部含少量植物碎片化石。二段：本段厚103.10133.46m，一般厚度120m。本段以中粗粒砂岩含量高为主要特征。底部以灰白色、灰微带紫的厚层含砾石英粗粒砂岩与一段为界，砾石多为石英岩、硅质岩等，成层分布。具韵律分选的大型斜层理，一般厚40m，质地坚硬，可作磨石材料，普遍沉积，是良好的标志层。中上部为灰绿、紫花、灰黄等色铝土质粉砂岩、细粒砂岩、泥岩及灰白色厚层含砾石英砂岩，砾石多

32、为石英岩、硅质岩等，成层分布，粉砂岩具鲕状结构。上部夹数层灰白色长石石英砂岩，具大型斜层理。三段：本段厚84.80120.07m，一般厚度100m。底部以灰微带浅紫、灰白色厚层含砾石英砂岩与二段为界。本段岩性为灰紫、紫花、灰黄、灰绿色粉砂岩夹灰白色、浅灰色细粒砂岩、厚层中粒长石石英砂岩。局部含铝土质、具鲕状结构，局部夹砖青色粉砂岩或薄层细粒砂岩。四段：本段厚约165m。本段岩性为紫色、紫花色、灰黄色粉砂岩、细粒砂岩夹数层灰白色厚层状含砾粗粒砂岩。底部以灰白色、灰黄色厚层含砾粗粒砂岩与三段分界，砂岩中含有泥质团块，具不清晰的韵律分选。顶部的紫红色、暗紫色粉砂岩、细粒砂岩普遍沉积2、石千峰组（P2

33、sh）与下伏上石盒子组整合接触。本组厚度200-250m，一般厚220m。底部以黄色、灰绿、紫灰色中厚层含砾粗粒砂岩与上石盒子组分界，局部相变为细粒砂岩、粉砂岩。一般厚34m，砾石为石英砾，砾径520mm。其上为厚1020m的紫灰色泥岩、砂质泥岩。下部为砂、泥岩互层，砂岩多为浅灰色，细粒中厚层状，成分以石英、长石为主，含云母较少，颗粒分选较好，磨圆度一般，钙质胶结，交错层理及波状层理较为发育，泥岩一般为鲜红色或紫红色，含有较多瘤状钙质结核，厚自10cm至12m不等。上部主要为紫红色薄层状泥岩，夹灰色细粒砂岩及青灰色钙质泥岩薄层，局部含大量钙质结核，泥岩层面含大量细碎云母片，钙质泥岩一般厚102

34、0cm，性较软，质不纯，含有大量砂、泥质。向上与三叠系之间呈渐变过渡关系，无明显分界。本组夹淡水灰岩（泥灰岩）3层，为灰白色，结晶程度不好，局部相变为钙质泥岩，厚0.105m，一般23m，呈团块状、不规则状、疙瘩状，成层性不好，局部可顺层尖灭，一般35层，野外极易辨认，是良好的标志层。淡水灰岩外表呈灰白色至淡青色，致密坚硬，常含有红色硅质条带。本组地层最明显特征是含淡水灰岩及钙质结核。四、第四系（Q）超覆于各时代地层之上。底部多为一层灰绿色含砾粘土或含砾亚砂土，砾石成分为石英、石灰岩及岩浆岩，磨圆度较差，砾径210cm。中下部以褐黄色粘土、亚粘土为主，含少量肉红色石英质卵石。上部厚约3050m

35、，为松散的卵石，含少量亚粘土。卵石成分以肉红色石英岩为主，另有少量的岩浆岩及石灰岩。磨圆度好，砾径510cm。卵石、见有刨蚀凹月面、压坑、擦痕等冰碛物特征。除山坡、河床之外，均被第四系薄层黄土覆盖。第四系厚度6.45173.00m，平均厚度93.90m。2、成煤时期本井田的主要含煤地层为二叠系下统山西组和石炭系上统太原组、中统本溪组。地层总厚度200240m，平均220m，共含煤16层，煤层总厚13.08m，总含煤系数5.9，其中可采煤层7层，可采总厚度10.11m，可采含煤系数4.6，其中太原组和山西组为主要含煤地层。3、煤层赋存情况一、山西组（P11s）地层厚度6070m，平均65m。岩性

36、以灰、深灰色粉砂岩、砂质泥岩与浅灰色、灰白色细粒至中粒砂岩为主。底部常以一层灰、深灰色细、中粒砂岩或粉砂岩与太原组分界，整合接触。下部为砂质泥岩，泥岩偶夹煤线。中部以灰、深灰色中、细粒砂岩、粉砂岩为主，间夹灰黑色砂质泥岩、泥岩，含煤3层，编号分别为1上、1、2，煤层总厚4.56m，总含煤系数7.0。位于该组下部的2#煤层为主要可采煤层，1煤层为局部可采煤层。可采煤层总厚4.16m，可采含煤系数6.4。2#煤夹矸深灰色(晶质)水云母粘土岩是极可靠的标志层。上部为灰色砂质泥岩、泥岩，局部具泥质或菱铁质细鲕粒结构，间夹粉砂岩，细粒砂岩。本组地层中含有丰富的植物化石，尤以各煤层顶板植物化石居多，其中常

37、见的有猫眼鳞木和苛达木等。动物化石仅在少数钻孔中偶尔发现，多为瓣腮类，常与植物化石共生。山西组地层沉积是在海退渐远的大环境条件下以三角洲相为主的沉积。沉积环境决定了岩性和煤层的变化。二、太原组（C3t）总厚125150m，平均140m。岩性以灰、深灰色粉砂岩和灰、浅灰色细粒至中粒砂岩组成，局部见粗粒砂岩或含砾粗粒砂岩，间夹石灰岩47层，其中沉积普遍，厚度稳定者有大青、中青、伏青和野青灰岩四层，为良好标志层；其余下架、小青和一座灰岩仅局部或偶有沉积。含煤层14层，煤层总厚8.36m，总含煤系数6.0%。从上到下煤层编号为3#、4#、4下#、5上#、5#、5下、6#、6下#、7上#、7#、7下#、

38、8上#、8#、9#，其中可采煤层5层，分别为4#、6#、7#、8#、9#，除4煤层局部可采外，其余均为大部可采煤层。可采煤层总平均厚度5.95m，可采含煤系数4.3%。位于太原组底部的8、9#煤层受岩浆岩侵入影响严重。本组地层粉砂岩中含丰富植物化石，常见的有翅羊齿和栉羊齿植物化石。灰岩中海相动物化石丰富，常见的网格长身贝，纺缍蜒、希瓦格蜒及海百合茎等。太原组是以浅海入侵频繁的海陆交替相沉积，每个沉积旋回中陆相、过渡相、海相几乎齐全，但以过渡相较为发育，沉积旋回韵律明显。从太原组所含47层灰岩（或海相泥岩）在地层剖面中的分布、间距、厚度可以看出，海水侵入的间隔由下至上逐渐增大，而侵入强度逐渐变弱

39、以至消失。三、本溪组（C2b）地层总厚1520m，平均18m。中下部为灰、灰黑色铝土质泥岩，砂质泥岩，具鲕状结构，间夹细砂岩，粉砂岩。上部为一层深灰色石灰岩，含蜒科动物化石，层位较稳定，称本溪灰岩或尽头灰岩。本组含不稳定薄煤层1层，即10#煤层，为不可采煤层，煤层厚度平均0.15m，含煤系数为0.8%。本组地层为海陆交替相沉积，以泻湖、潮坪等过渡相为主。底部普遍沉积一层比较稳定的铁质泥岩（山西式铁矿），与奥陶系呈假整合接触。1.2.2 井田地质构造孙庄井田基本构造形态为一单斜构造，以断裂构造为主，褶曲次之。此外，尚有岩浆岩的侵入。断裂方向以北北东及北东向最为发育，以高角度正断层为主，将矿区切割

40、成若干小型的地垒、地堑和断块。区内伴有宽缓的褶曲及岩浆岩侵入，地质构造复杂程度属中等类型。地层在第10地质剖面线以北近南北走向，倾向东。（一）褶曲在南部沿11线有较明显的向斜，轴向约北70西。其次，在F4以西的浅部地段第10及4地质剖面线附近也具有短轴向斜的特征。（二）断层孙庄井田内已发现大小断层共119条。其中落差20m的大中型断层19条；落差203m的中小型断层32条；落差3m的小型断层68条（表31）。中小型断层均为在2#煤层开采过程中所揭露。断层性质均为高角度正断层，断层倾角一般为6070。断层走向主要为北北东北东向。总观全区，南部断层多落差大，加之岩浆岩发育，使构造趋向复杂化。现将区

41、内的主要断层分述如下：表3-1 孙庄井田断层数目统计表断层类型落 差（m）数 目条 数所占比例（%）大中型断层20191916.0中小型断层（320m）201083226.9105133511小型断层3m686857.1合计1191191001大中型断层在孙庄井田内，已揭露大中型断层19条（表3-2）。将各断层的主要特征及控制情况描述如下：表3-2 孙庄井田内大中型断层一览表 序 号断 层代 号断 层性 质断层产状()落 差(m)区内长度(m)位 置走 向倾 向倾 角1F4正断层近SNE5576703206000井田西部边界2F8正断层15NWW642030011线3F11正断层20NWW65

42、60709954-7线间4F12正断层近SNW6577108017651-6线间5F12-1正断层近SNW606535409101-7线间6F44正断层近SNW65253004线7F13正断层15SEE8030557501-3线间8F16正断层15NWW6573253510001-4线间9F31正断层3555SE4563406515506-10线间10F32正断层20SEE60153014006-10线间11F32-1正断层33SE66356606线12F32-2正断层70SE702553010线13F33正断层40SE63703018025006-13线间14F43正断层130NE62356

43、007线15F34正断层20NWW653035130010-13线间16F34-1正断层20NWW65835130010-13线间17F35正断层1070SE51558090011-13线间18F36正断层3555NW667010030012-13线间19F42正断层45SE50314006-7线间（1）F4正断层断层在本区边缘延展约6000m，纵贯整个矿区，构成井田西北部边界。走向近南北，自12线往南转北东向。倾向东、南东。落差70320m，北小南大。本断层有7003、云68、6904、云51、云31、云29、6604、云53、6507、6511、6502、6405钻孔直接控制，云19、云3

44、6、6801、6802钻孔间接控制。本断层控制程度较高。表33 F4断层控制情况一览表勘探线控制点深度层位（上盘/下盘）落差1云19与云36对比13027003247.602号煤下/6号煤下1003云68339.611号煤下/6号煤上10046904317.662号煤下/4号煤下405云51207.501号煤/6号煤下906云31294.952号煤下/7号煤上10076801与6802对比708推断709云29100.852号煤下/C2B120106604100.80P2S2/2号煤下26011云53224.00P2S1下部/9号煤下310126507236.60P2S1/7号煤3006511

45、579.309号煤底/破碎带30013云55与6504对比220146502244.10P2S1/6号煤上240156405185.60P2S1/O2顶260（2）F33正断层位于矿区南部，为F4断层分支，北端交于F22，全长约2600m。走向北40东，倾向南东，落差30180m。本断层有6704、云28、6607、6610、6609、6608、6511、6501、6504钻孔直接控制，控制程度较高。表34 F33断层控制情况一览表勘探线控制点深度层位（上盘/下盘）落差86704180.67P2S4/P1S21609云28453.80P2S2/P1X180106607326.50P2S1/ P

46、2S1底706610504.60P2S1/ 4号煤上706609650.407号煤下/ C2b70116608387.60P2x/ 1号煤上45126511308.80P2S1/ P2S1356501617.707号煤上/ C2b35136504485.50P1S/ 4号煤上30（3）F32正断层位于矿区中部，向南过9勘探线后尖灭，向北过7勘探线后尖灭，全长约1400m。走向北20东，倾向南东，落差1530m。本断层有6706、2604、6709钻孔直接控制，6710与6704钻孔间接控制，控制程度较高。表35 F32断层控制情况一览表勘探线控制点深度层位（上盘/下盘）落差76706267.2

47、8P2S2顶/P2S13086710与6704对比1592604179.53P2S1顶/P2S1256709474.602号煤下/4号煤顶25（4）F31正断层：位于矿区中部，向南过9线后尖灭，向北过7线后尖灭，全1550m。走向北3555东，倾向南东，落差4065m。本断层有6703、6806、6702钻孔直接控制，另有运输上山巷道及12103采煤工作面控制，控制程度较高。表36 F31断层控制情况一览表勘探线控制点深度层位（上盘/下盘）落差76703370.102号煤/7号煤下656806501.507号煤下/C2b6586702326.801号煤/中青灰岩409一采区运输上山（5）F35

48、正断层：位于矿区南部，北端交于F22，南西出矿区，区内全长约900m。断层南段走向为北10东，22线往北逐渐转为北70东，倾向南东，区内落差5580m。本断层有6505、6506、6411钻孔直接控制，北部12线无钻孔直接控制，区内控制程度较低。表37 F35断层控制情况一览表勘探线控制点深度层位（上盘/下盘）落差12推断55136505456.47P2S1/P1X656506792.752号煤下/7号煤下65146411660.307号煤下/O280（6）F36正断层位于矿区南部，北端交于F35，区内全长300m。走向3555东，倾向北西，落差70100m。本断层有6413、6417、640

49、8钻孔直接控制，控制程度较高。表38 F36断层控制情况一览表勘探线控制点深度层位（上盘/下盘）落差136413814.94P2S1/P1X100146417676.891号煤/9号煤70156408592.232号煤/7号煤80（7）F34正断层位于矿区南部，北部过11线尖灭，南端交于F35，全长约1300m。走向北20东，倾向北西，落差3035m。本断层有云75、6508钻孔直接控制，控制程度较高。表39 F34断层控制情况一览表勘探线控制点深度层位（上盘/下盘）落差11云75602.566号煤上/8号煤上35126508666.00P2S1上部/8号煤上30（8）F34-1正断层位于矿区

50、南部，北部过11线尖灭，南端交于F35，全长约1300m。走向北20东，倾向北西，落差835m。本断层有云75、6508钻孔直接控制，控制程度较高。表310 F34-1断层控制情况一览表勘探线控制点深度层位（上盘/下盘）落差11云75602.566号煤上/8号煤上8126508666.00P2S1上部/8号煤上35（9）F11正断层北部过5线尖灭，南部过6线尖灭，全长995m，走向北20东，倾向北西西。落差6070m。本断层有6901钻孔直接控制，云31、云50钻孔间接控制。6901钻孔在孔深134.70m见该断层，上盘层位为上石盒子组一段，下盘层位为下石盒子组，地层断距约70m。（10）F1

51、2正断层位于井田北部1-6勘探线之间，走向近南北，倾向西。区内全长约1765m，落差080m。本断层有6910钻孔直接控制，云46、7001、6905、云70、云49、6907钻孔间接控制，另有运输大巷揭露该断层，本断层控制程度较高。6910钻孔在孔深336.93m见该断层，其上盘为山西组顶部地层，下盘为4号煤，地层断距约50m。（11）F12-1正断层位于井田北部4-7勘探线之间，走向近南北，倾向西。全长约910m，落差3540m。本断层有云23钻孔直接控制，云42、6804钻孔间接控制，另有巷道揭露该断层，本断层控制程度较高。云23钻孔在孔深396.00m见该断层，其上盘为下石盒子组地层，

52、下盘为2号煤层上部地层，地层断距约30m。（12）F13正断层位于井田北部，由郭二庄井田延伸至本区，向南过2勘探线后尖灭，走向近北15东，倾向南东东，区内长度约750m，落差3055m。本断层有7004钻孔直接控制，云21、云37钻孔间接控制，本断层控制程度较低。7004钻孔在孔深638.34m见该断层，其上盘为6号煤层位，下盘为8号煤层位，地层断距约30m。（13）F16正断层位于井田北部，由郭二庄井田延伸至本区，向南过3勘探线后尖灭，走向近北15东，倾向北西西，区内长度约1000m，落差2535m。本断层有云7钻孔直接控制，8-1、云34、7004、9-1钻孔间接控制，本断层控制程度较低。

53、云7钻孔在孔深616.33m见该断层，其上盘为下石盒子组地层，下盘为1号煤层底板，地层断距约20m。（14）F32-1正断层位于井田中部6勘探线上，走向北33东，倾向南东，延伸长度660m，落差35m。6805钻孔直接控制该断层，控制程度较低。6805钻孔在孔深589.50m处穿见该断层，上、下盘均为下石盒子组地层，致使下石盒子组地层厚度减少，判断地层断距约35m。（15）F32-2正断层位于井田南部9-10勘探线之间，走向北70东，倾向南东，延伸长度530m，落差25m。6606钻孔直接控制该断层，控制程度较低。6606钻孔在孔深168.00m处穿见该断层，上盘为4号煤层底板，下盘为6号煤层

54、，地层断距约25m。（16）F8正断层位于井田南部11勘探线上，长度约300m。走向北15东，倾向北西西，落差20m。6603钻孔在孔深508.7m穿见该断层，上盘为8号煤层，下盘为太原组底。（17）F42正断层位于井田中部6-7线之间，走向北45东，倾向南东，落差31m，延展长度约400m。由巷道揭露。（18）F43正断层位于井田中部7勘探线上，走向北西，倾向北东，落差约35m，延展长度约600m。由巷道揭露。（19）F44正断层位于井田北部4勘探线上，走向近南北，倾向东，落差约25m，延展长度约300m。6905钻孔穿见该断层，上盘为7号煤层底板，下盘为9号煤层顶板。2中小型断层井田内已揭

55、露中小型断层共32条，占断层总数的26.9%。其中落差1020m的断层8条，落差510m的断层13条，落差35m的断层11条（见表3-1）。根据优势走向方位，井田内中小型断层可分为2组，即NNE向断层组和NE向断层组。但以优势走向方位为10左右的NNE向断层组为井田内已揭露中小型断层的主体。3小型断层对小断层的统计结果表明，截至2006年底，孙庄井田采掘过程中共揭露小断层68条，占总断层数的57.1%。这些小断层以7090和020为优势走向方位，与中小型断层的优势走向方位具有一致性。1.2.3 岩浆活动情况矿区内岩浆岩为新生界地层所掩盖。在矿区的勘探范围内，于先后各期施工的105个钻孔中，除极

56、少数钻孔因未打穿太原群下部煤层而未见岩浆岩外，其余钻孔均于不同层位和同一层位揭露有岩浆岩。这一事实，说明本区岩浆岩活动相当强烈，岩浆岩极为发育，分布广泛。上至最高地层层位石千峰组，下到煤系基底奥陶纪灰岩，各时代地层均有岩浆岩侵入。在垂向地层剖面上，一般均见有两个或多个岩体。单一岩体厚度最薄不足1m，最厚达70m左右，其中以上石盒子组岩浆岩为最厚。侵入煤系地层的单一岩体最厚约40m，一般数米至十余米。矿区内岩浆岩体在厚度和层数上，总的趋势为由东向西变薄，尖灭和减少，说明岩浆岩由东向西侵入，但亦有由西向东侵入的（与F4断层有关）迹象。通过大量钻探资料证实，岩浆岩的产状为似层状。如侵入煤层及其上下的

57、岩浆岩，沿煤层走向或倾向，在岩体的延伸方向上常无固定的层位，由侵入煤层顶板转为贯入煤层，或又由穿过煤层转为侵入煤层底板。而侵入煤系上覆石盒子组的岩浆岩也是大致沿一定层位。另外，在矿区内个别地点也存在非似层状岩体，产状为P型岩盖或岩墙。如云73孔于6号煤间接顶板见厚度达32.25m的岩浆岩，而周围钻孔该层位均未见岩浆岩，分析岩浆岩可能是沿裂隙或小断层侵入形成的岩盖。1.2.4 岩溶陷落柱到目前为止，孙庄井田内尚未发现岩溶陷落柱。但随着矿井的延深，岩溶陷落柱将承受的压力将越来越大，其导水性将会发生一定程度的变化，须予以重视，建议今后的采掘过程中进行物探超前探测，针对物探探测到的陷落柱，必须采取钻探

58、超前探测和注浆封堵等措施。东庞煤矿岩溶陷落柱导水致灾的教训必须牢记。1.2.5 井田的水文地质特征邯邢水文地质北单元的东南为一形似“鸭蛋圆”储水构造盆地（见图5-1）。北以綦村岩体为界，南至杨二庄大断层，西界自北向南为矿山岩体崇义岩体武安岩体环绕，东界为紫泉大断层所包围。煤矿与铁矿勘探，开发的姊妹矿点，大都沿盆地北部与西部分布。“鸭蛋圆”储水构造盆地通过三个主要进水口与一个出水口与外围石灰岩含水体相连，它对盆地内地下水迳流条件及煤矿、铁矿的矿坑充水起着重要的控制作用。新城出水口（綦村岩体新城之间）宽5000m。西石门进水口宽1500m，綦村岩体矿山岩体之间进水口宽4000m，北洺河进水口（矿山

59、岩体崇义岩体之间）宽约9000m。这些口子的特点是岩浆岩托底，灰岩厚度变薄，口内外水位差大，由于岩浆岩穿插灰岩蚀变和重结晶较甚，透水性变弱。武安矿区内含水层可分为三种不同类型，第四系松散孔隙水含水组，二叠系砂岩裂隙水含水组，石炭系及奥陶系石灰岩（以下简称“奥灰”）裂隙岩溶水含水组。第四系松散孔隙水含水组分布范围广泛。厚度0200m，主要由一套冰碛物及冰水沉积物组成，岩相变化大，分选性不好，含水层中充填泥质，致使富水性很弱。二叠系石盒子组及山西组砂岩虽含一定数量的裂隙水，但富水性较弱，对矿井开采威胁不大。石炭系野青、伏青、大青等薄层灰岩，虽属太原组煤层开采时的主要含水层，但因断层将含水层切割成支离破碎的块段，使各含水层在横向上只能通过断层保持微弱的水力联系，因而地下水以静储量为主，煤矿开采时容易疏干与排放。而奥灰则为区域性的主要含水层，严重地影响下三层煤的开采。奥灰为煤系基盘，岩性主要为厚层状灰岩、角砾状灰岩、白云质灰岩及泥质灰岩所组成，厚度约为600m左右，可分为三组八段。O27、O25、O24为主要含水层，O26为主要相对隔水层西部山区裸露的寒武、奥陶系灰岩，在接受大气降水补给，沿北洺河进水口流入盆地后，由于沿北洺河河床集中下渗抬高水位，形成了一个天然的地下水分水岭，大致沿贺庄断层（F3）西侧南北分流，向南流往峰峰黑龙洞泉群排泄，向东北主要流经孙庄、王窑、中关等处，当流出新