1、五阳煤矿生产地质报告

山西潞安环保能源开发股份有限公司

五阳煤矿生产矿井地质报告

报告编制单位：河南省煤炭地质勘察研究院 报告提交单位：山西潞安环保能源开发

股份有限公司五阳煤矿

报告提交时间：2004年12月

编制单位：河南省煤炭地质勘察研究院

院 长：石建平 总工程师：牛志刚 地质所长：孙锦屏 审 核：刘传喜 主 编：孙锦屏

副 主 编：常学军 赵洪亮（五阳煤矿） 编制人员：

地 质：王永华（五阳煤矿） 王 清（五阳煤矿）

史利民（五阳煤矿）

孙锦屏 刘传喜 常学军 唐任贤 丁长明

水 文：牛志刚 孙保山 王维田 唐娜新 煤 质：李元建 范云霞

制 图：河南省煤炭勘察研究院大地公司、

GIS研究所

制 表：范云霞

目 录

I 文字部分

第一章 绪论 .......................................................................................................1 第一节 修改地质报告的目的、任务和依据 ................................................1 第二节 井田位置、范围和交通条件 ............................................................2 第三节 自然地理 ..........................................................................................4 第四节 生产建设概况 ....................................................................................5 第二章 矿井地质工作 .......................................................................................9 第一节 以往生产矿井地质报告及勘探工作 ................................................9 第二节 井田内及井田周边小煤矿开采情况 ............................................. 12 第三节 矿井地质与矿井水文地质工作 ..................................................... 13 第四节 对原生产（勘查）报告的评价 ..................................................... 15 第三章 矿井地质 .......................................................................................... 16 第一节 地层.................................................................................................. 16 第二节 含煤地层 ......................................................................................... 21 第三节 构造.................................................................................................. 21 第四章 煤层、煤质及其它有益矿产 ............................................................ 29 第一节 煤 层 ............................................................................................. 29 第二节 煤 质 ............................................................................................. 32 第五章 矿井水文地质 .................................................................................... 45 第一节 区域水文地质概况 ......................................................................... 45

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第二节 矿井水文地质条件 ....................................................................... 48 第三节 矿区涌水量计算 ............................................................................. 58 第四节 矿井主要水害及其防治措施 ....................................................... 62 第五节 供水水源 ..................................................................................... 第六章 开采技术条件 .................................................................................... 66 第一节 开采方法与顶底板条件 ............................................................... 66 第二节 特殊开采 ......................................................................................... 68 第三节 瓦斯、煤尘爆炸性和煤的自燃倾向性 ......................................... 68 第四节 环境地质 ....................................................................................... 72 第五节 地 温 ........................................................................................... 73 第七章 资源/储量估算 ................................................................................... 74 第一节 资源/储量估算范围及工业指标 .................................................... 74 第二节 资源/储量类型划分 ........................................................................ 74 第三节 计算方法和参数的确定 ................................................................. 75 第四节 资源/储量估算结果 ........................................................................ 76 第五节 资源/储量的探采对比与利用情况 ................................................ 77 第八章 结 论 ................................................................................................ 80

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II 附图 序号 图号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 1-1 1-2 2 3 4-1 4-2 4-3 5-1 5-2 5-3 5-4 5-5 6 7 8 9 10-1 10-2 11-1 11-2 11-3 12-1 12-2 13-1 13-2 13-3 13-4 13-5 13-6 13-7 五阳煤矿地形地质图 五阳煤矿水文地质图 五阳煤矿煤系地层综合柱状图 五阳煤矿煤岩层对比图 五阳煤矿3#煤层底板等高线及资源/储量估算图 五阳煤矿15-1#煤层底板等高线及资源/储量估算图 五阳煤矿15-3#煤层底板等高线及资源/储量估算图 五阳煤矿H-H′地质剖面图 五阳煤矿Z-Z′地质剖面图 五阳煤矿西大巷实测地质剖面图 五阳煤矿南大巷实测地质剖面图 五阳煤矿主石门素描图 五阳煤矿井上下对照图 五阳煤矿3#煤层采掘工程平面图 五阳煤矿矿井充水性图 五阳煤矿历年涌水量与降雨量、开采范围变化曲线图 五阳煤矿风井风化带抽水实验综合成果图 五阳煤矿井筒基岩段抽水实验综合成果图 五阳煤矿五-201号钻孔测井曲线图 五阳煤矿五-203号钻孔测井曲线图 五阳煤矿五-204号钻孔测井曲线图 五阳煤矿+760水平主井井筒断面图 五阳煤矿南峰回风立井井筒断面图 五阳煤矿南-1钻孔柱状图 五阳煤矿南-2钻孔柱状图 五阳煤矿南-3钻孔柱状图 五阳煤矿南-5钻孔柱状图 五阳煤矿南-7钻孔柱状图 五阳煤矿南-11钻孔柱状图 五阳煤矿南-12钻孔柱状图 图 名 比例尺 1：10000 1：10000 1：500 1：500 1：5000 1：10000 1：10000 1：5000 1：5000 1：500 1：500 1：500 1：5000 1：5000 1：5000 1：500 1：500 1：200 1：200 1：200 1：200 1：500 1：500 1：500 1：500 1：500 1：500 1：500 1：500

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序号 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 图号 13-8 13-9 图 名 五阳煤矿南-14钻孔柱状图 五阳煤矿南-17钻孔柱状图 比例尺 1：500 1：500 1：500 1：500 1：500 1：500 1：500 1：500 1：500 1：500 1：500 1：500 1：5000 13-10 五阳煤矿南-18钻孔柱状图 13-11 五阳煤矿南-20钻孔柱状图 13-12 五阳煤矿南-21钻孔柱状图 13-13 五阳煤矿南-22钻孔柱状图 13-14 五阳煤矿南-24钻孔柱状图 13-15 五阳煤矿南-25钻孔柱状图 13-16 五阳煤矿南-47钻孔柱状图 13-17 五阳煤矿南-50钻孔柱状图 13-18 五阳煤矿南-51钻孔柱状图 13-19 五阳煤矿南-钻孔柱状图 14 五阳煤矿3#煤层等厚线图

III 附表（合订本）

1．煤层、钻孔、构造成果、小煤矿调查表（附表一） 2．煤质化验成果表（附表二） 3．水文地质及工程地质附表（附表三） 4．煤层储量计算表（附表四） IV 附件

1．五阳煤矿生产矿井地质条件分类报告 2．五阳煤矿生产矿井水文地质条件分类报告 3．矿产资源采矿许可证 4．炭资源生产许可证 5．地质勘查资格证书

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第一章 绪论

第一节 修改地质报告的目的、任务和依据

一、修改地质报告的目的、任务

矿井地质及水文地质资料是矿井生产建设的主要基础技术资料，该资料是否完整准确直接关系着矿井的开拓、开采及安全生产。山西省潞安环保能源开发股份有限公司隶属的五阳煤矿是一座高产高效的现代化生产矿井，采掘机械化程度较高，这就要求地质工作者所提供的地质及水文地质资料必须更加及时、系统、全面和准确。

按照《矿井地质规程》、《生产矿井质量标准化标准》的规定，矿井生产地质报告必须每8～10年修编一次，并经省一级煤炭管理部门审批。五阳煤矿首次编制矿井生产地质报告是在1985年5月至1986年元月间进行的，至今已有近20年之久。由于矿井开拓延深，井田范围的扩大，原生产地质报告中的内容已不能满足现采掘工作的需要，必须尽快对原报告资料进行补充，重新分析研究、编制生产矿井地质报告，以满足新的矿井生产建设的要求。

为解决五阳煤矿所急，山西省潞安环保能源开发股份有限公司五阳煤矿委托河南省煤炭地质勘察研究院进行矿井地质报告修编，并于2004年7月签定了该项目《技术服务合同》，并明确以下地质任务：

1.研究含煤地层层序、特征及其变化规律；研究主采煤层厚度、结构及其变化规律；分析研究构造特征及其组合规律。

2.分析评价矿井水文地质、工程地质、环境地质等特征。 3.分析评价煤层煤质特征。

4.重新估算煤层资源储量，分析煤层的探采对比情况。

接受委托后，河南省煤炭地质勘察研究院组织专业技术人员组成生产地质报告编制小组，于2004年7月开始编制《五阳煤矿矿井生产地质报告》，并于2004年12月底提交该成果报告。

二、报告编制依据

1．DZ/T 0215—2002《煤、泥炭地质勘查规范》； 2．1984年煤炭工业部《矿井地质规程》；

3．山西省煤炭工业局以“晋煤行发[2003]121号”文件颁发的《山西省矿井地质报

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告编制提纲》；

4．《五阳煤矿生产矿井地质报告编制》技术服务合同。

第二节 井田位置、范围和交通条件

一、位置及范围

潞安矿区地处山西省东南部，沁水煤田东部边缘中段，地跨长治市、潞城市、襄垣县、屯留县、长子县。山西省潞安环保能源开发股份有限公司隶属的五阳煤矿位于潞安矿区北东部边缘，属长治市襄垣县管辖。其地理坐标：东经112°58′25″～113°05′09″，北纬36°26′46″～36°33′47″。井田范围南以文王山北正断层为界，北至西川正断层，东起

五阳煤矿区范围拐点坐标 表1-1

15#煤层拐点15个，标高从830m至250m 点号 1 2 3 4 5 6 7 8 点号 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 A11 A12 A13 A14 X 4045500.00 4048570.00 4046920.00 4046010.00 4044785.00 4044060.00 4043280.00 4042720.00 X 4035600.00 4041100.00 4041300.00 4042780.00 4046360.00 4045500.00 4044005.00 4043400.00 4042500.00 4042220.0 4042380.00 4041680.00 4040800.00 4041600.00 Y 38412370.00 ，38415700.00 38414900.00 38415560.00 38414800.00 38415680.00 384100.00 38416510.00 Y 38408000.00 38408000.00 38409300.00 38408650.00 38411520.00 38412370.00 38411060.00 38412700.00 38412940.00 38413140.00 38413680.00 38414100.00 38414400.00 384140.00 点号 9 10 11 12 13 14 15 点号 A15 A16 A17 A18 A19 A20 A21 A22 A23 A24 A25 A26 A27 A28 X 4042410.00 4038080.00 4035600.00 4041100.00 4041300.00 4042780.00 4046360.00 X 40410.00 4041500.00 4040900.00 4040750.00 4040580.00 4041380.00 4041600.00 4040420.00 4040240.00 4040160.00 4039850.00 4038840.00 4038260.00 4037320.00 Y 38418000.00 38418000.00 38408000.00 38408000.00 38409300.00 38408650.00 38411520.00 Y 38415800.00 38416280.00 38416160.00 38416070.00 38415720.00 38415660.00 38415960.00 38416070.00 38415900.00 38415600.00 38415550.00 38414060.00 38415200.00 38415020.00 3#煤层拐点28个，标高从830m至250m

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15-3#煤层露头线（经线38418000），西至经线38408000。南北长约13km，东西宽约10km，面积约为78.39km2。

2001年11月6日，中华人民共和国国土资源部以1000000120132号颁发的采矿许可证规定的井田范围由155个拐点坐标圈定,兹将3#、15#煤层拐点坐标列下，见表1-1，需扣除的12个小煤矿拐点坐标暂略。该证所核定的矿区面积78.39km2，开采煤层为3#、15#煤层，生产规模为150万t/年。

二、交通条件

五阳煤矿交通条件较为便利。太焦铁路线自北而南横穿井田，襄垣火车站、五阳火车站位于井田之内，本矿铁路专用线与五阳站相接。邯长、太焦铁路在长治北站交会。太焦线北接石太、同浦线，南接陇海线。

图1—1 五阳煤矿交通位置图

榆黄公路自本井田穿过，西距208国道1km。五阳煤矿距襄垣城约3km，距长治市约45km。距太原市约215km。潞安矿区的公路网连接着整个矿区，矿区至长治、太

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原等地均有汽车相通，交通真可谓“四通八达”，见图1—1。长治至各主要城市间距离见表1—2。

名称 太焦线 太焦线 邯长线 长太线 长邯线 长石线 长北线 长郑线 长天线 长西线 长治市距各主要城市距离简表 表1—2 起止线 铁路/公路 距离(km) 长治—太原 长治—新乡 长治—邯郸 长治—太原 长治—邯郸 长治—石家庄 长治—北京 长治—郑州 长治—天津 长治—西安 铁路 铁路 铁路 公路 公路 公路 公路 公路 公路 公路 280 217 220 250 185 第三节 自然地理

一、地形、地貌

潞安矿区位于太行山中段西侧，长治盆地之西部。隶属的五阳井田位于矿区东北部。纵观其地貌特征，属黄士高原的低山丘陵地带，地势较为平坦，呈南高北低，西高东低。大多为黄士所覆盖，局部零星出露中奥陶系地层及二叠系地层，冲沟发育。最高点位于本区南文王山北断层附近，海拔为+945.50m，最低点位于漳河河谷，海拔+8.00m，最大高差为91.50m。

二、水系

本井田主要河流为浊漳河西源和南源，属海河流域漳河水系，浊漳河南源由南而北流经井田南部，其支流有绛河、岚水、淘清河等。浊漳河由西向东流入井田北缘，其支流有淤泥河，南、西二源在井田与西源汇合后，由南而北穿越井田，至襄垣城东与浊漳河北源汇合流出五阳井田。

三、气象

本区属暖温带气候。年平均气温8.9℃，月平均最低气温-6.9℃(一月)，最高气温22.8℃(七月)。年降水量为414～917mm，年平均为583.9mm。年蒸发量为1493.8～1996.3mm，年平均为1731.84mm。降水量多集中在7、8、9三个月。日最大降水量为

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109.7mm(1972年7月7日)。风向多为西北风，最大风速14～20m/s。冻土期为每年十一月至次年四月，最大冻土层深度为55cm。

四、地震情况

据GB18306-2001图A1《中国地震峰值加速度区划图》，本区为6级烈度区。

第四节 生产建设概况

一、矿井发展建设

五阳煤矿是山西省潞安环保能源开发股份有限公司所属的一座大型现代化矿井，其前身是潞安煤矿，生产能力仅为7万t/年。开采3#煤层，采煤方法为残柱式，手工落煤，人力和蓄力运输，汽绞车提升，通风方式为分区串联通风。19年该矿试用荆笆假顶人工分层采煤法获得成功。

19年6月燃料工业部有关部门会同苏联专家伊利亚森柯来潞安地区调查，规划五阳为改建井田。据该部煤矿管理总局地质勘探局（）煤地地字第1279号文及（55）煤地地字第213号文，114队对五阳改建井田（七勘探区）进行了精查勘探。于1955年8月提出精查报告，并由华北煤田储量委员会于同年9月批准。后因设计需要，114队又重新编制了该报告，并于1956年6月2日由全国储量委员会第84号决议书批准。

五阳矿改建井工程于1956年5月1日竣工投产，其设计能力为90万t/年，设计井田范围仅限于勘探区，面积为10.km2，总储量约五千万t，服务年限为50年。

1963年省煤管局以（63）晋煤基字第135号文件批转煤炭部意见，将十勘探区中大黄庄一号井田，四勘探区四号竖井及三号竖井上部划归五阳井田，井田面积扩大到27km2，储量增加到一亿多吨。

1975年省局又以晋煤基字（1975）第243号文和省建委以晋建（75）晋革建字第37号文批准五阳井田+600水平扩建延深初步设计，同时把原四勘探区三号竖井下部及十勘探区二号井田一并划归五阳井田，井田面积增加到69.33 km2，储量增加到三亿六千万t。+600水平的延深和扩建工程于1983年竣工，到1985年12月28日矿井扩建工程全部移交生产，矿井的设计能力由90万t/年提高到150万t/年。

随着现代化矿井的逐年开采，地质储量逐渐枯竭。为解决储量储备不足的问题，五阳煤矿1990年4月上报申请将南峰扩区划归其后备区，同年11月省局以统晋煤生字（1990）第1006文批准其上报申请，将南峰扩区划归五阳煤矿开采。因该区工程量不

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足，不能满足矿井开拓、延深及设计的需要，故1992年～1996年间潞安矿务局地质处对该区进行了生产补充勘探，共施工钻孔50个，完成工程量25202.84m，提供新的地质 储量为10769万t。

1987年潞局地质队施工了南峰扩区回风井检查孔，于同年10月提交了南峰扩区回风井筒检查孔地质报告，由潞局组织的评审批准通过。

1998年中煤第十工程处受潞安矿务局的委托对五阳矿南峰扩区回风井进行施工，目前回风井已贯通，通风系统调整后，大大缓解了五阳煤矿采区接替工作的紧张局面。

二、矿井生产

1．矿井生产能力

五阳煤矿1956年建井，1963年投产。建井以来，生产规模不断扩大，设计生产能力从1956年的90万t/年，增至2004年的150万t/年，2004年9月核定生产能力为150万t/年，南丰扩区回风井投入运营后，实际生产能力达到190万t/年。目前拥有职工4959人，从事井下开采有6个采掘队，生产效益良好。

2．矿井开拓方式、采煤方法

五阳煤矿为立井单水平分区开拓，采煤方法为走向长壁分层开采全部垮落综采放顶法；开采山西组中下部的3#煤层。顶板管理，液压支架支护；回采工作面分为人工假顶分层开采和综采放顶煤。

矿井有旧副立井、新主立井、新副立井、北风井、西湾斜井、西山底回风立井、西风井、南丰风井共有9个井筒。即6个立井，3个斜井。其中4个进风井，2个回风井，另外3个井筒辅助进风兼作安全出口。

主要运输大巷布在+600m水平，划分7个采区（表1-3）。现有2个工作面，4个掘进工作面，其中3个综掘工作面，1个炮采工作面。工作面推进长度为800～2000m，工作面长度为150～200m，煤层厚度一般为5.80～6.49 m，采高为2.80～3.00 m，放顶煤高度为3.00～3.69 m。综采工作面进、回风顺槽采用工字钢梯形棚支护或锚杆、锚索联合支护。开切眼采用木棚或锚网索联合支护，高度为3.0 m，宽度为6.50～7.00 m。

3．通风、排水系统

通风采用分区对角机械抽出方式，9个井筒有4个为主要进风井，有2个为回风井。矿井总风量为13408 m3/min，总回风量为13639 m3/min。北风井主扇型号ZBY—2.4，380kW，西风井主扇型号ZK60—4No 28，480kW，南风井主扇型号BDK60—8—No 29，2×630 kW。

排水系统有两套。其一是+600水平井下污水排水系统，均通过大巷流入水仓（容积为2000m3），再由水泵排到地面供五阳热电厂使用；其二是+760水平井下清水排

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工作面溜子 采区皮带 采区煤仓

主皮带

上仓皮带 井底煤仓 装载峒室 给煤机 装载峒室 提升箕斗 地面煤仓 给煤机 落煤皮带 上仓 落地 装火车 推煤机 外运 下仓皮带 图1-2 井上下运输系统流程图

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水系统，利用专用管道将清水集中在井下清水仓中，然后经泵房排到地面清水池供职工和附近农村生活饮用。矿井+760水平排水能力为450m3/h，正常涌水时排水设备运行时间为19.2h，最大涌水时排水设备运行时间为10.13h；+600水平排水能力为450m3/h，正常涌水时排水设备运行时间为15.73h，最大涌水时排水设备运行时间为8.26h。

3．提升、运输系统

提升系统包括+600水平主立井提升系统和副立井提升系统。主立井提升系统担负

着原煤提升。主立井采用JKM—3.25×4(Ⅱ)型塔式多绳摩擦轮提升机，安装12吨双箕斗，

提升能力为384t/h。副立井提升系统为混合提升系统，用于升降人员、材料和矸石。提升方式为双钩单层罐笼提升，提升高度为320 m。采用苏联2JK—3.5/20-1.7B双滚筒缠绕式提升机，提升能力一次循环时间82～85秒。

运输系统分原煤运输系统和辅助运输系统, 原煤运输系统采用胶带输送机运输, 辅助运输系统采用电机车及调度绞车牵引普通1t或2.5t矿车机道运输。井上下运输系统见流程图1-2。

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第二章 矿井地质工作

第一节 以往生产矿井地质报告及勘探工作

一、以往地质工作

潞安矿区煤田地质普查工作最早是在1917年2月，由王竹泉在山西省东南部榆次、和顺、长治、晋城等地进行了地质矿产调查，并著有《山西省东南部地质矿产报告》。19年6月由燃料工业部有关部门会同苏联专家伊利亚森柯到潞安现场踏勘，将潞安矿区划分为八个勘探区。四、七、十勘探区属五阳井田。

四区精查勘探由华北煤田地质局114队于19年6月到1955年8月完成，并于1955年10月提交了精查报告。经地质局全国矿产储量委员会于1955年11月30日第46号决议书批准。本次勘探手段为地面钻探，共施工钻孔28个，钻探工作量为9030.47m，各钻孔均采用氢氟酸进行钻孔弯曲度测量，最大弯曲度不超过6度，一般在1度～4度之间，钻孔均未评级。勘探面积为10.25km2，钻孔密度为2.7个/km2，提供3号煤层A+B+C级储量为8509.22万t。其中A级为4006.31万t，B级为1681.52万t，高级储量的比例为66.84%。

七区精查勘探工作由华北煤田地质局114队于1955年至1956年完成，并于1956年3月提交精查报告，经地质局全国矿产储量委员会于1956年6月第84号决议书批准。此次勘探方法为地面钻探，共打钻孔24个，钻探工作量为3369.93m。除浅部钻孔外均进行了测斜工作，测得的钻孔弯曲度均未超过2度，钻孔未评级。勘探面积为9.93km2，钻孔密度为2.4个/km2。提供3号煤层A+B+C级储量为2158.35吨，其中A级为965.75吨，B级为1124.17万t，高级储量的比例为96.83%。

十区精查勘探工作由华北煤田地质局114队于1955年至1958年完成，并于1958年10月提交精查地质报告。但因该精查报告是在华北煤田勘探局调查二队的普查资料基础上只作了少量工作编制而成的，实际上并未进行精查勘探工作，故该报告未被批准。此后潞局地质队及114队又对该区进行了一些补充勘探，并在1969年4月由矿务局地质科提出了该区的精查地质报告，并由省煤管局批准。此间的勘探方法采用地面钻探，共施工钻孔96个，钻探工作量为18374.91m，钻孔未评级。勘探面积为31.28km2，钻孔密度为3.1个/km2，提供了3号煤层，A+B+C级储量为21999.8万t。

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1960年至1991年间，为了满足五阳煤矿生产的需要，潞局地质队及114队相继进行了系列的小型生产补充勘探，并提交了相应的生产补充勘探地质报告，由矿方审查验收。勘探方法均为地面钻探，共施工钻孔223个，钻探工程量为697.83m，大部分钻孔进行了质量评级，未增加新的储量。

随着五阳煤矿的逐年开采，地质储量不断减少，为解决其储量不足的问题，五阳煤矿1990年4月上报申请将南峰井田划归为其后备区，同年11月省局以统晋煤生字（1990）第1006号文批准五煤阳矿的上报申请。但因该区钻孔密度为1.2个/km2，高级储量的比例为14.4%，其勘探程度不能满足矿井开拓、延伸及设计的需要。故1992年3月五阳煤矿委托长治市地质测量研究会提出了南峰补充勘探设计。按设计要求，潞局地质处于1992年～1996年间对该区进行了补充勘探，勘探方法为地面钻探，共施工钻孔50个，钻探工程量为25202.84m，全部钻孔进行了数字测井，除构造孔外的所有钻孔进行了孔斜换算。并进行了钻孔评级，其中特级孔22个，甲级孔24个，乙级孔4个，特甲级孔率为92%。勘探面积为13.5km2，钻孔密度为5个/km2，提供3#煤层A+B+C级储量为10768.61万t。其中A+B级储量为6933.33万t，C级储量为3835.28万t，高级储量所占比例为%。

截止2004年，本井田及其周边范围内，累计共施工钻孔及共完成工作量情况不详。本报告共搜集到422个钻孔坐标，煤层综合成果表共录取377个（附表一）。

据3#煤层采掘过程中历年收集的地质资料，与勘探阶段的成果对比分析，各勘探阶段中提供的钻孔资料可靠，查明的总体构造形态、煤质变化、煤种分布、瓦斯情况及储量计算基本与实际相吻合。但局部煤层底板等高线变化较大，10m以下的断层除钻孔遇到外不易被发现，涌水量预测与实际相差较大。

二、以往水文地质工作

原《五阳矿生产地质报告》编于1985年，随着采掘深度的不断加深，原有的结果已不能正确指导生产的安全进行，85年之后五阳矿做了大量的相关工作。

19年6月～1956年8月华北煤田地质局四队对潞安煤田四勘探区进行精查勘探时，施工专门水文地质孔两个（422主孔、430观测孔），抽水6层（组）次；1967年7月～1968年7月潞安矿务局对五阳井田大黄庄区进行的补充勘探中进行了1层次（57号钻孔、太原群K1+K2混合抽水）；1985年中国煤田地质总局第一水文地质队按“煤水勘地字（85）165号”要求，对辛安泉域西流王曲子泉域进行了供水水文地质勘探，主

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要完成1/50000水文地质测绘300km2、水文地质钻探24126m/33孔、抽水试验45层次（其中群孔抽水2次，多孔抽水8次，单孔抽水25次，简易抽注水10次），并完成河流渗漏量观测2段、钻孔水位观测27孔。历时7年，于1992年11月提交了“山西省潞安矿区（北区）供水水文地质详查报告”；19年5月，由潞安矿务局与中国煤矿水害防止水专业委员会专家组合作编制了《潞安矿务局五阳矿水文地质补充勘探工程设计》； 1994年7月，由潞安矿务局委托中国煤矿生产技术服务公司编制了《五阳煤矿（含扩大区）水文地质补勘工程设计及矿井深部防止水害的分析认识与建仪》；2001年底，潞安矿业集团公司地质处提交了《五阳煤矿矿井生产地质报告》；1990～2000年由焦作矿业集团水文地质勘探公司与潞安矿业集团五阳煤矿对该区进行了水文地质补勘工作中，完成地面专门水文钻孔19个，并对其进行了水位观测和注水试验，总进尺7434.73m，且在南峰扩大区建立了太灰水观测孔5个（总进尺2709.30m），井下太灰水测压、放水孔8个，总进尺617.59m，并于2003年6月共同提交了《潞安矿业集团五阳煤矿水文地质补充勘探工作总结》。1992年5月～1996年1月潞安矿务局地质处对南峰扩大区补充勘探中，完成了5孔16层次简易注水试验。

另外，近几年来为使煤炭生产安全进行，五阳矿还与焦作矿务局多次合作，设置了分区防水闸门，改善了采区排水系统，提出了一些分区隔离措施，从实际上做了大量工作。

三、搜集和参考的地质资料

本次所搜集和参考的以往地质资料如下：

1．《潞安七区精查地质报告》，华北煤田地质勘探局114队，1956年3月。 2．《潞安四区精查地质报告》，华北煤田地质勘探局114队，1955年10月。 3．《潞安十区精查地质报告》，华北煤田地质勘探局114队，1958年10月。 4．《五阳井田大黄庄精查补勘地质报告》，潞安矿务局地质队，1969年。 5．《五阳煤矿西山底补勘地质报告》，潞安矿务局地质队，1976年2月。 6．《五阳井田大黄庄区生产补钻报告》，潞安矿务局地质队，1976年2月。 7．《五阳井田51、71采区补钻报告》，潞安矿务局地质队，1980年。 8．《五阳井田七三采区补钻报告》，潞安矿务局地质队，1981年。 9．《五阳井田双区补钻报告》，潞安矿务局地质队，1982年。

10．《五阳井田53、采区补钻报告》，潞安矿务局地质队，1983年。

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11．《南峰精查地质报告》，山西煤田地质勘探114队，1985年9月。 12．《五阳井田五二采区地质报告》，潞安矿务局地质队，1988年。 13．《五阳井田七五采区地质报告》，潞安矿务局地质队，1988年。 14．《五阳煤矿矿井生产地质报告》，潞安矿务局地质队，1986年元月。 15．《潞安矿区地质概况》，潞安矿务局地质队，1990年3月。

16．《五阳矿南峰扩区电法勘探报告》，湖北省地质勘察基础工程公司，1993年4月。 17．《五阳井田南峰扩区补充勘探地质报告》，潞安矿务局地质处，1996年3月。 18．山西省襄垣县五阳煤矿二00四年矿产资源储量检测年度报告2004年10月。 19．五阳矿提供的有关采掘、地质、水文地质、储量、开采技术条件等资料。 20．其它可收集到的有关区域地质、水文地质及生产小窑等资料。

2001年潞安矿务局地测处编制的《五阳煤矿矿井生产地质报告》未经审批，但内容较全面，引用和搜集的资料较丰富可靠，也为本次所参考。

第二节 井田内及井田周边小煤矿开采情况

据五阳矿现有的资料，目前井田内共有小煤矿31个，其中，已关闭16座，在采15座。小煤矿多分布在井田的北、东及东南部边缘地带，见五阳煤矿地形地质图。从其分布的位置和五阳矿目前的开采情况看，只要小煤矿严格按照圈定的矿界开采，均不会对大矿的安全生产构成直接的影响。

城关镇兴庄煤矿、城关镇联营煤矿、金星煤矿、西关村煤矿、王家庄煤矿分布在小黄庄断层以北的区域，均开采山西组3#煤层。由于小黄庄断层的天然阻隔，其开采对本矿的安全生产不会够成威胁。

东山煤矿、东山底红星煤矿、芦沟村煤矿、西山底联矿、天仓煤矿、大道二坑煤矿、七五矿二坑口、崔家庄煤矿、襄林煤矿、果园村军办煤矿等位于五阳矿报废采空区内，除芦沟村煤矿（已关闭）开采太原组15-3#煤层外，其余矿均开采山西组3#煤层。只要小煤矿不越界开采也不会对矿井的安全生产造成影响。

另外城关镇十字道煤矿地处小黄庄断层以南紧靠小黄庄断层的部位，开采山西组3#煤层。从目前的情况看，若小煤矿不越界开采同样也不会影响大矿的安全生产。

但从以往的情况看，小煤矿越界开采比较严重，并且时有发生，给大矿的安全生产造成了很大的麻烦。如1988年与1993年五阳煤矿的井下特大透水事故就是因小煤矿

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的越界开采造成的。因此，在以后对小煤矿的管理中要接受这血的教训，对小煤矿严格管理，形成定期检查制度，发现问题，及时解决，排除隐患，防患于未然，确保大矿的安全生产。

第三节 矿井地质与矿井水文地质工作

矿井地质工作是煤炭资源开发利用必不可少的基础工作，其任务是收集编录完整准确的地质资料，为矿井的建设，开采和生产提供可靠的地质依据。此项工作贯穿于建井的开始至开采结束之整个过程，并且它是保证煤矿安全生产的一项极为主要的工作。

建矿至今40多年来，矿井地质工作一直遵循为煤矿生产建设服务的宗旨，严格按照《矿井地质规程》的要求，坚持现场收集资料系统完整和室内综合分析科学合理，使原有的地质资料得到了不断补充和完善，进而也使地质工作更好地指导煤矿生产。

一、地质工作方法

本矿地质人员在工作中，以过去各勘探阶段的地质报告和生产补充勘探地质报告资料为基础，结合井下巷道地质观测点，井下钻探及井下物探等到手段收集的地质资料进行综合分析研究，并根据矿井生产的实际需要，编制出矿井生产所必需的各种地质说明书和各类地质图件，并对生产中可能出现的各种地质及水文地质异常或灾害作出了预测预报。为井下采掘工作提供了可靠的地质报告，也为矿井的正常开采打下了坚实的基础。

二、矿井地质资料的收集编录 1.地质点的观测

主要运输大巷、石门、穿过煤系地层的巷道均设地质观测点进行观测，正常岩层的巷道每20m（煤层巷道每100m）设一观测点，揭露地质构造时随时设点观测。各观测点的描述内容按《矿井地质规程》要求进行，若必要时在井下绘制巷道素描草图。

2.地质构造点的观测

在井下巷道的掘进过程中揭露的地质构造均设点进行观测，对遇到的岩溶陷落柱要根据巷道揭露和井下煤层布孔进行控制，确定其位置，并绘制草图。对遇到的断层进行走向、倾角、落差的测定，并绘制草图以便室内整理。

井下煤岩层物理力学性质试验：为满足机械化采煤和岩移特征观测的需要，掌握井田煤系地层中煤岩层物理力学性质，于1978年，在井下采集了3#煤层及其顶底板成

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套标本，委托武汉长江水利电力科学研究院进行了岩煤样物理力学性质试验。为综采设备的选型以及顶板管理提供了依据。

3.矿井水文地质观测

建立建全了井上下水文观测系统。定期到附近的襄垣县气象站收集气象资料。对流经本井田的地表河流均设立观测站，观测其最大流量，最小流量以及经井田渗透量。对巷道揭露的各含水层及出水点作详细的观测记录，并在井下具有代表性的地点设立观测点，观测矿井涌水量。根据掌握的水文地质资料进行分析研究，在井下划分出安全区、危险区，为矿井水的防治工作提供了参考。

4.地质及水文地质资料的整理

把矿井生产过程中收集到的地质、水文地质资料及时整理归档，并绘制出各种相关的图件，并把对采掘工作有影响的地质构造和水文地质异常点及时填绘在采掘工程平面图上，以便进行综合分析，制定合理的采掘方案。

三.矿井地质工作对生产的指导

矿井地质工作的中心任务是为生产服务，其工作重点是尽可能地利用各种手段获取更详尽的地质及水文地质资料，通过分析研究、结合生产的具体情况，编制出掘进地质说明书，采区地质说明书，回采工作面地质说明书以及服务于矿井生产的各种地质及水文地质图件。使矿井生产有据可依，真正发挥了矿井地质工作在生产中的参谋作用。

1.掘进地质说明书的编制

根据已掌握的地质及水文资料，提供掘进地段的位置及相邻关系，绘制掘进巷道所穿过各岩煤层的剖面图，说明主要构造的影响，提供水文资料，预计涌水量及掘进注意事项，并附煤层底板等高线图。

2.采区地质说明书的编制

以各种地质报告、补钻资料及井巷开拓资料为基础，按照采区划分进行编制，其内容包括采区位置、范围、四邻关系、地表特征、埋藏深度、煤层煤质、围岩特征、顶底板岩性厚度、地质构造、水文地质情况及采区地质，可采储量和存在问题，注意事项等。

附图：

煤层底板等高线图（1：2000） 采区综合煤岩层柱状图（1：500） 采区上、下山及石门预测剖面图

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3.工作面掘进地质说明书的编制

以本采区及其周边实见地质资料为基础进行编制，其内容为掘进地段的位置、相邻关系、构造影响、煤层、煤厚、煤质、顶底板岩性、水文情况及掘进注意事项。并附煤层底板等高线图及煤岩层柱状图。

4.回采工作面地质说明书的编制

主要以工作面四周切割巷道实见资料为依据进行编制。内容包括工作面位置、四邻关系、地表特征、埋藏深度、工作面构造影响、煤层结构、厚度、顶底板岩性、煤质、瓦斯、煤尘、工作面水文地质、充水因素预计、开采最大和正常涌水量及工作面地质可采储量，开采建议和注意事项。

附图：

煤层底板等高线图（1：2000） 工作面煤层剖面图（1：2000） 工作面煤岩层柱状图（1：200） 工作面地形图（1：2000）

直接顶、巷顶岩层分布和等厚线图。

矿井生产实践证明，通过对上述各种地质说明书及相关图件的编制，基本上能够满足生产的需要，起到了矿井地质工作应有的作用。但是，由于五阳矿地质条件相对比较复杂，局部地段因地质构造的影响，底板起伏变化较大，与实际相差较远，常常给矿井地质工作带来被动局面，这是矿井地质工作以后要着重解决的问题。

第四节 对原生产（勘查）报告的评价

五阳煤矿核定范围内具代表性报告，一是1986年潞安矿务局地质队提交的《五阳煤矿矿井生产地质报告》，二是1993年3月潞安矿务局地质处提交的《五阳井田南峰扩区补充勘探地质报告》。兹对其作概略评价。

一、《五阳煤矿矿井生产地质报告》

1986年元月潞安矿务局地质队提交的《五阳煤矿矿井生产地质报告》，为潞安矿务局审批通过，但具体审批意见不详。该报告对原五阳煤矿区内的勘探方法、勘探类型、工程质量、地质构造、煤层、煤质、水文地质条件和开采技术条件等进行了详细的论述，对3#煤层进行了储量估算，评价比较合理，结论基本正确。但限于当时的勘探和揭露程度，报告在地质构造和水文地质方面的分析研究与客观上有所偏差。

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二、《五阳井田南峰扩区补充勘探地质报告》

1993年3月潞安矿务局地质处提交的《五阳井田南峰扩区补充勘探地质报告》，为山西省煤工业局以晋煤局生字（1996）第129号文件所批复。主要批复意见如下：

1．五阳井田（南峰）扩区位于五阳矿原矿区之西，东西宽3.0km，南北长4.5km，面积13.5 km2。

2．该次补勘，采用了物探与钻探相结合的综合勘探手段；确定了扩区地质构造为中等；估算了主要可采煤层3#、可采煤层15#和局部可采煤层9#的储量。

3．该次勘探基本查明了扩区的地质构造形态为宽缓的褶曲和高角度正断层，构造线方向为北东东，地层倾角为10°左右。查明了主要可采煤层（3#）的赋存形态、结构、煤质，对可采煤层进行了储量估算3#，提高了高级储量比例。确定了3#煤层为中灰、特低硫、高发热量、高熔点瘦煤-贫煤；15#煤层为中灰、中硫、中-高发热量、高灰高熔点之贫煤。其本查明了主要可采煤层的开采技术条件，对扩区的水文地质做了一定的工作。

4．文字报告中应根据现有资料充实水文地质部分的内容，尤其是奥灰水的带压开采问题和构造导水性分析的内容，划分出带压开采的范围和带开采的安全区、过渡区、危险区。

第三章 矿井地质

第一节 地层

一、区域地层

五阳井田属潞安矿区。潞安矿区位于华北地台山西台背斜，沁水煤田中东部边缘。地层发育与华北地台其它地区一样，结晶基底为太古界、下远古界地层，其上发育了寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系、三迭系、侏罗系、上第三及第四系等地层，缺失上奥陶统、志留系、泥盆系、下石炭统、白垩系、下第三系等地层。区域内各时代地层均有所出露。据以往地质资料区域地质资料将寒武系以新地层，由老到新简述如下：

1．寒武系（∈）

该系地层在五阳井田内无出露，主要分布在左权、襄垣、平顺等地。与下伏元古界地层呈不整合接触。厚约486 m。

1）寒武系下统（∈1）

该统缺失馒头组、仅发育毛庄组。主要为紫红色页岩与紫红色白云质泥质灰岩互层，

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夹表灰色中厚层状右灰岩、鲕状灰岩；底部为一层底砾岩。，厚约35～90 m。

2）寒武系中统（∈2）

徐庄组（∈2x）：下段主要为紫红色页岩、细砂岩夹薄层石灰岩、鲕状灰岩。上段主要为浅灰色中厚至薄层状石灰岩、泥质条带灰岩等。厚度一般为58～90 m。

张夏组（∈2z）：底部为薄层泥质条带灰岩或薄层灰岩、泥质灰岩。其上主要为浅灰至深灰色薄至厚层状灰岩、石灰岩，下部夹紫红色页岩。一般厚约170 m。

3）寒武系上统（∈3）

崮山组（∈3g）：主要为灰、灰黄色薄至中厚层状泥质条带灰岩或竹叶状灰岩，夹黄绿色钙质页岩及生物碎屑灰岩。厚度一般为40 m。

长山组（∈3c）：主要为紫红、灰紫色中厚层状竹叶状灰岩夹泥质条带灰岩或薄层白云质灰岩。厚度约7～22 m。

凤山组（∈3f）：主要为灰、灰白色厚层状中至粗晶白云质灰岩。一般厚约100 m。 2.奥陶系（O） 1）奥陶系下统（O1）

本统厚度为65～210m，一般厚度130m。中上部为灰色中厚、巨厚层状白云岩，下部为泥质白云岩夹竹叶状白云岩。与下伏地层为整合接触。

2）奥陶系中统下马家沟组（O2X）

本组厚度多37～210m，一般厚度120m，中上部为青灰色中厚、巨厚状石灰岩，下部为角砾泥灰岩和铝质灰岩。

3）奥陶系中统上马家沟组（O2S）

本组厚度170～310m，一般厚度230m，中上部为灰色白云质泥灰岩、泥质灰岩，灰黑色中厚层状豹皮灰岩。下部为灰绿色泥灰岩或角砾状泥灰岩。

4）奥陶系中统峰峰组（O2f）

本组厚度为55～2m。岩性为浅灰色中厚层状豹皮灰岩，灰白色白云岩夹灰黑色中厚层状灰岩。

3.石炭系（C）

1）石炭系中统本溪组（C2b）

该组厚度2～35m，一般厚度20m。岩性以铝土泥岩为主，并发育有石灰岩，少量砂岩，夹有煤线。底部有山西式铁矿透镜体赋存。与下伏层呈平行不整合接触。

2）石炭系上统太原组（C3t）

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本组厚度80～150m，一般厚度100m，为主要含煤地层之一。岩性由灰黑色，灰色泥质岩，砂岩，发育4～6层石灰岩，含煤10～15层，底部为灰白色中厚层状砂岩（K1）。与下伏地屋呈整合接触。

4.二叠系（P） 1）下统山西组（P1s）

该组厚度为36～135m，一般厚度60m，为主要含煤地层之一。岩性灰黑色，灰色泥质岩，灰白色中、细粒砂岩及煤层组成。发育1～4层煤。底部以K7灰白色中或细粒砂岩为界。与下伏地层呈整合接触。

2）二叠系下统下石盒子组（P1x）

该组厚度48～78m，一般厚度65m。顶部为杂色鲕状铝土质泥岩（桃花泥岩），中部为浅灰色中粒、细粒砂岩，下部为杏黄色砂岩、泥岩、灰色泥岩，偶夹煤线，底部灰白色中、细粒砂岩（K8）。与下伏地层呈整合接触。

3）二叠系上统上石盒子组（P2s）

该组厚度400～550m，一般厚度520m，上部为杂色砂岩及紫红色泥岩，中部为杂色砂岩、泥岩及黄绿色中粒砂岩灰色泥岩，下部为紫色、杂色、黄绿色泥质岩组成，底部为灰白色厚层状中粗粒砂岩、灰绿色砂岩（K10）。与下伏地层呈整合接触。

4）二叠系上统石千峰组（P2sh）

该组厚度22～217m，一般厚度150m。岩性以黄绿色厚层状中、粗粒砂岩与紫红色泥岩互层，上部发育，有淡水灰岩及薄层石膏层。仅在屯留井田西部有2个钻孔完整接露，最大厚度192m。与下伏地层呈整合接触。

5.三叠系（T）

1）三叠系下统刘家沟组（T1l）

本组厚度为115～595m，一般厚度400m。岩性主要由浅灰、紫红色薄～中厚层状中-细粒砂岩和紫色泥岩组成。仅在屯留井田有2个钻孔见及，最大厚度53.39m。与下伏地层呈整合接触。

2）三叠系下统和尚沟组（T1h）

本组厚度130～475m，一般厚度250m。岩性主要由紫灰色砂岩和紫红色泥岩组成。与下伏地层呈整合接触。

3）三叠系中统二马营组（T2er）

地层一般厚度600m。岩性主要由紫红色泥岩，砂质泥岩、浅绿色厚层状粗砂岩组

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成。与下伏地层呈整合接触。

4）三叠系中统铜川组（T2t）

厚度一般为55m。上部为红色砂质泥岩，夹细粒砂岩，下部为紫色、灰绿色厚层状中粒砂岩和灰绿、灰紫色砂质泥岩。与下伏地层呈整合接触。

5）三叠系上统延长组（T3y）

厚度30～138m，一般厚度50m。岩性由紫红、灰绿色中厚层状中、细粒砂岩，粉砂岩，泥岩夹淡水灰岩组成。与下伏地层整合接触。

6.侏罗系（J）

区域西北部有零星出露。该系缺失下统和上统，仅发育中统黑峰组。岩性为灰黄色厚层状含砾粗中粒砂岩，局部夹砾岩及紫红、淡绿色砂质泥岩。厚度为30～2 m。与下伏三迭系呈不整合接触。

7.上第三系（N）

厚度5～268m。岩性以棕红色粘土、砂质粘土为主，底部为砾石，在武乡县张村为厚层状灰绿、灰黑色粘土，粉砂与薄层泥岩互层，并夹油页岩。与下伏地层呈角度不整合接触。

17.第四系（Q）

厚度0～300m为棕黄、淡黄色亚粘土，含砂质粘土，亚砂土夹钙质结核及近代冲积层—砂、砾石及泥土组成。与下伏地层呈角度不整合接触。

二、井田地层

本井田广为第四系黄土所覆盖，局部地带有二叠系地层零星出露，南部边缘地带有奥陶系地层出露。据以往和新近地质资料，本井田发育的较新地层有奥陶系、石炭系、二叠系、第四系等地层，现由老到新叙述如下：

1.奥陶系中统上马家沟组O2s

井田钻孔揭露最大厚度为99.27m，岩性为深灰色巨厚层状石灰岩，浅灰色白云质灰岩、泥灰岩。局部夹石膏层。石灰岩呈豹皮状，含珠角石、腹足类，有孔虫等化石，分布于井田南部文王山北断层下。

2.奥陶系中统峰峰组O2f

该组厚度为120m左右，岩性为浅灰、深灰色厚层状石灰岩，灰色厚层状白云质灰岩，夹灰色中厚层状泥灰岩。与下伏地层呈整合接触。

3.石炭系中统本溪组C2b

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该组厚度3.5～29.92m，平均8.5m。岩性以灰色块状铝土泥岩为主，局部发育灰白色中厚层状细粒石英砂岩，灰色砂质泥岩，底部为山西式铁矿层。有时见及不稳定的薄煤层或煤线。井田东南郭庄附近有出露。与下伏地层呈假整合接触。

4.石炭系上统太原组C3t

本组厚度.2～139m，平均厚度103m。是本区的主要含煤地层之一。岩性主要为灰、灰黑色石灰岩，灰、灰白色细～粗粒石英砂岩，灰、灰黑色粉砂岩，砂质泥岩，泥岩，夹8～15层煤，其中可采煤层1～7层。泥岩多含铁质结核及植物化石碎片，致密坚硬；砂岩有时常相变为砂质泥岩及泥岩。本组发育四层较稳定的石灰岩及一层局部发育不稳定的石灰岩，属典型的海陆交互相沉积，旋回结构明显，且岩性岩相较为复杂。与下伏地层呈整合接触。

5.二叠系下统山西组P1s

本组厚度59.20～85.85m，平均厚度约70m。是本区主要含煤地层，岩性主要为灰白、灰色中-细粒石英砂岩，灰、灰黑色粉砂岩、砂质泥岩互层，含植物化石碎片，含煤1～4层。其中下部的3#煤层为主要可采煤层，平均厚度5.73m，底部以一层灰白色中厚层状细或中粒石英砂岩（K7）与太原组分界，为滨海三角洲沉积。与下伏地层呈整合接触。

6.二叠系下统下石盒子组P1x

本组厚度83.46～151.90m，平均厚度约110m。岩性变化较大，顶部为紫红、紫灰色等杂色含鲕粒厚层状铝质泥岩，砂质泥岩。（俗称桃花泥岩）中，底部为灰白、灰色石英砂岩为主（K8）。岩层颜色由浅到深的变化反映气侯由温暖潮湿渐变为炎热干燥。为上三角洲平原～冲积平原沉积。与下伏地层呈整合接触。

7.二叠系上统上石盒子组P2s

本组厚度一般在300m左右。岩性由紫红、紫灰等杂色泥岩或砂质泥岩及灰、灰白和黄绿色石英砂岩组成。为半干热气侯条件下，冲积平原沉积。与下伏地层呈整合接触。

8.第四系Q

其厚度0～80.17m，平均约32.73m。是本井田主要覆盖层，岩性为棕黄、浅黄色亚粘土，含砂质粘土，夹姜结石层,局部有砾石,顶部为植耕土，近漳河一带为古河床及河漫滩沉积。与下伏地层呈不整合接触。

鉴于本井田历次地质资料的地层划分标准不甚统一，本次地层划分主以2001年《五阳煤矿矿井生产地质报告》中的地层划分为标准进行统一，区域地层基本与此一致。五

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阳井田历次进行分采区精查，补勘精查，对煤系地层的控制程度较高，但对含煤地层系统研究较差，特别是对本井田含煤地层沉积环境缺乏系统的分析研究。

第二节 含煤地层

本区主要含煤地层为石炭系上统太原组（C3t）及二叠系下统山西组（P1s），现分述于下：

一、石炭系上统太原组（C3t）：

该组为一套典型的海陆交互相沉积，并形成四个明显的旋回韵律结构，其厚度为.2～139m，平均厚度103m，岩性为灰色、深灰色石灰岩，灰色、灰白色细、中、粗粒石英砂岩，灰黑色粉砂岩、砂质泥岩，泥岩及煤层。其中夹8～15层煤，发育四层稳定的石灰岩（K2、K3、K4、K5、）及一层不稳定的石灰岩（K6）。测井物性反映：煤层一般为高电阻、低密度、低伽玛。石灰岩为高电阻、高密度、低伽玛。因此标志明显。该组产植物化石碎屑及动物化石。

二、二叠系下统山西组（P1s）：

该组为陆相沉积，其厚度为39.20m至85.85m，平均厚度约60m，岩性为灰色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩、灰白色中、细粒石英砂岩及煤层。其中夹煤1～4层。中下部发育的3#煤为全区稳定的可采煤层，厚度为1.50m～7.90m,平均厚度为5.73m。测井物性反映：煤层表现为高电阻、低密度、低伽玛。由于3#煤层发育、厚度大且稳定，其本身即为明显的标志层。该组产植物化石碎屑。

第三节 构造

一、区域地质构造

潞安矿区处于我国东部新华夏构造体系第三隆起带中段，即太行山段。在这个一级隆起带上发育有二级隆起与凹陷，由东向西有晋（城）——获（鹿）断褶带，武（乡）——阳（城）凹褶带等，它们彼此平行呈雁行排列。总体延伸方向为北20°～30°东，局部地段因受其它构造体系的影响略偏北，现简述如下：

1. 晋（城）～获（鹿）断褶带

北起河北省的获鹿，向南经昔阳县的皋落各和顺县的表城、左权县、黎城县的拐镇、芳泉、泽城、潞城市的西井、南委泉、西柏会和长治市的东侧，一直向南延伸经高平市

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至晋城市以南，长约250km，宽20～50km，总体走向呈北25°东复式背斜。

2. 武（乡）～阳（城）凹褶带

主要展布于和顺、左权、屯留、阳城一线以西；圣山、樊寺山、沁源、安泽一线以东的广大区域内。总体为一复式向斜。主要构造形迹是由二叠系，三叠系岩层组成的一系列彼此平行的褶皱，规模较小，一般长20～30km，最长40km，均系平缓开阔的褶曲，两翼倾角多为10°，最大达20°。向斜较背斜更为开阔。其次是局部地段发育的压性断裂，一般为高角度正断层，其延伸方向均为北25°东。

潞安矿区处于武～阳凹褶带中段，晋～获断裂西侧。晋～获断裂对矿区构造格局的形成和发展具有重要的控制作用。矿区主体构造线方向与晋～获断裂带一致，呈北北东～北东东向。沿南北方向分别以文王山地垒和二岗山地垒为界分为北、中、南段。北段南部文王山断层与西川断层之间，由宽缓褶曲和正断层组成的北东东向的构造带，五阳井田位于该构造带内，北以西川断层为界，南以文王山北断层为界。

二、井田构造

五阳井田处于上述二级构造带之间，受晋～获断褶带的控制和武～阳凹褶带的影响主要形成低级，低序次的构造。本井田的基本构造特征为：向南西倾伏宽缓褶曲，伴有大中型、高角度正断层和次一级的小型断裂，构造线方向大致为北东东和北东方向褶曲；地层总体倾向南西，倾角一般为10°；地下3#煤层层位附近呈带状分布有陷落柱（见构造纲要图4-1）。

1.褶曲

井田内主要褶曲是天仓向斜，与其伴生的次级褶曲由北向南有：崔村向斜、大郝沟向斜、十字道背斜、五阳背斜、东周背斜。其轴向除崔村向斜为北北东向外，其余均为北东东向。天仓向斜横贯井田，为本井田的控制性构造。褶曲的共同特点是：向西倾伏，两翼倾角5°～20°，一般10°左右，仅天仓向斜和崔村向斜靠近枢纽部分有大于20°甚至达25°。天仓向斜幅度在100m以上，其它在20m至80m之间。小黄庄断层以

北至西川断层之间由崔村向斜和大郝沟向斜构成煤层的基本形态，而小黄庄断层以南至文王山北断层之间以中部的天仓向斜构成井田的基本形态。兹将主要褶曲叙述如下：

（1）崔村向斜：位于井田北部，向斜两翼分别为西川断层和东南上断层截切。向斜轴部南西端自王家庄断层、下峪村、崔村至西川东部附近，向北略偏西方向呈弧线弯曲延伸出区。轴向为北东35°～40°，向西南倾伏，两翼岩层较陡，东南翼约20°，西北

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约18°，幅度在50m左右，区内延伸约3.50km。

（2）大郝沟向斜：位于王家庄断层南，小黄庄断层北，经兴庄村南，大郝沟村附近向东北延伸，向斜轴在兴庄附近为北75°东，过铁路东转为北65°东。轴部西端为山西组地层往东逐渐变为太原组地层，两翼对称，倾角10°左右，分别为王家庄断层和小黄庄断层切割，长约7.5km。

图4-1 五阳煤矿构造纲要图

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（3）天仓向斜：位于井田中部，横贯东西，为井田内部一级控制性构造。东经东李村至甘村北过天仓村，向西延伸出区外。轴向北75°东，向西南倾伏，倾伏角约10°左右，两翼岩层倾角10°～20°之间，一般为10°。北翼较南翼陡，仅在靠近枢纽部分有大于20°达25°左右。历次勘探和井下巷道及生产实践控制查明。

（4）十字道背斜：位于井田中部小黄庄断层以南，天仓向斜以北。西自矿区外往东经付村至马家窑过大黄庄，十字道村向东延伸出矿区外。呈平缓倾角5°～13°南翼10°～13°。向斜轴在付村附近为北75°，在大黄庄附近为北85°东，十字道以东转为北70°左右，一般起伏50～100m，东部精查控制查明,生产实践研究证实，西部南峰扩区补充勘控制查明。

（5）五阳背斜：位于井田东南部，西起洛江沟村北的五—149号钻孔附近，经范家沟村北过五阳村南部，延伸出井田东部边界，轴向约北75°东，与天仓向斜大致平行，向西南倾伏，两翼倾角平缓，北翼12°，南翼7°左右，为一不对称褶曲。西山底区精查控制查明，煤层底板等高线可清楚显示。

（6）东周背斜：位于井田西南，西自井田外经东周村到五—201钻孔往东背斜逐渐减弱。轴向北75°东，两翼产状不对称，北翼陡约10°，南翼缓约7°左右。南峰扩区补勘控制查明。

2.断层

在褶曲形成过程中，由于背斜轴部张引力的作用发育有高角度正断层，构成地垒、地堑构造，它们是五阳井田常见的断层组合形成，直接控制和影响含煤岩系的分布，发育规律和煤层开采。井田控制性断层从北向南：西川正断层、王家庄正断层、小黄庄正断层、崔家庄3#、2#、1#正断层、文王山北正断层落差均大于100m，落差100～10m的中型断层有：东南上正断层、仓上1#、2#正断层、西王桥正断层、南峰正断层、西大巷正断层、果园正断层、东周正断层等。详见报告附表一。

区内共揭露大小断层19：其中正断层195条、逆断层3条。按落差大小统计：大于50m11条，大于10～50m17条，5～10m的27条，1～5m断层有81条，小于1m的断层62条。均不同程度地影响生产。除个别逆断层外，均为高角度正断层,断层倾角65°～85°,一般为70°～75°。断层延伸方向分两组，其中主要一组为NEE向，常在N60°～85°E之间，一般为N70°～80°E；另一组为NE向，常在N45°～50°E之间。

现将主要断层简述如下：

（1）西川正断层：为井田北部自然边界，走向北50°东，倾向东南，倾角70°，落

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差125～200m，北侧上升南侧下降。

（2）东南上正断层：位于井田北部，西起王家庄煤矿向东经东南上村与赵家庄之间至西河底村西北尖灭，延伸长度约4.5km，倾角70°，落差20～47m，北侧下降南侧上升，与西川断层构成一地堑构造。

（3）王家庄正断层：位于井田北中部，由西向东经兴庄村和王家庄村，倾向北西，倾角70°，落差王家庄村东80m左右，到兴庄村附近猛增到240m，区内延伸5.1km。

（4）小黄庄断层：位于井田北中部，横贯井田东西，经管道村，小黄庄村，张家庄村总体走向北75°东，过襄垣火车站呈缓“S”型弯曲，倾向南东，一般倾角70°，落差变化较大，小黄庄以西约290m左右，小黄庄村附近为85m，到崔家庄以北变为110m左右，由西向东逐渐减小，与王家庄断层构成一地垒构造。沿走向上有3—6、72、87、五—217、五—31、五—45等钻孔控制，已查明。

（5）崔家庄3#正断层；位于付村、马家庄、张家庄村南一线，走向北75°东，倾向北西，倾角70°，落差由西向东增大，西部20m，中部增到70m，东部约50m，全长大于10km，沿走向上有地震测线和3—4、五—29、五—97、五—38等钻孔控制，已查明。

（6）崔家庄2#正断层：位于井田中东部，崔3#断层南，过崔家庄村向东在五—4号钻孔不远尖灭。该断层在五—78钻孔和29号孔之间分叉，一支以原方延伸约80m左右尖灭，向东延伸出井田。走向北75°东，倾向南东，倾角75°，落差西部约10m，中部100～165m，东部约210m，落差由西向东逐渐增大。另一支向南偏西呈凹型延伸，落差由40～45m变为20m左右，过铁路于崔家庄3#断层附近尖灭，五—78、五—28、82号钻孔控制，已查明。

（7）崔家庄1#正断层：位于崔家庄村南，走向北75°东，倾向北，落差由东向西渐小，崔家庄以东130m，以西为40m，向西与崔2#断层相交后不远尖灭，向东延伸出3#煤层露头。

（8）仓上正断层（1#、2#）：位于仓上村南，由西向东延伸切割露头线穿出井田，走向北80°东，倾向南，倾角60°左右，落差由东向西渐小，一般为8～60m，过铁路不远尖灭，井下巷道揭露、控制。已查明。

（9）西王桥正断层：位于西王桥村东，走向北85°东，倾向南，倾角75°，落差最大40m，西端分叉尖灭，长约1.5～2km，井下巷道揭露，控制已查明。

（10）南丰正断层：位于南丰村南、大黄庄、十字道村南一线，大黄庄村西走向为

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北50°东，倾向东南，倾角70°，落差60～75m，大黄庄村东，走向北82°东，倾角70°，落差7～25m，东在西王桥村北附近分叉尖灭，西在南—45号钻孔附近尖灭。有地震测线和钻孔控制，井下生产巷道揭露，已查明。

（11）西大巷正断层：位于南峰沟，西李村一线，东过西大巷在五—194孔附近尖灭，西在南峰村东尖灭，全长约3km，走向北50°东，倾向东南，倾角75°，落差一般为12～60m，南峰沟村以西逐渐减小，有地震测线及五—224、五—192控制，西大巷揭露，已查明。

（12）果园东断层：位于南峰沟村南，向西为西大巷断层截断，向东过7506工作面尖灭，全长约2km，走向近东西，倾向北北西，倾角75°，落差由西向东减小，最大15m，有南—51和7506工作面控制，已查明。

（13）东周正断层：位于韩家庄、东周村南一线，区内长约4.2km，向西穿出井田西界，向东与文王山北断层相交尖灭。走向东西，倾向南，倾角75°，落差中部小约12m，东、西部大28～60m，沿走向有五—198、南—23、南—44等孔控制，已查明。

（14）文王山北正断层：为井田南部边界，位于东周，西周村一带东延伸出井田与晋获断裂相交，西至李村在红石沟与文王山南断层相交，走向北80°东，倾向北西，倾角75°，区内最大落差500m，沿走向有水I02-02、五—、五—68号孔揭露，地表多处出露，控制程度较高，为已查明断层。

由于大多数构造为沉积后期地壳运动形成，区内又无岩浆侵入，因此对本区煤质变化不产生影响。

3.陷落柱

五阳井田内岩溶陷落柱较发育，从目前钻探和生产资料来看，岩溶陷落柱主要集中在天仓向斜轴两侧，共发现51处，其中井下揭露42个，钻孔揭露2个，电法勘探发现7个，横截面大多呈椭园形，长短轴比一般为20:17，长轴多垂直于底板等高线，即与构造线方向近垂直，短轴则平行于构造线方向。柱体截面大小不一，最大可达97750m2,一般为4400m2,接触面呈锯齿状，常以75°～85°倾角的反漏斗状向深部延伸。已揭露的陷落柱多在403～450m水平以浅，因大部分处在奥灰水位之上，所以一般无水。从揭露的陷落柱分析，具有以下特征：

①陷落柱密集分布于天仓向斜轴附近约600m的范围内，与向斜轴中和面以下的拉张性破碎带有关，有利于地下水的流动及岩石崩塌而形成陷落柱。

②陷落柱长轴方向多与向斜轴垂直，这与拉张断裂有关，在平面上陷落柱相对密集。

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③陷落柱附近常伴有小断层，如6#与25#陷落柱。 ④陷落柱接触面呈锯齿状。

⑤柱体内岩性杂乱无章，大小不等，产状不好，岩性胶结不好。

⑥陷落柱个别渗水，如25#陷落柱，打钻微渗水，27#、28#陷落柱漏水，特别是6#陷落柱1984年发生突水。

⑦陷落柱相对下沉距离30～80m。

⑧柱体内掘进巷道压力大、易发生底鼓，如2#陷落柱。

⑨南-16钻孔在420m揭露陷落柱，上段420～496m，软岩层较破碎，破碎层段岩芯采取率82%，496m以下岩芯产状明显紊乱，倾角30°～90°不等，说明重力下流作用较大。

⑩沿陷落柱接触带煤层变得破碎，松软，其产状变化不大。在地形、地貌上无明显特征。

4.节理裂隙

井田内常见和断裂方向一致的两组裂隙，一组为北70°～80°东，另一组为北90°～120°东，夹角30°～40°，多呈隐裂隙和闭口裂隙。风化裂隙在基岩风化面35～40m深度内很发育，多以开口状出现，裂隙面呈缓波状，有时平直光滑，裂隙带多被一些泥质充填。

5.河流冲刷

井田内河流原生冲刷在3#煤层中上部，岩性多为中粒灰白、灰黑色砂岩，呈不规则包裹于煤层中，其特点是煤层伪顶及底板正常，煤层结构正常，在东三、东二、东四采区均可见到。后生冲刷在煤层上部常见伪顶，直接顶被河床、河漫滩冲刷，沉积有中细粒砂岩和砂质泥岩，含少量植物化石，具层理。其特点是：面积大，顶板薄，无伪顶，顶板岩性多为砂岩，在东二、东三、东四采区均可见到。

6.构造复杂程度

综上所述，影响本井田煤层构造复杂程度的因素主要为断层和褶曲，陷落柱、河流冲刷次之，节理裂隙一般对巷道支护方式和支护参数的选择影响较大，不会对煤层开采有大的影响。

到目前为止，井田内发现落差大于50m的断层11条, 10～50m的断层17条，密度为0.35条/km2；小于10m的断层170条，密度为2.15条/km2；总计19。向、背斜6条，轴向为北东东。以上构造分布和产状有一定规律。井田内发现陷落柱50个，密度

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为0.63个/km2,分布较有规律。井下煤层附近偶见河流冲刷现象。

通过以上分析，依据《煤、泥炭地质勘查规范》，确定井田构造复杂程度为中等。 三、井田地质构造的探采对比分析

勘探阶段确定的落差大于30m的断层，通过采掘工程的验证，除个别部位与实际不符外，基本上与实际相吻合。落差小于10m的断层（除钻孔遇到外），钻探一般不易发现，这就给采掘工作带来了一定程度的影响，甚至造成浪费工程和丢煤。如五一采区，准备布置两个综采工作面，在巷道掘进时，遇到一条断距为8m左右的断层，结果报废两条巷道近700m。73采区，因构造原因布置的四个工作面比原计划退回100～200m，造成浪费巷道工程300多m，丢煤11万t。在76轨道与南峰风井的巷道贯通过程中，由于勘探资料对西大巷断层位置推测的误差给贯通工作造成了一定的影响。

勘探阶段确定的五阳背斜轴，天仓向斜轴，经采掘证实，基本与实际相符。 勘探过程中叙述的东、西王桥有两个环状陷落群，井下揭露的1#无炭柱位于东王桥陷落群内，揭露的2#、9#、23#无炭柱位于西王桥陷落群内。南峰补勘阶段确定的南—3陷落柱，其长轴约为50m，而井下巷道揭露其长轴约为270m。到目前为止，井下揭露的陷落柱为42个,发现其分布规律大部分沿天仓向斜轴展布。

勘探时未发现煤层冲刷带，采掘过程中揭露的冲刷带主要集中在东二、三两个采区，其延伸方向主要为南东～北西向，多达10条，最宽为100m，一般为10m多，冲刷深度达1m左右。在北一采区，1515工作面有一条长500m，宽为5～8m，冲刷最大深度为2m多的冲刷带。这些冲刷带给采煤带来了一定的困难，同时对煤质造成了一定的影响。

由此可以看出，构造对矿井开采的影响比较大，在今后的勘探中，要以解决构造问题为主要的目的，选择合适的勘探方法，力求达到满意的地质效果。

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第四章 煤层、煤质及其它有益矿产

第一节 煤 层

一、含煤性

井田内的煤层主要分布在二叠系下统的山西组和石炭系上统太原组。

各地层层位及特征表 表4—1

地层 单位 山 西 组 煤层 编号 1# 2# 3# 6# 8# 9# 10# 太 原 组 11# 12# 14# 151# 152# 153# 厚度 (M) 层间距(M) 8.86 偶尔 18.27 全区 26.20 局部 5.43 局部 10.37 局部 9.33 局部 12.26 局部 3.80 局部 7.60 大部 23.50 全区 1.72 大部 1.90 全区 局部 可采 稳定 稳定 不稳定 较稳定 拟采 大部 稳定 不稳定 拟采 局部 稳定 不稳定 局部 稳定 不稳定 偶尔 较稳定 不稳定 局部 不稳定 不稳定 局部 不稳定 不稳定 偶尔 不稳定 不稳定 局部 稳定 不稳定 可采 稳定 稳定 主采 不可采 不稳定 不稳定 发育 程度 局部 可采性 局部 稳定性 层位 厚度 开采 状况 P1s C3t 0～0.70 0.070～0.60 0.151.50～7.90 5.750～1.16 0.700～0.90 0.200～1.88 0.560～1.70 0.440～0.90 0.350～1.09 0.500～1.00 0.300.10～1.90 0.920～1.71 0.570.74～2.92 1.59不稳定 不稳定 共含煤13层，包括可采煤层2层,大部可采煤层1层,局部及偶尔可采10层,总厚度13.31m，含煤系数8.17%；其中，3#、15-1#、15-3#煤层为采矿证批准开采的煤层，本次均对其储量进行了估算，平均总厚度8.62m，可采含煤系数5.07%。各煤层层位及特征见表4—1。

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二、可采煤层

1．3#煤层：位于山西组中下部，厚度1.50～7.90m，平均厚度5.75m，最薄点位于井中东部的五157孔，全区总体上稳定，无明显变化趋势(参见附图42五阳煤矿3#煤层等厚线图)，风化带内可见最小煤厚为0.22 m。含夹矸0～2层，夹矸厚度最大0.10m，最小0.01m，平均0.06m，纯煤厚度5.69m。夹矸岩性多为炭质泥岩，少数为泥岩。煤层顶板岩性为泥岩、砂质泥岩，局部为细砂岩。底板岩性为黑色泥岩、粉砂岩。属结构简单。该煤层全区稳定可采且厚度大，为本井田正在开采煤层，因此对该煤层的控制研究程度均很高。据上分析,确定3#煤层为稳定型。

2．15-1#煤层：位于太原组下部，上距K2灰岩5m左右，厚度0.10～1.90m平均0.92m,不稳定。含夹矸0～1层，一般夹矸厚度小于0.03m，岩性多为炭质泥岩，顶底板岩性多为泥岩，砂质泥岩。层位较稳定，井田内仅南峰扩区多不可采。控制研究程度均较高。据上分析, 确定3#煤层为不稳定型。

3．15-3#煤层：与15-1#同属15#煤组，位于太原组下部，上距K2灰岩10m左右，厚度0.74～2.92m，平均1.59m,较稳定。含夹矸0～3层，厚度0.05～0.20m平均厚度0.15m，局部呈透镜状厚度近0.47m。夹矸岩性多为炭质泥岩，顶底板岩性为泥岩、砂质泥岩。煤层层位稳定，全区可采，该煤层的控制及研究程度均较高。据上分析, 确定3#煤层为较稳定型。

其余6#、8#、9#、11#、12#、14#、15-2#煤层在全井田内属局部和偶尔可采。根据现行《煤、泥炭地质勘查规范》及有关规定,均属不可采煤层。

三、煤层对比

井田内含煤地层沉积稳定，岩性组合及地球物理性质具有一定的规律，标志层、煤层本身特征明显。各煤层对比主要是采用标志层法，其次利用煤层与围岩的物理差异及层间距作为辅助依据。主要标志层有：K2、K3、K4、K5石灰岩，K6石灰岩（燧石层），K7砂岩，3#煤层，K8砂岩，其中，K6、K7、K8砂岩作为辅助查标志层参与煤层对比。主要标志层特征见表4—2：

现将本井田煤层对比（参见表4—1）简述如下：

1#煤层：位于山西组顶部，层位不稳定，下距3#煤33m左右，上距K8砂岩4m左右。对比程度可靠。

2#煤层：位于山西组上部，层位不稳定，下距3#煤约16m左右，上距K8砂岩20m左右。

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3#煤层：位于山西组中下部，厚度大且层位稳定。物性反映明显，一般呈高电阻，低密度，低伽玛。本身为良好的对比标志层。上距K8砂岩约36m左右。下距K5石灰岩约33m左右。对比程度可靠。

主要标志层特征表 表4—2

地层 单位 标志层代号 K8 3# 岩性 厚度 (M) 层间距(M) 36.69 全区 10.10 全区 0 偶尔 6.30 局部 38.45 全区 6.83 全区 11.09 全区 3.68 全区 4.77 全区 稳定 稳定 稳定 稳定 稳定 较稳定 不稳定 较稳定 稳定 发育 程度 全区 稳定性 备注 P1x 中粒砂岩 煤层 细中粒砂岩 石灰岩 石灰岩 石灰岩 石灰岩 石灰岩 煤层 煤层 P1s K7 K6 K5 K4 K3 K2 151# 153# 3.70～26.75 11.950.22～7.90 5.752.00～14.50 7.000～1.00 较稳定 太 原 组 C3t 0～6.65 2.562.10～5.57 4.261.66～5.49 3.293.11～17.66 7.720.10～1.90 .920.74～2.92 1.59 6#煤层：位于K5灰岩之上，K6燧石层之下，层位稳定，下距K5石灰岩6m左右。对比程度可靠。

8#煤层：直接伏于K5石灰岩下，层位不稳定，对比程度可靠。

9#煤层：位于K5、K4石灰岩之间，层位不稳定。上距K5石灰岩11m左右，下距K4石灰岩26m左右，对比程度可靠。

10#煤层：位于K5、K4石灰岩之间，层位不稳定，上距K5石灰岩30m左右，下距K4石灰岩7m左右。

11#煤层：位于K4、K3石灰岩之间，层位较稳定，上距K4石灰岩6m左右。对比程度稳定可靠。

12#煤层：直接伏于K3石灰岩之上，层位稳定，对比程度可靠。

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14#煤层：直接伏于K2石灰岩之下，层位稳定，对比程度可靠。

15-1#煤层：位于K2石灰岩之下，层位稳定，上距K2石灰层5m左右。对比程度可靠。

15-2#煤层：位于K2石灰岩之下，层位稳定，上距K2石灰岩7m，对比程度可靠。 15-3#煤层：位于K2石灰岩之下，层位稳定，上距K2石灰岩10m左右，对比程度可靠。

本次煤层编号主要参照最新勘探成果和五阳井田南峰扩区补充勘探地质报告等资料，采用统一的煤层及标志层编号。

煤层对比存在的问题：

①由于历次勘探的程度、技术方法及施工单位等不同，造成地层分界的高低不同，地层成份、结构、构造描述不规范，给本次煤岩对比带来一定困难和误差。

②本井田仍未进行下组（15）煤的开采，对这一组煤的煤层结构，层间距，煤岩特征等对比尚无法证实。特别是太原组内的非主要煤层，由于煤层较薄，目前无采掘资料证实，虽然主要标志层能加以控制，但有时难免发生错位。因此在今后的工作中应加强在煤层间距，物性及变化规律方面的研究。

③太原组底部与本溪组分界砂岩（k1），岩性不稳定，对比时一般以15-3#煤下约一个沉积旋回终了为界，旋回特征不明显的以铝土泥岩顶为界。

四、3#煤层厚度及底板标高的探采对比分析

对已采工作面实测煤层厚度与钻孔揭露煤层厚度进行对比，选取具有代表性的工作面45个，其厚度误差最大为0.67m，一般误差为0.20m左右，并根据多年来的采掘工作验证，各勘探阶段提供的钻孔煤厚资料较为可靠。

从勘探阶段提供的3#煤层底板等高线图看，各钻孔确定的煤层底板标高与实际基本吻合，但在无钻孔的个别地段推测的底板标高与实际不符，原因主要是由于勘探方法单一，分析研究程度不够造成的。这是今后勘探工作要努力解决的问题。

第二节 煤 质

研究煤岩、煤质特征对于进行煤层对比，评价煤的工业用途及煤的综合利用都十分重要。本次主要以五阳煤矿生产地质报告、五阳井田52、53、、73、75、采区生产补充勘探地质报告、五阳井田南峰扩区补充勘探地质报告的化验资料、生产矿井化验资料

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按煤层分煤类分析、统计、整理、汇编。

一、煤的物理性质和煤岩特征 1.煤的物理性质

3#煤：为黑色，细～中条带状结构，层状构造，条痕色为黑色，强玻璃光泽，裂隙较发育，呈阶梯状或贝壳状断口。经取样测试3#煤视相对密度为1.35，1.41；散密度为849～950kg/m3；安息角为37.2～37.3度；摩檫角为20～24°。

15-1#和15-3#煤：为黑色，细～中条带状结构, 层状构造，条痕色为黑色，金刚光泽，裂隙发育，呈阶梯状或参差状断口。经取样测试15-1#和15-3#煤视相对密度为1.40和1.42。

2.煤岩特征

（1）宏观煤岩特征：

3#煤：煤岩组分以亮煤为主，暗煤次之，夹少量镜煤及丝炭条带。煤岩类型以半亮型为主，半暗型次之。

15-1#和15-3#煤：煤岩组分以亮煤为主，暗煤次之，夹镜煤条带和丝炭透镜体，含黄铁矿结核。煤岩类型以半亮型为主，半暗型次之。

（2）显微煤岩特征：

各煤层的显微煤岩资料不多，根据南-14号孔煤芯样，3#煤的显微煤岩特征：有机组分以镜质组为主，惰质组次之，无机组分以粘土类为主，见硫化铁类，粘土类呈透镜状、浸染状，硫化铁类的黄铁矿呈颗粒状，偶见次生方解石。显微煤岩组分见表4-3。

显 微 煤 岩 组 分 鉴 定 表 表4-3

孔号 南-14 有机组分（%） 煤层 镜质组 3# 87.3 半镜质组 1.6 惰质组 11.1 合计 95.9 粘土类 硫化铁 3.5 0.6 合计 4.1 无机组分（%） 二、煤的化学性质及有害、微量元素 （一）煤的化学性质 1.水分（Mad）

各煤层原、浮煤水分变化不大，各煤层原、浮煤水分分析见表4-4。 2.灰分（Ad）

3#煤层原煤灰分较稳定，一般在13~16%，仅少数点>20%；15-1#煤层原煤灰分变化在14.49~38.06%之间；15-3#煤层原煤灰分变化在7.61~35.28%，各煤层原、浮煤灰分分

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析见表4-4。

依据《GB/T15224.1-2004》煤炭质量分级（灰分）标准，各煤层灰分分级：3# 煤层属低灰煤；15-1#和15-3#煤层属中灰煤。各煤层煤灰分变化示意图4-1。

各煤层经浮选后灰分下降幅度较大，3#、15-1#和15-3#煤层降灰率分别为38%、57%和53%。

各煤层煤质分析统计结 果 表 表4-4

原 煤 煤层 水分 Mad (%) 0.19~1.41 0.80(59) 0.23~4.53 1.16(40) 0.10~6.65 1.09(56) 灰分 Ad (%) 9.18~28.02 14.92(59) 14.49~38.06 25.13(40) 7.61~35.28 22.11(67) 发热量Qgr,v,d（MJ/kg） 26.99~33.39 30.71(28) 22.24~33. 29.97(13) 23.62~35.60 30.32(20) 水分 Mad (%) 0.24~2.42 0.90(46) 0.46~4.24 1.15(29) 0.30~5.74 1.13(41) 浮 煤 灰分 Ad (%) 6.23~14.47 9.25(61) 6.23~15.74 10.74(37) 4.67~20.70 10.41(41) 发热量Qgr,v,d（MJ/kg） 28.88~33.48 31.99(14) 30.09~32.53 31.95(5) 32.06~33.20 32.63(2) 质量分级 灰分 发热量 3# 15-1# 15-3# 低灰煤 中灰煤 中灰煤 特高热值煤 特高热值煤 特高热值煤 注：表格中数据为 平均值(点数) ，以下各表类同。

灰分Ad(%)最小值~最大值

3025201510503#15-1#15-3#原煤浮煤煤层

图4-1各煤层灰分变化示意图

3.挥发分（Vdaf）

五阳煤矿各煤层挥发分产率Vdaf在15%左右，在垂向上随着煤层埋藏深度的增加，挥发分产率逐渐降低。挥发分分析见表4-5。

4.硫分（St,d）

各煤层硫分化验结果见表4-5。依化验数据分析3#煤层原煤全硫含量＜0.5%，15-1#、15-3#煤原煤全硫含量变化较大0.52~6.51%。

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依据《GB/T15224.2-2004》煤炭质量分级（硫分）标准，用实测各煤层发热量数据折算干燥基全硫，结果见表4-3。依据该标准进行煤的硫分分级：3#煤属特低硫煤；15-1#煤属中高硫煤；15-3#煤属中硫煤。各煤层硫分变化示意图4-2。

各 煤 层 煤 质 化 验 统 计 结 果 表 表4-5

煤层 3# 15-1# 15-3# 浮煤挥发分 Vdaf（%） 12.~19.99 15.79(61) 10.76~19.63 14.77(36) 11.45~20.65 14.65(9) 全硫St,d（%） 原煤 0.11~0.65 0.37(43) 0.71~6.51 3.07(21) 0.52~4.38 1.42(32) 浮煤 0.25~0.59 0.36(24) 1.15~3.20 2.17(7) 0.~0.99 0.79(8) 按标准折算 后的全硫St,d(%) 0.29 2.46 1.12 原煤形态硫（%） 质量分级 特低硫煤 中高硫煤 中硫煤 全硫 St,d 1.17 硫铁矿硫Sp,d 0.90 硫酸盐硫Ss,d 0.01 有机硫So,d 0.26

硫分St,d(%)3.532.521.510.503#15-1#原煤浮煤15-3#煤层

图4-2各煤层硫分变化示意图

形态硫仅五-194孔15-3#煤层有化验资料，形态硫中以硫铁矿硫含量为主，占77%，有机硫含量次之，占22%，硫酸盐硫含量很少，仅为1%。

山西组3#煤层全硫含量低于太原组15-1#、15-3#煤层，15-1#和15-3#煤层全硫经洗选后硫含量均有较大幅度降低，脱硫率分别为29%和44%。因此，在对本区太原组中高硫煤的开采过程中，采取适宜的脱硫方法将提高太原组煤层的利用价值，同时也能带来更加可观的社会效益和经济效益。

5.发热量（Qgr,v,d）

影响煤的发热量主要是水分和灰分。各煤层原、浮煤高位发热量达29.97MJ/Kg以上，依据《GB/T15224.3-2004》煤炭质量分级（发热量）标准，对各煤层发热量进行分级：3#、15-1#和15-3#煤层均属特高热值煤。结果见表4-4。洗选后各煤层发热量有不同程度的增高，如图4-3所示。

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发热量Qgr,d(MJ/kg)40353025203#15-1#15-3#煤层浮煤原煤

图4-3 各煤层发热量示意图

6.元素分析

煤中的碳、氢元素是煤质分析的基本指标。各煤层元素中以碳元素（Cdaf）为主，占91%以上，次为氢（Hdaf）元素，占4%左右，氮元素（Ndaf）和氧+硫元素（Odaf +St,daf）为少量。各煤层的浮煤元素分析见表4-6。 （二）煤的有害、微量元素 1.有害元素

各煤层原煤有害元素仅有硫和磷，硫在前面已有叙述。磷分析数据相对较少，结果见表4-6。按《MT/T562-1996》标准，对煤中磷含量分级：3#和15-3煤层都属低磷分煤。

#

磷元素分析统计结 果 表 表4-6

煤层 磷 Pd（%） 0.010~0.014 0.012(3) 0.026(1) 浮 煤 元 素 分 析 （%） 碳Cdaf 86.61~91.73 90.70(25) 86.85~91.27 .57(4) 88.82~91.20 90.43(8) 氢Hdaf 3.97~4.83 3.97(25) 4.07~4.85 4.36(4) 4.06~4.86 4.39(8) 氮Ndaf 1.38~4.02 2.91(25) 1.82~5.48 3.62(4) 2.03~5.14 3.82(8) 氧+硫 Odaf +St,daf 1.40~6.39 1.99(25) 1.38~4.17 2.46(4) 1.18~2.40 1.55(8) 磷分分级 3# 15-1# 15-3# 低磷分煤 低磷分煤 煤层中及顶、底板和夹矸有害元素：汞、氯、镉、铬、铅、硒在以后的生产过程中应增加测试，作出对环境污染程度的评价。

2.微量元素

各煤层微量元素没有测试结果，在以后的生产中应该加强测试工作，并作是否有综合利用价值的评价。

三、煤的工艺性能 1.煤灰成分

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各煤层煤灰成分以二氧化硅和三氧化二铝为主，占70~86%，三氧化二铁、氧化钙和三氧化硫次之，占12~29%，氧化镁占0.70~1.46%，氧化钠和氧化钾占0.48~1.87%。煤灰成分测试分析见表4-7。

煤 灰 成 分 分析统 计 结 果 表4-7

煤 灰 成 分 （%） 煤层 3# 15-1# 15-3# SiO2+AI2O3 74.98~95.07 83.93(15) 49.87~93.06 69.78(8) 80.67~93.67 85.57(6) Fe2O3+CaO+SO3 6.27~17.86 11.72(15) 4.~49.11 28.79(8) 5.77~17.63 12.72(6) MgO 0.03~4.62 1.46(15) 0.18~1.69 0.75(8) 0.20~1.98 0.67(6) Na2O+k2O 1.14~1.88 1.50(9) 1.87(1) 0.27~0.63 0.48(3) 煤灰熔融性 软化温度 ST（°C） 1308~>1500 >1417(19) 1235~>1500 >1378(3) 1380~>1500 >1435(4) 煤灰熔融性 分级 较高软化温度灰 较高软化温度灰 较高软化温度灰 2.煤灰熔融性

各煤层煤灰成分含量不同，其煤灰软化温度（ST）也不等，按《MT/T853-2000》煤灰熔融性分级标准，3#、15-1#和15-3#煤层属较高软化温度灰。煤灰熔融性试验结果见表4-8。

3.煤的粘结性

各煤层粘结性指标试验结果见表4-8。

各煤层粘结性指标试验结果表 表4-8

煤层 3# 15-1# 15-3# 胶质层 奥阿膨胀度% 粘结指数融合 体积 G R·IX（mm） Y（mm） 收缩度a 膨胀度b 状况 曲线 13.0~39.0 0.0~14.8 0.7~60.0 凝结的 平滑下降 仅收缩 12(1) 23.8(55) 5.7(71) 27.5(18) 8.0~25.0 0.0~16.0 0.0~0.04 0~2 粉状 平滑下降 0(1) 15.2(28) 1.8(28) 0.02(2) 1(2) 0.0~29.0 0.0~20.0 0.0~6.0 2~2 粉状 平滑下降 0(1) 16.0(41) 2(41) 2.0(4) 2(2) 焦渣特征 2~7 4(39) 1~6 3(31) 1~5 3(44) （1）胶质层最大厚度（Y）

3#煤层浮煤胶质层最大厚度（Y）值为0~14.8mm，15-1#和15-3#煤层（Y）值多为0；曲线类型3#煤层多为平滑下降型，部分平滑斜降型或微波型，15-1#和15-3#多为平滑下降型；3#煤层熔合情况多为凝结的，少量为部分融合~融合，而15-1#和15-3#煤多为粉状。

（2）粘结指数（GR·I）

粘结指数3#煤0.7~60.0，15-1#和15-3#分别为0~0.04和0~6，表明3#煤的粘结性强于15-1#和5-3#煤的粘结性。

（3）奥阿膨胀度

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奥阿膨胀度是表征煤的塑性及结焦性指标。各煤层的奥阿膨胀度试验结果见表4-8。因测值太少，代表性太差，只能简略地反映各煤层的塑性及结焦性较差。

4.低温干馏

低温干馏数据表明：3#、15-3#煤的低温焦油产率（Tar）平均值分别为1.84%和1.05%，为含油煤，并且低温干馏试验后半焦型号3#煤为A~E，多为B~D，15-3#煤为B，这说明3#和15-3#煤粘结性较弱，结焦性也较弱，且很脆易碎，3#和15-3#煤层不易作低温干馏用煤。各煤层煤样低温干馏试验结果见表4-9。

5.热稳定性（TS+6）

3#煤热稳定性为79.5~97.5%，平均值为90.1%，热稳定性试验结果见表4-9。按《MT/T560-1996》煤热稳定性分级标准，3#煤层属高热稳定性煤。

低温干馏、热稳定性试验结果表 表4-9

低温干馏试验 煤层 孔号 干馏总水产率Water（%） 0.75 1.62 0.62 2.75 1.62 0.62 2.88 1.25 1.12 0.62~2.88 1.47(9) 2.62 焦油产率Tar（%） 2.60 1.78 1.05 1.15 1.78 1.52 1.48 3.38 1.78 1.05~3.38 1.84(9) 1.05 半焦产率 CR（%） 91.75 91.25 .38 92.00 92.00 92.82 91.88 .50 91.12 .38~92.82 92.30(9) 92.25 损失量 （%） 4.90 5.35 8.95 4.10 4.60 5.04 3.76 5.87 5.98 3.76~8.95 5.39(9) 4.08 焦型 D C D B B C A E D A~E B 热稳定性（%） TS+6 79.5 93.3 97.5 79.5~97.5 90.1(3) TS6-3 13.6 4.1 3.8 3.8~13.6 7.2(3) TS-3 6.8 2.6 2.7 2.6~6.8 4.0(3) 南-11 南-15 南-19 南-22 南-31 3# 南-36 南-49 五-201 五-205 合计 15-3# 五-201 6.煤的抗碎强度（SS）、可磨性指数（HGI）

3#煤层的抗碎强度为71.9%，为高强度煤；其可磨性指数为109~128，平均为120，按《MT/T852-2000》可磨性指数分级标准，3#煤层属极易磨煤。

7.煤的可选性

在补充勘探阶段，南-44号孔采取3#煤层煤芯样作简易可选性试验；2001年9月五阳煤矿对3#煤层生产煤样进行了筛分浮沉试验。

（1）筛分试验

生产煤样筛分试验按《GB/T477-1998》标准进行，筛分试验结果见表

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4-10。根据试验结果绘制产率—粒度示意图4-4。

3# 煤 筛 分 试 验 成 果 表 表4-10

煤样 粒度级 重量 (mm) （kg） >100 100~50 50~25 25~13 生产煤样 13~6 6~3 3~0.5 <0.5 合计 毛煤合计 原煤总计 3.9 435.0 629.0 527.7 762.7 677.4 1048.1 688.0 4332.9 5132.8 4925.2 产 率 占全样筛上累计 （%） （%） 7.11 8.47 12.26 10.28 14.86 13.20 20.42 13.40 84.42 100.00 95.96 7.11 15.58 27.84 38.12 52.98 66.18 86.60 100 质 量 Mad Ad Vd TRDd (%) (%) (%) 1.31 1.09 1.20 1.19 1.00 1.12 1.53 1.65 1.30 1.28 1.26 52.71 32.15 22.76 19.76 17.80 15.92 13.12 11.98 16.41 20.32 17.46 11.84 13.52 14.10 14.27 14.04 14.16 13.73 14.03 13.95 13.77 14.06 2.25 1.80 1.57 1. 1.53 1.50 1.49 1.48 1.51 1.59 1.53 产率(%)2520151050<0.53~0.56~313~625~1350~25100~50>100粒度(mm)

图4-4 产率—粒度示意图

3#煤煤粉筛分试验成果表 表4-11

煤样 粒度级 重量 (目) （g） >40 40~60 60~80 生产煤样 80~100 100~120 <120 合计 17 159 68 66 46 129 485 产 率 占全样（%） 3.51 32.78 14.02 13.61 9.48 26.60 100.00 筛上累计 （%） 3.51 36.79 50.31 63.92 73.40 100.00 质 量 Mad (%) 1. 1.81 1.59 1.99 1.90 1.79 1.80 Ad (%) 11.12 11.92 11.70 11.75 12.04 12.36 11.97 从以上试验可以看出：3#煤层以粒度：>100mm的特大块煤占7.11%；>50~100mm

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的大块煤占8.47%；>25~50mm的中块煤占12.26%；>13~25mm的小块煤占10.28%；13~6mm占14.68%；6~3mm占13.20%；3~0.5mm，占20.42%；粒度<0.5mm的煤粉占13.40%。

粒度<0.5mm的煤粉进行了煤粉筛分试验结果见表4-11。3#煤层煤粉粒度以40~60目为主，占32.78%，次为<120目的占26.60%，其它粒度少量。

3#煤13~0.5 mm粒级浮沉试验成果表 表4-12 原煤 孔号 密度 产率(%) 全级 —1.3 1.30—1.40 南-44 1.40—1.50 1.50—1.60 1.60—1.70 合计 3.85 62.36 15.11 6.32 12.36 100.00 Aad(%) 4.79 6.96 14.03 24.23 53.38 31.22 产率(%) 3.85 66.21 81.32 87. 100.00 Ad(%) 4.79 6.83 8.17 9.33 14.77 产率(%) 100.00 100.00 96.15 33.79 18.68 12.36 Ad(%) 14.77 14.77 15.17 30.33 43.52 53.38 密度 1.30 1.40 1.50 1.60 产率% 66.21 77.47 21.43 18.68 浮 煤 累 计 沉 浮 累 计 分选密度±0.1% （2）可选性试验

煤芯样可选性试验按《MT320-93》、煤的筛分浮沉试验按《GB/T477-1998》标准进行，试验结果见表4-12和4-13。据浮沉试验结果绘制3#煤的可选性曲线见图4-5和图4-6。

3#煤50~0.5 mm粒级浮沉试验成果表 表4-13 原 煤 地点 密度 产率(%) —1.3 1.30—1.00 新井+600 7515 7508 1.40—1.50 1.50—1.60 1.60—1.80 +1.80 合计 10.78 53.38 13.12 4.10 4.11 14.51 100.00 Ad(%) 5.35 8.93 16.22 27.02 39.00 79.26 21.67 产率(%) 10.78 .16 77.28 81.38 85.49 100.00 Ad(%) 5.35 8.33 9.67 10. 11. 21.67 产率(%) 100.00 .22 35.84 22.72 18.62 14.51 Ad(%) 21.67 23.65 45.59 62. 70.35 79.26 密度 1.30 1.40 1.50 1.60 1.70 产率% .16 66.50 17.22 8.21 4.11 浮 煤 累 计 沉 浮 累 计 分选密度±0.1%

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图4-5 生产煤样可选性曲线图

图4-6 南-44孔可选性曲线图

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3#煤层简易可选性综合评价结果表 表4-14

孔号 生产 煤样 南-44 假设浮煤 灰分（％） 9.0 10.0 9.0 10.0 理论分选 理论浮煤 δ±0.1含量（％） 27.5 15.7 18 17 密度（kg/L） 产率（％） 1.45 1.52 1.57 1.63 73 78 85 88 可选性等级 较难选 中等可选 中等可选 中等可选 （3）可选性评价

经试验，假定浮煤灰分为10.0%时，3#煤可选性属中等可选；假定浮煤灰分为9.0%时，3#煤可选性属较难选~中等可选。按照《GB/T117-1996》国家标准，3#煤层可选性等级属中等可选结果见表4-14。

四、煤类的确定及煤类分布 1.煤类的确定

各煤层按中国煤炭分类《GB5751-86》标准，以浮煤干燥无灰基挥发份（Vdaf）、粘结指数（GR·、胶质层最大厚度（Y）值，辅以奥阿膨胀度（b）和焦渣特征（CRC）I）确定煤类。3#煤以瘦煤和贫瘦煤为主，次为贫煤；15-1#和15-3#煤以贫煤为主，少量贫瘦煤。各煤层煤类划分见表4-15。

各

煤层 挥发分 Vdaf（%） 14.23~19.12 16.13(3) 14.27~16.33 15.47(7) 15.13~19.99 16.44(8) 10.76~18.09 14.48(33) 16.59~19.63 17.72(4) 11.45~16.10 13.91(32) 15.~18.33 16.79(8) 煤 层 煤 分 类 表4-15

粘结指数 GR·I 0.7~2 1.2(3) 5.8~19.3 14.4(7) 21.2~60.0 48.9(8) 0(1) 0~0.4 0(3) 6(1) 胶质层厚度Y（mm） 0~0 0(3) 0~3 0.5(6) 2.6~11.5 7.0(7) 0~0 0(24) 8~16 13(4) 0~0 0(33) 6~20 12(8) 焦渣特征 CRC 3~4 4(3) 2~4 3(7) 4~4 4(8) 2~7 4(35) 4~6 5(4) 1~5 3(40) 3~5 4(7) 奥阿 膨胀度b 仅收缩 0(1) 0(1) 煤类符号代码 贫煤PM 11 贫瘦煤PS 12 瘦煤SM 13、14 贫煤PM 11 贫瘦煤PS 12 贫煤PM 11 贫瘦煤PS 12 3# 15-1# 15-3# 2.煤类的分布

在平面的分布上3#煤以瘦煤和贫瘦煤为主，次为贫煤见图4-7；15-1#和15-3#煤以贫煤为主，少量贫瘦煤。

五、煤的工业用途评述

根据各煤层的煤质特征和煤的化学工艺性质对煤的工业用途评述如下：3#煤为低

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图4-7 3#煤粘结指数等值线及煤类分布图

灰、特低硫、低磷、特高热值、较高软化温度灰、极易磨、高热稳定性中等易选的贫煤、贫瘦煤、瘦煤。其中贫煤可广泛用于电力、冶金、高炉喷吹、气化、化工、建材等行业；贫瘦煤、瘦煤可作炼焦配煤。15-1#、15-3#煤为中灰、中硫、中高硫、低磷、特高热值、较高软化温度灰的贫煤、贫瘦煤、洗选脱硫后是良好的动力或工业用煤及民用燃料，煤的工业用途综合评价见表4-16。

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煤 的 工 业 用 途 综 合 评 价 表4-16

煤 层 指标 项目 数值 3# 分级 数值 15-1# 分级 数值 15-3# 分级 Ad (%) 14.92 低灰煤 25.13 中灰煤 22.11 中灰煤 St,d (%) 0.29 特低硫煤 2.46 中高硫煤 1.12 中硫煤 Pd (%) 0.012 低磷分煤 0.026 低磷分煤 Qgr,d (MJ/kg) 30.71 特高热值煤 29.97 特高热值煤 30.32 特高热值煤 ST (℃) >1417 较高软化 温度灰 >1378 较高软化 温度灰 >1435 较高软化温度灰 HGI 120 极易磨煤 S+6 71.9 高热稳定 洗选脱灰脱硫后良好的动力用煤，工业和民用燃料等。 可选性 中等可选 工业用途 优质动力用煤，炼焦配煤等。

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第五章 矿井水文地质

第一节 区域水文地质概况

一、地表水特征

五阳矿区位于海河流域漳河水系。该流域可细分为清漳河水系和浊漳河水系。 清漳河水系东源发源于西阳县的沾岭山，长104km；西源发源于和顺县的赋岭，长96.5km。东西两源于左权县的上交漳东南汇合，始称清漳河，在黎城县的下清泉村流入河北省境内，总长146km。流域面积4159km2 ，年径流量4.15亿m3。

浊漳河水系南源发源于长子县的发鸠山，长80km；西源发源于沁县的漳源村，长78km。南西两源在襄垣县的甘村附近汇合，下游至襄垣边境的合口村；北源发源于榆社县的柳树沟，长109km，并于合口村与以上两源汇合，始称浊漳河。该河在平顺县的下马塔以东流入河南省境内，总长237km。流域面积11688km2 ，年径流量12.7亿m3。

二、地下水特征

区域地下水的补、迳、排条件明显受地形和构造控制（见附图5-1）。区域内，多为低山，丘陵及山间盆地，海拔700～1000m。东部，地势高峻，出露一套呈南北向展布的长条状碳酸岩类地层，岩溶裂隙发育，给岩溶裂隙水直接接受大气降水补给创造了条件，是岩溶裂隙水的主要补给区；另外，地表水系也是地下岩溶裂隙水补给源之一，其主要通道是灰岩出露区内河道里的断层带，如浊漳河的北、西、南三源出口附近至石梁之间，河流流量的明显损失，即是例证。地下水接受补给后，在向深部运移时，当遇断层阻隔或在地形深切处则以泉的形势排出地表，如辛安村附近的泉水排出带、浊漳河河谷排出带等。

辛安泉域内主体构造为向西倾伏的单斜构造，寒武、奥陶纪岩溶地层在区域东侧出露，向西逐步隐伏于石炭二叠纪煤系地层之下，泉域内地貌由东向西为裸露的奥灰岩溶区、山麓、山间盆地，岩溶水覆盖区及西部岩溶埋藏区，汇水面积约1207km2 ，其出露标高为580～0m，是地下水集中排泄点。该泉域多年平均流量11.9m3/s（最小7.00m3/s，最大16.32m3/s）。流量有逐年减少趋势。其泉域地下水流场是以辛安泉群为中心的漏斗状。由于气候影响，加之工农业取水，多年来水位持续下降，地下水迳流方向局部可能已发生了改变。根据各泉点补给来源、含水层位、动态特征等，该泉域可细分为西流王曲泉子泉域、南流泉子泉域、辛安泉子泉域、北耽车泉子泉域，本区则位于南流泉子泉

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域的迳流区上。

碎屑岩类裂隙水，除少量能沿构造破碎带或地层倾向向深部运移外，其余大部多沿地层走向运移；由于含水层成层状，不同层位的含水层，其补给区不尽相同，多构成若干个小的含水系统，其间水力联系较弱。故不易区分迳流区与排泻区。

图5-1 区域水文地质图

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潞安矿区地下水中3# 煤层底板灰岩岩溶裂隙水总体流向由西向东；顶板以上砂岩裂隙水受采排影响，其流向也受采排形成的降落漏斗控制。

根据岩性特征和富水空间性质，区域内自下而上可划分含水岩组如下： 一、碳酸岩类岩溶含水岩组

起于寒武系中统张夏组，止于奥陶系中统峰峰组。主要由灰岩、泥灰岩、白云质灰岩等可溶性岩组成。在东部山区，该含水岩组大面积出露。其地下水的运移，明显受构造控制，而运移方向取决于补给区与排泄区的相对位置。是区域上的一个主要含水岩组。可分为如下4个含水段：

1．寒武系中统张夏组鲕状灰岩含水段

该含水段厚130～350m。地表出露的该层中，岩溶裂隙发育，且当此层被地表水系切割后常有大泉出露。据黄碾、辛安一带钻孔揭露，该段岩溶主要在其中、下部发育。富水性极不均一，单位涌水量0.2111～5.8611L/s•m。

2．寒武系上统灰岩、竹叶状灰岩及白云质灰岩含水段

该含水段厚38～104m。因泥质含量较高，岩溶裂隙不甚发育。单位涌水量0.0833～1.6861L/s•m。

3．奥陶系下统白云岩含水段

该段厚～209m，一般130m。岩溶裂隙在垂向上具有成层发育之特点。据南流水源勘探资料，在其底部30～40m范围内，岩溶最为发育。该段单位涌水量0.0556～8.1 L/s•m。

4．奥陶系中统灰岩含水段

厚400～600m，其间夹8～10层薄层状泥灰岩。岩溶裂隙发育，但部分被铝质泥岩、黄铁矿、菱铁矿等充填。泉水多沿最下层泥灰岩顶部发育，流量一般为0.0833～2L/s•m。资料表明，此层虽含丰富的岩溶裂隙水，但极不均一。根据其岩性组合特征、岩溶裂隙

发育程度及富水性，南流泉子泉域内可细分为：

A .峰峰组含水亚段：含水层厚6.40～121.65m，平均43.45m，一般30～70m。其中在该组一段和二段上部、中部的石灰岩、角砾状灰岩中岩溶裂隙最为发育（钻孔揭露，800m深处，岩溶仍相当发育，但多钙泥质和石膏充填），具有较好的储水空间，当其位于地下水位以下时富水性较好。单位涌水量0.001～15.23L/s•m，一般2.30L/s•m左右。

B .上马家沟组含水亚段：含水层平均厚39.55m，一般20～50m。其中在该组一段、三段上部的石灰岩、花斑灰岩、角砾状灰岩中岩溶裂隙发育，含水性中等或中等偏强，

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局部二段中岩溶裂隙也较发育。其中三段上部富水性普遍较好。单位涌水量0.71～1.09L/s•m，自西向东随埋深的增加富水性逐渐减弱。

C . 下马家沟组含水亚段：该组底板埋深485.25～8.74m。因埋深较大，除该组三段、一段在东部发育有强或中等含水层外，随埋深的增加中部和西部为弱富水含水层，即富水性由东向西逐渐减弱。单位涌水量0.062～42.00L/s•m。

二、碎屑岩夹碳酸岩类岩溶裂隙含水岩组

系指石炭系上统太原组。该含水岩组主要由砂岩、泥岩夹3～6层石灰岩组成，厚82～142m，是区域上主要含水岩组之一。其富水程度取决于岩溶及裂隙发育情况。据武乡、潞安等六个矿区资料，除个别钻孔外，单位涌水量均在0.14L/s•m以下。

三、碎屑岩类裂隙含水岩组

系指二叠纪、三叠纪沉积的碎屑岩类。其含水层均以风化裂隙和构造裂隙为主。它又可细分为2个含水段，即：

1、二叠系山西组含水段

由泥岩、砂质泥岩、砂岩、夹煤层组成。厚36～68m。为砂岩裂隙水，单位涌水量0.0005～0.23L/s•m。属富水性较弱的含水段。

2、三叠系石盒子组含水段

由泥岩、粉砂岩、砂岩等互层组成。厚400～600m。亦为砂岩裂隙水，单位涌水量0.000325～0.4722L/s•m。也是富水性较弱的含水段。

四、松散岩类孔隙含水岩组

系指新近系和第四系松散沉积物。其中呈条带状分布于漳河河谷及其支流地带的Q3、Q4地层，由亚砂土夹细砂或卵砾石组成，厚20～60m，是其主要含水段。该含水段直接接受大气降水补给，水位较浅，且富水性因地而异。是当地农田灌溉和生活用水的主要水源。

第二节 矿井水文地质条件

井田内主要河流有浊漳河西源和南源。西源由西而东流入矿区，而南源由西南汇入，并于矿区中部汇合。南、西二源汇合后，由南而北至襄垣城东流出矿区，总汇水面积约750km2 。并在井田外两河上游分别建有漳泽水库和后湾水库。而区内无大的地表水体。

煤层露头附近有一条季节性河流——淤泥河，自南而北流淌，一般流量为360m3/h。

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另外，流经本井田的浊漳河南源，为一常年有水河流，其最高洪水位857.65m（1953.6.15），最大流量224m3/s，局部对煤层顶板含水层有明显的入渗补给。

潞安矿区位于沁水煤盆地东翼、辛安泉流域补给区的西部边缘上，即该泉域若干个地下水迳流带的一个分支上，水文地质条件相对简单。这是由于该区奥灰被上覆地层覆盖、补给条件差、迳流速度慢所造成的。

五阳矿区位于潞安煤田东北部。北起西川正断层，南至文王山北正断层；东部以3# 煤露头为界，西部为一设定边界。

区内地层走向明显受褶曲控制，而地表水流向与地层走向基本垂直，故一般不利于地表水直接补给地下水。

南、北边界断层造成五阳地块下降（形成地堑），导致煤层底板以下富水性较强的灰岩含水层与煤层顶板以上富水性较弱的砂岩含水层或煤层对接，而成为补给边界。

另外，五阳矿区断裂构造比较发育，且伴随有主要沿天仓向斜轴部发育的陷落柱，无疑会导致本区水文地质条件的复杂化。

一、矿井含、隔水层 （一）含水层

根据含水层岩性、储水空间和水力性质，本矿区含水层自下而上可分为13个。 Ⅰ、奥陶系中统灰岩含水层

该层灰岩为本区含煤地层的基底灰岩，主要由厚层状石灰岩、白云质灰岩和泥质灰岩，平均厚度120m。该含水层在矿区外文王山北断层以南有出露。岩溶、裂隙特别发育，其主要富水段见区域含水岩组中的奥陶系中统灰岩含水段。据注（抽）水试验，单位注（涌）水量0.0232～32.7L/s•m，渗透系数0.048～43.68m/d，富水性极不均一，水质类型为HCO3—Ca型水。长观资料，1992年7月初水位标高+658.75～+660.42 m，北高南低，基本与1991年一致，且小黄庄断层下盘奥灰岩溶较文王山北断层下盘发育。属富水性强的裂隙溶洞含水层，对突水淹井威胁最大。

该含水层上距3# 煤层108.70～198.92m，平均138.70m。在隔水层的阻隔下，一般不会发生直接突水。但极有可能通过断层破碎带、陷落柱或封闭不良钻孔进入矿井。故该层水患应以防为主。

Ⅱ、石炭系上统太原组K2石灰岩含水层

该层为太原组底部灰岩，局部含燧石，层厚3.11～17.66m，平均7.72m。溶洞裂隙发育，但多被方解石充填。平均下距15-1# 煤层约3m、15-3# 煤层约9.5m，且是以上 煤

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层的直接顶板充水含水层。平均上距3# 煤层101.68m；平均下距奥灰29.84m。单孔、单层注水试验，单位涌水量0.00055～0.00066L/s•m，渗透系数0.00～0.653m/d；王庄井田16号和43号两钻孔抽水试验，单位注水量0.0005～0.916L/s• m，渗透系数0.888m/d。水质类型有HCO3—K+Na型、HCO3•Cl—K+Na型、HCO3•Cl—K+Na•Ca型、Cl•SO4—K+Na型。1992年7月水位标高+659.65～+735.99 m；据井下放水钻孔水压折算，2000年水位标高+608.7～+617.9 m。井下多处揭露，最大涌水量50.11m3/h；测、放水钻孔最大涌水量33.0m3/h。

Ⅲ、石炭系上统太原组K3石灰岩含水层

本层为太原组中下部一层薄～中厚层状灰岩。层厚1.66～5.49m，平均3.29 m。裂隙溶洞发育，含方解石小晶体及细脉。平均上距3# 煤层85.65m。井下测压钻孔涌水量21.0～30.60m3/h。按井下测压钻孔水压折算，1997年元月14日水位标高+620.35 m，0.026～0.201L/s•m。

Ⅳ、石炭系上统太原组K4石灰岩含水层

本层含水层为太原组中部灰岩。层厚2.10～5.57 m，平均4.26 m。中厚层状，含燧石，底部泥质含量高，节理发育，溶、裂隙多被方解石脉充填。平均上距3# 煤层71.09 m。1967年6月28日，东四石门溜煤眼，因放炮引起了该层突水，水量达482m3/h，说明该含水层局部具有一定的富水性。

K2、K3、K4灰岩含水层，沉积间距小于30m、水位较接近，可作为一个含水岩组考虑。按突水系数0.6计算，3# 煤层至K4灰岩顶面间的隔水层所承受的水压为3..36 MPa，均构不成3# 煤层底板直接充水含水层。

Ⅴ、石炭系太原组K5灰岩含水层

为太原组上部灰岩。厚0.00～6.65m，平均2.56m。薄至中厚层状，为隐晶质石灰岩，裂隙发育，但多被方解石充填。平均上距3# 煤层33.98m。水IC3-1-5孔注水试验，单位涌水量0.000041L/s•m，水位标高+876.17m。井下放水钻孔涌水量6.0～9.0m3/h。水质类型为Cl•HCO3—K+Na型和Cl•HCO3—K+Na•Ca。据实际生产验证，该含水层对矿井充水无影响。

以上所述的K2～K5灰岩含水层所做的单层注水试验较少，水文地质参数不能确切代表其真实情况。根据K2～K5或K3～K5灰岩含水层所做的混合注水试验，单位注水量0.000018～16.41L/s•m，一般小于0.1L/s•m，渗透系数0.0000222～70.60m/d。说明K2～K5灰岩含水层局部富水性极强，在今后生产中应加强防犯。但从相距分别为1650m、

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1160m的水ⅠC3-1-3与水ⅠC3-1-2、水ⅠC3-1-1与水ⅡC3-1-1水位差70.84m、29.19m来看，其水力联系较差。

K5灰岩含水层与3# 煤层之间有一层富水性极弱，甚至为隔水层的砂、泥岩互层段，该段可有效阻隔其下部灰岩水进入矿井。按突水系数0.5～0.6计算，该段可承受的水压为0.95～1.14 MPa。

Ⅵ、二叠系下统山西组K7砂岩含水层

该含水层位于山西组底部。厚16～30m，平均27.20m。以中细粒砂岩为主，局部为砂质泥岩及粉砂岩，裂隙较发育，但多被方解石填充。单位涌水量0.0714L/s•m，渗透系数0.132m/d。属富水性极弱的裂隙含水层。

它是3# 煤层底板直接充水含水层。因其富水性极弱，可认为对矿井充水无影响。 Ⅶ、二叠系下统山西组3# 煤层顶板S4砂岩含水层

该含水层位于山西组中下部，是3# 煤层老顶。厚2.21～28.43m，平均15.01m。裂隙发育，部分被方解石脉充填，局部相变为砂岩与砂质泥岩或砂质泥岩与泥岩互层。下距3# 煤层0～13m，浅部可接受大气降水和河流渗透补给。单位涌水量0.0714L/s•m，渗透系数0.132m/d，水位标高+865.53m，局部富水性好。整体属富水性弱的裂隙含水层。

Ⅷ、二叠系下统下石盒子组底部K8砂岩含水层

该含水层位于下石盒子组底部，是下石盒子组与山西组分界砂岩。厚3.70～26.75m，平均11.95m。以中粒砂岩为主，中部夹薄层砂质泥岩。平均下距3# 煤层36.76m。属富水性弱的裂隙含水层。

S4砂岩和K8砂岩含水层可直接接受地表水补给，水位标高达+856m，且均处在3# 煤层顶板冒落裂隙带之内，均为3# 煤层直接充水含水层。由于砂岩裂隙的渗透性较弱（K=0.132 m/d），故对矿井充水影响较小。

Ⅸ、二叠系下统下石盒子组下部砂岩含水层

该含水层位于下石盒子组下部。厚1.85～27.16m，平均11.68m。以中粒砂岩为主，底部及中上部含砾，中上部夹薄层泥岩。平均下距3# 煤层62.86m。属富水性弱的裂隙含水层。对3# 煤层开采有一定影响。

Ⅹ、二叠系上统上石盒子组底部分界砂岩含水层

该含水层位于上石盒子组底部，是区内上、下石盒子组分界标志。厚5.35～24.70m，平均12.47m。以中粒砂岩为主，颗粒具有上粗下细之特征，中部夹薄层砂质泥岩。平均下距3# 煤层146.76m。属富水性相对较强的裂隙含水层。对3# 煤层没有影响。

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Ⅺ、二叠系上统上石盒子组下部砂岩含水层

该含水层位于上石盒子组下部。厚1.0～18.3m，平均12.4m。为灰白色砂岩，钙质胶结，底部含砾。属富水性弱的裂隙含水层。

Ⅻ、基岩风化带裂隙含水层

该含水层位于各种基岩的顶部，风化带裂隙厚度35～40m。裂隙带多以开口状出现，且多被泥质充填。根据常村矿井资料，裂隙带多由破碎的泥岩、砂岩组成，单位涌水量仅为0.046～0.086L/s•m。属富水性弱的裂隙含水层。

ⅩⅢ、第四系孔隙潜水含水层

该含水层主要由第四系中的砂及砾石组成，厚零至数十米，其厚度和富水性因地而异。单位涌水量0.31L/s•m，渗透系数1.11～10.85m/d。一般在古河床或河流阶地附近，厚度大、富水性强，水位标高受季节变化影响。为富水性中等的孔隙潜水含水层。它是当地农村生活和灌溉用水的主要水源。

（二）隔水层

根据岩性特征，井田内主要隔水层自上而下有：石炭系中统本溪组铝土质泥岩和上统太原组底部砂泥岩段隔水层、石炭系中统太原组中段砂泥岩隔水层和3# 煤层底板隔水层等。

1、石炭系中统本溪组铝土质泥岩和上统太原组底部砂泥岩段隔水层

层段厚11.25～73.37m，平均28.78m，厚度变化较大。主要由泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、薄层砂岩和铝土泥岩组成，底部为鲕状铝土泥岩及山西式铁矿。可有效阻隔中奥陶统马家沟组灰岩水向上的垂直补给。

2、石炭系中统太原组中段砂泥岩隔水层

位于K4与K5灰岩之间。层间距35～45m，由泥岩、砂质泥岩、砂岩组成。可有效地阻隔上、下灰岩水的联系。

3、其它隔水层

井田内含水层与含水层之间，一般被互层状泥岩、砂质泥岩、粉砂岩夹薄层砂岩相隔，其厚度不等。这些组合岩层可有效隔断含水层之间的水力联系。

从以上各含水层的水位标高看，在无导水构造影响时，以上隔水层均有良好的隔水性能。

三、断层带及陷落柱水文地质特征 （一）断层带

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本矿区已揭露大小断层近19，其中落差大于50m的11条、大于10~50m的17条、小于10m的170条，而逆断层只有3条。这些大小不等的断层在勘探期间均未做专门抽水试验。矿区中落差大于100m的正断层有矿区西北边界的西川正断层、矿区北中部的王家庄正断层和小黄庄正断层、矿区中东部的崔家庄2#、1# 正断层、矿区南部边界断层文王山北正断层等6条，落差60～100m的正断层有矿区中部的崔家庄3# 正断层和仓上正断层、矿区南中部的南丰正断层和西大巷正断层等4条。由于断裂的存在势必改变了含水层的原有形态，从而导致强含水层与弱含水层、含水层与可采煤层的对接，无疑将造成矿井充水水源的复杂化。以上落差大于100m的正断层，均形成了下伏奥灰强含水层与区内可采煤层的部分或全部对接，而落差60～100m的正断层又造成了下伏富水性中等的太原组灰岩含水层与区内可采煤层的部分或全部对接。但在开采过程中揭露的大小断层、特别是落差大于20m断层（如南丰正断层、西大巷正断层、崔家庄2# 正断层）均未发生突水事故。说明区内断层带不富水或富水性较弱。

另据在北翼上山1505工作面上形成的沉降盆地内积水达40天，而矿井涌水量没有明显变化这一现象看，该处的断层带是不导水的。

随着矿井开采水平的向下沿深，地下水的水压将会增大，突水的危险性也在逐渐增加。所以应注意和防范在落差大于20m的断层上盘采掘时，特别是东周正断层与文王山北正断层、崔家庄3# 正断层与小黄庄正断层构成的地堑断块内采掘时的突水。

（二）陷落柱

五阳井田内共发现51个岩溶陷落柱，其中井下揭露42个，电法勘探发现4个、三维地震勘探发现4个，其中钻孔揭露1个。从目前钻探和生产资料来看，岩溶陷落柱主要集中在天仓向斜轴两侧，井下揭露的陷落柱，长轴方向大多与天仓向斜轴垂直，说明其具有张裂性质；另外，揭露的陷落柱的标高多在+690～+570m，仅27#、28# 两陷落柱标高在+403～+450m水平。在陷落柱内的岩性杂乱无章、大小不等、胶结较差、相对陷沉30～80m，除个别含水外，其余绝大多数不含水。这可能与揭露的陷落柱所处位置和自身富水性有关：一是陷落柱本身不富水或富水性较弱，二是陷落柱所处位置及附近无水，三是陷落柱自身的隔水性足以抵当承压水的水头压力。

但是如果陷落柱所处位置不能满足以上条件，则极可能造成矿井突水。山西煤田内陷落柱突水事故较少，本矿虽未发生过陷落柱突水，但与其邻近的常村煤矿1984年在揭露X6# 陷落柱时曾发生突水一次；另外，霍县矿区的圣佛矿和曹庄矿也分别发生过一次陷落柱突水。最大水量468m3/h。国内因揭露陷落柱而造成的突水淹井事故屡见不先，

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如焦作李封矿的陷落柱突水，水量达7200m3/h，安阳铜冶矿的陷落柱突水，水量达1500 m3/h等。所以对其导水性和富水性绝不可低估。

四、矿井充水因素分析

南北分界断层使五阳地块下降，形成地堑形态，两边地层上升使底板灰岩与煤层顶板砂岩及煤层对接形成导水补给边界。现东部+650m奥灰水位以上煤层已基本采完。以往井下主要充水水源为地表水、小窑水及煤层顶板砂岩裂隙水，奥灰水位以下到深部+240m水平以上，3# 煤底板奥灰承压水头压力在0～3.7MPa之间，今后矿井的主要充水水源将由现在的地表水、小窑水及煤层顶板砂岩裂隙水为主转变为底板灰岩岩溶水及顶板砂岩裂隙水为主。

（一）矿井涌水点概况

正常采掘活动中的涌水量变化受下列因素影响：

1、巷道掘进过程中，受含水层富水性影响，如穿越富水性强的含水层时涌水量会增大；

2、在3# 煤层回采过程中，受工作面所处的水文地质环境影响。如在应力集中带，即顶板破碎带较高处，涌水量也会增大。

该矿自建矿至今共发生较大的突水事故7起（见表5-1）。

五阳矿井历年较大突水点情况统计表 表5-1 突 水 点 东二皮带巷 东四石门 东风井 +600撒煤斜巷 +760水平西翼大巷 +760水平西翼运输大巷 7511回风巷 水 量 积水2万m3 最大482m3/h 最大404m3/h 最大50.11m3/h 积水2.4万m3 积水116.06万m3 最大530.0m3/h 水 源 老空突水 K4灰岩 地面山洪 K2灰岩 地面河水 地面河水 老空突水 时 间 突水点标高（年.月.日） （m） 62.10.26 67.6.28 71.8.15 82 88.8.18 93.8.4 99.6.26 +812 +722.53 +880.6 +606.0 +730 +730 +626.6 损 失 死1人，损失38.86万元 损失70万元 死3人，损失00万元 死4人，损失约1.7亿元 死1人 从上表可看出，五阳矿发生重大突水事故水源，可分为：地表水，如河水、山洪；老空水和强含水层中的水。

而充水通道也可以分为三类，一是地面水源经导水构造——断层、裂隙或小煤窑直

接灌入井下。五阳矿地质条件复杂，地面浊漳河与淤泥河交汇于矿区内，在加上区内小煤窑星罗棋布，并且常和五阳矿的井下工程贯通。如有两次突水都是地面山洪经小窑直接灌入井下而造成；二是旧巷道。因历史原因，一些老窑、空巷，无资料可查，在井下巷道掘进中极易揭露这些巷道，从而导致突水事故发生，如东二皮带巷和7511回风巷的突水；三是采掘揭露强含水层。如东四石门开凿时，因揭露K4灰岩强含水层而导致的突水。

（二）矿井涌水量与地表水的关系

从“历年五阳矿井较大突水点情况统计表”可看出，7起较大突水事故中的4起与地表水有关，且损失惨重。1988年的“8.18”淹井事故，一次性透入洪水16.7万m3，造成1.5万m巷道被淹，700多m巷道堵塞或冲垮，直接经济损失00万元；1993年的“8.4”淹井事故，透入洪水116.06万m3，泥沙11万m3，造成+760和+600两个生产水平被淹，淹没巷道总长31km，破坏00m，淹没工作面5个、设备1186台、电缆84100 m、皮带18110m，停产210天，经济损失17515万元。事故发生后，经地面查看，主进水口位于漳河南侧，距河道中心220m，并在地表形成了一个长107m、宽76m、深30余m的陷坑。

（三）矿井涌水量与大气降水的关系

根据矿方提供的1993～2004年矿井涌水量和降水量数据，丰水期一般为每年的6～9月，而矿井+600m水平涌水量在此期间或以后个别年份涌水量有一定变化，（见五阳煤矿历年涌水量与降水量、开采面积关系曲线图）。如1995年降水量峰值为当年8月份，而矿井涌水量自此后逐渐增加，最大值出现在11月份；2001年降水量峰值为当年7月份，而矿井涌水量最大值出现在8月份；2003年降水量峰值为当年8月份，而矿井涌水量最大值出现在11月份等。另外，从多年矿井涌水量峰值统计情况看，降雨期矿井涌水量增加明显；当雨季降水量超过全年降水量的70%时，矿井涌水量将增加20%左右。故可说明，矿井涌水量和降水量有一定关系。

（四）矿井涌水量与开采量的关系

根据该矿1996～2004年矿井涌水量和月采出量数据分析，随着矿井采出量的增加，开采面积和汇水面积也应不断增大，而矿井+600m水平涌水量确无明显变化。（见五阳煤矿历年涌水量与降水量、月采出量关系曲线图）。说明该水平矿井涌水量与开采面积无关，而矿井水主要由顶板砂岩裂隙水的静储量组成。

（五）矿井涌水量与垂直深度的关系

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由表5-2可见，该矿涌水量与垂深关系明显。如垂深50～150m时的矿井涌水量是垂深200～330m的17倍，是垂深300～450m的9.8倍。说明浅部煤层受地表水和浅层地下水影响较大；随着开采水平的延深，顶板含水层富水性将有所减弱，在近期矿井水组成仍以顶板裂隙水为主，且水量所减少。但是，如果继续延深至+485m水平以下，矿井水组成可能由顶板裂隙水为主转变为底板岩溶裂隙水为主，水量将会进一步增大。

矿井涌水量与垂直深度的关系统计表 表5-2

采区名称 +760以上 七三 五一 七五 七六 垂深（m） 50～150 150～290 200～330 300～450 420～700 涌水量（m3/h） 3.30 133.5 22. 39.55 5.42 备注 已回采结束 已回采结束 尚未回采 （六）矿井涌水量与小煤窑的关系

该区小煤窑星罗棋布，并且常和五阳矿的井下工程贯通。如有两次透水都是地面山洪经小窑直接灌入井下而造成的。

据调查，该矿吸取以往教训，在与该矿有水力联系的小窑间均筑有隔水墙和放水阀门。一旦发现小窑中有积水，就有计划疏放。今后基本不存在小窑积水或地面山洪经小窑“突袭”矿井的事故。

（七）老空水

该矿是一个具有40余年开采历史的老矿，采空区面积较大，且主要集中在井田东部、+510m水平以上，面积约15km2。

该矿防水办近几年投入大量人力、物力对已知老空区进行了系统探放水工作，凡已知积水区均进行了疏放。对+760水平以上采区采用与下部采区隔离措施，并对积水长年疏排，为今后矿井生产安全奠定了基础。故该矿今后基本不存在老空水对矿井的威胁。

（八）充水性分析

从历史资料分析，五阳矿至今没有底板奥陶系灰岩承压水突水现象。究其原因是过去该矿区开采的3# 煤层多在奥灰水位以上所致。但五阳矿现采区及以后的接替区均在奥灰水水位以下，3# 煤层底板最低标高处的水头压力可达4Mpa以上，并且五阳矿区内

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陷落柱比较发育，这些陷落柱大多集中在天仓向斜轴部，而天仓向斜又经过现采区及今后的接替采区，在压力逐渐增大的情况下，断层带及陷落柱是否能抵御，将是今后采矿活动面临的重大课题。

3# 煤层上覆含水层为一套砂岩、砂质泥岩、粉砂岩及泥岩互层体，地下水的补给量相当少，再加上本地区蒸发量大于降水量。矿井涌水量多为采空区裂隙导水带所涉及的含水层的水沿裂隙进入矿井的水量，且该部分水量中，静储量所占比例较大，而动储量相对较小。如五一、五二号皮带巷开掘时正常涌水量在0.3m3/h，但在某破碎带附近时涌水量逐渐增大至8m3/h，两天后逐渐减小至正常量；7301工作面开采初期，涌水量为25～30m3/h，后逐渐增大到90m3/h，大水持续两天后又逐渐恢复到30m3/h左右，由此可见导水带的高低将直接影响矿井涌水量的大小。

目前，该矿的生产区已进入奥灰水承压区，3# 煤层底板承受的奥灰水压力与隔水层厚度及太原组灰岩的相互关系将是今后3# 煤层开采的主要影响因素，特别是高承压区的地质构造影响，如陷落柱、断层等。目前五阳矿区已发现的陷落柱共计51个，且大多分布在天仓向斜轴部。虽然目前开采揭露的陷落柱皆不导水，但在高承压地下水区其导水性是否会改变仍需做进一步的工作。

在不考虑断层及陷落柱导水时，叙情况分析如下： 1．顶板充水性分析

考虑到3# 煤层直接顶板多为粉砂岩或泥岩，老顶多为中粒砂岩；顶板采用全陷落法管理。则按如下公式可估算顶板导水裂隙带高度。

Hf100M5.1

3.3n3.8 式中 Hƒ ——导水裂隙带高度（m）； M ——累计采厚（m）； n ——煤层分层层数。

本矿井平均煤厚5.75m，当一次采高开采时，裂隙带高度为86m；当采用两个采高开采时，裂隙带高度为60m。

在此范围内受影响的含水层有：二叠系下统山西组3#煤层顶板S4砂岩含水层、二叠系下统下石盒子组底部K8砂岩含水层，局部可影响到二叠系上统上石盒子组底部分界砂岩含水层。

2．底板充水性分析

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目前该矿已全面进入带压开采阶段。因五阳矿构造复杂，底板各含水层通过断层互相对接严重，水力条件较复杂，因此可将底板各灰岩含水层视为一层含水层。其K5至煤层底板间隔水层主要由富水性极弱的中、细粒砂岩和泥岩、砂质泥岩组成，平均厚度33.98m；水压采用K5灰岩对煤层底板的压力来计算。采用“矿井水文地质规程”所推荐的突水系数计算公式，即

TSPMCP

式中TS —— 突水系数[kgf/(cm2·m)]，取0.6；

P —— 煤层底板承受水压[kgf/(cm2 )]；

M —— 底板隔水层厚度(m)，取平均值33.98m；

CP —— 采矿对底板隔水层的扰动破坏厚度(m)，一般取15m。 K5水位标高按+610m推算，突水系数0.6，则

P=0.6×(33.98―15) =11.388[kgf/(cm2 )] ≈1.14MPa

即：水头高度大于1.14×110≈125（m）地区。推算之为3# 煤层底板标高小于+485m水平以下区域。

因K5灰岩富水性较弱，实际富水段为K4以下灰岩。同理，按K4上距3#煤层平均距离71m推算，+240m以下水平底板水压力达3.36MPa属真正危险区。根据计算和以上充水因素分析，该矿带压开采的危险区应位于+240m水平以下；其过渡区是+240～+485m水平；+485m水平以上为相对安全区。

第三节 矿区涌水量计算

一、矿井水的组成

矿井涌水量的变化往往同其采空面积、采掘深度及单元水文地质条件有联系。但从多年的五阳矿水文资料反映，其涌水量与面积的相关性却很不明显，而与采深关系较大（见表5-2）。由五阳煤矿历年涌水量与降水量、开采面积关系曲线图上看出：五阳矿的涌水量并未因采空面积的增加而呈增加之势。就局部而言，在巷道穿越含水层或在水体下及应力集中带时，其涌水量还是有明显增大现象，但其涌水量常依顶板砂岩裂隙水静

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水储量为主。随着矿井向深部延深，地表水、小煤窑水、不明巷道集水及地面洪水通过小煤窑或塌陷区溃入采区的可能性将会明显减小。

从五阳矿的水文台帐及相关资料分析，井下测水点所测水量受采掘活动影响十分显著。如在回采工作面上，由综采机喷水及管道漏失组成的水量有时可占总涌水量50%以上。另外，1993年因漳河水突入矿井，造成+760m水平开采困难，自此后即关闭了+760 m水平的开采，并将其涌水通道与+600m水平做了隔离。自两水平隔离以来，+760m水平一直在涌水，其涌水量有逐渐减少趋势；而+600m水平的涌水量并没有明显增大的迹象，基本稳定在230～250m3/h，最大矿井涌水量约为正常值的1.13～1.23倍，且该水平从未因回采影响而造成过底板突水。

由此可见，+600水平与+760水平的隔离是成功的。目前+600水平的水量组成仍以顶板裂隙水为主，综采机喷水和管道漏水为辅。

二、涌水量计算及结果

根据以上分析，该矿井目前需要计算的矿井涌水量是+600水平的水量，再对+760水平的水量计算已失去了意义。因此如果用矿井总涌水量作为比拟法相关因素计算，其结果将会有很大偏差；另外，在用其它方法来预算涌水量时，如果依然沿用很早以前的相关参数，使得预计矿井涌水量与实际也会有很大偏差，而不能正确指导矿井生产。因此为了能更实际地反映井下涌水量，本次使用面积比拟法和+600水平煤层含煤系数法来计算。

（一）面积比拟法

本次所采用的工作面，为本矿区采煤结束后，仅有顶、底板净涌水量及测定涌水量时所涉及的面积。

面积比拟法计算用数据标 表5-3

类 分 层 开 采 一 次 采 全 高 工作面 5101 7510 7502 5103 7506 7501 7503 面积=长×宽（m2） F1=131200=800×1 F2=105080=710×148 F3=73600=400×184 F1=76960=520×148 F2=205800=1050×196 F2=2510 680×160 710×184 涌水量（m/h） 标高（m） Q1=2 Q2=1.5 Q3=2 Q1=4.5 Q2=7 Q3=16.5 590—670 490—550 510—580 630—690 440—580 560—600 3

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7505

150×83 本次收集数据分为两类：一类是分层开采时的涌水量，另一类是一次采全高时的涌水量。具体（见表5-3）：

采用公式:

qQ F式中: Q3Q1Q2Q33Qn2Qn1Qn/(n/3)

F3F1F2F33Fn2Fn1Fn/(n/3) Q—已知工作面平均涌水量（m3/h）； Qn—已知工作面水量（m3/h）； F—已知工作面平均面积(m2)； Fn—已知工作面面积(m2)；

q—已知工作面平均单位涌水量（m3/h•m2）。 故当分层开采时：

Q321.52/（3/3）=1.817（m3/h）

3 F13120010508073600/（3/3）=1.00×105(m2)

q =1.817×10-5（m3/h•m2）

当为一次采全高时：

Q34.5716.5/（3/3）=8.04（m3/h）

F3769602058002510/（3/3）=2.59×105(m2) q =5.06×10-5（m3/h•m2）

以上结果为回采工作面一次采全高或分层开采时的平均单位涌水量，在预计未来开采工作面涌水量时，可根据设计工作面面积与不同的开采方法，采用不同的系数来计算。另外再加上采煤喷水量，即为工作面涌水量。

（二）含水系数法

本矿井因1993年发生小窑突水，使得94年原煤产量受到较大影响，且自1994年

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起停止了+760m水平的开采，而只进行+600m水平的开采。因此在计算含水系数时，只有+600m水平的涌水量参加计算，其计算结果见表5-4。

1995～2004年煤层含水系数计算结果表 表5-4

年 代 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 平均 +600m水平 总涌水量 2030324.67 20144.83 2086920.96 2174093.30 2049635.60 19851.70 2123604.68 2025662.40 2181452.92 2475104.28 2114739.83 煤炭总产量 13337 1245126 1465150 1270359 12126 1350919 1520997 1826958 1912598 1810000 1460398. 含水系数 1.516 1.629 1.424 1.711 1.690 1.469 1.396 1.109 1.141 1.367 1.445 按五阳矿年产190万吨预算，则该矿全年总涌水量为：

Q＝1900000×1.445＝2745500（m3/y） 预计平均矿井涌水量为：

Q＝2745500/365/24＝313.41（m3/h）。

根据矿井最大涌水量是正常涌水量的1.13～1.23倍，取值1.25，则预计矿井最大涌水量为：

313.41×1.25=391.76（m3/h）。 （三）推荐矿井涌水量

以上两种方法计算的矿井涌水量结果，有一定的差别。其原因是：

比拟法中未考虑综采机喷水和管道漏水水量，而只考虑了矿井采掘后的真实涌水量。在实际生产中，综采机喷水量容易确定，而管道漏水量不易确定；

含水系数法确定的矿井涌水量，是按实际排出水量预算的，不受其它因素和条件，且更贴近于矿井生产。

故，推荐含水系数法预算的矿井涌水量，即矿井正常涌水量313.41m3/h，最大391.76 m3/h。

三、矿井水文地质类型

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目前本矿井只开采3# 煤层。矿井涌水量一般为230～250m3/h，最大288.33m3/h。根据预算，今后几年年产190万t ，矿井正常涌水量约为313m3/h，最大可达392m3/h。2000年以前，矿井水害以地表河流洪水通过小煤窑采空区或塌陷区溃入矿井为主。从1990年起，该矿投入大量人力物力，通过地面治理和井下+760水平与深部开采水平的水力隔离，使矿井水文地质条件有了较大改观。根据《矿井水文地质规程》中关于“矿井水文地质类型的划分及其工作要求”之规定，并根据前面所述，受采掘破坏或影响的裂隙含水层补给条件一般，钻孔抽水单位涌水量 <2L/s•m，矿井年平均涌水量180~<600 m3/h、最大 <1200m3/h，采掘工程受水害影响、但不威胁矿井安全，防治水工作简单易行。故该矿井+485m以上水平为以顶板进水为主的“水文地质中等”型矿井；而+485m以下水平将转变为以底板进水为主的“水文地质中等”型矿井。

深部的15-3#煤层还未开采，且直接充水含水层以底板O2m灰岩岩溶含水层为主，据区域资料，单位注（涌）水量0.0232～32.7L/s•m。根据《煤、泥炭地质勘查规范》中“水文地质勘查类型的划分”原则，15-3#煤层勘查类型属“第三类第二亚类第二型偏三型”，既以底板进水为主的水文地质条件中等偏复杂型岩溶充水矿床。

第四节 矿井主要水害及其防治措施

该矿是一个有五十年左右开采历史的老矿，其主要水害在前面以做了叙述。本井田构造复杂，且井田东部及东南部建有大量小煤窑。使得本矿水文地质环境变的更加复杂。该矿虽然近十余年在水文地质方面做了不少实际的工作，但还存在着各方面的隐患。

（一）小窑及老空积水的防治

近几年来因市场经济原因，周边小煤窑迅速发展，合法的与非法的乱采乱掘，甚至多处与五阳煤矿井下导通，这些都为五阳煤矿的安全生产埋下了隐患。如前所述，五阳矿历史上七次大的突水事故中就有两次是因小煤窑引起的。针对以上情况应采取如下措施：

1、认真调查周边小煤窑情况，建立情报库，对周边小煤窑的采掘情况进行定期调查。重点是那些采空塌陷涉及地面水体的小窑。

2、在回采浅部边角煤层时，对周边的旧采区及老空一定先探水、放水，且认真检查历史资料，以免发生水事故。

（二）底板水及奥灰水防治

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五阳煤矿今后的采掘活动将一步步向深部延伸，底部奥灰水将是煤炭安全生产所要面临的首要问题。为此应做好以下几方面的工作：

1、做好断层和陷落柱的研究工作

该井田断层比较发育，应做好断层突水预测和预防工作，特别是落差大于20m断层。坚持有疑必探、先探后掘的原则。并根据其性质、落差、水压按规程要求留设防水煤柱。

五阳矿至今已发现陷落柱51个，且主要发育在天仓向斜轴部。目前普便认为陷落柱发育的基底为奥陶系灰岩中的石膏层（石膏层在地下水迳流条件好的情况下发生膏溶液作用，形成大面积的空洞，从而形成陷落柱）。但其基底是否位于此处需进一步研究。

如果陷落柱确实基底位于此处，应对其迳流条件进行研究。 2、做好底板隔水层性质的研究工作

底板水除奥灰水外，还有太灰水。钻探揭露K5灰岩平均距3# 煤层34m左右，但地层厚度是有变化的，局部可能会出现隔水层变薄或隔水性能变差现象。为此应对底板发生异常地段多加关注。

3、做好奥灰水的研究工作

在国内重大淹井事故中，有许多与奥灰水有关。做好奥灰水富水区或带的划分和研究很有必要。

3、做好探、防水工作

当采掘工作必需经过或揭露强含水层时，应进行提前探水，如果发现涌水量较大，要进行防水或采取其它有效措施，以免造成更大的损失。

4、做好排水设备的检修工作

从本矿区一般涌水情况看，目前多为顶板水静储量。当发生涌水时，一般通过强排水处理即可恢复正常生产；底板灰岩水的结构较为复杂，当发生涌水后，必需注浆堵水处理。另外还有部分管道漏水水量，做好管路的维修也是很必要的。

总之，本矿井在矿井水害防治上应以防、探为主，排、堵结合为辅的综合制理方法。 （三）今后水文地质工作建仪

该矿自1990年以来，在矿井水害治理方面投入了大量的人力、物力，完成了地面防洪工程、水文补勘、井下防排水系统、井下放水工程并建全了地下水动态观测系统等，取得了良好效果。为了更好地做好矿井水防治工作，建议如下：

1、加强领导，建立建全防治水管理制度；

2、加强地质与水文地质基础工作，开展每月一次的逐头逐面的地质与水文地质预

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报，制定并落实防治水技术措施；完善各种图纸，及时收集整理原始资料，建立建全各种台帐、卡片，并加强分析研究，为防治水工作提供科学依据；

3、进一步做放水试验，了解主要含水层富水性，为合理设计排水能力提提供可靠依据；

4、建立建全防、排水系统，并要坚持定期检查和维修，发现问题及时处理； 5、坚持地面防洪工作，加强区内河床清淤，确保洪水畅通；

6、利用现代技术，进一步查明陷落柱的位置，开展陷落柱课题验究，确定其富水性和导水能力及其与主要含水层的联系。

第五节 供水水源

目前，该矿生活用水水井共4口，取水层位均是中奥陶统灰岩水，水质为HCO3—Ca类型。其中山上3口，日供水量2600m3；山下1口，日供水量960m3；可满足生活用水需求。其水质情况见表5-5。

供水井水质与生活饮用水水质（GB5749-85）对照 表5-5

项 目 色 浑浊度 嗅和味 肉眼可见物 pH 总硬度（碳酸钙计） 铁 锰 铜 锌 挥发酚类 阴离子合成洗涤剂 硫酸盐 氯化物 溶解性总固体 氟化物 氰化物 砷 单位 度 度 mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L 检验 结果 <5 <3 无 无 7.47~7.87 256~430 0.02~0.04 <0.05 <0.02 <0.05~0.17 0.1 39~210.7 9~20 277~586 0.1~0.2 <0.002 <0.01 国标 GB5749 ≤15 ≤3 不得有 不得含有 6.5~8.5 450 0.3 0.1 1.0 1.0 0.002 0.3 250 250 1000 1.0 0.05 0.05 项 目 硒 汞 隔 铬（六价） 铅 银 氯仿 四氯化碳 苯并（a）僻 滴滴涕 六六六 细菌总数 总大肠菌群 游离余氯 总α放射性 总β放射性 单位 mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L μg/L μg/L μg/L μg/L μg/L 个/mL 个/L mg/L Bq/L Bq/L 检验 结果 <0.005 <0.01 <0.004 <0.01 <10 <1 <0.4 <0.09 1 0 0 国标 GB5749 0.01 0.001 0.01 0.05 0.05 0.05 20 60 3 0.01 1 5 100 3 ≥0.3 0.1 1 mg/L <0.0002 盐（以氮计） mg/L 1.84~1.95 mg/L 0.048~0.076 由表5-5可见，除挥发酚类和游离余氯超标外，其余均符合国家饮用水水质标准。

生产用水主要取自矿坑水。他是将矿坑水在井下进行沉淀处理，部分直接用于井下生产、部分利用清水泵和清水管道送至地面清水池中，在做进一步净化处理后，供给井上生产使用。由于矿坑水主要是3# 煤层顶板砂岩水，其水质应与砂岩水水质类同，即HCO3•Cl—K+Na型水。从利用情况看，矿坑水对采煤设备无较大侵蚀。

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第六章 开采技术条件

第一节 开采方法与顶底板条件

一、矿井生产

1.矿井开拓方式、采煤方法

五阳煤矿为立井开采，上下山开拓方式；采煤方法为走向长壁采煤全部垮落法；顶板管理为液压支架支护；回采工作面分为人工假顶分层开采和综采放顶煤法两种。

2.通风、排水方式

通风采用对角两翼抽出式，北风井主扇型号ZBY—2.4，380kW，西风井主扇型号ZK60—4No 28，480kW，南风井主扇型号BDK60—8—No 29，2×630 kW。通风能力为5830m3/min。

排水系统有两套。其一是+600水平井下污水排水系统，均通过大巷流入水仓（容积为2000m3），再由水泵排到地面供五阳热电厂使用；其二是+760水平井下清水排水系统，利用专用管道将清水集中在井下清水仓中，然后经泵房排到地面清水池供职工和附近农村生活饮用。矿井正常排水能力为1600m3/h，最大排水能力为2500m3/h。

3.提升、运输系统

新主井采用JKM—3.25×4(Ⅱ)型塔式多绳摩擦轮提升机，安装12吨双箕斗，提升能力为384 t/h。旧付井采用苏联25M—300/1520—2， 380 kW双缠绕式提升机，一吨单层普通罐笼，提升能力一次循环时间82～85 s。

二、顶、底板岩石工程地质特征

五阳矿区目前主采煤层为3# 煤层。原矿区加上南峰扩大区，总面积约48km2。从钻孔柱状统计看，3# 煤顶板可大致分为：伪顶、直接顶及老顶，局部直接顶与老顶合并；而直接底和老底稳定，只局部发育有伪底。该井田顶、底板为一套砂岩、泥岩与砂质泥岩互层岩性。据调查，3# 煤层顶板初次来压步距16～17m、周期来压布距8～10m。

以往地质工作者在五阳煤矿原采区内做了大量工作。根据煤炭部《关于缓倾斜煤层工作面顶板分类方案》，基本上将原井田顶板定性为Ⅱ级Ⅱ类顶板。

在南峰扩大区进行补充勘探时，分别对南—12、南—14和南—47等3个钻孔3# 煤层顶底板岩石取样15组，并做了力学性质试验（见表6-1）。

3# 煤层泥岩顶板的平均单向抗压强度为38.6～51.9 MPa，细粒砂岩顶板的平均单向抗压强度为57.0～74.1 MPa；而3#煤层泥岩底板的平均单向抗压强度为30.6～56.4 MPa，

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平均单向抗拉强度为2.23 MPa；砂质泥岩底板的平均单向抗压强度为38.9 MPa；细粒砂岩底板的平均单向抗压强度为57.6～68.2 MPa，平均单向抗拉强度为2.52～2.56 MPa。

3# 煤层顶底板岩石抗压力学试验数据 （ 单位：MPa）表6-1

位置 顶 板 伪顶 直接顶 老顶 伪顶 板 直接顶 老顶 51.9 30.6 南—12 42.7 68.2 74.1 38.6 56.4 南—47 60.0 57.0 57.6 南—14 21.3 38.9 顶板工程地质分类方案(于双忠教授) 表6-2

一类 顶板分类 Rc<20Mpa Rc=20～30Mpa Rc=30～40Mpa Rc>40Mpa 无周期来压顶板 km>2 km>3 二类 有周期来压 顶板 km=0.4～2 km=0.8～3 三类 周期来压强列顶板 km<0.4 km<0.8 Rc<10Mpa 碎裂碎裂 碎裂崩解 水 四类 软弱破碎顶板 五类 坚硬砂岩顶板 分类 km>4 km>5 km=1.2～4 km=1.6～5 km<1.2 km<1.6 根据中国矿大于双忠教授建议的顶板工程地质分类方案见表6-2。潞安矿业集团地质处在1996年3月份前后做了大量的工作，收集并分析了南—12、南—14、南—47等三个钻孔所提供的3# 煤顶板岩石力学样品试验数据以及五阳煤矿开采区煤层顶板力学样品试验数据，将该区3# 煤顶板分为：无周期来压顶板、有周期来压顶板、周期来压强烈顶板、软弱破碎顶板、坚硬砂岩顶板，并做了《3# 煤层顶底板工程地质分区图》。分类中未考虑断层陷落柱等构造因素影响。由于断层面附近岩层连接力下降，强度变弱，岩层破碎，这些部位煤层顶底板稳定性差，应属于易碎岩层，在接近断层面开掘巷道时，易冒顶，片帮，动压大，应加强支护，采取一些行之有效的安全措施。另外，井田内主要断层走向为NE～NEE，因此采区布置时应与主要断层面平行。

在向、背斜轴部或转折部，因局部应力集中，节理裂隙较发育，造成煤层顶底板岩体破坏，稳定性差，采掘时应加强支护，主要巷道布置应避开这些部位。

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第二节 特殊开采

1.在漳河下开采缓倾斜厚煤层试验研究表明，在区内采用分层综采快速推进的开采方法安全有效，而且以先采上分层后采下分层的开采顺序为最佳方案。其特点是按此方法顺序开采对上覆岩体破坏小，产生的导水裂隙高度小。

2.根据实际观测，覆岩破坏的规律是，导水裂隙带形态呈马鞍形，靠近巷道内侧的采空区上方导水裂隙高度最大，而中间较小。

3.地表岩移特征表现为：下沉盆地陡，变形集中，地表破坏严重，有关角值（移动角、边界角等）偏大，复采第二分层活化系数增大，下沉系数随之增大，移动时间缩短，下沉速度大且集中等。特别是在河床地带及地形陡峭有临空面地带下方采煤需注意防水和地表崩塌与滑坡造成建筑物破坏。

4.开采实践表明，本区以往所进行的“厚煤层综采快速推进条件下覆岩破坏规律的试验报告”与“大开间新型农房受高效开采影响的试验研究报告”的成果，可作为本区“三下”采煤的依据，但需在生产中不断积累修正完善已有的结论。

第三节 瓦斯、煤尘爆炸性和煤的自燃倾向性

一、瓦斯 1.钻孔煤层瓦斯

在范围内，有13个钻孔对3#煤层用解析仪取瓦斯样，测试质量可靠，结果见表6-3。 （1）瓦斯的组成及分带

随着地质构造和煤层瓦斯运移作用，构成了现代煤田中煤层瓦斯成分由浅至深规律性逐渐变化，即所谓的煤层瓦斯分带。由浅部往深部通常可划分为二氧化碳—氮气带、氮气—沼气带、沼气带。甲烷成分小于70-80%一般称为瓦斯风化带，划分标准见表6-4。

3#煤层瓦斯成分以甲烷为主，占34.42~98.78%，平均75.37%，次为氮气，占0.01~53.26%，平均20.07%，二氧化碳含量较少，占1.01~12.25%，平均3.99%，其它重烃含量最少，占0~2.63%，平均0.62%，因此，3#煤层埋深400m以深为沼气带，局部地段为氮气~沼气带。

（2）瓦斯含量及变化特征

3#煤层瓦斯含量为1.560~17.502 mL/g· r，平均5.725 mL/g· r，变化较大。二氧化碳

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含量为0.01~0.47 mL/g· r ，平均0.21 mL/g· r。瓦斯含量变化随着煤层埋藏深度的增大，瓦斯含量也增大。见煤层埋藏深度-瓦斯含量散点图6-1。

3#煤层瓦斯成分含量汇总表 表6-3

采样深采区 孔号 度(mm) 五-215 53~ 五-220 五-222 75 五-206 五-204 南-18 南-20 南-44 76 南-15 南-5 南-45 南-21 南-36 200.4 290.91 359.8 325.4 382.39 369.04 431.28 460.1 513.84 514.23 587.97 598.02 633.2 CH4 2.06 2.17 2.57 1.56 7.15 2.62 10.26 1.76 10.79 1.66 7.34 17.47 6.55 瓦斯含量（mL/g·r） CO2 0.36 0.06 0.05 0.12 0.16 0.01 0.47 0.22 0.16 0.44 0.20 0.33 0.19 C2~C8 0.011 0.041 0 0.02 0.003 0.066 0.099 0.038 0.115 0.026 0.032 0.016 可燃质 含量 2.071 2.211 2.57 1.56 7.17 2.623 10.326 1.859 10.828 1.775 7.366 17.502 6.566 CH4 62.44 45.45 77.99 47.22 96.27 98.78 88.23 .98 92.30 34.42 75.90 97.80 72.99 瓦斯成分（%） CO2 12.25 1.92 1.51 5.73 2.34 1.01 2.67 7.90 1.43 9.69 2.14 1.73 1.57 N2 24.90 52.25 20.50 47.05 1.06 0.01 8. 0.08 5. 53.26 21.7 0.30 25.29 C2~C8 0.41 0.36 0.00 0.32 0.23 0.46 2.04 0.38 2.63 0.27 0.18 0.15 瓦 斯 分 带 划 分 标 准 表6-4 瓦斯分带 二氧化碳—氮气带 氮气—沼气带 沼气带 组分含量（%） CH4 ＜10 10-80 ＞80

赋存深度(mm)N2 20-30 10-80 ＜20 CO2 20-80 ≤20 ＜10 瓦斯深度-含量散点图0100200300400500600700051015瓦斯含量(mL/g·r)20

图6-1 煤层埋藏深度-瓦斯含量散点图

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（3）影响煤层瓦斯赋存的主要地质因素 区内影响煤层瓦斯赋存的主要地质因素如下：

①煤层围岩封闭性能： 3#煤层顶板多为泥岩，部分为砂质泥岩。泥岩或砂质泥岩透气性较差，对煤层瓦斯的封闭能力较强，并构成对煤层瓦斯的有效封盖，以利于煤层中瓦斯的保存和集聚，致使煤层瓦斯含量增大。

②构造对瓦斯的影响：断层对瓦斯的赋存也有一定的影响，区内小黄庄和崔家庄正断层属张性断层，其节理有利于瓦斯气体的逸散，因此，断层附近煤层瓦斯含量较低，如南-44号孔，瓦斯含量仅为1.76 mL/g· r。

③落陷柱对瓦斯的影响：天仓向斜轴两侧附近有部分岩溶落陷柱，这些落陷柱在形成过程中，其周围的煤、岩层因柱体向下塌陷，周围产生大量的张性节理，而有利于煤层中瓦斯向外运移排放，因而落陷柱周围瓦斯含量降低。

2.矿井瓦斯 （1）生产矿井简况

五阳煤矿采3#煤层，有三个生产采区：51、75和76采区。 ①开拓方式

矿井采用立井、上下山开拓方式，大巷沿3#煤层布置，分两个水平开采，第一水平已全部采完，目前开采二水平（+600m水平）。采煤方法为走向长壁后退式采煤法，生产方式为综采放顶煤和综采分层开采，顶板管理方法为全面冒落法管理顶板。

②矿井通风概况

矿井通风方式为两翼对角抽出式。矿井现有进风井6个，回风井2个。北风井担负北翼及51采区的供风；西风井担负75、76采区和+760水平西翼的供风。

（2）生产矿井瓦斯

五阳煤矿2003年按照《煤矿安全规程》的要求，又对3#煤层矿井瓦斯等级及二氧化碳进行鉴定，瓦斯相对涌出量8.99m3/t，二氧化碳相对涌出量4.81 m3/t，属低瓦斯矿井，从近6年的矿井瓦斯及二氧化碳涌出量的情况统计见表6-5，可以看出矿井瓦斯涌出量较小，但是由于受各种因素的影响瓦斯赋存极不均衡，局部地方瓦斯涌出量仍然较大，存在高瓦斯区，如76采区瓦斯涌出量曾达到23m3/min，为高瓦斯区。

（3）矿井瓦斯赋存压力与吸附瓦斯含量：

按照防治《煤与瓦斯突出细则》的要求，2001年和2004年对3#煤层在76皮带巷

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作了煤的坚固性系数（ f ）、瓦斯放散初速度（△P）以及煤的等温吸附试验（a，b）值测试，其结果见表6-6。

3#煤层瓦斯及二氧化碳涌出量表 表6-5

日期（年） 1998 1999 2000 2001 2002 绝对涌出量(m3/t) CH4 15.98 17.01 15.11 14.18 21.61 CO2 16.7 14.97 15.53 16.05 相对涌出量(m3/t) CH4 6.23 7.56 5.67 5.03 6.58 CO2 8.60 6.74 5.71 4.15 结论 低瓦斯矿井 低瓦斯矿井 低瓦斯矿井 低瓦斯矿井 低瓦斯矿井 2003 8.99 4.81 低瓦斯矿井 二1煤层瓦斯参数测试结果表 表6-6

瓦斯参数 年 2001 2004 煤的坚固性系数（f） 0.36 0.39 瓦斯放散初速度 （△P） 19 22 煤的等温吸附试验吸附常数 瓦斯压力P（MPa） a 30.0 28.8406 b 1.104 1.101 3、矿井瓦斯来源

根据2003年8月对矿井：一翼、采区、各采掘工作面瓦斯涌出数据分析如下： （1）矿井总瓦斯涌出量31.611m3/min，其中西翼瓦斯涌出量为26.93 m3/min，占全矿井瓦斯涌出总量85.2%。

（2）全矿其采煤工作面瓦斯涌出量为12.21 m3/min；掘进工作面瓦斯涌出量为7.94 m3/min；采空区瓦斯涌出量为8.28 m3/min；分别占矿井瓦斯涌出量的38.6%；25.2%和26.2%。

（3）根据对7512采煤工作面初次放顶前后瓦斯涌出数据的测定：开采3#煤层矿井瓦斯涌出量占全部瓦斯涌出的92.4%，因此，目前3#煤层为矿井瓦斯的主要来源。

（4）在掘进工作面瓦斯构成中，其中76南部的放水巷，76集中候车巷、76南部候（停）车巷三个工作面的瓦斯涌出量占掘进工作面瓦斯涌出总量84.6%，占75采区瓦斯涌出量的24.1%，其中，7601运输巷在掘进过程中瓦斯涌出量曾高达10 m3/min。因此，全矿为低沼矿井，但76采区为高沼区。

二、煤尘爆炸性和煤的自燃倾向性

3#煤层分别在1996年的补充勘探以及2001年、2004年76采区取样作了煤尘爆炸

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性和自燃倾向性试验，结果见表6-7。

3# 煤层煤尘爆炸性及自燃倾向性鉴定报告 表6-7

自燃倾向性试验 孔号 原样 还原 氧化 还 原—氧化（℃） （℃） （℃） （℃） 416 395 408 407 422 406 406 404 396 380 385 426 404 412 418 428 412 411 412 402 400 392 409 391 403 401 416 403 402 398 388 379 380 17 13 9 17 12 9 9 14 14 21 12 自燃倾向性结论 不易自燃 不易自燃 不易自燃 不易自燃 不易自燃 不易自燃 不易自燃 不易自燃 不易自燃 有可能 自燃 不易自燃 煤尘爆炸试验 火焰长度（mm） 25 12 20 15 15 8 20 12 10 30 10 加岩粉量 （%） 35 40 50 35 25 30 50 35 40 75 55 爆炸性结论 有 有 有 有 有 有 有 有 有 有 有 南-5 南-11 南-15 南-19 南-20 南-22 南-31 南-36 南-49 76皮带巷 76皮带巷 鉴定结果表明：3#煤层煤尘具有爆炸性，属不易自燃煤层，但局部区段3#煤层有可能产生自燃。

第四节 环境地质

五阳矿是年产百万t以上的大矿，经过几十年的开采后势必会对周围的地质环境产生较大的影响，主要表现在以下几个方面：

一、采矿对地下水的影响

五阳矿作为一个的水文地质单元，其区域内有淤泥河和浊漳河两条河流，经多年的气象观测资料显示，该地区多年来蒸发量大于降水量。因此该区浅层地下水主要由河流补给及区外补给，采区回采后会造成地面沉降，使得3#煤层以上各含水层底部的隔水层下渗透能力增强。该矿近十余年的矿坑排水量较大，一段时间后就会形成以采区为中心的降落漏斗，使得各含水层水位降低，区外地下水及河流补给量增加。因此，区内地下水就会不同程度地受区外工业废水的污染影响。

二、地面沉降

地面沉降是煤矿生产必然带来的后果，其沉降量与采空面积、覆盖厚度、采厚、采

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煤方法及回采工艺、地质构造等有关。同样，五阳矿的多年采掘活动也会在地表造成大面积的沉降。该矿未来的采厚与采深比将在60～100之间，采区地面将很可能会出现地面变形及沉降，因此在将来的采掘活动中，应合理留设保安煤柱，以便保护地面建筑，同时还应加强地面监测工作，找出采掘与地面沉降关系，尽可能科学管理，最大限度减少损失。

三、煤矸石的排放与堆积

煤矸石是煤矿生产的负面产品，多年来煤矸石都是自然堆放在矿区附近，在自然堆放的条件下，矸石会释放出大量的SO2及瓦斯等有害气体，从而污染附近空气，另外在降雨溶解和淋滤作用下，矸石中的有害元素如硫、砷、氟、氯等元素会随雨水进入地表或地下，对地下水和周边地质环境产生一定影响，并间接辐射其它建筑物。

针对上述情况建议采取以下措施：

1.加强对煤矸石的综合利用，减少堆积量，从而减轻其对环境的影响； 2.设置防护带，最大限度地减少其对周边环境的影响；

3.对矸石堆放地进行勘察，并留足防护带。对易入渗地带，进行专门防护处理。以减少对地下水的污染。

四、矿井水的排放

如果矿井水不经过处理而直接排放于地表河流，将会对地表水和浅层地下水产生严重污染。目前该矿已对部分矿井水进行了处理，并将用于生产和生活，有效减少了矿井水对环境的污染。

第五节 地 温

该矿在勘查期间和开采过程中均未进行测温工作，且已往报告也未提过该矿地温情况。故推断其井下温度不会偏高，即属于温度正常区，目前应无热害威胁。

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第七章 资源/储量估算

第一节 资源/储量估算范围及工业指标

一、资源/储量估算范围

本次编制报告对3#、15-1#及15-3#煤层进行了资源/储量估算，估算范围如下： 3#煤层：北部以小黄庄断层及襄垣县城关镇十字道煤矿为界，南以文王山北断层为界，东以+760水平报废边界线为界，西以经线38408000为界，估算面积约20.32km2。3#煤层为主要可采煤层，全区稳定可采，估算范围内煤层底板标高为219～710m。

15-1#、15-3#煤层：东部以煤层露头线及山西1984年文件所划小窑破坏边界为界，南部、西部、北部以五阳矿井田边界为界，面积约72km2。

15-1#煤层为不稳定大部可采煤层，可采范围内煤层底板最低标高310.96m，最高标高844.57m，能利用估算面积为36.8km2。15-3#煤层为全区稳定可采煤层，储量计算煤层底板最低标高131.88m ，最高标高849.38m，能利用估算面积为.5km2。

二、主要工业指标及煤类

五阳井田3#煤层煤种自东向西为瘦煤、贫煤；15#煤层因煤质化验资料中无粘结指数G值的测定,参照《中国煤分类方案（1985年颁发）》，将其划分为瘦煤及贫煤。

根据现行《煤、泥炭勘查规范》和《生产矿井储量管理规程规定》，资源储量估算主要工业指标：煤层最低可采厚度为0.8m，最高灰分（Ad）不大于40%，最高硫分（st，

d）不大于

3%，最低发热量（Qnet，d）不小于17（MJ/kg）。

第二节 资源/储量类型划分

一、划分原则

1.按照现行《煤、泥炭地质勘查规范》，在已有见煤点密度条件下，以各煤层的构造复杂程度和煤层稳定型别为主要因素，结合经济意义状态，确定资源/储量具体类型。

2.采用的见煤点必须可靠有效。钻孔见煤点质量不低于（87）煤地字第746号《煤田勘探钻孔工程质量标准》规定的“合格”级别；采掘见煤点须可靠准确。

3.资源/储量块段划分一律在相应的煤层底板等高线图上进行。块段边界以见煤点连线、煤层底板等高线、各类煤柱边界线、各种煤厚临界线、风氧化带边界及井田范围边界等为界。

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二、各煤层资源/储量类型的划分

1.3#煤层：五阳煤矿3#煤层全区稳定，构造中等，至今已开采多年，经历次勘探查明及矿井开采，经济意义显著。本次仅对未采进行资源/储量划分，总划分级别为（111b）、（122 b）、（333）等三种类型。具体原则如下：

1）以不大于500m的线（点）距确定（111 b）类基础储量；以500～1000m的线（点）距确定（122 b）类预可采储量；以1000～2000m的线（点）距确定（333）类资源量。

2）跨越大中型断层划定探明的和控制的块段时，均应在断层两侧30～50m范围划定333类资源量；较大的陷落柱周围30～50m范围划定（333）类资源量。

3）小构造或陷落柱发育的地段，不应划定探明的、探制的块段；探明的、探制的块段不得直接以推定的老窑采空区边界、风氧化带边界或插入划定的煤层可采边界为界。

4）村庄、主要公路、高速公路、铁路、矿界、主要大巷、工业广场等保护煤柱的块段以及无法布置正规工作面的小块段，均应按地质勘查程度确定资源储量类型，不得降低级别。

2.15-1#煤层：该煤层属不稳定大部可采，构造中等，现未开采，勘查程度较低，为内蕴经济状态。本次将其划分为（331）、（332）、（333）等三种类型。以见煤点250—500m及其连线外推1/2部分为（331），以见煤点线距500—1000m及其连线外推1/2部分为（332），以见煤点线距大于1000m划为（333）。断层两侧30～50m范围和陷落柱周围30～50m范围划为（333）。

3.15-3#煤层：该煤层全区较稳定，构造中等，现未开采，勘查程度较低，属内蕴经济状态。本次将其划分为（331）、（332）、（333）等三种类型。以见煤点250—500m及其连线外推1/2部分为331，以见煤点线距500—1000m及其连线外推1/2部分为（332），以见煤点线距大于1000m划为（333）。断层两侧30～50m范围和陷落柱周围30～50m范围划为（333）。

第三节 计算方法和参数的确定

1.计算方法

本井田主要可采煤层稳定，厚度变化不大，煤层产状平缓，勘探工程分布比较均匀

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，因此采用地质块段算术平均法进行资源/储量计算。

计算公式：Q=S·m·d Q——块段资源/储量（104t）； S——块段水平面积（104m2）；

m——块段内及其临近见煤点煤层假厚度的算术平均值（m）； d——煤层容重（t/m3）。 2.主要参数的确定

1）煤层厚度（m）：由于煤层倾角一般小于15°，本次统一采用煤层假厚。采用的煤厚点包括钻孔见煤点和井巷见煤点。钻孔见煤点厚度采用纯煤厚度，井巷见煤点厚度为实际所测。块段内采用厚度为块段内及其临近该块段见煤点煤层厚度的算术平均值。煤层中夹矸厚度小于0.05m，大于者剔除，取纯煤厚度。

2）块段平面积（104m2）：利用电脑软件直接煤层底板等高线图上测量，快捷精确。

3）煤层容重（t/m3）：采用全井田测试的煤层容重的算术平均值。分煤层计算，3#煤层取1.35，15#煤层取1.40。

第四节 资源/储量估算结果

一、地质储量

本次矿井地质报告，共获得资源/储量为35040×104t，全为保有地质资源/储量。其中，3#煤层：(111b)类块段12个，基础储量为5287.6×104t； (122b)类块段48个，基础 储量为9321.2×104t；（333）类块段8个，资储量为1817.2×104t；总计为126×104t。15#煤全为内蕴经济资源量，共划分块段43个，资源量18614.3×104t 。详见表7—1和报告附表四。

二、高级资源/储量比例

3#煤层：总资源/储量为126×104t，探明的（111b）类为5287.6×104t ，占总资源/储量的比例为32.2%；（111b）+（122b）为14608.8×104t，占总资源/储量的比例为%。

15-1#煤层：总资源量为5337.4×104t。其中,探明的和控制的资源量为1843.9×104t ，占总资源量的比例为34.5%。

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15-3#煤层：总资源/储量为13276.9×104t。其中,探明的和控制的资源量为108.5×104t ，占总资源/储量的比例为82%。

五阳煤矿资源/储量估算汇总表 表7—1

煤层 类型 （111b） 3# 合计 15-1# 合计 15-3# 合计 总计 （122b） （333） 3 （331） （332） （333） 3 (331) (332) (333) 3 5 块段数量 （块） 12 47 8 67 4 4 9 17 5 8 13 26 110 面积 （104m2） 655.5 1150.7 226.3 2032.5 680.5 675.9 2325.7 3682.1 1175.2 4051.2 1220.4 46.8 12161.4 资源/储量 （104t） 5287.6 9321.2 1817.2 126 920.5 923.4 3493.5 5337.4 29.8 8239.7 2387.4 13276.9 35040.3 备注

第五节 资源/储量的探采对比与利用情况

一、资源/储量动态情况

截止2004年底，矿井保有地质储量为35040万吨，累计动用储量为9579万吨，煤炭累计总产量为4836.3万吨，累计损失量为4908.8万吨。近年来储量动态情况见表7-2.

二、储量的探采对比

五阳煤矿从60年代投产至今，一直开采3#煤层。根据历年来的勘查资料和开采情况对比，核实储量估算与实际基本相符，只是某些采区开采损失量偏大，造成了勘查与开采数据误差稍大。

三、资源利用情况 1．可采储量

按照《生产矿井储量管理规程》，可采储量按以下公式计算： Q采=（Q工-P）（1-n）K 式中：Q采——可采储量

Q工——保有资源储量

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P —— 永久煤柱储量(104t): 据方提供，3#煤61.9, 15#煤1881; n —— 地质及水文地质损失系数，取0.05; K —— 设计矿井回采率，取75%。

五阳煤矿生产矿井储量表 表7—2

项目 日期 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 煤层 3# 15# 3# 15# 3# 15# 3# 15# 3# 15# 3# 15# 3# 15# 3# 15# 3# 15# 3# 15# 3# 15# 3# 15# 原始能利用储量 12270.2 149.3 12152.1 149.3 12063.2 149.3 10281.4 149.3 19259.3 17617.5 18880.7 18614.3 18732.3 18614.3 18598.8 18614.3 18457.3 18614.3 18288.9 18614.3 17137.2 18614.3 16887.0 18614.3 储量 增减 -1623.9 +9131.6 +2653.2 -235.0 -950.3 -12.4 -45.4 矿井 动用储量 118.1 88.9 157.9 153.7 143.6 148.4 133.5 141.5 168.4 201.4 237.8 213.3 矿井 采出量 102.0 75.4 135.4 135.2 123.8 123.2 114.7 122.9 143.5 175.4 183.1 166.1 开采 损失量 18.1 13.5 22.5 18.5 19.8 25.2 18.8 18.6 24.9 26.0 .7 47.2 期末能利用 备注 储量 12152.1 149.3 12063.2 149.3 10281.4 149.3 19259.3 17617.5 18880.7 18614.3 18732.3 18614.3 18598.8 18614.3 18457.3 18614.3 18288.9 18614.3 17137.2 18614.3 16887.0 18614.3 16628.3 18614.3 3#煤层：

Q采=（126-61.9）（1-0.05）×75% = 6971.2×104t 15#煤层：

Q采=（18614.3×104t -1881）（1-0.05）×75% = 11922.5×104t 全矿井可采储量:

全矿井可采储量 183.7×104t。 2．资源储量的有效利用系数： η=

Qs183.7= ≈ 0. Qk35040

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η——地质储量的有效利用系数

Qs——井田内实际可以采出的矿井可采储量 Qk——井田内地质总储量 3．矿井剩余服务年限 计算式如下： T=

Z AK T——矿井剩余服务年限 Z——尚未动用的可采储量 A——备用系数，采用1.4 K——矿井设计能力：190×104t/年

将上述数据代入计算式即得矿井剩余服务年限：

T =

Z183.7 = ≈ 71（年）

1.4190AK据矿方统计资料，截止2004年底，矿井累计采出量为9531.8，累计损失量为4908.8×104 t，矿井回采率为66%。显然，回收率偏低，有待提高。

经计算，至2004年底矿井保有可采储量为183.7×104t,永久煤柱为61.9×104t,矿井设计生产能力为190×104t/年，考虑到超产等因素，储量备用参数取1.4,则矿井剩余服务年限为71年。

四、损失原因分析

根据五阳矿历年的采煤工艺特点分析，造成煤炭资源损失的主要原因如下： 1）工作面间的煤柱损失，上下分层开采时，巷道内造成的煤柱损失。 2）工作面回采过程中，遗留在采空区的煤炭损失。 3）工作面遇到影响开采断层和陷落柱造成的煤炭损失。

4）采区巷道保护煤柱及采区间的隔离煤柱等设计不回采的煤柱损失。

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第八章 结 论

一、主要成果

1．本报告在历次地质勘探报告、煤矿采掘过程中积累的地质编录等资料基础上，经对井田内地层、构造、煤层、煤质、水文地质、储量变化及开采技术条件等分析研究，系统总结了本矿投产以来勘探和生产地质资料，进行了探采对比，划分了矿井地质条件类型，深化了对本矿地质规律的认识，完成了《合同》规定的各项任务。

2．本次对资源/储量级别及块段重新进行了划分估算，块段面积由计算机自动测算，精度较高。共获得总资源/储量35040×104t ，其中，3#煤为126×104t，15-1#煤为5337.4×104t ，15-3#煤为13276.9×104t 。

3．根据五阳煤矿设计生产能力和实际生产能力计算了矿井服务年限，为今后矿井生产能力核定、保证煤矿可持续发展提供了依据。

4．编制了专项的《矿井地质条件分类报告》和《矿井水文地质条件分类报告》。确定了五阳煤矿矿井地质条件类型为Ⅲ-ⅢbⅠdⅢg，即三类矿井。确定了五阳煤矿矿井水文地质条件类型为：3#煤层，+400m水平以上为顶板进水为主的水文地质条件中等类型，+400m水平以下为底板进水为主的水文地质条件中等类型；15-3#煤层属“第三类第二亚类第二型偏三型”，既以底板进水为主的水文地质条件中等偏复杂型岩溶充水矿床。

4．对矿井开采技术条件进行了评价：

（1）瓦斯： 3#煤层瓦斯涌出量最大值为31.61m3/min。3#煤层的瓦斯涌出量是矿井瓦斯涌出的主要来源；在瓦斯的涌出形式上，均表现为普遍涌出；在瓦斯涌出量构成上，以采煤面和掘进面为主。山西省安全生产监督管理局矿井瓦斯等级鉴定审批意见2003年度该矿属低沼气矿井，但76采区属高沼气区。在可采煤层瓦斯涌出量总的趋势是随着煤层埋藏深度的增加，伴随瓦斯含量增高，瓦斯涌出量增高的前提下，煤层瓦斯在分布上也具有明显的不均匀特点，在开拓水平内统一采高上，小断层发育，煤层增厚带预计瓦斯涌出量将高于正常值。

（2）煤尘爆炸：在勘探期间和生产阶段对现采区3#煤层取样做了煤尘爆炸试验，结论为有煤尘爆炸性。

（3）煤层自燃：该矿投产以来，井下煤层和地表煤堆3#煤层均无发生过自燃现象，但在生产阶段，经对现采区76皮带巷取样经重庆煤科分院测试其结论为有可能自燃，所以3#煤层局部开采区域可能有自燃现象。

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（4）对现采区76皮带巷3#煤层取样委托重庆煤科分院测试煤样瓦斯放散初速度为19~22、煤样的坚固性系数为0.36~0.39，按照防治煤与瓦斯突出细则中煤层区域性突出危险性K值的指标判断K为55，3#煤层有突出威胁区域。

5．本次报告内容包括文字一本，附件5种、附表一册12类，各类图件43张，并制作了光盘。全部图件采用2004版AutoCAD软件制作，使用方便。

二、存在问题及建议

1．矿区内早期勘探质量较差，钻孔未评级。但我们发现，以往施工的老钻孔封孔高度较低，大多在顶板冒落裂隙带以内。建议进行逐一排查，以便确定其导水性，以防今后在开采掘进中发生透水事故。

2．随着科学技术的发展，新技术、新手段在采矿应用中逐渐成熟完善，建议采用三维地震、瞬变电磁等先进的物探手段进行采区探测，较精确的查明陷落柱、煤层赋存及构造发育情况，为生产建设提供较为准确的地质资料。

3．该区陷落柱较为发育，需加强对陷落柱发育规律的研究，为采煤机械化服务。 4．矿井污水不能直接排放到地表水系中。应进行净化处理，达到国家有关标准后方可排放。否则会严重污染下游河流，从而导致环境污染。

5．该矿现已建全了地下水观测系统，建议安排专职人员，进行定期观测（有特殊情况时还应加密观测），以便及时了解地下水动态变化，为矿井安全生产提供可靠的第一手水文地质资料。

6．加强断层带和陷落柱的富水性、导水性研究，以确定其与强含水层的关系。 7．建议对矿井环境地质进行系统地评价。以便为今后生产规划提供可靠的资料。 8．建议对矿井深部做一些测温工作，以便确定是否存在热害区。 9．建议增加地压测试工作，及时了解井下地应力状况。

10．3#煤层瓦斯涌出量虽然每年都进行瓦斯等级鉴定，但限于这方面基础性资料太少，尤其在生产采区，基础性资料甚为欠缺，所得的认识还有待在今后煤矿生产中随着资料的不断获得，进一步充实、提高、完善。按照《煤与瓦斯突出细则》要求，该矿3#煤层煤的坚固性系数（f）值、煤的放散初速度（△P）值资料太少，所得的认识还有待随着资料的不断获得，进一步完善。但在生产采区应增加测试煤的坚固性系数（f）值、煤的放散初速度值（△P）等有关试验，以加强煤与瓦斯突出区域的预测和评价。

建议15-1#、15-3#煤层在生产开采前，应加强煤层瓦斯、煤尘爆炸性、煤的自燃、煤的坚固性系数、煤的放散初速度等方向的测试研究工作，为矿井安全生产消除隐患。同

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时对15-1#、15-3#煤层应增加煤的可选性和洗选试验，以选择更好的降灰脱硫方法，提高

煤炭的利用价值。

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