寺家庄矿

矿区概况

. 1矿区交通、地理位置

寺家庄矿井隶属阳泉煤业（集团）有限责任公司，位于昔阳县境内，矿井工业场地在县城西南约7km处，昔阳县城距阳泉市约30km。

本区铁路交通条件优越，石太铁路沿桃河经过阳泉矿区，石太线为阳泉矿区煤炭外运的主要干线，经电气化改造和完善自动闭塞后，年运输能力可达70Mt。石太线上白羊墅站为机械化驼峰编组站，最大日解体能力3000车。另外，阳涉铁路通过本区，该线已全部建成通车，采用内燃机车牵引，并预留电力牵引条件，该线最大年输送能力为17Mt，为阳煤集团部分煤炭分流创造了有利条件，可直接为该矿的建设和煤炭的外运服务，本矿井铁路专用线在阳涉铁路昔阳站接轨，目前就接轨事宜已达成初步协议。本区公路交通便利，阳泉至黎城的二级公路通过本区，公路以昔阳县城区为枢纽，呈放射状伸向四方，除阳泉至黎城公路外，昔阳至左权、赞皇、寿阳、邢台、长治等均有公路相通，区内公路遍布，97%以上的村庄可通汽车。附矿井交通位置图。

N忻县京山石家庄阳泉河铁墅白羊平定路束鹿38°太原太榆次石寺家庄矿昔阳太谷西和顺阳涉北广邢台平遥榆社寒王镇左权铁37°

图 矿井交通位置

矿区地形特点

本井田位于太行山北段西侧，从外围地形来看，西部石千峰地层的地形较高，组成太岳山，东部则为奥陶、寒武系地层组成的太行山脉，昔阳县境内的白羊山、沾岭山、菜岭山均系太行山支脉。沾岭山东部为松溪河流域，一般河窄谷深，沟谷纵横发育，切割甚深。井田内地形为西高东低，最高处为龙王庙山，海拔+1613.3m，最低点在巴洲乡附近，标高+863m，高低相差750m左右，一般相对高差100～200m，属构造剥蚀成因，河谷、高山相间的低中心地形。

河流及水库

本区属海河流域子牙河水系，松溪河及其流经本井田的支流安坪河、巴洲河、洪水河均为该水系。现分述如下：

松溪河：

发源于和顺县窑上村附近，经昔阳县的杨家坡村南入境，向北经县城东侧，东流至水磨头村，再经井陉、平山县汇入滹沱河，干流在昔阳县境内长，流域面积，该河受水面积大，河床宽，杜庄至县城一带宽达500～800m。平时水少，雨季时一般流量为1～3m3/s，最大洪峰流量达1200m3/s（1963年8月流经昔阳县城一段），年平均径流量s。

安坪河（城北河）：

该河为松溪河支流，发源于崇家岭奶头山，自西向东在县城东汇入干流，全长，流域面积，年平均径流量s。

巴洲河（城西河）：

该河发源于闹岭庄附近，自西向东在县城北关处汇入安坪河，全长，流域面积，年平均径流量s。

洪水河（城南河）：

该河发源于闰家沟，自西南流向东北，在洪水村东汇入松溪河，全长14km，流域面积，年平均径流量s。

在河流上游建有多座水库，其中以秦山水库、关山水库较大，秦山水库位于井田中部，现为昔阳县城居民生活用水水源。

以上河流实际上均为宽缓的沟谷，平时基本没水，均为季节性河流。 气象及地震烈度

昔阳县属暖温带大陆性气候，一年四季气候变化明显，冬季寒冷，风大少雪；春季日照充足，干旱多风；夏季雨量集中，多冰雹和风灾；秋季时间较短，晴朗凉爽。

本区位于山西省昔阳县境内，属暖温带大陆性气候，四季气候变化明显。最高气温℃，最低气温－℃，全年平均气温℃。冰冻期为每年10月下旬至翌年4月，最大冻结深度为。年最大降雨量（1963年）, 年最小降雨量（1972年），年平均降雨量，雨量集中在每年的7～9月份。年平均蒸发量。主导风向为西北风，最大风速可达21m/s,年平均风速约为s。

依据《中国地震动参数区划图》GB18306和《建筑抗震设计规范》GB50011，本区抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为，设计地震分组为第一组。

矿区内工农业生产概况

山西省昔阳县现有5镇7乡共12个乡镇，约423个行政村，全县总户数70117户，总人口24万人，其中农业人口22万人，占%。农作物总播种面积为410685亩，其中粮食作物以小麦、玉米、谷子、高梁、大豆、薯类及杂粮为主，播种面积389049亩；经济作物以棉花、油料作物为主，播种面积10512亩；除此之外还有蔬菜及瓜果类播种面积10963亩。全县果园面积19666亩，以苹果、梨、柿子、红枣、葡萄为主。

全县的工业发展速度较快，县企业中以燃料、食品、化工、机械、建材工业比重较大。

井田邻近地方煤矿概况

寺家庄井田邻近的地方煤矿有：阳胜、卫东、安坪、坪上、黄岩汇、运裕、麻汇、白

羊岭等8座煤矿。

邻近地方煤矿情况详见表1-1-1，寺家庄井田与邻近地方煤矿位置关系见图1-1-2。

表1-1-1 邻近地方煤矿情况一览表

规模 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 矿井名称 阳胜煤矿 卫东煤矿 安坪煤矿 坪上煤矿 黄岩汇煤矿 运裕煤矿 麻汇煤业 白羊岭煤矿 现开采煤层 （万t/a） 15号 15号 15号 15号 15号 15号 15号 15号 45 15 45 90 90 90 30 45-90 （km） 7．4368 15．0891 斜井开拓 斜井开拓 斜立开拓 斜井开拓 斜井开拓 斜井开拓 斜立开拓 现已关闭 正在扩建 2井田面积 开拓方式 备注 主要建筑材料供应情况

本区内狮脑峰矿岩出露面积广，而且厚度大，可作为井上、下建筑石料，矿井东部大面积奥陶系灰岩出露，可作为井上建筑石料及水泥原料。

砖、矸石砖、料石、石子、白灰、水泥等大宗土产材料可由当地供应，除阳煤集团企业处所属厂（场）现有建材供应外，也可选用乡、镇企业的建材产品。

外部供应材料主要有：钢材、木材、黄砂、玻璃、高标号水泥、五金材料等。 地面建（构）筑物及村庄搬迁

井田范围内除工业场地及风井场地等新建建筑物外，地面已有的建（构）筑物主要有7个水库和60个村庄。工业场地及风井场地、水库均留设保护煤柱；地面村庄大都较小，但分布分散，给正规工作面布置带来一定的影响，设计对大部分村庄按搬迁考虑。根据需要，矿井投产前需先搬迁野峪村(118户) 和下讲堂村(108户)。目前建设单位已与野峪村及昔阳县乐平镇政府签订村庄搬迁协议。

由于矿方未提供井田内所有村庄的详细资料，本次设计无法安排村庄搬迁规划。建议建设单位结合当地的有关规划，根据矿井建设和生产进度，积极做好下讲堂村及其它后续村庄搬迁前的规划和准备工作，以免影响矿井按期投产及今后生产。

电源、水源情况 （一）电源

昔阳县境内现有坪上110kV变电站一座，距矿井工业场地；另有晋中电力部门刚建成投运的昔阳220kV变电站, 该站位于矿井工业场地以南约处。

本矿井的供电电源及供电方案已于2006年6月由晋中供电分公司以“晋中电计字〔2006〕35号”文给予批复，确定本矿井供电电源由昔阳坪上110kV变电站引一回35kV线路作为施工用电；昔阳220kV变电站建成投运后，由该站引两回35kV线路作为矿井主供电源。

（二）水源 阳泉矿区为缺水矿区，井田内松溪河冲积层孔隙潜水含水丰富、水质良好，但目前开采量较大，不宜再增加开采量；太原组灰岩，主要赋存于浅部，分布范围不大，由于开采水量过大，水位不断下降，故亦不宜多开采；本区地表水库较多，如秦山水库、杨家坡水库、南郝峪水库、关山水库均已通过地下管道联通，水库总容量达2000万m3，现主要用于昔阳县生活及部分工业用水，目前仍有部分供水富裕能力；奥陶系含水层在区内分布较广，岩溶裂隙也较发育，是一良好的供水水源。2005年6月山西省水利厅晋水资〔2005〕303号“关于阳泉煤业（集团）有限责任公司寺家庄矿井及选煤厂项目取水许可预申请的批复”，同意本矿开采娘子关地下奥灰水作为生活供水水源，秦山水库水建井期间作为临时施工水源，矿井投产后作为辅助供水水源。

井田地质概况

井田地层

本区位于沁水煤田的东北边缘。由东向西出露地层由老到新。本井田东部区外大面积出露奥陶系地层；石炭系本溪组、太原组、二叠系山西组地层分布零星；区内二叠系上、下石盒子组地层广泛分布，二叠系石千峰组，三叠系刘家沟组地层出露于本井田西缘；新生界覆于各个时代基岩之上。现就勘探所及从奥陶系至第四系地层分述如下：

（一）奥陶系

（1）奥陶系下统（O1）

SYJ-1号孔为水源井，该孔揭露奥陶系下统亮甲山组地层，为石灰岩，灰色，致密坚硬，厚层状，隐晶质结构，局部泥质含量较高。

（2）奥陶系中统（O2）

SYJ-1号孔揭露奥陶系中统地层厚度670m。可划分为峰峰组及上马家沟组、下马家沟组。

① 下马家沟组（O2x）：揭露最大厚度，由白云质灰岩、泥质灰岩、石灰岩组成，块状构造，厚层状，下部含大量蜂窝状溶洞。

② 上马家沟组（O2s）：揭露最大厚度，主要为深灰色石灰岩夹薄层白云岩，中、上部具有角砾状构造，底部含不均匀铁质，节理岩溶发育。

③ 峰峰组（O2f）：揭露厚度～，平均。上部以灰色、深灰色石灰岩为主，夹白云质灰岩及薄层状白云岩，局部呈角砾状，具波状层理，顶部含团块状黄铁矿。中部为灰色豹皮灰岩及石灰岩夹豹皮灰岩，岩溶、裂隙较发育。底部为石膏带，主要为角砾状泥质白云岩、角砾状泥灰岩夹薄层石膏及纤维状石膏组成。

（二）石炭系中统本溪组（C2b）

全厚～，平均约。有东南厚、西北薄的变化趋势。平行不整合于奥陶系灰岩之上。主要由浅灰、灰色细砂岩、砂质泥岩、泥岩、铝质泥岩及石灰岩组成，夹1～2层煤线。底部为黄

铁矿层，常呈星散状或团块状富集于灰岩及铝土岩中。极不稳定，厚0～，平均。地面及浅部氧化为褐铁矿及赤铁矿，称山西式铁矿。其上为G层铝土矿，厚～，平均厚。为浅灰或灰白色，含硅质，铁质较高。有1～3层石灰岩，质较纯，分布较稳定。上层较薄，厚1m左右；中层普遍压一煤线；下层较厚，约3m左右。本组岩性特点为颜色浅，含铁铝质高，岩性细腻。砂岩多为细砂岩，分选、磨圆也较好。充分显示了过渡相为主的沉积环境特征。

（三）石炭系上统太原组（C3t）

本组为主要含煤地层之一。以K1砂岩为基底，连续沉积于本溪组之上。全厚～，平均约110m。主要由砂岩、砂质泥岩、泥、海相泥岩、灰岩和煤层组成。含7、81、82、84、9上、9、11、12、13、14、14下、15、16号等13层煤。灰岩3～4层，15号煤以上三层灰岩，K2、K3全区比较稳定，K4灰岩在井田东部普遍发育，中西部区域零星发育，岩性各具特色，可作为良好标志层。本组地层岩性稳定，全区变化不大，沉积环境差异显着，旋回明显属海陆交替相沉积。灰岩中含蜓及海百合等化石。

（四）二叠系下统山西组（P1s）

以K7砂岩（第三砂岩）为基底，连续沉积于太原组之上，厚～，平均约61m。主要由灰、深灰，黑灰色砂岩、砂质泥岩、泥岩及煤组成。含1、2、3、4、5、6号等6层煤。6号煤顶板泥岩中含星散状、团块状黄铁矿，6号煤上下有迭锥灰岩沉积，属过渡相。6号煤以上地层岩性粒度较粗，岩性变化多为渐变关系，说明沉积环境变化不大。含菱铁矿结核，处于弱的还原环境。总之，本组地层属过渡相～陆相沉积。

（五）二叠系下统下石盒子组（P1x）

底界以K8砂岩与山西组整合接触，顶为K10桃花岩泥顶界面。全厚110～150m,分为绿色地层、黄色地层两段。

（1）绿色地层（P1x1）

本段地层特点为下部色调深，为灰黑、深灰、灰色，上部色调浅，为灰、浅灰、绿灰等色；下部岩性粒度较细，多为粉砂岩、砂质泥岩，夹细砂岩、中砂岩薄层；上部岩性粒度较粗，多为中砂岩、粗砂岩，夹细砂岩、粉砂岩及砂质泥岩；下部含1～3层煤线。本段地层全厚～，平均60m左右。

基底为K8砂岩，厚0～，平均。岩性、厚度变化大，不易对比。地面所见为浅灰色、黄绿色厚层状中～粗粒长石石英砂岩，底部有小砾石、泥质、硅质胶结，具斜层理，分选磨圆差。有时相变为砂质泥岩。钻孔所见为灰色、深灰色中～粗粒砂岩，有时相变为粉砂岩及砂质泥岩。

（2）黄色地层（P1x2）

包括黄色地层和砂岩带，基底砂岩K9，为黄绿色厚层状粗粒长石石英砂岩，底部含砾石，分选磨圆差，泥质胶结，时夹粉砂岩条带，显波状层理，厚一般10m左右。其上为浅黄、黄绿、灰绿色砂质泥岩，含大的菱铁矿结核，夹灰、黑灰色泥岩条带、煤线及铝质泥岩，并夹数层黄绿色中～粗砂岩。上部为砂岩带，由2～3层黄绿色厚层状粗粒砂岩夹黄色及少量紫斑状砂质泥岩和薄层细砂岩组成。顶部为桃花泥岩K10。桃花泥岩厚一般5～8m，为浅灰、灰紫色铝质泥岩，具网格状节理，含大量铁质鲕粒且不均匀，地面风化后呈褐红色斑块，颜色鲜艳，如桃花绽开，故名“桃花泥岩”。加之其上、下岩层颜色区别明显，故作为上、下石盒子组的分界标志十分理想。桃花泥岩上部有时出现一层锰铁矿结核层，

厚～，较稳定，亦可作为辅助标志。全段厚～，平均75m左右。

（六）二叠系上统上石盒子组（P2s）

区内大面积出露。标志层K12狮脑峰砂岩常呈悬崖峭壁，围绕山脊呈带状分布。该组区内出露总厚225～450m，分为红黄色地层及褐色地层两段。

（1）红黄色地层（P2s1）

与下石盒子组地层连续沉积。下部以桔黄、黄褐、黄绿等杂色砂质泥岩为主，夹薄层黄绿色、灰绿色中～细粒砂岩组成，砂岩厚度变化较大，一般呈透镜状。上部以黄绿色中～粗粒砂岩为主，夹黄褐色、暗紫色砂质泥岩及泥岩条带，偶见夹灰黑色砂质泥岩薄层，富含植物叶片化石。并夹不稳定的锰铁矿1～3层，厚者可达，本段地层厚～,平均140m。

（2）褐色地层（P2s2）

基底为K12狮脑峰砂岩，厚25～60m，一般50m左右。由2～3层灰绿色中～粗粒砂岩夹黄绿、灰紫、灰绿色砂质泥岩组成。下层砂岩较厚，底部含砾分选磨圆均差，硅质、泥质胶结，坚硬，具板状斜层理及楔形交错层理。砂岩层数及厚度从勘探区中部向南有变少变薄的趋势。其上为一套以暗紫、紫灰色为主，夹黄褐、黄绿等杂色砂质泥岩，间夹黄绿色薄层状细砂岩及中厚层状中～粗粒长石石英砂岩。顶部距K135～8m处有一层黄绿、黄白色厚层状含砾粗砂岩，泥质胶结，极疏松，称“豆腐渣砂岩”，较稳定，可作为K13的辅助标志。本段全厚～，平均300m。

（七）二叠系上统石千峰组（P2sh）

厚～，平均150m左右。基底砂岩K13为暗紫色、厚层状含砾粗砂岩，厚～。下部疏松，含大量砾石，顶部微红色，胶结坚硬。有时相变为中砂岩及砂质泥岩。其上为一套紫色、鲜红色砂质泥岩，夹紫、灰紫色细~中砂岩组成。中、上部砂质泥岩中夹5～7层灰紫色结核状、似层状淡水灰岩。顶部一层发育较好，厚～，并含大量燧石结核，有时相变为中砂岩，定为K14标志层，以其顶面与三叠系刘家沟组（T1l）分界。

（八）三叠系下统刘家沟组（T1l）

出露于本井田外西侧，厚度不详。为一套砖红色，薄板状及中厚层状细砂岩组成。水平层理发育、常见波痕、泥裂构造。

（九）第四系（Q）

不整合覆盖于各时代基岩之上，分布于山顶、山坡及沟谷中。本井田东部分布面积广，厚度大，中、西部分布零星，厚度小。

（1）中更新统离石黄土（Q2）：由红棕色，红黄色黄土状亚砂土及亚粘土组成，并含有钙质结核。

（2）上更新统马兰黄土（Q3）：为浅黄、黄灰色亚砂土或细砂土。孔隙度大，垂直节理发育，底部含钙质结核。

中、上更新统总厚0～20m。 （3）第四系全新统（Q4）：主要分布于安平河、巴洲河及洪水川等较大沟谷中。为现代冲积、洪积物。由砂、卵石及粉砂土组成。最大厚度27m，一般厚5～15m。

含煤地层

本井田含煤地层包括石炭系中统本溪组、石炭系上统太原组、二迭系下统山西组，其

中主要含煤地层为石炭系上统太原组及二迭系下统山西组，含煤地层总厚171m，共含煤18层，煤层总厚，含煤系数约8%左右。

石炭系上统太原组厚～，平均厚约，主要岩性为深灰、灰黑色砂质泥岩、泥岩、石灰岩及灰色砂岩组成。含煤12层，其中可采煤层4层，为本区中主要含煤地层。按其岩性、岩相特征分为上、下两段，其中下段自K1砂岩底至K4灰岩顶，厚80m左右，含11、12、13、14、14下、15、16号共7层煤，15号煤全区稳定可采，其它煤层无开采价值；上段自K4顶至K7底，厚约35m左右，由灰、深灰、灰黑色泥岩、砂岩及浅灰色细砂岩、中～粗砂岩组成，含8、9两个煤组共6层煤，其中81、84、9号煤具有开采价值。

二叠系下统山西组（P1s）厚～，平均61m左右。与太原组连续沉积。主要由灰黑色泥岩，砂质泥岩、浅灰色铝质泥岩、中～粗砂岩组成。该煤组共含煤6层，其中3、6号达到可采厚度，但可采范围很小，且零星分布，该组煤层均不可采。

附井田地质综合柱状图

煤层编号示意柱状岩层厚度到15 煤间距#岩 性 描 述砂质页岩灰色细砂岩灰黑色砂质泥岩黑色泥岩 K深灰色石灰岩14 煤深灰色砂质泥岩，夹条带状细砂岩灰色细砂岩深灰色砂质泥岩15 煤含夹层2-4层##1234567891011121314152.15.04.51.04.50.26.54.53.05.481.52.08.531.629.524.219.718.714.214.07.53.01.53.512.0黑灰色泥岩，夹煤线灰色铝质泥岩，夹煤线灰黑色砂质泥岩6.04.018.022.0灰色细-中砂岩深灰色石灰岩

图 井田地质综合柱状

地质构造

本井田基本呈一单斜构造，构造复杂程度中等。井田走向为西北，向西南倾斜，地层比较平缓，倾角一般为5°～10°，局部褶曲地段倾角12°～20°，区内以背、向斜交替

出现的褶曲构造为主；断层相对较少，一般落差多在20m以内；井田北部陷落柱较发育，对煤层破坏较为严重。

从整个井田来看，构造复杂程度中等。主要地质构造分析如下： （一）褶曲

区内褶曲发育，轴向主要为近南北向及北东向两组，其次有北西向及东西向。南北向的一组褶曲主要分布于中、东部，构成本区的基本构造形态。主要特征为排列紧密，间距约1000m，两翼不对称，向斜东翼较陡，倾角可达20°，西翼较缓，倾角一般为10°左右；背斜轴部开阔，产状平缓。北东向的一组褶曲，主要分布于勘探区的西北及东南，主要特征为排列较疏，间距约1500m，两翼多不对称，南东翼较陡，北西翼较缓。

主要褶曲特征见表1-2-1。 （二）断层 区内断层相对较少，落差也不大，多为走向北东及北北东，倾向北西之正断层。集中分布在勘探区的东部及东南边界附近。井田范围内共有大小断层24条，除井田边界的断层外，井田内断层落差均在10m以内。

（三）陷落柱

全井田124km2范围内已探出的陷落柱共33个，陷落柱的形态多为近圆形及椭圆形，最小直径10m，一般直径为20～50m，陷壁角为62°～83°，一般为80°。

应当指出：陷落柱具有一定的隐蔽性，除地表出露和勘探钻孔遇到的陷落柱外，没有出露到地表的陷落柱就难于探清。在今后的地质工作中，要采取多种勘探手段取得可靠地质资料，掌握本井田的陷落柱发育情况及分布规律，为采掘提供更切合实际的资料。

表1－2－1 主要褶曲特征表 序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 两翼倾角 褶曲名称 褶曲轴方向 W 蒙家峪向斜 野峪背斜 寺凹向斜 崇家岭背斜 杏庄向斜 杏庄背斜 龙眼向斜 白村背斜 杏庄东背斜 石亭背斜 石亭向斜 司家沟背斜 上秦山向斜 马家沟向斜 任家瑙背斜 居仁向斜 蛇沟背斜 蛇沟向斜 毛家沟背斜 毛家沟向斜 台沟背斜 SN SN SN N40°E N40°E N45°E N65°E 近SN转N40°E N10°E N20°-50°E N10°-40°E N80°E N70°E N50°E N 30°W N 45°W N 55°W N 55°W N 45°W N 50°E N 40°E转N30°E 4°~7° 4°~11° 2°~16° 4°~5° 8°~15° 7°~9° 5°~15° 10° 6°~11° 4°~7° 6°~12° 6°~12° 5°~9° 4°~9° 5°~13° 5°~11° 6°~9° 4~6° 4°~15° 6°~11° 4°~13° E 5°~7° 4°~14° 6°~20° 6°~16° 8°~20° 3°~13° 5°~20° 5~11° 6°~10° 6°~12° 6°~10° 5°~15° 5°~10° 8°~25° 5°~18° 8°~12° 4°~5° 4~7° 5°~17° 7°~11° 6°~10° 延伸长度 （m） 1100 5000 6000 1700 6300 4500 5500 2800 1300 3000 4000 2100 1600 1800 1500 3100 700 900 2600 1100 1500 备注 区内 区内 区内 煤层

（一）不可采煤层

3号煤：位于K8砂岩下20m左右，下距6号煤28m左右。全区大面积尖灭及不可采，仅在L45、L79、L7号孔附近有一片可采区，L118、L116、M68、M88、1275号孔5处为孤立见可采点。煤层自然厚度～，平均。可采厚度～，平均。结构简单，一般含一层夹石，岩性为砂质泥岩，有时为细砂岩，厚～，比较稳定。顶板为粉砂岩，底板泥岩及细砂岩。属零星可采极不稳定煤层。

6号煤：位于K7砂岩上4m左右。全区大面积不可采及尖灭。仅在毛家沟村、居仁村一带分布有两片可采区，可采面积约9km2。其他一些可采点分布零星，面积甚小。煤层自然厚度～，平均；可采厚度～，平均。结构简单，一般不含夹石，有时含一层或二层夹石，夹石最大厚度，岩性为泥岩。顶板为泥岩或砂质泥岩，其上有5号煤层时，常为含铝质泥岩，底板为砂质泥岩。属零星可采极不稳定煤层。

12号煤：位于K4灰岩下3m左右，除井田西南部，南掌城至小南郝峪一带有尖灭区外，全区分布广泛。煤层自然厚度～，平均。煤层层位稳定。虽个别点厚度达到可采，但分布范围甚小，仍属不具经济价值之属零星可采极不稳定煤层。顶板岩性多为炭质泥岩，底板岩性为粉砂岩，有时为细砂岩。

（二）可采和局部可采煤层

81号煤：位于K7砂岩下7m左右，下距84号煤层9m左右。在南掌城、司家沟及赵家庄一带81、84号煤层合并，厚度达左右。东南一带有一片不可采区及零星尖灭点。煤层厚度为0～，平均（L87为 ，M82为）；含矸厚度平均；可采厚度～，平均。结构简单，一般不含夹石，有时含一层或二层夹石，厚～，岩性为泥岩或炭质泥岩。顶板多为砂质泥岩或海相泥岩，底板为粉砂岩，有时为砂质泥岩。属局部可采的不稳定煤层。

84号煤：位于S2砂岩之上，81号煤下～，平均。在中东部可采，在井田西北角冀家庄至石亭、武家庄至龙眼沟及东北角毛家沟、西南角L115孔附近出现尖灭点，南部出现大面积不可采区。煤层厚度为0～（L37为 ，1021为），平均；含矸厚度平均，可采厚度～，平均。寺家庄、野峪、南掌城一线以南，为不可采及尖灭区。一些可采点也有的连成小片（如：L107、1140、1127、1131、L111、L112、1353、1130孔）,但分布零星。煤层不可采有两种情况：一种为沉积环境对成煤不利使煤层变薄；一种为所含夹石加厚，分出83、84号煤层。煤层结构较简单，一般含一层夹石，有时含二层。夹石厚～，岩性多为炭质泥岩或泥岩。直接顶板多为炭质泥岩，其上为粉砂岩或砂质泥岩。底板常为S2细砂岩。煤层灰分较高，顶部多有左右的劣质煤。属局部可采的不稳定煤层。

9号煤：位于K4灰岩之上10m左右，距84号煤～，平均。9号煤距15号煤～，平均。可采区主要分布在井田北、东部，南部出现尖灭及不可采区。煤层厚度为0～（L61为 ，1223为），平均；含矸厚度平均；可采厚度～，平均。结构简单，一般不含夹石，有时含一层或二层夹石，厚～，岩性为泥岩。顶板多为泥岩，有时为粉砂岩；底板为

泥岩或砂质泥岩。有时为S1细～中砂岩，属大部可采的较稳定煤层。

15号煤：位于K2灰岩下18m左右。属全区稳定可采的厚煤层。石亭、北掌城一带较薄，北部上庄一带最厚。煤层厚～（L12为 ，1262为），平均，含矸厚度平均。一般含夹石二至四层，最多可达六层，夹石岩性为泥岩及炭质泥岩，顶板为砂质泥岩或粉砂岩。底板常为炭质泥岩，有时为砂质泥岩或粉砂岩。15号煤层软分层位于顶板下左右，一般厚～，局部可增到以上。属全区可采的稳定煤层。

各可采煤层特征详见表1-2-2。

表1-2-2 各可采煤层特征表 煤层 编号 81 84 9 15 煤层厚度(m) 最小～最大 平均 ～ ～ ～ ～ 夹石 层数 0～2 0～2 0～2 2～6 煤层间距(m) 最小～最大 平均 ~ ~ ~ 稳定性 顶/底板 岩性 砂质泥岩/粉砂岩 炭质泥岩/细砂岩 泥岩/泥岩 砂质泥岩/炭质泥岩 可采性 不稳定 不稳定 较稳定 稳定 局部可采 局部可采 大部可采 全区可采 煤质

（一）物理性质

本区各煤层颜色多为深灰色、钢灰色，条痕黑～灰黑色，金刚光泽或强玻璃光泽；条带状结构，层状构造。裂隙发育，裂隙中均有矿物质充填；常呈贝壳状断口、眼球状断口及阶梯状断口。各煤层平均视密度在～m3之间，一般硬度较大。

各煤层宏观煤岩组分多以亮煤为主，夹暗煤及丝炭条带。宏观煤岩类型以光亮型、半亮型煤为主，少数为半暗型煤。

本区煤的变质阶段为Ⅶ阶段，煤种单一，属无烟煤三号。从变化规律来看，横向变化不甚明显，同一煤层自南向北变质程度有所增高；从垂向上看变化较为显着，由上而下变质程度逐渐增高。

（二）煤的化学性质 81号煤层：原煤水分（Mad）%～%，平均%。原煤灰分（Ad）%～%，平均%；浮煤灰分（Ad）%～%，平均%。原煤挥发分（Vdaf）%～%，平均%；浮煤挥发分（Vdaf）%～%，平均%。原煤全硫含量（St,d）%～%，平均%；浮煤全硫含量（St,d）%～%，平均%。磷含量（Pd），平均%。属中灰、中高硫、低磷煤。

该煤层灰分、硫分在区内变化规律如下：

井田西部以低灰煤为主，北东及中东部以中灰煤为主，东南部高灰煤为主，分布两块小面积灰分大于40%的高灰区。井田西北部为原煤全硫大于%的高硫区，全区以中

高硫煤为主，东部零星分布大于%的高硫区域。北东部及中部硫分含量较低。

84号煤层：原煤水分（Mad）%～%，平均%。原煤灰分（Ad）%～%，平均%，是全区灰分最高的煤层；浮煤灰分（Ad）%～%，平均%。原煤挥发分（Vdaf）%～%，平均%；浮煤挥发分（Vdaf）%～%，平均%。原煤全硫含量（St,d）%～%，平均%；浮煤全硫含量（St,d）%～%，平均%。磷含量（Pd）平均%。属中灰、特低硫、低磷煤。

该煤层原煤灰分、全硫含量平面分布规律如下：

全区以中灰煤为主，北部及东部零星分布大于40%的高灰煤。北、中部以特低硫为主，局部分布低硫区。在南部有全硫大于%的高硫区，呈东西向分布。

9号煤层：原煤水分（Mad）%～%，平均%。原煤灰分（Ad）%～%，平均%；浮煤灰分（Ad）%～%，平均%。原煤挥发分（Vdaf）%～%，平均%；浮煤挥发分（Vdaf）%～%，平均%。原煤全硫含量（St,d）%～%，平均%。磷含量（Pd）平均%。属中灰、中高硫、特低磷煤。

该煤层原煤灰分、全硫含量平面分布规律如下： 在井田北部、中东部分布大面积的低灰区，其他区域以中灰煤为主，零星分布孤立的灰分大于29%的高灰点。在井田北东部及中部以中高硫煤为主，首采区以中硫煤为主，零星分布孤立的高硫煤点。

15号煤层：原煤水分（Mad）%～%，平均%。原煤灰分（Ad）%～%平均%；浮煤灰分（Ad）%～%，平均%。原煤挥发分（Vdaf）%～%，平均%；浮煤挥发分（Vdaf）%～%，平均%。原煤全硫含量（St,d）%～%，平均%。磷含量（Pd）平均%。属中灰、中硫、低磷煤。

该煤层原煤灰分，全硫含量平面分布规律如下：

井田北部以中灰煤为主，中、南部以低灰煤为主，在东南部有个别灰分大于29%的高灰煤点。井田北部以低、中硫煤为主，南部以中高硫为主。

各可采煤层主要煤质指标见表1-2-3。 （三）煤的工艺性能 （1） 发热量

81、84号煤原煤干燥基高位发热量(Qgr,d)平均kg、kg，均属中热值煤；15号煤干基高位发热量(Qgr,d)平均kg，均属高热值煤。

（2）可磨性 本区各煤层可磨性指数在54～63之间，可磨性较差。 （3）抗碎强度

各煤层煤样的抗碎强度试验，石块落下法大于25mm级筛上物为67%～71%，属高强度煤。

（4）煤对二氧化碳反应性

各煤层的还原率在950℃时为%～%，在1100℃时均在50%左右，表明本井田煤对二氧化碳的反应性比较差。

表1-2-3 各可采煤层主要煤质指标表

煤号 Mad% ~ (89) ~ (81) ~ (66) ~ (61) ~ (81) ~ (77) ~ (115) ~ (106) Ad% ~ (89) ~ (81) ~ (64) ~ (61) ~ (81) ~ (77) ~ (115) ~ (106) Vdaf% ~ (89) ~ (81) ~ (65) ~ (61) ~ (81) ~ (77) ~ (115) ~ (106) Qb,daf MJ/kg ~ (84) ~ (6) ~ (59) ~ (72) ~ (99) Qgr,d MJ/kg ~ (82) ~ (59) ~ (72) ~ (99) St,d % ~ (81) ~ (77) ~ (65) ~ (58) ~ (78) ~ (74) ~ (107) ~ (103) Pd% ~ (34) 浮 煤 ~ (31) ~ (36) ~ (46) ~ (99) ~ (99) ~ (99) (1) ~ (74) ~ (74) ~ (74) 8(1) ~ (69) ~ (69) ~ (70) Cdaf% Hdaf% Ndaf% As(ppm) 原 煤 81 浮 煤 原 煤 84 原 煤 9 浮 煤 原 煤 15 浮 煤 （5）热稳定性

各煤层热稳定性（Ts+6）均大于70%，一般在85%～96%之间，热稳定性好。各煤层TS+6均大于%，根据《煤的热稳定性分级标准MT/T560-1996》，各煤层属高热稳定性煤。

（6）结渣性

结渣性试验结果表明，大于6mm级灰渣的结渣率均大于25%，属强结渣煤。 （四）煤的可选性 （1）筛分试验

对寺家庄矿井及邻近的运裕、坪上地方煤矿生产大样15号煤筛分试验结果表明，大于25mm级的煤，占全样的%，煤质较硬，块煤产率较高。各级煤质特征：%～%，%～%，平均%。灰分随粒级的减小而逐渐增大。

寺家庄及邻区15号煤筛分试验主要成果见表1-2-4。

表1-2-4 寺家庄及邻区15号煤筛分试验主要成果表

各级数量（%） 等级（mm） +100 100～50 +50 50～25 25～13 +13 13～6 6～3 3～1 1～ -13 合计 含矸煤 纯煤 Mad (%) Ad (%) 各级煤质特征 Vdaf (%) St,d (%) Qgr,d (MJ/kg) TRD （2）浮沉试验

寺家庄矿井15号煤浮沉试验结果见表1-2-5。 当浮煤灰分为5%时，理论分选密度是cm3，±产率为%。扣除低密度物后±产率为%，属易选煤。

表1-2-5 寺家庄矿井15号煤浮沉试验成果表

累 计 质量 密度级 (g/cm) 3分选密度± 密度 产率 (%) 产率 (%) 灰分 (%) 全硫 (%) 浮 物 产率 (%) 灰分 (%) 沉 物 产率 (%) 灰分 (%) (g/cm3) 合计

（五）煤的工业用途评价

本区各煤层煤质优良，具有发热量大、洗后灰份低、硫及磷有害物质含量少等特点，是良好的动力及民用用煤。如果因地制宜，将原煤加工洗选，使浮煤Ad小于10%、St,d小于1%、Pd小于%、Vdaf小于10%，可达到目前我国高炉喷吹用煤的主要煤质指标。 水文地质

（一）区域水文地质

该区位于娘子关泉域，属娘子关泉水文地质单元。系统边界：东界自东固壁乡向南经白羊峪、闫庄至左权附近，以下奥陶统灰岩区域性相对隔水层为界；由东固壁向北经东回乡、槐树铺至苇泽关断层一带，以地表分水岭为界。北界自苇泽关断层起经黄统岭乡、东庄头、破夫恼、王村一带，以地表分水岭及断层为界。西北部以东山背斜及断层为界，分布于东梁、大威山一线。西南界自袁家恼、马首一线，大致以奥陶系灰岩顶面埋深1000m为界。西界以地表分水岭为界，自北向南刁乌楞、沾尚乡、老庙山、焦山寨、紫荆山一带。南界以左权中学清漳河以南一带，以岩溶地下水分水岭为界。

根据岩性，奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层可分为下马家沟组、上马家沟组、峰峰组三个含水段。主要含水段为下马家沟组及上马家沟组厚层灰岩，而峰峰组多处于区域性岩溶水位之上的垂直渗入带。中奥陶统灰岩岩溶裂隙含水层主要岩性为中厚层灰岩、花斑灰岩、泥质灰岩及白云质灰岩，各组底部泥灰岩为相对隔水层。

灰岩裸露区接受大气降水的直接入渗补给，其次为流经灰岩区的河流渗漏及少量裂隙水的补给，河流沿岸的第四系松散层孔隙补给，上述补给前者为主。中奥陶统岩溶含水层透水能力较强，为一具有统一水位的综合含水体，具有完整的水动力场。以桃河、温河为界，大体可分为南、北两补给迳流区。岩溶水自南向北运动，东部灰岩裸露区大气降水入渗后沿岩层倾向方向分散向西运动至昔阳、平定一线向北、北东方向，在平定、昔阳低水

位带内，形成南部地区岩溶地下水主要汇水通道和强迳流带；北区包括温河以北的盂县、平定县大部分地区，岩溶发育程度和富水程度较南部差。由东部和北部灰岩裸露区岩溶水呈散流向南运动。沿宗艾、路家庄强迳流带，在阳泉附近汇入阳泉—娘子关强迳流带。

（二）井田水文地质条件 （1）含水层

主要含水层有奥陶系灰岩、太原组灰岩和第四系冲积层。由上而下简述如下：

第四系冲积层：主要分布于洪水河、巴洲河和安坪河的河谷中，河谷最宽约300m，一般100～200m，厚度10～20m，砂砾中含较丰富的潜水，且水质良好，单位涌水量～。民用井水量每小时可达100m3以上。

石盒子组砂岩裂隙含水组：主要含水层属裂隙性的砂岩层（K7、K8、K9、K10），区内砂岩出露广泛，裂隙也较发育，这类砂岩一般胶结致密，故其富水性较差，单位涌水量。该含水组水位标高+～+。

山西组砂岩裂隙含水组：本组含较厚的砂岩数层（主要是K5、K6），富水性弱，钻进时的水文地质动态基本无异常显示。其富水性的变化规律同太原组，也是东部浅埋区强于西部深埋区。区外L18号孔水位降低时，单位涌水量为，渗透系数平均d。该组水位标高+～+。

上石炭统太原组灰岩含水层：主要有灰岩3层：K2、K3、K4，其中K2质较纯，层位稳定，常被泥质岩分隔成3～4层，厚～，平均；K3层位稳定，含泥质及大量生物碎屑，厚～，平均；K4质不纯，层位不稳定，在中东部有小片缺失区，最厚，平均。本组灰岩在区内未出露，本区东有零星露头成南北条带状分布，岩溶较发育，以溶隙为主，有溶孔及小溶洞。浅部钻孔中溶隙及溶孔较发育，深部不发育。本含水组含水层以K2为主，K3次之。L18 、L27 、L111三个水文孔的太原组抽水试验表明，渗透性弱，补给条件差，涌水量不大。含水层水位标高+～+。

奥陶系灰岩含水层：井田东部有广泛基岩出露，L86号孔揭露灰岩，巴洲村48号孔和上郭庄51号孔分别揭露和，水量比较丰富，桃河资料提供单位涌水量为～，渗透系数为～d。2007年6月4日～12月4日区内施工一水源井（SYJ-1孔），奥灰水位标高+，供水能力50m3/h.。根据已有资料分析，勘探区东缘奥灰水位标高，北部为+525m(井田边界外48号孔)，南部为565m(井田边界外51号孔)；往西奥灰水位标高降低，接近中部为(L86号孔)，北部为(M56号孔)，中、东部15号煤底板标高大于+420m，在南部基本高于+565m，故中、东部奥灰水位在15号煤以下。西部奥灰水位标高可采用420m，西缘局部奥灰水超越15号煤的范围约12km2，即井田面积的十分之一，此范围15号煤将存在带压开采问题。15号煤与奥灰峰峰组间岩层平均厚度为，岩性以泥岩、砂质泥岩、薄层砂岩为主，可以起到一定的隔水作用。

（2）断层和陷落柱的水文地质情况

区内断层最大落差30m左右，陷落柱较多。钻孔见断层的有14条，见陷落柱的15个，多分布于勘探区北部。这些钻孔在断层带和陷落带钻进时，一般无水，个别有少量水流出，从无水害发生。因此，可认为本区的断层带和陷落带一般不含水，透水性也极差。但在断层和陷落附近的裂隙发育带，当补给条件好时，富水性有可能增强。

（3）地下水的补给、径流和排泄条件

含水层的补径排条件各有不同。奥陶系灰岩在区东外围大面积出露，为裸露型岩溶区，岩溶发育，直接受降水补给，也受河水和冲积层潜水的补给，地下水沿岩层倾向井田渗入，

再向北、北东方向运移，井田属埋藏型岩溶区，是岩溶水的径流区。

太原组灰岩也在区外出露，范围不大，在补给方面起重要作用的是在松溪河等河谷下伏的露头或浅部，从而成为分布一定面积的重要含水层，井田为其径流区。区东的生产矿井和采水孔为其人工排泄点。

山西组和石盒子组也靠露头和浅部接受降水和地表水的补给，区内有其补给区，但以径流为主。

据水文资料，奥灰与以上各含水层间由于有较好的隔水层存在，无水力联系。其余基岩含水层在浅部（L18号孔）水位很接近，说明有联通，是由于构造条件使得各基岩含水层的浅部组成一个统一的含水体；在深部这种联通关系明显减弱甚至消失，其水位则明显有别，并且水位与层位成正比相关关系。全新统潜水和地表水与下休基岩风化带关系密切，而与深部含水层因受裂隙发育深度的制约，关系不大。

（4）水文地质条件评价

太原组15号煤层为本区主要可采煤层，其直接充水含水层以石灰岩为主，属岩溶充水矿床；太原组上部煤层和山西组煤层直接充水含水层以砂岩为主，属裂隙充水矿床。

各基岩含水层虽然在区外或区内有不同程度的补给条件，但地下水的运移都受裂隙或岩溶的发育程度的制约。本区岩层大致自东向西加深，裂隙和岩溶的发育程度随之减弱，富水性也相应由强变弱，在水平方向上垂向上都有明显的分带性。

总体来看，本井田基本属水文地质条件简单型，水文地质勘探类型以三类一型为主，二类一型为辅。

（三）矿床充水条件

太原组K2、K3灰岩为15号煤充水的主要因素。顶板冒落后15号煤充水也可来自山西组。通过突水系数计算，位于奥灰水位以下井田西部边缘的局部15号煤的开采不会受奥灰水威胁，正常情况下奥灰水对矿井充水无影响。地表水及冲积层水在构造正常地段只能进入浅部裂隙发育段，即使在有断裂构造的地段，由于本区断层一般不导水，所以通过断层带向矿井充水的可能性不大，至少不会发生水患。本区陷落柱一般不导水，但在陷落柱密集区要注意其导水性，设计留设了陷落柱防水煤柱。

（四）矿井涌水量预计

根据阳泉矿区现有生产矿井统计资料，参照地质报告对矿井涌水量预测，确定矿井正常涌水量按吨煤涌水系数t考虑，即日产1万t煤，预计涌水量为4000m3；最大涌水量按吨煤涌水系数t考虑。

经计算，矿井正常涌水量为340m3/h，最大涌水量为530m3/h；

其它开采技术条件

（一）岩石工程地质特征 （1）松散覆盖层情况

区内工程地质条件比较简单，区内基岩大面积出露。第四系松散层多分布在山顶、山坡及较大沟谷中。自上而下有第四系离石组（Q2）及马兰组（Q3）,岩性为亚砂土、亚粘土及细粉砂土，厚15m左右。

（2）主要煤层顶底板情况

15号煤顶板多为砂质泥岩或粉砂岩，有时有～的泥岩伪顶，厚3～5m，北部较薄，南

部较厚。底板岩性多为泥岩、砂质泥岩，局部为粉砂岩和细砂岩。

15号煤顶底板岩石抗压强度见表1-2-6。

表1-2-6 15号煤顶底板岩石抗压强度表

顶底板岩性 中砂岩 细砂岩 粉砂岩 砂质泥岩 泥岩 石灰岩 抗压强度（MPa） ～ ～ ～ ～ ～ ～ 平均（MPa）

（二）瓦斯、煤尘、煤的自燃、地温等情况

（1）瓦斯

根据补充勘探地质报告，本井田各可采煤层瓦斯含量～t，孔隙率%～%，透气性系数～ m2/MPa2·d，瓦斯压力～。其中15号煤瓦斯含量t；孔隙率%，透气性系数 m2/MPa2·d，瓦斯压力。各煤层均属可以抽采煤层。

各煤层瓦斯基础参数测定成果见表1-2-7。

表1-2-7 各煤层瓦斯基础参数测定成果表

煤层 编号 81 84 9 15 孔隙率 (%) 透气性系数 (m2/MPa2·d) 瓦斯压力 (MPa) a 吸附常数 b 瓦斯含量 (m3/t) 本次补充勘探，在先期开采地段采用解吸式方法采取了瓦斯煤样，其中 81号煤采瓦

斯样10/10个，9号煤采瓦斯样12/12个，15号煤采瓦斯样14/14个。各采样点均自上而下采取各煤层的瓦斯样，测定煤层瓦斯含量和瓦斯成分，划分瓦斯带。

各煤层煤芯瓦斯样化验分析成果汇总详见表1-2-8。 从汇总资料来看，各煤层平均甲烷含量为～g·daf，变化幅度不大，甲烷含量在平面上、垂向上有一定的变化规律可寻。

从15号煤甲烷含量等值线图及甲烷成分等值线图可以看出，首采区甲烷含量较低，在g·daf左右；首采区北部及东部为甲烷成分大于80%的瓦斯带，其它为氮气～瓦斯带。瓦斯含量井田北部及中东部最低。瓦斯分带展布方向与断层方向基本一致，向斜轴部瓦斯含量高于其它区域，太原组煤系地层瓦斯含量高于山西组，同一煤层瓦斯含量随埋藏深度

的增加而加大。

1-2-8 煤芯瓦斯样化验分析成果汇总表 煤 层 81 自然瓦斯成分(%) CH4 ～ (19) ～ (11) ～ (21) ～ (33) CO2 ～ (19) ～ (11) ～ (21) ～ (33) N2 ～ (19) ～ (11) ～ (21) ～ (33) CH4 ～ (19) ～ (11) ～ (21) ～ (33) 含量(ml/g·daf) CO2 ～ (19) ～ (11) ～ (21) ～ (33) N2 ～ (19) ～ (11) ～ (21) ～ (33) 84 9 15 （2）煤尘

根据补充勘探地质报告，81、84、9号煤层无煤尘爆炸性，15号煤层具有煤尘爆炸性。煤尘爆炸性试验结果见表1-2-9。

表1-2-9 煤尘爆炸性试验结果

煤层 81 84 9 15 火焰长度（mm） 零星(4) 无(4) 零星(3) 5(10) 抑制煤尘最低岩粉量（%） 50 有无爆炸性 无 无 无 有爆炸性 （3）煤的自燃

根据补充勘探地质报告，本井田15号煤属Ⅲ类不易自燃煤层。煤炭科学研究总院抚顺分院对寺家庄煤矿15号煤层进行了煤炭自燃倾向鉴定，结果见表1-2-10。

表1-2-10 煤炭自燃倾向鉴定报告表

煤层 15 吸氧量 (ml/g) 自燃倾向等级 Ⅲ类 自燃倾向性 不易自燃 补勘报告无81、84、9号煤等其它可采煤层的自燃倾向性试验资料，邻近矿井未曾出现过煤层自燃现象。为了指导下一步设计和今后安全生产，建议尽快增补此方面的工作。

（4）地温

井田内地温资料较少，根据勘探地质报告，煤系地层平均地温梯度值为每百米温升℃～℃，井田范围内无地温异常区。 有益矿产 （一）铝土矿

主要为本溪组底部之G层铝土，为浅灰或灰色，层状。较稳定，含星散状或结晶状黄铁矿。厚～，平均厚。据16个孔采样化验结果，Ai2O3平均含量为%，SiO2平均含量为%，铝硅比值为，达不到工业提铝对铝土矿的品位要求。

（二）黄铁矿

主要产于本溪组底部，奥陶系风化面之上，通称山西式铁矿。厚0～，平均，常呈团块状，鸡窝状，极不稳定。因厚度较小，层位不稳定，达不到规模开采的要求，只可作为县、社办小铁厂炼铁原料。

（三）铁锰矿

上石盒子组红色地层（P2s1）顶部，距K12砂岩50～70m，有不稳定的锰铁矿1～3层，厚度可达。据化验资料，全铁平均含量%，锰含量平均仅%，达不到铁锰矿的工业品位。

2 井田境界和储量

井田境界

2.1.1 井田范围

井田境界以能源部对阳泉矿区总体发展规划批文（能源计[1992]523号）批准的寺家

庄矿井井田范围为准，具体范围如下：

表 寺家庄井田范围拐点坐标一览表

点号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 6度带坐标 X（纬距） Y（经距） .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 矿区独立带坐标 X（纬距） Y（经距） 3度带坐标 X（纬距） Y（经距） .350 .391 .423 .714 .638 .721 .348 .401 .982 .235 11 .0 .786 12 13 14 15 16 .0 .0 .0 .0 .0 .663 .681 .819 .728 .528 注：(1) 北以纬线74000为界；

(2) 南以矿区拐点84、86两点连线为界；

(3) 东部基本以经线107000与运裕、安坪、黄岩汇、白杨岭等地方煤矿为界； (4) 西部为精查勘探区深部界线。

井田尺寸

全井田南北走向长～，东西倾斜宽6～，井田面积约86km2(不包括已划归黄岩汇煤矿

的部分，该部分面积约3km2)。走向最大值 km，最小值，平均值 km；倾斜最大值，最小值6 km，平均值 km。

井田的水平面积按下式计算:

(式 S = H  L 式中 S ——— 井田的水平面积,m2 H ——— 井田的平均水平宽度,m L ——— 井田平均走向长度,m

开采界限

本井田含煤地层包括石炭系中统本溪组、石炭系上统太原组、二迭系下统山西组，其中主要含煤地层为石炭系上统太原组及二迭系下统山西组（平均厚约60m），含煤地层总厚，共含煤18层，煤层总厚，含煤系数约8%左右。

石炭系上统太原组厚～，平均厚约，主要岩性为深灰、灰黑色砂质泥岩、泥岩、石灰岩及灰色砂岩组成。含煤12层，其中可采煤层4层，为本区中演含煤地层。按其岩性、岩相特征分为上、下两段，其中下段自K1砂岩底至K4灰岩顶，厚80m左右，含11、12、13、14、14下、15、16号共7层煤，15号煤全区稳定可采，其它煤层无开采价值；上段自K4顶至K7底，厚约35m左右，由灰、深灰、灰黑色泥岩、砂岩及浅灰色细砂岩、中～粗砂岩组成，含8、9两个煤组共6层煤，81、84、9号煤部分具有开采价值。本矿井设计只针对15号煤层。 容重

采用全井田各煤层所测得的算术平均值，见表。

表 煤层容重表

煤层 容重（t/m） 36 8 9 15

图 井田赋存状况示意图

矿井工业储量

勘探类型、钻孔

平昔区地质勘探工作始于1952年，一一九队在1964年提出了《沁水煤田阳泉～昔阳矿区详查报告》，当年12月由山西省煤炭工业管理局地质技术委员会审查批准。

1980年至1983年山西一四八煤田地质勘探队，对马郡头勘探区及李家沟勘探区进行了精查地质勘探工作，分别于1981年12月及1983年12月提出两个勘探区的精查地质报告并已审查批准，两勘探区共完成钻孔579个，进尺约，勘探类型二类一型～二型，勘探程度基本满足规范要求，可以作为矿井设计的依据。2005年4月中国煤炭地质总局一一九队在前两个精查地质报告的基础上合并汇编后提出了《寺家庄煤矿井田地质报告》，该报告对地质构造、水文地质条件重新进行了分析，对储量重新进行了计算，无新的地质勘探。 矿井地质资源量

ZZ=865.121.41=620.85万t 矿井工业储量资源/储量

根据钻孔布置，在矿井地质资源量中，60%探明的，30%控制的，10%推断的。根据煤层厚度和煤质，在探明的和控制的资源量中，70%的是经济的基础储量，30%的是边际经济的基础储量，则矿井工业资源/储量由式计算。

矿井工业储量可用下式计算：

（式）

式中

——矿井工业资源/储量；

——探明的资源量中经济的基础储量； ——控制的资源量中经济的基础储量；

——探明的资源量中边际经济的基础储量；

——控制的资源量中经济的基础储量； ——推断的资源量；

——可信度系数，取~。地质构造简单、煤层赋存稳定的矿井， 值取；地质构造复杂、煤层赋存较稳定的矿井， 取。该式取。

（万t） （万t） （万t）

Z2m22Zz*30%*30%（万t） Z333kZz*10%*k（万t）

因此将各数代入式2-2得：Zg

（万t）

安全煤柱留设原则

(1) 建筑物、铁路和公路按保护等级外推围护带，表土按450下推，遇基岩再按650～750下推留设保安煤柱。

(2) 井田边界煤柱按20m留设。

(3) 大巷两侧各按50m留设保安煤柱。

(4) 根据可行性研究报告中井下开采对地面建筑物的影响分析结论，村庄民房除3号煤不留设煤柱采取加固或修复措施外，其余煤层暂按留煤柱考虑。

(5) 工业场地占地面积，根据《煤矿设计规范中若干条文件修改决定的说明》中第十五条，工业场地占地面积指标见表。

表 工业场地占地面积指标（1公顷=10000m） 井 型(万t/a) 240及以上 120-180 45-90 9-30 占地面积指标（公顷/10万t） 2

煤柱留设

(1) 断层煤柱

井田范围内共有大小断层24条。根据精查地质报告，断层一般不含水，但在断层附近的裂隙发育带，当补给条件好时，富水性有可能增强，因此，设计按留设断层煤柱考虑。落差小于10m的断层，两侧各留20m煤柱；落差10～20m的断层，两侧各留25m煤柱；落差大于20m的断层，两侧各留30m煤柱。经计算，15号煤断层煤柱为。

(2) 井田境界煤柱

井田境界煤柱在本井田一侧按20m留设。经计算井田中15号煤井田境界煤柱为。 经计算，其中15号煤各类煤柱为。 各类煤柱留设如下：

1) 工业场地保护煤柱：煤柱留设参数同村庄保护煤柱。共有四个工业场地需要留设保护煤柱，分别为联合工业场地、初期风井场地及两个后期风井场地。经计算，工业场地

保护煤柱中15号煤为，方法如下图所示

mmnnqqqkkkmnqkqAqBCkDk 图 工业场地保护煤柱计算

2) 大巷煤柱

根据邻近贵石沟矿井生产经验，大巷两侧各留60m的保护煤柱煤柱。经计算，大巷煤柱中15号煤为。

3) 盘区巷道煤柱

盘区巷道两侧各留40m的保护煤柱煤柱。经计算，盘区巷道煤柱中15号煤为。 以上各类保护煤柱合计15号煤为。

矿井设计储量等于工业储量减去设计计算的断层煤柱、防水煤柱、井田境界煤柱和已有的地面建筑物、构筑物需要留设的保护煤柱等永久性保护煤柱损失量后的储量。15号煤为。

矿井设计可采储量等于矿井设计储量减去工业场地保护煤柱、井下主要巷道及上、下山保护煤柱后，乘以采区回采率的储量（厚煤层75%，中厚煤层80%，薄煤层85%，本设计取75%）。

15号煤采区回采率取75%。

扣除各类保护煤柱后，经计算，全矿井设计可采储量中15号煤设计可采储量为。 全矿井设计可采储量见表

表 全矿井设计可采储量汇总表 单位：Mt

永久煤柱损失 煤层 工业储量 断层 工业场地 井田境界 小计 采区回采率 （％） 设计储量 15 75

3 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限

矿井工作制度

根据《煤炭工业矿井设计规范》相关规定，确定矿井工作制度采用年工作日330d，作业形式采用“四六制”：四班作业、三采一准。每天四班作业，三班采煤，一个班检修，每班工作6小时。这种作业形式，既可增加采煤时间，又可保证机器有充分的检修时间，

适用于综采工作面。

矿井每天净提升时间为16h。

矿井生产能力及服务年限

确定依据

矿井设计生产能力，主要根据矿井储量及合理的服务年限、地质及开采技术条件、经济效益等因素确定。

就本矿井而言，其具体特点如下： (1) 全矿井中首采15号煤可采储量。

(2) 15号煤赋存稳定，厚度大，平均，适合于大采高开采。

(3) 大部分区域煤层倾角比较平缓，但遇褶曲构造时煤层倾角变大，局部达到20°左右。

(4) 褶曲构造多，开采过程中易出现应力集中区。

(5) 断层少，且落差较小，对开采有一定影响，但影响不大。 (6) 本矿井为高瓦斯矿井，尽管采取瓦斯抽放等措施，需要的风量及巷道断面仍较大，一个盘区的生产能力不能过大。

矿井设计生产能力

寺家庄井田储量丰富，煤层赋存稳定，顶底板条件较好，断层少，倾角小，厚度变化不大，开采条件较简单，技术装备先进，经济效益好，煤质为优质无烟煤，交通运输便利，市场需求量大，易建大型矿井。

确定寺家庄矿井设计生产能力为a。

矿井服务年限

矿井服务年限必须与井型相适应。矿井可采储量Z采 、设计生产能力A矿井服务年限T三者之间的关系为：

Z （式） TAK

式中 T——矿井服务年限，a； Z——矿井设计可采储量，Mt；

A——矿井设计生产能力，Mt/a； K——储量备用系数，取。

按a的设计生产能力计算，全矿井15号煤服务年限为73a。符合《煤炭工业矿井设计规范》要求。

井型校核

按矿井的实际煤层开采能力，辅助生产能力，储量条件及安全条件因素对井型进行校核：

(1) 煤层开采能力

井田内15号煤平均,为特厚煤层，赋存稳定，厚度变化不大。可以布置一个大采高工作面保产。

(2) 辅助生产环节能力的校核

矿井设计为特大型矿井，开拓方式为主斜副立单水平开拓，主斜井采用胶带运输机运煤，副立井采用多绳落地提升机，运煤能力和大型设备的下放可以达到设计井型的要求。工作面生产的原煤经顺槽胶带输送机运到大巷胶带输送机到井底煤仓，再经主斜井胶带运输机提升至地面，运输能力大，自动化程度高。副井运输采用多绳落地提升机提升下放物料，能满足大型设备的下放与提升。大巷辅助运输采用架线式电机车，运输能力大，调度方便。

(3) 通风安全条件的校核

矿井煤尘无爆炸危险性，瓦斯涌出量大，属高瓦斯矿井，须采用预抽瓦斯措施。矿井前期采用中央边界式通风，可以满足通风需要。

矿井的设计生产能力与整个矿井的工业储量相适应，保证有足够的服务年限，满足《煤炭工业矿井设计规范》要求，见表。

表 我国各类井型的矿井和第一水平设计服务年限

矿井设计生产能力（万t/a） 600及以上 300～500 120～240 45～90 9～30 矿井设计服务年限（a） 70 60 50 40 各省自定 第一开采水平服务年限（a） 煤层倾角 ＜25°35 30 25 20 煤层倾角 25°～45° － － 20 15 煤层倾角 ＞45° － － 15 15

4 井田开拓

井田开拓的基本问题

井田开拓是指在井田范围内，为了采煤，从地面向地下开拓一系列巷道进入煤体，建

立矿井提升、运输、通风、排水和动力供应等生产系统。这些用于开拓的地下巷道的形式、数量、位置及其相互联系和配合称为开拓方式。合理的开拓方式需要对技术可行的几种开拓方式进行技术经济比较，才能确定。

本矿井开拓方式的确定，主要考虑到以下因素： (1) 复杂，河谷高山相间；

(2) 选择的工业场地位置不多；

(3) 一个开采煤层，且为近水平煤层； (4) 矿为高瓦斯矿井。

确定开拓问题，需要根据国家政策，综合考虑地质、开采技术等诸多条件，经全面比较后才能确定合理的方案。在解决开拓问题时，应遵循下列原则：

(1) 贯彻执行国家有关煤炭工业的技术政策，为早出煤、出好煤高产高效创造条件。在保证生产可靠和安全的条件下减少开拓工程量；尤其是初期建设工程量，节约基建投资，加快矿井建设。

(2) 合理集中开拓部署，简化生产系统，避免生产分散，做到合理集中生产。 (3) 合理开发国家资源，减少煤炭损失。

(4) 必须贯彻执行煤炭安全生产的有关规定。要建立完善的通风、运输、供电系统，创造良好的生产条件，减少巷道维护量，使主要巷道经常保持良好状态。

(5) 要适应当前国家的技术水平和设备供应情况，并为采用新技术、新工艺、发展采煤机械化、综掘机械化、自动化创造条件。

(6) 根据用户需要，应照顾到不同煤质、煤种的煤层分别开采，以及其他有益矿物的综合开采。

确定井筒形式、数目、位置及坐标 (1) 井筒形式的确定

井筒形式有三种：平硐、斜井、立井。一般情况下，平硐最简单，斜井次之，立井最复杂。

1) 平硐开拓受地形埋藏条件限制，只有在地形条件合适，煤层赋存较高的山岭、丘陵或沟谷地区，且便于布置工业场地和引进铁路，上山部分储量大致能满足同类井型水平服务年限要求。

2) 斜井开拓与立井开拓相比:井筒施工工艺、施工设备和工序比较简单，掘进速度快，井筒施工单价低，初期投资少；地面工业建筑、井筒装备、井底车场及硐室都比立井简单，井筒延伸施工方便，对生产干扰少，不易受地板含水层的威胁，主提升胶带化有相当大的提升能力，可满足特大型矿井主提升的需要；斜井井筒可作为安全出口，井下一旦发生突水事故等，人员可迅速从井筒撤离。缺点是：斜井井筒长，提升深度有限，辅助提升能力小；通风路线长、阻力大、管线长度大；斜井井筒通过富含水层、流沙层施工技术发杂。

3) 立井开拓不受煤层倾角、厚度、深度、瓦斯及水文自然条件的限制，在采深相同的条件下，立井井筒短，提升速度快，提升能力大，对辅助提升特别有利，井筒断面大，可满足高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井需风量的要求，且阻力小，对深井开拓极为有利；当表土层为富含水层或流沙层时，立井井筒比斜井容易施工；对地质构造和煤层产状均特别复杂的井田，能兼顾深部和浅部不同产状的煤层。主要缺点是立井井筒施工技术复杂，需用设备多，要求有较高的技术水平，井筒装备复杂，掘进速度慢，基本建设投资大。

本矿井煤层倾角小，平均倾角为3o，为近水平煤层；表土层薄，无流沙层；水文地质情况比较简单，涌水量小，因此可采用斜井开拓或立井开拓。经后面方案比较确定井筒形式为主斜副立综合式。

(2) 井筒位置的确定 井筒位置的确定原则：

1) 有利于第一水平的开采，并兼顾其他水平，有利于井底车场和主要运输大巷的布置，石门工程量少；

2) 有利于首采区布置在井筒附近的富煤阶段，首采区少迁村或不迁村； 3) 井田两翼储量基本平衡；

4) 井筒不宜穿过厚表土层、厚含水层、断层破碎带、煤与瓦斯突出煤层或软弱岩层； 5) 工业广场应充分利用地形，有良好的工程地质条件，且避开高山、低洼和采空区，不受崖崩滑坡和洪水威胁；

6) 工业广场宜少占耕地，少压煤；

7) 距水源、电源较近，矿井铁路专用线短，道路布置合理。

本井田的特点是，地形复杂、河谷高山相间，可供选择的工业场地位置不多。本设计将井筒布置在井田中部具有初期开采条件好，有利于初期达产、建井工期较短等优点。 工业场地的位置、形状和面积

工业场地的位置选择在主、副井井口附近，即井田中部附近。

工业场地的形状和面积：根据工业场地占地面积指标，确定地面工业场地的占地面积为50公顷，形状为矩形，短边平行于井田走向，长为1394m，宽为358 m。

开采水平的确定及带区划分

本井田主采15号煤层。15号煤埋藏标高为+480～+520m，大部分区域煤层倾角较小，采用带区式开采，整个井田为一个水平开采。

主要开拓巷道 (1) 15号煤层平均厚度为，赋存稳定，底板起伏不大，为近水平煤层，煤层厚度变化不大，且煤质硬度较大。考虑到矿井服务年限较长，为便于在巷道后期维护，故矿井+510水平运输巷布置在煤层底板岩层中，大巷间距30m。

(2) 由于矿井瓦斯涌出量大，布置一条轨道大巷和一条胶带大巷，共两条。大巷位于井田中央，沿走向布置，巷道坡度随煤层而起伏，一般5-10，辅助运输大巷局部3，主运输大巷上仓段局部10o。

矿井开拓方案比较

本井田主采15号煤层，为单水平开采。 (1) 提出方案

根据以上分析，现提出以下四种技术可行的开拓方案，分述如下： 方案一：立井单水平开拓（井筒位于井田中央）

主、副井筒均为立井，布置于井田的中部，只设一个水平。辅助运输采用调度绞车牵引1t系列矿车运输，大巷布置在底板岩层中，沿煤层底板掘进。如图。

方案二：斜井单水平开拓（井筒位于井田中央）

主、副井井筒均为斜井开拓，布置在井田中部，大巷布置在岩层中，沿煤层底板掘进。

o

o

o

如图。

方案三：主斜副立单水平开拓（井筒位于井田中央）

斜井提煤运输能力大，立井辅助运输能力大，为此提出主井采用斜井开拓，副井采用立井开拓，布置在井田中央，大巷布置在煤层中，沿煤层底板掘进。如图。

方案四：主斜副立单水平开拓（井筒位于井田东部边界）

斜井提煤运输能力大，立井辅助运输能力大，为此提出主井采用斜井开拓，副井采用立井开拓，布置在井田东部边界，大巷布置在煤层中，沿煤层底板掘进。如图。

图 立井开拓剖面图（中央）

图 斜井开拓剖面图（中央）

图 主斜副立开拓剖面图（中央）

图 主斜副立开拓剖面图（边界）

(2) 技术比较

以上所提出四个方案大巷布置及水平数目均相同，区别在于井筒开拓方式的不同和井筒形式的不同，及部分基建、生产费用不同。

方案一、二主副井井筒形式不同。方案一主副井均为立井，立井开拓不受煤层倾角、厚度、深度、瓦斯及水文等自然条件的限制。主要缺点是井筒施工技术复杂，需用设备较多，要求有较高的技术水平，掘进速度慢，基建投资大。方案二主副井均为斜井，斜井的运输能力比立井大，有相当大的运输提升能力，可满足特大型矿井的需要；斜井井筒也可作为安全出口，井下一旦发生事故，人员也可从主斜井迅速撤离。方案三主斜副立综合式，如上所述，斜井开拓具有许多优点，大型斜井以胶带斜井做主井，在技术上经济上均很优越，但副斜井的辅助提升比较困难，通风也不利（特别是开采深部煤层时，斜井分段提升辅助环节多，能力小；而且通风线路长、阻力大、风量小，不能满足生产要求）而立井作为副井能弥补这方面的不足。

井厚度大、田内15号煤层埋深浅、倾角小、赋存稳定，涌水量较大，立井的优点较突出，而斜井的提升能力大的特点虽然很适合 Mt/a的大型矿井的需要,但辅助运输效率低；经过以上技术分析、比较，再结合粗略估算费用结果（见表4-1），在方案一、二中选择方案一：立井单水平开拓。

方案三、四井筒位置的不同。方案三井筒位于井田的中央，井下运输距离短，但地面运输费用相对较高；方案四由于井田东部边界有—县级公路及阳涉铁路通过，可以减少地面运输距离及设备等费用；井筒位于井田东部边界压煤少，还可以利用部分井田边界保护煤柱，减少部分压煤；经以上技术分析、比较，再结合粗略估算费用结果（见表4-1），在方案三、四中选择方案四：主斜副立单水平开拓（井筒位于井田边界）。

(3) 经济比较

第一、二、三、四方案有差别的建井工程量、生产经营工程量、基建费、生产经营费和经济比较结果，分别计算汇总于下表中：见表、见表、见表、见表、见表。

表 各方案粗略估算费用表 单位：万元

方案一 立井单水平开拓（中央） 方案二 斜井单水平开拓（中央） 主井开凿 副井开凿 井底车场 小计 主斜井 提升 排水 大巷运输 小计 费用 百分率 1050*= 1125*= 1200** = ** *= 340*24*365* **10= ** *= 100% -4基建费用万元主井开凿 副井开凿 井底车场 小计 立井提升 420*= 445*= 3159** = ** *= 340*24*365* **10= ** *= 49898 % -4生产费用万元合计基建费用万元生产费用万元合计/ / / / 排水 大巷运输 小计 费用 百分率 方案三主斜副立单水平开拓（中央） 主井开凿 副井开凿 井底车场 小计 斜井提升 排水 大巷运输 小计 费用 百分率 1050*= 445*= 2471** = ** *= 340*24*365* **10= ** *= % -4方案四 主斜副立单水平开拓（边界） 主井开凿 副井开凿 井底车场 小计 斜井提升 排水 大巷运输 小计 费用 百分率 1500*= 445*= 1200** = ** *= 340*24*365* **10= ** *= % -4表 建井工程量 单位：m 初 期

方案一 双立单水平开拓 副井井筒 井底车场 主井井筒 445 3159 420

表 生产经营工程量 项目 运输提升/万t·km 大巷运输 主井提升 井巷维护/万·a·m 运输大巷 轨道大巷 回风大巷 井筒维护 排水/万m 3方案四 主斜副立单水平开拓 副井井筒 井底车场 主井井筒 445 2471 1050 初期 单位：万元 方案四 主斜副立单水平开拓 工程量 方案一 双立单水平开拓 ** = **= 工程量 *8104**10= *8104**10= *8104**10= *420**10= -4*445**10= 340*24*365*=

表 基建费用表 方案一 双立单水平开拓 -4-4-4-4** = **= *8104**10= *8104**10= *8104**10= *2*1125**10= 340*24*365*= -4-4-4-4方案四 主斜副立单水平开拓 工程量 m 1050 445 2471 8104 单价 元/m 2413 费用 万元 2185 方案 工程量 m 单价 元/m 2413

费用 万元 主井井筒 副井井筒 井底车场 运输大巷 合计 420 445 3159 8104*3 表 生产经营费用表 方案一 双立单水平开拓 项目 工程量 万t/km 大巷运输 费用 提升 小计 *3

表 费用汇总表 方案 项目 初期建井费 基建工程费 生产经营费 总费用 方案一 双立单水平开拓 费用（万元） 百分率 % % 100% % 105% 方案四 主斜副立单水平开拓 费用（万元） 百分率 % 100% % 100% 100% 20 *3 单价 元/ 费用 万元 方案四 主斜副立单水平开拓 工程量 万t/km 20 单价 元/ 费用 万元 大巷维护费 排水费 小计 合计 在上述经济比较中需要说明以下几点：

1) 两方案大巷布置数目及位置相同，均在煤层中沿煤层底板掘进；

2) 两方案中主要是井筒的形式不同，所以维护、基建以及其他后期的费用也不同； 3) 井筒大巷的辅助运输费用均按占运输费用的20%进行估算；

4) 主、副井及风井布置在岩层中，维护费用较低，故未对比其维护费用的差别； 5) 主、副井运输大巷断面大小不同，大巷维护费用按平均维护费用估算。

由对比结果可知，方案一和方案四的总费用近似相同，但矿井设计大巷布置在岩层中需要大量出矸石，而立井的辅助运输能力大；结合以上技术、经济比较，确定矿井开拓方式为：主斜副立单水平开拓。

参考文献

[1] 杜计平.《采矿学》.徐州：中国矿业大学出版社，2008

[2] 徐永圻.《采矿学》.徐州：中国矿业大学出版社，2003

[3] 林在康、李希海.《采矿工程专业毕业设计手册》. 徐州：中国矿业大学出版社，2008 [4] 刘刚.《井巷工程》.徐州：中国矿业大学出版社，2005