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因此从奥陶系地层经本溪统流入太原统及山西统,并穿过煤层露头区2公里流入太子河。
后湖,是世界上面积最小的湖,其水域面积不过20多平方米,在湖外人工修建供游人划船的大型人工湖。
三、矿区地形、经济资源及气象
①矿区地形:
本溪煤田位于本溪湖盆地西南的山地中、太子河西侧,其东侧为平山区冲击层盆地,太子河形成盆地之轴,四周多为较古老的岩层形成的高山,东北方骆驼砬子海拔565.0m。
明山砬子海拔355.0m。
北方豆房沟高程寨山海拔为500m,西部西大山海拔410m,东部平顶山虽山腰悬崖陡壁,但山岭平坦,海拔657.6m,东南侧地势稍缓出现白垩系红色地层海拔为100m。
本溪矿区位于盆地东北边缘地中,沿煤层露头走向为石炭二迭统山西组,砂页岩层形成多座海拔300m的山岭。
如倒背岭、柳塘山等,向东是单面山,倾斜至本溪水泥厂,为海拔100m缓坡的山间平地,矿区西北部受西大山逆掩断层的影响,倾斜较陡,形成陡峭的山岭。
整体地形地貌多为高山,绝对高度市内平顶山657.6米,相对高度500米。
主要井口标高:
中央大斜坑标高海拔+125.579米,工业广场主要建筑物标高:
本溪煤矿办公室楼标高120米。
采区办公大楼标高+127米。
②经济资源
本溪市区域之内自然资源十分丰富,四周群山环绕,有铁、煤、耐火粘土、还有丰富的有色金属矿藏,(铜、铅、锌、铝)和非金属矿藏(硅石、石英、石墨)。
③气象
本溪地区属海洋性气候,冬暖夏凉,每年11月结冰,3月末四月初融化,恒温线在地面下1.5~2.0米,历年最大的降雨量在7~8月份,最小降雨量在1~2月份,全年平均降雨量在60mm左右,最高温度+36°
C,最低温度-32°
C,年平均温度在+6°
C左右。
夏季多东南风,平均风力1~2级,冬季多西北风,平均风力2~3级,雨季风力平均在4级左右,秋季平均风力3级,本地区最大风力可达7级。
本溪地区总降雨量在810mm左右,最大降雨发生在1960年8月3日,达333.9mm(1960年8月3日)。
平均相对湿度50%,最大冻土深度1.5~2.0米。
第二章、矿井的建立及开发历史
一、矿井的开发历史
本溪煤矿的开采具有悠久历史。
煤田为石炭二迭系煤田,大约在距6000多万年前就形成了,而远在2000多年前的汉朝已发现了这个煤田,早在1000多年前的宋朝、元朝、明朝和清朝均进行过开采。
1905年正式创建了“中日合办本溪湖煤铁有限公司”至今已有105年的开采历史。
1953年成立本溪矿务局本溪煤矿,1994年本溪煤矿为国有民营,2000年4月原本溪煤矿破产,重组成立了“本溪煤矿有限责任公司”,企业性质为股份制,2008年3月企业全部股权整体转让给法人孙茂举,变为私营企业,通过开采残煤,使这座超百年老矿继续为社会做贡献。
二、矿井年代记事(原本溪煤矿)
序号
年代
产量(万吨)
记事
1
1906~1930
749
中日合办时期
2
1931~1945
1090
日伪统治时期
3
1946~1948
65
民国统治时期
4
1950~1952
362
经济恢复时期
5
1953~1993
3305
计划经济时期
6
1994~1999
131
国有民营经济时期
7
2000~2008.3
255
股份制时期
8
2008.4~2011
46
有限责任公司(私营)
第三章、区域地质情况及井田地质情况
一、区域地层及岩性
本溪地区位于东辽台背斜,太子河台凹之中部,其地层沉积比较系统完整,历来有东北地质摇篮之称号,由较古老地层震旦系→寒武系→奥陶系→石炭系→二叠系→白垩系→侏罗系→新四系→第四系地层,除缺少自留系、泥盆系及三叠系外其他地层均有出现,台凹的底部由震旦系石英岩组成厚280m,其上是下古生代海相地台型碎硝岩和碳酸盐建造,厚约1600m,再上是厚约1200m的中生代火山岩海相碎硝岩建造和第四系冲击层级砾岩层建造。
二、矿井区域煤系地层及岩性
1、石炭系中统本溪组
1)本溪统全部分上下两部分,与奥陶系马家沟组平行不整合,主要由砂岩、页岩、石灰岩组成,下面列出矿区范围内牛毛岭剖面,全厚145m,分属如下:
①紫色页岩,易分化,层厚5.8m,②G层粘土,层厚2.4m,。
③杂色页岩,以紫色为主,层厚6.4m。
④黄色粗粒砂岩,层厚23.4m。
⑤上部为铝土质岩,下部为砂岩,F层粘土,层厚3.0m。
⑥黄色砂质页岩,层厚8.0m。
⑦细砂岩,上部呈黄色下部呈紫色,层厚6.4m。
⑧黄色泥质砂岩,层厚2.0m。
⑨青黄色及砖红色页岩,层厚16.0m。
⑩中粒黄色砂岩,含薄煤层,层厚7.0m。
⑾青灰色页岩,层厚4.4m。
⑿黄色砂岩,层厚4.4m。
⒀浅灰色灰岩,即蚂蚁村沟灰岩,二层灰岩厚0.8m。
⒁黄色灰质页岩,层厚4.8m。
⒂深灰色灰岩,即上蚂蚁沟村灰岩,二层灰岩层厚1.7m。
⒃黄色灰质页岩,上部含少数带状泥质灰岩,层厚13.6m。
⒄黑色结核状结晶灰岩,下部为淡粉色结晶状灰岩,即小峪沟灰岩,层厚3.0m。
⒅黄色及青色砂岩夹页岩,层厚14.0m。
⒆灰白色结晶灰岩,即本溪统灰岩,层厚10.5m。
⒇灰青黄等色页岩和砂岩,层厚7.4m。
(21)黑色坚硬石灰岩透明状,即牛毛岭灰岩,层厚0.5m。
2)石炭系上统太原组
①砂岩,青灰色中粒含有铁质结核,层厚6.0m。
②灰白色粗粒砂岩,层厚2.0m。
③六层煤层,黑色强光泽,层厚0.5m。
④灰色细粒砂岩和黑色页岩,层厚1.5m。
⑤粘土质页岩,层厚2.0m。
⑥D层粘土,层厚0.6m。
⑦灰色中粒泥质页岩,层厚3.0m。
⑧七、八层煤,即二五接煤层,厚5.0m。
⑨黑色片状页岩厚3.0m。
⑩六层煤,即一接煤层,黑色强光泽,层厚1.2m。
⑾黑色片状页岩,层厚3.0m。
⑿灰黑色中粒砂岩,层厚6.0m。
⒀下别马砟煤层,层厚0.1m。
⒁灰黑色细粒砂岩,层厚1.0m。
⒂上别马砟煤层,厚0.1m。
⒃灰白色中粒砂岩,厚8.0m。
⒄薄层石灰岩厚0.3m。
⒅黑色质疏松含云母页岩厚12.5m。
⒆细粒黑灰砂岩厚0.6m。
⒇马砟煤层厚0.4m。
(21)灰白色质密砂岩厚1.6m。
3)二叠系下统山西组和下石盒子组,全厚359m,分三部分
①砂岩层和下煤组:
由青灰色细粒石英质砂岩,砂岩和煤层组成,主要煤层(为宝砟、香段、臭砟煤层),即上宝砟一层、下宝砟二层;
上香段三层、下香段四层,臭砟五层。
②砂岩层和中煤组:
白色中粒砂岩,青灰薄层砂岩和灰色、黑色页岩。
③砂岩层和上煤组:
青灰色中粒砂岩,偶夹少许页岩,并有紫色、黄等色页岩。
4)二叠系上统,上石盒子组,郑家组和林家组。
①下部粗粒砂岩,淡、灰、黄等色石英质砂岩厚140m。
②上部杂色页岩层,紫、黄、红等色泥质页岩,厚350m。
三、矿井区域内的主要构造
1、主要断层
本溪煤田位于中朝古陆,辽东台背斜太子河台凹之中部,喜马拉雅运动形成了北东方向的褶皱和断裂,所以辽东台背斜的走向是北东方向。
辽东境内的山脉也多呈北东方向。
如千山山脉、长白山山脉和西南的丘陵地带,而本矿区所产生的主要构造也多受此运动而呈北东方向。
兹将矿区范围周围内所见的主要构造从西向东叙述如下:
①F1号西大山逆掩断层:
西大山逆掩断层本身是一个复杂的断层,在矿区西部西大山西侧,钓鱼台石英岩复于寒武系地层之上。
寒武系又复于中奥陶系马家沟统和中石炭系本溪统之上,本溪统又复于上石炭系太原统之上,构成了不止一次错动的复瓦式构造。
走向大致为北20°
东,倾角45°
,倾向北西,西大山山脉走向大致与断层线平行。
②F2号新洞沟正断层:
断层走向北端略于前者平行至新洞沟口以南推测与西大山断层相交,没于西大山断层之下,其走向为北20°
东,向西北倾斜,倾角在35°
到40°
,垂直断距在40~50m。
③F3号正断层:
此断层上部被新洞沟断层所切断,地表没有出露,断层走向是北40°
东,倾角70~75°
,断距10~40m。
呈上部小、中部大,而下部小的断层,在-350m水平,其落差在14m。
④F3-1号水洞沟正断层:
断层走向为东西,向南倾斜,倾角45°
,下部交叉于F3断层之中,落差在10~15m,断线长400余米,在矿区西部蚂蚁村沟北侧水洞沟内能见到此断层。
⑤F3-2号二、三坑断层:
断层在三坑东部二坑西部,走向北75°
东,倾向南,倾角75°
,是正断层,落差6m,在三坑东八道(六层煤与七、八层)煤层成水平接触,在此处断层面再发生旋转,在三坑十二道,倾向西,变为一倾伏褶曲,幅度在10m左右,延深至下部在-400m水平,交没于西部境界断层中。
⑥F4号正断层:
此断层走向北40°
东,倾角82°
,落差8~15m;
⑦F5号一、二坑正断层:
其走向北40°
东,向东方向倾斜,倾角72°
落差30~57m。
⑧F6五坑正断层:
此断层走向北80°
西,倾角18~82°
倾角西,落差17~20m。
⑨F7流水坑道正断层:
此断层走向北20°
西,倾向东倾角60~70°
,落差35m。
⑩F8老二坑断层:
落差20m。
由于没有资料,其产状不清。
2)火成岩活动(岩浆岩)
在太子河北,市河畔小学(原第二中学)楼北侧,沈丹铁路桥北岸,东芬公路大桥南岸,皆有火成岩出现,厚约50米左右,有鞍山岩、玄武岩、斑岩、橄榄岩、流纹岩、沉积岩、辉绿岩及凝灰岩等,这些火成岩的年代可相当于小东沟层下部,说明白垩系地层沉积初期,有小范围的火成岩活动。
四、煤田类型及含煤系数
1含煤系数:
矿区中煤系地层为石碳二叠系,其中:
本溪组厚130m,太原组厚60m,山西组厚70m。
可采煤层:
残煤一、二层、即上下宝砟层局部可采,原层厚1.5m。
三、四层,即上下香段层厚1.4m。
五层,即臭砟厚1.0m,六层,即一接层厚1.2m,七、八层,即二五接层厚5.0m,总计10.1m,由于上述均为残煤,可采厚度按50%计算,即5.05m。
可采层总厚5.50
含煤系数=————————=——————=0.039即3.9%
煤系地层厚130
2、煤田勘探类型
根据有关资料,综合矿井地质构造,煤田成因和煤层赋存情况,将矿田定为:
上层群:
一类较稳定型。
即一类二型。
主采层包括(宝咋、香段、臭砟煤层),一二、三四、五层。
下层群:
一类稳定型,即一类一型。
主采层包括(一、二、五接煤层)六、七、八层。
第四章煤岩对比工作及煤层的赋存情况
一、煤、岩的对比工作
1、主要标志层:
(1)本公司矿区以中石炭统本溪组本溪灰岩即第四层灰岩为主要标志层。
本灰岩为白色结晶,赋存稳定,厚度变化不大的岩层,矿区东部区厚11米,中部区厚12.5米,西部区厚14-15米,
石灰岩中含有海百合、石燕、纺锤虫等海相动物化石,四层灰岩成致密状结构,层理不清,柱状节理发达,本矿区四层灰岩中发现很少裂隙及喀斯特溶洞,顶底板明显,顶底为黑色条带状细砂岩或灰黄绿等色厚层状页岩,底板为灰色中粒石英砂岩,条带状层理清楚。
(2)在本公司矿区下层群中常以中石炭统太原组砂岩为标志层,
此岩层为五层灰岩顶底板厚4—6米,灰色中粒,均粒结构,下部为青灰色铁质砂岩,上部为灰色中粒薄层状砂岩,层理发达。
(3)下二叠统山西组以中粒厚层砂岩为标志层,砂岩中含植物化石,上二叠系以上石盒子组一层(宝砟)煤层及A、B、两层粘土为标志层。
2、煤层对比的依据
(1)一、二层煤(即宝砟层)分上下两层,其中一层又名大宝砟,厚0.3—1.2米,黑灰色疏松,成粉沫状,污手,顶板为层状黑色细粒砂岩,内含封印木化石,底板为二层煤(小宝砟)、顶板为砂质页岩,灰黑色中粒厚2—3米。
二煤层(即小宝砟)厚0.6—1.2米,一般厚0.75m,有两层0.3—0.5m厚的伪顶,为砂质页岩和页岩,煤层为黑色细粒,含轮木化石和楔叶木化石,二层煤层底板为灰色粗粒和中粒砂岩。
(2)三、四层煤(即香段层),三层煤沉积不稳定,矿区范围内只有五宝砟东零道四道开采过,厚0.1-1.0米。
煤层呈黑色粉沫状,直接顶板为黑色中粒砂岩,在砂岩中含有轮木,楔叶木和单齿类植物化石,底板厚3—6米,为灰黑色砂岩,砂页岩及页岩。
四层煤(即下香段层)厚0.3—1.2米,黑色脂类光泽,薄片状和粉状,底板为黑灰色砂质页岩。
(3)五层煤(即臭砟层),为单层煤,黑灰色小块状厚0.3-1.2米,硬度较大,直接顶为黑灰色页岩2-6米,在页岩中含有棕黄色扁豆状的钙质结核,老顶为灰白色石英质粗单矿物砂岩,倾角9度—18度,底板为灰色粗砂岩,含羊齿类植物化石,厚6米左右。
(4)六层煤(即一接层)为单一煤层,厚1.0-1.2米,为一简单煤层,强光泽黑色柱状节理,煤质为低磷,结构较疏松,煤层有伪顶,厚0.1-0.3米,为灰色薄层状页岩与直接顶间夹0.01-0.05米厚的白色粘泥,煤层中含有连续的两层黄铁矿带,直接顶为黑色片状页岩厚3.0米致密,薄层状。
(5)七层煤(即二接层),为一单一煤层,厚2.0-3.5米,硬度小成菱面体结构,因此是交叉的斜节理,煤层黑色,玻璃光泽,顶板为六层底板,厚2-3米深黑色片状,贝壳状断口,含有黄铁矿小斑点,底板为八层煤顶板,厚0.2-0.5米块状泥质页岩,含有植物化石,煤层中含有直径0.1-0.3米的黄铁矿结核体是不连续的,在煤层靠近底板0.5米左右有厚0.3-0.4米的黑色暗煤,土状光泽,质坚硬,是监定七层煤的主要标志。
(6)八层煤(即三、四、五接层):
八层煤包括三接、四接、五接三个单煤层,三接煤厚0.5–1.2m,黑灰色块状和粉状,顶板为七层煤底板厚为0.05-0.15m的黑色块状页岩。
四接煤厚0.2-0.5米,黑色块状粉状,顶板为三接底板,底板厚为0.2-0.4米的块状泥质破碎页岩,含有植物化石,五接煤为深黑色、强光泽、粉沫状,厚0.5-1.2m,油赋污手,八层煤底板为0.5-1.1m厚的粘土质页岩,含有植物化石,老底为灰白色,泥质和石英质中粒砂岩厚2-3米,倾角平均18度。
第五章矿井水文地质
一、地表水系河流及与矿井水的关系
(1)、太子河
太子河为本溪地区主要河流,也是本溪地区主要工业及民用水源,太子河蜿蜒曲折自东北向西南,它发源与长白山相接的辽东丘陵山地,有南北两源,北源出于新宾县的平顶山,南源发于本溪、桓仁两县界上,到北甸子韭菜园子附近汇合成一处,形成太子河干流。
流经本溪满族自治县、本溪市、辽阳市。
下游在海成、台安、营口三县交界出的三岔河与浑河一起流入辽河,注入渤海,全长计460公里,本溪县、市内河道长250公里。
太子河宽40—150米,深1—4米,主要支流有清河、泉水河、汤河、细河。
太子河流经本公司矿区东部,经河沿街、二电厂、东坟大桥、水泥厂,流入彩屯矿井田。
在本公司矿区内,流经长度为2—4公里,水深为1—3米,其河底为砾石层1—3米,其下为干砂层厚5—8米,再下是粘土质页岩和砂岩。
太子河河底标高距本矿区上层群一层煤厚为300米,距下层群六层煤厚400米。
本公司矿区东部留有太子河保安煤柱,目前矿井水与太子河水没有水力联系。
(2)、溪湖小河发源于溪湖大堡,水源为喀斯特溶洞水,流经本公司矿区东北部,其流向与煤系地层走向垂直,因此从奥陶系地层经本溪统流入太原统及山西统,从茨沟矿门前与煤层露头交叉,向井下渗透,并穿过煤层露头后3公里左右流入太子河。
二、矿区地表潜水及含水层
(1)、地表潜水:
根据钻探队资料,本公司矿区地下潜水水位在2—10米,根据蚂蚁村沟水井观察其潜水位在地表下5—10米,潜水与地表水有补给关系(潜水补给矿井水),潜水的来源是大气降水。
(2)、矿井区域主要含水层:
A、第四系冲积层,在本公司矿区范围内,除东部有少许冲积层外,其他区域皆为煤系地层出露,没有冲积层水。
B、本溪统太原组、山西组砂岩含水层,本含水层为微弱的含水层,本溪统砂岩位于煤层底板,基本上是不含水的,太原组砂岩含少量水,山西组砂岩层是弱含水层。
C、灰岩含水层,本溪统灰岩基本是不含水的,没有喀斯特发育,只在矿区东部明山区域及地表露头区域有小的溶洞及喀斯特水,溶洞大部被黄泥充填。
奥陶系灰岩为矿区主要含水层,在地表发现奥陶系灰岩有数处大的和小的含水溶洞,出水泉发育,奥陶系灰岩水对矿井开采有较大影响。
D、地表露头水区,矿区地表煤层露头延走向长达6—7公里,而露头皆被过去古窑开采,其开采深度不详,据资料记载最大斜长不超过350米,故采空区是完全充水的,日伪时期、近年西部水区及小煤矿开采均发生过透古窑水的事故,因此古窑露头积水及近年小煤矿开采巷道积水,是对矿井安全生产的巨大威胁。
积水的补给来源主要为大气降水。
E、矿区中主要隔水层为A、B、C、D、E、F、G层粘土及数层粘土质页岩,对隔水有一定作用。
三、水文观测工作及坑内排水
(1)、水文观测工作:
对矿区水量观测采用浮漂法
S
公式:
Q=K————HL
t
式中:
Q—涌水量K—粘带系数
S—浮漂漂流距离t—浮流时间
H—水沟深度L—水沟宽度
(2)、矿井排水系统:
矿井水为集中排水系统,即矿井水分段排入电车道水平水沟,然后流入中央水泵房水仓沉淀,经水泵由老三坑管道排至地面,注入溪湖小河。
中央水泵房设有11台200D水泵,其中4台为新更换的水泵,平均日排水量为5000—6000m3.。
第六章、开采技术条件
一、矿井测量工作:
根据测量成果绘制成1:
2000上下层采掘工程平面图和1:
5000上下层综合平面图。
1:
2000图精度小于0.2mm﹔
5000图精度小于0.05mm;
二、煤质工作及选煤方法
1、各煤层工业分析:
根据59年原煤工业分析表及现煤质化验单结果为:
原煤工业分析表
指标
水份
灰份
含硫
含磷
发热量
煤层
WP%
AC%
SC%
P%
Qr卡
六
5.02
17.84
3.909
0.0775
7659
七
1.07
18.0
2.926
0.0505
7129
八
2.12
40.94
1.5
0.1005
4644
一、二
3.72
12.35
0.483
0.0045
7682
三、四
2.24
24.44
2.129
0.0143
7221
五
3.12
20.39
3.305
0.0033
6420
2、选煤方法:
公司设洗煤厂,洗煤厂用跳汰选煤方法,即原煤由矿井主要提升井,(中央大斜坑),用皮带机将煤直接运送至洗煤厂,经减速皮带机首选,选出大块矸石,经筛选,选出块煤及矸石,然后用包姆式鼓风水洗机及震动式水洗机跳汰洗选,洗选后,用洗选机选出精煤和混煤、中煤等。
三、矿井通风
矿井通风系统为中央分区抽出式通风系统,即由主要井口进风,经主要进风井巷,进入各分区区域,再由分区回风井巷及回风井,最后由分区扇风机排出地面。
为保证矿井人员生命安全,维持正常工作,排除正常工作,排除有害气体,送入新鲜空气及调解井下温度,矿井专门设置通风隧。
矿井总进风量为5713m3总排风量5788m3∕分,
全矿有六台主要扇风机,其中三台备用。
局部供风采用局部扇风机供风系统,局扇功率最大11KN×
2最小7.5kw×
2。
四、开采方法及顶板管理方法
1、巷道布置
本公司井田区域内共划分五个区域,借以天然的断层为技术边界,三、二坑以F3-2号断层为界,二、一坑以F5号断层为界。
各区域中皆是双翼开采。
绞车道和风道布置于开采区域中央。
下层群绞车道,排风道及阶段运输大巷皆布置于中石炭统,本溪群第四层石灰岩中,四层灰岩顶面至七层煤底面之间距离15—30米。
由运输阶段大巷每隔100-140米做一穿层平上,见六、七、八层煤后布置三条沿层巷道,即运输平巷。
沿
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