双巷掘进副巷采动变形规律的数值模拟研究.doc

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1、中国矿业大学毕业论文任务书学院 矿业工程学院 专业年级 采矿工程07级 学生姓名 王 欢 任务下达日期：2011年1月14日毕业论文日期：2011年3月14日至2011年6月9日毕业论文题目： 阳泉三矿3.0 Mt/a新井设计毕业论文专题题目：双巷掘进副巷采动变形规律的数值模拟研究毕业论文主要内容和要求：根据采矿工程专业毕业设计大纲，本设计包括一般部分、专题部分和翻译部分，具体包括：1、以阳泉三矿条件为基础，完成阳泉三矿3.0Mt/a新井设计。主要内容包括：矿井概况、矿井工作制度及设计生产能力、井田开拓、首采区设计、采煤方法、矿井通风系统、矿井运输提升等。2、结合实习矿井实际情况或当前煤矿生产

2、前沿，撰写一篇专题论文。3、完成近3-5年国外期刊上与采矿或煤矿安全有关的科技论文翻译一篇，要求不少于3000字符。院长签字： 指导教师签字：中国矿业大学毕业论文指导教师评阅书指导教师评语（基础理论及基本技能的掌握；独立解决实际问题的能力；研究内容的理论依据和技术方法；取得的主要成果及创新点；工作态度及工作量；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 指导教师签字： 年 月 日中国矿业大学毕业论文评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题

3、；是否同意答辩等）：成 绩： 评阅教师签字： 年 月 日中国矿业大学毕业论文答辩及综合成绩答 辩 情 况提 出 问 题回 答 问 题正 确基本正确有一般性错误有原则性错误没有回答答辩委员会评语及建议成绩：答辩委员会主任签字： 年 月 日学院领导小组综合评定成绩：学院领导小组负责人： 年 月 日摘 要本设计包括三个部分：一般部分、专题部分和翻译部分。一般部分为阳泉三矿3.0 Mt/a新井设计。一般部分共包括10章：1.矿区概述及井田地质特征；2.井田境界和储量；3.矿井工作制度及设计生产能力、服务年限；4.井田开拓；5.准备方式-带(盘)区巷道布置；6.采煤方法；7.井下运输；8.矿井提升；9.

4、矿井通风与安全技术；10.矿井基本技术经济指标。阳泉三矿位于阳泉矿区的西部，距阳泉市中心7.5公里，交通便利。井田形状近似长方形，东西长约7.6 km，南北宽约3.0 km，面积约21 km2。井田内开采15#和3#煤层，先采15#，做为解放层开采，后开采3#煤。煤层倾角28，局部地区10，平均5。煤层平均厚度3#煤层3.5 m，15#煤7.5 m。井田地质条件较为简单。矿井工业储量为330.2297Mt，可采储量为220.6853Mt。矿井设计生产能力为3.0Mt/a。矿井服务年限61.3 a。矿井涌水量不大，正常涌水量为50 m3/h，最大涌水量为100 m3/h。15#煤相对瓦斯涌出量为

5、4 m3/t，属低瓦斯煤层。矿井煤尘无爆炸危险性，煤层不易自燃，自然发火等级为级。矿井采用立井两水平开拓，上行开采。一矿一面，采煤方法为综合机械化放顶煤开采。全矿采用胶带运输机运煤，辅助运输前期采用1.5 t固定箱矿车，后期采用齿轨车运输。矿井通风方式前期为中央并列式，后期根据需要在井田东西两翼增加两个边界风井。矿井年工作日为330 d，日净提升时间16 h，工作制度为“四六制”。专题部分题目是双巷掘进副巷采动变形规律的数值模拟研究。以阳煤集团新大地煤矿为例，通过使用UDEC数值模拟软件进行分析计算，模拟了15202工作面开采后，不同尺寸煤柱条件下进风副巷与进风巷之间煤柱的应力与变形的演化规律

6、，以及不同尺寸条件下进风副巷的应力、变形的演化规律，得出双巷掘进时副巷受采动变形的基本规律以及煤柱尺寸的合理留设。翻译部分是一篇深部煤与瓦斯突出矿井危险等级的分类技术的论文，英文题目为Classification technique for danger classes of coal and gas outburst in deep coal mines.关键词：立井开拓； 带区； 综合机械化放顶煤开采； 蓄电池电机车运输 ；混合式通风ABSTRACTThis design includes three parts: the general part, special subject par

7、t and translation part.The general part is a new design of NO.3 of Yangquan mine. This design includes ten chapters: 1.An outline of the mine field geology; 2.Boundary and the reserves of mine; 3.The service life and working system of mine; 4.Development engineering of coalfield; 5.The layout of min

8、ing area; 6.The method used in coal mining; 7. Transportation of the underground; 8.The lifting of the mine; 9. The ventilation and the safety operation of the mine; 10.The basic economic and technical norms.No.3 of Yangquan mine locates at the west of Yangquan Mine area, 7.5 km away from the center

9、 of the town. And it has convenience transportations. The shape of minefield is like a rectangle which has a length of 7.6 km in the east and west direction while a width of 3.0 km in the south and north direction on average. The total area is Approximately 21 km2. There are mainly two coal seams in

10、 the mine 3# and 15#. First mining15# seam upstream mining.The average angle is 5 degree, while the thickness is about 7.5 m. The minefield geological condition is simple.The proved reserves of the minefield are 330.22million tons. The recoverable reserves are 220.68 million tons. The designed produ

11、ctive capacity is 3.0 million tons per year. The service life is 61.3 years. The normal flow of the mine is 50 m3 per hour and the max flow of the mine is 100 m3 per hour. The Relative gas discharge quantity is 4 m3 per ton. Thus it is Low gaseous mine. The coal dust of the mine has non-explosion ha

12、zard. And the coal seam is hardly spontaneous combustion. The level of spontaneous combustion is .The development of the mine is double level with two vertical shaft. The number of the working faces is only one. Comprehensive mechanization puts in the top coal technology is the mining method. Severa

13、l belt conveyers undertake the job of coal transport in the mine, while the auxiliary transportation system depends on the mine cars. The ventilation type in the early stage is centralized juxtapose. In the late stage two air shafts in the boundary should be driven. The ventilation method is extract

14、ion.The working days in a year are 330. Everyday it takes 16 hours in lifting the coal. The working system in the mine is “four-six”.The title of the special subject part is “Deputy Lane dual roadway Mining Numerical simulation of deformation”. By using the UDEC analysis of numerical calculation sim

15、ulation software to simulate the 15202 working face, the Pillar of different sizes into the air inlet Lane, Deputy Lane and between the stress and deformation of coal pillar The evolution law, and under conditions of different sizes, Deputy Lane, wind stress, the evolution of deformation is obtained

16、 when the dual roadway deformation, Deputy Lane by the basic law of mining and the left pillar set a reasonable size, with similar conditions Roadway reference.The translated academic paper is about classification technique for danger classes of coal and gas outburst in deep coal mines. Its title is

17、 “Classification technique for danger classes of coal and gas outburst in deep coal mines”.Keywords: vertical shaft development; strip district; comprehensive mechanization puts in the top coal; Batter electric vehicle transport; Combined ventilation system中国矿业大学2011届本科生毕业设计目 录一 般 部 分1 矿区概述及井田地质特征11

18、.1 矿区概述11.1.1 矿区地理位置11.1.2 矿区气候条件11.1.3 矿区水文情况21.2 井田地质特征41.2.1 井田地形及地质勘探程度41.2.2 井田地层41.2.3 井田地质构造71.2.4 井田水文地质101.3 煤层特征111.3.1 煤层赋存条件111.3.2 煤层围岩性质121.3.3 煤的特征131.3.4 瓦斯等开采技术条件152 井田境界和储量162.1 井田境界162.1.1 井田范围162.1.2 开采界限162.2 矿井工业储量162.2.1 储量计算基础162.2.2 井田地质勘探172.2.3 工业储量计算172.3 矿井可采储量192.3.1 安全

19、煤柱留设原则192.3.2 矿井保护煤柱损失量192.3.3 矿井设计储量202.3.4 矿井设计可采储量213 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限223.1 矿井工作制度223.2 矿井设计生产能力及服务年限223.2.1 确定依据223.2.2 矿井设计生产能力223.2.3 矿井服务年限223.2.4 井型校核234 井田开拓244.1 井田开拓的基本问题244.1.1 井筒的确定244.1.2 工业场地264.1.3 井田的再划分264.1.4 主要开拓巷道264.1.5 井田开拓方案提出与比较274.2 矿井基本巷道324.2.1 井筒324.2.2 井底车场354.2.3 主要开

20、拓巷道375 准备方式带（盘）区巷道布置425.1 煤层地质特征425.1.1 煤层特征425.1.2 煤层顶底板结构425.1.3 水文地质425.1.4 地质构造425.1.5 地表情况435.2 带区巷道布置及生产系统435.2.1 带区位置及范围435.2.2 带（盘）区内的划分435.2.3 带区巷道布置435.2.4 工作面接替顺序455.2.5 带区主要生产系统455.2.6 带区巷道掘进455.2.7 带区生产能力及采出率465.3 带区车场选型设计475.3.1 确定车场形式475.3.2 带区主要硐室布置476 采煤方法496.1 采煤工艺方式496.1.1 带区煤层特征及

21、地质条件496.1.2 确定采煤工艺方式496.1.3 回采工作面参数506.1.4 回采工作面破煤与装煤方式516.1.5 回采工作面运煤方式526.1.6 回采工作面支护方式536.1.7 采放比、放煤步距、放煤方式566.1.8 各工艺过程注意事项576.1.9 回采工作面正规循环作业586.2 回采巷道布置596.2.1 回采巷道布置方式596.2.2 回采巷道参数607 井下运输637.1 概述637.1.1 运输设计的原始条件与数据637.1.2 运输距离与货载量637.1.3 矿井运输系统647.2 带区运输设备选择647.2.1 设备选型原则647.2.2 带区煤炭运输设备选型

22、657.2.3 带区辅助运输设备选型677.3 大巷运输设备选择697.3.1 运输大巷设备选型697.3.2 辅助运输大巷设备选型708 矿井提升728.1 概述728.2 主副井提升728.2.1 主井提升728.2.2 副井提升739 矿井通风及安全技术759.1 矿井通风系统的选择759.1.1 矿井概况759.1.2 矿井通风系统的基本要求759.1.3 矿井通风方式的确定759.1.4 矿井通风方法确定769.1.5 带区通风基本要求779.1.6 带区通风系统789.1.7 工作面通风方式及风向789.1.8 矿井通风容易与困难时期确定799.2 带区及全矿所需风量839.2.1

23、 采煤工作面实际需风量839.2.2 备用工作面需风量859.2.3 掘进工作面需风量859.2.4 硐室需风量879.2.5 其它巷道需风量879.2.6 矿井总需风量879.2.7 风量分配889.3 全矿通风阻力的计算899.3.1 矿井通风总阻力计算原则899.3.2 矿井最大最小阻力路线909.3.3 矿井通风阻力计算909.3.4 矿井通风总阻力929.3.5 总等积孔929.4 矿井通风设备选型939.4.1 主要通风机选型939.4.2 电动机选型969.5 防止特殊灾害的安全措施969.5.1 瓦斯管理措施969.5.2 煤尘的防治969.5.3 预防井下火灾的措施979.5

24、.4 防水措施9710 设计矿井基本技术经济指标98参考文献99专 题 部 分双巷掘进副巷采动变形规律的数值模拟研究1021 绪论1021.1问题的提出与研究意义1021.2 主要研究内容及研究方法1031.2.1 研究内容1031.2.2 研究方法1032 理论分析1042.1 巷道围岩变形分析1042.1.1 巷道围岩变形量的构成1042.1.2 巷道围岩变形的一般规律1042.2 煤柱受力分析及变形特征1042.2.1 煤柱中的支撑压力分布特征1042.2.2两巷间煤柱变形特征1063数值模拟1073.1数值模拟方法概述及UDEC数值模拟软件简介1073.1.1 数值模拟方法概述1073

25、.1.2 UDEC数值模拟软件简介1073.2 两巷间煤柱以及副巷的应力、变形规律数值模拟研究1083.2.1工作面基本情况1083.2.2模型的建立1103.2.3 模拟结果及分析1114结论112翻 译 部 分英文原文116中文译文128致 谢138一般部分中国矿业大学2011届本科生毕业设计第99页1 矿区概述及井田地质特征1.1 矿区概述1.1.1 矿区地理位置阳泉矿区位于太行山脉的中断西麓，为西北高而东南低的中低山岭地貌。三矿井田位于矿区的西部，距阳泉市中心7.5 km。地理坐标：东经1132111331，北纬37513756。东部以蒙村河为界与一矿相邻，西部以保安河沟水流中心线为界

26、与新景矿相连，北部以本局任意带独立坐标系统纬线106.500109.000m为界与一矿井田相连，南部以桃河洪水位线为界与新景矿井田隔河相望。本矿区交通便利、发达。铁路方面，往西有石太线沿桃河南岸横空整个矿区直达太原，与南北同浦线接轨。往东至石家庄，与京汉、石德线接轨。矿内有专用铁路线，经石卜咀编组站在阳泉与石太线接轨。公路方面，往西有阳太公路、沿桃河北岸横空整个矿区直至太原。往东有阳石公路、直通石家庄。往北入南均有公路直通各个城镇，矿区交通位置图如图1-1所示。图1-1 阳泉三矿交通位置图1.1.2 矿区气候条件本区属于温暖带的大陆性气候，是山西省较温暖的地区之一，根据阳泉市多年来的气象观测资

27、料，基本情况如下：1）降水量历年平均为590毫米，最大为886.4毫米，发生于1983年；最小为290.4毫米，发生于1972年。降水多集中在每年的七、八、九三个月内，占全年总降水量的7491%。1966年的8月23日降水量高达261.5毫米，为本区最大的降水日。2）蒸发量全年平均为1885.9毫米，最大可达2381.9毫米，最小为1319.1毫米。蒸发量大于降水量的23倍，属于大陆性的半干旱气候。3）气温年平均气温为10.7，一月份最低平均为4，极端最低气温为-19.1，七月份最高平均气温为24.3，极端最高气温为40.20。4）风速风向春冬季节多西北风，夏季多东南风，秋季多西风。风速最大4

28、17m/S，有时偶尔高达24 m/S。5）其它历年平均绝对气温温度为8.9毫巴，最高可达23.3毫巴，最低为1毫巴。每年的十一月，地面开始上冻，翌年的三月开始解冻。冻土深度最大可达60厘米。6）地震根据山西省地震局（84）111号文件通知，本区属于级烈度地震区。1.1.3 矿区水文情况由于长期地壳的上升，侵蚀基准面的下降，切割剧烈，基岩裸露，沟谷纵横，给地下水的排泄和地表水的径流，创造了良好的条件，区内最高点，是矿区南部平定县西部的刁乌愣山，海拔标高为+1495m，最低点为东部的桃河河谷，海拔标高为+600，相对高差，平均为200300米。较大的主要河流有四条：它们多呈东西向或北西南东向流经本

29、区或外围边界，注入海河水系的沱沱河，是本区主要的供水和地下水的补给源地，是阳泉市和矿区工业发展的主要水资源。现将这四条河流分述如下：1）桃河：发源于西部寿阳高原的温家庄、太安泽、砰头等地一带，全长44公里，流域面积为503平方公里，有西向东横穿整个矿区中部，经阳泉，娘子关入河北汇入沱沱河。在流经矿区内，河床坡度均为1左右。根据阳泉是水文站多年观测资料，平均流量为0.33m3/s左右，夏季一般为38m3/s。此河水量受季节的影响非常明显，由坡头至阳泉的一段，在干旱季节，一般多干涸无水，只有潜流。由阳泉至乱流，河水大多漏失，补给奥灰，因此，有坡头只阳泉一段属于潜水的径流区。该段内群井林立，成为本区

30、的重要供水水源，出水量大致在1500020000m3/d左右。由于河床相对比较低凹，又成为本区排污的重要场所，因此水质多有污染。2）温河：位于本区北部外围的盂县境内，发源于盂县东部的文昌山一带，呈南东方向流经本区东北部的巨城，在娘子关汇入绵河，全长40于公里。3）南川河：位于本区南部的平定县境内，发源于平定西部的刁乌楞山和大南庄一带，呈东西方向流经本区的五矿，在平定改向北，最后汇入桃河，全长约20公里。4）松溪河：位于南部的昔阳县境内，发源于昔阳以南的龙阳及李阳一带，由南向北流经昔阳折向东，至葱窝，转向北，流经北省的蒿亭和南漳河汇入绵河，全长10于公里。本区主要水源的水质特征如下：1）深层的奥

31、灰水，东部地区一般水化特点，矿化度一般小于0.8，总硬度为1225，水温为1218，水质较好可供饮用。但是在矿区的西部，呈中性，总硬度均在4565之间，碱度多在4.3左右，从上述各指标来看，西部地区水的质量较差，只能供生产使用不能进行饮用。2）矿坑水的水质：PH一般在78之间，总硬度多在24左右，总碱度多在20以上。3）潜水：由于埋藏浅水的交替条件好，在天然条件下水质较好，合乎饮用标准，但常常受到人为的污染，水质发生变异。本区潜水的一般化学特征，PH为7.187.88，总碱度1146.67，以碳酸氢钙型水为主，含铁，锌等多种元素。本区桃河潜水，按水化特征大致可分为两个地段，从旧街官沟口，矿化度

32、较低350mg/L，电导率360440微欧姆/厘米，总硬度9.815度，属微硬水，水质较好，可作酿造和饮用。官沟口至桃河大桥，矿化度明显增高，为5501140mg/L，局部已成微碱水，电导率为8601580微欧/厘米，总硬度为20.847.2，绝大部分属于极硬水，已不易饮用，水型也多样化。构成两段水质差异的主要原因是东段的人为污染。本区污染源分布广泛，污染物种类繁多，排污设施不健全，管理不善，污水不加任何处理就向桃河排泄，加之各单位在桃河滩上盲目打井，如辛兴至蒙村河口，群井林立，其密度高达15.62眼每平方公里，严重的造成补给源的不足，含水层的储存量减小，这一切给污水的下渗创造了良好的条件，致

33、使潜水遭到相当程度的污染，根据化验，氨，氮为0.59，超标达35倍，COD为2.00，总硬度21.29，细菌70.82，大肠杆菌13.86，均大大超标。阳泉矿区各厂矿之工业用水及饮用水目前主要的有五个供水水源：1）娘子关泉域提水供水水源阳泉市从七五年开始，为解决本市的供水问题，经国务院批准，从娘子关修建提水工程，将娘子关泉域的1.5m3/s流量的水，提高标高（水位）自流引入阳泉，供阳泉市区的工业用水和民用水。目前供矿务局生产及生活用水2.52.8万m3/d左右，称这1.5m3/s流量提水供水系统。另外由平定县在娘子关泉域修建一条1.0m3/s流量的提水工程，由娘子关直接提高标高引入平定县内进行

34、工业及民用的供水，可解决阳泉市南部平定县内的供水不足问题，同时也解决了矿区南部五矿的生产及生活供水。目前的供水量已达到0.9m3/s，南线供水还待试供。2）河流水及桃河潜水供水水源阳泉矿务局与一九七七年从西部寿阳的山南水库安设管路，将山南水库35km3/d的水量自流引入矿区，后又与阳泉市桃河供水管路并联，归阳泉市自来水公司统一管理，称这条供水系统为西线供水系统，目前西线供水系统，根据自来水公司资料，每天可供一万立方水，其中供矿务局7500-8000m3/d。3）奥灰的深层水阳泉矿务局从一九七四年开始对本区深层的奥灰水进行勘探并建井取水，目前已施工钻孔33个，钻孔深水井6眼，总出水量可达3万m3

35、/d但目前只取水0.91.2万m3/d左右，这些水量全部供生产及生活用水。4）自建桃河潜水井矿区除五矿外，主要的潜水供水源地为桃河，每个矿在桃河内均建有潜水井，每个潜水井的出水量多在2001000m3/d左右。全局总共建有潜水井约20个左右，但由于长期的大量取水和管理不善，多数潜水井水量变小，甚至干涸或淤填。5）矿坑水目前矿务局共有矿井11对，绝大部分矿井水均进行了复用，就是由井下排出入地面水池，再由水池自压入井下各工作面进行洒水和消毒复用，另外一些有条件的地区在地面的河沟内用钻孔往井下放水，供井下生产使用。1.2 井田地质特征1.2.1 井田地形及地质勘探程度本区位于太行山北段西侧刘备山的南

36、麓，由于地壳长期上升，侵蚀基准面下降，切割较深，沟谷纵横，地形陡峻，形成了较为复杂的中低山地貌。区内最高点是西部的担山，海拔标高为+1372.60 m，最低点为东南部的桃河，海拔标高为+700 m。一般相对高差200500 m。总的地势为西北高，往东南方向逐渐降低。本矿井地质勘探是在原精查地质勘探和1962年局部可采煤层补充勘探的基础上，根据生产设计的要求，为进一步查明局部可采煤层的可采范围，影响生产和安全的地质构造和一些特殊地质现象，以及水文地质情况等。在历次资源勘探和补充勘探中总施工钻孔180个，进尺84340.69 m。在生产地质补充勘探中，总施工钻孔138个，进尺27290.96 m。

37、本区除精查勘探中所施工的钻孔外，在矿井地质勘探中总共施工钻孔136个，总进尺27290.96 m，其中井下钻孔70个，进尺4120.07 m。1.2.2 井田地层本区位于阳曲矿区之西部，地势较高，切割较深，沟谷纵横，地层裸露。根据地表的出露和井下巷道和钻孔的揭露，最老的有奥陶系，最新的为第四系，现分述如下：1）奥陶系根据揭露的情况，分如下四组：中奥陶系峰峰组（O2F），中奥陶系上马家沟组（O2S），中奥陶系下马家沟组（O2X），下奥陶系亮甲山组（O11）。2）中石炭本溪组本组以平行不整合于中奥陶系峰峰组之上，岩性为灰黑色、黑色的砂质泥岩、泥岩、灰白色之细中砂岩、灰色的铝质粘土岩以及2-3层的深

38、灰色的石灰岩组成。3）上石炭系太原组太原组是本区主要含煤岩系之一，连续沉积于本溪组地层之上，在本区东部的蒙村河岸有出露。全组厚度110-145 m，平均125 m。由灰黑色、黑色之砂质泥岩、泥岩、灰白色之细-中粒砂岩、深灰色石灰岩和煤层组成。4）下二迭系山西组山西组也属于本区的主要含煤岩系，连续沉积于太原组煤系之上，在本区的东部一些沟谷内有出露。厚度东部地区较厚，可达75 m，西部地区较薄，最小为43 m，平均为56 m左右。主要为灰黑色之砂质泥岩、泥岩、灰白色之细粗粒砂岩和煤层组成。5）下二迭系石盒子组下石盒子组出露于本区的东部，连续沉积于山西组地层之上，根据岩性和特征分为三个层段：绿色岩层

39、段(P1X1)，黄色岩层段(P1X2)，砂岩段(P1X3)。6）上二迭系上石盒子组本组大面积出露于本区的西部，总厚度为320 m左右，连续沉积于下石盒子组地层之上。根据其岩性特征，主要分为三个层段，由下往上分：黄红色岩层下段(P2S1)，黄红色岩层上段(P2S2)，褐色岩层段（P2S3）。7）上二迭系石千峰组主要分布于本区西部的高岭，佛凹以北的担山和双足山顶一带，底部为一层浅红色含砾石的中一粗粒岩（K13），连续沉积于上石盒子组地层之上。8）第四系第四系地层以不整合覆于各时代地层之上，大多数分布一些比较平坦的山顶和平缓的山坡地带。由于露头零星分布，岩性变化甚大，在对比上有些困难，大致分为中上更

40、新统的马兰黄土和离石黄土（Q2+Q3）。根据揭露的情况，分如下三组：中更新统离石组（Q2），上更新统马兰组（Q3），全新统（Q4）。含煤地层（含煤岩系）有中石炭系本溪组，上石炭系太原组，和下二迭系山西组，均属连续沉积。它们经历了滨岸三角洲滨海平原沉积环境的变迁，煤层形成于多种成因的泥炭沼泽内，且周期性遭到海水的淹没，形成了一套海陆交替相的沉积，导致了碳酸盐岩与煤层之间形成了不可分割的联系，分述如下：1）中石炭系本溪组本组是在中奥陶系峰峰组分化夷平面的基础上沉积的，首先沉积了底部的铁铝岩层。2）上石炭系太原组中石炭系本溪组沉积以后，上石炭系太原组连续沉积于本溪组之上。它不但继承了本溪组滨岸、泻湖

41、相的沉积特点，还具有三角洲体系的沉积特征。在太原组晚期，岸进作用增强，三角洲得以形成和发展。随着地壳振荡振幅的增大，进程变缓，频率变小，成煤条件逐渐转好，因此形成了具有较大经济价值的煤层。随着各种淡水半咸水沼泽的形成和发展，尚有三角洲体系碎屑岩和浅海碳酸盐岩的发育，特别是该组的中段浅海环境占主导地位，海进期增多，范围广阔，以K2、K3、K4灰岩为代表。在太原组的后期，海水开始在本区全面退出，形成了三角洲环境的沉积。3）下二叠系山西组本组联系沉积于太原组煤系之上，除了继承太原组晚期的沉积环境而连续沉积外，它主要以三角洲沉积体系的环境为主，（太原组属滨岸海陆交替相的沉积），也就是说，属于过渡的陆相

42、沉积。阳泉三矿综合柱状图如图1-2所示。图1-2 综合柱状图1.2.3 井田地质构造三矿井田位于阳泉矿区大单斜构造之西部，在这个单斜面上次一级饿褶皱构造比较发育，在平面上它们多呈北北东北东方向展布，以波状起伏的短轴褶皱构造为主，呈背向斜相间，斜列式、平列式组合，在一些局部地区，还出现一些小型的帚状、环状、S形等组合，在剖面上多以上部比较开阔平缓，下部比较中常或紧闭的平行褶皱为主。但在一些局部地区也出现一些不协调的层间褶皱，这些不同形态，不同组合的褶皱群，构成了本区构造的主题，现分述如下：1）褶皱本区的褶皱除了在区域构造中桃河向斜的西段横穿本区南部为塞鱼向斜，属于本区最大的一条褶皱构造而外，还有

43、次级的一些规模较大的褶皱构造。（1）南庙向斜：位于本区的中东部马家坡新村一带，呈北东东东西向展布，全长4000 m，幅度为150 m。两翼不对称，北翼为50，南翼为110。东起于寨山槽、经马家坡新村一直延到白安梁消失。这条褶皱往东与大脑梁褶皱相接，与赛鱼向斜平行展布，属于东西向斜构造成分。（2）杨家岭背斜：位于二号井的二采区内。西起于西沟内呈北东东东西向延伸，在白土垴附近伸出界外，进入桃河。在本井田内长度为3500 m，幅度为100 m，两翼基本对称，北翼倾角60，南翼90，位于赛鱼向斜的南侧并平行展布。（3）辛兴向斜：位于辛兴村的北部，呈一往北的弧形，东段为北东东东西向，西段为北西向，呈一往

44、南凸出的弧形。此构造东起于马家坡河口的杨家岭。西端至张家岩村南500 m处消失。全长3000 m。此褶皱的两翼对称，倾角较缓，平均为60左右，属于东西构造成分。（4）大西脑背斜：位于辛兴向斜的南部，与辛兴向斜平行展布。西端始于小老虎沟内，呈南东方向延伸至辛兴村伸出界外进入桃河。在井田范围内长度约2000 m，两翼对称倾角4050，属于北西至东西的弧形构造。（5）马家坡向斜：此构造位于马家坡村的北部和南西部，由北往南穿过该村。南端始于张家岩村，呈北东向延至马家坡村（西坡及东坡村），呈北北东和近南北向延至界外。在区内长度4000 m，两翼倾角3070，属于对称的向斜构造。此构造的西端与马圈脑向斜断

45、续相接，只是中间被一个小型的盆状褶皱隔断。（6）摩天脑背斜：此构造是一条北北东方向的褶皱构造，位于本区的中部，由北往南直穿整个井田，全长11 km，北端在吴家掌村北面倾没，南端在南界的海洛湾村消失。此构造是本区内一条比较大的构造，两翼倾角6080，基本上对称，与上述的马家坡向斜基本平行展布，在两褶皱之间还有数条次级的小型褶皱，它们均受此褶皱所控平行展布。（7）李家山、芦湖、车道弯向斜：位于本区的中部，呈一北北东向舒缓的“S”形，从北往南直穿整个井田与摩天脑背斜平行展布，只是南段相距较近，多在500600 m，北段相距较大，多在8001300 m，其间还出现两条北西方向的短轴小型背向斜与主干褶皱呈角度相交，但不穿过。这是主干褶皱在形成过程中的附生构造，受主干褶皱所控。此褶皱走向长度9km，幅度100 m，两翼对称，倾角在60左右。（8）芦湖北、车道沟北背斜：此构造呈北北东方向，由北往南直穿整个井田，与上述的李家山、芦湖、车道沟向斜等平行展布，其长度为58公里也呈舒缓的辗转弯曲的“S”形。在它的