1礦田概況和地質(zhì)特征

1、1 礦田概況和地質(zhì)特征1.1 礦區(qū)概況平朔礦區(qū)位于山西省寧武煤田北端。 地跨朔州市平魯、 朔城兩區(qū)，屬山西省朔州市管轄，其地理坐標(biāo)為東經(jīng) 11210 113 30，北緯 3923 39 37。礦區(qū)范圍東以馬營河和 11 號煤層露頭線為界， 北和西均以 11 號煤層露頭線為自然邊界，南以擔(dān)水溝斷層為界。礦區(qū)勘探面積 380km2。資源劃分見圖 1。圖 1-1 資源劃分圖平朔礦區(qū)南部有北同蒲鐵路通過，靠近礦區(qū)的車站為朔州、大新、神頭等 3 個(gè)車站，相距 1821km，朔州站北距大同 129km，南距太原 226km，距秦皇島 773km。區(qū)內(nèi)沿七里河已建成由北同蒲鐵路的大新站接軌通往安太堡露天煤礦

2、、 安家?guī)X露天煤礦的鐵路專用線及通往劉家口集運(yùn)站、 木瓜界集運(yùn)站的鐵路專用線， 沿馬關(guān)河建有從神頭站接軌通往楊澗、蘆家窯 ( 陶村集運(yùn)圖 1-2 交通位置圖站) 的地方鐵路專用線。大 ( 同) 運(yùn) ( 城 ) 高速公路由礦區(qū)東南部通過，有高速公路支線將礦區(qū)與大運(yùn)高速公路相連。 朔 ( 州 ) 平 ( 魯) 一級公路南接大運(yùn)高速公路沿七里河北上到平魯城區(qū)，貫穿礦區(qū)南北。詳見圖1-2 。安家?guī)X露天礦田， 橫跨安家?guī)X和安太堡二號兩個(gè)勘探區(qū)， 位于平朔礦區(qū)的中南部，其行政隸屬山西省朔州市平魯區(qū)。地理坐標(biāo)為：其地理坐標(biāo)為：東經(jīng)1122052 1122622, 北緯 392603 392943， 礦區(qū)范圍

3、由 29 點(diǎn)坐標(biāo)連線圈定，礦田東西寬 7842m，南北長 6556m，面積 28.8832km2，劃出南部西易煤礦2.4959 km 2，東易 4.3855 km 2 , 礦田面積為 22.0018km2。本礦田屬于山西黃土高原朔平臺地之低山丘陵，全區(qū)多為黃土覆蓋，區(qū)內(nèi)黃土臺地曾經(jīng)受強(qiáng)烈的侵蝕切割作用，加之區(qū)內(nèi)植被稀疏，形成梁、垣、峁等黃土高原地貌景觀。礦區(qū)內(nèi)地形基本呈北、西高，東、南低之趨勢。最高點(diǎn)位于礦區(qū)北界雙圪塔梁，海拔高度 1435m，最低點(diǎn)為礦區(qū)東部的馬關(guān)河床，海拔高度1180m，相對高差 255m。本區(qū)屬于海河流域，永定河水系，河流有馬關(guān)河、七里河。本區(qū)之東有太行山、 五臺山。兩山

4、高度皆在海拔2800m以上，阻隔海洋季風(fēng)吹入，而其西部與內(nèi)蒙古相通， 使本區(qū)一帶成為塞外寒流南侵的必經(jīng)之道，因此，大陸性季風(fēng)氣候極為典型。年平均氣溫5.4 13.8 ，絕對最高溫度 +37.9 ，絕對最低溫度 -32.4 ，一般日溫差也在18 25以上。年降水量分配極不均勻，暴雨強(qiáng)度大，年降雨量為345.3 682.2mm，年平均為 428.2( 朔縣站 19221991 年 ) 449mm(井坪站 19531985 年 ) ，最高為757.4mm，最低 195.6mm。降水多集中在七、 八、九三個(gè)月，占全年降水量的 75%，有時(shí)達(dá) 90%，日最大降水量 87.0 153mm，連續(xù)最長降水時(shí)間

5、 13d。年蒸發(fā)量在 1786.7 2598mm之間，一般為 2066.7mm，從四月至六月，月蒸發(fā)量可達(dá) 580mm，一般年蒸發(fā)量是降水量的 5 倍左右。霜凍期每年九月下旬開始，初霜期最早為9 月 14 日，終霜期為次年四月，個(gè)別年為五月上旬， 最晚為 6 月 7 日。凍結(jié)日期最早為 10 月 18 日，解凍日期最晚為次年的 4 月 12 日。凍土深度一般在 1.11m 左右，最大為 1.31m，無霜期 107175d。本區(qū)每年有風(fēng)時(shí)間占全年總時(shí)間的 70%，平均每年出現(xiàn) 40d 左右的大風(fēng)，颶風(fēng)天數(shù) 2d 左右，風(fēng)沙日在 29d 以上，多集中于冬春季節(jié)，風(fēng)向多為西北，年平均風(fēng)速 2.3 4

6、.7m/s ，最大風(fēng)速可達(dá) 21.7m/s 。根據(jù)國家地震局中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖（ 2001），本區(qū)地震基本烈度為度，地震動峰值加速度 0.1g ，地震分組為第二組。年蒸發(fā)量在 1786.7 2598mm之間，一般為 2066.7mm，從四月至六月，月蒸發(fā)量可達(dá) 580mm，一般年蒸發(fā)量是降水量的 5 倍左右。朔州市位于山西省北部、大同盆地西南端，南鄰忻州，北接大同，西北與內(nèi)蒙古交界，轄兩區(qū)四縣，主要農(nóng)作物有玉米、馬鈴薯、小麥、谷子、胡麻、甜菜、莜麥、豌豆等 30 多種。朔州市是一個(gè)以煤炭、電力為主的新興工業(yè)城市，本區(qū)煤炭資源豐富， 是國家主要能源基地之一。 朔州礦藏資源豐富， 初步探明的礦藏

7、有煤炭、石灰石、鐵礦石、鋁礬土、云母、粘土、石墨等35 種。全市具有規(guī)模的工業(yè)企業(yè) 120 家，煤、電基礎(chǔ)極為雄厚， 且有大型現(xiàn)代化露天煤礦安太堡露天煤礦和安家?guī)X露天煤礦以及華北地區(qū)最大的火力發(fā)電廠神頭一、 二電廠。全市煤炭年生產(chǎn)能力 80.00Mt 以上。電力總裝機(jī)容量 2448MkW。乳、瓷等新興產(chǎn)業(yè)頗具實(shí)力，乳制品生產(chǎn)能力達(dá) 10 萬噸以上，是全國農(nóng)區(qū)最大的乳制品生產(chǎn)基地之一；日用瓷年生產(chǎn)能力達(dá)到 5 億多件，懷仁嘉明陶瓷公司是全國最大的日用瓷生產(chǎn)企業(yè)之一。1.2 礦田地質(zhì)構(gòu)造及煤層產(chǎn)狀特征地質(zhì)構(gòu)造本礦田位于寧武煤田北端，寧武煤田的基底為一套古老的變質(zhì)巖系，地層沉積總厚達(dá) 2600350

8、0m以上，沉積中心位于煤田中南部寧武 - 靜樂一帶，地層厚度在 3500m以上，而北部井坪 - 朔縣一帶僅幾百米，中心出露最新地層為中生界侏羅系，向周圍依次為中生界三疊系、古生界二疊系、石炭系、奧陶系、寒武系，太古界五臺群， 新生界第三系、 第四系在南部靜樂盆地及北部朔縣平原厚度達(dá) 200m以上。寧武向斜貫穿煤田南北，其走向：井坪 - 陽方口近南北，陽方口 - 靜樂為N30E，向斜軸除朔縣平原偏向西部外， 一般偏向東部， 且東翼地層傾角大于西翼，為一不對稱向斜。煤田東部構(gòu)造較西部復(fù)雜， 地層傾角在 30以上， 有的達(dá) 7080甚至直立倒轉(zhuǎn)，大的逆斷層多分布于此，中部地層傾角平緩，一般在10以下

9、，無急劇折曲，微傾斜波狀起伏較發(fā)育，其兩翼傾角一般 25左右。構(gòu)造一覽表見圖 1-1 。地質(zhì)綜合柱狀圖見表 1-2 。斷裂發(fā)育在煤田東西兩側(cè)， 主要在東部， 以走向 N20 - 50E一組為主， 多為高角度的正斷層，逆斷層較少，另一組為 N15 - 45W，但數(shù)量稀少，規(guī)模較小，影響甚微。表 1-1構(gòu)造一覽表性質(zhì)軸向兩翼傾角區(qū)內(nèi)延伸長構(gòu)造類別度褶白家辛窯向斜N35E-N15E5o左右1300皺北西翼傾角 3 5，蘆子溝背斜N30E6000南東翼傾角 6 9白西溝向斜26700走向傾角落差延展長度斷15 19o 最大48m至F1(安家?guī)X逆斷層 )N25o 40oE達(dá) 30o,與蘆子層62m 之間

10、6000m溝背斜平行(落F2（海液溝正斷層）N90o E傾向南 7015m至 2500m差 2520mm)傾向南東， 傾F3 正斷層走向 N35oE20m1800m角 70oF12（逆斷層）走向 N35oE傾向南東 , 傾落 差達(dá)角 30o20m1350m長軸長短軸長備注陷破碎嚴(yán)重，煤層標(biāo)高明顯落堰長坡陷落柱 （X1 ） 450m200m低于四周柱全孔巖芯破碎嚴(yán)重，巖性姚吉坪陷落柱 （X2 ） 長軸 300m160m混雜，呈角礫狀，巖層傾角急劇增大甚至近直立，全孔未見正常層位煤層表 1-2地質(zhì)綜合柱狀圖地質(zhì)年代柱層厚狀最小 -最大巖性描述界系統(tǒng)組圖平均上離第中石由黃土 ,亞砂土 ,礫石曾及瑯土

11、組成。黃土垂直節(jié)理，新四下組厚度較大；亞黏土多分布于底部，淺肉紅色；礫石層系更馬為薄層，橫向不穩(wěn)定，瑯土為零星分布于地表，厚度80Q新蘭不大。生統(tǒng)組界第上保主要為棕紅色粘、亞粘土，粘土顏色深，亞粘土淺，三新德30底部常見礫石層，黏土層中常見斷續(xù)鈣質(zhì)結(jié)核。系統(tǒng)組上石上河統(tǒng)子二組下石迭河子下組晚統(tǒng)山系古西組生太界上原石統(tǒng)炭組系本中溪統(tǒng)組0-15282041-635340-595168-998321-4837主要由砂巖，砂質(zhì)泥巖組成。泥巖、砂巖多綠色，厚層狀，橫向多變化，向上逐漸變?yōu)榛野咨?，微件棕紅色條帶，砂質(zhì)泥巖為紫紅色，下部顏色較淺，淺黃綠及褐黃色，向上顏色深，為灰黃色；底部有一層含礫粒砂巖，局

12、部相應(yīng)變?yōu)槲魃皫r與下石河子組相接觸。有淺黃色及灰綠色砂巖及砂質(zhì)泥巖組成。 中粗粒砂巖多為黃綠 色，含礫；細(xì)粒砂巖顏色較淺，下部的砂質(zhì)泥巖以杏黃色為主，偶夾煤線，上部的砂質(zhì)泥巖顏色較深，局部雜色，與下伏山西組整合接觸。有淺灰色， 雜白質(zhì)砂巖， 深灰色泥巖及砂質(zhì)泥巖組成。夾 1 四層煤線，其中 3 號煤層全區(qū)層位穩(wěn)定，中上不界 2 3 層高嶺巖，底部粗砂巖，局部變?yōu)榉凵皫r或細(xì)砂巖，與下伏太原組接觸。由黃白色砂巖，灰白色砂質(zhì)巖及煤層組成。砂巖為灰色，粉砂巖為黑灰色。上部含可采煤層4 煤，5 煤局部可采，中部可采煤層一層 7-4，6 煤不可采，下部 9 煤， 11 煤可采。發(fā)育層厚，全區(qū)穩(wěn)定， 7 煤

13、上發(fā)育一層淺灰?guī)r，穩(wěn)定性較好，與下伏本溪組整合接觸。以灰黑色，灰色，深灰色細(xì)砂巖砂質(zhì)泥巖為主，中部發(fā)育 1 3 層灰褐色雜巖，層不變含有動物化石，與下伏石家溝組不整合接觸。本區(qū)揭露的斷層共有 20 條，落差 20m的斷層有 5 條，其中 1 條位于礦田北部邊界處， 20m落差 10m的斷層有 9 條，一條位于北界外， 落差 10m的斷層有 6 條，構(gòu)造綱要圖見圖 1-3 。本礦田地層平緩，斷裂構(gòu)造不發(fā)育，未見巖漿巖活動，井田地質(zhì)構(gòu)造屬簡單類。圖 1-3 構(gòu)造綱要圖煤層產(chǎn)狀特征(1) 含煤性本礦田含煤地層為石炭系太原組及二疊系山西組，共含煤十四層。山西組地層厚 0 69.21m，平均 49.90

14、m，含煤 4 層，多見 2、 3 號煤層， 1、4 號 存極少。均為 0.20 0.50m 之薄煤層，零星賦存，以下不再敘述。(2) 可采煤層太原組地層厚 60.64 110.50m，平均 90.37m，含煤 10 層，編號為 4-1 、 4-2 、 4-3 、5、6、7、 8、 9、 10、11 號，煤層總厚煤層總厚 32.38m，含煤系數(shù)36%。煤層特征如表 1-3 。表 1-3煤層特征一覽表煤層間距底板分布范圍煤層層煤層結(jié)構(gòu)頂板巖性巖性穩(wěn)定性最小-最大最小-最大及可采性號平 均平 均0.83-24.36K35.803.40-15.60復(fù)雜 2-6 個(gè)分3泥巖細(xì)4（ 4-1 ）多為K粗巖穩(wěn)

15、 定全區(qū)可采7.141.0-8.85層極少泥巖砂巖6.10西北部與0-5.40-1較簡單 1-4泥巖粉4 合并，為42-3泥巖細(xì)砂巖較穩(wěn)定3.24砂巖大部可采7.67-55.15煤層0-3.2023.39簡單 1-2 個(gè)分高嶺質(zhì)泥巖泥巖粉除個(gè)別點(diǎn)7層砂質(zhì)泥巖砂巖不穩(wěn)定外，基本全1.64區(qū)可采11.59-22.361.33-23.39復(fù)雜 2-10 個(gè)分泥巖、砂質(zhì)泥巖、全井田分層一般 4-6 個(gè)99.75巖中、粗砂粉細(xì)砂穩(wěn) 定16.26布并可采分層巖巖2.06-8.55簡單一般 2-3泥灰?guī)r、炭全井田分111.00-10.95質(zhì)泥巖、粉細(xì)砂巖穩(wěn) 定4.10個(gè)分層布并可采砂巖3.84K20.60-

16、12.801.40-21.715.679.24注： K3 、 K2 為標(biāo)志層1.3 水文地質(zhì)特征含水層( 見表 1-4)表 1-4含水層特征表含水層流量水質(zhì)類型礦化度PH簡介石灰?guī)r為主，其奧陶系石灰6.8 8.84m3/sHCO-Ca.Mg350mg/L7.3次為白云質(zhì)灰?guī)r含水層型水巖、泥灰?guī)r及角礫狀灰?guī)r本組地層為含煤煤系地層，含水太原組砂巖0.00194L/s.m ，滲透HCO3.SO4-Ca482 7.58砂巖多間夾于泥裂隙含水層系數(shù) 0.03m/d.Mg751mg/L巖、砂質(zhì)泥巖和各煤層之間，砂巖多具構(gòu)造裂隙山西組砂巖含水層(即0.042 0.045L/smK3 砂巖)下石盒子組裂隙含水

17、層上石盒子組裂隙含水層基巖風(fēng)化殼0.763 L/smHCO3-Ca.Mg270-286.裂隙含水層型水7.37.88mg/L第四系沖積205 一洪積層孔HCO3-Mg.Ca7.4238mg/L隙潛水和層面成巖裂隙區(qū)內(nèi)主要含水層，含水層厚8.61 31.6m礦田的西北部、蘆子溝背斜軸部地帶剝蝕。地層沿較大溝谷有少量出露，巖性為砂巖、泥巖、砂質(zhì)泥巖等。砂巖裂隙水，含水微弱。含水量很少巖性為砂礫石夾透鏡狀粘土，含水豐富巖性為砂礫石夾透鏡狀粘土，含水豐富隔水層第三系紅色粘土，主要分布在井田西半部，層厚0 65.50m。本溪組：巖性主要由泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖、石灰?guī)r、鋁土泥巖組成，厚度 21 45m，

18、含水性極弱或者不含水為相對隔水層。斷裂導(dǎo)水狀況礦田內(nèi)具有控水意義的構(gòu)造有蘆子溝背斜及白家辛窯向斜構(gòu)造。 陷落柱導(dǎo)水構(gòu)造及安家?guī)X阻水逆斷層構(gòu)造。地下水的補(bǔ)給與排泄區(qū)內(nèi)地下水的補(bǔ)給來源主要為大氣降水入滲補(bǔ)給、 由于露天開采開挖前， 需進(jìn)行大量鉆孔爆破，使巖層裂隙十分發(fā)育，給降水入滲創(chuàng)造了良好的條件。地下水的排泄途徑有地下水的側(cè)向徑流排泄、 以泉的形式的點(diǎn)狀排泄以及人為的礦井排水排泄。大氣降水、地表水及地下水之間的關(guān)系大氣降水是本區(qū)地下水和地表水的主要補(bǔ)給來源。本區(qū)地表水主要有西部的馬關(guān)河及東部的馬營河。馬關(guān)河為常年性清水河流，其清水流量全部由上、 下石盒子組含水層中的地下水補(bǔ)給， 清水流量比較穩(wěn)定

19、，上游流量為 8 20L/s ，下游流量為 40 60L/s 。大氣降水、地表水和地下水三者之間在本區(qū)互為轉(zhuǎn)化，相互補(bǔ)給，其三者聯(lián)系較為密切。水文地質(zhì)類型本礦自建礦以來正常情況下礦坑從未向外排水，均用于礦場內(nèi)除塵撒水，礦坑涌水量約為120m3，在雨季，只是在底部11 號煤層底板的最低處，有少量的地下水滲出，形成面積不大的積水，本礦水文地質(zhì)條件簡單。1.4 煤層頂?shù)装鍘r石工程地質(zhì)特征工程地質(zhì)特征1、第四系主要由黃土、淺紅色亞粘土、黃色亞砂土等組成，黃土具垂直節(jié)理，亞粘土可見鈣質(zhì)結(jié)核，地層在井田內(nèi)的最大厚度 80m。本區(qū)的土質(zhì)多為細(xì)粒土中的輕亞粘土、亞粘土。2、新第三系上新統(tǒng)地層在井田內(nèi)零星分布，

20、 厚度不大， 巖性主要為棕紅色粘土及亞粘土， 粘土中可見鈣質(zhì)結(jié)核。3、石盒子組地層該地層巖性主要由砂巖、泥巖和砂質(zhì)泥巖組成；砂巖和砂質(zhì)泥巖呈黃綠色。據(jù)安太堡礦資料該組巖石屬堅(jiān)硬 - 半堅(jiān)硬巖石，其中砂巖在自然狀態(tài)下的單向抗壓強(qiáng)度 =2.31 14.27 （104kPa），飽和狀態(tài)下 C=1.02 3.43 （104kPa），泥巖在自然狀態(tài)下 =2.31 5.99 （ 104 kPa），內(nèi)摩擦角 =41，凝聚力 C=0.46（ 104kPa），在自然狀態(tài)下的砂礫巖： C=1.422（104kPa），飽和狀態(tài)下的砂礫巖： =0.971 （104kPa）；內(nèi)摩擦角 =20；凝聚力 C=2.227（1

21、04 kPa）。4、山西組地層本組地層主要由灰色、灰白色砂巖、灰黑色、灰色砂質(zhì)泥巖和泥巖組成，該層平均厚度為 51m，其中砂巖占 47.55%，泥巖和砂質(zhì)泥巖占 50.96%，煤占 1.44%。根據(jù)安太堡礦資料，頂部泥巖在自然狀態(tài)下的單向抗壓強(qiáng)度=3.03（ 104kPa）。飽和狀態(tài)下 =1.187（ 104kPa）。中部砂巖自然狀態(tài)下=2.031 4.454 （ 104kPa）；飽和狀態(tài)下=1.923（ 104kPa）。底部砂巖在自然狀態(tài)下=3.296 5.445 （ 104kPa）；飽和狀態(tài)下=2.708（ 104kPa）；內(nèi)摩擦角 =2325；凝聚力 C=2.521（104kPa）。5、

22、太原組地層太原組地層為本礦的主要含煤地層，所有的可采煤層均賦存于太原組地層中。該地層主要由砂巖、泥巖、石灰?guī)r和煤組成，其中砂巖占 31.31%，砂質(zhì)泥巖占 31.0%，灰?guī)r僅占 1.2%，其余為煤。據(jù)安太堡礦資料：煤層在自然狀態(tài)下單向抗壓強(qiáng)度=0.667 1.826（ 104kPa）；內(nèi)摩擦角 =2633；凝聚力 C=2.354（104kPa）。硬層砂巖在自然狀態(tài)下單向抗壓強(qiáng)度=9.9 15.8 （104kPa），飽和狀態(tài)下4單向抗壓強(qiáng)度 =7.436 10.928 （10 kPa）。4半堅(jiān)硬層砂巖在自然狀態(tài)下單向抗壓強(qiáng)度=2.57 6.81（10 kPa），飽和狀4態(tài)下單向抗壓強(qiáng)度=1.589 4.267 （10 kPa）。6、本溪組地層本組地層為主要可采煤層的下伏地層， 平均厚度為 37m，其巖性主要由砂巖、鋁質(zhì)泥巖、砂質(zhì)巖和灰?guī)r組成， 鋁質(zhì)泥巖分布于本溪組的中部和下部， 是該層中的弱層，遇水很快變軟，在自然狀態(tài)下 =1.589（ 104kPa）。該層中的硬巖層是石灰?guī)r，分布于本溪組的中部，自然狀態(tài)下 =10.879（ 104kPa）。邊坡類型本區(qū)的巖石大多數(shù)屬半堅(jiān)硬巖石夾有一定量的弱層和堅(jiān)硬層。地下水較少，巖石強(qiáng)度較高，且強(qiáng)度差別不大（第四系除外） ，巖層