斜溝煤礦概述及井田地質特征

1、)1礦區(qū)概述及井田地質特征1.1礦區(qū)概述1.1.1位置斜溝煤礦位于山西省興縣縣城以北 50km處嵐漪河兩側。行政區(qū)劃屬于興縣 魏家灘鎮(zhèn)管轄。其地理座標為：北緯38° 32' 4038° 44' 39東經111° 05' 30111° 08' 33斜溝煤礦擴界后邊界拐點座標為（由 7個拐點連線圈定）：(X=4284000X=4284000X=4282700X=4281500Y=508500Y=512000Y=511550Y=512000X=4279500Y=512300X=427770Y=512400X=427770Y=50

2、8500面積 22.2507 km2。1.1.2周邊小窯概況井田內及其相鄰地區(qū)有各類煤礦 8座，其中生產礦井4座，關停礦井4座, 生產礦井為：斜溝煤礦（原礦區(qū)）、馬羅煤礦、范家瞳煤礦、黃輝頭煤礦，關停 礦井（位于擴區(qū)內）為白家溝煤礦、店灣煤礦、陽坪煤礦、高家峁煤礦。這8座煤礦的生產情況見表1-1。表1-1井田內及鄰區(qū)煤礦生產情況調查表煤礦名稱開采煤層產量（萬 t/a）開采范圍采煤方法通風排水量（m3/d）備注斜溝煤礦（原礦區(qū)）8、1310南北長2000m,東西 370-480m短壁式壓風機420馬羅煤礦135主斜井向西掘進170m短壁式壓風機范家瞳煤礦131主斜井向東短壁式壓風機店灣煤礦83南

3、北長1400m, 東西寬420m。短壁式壓風機關停陽坪煤礦8、134南北長1100m,東 西寬450m。短壁式壓風機關停白家溝煤礦6、76基本未開采短壁式壓風機關停黃輝頭86風氧化帶附近短壁壓風機150煤礦式高家峁煤礦8風氧化帶附近關停1.1.3電源條件礦區(qū)附近已有電源主要有兩處：位于興縣蔡家崖的110kV變電站，距魏家灘鎮(zhèn)28.5km,為單電源單主變供電，其電源以一回LGJ-185/82.6Km的110KV線路引自位于臨縣大禹鄉(xiāng)的歧道 220KV變電站，總容量31.5MkVA，由于礦井 工業(yè)場地處于電網末端，供電質量較差，該110kV變電站無法滿足工程項目用電要求。另外還有礦井工業(yè)場地距保德

4、縣天橋220kV變電站約40km，該電站等級高，容量大，也可作為礦井備用電源之一，但該變電站距本礦井距離過遠。目前正在建設的電源如下：新建興縣魏家灘220/110/35kV變電站，該變電站站址位于斜溝礦井工業(yè)場地西側 7km處，屹堝村設計電源以2回LGJ-300的 220kV線路引自歧道220KV變電站，站內設計安裝變壓器為 2 X150MVA，并預 留擴建第三臺主變的可能，電壓等級為220/110/35kV。此外，礦區(qū)規(guī)劃還將利用 本礦井的中煤建一座 2X600MW的中煤電廠。因此，礦井供電需結合現(xiàn)有電網狀況及坑口電廠統(tǒng)一考慮。為了節(jié)省投資， 礦井供電電源取自正在建設的興縣屹堝村220/11

5、0/35kV變電站。1.1.4地形地貌及氣候條件井田屬呂梁山脈的西北端，山河交錯，溝壑縱橫，山川層疊，侵蝕沖刷劇烈， 地勢總體為南北高中部低，最高點海拔1254.0m,最低點海拔924.0m,最大相對 高差330.0m，區(qū)內大面積為第三、四系松散層所覆蓋。本區(qū)屬溫帶大陸性季風氣候，四季分明，晝夜溫差大。冬季漫長寒冷少雪， 春旱風大升溫較快，夏季短暫炎熱多雨，秋季涼爽天氣晴朗。據興縣志記載， 年平均氣溫為8.1C 128C, 月份最冷，平均氣溫為-9.4C, 7月份最熱，平 均氣溫為23.2C ;極端最低氣溫為-29.3C（ 1958年1月16 日）,極端最高氣溫 為38.4C（ 1961年6月

6、11 日）,年平均太陽總輻射為559080J/CR?。全年風向以 東風為主，西風次之，歷年平均風速 2.4m/s,最大風速可達20m/s。多年平均降 雨量為625mm,年最大降雨量為844.6mm （1964年），其中1967年8月20日 最大降水量達104.1mm；年最小降雨量為181.1mm （1965年），其中1969年11 月29日至1970年2月18日連續(xù)82天無降水，降雨量分配極不均勻，多集中于 每年6月下旬至9月上旬，占全年的66.2%。年平均蒸發(fā)量為2090.8mm,最大 蒸發(fā)量為2541.0mm （1972年）。年平均無霜期為174d,初霜一般出現(xiàn)在9月26 日至10月13日

7、之間，終霜一般在翌年的4月3日至4月20日之間。最大凍土 深度130cm左右。1.1.5水文情況井田內主要河流為嵐漪河，屬黃河水系。發(fā)源于岢嵐縣馬跑泉，全長120km, 經魏家灘至裴家川口注入黃河， 流域面積2167km2,多年平均流量2.83m3/s，最 大洪峰發(fā)生在1967年8月，平均洪流量達81.6m3/s。河內長年有流水，天古崖水庫位于井田河段上游1.5km處，入庫清水流量0.71.10m3/s1.2井田地質特征1.2.1井田勘探程度及地質報告的審批情況本井田位于山西興縣魏家灘鎮(zhèn)境內， 從1958年至1980年，山西省地質廳燃 料隊、山西地質局區(qū)調隊、山西地質局216地質隊以及山西地質

8、局215地質隊等 地質單位，在本區(qū)均做過不同程度的地質工作。(1) 1986年至1987年原山西省地質礦產局215地質隊在興縣魏家灘、黃輝 頭鋁土礦區(qū)進行了鋁土礦普查地質工作，填制了1 : 1萬地質圖，在本區(qū)及外圍共施工鉆孔15個，鉆探總進尺為2513.03m。分別為魏家灘礦區(qū)1212.89m,測井 1039.00m,其中三個未見煤孔未進行物探測井；黃輝頭礦區(qū)1300.14m,未進行測井，工程質量較好，資料可靠，并分別計算了煤炭資源儲量和鋁土礦儲量，提 交有山西省興縣魏家灘、黃輝頭礦區(qū)鋁土礦普查地質報告，1987年12月由山西省地質礦產局地礦處評審認定。1991年10月至1993年5月，山西省

9、地質礦產勘查局原 215隊在興縣斜 溝煤礦進行了擴建勘探(精查)工作，范圍為斜溝煤礦原礦區(qū)(6.8005km2)施工5個鉆孔，填制了 1/5千地質圖，鉆探總進尺為1171.64m,測井1118.90m, 提交山西省興縣斜溝煤礦擴建勘探(精查)地質報告。該報告于1993年6月由山西省礦產儲量委員會和山西省地礦局聯(lián)合評審認定，分別以晉儲決字(1993) 07號和晉地礦字(1993) 33號批準認定。(3) 2003年5月山西省第三地質工程勘察院編制了山西晉興能源開發(fā)有限 責任公司興縣斜溝煤礦擴界地質報告,井田面積88.64km2。該報告于2004年3 月經山西省礦產儲量委員會評審認定以晉儲決字(2

10、004) 05號文予以批復。(4) 2005年8月，山西省第三地質工程勘察院在勘探工作已基本完成的基礎 上提交了山西省河東煤田興縣斜溝井田勘探(精查)地質報告及其附圖。該報 告目前正在上報國土資源部審批。本區(qū)位于河東煤田北部遠景普查區(qū)的北中部， 區(qū)域地層由老至新為：古生界 奧陶系中統(tǒng)，石炭系中統(tǒng)、上統(tǒng)，二疊系下統(tǒng)、中統(tǒng)；中生界三疊系下統(tǒng)、中統(tǒng)； 新生界第三系、第四系。本區(qū)大地構造位置處于鄂爾多斯斷塊東緣，興縣石樓南北向褶皺帶的北部。 區(qū)域構造簡單，總體為一走向近南北傾向西的單斜構造，傾角616°局部為20°斷裂少見，在區(qū)域的北西部有九元坪楊家塔背斜和九元坪向斜。九元坪楊家塔

11、背斜：北起興縣九元坪，南至興縣楊家塔，延伸約 7.5km。 背斜的軸向為北北西，軸部寬緩，兩翼傾角較小，西翼一般為711°東翼一般為78°九元坪向斜：北起興縣九元坪，南至興縣楊家塔，與九元坪一楊家塔背斜近 于平行，延伸約8.0km,向斜的軸向為北北西，軸部較為寬緩，西翼傾角一般為 819°東翼傾角一般為712°)綜合柱狀圖地層單位層厚第四系Q奧 陶 系統(tǒng)7.64上統(tǒng)70.8794.27下統(tǒng)P14.837.50105下統(tǒng)10.37P1上統(tǒng)115.55中統(tǒng)19.00118.89O柱狀1: 500溪 組峰 峰 組新統(tǒng)Q4更新統(tǒng)Q1-37.647.647.641

12、3.587.6454.300.540.7580.161603.46層及 煤層 編號巖石名稱巖性簡述細砂、粉砂、粘土質砂褐黃色、含螺螄、蚌殼化石，近地表 為耕植土壤粘土、砂質粘土棕黃色夾淺灰綠色、頂部含有鈣質 鐵錳質結核細砂、粘土、砂質粘土淺黃色及淺灰綠色、灰白色粘土、砂質粘土棕黃色、灰綠色，頂部富含鈣質鐵錳結核中砂、細砂及少量粗砂灰白色、淺黃色，砂層結構松散粘土、薄層砂灰綠色、灰白色，粘土可塑性強泥巖、粉砂巖顏色變雜，紫色綠色增多煤泥巖 ' 粉砂巖 ' 砂巖顏色變雜，紫色綠色增多泥巖 ' 粉砂巖 ' 砂巖顏色變雜，紫色綠色增多煤泥巖、粉砂巖顏色變雜，紫色綠色增多

13、1 1砂巖泥巖、粉砂巖、砂巖灰到、深灰色、炭屑或植物化石碎片8號煤砂巖砂巖、粉砂巖、泥巖13號煤煤灰黑黑色、條帶狀、層狀結構、碎塊泥巖、粉砂巖、砂巖灰到、深灰色、炭屑或植物化石碎片鋁質泥巖淺灰色到暗紅色、中厚層狀、含有鐵質結核石灰?guī)r淺灰色、層狀、性脆、微晶結構、純 質，高角度裂隙發(fā)育。(圖1-2綜合柱狀圖1.2.2井田地層與地質構造本區(qū)內地表大部分被第三系上新統(tǒng)（N2b）和第四系上更新統(tǒng)（Q3m）、全 新統(tǒng)（Q4）所覆蓋?；鶐r僅在溝谷中出露，自東向西（包括本區(qū)東部外圍的部 分）依次出露奧陶系中統(tǒng)峰峰組、石炭系中統(tǒng)本溪組、上統(tǒng)太原組、二疊系下統(tǒng) 山西組、下石盒子組、上統(tǒng)上石盒子組、石千峰組和三疊

14、系下統(tǒng)劉家溝組、上第 三系上新統(tǒng)、第四系上更新統(tǒng)、第四系全新統(tǒng)?，F(xiàn)將賦存地層由老到新分述如下： 奧陶系中統(tǒng)峰峰組（02f）主要出露于礦區(qū)東部邊緣及外圍的嵐漪河兩岸，巖性主要為灰白色厚層狀白 云質灰?guī)r，泥晶灰?guī)r，角礫狀白云巖，局部夾有黃鐵礦團塊，巖性堅硬，結合鉆 孔鉆探資料，厚度一般為 61.80-93.50m,平均88.30m。 石炭系中統(tǒng)本溪組（C2b）主要出露于礦區(qū)東部邊緣的嵐漪河兩岸。 底部巖性為含團塊狀黃鐵礦的粘土 巖，據鉆孔揭露資料，個別地段為透鏡狀中粗粒砂巖。 下部為山西式鐵礦或鐵質 粘土巖和灰白色淺灰色鮞狀粗糙狀鋁土礦，局部的頂端含有一層耐火粘土 層；上部為灰色粘土巖、粉砂巖，煤

15、線和薄層石灰?guī)r，有時為含礫砂巖和黑色炭 質泥巖。結合鉆探資料，本組厚度為 13.0454.71m,平均23.08m。 石炭系上統(tǒng)太原組（C3t）主要出露于本區(qū)東部斜溝煤礦一帶，巖性為深灰色一灰黑色炭質泥巖、砂質 泥巖、粘土巖，灰白一灰黃色中厚層狀細一中粒石英砂巖、長石石英砂巖、生物 碎屑灰?guī)r、煤層及泥巖等。發(fā)育有水平和交錯層理，含有豐富的動、植物化石和 菱鐵礦結核；底部為灰白色細一中粒砂巖（S1晉祠砂巖）與本溪組分界，與下 伏本溪組地層呈整合接觸。為井田內主要含煤地層之一，主要含有9、10、11、12、13、14、15號共七層煤，局部10號和12號煤層出現(xiàn)分岔現(xiàn)象，分為10下 和12下煤層，其

16、中13號煤層為全區(qū)穩(wěn)定的可采煤層之一，10、12號煤層為局 部可采的不穩(wěn)定煤層，其余為不可采不穩(wěn)定煤層。一般本組出現(xiàn)3-4層海相灰?guī)r， 結合鉆孔資料，地層厚度一般為 69.74-106.84m,平均84.48m。 二疊系下統(tǒng)山西組（P1s）與下伏石炭系上統(tǒng)太原組地層呈整合接觸關系，出露范圍基本與太原組一 致，其底界以淺灰色中厚層中一粗粒石英砂巖（S4北岔溝砂巖）與太原組分界。 是井田內另一主要含煤地層。該組下部巖性為灰黑色泥巖、炭質泥巖，粉砂巖， 砂質泥巖和煤層，泥巖中可見菱鐵礦結核；中上部為灰白、灰黃色中厚層狀長石 石英砂巖，巖屑石英雜砂巖、石英砂巖、長石巖屑砂巖，灰黑色泥巖、砂質泥巖 和煤

17、層，砂巖中發(fā)育有平行層理和斜層理。本組主要含有2、3、4、5、& 8、8下號共七層煤，其中6、8號煤為全區(qū)穩(wěn)定可采的主要煤層，4、5號為不穩(wěn)定的 局部可采煤層，其余為不穩(wěn)定的不可采煤層，其中8下號煤層雖然煤層厚度可采， 但均為單點工程，很難連成有規(guī)模的可采區(qū)段；同時在個別鉆孔中，其它煤層也 有分岔現(xiàn)象存在。本組厚度根據鉆孔資料統(tǒng)計為49.5387.16m，平均68.72m。本組地層厚度變化不明顯，變薄與變厚的地段位于勘探區(qū)中部，特別是嵐漪河兩 側，因出露地表遭受風化剝蝕厚度明顯減小。 二疊系下統(tǒng)下石盒子組（P1x）主要出露于本區(qū)內魏家灘一帶的溝谷中，主要巖性為黃綠色一杏黃色、灰綠色巖屑

18、長石石英砂巖，灰黃色 一灰黑色泥巖，砂質泥巖及煤線等，砂質泥巖，泥 巖中多具水平層理，含菱鐵礦結核和植物化石。底部發(fā)育一層全區(qū)層位較穩(wěn)定的 灰黃色、黃綠色巨厚層狀含礫中細粒 一中粗粒長石砂巖、長石巖屑砂巖，巖屑石 英雜砂巖（駱駝脖子砂巖S5）,具槽狀、楔狀交錯層理，橫向上多呈大型的透鏡 體。與下伏的山西組呈整合接觸關系。本組厚 68.73-134.67m,平均95.90m。 二疊系上統(tǒng)上石盒子組（P2s）在井田的中西部及南部溝谷中均有不同程度的出露。巖性為砂巖、泥巖、砂質泥巖。本組厚度為188.90-244.20m,平均220.32m，以厚層砂巖夾雜色泥巖為 界與下伏的下石盒子組呈整合接觸。根

19、據巖性特征在井田內分三段：a. 上石盒子組一段（P2s1）以灰綠色厚層狀巖屑長石石英砂巖為主，夾紫紅色、黃綠色砂質泥巖。厚度 為 89.70-100.68m，平均 98.50m。b. 上石盒子組二段（P2s2）下部為厚一巨厚層狀灰黃色（巖屑）長石砂巖夾紫紅色和黃綠色泥巖；中一 上部主要巖性為灰紫、暗紫和巧克力色泥巖、粉砂質泥巖夾黃綠、灰黃色中細粒 巖屑長石砂巖、含礫砂巖及灰綠、灰黃色泥巖，厚度為85.48-100.17m,平均93.60m。c. 上石盒子組三段（P2s3）主要巖性為灰黃色中厚層狀中粗粒（含礫）長石砂巖、長石巖屑砂巖、巖屑 砂巖夾薄層暗紫紅色泥巖，地貌特征多為陡坎，厚度為13.7

20、2-43.35m，平均28.22m 。 二疊系上統(tǒng)石千峰組（P2sh）出露于井田西部的溝谷中，巖性為泥巖，砂質泥巖夾砂巖，平均厚度為 90.90m,與下伏的上石盒子組三段以出現(xiàn)大套紫紅色、鮮紅色泥巖為界，二者呈 整合接觸關系，本組地層上部保存不全。 三疊系下統(tǒng)劉家溝組（T1I）分布于井田西部邊緣及外圍，鉆孔內本組地層保存不全，主要巖性為淺紅 色灰紅色中厚層狀一薄層狀細粒長石砂巖、長石石英砂巖、鈣質長石砂巖夾紫 紅色泥質粉砂巖、粉砂質泥巖，中部地層中夾灰綠色條帶及鈣質礫巖（石灰質礫巖）等。砂巖中斜層理極發(fā)育，多為楔狀交錯層理，另可見板狀、槽狀交錯層理。 組、段厚度大于50.00m,底部以石千峰組

21、紫紅色泥巖逐漸減少，而出現(xiàn)大量淺 紅色、灰紅色薄層狀細粒長石砂巖劃界，二者間呈整合接觸關系，未見頂。 上第三系上新統(tǒng)（N2）廣泛分布于井田內的山梁之上，巖性主要為棕紅色淺棕紅色粉砂粘土、亞粘土夾鈣質結核，次為砂礫石、雜色粘土及泥灰?guī)r、灰?guī)r。底部為砂礫石層。其 厚度為0.00-102.00m。與下伏各組地層呈不整合接觸。 第四系上更新統(tǒng)（Q3）廣泛分布于井田內的山梁之上，為淺灰黃色亞砂土，底部為砂礫石層。厚度 0-65.00m,與下伏各組地層呈不整合接觸。 第四系全新統(tǒng)（Q4）為現(xiàn)代沖積、洪積物，系礫石、卵石和砂及砂土的層狀或混合堆積，分布于 勘探區(qū)的沖溝及嵐漪河兩岸，厚度 0-50m。井田內構

22、造簡單，總體上為一走向近南北，傾向西的單斜構造。地層傾角小 于15° 一般為912°井田內沒有巖漿巖侵入，地表和鉆探過程中也未發(fā)現(xiàn)斷 裂構造和陷落柱，僅在井田東南部發(fā)現(xiàn)有寬緩狀小褶曲，地表常見滑坡現(xiàn)象 1.2.3水文地質條件1）地表水井田為低山黃土丘陵區(qū)，大部分面積被上更新統(tǒng)黃土覆蓋，石炭、二疊系地 層僅在溝谷中出露。嵐漪河是井田內的一條主要河流，它從東到西橫穿井田中部， 天古崖水庫建成后，水庫下游的井田段水流很少，只在洪水期或農田灌溉時河中 才有大水，其它溝谷均屬季節(jié)性河流。嵐漪河發(fā)源于岢嵐縣馬跑泉，全長120km, 經魏家灘至裴家川口注入黃河， 流域面積2167km2,

23、多年平均流量2.83m3/s，最 大洪峰發(fā)生在1967年8月，平均洪流量達81.6 m3/so河內長年有流水，天古崖 水庫位于井田河段上游1.5km處，入庫清水流量0.71.10m3/s。2) 井田內主要含水層(1) 奧陶系巖溶水含水層奧陶系石灰?guī)r從井田東邊開始全部傾沒于石炭二疊系地層之下。據山西省地礦局第一水文隊山西省興縣東部喬家溝巖溶水水源勘察報告，在魏家灘以西 奧陶系灰?guī)r埋深大于600m，巖溶裂隙極不發(fā)育，富水性極差，因此，將魏家灘 南北一線定為巖溶水蓄水邊界。而魏家灘以東則是巖溶水主逕流區(qū)，富水性極強。 勘探報告水文孔中有四個孔揭穿了奧陶系上馬家溝組含水層，其中2403和2601水位埋

24、深分別為198.70m和209.63m。由于水位埋藏過深，抽水困難，只做了水 位觀測。其水位標高分別為 846.107m和851.725m。0204和0403分別對奧陶系 峰峰組與上馬家溝組含水層做了抽水試驗。根據本次收集的山西省地質調查院編寫的晉陜蒙接壤地區(qū)巖溶地下水勘查 報告該泉域西邊界位于礦區(qū)西界外 4km處的武家塔一鄭家塔南北一線。據該 報告資料，礦區(qū)內豐水期巖溶水水位標高在 860m左右。(2) 石炭系太原組砂巖裂隙含水層本組地層僅在井田斜溝和麻焉塔溝內見有出露，含水層主要是砂巖裂隙。根據五個水文孔揭露，太原組地層發(fā)育一層薄層灰?guī)r，且?guī)r溶裂隙極不發(fā)育，含水 層以中、細砂巖為主，含水層

25、 2403孔最厚為30m,其他孔均在10m左右。0204 孔抽水結果鉆孔單位涌水量為 0.07L/sm,水位標高947.858m, 0403孔抽水結果 鉆孔單位涌水量為0.056L/sm,水位標高1050.627m,屬中等富水含水層，而其 它鉆孔，鉆孔單位涌水量均0.01L/sm，屬弱富水含水層。說明該含水層在礦區(qū) 東部淺埋區(qū)和嵐漪河沿線，補給條件好的部位為中等富水含水層，否則為弱富水 含水層。該含水層水質類型為 HS CN型。礦化度0.54g/l。(3) 二疊系下統(tǒng)下石盒子組與山西組砂巖裂隙含水層山西組地層在麻焉塔溝中見有出露，含水層以中、粗粒砂巖為主，下石盒子組地層在黃家溝溝中見有出露，根

26、據水文孔抽水試驗資料，該組含水層厚40-158m，平均79m，鉆孔單位涌水量均v0.1L/sm,屬弱富水含水層，據 2403 水文孔抽水試驗結果，鉆孔單位涌水量 0.061L/sm,水位標高1050.627m,滲透 系數0.1153m/d,影響半徑91.49m,水質類型為CS N-M-C型，礦化度0.88g/L。(4) 二疊系上統(tǒng)上石盒子組，石千峰組和三疊系下統(tǒng)劉家溝組砂巖裂隙含水 層該三組地層在礦區(qū)中東部多被剝蝕，僅在礦區(qū)北部中西部溝谷中見有出露。 該組含水層以砂巖裂隙含水層為主，5個水文孔均未揭露該地層，無抽水試驗資料，據泉井調查分析，單泉流量均小于1L/S,最大的單泉流量為0.23L/S

27、，屬弱富水含水層，水質類型多為 HS NCM型，礦化度0.58g/l。(5) 第四系、上第三系孔隙含水層上第三系上新統(tǒng)分布在溝谷兩側和溝頂的基巖頂面上，含水層以礫石為主， 厚度不穩(wěn)定，泉流量v 0.1L/S，屬弱富水含水層。水質類型為 H N型，礦化度 0.47g/l，水質較好，局部礫石層較厚，富水性較好，如：ZK923孔中，上第三系礫石層厚12.64 m,當鉆至這一層位時，泥漿漏失嚴重，富水性較好。第四系全新統(tǒng)分布在嵐漪河一、二級階地上，含水層為現(xiàn)代沖洪積砂礫石層， 單井出水量可達100500 m3/d，屬中等富水含水層。水質類型為 HC-M型， 礦化度0.39g/l，水質較好。3) 井田主

28、要隔水層(1) 太原組泥巖隔水層據鉆孔資料，太原組13號煤層以上是一套以泥巖為主的地層，厚 25.56 45.63m,平均厚33.60m,井田內沉積連續(xù)穩(wěn)定，是山西組 8號煤與太原組13號 煤層之間較好的隔水層。(2) 石炭系本溪組泥巖和太原組13號煤下至本溪組間的泥巖隔水層本溪組地層為一套泥巖、粘土巖、鐵鋁巖為主的地層，夾薄層灰?guī)r和砂巖， 砂巖一般為泥質膠結，隔水性很好。根據區(qū)內24個鉆孔統(tǒng)計，本溪組地層平均厚25.67m，太原組13號煤下至本溪組頂面也是一套以炭質泥巖為主的地層，平 均厚25.18m，從13號煤底板至奧灰?guī)r頂面平均厚 50.85m,該段地層隔水性很好， 是13號煤層和奧陶系

29、地層之間重要的隔水層。4) 井田地下水的補給、逕流、排泄條件奧陶系巖溶水的補給主要是基巖裸露區(qū)大氣降水和地表水的入滲補給，井田東部奧灰水屬區(qū)域巖溶水主逕流帶， 巖溶水由南東向北西運移，最終排向保德縣 天橋黃河峽谷中，根據本次施工的四個水文孔資料，水位標高2403孔為846.107m, 0204 孔為 847.098m, 0403 孔為 849.899m, 2601 孔為 851.725m，由 于施工季節(jié)的不同，導致水位有所差異，但規(guī)律性明顯，旱季水位明顯低于雨季 水位，據此推算礦區(qū)內巖溶水水位標高在854-850m之間。石炭系和二疊系砂巖裂隙水，在裸露區(qū)接受大氣降水和季節(jié)性河流補給后，順巖層傾

30、斜方向運移。上部含水層在溝谷中以侵蝕下降泉的形式排泄；下部含水層順層向西排出井田外， 現(xiàn)采煤礦的礦坑排水和民井開采是其主要的排泄方式。5) 構造對井田水文地質條件的影響井田受區(qū)域構造的控制，呈單斜構造，未發(fā)現(xiàn)其它構造形跡，但是隨著地下 煤層的開采，對地應力的進一步破壞，有利于促使斷層以及其它構造的發(fā)生與發(fā) 展，井田內大部分煤層屬巖溶水帶壓開采煤層，一旦有導水斷層溝通，巖溶水就會侵入含煤地層和礦井，造成淹井事故。因此，特別要重視對斷層、陷落柱以及 其它構造的發(fā)現(xiàn)和研究，防止淹礦事故的發(fā)生。6) 地下水動態(tài)據調查，井田內一般民井和泉水均受季節(jié)變化的影響，雨季水量增大，旱季水量減小。根據山西省地質調

31、查院 2003年編寫的晉陜蒙接壤地區(qū)巖溶地下水 勘察報告資料，巖溶水逕流區(qū)受當年降雨影響明顯，10月至11月份是巖溶水高水位期，7月至9月份是巖溶水低水位期，滯后補給 34個月，由于礦區(qū)巖 溶水接近補給區(qū)，滯后補給時間應該很短?？碧搅粲虚L期觀測孔0702和2601兩個。7) 礦區(qū)重要水害及防治措施(1)地表水對煤礦開采的影響嵐漪河是井田內最大的河流，井田內河床標高915 963m,據興縣水資委提 供的資料：天古崖水庫五十年一遇的最大洪峰為 1748m3/s。天古崖水庫到斜溝間 另有匯水面積20km2，經計算20km2內五十年一遇的最大洪峰為145.8m3/s。兩 項相加為斜溝煤礦井田段五十年一

32、遇的河道洪峰流量1893.8m3/s。依河道寬80m(斜溝村河道實測)計算，洪峰流量 1893.8m3/s時，河道平均水深4.7m，本次 勘探調查的最高洪水位線為920 965m。(2)強風化裂隙含水層對開采煤層的影響隨著煤礦的開采，頂部巖層將遭到破壞，尤其是井田東部及溝谷中，煤層埋 藏較淺，會使地表巖層裂隙加大、增多，冒落導水裂隙將與強風化裂隙含水層溝 通，甚至形成地面塌陷，因此一定要采取防范措施，以防淺層地下水及泥砂流入 礦坑，造成危害。(3) 奧陶系巖溶水對開采煤層的影響據礦區(qū)水文地質條件，可以看出13號煤層底板等高線在260m940m之間， 而奧灰水水位標高在850m 854m之間，1

33、3號煤層850m底板等高線以西全部為 帶壓開采煤層。以突水系數公式 T=P/( M-C)，底板隔水層厚度以50.85m，開采 煤層對底板的破壞厚度以16m計，計算了 13號煤層奧灰水的突水系數，進而評 價奧灰水對開采13號煤層的突水性。經計算在煤層底板等高線 645m以東區(qū)域 突水系數小于0.06MPa/m，屬巖層非完整塊段突水性安全區(qū)， 也就是說在沒有導 水構造直接導水的情況下，一般不會發(fā)生突水問題。在煤層底板等高線645m到330m之間，突水系數介于0.06 0.15MPa/m之間，屬巖層完整塊段突水性安全 區(qū)至較安全區(qū)，在沒有大的構造情況下，不會發(fā)生突水問題；在煤層底板等高線 330m以

34、西區(qū)域，突水系數大于0.15MPa/m,屬突水性不安全區(qū)域。(4) 綜采空區(qū)積水對開采煤層的影響礦區(qū)內以及礦區(qū)附近共調查新老礦井 11個，這些老窯、礦井對8號或13號 主采煤層都有不同程度的開采，形成的采空區(qū)內定有大量積水。 因此，開采時一 定要沿采空區(qū)邊界留足保安煤柱，巷道需通過采空區(qū)時一定要先做探放水工作， 以防老窯透水，造成淹礦事故。8) 礦床水文地質勘探類型綜合充水因素分析，主采8號煤層的直接充水含水層，主要是砂巖裂隙含水 層，水文地質條件簡單，因此其水文地質勘探類型定為二類一型。主采13號煤的直接充水含水層也主要以砂巖裂隙含水層為主，在13號煤底板等高線850m以東，屬巖溶水非帶壓開

35、采地段，充水因素以砂巖裂隙含水層為 主，但該段煤層頂板裂隙發(fā)育，煤層埋藏淺，頂板含水層與基巖風化裂隙含水層 聯(lián)系密切，補給條件亦好，根據抽水試驗資料，鉆孔單位涌水量為0.05L/sm,因此礦床水文地質類型定為二類二型。在13號煤底板等高線330m以西奧灰水的突水系數大于0.15Mpa/m，有突水的危險性，因此13號煤的水文地質勘探類 型在330m底板等高線以東到850m間定為三類一型至二型，在 330m底板等高 線以西定為三類三型。9）礦井涌水量根據地質報告中礦井涌水量計算結果，開采8號煤時的井筒涌水量為59.42m3/d，礦井涌水量為353.28 m3/d;開采13號煤時的礦井最大礦井涌水量

36、 917.99m3/d。同時設計參考鄰近孫家溝礦井估算，初步考慮暫?。旱V井正常涌水 量200m3/h，最大涌水量300m3/h。1.3煤層特征1.3.1含煤地層及含煤性井田內含煤地層主要為石炭系上統(tǒng)太原組 （C3t）和二疊系下統(tǒng)山西組（P1s）, 下石盒子組（P1x）和本溪組（C2b）各發(fā)育1-2層薄煤層。山西組和太原組共含 煤14層，自上而下分別為山西組的2、3、4、5、6 8、8下號煤層和太原組的 9、10、11、12、13、14、15號煤層。山西組和太原組累計厚度為 120.47-193.80m, 平均153.20m。含煤14層，煤層累計厚度為10.67-51.49m,平均27.15m，

37、含煤 系數為18.0%。各煤層情況見表2-3-2。 山西組（P1s）地層厚度一般為50.73-87.16m,平均68.72m，含煤5-7層，極少數鉆孔達 6-8層，增加了 1-2層極薄煤層，煤層總厚度3.52-24.21m,平均9.68m,含煤系 數平均為14.09%。2、3、4、5號煤層位于本組中上部，2、3號煤層是全區(qū)不可采的極不穩(wěn)定 煤層，4、5號煤層是局部可采的不穩(wěn)定煤層。6 & 8下號煤層位于本組中下部， 6號煤層為局部可采的較穩(wěn)定煤層，8號為全區(qū)穩(wěn)定的主要可采煤層之一；而 8 下號煤層為極不穩(wěn)定的零星可采煤層，難以構成具有工業(yè)價值的可采區(qū)段。 太原組（C3t）地層厚度一般為

38、69.74-106.64m,平均為84.48m,含煤5-7層，一般6-7層。 煤層總厚度為7.15-27.28m,平均17.48m。含煤系數為20.70%,其中全區(qū)穩(wěn)定而 主要可采的13號煤層和局部可采的12號煤層位于本組中下部，局部可采的10號煤層和零星可采或不可采的9、11號煤層位于中上部，其余煤層雖見有零星可 采點，但難以構成具有工業(yè)價值的可采區(qū)段。1.3.2可采煤層井田內共含7層全區(qū)可采或局部可采煤層，自上而下依次為山西組的4、5、6 8號煤層和太原組的10、12、13號煤層，現(xiàn)分述如下：4號煤層：位于山西組的中上部，上距 S5砂巖7.08-38.36m,平均19.76m,下距5號 煤

39、層 1.00-22.96m，平均 9.60m。煤層厚度為 0.14-2.51m，平均 0.80m, 有 0-1 層 夾矸，夾矸厚度為0.07-0.54m,是結構簡單層位不穩(wěn)定的局部可采煤層，可采范 圍分布在井田中部，2428線間煤層厚度明顯增大，繼續(xù)向南煤層厚度減小迅 速，直至尖滅。其頂板巖性為泥巖、中粒砂巖、粗粒砂巖、砂質泥巖，有時有炭 質泥巖偽頂；底板巖性為泥巖、砂質泥巖、粉砂巖、細粒砂巖和中粒砂巖，有時 有炭質泥巖偽底。 5號煤層位于山西組中上部，上距 S5砂巖17.08-47.64m,平均29.87m；下距6號煤 層0.74-25.73m，平均7.81m。煤層厚度為0.21-3.84m

40、,平均1.08m。含0-2層夾 矸，一般不含或含一層矸，夾矸厚度 0.19-0.35m。是結構簡單較穩(wěn)定的局部可采 煤層，可采范圍位于井田的中部，其北部和南部不可采或尖滅，井田東南部煤層 厚度相對較大，特別是ZK8024鉆孔一帶厚度大于2.00m。其頂板巖性為粘土巖、 泥巖、砂質泥巖、細一中粗粒砂巖，局部有一層炭質泥巖偽頂，底板巖性為粘土 巖、泥巖、砂質泥巖、粉砂巖、細粒砂巖，局部可見炭質泥巖偽底。 6號煤層位于山西組中下部，下距8號煤層3.70-25.05m,平均13.95m。煤層厚度為 0.43-5.12m,平均1.26m，是結構簡單層位穩(wěn)定的大部可采煤層，總體趨勢為由 北向南厚度變薄，厚

41、度大于1.50m區(qū)的中北部，不可采區(qū)呈星點狀分散在本區(qū)的 中南部。含0-1層夾矸，個別鉆孔（0203和2604）含4層夾矸，夾矸厚度為 0.05-0.30m,除東中部煤層露頭外，大部分為可采區(qū)。頂板巖性為泥巖、砂質泥 巖、細粒粗粒砂巖，有時可見有炭質泥巖偽頂；底板巖性為粘土巖、泥巖、砂 質泥巖、粉砂巖等，局部可見炭質泥巖偽底。 8號煤層位于山西組下部，上距 6號煤層3.70-25.05m，平均13.95m。下距S4砂巖 0.00-20.00m,平均2.10m。煤層厚度為2.23-8.34m,平均4.87m。厚度變異系數 為0.32,是結構簡單一較簡單層位穩(wěn)定的可采煤層，是井田內主要可采煤層之一

42、。 含0-2層夾矸，個別鉆孔可達4層夾矸，夾矸厚度0.08-0.90m,有時因下部一層 夾矸厚度增大劃分成上下兩煤層。嵐漪河兩側煤層厚度變薄，向南、向北煤層厚 度在逐漸增大。其頂板巖性為泥巖、砂質泥巖，其基本頂為中粗粒砂巖，可見炭 質泥巖偽頂；底板巖性為砂質泥巖、泥巖、粉砂巖和細粒砂巖，少見中粗粒砂巖， 局部存在有炭質泥巖偽底。 10號煤層位于太原組的中上部，上距 8號煤層10.49-40.53m,平均23.95m,距S4砂 巖 9.0332.66m,平均 19.09m,下距 12 號煤層 4.56-49.01m，平均 16.52m。煤 層厚度為0.29-1.54m,平均0.79m。為結構簡單

43、層位穩(wěn)定的局部可采煤層。一般 不含夾矸，僅 ZK29-5和ZK27-1兩個鉆孔見一層夾矸，夾矸厚度 0.09-0.20m。 井田南部河北部為不可采區(qū)，中部不可采區(qū)呈星點狀，分布較為分散。其頂板巖 性為泥巖、泥灰?guī)r、泥質灰?guī)r、石灰?guī)r，基本頂為泥灰?guī)r或石灰?guī)r，少見炭質泥 巖偽頂；底板巖性為泥巖、砂質泥巖、粉砂巖，老底為泥灰?guī)r，有時可見炭質泥 巖偽底。 12號煤層位于太原組的中下部，下距 13號煤層1.86-28.22m,平均13.20m,煤層厚 度為0.25-1.30m,平均0.88m，為結構簡單層位穩(wěn)定的局部可采煤層。一般不含 夾矸，僅2002孔含一層0.40m的夾矸，本煤層個別鉆孔相變?yōu)樘抠|泥

44、巖。不可 采區(qū)位于090507020505 一線兩側和本井田的南部。其頂板巖性為泥巖、砂 質泥巖、細粒砂巖、粗粒砂巖，有時可見泥灰?guī)r，局部有炭質泥巖偽頂；底板巖 性為泥巖、砂質泥巖，中一細粒砂巖，有時為粉砂巖，多為中細粒砂巖，少見炭 質泥巖偽底。 13號煤層位于太原組下部，上距8號煤層38.10-78.10m,平均52.42m，下距S1砂巖 15.97-36.94m,平均23.76m。煤層厚度為5.95-16.68m,平均10.37構簡單一復雜 層位穩(wěn)定的全區(qū)可采煤層，是井田內的又一主采煤層。由井田中部向南北兩側厚 度在逐漸變薄，特別是南側變薄較為明顯。含夾矸0-6層，一般為0-3層，夾矸厚度

45、為0.00-0.90m, 般為0.08-0.43m，其頂板巖性為砂質泥巖和泥巖，基本頂 為中粗粒砂巖，常見炭質泥巖偽頂；底板巖性為泥巖和砂質泥巖，有時為粉砂巖 或泥灰?guī)r，普遍存在著炭質泥巖偽底。1.3.3煤層頂底板情況井田內主采煤層為山西組8號煤層和太原組13號煤層，8號煤的頂板多為 砂巖，局部為泥巖或薄層泥巖偽頂，以0702孔的分析資料看砂巖的抗拉強度變異范圍在0.7-1.4MPa之間，平均1.13MPa；抗壓強度變異范圍在 57.3-79.8MPa 之間，平均69.80MPa；抗剪強度凝聚力C值4.9MPa,內摩擦角43.7。，該巖層 的RQD值89,巖石質量指標為20.7,巖體質量為優(yōu)，

46、屬I類巖體。該類巖體做 頂板時，頂板比較穩(wěn)定。頂板為泥巖時（以 0703孔的分析資料看），抗拉強度為 0.6MPa；抗壓強度變異范圍在 28.2-54.4MPa之間，平均41.8MPa；該巖層的RQD 值為56,巖石質量指標為7.8,巖體質量指標也為優(yōu)，屬I類巖體，但該巖層遇 水后特別是呈偽頂時，在水的作用下易軟化，會發(fā)生掉塊，冒落等現(xiàn)象。8號煤的直接底板以泥巖為主，飽和抗壓強度為20.05, RQD值56,巖石質量指標0.95-3.7,巖體分類為U 川類，巖體質量良一中等。該巖層的軟化系數 為0.14，遇水作用下有底鼓現(xiàn)象。13號煤的直接頂板以砂質泥巖為主，局部為砂巖。砂質泥巖為頂板時，以

47、2405孔資料分析，抗壓強度平均為0.43MPa,抗壓強度平均為125.03MPa,飽和 抗壓強度70.10MPa,該巖層的RQD值為21。巖石質量指標4.9,巖體質量指標 為優(yōu)，屬I類巖體，頂板基本穩(wěn)定。砂巖為頂板時，以0801孔資料分析，抗拉強度為1.85MPa,抗壓強度變異范圍在 90.7-139.1MPa之間，平均109.53MPa, 該巖層RQD值為67,巖體質量指標為優(yōu)，屬I類巖體，頂板穩(wěn)定。13號煤底板多為泥巖，飽和抗壓強度平均 46.1MPa, RQD值為21。巖體質 量指標3.2，為優(yōu)，屬I類巖體，但該巖層軟化系數為0.76,在遇水作用下有底鼓現(xiàn)象。表1-2各主要煤層特征表地

48、層煤層號平均厚度（m）平均層間距（m）結構穩(wěn)定性山西組40.14-2.51簡單不穩(wěn)定0.801.0-22.9650.21-3.849.60簡單較穩(wěn)定1.080.74-25.7360.43-5.127.81簡單穩(wěn)定1.263.70-25.0582.23-8.3413.95簡單-較簡單穩(wěn)定4.8710.49-40.53太原組100.29-1.5423.95簡單穩(wěn)定0.794.56-49.01120.25-1.3016.52簡單穩(wěn)定0.881.86-28.22135.95-16.6813.20簡單-復雜穩(wěn)定13.881.3.4煤質與煤的用途1）煤的物理性質井田內各煤層的物理性質基本相同， 表現(xiàn)為黑色

49、或棕黑色，條痕為深黑色或 褐黑色，瀝青光澤玻璃光澤，硬度一般為 23，內生裂隙相對較發(fā)育，但有 一定韌性，參差狀、貝殼狀斷口。視密度為1.38-1.45t/m3。真密度一般為1.45-1.50t/m3,真密度比視密度稍大。2）煤巖特征各主要煤層的宏觀煤巖特征極為相近，宏觀煤巖組分以亮煤為主，次為暗煤、 鏡煤，局部（個別孔）可見有絲炭，宏觀煤巖類型主要為半亮型和半暗型，光亮 型次之，少量的暗淡型。煤層主要為條帶狀、線理狀結構，少見均一狀結構；主 要為層狀構造，其次為塊狀構造，太原組各煤層可見星散狀或團塊狀黃鐵礦結核。3）煤的工業(yè)用途評述4號煤層以低中灰煤和中灰分煤為主，少量中高灰煤；特低硫煤為主

50、，少量 低硫分煤和低中硫煤；中磷分煤為主，低磷分煤和特低磷煤次之的氣煤為主，少量1/2中粘煤和1/3焦煤。為中熱值煤特高熱值煤，平均精煤回收率良等。根 據GB/T7562-87發(fā)電煤粉鍋爐用煤質量中的有關煤質指標規(guī)定，經洗選后可 做發(fā)電用煤的配煤；同時可用作煉焦（配）煤和動力用煤。5號煤層以低中灰煤中高灰煤為主、少量低灰分煤；特低硫煤為主，低硫分煤次之；中磷分煤為主、少量特低磷煤和低磷分煤的氣煤、1/2中粘煤和1/3焦煤。精煤回收率中良等，可用作煉焦（配）煤來使用，也可做動力用煤。6號煤層以中灰分中高灰煤為主，低中灰煤次之；特低硫煤為主、低硫分 煤次之；中磷分煤為主、低磷分煤次之的氣煤。1/2

51、中粘煤的1/3焦煤。精煤回收率良等，經洗選后可主要用做煉焦（配）煤和動力用煤。8號煤層以低中灰煤和中灰分煤為主；低硫分煤為主、特低硫煤和低中硫煤 次之；中磷分煤為主、特低磷煤和低磷分煤為主的氣煤和 1/2中粘煤，少數為1/3 焦煤。精煤回收率在21.1184.29%,平均為58.16%,為良等。根據GB/T7562 87發(fā)電煤粉鍋爐用煤質量和 GB/T914388常壓固定床煤氣發(fā)生爐用煤質 量標準中有關煤質指標的要求，經洗選后用作發(fā)電用煤和氣化用煤， 同時是很 好的煉焦（配）煤，也可作水泥回轉窯用煤和動力用煤。10號煤層以低中灰煤為主；低硫分煤和中硫分煤次之，中低硫分 -中硫分煤 為主；特低磷煤-中磷分煤為主的氣煤、1/2中粘煤和1/3焦煤。經洗選后可作煉 焦（配）煤、水泥回轉窯用煤和動力用煤。12號煤層以低中灰煤為主，中灰分煤次之；低硫分煤為主、其它類別次之； 中磷分煤為主、少量特低磷煤和低磷分煤的 1/2中粘煤、氣煤和1/3焦煤。精煤 回收率為良等，經洗選后可作煉焦（配）煤、水泥回轉用煤和