郭二庄矿矿区概况及井田地质特征Word文档下载推荐.docx
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2、1708年10月26日在永年（北纬36°
7′，东经114°
7′）发生5.5级地震，地震烈度7°
，震倒城垛数十处，坏民舍无数，人多露宿。
沙河县同年地震。
3、1805年在邢台（北纬37°
1′，东经114°
5′）发生5级地震，地震烈度6°
，屋有坏者，沙河县亦震。
4、1830年6月12日在磁县（北纬36°
4′，东经114°
2′）发生7.5级地震，地震烈度10°
，山崩地裂，涌出黄黑沙土，井水浸溢，漳、洼两河涸，房屋倒塌十之八九，达20余万间，压死5485人。
受波及的武安县房屋倒塌无数，城垣坍塌，半成废墟。
地震波及邯郸、武安、广平、肥乡、永年、馆陶等县。
5、1966年3月8日5时29分，在河北省邢台地区隆尧县东的马兰、白家寨一带，发生6.8级强烈地震，震源深度10公里，震中烈度为9度强。
极震区面积300平方公里。
继这次地震之后，3月22日在宁晋县东汪镇分别发生了6.7级和7.2级地震各一次，地震震源深度9公里，震中烈度为10度，极震区面积约137平方公里，东汪镇一带房屋几乎全部塌平，地裂冒水，村内外宽大裂缝纵横交错，裂缝宽0.7m以上，绵延数十米至数公里不等。
沙河县以褡裢、显德旺等地较重，倒房394间，严重破坏324间，山区有6处大滑坡，3月26日在老震区以北的束鹿南发生了6.2级地震，3月29日在老震区以东的巨鹿北发生了6级地震。
从3月8日至29日在21天的时间里，邢台地区连续发生了5次6级以上地震，此次地震一直延续到5月15日，4.9级以上地震达10次之多。
这一地震群统称为邢台地震。
6、1972年10月12日7时在沙河县西秦庄公社樊下曹一带（北纬36°
57.5′，东经114°
18.5′）发生5.2级地震，地震烈度6°
，先听到爆破声大的巨响，随即感到地面上拱，激烈跳动，房屋个别倒塌，余震持续到10月18日。
1.1.4矿区经济情况
郭二庄煤矿位于武安市境内。
武安市位于邯郸市西北，太行山东麓，西北与山西省交界。
面积1806平方公里，城区面积16.5平方公里。
现辖22个乡镇、502个行政村，人口69.1万。
1988年设武安市，撤销武安县，以原武安县行政区域为武安市行政区域。
为省属县级市，由邯郸市代管，素有“太行明珠”之称。
2005年，武安市完成生产总值235亿元，财政总收入达到30.24亿元，其中县级财政收入达到9.58亿元。
综合经济实力在2003年再进全省“十强”，2004年晋位全省“三强”、并跨入全国“百强”。
武安市矿藏丰富，以煤、铁为主，还有铝矾土、硫磺、云母、石棉、石膏、石英、钨等共20余种。
矿区内农业耕地多为旱地，耕地较少，地方采矿、洗选、冶炼工业是当地农民的重要经济来源。
主要农作物有小麦、玉米等，经济作物有棉花、大豆、花生等，矿藏以煤、铁、石材为主。
主要工业有煤炭、钢铁、冶炼、化工、水泥和电力。
1.2井田地质特征
1.2.1井田地质构造
郭二庄井田基本构造形态为一单斜构造，以断裂构造为主，，褶曲次之。
此外，尚有岩浆岩的侵入。
断裂方向以北北东－及北东向最为发育，以高角度正断层为主，将矿区切割成若干小型的地垒、地堑和断块。
区内伴有宽缓的褶曲及岩浆岩侵入，地质构造复杂程度属中等类型。
地层在第10地质剖面线以北近南北走向，倾向东。
第10地质剖面线以南走向转为北东，倾向南东。
地层倾角12º
～30º
，一般12～20°
。
1）褶曲
在南部沿11线有较明显的向斜，轴向约北70º
西。
其次，在F4以西的浅部地段第10及4地质剖面线附近也具有短轴向斜的特征。
2）断层
郭二庄井田内已发现大小断层共119条。
其中落差≥20m的大中型断层19条；
落差20～3m的中小型断层32条；
落差≤3m的小型断层68条（表3－1）。
中小型断层均为在2#煤层开采过程中所揭露。
断层性质均为高角度正断层，断层倾角一般为60º
～70º
断层走向主要为北北东～北东向。
总观全区，南部断层多落差大，加之岩浆岩发育，使构造趋向复杂化。
现将区内的主要断层分述如下：
表1-1郭二庄井田断层数目统计表
断层类型
落差（m）
数目
条数
所占比例（%）
大中型断层
≥20
19
16.0
中小型断层
（3～20m）
20～10
8
32
26.9
10～5
13
3～5
11
小型断层
≤3m
68
57.1
合计
119
10
1．大中型断层
在郭二庄井田内，已揭露大中型断层19条（表3-2）。
将各断层的主要特征及控制情况描述如下：
含煤地层：
本井田的主要含煤地层为二叠系下统山西组和石炭系上统太原组、中统本溪组。
地层总厚度200—240m，平均220m，共含煤16层，煤层总厚13.08m，总含煤系数5.9％，其中可采煤层7层，可采总厚度10.11m，可采含煤系数4.6％，其中太原组和山西组为主要含煤地层。
1）山西组（P11s）
地层厚度60～70m，平均65m。
岩性以灰、深灰色粉砂岩、砂质泥岩与浅灰色、灰白色细粒至中粒砂岩为主。
底部常以一层灰、深灰色细、中粒砂岩或粉砂岩与太原组分界，整合接触。
下部为砂质泥岩，泥岩偶夹煤线。
中部以灰、深灰色中、细粒砂岩、粉
表1-2郭二庄井田内大中型断层一览表
序号
断层
代号
性质
断层产状（°
）
落差
（m）
区内长度
位置
走向
倾向
倾角
1
F4
正断层
近SN
E
55～76
70～320
6000
井田西部边界
2
F8
15
NWW
64
20
300
11线
3
F11
65
60～70
995
4-7线间
4
F12
W
65～77
10～80
1765
1-6线间
5
F12-1
60～65
35～40
910
1-7线间
6
F44
25
4线
7
F13
SEE
80
30~55
750
1-3线间
F16
65～73
25～35
1000
1-4线间
9
F31
35～55
SE
45～63
40～65
1550
6-10线间
F32
60
15～30
1400
F32-1
33
66
35
660
6线
12
F32-2
70
530
10线
F33
40
63~70
30~180
2500
6-13线间
14
F43
130
NE
62
600
7线
F34
30～35
1300
10-13线间
16
F34-1
8～35
17
F35
10～70
51
55～80
900
11-13线间
18
F36
NW
70～100
12-13线间
F42
45
50
31
400
6-7线间
砂岩为主，间夹灰黑色砂质泥岩、泥岩，含煤3层，编号分别为1上＃、1＃、2＃，煤层总厚4.56m，总含煤系数7.0％。
位于该组下部的2#煤层为主要可采煤层，1＃煤层为局部可采煤层。
可采煤层总厚4.16m，可采含煤系数6.4％。
2#煤夹矸深灰色（晶质）水云母粘土岩是极可靠的标志层。
上部为灰色砂质泥岩、泥岩，局部具泥质或菱铁质细鲕粒结构，间夹粉砂岩，细粒砂岩。
本组地层中含有丰富的植物化石，尤以各煤层顶板植物化石居多，其中常见的有猫眼鳞木和苛达木等。
动物化石仅在少数钻孔中偶尔发现，多为瓣腮类，常与植物化石共生。
山西组地层沉积是在海退渐远的大环境条件下以三角洲相为主的沉积。
沉积环境决定了岩性和煤层的变化。
2）太原组（C3t）
总厚125～150m，平均140m。
岩性以灰、深灰色粉砂岩和灰、浅灰色细粒至中粒砂岩组成，局部见粗粒砂岩或含砾粗粒砂岩，间夹石灰岩4～7层，其中沉积普遍，厚度稳定者有大青、中青、伏青和野青灰岩四层，为良好标志层；
其余下架、小青和一座灰岩仅局部或偶有沉积。
含煤层14层，煤层总厚8.36m，总含煤系数6.0%。
从上到下煤层编号为3#、4#、4下#、5上#、5#、5下、6#、6下#、7上#、7#、7下#、8上#、8#、9#，其中可采煤层5层，分别为4#、6#、7#、8#、9#，除4＃煤层局部可采外，其余均为大部可采煤层。
可采煤层总平均厚度13.5m，可采含煤系数4.3%。
位于太原组底部的8＃、9#煤层受岩浆岩侵入影响严重。
本组地层粉砂岩中含丰富植物化石，常见的有翅羊齿和栉羊齿植物化石。
灰岩中海相动物化石丰富，常见的网格长身贝，纺缍蜒、希瓦格蜒及海百合茎等。
太原组是以浅海入侵频繁的海陆交替相沉积，每个沉积旋回中陆相、过渡相、海相几乎齐全，但以过渡相较为发育，沉积旋回韵律明显。
从太原组所含4—7层灰岩（或海相泥岩）在地层剖面中的分布、间距、厚度可以看出，海水侵入的间隔由下至上逐渐增大，而侵入强度逐渐变弱以至消失。
3）本溪组（C2b）
地层总厚15～20m，平均18m。
中下部为灰、灰黑色铝土质泥岩，砂质泥岩，具鲕状结构，间夹细砂岩，粉砂岩。
上部为一层深灰色石灰岩，含蜒科动物化石，层位较稳定，称本溪灰岩或尽头灰岩。
本组含不稳定薄煤层1层，即10#煤层，为不可采煤层，煤层厚度平均0.15m，含煤系数为0.8%。
本组地层为海陆交替相沉积，以泻湖、潮坪等过渡相为主。
底部普遍沉积一层比较稳定的铁质泥岩（山西式铁矿），与奥陶系呈假整合接触。
1.2.2水文地质
郭二庄矿区为一单斜构造，本矿区可划分为两个不同的水文地质块段。
位于F4断层以西地段，构造复杂，岩溶裂隙发育，煤层赋存浅，覆盖层薄，地表有北洺河河道穿过，因此水文地质条件复杂。
而位于F4断层以东地段，煤层埋藏深，覆盖层厚，水文地质条件相对简单。
本区开采上部煤层时，水文地质类型属于坚硬裂隙岩层为主的水文地质条件简单偏中等的矿床；
如果开采下三层煤，则为以裂隙岩溶岩层为主的水文地质条件复杂的矿床。
1、含水层
本区含水层自上而下依次为：
第四系砂砾石及砂层、二叠系石盒子组（三段、一、二段）砂岩，山西组大煤顶板砂岩、太原组野青灰岩、伏青灰岩、大青灰岩、奥陶系灰岩，共计7个含水层。
其中，大煤顶板砂岩、伏青灰岩、大青灰岩及奥灰为煤层开采时的主要充水含水层，含水层特征（见表5-6）。
2、隔水层
在各含水层之间，普遍赋存有良好的相对隔水层（以下称隔水层）。
矿区东部覆盖层下段普遍分布15~70m厚的土类（粘土、砂质粘土、砂土）隔水层，层位较稳定，连续性较好，可阻挡地表水及潜水向下渗漏。
二叠系石盒子组（三段、一、二段）砂岩与山西组大煤顶板砂岩含水层之间，赋存有40~50m左右的泥质岩层，这套岩层厚度稳定，岩石完整。
在正常情况下能够起到良好的隔水作用。
当大煤回采塌陷后有效充水裂隙带将会勾通石盒子组一段砂岩含水层。
大煤顶板砂岩，野青灰岩、伏青灰岩、大青灰岩各含水层之间，均赋存有30~40m的粉砂岩、胶结致密的细粒砂岩及裂隙不发育的岩浆岩，可视为隔水层。
6号煤下距伏青灰岩3~7m，岩性为黑色粉砂岩。
因厚度小，裂隙发育，隔水性差，所以在开采6号煤层时，伏青灰岩是坑道充水的主要含水层。
大青灰岩下距奥灰一般为37m左右，岩性主要为粉砂岩及铝土泥岩，穿插有岩浆岩。
奥灰第八段（O28）也视为隔水层，这样便增加了隔水层厚度。
3、构造的导水性
本区发育的构造基本为阶梯状正断层。
煤系地层多为柔性岩石，断层带多为泥质成份，断层角砾岩有胶结现象，在天然状态下的导水是微弱的。
郭二庄矿自建井投产以来，截止到2007年6月底，由于断层因素导致的突水大小共11次，最小0.05L/s.m，最大为4.67L/s.m，但绝大多数发生在建井期间，近年来生产中虽有断层揭露，均未发生明显突水。
但当煤层与下盘大青和奥灰接触时情况则可能相反，如郭二庄矿一坑大煤与奥灰对口接触，造成了矿坑突然涌水。
该情况说明，当矿井开拓揭露断层时，由于失去平衡状态，当对应盘含水层水压大于断层带抗压强度时，断层将失去隔水作用，造成地下水充入。
因此，采掘过程中对落差较大的断层应保留适当的煤柱，并加强防探水工作。
1.3煤层特征
1.3.1煤层
本区含煤地层包括本溪组、太原组和山西组。
含煤地层总厚度200～240m，一般220m左右。
含煤16层，煤层总厚度约14.34m，含煤系数6.5％。
含煤地层由于标志层较多，层间距比较稳定，测井曲线特征明显，煤层易于对比。
可采与部分可采煤层有：
1、2、4、6、7、8、9等7层，煤层总厚度13.85m，可采煤层含煤系数5.2％，2、6、9等3层为主要可采煤层，总厚度13m。
现将各煤层分述如下：
1）1号煤（小煤）
位于山西组中部，为零星可采煤层，煤层厚度0～1.18m，平均厚度0.63m。
煤层结构简单，厚度变化不大。
区内穿过1号煤层层位钻孔61个。
其中：
断失点9个；
岩浆岩侵入煤层顶板点1个（不可采）；
正常可采点10个，正常不可采点39个，尖灭点2个。
煤层可采性指数19％，厚度变异系数37％，属极不稳定煤层。
煤层顶底板岩性多为粉砂岩，局部顶板为细粒砂岩。
2）2号煤（大煤）
位于1号煤之下，相距15～20m。
为本区主要可采煤层，基本全区可采，煤层厚度0.55～5.94m，平均厚度3.54m。
纵观全区厚度无明显变化。
含夹矸1-2层，通常煤层下部含1层粉砂岩夹矸，厚0.08～0.82m，平均夹矸厚0.26m。
于第12地质剖面线向南局部地段岩浆岩侵入煤层顶板或底板，使煤层变薄，但仍然可采。
区内穿过2号煤层层位钻孔61个。
断失点8个；
岩浆岩侵入煤层顶板1个（可采），侵入煤层底板1个（可采）；
正常可采点48个，正常不可采点3个。
煤层可采性指数94％，煤层厚度变异系数33％，属较稳定煤层。
煤层顶底板岩性为粉砂岩，局部顶底板为细粒砂岩。
岩浆岩局部侵入，对煤层影响不大。
3）4号煤（野青煤）
位于野青灰岩之下，上距2号煤36m，煤层厚度0～0.97m，平均厚度0.66m。
零星可采，结构简单。
区内穿过4号煤层层位钻孔61个。
断失点6个；
岩浆岩吞噬点1个；
正常可采点9个，正常不可采点43个，尖灭点2个。
煤层可采性指数17％，煤层厚度变异系数28％，属极不稳定煤层。
可采范围主要位于第10地质剖面线以北，另外洺河河床的-150m以深也有可采地段。
岩浆岩侵入对煤层影响不大，仅12地质剖面线6511孔煤层被岩浆岩吞噬。
顶板为石灰岩，局部为粉砂岩或炭质泥岩，底板粉砂岩。
4）6号煤（山青煤）
位于伏青灰岩上部，上距4号煤28m，煤层厚度3.0～8.2m，平均厚度8m。
大部可采，煤层结构简单。
区内穿过6号煤层层位钻孔60个，其中：
断失点7个；
岩浆岩吞噬点1个，岩浆岩侵入煤层顶板2个（均尚可采）；
正常可采点37个，不可采点12个，尖灭点1个。
煤层可采性指数74％，煤层厚度变异系数32％，属不稳定煤层。
顶底板岩性为粉砂岩。
5）7号煤（小青煤）
位于伏青灰岩之下，中青灰岩上。
上距6号煤18m，煤层厚度2.0～4.2m，平均厚度0.77m。
大部可采，煤层结构较简单，区内穿过7号煤层层位钻孔55个，其中：
岩浆岩吞噬点3个，侵入煤层顶板4个（2个可采，2个不可采），侵入煤层底板3个（2个可采，1个不可采）；
正常可采点19个，不可采点15个，尖灭点3个。
煤层可采性指数51％，煤层厚度变异系数42％，属极不稳定煤层。
第6地质剖面线以北较普遍含夹矸1层0.02～0.21m。
由第7地质剖面线以南一般不含夹矸。
岩浆岩对煤层有干扰破坏，如第4地质剖面线的云48、6903及第6地质剖面线的6706孔煤层被吞蚀。
另有岩浆岩侵入煤层顶板的钻孔4个（6906、6901、6907、云70），侵入煤层底板的钻孔3个（6611、云23、云49），6907孔煤层被8.48m岩浆岩分隔上下两层，说明岩浆岩对本煤层局部地段的破坏较严重。
其余不可采点多因构造影响。
顶底板岩性多以粉砂岩为主，个别孔顶板为石灰岩。
6）8号煤（大青煤）
位于大青灰岩之下，上距7号煤30m，煤层厚度0～4.67m，平均厚度1.47m。
大部可采，由于岩浆岩的严重干扰破坏，部分被岩浆岩吞蚀或侵蚀，使可采范围变小，但侵蚀点大部分仍可采。
吞蚀带仅限于第11～4地质剖面线。
另外，虽受岩浆岩干扰但仍然可采的局部块段零星分布于第11地质剖面线以北。
煤层的结构简单，且变质程度高于上述各煤层，顶板为厚度稳定的石灰岩或与岩浆岩直接接触。
底板为粉砂岩或岩浆岩。
区内穿过8号煤层钻孔46个，其中：
断失点8个，岩浆岩吞噬点10个，岩浆岩侵入煤层顶板5个（均可采），岩浆岩侵入煤层底板11个（9个可采，2个不可采）；
正常可采点23个，正常不可采点5个，尖灭点1个。
对正常点进行统计，煤层可采性指数83％，煤层厚度变异系数81％，属极不稳定煤层。
7）9号煤（下架煤）
位于8号煤层之下，一般间距小于5m，个别点与8号煤合并为一层。
由于岩浆岩的侵入影响使8-9号煤间距增大，如6904孔超过14m。
煤层厚度0～7.73m，平均厚度2.43m。
受岩浆岩影响使局部煤层不可采或被吞蚀，使可采范围变小，如6708、云23、7001等孔，但侵蚀点大部分仍可采。
吞蚀带多处于矿区中部的-250m以深。
另外，第2线及第11地质剖面线也零星分布。
大部分地段虽受岩浆岩影响，使煤层结构复杂化但仍然可采。
结构较复杂，大部分含夹矸1-2层，夹矸厚度0.07-0.34m。
因岩浆岩对8、9号煤层严重破坏致使稳定可采煤层出现局部的不稳定。
区内穿过9号煤层层位钻孔45个，其中：
断失点9个，岩浆岩吞噬点8个，岩浆岩侵入煤层顶板15个（12个可采，3个不可采），岩浆岩侵入煤层底板5个（3个可采，2个不可采）；
正常见煤点8个，全部可采。
对正常点进行统计，煤层可采性指数100％，煤层厚度变异系数33％，属较稳定煤层。
各可采或局部可采煤层及不可采煤层情况见表1-3、1-4。
表1－3郭二庄井田可采煤层一览表
编
号
煤层
名称
统计
点数
厚度
最小-最大
平均
间距
可采
系数
变异
稳定
性
结构
煤层情况
小煤
0-1.18
0.63
15-20
37
极不
简单
无岩浆岩干扰,只19线以南个别点受到岩浆岩影响,煤层局部可采
大煤
0.55-5.96
3.64
36
94
较稳
定
较简
单
19线以南有岩浆岩干扰，北部基本无岩浆岩影响。
煤层稳定。
野青
煤
54
0-0.97
0.66
28
层位稳定，局部可采。
岩浆岩干扰较弱。
山青
0-1.86
0.92
74
不稳
煤层厚度稳定，只少数点构造影响不可采，岩浆岩影响不大，只北部云65、云34分别为顶底板
小青
0-1.39
0.82
30
42
较简单
局部可采，岩浆岩对本煤层稍有影响
大青
0-4.67
147
83
81
因岩浆岩干扰破坏严重，局部缺失和厚度变薄而不可采或被吞蚀
下
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