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采矿新技术论文新

第1章矿区概述及井田地质特征

1.1矿区概述

1.1.1矿井位置、交通、地形地貌

1、矿井位置

夹河煤矿位于徐州市西北九里区境内，距徐州市约11km，以夹河矿主井为中心，其地理座标为东经11705/13//，北纬34018/47//，地理标高+37.0∽+43.0m。

1.1.2交通

井田内铁路、公路均有，矿井生产的煤炭除经铁路、公路可运往全国各地外，还可经徐州港利用驳船运输，直达江浙各地，水陆交通甚为便利（见图1-1-1）。

铁路：

西陇海铁路干线从井田西南通过，矿铁路专用线在夹河寨与西陇海干线接轨；

公路：

矿专用公路与徐州市三环、徐沛公路干线和西部矿区公路连接成网；

水路：

井田东侧15km左右有京杭大运河，常年可通航50t驳船。

图1-1-1矿井交通位置图

1.1.3地形地貌

本区为故黄河泛滥形成的冲积平原，地势较为平坦，地面标高一般为+37.0～+43.0m，西南略底，地形坡度为0.15%。

该区东南边缘沿东北方向分布有九里山、琵琶山、大小孤山，西南有霸王山，其中九里山最高，山顶绝对标高+173.2m.由于区内地势平坦，地表径流条件好，大气降水以蒸发及地表径流为主要形式排泄外，余下部分滞缓地渗入地下。

1.1.4气象、气候

1，蒸发量：

本区多年平均蒸发量为1748.59mm，最高为2279mm（1978年），最低为1457.9mm。

1988年6月最大为287.9mm,1988年最低为50.24mm。

2、降雨量：

本区多年平均降水量为833.33mm,其中6、7、8三个月为主要降水月份，占全年降水量的58.7%。

最高降水量为1297.0mm（1958年）；最低降水量为50.6mm（1988年），日最大降水量为273.3mm（1997-07-17）。

3、风力、风向：

风向随季节而转变，春季多东南风，夏季多东风，秋季多东北风，冬季多西北风。

全年平均风速2.9m/s。

最大风速为23.4m/s，风向为西北（1952-06-07）。

4、霜雪：

霜期一般在10月至次年4月，最大连续积雪日数36日，积雪最大深度为247mm，降雪一般在11月上旬至次年3月下旬；冻结深度最大达29cm。

5、相对湿度：

本区多年逐月平均为69.52%，7～8月最高约在76%～83%左右，3～6月最低为62%～65%，年平均最高为1952年76%，年平均最低为1988年62%。

湿润系数约为0.5，故本区属半湿润区。

6、气温：

本区多年平均气温为14.30C，最高气温为40.60C,最低气温为-22.60C。

一年最高气温在36～390C，最低气温在-9～-130C。

1.1.5矿井人口分布、工农业发展情况

居民分布比较多，但达到设计能力时需要迁移的村庄有河头和解场，其户数，面积及人数见表1-1-1。

表1-1-1村庄情况

村庄名称

房间数目

面积

户数

人数

河头

216

3524

60

280

解场

756

9745

180

864

本区农业发达程度一般，矿井的生产对农田破坏大，做好赔偿工作。

1.2井田地质特征

1.2.1井田的勘探程度

夹河煤矿先后由一六九煤田勘探队和徐州矿务局地质勘探队以及安徽省煤田地质物探测量队和江苏省煤田物探测量队在井田内进行过钻探和地震勘探工作。

1.2.2煤系地层特征的综述

夹河井田位于徐州煤田九里山向斜南翼。

石炭、二叠系地层是其含煤地层，在井田内均被第四系冲积层覆盖。

井田内钻孔和井巷工程揭露的含煤地层主要有石炭系的本溪组（C2）、太原组（C3）、二叠系的山西组（P11）、下石盒子组（P12）、上石盒子组（P21）、石千峰组（P22）地层，各组地层的生成层序，其沉积古地理环境和岩性特征各有差异，按其沉积顺序见表1-2-1，综合地址柱状图见图1-2-1。

序号

地质年代

（地层单位）

岩层总

厚度/m

（平均）

岩层组

成及特征

含煤层数

及（厚度）

/m

1

中石炭统系的本溪组（C2）

12～28

（25）

下部为紫红色铁质泥岩，局部富集成褐铁矿团块，为古风化沉积；中部以浅灰、灰白色薄-厚层状白石、质灰岩为主，中夹薄层灰绿色泥岩或铝土泥岩，含黄铁矿；顶部以浅灰色灰岩或铝土泥岩，有时夹煤线线。

无

2

上石炭统太原组（C3）

147～167

（159）

由铝土质泥岩，灰绿色砂泥岩，深灰色泥岩，灰黑色泥岩，浅灰色泥岩、砂岩、泥岩等组成含少量动物化石，含海百合茎，单体珊瑚化石碎片。

4～10

（1.56）

3

下二叠统山西组（P11）

88～38

（118）

由灰黑色海相泥岩、深灰色砂泥岩，灰色砂岩、砂质泥岩，灰-灰白色中细粒砂岩，灰色砂泥岩，深灰色泥岩，浅灰-灰白色中粒砂岩，灰色薄层、砂岩、杂色砂泥岩等组成。

并且岩层中含少量海相动物化石，偶含钙质透镜体。

1～6

（3.30）

4

下二叠统下石盒子组（P12）

173～250

（210）

由灰绿-浅灰色中-细粒砂岩，灰色含铝土泥岩、杂色泥岩，高岭土矿层，浅灰-灰白色薄层的细粒砂岩，浅灰色泥岩，浅灰色细粒砂岩，灰-深灰色砂泥岩，

深灰砂泥岩，灰白色中粒砂岩，灰-灰绿色泥岩、砂泥岩、灰色细粒砂岩，杂色泥岩等组成。

2～8

（5.21）

5

上二叠统上石盒子组（P21）

461～607

（511）

下段以浅灰-灰白色中-粗粒砂岩，灰绿色细-中粒沙岩为主，夹灰色，杂色泥岩、砂泥岩组成；中段以杂色、紫红色、

灰-灰绿色泥岩、砂泥岩为主，夹薄-中厚侧柏、层中粒砂岩；上段由灰-灰绿色中粗粒砂岩及灰绿色、杂色砂泥岩、泥岩组成。

无

6

第四系（Q）

60～142

全系由砾岩、粘土砂岩、亚粘

土、粉砂土组成，由东南向西

北逐渐增厚。

无

表1-2-1矿井地层一览表

1,中石炭系本溪组（C2）属浅海相沉积，假整合于奥陶系地层之上。

全层厚约25m,下部为紫红色铁质页岩，为古风化壳沉积，以次与下伏地层分界，中部为灰绿色铅土页岩，中部以浅灰灰白色薄-厚灰岩为主，中夹薄灰绿色页岩或铅土页岩，以顶板浅灰色灰岩或铅土页岩与上覆太原组地层分界。

2上石炭系太原组（C3）为本区主要含煤地层之一。

属海相陆交互相沉积，整合于

本溪组地层之上。

地层沉积旋迥清晰，标志层明显，由石灰岩、页岩、砂页岩和砂岩组成。

夹灰岩13层，含煤4-10层，总厚约159m

3、下二叠系山西组（P11）为本区主要含煤地层之一。

属浅海河湖沼泽相沉积，整合于太原组之上，含煤1-4层。

主要有深灰色页岩、砂页岩，灰白色中-细砂岩，杂色砂页岩组成。

全厚116m，沉积旋迥比较明显。

4、下二叠系下石盒子组（P12）为本区主要含煤地层之一。

属陆相沉积，整合于陕西组之上，含煤1-8层，由深灰色、杂色页岩，砂页岩及灰白色砂岩组成，全厚200米。

5、上二叠系上石盒子组（P21）为陆相沉积，整合于下石盒子组之上，由杂色、灰绿色、灰色页岩、砂页岩及灰绿色、灰色、灰白色细-中粒砂岩组成。

中下部常夹0.2-0.5m炭质页岩或薄煤1-2层，本区施工钻孔未穿全组，所揭露最大厚度530m。

6、第四系（Q）不整合于各时代地层之上。

由砾岩、粘土砂岩、亚粘土、粉砂土组成，由东南向西北逐渐增厚。

1.2.3井田地质构造及分布

夹河井田位于徐州复背斜九里山向斜南翼中段。

井田总体为一走向略有变化的斜构造。

地层产状沿走向、倾向变化较大，且F1号断层上下两盘地层产状有差异。

F1号断层下盘：

15～24线地层走向NE60，24线以西渐转至近SN向，地层倾向NW，沿倾向方向地层倾角变化大。

以2煤层为例：

-150m水平以上地层倾角35～85；-150m～-250m水平25～35，-300～-350m水平5～10，-400～-800m水平16～35，-800m水平以下至F1号断层5～20，因此F1号断层下盘煤层由浅至深在剖面上大致呈台阶状，其它煤层具体台阶所处水平不完全与2煤层一致，但总体形态相似。

F1号断层上盘地层走向18～19线NE400，19～23线的浅部由NE700渐转为NE200，深部为NE600，23～27线NE600，27～29线总体NE200。

地层倾向NW，地层倾角15～250。

1、褶皱

井田内无大型褶皱，在F1号断层上盘和下盘各有一个不完整的次级褶皱。

其产状要素简述如下：

①F1号断层下盘17～18线有极不完整的次级向斜构造，轴向近EW，侧伏角度100～180，E端翘起；②F1号断层上盘21线附近有不完整的次一级向斜构造，轴向为NE350左右侧伏角为120～200，ES段翘起；③局部因受断层的牵引使地层或煤层产状发生变化，在断层附近往往发育有小型不完整的次级褶皱。

2、陷落柱

本井田内陷落柱不发育，仅在23线山西组、太原组煤层露头处，有一较小的在水平切面上呈椭圆形的陷落柱。

3、断层

井田内断层比较发育，落差在20m以上的有8条，而且小断层比较发育，是影响矿井生产的主要因素，设计中留用的主要断层见表1-2-2。

表1-2-2矿井主要断层一览表

序号

名称

性质

断层面走向

断层面倾向

倾角

（0）

落差

（m）

1

F1

逆

NE200-500

NWW-NW

40-70

50～220

2

F1-1

逆

NE450

NE

40-70

6～60

3

夹1

正

NE300-550

NW

50-70

0～60

4

夹9

正

NE300-550

NW

60-70

0～30

5

SF33

逆

NE100-600

SE

40-60

0～180

6

SF10

正

NE350-550

NW

60-80

0～25

7

SF11

正

NEE

SSE

60-80

0～20

8

SF22

正

NE

NW

60-80

0～20

9

SF6

正

NEE

SSE

60-80

0～8

10

SF31

正

NE

NW

60-80

0～12

11

SF71

正

NE

NW

60-80

0～8

12

SF30

正

NNW

SWW

60-80

0～8

13

SF34

逆

NEE

NEE

40-60

0～12

14

SF37

正

NWW

NWW

60-80

0～10

15

SF15

正

NNE

NNE

60-80

0～8

16

SF28

正

NE

NE

60-80

0～12

1.2.4井田水文地质情况

1、水系及其状况

本区地表河流不发育，但农田灌溉渠道纵横交错，天然水系仅有故黄河，其流向由北西向南东横穿井田流入京杭大运河，该河道于1988年冬季重新进行了开挖，新开挖的河道宽度50m左右，河槽标高为+37.0～+38.0m,河堤标高为+43.0～+44.0m，河床在塌陷区范围内宽度则在450～850m左右。

除塌陷区相应地表位置常年有积水外，其余区段为季节性河流，最高洪水位为+39.29m（1963-07-01），此河流为井田天然水系的主干，与煤层及含水层露头的夹角为55～570，第四系中部有粘土及粘土类沉积物30～40m起到隔水层的作用，大气降水及地表水系对矿井充水无直接影响；此河流为矿区汛期泄洪河。

2、主要含（隔）水层及其富水性

由上而下矿井主要含（隔）水层可分为第四系孔隙含（隔）水层（包括浅部含水层段、隔水层段、底部砾石含水层段）、二叠系砾岩裂隙含水层（包括上石盒子组砂岩裂隙含水层、下石盒子组砂岩裂隙含水层、山西组砂岩裂隙含水层）、太原组灰岩（包括第一含水层段、第二含水层段）。

其情况见表1-2-3。

表1-2-3矿井水文地质一览表

含水

（隔）