煤矿地质野外实习报告.docx

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煤矿地质野外实习报告

煤矿地质野外实习报告

第一章：

概况

一：

勘探工作目的

本次野外实习，勘探工作目的是：

（1）在课堂学习的基础上进一步了解中奥陶统、晚奥陶统、中石炭统和晚奥陶统的岩层构造、岩性、岩层中所含的化石种类和数量以及各个地层中所伴随的矿产、褶皱类型、断层情况以及从晚奥陶统到中石炭统的过渡岩层各种性质等；

（2）了解煤矿的基本情况、基本地形。

了解煤矿生产中各种机械的用途及注意事项、煤的分类及运输方式、安全生产的各项措施、标准等以便在以后的工作初期可以尽快的熟悉各种情况避免各种错误；

二：

勘探任务

本次野外实习的任务是：

（1）观察各实习地点的地理位置及地形地貌和地表水体等其他情况；

（2）观察奥陶纪石灰岩的颜色、光泽、解理、化石的种类及其含量、断层等其他情况；

（3）对断层做素描图、描述其擦痕的状况；

（4）观察晚奥陶统与中石炭统的假整和面及其过渡岩层的风化程度、颜色、岩性、化石种类及其数量等其他情况；

（5）观察中石炭统本溪组泥岩层的岩层特点、砂岩的颜色、解理及砂岩岩层中所包含的矿产、石灰岩的颜色、解理、裂隙的发育情况、化石的种类及其数量等；

（6）观察上石炭统的黏土层、石灰岩层的特点、岩层厚度、其中所含的化石种类和数量、岩层的裂隙发育程度、含水情况、矿产种类及其数量；

（7）观察上石炭统的砂岩、泥岩、黏土层的特点、及其中所含的化石种类和数量；

（8）观察煤矿的地形、了解煤矿的各种设施的用途、观察各种机器的特点，了解其工作方式及使用方法和使用注意事项；

（9）了解煤矿的开采情况、煤的种类、煤的储存和运输等。

三：

交通状况

缝山针公园位于太行山系南麓，焦作市中心北部，交通便利，公园西边是村庄，公园前是东西走向的公路，公园内是海相沉积的中、晚石炭统石灰岩。

红砂岭位于的缝山针的公园西方，焦作影视城北方3千米左右，影视路从南面跨过，上白作乡公路从南至北穿过此地区，交通便利，有盘山公路通山，山腰有小型铁矿和其他的一些废弃的铁矿矿井。

西张庄位于焦作市区西部，有公路通往山下，从山下到山上路矿稍差，山顶上有硫磺矿和用黏土烧制陶瓷器皿的小工厂。

焦煤集团珠春矿位于焦作矿区西南部，东距焦作市五千米；公路铁路交通便利，焦晋高速在矿区西部穿过，焦克公路在矿区北部通过，有矿区铁路专线与焦柳、正太干线连接。

四：

天气情况

12月11日雾，、小雪，12月12日下午天晴、12月13日天气晴朗，有风、12月19日天气晴朗、无风。

五：

水文地质情况

（1）在缝山针公园内无固定水系，小寺河和群英干渠自西向东穿过本地区，一般干涸无水，夏秋季节汇集降雨并排泄山洪，有时会发生小规模的山体滑坡，山下有一小塘，含水量不多，为景观用水。

地层含水层自上而下依次为：

第四系砂岩含水层、二叠系砂岩含水层、石炭系第八层、二层石灰岩、奥陶系石灰岩含水层。

（2）在红沙岭未见到明显水体，无固定水系，无河流、河塘，仅有东西走向的群英干渠，一般干涸无水，夏秋季节汇集雨水并排泄山洪，此处地貌多为褶曲，季节性雨水多渗入地下。

（3）在西张庄没有发现明显的水体，无固定水系，无河流、河塘，群英干渠自西向东穿过，一般干涸无水，夏秋季节汇集雨水并排泄山洪，此处地貌多为褶曲，季节性雨水。

（4）:

焦煤集团珠春矿矿区内无固定水系，没有河流湖塘，仅有两条季节性洪沟自北而南从矿区西部和中部穿过，一般干涸无水，夏秋季节汇集降雨并排泻山洪。

六：

地形地貌

（1）缝山针公园为山前冲积平原，地质构造较复杂地质构造以断层为主，辅以轻微褶曲，褶曲构造不甚明显主要表现为走向方向上的挤压现象，有单斜地垒构造，中部有一正断层，地势由西北向东南倾斜，南部地表被第四系黄土所覆盖北部地面主要为中奥陶统、晚奥陶统形成的的石灰岩山脉，区内地层走向SE~NE倾向NE，倾角一般5~10度，局部达大约30度左右，山势陡峭，高度在200米左右。

（2）红沙岭主要为中石炭统本溪组的石灰岩形成的山脉，地势由东南向西北倾斜，区内多断层、褶曲，山势稍缓，有明显的铝黏土层与石灰岩的交替带，高度在300米左右。

（3）西张庄主要为上石炭统太原组的石灰岩和铝黏土层形成的山体，山势较陡，有明显的铝黏土层与石灰岩的交替带，地层构造以断层、褶曲为主，褶曲发育明显，主要为走向方向上的挤压现象，形成了一系列的宽缓褶曲，地层倾角约为10~30度，山体高度在50米左右。

（4）珠春矿井田位于太行山南麓，北距太行山约五千米。

地貌形态为山前冲积平原，地势由西北向东南倾斜，西部海拔为+156m，东部海拔为+124m，地势较平坦。

地表全被第四系黄土层覆盖

七：

矿井生产情况。

（1）缝山针公园内未发现矿井，周围有中型煤矿和已经采空、废弃的巷道，现在开采的煤层为E2煤，因其煤层埋藏深度较大无小煤矿，其南面有正在施工的南水北调工程。

（2）红沙岭有正在生产的小铁矿，生产情况比较简陋，为人工开采。

（3）西张庄的在西张庄上奥陶统的第7层石灰岩上部的山顶有正在生产器皿的小型工厂和已经废弃的生产黄铁矿的矿井，从外表上可以看出此矿井为一个小规模的矿井。

（4）焦煤集团珠春矿是武汉煤矿设计院设计，设计生产能力为60万吨/年，服务年限为58年，主采煤为二1煤，1955年开始建井，1958年投产，1969年达到设计生产水平，1989年矿井产量达到历史最高水平89.49万吨，1986年10月开采二1煤的同时，一5煤投入开采，1999年8月一5煤因水大而停采。

1997年核定其生产能力为60万吨/年，截至2003年底矿井累计生产原煤2849万吨，20003年末矿井可采储量为3334.1万吨。

①矿井开拓方式、开采方法

矿井采用一对中央立井单水平上下山开发全井田，开采方法为倾斜分层走向长臂下行跨落法。

②矿井主要生产情况及储量简介

主井提升系统

主井提升方式为单绳缠绕式立井提升，井深198.7米，提升高度223.7米，井筒直径5米。

主井主要用途为提煤

副井提升系统:

副井提升方式为单绳饶式立井提升，井筒深度190.8m提升高度190.8m，井筒直径6m。

主要用途为进风、提矸、下料、上下人员等。

罐笼为单层2吨矿车罐笼。

井下运输系统:

目前矿井主要生产采区为东部的03区、25区，另有西部的残采煤柱配采。

目前采用皮带和矿车运输，

通风系统:

矿井通风方式为中央并列式，通风方法为抽出式。

副井进风、东斜风井回风。

井下实行分区式通风，各采区布置专用回风巷。

储量情况：

珠春井田为一狭长地垒构造，北及西北以天官区断层与王风矿、李封矿为;南及西南以朱村断层为界；东西部以三十九号井断层为界；东部与焦西矿相邻。

井田走向长6.5千米，倾斜宽1.2千米，面积7.436平方千米。

二1煤地质储量为611.8万吨，可采储量为217.6万吨；一5煤地质储量为262.7万吨，可采储量为1116.5万吨。

第二章：

地层

（按从老到新的地层顺序）

一：

太古界赞皇群片麻岩

水平岩层，出露0.3米左右，颜色呈黑褐色，致密，具片麻状构造，中粒变晶结构，主要矿物为长石、石英、黑云母、角闪石。

二：

中奥陶统石灰岩

（1）单斜构造，出露厚度2米左右，因风化，颜色呈灰白色，为深海相沉积的石灰岩，致密坚硬、表面张节理发育有方解石、石英填充形成的脉体。

此处为山脚，岩石球形风化严重，表面呈灰黑色，岩石中有古蜓类和珊瑚类化石但数量不多。

（2）水平岩层，出露厚度4-5米，人为的断面，颜色呈灰黑色，为深海相沉积石灰岩，致密坚硬，表面剪节理极其发育，裂隙多，为强透水层，此处岩石为新鲜出露面，岩石呈深灰色。

三：

中奥陶统与中石炭统假整和面岩层

本岩层为中奥陶统之上地层，缺失了晚奥陶世、志留纪、泥盆纪和早石炭世地层而直接于中奥陶统接触，此水平岩层厚度2m左右，为红色砂岩含泥质、铁质较多，易破碎，裂隙不太发育，未发现化石，出露部分风化较严重。

.

四：

中石炭层岩层

（1）中石炭统泥岩层

本溪组，水平岩层，出露厚度1米左右，为红褐色含铁质较多的泥岩层，未见到化石。

出露地方岩石风化严重，极易破碎，未发现化石

（2）中石炭统页岩层

本溪组，水平岩层，出露厚度1.5米左右，为红褐色含铁质较多的岩层，具有明显的片叶状层理。

发现有少量的植物化石，但由于风化严重不易辨识。

出露部分风化严重，敲击呈碎末状。

（3）中石炭统砂岩

本溪组，水平岩层，含铁质较多，表面呈淡红色，疏松较脆，导水性较好，敲击易破碎，未发现化石，本层为煤矿生产的透水层。

本地层中含有山西式铁矿（亦称鸡窝状铁矿）。

（4）中石炭统石灰岩

水平地层，出露厚度为3米左右，颜色呈灰白色，裂隙极其发育，剪节理极发育，距底部0.5米左右有厚度达1米左右的燧石条带层，含有石英和长石侵入形成的脉体，燧石中有蜓类和珊瑚类化石，但数量不多，距底部1.5米左右有厚度达0.08米左右的煤线，石灰岩顶部为厚度达1.4米左右的黄土层

五：

上石炭统岩层

本地层为上石炭统太原组地层，观察地层为铝黏土层和石灰岩层交替出现每层铝黏土层厚度在0.8米左右，共观察到7层石灰岩，具体情况如下

（1）石灰岩层L1：

水平地层，厚度2.5米左右，颜色呈灰色，解理和裂隙不发育。

有石英、长石侵入形成的脉体，含较少量的蜓类和珊瑚类化石，为煤矿的含水层，但水量一般不会太大。

（2）石灰岩层L2：

水平岩层，厚度3—4米，颜色呈灰色，解理和裂隙都不发育。

有石英和长石侵入形成的脉体，含蜓类和珊瑚类化石，为煤矿生产中的强含水层。

（3）石灰岩层L3：

水平地层，厚度2米左右，夹有燧石条带，此岩层含杂质较多而呈灰白色，岩层底下缝隙发育，易出水，含少量蜓类和珊瑚类化石，为煤矿含水层，但水量不会太大。

（4）石灰岩层L4：

水平岩层，厚度1米左右，颜色呈灰色，裂隙和解理不发育。

夹有少量燧石，为泥质石灰岩，此地层较薄含水量较少，含少量珊瑚化石。

（5）石灰岩层L5：

倾斜岩层，厚度3—4米左右，颜色呈灰色，少裂隙和解理。

没有燧石，含少量蜓类和珊瑚类化石，为煤矿的含水较多地层

（6）石灰岩层L6：

倾斜岩层，厚度0.5米左右，颜色呈灰色，少裂隙和解理。

没有燧石，含少量蜓类和珊瑚类化石，含水量较少。

（7）石灰岩层L7:

倾斜岩层，厚度0.5米左右，颜色呈灰色，含少量燧石块，含较多的蜓类和珊瑚类化石，此地层有伴有黄铁矿、少量石膏和硫磺。

其上是厚度达0.5米的黄土层，但因含铝质较多呈现一定程度的灰色。

（8）上石炭统铝土岩层：

倾斜岩层，厚度在0.75米左右，颜色呈灰色，半金属状光泽，含铝质较多，质软，用手触摸时有滑腻感，未发现化石，隔水性较好，因此此地层是煤矿生产中的强隔水层。

（9）上石炭统泥岩层：

水平地层，厚度在0.5米左右，呈灰黑色，较易破碎，敲击呈层理状断口，本岩层中中含有丰富的化石，如古轮页状植物化石、古乔木化石等。

本层岩层为隔水层，一定程度上隔水性较好。

（10）上石炭统砂岩层：

水平地层，厚度在0.6米左右，颜色呈粉红色，含有一定程度的泥质，较易破碎，未发现化石，含水性和导水性一般。

（11）上石炭统二1煤岩层：

二1煤顶板类型为二类，顶板适于用全部陷落法管理。

顶板为粉砂岩、中细粒砂岩及泥岩，钙质及泥岩胶结，层面富含植物化石，层理较明显稳定性稍差；底板为泥岩

煤层井田地质构造复杂，地质构造以断层为主，附以轻微褶曲，井田基本上被高角度正断层所包围，处于北部天官区断层、南部边界朱村断层和三十九号井断层之间，呈单斜地垒构造；井田中部有三号井断层横贯东西，将井田分割成南北两大区域区内落差大于20m的断层有7条，各断层又伴生若干分支断层，整个井天内小断层较发育。

井田内褶曲构造发育不甚明显，主要表现为走向方向上的挤压现象，形成一系列的宽缓褶曲，使煤层底板等高线呈现一种缓波状的起伏现象，范围和幅度均较小，对生产影响不大。

区内地层走向NE-NNE,倾向SE,倾角一般5~10度，局部达22度。

井田内有可采煤层两层，即二叠系山西组的二1煤和石炭纪系太原组的一5煤。

二1煤为主可采煤层，厚度0.8-11.73m,平均5.28m，赋存稳定。

一5煤厚在1.02~1.5m之间，平均1.30m。

矿井水文地质条件为复杂型。

含水层自上而下依次为；第四系砂岩含水层，二叠系砂岩裂隙含水层，石炭系八层灰岩（L8）五层灰岩（L5）、二层灰岩（L2）岩溶裂隙含水层。

奥陶系马家沟组石灰岩对矿井生产有威胁的主要是L8、L2、O2三个岩溶裂隙含水层.

三个岩溶裂隙含水层

顶板为粉砂岩、中细粒砂岩及泥岩，致密，钙质泥质胶结，层面富含植物化石，层面比较明显，稳定性稍差；二1煤的底板为泥岩、粉砂岩，直接底板向下为中细粒石英砂岩，钙质及泥质胶结，含少量植物化石碎片。

二1煤具有煤，但也有瓦斯突出危险，吨煤瓦斯含量为20.37~28.0立方米。

矿井（珠春矿）开采以来二1煤共发生突出46次，始实标高-36米；2004年鉴定矿井瓦斯绝对突出量6.34立方米/分钟，相对涌出量8.92立方米/d*t。

一5煤系低瓦斯煤层。

二1煤属三类不易自燃煤层，煤尘无爆炸危险。

第三章：

构造

本次野外实习观察到的地质构造有;单斜、褶皱、和断裂具体情况如下。

一：

单斜构造

在缝山针公园西，观察到有西北走向，东南倾向，倾角大约为40°~50°的单斜构造。

此地层为中奥陶统深海相沉积的石灰岩。

二：

褶皱

（1）背斜

在缝山针公园附近、红沙岭和西张庄都观察到了背斜，在以上的诸多褶皱中在缝山针公园内观察到的褶皱较为清楚。

此褶皱为背斜，其轴线向南延伸，枢纽水平。

（2）向斜

在缝山针公园内、红沙岭和西张庄都有观察到向斜，在以上的诸多褶皱中在红纱令观察到的较清楚。

此褶皱为向斜，其轴线向东北方向延伸，枢纽弯曲。

三：

断裂

断裂构造为岩层受力后产生变形，当压力大到一定的程度或超出岩层的强度极限时，岩层的连续完整性遭到破坏，断裂构造又分为节理和断层。

（1）断层

在缝山针公园附近、红沙岭和西张庄都有观察到断层，有沟的地方就有断层，即逢沟必断。

在缝山针观察到的断层较清楚。

此断层的断裂面平直，走向为东西走向，方向向正南倾斜，倾角大约在45°左右，其上下两盘之间夹有胶结岩破碎带，此破碎带为岩层断裂时散落的岩石碎块经过挤压和胶结而形成的，胶结的岩石为致密的石灰岩，颜色呈灰黑色，其表面有石英和长石形成的纹路。

断层面上有平行于倾向的擦痕。

此擦痕于岩层上下两盘的倾向平行，用手触摸有光滑感，有上下两盘相对移动时形成的浅痕，经过观察，断定此断层形成于古生代晚奥陶统以后的某个时期。

（2）节理

①张节理

在缝山针公园的西边的山脚处，观察到中奥陶统形成的石灰岩中有张节理，此处张节理呈纷羽状，其中有石英和方解石侵入形成的脉体。

②剪节理

在缝山针公园内的西边山腰处，观察到中奥陶统形成的石灰岩的人为断裂面有大量的剪节理，其剪节理呈X状，向里延伸，剪节理面用手触摸有光滑感，伴随剪节理生成了大量的裂隙。

第四章：

其他矿产

在野外实习的观察过程中，观察发现了数种矿产，有和岩石伴随生成的（含量较少），有自成一种矿产的，具体情况如下。

1．片麻岩

此矿产自成一种矿产，为片麻状构造，颜色为灰褐色，含石英和方解石侵入形成的脉体，此岩石较光滑，多用于制造石碑等建筑装饰材料。

在缝山针公园观察到片麻岩，并有用其制作成的碑。

2．石灰岩

此石灰岩自成一种矿产，为深海相形成的石灰岩，颜色深灰黑色，用于烧制石灰，或粉碎后用于铺路。

在缝山针公园内和附近较多。

3．山西式鸡窝状铁矿

此矿产自成一种矿产，此种铁矿因产状呈鸡窝状而得名，颜色为深红色，致密，呈块状集合体，为半金属至土状光泽，品位较低，用手触摸有粗糙感。

在红纱岭山腰的砂岩岩层内观察到，主要用于炼铁

4．砂岩

此种砂岩为中石炭统形成的，致密坚硬，块状较大，呈正方体，红色，观察时此矿产已经停产，在红沙岭的山腰观察到。

5．铝黏土矿

此岩层自成一种矿产此种铝黏土矿，颜色为灰色，半金属状光泽，质地较软，用手触摸有光滑感。

此铝土矿含铝质较多，多用于烧制耐火砖、制器皿、或炼铝等。

此种矿产在西张庄观察到，在铝土层的20米左右即有烧制器皿的小型工厂。

6．燧石

此种矿产为二氧化硅隐晶质结构，颜色为黑色，致密坚硬，击之起火星，多呈结核状或条带状。

此种矿产多用于制造火石等。

7．石膏

此种矿产为伴生矿产，此种石膏呈板状，集合体呈块状，无色透明，玻璃状光泽，用手触摸有光滑感。

此种矿产多用于制造雕塑、作为医用材料使用等，此种矿产在西张庄上奥陶统的第7层石灰岩中和黄铁矿伴生。

8．硫磺

此种矿产为伴生矿产，此硫磺呈黄色粒状，用手捏之既破碎，此矿产多用于制造火药等，此种矿产在西张庄上奥陶统的第7层石灰岩中和黄铁矿伴生。

9．黄铁矿

此种矿产为自生矿产，此黄铁矿呈立方体，颜色为浅铜黄色，具有金属光泽，品位较高，没有解理。

此矿产多用于炼铁等，此种矿产在西张庄上奥陶统的第7层石灰岩中发现，有石膏和硫磺伴生矿井周围是上奥陶统的第7层石灰岩上部的黄土层。

10．煤

此矿产为早期植物形成的自生矿产，此煤种呈不规则的形状，颜色为钢灰色，敲击有贝壳状断口，含灰分很少，经观察，发现此煤为二1煤，属优质煤，多用于炼钢、作为火力发电厂的燃料等。

此矿产在焦煤集团朱村矿矿井下的运输大巷中的运输皮带上观察到。

第五章：

总结

在本次野外实习中在书本的理论基础上对各个时期的各种岩层、岩石的各种构造、各种矿产、有了进一步直观的了解，为以后的学习乃至以后的亲临现场工作奠定一个初步的基础。

具体的认识如下

（1）对石灰岩的认识

石灰岩在不同的时期可能是不同的深海相、浅海相或河流相形成。

含泥质程度不同的石灰岩颜色深度和硬度不同，含泥质较多的石灰岩颜色较灰白硬度弱，含泥质较少的石灰岩颜色较黑硬度较大。

上石炭统的7层石灰岩中其中第二层和缺失的第八层较厚，含水量较大，为煤矿生产中的强含水层和出水层。

（2）对地层构造的认识

断层：

逢沟必断，断层较多的地方岩层破碎严重，隔水性差。

褶皱：

平常所见的山大都有褶皱，褶皱和断层伴随形成。

节理：

石灰岩中剪节理常较大，易形成裂隙，而张节理一般较小已被其他岩石侵入形成脉体而不形成裂隙。

（3）对矿产的认识

有的矿产富集程度较好，单独形成矿产，如铝黏土矿，有的矿产仅仅伴随主要矿产生成如和黄铁矿（见附图）伴随生成的石膏（见附图）和硫磺

（4）对岩层隔水性的认识

1）有断层的地方岩石破碎严重隔水性差

2）铝土层的隔水性较好但如果在煤矿生产中是底板则因其质地较软易发生底板突起。

3）砂岩的隔水性随其含泥质的多少有所不同，含泥质较多的砂岩因其较脆隔水性弱，含泥质较少的砂岩因其较硬隔水性较好。

4）泥岩的隔水性较好

（5）对岩层硬度的认识

1）石灰岩含泥质较多的硬度较小，含泥质较少的硬度较大。

2）页岩含泥质较多的硬度较小，含泥质较少的硬度较大。

3）砂岩含泥质较多的硬度较小，含泥质较少的硬度较大。

（5）对煤矿的设施的认识

1）煤矿主井主要用途为提煤，副井主要用途为进风、提矸、下料、上下人员等。

2）煤仓是用于储存煤和便于运输煤的设施。

3）煤和煤矸石的储存与运输。

煤从主井提升上来以后经遴选后直接从运输皮带上从高处送入煤仓，煤仓下部有槽火车头可直接开进装煤，从一头进从另一头出。

矸石在从副井提升上来以后罐车从一深槽上方通过时卸料，可从深漕的下部装车运走。

4）矿井的各种机械均为大功率用电器，都有防爆性能。

5）运输皮带是将煤从采煤工作面将煤运到地面后直接送入煤仓的装置。

以下是断层素描图

（1）和采集的岩石样本：

断层素描

向斜素描

背斜素描

西张庄,铝黏土层与石灰岩交替出现

西张庄上奥陶统含蜓化石的石灰岩

西张庄上奥陶统含珊瑚化石的石灰岩

西张庄上奥陶统含植物化石化石的砂岩、泥岩。