成庄矿区概述及井田地质特征.docx

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成庄矿区概述及井田地质特征

1矿区概述及井田地质特征

矿区概述

井田位置、范围及交通

成庄煤矿，位于沁水煤田南翼，晋城市西北20km处，跨泽州和沁水两县。

工业广场位于泽州县下村镇史村，地理坐标为北纬35°34′11″—35°39′50″，东经112°36′06″—112°43′49″。

成庄井田北至大阳井田南界，南至寺河井田北界，东以煤层露头及小窑为界，西与潘庄井田为邻，东西长约，南北宽约，面积。

太（原）—焦（作）铁路由井田东10余km处通过，侯（马）—月（山）铁路从西南约7km处通过。

矿井有铁路专用线经古书院矿与太焦铁路接轨，距古书院矿18km。

207国道（太原—洛阳）在成庄矿东侧约20多km处通过，晋（城）—长（治）、晋（城）—阳（城）、晋（城）—焦（作）、长（治）—邯（郸）、太（原）—长（治）高速公路已建成通车。

交通极为便利（图1-1）。

地形地貌

本井田地形为低山—丘陵区，沟谷发育。

中部高，东、西部低，最高点标高为，最低标高为，相对高差为。

东部长河西岸有黄土覆盖、西部沁河东岸也有黄土覆盖，中部山区森林发育。

井田内村庄位于黄土冲沟两侧或山顶低洼处有黄土覆盖的地方。

河谷两侧为侵蚀堆积地形，形成河漫滩及以上的三级阶地。

水文地质

水系属黄河流域沁河水系。

井田内主要河流为长河，为沁河支流，由东北向西南从井田东缘流过。

史村河、河底河等为长河支流，由西北向东南注入长河，为季节性水流。

另外，井田东侧的长河河谷内建有南庄水库，井田内的史村河，河底河的上游分别建有刘村、常坡两座水库。

气象、地温及地震

晋城市属暖温带大陆性气候。

四季分明，温暖宜人，日照充足，无霜期长。

据晋城市气象站资料，年平均气温11℃，极端最低气温℃（1956年1月21日），极端最高气温℃（1967年6月4日）。

雨季为7、8、9三个月，平均年降水量，最小（1965年），最大（1956年）。

平均年蒸发量1783mm。

根据《中国地震烈度区划图（1990）》划分：

本井田属地震烈度区Ⅵ度区；根据《中国地震参数区划图》（GB18306-2001），本区所属地震动峰值加速度分区为。

图1-1成庄矿交通位置图

矿区经济概况

本地区土质比较肥沃，主要农作物有玉米、谷子、小麦和高粱，由于农田水利基本建设发展较快，亩产水平逐年提高。

工业主要有冶炼、化肥、水泥、发电、农机副产品加工以及手工业。

本地区经济发达，工农业基础好，对能源需求大，很有必要建设大中型矿井来满足本地区的需要。

矿井水、电源情况

水源：

本矿目前生活及生产用水主要来自奥陶系岩溶地下水，地表潜水井基本上全部报废。

已施工奥陶系岩溶水源井9口，水平标高在与之间，单井供水量为2200～2800m3/d，水质优良，基本能满足矿区内居民生活及工业用水。

电源：

矿井电源来自集团供电公司110kV站。

井田地质特征

地层

本井田由东向西、岩层从老到新。

现分述如下：

（一）、奥陶系中统下马家沟组（O2x）

以中厚层状石灰岩为主，下部夹泥质灰岩和含石膏的泥质角砾状灰岩，中下部岩溶发育，呈蜂窝状小溶洞相互连通，一般可见1～3层，洞内可见黄褐色沉淀物。

本组岩溶发育，含水丰富，是矿区水源的重要取水层段。

本组厚度约为。

（二）、奥陶系中统上马家沟组（O2s）

以浅灰～深灰色致密性脆的厚层状石灰岩为主，次为泥质灰岩，具方解石细脉。

本组厚～，平均，富水性弱于下马家沟组。

（三）、奥陶系中统峰峰组（O2f）

以深灰色坚硬致密的厚层状石灰岩及角砾状灰岩为主，砾石成分较复杂。

在个别钻孔中见到顶部具薄层状黄铁矿，为本溪组沉积物。

本组厚～，平均。

（四）、石炭系中统本溪组（C2b）

平行不整合于峰峰组灰岩侵蚀面之上，因受剥蚀面控制，厚度由0m～。

平均。

以灰白色铝土质泥岩为主，夹薄层砂质泥岩及细粒砂岩，局部夹薄层灰岩，为一套以泥岩为主的泻湖海滩相沉积。

底部为山西式铁矿。

在井田东部边界外，有零星出露。

（五）、石炭系上统太原组（C3t）

为井田主要含煤地层之一。

K1石英砂岩（相当于晋祠砂岩）底界或相当层位至K7砂岩底。

与下伏本溪组成整合接触。

由灰色中、细粒砂岩、灰黑色粉砂岩、泥岩、砂质泥岩、石灰岩、煤层组成。

属海陆交互相沉积。

自下而上K2、K3、K5三层石灰岩普遍发育，层位稳定。

含煤10层，一般6—8层，可采2层（9、15号煤层）。

本组厚～，平均。

在井田东部边界附近有零星出露。

（六）、二叠系下统山西组（P1s）

为井田主要含煤地层之一。

K7砂岩底或相当层位的粉砂岩至K8砂岩底，与下伏太原组呈整合接触。

由灰白～灰色中、细粒砂岩、灰黑色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩及煤层组成，为滨岸过渡相沉积，含煤1～3层，其中3号煤层为主要可采煤层。

本组厚～，平均。

在成庄、段都、坪头一带有零星出露。

（七）、二叠系下统下石盒子组（P1x）

K8砂岩底至K10砂岩底，与下伏山西组呈整合接触。

由灰色、灰绿色砂岩、砂质泥岩、泥岩组成，局部夹1～2层煤线及铁锰质结核。

属淡水浅湖～滨湖相沉积。

顶部为含铝质泥岩，富含鲕粒，俗称“桃花泥岩”，层位稳定，分布广泛，是良好的标志层。

8K8砂岩为灰、深灰色细～中粒长石石英杂砂岩。

本组厚～平均。

（八）、二叠系上统上石盒子组（P2s）

以K10砂岩底界与下石盒子组分界，属陆相沉积，全组厚～，一般，按岩性组合可分为三段：

下段（P2s1）：

岩性主要由杏黄、黄绿、灰绿、紫红色细粒砂岩、砂质泥岩、泥岩组成。

底部为中～粗粒长石石英杂砂岩（K10），泥质胶结，具交错层理。

与下伏下石盒子组呈整合接触。

本段厚～，平。

中段（P2s2）：

岩性主要由杏黄、黄绿、灰绿色粗、中、细粒砂岩，灰绿色、紫红色粉砂岩、泥岩组成，夹数层中厚层状粗粒长石石英杂砂岩。

中部夹厚0m～的锰铁矿层。

本段厚200m～230m，平均210m。

上段（P2s3）：

岩性主要由黄绿色、灰绿色、细粒砂岩，灰绿色、暗紫色粉砂岩及泥岩组成。

为本区出露的最新岩层，全层出露不全，仅在大尖山、二尖山、方山、李街村一带有零星出露，因受剥蚀，所见厚度左右。

（九）、第四系（Q）

沿长河各沟谷，两侧山坡及山梁均有大面积分布，角度不整合于不同岩层之上。

中更新统（Q2）：

下部为浅红色至暗红色砂质粘土，夹铁锰质薄层，半胶结至不胶结，中部为灰黄色砂砾层，上部为红色砂质粘土，含钙质结核。

厚0m～，平均。

与下伏地层呈角度不整合接触。

上更新统（Q3）：

灰黄色亚砂土中夹钙质结核，垂直节理发育，孔隙度大，底部有灰黄色未经胶结的砂砾层。

厚0m～，平均厚。

与下伏地层呈角度不整合接触。

全新统（Q4）：

为近代河床相堆积，以砂质土，砂砾层为主，厚0m～，一般为10m。

本井田含煤地层沉积类型和特征与晋东南其它地区大致相同，主要煤层及标志层可以对比。

因此，仍沿用晋东南地区标志层对含煤地层进行划分，其对比程度可靠。

本报告仍沿用传统的岩石地层单位划分和对比地层，将太原组与本溪组之界置于晋祠砂岩（K1）及其相当层位之底；山西组与太原组之界置于K6灰岩之上的K7砂岩（相当于太原西山的北岔沟砂岩）底或与其相当层位；下石盒子组与山西组之界置于K8砂岩（相当于太原西山的骆驼脖子砂岩）底或与其相当层位；上石盒子组与下石盒子组之界置于“桃花泥岩”及其相当层位之上的K10砂岩之底。

由于本井田太原组3层石灰岩（K2、K3、K5）普遍发育，层位稳定，因此说原报告对太原组地层的对比是可靠的。

在二叠系地层中，自下到上有7层发育较好的砂岩和一层桃花泥岩，可作为划分二叠系地层的标志层。

由于这8层标志层发育比较明显，易于鉴别，因此，原报告对二叠系地层的对比也是可靠的。

图1-2成庄矿综合柱状图

地质构造

褶曲：

受区域构造的影响，区内褶曲多为幅度不大两翼平缓，开阔的背向斜及较小的短轴背向斜构造

成庄北背斜：

位于井田中部，由成庄北向西北延展。

一直穿过井田西部边界。

地表大部分被黄土掩盖，据3号煤层底板等高线图显示，背斜轴向280°，延伸长度超过8000m左右，波幅35m左右。

北翼地层倾角5°，南翼地层倾角7°左右，局部12°，为—向西倾伏的背斜构造。

井下北翼+630辅助运输大巷和北翼总回风大巷，均横穿背斜轴部。

据北翼+630辅助运输大巷揭露，在此处该背斜为一倾伏背斜，轴部伴有许多小型褶曲及小型正断层，轴部地层起伏不平，轴向330°，倾角3°～6°。

据北翼总回风巷大巷揭露，该背斜在此处为—倾伏背斜，轴向280°，南翼地层倾角12°，北翼地层倾角3°～6°，轴部伴有小型断层和陷落柱，轴部地层平缓。

本井田位于太行山复背斜西翼，沁水盆地东翼南端。

为阳城山字形结构体系脊柱部分南端东侧及马蹄形盾地的北侧与新华夏构造体系的复合部位。

北西向压扭性开阔背向斜褶曲伴有少数褶曲轴向近似垂直的张性断裂和与褶曲斜交的扭性断裂。

井田内构造主要为走向北东逐渐转折为北东向，倾向北西的单斜构造。

井田内地层平缓，倾角3°～10°，一般在8°以内。

本井田从地质勘探阶段到成庄矿建成投产9年来，没有见到断层及其他地质构造。

总的说来，本井田构造比较简单。

井田水文地质

成庄井田从水文地质单元上来讲，属延河泉域。

延河泉是我省较大的岩溶大泉之一，它位于阳城县东冶乡延河村北沁河西岸。

高出河面约5m，出露地层为奥陶系中统上马家沟组灰岩，泉水沿上马家沟组灰岩底部涌出，其单泉平均流量为s。

延河泉泉口出露标高，泉水流量受降水影响大，不稳定系数为。

由于受地层岩性、地质构造、岩溶、地形和水文网的控制，整个泉域构成一个完整的从补给、径流到排泄的地下水流域。

中奥陶统厚层石灰岩是组成延河泉域的主要含水层，沁水向斜使泉域地层构成南部向北，东西两侧向中间倾斜的储水构造。

泉域的东边界为晋获断裂带；西边界为震旦系变质岩；南边界为山西与河南间的天然分水岭（老地层出露段）；北边界为寺头断层。

延河泉域东邻晋城三姑泉域，东北靠长治辛安泉域、北倚洪洞广胜寺泉域，总面积为2990km2，其中奥陶系出露面积1316km2。

成庄井田位于长河上游一带，在区域水文地质上，属长河径流带的中上游。

井田内上、下马家沟组岩溶十分发育，有大的溶洞，据钻孔揭露，溶洞内有大的涌沙现象。

岩溶地下水的补给来自东部和东北部高平一带的灰岩裸露区和浅埋区的降雨入渗补给，以及丹河上游径流灰岩区和断裂的渗漏补给。

由于晋获断裂带（延河泉域东边界）以大阳为界，分为南北两段，南段为阻水断裂，北段为透水段，在高平一带为导水断裂，岩溶地下水处于分流状态，一部分地下水补给成庄地区，一部分流向三姑泉。

因此，成庄井田内的岩溶地下水资源极其丰富。

井田内岩溶地下水供水井出水量极其可观，单井出水量达2200—2800m3/d。

井田内的区域地下水，除奥陶系岩溶水外，还有石炭系薄层—中厚层石灰岩裂隙水和二叠系砂岩裂隙水，以及第四系冲积层孔隙水。

但这部分地下水分布范围局限，一般水量不是很大。

现简述如下：

（一）第四系冲积层孔隙潜水

主要分布于盆地及河、沟谷地带，含水量变化较大，7-9月份为富水期，1-4月份为贫水期，靠大气降水及季节性水流补给，仅供当地人畜饮用水用。

在无污染地区，水质一般良好，多为重碳酸·硫酸—钙·镁型水，PH值～左右，总硬度～L。

受污染区则水质变坏。

（二）二叠系砂岩裂隙水和石炭系裂隙岩溶水，赋存于二叠系砂岩及石炭系灰岩中的裂隙岩溶中。

二叠系含水层主要是厚层砂岩中裂隙含水，隔水层为底部的泥岩和砂质泥岩。

在二叠系分布较广的山区，其沟谷及两岸常有下降泉出露，泉水出自砂岩层中，水量随季节性变化很大。

在无污染地区水质良好，常作为当地供水水源。

水源类型为重碳酸·硫酸—钾·钠·钙·镁型水，PH值～，总硬度：

～L，井下资料L。

石炭系含水层分布在层位稳定，厚度大，岩溶裂隙发育程度变化较大的厚层石灰岩中，其富水性变化也很大。

一般与石灰岩所处位置及岩溶发育程度有关，岩溶发育程度又与地形地貌、地质构造、地下水动力条件有关。

所以，富水段多分布于盆地、沟谷及地质构造较为发育地区，区内在上覆地层厚度大于50m，且距河谷较远的地段，往