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1矿田概况和地质特征

1.1矿区概况

平朔矿区位于山西省宁武煤田北端。

地跨朔州市平鲁、朔城两区，属山西省朔州市管辖，其地理坐标为东经112°10’〜113°30',北纬39°23'〜39°37'。

矿区范围东以马营河和11号煤层露头线为界，北和西均以11号煤层露头线为自然边界，南以担水沟断层为界。

矿区勘探面积380km2资源划分见图1。

图1-1资源划分图

平朔矿区南部有北同蒲铁路通过，靠近矿区的车站为朔州、大新、神头等3个车站，相距18〜21km朔州站北距大同129km南距太原226km距秦皇岛773km区内沿七里河已建成由北同蒲铁路的大新站接轨通往安太堡露天煤矿、安家岭露天煤矿的铁路专用线及通往刘家口集运站、木瓜界集运站的铁路专用线，沿马关河建有从神头站接轨通往杨涧、芦家窑（陶村集运

图1-2交通位置图

1-2。

站）的地方铁路专用线。

大（同）〜运（城）高速公路由矿区东南部通过，有高速公路支线将矿区与大运高速公路相连。

朔（州）〜平（鲁）一级公路南接大运高速公路沿七里河北上到平鲁城区，贯穿矿区南北。

详见图

安家岭露天矿田，横跨安家岭和安太堡二号两个勘探区，位于平朔矿区的中南部，其行政隶属山西省朔州市平鲁区。

地理坐标为：

其地理坐标为：

东经

112°20'52〃〜112°26'22〃,北纬39°26'03〃〜39°29'43〃，矿区范围由29点坐标连线圈定，矿田东西宽7842m南北长6556m面积28.8832km2，划

出南部西易煤矿2.4959km2，东易4.3855km2,矿田面积为22.0018km2。

本矿田属于山西黄土高原朔平台地之低山丘陵，全区多为黄土覆盖，区内黄土台地曾经受强烈的侵蚀切割作用，加之区内植被稀疏，形成梁、垣、峁等黄土高原地貌景观。

矿区内地形基本呈北、西高，东、南低之趋势。

最高点位于矿区北界双屹塔梁，海拔高度1435m最低点为矿区东部的马关河床，海拔高度

1180m相对高差255m

本区属于海河流域，永定河水系，河流有马关河、七里河。

本区之东有太行山、五台山。

两山高度皆在海拔2800m以上，阻隔海洋季风吹入，而其西部与内蒙古相通，使本区一带成为塞外寒流南侵的必经之道，因此，大陆性季风气候极为典型。

年平均气温5.4〜13.8C,绝对最高温度+37.9C,绝对最低温度-32.4r，一般日温差也在18C〜25C以上。

年降水量分配极不均匀，暴雨强度大，年降雨量为345.3〜682.2mm年平均为428.2（朔县站1922〜1991年）〜449mm井坪站1953〜1985年），最高为757.4mm最低195.6mm降水多集中在七、八、九三个月，占全年降水量的75%有时达90%日最大降水量87.0〜153mm连续最长降水时间13d。

年蒸发量在1786.7〜2598mm之间，一般为2066.7mm从四月至六月，月蒸发量可达580mm一般年蒸发量是降水量的5倍左右。

1.11m左右，最大为1.31m,无霜期107〜

霜冻期每年九月下旬开始，初霜期最早为9月14日，终霜期为次年四月，个别年为五月上旬，最晚为6月7日。

冻结日期最早为10月18日，解冻日期最晚为次年的4月12日。

冻土深度一般在

70%，平均每年出现40d左右的大风，多集中于冬春季节，风向多为西北，年

175d。

本区每年有风时间占全年总时间的飓风天数2d左右，风沙日在29d以上，平均风速2.3〜4.7m/s，最大风速可达21.7m/s。

根据国家地震局《中国地震动参数区划图（2001）》，本区地震基本烈度为^度，地震动峰值加速度0.1g，地震分组为第二组。

年蒸发量在1786.7〜2598mm之间，一般为2066.7mm从四月至六月，月蒸发量可达580mm—般年蒸发量是降水量的5倍左右。

瓷等

朔州市位于山西省北部、大同盆地西南端，南邻忻州，北接大同，西北与内蒙古交界，辖两区四县，主要农作物有玉米、马铃薯、小麦、谷子、胡麻、甜菜、莜麦、豌豆等30多种。

朔州市是一个以煤炭、电力为主的新兴工业城市，本区煤炭资源丰富，是国家主要能源基地之一。

朔州矿藏资源丰富，初步探明的矿藏有煤炭、石灰石、铁矿石、铝矾土、云母、粘土、石墨等35种。

全市具有规模的工业企业120家，煤、电基础极为雄厚，且有大型现代化露天煤矿安太堡露天煤矿和安家岭露天煤矿以及华北地区最大的火力发电厂神头一、二电厂。

全市煤炭年生产能力80.00Mt以上。

电力总装机容量2448MkW/乳、瓷等新兴产业颇具实力，乳制品生产能力达10万吨以上，是全国农区最大的乳制品生产基地之一；日用瓷年生产能力达到5亿多件，怀仁嘉明陶瓷公司是全国最大的日用瓷

生产企业之一。

1.2矿田地质构造及煤层产状特征

1.2.1地质构造

本矿田位于宁武煤田北端，宁武煤田的基底为一套古老的变质岩系，地层沉积总厚达2600〜3500m以上，沉积中心位于煤田中南部宁武-静乐一带，地层厚度在3500m以上，而北部井坪-朔县一带仅几百米，中心出露最新地层为中生界侏罗系，向周围依次为中生界三叠系、古生界二叠系、石炭系、奥陶系、寒武系，太古界五台群，新生界第三系、第四系在南部静乐盆地及北部朔县平原厚度达200m以上。

宁武向斜贯穿煤田南北，其走向：

井坪-阳方口近南北，阳方口-静乐为N30E,向斜轴除朔县平原偏向西部外，一般偏向东部，且东翼地层倾角大于西翼，为一不对称向斜。

煤田东部构造较西部复杂，地层倾角在30°以上，有的达70〜80°甚至直立倒转，大的逆断层多分布于此，中部地层倾角平缓，一般在10°以下，无急

剧折曲，微倾斜波状起伏较发育，其两翼倾角一般2〜5°左右。

构造一览表见图1-1。

地质综合柱状图见表1-2。

断裂发育在煤田东西两侧，主要在东部，以走向N20-50°E一组为主，多为高角度的正断层，逆断层较少，另一组为N15-45°W但数量稀少，规模较

小，影响甚微。

构造类别厂

轴向

两翼倾角

区内延伸长

度

褶皱

白家辛窑向斜

N35E-N15°E

5O左右

1300

芦子沟背斜

N30E

北西翼倾角3°〜5°，

南东翼倾角6〜9

6000

白西沟向斜

0°

2670

走向

倾角

落差

延展长度

断

层

（落

F1（安家岭逆断层）

N25O〜40oE

15〜19o最大

达30o,与芦子

沟背斜平行

48m至

62m之间

6000m

F2（海液沟正断层）

N90OE

倾向南70°

15m至

2500m

构造一览表

表1-1

差＞25

m）

20m

F3正断层

走向N35OE

倾向南东，倾

角70O

20m

1800m

F12（逆断层）

走向N35OE

倾向南东，倾

角30O

落差达

20m

1350m

长轴长

短轴长

备注

堰长坡陷落柱（X1）

450m

200m

破碎严重，煤层标高明显低于四周

姚吉坪陷落柱（X2）

长轴300m

160m

全孔岩芯破碎严重，岩性混杂，呈角砾状，岩层倾角急剧增大甚至近直立，全孔未见正常层位煤层

表1-2

地质综合柱状图

界

系

统

组

上

离

第

中

石

四

下

组

新

系

更

马

生

新

、/.

统

组

界

第

上

保1

-三

新

德

系

统

组

地质年代

层厚

最小-最大

岩性描述

平均

由黄土,亚砂土，砾石曾及琅土组成。

黄土垂直节理，厚度较大；亚黏土多分布于底部，浅肉红色；砾石层为薄层，横向不稳定，琅土为零星分布于地表，厚度不大。

主要为棕红色粘、亚粘土，粘土颜色深，亚粘土浅,底部常见砾石层，黏土层中常见断续钙质结核。

主要由砂岩，砂质泥岩组成。

泥岩、砂岩多绿色，厚层状，横向多变化，向上逐渐变为灰白色，微件棕红色条带，砂质泥岩为紫红色，下部颜色较浅，浅黄绿及褐黄色，向上颜色深，为灰黄色；底部有一层含砾粒砂岩，局部相应变为西砂岩与下石河子组相接触。

有浅黄色及灰绿色砂岩及砂质泥岩组成。

中粗粒砂岩

多为黄绿色，含砾；细粒砂岩颜色较浅，下部的砂质泥岩以杏黄色为主，偶夹煤线，上部的砂质泥岩颜色较深，局部杂色，与下伏山西组整合接触。

有浅灰色，杂白质砂岩，深灰色泥岩及砂质泥岩组成。

夹1—四层煤线，其中3号煤层全区层位稳定，中上不界2—3层高岭岩，底部粗砂岩，局部变为粉砂岩或细砂岩，与下伏太原组接触。

由黄白色砂岩，灰白色砂质岩及煤层组成。

砂岩为灰色，粉砂岩为黑灰色。

上部含可采煤层4煤，5煤局

部可采，中部可采煤层一层7-4，6煤不可采，下部9煤，11煤可采。

发育层厚，全区稳定，7煤上发育一

层浅灰岩，稳定性较好，与下伏本溪组整合接触。

以灰黑色，灰色，深灰色细砂岩砂质泥岩为主，中部发育1—3层灰褐色杂岩，层不变含有动物化石，与下伏石家沟组不整合接触。

本区揭露的断层共有20条，落差》20m的断层有5条，其中1条位于矿田北部边界处，20m＜落差》10m的断层有9条，一条位于北界外，落差v10m的断层有6条，构造纲要图见图1-3。

本矿田地层平缓，断裂构造不发育，未见岩浆岩活动，井田地质构造属

单类。

图1-3构造纲要图

1.2.2煤层产状特征

⑴含煤性

本矿田含煤地层为石炭系太原组及二叠系山西组，共含煤十四层。

山西组地层厚0〜69.21m,平均49.90m,含煤4层，多见2、3号煤层，1、4号存极少。

均为0.20〜0.50m之薄煤层，零星赋存，以下不再叙述。

（2）可采煤层

表1-3

太原组地层厚60.64〜110.50m,平均90.37m,含煤10层，编号为4-1、4-2、4-3、5、6、7、8、9、10、11号，煤层总厚煤层总厚32.38m,含煤系数36%煤层特征如表1-3。

煤层特征一览表

平均

0.83-24.36

5.80

4（41）

3.40-15.60

1.0-8.85

复杂2-6个分

层

多为K3粗岩

极少泥岩

泥岩细

砂岩

稳定

全区可采

7.14

42-3

0-5.40

6.10

较简单1-4

泥岩细砂岩

泥岩粉

砂岩

较稳定

西北部与

4-1合并，为大部可采煤层

3.24

7.67-55.15

0-3.20

23.39

简单1-2个分

层

高岭质泥岩

砂质泥岩

泥岩粉

砂岩

不稳定

除个别点外，基本全区可采

1.64

1.33-23.39

11.59-22.36

复杂2-10个分

层一般4-6个

分层

泥岩、砂质岩中、粗砂

i-i-i

岩

泥岩、

粉细砂

i-i-i

岩

稳定

全井田分

布并可采

16.26

9.75

2.06-8.55

简单一般2-3

个分层

泥灰岩、炭

质泥岩、粉

砂岩

细砂岩

稳定

全井田分

布并可采

1.00-10.95

4.10

3.84

0.60-12.80

5.67

1.40-21.71

9.24

注：

K3、K2为标志层

1.3水文地质特征

1.3.1含水层

表1-4

（见表1-4）

含水层特征表

含水层

流量

水质类型

矿化度

简介

奥陶系石灰

岩含水层

6.8〜8.84m3/s

HCO-Ca.Mg

型水

350mg/L

7.3

石灰岩为主，其次为白云质灰岩、泥灰岩及角砾状灰岩

太原组砂岩

裂隙含水层

0.00194L/s.m，渗透

系数0.03m/d

HCO3.SO4-Ca

.Mg

482〜

751mg/L

7.5〜8

本组地层为含煤煤系地层，含水砂岩多间夹于泥岩、砂质泥岩和各煤层之间，砂岩多具构造裂隙

和层面成岩裂隙

山西组砂岩含水层（即

K3砂岩）

0.042〜0.045L/sm

区内主要含水层，含水层厚

8.61〜31.6m

下石盒子组

裂隙含水层

矿田的西北部、芦子沟背斜轴部地带剥蚀。

地层沿较大沟谷有少量出露，岩性为砂岩、泥岩、砂质泥岩等。

砂岩裂隙水，含水微弱。

上石盒子组裂隙含水层

含水量很少

基岩风化壳

裂隙含水层

0.763L/sm

HCO3-Ca.Mg

型水

270-286.

8mg/L

7.3〜7.8

岩性为砂砾石夹透镜状粘土，含水丰富

第四系冲积一洪积层孔隙潜水

HCO3-Mg.Ca

205〜

238mg/L

7.4

岩性为砂砾石夹透镜状粘土，含水丰富

1.3.2隔水层

0〜65.50m。

第三系红色粘土，主要分布在井田西半部，层厚

本溪组：

岩性主要由泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、石灰岩、铝土泥岩组成，厚度21〜45m含水性极弱或者不含水为相对隔水层。

1.3.3断裂导水状况

矿田内具有控水意义的构造有芦子沟背斜及白家辛窑向斜构造。

陷落柱导水

构造及安家岭阻水逆断层构造。

1.3.4地下水的补给与排泄

区内地下水的补给来源主要为大气降水入渗补给、由于露天开采开挖前，需进行大量钻孔爆破，使岩层裂隙十分发育，给降水入渗创造了良好的条件。

地下水的排泄途径有地下水的侧向径流排泄、以泉的形式的点状排泄以及人

为的矿井排水排泄。

1.3.5大气降水、地表水及地下水之间的关系大气降水是本区地下水和地表水的主要补给来源。

本区地表水主要有西部的马关河及东部的马营河。

马关河为常年性清水河流，其清水流量全部由上、下石盒子组含水层中的地下水补给，清水流量比较稳定，上游流量为8〜20L/S，下游流量为40〜60L/S。

大气降水、地表水和地下水三者之间在本区互为转化，相互补给，其三者联系较为密切。

1.3.6水文地质类型本矿自建矿以来正常情况下矿坑从未向外排水，均用于矿场内除尘撒水，

矿坑涌水量约为120m3在雨季，只是在底部11号煤层底板的最低处，有少量的地下水渗出，形成面积不大的积水，本矿水文地质条件简单。

1.4煤层顶底板岩石工程地质特征

1.4.1工程地质特征

1、第四系主要由黄土、浅红色亚粘土、黄色亚砂土等组成，黄土具垂直节理，亚粘土可见钙质结核，地层在井田内的最大厚度80m本区的土质多为细粒土中的轻亚粘土、亚粘土。

2、新第三系上新统

地层在井田内零星分布，厚度不大，岩性主要为棕红色粘土及亚粘土，粘土中可见钙质结核。

3、石盒子组地层该地层岩性主要由砂岩、泥岩和砂质泥岩组成；砂岩和砂质泥岩呈黄绿色。

据安太堡矿资料该组岩石属坚硬-半坚硬岩石，其中砂岩在自然状态下的单向抗

（104kPa）,在自然状态下的砂砾岩：

C=1.422（104kPa）,饱和状态下的砂砾岩：

4、山西组地层本组地层主要由灰色、灰白色砂岩、灰黑色、灰色砂质泥岩和泥岩组成，该

层平均厚度为51m其中砂岩占47.55%,泥岩和砂质泥岩占50.96%,煤占1.44%。

根据安太堡矿资料，顶部泥岩在自然状态下的单向抗压强度§=3.03

（104kPa）。

饱和状态下§=1.187（104kPa）。

中部砂岩自然状态下§=2.031〜4.454（104kPa）;饱和状态下§=1.923

（104kPa）。

5、太原组地层太原组地层为本矿的主要含煤地层，所有的可采煤层均赋存于太原组地层

中。

该地层主要由砂岩、泥岩、石灰岩和煤组成，其中砂岩占31.31%，砂质泥

岩占31.0%，灰岩仅占1.2%，其余为煤。

据安太堡矿资料：

煤层在自然状态下单向抗压强度S=0.667〜1.826

硬层砂岩在自然状态下单向抗压强度S=9.9〜15.8（104kPa）,饱和状态下

单向抗压强度S=7.436〜10.928（104kPa）。

半坚硬层砂岩在自然状态下单向抗压强度S=2.57〜6.81（104kPa），饱和状

态下单向抗压强度S=1.589〜4.267（104kPa）。

&本溪组地层

本组地层为主要可采煤层的下伏地层，平均厚度为37m其岩性主要由砂岩、铝质泥岩、砂质岩和灰岩组成，铝质泥岩分布于本溪组的中部和下部，是该层中的弱层，遇水很快变软，在自然状态下S=1.589（104kPa）。

该层中的硬岩层是石灰岩，分布于本溪组的中部，自然状态下S=10.879（104kPa）。

1.4.2边坡类型

本区的岩石大多数属半坚硬岩石夹有一定量的弱层和坚硬层。

地下水较少，岩石强度较高，且强度差别不大（第四系除外），岩层的完整性也比较好，从可靠性上讲，边坡稳定的可靠程度较高。

但是由于勘探程度的限制，本区弱层的残存情况不可能查的十分清楚，而弱层的赋存情况在很大程度上决定着所在部位边坡的稳定性，尤其是高大边坡。

因此在生产中应密切注意揭露的地层中弱层的赋存情况。

1.5煤质特征

1.5.1物理性质

各煤层以玻璃-弱玻璃光泽为主，沥青光泽辅之，条带状结构，水平层理，棱角状断口，裂隙较发育且有碳酸钙类矿物充填，9、11号煤层可见黄铁矿薄膜

或结核，密度较大，一般在1.6以上，性脆较硬。

1.5.2煤岩特征

1、宏观煤岩类型特征

4、9号

11号

宏观煤岩特征：

依据宏观煤岩成分的结构，按平均光泽类型划分。

煤以亮煤为主，其次为镜煤和丝炭的线理及透镜体，暗煤所占比例很少；煤层则以半暗型煤为主，少见镜煤和丝炭线理和透镜体。

2、显微煤岩特征

显微煤岩特征见表1-5。

壳质组4、

显微组分含量，4号煤层以惰质组为主，其它煤层以镜质组最高，

11号煤层含量大于10%余者低于10%

显微煤岩特征表

表1-5

显微组分%

矿物种类%

镜质组

惰质组

壳质组

粘土类

硫化物类

硫酸盐类

层名

R°max%

41-3

37.9

47.2

14.9

17.1

0.64

64.3

27.6

8.1

15.2

2.2

0.61

48.3

42.2

9.5

11.2

0.2

0.5

0.63

76.2

14.3

9.5

17.4

0.70

50.6

38.7

10.7

18.4

0.65

矿物种类以粘土类为主，一般呈薄层状或透镜状，少量呈微粒状分布在有机质中，粘土类矿物含量占矿物种类总量的94%^上。

硫化物以结核或浸染状为主，碳酸盐一般以方解石脉充填于裂隙中。

油浸镜质组最大反射率大于0.60%，且随煤层埋藏深度增加总体呈增高之规律，从反射率判别煤化程度为第n变质阶段产物。

1.5.3化学性质、工艺性能

1、化学性质

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