太原市古交矿区概况.docx
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太原市古交矿区概况
太原市古交矿区概况
（1）
古交市位于山西省太原市西北部，是全国最大的主焦煤生产基地，也是吕梁山东麓的交通枢纽和商品集散地，连接省城太原和晋西北的现代化工矿城市。
古交市地处北纬37°40′6〃至38°8′9〃，东经111°43′8〃至112°21′5〃之间，东西宽50公里，南北长53公里，总面积1551平方公里。
全市辖10个乡镇和4个街道办事处，总人口21万。
煤为古交市主要矿藏，储量大，品种多，质量优，分布广。
含煤地层主要为上古生界石炭系上统太原组和二叠系下统组，石炭系中统本溪组也含有不稳定的薄煤层或煤线；煤田面积为717平方公里，分布在古交、河口、镇城底3个镇和河南、刑家社、草庄头、原相、常安、姬家庄、梭峪、嘉乐泉、曹坪等9个乡；储量为98.3亿吨，煤种有肥煤、焦煤、瘦煤、贫煤及热变质无烟煤等，媒质良好，硫、磷灰分含量较低。
1、位置与范围
古交矿区位于太原西山煤田的西北端，在太原古交市境内，其东、南分别与西山矿区和清交矿区相接，西北和东北均为煤层露头。
矿区东西宽约20km，南北长约35km，面积约660km2。
2、自然地理
矿区地形复杂，外围地形较高，多在1500m以上。
东部庙前山标高1865m，西南部孤爷山标高2202m，区内标高一般多在1000~1350m之间。
矿区最低处寨上村汾河河谷，标高958.40m。
汾河自西而东横穿矿区，主要沟谷还有大川河、原平河、屯兰河、天池河等，均汇入汾河。
矿区西北汾河上游下石家庄附近建有汾河水库。
蓄水能力约7亿km3，汾河流量受其控制。
蓄水前汾河最大流量为945km3/s。
矿区属暖温带半干旱大陆性季风气候，雨量集中于7~9月，近年最大降雨量为632mm。
气温昼夜变化大，最高气温达40℃，最低为-20℃，自10月至翌年4月为结冰期，冻土深度为0.5~0.8m。
3、交通
太（原）古（交）铁路，从太原市汾河站至古交西曲站41公里，往西穿过矿区经镇城底至岚县，岚县经方山至吕梁段在建设中。
从太原市区通往矿区的盘山公路长56km，古交至清徐也有油路相通，交通极为方便。
4、勘探程度
自20世纪50~60年代以来，山西148队先后进行了，普、详、精勘查工作，提交了西曲，铁磨沟、屯兰、马兰，镇城底、梭峪等6件精查报告和邢家社普查报告1件，精查面积377km2,占56.52%，已为生产矿井利用。
太原市古交矿区概况
（2）
1.概况
古交矿区位于太原西山煤田的西北端，其东、南分别与西山矿区和清交矿区相接，西北和东北均为煤田边缘的煤层露头，矿区东西宽约20公里，西北长约35公里，面积约660平方公里。
矿区内有太（原）古（交）铁路，从太原市汾河站到古交西曲编组站41公里，往西已至镇城底。
从太原市区通往矿区的盘山公路长56公里。
2.煤层与煤质
主要含煤地层为太原组和山西组，含煤地层总厚150米，含煤13层，总厚11米，含煤系数为7%。
太原组共含煤7层，其中7、8、9号为主要可采煤层；山西组共含煤6层，其中1、2、3号为主要可采煤层。
矿区煤种齐全，贫煤、瘦煤、焦煤、肥煤都有。
山西组以焦煤、肥煤为主，灰分含量高，含硫低，可选性差。
太原组以焦煤、瘦煤为主，灰分含量低，中—富硫，中等可选。
各煤层、煤质纵横变化明显，在垂直分带由上而下变质程度逐渐加深。
3.开采技术条件
各主要可采煤层顶底板物理性质试验，石灰岩强度最大，抗压强度为608—1942公斤/厘米2，抗拉强度101—238公里/厘米2，抗剪强度394公斤/厘米2。
细粉砂岩抗压强度470—1164公斤/厘米2，抗拉强度64—167公斤/厘米2，抗剪强度163—181公斤/厘米2，砂质泥岩抗压强度51—896公斤/厘米2，抗拉强度44—146公斤/厘米2，抗剪强度125公斤/厘米2。
9号煤底板多为松软泥岩，常有底鼓现象。
瓦斯含量将随矿井开采深度而增加，浅部开采矿井属低沼气矿井。
煤尘爆炸指数一般为10—20%，应属于爆炸性煤层。
4.储量
山西省人民政府授权省煤炭资源划分领导组于1983年12月对矿区煤炭资源进行了划定，省人民政府以晋政发（1984）第14号文批准矿区的资源划定。
其中：
矿务局：
规划矿井5对，占用325平方公里，地质储量42.84亿吨，规划能力1650万吨/年。
地方矿：
生产矿井2对，规划矿井2对，总规划能力135万吨/年，占用15.1平方公里，地质储量1.85万吨。
乡镇煤矿：
划定8个区，面积27.6平方公里，地质储量2.78亿吨。
现有生产矿井91座，生产能力384万吨。
煤气化公司煤矿：
规划2对矿井，占用20.7平方公里，地质储量2.5亿吨，生产能力90万吨/年。
古交矿区地质分析
1、地层
（1）矿区地层
中奥陶统峰峰组（O2ƒ）与马家沟组（O2s、O2x）该为兰灰色厚层状石灰岩，间夹灰黄色豺皮状灰岩、白云质灰岩和泥质灰岩在顶界面下50~150m，夹有石膏层。
总厚约400m。
中石炭统本溪组（C2b）该平行不整合复于峰峰组灰岩之上，厚25m，以灰、灰黄色泥岩、砂质泥岩为主，夹1~4层薄层石灰岩及1~3层薄煤。
底部为铝土岩和铁矿层。
上石炭统太原组（C3t）该厚113m，由灰、深灰色泥岩、砂质泥岩、砂岩、4~6层石灰岩和3层主要可采煤层组成。
L1、K2、L4石灰岩在矿区发育稳定。
底部晋祠砂岩（K1）为灰白色中、粗粒砂岩，与下伏本溪组呈整合接触。
下二叠统山西组（P1s）该厚45m。
以灰色、深灰色砂质泥岩、泥岩、砂岩为主，含煤3~5层。
下部泥岩中夹1~2层菱铁矿结核。
底部北岔沟砂岩（K3）为灰白色中粒砂岩，与下伏太原组呈整合接触。
下二叠统下石盒子组（P1x）该厚90m，由灰、灰绿、黄色泥岩、砂质泥岩、中粒砂岩组成，夹有1~2层煤线。
底部中、粗粒骆驼脖子砂岩（K4）与山西组呈整合接触。
上二叠统上石盒子组（P2s）该厚388m。
下段为灰绿、黄绿、紫色泥岩，砂质泥岩夹灰绿色砂岩，其下为铝土泥岩，底部为中粗粒砂岩（K6），与下伏下石盒子组呈整合接触。
上段以黄色、紫红色泥岩、砂质泥岩为主，夹黄绿色、紫色细—中粒砂岩，中部夹—层锰铁矿层，底部为中粗粒砂岩（K7）。
上二叠统石千峰组（P2sh）该厚200m，为红紫色、桃红色砂岩、砂质泥岩互层。
砂岩多为中细粒，上部夹有锰铁矿层和钙质结核，底部为一层中粗粒砂岩（K8）与上石盒子组呈整合接触。
第三系红土 该厚36m，不整合地复于下伏各时代基岩之上。
矿区北部梭峪一带比较发育，为赤红色粘土，含钙质结核，下部夹5~6层砾岩或砾石层。
第四系中更新统 该厚20m，为红色粘土，含钙质结核，中夹砂层与粉砂层。
第四系全新统 该厚0~10m，主要为近代冲积层，分布于各大河谷中，由砾石、泥、砂组成，松散、透水性好。
（2）含煤地层
本区含煤地层为太原组（C3t）和山西组（P1s）兹分叙如下：
a．太原组该厚84~136m，一般厚100m.可分为3段。
晋祠段该厚20~30m。
底部为晋祠砂岩（K1）,为中、粗粒泥质石英砂岩或沉凝灰岩，顶部为吴家峪灰岩（Lo）之顶，其岩性厚度变化很大。
夹2层薄煤，编号为11号，为不可采煤层。
毛儿沟段该厚45~55m。
顶部为斜道灰岩（L4）之顶，含7、8、9、10号煤层。
煤层之间夹砂岩和石灰岩，9、10号煤层之间为西铭砂岩，8、9号煤层之间为屯兰砂岩，8号煤层之上为庙沟灰岩（L1）、L1之上为毛儿沟灰岩（K2），其间夹有不稳定的中砂岩，即下马兰砂岩。
K2一般分为2层，局部分为3层，其间夹有沉凝灰岩。
K2与7号煤层间为上马兰砂岩，7号煤层之上为斜道灰岩（L4）。
东大窑段该厚10~30m，顶部为北岔沟砂岩（K3）之底。
含5、6号煤层。
6号煤层之下为七里沟砂岩，之上东大窑灰岩（L5）。
在本区相变为泻湖相泥岩，含舌形贝及小型腕足类动物化石，厚0.2~0.5m，在5号煤层之下，中.细砂岩厚0.5~2.0m，有时相变薄层细砂岩与粉砂岩互层，该可对比为火山村砂岩。
b．山西组（P1s）该厚30~70m，一般50m，可分为2段
北岔沟段 该由北岔沟砂岩（K3）之底至大旋足砂岩或称铁磨沟砂岩之底，厚25~40m，含1、2、3、4号煤层，煤层间夹有不稳定砂岩。
4号煤层之下为北岔沟砂岩（K3），3号煤层之下为冀家沟砂岩，1、2号煤层之下为上冀家沟砂岩，1号煤可以看成是2号煤层之上的小分层。
铁磨沟段该顶部至驼脖砂岩（K4）之底，厚15~25m，含01、02、03号煤层。
该在本区砂岩不发育，煤层发育，02、03号为局部可采煤层。
。
（3）岩浆岩活动
矿区西南部孤爷山山附近有燕山期二长岩、正长斑岩侵入不同时代的地层之中。
2、构造
矿区位于太原掀斜（A2-3⑨）西侧的西北部，西部地层走向为北北东，倾向南东东；北部梭峪一带始向东折，至东部地层走向转为北西，向南倾斜。
全区地层倾角平缓，一般4~12°，唯西部靠近煤田边缘局部较陡，最大达60°。
整个矿区大致为一个轴向北西，向南倾伏的平缓宽阔的不对称向斜。
除北部梭峪区构造较为复杂外，全区构造尚属简单。
区内较大的褶曲有马兰向斜、石千峰向斜、南社向斜、随老母背斜和李家沟向斜。
落差较大的断层有：
随老母断层落差65~110m，王芝茂断层落差65~120m，土地沟断层落差60~100m，头南峁断层落差120m，古交断层落差80~175m，港立村南断层落差15~120m，红岩子断层落差50~120m，九龙塔断层落差60~150m，北社断层落差10~250m。
多分布于梭峪、古交与随老母之间以及矿区西部边缘，均为正断层，其走向基本可归纳为北东东与北东两组。
本区陷落柱较为发育，一般直经为50~200m，最大达300m。
古交矿区煤层情况
1、含煤性
本区主要含煤地层为太原组和山西组，总厚150m，含煤13层，总厚13m，含煤系数为8.67%。
2、主要可采煤层
本区太原组共含煤7层，其中7、8、9号为主要可采煤层；山西组共含煤6层，其中2、3号为主要可采煤层，02、03、号为局部可采煤层。
各煤层的厚度，间距、结构、稳定性等列入下表。
西山煤田古交矿区主要煤层特征表
地
层
煤
号
煤层厚度m
最小~最大
平均
一般间距
（m）
夹石层数
（层）
顶板岩性
底板岩性
稳定性
山
西
组
p1s
02
0~2.69
0.81
3.00~7.00
5.50
0~1
砂质泥岩
中.粗砂岩
砂质泥岩
泥岩
不稳定
局部可采
03
0~2.19
0.60
0~1
砂质泥岩
中.粗砂岩
砂质泥岩
泥岩
不稳定
局部可采
1.00~12.00
6.60
2
0.83~8.98
2.80
0~3
砂质泥岩
细砂岩
砂质泥岩
泥岩
稳定与3.4号合并
1.00~19.60
8.00
3
0~5.32
1.11
0~3
砂质泥岩
泥岩
砂质泥岩
细砂岩
稳定与2.4号合并
1.00~8.60
2.50
4
0.1~4.08
1.24
0~3
砂质泥,岩
细砂岩
砂质泥岩
泥岩
较稳定与2.3号合并
2.00~7.00
3.50
太
原
组
C3t
6
0~2.85
0.89
0~1
砂质泥岩
泥岩
砂质泥岩
泥岩
较稳定
大部可采
16.00~32.00
23.50
7
0~1.20
0.78
0~1
石灰岩
砂质泥岩
砂质泥岩
泥岩
较稳定
大部可采
4.00~34.90
22.00
8
1.3~6.01
3.72
1~4
石灰岩
砂质泥岩
砂质泥岩
细砂岩
稳定
全区可采
2.30~32.00
8.00
9
0~3.55
1.94
0~3
细砂岩
砂质泥岩
砂质泥岩
泥岩
稳定
全区可采
2.00~16.00
3.70
10
0~2.68
0.78
0~2
砂质泥岩
泥岩
砂质泥岩
泥岩
不稳定
局部可采
古交矿区煤质分析
1、 煤岩特征
（1）宏观煤岩类型
太原西山煤田各煤层以半亮型和光亮型为主，半暗型和暗淡型次之。
煤层结构为均—状，细条带状等。
（2） 显微煤岩特征
2、4、6、8、9号煤层显微组分定量分析列入下表。
太原西山煤田清交矿区显微组分定量分析结果表
分
层
数
分
层
号
采
样
点
数
有机组份（%）
无机组份（%）
R0max
（%）
镜质
组
半镜
质组
惰质
组
壳质
组
粘土
类
硫化
铁类
硫酸
盐类
石
英
小
计
山
西
组
p1s
02
13
8.78
2.1
1.01
19.8
0.1
0.3
20.0
2.161
03
5
92.4
3.6
4.0
27.3
0.8
0.3
1.4
29.8
1.708
2
35
89.5
3.0
7.5
14.8
0.3
0.1
0.4
15.6
1.956
3
12
90.5
2.4
7.1
16.0
0.7
0.1
0.3
17.1
1.955
4
13
90.8
2.2
7.0
21.3
0.2
0.2
0.7
22.4
2.302
太
原
组
C3t
5
17
90.7
2.1
7.2
16.8
0.5
0.2
0.5
18.0
2.065
6
8
93.0
1.2
5.8
12.7
0.3
0.1
0.8
13.9
2.201
7
6
94.6
0.8
4.6
25.0
0.4
0.1
0.4
25.9
2.204
8
42
88.8
2.1
9.1
10.5
1.0
0.1
0.4
12.0
2.290
9
18
89.4
2.7
7.9
14.2
0.5
0.2
0.3
15.2
2.261
10
4
92.0
1.6
6.4
13.5
0.1
0.4
0.1
14.1
2、煤的化学性质与工艺性能
（1）煤质特征
主要煤层煤质特征列入下表。
西山煤田古交矿区各煤层煤质特征表
煤层号
水分
Mad%
灰分
Ad%
挥发分
Vdaf%
硫分
St.d%
发热量
Qnet,d
MJ/kg
Pd
（%）
Y,mm
GR,l
煤种
02
原
0.13~2.78
0.92
5.41~36.14
24.24
17.48~33.46
25.80
0.29~1.71
0.50
34.07~36.82
35.55
FM
JM
SM
精
0.46~1.71
0.79
3.6.~12.12
1.20
15.70~32.14
24.47
0.27~1.83
0.53
5.0~44.3.0
20.50
03
原
0.42~1.94
0.97
12.17~32.84
25.30
22.23~33.73
28.62
0.27~3.44
0.55
34.57~35.63
35.16
FM
JM
SM
精
0.50~1.21
0.72
4.46~11.06
9.18
22.77~33.23
27.89
0.33~0.63
0.50
20.5~43.0
28.60
2
原
0.27~4.94
0.88
7.64~37.79
19.12
18.40~31.32
26.64
0.33~4.01
1.30
32.99~36.99
35.93
FM
JM
SM
精
0.13~1.46
0.77
3.37~15.44
6.49
16.65~30.37
24.00
0.34~1.35
0.69
7.5~45.0
20.50
3
原
0.51~1.50
0.79
13.54~38.41
26.08
17.73~34.90
18.62
0.57~2.93
1.49
34.74~36.32
35.39
FM
JM
SM
精
0.57~2.94
0.84
4.92~18.14
9.10
15.83~31.92
22.38
0.42~2.03
0.90
5.0~43.0
19.57
4
原
0.46~3.04
0.87
15.74~39.83
29.10
18.56~33.31
27.70
0.26~1.56
0.59
32.90~36.09
34.12
FM
JM
SM
精
0.53~1.37
0.58
4.02~14.98
9.10
14.53~31.04
26.61
0.43~0.94
0.64
13.0~38.0
25.10
6
原
0.38~2.01
1.10
9.92~34.79
23.93
17.71~1.94
24.89
0.53~5.37
1.37
34.41~36.23
35.83
FM
JM
SM
精
0.16~1.16
0.91
4.10~12.73
8.83
16.12~29.53
23.06
0.57~2.06
1.03
5.0~41.0
20.5
7
原
0.46~2.82
0.78
7.71~30.54
18.80
19.43~32.45
26.45
0.94~4.79
2.57
35.12~36.91
36.32
FM
JM
SM
精
0.47~0.98
0.72
3.84~8.33
5.63
20.98~30.31
25.17
1.04~3.39
1.38
19.0~45.0
29.1
8
原
0.32~2.68
0.84
6.05~39.58
20.82
15.08~30.46
22.97
1.04~6.68
2.59
34.18~36.56
35.81
FM
JM
SM
PM
精
0.42~1.48
0.85
2.94~21.26
7.14
13.61~27.82
22.26
0.48~2.02
1.44
13.~40.0
19.5
9
原
0.41~2.11
0.91
10.73~39.34
23.34
18.12~30.52
24.02
0.51~3.67
1.31
32.52~36.21
35.15
FM
JM
SM
PM
精
0.39~1.79
0.81
4.23~21.21
7.15
16.01~29.71
22.72
0.56~2.18
0.91
6.5~41.0
19.0
10
原
0.53~1.07
0.63
18.15~34.34
25.00
23.41~28.71
26.88
0.61~2.07
1.29
36.11
FM
JM
精
0.44~0.95
0.71
5.24~13.78
8.66
20.84~27.50
25.58
1.89
19.0~34.0
26.8
（2）煤种及分布特征
本区煤种齐全，贫煤、瘦煤、焦煤、肥煤都有,是我国重要的炼焦用煤基地之一。
山西组以焦煤、肥煤为主，灰分含量高，含硫低，可选性差。
太原组以焦煤、瘦煤为主，灰分含量低，中～富硫，中等可选。
各煤层煤质纵横变化明显，垂直分带由上而下变质程度逐渐加深。
古交矿区开采技术条件
1、矿区水文地质条件
（1）含水层特征
寒武—奥陶系（Є–O）石灰岩裂隙岩溶含水层（组）本区位于晋祠泉域的补给一径流区,单位涌水量0.0091/s.m，水位标高821.13m。
晋祠泉位于西山矿区东南缘，泉水流量0.18~2.0m.3/s，1994年断流。
出露标高802~805m。
太原组砂岩间夹石灰岩裂隙岩溶含水层（组） 该含3~4层石灰岩和3~5层砂岩,前者分布稳定,后者为透镜状。
富水性不均，单位涌水量0.00667s.m，渗透系数为0.0314m/d。
二叠系砂岩裂隙含水层（组）该含水小，单位涌水量0.000469~0.002441/s.m，渗透系数0.0036~0.0464m/d。
第四系砂砾孔隙潜水该分布在山前洪积扇和汾河两岸一带，含水中等，单位涌水量0.6771/s.m，渗透系数3.62m/d。
（2） 隔水层
1．本溪组（C2b）和太原组底部铝质泥岩及砂质泥岩、泥岩为“奥灰”岩溶水与煤和太原组裂隙岩溶水的隔水层。
厚约42m。
2．煤系（C3t、P1s）地层中夹在石灰岩裂隙岩溶含水层和砂岩裂隙含水层间的泥岩，砂质泥岩和煤层，并构成平行复合结构，起层间隔水作用。
（3） 地下水流场条件
寒武—奥陶系石灰岩在煤田北部和西部大面积裸露地表，接受大气降水补给，在西山矿区东南沿边山断裂带溢出成泉（晋祠泉群），本矿区为补给—径流区，地下水的总流向自西北向东南流动，在晋中新断陷盆地西边山带汇集，部分以泉水形式排泄（晋祠泉群），部分补给盆地。
太原组裂隙岩溶水和二叠系砂岩裂隙水，浅部露头带接受大气降水补给，部分沿沟谷排泄，水量较大，深部水量很小。
（4）充水条件分析
直接充水含水层6、7、8、9号煤层为石灰岩裂隙岩溶水，1、2、3号煤层为砂岩裂隙水，因含水小，对煤层开采影响不大。
下伏“奥灰”岩溶水，含水丰富，矿区东南部随老母、东曲、西曲等井田大多在“奥灰”岩溶水水位和汾河侵蚀基准之上，煤层埋藏浅，水文地质条件简单。
矿区西北梭峪，镇底城和东曲西部煤层埋藏深，大多在“奥灰”岩溶水位和侵蚀基准之下，但断层不发育，地面与地下水力联系较弱，属水文地质条件中常。
屯兰、马兰及东曲北缘近汾河一带煤层埋藏深，有较大地表水体通过，且较大断层发育，地表水与地下水有一定的水力联系，属水文地质条件复杂区。
2、 矿区工程地质条件
（1）上覆松数层厚度及煤层埋藏深度
上覆松数层厚度0～30m
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