1矿田概况和地质特征.docx

1、1矿田概况和地质特征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 10113 30,北纬39 2339 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1821km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

2、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 78

3、42m南北长6556m面积28.8832km2，划出南部西易煤矿2.4959 km2，东易4.3855 km2,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

4、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 5.413.8 C,绝对最高温度+37.9 C, 绝对最低温度-32.4 r，一般日温差也在18C25C以上。年降水量分配极不均匀，暴雨强度大，年降雨量为 345.3682.2mm年平 均为428.2（朔县站19221991年）449mm井坪站19531985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87.0153mm连续最长降水时间13d。年蒸发量在 1786.72598mm之间，一般为2066.7mm 从四月至六月，月蒸发

5、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2.34.7m/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

6、震动峰值加速度0.1g，地震分组为第二组。年蒸发量在1786.72598mm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

7、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26003500m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

8、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 N30 E,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7080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 25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

9、侧，主要在东部，以走向N20 -50E 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N35 E-N15 E5O左右1300芦子沟背斜N30 E北西翼倾角35，南东翼倾角696000白西沟向斜02670走向倾角落差延展长度断层（落F1（安家岭逆断层）N25O40oE1519o最大达30o,与芦子沟背斜平行48m 至62m之间6000mF2 （海液沟正断层）N90O E倾向南70 15m 至2500m构造一览表表1-1差25m)20mF3正断层走向N35OE倾向南东，倾角70O20m18

10、00mF12 （逆断层）走向N35OE倾向南东，倾角30O落差达20m1350m长轴长短轴长备注堰长坡陷落柱（X1）450m200m破碎严重，煤层标高明显 低于四周姚吉坪陷落柱（X2）长轴300m160m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Q新、/.统组界第上保1-三新德系统组地质年代IVIIIIIIIII层厚最小-最大岩性描述平均8030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

11、 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

12、区层位稳定，中上 不界23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v 10m的断

13、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069.21m,平均49.90m,含煤4层，多见2、3号煤层，1、4号 存极 少。均为0.200.50m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 60.64110.50m,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

14、平均平均K30.83-24.365.804 ( 41)3.40-15.601.0-8.85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7.1442-30-5.406.10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3.247.67-55.1570-3.2023.39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1.641.33-23.39911.59-22.36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16.269.75112.06-8.55简单一

15、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1.00-10.954.103.84K20.60-12.805.671.40-21.719.24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PH简介奥陶系石灰岩含水层6.8 8.84m3/sHCO-Ca.Mg型水350mg/L7.3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/dHCO3.SO4-Ca.Mg482 751mg/L7.5 8本组地层为含煤 煤系地层，含水 砂岩多间夹于泥 岩

16、、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0.763 L/smHCO3-Ca.Mg型水270-286.8mg/L7.3 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.Ca205 238mg/L7.4岩性为砂砾石夹 透镜状粘土，含

17、 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2145m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

18、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820L/S，下游流量为4060L/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

19、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压强度 S =2.31 14.27 (104kPa),饱和状态下 C=1.02 3.43 (104k Pa),泥岩 在自然状态下 S =2.315.9

20、9 ( 104k Pa),内摩擦角 =41，凝聚力 C=0.46(104kPa),在自然状态下的砂砾岩：C=1.422 (104kPa),饱和状态下的砂砾岩：=).971 (104kPa);内摩擦角 =20;凝聚力 C=2.227 (104kPa)。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 =2.0314.454 (1

21、04kPa);饱和状态下 =1.923(104kPa)。底部砂岩在自然状态下 =3.2965.445 (104kPa);饱和状态下 =2.708 (104kPa);内摩擦角 =23 25;凝聚力 C=2.521 (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 =0.6671.826(104kPa);内摩擦角 =26 33;凝聚力 C=2.354 (104kPa)。硬层砂岩在自

22、然状态下单向抗压强度 S =9.915.8 (104k Pa),饱和状态下单向抗压强度 S =7.43610.928 (104kPa)。半坚硬层砂岩在自然状态下单向抗压强度 S =2.576.81 (104kPa)，饱和状态下单向抗压强度 S =1.5894.267 (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 (

23、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.

24、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%41-337.947.214.917.10.64764.327.68.115.22.20.61948.342.29.511.20.20.50.631076.214.39.517.40.701150.638.710.718.40.65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