屯留矿地质概况(共12页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上1井田概况及建设条件1.1 井田概况1.1.1 交通位置屯留井田位于山西省屯留、襄垣县境内，潞矿集团的西部，矿区对外交通有太（原）焦（作）铁路、邯（郸）长（治）铁路和太（原）洛（阳）公路。太焦铁路经矿区东部由北向南通过，太焦铁路的夏店站距潞矿集团约7 km，距五阳站16 km。以夏店站为起点距太原市约230 km，距焦作市约204 km，距邯郸市约216 km。本矿选煤厂装车站距邯长铁路长治北站约29 km。屯留矿井在潞矿集团西南23 km处的后庄村北，距长治市约35 km，距常村矿约11 km。屯留县城在井田东南部6 km处，有公路通往太原、临汾、长治等市。交通比较

2、方便。矿井交通位置见图1-1。图1-1矿井交通位置1.1.2 地形地势屯留井田位于太行山中段西侧，长治盆地西部。井田内广为第四系黄土覆盖。北部西部边缘为高原丘陵地带，冲沟发育，地形复杂，仅沟底有零星基岩出露。中部绛河由西向东流入漳泽水库，形成河谷阶地。南部及工业场地附近地形较平缓，总体上地势为西北高，东南低，井田内最高点在北部的老干庄东南的白云山(1113.1 m)，最低点在屯留县南侧1 Km的绛河河滩处(906.3 m)，工业场地和东风井场地地面标高在十950970 m之间。矿区主要河流为浊漳河(由南向北)、西漳河(由西向东)汇合于五阳村；井田范围内主要河流为绛河，为海河水系浊漳河的支流。由

3、西向东穿越井田，注入漳泽水库，其流量为0.37 m3/s5.06 m3/s。井田西北余吾镇北侧有一条交川河，流量为0.02 m3/s0.17 m3/s，属季节性小河。另外，在工业场地东北部有“七一”水库，库容量为l.07Mm3，工业场地西北有一贾庄水库。1.1.3 气象及地震本区属典型大陆性气候，干燥多风，四季分明，年平均气温8.9 ，日最高气温37.4 ，最低气温-29.1 。年平均降水量为583.3 mm，最大917.0 mm，最小414.0 mm，雨季集中在7、8、9三个月，日最大降水量109.7 mm。年平均蒸发量为1755.3 mm(高于降水量2.01倍)；最高为1996.3 mm，

4、最低为1502.1 mm。年主导风向为西北风，夏季风向为东南风，最大风速为17 m/s，最大风压为350 Pa。冰冻期为每年10月末到翌年4月，最大冻土深度为0.75 m。根据1990年国家地震局对屯留、襄垣县地区地震基本烈度的划分意见，本区地震基本烈度为6度。1.1.4 煤矿发展简史潞安矿区在沁水煤田的东部边缘，解放前即有小窑开采，五十年代末国家投资大规模开发，矿区现有生产矿井共5对，总规模为11.2 Mt/a。1988年矿区原煤产量突破10 Mt，已跨入千万吨级大型矿区行列。1991年潞安矿务局晋升为国家一级企业。1.1.5 矿区所在地的经济概况潞矿集团为我国煤炭工业的重要企业，地处山西省

5、长治市。长治市位于山西省东南部，是连接晋、冀、豫三省的重要通道。全市总面积13896平方公里，其中市区面积334平方公里。平均海拔1000 m，最高处2453 m。现长治市辖十三县、区(长治、潞城、屯留，长子、壶关、平顺、黎城、武乡、襄垣、沁县、沁源县、城区、郊区)，人口312万人，其中市区人口61万人。长治农业生产条件优越，全市耕地面积456万亩，其中水地面积100.2万亩；全市宜林面积735万亩，实有林地585万亩；宜牧面积480万亩，已开发草场271万亩。长治地下矿藏资源丰富，现已探明有开采价值的矿藏有煤、铁、锰、铝、硫磺、石灰石、石膏、石英、大理石等40多种，其中预测煤炭埋藏量为906

6、亿吨，已探明储量346亿吨。长治工业基础较好，是山西能源重化工基础的重要组成部分和轻工业基地。主要工业门类有：煤炭、电力、治金、机械、化工、医药、建材等；主要工业产品有：原煤、电力、钢材、焦炭、水泥、轴承、洗衣机、锻压设备、中药制剂、生化药品、防爆电器、健身器械、锯条、化肥、铁合金、生铁等。2001年，长治市国内生产总值达到185亿元，其中第一产业总产值28亿元；第二产业总产值101亿元；第三产业总产值58亿元。财政总收入17.91亿元，农民人均纯收入2427元，城镇居民可支配收入5244元。1.1.6 水源和电源（1）水源矿井工业用水采用井下排水处理后复用。生活用水原准备取自常村矿井水源地奥

7、灰水，用约10.5 km的长距离输水管送到矿井工业场地。由于生活饮用水水源过远，目前，潞矿集团正在矿井工业场地与矿井东风井场地之间进行水源勘探，积极查明第四系底砾层及中奥陶系O2f、O2S等地层的水文情况，如其水量、水质能满足饮用水要求和标准，则优先利用其作为矿井饮用水源。（2）电源长治地区有华北电网主力电厂漳泽电厂一处，处于漳泽水库大坝东约2.5 km，现装机已达1000MW。长治北有220kV变电站一座，容量290MVA，电压为220/110/35kV，目前以220kV线路与霍县电厂（400MW）、漳泽电厂并网，该变电站为电力系统的枢纽变电站。矿区现有电源三处：西白兔电厂，规模（36+12

8、）MW；长治电厂装机23MW；五阳矿坑口热电厂装机225MW。常村矿设有110kV变电站，是矿区的一座中心变电所，电源两回引自位于常村矿井东南约3 km的辛安开闭所，两回引自五阳电厂，装置3台31.5MVA变压器，电压为110/35/6kV。本矿井电源条件可靠。1.2地质特征1.2.1 地质构造表 1-1井田地层特征表地层地层代号地层厚度最小最大平均简 要 特 征系统组第四系Q0139.4844.53为黄褐色含砂亚粘土夹粉砂、细砂、中砂及粗砂和砾石组成，顶部为耕植土。三叠系下统刘家沟组T1L53.38浅棕色细砂岩、粉砂岩夹紫红色泥岩二叠系上统石千峰组P2sh192上部为紫红色泥岩，夹灰色结核灰

9、岩；中、下部为黄绿、砖红色中及粗粒砂岩上石盒子组P2S523.50470503.17上部为灰绿紫红色灰黄、灰白砂岩与泥岩互层；中部为泥岩、粉砂岩和细、中粗砂岩；下部为灰色粘土泥岩与砂岩互层下统下石盒子组P1X4579.6063.57顶部为铝质泥岩，含锰、铁质；中部为中粒砂岩夹细粒砂岩，中、下部为细砂岩与泥岩互层，偶见薄煤层；底部为中粒砂岩，含菱铁质结核山西组P1S43.4064.1051.15为上部主要含煤地层，本组上部及中部为粉砂岩、中粒砂岩及砂质泥岩;中下部为3号煤层;下部为砂质泥岩及粉砂岩石炭系上统太原组C3t91.38123.46103.59为下部含煤地层，岩性为泥岩、粉砂岩、砂岩、石

10、灰岩及煤层。9、12、15-2、15-3号煤层位于本组的下部中统本溪组C2b2.5033.6012.70上部为泥岩、粉砂岩互层，中、下部为粘土泥岩及砖灰色铝质泥岩，底部局部发育有透镜状铁矿层奥陶系中统峰峰组Q2f一般20m局部195205.85198.80为含煤地层之基底，上部为灰深灰色石灰岩、白云质灰岩、中部为灰色石灰岩，下部为灰色、深灰色泥质灰岩（1）区域地质构造潞安矿区位于沁水煤田东部中段，处于华北断块区吕梁太行断块沁水块坳东部次级构造单元的沾尚武乡阳城北北东向褶曲带中段，晋获断裂带西侧。矿区主体部分为新生代叠加的长治新裂陷，屯留井田位于新裂陷西北部。（2）地层井田内及其外围广为第四系黄

11、土覆盖，仅北部及西部沟谷中有二叠系上统上石盒子组，石千峰组及三叠系下统刘家沟地层出露。井田内地层从新至老有第四系(Q)、三叠系下统刘家沟组(T1L)、二叠系上统石千峰组(P2sh)、二叠系上统上石盒子组(P2s)、二叠系下统下石盒子组(P1x)、二叠系下统山西组(P1S)、石炭系上统太原组(C3t)、石炭系中统本溪组(C2b)、奥陶系中统峰峰组(Q2f)。其特征见表1-2。1.2.2 井田地质构造矿区主构造线近南北，以褶曲为主，向斜紧密，背斜开阔，断裂较少，地层走向近南北，倾向西且略有起伏；倾角315o。表 1-2主要褶曲特征表顺序褶曲名称位置产状走向倾角(度)长度(Km)1坪村向斜位于井田西

12、部，北自贾庄，往南经岳底、坪村至西庄，贯穿全井田SN716.52余吾背斜位于余吾镇东侧，北自李村东，往南经余吾镇、魏村至吴家庄SN东部11西部716.53余吾向斜位于井田中部，北自北庄，往南经秦庄被F27正断层所截SN7164苏村背斜位于井田东部，北自安沟村西经刘村、后苏村、屯留县城往南为F24所截北段偏N800E中、南段SN东部9西部515.55屯留向斜靠近井田东边界，北自板箱庄，往南经东河北在堰槽村被东贾正断层所截北段偏W中、南段SN710.5井田内揭露的断层共33条，其中正断层10条，逆断层23条。落差大于30 m的断层有9条(包括井田南、北边界断层)，3010 m的断层有20条，落差小

13、于10 mm的有4条。断层特征详见表1-3。表 1-3断层特征表序号名称性质产状最大落差(m)延展长度(km)控制点数及品级查明程度备注倾向倾角(度)ABC1余吾西逆断层逆E35332.90311基本查明含1个孔褶曲以北北东南北向为主，贯穿全井田的褶曲自西向东依次有坪村向斜、余吾背斜、余吾向斜、苏村背斜及屯留向斜。其中以西部的坪村向斜和东部的苏村背斜构成井田内煤层起伏的基本形态。另外，还有东邓向斜和墙则背斜。井田主要褶曲特征见表1-3。此外，井田内有陷落柱6个，其主要特征见表1-4。1.2.3 水文地质（1）含水层及其水文地质特征井田内钻孔揭露的含水层为10层，其中中奥陶统峰峰组石灰岩岩溶裂隙

14、含水层()、二叠系下统山西组3号煤顶板砂岩裂隙含水层组()、基岩风化带裂隙含水层()对建井和开采3号煤层有一定影响，第四系孔隙含水层()对立井施工有较大影响。其它5个含水层属弱含水层，对矿井开采影响甚微。对矿井施工和开采有影响的5个含水层自下而上分叙如下：1）中奥陶统峰峰组O2f石灰岩岩溶裂隙含水层()本含水层埋藏深度为512.21m799.29 m，含水层厚度平均198.8 m，由灰岩、泥岩等组成。上部60 m岩溶裂隙不发育，下部有串珠状小溶孔；但连通性差。结合区域和井田资料分析，井田内奥灰岩溶裂隙含水层富水性弱，水循环交替滞缓，地下水滞流或迳流不畅，但因受构造影响，局部有富水的可能。井田内

15、奥灰延深孔除701号孔因发生孔内事故外，其余见明显含水层的钻孔水位标高均与区域水位标高一致(600 m)而未见明显含水层的钻孔则水位标高差异较大，详见表1-5。2）二叠系下统山西组含水层组()本含水层组为碎屑岩裂隙含水层组，包括K7()、3号煤层顶板()及K8砂岩裂隙含水层，厚4.4734.31 m，平均22.23 m，岩性以中、细粒砂岩为主，该含水层是3号煤层直接充水含水层。根据抽水试验及邻矿排水资料，该含水层富水性弱。表 1-5有关钻孔奥灰水静水位标高表见明显含水层未见明显含水层孔号701903908110185348535853670690290611021406水位标高(m)690.5

16、1661.74656.31657.31657.69659.35658.70674.79726.78667.10693.88767.963）基岩风化带裂隙含水层()由于基岩风化程度受构造、岩性、埋藏深度及气侯等条件的影响，其富水性差异较大，裂隙发育程度也不同，厚度一般为5070 m，沿绛河两岸可达150 m，由于被第四系覆盖，此含水层局部具承压性，局部地段直接与第四系含水层发生水力联系或出露地表，受大气降水影响明显。邻近的常村矿井，井筒施工至本含水层时，涌水量达278 m3/h。4）第四系孔隙含水层()除井田北部基岩裸露区外广泛分布，由北到南逐渐加厚，最大厚度达139.48 m，平均44.53

17、m，由粘土、砂质粘土及粗粉砂及砂砾组成。富水性由砂、砾层发育程度而定，井田内水位动态变化受大气降水影响明显。（2）井田内主要隔水层1）石炭系上统太原组底部及中统本溪组隔水层由泥岩、铝质泥岩、铁质泥岩及局部夹砂岩透镜体组成、透水性差，厚度为8.3244.45 m，平均20.76 m。不整合于峰峰组灰岩岩溶裂隙含水层之上，阻隔其与上覆含水层的水力联系。2）二叠系砂岩含水层层间隔水层主要由泥岩、砂质泥岩组成，单层厚度为0.5017.22 m，透水性差，呈层状分布于各含水层之间，形成平行复合结构。（3）断层及陷落柱的导水性断层井田内主要断层有北边界文王山南正断层，南边界西魏正断层及其附近东贾、F24、

18、F25正断层，对初期开采无影响。井田北中部有余吾、前苏村逆断层，断距分别为1098 m和46 m，经抽水试验，均显现隔水性质，但由于抽水试验位置有局限性，不排除该断层局部导水的可能性。（4）含水层的补给、迳流、排泄条件井田内除二叠、三叠系有零星出露外，其余均被第四系覆盖。第四系含水层主要接受大气降水的补给，其次是与下伏基岩风化带的相互补给，在河谷中以泉的形式排泄。基岩风化带含水层，主要接受第四系及大气降水的补给，在井田中南部第四系覆盖区具有一定承压性，沿绛河两岸可自流。煤层直接充水含水层为山西组、太原组含水层。井田内均无出露，补给条件差，且与上覆风化带、第四系含水层，下伏奥陶系中统岩溶裂隙含水

19、层均有一定厚度的隔水层相隔，含水层组中夹数层隔水层形成平行复合结构，若无构造沟通或未遭受破坏，则各含水层相对独立，水力联系微弱。地下水运动主要以层间迳流为主，在断层或陷落柱附近，可能会与其它含水层发生水力联系。（5） 邻近矿井的水文地质特征1）常村矿井1995年投产，开采+520 m水平，现矿井排水量在1000 m3/d以上，大巷穿过陷落柱时只有渗水现象。2）王庄矿井目前开采+630 m水平，其充水水源主要为3号煤层顶板砂岩裂隙含水层及下石盒子组砂岩裂隙含水层。历年来，随着开采面积的增大和深度的增加，涌水量相应变大，当涌水量增加到一定数值时，便有变小的趋势。（6）井田充水因素3号煤层主要受其顶

20、板砂岩裂隙含水层的影响，由于开采时形成导水裂隙带，最大导水裂隙带为116.27 m。因此，可沟通下石盒子组K8K10砂岩裂隙含水层组，使其成为间接充水含水层。但导水裂隙带均未到达基岩风化带底界。根据邻近五阳矿7307工作面河下试采资料，深厚比大于22即可以安全采煤，而沿绛河两岸的钻孔资料表明，其深厚比均大于30，因此，在无其它因素影响下，绛河水溃入工作面的可能性不大。但在通过F3、F13及F20逆断层和陷落柱附近时，应防止绛河水进入工作面。受断层的影响，局部奥灰岩溶裂隙含水层抬升，缩短了奥灰与煤层的间距或使3号煤层与奥灰直接接触，加之奥灰岩溶水高水头压力的作用，奥灰岩溶裂隙含水层在局部地段也可

21、能成为3号煤层的充水水源之一。如余吾逆断层，前苏村逆断层，文王山南正断层，东贾及F24、F25正断层等位置。（7） 矿井涌水量计算范围为初期采区，开采煤层为3号煤层北至7勘探线，南至12勘探线，东为井田边界，西以经线为界，面积约2.6107 m2。正常涌水量采用水文地质比拟法结果，取533 m3/h，最大涌水量按800 m3/h考虑。1.2.4其它有益矿产（1）石灰岩太原组含石灰岩39层，层位较稳定的有K2、K4、K5三层石灰岩。石灰岩厚09.45 m，一般厚7.28 m，1406孔采样测试其CaO含量为52.34%。作为建筑材料和煅烧石灰用。（2）铝质泥岩铝质泥岩主要分布在本溪组中下部。厚0

22、0.75 m，一般厚6.85 m。经对22个孔采样测试，Al2O3含量23.2654.35%；平均36.31%。SiO2含量25.2849.60%，平均40.46%。铝硅比值0.9，未达铝矿工业品位要求。但703、1104号孔铝质泥岩Al2O3含量较高，其值分别为54.35%和51.42%，铝硅比值达2.15和4.4，属局部富集。（3）铁矿分布在本溪组内的铁矿，多是结核状、透镜状夹于其它岩层中，厚03.90 m，不稳定，经部分钻孔采样化验，Fe2O3含量为34.1251.50%，平均44.59%，1059、804、1602三孔全铁含量30.7336.87%，达贫矿品位，局部富集。太原组上部的菱

23、铁矿多呈结核状、厚度极不稳定，不具工业开采价值1.3 煤层特征1.3.1 煤层表 1-6可采煤层煤层地质特征表地层煤层编号煤层厚度m最小最大一般煤层结构层间距m最小最大平均煤层稳定程度顶底板岩性可采情况煤的容重(t/m3)顶板底板二叠系山西组P1s35.007.255.99简单，含夹矸13层50.4873.1261.83稳定泥岩、粉砂岩泥岩、粉砂岩全井田可采1.39自上而下的煤层特征为：3号煤层位于二叠系山西组下部，为上煤组，平均厚8.08 m，煤层稳定，顶板一般为泥岩，粉砂质泥岩，底板为黑色泥岩、粉砂岩，老底为中细粒砂岩。夹矸03层，一般1层，厚0.27 m，属结构简单至较简单煤层。1.3.

24、2 煤质3号煤层主要为中灰、特低硫、低磷、高发热量、高熔点灰份贫煤，仅在矿井西部边界部分为无烟煤。1.3.3 瓦斯潞矿集团漳村、五阳、石圪节、王庄四对生产矿井目前开采深度较浅，均属低瓦斯矿井，未发生过瓦斯爆炸及突出事故，煤层埋藏较深的常村矿为高瓦斯矿井。根据屯留井田勘探(精查)地质报告有关瓦斯含量资料和3号煤层甲烷含量等值线图，采用抚顺煤科分院的科研成果“分源计算法预测矿井瓦斯涌出量”的计算方法，经计算屯留矿井的相对瓦斯涌出量为12 m3/t(但在矿井的初期开采区域，矿井的相对瓦斯涌出量为9.28 m3/t)。所以，屯留矿井属高瓦斯矿井。（1）钻孔煤层瓦斯在历次地质勘探中，共对近100个钻孔用

25、解吸法进行了瓦斯采样，井田内主要煤层瓦斯含量与成分测定结果统计见表1-7。据煤层瓦斯成分，本井田瓦斯分带应为沼气带，仅局部为氮气沼气带。 表 1-7主要煤层瓦斯含量与成分测定结果统计表煤层号瓦斯含量ml/g.r2CH4 (%)CO2 (%)N2 (%)C2C3 (%)32.4021.059.4833.3699.3387.440.0015.753.190.0062.929.740.002.0800.223（2）井田瓦斯地质分析综合瓦斯测试结果看，主要煤层瓦斯含量较高，其最大值可达21.05 ml/g.r。并且上部3号煤层瓦斯含量略高于下部的15号煤层。分析其原因主要为：1）煤层的伪顶为泥岩、炭质

26、泥岩组成，直接顶多为泥岩、粉砂岩、局部为中、细砂岩。易赋存瓦斯。2）褶曲：从3煤层甲烷含量等值线图来看，较高的甲烷含量点多分布在向斜两翼，推测向斜轴部瓦斯含量有可能进一步增大。较低的瓦斯含量点多分布在背斜部位，同时也受煤层顶板岩性变化的影响。3）断层：本井田断层较发育，大小断层多达33条，且以逆断层为主，断层落差在8270 m之间。主要分布在井田的中部。由3煤层甲烷含量图等值线来看，断层附近钻孔甲烷含量一般较低。（3）瓦斯涌出来源分析3号煤开采时瓦斯主要来自本煤层。（4）地质报告中瓦斯涌出量预测及概算的瓦斯储量3号煤层为主采煤层，瓦斯涌出量与含量之比一般为1.52.5倍，根据井田新建井设计规模、产量及3号煤层瓦斯含量变化情况，选取中间值2作为系数去乘以各孔瓦斯含量，可计算出各孔处的瓦斯涌出量。概算3号煤层瓦斯储量为101.60亿m3。（5）瓦斯突出预测地质报告中采用煤科总院抚顺分院的计算方法，计算出3号煤层属非突出危险煤层。1.3.4 煤尘及煤的自燃各煤层火焰长度在315 mm之间，扑灭火焰的岩粉量为550%。各煤层煤尘均有爆炸危险性。3号煤层属不自燃煤层。1.3.5 地温井田内恒温带深度约为40 m，温度为9.5 ，略高于该地区常年平均气温 (8.9 )，本井田平均地温梯度为1.8 /100m，属地温正常区。专心-专注-专业