寺家庄矿概述与井田地质特征.docx

1、寺家庄矿概述与井田地质特征第一章井田概况及地质特征第一节井田概况一、 交通位置寺家庄矿井位于昔阳县境内，其工业场地位于县城西南约7km处，昔阳县城距阳 泉市约30km。本区铁路交通条件优越，石太铁路沿桃河经过阳泉矿区，石太线为阳泉矿区 煤炭外运的主要干线，经电气化改造和完善自动闭塞后，年运输能力可达 70Mt。另外，阳涉铁路通过本区，该线已全部建成通车，采用内燃机车牵引，并预留电 力牵引条件，该线最大年输送能力为 17Mt，为阳煤集团部分煤炭分流创造了有利条件，可直接为该矿的建设和煤炭的外运服务，本矿井铁路专用线在阳涉铁路昔 阳站接轨，就接轨事宜已达成协议。本区公路交通便利，阳泉至黎城的二级公

2、路通过本区，公路以昔阳县城为枢纽， 呈放射状伸向四方，除阳泉至黎城公路外，昔阳至左权、赞皇、寿阳、邢台、长治等 均有公路相通，区内公路遍布，97%以上的村庄可通汽车。井田交通位置见图1-1-1。二、 地形地貌本井田位于太行山北段西侧，从外围地形来看，西部石千峰地层的地形较高，组 成太岳山，东部则为奥陶、寒武系地层组成的太行山脉，昔阳县境内的白羊山、沾岭 山、菜岭山均系太行山支脉。沾岭山东部为松溪河流域，一般河窄谷深，沟谷纵横发 育，切割甚深。井田内地形为西高东低，最高处为龙王庙山，海拔 +1613.3m,最低点在巴洲乡附近，标高+863m高低相差750m左右，一般相对高差100200m属构造

3、剥蚀成因，河谷、高山相间的低中心地形。三、 河流及水库本区属海河流域子牙河水系， 松溪河及其流经本井田的支流安坪河、 巴洲河、洪水河均为该水系。现分述如下：松溪河：发源于和顺县窑上村附近，经昔阳县的杨家坡村南入境，向北经县城东侧，东流 至水磨头村，再经井陉、平山县汇入滹沱河，干流在昔阳县境内长 73.25km，流域面 积1473.2km2,该河受水面积大，河床宽，杜庄至县城一带宽达 500800m平时水 少，雨季时一般流量为13n1/s，最大洪峰流量达1200nVs （1963年8月流经昔阳 县城一段），年平均径流量3.68m3/s。安坪河（城北河）：该河为松溪河支流，发源于崇家岭奶头山，自西

4、向东在县城东汇入干流，全长14.5km，流域面积77.2km2，年平均径流量 0.26m3/s。巴洲河（城西河）：该河发源于闹岭庄附近，自西向东在县城北关处汇入安坪河，全长 20.5km,流域面积96.3km2，年平均径流量0.352m3/s。洪水河（城南河）：该河发源于闰家沟，自西南流向东北，在洪水村东汇入松溪河，全长 14km,流域面积56.2km2，年平均径流量0.298m3/s。在河流上游建有多座水库，其中以秦山水库、关山水库较大，秦山水库位于井田 中部，现为昔阳县城居民生活用水水源。以上河流实际上均为宽缓的沟谷，平时基本没水，均为季节性河流。四、 气象及地震烈度昔阳县属暖温带大陆性气

5、候，一年四季气候变化明显，冬季寒冷，风大少雪；春 季日照充足，干旱多风；夏季雨量集中，多冰雹和风灾；秋季时间较短，晴朗凉爽。本区位于山西省昔阳县境内，属暖温带大陆性气候，四季气候变化明显。最高气 温37.9 C,最低气温23.9 C,全年平均气温 9.3 C。冰冻期为每年10月下旬至翌 年4月，最大冻结深度为0.75m。年最大降雨量995.7mm （1963年），年最小降雨量 242.3mm（1972年），年平均降雨量601.0mm 雨量集中在每年的 79月份。年平均 蒸发量1887.9mm主导风向为西北风，最大风速可达21m/s,年平均风速约为2.1m/s。依据中国地震动参数区划图 GB18

6、306和建筑抗震设计规范GB50011本区抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g，设计地震分组为第一组。五、 矿区内工农业生产概况山西省昔阳县现有5镇7乡共12个乡镇，约423个行政村，全县总户数70117 户，总人口 24万人，其中农业人口 22万人，占91.6%。农作物总播种面积为410685 亩，其中粮食作物以小麦、玉米、谷子、高梁、大豆、薯类及杂粮为主，播种面积 389049亩；经济作物以棉花、油料作物为主，播种面积 10512亩；除此之外还有蔬菜及瓜果类播种面积10963亩。全县果园面积19666亩，以苹果、梨、柿子、红枣、 葡萄为主。全县的工业发展速度较快，县企业中以

7、燃料、食品、化工、机械、建材工业 比重较大。六、井田邻近地方煤矿概况寺家庄井田邻近的地方煤矿有： 阳胜、卫东、安坪、坪上、黄岩汇、运裕、麻汇、白羊岭等8座煤矿。邻近地方煤矿情况详见表 1-1-1，寺家庄井田与邻近地方煤矿位置关系见图1-1-2。表1-1-1 邻近地方煤矿情况一览表序号矿井名称现开采煤层规模（万 t/a ）井田面积（血）开拓方式备注1阳胜煤矿15号4519.3417斜井开拓2卫东煤矿15号156.1288现已关闭3安坪煤矿15号457. 4368斜井开拓4坪上煤矿15号907.8486斜立开拓5黄岩汇煤矿15号9015. 0891斜井开拓6运裕煤矿15号909.5146斜井开拓7

8、麻汇煤业15号3010.4128斜井开拓8白羊岭煤矿15号45-9017.8935斜立开拓正在扩建七、主要建筑材料供应情况本区内狮脑峰矿岩出露面积广，而且厚度大，可作为井上、下建筑石料，矿井东 部大面积奥陶系灰岩出露，可作为井上建筑石料及水泥原料。砖、矸石砖、料石、石子、白灰、水泥等大宗土产材料可由当地供应，除阳煤集 团企业处所属厂（场）现有建材供应外，也可选用乡、镇企业的建材产品。外部供应材料主要有：钢材、木材、黄砂、玻璃、高标号水泥、五金材料等。八、 地面建（构）筑物及村庄搬迁井田范围内除工业场地及风井场地等新建建筑物外， 地面已有的建（构）筑物主要有7个水库和60个村庄。工业场地及风井场

9、地、水库均留设保护煤柱；地面村庄 大都较小，但分布分散，给正规工作面布置带来一定的影响， 设计对大部分村庄按搬 迁考虑。根据需要，矿井投产前需先搬迁野峪村（118户）和下讲堂村（108户）o目前 建设单位已与野峪村及昔阳县乐平镇政府签订村庄搬迁协议。由于矿方未提供井田内所有村庄的详细资料，本次设计无法安排村庄搬迁规划。建议建设单位结合当地的有关规划，根据矿井建设和生产进度，积极做好下讲堂村及 其它后续村庄搬迁前的规划和准备工作，以免影响矿井按期投产及今后生产。九、 电源、水源情况1、电源昔阳县境内现有坪上110k V变电站一座，距矿井工业场地6.8km;另有晋中电力 部门刚建成投运的昔阳220

10、kV变电站,该站位于矿井工业场地以南约 5.5km处。本矿井的供电电源及供电方案已于 2006年6月由晋中供电分公司以“晋中电计 字200635号”文给予批复，确定本矿井供电电源由昔阳坪上 110kV变电站引一回35kV线路作为施工用电；昔阳220kV变电站建成投运后，由该站引两回35kV线路 作为矿井主供电源。2、水源阳泉矿区为缺水矿区，井田内松溪河冲积层孔隙潜水含水丰富、 水质良好，但目 前开采量较大，不宜再增加开采量；太原组灰岩，主要赋存于浅部，分布范围不大， 由于开采水量过大，水位不断下降，故亦不宜多开采；本区地表水库较多，如秦山水 库、杨家坡水库、南郝峪水库、关山水库均已通过地下管道

11、联通，水库总容量达2000 万m,现主要用于昔阳县生活及部分工业用水，目前仍有部分供水富裕能力；奥陶系 含水层在区内分布较广，岩溶裂隙也较发育，是一良好的供水水源。 2005年6月山西省水利厅晋水资2005303号“关于阳泉煤业（集团）有限责任公司寺家庄矿井 及选煤厂项目取水许可预申请的批复”，同意本矿开采娘子关地下奥灰水作为生活供 水水源，秦山水库水建井期间作为临时施工水源，矿井投产后作为辅助供水水源。第二节地质特征一、井田地层本区位于沁水煤田的东北边缘。由东向西出露地层由老到新。本井田东部区外大面 积出露奥陶系地层；石炭系本溪组、太原组、二叠系山西组地层分布零星；区内二叠系 上、下石盒子组

12、地层广泛分布，二叠系石千峰组，三叠系刘家沟组地层出露于本井田西 缘；新生界覆于各个时代基岩之上。现就勘探所及从奥陶系至第四系地层分述如下：（一）奥陶系1、 奥陶系下统（O）SYJ-1号孔为水源井，该孔揭露奥陶系下统亮甲山组地层 42.83m,为石灰岩，灰 色，致密坚硬，厚层状，隐晶质结构，局部泥质含量较高。2、 奥陶系中统（Q）SYJ-1号孔揭露奥陶系中统地层厚度670m可划分为峰峰组及上马家沟组、下马 家沟组。1） 下马家沟组（Ox）:揭露最大厚度180.00m,由白云质灰岩、泥质灰岩、石灰 岩组成，块状构造，厚层状，下部含大量蜂窝状溶洞。2） 上马家沟组（Qs）:揭露最大厚度290.00m

13、,主要为深灰色石灰岩夹薄层白云 岩，中、上部具有角砾状构造，底部含不均匀铁质，节理岩溶发育。3） 峰峰组（Qf）:揭露厚度188.76200.00m，平均190.00m。上部以灰色、 深灰色石灰岩为主，夹白云质灰岩及薄层状白云岩，局部呈角砾状，具波状层理， 顶部含团块状黄铁矿。中部为灰色豹皮灰岩及石灰岩夹豹皮灰岩，岩溶、裂隙较 发育。底部为石膏带，主要为角砾状泥质白云岩、角砾状泥灰岩夹薄层石膏及纤维状石膏组成。（）石灰系中统本溪组（C2b）全厚16.0046.00m平均约34.00m有东南厚、西北薄的变化趋势。平行不整合 于奥陶系灰岩之上。主要由浅灰、灰色细砂岩、砂质泥岩、泥岩、铝质泥岩及石灰

14、岩组 成，夹12层煤线。底部为黄铁矿层，常呈星散状或团块状富集于灰岩及铝土岩中。 极不稳定，厚00.90m,平均0.53m。地面及浅部氧化为褐铁矿及赤铁矿，称山西式铁 矿。其上为G层铝土矿，厚1.5511.20m,平均厚5.68m为浅灰或灰白色，含硅质， 铁质较高。有13层石灰岩，质较纯，分布较稳定。上层较薄，厚1m左右；中层普遍 压一煤线；下层较厚，约3m左右。本组岩性特点为颜色浅，含铁铝质高，岩性细腻。 砂岩多为细砂岩，分选、磨圆也较好。充分显示了过渡相为主的沉积环境特征。（二）石炭系上统太原组（C3t）本组为主要含煤地层之一。以K砂岩为基底，连续沉积于本溪组之上。全厚90.30 143.

15、80m平均约110m主要由砂岩、砂质泥岩、泥、海相泥岩、灰岩和煤层组成。含 7、&、&、&、9 上、9、11、12、13、14、14 下、15、16 号等 13 层煤。灰岩 34 层， 15号煤以上三层灰岩，&、Kb全区比较稳定，灰岩在井田东部普遍发育，中西部区域 零星发育，岩性各具特色，可作为良好标志层。本组地层岩性稳定，全区变化不大，沉 积环境差异显著，旋回明显属海陆交替相沉积。灰岩中含蜓及海百合等化石。（四） 二叠系下统山西组（P1s）以Kz砂岩（第三砂岩）为基底，连续沉积于太原组之上，厚 42.6075.5m,平均约61m主要由灰、深灰，黑灰色砂岩、砂质泥岩、泥岩及煤组成。含 1、2、

16、3、4、 5、6号等6层煤。6号煤顶板泥岩中含星散状、团块状黄铁矿，6号煤上下有迭锥灰 岩沉积，属过渡相。6号煤以上地层岩性粒度较粗，岩性变化多为渐变关系，说明沉 积环境变化不大。含菱铁矿结核，处于弱的还原环境。总之，本组地层属过渡相陆 相沉积。（五） 二叠系下统下石盒子组（P1x）底界以&砂岩与山西组整合接触，顶为 K10桃花岩泥顶界面。全厚110150m分 为绿色地层、黄色地层两段。1、绿色地层（P1X1）本段地层特点为下部色调深，为灰黑、深灰、灰色，上部色调浅，为灰、浅灰、 绿灰等色；下部岩性粒度较细，多为粉砂岩、砂质泥岩，夹细砂岩、中砂岩薄层；上 部岩性粒度较粗，多为中砂岩、粗砂岩，夹

17、细砂岩、粉砂岩及砂质泥岩；下部含 1 3层煤线。本段地层全厚 47.0075.50m,平均60m左右。基底为K8砂岩，厚013.60m，平均4.30m。岩性、厚度变化大，不易对比。地 面所见为浅灰色、黄绿色厚层状中粗粒长石石英砂岩，底部有小砾石、泥质、硅质 胶结，具斜层理，分选磨圆差。有时相变为砂质泥岩。钻孔所见为灰色、深灰色中 粗粒砂岩，有时相变为粉砂岩及砂质泥岩。2、黄色地层（Pix2）包括黄色地层和砂岩带，基底砂岩K）,为黄绿色厚层状粗粒长石石英砂岩， 底部 含砾石，分选磨圆差，泥质胶结，时夹粉砂岩条带，显波状层理，厚一般 10m左右。其上为浅黄、黄绿、灰绿色砂质泥岩，含大的菱铁矿结核，

18、夹灰、黑灰色泥岩条带、 煤线及铝质泥岩，并夹数层黄绿色中粗砂岩。上部为砂岩带，由 23层黄绿色厚层状粗粒砂岩夹黄色及少量紫斑状砂质泥岩和薄层细砂岩组成。 顶部为桃花泥岩Ko。桃花泥岩厚一般58m为浅灰、灰紫色铝质泥岩，具网格状节理，含大量铁质鲕粒 且不均匀，地面风化后呈褐红色斑块，颜色鲜艳，如桃花绽开，故名“桃花泥岩”。 加之其上、下岩层颜色区别明显，故作为上、下石盒子组的分界标志十分理想。桃花 泥岩上部有时出现一层锰铁矿结核层， 厚0.401.00m，较稳定，亦可作为辅助标志。全段厚62.5082.50m,平均75m左右。（六） 二叠系上统上石盒子组（P2s）区内大面积出露。标志层 Ki2狮

19、脑峰砂岩常呈悬崖峭壁，围绕山脊呈带状分布。 该组区内出露总厚225450m分为红黄色地层及褐色地层两段。1、 红黄色地层（P2S1）与下石盒子组地层连续沉积。下部以桔黄、黄褐、黄绿等杂色砂质泥岩为主，夹 薄层黄绿色、灰绿色中细粒砂岩组成，砂岩厚度变化较大，一般呈透镜状。上部以 黄绿色中粗粒砂岩为主，夹黄褐色、暗紫色砂质泥岩及泥岩条带，偶见夹灰黑色砂 质泥岩薄层，富含植物叶片化石。并夹不稳定的锰铁矿 13层，厚者可达0.70m,本段地层厚134.90155.10m,平均140m2、 褐色地层（P2S2）基底为 狮脑峰砂岩，厚2560m 一般50m左右。由23层灰绿色中粗粒 砂岩夹黄绿、灰紫、灰绿

20、色砂质泥岩组成。下层砂岩较厚，底部含砾分选磨圆均差， 硅质、泥质胶结，坚硬，具板状斜层理及楔形交错层理。砂岩层数及厚度从勘探区中 部向南有变少变薄的趋势。其上为一套以暗紫、紫灰色为主，夹黄褐、黄绿等杂色砂 质泥岩，间夹黄绿色薄层状细砂岩及中厚层状中粗粒长石石英砂岩。顶部距 K1358m处有一层黄绿、黄白色厚层状含砾粗砂岩，泥质胶结，极疏松，称“豆腐渣砂岩”， 较稳定，可作为K13的辅助标志。本段全厚240.40318.40m,平均300m（七） 二叠系上统石千峰组（P2sh）厚122.60160.20m,平均150m左右。基底砂岩 心为暗紫色、厚层状含砾粗砂 岩，厚0.707.00m。下部疏松

21、，含大量砾石，顶部微红色，胶结坚硬。有时相变为 中砂岩及砂质泥岩。其上为一套紫色、鲜红色砂质泥岩，夹紫、灰紫色细 中砂岩组成。中、上部砂质泥岩中夹 57层灰紫色结核状、似层状淡水灰岩。顶部一层发育 较好，厚1.502.50m,并含大量燧石结核，有时相变为中砂岩，定为 K14标志层，以其顶面与三叠系刘家沟组（匚1 ）分界。（八） 三叠系下统刘家沟组（T1I ）出露于本井田外西侧，厚度不详。为一套砖红色，薄板状及中厚层状细砂岩组成。 水平层理发育、常见波痕、泥裂构造。（九）第四系（Q不整合覆盖于各时代基岩之上， 分布于山顶、山坡及沟谷中。本井田东部分布面 积广，厚度大，中、西部分布零星，厚度小。1

22、、 中更新统离石黄土（ Q）:由红棕色，红黄色黄土状亚砂土及亚粘土组成，并 含有钙质结核。2、 上更新统马兰黄土（ Q）:为浅黄、黄灰色亚砂土或细砂土。孔隙度大，垂直 节理发育，底部含钙质结核。中、上更新统总厚020n。3、 第四系全新统（Q）:主要分布于安平河、巴洲河及洪水川等较大沟谷中。为现代冲积、洪积物。由砂、卵石及粉砂土组成。最大厚度 27m 一般厚515m二、 含煤地层本井田含煤地层包括石炭系中统本溪组、石炭系上统太原组、二迭系下统山西组， 其中主要含煤地层为石炭系上统太原组及二迭系下统山西组，含煤地层总厚 171m共含煤18层，煤层总厚13.46m,含煤系数约8%左右。石炭系上统太

23、原组厚90.3143.80m,平均厚约111.33m,主要岩性为深灰、灰 黑色砂质泥岩、泥岩、石灰岩及灰色砂岩组成。含煤 12层，其中可采煤层4层，为本区中主要含煤地层。按其岩性、岩相特征分为上、下两段，其中下段自 K1砂岩底至K4灰岩顶，厚80m左右，含11、12、13、14、14下、15、16号共7层煤，15号煤 全区稳定可采，其它煤层无开采价值；上段自 K4顶至&底，厚约35m左右，由灰、深灰、灰黑色泥岩、砂岩及浅灰色细砂岩、中粗砂岩组成，含 8、9两个煤组共6层煤，其中&、84、9号煤具有开米价值。二叠系下统山西组（Rs）厚42.6075.50m,平均61m左右。与太原组连续沉积。 主

24、要由灰黑色泥岩，砂质泥岩、浅灰色铝质泥岩、中粗砂岩组成。该煤组共含煤 6层，其中3、6号达到可采厚度，但可采范围很小，且零星分布，该组煤层均不可采。三、 地质构造本井田基本呈一单斜构造，构造复杂程度中等。井田走向为西北，向西南倾 斜，地层比较平缓，倾角一般为 510，局部褶曲地段倾角 1220。，区内以背、向斜交替出现的褶曲构造为主；断层相对较少，一般落差多在 20m以内；井田北部陷落柱较发育，对煤层破坏较为严重。从整个井田来看，构造复杂程度中等。主要地质构造分析如下：1、褶曲区内褶曲发育，轴向主要为近南北向及北东向两组，其次有北西向及东西向。 南北向的一组褶曲主要分布于中、东部，构成本区的基

25、本构造形态。主要特征为 排列紧密，间距约 1000m,两翼不对称，向斜东翼较陡，倾角可达 20，西翼较缓，倾角一般为10左右；背斜轴部开阔，产状平缓。北东向的一组褶曲，主要 分布于勘探区的西北及东南， 主要特征为排列较疏，间距约1500m两翼多不对称，南东翼较陡，北西翼较缓。主要褶曲特征见表1-2-1。2、 断层区内断层相对较少，落差也不大，多为走向北东及北北东，倾向北西之正断层。 集中分布在勘探区的东部及东南边界附近。井田范围内共有大小断层 24条，除井田边界的断层外，井田内断层落差均在 10m以内。3、 陷落柱全井田124km范围内已探出的陷落柱共33个，陷落柱的形态多为近圆形及椭圆 形，

26、最小直径10m 一般直径为2050m陷壁角为6283，一般为80。应当指出：陷落柱具有一定的隐蔽性，除地表出露和勘探钻孔遇到的陷落 柱外，没有出露到地表的陷落柱就难于探清。在今后的地质工作中，要采取多 种勘探手段取得可靠地质资料，掌握本井田的陷落柱发育情况及分布规律，为 采掘提供更切合实际的资料。主要褶曲特征表序 号褶曲名称褶曲轴方向两翼倾角延伸长度（m）备注WE1蒙家峪向斜SN4 75 711002野峪背斜SN4 114 1450003寺凹向斜SN2 166 2060004崇家岭背斜N40 E4 56 1617005杏庄向斜N40 E8 158 206300区内6杏庄背斜N45 E7 93

27、1345007龙眼向斜N65 E5 155 2055008白村背斜近 SN转 N40 E1051128009杏庄东背斜N10 E6 116 10130010石亭背斜N20 -50E4 76 12300011石亭向斜N10 -40E6 126 10400012司家沟背斜N80 E6 125 15210013上秦山向斜N70 E5 95 10160014马家沟向斜N50 E4 98 251800区内15任家瑙背斜N 30W5 135 18150016居仁向斜N 45W5 118 12310017蛇沟背斜N 55W6 94 570018蛇沟向斜N 55W464790019毛家沟背斜N 45W4 15

28、5 17260020毛家沟向斜N 50E6 117 11110021台沟背斜N 40E 转 N30 E4 136 101500区内四、煤层1不可米煤层3号煤：位于K8砂岩下20m左右，下距6号煤28m左右。全区大面积尖灭及不可采， 仅在L45、L79、L7号孔附近有一片可采区，L118、L116、Mb、Ms、1275号孔5处为孤立见可 采点。煤层自然厚度 0.102.51m，平均0.48m。可采厚度0.802.51m，平均1.26m。 结构简单，一般含一层夹石，岩性为砂质泥岩，有时为细砂岩，厚 0.100.63m，比较稳定。顶板为粉砂岩，底板泥岩及细砂岩。属零星可采极不稳定煤层。6号煤：位于K

29、z砂岩上4m左右。全区大面积不可采及尖灭。仅在毛家沟村、居仁 村一带分布有两片可米区，可米面积约 9km。其他一些可米点分布零星，面积甚小。煤层自然厚度 0.122.55m，平均0.72m；可采厚度 0.802.55m，平均1.21m。结构 简单，一般不含夹石，有时含一层或二层夹石，夹石最大厚度 0.55m，岩性为泥岩。顶板为泥岩或砂质泥岩，其上有 5号煤层时，常为含铝质泥岩，底板为砂质泥岩。属零 星可采极不稳定煤层。12号煤：位于K4灰岩下3m左右，除井田西南部，南掌城至小南郝峪一带有尖灭区 外，全区分布广泛。煤层自然厚度 0.121.50m,平均0.59m。煤层层位稳定。虽个别 点厚度达到可采，但分布范围甚小，仍属不具经济价值之属零星可采极不稳定煤层。 顶板岩性多为炭质泥岩，底板岩性为粉砂岩，有时为细砂岩。2、可米和局部可米煤层81号煤：位于Kz砂岩下7m左右，下距&号煤层9m左右。在南掌城、司家沟及赵 家庄一带81、&号煤层合并，厚度达1.70m左右。东南一带有一片不可采区及零星尖灭 点。煤层厚度为 02.37m，平均0.88m （ L87为0.10m，M82为2.37m）;含矸厚度平 均0.90m；可采厚度0.802.37m,平均1.19m。结构简单，一般不含夹石，有时含一 层或二层夹石，厚0.040.65m,岩性为泥岩或炭质泥岩。顶板多为砂质泥岩或海相泥 岩，底板为粉砂