阳泉南庄煤矿初步设计说明书151417章Word格式文档下载.docx
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平行不整合于奥陶系之上。
本组地层由泥岩石、砂质泥岩石、石灰岩、细砂岩、铝土泥岩等组成。
底部与奥陶系石灰岩相接触处，有一层鸡窝状之褐铁矿及赤铁矿，即“山西式铁矿”，本组厚平均48.5m，井田内没有出露，仅少数钻孔穿过本组地层。
（2）上统太原组（C3T）：
在井田东部有零星出露，与下伏本溪组为连续沉积，为一套海陆交互含煤地层。
全组厚116.8～139.0m，平均厚121.25m。
岩性由泥岩、砂质泥岩、砂岩、石灰岩及煤层组成。
3．二迭系（P）
（1）下统山西组（P1S）：
连续沉积于下伏太原组之上，井田东部有出露，为一套碎屑含煤建造。
岩性由砂岩、砂质泥岩、泥岩和煤层组成。
全组厚42.0～72.0m，平均厚56.68m。
（2）下统下石盒子组（P1X）：
为一套碎屑岩沉积，与下伏山西组呈整合接触，大片出露于井田梁坡之处，依据岩性和颜色分为三段。
①绿色地层：
主要由砂质泥岩、砂岩组成，底部砂岩是Ks标志层。
本段厚50～60m，平均厚度56.0m。
②黄色地层：
主要由灰色、深灰色、紫灰色砂质泥岩及黄绿色砂岩组成。
底部砂岩是K9标志层，本段厚45～68m，平均厚60m。
③砂岩段：
主要由黄绿色、灰白色中砂岩夹灰绿色、紫色砂质泥岩及铝土泥岩组成。
本段厚40～52m，平均厚42m。
（3）上统上石盒子组：
本组分为三个层段，下段由紫灰、灰绿色砂质泥岩石夹中、粗砂岩组成；
中段底部为中～粗砂岩层位且厚度较稳定，称中间砂岩，是K11标志层；
上段底部为厚层灰白色砂岩，称狮脑峰砂岩，是标志层。
本组地层在井田内大面积出露且大面积地层遭受剥蚀，残留厚度平均220m。
4．第四系（Q）
零星分布于不同地质时代的地层之上，分为中、下更新统，上更新统及全新统。
中、下更新统主要由红黄色砂质粘土，含灰白色钙质结核，垂直节理发育。
全新统分布于河沟中，为现代冲积层。
第四系厚0～31.19m不等。
（二）含煤地层
井田内主要含煤地层为下二迭统山西组和上石炭统太原组，分述如下：
1．山西组（P1S）：
为本井田主要的含煤地层之一，岩性以灰～深灰色泥岩、砂质泥岩间夹灰色、灰白色砂岩为主。
含煤3～6层，分别为1、2、3、4、5、6、号。
其中3、6号煤层为较稳定的局部可采煤层，其余均为不可采或零星可采煤层。
本组厚42.0～72.0m，平均厚56.68m。
本组煤层的特点是：
顶底板岩性变化较大，厚度两极值相差很大，如3号煤厚度为0～2.40m，6号煤厚度为0.31～1.80m。
原因是由于在二迭纪初，海水退出，及当时地壳升降幅度变化大，不但使煤层厚度两极值变化较大，而且各地层之稳定程度亦较差。
2．太原组（C3t）：
是本井田主要的含煤地层，为一套海陆交互相含煤地层。
岩性以深灰～黑色泥岩、砂质泥岩间夹灰白～深灰色砂岩和深灰色石灰岩为主，含煤6～8层，分别为8、9、10、11、12、13、14、15号煤，其中12号煤较稳定，大部可采，15号煤稳定全区可采，其余为零星可采和不可采煤层，本组厚116.8～139.0m，平均厚121.25m。
本组与太原西山标准剖面对比，可分为三个岩层组合段。
（1）下段：
是底界砂岩（K1）至15号煤层（丈八煤）之底，厚度14.34m左右，底部K1砂岩整合于本溪组之上，为灰白色细～中粒砂岩，厚度6.19m左右。
（2）中段：
15号煤层至猴石灰岩（K4），厚度为61.6m左右。
由三层海相石灰岩石，碎屑岩及煤层组成。
自下而上灰岩为：
四节石灰岩（K2），厚3.40～6.13m，平均厚4.89m；
钱石灰岩（K3），厚1.40～5.36m，平均2.95m；
猴石灰岩（K4），厚0.36～2.36m，平均1.53m。
煤层自下而上为15号煤（丈八煤）、14号煤（四节石下煤）、13号煤（钱石下煤）、12号煤（四尺煤）、11号煤（猴石下煤）煤层。
其中15、12号煤层为全区可采煤层。
（3）上段：
由K4石灰岩顶面至8号煤层老顶第三砂岩（K7），平均厚度45.31m。
岩性由灰白～深色砂岩、黑色泥岩、深灰色砂质泥岩及煤层组成。
煤层由下向上为10、9、8号煤，均为不可采或零星可采煤层。
9号和8号煤层下，分别发育有一层细～中砂岩，即K5、K6标志层。
本组旋回结构明显，灰岩标志层发育稳定，地层、煤层极易对比。
本组中段各煤层厚度的极值差很小。
煤层厚度较大的15、12号煤，其顶板一般皆是黑色泥岩。
说明当时离海较远，而厚度较薄的13、14号煤，其直接顶板均为石灰岩，说明当时离海很近，当时地壳稍有下降，即为海水所淹没，煤层受到洗刷。
本组上段各煤层厚度极值相差很大，煤层结构复杂，且规律性较差。
这是由于石炭纪末，海水退出及当时地壳升降幅度变化大所致。
（三）构造
井田位于沁水坳陷东部边缘的北段。
区域地层基本呈单斜构造，走向大致为北北东，向南西西倾斜。
在此单斜上伴以小园丘形或马鞍形的小褶曲，形成幅度不太大的波状起伏，地层倾角不大，一般在10°
左右，构造线（断层及褶曲轴）以北东向为主，少数为北西向。
断层不多，一般落差在20m以内，陷落柱较发育。
由于本井田位于沁水煤田阳泉矿区的东南边缘，通过地表露头和钻孔及矿井巷道揭露，井田内主要地质构造如下：
1．褶曲
（1）S1背斜：
位于井田南部边界附近，轴向为SW～SE，在井田内延伸约1000m。
两翼倾角较小，在5°
左右。
（2）S2向斜：
位于井田南部，S1背斜北部，轴向NWW～NW延伸1000m左右，两翼倾角在5°
（3）S3背斜：
位于井田中部，轴向近于SN，贯穿井田中部，西翼倾角较大，为6°
～10°
，东翼倾角为4°
～9°
。
（4）S4向斜：
位于井田之东北部，轴向为NNW～SSW，贯穿全井井田。
两翼倾角为3°
除上述褶曲外，井田内还有一些小的波状起伏。
2．断层
据地表调查和矿井巷道中掘进揭露，南庄井田内九采区有一较大断层，断距32.9～67.7m对开采有较大影响，其余断层断距均小于10m，对煤层开采无大的影响。
南庄井田和大阳泉井田揭露断层详见表1－2－1和表1－2－2。
3．陷落柱
又称柱状陷落，煤矿称无炭柱。
据地面调查及井巷揭露，南庄井田内已发现陷落柱50多个。
其直径为10～20m，主要分布于井田中部。
据地面调查及井巷揭露，大阳泉井田只发现一个陷落柱，其直径为60m。
但井田南部贵石沟井田陷落柱较发育，在南庄井田南部（原大杨庄井田）可能存在陷落柱，对煤层的开采将有一定的影响。
表1－2－1南庄煤矿揭露断层一览表
断层
编号
断层产状
落差（m）
延伸长度（m）
断裂
煤层
性质
走向
倾向
倾角
F1
N63°
E
NW
64°
4～6
470
3、6、12、15
正断层
F2
N50°
45°
3.5
140
15
F3
N38°
55°
3.2
110
F4
N37°
NE
70°
1.5
90
F5
N53°
2.2
85
F6
N83°
46°
0.5～0.9
290
F7
N72°
SE
50°
0.8
170
F8
58°
280
F9
N25°
3
310
逆断层
F10
1.6
130
F11
N34°
9
500
6、12、15
F12
N48°
SW
65°
1.5～3
660
F13
N20°
350
F14
N12°
5
750
6、12
F15
N52°
3.6
270
6
F16
N60°
43°
1.7
F17
N69°
2.5
300
F18
SN
W
2.6
420
F19
32.9—67.7
落差
（m）
延伸
长度（m）
N55°
75°
8.9
700
N33°
40°
7
360
42°
570
380
N45°
5.9
600
12、15
N65°
2.3
190
N23°
60°
550
N43°
N40°
1.2
200
N10°
220
N46°
1.3
80
N70°
1.0
100
12
0.7
250
N58°
1.45
N73°
1.8
N5°
400
3、6
F20
N30°
F21
F22
2.7
表1－2－2大阳泉煤矿揭露断层一览表
二、煤层及煤质
（一）煤层
1．含煤性：
本井田主要含煤地层为石灰系上统太原组和二迭系下统山西组，含煤情况如下：
山西组：
地层平均总厚度56.68m，含煤3～6层，分别为1、2、3、4、5、6号煤，含煤平均总厚度3.25m，含煤系数为5.7%。
其中3、6号煤层为较稳定的局部可采煤层。
太原组：
地层平均总厚121.25m，含煤6～8层，分别为8、9、10、11、12、13、14、15号煤，含煤平均总厚8.40m，含煤系数为6.9%。
其中15号煤稳定全区可采，12号煤较稳定大部可采。
2．可采煤层：
井田内可采煤层和局部可采煤层为山西组3号、6号和太原组12号、15号煤层。
（1）3号煤层：
赋存于山西组中部，煤层厚度0～2.4m，平均1.2m。
在井田北东部有出露，据钻孔和井下开采资料，该煤层冲刷现象较严重，井田南部基本不可采，井田中部该煤层较稳定可采。
3号煤属较稳定的局部可采煤层，煤层结构简单，仅个别钻孔含一层夹矸。
煤层顶板为砂质泥岩、中砂岩，底板为砂质泥岩、泥岩、细砂岩，在井田北东部有小窑破坏区。
冲刷带对煤层开采影响较大。
南庄井田对本煤层的开采已经完毕，大阳泉井田的开采也接近尾声。
（2）6号煤层：
位于山西组底部，上距3号煤20.1m左右，为井田主要可采煤层之一，煤层厚度0～1.8m，平均1.17m。
在井田北东部有出露，据钻孔及井下开采资料，煤层在井田东北部有冲刷现象，井田北西部、南部基本不可采，在井田中东部较稳定。
煤层结构简单,其顶板为砂质泥岩、泥岩、中砂岩，底板为砂质泥岩、细砂岩、泥岩。
（3）12号煤层：
位于太原组中部，上距6号煤层58.99m，距K4石灰岩8.7m左右，下距K3石灰岩5.87m左右。
煤层厚度0.18～1.70m，平均1.22m，煤层层位稳定，结构较简单。
含0～1层夹矸，夹矸厚0.08～0.65米，井田内仅南部128号钻孔附近不可采，其余为较稳定的大部可采煤层。
煤层顶板为泥岩、砂质泥岩，底板为砂质泥岩、泥岩、中、细砂岩。
南煤集团公司南庄煤矿和大阳泉煤矿目前均开采该煤层。
（4）15号煤层：
位于太原组下部，上距12号煤44.26m左右、距K2石灰岩12.14m左右，下距K1砂岩8.15m左右。
为本井田主要可采煤层，煤层厚度5.24～6.63m，平均5.89m。
层位稳定，全区可采，结构复杂，含1～2层夹石，夹石厚0.02～0.47m。
煤层顶板为泥岩，底板为砂质泥岩、泥岩。
集团公司南庄煤矿和大阳泉煤目前均开采该煤层。
为集团公司主采煤层。
矿井主要可采煤层特征见表1－2－3。
（二）煤质
根据《山西省阳泉市南庄井田地质报告》资料，井田内煤层均为无烟煤，各可采煤层的煤质指标分述如下：
1.3号煤层
水分（Mad）原煤：
0.76～2.77%，平均1.77%
精煤：
0.76～2.73%，平均1.72%
灰分（Ad）原煤：
15.11～30.57%，平均21.08%
5.51～9.92%，平均6.79%
挥发分（Vdaf）原煤：
8.33～14.00%，平均10.04%
5.75～10.42%，平均5.27%
全硫（St.d）原煤：
0.38～0.50%，平均0.45%
表1－2－3煤层特征表
煤层厚度m
最小～最大
平均
层间距离m
结构
稳定性
可采性
视密度
t/m3
顶底板岩性
顶板
底板
3号
0～2.4
简单
1层夹矸
较稳定
局部可采
1.44
砂质泥岩、中砂岩
砂质泥岩、泥岩
6号
0～1.8
1.17
20.1
不稳定
12号
0.18～1.70
1.22
58.99
泥岩、砂
泥岩
砂质泥岩、细砂岩
15号
5.24～6.63
5.89
44.26
复杂
1～2层夹矸
稳定
全区可采
砂质泥岩
发热量（Q）原煤：
34.90～35.66MJ/kg，平均35.31MJ/kg
3号煤层为中～富灰、特低硫、高发热量之无烟煤。
2．6号煤层
1.03～3.80%，平均1.99%
洗煤：
0.81～3.01%，平均1.99%
5.18～40.50%，平均13.00%
4.56～12.67%，平均6.88%
8.33～18.75%，平均10.51%
6.38～10.39%，平均7.69%
0.52～0.97%，平均0.62%
31.36～35.63MJ/kg，平均34.56MJ/kg
6号煤层为特低～富灰、特低硫、高发热量之无烟煤。
3．12号煤层
0.82～3.28%，平均2.32%
1.13～3.04%，平均2.40%
7.12～27.99%，平均13.90%
5.02～10.04%，平均7.44%
7.39～11.41%，平均8.77%
6.40～9.24%，平均7.61%
1.96～2.13%，平均2.03%
0.82～1.58%，平均0.93%
34.41～35.8MJ/kg，平均35.36MJ/kg
12号煤层为特低～富灰、中硫～中低硫、高发热量之烟煤。
4．15号煤层
水分（mad）：
原煤1.25～3.51%平均2.11%
精煤1.13～3.66%平均2.20%
灰分（Ad）：
原煤8.58～20.69%平均12.71%
精煤2.71～7.29%平均5.58%
挥发分（Vdaf）原煤6.78～9.31%平均7.77%
精煤6.18～7.45%平均6.85%
全硫（st.d）原煤0.88～1.34%平均1.11%
精煤0.38～0.93%平均0.69%
发热量（Q）原煤35.32～35.69MJ/kg，平均35.32MJ/kg
15号煤为特低～中灰，特低～低硫，高发热量之无烟煤。
三、水文地质
（一）井田含水层和隔水层
1．奥陶系中统石灰岩含水层：
为煤系之基盘，厚层状石灰岩为主。
据精查勘探资料，地下水位埋藏甚深，其水位标高在421～448m左右，溶洞非常发育，渗透系数为0.9～2.4m/d，单位涌水量0.5～2.5l/s·
m。
其水质多为碳酸盐类钙镁水。
2．石炭系中统太原组砂岩、灰岩含水层：
顶部为砂岩，厚度变化较大，胶结性良好，富水性较差；
中下部三层石灰岩层层位稳定，裂隙较发育，其中K2石灰岩厚度较大，平均4.89m，为井田内主要含水层之一，但据精查勘探K2、K3灰岩抽水资料，单位涌水量0.0005～0.054l/s·
m，渗透系数为0.021～0.18m/d，水位标高627.727m，含水性较弱。
3．山西组砂岩含水层：
本组砂岩层2～3层，砂岩厚度变化大，一般胶结性致密，含水性较弱，其单位涌水量为0.0003～0.0045l/s·
m，渗透系数为0.001～0.5m/d，水位标高为723.86m。
水质为重碳酸盐--钠钾水。
井田内本组属弱含水层。
4．石盒子组砂岩含水层：
主要含水层为裂隙性的砂岩层。
较稳定者为K8、K9、K11、砂岩，井田内出露广泛，砂岩裂隙不发育，胶结致密，含水性较差，属弱含水层。
单位涌水量0.00018～0.02l/s·
5．基岩风化带裂隙含水层：
接近地表的基岩风化带，节理裂隙比较发育，容易接收大气降水的补给，多在低洼处形成季节性泉水。
6．第四系河床冲积含水层：
主要分布于河床中，由砂砾，砂土层组成，含水较丰富，水质良好，含水量3.30～4.50l/s·
m，渗透系数20～60m/d，富水性较强。
井田内的隔水层主要为本溪组、太原组、山西组中，除上述含水层外的砂质泥岩、泥岩，一般发育良好，结构致密，未受构造破坏，裂隙不发育时，为良好的隔水层，下石盒子组中下部砂质泥岩及泥岩层为隔水层，但此层在井田内出露较多，受风化后裂隙发育，影响了其隔水性能。
下石盒子组顶部的铝质泥岩层稳定，是良好的隔水层，但局部受风化而一定程度上破坏其隔水性能。
（二）构造对水文地质影响情况
井田内断层少且断距小，对各含水层间的相互联系影响微小。
据煤矿生产实际资料，井巷揭露到陷落柱或断层时，一般无水。
仅个别有少量渗水现象，可以认为本井田的陷落柱一般含水不多或不含水。
另外：
向斜轴部也有利于地下水的汇集。
（三）矿井充水因素分析
矿井充水主要有以下几个方面：
1.煤系含水层：
影响煤层开采的直接充水含水层主要有K2、K3、K4石灰岩，K7砂岩及3号煤顶部砂岩。
这些含水层均为局部含水，多在向斜轴部、低凹部位、裂隙发育的破碎带等处含水。
2.废弃古窑，小窑积水。
在井田北部，北东部，分布有大小古窑十多处。
这些古窑原来都存有大量的积水，经过几十年开采，这些古窑已大多揭露，已基本不存在突水危险，但这些古窑分布在煤层露头线附近，埋藏较浅，极易接收地表水、大气降水的补给，对煤矿开采可能造成一定影响。
目前南庄煤矿井下涌水约一半以上来自古窑水。
另外，本井田北西侧、东侧、南东侧均有小煤矿开采，有的已大面积采空，采空区积水对本矿开采也有一定影响。
3.奥陶系石灰岩含水层
据精查勘探资料：
奥灰水
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