桃山矿地质报告.docx
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桃山矿地质报告
目录
1 矿井概况1
1.1矿井交通位置及隶属关系1
1.2井型、开拓方式及生产能力2
1.3瓦斯2
1.4煤层3
1.5煤质特征5
1.6水文地质特征7
1.6.1含水层划分8
1.6.2隔水层8
1.6.3充水因素8
1.6.4充水特征8
2 地质构造及控制特征研究9
2.1矿区地质构造演化及分布特征9
2.2井田地质构造及分布特征12
2.2.1井田地层12
2.2.2井田构造14
2.3地质构造对瓦斯赋存的控制17
1 矿井概况
1.1矿井交通位置及隶属关系
桃山煤矿位于七台河矿区西部生产区的东部，行政区划归七台河市桃山区。
地理坐标：
东经130°55′42″-130°58′53″，北纬45°43′39″-45°47′50″。
桃山煤矿东以桃山断层为界，与新富矿区相邻；西以F11、F6号和F7号断层为界，与新立矿相邻；南以F13号断层为界；北部以104号煤层露头为界。
井田走向长约5km，倾斜宽约5km，倾斜面积约25km2，开采深度-200m至-800m标高，矿权面积22.9952km2。
矿井北部边缘有铁路经七台河站与国铁相接，通往全国各地。
公路可通往依兰、佳木斯、鸡西、宝清、密山、哈尔滨等市县及对苏口岸，交通十分方便（图1-1）。
图1-1桃山矿交通位置示意图
1.2井型、开拓方式及生产能力
矿井开发建设于1958年，片盘斜井群开采，后对斜井群进行技术改造和建设，1977年发展成设计能力75万t/a的中型矿井，共划分二个水平，一水平-100m标高以上，二水平由-100至-400m标高，共划分五个采区，即一、二、三、五、九采区，开拓方式为片盘斜井。
采矿方法：
走向长臂式，开采方式：
炮采。
1983年由七台河矿务局设计处对桃山煤矿进行改扩建初步设计，1984年获原煤炭工业部批准。
1984年7月开始改造，1987年建设成为具有一对皮带斜井和一个立井的生产集中化矿井，设计能力85万t/a，核定能力为105万t/a，设计划分三个水平，一水平-100m标高以上，二水平由-100至-400m标高，三水平由-400至-800m标高。
开拓方式：
联合开拓，采矿方法走向长臂后退式，开采方式：
机采和炮采。
到2000年末，已全部过渡到二水平生产，核定生产能力100万t/a，2009年生产原煤123万t。
矿井通风系统为：
集中入风，分区排风，主扇总装机容量为1615KW，全矿井总入风量为每分钟13100m3，总排风量为每分钟1435m3，全矿井有效风量率为92％。
1.3瓦斯
根据历年瓦斯等级鉴定（表1-1），新兴矿属于高瓦斯矿井。
2000年至2009年，矿井瓦斯绝对涌出量变化在41.8～73.87m3/min，矿井瓦斯相对涌出量的变化范围为25.5～38.14m3/t。
表1-1矿井历年瓦斯等级鉴定表
年份
绝对瓦斯涌出量
/m3/min
相对瓦斯涌出量
/m3/t
鉴定级别
2000
41.8
26.7
高
2001
44.6
25.5
高
2002
47.3
26.2
高
2003
49.2
27.1
高
2004
51.1
27.4
高
2007
73.87
38.14
高
2008
63.7
35.2
高
2009
68.71
32.91
高
1.4煤层
井田内含煤地层总厚度约1470m，共含煤65层，煤层平均总厚度38m，含煤系数2.6％。
其中可采及局部可采煤层26层，自上而下编号依次为44、46、47、48、49、50、50下、55、56、60、65、67上、67、68、72上、72、75、79、83、85、87、90、93、94、95、96号煤层。
目前保有储量的可采煤层和局部可采层有56、60、65、67上、67、68、72、75、79、85、87、90、93、94层，共14层。
主要可采煤层为68、79、85、93号煤，计4层；局部可采煤层为56、60、65、67上、68、72、75、87、90、94层，计10层。
煤层为较稳定-稳定型煤层有：
68、79、85、93等4层；较稳定-不稳定煤层有56、65、67上、67等4层；其余为不稳定煤。
全区煤层的稳定程度定为较稳定-不稳定型。
井田内主要煤层的特征如下（表1-2）：
56煤层：
厚度在0-1.30m，平均1.00m。
属简单结构和局部复杂结构煤层，夹矸厚度一般0.11-0.24m，局部可采的较稳定型煤层。
60煤层：
厚度在0.28-1.28m，平均0.90m。
属结构简单、局部可采的不稳定型煤层。
65煤层：
厚度在0.18-3.50m，平均1.20m。
夹矸厚度一般0-0.50m，属结构复杂，大部可采的稳定型煤层。
67上煤层：
厚度在0.44-2.65m，平均1.00m。
属结构简单、局部可采的稳定型煤层。
67煤层：
厚度在0.35-1.52m，平均0.90m。
属结构复杂、局部可采的较稳定型煤层。
68煤层：
厚度在0.31-1.86m，平均1.00m。
属结构简单,可采的稳定型煤层。
79煤层：
厚度在0.57-3.00m，平均1.50m。
属结构复杂—简单，全区发育可采的稳定型煤层。
85煤层：
厚度在0.63-4.16m，平均1.50m。
属结构复杂、全区发育可采的稳定型煤层。
93煤层：
厚度在0.64-3.25m，平均1.50m。
属结构复杂—简单、全区发育可采的稳定型煤层。
表1-2桃山矿煤层赋存状况一览表
煤层号
煤层厚度
与下部煤层间距
结构
顶底板
发育范围及变化情况
最小-最大
最小-最大
顶板
底板
一般
一般
56
0-1.30
45-75
复杂
细砂岩
粉砂岩
全矿发育，斜井区F线附近不可采
1.00
65
60
0.28-1.28
150-200
简单
粉砂岩
粉细砂岩
局部发育，桃南由浅入深，由北向南逐渐变薄
0.9
180
65
0.18-3.50
35-58
复杂
粉细砂岩
粉砂岩
全矿发育，桃南稳定，斜井区由东向西由浅入深变薄
1.20
48
67上
0.44-2.65
2-8
简单
细砂岩
粉砂岩
全矿发育，桃南较好斜井区Ⅱ线以东可采由浅入深逐渐变薄，尖灭。
1.00
4
67
0.35-1.52
4-10
简单
粉砂岩
粉砂岩
全矿发育，斜井Ⅲ线以东浅部不可采，深部逐渐增厚
0.9
6
68
0.31-1.86
18-25
简单
粉砂岩
中砂岩
全矿发育，厚度较稳定，桃南灰分偏高
1.00
20
72上
0.31-1.82
18-25
简单
粉砂岩
中砂岩
全矿发育，由北向南，逐渐变薄至不可采
0.77
20
72
0.22-0.90
25-36
简单
粉砂岩
粉砂岩
斜井区发育，厚度普遍薄
0.67
30
75
0-0.90
36-45
简单
粉砂岩
粉砂岩
全矿发育，桃南不可采，斜井由东向西至F线不可全矿发育采
0.60
40
85
0.63-4.16
0-10
复杂
细砂岩
粉砂岩
全矿发育
1.50
8
87
0.27-2.40
37-60
简单
粉砂岩
粉砂岩
斜井区发育，由浅入深，由东向西逐渐变薄至不可采
1.00
65
90
0.27-2.40
20-30
简单
复杂
粉砂岩
中砂岩
全矿发育，斜井由东向西逐渐变薄，至G线不可采
1.00
25
93
0.64-3.25
10-15
简单复杂
粉砂岩
粉砂岩
全矿发Ⅳ线以西斜井区为单煤层，向东分叉
1.50
12
94
0.18-0.17
8-16
简单复杂
细砂岩
粉岩
局部发育，斜井由东向西至Ⅲ线逐渐变薄
1.00
10
1.5煤质特征
上部40-48各层属半亮型煤，以亮煤为主，玻璃光泽，条带状结构，内生裂隙发育，较脆易碎。
中部从55-79各层属半亮型、半暗型煤，条带状、层状结构，多为块状构造，内含矿物杂质较多，常夹簿层炭页岩，光泽较暗淡而质硬。
原煤空气干燥基水分（Ma%）一般在0.45-2.0％，平均1.23%。
68号煤层水分0.45-1.02%，平均0.74%；79号煤层水分0.55-1.59%，平均1.02%；85号煤层水分0.49-1.93%，平均1.23%；93号煤层水分0.54-1.20%，平均0.86%；干燥无灰基挥发分一般在10.76-40.7%。
焦煤挥发分一般20-28％，粘结性指数为50－80％，胶质层厚度在10-25mm。
79号煤层挥发分一般在18.02-23.8％，胶质层厚度在13.5-19.5mm。
1/3焦煤挥发分在28－37％，粘结性指数为65-85％，胶质层厚度在14-25mm。
79号煤层挥发分在28.5-31.95％，粘结性指数胶质层厚在14.98-19.5mm。
85号煤层挥发分在28.1-34.52％，胶质层厚在12.98-17.0mm。
93号煤层挥发分在28.9-34.19％，胶质层厚度7-14.5%
瘦煤挥发分在10-20％，粘结性指数为20-50％，胶质层厚度在9-12％。
85号煤层挥发分17.18左右％，胶质层厚在7.0-12.0mm。
灰分（Ad）含量一般10.98-50.98%，平均值为29.50%。
上部44、47、48层为低灰分，一般在11-17％，46、49、50、50下层为高灰分，一般在28-42%；中部层除67上，68灰分较低外，其他各层均属高灰分煤层，一般在27-42%；从85以下各层均属中灰分煤层，灰分一般在17－29%。
68号煤层灰分一般20.85-39.04%；79号煤层灰分一般18.02-34.13%；85号煤层灰分一般13.98-37.10%；93号煤层灰分一般16.51-34.51%。
干燥基全硫一般0.11-0.46%，属于特低硫煤。
68号煤层硫分一般0.29-0.38%；79号煤层硫分一般0.19-0.29%；85号煤层硫分一般0.18-0.31%；93号煤层硫分一般0.25-0.45%。
井田煤层恒基低位发热量一般17.89-31.58MJ/kg。
68号煤层发热量一般19.75-26.09MJ/kg，79号煤层发热量一般27.20-31.58MJ/kg，85号煤层发热量一般26.97-31.9MJ/kg，93号煤层发热量一般22.85-29.93MJ/kg。
依据《中国煤炭分类国家标准》，确定本区煤类有焦煤、1/3焦煤、瘦煤。
斜井区除93号煤层以上煤层为1/3焦煤；立井区79号煤层以上煤层为焦煤，85号煤层以下煤层从浅部向深部由焦煤过度到瘦煤。
72、75和87号煤为1/3焦煤；56、60、65、67上、68号煤为1/3焦煤和焦煤；67、94号煤层为焦煤，其他煤层为1/3焦煤、焦煤和瘦煤。
本区无岩浆岩侵入，因而不存在接触变质作用，煤层主要受区域变质作用影响。
主采煤层的煤样分析结果见表1-3。
表1-3主采煤层主要项目试验成果表
煤层号
水分
Ma％
灰分
Ad％
挥发分Vdaf％
胶质层Ymm
硫
St,d％
磷
Pd％
发热量Qnet，arMJ/kg
煤类
小－大
一般
小－大
一般
小－大
一般
56
0.62-1.34
29.00-30.00
24.00-28.00
14.0-20.0
0.17
0.0116
19.60
-25.82
1/3JM、JM
1.01
29.50
26.00
60
0.65-1.33
26.50-33.33
24.12-34.58
15.5-18.0
1/3JM、JM
0.98
29.35
33.21
65
0.58-1.17
35.09-50.98
20.64-36.23
11.5-12.0
0.23
0.045
17.89
1/3JM、JM
0.89
40.50
28.48
67上
0.48-1.12
16.35-35.41
19.40-28.00
12.0-23.5
27.96
1/3JM、JM
0.75
23.78
22.06
67
0.56-0.76
28.00-57.32
22.00-36.20
12.0-20.0
0.11
0.0126
27.96
1/3JM、JM
0.67
41.75
29.15
68
0.45-1.02
20.85-39.04
23.46-36.67
12.2-18.0
0.29
-0.38
0.0056
-0.11
19.75
-26.09
1/3JM、JM
0.74
28.01
31.96
72
0.78-1.18
25.70-29.09
29.86-34.07
10.0-13.0
21.98
1/3JM
0.90
29.31
32.12
75
0.65-0.95
14.07-47.52
29.05-35.05
6.0-18.0
19.2
1/3JM
0.79
32.46
33.0
79
0.55-1.59
18.02-34.13
20.73-31.95
13.5-19.5
0.19
-0.29
0.013-0.73
27.20
-31.58
1/3JM、JM
1.02
25.60
19.01
85
0.49-1.93
13.98-37.10
17.18-34.52
7.0-17.0
0.18
-0.31
0.010
-0.019
26.97
-31.9
1/3JM、JM、SM
1.23
25.32
32.02
表1-3主采煤层主要项目试验成果表（续）
煤层号
水分
Ma％
灰分
Ad％
挥发分Vdaf％
胶质层Ymm
硫
St,d％
磷
Pd％
发热量Qnet，arMJ/kg
煤类
小－大
一般
小－大
一般
小－大
一般
87
29.00-39.2
27．51-34.89
20.47
1/3JM
29.57
31.35
90
0.49-0.93
14.25-43.76
15.13-30．01
7.0-18.5
0.35
-0.46
0.0062
-0.01
23.56
-30.31
1/3JM、JM、SM
0.71
26.22
24.25
93
0.54-1.20
16.51-34.51
13.55-34.19
6.0-13.5
0.25
-0.45
0.0069
-0.02
22.85
-29.93
1/3JM、JM、SM
0.86
24.50
32.16
94
0.50-0.95
22.02-40.47
23.72-27.54
8.0-12.0
26.37
JM
0.77
31.02
21.30
1.6水文地质特征
井田位于倭肯河南0.5km，呈山区丘陵地貌。
井田内的河流和沟谷有：
桃山河、六闾沟、八道岗沟和二采小沟。
倭肯河发源于勃利县东北部山区，沿井田北部由东向西径流，经依兰县汇入松花江。
属老年期河流，经多次改道，河道蜿蜒曲折，形成许多牛轭湖，河宽20-30m，水深4m左右，平水期流量为3－6m3/s。
最大洪水位标高165m。
桃山河发源于井田南部山区的季节性河流，沿井田东部边界向北径流汇入倭肯河，河宽5m左右，冬季干涸，长期无雨也就断流。
桃山河虽然沿井田东部边界径流，但因其水流不大，且地面没有采空区塌陷坑，对矿床开采基本上无影响。
八道岗沟位于井田西北部，为季节性沟谷，垂直地层走向展布，向北流入倭肯河，汇水面积8平方公里，主要集水部位处在五采区右翼，对五采区安全有一定影响。
1981年曾发生地表水经小窑灌入大井采空区造成五井淹井事故，目前已对采空区附近进行了整顿，严禁开采大井露头防水煤柱，以防再次造成危害。
六闾沟位于井田北部，为季节性沟谷，垂直地层走向展布，向北流入倭肯河，汇水面积5km2。
沟谷经过一、三采区的采空区，1981年曾发生地表水经小井采空区灌入矿井，造成无死人的淹井事故，目前在六闾沟的主要集水部位疏通了水流，修建了一条750m长的排水渠道，加大六闾沟泻洪能力，提高了矿井抗灾能力。
二采小沟位于井田中部，为季节性沟谷，垂直地层走向展布，向东流入桃山河，汇水面积约5.2km2，由于沟下大、小井采空区较浅，表土较薄，故对矿床充水有一定影响。
1.6.1含水层划分
矿区砂岩含水层的分布不广，仅在局部发育，如67煤层顶部的砂岩仅在Ⅱ线及8、9两线发育，且往深部均有尖灭趋势。
55煤层顶板、87煤层底部的中、粗砂岩层，也仅在Ⅲ线附近发育。
1.6.2隔水层
本区的隔水层主要为煤层顶板的粉砂岩。
1.6.3充水因素
影响矿井充水因素主要是第四纪疏松含水层、煤系地层砂岩裂隙含水层、地表水、断层水等。
1.6.4充水特征
第四系疏松含水层主要分布在倭肯河及桃山河两侧，呈条带状分布，对该矿床充水影响不大。
煤系地层的砂岩裂隙含水层分布不广，仅在局部发育，不利于地下水的富集，也就造成了矿井水较少的条件。
地表水体是矿井的充水因素，主要为几条沟谷内的雨季汇水。
地面径流通过采空区地表塌陷坑渗入地下，对矿井充水有一定影响。
断层对矿井充水的影响不大，南部立井虽然断层较复杂，但从其力学性质看，主要为压扭性的断层，且由于地势较高，补给条件差，富水程度不大。
矿井采掘工程受水害影响不大，遇断层有时会发生涌水现象，但由于其水量有限，且在短期内就被疏干，对矿井安全不会造成威胁。
2 地质构造及控制特征研究
2.1矿区地质构造演化及分布特征
勃利盆地位于黑龙江省东部，南临完达山脉，北依肯特山脉，南北地势险峻，面积为9020km2。
勃利煤田是在前古生代褶皱的基础上，经中生代强烈活动而形成的断陷盆地，位于我国东部新华夏系第二隆起带北段的三江一穆棱河次级坳陷带，一个新华夏系与弧形构造相迭加而形成的坳陷形聚盆地内，处在双鸭山、七台河、鸡西中生代坳陷的中部。
盆地的基底，西部为元古界结晶岩系，东部为古生代浅变质岩。
在早白垩世为陆缘断陷盆地，经晚白垩世和新近纪的构造反转改造，现今呈改造残留型含煤盆地。
该盆地的发生、发展受NW、NE向断裂控制，呈弧形展布。
盆地内褶皱发育，断裂纵横交错，构造复杂，近南北向的大型张性断裂把盆地自西向东截为数块，分为三个一级构造单元：
西部（桦南）坳陷、中部断陷和东部坳陷。
从现今构造格局来看，勃利盆地西边界为一条NW向的勃-依逆冲断层，南缘为向盆内逆冲的近NE向边缘断裂控制，沉积盖层中褶皱和断裂非常发育，且呈明显的规律性，盖层褶皱类型多为不对称倾伏褶皱，局部见到倒转褶皱，在褶皱的到转翼上有逆断层相伴。
勃利盆地的形态为一向南突出的弧型构造，弧顶在桃山，分为东西两翼。
西翼走向NW，与华夏系和新华夏系反接，加之盆地基底属古老结晶地块，因此沉积地层产状平缓（10°左右），断层少，构造简单；东翼走向N60°E左右，与华夏系和新华夏系斜接，加之上古生代基底，使东翼构造加强，表现为地层倾斜陡（40°-50°左右），褶皱、压性断裂及其伴生的扭性、张性断裂增多，构造比较复杂。
勃利盆地由以下地层组成：
中一下元古界黑龙江群，麻山群，震旦系下统；古生界泥盆系中、上统，石碳系上统，二迭系上统；中生界三迭系上统，侏罗系中一上统和上统，白垩系下统和上统；新生界第三系和第四系。
盆地内主要出露中生和新生界地层，盆地周围的基底由元古界变质岩和上古生界地层及吕梁期花岗岩组成。
勃利煤田系弧形构造，对其褶皱和断层分述如下：
（1）褶皱：
构成弧形较大的主要褶皱，由两个大向斜和一个大背斜组成，由北向南分别为马场至岚峰向斜，柳毛河至老黑背背斜。
三道岗至宝密桥向斜。
褶皱受弧形构造控制，也呈向南突出的弧形。
褶皱在南北挤压应力影响下，弧形构造的两翼较开阔，顶部较紧闭，一般背斜部位较向斜部位复杂，向斜北翼倾角较缓，南翼因受走向逆断层作用倾角较陡，部分地层带有倒转现象。
（2）断层：
按力学性质分析，可分为以下四组：
（a）压性断层，一般称走向逆断层，与弧形构造走向一致，是本区主要构造，发育宏伟，分布广泛，破坏性亦较大。
主要分布在盆地边缘及弧顶部位。
其特点：
①断裂面呈舒缓波状；②断裂面向南倾斜，南盘仰冲呈迭瓦式构造，落差较大，最大达4000米，使含煤地层多次重复出露；③断层带挤压破碎明显，褶皱、地层倾角变陡，以至倒转；④断层两盘在水平方向上也略有位移，显示了一定的扭性特征，如桃山南部形成了北东方向逆冲的一组断层，称迭瓦式构造。
（b）张性断层，规模小于前组断层，对煤田起切割作用。
按其形成时间和分布方向有二：
其一是由褶皱平行的同期张性断层，如龙湖南部断层等；其二是与逆断层垂直的张性断层，是煤田分区的自然境界，在地面上控制了倭肯河两岸的水系。
如青龙山断层、桃山断层、七峰断层、富源断层等，多数是弧形构造较后期的产物。
（c）张性兼扭性正断层，在煤田内普遍发育，但发育程度不等，落差大者几百米，小者几厘米，斜切煤层走向。
在西翼为北西向，如新兴矿、新建矿的4、8、11、14号断层；在东翼为北东向，如向阳矿的4、24、19、11号断层。
（d）压性兼扭性逆断层，主要发育在煤田的弧顶及东翼，斜切煤层走向，在平面上与张扭性断层常呈X型断层切割。
七台河矿区处于勃利煤田中部，矿区面积约占勃利煤田面积的一半。
矿区构造则由一系列褶皱和压性断层组成，并有压扭或张断裂和它垂直或斜交。
弧形构造以桃山为转折点，桃山以西地层走向北西，断层以张扭性断层为主，仅在南部有褶皱和逆断层存在，地层产状平缓，构造简单。
桃山以东地层走向北东，以压扭性断层断裂为主，伴有褶皱和逆断层，构造比较复杂，并有岩浆活动。
弧顶压性逆断层和褶皱均很发育，地层产状变化较大。
本区的褶皱多为开阔至中常的短轴倾伏褶皱。
褶皱在平面上呈分支状分布。
褶皱两翼倾角为30°-70°，褶曲长、宽比一般为10:
1-3:
1，煤田西部的新民—新兴为主干向斜。
东翼老黑背斜为主干背斜，其北侧为北兴大向斜，南侧为金沙大向斜。
矿区范围内区域性断层有两组，一组是平行弧形构造或大致平行地层走向的压性逆断层，构造弧形的基本轮廓，是矿区内主要构造线之一。
另一组为近南北向大致与弧形构造垂直或斜交的平移断层。
这些断层大部分是继承性，有些成煤当时就已发生，而在成煤以后继续活动。
致使这些南北大断层的两侧地层时代、地层厚度、含煤性，以及煤系基底等有很大差别。
南北向断层把弧形构造分割成若干块段，这些块段构造程度也有差别。
总的趋向是桃山大断层以西以正断层为主，以东则逆断层增多，往东趋于复杂（图2-1）。
图2-1七台河矿区构造纲要图
2.2井田地质构造及分布特征
2.2.1井田地层
井田内煤系地层属鸡西群城子河含煤组和穆棱含煤组的上部地层。
地层平均总厚度约1470m，共含煤65层，煤层平均总厚度38m，含煤系数为2.6%，其中可采和局部可采煤层经补充勘探和生产核实共26层，目前未开采完的可采及局部可采煤层14层。
根据岩性、岩相、含煤性及标志层等特征及与邻区地层对比，可将本矿内煤系地层自下而上分为10个含煤段（表2-1）。
表2-1含煤地层表
时代
地层
层厚
（m）
含煤
层数
可采与局部可采层
群
组
段
第四系Q
冲积层
0.5-10
白垩系K1
鸡西群
穆
棱
组
K
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