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勘探安全评价报告修改
2012年度平朔井工一矿
地质勘探评价报告
平朔井工一矿
2012年6月20日
1概述
1.1矿井概述
平朔井工一矿井田位于安家岭露天矿南侧,井田东西长3893~5632m,南北宽1300~6197m,面积16.16km2。
井田主要可采煤层为石炭系上统太原组4#、9#、11#煤层,煤层赋存稳定,倾角为0~5°,局部地段大于12°。
4#煤平均埋深183.88m,9#煤平均埋深229.81m。
矿井煤种以气煤为主,是良好的动力用煤和炼焦配煤。
目前矿井开采4#、9#煤层,生产能力1000万吨/年。
矿井4#煤顶板以粗粒砂岩、中粒砂岩、细粒砂岩为主,厚度一般为4~16m。
直接顶主要由砂质泥岩、粉砂岩、细砂岩、中砂岩、泥岩组成,厚度一般为1.50~4.00m。
9#煤顶板以粗粒砂岩、中粒砂岩、细粒砂岩为主,厚度一般为2.50~10m。
直接顶主要由泥岩、炭质泥岩、砂质泥岩、粉砂岩组成,厚度一般为1.00~14.08m。
1.2矿井自然条件
1.2.1矿井地质条件
1、地层
根据井田内岩层出露及钻探所得资料,本井田地层由老至新为:
(1)奥陶系(O)
中、下奥陶统(O1+2):
出露于井田外西部,井田内部分钻孔有揭露。
岩性:
中奥陶统多为灰色、深灰色厚层状石灰岩,质纯性脆,致密坚硬,中夹棕褐色,具黄色斑点的豹皮状灰岩,灰绿色钙质泥岩,底部为灰褐色同生角砾状灰岩,此层为中、下奥陶统之分界灰岩。
下奥陶统为灰黄色、灰白色白云质石灰岩及白云岩,间夹薄层状灰岩及结晶灰岩,总厚约400m左右。
(2)石炭系
①中统本溪组(C2b)
岩性主要为泥岩、砂质泥岩及粉细砂岩夹灰岩及薄煤层,具水平及缓波状层理。
有时含1-2层薄煤层,含1-3层灰岩,多为两层,其中下部一层深灰色石灰岩,层位稳定,厚2.23-6.40m,平均4.08m,为标志层K1。
K1上为深灰色、灰绿色泥岩、砂质泥岩、灰褐色中砂岩,K1下为青灰色间红褐色铝土泥岩,底部赋存山西式铁矿,呈鸡窝状分布,发育不普遍,本组地层厚25.00-47.90m,平均38.53m,与下伏奥陶系地层呈平行不整合接触。
含腕足类、珊瑚、海百合化石碎片,产蜓科。
②上统太原组(C3t)
为本井田主要含煤地层,含煤十余层,主要有4-1、4-2、5、7-1、7-2、8、9、10、11号煤层,煤层总厚29.70m,含煤系数37.2%。
本组地层中部发育一砂岩段,岩性为灰白色中粗石英砂岩,有时含砾,层位稳定,厚度一般在10-20m左右,将本组地层分为上、下两个煤岩组。
上煤岩组由深灰-灰黑色泥岩、砂质泥岩及4、5号煤层组成,含黄铁矿及菱铁矿结核。
下煤岩组岩性为深灰色砂质泥岩、泥岩、灰褐色中粒砂岩及7、8、9、10、11号煤层,含较多的黄铁矿结核,11号煤层顶部常为深灰色泥质泥岩,富含腕足类化石残骸,11号煤层下约5-7m为灰白、灰褐色中粒石英砂岩,定为标志层k2,作为太原组底界。
全组厚57.33-105.34m,平均79.76m。
与下伏本溪组整合接触。
①下(3)二叠系
统山西组(P1S)
上部为灰白、灰黄色中粗粒石英砂岩与深灰色砂质泥岩、粉砂岩互层,中夹兰灰色泥岩及硬质耐火粘土层,砂岩厚度变化较大。
下部为灰、深灰色泥岩、粉砂岩及软质耐火粘土矿层,有时含1-3层薄煤层。
底部为灰白色中粗粒砂岩,粒度向下变粗,有时含砾,常含炭屑,定为标志层k3,。
本组地层厚11.41-97.99m,平均59.61m。
与下伏地层呈整合接触。
②下统下石盒子组(P1X)
上部为灰色、灰绿色、兰灰色细砂岩、粉砂岩互层,夹黄绿、紫、灰等杂色粘土岩,中下部以黄褐色、黄绿色粗粒砂岩为主,有时含砾,砾石成分为石英、燧石、斜层理,中部常夹有1-3层耐火粘土。
本组地层厚8.16-97.30m,平均49.57m。
③上统上石盒子组(P2S)
主要赋存于井田西南部太西村一带。
未见顶界。
岩性为兰灰、黄绿、紫红色砂质泥岩、粉砂岩、中夹灰绿色、浅紫色中粗砂岩及其透镜体,下部为厚层状灰白-灰绿色粗粒砂岩,分选差,常含有砾石及泥质团块,上部疏松,易风化,底界标志层k6,为灰白、灰绿色含砾粗砂岩,含绿色矿物及红色长石,交错层理及其发育。
厚0-190.56m,平均厚25m,与下伏地层整合接触。
(4)第三系(N)
第三系上新统静乐组(N2j):
主要出露于井田西南太西村-井田中部上窑子村一带,岩性为棕红色粉砂质亚粘土,内含黑色铁锰质斑点,中下部常夹3-5层钙质结核,厚0-59.44m,平均23.74m。
与下伏地层不整合接触。
(5)第四系
①中上更新统(Q2+3)
上部为黄土即黄色粉砂质亚粘土,垂直节理发育,底部有2-6m的砾石层。
下部为浅红色砂质粘土。
厚0-68.00m,平均20.96m,与下伏地层不整合接触。
②全新统(Q4)
为现代河床沉积物、河漫滩堆积物,以砾石为主,间夹一些砂土,二级阶地为亚砂土及次生黄土,含较多腐质土,厚0-18.30m,平均5m左右。
2、井田地质构造
井田构造主要受宁武向斜、芦子沟背斜、白家辛窑向斜及二铺背斜控制,地层产状比较平缓,除芦子沟背斜东翼较陡(15~25°)外,一般在10°以下。
井田内主要褶曲宁武向斜位于东部,轴向NW30°,次一级褶曲均发育在西部,近似平行,走向NE45°,其规模由东南向西北依次减弱。
井田内断层和陷落柱较为发育,除个别断层(如安家岭逆断层、马蹄沟断层)断距较大外,一般都在15m以下,断层走向分为三组,即NE向、NNE向和NNW向,以NE向为主;岩溶陷落柱分布不均,且大小不一。
根据钻探和三维地震成果,本区未见岩浆活动,本区构造属中等偏复杂区。
(1)褶曲
白家辛窑向斜:
从二号井田中部开始,经过本井田向西南方向延伸,向斜轴部走向在北部近南北,至本井田为NE40°,延伸6750m,两翼地层倾角约5°左右。
根据三维地震勘探,与白家辛窑向斜伴生的NE-NEE向和与之对称的NW-NWW向次级褶曲有:
普23孔向斜、普23孔背斜、X14孔向斜、白堂背斜和白堂向斜。
芦子沟背斜:
位于井田东南侧,轴向北50°西,至芦子沟转为北北西向,向南延伸至安家岭后急转为南西向。
两翼不对称,西翼平缓,倾角5°以下;东翼陡,倾角15~25°。
下窑子向斜:
位于井田南侧,其轴向西端NE30°,东端近有EW向,延展5750m。
南翼地层倾角5~20°,北翼地层倾角约5°左右。
(2)断层
井田内断层有53条,其中钻孔揭露3条,三维地震控制13条,开采掘进揭露37条。
断距在5米以上的13条,其中F19、F25、F30为钻孔控制,F采5、F采7、F采11、F采13、F采21、F采24、F采35为采掘时巷道控制,DF2、DF3、DF10为三维地震控制。
现将断距5m以上的断层叙述如下:
F30:
位于井田南部X36号孔附近,走向N45°W,倾向NE,倾角70°,落差20m,X36号孔4#煤层段失。
断层延伸长1100m,该断层只有尾部延伸入本井田。
F19(安家岭逆断层):
为井田内主要断层,切割芦子沟背斜,伸向马关河东,逆断层,走向NE,倾向SE,倾角40°,落差40~60m,向东与马关向斜相交,全长12000m,由钻孔控制。
F25(马蹄沟断层):
位于一号井田马蹄沟村东,正断层,走向NE,倾向NW,落差40~60m,全长约1500m,地表未见出露,由536、X51、X52号孔及三维地震控制。
DF2:
位于一号井田南部,正断层,走向NE,倾向NW,倾角64°,落差0~33m,延展长度560m,由三维地震控制。
DF3:
位于一号井田东南角,正断层,走向NE,倾向NW,倾角72°,9#煤层落差17~30m,4#煤层落差12~30m,延伸长度720m,由三维地震控制。
DF10:
位于太西区北部,正断层,走向NW,倾向NE,倾角66°,三维地震段距0~5m,4煤4106巷道揭露,断距15.8m。
F采5:
位于4#煤层东翼辅运大巷、S4102工作面辅运巷口及S4103回风联巷口、4103回风顺槽、A111钻孔附近。
正断层,走向NE,倾向SE,倾角85°,断距2.3~19.5m,延伸长度1985m。
F采7:
位于4#煤层东翼辅运大巷东侧,正断层,走向NE,倾向SE,倾角75°,断距8.2m,推测延伸长度60m。
F采11:
位于4#煤层S4100回风巷及9#煤层太西区回风大巷中部,正断层,走向NW,倾向SW,倾角75°,最大段距40m,延伸长度50m。
F采13:
位于X14钻孔北部,4#煤层4106运输巷揭露,正断层,走向SE倾向NW,倾角45°,最大段距5.3m,延伸长度255m。
F采21:
位于533钻孔北部,4#煤层4106主运巷揭露,正断层,走向SE,倾向NE,倾角68°,最大断距9.0m,延伸长度885m。
F采24:
太西4#煤层回风巷及管子道巷揭露,正断层,走向NE,倾向NW,倾角60°,最大段断距6.3m,延伸长度275m。
F采35:
位于9#煤层东翼辅运大巷东,A912号钻孔南东,正断层,走向NE,倾向NW,倾角70°,最大段断距6m,延伸长度67m。
(3)陷落柱
本区陷落柱均由三维地震控制。
太西区水文地质勘探对X2、X3、X6、X10、X11、X12做了钻探验证,分别由T6、T8、T5、T1、T3、T10号孔控制,从4-2、9号、11号煤层底板等高线形态结合野外钻探成果分析,X6、X10、X11、X12、陷落柱并不存在,由野外钻探所取上的岩心,大部分是完整的,唯有T3号钻进至176-197m钻孔漏水严重,从煤层底板等高线形态看,T1、T3、T5、T10号孔煤层层位与周围钻孔对比是正常的,煤层结构也无异常,因此认为X6、X10、X11、X12陷落柱不存在。
综述:
本井田地层平缓,断裂构造、陷落柱在太西区较发育,未见岩浆岩活动,井田地质构造在上窑采区属简单类,在太西区属中等类。
1.2.2水文地质条件
1.井田边界及其水力性质
朔州平原南部王万庄区域性大断裂为地下水相对隔水边界,将宁武煤田划分为南北两个独立的水文地质单元,南部属下马圈泉域,北部属神头泉域。
平朔矿区属神头泉域水文地质单元,为了便于开采,以马关河为界,人为的将这一完整水文地质单元划分为东西两个区(马关河东区与马关河西区),安家岭井工一矿位于马关河西区,该区以芦子沟背斜分水岭为界,分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区,安家岭井工一矿则属于Ⅱ区,并以二铺背斜为北界,安家岭逆断层为南界,进一步划分为Ⅱ2亚区。
安家岭井工一矿位于平朔矿区中南部,宁武向斜的西翼,地形呈西高东低之势,总体为一平缓向斜。
该矿西北为潘家窑煤矿,西为杰旺煤矿,南为莲胜、下黑水、大东沟煤矿,东为西易、马蹄沟煤矿。
2.主要含水层
1)第四系、新近系松散孔隙含水层
第四系地层覆盖井田内大部分区域,其总厚度0~83m之间,平均厚约32m。
根据水井调查资料显示,其水位在+1240~1429.5m之间。
新近系孔隙水受煤矿开采影响,含水量大为减少。
在一号井田太西村沟谷中,红土之间夹有一层细砂,厚约1m,水井出水量不大,含水性弱。
新近系冲洪积孔隙含水层埋藏浅,属孔隙潜水。
2)石炭~二叠系砂岩含水层
石炭~二叠系砂岩含水层自上而下主要发育有K6、K4、K3、S2、S1五层砂岩,岩性为浅灰色-灰白色厚层砂岩,以粗粒和中粒砂岩为主,局部含砾石,各砂岩含水层赋存于各煤层之间,属层间裂隙水。
各砂岩含水层特征如下:
K6砂岩位于二叠系上统上石盒子组底部,在井田内大部分地段缺失,距4号和9号煤层平均距离分别为175.3m和224.4m。
为4号煤层的间接充水含水层,厚度0~25.6m,平均厚度3.85m,厚度变化大。
一般位于侵蚀基准面之上,富水性较弱。
K4砂岩位于二叠系下统下石盒子组底部,距4号和9号煤层平均距离分别为101.3m和150.6m。
为4号煤层的间接充水含水层,厚度0~23m,平均厚度7.48m,厚度变化大。
浅部分化裂隙发育,富水性不均一,一般较弱。
K3砂岩位于二叠
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