万峰井田勘探地质报告.doc

第一章 概况第一节 目的和任务山西省国土资源厅根据矿产资源开采登记管理办法第四条的规定，于2003年4月15日对山西金晖万峰煤矿有限公司划定矿区范围的申请以晋矿采划字200357号文予以批复。批准的井田范围由8个拐点圈定，井田面积12.8878km2。规划生产能力60万t/a，预计服务年限70年。矿区范围8个拐点坐标如下：1.X=4102100.00 Y=19572900.002. X=4100000.00 Y=19572900.003.X=4100000.00 Y=19568000.004. X=4103700.00 Y=19568000.005.X=4103700.00 Y=19568948.006. X=4101488.50 Y=19568948.107.X=4101500.70 Y=19570430.808. X=4103700.00 Y=19570420.00山西省金晖万峰煤矿有限公司按照国家有关法律规定，于2003年4月委托山西微宇资源勘察院编制了山西金晖万峰煤矿地质报告。为井田开发利用和可行性研究论证及采矿权评估提供了地质依据。因矿井设计和办理采矿登记手续的需要，对本井田需进行进一步地质勘探工作。山西金晖万峰煤矿有限公司通过招标方式，确定由山西煤田地质勘探148队对本井田进行精查地质勘探。148队中标后与山西金晖万峰煤矿有限公司共同参照煤、泥炭地质勘查规范（DZ/T0215-2002）的有关规定和设计的需求，确定本次勘探的主要地质任务如下：1、进一步查明井田构造形态。2、控制先期开采地段范围内主要可采煤层的底板等高线。3、详细查明可采煤层层位及厚度变化，确定可采煤层的连续性，控制先期开采地段内各可采煤层的可采范围。4、详细查明可采煤层的煤类、煤质特征及其在先期开采地段范围内的变化。5、详细查明井田文水地质条件，评价矿井充水因素，预算先期开采地段矿井涌水量，预测开采过程中发生突水的可能性及地段，评价开采后水文地质、工程地质和环境地质条件的可能变化，评价矿井水的利用可能性途径。6、详细研究先期开采地段和初采区范围内主要可采煤层顶底板的工程地质特征、煤层瓦斯、煤的自燃趋势、煤尘爆炸危险性及地温变化等开采技术条件，并作出相应评价。7、估算各可采煤层探明的、控制的、推断的资源量，在先期开采地段范围内主要可采煤层探明的和控制的比例应不少于本地段总量的70%。148队在山西金晖万峰煤矿地质报告的基础上又充分收集了以往地质资料，经综合分析研究，结合本区实际情况及本次勘探的地质任务，于2003年7月编制了山西省霍西煤田孝义市万峰井田勘探设计。本次共设计了9个钻孔，其中井筒检查孔2个（W4、W9），水文孔1个（W8），地质孔6个（W1、W2、W3、W5、W6、W7）。148队于2003年9月2004年4月进行了野外施工工作，于2004年5月完成了山西省霍西煤田孝义市万峰井田勘探报告编制工作。第二节 位置与交通一、位置山西金晖万峰煤矿（以下简称本井田）位于山西省霍西煤田汾孝矿区东部，行政区划属孝义市下栅乡管辖，在孝义市区南约10km处，井田地理坐标：东经11145511114911,北纬370142370341。南邻义棠煤矿，西邻宜兴井田。二、交通南同蒲铁路干线由井田东侧介休市经过，介休至阳泉曲铁路支线，由井田东侧经过，距本井田约5km左右。汾阳介休公路亦从本井田东部通过，井田内有简易公路多条，井田内及周边交通条件良好（见图1-1）。图1-1 交通位置图第三节 自然地理一、地形地貌本井田地处黄土高原，属吕梁山南段东侧的低山、丘陵地区，地貌类型以侵蚀的黄土梁、峁为主，其次为黄土沟谷地貌。最高点位于井田西南角标高940.2m，最低点位于井田东北角，标高765.1m，最大高差175.1m。二、地表水系本井田属黄河流域汾河水系，井田内无常年性流水河流，仅在雨季井田内沟谷中有季节性流水，向东流入文峪河，最后流入汾河。三、气象本井田属大陆性半干旱气候，春季干旱少雨，夏季炎热多雨，秋季温度适中，冬季寒冷干燥，多年日平均最高气温32.5，日平均最低气温-21.0，年平均气温12.5。全年无霜期175天，每年11月冻结，翌年3月解冻，最大冻土深度0.91m，年降水量为374.4577.7mm，大多集中在7、8月份，年平均蒸发量1711mm，年蒸发量大于降水量。四、地震据历史记载，山西省地震频频发生，也影响到本井田，1291年（元朝）临汾地震死亡万人以上，1566年（明朝）永清地震亦损失惨重，1618年介休地震，“域垣房屋倾倒殆尽，民多被压死，遍及山西四十余域。”近期地震活动边较频繁，1956年太原地震，1979年6月介休地震部分房檐塌落，震级为5.1级。由于该区北近晋中新断裂，东近霍山大断裂，新生代以来，晋中新裂陷边张裂边下陷，边接受沉积，盆底倾斜呈簸箕状，裂陷的边缘地带多次发生5-6级地震，霍山大断裂，亦活动频繁，对本井田有较大影响。据山西省颁发的“山西省地震基本裂度区划图及说明”白壁关驿马以东地震裂度为7度区，正是本井田所处位置，因此在今后的矿山工程建设中应予以充分注意。第四节 生产矿井及小窑汾西矿区小煤窑开采历史悠久，据白岸村南尾沟口小窑神庙碑文记载，始于明朝。特别是近期在煤系地层出露地带及浅部，乡镇及个体小煤窑开采日盛。在井田西部及西北部有汾西矿业集团公司的水峪矿、柳湾矿和高阳矿，在井田南部有晋中市的义棠煤矿等大型生产矿井，见表1-1。另外井田南部尚有许多村办及个体小煤窑，主要开采山西组煤层，因距本井田较远，不一一详述，表1-1。 邻近生产矿井一览表 表1-1 矿井名称项目水峪煤矿柳湾煤矿高阳煤矿义棠煤矿位 置井田西部约10km井田西部约10km井田西北部白壁关井田西侧井田南侧面积(km2)2941.745约24投产日期1966年1月1号井：1962年12月2号井：1981年12月1973年5月1982年8月井 型斜 井斜 井竖 井斜 井开采水平+800 +700+880+650+610 +560生产能力(万t/年)设计901号井：302号井：90改扩建后210现产量30021014036开采煤层9、10、119、10、111、21. 2. 9. 10. 11瓦斯等级低低低低备 注1983年元月至1989年12月改扩建现正进行改扩建92年改扩建后同时开采9、10、11号煤第五节 以往地质工作霍西煤田汾孝矿区地质工作开展较早，据历史资料记述，本世纪二十年代已有地质工作者进行过不同目的大区域地质调查和地形测量工作，19261952年间，先后有王竹泉、盛金章等我国老一辈地质工作者进行过大区域的不同比例尺的地质矿产调查、采集岩矿、化石标本，划分了地层，为以后的地质工作打下了良好的基础。井田属霍西煤田汾孝矿区兴跃井田的一部分，汾孝矿区先后有地质部212队，原煤炭部144队、119队进行过地质勘探工作，矿区勘探程度较高，其中与本井田有关的地质勘查工作主要有1965年12月119队提交的偏店义棠间普查报告,该报告于1965年12月经山西省煤管局批准通过；1966年119队在偏店义棠间详查，因中途停止施工，钻孔未评级，煤层成果可用，报告未审批；1967年3月119队提交了山西省霍西煤田兴跃井田精查地质报告，钻孔未评级，煤层成果可用，1969年8月7日山西省革命委员会生产组煤电化办公室以（69）晋革生煤地字第四号文将该报告降为详查批准。本井田属兴跃井田的一部分。2003年4月山西微宇资源勘察院利用以往地质资料编制了山西金晖万峰煤矿地质报告。该报告计算了井田内1、3、9号煤层储量，共获B+C级储量5770.2万t。现将与本井田在关的地质工作内容简述如下：一、钻探工程及质量井田内共有以往施工钻孔4个（兴-1、兴-2、兴-4、兴-9），均为1966年1967年间兴跃井田精查孔,钻探总进尺2851.24m，其中兴-2、兴-9为无岩芯孔，兴-1、兴-4为煤系地层取芯孔。另外本次勘探期间收集利用了井田外4个兴跃井田精查孔（兴-3、兴-5、兴-12、兴-18）。4个师屯区钻孔（ 师3-6、师5-5、师8-5、师9-4）和一个偏店义棠间普查孔（雷-3）资料。1、单孔质量当时所有钻孔均未进行评级，现无法评定，故单孔质量不予评述。2、煤层质量对以往施工钻孔煤层质量按1978年煤田勘探钻孔工程质量标准进行重新审定，其结果见表12，可见煤层成果基本可靠，其中甲、乙级以上煤层参与资源量估算，丙级煤层不参与资源量估算，仅供参考。以往钻孔主要煤层质量情况统计表 表1-2煤层号见煤点数可采点数钻探级别测井级别采用成果级别甲乙丙甲乙丙甲乙丙1上1265661131382113133111043210105121061210109121222688410+11111154883合计71623081555557二、地质测量工作及质量评述1954年以来先后有地质部212队进行过1：5万地质测量，山西煤田地质局144队进行过1：1万地形地质测量面积162.95km2，审查后降为1：2.5万精度使用，包括白壁关井田南部及本井田全部。1986年1990年119队在宜兴曹村勘探区详查期间，进行了1：1万精度航空摄影地质填图，工作面积312.05km2，包括本井田全部，质量较高，可以使用。三、测井工作本报告所利用的13个旧孔均进行了电测工作，所测参数有视电阻率、自然电位、伽玛伽玛、侧向电流、接地电阻梯度和长源距伽玛，煤层解释成果可靠。四、水文地质工作及质量井田内无地表水系，也未进行专门水文地质勘探工作，以往施工的钻孔均进行了简易水文观测，本报告所利用的兴12号孔位于本井田西北部外围为专门水文孔，对煤系地层及以上含水层进行了抽水试验，质量可靠。另外在本井田南部师屯区内及西部宜兴井田内有多个专门水文孔，水文地质资料比较丰富，对评价本井田水文地质特征有一定的参考价值。五、采样工作情况井田内以往施工钻孔共计4个（兴1、兴2、兴4、兴9），其中兴2、兴9为无岩芯孔，兴1、兴4为煤系地层取芯孔，共采取煤芯样6个，其成果均可利用。除此以外，以往施工钻孔再没有采取其它样品。六、钻孔封闭以往钻孔未进行启封检查，封孔质量无法评述。第二章 勘探工作第一节 勘探方法本井田于上世纪六十年代曾进行过多次不同性质的地质勘探工作，积累了大量的地质资料和丰富的勘探工作经验，为本次勘探工作打下了良好的基础。一、勘探手段的选择及依据由于本井田构造简单，煤层沉积稳定，因此本次勘探仍以钻探取芯配合煤田物理测井为主要手段，并辅以采样化验等。鉴于本井田及其周围以往地质资料比较丰富，从已掌握的地质情况来看，全井田地层稳定，构造简单，物理条件好，因此可以减少取芯层段，除两个井筒检查孔全取芯外，其余钻孔非煤系地层均为无岩芯钻进。二、勘探类型的确定1、构造类别井田内总体构造为一向北东缓倾斜的单斜构造，地层平缓，倾角一般5左右，最大不超过12，井田内断层稀少，构造属简单类（一类）。2、煤层型别井田内可采煤层有1上、1、5、9、10+11号煤，共5层，其中 9、10+11 号煤为全井田可采的稳定煤层，1号煤层为全井田大部可采的稳定煤层， 其资源量占总量的90% 以上 ，而1上和5号煤层为局部可采的不稳定煤层。按照煤、 泥炭地质勘查规范规定，应以1、9、10+11号煤的稳定程度，确定本井田的煤层型别为稳定型（一型）。三、勘探工程的布置原则根据上述构造及煤层类型，确定本次勘探对于稳定煤层采用10001000m钻孔网度圈定探明的资源量，采用20002000m钻孔网度圈定控制的资源量。根据井田构造形态本次勘探工程线呈北东向布置，基本垂直于地层走向。结合以往钻孔，本次勘探共布置了5条勘探线，9个钻孔,其中探煤孔5个（W1、W2、W5、W6、W7），要求煤系地层取芯；井筒检查孔2个（W4、W9），要求全取芯钻进，并进行抽水试验；水文孔2个（W3、W8），其中W3号水文孔要求终孔层位O2150m，为长观孔，W8号孔终孔层位为10+11号煤下20m。设计钻探总工程量6643m。本次施工的9个钻孔均由甲乙双方共同确定孔位及地质任务。 第二节 勘探工程及质量评述本次勘探完成的主要实物工作量见表2-1，各勘探工程及质量评述如下：主要勘探工程量一览表 表2-1项 目单 位工程（工作）量工 程 测 量个9钻 探 工 程m/孔6773.03/9物探测井实测米m/孔6455/9采样工作煤芯煤样个/孔38/9瓦 斯 样个/孔10/5力 学 样组/孔22/2一、地形图的来源及质量本次勘探所用1：10000地形图系山西省测绘局于1980年航测调绘，1981年正式出版的地形图，该图采用1954年北京坐标系，1956年黄海高程系，按1974年版图式成图,等高距5m,中央子午线111，属三度带投影第三十七投影带内。该图质量可靠，可供各类工农业生产建设使用。由于人工及自然的不断改造致使局部微观地貌及建筑物存在差异。二、地质填图119队于19861990年在宜兴曹村详查期间，曾进行了包括本井田在内的1：1万精度航空摄影地质填图，工作面积312.5km2，质量较好，测区共有调绘片124张，全面质量检查结果为优质级占75%，良级占20%，乙级占5%，对乙级调绘片经野外复查，重调修正后均提高到良级以上，可以使用，又由于本井田为全掩盖区，故仍以该图作为本次勘探用图。三、工程测量的工作方法及质量本次勘探工程测量共施测9个钻孔坐标点，作业依据为全球定位系统GPS测量规范和煤炭资源勘探工程测量规范。平面坐标采用1954年北京坐标系中央子午线111，3带高斯投影，高程采用1956年黄海高程系。使用仪器为中海达静态GPS接收机四台，标称精度平面51ppm。钻孔测量起算数据以我队在孝义测区施测的GPS E级点作为本次测量的起算数据。1、技术指标（1）GPS网各每测段同步观测时间40分钟，（2）卫星数4颗，（3）采样间隔15秒，（4）卫星高度角15，（5）精度因子PDOP10。2、施测精度本次勘探施测的9个钻孔最弱点位中误差0.0028m，高程最弱点位中误差0.0187m，最弱基线边相对中误差1/140000。均满足煤炭资源勘探工程测量规范要求。四、钻探工程及质量（一）工程量本次勘探共施工9个钻孔（W1、W2、W3、W4、W5、W6、W7、W8、W9），钻探总进尺6773.03m，其中W4、W9为井筒检查孔全取芯钻进，其余钻孔均为煤系地层及以下地层取芯孔。（二）工程质量1、单孔质量情况本次勘探施工的9个钻孔全部按原煤炭部地质局（87）煤地字第746号文颁发的煤田勘探钻孔工程质量标准及山西煤田地质局制定的实施细则进行验收评级。经综合评级，9个钻孔中特级孔有5个，甲级孔有4个，特甲级孔率占100%。2、煤层质量情况为满足生产设计部门的需要，本次勘探施工的所有钻孔对各可采煤层达到可采厚度（0.70m）的所有见煤点经与可靠的测井资料验证比较均按标准评级验收，其质量情况见表22。主要煤层质量情况统计表 表2-2煤层号见煤点可采点验收点钻 探 级 别测 井 级 别采 用 级 别优合格不合格优合格不合格优合格不合格1上9552215321888717171596666698886287110+11888717171合计42353528613323053、封孔质量本次施工钻孔全部按设计要求进行封闭，即煤系地层最上一层可采煤层之上50m至终孔全部用水泥砂浆封闭，非煤系地段用黄土充填，孔口用水泥砂浆封闭并留暗标。4、简易水文观测本次施工的钻孔全部按规程要求进行了简易水文观测工作，分别观测了冲洗液消耗量，回次水位以及涌漏水情况。全部钻孔回次水位及冲洗液消耗量观测率达100%。均达特级标准。5、孔斜测量本次勘探施工的9个钻孔全部用JJX-3A型井斜仪进行系统的孔斜测量，因本井田地层平缓，施工时采取了防斜措施，均达到特级标准。五、测井工作方法、工作量及质量（一）工作量：本次勘探的9个钻孔均进行了测井工作。共完成测井实测米6455m，占钻探总工作量的98%，条件米7746m，测斜点142个。（二）工作方法：1、测井仪器：测井仪器为国产TYSC-3Q型数字测井仪、测斜仪为JJX-3A型，放射源为137CS，其活度为3.7109Bq。各仪器测试刻度情况见表（一）。表（一）各仪器测试、刻度情况表时间地点密度-三侧向测井仪井斜仪井径仪井温仪2003/7/20办公室正常正常正常正常2004/1/15办公室正常正常正常正常2、测井参数：非煤系地层一般测量三侧向电阻率（或视电阻率）、自然伽玛、伽玛伽玛三种参数曲线：煤系地层再加测自然电位曲线。所有钻孔均测量了井径（比例为0-300mm）。另外，井径还用刻度环进行了质量检查测量。井斜测量时，每200m和终孔均按规定进行了质量检查测量。对各探管所有曲线还进行了重复测量，质量也合乎要求。煤、岩物性变化与各参数曲线变化关系见表（二）。表（二）煤、岩物性反映（最小、最大及平均值）与各参数曲线变化关系表煤、岩名称三侧向电阻率（OMH-M）自然伽玛（PA/KG）密度（G/CM3）灰岩1500-300024000.05-0.150.082.60-2.902.80煤200-19008000.05-0.400.101.25-1.501.35砂岩30-8002000.05-0.600.202.0-2.702.30泥岩10-50200.60-1.400.702.0-2.602.103、技术条件因没有施工基准孔，但据以前在临区的工作经验及钻探施工工艺条件相同等，选择三侧向电阻率、自然伽玛、伽玛伽玛定性、定厚解释煤层效果比较好。4、煤层解释定性解释：在比例为1：200的测井曲线上，若电阻率高、自然伽玛低、密度低则为煤层：若电阻率高、密度低，而自然伽玛明显高于其平均值，则定为炭质泥岩。定厚解释：对三侧向电阻率来说，因中心电极长为0.105m，对厚煤层（H40.105=0.42m）来说，一般取其电阻率的拐点（即变化点）；对自然伽玛来说，因煤田煤系钻孔直径一般为89mm，当地层厚度H389=0.27m时，一般取曲线半幅点确定煤层厚度；对伽玛伽玛曲线来说，因源距为35cm当层厚H0.35m时，定厚原则为1/3幅值（煤层与围岩密度密度差异大时）、2/5幅值（煤层与围岩密度差异小时）；对万峰地区来说，煤层最低可采厚度为0.70m，均大于以上定厚解释界线。根据以上原则采用三侧向电阻率、密度及自然伽玛曲线来解释可采煤层效果比较好。对薄煤层，即不可采煤层来说，电阻率用曲线幅值的1/2，伽玛伽玛用曲线幅值的1/2到2/3。当煤层顶板为高阻砂岩或石灰岩，由于其电阻率与煤层电阻率还有所差异，因此存在一个变化点，解释时取该变化点为煤层顶界面即可。煤层出现低阻峰值一般是由于煤层含硫较高所引起，这种情况多出现于太原组地层中。自然伽玛在煤层中为高峰值时，若与电阻率、密度对应不出夹石时，则视为高放射性，不作夹石处理。自然伽玛在煤层顶、底界有高峰值时为泥岩或岩质泥岩，取其半幅点为煤层界面，对解释结果影响不大。对煤层夹石来说，若自然伽玛有高于煤层平均幅值的夹层，电阻率曲线有低于总幅值1/2的夹层反映，密度曲线有低于总幅值（从根部算）2/3的夹层反映，且三者对应良好时可视为夹层；若不低于以上幅值则可视为煤质变化，不作夹石处理。解释原则同以上幅值点。总之，不论厚煤层还是夹石，定厚解释一般都取异常明显的两条不同参数定厚，最后采用其平均值。定量解释：1：50煤层定量分析一般只做可采煤层，不可采煤层不做分析。定量分析使用参数为自然伽玛和密度，随着自然伽玛的降低和密度的减小，煤层的炭成分增加、灰成分减少；随着自然伽玛和密度的升高，煤层的炭成分减少、灰成分增大。5、煤层对比：本区各煤层测井曲线异常明显，用测井资料进行煤层对比比较可靠。（1）山西组1号煤为最厚煤层，不含或含1-2层夹石，电阻率和密度曲线幅值均为上高、下低，呈明显的“倒阶梯形”，全区对比可靠。2号煤一般可采或接近可采，其下1-3米一般有一层薄煤线与其相伴。2号煤电阻率和密度曲线幅值较高，而下部煤线电阻率、密度曲线幅值较低，二者组成特征比较明显的“姐妹曲线”。3、5号煤层全区大部分不可采，电阻率、密度曲线一般都呈“剑形”，再加上它们与2号煤的间距一般都比较稳定，所以也容易对比。（二）太原组太原组因有3层标层层灰岩，因此6、7、9号煤对比不存在问题。10+11号煤由于离9号煤较近，且为巨厚煤层，含1-2层夹石，所以也较容易对比。6、其它：9号煤岩于顶板为灰岩，而灰岩和煤层之间经常夹一薄层海相泥岩，因此，三侧向电阻率在两高阻之间出现一低谷，自然伽玛在两低值之间出现一高峰，而密度曲线因受灰岩影响，一般无明显反映。由此可见三侧向电阻率对薄层反映最明显，密度对薄层反映最不明显，自然伽玛介于二者之间。10+11号煤因含不同程度的星散状黄铁矿或煤层裂隙含水影响，三侧向电阻率在煤层中出现较多低峰，而自然伽玛和密度则无明显反映。（三）质量评述测井工程质量验收标准采用原煤炭部、地矿部1993年联合颁发的煤田地球物理测井规范。对于原始数据齐全与否，是否达到煤系地层4种参数、非煤系地层3种参数、测量速度是否超限、每一百米丢错码情况、深度误差、采样间隔、现场计算机监视及仪器刻度、煤层评级等方面都做了综合评价，对因各种原因造成的测井中断均按规定进行了重复测量和质量检查测量，确定全孔测井资料级别。各参数方法解释煤层的效果及原因见下表：曲线反映三侧向电阻率自然伽玛密度效果最好一般较好原因采用侧向聚集测井，分层效果很好，尤其对夹层反映更明显受围岩影响大，有时1/2半幅点不是很明显煤层与围岩密度差异明显，分层点比较显著经综合评级，本次测井9个钻孔，其中7、9号孔为乙级，其他孔为甲级。验收可采煤层32层，其中7号孔10+11号煤、9号孔2号煤为合格，其余煤层为优质。（四）存在问题本次测井对高灰煤及炭质泥岩的分层、对比研究不够，以后应以自然伽玛为主，结合钻探取芯加强这方面的工作。六、水文地质工作及质量本次勘探施工的9个钻孔均按要求进行了简易水文观测，柱状图绘有消耗量及回次水位曲线，对孔内涌、漏水深度和层位以及严重程度均进行了记录。本次勘探共施工专门水文孔2个（W3、W8），钻探总进尺1667.85m；井筒检查孔2个（W4、W9），钻探总进尺1456.47m。以上4个钻孔均进行了抽水试验，其中W4号孔基岩混合抽水一次。W8号孔为松散层及基岩混合抽水一次。W9号孔松散层抽水一次，基岩抽水一次。W3号孔奥陶系峰峰组和上马家沟组混合抽水一次。七、采样工作（一）采样数量及依据本次勘探采样数量基本按设计要求执行。共计采取煤芯样38个，瓦斯样10个，岩石物理力学样22组。（二）采样方法及质量评述1、煤芯煤样：依据现行的煤炭资源勘探煤样采取规程采取。采样工具为山西型管（SMQ-）。煤样取出后将采煤管分瓣，能清楚地展示出煤层结构。将煤样按顺序装箱，清除杂物，经宏观描述后，风干，称重后装入塑料袋，填写送验说明书，送山西煤田地质研究所进行化验测试，从采样到试验时间一般不超过10天。煤质化验质量可靠。2、瓦斯样：在钻孔中采取，按MT77-84煤层瓦斯含量和成份测定方法执行，在现场进行瓦斯解吸，然后送化验室测试瓦斯成份及含量，瓦斯采样方法正确，数据记录可靠，质量符合标准要求。3、力学样本次勘探在W4和W9两钻孔中采取煤层顶底板等岩石物理力学样22组，所有力学样均按设计要求采取，并送山西煤田地质研究所岩土室进行测试。其成果可靠。第三章 井田地质第一节 地层一、井田地层由于本井田属黄土掩盖区，地表无基岩出露，基岩地层均由钻孔揭露，主要地层由老至新分别为奥陶系中统上马家沟组和峰峰组，石炭系中统本溪组及上统太原组，二叠系下统山西组、下石盒子组及上统上石盒子组、石千峰组，第三系上新统，第四系中上更新统及全新统。现将井田内钻孔揭露地层自老至新分述如下：（一）奥陶系中统（O2）1、上马家沟组（O2s）：据区域资料，厚度在150m以上，主要为深灰色石灰岩、夹灰色泥岩和浅灰色白云质灰岩，裂隙及小溶孔发育，一般被方解石充填。2、峰峰组（O2f）分为两段：一段（O2f1）：主要由灰浅灰色角砾状及厚层状石膏、泥灰岩、泥质白云岩及晶粒灰岩组成，厚106.51m，与下伏地层整合接触。二段（O2f2）：厚41.8380.80m，一般50m左右，主要为深灰色粉晶石灰岩或为晶粒灰岩，下部夹薄层泥灰岩或灰质白云岩，裂隙及小溶洞发育，多被方解石脉充填。与下伏地层整合接触。（二）石炭系（C）1、中统本溪组（C2b）该组地层沉积于奥陶系侵蚀面之上，与下伏奥陶系地层呈假整合接触，厚8.1428.65m，平均19.79m，主要由黑色泥岩、粉砂岩、浅灰灰色铝质泥岩夹岩屑石英砂岩及不稳定生物碎屑泥晶灰岩组成，含煤12层，厚度薄且不稳定。底部铝质泥岩具内碎屑或鲕状结构，含大量黄铁矿，有时含有铁质团块。铝土岩以突出的高伽玛异常为特征。2、上统太原组（C3t）是井田内主要含煤地层之一，厚86.2298.62m，平均94.76m，主要由灰黑黑色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、浅灰色岩屑石英砂岩，深灰色生物碎屑泥晶灰岩和煤组成。共含煤8层，其中9、10+11号煤为全井田稳定可采煤层，K2、K3、K4三层石灰岩，发育稳定，视电阻率曲线呈高峰型，自然伽玛值明显，是全井田对比的良好标志层。底部灰白色中细粒石英砂岩（K1）特征明显，但发育不稳定，有时相变为砂质泥岩或粉砂岩，与下伏地层整合接触。（三）二叠系（P）1、下统山西组（P1s）为井田主要含煤地层之一，厚38.1147.00m，平均45.32m，主要为灰黑色泥岩、粉砂岩和褐灰色含大量菱铁质鲕粒及碎屑的岩屑石英砂岩及煤层组成。含煤6层，其中1号煤层全井田大部可采，上部视电阻率较低，伽玛值较高，下部以2、3号煤为主呈高阻、低伽玛反映。底部褐灰色细粒岩屑石英砂岩（K7）与下伏地层整合接触。2、下统下石盒子组（P1x）厚71.45105.31m，平均86.02m，主要由岩屑、长石、石英砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩组成，上部灰绿色泥岩砂质泥岩为主，下部以深灰灰黑色泥岩砂质泥岩为主，夹不稳定的薄煤层或煤线12层，下部泥岩、砂质泥岩中含丰富的植物化石。顶部为一层含铝质泥岩（俗称桃花泥岩）是较好的辅助标志层，底部褐灰色细粗粒岩屑长石、石英砂岩（K8）厚1.5610.70m，平均4.90m，含大量菱铁质碎屑，沿层面富集，具炭化面及小型交错层理，与下伏地层整合接触。3、上统上石盒子组（P2s）按岩性分为上下两段，上段厚231.50259.50m，平均236.19m，岩性为紫、紫红色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩及灰绿色中细粒石英砂岩组成，底部为一层灰、灰绿色厚层状粗粒石英砂岩，厚0.9019.86m，平均5.86m，具斜层量，夹砂质泥岩薄层。下段厚146.30188.30m，平均177.41m，岩性为灰白色、灰绿色细粗粒砂岩，灰绿、紫红及杂色粉砂岩、砂质泥岩和泥岩组成，近底部有一层铝土泥岩（桃花泥岩）厚210m，层位稳定，可作为辅助标志层，底部为一层灰白色中粗粒石英砂岩，厚0.7519.20m，平均6.20m。与下伏地层呈整合接触。4、上统石千峰组（P2sh）井田内钻孔仅揭露其下部地层，由紫红色泥岩，砂质泥岩夹不稳定的砂岩组成，泥岩中含泥晶质淡水灰岩结核，底部为一层中粒长石、石英砂岩（K14）。本组厚度大于50m。（四）上第三系上新统（N2）由黄棕、黄色及浅红色亚砂土及粘土组成，夹砾石，成份以灰岩为主，其次为石英砂砾岩，粒径一般10cm左右，磨圆度中等，砂砾层有时呈半胶结状态，底部一般为砾石层，与下伏地层呈角度不整合接触，厚度一般14.0648.00m,平均45.00m。（五）第四系中上更新统（Q2+3）为淡黄、灰黄及微带红色粉砂土、亚砂土、亚粘土，含钙质结核及姜结石，局部含少量锰铁质结核。垂直节理发育，厚度10.7880.00m，平均58.00m，与下伏地层呈不整合接触。（六）第四系全新统（Q4）为近代冲洪积、残积、坡积物，由砂砾石及次生黄土等组成，主要分布于各沟谷内，平均厚度约13m左右。与下伏地层呈不整合接触。二、含煤地层井田内主要含煤地层为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组，各组地层详述如下：1、石炭系上统太原组（C3t）为井田内主要含煤地层之一，连续沉积于本溪组地层之上，厚度86.2298.62m，平均94.76m，为障壁岛碳酸盐台地沉积体系，上部及下部为碎屑岩沉积，中部为清水与混水交替沉积，发育四个沉积旋回。其岩性主要为灰黑色黑色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩，浅灰色岩屑石英砂岩，深灰色生物屑泥晶灰岩和煤层。含煤8层，编号自上而下分别为5上、5、7、7下、8、9、10+11、12号煤。其中9、10+11号煤为井田内主要可采的稳定煤层。5号煤为局部可采的不稳定煤层，其它煤层均不可采。底部K1砂岩：灰白色，细中粒结构，成份以石英为主，分选好，硅质胶结，该层特征明显，易于辩认，是良好的对比标志，但其稳定性较差，有时相变为粉砂岩或砂质泥岩，与下伏本溪组整合接触。K2石灰岩：位于该组下部，为9号煤之直接顶板，厚4.8010.88m，平均8.52m，有时夹有一层薄泥岩，含大量生物化石碎片，其中蜒含量最高，尤其底部特别富集。K3灰岩：为8号煤层直接顶板，厚4.008.58m，平均5.87m，下距K2灰岩12.9822.61m，平均16.75m，上距K4灰岩5.3110.10m，平均8.30m，灰深灰色，含大量生物化石及碎片，以海百合茎为主。K4灰岩：位于太原组中上部，为7号煤之间按顶板，为深灰色生物屑泥晶灰岩，顶部常含泥质岩，含大量海相动物化石及碎片，如腕足类、海百合茎、有孔虫等。并有大型动藻迹、虫孔等遗迹化石。厚4.006.60m，平均4.99m，上距5号煤层10.2617.98m平均13.66m，下距7号煤层04.80m，平均2.16m。2、二叠系下统山西组（P1s）为井田内主要含煤地层之一，与下伏太原组地层整合接触，厚38.1147.00m，平均45.32m，主要由灰黑色泥岩、粉砂岩，褐灰色含大量菱铁质鲕粒及碎屑的岩屑石英砂岩组成。含煤6层，其编号自上而下分别为1上、1、2、2下、3上、3号煤层。其中1号煤层属全井田大部可采的稳定煤层，1上号煤层属局部可采的不稳定煤层。 3号煤层属零星可采的极不稳定煤层，2、2下、3上号煤层属不可采煤层。底部为一层褐灰色中厚层状细粒岩屑石英砂岩（K7），一般为细粒结构，逆粒序理，含菱铁质碎屑，层面富集云母碎片，厚度变化较大，具河口砂坝相沉积特征，为下伏太原组的分界砂岩。厚1.8011.00m平均5.33m。第二节 构造本井田位于山西省霍西煤田的北部，西有吕梁复式背斜，东有霍山背斜。根据山西省区域地质志中断块说观点，霍西煤田属于吕梁山块隆东南部之四级构造单元：阳泉曲汾西盆状复向斜（以下简称盆状复向斜），该向斜分布在孝义市阳泉曲汾西县及以南一带。总体展布北北东向，长约140km，宽45km，面积达6300km2，是组成吕梁山块隆的主体构造之一，广泛发育石炭二叠纪含煤地层，产状平缓，倾角一般小于15，两侧出露奥陶系中统地层，西部较宽广，东部较狭窄、零星。该盆状复向斜受北北东及北西向构造的干扰，叠加形成了其内部网目状次一级构造。万峰井田位于盆状复向斜北东部的大西庄背斜东北翼，受区域构造影响，井田内地层走向近北西向，倾向北东，倾角312，总体来看井田为向北东缓倾斜的单斜构造。井田内断层稀少，仅在井田东部边界附近发育一条正断层，走向N15E，倾向北西，倾角55，落差35m。井田内未见岩浆岩及陷落柱。综上所述本井田构造简单，煤层赋存较好，对开采较为有利。第四章 煤层第一节 含煤性本井田主要含煤地层为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组，含煤地层平均厚140.08m，共含煤14层，自上而下编号依次为1上、1、2、2下、3上、3、5上、5、7、7下、8、9、10+11、12号煤，煤层总厚12.89m，含煤系数9.2%，其中可采及局部可采煤层有5层，自上而下编号依次为1上、1、5、9、10+11号煤，可采煤层总厚10.35m，可采含煤系数7.4%。一、山西组平均厚度45.32m，含煤6层分别为1上、1、2、2下、3上、3号煤。其中1上、1号煤位于本组上部，呈一煤组出现，层位稳定，1上号煤局部可采，1号煤全井田大部可采,为本井田内主要可采煤层；2、2下号煤位于山西组中部，呈一煤组出现，层位稳定，全井田发育，但均不可采；3上、3号煤位于山西组下部K7砂岩之上,呈一煤组出现，3上号煤层极不稳定，个别钻孔可见，均不可采，3号煤层位极不稳定属零星可采煤层。本组平均含煤总厚3.68m，含煤系数8.1%，可采煤层总厚2.10m，可采含煤系数4.6%。二、太原组平均厚度94.76m，共含煤8层,自上而下分别为5上、5、7、7下、8、9、10+11、12号煤，其中5号煤位于本组上部属局部可采煤层；7、7下、8号煤位于本组中部均不可采，9、10+11号煤位于本组下部层位稳定，全井田可采，12号煤位于本组下部，个别钻孔可见，属不可采煤层。本组煤层总厚9.21m，含煤系数9.7%，可采煤层总厚8.25，可采含煤系数8.7%。第二节 可采煤层井田内可采煤层共有5层，即山西组1上、1号煤层和太原组5、9、10+11号煤层（见表4-1），现分述如下： 可采及局部可采煤层特征一览表 表4-1煤层名称钻孔穿过点数煤 层 情 况厚度最小最大平均层间距最小最大平均结构 稳定性可 采情 况见煤点数可采点数不可采点数尖灭点数1上14137610.00-1.100.642.82-9.426.2625.146.4439.2351.860.6357.530.701.791.28简单不稳定局 部可 采1141313010.001.951.46简单稳定大 部可采5141410400.251.020.75简单不稳定局 部可 采9131313001.021.551.30简单稳定全 井田可采10+11131313004.896.666.20简单-复杂稳定全 井田可采一、1上号煤层本层位于山西组顶部，上距K8砂岩0.00-10.55m，平均3.41m，下距1号煤层2.82-9.42m，平均6.26m，煤层厚度0.00-1.10m，平均0.64m，本煤层属局部可采的不稳定煤层，可采范围位于井田中部，呈南北向条带状分布，可采面积4.8km2，可采区煤层平均厚0.90m，煤层结构简单，顶板多为砂质泥岩，底板多为粉砂岩或砂质泥岩。二、1号煤层位于山西组上部，上距1上号煤2.82-9.42m，平均6.26m，下距5号煤25.10-46.44m，平均39.23m，本煤层全井田大部可采，煤层厚0.00-1.95m，平均1.46m。一般中下部含一层夹石，顶板多为粉砂岩，底板多为粉砂岩，是井田内主要可采煤层之一。三、5号煤层位于太原组上部，上距K7砂岩2.72-12.59m平均8.97m，下距K4灰岩10.26-17.98m平均13.66m，煤层厚0.25-1.02m平均0.75m，本煤层属局部可采的不稳定煤层，可采区位于井田西半部，可采面积约4.1km2，可采区煤层厚0.70-1.02m，平均0.86m。煤层一般不含夹石，顶板多为炭质泥岩或粉砂岩，底板多为粉砂岩。三、9号煤层本层位于太原组下部K2灰岩之下，上距5号煤51.8560.63m，平均57.53m，下距10+11号煤0.72-1.79m，平均1.30m。本层层位稳定，厚度1.02-1.55m，平均 1.30m，属全井田可采的稳定煤层。一般不含夹石，顶板为K2石灰岩，底板为泥岩或炭质泥岩。四、10+11号煤层本层位于太原组下部，上距9号煤1.02-1.55m，平均1.28m，煤层厚度4.89-8.00m，平均6.20m，属全井田可采的稳定煤层，结构简单复杂，常含2-5层夹石，除10、11号煤之间夹石较厚易对比外，其它夹石均较薄，不易分层对比。顶板多数泥岩或炭质泥岩，底板为泥岩。第三节 煤层对比本井田内主要含煤地层为山西组和太原组，其岩性岩相组合特征明显，沉积旋回结构清楚，煤层标志层发育稳定，特征明显，间距变化不大，易于对比。太原组中标志层有K2、K3、K4三层石灰岩，5号煤顶部及顶板泥岩高伽玛突出是良好的物性标志，以此可进行全井田对比。山西组虽只有K7、K8砂岩辅助标志，但其岩性相组合与太原组明显不同，另外煤层本身的厚度、结构组合特征、煤质特征也各不相同，可进行区分对比。因此本井田的煤层对比主要以标志层和层间距对比法为主，结合岩性、岩相物性反映及结构、煤岩、煤质特征，进行综合对比，现自上而下将各可采煤层的对比依据分述如下：1、1上、1号煤层：位于山西组上部，呈一煤组出现，煤层发育稳定，1号煤是井田内最上一层全井田大部可采的稳定煤层，平均厚度1.46m，中下部常有一层夹石，本身就是良好的对比标志另外从煤质特征、测井曲线可以进一步确定。2、5号煤层：位于太原组上部，上距K7砂岩2.72-12.59m，平均8.97m下距K4灰岩10.26-17.98m，平均13.66m。5号煤层位稳定，全井田普遍发育，是太原组最上一层可采煤层，其顶板泥岩及顶部自然伽玛高值突出，是良好的物性标志是对比5号煤层的良好依据之一。3、9、10+11号煤：位于太原组下部，呈一煤组出现，组合特征明显，煤层厚度大，结构较复杂，全井田稳定可采，顶板K2石灰岩特性明显是全井田稳定的标志层，9号煤与10+11号煤之间夹0.70-1.79m，平均1.28m泥岩将9号煤与10+11号煤分成两层。综上所述，井田内含煤地层中标志层多，特征明显，各要可采煤层稳定，厚度、结构、煤层、特性反映等方面各有特点，标志层及煤层间距稳定，变化规律明显，且钻孔资料较多，因此煤层对比依据充分，对比结果可靠。第五章 煤质第一节 物理性质和煤岩特征一、物理性质井田内各可采煤层为黑色，深黑色，条痕浅黑色、灰黑色，玻璃光泽为主，具金钢光泽，条带状，均一状结构，层状构造。内生裂隙发育，9号煤多充填方解石脉。性软、易碎。10+11号煤含夹矸3-5层，偶见植物化石碎片。各煤层视密度统计见下表。煤层1上15910+11真密度TRD1.33-1.431.33-1.551.36-1.651.33-1.381.32-1.45视密度ARD1.39(4)1.45(7)1.47(5)1.36(5)1.40(5)二、煤岩特性（一）宏观煤岩特征各煤层宏观煤岩特征无明显差异，山西组煤层以光亮煤及半亮煤为主，太原组以半亮煤为主，具暗淡煤。1上、1号煤以光亮煤及半亮煤为主，块状，具暗煤条带，煤质较好，内生裂隙发育，镜煤比例较多。5号煤以暗淡型煤为主， 9号煤以半亮煤为主，具光亮煤薄层条带，煤质较好，质轻、易碎。10+11号煤中上部煤质较好，以半亮煤为主，夹暗煤条带，下部煤质较差，含黄铁矿结核，以暗淡煤为主。（二）显微煤岩特殊征本次勘查未进行显微煤岩鉴定，邻近宜兴井田的资料为：各煤层有机