矿井中长期防治水规划(2013-2017).doc

1 同煤大唐塔山煤矿有限公司 中长期防治水规划中长期防治水规划 二二一二年七月一二年七月 2 目目 录录 1 前言前言1 2 矿井概况矿井概况2 2.1 矿井基本情况 .2 2.2 位置、交通 .2 2.3 地形地貌 .3 2.4 水文 .3 2.5 气象 .3 2.6 小煤窑概况 .4 3 区域地质与水文地质区域地质与水文地质5 3.1 区域地质 .5 3.1.1 区域地层5 3.1.2 区域构造6 3.2 区域水文地质 .6 3.2.1 区域地下水系统及边界条件6 3.2.2 地下水的补、径、排条件11 3.2.3 井田在地下水系统所处的位置13 4 矿井地质与水文地质矿井地质与水文地质15 4.1 矿井地质 .15 4.1.1 矿井地层15 4.1.2 井田构造21 4.2 矿井水文地质 .29 4.2.1 主要含水层（组）29 4.2.2 隔水层、相对隔水层32 5 矿井矿井 35 号煤层开采水文地质条件分析号煤层开采水文地质条件分析33 5.1 煤层开采对顶板的破坏计算 .33 5.2 水文地质条件分析 .34 5.2.1 充水水源34 5.2.2 充水途径37 5.3 水文地质条件综合分析 .38 5.4 矿井水文地质类型划分 .40 6 矿井主要水文地质问矿井主要水文地质问题题41 3 6.1 矿井以往地质、水文地质工作评述 .41 6.2 目前存在及需要查明的主要问题 .42 7 矿井防治水技术路线及工作重矿井防治水技术路线及工作重点点43 7.1 技术路线 .43 7.2 今后重点开展的防治水研究工作 .44 8 矿井防治水总体规划矿井防治水总体规划47 8.1 水文地质补充勘探 .48 8.1.1 水文地质钻探48 8.1.2 水文地质物探49 8.1.3 水文地质试验.51 8.2 矿井防治水技术研究 .56 8.2.1 顶板水控制技术56 8.2.2 煤层底板高压灰岩水带压开采技术56 8.3 掘进巷道的水文地质工作 .59 8.4 采掘工作面的防治水工作.60 8.4.1 地面物探60 8.4.2 工作面内断层、陷落柱的探查61 8.4.3 废弃钻孔突水防治61 8.5 矿井防排水规划 .62 8.5.1 矿井涌水量预测方法概述.62 8.5.2 矿井涌水量预测.63 8.6 水文地质保障系统.64 8.6.1 水文地质长观孔自动观测系统.64 8.6.2 水化学快速判别系统64 8.7 矿井日常水文地质工作内容与技术要求.65 8.7.1 水文地质补充调查和观测.65 8.7.2 矿井水文地质补充勘探.67 8.7.3 矿井水文地质基础资料和图纸.67 8.7.4 工作面水害预测与防探水.67 9 工程进度安排及费用概算工程进度安排及费用概算69 9.1 工程进度安排 .69 9.2 概算 .72 10 结论与建议结论与建议73 1 中长期防治水规划中长期防治水规划 （2013 年2017 年） 1 前言前言 塔山煤矿位于大同市西南约 30 公里，是同煤集团第一家进入石 炭二叠系煤层开采的矿井，设计能力 1500 万吨/年。矿井采用平 峒开拓方式，目前开采的一、二盘区为 35 号合并特厚煤层，开采 方式为放顶煤综采。 随着塔山煤矿开拓范围的不断扩大，煤层开采水文地质条件越 来越复杂，再加上井田构造发育，前期水文地质条件勘查不清，因 此，矿井防治水工作日益艰巨。为了提升矿井防治水技术能力，实 现塔山矿井安全、有序、高效生产，针对塔山煤矿的水文地质特征， 结合矿井 20132017 年采掘规划提出的。我们编制塔山煤矿中长期 防治水（20132017） 。规划的主要内容包括： （1） 、全面系统分析收集区域地质水文地质资料，以及本矿井 勘探和建井期间地质、水文地质资料并对矿井水文地质条件进行评 价。 （2） 、分析评价矿井正常涌水量和最大涌水量，核定矿井防排 水能力。 （3） 、分析研究影响 35 号煤开采的主要充水水源和可能的充 水通道，对主要充水水源和充水通道特征做出评价。 （4） 、针对矿井 35 号煤开采的充水特征和水害威胁程度，结 合矿井近几年采掘衔接计划，提出矿井五年防治水工程项目及防治 水技术研究内容。 （5） 、提出矿井日常水文地质工作内容及要求。 （6） 、分年度安排防治水工作内容、项目实施计划以及费用概 2 算。 2 矿井概况矿井概况 2.1 矿井基本情况 塔山煤矿位于大同市西南约 30 公里，是同煤集团第一家进入石 炭二叠系煤层开采的矿井，设计能力 1500 万吨/年。矿井采用平 峒开拓方式，目前开采的一、二盘区为 35 号合并特厚煤层，开采 方式为放顶煤综采。 2.2 位置、交通 大唐塔山煤矿位于山西省北部大同市西南约 30km 处，地跨大 同市和朔州市。其地理位置为：东经 1124923“-1130403“，北 纬 395323“-400301“。分属大同市南郊区、左云县及朔州市怀 仁县所辖。京包铁路、北同蒲铁路、大秦铁路、京大高速公路、大 运高速公路交汇于大同市。区内有大同至王村矿、塔山矿的铁路专 线。另外塔山矿至同煤集团本部、各煤矿、大运公路及大运高速公 路均有公路相连，交通十分方便。 （见图 1） 3 图 1 塔山煤矿交通位置 图 2.3 地形地貌 塔山井田位于大同煤田的中、东部，大部分地区呈低山丘陵地 貌，地形复杂，沟谷发育，海拔高度 1100-1850m。基岩大面积出露 塔山井田内地表黄土广布，没有大的地表水体。地形总体为西南高， 东北渐低。 2.4 水文 本区属海河流域，永定河水系，桑干河北岸支系。主要河流有： （1） 、口泉河：位于口泉沟，流经本区，流域面积 600 km2， 全长 50 km，河宽 20150m，树枝状水系，坡度 57%，为间歇性 河流，径流量甚小，平时以矿坑排水补给为主，河床潜水位很深， 是地表水补给地下的渗透性河谷。流量为 00.129m3/s，最大洪水 流量 246 m3/s ，年径流量 33.44104m3。井田内长 27.6km，河水 由矿井排水及生活污水补给，平时径流量 0-200l/s，最大洪峰流量 691m3/s（1988 年 7 月 12 日） 。 （2） 、鹅毛口河：位于本井田南，流域面积 110 km2，全长 12 km，河宽 80130m，河床坡度 1.8%，树枝状水系，流量为 0.00350.054m3/s，最大洪水流量 250 m3/s ，年径流量 79.46104m3。 2.5 气象 本区属于中温带大陆性气候，冬季严寒，夏季炎热，气候干燥， 风沙严重。年均气温 6.07.7c，月平均气温-12.823.25c，季 温和昼夜温差显著。年降水量为 247.0491.2mm，多年平均降水量 4 为 389.43mm。主要集中于 7、8、9 三个月，约占全年降水量的 80%。历年年蒸发量 1539.02367.5mm，其中 57 月份蒸发量最大， 约占全年蒸发量的 5060%。西北风几乎贯穿全年，其频率在各月 占 1129%，其中 5 月份风力最大，风速在 14.022.0m/s。冻土月 份为 11 月份至第二年 3 月份，最多至 4 月份，最大冻土深度 156cm。历年积雪时间为 11 月份至第二年 3 月份，最大积雪深度 22cm。结冻期自每年 10 月下旬至次年四月下旬，最大冻结深度 1.251.5m。 2.6 小煤窑概况 塔山煤矿上覆为开采侏罗系煤层的同煤集团下属的白洞、四老 沟、雁崖、挖金湾、王村等大型国有煤矿。这些煤矿井田内可采煤 层多达 12 层，采空最多达 8 层，目前白洞矿已经破产报废，雁崖矿、 四老沟矿、挖金湾矿、王村矿都在进行矿井收尾阶段的生产。 塔山井田境内及周边开采侏罗系大同组煤层的小窑、古窑分布 较多，星罗其布，据本次小窑调查统计，井田内及周边共有小煤矿 168 座，其中开采侏罗系大同组煤层的小窑共有 155 座，开采石炭 二叠系煤层的 13 座。开采侏罗系大同组煤层的 155 座小窑中， 86 座已经关闭，9 万 t 以下待关闭矿井 43 座，930 万 21 座，30 万 t 以上(含 30 万 t)矿井 5 座。开采层位有 2 号-14 号层不等，许多关闭 小窑存在开采资料无处查找，井口位置不清的问题。 5 3 区域地质与水文地质区域地质与水文地质 3.1 区域地质 3.1.1 区域地层区域地层 大同煤田区域地层由老至新依次发育太古界集宁群，古生界寒 武奥陶系和石炭二叠系，中生界白垩侏罗系，以及新生界第三、第 四系，区域地层。 （见表 1） 表表 1 大同煤田区域地层表大同煤田区域地层表 界系统组 厚度 （m） 备 注 全 新 统0-14由砾石、砂组成的冲积、洪积层。第 四 系 中、上更 新统 0-147由黄色亚砂土、亚粘土组成。 上 新 统静乐组0-35红色粘土层。 新 生 界 第 三 系 中 新 统汉诺坝组0-126为玄武岩，分布于牛心山脉一带。 上 统助马堡组0-40 由浅灰色砂岩夹红色、绿色泥岩、泥 灰岩组成。 白 垩 系下 统左云组0-350 为一套砂砾岩，主要分布于左云、右 玉一带。 云岗组0-260 紫红、黄绿色泥岩夹灰白色砂岩组成。 中 统 大同组0-264灰白色砂岩与灰色泥岩及煤组成。 中 生 界 侏 罗 系 下 统永定庄组0-211 紫红色、灰绿色砂质泥岩、灰白色砂 岩组成。 石千峰组0-100 黄绿色含砾砂岩与紫红色砂质泥岩组 成。 上 统 上石盒子组0-245 灰白色砂岩与紫红色、灰绿色粉砂岩。 下石盒子组0-91 灰白、紫红色砂岩与紫红灰色砂质泥 岩组成。 二 迭 系 下 统 山西组0-96 灰白、灰色砂岩与深灰色粉砂岩、泥 岩及煤组成。 上 统太原组0-140 灰白、灰色砂岩、砂质泥岩、泥岩及 煤组成。 石 炭 系中 统本溪组0-64 灰白色砂岩、深灰色泥岩、灰岩夹紫 红色泥岩组成 上马家沟组0-38 中 统 下马家沟组0-185 古 生 界 奥 陶 系 下 统亮甲山组0-167 由南而北，由上而下逐渐变薄，依次 尖灭，在煤峪口附近全部尖灭。中统 以石灰岩为主；下统以白云岩为主夹 灰绿色泥岩组成。 6 冶里组0-55 凤山组0-107 长山组0-25上 统 崮山组0-95 张夏组0-141 中 统 徐庄组0-101 寒 武 系 下 统毛庄组0-56 由南而北，由新至老逐渐变薄，依次 尖灭，在大同煤田北部的青磁窑以北 全部尖灭。以石灰岩为主夹灰绿紫红 色泥岩。 太古 界 集 宁 群 肉红色花岗片麻岩等， 分布于大同新 生代盆地边缘一带。 3.1.2 区域构造区域构造 大同煤田位于天山阴山纬向构造带的南侧，属新华夏系第三 隆起带。西邻吕梁经向构造带的西石山脉；东与大同盆地接壤。往 东则属于祁吕贺山字型东翼弧形构造，左行斜列的六棱山脉，恒山 山脉和五台山脉隆起；南以洪涛山与宁武煤田相望，再往南为新华 夏系北北东向的宁武向斜。大同向斜、宁武向斜组成了一个北东向 的“”型构造。大同煤田处于东西向构造体系与新华夏系联合部位， 是一个与大同新生代断陷盆地相对应的新华夏系的台隆，二者之间 以口泉山脉山前断裂，即山阴怀仁大同大断裂为界。大同煤田 为一开阔的、北东向的向斜构造，向北东倾伏。南东翼倾角一般 20-70，局部直立、倒转。北西翼被白垩系覆盖。由于受东西向构 造体系的影响，其主干构造线（向斜轴和向斜东缘的压扭性断裂， 山阴怀仁大同断裂）呈北东向。 3.2 区域水文地质 3.2.1 区域地下水系统及边界条件区域地下水系统及边界条件 大同煤田向斜对本区域岩溶水系统的形成起总体控制作用。大 同煤田向斜为不对称的向斜，北西翼宽缓，北东翼陡峭。本区域岩 溶地下水系统自北向南总体分四个子系统，即忻州窑子系统，口泉 7 河子系统，鹅毛口河子系统，大峪小峪河子系统。四个子系统补、 径、排条件类似，但又相对独立，相邻二者间均以地表分水岭作为 可移动边界，各岩溶水子系统边界条件如下。 （1）大峪小峪河子系统 面积 1204km2。其边界条件为： 北部边界：冯家窑至悟道村一带，地势较高，为地表分水岭， 该处发育一组由北西向正断层组成的地堑，形成与北部子系统的阻 水边界。 东部边界：寒武系底部厚层紫红色泥岩与太古界基底片麻岩构 成与大同盆地的隔水边界。 南部边界：据山西省大同矿区口泉沟南供水水文地质勘探报 告 ，南部马营背斜与宝峰山一线构成与神头泉岩溶水系统的可移动 地下分水岭。 西部边界：矿区西部元堡子断层，最大落差可达 150m。地下 水排泄地点为王坪平硐内奥陶系白云岩裂隙中（见图 5-2） ，据王坪 煤矿平硐观测资料，上世纪九十年代初，涌水量可达 11000m3/d， 九十年代末，核减至 6000 m3/d，2006 年观测涌水量约 4000m3/d。 主要是近二十年降水量减少，且区内寺峰山煤矿、小峪煤矿奥陶系 供水井取水量较大造成。 （2）鹅毛口河子系统 面积 176.4km2。其边界条件为： 北部边界：盘道一带地表水分水岭，为一可移动边界。 东部边界：寒武系底部厚层紫红色泥岩与太古界基底片麻岩构 8 成与大同盆地的隔水边界。 南部边界：冯家窑至悟道村一带，地势较高，为地表分水岭， 该处发育一组由北西向正断层组成的地堑，形成与南部岩溶地下水 的阻水边界。 西部边界：为矿区西部元堡子断层。排泄地点在鹅毛口河与大 同盆地交汇部位（见图 2） 。 9 图图 2 区域水文地质图区域水文地质图 10 （3）口泉河子系统边界条件划分 面积 141.5km2。其边界条件为： 北部边界：口泉河以北地表分水岭作为与北部忻州窑岩溶子系 统的可移动地下分水岭。 东部边界：寒武系底部厚层紫红色泥岩与太古界基底片麻岩构 成与大同盆地的隔水边界。 南部边界：盘道一带地表水分水岭可移动边界。 西部边界：为矿区西部元堡子断层。 （4）忻州窑子系统边界条件划分 面积 378.7km2。其边界条件为： 北部边界：晋华宫煤矿以北为大同煤田北部边缘，煤层与奥陶 系、寒武系尖灭，形成隔水边界。 东部边界：寒武系底部厚层紫红色泥岩与太古界基底片麻岩构 成与大同盆地的隔水边界。 南部边界：口泉河北部地表水分水岭可移动边界。 西部边界：矿区西部燕子山矿一带奥陶系缺失，寒武系逐渐尖 灭，形成西部边界。 忻州窑子系统地下水从忻州窑河口排泄，补给大同盆地第四系 地下水。 11 3.2.2 地下水的补、径、排条件地下水的补、径、排条件 （1） 、补给条件、补给条件 1） 、降水入渗补给 区内岩溶地下水的主要补给源为东部灰岩裸露区大气降水入渗 补给。东部边山碳酸盐岩裸露区断裂构造纵横切割，寒武-奥陶系灰 岩、白云岩表面多见垂直裂隙与层面裂隙，局部宽大溶隙和溶洞非 常发育，为大气降水入渗提供了良好的通道和赋存空间。 2） 、西部地下水侧向补给 西区白垩系超覆于寒武奥陶系之上，白垩系地下水侧向补给 寒武奥陶系，远途径补给岩溶地下水。 3） 、河流渗漏入渗补给 大峪河、小峪河、鹅毛口河、口泉河、忻州窑河横穿大同煤田， 流经区断裂构造发育，有利于地下水的渗漏补给。据 1991 年至 1997 年河流流量观测资料，区段内碳酸盐岩裸露区段有不同程度的 渗漏（见表 2） 。 表表 2 河流渗漏量统计表河流渗漏量统计表 河流河流 渗漏段长度渗漏段长度 （m） 上断面流量上断面流量 （m3/d） 年平均渗漏年平均渗漏 （m3/d） 大峪河大峪河 2300 2855.7302.0 小峪河小峪河 1250 62537398.0 口泉河口泉河 300 8048.16163.296 鹅毛口河鹅毛口河 320 3056.8273.00 12 （2） 、径流条件、径流条件 大同煤田向斜、山前单斜构造、盘道向斜、冯家窑地堑为区内 主要控水构造，控制着本区地下水的补径排条件。区内规模较大的 不同性质、不同方向的断裂构造和褶皱构造具有纵向导水和横向阻 水作用，影响着岩溶裂隙在平面和垂向上的发育程度，从而控制了 地下水的径流方向。 冯家窑地堑及附近地表分水岭、盘道向斜附近地表分水岭、口 泉河北地表分水岭分别成为区域内四个子系统地下分水岭。地下水 径流方向大致类似。即东部寒武奥陶系碳酸盐岩接受大气降水补 给以后，顺倾向自东向西运移，由于碳酸盐岩埋藏深度加大，裂隙 岩溶不发育，北部地下水转为自北向南径流，南部地下水转为自南 向北流，最终分别在王坪平硐、鹅毛口河口、口泉河口、忻州窑河 口一带汇集。 （3） 、排泄条件、排泄条件 区域内地下水主要排泄途径是从王坪平硐、鹅毛口河口、口泉 河口、忻州窑河口，与大同盆地交汇部位隐伏河床排泄补给大同盆 地第四系地下水。 2） 、人工排泄 a 塔山平硐与小塔山平硐在穿越寒武系、奥陶系、石炭系时， 均遇大型溶洞与裂隙，初始出水量较大，但经抽水试验，单位涌水 量仅 0.0086l/s.m。王坪平硐在穿越寒武 1） 、自然排泄 13 系、奥陶系、石炭系时，遇数条断层，19851993 年平均排泄 量达 9185m3/d。 b 楼子河煤矿平硐，穿越奥陶系涌水量 100m3/d。 c 石井煤矿在运输巷中切断了以往奥陶系水文孔鹅 39 号孔内止 水管，出水量 360m3/d。 （4）矿坑涌水排泄）矿坑涌水排泄 井田内在鹅毛口河与口泉河，分布着生产多年的矿井与煤窑， 许多开采石炭系煤层，其开采水平在 10401118m，低于岩溶水位 1050m。太原组岩石在构造部位裂隙发育，深部地下水可通过薄 弱地带补给煤系，形成岩溶水的一种排泄形式。 3.2.3 井田在地下水系统所处的位置井田在地下水系统所处的位置 塔山井田归属于鹅毛口河子系统和口泉河子系统，盘道村附近 地表分水岭将两个子系统一分为二，两个子系统面积共 317.9 km2。 其边界条件为：东部为太古界片麻岩形成的阻水边界，西部为元堡 子断层阻水边界，北部与南部为地表分水岭组成地下分水岭。 塔山矿区内第三、第四系松散层广泛分布，侏罗系、二叠系碎 屑岩零星出露。区内自东向西随着下奥陶统含水层埋深由浅至深， 岩溶水的径流交替条件由积极变滞缓，矿化度由低变高。由于单斜 构造上发育次一级的构造，使下奥陶统白云岩富水性呈现不均一性。 14 （1）鹅毛口河子系统寒武-奥陶系碳酸盐岩接受大气降水补给 以后，顺倾向自东向西运移。岩溶水主要径流方向有两个：一个为 自北向南径流。由于碳酸盐岩埋藏深度加大，裂隙岩溶不发育，鹅 毛口北部地下水转为自北向南径流。另一个方向为鹅毛口南部地下 水自南向北径流汇集。地下水在鹅毛口一带汇集后，由于受太古界 片麻岩阻隔，顶托补给上覆孔隙含水层后向大同盆地排泄。 （2）口泉河子系统东部寒武-奥陶系碳酸盐岩接受大气降水补 给以后，顺倾向自东向西运移，汇入口泉河内构造。本区东部寒武- 奥陶系裸露区附近水位标高约为 11300m 以上，岩溶地下水自东向 西顺倾向径流，并沿盘道附近断层注入口泉河隐伏构造形成的径流 带。另一个径流方向为西部通过上覆白垩系、侏罗系、二叠越流补 给碳酸盐岩的地下水，以缓径流的形式汇入口泉河内构造带。然后 通过深部径流沿河构造薄弱地带经王村矿、挖金湾矿、雁崖矿、白 洞矿流出本区。最终在口泉河一带，补给大同盆地。 15 4 矿井地质与水文地质矿井地质与水文地质 4.1 矿井地质 4.1.1 矿井地层矿井地层 塔山井田位于大同煤田中、东部，经勘查证实井田内赋存或出 露的地层既具有煤田整体沉积特征的共性，同时因受其所处地理位 置的制约，又具有本身沉积的特点。井田内赋存的地层由下而上， 由老至新有： 1) 上太古界集宁群(ar3jn) 肉红色花岗片麻岩等，分布于井田外东南，大同新生代盆地边 缘一带，为上覆沉积岩之基盘。 2) 寒武系() 下统(1)：底部为薄层页片状紫红色、灰绿色砂质泥岩、粉砂 岩夹薄层白云质灰岩和石灰岩组成。含硅质团块，板状砂岩上具波 痕，厚 46m 左右。区内钻孔未揭露。 中统(2)：下部为紫红色页片状薄层粉砂岩、砂质泥岩互层， 夹深灰色中厚层-薄层结晶鲕状灰岩。中部中段为深灰色中厚层薄 层状结晶鲕状灰岩，灰绿色泥质条带灰岩互层，夹竹叶状灰岩和厚 层状灰岩，含三叶虫化石。上部为浅灰灰色中厚层鲕状灰岩与深 灰色薄层状泥质条带灰岩互层。浅灰、紫红色竹叶状灰岩及厚层状 灰色石灰岩。中统地层厚 200m 左右。区内钻孔未揭露 上统(3)：为厚层状灰色深灰色灰岩与浅灰色泥质条带灰岩互 16 层，夹灰色、紫红色竹叶状灰岩，厚 220m 左右。本统与下伏地层 不整合接触。 3) 奥陶系(o) 下统(o1)：下部冶里组为灰、浅灰色白云岩，泥质白云岩夹深 灰色结晶白云质灰岩。底部为深灰色中厚层状灰岩夹竹叶状灰岩， 含燧石结核和燧石条带。中上部亮甲山组以灰、深灰色白云质灰岩、 泥质白云岩及灰质白云岩为主，夹浅灰色薄层钙质泥岩。含化石有： 笔石、头足类和古杯海绵等。钻孔揭露最大厚度为 141.03m，地层 厚度约 160m 左右。 本区内缺失中统地层。其只赋存于鹅毛口以南地带。 4) 石炭系(c) a、本溪组(c2b) 厚 19.35-36.38m，平均 25.63m。为深灰、灰、灰色及少量紫红 色铁质泥岩，铝土质泥岩、泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、砂岩组成， 夹薄煤和 1-2 层石灰岩。含丰富的动植物化石(详见含煤地层)。含 煤建造类型属滨海平原型，本组区内普遍赋存，且较为稳定。略显 北薄南厚之趋势。与下伏地层平行不整合接触。 b、太原组(c3 t) 厚 33.20-138.25m，平均 96.50m，为灰白、灰、深灰色砂岩、 砂砾岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩、高岭质泥岩及煤层组成，部分 煤层中有煌斑岩侵入。含丰富的植物化石(详见煤系地层)。含煤建造 类型为三角洲河流相，本组地层区内分布较为稳定，厚度变化没 17 有明显的规律，向南、东北方向变薄，见图 3-2-1 太原组(c3t)地层厚 度等值线图。与下伏地层整合接触。 5) 二叠系(p) a、下统山西组(p1s)： 厚 095.42m，平均 69.26m，主要由灰白、灰色砂岩、砂砾岩、 粉砂岩、砂质泥岩、泥岩组成，夹有煤层，煤层中有煌斑岩侵入现 象。含丰富的植物化石(详见煤系地层)，含煤建造类型为河流相沉 积。 该组区内分布较稳定，西南部及东南部较厚，东北部受 k8砂岩 剥蚀变薄甚至剥蚀殆尽。见图 3-2-2 山西组(p1s)地层厚度等值线图。 b、下统下石盒子组(p1x)： 厚 0-130.50 米，平均为 83.23m。主要由灰白色、深灰色、灰 绿色、下部 k4为含砾中粗粒长石石英杂砂岩，有时相变为粉细砂岩。 浅灰灰白色，变细时则为灰绿色。主要为石英碎屑，及少量长石 石英岩屑，自生长石发育。中厚层块状，发育楔形交错层理和 韵律斜层理，与下伏地层为冲刷接触。厚 0.4023.20m，平均厚 7.40m。 k4上部为一层粉、细砂岩及砂质泥岩，微波状层理，内含芦木 化石；泥质物主要为高岭石、水云母、碳酸盐，胶结物为菱铁矿， 且含少量铁质，为河漫相沉积。 紫红色砂岩，砂砾岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩组成。 上部地层为灰白色砂砾岩及砂岩、紫红色、灰绿色粉砂岩及砂 18 质泥岩。砂砾岩呈似层状透镜状，与下伏地层多为冲刷接触，厚 度、岩性变化均大，发育大型斜层理。砾石成份为石英、微斜长石、 燧石岩屑、中酸性火山岩屑、凝灰岩屑，磨圆度好而分选性差，为 河床相沉积特征。紫红色、灰绿色、深灰色砂质泥岩，泥岩呈页片 状薄层状，富含菱铁质，泥质物已重结晶为隐晶质高岭石和水云 母，含丰富的植物化石，为湖泊相沉积。该组宏观颜色由下而上灰 色渐过渡到灰绿色，最后为紫红，反映当时古气候条件由潮湿向炎 热多雨的气候变化。 下石盒子组为山前冲积平原型的沉积建造。其沉积主要为：河 床相、河漫相、沼泽相、湖泊相。 本组地层在本区东南及北部赋存较薄，厚度变化规律性不明显。 c、上统上石盒子组(p2 s)： 厚度 0-235.0m，平均 124.09m。主要由灰白色、浅灰色、淡绿 色砂砾岩、砂岩及紫红色、淡绿色、灰色粉砂岩、砂质泥岩组成。 下段：底部为灰白色粗粒长石石英砂岩(k5)，分选和磨圆度较 差，钙质或菱铁质胶结，斜层理和楔型交错层理发育，与下伏地层 为冲刷接触，厚 0-13.64m，平均 7.93m。 中上部为紫红、灰绿色砂质泥岩，灰白色、浅灰色、灰紫色砂 砾岩及少量深灰色砂质泥岩夹泥岩。砂砾岩碎屑成分主要为石英， 此外含有大量岩屑，见粘土杂基及碳酸盐胶结物交代砂屑。具不规 则大型层理。呈似层状透镜状，与下伏地层为冲刷接触。与上覆 19 地层为渐变关系。 上段：底部为含砾长石石英砂岩(k6)，灰白色、浅灰色、淡绿 色。砾石一般为石英及硅质岩屑，含大量岩屑，磨圆度较差。发育 不规则斜层理。 上部为紫红色、灰绿色、灰色砂质泥岩，夹灰白色、浅绿色砂 砾岩，含少量灰色泥岩。砂质泥岩中泥质物多为高岭石，水云母， 个别重结晶程度较高，为显晶高岭石，形成高岭岩。铁质含量较高。 砂质泥岩颜色局部不均匀，呈紫红色，灰绿色相间的花斑状。 该组为山前冲积平原的沉积建造，其相旋回类型为河床相河 漫相湖泊相和河床相河漫相沉积序列。 上石盒子组地层在本区西部发育较厚，往东北方向渐薄。 6) 侏罗系(j) a、下统永定庄组(j1y)： 厚 54.44-186.48m，平均厚 124.90m。底部为灰白色中、粗粒长 石石英杂砂岩(k8)，菱铁质含量较高，含有大量岩屑，有硅质岩屑、 酸性火山岩屑及泥质岩屑，磨圆度较好。夹似层状透镜状层间砾 岩，斜层理发育。厚 1.40-56.24m，平均 14.61m。 中部为灰白色，浅绿色厚层状砂岩、砂砾岩、夹薄层灰绿色、 杂色砂质泥岩。上部以紫红色，浅绿色砂质泥岩、粉砂岩为主，夹 黄绿色砂岩、砂砾岩。自下而上，粒度逐渐由粗变细，色调由浅变 深，为灰白色、浅绿色至紫红色。本组在本区内较发育，东北部较 厚。与下伏地层不整合接触。 20 b、中统大同组(j2d) 厚度 92.86-296.50m，平均厚 135.65m，为灰白色、灰色、深灰色砂 砾岩，砂岩、粉砂岩、砂质泥岩和煤层组成。该组地层水平状，微 波状、交错状层理发育，韵律清楚，表现出明显的岩相旋回特点。 砂岩一般分选，胶结较好，质坚硬，含可采煤层 9-12 层，大同煤矿 集团所属口泉沟内各矿现正在作收尾开采。 c、中统云岗组（j2y）：紫红色、灰紫色粉砂岩、砂质泥岩、粗 砂岩互层，厚度变化大，底部为砾岩，砾石成分以石英为主，分选 差，次圆状，与下伏地层冲刷接触。厚 0-50.86m，一般厚 18.79 m。 7) 白垩系(k) 白垩系下统左云组(k1z) 出露于井田西部，由灰紫、棕红色、杂色砂砾石、泥岩、砂质 泥岩等组成，砾径变化大，成份复杂，主要为片麻岩、灰岩、砂岩 等。胶结分选皆极差。与下伏地层呈角度不整合接触。厚 0-110m， 一般厚为 30m。 8) 第四系(q) a、中、上更新统(q2+3) 由黄色亚砂土、亚粘土组成，垂直节理发育、疏松，含少量钙 质结核和小砾石。厚 0-31.75m，一般厚 10m 左右。与下伏地层呈角 度不整合接触 b、全新统(q 4) 为冲积、洪积层，由砾石、砂组成，分布于现代沟谷中厚 0- 21 13.75m,一般厚 5m。与下伏地层呈角度不整合接触 4.1.2 井田构造井田构造 塔山井田位于大同煤田的中东缘地段，总体为一走向北 10-50 东，倾向北西的单斜构造，局部发育规模较小的背向斜构造。煤层 倾角除东部边缘 w16 号孔附近较陡达 10左右外，一般在 1-5。井 田外由南而北煤层露头部位的倾角由 40-70，局部直立、倒转。一 般情况下，由煤层露头线向北西方向地层变缓到 15左右，水平距离 约 1000m，而边缘部分超过 25以上的水平距离不超过 300m。由历 次勘探控制、地震解释和开采上覆侏罗系煤层井下揭露，井田内断 层发育，纵横交错，椐统计，共发育有 75 条落差大于等于 3m 的断 层。由侏罗系下延陷落柱 4 个，钻孔揭露陷落柱一个。岩浆岩侵入 破坏煤层严重。井田构造复杂程度总体属中等（原王村区即四、七 盘区构造相对简单） 。详述如下： (1) 断层 本井田断层共有 75 条，多为正断层，只有 f1542、f1549、f1308 三条逆断层。断层多数沿北西西方向展布， （见表 3） ，其中落差在 20m 以上的断层有 20 条： f1385、f1388、f1389、f1392、f1308、f1669、f1686，f21、f22 、f23、f24、f25、f26、f27、f32、f35、f41、f44、f45、f46 其 中 f45 为全区最大的断层，落差最大为 120m。 1） 、f1385 正断层：近北西西向展布,呈弧形面弯曲。倾向南 22 西，倾角 75，最大落差可达 50m，延展长度约 3500m，为挖金湾 矿井下采掘时实测断层，延伸到石炭、二叠系地层中，南东端尖灭 于盘道村附近。有侏罗系浅孔和精查孔 w1004 钻孔和大马林涧露头 控制。 表表 3 塔山井田断层统计表塔山井田断层统计表 产产 状状 序序 号号 断层断层 编号编号 性性 质质 走走 向向倾向倾向倾角倾角 落落 差差 m 位置出露地点位置出露地点 及控制程度及控制程度 井田内井田内 延伸长延伸长 度度 m 1f1308逆sne7526 地表未出露， w1308、w1407、w1506 控制。 1050 2f1382正n52wne7510 w40 南,马林涧-双井沟出 露 650 3f1385正n75wsw7550 w701 北，挖金湾矿井下 揭露 3580 4f1388正n75wsw7526 w902 北，挖金湾矿井下 揭露 2100 5f1389正n85ene8420 w1004 钻孔控制，本矿 二盘区辅运巷揭露落差 7.7m 4000 6f13810正n78ene8510 w701 附近,挖金湾矿井下 揭露 3500 7f1390正n70wsw7915 w1104 南，本矿二盘区 辅运巷揭露落差 8.8- 9.40m 2700 8f1392-1正n63wsw758.6 原马口煤矿揭露、w1005 见及，本矿二盘区辅运 巷揭露落差 8.8-9.40m 2000 9f1392-2正n63wsw7525.8 原马口煤矿揭露、w1005 见及本矿二盘区辅运巷 揭露落差 25.80m 2000 10f1394正n70wsw7826w1008 北原马口矿揭露2000 11f1532正n55-78wsw6515t603 孔南2100 12f1544正nwne7515 w501 孔南,挖金湾矿井下 揭露 550 13f1549逆n45enw68-8210t705 孔南800 14f1666正n35enw7010 鹅 237 孔西,财沟头出露。 1300 15f1668正n20wsw6510t 404 西,后窑沟西出露1000 16f1669正n77wsw6520王 307 号孔断失 8 号煤500 23 17f1686正n30-70wsw60-7530井田东南羊圈沟出露1800 18f21正n60-70ese7020井田西部，j60 孔南。1100 19f22正n60-65ese8025井田西部，j59 孔南。5000 20f23正n60-65enw70-7520井田西部，t507 北。4200 21f24正n25-45enw7020井田西部，t507 东。1820 表表 3 塔山井田断层统计表（续）塔山井田断层统计表（续） 产产 状状 编编 号号 断层断层 名称名称 性性 质质 走向走向倾向倾向倾角倾角 落差落差 m 位置出露地点位置出露地点 及控制程度及控制程度 井田内延井田内延 伸长度伸长度 m 22f25正n60wsw75 25（5 ） 井田西部，口 1。1390 23f26正n38wsw8025井田西部 t405 附近。3200 24f27正n80wne7719.8 井田西部,t301 附近。 王村矿井下揭露 2000 25f28正n20-40wne8410井田西部，t401 附近。2600 26f29正n60-80wsw69-8418井田中部，t501 东。1700 27f30正n85wne7013井田中部，t501 北。950 28f31正n45wne7510井田中部口 9 北东2000 29f32正n45wne7522井田中部口 17 北东2350 30f33正n35ese67-8014井田中部 t502 北西,3700 31f34正n80wsw7516.5 井田中部 t305 南，王村 井下揭露,王村矿井下揭露 2400 32f35正n75enw7520 井田北部 t701 北，雁崖 井下揭露 3500 33f39正n32wne7015井田中部，t405 东。700 34f41正n75ese7520 井田北部，雁崖矿开采证 实。2006-12 孔北 700 35f42正n45ese7415井田北部，t1101 孔南。900 36f43正n36ese70-8015 井田北部，t1302 孔北西。 2050 37f44正n22wne8430t903 孔 8 号煤断失1100 38f45正n70-78wsw75120井田西南 t001 孔附近3300 39f46正n70wsw7550井田西南 t001 孔附近1700 40f47正n70wne8315 井田南部， 鹅 336 缺失 3 号煤层 600 41f1383正n30enw753.5-5 井田中北部 w1101 西,马 林涧-双井沟出露 850 24 42f1384正n70wsw7511 w 1002 北东,挖金湾井下 揭露 680 43f1386正n70wsw756-8w701 北, 挖金湾井下揭露1000 44f1387正n75wne755 原魏家沟井田 w1002 南,660 45f1391正n25wsw755.5原魏家沟井田、w1102 西700 46f1393正n70wse757.5 w1103 附近,马口矿井下揭 露 700 47f1541正n20-80wne673-5 井田中部(原魏家沟井田) w501 北，挖金湾井下揭 露 1300 表表 3 塔山井田断层统计表（续）塔山井田断层统计表（续） 产产 状状 编编 号号 断层断层 名称名称 性性 质质走向走向倾向倾向倾角倾角 落差落差 m 出出 露露 地地 点点 延伸延伸 长度长度 m 48f1542逆n20-30ese3.5-6 井田中部(原魏家沟井田) w23 北 950 49f1543正n20ese755-6.5 井田中部(原魏家沟井田) w23 北 270 50f1546正n20ese756 井田中部(原魏家沟井田)w501 附近, 挖金湾井下揭露。 1100 51f1547正n15ese755-6井田中部(原魏家沟井田)500 52f1548正n10enw753-8挖金湾井下揭露600 53f15410正n60wsw653-12井田中南部，野中沟头出露1000 54f15311正n40wne756 井田中南部(原魏家沟井田) t505 东,财沟村出露。 250 55f1539正n40wne706 井田中南部(原魏家沟井田) t604 西, 挖金湾井下揭露。 250 56f15412正n60enw605-8 井田南部(原魏家沟井田),w504 东。 260 57f15413正n50enw603-5w504 南东,香炉山沟头出露500 58f15414正n40ese743-5 井田南部(原魏家沟井田) w504 南 170 59f15415正n35enw655 井田中南部(原魏家沟井田) w2 南 400 60f1661正n60wne6井田中南部 w3 南西200 61f1662正近 sne756 井田南部(原魏家沟井田) 鹅 237 东南,牛掌沟东出露 250 62f1677正n40wsw756-8 井田南部(原魏家沟井田 )鹅 237 东,大西沟北。 1200 63f1678正ews708 井田南部(原魏家沟井田) 鹅 237、w3 之间,要长沟北出 露 800 25 64df1正n48enw760-7地震解释断层（断点）130 65df3正n65wsw750-7地震解释断层（断点）170 66df4正n60wne750-3地震解释断层（断点）50 67df5正n40wne830-4地震解释断层（断点）110 68df6正n8wse800-3地震解释断层（较可靠）150 69df7正n40ese700-4地震解释断层（较可靠）170 70df8正n40ese810-3地震解释断层（断点）50 71df9正n40enw740-3地震解释断层（断点）60 72df10正n50ese800-6地震解释断层（断点）84 73df11正n37ese850-5地震解释断层（断点）80 74df13正n40ese750-3地震解释断层（断点）60 75df14正n42ese760-7地震解释断层（断点）160 2） 、f1388 正断层：北西西向展布，走向北 75西，倾向南西， 倾角 75，最大落差 26m；为挖金湾矿井下实测断层并已延伸到石炭、 二叠系地层中，区内延展长度约 2100m，南东端尖灭于盘道村附近。 3） 、f1389 正断层；区内沿北西西向呈弧形展布，倾向北东， 倾角 84最大落差 20m，大马林涧南露头点和石炭系小煤窑实测点控 制，井田内延展长度约 4000m。 4） 、f1392-2正断层：走向北西 63，倾向南西，倾角 75，位 于盘道村南，为马口煤矿井下实见断层，并有 w1005 号孔控制，目 前塔山矿二盘区辅运巷揭露最大落差 25.80m，延伸长度约 2000m。 5） 、f1669 正断层：走向北西 77，倾向南西，倾角 65，地 面位于王 307 号孔北，王 307 孔断失 8 号煤层，最大落差 20m，延 伸长度约 500m。 6） 、f1686 正断层：出露于羊圈沟，走向北西 30-70，倾向南 西，井田内落差 30m，井田内延展长度 1800m。w3 号孔西北地表 落差为 25m，井田外鹅 258 附近落差 60m。 26 7） 、f1308 逆断层：为走向近南北，倾向南东的逆断层，落差 在 1308 号孔为 26m，1407 号孔为 15m，1506 号孔为 5m，地表无露 头，推测为层间断裂。 8） 、f21 正断层：北东向展布，走向北 60-70东，倾向南东； 倾角 70，落差 20m，大同北详查时实测，延伸到石炭、二叠系地层 之中。井田内延展长度约 1770m。 9） 、f22 正断层；走向北东 60-65，倾向南东，倾角 80，落差 20-25m，断层出露于井儿沟的 j59 号钻孔，延伸长度约 5000m。 10） 、f23 正断层：走向北东 60-65，倾向北西，倾角 70-75， 落差一般 25-30m，延展长度约 4200m。 11） 、f24 正断层：走向北东 25-45，倾向北西，落差约 20m，出露于石虎沟一带，延伸长度 1820m。 12） 、 f25 正断层：走向北西 60，倾向南西，倾角 75，落差 中部 25m，发育于石虎沟西南部。延伸长度 1390m。 （平面图落差 5m，有待开采证实） 13） 、 f26 正断层：走向北西 38,倾向南西，倾角 80，落差 25m，发育于石虎沟西南部。延伸长度 3200m。 14） 、f27 正断层：走向北 80西,倾向北东，倾角 77，最大落 差 19.8m，王村矿开采侏罗系煤层揭露。延伸长度 2000m。 15） 、f32 正断层：位于井田中部，走向北 45西，倾向北东， 倾角 75，最大落差 22m，井田内延伸长度 2350m。 16） 、f35 正断层：走向北 75东,倾向北西，倾角 75，最大落 27 差 20m，雁崖矿开采侏罗系煤层揭露。延伸长度 3500m。 17） 、f41 正断层：走向北 75东，倾向南东，发育于井田西部 边界一带，落差 15-20m，井田内延伸 700m。 18） 、f44 正断层：走向北西 22，倾向北东，倾角 84，落差 25-30m，井田内延伸长度 1100m。 19） 、f45 正断层：位于井田西南角，t001 孔附近，走向北 70 西-北 78西，倾向南西，倾角 75，落差 120m，井田内延伸长度 3300m。为王村补充勘探填图断层。 20） 、f46 正断层：位于 f45 断层南，走向北 70西，倾向南西， 倾角 75，落差 50m，区内延伸长度 1700m。为王村补充勘探填图 断层。 以上断层两位数编号断层多来源于大同煤田北部石炭二叠系详 查勘探报告，四位数编号断层来源于魏家沟井田勘探(精查)报告， f47 来源于同煤焦煤二矿资源储量核实报告。本次报告根据上覆侏 罗系煤层采掘平面图、填图资料及本次钻探资料加以修定。如 f45、f46 本次填图重新填绘，f45 落差加大。f27、f34、f35、f41 断层为上覆开采侏罗系煤层新揭露断层，断层落差采用井下揭露数 据。本次报告将以上断层中落差在 10m 以上的断层下延至石炭二叠 系煤层，并勾绘煤层底板等高线图。以 df 字头编号断层为三维地 震解释断层。 本井田断层走向以北西西向为主，北西西向形成于前，受后期 北东向的切割在盘道至挖金湾方向形成一个北西西向的断裂带，带 28 内断层互相切割，对煤层破坏较大，对开采极为不利。 (2) 褶曲 s1 向斜：轴向约 n65e-n45e，沿口 4-t205-t304 延伸，长约 6200m，钻孔控制，向南西倾伏，两翼倾角约 4 左右。 s2 向斜：轴向“s”型，轴长约 6300m，轴向 sn-n46w-n53e， 由钻孔 t203、口 3、t202、口 1、t201、t507、j60、j59 孔控制， 西翼陡，东翼宽缓。在口 3 附近及 t201 西翼倾角较陡达 4 左右， 往北倾角宽缓 1-2，为盆型。 s3 背斜：轴向 n42e，短轴型， t204、t203、t302、t304、t205、口 4 控制，两翼倾角约 3。 s4 背斜：轴向 n48w，短轴型，两翼倾角 2 左右，由钻孔 t606、t601、t506、口 9、t707、t701 控制。 s5 向斜：轴向 n43e，短轴型，两翼倾角 2 左右，由钻孔 t902、t803、t802、t804、t903 等钻孔控制。 s6 向斜：轴向 n50e-n10e，两翼倾角较陡达 6-7，延伸长约 2400m。 （3）陷落柱 x1：位于井田北部向白 14 孔北，白洞矿井采侏罗系 14 号煤层 揭露，轴向 n29e，长轴长：400m，短轴长 250m（按 80 角下切至 石炭系 5 号煤层数据） 。 x2：位于 x1 北东方向约 400m，白洞矿井采侏罗系 14 号煤层 揭露，轴向 n60e，长轴长：360m，短轴长 2