李大庄勘查区煤炭详查设计.doc

河北工程大学毕业设计(论文)第1章 绪 论1.1目的任务为了对勘查区煤炭资源的经济意义和开发建设可能性做出评价，为煤矿建设远景规划提供依据及探矿权评估转让需要，探矿权人委托河北工程大学资源学院对本区进行详查设计工作，并于2013年5月编制河南省永城市李大庄勘查区煤炭详查设计本次详查工作程度的要求是：1、确定勘查区的地层层序，并详细划分含煤地层，研究其沉积环境特征和聚煤特征；2、基本查明勘查区的构造形态，评价勘查区构造复杂程度；3、基本查明可采煤层层位、厚度和主要可采煤层的分布范围，基本确定可采煤层煤类和煤质特征，评价勘查区可采煤层的稳定程度；4、调查勘查区自然地理条件、第四纪地质和地貌特征；基本查明勘查区水文地质条件，调查环境地质现状；5、基本查明勘查区开发建设的工程地质条件和煤的开采技术条件；6、估算各可采煤层控制的、推断的和预测的资源量；7、初步查明其他有益矿产赋存情况，做出有无工业价值的初步评价。1.2 位置和交通本区位于河南省东部，行政区划隶属河南省永城市，地理座标东经12615151262107，北纬365800370500，走向长12.9km，倾向平均宽约4.4km，面积56.3km2。勘查许可证批准的拐点坐标见表1-1。勘查区拐点坐标一览表 表11拐 点直 角 坐 标（3带）xy013773220.2039431546.30023773193.1039435392.10033769495.5039435366.80043769469.1039439342.30053767522.6039440150.80063767315.5039438815.40073764850.4039438799.50083765168.6039437261.80093760251.5039435303.70103760273.0039432222.80113765819.4039432262.50123765808.5039433802.00133770892.7039433837.60143770912.0039431144.90153773221.5039431366.90区内交通便利，永夏公路从矿区经过，向北西约23km直达夏邑县与gz45高速连通，再向前约22km到达陇海铁路和g310国道；向南东约13km直到永城市与g311国道相接（图11）。图11 工作区交通位置图1.3 自然地理1.3.1地形地貌本区位于黄淮冲积平原北部，地势平坦，仅北部外围芒砀山一带有寒武奥陶纪灰岩侵蚀型残丘（标高158.8m）。地形西北高，东南低，微向东南倾斜，地形标高为3336m。1.3.2 水文区内地表水系不发育，仅有沱河（巴河）自西北流向东南，至安徽省境内入淮海，属淮河水系。河流一般河谷宽缓，河床较浅，流量流速受季节性控制，雨季流量大，流速急，旱季剧减，以致断流。1.3.3 气象本区属北温带大陆性季风气候，夏季炎热，冬季干燥寒冷，四季分明。据永城市气象站资料。1）气温：年平均最低13.2（1957年），最高15.2（1961年），一般为14.3左右；日最低-23.4（1969年2月5日），最高41.5（1969年2月1819日）。冰冻期一般为11月至翌年3月，冻结深度最大0.19m。2）降水量：年降水量630.40mm（1978年）1518.6mm（1963年），历年平均874mm；日最大降水量207mm (1957年7月14日)。雨季主要集中在每年的79月份。1.3.4 地震本区位于郯庐断裂地震活动带以西，1668年山东临沂茗县之间发生8.5级大地震曾波及本区，永城地震为度区。根据永城市多年资料记载，未发生过破坏性地震，按中国地震动参数区划图（gb18306-2001），本区地震动峰值加速度分区为0.05g。1.4 生产矿井及小窑李大庄勘查区东侧为永城矿区，煤炭资源储量丰富，开发建设条件良好，是国家“八五”、“九五”期间重点开发建设的全国六大无烟煤基地之一，目前累计探明煤炭资源储量32.43亿吨（其中，天然焦5.94亿吨）。永城煤电（集团）有限责任公司已建成投产陈四楼、城郊、车集、新桥等4座国有大型现代化生产矿井，设计规模年产780万吨，另有河南神火煤电股份有限公司生产矿井规模165万吨。陈四楼煤矿和城郊煤矿紧邻本区，现简述如下：一、永城煤电（集团）有限责任公司陈四楼煤矿位于李大庄勘查区东侧外围北侧，可采煤层为下二叠统山西组二2煤层及下石盒子组三1、三2、三4煤层。井田南北走向长12.5km，倾向宽5.9km，面积62.3889 km2。二、永城煤电（集团）有限责任公司城郊煤矿位于李大庄勘查区东侧外围南部，井田南北走向长12m，倾向宽11km，面积92.9235km2。井田北侧为陈四楼煤矿，地质情况相似。矿井地质储量75078万吨，立井开拓，设计生产能力240万吨/年，开采水平-500m。本区为巨厚松散层覆盖的全隐伏煤田，勘查区及周边地区无生产小窑。1.5 以往地质工作评述勘查区位于永夏大型隐伏煤田东部边缘，含煤地层发现始于20世纪50年代。1956年，地质部华东地质局325队在该区进行1:20万地质填图，初步确定很可能为含煤区。同年，地质部物探局402队在该区进行了1:20万垂直电测深测量工作，提出永城一带是极易于含煤的地区。19561957年，华北煤田地质勘探局120队和地质部华东地质局325队及河南永城地质队，根据地质部物探局济南大队电法五分队提供的地面物探资料，在矿区东侧永城市陈集、薛湖和市区南施工的钻孔中分别打到二叠系多层煤，最厚达2.36m，证实了永城含煤地层之存在。1976年元月1983年4月，河南省地质局地质十一队在永城煤田城郊矿区开展普查及详查工作，面积240km2，以f2及f10断层作为详查区的西部及北部边界，共计施工367孔，进尺210000m，1983年提交河南省永城煤田城郊矿区详查地质报告，提交b+c+d级储量128670万吨，河南省地质局以豫地字（1983）443号文件下达审批意见。在普、详查工作中，李大庄勘查区范围内施工部分钻孔，本次报告编制工作利用了18个钻孔，计12404.30m；同时利用了区外相邻的16个钻孔，计11377.35m，为本次普查报告提交奠定了一定的基础，钻孔有关情况详见本报告附表。1986年4月河南省地质局地质十一队提交河南省永城煤田陈四楼井田精查地质报告，该报告施工的94个钻孔全部在f2断层以东，f2断层以西收集使用前述详查地质报告资料。1.6 本次工作情况本次工作自2013年4月启动，4月在充分收集、分析前人资料的基础上，6月前完成详查设计编写；本次完成的各类主要实物工作量见表12。工作中始终坚持以现代地质理论为指导，采用先进的技术装备和方法，提高勘查成果精度，适应煤矿建设发展的需要。同时坚持“综合勘查、综合评价”的原则，做到充分利用、合理保护矿产资源，做好共伴生其他矿产的勘查评价工作。本次设计编制工作依据的主要规范、规程分别如下：固体矿产地质勘查规范总则（gb/t139082002）；煤、泥炭地质勘查规范（dz/t02152002）；煤田地质填图规程（dz/t01751997）；固体矿产勘查/原始地质编录规定（dz/t00781993）；固体矿产资源/储量分类（gb/t177661999）；固体矿产普查暂行规定（dd200002）（中国地质调查局）；煤矿床水文地质勘查工程质量标准（mt/t1163-2011）；第2章 区域地质2.1 区域地质特征本区位于河南省东部的黄淮冲积平原区，大地构造位置属华北陆块南部，为大面积新生界浅覆盖区。根据河南省前新生代基岩地质图（1:50万、图21）同时参考相邻井田勘查成果，对区域主要地层及岩浆岩种类、特征和分布、主要构造的特征及分布概述如下。图2-1 河南省夏邑-永城一带新生代基岩地质图2.1.1地 层区域为稳定陆块盖层沉积，分布的地层主要是为新近系覆盖的寒武系中上统、奥陶系中统、石炭系上统和二叠系。1）寒武系中上统（2+3）零星出露于永城市北的芒砀山，在演集东北、侯岭南亦有分布，为一套浅海相碳酸盐岩沉积。主要岩性为灰岩、白云岩及页岩等。2）奥陶系中统（2）广泛分布于夏邑县火龙永城市以东区域，可与奥陶系中统马家沟组对比，主要岩性为浅灰色白云质灰岩，夹灰深灰色灰岩、豹皮状灰岩。3）石炭系上统（3）分布广泛，为一套含煤含铝岩系，其岩性为三角洲河湖相的碎屑岩、灰岩、页岩、煤层、山西式铁矿层、铝土矿，自下而上可分为石炭系上统本溪组、太原组，总厚约150m。4）二叠系（p）分布广泛，为一套含煤岩系，其岩性亦为三角洲河湖相的碎屑岩、灰岩、页岩、煤层或煤线、山西式铁矿层，自下而上可分为二叠系下统（p1s）山西组、下石盒子组（p1x）和二叠系上统上石盒子组（p2s）、石千峰组（p2sh）。山西组主要岩性为泥岩、砂质泥岩、砂岩及煤层，所含二2煤组为区内主要可采煤层。5）新生界（kz）区内大面积分布，按照形成时代、成因类型可划分为新近系中新统、上新统、更新统和全新统。2.1.2 岩浆岩区域岩浆活动体现为规模较大的小岩体或小岩株、岩席，零星分布于永城复式背斜轴部，主要岩性为燕山期辉长岩（52）、闪长岩（52）、闪长玢岩（52-3）、石英闪长玢岩（52-3）、花岗闪长岩（52-3、53）、花岗斑岩（53）等。2.1.3构 造区域构造变形以平缓开阔褶皱及脆性断裂为特征，基本构造格架表现为北北东向永城复式背斜和北西西与北东北北东向断裂交织的断块（中新生代盆岭构造）。1）褶皱区域上除发育北北东向永城复式背斜外，还普遍发育北北东向次级褶皱，最具有代表性的自西向东有：周庄陈四楼向斜、李古洞程楼背斜、屈庄高六湾向斜、洪岗小赵庄背斜和张庄向斜。1、永城复式背斜位于夏邑县火店永城市东，褶皱宽缓，枢纽呈舒缓波状，轴向北东1015，向北东方向倾没。核部为寒武奥陶系地层，局部有辉长岩、花岗闪长岩、花岗斑岩等小岩体或小岩珠侵入，两翼为石炭二叠系地层，东翼被北东向、北西向断裂切割。2、屈庄高六湾向斜沿屈庄曹楼高六湾一线呈北北东向展布，长达18 km，轴向北东1020，核部为上石盒子组地层，两翼为下石盒子组和上石盒子组地层。褶曲南段较北段稍紧密，被北北东向断裂破坏较严重，使南段东翼极不完整，且倾角稍陡。3、洪岗小赵庄背斜位于屈庄高六湾向斜西侧，与屈庄高六湾向斜大致平行，长约15 km，轴向北东530，核部为山西组、下石盒子组地层，两翼为下石盒子组和上石盒子组地层。褶曲宽缓，东翼稍陡。中部被北东向断层错开分成南北两段，北段向东平移约1.5 km，人工地震资料称为姬庄凸起。2）断层主干断裂有北西西向八里庄断层、赞城断层和北北东向刘河断层，其性质均为正断层，分别构成了永城断块的北部、南部和东部边界；次级断裂以北东北北东向断层为主，自西向东主要有f12断层、f2断层、f3断层、f5断层和f17断层等，其性质亦均为正断层。1、八里庄断层为永城断块北部边界断裂，长约45km，走向北西西向，倾向南南西，为正断层性质（张扭性）。下盘为奥陶系马家沟组及石炭系本溪组、太原组、二叠系山西组地层，上盘为二叠系石盒子组地层。断距西大东小，西段落差300m，东段落差100m左右。2、赞城断层为永城断块南部边界断裂，长约45 km，走向近东西，倾向北，为北盘下降的正向断层。落差350m，自西向东断距逐渐变小，至东端仅100m左右。3、刘河断层为永城断块东部边界断裂，区域上又称之为薛湖断层。区内长约35km，南端被f20断层所截，南北两端均延出省外。走向北东17左右，倾向西，西盘为二叠系下石盒子组地层，东盘为二叠系山西组地层，落差50100m左右，为西盘下降的正断层。2.2 区域矿产特征1）矿产综述区域目前已发现或探明不同规模的煤炭井田8处，岩浆型小型铁矿（大王庄）1处。已提交煤资源量24.68亿t、铁矿石资源量902.6万t、伴生钴资源量467.79 t。2）煤系地层和煤层石炭二叠系为区域煤系地层，总厚度大于1200m，含六个煤组30余层煤。其中太原组厚130160m，含煤915层，除一4煤在局部地区（新庄井田）出现可采点外，其余均不可采；山西组厚80125m，含煤4层，二1煤偶尔可采，二2煤为矿区主要可采煤层；下石盒子组厚50115m，含煤7层，其中大部、局部可采煤5层，三2煤为矿区主要可采煤层；上石盒子组厚630830m，含多层不可采薄煤或煤线。各主要煤层发育情况如表21。 永夏煤田主要煤层发育情况一览表 表21地层单位煤层编号煤层厚度（m）稳定程度可采情况最小最大一 般下石盒子组三5三4三3三2三101.8602.2403.1605.2702.700.570.810.931.361.561.481.680.891.0不稳定不稳定东部稳定较稳定不稳定局部可采局部可采局部可采大部可采局部可采山 西 组二3二2二100.50013.8501.600.340.452.840.57不稳定较稳定稳定不稳定不可采普遍可采偶尔可采太 原 组一401.700.73不稳定偶尔可采二2煤位于山西组上部，下距太原组灰岩顶面5060m，为矿区主要可采煤层，顶板为中粗粒砂岩（豆腐渣砂岩）或砂质泥岩，底板为砂质泥岩或泥岩，煤层厚013.85m，一般厚2.84m。分布稳定，结构简单，一般不含夹矸。三2煤位于下石盒子组下部，下距二2煤约85100m，顶板为砂岩或泥质砂岩，煤厚05.27m，一般厚1.481.68m，煤层结构简单，一般不含夹矸。分布稳定，大面积可采，仅个别地区出现不可采点。3）煤 质二2煤属低灰中灰、低硫、特低磷煤，主要煤类为无烟煤，其次为贫煤，局部为天然焦。粉状，少量为块状及碎粒状。煤岩组份主要为亮煤和镜煤，其次为暗煤，属光亮型及半光亮型。平均发热量大于25.09mj/kg，灰熔点大于1350。据城郊矿区浮选试验，中煤量一般小于20%，精煤回收率为7.76%8.29%，属中等可选性煤。化学活动性及热稳定性均佳，可作为气化、合成化肥和民用煤。三2煤为中灰、低硫、特低磷煤，主要煤类为无烟煤和贫煤，局部为瘦煤和天然焦。碎块状及粉末状，煤岩组份主要为暗煤和亮煤，含少量镜煤和丝炭，煤岩类型属半暗半亮型，平均发热量大于23.00mj/kg，灰熔点大于1300，可用于气化或民用。第3章 勘查区地质3.1 地 层勘查区为大面积新近系覆盖区，分布的地层主要为二叠系下统山西组、下石盒子组和二叠系上统上石盒子组、石千峰组以及新近系，现分述如下：1） 下二叠统山西组（p1s）穿见厚度81.55123.55m，平均106.83m，由泥岩、砂质泥岩、砂岩及煤层组成，含煤四层，称二煤组。其中二2煤层为本区主要可采煤层，二1煤层不可采。下部（二2煤层以下）主要由灰色砂岩、黑色泥岩夹灰黑色砂质泥岩、炭质泥岩及薄煤层（二11、二12）组成。上层砂岩较发育，以粉砂岩、细砂岩为主，为薄层状叶片状构造，含泥质包裹体，层面含炭质及白云母片，多为泥质胶结。该部下段为一厚层黑色泥岩。上部由砂岩、砂质泥岩及泥岩组成。中下层以发育厚层中粗粒长石岩屑质石英砂岩为特征，岩屑含量高，成分复杂，胶结物为泥质，胶结松散。中上层为23层含铝质泥岩，有时含薄层菱铁矿；上层夹一中厚层状铝质泥岩；二3煤位于中层。主要化石有：plagiozamites oblongifolius 椭圆斜羽叶callipteridium koraiense 朝鲜丽羊齿pecopteris cf orientalis 东方栉羊齿（相似种）emplectopteridium alatum 翅编羊齿。2） 下二叠统下石盒子组（p1x）穿见厚度54.25112.09m，平均73.88m。由深灰色、灰黑色砂质泥岩、泥岩和浅灰色砂岩夹炭质泥岩及煤层组成。含煤七层，称三煤组。含煤层数多，是该组的主要特征，其中三2、三4煤为可采煤层，三1煤为大部可采煤层，三5煤层不可采。中上部含23层薄层菱铁矿。底部（k4）鲕状铝质泥岩是区内稳定标志层，粘土矿物含量达80%以上，经x衍射鉴定，粘土矿物主要为高岭石，其次为石英、蒙脱石、水云母等，鲕粒成分多为菱铁质，厚度2.950.75m，平均厚10.48m。下部为泥岩夹砂岩，三煤组煤层赋存于其中，在三2与三4煤层间常见一层砂岩，但层位不稳定。上部为砂泥岩互层，普遍含较高的菱铁质，斜层理较发育。主要化石有：plagiozamites oblongifolius 椭圆斜羽叶emplectopteris triangularis 三角织羊齿gigantopteris whitei 怀特大羽羊齿annulatia stellata 星轮叶stigmaria ficoides 脐根座。3）上二叠统上石盒子组（p2s）平均穿见厚度为884.12m，以k5砂岩底面与下石盒子组分界，据煤、岩层组合特征将该组划分为四个岩性段（每段底部均为一层砂岩），现自下而上分段叙述如下：第一段（p2s1）由灰色、灰黑色砂质泥岩、铝质泥岩、粉、细砂岩及炭质泥岩、煤线组成，局部夹薄层中粒砂岩。本段上、下部各含一厚层鲕状铝质泥岩，鲕粒多为菱铁质，在矿区北部常含紫红色斑块。含煤三层，称四煤组，均不可采，以位于该段中部之四2煤层最稳定。本层穿见厚度83.38197.15m，平均厚128.18m。该段底部k5标志层，穿见厚度0.6121.36m，平均8.39m，为浅灰灰色之细中粒砂岩，粗粒少见，成分以石英、长石为主。在矿区东、南部较发育，厚度与岩性均较稳定；矿区西北部则变化较大（局部地段相变为粉砂岩或砂质泥岩）。中、上部各含12层浅灰灰白色中、细粒砂岩。在该段上部四3煤层附近见有舌形贝和植物化石：neuropteridium coreanicum 朝鲜准脉羊齿pecopteris orientalis 东方栉羊齿taeniopteris sp. 带羊齿（未定种）lobatannularia ensifolia 剑形瓣轮叶sphenophyllum koboense 脊楔叶lepidodendron oculus-felis 猫眼鳞木。第二段（p2s2）以灰深灰色砂质泥岩、紫斑泥岩为主，其次为浅灰色、灰绿色砂岩，黑色泥岩夹薄煤层。区内穿见厚度214.27282.85m，平均224.27m。底部为k6标志层砂岩，层位稳定，石英含量达90%以上，以中粗粒为主，常含石英或燧石砾石，分选及磨圆度中等，胶结物以硅质为主，其次为钙质及粘土质。k6与k5标志层的发育情况互为消长，k6发育的地段k5则不太发育，反之亦然。本段上、中、下部均含厚层较稳定之紫斑泥岩，以中部最为发育，厚度常大于50m；中、下部则含少量铁质鲕粒。该段含煤三层，称五煤组，五1、五2煤偶见可采点。在煤层底板常见有舌形贝和植物化石：lobatannularia ensifolia 剑形瓣轮叶gigantopteris yabei 矢部大羽羊齿compsopteris wongii 延焦羊齿。第三段（p2s3）由灰灰绿色泥岩、砂质泥岩夹薄层粉细砂岩组成，局部含少量紫红色斑点及杂色条带，中部见有12层细中粒砂岩。该段在区内不含煤层，穿见厚度222.83261.00m，平均231.67m。底部k7标志层为灰灰绿色细、中粒砂岩，成分以石英为主，与k8、k6标志层相比，石英含量偏低，胶结物主要为粘土质、钙质和少量硅质。穿见厚度10.6723.19m，平均12.89m。本段见有舌形贝化石和植物化石：gigantopteris nicotianaefolia 烟叶大羽羊齿gigantonocleamira 异常单网羊齿fascipteris stena 狭束羊齿lobatannulariamultifolia 多形瓣轮叶pecopteris tenuicostata 细脉栉羊齿。第四段（p2s4）由灰白色砂岩、砂质泥岩、泥岩组成。下、中部为灰灰绿色泥岩（砂质泥岩），夹黑色泥岩薄层，富含植物化石；上部为砂质泥岩、泥岩，以紫红色为主，不含或偶含植物化石碎片。穿见厚度286.00315.50m，平均300.00m。底部k8标志层为灰白色中厚层石英砂岩，以中粗粒为主，石英含量达80%以上，其次为长石等，并含石英燧石小砾石。分选性中等差，磨圆度中等，胶结物以硅质为主，为接触式胶结，具斜层理并含泥质包裹体。本段主要特征是薄中厚层石英砂岩增多，粒度粗大，常含石英砾石。主要植物化石有：psygmophyllummultipartitum 多裂掌叶cladophlebis aff. ozakii 少叉枝脉蕨（亲近种）taeniopteris cf. hallei 赫勒带羊齿（相似种）compsopteris wongii 延焦羊齿。4） 上二叠统石千峰组（p2sh）分布于勘查区南部，穿见厚度大于768m。底部为灰灰白色巨厚层中粗粒石英砂岩，砂岩中石英含量占90%以上，以硅质胶结为主，岩石坚硬，是良好的标志层（k9标志层）；下部为灰绿色粉细砂岩，夹灰绿色、杂色泥岩、砂质泥岩，局部见有灰灰白色细砂岩，泥岩中偶见植物化石碎片，产孢粉化石：cf lundbladispora 隆德孢（近似）lueckisporites 双肋粉属protohaploxypinus 四肋粉属limilisporites 单缝双囊粉属中部以紫红色、暗紫色砂质泥岩、泥岩及粉砂岩为主，具水平层理，局部见有斜层理及缓波状层理；中上层沿层面往往含石膏薄层，有时呈石膏晶体分布于泥岩中；局部含钙质结核，多呈不规则状。产介形虫化石：darwinula angusia 角状达尔文介darwinula accepta 适意达尔文介panxiania (panxiania)yongchengensis nov 永城盘县（盘县）介（新种）panxiania sp. 盘县介（未定种）上部以暗紫红色、灰紫色粉细砂岩为主，局部夹薄层砂质泥岩，含多层同生砾岩。砾石成分为粉砂岩、泥岩，砾径12cm，大者达6cm，具定向排列，具十分清晰的水平层理，含大量钙质结核。砂岩主要成分为石英、长石，长石含量一般达1040。胶结物主要为钙质、泥质。产孢粉化石：landbladishora 隆德孢属dictyophyllidites 同叶蕨孢属tripartites 三裂片三缝孢属alisporites 阿里粉属protohaploxypinus 多肋粉属cycadopites 苏铁粉属。5）新生界（kz）总厚约375m，与下伏二叠系地层呈不整合接触。自下而上可划分为新近系中新统、上新统、更新统和全新统。(一) 中新统（n1）厚度115m，底部为次生碳酸盐岩，在不同地段都有分布，厚度变化大，具溶蚀现象。中下部多为杂色粘土、亚粘土和少量亚砂土，矿区北部有石膏晶体分布其中。上部为砖红色及灰绿色粘土、亚粘土，细中砂交替出现，呈半固结状，微层理发育。含下列化石：ilyocyprisgibba （ramdorh） 隆起土星介hornichara spnov.2 栾青轮藻(未定种、新种2号)tectochara spnov 有盖轮藻(未定种、新种)ulmus sp 榆属(未定朴)。(二) 上新统（n2）厚度170m，下部为黄褐色中细砂，厚而稳定，间或有粘土及亚粘土；以上为褐色、灰绿色粘土与亚粘土及亚砂土交替沉积，间或有少量细中砂，粘土中含较多钙质、铁锰质结核。含下列化石：ioyprls sp 金星介(未定种)ilyocyprismanasensis 玛纳斯土星介tectochara spnov. 有盖轮藻(未定种、新种)。（三）更新统（qp）厚度60m左右，为一套黄色及灰褐色中细砂、粉砂，间夹有褐黄色和少量灰绿色粘土、亚粘土或亚砂土，粘土中含钙质结核，局部有锰质结核和锰染，含大量微体化石和孢粉化石：candonie albicans(beady) 纯净小玻璃介charitesmolassiva(straub) 磨拉石似轮藻。（四）全新统（qh）厚度30m左右，底部为粉砂，中上部以黄色亚砂土、粉砂为主，其间有黄色、杂色粘土、亚粘土，局部有钙质结核并有锰染现象，顶部为耕植土，微体古生物和孢粉含量丰富：ilyocypris kaifengensis lee 开封土星介ulmus sp. 榆属（未定种）artemisia sp. 蒿属（未定种）pinus sp 松属（未定种）。3.2 构 造本区位于北北东向永城隐伏复式背斜西翼，基本构造格架为向西南缓倾的复式单斜，总体构造变形特征是以稀疏宽缓褶皱为主，伴随高角度的脆性断裂（图3-1）。本区为新近系全覆盖区，无基岩露头，对构造形态的确定仅依据钻探工程的直接揭露或控制，同时参考地震勘查成果和东侧城郊矿区勘查成果等综合分析确定的。因地震勘查成果影响因素较多，特别是在岩浆岩较发育地段具有一定的屏蔽作用，岩体与断点不易区分，故钻探仍然是判定矿区构造的主要手段之一。图3-1 区域构造纲要图3.2.1 褶皱区内北北东向次级褶皱较发育，最具有代表性的褶皱为张庄向斜，位于勘查区东部，轴向近南北，褶曲宽缓，为一短轴向斜，向北延出矿区，南段被f10平移断层错断，东、西两翼分别被f2及f12断层切割，似一地堑式向斜。核部为p2s3地层，两翼为p2s2、p2s1地层。3.2.2断层区内已发现断层18条，规模较大的断层为f2 、f10 、f12 、df2，现分述如下：1）f2断层为本区东部边界断层，区域称之为顺河断层，向北向南延出勘查区，区内分布长约1.6km，中部被f10断层错成南、北两段，南段向西位移约1.5km。南段走向北东1020，倾向北西西，为西盘下降的正断层（扭张性）。上盘（西盘）为p2sh地层，下盘为p2s1地层，落差达350m；地震勘探剖面通过该断层，断点显示明显。北段走向近南北，倾向西，西盘下降，断距200m，1006孔穿见断层，断层沿花岗斑岩岩墙延伸。2）f12断层位于勘查区中东部的张庄向斜西翼，走向近南北，向北延出勘查区，南端与f10交会，区内控制长度约4.2km，倾向东，东盘为p2s1地层，西盘为p1s地层，落差110340m，0711孔、0613孔穿见断层。断层性质为东盘下降之正断层。2）f10断层位于勘查区中南部，呈近东西向展布，两端延出区外，区内延伸长约4.9km，造成地层沿走向不连续，错断f2断层。断面倾向南东，倾角70左右，北西盘为p1xp2s3地层，南东盘为p2s1p2sh地层，垂直断距西大东小，约30060m。断层性质为平移正断层。0506孔及0512孔穿见断层。断层南东盘地层产状接近水平，推定落差为180m。其分支断层造成6051孔二2煤断失。4）df2断层位于勘查区南部，呈北北东向展布，止于f10断层。断面倾向东，倾角70左右，两盘均为p2shp2s4地层，垂直断距150m，6031孔间接控制断层，断层性质为正断层，有可能与f12为同一断层。本区构造复杂程度属于中等类型，目前未发现陷落楼柱。3.3 岩浆岩1）岩浆岩种类本区基性酸性岩浆岩均有发现，根据岩石类型可归纳为如下几类：1、辉绿(辉长)岩类包括辉绿岩、辉绿玢岩、辉长岩、橄榄辉绿岩、蚀变微晶辉绿岩、辉长辉绿岩等。2、闪长岩类包括闪长岩、闪长斑岩、闪长玢岩、角闪闪长岩，石英闪长岩、蚀变闪长玢岩、蚀变闪长岩等。3、煌斑岩类包括云煌岩、云斜煌斑岩、辉石煌斑岩等。4、细晶岩类包括细晶岩、闪长细晶岩。5、花岗岩（石英斑岩）类包括斑状花岗岩、花岗斑岩、蚀变黑云母花岗斑岩、蚀变钠长斑岩、石英斑岩、含角闪石石英斑岩。2）岩性特征（1）辉绿(辉长)岩类该类岩石在本区分布较广，占穿见孔的50%以上，最大穿见厚度超过10m，仅以辉绿岩为例叙述之：岩石呈暗绿灰色、辉绿结构，块状构造。主要矿物为基性斜长石，约占70，其次为单斜辉石及微量石英、方解石、磁铁矿等，斜长石呈板条状，自形半自形，单斜辉石呈他形粒状，分布于斜长石组成的空隙中，辉石大部分被纤闪石、方解石、菱铁矿等混合体所替代，仅保留其外形，岩石中宽0.55mm的小裂隙发育，其中充填有方解石和石英细脉。（2）闪长岩类该类岩石零星分布，占穿见孔的25%，最大穿见厚度超过10m，仅以闪长岩为例叙述如下：岩石呈灰绿色，半自形粒状结构，块状构造。主要矿物中性斜长石约占70，含少量角闪石、方解石，微量黄铁矿、磁铁矿、绿帘石、沸石等。角闪石呈长柱状，被方解石轻微交代。（3）煌斑岩类该岩类占穿见孔的17%，最大穿见厚度近6m。现以云斜煌斑岩为例叙述之：岩石呈淡灰黄灰色，斑状结构，基质为显微粒状结构，块状构造，矿物成分以方解石、黑云母、斜长石为主，其次为黄铁矿、磷灰石及微量屑石等，岩石常具碳酸盐化。（4）细晶岩类 该类岩石区内仅有个别钻孔穿见，现以闪长细晶岩为例叙述如下：岩石呈灰浅绿灰色，细晶似斑状结构，块状构造。斑晶含量1，为石英、角闪石。基质为酸性斜长石、角闪石及微量黄铁矿等，次生矿物为透闪石、方解石、绢云母。（5）花岗岩类该类岩石仅区外个别钻孔穿见。3）空间分布特征（1）空间分布岩浆岩在区内发育程度不同，中北部有各种不同的岩类发育，而南部只有少量分布，现将各类岩体(脉)空间分布状况简述如下：1、辉绿岩类主要集中分布于矿区中北部，而其他部位只有零星产出。2、闪长岩类只零星分布在其他各类岩体(脉)之间。3、煌斑岩类分布较广，主要分布于矿区中北部。4、花岗斑岩类主要集中于矿区东侧，呈近于南北方向展布。5、细晶岩类区内仅在6902孔中穿见。（2）形态产状区内岩浆岩的种类多，产状、形态也各异，花岗斑岩在区内是穿见厚度最大的岩墙，近于南北向展布，呈岩墙状；辉绿岩类在区内分布最广，呈岩床（脉）状产出。侵入于煤层中的岩浆岩，一般倾角较平缓，且受煤层顶底板岩层倾角的制约。4）侵入时代探讨湖北宜昌所测定花岗斑岩的同位素年龄值为114ma，1981年城郊矿区采样送至湖北宜昌所测得与其相当于同一条花岗斑岩脉的同位素年龄值为129ma，辉绿岩同位素年龄值为309ma。据此初步认为区内岩浆活动至少有两期：辉绿岩（基性岩类）的侵入时代可能为海西期，而花岗斑岩（酸性岩类）的侵入时代则可能为燕山期，这与区域资料相一致。19第4章 煤及其它有益矿产4.1 含煤性4.1.1煤系地层二叠系山西组、下石盒子组和上石盒子组为区内煤系地层，总厚度约850m，含煤18层，累计煤层厚度大于10m，含煤系数大于1（表41）。 勘查区含煤情况一览表 表41地层单位山西组下石盒子组上石盒子组石千峰组第一段第二段第三段第四段平均厚度106.83m73.88m128.18m224.27m231.67m300m768m标志层编号k4k5k6k7k8k9煤组编号二煤组三煤组四煤组五煤组六煤组含煤层数及可采情况4层，二2为全区主要可采煤层7层，三2可采，三4、三1大部可采3层，均不可采3层，五1、五2偶尔可采偶见1层，不可采无煤无 煤4.1.2 煤 组自下而上可对比划分为山西组二煤组、下石盒子组三煤组、上石盒子组四、五、六煤组。其中四、五、六煤组不具工业价值，二、三煤组赋存可采煤层，是本次工作的主要对象。本区主要煤组划分与区域对照情况如表42。1）二煤组厚106.83m，煤层平均总厚4.30m，含煤系数4.03，自下而上可分为二11、二12、二2、二3等4层。2）三煤组平均厚度73.88m，煤层平均总厚5.41m，含煤系数为7.32，自下而上可分为三l、三2、三3、三4、三5、三6、三7煤层。4.2 煤 层4.2.1 概况二煤组二1煤层位于山西组下部，分二11、二12两个分层(相距约8m)，层位不稳定，常有尖灭现象，仅有个别点达可采厚度；二3煤层，位于山西组上部，层位不稳定，无可采点；二2煤层位稳定，为主要可采的较稳定煤层。三煤组三3、三5、三6、三7煤一般不可采；三2煤较稳定，为主要可采煤层；三l、三4煤较稳定，为大部分可采煤层。4.2.2 可采煤层本区可采煤层为山西组二2煤层及下石盒子组三l、三2、三4煤层（参见表4-3），可采平均总厚度6.34m，现分述如下： 李大庄勘查区普查可采煤层一览表 表43煤层煤厚（m） 两极值 平均值（孔数）夹矸（层）两极值一般值可采煤厚（m） 两极值 平均值（孔数）煤层稳定程度赋存情况煤层间距（m）两极值平均值三4 02.69 1.04（28）0210.832.691.49（16）较稳定东南侧可采5.6013.107.902.3114.505.8372.1098.1080.95三2 01.92 1.18（30）0210.811.921.32（24）较稳定全区赋存三l 01.30 0.61（32）0100.801.301.00（12）较稳定勘探线以南可采二2 04.25 2.04（26）0101.044.252.53（20）较稳定全区赋存1）二2煤位于山西组中部，上距k4底约53m，煤层底板多为条带状中细粒砂岩（相当豫西“大占砂岩”层位），少数为泥岩；顶板多为泥岩及砂质泥岩，少数为砂岩。煤层层位稳定，区内穿见层位钻孔26孔，可采20孔，可采率76.9%，煤厚0.404.34m，纯煤厚度0.404.25m，平均煤厚2.04m，可采平均厚度2.53m。煤层结构简单，局部含夹矸1层。本层为全区基本可采的主要可采煤层，属较稳定煤层。2）三1煤位于下石盒子组下部，下距k4约15m，至二2煤间距平均80.95m，煤层顶板以泥岩为主，少数为中细粒砂岩；底板以泥岩为主，次为砂质泥岩。区内32孔穿见煤层层位，可采12孔，可采率37.5%，可采范围连片分布于勘探线以南。煤层厚度01.55m，纯煤厚度01.30m，平均煤厚0.61m，可采平均厚度1.00m。煤层结构简单，局部含夹矸1层。煤层稳定程度为较稳定类型，属大部分可采煤层。岩浆岩侵入对三1煤层影响不大。3）三2煤下距三1煤平均5.83m，煤层顶、底板一般均为泥岩，顶板偶见砂岩及砂质泥岩。区内穿见煤层层位者30孔，可采24孔，可采率80.0%。煤厚0.052.23m，纯煤厚度0.051.92m，平均煤厚1.18m，可采平均厚度1.32m。煤层结构简单，局部含夹矸12层。本层为全区基本可采的主要可采煤层，属较稳定煤层。岩浆岩侵入对三2煤层影响不大。4）三4煤位于三2煤之上，下距三2煤平均7.90m，。煤层顶板主要为泥岩，有时为砂质泥岩，偶见细、中粒砂岩；底板以泥岩为主，有时为砂质泥岩，偶见细砂岩。区内穿见煤层层位28孔，可采16孔，可采率57.1%。煤厚05.12m，纯煤厚度02.69m，平均煤厚1.04m，可采平均厚度1.49m。煤层结构简单，局部含夹矸12层。本层为大部分可采煤层，属较稳定类型。造成三4煤缺失或变薄的主要原因有沉积缺失（1068孔）、沉积变薄（1009孔）、吞蚀（6093孔）等。4.3 其它有益矿产1）菱铁矿区内菱铁矿主要赋存于三煤组、k 4标志层和二2煤层上部的岩层中，在其它层段虽有产出，但层位极不稳定，厚度很薄(0.30m)。不具备工业价值。2）铝土矿（铝质泥岩）本区上、下石盒子组中含有多层含铝质泥岩，其中k4鲕状铝质泥岩含铝较高，层位也比较稳定，由于矿层连续性很差，故做耐火粘土原料价值不大。 3) 稀散、放射性元素各煤层内ge、ga、u含量均很低，仅个别煤层的个别点达到工业综合利用指标（表46）。值得注意的是，区域范围内煤层夹矸和顶、底板岩石中ga的含量有大幅度提高，为数不多的测定结果表明，ga在煤层的夹矸和顶底板岩石中较为富集。k4泥岩标志层顶部有较明显的自然放射性异常，幅值通常在l00以上。 稀散放射性元素含量统计表 表46煤层号ge（10-6）ga（10-6）u（）最小值最大值20最小值最大值30最小值最大值0.03二20110226000.0070三11.16190933100.0020三20271028000.0382三40180529000.00750二2煤夹矸及顶底板05.17023.9402三1煤夹矸及顶底板1.35023.5373三4煤夹矸及顶底板07034344四、腐植酸煤层露头附近由于遭受风化、氧化作用，常使煤层内产生了一定数量的游离腐植酸。据城郊矿区资料，风化、氧化煤的腐植酸含量较低，属低腐植酸煤，且煤层埋藏较深，故其工业价值不大。第5章 矿床开采技术条件5.1 水文地质5.1.1 区域水文地质条件本区位于永城隐伏复式背斜西翼，地势平坦，为大面积新近系覆盖区。区域上北、西、南、东四面基本上以高角度正断层为界，形成 “回”字型封闭隔水边界。东北部区域灰岩水通过远方侧向水平渗透补给矿区受到限制，致使成为较简单的水文地质条件。勘查区中部的宋沟、东侧的巴河（沱河一级支流）、西侧的韩沟为季节性河流或沟谷，水量受大气降水影响，河床或沟面开阔，坡降平缓（一般1/40001/6000），与浅层地下水（表层潜水）有一定的联系。浅层地下水距离主要可采煤层垂深大于500m，超出河下安全采煤深度，故河流或沟谷对采煤没有威胁。5.1.2 含水层及隔水层特征1）新近系孔隙含水组（l）新近系孔隙含水组可分为四段：1、上段（埋深030m）新近系全新统孔隙潜水强含水段（1）：浅层地下水赋存于新近系全新统冲积层中，底界埋深30m左右。由于多次泛流影响，河流相沉积构成重迭交错的结构特征，具有上细下粗的“二元结构”。该段为一套稳定的亚砂土，含粉细砂，最大厚度为23.86m，平均厚度为9.24m，其间夹有粘土、亚粘土。该段底部及以下分布有厚约1530m的粘土、亚粘土隔水层，局部粘土厚度大于50m。大气降水的入渗是浅层地下水的主要补给来源，其次是河渠入渗补给。大