矿井资源勘查毕业论文.doc

矿井资源勘查毕业论文1、绪论根据矿井衔接安排，为满足矿井设计和生产需要，依据矿井地质报告、矿井勘探钻孔资料及邻近地质揭露资料，编制了崔井二采区地质说明书。2、矿区概况 地理坐标为：崔家沟井田东经为1114711152，北纬为36533657；河溪沟井田东经为1114511148，北纬为36543656；河东矿区范围地理坐标为：东经为11141251115204，北纬为365300365934；崔家沟井田扩区井东经为11151211115204，北纬为365345365650；河溪沟井田扩区井东经为11141251114523，北纬为365418365934；崔家沟井田北与河东镇811煤矿和介休麻凹煤矿相邻，南以F50号断层为界，东以J-5，K-16号钻孔连线为界，西以F1和F22断层为界；河溪沟井田北以灵石县河东镇为界，南以F2、F3断层为界，东以F21和F22号断层为界（与崔家沟井田西部大部分边界重合），西以煤层露头线为界；崔家沟扩区北以纵坐标4091线为界；西以J-5，K-16，Y-137号钻孔连线为界，东南以10号煤层露头线为界，东以F4断层为界；河溪沟井田扩区：北部与宜兴勘探区相接，东邻灵石县南续煤矿，南邻河东圪台煤矿和景家沟煤矿，西邻曹村详查区。 崔家沟井田走向长5.5km，倾向宽3.2km，井田面积17.6km2，河井田走向长4.5km，倾向宽2km，井田面积9.8km2；崔家沟井1959年1月投产，1962年停产补套，于1965年1月完成投产，生产规模30万t/a，后经过升级改造崔家沟井田所有下组煤资源生产规模提升为120万t/a。 河东煤矿有限责任公司交通便利，南同蒲铁路和大运公路沿矿区西侧通过，区内均有三级公路与其相连通，南距南同蒲铁路灵石县车站10km，北距介休县车站10km，经灵石站和介休站通往全国及全省各地。 本区属于黄土高原丘陵地形，沟谷纵横切割，地貌上属侵蚀剥蚀区，区内地形标高在725.5米1126米之间，最低点位于本区东南部的汾河边缘，标高725.5米，最高点位于本区北斩断焉村北东梁顶，标高1126m，相对高差400.5米。基岩多出露于黄土沟谷的底部及两壁。区内地下水总的流向为：四周汇入汾河，最后汇入黄河。 本区气候属于大陆性半干燥气候，冬季寒冷干燥，夏季温湿多雨。气温最高38，最低-20.3。结冰期多在11月份至次年3月份，冻土层深度最深40cm，降雨量多集中在69月份，年降雨量488.4mm，蒸发量为1533.9mm。地震：根据1978年山西省地震局编制的山西省地震基本烈度区划图本区属高烈度区、烈度在7一8度，介休8度，灵石7度。 3矿区地质概况3.1 区域地质简况 3.1.1区域构造： 河东煤矿有限责任公司位于霍西煤田汾孝矿区的东部，根据山西省区域地质志中断块学说的观点，霍西煤田位于吕梁山块隆东南部之四级构造单元，阳泉曲-汾西盆状复向斜内（以下简称盆状复向斜）。 该盆状复向斜，分布在孝义市阳曲镇、汾西县及以南一带，构成著名的“霍西煤盆地”。总体展面方向为北北东，长约140km，宽约45 km，面积达6300 km2，是组成吕梁山块隆的主体构造之一，广泛发育石炭、二叠系含煤地层，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，东部较狭窄零星出露。 该盆状复向斜之西北为柏洼山-刘家坪多字形断褶，呈北北东向长条状展布，由一系列北北东向的背斜，断层呈雁行式斜列组成。两翼出露寒武、奥陶系地层。西南为南北向褶皱带，为近南北向的正弦曲线状复向斜，两翼出露石炭系，边部为奥陶系地层。北部靠吕梁山块隆的主体、关帝山穹状隆起，沉积盖层为寒武、奥陶系地层，产状近于水平。北东部为晋中新裂陷中的孝义断阶，分界为义棠-汾阳断裂，是霍山大断裂的向北西分支断裂。南东部为临汾-运城新裂陷中的洪洞临汾凹陷，呈北东向展布，为霍山大断裂的西部沉降盘。 受周围构造的影响，盆状复向斜的内部次级构造呈北东向，但由于东部霍山大断裂的向北延伸部分为北西向，从地层的出露情况看，该盆状向斜亦受北西向构造的干扰、迭加，使盆状复向斜的盆地构造呈网目状。其构造形迹表现为以宽缓的褶皱为主（两翼倾角一般不大于15），断层稀少，且多为落差在30m以内的小型断层。汾河断层是盆状复向斜中一条较大的断层，走向北东，倾向北西落差200m左右，倾角75，据邻区资料在南庙沟、刘家沟、枣沟、黑洼沟，出露清楚。义棠以南桑平峪附近，下盘出露奥陶系地层，上盘为上石盒子组地层，景家沟、阁老洼附近亦出露清楚。中部接近本区的部分受汾河河床覆盖无出露。下面把影响本区构造的主要断裂作一简要的叙述。1、霍山断层 自介休县龙风乡以北进入本区，被新生界覆盖，走向北3515东，倾向北西，落差约200m左右，向南出区外，构成了井田东界。 2、孝义断层 自孝义市以西向南延伸进入本区与霍山断层在介休县秦树乡兴地村南复合，走向北2030西，倾向北东，落差700m左右，北东盘地层均被新生界覆盖，介南普查施工的J-1号钻孔，253.45m见到石千峰而终孔，J-2号钻孔，孔深606.38m，未见基岩。南西盘出露石炭、二叠系地层，说明孝义断层把本区分割成两部分，断层以东新生界较厚，煤层埋藏较深；断层以西该井田，煤层埋藏深度相对较浅。 3、汾河断层地层特征表表2-1地 层 系 统厚度（m）特 征界系统组最小-最大新生界第四系Q全新统Q45-42粉砂、亚砂土、亚粘土，分布在河流级阶地上。更新统马兰组Q33-1336灰黄色亚砂土，垂直节理发育，形成黄土地貌。离石组Q230-95灰黄色亚粘土、亚砂土，形成陡立的黄土沟谷。泥河湾组Q151-116黄色砂层及灰绿色亚粘土、亚砂土。第三系N上新统N2静乐组N224-15降紫红色粘土，夹钙质结核。保德组N2114-449砾石及黄红色砂质粘土。中新统N120-120紫色、灰黄色砂岩、砂砾层、砂质粘土互层。中生界三叠系T下统刘家沟组T1l221浅紫红色细砂岩。古生界二叠系P上统P2石千峰组P2sh130-215紫红、灰红长石砂岩，夹泥灰岩碎块，底部含砾粗砂岩。上石盒子组P2s245-548分三段，上、中灰紫色为主，下灰绿为主。下统P1下石盒子组P1x70-159分二段，灰绿色长石砂岩为主，植物化石丰富。山西组P1s23-78灰黑色、深灰色砂岩，砂质泥岩及粉砂岩、煤组成，含煤1上、1、2、3，2号、煤在南部分为2号及2下号。石炭系C上统C3太原组C3t86-126深灰色泥岩，砂质泥岩，砂岩及34层煤灰岩及煤。含煤4、5上、5、6、7上、8、8下、9、10、11。中统C2本溪组C2b3-43灰-深灰色砂岩、砂质泥岩、泥岩、灰岩及薄层煤组成。底部含铝土岩及山西式铁矿，北厚南薄。奥陶系O中统O2峰峰组O2f100-239深灰色石灰岩及石膏、白云质灰岩组成。上马家沟组O2s150-310深灰色角砾状、豹皮状石灰岩。下马家沟组O2x83-156深灰色中厚层状石灰岩。下统O175-154厚层状泥质白云岩。寒武系190-300泥质白云岩，粒屑白云岩。上元古界长城系Zc18-32石英岩北自介休义棠镇至本区南部的王家岭村附近，走向北4555东，倾向北西，落差300m左右，断层的北段沿汾河而上与孝义断层复合。 3.1.2区域地层河东煤矿位于霍西煤田汾孝矿区的东部，区域上基岩大部分为新生界所覆盖，仅在沟谷中有基岩出露，区域地层主要有长城系、寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系、三叠系及新生界的第三系、第四系。地层特征见表2-1。3.2 矿井地质 3.2.1地层 河东煤矿井田内出露地层及钻孔所揭露的地层由老至新有：奥陶系中统上马家沟组（O2s）、峰峰组（O2f）、石炭系中统本溪组（C2b）、上统太原组（C3t）、二叠系下统山西组（P1s）、下石盒子组（P1x）、上统上石盒子组（P2s）、石千峰组（P2sh）、第三系（N）、第四系（Q）地层。 1、奥陶系中统（O2） （1）上马家沟组（O2s） 区内没有出露，仅个别钻孔揭露，水22-1号孔最大揭露厚度69.83m，主要同浅灰色深灰色，具豹皮状结构的石灰岩及白云质灰岩、泥灰岩组成，小溶洞及裂隙发育。与下伏地层呈整合接触。 （2）峰峰组（O2f）一段（O2f1）：据钻孔揭露资料知：其厚度为92.08106.51m，平均为99.30m，主要为深灰色角砾状灰岩，厚层状石灰岩及灰白色薄层石膏层组成。 二段（O2f2）：厚度为44.1066.00m，平均为55.05m。由灰色、深灰色石灰岩，夹少量浅灰色白云质灰岩组成，局部夹砾状石灰岩，溶蚀现象明显，裂隙及小溶洞发育，多被方解石充填，洞内常见方解石晶簇，与下伏地层整合接触。 2、石炭系（C） （1）中统本溪组（C2b） 与下伏地层为假整合接触，该组地层沉积于古侵蚀面之上，厚度为317.60m，平均为10.49m，主要为一套灰灰黑色泥岩、粉砂岩、岩屑石英砂岩及不稳定的薄层生物屑泥晶灰岩。含煤23层除个别点达到可采外，一般不可采。底部发育一层褐灰色铝质泥岩（G层铝土），具内碎屑及鲕状结构，并含团块状黄铁矿，区域上相当于山西式铁矿层位。（2）上统太原组（C3t） 该组为区内主要含煤地层之一，连续沉积于本溪组之上，厚度72.45101.67m，平均89.53m，含煤11层，其中9、10、11号煤层厚度大，为全区主要可采煤层，4、6、7号三层煤在崔家沟井田为局部可采煤层，在崔家沟井田扩区为全区不可采煤层，在河溪沟井田仅4号煤层为局部可采煤层，在河溪沟井田扩区仅7号煤层为局部 可采煤层。5号煤层除河溪沟井扩区为大部可采煤层外，其余三个井田为全区不可采煤层。从沉积物的组成上可以看出该组明显分为三段： a、下部碎屑岩沉积段：从K1至11号煤层底板，一般厚812m。主要由细中粒砂岩、粉砂岩、含铝质泥岩组成，夹不稳定的薄煤层及灰岩。底部为一层白色细、中粒石英砂岩（K1），石英含量95%以上，分选极好，硅质胶结，均匀层理或具由细粒物质形成的砂纹层理。 b、中部碎屑岩与碳酸盐岩交互沉积段：从10、11号煤层底至K4灰岩顶，一般厚55m左右。主要由生物碎屑泥晶灰岩，岩屑石英砂岩及煤组成，含煤46层，自下而上依次为11、10、9、8、7、7上号，其中9、10、11号煤层厚度大，为全区稳定可采煤层，7号煤层在崔家沟井田扩区和河溪沟井田为全区不可采煤层，在崔家沟井田扩区和河溪沟井为全区不可采煤层，7上和8号煤层为全区不可采煤层。 K2灰岩煤层9号煤层直接顶板，厚4.9616.40m，平均为7.98m，深灰色。 K3灰岩煤层8号煤层直接顶板，一般厚1.746.60m，平均为5.01m，深灰色。 K4灰岩煤层7上号煤层间接顶板，一般厚1.556.11m，平均为4.15m，深灰色。 c、上部碎屑岩沉积段，从K4灰岩顶至K7砂岩底。一般厚26m左右，主要由黑色泥岩、粉砂岩、岩屑石英砂岩及煤层组成，本段含煤24层，依次为6、5、5上、4号，其中6号煤层仅在崔家沟井田局部可采，其余三个井田为不可采煤层，4号煤层在崔家沟井和河溪沟井田为局部可采煤层，在崔家沟井田扩区和河溪沟井扩区4号煤层逐渐尖灭为不可采煤层。 3、二叠系（P） （1）下统（P1） a、山西组（P1s） 山西组为本区主要含煤地层之一，与下伏地层太原组呈整合接触。厚27.1651.41m，平均39.38m，主要由灰黑色泥岩、粉砂岩及含大量菱铁质鲕粒或内碎屑的砂岩组成，含煤35层，其中2上号煤层在河溪沟井田扩区尖灭不可采外，其余三个井田均为大部可采煤层，2下号煤层除河溪沟井田为不可采外，其余三个井田均为局部或大部可采煤层，3号煤层仅在河溪沟井田扩区为局部可采，其余三个井田均为不可采煤层。 b、下石盒子组（P1x） 本组厚为73.70180.34m，平均123.58m。顶部为一层桃红色铝质泥岩（俗称桃花泥岩），是良好的辅助标志层。上部由灰绿色细粗粒岩屑长石石英砂岩、粉砂岩、砂质泥岩及泥岩组成，带紫色斑块；下部为灰绿色、灰白色中粗粒岩屑长石石英砂岩及灰黑色粉砂岩、泥岩，头13不稳定薄煤层组成或煤线。底部以一层灰褐色中粗粒岩屑石英砂岩（K8），与下伏地层山西组分界，整合接触。 （2）上统 a、上石盒子组（P2s）一段：厚度148.00194.90m，平均168.83m，以灰绿色及灰白色细粗粒长石石英砂岩、灰绿紫红及杂色粉砂岩、砂质泥岩及泥岩为主，底部为灰绿灰白色中粒长石石英砂岩，常含石英、燧石细砾（K10），为上、下石盒子组分界标志。K10砂岩上下各具一层发育十分稳定的浅红色铝质泥岩（俗称桃花泥岩），是良好的辅助标志层。 二、三段：厚219250m，平均243.29m，以紫红色泥岩、砂质泥岩、砂岩为主，夹灰绿色细粗粒长石石英砂岩，底部为一层灰白灰绿色厚层状含砾粗粒巨粒长石石英砂岩，含少量燧石（K12）。是与一段的标志层。仅在河溪沟井田扩区西南部有部分出露，与下伏地层呈整合接触。以紫红色夹灰绿斑点的中心粗粒砂岩、细砂岩、粉砂岩、泥岩组成，底部为一层含砾粗砂岩（K14），砾石成分以燧石为主，平均厚度5.04m。 4、第三系（N） 紫色砾岩、砂砾岩、灰黄色粉、细砂岩层及紫色粘土、砂质粘土夹钙质结核，厚度随地而异，厚0300m，角度不整合于基岩地层之上。 5、第四系（Q）分布较第三系广泛，不连续的覆盖于各时代地层之上，为黄土层夹砂砾层，近代冲积层、坡积厚等，厚度不等，变化较大，厚度在0150m。河东煤矿崔家沟井田内出露岩层大都为二叠系石盒子组地层，少部分出露山西组顶部地层，大部分山西组及全部太原组、本溪组、奥陶系地层区内均无出露，故依据钻探及井田外围出露地层从下到上，由老到新分述如下：1、奥陶系中统（O2f）峰峰组： 上部为纯灰岩，下部为泥灰岩，并含有上下石膏带，含方解石脉，易被地下水溶解，形成溶洞。风化面以下5060米有石膏层厚15.9米，出露于灵石县汾河两岸。 2、石炭系（C） 中石炭系本溪组（C2b） 与下伏地层为假整合接触，底部为山西式铁矿，不稳定，上为灰白色、灰黑色铝土岩、铝土页岩、薄层灰岩组成，灰岩内富含蜓科化石，本组地层厚312.53米（河井一般为5.4米，崔井一般为9.32米）。 上石炭系太原组（C3t） 为本区主要含煤地层，沉积旋回清楚，为海陆交替相之岩层，标 志层显著。由煤层、灰黑色泥岩、深灰色石灰岩、灰色砂岩等组成。灰岩中夹有黑色燧石条带，K2、K3、K4三层灰岩稳定，易对比、灰岩中含丰富的蜒科、腕足类动物化石。含煤9层（4号12号）。主要可采层为9、10、11号，地层厚79.3499.1米，崔家沟井田平均厚91.39米，河溪沟井田平均厚89米。底部K1砂岩假整合于本溪组之上。 3、二叠系（P） 山西组（P1s） 与下伏太原组地层连续，为海相过渡到陆相的沼泽沉积，岩相具五次主要沉积旋回，以黄白、灰白砂岩、灰黑色砂质页岩、泥岩以及煤层组成，为区内重要含煤地层，含煤5层（1、2上、2下、3上、3下号），主要可采层为2上、2下号煤层，地层厚27.1649.32米，崔家沟井田平均为35.49米，河溪沟井田平均为38米。 下石盒子组（P1x） 灰黄、灰绿色砂岩、灰色、深灰色砂质页岩及页岩，薄煤线组成。中上部以厚层砂岩为主夹砂质页岩，顶部有一层层位稳定的铝土质泥岩，具鲕状结构。风化面呈鲜艳桃红色，故名桃花页岩，是良好的上下石盒子组分界之辅助标志层，本组底部以K8砂岩与下伏之山西组地层分界，二者呈连续沉积，为整合接触。本组地层厚101.0180.34米，崔家沟井田平均厚149.44米，河溪沟井田平均厚113米。 上石盒子组（P2s） 黄绿、灰绿色砂岩，黄绿色、紫灰色砂质页岩及紫红色页岩互层。地层厚100201.5米，崔家沟井田平均厚184米，河溪沟井田一般为100米。 4、第三系（N） 紫色砾岩、砂砾岩、灰黄色粉、细砂层及紫色粘土、砂质粘土夹姜状钙质结核，厚度随地而异厚0300米，角度不整合于基岩地层上。 5、第四系（Q） 分布较第三系广泛，不连续的覆盖于各时代地层上，为黄土层夹砂砾层，近代冲积层，坡积层等，厚度不等，变化较大，厚度在0100米。 （二）崔家沟井田扩区内均被新生界覆盖，仅在邻近本区的东北部沟谷中零星出露有下二叠系下统山西组和下石盒子组，二叠系上统上石盒子组。现将区内地层的层序、时代、厚度、岩性特征由老到新分别叙述如下：1、奥陶系中统上马家沟组（O2s） 区内仅202号钻孔揭露19.94m，为深灰色、块状、质纯石灰岩，少量裂隙被方解石充填。 2、奥陶系中统峰峰组（O2f） 202钻孔揭露，厚度108.20m。岩性为灰色，深灰色石灰岩，局部夹泥岩。上段厚56.10m，顶部石灰岩经镜下鉴定为粒晶灰岩，晶粒结构，块状构造，粒晶方解石组成。下段厚52.10m，灰色泥岩夹薄层角砾状石灰岩，纤维状石膏，顶部有铁质侵染呈褐色。3、石炭系中统本溪组（C2b） 区内无出露。本组平行不整合于峰峰组之上。区内有3个钻孔分别揭穿本组地层，厚度11.1215.85m，平均厚13.43m。由灰色、浅灰色铝质泥岩和深灰色泥岩、粉砂岩及不稳定的石灰岩组成。底部为铝质岩，鲕状结构，具星散状、结核状黄铁矿。203号钻孔本组泥岩作了X射线粉晶照相分析，泥岩成分为石英、高岭石、伊利石。 4、石炭系上统太原组（C3t） K1石英砂岩底至K7砂岩底，厚度82.1098.48m，平均厚89.53m。与下伏本溪组呈整合接触。岩性由深灰色、黑色泥岩、粉砂岩、石灰岩以及粗至细粒砂岩和煤层组成，为本区主要含煤地层之一。 底部一般为灰白色石英砂岩（K1），下部以泥岩，粉砂岩，中细砂岩为主，夹主要可采煤层2层（9号、10号）和大部分可采的11号煤层以及10下号和11下号煤层。中部以3层深灰色石灰岩为主（K4、K3、K2）夹不稳定的薄煤层2层（8号、7号）。上部以深灰色泥岩、粉砂岩为主，夹不稳定的煤层2层（5号、6号）。本组沉积厚度，岩性稳定，总的趋势是北部厚南部薄。 5、二叠系下统下部山西组（P1s） K7砂岩底至K8砂岩底，厚度37.3051.41m，平均厚44.99m。与下伏太原组呈整合接触。岩性主要以深灰色粉砂岩、灰黑色、黑色泥岩为主夹不稳定的灰白色、灰色中细砂岩。含煤5层（1号、2上号、2下号、3上号、3号），为本区主要含煤地层之一。其中2上号、2下号为主要可采煤层。本组沉积厚度呈规律性变化，北部较南部厚。 6、二叠系下统下石盒子组（P1x） K8砂岩底至K10砂岩底，厚度109.35125.10m，平均厚117.60m。岩性主要以砂岩、泥岩粉砂岩间互组成。根据岩性等特征划分为上、下两段。 下石盒子组下段（P1x1） K8砂岩底至K9砂岩底，厚度50.0074.40m，平均厚62.97m。岩性以深灰色泥岩、灰色粉砂岩、灰白色中细粒砂岩间互组成，夹23层含铝泥岩。泥岩、粉砂岩中具羊齿、轮叶植物化石碎片，上部砂岩呈灰绿色，下部偶夹12层薄煤线。底部为K8砂岩，厚度0.984.68m，平均厚2. 72m。岩性特征为灰白色、中厚层状、致密块状，成份以石英为主，层面富含白云母碎片及黑色煤纹。镜下鉴定为细粒石英砂杂砂岩，碎屑含量65%，杂基2025%，云母和重矿物23%，棱角状，胶结类型介于杂基支撑，基底式胶结与颗粒支撑孔隙式胶结之间，杂基中以高岭石为主，次为水云母。 下石盒子组上段（P1x2） K9砂岩底至K10砂岩底，厚度48.0158.76m，平均厚52.30m。岩性以灰色、灰绿色泥岩、粉砂岩与灰色、灰白色中粗粒砂岩间互组成，夹13层灰色、具紫色斑块的铝质泥岩。顶部为灰色、浅紫色、灰绿色铝质泥岩，鲕状结构，富含铁质，通称“桃花泥岩”，是确定K10砂岩的重要辅助标志。K9砂岩厚度1.7012.88m，平均厚7.78m。为灰绿色中粒砂岩，厚层状，致密、坚硬，成分以石英、长石为主，斜层理。镜下鉴定为中粗粒石英砂岩，块状构造。岩石成分由碎屑，杂基胶结物组成。碎屑含量75%，石英占6065%，长石占12%，少量云母、杂基1520%，多呈隐晶质显微晶质结构的粘土矿物组成，成分为高岭石及水云母。胶结物中有方解石及菱铁矿，并有少量的硅质。碎屑颗粒多呈棱角状次棱角状，胶结类型以颗粒支撑、孔隙式胶结为主，并有接触式胶结与杂基支撑。 7、二叠系上统上石盒子组（P2s） K10砂岩底至K14砂岩底，与下伏石盒子组地层为整合接触。本段岩性主要由灰绿色泥岩、粉砂岩为主，夹有灰绿色、黄绿色中细粒砂岩，钻孔揭露本区此组地层最大厚度为234.50m（204号钻孔）。P2s地层根据K12、K13砂岩可区分为三段，本区K12砂岩以上只保存了86.50m，其上地层均风化剥蚀。 上石盒子组第一段（P2s1） K10砂岩底至K12砂岩底，厚度148.00166.00m，平均厚157.00m。本区外围东北部有零星出露，岩性以灰绿色、紫色混杂的粉砂岩、泥岩，夹有23层黄绿色中细粒砂岩，中部为黄绿色中细粒砂岩，含铁质，有时呈薄层状出现，上部由紫色泥岩、粉砂岩、黄绿色砂岩间互组成。 K10砂岩厚度0.896.11m，平均厚2.64m。为灰色、黄绿色中粗粒砂岩，厚层状，成分以石英、长石为主，含少量暗色矿物，分选性好，次棱角状，钙质胶结，直线型斜层理。上石盒子组第二段（P2s2）K12砂岩底至K13砂岩底，钻孔揭露最大厚度为86.50m。岩性以紫色、黄绿色泥岩、粉砂岩、夹23层细中粒砂岩。底部K12砂岩为灰白色，黄绿色细砾岩，一般为中粗粒砂岩。底部含砾石，砾石成份主要为石灰岩、石英等，204号钻孔揭露K12厚度6.50m，302号钻孔为8.30m。 8、新生界 不整合覆盖于不同时代地层之上。钻孔揭露厚度为4.73661.05m，平均厚353.12m。 上第三系上新统（N2） 厚度为6.95346.35m，平均厚149.20m。下部岩性以浅黄色砂质粘土和砂砾石透镜体，局部胶结成岩，底部为砂砾岩，为N21地层，上部为棕红色粘土，砂质粘土，砂质粘土，含零星钙质结核和葡萄状结核层，夹砂砾石透镜体，为N22地层。 第四系 a、更新统（Q1+2） 厚度为为4.73408.25m，平均厚262.91m。其岩性下部为浅黄色粘土，夹砂砾石层；上部为红黄、黄褐、浅黄色粘土，砂质粘土夹多层砂砾层和钙质结核层，具铁质薄膜。b、全新统（Q4） 主要为松散的砂、卵砾石和次生黄土，仅在本区外围南部的静升河有堆积，厚度一般215m。 3.2.2构造河东煤矿由于受南北向霍山断裂带和北东向新华夏系构造的影响，区内所形成的断裂多呈高角度正断层，构造以北西向构造为主，地层总体走向北西，倾角一般不大于15，较大的褶皱有14条，落差1020米的断层有56条，断层和局部陷落柱特别发育，主要为正断层，由于断层发育，对工作面生产和采区布置影响程度较大，在采掘过程中，要注意断层和陷落柱导水问题。通过历次地质勘探和矿井45年的生产揭露本区未发现有岩浆岩的侵入。河东煤矿崔家沟井田由于受南北向霍山断裂带和北东向新华夏系构造的影响，区内所形成的断裂多呈高角度正断层，断层走向为北东、北北东方向，北西侧下降，断层发育且互相平行。 从整个河东矿区岩层趋势来看：基本为走向东西，倾向南，倾角在415之间，原勘探类型为二类中等地区。褶皱：崔家沟井田有6条，崔家沟井田有10条，都系正断层，现分井田将大于15米的断层与大型皱褶加以叙述。现分述如下：1、崔家沟井田褶曲（共6条）：崔家沟背斜：位于井田中部4-2钻孔与3-2钻孔连线部位。轴向北西4050，北西低，南东高，倾伏角7，两翼地层倾角514，长度1300米，宽度250300米。 马家山向斜：位于4-2与生两钻孔之间轴向北西40。北西低、南东高，倾伏角6，两翼倾角611，延长1500米。 马家山背斜：位于生-12钻孔东南部，轴向北西4050。北西低、南东高，倾伏角7，两翼倾角912，宽度250500米，井田内延长1000米。 刘家沟背斜：位于井田北部1-5钻孔一带，轴向北东35，两翼倾角3，宽度550米，全长1200米。 庄子村向斜：位于生-4与生-7孔之间，轴向北西50转北东30，北西高起，东南低下，倾伏角5，宽度200米至500米，全长1800米。帅家山向斜：位于井田东南部K-9与K-10钻孔之间，轴向北西55，北西高起，南东低下，倾伏角7，两翼倾角4，全长3500米。2、崔家沟井田之断层：（大于15米共17条）F1正断层：走向北东4050，倾向北西，倾角75，落差130140米，全长1100米，为井田北部自然边界。F22正断层：即河溪沟井田所见之F25正断层。F31正断层：为井田西部边界断层，走向北西1020，向南变为北东30，倾向西，倾角77，落差6070米，井田内延长约1100米，往南伸出井田以外。F41正断层： 位于S-11钻孔之西侧，走向北东10，倾向北西，落差20.9米，全长2000米，井下见于西二、东一采区。F49正断层：位于井田东南处，走向北东70，倾向北西，落差28米，全长1000米，对煤层破坏严重，对采区影响较大。F50正断层：位于井田南部边界，走向南东7080，倾向北东，倾角75，落差80150米，全长4000米，南部煤层破坏严重。F76正断层：位于东二采区东部，走向北东42，倾向南东，倾角75，落差15米，延伸长700米。F54正断层： 位于S-5钻孔之南侧，走向近东西，倾向南，倾角83，落差15米，延长300米。F69正断层：走向近似南北，倾向西，倾角66，落差915米，延长700米。位于S-9、3-2钻孔间。F15正断层：走向北东70，倾向北西，落差28米，延长1700 图2-3 崔家沟井田构造纲要图米。位于K-7钻孔附近，对采区划分影响较大。F72正断层： 位于东北部党峪沟，走向近南北，倾向西，落差20米，延长500米出井田。 F57正断层： 位于4-2号孔西南，走向北东60，倾向北西，倾角78，落差15米，延长350米。 F80正断层： 位于S-7钻孔附近之东南，走向北东2840，倾向南，东侧下降，倾角42，落差55米，延长2300米。工作面断层编号为F5710，对采区划分影响较大。F81正断层：走向北东20，倾向北西，倾角55，落差27米，全长800米，影响采区划分无法垮越，位于北三采区。F85正断层：走向北东28，倾向北西，倾角64，落差2035米，全长700米，影响采区布置，位于北三采区中部。F86正断层：走向北东30，倾向北西，倾角40，落差17米，全长700米，影响采区布置，位于北三采区。F17正断层：位于S-4钻孔附近，走向北东25，倾向北西，倾角51，落差15米，往两头延长并逐渐变小，延伸长1000米，原勘探地面落差6米，F14正断层是此断层的延伸部分。 综上所述，崔、河两井田断层，由于受新华夏系的控制，所遇断层大多为走向北东、北北东的高角度下断层，在区内断层多呈阶梯状出现，这一规律是本区断层的基本特点，由于断层发育，对工作面生产和采区布置影响程度较大。如：崔井东二采区1261、1263工作面，西二采区1286、1288工作面，北一采区11106、11108工作面，河溪沟西上山采区2923、2925等工作面都因小断层发育，致使工作面回收率很低，工效降低。又如崔井东二采区F80正断层，落差55米，采区无法越过此断层，使采区被迫提前回撤报废。北三采区F85正断层，位于采区中部，落差35米，使三采区无法跨越，使掘成的两条准备巷道只能服务一个工作面。又如新开的崔井北五采区第一个工作面12140，运输巷才掘进100米，就遇10米落差断层两条，所以井田内断层发育，对生产影响较大。 4 煤层与煤质4.1 煤层 4.1.1含煤性 河东煤矿煤系地层属二叠系山西组和石炭系太原组地层。由灰色砂岩、砂质页岩、灰黑色泥岩、深灰色石灰岩及煤层等组成。总厚度126.88134.52m，平均131.52m。含煤18层，煤层总平均厚度为13.28m，含煤系数10.1%。 1、二叠系山西组（P1s） 山西组为本区主要含煤地层之一，平均38.34m，含煤57层，煤层总厚2.473.48m，含煤系数9.16%，含可采煤层2层，厚度3.188.15m，平均厚3.29m，可采含煤系数7.418.7%，平均8.58%。 2、太原组含煤性 太原组为本区主要含煤地层之一，平均89.24m，含煤811层，自上而下依次为4、5上、5、6、7上、7、8、9、10、11、12号煤层，总平均厚度9.28m，含煤系数10.4%，含可采煤层3层，厚度3.579.90m，平均厚6.40m，可采煤层含煤系数3.911.50%，平均6.8%。 二、可采煤层 1、2上号（上八尺）煤层：位于山西组中上部，为含水性煤地层上部第一层可采煤层，距K8砂岩14.71m左右，位于1号江下420.3m，一般在7.396.4m，结构简单，煤层厚01.33m，平均为0.82m，含夹石1层，厚0.010.03m，崔家沟井田和崔家沟井田扩区为主要开采煤层，河溪沟井田为局部可采煤层，到河溪沟井田扩区变为不可采煤层。 7、7号（铜三尺）煤层：位于太原组中上部，K4灰岩之下0.174.82m一般为2.85m左右。下距K3灰岩一般23m，层位稳定，煤厚0.171.23m，平均0.70m，一般在0.600.80m，结构简单，在崔家沟井田和河溪沟井田扩区为局部可采煤层，在河溪沟井田和崔家沟井田为不可采煤层。 8、9号（毛四尺）煤层：位于太原组下段的顶部，直接位于K2之下，层位稳定，煤厚在0.71.73m之间，平均厚度1.21m在河东煤矿四个井田内均为稳定可采煤层，煤层直接顶板为K2石灰岩，底板岩性为粉砂岩、泥岩、个别为细砂岩。 9、10号（大炭）煤层：位于太原组下部，是本区的主要可采煤层之一，位于9号煤层之下0.355.65m之间，平均2.85m，煤厚2.024.91m，平均厚度为3.34m，结构复杂，含矸16层，在崔井、崔井扩区和河井为全区稳定可采煤层，在河溪沟井田扩区10号煤层与11号煤层合并。10、11号（底板）煤层：位于K1砂岩之上，10号煤层下0.3510.65m之间，平均间距为4.57m，煤厚在0.073.70m之间，平均1.12m，含夹石04层，煤层结构复杂。在崔家沟井田为稳定可采煤层，在河溪沟井田为不稳定局部可采煤层，在崔家沟井田扩区为大部可采煤层，在河溪沟井田扩区与10号煤层合并。 下面把井田可采煤层的具体情况叙述如下：（一）河东煤矿崔河二井田煤系地层属二叠系山西组和石炭系太原组地层。由灰色砂岩、砂质页岩、灰黑色泥岩、深灰色石灰岩及煤层等组成。总厚度为126.88米，含煤14层。可采煤层：崔家沟井田9层，煤层总厚度14.01m，含煤系数11.04%，河溪沟井田5层，煤层总厚度11.16m，含煤系数8.79%。1、二叠系山西组（P1s） 本组含煤地层由黄白、灰白色砂岩、灰黑色页岩及煤层组成。含丰富的植物碎片化石，地层总厚：崔家沟井田27.1649.32m，平均35.49m，含煤5层，煤层总厚3.48m，含煤系数9.0%，主要可采层为2上号、2下号两层；河溪沟井田3040m，平均38.0m，含煤5层，煤层总厚2.47m，含煤系数6.5%，主要可采层为2上号。 2、石炭系太原组（C3t） 本组含煤地层由煤层、灰黑色页岩、深灰色石灰岩、灰色砂岩等组成。地层总厚：崔家沟井田79.3499.1m，平均91.39m，含煤9层，煤层总厚10.53m，含煤系数11.53%，主要可采煤层为9号、10号、11号三层；河溪沟井田8297m，平均89m，含煤8层，煤层总厚8.69m，含煤系数9.76%，主要可采煤层9号、10号和11号三层。 （二）、煤层对比 区内含煤地层从岩相性质、分布状况及沉积古地理环境上，基本上是稳定的，井田内主要采用了标志层对比法，辅以沉积旋回岩相变化对比法。如：太原组中含三层稳定的海相灰岩（即：K2、K3、K4）系良好的标志层，灰四尺下方页岩中菱铁矿结核甚为明显（内含海相化石），据此太原组煤层层位依次确定下来。山西组中虽无较明显的标志层，但沉积旋回明显，煤层直接顶板一般为砂岩，底板为页岩，同时在对比时参考煤层厚度，煤层层位基本可确定。4.1.2 煤 质河东煤矿主采煤层的物理性质及煤岩特征 1、物理性质 山西组的煤层颜色多为褐色黑色，一般呈玻璃光泽，条带状和均一状结构，2下号煤层裂隙较发育，局部具方解石细脉，含泥质结核。太原组的煤层多为黑色，以玻璃光泽为主，条带状结构，富含黄铁矿结核，内外裂隙发育，充填物多为黄铁矿及方解石。 2、煤岩特征（1）宏观煤岩特征 各煤层宏观煤岩特征无明显差别，太原组以半亮型煤为主，山西组以半亮型及半暗型煤为主。 （2）显微煤岩特征 显微结构：条带状，线理结构。山西组煤层多为丝炭木质镜煤的暗亮煤，太原组煤层多为丝炭木质的亮暗煤及丝炭木质的暗亮煤。 有机显微煤岩组分： 各煤层以镜质组为主，镜质组中以无结核镜质体为主。 山西组煤层以凝胶化胶质和半镜煤化、微丝炭化胶质为主，丝炭木煤次之，角持化物质极少。太原组煤层以凝胶化胶质和半丝同炭、丝炭化基质为主，次要组分为丝炭碎片和丝炭基质、木质镜煤丝炭基质等，微量组分为角质化物质。无机显微组分：以粘土组为主，山西组煤层粘土以浸染状为主，充填于胞腔之中，黄铁矿少量，呈颗粒状分布于胶质层中或丝炭基质中。太原组煤层粘土多充填在细胞中和浸染在胶质中，黄铁矿呈小颗粒状，分散于胶质中。 河东煤矿主采煤层的化学性质各煤层主要煤质特征见表3-a。从表中可以看出2上号煤层：原煤挥发分16.8527.85，平均22.37；水分0.134.05，平均0.82；硫分0.321.47，平均0.48；收到基低位发热量35.76MJ/kg。为低中灰、特低硫低中硫、中高热值煤。2下号煤层：原煤挥发分15.732.37，平均23.12；水分0.30 3.77，平均0.94，原煤灰分为13.0838.32，平均22.41，硫分0.283.13，平均0.89，收到基低位发热量35.38MJ/kg。为低中灰中高灰，以中灰为主，特低硫特高硫，以低硫为主，中高热值煤。9号煤层：原煤挥发分14.4322.66，平均17.01；水分0.22 5.03，平均0.96，原煤灰分为7.4622.20，平均11.67，硫分1.294.69，平均2.78，收到基低位发热量36.16MJ/kg。，为低中灰中灰，以低中灰为主 ，低中硫特高硫，以中高硫为主，中高热质煤。10号煤层：原煤挥发分13.7155.16，平均17.38；水分0.04 5.15，平均1.19，原煤灰分为6.7145.4，平均18.01，硫分0.3311.07，平均3.92，收到基低位发热量35.75MJ/kg。，为低灰高灰，以低中灰为主 ，特低硫特高硫，以特高硫为主，中高热值煤。11号煤层：原煤挥发分15.0135.90，平均21.17；水分0.29 4.86，平均1.21，原煤灰分为22.8943.52，平均31.31，硫分0.405.39，平均1.52，收到基低位发热量33.75MJ/kg。，为中灰高灰，以中高灰为主 ，特低硫特高硫，以低中硫为主，中高热值煤。河东煤矿主采煤层的工业用途河东煤矿各煤层经洗选后均可作为炼焦用煤。河东煤矿各主采煤层的自燃性及发火倾向性河东煤矿各主采煤层经多年开采和试验，各煤层具有自燃发火倾向性，在今后的采掘工作中要加强防灭火工作下面把4个井田的煤质情况分别给予叙述： 一、河东煤矿崔家沟井田煤质概况：（一）煤的物理、化学性质、煤岩特征及工艺性能 2上号（上尺八）煤层：层状结构，亮煤、暗煤互层为主，镜煤次之，条痕棕褐色，断口呈角粒状，散煤重0.93t/m3，性脆，属低强度级煤（大于25mm级占38%），沿走向和倾向均为焦煤，据钻孔样化验结果表明：原煤属低灰中灰，以中灰煤为主。特低硫低中硫，以低硫煤为主的焦煤；洗煤为低灰低中灰，以低灰煤为主，特低硫低硫，以低硫煤为主特低磷焦煤，按1991年生产大样：洗煤为低灰、低硫焦煤。2下号（下尺八）煤层：条带状，半亮煤、亮煤、暗煤为主，镜煤次之，条痕棕褐色，性脆，属低强度级煤（大于25mm级占40%），贝壳状断口，散煤重0.95 t/m3，整个矿区煤质变化不大，据钻孔样化验成果表明：原煤为低中灰中高灰，以中灰煤为主，特低硫低硫煤，以特低硫为主焦煤；洗煤为特低灰低中灰，以低灰煤为主，特低硫低硫煤，以特低硫煤为主的特低磷焦煤，按1991年生产大样：洗煤为低灰、特低硫焦煤，与钻孔样吻合。 两层煤物理性质近似，自然视密度为1472.00kg/m3，单轴抗压强度Rc=7.62(6.468.38)MPa，普氏系数f=0.8，化学性质表明原煤灰分均高，其主要原因是夹石掺杂煤中，不易剔除之故。 3上号（一尺子八）煤层：仅崔家沟井东部局部可采，亦为层状结构，以暗煤为主，亮煤次之，条痕黑色，性软，原煤灰分以中灰煤为主，但经过洗选可变为低灰、低硫焦煤。4号（灰四尺）煤层：层状结构，暗煤、亮煤相互成层，镜煤、镜煤丝炭次之，条痕棕褐色，断口呈粒状，崔、河两井均为局部可采，原煤为中灰低中硫焦煤，洗煤为低灰、低硫、特低磷焦煤。 6号（拉它子）煤层：层状结构，亮煤、暗煤为主，镜煤、丝炭次之，性脆，断口呈粒状，不平整，条痕棕褐色，煤层上部光泽亮，下部光泽暗，原煤为中灰、低中硫煤；洗煤为低灰、低硫、中磷煤，在崔井由北往南煤质由焦煤区变为瘦煤区。7号（铜三尺）煤层：层状结构，亮煤为主，性脆，断口平整，仅崔井西部小范围可采，原煤为低中灰、中高硫瘦煤；洗煤为低中灰、中硫、特低磷瘦煤。9号（毛四尺）煤层：层状结构，半亮型、亮型煤、暗煤为主，丝炭次之，呈扁平豆体分布，硬度较大，属中强度级煤（大于25mm级占61.7%），断口不平整，条痕黑色，散煤重0.909t/m3，自然视密度1281.00kg/ m3，单轴抗压强度Rc=9.76(7.6-12.4)MPa，普氏系数f=1.0，据钻孔样化验表明：原煤为低中灰、中高硫瘦煤；洗煤为低灰、中高硫、特低磷瘦煤，胶质层厚度Y=4.33。按1991年生产大样：原煤为低中灰富硫瘦煤；洗煤为低灰中硫瘦煤。胶质层厚度Y=15，粘结指数为66。10号（大炭）煤层：层状结构，以亮煤为主、暗煤、镜煤次之，断口平整，性脆，属中强度级煤（大于25mm级占59.4%），条痕黑色，散煤重0.978t/m3，自然视密度1358.00kg/ m3，单轴抗压强度Rc=7.70(6.76-8.54)MPa，普氏系数f=0.8，据钻孔样化验表明：原煤为低中灰、特高硫瘦煤；洗煤为低灰、中高硫、特低磷瘦煤，胶质层厚度Y=5.93。按1991年生产大样：原煤经洗选可变成低灰低中硫瘦煤，胶质层厚度Y=16，粘结指数为68。 11号（底板）煤层：层状结构，亮煤、暗煤为主，镜煤次之，贝壳状断口，条痕棕色，据钻孔样化验结果表明：原煤为中灰、中硫瘦煤；洗煤为低中灰、低中硫、低磷瘦煤，胶质层厚度Y=7.0。5 开采技术条件河东煤矿位于郭庄群泉水文地质单元的中部偏东，其单元边界：北部和西部以吕梁背斜轴部太古界片麻岩为其天然边界，东以汾阳、孝义、介休一线的汾阳、义棠正断层及霍山断裂为其边界，东邻洪山泉域、广胜寺泉域；南止下团柏断层。南北长约110km，东西宽约57km，总面积约6300 km2。单元具有独立的补给、径流、排泄系统，属于向斜储水构造（图5-1）。图5-1 区域构造剖面示意图东部、西部、北部裸露约2000 km2的寒武系、奥陶系石灰岩成为地下水的补给区。补给方式主要为大气降水和河床渗漏。如图4-2所示，汾西矿区属于迳流区。西部地下水由西北向东南运动，东部地下水大致由东北向西南运动，东西两方向地下水在汾西矿区河溪沟井田附近汇合，沿汾河水流方向，约以1的水力坡度由北向南运动，由于受团柏背斜和下团柏断层的阻隔，在霍州市东湾村至下团柏断层之间形成60多个泉的郭庄泉群，以8m3/s的流量排泄地下水。另一种排泄方式是在郭庄泉群附近通过第四系松散层涌出地表补给河水，但在局部地段排泄不畅，造成地表积水，形成湿地或沼泽地。近年来人工凿井取中奥陶系石灰岩地下水，形成另一种排泄途径人工排泄。 区域含水层分为三种类型：松散岩类孔隙含水层、砂岩裂隙含水层、