矿井地质学课程设计指导书.doc

矿井地质学课程设计教学大纲编号： 实习周数：1 周 学分数： 应开学期：一、课程设计目的矿井地质学是应用性较强的专业课程，技能训练是教学中的一个重要环节。目的：分析典型剖面、煤矿井田地质背景，使学生了解影响井田构造及其他相关地质现象对煤厚分布的影响，通过分析归纳基础地质资料和地质勘探数据，总结出研究区地质条件发育及分布特征进行研究区煤层厚度等值线和底板等高线，地质剖面图的绘制，并在此基础上进行煤炭资源量计算，锻炼学生矿井地质说明书的编制和相关图件绘制能力。二、课程设计基本要求本次课程设计全部安排在室内进行学生独立进行制图和报告编写，任课教师现场指导。由任课教师讲授技能训练的目的、内容；学生独立查阅相关文献资料；要求学生提交1）相关数据表格及基本图件2）研究区矿井地说明书指导教师对学生提交的表、图及文字报告要认真批阅，评定成绩，并签名、签日期。三、课程设计内容（1）根据提供的矿井地质资料，分析、归纳研究区地质条件基本特征；（2）绘制图件：矿井地质剖面图；采区6煤底板等高线图。（3）矿井涌水量计算：6煤顶底板涌水量；（4）煤炭储量计算；（5）完成采区地质报告。四、课程设计内容的时间分配 该实习安排在第五学期进行。实习时间共为1周；（1）资料查阅和熟悉，1天（2）资料的分析归纳和成图，2天（3）研究区矿井地质说明书编制，2天五、 课程设计文字报告要求及其格式采区地质报告班级：地质10-4 姓名：崔志剑 学号：05102062 前 言 课程设计的背景和任务第一章 采区概况第一节 采区位置及范围第二节 四邻及井上下对照第三节 采区内钻孔情况第二章 采区地质第一节 地层第二节 构造第三章 煤层与煤质第一节 煤层第二节 煤质第四章 水文地质第一节 水文地质条件第二节 充水因素分析第三节 涌水量预算第五章 储量计算第一节 资源储量估算范围和工业指标第二节 估算方法与有关参数的确定第三节 储量估算结果第一章 采区概况第一节 采区位置及范围袁庄煤矿位于淮北市东北35公里，徐州市西南20公里，东经11657.11171.8，北纬348.73411.2，南北长6.5公里，东西宽1.02.5公里，面积10.7平方公里。井田西为6煤层露头，西南以NF3断层与孟庄煤矿为邻，南以MF1正断层与毛营子矿为界，东以KF1断层与沈庄矿接壤，北部以人为边界与沈庄煤矿相邻。袁庄井田大致NNE向展布，6煤北翼采区位于井田的6勘探线以北，采区面积5.17平方公里。采区范围：南以6勘探线为界，北与沈庄矿搭界，拐点坐标见表1-1。表1-1 袁庄煤矿6煤勘探范围拐点坐标 点号XY点号XY53784320394985501137862943950146463785295394992201237863743950151473785600394996001337863203950171283785942395002281437852433950126693786387395006761537836683950068110378594239501010378308639500508第二节 四邻及井上下对照采区西部为煤层露头，南以6勘探线为界，东以KF1断层与沈庄矿接壤，北部以人为边界与沈庄矿相邻。采区内地势平坦，无基岩出露，全区均被第四系冲击层所覆盖，地面标高+35.80m左右。采区内地面分布有小冯庄、丁庄、周行等自然村（原蔡园、牛眠、小李庄等村已搬迁）。第三节 采区内钻孔情况袁庄矿自上世纪50年代以来断续地进行了地质勘探，2006年以前多是勘探6煤浅部的煤层，2006年以后加强了6煤层的勘探工作，2007年新增了大量地面和井下钻孔，2009年又补充施工了2个地面钻孔和3个井下钻孔。20072009年施工的钻孔多为井下钻孔，除07-观1、07-1、07-2、09-1、09-2孔进行了测井工作外，其余钻孔均未进行测井，仅靠原始判断。6煤北翼采区范围内见6煤钻孔共有60个，每平方公里约有12个钻孔，所有钻孔封孔均用水泥、黄沙封孔，封孔质量均为合格。3第二章 采区地质第一节 地层采区地层属华北型，受古生代加里东运动影响，华北地区地壳整体隆起，沉积间断，在中奥陶统与石炭系之间出现了平行不整合，缺失了上奥陶统、志留系、泥盆系和下石炭统地层。采区含煤地层为上石炭统、二叠系上、下统组成。石炭系中、上统不含可采煤层，下二叠统山西组及下石盒子组为主要含煤地层。上二叠统上石盒子组大多不含煤，局部含煤线。二叠纪后期，受印支及燕山运动的影响，本区地壳上升，遭受剥蚀，石千峰组没有发育，三叠系、侏罗系、白垩系、第三系地层缺失。喜马拉雅运动晚期，沉积了第四系松散层。一、古生界（一）奥陶系中统（O2）马家沟组本区只揭露马家沟组顶部，为浅灰色略带蔷薇色致密石灰岩，含燧石结核，总厚度大于400米。（二）石炭系（C23）1、中石炭统本溪组（C2b）与下伏奥陶系呈平行不整合接触，厚1122米，一般16米。上部为隐晶质石灰岩，夹杂色斑块泥岩；下部为紫色铁铝质泥岩，底部含较多的铁质结核。石灰岩中富含蜒科化石：Ausulina Cylindrcia 筒形纺锤蜒Fusulina Bocki 薄氏克小纺锤蜒2、上石炭统太原组（C3t）与下伏本溪组呈整合接触，厚125175米，平均140米。顶部岩性为黑色泥岩、砂质泥岩，中部岩性由浅灰色至灰黑色石灰岩、深灰色泥岩夹浅灰色细砂岩、粉砂岩、砂质泥岩和薄层灰岩组成，局部发育有不规则的水平层理和波状、缓波状层理，一般含灰岩12层，灰岩中多夹有方解石石脉和燧石结核。含煤210层，均为薄层煤线，不可采，底部为灰深灰色石英砂岩。太原组顶部第一层灰岩厚1.104.90米，平均2.79米。上部为结晶灰岩，下部为黄灰深灰色含泥灰岩，是二叠系与石炭系分界的标志层（K1），该层层位稳定。富含动物化石：Lophocarinophyllum sp. 顶柱脊板珊瑚Doctyoclostus taiyuanfuensis(Gyabau) 太原网络长身贝Linoproductus Sinensis(Tscherngschew) 中华线纹长身贝Overtonis sp. 欧尔通贝Crinoidea 海百合茎12层灰岩中三、四、五、十二等4层灰岩较厚，二、四、九、十、十二等5层灰岩含燧石，二、五、七、八、九、十等灰岩顶板或底部的泥岩、砂质泥岩中夹有煤线沉积，共8层，煤厚极薄，单层厚00.78米，总厚平均1.8米，分布不稳定，煤质差，且个别煤线又受岩浆岩烘烤严重，因此均不可采。底部六层灰岩含动物化石有：Triticites sp. 麦粒蜒Quasifusulina longissima(Moeller) 长似纺锤蜒Pseudoschwagerina sp. 假希瓦格蜒Plicatifera sp. 轮褶贝Canerinella sp. 蟹形贝Quasifusulia sp. 似纺锤蜒其它各层灰岩还产有化石：Msrainifera sp.Of.Eohinocnehus sp.第七层灰岩以下的泥岩、砂质泥岩中含植物化石：Calamites sp.Pecopteris sp.Areheopteris sp.Cordaites sp.其它各层泥岩和砂质泥岩中含植物化石：Cordaites sp. 科达Pecopteris sp. 栉羊齿Stigmaria ficoides brongniart 脐根座（三）二叠系（P）与下伏地层太原组呈整合接触，本区为主要含煤地层，总厚度大于660米，含煤818层，可采或局部可采煤层4层。1、下统山西组（P1s）自太原组顶部灰岩（K1）顶面向上至下石盒子组铝土泥岩（K2）底面为止，厚度110.6150.0米，一般厚136.6米。以过渡性沉积为特征。下部为灰色砂岩夹泥岩、砂质泥岩、6煤、7煤组成。6煤本区仅局部可采，7煤仅见于矿井中部个别钻孔，不可采。见冲刷构造，脉状透镜状层理，底部为黑色致密泥岩，上部为灰色细中粒砂岩、灰黑色紫红色块状花斑状泥岩，见水平层理、波状层理。顶部为紫色花斑状鲕状泥岩，含铝土质。据沉积环境及岩性特征，其可分为上、下两段。(1)下段：自太原组一灰顶至6煤层，厚42.080.5m，平均56.2m。底部为深灰色、灰黑色泥岩或粉砂岩，向上岩石粒度逐渐变粗，近6煤层处发育一层浅灰色叶片状砂岩，具波状、透镜状、混浊状层理，层面上多白云母片，具底栖动物通道，含菱铁质结核及黄铁矿颗粒。(2)上段：自6煤层至铝质泥岩，厚48.681.7m，平均65.1m。岩性由砂岩、粉砂岩和泥岩组成。再向上发育一层灰灰绿色长石石英砂岩，其胶结疏松，俗称泡砂岩。本组中部含可采煤层6煤层；下部含7煤层，一般不可采。本组与下伏地层太原组呈整合接触。本段含植物化石有：Sohenooteris tenuis 弱楔羊齿Pecopteris taiyuanensis 太原栉羊齿Pecopteris orientalis 东方栉羊齿Pecopteris cyathea 桫曲栉羊齿Pecopteris arouata 弧曲栉羊齿Taeniopteris multinervis 多脉带羊齿Crodaites orincipalis 带科达Tingia hamuguchii 菱齿叶2、下统下石盒子组（P1xs）与下伏山西组连续沉积，为主要含煤段，自铝土泥岩底面向上至上石盒子组K3砂岩底面（灰绿色、灰白色细中粒石英砂岩），厚186.6239.8米，一般厚210米。底部铝土质泥岩，俗称铝土，厚1.104.90米，一般2.70米。该岩石呈灰白色或银灰色，贝壳状断口，有滑感，比重较大，质地较纯。粘土矿物主要是高岭石，其次为云母，有时含菱铁矿鲕粒。该段层位稳定，是5煤下部标志层（K2），为湖泊相化学沉积。该组分为上下两段，下段含煤，上段不含煤，分界线为2煤层顶部中粗粒砂岩底面，即最终勘探报告与三水平勘探报告中石盒子组与下石盒子组的界线。下段厚100.3128.93米，一般112.70米。岩性下部为本矿井主要含煤段，含煤412层，其中31煤层发育较好，为主采煤层；32和4煤层仅局部可采，层间距较小；2煤和5煤发育较差，沉积厚度薄，全区不可采。底部以灰色细中粒砂岩为主。上部为灰黑色泥岩夹细中粒砂岩、粉砂岩、砂质泥岩，砂岩成份以石英、长石为主。层理类型复杂，发育有斜层理、波状层理等。上段厚86.3110.9米，一般97.0米，岩性以灰黑色、灰绿色、紫红色等杂色泥岩和浅灰色长石石英砂岩为主，夹有深灰色粉砂岩、砂质泥岩，发育有小的间断的波状、缓波状和不规则的水平层理，含丰富的植物叶部、根部化石，化石保存较好。本段含植物化石有：Pecopteris hemitelioides 简脉栉羊齿Fascipteris hallei 弧束羊齿Protoblechnum contracta 基缩原始乌毛蕨Cordaites principalis 带科达Lobatannularia ensifolia 剑瓣轮叶Lobatannularia lingulata 舌瓣轮叶3、上统上石盒子组（P2ss）与下石盒子组为连续沉积，目前上界不清，本井田揭露325.6米，以陆相沉积为特征，从K3砂岩底板向上至第四系冲积层呈不整合接触。根据岩性变化可以分为上、中、下三段，下段K3砂岩至1煤顶板，厚103.8159.7米，平均130.0米。岩性由浅灰色灰色长石石英砂岩、深灰色灰绿色粉砂岩、灰黑色紫黑色泥岩、砂质泥岩组成。泥岩中含紫色斑块，发育有平行层理、斜层理，顶部有12层煤线，不可采，含丰富的植物化石。中段厚度79.8122.80米，一般100.0米。岩性上部为灰色长石石英砂岩，深灰色粉砂岩，发育有板状、槽状交错层理；中部以灰色、紫灰色泥岩为主，含紫色斑块及菱铁矿鲕粒，发育有波状层理，含植物化石；下部为细中粒石英砂岩、粉砂岩，未见层理，含植物化石不多。上段厚度75.3117.40米，一般95.6米。岩性顶部为灰黄色、灰紫色风化泥岩等，上部为灰白色、灰绿色细中粒砂岩、粉砂岩、夹深黑色暗紫色泥岩、砂质泥岩；下部为紫色黑色泥岩、花斑状泥岩夹深灰色泥岩，局部发育有斜层理、波状层理，含植物化石碎片，未见完整的植物化石。本段含植物化石：Taeniopteris angustifolia狭带羊齿Taeniopteris szei斑轴带羊齿Taeniopteris taiyuanensis太原带羊齿Pecopteris hemilelioides简脉栉羊齿Pecopteris orientalis东方栉羊齿Pecopteris tenuicostata纤细栉羊齿Pecopteris anderssonii镰刀栉羊齿Sphenopteris tenuis弱楔栉羊齿Gigantonoclea sp.indet单网羊齿（未定种）Gigantonoclea lagrelii波缘单网羊齿Chiropteris reniformis肾长蕨Cladohlebis ozakii少叉枝脉蕨Protoblechnum contracta基缩原始乌毛蕨二、新生界第四系（Q）与下伏地层呈不整合接触，厚度29.866.8米，平均厚44.2米。其岩性：顶部为表土覆盖层，上部为灰黄色粉砂土、砂土、亚砂土；中部为粘土层，有时局部有粉砂土；下部为粘土夹砾石层，中部含砂层，底部局部为砾石层。本段常见化石有：Arconaia coneorta 扭船形蚌Cuneoprsis Baclauri 巴氏楔叶Bovidaeindet 牛科等Gyranlus sp. 小旋螺Bithynia sp. 豆螺第二节 构造从区域地质构造看，本区属新华夏系第二隆起带中段西侧与秦岭东西向构造带东段的复合部位，徐宿联合弧的东翼，其构造线的方向为北北东向。闸河煤田为一复式向斜构造，东为皇藏峪复式背斜，西为萧县复式背斜。袁庄井田位于闸河复式向斜的北部，由牛眠向斜、大庄背斜和施庄向斜三个次级褶曲组成(图2-1、表2-1)，控制着井田的整个形态。一、褶曲构造牛眠向斜：位于井田中部和北部，占据井田的大部分面积，为本勘探区的主要褶曲构造。该向斜轴向3040，6线南10左右。两翼岩层倾角不一，上陡下缓，西陡东缓，为一不对称平缓褶曲。井下1、3、4、1、2采区均已揭露该向斜轴，轴部煤层近水平，轴中心线稍高，两边低洼，轴宽3050米，是典型复式向斜特征。图2-1 井田构造纲要图表2-1 袁庄煤矿褶曲构造情况一览表名称位置轴向、倾伏角两翼地层倾角控制程度牛眠向斜井田北部和中部6线以北3040，6线以南10，倾伏角511。西翼较陡3045深部稍缓1525东翼较平缓1525。为一不对称平缓长轴褶皱，向斜东翼沿走向被 KF1断层切割，向斜底部6煤层最大埋深-720米，控制可靠。施庄向斜井田南部轴向630倾伏角916西翼倾角1525，东翼倾角2032，向斜两翼倾角均为上陡下缓从10线向南倾伏，南部被MF1断层切割，本井田呈一扇形向南开放，北部被大庄背斜切割。大庄背斜井田东部牛眠和施庄向斜衔接部位轴向285350倾伏角715两翼岩层倾角均较平缓，一般为1227为一平缓褶曲背斜。南翼被MF1断层切割，东部为煤层露头位置。施庄向斜：位于本勘探区的南部，从10线向南倾伏，南被MF1断层所切割为井田边界。本井田呈一扇形向外开放，北部为牛眠向斜、大庄背斜和施庄向斜的交汇处，轴向630。向斜两翼倾角均为上陡下缓，西翼倾角1535，东翼倾角2032，倾伏角916。本井田向斜底部最大埋深-580米左右。井下9、7和1采区均已揭露该向斜轴，轴部煤层近水平，宽度3040米。大庄背斜：位于本勘探区的南部。轴向285350，倾伏角715，两翼岩层倾角较平缓为1227，为一平缓褶曲背斜。南翼被MF1断层切割，东部为煤层露头位置。牛眠向斜等三个褶曲控制了整个井田形态，造成井田内煤层走向变化较大，影响区的正常划分及工作面正常布置，最短的工作面走向长仅170米，最长的工作面长可达800米。加之工作面内小型褶曲较为发育，根据矿井地质规程有关地质条件分类中褶曲构造复杂程度标准，可将本井田褶曲复杂程度综合评定为类。二、断裂构造本井田大中型断层共10条，按断层性质分：正断层8条，逆断层2条。其中分布在井田边界作为自然边界的有6条，如：东部边界的KF1、KF2、KF5断层，南部边界的MF1、MF4断层，西部边界的NF3断层（表2-2）。表2-2 井田大中型断层统计表断层名称位置性质产状落差（m）延展长度(m)确定依据及控制程度走向倾向倾角KF1东部边界正12302822957080723285000矿内K50,75-2，75-6，780，75-16，770-3孔揭露,基本控制KF2KF1附近正2329367700151100770-1，770-2地层缺失，75-16孔地层倾角变化大，可靠性差。KF5KF1附近正22292800201000K48孔中K26煤间距大20米，6煤连线不正常，有538米深处有错动面及角砾岩,控制较可靠。MF1南部边界正87911771817076821183000N28-1孔地层缺失，岩芯破碎，760-1，N29，73-3，75-20，N21，763-1煤层不连续，东段控制可靠。MF21采区逆132010311056630302500M77，M65，M84孔煤层重复，井下采区及大巷实见，控制可靠。MF3东南角正8090170180707602052071-2，N28-1，N28孔间煤层不连续，E3111回风巷，3111，3113轨道巷实见,控制可靠。MF4西南角正85951751857002080069-8，763-1孔煤层不连续，可靠性差。MF59采区正4561135151630206009采区上山及车场及3192工作面实见，控制可靠。NF3西南边界逆175180859057605557907500水1-2，764地层重复，煤层不连续，65-3孔过断层，控制可靠。E2F1E1E2采区正8535580031800E1-145，-175集中巷及31110切眼内实见，控制基本可靠。现对井田内主要断层分述如下：KF1正断层：井田东部边界断层，倾向北西，倾角7080，落差72328米，井田内具780、781-2、75-6、75-2等钻孔控制，为查明断层（图2-2）。图2-2 4线KF1断层控制示意图MF2逆断层：位于牛眠向斜西翼，倾向东，倾角5663 ，落差028m，区内有M77、M94、M65等钻孔控制，井下也多处揭露，如正石门一号轨道上山和副井见到该断层，三水平车场，1上部一阶段石门、1上部采区上山和沉淀池均揭露，为查明断层（图2-3）。图2-3 5线 MF2断层控制示意图MF3正断层：靠近南部边界，为MF1的伴生断层，该断层控制可靠，其产状和MF1断层相似。N28-1和N28孔煤层不连续，71-2孔31煤层底板标高-82.70米，而在该孔西北沿走向相距55米的3111轨道巷标高为-59.17米，显然煤层不连续。巷道实见有东一3111工作面-29米回风巷，3111工作面-60米轨道巷及3113工作面-100轨道巷。MF5正断层：位于施庄向斜西翼，勘探钻孔未有控制，井下揭露地点有9采区上部车场、轨道上山及3192工作面联巷等，下部尖灭3192工作面内，该断层落差大，走向延伸短，控制可靠。井田断层的特征：断层走向主要为NE向、NNE向及近EW向三种。受二级褶曲控制，断层与褶曲轴向近似平行或垂直，倾向一般向向斜轴方向，与地层倾向相一致，即为顺向断层，如KF1、MF2、NF3断层等；断层以正断层为主，逆断层次之，正断层一般倾角较大，为7080；大中型断层附近，有一定范围的断层影响带，伴随着小断层发育，如靠近KF1、KF2断层上盘的E1、E2、3采区等。三、采区内构造断层采区内发育有两条较大断层，即KF1正断层和MF2逆断层，此外，采区内KF1、MF2断层附近还发育有小型派生断层，如5F1断层、4F1断层和KF5断层（表2-3）。表2-3 采区内断层情况一览表断层名称性质产状落差（m）延展长度（m）控制程度走向倾向倾角KF1正12-30282-29570-8072-3283600查明KF2正12-30282-29567-700-153600查明MF2逆13-20103-11056-630-282500查明4F1正60330360-8440查明KF5正22292800-181000基本查明5F1正45315350-7930基本查明袁庄井田小断层普遍发育，受主构造控制，断层方向较明显，但井田内大中型断层少见，不影响采区的正常划分，根据矿井地质规程有关地质条件分类的规定，综合评定本采区断裂构造类型为类。褶曲采区内的褶曲构造主要为牛眠向斜，该向斜走向NE向，走向延展范围贯穿整个采区，采区内轴向3040，向斜轴南北两端倾伏角呈511，向斜底部6煤层最大埋深-720米，向斜东翼沿走向被KF1断层切割。在6煤的勘探过程中，通过09-2孔、06-19孔、06-20孔更进一步控制了采区内的向斜轴部形态。陷落柱本矿正在回采的31212工作面，在无预兆的情况下，揭露一古陷落柱构造（2#陷落柱），严重威胁生产安全。该陷落柱位于牛眠向斜轴部，平面形状似圆形，平均直径45m（图2-4）。与柱体相接部位的煤层及其顶底板产状正常，无明显变化。但距柱体15m范围内，连续发育落差不足1m的小断层多条，且均为正断层。断层面顷向面向柱体，小断层的断层面走向近似于柱体边缘相切。 图2-4 2#陷落柱剖面示意图 此外，在3煤的开采过程中，采区范围内还揭露一个陷落柱（1#陷落柱），该陷落柱位于牛眠向斜西翼，平面形状似圆形，平均直径约15m（图2-5），不导水。与柱体相接部位的煤层及其顶底板产状正常，无明显变化。图2-5 1#陷落柱剖面示意图 四、岩浆岩侵入（一）岩浆岩体的分布和产状本井田岩浆岩不太发育，燕山期区域岩浆活动的第一次和第三次岩浆活动在井田边界零星见到。在北部边界零星钻孔及巷道见到。岩浆岩的分布与绿源公司煤矿的岩浆岩体相邻，故本区的岩浆岩应属绿源公司煤矿岩浆岩体的延伸边缘部分。井田北部的783、M94、K47、K56孔及绿源公司煤矿792孔也见到闪长玢岩侵入到6煤层及其上下岩层中，呈岩床状侵入。k50孔、09-2孔也揭露6煤层已变为天然焦，另外3144机巷停头位置见有闪长玢岩侵入到31煤层顶板，造成31煤层变质成天然焦，绿源公司煤矿甲采区313（S）机巷南也见到岩浆岩侵入煤层及底板造成煤层质成天然焦，说明岩浆岩已从6煤层侵入到31煤层，并基本证实原下采区与4采区交界部位有一宽约2050米的火成岩岩墙。根据沈庄6煤工作面开采揭露情况可基本控制该处岩墙的影响范围，而其它地段岩墙的影响范围则是由3煤所揭露的火成岩侵入边界外推20m。（二）岩浆岩的岩性特征花岗斑岩：乳白、灰白黄绿等色，斑状结构，侵入煤层时多使煤层变成天然焦，并使岩浆岩内有天然焦捕虏体，颜色变成灰白色或黄绿色。斑晶以石英为主，具油脂光泽，次为长石，多风化呈土状；基质为细晶或隐晶质的石英或长石类。闪长玢岩：灰绿色及暗灰色，斑状结构，斑晶主要为长石或角闪石，基质为斜长石含少量石英及磁铁矿，有方解石脉穿插。岩浆岩对煤层煤质的影响：由于岩浆岩侵入煤层，造成煤层变薄或被吞蚀，不可采范围增加。由于岩浆作用，造成附近煤层焦化或变质程度增加，使煤层变为天然焦或无烟煤。岩浆的侵入造成煤层顶底板遭受破坏，岩石结构强度降低，有时可沟通各含水层的水力联系，增加了回采难度。五、古河床冲刷6煤层沉积环境为滨海平原泥炭沼泽（图2-6），成煤前的潮坪沉积为6煤层的形成提供了一个宽广底平的良好聚煤场所，因此煤层发育好，厚度稳定，结构较简单，局部分岔为2层。在6煤层的成煤作用中止后，三角洲体系的沉积广泛推进，进而为分流河道砂体或河口沙坝的沉积，煤层部分或全部被古河流冲刷，使煤层不连续地分布于各地段，以煤岛的形式保存下来，其厚度基本上代表了原生厚度。煤层顶板为灰黑色或灰白色细中粒砂岩，底板为灰黑色条带状砂质泥岩或泥岩。图2-6 6煤层成煤层序图根据6煤层的沉积环境，以及相关的钻孔和井巷资料，分析认为6煤层遭受古河流冲刷，往往造成6煤及其顶板泥岩直接被冲刷，替代为粗砂岩、中砂岩或细砂岩沉积（图2-7）。图2-7 钻孔揭露6煤层被冲刷特征第三章 煤层与煤质第一节 煤层一、6煤层井田含煤地层主要位于下石盒子组和山西组，其中下石盒子组含煤6层，主采煤层1层，局部可采煤层2层，自下而上分别为5、4-2、4-1、3-2、3-1、2煤层，总厚度4.58米，可采厚度4.36米；山西组含煤2层，自下而上为7煤、6煤，7煤厚0.22米，为不可采煤层，6煤为局部可采煤层，可采区内平均厚度1.28米。6煤层位于山西组的下部，下距K1 4280.5米，一般为56米左右，上距K2 48.681.7米，一般为65米左右，厚度02.50米，可采区内平均厚1.28米，煤层结构简单，一般为单层，仅个别孔如M94、09-2孔地段分叉为两层，煤层仅局部可采，可采区主要分布在5线以北，煤层顶板以泥岩为主，砂岩、粉砂岩主分布在无煤或薄煤区，可采指数为80.95%，变异系数为46.23%，为不稳定煤层。从投产至今采了2个不正规工作面，经井下实际揭露，煤层厚度变化较大。煤层顶板以砂岩、粉砂岩为主，局部为泥岩。煤层底板多为泥岩和粉砂岩。6煤层的分布比较稳定，与相邻的标志层间距如下：6煤层K2：最小间距48.6米；最大间距81.7米；平均间距65.1米。6煤层K1：最小间距42.0米；最大间距80.5米；平均间距56.2米。二、6煤层对比本井田位于淮北煤田的中北部，含煤岩系沉积环境稳定，地层厚度、煤层间距、煤层厚度都具有一定的稳定性。岩煤层组合、标志层、岩矿组合、古生物化石分带特征明显，为煤层对比提供了较充分的依据。1、标志层（1）太原组顶部第一层石灰岩（一灰）：浅灰色，方解石晶体粗大，富含动物化石及碎屑。（2）6煤层下砂泥岩互层（页片状砂岩）：浅灰色细砂岩与深灰色灰黑色泥岩、粉砂岩互层，薄层状、水平状、透镜状、混浊状层理发育，具底栖动物通道。（3）6煤层上长石石英砂岩：为6煤层直接或间接顶板。浅灰色，中细粒，有时含深灰色泥质、粉砂质包体，俗称“花砂岩”。（4）3-2煤下铝质泥岩：灰白色、乳白色、具紫色花斑。常含菱铁鲕粒，富含铝质，性脆。2、煤层（组）间距各煤层（组）的间距有一定变化，但具有相对稳定性，对邻近钻孔对比具有重要意义，各煤层（组）间距情况见表3-1。表3-1 井田各煤层（组）间距统计表煤 层 号3244K2K266C3最小间距41048.642.0最大间距212881.780.5平均间距151665.156.23、煤岩层组合特征不同煤层组的岩煤层组合存在着差异，各具不同的特征，因而可为煤层对比的依据。（1）3煤组：位于2煤组下12m左右。含煤13层，多为2 层，煤层较厚，相距近，其中第一层发育较好，为3-1煤，全区可采，3-2煤层位于3-1煤层下3米左右，局部可采，3-1煤层与3-2煤层在局部合并。（2）4煤组：位于铝质泥岩上部，3-2煤层下421m,平均15m，含煤13层，一般2层，二者间距较大，约3m，常夹砂岩。（3）6煤组：上距铝质泥岩65m左右，下距太原组一灰顶界56m左右，含煤1层，局部可采，其下15米左右，发育一层薄煤层（7煤层），常相变为炭质泥岩或尖灭缺失，煤层薄，无可采煤层，煤层极不稳定。4、古生物化石本矿含煤地层多含植物化石且具分带性。3、4煤组顶板常见栉羊齿、大羽羊齿、科达、弧束羊齿、鳞木等化石。下部6煤组顶板常见楔羊齿、菱羊齿、科达、芦木等。利用植物化石确定煤层层位具有一定的意义。5、煤层对比可靠性评价依据岩煤层组合形态、煤组结构、煤层（组）间距、岩性标志层等特征综合确定6煤层对比可靠性。山西组6煤层，位于K1与K2标志层之间，距离上、下标志层间距变化不大，对比可靠程度高。因K2铝土全井田分布，是最可靠的标志层，向下至6煤层中间无煤层；6煤层极个别地段出现2层，对比中选择了发育比较好的上分层。第二节 煤质根据2007年初安徽省煤田地质局第三勘探队提交的袁庄矿北部6煤采区报告，采区内6煤层的煤质特征如下：一、物理性本区各煤层肉眼鉴定多为半亮型，半暗型、暗型、煤极少。一般呈亮黑色，条痕褐色，珍珠光泽，含镜煤组分多者呈玻璃光泽，均一条带结构，一般性脆，节理发育，故易碎呈片块状，在煤层顶部常见条带状结构清晰的块状煤。煤的硬度为6煤、4煤较硬、31煤稍软，32煤最小。二、煤岩特征（一）宏观煤岩特征根据钻孔煤芯鉴定资料，本区各煤层宏观煤岩成份均以亮煤为主，暗煤次之，可见镜煤条带。宏观煤岩类型属半亮型。（二）显微煤岩特征本区显微煤岩成果资料较少，根据矿井地质报告煤岩鉴定结果，有如下特征：以镜质组为主，含量为61%，其次为惰质组，含量为19%左右，壳质组物质含量为19%左右。镜质质组中主要为无结构镜质体和基质镜质体，基质镜质体呈宽条带状分布；偶见结构镜质体等。惰质组物质组，包括丝质体、粗粒体。 三、煤的化学特征和工艺性能（一）化学特征（见表3-2）1、水 分（Mad）本区6煤层水分含量比较稳定，一般在1.452.17%之间，平均为1.82%。2、灰 分（Ad）本区6煤层灰分在8.8520.67%之间，平均13.16%，属于低灰煤。3、挥发份（V）本区6煤层挥发份在37.0338.96%之间，平均为38.12%；3、硫（St.d）、磷（Pd）本区6煤层全硫的含量在0.330.67%之间，平均0.50%，为特低硫煤；磷的含量小于0.01%，为特低磷煤。4、元素分析（1）碳（Cdaf）本区6煤层中碳的含量较稳定，一般均在80.20%82.41%之间，平均为81.31%左右。（2）氢（Hdaf）本区6煤层中，氢的含量较稳定，一般在6.60%左右窄幅波动。（3）氮（Ndaf）本区6煤层氮的含量也较稳定，最大1.79%，一般在1.521.79%之间，平均为1.66%左右,平面及纵向上均无明显的变化规律。（4）氧+硫（O+S）daf本区6煤层中，氧加硫含量的和一般在8.1510.50%之间。表3-2 袁庄煤矿煤层化验成果表项 目313246原煤净煤原煤净煤原煤净煤原煤净煤Mad（%） 最大4.64.53.283.323.433.62.17最小0.171.071.481.171.461.591.45平均2.252.331.182.312.382.471.821.84Ad（%）最大34.8816.522.011.2336.69.3920.67最小2.003.810.42.55.23.78.85平均18.88.516.67.619.17.513.166.60Vdaf（%）最大42.338.8739.037.948.333.038.96最小9.830.89.330.2930.340.337.03平均32.135.129.835.040.337.5638.1237.40St.d（%）最大0.550.580.630.70.880.90.67最小0.210.350.380.450.340.380.33平均0.400.470.480.550.590.680.50Qb.daf(MJ/Kg)最大34.6434.7734.7335.6133.9735.0633.95最小20.1925.8028.3530.5926.1830.4330.84平均32.9633.1633.1333.5832.2733.61 32.62X(mm)最大49.046.045.059.049最小19.010.024.018.039平均33.031.532.535.344Y(mm)最大16.622.519.014.518.514最小7.578.010.04.09平均12.012.8211.513.113.012.210.67（二）工艺性能1、发热量6煤层原煤空气干燥基弹筒发热量的最大值为30.48/MJ/Kg，最小值为25.75MJ/Kg，平均值为28.83MJ/Kg；干燥基弹筒发热量的最大值为30.95/MJ/Kg，最小值为26.23MJ/Kg，平均值为29.01MJ/Kg；空气无灰基弹筒发热量的最大值为33.95/MJ/Kg，最小值为30.84MJ/Kg，平均值为33.55MJ/Kg，干燥基高位发热量（Qgr.d）为32.62 MJ/Kg，为特高热值煤。2、胶质层指数胶质层厚度统计结果表明，本区6煤层胶质层厚度为9.014.0mm，平均为10.67mm，表现出较强的粘结性能。焦炭最终收缩度（X）6煤层焦炭最终收缩度的最小值为39mm，最大可达49mm，平均在44.0mm，表明6煤层在结焦后收缩度很大，焦炭易碎，其抗碎性与耐磨性均较差。因此，在本区6煤层难以单独炼焦，只能作为炼焦配煤。3、粘结指数统计结果表明，本区6煤粘结指数为60.276.0，平均为70.4，属强粘结煤。四、煤炭分类按照中国煤分类（以炼焦煤为主）方案；本区为气煤类。依照中华人民共和国国家GB575186中国煤炭分类标准， 6煤层仅取5个样，除09-2孔为1/3焦煤外，其余均为气煤。五、煤质特征及工业用途本区6煤层，一般属低灰分、特低硫、特低磷、特高发热量及强粘结性煤。鉴于上述煤质特征，本区6煤层洗中煤可作工业锅炉用煤，洗精煤可作为炼焦配煤使用。第四章 水文地质第一节 水文地质条件一、含、隔水层（组、段）特征1、新生界含、隔水层（组）特征本区煤系均被新生界松散层所覆盖，据利用的21个钻孔资料统计，松散层厚度为34.0866.80m。按本矿剖面对比和岩性组合可分为一个含水层（组）和一个隔水层（组）。第四系上部含水层（组）：一般自地表垂深35m起，底界深度一般25m左右。含水砂层厚度大多在15m左右。岩性主要由浅黄色、浅灰色粉砂、粘土质砂组成，局部为细砂，夹有砂质粘土、粘土薄层。本组分布稳定，其上部为潜水，下部为弱承压水，据本矿抽水资料q=0.56-1L/s.m，K=4.21m/d，水质为HCO3Cl-MgCa型，矿化度为0.491g/l，PH值7.07.3。第四系底部隔水层（组）：底界深度一般50m左右。隔水层一般厚度20m左右。该组主要为粘土夹砾石。本组分布较稳定，隔水性能较好。2、二叠系煤系含、隔水层（段）区内二叠系含煤地层主要由泥岩、粉砂岩、砂岩及煤层组成，以泥岩、粉砂岩为主，整个二叠系含水层含水性较弱，含、隔水层（段）无明显界限可分，只能依靠地层剖面岩性与矿内主要可采煤层间的关系划分为如下含、隔水层（段），自上而下分别为：基岩风化带含水层（组）石盒子组上部隔水层（组）石盒子组砂岩裂隙含水层（组）石盒子组下部隔水层（组）35煤含水层（组）铝质泥岩隔水层（组）6煤层砂岩裂隙含水层（组）6煤下至太原组隔水层（组）以上各含水层（组）中以砂岩裂隙含水为主，据钻孔资料及井下生产实际揭露情况，二叠系砂岩裂隙水主要以静储量的形式赋存于砂岩层裂隙之中，受构造控制。砂岩裂隙一般不发育，即使局部地段裂隙发育，也具不均一性，抽水试验单孔单位涌水量一般较小。据本矿建矿以来的井下出水点统计，属于煤系砂岩裂隙出水的大于10m3/h共20多次，最大出水量为87m3/h，其突水量变化规律是开始较大，随时间增长，衰减较快，最后大多呈淋水或滴水状态，只有个别出水点出水时间较长。本区主采6煤，据矿内对6煤顶底板砂岩抽水试验，q=0.001260.01055l/s.m，K=0.001330.0122m/d，矿化度2.16g/l，水质为SO4Cl-NaCa类型。从以上资料可以看出本区主采煤层顶、底板砂岩裂隙含水性不均，水量不太丰富。3、太原组石灰岩岩溶裂隙含水层（组）太原组灰岩富水性不均一，其富水性强弱，取决于岩溶裂隙发育程度，一般规律是浅部露头带岩溶裂隙发育，富水性比深部强，即使在同一深度，其岩溶裂隙的发育程度也具不均一性，但一般情况下是1-4层灰岩溶裂隙较发育，其中3、4灰局部岩溶裂隙较发育，富水性较好。本矿太原组灰岩岩性为灰白色细粗粒结晶状灰岩与泥岩及砂质泥岩互层，灰岩共有12层，多呈薄层状，分层厚014.8m，累计厚度约63.54m，含水层总厚度164m左右，为灰岩裂隙溶洞含水，根据区域水文地质资料，该含水层含水不均一，富水性随埋深增加而减弱，如埋深在115273m区间，q=0.745L/s.m，而在448520m区间，q=0.012L/s.m，同时，处在同一标高，该含水层之富水性比其它二叠系各含水层强。K=0.095960.7161m/d，水质类型为SO4Cl-NaCa型，矿化度1.161.23g/l，硬度11.826.2德国度，PH值=7.27.7。本区07-观1孔1-4灰注水试验， q=0.0556L/s.m，K=0.1966m/d；09-2钻孔压水试验，q=0.00200.0036L/s.m，平均q=0.0027 L/s.m K=0.00550.011m/d，平均K=0.99787m/d，属弱富水性含水层。4、主要隔水层（1）下统山西组泥岩或粉砂岩6煤底板隔水层主要为山西组深灰色、灰黑色泥岩或粉砂岩，向上岩石粒度逐渐变粗，近6煤层处发育一层浅灰色叶片状砂岩，具波状、透镜状、混浊状层理，层面上多白云母片，具底栖动物通道，含菱铁质结核及黄铁矿颗粒。厚42.080.5m，平均56.2m。岩层的隔水性能没有相关测试指标反映。（2）太原组1、2灰岩层综合本矿井的相关资料和邻近朔