第1章-井田概况及地质特征

象山矿井升级改造初步设计 修改 第一章 井田概况及矿井建设条件 中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司 0 第一章第一章 井田概况及井田概况及地质特征地质特征 1 11 1 井田概况井田概况 1 1 1 交通位置交通位置 象山井田位于韩城市境内 地处陕西渭北煤田东北部韩城矿区的南侧 距韩城市 以西约4km 行政区划归属韩城市柏林 英山等乡管辖 行政区划属陕西省韩城市金城 办 板桥乡 巍东乡 薛峰乡管辖 地理座标为北纬35 25 07 35 31 27 东经110 17 32 110 24 51 西 安 侯 马 铁路从井田东南缘通过 在韩城火车站至象山煤矿矿井工业广 场场地之间建有 1 6km 专用线 矿井铁路里程西南距西安 287km 东距侯马 85km 矿井 煤炭主要用户之一韩城电厂紧邻矿井井口 另一主要用户韩城二电亦有专用线与西候 线下峪口站连接 运距约 30km 矿井公路运输畅通 北 京昆 明 公路 西 安 禹 门口 高速公路由井田南 缘通过 韩城至宜川公路从井田中部通过 由矿区向南 向北及向东 乘高速公路及 一 二级公路可直达渭南 西安 铜川 宜川及山西各县 交通极为方便 交通位置详见图 1 1 1 1 1 2 地形地貌地形地貌 井田地形由于受地质构造的控制 在韩城正断层 F1 两侧 具有明显的差异 其东 南侧 井田外 属山前冲积洪积平原 地形较为平坦 土地肥沃 人口稠密 为主要 粮棉产区 西北侧为构造剥蚀低山区 大部为黄士覆盖 由于第三纪以后断层下盘不 断上升 下切作用强烈并受地表水长期冲刷侵蚀 形成今日地形陡峻 沟谷纵横 梯 田层叠 梁峁蜿蜒的地貌景观 井田内地势整体表现为北西高 东南低 滩子咀西北 梁峁处最高 高程 983 8m 以象山铁路桥下涺水河谷为最低 标高 400m 地形相对 高差达 583 8m 一般地形标高在 650m 左右 象山矿井升级改造初步设计 修改 第一章 井田概况及矿井建设条件 中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司 1 图图1 1 1 象山井田交通位置图象山井田交通位置图 象山矿井升级改造初步设计 修改 第一章 井田概况及矿井建设条件 中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司 2 1 1 3 气象与水文情况气象与水文情况 本区属大陆性半干旱气候 四季分明 气候温和 降雨量少 蒸发量大是其特征 年平均气温 13 5 C 最高气温 42 6 C 最低气温 14 8 C 最大冻土深度为 41cm 最大 风力 9 级 一般为 2 3 级 以东北风为主 年平均相对湿度为 68 1 近 20 年来 年 降雨量为 266 0 709 2mm 平均为 529 3mm 最大积雪厚度为 14cm 降雨量分布不均衡 多集中于 7 8 9 月份 其中 8 月份前后降雨量最大 降水形式多为暴雨和连阴雨 这是区内滑坡 崩塌 泥石流及地面塌陷 地裂缝等地质灾害形成的主要诱发因素之 一 大多数地质灾害多集中在夏秋两季发生 涺水河为井田内唯一主要河流 它发源于宜川县境 横切井田中部 流经芝川注 入黄河 涺水河系常年性河流 补给来源主要为大气降水 次为上游的泉水 流量受 季节性变化的控制 一般 22 79m3 s 此外尚有沟谷小溪横切区域地层走向 仅在雨季 形成地表径流 自北向南有老窑沟 灰沟 沙锅渠 山底沟 柳庄沟 轨水沟 西沟 七佛洞河 北头沟等 均呈东南流向注入黄河 在涺水河中游 井田外 薛峰镇建有薛峰水库 坝顶高程 610m 蓄洪量最大 43 6Mm3 最小 16 0Mm3 正常 34 0Mm3 在英山沟建有一小型英山水库 可灌溉大片良 田 此外 涺水河南北两侧山坡上筑有南干渠与红旗渠 水渠水源来自薛峰水库 红旗 渠现主要作为韩城市城区生活用水引水渠使用 需常年输水 而南干渠因薛峰水库蓄 储水量有限 已多年无水可输 1 1 4 矿区概况矿区概况 韩城矿区开发历史久远 矿井自1958年开始兴建 1970年随着西韩铁路的恢复上 马 先后建成属韩城矿务局的5对大中小型矿井 改革开放后开采浅层露头煤的地方 小煤矿也大批涌现 本世纪初 因资源枯竭或安全问题 绝大部分小煤矿已经关闭 局内两对中小型矿井也进行了破产改制 现尚保留经过改扩建的下峪口 象山及桑 树坪3对大型矿井 总设计生产能力为4 80Mt a 韩城矿务局主导产品为高热 高灰熔点的优质动力煤和优质配焦瘦精煤 产品 除供应韩城电厂外 多远销华东 华中和华南等地 部分出口日本 象山矿井升级改造初步设计 修改 第一章 井田概况及矿井建设条件 中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司 3 韩城矿务局截至 2011 年底 企业拥有资产总额 45 亿元 年销售收入 24 亿元 2011 年全公司生产原煤 3 619Mt 其中 精煤销量 0 8566Mt 实现工业总产值 20 05 亿元 由于受桑树坪煤矿 8 7 透水事故影响利润总额为 1 09 亿元 生产的发电动力煤和冶 炼瘦精煤远销华东 华中和华南等地 部分出口日本 1999 年被国务院批准为全国 520 户重点企业 全国煤炭百强企业和陕西省 60 家优势企业 先后荣获 省级先进企业 重 合同守信用企业 全省十大经济明星企业 金融资信为 AAA 级 井田所在的韩城市位于关中平原东北隅 距省会 240km 北依宜川 西邻黄龙 南 接合阳 东隔黄河与山西省河津 乡宁 万荣等县市相望 全市国土面积 1621km2 耕 地 42 万亩 地形地貌为 七山一水二分田 下辖 7 乡 7 镇 2 个街道办事处 276 个行 政村 总人口 38 5 万 其中城镇人口 15 万 矿产资源丰富 境内有煤炭 石灰石 铁矿石 煤层气 铝矾土 高岭土等矿产 资源 其中煤炭储量达 103 亿吨 已探明 27 亿吨 占渭北煤田的 35 5 煤层气资源 总量为 2080 亿 m3 达到开采品位的资源量为 1907 6 m3 是渭北最大的气田 水资源 得天独厚 境内黄河流程 74KM 水资源总量 3 6 亿 m3 可利用量为 2 5 亿 m3 韩城市工业发展起步较早 形成煤炭 电力 焦化 冶金 建材等为支撑的工业 生产体系 2006 年原煤年产量 5 50Mt 发电量 27 亿度 焦炭 400 万 t 水泥 50 万 t 钢 铁 100 万 t 2006 年 全市工业总产值达 143 亿元 交通等基础设施日趋完善 境内有 108 国道 304 省道 沿黄公路和正在建设的阎 禹高速公路 西 安 太 原 铁路穿境而过 2006 年全市国内生产总值实现 65 26 亿 元 同比增长 17 地方财政收入完成 2 11 亿元 金融机构存款余款达 60 56 亿元 农 民人均收入 2496 元 城镇居民人均可支配收入 8019 元 1 21 2 矿 井 田地质特征矿 井 田地质特征 1 2 1 地层地层 井田内地层出露良好 从老到新有太古界涑水群 寒武系中统 奥陶系 石炭系 二叠系 三迭系及第四系 根据野外露头剖面 及钻孔揭露 地层由老至新分述如下 象山矿井升级改造初步设计 修改 第一章 井田概况及矿井建设条件 中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司 4 1 太古界涑水群 rs 为井田最古老的基底岩层 岩性为肉红色眼球状花岗片麻岩 含磁铁矿与石英岩 脉 原在象山北侧灰沟有零星出露 现已被采石场废碴掩盖 井田外在杨山庄和禹门 口附近有较大面积的出露 厚度不详 2 寒武系中统 2 仅出露于象山北侧的灰沟 岩性为紫红色板状泥岩及深灰色厚层状鲕状灰岩 与 下伏地层为断层接触 厚度不详 3 奥陶系 O 1 下奥陶统 O1 1 冶里组 O1y 以白云岩 灰质白云岩为主 桔黄 深灰色 中 厚层状 微细晶 结构 质地不均 但较致密坚硬 下部含泥质成分高 夹数层 0 1 0 3m 的竹叶状白云 岩 局部见垂直溶蚀裂隙 椭圆形溶蚀小晶洞 1 0 1 5cm 内有 封存水 洞壁为 放射状方解石晶簇 与下伏地层为断层接触 厚度 40 70m 一般 45m 左右 2 亮甲山组 O11 主要为燧石条带白云岩 岩性为黄色 浅灰色 中厚至厚层状 质地不均 上部含灰质 夹 2 3 层 2 3m 厚的烟灰乳白色燧石条带 下部含泥质及燧 石结核 团块状 层面极不平整 局部为硅质白云岩 致密坚硬 垂直裂隙发育 被 方解石充填 可见缝合线 溶蚀裂隙及小溶洞 溶孔发育 与下伏地层呈整合接触 厚度 42 63m 一般 52m 左右 2 中奥陶统 O2 1 下马家沟组 O2m1 白云质灰岩 泥灰岩 中夹石灰岩层 中 厚层状 质地不 均一 上部常见鸟眼构造 方解石斑晶及大量缝合线 下部夹多层微薄层纤维状石膏 及泥岩 并含大量同生角砾 有的似竹叶状 溶裂较发育 见网格状 蜂窝状溶孔及 小溶洞 有的被方解石 石膏充填 底部为厚 0 3 0 5m 的含砾石英中粗粒砂岩 呈一 间断面 与下伏地层呈假整合接触 厚度 55 103m 一般 82m 左右 2 上马家沟组 O2m2 上部以白云岩为主 俗称百 m 岩段 深灰色 中 厚层状 下部以互不等厚的泥灰岩与白云质灰岩互层为主 褐灰色 中 薄层状 含燧石团块 及同生角砾 见大量缝合线 局部含鲕粒及纤维状石膏 溶蚀裂隙及小溶洞发育 与 象山矿井升级改造初步设计 修改 第一章 井田概况及矿井建设条件 中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司 5 下伏地层呈整合接触 厚度 110 190m 一般 160m 左右 3 峰峰组 O2f 上部以深灰色厚层状石灰岩为主 分布不普遍 隐晶 微晶结构 质地较均 致密 坚硬 性脆 局部显豹斑构造 溶蚀裂隙较发育 裂隙被方解石 黄铁矿充填 溶洞及溶孔多被泥 砂质充填 下部为泥质灰岩 泥质白云岩互层 中 薄层状 褐灰 深灰色 局部呈斑瑰红色 质地不均 多夹炭质 铝质泥岩薄层 含黄铁矿团块及同生角砾 显花斑状 裂隙较发育 均为方解石及泥质充填 并见有 充填型小溶洞及溶孔 与下伏地层呈整合接触 厚度 48 127m 一般 83m 左右 奥陶系地层总厚度一般在 420m 左右 4 石炭系 C 1 中石炭统本溪组 C2b 本组为海陆交互相沉积 沉积韵律明显 一般不含煤 其岩性底部铝质粘土岩 K1 常含铁质结核及灰岩碎块 下部为灰白色石英砾岩 石英砂岩及含铝质粘土岩 或粘土 岩层 石英砾岩和石英砂岩侧向变化较大 直至尖灭 上部以灰 黄灰 深灰色泥岩 和砂质泥岩为主 其顶部夹透镜状灰岩或钙质泥岩 产丰富的海相动物化石 泥岩中 普遍含有鲕状铁质结核 在泥岩和砂质泥岩中产丰富的植物化石 本组厚度 0 30 48m 不等 一般厚度 4 15m 因受沉积基底奥陶系灰岩顶面古侵 蚀地形的控制 沉积厚度在区内颇不均衡 2 上石炭统太原组 C3t 该组为本井田主要含煤地层之一 属海陆交互相沉积 厚度 19 85 93 07m 不等 一般厚度 50 60m 由于沉积时地壳振荡频繁 且幅度不大 故岩相岩性较为稳定 旋 迥结构十分明显 其岩性可分上 中 下三部 相当于该组第一至第三旋迥的岩性段 现分别叙述之 下部 相当于 C3 1Y 旋迥的层段 以粘土岩 砂质泥岩 粉砂岩为主 此套岩层 普遍含铁质鲕粒及黄铁矿结核 泥岩多含铝质 团块状 层理不显 岩性依次由石英 砂岩 或砾岩 粉砂岩 粘土泥岩 煤层 泥灰岩 灰岩 或钙质泥岩 粉砂岩等组 成 底部为灰至灰白色厚层状石英砂岩 较稳定 夹砂质泥岩或粉砂岩透镜体 产丰 富的植物化石 可与山西太原晋祠砂岩相对比 为本组之底界 在侧向上可相变为石 象山矿井升级改造初步设计 修改 第一章 井田概况及矿井建设条件 中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司 6 英砾岩 在浅部露头处以狮山和灰窑沟发育最好 11 号煤层位于该旋迥偏顶部 煤层 顶板为泻湖海湾相泥灰岩 或石灰岩 钙质泥岩 砂质泥岩 粉砂岩 色深 薄层状 含海相动物化石和生物碎屑 已钙化 甚多 有硫化氢臭味 是对比 11 号煤层的辅助 标志层 有时还相变为泻湖相波浪带相的石英砂岩 石英质粉砂岩 中部 相当于 C2 2 旋迥的层段 以海相石灰岩及钙质岩为主 间有少量泥岩 石英砂岩 粉砂岩 含有数层不稳定之薄煤层 岩性依次为石英砂岩 或石英质粉砂 岩 黑色泥岩 间夹煤层和粘土岩 顶部为石灰岩 富含海相化石 色黑质纯 裂隙 充填方解石脉 含黄铁矿结核 该灰岩层位稳定 井田内普遍有所沉积 一般一 三 层 层面含炭质 分岔合并现象普遍 石灰岩中夹 7 8 号煤层 石灰岩之下为 9 10 号煤层 灰岩与 11 号煤层间距稳定 一般十米左右 是本井田煤层对比的良好标志 K2 上部 相当于 C3 3 旋迥的岩性段 岩性主要以灰黑色粉砂岩 砂质泥岩 粘土 泥岩为主 5 1 5 2号煤层仅次于该旋迥偏顶部 6 号煤层位于该旋迥偏低部 在靠近 马沟渠井田的北部边界附近该旋迥顶部 5 1号煤层及其上下一部分地层被古河床冲刷 在检 48 号钻孔与 218 号钻孔连线周围该旋迥顶部湖泊相泥岩被古河床冲刷 使河床相 砂岩 即山西组底部砂岩 与 5 1号煤层呈冲刷接触 5 1号煤层之下一套 10 多米厚 的灰黑色砂质泥岩普遍含数层透镜状 或薄层 菱铁矿 菱铁矿砂岩 并含较多黄铁 矿结核 系标准的湖沼相沉积 是对比 5 1号煤层的良好标志层 K3 5 二叠系 P 1 下二叠统山西组 P1S 本组为井田另一主要含煤地层 属纯陆相沉积 岩性主要为硬质砂岩及石英硬砂 岩 其次为粘土泥岩 砂质泥岩 粉砂岩 上中部夹 2 3 号煤 其中 3 号煤为可采煤 层 其旋迥结构十分明显 由下而上可划分为三个旋迥 每个旋迥皆从河床相开始 依次为河漫相 湖泊相 沼泽相 泥炭沼泽相至湖泊相结束 3 2 号煤层分别位于第 一 第二旋迥偏顶部 第三个旋迥在本井田不含煤 本组底部为石英硬砂岩 中厚 厚层状 中细粒结构为主 局部有粗粒 灰色 主要成分由石英 燧石组成 其次为长石 并含大量的泥质和炭质物碎屑 它们多为 象山矿井升级改造初步设计 修改 第一章 井田概况及矿井建设条件 中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司 7 条带状或不规则状 常形成层理 含大量的白云母和黄铁矿结核 胶结物多为泥质 亦有钙质 该层常具明显的直线型斜层理及泥岩包体 为典型的河床相砂岩 硬质砂岩分别为 2 3 号煤层的顶板 一般为灰色 主要成分为石英 长石及石英 岩屑 其次含较多的炭质和泥质物岩屑 暗色矿物少量 层面含大量的白云母 胶结 物多为泥质胶结 亦有钙质胶结 该层具有明显的斜层理 亦有断续水平层理 在上述砂岩之间所夹粉砂岩 一般颜色较深 成分复杂 由石英 岩屑组成 含 炭质 具水平及缓波状层理 沿层面有大量植物碎屑分布 粘土岩多为煤层顶板 层 理不显 团块状 含植物根化石 煤层顶板多为黑色砂质泥岩 含大量植物化石 该组与下伏地层呈整合接触 厚度 17 56 77 47m 一般厚 45 55m 2 下二叠统下石盒子组 P1sh 本组为陆相沉积 相当于以往划分的山西组的上半部分地层 发育两个旋回 依 次为河床相 河漫相 湖泊相 岩性为灰 灰绿色硬质砂岩 粉砂岩 砂质泥岩及泥 岩互层 中下部夹黑色泥岩 色深 上部有灰绿色 紫杂色砂质泥岩或泥岩 含铁质 鲕粒 同上覆地层岩性相似 说明古气候和沉积环境的递变 两个旋回底部为浅灰色 中粗粒砂岩 常具明显的河床相斜层理 砂岩较山西组砂岩复杂 重矿物增多 砂粒 滚圆度较差 为钙质或泥质胶结 粉砂岩矿物成分主要为石英或硅质碎屑 含粘土质 胶结物及泥质条带状夹层 构成岩石的层状构造 具斜波状 波状 水平层理 为河 漫相沉积 或与细砂岩互层 为湖泊相沉积 该组与下伏地层呈整合接触 厚度 13 50 70 18 不等 一般厚度 40 50m 3 上二叠统上石盒子组 P2sh 本组在井田中部均有出露 包括过去划分的上下石盒子组地层 由一套陆相杂色 碎屑岩组成 说明当时气候已明显趋于干燥 其中底部为一层 10m 多的灰白色厚层状 中粗粒砂岩 含砾石及泥岩包体 分选性和滚圆度差 层位稳定 普遍有所沉积 斜 层理发育 是典型的河床相沉积 其上有一层 10m 左右的紫杂色泥岩或砂质泥岩 含 大量的铁质鲕粒 团块结构 俗称 桃花泥岩 在全区为一明显的标志层 K5 该组与下伏地层呈整合接触 一般厚度为 300m 4 上二叠统孙家沟组 P2s 象山矿井升级改造初步设计 修改 第一章 井田概况及矿井建设条件 中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司 8 该组相当于过去划分的孙家沟组的第一段和第二段 分布于井田的中深部 该组 属陆相碎屑岩建造 下部及中部以厚层灰绿色 灰色砂岩为主 与一套暗紫色砂质泥 岩 粉砂岩互层 其宏观特征明显易于辨别 底部普遍有一层灰白色 灰绿色中粗粒 砂岩 厚达 30 50m 含石英砾石及泥岩包体甚多 成份以石英 长石为主 含暗色矿 物 颗粒分选不好 硅泥质胶结 致密坚硬 大型直线型斜层理发育 为典型的河床 相沉积 地表露头多以悬崖峭壁出现 其上部为猪肝色泥岩 薄层状 含钙质结核及 薄层石膏 水平层理发育 显示了干燥内陆闭塞湖泊相沉积的特点 在该层泥岩之下 普遍发育有 2 3 层浅灰色泥灰岩 外观极为明显 与下伏地层呈整合接触 一般厚度 220m 6 三迭系 T 1 下三迭统刘家沟组 T1l 岩性以淡红色中厚层细粒砂岩为主 夹泥岩及粉砂岩薄层 具水平及波状斜层理 层面常见龟裂和波痕 厚度约 150m 2 下三迭统和尚沟组 T1h 岩性主要为硃红色具团块状构造之砂质泥岩或粉砂岩 中夹薄层灰绿色砂岩 含 钙质结核 厚度约 120m 含叶肢介化石 7 第四系 Q 1 更新统 Q2 3 主要为砂土 亚砂土组成 俗称 黄土 广泛发育于山梁及低凹地带 与下伏地层 呈不整合接触 厚度 0 100m 不等 2 全新统 Q4 为近代冲积和坡积物 多分布于沟谷及其两侧地段 与下伏地层呈不整合接触 厚度 0 20m 1 2 2 地质构造地质构造 本井田边浅部构造较为复杂 褶皱和断裂发育 而井田中深部基本上为一北东 南西向 倾角平缓的单斜构造形态 除沿走向和倾向均有一定的起伏外 还出现一些 幅度不大的短轴背 向斜 现对井田内的褶皱和断裂叙述如下 象山矿井升级改造初步设计 修改 第一章 井田概况及矿井建设条件 中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司 9 按目前的井田边界 除 F19 F20 正断层与清峰岭背斜三条大中型构造位于井田边 界内外 其余大中型构造均在井田边界之外 地表大中型构造对煤层开采影响不大 1 褶曲构造 1 竹园向斜 位于竹园村附近 在地表上无任何迹象 区内 42 S37 167 152 207 117 208 209 154 218 号等钻孔 对该向斜的起伏幅度 延伸方向及长度均有严密的控制 在 11 号煤层底板等高线图上反映最明显 近南北向 展布 延伸 0 8km 结合 117 号钻孔资料和剖面图以及 3 5 11 号煤层底板等高线图分 析 该向斜与古构造形成的奥陶系灰岩面起伏有关 随后又继承了原有的构造 故一 方面在奥灰岩面低凹处的 117 号孔沉积了厚达 20 34m 的 11 号煤层 另一方面褶曲幅度 由下而上逐渐减弱 11 号煤层起伏 40m 左右 5 号煤层起伏 10 多米 而 3 号煤底板等 高线图上已无反映 2 象山背斜 展布于象山 狮山边缘地带 为奥陶系灰岩组成 轴向 NE SW SW 端位于狮山 附近 翼部倾斜 30 左右 该向斜位于井田之外 对煤层无影响 3 上山底背斜 展布于山底一带的浅部 为上石盒子组地层组成 轴向 NNE SSW 翼部倾角平 缓 其两端分别为 F3正断层和 F4正断层切割 该背斜对煤层影响甚微 4 王庄背斜 展布于井田南部的浅部 为奥陶系灰岩组成 局部地带表现于本溪组底部地层中 轴向 NNE SWW 其两端均被韩城正断层 F1 所切 翼部倾角 30 左右 5 王庄沟背斜 展布于井田南部的浅部 为下二叠统山西组地层组成 轴向 NNE SSW 翼部倾 角 30 左右 其北端为 F3正断层所切割 南端延至王庄沟附近消失 该背斜对浅部煤层 有局部影响 在煤层底板等高线图上有明显反映 象山矿井升级改造初步设计 修改 第一章 井田概况及矿井建设条件 中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司 10 6 英山背斜 展布于井田南端浅部英山 轨水沟至簸箕掌一带 为奥陶系灰岩及石炭二叠系地 层组成 轴向 NNE SSW 轴面倾向 SE 向南倾没于石千峰组地层中 在英山平峒附 近 两翼倾角 40 50 向南逐渐变缓 该背斜 NE 端为 F1正断层所切 在各煤层底板 等高线图上也有明显反映 7 清峰岭背斜 展布于井田南端洞坡庙至西沟一带 为石盒子组地层组成 轴向北东 南西 轴 面微向东南方向倾斜 在七佛洞河 小塬头沟出露清晰 在 67 英 5 号孔附近褶曲幅 度变小 表现微弱 据钻孔资料证实 该背斜轴沿走向有波状起伏 以清峰岭附近为 最高 向 NE 端倾伏 在英 8 英 9 号孔之间出现鞍部 该背斜浅部为 F21正断层所切 2 断层 1 韩城正断层 F1 位于井田东南边部外 在马沟渠 象山 柳庄河沟口均清晰可见由奥陶系灰岩构 成的断层面 断层走向 N40 70 E 倾角 60 70 倾向南东 上盘为第四系黄土覆盖 下盘切割奥陶系灰岩 据钻孔资料证实 断距至少在 500m 以上 2 七佛洞正断层 F2 展布于井田南端浅部的北头沟至检子凹一带 在七佛洞河 北头沟 西沟 检子 凹等均有出露 上下盘分别为石千峰组和上石盒子组地层 据英 14 英 10 英 11 号等 钻孔的控制 垂直断距由南西向北东有规律变小 英 11 浅部为 220m 英 10 号孔附近 为 170m 英 8 和英 15 孔之间为 40m 英 5 和 67 号孔之间为 20m 至英 14 号孔附近消 失 南西端同 F12相交 断层走向 NE SW 倾向 SE 倾角 50 60 其走向沿区域两 组剪切面略有转折 并有追踪性质 该断层对浅部煤层有一定的破坏作用 3 F3正断层 展布于下山底边缘地带 在下山底沟里可见山西组底部地层同中上部地层接触 断层走向 SN 倾向 E 倾角 60 左右 断距约 50 60m 其北端消失于山底寨子山梁附 近 南端与韩城正断层 F1 相交 象山矿井升级改造初步设计 修改 第一章 井田概况及矿井建设条件 中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司 11 4 F4正断层 展布于下山底一带 并向 NE 延展至狮山一带 在上山底沟 下山底沟和沙锅渠均 有出露 分别表现于石盒子组至太原组地层中 断层走向以 NEE SWW 为主 局部转 折为 NNE SSW 倾向 SE 倾角 50 以上 断距 30 50m 不等 其北端于 F6正断层相 交 南端在上山底山梁附近消失 该断层对煤层影响不大 5 上山底村正断层 F6 展布于井田浅部的上山底至狮山一线 在上山底沟 下山底沟 沙锅渠 北涧西 沟 狮山东坡等均有出露 断层走向与 F4相似 切割地层的层位不一 因而上下盘地 层接触各异 在山底村一带表现于山西组地层中 在沙锅渠 狮山附近 则为奥陶系 灰岩同太原组底部地层或太原组底部同山西组中上部地层接触 断层面倾向 SE 倾角 45 以上 断距最大者达 100m 以上 一般为 30 50m 左右 其两端皆与韩城正断层 F1 相交 在沙锅渠附近被 F4和 F7切割 6 涧西正断层 F7 出露于北涧西村西沟 走向由 SN 转为 NNE SSW 倾向 SEE 表现于山西组地层 中 南端与 F1相交 向北逐渐消失 7 牛家坡正断层 F12 展布于井田南端边部西沟至小塬头一带 大部分为黄土覆盖 但地貌上反映明显 仅在东沟清晰可见 断层走向基本为 NE SW 向 在英 7 号孔以东往东偏转 倾向 SE 倾角 60 左右 据英 7 号孔控制结果 垂直断距在 200m 以上 其北东端与 F1正断 层相交 该断层为井田浅部的自然边界 8 西沟正断层 F14 展布于西沟沟口附近 断层走向 NEE SWW 倾向 SSE 倾角 60 左右 据英 16 号孔控制结果 垂直断距在 30 40m 左右 其西南端同 F12相交 9 F17正断层 地表未见出露 仅在英山平峒井下 1301 巷道南端 见 5 1号煤层顶板砂岩同 3 号煤 层底部以下地层接触 3 号 5 1号煤层在同一巷道相同的标高出现 据分析为一走向 象山矿井升级改造初步设计 修改 第一章 井田概况及矿井建设条件 中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司 12 斜交的正断层 兼平移性质 尚待开采过程中进一步探明其性质 10 张家岭正断层 F18 展布于东泽村至张家岭 柏树村一线 地表出露明显 其中张家岭沟出露最好 断层走向 NEE SWW 倾向 SSE 倾角 45 50 断于石千峰组 刘家沟组地层中 最 大断距 160m 往 NE 方向断距逐渐变小 根据 143 175 两孔控制 在井田深部边界外 消失 11 F19正断层 展布于张家岭至郑家崖一线 方向与 F18平行 断层倾向 SE 倾角 75 80 断于 上石盒子组和石千峰组地层 断距约 100m 左右 断层北东端消失于 214 号孔附近 12 F20 正断层 在东岭村和岭底村附近均有出露 断于石千峰组的上部及刘家沟组地层 断层走 向与 F19 断层平行 但倾向西北 倾角 75 左右 断距约 50m 断层的东北端消失于 183 179 两钻孔连线附近 13 F21正断层 展布于红砂咀附近 断于石千峰组地层中 断层走向 SN 倾向 W NW 倾角 60 以上 断距 30m 左右 其南端同 F12相交 14 莲花山逆断层 F5 展布于井田浅部涺水河至柳庄河一线 延伸 4 5km 断层走向 NE SW 倾角 20 45 倾向 NW 斜断距变化较大 由 60 180m 不等 垂直断距一般在 40 50m 左 右 其 NE 端插入象山奥陶系灰岩中 南端插入柳庄河以南的灰岩中 在山底村一带分 别被 F3和 F4断层切割 根据地面观察和地面资料分析 该断层是在上述王庄背斜和象 山背斜的西北翼发生的 由于上述背斜近轴部岩层倾角陡急 翼部岩层倾角平缓 而 F5逆断层又呈波状起伏切过背斜的不同部位 因而地层和煤层在浅部表现缺失 在深 部表现重复 在 3 号 5 1号 11 号煤层底板等高线图均有一条带状的重复带 在其展 布方向控制该断层确切层位的钻孔有 45 46 象 10 53 55 象 15 217 象 20 58 号钻孔 结合附近资料分析 对该断层的控制是比较严密的 该断层因垂直断距不大 对煤层破坏不甚严重 仅在 6 剖面线浅部 由于断层面波状起伏 倾角缓陡不一 同 象山矿井升级改造初步设计 修改 第一章 井田概况及矿井建设条件 中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司 13 时 11 号煤层有拖拉现象 在剖面出现最大垂直断距达 280m 的特殊情况 15 F8逆断层 出露于象山东南坡的灰沟 奥陶系灰岩由 NW 向 SE 逆冲于中寒武统地层之上 断 层走向 NNW SSE 断层面倾角 50 以上 断距不详 两端与 F1 相交 16 F10逆断层 出露于象山东南坡的灰沟 其走向与 F8平行 也为高角度逆断层 唯断层面倾向 SE 太古界涑水群花岗片麻岩逆冲于中下寒武统紫色泥岩之上 其两端与 F2相交 17 F11逆断层 展布于井田南端浅部轨水沟 西沟一线 地表延伸 1 5km 沿走向由 NE 向 SW 斜 切各时代地层 分别断于奥陶系 太原组 上下石盒子组地层中 以轨水沟出露最清 晰 在断层面附近 下盘 有构造透镜体及小型帚状构造出现 可以佐证上盘由 NW 向 SE 方向逆推 断层走向 N60 E 倾角 30 50 斜断距 100m 左右 其南北两端分 别消失于上石盒子组和奥陶系石灰岩中 据分析 由于断层呈波状起伏 在浅部当断 层面倾角小于地层倾角 地层表现缺失 在深部断层面倾角大于地层倾角 则地层表 现重复 据英 1 英 14 英 2 等钻孔控制结果 在钻孔中上石盒子组地层均有缺失 由此可以佐证该断层仅通过上覆地层而未切割深部煤层 因而对区内煤层无破坏作用 究其原因 可以从构造应力进行分析 该断层系由扭力作用而成 由于石盒子组地层 为一套粉砂岩 泥岩为主的柔性岩层组成 加之向深部岩层倾角平缓 应力减弱 断 层必沿层面滑动而消失其中 18 F15逆断层 展布于井田南端英 1 号附近地段 为一隐伏构造 地表未见出露 据英 1 英 13 号孔控制结果 确证其为一倾向 SE 的逆断层 在剖面上与 F11逆断层呈共轭的关系出 现 英 1 号孔中 5 1号 11 号煤层重复 垂直断距 25 30m 左右 关于该断层的延展方 向因其附近施工的英 18 111 62 65 号等孔均未发现断层通过的迹象 故认为与 F11 平行 据分析 该断层形成于倒转褶曲一翼的转折部位 推断其延长范围不大 即行 消失 19 F16逆断层 象山矿井升级改造初步设计 修改 第一章 井田概况及矿井建设条件 中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司 14 该断层为另一隐状构造 地表未见出露 仅显示于煤层底板等高线图上 展布于 英 15 号孔附近 在英 15 号孔中 11 号煤层发生重复 垂直断距 30 40m 断层面倾向 北西 其展布方向不详 3 大中型构造发育规律 1 本井田边部因受燕山期构造应力的强烈挤压及喜山期构造应力的引张作用 地质构造较为复杂 褶曲 断裂发育 岩层倾角陡急 达 30 60 不等 上面述及的褶 曲和断裂绝大部分都集中在边浅部宽 0 5km 左右的狭窄条带范围内 而向井田中深部由 于主压应力与引张应力的逐渐减弱 构造较为简单 除有宽缓的褶曲外 岩层倾角平 缓 一般在 10 以下 基本呈一北东 南西向展布的单斜构造 2 井田内主要褶曲轴向为 NNE 与 NE 向 幅度均在 10 余 m 左右 均为短轴背 向斜 3 在褶皱形成过程中同时形成的压性 压扭性逆断断层主要有 F5 F8 F10 F11 F13 F15 F16 等 断层走向以 NNE 或 NE 向为主 倾向 NE 或 SE 基本同各区段地层走向展布一致 因受多期构造应力的不同作用 先期形成的逆 断层和褶皱受到后期构造应力的改造和破坏作用 使得构造形态发生转变 形成一些 正断层 其中落差在 200m 以上的断层有 F1 F2 F12 走向 NE 倾向 SE 属主干断 层 落差介于 30 80m 之间的断层有 F6 F9 F14 走向 NNE 或 NEE 东泽断层组则构 成井田西北方向深部边界 主要断层有 F19 F18 走向 NEE 倾向 SSE 倾角 50 80 落差分别为 160m 100m 向东北端消失 F20 同上述断层走向一致但倾向相 反 倾角 75 落差 50m 断层北东端消失在本区深部边界之处 4 井田大型断层走向与主要褶曲轴向均呈 NE SW 向展布 断层断距大 延伸 长 并与次级断层和褶曲构造呈斜列雁行状排列 或构成 入 字型构造体系 1 31 3 矿体赋存特征及开采技术条件矿体赋存特征及开采技术条件 1 3 1 煤层及煤质煤层及煤质 本井田为石炭二迭系含煤建造 含煤地层为下二迭统山西组和上石炭统太原组 其中山西组地层厚度17 56 77 47 一般45 55m 含煤3层 煤层总厚3 00m 含煤系 象山矿井升级改造初步设计 修改 第一章 井田概况及矿井建设条件 中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司 15 数5 煤层自上而下编号为1 2 3号煤层 其中可采煤层仅为3号煤层 2号煤层属局 部零星可采 1号煤层为不可采煤层 太原组地层厚度19 85 93 07 一般50 60m 含煤10层 煤层总厚度9m 含煤系数13 4 煤层自上而下编号为4 5 1 5 2 6 7 8 9 10 11 12号煤层 其中5 1 11号煤层为较稳定的可采煤层 井田煤系地层总厚度98 67 175 26m 平均128 45m 共含煤13层 煤层平均总厚 14 98m 总含煤系数为11 66 可采煤层平均总厚7m 可采含煤系数为8 14 其主要 可采煤层特征如表1 3 1 主要可采煤层特征一览表主要可采煤层特征一览表 表表 1 3 1 煤层编 号 最小 最大 平均厚度 m 煤层间距 m 煤层结构煤层稳定性 5 1 0 12 28 3 结构简单一般0 1层夹矸 部分 2 4夹矸 稳定 11 0 09 20 34 4 35 结构较复杂 含夹矸0 6层夹矸 不等 一般2 3层 较稳定 1 5 1号煤层 为井田另一主采煤层 位于太原组 C3 3 第三旋迥偏顶部 上距 3 号煤层 20 25m 平均 22m 下距 11 号煤层一般为 20 41m 平均 35m 煤层埋深 75 91 875 85m 煤层底板标高 18 07 434 86m 煤厚为 0 10 12 28m 平均 2 71m 标 准差 0 71 变异系数为 0 26 可采区内煤厚为 0 91 12 28m 平均 2 90m 该煤层一般 含 0 1 层夹矸 部分含 2 3 层夹矸 平面上5 1号煤层在井田总体呈现出由南向北厚薄不等相间变化的特点 从南而北 可分出2个煤厚在1 2 的带 4个煤厚在2 3 的带及2个煤厚在3 4 的带 煤厚总 体的展布方向呈近东西向 仅在井田浅部边界一带 因受构造挤压影响 煤厚局部呈 现NE SW走向 英5号钻孔属井田煤层厚度最大的钻孔 煤层厚度达12 28m 比较特殊 经查阅钻探成果资料 该处煤层顶 底板岩石和夹矸的倾角差异很大 15 35 66 推测为一构造点造成的煤厚异常现象 井田煤层不可采区主要有三处 一处位于南部 英10与英14钻孔所在区 属构造挤压形成的不可采区 面积较小 一处位于北部边界 象山矿井升级改造初步设计 修改 第一章 井田概况及矿井建设条件 中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司 16 邻近马沟渠井田处 属河流冲刷形成的无煤带 另一处位于井田中部 211 218 207 209 检48 S36等号孔所在的地区 属古河床冲刷煤层变薄区 冲刷 带走向NEE SWW向 长度2000m 宽150 300m 其它地区煤层厚度均在可采厚度之上 但向南部煤层为逐渐变薄 该煤层为中厚 厚煤层 厚度变化较小 且规律性明显 结构较简单 煤类较单 一 以贫煤为主 煤质变化小 为较稳定的全区大部可采中厚煤层 煤层顶板岩性主要为河床相中细粒长石石英砂岩 集中分布于 120 206 153 117 604 40 号诸孔以南 66 英 6 英 21 号诸孔以北的广大地区 该砂岩含泥岩包体及黄铁矿结核 含云母片多为其特征 也有直接顶板为粉砂岩 泥 岩及砂质泥岩等 煤层底板为沼泽相浅灰色团块状粘土泥岩 当发育有 5 2号煤层时 5 1号煤层底板为灰黑色砂质泥岩 2 11 号煤层 11 号煤层位于太原组下部 为太原组唯一可采煤层 上距 5 1号煤层 35m 左右 下距奥灰岩顶面 19m 左右 煤层埋深 108 50 913 15m 煤层底板标高 58 18 488 72m 煤厚为 0 09 20 34m 平均 4 47m 煤层可采区内厚度在 0 85 20 34m 之间 可采厚度 平均 4 73m 标准差 2 47 变异系数为 0 55 含夹矸 0 6 层 一般 2 3 层 该煤层为 中厚 厚煤层 厚度变化较小 且规律性明显 结构较复杂 煤类单一 以贫煤为主 煤质变化小 为较稳定的全区可采煤层 在平面上煤层厚度有一定变化规律可循 总体表现出由南向北由薄逐渐变厚 由 浅而深由薄变厚的特点 在井田南部 煤厚普遍在2 3m左右 到最南部的英山一带 煤厚变薄至1 2m间 而在井田北部 煤厚最厚可达5 8m 沿南北方向 根据煤厚的 变化幅度大小 可把煤厚分为厚薄不同的四个带 即南部煤厚在1 3 的相对薄煤带 中部煤厚在3 4 及4 5 的相对中厚煤带 北部涺水河以北煤厚超过5 的厚煤带 井田内的不可采区主要位于南端深部边界区段的英21 英6 S20等钻孔范围 井田煤 厚最大点为位于中部涺水河岸的117号孔 煤层厚度达20 34m 煤层顶板多为砂质泥岩 钙质泥岩或粉砂岩 其次为灰岩 泥灰岩 煤层底板为 粘土泥岩 象山矿井升级改造初步设计 修改 第一章 井田概况及矿井建设条件 中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司 17 1 物理性质 区内各可采煤层的物理性质相近 均属变质程度高的烟煤 煤层呈黑色 略带钢 灰色彩 5 1 11号煤层较不易燃烧 烟焰短 熔融很不完全 略膨胀 着火点据少量 资料约在380 400 左右 视密度1 35 1 43g cm3 真密度一般为1 53kg cm3 2 化学性质 1 空气干燥基水分 Mad 各煤层原煤空气干燥基水分 Mad 为 0 11 2 77 综合平均值在 0 84 1 08 之 间 以 5 号煤层较高 其余煤层相对稍低 浮煤水分综合平均值 0 97 1 45 表明本 区煤经 110 空气干燥后 部分煤样的水分有所降低 但是还有部分煤样的水分高于原 煤水分 说明经 110 轻度烘干的煤样 遇空气湿润或遇水 仍具有较强的吸附能力 水分仍可回复到原有含量 换言之 烘干对煤的孔隙及吸水能力没有大的改变 因此 烘干后的煤样应避免再次与水接触或与湿润的空气接触 参照 中国煤炭行业标准 煤 的全水分分级 MT T850 2000 标准确定 本区各煤层均应属特低全水分煤 2 干燥基灰分 Ad 5 1号煤层 灰分产率在 9 57 38 80 之间 综合平均值为 20 根据 GB T15224 1 2004 煤炭质量分级 第 1 部分 灰分 标准 属中灰煤 经 1 4 密度液 洗选后 浮煤灰分产率大幅度降低 在 4 07 15 51 之间 综合平均值为 8 53 达特 低灰煤级别 平面分布 井田内以中灰分煤区为主 低灰煤区呈孤立点状零星分布 而高灰煤仅分布于井田西部及北部井田边界处 11 号煤层 原煤灰分产率在 13 17 37 62 之间 综合平均值为 24 05 根据 GB T15224 1 2004 煤炭质量分级 第 1 部分 灰分 标准 属中灰煤 经 1 4 密度液 洗选后 浮煤灰分产率大幅度降低 在 6 02 18 71 之间 综合平均值为 12 02 达低 灰煤级别 平面分布 井田内以中灰分煤区为主 高灰煤区主要分布于井田西南角 3 挥发分 5 1号煤层原煤挥发分产率在10 63 21 74 之间 综合平均值为15 32 浮煤挥发分产 率在10 48 15 50 之间 综合平均值为13 24 属低挥发分煤 11 号煤层原煤挥发分产率在10 88 22 64 之间 综合平均值为15 23 浮煤挥发分产 象山矿井升级改造初步设计 修改 第一章 井田概况及矿井建设条件 中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司 18 率在10 31 17 50 之间 综合平均值为12 82 属低挥发分煤 本井田各层煤浮煤挥发分由上至下逐渐降低 变质程度逐渐增高 同一煤层由浅部向 深部变质程度也逐渐增高 具清晰的水平分带性 4 干燥基全硫 5 1号煤层原煤硫分含量在 0 40 5 35 之间 综合平均值为 1 61 属中高硫煤 GB T15224 2 2004 煤炭质量分级 第 2 部分 硫分 浮煤硫分含量在 0 38 4 98 之间 综合平均值为 0 98 属中硫煤级别 平面分布 井田内绝大部分为中高硫煤区和中硫煤区 次为低硫煤区 特低硫煤 区及高硫煤区则呈孤立点状零星分布 11 号煤层原煤硫分含量在 0 62 9 96 之间 综合平均值为 4 27 属高硫煤 GB T15224 2 2004 煤炭质量分级 第 2 部分 硫分 浮煤硫分含量在 0 46 6 99 之间 综合平均值为 3 70 仍属高硫煤级别 5 有害元素 煤中有害元素测定统计见表 1 3 2 工业分析测试统计成果见表 1 3 3 表 1 3 2 原煤中有害元素测定 指标 煤层 P d As ad ppm F ad ppm Cl d 5 0 002 0 263 0 036 94 1 11 5 15 86 756 244 15 0 018 0 062 0 041 15 11 0 001 0 117 0 253 99 1 9 4 24 118 360 223 24 0 005 0 082 0 038 24 3 煤类 5 1号煤层 粘结性较差 粘结指数 5 浮煤挥发分 Vdaf 13 24 煤类主要 为贫煤 PM11 11 号煤层 粘结性较差 粘结指数 5 浮煤挥发分 Vdaf 12 95 煤类主要 象山矿井升级改造初步设计 修改 第一章 井田概况及矿井建设条件 中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司 19 为贫煤 PM11 3 煤的用途 1 发电厂煤粉炉用煤 本井田 5 1号煤层不经洗选可直接用作火电厂 各种工业锅炉的燃料 11 号煤层 因硫分超标须经过洗选减硫后方可使用 2 水泥回转窑用煤 根据国家标准 GB7563 的规定 水泥回转窑对用煤质量要求 粒度 0 6mm 的粉煤 0 25mm 的混末煤 0 50mm 的混煤 6 13mm 的粒煤 灰分 25 全硫 3 本井 田 5 1号煤层是最佳选择 3 常压固定床煤气发生炉用煤 本井田 5 1号煤煤化程度高 无粘结性 灰分较低 化学反应较强 热稳定性好 发热量高 全硫含量低 煤灰软化温度高 所以适宜常压固定床煤气发生炉用煤 11 号煤层因全硫超标而不宜做为高炉喷吹用煤 1 3 5 水文地质条件水文地质条件 1 3 5 1 地表水 涺水河横穿井田 源于黄龙山大岭山脉主脊东侧的青化川一带 全长 86km 流域 面积 795 8km2 1972 1973 年上游建成薛峰水库后 节制了流经井田的天然流量 1985 1989 年实测断面流量 最大 146 50 m3 s 最小 0 085 m3 s 多年平均 0 856 m3 s 在奥灰岩段河水有明显的漏失现象 其它沟谷多有小溪 雨季形成地表径流 枯水季节流量极小甚至断流 均由西北 向东南径流 在井田以东并入涺水河 最后流入黄河 薛峰水库位于井田西北外围的涺水河上游 距象山矿的直线距离约 10 5km 汇水 面积 528 3km2 总库容 4360 万 m3 有效库存约 3000 万 m3 坝高 52m 坝顶标高 614m 坝址及库区为三叠系刘家沟组地层 由于该水库土法建造 每逢雨季皆向下游 报警避险 对矿井生产有一定影响 1 3 5 2 地下水 根据含水层岩性及充水空间性质将区内地下水分为松散层孔隙水 基岩裂隙水及 象山矿井升级改造初步设计 修改 第一章 井田概况及矿井建设条件 中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司 20 岩溶裂隙水三大类型 1 3 5 2 1 第四系松散层孔隙潜水 全新统潜水主要赋存于砂卵砾石层中 沿河谷呈狭窄的带状断续分布 范围小 含水层总厚度一般不大于 10m 透水性良好 与河水有密切的水力联系 水位埋藏浅 为孔隙潜水 水量与所处的地貌部位有关 富水性弱 中等 本次水文地质测绘在该 层共调查水井 2 眼 潜水位埋深 1 72 3 44m 标高 436 59 437 08m 水温 12 3 出 露泉点 3 个 流量 0 01 2 32 L s 平均 0 78 L s 水质属 HCO3 SO4 Na Ca 型 矿化度小 于 lg L 更新统黄土主要分布于梁峁顶部 岩性以砂质粘土为主 底部夹有细砂薄层 大 孔隙 垂直节理发育 地下水主要赋存于黄土及其底部所夹细砂层孔隙裂隙中 由于 分布位置较高 富水性弱 该层共调查水井 23 眼 潜水位埋深 1 73 70 00m 平均 31 33m