1矿田概况和地质特征

1、1 矿田概况和地质特征1.1 矿区概况平朔矿区位于山西省宁武煤田北端。 地跨朔州市平鲁、 朔城两区，属山西省朔州市管辖，其地理坐标为东经 11210 113 30，北纬 3923 39 37。矿区范围东以马营河和 11 号煤层露头线为界， 北和西均以 11 号煤层露头线为自然边界，南以担水沟断层为界。矿区勘探面积 380km2。资源划分见图 1。图 1-1 资源划分图平朔矿区南部有北同蒲铁路通过，靠近矿区的车站为朔州、大新、神头等 3 个车站，相距 1821km，朔州站北距大同 129km，南距太原 226km，距秦皇岛 773km。区内沿七里河已建成由北同蒲铁路的大新站接轨通往安太堡露天煤矿

2、、 安家岭露天煤矿的铁路专用线及通往刘家口集运站、 木瓜界集运站的铁路专用线， 沿马关河建有从神头站接轨通往杨涧、芦家窑 ( 陶村集运图 1-2 交通位置图站) 的地方铁路专用线。大 ( 同) 运 ( 城 ) 高速公路由矿区东南部通过，有高速公路支线将矿区与大运高速公路相连。 朔 ( 州 ) 平 ( 鲁) 一级公路南接大运高速公路沿七里河北上到平鲁城区，贯穿矿区南北。详见图1-2 。安家岭露天矿田， 横跨安家岭和安太堡二号两个勘探区， 位于平朔矿区的中南部，其行政隶属山西省朔州市平鲁区。地理坐标为：其地理坐标为：东经1122052 1122622, 北纬 392603 392943， 矿区范围

3、由 29 点坐标连线圈定，矿田东西宽 7842m，南北长 6556m，面积 28.8832km2，划出南部西易煤矿2.4959 km 2，东易 4.3855 km 2 , 矿田面积为 22.0018km2。本矿田属于山西黄土高原朔平台地之低山丘陵，全区多为黄土覆盖，区内黄土台地曾经受强烈的侵蚀切割作用，加之区内植被稀疏，形成梁、垣、峁等黄土高原地貌景观。矿区内地形基本呈北、西高，东、南低之趋势。最高点位于矿区北界双圪塔梁，海拔高度 1435m，最低点为矿区东部的马关河床，海拔高度1180m，相对高差 255m。本区属于海河流域，永定河水系，河流有马关河、七里河。本区之东有太行山、 五台山。两山

4、高度皆在海拔2800m以上，阻隔海洋季风吹入，而其西部与内蒙古相通， 使本区一带成为塞外寒流南侵的必经之道，因此，大陆性季风气候极为典型。年平均气温5.4 13.8 ，绝对最高温度 +37.9 ，绝对最低温度 -32.4 ，一般日温差也在18 25以上。年降水量分配极不均匀，暴雨强度大，年降雨量为345.3 682.2mm，年平均为 428.2( 朔县站 19221991 年 ) 449mm(井坪站 19531985 年 ) ，最高为757.4mm，最低 195.6mm。降水多集中在七、 八、九三个月，占全年降水量的 75%，有时达 90%，日最大降水量 87.0 153mm，连续最长降水时间

5、 13d。年蒸发量在 1786.7 2598mm之间，一般为 2066.7mm，从四月至六月，月蒸发量可达 580mm，一般年蒸发量是降水量的 5 倍左右。霜冻期每年九月下旬开始，初霜期最早为9 月 14 日，终霜期为次年四月，个别年为五月上旬， 最晚为 6 月 7 日。冻结日期最早为 10 月 18 日，解冻日期最晚为次年的 4 月 12 日。冻土深度一般在 1.11m 左右，最大为 1.31m，无霜期 107175d。本区每年有风时间占全年总时间的 70%，平均每年出现 40d 左右的大风，飓风天数 2d 左右，风沙日在 29d 以上，多集中于冬春季节，风向多为西北，年平均风速 2.3 4

6、.7m/s ，最大风速可达 21.7m/s 。根据国家地震局中国地震动参数区划图（ 2001），本区地震基本烈度为度，地震动峰值加速度 0.1g ，地震分组为第二组。年蒸发量在 1786.7 2598mm之间，一般为 2066.7mm，从四月至六月，月蒸发量可达 580mm，一般年蒸发量是降水量的 5 倍左右。朔州市位于山西省北部、大同盆地西南端，南邻忻州，北接大同，西北与内蒙古交界，辖两区四县，主要农作物有玉米、马铃薯、小麦、谷子、胡麻、甜菜、莜麦、豌豆等 30 多种。朔州市是一个以煤炭、电力为主的新兴工业城市，本区煤炭资源丰富， 是国家主要能源基地之一。 朔州矿藏资源丰富， 初步探明的矿藏

7、有煤炭、石灰石、铁矿石、铝矾土、云母、粘土、石墨等35 种。全市具有规模的工业企业 120 家，煤、电基础极为雄厚， 且有大型现代化露天煤矿安太堡露天煤矿和安家岭露天煤矿以及华北地区最大的火力发电厂神头一、 二电厂。全市煤炭年生产能力 80.00Mt 以上。电力总装机容量 2448MkW。乳、瓷等新兴产业颇具实力，乳制品生产能力达 10 万吨以上，是全国农区最大的乳制品生产基地之一；日用瓷年生产能力达到 5 亿多件，怀仁嘉明陶瓷公司是全国最大的日用瓷生产企业之一。1.2 矿田地质构造及煤层产状特征地质构造本矿田位于宁武煤田北端，宁武煤田的基底为一套古老的变质岩系，地层沉积总厚达 2600350

8、0m以上，沉积中心位于煤田中南部宁武 - 静乐一带，地层厚度在 3500m以上，而北部井坪 - 朔县一带仅几百米，中心出露最新地层为中生界侏罗系，向周围依次为中生界三叠系、古生界二叠系、石炭系、奥陶系、寒武系，太古界五台群， 新生界第三系、 第四系在南部静乐盆地及北部朔县平原厚度达 200m以上。宁武向斜贯穿煤田南北，其走向：井坪 - 阳方口近南北，阳方口 - 静乐为N30E，向斜轴除朔县平原偏向西部外， 一般偏向东部， 且东翼地层倾角大于西翼，为一不对称向斜。煤田东部构造较西部复杂， 地层倾角在 30以上， 有的达 7080甚至直立倒转，大的逆断层多分布于此，中部地层倾角平缓，一般在10以下

9、，无急剧折曲，微倾斜波状起伏较发育，其两翼倾角一般 25左右。构造一览表见图 1-1 。地质综合柱状图见表 1-2 。断裂发育在煤田东西两侧， 主要在东部， 以走向 N20 - 50E一组为主， 多为高角度的正断层，逆断层较少，另一组为 N15 - 45W，但数量稀少，规模较小，影响甚微。表 1-1构造一览表性质轴向两翼倾角区内延伸长构造类别度褶白家辛窑向斜N35E-N15E5o左右1300皱北西翼倾角 3 5，芦子沟背斜N30E6000南东翼倾角 6 9白西沟向斜26700走向倾角落差延展长度断15 19o 最大48m至F1(安家岭逆断层 )N25o 40oE达 30o,与芦子层62m 之间

10、6000m沟背斜平行(落F2（海液沟正断层）N90o E倾向南 7015m至 2500m差 2520mm)倾向南东， 倾F3 正断层走向 N35oE20m1800m角 70oF12（逆断层）走向 N35oE倾向南东 , 倾落 差达角 30o20m1350m长轴长短轴长备注陷破碎严重，煤层标高明显落堰长坡陷落柱 （X1 ） 450m200m低于四周柱全孔岩芯破碎严重，岩性姚吉坪陷落柱 （X2 ） 长轴 300m160m混杂，呈角砾状，岩层倾角急剧增大甚至近直立，全孔未见正常层位煤层表 1-2地质综合柱状图地质年代柱层厚状最小 -最大岩性描述界系统组图平均上离第中石由黄土 ,亚砂土 ,砾石曾及琅土

11、组成。黄土垂直节理，新四下组厚度较大；亚黏土多分布于底部，浅肉红色；砾石层系更马为薄层，横向不稳定，琅土为零星分布于地表，厚度80Q新兰不大。生统组界第上保主要为棕红色粘、亚粘土，粘土颜色深，亚粘土浅，三新德30底部常见砾石层，黏土层中常见断续钙质结核。系统组上石上河统子二组下石迭河子下组晚统山系古西组生太界上原石统炭组系本中溪统组0-15282041-635340-595168-998321-4837主要由砂岩，砂质泥岩组成。泥岩、砂岩多绿色，厚层状，横向多变化，向上逐渐变为灰白色，微件棕红色条带，砂质泥岩为紫红色，下部颜色较浅，浅黄绿及褐黄色，向上颜色深，为灰黄色；底部有一层含砾粒砂岩，局

12、部相应变为西砂岩与下石河子组相接触。有浅黄色及灰绿色砂岩及砂质泥岩组成。 中粗粒砂岩多为黄绿 色，含砾；细粒砂岩颜色较浅，下部的砂质泥岩以杏黄色为主，偶夹煤线，上部的砂质泥岩颜色较深，局部杂色，与下伏山西组整合接触。有浅灰色， 杂白质砂岩， 深灰色泥岩及砂质泥岩组成。夹 1 四层煤线，其中 3 号煤层全区层位稳定，中上不界 2 3 层高岭岩，底部粗砂岩，局部变为粉砂岩或细砂岩，与下伏太原组接触。由黄白色砂岩，灰白色砂质岩及煤层组成。砂岩为灰色，粉砂岩为黑灰色。上部含可采煤层4 煤，5 煤局部可采，中部可采煤层一层 7-4，6 煤不可采，下部 9 煤， 11 煤可采。发育层厚，全区稳定， 7 煤

13、上发育一层浅灰岩，稳定性较好，与下伏本溪组整合接触。以灰黑色，灰色，深灰色细砂岩砂质泥岩为主，中部发育 1 3 层灰褐色杂岩，层不变含有动物化石，与下伏石家沟组不整合接触。本区揭露的断层共有 20 条，落差 20m的断层有 5 条，其中 1 条位于矿田北部边界处， 20m落差 10m的断层有 9 条，一条位于北界外， 落差 10m的断层有 6 条，构造纲要图见图 1-3 。本矿田地层平缓，断裂构造不发育，未见岩浆岩活动，井田地质构造属简单类。图 1-3 构造纲要图煤层产状特征(1) 含煤性本矿田含煤地层为石炭系太原组及二叠系山西组，共含煤十四层。山西组地层厚 0 69.21m，平均 49.90

14、m，含煤 4 层，多见 2、 3 号煤层， 1、4 号 存极少。均为 0.20 0.50m 之薄煤层，零星赋存，以下不再叙述。(2) 可采煤层太原组地层厚 60.64 110.50m，平均 90.37m，含煤 10 层，编号为 4-1 、 4-2 、 4-3 、5、6、7、 8、 9、 10、11 号，煤层总厚煤层总厚 32.38m，含煤系数36%。煤层特征如表 1-3 。表 1-3煤层特征一览表煤层间距底板分布范围煤层层煤层结构顶板岩性岩性稳定性最小-最大最小-最大及可采性号平 均平 均0.83-24.36K35.803.40-15.60复杂 2-6 个分3泥岩细4（ 4-1 ）多为K粗岩稳

15、 定全区可采7.141.0-8.85层极少泥岩砂岩6.10西北部与0-5.40-1较简单 1-4泥岩粉4 合并，为42-3泥岩细砂岩较稳定3.24砂岩大部可采7.67-55.15煤层0-3.2023.39简单 1-2 个分高岭质泥岩泥岩粉除个别点7层砂质泥岩砂岩不稳定外，基本全1.64区可采11.59-22.361.33-23.39复杂 2-10 个分泥岩、砂质泥岩、全井田分层一般 4-6 个99.75岩中、粗砂粉细砂稳 定16.26布并可采分层岩岩2.06-8.55简单一般 2-3泥灰岩、炭全井田分111.00-10.95质泥岩、粉细砂岩稳 定4.10个分层布并可采砂岩3.84K20.60-

16、12.801.40-21.715.679.24注： K3 、 K2 为标志层1.3 水文地质特征含水层( 见表 1-4)表 1-4含水层特征表含水层流量水质类型矿化度PH简介石灰岩为主，其奥陶系石灰6.8 8.84m3/sHCO-Ca.Mg350mg/L7.3次为白云质灰岩含水层型水岩、泥灰岩及角砾状灰岩本组地层为含煤煤系地层，含水太原组砂岩0.00194L/s.m ，渗透HCO3.SO4-Ca482 7.58砂岩多间夹于泥裂隙含水层系数 0.03m/d.Mg751mg/L岩、砂质泥岩和各煤层之间，砂岩多具构造裂隙山西组砂岩含水层(即0.042 0.045L/smK3 砂岩)下石盒子组裂隙含水

17、层上石盒子组裂隙含水层基岩风化壳0.763 L/smHCO3-Ca.Mg270-286.裂隙含水层型水7.37.88mg/L第四系冲积205 一洪积层孔HCO3-Mg.Ca7.4238mg/L隙潜水和层面成岩裂隙区内主要含水层，含水层厚8.61 31.6m矿田的西北部、芦子沟背斜轴部地带剥蚀。地层沿较大沟谷有少量出露，岩性为砂岩、泥岩、砂质泥岩等。砂岩裂隙水，含水微弱。含水量很少岩性为砂砾石夹透镜状粘土，含水丰富岩性为砂砾石夹透镜状粘土，含水丰富隔水层第三系红色粘土，主要分布在井田西半部，层厚0 65.50m。本溪组：岩性主要由泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、石灰岩、铝土泥岩组成，厚度 21 45m，

18、含水性极弱或者不含水为相对隔水层。断裂导水状况矿田内具有控水意义的构造有芦子沟背斜及白家辛窑向斜构造。 陷落柱导水构造及安家岭阻水逆断层构造。地下水的补给与排泄区内地下水的补给来源主要为大气降水入渗补给、 由于露天开采开挖前， 需进行大量钻孔爆破，使岩层裂隙十分发育，给降水入渗创造了良好的条件。地下水的排泄途径有地下水的侧向径流排泄、 以泉的形式的点状排泄以及人为的矿井排水排泄。大气降水、地表水及地下水之间的关系大气降水是本区地下水和地表水的主要补给来源。本区地表水主要有西部的马关河及东部的马营河。马关河为常年性清水河流，其清水流量全部由上、 下石盒子组含水层中的地下水补给， 清水流量比较稳定

19、，上游流量为 8 20L/s ，下游流量为 40 60L/s 。大气降水、地表水和地下水三者之间在本区互为转化，相互补给，其三者联系较为密切。水文地质类型本矿自建矿以来正常情况下矿坑从未向外排水，均用于矿场内除尘撒水，矿坑涌水量约为120m3，在雨季，只是在底部11 号煤层底板的最低处，有少量的地下水渗出，形成面积不大的积水，本矿水文地质条件简单。1.4 煤层顶底板岩石工程地质特征工程地质特征1、第四系主要由黄土、浅红色亚粘土、黄色亚砂土等组成，黄土具垂直节理，亚粘土可见钙质结核，地层在井田内的最大厚度 80m。本区的土质多为细粒土中的轻亚粘土、亚粘土。2、新第三系上新统地层在井田内零星分布，

20、 厚度不大， 岩性主要为棕红色粘土及亚粘土， 粘土中可见钙质结核。3、石盒子组地层该地层岩性主要由砂岩、泥岩和砂质泥岩组成；砂岩和砂质泥岩呈黄绿色。据安太堡矿资料该组岩石属坚硬 - 半坚硬岩石，其中砂岩在自然状态下的单向抗压强度 =2.31 14.27 （104kPa），饱和状态下 C=1.02 3.43 （104kPa），泥岩在自然状态下 =2.31 5.99 （ 104 kPa），内摩擦角 =41，凝聚力 C=0.46（ 104kPa），在自然状态下的砂砾岩： C=1.422（104kPa），饱和状态下的砂砾岩： =0.971 （104kPa）；内摩擦角 =20；凝聚力 C=2.227（1

21、04 kPa）。4、山西组地层本组地层主要由灰色、灰白色砂岩、灰黑色、灰色砂质泥岩和泥岩组成，该层平均厚度为 51m，其中砂岩占 47.55%，泥岩和砂质泥岩占 50.96%，煤占 1.44%。根据安太堡矿资料，顶部泥岩在自然状态下的单向抗压强度=3.03（ 104kPa）。饱和状态下 =1.187（ 104kPa）。中部砂岩自然状态下=2.031 4.454 （ 104kPa）；饱和状态下=1.923（ 104kPa）。底部砂岩在自然状态下=3.296 5.445 （ 104kPa）；饱和状态下=2.708（ 104kPa）；内摩擦角 =2325；凝聚力 C=2.521（104kPa）。5、

22、太原组地层太原组地层为本矿的主要含煤地层，所有的可采煤层均赋存于太原组地层中。该地层主要由砂岩、泥岩、石灰岩和煤组成，其中砂岩占 31.31%，砂质泥岩占 31.0%，灰岩仅占 1.2%，其余为煤。据安太堡矿资料：煤层在自然状态下单向抗压强度=0.667 1.826（ 104kPa）；内摩擦角 =2633；凝聚力 C=2.354（104kPa）。硬层砂岩在自然状态下单向抗压强度=9.9 15.8 （104kPa），饱和状态下4单向抗压强度 =7.436 10.928 （10 kPa）。4半坚硬层砂岩在自然状态下单向抗压强度=2.57 6.81（10 kPa），饱和状4态下单向抗压强度=1.589 4.267 （10 kPa）。6、本溪组地层本组地层为主要可采煤层的下伏地层， 平均厚度为 37m，其岩性主要由砂岩、铝质泥岩、砂质岩和灰岩组成， 铝质泥岩分布于本溪组的中部和下部， 是该层中的弱层，遇水很快变软，在自然状态下 =1.589（ 104kPa）。该层中的硬岩层是石灰岩，分布于本溪组的中部，自然状态下 =10.879（ 104kPa）。边坡类型本区的岩石大多数属半坚硬岩石夹有一定量的弱层和坚硬层。地下水较少，岩石强度较高，且强度差别不大（第四系除外） ，岩层