庞庄煤矿概述及井田地质特征

1、1 矿区概述及井田地质特征1.1 矿井概述1.1.1 矿区地理位置、范围庞庄煤矿位于徐州市西北方向九里区境内，距市中心13km主井地理座标为东经 117° 06' 19，北纬 34° 20' 24，井口标高 + 37.5m。井田范围： 东自 21 煤露头起； 西至夹河工业广场及第17 勘探线为界与夹河矿为邻；南部边界分三段：（1） 、东段（铁路煤柱以东） ：以 F3 断层与王庄煤矿相邻。（2） 、中段（铁路煤柱至11 勘探线） ：以 F47 断层为界，断层以南隶属拾屯煤矿。（3）、西段（第11至第15勘探线）：各煤层-270 m水平以浅急倾斜部分划 归拾屯矿

2、。北以F1断层与张小楼井相邻。井田东西长约 6.24km、南北宽3kmi面积约 18.72km2。1.1.2 地形、地貌庞庄井田为古黄河泛滥形成的冲积平原。 冲积层东北薄、 西北厚， 平均厚度76.0m ,区内地势较平坦，略显西北高、东西低的趋势。地表标高+35m +42F坡度约为两千分之一。 由于几十年的煤炭开采活动， 使地表形成大面积塌陷并积水成塘，塌陷区水深可达5m 6m矿区东南由寒武、奥陶纪石灰岩构成为数不多的低山丘陵，大致呈NE60°方向延伸。自西向东为大、小孤山、霸王山、九里山、琵琶山。其中以九里山最高，山顶绝对标高为+173.2m。1.1.3 交通条件徐州市地处京沪、

3、陇海两大铁路动脉的交汇点， 本井田有矿区专用铁路， 东 与京沪铁路茅村站、西与陇海铁路夹河寨站相联接。徐丰公路从矿门口通过，可与苏北、皖北、鲁南、豫东各县相通。矿区东北有京杭大运河穿过，经徐州煤港贯通南北。因此，庞庄煤矿水、陆交通运输条件极为便利。 （见交通示意图 1 1）图11交通示意图1.1.4 气象根据徐州气象资料，本区属南温带鲁南气候区，具有长江流域和黄河流域气 候的过渡性，区内气候日照充足，年降雨量充沛，冬寒干燥，夏热多雨，春秋季 短，并有寒潮、霜冻、冰雹、旱风等自然灾害。本区由于地处中纬度副热带和暧温带的过渡区，因此，降水有集中性高，年变化大的特点。平均年降水量841.9mm最大1

4、297.0mm（1958年）；最小500.6mm （1988年）。夏季平均雨量（68月）466.03mm,约占全年降水量的55%,其中以 7、8两月雨量最多，形成了冬干、春秋旱频繁、盛夏常发生旱涝急转，易涝、 易旱的气候特点。蒸发量：1440mmz年，全年以偏东风为多，年平均风速3.2m/S,最大风速24.3m/S（1959年6月）。年平均气温14.13° C。1月份最低，平 均气温-0.6 ° C, 7月份最高，平均气温27.4° C。冻土7知变为29cm历年平均 初霜期为10月下旬，终霜期4月上旬。1.1.5 水文井田内地表水体主要为塌陷区积水，其次有拾新河和

5、拾屯河。（1）、塌陷区积水积水区常年水位+34.3m；雨季最高水位+36.25m （1982年7月22日）。（2）、拾屯河：从矿区南部露头自西向东入丁万河，全长 13Km为季节性 河流。（3）、拾新河：1977年12月铜山县在矿区中部自西北向东南人工开挖而成， 常年积水，水深56m，河床不连续且与塌陷区积水连成一片。除上述地表水体外，尚有零星的鱼塘和纵横交错的排水沟渠分布。因此，矿 区地表水系较为发育。1.1.6 地震徐州地区地震烈度为 7 度，根据 1956 年科学出版社资料，徐州地区地震记录始于公元 522 年，讫于 1937 年，即 1415 年间发生地震21 次。其中破坏性地震占了 3

6、7次。影响较大的有1502年10月17日地震，坏城垣民舍；1668年7 月25日山东莒县郑城8.5级地震，1937年8月1日山东清泽7级地震。本区属华北地震区，距郑庐断裂约100kmi该断裂带为一长期活动的强地震带。1.2 井田地质特征庞庄井田位于九里山向斜的中段， 总体上为一个不对称的复式向斜构造， 即由二个背斜，三个向斜组成，西北翼被F1 断层切割，破坏了构造的完整性，地层形状沿走向和倾向均有变化。 从 1956年至 1999年间， 由 124煤田地质勘探队、169 煤田地质勘探队、徐州矿务局地质勘探队、安徽煤田地质物探队、西安煤科分院在本区进行多期地质勘探及物探工作，共施工钻孔232 个

7、，工程 量78756.58m。完成地震测线17条，总测长26.44km。瞬变电磁法勘探线46条，施测物理点 601 个。1.2.1 以往勘探的情况1956 年原华东煤田地质勘探局 124 队在徐州九里山地区进行普查找矿时，施工钻孔34个，总工程 量5360.06m。发现了九里山煤田。19571963 年江苏省煤炭工业局煤田地质勘探169 队在本区进行勘探 工作， 共施工 97个钻孔， 总工程量27119.73m， 并分别于 1958年 7月提 交了 拾屯矿区 精查报告 （ 包括王庄、 东城、 庞庄、 桃园、 拾屯及邓庄六个井田 ） ， 1959 年 10 月提交了拾屯矿区深部补充 勘探 报告

8、， 1962 年 9 月提交了东城-庞庄煤矿地质勘探最终报告补充资料 ， 1963 年 6 月提交了王庄煤矿地质勘探最终补充报告 ， 1963 年 7 月提交了拾桃井田地质勘探最终报告（ 精查 ） ，同时在拾桃方案设计研究时将拾桃井田的拾屯区划归庞庄煤矿， 桃园区划归夹河煤矿。19781982 年，徐州矿务局地质勘探队在本井田深部进行勘探，共施工钻孔99个，总工程量45556.76m,于1982年提交了庞庄煤矿补充勘探报告。1986年， 徐州矿务局地勘队在第 5勘探线深部进行生产勘探， 共施工钻孔2个，总工程量720.02m,严密地控制了 F1断层产状要素，为顶水采煤提供了可 靠的地质依据。1

9、991 年安徽煤田地质物测队对庞庄井田深部进行了二维地震勘探。其范围：第13勘探线至第17勘探线之间，-370m水平以下至F1断层，面积2.31Km2 完成 地震 测线17条，测线总长度26.44KR1并于同年10月提交了徐州矿务 局庞庄煤矿深部水平地震开发勘探报告 。1999年 10月， 委托煤炭科学研究总院西安分院对庞庄井田深部的庞 4 断层与 F1 断层之间区域进行瞬变电磁法勘探工作，查明庞4、庞 4-1 、 F1-1、 F1 断 层的含水层分布情况， 推断、 核实上述断层位置及含水破碎带宽度， 并查明 -800m以下的太原组石灰系及奥陶系灰岩水的水力联系。完成测线46条，施测了 601

10、个物理点，于 2000 年 2 月提交了庞庄煤矿庞4、 、庞 4-1 、及 F1-1 断层带含水性探测成果报告 。1.2.2 区域地质构造简况徐州煤田位于中朝准地台山东隆起区的南端， 徐州复背斜的西端。 若按地质力学划分： 是秦岭东西向构造带的北支和新华夏第二隆起带的交汇部位， 其东侧紧邻郯庐大断裂。故本区是几个大构造带的交汇地，构造复杂。区内盖层发育，属北方型。 中生代印支- 燕山运动对本区影响甚大， 使本区地层发生褶皱、 断裂并伴有岩浆活动。徐州复背斜由多个相间排列的背、 向斜组成。 自东南向西北分别是： 棠张集向斜、 大许家背斜、 贾汪向斜、 徐州背斜、 闸河向斜、 肖县背斜、 九里山向

11、斜等。每一个背、向斜由更次一级的背、向斜组成复式背、向斜。就单一褶曲而言，一般北翼较缓， 南翼较陡， 局部直立甚至倒转， 并伴生有与褶曲轴大致平行的高角度逆断层、逆掩断层出观。区域地层沉积缺失奥陶系上统、 志留系、 泥盆系及石炭系下统， 除震旦系与寒武系、 奥陶系与石炭系呈假整合接触关系， 第四系与其它各时代的地层呈不整合接触关系外，其它各地层皆呈整合接触关系。徐州地区的岩浆岩活动大致分为三期： 即晚元古代未的辉绿岩类侵入， 燕山中晚期的中酸性-中基性岩浆岩活动、燕山晚期喜山期的基性-超基性岩浆岩活动。在徐州复背斜的分布大体沿桃山集- 徐州 - 贾汪一线以东出露的全为基性岩； 该线以西出露的主

12、要为中性- 中酸性 - 酸性火成岩， 这正是利国铁矿和斑井铜矿的成矿母岩。本井田的太原组地层及邻区的垞城矿太原组地层亦见有煌斑岩、辉绿岩类的岩墙、 岩脉侵入， 而井田西北部的张集矿则见有大面积的中酸性火成岩。1.2.3 井田地层井田内无基岩出露， 现据区外露头所见及钻孔揭露资料， 将井田地层自下而上简述如下：( 1) 、寒武系 (? )井田钻孔未见，仅在矿区外围群山有出露。主要分布于徐州复背斜的轴部，与下伏地层震旦系(Z) 呈假整合接触。下部以砂页岩为主，夹薄层状灰岩；中、上部则由中厚层状灰岩组成。( 2) 、奥陶系(O)仅见于少数钻孔， 是徐州复背斜构造的两翼主要地层组成部分。 也是煤系地层

13、的沉积基底。区内只发育有下统和中统，上统缺失。其中：奥陶系下统(O1) ：与下伏地层寒武系呈整合接触关系。下部由中厚层竹叶状白云岩、 泥质白云岩、 页片状泥质灰岩、 钙质白云岩及 厚层状灰岩组成。上部的马家沟组则由中厚层巨厚层的豹皮状灰岩组成，顶部夹有紫灰色薄层钙质白云岩，厚450530ml平均484ml奥陶系中统阁庄组（O2g）:厚65.270.9m平均68ml由青灰色黄灰灰 色薄中厚层钙质白云岩、白云质灰岩、白云岩组成。( 3) 、石炭系（C）系地层仅发育有中统和上统，下统缺失。1、石炭系中统本溪组（C2b）本组地层厚17.842.7m,平均27m,假整合于奥陶系之上。是在奥陶系中统 之后

14、地壳整体长期上升、 剥蚀夷平的基础上广泛海侵的浅海相沉积。 其岩性自下 而上为：下部： 为紫色、 灰绿色页岩（相当于华北山西式铁矿层位） ， 含铁不均匀， 厚度较小，一般在6m左右，系本组与下伏奥陶系之分界标志层。中部：为浅灰色铝土质页岩，厚度多小于5m。上部：浅灰色厚层状石灰岩，含黄铁矿，夹透镜状页岩，厚约16m。2、石炭系上统太原组（C3t）本组地层厚124.0208.2m,平均156.0m。为本区主要含煤地层之一。 整合 于本溪组之上，为海陆交互相沉积，主要有灰白灰黑的灰岩、页岩、砂质页岩 组成，夹极不稳定稳定薄煤710层，可采者两层。各层石灰岩中常含有丰富 的蜓科、腕足类及海百合化石。

15、( 4) 、二迭系（P）区内二迭系地层沉积有下统- 山西组、下石盒子组、上统上石盒子组。现分述如下：1、二迭系下统山西组（P11 s ）本组地层厚96.5145.4m,平均113.0m。为本区主要含煤地层之一。整合 于太原组地层之上，为近海河湖沼泽相沉积。主要由灰色页岩、砂质页岩、灰色粉砂岩及石英砂岩组成。中、下部以石英砂岩为主，其次为深灰灰白色页岩、砂质页岩组成。夹稳定极不稳定的薄中厚煤层46层，其中7煤为稳定可采煤层， 8、 9 煤为局部可采煤层。各煤层上、下的页岩中常含有保存较为完整的植物化石，常见有栉羊齿、楔叶木、轮木、丁氏蕨等。2、二迭系下统下石盒子组（P12 x）本组厚：170.7

16、299.0m,平均217.0m,为本区主要含煤地层之一，整合于 山西组地层之上，为内陆湖泊沼泽相沉积。主要由灰绿深灰色砂质页岩组成， 上部以灰色为主，下部以深灰色为主。自上而下夹数层杂色页岩。含煤69层, 其中 1、 2 煤可采。本组下部的煤层附近地层中常保存有较为完整的植物化石：辨轮木、轮木、芦木、大羽羊齿、柯特木和丁氏蕨等。3、二迭系上统上石盒子组（P21 s ）厚3.9269.2m,平均250m整合于下石盒子组之上。为炎热气候下内陆河 湖相沉积。以杂色、灰绿色，灰色砂页岩、页岩为主夹灰绿色、浅灰色细中粒 砂岩，中下部时夹有煤线及炭页岩，底部为灰灰白色石英长石粗粒含砾砂岩， 间夹灰色，杂色

17、页岩。为本组与下统下石盒子组分界标志层，产烟叶大羽羊齿、剑形瓣轮木等化石。( 5) 、第四系(Q)区内厚度52.7124.0m,平均76.0m,不整合于各地层之上，主要由砾石、砂礓、 粘土、 亚粘土、 粉砂土和腐植土组成。 井田范围内由东南向西北逐渐增厚。1.2.4 含煤地层本井田含煤地层为石炭、二迭系，有三个含煤组：石炭系太原组、二迭系下统山西组和下石盒子组。1.2.5 构造情况庞庄井田位于九里山向斜的中段， 总体上为一不对称的复式向斜构造； 即由2 个背斜、 3 个向斜组成 ; 大中型断裂亦较为发育 , 受褶曲构造的影响，地层产状沿走向和倾向上均有变化，一般为 810 ;东南翼较陡，西北翼

18、相对较缓；在12 勘探线以西的浅部或煤层露头产状可达60°以上，局部近乎直立。由于西北翼被 F1 断层切割，其构造的完整性遭到了一定程度的破坏。1.3 煤层特征1.3.1 含煤概况本区含煤地层为石炭、二迭系，有3 个含煤组：二迭系下统下石盒子组(P1x2) 、山西组 (P1s1) ，石炭系上统太原组(C3t) 。煤系地层平均总厚度486m，含煤 20 层， 可采和局部可采仅7 层， 可采煤层的厚度为11.65m， 含煤率为2.40%。其中：下石盒子组地层平均厚度217.0m,含煤69层，可采和局部可采2层，可 采煤层平均厚度3.16m,含煤率为1.46%。山西组地层平均厚度113.0

19、m,含煤46层，可采和局部可采3层，可采煤 层平均厚度6.62m,含煤率为5.86%。太原组地层平均厚度156.0m,含煤710层，可采和局部可采2层，可采煤 层平均厚度1.87m,含煤率为1.20%。1.3.2 煤质( 1) 、煤的工业指标本报告在煤质方面除了收集洗煤厂几个主要指标外， 另在生产中采取了少数煤样进行化验分析，现将化验结果列表如下： ( 见表 1-1 、表 1 一 2)组另J煤层儿寻壮 (%)% 00忆（90° ） ft）禹造特征固定炭 3st, d 00PdW9a d（KJ/g）Qnaitj a （KJ/b）12. 6812. 5236. 22654.30. 005

20、29. 087722. 4512, 3437. 64654.320. 4S（L 00329. 4329. 04山72.27.3437. 33656.790330. 0023L 3130.92西82, 2810. 8936. 76& J55.08L 670. 00330. 0429. 55组91. 8233. 5243. 6636.773, 30, 00222. 0521,3从上列数表的煤质化验资料统计结果看出：水份：各煤层均属低水份煤，且自上而下逐渐减少。灰份：下石盒子组的1煤、2煤属偏高的中灰煤。山西组的 7煤、8煤、9 煤属低灰煤。太原组的20煤、21煤属偏低的中灰煤。其精煤的灰份

21、均小于10% 可见易选。硫份：下石盒子组煤层与山西组煤层属特低硫煤。太原组煤层属富硫煤或高 硫煤。磷份：下石盒子组煤层与山西组煤层属特低磷煤。 太原组煤层未做磷份分析。发热量：除1煤外，其余煤层分析煤样的分析基弹筒发热量 (Qdrr )都在 25.0J/Kg以上；可燃基弹筒发热量(Qdrr )都在33.44J/Kg左右，且自上而下 有逐步增大趋势。挥发份：各煤层均大于37%且自上而下有增高趋势。组别煤层水分 肛日 (%)灰分 治 (%)硫分St, ad（%）卜后盆子组1L 717. 502.%（9）11 8024. 4420. 56（9）21. 92T 00员 00 （48）6. 9230.1

22、618. 64（49）0. 37-0. 420.如（5）山西组7L 30T 872. 67 C94）8. 8630.1614.71（94）0. 22-0. 480. 32 91.72-3. 062.43（9）10. 6123. 3015.53（9）201. 23-3. 362. 30（67）6. 2336. 8615. 59（67）0, 50n90. 66 表卜2煤质分析成果统计表元 素分析： 化验成 果中各 元素组 分的变 化规律 不甚明 显。(2)、煤的物理特征：1煤：半亮半暗型，树脂沥青光泽，条带状结构，鳞片状或块状构造， 褐黑色，质地较松软，裂隙较发育，有时被方解石脉充填。2煤：半亮半暗