龙泉矿井田概况及地质特征

1、第一章 井田概况及地质特征第一节 井田概况一、交通位置龙泉井田（以下简称井田）位于山西省中部的娄烦县境内，新舍科上龙泉下静游村一带，行政区划属娄烦县龙泉乡管辖。地理坐标:北纬38°085038°1153，东经111°4504111°5058。井田位于娄烦县城北10km处，忻州静乐娄烦古交太原公路从井田的东边界外经过，在忻州、太原两地分别与同蒲线、石太线铁路相接。井田煤炭外运初期以公路为主，后期与太（原）古（交）岚（县）铁路同步建设，修建一条与下花园车站接轨的10km长的矿区铁路专用线。井田内各村庄之间有县、乡级公路相通，交通便利。交通位置详见图111。二

2、、地形、地貌本井田位于吕梁山脉的芦芽山南部的丘陵区，属典型黄土梁峁地貌。地势总体为南高北低，西高东低，最低点位于井田东部边界处，标高1120m，最高点位于井田西南部边界处，标高1362m。最大相对高差242m。三、地表水系及其主要河流井田东部的汾河为黄河水系。汾河源于宁武县管涔山，由东寨经静乐向南，在本井田外东南（2km左右）注入汾河水库。汾河水库历年最高积水线为1130m。汾河南下至河津注入黄河，汇水面积2799km2。历年最大流量2230m3/s，最小流量0.19m3/s。井田内较大的河谷为岚河，在井田东部流过。岚河源于岚县白龙山，经岚城、东村折而流向东南，在下静游汇入汾河。全长56.7k

3、m。雨季最大流量874.0m3/s，旱季流量锐减，甚至干涸。历年平均流量2.25m3/s。井田内龙泉川为岚河支流，在井田中北部由西边界流入，汇入岚河，该河谷全长28km，流域面积约167km2，其上游可见细小泉水，流经奥陶系地段便渗入地下。井田内以第三、四系泉水为主，汇成小溪后在井田内汇入岚河。四、气象及地震冬季长而寒冷，夏季短而燥热，为内陆性半干旱气候。雨水少且集中在七、八、九三个月。历年降水量平均为494.3mm，蒸发量平均为1762.1mm；最高气温36.4，最低气温零下30.5，历年平均气温8.3。每年十月底开始降雪和封冻，冻土深度为85117cm，至翌年3月底或4月初开始解冻，冰冻期

4、长达160天以上。每年除七、八、九三个月有东南风外，其余皆为西北风，历年平均风速2.1m/s，最大风速达16m/s，相当78级大风。根据中国地震动峰值加速度区划图，该区地震动峰值加速度为0.15g，地震烈度为度。五、区域经济概况井田地处娄烦县境内，地方经济主要以农业为主，主要农产品有小麦、玉米、谷子、山药、莜麦等。娄烦县煤炭资源丰富，煤层埋藏较浅，近年来地方煤炭生产及加工业发展较快，在地方经济中已占有较大的比例。六、矿区总体规划及开发现状受山西省发展和改革委员会委托，我院于2007年7月编制完成了山西省晋北煤炭基地岚县矿区总体规划。岚县矿区总体规划分静乐区、娄烦区和岚县区。岚县矿区为晋北大型煤

5、炭基地六个矿区之一，行政区划属太原市娄烦县、忻州市静乐县和吕梁市，地跨三市县。其地理坐标为东经111°39112°18，北纬38°0538°41。岚县矿区西部、南部、东部基本上为自然边界，北部为人为边界，与轩岗矿区相邻。矿区南北长67.14km，东西宽56.28 km，矿区面积约1772.9498 km2，岚县矿区地质储量3659.795Mt，可采储量1987.777Mt。根据岚县矿区总体规划，矿区推荐的总建设规模为25.31 Mt/a。山西省晋北煤炭基地岚县矿区总体规划已上报国家发展和改革委员会，待批。矿区共规划新建大型矿井4座，即：娄烦区龙泉矿井（5

6、.00 Mt/a），岚县区葛铺矿井（1.50 Mt/a，后期2.40 Mt/a）、火泉沟矿井（6.0Mt/a），静乐区双路矿井（1.80 Mt/a）。根据山西省煤炭资源整合和有偿使用工作领导组办公室晋煤整合办核20061号、64号、70号文，三个县生产矿井煤炭资源整合情况如下：静乐县现有生产矿井25座，煤炭资源整合后关闭4座，规划地方乡镇煤矿21座，规划规模3.48Mt/a。娄烦县现有生产矿井23座，煤炭资源整合后关闭10座，规划地方乡镇煤矿13座，规划规模5.01Mt/a。岚县现有生产矿井8座，煤炭资源整合后全部保留，规划规模1.62Mt/a。矿区内共规划地方乡镇整合煤矿42座。其中静乐县2

7、1座，娄烦县13座，岚县8座。矿区建设总规模25.31 Mt/a，其中新建矿井规模15.20 Mt/a，地方乡镇整合煤矿规模10.11 Mt/a。龙泉矿井是岚县矿区新建的四座矿井之一。龙泉矿井井田范围及建设规模与矿区总体规划一致，符合国家产业政策。七、电源条件：龙泉矿井的供电电源从拟建的娄烦220 kV变电站引取，变电站与矿井建设时间同步。因此，矿井电源可靠。八、水源条件：本井田奥陶系中统马家沟组的岩溶裂隙水量丰富，水质较好，可在沟谷两岸打深井取水，作为矿井永久生活水源。处理后的井下排水可作为矿井生产水源。矿井水源可靠。九、其他建设条件矿井建设所需的钢材、水泥等材料太原即可供应，木材需从外地购

8、进，砖、石、砂等材料当地即可解决。第二节 地质特征一、地层、地质构造一）地层本井田基本全部被第三、四系松散层所覆盖，只在东部及北部的沟谷中零星出露有二叠系上统上石盒子组一段和二段及石千峰组地层，其它地层均为钻孔揭露，现由老至新分述如下：1、奥陶系中统（O2）奥陶系中统马家沟组（O2m）：上部以青灰色、深灰色石灰岩、泥灰岩为主，局部层段岩溶发育，以豹皮状灰岩、白云质灰岩为主，中夹角砾状灰岩，O2面下40余米及140到150m左右含有两层石膏带。钻孔最厚揭露达277.50m，相当于该组中、上段层位。2、石炭系中统本溪组（C2b）平行不整合于马家沟组灰岩之上，厚21.6039.20m，平均27.50

9、m。下部以灰白、浅紫红色铝土泥岩为主，中夹不稳定的粘土层；底部为褐黄色极不稳定的山西式铁矿；上中部为灰、灰白、灰绿色泥岩、砂质泥岩、铝质泥岩、夹薄层石灰岩、薄煤层和石英细粒砂岩。3、石炭系上统太原组（C3t）太原组为本井田主要含煤地层，由K1砂岩底至K4砂岩底。厚110.64127.39m，平均厚116.00m。与下伏本溪组整合接触。其上下为两个不同特色的含煤组，其间以标志层K3砂岩把两者分开。太原组下组自K1砂岩底至K3砂岩底，可分为五小段：K1砂岩至11号煤顶板泥灰岩，主要由细粒砂岩、砂质泥岩、薄煤层和泥灰岩组成，11号煤和泥灰岩不甚发育。11号煤上部泥灰岩顶至10号煤顶板石灰岩，主要由砂

10、质泥岩、泥岩、薄煤层和石灰岩组成，石灰岩不甚发育。10号煤上部石灰岩顶至L1石灰岩，由粘土岩、砂质泥岩、9号煤、L1石灰岩组成，L1石灰岩基本全井田发育。L1灰岩顶至L2灰岩，由砂质泥岩、粉砂岩（或细粒砂岩）、8号煤、L2石灰岩组成，L2石灰岩基本全井田发育。L2灰岩顶至K3砂岩底岩，由粉砂岩、砂质泥岩、细粒砂岩、7号煤和L3灰岩组成，L3灰岩基本全井田发育。以上这五个不同的层段，从岩性、岩相分析，可划分为五个小旋回：从第一旋回到第五旋回地壳升降速度缓慢，并且有规律地逐步降升形成一个完整的中旋回，聚煤作用从开始到发育至结束，也是一个完整的聚煤过程，因此在旋回中部形成了较厚的9号煤层，而在其上下

11、部形成较薄的煤层。此组为海陆交互相含煤建造。K3砂岩为灰白色厚层细粗粒砂岩，局部含小砾石，为河床相沉积。厚度及岩性变化大。厚019.23m，平均13.40m。太原组上组自K3砂岩底至4号煤顶部，可分为两段：K3砂岩至5号煤顶，由中、细粒砂岩、砂质泥岩、煤层和泥岩（钙质泥岩）组成。由泥岩顶部至4号煤顶部，由砂质泥岩、粉砂岩、细粒砂岩和4号煤组成，有较多的植物化石。从岩性岩相分析可划为一个完整小旋回和一个不完整小旋回。后期地壳升降频繁，波动较大，致使上部遭受冲刷，形成一个不完整的旋回。4、二叠系下统山西组（P1s）山西组为井田内另一含煤地层，自K4砂岩底至K5砂岩底由45层灰白色中细粒砂岩和35层

12、薄煤层及深灰色、灰黑色砂质泥岩、泥岩组成。厚34.0760.20m，平均厚52.00m。从岩相分析，河床相砂岩发育，纯陆相沉积的连续性常被中断，含煤性很差，所以形成一些多而薄的煤层。与下伏太原组整合接触。K4砂岩为灰白色细、中粒砂岩，层面上炭质富集，厚度岩性变化大，有时相变为砂质泥岩或泥岩。5、二叠系下统下石盒子组（P1x）自K5砂岩底至K6砂岩底。与下伏山西组整合接触，厚82.97123.90m，平均厚106.00m。本组由灰色、灰绿色、灰黄色、灰白色、灰紫色砂岩、泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、铝质泥岩组成，顶部常含有一层夹有大量紫色斑块的铝土质泥岩，下部常含有煤线和薄煤层，底部K5砂岩，厚1.0

13、019.00m，厚度变化极大，平均厚7.00m，为灰色中粗粒砂岩，含大量岩屑和暗色、绿色矿物。6、二叠系上统上石盒子组（P2s）：根据岩性的不同将本组分为两段：1）一段（P2s1）自K6砂岩底至K7砂岩底。厚224.04273.00m，平均厚250.00m。零星出露于井田东南部。下部50.0060.00m，由灰绿色、黄绿色、中粗粒砂岩、与厚层状兰灰色、灰绿色泥岩、砂质泥岩互层间夹薄层紫色泥岩。底部K6砂岩厚1.3829.73m，平均厚11.00m，为黄绿色中粗粒砂岩，泥质胶结，分选不好，交错层理发育。中部厚100.00m左右，由灰绿色、黄绿色、紫色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、细粒砂岩等组成，由上往

14、下色相条带明显，顶部细粒砂岩坚硬，相变大。上部厚约80.00m，以兰灰色、紫色砂岩、砂质泥岩和泥岩呈互层状产出现，砂岩中含泥质包裹体和小砾石。本段含化石有联合栉羊齿，东方栉羊齿等化石。2）二段（P2s2）自K7砂岩底至K8砂岩底。厚110.00130.00m，分上下两部分。零星出露于井田东部。下部厚60.00m左右。由紫色、暗紫色泥岩、砂质泥岩及黄绿色中细粒砂岩等组成。底部K7砂岩厚2.9025.30m，平均厚7.00m，为灰绿色、黄绿色中细粒砂岩，分选磨圆皆差，相变大。上部厚50.0055.00m，以葡萄紫色为主的各种紫色泥岩、砂质泥岩及黄绿色砂岩等组成。底部砂岩厚10.0015.00m，为

15、浅黄色、黄绿色中粗粒砂岩，常含小砾石。7、二叠系上统石千峰组（P2sh）自K8砂岩底至K9砂岩底。与下伏上石盒子组地层整合接触，厚148.00m。零星出露于井田北部边界处。由紫红色、暗紫色、砖红色砂岩、砂质泥岩、粉砂岩等组成。底部砂岩K8厚约22.00m，为灰白色、黄绿色粗粒砂岩、泥质胶结、松软、具斜层理，砂岩底部含有以燧石为主的小砾石。8、三叠系下统刘家沟组（T1L）本组全厚450m，井田内未出露。以暗紫色、紫红色、淡灰色中厚层状中细粒砂岩为主，中夹砂质泥岩、粉砂岩薄层以及泥质团块。底部砂岩K9厚约5.00m，为灰紫色、厚层状粗粒含砾长石石英砂岩，具交错层理，含泥质团块，在其上方常有两层亮紫

16、红色砂质泥岩和泥岩薄层为其特征。9、第三系上新统静乐组（N2）与下伏基岩呈不整合接触，井田内出露较多，分布于沟谷及其两侧。厚10.0060.00m，一般35.00m，由棕红色、浅紫红色粘土、亚粘土等组成，内含砂质和砂土透镜体或砂土层，亦有不成层的钙质结核。底部为砂砾层，砾石成分以石灰岩为主。含三趾马牙齿等化石。10、第四系中、上更新统（Q2+3）与下伏基岩呈不整合接触。厚0110.00m，一般厚40.00m。下部厚060.00m，一般20.00m，通称离石黄土，为淡棕红色含砂粘土，内含不连续钙质结核层和古土壤层，红、黄相间，常形成柱状垂直节理，产状受古地形控制。上部厚050.00m，一般约20

17、.00m，通称马兰黄土，由淡黄色亚砂土、亚粘土等构成，结构松散，颗粒均匀，具大孔隙，广泛分布于井田内山坡、高峁之上。11、第四系全新统（Q4）厚约020.00，为现代河流冲积物，分布于井田岚河、龙泉河谷内。由卵石、砾石、砂、再生黄土等构成。二）区域构造宁武煤田基底历经多次地壳变动。吕梁、五台两个结晶基底的形成，奠定了宁武煤田的雏形，在该煤田发展过程中，吕梁、五台地块对地应力边界条件的变化起着控制作用。从南部构造发育情况来看，主要有两个构造型式：北东南西斜列雁行式排列和北东南西褶皱带，两者的复合重合即构成祁吕贺山字型构造体系的东翼前弧的中段。煤田西部外围永安东村马坊北北东向褶皱带与雁行式褶皱带复

18、合：煤田内：岭底社安铺向斜和张臣下静游向斜等一组北东南西向褶皱重合在山西北中部多字型构造之一宁武凹陷之上。三）井田地质构造本井田基本为全掩盖区，根据煤层底板等高线图及钻孔资料，地层总体走向为北西，倾向北东，倾角小于15°，在此基本础上发育有一条向斜和一条背斜及6条断层，未见陷落柱。现对褶曲及断层分述如下：（一）褶曲1、上静游背斜：位于井田的东南部，上静游村西南，轴向北东，两翼倾角基本一致，倾角10°左右，从井田的东南边界外延伸到井田内，延伸长度2.5km。煤层底板等高线图上显示明显。2、梁儿上向斜：位于井田的东南部，梁儿上村东，与上静游背斜平行产出，轴向北东，两翼倾角基本一

19、致，倾角5°左右，从256号孔北发育，向南西延伸出井田边界外，井田内延伸长度2.2km。煤层底板等高线图上显示。（二）断层根据中国煤炭地质总局水文物测队2007年7月编制的龙泉矿井首采区一块段三维地震及电发勘探报告和山西省煤炭地质物探测绘院2007年6月编制的龙泉矿井首采区二块段三维地震及电发勘探报告。共发现断层26条，详见表121。（三）陷落柱根据中国煤炭地质总局水文物测队2007年7月编制的龙泉矿井首采区一块段三维地震机电发勘探报告和山西省煤炭地质物探测绘院2007年6月编制的龙泉矿井首采区二块段三维地震机电发勘探报告。共发现7个陷落柱。1、X1陷落柱位于勘探区西部偏北，长轴走向

20、N60°W，4#、9#煤层均见，4#煤层长轴直径约90m，9#煤层长轴直径约100m，在抽取的时间剖面上有4个断陷点，其中A级2个，B级1个，C级1个，该陷落柱在时间剖面上陷落柱特征较明显，平面也有显示，但形状不规则,不符合陷落柱形状特点,属控制较差陷落柱。表121 断层一览表断层编号最大落差(m)延展长度(m)性质走向倾向倾角控制情况导水性备注F1960115逆N17ºWS73ºW52º属可靠断层不导水一块段F26765100逆N63ºWS27ºW58º属可靠断层不导水一块段F31214520540正N64ºES

21、26ºW74º属可靠断层导水一块段F434065正N40ºEN40ºW75º不导水一块段F51214520550正N63ºEN27ºW73º属可靠断层不导水一块段F69200正N45ºWN45ºE70º属较可靠断层导水一块段F78180190正N50ºEN40ºW70º属控制较差断层导水一块段F81418930正N57ºEN33ºW70º属可靠断层导水一、二块段F968175270逆N50ºES40ºW57

22、º属控制较差断层层间局部导水一块段F1055090正N53ºEN37ºW70º属较可靠断层不导水一、二块F11320正N69ºWN21ºW70º一、二块F123222269正N47ºWN43ºE70º二块段F133158正N65ºEN25ºW70º二块段F148149221正N56ºES34ºE65º控制可靠不能判定二块段F154186正N29ºES61ºW70º二块段F164215正N67ºWN

23、23ºE65º二块段F174290正N19ºEN4ºWS71ºEN86ºW75º二块段F185400正SNN34ºWWS56ºW70º层间局部导水二块段F192112正N3ºEN87ºW75º二块段F204238正N12ºES78ºE70º二块段F214122正N64ºWN26ºE75º二块段F224253正N21ºEN78ºW75º二块段F234247正N6ºEN8

24、4ºW70º二块段F244225正N83ºEN7ºW75º二块段F253207正N79ºWS11ºW65º二块段F264210正N9ºEN81ºW65º二块段2、X2陷落柱位于勘探区西部偏北，长轴走向N33°W，4#、9#煤层均见，4#煤层长轴直径约35m，9#煤层长轴直径约40m，在抽取的时间剖面上有3个断陷点，其中B级1个，C级2个，该陷落柱在时间剖面上有陷落柱特征，平面也有显示，但不明显,属控制较差的陷落柱。3、X3陷落柱位于勘探区东南部，长轴走向N43°E，

25、4#、9#煤层均见，4#煤层长轴直径约60m，9#煤层长轴直径约70m，在抽取的时间剖面上有3个断陷点，其中B级2个，C级1个，该陷落柱在时间剖面上有陷落柱特征，平面也有显示，但形状不明显,属控制较差的陷落柱。4、X4陷落柱位于勘探区西部边界，区内平面形态近椭圆形，剖面形态反漏斗状，长轴方向N61°W，短轴方向N29°E；在4#、7#、9#煤层上的长轴长度分别为146m、150m、153m，在4#、7#、9#煤层上的短轴长度分别为105m、118m、132m。图6-19-1为X4陷落柱综合水文地质剖面图，可以看出，该陷落柱在7#、9#煤顶板及奥灰顶部灰岩中富水，在4#煤顶板

26、不富水。分析该陷落柱导水。5、X5陷落柱位于勘探区西北部，平面形态近椭圆形，剖面形态反漏斗状，长轴方向N45°E，短轴方向N45°W；在4#、7#、9#煤层上的长轴长度分别为50m、706m、85m，在4#、7#、9#煤层上的短轴长度分别为25m、47m、61m。图6-19-4为X5陷落柱综合水文地质剖面图，从图中可以看出，X5在各主要煤层顶板及奥灰顶部灰岩中均不富水，该陷落柱的导水性不能判定。6、X6陷落柱位于勘探区西北部，平面形态近椭圆形，剖面形态反漏斗状，长轴方向N16°W，短轴方向N74°E；在4#、7#、9#煤层上的长轴长度分别为223m、24

27、0m、258m，在4#、7#、9#煤层上的短轴长度分别为88m、101m、122m。图6-19-3为X6陷落柱综合水文地质剖面图，可以看出，该陷落柱在各主要煤层顶板均不富水，在奥灰顶部灰岩中富水。分析该陷落柱局部导水。7、X7陷落柱位于勘探区中北部，平面形态近椭圆形，剖面形态反漏斗状，长轴方向N46°W，短轴方向N44°E；在4号、7号、9号煤层上的长轴长度分别为198m、206m、220m，在4号、7号、9号煤层上的短轴长度分别为68m、78m、88m。图6-19-2为X7陷落柱综合水文地质剖面图，从图中可以看出，X7在各主要煤层顶板及奥灰顶部灰岩中均不富水，该陷落柱的导

28、水性不能判定。（四）岩浆岩井田内未见岩浆岩。综上所述，井田地质构造复杂程度为简单类，其构造对井田煤层、煤质、水文地质及其它开采技术条件影响不大。二、煤层及煤质一）煤层井田内主要含煤地层为二叠系下统山西组和石炭系上统太原组，共含煤11层，编号为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11，其中山西组3层（1、2、3号），太原组8层（411号），可采煤层均发育在本组。煤系地层总厚168.00m，煤层平均总厚22.35m，含煤系数 13.3%，主要可采煤层总厚19.25m，可采含煤系数为11.5%。井田内可采煤层共3层，编号为4、7、9号，均发育在太原组，分述如下： 1、4号煤层（俗称丈八煤）：位

29、于太原组顶部，厚1.708.20m，平均6.47m，是本井田主要可采煤层之一。煤层结构较简单，一般含3层夹矸，最多达8层，夹矸一般为泥岩或炭质泥岩，厚度变化总的趋势是，井田的东南部薄，厚度在6m以下，其它地段均在6m以上，仅在西南部的61、252、254号3个孔小于6m，厚度在4.945.88m，该层在井田西北部分叉，分叉后主煤层厚度一般在1.522.60m之间。顶底板岩性多为砂质泥岩或泥岩。属全井田可采的稳定煤层。2、7号煤层：位于L3灰岩下6.00m左右，煤层0.702.00m，平均1.10m，结构单一，偶含一层夹矸，厚度变化不大。顶板多为砂质泥岩、粉砂岩，有时L3灰岩为其直接顶板，底板多

30、为细粒砂岩或砂质泥岩。属全井田可采的稳定煤层。3、9号煤层（俗称三丈六）：位于太原组中下部，是本井田另一主要可采煤层，厚5.3515.48m，平均11.68m，有时下部分叉。夹矸一般24层，而且多出现在煤层上下部，夹矸最多达8层，结构较简单，厚度变化无规律可循，最薄的孔为井田东南部的261号孔，厚5.35m，其余厚度变化不大，厚度在11m左右，最厚的孔为井田东北部的71、262号孔，厚度在15m以上。顶板为L1石灰岩，底板多为泥岩或砂质泥岩。属全井田可采的稳定煤层。总之，4、7、9号煤层均为全井田可采的稳定煤层。可采煤层赋存特征详见表122。表122 可采煤层特征表煤层号见煤点厚度最小最大平均

31、（m）煤层间距最小最大平均（m）夹石层数结构可采系数（%）稳定性4100稳定7100稳定9100稳定（二）煤质1、煤的物理性质1）煤的物理性质和宏观煤岩类型煤的颜色为黑色，玻璃光泽，条痕为褐色，亮煤中内生裂隙发育，比重随灰分含量不同而异，断口为阶梯状或参差状，主要为条带状结构，块状构造。主要的4、7、9号煤详细情况见表1-2-3。表1-2-3 煤岩类型、组分情况表 煤号煤岩类型煤岩组分夹石性质比重4半暗暗淡型由暗煤和少量亮、镜煤条带组成不均一块状炭质泥岩灰分高比重大7半亮光亮型亮、镜煤和极少量暗煤，组成似条带状结构比重小9半暗半亮型由亮煤和镜煤与暗煤条带组成炭质泥岩、泥岩比重较小其它薄煤层多为

32、半暗暗淡型煤，以暗煤为主，夹有少量亮煤或镜煤细条带，煤岩组分变化较大，灰分高，比重大。2）显微煤岩特征（1）显微煤岩类型4号煤：亮暗煤、暗煤、矿化煤常见，亮煤少见。7号煤：亮煤呈均一状或与暗煤组成条带状。9号煤：暗亮煤为主，亮煤暗煤次之。（2）显微煤岩组分显微煤岩组分含量及特征见表124。表124 显微组分含量综合表 组分煤号有 机 组 分（%）无 机 组 分（%）镜质组半镜质组半丝质组稳定组粘土类硫化铁硫酸盐化合物小计4原40.614.042.13.3019.40.200.500.1020.2精56.112.928.327.02.42.47原62.25.525.37.007.000.100.

33、207.3精73.45.515.35.803.703.79原55.661.036.22.109.50.900.900.1011.4精63.45.8028.91.902.50.102.60由上表可以看出，4号煤层镜质组分偏低，丝质组分偏高，稳定组分多，以各种暗煤为主组成半暗暗淡型，灰分高，比重大，硫分低，为陆相浅复水河流泥炭沼泽相沉积的产物。7、9号煤镜质组高，丝质组偏低，稳定组分少，以各种亮煤为主组成半亮光亮型，灰分低，比重小，硫分高，为滨海深复水小滞流泥炭沼泽相产物。2、化学性质根据井田内煤质化验资料，按照现行中国煤炭分类标准（GB/T575186）划分本井田煤类为：4号煤层为低灰、低硫、低

34、磷、中热值、难选的气煤（QM）；7号煤层为低灰、中高硫、特低磷、高热值的气煤（QM）和肥煤（FM）；9号煤层为低灰、中高硫、低磷、高热值、易选的气煤（QM）和肥煤（FM）。本井田各可采煤层经1.4的比重液洗选后，即可作为较好的炼焦配煤，也可用于动力、民用、化工等用煤。化学性质详见125。1）水分（Mad）4号煤：原煤水分0.28-2.19%，平均1.21%；浮煤水分0.36-1.97%，平均1.19%。7号煤：原煤水分0.33-3.00%，平均1.20%；浮煤水分0.22-1.88%，平均1.13%。9号煤：原煤水分0.35-2.74%，平均1.16%；浮煤水分0.42-1.77%，平均1.0

35、0%。2）灰分（Ad）本井田3层可采煤层均为炼焦用煤，按照GB/T15224.1-2004标准中的冶炼用炼焦精煤的灰分分级对本井田各可采煤层叙述如下：4号煤：原煤灰分6.62-39.69%，平均28.68%，最小点为井田南部边界处259号孔，为特低灰，最大点为井田中部LB6号孔（图5-1）。井田中部及西部窄长地段为高灰煤，其余为中灰煤；浮煤灰分4.58-17.16%，平均9.04 %，为特低灰高灰煤，以低灰煤为主。7号煤：原煤灰分6.95-38.32%，平均20.49%，最小点为井田西南部58号孔，为特低灰，最大点为井田北部85号孔为38.32%（图5-2），为高灰煤。低灰煤零星分布于井田西南

36、部、中部及南部，其余绝大部分地段为中灰煤；浮煤灰分4.35-12.64%，平均6.36%，为特低灰中灰煤，以低灰煤为主。表125 煤 质 特 征 表 项目 煤层编号479Mad(%)原煤0.28-2.191.210.33-3.001.200.35-2.741.16浮煤0.36-1.971.190.22-1.881.130.42-1.771.00Ad(%)原煤6.62-39.6928.686.95-38.3220.4910.65-31.4619.93浮煤4.58-17.169.044.35-12.646.364.50-11.466.50Vdaf(%)原煤29.02-39.0733.0828.33

37、-42.4236.1228.17-38.7032.32浮煤24.84-37.1534.2428.10-41.5336.1628.37-35.3031.86St,d(%)原煤0.27-1.310.510.32-5.721.551.05-2.861.67浮煤0.46-1.040.590.58-2.421.201.13-1.891.47Pd(%)原煤0.017-0.0550.0330.008-0.0940.0270.014-0.0280.020浮煤0.003-0.0760.0260.001-0.0370.0090.007-0.0460.022Qgr,d(MJ/kg)原煤19.115-28.56923

38、.53821.423-32.32928.42222.433-31.22727.229浮煤28.996-32.06331.10832.989-33.40733.21932.509-33.21032.949GR·I浮煤32-615452-646059-6461Y(mm)浮煤9.0-26.016.515.5-3925.412.7.0-35.321.9煤类QMQM、FMQM、FM9号煤：原煤灰分10.65-31.46%，平均19.93%，最小点为井田东南部角1号孔，最大点为井田南部257号孔（图5-3）。低灰煤及高灰煤零星分布于井田内，其它绝大部分地段为中灰煤；浮煤灰分4.50-11.46%

39、，平均6.50%，为特低灰中灰煤，以低灰煤为主。3）硫分（St,d）按照GB/T15224.2-2004标准中的冶炼用炼焦精煤的硫分分级对本井田各可采煤层叙述如下：4号煤：原煤硫分0.27-1.31%，平均0.51%，最小点为井田中部73号孔，最大点为井田南部283号孔，井田内除238号孔硫分大于1%，其于均小于1%；浮煤硫分0.46-1.04%，平均0.59%，为低硫分中硫分煤，以低硫分煤为主。7号煤：原煤硫分0.32-5.72%，平均1.55%，最小点为井田中南部281号孔，最大点为井田中西部LB3号孔（图5-4）。特低硫及高硫煤零星分布，其变化规律为从井田东南部到井田北部由低硫煤逐渐变为

40、中高硫煤，且以中高硫煤为主；浮煤硫分0.58-2.42%，平均1.20%，为低硫分煤高硫分煤，以中高硫煤为主。9号煤：原煤硫分1.05-2.86%，平均1.67%，最小点为井田北部LB5号孔，最大点为井田西界处的55号孔，以中高硫煤为主；浮煤硫分1.13-1.89%，平均1.47%，为中硫分煤高硫分煤，以中高硫煤为主。4）挥发分（Vdaf）按照MT/T849-2000标准对本井田各可采煤层叙述如下：4号煤：原煤挥发分29.02-39.07%，平均33.08%；浮煤挥发分24.84-37.15%，平均34.24%，为中等挥发分煤高挥发分煤，以中高挥发分煤为主。7号煤：原煤挥发分28.33-42.

41、42%，平均36.12%；浮煤挥发分28.10-41.53%，平均36.16%，为中高挥发分煤高挥发分煤，以中高挥发分煤为主。9号煤：原煤挥发分28.17-38.70%，平均32.32%；浮煤挥发分28.37-35.30%，平均31.86%，为中高挥发分煤。5）磷（Pd）按照 MT/T562-1996标准对本井田各可采煤层叙述如下：4号煤：原煤磷0.017-0.055%，平均0.033%；浮煤磷0.003-0.076%，平均0.026%，为特低磷中磷分煤，以低磷分煤为主。7号煤：原煤磷0.008-0.094%，平均0.027%；浮煤磷0.001-0.037%，平均0.009%，为特低磷煤低磷分

42、煤，以特低磷煤为主。9号煤：原煤磷0.014-0.028%，平均0.020%；浮煤磷0.007-0.046%，平均0.022%，为特低磷煤低磷分煤，以低磷分煤为主。6）元素分析4号煤：碳含量83.61-85.85%，平均85.22%；氢含量5.07-5.27%，平均5.17%；氮含量1.46-1.78%，平均1.60%；氧含量6.90-8.69%，平均7.60%。7号煤：碳含量84.38-86.87%，平均85.61%；氢含量5.07-5.60%，平均5.41%；氮含量1.32-1.56%，平均1.49%；氧含量5.18-7.97%，平均6.37%。9号煤：碳含量85.91-87.52%，平均

43、86.68%；氢含量4.96-5.19%，平均5.08%；氮含量1.41-1.51%，平均1.48%；氧含量4.65-6.05%，平均5.44%。三、其它开采技术条件一）瓦斯、煤尘、煤的自燃性及地温1、瓦斯本次补勘在11个钻孔中采取了4、7、9号煤层瓦斯样39个，各煤层CH4含量及瓦斯成分见表126。表126 各煤层瓦斯含量及成分情况表 煤号甲烷含量(ml/g·可燃质)瓦斯成分（%）CH4CO2N2C2-C841.87-11.666.04(13)15.84-87.9855.38(13)0.59-18.624.99(13)10.22-79.7239.58(13)0-1.8630.417

44、(13)71.07-14.497.72(8)24.66-97.4070.35(8)1.39-9.775.82(8)1.21-72.2423.58(8) 0-2 0.250(8)93.30-12.837. 69(18)34.51-91.8767.74(18)3.02-8.715.57(18) 5.02-58.7826.51(18)0-1.4650.180(18) 备注：括号内的数据为样品个数1）4号煤：瓦斯含量1.87-11.66 ml/g·可燃质、平均6.04 ml/g·可燃质；瓦斯成分CH4 15.84-87.98%、平均55.38%，CO2 0.59-18.62%、平均

45、4.99%，N2 10.22-79.72%、平均39.58%，C2-C8 0-1.863%、平均0.417%。根据瓦斯成分本煤层处于氮气沼气带到沼气带，以氮气沼气带为主。2）7号煤：瓦斯含量1.07-14.49ml/g·可燃质、平均7.72ml/g·可燃质；瓦斯成分CH4 24.66-97.40%、平均70.35%，CO2 1.39-9.77%、平均5.82%，N2 1.21-72.24%、平均23.58%，C2-C8 为0-2.000，平均0.250%。根据瓦斯成分本煤层处于氮气沼气带到沼气带，以氮气沼气带为主。3）9号煤：瓦斯含量3.30-12.83 ml/g·

46、;可燃质、平均7.69 ml/g·可燃质；瓦斯成分CH4 34.51-91.87%、平均67.74%，CO2 3.02-8.71%、平均5.57%，N2 5.02-58.78%、平均26.51%，C2-C8 0-1.465%、平均0.180%。根据瓦斯成分本煤层处于氮气沼气带到沼气带，以氮气沼气带为主。各煤层相对矿井瓦斯涌出量估计值如下：4号煤层，区间值9.06-12.08m3/t，一般情况下最大值14.50m3/t；7号煤层，区间值11.58-15.44m3/t，一般情况下最大值18.53m3/t；9号煤层，区间值11.54-15.38m3/t，一般情况下最大值18.46m3/t；

47、由以上可知，本井田属高瓦斯矿井。2、煤尘爆炸性与煤的自燃：1）煤尘爆炸性井田内235、277号孔做过煤层的煤尘爆炸性测试，其结见表127。表127 煤尘爆炸性试验结果表 孔号煤号工 业 分 析火焰长度(mm)岩粉用量(%)结论MadAdVdaf23573.2126.3938.2240080强爆炸91.5120.3433.8240070爆炸27741.2624.0232.7240070爆炸90.9410.5433.3740070爆炸本次补勘在LB2、LB3、LB4、LB6号孔中采取了4、7、9号煤层煤尘爆炸性测试样，测试结果各煤层均有爆炸危险性（表128）。2）煤的自燃：本次补勘在LB8号孔中采

48、取了4、7、9号煤层自燃样进行了自燃倾向性检测，检测情况见表129。检测结果表明，井田4、7号煤层自燃倾向性等级为类，属自燃；9号煤层自燃倾向性等级为类，属容易自燃。3）地温本次补勘在LB1、LB2、LB3、LB4、LB6、LB8号孔中均进行了简易井温测量，经计算地温梯度为0.591.62/100m，平均1.07/100m，属地温正常区。表128 煤尘爆炸性试验成果表 孔号煤号煤尘爆炸性火焰长度（mm）加岩粉量%爆炸性LB242065.0有LB29>40080.0有LB346075.0有LB3920070.0有LB44315.0有LB441030.0有LB478060.0有LB49907

49、5.0有LB49540.0有LB642545.0有LB69210.070.0有表129 可采煤层自燃倾向性检测情况表 孔号煤号吸氧量（cm3/g）自然倾向性等级自然倾向性LB840.65类自燃70.55类自燃90.73类容易自燃二）岩石工程地质特征井田内可采煤层为4、7、9号，据钻孔揭露和矿井调查，其顶底板情况如下：4号煤层的顶板为砂质泥岩、粉砂岩，局部为中细粒砂岩，岩性较硬，属中难冒落；底板为砂质泥岩及中细粒砂岩，稳定程度属稳定，遇水不易膨胀。7号煤层顶板多为粉砂岩及砂质泥岩，岩性较硬，属中等冒落；底板多为中细粒砂岩，稳定程度属稳定，遇水不易膨胀。9号煤层顶板为泥灰岩、石灰岩，岩性坚硬难冒落

50、；底板为铝质泥岩、粉砂岩，因粘土质含量大，具可塑性，遇水膨胀，稳定性差，常因其底鼓而影响巷道运输。由于小断层影响，节理走向与岩煤巷道掘进方向关系重大，据生产矿井调查，平行节理布置巷道，侧片帮冒顶不断发生，巷道维护困难，可见小构造的存在对矿井生产甚为重要。本次补勘在LB1、LB3、LB7、LB8号孔中采取了岩石物理物理力学样共49组送验。岩石自然状态抗压强度（MPa）：粗粒砂岩5.9，中粒砂岩6.6-43.5，细粒砂岩21.0-46.3，粉砂岩10.4-34.3，砂质泥岩3.6-39.1，泥岩3.2-14.3，石灰岩21.0-41.3。据龙泉精查地质报告资料，各可采煤层顶底板力学性质见表1210

51、。 表1210 可采煤层顶底板力学性质情况表 顶底板 岩石名称物理性质4号煤7号煤9号煤顶板底 板顶 板底板顶板底板中砂岩中砂岩粉砂岩粉砂岩砂质泥岩细砂岩泥灰岩粘土泥岩抗压强度kg/cm2964970988108711276301521抗拉强度kg/cm22249普氏系数f1010101111615四、水文地质一）井田水文地质条件（一）主要含水层：1、第四系全新统砂砾石层孔隙含水层主要分布在岚河及其及支流沟谷之底。厚度020m，岩性以砾石、卵石为主，它受地下水和地表水双重补给。2、第三系砾石层孔隙含水层其上部为红色粘土，内有35层钙质结核，以上层滞水为主，水量小，常有小泉渗出。砾石层位于底部，

52、分选不良，有少量岩屑混于其中，因下伏基岩补给条件和所处位置的不同，其富水性变化很大。河谷内泉水较多，流量为0.014-2.97L/s。3、上石盒子组砂岩裂隙含水层含水层主要为K6等中粗粒砂岩，上部砂岩厚度及岩相变化较大，主要为灰绿、黄绿色中粗粒砂岩，地表有小泉水渗出。底部（K6）砂岩为灰白色中粗粒砂岩。据LB3、LB4号孔非煤系基岩抽水试验，单位涌水量0.032-0.10L/s·m，渗透系数为0.058-0.23m/d，水位标高1120.78-1181.13m，含水层富水性弱。水质类型为HCO3K+Na·Ca型和HCO3·CLK+Na型，矿化度0.410.42g/

53、l，总硬度为56.03109.36mg/l(CaCO3计)。4、山西组砂岩裂隙含水层主要由4-5层灰白色中细粒砂岩组成，彼此被隔水层隔开，岩性变化大。5、太原组含石灰岩溶蚀裂隙水层主要为L1、L2、L3石灰岩及K3砂岩，L2石灰岩较纯，裂隙发育不匀，厚36m，层位及厚度变化不大，L1多为泥灰岩，一般厚0.5m左右，最厚达3m。据LB3、LB4号孔太原组及以上基岩抽水试验，单位涌水量为0.025-0.10L/s·m，渗透系数为0.035-0.12m/d，水位标高为1124.98-1180.28m。从试验结果看，各含水层富水性弱。水质类型为HCO3K+Na·Ca型和CL

54、3;HCO3K+Na型，矿化度0.370.68g/l，总硬度为33.63112.40mg/l(CaCO3计)。6、奥陶系中统石灰岩岩溶含水层奥陶系中统石灰岩为本井田主要含水层，由厚层石灰岩、白云质灰岩、豹皮灰岩及薄层钙质泥岩组成。岩溶发育程度因岩性、构造裂隙的不同而有极大差异。富水性受岩溶发育程度及水文地质条件控制，一般来说，构造裂隙发育段，岩溶率增高，富水性增大。据LB3、LB4号孔峰峰组与上马家沟组混合抽水试验，单位涌水量0.010.18L/s.m，渗透系数为0.0170.26m/d，水位标高1125.381147.08m，富水性弱到中等。水质类型为HCO3K+Na型和SO4·HCO3Ca型，矿化度0.320.59g/l，总硬度为55.53379.94mg