煤业有限公司地质报告.doc

-1- 第一章第一章 概概 况况 第一节第一节 目的任务目的任务 一、目的任务一、目的任务 经山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室晋煤重组办 发200910 号关于吕梁市方山县煤矿企业兼并重组整合方案的批 复批准，由山西金晖煤焦化工（集团）有限公司为主体企业，兼 并重组整合山西凯川煤业有限公司，企业名称变为山西方山金晖凯 川煤业有限公司。2009 年 11 月 26 日山西省国土资源厅为该矿换发 了 c1400002009111220045101 号采矿许可证 ，批准开采 2-5 号煤 层，井田面积 3.621km2，生产规模为 90 万 t/a。 兼并重组后，将副立井井筒扩大后，矿井仍利用原生产系统， 联合开采 3、5 号煤层。 为满足矿井提升生产能力设计建设需要，山西方山金晖凯川煤 业有限公司委托我公司编制山西方山金晖凯川煤业有限公司兼并 重组整合矿井地质报告 。主要任务： 1详细查明井田地层、构造，评价井田的构造复杂程度； 2详细查明可采煤层层位和厚度、结构及可采性等； 3详细查明可采煤层的煤类、煤质特征及其变化情况，并 评价煤的工业利用方向； 4详细查明井田水文地质条件，评价矿井充水因素，预算 矿井涌水量，预测开采过程发生突水的可能性及地段，评述开 -2- 采后水文地质、工程地质和环境地质条件的可能变化，评价矿 井水的利用可能性及途径。确定矿井水文地质类型； 5. 详细研究可采煤层顶底板的工程地质特征、煤层瓦斯、 煤的自燃倾向性、煤尘爆炸危险性及地温变化等开采技术条件， 并做出相应的评价； 6. 查明井田采（古）空区积水、积气及火区情况； 7. 估算井田内可采煤层资源/储量估算。 我公司接受委托后，组织工程技术人员广泛搜集以往地质资料 和矿井地质资料，实地调查，补充钻探，对资料综合分析研究，依 据煤、泥炭地质勘查规范 （dz/t0215-2002）等标准，按照山西 省煤炭工业厅晋煤规发2010177 号文件山西省兼并重组整合矿 井地质报告编制提纲要求，编制了本报告。 二、报告编制依据二、报告编制依据 报告编制的依据主要有： 1. 晋煤重组办发200910 号关于吕梁市方山县煤矿企业兼 并重组整合方案的批复 ； 2. 2009 年 11 月 26 日山西省国土资源厅换发的 c1400002009111220045101 号采矿许可证 ； 3.中华人民共和国国土资源部煤、泥炭地质勘查规范 （dz/t0215-2002） ； 4. 煤矿防治水规定 （国家安全生产监督管理总局、国家煤 矿安全监察局，2009.9.21） ； 5.中国煤炭分类 （gb5751-1986） ； -3- 6.煤炭质量分级 （gb/t 15224.1、2、3-2004） ； 7.矿方提供的采掘工程平面图； 8.矿方提供的其它有关地质资料。 第二节第二节 位置及交通位置及交通 山西方山金晖凯川煤业有限公司位于方山县县城西南直距 22km 的大武镇下庄村，行政隶属于大武镇。地理坐标： 东经111 06071110648，北纬 374154374249。2009 年 11 月 26 日山西省国土资源厅换发了 c1400002009111220045101 号采矿许可证 ，批准开采 2-5 号煤层，井田范围由下列 4 个拐点 坐标圈定： 井田拐点坐标 表 1-2-1 西安 80 坐标北京 54 坐标 点号 xyxy 14175751.5019508509.704175800.0019508580.00 24175751.5119510599.704175800.0019510670.00 34174051.5019510399.724174100.0019510470.00 44174051.4919508229.714174100.0019508300.00 井田基本呈平行四边形，南北宽 1.70km，东西长 2.37km，面积 为 3.621km2。煤层开采深度由 1050m 至 920m 标高。 二、交通二、交通 井田位于方山县城西南直距 22km 的大武镇下庄村，东南直距大 武镇 7.5km，省道 s218 在井田东部南北方向穿越井田，沿省道 s218 -4- 东南行 6.5km 即与国道 g209 相接，距孝柳铁路离石煤焦集运站 31km，交通较为方便。(详见交通位置图) 第三节第三节 自然地理自然地理 一、地形、地貌特征一、地形、地貌特征 井田位于吕梁山脉中段的西麓，为一低山丘陵区，属典型的吕 梁山系黄土高原地貌，地表切割较强烈，井田总体呈西高东低之势， 最高处位于西北部山顶，标高为 1254.80m，最低处在井田东南部沟 底，标高为 1070.00m，相对高差为 184.8m。 二、水系二、水系 该区属黄河流域三川河系，井田内无常年性河流。但沟谷纵横， 沟中平时干涸，雨季有短暂洪流，沿较大沟谷向南流出井田外，最 终汇入北川河，经三川河流入黄河。 三、气象三、气象 本区为暖温带大陆性季风气候，属半湿润地区。据方山县气象 资料显示，年平均降水量为 500mm，最大降水量 744.8mm，蒸发量大 于降水量，年平均气温在 8.9，最高气温达 36.4，最低气温 30.5。每年 10 月底起降雪冻冰，最大冻土 117cm，翌年 3 月底 开始解冻，冰冻期 160 天以上。风向：全年多西北风，少东南风 (7、8、9 月)，风速一般为 1.7-2.6m/s，最大风速 21m/s。 四、地震四、地震 据中华人民共和国标准 gb50011-2001建筑抗震设计规范 ， 本区抗震设防烈度为 6 度，设计基本地震动峰加速度值为 0.10g。 -5- 第四节第四节 周边矿井及小窑周边矿井及小窑 井田北邻临县黄家沟创伟焦煤有限公司，南邻霍州煤电集团有 限责任公司方山店坪煤矿，东、西部无相邻矿井。 （见四邻关系图） 1、霍州煤电集团有限责任公司方山店坪煤矿 该矿始建于 1972 年，1973 年投产，原为乡镇煤矿，设计能力 30 万 t/a，1981 年划为国营煤矿，先后改扩建，生产能力不断扩大。 2002 年被霍州煤电收购，生产能力 120 万 t/a，批准开采 2、3、5 号煤层，现开采 5 号煤层，井田面积 13.53km3，开拓方式为综合开 拓（二斜一立） ，综合机械化采煤。矿井涌水量正常为 40m3/h,最大 涌水量 60m3/h，属低瓦斯矿井。煤层煤尘具有爆炸性，煤的自燃倾 向性自燃煤层。该矿与本井田之间没有越界开采现象。 2 2、临县黄家沟创伟焦煤有限公司 该矿始建于 1971 年，1975 年正式投产，设计生产能力 6 万 t/a，系国有企业，批准开采 2、5、8+9、10 号煤层，井田面积 7.392km2。1991 年省计委批准 30 万 t/a 改扩建工程，采用“一斜两 立”综合开拓方式，分两个水平开采。主斜井为混合提升井，净宽 4.0m，净断面积 12.2m2，倾角 22，斜长 422m，机轨合一，担负矿 井提矸、下放材料及运送人员等任务，为矿井的进风井；回风立井 净直径 4.0m，净断面 12.6m2，垂深 135m，担负矿井回风任务，兼矿 井一个安全出口；行人立井净直径 3.0m，净断面 7.1m2，垂深 143m，为矿井的另一个安全出口。采煤方法为轻型支架炮采放顶煤 一次采全高长壁采煤法，全部垮落法管理顶板。由于多种原因，矿 井 30 万 t/a 改扩建工程一直未正式投产，2005 年山西省煤炭工业 -6- 局以晋煤行发2005883 号文核定其生产能力为 15 万 t/a。 根据山西省煤炭机械化采煤升级改造和有偿使用工作领导 组办公室晋煤整合办字200647 号“关于吕梁市临县煤炭 机械化采煤升级改造和有偿使用工作方案的核准意见” ， 临 县黄家沟煤矿为单独保留矿井。2005 年 1 月山西省国土资源厅 核发了采矿许可证（证号：1400000530010） ，批准开采 2、5、8、9、10 号煤层，井田面积 7.392km2。2007 年 1 月 28 日，山西省煤炭工业局晋煤行发2007110 号文批复同意该 矿通过机械化采煤升级改造，生产能力由 15 万 t/a 提高到 90 万 t/a。 该矿 5 号煤层瓦斯相对涌出量为 1.06m3/t，绝对涌出量 0.59m3/min，co2相对涌出量 1.26m3/t，绝对涌出量 0.7m3/min，属 低瓦斯矿井。5 号煤层煤尘爆炸性火焰长度 120mm；岩粉用量 70%， 煤尘有爆炸性；煤层吸氧量为 0.6665cm3/g ，自燃等级均为级， 倾向性质均为自燃。该矿资料显示，生产能力为 30 万 t/a 时，矿井 正常涌水量 480 m3/d，最大涌水量 840m3/d。 -7- -8- 第五节第五节 地质勘查及矿井地质工作地质勘查及矿井地质工作 一、以往地质勘查工作一、以往地质勘查工作 井田位于河东煤田中段东边缘离石国家规划矿区北部，历年来 的地质勘查工作主要有： 1、1956 年，由山西省地质厅燃料地质队在离石矿区进行了普 查填图。 2、1959 年 3-10 月，148 煤田地质勘探队对离石矿区进行了普 查。施工钻孔 26 个，获得普查储量 2 亿 t。 3、1967 年 8 月-1970 年 11 月，148 煤田地质勘探队对离石矿 区进行了详查，并于 1971 年 6 月提交了河东煤田离石矿区详查勘 探报告 。本次详查在井田及井田周边施工有 18、201、202、203、209 号钻孔。本次报告采用了上述 5 个钻孔成 果。 4、2007 年 3 月，本公司根据以往地质资料，为该矿编制了 山西凯川煤业有限公司矿井资源整合矿井地质报告 。该报告于 2007 年经评审中心评审通过。 二、矿井地质工作及本次勘查工作二、矿井地质工作及本次勘查工作 （一）矿井地质工作 该矿技术人员围绕生产建设进行了以下几个方面的地质工作： 1、井巷测量 该矿在生产、采掘过程中，均进行了巷道测量工作，使用经纬 仪进行实测，首先测得近井点，然后利用井下导线逐点实测主要大 -9- 巷，部分巷采用皮尺及罗盘，质量可靠。 2、地质观察和研究 随着井巷开拓，技术人员进行井下地质观察，对煤层厚度和结 构进行测量，利用巷道开拓、钻探等手段，控制煤层厚度，分析预 测煤层变化情况，指导生产。 3、水文地质工作 该矿现开采 3 号煤，技术人员对井下出水点进行了观察，定期 测试矿井涌水量，及时根据矿井涌水量情况调整排水系统，保证了 矿井排水系统正常运行。 4、煤质化验 在生产过程中，在井下采集商品煤样进行煤质化验，并采取煤样 进行了煤层煤尘爆炸性检测和煤的自燃倾向性检测 。 （二）本次勘查工作 本次工作在收集利用以往地质资料的基础上，辅以巷探、调查 等手段，查明了井田构造、煤层赋存变化情况。 1、本次搜集到了 148 煤田地质勘探队 1971 年 6 月编制的河 东煤田离石矿区详查勘探报告 ，采用了该报告在井田及井田周边 的 18、201、202、203、209 钻孔成果。 2、为查明 2 号煤层厚度情况，2009 年 11 月 16-20 日，我公司 在矿方工程队的配合下，使用设备 mqt-120/2.1h 气动锚杆钻机（南 京华煤采掘机械有限公司生产） ，在 3 号煤层巷道垂直上探，施工了 4 个探煤眼，查明了 2 号煤层厚度变化情况。 3、根据 2010 年 4 月 7 日山西省煤炭工程项目咨询评审中心专 -10- 家意见，2010 年 4 月 9 日-15 日，由我公司工程队在 3 号煤层巷道 施工一井下钻孔（jxz1） ，由 3 号煤层底板向 5 号煤层施工 32.50m，由 3 号煤层顶板向 2 号煤层施工 10.34m，揭露 2、5 号煤 层，并采取了 3、5 号煤层顶底板力学样、5 号煤芯样。 4、为查明 3、5 号煤层煤质和可选性，分别在井下 3、5 号煤层 工作面采取煤样进行了煤质化验和可选性试验。 5、调查了采（古）空区积水、积水及火区情况。 三、井田地质勘查程度评价三、井田地质勘查程度评价 （一）地形地质图及水文地质图 由矿方提供，系 148 队详查资料，地质及水文地质填图采用 1：5000 地形图为底图, 地质填图采用露头追索法为主，辅以穿越 法。基岩区地质点均用仪器测在图上，然后实地勾绘成图，其它地 质点采用半仪器法直接在图上勾绘地质界线。 水文地质内容为本次收集到的水文资料，以上述地形地质图为 底图填绘的。 （二）勘查程度评价 本次采用河东煤田离石矿区详查勘探报告钻孔成果 5 个， 工程量 1161.84m，见煤 34 层次，其中可采 22 层次，可采煤层甲级 10 层次，乙级 8 层次，丙级 4 层个，甲乙级率 81.82%。测井煤层 43 层次，其中可采 25 层次，可采煤层甲级 25 层次，可采煤层甲级 率 100%。 （注：上述煤层钻、测等级原为甲、乙、丙等，对应新标准的 优、合格、不合格。 ） -11- 利用详查煤芯煤样资料 14 个。由于原执行标准等原因，煤质化 验资料缺煤的粘结指数指标。为补充该不足，本次从井下和补孔采 取了煤样进行煤质化验。 本次井下施工一探钻孔 jxz1，采用 zlg-400 钻机，42 钻杆，65 钻头。分别由 3 号煤层顶板向 2 号煤层钻探，揭露 2 号煤层。由底 板向 5 号煤层钻探，揭露 5 号煤层，施工总工程量为 42.84m，全部 取芯，岩芯采取率为 85%-95%，煤芯采取率 98%。 利用以往地质资料，通过本次补充勘查工作，井田批采煤层 3、5 号煤层勘查程度达到了勘探阶段。 -12- 第二章第二章 矿井地质矿井地质 第一节第一节 区域地质简区域地质简况况 一、区域地质一、区域地质 井田位于河东煤田中段东边缘离石国家规划矿区北部。区域地 质简况如下： （一）地层 根据详查资料，离石矿区查明地层有古生界石炭系本溪组 （c2b） 、太原组（c3t）,二叠系山西组（p1s） 、石盒子组（p12-p21）,新 生界上第三、第四系等。见下表 2-1-1。 离石矿区地层简表离石矿区地层简表 表 2-1-1 地层单位 界系统 地方 性 名称 代 号 厚度岩性描述 全 新 统 q40-20 为近代冲积、洪积层，分布于三川河、县川河等较大河谷， 为砾、卵、砂及砂土成层状或混合堆积。 上 更 新 统 q30-20 淡黄色粉砂质土，具大孔，疏松，垂直节理发育，底部多 见砾石层。 第 四 系中 更 新 统 q2120 为棕黄色砂质粘土夹 10 余层棕红色粘土条带及数层钙质 结核，多不整合覆盖于第三系之上。 新 生 界 上 第 三 系 上 新 统 n2 0-60 30 广泛不整合于 下伏诸基岩之上。底部一般是一层胶结良 好的砾岩，层厚 0-20m；中部为棕红色砂质粘土夹 1-3 层 半胶结状乐岩；上部则为暗红色砂质粘土，含豆状铁锰结 核。 古 生 界 二 叠 系 上 统 上 石 盒子 p2s2 p2s1 0-100 222.72 下段为紫色、黄绿色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩及黄绿色砂 岩互层，其下部以黄绿色较多，上部则以紫色为主；上段 以砂岩 k7为基底，其上是以深紫色为主夹灰绿色条带的 -13- 组 泥岩、砂质泥岩互层，并常见灰白色砂岩薄层，砂岩胶结 不良，易风化成白色粉状，露于紫色泥岩间，颇为醒目。 下石 盒 子组 p1x 61.08-97.60 79.71 以基底砂岩 k4与下伏山西组假整合接触。为灰色、深灰 色砂岩、粉砂岩、粉砂岩及砂质泥岩、泥岩互层，下段常 含 1-3 层煤线，且颜色较深；上段砂岩发育，地表多呈灰 绿色。 下 统 山西 组 p1s 54.15-81.78 68.18 下界到 l5灰岩顶面（因基底砂岩 k3 很不稳定而下推）。 为深灰色、灰黑色砂质泥岩、粉砂岩及砂岩互层，自上而 下有 01、02、03、1、2、3、4、4下、5、5下等煤层。 上 统 太原 组 c3t 76.86-98.52 86.19 以基底砂岩 k1与下伏本溪组假整合接触。下部类一灰色 砂岩、灰黑色砂质泥岩、泥岩带，常间夹 1-3 层泥灰岩， 含 8、9、10、11、12 号煤层；上半部为三层石灰岩间夹 黑色砂质泥岩、泥岩及砂岩组成，含 6、7 号煤层。三层 灰岩为 l1、k2、l5，均为灰-灰黑色、质地不纯，厚-巨厚 层状，富含腕足类、头足类等动物化石，其中 k2 灰岩较 为发育，常含礈石条带。 石 炭 系 中 统 本溪 组 c2b 15.00-48.71 32.78 平行不整合于奥陶系之上，底部为黄铁矿及铝土混合体。 中、上部为灰色泥岩，砂质泥岩互层，常夹 1-3 层不稳定 的石灰岩，偶有薄层赋存。 奥 陶 系 中 统 峰峰 组 o2f 100 上部 50m 左右为灰色、蓝灰色石灰岩夹浅灰黄以泥灰岩。 灰岩致密坚硬，较为纯净，多厚层状或巨厚状，地表及浅 部深洞发育；其下 40m 段距内为石膏带；再下乃为深灰色 石灰岩，多具角砾状结构，富含珠角石、左旋螺等动物化 石。 （二）区域构造 井田大地构造位置处于河东煤田北段的中阳离石向斜褶曲带中 段的东翼，区域构造主体呈向西倾斜的单斜构造，在单斜构造上又 发育有次级的褶曲和断裂构造。 1、褶曲 区内（离石矿区）褶曲发育，为主要构造形态。 （1）中阳离石向斜。南起中阳县城，中经离石城西，北至勘探 区边界，延伸 45km，为本区控制性构造。向斜轴部蜿蜒于盆地西部， 南段走向 nnw，中段由 nw 转向 ne，成一半圆形，构成离石矿区中 部宽阔带，北段走向 nnw，近端部转向 ne。向斜轴部宽缓，西翼倾 -14- 角较大，一般 15-25或更大，东翼较为宽缓，倾角一般 10左 右。 （2）王家坡向斜、背斜。隐伏构造，经由王家坡村南，向斜通 过村北，走向 ne，延伸约 6000m。 （3）大土河向斜、背斜。在大土河村西出露，轴部平缓，翼宽 300-500m，走向 nne，延伸约 7000m。 （4）刘家湾向斜。显见于刘家湾村西，为一短轴大幅度复向斜， 延伸约 3000m。 （5）茂塔向斜。隐伏构造，走向 ne，延伸 3500m。 （6）举头背向斜。亦属钻孔控制的隐伏构造，走向 ne，延伸 2000m。 次一级的褶曲大致平行排列，与主向斜斜交，乃为本区之构造 形态之又一特点。 在中阳离石向斜北部的西侧（离石详查区界外）发育有轴向大 致平行于中阳离石向斜的南岭上背斜、杜家沟向斜和佛香山向斜 （见区域图） 。 2、断层 分布在离石详查区西部边缘，均为高倾角正断层。 （1）朱家店断层（f1） 。显见于南部朱家店村南及金罗镇西， 走向 nnw-nw，倾向 ne，倾角 70-75，最大落差 70-100m，延伸 长度约 16km，为南部主要断层构造。 （2）炭窑村断层（f7） 。北部炭窑村下，见奥陶系灰岩与变质 岩接触，走向 nne，倾向 se，倾角 75，落差约 500m，延伸长度 -15- 30km，成为离石矿区北部西缘之天然边界。 另外，尚有落差小于 10m 的几条小断层。 还有，在中阳离石向斜北部的西侧（离石详查区界外）发育有 一条走向 ne、倾向 nw 的正断层，延伸长度 9.5km。 二、区域含煤特征二、区域含煤特征 本区内含煤地层为二叠系下统山西组和石炭系上统太原组，共 含煤层 17 层。 山西组含煤 10 层，自上而下为 01、02、03、1、2、3、4、4下、 5、5下号煤层。太原组含煤 7 层，自上而下为 6、7、8、9、10、11、12 号煤层。其中 10 号煤层稳定全区可采， 03、2、3、4、4下、5、5下、6、7、8、9 号煤层局部可采，而其中 4、5、6、9 号煤层可采面积较大，为较稳定煤层， 01、02、1、11、12 号煤层不可采或煤质低劣。 此外，石盒组底部，山西组顶部，l1灰岩间，12 号煤层以下及 本溪组上部，尚有薄煤层数层，均无开采价值。 上述煤系地层，可采煤层总厚度 13.17m，煤系地层总厚 154.37m，含煤系数为 8.5%。各煤层特征详见下表 2-1-2。 -16- 区域煤层特征表 表 2-1-2 煤层 厚度（m） 最小-最大 平均 间距（m） 最小-最大 平均 结构 （夹石） 稳定性可采性 01 0-0.43 0.07 0 极不稳定 不可采 3.02-11.74 5.30 02 0-0.53 0.26 0-1 极不稳定 不可采 1.80-10.99 7.03 03 0-1.50 0.61 0-3 不稳定 局部可采 2.45-12.28 7.39 1 0-0.55 0.09 0 不稳定 不可采 0.63-9.61 4.90 2 0-0.97 0.35 0-3 不稳定局部可采 2.40-9.00 6.03 3 0-1.57 0.57 0-1 不稳定局部可采 1.42-17.80 9.60 4 0-2.37 0.91 0-1 较稳定局部可采 2.30-8.61 5.31 4下 0-0.60 0.19 0 不稳定 不可采 2.92-13.12 6.95 5 0-5.41 1.23 0-3 较稳定 局部可采 0.53-5.72 2.92 5下 0-0.77 0.16 0 不稳定不可采 2.20-17.10 11.88 6 0-1.89 0.90 0-2 较稳定局部可采 5.80-15.09 12.48 7 0-1.07 0.47 0-1 不稳定局部可采 7.20-24.70 14.69 8 0-1.67 0.55 0-2 不稳定局部可采 0-12.53 7.10 9 0.58-3.07 1.39 0-2 较稳定局部可采 0-10.68 6.62 10 2.25-7.12 4.73 0-6 稳定全区可采 1.40-8.20 4.81 11 0-0.73 0.14 0-5 极不稳定不可采 5.20-9.70 7.09 12 0-0.40 0.04 0 极不稳定不可采 -17- 第二节第二节 矿井地质矿井地质 一、地层一、地层 井田位于河东煤田中段离石国家规划矿区北部，中阳离石向斜 北段褶曲的东翼，在离石详查区的北部，所含地层由老至新有奥陶 系中统峰峰组（o2f） ，石炭系中统本溪组（c2b） 、上统太原组（c3t） ， 二叠系下统山西组（p1s） ，下石盒子组（p1x） ，上第三系上新统 （n2） 、第四系中上更新统（q2+3） 、全新统（q4） 。现将各地层简述如 下： (一)奥陶系中统峰峰组（o2f) 奥陶系中统马家沟组为厚层状灰白色石灰岩，偶为白云质灰岩， 裂隙发育，为方解石脉充填，本组厚度大于 100m。 (二)石炭系中统本溪组(c2b) 本溪组上部以灰色、深灰色的泥岩、砂质泥岩为主，少量中粒 砂岩，下段以泥岩、铁铝质粘土岩为主。本组厚度为 15.00- 25.00m，平均为 20.00m，与下伏地层呈平行不整合接触。 (三)石炭系上统太原组(c3t) 本组地层由深灰色、灰黑色泥岩、砂质泥岩、中粗粒砂岩、灰 岩及煤层组成，为一套海陆交互相含煤沉积。本组旋回结构清楚， 厚度较稳定，为 80.00-98.00m，平均 90.00m。从沉积特征来看，太 原组煤层形成于海进过程中，聚煤作用发生于滨海平原上，海侵之 初将潜水面抬升，致使海滨平原沼泽化，大面积沼泽分布，堆积了 泥炭层，海侵的发生为泥质层埋藏保存创造条件。 -18- 根据沉积旋回及其含煤特征可分为二段： 下段：自太原组底部晋祠砂岩(k1)底至(l1)灰岩底之间的一段地 层，除 k1砂岩外，主要为：深灰色泥岩、砂质泥岩、灰岩和 9、10 号煤层组成，9、10 号煤均为稳定可采煤层。 上段：从 l1灰岩底至 l5灰岩顶之间的一段地层，由深灰色灰岩、 中粗粒砂岩、砂质泥岩、粘土岩及 6、7 号煤层组成，煤层不稳定不 可采。 本组含有大量的植物茎叶化石，以 k1砂岩为底界标志层与下伏 地层呈整合接触。 (四)二叠系下统山西组(p1s) 山西组是以陆相沉积为主的含煤沉积，主要由灰黑色砂质泥岩、 泥岩、炭质泥岩、灰色细砂岩及煤层组成，厚度稳定性较太原组稍 差，本组厚度为 54.00-72.00m，平均为 61.00m。本组从沉积特征看， 形成于海退过程中，聚煤作用发生于海退的滨海三角洲、平原及湖 泊、泻湖、潮坪环境中。本组的砂岩层较太原组发育一些，而石灰 岩则不发育。 按其沉积特征和旋回结构可分上、下两段： 下段：包括自山西组底部砂岩至 4 号煤层顶之间的一段地层， 岩性主要为：灰色泥岩、砂质泥岩及 4、4下、5、5下号煤层组成， 5 号煤层为稳定可采煤层，其余为不可采煤层。 上段：从 4 号煤层顶至山西组顶部之间的一段地层，由灰黑色 中细粒砂岩、砂质泥岩、粘土岩、泥岩和 03、2、3 号煤层组成，其 中 3 号为稳定可采煤层，2 号煤为不稳定局部可采，03 号煤层不稳 -19- 定不可采。 本组含大量的植物茎叶化石，与下伏地层呈整合接触。 (五)二叠系下统下石盒子组(p1x) 岩性上部和中部以紫红、浅灰、灰黑色的泥岩、砂质泥岩、砂 岩为主；下部以灰白、灰黑色砂岩、砂质泥岩、泥岩为主。该组厚 度为残留厚度 20.00-50.00m，平均为 30.00m。与下伏山西组地层呈 整合接触。 (六)上第三系上新统(n2) 岩性为红色、黄红色的粘土，底部为砾石层。厚度为 0- 60.00m，平均 30.00m。与下伏上石盒子组地层呈角度不整合接触。 (七)第四系中上更新统(q2+3) 为淡黄色粉砂土、棕黄色砂质粘土，夹棕红色粘土条带及 3-5 层钙质结核，厚度为 0-70.00m，平均 35.00m。与下伏地层呈角度不 整合接触。 (八)第四系全新统(q4) 为河流冲积物、残坡积物，厚度 0-13.00m，平均 7.00m。与下 伏地层呈角度不整合接触。 二、构造二、构造 井田位于中阳-离石向斜轴部，受该构造控制，井田总体构造形 态为向斜构造，向斜轴位于井田西部，向斜轴向为 ne，向 sw 倾伏， 地层倾角 1-6。井田内未见陷落柱，断层不发育，仅在开采 2 号煤层时，仅发现落差为 1m 以下的 2 条小断层，对开采工作面布 置无影响。井田内未见岩浆侵入现象。 -20- 总之，井田构造复杂程度类型属简单类型。 -21- 第三章第三章 煤层、煤质及有益矿产煤层、煤质及有益矿产 第一节第一节 煤层煤层 一、含煤性一、含煤性 井田内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。 山西组地层厚度平均为 61.00m，含煤 7 层，编号从上而下依次 为 03、2、3、4、4下、5、5下号，2 号煤层不稳定局部可采，3、5 号煤层稳定可采，其余不稳定不可采，煤层总厚度为 6.25m，含煤 系数为 10.25%，其中，可采煤层总厚度 5.24m，可采含煤系数为 8.59%。 太原组地层总厚度为 90.00m，含煤 4 层，编号从上而下依次为 6、7、9、10 号，其中 6、7 号煤层不可采，9、10 号煤层稳定全区 可采。煤层总厚 7.63m，含煤系数为 8.48%，可采煤层总厚度为 6.28m，可采含煤系数为 6.98%。 二、可采煤层二、可采煤层 井田内共有可采煤层 5 层，为山西组 2、3、5 号煤层和太原组 9、10 号煤层。根据钻孔资料和矿井生产揭露情况，现对各可采煤 层分述如下： （一）2 号煤层 位于山西组上部，上距 k4砂岩底约 15m，煤层厚度为 0.40- 0.97m，平均为 0.67m，该煤层含 0-1 层夹矸，井田东部被剥蚀。煤 -22- 层不稳定局部可采。煤层顶板为中砂岩、粉细砂岩，局部为泥岩； 底板为中砂岩、砂质泥岩及细砂岩。 （二）3 号煤层 位于山西组上部，上距 k4砂岩底约 22m，上距 2 号煤层底平均 6.10m，煤层厚度为 1.04-1.40m，平均为 1.25m，含 0-1 层夹矸，夹 矸厚度 0.07-0.08m。根据井下巷道揭露和 209 号钻孔，井田东部被 剥蚀，赋存区煤层稳定可采。煤层顶板为细砂岩，局部砂质泥岩； 底板为中砂岩、砂质泥岩。井田中部及东北部大面积采空。 （三）5 号煤层 位于山西组下部，上距 3 号煤层平均 23.86m，距下部 k3砂岩顶 约 5m，煤层厚度为 2.70-3.82m，平均为 3.18m，含有 3 层夹矸，夹 矸厚为 0.03-0.14m。井田东部被剥蚀，赋存区稳定可采。该煤层顶 板为砂质泥岩，局部中粗粒砂岩及泥岩；底板为砂质泥岩，局部为 中砂岩及细砂岩。 （四）9 号煤层 位于太原组中部，上距 5 号煤层 49.91m，煤层厚度 2.16-4.15m,平 均为 2.94m，含有 2-3 层夹矸，夹矸厚为 0.07-0.52m。煤层稳定全 区可采。该煤层顶板为灰岩，底板为细砂岩，局部为砂质泥岩。 （五）10 号煤层 位于太原组下部，上距 9 号煤层 8.63m，下距 k1砂岩顶约 30m，煤层厚度为 3.22-3.43m，平均为 3.34m，该煤层含有 2-4 层夹 矸，夹矸厚一般为 0.05-0.30m。煤层稳定全区可采。该煤层顶板为 砂质泥岩，局部为中砂岩；底板为粉砂岩、砂质泥岩，局部为中砂 -23- 岩。 -24- 可采煤层特征表可采煤层特征表 表 3-1-1 煤层 厚度（m） 最小-最大 平均 间距（m） 最小-最大 平均 结构 （夹石） 稳定性可采性 2 0.40-0.97 0.67 简单 （0） 不稳定局部可采 5.63-6.64 6.10 3 1.04-1.40 1.25 简单 （0-1） 稳定赋存区可采 21.68-25.29 23.86 5 2.70-3.82 3.18 复杂 （3） 稳定 赋存区可采 49.33-50.74 49.91 9 2.16-4.15 2.94 复杂 （2-3） 稳定全区可采 4.91-10.70 8.63 10 3.22-3.43 3.34 复杂 （2-4） 稳定全区可采 三、煤层对比三、煤层对比 煤层对比根据井田内钻孔资料，并结合离石详查报告资料进行 对比。对比主要标志层对比法、煤层特征对比法、层间距对比法、 沉积旋回法等相结合，互相参照，综合对比，对比结果可靠。 （1）山西组煤层多，厚度小，层位不稳定，地层岩相规律性也 差，煤层对比相对困难。详查期间，通过钻探、物探及生产调查访 问等多方面研究，同时配合剖面、平面、地层岩相等室内分对比。 03 号煤层井田内简单，区域以其结构复杂为特征，结合区域资料辅 之以 k4砂岩进行对比，易于对比。2 号煤多为砂岩顶板，其上下之 03 和 3 号煤可作为辅助标志；3 号煤井田内稳定可采，结构简单， 与下伏 4 号煤间距保持在 10m 左右，其下常有一层薄煤即 4下号煤层， 基本成一较稳定煤组，下距 5 号煤 10m 左右。5 号煤为一层多夹石、 高灰分煤层，其下有一层薄层，即 5下号煤。 在对比山西组煤时，以 4、5 号煤层为基础，结合沉积旋回，间 -25- 距变化规律等，可全盘确其它煤层。 （2）太原组标志明显，为煤层对比提供了可靠依据，6、7、9 号煤（区域上的 8 号煤井田内合并为 9 号煤）均为灰岩直接顶板或 间接顶板。区域上 9、10 号也常合并，但在本井田内 9、10 号煤间 距发育较稳定，宜于对比。 第二节第二节 煤质煤质 一、物理性质及煤岩特征一、物理性质及煤岩特征 井田内各煤层的物理性质大体相同，表现为黑色，条痕为棕黑 色、褐黑色，玻璃和强玻璃光泽，硬度一般为 2-3，有一定韧性， 参差状，阶梯状断口，煤层容重 1.30-1.43t/m3，比重比容重稍大， 内生裂隙发育。 各层煤的宏观煤岩特征，组分以亮煤为主，次为暗煤、镜煤， 丝炭少量。宏观煤岩类型主要为半亮型和半暗型，光亮型次之，少 量暗淡型。煤层主要为条带状、线理状结构，层状构造，次为均一 状结构，块状构造。 煤的显微煤岩组分以有机组分为主，无机组分次之，其中有机 组分中又镜质体和半镜质体为主，惰质体次之；无机组分主要为粘 土类，少量硫化铁类。显微煤岩类型，5 号煤以镜质体为主，惰质 体次之，属微镜惰煤，8、9 号煤主要为惰质体，属微惰煤。 煤层由上到下：镜质组油浸最大反射率由小到大，挥发分由大 到小，煤种为焦煤，变质程度较高。 二、煤的化学性质、工艺性能二、煤的化学性质、工艺性能 -26- （一）化学性质 根据井田内钻孔煤芯样化验和本次井下采样化验成果，各可采 煤层化学性质如下（见表 3-2-1）： 1.2 号煤层 水分（mad） 原煤 0.59%0.80%，平均 0.704%， 浮煤 0.76%0.87%，平均 0.82%； 灰分（ad） 原煤 8.55%15.11%，平均 11.83%， 浮煤 4.81%7.03%，平均 5.92%； 挥发分（vdaf） 原煤 23.94%25.01%，平均 24.48%； 浮煤 22.45%26.20%，平均 24.33% 胶质层厚度 y（mm）1824mm，平均 21mm。 根据中国煤炭分类 （gb5751-1986）和煤炭质量分级 第 1 部分：灰分 （gb/t15224.1-2004） 、 煤炭质量分级 第 2 部分：硫 分 （gb/t15224.2-2004） ，按照炼焦用煤浮煤标准，2 号煤为特低 灰-低灰之焦煤。 2.3 号煤层 水分（mad） 原煤 0.76%1.33%，平均 1.03%， 浮煤 0.63%1.40%，平均 0.99%； 灰分（ad） 原煤 24.74%50.34%，平均 33.78%， 浮煤 7.70%13.75%，平均 11.38%； 挥发分（vdaf） 原煤 15.27%27.52%，平均 24.36%； 浮煤 25.06%27.44%，平均 26.46% 全硫（st.d） 原煤 0.38%0.45%，平均 0.42%， -27- 浮煤 0.48%0.51%，平均 0.50%； 发热量（qgr.v.d） 原煤 26.02mj/kg， 浮煤 31.66mj/kg； 胶质层厚度 y（mm）为 24.5mm。 粘结指数（gr.i） 96。 根据中国煤炭分类 （gb5751-1986）和煤炭质量分级 第 1 部分：灰分 （gb/t15224.1-2004） 、 煤炭质量分级 第 2 部分：硫 分 （gb/t15224.2-2004）及煤炭质量分级 第 3 部分：发热量 （gb/t15224.3-2004）标准，按照炼焦用煤浮煤标准，3 号煤为低 灰-高灰、低硫分、高热值之焦煤。 3.5 号煤层 水分（mad） 原煤 0.65%0.94%，平均 0.79%， 浮煤 0.64%1.32%，平均 0.82%； 灰分（ad） 原煤 26.81%34.77%，平均 28.99%， 浮煤 9.78%12.54%，平均 11.34%； 挥发分（vdaf） 原煤 25.69%26.64%，平均 26.16%； 浮煤 23.14%25.12%，平均 24.50% 全硫（st.d） 原煤 1.01%1.12%，平均 1.06%， 浮煤 0.79%0.86%，平均 0.82%； 发热量（qgr.v.d） 原煤 25.31-26.40mj/kg，平均 25.86 mj/kg； 浮煤 30.45-30.80mj/kg，平均 30.63 mj/kg。 -28- 胶质层厚度 y（mm）为 16-25mm，平均 21.16mm。 粘结指数（gr.i） 91-92，平均 91.50。 根据中国煤炭分类 （gb5751-1986）和煤炭质量分级 第 1 部分：灰分 （gb/t15224.1-2004） 、 煤炭质量分级 第 2 部分：硫 分 （gb/t15224.2-2004）及煤炭质量分级 第 3 部分：发热量 （gb/t15224.3-2004）标准，按照炼焦用煤浮煤标准，5 号煤为中 灰-高灰、中低硫、中热值之焦煤。 4.9 号煤层 水分（mad） 原煤 0.82%1.05%，平均 0.94%， 浮煤 0.94%1.39%，平均 1.17%； 灰分（ad） 原煤 23.74%24.28%，平均 24.01%， 浮煤 8.46%8.88%，平均 8.67%； 挥发分（vdaf） 原煤 20.84%21.83%，平均 21.34%； 浮煤 17.18%18.01%，平均 17.60% 全硫（st.d） 原煤 2.10%， 浮煤 2.05%； 胶质层厚度 y（mm）为 11.5mm。 根据中国煤炭分类 （gb5751-1986）和煤炭质量分级 第 1 部分：灰分 （gb/t15224.1-2004） 、 煤炭质量分级 第 2 部分：硫 分 （gb/t15224.2-2004） ，按照炼焦用煤浮煤标准，9 号煤为低灰、 高硫之焦煤。 5.10 号煤层 水分（mad） 原煤 0.88%1.67%，平均 1.15%， -29- 浮煤 0.72%1.06%，平均 0.90%； 灰分（ad） 原煤 25.35%30.37%，平均 27.19%， 浮煤 5.19%9.47%，平均 6.77%； 挥发分（vdaf） 原煤 20.43%22.41%，平均 21.35%； 浮煤 18.07%19.25%，平均 18.59% 全硫（st.d） 原煤 2.03%， 浮煤 0.84%； 胶质层厚度 y（mm）为 11-14.5mm，平均 12.88mm。 根据中国煤炭分类 （gb5751-1986）和煤炭质量分级 第 1 部分：灰分 （gb/t15224.1-2004） 、 煤炭质量分级 第 2 部分：硫 分 （gb/t15224.2-2004） ，按照炼焦用煤浮煤标准，10 号煤为特低 灰-中灰、中低硫之焦煤。 （二）工艺性能 （1）粘结指数（gr.i） 根据相邻矿井店坪煤矿及本次井下采样化验资料：2 号煤粘结 指数(gr.i)78.0-94.0，平均为 83.3；3 号煤粘结指数(gr.i)96；5 号 煤粘结指数(gr.i)92。 （2）胶质层厚度（y 值） 根据本井田钻孔煤芯样化验资料和店坪煤层资料：2 号煤胶 质层最大厚度（y 值）18-24mm，平均 21mm；3 号煤胶质层最大厚度 （y 值）24.5mm；5 号煤胶质层最大厚度（y 值）16-25mm，平均 21.16mm； 9 号煤胶质层厚度（y）：11.5mm；10 号煤胶质层厚度 （y）：11-14.5mm，平均 12.88mm。 -30- 由表 3-2-1 可知，2、3、5 号煤层粘结指数在 85 以上，属特强 粘结煤。 -31- 煤层煤质分析成果汇总表煤层煤质分析成果汇总表 表 3-2-1 原煤工业分析（%） 发热量 （mj/kg） 粘结指数 胶质层 厚度煤层 浮煤madadvdafst，dqgr,v,dgr.iy（m） 煤类 原煤 0.59-0.80 0.70 8.55-15.11 11.83 23.94-25.01 24.48 2 浮煤 0.76-0.87 0.82 4.81-7.03 5.92 22.45-26.20 24.33 18-24 21 jm 原煤 0.76-1.33 1.03 24.74-50.34 33.78 15.27-27.52 24.36 0.38-0.45 0.42 26.02 3 浮煤 0.63-1.40 0.99 7.70-13.75 11.38 25.06-27.44 26.46 0.48-0.51 0.50 31.669624.5 jm 原煤 0.65-0.94 0.79 26.81-34.77 28.99 25.69-26.64 26.16 1.01-1.12 1.06 25.31-26.40 25.86 5 浮煤 0.64-1.32 0.82 9.78-12.54 11.34 23.14-25.12 24.50 0.79-0.86 0.82 30.45-30.80 30.63 91-92 91.50 16-25 21.16 jm 原煤 0.82-1.05 0.94 23.74-24.28 24.01 20.84-21.83 21.34 2.10 9 浮煤 0.94-1.39 1.17 8.46-8.88 8.67 17.18-18.01 17.60 2.05 11.5 jm 原煤 0.88-1.67 1.15 25.35-30.37 27.19 20.43-22.41 21.35 2.03 10 浮煤 0.72-1.06 0.90 5.19-9.47 6.77 18.07-19.25 18.59 0.84 11-14.5 12.88 jm -32- 三、可选性三、可选性 本次在井下采取了 3、5 号煤层煤样，由山西省煤炭工业局综合 测试中心进行了可选性试验。现根据试验成果对 3、5 号煤层可选性 分述如下： （一）3 号煤层可选性 1、筛分试验 0.5-50mm 级粒煤，占全样的 95.695%，灰分为 27.02%，全硫 0.41%，其规律是随着粒级的降低，灰分降低，硫分增高。见下表 3-2-2。 3 3 号煤层简易筛分试验报告号煤层简易筛分试验报告 表 3-2-2 筛分前煤样总量：29.652kg 粒度煤样重量（产率%）质量 重量占全样 筛分累 计 占 50- 0.5 madadst,dqgr,v,d (50-0mm) kg 产率% % 产率% %mj/kg 50-258.22427.89927.929.1540.5436.560.321.01 25-137.73526.2454.1427.420.4526.790.4225.11 13-65.10717.32571.4618.1040.5823.180.4226.69 6-33.31811.25682.7211.7620.7220.840.4827.8 3-13.18310.79893.5211.2840.5617.690.5229.16 1-0.50.6422.17895.72.2760.4816.310.5429.66 0.5-01.27 4.31 1000.00 0.83 17.39 0.62 29.360 50-0.5(小计） 28.21 95.70 100.00 0.56 27.02 0.41 25.08 50-0（合计） 29.48 100.00 0.56 26.61 0.42 25.26 2、浮沉试验和可选性评价 分别选用理论灰分 10%、13%、15%，0.1 含量分别为 49.20%、35.10%和 28.10%，属极难选-较难选煤。见下表 3-2-3。 -33- 3 3 号煤层浮沉试验综合报表号煤层浮沉试验综合报表 表 3- 2-1 浮沉试验 编号 粒度 50-0.5mm 密度级产率灰分累计分选密度级0.1 （kg/l） % 浮物沉物密度产率 产率灰分产率灰分 kg/l% % 1 12 23 34 45 56 67 78 89 9 全级 1.30 4.235.324.235.32100