平禹煤电公司白庙矿矿井地质特征分析毕业论文

1、平禹煤电公司白庙矿矿井地质特征分析摘要木文主要对白庙矿井的地质构造，地下水等的研究，目的使之能更好服务生 产进而取得良好的效益，研究的方法主要是实地观察，测量和参考文献。取得 较详细的地质资料，提出了地质工作的重要意义，轻视地质工作必定带來不利 局面，提醒煤矿必须重视地质工作。关键词矿井地层构造水文 意义目录绪论3页第一章 矿井基本概况4页第二章地层5页第三章含煤地层的沉积环境和聚煤特征9页第四章构造12 m第五章煤层8页第六章矿区水文地质23页第七章构造对生产、开采、采区、工作面布置的影响26页第八章结论28页第九章致谢29页第十章主要参考文献30页我国煤炭资源丰富，储量和产量均居世界前列。

2、近年来随着国民经济的发 展和综合国力的提高，石油、天然气、水力、核电等其他能源有了较大发展， 但是煤炭仍然是我国的主要能源，预计在今后50年内这种状况不会有根木性改 变。进入21c要求我国煤炭工业深化改革，尽快摆粗放经营的旧模式，步入低 投入高产出，高效益的良性循环轨道。煤炭工业的发展依赖于煤炭科学技术的 进步，其屮包括煤炭地质工程的进步，加强煤矿地质理论研究和发展煤矿地质 工程技术，对促进煤炭科学技术的进步有十分主要的意义。煤炭的工程技术人 员，（包括采矿、测量、建井、环保等非地质类专业的工程技术人员）掌握扎实 的地质理论知识，在生产实践中不断深化对煤矿建设，生产中地质规律的知识 是十分必要

3、的。1. 矿井地质工作的目的和任务。查明地质条件，地质条件对绝大多数矿井都有普遍意义，各矿以实际出发, 抓住主要地质问题，还要满足当前，考虑长远，并能化害为利。2. 提供地质资料，地质资料是编制生产建设计划，井巷工程设计，采掘作 业规程的必要依据。3. 指导采掘生产，矿井地质人员要深入现场调查研究把工作做到掘进头和 冋采工作面，指导采掘工作面工作的合理进行。4. 组织矿井勘探补充一些地质勘探工作，提高储量级别，增加矿井储量， 延长矿井寿命。5. 进行储量管理，矿井地质人员定期计算储量，进行储量管理。6. 调查伴生矿井，综合利用矿井资源的原则，提高煤的经济效益。第一章矿井基本概况平禹煤电公司白庙

4、煤矿位于河南省禹州市西27km文殊镇境内，原为禹州市管 辖的地方国营煤矿，2004年3月被平煤集团兼并。矿井东距许昌市60 km,南 至平顶山市4 8km。木区交通方便，从禹州市有柏油路达文殊镇矿井通过5km 的公路与文殊镇相连，北通登封、洛阳东经禹州市可达许昌，向南经神后镇可 至郑县、平顶山等地。另外有许昌禹州窄规铁路及平禹准规铁路为在区煤炭外运提高良好条件。井田范围，白庙井田位于云盖山矿区的东北端，东西长2.24 km南北宽2km面 积 4.9km2北起二1煤层露头，南至下白谷断层，东以竹园沟断层和文殊断层为界， 西北部云盖山断层以上部分以第123勘探线以西300m为界，云盖山断层以 下部

5、分以第12 3勘探线以东275m为界。第二章地层本井田属于云盖山煤田一部分，通过1/5 000地质填图和钻探揭露的地层 从老到新分述如下：寒武系（g）分布云盖山井田北侧，构成二叠系含煤地层的沉积基底。精查阶段，少数 水文地质钻孔控制该层30-50mo多数钻孔至即停钻，仅水源详勘基准孔19-1 揭露寒武地层达50 0m以上，据此配合地表工作对其划分如下：1、中寒武统（g2）1 毛庄组（w2m）下部紫色和绿色泥岩夹薄层状浅灰色泥岩，上部为中厚层状鲫状灰岩间夹 薄层状暗紫色泥岩和浅灰色薄层状灰岩互层。厚度揭露不全，大于5 7m,产三 叶虫，馒头裸壳虫。2、徐庄组（已x）下部为紫色砂质泥岩夹粉砂岩及透

6、镜状灰岩，与下部地层整合接触。上部 为灰，深灰色厚层条带状灰岩，间夹绿色泥岩，鲫状灰岩，致密灰岩及含海绿 石砂岩全厚139.6 0m,有河南盾壳虫，小东北虫，登封虫，毛孔野生虫，圆货 贝。3、张夏组（已zh）下部为粗鲫状亮晶灰岩，生物碎屑砾屑灰岩，富含腕足，棘皮，软舌螺 三叶虫动物化石碎片。往下泥质条带增多，与下伏地层整合接角。上部为细師 状细晶灰岩，变銚微晶微岩，镜下可见团球粒变余残影，厚岩可能为鲫粒亮晶 灰岩，全组厚度1 71mo（-）上寒武统窗山组（匕3丿岩性为灰h色屮厚层状白云质灰岩，具有不明显鲫状结构，顶部风化后呈 灰黑色为其特征，厚115.40 m,这一个存在与否有争议的地层，暂予

7、保留，有待 进一步确定。（三）上石炭统太厚组（c3t）底界以铝土层与下伏上寒武统崗山组白云质炭岩呈平行假整合接角，上界 止于本组s灰岩顶面或s灰岩之上的海相泥岩顶而。厚44 .2101.60m ,平 均64.05mo本组由一套含煤层的砂岩，泥岩和灰岩组成，称为一段煤。共含灰 岩口层，常见者8层；含水量煤10余层，多为薄煤层或煤线；仅一4煤偶尔达 到可采厚度。绝大多当选情况下，灰岩构造煤层的顶板，岩性均为生物碎屑灰 岩。该组按岩性组合分为四段。1. 底部铝土泥岩段：浅灰色，灰色铝土泥岩。下部含赤铁矿，为紫红色， 局部夹砂质泥岩及不稳定煤线和灰岩透镜体，屮部大都具豆状，鲂状结构，富 含黄铁矿，上部

8、为致密块状。全段厚2.17-2 9.38m平均7.3 7mo此段局部硫铁 矿富集，价值不大，铝土泥岩品位较差，仅在地表附近品位较高，系风化富集 所致。2. 下部灰岩段：由sl4深灰色生物碎屑灰岩，砂泥岩和五层薄煤层组成。 该层厚度7.28-3 6.15m,平均18 .72m。l1灰岩底部及顶部有薄层灰岩，砾径3- 4mm； l2灰岩顶部有一层厚0.3-0.5m的硅质海绵岩，灰岩中含较多燧石结构； b灰岩直接在一 4煤之上；l4灰岩不稳定，局部相变为黑色泥岩。一 2、一 3、 一 4、一 5煤层较稳定，其中仅一 4煤层稍厚，偶尔可采。灰岩中化石以蜒科为 主珊瑚，腕足类、海百合、苔薛虫、有孔虫次之

9、。3. 屮部砂泥岩段：由灰色一一深灰色砂质泥岩，屮粒砂岩，两三层不稳定 生物碎屑灰岩l5-l7及3-4层不稳定薄煤层组成。该段厚14.58-32.84m,平均 22.56mo砂岩中含许多白云母碎片，砂质岩中常含水量有较完整的植物化石。4. 上部灰岩段：由深灰色生物碎屑泥晶灰岩，泥晶灰岩，砂质泥岩，细粒 石英砂岩及2-3层不稳定薄煤层组成，厚度5.26-25.59 nv平均15.40m。l8> l9 灰岩常不稳定，局部相变为砂质泥岩。在白庙井田12 3-125勘探线附近lkm地段内，上部灰岩被中粒石英砂岩替 代，硅质钙质胶结，底部粗粒并含石英细砾石。三、二叠系（p）（1 ）下统（pq2）山

10、西组（p1!）主要由浅灰色、深灰色一中粒石英碎屑砂岩，粉砂岩、砂质泥岩和煤层组 成，称为二煤段。含煤2 -4层，其中二1煤层为木区主要可采煤层，厚0-10m, 平均5 .56mo二2煤层不稳定，偶尔达到可采厚度。根据含煤特征本组可分为: 黄煤段、大占砂眼段及香炭段。香炭段顶部泥岩具有紫斑和鲫状结构，俗称小 紫。全组厚度64-88.70m,平均80.2 5m。2）下石河子组（p"）根据岩性组合和含煤特征分为三、四、五煤段。a 三煤段：主要岩性为浅灰色、灰绿色，细中粒石英砂岩、粉沙岩、泥 岩及煤层组成。含煤12层，其屮三9煤局部可采，其他均为薄煤层或炭质泥岩以三2、三11、三14煤层的层

11、位较稳定。由井田东北至南煤层层位增多， 底界砂锅窑砂岩为中粗粒长石岩屑石英砂岩，石英砂岩。其上为大紫泥岩段。 此段顶部泥岩大多可见紫斑，以此与其他煤段相区别。本段厚度96-1 60.60m, 平均 1 27.50mb四煤段：由灰色、深灰色砂质泥岩、粉沙岩和灰白色细粒石英砂岩和 煤层组成。含煤约9层，其中四4煤层偶尔达到可采厚度。本段底部紫斑，普 遍含®0粒。顶界至于k6砂岩底，厚度79.90-10 5.35m,平均93 m。c五煤段：由灰色、深灰色砂质泥岩、泥岩和浅灰色细中粒长石石英岩屑岩屑石英砂岩和煤层组成。含煤1-2层，其中五2煤层较发育，本区12 0 线以西大部分可采，以东至片

12、庙井cei变为炭质泥岩以至尖灭，层位比较稳定。 该煤段上下部泥岩较多，常见紫斑，普遍含鲫粒。本段厚度70.4-109.4m,平均 87.24 m。2）上统（p2）上石河子组（p2-1）根据岩性组合和含煤特征分为六、七、八煤段。a六煤段：由灰色、深灰色砂质泥岩和浅灰色长石岩屑石英砂岩和煤层组 成，含煤6层，一般常见六2、六3、六4、煤，其中六4煤层较发育，在白庙井 田以东局部可采，本段底部的大部分砂质泥岩具有紫斑和鲫粒结构。底界k8沙 岩，顶界至于六、七煤段的分界砂岩。本段厚度62.4-19.7 m,平均39m。b七煤段：由灰色细一一粗粒长石岩屑砂岩、长石岩屑石英砂岩和深灰色、 灰色砂质泥岩及煤

13、层组成。含煤六层，大部分为炭质泥岩，常见七5、七3煤层。 顶界大都发育紫斑泥岩，局部含銚粒。木段含10余层硅质泥岩，七5、七3煤附近的硅质泥岩较高，含有大量硅质海绵骨针，又称海绵岩。本段厚度为59.4089.00m,平均 69.30m.c 八煤段:由灰色、深灰色砂质泥岩和灰色、绿色细一一中粒岩屑石英砂 岩、粉砂岩及极不稳定的2-5层薄煤层组成。该煤段多处具紫斑，局部含鲫 粒。底部大风口沙岩灰色、绿色细粗粒岩屑长石石英砂岩，泥岩胶结，较疏松, 具断续波状层理，大型板状交错层理，大部分含砾，岩性和厚度稳定性差。本 段厚度为76.8m-119m,平均97m。上石子组总厚度198.59-293.59m

14、 ,平均245.24m。石千峰组（p22）a 石千峰一段（平顶山砂岩段p2 ）：分布在云盖山、牛头岭、跑马岭 山顶及东南坡，因岩性坚硬，风化后形成独特的单而山地貌形态。岩性浅灰色 灰色，略呈肉红色，中粗巨粒长石石英砂岩，石英砂岩，间夹细纱岩，砂质泥岩 薄层，与下伏岩层整合接触。该段厚度71-9 0m,平均80mob石千峰二三段（p 22+3）分布，在井田深部边缘，下部为灰绿色粉砂岩夹 紫红色泥岩，泥灰岩透镜体，有时灰岩，泥灰岩相变为钙质胶结的泥岩，常呈 球状风化，在泥岩屮尚可见植物化石碎片。屮、上部位为紫红色粉砂岩，砂质 岩夹薄层中粒砂岩，含大量钙质结核，见有斜层理，波状层理。全层厚度150

15、190m,平均 17 9 mo四、三叠系1 ）刘家沟组t?刘家沟组一 1二段（t i1+2） f部相当于登封土门组砂岩，为紫红色，淡红 色中一细粒砂岩夹钙质粉砂岩。砂岩普遍见“红斑”亦具少量浪成波痕，可见 交错砂岩及砂质泥岩互层，内夹2-3层砾屑灰岩和大小不等的钙质结核。砾石 的大小，形状不一，内偶见动物化石，具有水平、波状、混浊、斜层理等。总 厚度65116m，平均85mo2）刘家沟组三段（ti"）相当于金斗山砂岩段，为紫红色，淡红色中细 粒砂岩，夹钙质粉砂岩，岩性与一段砂岩类似，但砂岩内“红斑”较密集，斑 点较大，野外描述岩性特征时称“麻斑砂岩”，具大型斜层理及混浊层理，浪成波痕

16、、雨痕、虫孔构造，亦较为普遍。厚度125-132m，平均130m,2）和尚沟组1?岩性为砖红色砂质泥岩，粉砂岩夹暗紫色细砂岩，残厚大于85mo五、木区不发育，分布零星，主要为黄土，其次为冲积，坡积堆积物。厚度 020mo第三章含煤地层的沉积环境和聚煤特征一、太原组的沉积环境和聚煤特征木区晚石炭太原组底部的铁铝假整合于中上。说明其间有一个漫长时期的 沉积间断。太原组为陆表海环境下形成的一套薄一一中厚层灰岩和碎屑岩及薄 层煤的交替沉积。本组明显分为三段，ep：下部灰岩段，屮部碎屑岩段和上部灰岩段。反映 了海水进退反复交替形成两个大的沉积旋回，而在这两个大旋回又包含了十余 个由薄层灰岩、砂泥岩、薄煤

17、层组成的次一级沉积旋回。不同级别的旋回，既 反映了海水进退规律，又反映了在海水进退的总趋势中，由于海平面上升的速 度，沉积物补偿速度的变化形成了具有韵律性的沉积。灰岩单层厚度不大，横向稳定，富含正常海相互物化石，以蜓和海百合为 主，沿有少许珊瑚，腕足类、苔蘇虫，海绵等，属于开阔陆表海碳酸盐沉积。下段灰岩常见生物觅食迹化石，水平和倾斜的蠕虫动物的痕迹。灰岩为浅 色生物碎屑灰岩，以生物碎屑泥晶灰岩和泥晶生物碎屑灰岩为主，顶部薄层灰 岩中泥质和有机质含量增高，具水平和波状层理，反映形成于弱动荡的潮下浅 水环境，是潮下低能带的浅水碳酸盐沉积。中部的砂泥岩段为潮间-潮下与 潮汐作用有关的碎屑沉积。上述沉

18、积环境，显然不利于形成有工业价值的煤层，煤层形成于海侵的高 潮阶段，海面不断上升，泥炭沼泽的堆积速度则远不及海面上升的速度，在泥 炭沼泽持续时间不长的情况下即被海水浸漫转而开始了碳酸盐的沉积。故而太 原组的煤层一般小于lm ,且常夹于灰岩之间，煤层底板的根土岩很薄。在这种 滨海缓坡的潮间一一潮下带形成的泥炭沼泽都是咸水，半咸水沼泽。因此形成 多夹砰，高硫（含量2 -一6%）高磷煤。太原组上部灰岩段沉积时产生了相分异现象。在白庙井田124-1 25勘探 线的砂体和其西侧的灰岩呈相交关系。此砂体在断面上呈透镜状，宽不足 lkmo下部为含砾粗粒石英砂岩，向上变细为中粒，顶部为细粒，具大型交错层 理，

19、厚度不足10 m,在空间上呈条带状，显示潮渠沉积特征。在本区以南的大 刘山一-三峰山一带，也有纯净的硅质胶结的石英砂岩，说明形成潮下浅水碳 酸盐同时，还有与潮汐作用有关的碎屑沉积。以上述古地理面貌结合区域太原组的厚度，灰岩厚度和层数，都有向豫东, 准南方向增厚的趋势，扒断晚石炭世海侵方向来至本区东南。太厚组含煤虽然 较差，但该组的沉积为山西组时期海退末期二】煤层的形式，创造了良好的古地 理条件。二、山西组的沉积是在晚石炭世陆表海全面海退的背景下发展起来的。太厚组顶部，黑色海相泥岩，偶含小型腕足类化石和破碎的海百合茎，具 水平层理，属弱还厚环境下的半咸水沉积。此时，陆表海已转变为半闭塞的海 湾。

20、山西组下段，向上粒度渐变粗，由灰黑色泥炭，粉砂岩与灰白色的细砂岩 的微薄 互层至灰白色细砂岩夹灰黑色泥质压扁体。沉积构造相应由水平层理向 上过渡镜体，缓波状层理，薄的互层层理以至压扁层理，有垂直和倾斜的牛物 潜穴和生物搅动的斑状构造，含少量小的瘤状菱铁质结核，具在量植物化石。 这套沉积厚约5 -10m,属典型的海退潮坪沉积，是海湾被充的标志。向上过渡 为含根化石的沼泽相根土泥岩及二i煤岩层。二i煤层发育在海退末期，泥炭形 成在海湾潮坪基础上的陆地森林沼泽中。堤滩沙不断向海的方向移动，形成进 积的海岸，成煤沼泽也随之向海方向扩大。堤滩后堆积的泥炭层一般不受或很 少受海水的影响，有长期的稳定的成煤

21、条件，所以二1煤层具有厚度大，煤质 好，低硫、低磷，分布广的特点。山西组中部是一套大型决口扇形成的砂质沉积，以大占砂岩为代表，有吋 还夹有三角洲分流间湾中形成的二2煤层，上段为以香炭砂岩为代圾的上三角 源程序平原的河道沉积。三、上、下石盒子组沉积（-）在本区石盒子组屮，已以现海豆芽化石层位有三5煤顶，k4、k5、 五2煤顶板以及八煤段中发现的2-3个层位，总计十余层，海豆芽是一种生活 在半咸水海岸，附近的广盐性海牛底栖动物。（-）七煤段内发育有10余层硅质泥岩，其中七§煤附近3-4个薄层，质 纯而稳定，经为硅质海绵岩。群体海绵动物生活在淡化泻湖或海滨岸附近。（三）上下石盒子组地层具有

22、互层层理，压扁层理，透镜层理，粉砂岩和 粉砂质泥岩中，普遍存在由食泥和物和潜穴生物留下的遗迹和生物搅动构造， 结合垂直层序说明亦与海水有关。四、从微量元素含量以及硼稼比，總钦比和铝钛比来分析介质的古盐度， 发现石盒子组的泥岩多数为半咸水环境下的沉积。经分析，上下石盒子组的粘 土矿物主要是水云母一一蒙脱石一一高岭石组合，也与半咸水环境有关。（五）上下盒子组中的砂岩，如k2、k8、七3煤顶板等均含有少量的自生 海绿石矿物则经常用以指海水环境或与海水密切相关的半咸水环境。（六）石盒子组含煤地层厚度以及各煤层标志，层间距的稳定性，是典型 的陆相沉积所达不到的。（七）上下石盒子组屮绝大多数较厚的砂岩层如

23、砂锅窑砂岩，老君庙砂岩, 红砂岩、四家沟砂岩、大风口砂岩等，多是细粒和中粒石英砂岩，岩屑石英砂 岩，岩屑长石石英砂岩，主要粒级含量少，粒级分散，分选中等至分选差，砂 岩多具反粒序，沉积构造以大型板状槽状层理最发育，多数单向，下部有时具 双向交错层理。古流向南为主，砂体图长状。从粒度特征，沉积构造以及砂体 图等资料表现出河流作用为主的三角洲前缘砂体沉积特征。（a）各个三角洲旋冋顶积层的分流的砂质沉积，前积层三角洲前缘分流 河口与其底积层的分流间湾泥质，粉砂质之间往往存在2-3度的交角，是三角 洲向海进积过程中产生的原生沉积倾角。（九）三角洲前缘泥岛的存在，三角洲前砂体上发育有属于盆地内碎屑沉 积

24、的似竹叶状粘土砾岩。这是由于三角洲建设速度快，在压压实过程中砂泥质 沉积物将下面尚未固结的粘土挤压上来，呈底劈状进入水盆地后乂被海浪打碎 簸选再沉积而成，一经风化，此种结构即消失。（十）石盒子组沉积的占气候条件屈于温暖潮湿一一半潮湿气候。主要依 据是紫红和灰绿相混杂的斑状泥岩是高价铁和低价铁氧化物的混合色。紫斑的 含量与feg/feo的比值呈正相关，是含铁的氧化物较丰富的物原区在潮湿一半 潮湿气候下，经风化作用产牛的高价铁氧化物的水化物，在介质中呈胶体状态 被搬运，沉积下来，在时期成岩阶段，其中有一部分又被有面质述原为绿色低 价铁氧化物所致。再者该组内含有25个化石层，见大羽羊齿植物群的某些种

25、属, 如：丁氏蕨、大羽羊齿等叶片巨大，叶全缘或浅裂，有时还有滴水尖，都是潮 湿温暖气候下植物群的特征。根据以上所述，上下石盒子组的沉积环境具有明显的过渡相特征。整个石 盒子组由若干个三角洲旋回沉积交替而成，三角洲的类型属于河流为主，高建 设的浅水三角洲。上下石盒子组的成煤作用，发育在三角洲。平原上，由于三 角洲建设速度快，成煤沼泽难以持久存在决定了其聚煤特征是，煤层层多，侧 向连续不好，煤层薄，结构复杂。发育在三角洲平原的煤层分流间湾被充填的 泥炭，如三9、五2、六x七3煤层的煤质变化大，无明显规律。尢以七5、三9 煤灰分值表现最为突出。由于水动力和水化学条件不同，各煤层间也有一定差 别，如五

26、2、六4煤灰分稍低，五2煤硫分稍高。综上所述，由于时代和成煤环境不同，只有山西组的成煤环境最佳，是太 原组和石盒子组无法比拟的。第四章构造一、区域构造禹州市矿区位于秦岭纬向构造带北亚带中段，新华厦系第二沉降带的西缘。 矿区构造轮廓与豫西地区相似，以秦岭构造带北亚带基础格架，新华厦合叠加 其上，以北东向构造体系先后穿插在秦岭构造带北亚带之中，许多断裂构造留 下多期活动的痕迹，是本区的突出特点。云盖山井田位于禹县矿区西部边缘。井田的基本构造形态为走向北东，倾 向南东的单斜构造，岩层走向由东北至西南呈弧形弯转，井东北部走向ne45 -50° ,西南部走向ne2o-3o0 ,至牛颈山一带走向

27、南北向，地层倾角10-15 ° , 井田两端和深部边缘有所增大，可达35 ° o整个井田构造简单一一中等，两端较为复杂。区域主要是断裂构造，仅在 井田西南端存在一小型宽缓牛颈山向斜，核部为三叠系红层，产状平缓，轴向 略呈北西一一南东，系由下白峪断层拖拽而成。断裂构造以走向正断层为主，次为斜交正断层，逆断层罕见。云盖山井田内共揭露断层47条，主要有下白峪断层，云盖山断层，花沟断 差，祖师廂断层，牛颈山断层，韩家门断层，竹园沟断层，和文殊店断层等8 条。1 断裂构造的特征云盖山井田构造是豫西区域构造不可分割的一部分。构造特征和组合方式 都是区域应力场的产物，都是有成因上的联系。

28、从大区域上看以北西，东西和 北东向断裂最发育，其中北西，东西向规规最大，延展最远，在云盖山井田内 侧是北东向最发育，北西向次之，多具有压扭力学性质，尤以左行压扭活动表 现最强。许多断层都有分岔合并现象。本区断层的另一显著特征是往往伴有次一级断裂。正断层的倾角不大(38- 45° ),但其次一级断层的倾角很大，可达70-85°以至直立。2. 裂隙构造特征及其应力场分析本井田裂隙构造发育，分布最广的有北东向，北西向，南北向，东西向四 组，其余北北东，北北西，北东东向，北西西向虽也有发育，但属次要地位。 北东和北西向裂隙为一对共觇扭曲面。北东向裂，呈左行扭动，北西向具右行 扭动，

29、两者共同反映了一个南北向的挤向应力场。这一对共饥裂隙面有多期活 动叠加。存在着近东西向的张裂隙，肯定还有一期东西向挤应力场。东西向和南北向裂隙组也是一对共辘扭裂而，反映了北西一一南东向挤压 应力场。据区域应力场研究，北西一一南东向挤向是南北向左行力偶派生的应 力场。3. 层间滑动在豫西地区，特别是在二煤层中，广泛存在着层间滑动构造。层间滑动的强烈程度反映了本区构造特征的另一个方面。它引起煤层厚度 的厚薄，变化分带，使煤层失去层理和光泽，呈粉末状，鳞片状和棱状，引起 煤质恶化变软，对勘探和开釆技术都有深刻的影响。由于层间滑动引起二】煤的厚度变化，必然影响到矿井的生产条件。如本 区内口庙煤矿和邻近

30、的枣园煤矿生产条件，截然不同，后都有煤层厚度相同稳 定，生产就比较顺利，正常。白庙煤矿的煤厚变化大，困难自然变多一些。二、白庙井田构造特征白庙井田位于云盖山矿区的东北部，其基本构造为一单斜构造。地层走向 北东40 -45° ,倾向南东，倾角25°左右，向深部倾角局部变陡，可达28° - 32° o井内以断裂构造为主，褶曲构造不发育，现把井主要断层分述如下：1. 下白峪正断层（fj构成云盖山矿区，也是白庙井田的下部边界断层。从西现到东北沿下白峪, 里杜沟、库房沟、刘家沟、老君嗝进入本井田，向东经辛庄延至区外，该断层 向西由下白峪村西分岔延至寒武系地层中，为

31、一区域性断裂。走向ne40 -45° , 倾向北西，北西下降，倾角40-70° ,长度16km。落差以屮部里杜沟一一刘家 门最大，约60 o-looom向两端减小至200-400 m,于上白峪村西北侧5733, 5739点可见到三叠纪红色砂岩与东南侧三煤段接触。在里杜沟村北1569、 1570点可见三叠系紫红色砂岩与太原组灰岩构成的破碎带的平顶山砂岩。（出 露长6 0m,宽50m）接触，从平顶山砂岩的产状分析，它是保留在断层破碎带 屮的一个碎裂残块。砂岩为密集的劈理分割成数成数厘米一一数毫米的薄片或 片，劈理一般平直，但也有扭曲拽现象，劈理产状为330。z70°

32、,平顶山砂岩 块，被碎后呈半胶结状的碎裂石英岩，细粒状角角砾岩以及细碎砂岩，角砾较 小，多有圆化，砾径为细砾一粒砂级，砾间为粉砂级细碎物充填。细碎砂岩多 分布，在较大破裂面两侧，岩石破碎呈砂状。有高岭石化 现象，因此破裂而呈 粉白色，紫红色条带状或色斑，为破碎带的明显外观特征。在边沟二郎庙西北 坡断层出露明显。地表756、753、7 41、724各点见东南侧太原组，上寒武统 地层与西北侧三叠系红色砂岩接触。在刘家门1235点附近，断层下盘太原组上 段灰岩中，小型褶曲十分发育，宽缓，紧闭，同斜，直立，形态多样。具有左 行压扭力性质。在老君山同一一辛店一一线及北东延伸部分，是在精查阶段发现并查明的

33、。1 264、2249点及tc26-1槽探均己控制制其方向，西测三叠系红色麻斑砂岩明 显重复。该 断层除地表严密控制其方向外，尚有较多的钻孔控制。矿区内有 204孔于72 8. 43m,见6.7 lm的破碎带，三2煤层附近，与寒武系中统灰岩接触, 地层缺失5 70m, 1509孔于340. 81-349 . 30ni见断层破碎带，缺失七5煤层寒 武系上统灰岩地层65 0m； 2708孔地孔深53& 09m,见断层破碎带，缺失六、五煤 段，厚约200m ； 2308孔于孔深6 49. 03-699. 59ni见断层破碎带，缺失四、五煤 段分界砂岩寒武系上统之间地层。此外尚有059 7、0

34、612、061 5等钻孔穿 见，这一深部边界断层控制可靠，摆动范围不大。（二）竹园沟断层（f15）位于白庙井田东北端边界断层，由耳和次要断裂白庙断层f,组成。走向 近东西，倾向南，倾角55-7 0° ,西南盘下降，落差100-150叽 延展长度2. 5kmo断层丁段1765和1 768点见其东北侧太原组下段灰岩与西南侧三煤段 下部泥岩接触。往东于竹园沟村东18 75点见南盘平顶山砂岩与北盘的七5煤层 上部泥岩沿走向接触。深部2003孔于340 .36m见兀断层破碎带，地层缺失六 煤段约95叫2903孔于深198. 16m见断层f缺失平顶山砂岩段底部约30 mo断 层控制较好，依据充分

35、,平面位置摆动不大。（三）文殊正断层（f17）陥为井田东北边界，位于文殊店西，全被黄土覆盖，根据文殊店东、西三 叠系红色麻斑砂岩正走向上明显错开，以及1281孔见三、五、六煤段与出露的 平顶山砂岩不连续证明此断层的存在。北端交于八5断层，断层走向北稍偏西， 倾向东，倾角7 2。,东盘下降。28 06孔于232. 72 m见f17断层破碎带，缺失 六煤段约80m,落差5060mo井田东北边界，在文殊店附近构造相当复杂，岩层走向由ne45。转向 ne20-300，地层，倾向加大，北东向，北西向，东西向断层相互切割，加z基 岩被掩盖，只能作出合理的构造解释。（四）云盖山正断层位于井田中深部，系一贯穿

36、全井田的走向正断层，分布在云盖山、跑马岭 南坡，出露位置大部分被第四系覆盖，仅局部地段和用槽探可以见到。如 1451、172、119、90 8、896 点和 tc1 64、tc164、tc17-2、tc-1 8-5 探槽。断 层地貌特征i分清晰，在贺庙一一夹龙沟一一白坡一带，平顶山砂岩段顺坡坡 积物多，断层岀露位置不清。断层走向ne 40-50°倾向西北，西北盘下降，倾 角4 5-70° ,延长10 km以上，落差30-100m,由西向东落差增大，在白庙井田 1 23-125勘探线附近最大，在往东延入陈岗区内。该断层亦属压扭性断层。在歪坪林场附近见断层中产状16 0

37、6; z75°擦痕 镜面，可能属此断层的中产状75 ° z20° ,沿线理方向擦痕呈缓坡状起伏。 平行擦痕镜面发育10cm的厚片理砂岩，片理呈扭曲状，击之成透镜状碎片，断 口呈参差刃状是受压的产物。在跑马泉一带，断裂带内平顶山砂岩段劈理化现 象十分发育，频度达25m/条构造岩分析，断层属压扭力学性质。(五) 云盖山支断层(f4)位于井田东，走向正断层，倾向北西，落差40-50n),延长深度10 00mo因仅一 个钻孔揭露，控制程度很差。左右摆动的可能性很大。三、矿井小构造由于矿井地质工作不健全，生产屮揭露的一些断层，褶曲既未上图，也未记 录，现根据调查到的一些零碎

38、资料加以说明。(一)小断层、1、斤正断层，分布在井田西翼浅部，由多条巷道揭露。断层走向北东 35-45°倾向南东。落差5-10m,延伸500 m。2、f2正断层，分布在三东大巷80-100 m处，产状不详。3、fs正断层，分布在四东大巷300-400 m处，走向北东45 °倾向南东， 倾角80 -83°落差大于5n),由三条探煤上山控制，该断层是否与云盖山支断层 归并，述值得研究。4、四东大巷沿二|煤顶底板掘进，东一石门。由二i煤顶底板底板方向掘 进，不见顶板却见底部太原组灰岩，出现这一现象的是f3断层向东性质发生变 化还是另有其他构造有待进一步研究。另外，井田还

39、见落差小于5的小断层。(二)褶曲井01褶曲不甚发育，但沿走向大的波折还是存在。一个突出特点是煤层顶、 底板是挠曲现象较为发育。1、一西大巷250m ±山一大巷内，在30-40m范围内顶板产状从160 ° z38° 依次变为120° z16°、14 0° z40°、105 ° z29° ,构成两个连续挠曲。由 于顶板、底板倾向，倾角变化下协调，煤层厚度减至0.8-0. 5m.2、一西大巷500m上山贯通沿底掘进，仅一西向二西大巷掘进，低板产状 以次为133° z35° , 140

40、6; z46° , 125° z30° ,在这一挠曲中部煤厚激增 至15m左右。3、一东大巷六上山西侧在40m范围内顶板产状从130 ° z30°变到170 ° z30°，底板产状基本保持在160° z20°。顶板沿走向挠曲，煤厚7-8m减至 2_3mo四、构造对采掘的影响据地质史料，木区曾经历了多次区域构造运动。但现今区域内地质构造形 迹，基本保留了燕山运动以来，形成构造变动形迹。早燕山运动各期形成的断 层，褶曲，层间滑动，节理，裂隙等构造，无不对今天煤矿开采产生重要影响。在白庙井口，下白峪断层，竹园沟

41、断层，文殊庙断层，构成井iu边界，它 形成和存在除影响附近煤层的厚薄变化和局部煤动力变质外，还复杂了断层两 侧，特别是断层上盘的水文地质环境。在这断层的影响带，应力集中，岩石破 碎，有利地下水富集。相同的采矿地质条件，仅有3 11工作面突水，只能是竹 园沟断层上盘岩石破碎带富水的原因。突水将给煤矿安全生产带来困难。云盖山断层处在井ii为上下两部分。当下部开采时可能出现一矿两套生产 系统。有利的一面是断层使深部抬升，煤层及其贺庙断层使123线相应地段变 薄，二1煤层(1.57m-0.94m)比平均煤厚5. 56m ,薄了 3. 99-4. 62m。云盖山 断层带虽含水性不强，但断层影响带富水，如

42、92年副井延仲到-10m水平，在 距断层还有90 m时，就发生50-6 0m7h突水。水文地质条件的变化，为矿井向云盖 山下部开拓带来困难。层间滑动构造及带来的二1煤层的煤岩流变是整个云盖山矿区的特点，二i 煤为层间滑动所破碎，煤层原牛结构破坏，呈粉末状，鳞片状，糜棱状。强烈 的层滑运动和煤岩流变还程度不同的影响到二1煤顶、底板岩层，倾其破碎化。 这种变化一是降低了煤的使用价值，二是増加了煤层顶板管理的难度。本井田煤层变化剧烈，具有突然增厚，变薄以至尖灭，挤灭现象，这与二i 煤及顶、底板不协调褶曲，层间滑动构造，煤岩流变有关。煤层厚度的突然增 厚变薄，严重影响煤矿的均衡生产，甚至也影响到顶板管

43、理。一些煤层挤灭带 给工作而的布置带来困难。如211采而西侧两个薄煤不可采区，周围多开不少 探煤巷道直接影响矿上的生产效益。井田小断层及褶曲，落差幅度不大，通常只影响工作面布置或增加掘进工 程量，对采区化分一般无影响。节理、裂隙是顶、底板分类的重要指标，煤层顶板岩石的裂隙发育，对顶板 管理方法产生影响。第五章煤层一综述木区地层为晚石炭世太原组，二叠纪山西组，上下石河子组，总厚700余 m,分为八个含煤段，共计含煤50层，煤层总厚10、77m,含煤系数1.5%左 右，其中可采层二1、三八五2、六4层，平均总厚6. 8m,白庙井田只采二i煤。煤层的层间距变化情况见表，从表屮可以看出，主要煤层的层间

44、距相当稳定。 如七5六1，平均71. 14m,六4五2平均94. 44 m,五2四4平均8 3. 47m, 四彳一三9平均77. 07m,三9一二i平均167 . 74m,二 4平均59. 59m,煤层间 距的稳定性。在一定程度上反映了沉积环境的稳定性，即地壳的沉降幅度与沉 积物来源等方而的一致性，此外砂岩间距也比较稳定，二者均是本区煤岩层对 比的依据。二标志层的岩性岩矿特征(-)太原组底部铝土泥岩灰白色，浅灰绿色，下部常是紫红色，块状具鲫状和豆状结构，含黄铁矿结 核，局部富集铝土矿和硫铁矿层，厚2. 1729.3 8叫平均7.37m。普遍存在 于寒武系灰岩的古风化売上，易识别，全区稳定。1.

45、太原组三分性明显，稳定可全区对比。上段灰岩单层厚度大，不含煤，含燧石多。中段为砂泥岩段，以黑色砂质 泥岩，中粒砂岩为主，夹两三层不稳定的生物碎屑泥灰岩，局部黑色泥岩中含 腕足类，海百合茎化石，下部灰岩段，灰岩单层薄，富含蜓科化石。2.山西组底部菱铁质泥岩和“波浪带”砂岩，菱铁质泥岩厚0. 05 0. 3m, 比重大，有方解石脉，杂乱穿插。“波浪带”砂岩，厚24m为深灰色薄层粉灰岩、泥岩、薄层、细砂岩 互层，具细波状水平层里为其显著特点。白庙井田主要煤层，标志层间距统计表（四）大占砂岩（k1 ）中细粒岩屑石英岩砂岩：浅灰一灰色，以石英碎屑为主，次为长石和其他 岩屑，砂岩经细料为主，分选中等。圆度

46、差。层而常富含口云母片和炭屑为其 典型特征，具有型板状交错层理，含泥质包体和菱铁质结核，厚度1.07 - 41. 20m,平均16. 86m,常分岔为两层，全区普遍发育，大部分有二1煤直接顶板.（五）砂锅窑砂岩（k2）中粗粒石英砂岩:灰，灰白色，主要有石英组成，含少量岩屑和长石，硅钙质胶 结,分选差，中等，常见大型板状层理，由上而下颗粒变粗，底部含石英，燧石小砾 石，局部间夹灰绿色粉砂岩和泥岩将其分为两层,全区普遍发育，厚1. 2 9-10. 01m, 平均5. 14m,其底界西组与下石盒子组分界面。（六）大紫斑泥岩（k3）以紫斑泥岩为主夹紫色粉砂质泥岩，灰绿色泥岩，有时红绿相间，层理不 清，

47、呈团块状。全区稳定，颜色醒目，厚1. 56-1 7. 04m,平均6. 93m（七）三9煤底含銚状泥岩。灰，灰绿色泥岩，下部有具紫斑和黑斑含菱铁质细師粒为其特征，顶部常 具线理状，镜煤和根化石。鲫状泥岩，主要由粘土矿物组成，含少量石英和形 状不规则的团块状褐色铁矿，厚2-5m，平均3m,是控制三9煤的良好标志，易 于与其他煤层底板相区别。（八）夹肝煤顶板砂岩（k4）中粒长石石英砂岩。灰白，灰色，以石英为主，次岩屑和长石，中粒砂状 结构，层面富含岩屑和泥砾，具有大型板状交错层理。东部发育稳定，西部常 相反为砂质泥岩。厚0. 52-22. 50 ni,平均4. 45m,为控制三9煤的辅助标志层。（

48、九）红砂炭砂岩（k5）铁质砂质或菱铁质鲫状砂岩：为四勺煤的直接顶板。灰一灰白色，细一中粒, 由团块瘤状褐铁矿及石英屑组成，具微层状构造，由菱铁矿细鲫粒显示层理。 全区稳定，厚度1.31-21.88 m,平均556m。（十）四、五煤段分界砂岩（k6）屮一粗粒岩屑石英砂岩：灰绿色，由石英，长石，岩屑及少量燧石组成。 分选差，磨圆中等，泥质胶结。全区不甚稳定，厚2. 07-14. 83 m,平均9. 6mo（十一）五2煤底板砂岩中粒岩屑石英砂岩，灰，灰白色，由石英，长石及岩屑组成。中粒砂状结 构，分选中等，滚圆度差。含较多鲫粒和泥质扁豆体，具大型小型，交错层理, 纹理倾角较大。上部黑色粉砂岩，偶见虫

49、穴。全区稳定，厚3-5m,是五2煤的 间接底板。其与五2煤之间常有一层高岭质粘土岩，质细腻，可塑性强，风化 后呈白色，亦为对比五2煤的良好标志。（十二）柳叶炭砂岩（k7）细粒岩屑石英砂岩：灰白色，主要有石英，岩屑组成，含少量长石和燧石。 分选度好，磨圆中等，上部含炭屑，有小波状层理，具灰黑色泥岩压扁体。中 部多含菱铁矿鲫粒，交错层理，下部灰黑色泥岩纹层，具有水平和断续层理。 k 7砂岩不太稳定，有时相变为砂质泥岩。为五2煤间接顶板，厚3. 59- 10. 77m。平均6. 76m,是控制五2煤的辅助标志。k8为五、六煤段分界砂岩，全区发育，厚073-16. 39m，平均7. 74m,仅在 12

50、2. 123勘探线厚度变小变为泥岩。（十四）硅质泥岩：黑色，致密，坚硬，贝壳状断口垂直节理发育，表面常见薄层铁质氧化物，有三一四层。硅质泥岩仅见于七煤段中。常见夹在七5煤及顶板上下，多达十余层，厚 度仅2-10cm,是鉴别七煤段的重要标志。三煤层白庙井田内唯一的可采煤层为二煤，此外区内尚有三9、五2和六a局部达 到可采厚度，七5、四4, 一 4则偶尔达到可采厚度；现将可采煤层二】煤叙述如 下：二i煤层直接顶板，多为厚而坚硬的灰白色屮粒岩屑石英砂岩，即大占砂 岩（k1）井田内零星部位直接顶为深灰色粉砂岩和砂质泥岩，底板为深灰色砂 质泥岩，伪底为炭质泥岩和根土岩，共厚0.76-2.05肌其下为灰色

51、红砂岩和黑 色粉砂互层厚级7-8mo二】煤层层位稳定，呈不均匀的层状或连续的透镜状，煤厚变化颇大，据 井田内21个钻孔统计，煤厚0. 24-12.4 3m,平均5. 56m o其中云盖山断层以上 八个钻孔的煤厚为1.57-12. 43m,平均6.92m。生产巷道，揭露煤厚0.0 0-15. 5m 平均541m。云盖山断层以下钻孔13个，煤厚0. 24m到2. 09 m,平均4. 68m,根 据采矿对煤厚划分的规定，井田应划属于厚煤层分布区。1二煤厚变化牲特征总的看來，井浅部平均厚度大，深部平均厚度小，二者相差2. 24mo井 田二煤厚度分布还有如下特点。1、厚薄煤带相间分布井田内无论在走向上或

52、倾向上，大范围内表现一种厚和特厚煤与薄，及中 厚煤层。呈相间分布的特点，在云盖山断层上部，钻孔和生产实测资料表明， 在2701孔一带有个长300m左右的厚及特厚煤层区。向西紧接着有一个约400m 宽的薄至不可采带（倾下往下增厚）。再向西约500-600m又一个厚煤带，带宽 300 -350mo再向西乂是一个厚及特厚煤带，过了 123勘探线，乂开始变薄。一 般厚煤带个体呈东西向，厚煤带串列方向ne45。，其间是薄及中厚煤层分布从 二|煤等厚线图看，云盖山断层以下也存在着这种厚薄带相间的特点，不同的 厚及特厚的延伸方向与井01北东，构造线相一致。这种厚薄相间分布特点，是 地史时期应力综合作用的结果

53、，是受构造控制的。2、煤层厚度在小范围内变化迅速。一些特厚煤层点或薄煤点所代表的范围都不大，在一个小范围内就会发生 变化。如1251孑l,煤厚8. 73m,沿走向向东60m煤厚就变成2.4m,变化度达 10.5%。向西仅2 00m,煤厚为0.3 m,已不可采。又如2 710孔,煤厚11.07m, 沿走向两侧各10m煤厚分别变为9 ni和& 5m,超过3 0m煤厚只有6m 了。2302孔 煤厚12. 43m,而在咫尺的4 02、401工作面平均厚度仅3. 5m, 一些薄煤带也是这 样，生产揭露的四个不可采块段，范围也不大，长轴一般100-150山，短轴为50- 100 ni。这一特点，告

54、诉我们在利用某些特厚煤点或薄煤点，进行储量计算时要 特别慎重。3、煤层厚度在走向上或倾向上呈跳跃式变化煤层厚度沿走向或倾向不具渐变规律，而是忽薄忽厚地变化，如213下机 巷，沿走向东每15 m 一个探煤点，煤厚分别是7. 2m, 6. 7 m, 6. 9m, 5. 2 m, 5. 3m, 8. 1 m, 7.2m,和2.5m。沿倾向一西25 0m上山在250m范围，煤厚一直是在可 采，不可采之间多次反复变化。这反映一个规律，即薄煤带还有厚煤，厚煤旁 侧必有薄煤的特点。第六章矿区水文地质一、区域含水层及隔水层云盖山矿区的含水层可分为松散岩类孔隙含水层组，碎屑砂岩裂隙含水层 组和可溶性碳酸盐类，岩

55、溶裂隙含水层组，三个基本类型(一)松散岩类孔隙含水层组在云盖山井田范围内，基岩大多裸露，本含水组不发育，仅在沟谷处有少量松 散沉积物，对煤矿开釆没有影响。(-)碎屑岩类裂隙含水层二叠系砂岩构成碎屑岩类，裂隙含水层的主体，各种砂岩总厚度可达200m, 其屮位于可采煤层顶板的砂岩，开釆时属于直接充水含水层，拘云盖山矿区数 十层抽水试验统计，除平顶山砂岩；各层砂岩单位涌水量仅为0. 000346-0. 1 585m7s,大多数小于0.015mvs,特点是水压高，水量小，补给不足，易于疏干。 大量生产矿井及小煤窑生产实践证明，砂岩裂隙水从没造成事故。平顶山沙岩，粒 度粗，厚度大，单位涌水量为本区砂岩之

56、冠，一般为0.01011/s.m,但其主采二r煤层较远，(平均距离超过100m)对煤矿采掘的影响不大。(3)可容性碳酸盐类岩溶裂隙含水组。该含水层主要由寒武系张夏组, 銚状灰岩，石灰岩，燧石灰岩构成, 岩呈狭长条带岀露，补给面积有限, 对接，接受一定补给而水量较大外,崗山组及石炭系太原组的白云质石灰岩， 是矿井充水或突水的主要水源，太原组灰 除个别地段由于断层切割与下伏厚层灰岩 一般富水性较弱，特别是太原组的上段灰 岩更是如此。寒武系屮段灰岩在矿区屮，西部具有一定的出露面积，地表溶沟, 溶槽，溶洞，和溶蚀裂隙发育，呈北方型岩溶和地貌特征。这类岩石中一方面 因岩性脆，节理、裂隙发育，为地下水补给和岩溶发育创造了较好的条件。另 一方面由于主要为白云质灰岩组成，cao含量在50%以下，可溶性差，加之古岩溶 被充填及大断裂切割，补给而积小，使其对矿井的水患威胁较太行山东麓的大水 矿区大大降低，区内不同地段富水性差异很大.钻孔单位涌水量0. 00 0718- 14.64 l/sm,般