平禹煤電公司白廟礦礦井地質特征分析畢業(yè)論文

1、平禹煤電公司白廟礦礦井地質特征分析 摘要本文主要對白廟礦井的地質構造，地下水等的研究，目的使之能更好服務生產進而取得良好的效益，研究的方法主要是實地觀察，測量和參考文獻。取得較詳細的地質資料，提出了地質工作的重要意義，輕視地質工作必定帶來不利局面，提醒煤礦必須重視地質工作。關鍵詞 礦井 地層 構造 水文 意義 目 錄 緒論-3頁第一章 礦井基本概況-4頁第二章 地層- -5頁第三章 含煤地層的沉積環(huán)境和聚煤特征-9頁第四章 構造 -12頁第五章 煤層 -8頁第六章 礦區(qū)水文地質- -23頁第七章 構造對生產、開采、采區(qū)、工作面布置的影響- -26頁第八章 結論-28頁第九章 致謝-29頁第十章

2、 主要參考文獻-30頁緒 論我國煤炭資源豐富，儲量和產量均居世界前列。近年來隨著國民經濟的發(fā)展和綜合國力的提高，石油、天然氣 、水力、核電等其他能源有了較大發(fā)展，但是煤炭仍然是我國的主要能源，預計在今后50年內這種狀況不會有根本性改變。進入21c要求我國煤炭工業(yè)深化改革，盡快擺粗放經營的舊模式，步入低投入高產出，高效益的良性循環(huán)軌道。煤炭工業(yè)的發(fā)展依賴于煤炭科學技術的進步，其中包括煤炭地質工程的進步，加強煤礦地質理論研究和發(fā)展煤礦地質工程技術，對促進煤炭科學技術的進步有十分主要的意義。煤炭的工程技術人員，（包括采礦、測量、建井、環(huán)保等非地質類專業(yè)的工程技術人員）掌握扎實的地質理論知識，在生產實

3、踐中不斷深化對煤礦建設，生產中地質規(guī)律的知識是十分必要的。一、 礦井地質工作的目的和任務。 查明地質條件，地質條件對絕大多數(shù)礦井都有普遍意義，各礦以實際出發(fā)，抓住主要地質問題，還要滿足當前，考慮長遠，并能化害為利。 二、 提供地質資料，地質資料是編制生產建設計劃，井巷工程設計，采掘作業(yè)規(guī)程的必要依據(jù)。三、 指導采掘生產，礦井地質人員要深入現(xiàn)場調查研究把工作做到掘進頭和回采工作面，指導采掘工作面工作的合理進行。四、 組織礦井勘探補充一些地質勘探工作，提高儲量級別，增加礦井儲量，延長礦井壽命。五、 進行儲量管理，礦井地質人員定期計算儲量，進行儲量管理。六、 調查伴生礦井，綜合利用礦井資源的原則，提

4、高煤的經濟效益。第一章 礦井基本概況 平禹煤電公司白廟煤礦位于河南省禹州市西27km文殊鎮(zhèn)境內，原為禹州市管轄的地方國營煤礦，2004年3月被平煤集團兼并。礦井東距許昌市60km，南至平頂山市48km。本區(qū)交通方便，從禹州市有柏油路達文殊鎮(zhèn)礦井通過5km的公路與文殊鎮(zhèn)相連，北通登封、洛陽東經禹州市可達許昌，向南經神后鎮(zhèn)可至郟縣、平頂山等地。 另外有許昌禹州窄規(guī)鐵路及平禹準規(guī)鐵路為在區(qū)煤炭外運提高良好條件。 井田范圍，白廟井田位于云蓋山礦區(qū)的東北端，東西長2.24km南北寬2km面積4.9km2北起二1煤層露頭，南至下白谷斷層，東以竹園溝斷層和文殊斷層為界，西北部云蓋山斷層以上部分以第123勘探

5、線以西300m為界，云蓋山斷層以下部分以第123勘探線以東275m為界。第二章 地 層本井田屬于云蓋山煤田一部分，通過1/5000地質填圖和鉆探揭露的地層從老到新分述如下：寒武系（）分布云蓋山井田北側，構成二疊系含煤地層的沉積基底。精查階段，少數(shù)水文地質鉆孔控制該 層30-50m。多數(shù)鉆孔至即停鉆，僅水源詳勘基準孔19-1揭露寒武地層達500m以上，據(jù)此配合地表工作對其劃分如下：（一） 中寒武統(tǒng)（2）1、毛莊組（2m）下部紫色和綠色泥巖夾薄層狀淺灰色泥巖，上部為中厚層狀鮞狀灰?guī)r間夾薄層狀暗紫色泥巖和淺灰色薄層狀灰?guī)r互層。厚度揭露不全，大于57m，產三葉蟲，饅頭裸殼蟲。2、徐莊組（2x）下部為紫

6、色砂質泥巖夾粉砂巖及透鏡狀灰?guī)r，與下部地層整合接觸。上部為灰，深灰色厚層條帶狀灰?guī)r，間夾綠色泥巖，鮞狀灰?guī)r，致密灰?guī)r及含海綠石砂巖全厚139.60m，有河南盾殼蟲，小東北蟲，登封蟲，毛孔野生蟲，圓貨貝。3、張夏組（2zh）下部為粗鮞狀亮晶灰?guī)r，生物碎屑-礫屑灰?guī)r，富含腕足，棘皮，軟舌螺三葉蟲動物化石碎片。往下泥質條帶增多，與下伏地層整合接角。上部為細鮞狀細晶灰?guī)r，變鮞微晶微巖，鏡下可見團球粒變余殘影，厚巖可能為鮞粒亮晶灰?guī)r，全組厚度171m。 （二）上寒武統(tǒng)崮山組（3g）巖性為灰白色中厚層狀白云質灰?guī)r，具有不明顯鮞狀結構，頂部風化后呈灰黑色為其特征，厚115.40m,這一個存在與否有爭議的地層

7、，暫予保留，有待進一步確定。 （三）上石炭統(tǒng)太厚組（c3t）底界以鋁土層與下伏上寒武統(tǒng)崮山組白云質炭巖呈平行假整合接角，上界止于本組l11灰?guī)r頂面或l11灰?guī)r之上的海相泥巖頂面。厚44.2101.60m，平均64.05m。本組由一套含煤層的砂巖，泥巖和灰?guī)r組成，稱為一段煤。共含灰?guī)r11層，常見者8層；含水量煤10余層，多為薄煤層或煤線；僅一4煤偶爾達到可采厚度。絕大多當選情況下，灰?guī)r構造煤層的頂板，巖性均為生物碎屑灰?guī)r。該組按巖性組合分為四段。1） 底部鋁土泥巖段：淺灰色，灰色鋁土泥巖。下部含赤鐵礦，為紫紅色，局部夾砂質泥巖及不穩(wěn)定煤線和灰?guī)r透鏡體，中部大都具豆狀，鮞狀結構，富含黃鐵礦，上部為

8、致密塊狀。全段厚2.17-29.38m平均7.37m。此段局部硫鐵礦富集，價值不大，鋁土泥巖品位較差，僅在地表附近品位較高，系風化富集所致。2） 下部灰?guī)r段：由l1-l4深灰色生物碎屑灰?guī)r，砂泥巖和五層薄煤層組成。該層厚度7.28-36.15m,平均18.72m。l1灰?guī)r底部及頂部有薄層灰?guī)r，礫徑3-4mm；l2灰?guī)r頂部有一層厚0.3-0.5m的硅質海綿巖，灰?guī)r中含較多燧石結構；l3灰?guī)r直接在一4煤之上；l4灰?guī)r不穩(wěn)定，局部相變?yōu)楹谏鄮r。一2、一3、一4、一5煤層較穩(wěn)定，其中僅一4煤層稍厚，偶爾可采?；?guī)r中化石以蜒科為主珊瑚，腕足類、海百合、苔蘚蟲、有孔蟲次之。3） 中部砂泥巖段：由灰色深灰

9、色砂質泥巖，中粒砂巖，兩三層不穩(wěn)定生物碎屑灰?guī)rl5-l7及3-4層不穩(wěn)定薄煤層組成。該段厚14.58-32.84m,平均22.56m。砂巖中含許多白云母碎片，砂質巖中常含水量有較完整的植物化石。4） 上部灰?guī)r段：由深灰色生物碎屑泥晶灰?guī)r，泥晶灰?guī)r，砂質泥巖，細粒石英砂巖及2-3層不穩(wěn)定薄煤層組成，厚度5.26-25.59m,平均15.40m。l8、l9灰?guī)r常不穩(wěn)定，局部相變?yōu)樯百|泥巖。在白廟井田123-125勘探線附近1km地段內，上部灰?guī)r被中粒石英砂巖替代，硅質鈣質膠結，底部粗粒并含石英細礫石。三、二疊系（p）（1）下統(tǒng)（p1）2）山西組（p11）主要由淺灰色、深灰色中粒石英碎屑砂巖，粉砂巖

10、、砂質泥巖和煤層組成，稱為二煤段。含煤2-4層，其中二1煤層為本區(qū)主要可采煤層，厚0-10m，平均5.56m。二2煤層不穩(wěn)定，偶爾達到可采厚度。根據(jù)含煤特征本組可分為：黃煤段、大占砂眼段及香炭段。香炭段頂部泥巖具有紫斑和鮞狀結構，俗稱小紫。全組厚度64-88.70m，平均80.25m。 2）下石河子組（ p1-2）根據(jù)巖性組合和含煤特征分為三、四、五煤段。三煤段：主要巖性為淺灰色、灰綠色，細-中粒石英砂巖、粉沙巖、泥巖及煤層組成。含煤12層，其中三9煤局部可采，其他均為薄煤層或炭質泥巖以 三2、三11、三14煤層的層位較穩(wěn)定。由井田東北至南煤層層位增多，底界砂鍋窯砂巖為中-粗粒長石巖屑石英砂巖

11、，石英砂巖。其上為大紫泥巖段。此段頂部泥巖大多可見紫斑，以此與其他煤段相區(qū)別。本段厚度96-160.60m，平均127.50m四煤段：由灰色、深灰色砂質泥巖 、粉沙巖和灰白色-細粒石英砂巖和煤層組成。含煤約9層，其中四4煤層偶爾達到可采厚度。本段底部紫斑，普遍含鮞粒。頂界至于k6砂巖底， 厚度79.90-105.35m，平均93m。 五煤段：由灰色、深灰色砂質泥巖、泥巖和淺灰色細中粒長石石英巖屑巖屑石英砂巖和煤層組成。含煤1-2層，其中五2煤層較發(fā)育，本區(qū)120線以西大部分可采，以東至白廟井田變?yōu)樘抠|泥巖以至尖滅，層位比較穩(wěn)定。該煤段上下部泥巖較多，常見紫斑，普遍含鮞粒。本段厚度70.4-10

12、9.4m，平均87.24m。2）上統(tǒng)（p2） 上石河子組（p2-1）根據(jù)巖性組合和含煤特征分為六、七、八煤段。 六煤段：由灰色、深灰色砂質泥巖和淺灰色長石巖屑石英砂巖和煤層組成，含煤6層，一般常見六2、六3、六4、煤，其中六4煤層較發(fā)育，在白廟井田以東局部可采，本段底部的大部分砂質泥巖具有紫斑和鮞粒結構。底界k8沙巖，頂界至于六、七煤段的分界砂巖。本段厚度62.4-19.7m，平均39m。 七煤段：由灰色細粗粒長石巖屑砂巖、長石巖屑石英砂巖和深灰色、灰色砂質泥巖及煤層組成。含煤六層，大部分為炭質泥巖，常見七5、七3煤層。頂界大都發(fā)育紫斑泥巖 ，局部含鮞粒。本段含10余層硅質泥巖，七5、七3煤附

13、近的硅質泥巖較高，含有大量硅質海綿骨針，又稱海綿巖。本段厚度為59.4089.00，平均69.30. 八煤段:由灰色、深灰色砂質泥巖和灰色、綠色細中粒巖屑石英砂巖、粉砂巖及極不穩(wěn)定的2-5層薄煤層組成。該煤段多處具紫斑，局部含鮞粒。底部大風口沙巖灰色、綠色細-粗粒巖屑長石石英砂巖，泥巖膠結，較疏松，具斷續(xù)波狀層理，大型板狀交錯層理，大部分含礫，巖性和厚度穩(wěn)定性差。本段厚度為76.8m-119m，平均97m。上石子組總厚度198.59-293.59m，平均245.24m。石千峰組（p22 ）石千峰一段（平頂山砂巖段p22-1 ）：分布在云蓋山、牛頭嶺、跑馬嶺山頂及東南坡，因巖性堅硬，風化后形成獨

14、特的單面山地貌形態(tài)。巖性淺灰色-灰色，略呈肉紅色，中粗-巨粒長石石英砂巖，石英砂巖，間夾細紗巖，砂質泥巖薄層，與下伏巖層整合接觸。該段厚度71-90m，平均80m。 石千峰二三段（p22+3）分布，在井田深部邊緣，下部為灰綠色粉砂巖夾紫紅色泥巖，泥灰?guī)r透鏡體，有時灰?guī)r，泥灰?guī)r相變?yōu)殁}質膠結的泥巖，常呈球狀風化，在泥巖中尚可見植物化石碎片。中、上部位為紫紅色粉砂巖，砂質巖夾薄層中粒砂巖，含大量鈣質結核，見有斜層理，波狀層理。全層厚度150190m，平均179 m。四、三疊系1）劉家溝組 t11劉家溝組一1二段（t11+2）下部相當于登封土門組砂巖，為紫紅色，淡紅色中一細粒砂巖夾鈣質粉砂巖。砂巖普

15、遍見“紅斑”亦具少量浪成波痕，可見交錯砂巖及砂質泥巖互層，內夾23層礫屑灰?guī)r和大小不等的鈣質結核。礫石的大小，形狀不一，內偶見動物化石，具有水平、波狀、混濁、斜層理等。總厚度65-116m，平均85m。2）劉家溝組三段（t11-3）相當于金斗山砂巖段，為紫紅色，淡紅色中-細粒砂巖，夾鈣質粉砂巖，巖性與一段砂巖類似，但砂巖內“紅斑”較密集，斑點較大，野外描述巖性特征時稱“麻斑砂巖”，具大型斜層理及混濁層理，浪成波痕、雨痕、蟲孔構造，亦較為普遍。厚度125132m，平均130m，2）和尚溝組t12巖性為磚紅色砂質泥巖，粉砂巖夾暗紫色細砂巖，殘厚大于85m。五、本區(qū)不發(fā)育，分布零星，主要為黃土，其次

16、為沖積，坡積堆積物。厚度0-20m。第三章 含煤地層的沉積環(huán)境和聚煤特征一、太原組的沉積環(huán)境和聚煤特征本區(qū)晚石炭太原組底部的鐵鋁假整合于中上。說明其間有一個漫長時期的沉積間斷。太原組為陸表海環(huán)境下形成的一套薄-中厚層灰?guī)r和碎屑巖及薄層煤的交替沉積。本組明顯分為三段，即：下部灰?guī)r段，中部碎屑巖段和上部灰?guī)r段。反映了海水進退反復交替形成兩個大的沉積旋回，而在這兩個大旋回又包含了十余個由薄層灰?guī)r、砂泥巖、薄煤層組成的次一級沉積旋回。不同級別的旋回，既反映了海水進退規(guī)律，又反映了在海水進退的總趨勢中，由于海平面上升的速度，沉積物補償速度的變化形成了具有韻律性的沉積?；?guī)r單層厚度不大，橫向穩(wěn)定，富含正常

17、海相互物化石，以蜓和海百合為主，沿有少許珊瑚，腕足類、苔蘚蟲，海綿等，屬于開闊陸表海碳酸鹽沉積。下段灰?guī)r常見生物覓食跡化石，水平和傾斜的蠕蟲動物的痕跡?；?guī)r為淺色生物碎屑灰?guī)r，以生物碎屑泥晶灰?guī)r和泥晶生物碎屑灰?guī)r為主，頂部薄層灰?guī)r中泥質和有機質含量增高，具水平和波狀層理，反映形成于弱動蕩的潮下淺水環(huán)境，是潮下低能帶的淺水碳酸鹽沉積。中部的砂泥巖段為潮間-潮下與潮汐作用有關的碎屑沉積。上述沉積環(huán)境，顯然不利于形成有工業(yè)價值的煤層，煤層形成于海侵的高潮階段，海面不斷上升，泥炭沼澤的堆積速度則遠不及海面上升的速度，在泥炭沼澤持續(xù)時間不長的情況下即被海水浸漫轉而開始了碳酸鹽的沉積。故而太原組的煤層一般

18、小于1m，且常夾于灰?guī)r之間，煤層底板的根土巖很薄。在這種濱海緩坡的潮間-潮下帶形成的泥炭沼澤都是咸水，半咸水沼澤。因此形成多夾矸，高硫（含量2-6%）高磷煤。太原組上部灰?guī)r段沉積時產生了相分異現(xiàn)象。在白廟井田124125勘探線的砂體和其西側的灰?guī)r呈相交關系。此砂體在斷面上呈透鏡狀，寬不足1km。下部為含礫粗粒石英砂巖，向上變細為中粒，頂部為細粒，具大型交錯層理，厚度不足10m，在空間上呈條帶狀，顯示潮渠沉積特征。在本區(qū)以南的大劉山-三峰山一帶，也有純凈的硅質膠結的石英砂巖，說明形成潮下淺水碳酸鹽同時，還有與潮汐作用有關的碎屑沉積。以上述古地理面貌結合區(qū)域太原組的厚度，灰?guī)r厚度和層數(shù)，都有向豫東

19、，準南方向增厚的趨勢，扒斷晚石炭世海侵方向來至本區(qū)東南。太厚組含煤雖然較差，但該組的沉積為山西組時期海退末期二1煤層的形式，創(chuàng)造了良好的古地理條件。二、山西組的沉積是在晚石炭世陸表海全面海退的背景下發(fā)展起來的。太厚組頂部，黑色海相泥巖，偶含小型腕足類化石和破碎的海百合莖，具水平層理，屬弱還厚環(huán)境下的半咸水沉積。此時，陸表海已轉變?yōu)榘腴]塞的海灣。山西組下段，向上粒度漸變粗，由灰黑色泥炭，粉砂巖與灰白色的細砂巖的微薄 互層至灰白色細砂巖夾灰黑色泥質壓扁體。沉積構造相應由水平層理向上過渡鏡體，緩波狀層理，薄的互層層理以至壓扁層理，有垂直和傾斜的生物潛穴和生物攪動的斑狀構造，含少量小的瘤狀菱鐵質結核，

20、具在量植物化石。這套沉積厚約5-10m，屬典型的海退潮坪沉積，是海灣被充的標志。向上過渡為含根化石的沼澤相根土泥巖及二1煤巖層。二1煤層發(fā)育在海退末期，泥炭形成在海灣潮坪基礎上的陸地森林沼澤中。堤灘沙不斷向海的方向移動，形成進積的海岸，成煤沼澤也隨之向海方向擴大。堤灘后堆積的泥炭層一般不受或很少受海水的影響，有長期的穩(wěn)定的成煤條件，所以二1煤層具有厚度大，煤質好，低硫、低磷，分布廣的特點。山西組中部是一套大型決口扇形成的砂質沉積，以大占砂巖為代表，有時還夾有三角洲分流間灣中形成的二2煤層，上段為以香炭砂巖為代圾的上三角源程序平原的河道沉積。三、上、下石盒子組沉積（一）在本區(qū)石盒子組中，已以現(xiàn)海

21、豆芽化石層位有三5煤頂，k4、k5、五2煤頂板以及八煤段中發(fā)現(xiàn)的2-3個層位，總計十余層，海豆芽是一種生活在半咸水海岸，附近的廣鹽性海生底棲動物。（二）七煤段內發(fā)育有10余層硅質泥巖，其中七5煤附近3-4個薄層，質純而穩(wěn)定，經為硅質海綿巖。群體海綿動物生活在淡化瀉湖或海濱岸附近。（三）上下石盒子組地層具有互層層理，壓扁層理，透鏡層理，粉砂巖和粉砂質泥巖中，普遍存在由食泥和物和潛穴生物留下的遺跡和生物攪動構造，結合垂直層序說明亦與海水有關。四、從微量元素含量以及硼鎵比，鍶鋇比和鋁鈦比來分析介質的古鹽度，發(fā)現(xiàn)石盒子組的泥巖多數(shù)為半咸水環(huán)境下的沉積。經分析，上下石盒子組的粘土礦物主要是水云母蒙脫石高

22、嶺石組合，也與半咸水環(huán)境有關。（五）上下盒子組中的砂巖，如k2、k8、七3煤頂板等均含有少量的自生海綠石礦物則經常用以指海水環(huán)境或與海水密切相關的半咸水環(huán)境。（六）石盒子組含煤地層厚度以及各煤層標志，層間距的穩(wěn)定性，是典型的陸相沉積所達不到的。（七）上下石盒子組中絕大多數(shù)較厚的砂巖層如砂鍋窯砂巖，老君廟砂巖，紅砂巖、四家溝砂巖、大風口砂巖等，多是細粒和中粒石英砂巖，巖屑石英砂巖，巖屑長石石英砂巖，主要粒級含量少，粒級分散，分選中等至分選差，砂巖多具反粒序，沉積構造以大型板狀槽狀層理最發(fā)育，多數(shù)單向，下部有時具雙向交錯層理。古流向南為主，砂體圖長狀。從粒度特征，沉積構造以及砂體圖等資料表現(xiàn)出河流

23、作用為主的三角洲前緣砂體沉積特征。（八）各個三角洲旋回頂積層的分流的砂質沉積，前積層三角洲前緣分流河口與其底積層的分流間灣泥質，粉砂質之間往往存在2-3度的交角，是三角洲向海進積過程中產生的原生沉積傾角。（九）三角洲前緣泥島的存在，三角洲前砂體上發(fā)育有屬于盆地內碎屑沉積的似竹葉狀粘土礫巖。這是由于三角洲建設速度快，在壓壓實過程中砂泥質沉積物將下面尚未固結的粘土擠壓上來，呈底劈狀進入水盆地后又被海浪打碎簸選再沉積而成，一經風化，此種結構即消失。（十）石盒子組沉積的古氣候條件屬于溫暖潮濕半潮濕氣候。主要依據(jù)是紫紅和灰綠相混雜的斑狀泥巖是高價鐵和低價鐵氧化物的混合色。紫斑的含量與fe2o3/feo的

24、比值呈正相關，是含鐵的氧化物較豐富的物原區(qū)在潮濕一半潮濕氣候下，經風化作用產生的高價鐵氧化物的水化物，在介質中呈膠體狀態(tài)被搬運，沉積下來，在時期成巖階段，其中有一部分又被有面質還原為綠色低價鐵氧化物所致。再者該組內含有25個化石層，見大羽羊齒植物群的某些種屬，如：丁氏蕨、大羽羊齒等葉片巨大，葉全緣或淺裂，有時還有滴水尖，都是潮濕溫暖氣候下植物群的特征。根據(jù)以上所述，上下石盒子組的沉積環(huán)境具有明顯的過渡相特征。整個石盒子組由若干個三角洲旋回沉積交替而成，三角洲的類型屬于河流為主，高建設的淺水三角洲。上下石盒子組的成煤作用，發(fā)育在三角洲。平原上，由于三角洲建設速度快，成煤沼澤難以持久存在決定了其聚

25、煤特征是，煤層層多，側向連續(xù)不好，煤層薄，結構復雜。發(fā)育在三角洲平原的煤層分流間灣被充填的泥炭，如三9、五2、六4、七5煤層的煤質變化大，無明顯規(guī)律。尢以七5、三9煤灰分值表現(xiàn)最為突出。由于水動力和水化學條件不同，各煤層間也有一定差別，如五2、六4煤灰分稍低，五2煤硫分稍高。綜上所述，由于時代和成煤環(huán)境不同，只有山西組的成煤環(huán)境最佳，是太原組和石盒子組無法比擬的。第四章 構 造一、區(qū)域構造禹州市礦區(qū)位于秦嶺緯向構造帶北亞帶中段，新華廈系第二沉降帶的西緣。礦區(qū)構造輪廓與豫西地區(qū)相似，以秦嶺構造帶北亞帶基礎格架，新華廈合疊加其上，以北東向構造體系先后穿插在秦嶺構造帶北亞帶之中，許多斷裂構造留下多期

26、活動的痕跡，是本區(qū)的突出特點。云蓋山井田位于禹縣礦區(qū)西部邊緣。井田的基本構造形態(tài)為走向北東，傾向南東的單斜構造，巖層走向由東北至西南呈弧形彎轉，井田東北部走向ne45-50，西南部走向ne20-30，至牛頸山一帶走向南北向，地層傾角10-15，井田兩端和深部邊緣有所增大，可達35。整個井田構造簡單中等，兩端較為復雜。區(qū)域主要是斷裂構造，僅在井田西南端存在一小型寬緩牛頸山向斜，核部為三疊系紅層，產狀平緩，軸向略呈北西南東，系由下白峪斷層拖拽而成。斷裂構造以走向正斷層為主，次為斜交正斷層，逆斷層罕見。云蓋山井田內共揭露斷層47條，主要有下白峪斷層，云蓋山斷層，花溝斷差，祖師廟斷層，牛頸山斷層，韓家

27、門斷層，竹園溝斷層，和文殊店斷層等8條。（一） 斷裂構造的特征云蓋山井田構造是豫西區(qū)域構造不可分割的一部分。構造特征和組合方式都是區(qū)域應力場的產物，都是有成因上的聯(lián)系。從大區(qū)域上看以北西，東西和北東向斷裂最發(fā)育，其中北西，東西向規(guī)規(guī)最大，延展最遠，在云蓋山井田內側是北東向最發(fā)育，北西向次之，多具有壓扭力學性質，尤以左行壓扭活動表現(xiàn)最強。許多斷層都有分岔合并現(xiàn)象。本區(qū)斷層的另一顯著特征是往往伴有次一級斷裂。正斷層的傾角不大（38-45），但其次一級斷層的傾角很大，可達70-85以至直立。（二） 裂隙構造特征及其應力場分析本井田裂隙構造發(fā)育，分布最廣的有北東向，北西向，南北向，東西向四組，其余北北

28、東，北北西，北東東向，北西西向雖也有發(fā)育，但屬次要地位。北東和北西向裂隙為一對共軛扭曲面。北東向裂，呈左行扭動，北西向具右行扭動，兩者共同反映了一個南北向的擠向應力場。這一對共軛裂隙面有多期活動疊加。存在著近東西向的張裂隙，肯定還有一期東西向擠應力場。東西向和南北向裂隙組也是一對共軛扭裂面，反映了北西南東向擠壓應力場。據(jù)區(qū)域應力場研究，北西南東向擠向是南北向左行力偶派生的應力場。（三） 層間滑動在豫西地區(qū)，特別是在二1煤層中，廣泛存在著層間滑動構造。層間滑動的強烈程度反映了本區(qū)構造特征的另一個方面。它引起煤層厚度的厚薄，變化分帶，使煤層失去層理和光澤，呈粉末狀，鱗片狀和棱狀，引起煤質惡化變軟，

29、對勘探和開采技術都有深刻的影響。由于層間滑動引起二1煤的厚度變化，必然影響到礦井的生產條件。如本區(qū)內白廟煤礦和鄰近的棗園煤礦生產條件，截然不同，后都有煤層厚度相同穩(wěn)定，生產就比較順利，正常。白廟煤礦的煤厚變化大，困難自然變多一些。二、白廟井田構造特征白廟井田位于云蓋山礦區(qū)的東北部，其基本構造為一單斜構造。地層走向北東40-45，傾向南東，傾角25左右，向深部傾角局部變陡，可達28-32。井田內以斷裂構造為主，褶曲構造不發(fā)育，現(xiàn)把井田主要斷層分述如下：（一） 下白峪正斷層（f1）構成云蓋山礦區(qū)，也是白廟井田的下部邊界斷層。從西現(xiàn)到東北沿下白峪，里杜溝、庫房溝、劉家溝、老君峒進入本井田，向東經辛莊

30、延至區(qū)外，該斷層向西由下白峪村西分岔延至寒武系地層中，為一區(qū)域性斷裂。走向ne40-45，傾向北西，北西下降，傾角40-70，長度16km。落差以中部里杜溝劉家門最大，約600-1000m向兩端減小至200-400m，于上白峪村西北側5733，5739點可見到三疊紀紅色砂巖與東南側三煤段接觸。在里杜溝村北1569、1570點可見三疊系紫紅色砂巖與太原組灰?guī)r構成的破碎帶的平頂山砂巖。（出露長60m，寬50m）接觸，從平頂山砂巖的產狀分析，它是保留在斷層破碎帶中的一個碎裂殘塊。砂巖為密集的劈理分割成數(shù)成數(shù)厘米數(shù)毫米的薄片或片，劈理一般平直，但也有扭曲拽現(xiàn)象，劈理產狀為33070，平頂山砂巖塊，被碎

31、后呈半膠結狀的碎裂石英巖，細粒狀角角礫巖以及細碎砂巖，角礫較小，多有圓化，礫徑為細礫一粒砂級，礫間為粉砂級細碎物充填。細碎砂巖多分布，在較大破裂面兩側，巖石破碎呈砂狀。有高嶺石化 現(xiàn)象，因此破裂面呈粉白色，紫紅色條帶狀或色斑，為破碎帶的明顯外觀特征。在邊溝二郎廟西北坡斷層出露明顯。地表756、753、741、724各點見東南側太原組，上寒武統(tǒng)地層與西北側三疊系紅色砂巖接觸。在劉家門1235點附近，斷層下盤太原組上段灰?guī)r中，小型褶曲十分發(fā)育，寬緩，緊閉，同斜，直立，形態(tài)多樣。具有左行壓扭力性質。在老君峒辛店線及北東延伸部分，是在精查階段發(fā)現(xiàn)并查明的。1264、2249點及tc26-1槽探均已控制

32、制其方向，西測三疊系紅色麻斑砂巖明顯重復。該 斷層除地表嚴密控制其方向外，尚有較多的鉆孔控制。礦區(qū)內有204孔于728.43m,見6.71m的破碎帶,三2煤層附近,與寒武系中統(tǒng)灰?guī)r接觸,地層缺失570m,1509孔于340.81-349.30m見斷層破碎帶,缺失七5煤層寒武系上統(tǒng)灰?guī)r地層650m；2708孔地孔深538.09m,見斷層破碎帶,缺失六、五煤段，厚約200m；2308孔于孔深649.03-699.59m見斷層破碎帶,缺失四、五煤段分界砂巖寒武系上統(tǒng)之間地層。此外尚有0597、0612、0615等鉆孔穿見，這一深部邊界斷層控制可靠，擺動范圍不大。（二）竹園溝斷層（f15） 位于白廟井

33、田東北端邊界斷層，由f15和次要斷裂白廟斷層f16組成。走向近東西，傾向南，傾角55-70，西南盤下降，落差100-150m。延展長度2.5km。斷層丁段1765和1768點見其東北側太原組下段灰?guī)r與西南側三煤段下部泥巖接觸。往東于竹園溝村東1875點見南盤平頂山砂巖與北盤的七5煤層上部泥巖沿走向接觸。深部2003孔于340.36m見f16斷層破碎帶,地層缺失六煤段約95m;2903孔于深198.16m見斷層f15,缺失平頂山砂巖段底部約30m。斷層控制較好,依據(jù)充分,平面位置擺動不大。（三）文殊正斷層（f17） f17為井田東北邊界，位于文殊店西，全被黃土覆蓋，根據(jù)文殊店東、西三疊系紅色麻斑

34、砂巖正走向上明顯錯開，以及1281孔見三、五、六煤段與出露的平頂山砂巖不連續(xù)證明此斷層的存在。北端交于f15斷層，斷層走向北稍偏西，傾向東，傾角72，東盤下降。2806孔于232.72見f17斷層破碎帶，缺失六煤段約80，落差5060。井田東北邊界，在文殊店附近構造相當復雜，巖層走向由ne45轉向ne20-30，地層，傾向加大，北東向，北西向，東西向斷層相互切割，加之基巖被掩蓋，只能作出合理的構造解釋。 （四）云蓋山正斷層位于井田中深部，系一貫穿全井田的走向正斷層，分布在云蓋山、跑馬嶺南坡，出露位置大部分被第四系覆蓋，僅局部地段和用槽探可以見到。如1451、172、119、908、896點和t

35、c164、tc164、tc17-2、tc-18-5探槽。斷層地貌特征十分清晰，在賀廟夾龍溝白坡一帶，平頂山砂巖段順坡坡積物多，斷層出露位置不清。斷層走向ne40-50傾向西北，西北盤下降，傾角45-70，延長10km以上，落差30-100m，由西向東落差增大，在白廟井田123-125勘探線附近最大，在往東延入陳崗區(qū)內。該斷層亦屬壓扭性斷層。在歪坪林場附近見斷層中產狀16075擦痕鏡面，可能屬此斷層的中產狀75 20，沿線理方向擦痕呈緩坡狀起伏。平行擦痕鏡面發(fā)育10cm的厚片理砂巖，片理呈扭曲狀，擊之成透鏡狀碎片，斷口呈參差刃狀是受壓的產物。在跑馬泉一帶，斷裂帶內平頂山砂巖段劈理化現(xiàn)象十分發(fā)育，

36、頻度達25m/條.構造巖分析,斷層屬壓扭力學性質。（五）云蓋山支斷層(f4)位于井田東,走向正斷層,傾向北西,落差40-50m,延長深度1000m。因僅一個鉆孔揭露，控制程度很差。左右擺動的可能性很大。三、礦井小構造 由于礦井地質工作不健全，生產中揭露的一些斷層，褶曲既未上圖，也未記錄，現(xiàn)根據(jù)調查到的一些零碎資料加以說明。（一）小斷層、1、f1正斷層，分布在井田西翼淺部，由多條巷道揭露。斷層走向北東35-45傾向南東。落差5-10m，延伸500 m。2、f2正斷層，分布在三東大巷80-100 m處，產狀不詳。3、f3正斷層，分布在四東大巷300-400 m處，走向北東45傾向南東，傾角80-8

37、3落差大于5m，由三條探煤上山控制，該斷層是否與云蓋山支斷層歸并，還值得研究。4、四東大巷沿二1煤頂?shù)装寰蜻M，東一石門。由二1煤頂?shù)装宓装宸较蚓蜻M，不見頂板卻見底部太原組灰?guī)r，出現(xiàn)這一現(xiàn)象的是f3斷層向東性質發(fā)生變化還是另有其他構造有待進一步研究。另外，井田還見落差小于1m的小斷層。（二）褶曲井田褶曲不甚發(fā)育，但沿走向大的波折還是存在。一個突出特點是煤層頂、底板是撓曲現(xiàn)象較為發(fā)育。1、一西大巷250m上山一大巷內，在30-40m范圍內頂板產狀從16038依次變?yōu)?2016、14040、10529，構成兩個連續(xù)撓曲。由于頂板、底板傾向，傾角變化下協(xié)調，煤層厚度減至0.8-0.5m. 2、一西大巷

38、500m上山貫通沿底掘進，僅一西向二西大巷掘進，低板產狀以次為13335，140 46，125 30，在這一撓曲中部煤厚激增至15m左右。 3、一東大巷六上山西側在40m范圍內頂板產狀從13030變到17030，底板產狀基本保持在16020。頂板沿走向撓曲，煤厚7-8m減至2-3m。四、構造對采掘的影響 據(jù)地質史料，本區(qū)曾經歷了多次區(qū)域構造運動。但現(xiàn)今區(qū)域內地質構造形跡，基本保留了燕山運動以來，形成構造變動形跡。早燕山運動各期形成的斷層，褶曲，層間滑動，節(jié)理，裂隙等構造，無不對今天煤礦開采產生重要影響。在白廟井田，下白峪斷層，竹園溝斷層，文殊廟斷層，構成井田邊界，它形成和存在除影響附近煤層的厚

39、薄變化和局部煤動力變質外，還復雜了斷層兩側，特別是斷層上盤的水文地質環(huán)境。在這斷層的影響帶，應力集中，巖石破碎，有利地下水富集。相同的采礦地質條件，僅有311工作面突水，只能是竹園溝斷層上盤巖石破碎帶富水的原因。突水將給煤礦安全生產帶來困難。云蓋山斷層處在井田為上下兩部分。當下部開采時可能出現(xiàn)一礦兩套生產系統(tǒng)。有利的一面是斷層使深部抬升，煤層及其賀廟斷層使123線相應地段變薄，二1煤層（1.57m-0.94m）比平均煤厚5.56m，薄了3.99-4.62m。云蓋山斷層帶雖含水性不強，但斷層影響帶富水，如92年副井延伸到-10m水平，在距斷層還有90m時，就發(fā)生50-60m3 /h突水。水文地質

40、條件的變化，為礦井向云蓋山下部開拓帶來困難。 層間滑動構造及帶來的二1煤層的煤巖流變是整個云蓋山礦區(qū)的特點，二1煤為層間滑動所破碎，煤層原生結構破壞，呈粉末狀，鱗片狀，糜棱狀。強烈的層滑運動和煤巖流變還程度不同的影響到二1煤頂、底板巖層，傾其破碎化。這種變化一是降低了煤的使用價值，二是增加了煤層頂板管理的難度。本井田煤層變化劇烈，具有突然增厚，變薄以至尖滅，擠滅現(xiàn)象，這與二1煤及頂、底板不協(xié)調褶曲，層間滑動構造，煤巖流變有關。煤層厚度的突然增厚變薄，嚴重影響煤礦的均衡生產，甚至也影響到頂板管理。一些煤層擠滅帶給工作面的布置帶來困難。如211采面西側兩個薄煤不可采區(qū)，周圍多開不少探煤巷道直接影響

41、礦上的生產效益。井田小斷層及褶曲，落差幅度不大，通常只影響工作面布置或增加掘進工程量，對采區(qū)化分一般無影響。 節(jié)理、裂隙是頂、底板分類的重要指標，煤層頂板巖石的裂隙發(fā)育，對頂板管理方法產生影響。第五章 煤 層 一 綜述本區(qū)地層為晚石炭世太原組，二疊紀山西組，上下石河子組 ，總厚700余m，分為八個含煤段，共計含煤50層，煤層總厚10、77m，含煤系數(shù)1.5左右，其中可采層二1、三9、五2、六4層，平均總厚6.8m，白廟井田只采二1煤。 煤層的層間距變化情況見表，從表中可以看出，主要煤層的層間距相當穩(wěn)定。如七5六4，平均71.14m，六4五2平均94.44m，五2四4平均83.47m，四4三9平

42、均77.07m，三9二1平均167.74m,二1一4平均59.59m,煤層間距的穩(wěn)定性。在一定程度上反映了沉積環(huán)境的穩(wěn)定性，即地殼的沉降幅度與沉積物來源等方面的一致性，此外砂巖間距也比較穩(wěn)定，二者均是本區(qū)煤巖層對比的依據(jù)。二 標志層的巖性巖礦特征（一）太原組底部鋁土泥巖 灰白色，淺灰綠色，下部常是紫紅色，塊狀具鮞狀和豆狀結構，含黃鐵礦結核，局部富集鋁土礦和硫鐵礦層，厚2.1729.38m,平均7.37m。普遍存在于寒武系灰?guī)r的古風化殼上，易識別，全區(qū)穩(wěn)定。（二） 太原組三分性明顯，穩(wěn)定可全區(qū)對比。上段灰?guī)r單層厚度大，不含煤，含燧石多。中段為砂泥巖段，以黑色砂質泥巖，中粒砂巖為主，夾兩三層不穩(wěn)定

43、的生物碎屑泥灰?guī)r，局部黑色泥巖中含腕足類，海百合莖化石,下部灰?guī)r段,灰?guī)r單層薄,富含蜓科化石。（三） 山西組底部菱鐵質泥巖和“波浪帶”砂巖，菱鐵質泥巖厚0.050.3m,比重大,有方解石脈,雜亂穿插?！安ɡ藥А鄙皫r，厚24m為深灰色薄層粉灰?guī)r、泥巖、薄層、細砂巖互層，具細波狀水平層里為其顯著特點。白廟井田主要煤層，標志層間距統(tǒng)計表 勘探線層位123125127最小最大平均七5六470.5571.7575.2173.4869.3969.3973.4871.14六4五294.7594.1394.44五2四488.6382.3089.53859275.8775.8788.428347四4三969.8

44、083.3674.5871.6577.6474.6581.2482.7381.9969.8083.3677.07三9二1141.82174.18158.00169.14171.28170.21172.11177.96175.02141.82177.96167.74二1一45697651757745697651759.96p221底k8底264.01246.01k8k5底.135.511403813795135511403813795k5底k2底1745118853181.5217764180.99178.87192.66174.51180.99184.35k2k1底35.7469.4154.7

45、059.2263.3361.2548.2562.2156.2435.7469.4157.40（四）大占砂巖（k1）中細粒巖屑石英巖砂巖：淺灰一灰色，以石英碎屑為主，次為長石和其他巖屑，砂巖經細料為主，分選中等。圓度差。層面常富含白云母片和炭屑為其典型特征，具有型板狀交錯層理，含泥質包體和菱鐵質結核，厚度1.07-41.20m,平均16.86m,常分岔為兩層,全區(qū)普遍發(fā)育,大部分有二1煤直接頂板.(五)砂鍋窯砂巖(k2)中粗粒石英砂巖:灰,灰白色,主要有石英組成,含少量巖屑和長石,硅鈣質膠結,分選差,中等,常見大型板狀層理,由上而下顆粒變粗,底部含石英,燧石小礫石,局部間夾灰綠色粉砂巖和泥巖將其

46、分為兩層,全區(qū)普遍發(fā)育,厚1.29-10.01m,平均5.14m,其底界西組與下石盒子組分界面。（六）大紫斑泥巖（k3）以紫斑泥巖為主夾紫色粉砂質泥巖，灰綠色泥巖，有時紅綠相間，層理不清，呈團塊狀。全區(qū)穩(wěn)定，顏色醒目，厚1.56-17.04m,平均6.93m(七)三9煤底含鮞狀泥巖?；遥揖G色泥巖，下部有具紫斑和黑斑含菱鐵質細鮞粒為其特征，頂部常具線理狀，鏡煤和根化石。鮞狀泥巖，主要由粘土礦物組成，含少量石英和形狀不規(guī)則的團塊狀褐色鐵礦，厚2-5m，平均3m，是控制三9煤的良好標志，易于與其他煤層底板相區(qū)別。（八）夾矸煤頂板砂巖（k4）中粒長石石英砂巖?；野?，灰色，以石英為主，次巖屑和長石，中

47、粒砂狀結構，層面富含巖屑和泥礫，具有大型板狀交錯層理。東部發(fā)育穩(wěn)定，西部常相反為砂質泥巖。厚0.52-22.50m,平均4.45m,為控制三9煤的輔助標志層。（九）紅砂炭砂巖（k5）鐵質砂質或菱鐵質鮞狀砂巖：為四4煤的直接頂板?；一野咨?，細中粒，由團塊瘤狀褐鐵礦及石英屑組成，具微層狀構造，由菱鐵礦細鮞粒顯示層理。全區(qū)穩(wěn)定，厚度1.31-21.88m,平均5.56m。（十）四、五煤段分界砂巖（k6）中粗粒巖屑石英砂巖：灰綠色，由石英，長石，巖屑及少量燧石組成。分選差，磨圓中等，泥質膠結。全區(qū)不甚穩(wěn)定，厚2.07-14.83m，平均9.6m。（十一）五2煤底板砂巖中粒巖屑石英砂巖，灰，灰白色，由石

48、英，長石及巖屑組成。中粒砂狀結構，分選中等，滾圓度差。含較多鮞粒和泥質扁豆體，具大型小型，交錯層理，紋理傾角較大。上部黑色粉砂巖，偶見蟲穴。全區(qū)穩(wěn)定，厚3-5m，是五2煤的間接底板。其與五2煤之間常有一層高嶺質粘土巖，質細膩，可塑性強，風化后呈白色，亦為對比五2煤的良好標志。（十二）柳葉炭砂巖（k7）細粒巖屑石英砂巖：灰白色，主要有石英，巖屑組成，含少量長石和燧石。分選度好，磨圓中等，上部含炭屑，有小波狀層理，具灰黑色泥巖壓扁體。中部多含菱鐵礦鮞粒，交錯層理，下部灰黑色泥巖紋層，具有水平和斷續(xù)層理。k7砂巖不太穩(wěn)定，有時相變?yōu)樯百|泥巖。為五2煤間接頂板，厚3.59-10.77m。平均6.76m

49、,是控制五2煤的輔助標志。k8為五、六煤段分界砂巖,全區(qū)發(fā)育,厚0.73-16.39m,平均7.74m,僅在122.123勘探線厚度變小變?yōu)槟鄮r。（十四）硅質泥巖：黑色，致密，堅硬，貝殼狀斷口垂直節(jié)理發(fā)育，表面常見薄層鐵質氧化物，有三四層。硅質泥巖僅見于七煤段中。常見夾在七5煤及頂板上下，多達十余層，厚度僅2-10cm，是鑒別七煤段的重要標志。三 煤層白廟井田內唯一的可采煤層為二1煤，此外區(qū)內尚有三9、五2和六4局部達到可采厚度，七5、四4，一4則偶爾達到可采厚度；現(xiàn)將可采煤層二1煤敘述如下：二1煤層直接頂板，多為厚而堅硬的灰白色中粒巖屑石英砂巖，即大占砂巖（k1）井田內零星部位直接頂為深灰色

50、粉砂巖和砂質泥巖，底板為深灰色砂質泥巖，偽底為炭質泥巖和根土巖，共厚0.76-2.05m。其下為灰色紅砂巖和黑色粉砂互層厚級7-8m。二1煤層層位穩(wěn)定，呈不均勻的層狀或連續(xù)的透鏡狀，煤厚變化頗大，據(jù)井田內21個鉆孔統(tǒng)計，煤厚0.24-12.43m,平均5.56m。其中云蓋山斷層以上八個鉆孔的煤厚為1.57-12.43m,平均6.92m。生產巷道，揭露煤厚0.00-15.5m平均5.41m。云蓋山斷層以下鉆孔13個，煤厚0.24m到2.09m,平均4.68m,根據(jù)采礦對煤厚劃分的規(guī)定,井田應劃屬于厚煤層分布區(qū)。（一） 二1煤厚變化牲特征總的看來，井田淺部平均厚度大，深部平均厚度小，二者相差2.2

51、4m。井田二1煤厚度分布還有如下特點。1、厚薄煤帶相間分布井田內無論在走向上或傾向上，大范圍內表現(xiàn)一種厚和特厚煤與薄，及中厚煤層。呈相間分布的特點，在云蓋山斷層上部，鉆孔和生產實測資料表明，在2701孔一帶有個長300m左右的厚及特厚煤層區(qū)。向西緊接著有一個約400m寬的薄至不可采帶（傾下往下增厚）。再向西約500-600m又一個厚煤帶，帶寬300-350m。再向西又是一個厚及特厚煤帶，過了123勘探線，又開始變薄。一般厚煤帶個體呈東西向，厚煤帶串列方向ne45，其間是薄及中厚煤層分布從二1煤等厚線圖看，云蓋山斷層以下也存在著這種厚薄帶相間的特點，不同的厚及特厚的延伸方向與井田北東，構造線相一

52、致。這種厚薄相間分布特點，是地史時期應力綜合作用的結果，是受構造控制的。2、煤層厚度在小范圍內變化迅速。一些特厚煤層點或薄煤點所代表的范圍都不大，在一個小范圍內就會發(fā)生變化。如1251孔，煤厚8.73m,沿走向向東60m煤厚就變成2.4m,變化度達10.5。向西僅200m，煤厚為0.3m,已不可采。又如2710孔，煤厚11.07m,沿走向兩側各10m煤厚分別變?yōu)?m和8.5m,超過30m煤厚只有6m了。2302孔煤厚12.43m,而在咫尺的402、401工作面平均厚度僅3.5m,一些薄煤帶也是這樣,生產揭露的四個不可采塊段,范圍也不大,長軸一般100-150m,短軸為50-100m。這一特點，

53、告訴我們在利用某些特厚煤點或薄煤點，進行儲量計算時要特別慎重。3、煤層厚度在走向上或傾向上呈跳躍式變化煤層厚度沿走向或傾向不具漸變規(guī)律，而是忽薄忽厚地變化，如213下機巷，沿走向東每15m一個探煤點，煤厚分別是7.2m,6.7m,6.9m,5.2m,5.3m，8.1m，7.2m，和2.5m。沿傾向一西250m上山在250m范圍，煤厚一直是在可采，不可采之間多次反復變化。這反映一個規(guī)律，即薄煤帶還有厚煤，厚煤旁側必有薄煤的特點。第六章 礦區(qū)水文地質一、區(qū)域含水層及隔水層云蓋山礦區(qū)的含水層可分為松散巖類孔隙含水層組，碎屑砂巖裂隙含水層組和可溶性碳酸鹽類，巖溶裂隙含水層組，三個基本類型（一）松散巖類孔隙含水層組 在云蓋山井田范圍內，基巖大多裸露，本含水組不發(fā)育，僅在溝谷處有少量松散沉積物，對煤礦開采沒有影響。（二）碎屑巖類裂隙含水層二疊系砂巖構成碎屑巖類，裂隙含水層的主體