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煤田毕业设计说明书
第一章井田概况及地质特征
第一节井田概况
1.1.1位置
官地矿位于西山煤田的西山矿区,太原市西南17公里处、行政区划分属太原市万柏林区、晋源区、清徐县及古交市管辖。
地理坐标:
东经112°12′52″—112°24′07″,北纬37°41′37″—37°50′06″。
大致为一南北长约10km,东西宽约13公里的梯形,面积44.4974km2。
井口坐标为:
二号平峒:
X=4188027.05,Y=37623224.57,H=1047.60。
1.1.2交通
官地井田地处庙前山,属中山区。
井田内沟谷纵横,切割剧烈,地面多为森林覆盖。
沟谷山梁间仅有羊肠小道通行。
井田内村庄稀少,其间仅有便道连通,交通极为不便,但井田对外交通十分便利,铁路、公路均可经太原市通往全国各大城市,专运铁路线太白支线直达坑口,市郊公路直通矿区。
1.1.3地形、地势
井田位于山西高原、吕梁山脉中段东翼,由石板头梁—庙前山—杜儿坪矿扩区之石千峰(海拔1775m)组成的分水岭从井田的西北部穿过。
井田内最高峰为西北部之庙前山,海拔标高1865.8m,最低点为井田的东南角,海拔标高1005.0m,最大高差860m。
总体为西南高东北低。
井田内山高坡陡,沟谷深切成“V”字型,黄土零星分布于缓坡及低洼地带。
1.1.4气象、地震
井田地处山西高原中部,属暖温带大陆性季风气候。
冬季寒冷少雪,春季干燥多风,夏、秋季雨量集中,四季分明,昼夜温差较大,日照充足。
据山西省气象局近四十多年来资料:
年平均气温9.5°C,最低的1月份平均-7°C,最高的7月份平均气温23.7°C,无霜期平均170天,初霜期为10月中旬,终霜期为来年的4月中旬。
最大冻土深度80cm。
年平均降水量459mm,年最大降水量749.1mm,年最小降水量210.1mm,日最大降水183.5mm。
但是也有例外的时候,1996年8月3—4日特大暴雨发生在以庙前山、石千峰为中心的太原市西山地区一带,据梅洞沟雨量站40小时实测,雨量达314mm,给矿山企业造成了巨大的人员伤亡和经济损失。
每年的7、8、9三个月的降水量占全年的62.3%。
年平均蒸发量1849.3mm,大于年平均降水量的四倍多。
年平均风速2.5m/s,多西北风。
井田位于太原断陷盆地西侧,据山西省地震局划分,太原市地震烈度为6~8度。
1.1.5水源、电源
1、水源官地矿的河龙湾地区生活用水主要来自汾河自来水厂,官地矿区生活用水来自白矿二号井,工业用水主要使用污水处理站净化后的水。
经风峪沟水塔供井下。
2、电源
官地矿有变电站两座分别是风峪沟、坑口。
变电站35KV电源均来自三岔口110KV变电站,经变压器降压至6KV后,坑口变电站主要供地面及选煤厂;风峪沟变电站经由高压电缆,送至井下中央变电所辐射到各配电点乃至采掘工作面。
电源线路情况:
风峪沟变电站电源线双回路
杜风西320线路LGJ—3×185—5.856KM
杜风东306线LGJ—3×185—5.87KM
坑口变电站电源线双回路
杜官314线LGJ—3×185—2.86KM
白官398线LGJ—3×185—3.88KM
坑口变电站(6KV)ZQ20—3×150--2.65KM
1.1.6矿井周边小窑分布情况
官地井田东部及东南部煤层埋藏浅,开采条件好,交通方便,有部分小煤窑小煤矿主要分布在风峪沟、柳子沟、黄冶沟、九院沟、黄楼沟、神底沟、高家沟附近,开采2号、3号、6号、8号、9号煤层,一般采用平硐或斜井开拓,残柱式开采。
截至2006年底,井田内有证小煤矿共39座,关闭废弃的小煤矿21座。
现在一部分小煤矿自然淘汰,一部分被强制关闭。
第二节井田地质特征
1.2.1地层
区域地层露出情况
西山煤田位于山西陆台太岳南北经向构造带与阳曲—盂县东纬向构造亚带联合部位的东南隅,是镶嵌在“祁吕贺”山字形构造东翼内带与汾河盆地之间的一个石炭、二叠系含煤盆地,古老的岩系广布于煤田西部,北端形成西北部高高抬起,向南倾斜的不完整的盆地。
前寒武系及上古生界寒武、奥陶系在煤田西侧、北端广布,构成吕梁山脉主体和煤系底盘。
煤田东、东南部由于断裂抬起,奥陶系地层也有出露。
煤田内石炭系中统本溪组、上统太原组、二叠系下统山西组、下石盒子组、上统上石盒子组、石千峰组,三叠系下统刘家沟组、和尚沟组、中统二马营组出露良好。
新生界第三、第四系不整合覆盖于较老的基岩之上。
井田地层
官地井田位于西山煤田东北隅,地层出露由东往西,由老至新依次为奥陶系中统上马家沟组及峰峰组;石炭系中统本溪组及上统太原组;二叠系下统山西组、下石盒子组,上统上石盒子组及石千峰组;三叠系下统刘家沟组;第四系地层不整合覆盖于各时代地层之上。
现将井田地层简述如下:
一、古生界(Pz)
(一)奥陶系(O)发育有奥陶系中统上马家沟组和峰峰组,为含煤岩系之基底。
主要出露于井田东南部外围风峪沟及东北部虎峪沟。
1、上马家沟组(O2s)
上马家沟组分为三段,本井田只揭露中段(O2s2)和上段(O2s3),最大厚度约250m。
中段为深灰色、灰黑色厚~巨厚层豹皮状石灰岩,致密、坚硬,夹角砾状白云质灰岩、泥质白云岩。
上段主要为深灰色薄层状石灰岩、白云质灰岩,夹泥灰岩和石膏。
2、峰峰组(O2f)
下部主要由灰色、浅灰色角砾状石灰岩、泥灰岩和白云质灰岩组成,本组厚117~142m,平均134m。
官地井田位于西山煤田东北隅,地层出露由东往西,由老至新依次为奥陶系中统上马家沟组及峰峰组;石炭系中统本溪组及上统太原组;二叠系下统山西组、下石盒子组,上统上石盒子组及石千峰组;三叠系下统刘家沟组;第四系地层不整合覆盖于各时代地层之上。
(二)石炭系(C)
1、本溪组(C2b)
与下伏奥陶系呈平行不整合接触,为一套海陆交互相含煤地层。
按其岩性不同,可分为上下两个段,下部为铁铝岩段,上部为半沟段。
本组厚18.50~29.66m,平均25.75m。
(1)铁铝岩段
本段沉积在奥陶纪古风化壳上,厚度变化较大。
底部为红褐色铁矿层(山西式铁矿),厚度1.0~3.7m。
中上部为浅灰~灰白色厚层状铝土岩(G层铝土矿),成层性良好,岩性、厚度变化较大,粘土矿物以伊利石及后生高岭石为主,厚度5.7~7.2m。
(2)半沟段
主要由深~浅灰色泥岩、砂质泥岩、粉砂质泥岩等细碎屑岩石组成,与砂岩、石灰岩互层,夹有煤线。
一般夹有1~4层透镜状石灰岩,厚度变化较大,统称半沟灰岩。
2、太原组(C3t)
与下伏本溪组呈整合接触,为一套海陆交互相含煤地层,本组厚71.88~102.23m,平均厚84.46m。
1)晋祠段
底部以灰白色细~中粒石英杂砂岩(晋祠砂岩K1)与下伏地层整合接触,其上为深灰色含黄铁矿、菱铁矿结核的砂岩、粉砂岩,灰~黑色泥岩,含不稳定煤层1~2层,顶部为岩性、厚度变化较大、层位不稳定的灰岩。
(2)毛儿沟段
由灰色细粒石英杂砂岩、灰黑色粉砂岩、砂质泥岩、黑色泥岩、灰岩和煤层组成。
(3)东大窑段
由灰黑色粉砂岩、砂质泥岩、黑色泥岩、灰岩和煤层组成。
1、山西组(P1s)
下伏太原组整合接触,为一套陆相及过渡相含煤地层。
由深灰、灰黑色粉砂岩、砂质泥岩、黑色泥岩、碳质泥岩及煤层组成,底部为灰白色细~粗粒石英杂砂岩(北岔沟砂岩K5)。
2、下石盒子组(P1x)
自骆驼脖砂岩(K6)底始至K8砂岩底止,厚71.30~121.00m,平均100.45m。
与下伏山西组地层整合接触。
根据岩性不同可分为上、下两段:
(1)下段(P1x1)
由深灰色细粒砂岩、砂质泥岩及泥岩组成,夹不稳定煤线。
底部为浅灰色、黄灰色中粒石英杂砂岩(骆驼脖砂岩K6),具有球状风化及铁质氧化圈特征,厚0.70~25.44m,平均7.58m。
(2)上段(P1x2)
本段地层出露于井田东部。
底部为黄绿、灰绿色中粗粒砂岩(K7),岩石坚硬,钙质胶结,分选差,岩性变化较大,有时相变为粉砂岩或砂质泥岩,厚0.84~22.62m,平均9.22m。
3、上石盒子组(P2s)
与下伏下石盒子组地层整合接触,广泛出露于井田中部。
按其岩性组合特征分为上、下两段:
(1)下段(P2s1)
底部为灰绿、黄绿色砂砾岩~粗中粒砂岩(K8),结构疏松,孔隙度大,具交错层理,碎屑成分复杂,泥质充填或钙质胶结,风化后呈灰白色,厚6.0~36.20m,平均17.88m,为一明显的分界标志层。
(2)上段(P2s2)
底部为黄绿色、灰绿色含砾中~粗粒砂岩(K9),粒序层理、交错层理发育,碎屑成分以石英为主,含长石和少量燧石,钙质胶结或泥质充填,厚2.20~26.00m,平均9.46m。
4、石干峰组(P2sh)
与上石盒子组连续沉积。
主要出露于井田西部庙前山一带。
底部为紫红色中粗粒砂岩或砂砾岩(K10),厚6.50~11.60m,平均厚8.95m。
下部为紫色杂砂岩,胶结较疏松,呈砂糖状。
中上部为紫红色中厚层状中~细粒石英长石砂岩与砖红色砂质泥岩、粉砂岩互层。
顶部夹数层结核状、扁豆状淡水灰岩。
本组厚117.70~119.0m,平均118.35m。
中生界(Mz)
三叠系(T)
本井田仅发育三叠系下统刘家沟组,与下伏石千峰组呈整合接触。
出露于井田西部庙前山一带,在井田外围发育有三叠系下统和尚沟组和三叠系中统二马营组。
刘家沟组(T1l)
底部为暗紫色含砾中~粗粒砂岩(K11),磨圆度好,分选性差,交错层理发育,泥质充填,砾石多为石英或燧石碎屑,厚4.50~7.70m,平均6.10m。
三、新生界(Kz)
第四系(Q)
与下伏地层呈不整合接触。
厚度0~20m,一般小于5m。
1、中、上更新统(Q2+3)
下部为灰黄色黄土,色较浅,土质松软,垂直节理发育。
上部为浅灰黄色黄土,疏松,颗粒较均匀,以粉砂为主,呈块状,大孔隙显著,垂直节理发育。
分布于山顶或山坡上。
厚0~15m。
2、全新统(Q4)
由冲积或洪积的浅黄色亚粘土、亚砂土、砂砾石层组成,分选性差。
主要分布在河床、沟谷中。
厚度一般小于5m。
综上所述,井田内地层旋回结构清晰,标志层特征明显,煤层层位稳定,各组段岩性组合、岩层颜色等都有较大区别。
本溪组以含铁铝岩类为特征。
太原组为一套砂岩、页岩夹灰岩和煤层的海陆交互相含煤地层,同时,6号、7号、8号和9号煤层厚度和层位也可作为明显的对比标志。
山西组为一套由黑色页岩、砂岩、泥岩及煤线组成的河流三角洲、潮汐平原相沉积,底部以厚层状细~粗粒石英杂砂岩(K5)与太原组分界,2号和3号煤层也可作为明显的对比标志。
因此,井田内煤岩层对比主要采用标志层对比法和煤层特征对比法,配合组段的特有颜色、岩性组合特征和层间距以及古生物组合特征等。
地层的划分对比可靠,特别是煤系的划分和主要煤层对比可靠。
1.2.2地质构造
西山煤田位于“祁吕贺”山字型构造东翼与新华夏系的复合部位。
井田位于西山煤田东北隅,西部受煤田内部褶曲构造、东部受北北西三家庄断层组,北部受杜儿坪断裂带,南部受晋祠、清徐断裂带的制约。
总体上看,地层走向大致北西—南东,向南西倾斜,倾角4-23°,一般小于10°。
井田内部以褶曲构造为主,轴向多呈“S”形及反“S”形,伴生较多小断层,浅部尤为明显,致使井田内地层走向,在局部范围内变化较大,这在煤层底板等高线上反映尤为明显。
井田内断层除边界断层外,主要集中分布于东北部,地表及井下揭露断层大多为走向北东或北西向的高角度正断层。
落差大于20m者稀少,绝大多数分布在井田边缘,做为矿与矿的天然分界,多有派生羽状断层与其呈锐角相交。
中小型断层发育,在井田东北部尤为显著,逆断层发育程度远不及正断层,井下采掘过程中多见层间逆断层,逆断层走向皆为南北或北北西向,倾角均小于45°,落差大于5m左右,走向长度300-1000m,在位于断层面处的上下盘煤层,挠曲牵引很大。
陷落柱为井田内主要构造形式,成因系煤系基底奥陶系灰岩经地下水潜蚀溶解作用,形成喀斯特溶
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