1、象山矿井升级改造初步设计（修改） 第一章 井田概况及矿井建设条件中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司 0第一章 井田概况及地质特征1.1 井田概况1.1.1 交通位置象山井田位于韩城市境内，地处陕西渭北煤田东北部韩城矿区的南侧，距韩城市以西约4km，行政区划归属韩城市柏林、英山等乡管辖。行政区划属陕西省韩城市金城办、板桥乡、巍东乡、薛峰乡管辖，地理座标为北纬352507353127；东经11017321102451 。西（安）侯（马）铁路从井田东南缘通过，在韩城火车站至象山煤矿矿井工业广场场地之间建有 1.6km 专用线。矿井铁路里程西南距西安 287km，东距侯马 85km。矿井煤炭主要用户
2、之一韩城电厂紧邻矿井井口，另一主要用户韩城二电亦有专用线与西候线下峪口站连接，运距约 30km。矿井公路运输畅通， （北）京昆(明) 公路、西（安）禹（门口）高速公路由井田南缘通过，韩城至宜川公路从井田中部通过。由矿区向南、向北及向东，乘高速公路及一、二级公路可直达渭南、西安、铜川、宜川及山西各县，交通极为方便交通位置详见图 1.11。1.1.2 地形地貌井田地形由于受地质构造的控制，在韩城正断层(F 1)两侧，具有明显的差异。其东南侧（井田外） ，属山前冲积洪积平原，地形较为平坦，土地肥沃，人口稠密，为主要粮棉产区；西北侧为构造剥蚀低山区，大部为黄士覆盖。由于第三纪以后断层下盘不断上升、下切
3、作用强烈并受地表水长期冲刷侵蚀，形成今日地形陡峻，沟谷纵横，梯田层叠，梁峁蜿蜒的地貌景观。井田内地势整体表现为北西高，东南低。滩子咀西北梁峁处最高，高程+983.8m ；，以象山铁路桥下涺水河谷为最低，标高 +400m，地形相对高差达 583.8m。一般地形标高在 650m 左右。象山矿井升级改造初步设计（修改） 第一章 井田概况及矿井建设条件中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司 1图1.1-1 象山井田交通位置图象山矿井升级改造初步设计（修改） 第一章 井田概况及矿井建设条件中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司 21.1.3 气象与水文情况本区属大陆性半干旱气候，四季分明，气候温和，降雨量少
4、，蒸发量大是其特征。年平均气温 13.5C，最高气温 42.6C，最低气温-14.8C，最大冻土深度为 41cm，最大风力 9 级，一般为 23 级，以东北风为主。年平均相对湿度为 68.1%，近 20 年来，年降雨量为 266.0709.2mm，平均为 529.3mm，最大积雪厚度为 14cm，降雨量分布不均衡，多集中于 7、8、9 月份，其中 8 月份前后降雨量最大，降水形式多为暴雨和连阴雨，这是区内滑坡、崩塌、泥石流及地面塌陷、地裂缝等地质灾害形成的主要诱发因素之一，大多数地质灾害多集中在夏秋两季发生。涺水河为井田内唯一主要河流，它发源于宜川县境，横切井田中部，流经芝川注入黄河。涺水河系
5、常年性河流，补给来源主要为大气降水，次为上游的泉水，流量受季节性变化的控制，一般 22.79m3/s。此外尚有沟谷小溪横切区域地层走向，仅在雨季形成地表径流，自北向南有老窑沟、灰沟、沙锅渠、山底沟、柳庄沟、轨水沟、西沟、七佛洞河、北头沟等，均呈东南流向注入黄河。在涺水河中游（井田外）薛峰镇建有薛峰水库，坝顶高程+610m，蓄洪量最大43.6Mm3，最小 16.0Mm3，正常 34.0Mm3，在英山沟建有一小型英山水库，可灌溉大片良田。此外，涺水河南北两侧山坡上筑有南干渠与红旗渠，水渠水源来自薛峰水库。红旗渠现主要作为韩城市城区生活用水引水渠使用，需常年输水；而南干渠因薛峰水库蓄储水量有限，已多
6、年无水可输。1.1.4 矿区概况韩城矿区开发历史久远，矿井自1958年开始兴建，1970 年随着西韩铁路的恢复上马，先后建成属韩城矿务局的5对大中小型矿井，改革开放后开采浅层露头煤的地方小煤矿也大批涌现。本世纪初，因资源枯竭或安全问题，绝大部分小煤矿已经关闭，局内两对中小型矿井也进行了破产改制。现尚保留经过改扩建的下峪口、象山及桑树坪3 对大型矿井，总设计生产能力为 4.80Mt/a。韩城矿务局主导产品为高热、高灰熔点的优质动力煤和优质配焦瘦精煤，产品除供应韩城电厂外，多远销华东、华中和华南等地，部分出口日本。象山矿井升级改造初步设计（修改） 第一章 井田概况及矿井建设条件中煤国际工程集团北京
7、华宇工程有限公司 3韩城矿务局截至 2011 年底，企业拥有资产总额 45 亿元，年销售收入 24 亿元。2011 年全公司生产原煤 3.619Mt，其中：精煤销量 0.8566Mt；实现工业总产值 20.05 亿元；由于受桑树坪煤矿“8.7” 透水事故影响利润总额为-1.09 亿元。生产的发电动力煤和冶炼瘦精煤远销华东、华中和华南等地，部分出口日本。1999 年被国务院批准为全国 520户重点企业、全国煤炭百强企业和陕西省 60 家优势企业，先后荣获“省级先进企业”、 “重合同守信用企业”、 “全省十大经济明星企业”、金融资信为 AAA 级。井田所在的韩城市位于关中平原东北隅，距省会 240
8、km，北依宜川，西邻黄龙，南接合阳，东隔黄河与山西省河津、乡宁、万荣等县市相望。全市国土面积 1621km2，耕地 42 万亩，地形地貌为“七山一水二分田”，下辖 7 乡 7 镇、2 个街道办事处、276 个行政村，总人口 38.5 万，其中城镇人口 15 万。矿产资源丰富，境内有煤炭、石灰石、铁矿石、煤层气、铝矾土、高岭土等矿产资源，其中煤炭储量达 103 亿吨，已探明 27 亿吨，占渭北煤田的 35.5%。煤层气资源总量为 2080 亿 m3，达到开采品位的资源量为 1907.6 m3， ，是渭北最大的气田。水资源得天独厚，境内黄河流程 74KM，水资源总量 3.6 亿 m3，可利用量为
9、2.5 亿 m3。韩城市工业发展起步较早，形成煤炭、电力、焦化、冶金、建材等为支撑的工业生产体系，2006 年原煤年产量 5.50Mt，发电量 27 亿度，焦炭 400 万 t、水泥 50 万 t，钢铁 100 万 t。2006 年，全市工业总产值达 143 亿元。交通等基础设施日趋完善，境内有 108 国道、304 省道、沿黄公路和正在建设的阎禹高速公路。西（安）太（原）铁路穿境而过。2006 年全市国内生产总值实现 65.26 亿元，同比增长 17%，地方财政收入完成 2.11 亿元，金融机构存款余款达 60.56 亿元，农民人均收入 2496 元，城镇居民人均可支配收入 8019 元。1
10、.2 矿（井）田地质特征1.2.1 地层井田内地层出露良好，从老到新有太古界涑水群、寒武系中统、奥陶系、石炭系、二叠系、三迭系及第四系。根据野外露头剖面，及钻孔揭露，地层由老至新分述如下：象山矿井升级改造初步设计（修改） 第一章 井田概况及矿井建设条件中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司 41太古界涑水群（rs）为井田最古老的基底岩层，岩性为肉红色眼球状花岗片麻岩，含磁铁矿与石英岩脉。原在象山北侧灰沟有零星出露，现已被采石场废碴掩盖。井田外在杨山庄和禹门口附近有较大面积的出露，厚度不详。2寒武系中统（2）仅出露于象山北侧的灰沟。岩性为紫红色板状泥岩及深灰色厚层状鲕状灰岩。与下伏地层为断层接触，
11、厚度不详。3奥陶系(O)（1）下奥陶统（O 1）1)冶里组(O 1y)：以白云岩，灰质白云岩为主，桔黄深灰色，中厚层状，微细晶结构，质地不均，但较致密坚硬。下部含泥质成分高，夹数层 0.10.3m 的竹叶状白云岩，局部见垂直溶蚀裂隙，椭圆形溶蚀小晶洞(=1.01.5cm) ，内有“封存水”，洞壁为放射状方解石晶簇。与下伏地层为断层接触。厚度 4070m，一般 45m 左右。2)亮甲山组(O 11)：主要为燧石条带白云岩，岩性为黄色、浅灰色，中厚至厚层状，质地不均，上部含灰质，夹 23 层 23m 厚的烟灰乳白色燧石条带，下部含泥质及燧石结核，团块状，层面极不平整，局部为硅质白云岩，致密坚硬，垂
12、直裂隙发育，被方解石充填。可见缝合线，溶蚀裂隙及小溶洞、溶孔发育。与下伏地层呈整合接触。厚度 4263m，一般 52m 左右。（2）中奥陶统(O 2)1)下马家沟组(O 2m1)：白云质灰岩、泥灰岩，中夹石灰岩层，中厚层状，质地不均一，上部常见鸟眼构造，方解石斑晶及大量缝合线。下部夹多层微薄层纤维状石膏及泥岩，并含大量同生角砾，有的似竹叶状，溶裂较发育，见网格状、蜂窝状溶孔及小溶洞，有的被方解石、石膏充填。底部为厚 0.30.5m 的含砾石英中粗粒砂岩，呈一间断面。与下伏地层呈假整合接触。厚度 55103m ，一般 82m 左右。2)上马家沟组(O 2m2)：上部以白云岩为主( 俗称百 m 岩
13、段)，深灰色，中厚层状，下部以互不等厚的泥灰岩与白云质灰岩互层为主，褐灰色，中薄层状，含燧石团块及同生角砾，见大量缝合线，局部含鲕粒及纤维状石膏，溶蚀裂隙及小溶洞发育。与象山矿井升级改造初步设计（修改） 第一章 井田概况及矿井建设条件中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司 5下伏地层呈整合接触，厚度 110190m，一般 160m 左右。3)峰峰组(O 2f)：上部以深灰色厚层状石灰岩为主，分布不普遍，隐晶微晶结构，质地较均，致密、坚硬、性脆，局部显豹斑构造。溶蚀裂隙较发育，裂隙被方解石、黄铁矿充填，溶洞及溶孔多被泥、砂质充填；下部为泥质灰岩，泥质白云岩互层，中薄层状，褐灰深灰色，局部呈斑瑰红色
14、，质地不均，多夹炭质、铝质泥岩薄层，含黄铁矿团块及同生角砾，显花斑状，裂隙较发育，均为方解石及泥质充填，并见有充填型小溶洞及溶孔。与下伏地层呈整合接触，厚度 48127m，一般 83m 左右。奥陶系地层总厚度一般在 420m 左右。4石炭系(C)（1）中石炭统本溪组(C 2b)本组为海陆交互相沉积，沉积韵律明显，一般不含煤。其岩性底部铝质粘土岩(K 1)常含铁质结核及灰岩碎块，下部为灰白色石英砾岩、石英砂岩及含铝质粘土岩(或粘土岩层) 。石英砾岩和石英砂岩侧向变化较大，直至尖灭。上部以灰、黄灰、深灰色泥岩和砂质泥岩为主，其顶部夹透镜状灰岩或钙质泥岩，产丰富的海相动物化石，泥岩中普遍含有鲕状铁质
15、结核。在泥岩和砂质泥岩中产丰富的植物化石。本组厚度 030.48m 不等，一般厚度 415m ，因受沉积基底奥陶系灰岩顶面古侵蚀地形的控制，沉积厚度在区内颇不均衡。（2）上石炭统太原组（C 3t）该组为本井田主要含煤地层之一，属海陆交互相沉积，厚度 19.8593.07m 不等，一般厚度 5060m。由于沉积时地壳振荡频繁，且幅度不大，故岩相岩性较为稳定，旋迥结构十分明显。其岩性可分上、中、下三部，相当于该组第一至第三旋迥的岩性段，现分别叙述之。下部：相当于 C31Y 旋迥的层段。以粘土岩、砂质泥岩、粉砂岩为主，此套岩层普遍含铁质鲕粒及黄铁矿结核，泥岩多含铝质，团块状，层理不显。岩性依次由石英
16、砂岩（或砾岩） 、粉砂岩、粘土泥岩、煤层、泥灰岩（灰岩）或钙质泥岩、粉砂岩等组成。底部为灰至灰白色厚层状石英砂岩，较稳定，夹砂质泥岩或粉砂岩透镜体，产丰富的植物化石，可与山西太原晋祠砂岩相对比，为本组之底界。在侧向上可相变为石象山矿井升级改造初步设计（修改） 第一章 井田概况及矿井建设条件中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司 6英砾岩，在浅部露头处以狮山和灰窑沟发育最好。11 号煤层位于该旋迥偏顶部，煤层顶板为泻湖海湾相泥灰岩（或石灰岩）钙质泥岩、砂质泥岩、粉砂岩，色深，薄层状，含海相动物化石和生物碎屑（已钙化）甚多，有硫化氢臭味，是对比 11 号煤层的辅助标志层，有时还相变为泻湖相波浪带相的
17、石英砂岩，石英质粉砂岩。中部：相当于 C22 旋迥的层段，以海相石灰岩及钙质岩为主，间有少量泥岩、石英砂岩、粉砂岩，含有数层不稳定之薄煤层。岩性依次为石英砂岩（或石英质粉砂岩） ，黑色泥岩，间夹煤层和粘土岩，顶部为石灰岩，富含海相化石，色黑质纯，裂隙充填方解石脉，含黄铁矿结核，该灰岩层位稳定，井田内普遍有所沉积，一般一三层，层面含炭质，分岔合并现象普遍。石灰岩中夹 7、8 号煤层，石灰岩之下为 9、10号煤层。灰岩与 11 号煤层间距稳定，一般十米左右，是本井田煤层对比的良好标志（K 2） 。上部：相当于 C33 旋迥的岩性段。岩性主要以灰黑色粉砂岩，砂质泥岩、粘土 泥岩为主。5 1 、5 2
18、 号煤层仅次于该旋迥偏顶部，6 号煤层位于该旋迥偏低部，在靠近马沟渠井田的北部边界附近该旋迥顶部 51 号煤层及其上下一部分地层被古河床冲刷。在检 48 号钻孔与 218 号钻孔连线周围该旋迥顶部湖泊相泥岩被古河床冲刷，使河床相砂岩（即山西组底部砂岩）与 51 号煤层呈冲刷接触。5 1 号煤层之下一套 10 多米厚的灰黑色砂质泥岩普遍含数层透镜状（或薄层）菱铁矿、菱铁矿砂岩，并含较多黄铁矿结核，系标准的湖沼相沉积，是对比 51 号煤层的良好标志层（K 3） 。5二叠系(P)（1）下二叠统山西组（P 1S）本组为井田另一主要含煤地层，属纯陆相沉积，岩性主要为硬质砂岩及石英硬砂岩，其次为粘土泥岩、
19、砂质泥岩、粉砂岩，上中部夹 2、3 号煤，其中 3 号煤为可采煤层。其旋迥结构十分明显，由下而上可划分为三个旋迥，每个旋迥皆从河床相开始，依次为河漫相、湖泊相、沼泽相、泥炭沼泽相至湖泊相结束。3、2 号煤层分别位于第一、第二旋迥偏顶部，第三个旋迥在本井田不含煤。本组底部为石英硬砂岩，中厚厚层状，中细粒结构为主（局部有粗粒） ，灰色，主要成分由石英、燧石组成，其次为长石，并含大量的泥质和炭质物碎屑，它们多为象山矿井升级改造初步设计（修改） 第一章 井田概况及矿井建设条件中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司 7条带状或不规则状（常形成层理） ，含大量的白云母和黄铁矿结核。胶结物多为泥质，亦有钙质，
20、该层常具明显的直线型斜层理及泥岩包体，为典型的河床相砂岩。硬质砂岩分别为 2、3 号煤层的顶板，一般为灰色，主要成分为石英、长石及石英岩屑，其次含较多的炭质和泥质物岩屑，暗色矿物少量，层面含大量的白云母，胶结物多为泥质胶结，亦有钙质胶结，该层具有明显的斜层理，亦有断续水平层理。在上述砂岩之间所夹粉砂岩，一般颜色较深，成分复杂，由石英、岩屑组成，含炭质，具水平及缓波状层理，沿层面有大量植物碎屑分布，粘土岩多为煤层顶板，层理不显，团块状，含植物根化石，煤层顶板多为黑色砂质泥岩，含大量植物化石。该组与下伏地层呈整合接触。厚度 17.5677.47m，一般厚 4555m。（2）下二叠统下石盒子组 (P
21、1sh)本组为陆相沉积，相当于以往划分的山西组的上半部分地层。发育两个旋回，依次为河床相、河漫相、湖泊相。岩性为灰、灰绿色硬质砂岩、粉砂岩、砂质泥岩及泥岩互层，中下部夹黑色泥岩，色深；上部有灰绿色、紫杂色砂质泥岩或泥岩，含铁质鲕粒。同上覆地层岩性相似，说明古气候和沉积环境的递变。两个旋回底部为浅灰色中粗粒砂岩，常具明显的河床相斜层理。砂岩较山西组砂岩复杂，重矿物增多，砂粒滚圆度较差，为钙质或泥质胶结；粉砂岩矿物成分主要为石英或硅质碎屑，含粘土质胶结物及泥质条带状夹层，构成岩石的层状构造，具斜波状、波状、水平层理，为河漫相沉积，或与细砂岩互层，为湖泊相沉积。该组与下伏地层呈整合接触，厚度 13.
22、5070.18不等，一般厚度 4050m。（3）上二叠统上石盒子组 (P2sh)本组在井田中部均有出露，包括过去划分的上下石盒子组地层，由一套陆相杂色碎屑岩组成，说明当时气候已明显趋于干燥，其中底部为一层 10m 多的灰白色厚层状中粗粒砂岩，含砾石及泥岩包体，分选性和滚圆度差，层位稳定，普遍有所沉积，斜层理发育，是典型的河床相沉积，其上有一层 10m 左右的紫杂色泥岩或砂质泥岩，含大量的铁质鲕粒，团块结构，俗称“桃花泥岩” ，在全区为一明显的标志层(K 5)。该组与下伏地层呈整合接触，一般厚度为 300m。（4）上二叠统孙家沟组（ P2s）象山矿井升级改造初步设计（修改） 第一章 井田概况及矿
23、井建设条件中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司 8该组相当于过去划分的孙家沟组的第一段和第二段，分布于井田的中深部，该组属陆相碎屑岩建造，下部及中部以厚层灰绿色、灰色砂岩为主，与一套暗紫色砂质泥岩、粉砂岩互层，其宏观特征明显易于辨别；底部普遍有一层灰白色、灰绿色中粗粒砂岩，厚达 3050m，含石英砾石及泥岩包体甚多，成份以石英、长石为主，含暗色矿物，颗粒分选不好，硅泥质胶结，致密坚硬，大型直线型斜层理发育，为典型的河床相沉积，地表露头多以悬崖峭壁出现；其上部为猪肝色泥岩，薄层状，含钙质结核及薄层石膏，水平层理发育，显示了干燥内陆闭塞湖泊相沉积的特点。在该层泥岩之下，普遍发育有 23 层浅灰色泥
24、灰岩，外观极为明显。与下伏地层呈整合接触。一般厚度220m。6三迭系（T）（1）下三迭统刘家沟组（ T1l）岩性以淡红色中厚层细粒砂岩为主，夹泥岩及粉砂岩薄层，具水平及波状斜层理，层面常见龟裂和波痕，厚度约 150m。（2）下三迭统和尚沟组（ T1h）岩性主要为硃红色具团块状构造之砂质泥岩或粉砂岩，中夹薄层灰绿色砂岩，含钙质结核，厚度约 120m，含叶肢介化石。7第四系（Q）（1）更新统（Q 23 ）主要为砂土、亚砂土组成，俗称“黄土” 。广泛发育于山梁及低凹地带，与下伏地层呈不整合接触。厚度 0 100m 不等。（2）全新统（Q 4）为近代冲积和坡积物，多分布于沟谷及其两侧地段，与下伏地层呈
25、不整合接触。厚度 020m 。1.2.2 地质构造本井田边浅部构造较为复杂，褶皱和断裂发育。而井田中深部基本上为一北东南西向，倾角平缓的单斜构造形态，除沿走向和倾向均有一定的起伏外，还出现一些幅度不大的短轴背、向斜。现对井田内的褶皱和断裂叙述如下。象山矿井升级改造初步设计（修改） 第一章 井田概况及矿井建设条件中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司 9按目前的井田边界，除 F19、F20 正断层与清峰岭背斜三条大中型构造位于井田边界内外，其余大中型构造均在井田边界之外。地表大中型构造对煤层开采影响不大。1褶曲构造（1）竹园向斜位于竹园村附近，在地表上无任何迹象。区内42、S37、167 、152
26、、207、117、208、209、154、218 号等钻孔，对该向斜的起伏幅度、延伸方向及长度均有严密的控制。在 11 号煤层底板等高线图上反映最明显，近南北向展布，延伸 0.8km，结合 117 号钻孔资料和剖面图以及 3、5 、11 号煤层底板等高线图分析，该向斜与古构造形成的奥陶系灰岩面起伏有关，随后又继承了原有的构造，故一方面在奥灰岩面低凹处的 117 号孔沉积了厚达 20.34m 的 11 号煤层；另一方面褶曲幅度由下而上逐渐减弱，11 号煤层起伏 40m 左右，5 号煤层起伏 10 多米，而 3 号煤底板等高线图上已无反映。（2）象山背斜展布于象山狮山边缘地带，为奥陶系灰岩组成，轴
27、向 NESW，SW 端位于狮山附近。翼部倾斜 30左右，该向斜位于井田之外，对煤层无影响。（3）上山底背斜展布于山底一带的浅部，为上石盒子组地层组成。轴向 NNESSW ，翼部倾角平缓，其两端分别为 F3 正断层和 F4 正断层切割。该背斜对煤层影响甚微。（4）王庄背斜展布于井田南部的浅部，为奥陶系灰岩组成，局部地带表现于本溪组底部地层中。轴向 NNESWW，其两端均被韩城正断层（F 1）所切，翼部倾角 30左右。（5）王庄沟背斜展布于井田南部的浅部，为下二叠统山西组地层组成，轴向 NNESSW ，翼部倾角 30左右，其北端为 F3 正断层所切割，南端延至王庄沟附近消失，该背斜对浅部煤层有局部
28、影响，在煤层底板等高线图上有明显反映。象山矿井升级改造初步设计（修改） 第一章 井田概况及矿井建设条件中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司 10（6）英山背斜展布于井田南端浅部英山、轨水沟至簸箕掌一带，为奥陶系灰岩及石炭二叠系地层组成，轴向 NNESSW ，轴面倾向 SE，向南倾没于石千峰组地层中。在英山平峒附近，两翼倾角 4050，向南逐渐变缓，该背斜 NE 端为 F1 正断层所切，在各煤层底板等高线图上也有明显反映。（7）清峰岭背斜展布于井田南端洞坡庙至西沟一带，为石盒子组地层组成，轴向北东南西，轴面微向东南方向倾斜，在七佛洞河、小塬头沟出露清晰，在 67、英 5 号孔附近褶曲幅度变小，表
29、现微弱。据钻孔资料证实，该背斜轴沿走向有波状起伏，以清峰岭附近为最高，向 NE 端倾伏；在英 8、英 9 号孔之间出现鞍部。该背斜浅部为 F21 正断层所切。2 断层（1） 韩城正断层（F 1）位于井田东南边部外，在马沟渠、象山、柳庄河沟口均清晰可见由奥陶系灰岩构成的断层面。断层走向 N4070E，倾角 6070，倾向南东。上盘为第四系黄土覆盖，下盘切割奥陶系灰岩。据钻孔资料证实，断距至少在 500m 以上。（2） 七佛洞正断层（F 2）展布于井田南端浅部的北头沟至检子凹一带，在七佛洞河、北头沟、西沟、检子凹等均有出露。上下盘分别为石千峰组和上石盒子组地层。据英 14、英 10、英 11 号等
30、钻孔的控制，垂直断距由南西向北东有规律变小（英 11 浅部为 220m，英 10 号孔附近为 170m，英 8 和英 15 孔之间为 40m，英 5 和 67 号孔之间为 20m，至英 14 号孔附近消失） ，南西端同 F12 相交。断层走向 NESW ，倾向 SE，倾角 5060，其走向沿区域两组剪切面略有转折，并有追踪性质。该断层对浅部煤层有一定的破坏作用。（3） F3 正断层展布于下山底边缘地带。在下山底沟里可见山西组底部地层同中上部地层接触，断层走向 SN，倾向 E，倾角 60左右，断距约 50 60m，其北端消失于山底寨子山梁附近，南端与韩城正断层（F 1）相交。象山矿井升级改造初步
31、设计（修改） 第一章 井田概况及矿井建设条件中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司 11（4） F4 正断层展布于下山底一带，并向 NE 延展至狮山一带，在上山底沟、下山底沟和沙锅渠均有出露，分别表现于石盒子组至太原组地层中。断层走向以 NEESWW 为主，局部转折为 NNESSW，倾向 SE，倾角 50以上，断距 3050m 不等，其北端于 F6 正断层相交，南端在上山底山梁附近消失，该断层对煤层影响不大。（5） 上山底村正断层（F 6）展布于井田浅部的上山底至狮山一线，在上山底沟、下山底沟、沙锅渠、北涧西沟、狮山东坡等均有出露。断层走向与 F4 相似，切割地层的层位不一，因而上下盘地层接触各
32、异。在山底村一带表现于山西组地层中，在沙锅渠、狮山附近，则为奥陶系灰岩同太原组底部地层或太原组底部同山西组中上部地层接触，断层面倾向 SE，倾角45以上，断距最大者达 100m 以上，一般为 3050m 左右。其两端皆与韩城正断层（F 1）相交，在沙锅渠附近被 F4 和 F7 切割。（6） 涧西正断层（F 7）出露于北涧西村西沟，走向由 SN 转为 NNESSW ，倾向 SEE，表现于山西组地层中，南端与 F1 相交，向北逐渐消失。（7） 牛家坡正断层（F 12）展布于井田南端边部西沟至小塬头一带，大部分为黄土覆盖，但地貌上反映明显，仅在东沟清晰可见。断层走向基本为 NESW 向，在英 7 号
33、孔以东往东偏转，倾向SE，倾角 60左右。据英 7 号孔控制结果，垂直断距在 200m 以上，其北东端与 F1 正断层相交，该断层为井田浅部的自然边界。（8） 西沟正断层（F 14）展布于西沟沟口附近。断层走向 NEESWW，倾向 SSE，倾角 60左右。据英 16号孔控制结果，垂直断距在 3040m 左右，其西南端同 F12 相交。（9） F17 正断层地表未见出露，仅在英山平峒井下 1301 巷道南端，见 5-1 号煤层顶板砂岩同 3 号煤层底部以下地层接触，3 号、5 -1 号煤层在同一巷道相同的标高出现。据分析为一走向象山矿井升级改造初步设计（修改） 第一章 井田概况及矿井建设条件中煤
34、国际工程集团北京华宇工程有限公司 12斜交的正断层（兼平移性质） ，尚待开采过程中进一步探明其性质。（10） 张家岭正断层（F 18）展布于东泽村至张家岭、柏树村一线，地表出露明显，其中张家岭沟出露最好，断层走向 NEESWW，倾向 SSE，倾角 4550，断于石千峰组、刘家沟组地层中，最大断距 160m。往 NE 方向断距逐渐变小。根据 143、175 两孔控制，在井田深部边界外消失。（11） F19 正断层展布于张家岭至郑家崖一线，方向与 F18 平行，断层倾向 SE，倾角 7580，断于上石盒子组和石千峰组地层，断距约 100m 左右，断层北东端消失于 214 号孔附近。（12）F20
35、正断层在东岭村和岭底村附近均有出露。断于石千峰组的上部及刘家沟组地层，断层走向与 F19 断层平行，但倾向西北，倾角 75左右，断距约 50m，断层的东北端消失于183、179 两钻孔连线附近。（13） F21 正断层展布于红砂咀附近，断于石千峰组地层中，断层走向 SN，倾向 WNW，倾角 60以上，断距 30m 左右，其南端同 F12 相交。（14） 莲花山逆断层（F 5）展布于井田浅部涺水河至柳庄河一线，延伸 4.5km，断层走向 NESW，倾角2045 ，倾向 NW。斜断距变化较大，由 60180m 不等，垂直断距一般在 4050m 左右。其 NE 端插入象山奥陶系灰岩中，南端插入柳庄河
36、以南的灰岩中，在山底村一带分别被 F3 和 F4 断层切割。根据地面观察和地面资料分析，该断层是在上述王庄背斜和象山背斜的西北翼发生的，由于上述背斜近轴部岩层倾角陡急，翼部岩层倾角平缓，而F5 逆断层又呈波状起伏切过背斜的不同部位，因而地层和煤层在浅部表现缺失，在深部表现重复，在 3 号、5 -1 号、11 号煤层底板等高线图均有一条带状的重复带。在其展布方向控制该断层确切层位的钻孔有：45、46 、象 10、53、55、象 15、217、象 20、58号钻孔。结合附近资料分析，对该断层的控制是比较严密的。该断层因垂直断距不大，对煤层破坏不甚严重。仅在 6 剖面线浅部，由于断层面波状起伏，倾角
37、缓陡不一，同象山矿井升级改造初步设计（修改） 第一章 井田概况及矿井建设条件中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司 13时 11 号煤层有拖拉现象，在剖面出现最大垂直断距达 280m 的特殊情况。（15） F8 逆断层出露于象山东南坡的灰沟，奥陶系灰岩由 NW 向 SE 逆冲于中寒武统地层之上。断层走向 NNW SSE，断层面倾角 50以上，断距不详，两端与 F1 相交。（16） F10 逆断层出露于象山东南坡的灰沟，其走向与 F8 平行，也为高角度逆断层，唯断层面倾向SE，太古界涑水群花岗片麻岩逆冲于中下寒武统紫色泥岩之上，其两端与 F2 相交。（17） F11 逆断层展布于井田南端浅部轨水沟
38、西沟一线，地表延伸 1.5km，沿走向由 NE 向 SW 斜切各时代地层，分别断于奥陶系、太原组、上下石盒子组地层中，以轨水沟出露最清晰，在断层面附近（下盘）有构造透镜体及小型帚状构造出现，可以佐证上盘由 NW向 SE 方向逆推，断层走向 N60E，倾角 3050，斜断距 100m 左右，其南北两端分别消失于上石盒子组和奥陶系石灰岩中。据分析，由于断层呈波状起伏，在浅部当断层面倾角小于地层倾角，地层表现缺失，在深部断层面倾角大于地层倾角，则地层表现重复。据英 1、英 14、英 2 等钻孔控制结果，在钻孔中上石盒子组地层均有缺失，由此可以佐证该断层仅通过上覆地层而未切割深部煤层，因而对区内煤层无
39、破坏作用。究其原因，可以从构造应力进行分析，该断层系由扭力作用而成，由于石盒子组地层为一套粉砂岩、泥岩为主的柔性岩层组成，加之向深部岩层倾角平缓，应力减弱，断层必沿层面滑动而消失其中。（18） F15 逆断层展布于井田南端英 1 号附近地段，为一隐伏构造，地表未见出露。据英 1、英 13号孔控制结果，确证其为一倾向 SE 的逆断层，在剖面上与 F11 逆断层呈共轭的关系出现，英 1 号孔中 5-1 号、11 号煤层重复，垂直断距 2530m 左右。关于该断层的延展方向因其附近施工的英 18、 111、62 、65 号等孔均未发现断层通过的迹象，故认为与 F11平行。据分析，该断层形成于倒转褶曲
40、一翼的转折部位，推断其延长范围不大，即行消失。（19） F16 逆断层象山矿井升级改造初步设计（修改） 第一章 井田概况及矿井建设条件中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司 14该断层为另一隐状构造，地表未见出露，仅显示于煤层底板等高线图上，展布于英 15 号孔附近，在英 15 号孔中 11 号煤层发生重复，垂直断距 3040m，断层面倾向北西、其展布方向不详。3大中型构造发育规律（1）本井田边部因受燕山期构造应力的强烈挤压及喜山期构造应力的引张作用，地质构造较为复杂，褶曲、断裂发育，岩层倾角陡急，达 3060不等，上面述及的褶曲和断裂绝大部分都集中在边浅部宽 0.5km 左右的狭窄条带范围内；
41、而向井田中深部由于主压应力与引张应力的逐渐减弱，构造较为简单，除有宽缓的褶曲外，岩层倾角平缓，一般在 10以下，基本呈一北东南西向展布的单斜构造。（2）井田内主要褶曲轴向为 NNE 与 NE 向，幅度均在 10 余 m 左右，均为短轴背向斜。（3）在褶皱形成过程中同时形成的压性、压扭性逆断断层主要有：F5、 F8、F10、 F11、F13 、 F15、F16 等。断层走向以 NNE 或 NE 向为主，倾向 NE 或SE，基本同各区段地层走向展布一致。因受多期构造应力的不同作用，先期形成的逆断层和褶皱受到后期构造应力的改造和破坏作用，使得构造形态发生转变，形成一些正断层。其中落差在 200m 以
42、上的断层有 F1、F2、 F12，走向 NE，倾向 SE，属主干断层；落差介于 3080m 之间的断层有 F6、F9、F14，走向 NNE 或 NEE。东泽断层组则构成井田西北方向深部边界，主要断层有：F19、F18，走向 NEE，倾向 SSE，倾角5080 ，落差分别为 160m、100m，向东北端消失；F20 同上述断层走向一致但倾向相反，倾角 75，落差 50m，断层北东端消失在本区深部边界之处。（4）井田大型断层走向与主要褶曲轴向均呈 NESW 向展布，断层断距大，延伸长，并与次级断层和褶曲构造呈斜列雁行状排列，或构成“入”字型构造体系。1.3 矿体赋存特征及开采技术条件1.3.1 煤
43、层及煤质本井田为石炭二迭系含煤建造，含煤地层为下二迭统山西组和上石炭统太原组，其中山西组地层厚度17.5677.47，一般4555m，含煤3层，煤层总厚3.00m，含煤系象山矿井升级改造初步设计（修改） 第一章 井田概况及矿井建设条件中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司 15数5%。煤层自上而下编号为 1、2、3 号煤层，其中可采煤层仅为3号煤层，2号煤层属局部零星可采，1号煤层为不可采煤层。太原组地层厚度19.8593.07 ，一般5060m，含煤10层，煤层总厚度9m，含煤系数13.4%。煤层自上而下编号为4、5 -1、5 -2、6、 7、8、9、10、11、12号煤层。其中5 -1、11
44、号煤层为较稳定的可采煤层。井田煤系地层总厚度98.67175.26m,平均128.45m。共含煤13层,煤层平均总厚14.98m，总含煤系数为 11.66。可采煤层平均总厚 7m，可采含煤系数为8.14。其主要可采煤层特征如表1.3-1。主要可采煤层特征一览表表 1.3-1 煤层编号最小最大平均厚度 m煤层间距m 煤层结构 煤层稳定性5 1 012.28 3 结构简单一般0-1层夹矸，部分24夹矸 稳定11 0.0920.34 435 结构较复杂，含夹矸06层夹矸不等，一般23层 较稳定1、5 1 号煤层：为井田另一主采煤层，位于太原组（C33 ）第三旋迥偏顶部，上距 3 号煤层2025m,
45、平均 22m，下距 11 号煤层一般为 2041m，平均 35m。煤层埋深75.91 875.85m，煤层底板标高 -18.07434.86m。煤厚为 0.1012.28m，平均 2.71m。标准差 0.71，变异系数为 0.26，可采区内煤厚为 0.9112.28m，平均 2.90m。该煤层一般含 01 层夹矸，部分含 23 层夹矸。平面上5 -1号煤层在井田总体呈现出由南向北厚薄不等相间变化的特点。从南而北可分出2个煤厚在12的带，4 个煤厚在23 的带及2个煤厚在34的带。煤厚总体的展布方向呈近东西向。仅在井田浅部边界一带，因受构造挤压影响，煤厚局部呈现NE SW走向。英5号钻孔属井田煤
46、层厚度最大的钻孔，煤层厚度达12.28m，比较特殊。经查阅钻探成果资料，该处煤层顶、底板岩石和夹矸的倾角差异很大（15、35 、66） ，推测为一构造点造成的煤厚异常现象。井田煤层不可采区主要有三处：一处位于南部英10与英14钻孔所在区，属构造挤压形成的不可采区，面积较小；一处位于北部边界象山矿井升级改造初步设计（修改） 第一章 井田概况及矿井建设条件中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司 16邻近马沟渠井田处，属河流冲刷形成的无煤带；另一处位于井田中部211、218、207、209、检48、S36等号孔所在的地区，属古河床冲刷煤层变薄区。冲刷带走向NEE SWW向，长度2000m、宽15030
47、0m。其它地区煤层厚度均在可采厚度之上。但向南部煤层为逐渐变薄。该煤层为中厚厚煤层，厚度变化较小，且规律性明显，结构较简单，煤类较单一，以贫煤为主，煤质变化小，为较稳定的全区大部可采中厚煤层。煤层顶板岩性主要为河床相中细粒长石石英砂岩，集中分布于120、206、153、117、604、40 号诸孔以南，66 、英 6、英 21 号诸孔以北的广大地区。该砂岩含泥岩包体及黄铁矿结核，含云母片多为其特征，也有直接顶板为粉砂岩、泥岩及砂质泥岩等。煤层底板为沼泽相浅灰色团块状粘土泥岩。当发育有 52 号煤层时，51 号煤层底板为灰黑色砂质泥岩。2、11 号煤层11 号煤层位于太原组下部，为太原组唯一可采
48、煤层。上距 51 号煤层 35m 左右，下距奥灰岩顶面 19m 左右。煤层埋深 108.50913.15m ，煤层底板标高-58.18 488.72m 。煤厚为 0.0920.34m，平均 4.47m；煤层可采区内厚度在 0.8520.34m 之间，可采厚度平均 4.73m。标准差 2.47，变异系数为 0.55，含夹矸 06 层，一般 23 层，该煤层为中厚厚煤层，厚度变化较小，且规律性明显，结构较复杂，煤类单一，以贫煤为主，煤质变化小，为较稳定的全区可采煤层。在平面上煤层厚度有一定变化规律可循，总体表现出由南向北由薄逐渐变厚，由浅而深由薄变厚的特点。在井田南部，煤厚普遍在2 3m左右，到最南部的英山一带，煤厚变薄至12m间。而在井田北部，煤厚最厚可达5 8m。沿南北方向，根据煤厚的变化幅度大小，可把煤厚分为厚薄不同的四个带，即南部煤厚在13 的相对薄煤带，中部煤厚在34及45的相对中厚煤带，北部涺水河以北煤厚超过5的厚煤带。井田内的不可采区主要位于南端深部边界区段的英21、英6、S20等钻孔范围。井田煤厚最大点为位于中部涺水河岸的117号孔，煤层厚度达20.34m。煤层顶板多为砂质泥岩、钙质泥岩或粉砂岩
