1、 薛湖煤矿二 2 煤 23 采区设计说明书- 1 -第一章 采区概况及地质特征第一节 采区概况本区位于淮河冲积平原北部，地势平坦开阔，总体为西南高，北东低。最高海拔标高+40.2m，最低+32.3m，一般+36+38m。23 采区位于薛湖井田东部，地面有薛湖镇、聂小庄、王庄、裴寺、傅楼等村庄。23 采区西接东 21 采区，东至矿井东翼薄煤带，北至 27采区，南至 DF116、DF5断层保护煤柱，采区内共布置 11 个工作面，采区走向长度约 3.4km，倾斜长度 1.02.1km，面积约 3.06km2，经计算可采储量 1108kt，采区生产能力以 0.6Mta ，采区回采率按 80计算，23
2、采区服 务年限为 16a。23 采区拐点坐标如下：（1）y=39446536.2 x=3778838.7（2）y=39446536.2 x=3777000.0（3）y=39448205.5 x=3777926.2（4）y=39449537.0 x=3778714.0（5）y=39449373.6 x=3779625.9（6）y=39447789.4 x=3778826.4区内先后有安徽 325 队、省建委地勘公司三队、中南煤田地质局物探普查队、煤炭部煤田地球物理勘探队、河南省地质十一队、煤炭工业部一二九队等单位在本区进行过勘探工作。2007 年 1 月4 月中国煤炭地质总局物测队完成了薛湖煤矿
3、 21 采区三维高分辩地震勘探，勘查面积 6.0km2。于 2007 年 5 月提交了河南神火煤电股份有限公司薛湖煤矿 21 采区三维地震勘探报告。第二节 地质特征一、地层及标志层采区内发育地层由老至新有奥陶系中统马家沟组、石炭系中统本溪组、石炭系上统太原组、二叠系下统山西组与下石盒子组、二叠系上统上石盒子组及石千峰组、新近系、第四系，其中太原组、山西组、下石盒子组和上石盒子组为含煤地层。现将发育地层自下而上分述如薛湖煤矿二 2 煤 23 采区设计说明书- 2 -下：(一) 、奥陶系中统马家沟组（O 2m）本组主要为浅灰、灰色隐晶质细晶质中厚厚层状石灰岩，上部含黄铁矿，岩溶裂隙较发育，最大厚度
4、 38.86m。(二) 、石炭系（C）1、石炭系中统本溪组（C 2b）本组上部由灰深灰色砂质泥岩及泥岩组成，中偶夹二层薄层泥灰岩；下部为灰灰白色铝土质泥岩或铝土岩，含菱铁质鲕粒，具滑感；底部有紫花色铝土泥岩，含较多的铁质鲕粒和结核，相当于山西式铁矿层位。本组地层厚 1623m，平均厚 19m，与下伏马家沟组呈平行不整合接触。2、石炭系上统太原组（C 3 t）本组为含煤地层，即一煤段。由薄中厚层状石灰岩、泥岩、砂质泥岩、砂岩组成，含薄煤 34 层，据区内 钻 孔揭露,未见到可采煤厚点，各煤层 基本上无经济价值。全组共含石灰岩 911 层、单层一般厚 35m，厚者可达 14m。本组地层厚 1351
5、42m ，平均 139m。与下伏本溪组呈整合接触。根据岩性特征该组可分为上、中、下三段：(1) 下段：自本溪组铝土质泥岩顶至 L2灰岩 顶界，厚 30m 左右。该段下部为细粒砂岩夹粉砂岩、泥岩，砂岩底界为本组与本溪组界线，具水平纹理及波状层理，富含黄铁矿结核，含少量植物化石碎片及炭屑；上部为灰色厚层状石灰岩(L 2)，富含动物化石及燧石结核，为 K2标志层。(2)中段：自 L2灰岩顶至 L7灰岩底，厚 60m 左右，主要由泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、薄层 石灰岩及薄煤层组成，煤层均不可采，灰岩中含大量动物化石，泥岩多具鲡状结构。(3) 上段：自 L7灰岩底至山西组底，厚 50m 左右，以石灰岩为主
6、，夹薄层泥岩、 细粒砂岩及煤层，灰岩中含蜓类等动物化石，顶部第一层灰岩厚 1m 左右，层位稳定，为 K3标志层。中部常发育一层厚 9.0m左右的灰岩(L 9)，含 较 多燧石结核，厚度稳定。(三) 、二叠系（P ）1、二叠系下统山西组（P 1sh）薛湖煤矿二 2 煤 23 采区设计说明书- 3 -该组为本区主要含煤地层，即二煤段。自二 1煤底板砂岩至下石盒子组底鲕状铝土质泥岩（K 4）底，由泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、砂岩组成。含煤 34 层，分布于中下部，其中二 2煤是本区主要可采煤层。本组地层厚 68109m，平均 92m，与下伏太原组呈整合接触。以二 2煤层为界分为上、下两段：(1)下段（即
7、二 2煤以下）：为一套层理非常发育的粉、细粒砂岩互层，呈明显 的缓波状水平层理，含 23 层薄煤（二 1煤），底部以条带状的细粒砂层或砂质泥岩与下伏太原组海相泥岩呈整合接触，有时分界不明显，本段厚约 40m。(2)上段（二 2煤以上）：以砂岩、砂质泥岩、泥岩组成。砂岩中有时交错层理发育，以含岩屑为特征，顶部砂岩富含较大棕色的云母片，钙、泥质胶 结。本段厚约 50m。2、二叠系下统下石盒子组(P 1x)该组为本区含煤地层，自 K4鲕状铝土质泥岩底至 K7中粒砂岩底，为本区主要含煤地层之一。由泥岩、铝土泥岩、砂岩、粉砂岩与煤层组成。本组地 层平均厚 404m，与下伏山西组呈整合接触。据煤、岩层组合
8、特征可分为三、四、五三个煤段。(1)三煤段：为本区主要含煤地层，底部为灰白色铝土泥岩，局部为紫花色，含菱铁质中粗鲕粒（K 4），局部具同心 圆结构，层位稳定，厚约 5m 左右， 为本区主要标志层（K 4）；中部为细粒砂岩、砂质泥岩夹煤层，砂岩中岩屑含量较高，常具黑白相间的微波状水平层理；顶部砂岩中含菱铁质成分,局部较集中,普遍含铁质鲕粒。煤层主要分布于本段中上部，含煤 56 层，其中三 2 2 煤与三 3煤为本区大部可采煤层。本段地 层厚 55100m，平均 78m。(2)四煤段：由紫花色、灰色、深灰色、灰黑色砂质泥岩、泥岩、炭质泥岩、粉砂岩及少量细粒砂岩组成，紫花色泥岩中含菱铁质鲕粒。底部为
9、细粒砂岩或粉砂岩，含菱铁质成分，为 K5标志层。本段地层厚 100150m，平均 126m。 (3)五煤段：由黑灰色、紫花色泥岩、绿灰灰色中、细粒砂岩及粉砂岩组成。底部一般为灰白色中、细粒砂岩，成分以石英为主，硅质胶结，一般厚 约 9m，为 K6标志层，但 84 线以西， K6 往往相变为粉砂岩薛湖煤矿二 2 煤 23 采区设计说明书- 4 -或砂质泥岩。K 6之上 75m 左右含煤线或炭质泥岩，为五煤层位，为辅助标志层。煤层之下紫色泥岩中含粗菱铁质鲕粒。本段地层厚178223m，平均 200m。3、二叠系上统上石盒子组（P 2s）该组为本区含煤地层，自 K7中粒砂岩底至“平顶山砂岩”底，主要
10、由灰绿色、灰色、紫花色泥岩、砂质泥岩、砂岩、煤 线组成，地 层厚约 350m，与下伏下石盒子组呈整合接触。据煤、岩层组合特征分为六、七两个煤段。(1)六煤段：由灰绿色、紫花色砂质泥岩、粉砂岩及薄层砂岩等组成。底部为 中细粒砂岩，含较多云母片，厚一般 5m 左右，为 K7砂岩标志层；下部含数层灰黑褐色硅质海绵岩，其菱形节理发育，坚硬，为一辅助标志层，岩石主要由硅质及钙质海绵骨针组成，其主要成分为玉髓及方解石，基质为粘土。本段地层厚 187m 左右。(2) 七煤段：由灰绿、紫花色砂质泥岩，粉砂岩及灰绿色、灰白色中细粒砂岩组成，含铁质结核，局部夹黑色泥岩及铝土岩，底部为灰白灰绿色中粗粒砂岩，含小砾石
11、，厚一般 5m，为 K8砂岩标志层。本段地层厚 171m。本段自然 曲线呈大锯齿状的低值反映。4、二叠系上统石千峰组（P 2sh）本区石千峰组地层揭露极少，地层厚度不详。区内仅发育石千峰组第一段地层，其与豫西地区的“平顶山砂岩 ” 相当。该段地层以灰灰白色，厚层状，中粗粒石英砂岩为主，夹有灰绿色细砂岩及粉砂岩，砂岩中石英含量占 95%以上，硅质胶 结为主，坚硬，颗粒为次棱角及次圆状，常含有燧石小砾石，局部具交错层理。该段地层厚107121m，平均 114m，与下伏上石盒子组地层呈整合接触。(四) 、新生界（KZ ）1、新近系（N）(1)新近系下部（N 1）：属河湖相沉 积，厚度 180250m
12、 ，与下伏各地层呈角度不整合接触，可分为上下二段。下段以土黄、棕黄、灰绿色粘土、亚粘土 为主。底部普遍发育一层灰白色，俗称“ 钙质层”的亚粘土，含 14 层粉砂、 细 砂，厚度 变化幅度为 030m，呈透镜体状。该段地层厚 35127m，平均 90m，埋藏深度 280 300m。上段由浅黄、薛湖煤矿二 2 煤 23 采区设计说明书- 5 -棕黄色中细砂、亚砂土和灰黄、灰绿色亚粘土、粘土组成，含钙质和铝土质。砂层松散,单层厚度大,粒度粗,泥质含量少,砂层 510 层，厚度 60100m。该段地层厚 110160m，平均 135m。埋藏深度165300m。(2)新近系上部（N 2）：属河湖相沉 积
13、，厚度 4573m ，平均厚60m。主要由土黄、灰黄、棕黄、亚粘土、粘土夹砂层透镜体组成，富含大小不一的砾石与姜结石。本段地层以高可塑性粘土为主，砂层一般 24 层，厚度 625m，埋藏深度 100165m。2、第四系（Q）(1)更新 统（ Q13）：属冲洪 积相沉积，厚度 4678m ，平均厚65m，与下伏新近系地层呈整合接触。以土黄、黄褐、浅黄色亚粘土为主，夹亚砂土及粉砂、细砂透镜体。含砂 层 37 层，厚度 1235m，亚粘土中姜结石富集。埋藏深度 35100m。(2)全新 统（ Q4）：属冲积 相沉积，厚度一般为 2030m ，平均厚25m。由灰黄、土黄色亚 砂土夹灰黄、褐黄色 亚粘土
14、、粘土组成,含小砾石及姜结石,薄层粉、细砂层呈透镜体状,亚粘土中夹 12 层灰褐色含腐植质的“ 黑土” ，含田螺、蜗牛化石。二、构造(一) 、井田构造：薛湖煤矿位于区域构造永城复背斜北部仰起端、次一级构造聂奶庙背斜的北翼，总体构造形态呈一走向北西西的单斜构造，由于受东西向构造和北北东向构造的控制和影响，而使其构造形态局部复杂化。本井田断裂构造较发育，主要发育北北东向、北东向和近东西向三组断层，均 为高角度正断层，东部以北北东向断层为主；中部发育北东向和近东西向断层；西部以近东西向为主。全井田共发育断层 65条，其中落差大于 100m 的 9 条；落差 100 50m 的 5 条；落差5020m
15、 的 10 条；落差小于 20m 的 41 条。大断层主要分布于井田东、西边缘的两侧，呈相互平行状展布，形成阶梯状或地垒、地堑状组合的特点，构成本井田边界。(二) 、采区构造：薛湖煤矿二 2 煤 23 采区设计说明书- 6 -采区为一地层走向近东西，倾向北的单斜构造，倾角 417，平均 12。采区主要受 F116和 DF5断层及其伴生断层的影响，断层性质均属正断层， F116断层规 模较大，延伸 较长，自采区东缘向西延伸至采区中部，延展长度 1.85km，走向近 NE，倾向 SE，倾角为 65，落差030m；DF 5断层位于采区南部，延展 长度 1.35km，断层走向近NEE，倾向 SSE，倾
16、角 60，为一北升南的正断层，最大落差 29m。区内构造展布方向以近东西向和北东向断裂为主，其次为近南北向。地质探明的断层有 21 条。其中对回采造成较大影响的有 9 条 DF116 、DF21 、DF22、DF23、DF25、DF31 、DF32、DF33、DF34 、详见断层成果一览表（表 1-2-1）。其中最大落差为 DF116断层落差在 529m；其余8 条断层落差均在 3m10m 之间。表 1-2-1 开拓区小断层情况一览表断层名称断层性质最大落差(m)倾角()走向倾向延展长度(km)错断煤层 控制依据 控制程度DF21 正 8 62 EW S 0.54 三 3、三 、二 2 722
17、2 孔穿 见，三维地震控制 可靠DF22 正 4 65NWWSSW 0.26 三 3、三 、二 2 三维地震控制DF23 正 5 65 SN E 0.2 二 2 三维地震控制 可靠DF25 正 9 70 NW NE 0.32 三 3、三 、二 2 三维地震控制 可靠DF31 正 15 70 EW S 0.20 二 2 71-3 孔穿见，三维地震控制 可靠DF32 正 5 63 N E NW 0.54 三 3、三 、二 2 三维地震控制 可靠DF33 正 4 70 NW SW 0.18 二 2 三维地震控制DF34 正 8 66 NEE NNW 0.22 二 2 三维地震控制 可靠开拓区内小断层
18、对煤层开采影响较大。断层使工作面煤层突然断失，使其运输条件复杂化。在巷道掘进遇断层时，由于断层处岩石破薛湖煤矿二 2 煤 23 采区设计说明书- 7 -碎，易塌落（如轨道大巷中央风井至一车场段），给巷道顶板支护带来很大困难，在今后的生产过程中也存在不安全隐患；同时对煤层厚度也有影响，断层发育处煤层厚度变薄 （如 73 线 732 孔处受断层 DF20 影响煤 层变薄），使将来工作面回采推进速度变慢，产量下降，工作面回收以及初次放顶次数增加，顶板管理难度加大。另外断层处岩石破碎，裂隙发育，使其含水层富水性增强，使煤层顶底板产生淋水、突水现象（如 F501 断层处顶板淋水严重），影响了煤矿的正常生
19、产。综上所述，采区内大、中型断 层较少对采区的正常划分影响不大。三、褶曲开拓区内主要发育的褶曲为薛湖向斜，位于矿井 23 采区中部。向斜轴走向为 NW65，自刘庄经王庄至陈庄西，延展长度 2km，该向斜 SW 翼倾角较陡，约 32；NE 翼平缓， 10左右，褶幅 25m 为一不对称向斜。 该向斜向 NW 撒开，呈 7倾角向 SE 倾伏，向斜轴部及两翼由 P1X地层构成，西南部被 NW 向的 DF5断层切割。该向斜在地震时间剖面上显示明显，三维地震资料控制严密，已查明。四、岩浆岩及其他地质因素矿井内岩浆岩侵入体分布广泛，东、西部较发育，中部个别钻孔也有穿见。据 钻孔揭露岩浆岩侵入最新地层为上石盒
20、子组中、下部，最老地层为奥陶系顶部，但以侵入到下石盒子组和山西组最为广泛，所以对煤层影响较大。(一) 、开拓区岩 浆侵入体对煤层的影响：开拓区内岩浆岩主要发育在东缘，受其影响煤层大部变为天然焦，如东风井检查孔 530m 以深（三煤段往下）受岩 浆岩侵入体的影响，煤层全部变为天然焦，天然焦处见大量霏细岩和少量辉绿岩。区内二 2煤层中以 66 勘探线为界，东部为天然焦西部为煤层，有 7682、6620、6616、东风井检查孔四孔控制；三 煤层中以 71 勘探2线为界，东 部为天然焦西部为煤层，有 71-4、7106、7020、1902、7682、6620、东风井检查 孔 7 孔控制；三 3煤中以
21、73 勘探线为界，东部为天然焦西部为煤层，有 73-4、73-2、73-1、7224、7222、7220、7217、7215、71-4、71-3、71-2、70-1、7019、7017、7682、6620、东风井检查孔 17 孔控制。由此可以看出薛湖煤矿二 2 煤 23 采区设计说明书- 8 -区内岩浆岩自东向西侵入，对煤层的影响程度，深部较小浅部较大。(二) 、地温：1、矿井地温概况：本矿井恒温带深度为 25m，温度 16.5，据本区钻孔测温资料整理计算，本区平均地温梯度 2.172.79/100m，低于 3/100m，属于地温正常区。2、二 2煤层底板温度特征：矿井内二 2煤层底板埋深 3
22、401037m，底板温度 3543 ，存在、 级 高温区。其中，常温区（ 31）位于 94 勘探线以东，煤层底板埋深550m 水平以浅，面积 9.67km2，占全区的 15.57%；级高温区位于煤层底板埋深550850m 水平之 间，面积 25.59km2，占41.22%，矿井的先期开采地段（包括首采区），均在 级高温区内；级高温区分布在煤层底板埋深850m 水平以深的范围，面积26.28km2，占 43.20%。三个井筒检查孔对二 2煤层底板施测温度校正值为32.7335.28 与周围地温变化趋势基本吻合，没有出现异常现象。本区二 2 煤层大面积为、 级高温区，但先期开采地段的地温低于 37
23、，因此，经过 通风降温后， 对开采环 境影响不大。矿井二 2煤层顶板比较平整，局部节理裂隙发育，稳定性较好；底板属松软类, 矿井深部可能会有底鼓现象。矿井为正常地温区，矿井中深部二 2煤层有、级高温区，深部地压较高。五、煤层(一) 、煤系地层：本区煤层赋存于石炭二叠系含煤岩系，含煤岩系分四组七个煤段，即石炭系上统太原组（一煤段）、二叠系下统山西组（二煤段）与下石盒子组（三、四、五煤段）、二叠系上统上石盒子组（六、七煤段），含煤地层总厚度 993.0m，共含煤 13 层，煤层总 厚度 7.27m，含煤系数0.73%。其中上石炭统太原组与上二叠统上石盒子 组仅含薄煤层及煤线，含煤性 较差；下二叠统
24、山西组和下石盒子组地层含可采煤层及局部可采煤层，含煤性较好，是本区主要含煤地层。(二) 、二 2煤层厚度及煤质：薛湖煤矿二 2 煤 23 采区设计说明书- 9 -二 2煤层赋存于山西组中下部，上距 K4铝质 泥岩 51m、三 2 2 煤层 89.2m，下距二 1煤层底板砂岩 36.60m、K3石灰岩 47.70m。煤层的直接顶板为砂质泥岩或细粒砂岩，局部为中粗粒砂岩；直接底板为细粒砂岩和砂质泥岩。采区内该煤层厚度变化不大，发育稳定，仅有局部变薄或增厚。煤层厚度 1.03.1m，平均厚约 2.51m，煤厚多集中于 23m 之间。煤层厚度局部有一定变化。二 2煤层为灰黑色，贫煤，以低灰分特低硫、特
25、低磷、低水分、高发热量（27.54MJ/kg）、似金属光 泽，条 带状结构，层状构造，外生裂隙较发育，视 密度为 1.44。二 2煤层的宏观煤岩特征：以亮煤为主，次为暗煤、镜煤，属半光亮光亮型煤。(三) 、三 3煤层概况：三 3煤层上距 K5砂岩 28m，下距 K4铝质泥岩 43m，井田内煤层埋深 330980m，底板标高-300-950m 。煤层 直接顶底板均为砂质泥岩，间接顶 板为细砂岩或粉砂岩，间接底板为砂质泥岩或细砂岩，全区层位较稳定。煤层可采区主要分布在东 21 采区和东 23 采区西部，与 7378勘探线中深部级 8294 线深部，不可和零点主要分布于 70 勘探线以东、 94 勘
26、探 线以西和中部 7782 勘探线间中浅部区域；其它区域即使有可采点也是零星分布。三 3煤层的煤类为贫瘦煤、贫煤、无烟煤，煤层层位较稳定，结构简单， 为大部可采薄煤层，可采范围内厚度有一定变化。其煤层稳定程度为不稳定型煤层。(四) 、三 2 2 煤层概况：三 2 2 煤层上距 K5砂岩 40.0m、距三 3煤层 11.0m；下距 K4铝质泥岩 37.0m，下距二 2煤层 89.20m，井田内煤层埋深 330990m ，底板标高-300-960m 。煤层的直接顶板为砂质 泥岩或细粒砂岩，直接底板为细粒砂岩，间接顶板为细砂岩或粉砂岩，间接底板为砂质泥岩或细粒砂岩， 层位较稳定。煤层可采区主要分布于
27、 87 勘探线以东中深部，其中 7787 线浅薛湖煤矿二 2 煤 23 采区设计说明书- 10 -部为沉积尖灭零点和不可采区；7175 线中深部有不可采区；东部 71线以东中浅部为岩浆岩入侵区形成的天然焦多为不可采；87 勘探线以西基本全为煤层不可采或相变成炭质泥岩乃至尖灭沉积尖灭零区。开拓区内中西部可采；东缘为煤层不可采和天然焦不可采区。三 2 2 煤层层位较稳定，结构较简单较复杂，为大部可采薄煤层，可采范 围内厚度有一定变化。三 2 2 煤由 贫瘦煤、贫煤、无烟煤三个煤类组成。三 2 2 煤层为不稳定型大部可采薄煤层。第三节 矿井水文地质一、水文地质边界条件矿井位于永城复背斜北部扬起端，处
28、于基岩地下水的迳流带。东部的滦湖正断层系，以 F110和 F112为主将外 围地层抬升 70200m ，使得外部岩溶强含水层与矿井内煤系地层对接，构成矿井东部供水边界；西部太灰含水层埋深1000m，富水性渐 弱，但距首采区超过7km，可视为 无限边界；北部太灰含水层埋深亦1000m ，地下水迳流条件微弱，再加之八里庄断层的阻水作用，可视为隔水边界；南部为太灰含水层隐伏出露区，可接受上覆新近系孔隙水的微弱补给，可视为弱补给边界。二、主要含水层和隔水层(一) 、主要含水 层：区内主要含水层自上而下划分为：新生界含水层（组）：基岩风化带含水层；二叠系下石盒子组、山西组砂岩含水层；石炭系太原组上段灰岩含水层；石炭系太原组下段灰岩含水层；奥陶系灰岩含水层。共计六个含水层，描述如下：1、新生界孔隙水含水组新生界松散岩类含水层西部厚，东部薄，厚度110.67m445.10m，平均值 358.08m。主要砂 层含水层埋藏深度分别为第四系全新统 035m 和新近系含水层 150300m 。2、基岩风化带裂隙含水层含水层厚 2035m，其中顶部 20m 风化裂隙较发育，富水性较好。区内 117 个钻孔简易水文地质观测统计，有 18 孔漏水，漏水率15.4%，8016 孔山西组二 2 煤顶板风化带抽水， 单位涌水量
