1、河南理工大学成人高等教育毕业设计 第二章 地质特征13第二章 地质特征2.1 井田地质2.1.1 地层本区地层区划属华北地层区华北平原地层分区之嵩箕小区。区内仅西部及其外围的许岗三岔口一带有二叠系上统平顶山砂岩和三叠系下统金斗山砂岩出露，绝大部分为新生界掩盖。区内出露地层由老到新有前震旦系、震旦系、寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系、三叠系、第三系、第四系。赵家寨井田内地层均被新生界地层覆盖，由老到新依次为寒武系上统、奥陶系中统、石炭系中上统、二叠系及第三、四系，简述如下：1、寒武系上统长山组（ 3ch）：钻孔揭露最大厚度为 154.41m，岩性以灰、灰白色厚层状白云质灰岩为主， 。2、奥陶系中统
2、马家沟组（Q 2m）：钻孔揭露厚度为 25.3379.95m ，平均54.70m。为灰色中厚层状石灰岩，上部夹泥灰岩，下部夹砾屑灰岩，底部为钙质泥岩和砂质泥岩。3、石炭系（C）缺失下统，中上统揭露厚度 49.36131.39m，平均 86.71m。（1）中统本溪组（C 2b）以铝质泥岩为主，含黄铁矿、菱铁矿结核，局部夹中细粒砂岩，偶含薄煤一层。组厚平均 8.93m，与下伏地层平行不整合接触。（2）上统太原组（C 3t）自一 1 煤层底板的根土岩至一 9 煤层顶板的菱铁质泥岩或 L9 灰岩顶，厚度平均 77.78m。4、二叠系（P ）（1）下统下石盒子组（P 1x）（2）上统上石盒子组（P 2s
3、）（3）上统石千峰组（P 2sh）5、上第三系（N）与下伏地层呈不整合接触，厚度由西向东逐渐增大，厚度 0656.85m ，平均河南理工大学成人高等教育毕业设计 第二章 地质特征14260m。岩性以粘土、砂质粘土为主。6、第四系（Q）第四系地层遍布全区，广泛分布于平川、沟谷及河床阶地。总厚度0175m，平均 45m。下部为亚砂土夹亚粘土，局部为亚粘土夹砂砾石层。2.1.2 构造新密煤田地处秦岭纬向构造带北亚带嵩箕隆起带东段，风后岭与荥巩背斜之间，基本构造形态为一西窄东宽、轴向近东西，西端仰起、东端倾伏的复式向斜构造（新密复式向斜） ，区内构造形迹以断裂为主，伴有发育程度不同的褶皱，其中走向近东
4、西的断裂规模大，延展长，多为南升北降、倾向北东的高角度正断层。本区主体构造为一两翼地层产状平缓，倾角 315，轴向 NWWSEE 的宽缓背斜构造。井田内断裂构造发育，共有断层 18 条。全区构造复杂程度中等。井田构造纲要见图 1-2-1。1、褶曲本区主要褶曲为滹沱背斜。背斜轴走向 120，延展长度约 12km，西北倾伏端被大隗断层切割，向东南至 14 勘探线仰起，轴面近似直立。北翼地层走向145160，倾向 5570，倾角 615，南翼地层走向 115140，倾向 205230，倾角 312。背斜轴被徐庄断层切断。该背斜控制了整个区域北部煤层产状，并以其为主，出现了一些宽缓的褶曲。井田内断裂构
5、造发育，勘探阶段共发现断距较大的断层 18 条。除温泉、宁沟两条小逆断层之外，其它均为正断层。井田内构造方向与区域构2、断层造方向相符合，大隗断层、贾梁断层、欧阳寺断层构成本区自然边界。断层走向除大隗断层为近东西向外，其余均为北西南东方向。其中落差大于 100m的断层 5 条，落差 50100m 的断层 5 条，落差 3050m 的断层 7 条，落差小于30m 的断层 1 条。断距较大的断层主要特征详见表 2.1. 河南理工大学成人高等教育毕业设计 第二章 地质特征15河南理工大学成人高等教育毕业设计 第二章 地质特征16产 状断层编号 断层名称走 向 倾 向 倾 角 落差（m）性质F1 大隗
6、断层 近东西 北 4565 6001000 正F3 贾梁断层 北西 北东 5565 200490 正F4 欧阳寺断层 北西 北东 3865 40150 正F5 双洎河断层 北西 北西 4965 65120 正F6 刘庄断层 北西 南西 3770 3075 正F7 东土桥断层 北西 北东 6067 2080 正F8 杜庄断层 北西 北东 3356 740 正F9 张庄断层 北西 北东 3760 550 正F10 岳庄断层 北西 北东 3553 1350 正F11 徐庄断层 北西 北东 4462 1180 正F12 官庄断层 北西 南西 5070 580 正F13 官刘庄断层 北西 北东 5065
7、 40 正F14 宁沟断层 北西 北东 4562 45 逆F15 温泉断层 北西 北东 35 2570 逆F17 桃树园断层 北西 北东 70 1050 正F18 马寨断层 北西西 北北东 2960 750 正表 2.1 赵家寨井田主要断层特征表2.2 煤层特征2.2.1 含煤性井田含煤地层为石炭系中统本溪组、上统太原组，二叠系下统山西组、下石盒子组和上统上石盒子组。含煤 9 组 36 层，煤层总厚度 18.57m，含煤系数 2.61%。山西组和太原组为主要含煤地层，总厚度 153.27m，共发育煤层 15 层。其中山西组下部的二 1 煤为全区可采煤层，山西组中部的二 3 煤层、太原组底部的一
8、 1 煤层及上石盒子组下部的七 4 煤层为大部可采煤层，其它煤层均不可采或偶尔可采。可采煤层总厚 9.78m，可采含煤系数为 1.38%。河南理工大学成人高等教育毕业设计 第二章 地质特征172.2.2 可采煤层赋存特征井田可采煤层共有 4 层，自上而下分别为七 4、二 3、 二 1 和一 1。二 1 煤层属全区可采煤层，二 3、一 1 煤层属大部可采煤层。七 4 煤层大部被剥蚀，仅西部局部保存，在保存区内属大部可采煤层。井田内可采煤层特征见表 2.2。二 1 煤：赋存于山西组下部，上距砂锅窑砂岩 42.5993.88m ，平均64.72m，下距 L7 灰岩 2025m，平均 22.28m。
9、。二 1 煤可采区域含煤面积约占全井田的 98%，井田内特厚煤带主要分布于中部，厚煤带展布于中部特厚煤带两侧及北东部。整体趋势为中部背斜轴部煤厚最大，向两侧及北东煤厚渐小，南东及西部煤厚最小。煤层总体上属较稳定型煤层。 （三）煤质煤层名 称两极厚度平均厚度（m）煤 层 结 构 稳 定 程 度 煤层间距（m）七 4 0.49-2.011.11 含夹矸 1-2 层，较简单 较稳定，局部可采 38.50-98.50二 3 0-6.981.37 含夹矸 1 层，较简单 不稳定，大部可采 5.04-39.50二 1 0-21.755.50 含夹矸 12 层，较复杂 较稳定，主要可采 54-128.00一
10、 1 0-4.551.46 含夹矸层，较简单 不稳定，大部可采 80.35表 2.2 煤 层 特 征 表2.3 开采技术条件2.3.1 井田范围赵家寨矿井井田范围为：北部以大隗断层为界，南部西段以欧阳寺断层为界，南部东段以新密公路为界，西部以二 1 煤-800m 底板等高线为界，东部以贾梁断层和二 1 煤露头线为界。地理坐标为：东经 11334001134300，北纬 342330342630。井田东西走向长 13.5km，南北倾斜宽34km，面积约 50km2。河南理工大学成人高等教育毕业设计 第二章 地质特征18从本井田主采煤层的赋存条件看，二 1 煤平均煤厚 5.50m，是保证矿井生产能
11、力的主要煤层，适宜机械化开采。2.3.2 煤层顶底板及瓦斯特征1、主要可采煤层二 1 煤顶底板岩性顶板：伪顶多为炭质泥岩、页岩，易破碎，伪顶厚度 00.5m ，局部厚度达到 1.5m。 ，大部分区段二 1 煤顶板为砂岩老顶，岩石力学强度较高稳固性较好，在断层发育处及背斜轴部地带，岩石原生结构遭到破坏，裂隙较发育，容易造成巷道矿压显现强烈。底板：伪底多为炭质泥岩，易破碎，泥岩、砂质泥岩为大面积分布的直接底板，厚度 0.7517.19m，平均 3.10m，层理普遍发育，岩石抗压强度7.886.1MPa，属较稳定底板。2、瓦斯（1）瓦斯成分、含量及瓦斯分带井田西部瓦斯成分以 CH4 为主，为沼气带范
12、围，两极值为 6.4398.71% ，次为 N2 和 CO2。中东部瓦斯成分则以 N2 和 CO2 为主，为瓦斯风化带，CH 4 成分较低。瓦斯成分（% ）瓦斯带取样深度（m） CO2 CH4 N2沼气带 289.90-780.11 3.06-29.89 6.43-98.71 0.39-63.68瓦斯分化带 247.43-619.55 2.02-48.18 0-81.92 2.36-93.14表 2.3 二 1煤钻孔瓦斯资料综合表本区瓦斯呈西高东低的特征，总体东北部属瓦斯风化带，西南部为瓦斯带范围。CH 4 含量总的变化趋势是随煤层埋深的增大而升高。根据矿井煤层瓦斯含量结合瓦斯含量等值线图分析
13、，矿井应属低瓦斯矿井。2.3.3 地温本区属地温正常背景下存在局部地温异常区。据井田内 10 个钻孔恒温带观测，本井田恒温带深度 1018m，温度 1616.93 ，一般 16.3。地温梯度河南理工大学成人高等教育毕业设计 第二章 地质特征192.05.39/100m，平均 3.5/100m。初期开采块段地温正常，I 级热害区主要在东部的东土桥断层与双洎河断层之间以及西部二 1 煤层-400m 标高以深区域，II级热害区主要分布在双洎河断层以东，占井田面积的 9.12%。2.3.4 水文地质（一）含水层与隔水层1、地表水区内有两条河流，双洎河和沂水河。最高洪水位标高，一般为+102.33m+1
14、03.31m，新郑市西关双洎河桥位置洪水位标高为+105.68m，其桥面标高为+108.04m ，洪水期对地面建筑无影响，河流距主要开采煤层二 1 煤约400m 左右，且对地下水的补给仅限于局部地段，补给量很小，对开采影响不大。2、主要含水层与隔水层（1）含水层A、寒武系上统长山组（ 3ch）白云质灰岩岩溶承压水含水层B、奥陶系马家沟组（O 2m）灰岩岩溶裂隙水含水层C、石炭系太原组下段（C 3tL1-4）灰岩岩溶裂隙承压水含水层D、石炭系太原组上段（C 3tL7-8）灰岩岩溶裂隙承压水含水层E、二叠系山西组（P 1sh）砂岩孔隙裂隙承压水含水层F、上、下石盒子组及上部砂岩孔隙裂隙承压水含水层
15、G、第四系孔隙潜水含水层（2）隔水层A、一 1 煤层底板铝土质隔水层B、太原组中段砂泥岩隔水层C、二 1 煤层底板砂泥岩隔水层D、石千峰组上段细粒砂岩、砂质泥岩隔水层河南理工大学成人高等教育毕业设计 第二章 地质特征20E、上第三系（N 1l）砂质粘土及粘土隔水层（三）矿井涌水量计算井田的矿井充水主要是底板灰岩岩溶裂隙含水层，顶板含水层富水性较弱，因此涌水量计算以太原组上段灰岩含水层为主。地质部门根据矿区水文、地温勘探情况，通过大孔抽水试验，采用有限单元法估算矿井-325m 水平正常涌水量为 1910m3/h。井田勘探报告按二 1煤层-325m 疏干开采考虑，利用解析法对矿井涌水量进行了预警预
16、报，矿井涌水量为2491.39m3/h。其中二 1煤顶板砂岩含水层疏干涌水量由裘布依的承压潜水公式计算，顶板含水层涌水量为 139.23m3/h。本设计按矿井正常涌水量 1910m3/h，最大涌水量为 2491.39m3/h 设计。2.3.5、其它有益矿产本井田含煤地层中的其他有益矿产有铝土矿、耐火粘土、硫铁矿（黄铁矿） 、石灰岩和微量元素等。2.3.6、地质勘查程度及存在问题1、地质报告的编制情况本区地质工作历时较长，地质勘探工作是在河南省煤田地质局一队 1978 年提交的详查报告基础上，于 1981 年至 2002 年分阶段进行的，前后共分为三个阶段。2、勘探类型和基本网度本区构造复杂程度
17、中等，二 1 煤层较稳定，勘探类型属二类二型。以 500m的网度圈定 A 级储量，1000m 的网度圈定 B 级储量，2000m 网度圈定 C 级储量，以 C 级网度的 1/2 线距圈定 D 级储量。一 1 煤层属较稳定不稳定煤层，其勘探类型为二类二型三型，结合本区勘探工程实际控制情况，以 750m 的网度圈定 B 级储量，1500m 的网度圈定 C 级储量，以 C 级网度的 1/2 线距圈定 D 级储量。处在 A 级和 B 级储量块段内的断层、薄无煤带及煤层风氧化带附近，一般沿其边界向外留设 50m 圈定 C 级储量。3、地质构造对开采的影响河南理工大学成人高等教育毕业设计 第二章 地质特征21本井田主体构造为两翼地层产状平缓的宽缓背斜构造，井田内共有断层 18条，断裂构造发育，全区构造复杂程度属中等。断层对矿井的开采影响较大，矿井生产时必须予以重视。根据勘探报告 ，井田勘探面积 50km2，共获得能利用资源量 387.56Mt。
