1、五阳二矿 5Mta 新井设计本科毕业设计第 1 页 共 121 页一般部分五阳二矿 5Mt/a 新井设计第 2 页 共 121 页1 矿区概述及井田地质特征1.1 矿区概述五阳煤矿交通条件较为便利。太焦铁路线自北而南横穿井田，襄垣火车站、五阳火车站位于井田之内，本矿铁路专用线与五阳站相接。邯长、太焦铁路在长治北站交会。太焦线北接石太、同浦线，南接陇海线。图 1-1-1 矿区位置交通图榆黄公路自本井田穿过，西距 208 国道 1km。五阳煤矿距襄垣城约 3km，距长治市约 45km。距太原市约 215km。潞安矿区的公路网连接着整个矿区，矿区至长治、太原等地均有汽车相通，陆路交通便捷发达，煤炭外
2、销十分方便(图 1-1-1)。潞安矿区位于太行山中段西侧，长治盆地之西部。隶属的五阳井田位于矿区东北部。纵观其地貌特征，属黄士高原的低山丘陵地带，地势较为平坦，呈南高北低，西高东低。大多为黄士所覆盖，局部零星出露中奥陶系地层及二叠系地层，冲沟发育。最高点位于本区南文王山北断层附近，海拔为+945.50m，最低点位于漳河河谷，海拔+854.00m，最大高差为 91.50m。长治至各主要城市间距离见表 1-1-1：五阳二矿 5Mta 新井设计本科毕业设计第 3 页 共 121 页表 1-1-1 长治距各主要城市距离简表名称 起止线 铁路/公路 距离(km)太焦线 长治太原 铁路 280太焦线 长治
3、新乡 铁路 217邯长线 长治邯郸 铁路 220长太线 长治太原 公路 250长邯线 长治邯郸 公路 185长石线 长治石家庄 公路长北线 长治北京 公路长郑线 长治郑州 公路长天线 长治天津 公路长西线 长治西安 公路1.2 井田地质特征1.2.1 煤系地层特征五阳井田属潞安矿区。潞安矿区位于华北地台山西台背斜，沁水煤田中东部边缘。地层发育与华北地台其它地区一样，结晶基底为太古界、下远古界地层，其上发育了寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系、三迭系、侏罗系、上第三及第四系等地层，缺失上奥陶统、志留系、泥盆系、下石炭统、白垩系、下第三系等地层。区域内各时代地层均有所出露。据以往地质资料区域地质资料将
4、寒武系以新地层，由老到新简述如下：1）寒武系（）该系地层在五阳井田内无出露，主要分布在左权、襄垣、平顺等地。与下伏元古界地层呈不整合接触。厚约 486 m。（1）寒武系下统（1）该统缺失馒头组、仅发育毛庄组。主要为紫红色页岩与紫红色白云质泥质灰岩互层，夹表灰色中厚层状右灰岩、鲕状灰岩；底部为一层底砾岩。 ，厚约 3590 m。（2）寒武系中统（2）徐庄组（2x）：下段主要为紫红色页岩、细砂岩夹薄层石灰岩、鲕状灰岩。上段主要为浅灰色中厚至薄层状石灰岩、泥质条带灰岩等。厚度一般为 5890 m。张夏组（2z ）：底部为薄层泥质条带灰岩或薄层灰岩、泥质灰岩。其上主要为五阳二矿 5Mt/a 新井设计第
5、 4 页 共 121 页浅灰至深灰色薄至厚层状灰岩、石灰岩，下部夹紫红色页岩。一般厚约 170 m。（3）寒武系上统（3）崮山组（3g）：主要为灰、灰黄色薄至中厚层状泥质条带灰岩或竹叶状灰岩，夹黄绿色钙质页岩及生物碎屑灰岩。厚度一般为 40 m。长山组（3c ）：主要为紫红、灰紫色中厚层状竹叶状灰岩夹泥质条带灰岩或薄层白云质灰岩。厚度约 722 m。凤山组（3f）：主要为灰、灰白色厚层状中至粗晶白云质灰岩。一般厚约 100 m。 2）奥陶系（O）（1）奥陶系下统（O1）本统厚度为 65210m，一般厚度 130m。中上部为灰色中厚、巨厚层状白云岩，下部为泥质白云岩夹竹叶状白云岩。与下伏地层为整
6、合接触。（2）奥陶系中统下马家沟组（O2X）本组厚度多 37210m，一般厚度 120m，中上部为青灰色中厚、巨厚状石灰岩，下部为角砾泥灰岩和铝质灰岩。（3）奥陶系中统上马家沟组（O2S）本组厚度 170310m，一般厚度 230m，中上部为灰色白云质泥灰岩、泥质灰岩，灰黑色中厚层状豹皮灰岩。下部为灰绿色泥灰岩或角砾状泥灰岩。（4）奥陶系中统峰峰组（O2f）本组厚度为 55289m。岩性为浅灰色中厚层状豹皮灰岩，灰白色白云岩夹灰黑色中厚层状灰岩。3）石炭系（C）（1）石炭系中统本溪组（C2b）该组厚度 235m，一般厚度 20m。岩性以铝土泥岩为主，并发育有石灰岩，少量砂岩，夹有煤线。底部有山
7、西式铁矿透镜体赋存。与下伏层呈平行不整合接触。（2）石炭系上统太原组（C3t）本组厚度 80150m，一般厚度 100m，为主要含煤地层之一。岩性由灰黑色，灰色泥质岩，砂岩，发育 46 层石灰岩，含煤 1015 层，底部为灰白色中厚层状砂岩（K 1） 。与下伏地屋呈整合接触。4）二叠系（P ）五阳二矿 5Mta 新井设计本科毕业设计第 5 页 共 121 页（1）下统山西组（P1s）该组厚度为 36135m，一般厚度 60m，为主要含煤地层之一。岩性灰黑色，灰色泥质岩，灰白色中、细粒砂岩及煤层组成。发育 14 层煤。底部以 K7 灰白色中或细粒砂岩为界。与下伏地层呈整合接触。（2）二叠系下统下
8、石盒子组（P1x）该组厚度 4878m，一般厚度 65m。顶部为杂色鲕状铝土质泥岩（桃花泥岩） ，中部为浅灰色中粒、细粒砂岩，下部为杏黄色砂岩、泥岩、灰色泥岩，偶夹煤线，底部灰白色中、细粒砂岩（K 8） 。与下伏地层呈整合接触。（3）二叠系上统上石盒子组（P2s）该组厚度 400550m，一般厚度 520m，上部为杂色砂岩及紫红色泥岩，中部为杂色砂岩、泥岩及黄绿色中粒砂岩灰色泥岩，下部为紫色、杂色、黄绿色泥质岩组成，底部为灰白色厚层状中粗粒砂岩、灰绿色砂岩（K 10） 。与下伏地层呈整合接触。（4）二叠系上统石千峰组（P2sh）该组厚度 22217m，一般厚度 150m。岩性以黄绿色厚层状中、
9、粗粒砂岩与紫红色泥岩互层，上部发育，有淡水灰岩及薄层石膏层。仅在屯留井田西部有 2 个钻孔完整接露，最大厚度 192m。与下伏地层呈整合接触。5）三叠系（T）（1）三叠系下统刘家沟组（T1l）本组厚度为 115595m，一般厚度 400m。岩性主要由浅灰、紫红色薄中厚层状中-细粒砂岩和紫色泥岩组成。仅在屯留井田有 2 个钻孔见及，最大厚度 53.39m。与下伏地层呈整合接触。（2）三叠系下统和尚沟组（T1h）本组厚度 130475m，一般厚度 250m。岩性主要由紫灰色砂岩和紫红色泥岩组成。与下伏地层呈整合接触。（3）三叠系中统二马营组（T2er ）地层一般厚度 600m。岩性主要由紫红色泥岩
10、，砂质泥岩、浅绿色厚层状粗砂岩组成。与下伏地层呈整合接触。（4）三叠系中统铜川组（T2t）厚度一般为 55m。上部为红色砂质泥岩，夹细粒砂岩，下部为紫色、灰绿色厚层状中粒砂岩和灰绿、灰紫色砂质泥岩。与下伏地层呈整合接触。五阳二矿 5Mt/a 新井设计第 6 页 共 121 页（5）三叠系上统延长组（T3y）厚度 30138m，一般厚度 50m。岩性由紫红、灰绿色中厚层状中、细粒砂岩，粉砂岩，泥岩夹淡水灰岩组成。与下伏地层整合接触。6）侏罗系（J）区域西北部有零星出露。该系缺失下统和上统，仅发育中统黑峰组。岩性为灰黄色厚层状含砾粗中粒砂岩，局部夹砾岩及紫红、淡绿色砂质泥岩。厚度为 30254 m
11、。与下伏三迭系呈不整合接触。7）上第三系（N）厚度 5268m。岩性以棕红色粘土、砂质粘土为主，底部为砾石，在武乡县张村为厚层状灰绿、灰黑色粘土，粉砂与薄层泥岩互层，并夹油页岩。与下伏地层呈角度不整合接触。8）第四系（Q）厚度 0300m 为棕黄、淡黄色亚粘土，含砂质粘土，亚砂土夹钙质结核及近代冲积层砂、砾石及泥土组成。与下伏地层呈角度不整合接触。1.2.2 矿井地质构造五阳井田处于上述二级构造带之间，受晋获断褶带的控制和武阳凹褶带的影响主要形成低级，低序次的构造。本井田的基本构造特征为：向南西倾伏宽缓褶曲，伴有大中型、高角度正断层和次一级的小型断裂，构造线方向大致为北东东和北东方向褶曲。1）
12、褶曲井田内主要褶曲是天仓向斜，与其伴生的次级褶曲由北向南有：崔村向斜、大郝沟向斜、十字道背斜、五阳背斜、东周背斜。其轴向除崔村向斜为北北东向外，其余均为北东东向。天仓向斜横贯井田中央，为本井田的控制性构造。褶曲的共同特点是：向西倾伏，两翼倾角 512，一般 8左右，仅天仓向斜和崔村向斜靠近枢纽部分有大于 12甚至达 15。天仓向斜幅度在 100m 以上，其它在 20m 至 80m 之间。小黄庄断层以北至西川断层之间由崔村向斜和大郝沟向斜构成煤层的基本形态，而小黄庄断层以南至文王山北断层之间以中部的天仓向斜构成井田的基本形态。兹将主要褶曲叙述如下：（1）崔村向斜：位于井田北部，向斜两翼分别为西川
13、断层和东南上断层截切。向五阳二矿 5Mta 新井设计本科毕业设计第 7 页 共 121 页斜轴部南西端自王家庄断层、下峪村、崔村至西川东部附近，向北略偏西方向呈弧线弯曲延伸出区。轴向为北东 3540，向西南倾伏，两翼岩层较陡，东南翼约 20，西北约 18，幅度在 50m 左右，区内延伸约 3.50km。（2）大郝沟向斜：位于王家庄断层南，小黄庄断层北，经兴庄村南，大郝沟村附近向东北延伸，向斜轴在兴庄附近为北 75东，过铁路东转为北 65东。轴部西端为山西组地层往东逐渐变为太原组地层，两翼对称，倾角 10左右，分别为王家庄断层和小黄庄断层切割，长约 7.5km。（3）天仓向斜：位于井田中部，横贯
14、东西，为井田内部一级控制性构造。东经东李村至甘村北过天仓村，向西延伸出区外。轴向北 75东，向西南倾伏，倾伏角约 10左右，两翼岩层倾角 1020之间，一般为 10。北翼较南翼陡，仅在靠近枢纽部分有大于 20达 25左右。历次勘探和井下巷道及生产实践控制查明。（4）十字道背斜：位于井田中部小黄庄断层以南，天仓向斜以北。西自矿区外往东经付村至马家窑过大黄庄，十字道村向东延伸出矿区外。呈平缓倾角 513南翼 1013。向斜轴在付村附近为北 75，在大黄庄附近为北 85东，十字道以东转为北 70左右，一般起伏 50100m，东部精查控制查明，生产实践研究证实，西部南峰扩区补充勘控制查明。（5）五阳背
15、斜：位于井田东南部，西起洛江沟村北的五149 号钻孔附近，经范家沟村北过五阳村南部，延伸出井田东部边界，轴向约北 75东，与天仓向斜大致平行，向西南倾伏，两翼倾角平缓，北翼 12，南翼 7左右，为一不对称褶曲。西山底区精查控制查明，煤层底板等高线可清楚显示。（6）东周背斜：位于井田西南，西自井田外经东周村到五201 钻孔往东背斜逐渐减弱。轴向北 75东，两翼产状不对称，北翼陡约 10，南翼缓约 7左右。南峰扩区补勘控制查明。2）断层在褶曲形成过程中，由于背斜轴部张引力的作用发育有高角度正断层，构成地垒、地堑构造，它们是五阳井田常见的断层组合形成，直接控制和影响含煤岩系的分布，发育规律和煤层开采
16、。井田控制性断层从北向南：西川正断层、王家庄正断层、小黄庄正断层、崔家庄 3#、2 #、1 #正断层、文王山北正断层落差均大于 100m，落差10010m 的中型断层有：东南上正断层、仓上 1#、 2#正断层、西王桥正断层、南峰正断层、西大巷正断层、果园正断层、东周正断层等。五阳二矿 5Mt/a 新井设计第 8 页 共 121 页区内共揭露大小断层 198 条：其中正断层 195 条、逆断层 3 条。按落差大小统计：大于 50m11 条，大于 1050m17 条，510m 的 27 条，15m 断层有 81 条，小于 1m 的断层 62 条。均不同程度地影响生产。除个别逆断层外，均为高角度正断
17、层，断层倾角6585，一般为 7075。断层延伸方向分两组，其中主要一组为 NEE 向，常在 N6085E 之间，一般为 N7080E；另一组为 NE 向，常在 N4550E 之间。现将主要断层简述如下：（1）西川正断层：为井田北部自然边界，走向北 50东，倾向东南，倾角 70，落差 125200m，北侧上升南侧下降。（2）东南上正断层：位于井田北部，西起王家庄煤矿向东经东南上村与赵家庄之间至西河底村西北尖灭，延伸长度约 4.5km，倾角 70，落差 2047m，北侧下降南侧上升，与西川断层构成一地堑构造。（3）王家庄正断层：位于井田北中部，由西向东经兴庄村和王家庄村，倾向北西，倾角 70，落
18、差王家庄村东 80m 左右，到兴庄村附近猛增到 240m，区内延伸 5.1km。（4）小黄庄断层：位于井田北中部，横贯井田东西，经管道村，小黄庄村，张家庄村总体走向北 75东，过襄垣火车站呈缓 “S”型弯曲，倾向南东，一般倾角 70，落差变化较大，小黄庄以西约 290m 左右，小黄庄村附近为 85m，到崔家庄以北变为 110m左右，由西向东逐渐减小，与王家庄断层构成一地垒构造。沿走向上有 36、72、87、五217、五31、五45 等钻孔控制，已查明。（5）崔家庄 3#正断层；位于付村、马家庄、张家庄村南一线，走向北 75东，倾向北西，倾角 70，落差由西向东增大，西部 20m，中部增到 70
19、m，东部约 50m，全长大于 10km，沿走向上有地震测线和 34、五29 、五97、五38 等钻孔控制，已查明。（6）崔家庄 2#正断层：位于井田中东部，崔 3#断层南，过崔家庄村向东在五4号钻孔不远尖灭。该断层在五78 钻孔和 29 号孔之间分叉，一支以原方延伸约 80m左右尖灭，向东延伸出井田。走向北 75东，倾向南东，倾角 75，落差西部约 10m，中部 100165m，东部约 210m，落差由西向东逐渐增大。另一支向南偏西呈凹型延伸，落差由 4045m 变为 20m 左右，过铁路于崔家庄 3#断层附近尖灭，五78、五28、82 号钻孔控制，已查明。（7）崔家庄 1#正断层：位于崔家庄
20、村南，走向北 75东，倾向北，落差由东向西渐小，崔家庄以东 130m，以西为 40m，向西与崔 2#断层相交后不远尖灭，向东延伸出五阳二矿 5Mta 新井设计本科毕业设计第 9 页 共 121 页3#煤层露头。（8）仓上正断层（1 #、2 #）：位于仓上村南，由西向东延伸切割露头线穿出井田，走向北 80东，倾向南，倾角 60左右，落差由东向西渐小，一般为 860m，过铁路不远尖灭，井下巷道揭露、控制。已查明。（9）西王桥正断层：位于西王桥村东，走向北 85东，倾向南，倾角 75，落差最大 40m，西端分叉尖灭，长约 1.52km，井下巷道揭露，控制已查明。（10）南丰正断层：位于南丰村南、大黄
21、庄、十字道村南一线，大黄庄村西走向为北 50东，倾向东南，倾角 70，落差 6075m，大黄庄村东，走向北 82东，倾角70，落差 725m，东在西王桥村北附近分叉尖灭，西在南45 号钻孔附近尖灭。有地震测线和钻孔控制，井下生产巷道揭露，已查明。（11）西大巷正断层：位于南峰沟，西李村一线，东过西大巷在五194 孔附近尖灭，西在南峰村东尖灭，全长约 3km，走向北 50东，倾向东南，倾角 75，落差一般为 1260m，南峰沟村以西逐渐减小，有地震测线及五224、五192 控制，西大巷揭露，已查明。（12）果园东断层：位于南峰沟村南，向西为西大巷断层截断，向东过 7506 工作面尖灭，全长约 2
22、km，走向近东西，倾向北北西，倾角 75，落差由西向东减小，最大15m，有南51 和 7506 工作面控制，已查明。（13）东周正断层：位于韩家庄、东周村南一线，区内长约 4.2km，向西穿出井田西界，向东与文王山北断层相交尖灭。走向东西，倾向南，倾角 75，落差中部小约12m，东、西部大 2860m，沿走向有五198、南23、南44 等孔控制，已查明。（14）文王山北正断层：为井田南部边界，位于东周，西周村一带东延伸出井田与晋获断裂相交，西至李村在红石沟与文王山南断层相交，走向北 80东，倾向北西，倾角 75，区内最大落差 500m，沿走向有水 I02-02、五64、五68 号孔揭露，地表多
23、处出露，控制程度较高，为已查明断层。由于大多数构造为沉积后期地壳运动形成，区内又无岩浆侵入，因此对本区煤质变化不产生影响。3）节理裂隙井田内常见和断裂方向一致的两组裂隙，一组为北 7080东，另一组为北 90120东，夹角 3040，多呈隐裂隙和闭口裂隙。风化裂隙在基岩风化面 3540m 深度内很发育，多以开口状出现，裂隙面呈缓波状，有时平直光滑，裂隙带多被一些泥五阳二矿 5Mt/a 新井设计第 10 页 共 121 页质充填。4）河流冲刷井田内河流原生冲刷在 3#煤层中上部，岩性多为中粒灰白、灰黑色砂岩，呈不规则包裹于煤层中，其特点是煤层伪顶及底板正常，煤层结构正常，在东三、东二、东四采区均
24、可见到。后生冲刷在煤层上部常见伪顶，直接顶被河床、河漫滩冲刷，沉积有中细粒砂岩和砂质泥岩，含少量植物化石，具层理。其特点是：面积大，顶板薄，无伪顶，顶板岩性多为砂岩，在东二、东三、东四采区均可见到。5）构造复杂程度综上所述，影响本井田煤层构造复杂程度的因素主要为断层和褶曲，陷落柱、河流冲刷次之，节理裂隙一般对巷道支护方式和支护参数的选择影响较大，不会对煤层开采有大的影响。到目前为止，井田内发现落差大于 50m 的断层 11 条， 1050m 的断层 17 条，密度为 0.35 条/km 2；小于 10m 的断层 170 条，密度为 2.15 条/km 2；总计 198 条。向、背斜 6 条，轴
25、向为北东东。以上构造分布和产状有一定规律。井田内发现陷落柱 50 个，密度为 0.63 个/km 2，分布较有规律。井下煤层附近偶见河流冲刷现象。通过以上分析，依据煤、泥炭地质勘查规范 ，确定井田构造复杂程度为中等。表 1-2-2 主要标志层特征地层单位标志层代号 岩性厚度(m)层间距(m)发育程度 稳定性 备注P1x K8 中粒砂岩 95.172603全区 较稳定36.693# 煤层 4全区 稳定1.10P1sK7 细中粒砂岩 0.7全区 较稳定0K6 石灰岩 1偶尔 不稳定6.30K5 石灰岩 56.2局部 较稳定8.45K4 石灰岩 470全区 稳定1.83太原组C3tK3 石灰岩 9.311.09 全区 稳定
