1、第一章 矿区概述及井田地质特征1.1 矿区概述1.1.1 地理位置郑州市慧祥煤业有限公司位于河南省登封市东南 17km 处，行政区划隶属登封市大冶镇管辖，其地理坐标为：地理坐标；东经 11312251131503，北纬 342740342909。本矿区北部有郑（州）登（封）公路（豫 04 线）穿过，该公路在景店有乡间公路通过矿区，经大冶镇在郜城镇与许（昌）洛（阳）公路相接。另外，途径大冶镇的登（封）尉（氏）地方铁路和新（郑）汝（州）铁路可与京广线和焦枝线相连。区内公路均为柏油公路，交通较为便利。交通位置图见图 1-1-1。矿区的气候条件：年平均温度、最高和最低温度，结冻期和冻土深度，年平均降雨
2、量和最大降雨量，主导风向和最大风速。1.1.2 自然地理概况本区为低山丘陵地貌，北中部高，南部低，山岭多为抗风化力弱的砂岩与泥岩。本区最高点为马鸣寺，标高为 521.7m，最低点为王楼村，标高为 271.6m，相对高差 250.1m。本区属淮河流域颍河水系。区内无常年性地表水体，仅有一些山间冲沟，雨季有短暂水流。大气降水以地表径流的形式自北向南、由西向东汇入双咱河。本区属大陆性半干旱气候。夏秋季节炎热多雨，冬春季节寒冷干旱，据登封市气象站近五十年的资料显示，本区降水多集中在七、八、九月，约占全年降雨量的 65，年降雨量 416.501102.90mm，一般600800mm；年平均气温 14.2
3、，七月份最热，历年最高气温高达44.6；元月份最冷，历年最低气温-18.2、最大冻土深度 20cm。春夏秋三季以东北风、东风为主，冬季以西北风为主，冬、春季风力较大，最大风速可达 20ms。 地震：根据河南省地质局资料，本区近期未发生过大的破坏性地震，仅明清年间发生过两次地震，烈度不清，19741975 年有两次二级以上地震，烈度 56 级。本区地震烈度为度。1.1.3 区域经济概况本区经济主要以农业为主，工业也较为发达，主要有煤炭、水泥、化肥和机械等，本区盛产水泥、白灰、砖、料石等建筑材料，建筑材料能够就地供给。区内村庄有瓦窑沟、杨家门、李家门、景店寨、甄家沟、景家庄、赵家庄、太岗等 10
4、余个自然村，人口约 3000 人，人力资源相对较丰富。故区内煤矿分布及其他工业和农业生产情况，可供矿井建设和生产用的原料和建筑材料的供应情况，矿区的电力供应来源。1.1.4 煤田开发简史井田内无生产矿井及小窑，仅在其南部、东南部有向阳煤矿，为大冶镇镇办煤矿，现简述如下：位于本区南部 2km 处，1984 年 4 月建矿，开采二 1 煤层，生产能力 21 万 t/a，煤层倾向北西，倾角 1617，煤厚 1.510m，一般厚5m，变化较大，矿井水主要为顶板砂岩水，水量 54t/h，属高沼矿井。1.1.5 水源和电源水源：井田内寒武系灰岩含水层水量丰富，可作为矿井生活用水和生产用水的水源。电源：矿井
5、新工业广场为双回路供电，分别引自嵩枫 35kV 变电站和大冶 35kV 变电站，供电距离分别为 1.2km 和 4.4km。 1.2 井田地质特征1.2.1 地层本区为基岩半裸露区，地层出露不全，出露地层主要为二叠系、三叠系地层。据断层揭露的地层有奥陶系中统马家沟组（O 2m） ，石炭系上统本溪组（C 3b）与太原组（C 3t） ；二叠系下统山西组（P 1s） 、下石盒子组（P 1x） 、上统上石盒子组（P 2s）和石千峰组（P 2sh）以及三叠系圈门组（T 1q）和第三系、第四系地层。其中，二叠系地层因滑动构造影响大部分被铲失掉，仅残存山西组下部部分地层。1、奥陶系（O）本区只存在奥陶系中统
6、马家沟组（O 2m） 。矿区南部小范围出露。岩性为浅灰深灰色石灰岩及角砾状石灰岩，与下伏寒武系上统地层呈平行不整合接触，厚度大于 48.02m。2、石炭系（C）本区缺失下统，发育上统本溪组（C 2b）和太原组（C 2t） 。、本溪组（C 2b）在南部区外有零星出露，岩性为浅灰深灰色铝土岩、铝土质泥岩。该层铝土质泥岩是对比一 1 煤层的主要标志层。本组为泻湖海湾相沉积，厚度为 9.32m，与下伏奥陶系马家沟组地层为平行不整合接触。、太原组（C 2t）为本区主要含煤地层之一，由灰、深灰色中厚层石灰岩、深灰色泥岩、砂质泥岩、砂岩和煤层组成，厚 71.00m。共含煤 7 层，仅底部的一 1 煤层为大部
7、可采煤层，其它煤层均不可采。依据其岩性组合和沉积特性可分为三段。、下部灰岩段自太原组底界值 L4 石灰岩顶界，主要由灰深灰色石灰岩、黑色泥岩、砂质泥岩和煤层组成，含石灰岩 4 层（L 1L 4） ，常合并为 12层，中夹泥岩或砂质泥岩薄层。其中 L1 灰岩特性明显，为本区一良好标志层，局部与 L2 灰岩合并，厚度为 8.36m13.50m ，平均 10.70m。本段含煤 4 层（一 1、一 2、一 3、一 4） ，其中一 1 煤层为大部可采煤层，其它煤层不可采。本段厚度为 27.36m。、中段碎屑岩段自 L4 石灰岩段顶界至 L7 石灰岩底界，由深灰色中细粒砂岩、灰黑色砂质泥岩、泥岩组成，夹薄
8、层石灰岩（L 5、L 6）及薄煤层（一 5、一6） ，煤层均不可采，胡石砂岩为区内辅助标志层；本段厚度为 27.84m。、上部石灰岩段自 L7 石灰岩底至 L9 石灰岩顶界面，以深灰灰色石灰岩为主，夹深灰色泥岩、砂质泥岩、砂岩和煤层。该段含石灰岩 3 层（L 7、 L8、 L9） ，石灰岩具方解石脉和少量黄铁矿结核。其中 L7 燧石灰岩厚度为 9.53m，发育稳定，特征明显，为本区主要标志层之一；L 9 灰岩不稳定，常变相为菱铁质泥岩，为太原组与山西组分界标志层。含煤2 层，均不可采。本段厚度为 15.80m。3、二叠系（P）二叠系为本区的主要含煤岩系，上部为非含煤地层，中下部为煤系地层。该系
9、地层分为上、下两统， 。本区仅保留二叠系下统的山西组下部、下石盒子组上部地层，二叠系上统上石盒子组及石千峰组、山西组中上部、下石盒子组下部均被滑动构造断失。二叠系与下伏石炭系地层为整合接触，总厚度 756.23m。自下而上为：、下统（P 1）下自二 1 煤层底板砂岩底界，上至田家沟砂岩（St）底界，划分为山西组、下石盒子组，由于受滑动构造铲失仅保留二、五、六三个煤段。与下伏太原组地层整合接触。、山西组（P 1s）二煤段自 L9 石灰岩顶至砂锅窑砂岩底，为一套灰深灰色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩及中粒砂岩为主组成的含煤地层，即二煤段。厚 80.10m，与下伏太原组为整合接触。根据其岩性组合特征可分为四
10、段。本区仅保留下部二 1 煤层段和大占砂岩段部分地层，上部地层均被滑动构造断失。含煤一层二 1 煤层，为本区主要勘查对象。本区地层仅保留13.98m。二 1 煤层段：自 L9 石灰岩顶界至大占砂岩底界，厚 9.05m。下部岩性为灰、深灰色中厚层状细粒石英砂岩、粉砂岩夹薄层状、条带状泥岩、砂质泥岩，呈互层状产出，具波状、透镜状及脉状层理，含植物根化石，常变相为砂质泥岩。中部为二 1 煤层，厚 015.00m，平均 7.31m，为黑色粉状、碎粒状，局部含一层夹矸。全区大部可采，局部被滑动构造铲失无煤。上部为泥岩、砂质泥岩、炭质泥岩，偶夹薄煤层（二 12 煤层），富含植物化石。大占砂岩段：本段自大占
11、砂岩（Sd）底至香炭砂岩（Sx ）底。因滑动构造铲失本区仅保留部分中粒长石石英砂岩，中粒长石石英砂岩呈灰色，泥、硅质胶结，具交错层理，层位稳定，俗称大占砂岩（S d） ，为二 1 煤层间接或直接顶板，属主要标志层之一，厚 012.08m，平均4.93m。、下石盒子组（P 1x）下自砂锅窑砂岩（S S）底界，上至田家沟砂岩（ St）底界。按其煤层岩组合规律，自下而上分为三、四、五、六四个煤段，本区仅保有六煤段及五煤段的局部地层。五煤段岩性为灰、棕红色砂质泥岩，夹细中粒砂岩薄层，厚22.30m。六煤段厚 55.27100.88m，平均厚 86.05m，、上统（P 2）下自田家沟砂岩（St）底界，上
12、至金斗山砂岩底界，厚 624.07m，划分为上石盒子组和石千峰组。、上石盒子组（P 2s）下自田家沟砂岩底界，上至平顶山砂岩底界。厚 244.38m，分为七、八、九三个煤段，与下伏下石盒子组地层呈整合接触。、石千峰组（P2sh）系指平顶山砂岩底界至金斗山砂岩底界间的一套非含煤地层，分为上、下两段。总厚 379.69。4、三叠系（T）区内仅存有三叠系下统圈门组（T 1q）下部的金斗山砂岩段。金斗山砂岩在本区北部的山头出露较多，地貌上形成山脊。岩性主要为紫红色厚层状中粒石英砂岩，该组岩石质地坚硬，抗风化剥蚀能力强，形成独特的陡峻山岭地貌。厚度大于 40.76m，为特征突出，岩性单一的良好标志层。5
13、、第四系（Q）以黄土层、砾石层为主，局部为黄土夹砾石，松散，透水性强。厚度 022.65m，平均 8.82m。井田的地质构造、最主要的地质变动。如断层、褶曲和错动等，其分布情况。岩浆侵入活动和岩溶塌陷现象及其对煤层的影响。1.2.2 地质构造本区位于昆仑秦岭纬向构造带北支东段，处于新华夏第二沉降带与第三沉降带交错部位，具体为夹持于嵩山和箕山两背斜之间的向斜构造即颖阳芦店向斜南翼东段，地质构造形态主要表现为芦店滑动构造上部系统覆盖下的一个单斜构造，地层走向 NE5060，倾向 NW，倾角 1422；地层产状沿走向和倾向均有一定的变化，区内还发育有 NW、NE 和近 EW 向三组断裂，现简述如下：
14、、褶曲本区发育的主要褶曲是凤凰岭背斜，轴部位于矿区中部的柿树林赵家沟一线，轴向 NESW，该背斜为一不对称背斜，轴部出露地层为石千峰组上段中部地层，两翼出露地层为石千峰组上段上部和三叠系金斗山砂岩，西北翼地层倾角 411，东南翼倾角 1627。、断裂1、大路南正断层（芦 F13）位于祖师庙吴家门一带，是本区的南部边界断层。144 线以西隐伏于滑体下，以东出露于地表。其走向 N80E，倾向 NW，倾角 3865，断距西小东大，60120m。该断层在本区西部仅有 14001 一孔穿过，对接关系为上盘山西组底部与下盘太原组 L1 灰岩接触，断失地层 60m。通过作图分析该断层在 143 和 144
15、两剖面线之间可能存在一条NW 走向并夹持于芦 F13 和芦 F14 断层之间的芦 F13 支断层，断距约50m。总之该断层在区内无钻孔揭露，控制程度较差。2、小沟正断层（芦 10）位于小沟村东，是本区的东部边界断层，也为一滑体下隐伏断层。其走向 N40W，倾向 NE，倾角 60，断距 150180m。在南部露头附近断层两侧 O2m 与地层不连续。小沟补 W2 孔二 1 煤层断失，W4与补 2 孔煤层底板等高线不连续。总之该断层在浅部有控制，深部有一定摆动。3、祖师庙逆断层（芦 F14）位于西郝家门王楼矿线，为逆断层，也为一滑体下隐伏断层。其走向近东西，倾西北，倾角 3860。区内有两钻孔穿过，
16、14301 孔 1 煤层重复，断距 60100m，14401 孔太原组地层重复 100余米，该断层控制较好。4、赵家门逆断层（芦 F15）位于刘子沟马鸣寺柿树林王家门一线，为一逆断层，也为一滑体下隐伏断层。其走向 N70E，倾角 2841，断距 1050m。该断层仅有 14201 孔控制，断距 10m。剖面显示其断距在 14402 孔处最大，约 50m，并伴生一条同向芦 F16 小型逆断层。该断层在 145 线处断距又变小，以至尖灭。由于该断层上盘逆冲，使得二 1 煤层被滑动构造铲失，形成一条细条带状无煤带。、滑动构造（芦 F1）按构造层次划分为浅层构造。一般沿二 1 煤顶部由南部浅部向北部深
17、部滑动。井田内现已有 11 个钻孔穿见该断层，缺失地层 350750m。其垂向结构自下而上可分为下盘、主滑面和上盘三部分。1、下盘：即前已述及的单斜及隐伏断裂构造，主要由P1S、C 3t、C 3b、O 2m、 及其它变质基底组成。本次勘探的主要对象二 1煤层即赋存于内。2、主滑面地表露头位于祖师庙吴家门驮窑一线，走向 N60E，倾向NW，倾角 15-40，断距浅部大深部小。主滑面基本沿二 1 煤层附近延伸，但有一定的波状起伏。滑面之上普遍有一层断层角砾岩，主要是由上、下盘间摩擦揉搓破碎的岩石构成，还见有断层泥、碎裂岩等。在本区内的断层带厚度为 0.7030.85m，平均为 9.83m。3、上盘
18、：又称滑体，主要由三叠系下统圈门组、二叠系上统石千峰组及石盒子组组成，总体为一轴向 NESW 的凤凰岭背斜，是由滑动构 造 引 起 的 反 卷 背 斜 。 该 背 斜 为 一 不 对 称 背 斜 ， 西 北 翼 地 层 倾 角 411，南翼倾角 1627，背斜轴部出露石千峰组地层，两翼出露三叠系金斗山砂岩。另外滑体内还发育有两条走向正断层，落差 540m。4、滑动构造对煤层的影响由于滑动构造沿着二 1 煤层附近延伸，且波状起伏，当滑面上翘或下盘下凹时，就保存了二 1 煤层及其上覆地层；当滑面下切或下盘上隆时，就铲薄、铲失煤层，造成无煤带，如 14402、14601、14602 三孔。一方面，由于滑面下切造成二 1 煤被铲失，另一方面，局部区段受滑动构造的揉搓与挤压，煤层厚度增大，出现厚煤层，如 14501 孔煤厚
