石千峰组二段(P2sh2)
岩性由紫红色、紫色粉砂岩及细粒砂岩构成。上部为厚约30m的紫红色细粒砂岩与粉砂岩互层沉积,下部为厚约50m的紫红色粉砂岩与砂质泥岩,含灰绿色钙质结核。本段地层厚度63.70-88.75m,平均80.00m。 新生界(Kz) 第三系(R)
中新统九龙口组(N1j)
矿井南部钻孔有揭露,与河南红岭井田的汤阴组相对应,岩性由褐红色粘土、绿灰色中~细粒砂岩、砂砾岩组成,半胶结,较松散,矿井内钻孔最大揭露厚度37.20m。 第四系(Q)
由耕植土、砂卵砾石、砂质粘土、亚砂土组成,矿井范围内东北厚西南薄,耕植土厚2~4m,地层总厚度15.10~75.52m。 1.2.3井田标志层特征
本区主要含煤地层为二叠、石炭系的山西组和太原组,海陆将交互相~过渡相沉积,煤层稳定,标志层众多,特征明显。主要可采煤层标志层有:
1、2号煤层顶板砂岩。由粉砂岩、细粒砂岩组成,2.30-8.90m,
安阳矿井煤系地层标志层一览表 (表1-2-3-1) 厚 度 层间标志层 对应 岩 性 稳定最小~最大 距 名 称 煤层 描 述 性 平均 m 2.3~0-8.90 深灰及黑灰色粉砂岩、细粒顶板砂岩 2 稳定 5.26 砂岩,中厚层状,含植物化石。 0.90-1.30 灰色,中-薄层状,含海相不稳一座灰岩 34 3 0.92 生物化石。 定 2.04-3.41 浅灰色及灰色,隐晶质结野青灰岩 20. 4 稳定 2.73 构,质较纯,含海相生物化石。 3.5-4.57 灰色,隐晶质结构,富含海伏青 49 6下 稳定 4.09 相生物化石,裂隙发育。 1.25-2.35 灰白色及灰色,隐晶质结较稳小青灰岩 14 7 1.52 构,含海相生物化石,性脆。 定 0.60-0.80 灰色,细晶质结构,富含海中青灰岩 18 稳定 0.72 相生物化石,薄层状。 灰及深灰色,含燧石结核及5.42-7.00 大青灰岩 8.4 8 大量海相生物化石,裂隙发稳定 6.21 育,质不纯。 深灰色、灰色。含丰富的海0.69-0.90 下架灰岩 3.5 9 相生物化石,泥晶及生物碎屑 0.75 结构,含泥质成份较高。 平均厚度5.26m,含植物化石,具明显的鮞粒结构特征,沉积稳定。 2、小青灰岩。7号煤层顶板。厚度1.25-2.35m,平均厚度1.52m,灰色,薄层状,隐晶质结构,含海相生物化石,较稳定。上距伏青灰岩14m。
3、大青灰岩。8号煤层顶板。厚度5.24-7.00m,平均厚度6.21m,灰色,厚层状,含燧石结核及大量海相生物化石,稳定。上距小青灰岩26m。
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4、下架灰岩。9号煤层顶板。厚度0.69-0.90m,平均厚度0.75m,灰色,含丰富的海相生物化石,泥晶及生物碎屑结构,含泥质成份较高,稳定。上距大青灰岩3.5m。
其它标志层还有一座灰岩、野青灰岩、伏青灰岩、中青灰岩等,其特征见(表3-1)
1.2.4 地质构造
1.2.4.1区域地质构造
在区域构造上,峰峰煤田处于祁吕贺兰山字型构造前弧东翼边缘,新华夏系第三隆起带与第二沉降带的过渡带。新华夏系第三隆起带恰好又复合于祁吕贺兰山字型构造前弧的东翼之上,致使区内各种构造体系的各级规模和各序次的构造,以多种复合方式彼此交织在一起,构造形态较为复杂,显示了多期性和继承性的特点,形成了本区独特的构造轮廓。区内主要构造类型为高角度正断层,褶皱次之。
峰峰煤田以新华夏系构造体系为主,次为南北向构造、华夏系构造,并伴有东西向构造。断层以高角度正断层为主,平面弯曲波状,多属压扭性质。在空间上西疏东密,西弱东强,显然受来自东南方向侧压应力的制约。从各时代地层沉积建造、接触关系、构造特点和岩浆岩年龄分析,主要构造是燕山运动的产物,其生成先后次序,从老到新应为北西向、南北向、北北东向、东西向。
(一)、主要构造体系
1、新华夏构造体系:在本区比较发育,规模较大,影响广泛,活动时间长,为本区的控制性构造,由于南北向构造体系的严重干扰,所显示的构造形迹,既不是严格的新华夏系,也不是严格的南北构造,而是二者之间的一套混合的结构面。
2、南北方向构造体系:由于受新华夏系的破坏比较严重,仅在鼓山背斜等处展现一些近南北向构造的片段。
3、东西向构造:一般规模不大,主要发育在鼓山两侧地区。如苑城地堑、鼓山东侧的上官庄向斜、黑龙洞背斜等。
4、北西向构造:因受多期的破坏和改造,在本区内展布不完整,仅有少量规模不大的北西向构造。其中较完整的有后沟向斜、钟离向斜等。
(二)、区域构造特征
纵观本区构造,总体上有如下特征:
1、断裂密度从西向东,呈明显的由疏到密变化,褶皱西部山区不发育,在盆地内伴随着断距大于100m的断裂带,常常有褶皱分布,褶皱多为复式或雁行排列,前者如鼓山背斜、莲花山背斜等,后者如沙果园背斜、彭城向斜等。
2、断层多为高角度正断层,常以楔型或地堑相间展现,断层倾角多在70°左右。
3、整个区域地层产状较为平缓,地层倾角西部山区一般为5°~10°,和村盆地及鼓山以东地区一般为10°~25°左右。
4、北北东向断裂和南北向断裂的断裂带宽度一般为5~10m,唯鼓山断裂带宽度较大,最大处可达100m。在鼓山断裂带内可见构造透镜体、小褶皱以及显示南北扭动的水平擦痕。
5、具有强烈的继承性,显示了多次构造活动的复杂影响,它们互相迁就、改造、呈现截接和斜接等关系,使本区断裂构造形迹及其力学性质复杂化。但以北北东向构造为主,改造、重造了其它各类构造。
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1.2.4.2矿井地质构造
矿井位于峰峰矿区的南端,鼓山~何庄断裂束之西侧,其构造形迹的发生、发展受区域构造的控制,矿井构造特征与构造形态以单斜构造为主,地层走向近SN,倾向E,矿井北端,受漳河向斜倾伏端的影响,地层略呈宽缓的波曲形态,地层倾角10°~20°。兹将矿井内构造叙述如下: (一)、断层构造
经统计,矿井井田内落差大于20m的断层共2条,总长度6604m。井田内的大型断层主要分布在井田西侧和中部,从矿井开采情况看,对采区的划分和煤层开采没有重大影响。在矿井开采中,揭露小型断层10条,或三二条平行排列,或单独出现,分布无规律。在巷道开掘中揭露断层点8处。
1、F58断层 位于矿井西部,属矿井主干断裂,走向NE~NNE,倾向NW~NWW,倾角70°,纵贯矿井南北,总体延展长度7600m,落差120~430 m,申家庄矿和本矿井采掘工程、补19孔、Ⅱ-1孔、1609实见,NO1孔控制,控制严密,位置、落差可靠。 3、FB53断层
由河南岗子窑煤矿由东南部延伸至本矿井田中部,延展长度1700m。矿井主干断裂,平面弯曲波状,走向由NE~NNE~NE向,倾向SE,倾角60°~70°,矿井内断层落差30~70m。 (二)、褶皱构造
本井田地层宽缓开阔,略有起伏。总体上呈现出以Ⅲ—Ⅲ′地质剖面线为轴的宽缓向斜,纵贯全井田,轴向N60°W,地层走向N~NE,倾E~SE,两翼地层基本对称,地层倾角10°~20°。井田东西
矿井断层控制程度一览表 (表1-2-4-1) 断层断层产状 落差 延展断层可靠 确定依据 编号 走向 (m) 性质 程度 倾向 倾角 (m) 申家庄矿补19孔和井下采掘工程实见;本矿井Ⅱ-1孔缺失NE~NW~ 120~P1x~P2s3地层及F58 70° 7600 正 可靠 NNE NNW 430 P1s部分地层,NO1孔间接控制;边界西南1609孔实见,缺失C3t地层120m。 由岗子窑煤矿从东南部延伸至矿60~FB53 NE SE 30~70 2500 井中部,延展长正 可靠 70° 度1700m,矿井东翼轨道下山实见 两翼断层的存在,使其轴部位置发生一定程度的偏移,向斜的整体形态由地质钻孔和采掘工作面基本控制,对矿井生产无显著影响。
纵观井田构造,与区域构造密切相关。本矿在生产过程中只遇到了FB53断
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层,其余均在未开拓区域,井田在开采过程中,遇到的多为走向小断层,最大落差26m,最小0.01m,对开采略有影响。 (三)、岩浆岩
矿井范围内的钻孔及井下采掘工程均未见到有岩浆岩的侵入,矿井紧邻的申家庄矿也未发现有岩浆岩的侵入。 1.3井田水文地质 1.3.1含水层
矿井内含水层叙述如下。 新生界砂卵砾石含水层
由沉积松散的砂卵砾石及半胶结的砂砾岩组成,为孔隙含水层,分布不稳定。含水层厚10.60~18.30m,钻孔泥浆消耗量介于0.60~9.60 m 3/h之间。根据辛安井田钻孔抽水试验成果资料,单位涌水量0.355 l/s.m,水位标高+187.44m,矿化度0.3 g/l,水质类型HCO3·CL—Ca·Mg型,为中等富水性含水层。
二叠系上石盒子组二段砂岩含水层组(Ⅸ)
以二叠系上统上石盒子组二段底部砂岩含水层为主,为砂岩裂隙含水层组,岩性以灰白、浅灰白色中~粗粒砂岩为主,含水层厚度10.30~12.00m,平均11.33m,钻孔泥浆消耗量介于0.0~0.8 m 3/h之间。根据辛安井田钻孔抽水试验成果资料,单位涌水量0.023~0.049 l/s.m,水位标高+135.80~+160.77m,渗透系数0.11~0.19 m/d,矿化度0.4~0.6 g/l,水质类型为HCO3·SO4—Ca·Mg、HCO3·CL—Na·Ca型,为弱富水性含水层。
二叠系下石盒子组砂岩含水层组(Ⅷ1+Ⅷ2)
由二叠系下统下石盒子组底部(Ⅷ1)和中部(Ⅷ2)两个含水层构成,为砂岩裂隙含水层组,岩性均为深灰色中~细粒砂岩。
底部砂岩含水层(Ⅷ1)下距2号煤层平均间距47.49m,含水层厚1.60~7.30m,平均5.13m,钻孔泥浆消耗量介于0.00~0.45 m 3/h之间。根据辛安井田钻孔抽水试验成果资料,单位涌水量0.0179~0.22 l/s.m,矿化度0.60~1.8 g/l,渗透系数0.19~1.30 m/d,水位标高+129.72~146.30m,水质类型为HCO3·CL—Na·Ca、HCO3·SO4—Na·Mg型,为弱~中等富水性含水层。
中部砂岩含水层(Ⅷ2)下距2号煤层平均间距84.17m,含水层厚4.50~17.10m,平均10.58m,钻孔泥浆消耗量均小于0.30 m 3/h。根据辛安井田钻孔抽水试验成果资料,单位涌水量0.14~0.18 l/s.m,矿化度0.5 g/l,渗透系数0.38 m/d,水位标高+161.03m,水质类型为HCO3·SO4—Ca·Na型,为中等富水性含水层。
二叠系山西组2号煤顶板砂岩含水层(Ⅶ)
为2号煤层间接顶板裂隙含水层,由1~3层中~细粒砂岩构成,泥钙质胶结,厚度6.31~17.70m,平均12.42m。钻孔泥浆消耗量介于0.0~0.8 m 3/h之间。根据辛安井田钻孔抽水试验成果,单位涌水量为0.078~0.356l/s.m,渗透系数0.04~3.97 m/d,水位标高为+136.45m,水质类型为HCO3—Na型或
HCO3·CL—Na型,为弱~中等富水性含水层。矿井在开采过程中,顶板裂隙水以滴水、淋水的形式涌入工作面。
石炭系野青石灰岩含水层(Ⅵ)
为4号煤层的直接顶板岩溶裂隙含水层,岩性由深灰色隐晶质含泥质石灰岩构成,厚0.47~3.41m,平均2.28m。裂隙发育,但均被方解石及黄铁矿充填。
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辛安及复兴井田中钻孔均未发生漏水现象,钻孔泥浆消耗量介于0.1~0.3 m 3/h之间。根据辛安、复兴井田钻孔抽水试验成果,其单位涌水量介于0.00085~0.071l/s.m之间,渗透系数5.93 m/d,水质类型为HCO3·CL—Na·Ca型,水位标高+133.3m,为弱富水性含水层。
石炭系伏青石灰岩含水层(Ⅳ)
为6号煤层的间接底板岩溶裂隙含水层,岩性由深灰色中~厚层状隐晶质石灰岩组成,含少许泥质,分布稳定,厚3.50~4.57m,平均4.09m,矿井进行扩大延伸补充地质勘探时,钻孔泥浆消耗量大于0.5m 3/h的钻孔有2个,其余介于0.60~1.20m 3/h之间;复兴井田的1205、1201、1202、1612钻孔揭露该含水层时发生严重漏水。根据辛安井田和复兴井田(1202孔)的钻孔抽水试验资料,其单位涌水量介于0.0185~5.359 l/s.m之间,渗透系数8.25 m/d,水质类型为HCO3·CL—Na·Ca型或HCO3·SO4—Na·Ca型,水位标高+133m,为弱~极强富水性含水层。
石炭系大青石灰岩含水层(Ⅱ)
为8号煤层顶板岩溶裂隙含水层,岩性由深灰色巨厚层状质纯隐晶质~细晶质石灰岩组成,含燧石,厚5.42~7.00m,平均6.12m,层位稳定。矿井扩大
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延伸补充地质勘探时,钻孔泥浆消耗量介于1.20~4.50m/h之间。根据辛安井田钻孔抽水试验,其单位涌水量0.06~0.9 l/s.m,水质类型为HCO3—Na,矿化度为0.6g/l,水位标高+132m,为弱~中等富水性的含水层。
奥陶系石灰岩含水层(Ⅰ)
为煤系地层的沉积基底,主要指中统峰峰组七、八段地层,地层厚度120m左右,为岩溶裂隙含水层。岩性由浅灰、灰色石灰岩、角砾状石灰岩、白云质石灰岩组成,钻孔最大揭露厚度57.55m,岩溶发育极不均一,根据辛安井田钻孔抽水试验资料,单位涌水量0.20~105.11l/s.m,水质类型HCO3·SO4—Ca·Mg,矿化度小于0.5g/l。2004年矿井工业广场内施工的水源井揭露奥陶系石灰岩厚度154.45m(揭露层段为峰峰组六、七、八段),出水段孔径219mm,单位涌水量为25.50 l/s.m,换算成孔径91mm的单位涌水量为18.20l/s.m,渗透系数
14.67m/d,经多年观测,水位标高+120.00m,为富水性极强的含水层。1.3.2隔水层
矿井内各含水层在垂向上间隔一般15~56m,各含水层之间岩性构成为粉砂岩或泥岩,在天然状态下具有良好的隔水性能。根据邻近复兴井田和辛安井田水文地质资料,矿井内各含水层的水位、水质、矿化度等指标存在明显差异,天然状态下各含水层之间无水力联系。
新生界砂卵砾石含水层组(Ⅹ)与二叠系上石盒子组砂岩含水层组(Ⅸ)之间隔水层
钻孔揭露新生界砂卵砾石含水层组之下基岩风氧化带最大厚度为13.90m,岩性为褐色、褐黄色粉砂岩及细粒砂岩,岩层风氧化带裂隙被粘土质充填,形成基岩风氧化带隔水层;二叠系上石盒子组砂岩含水层组主要指上石盒子组二段中~粗粒砂岩含水层段。石盒子组二段之上为石盒子组三段、四段地层,石盒子组三段地层厚度100m左右,岩性以紫色、灰绿色带紫斑、紫灰色带青斑的粉砂岩、砂质泥岩为主;石盒子组四段地层厚度150.00m左右,岩性以紫灰色、灰绿色、紫色粉砂岩为主,夹青灰色中~细粒砂岩组成,顶部为兰紫色稍带绿色斑点(猪肝紫)的巨厚层状含白色瘤状钙质结核的粉砂岩。石盒子组三段和四段的粉砂岩厚度占两段地层总厚度的85%以上,因此,新生界砂卵砾石含水层组(Ⅹ)
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