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1、山西阳城县小西煤业有限责任公司矿井初步设计前 言本次初步设计文件的修改系根据山西省煤炭工业局2004年7月2日太原组织有关单位及专家的审查意见而进行的。经过我院的认真讨论，文件的修改内容为审查意见中的各项要求及其定议，同时对涉及到的相关内容也进行了相应的调整。小西井田位于山西省阳城县县城北西，直距约22km，行政区划属阳城县芹池镇、沁水县龙港镇管辖。本井田位于沁水煤田普查区南部。井田东西走向长约5km，南北宽约2.3km，面积7.6265km2。批准开采3号和15号煤层，初期开采3号煤层，该煤层厚度1.30m6.40m，平均厚度4.05m，属全井田稳定可采的煤层。煤层赋存总体受一组宽缓褶皱控制
2、，褶皱轴向北东，倾角306，两翼地层倾角一般510，井田内断裂构造不发育，结构简单，顶底板岩性良好；井田内主要可采煤层3号煤层和15号煤层矿床水文地质条件均属简单类型。本矿井属高瓦斯矿井，井田内3号、15号煤层煤尘均无爆炸危险性，属不自燃煤层；全井田可采煤层的地质储量为77970kt，设计可采储量为47320kt，其中初期开采的3号煤层地质储量为46790kt，设计可采储量为29120kt，综观全井田开采技术条件较好，适宜于综采放顶煤开采。初期开采的3号煤为为低中灰、特低硫、低中磷、高发热量、高强度之无烟煤。3号煤对CO2反应性差，热稳定性好，可磨性中等，结渣性强，固定碳含量高，精煤回收率高，
3、易选，是国内外煤炭市场紧缺的优质化工和动力用煤，市场缺口很大，供不应求。随着我国化肥工业的快速发展和冶金高炉喷吹用煤、大型及特大型无烟煤电厂用煤量的增加，优质无烟煤在市场上将会更加走俏，其价格优势将会随着时间的推移进一步体现出来。其开发前景相当广阔，市场潜力巨大。山西阳城县小西煤业有限责任公司为了解决无烟煤煤源匮乏问题、调整煤炭产品结构，充分满足用户对煤质的要求，尽快适应煤炭市场环境、提高综合经济效益、安置富余人员，最大限度地提高矿井的综合经济效益，并使已批准的井田能够得以合理开发，2003年12月，我院受山西阳城县小西煤业有限责任公司的委托，编制完成了小西煤业有限责任公司可行性研究报告；20
4、04年3月5日，山西省煤炭工业局以晋煤规发2004159号文件审查批准了该可行性研究报告；2004年4月，山西阳城县小西煤业有限责任公司委托我院在原可行性研究报告的基础上，结合山西省煤炭工业局对可研报告的批复精神和晋城市煤炭工业局、阳城县委县政府对该矿建设的指示要求，针对山西省煤炭工业局对初步设计文件的审查意见，编制和修改小西煤业有限责任公司初步设计。一、设计依据1.山西地质矿产勘查开发局二一二地质二二年九月提供的山西省沁水煤田小西井田勘探（精查）地质报告。2.关于山西省沁水煤田小西井田勘探（精查）地质报告的初审意见。3. 关于山西省沁水煤田小西井田勘探（精查）设计的审查意见。4.设计委托书”
5、。5.山西省国土资源厅颁发的采矿许可证，其证号为1400000410683。6.我院编制的小西煤业有限责任公司可行性研究报告。7.山西省煤炭工业局文件晋煤规发2004159号关于阳城县小西煤业有限责任公司矿井建设项目可行性研究报告的批复文件。8.山西阳城县小西煤业有限责任公司提供的有关矿井设计和建设的资料以及外部协作的意向意见。9.国家有关煤炭工业的规程、规范和技术政策等。二、设计的指导思想认真贯彻执行国家有关煤炭设计、建设和生产的政策法规，以矿井设计规范和煤矿安全规程为依据，重视生产安全和环保工作。积极响应国家产业政策，以市场经济为导向，加大矿井设计改革的力度，在保证矿井设计规模和安全生产的
6、前提下，选用较先进的开采工艺，合理开发本井田宝贵的煤炭资源，以提高资源回收率，实现规模化、标准化、高效益生产，综合提高煤矿的经济效益和煤炭工业的现代化程度。力争通过精心设计和科学管理，将该矿井建设成规模合理、安全条件好、机械化装备水平高，见效快、效益好、符合煤矿发展趋势的新型地方矿井。三、设计的主要特点1.矿井设计生产能力600kt/a，地面预留洗煤厂的位置，矿井采用一次设计，一次建成投产的移交方式。2.在工业场地的选址上，充分考虑到本井田村庄、公路、征地意向以及表土层厚度、地质构造的影响，因地制宜地将矿井工业场地联合布置在小西沟村南偏西，基本处于小西沟村和韩沟村之间，工业场地选择在较为宽缓的
7、阶级地上，预留有后期建设的选煤厂场地和铁路装车站位置（铁路装车站由竹林山煤矿计划兴建的铁路专用线接轨），这样既有利于矿井煤炭外运，也有利于后期选煤厂的合理衔接。3.矿井以一个水平开发全井田的3号煤层，采用斜井立井综合开拓方式。4.矿井初期布置主斜井、副立井和回风立井三个井筒。主斜井装备大倾角带式输送机和胶带检修轨道，担负煤炭提升和下放液压支架的任务，兼做矿井的一个安全出口；副立井装备一对1t单层单车普通罐笼，担负矿井矸石、材料和人员等所有辅助提升任务；回风立井担负矿井的回风任务，兼做矿井的另一个安全出口。5.井下主运输采用胶带输送机，可实现自回采工作面至地面胶带一条龙连续运输，用人少、效率高、
8、故障率低、安全性好，利于实现集中自动化控制与管理。大巷辅助运输采用无极绳绞车牵引1t系列矿车。6.矿井初期以一个生产采区、一个轻型综采放顶煤工作面来保证矿井设计生产能力，工程量少，运输环节简单，符合高产高效“一井一面”的模式。7.工业场地布置采用分区布置，主要生产区、辅助生产区和行政、福利区三个功能区分区明确，布置位置恰当，整个场地布置紧凑合理。同时合理预留了选煤厂位置，生产系统为其预留了技术接口，既便于生产管理，又最大限度地减少了占地。8.矿井不单独设居住区，只在工业场地设置单身宿舍。四、矿井主要技术经济指标1.矿井设计生产能力：600kt/a。2.井田开拓方式：斜井立井综合开拓。3.水平划
9、分及标高：全井田划分为两个水平，第一水平标高为660m，第二水平标高为550m。4.矿井及水平服务年限：全矿井服务年限为56.33a；其中第一水平服务年限为34.7a。5.全矿井以一个采区、两个掘进工作面保证设计生产能力。6.达到设计生产能力时井巷工程总量为8212.9m，其中巷岩2638.9m，万吨掘进率为73.06m。7.矿井工业场地购地总面积：6.0ha，场地占地面积为5.0 ha。8.原煤全员效率：6.0t/工.d。9.基本建设总投资16453.24万元。10.吨煤投资274.22元。11.矿井建设总工期25个月。12.投资回收期(税后)：7.87a。13.贷款偿还期：6.51a。五、
10、存在的问题及建议1. 井田高级储量区勘探程度偏低，特别是井田内东部及西部的勘探控制程度较差，建议进一步补充勘探，另外井田内仅西部边缘发育一小型断层（F1），其控制程度不够，建议采用三维地震勘探法对该断层及其其它断裂构造加以探明。同时对首采区进行高分辩率地震勘探，彻底查清首采区内的煤层赋存条件，为矿井及早达产和稳产、高产提供技术支持，并为矿井安全生产提供条件。2. 地质报告中，对井田内煤层瓦斯赋存情况，只提供了煤层的瓦斯含量，而无瓦斯压力、煤层透气性系数、钻孔瓦斯流量衰减系数等瓦斯参数，不能满足矿井瓦斯抽放设计的要求。建议建设单位在揭露煤层后对矿井瓦斯参数进行实测，并请有关权威部门对矿井瓦斯进行
11、鉴定，以便为矿井通风设计、矿井瓦斯抽放设计和安全生产提供可靠的技术依据。 3. 设计要求建设单位在矿井主斜井、副立井和回风立井井筒附近各打一个井筒检查孔，以便准确地确定井筒落底点位置和开采水平标高，同时为井筒施工设计和井筒施工提供准确的地质与水文地质资料。4.由于批准开采的15号煤层灰分、硫分较高，属非经济开采煤层，为延长矿井服务年限，建议井田适当向西部或南部扩展，以增加3号煤层的开采储量。第一章 井田概况及地质特征第一节 井田概况一、交通位置小西井田位于山西省阳城县县城北西，直距约22km，行政区划属阳城县芹池镇、沁水县龙港镇管辖。地理坐标为东经11211451121500，北纬353745
12、353900。晋（城）韩（城）公路由南东向北西从井田东侧通过。井田南偶3km有芹（池）张（村）公路可直达阳城、晋城、沁水、侯马等地，本矿生产的煤炭可经侯（马）月（山）铁路、太焦铁路和南同蒲铁路运往全国各地，交通较为便利，竹林山煤矿计划兴建的铁路专用线正在积极准备办理之中，目前该条铁路专用线已引起阳城县政府有关部门的重视，该条铁路专用线的建设将使得该区交通更为便利，尤其是煤炭的运输。小西井田至邻近主要城市的里程见表111。表111 小西井田至邻近主要城市的里程表 单位：km名 称阳城县沁水县晋城市长治市侯马市焦作市里 程2266314512763矿井交通位置详见图1-1-1。二、地形地貌、河流本
13、区地处太行山与中条山结合部位，地貌上属低山区，沟谷及山梁发育，地形切割比较破碎。井田内分布有4条南东、南西向冲沟及与冲沟相间分布的山梁。井田地势均呈北部高，南部低的格架，最高点为井田北西部赵岩底山峰，海拔高程为1342.7m，最低点为井田南界的沟底，海拔高程为905m。最大相对高差437.7m。井田内无较大河流分布，仅小西沟、下王沟中有溪流，常年流水，向南在矿区外合为一股流入芦苇河。芦苇河距井田内为5km，从西向东流入沁河。芦苇河属黄河流域沁河水系，流域面积小，流量不大，但终年流水。三、气象本区属东亚季风区温暖带半湿润气候，大陆性气候特征明显，四季分明，冬冷雨雪稀少，夏季炎热多雨，春秋季多风少
14、雨。年平均气温为10.512.5，一月份气温最低，平均为-3.1；七月份气温最高，平均为24.6；极端气温最高为40.2（1996年6月22日）最低为-19.7（1958年1月16日）；无霜期为170195天，冻土深度0.6m，年降水量变化大，分布不均，其中6、7、8三个月降水量约占全年总降水量的6070；年蒸发量为16001800mm；风向冬春多西北风，夏季多东南风，风力一般为34级。四、地震原山西省工程抗震设防烈度图中，本区地震基本烈度为度。根据2001年中国地震动峰值加速度区划图本区动峰值加速度为0.05g。五、矿区内工农业生产概况，矿区煤炭生产建设及规划概况(一)、矿区工农业生产概况小
15、西井田地处阳城县，该县由于地属低山、丘陵地区，土地贫瘠，又受干旱影响，农业生产 产量较低，一般亩产200kg左右。粮食植物以谷子、玉米、高粱、豆类为主，小麦次之，也 产一定数量的油料经济作物。随着经济改革的不断深入，农、林、牧、副业都有了一定程度 的发展。矿区内工业有采矿、炼铁、农机大修、石料、副食加工等。(二)、周边煤矿生产建设及规划概况矿区煤炭资源丰富，井田内无生产矿井和老窑。其东侧有武甲井田，处于筹建期。其东南和南侧有竹林山煤矿、油坊头煤矿、羊泉煤矿、伯附煤矿、沟沟煤矿等生产矿井。周边煤矿位置关系详见图1-1-2。竹林山煤矿：属阳城县二轻局下属企业，井田面积7.26km2，1995年筹建
16、，1996年投产，现开采3号煤层，斜井提升，刀柱式采煤法采煤，悬移支架支护，目前生产能力达0.26Mt/a，回采率50%。开采水平标高+569.38m，日排水量400600m3，总回风量2106m3/min。2000年矿井瓦斯相对涌出量22.4m3/t，绝对涌出量11.3m3/min，属高瓦斯矿井。井下未发现大规模的冒顶、底鼓、片帮、突水等现象，井下温度1822，矿井生产正常，其井下生产资料是武甲井田未来生产的重要参考依据。油坊头煤矿：位于本井田西南，属小型生产矿井，为村办企业，井田面积1.5km2、矿井始建于1984年，l99l年投产，现开采3号煤层，斜井提升，刀柱式采煤法采煤，坑木支护，目
17、前年生产能力90kt，回采率41%。开采水平标高+750.6m，日排水量150280m3，瓦斯相对涌出量17.42m3/t，绝对涌出量3.63m3/min，总回风量938m3/min，属高瓦斯矿井，据调查，井下未发现大规模的冒顶、底鼓、片帮、突水等现象，矿井生产正常。羊泉煤矿：位于本井田西南，属小型生产矿井，为芹池镇办集体企业，井田面积5.649km2。矿井始建于1987年，1995年投产，现开采3号煤层，斜井提升，刀柱式采煤法采煤，坑木支护，目前年生产能力0.15Mt，回采率42%。日排水量100120m3，瓦斯相对涌出量8.07m3/t，绝对涌出量1.66m3/min，总回风量427m3/
18、min，该瓦斯涌出量较竹林山、油坊头煤矿低，是由于该矿目前的作业面靠近羊泉断层断裂带。据调查，井下未发现大规模的冒顶、底鼓、片帮、突水等现象，矿井生产正常。六、煤炭运销情况(一) 、市场供需情况1.煤炭市场现状及发展趋势2001年，全国煤炭市场已由前几年的供过于求转向供求基本平衡甚至局部地区偏紧；2002年至2003年底，全国煤炭市场出现了供不应求、全面吃紧的局面，煤炭价格一涨再涨，且居高不下。今后十几年，煤炭需求仍呈增长趋势。“十五”期间，尚可满足需求。“十一五”煤炭供求将出现较大缺口，需大量建设新井和改造生产矿井来补充煤炭供应。今后十年，我国国民经济仍将保持较快增长速度，能源(包括煤炭)需
19、求将稳步增长。2003年，全国煤炭消费14.85亿t(其中国内14.3亿t，净出口0.55亿t)，预测2005年、2010年，全国煤炭需求将分别达到15.5亿t(其中国内消费14.7亿t，净出口0.8亿t)和16.5亿t(其中国内消费15.5亿t，净出口1亿t)。按现有煤炭生产及在建矿井测算，2005年全国煤炭生产供应能力15.0亿t，与需求相比缺口不大。2010年全国原煤生产供应能力14.0亿t左右，缺口2.0亿t，需通过新增生产能力来补充。另外，随着国家有关鼓励煤炭出口政策措施的出台，近几年煤炭出口已有较大幅度增长。预计2010年亚洲煤炭市场需求将较目前增加1.5亿t。2.无烟煤市场趋势分
20、析从我国无烟煤需求总量来看，未来十年基本保持目前需求，不会有太大的增加，但随着我国化肥工业的快速发展和冶金高炉喷吹用煤的增加，以及大型、特大型无烟煤电厂用煤量的增加，优质无烟煤在市场上将会更加走俏，其价格优势将会随着时间的推移进一步体现出来。晋城地区做为全国最大的优质无烟煤生产基地，其煤质指标明显优于其它地区，加之宁夏、京西等无烟煤产区因资源不足而大幅减产，在保持全国无烟煤总量平衡的大前提下，晋城地区的无烟煤市场将会持续保持供不应求的局面，市场前景十分看好。该矿井主采山西组3号煤层，该煤层为低灰中灰、特低硫、高发热量、高强度之优质无烟煤，是良好的合成氨用煤和固定床气化用煤，无论是国内市场还是国
21、际市场缺口都很大，供不应求，其开发前途相当广阔，在目前市场经济条件下，迫切需要加快其建设步伐。(二)、煤炭流向及运输情况本矿井的煤炭流向初期主要靠汽车运至侯月铁路八甲口车站或沁水车站，装火车外销至山东、陕西、河南等地，部分煤炭就地销售或靠汽车运往阳城电厂发电或晋城化肥厂做气化用煤。竹林山煤矿计划兴建的铁路专用线正在积极准备办理之中，目前该条铁路专用线已引起阳城县政府有关部门的重视，该条铁路专用线的建设将使得该区交通更为便利，尤其是煤炭的运输。晋（城）韩（城）公路由南东向北西从井田东侧通过。井田南偶3km有芹（池）张（村）公路可直达阳城、晋城、沁水、侯马等全国各地。设计认为，本矿井建成投产后，外
22、运公路完全能够满足矿井600Kt/a运要求；铁路运输方面，侯月铁路运输能力达70Mt/a，富裕能力很大，也完全可以满足本矿的煤炭外运要求。综上所述，本矿煤炭用户可靠，外运条件良好。七、电源、水源情况（一）、电源情况距该井田东部5km有晋城市供电局规划建设中的35/10kV武甲变电站，该矿井的双回路供电电源均引自距该变电站，该变电站预计在今年年底建成并投入运行。武甲35/10kV变电站两回35kV电源均取自芹池220kV变电站35kV侧不同的母线段。二四年矿井的供电电源有保障。（二）、水源情况本矿井工业场地紧靠小西沟布置，沟内浅层水水量较丰富，据井田水文地质调查，在小西沟村南东渔场地段与下王沟水
23、库一带第四系孔隙水比较丰富，下王沟水库上游基岩冲沟内有较多泉点分布，为水库一带孔隙含水层提供补给来源，而奥陶系石灰岩岩溶地下水是区内最有远景的含水层，本区奥灰水水量丰富，但据地表较深，可作为矿井后期的永久水源地。故本次设计生活用水考虑打一眼深井取自深层奥灰水，生产用水利用处理后的井下排水，因此，矿山生产、生活用水有保障。八、场地征地情况根据小西煤业有限公司与芹池镇政府达成的征地协议，矿井工业场地、汽车装车场地和进场公路占地，原则上采用征购地的方式解决，有关正式协议正在办理之中。九、主要建材供应矿井建设所需的建材如砖、砂、料石等当地即可满足供应，钢材、水泥、木材可从晋城、三门峡、太原等地采供。第
24、二节 地质特征一、地层本井田位于沁水块坳的南部，井田内地表基岩为二叠系上统石盒子组二、三段，石千峰组等地层，第四系松散沉积物在本区南部分布较广，现根据地表出露及钻孔揭露情况将该区地层由老至新叙述如下：1.奥陶系中统峰峰组（O2f）据区域资料本组厚82.0094.00m。为含煤地层之基底，岩性主要由灰深灰色中厚层石灰岩、泥质灰岩、泥灰岩、角砾状泥岩和白云质灰岩组成，为浅海台地潮间或潮上云灰泥坪、潮上盐湖环境沉积。2.石炭系中统本溪组（C2b）井田内有两个钻孔揭露，地层厚0.007.37m，平均4.69m。主要由浅灰色铝土质泥岩、粉砂质泥岩、铝土岩组成，含大量黄铁矿结核和团块，比重大，为浅海滨岸泻
25、湖环境沉积。与下伏峰峰组地层呈平行不整接触关系。3.石炭系上统太原组（C3t）厚94.6999.59m，平均97.14m，是井田内主要含煤地层之一，底部以K1砂岩与本溪组地层分界，与下伏地层呈整合接触关系。岩性为石灰岩、砂岩、粉砂质泥岩、泥（页）岩及煤层（线）等，几种岩性呈交替出现的互层状。灰岩56层（K2K6），厚度大，层位稳定，特征明显，是良好的标志层。主要可采煤层（15号）赋存于该组中下部。根据岩性组合特征，自下而上可划分为三个岩性段。一段（C3t1）：由K1砂岩底（无K1砂岩时以铝土质泥岩之顶界）至K2灰岩底，岩性有粉砂岩、粉质泥岩、黑色泥岩及煤层，底部为石英砂岩局部夹细砂岩薄层，含黄
26、铁矿结核，横向变化大，15号煤层赋存于该段顶部，全段厚23.7324.44m，平均厚24.04m。成煤环境主要为海进过程中形成的河口湾泥炭坪成煤环境。二段（C3t2）：由K2灰岩底至K4灰岩顶，岩性有中厚状生物屑石灰岩、粉砂岩及泥岩夹薄煤层（线）。粉砂岩、泥岩含炭质、钙质较高，并含黄铁矿颗粒及团块，往上石灰岩泥质增高并富含生物化石，全段厚29.4731.61m，平均厚30.54m。三段（C3t3）：由K4灰岩顶至K7砂岩底，主要由砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩、深灰色泥岩（常相变为粉砂岩，含植物化石碎片）、泥质灰岩、燧石层和薄煤层组成，厚40.7844.25m，平均厚42.56m。太原组地层沉积是继
27、本溪组海侵开始，经历了海侵逐步扩大至高潮，最后到海退的环境演化的过程中形成的，所以不同阶段形成了不同阶段形成了不同岩石组合特征的沉积地层。4.二叠系下统山西组（P1s）厚25.8043.07m，平均38.21m，是井田内又一重要含煤地层，底部以K7砂岩与太原组分界，呈整合接触关系。岩性有砂岩、粉砂岩和煤层等，通常形成34个粒级旋回。煤层多位于旋回顶部。其中3号煤为稳定可采煤层，2号（厚0.450.56m、4号煤（0.000.78m）不稳定，不可采，该组煤层环境为三角洲平原泥炭沼泽和泛滥盆地泥炭沼泽环境。5.二叠系下统石盒子组（P1X）厚57.2269.09m，平均62.37m，底部以K8砂岩整
28、合于山西组地层以上，主要岩性为砂岩、砂质泥岩、泥岩等，砂岩多集中分布于下部和中上部，一般为灰色中细粒长石石英砂岩或岩屑长石砂岩，呈中厚层状，斜层理发育，在上部层位的砂岩中，常夹薄层粗粒砂岩，局部含细砾；砂质泥岩和泥岩多分布于中部层位，颜色呈深灰色或黑色，夹23层薄层细砂岩及12层薄煤层（0.05m），煤层不稳定不可采，此外，在该组的上部，常见12层浅灰色铝土质泥岩，其中位于上部层位的铝土质泥岩层位比较稳定，具明显的鲕粒结构，鲕粒成分多为铁质，俗称的“桃花泥岩”，在区域上该层层位稳定，多集中分布于下盒子组顶部，特征明显，常作为上、下石盒子组分界的重要标志层，本井田以此铝土质泥岩之上的砂岩（K9）
29、底为上、下石盒子组的分界。下石盒子组沉积环境主要为大陆河流湖泊环境，以河流沉积为主，湖泊沉积为次之。6.二叠系上统石盒子组（P2s）井田内出露的基岩地层主要为上石盒子组，该组厚度较大，总厚度465.33m，岩性主要由砂岩和粉砂质泥岩组成。泥岩所占比例远大于砂岩，下部砂岩以灰绿色为主，上部则以灰白色为主，泥岩以杏黄色、黄绿色为主，夹紫红色斑团或条带，且层位愈高，紫红色比例愈大。上石盒子组地层沉积环境主要为大陆河流湖泊环境。根据岩性及岩石组合特征，可将上石盒子组划分为三个岩性段，现由下而上分述如下：一段（P2s1）：厚96.50125.90m，平均109.72m，底部以K9砂岩整合于下石盒子组地层
30、之上。K9砂岩为灰灰绿色中粗粒长石岩屑砂岩，厚2.4010.40m，平均8.18m，K9以上为厚层状杏黄色、黄绿色泥岩、粉砂质泥岩夹薄层状细粒砂岩、粉砂岩。二段（P2s2）：厚168.75177.90m，平均109.72m，井田中部及南部沟谷中有零星的露头，其岩石组合以砂岩与泥岩互层为特征，砂岩多为灰白色厚层状中粗粒长石岩屑砂岩，底部含铁锰质结核，泥岩以杏黄色为主，下部偶带紫色斑团，上部夹少量紫红色条带，中部泥岩中夹12层褐黑色铁锰质结核层，层厚0.100.30m，极不稳定，且泥质成分高，达不到铁锰矿品位要求。底部以K10砂岩与一段分界。三段（P2s3）：厚161.45187.65m，平均17
31、4.55m，全区大面积出露，本段地层以泥岩为主，夹23层砂岩，底部以K11砂岩与二段分界，该地层中砂岩以灰白色中厚层长石石英砂岩和岩屑长石砂岩为主，泥岩则以黄绿色和紫红色为主，杏黄色次之，本段顶部紫红色或灰黄色泥岩中常夹数层薄层、条带状、透镜状燧石层，燧石层厚度平均匀，薄者仅数公分，厚则可达0.5m以上，该遂石层延伸稳定，分布广泛，是良好的对比标志层。7.二叠系上统石千峰组（P2sh）本组地层分布于井田北部及东部的竹岭山山梁上，保留最大厚度95.30m，下部以浅灰黄色厚层状中细粒岩屑长石砂岩为主，交错层理及斜层理发育，平均厚32.28m，其上为砖红色粉砂质泥岩，分布于山梁之上，保留厚度约63.
32、02m。8.第四系中更新统离石组（Q2l） 该地层广泛分布于山梁及沟谷中，厚0.0025.00m，一般厚10.00m，岩性为浅红色亚粘土，含钙质结核。9.第四系上更新统马兰组（Q3m）该地层沿黄土坡梁分布，岩性为浅黄色亚粘土，局部夹有砂层，厚0.006.00m左右，一般4.00m。10.第四系全新统汾河组（Q4f）该地层沿区内沟谷底及河床分布，岩性为浅黄、灰绿色亚砂及砂砾石等，厚0.008.00m，一般5.00m。井田地层综合柱状详见图C1486-107-1。二、含煤地层本井田主要含煤地层为石炭系上统太原组及二叠系下统山西组。1.太原组含煤地层：厚94.6999.59m，平均97.14m，其主
33、要岩性为石灰岩、砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩、煤层等。根据其岩石组合特征，对比邻区，本次工作中仍将本溪组太原组分界划在太原组底部一层灰岩（K2灰岩）之下，铝土质泥岩之上的K1砂岩之底。太原组与山西组分界划分在太原组最上一层灰岩（K6灰岩）之上的第一层较稳定的砂岩（K7砂岩）之底。该套地层为典型的海陆互相沉积，全面反映了海浸初期、高潮期及海退期的沉积特征，其地层井田内沉积稳定，横向上变化不大，归结其地层沉积 规律可划分为两种基本层序：即由粗粒到细粒型和由细到粗粒再到细粒型。K2灰岩往上以第二种层序为特征，海相石灰岩常位于层序底部，往上为泥岩，粉砂岩或中细粒砂岩，再往上则又变细为粉砂岩、泥岩，煤
34、层多赋存于层序顶部，该 层序体现出海侵作用频繁的特征，该段共含灰岩46层，较稳定煤层56层，本组灰岩中普遍含有生物化石碎屑，其含量1020，主要为腕足类、腹足类、珊瑚类及蜒类等。泥岩中含大量的植物化石，其中包括有：尖芦木、楔叶、卵脉羊齿、脉羊齿、节羊齿等。2.山西组含煤地层：厚25.8043.07m，平均38.21m，其岩石组合为砂岩、泥岩及煤层，本组岩石组分以颜色深，含煤系数高为特征，其顶界划在最上一层煤（区域上为1号煤，本井田1号煤缺失，故以2号煤为准）往上的第一层段稳定砂岩（K8砂岩）之底。纵观全组，可以看出，该套地层是由24个由粗到细的基本层序组合而成，煤层常赋存于层序的顶部。根据本区
35、的5个钻探工程分析，其第一个沉积旋回极不稳定，仅在井田中部发育，而井田内影响范围小，相应该区沉积的4号煤层极不稳定，而往上的24个旋回沉积稳定。横向上变化不大，其下部沉积了稳定可采的3号煤层。再往上其聚煤作用减弱，逐渐向石盒子组干旱环境过度。本组泥岩多为深灰色，含丰富的植物化石，其中包括：二叠系枝脉蕨、多叉枝脉蕨、尖头带羊齿、多脉带羊齿，宽节羊齿、华北蕉叶、三角织羊齿星轮叶等，山西组沉积环境为三角洲平原三角洲前缘。总体上来说，该套含煤地层沉积稳定，岩石组合特征明显，研究程度较高，地质报告中未对该区生物地层及年代地层进行专门研究，地质报告中主要沿用了前人成果，把工作重点放在了岩石的组合特征，地层
36、的含煤性及聚煤作用的探讨总结上。三、地质构造井田位于沁水块坳的南部，地层总体受一组宽缓褶皱控制，褶皱轴向北东，倾角306，两翼地层倾角一般510，井田内断裂构造不发育，仅井田西部边缘见一小型正断层，其余地段未见断层、陷落柱等构造，井田内地质构造简单。现将井田内主要构造特征分述如下：一）、褶皱1.小西沟背斜该背斜位于小西沟村北东部，轴向近于南北，贯穿井田，为区内主干构造。宽约1100m，区内长约2500m，轴迹向南倾伏向北扬起，西翼地层产状平缓，倾角35，北东翼地层倾角略大，为510，为一不对称的背斜。该背斜西翼由ZK31、东翼ZK1-2、接近于核部，主要由ZK2-2、ZK2-1孔所控制，其出露
37、地层均为P2s2、P2s3、P2sh。2.上王沟向斜该向斜位于井田东部，呈北北东向从上王沟村附近通过，从图中ZK1-1、ZK1-2孔可知，其向斜展布方向与勘探线11线方向基本一致，该向斜在井田内延伸长约2500m，轴向南西倾伏，于下王沟村附近逐渐尖灭，向斜轴部两翼地层倾角比较陡，一般510左右，两翼地层出露为P2s3，其核部多为黄土覆盖。3.上王沟背斜该背斜呈北东35方向展布于区内东部边缘，两翼地层产状为510，较对称，轴迹向西南倾伏，于上王沟村东500m处尖灭，北东扬起延出图外，区内轴线长2400m。二）、断裂井田内仅西部边缘发育一小型断层（F1）。该断层由西向东延伸区内马近岩村南附近逐渐消
38、失，该断层西段走向近东西，东段渐转为北东向，断面倾向南东，倾角8085，南东盘下降，北西盘上升，为一小型陷伏张性正断层，由于大面积覆盖，断面尚未查明，推测断距约510m。四、煤层1.煤层井田内主要含煤地层为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组，含煤地层总厚为120.49142.66m，平均厚135.35m，共含煤12层，煤层总厚度为6.1810.68m，平均8.37m，含煤系数为4.577.89，平均为6.18，含稳定可采煤层两层，总厚度为3.189.05m，平均6.72m，含煤系数为2.846.69，平均为4.96。山西组地层平均厚度38.21m，共含煤3层，煤层平均厚为4.43m，含煤系数为
39、11.59，该组为陆相沉积，分34个沉积旋回，煤层多沉积于旋回的顶部。其中下部聚煤作用较好，沉积有稳定可采的3号煤层及不稳定但局部可采的2号煤和4号煤，井田内3号煤层厚1.306.40m，平均厚4.05m，含煤系数平均为10.60，2号煤层厚度平均为0.25m，含煤系数0.65，4号煤层平均厚度为0.13m，含煤系数为0.34。太原组地层平均厚度为97.14m。井田内共含煤8层，煤层平均厚度为3.94m，含煤系数为4.06，该组地层沉积旋回韵律性明显，煤层多赋存于灰岩底部，为典型的海陆交互相含煤沉积，从含煤性分析，可归为三个沉积段，下段为海陆运动的开始，聚煤作用较好，在其上部普遍沉积有稳定可采
40、的15号煤层，该煤层在井田内厚度为2.512.95m，平均2.67m，含煤系数平均为2.75，其下另外还有16号薄煤层，井田内较稳定但不可采。中段为海侵运动较频繁区，灰岩层数多，煤层薄且不太稳定，其中包括11、12、13号煤层，均属较稳定但不可采之煤层。上段海侵运动相对减弱，陆地环境占主导地位，区域上沉积有局部可采的9号煤层，但本井田内该段聚煤作用较弱，9号煤不稳定且不可采，另外的5号、7号、8号煤层薄，而层位不太稳定不可采。 2.可采煤层本井田内稳定可采煤层共两层，即山西组的3号煤层和太原组的15号煤层，其在井田内的发育情况及特征分述如下：（1）.3号煤层该煤层位于山西组的中下部，上距下石盒
41、子组底砂岩（K8）25.30m，下距山西组底砂岩（K7）5.12m，井田内所有钻探工程均有控制，煤层最厚6.40m，见钻孔（ZK12），最薄1.30m（ZK3-1）,平均厚度4.05m，其可采系数为100，厚度变异系数为48.46，属稳定可采之煤层。煤层中含夹矸12层，厚度0.280.44m，矸石层位稳定，主要分布于煤层下部，少数分布于上中部，易于对比，煤层结构属简单类型。矸石成分为炭质泥岩或黑色泥岩，平均含矸率为7.28。煤层直接顶板为泥岩或粉砂质泥岩，少数粉砂岩，厚度较大0.768.50m，局部顶板为细砂岩，伪顶为炭质泥岩，厚0.200.76m。其底板为泥岩或粉砂质泥岩，厚0.483.50
42、m，局部底板为细砂岩，伪底为炭质泥岩，厚0.480.82m。该煤层为本井田的首采对象，是地质报告中勘探的重点，对煤层、煤质等均进行了系统的采样化验分析，其控制工程网度、各级储量比例及级别基本可达到精查勘探要求。（2）.15号煤层该煤层位于石炭系太原组下部，上距3号煤底板81.96m，下距太原组底砂岩（K1）8.3416.13m，本次勘探区内有ZK1-1、ZK31、沁26等钻孔对该煤层进行了控制，其煤层最厚2.95m，见钻孔（ZK11），最薄2.51m（ZK31）孔，平均厚度为2.67m。可采系数为100，厚度变异系数为9.11，属较稳定可采煤层。15号煤层结构简单，本井田几个钻孔中未见夹矸。K
43、2灰岩为该煤层的直接顶板，层位稳定，厚度大。底板为泥岩或粉砂质泥岩。本次勘探过程中对该煤层、煤质等进行了系统的采样分析，其控制工程网度、各级储量及储量比例可达详查的精度要求。各可采煤层特征详见表121。表121 可 采 煤 层 特 征 表含煤地层煤层编号煤层厚度(m)平均煤层间距(m)夹石层数煤层结构稳定性可采性山西组31.30-6.40 4.0574.21-90.65 81.961简单稳定可采太原组152.51-2.95 2.67 1简单稳定可采（3）煤层对比井田内含煤地层沉积稳定，岩性组合特征及地球物理性质规律明显，标志层及煤层特征明显，变化清晰。石炭系太原组地层为典型的海陆交互相沉积，其
44、中的几层海相石灰岩（K2、K3、K4、K5、K6等）层位稳定，厚度变化小 ，分布广泛，其组合特征、沉积规律明显，层间变化不大，岩性均为深灰达黑色含生物碎屑微（泥）晶灰碉，生物碎屑主要是腕足、腹足、蜒类及少量螺类，灰岩中含较高的有机质和少量黄铁矿，部分灰岩含燧石结核或条带，其岩性既有共性又有区别，是本区煤层对比的良好标志。山西组为陆相含煤沉积，该期发生的几次聚煤作用规律性明显，沉积韵律较规则，几层煤之间，煤层与K7、K8两层砂岩，之间层间距变化范围小，规律明显，K7、K8两层砂岩虽然厚度不太稳定，但岩性特征也较明显，亦是较好的标志层。综上所述，本区含煤地层中可利用的标志较多，各标志层煤层间距稳定
45、，因此，这次工作中煤层对比采用了标志层及层间距法，对比过程中所利用的主要标志层现分述如下：K2：太原组石灰岩，为15号煤层的直接顶板，厚度大，层位稳定，极易识别。区内厚度为7.008.34m，平均7.71m。其顶部为泥灰岩或钙质泥岩，下部为泥质灰岩，生物碎屑灰岩，本井田内为太原组的第一层灰岩。K3：太原组石灰岩，为13号煤层的直接顶板，下距K2灰岩4.75m，层厚0.006.19m，平均4.80m，该灰岩层中含较多的生物碎屑，含量约30。K4：太原组海相石灰岩，距K3灰岩11.08m，层厚04.08m。平均2.20m，K4与K3之间赋存有12号煤层，灰碉中生物碎屑丰富。K5：太原组海相石灰岩，
46、为7号煤的直接顶板，井田内厚0.352.80m，平均厚1.69m，含生物化石碎屑，含量8左右，下距K4灰岩26.35m，K4与K5灰岩间，区域上普遍沉积有8号、9号煤层，但在区内8、9号煤层及不稳定。K6：太原组海相石灰岩，为5号煤的直接顶板，井田内厚0.301.39m，平均0.73m，生物碎屑含量约10，局部含燧石团块或条带，是太原组的最上一层灰岩，其下距K5灰岩8.73m，上距K7砂岩4.566.82m，平均5.06m，该灰岩虽然厚度不大，但因其层位稳定，特征较明显，往往将它作为煤层对比的基准线。K7：山西组底部砂岩，上距3号煤底5.12m，层厚1.456.35m，平均3.74m，其岩性有
47、一是的变化，以长石岩屑石英细砂财、粉砂岩为主，局部可为粉砂质泥岩，其颜色较深，含少量植物化石碎片，层位较稳定。K8:下石盒子组底砂岩，下距3号煤约25.30m，层位稳定，但厚度变化比较大，一般在2.0511.60m间，平均厚5.01m，以中粒岩屑 石英砂岩最为常见少数为石英细砂岩。这次煤层对比工作是以K6灰岩为基准面，利用各标志及煤层本身特征，各标志层间距，标志层与煤层间距及其组合特征等多因素展开的，下面对两层可采煤层的结比情况分述如下：3号煤层：位于K6基准面之上，该煤层厚度较大，井田内为1.306.40m，平均4.05m。上距K8砂岩0.8210.28m，平均25.30m。下距K6灰岩10.3521.56m，平均13.92m。下距K7砂岩0.8210.28m，平均5.12m，层位极其稳定。其下部有不稳定的4号煤沉积，本井田内有ZK2-1孔、钻探工程见煤厚度0.78m，全区4号煤厚度0.000.78m，平均厚0.13m，厚度变异指数为244.9，它赋存于3号煤层之下，距3号煤层底2.60m，与3号煤层不难区别，另外3号煤上部还有2号煤层赋存，距3号煤顶4.458.07m，距K8砂岩10.8