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地质构造普查

一.地质构造普查

(一)井田地层

孙家岔井田一半为掩盖区,井田除在乌兰木伦河、庙沟、车尔盖沟及燕家沟沟谷两岸有部分直罗组和延安组地层出露外,其余地段均被新生界地层所覆盖。井田内钻孔揭露的地层由老到新分述如下:

1.三叠系中上统延长组(T2-3y)

为—内陆河流相沉积,是本区含煤地层延安组沉积基底。由于古风化剥蚀,顶界面起伏不平,井田内最大揭露厚度88.86m。区域厚度88~200m。该组地层岩性单一,为一套巨厚层状灰绿色细-中粒长石石英砂岩。一般可依据其灰绿色中粒砂岩的出现作为标志,并以此与延安组区分。

y)

2.侏罗系中统延安组(J

2

假整合于延长组之上,为本井田含煤地层,全区分布,在井田东部乌兰木伦河沿岸及沟谷处,因受后期剥蚀,缺失上部地层,残存最小厚度仅64.89m;在井田西南部,保留完全,厚度最小212.71m,最大244.9m,一般228m左右。

z)

3. 侏罗系中统直罗组(J

2

假整合于延安组之上,为一套内陆河流~湖泊相沉积建造。该组地层因受后期剥蚀,仅在井田西南残存其下部地层,出露于庙沟、车尔盖沟、燕家沟等上游地段。其残存厚度最大77.7m,岩性以绿灰色、兰灰色、浅黄绿色粉砂岩、泥岩为主,夹有中、细粒砂岩。

j)

4. 新近系上新统静乐组(N

2

不整合于侏罗系之上,零星分布于井田西部,出露于燕家沟、车尔盖沟、市政沟等沟谷上游,厚度小而变化大,西厚东薄,实测19.00m。下部为紫红色、棕红色块状粘土、亚粘土、亚沙土,具白色钙质网脉,含数层似层状钙质结核,弱固结。中上部为微显红色的亚粘土,具小型交错层理。

L)

5. 第四系中更新统离石组(Q

2

不整合于下伏地层之上,主要分布于井田西部的塬峁丘地,出露于井田冲沟沟头两侧,呈块状展现,实测厚度 6.1m。岩性以浅灰黄色、淡红色黄土为主,夹不等厚浅红色砂质粘土,底部为亚沙土或细沙层。垂向节理发育,其中夹许多沿层面分布的钙质结核。

6. 第四系上更新统萨拉乌苏组(Q

3

s)

不整合于下伏地层之上,全区零星分布。多出露于大沟的沟脑,沟帮和沟间塬上,实测厚度8.5m。岩性为土黄、褐灰、黑灰色细粉沙土、亚沙土的河湖相堆积物,底部有0.20m厚的浅黄色粉沙,具水平层理和微细交错层理,含较多有机质,为当地主要耕作层之一。

7. 第四系全新统现代冲洪积层及风积层(Q

4

现代冲洪积层(Q

4pl)呈带状分布于河谷底部及大支沟内。风积层(Q

4

eol)主要

呈席状分布于梁塬坡上,覆于其它地层之上。该地层厚度0~60.00m,一般6m 左右。洪积层由大小不等的角砾、泥砂、煤砾及有机质组成。风积层由浅黄色、灰黄色中、细粒沙、粉沙及亚沙土组成,呈固定、半固定及活动沙丘。

现阶段矿井主要开采一水平,开采1-2煤、2-2上煤、2-2煤、3-1煤层,前期回采及掘进过程中并未揭露地质构造现象,因此矿井地质构造类型为简单型。

(二)地质构造

孙家岔井田位于陕北侏罗纪煤田神木北部矿区中部。井田总趋势为一向西倾斜的缓单斜构造,地层走向NNE—NEE,局部有偏转,倾角1~5°,在煤层底板等高线上,坡降率一般10~15‰,局部可达30~40‰,具有一些十分宽缓的波状起伏和短轴褶曲。在尚家伙盘一带有一个短轴向斜构造,轴向NNE,长约3000m,宽约1500m,最大起伏约20m,东翼较陡,坡降率可达60‰,西翼较缓,坡降率约12‰。

井田内无岩浆活动,岩石裂隙除火烧区外不发育,断裂构造稀少。据地质填

图和钻孔控制,仅在区内东北部发现两条落差不大于20m的正断层F

1和F

2

,发

育状况见表1。

表1 龙华井田断层发育一览表

断层性质位置走向倾向倾角

F1 正断层位于井田北部105°南西76°

F2 正断层位于井田北部105°北东75°~76°

F 1正断层:位于井田北部,是朱盖塔井田F

6

正断层在本区的延展。由杨场圪

台进入井田,经园子渠、陈家湾以北8号小窑向东延伸,过乌兰木伦河而出井田。

该断层为一走向105°,倾向南西,倾角76°,NE盘上升,SW盘下降的正断层,地表落差10~15m,向深部逐渐减小。

F

2

正断层:位于井田北部,由12号小窑北起,经10号探槽向东延伸,过乌兰木伦河进入补连沟,与补连沟正断层相接。为一走向105°,倾向北东,倾角75°~76°,南升北降的正断层,落差10~15m,井田内延伸约7000m。该断层

与F

1

断层在井田东北形成一个地堑构造,破坏了附近煤层的连续性。

以上两条断层均整合至井田范围外,加至断距不大,对矿井影响较小。

现阶段矿井主要开采一水平,开采1-2煤、2-2上煤、2-2煤、3-1煤层,分为101、201、301三个盘区,现分别布置10102工作面、20101工作面、30111工作面进行回采。

1、10102工作面北临原杨昌湾煤矿采空区,南部为10101工作面采空区,该综采工作面现回采至402米。

2、20101工作面位于2-2上煤201盘区北部,为201盘区首采工作面,北临原杨昌湾煤矿、马不如湾煤矿、三卜树煤矿,南临20102工作面,东部为部分实体煤与三岔镇煤矿井田边界相邻,西临停采线距井田大巷保护煤柱420m。该综采工作面现推采至825米。

3、30111工作面位于301盘区,30111工作面位于301盘区中部,北临原庙梁煤矿采空区(已停产),西临30110工作面采空区(已回采),东临30108工作面采空区(已回采),南临副平硐,现已推采至498米。

矿井在前期回采及掘进过程中并未揭露地质构造现象,也未发现有规模较大的、影响较为严重的地质构造不良带,加之地质精查报告分析得该矿井地层平缓,地质构造类型为简单。

二. 含(导)水体、采空区、老窑(空)普查

(一)含(导)水体普查情况

本井田煤系地层含煤层数多,层间距较小,含水层相变较大,但各含水层渗透性差,富水性弱~极弱,烧变岩区裂隙发育,具有良好的储水空间,但补给不足,易通过下降泉排泄,其富水性较弱依据井田水文地质条件、结合邻区情况和

井田开拓方案,将含(隔)水层段划分:第三、四系松散层含(隔)水层段,直罗组底部砂岩—2-2煤含(隔)水层段(包括煤层,以下同),2-2—3-1煤含水层段,3-1—4-3煤含(隔)水层段,4-3—5-2煤含水层段,5-2煤以下50m含(隔)水层段。(一)、第三、四系松散层孔隙潜水含(隔)水层段

第三、四系松散层分布于井田的西部,东部有零星分布。依据成因及富水性可分为:

1、河床冲积洪积沙、风成沙含水层段。

第四系河床冲积洪积沙,分布于乌兰木伦河河床、河滩及阶地中,一般厚12m左右,岩性为黄褐色、淡红色中细沙、粉砂及亚沙土,底部含砂岩碎块砾石,

孔抽水资料:水位埋深3.24m,单位涌水量0.21L/ 磨园及分选差。据大柳塔S

50

s·m,渗透系数2.30m/d,渗透性好、富水性中等。

第四系风成沙主要堆积于中、西部梁峁区宽缓地段,呈半固定或流动的沙丘,厚度变化极大,渗透性虽好,因受地形地貌条件的限制,绝大部分地段不含水,仅在低洼处含少量潜水,并于冲沟头或地形陡崖处渗出。

2、第四系萨拉乌苏组冲积、湖积沙含水层段。

萨拉乌苏组零星分布于中、西部梁峁地段,厚度变化大,区内实测残留厚度8.50m,一般厚0~5m。岩性主要为青灰、褐灰色细粒沙、粉沙及亚沙土、夹褐灰色淤泥条带,底部为红黄色、灰绿色中细粒沙,含小砾石,分选较好,渗透性好。该层基本不含水,仅在低洼处接受大气降水和上覆风成沙潜水的少量补给,于沟谷边缘仅有两个泉水出露,泉水最大流量0.1006L/s。

3、第三系上新统三趾马组隔水层

三趾马红土分布于井田的西部,厚0~19m,中、东部被剥蚀,岩性为棕红色粘土、亚粘土,夹似层状钙质结核,致密、可塑性强。具有良好的隔水性能。但在雨季,于钙质结核富集处,偶见间歇泉水渗出,最大流量0.2565L/s。(二)、基岩裂隙水

1、直罗组底部砂岩——2-2煤含(隔)水层段潜水

本含水层段半裸露于井田的中西部,上覆第四系风成沙或三趾马土层。本含水层段主要为灰绿、灰色、灰白色中粗粒砂岩、深灰色粉砂岩,含可采煤层及局部可采煤层,本段厚30.17~97.80m;平均厚59.58m,其中砂岩厚(大于1m以

上者并包括煤层)14.05~80.86m,平均厚40.04m。本段含水层主要为直罗组底部砂岩和2-2上煤层顶板砂岩。直罗组底部砂岩厚1~29.87m,平均厚11m,裂隙发育,底部有38个泉水出露,最大流量0.4765l/s,水位标高1157.35~1179.83m。据抽水试验:单位涌水量0.000426~0.00164l/s·m,渗透系数0.00096~0.00576m/d(306、水9-8孔),为潜水。2-2上煤层顶板砂岩厚0~38.27m,平均厚13.3m,裂隙较发育。在井田的西部及西南部砂岩较为稳定。据抽水试验:单位涌水量0.00216l/s·m,渗透系数0.00577m/d,水位标高1178.48m(水7-6),为潜水,本含水层段富水性弱,渗透性较差。根据目前开采情况来看,仅在构造破碎带附近淋水增大,但对矿井开采无灾害性威胁。

1-2煤与2-2上煤顶板砂岩间有0~30.42m,平均厚度9.24m的粉砂岩、泥岩隔水层。其厚薄交化似与2-2上煤层顶板砂岩厚薄成反比关系,故其隔水性能在局部地段较差。

2、2-2—3-1煤含水层段承压水

本含水层分布于井田的中、西部地段,上覆延安组第五段地层及第四系沙、亚沙土。含水层段主要为中细粒砂岩、粉砂岩,厚27.07~41.93m,平均厚34.54m,砂岩厚2.80~28.37m,平均厚16.91m。其主要含水层为3-1煤层顶板砂岩,岩性为浅灰色中细粒长石石英砂岩(局部为粗粒),泥质胶结、裂隙不发育,砂岩厚0~28.37m,平均厚11.94m。据抽水试验:单位涌水量0.00109l/s·m(水7-6),渗透系数0.0096m/d,水位标高1127.73m,具承压性。根据前期开采情况来看,井田西部范围内顶板含水层富水性中等,采掘前应提前对顶板含水层水进行疏放。但对矿井开采无灾害性威胁。

3、3-1—4-3煤含(隔)水层段承压水

该含水层段分布于庙沟口和燕家沟口连线以西地区,厚54.99~73.32m,平均厚65.17m,岩性主要为中、细粒砂岩,深灰色砂岩、泥岩和4-2、4-3煤。含水层段内砂岩厚9.86~62.63m,平均厚39.26m。据水9-4孔抽水资料:单位涌水量0.000163 l/ S·m,渗透系数0.000278m/d,水位标高1097.57m,为承压水。其渗透性极差,富水性极弱。

3-1煤与4-2上煤层顶板砂岩间普遍发育有较厚的粉砂岩、泥岩,厚7.33~33.68m,平均厚20.87m。由图知仅在310孔厚度0m,但其岩性为粉砂岩与细粒

砂岩互层,仍能起到一定的隔水作用;又如水7-6孔附近粉砂岩较薄(6.83m),但仍隔水。总的来看,本段中隔水层分布广泛、隔水性能较好。

4、4-3—5-2煤含水层段承压水

4-3—5-2煤含水层段分布于全井田,且无出露。含水层段厚44.16~73.22m,平均58.87m。岩性为浅灰、灰白色中细粒长石石英砂岩,深灰色粉砂岩,砂岩泥质胶结,裂隙极不发育,含5-1、5-2煤层。含水层段内砂岩厚17.15~51.31m,平均厚30.27m。燕家沟南砂岩较薄,其它地段均较厚。本含水层段内主要含水层为5-1煤顶板砂岩和5-2煤顶板砂岩。据抽水试验:单位涌水量0.00000651(水7-2)~0.0000551(水9-4)L/s·m,渗透系数0.00000735~0.000120m/d,水位标高1043.94~1056.33m,为承压水。渗透性极差,富水性极弱。

5、5-2煤下50m含(隔)水层段承压水

延安组第一段地层与三迭统永坪组呈假整合接角,使部分地段两者砂岩直接接触,而划为一个含水层段。

本含水层段在井田内无出露,据钻孔揭露5-2煤下的岩性为浅灰、灰白色中粗粒、细粒砂岩,深灰色粉砂岩及泥岩;永坪组顶部为浅绿灰色中细粒砂岩,致密。该段内砂岩厚0~46.44m,平均厚9.70m,裂隙不发育。据水7-2孔抽水试验:单位涌水量0.00765L/s·m,渗透系数0.0125m/d,水位标高1028.86m,为承压水,其渗透性极差,水循环极缓慢,富水性极弱。

5-2煤至永坪组顶面间泥岩粉砂岩厚2.2~29.89m,平均厚11.04m,其厚薄变化与砂岩相反,一般能起到隔水作用。

其中3-1煤层开采形成的导水裂隙带与2-2煤已贯通,可超过直罗组底界,在井田东部及沟谷处则达到地表;4-2上煤(包括4-2煤)的导水裂隙带高度未到3-1煤。4-3煤层开采后导水裂隙带可达4-2上煤;5-1、5-2煤层开采后的导水裂隙带则接近4-3煤,在乌兰木伦河沿岸导水裂隙带可达地表。因此本矿在开采3-1、4-3、5-1、5-2煤时,存在上部煤层采空区积水的威胁,当开采煤层的导水裂隙带与地表沟通后,需要注意地表水、雨水沿采空裂隙进入采场,从而导致涌水量增大,造成突水事故。

根据长安大学提供的《孙家岔龙华煤矿水文地质类型划分报告》,各含隔水层水文地质特征、导水性及动态变化特征,区内地下水补给来源主要为大气降水,

地表水及地下水排泄条件良好,本区水文地质类型属裂隙及采空区充水矿床,水文地质条件中等。

(二)采空区普查情况

矿井现阶段主要开采一水平,开采1-2煤101盘区、2-2上煤201盘区、3-1煤301盘区。采空区及积水情况如下:

(一)、301盘区位于井田东部为矿井首个采区,已采工作面采空区内均有积水,工作面回采结束后均构筑防水墙,采区疏水口位于副平硐2500米处,水量80m3/h。定期对采空区积水进行疏放。周边无采掘活动,对生产无影响。

(二)、101盘区位于井田西北部,北部与原杨昌湾煤矿采空区相邻,根据分析区内存在积水区一处,为10102采空区积水,积水面积461628m2,积水量138488m3,开采2-2上煤层前,需实施探放水工程。根据前期调查及10101工作面回采情况,原杨昌湾煤矿采空区内仅有少量积水。周边无采掘活动,对生产无影响。

(三)、201盘区位于井田西北部,20101工作面为采区首采工作面,根据巷道掘进情况北部及西部并无小煤矿采空区越界,主要受上覆1-2煤已采工作面10102采空区的威胁。周边无采掘活动,对生产无影响。

(三)老窑(空)普查情况

井田范围内原来有18家小煤窑,总生产规模1.83Mt/a,采区面积27.801km2,除大哈拉煤矿为国有煤矿外,其余均为乡镇及村办集体煤矿。小煤窑大都分布在燕家沟、车尔盖沟和庙沟沟谷及支沟内。小煤窑采空区范围见图1。

18家小煤窑现在已经经过置换全部搬迁出井田,但是,小煤窑的老采区遗留有许多采空区,是矿井安全生产的隐患。

小煤窑内,多数无水,少数有少量积水或顶板渗水。由于本井田直接充水含水层的富水性差,生产小煤窑从未发生突水现象。

小煤窑生产过程中矿井涌水量较小,对开采不具威胁,但是小煤窑置换搬迁后遗留的大量的采空区,在长时间积聚会形成形成老空积水。由于小煤窑过去开采的是上层的浅部2-2煤层和局部范围的3-1煤层,老窑积水一旦形成会对矿井下部煤层的开采造成影响,生产中应该注意探查,小煤窑采空区开采情况见表2、表3。

图1 小煤窑采空区范围

地质构造普查

表2 孙家岔龙华煤矿整合区内原小煤矿开采情况表

小煤 矿名称

矿区 面积 (km 2

开采 标高 (m )

设计 生产 能力

批准 开采 煤层

实际 开采 煤层

开采 情况

越界 开采 情况 排界南 1.0902

+1145~

+1089m 15万吨/a 2-2上

、 2-2、3-1

2-2上

采出160万吨 采动314万吨 进入孙家岔 采出14万吨 采动24万吨 燕家沟 0.9725

+1119~+1100m 6万吨/a

3-1

3-1

采出101万吨

采动192万吨

王洛沟 1.2606 +1110~+1090m

9万吨/a 3-1

3-1

采出192万吨 采动365万吨

后杨 家沟 0.9525

+1108~

+1095m 9万吨/a 3-1

3-1

采出106万吨 采动205万吨 进入孙家岔 采出38万吨 采动72万吨 折家 伙盘

1.098

+1102~+1089m

9万吨/a 3-1

3-1

采出42万吨 采动80万吨

续表2 孙家岔龙华煤矿整合区内原小煤矿开采情况表

小煤矿名称

矿区

面积

(km2)

开采

标高

(m)

设计

生产

能力

开采

煤层

实际

开采

煤层

开采

情况

越界

开采

情况

王才伙盘9.8

+1125~

+1095m

15万吨

/a

3-13-1

采出420万吨进入孙家岔

采出124万吨

车尔盖沟0.446

+1095~

+1086m

6万吨/a 3-13-1

采出77万吨

采动141万吨

进入孙家岔

采出5万吨

采动8万吨

庙梁0.52 +1142~

+1088m

2-2上、

2-2、3-1

2-2上

采出22万吨

采动40万吨

进入龙华

采出13万吨

采动21万吨

进入三岔镇

采出29万吨

采动53万吨

表3 孙家岔北部小煤矿整合区原小煤矿分布范围及开采情况表

小煤矿名称

矿区

面积

(km2)

开采

标高

(m)

设计

生产

能力

开采

煤层

实际

开采

煤层

开采

情况

越界

开采

情况

大哈拉 3.3209 +1105~

+1088m

30万吨/a 3-13-1

采出221万吨

采动426万吨

三岔镇办2.290

+1172~

+1075m

9万吨/a

1-2、2-2

上、2-2、

3-1

1-2、2-2

上、2-2、

3-1

采出360万吨

采动625万吨

马如不湾1.2115

+1145~

+1080m

15万吨/a

2-2上、

2-2、3-1

2-2上

采出87万吨

采动160万吨

进入龙华

采出16万吨

采动28万吨

杨昌湾0.9601 +1170~

+1140m

6万吨/a 1-21-2

采出62万吨

采动125万吨

进入龙华

采出25万吨

采动48万吨

三卜树0.7592 +1156~

+1138m

9万吨/a 1-21-2

采出84万吨

采动167万吨

马连湾0.4905 +1138~

+1122m

9万吨/a 1-21-2

采出28万吨

采动53万吨

炭窑沟 1.4453 +1160~

+1080m

15万吨/a

1-2、2-2

上、2-2

1-2

采出12万吨

采动22万吨

崖窑峁 1.5938 +1155~

+1100m

15万吨/a

1-2、2-2

上、2-2

2-2上

采出13万吨

采动27万吨

大塔 1.66 +1085~

+1068m

6万吨/a 3-13-1

采出9万吨

采动18万吨

星火 2.1881 +1085至

+1070m

15万吨/a 3-13-1

采出48万吨

采动87万吨