大兴煤矿地质构造复杂程度分析

大兴煤矿地质构造复杂程度分析

作者：崔加利

来源：《价值工程》2012年第02期

摘要：大兴煤矿属韩台煤田，本文从大兴煤矿的地质构造的决定因素的断层、岩浆岩、岩溶陷落柱等方面进行详尽的叙述分析，然后依据《矿井地质规程》进行了划分：大兴矿总体构造复杂程度属“中等类型”。

关键词：地层；地质构造；断层；岩浆岩；陷落柱；分析

中图分类号：TD82 文献标识码：A 文章编号：1006-4311(2012)02-0037-02 0 引言

枣庄市大兴煤矿隶属山东泉兴矿业集团，矿井于1999年开工建设，2004年11月正式生产。矿井设计生产能力为30万吨／年，核定能力为45万吨／年。矿井煤系地层为二迭系山西组，主采煤层为2煤、3煤；煤层牌号为气煤、天然焦。 1 地层

矿井煤系地层基底为奥陶系石灰岩，属华北型含煤岩系，由本溪组、太原组、山西组、石盒子组构成。上覆地层为第三系、第四系。现由新到老简述如下：

1.1 第四系：井田内揭露厚度一般多在15m左右，由土黄色耕植土、棕黄色至黄褐色砂质粘土、姜结石及底部砂砾或薄层灰色粘土组成。

1.2 第三系：厚度约200m。第三系地层在井田北部大面积存在，呈角度不整合覆于上二叠系之上，向煤层埋藏深部(北西)方向加厚，反向至井田中部而尖灭。

1.3 二叠系：最大残厚约在430m左右。由石盒子组及山西组组成。①石盒子组分上、下石盒子组，著名标志层A层铝土、中粗粒厚层状奎山石英砂岩等在本井田内均无明显沉积，上、下石盒子组难以区分，上段主要由黄、绿、灰、紫、红、杂色和深灰色泥岩，绿灰色粉、细粒砂岩、灰白色中粒砂岩及少量的粗砂岩组成。下段则杂色泥岩、砂泥岩层数较上段相对减少，颜色深度变浅或呈斑状，深灰及灰褐一灰黑色层相对增多。②山西组为华北型石炭、二叠系地层的主要含煤组段，由深灰色至灰黑色泥质岩、灰白色中、细粒砂岩、砂泥岩互层及煤2、煤3两层中厚煤层组成。山西组与下伏石炭统太原组整合接触。以太原组顶部一层含海百合茎、长身贝化石之黑色泥岩之顶面为界。

1.4 石炭系：由太原组及本溪组组成。①太原组为典型的海陆交互相沉积，由灰至灰黑色泥质岩，灰至灰白色细、中粒砂岩、石灰岩和薄煤层组成。各层石灰岩中均含多少不等的腕

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足类、海百合茎、单体珊瑚及蜒类化石。②本溪组主要由灰～深灰色、杂色泥岩，薄一厚层石灰岩、G层铝土岩及奥陶系石灰岩风化侵蚀面上残余铁质混岩(山西式铁矿)组成。含石灰岩四层(十二一十五)，其中以第十四层灰岩较厚而稳定(约8.00m左右)，为灰至灰白色，含白云质及白色燧石结核。G层铝土、山西式铁矿为本组之标志层。与奥陶系呈假整合接触。 1.5 奥陶系为煤系之基底，岩性为深灰色厚层致密质纯灰岩及豹皮灰岩，夹白云质灰岩组成。顶部含珠角石化石，白云质灰岩中可见少许白色燧石，底部有一层角砾状灰岩与下奥陶统分界。 2 含煤地层

大兴煤矿的主要含煤岩系为山西组和太原组。

2.1 山西组：为含煤地层中的主要含煤组。岩性以粗碎屑岩为主，砂岩的含量比例较高，其次为粉砂岩、砂质泥岩、杂色泥岩及煤层。在煤层附近的粉砂岩、砂质泥岩中常含有植物化石。本组含煤两层(2、3煤层)，厚度大，层位稳定，为本井田的主要可采煤层，也是地层对比的重要标志层。①2煤层底板至石盒子组分界砂岩底界段厚约70m。本段地层主要由灰色、灰绿色中一细粒砂岩、深灰色粉砂岩、泥岩及杂色鲕状泥岩及煤层组成。底部含煤一层(2煤层，局部被岩浆岩侵蚀取代或变质为天然焦)，厚1.37～4.88m，平均2.50m，为山西组的主要可采煤层之一。该段以细碎屑岩及泥岩为主，为海湾一三角洲平原相沉积。②3煤层底板砂岩至2煤层底板段一般厚约20m。主要由细粒砂岩、砂质泥岩、粉砂岩及煤层组成。该段以粗碎屑岩为主，含砂岩比例高，泥岩比例低。粒度变化规律不一，既有向上变细的，又有向上变粗的。砂岩中有大型交错层理，沙纹层理、粉砂岩中有水平层理。③山西组底界砂岩至3煤层底界段厚约16m。本段地层主要为细砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩组成。泥岩及细屑岩极为发育。常有浑浊层理，底栖动物通道、生物干扰产生的变形层理和沙纹层理。砂岩中含有海绿石，分选性好。该段是三角洲前缘相～分流间湾沼泽相沉积。

2.2 太原组：厚约180mo地层厚度稳定，沿走向、倾向岩性变化不大。由灰色、深灰色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩、石灰岩、煤层及灰色、灰绿色细、中粒砂岩组成。相旋回结构稳定，粒度韵律清晰，变化有一定的规律性，标志层多，物性特征明显，易于对比。①三，灰底至山西组底界段厚约44m，由泥岩、粉砂岩、细砂岩、石灰岩及煤层组成，含灰岩三层(二、三上、三下灰)。三上灰厚2.4m左右，三下灰厚3.2m左右，为灰色、深灰色生物碎屑灰岩，产海百合茎等动物化石，含燧石结核。厚度大，分布普遍，沿走向、倾向变化不大，层位稳定，是地层、煤层对比的重要标志层，为该区太原组上部最大的海侵产物，是浅水碳酸盐台地相沉积。二灰厚0～1.8m，为深灰色含泥质灰岩，层位及厚度较稳定，是地层对比的辅助标志层。②五灰底至三，灰底界段厚约17m，主要由泥岩、砂质泥岩、粉砂岩及石灰岩组成。夹灰岩一层(五灰)，五灰厚度较大，厚3.10～8.80m，平均4.50m，分布普遍，层位稳定，为地层、煤层对比的主要标志层之一。该段多为泥岩，基本上为浅海一泻湖相沉积。③八下灰底至五灰底界段厚约45m。本段由混岩、粉砂岩、细砂岩、石灰岩及煤层组成。夹薄层生物灰岩五层(六、七上、七下、八上、八下灰)，其中六、八灰岩分布普遍，层位稳定，为地层、煤层对比的主要标

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志层。其它灰岩局部存在，横向变化大，仅可作为层段地层对比辅助标志层。泥岩的主要成份为高岭石、水云母，多为水平层理，有植物化石碎片。粉砂岩、细砂岩中呈砂泥互层层理，有泥质包裹体。本段主要是潮坪相、沙坝相沉积。④九灰底至八下灰底段厚约18m，由灰绿色细砂岩、砂质泥岩、薄层灰岩及煤层组成。底部九灰厚2.60～3.30m，平均3.00m，为生物碎屑微晶灰岩，厚度稳定，分布普遍，岩性特征明显，是地层对比的良好标志层。顶部发育局部可采的薄煤一层(14煤层)厚0.29～1.08m。⑤十下灰底至九灰底界段厚约34m。由灰色生物碎屑灰岩、灰色中砂岩、灰黑色泥岩、灰色、灰绿色细粒砂岩及煤层组成。含灰岩二层(十下、十上灰)，十下灰岩厚4.30～8.47m,一般5.00m左右，含有丰富的生物碎屑化石及蜒科化石，层位稳定，为地层、煤层对比的重要标志层。十上灰岩厚度虽不超过1m，但层位稳定，可做为地层对比的辅助标志层。中上部以泥岩、细砂岩为主，顶部夹薄煤一层(15煤层)，为不可采煤层，从岩性组合来看，该段沉积是一个完整的三角洲进积组合。十上、十下灰岩的沉积，代表海侵规模大持续时间长，形成厚度较大的碳酸盐沉积，是太原组下部最大的海侵期。⑥十二灰顶至十下灰底界段厚30m左右。以中砂岩、细砂岩、砂质泥岩、粉砂岩为主。含灰岩一层(十一灰)，煤层二层(16、17煤层)。16煤层不稳定，为不可采煤层，17煤层厚0～1.03m为局部可采煤层。十一灰产大量蜒科化石，是地层对比的辅助标志层。该段是太原组的主耍含煤层段，为浅海相至泥炭沼泽相沉积。 3 地质构造

大兴井田地处韩庄预测区与孝庄预测区南部狭长地带，东部以F4、F1-1断层与福兴煤矿为界，南部以F7断层与张山子矿相邻。

3.1地层产状及褶曲：井田内褶曲比较平缓，全井田范围内地层走向由东往西渐由近北北西向转为近东西向，仅在井田东部煤层底板等高线略有起伏，其次级褶曲对开拓布局影响不大。

3.2 井田内主要断层：矿井主要有北东向、近东西向两组断层，其次为北西向断层。其中北东向断层最为发育，对矿井构造形态起到主要的控制作用。根据钻探、物探及巷道揭露，共发现落差30m以上的断层9条，其中正断层8条，逆断层1条。

3.3 井田内小断层：截止目前，全井田巷道中共揭露断点38个，其中正断层36个，逆断层2个。其中落差小于或等于1m的断点13个，落差在1～3m的19个，落差在3-10m的4个，落差大于10m的断点2个。

从断层平面组合形态来看，小断层以北西向为主，其次为近南北向，断层一般延伸不远即尖灭。断层的发育与F1、F1-1有一定成因联系，有一些断层是F1或F1-1断层的派生支断层。本井田东部南端属几组断层相互切割的部位，小断层也相应发育。在各巷道接近揭露F1-1断层时，均出现小断层增加，地层挠曲、煤层突然消失等现象，有时候小断层呈阶梯状，小断层对工作面开拓影响较大。F1断层以北，F4断层与F逆2断层之间，没有大的断层，小断层相应不发育，有利于长壁工作面的布置。

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4 岩浆岩

本井田岩浆活动现象较为普遍，西南部的96-10水、96-13水、96-18三个钻孔中和北部的96-8号钻孔中发现有岩浆岩侵入体。本矿井东翼运输大巷2、3煤层层位均揭露岩浆岩。22采区2煤层多被岩浆岩侵蚀。井田内的岩浆岩，主要是沿近南北和东西向的各条断裂，以岩株或岩墙形式上升侵入到各煤层。

井田内岩浆岩主要为石英闪长岩和石英闪长玢岩：根据滕县煤田同位素年龄测定结果，闪长玢岩同位素年龄值为1.14亿年。此岩浆侵入体的年代应属早白垩世中期，属燕山运动的产物。

5 岩溶陷落柱

大兴井田的煤系基底是巨厚的奥陶系石灰岩，裂隙岩溶均较发育，具备形成陷落柱的地质条件。目前矿井尚未揭露陷落柱。但周边煤矿已有陷落柱揭露，在周边煤矿已揭露的陷落柱中。绝大多数陷落柱内破碎岩块以砂岩、泥岩和灰岩为主，充填较好，边缘部位有方解石脉或方解石晶族发育，有渗水现象。由此可见，由于陷落柱内岩石破碎，具有相对较好的渗透性，较低的岩石力学强度，是奥灰水向上运动的良好通道，它可沟通开采煤层与奥灰含水层的水力联系，当井巷揭露陷落柱时易引起奥灰水进入采场，使矿井涌水量猛增，严重时可造成淹井事故。 6 结论

根据大兴井田内的地质构造复杂程度分析，依据《矿井地质规程》具体划分标准：太兴矿总体构造复杂程度属中等类型。

对井田地质构造的详细分析及类型划分，为矿井开拓设计、生产提供准确可靠的地质资料，保证矿井生产的正常进行，同时还可以减少资源损失，有效提高矿井资源回收率，延长矿井服务年限。 参考文献：

[1]李淅龙.煤矿井下反射地震勘探技术初步研究与应用[D].西安科技大学，2010 [2]周维刚煤田地质构造复杂程度及储量的分类[J]科技风，2010，(01)