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1、1 绪 论1.1矿区自然条件1.1.1井田位置与交通本井田位于河北省武安市康二城镇，东至邯郸市21公里，西到武安市8公里，地理坐标(以生活区为中心)约为东经1141719，北纬364058。邯郸磁山环行铁路横跨井田南部，并设有康二城车站，有专用铁路相通，往东至邯郸与京广线相接。新旧309国道通过井田中、北部，往南至峰峰，往北至永年均有省级公路相通，区内交通便利（见交通位置图1.1）。图1.1 康二城矿区交通位置图1.1.2 气象本区属暖温带大陆性气候，四季分明春旱、夏热、秋雨、冬寒，雨季集中在七、八、九三个月。根据武安气象站历年资料统计，降雨量介于312.0mm（1965年）至1472.7mm
2、（1963年）之间，年平均降雨量为569.4mm（1963年8月4日）。年平均气温12.8C，最高气温42.5C（1961年6月5日）最低气温-16.6C（1960年12月20日）。年平均蒸发量为2168.7mm，年最大蒸发量为2792.9mm（1960年），月最大蒸发量为512.5mm（1961年5月）。最大冻结深度为41cm（1977年2月），最小湿度为0%（1977年2月 ，1978年2月及1979年1、2月），最大风速22.7m/s（1975年6月7日），最多风向为北东向，最大积雪厚度为15cm（1971年12月）。降雪及冻结日期自12月初至次年3月初约80余天，春季多风干燥，给人民生
3、活带来一定影响。1.1.3矿区经济状况武安市煤炭、铁矿储量丰富，煤炭开发作为该市支柱产业之一，工业发达，伴随采石、建材等矿业发展，带动其他行业发展，矿区劳动力主要从事工矿业生产及相关产业，部分人从事农业生产，总体经济较为发达。1.2 煤层及煤质1.2.1 煤层本井田为石炭二叠系含煤地层，由本溪组、太原组、山西组组成，煤系地层总厚度为225.08m，煤层总厚16.80m，含煤系数为7.46%。可采及局部可采煤层7层，总厚10.27m，含煤系数为4.56%。下组煤主要是指在开采过程中，受奥灰水威胁较大的下架（9#）、大青（8#）、小青（7#）三个煤层。1.2.2 煤质康二城井田煤质分类为单一牌号的
4、无烟煤，位于邯邢煤质分带中的无烟煤带的中部。邯邢煤质分带具有南北分带、东西延展的特点。因这一带大煤至野青间火成岩活动较弱，范围比下部小，厚度没有下部大，显然是接触变质的结果。故煤的变质因素应综合分析，有的以区域变质为主；有的以接触变质为主。1.3 工作区研究基础1956年4月由煤炭工业部地质勘探总局峰峰办事处138队，提交了河北省峰峰煤田武安县康二城井田地质报告。河北省地质局第一地质大队，于1965年9月提交了河北省武安煤田康二城三坑地质勘探最终报告，是在138队所提“康二城井田地质报告”范围的南半部进行的最终勘探。为查明康二城三坑运输大巷，是否有向南部（灵山区）延伸的可能性，在1959年5月
5、河北省地质局邯郸综合地质大队所提“半个山矿区灵山精查地质报告”的基础上，由省煤炭局地质公司水文队进行补充勘探，于1969年9月提交了河北省武安矿区康二城三坑南部（灵山）补充资料。自1955年以来，先后提交的地质报告和资料，都自成系统，使用起来很不方便；同时，局地质队又做了大量补充勘探工作，资料比较零星。另外，在采掘生产过程中，对地层煤层、地质构造、水文地质条件及火成岩侵入等情况不断揭露，为适应生产发展的需要，需要系统整理、补充修改和编制统一的地质资料。康二城煤矿于1981年6月编制提交了邯郸矿区康二城井田地质报告。1980 年后为配合下组煤开采，康二城煤矿开展了下组煤水文地质工作，分析了矿井下
6、组煤水文地质条件和充水因素，于1986年12月提交了康二城井田大青和奥陶系灰岩含水层水文地质勘探报告。1.4研究内容基本查清研究区奥灰水补给、径流、和排泄特征，确定区域地下水的补给能力；基本查明或控制井田范围内影响下组煤开采的充水因素分析，评价下组煤开采的可行性和可靠性，为开采下组煤提供了可靠的防治水技术依据。2 矿井地质工作2.1 地形地貌本井田处在紫山与鼓山之间的丘陵地带，地形起伏较大，最高点和最低点均在井田北部，即紫山南标高为+390.4m，临泉村西南标高为+136.6m，相对高差为253.8m。山脉走向多呈北北东向，地势大致为北部高差较大，南部较平缓，自北向南有紫山、北大山、灵山、长山
7、、赭山等，山顶山坡植被甚差，树木稀少。（1） 紫山：位于井田北部，为走向北北东，西坡较陡，东坡较平缓，其主峰（在井田以外）标高为+498.4m，向井田延伸逐步降低。该山贯穿井田北部，将北部地形分成东西两部分，东部地势较高相对起伏不大，西部地势低洼，形成东西向冲沟。（2） 北大山：位于井田中部，为走向北东，长约3 km，主峰标高为+335.6m，相对高差在50m左右，其东麓山势平缓，西坡山势较陡。（3） 井田南部有灵山，长山和赭山等小丘，呈零星分布，相对高差较小，地势起伏不大，分水岭不明显。井田内地表水系不发育，仅有季节性冲沟，无常年性河流。井田东部洪水通过不规则沟谷汇入输元河，并向东流入滏阳河
8、。井田西部洪水通过柳河沟，老鳖翁沟和柳沟等汇入南洺河，并向北流入洺河。2.2 地层康二城井田属于武安盆地的东部，属典型华北地层沉积。井田内出露地层自老至新有奥陶系峰峰组第七段（未见第八段）、中石炭系本溪组、上石炭太原组、二叠系下统山西组及下石盒子组、上统上石盒子组及石千峰组、第四系更新统及全新统。基岩出露面积约8.7km2，占井田总面积的34%，北部大片出露、南部出露零散。自老至新分组段叙述如下（地层划分采用1975年华北地层编表会议划分方案）：（1）峰峰组（O2f）出露在井田南部赭山及北部紫山以西，均在井田边界以外，且只有第七段，井田内有21个钻孔打到此层，揭露的最大厚度为65.93m。岩性
9、为深灰色、灰色、青灰色、浅灰色厚层至中厚层灰岩，质纯致密，成块状，局部有石膏。海生动物化石有珠角石、蛇圆螺、平螺等，裂隙溶洞发育。局部受火成岩侵入变为大理岩。顶部剥蚀面上有褐铁矿层（山西式铁矿）及含铁质泥岩（残积层），褐铁矿层厚者0.5m，一般0.3m，分布不稳定。（2）本溪组（C2b）出露在井田南部赭山的西边及北部紫山西边。在揭露到本溪组的21个钻孔中没受火成岩侵入其厚度较全者只有1151、补43、CK5、CK7、1821、1807、灵12等7个钻孔。最厚36.52m，最薄15.77m、一般25m，北部较厚约30m；灵山一带较薄约1620m，南部稍厚约20至25m。岩性可分三部分：下部为浅灰
10、色、紫色及灰白色铝土质泥岩具鲕状结构有滑感，夹浅灰色细砂岩、深灰色及灰黑色粉沙质泥岩，北部紫色发育。 中部为灰色、深灰色厚层灰岩（即本溪灰岩），粗结晶较坚硬，质不纯，有燧石结核，化石有纺锤虫及海百合茎等，北厚南薄。上部为深灰色、灰黑色、灰色粉沙岩、泥岩及粉沙质泥岩，局部夹灰黑色细砂岩及含少量铝土质，含不可采薄煤层，上为尽头煤。本组与下伏峰峰组呈假整合接触。（3）太原组（C3t）以灰黑色、深灰色泥质粉砂岩，细砂岩，泥岩为主，其次为灰色，灰白色中粒砂岩，含煤18层，其中可采和局部可采煤层有野青（4#）、山青（6#）、小青（7#）、大青（8#）和下架（9#）5层。夹灰岩8层，其中伏青灰岩、大青灰岩成
11、层较厚分布稳定，中青灰岩、小青灰岩、野青灰岩成层较稳定，下架灰岩和一座灰岩局部可见，分布不稳定，山青灰岩只有个别钻孔见到分布极不稳定，本组出露在南部赭山北边和西边，北部紫山以西，基岩出露较差。在粉沙岩中有大量陆生动物化石，在薄层灰岩中含丰富的纺锤虫，珊瑚、腕足类、海白合茎等海生动物化石。全组厚100.63128.82m，平均115.54m，北部较厚，中部偏薄，与下伏本溪组呈整合接触。（4）山西组（P1s）由灰、灰白色中，粗粒砂岩、中、细粒砂岩、灰黑、深灰、黑色泥质粉砂岩及煤层所组成。共含煤七层，其中可采和局部可采者2层大煤及小煤。其岩性可分三个沉积回旋：“北岔沟砂岩”到大煤、大煤顶部砂岩到小煤
12、四层及上部砂岩到骆驼脖子砂岩之底。第1个旋回：以灰、灰白色厚层中粒砂岩（即“北岔沟砂岩”）之底与太原组分界，此砂岩可变相为细砂岩，最厚10m，一般35m，南北变化无规律。旋回中部为灰黑色粉砂岩，厚0.9311.08m。上部为灰色厚层中粒砂岩，为大煤底板标志层，一般厚3至5m。南部在大煤之上有厚10m左右的粉砂岩及一层煤（小煤下层）。第2个旋回：下部为灰白、浅灰色厚层中细砂岩，厚3.8222.33m，北厚南薄且向南部相变为粉砂岩；中上部为灰黑色、深灰色泥质粉砂岩灰色泥质粉砂岩具微细层理，局部含铝土有鲕状结构。含煤15层，厚度变化无规律。第3个旋回：下部为灰、灰白色中细粒砂岩具斜层理，厚2.002
13、2.00m，厚度变化大且无规律。上部为深灰色泥质粉砂岩夹灰白色中细砂岩，厚3.0020.00m。在北部6549孔及中部1143孔中见到的0.300.50m的灰岩可能是含钙质较高的泥岩或钙质结核。不过，山西组是否有灰岩到是今后值得注意的问题。本组厚度变化：南北薄而中部和灵山一带厚，康二城向斜中最厚。在粉砂岩中含大量芦木、鳞木、轮木、苛达荻及羊齿类等植物化石。本组在三坑以北的西半部有大面积出露，灵山西南有零星分布。全组厚58.05105.60m，平均83.69m，与下伏太原组呈整合接触。（5）下石盒子组（P1x）由灰、灰白色中细粒长石砂岩及灰色、深灰色粉砂岩组成。底部以灰色中粗粒砂岩（骆驼脖子砂岩
14、）与山西组分界，此砂岩一般厚810m，具斜层理，有小砾石。中上部为灰色、灰绿色粉沙岩，泥质砂岩夹灰色、灰白色、灰黄色中细粒砂岩及紫灰色具鲕状结构的铝土质泥岩，局部有煤线、含少量植物化石。本组出露在井田北部及中部西侧，南部南新庄以东，全组厚25.9469.59m，平均42.09m，一般中部较薄，南部稍厚。与下伏山西组呈整合接触。（6）上石盒子组一段(P2S1)由灰、灰白色、浅灰色中细粒砂岩，中粗粒砂岩及深灰、紫灰、灰黄色粉砂岩组成，局部含铝土质，具鲕状结构。底部以浅灰色、灰绿色、灰白色厚层中粗粒砂岩，厚710m，具斜层理及小砾石，以此层与下石盒子组分界。本段一般下部砂岩粒度较粗、厚度较大，中上部
15、砂岩较细，厚度较小，局部可相变为泥岩。全段厚108.35181.77m，平均142.67m，在井田中部最厚。与下伏下石盒子组呈整合接触。（7）上石盒子组二段(P2S2)在井田东侧广泛出露，揭露最大厚度176.42m，未见其顶。底部以灰白色巨厚含砾石英砂岩与一段为界，此砂岩一般厚10余m，可做磨石料，故有“磨石砂岩”之称，具韵律分选的大型斜层层理。下部以灰白色中粗粒石英砂岩为主，夹紫色、紫花色、黄绿色粉砂岩、细砂岩，其石英岩有24层。北部厚50m而南部则厚80m左右。中上部以杂色粉砂岩、细砂岩为主夹灰白色中粗粒石英砂岩，局部粉砂岩含少量铝土质。北部石英砂岩增厚。（8）石千峰组（P2Sh）本组出露于井田西部边界断层以西。钻孔揭露最大厚度为124.30m，未见其顶底。由红棕色、紫红色、紫色薄层至中厚层粉砂岩及细粒岩组成，具波状断续层理，有少量泥质结核，局部夹灰绿色粉沙岩。（9）第四系上更新统（Q3）：为棕黄色亚砂土、亚粘土及粘土，为勒姜石结核，具垂直节理，因节理发育常形成黄土陡崖，为洪积、冲积及风积形成，在井田内广泛分布厚020m，其底部常有一层棕红色重砂质粘土。厚度变化大且无规律，与下伏各组地层呈角度不整合接触。全新统（Q4）：分布在井田内山坡上、冲沟内，为残坡积的碎石、砂土、亚砂土及河床冲积物，厚度不大，一般为0至5m。图2.1 煤系地层综合柱状图
