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1、1 矿区概述及井田地质特征1.1矿井概述山西省潞安环保能源开发股份隶属的五阳煤矿位于潞安矿区北东部边缘，属襄垣县管辖之内。其地理坐标：东经1125825至1130509，北纬362646至363347。井田范围南以文王山北正断层为界，北至西川正断层，东起15-3#煤层露头线，西至小窑边界。交通位置五阳煤矿交通条件较为便利。襄垣火车站、五阳火车站位于井田之内，本矿铁路专用线与五阳站相接。邯长、太焦铁路在长治北站交会。太焦线北接石太、同浦线，南接陇海线。五阳煤矿距襄垣城约3km，距长治市约45km。距太原市约215km。潞安矿区的公路网连接着整个矿区，矿区至长治、太原等地均有汽车相通，交通可谓“四
2、通八达”，如图1.1。长治至各主要城市间距离见表1.1。表1.1长治至各主要城市间距离名称起止线铁路/公路距离/km太焦线长治太原铁路280太焦线长治新乡铁路217邯长线长治邯郸铁路220长太线长治太原公路250长邯线长治邯郸公路185长石线长治石家庄公路长北线长治北京公路长郑线长治郑州公路长天线长治天津公路长西线长治西安公路图1.1 交通位置图1.1.2 河流本区主要河流为浊漳河南源和西源，属于海河水系漳河流域。浊漳河由南向北经过矿区南部边缘，其支流有洚河，岚水河和青河等。浊漳河西源由西向东流经矿区北缘，其支流有淤泥河。浊漳河南源流入漳泽水库与其支流汇合，再向北与西源汇合。南、西二源汇合绕过
3、五阳至襄桓城东与浊漳北源汇合。浊漳河河床宽达70m110m长年流水，流量为1m3/s。而矿区内基本无地表河流。1.1.3 矿区气候条件该区属温暖带大陆气候。年平均气温8.9，月平均最低气温-6.9(一月)，最高气温22.8(七月)。年降雨量为414m917mm，年平均为583.9mm。年蒸发量为1493.8m1996.3mm，年平均为1731.84mm。降雨量多集中在7、8、9三个月。日最大降雨量为109.7mm(1972年7月7日)。风向多为西北风，最大风速1420m/s。冻士期为每年十一月至次年四月，最大冻士层深度为55cm。1.1.4 地震据（79）晋抗字第十号文“关于颁发山西省地震烈度
4、区划分及说明书的通知”，襄垣为6烈度区。1.1.5 水源电源目前，该矿生活用水水井共4口，取水层位均是中奥陶统灰岩水，水质为HCO3Ca类型。其中山上3口，日供水量2600m3；山下1口，日供水量960m3；可满足生活用水需求。矿区内现有五阳热电厂，供本矿区工业及生活用电。五阳35kV变电所内安设SFZ7-16000/35型，容量为16000kVA的主变压器2台，35kV双回路电源线路引自五阳热电厂35kV不同母线段。南丰35kV变电所采用双回路架空电源线路,导线型号为LGJ-150，采用铁塔双回路同杆架设，供电距离5.8km，电源引自五阳热电厂35kV的不同母线段。1.2井田地质特征井田地形
5、及煤系地层概述1)本井田广为第四系黄土所覆盖，局部地带有二叠系石盒子组地层，零星出露，据以往地质资料和新近资料，将本井田地层发育情况由老到新叙述如下：(1)奥陶系中统上马家沟组O2s井田钻孔揭露最大厚度为99.27m，岩性为深灰色巨厚层状石灰岩，浅灰色白云质灰岩、泥灰岩。局部夹石膏层。石灰岩呈豹皮状，含珠角石、腹足类，有孔虫等化石，分布于井田南部文王山北断层下。(2)奥陶系中统峰峰组O2f该组厚度为120m左右，岩性为浅灰、深灰色厚层状石灰岩，灰色厚层状白云质灰岩，夹灰色中厚层状泥灰岩。与下伏地层呈整合接触。(3)石炭系中统本溪组C2b该组厚度3.5m29.92m，平均8.5m。岩性以灰色块状
6、铝土泥岩为主，局部发育灰白色中厚层状细粒石英砂岩，灰色砂质泥岩，底部为山西式铁矿层。有时见及不稳定的薄煤层或煤线。井田东南郭庄附近有出露。与下伏地层呈假整合接触。(4)石炭系上统太原组C3t本组厚度89.2m139m，平均厚度103m。是本区的主要含煤地层之一。岩性主要为灰、灰黑色石灰岩，灰、灰白色细粗粒石英砂岩，灰、灰黑色粉砂岩，砂质泥岩，泥岩，夹815层煤，其中可采煤层17层。泥岩多含铁质结核及植物化石碎片，致密坚硬；砂岩有时常相变为砂质泥岩及泥岩。本组发育四层较稳定的石灰岩及一层局部发育不稳定的石灰岩，属典型的海陆交互相沉积，旋回结构明显，且岩性岩相较为复杂。与下伏地层呈整合接触。(5)
7、二叠系下统山西组P1sh本组厚度59.20m85.85m，平均厚度约70m。是本区主要含煤地层，岩性主要为灰白、灰色中-细粒石英砂岩，灰、灰黑色粉砂岩、砂质泥岩互层，含植物化石碎片，含煤14层。其中下部的3#煤层为主要可采煤层，平均厚度5.73m，底部以一层灰白色中厚层状细或中粒石英砂岩（K7）与太原组分界，为滨海三角洲沉积。与下伏地层呈整合接触。(6)二叠系下统下石盒子组P1x本组厚度83.46m151.90m，平均厚度约110m。岩性变化较大，顶部为紫红、紫灰色等杂色含鲕粒厚层状铝质泥岩，砂质泥岩。（俗称桃花泥岩）中，底部为灰白、灰色石英砂岩为主（K8）。岩层颜色由浅到深的变化反映气侯由温
8、暖潮湿渐变为炎热干燥。为上三角洲平原冲积平原沉积。与下伏地层呈整合接触。(7)二叠系上统上石盒子组P2s本组厚度一般在300m左右。岩性由紫红、紫灰等杂色泥岩或砂质泥岩及灰、灰白和黄绿色石英砂岩组成。为半干热气侯条件下，冲积平原沉积。与下伏地层呈整合接触。(8)第四系Q其厚度0m80.17m，平均约32.73m。是本井田主要覆盖层，岩性为棕黄、浅黄色亚粘土，含砂质粘土，夹姜结石层,局部有砾石,顶部为植耕土，近漳河一带为古河床及河漫滩沉积。与下伏地层呈不整合接触。鉴于本井田历次地质资料的地层划分标准不甚统一，本次地层划分主以2001年五阳煤矿矿井生产地质报告中的地层划分为标准进行统一，区域地层基
9、本与此一致。五阳井田历次进行分采区精查，补勘精查，对煤系地层的控制程度较高，但对含煤地层系统研究较差，特别是对本井田含煤地层沉积环境缺乏系统的分析研究。2)本区主要含煤地层为石炭系上统太原组（C3t）及二叠系下统山西组（P1sh），现分述于下：(1)石炭系上统太原组（C3t）：该组为一套典型的海陆交互相沉积，并形成四个明显的旋回韵律结构，其厚度为89.2m139m，平均厚度103m，岩性为灰色、深灰色石灰岩，灰色、灰白色细、中、粗粒石英砂岩，灰黑色粉砂岩、砂质泥岩，泥岩及煤层。其中夹815层煤，发育四层稳定的石灰岩（K2、K3、K4、K5、）及一层不稳定的石灰岩（K6）。测井物性反映：煤层一般
10、为高电阻、低密度、低伽玛。石灰岩为高电阻、高密度、低伽玛。因此标志明显。该组产植物化石碎屑及动物化石。(2)二叠系下统山西组（P1sh）：该组为陆相沉积，其厚度为39.20m至85.85m，平均厚度约60m，岩性为灰色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩、灰白色中、细粒石英砂岩及煤层。其中夹煤14层。中下部发育的3#煤为全区稳定的可采煤层，厚度为0.22m7.90m,平均厚度为5.73m。测井物性反映：煤层表现为高电阻、低密度、低伽玛。由于3#煤层发育、厚度大且稳定，其本身即为明显的标志层。该组产植物化石碎屑。井田地质构造1)褶曲井田内主要褶曲是天仓向斜，幅度在100m以上，其它在20m80m之间。小黄庄断
11、层以北至西川断层之间由崔村向斜和大郝沟向斜构成煤层的基本形态，而小黄庄断层以南至文王山北断层之间以中部的天仓向斜构成煤层的基本形态。2)断层井田控制性断层从北向南：小黄庄正断层、文王山北正断层落差均大于100m，落差100m10m的中型断层有：南峰正断层。到目前为止，井田内发现落差小于10m的断层166条，其中井下揭露31个，钻探2个，电法勘探4个；向、背斜6个，轴向为北东东。以上构造分布和产状有一定规律，依据煤、泥炭地质勘查规范综合分析，井田构造复杂程度为中等，由于大多数构造为沉积后期地壳运动形成，区内又无岩浆侵入，因此对本区煤质变化不产生影响。3)节理裂隙风化裂隙在基岩风化面35m40m深
12、度内很发育，多以开口状出现，裂隙面呈缓波状，有时平直光滑，裂隙带多被一些泥质充填。4)河流冲刷井田内河流原生冲刷在3#煤层中上部，岩性多为中粒灰白、灰黑色砂岩，呈不规则包裹于煤层中，其特点是煤层伪顶及底板正常，煤层结构正常。后生冲刷在煤层上部常见伪顶，直接顶被河床、河漫滩冲刷，沉积有中细粒砂岩和砂质泥岩，含少量植物化石，具层理。其特点是：面积大，顶板薄，无伪顶，顶板岩性多为砂岩。综上所述，影响本井田煤层开采的主要构造因素为断层和褶曲、河流冲刷次之，节理裂隙一般对巷道支护方式和支护参数的选择影响较大，不会对煤层开采有大的影响。1.2.3 井田水文地质五阳矿区位于潞安煤田东北部。北起西川正断层，南
13、至文王山北正断层；东部以3# 煤露头为界，西部为一设定边界。区内地层走向明显受褶曲控制，而地表水流向与地层走向基本垂直，故一般不利于地表水直接补给地下水。矿井涌水量一般为400m3/h左右，井田内主要有13个含水层组，4个隔水层组。其中，奥陶系中统一个含水层，石碳系上统太原组四个含水层，二叠系下统山西组两个含水层，二叠系下统下石盒子组四个含水层，第四系孔隙潜水含水层和基岩风化带裂隙含水层，以及石碳系中统本溪组铝土质泥岩和上统太原组底部砂泥岩段隔水层、石碳系中统太原组中段砂泥岩隔水层和3# 煤层底板隔水层。1)含水层根据含水层岩性、储水空间和水力性质，本矿区含水层自下而上可分为13个。(1)奥陶
14、系中统O2f灰岩含水层为本区含煤地层的基底灰岩，主要由厚层状石灰岩、白云质灰岩和泥质灰岩，平均厚度120m。单位涌水量0.039L/s m32.7L/s m，渗透系数0.048m/d43.88m/d，属富水性强的裂隙溶洞含水层，对突水淹井威胁最大。该含水层上距3# 煤层80m140m。在隔水层的阻隔下，一般不会发生直接突水。(2)石碳系上统太原组K2石灰岩含水层，该层为太原组底部灰岩，局部含燧石，层厚3.11m17.66m，平均7.72m。溶洞裂隙发育，但多被方解石充填。单位涌水量0.00055L/s m0.00066L/sm，渗透系数0.00022m/d0.977m/d。(3)石碳系上统太原
15、组K3石灰岩含水层，本层为太原组中下部一层薄中厚层状灰岩。层厚1.66m5.49m，平均3.29m。裂隙溶洞发育，含方解石小晶体及细脉，单位涌水量0.00075L/s m，渗透系数0.0075m/d。(4)石碳系上统太原组K4石灰岩含水层，本层含水层为太原组中部灰岩。层厚2.10m5.57m，平均4.26m。中厚层状，含燧石，底部泥质含量高，节理发育，溶、裂隙多被方解石脉充填。单位涌水量0.00124L/sm，渗透系数0.0056m/d。K2、K3、K4灰岩含水层，沉积间距小于30m、水位较接近，可作为一个含水岩组考虑。按突水系数0.6计算，3# 煤层至K4灰岩顶面间的隔水层所承受的水压为3.4MPa5.4MPa，均构不成3# 煤层底板直接充水含水层。(5)石炭系太原组K5灰岩含水层，为太原组上部灰岩。厚0m6.65m，平均2.56m。薄至中厚层状，为隐晶质石灰岩，裂隙发育，但多被方解石充填。单位涌水量0.00041L/s m，水位标高+876.17m。据实际生产验证，该含水层对矿井充水无影响。(6)二叠系下统山西组K7砂岩含水层，该含水层位于山西组底部。厚13.0m30.3m，平均21.0m
