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1、第一章 矿（井）田地质概况1.1 矿（井）田位置及交通1.1.1 交通位置王家山煤矿位于靖远县城北约60km，宝积山矿区西北约10km，行政区划属白银市平川区王家山镇和东升乡管辖。面积约8.3421km2，地理坐标为：东经10448061045312，北纬365135365314。靖远煤业有限责任公司取得王家山煤矿的采矿权，国土资源部2001年12月26日颁发了采矿许可证，开采深度标高为1780850m，有效期自2001年12月至2017年12月。王家山煤矿西北距国道309线约2.5km。铁路由白（银）宝（积山）线的长征车站接轨，经旱平川、水泉，至煤矿工业广场有专用线。矿区内的公路、简易公路纵
2、横交错，交通甚为方便。交通位置如图1.1图1.1 交通位置图1.1.2 地形地貌矿区地处干旱区，地形复杂。地形陡峻，最高点位于栒条岘，标高2021.7m，最低点位于下红湾，标高1815.0m，相对高差206.7m，水洞沟以西基岩裸露，属剥蚀构造地貌，王家山向斜两翼形成相向的单面山，由于沿张性构造裂隙易于向下切割侵蚀，故横向沟谷发育。随着向斜的倾没，岩层逐渐被黄土覆盖；水洞以东主要为黄土丘陵区，相对高差较小，一般2050m。1.1.3 气象及水文情况矿区气候属内陆半沙漠干旱气候气温：月平均-924，最低-1823，最高达3538，年平均7.99.2。夏季酷热，冬季严寒，春、夏、秋季昼夜温差101
3、6降水量：年平均量在187374mm之间，平均250mm左右.多集中于7、8、9三个月，降水量占全年的5060%，常形成暴雨。蒸发量：年平均14391782mm，平均1655mm，为降水量的6.6倍。湿度：年平均5564%，4、5月份最干燥，为4160%，711月份湿度在5875%之间。风向：除夏、秋季有东南风外，其他时间多西北风，风力24级，最大达68级，全年平均风速11.4m/s。每年11月至次年3月为冻结期，最大冻结深度93cm。区内无常年流水，仅有两条砂河在每年79月雨季期间山洪暴发才有短暂的暂时性流水。一条是苦水峡砂河，发源于矿区东南部的小井子沟，由南向北穿过矿区中部，经胶泥崖村、大
4、红沟、北滩，与咸水河汇合，至中卫注入黄河；另一条是孔家沟砂河，由李家坪向西流经矿区南侧，在33、107号孔附近折向西南，经石碑子沟、旱平川，流入黄河。矿区以南的变质岩裂隙水沿F1断裂带溢出，在苦水峡砂河上游形成水质良好，但水量甚小的上升泉，最小涌水量0.175L/S，最大涌水量为1.112L/S。由于受F1断裂带中断层泥的阻滞，进入孔家沟砂河后形成地下潜流，潜水面深310m，对河床中分布的各个水井进行了不定期观测，水量不大，如李家坪水井的涌水量为20.39m3/d。1.1.4矿区概况1.矿区开发情况王家山矿区开采历史久远，在建井时，井田浅部的小窑已具备相当规模。为了协调与地方的关系，省委、省政
5、府先后多次从生产矿井不同位置划给地方资源2501.84万t，从1550m水平以下资源内划给地方资源储量1806.0万t。经煤业公司调查，王家山矿区原有各类地方小煤窑（乡村、个体、其它）43个，通过多次关井压产的整顿，部分小窑已被关闭、封停，现保留24个小煤矿持有合法证件，但仍存在一证多井、超层越界、乱挖滥采、侵占大矿资源的现象。具体分布情况为：在王家山煤矿一号井周边实测有8个矿13个井口，二号井周边实测有11个矿14个井口，五号井周边有5个矿7个井口，各小煤矿的开采能力都在3万吨以上，有的能力达10万t，由于小矿开采技术条件差、回采率低，对资源破坏量非常大。另外，井田内煤层大多为急倾斜煤层，而
6、划出的资源均在井田浅部，使划出资源的下部形成相当数量的呆滞煤量。也使王家山煤矿生产能力、矿井服务年限等受到较大影响。2.矿区经济情况本区以农业为主，农产品主要有小麦、谷物、豆类等，由于干旱多风，产量均较低。工业方面，有矿区所属各煤矿，以及矿区辅助和附属企业事业单位等，还有靖远县所属厂矿及定西陶瓷厂、煤矿等企业，国家重点建设工程靖远电厂二期工程已竣工，靖远矿区供水工程亦完工交付使用。整个靖远矿区水、电、路、通讯等都已形成系统和综合能力。3.矿井建设和生产所需主要材料的来源主要建筑材料，除钢材以外，水泥、砖瓦、砂石、白灰等均为本地生产，可就近购买。4.水源、电源及劳动力来源本矿井由靖远矿区净水厂供
7、水。靖远矿区净水厂设在黄河北岸，取黄河水为水源，经过净化后供整个矿区。该水厂日处理水量54000m3/d，可向王家山矿井供水9900m3/d，能够满足该矿井集中生产用水。黄河水通过、过滤、消毒等手段处理后，水质符合国家生活饮用水标准。该水总硬度约为11.8德国度，Ph值约为7.8，浊度3度。本矿井井下水的矿化度非常高,不宜作为生活水源,但该水可以满足灌浆用水的水质要求,因而可以用来制水泥浆。矿区内现有靖远电厂（140万kW）。王家山矿有35KV变电所。运输条件良好，矿区铁路专用线和矿区公路均已通达井口工业广场。综上所述，本矿井的供水、供电、运输等外部建设条件良好。5.矿藏市场供需情况近年来，王
8、家山煤矿利用原有小矿井的产能，大力推广综采放顶煤等采煤新技术，加之煤炭行情利好，目前已是产销两旺，利润大增（表8-7）。本矿井筛未煤全部供应靖远电厂，由于属于国家计划价，因此售价较低（128元/t），但也比1999年技改项目设计所依据的不含税综合价107.88元/t要高。至于块煤，由于供民用，目前井口售价为280290元/t,但本矿井块煤率偏低（1%）。1.2 矿（井）田地层及地质构造1.2.1 地层王家山矿区地层主要有下志留统马营沟群（S1m）上三叠统南营儿群（T3nn），中侏罗统窑街组（J2y），中侏罗统新河组（J2x），上侏罗统苦水峡组（J3k），下白垩统河口群(K1nk)、上第三系（N
9、）和第四系（Q）。下志留统为中生界基底地层，上三叠统常为煤系基底，中侏罗统窑街组为主要含煤地层。在矿区南部F1断层带中局部有残留的泥盆系及石炭系地层，此外，在矿区南北的外侧布有上第三系红层。1.2.2 构造1.断裂构造王家山煤矿区地质构造的主要特点是：以断裂为主，褶皱为辅。但中深部区域主要为向斜构造，即王家山向斜。该向斜由中生界地层构成，向西抬起收拢，向东倾伏撒开，渐被第四系覆盖，长约10，向斜轴走向北6070西，局部近东西向，两翼地层产状不同，北翼地层在勘探线以西走向为北75西，倾向南西，倾角2540；勘探线以东渐转为北80东，向南南东倾，倾角4060，XV勘探线以东更陡，达60以上；南翼地
10、层走向为北60西，倾向北东，倾角3566，局部直立、倒转，为一南陡北缓、轴面南倾的不对称向斜。勘探线以西向斜轴被F21断层切断。井田内以走向断层为主，发育于井田西南部的北倾断层有F21断层，F14断层是沿次级背斜轴错断形成，西起水洞沟，至加勘探线以东消失，长3.5，勘探线以西走向北80西，以东呈近东西向，倾向南或西南，倾角6785，为一高角度逆冲断层，破碎带宽27m，断层距1060m，中间大，两端小。F21断层位于王家山向斜轴部，西起勘探线以西，大致沿向斜轴延伸，至勘探线以东偏向向斜轴以南，一直向东伸至矿区以外。通过矿井的这一段走向呈65西，倾向南西，倾角80，浅部有时直立或向北东倾，使断层呈
11、微向北凸的弧形，南西盘向上逆冲，将王家山向斜轴切割破坏。通过矿井的这一段断距约45100m，西小东大。2.褶皱构造陇西系乌鞘岭六盘山主褶带逶迤通过靖远北部。靖远煤田便形成于褶带中古变质岩体的低洼地带。受陇西系所左右，区域主要构造形迹多呈北5060西方向。有如下主要构造：松山响泉山黄家洼山隆褶带：走向长约80km，主体由下古生界及震旦亚界变质岩组成，总体走向北50西。宝积山复向斜：位于松山响泉山黄家洼山隆褶带的南侧，为一南翼受到破坏的不完整复向斜，主轴呈北50西方向，走向长约37km。王家山复向斜：位于松山响泉山黄家洼山隆褶带北侧，为一南陡北缓的不对称复向斜，主轴走向北6070西。青石山半环状构
12、造：位于宝积山矿区与红会矿区之间，由青石山西侧弧形断层及其所包围的下奥陶统变质岩花岗岩组成。北滩新生代拗陷：位于王家山复向斜以北，在王家山矿区以F15断层为界与隆褶带分开。靖远新生代拗陷：位于宝积山复向斜以南，为靖远静宁拗陷带的一部分。3.岩浆岩侵入岩浆岩主要分布在矿区以南的寿石山、红会将军坟滩及崛吴山北坡，主要岩性为花岗岩和花岗闪长岩，对矿区煤系没有影响。1.3 矿体赋存特征及开采技术条件1.3.1 煤层及煤质1.煤层本区的主要含煤地层为中侏罗统窑街组（J2y），厚116m, 含煤五层,平均总厚30.67m，含煤系数26%；其次为中侏罗统新河组（J2x）第一段，平均总厚64m，含煤两层，平均
13、总厚2.99m，含煤系数4.7%。各煤层由上到下编号为：1层煤，2上层煤，2层煤，2下层煤，3层煤和4层煤，其中，2层煤和4层煤为主要可采煤层，厚度大，较稳定，且分布面积广；3层煤为局部可采层，分布面积较大，厚度较薄，变化亦较大；其余煤层更不稳定，多呈透镜状。此外，4层煤向南由于相变，发生分叉，变薄，以至尖灭，在深部形成4下层煤；另在深部钻孔中4下层煤以下尚有12层透镜状煤层，偶达可采厚度以上。煤系含煤性的变化规律比较明显：南翼不如北翼，西端不及东端。北翼西部又较东部含煤性差，勘探线以西含煤系数平均为17.9%，低于北翼平均数，以东平均为28.1%，高于北翼平均数。全区平均为19.7%。（一）
14、1层煤位于中侏罗统新河组第一段，即第旋回的顶部，煤层薄而变化大，多不可采，呈透镜状。全区共有31个孔见到此层煤。达可采厚度以上的有12个孔，纯煤真厚最大1.60m，主要分布在-勘探线间，多为单一结构或含一层夹矸，最多含三层夹矸，夹矸最多小于1m，1层煤常相变为灰黑色炭质泥岩、泥岩或砂质泥岩，与2层煤的间距西小东大，勘探线以东皆在55m以上，最大的为308号孔，达113.84m，勘探线以西多在55m以下，一般3045m，最小的为48号孔，不足30m。(二)2上层煤位于中侏罗统新河组第一段的下部，分布比较集中，主要发育于南翼勘探线以西和北翼东部的和加勘探线间及西端勘探线以西，在北翼的281、59、
15、46、264和255号孔尚有零星分布。全区见2上层煤的有32个孔，煤厚0.11m（109号孔）6.32m（294号孔），纯煤厚度达可采厚度以上的有18个孔，其中最厚4.27m。2上层煤与2层煤的间距在南翼和北翼西端为6.93m（透3号孔）28.19m（77号孔），平均15.73m，北翼东部为5.00m（浅6号孔）13.73m（129号孔），平均9.64m。多为单一结构，少数含一至二层夹矸，夹矸最厚为1.12m（浅6号孔），最薄的仅0.99m（40号孔），岩性为泥岩、砂质泥岩或粉砂岩。(三) 2层煤赋存于中侏罗统窑街组顶部，为本井田最主要的可采煤层，分布面广，厚度巨大，煤层比较稳定。煤厚变化规律性比较明显，南薄北厚，西薄东厚。这一部分煤层结构的变化情况是：勘探线以东多含二至四层夹矸，少数含一层，个别有五层夹矸，共同的特点是，夹矸多在煤层上部，下部常为单一的巨厚煤分层，勘探线以西多为单一结构或含一至二层夹矸，少数含三至五层夹矸，个别的结构较为复杂，如21号孔有七层夹矸，37号孔有八层夹矸，夹矸最厚为8.15m（273号孔），大多0.202.00m，少数25m。夹矸岩性多为粉砂岩、泥岩或炭质泥，偶为细砂岩。另外，古河流冲刷是造成四号井中部以西厚度变化的
