001煤矿概述及井田地质特征

1 矿区概述及井田地质特征
1 矿区概述
1.1.1矿区地理位置
永城矿区001煤矿井田位于河南省永城市境内，为城厢、陈集、顺和乡所辖。

井田中心南距永城老县城8 km,地理坐标；东经116º22´20"，30º00´35"。

矿区北靠陇海铁路，东临京沪铁路，青（龙山) 阜（阳）铁路从矿区东南约20 km处穿过，西有京九铁路商阜段。

永城老县城距商丘车站95 km，徐州车站97 km，宿州车站74 km，其间均有柏油公路相连。

区内主要村镇之间亦有简易公路相通，交通运输堪称方便。

具体见矿区交通位置图1-1。

1.1.2自然地理概况
井田位于黄淮冲积平原东部，地势低洼平坦，自西北向东南微微倾斜，地面标高32.49~36.50 m，一般为32 m至35 m之间，相对高差3 m左右。

地表广为巨厚的新生界松散冲积物所覆盖。

区内地表水系不甚发育，最大的河流--沱河在井田南部2 km处流过。

井田内用于灌溉的沟渠纵横交错。

沱河属淮河水系，发源于商丘市东北之响河，向东南流入安徽省的新汴河，全长120 m，其流量受大气降水控制，年平均流量1~2 m3/s，有记载的最大流量384 m3/s（1963年）。

本区属半湿润、半干旱的大陆性气候，冬春干早，夏秋多雨，四季分明。

据永城县气象站资料：
气温：1974~1984年观测，月平均最高气温26.89 ℃（7月份），最低-0.32 ℃，年平均卫14.3 ℃。

日最高气温41 ℃(1959年7月30日)，最低-19 ℃(1957年2月21日)。

降雨量：最大降雨量1022.5 mm（1977年），最小为630.4 mm，年平均813.6 mm；日最大降雨量2 07 mm(1957年7月I4日)，一次最大降雨量为443.4 mm ( 1965年7月5日~18日)。

蒸发量：历年最大蒸发量1985.7 mm（1978年），最小1603.2 mm，(1975年)，平均1745.4 mm。

相对湿度平均68~73.16％。

冬春季多西北风，夏季多东北风偶有东南风，最大风速183 m/s(1982年4月21日)。

每年12月至翌年3月为降雪和冰冻期，最大冻土深度19 cm。

据《中国地震烈度表》载，本区属六度地震区.河南省地震局受永城煤炭工业联合公司委托，提出“永城县地震基本烈度鉴定意见书” （（84）豫震烈字第002号文)，该文在分析了地质构造及本区地震史之后，认为.“本区不可
能发生六级左右地震，主要是受邻区强震影响，其地震基本烈度六度是最适宜
的。

”又提出“鉴于永城煤炭储量丰富，现已投入建井，将来发展远景可观，据此
建议，对特别重要的工程和建筑物，可提高1度设防。

”煤炭部基建司对001煤矿矿井方案设计审查意见明确：“建筑物地震烈度均按6度设防，但对六大要害
系统按7度的构造措施设计。

”
1.1.3矿区开发历史及生产建设规划
矿区现有生产矿井葛店煤矿、新庄煤矿、车集煤矿等8处。

另外，已经逐步形成了煤矿产业链，除部分大件煤矿机械外，基本可以满足煤矿建设需要。

1.1.4矿井建设的外部条件
矿井工业场地至矿区集配站的铁路专用线正线里程15.86 km。

新、老两条永砀公路，分别自工业场地两侧经过，将矿井工业场地与铁路干线和土产材料产地连通，交通条件较好。

矿井永久电源由永城220 KV变电站供给。

地方集资兴建的永城110 KV变电站，可作为本矿井建井期的施工电源。

为确保施工安全，另一回电源可取自新庄矿井。

矿区热电站应尽快建设。

经初步勘探证实，上第三系孔隙承压水，无论其水量和水质均可满足本矿井永久水源的要求。

矿区北部的芒山，生产白灰、石子、料石等土产材料。

水泥、钢材木材等亦可通过公路运至本矿。

矿井建设的外部条件比较落实、可靠。

1.2 地质特征
1.2.1地层
永城煤田为华北型沉积，地层分区属华北区、鲁西分区、徐州小区的范畴。

本井田无基岩出露，全都被新生界冲积层所覆盖，缺失上奥陶统至下石炭统、三迭系至第三系古新统两段。

钻探揭露的基岩地层上至石千峰组（平顶山砂岩)，下至中奥陶统马家沟灰岩，厚度约1100 m。

自下而上叙述如下:
1、中奥陶统马家沟组(O2m)，由白云质灰岩、灰岩组成，井田内揭露厚度30~45.20 m。

2、石炭系(C2~3)，假整合于中奥陶统之上；
中统本溪组（C2b)，由铝质泥岩及山西式铁矿组成，厚度2~22 m，平均8.78 m；上统太原组（C3t），由9~11层薄至中厚层状灰岩和泥岩、砂质泥岩及粉、砂岩组成，间夹不可采煤层3~5层，厚度93~164 m，平均133 m；
3、二迭系(P)，揭露厚度961.2 m，下统齐全，上统K6标志层以上多被剥蚀；
山西组（P1S），厚度89.94~131.78 m，平均106.43 m，由泥岩、砂质泥岩、砂岩及煤层组成。

二2煤层赋存于中部，下以K3灰岩标志层顶界与石炭系分界，上以K4鲕状铝质泥岩底界与下石盒子组分界；
下石盒子组（P1x），厚度48.63~112.27 m，平均74.92 m，由泥岩、砂质泥岩、砂岩及三煤组组成，以K5砂岩标志层底界与上石盒子分界；
上石盒子组（P2s），钻孔穿见厚度728.98 m，共分四段，每段底部都以一层稳定的砂岩标志层相分界（K5~K9），其基岩组成也是以泥岩、砂质泥岩、粉砂岩及砂岩为主，不含具有工业价值的煤层。

4、新生界（R2）
井田内覆盖层中，仅有上第三系和第四系，缺失下第三系。

厚度300~430 m，平均348.73 m。

由粘土、亚粘土、亚砂土及中、细、粉砂交互成层。

上第三系为
河湖相沉积，直接覆盖于古生界之上。

详见井田地层划分表1-1。

1.2.2地质构造
新华夏体系及东西向构造构成永城煤田的骨架，本煤田有永城背斜及北部的孔庄—芒山背斜组成。

001煤矿井田位于永城隐伏背斜之西冀，大致呈单斜构造，总体走向NNW，倾向SWW。

受多期构造运动的影响，褶曲、断裂均较发育。

地层倾角在露头处局部较大，向深部逐渐变小，一般为4º~8º，局部8º~10º。

局部偏大。

1、褶曲
井田内褶曲比较发育，近东西向的自南向北有八里庙向斜、胡庄背斜、小陈庄向斜及汉陈向斜等。

2、断裂
井田内断裂构造均为正断层，据葛店煤矿井下及芒山地表所见，推定断层面倾角均为70º。

发现并已被控制的断层4条，以NNE向断裂为主，近东西向断裂也较发育。

3、岩浆活动
据侧定，井田内岩浆岩活动大致有两个期次：基性岩偏老为华力西运动晚期产物，酸性岩为燕山运动早~晚期产物。

基性岩主要为辉绿岩，一般在三煤组中
顺煤层侵入三4、三2
、三5煤层中，呈岩脉或岩席产出；酸性岩主要为闪长岩类
2
及花岗岩类，呈岩墙及岩席产出。

受岩浆岩侵入影响地段，使煤层结构复杂，或变为天然焦，降低了煤层的经济价值。

1.2.3水文地质
1、含水层及隔水层特征
自上而下分为四个含水组：
1）新生界孔隙含水组：区内松散地层沉积为冲积及湖积，其厚度受古地形影响而东薄西厚、南薄北厚。

含水砂层一般为1~12层，平均总厚86.34 m。

浅部以大气降水垂直渗入为主，中部及深部以水平侧向渗透为主。

属孔隙承压水，
q=0.004~7.0 /s·m，K=0.6~23 m/d。

含水砂层之间及其与基岩之间有厚度比较稳定的粘土层，形成天然的隔水屏障，局部地段与基岩处有透镜状砂层，即所谓“天窗”，对浅部开采会具有一定影响。

2）二迭系砂岩裂隙，孔隙含水组：主要由上、下石盒子组及山西组砂岩裂隙孔隙承压水组成。

其补给方式以水平侧向渗透补给为主，渗透能力差，富水性弱，迳流滞缓，以静储量为主，易于疏干。

q=0.1213 /s·m，K=0.568~3.91 m/d，水质类型为SO4-Na。

3）石炭系灰岩岩溶裂隙含水组：主要含水岩层为石灰岩(11层)。

灰岩以L2、L3、L4、L7、L8、L9、L10七层比较稳定，岩溶裂隙比较发育，但多被泥质或钙质充填。

补给方式为远方侧向渗透补给。

q=0.000685~2.068 /s·m，
K=0.00492~7.473 m/d。

水质类型SO4~CaNa，矿化度>2q/l。

4）奥陶系岩溶裂隙含水组：区域范围内，在安徽省闸河煤田东西两侧出露，本煤田仅在芒山有局部出露。

岩溶发育，富水性强。

补给方式以远方水平渗透为
主。

q=0.000685~15.7 /s·m，K 0.002~7.473 m/d。

水质类型SO4~CaNa，矿化
度2.206~4.43 g/l。

2、井田水文地质条件
本井田水文地质类型为中等—简单，其主要依据是：
1）直接充水含水层，三煤层和二煤层顶板砂岩含水性弱，单位涌水量一般小于0.01 /s·m，为简单类型；
2）上复新生界含水层与基岩界面之间有厚度大于3 0 m的粘土层阻隔，正常地段对煤系地层无充水作用；
3）下伏太原组灰岩含水层与二2煤层之间有砂岩和泥岩组成的隔水层，厚度在50 m以上，正常地段二2煤层的开采不存在底板突水的威胁；
4）井田内断层富水性及导水性弱，q<0.001 /s·m；
5）主采煤层顶底板岩层稳定；
6）矿床远离地表水体。

3 、矿井预计涌水量
井田南部和西部均以断层构成阻水边界，东部煤层露头与粘土隔水层相接，只有北界F1断层使二2煤与对盘太原组灰岩相接，可视为弱补给边界。

采用“集水廊道”法计算，矿井预计正常涌水量894 m3/h（其中：K5砂岩328 m3/h，三煤组291 m3/h，二煤组275 m3/h）；最大涌水量1200 m3/h。

1.3 煤层特征
1.3.1煤层
井田内含煤地层自下而上为石炭系上统太原组、二迭系下统山西组，下石盒子组及二迭系上统上石盒子组。

共含煤17~20层。

煤层总厚15.85 m。

其中有经济价值的为下二迭统的山西组及下石盒子组。

该两含煤地层总厚度平均186 m，煤层总厚12.42 m，含煤系数58%。

其中山西组的二2煤层为主要可采煤层，下
、三4三层。

石盒子组中局部可采的煤层有三1、三2
2
二2煤层为一稳定~较稳定、结构简单(偶含泥岩夹矸一层)的厚煤层。

全区稳定可采。

三1煤层，层位稳定，平均厚度1.30 m，其可采范围集中在08线以南。

04线以南以单层结构为主，以北渐变为双层结构，未受岩浆岩破坏。

各煤层特征见表1-3。

1.3.2 煤质
各煤层均为高变质阶段的年青无烟煤。

二2煤层低灰分，特低硫，高发热量；理论分选比重1.7时，可选性为易至极易选；化学活性好；抗碎强度及热稳定性中等，可作动力及民用煤，亦可用于气化。

三煤组各煤层煤质的共同点是：中至富灰分(三1煤为富灰)，特低硫，高熔点。

中至高发热量；理论分选比重1.7时，可选性中等；化学活性一般不佳；热稳定性差~中等；强结碴，不易磨。

可作动力、发电及民用煤。

各煤层煤质主要特征见表1-4。

1.3.3 开采技术条件
1、煤层顶底板
二2煤层顶板以砂岩为主，完整性和稳定性较好，顶板较易管理，底板一般不会发生“底鼓”；三煤组各可采煤层由于层间距小，砂岩厚度薄且稳定性较差。

2、瓦斯
井田内瓦斯含量普遍较低，一般小于1 cm3/g；瓦斯风化带分布很广很深，除个别富集点之外，都属瓦斯风化带，直至-800 m以深。

虽然瓦斯煤样的取样手段比较落后（集气式），瓦斯含量的准确性较差，但瓦斯成分和分带是可靠的。

一般认为，瓦斯风化带界面处的相对瓦斯涌出量为2 m3/t·d左右。

将本矿井定为低沼气矿井管理是有充分依据的。

3、煤尘无爆炸性到具弱爆炸性。

4、各煤层均无自然发火倾向。

5、地温：二2煤层在-650 m以深，除63至65线范围地温低于31 ℃，其余
煤层仅在0312孔至-650 m以深出现小范围的均高于31 ℃，属一级热害区；三2
2
一级热害区。

井田内其余地段地温均属正常。

1.3.4勘探程度及存在问题
本井田自1957年普查找煤开始，至1986年4月提交精查地质报告，历时30年，并于1993年3月提交了《河南省永夏矿区001煤矿矿井首采区地震补充勘探报告》。

共施工钻孔88个，成14条勘探线。

统一为东西方向。

平均每平方公里近3.9个钻孔，钻探工程量47380.9 m。

全国储委煤炭专业委员会于1 986年5月24日至2 7日对该报告进行了审查，地质11队根据审查意见，对报告进行了修改补充，于7月22日送交煤委复查。

1986年8月27日获正式批准。

该井田地质勘探工作基本符合《煤炭资源地质勘探规范》的规定，勘探手段的确定基本合理，报告对井田地质构、地层、煤层、煤质、水文地质及开采技术条件等方面的研究，基本上达到了精查勘探的要求。

正式批准后的“001煤矿井田精查地质报告”可作为矿井设计和建设的依据。

报告存在如下不足之处:
(1) 经高分辨率地震仪解释，F6断层以东，0306~0408孔连线附近有一落差35~48m的“入”字形断层（F3c、F4）未作钻探验证。

(2) 上石盒子组底部K5砂岩与三4煤层的间距仅为27 m，应为三4煤层的直接充水含水层，勘探中未作抽水试验。

(3)测井使用的人工放射性仪器未作线性标定，仪器常处于超线性范围工作，影响到对煤层及夹歼厚度解释的准确性，审查中有较多见煤点测井资料降级。

(4)1980年前钻孔封孔质量不好，1980年后封孔质量有所改进，但也难作出评价。

设计建议:
（1）对于先期开采地段的地质遗留问题补充部分勘探工作(见第二章第三节)，列为基本建设投资。

（2）地震解释断层F3、F4，应在生产勘探中证实
（3）对封孔质量问题，生产建设中应引起注意，及时采取有效措施，以预防因封孔质量不好而造成水害。