屯兰矿新井初步设计

第一章 矿区概述及井田地质特征

1.1矿区概述

1.1.1地理位置

屯兰矿位于山西省古交市西南6Km ，距太原市60Km ，区内有四条公路与外相通：太原一陕西佳县公路由井田北缘通过;文水开栅一古交线沿原平川通过；清徐一古交线沿大川河通过；岔口一古交线沿屯兰川通过。国铁太古岚铁路沿井田北缘通过，屯马铁路支线由本井田中部工业广场通过，交通便利。屯兰矿交通地理位置图如图1.1.1。

图1.1.1 屯兰矿交通地理位置图

1.1.2地形与地貌

井田位与吕梁山东翼，属中低山区，地形切割强烈，沟谷纵横，以山地地形为主，北太古岚铁路屯兰河

河川

大

1∶250000

西

曲

屯

兰兰马镇城底

曲东寨沟矿区

家庄

白官

地西 铭杜 儿 坪宁土

公

路

屯兰矿交通地理位置图

仅在大河谷中分布有宽约200—600米的冲积-洪积平原。全区地势西南高东北低，最高处在大东磨上附近，标高1400米；最低处在古交镇附近汾河河床，标高970米。相对高差一般150—250米。

1.1.3气候和地震

本区属我国北方大陆性半干旱气候。四季分明，春多风沙，夏热多雨，秋季凉爽，冬季干寒。据寨上水文资料，年降水量最大632.6mm，最小172.1 mm，年平均457.8mm，全年降水量约60％集中于7、8、9三个月。据太原气象台观测资料，最高气温39.4℃，最低气温达-25.5℃，年均气温9.4℃。全年多偏北风，年平均风速2．4m／s，最大冻土深度7 7 cm。

据山西地震局资料，古交区地处6度地震基本烈度区，而位于断陷盆地的太原市区为7度区。据记载太原市区发生的地震最高为5级，太原以南的清徐一带曾发生过6级地震。

1.1.4水源和电源

矿井永久水源取自汾河上游的汾河水库。

矿井电源取自屯兰ll0kv区域电站。

1.1.5矿区水文

屯兰井田位于西山煤田的西北部，水文地质条件复杂，全区带压开采，煤层最大带压达4.54Mpa。

本区内河主要有汾河及支流屯兰河、原平河、大川河。汾河自西向东流经本区北缘，其支流屯兰河、原平河及大川河分别自南向东或自南向北流经本区，在北缘注入汾河，河谷宽400—600米。汾河流量受上游水库控制，最大流量673m3/h。汾河支流平时流量仅每秒十几升，雨季则可形成具有破坏性的洪流。其它次一级的小沟谷多为季节性河谷，平时干涸或仅仅有涓涓细流。

1.2井田地质特征

1.2.1地层

本区仅出露有山西组顶部及以上地层，据钻孔揭露，其地层由老至新依次有：奥陶

系中统马家沟组(0

2)，石炭系中统本溪组(C

2

b)，石炭系上统太原组(C

3

t)，二迭系下统山

西组(P

1s)，二迭系下统下石盒子组(P

1

x)，二迭系上统上石盒子组(P

2

s)，二迭系上统石

千峰组(P

2

s h)，第三系、第四系地层。

1.2.2地质构造

本区位于西山煤田北部，地层走向北西，倾向南西，倾角2°～15°，呈NNE向SSW 倾伏的波浪状单斜构造。较大褶曲少见，但次一级小型波状褶曲发育。断层较多，且成组出现。

1、褶皱构造

本区大的褶曲不甚发育，比较明显的有井田西部边缘的鲜则背斜、元家山向斜以及东南部的东大岭向斜。而在井下生产中实际揭露次一级小型背一向斜相当发育。

鲜则背斜：位于井田西部边缘，其轴部北起八字山村西南，南至七福沟，轴向大体呈南北方向，全长约5公里。轴部出露最老为上二迭统上石盒子组地层。两翼倾角4°～9°。

元家山向斜：位于鲜则背斜以东，并与之平行，其轴北起元家山村东，南到姬家庄村以西，大体呈南北方向，全长约3.8公里。两翼倾角6°～13°。轴部出露多为上二迭统石千峰组地层。

东大岭向斜：位于井田东南部，其轴南起东大岭村东，向北东30°延伸，到72号钻孔附近消失，其中部轴向变为北东60°，全长5公里。两翼倾角4°～10°。由于沿轴部覆盖面积较大，所以地面不够明显。

2、断裂构造

井田内断层发育，均属高角度正断层。根据《屯兰勘探区精查地质报告》，发现落差5米以上断层66条，其中落差30米以上7条，100米以上4条，断层走向以北东35°~65°者居多，占三分之二。这些断层均有明显的成组出现的特点，区内分布有两组，每组有4—6条落差10米以上的断层，常常伴生许多成束的小断层，走向北东，大多带有压扭性质。

3、陷落柱

区内陷落柱比较发育，屯兰井田从建井至2005年底，井下共揭露陷落柱90个。陷落柱在平面上呈带状分布，柱体形态多呈椭圆扁圆或不规则圆形，剖面上多呈反漏斗状，陷落角多为60—80度。柱体内岩块杂乱无序，一般胶结松散，呈半胶结状态。从井下

揭露陷落柱情况来看，长轴直径一般30—50米，最大达100米以附兰矿构造纲要图。

1.2.3井田水文地质特征

井田自上而下有四个含水层组，即：第四系砂砾含水层组，石盒子组砂岩含水层组，太原组薄层灰岩含水层组和奥陶系灰岩含水层组。

1、第四系砂砾含水层：主要赋于屯兰河、原平河、大川河及汾河等河谷中，主要由砾石及砂层组成，富含潜水，冲积层一般厚10—15米，渗透性好，主要靠大气降水及地表水补给，区内冲积层的水位在地表下0.8—7米，上游深，下游浅，水位标高990—1030米，单位涌水量为2.5-104升／秒·米，渗透系数为40.6—96.68米／日，水质

HCO

3—SO

2

—Ca—Mg型，矿化度为245—310毫克／升。该含水层水与下部含水层联通性

差，仅北一盘区右翼、南二盘区左翼接受其侧向补给。

2、石盒子组砂岩含水层组：本组厚层砂岩较多，以中一粗粒砂岩为主，含水性分布不均，在靠近屯兰河，原平河及汾河两侧，由于长期受地表河滩潜水的侧向补给，含水性相对较好。本组砂岩在沟谷中出露较多。风化带最大涌水量为0.026升／秒．米，

渗透系数为0.00044—0.13米／日，水位标高993.13—1042.92米，水质为HCO

3--S0

4

(C

1

)

水，矿化度为250—561毫克／升。该含水层水横向联通性差，分布不均，沿屯兰河两侧含水量较大，工作面回采后通过采空区涌入巷道，为上组煤出水的主要水源。

3、太原组薄层灰岩含水层组：由L1、K2、L4三层石灰岩组成，其中以K2最厚，平均厚2.8米，岩性纯，为主要含水层；L1平均厚1.96米，不甚稳定，岩性又常为泥灰岩，含水性较差。由于埋藏较深，裂隙、岩溶均不发育，透水性及含水性随之也差，其单位涌水量为0.182-4.07升／秒．米，渗透系数为0.166-15.96米／日，水位标高为964.18-1038.19米。由于灰岩较薄，以裂隙水形式存在，含水量较小，对矿井生产威胁不大。

4、奥陶系中统含水层组：岩性一般以石灰岩为主，裂隙及岩溶发育，富水性强，区内可分为峰峰组含水层、上马家沟含水层和下马家沟含水层。

(1)峰峰组含水层：本组为峰峰组上段，岩性以层状灰岩为主，方解石含量较高，平均厚约70米，它位于奥灰顶部，距煤层底板最近，是潜在的直接突水含水层，对煤矿安全生产构成威胁，但其岩溶发育和富水性很不均匀，呈明显的块段性，不同钻孔中的水位标高相差很大，甚至无统一地下水位，它与上马家沟组含水层中间存在隔水层，两者之间的水力联系很不均匀。