第1章矿井概况及井田地质特征

1 井田概况及地质特征
1.1 井田概况
1.1.1位置
沁城煤矿井田位于山西省沁水煤田的南部，沁水县县城的东部，行政隶属山西省晋城市沁水县龙港镇。

交通位置见图1-1。

1.1.2交通：
井田内和沿井田北部界外杨河北岸分别有晋（城）～侯（城）公路及沁辉公路通过，晋～侯公路东在晋城市可接207国道至洛阳及晋（城）～新（乡）高速；西可至侯马与大运高速公路相接。

此外还有正在施工的侯（马）～晋（城）高速公路穿过井田。

矿井工业场地位于沁辉公路南侧杨河北岸滩地上，距沁水县城东约5km，距晋城市104km，距侯马市87km，距太原236km。

铁路：侯(马)～月(山)铁路从矿井工业场地北侧通过，郑庄车站及沁水车站位于井田东西两侧，距矿井工业场地约13km（公路里程），通过该铁路西可至侯马，东经河南月山、山东济宁，可达山东日照港；由河南月山南下通过焦柳线可至南方各省。

因此，矿井交通便利。

1.1.３自然地理
1. 地形、地貌
井田位于中条山东北延伸端，山势陡峻，沟谷纵横，地形复杂，属低山丘陵地貌。

总的地势为南高北低，最高点为井田西南部的竹岑顶，海拔标高+1305m，最低点为井田东北部的杨河河床，海拔标高+783m，最大相对高差522m。

2. 河流
井田内主要有杨河，属黄河二级支流，发源于沁水县杏峪乡云合山的关门岭脚下，杨河上游有梅、杏两条主要支流，在沁水县城东侧汇合称为杨河，流域总
交通位置图1-1
面积426km2。

该河为常年河流，最小流量为0.2m3/s。

该河流沿井田北界通过至郑庄乡河头村后汇入黄河一级支流—沁河，沁河穿切太行山汇入黄河。

3. 气象
井田所属地区为东亚季风温暖带半湿润气候，大陆性气候特征明显，一年四季分明，冬季寒冷雨雪稀少，夏季炎热多雨，春秋季节多风少雨，年均气温10.5～12.5℃，年平均降水量537.1mm。

本区风向：冬、春季多西北风；夏、秋季多东南风，风力一般3～4级。

4. 地震烈度
根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）附录A，沁水县为7度区，设计基本地震加速度值为0.10g，属第一组。

1.1.４邻近生产矿井概况
井田南侧有沟沟、伯附、油坊头、羊泉、竹林山煤矿，都在正常生产。

竹林山煤矿：属阳城县二轻局下属企业，井田面积为7.26km2， 2003年生产能力达0.60Mt。

属高瓦斯矿井。

矿井安全生产情况正常。

油坊头煤矿：现年生产能力为0.15Mt，属村办企业，井田面积为1.5km2。

属高瓦斯矿井，矿井安全生产情况正常。

羊泉煤矿：现年生产能力为0.20Mt属芹池镇办集体企业，井田面积为5.649km2。

矿井安全生产情况正常
伯附煤矿：现年生产能力为0.15Mt，属小型生产矿井，村办企业，井田面积为1.683km2。

据调查，未发生过大规模的冒顶、底鼓、片帮、突水等事故。

沟沟煤矿：属小型生产矿井，集体联办企业，井田面积为5.5km2。

属高瓦斯矿井。

1999年5月曾发生过瓦斯爆炸事故，死亡9人。

各邻近生产矿井分布见图1-2。

图1-2 邻近生产矿井分布图
1.1.５地方经济概况
沁水县位于山西省南部，人口21万，非农业人口2万左右。

地域面积2560km2。

该县以农业为主，工业不发达，经济基础比较薄弱，生产力水平低，经济效益差。

2002年全县工农业总产值10亿元左右。

主要农作物以玉米、谷子、小麦为主，棉花、花生多有种植，蚕茧产量居全省第二。

工业主要为煤炭，属山西省重点采煤县。

其次有炼铁、发电、纺织、机械、水泥等，但都规模小、效益差。

1.2 地质特征
1.2.1地层及地质构造
(一) 区域地质特征
井田位于沁水块坳的南端，区域地层总体走向为北西或近东西向，倾向北西，倾角一般小于10°。

区域构造总体形态为单斜构造，地层由南向北依次为奥陶系、石炭系、二叠系和三叠系等地层，第三系及第四系松散沉积物广泛覆盖于各时代地层之上。

(二) 井田地层
井田内地表出露有二叠系上统上石盒子组二、三段；石千峰组等地层。

第四系松散沉积物在本区大面积分布，该区地层由老至新如下：
1．奥陶系中统上马家沟组（O 2s ）
根据区域资料本组厚176～308m ，本井
田5号钻孔揭露厚度达41.61m 。

根据岩性特
征可划分为上下两个岩性段，下部为灰—深
灰色中厚层泥灰岩夹泥质灰岩，上部为深灰
色厚层状微晶灰岩、豹皮灰岩互层。

为浅海
潮坪—开阔台地环境沉积。

2．奥陶系中统峰峰组（O 2f ）
本组井田内有一个钻孔揭穿，厚
113.50。

为含煤地层之基底，其岩性主要由
灰至深灰色中厚层状石灰岩、泥质灰岩、泥
灰岩、角砾状泥灰岩和白云质灰岩组成，为
浅海台地潮间或潮上云灰泥坪，潮上盐湖环
境沉积。

3．石炭系中统本溪组（C 2b ）
井田内本组地层变化较大，厚7.20～23.10m ，平均为12.51m ，主要岩性由浅灰色铝土质泥岩、粉砂质泥岩、铝土岩组成，具鲕状结构，含大量的黄铁矿结核和团块，局部夹菱铁矿透镜体，为浅海滨岸泻湖环境沉积。

图1--3综合柱状简图
4．石炭系上统太原组（C3t）
本组厚82.11～103.26m，平均91.61m，是井田内主要含煤地层之一。

底部常以K1砂岩与本溪组地层分界，呈整合接触关系。

岩性为含生物碎屑及燧石灰岩、砂岩、粉砂质泥岩、泥（页）岩及煤层（线）等，几种岩性呈交替出现的互层状。

灰岩5～7层，厚度比较大，层位稳定，特征明显，是本组良好的标志层，砂岩分布于中上部，其中15号可采煤层赋存于该组中下部。

5．二叠系下统山西组（P1s）
本组地层厚28.42～45.44m，平均40.27m，是井田内又一重要含煤地层，
底部以K7砂岩与太原组分界，呈整合接触关系。

岩性有砂岩、粉砂岩、泥岩和煤层等，含煤3～4层，其中2号煤为稳定可采煤层，3号煤局部可采，均产于本组地层的中下部层位，其它煤层为不可采薄煤层或煤线。

6．二叠系下统下石盒子组（P1x）
本组地层在井田内未出露地表，根据钻孔揭露资料，地层总厚57.44 ～86.53m，平均75.72m，底部以K8砂岩与山西组分界，呈整合接触关系。

7．二叠系上统上石盒子组（P2s）
井田范围出露的地层主要为上石盒子组，该组地层厚度较大，总厚度为448.28～479.30m，平均455.91m，其岩性主要由砂岩和粉砂质泥岩、泥岩组成。

8．二叠系上统石千峰组（P2sh）
本组地层主要分布于井田东部及南部竹岭顶、大岭崖一带，保留厚度大于100m。

底部以浅灰黄色岩屑长石砂岩与上石盒子组分界，砂岩厚层—巨厚层状，中细粒—粗粒，交错层理及斜层理发育，底部有时可见厚约0.3～1.30m的棕红色砾岩，平均厚42.00m，其上为砖红色粉砂质泥岩，分布于山梁之上。

9．第四系中更新统（Q3）
该地层广泛分布于山梁及沟谷中，岩性为浅红色—浅黄色亚砂土、亚粘土，局部夹夹砂、砾石层，含钙质结核。

厚0.00 ～ 25.00m，一般厚10.00m。

10．第四系全新统（Q4）
分布于井田北部杨河和中部的芦苇河河谷中，以砂土、亚砂土及砂砾石、漂石等冲积、洪积物，厚0.00～16.50m，一般10.00m。

(三) 含煤地层
本井田主要含煤地层为石炭系上统太原组及二叠系下统山西组。

1. 太原组含煤地层：
厚82.11～103.26m，平均90.11m，其主要岩性为石灰岩、砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩、煤层等。

2. 山西组含煤地层：
厚28.42～45.44m，平均40.27m，其岩石组合为砂岩、泥岩及煤层。

本组岩石组合以颜色深，含煤系数高为特征。

其顶界划在最上一层煤往上的第一层稳定砂岩(K8砂岩)之底。

该套含煤地层沉积稳定，岩石组合特征明显，研究程度较高。

(四) 构造
本井田位于沁水块坳的南部，构造较为简单，基本构造形态为一倾向北北西、走向北东东的单斜构造，其中东山向斜从井田西北角通过，小西沟背斜从小西沟井田延入区内东南部，地层倾角一般为7～12°。

井田内发育两条断层，一条走向北北西，倾向西的高角度正断层（F1）；一条为走向北东东，倾向南的压扭性逆断层（F2）；根据三维地震勘探及补充勘探的调查和钻探验证，在首采区东部发现三条正断层（F3、F4、F5）。

现将主要构造特征简述如下：
1．褶皱
(1) 东山向斜
位于首采区以外，井田西北角，大部展布于井田西北界外，地表发育明显，轴向北东 35°，井田内延伸长度850m，两翼倾角7～12°，为不对称向斜，西北翼较陡，东南翼较缓，对井田内的煤层开采影响不大。

(2) 小西沟背斜
位于首采区中部，井田东南部，由小西沟井田延伸至首采区内，在井田内延伸长度4650m，为一宽缓背斜，轴向北东，北西翼产状平缓，倾角3～6°，南东翼地层由于F3断层的影响，倾角略大，为6～14°，为不对称背斜，出露地层均为P2s2～P2s3地层，是对首采区内煤层影响较大的构造。

2．断层
对井田内煤层影响较大的断裂构造主要为F1、F2、F3断层，另外，首采区东北角的次级断层F4、F5断层对首采区的煤层也造成了一定的影响。

1.2.2煤层及煤质
(一) 煤层
区内主要含煤地层为二叠系下统山西组和石炭系上统太原组。

含煤地层总厚度为112.01～134.00m，平均为131.88m，含煤5～9层，总厚度为7.23～10.81m，平均9.79m，含煤系数为7.42%，其中全区可采煤层2层，局部可采煤层1层，可采煤层总厚度为5.32～9.31m，平均7.35m，含煤系数为5.57%。

根据邻区小西沟、武甲、竹林山等井田煤层对比资料，本区的2号煤层编号应为3号，但考虑到地质资料的连续性，根据补充勘探报告，煤层编号仍维持原精查报告的煤层编号不变。

本井田内稳定可采煤层为山西组的2号煤层和太原组的15号煤层，局部可采煤层为山西组的3号煤层，其在区内的发育情况及特征分述如下：
1． 2号煤
该煤层位于山西组下部，上距下石盒子组底K8砂岩13.04～34.45m，平均21.27m，下距太原组K6灰岩4.23～20.05m，平均11.19m。

煤层最厚6.25m，最薄3.08m，平均4.37m，厚度变异系数为24.15%，可采系数为100%，属稳定可采煤层。

2． 3号煤
该煤层位于山西组底部，2号煤层之下0.85～11.76m，平均间距4.58m，较稳定，发育及可采范围位于井田中部，煤层最厚1.61m，平均0.57m。

厚度变异系数为115.37%，可采系数为45%，属不稳定局部可采煤层。

在本井田从总体煤层结构上分析可认为3号煤是2号煤层底部的分岔。

3． 15号煤层
该煤层位于太原组下部，上距2号煤层底板74.02～90.83m，平均82.96m；煤层厚2.12～3.94m，平均2.98m，厚度变异系数为18.34%，可采系数为100%，属稳定煤层。

可采煤层特征见表1-1。

表1-1 可采煤层特征表
(二) 煤质
1．2号煤
灰黑～黑色，亮煤为主，镜煤、暗煤次之，似金属光泽，参差状、阶梯状断口，条痕为灰黑色，条带状结构，层状构造。

内生裂隙较发育，性脆易碎。

视密度为1.42t/m3，真密度为1.55t/m3，宏观煤岩类型为光亮型～半亮型煤。

属中～高变质无烟煤。

2．3号煤
黑色～灰黑色，亮煤为主，暗煤、镜煤次之，玻璃～似金属光泽，贝壳状、阶梯状断口，条痕为灰黑色，均状～条带状结构，块状～层状构造，较松软，视
密度为1.41t/m3，真密度为1.63t/m3，宏观煤岩类型为光亮型。

(三)煤的用途
矿井主要开采的2号煤，为变质程度较高的无烟煤，主要可以用于化工、高炉喷吹、工业动力、民用及深加工等方面。

(四)煤的可选性
15号煤层受奥灰水影响在现有技术条件下暂时不能开采。

本设计主采煤主要为2号煤层,层厚3.08～6.25m，平均4.37m；结构简单。

(1)、筛分试验：筛分试验分为13～0.5mm和小于0.5mm两级进行，由试验结果可知，13～0.5mm粒度级煤占全样的42.74%，小于0.5mm粒度级煤占全样的57.26%。

(2)、浮沉试验：简易可选性的浮沉试验分为＜1.3、1.3～1.4、1.4～1.5、1.5～1.6、1.6～1.8、1.8～2.0、＞2.0等比重级进行，经试验，2#煤浮煤产率主要集中在＜1.30、1.30～1.40两个比重级内。

(3)、可选性评价：采用±0.1含量法评价，假定精煤灰分为10%时，精煤理论产率为92%，理论分选比重为1.76，±0.1含量为2%。

假定精煤灰分为9%、精煤产率为89%、理论分选比重为1.54，±0.1含量为6%。

经试验，2#煤层可选性等级属极易选。

1.2.3 有益矿产
1．锰铁矿：零星分布于上石盒子组和下石盒子组分界附近，延伸不稳定，钻孔岩芯目估品位多达不到现行工业要求，无利用价值。

2．耐火粘土：在本溪组、太原组、下石盒子组及上石盒子组地层中均有分布，矿层厚度不一，埋深较大，无利用价值。

3．硫铁矿、菱铁矿：产于太原组下部15号煤层以下至本溪组地层中。

本次补充勘探有补3-1、GZ1、GZ2孔揭露，呈结核状、团块状或星散状分布于泥岩、粉砂岩中，矿化不强，估计品位不足工业要求。

4．煤层气：本区属高瓦斯区，根据钻孔求得瓦斯平均含量2号煤层为7.96ml/g·可燃质；15号煤层为13.87ml/g·可燃质，成分以甲烷为主，可以加以利用，但地质报告限于资料丰富程度，未做进一步评价，矿井生产后可结合瓦斯抽放工程进行综合利用。