14-阳泉二矿概述及井田地质特征

1矿区概述及井田地质特征1.1矿区概述1.1.1矿区地理位置阳泉二矿东距阳泉市约5km，其地理坐标为东经113°25′17″～113°33′07″，北纬37°46′44″～37°52′19″。井田东部为大阳泉井田，西部为西上庄井田，南部与五矿井田相邻，北部以石太铁路为界，隔桃河与三矿、四矿相望。井田走向长约8km，倾向长约7．8km，面积为62．4186km2，由94个坐标点圈定。二矿原有东四尺、小南坑、西四尺三对生产井。东四尺井于1980年经煤炭部（80）煤计生字1300文批准报废，小南坑井于1986年采尽自然报废。现有一对生产井口——西四尺井，分为470和560两个生产水平，矿区坐标系井口坐标如下：西斜井X=99967.135，Y=96710.090，Z=733.0东斜井X=10030.427，Y=96748.240，Z=718.9二矿的交通条件极为便利。石太线为复线电气化铁路，东西贯穿本矿，成为煤炭运销的大动脉。太石高速公路南北横穿井田，307国道由西向东，在阳泉市区与阳左公路和阳盂公路十字相交，构成网络，连通全国各地，见图1-1。距有关主要城市、城镇里程见表1-1。表1-1矿区距有关主要城市、城镇里程铁路城市名称北京太原石家庄天津郑州大同里程(km)393124107526527777公路城镇名称寿阳昔阳和顺盂县平定娘子关里程(km)30451022812401.1.2地形地貌井田区内地势平坦。1.1.3气象及地震阳泉矿区气候干燥，属温带大陆性气候。全年平均最高气温17.1℃，最低气温5.5℃，历年平均10.9℃，历史上最高气温达40.2℃，最低气温-19.1℃。年最大降水量为866.4mm，年最小降水量为240.4mm，年平均降水量为609.8mm，多集中与7、8、9三个月，这三个月的降水量一般约占全年总降水量的70％以上，如1966年8月23日，一天内降水量达261.5mm。年蒸发量最大2381.9mm，最小蒸发量1319.1mm,历年平均1885.9mm。全年风向多变，以西北风为主，雨季多偏东风，冬季盛行偏西风，历史上的最大风速为1989年8月24日20时10分至20时25分，阳泉市遭受到一次罕见的飓风暴雨、冰雹的袭击，最大风力12级，最大风速为35m/s，历年平均1.7m/s。阳泉市最早初霜期1980年9月23日,最晚终霜期1963年4月29日,历年平均初霜期在10月中旬，终霜期在4月上旬，年无霜期平均184天，最大冻土深度0.68m。相对湿度历年月最大34.1mm,最小0.4mm,历年平均8.9mm。井田无详细地震记载。据国家地震局1976年9月中国地震基本烈度区划资料(比例尺三百万分之一)及山西省地震局晋震发业字(1984)第110号文，阳泉矿区基本烈度除昔阳县境内为7度区外，其余地区均为6度区。1.2井田地质特征1.2.1井田地质构造阳泉矿区赋存的地层有太古界阜平群和龙华河群，下元古界滹沱群和上元古界震旦亚界长城系，古生界寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系，中生界的三叠系及新生界的第三系、第四系。在地层对比中通过岩相分析和相——旋回研究，结合煤系地层标准剖面，根据岩层及组合特征，采用古生物法、标志层法、测井曲线等相互补充、验证、确定。地层对比准确、可靠。从古生界奥陶系开始由下而上依次叙述如下：1、奥陶系；与下伏地层寒武系为连续沉积，广泛出露于矿区东北部的弧形区域内，即昔阳白羊峪、东寨～平定郭家山、石门口～阳泉白羊墅、张家井～盂县仙人村、长池、峰岭村一带。下统：地层总厚度120～200m、主要由含燧石结核的亮晶白云岩及白云质灰岩组成。底部为黄绿色白云质页岩或钙质页岩，下部以含燧石条带或燧石结核的白云岩为主，中、上部为白云岩及少量白云质灰岩，含网格笔石、小栉虫、蛇卷螺等化石。中统：地层总厚度415～810m。(1)、下马家沟组：地层总厚度125～225m，岩性横向变化小。第一段：地层总厚度11～40m，主要由黄灰色薄层状泥晶白云岩、泥灰质白云岩、泥灰岩和石膏夹层组成，地表及浅部多为膏溶角砾岩，部分地区有底砾岩存在。第二段:地层总厚度35～80m，主要由灰色及黑灰色中厚层状泥晶灰岩，含白云质灰岩及花斑状灰岩组成。第三段：地层总厚度50～75m，主要为灰黑色中厚层泥晶灰岩、白云质灰岩与薄层白云岩互层组成。(2)、上马家沟组：地层总厚度180～275m，底部岩性稳定，顶部岩性变化较大。第一段：地层总厚度20～79m，主要由灰至土黄色薄层泥晶白云岩、灰质白云岩组成，夹较多石膏层,石膏为青灰色或白色，致密块状，角砾状，地表多见膏溶角砾岩。第二段：地层总厚度84～108m，主要由灰色及黑灰色中厚层泥晶灰岩，花斑状灰岩、生物碎屑灰岩及薄层白云质灰岩组成。第三段:地层总厚度20～62m，主要为灰色及黑灰色中厚层泥晶灰岩与薄至中层状灰质白云岩互层，部分地区夹石膏层或膏溶角砾岩。(3)、峰峰组：地层总厚度130～270m。第一段：地层总厚度40～160m，上部和下部为土黄色或黄灰色薄层泥晶白云岩，泥灰质白云岩、白云质灰岩、泥质灰岩、泥灰岩，下部角砾状泥灰岩中夹青灰色或白色块状或条带状石膏层，中部为厚20～30m的青灰色中厚层花斑灰岩和生物碎屑灰岩。第二段:地层总厚度70～150m，主要为灰色及黑灰色中至厚层生物碎屑灰岩，花斑状灰岩及泥晶灰岩，夹薄层白云岩及泥质灰岩。2、石炭系：平行不整合于奥陶系中统灰岩之上，主要由铝铁岩、泥岩、砂质泥岩、砂岩、煤层及石灰岩组成的海陆交互相含煤建造，主要出露于阳盂、阳左公路两侧及盂县土塔、牛村和平定巨城、移稂等地。(1)、中统本溪组：地层总厚度40～60m，下部为灰白色铝土岩、铝土泥岩、杂色泥岩夹结核状或团块状铁矿组成的铁铝岩，为山西式铁矿、黄铁矿、铝土矿富集之层位，上部为砂质泥岩、砂岩、夹1～3层灰岩及不稳定的煤线，含假史塔夫、莫斯科唱贝、大脉羊齿等动、植物化石。(2)、上统太原组：地层总厚度100～140m，主要为灰白色砂岩、黑灰色砂质泥岩、泥岩、石灰岩夹炭质泥岩和煤层组成的一套海陆交互相含煤建造，是本区主要含煤地层。含希瓦格、太原网格长身贝、假卵脉羊齿、栉羊齿、星轮叶等动、植物化石。3.二叠系；与下伏地层石炭系为连续沉积，是一套砂岩、砂质泥岩、泥岩和煤组成的陆相沉积。为矿区范围内地表出露最广泛的地层，主要出露于阳左、阳盂公路以西，和顺紫罗、三奇掌～昔阳杨家坡、桑园、冀家庄、马道岭～平定寨平村、磐道岩、岳家沟、柳渠、南沟掌、晓庄、高垴、北水草一线以东的广大区域内。(1)、下统：山西组：地层总厚度50～70m，主要由砂岩、砂质泥岩及煤组成，含煤2～6层，亦为本区主要含煤地层，含多脉带羊齿、畸楔叶、三角织羊齿等植物化石。下石盒子组：地层总厚度96～165m，下部为黄绿色砂质泥岩为主的绿色岩层段，中部为褐黄色砂质泥岩及细砂岩为主的黄色岩层段，上部为黄绿色中、粗粒砂岩为主的砂岩段。产大羽羊齿、栉羊齿、枝脉蕨、瓣轮叶等植物化石。(2)、上统：上石盒子组：地层总厚度225～395m，由黄绿、杏黄、灰白、紫红色的砂岩、砂质泥岩及泥岩组成，以中间砂岩和狮脑峰砂岩为界分为红黄色岩层下段、红黄色岩层上段、褐色岩层段，含厚脉栉羊齿，中朝楔叶、多形准脉羊齿、肾掌蕨等植物化石。石千峰组：地层总厚度88～136m，为一套砖红色的陆相长石砂岩和泥岩沉积，顶部夹2—3层较稳定的钙质结核和透镜状淡水灰岩。4、三迭系：与下伏地层二叠系为连续沉积，出露在阳泉矿区西南边缘至和顺、榆社、太谷、榆次交界地区，含芦木、脐根座等植物化石。(1)、下统：刘家沟组：地层总厚度585～633m，由灰褐色、红褐色厚至微层状细粒长石砂岩夹薄板状页岩及砂质页岩组成。和尚沟组：地层总厚度167～229m，由棕红色钙质泥岩、页岩夹细粒长石砂岩组成，上部以砂岩为主。(2)、中统：二马营组：地层总厚度480m左右，下部主要为灰绿、黄绿色细粒长石砂岩，夹不稳定棕红色砂质泥岩，上部为灰绿色、黄绿色及浅肉红色厚层中粒长石砂岩与棕红色钙质、砂质泥岩互层。(3)、上统：延长群：地层总厚度100余m，由灰紫色、灰绿色、肉红色厚层中细粒长石砂岩及灰绿色砂质泥岩和钙质泥岩组成，含山西枝脉蕨、似丹尼蕨等植物化石。5、上第三系：与下伏地层三叠系呈不整合接触。上新统：地层总厚度4～25m，岩性为红色粘土夹砂砾石、钙质结核，主要分布于平定西回及盂县西潘等地。6、第四系：主要分布于河流两岸、山间洼地及山坡上，与下伏地层第三系呈不整合接触。(1)、下更新统：地层总厚度10～80m，由淡红色、酱紫色亚粘土、粘土、灰白色砂砾石组成、在芹泉、寿阳、上湖、景尚、松塔一带有零星出露。(2)、中更新统：即离石黄土。地层总厚度一般5～15m，最厚可达40m，为黄土状亚粘土及粘土，富含钙质结核，夹古土壤及砾砂透镜体。(3)、上更新统：即马兰黄土。地层总厚度一般3～10m，最厚可达30m，为浅黄色黄土、黄土状亚粘土、夹砂、砾石层。(4)、全新统：地层厚度一般几m，最厚可达43m，与下伏地层呈不整合接触，为现代冲积、洪积、坡积物。1.2.2水文地质阳泉矿区为中低山地形，海拔600～1600m，相对切割深度200～400m。总的地势是西高东低，南北高中间低。刁乌楞～七千寨为矿区南部最高分水岭，海拔1495～1529.9m，北部最高为水渠洼顶，海拔为1386.5m，桃河谷地海拔600～750m。桃河为区内主要河流，属于海河流域滹沱河水系。桃河发源于寿阳县境内，由西向东从矿区中部穿过，至娘子关磨河滩村与温河相汇，流经长度80多公里，流域面积1324km2；其中矿区及上游段长度44Km，流域面积503km2。桃河属季节性河流，水量随季节变化明显，1959～1979年洪水期（6～9月）流量一般为3～8m3/s，平均为4.146m3/s，清水期（10～5月）平均流量为0.521m3/s以下。1959年8月最大流量2200m3/s。根据岩层充水空间的性质及地下水埋藏条件，矿区含水层主要为三种类型。1、孔隙水含水层主要分布于桃河及其支流的河床以及其它低洼河谷中的冲积、洪积及坡积层中，厚度10～20m左右，由砂、砾石、卵石、滚石等组成。水量动态季节性变化大，受大气降水制约。其中以桃河河谷含水较丰富，流量为5.24～9.24L/s．m(张家堰沟口到坡头村前)。2、岩溶裂隙含水层中奥陶统马家沟组灰岩为本区主要强含水层，出露于阳泉矿区东北部外围，面积广大，为煤系地层基盘。灰岩岩溶裂隙及蜂窝状溶孔溶洞较发育，主要靠大气降水及地表水渗漏补给，为补给娘子关泉水的主要含水层。主要含水段的岩性为上、下马家沟组的厚层灰岩。峰峰组灰岩多处于区域水位之上的垂直入渗带。阳泉矿区大部位于娘子关泉域的西半部分，属于娘子关泉域的西部补给迳流区。在圪套——赛鱼——冶西一线以东的桃河和温河河谷之间的三角形地区，是娘子关泉域的地下水汇水区(即等水位线图中420等值线所圈定的区域)，水位平缓，水力坡度小于1‰，富水性较好，具有岩溶水地下水库的特征。三矿一带主要含水段标高376～138m，钻孔单位涌水量为1.23m3/h．m；阳泉至白羊墅一带，主要含水段标高425～220m，钻孔单位涌水量介于1.32～70.58m3/h．m之间。娘子关群泉为本泉域的排泄区。石炭系太原组薄层灰岩主要有四节石、钱石，猴石三层石灰岩，总厚度15.95m，其中以15#煤层顶板四节石(K2灰岩)厚度较大，为5～12m左右，在浅部地区岩溶裂隙较为发育，含水较丰富。井田514及802钻孔资料，单位涌水量可达9.3～10.0L/s．m，渗透系数60.89～171.40m/d；在远离河床，埋藏较深和补给条件不好的地方含水微弱，如509、518等孔资料，单位涌水量仅0.00054～0.054L/s．m，渗透系数0.00093～0.18m/d。在矿区北部清城、冠沟、皇后等报告资料，三层灰岩经抽水试验单位涌水量0.0006～0.00489L/s．m，渗透系数0.00316～0.048m/d。3、基岩裂隙含水层分布于二叠系山西组、石盒子组地层中，主要由裂隙砂岩、粉砂岩组成。石盒子组K8、K9