晋煤集团寺河矿西区3号煤层瓦斯地质特征的研究（可编辑）

晋煤集团寺河矿西区3号煤层瓦斯地质特征的研究（可编辑） 晋煤集团寺河矿西区3号煤层瓦斯地质特征的研究 密级:?? 编号: 挂.林理工大学 专业学位硕士研究生学位论文 晋煤集团寺河矿西区号煤层 瓦斯地质特征研究 研究方向 。 。。 亘堑地厦。 导 师 职 称 垂麴堇 邀援 论文起止日期: 年月至 年月 ., : : ::. . ,研究生学位论文独创性声明和版权使用授权书 独创性声明 本人声明:所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含他人 已 经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得其它教育机构的学位或证书而使用 过的材料。对论文的完成提供过帮助的有关人员已在论文中作了明确的说明并表 示谢意。 学位论文作者签字: .至瞪耋 签字日期: 竺』:笸 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,有权保留 并向国家有关部门或机构送交论文的印刷本和电子版本,允许论文被查阅和借 阅。本人授权学校可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同时授权中国 科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》,并通过 网络向社会公众提供信息服务。保密的学位论文在解密后适用本授权书 学位论文作者签名: 。导师签字: 签字日期: 年 月 签字日期:引摘要 瓦斯主要是由煤经变质作用生成,其赋存和分布与成煤后构造运动密切相 关。随着寺河矿向西发展,开采深度越来越深,瓦斯问题越来越成为威胁矿井安 全的主要问题之一,影响矿井采掘速度和生产效益。本次研究根据寺河矿号煤 层的瓦斯资料、钻孔资料和矿区地质构造发育特征,分析地质构造对该矿瓦斯的 控制作用,研究瓦斯的分布规律,预测寺河矿西区号煤层瓦斯含量和涌出量, 并研究井下构造煤发育特征,为防治瓦斯提供依据,确保矿井安全生产。‘ 晋城矿区位于沁水盆地东南边缘,该区含煤地层在石炭一二叠系煤层形成过 程中,受秦岭一大别微板块与华北板块碰撞影响,形成了宽缓的褶曲构造,这个 阶段瓦斯生成主要受生物成气作用的控制,该阶段因煤层埋藏浅,上层覆盖层胶 结一般不好,瓦斯一般不会保留在煤层内;第二阶段是从晚侏罗世到早白垩世, 这一阶段生气量大,是影响本区现今煤层瓦斯含量的主要阶段。 采用地质构造单元划分法研究寺河矿西区号煤层的瓦斯地质特征,以控制 号煤层瓦斯赋存的主要褶皱马庄背斜和磨掌向斜为边界,将号煤层划分为东 部、中部和西部三个瓦斯地质单元。通过计算山西组和太原组含煤地层中和面, 同时在分析影响煤层瓦斯含量诸多因素煤层埋藏深度、煤层变质程度、断层和 陷落柱、地下水化学场、煤层厚度及变质程度的基础上,利用统计回归法分别 建立各瓦斯地质单元的瓦斯量与煤层埋深间的相关性。结果表明:寺河矿西区太 原组合山西组地层中和面位于号煤层以下,褶皱构造和煤层埋深是控制煤层瓦 斯含量分布趋势的主要因素,瓦斯含量随着煤层埋深的增大而增大。 煤体结构是煤体性质的承载者,也是煤层应变史和应变的统一体,根据煤体 光泽和层理、煤体破坏程度、颗粒大小可以从宏观上将构造煤分为碎裂煤、碎粒 煤和糜棱煤。在构造煤造煤区段伽玛伽玛曲线通常会呈现的幅值相对增高,自然 伽玛曲线上为负异常特征较明显的曲线。该区部分煤层中下部和中上部发育有很 薄两层构造煤,需要在开采中注意。 关键词:.瓦斯含量,瓦斯地质单元,褶皱中和面,煤层深度,构造煤 山撇 .., .. , , . . . , . , . 硼 . . ..珑 , .. ;. . . .. . .. , , , . . . .’. .‘ . . . ,. . ... . . ,, , , : , ?目录 摘要 。 ? 第章绪论 .选题依据及其意义?. .研究内容和方法?。 .工作进度和主要成果 .国内外研究现状及趋势??. ..国内研究状况..国外研究状况.矿区前人工作情况? 第章矿区地质概况 .区域地质位置. .沁水盆地构造及沉积特征?. ..沁水盆地构造演化特征.. ..沁水盆地沉积特征??~ .矿区构造特征 .井田地质特征 ..井田地层. ..井田内主要含水层..井田内主要隔水层..断层对寺河矿水文地质条件的 影响? ..主要含水层的补给、排泄条件 .井田煤系地层地质特征?. ..煤系地层 ..煤的性质和煤岩特征?. 第章.矿井瓦斯赋存及运移特点 .褶皱构造与瓦斯赋存的关系【】.??: .煤中瓦斯的生成及赋存特征 ..瓦斯生成过程?. ..煤层瓦斯赋存运移特征 ..煤层瓦斯含量测定方法.井下实测瓦斯含量方法第章井田地质及瓦斯地质 规律 .井田地质构造 .矿井瓦斯地质规律。 ..褶皱对瓦斯含量的影响?...?. ..埋藏深度对瓦斯含量的影响? ..断层和陷落柱对瓦斯的影响? ..煤层厚度和煤质对瓦斯含量的影响?. ..水文地质条件对瓦斯含量的影响第章 矿井瓦斯含量预测 .含煤地层中和面位置。:??.:。:..:. .瓦斯地质单元划分依据??~ .寺河矿西区号煤层瓦斯地质单元划分? 第章 瓦斯涌出量预测 第章构造煤研究意义和概念 .构造煤的研究意义? .井下构造煤的识别? .煤与瓦斯突出危险性预测? 第章结论与认识 致谢 个人简历 个人简历模版下载个人简历ppt模板免费下载个人简历表格下载下载个人简历直接填写考博个人简历模板下载 第章 绪论 .选题依据及其意义 我国煤炭开采所面临的地质条件很不好,大多数煤矿目前采用井工开采方 式,井工开采面临的主要威胁之一是瓦斯问题,由瓦斯灾害引起惨痛的人员伤亡 事故很多。要想控制瓦斯事故,就必须要掌握控制瓦斯的主要因素,如:瓦斯赋 存规律、地面大气压变化规律和煤层开采深度等【】。目盲如国家相关部门为掌 握瓦斯地质规律,给予了极大重视并投入大量资金和人员进行研究,但由于瓦斯 赋存地质条件的复杂性、多变性及突出机理的不确定性,使得研究瓦斯赋存条件 和突出机理没有理想单一的状态,宏观研究和微观研究未能取得重大突破,为避 免其给人民生命财产带来损失,要尽可能掌握其规律。 瓦斯地质学科主要是为了掌握瓦斯地质规律,为预防瓦斯事故引起的人员和 财产损失提供一定依据。煤层形成过程会生成瓦斯,并且煤层形成后由于各种地 质构造运动影响,造成煤层顶底板、水文地质条件及煤层变质程度等发生变化, 可以影响瓦斯的富集程度,国内外多数学者认为控制煤层瓦斯赋存特征的自然因 素,包括保存瓦斯的煤层厚度、地下水水文地质条件、煤层顶底板构造特征和煤 体显微组分特征等等。煤系地层由于后期地质构造作用的影响,使受构造影响区 煤岩体结构遭受一定程度破坏,造成煤岩体物理化学性质发生不同程度 变化,如煤体比表面积增大、变质程度增高和围岩破碎等,造成瓦斯研究没有理 想的地质研究体。引起上述条件变化的主要因素是地质因素,掌握上述因素变化 的条件以及可能引起的结果,就可以掌握瓦斯地质规律,就可以为预防瓦斯事故 提供一定的基础依据。 寺河矿是山西晋城煤业集团一座主力生产矿井,该矿井生产能力很大达到 了万吨/年,随着该矿开采时间的增长,已有开拓和回采煤量已经接近枯竭, 为了安排好采掘接替关系,该矿正在向西区开拓掘进,西区煤层埋藏深度很深, 瓦斯涌出量也大,一定程度上影响着采掘速度,面对严峻的矿井瓦斯问题,研究 矿井瓦斯地质规律,寻求有效治理瓦斯的技术途径对该矿显得尤为重要。近几年 寺河矿采掘面积不断扩大,地面有施工了很多煤层气井,又增加了很多瓦斯地质 数据,重新利用新的地面煤层气井的含气量测试数据和其他补充数据,尽可能了 解掌握该区号煤层地质及瓦斯地质特征,国内多所科研院校对该区瓦斯及地质 特征进行了研究,但多是进行了定性研究,为此对该区瓦斯及地质特征要尽可能 进行定量精确研究具有更深入的意义,并能为矿井安全生产做出一定贡献。.研究内容和方法 本次研究主要内容为:在研究沁水盆地沉积历史、地下水水文地质条件、构 造演化历史以及煤层变质程度等的基础上,初步研究控制该矿井瓦斯赋存状态的 主要地质因素,并对引起瓦斯赋集程度不同的地质构造初步进行定量描述,以便 遇到相似地质条件情况下可以尽快了解其特征;在了解该矿井地质构造特征的基 础上,得出控制该矿井的主要地质构造因素为众贯该矿南北的褶皱,以控制该矿 的马庄背斜和磨掌向斜褶皱为界限,划分出个瓦斯地质单元,使用 软件结合瓦斯资料进行线性回归,以划分出的瓦斯地质单元和回归方程为基础, 对瓦斯涌出量进行初步预测。煤与瓦斯突出机理经过很多学者多年研究,目前仍 然未取得很大进展,但是大多数学者想通过研究构造煤特征以便掌握煤与瓦斯突 出机理,并取得了很多研究成果,本文利用测井曲线和宏观观测来确定该矿井构 造煤分布规律,对煤与瓦斯突出进行初步定量分析,以便掌握该矿井构造煤分布 规律。研究内容如下: 通过咨询该矿地质、通风部门技术负责人和收集资料,并系统统计矿区地 质图上构造情况,绘制了矿区地质剖面图、构造纲要图、煤层气钻孔分布图,得 出该区断裂构造不太发育,地下水水文地质条件相似,煤体变质程度变化不大, 煤层厚度也变化不大。 以褶皱构造为界限,划分瓦斯地质单元,整理汇总大量钻孔资料,并计算 剖面线上及附近钻孔脆塑性岩石厚度,得出该矿号煤层处于含煤地层褶皱中和 面以上,统计寺河矿西区煤层气井瓦斯测试资料,运用统计软件对瓦斯含量 资料和埋藏深度进行线性回归分析,在没有其他因素影响的情况下,在背、向斜 轴一侧,瓦斯含量随埋藏深度基本呈线性变化,对该矿西区井下煤层瓦斯含量进 行补测,结合煤层气测试资料和勘探测试资料,对瓦斯涌出量进行预测。 对于煤与瓦斯突出的研究,多数专家集中到了研究构造形成的煤体,试图通 过研究构造煤来揭示煤与瓦斯突出现象,构造煤经过了杂揉,其颗粒较小,不 利 .于瓦斯的散发,对瓦斯保存相对有利;并且构造区由于力和热的作用会再次生烃, 会造成该区瓦斯含量的增大;可以看出构造煤区有利于保存瓦斯并且瓦斯含量相 对大,从两方面造成瓦斯含量异常。本文在井下巷道实地观测,并分析测井资料 曲线变化规律,了解构造煤的特征。通过现场观察和颗粒筛析试验,分析对比, 研究矿井构造煤发育特点和辨别方法。 .工作进度和主要成果 年月一月,对寺河矿西区进行并上下实地调查,调查该区实际揭 露构造分布情况,并请教该矿相关技术人员和领导,以便能尽量了解该矿瓦斯实 际情况,收集地质、瓦斯、煤层气等相关科研资料和 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 及图纸,咨询测定瓦斯 含量仍然存在的困难,初步确定研究方法。 年卜月,整理收集到该区的钻孔资料,用软件重新对该 区号煤层底板等高线进行绘制,以便了解褶皱发育情况;绘制该区构造纲要图, 直观掌握该矿井小断层和陷落柱分布情况;根据研究目标,补充绘制相关一系列 图纸。 年一月,文献收集,查阅篇左右中文文献和多篇英文文献, 并对文献进行分析综合,编写综述报告。 年月,针对第一阶段没有收集完全的资料,重新下井补充测量瓦 斯含量和瓦斯压力,并请教矿地质、通风部门的技术人员,明确实际瓦斯地质 情 况。统计钻孔脆、塑性岩层厚度,计算煤系地层中和面位置,并绘制井田剖面 图。 咨询地质勘查院和泽祥勘探公司的相关技术人员,对构造煤特征进行综合全 面了解,结合测井资料井下实地观察构造煤。 年月至今,根据实际情况,结合老师和矿技术人员意见,紧张有序地 撰写硕士毕业论文。 完成的工作量:井下实地测瓦斯含量点个,收集勘探钻孔和煤层气钻孔 个,井下实地观测构造煤点个,拍照张,绘制大型图纸张。解吸井下 。 取到的煤样个,统计计算剖面线上个钻孔全部岩层岩性及厚度。 .国内外研究现状及趋势 ..国内研究状况 我国很早就有研究者注意到地质在瓦斯问题中的作用,并对煤层瓦斯赋存和 分布地质条件的研究进行了广泛的研究,年代,为适应大规模恢复国民经济 的要求,我国地质工作者大规模的开展了煤田地质勘探。年代,为掌握煤矿 瓦斯赋存的规律性,抚顺煤矿安全研究所率先在峰峰煤田开展了瓦斯赋存与 地质 因素关系的研究,并指出瓦斯的赋存特征与地质构造作用有一定关系。年代 中、后期,我国较为系统的进行了瓦斯地质的研究工作,焦作矿业学院和四川矿 业学院先后抽调各方技术力量成立了瓦斯课题研究组,并在全国范围内开展了大 量的瓦斯地质调研工作,取得了相应的调研研究成果资料。年,焦作矿业 学院和焦作矿务局召开了我国第一次瓦斯地质专业学术会议,并得出结论: 瓦斯含量分布和瓦斯突出地点分布存在不均衡性:这些不均衡与地质因素联 系非常密切。 年代后发展较快,焦作矿业学院瓦斯地质课题组,于年,在四川召 开的煤与瓦斯突出机理和预测预报第三次科研工作和学术会议上提出了“地质条 件控制瓦斯突出分区分带”和“瓦斯一地质区划论一的重要观点。由焦作 矿业学院杨力生教授领导,成立煤炭工业部重大项目“编图全国瓦斯地质图, 标志着我国瓦斯地质研究进入了深入普及阶段,随后年成立了中国煤炭学 会瓦斯地质专业委员会,创办了《瓦斯地质期刊》,每年举办一次全国性学术讨 论年会,为瓦斯地质发展做出了很大贡献。年,焦作矿业学院提出了瓦斯 区域论,标志着地质条件对瓦斯赋存控制理论的形成,明确了瓦斯的分布和突出 分布的不均衡性和分区分带性与地质条件有关,并主要受地质因素影响。张 祖银 对我国瓦斯地质规律进行深入研究得出,瓦斯含量高度富集是瓦斯突出的 物质基础,构造煤发育是突出的重要条件,压性和压扭性构造的发育有助于构造 煤的形成,在地应力作用下有助于高压瓦斯在煤层中聚积,由此导致煤层瓦斯突 出【川。 胡千庭等人从力学角度对煤与瓦斯突出进行了阐述,得出煤与瓦斯突出要经 历四个阶段,分别是准备、发动、发展和终止。俞启香等人进行了瓦斯涌出量预 测研究,并建立了数学模型,一是建立了矿山统计的方法,此法是建立在数理统 计的基础上,是据矿井瓦斯涌出量要随开采深度而发生变化的规律,推测到预测 的新区域;二是瓦斯含量法预测方法,该方法以煤层瓦斯含量的基础,通过计算 井下各区域的瓦斯涌出量,得出某一区域内的涌出量预测值;三是张子戊等人建 立的瓦斯地质数学模型法,通过对瓦斯地质规律进行综合研究,筛出影响瓦斯涌 出量的主要地质因素,根据矿井已有实测瓦斯涌出量值的相关地质资料,在综合 考虑多种因素基础上,可以建立瓦斯涌出量的多变量数学模型,从而对矿井某区 域进行瓦斯涌出量预测】。由于不同矿区以及同一矿井不同的地段瓦斯分布存 在不均一性现象,周克友指出高瓦斯矿井和低瓦斯矿井都可能发生瓦斯事故【?。 曹代勇【。】从构造煤受力角度进行了研究,得出地质压力包括地层压力和构造应 力,地层压力具有各向同性,可以抑制化学煤化作用;构造应力为各向异性的压 力,可以促进分子化学成分和结构发生变化。通过对平项山郑州和南票矿区中 高级烟煤和无烟煤热解成烃分析,得出剪切应力对煤体大分子聚合物的侧链和管 能团有一定降解力,可以促进煤分子成烃的演化,由此可以得出煤体受构造变形 强烈大小与产烃能力成反比。 ..国外研究状况 在国外,对瓦斯地质方面研究较为详细的有法国、澳大利亚、英国、前苏联 等国。法国于年就成立了“防治煤与瓦斯突出的专门委员会’’,为防治煤与 瓦斯突出,主要地质方面来研究瓦斯的富集规律【。上世纪年代前苏联开始 了瓦斯地质的研究,指出瓦斯的分布主要受地质因素的控制影响,与构造的 复杂 程度、煤层围岩性质、煤体变质程度有关系,因此瓦斯分布是不均匀的】。 前苏联专家..鲁基诺夫【刀通过研究顿巴斯煤田煤层的突出危险性,从构 造复杂程度方面对煤层突出危险性进行了研究,得出了构造复杂程度综合系 数 法。俄罗斯.塔拉索夫【】则另辟奚径,从地电场和电势角度对煤与瓦斯突出 进 行了研究。 ’ .矿区前人工作情况 年月年月,晋城煤矿筹备处地质勘探队队,在沁水 煤田阳城矿区首次进行了系统的地质勘探工作,施测了:万地形地质图 .,并编写《阳城矿区普查地质报告》作为勘探成果。 年月年月队在晋城矿区长河区进行普、详查勘探,提 交了《长河勘探区普、详查地质报告》。山西省煤管局于年月以第号 文批准报告。该区范围内施工钻孔个,进尺.。 地质勘查队于年月年月,年月年月分 别在潘庄一、二号井田进行精查地质勘探,提交了《晋城矿区新区潘庄一号 井田勘探精查地质报告》、《晋城矿区新区潘庄二号井田勘探精查地 质报告》。 : 年月年,山西煤田水文队在晋城矿区进行水文勘探,《晋 城市五龙沟、望川、成庄水源地勘探报告》作为勘探结果提交。 年月受寺河矿委托,山西煤田地质物测队编制了《寺河矿井建井地 质报告》,范围为寺河矿井的井田范围东、西区,面积约.。 建井到现在,先后由山西煤田物测队、江苏物测队、黑龙江物测队等在该区 进行了三维地震勘探,初步查明该区煤层起伏、构造和小煤矿破坏分布情况。‘ 河南理工大学于年对寺河矿、成庄矿井瓦斯地质规律进行了研究,对矿 井安全生产有一定的指导作用。 第章矿区地质概况 .区域地质位置 华北平原山西东南部处是沁水盆地,该盆地是山西省最大的盆地。华北板 块是我国形成最早的地块,并且从石炭到二叠系地层形成过程中,一直没有受到 较强烈构造运动的影响川,使得该区煤层瓦斯生成和保存条件较好,瓦斯富集多, 寺河矿位于晋城矿区中北部,该矿主要受区域及盆地演化的控制刚。沁水盆地是 华北区内最大的含煤短轴向斜【】,总体构造走向北北东,华北平原的西部边缘为 太行山。沁水盆地是山西乃至全国重要的煤炭产地,有个大型煤矿集团,从北 向南有阳泉煤业集团、潞安集团和晋城煤业集团,另外还有其他地方和乡镇煤矿 及私营煤矿,产能巨大,保守估计年产量约有亿吨,约占目前全国总产能的五 图沁水盆地区域位置 .沁水盆地构造及沉积特征 ..沁水盆地构造演化特征 沁水盆地是形成于中生代的大型复式向斜盆地,轴向大部为向, 面积大约是,周围被隆起的缓和山脉包围【‘,研究区为晋城矿区寺河 矿,该区主要受太行山影响。总体而言,该盆地构造发育情况比较简单,盆地的 边缘部发育了一些较大规模的断裂构造,内部以次级褶皱为主要构造特征。盆地 内断裂主要为北东、北北东向小断层。 沁水盆地作为华北盆地次一级盆地。盆地从中奥陶世起到下石炭系隆起,使 沁水盆地缺失了上奥陶统一下石炭统沉积地层。自中石炭期起该区地壳整体缓慢 下沉并接受沉积物沉积,形成了包括石炭一二叠系的上古生界含煤地层,地层表 现为区域沉积厚度很稳定,为地台型沉积的特点。该盆地煤层基底沉积于奥陶系 地层之上,期间由于经过风化剥蚀且没有发生强烈地壳构造运动,使得煤层沉积 基底平缓,煤层沉积阶段海西阶段,也没有受强烈构造变形运动影响,使该 区煤层沉积基底很缓和,沉积环境比较良好。 从印支期开始,本区地壳进入强烈变形阶段,受东西两个板块撞击的控制, 形成总体为北北东向坳陷和隆起,同时发生了断裂和岩浆活动,并影响着古生界 和更老地层已经形成的构造格局。印支期,该区主压应力方向呈?方向,在 该区阳城以南和以北地区形成了近?向的一系列隆起和断裂构造,如阳城西 洪洪一直到晋城石盘向广大的断裂带。 燕山早期,该区地壳即受剥蚀又受沉降沉积作用,并且构造活动性明显变强, 该时段是本区晚古生代以来构造史上的重要时段,受力方向变为北西西和南东东 向,该时段受力强烈,断裂运动成为主要构造运动特征,该时段形成了北北东向 的伊侯山断褶带,同时与向褶皱形成复合构造。燕山中期发生的岩浆活动,使 得区内煤层热演化,镜质组反射率&为.%~.%,在沁水煤田反射率最高, 经历第一阶段生物成气之后,又有第二阶段热生气作用。使得煤层瓦斯含量普遍 在~/以上,燕山运动形成了该区总体北北东向一系列的褶曲和断裂,喜 马拉雅运动又使该区构造形式有所改造,该区经过漫长地质时代构造运动后,呈 现出现今的构造面貌。 第三纪早期,盆地受力由压扭力转变为拉张力,该时段是盆地构造转换的 。重要时段,’由原来的北西西向压状态转换为北西向拉张状态,该区原来形成的北 东和北北东向的压性构造发生转变,转变为拉张性构造,同时形成了该区陈沟正 断层、伊候山正断层、寺头正断层等拉张性构造。早第三纪时期的构造活动,该 区由原来有利于瓦斯保存的压扭性受力方向转变为不利于瓦斯保存的拉张性受 力方向,造成第二阶段构造生成的瓦斯没有很好保存,拉张性构造控制着该区低 瓦斯区域。 第三纪晚期,在北东和南西向挤压应力持续作用下,地层发生变薄破裂现 象,同时还伴有强烈地火山活动,岩浆裂隙式喷发,主要表现为强烈地张扭活动。 该阶段促使部分地区煤层发生变质生气作用,受扭应力区域有利于瓦斯保存。 第四纪时期,基本上继承了第三纪晚期的构造活动,主要受力特征为方 向构造受到挤压作用,至此盆地强烈构造基本停止,形成现在的构造模式,但由 于性质相同构造受力历史不一定相同,所以存在现在构造模式相同,但是瓦斯分 布可能不一定相同的情况,要确定瓦斯分布规律,需要具体分析构造受力史。 图 沁水盆地构造纲要图 ..沁水盆地沉积特征 沁水盆地是我国一个中小型含煤盆地。 早一中太古代,本区由于海底物质 喷发,形成了以火山岩为主的迁西群,并夹有大量基性岩体,形成华北地区的古 陆核。 元古代晋宁运动期,海水浸入该区,使得该区内沉积了寒武纪到中奥陶世的 浅海相沉积地层,地层为海相岩层。自中奥陶世开始,由于周围板块聚敛作用的 巨大影响,造成了该区整体发生平稳抬升为主的上升运动,上升作用一直持续到 早石炭期,上升作用造成沉积作用停止,使得该时间段没有沉积地层,造成地层 不整合现象,由于该时间段地壳平稳上升,造成本区变形不强烈,并具有平缓的 地形。 陆表海系指水体覆盖平缓大陆,并且水体不深的部分。华北板块由于继承远 古代和早古生代地形,该区地形平缓,面积大,华北地区晚古生代盆地就具有该 种沉积特点。。 从晚石炭世至早二叠世,也是该区主要成煤的时间段, 该阶段秦岭一大别微 板块与华北板块碰撞相接,在华北板块南部即现今沁水盆地形成挤压坳陷盆 地但是地层并没发生强烈构造变形,同时华北板块南部形成为陆表海沉积环 境 ,与此同时,沁水聚煤盆地开始了其晚古生代的聚煤演化进程,由于地壳的 运动和海水很浅,造成该区局部上升或者下降,但是变形运动并不强烈,形成了 海陆交互相并以含煤碎屑岩夹碳酸盐岩为主体的沉积建造,晚石炭世和早二叠世 由于地壳稳定下沉并接受动植物遗体补充沉积,形成了现今比较厚的煤层。 碳酸盐岩台地沉积,为碎屑岩浅海相泥岩或滨岸滩坝砂岩沉积,在本区各组 地层中碎屑岩浅海相沉积较发育。滞留泻湖沉积,由粉砂质泥岩、泥岩组成,水 平层理、缓波状层理和透镜层理发育。泥炭坪沉积,由一套泥炭层沉积构成,是 潮坪环境的一种特殊类型,可以分为泻湖泥炭坪和坝后泥炭坪。泻湖泥炭坪是从 障壁沙坝开始起,向上逐渐过渡为滞留泻湖沉积,并在此基础上发育成泥炭坪沉 积。泥炭层堆积后沉积物局部被泻湖相碳质泥岩沉积物所覆盖,向上逐渐过渡为 障壁沙坝或者碳酸盐台地沉积。 ?,? 。 图沁水盆地晚古生代沉积模式简图 石炭纪本溪期,本区地壳下沉,为准平原陆表海环境,区内地形较平坦,潮 汐作用强烈,沉积了颗粒细小,并且需要搬运能量比较小的的薄层铁质泥岩或铁 质粉砂岩,由于该地层存在黄铁矿和菱铁矿结核,被称为“山西式’’铁矿。随着 海水相对上升,成为潮间泥砂混合坪环境,沉积了该套地层上部的粉砂质泥岩、 细砂岩、粉砂岩,偶见薄煤层及石灰岩。本溪组地层厚..,平均厚 .。 石炭叠系煤系地层也是该区赋存瓦斯的主要地层,石炭世太原组为海陆 交互相滨海一浅海相沉积,该时间段由于生物遗体的混杂,使得该套地层成分和 颜色变化较多,根据岩性组合特征及沉积旋回可将本组分为三段,下段为潮汐控 三角洲沉积,有个沉积旋回,中厚层状石英砂岩夹砂质泥岩位于每个旋回下 部,由于海浪和潮汐作用,具有交错层理;灰黑色粉砂质泥岩、泥岩位于上部, 波状层理、透镜状层理和不明显水平层理;顶部为号煤层,同时也是沁水盆 地内主要可采煤层,厚度.勺.。中段主要沉积环境为碳酸盐台地,该体’ 系可以划分为开阔台地和局限台地两种类型,本区太原组第段中下部为开阔型 台地沉,上部为局限碳酸盐台地沉积,有个沉积旋回,厚层状生物碎屑灰 岩位于旋回底部,板状交错层理、水平层理,灰岩中含大量动物化石,物质来 源 是潮控三角洲废弃期的产物;上段主要为碳酸盐局限台地沉积,局部为滞留泻湖、 泻湖泥炭坪沉积,可以划分为个沉积旋回,每个旋回底部含有透镜状砂岩, 顶部含有碳质泥岩夹不稳定薄煤层,上段岩层厚度较下中段岩层厚度薄,说明该 段沉积时间较?段少。太原组沉积厚度?,平均,含煤?层, 煤层总厚.~.,平均.,含煤系数.%,大多数煤层为复杂结构, 煤层沉积厚度小,延展不稳定,只有位于下段顶部的号煤层为可采煤层,位于 上段下部的号煤层和位于上段下部的号煤层为局部可采煤层。 早二叠世山西期,盆地受印支期上升活动影响,地壳上升,基本脱离海洋沉 积环境,但是并没完全脱离海洋的影响,表现为地形平坦宽阔,主要受河流沉积 控制,并受涨潮时海水的侵袭,该阶段沉积稳定,形成的煤层厚度大,夹矸少, 形成了本区主要开采煤层号煤,位于本组下部,号煤层沉积厚度一般 .?.,平均.。本组地层以陆相沉积为主,岩石颗粒比较细小,本组 岩性主要为灰一深灰色中一细粒砂岩、粉砂岩和灰黑色泥岩及煤层组合而成,厚 ?,平均。 下石盒子期地壳继续上升,盆地变为陆相沉积为主,气候炎热,植物不如山 西期繁盛,因此本组地层中煤层呈蜂窝状该套地层主要为砂岩、泥岩、页岩、 及煤层组合而成,本组地层厚一,平均。上石盒子组岩性包括从“桃 花页岩”之上的砂岩、结核或条带泥岩,为河湖相沉积,个别地区有海相沉积和 煤层,以黄绿、暗紫、紫红等为主要颜色【】。 晚二叠世受印支运动的影响,地壳继续上升,但是并没有遭受剥蚀作用,一 直保持沉积作用,到三叠系盆地内煤层达到最大埋藏深度,从石炭系到三叠系也 是该区植物堆积腐泥化和泥炭化阶段,高等植物在成煤过程中形成泥炭,低等植 物在成煤过程中形成腐泥,两者造成后期成煤成气过程中的差异,因为每种植物 都有其特定的碳、氢、硫等成煤元素的百分含量,并且不同类型的植物材料木 质部、树皮、孢子、藻类等形成不同的显微组分,显微组分类似于无机岩中的 各类矿物,成煤植物材料直接影响着煤及瓦斯的最终特征,该阶段主要是生物化 学成气阶段,主要有细菌活动生成瓦斯气体。 可以看出沁水盆地从晚古生代开始,基底地层平缓,为多种沉积体系交互发 展,晚二叠世晚期地壳上升海水下降,才转变为陆相沉积,可以认为在该区煤系 地层沉积基底平缓,并且煤系地层沉积期间没有受强烈构造运动影响,因此该区 生物成气阶段条件优良,保存条件好,但是由于后期强烈构造运动的影响,该阶 段生成的瓦斯并不是影响现在瓦斯含量的主要因素。 煤的显微组分可以划分为镜质组、惰质组、壳质组,这三个组又可以划分为 相关的亚种,当然本文主要研究的不是煤岩显微组分,因此就不再详细论述。这 三类组份是根据其反射率、形态、成因和保存形式划分的。割理发育的煤镜质组 含量高,而割理不发育的惰质组含量高,因此煤岩组分直接关系着割理发育程度, 割理发育程度影响着煤层瓦斯赋存状态和含量【引。三种组分中壳质组的生烃能力 强于镜质组,惰质组成烃最型,煤岩化学成分和显微组分与成煤沉积环境和成 煤原始物质密切相关。太原组地层形成在陆表海多堡岛和碳酸盐台地复合沉积体 系,该套地层中、号可采煤层聚煤主要发生在潮汐三角洲泥炭坪环境,该套 体系距海水较近,因此受频繁变化的海平面影响,由于受海水覆盖保护,该套地层 多是在还原条件下形成的,显微组分以镜质组光亮型煤为主。号煤层障壁沙坝 及其外侧形成的,均质镜质体和基质镜质体半亮型为主。可见,煤的显微组分 和 变质程度在一定程度上影响着煤层中瓦斯的含量。 表沁水盆地古生代地层表 厚度 统 最小一最大 界 系 组 段 符号 岩性描述 群 一般 石 黄绿色厚层状长石砂岩与紫红色泥岩互层,顶部有淡水 组千 古 峰 灰岩. 生 ??? 二: 界 ? 黄绿、灰紫色砂岩,粉砂岩互层、夹遂石层。 段 上 上统 ?? 石 ? 。一 盒 灰绿色薄层状中粗石英砂岩与黄绿紫红色粉砂岩互层。 段 子 ‘?? 组、 ? ?? ‘ ?? 杏黄色中粗粒石英砂岩,夹紫色粉砂岩。 段 叠 下 系 石 黄绿、杏黄色泥岩、粉砂岩及砂岩,近顶部有透镜状锰 盒 子 铁矿,底部有薄煤。 下 组 统 山 西 灰白、灰绿色石英砂岩、粉砂岩、泥岩、煤层。 组厚度 统 系 组 最小一最大 岩性描述 界 段 符号 群 一般 太 灰白、灰色薄层状中细粒石英砂岩粉砂岩、页岩及灰岩 上 原 统 组 煤层。 石 本 中 溪 炭 杂色铁铝岩、灰白、灰色粘土岩,底部有山西式铁矿。 统 组 峰 中层状豹皮状灰岩,灰白、灰黄色薄层状白云质灰岩, 瞧 ‘组 . 夹灰黑色中层状灰岩. 上 顶部为白云泥灰岩夹泥质灰岩夹泥质灰.中上部灰黑色 马 一 家 中厚状豹皮状灰岩夹泥岩,下部为泥灰岩,角砾状泥灰 沟 中统 组 岩。 下 奥 马 青灰色中厚一巨厚灰岩,下部为角砾关泥灰岩,底部为 陶 家 系 沟 浅灰、黄绿色钙质页岩. 组 浅灰色中厚一巨厚层状白云岩,含燧石条带及结核白云 下统 岩,含燧石条带及结核白云岩,下部泥质白云岩夹竹叶 状白云岩。 .矿区构造特征 图山西省东南部构造纲要图 阳城西哄哄一晋城石盘东南向断裂带沁水盆地南缘东西一北东向断裂带 沁水盆地是华北聚煤盆地的重要组成部分,寺河矿西区位于太行山隆起南端 西侧,同时位于沁水复向斜盆地南端,矿区东部分布着向的伊侯山断层、陈 沟断层、白马断层;矿区西部分布着珊一?向展布的土沃一寺头弧形断 裂带。地层走向总体倾向册,倾角。主体构造为向、近向展 布的向、背斜和断裂构造,其次是近?向、向、向的褶皱和断裂构造, 局部还发育有向的小褶皱。 伊侯山褶断带属于晋获褶断代的南端延伸,主要有伊侯山背斜、陈沟断层、 自马逆断层和伊侯山正断层组成,该褶断带是晋城矿区地下水水文地质单元的分 界线,并且褶断带东部煤层埋藏较西部浅。该褶断带先受燕山期强烈北西西向挤 压作用控制,后受第三纪拉张力作用控制,因此该褶断带即有挤压作用形成的逆 断层又有拉张作用形成的正断层,形成在古老的奥陶世碳酸盐岩中,陈沟以北的 伊侯山褶断带被高都断层和河西断层组成的地堑切断。 寺头一土沃弧形断裂系,主要有寺头断层、后城腰断层以及与之伴生的断层 组成,呈一组北东向一东西向正断层组成的弧形断裂带,断层将二叠系地层错断。 寺河矿西区就位于寺头断层东侧区域内,该区低缓、平行褶皱普遍发育,轴向方 向以北北东向和近南北向为主,主要有常店向斜、郑村背斜、潘河向斜,柿沟背 斜、霍家山向斜、马山村背斜、磨掌向斜、马庄背斜、刘家腰向斜等,褶皱的面 积和幅度都很小,为典型的长轴线型褶皱,这些褶皱产状特征将在矿井构造特征 部分详细叙述。 表晋城矿区大断层特征表 断层产状 断层 名称 落差 编号 走向 倾向 倾角 ? 肼 伊一 寺头正断层 一般 最大,一般 ?七 肼 后城腰正断层 ?. 哪 白马寺逆断层 一般 卜 哪 一般一 ? ? 伊侯山正断层 图晋城矿区构造纲要图 .井田地质特征 ..井田地层 井田位于山西省沁水煤田晋城矿区南部边缘,现依次叙述如下: 、奥陶系中统峰峰组。 为含煤地层之基底,一般埋藏于井田深部;岩性为深灰、青灰色厚层状石灰 岩,夹灰黄色、黑灰色泥灰岩,含次生石膏及侵染状黄铁矿,下部裂隙岩溶发 育, 并为方解石脉充填,局部为角砾状石灰岩,厚度一般大于。 、石炭系中统本溪组。 平行不整合于下伏奥陶中统峰峰组地层之上,井田内岩性及厚度变化较大, 一般有灰色鲕状铝土岩、铝土质泥岩、灰黑色泥岩组成,偶有灰黑色粉砂岩、 夹 菱铁矿及硫铁矿等组成,底部局部见“山西式”铁矿。全组厚度~,平均 .。 、石炭系上统太原组。 不整合于本溪组上,主要由灰黑色、黑色泥岩,灰黑色、灰色中细粒砂岩, 粉砂岩夹石灰岩及煤层组成,灰岩中常含燧石结核及少量生物碎屑,灰岩下 常有 煤层或煤线,为一套海陆交互相含煤沉积建造。沉积厚度较稳定,本组厚度 .,.,平均.。根据其岩性组合特征自下而上可分为三段: 下段。 自。石英砂岩底至:石灰岩底,厚.~.,平均.。由。 石英砂岩、粉砂岩、泥岩、铝土质泥岩和号煤层组成,局部发育一层石灰岩, 不稳定。号煤层位于该段顶部,本区厚度.~.,平均厚.,煤层 顶部有.~.的黑色泥岩伪顶,为全区稳定可采煤层之一。 中段。 自。石灰岩底至石灰岩项,厚.一.,平均.。本段主要由:、 。、石灰岩与泥岩、粉砂岩、中细粒砂岩及号、号、号煤层组成。:石 灰岩厚~.平均.,为全区最稳定之石灰岩,含生物碎屑、方解石条 带及隧石结核,底部见炭质泥岩。。石灰岩厚~.,平均.,。石灰岩 为号煤层直接顶板,为灰色生物灰岩,含丰富的生物化石碎屑及细脉状小团 块状黄铁矿。:~。石灰岩之间厚度一般.,由细粒砂岩、粉砂岩和泥岩组 成。。石灰岩厚.一.,平均.,为号煤层直接项板,该石灰岩 层位稳定,为黑灰色燧石灰岩,含有较多黄铁矿。石灰岩层之间厚一般为 .,以中细粒砂岩、粉砂岩、泥岩及号、号煤层组成。上段 自石灰岩顶至,砂岩底,厚..,平均.。由中细粒砂岩、 粉砂岩、泥岩、【石灰岩及号、号、号、号煤层组成,常以方解石条带充 填。~。石灰岩之间厚一般为.,主要以粉砂岩和号、号、号煤层组 成。号、号煤层为不稳定的不可采煤层,号煤层为稳定可采的薄煤层,厚 .~.,平均厚.。灰岩为含团块状燧石灰岩,底部含泥质成分较多, 一般厚.。灰岩常相变为砂质泥岩或褐色燧石层,一般厚.。。石灰 岩~砂岩厚一般为.,主要以泥岩、粉砂岩、细粒砂岩及号煤层组成, 项部厚层状泥岩中含菱铁矿结核,号煤层为不可采的稳定煤层。 、二叠系下统山西组。 ,砂岩底至砂岩底,平行整合于太原组地层之上,为区内主要含煤地层之 一。主要由灰色、深灰色中~细粒砂岩夹黑色泥岩、粉砂岩及煤层组成,沉积 厚 度稳定,其中号煤层位于本组地层底部。本组厚度. ~.,平均., 号煤层厚..,平均厚.,含煤系数.%。 、二叠系下统下石盒子组。 砂岩底至。。砂岩底,平行整合于山西组地层之上,.本组地层厚度 .,平均厚. 。主要由黄绿色中细粒砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、铝土质 泥岩组成,底部砂岩中斜层理发育,含岩屑成分高,该砂岩在地表铁质晕圈发育, 球形风化明显,为良好的标志层。下部泥岩颜色为灰黑色,向上渐变为黄绿色, 到顶部为紫红色含锰铁质结核或鲕粒的铝土质泥岩,其层位俗称“桃花泥岩, 稳定而特征明显,为本区上、下石盒子组地层分界的辅助标志。 、二叠系上统上石盒子组: 。砂岩底至。。砂岩底,平行整合于下石盒子组地层之上,按岩性特征分为 上、中、下三段,在矿区内仅出露下段地层。底部。。砂岩为浅色、灰色厚层状 含砾砂岩,其上以浅灰绿色泥岩为主夹细粒砂岩及粉砂岩薄层,该层在区内保留 厚度约。 ‘ ‘ 。 、第四系中更新统: 中更新统离石组黄土,与下伏地层呈角度不整合接触,厚~,平均厚 .,其上部为微红色粉质粘土、砂土等组成,含钙质结核与砂砾石,与下伏地 层呈角度不整合接触。 、第四系全新统。 分布于井田西部长河河谷内,为砂土、砂砾等混合冲洪积物,岩性混杂,厚 度变化大。 井 地腠 罄 自然?玛‘’ 濯 攫一向‘.神 性 组 纛 柏 谱 /? 缝瀚 ?曰峨 莹若墨 醺 善 誊 莹 ? 摹 摹嚣晕 ‘一 。? 缎 尹 囊 叠 籀黼 ‰鼍. 麓 霍 菇 豳蕊 山 “二? 纛 甾菌 ?哮 罱 ?产?‘ 爨写蕈 节多 组 璃 ??一 叠 糙 盈墨嗣 童 蔷 穴 鍪 亭? 鼍鼍訇搿 曩 炭 .耋 月’一一 嚣 錾盘盏 ?%釉 墓 蛆 苔. ‘万一一一 ‘霉矽一 ;盎誓 譬:‖ 喜 ? 爱。馘 宁 炙 ??曩 ’戮 确 ? ? 蕞 , ? 图并田地层综合柱状图 ..井田内主要含水层 按含水介质可分为四个类型:碳酸盐岩类含水层组、碎屑岩夹碳酸盐岩含水 层组、碎屑岩类含水层组和松散岩类含水层组。 一奥陶石灰岩含水层组 本井田内中奥陶石灰岩埋藏较深,处于区域水平分区的厚层中部。据钻孔揭 露,埋深最大为左右号孔。区内共有个钻孔揭露上马家沟组;中 部一号孔揭露下马家沟组,总揭露厚度为.。 中奥陶统灰岩含水层组按区域厚层覆盖区垂直分带性分为上马家沟组中、下 ’ 部含水层和峰峰组及上马家沟组上部含水层。 、上马家沟组中、下部含水层 上马家沟组地层厚约,主要由白云质灰岩、厚层石灰岩和泥质灰岩组 成。一般上马家沟组岩溶裂不发育,无含水层:但根据一号钻孔资料显示上 马家沟组中、下部岩溶裂隙较发育,并可见到溶洞和大量未充填小溶孔,钻进 时 冲洗液消耗量很大达至/以上,当进行抽水试验水位时降低.时, 单位涌水量就达到了./.,静止水位标高.,水质类型为。.、 型。可见井田内上马家沟组富水性不均一,存在局部富水区域。上马家沟组 局部富水区域,可能构成号煤层底板突水威肋的主要含水层。 、蜂峰组及上马家沟组上部含水层、 本含水层厚左右,主要由中厚层状石灰岩、泥质灰岩、角砾状石灰岩 及白云质灰岩组成。 据钻孔揭露资料,该含水层段岩溶裂隙不发育,裂隙多被方解石充填,偶见 沿裂隙充填的方解石脉中发育小溶孔。钻进中冲洗液消耗量和水位无明显变 化. 对含水层段井液电阻率测井无异常反映、测井结果均为“无明显含水层”。 据水 质化验资料裂隙岩溶水中均无:存在,表明本含水层不具备岩溶发育的条件。 据号孔和号孔抽水试验资料,单位涌水量为../.。 本含水层水质类型差异较大,与下伏上马床沟组中、下部含水层水质类型也 截然不同,说明上马家沟组含水层与下付含水层水力联系极弱,与下伏含水 层无 水力联系。 据上述分析,本含水层段除构造适宜部位岩溶裂隙可能有较发育地段外,一 般情况下起相对隔水作用。 二上石炭统太原组含水层组 本组地层要由中细粒砂岩,粉砂岩夹石灰岩及煤层组成,灰岩中常含燧石结 核及少量生物碎屑组成,由于主要岩性为灰岩和砂岩并夹有碎屑,因此本组地层 解理和裂隙较发育,有利于保存地下水,主要有砂岩裂隙含水层及、、 石灰岩裂隙含水层共同组成,构成太原组充水水源。其间由数层泥岩及致密砂岩 组成隔水层,将各含水层分隔成呈层状分布的近独立的含水层,相互间水力联系 微弱。本井田内没有出露该组地层。 在本含水层组中钻进时,冲洗液消耗量和水位均无明显变化。钻孔揭露各层 灰岩岩溶裂隙均不发育,偶见小溶孔。据对本含水层混合抽水试验资料, 孔降深.时,单位涌水量为./.,属极弱含水层;水位标高 .;水质类型属.?型。潘庄一号井田内的、、孔在 层段冲洗液大量漏失,钻井水位明显下降,推测可能与局部裂隙发育有关。 三下二叠统山西组含水层组 . ‘为碎屑岩裂隙含水层组,地表无出露,主要由各粒级的砂岩构成裂隙含水层 组。据抽水资料,该层含水性极弱,?孔抽水试验水位降课.米后抽干, ?孔降深为.米时,单位涌水量为./.,水质类型属一. 型。 四上石盒子组砂岩裂隙含水层组 本含水层在区内普遍出露,出露位置较高:直接受大气降水补给,多呈下 降泉形式排泻,流量一般很小。在埋藏较深处,泥岩及致密砂岩将各含水层相 对 隔离,使得该组地层无法直接接受大气降水,富水性较差。五基岩风化带含水层 基岩风化带在该区因为地质地形条件不同,导致深浅不一,井田西部由于沟 谷较深,最深风化基岩达左右;沁河河谷周围地形较平缓,黄土覆盖较厚 导致这一区域基岩受风化影响较小,风化较浅。基岩风化带岩层破碎,颗粒较大, 并且裂隙发育,主要接受大气降水等地表水补给。由于风化带众横向发育不均一, 并且受地表补给是量不同,可以根据补给条件和风化带的发育程度把其划分独立 单元。据号钻孔仙水试验资料,降深.时,单位涌水量为./ ?..,含水性较弱,水质类型属..型。 六第四系全新统砂砾含水层 主要分布于沁河河谷,由砂、卵砾石组成,厚度小于,受大气降水补给, 向地表水排泄。含水性受补给条件和岩性组合的影响。对煤层开采无影响。 ..井田内主要隔水层 一上石炭统太原组底部及中石炭统本溪组泥岩、铝质泥岩隔水层 由于本溪组沉积差异,隔水层厚度变化较大,一般,与中奥陶统石 灰岩平行不整合接触,阻隔其对上覆煤层的影响。 二二叠系砂岩含水层层间隔水层 主要由塑性的泥岩、铝质泥岩构成,呈层状分布于各含水层之间。岩层厚度 由二米至数十米,最厚的为上、下石盒子组交界处的铝质泥岩。 ..断层对寺河矿水文地质条件的影响 寺头断层处于寺河矿西区西北,根据打穿断层的、两孔资料,当 钻进在断层面影响较大的破碎区中时,水位变化不大,消耗量最大./, 说明该破碎带岩石破碎程度不明显,可能是因为胶结比较好。另据在本区西南约 处由队施工的分别在断层两盘的和号钻孔对。层位抽水试 验资料,其中位于该断层东侧,位于该断层西侧,两钻孔单位涌水 量为.../.均很小。.钻孔上马家沟组矿化度为 ./、下马家沟组矿化度为. /,是侥.广水化学类型; 但是?钻孔本层矿化度为/左右,为广型水化学类型。 可见断层两盘水质类型不同,矿化度也差异较大。因此,根据《寺河矿扩界 地质报告》和水文钻孔资料可以确定寺头断层大部分为封闭性断裂带,其导水和 导气能力不强。以上分析是仅仅根据钻孔出资料得出的局部推测性资料,不能代 表该断裂带整体的导水性,并不能排除该断层局部存在导水区域可能性。 ..主要含水层的补给、排泄条件 山西组、太原组含水层在本井田内均无出露,埋藏较深,与上覆各含水层、 下伏中奥陶统灰岩含水层均有一定厚度的隔水层相隔,无水力联系。含水层组中 夹数层隔水层,形成平行复合结构,使各含水层处于分散间隔状态,相对独 立, 水力联系微弱。从区域范围看,山西组、太原组含水层组主要接受扩区南部、西 部和东南部地层出露处的大气降水补给,沿岩层倾向向北迳流。由于地层出露面 积较小,接受补给量有限,地下水迳流微弱,富水性较差。 此外,山西组地球化学场特征显示,沁水盆地中部、南部地区山西组地层 水存在高矿化度带,潘庄、大宁和郑庄区域矿化度大于/。这一区域存 在高矿化度地下水,说明该区域地下水中溶解矿物较多,并且溶解有矿物的地下 水不能及时排泄,也不能尽快接受不含矿物大气水的补给稀释,反映出这一区域 山西组地下水流动及补给不强,高滞流性非常有利于保存煤层中的瓦斯。太 原组地下水地球化学特征显示,潘庄井田矿化度最高达到/,为.仉 ?.水质类型,从大宁井田向南特征有所变化,水质类型由.广?. 向.型转换。潘庄井田太原组高矿化带存在,说明寺河矿西区太原组 也存在高滞流特征。 峰峰组及上马家沟组上部含水层埋藏较深,无补给源,且不具备岩溶发育的 基本条件,岩溶不发育,含水层本身连通性差,迳流微弱或滞流,含水性极差。 上马家沟组中、下部含水层处于区域水平分区厚层覆盖区寺头断层以南, 补给源远,迳流缓慢。 总的来讲,该区部分含水层含水丰富,但是都存在流特征,不利于瓦斯的 运移,地下水的运动对瓦斯含量的影响很小。 .井田煤系地层地质特征 ..煤系地层 ‘ ’ ’ ? ? ‘ ‘? ? 井田煤系地层主要是二叠系下统山西组、石炭系上统太原组, 平均总厚度.,含煤层,煤层总厚.,含煤系数.%,其中可 采和局部可采煤层层,总厚度.,可采含煤系数.%。 山西组厚..,平均.。含煤层,为、、、 号煤层,煤层总厚.,含煤系数.%,其中可采煤层层号,平均厚 度.,可采含煤系数.。 太原组平均厚.。含煤~层,编号依次自上而下为、、 、一、?、、、、、、下、、号,煤层总厚.,含煤系数.%,其中可采煤层层、号,平均 可采厚度.,可采含煤系 数.%。 ..煤的性质和煤岩特征 一煤的物理性质及宏观煤岩类型 号煤层:黑色,条痕为黑色,半亮型煤,贝壳状及眼球状断口,似金属光 ’泽,内生裂隙较发育。 号煤层:黑色,条痕为黑色,半亮型煤,贝壳状及阶梯状断口,似金属光 泽。含少量黄铁矿结核。 号煤层:黑色,条痕为黑色,半亮型煤,贝壳状断口,似金属光泽。含 少量黄铁矿结核。 二显微