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屯留矿地质概况

1井田概况及建设条件1.1 井田概况1.1.1 交通位置屯留井田位于山西省屯留、襄垣县境内,潞矿集团的西部,矿区对外交通有太(原)焦(作)铁路、邯(郸)长(治)铁路和太(原)洛(阳)公路。

太焦铁路经矿区东部由北向南通过,太焦铁路的夏店站距潞矿集团约7 km,距五阳站16 km。

以夏店站为起点距太原市约230 km,距焦作市约204 km,距邯郸市约216 km。

本矿选煤厂装车站距邯长铁路长治北站约29 km。

屯留矿井在潞矿集团西南23 km处的后庄村北,距长治市约35 km,距常村矿约11 km。

屯留县城在井田东南部6 km处,有公路通往太原、临汾、长治等市。

交通比较方便。

矿井交通位置见图1-1。

图1-1矿井交通位置1.1.2 地形地势屯留井田位于太行山中段西侧,长治盆地西部。

井田内广为第四系黄土覆盖。

北部西部边缘为高原丘陵地带,冲沟发育,地形复杂,仅沟底有零星基岩出露。

中部绛河由西向东流入漳泽水库,形成河谷阶地。

南部及工业场地附近地形较平缓,总体上地势为西北高,东南低,井田内最高点在北部的老干庄东南的白云山(+1113.1 m),最低点在屯留县南侧1 Km的绛河河滩处(+906.3 m),工业场地和东风井场地地面标高在十950~+970 m之间。

矿区主要河流为浊漳河(由南向北)、西漳河(由西向东)汇合于五阳村;井田范围内主要河流为绛河,为海河水系浊漳河的支流。

由西向东穿越井田,注入漳泽水库,其流量为0.37 m3/s~5.06 m3/s。

井田西北余吾镇北侧有一条交川河,流量为0.02 m3/s~0.17 m3/s,属季节性小河。

另外,在工业场地东北部有“七一”水库,库容量为l.07Mm3,工业场地西北有一贾庄水库。

1.1.3 气象及地震本区属典型大陆性气候,干燥多风,四季分明,年平均气温8.9 ℃,日最高气温37.4 ℃,最低气温-29.1 ℃。

年平均降水量为583.3 mm,最大917.0 mm,最小414.0 mm,雨季集中在7、8、9三个月,日最大降水量109.7 mm。

年平均蒸发量为1755.3 mm(高于降水量2.01倍);最高为1996.3 mm,最低为1502.1 mm。

年主导风向为西北风,夏季风向为东南风,最大风速为17 m/s,最大风压为350 Pa。

冰冻期为每年10月末到翌年4月,最大冻土深度为0.75 m。

根据1990年国家地震局对屯留、襄垣县地区地震基本烈度的划分意见,本区地震基本烈度为6度。

1.1.4 煤矿发展简史潞安矿区在沁水煤田的东部边缘,解放前即有小窑开采,五十年代末国家投资大规模开发,矿区现有生产矿井共5对,总规模为11.2 Mt/a。

1988年矿区原煤产量突破10 Mt,已跨入千万吨级大型矿区行列。

1991年潞安矿务局晋升为国家一级企业。

1.1.5 矿区所在地的经济概况潞矿集团为我国煤炭工业的重要企业,地处山西省长治市。

长治市位于山西省东南部,是连接晋、冀、豫三省的重要通道。

全市总面积13896平方公里,其中市区面积334平方公里。

平均海拔1000 m,最高处2453 m。

现长治市辖十三县、区(长治、潞城、屯留,长子、壶关、平顺、黎城、武乡、襄垣、沁县、沁源县、城区、郊区),人口312万人,其中市区人口61万人。

长治农业生产条件优越,全市耕地面积456万亩,其中水地面积100.2万亩;全市宜林面积735万亩,实有林地585万亩;宜牧面积480万亩,已开发草场271万亩。

长治地下矿藏资源丰富,现已探明有开采价值的矿藏有煤、铁、锰、铝、硫磺、石灰石、石膏、石英、大理石等40多种,其中预测煤炭埋藏量为906亿吨,已探明储量346亿吨。

长治工业基础较好,是山西能源重化工基础的重要组成部分和轻工业基地。

主要工业门类有:煤炭、电力、治金、机械、化工、医药、建材等;主要工业产品有:原煤、电力、钢材、焦炭、水泥、轴承、洗衣机、锻压设备、中药制剂、生化药品、防爆电器、健身器械、锯条、化肥、铁合金、生铁等。

2001年,长治市国内生产总值达到185亿元,其中第一产业总产值28亿元;第二产业总产值101亿元;第三产业总产值58亿元。

财政总收入17.91亿元,农民人均纯收入2427元,城镇居民可支配收入5244元。

1.1.6 水源和电源(1)水源矿井工业用水采用井下排水处理后复用。

生活用水原准备取自常村矿井水源地奥灰水,用约10.5 km的长距离输水管送到矿井工业场地。

由于生活饮用水水源过远,目前,潞矿集团正在矿井工业场地与矿井东风井场地之间进行水源勘探,积极查明第四系底砾层及中奥陶系O2f、O2S等地层的水文情况,如其水量、水质能满足饮用水要求和标准,则优先利用其作为矿井饮用水源。

(2)电源长治地区有华北电网主力电厂——漳泽电厂一处,处于漳泽水库大坝东约2.5 km,现装机已达1000MW。

长治北有220kV变电站一座,容量2×90MV A,电压为220/110/35kV,目前以220kV线路与霍县电厂(400MW)、漳泽电厂并网,该变电站为电力系统的枢纽变电站。

矿区现有电源三处:西白兔电厂,规模(3×6+12)MW;长治电厂装机23MW;五阳矿坑口热电厂装机2×25MW。

常村矿设有110kV变电站,是矿区的一座中心变电所,电源两回引自位于常村矿井东南约3 km的辛安开闭所,两回引自五阳电厂,装置3台31.5MV A变压器,电压为110/35/6kV。

本矿井电源条件可靠。

1.2地质特征1.2.1 地质构造表 1-1井田地层特征表(1)区域地质构造潞安矿区位于沁水煤田东部中段,处于华北断块区吕梁~太行断块沁水块坳东部次级构造单元的沾尚~武乡~阳城北北东向褶曲带中段,晋获断裂带西侧。

矿区主体部分为新生代叠加的长治新裂陷,屯留井田位于新裂陷西北部。

(2)地层井田内及其外围广为第四系黄土覆盖,仅北部及西部沟谷中有二叠系上统上石盒子组,石千峰组及三叠系下统刘家沟地层出露。

井田内地层从新至老有第四系(Q)、三叠系下统刘家沟组(T1L)、二叠系上统石千峰组(P2sh)、二叠系上统上石盒子组(P2s)、二叠系下统下石盒子组(P1x)、二叠系下统山西组(P1S)、石炭系上统太原组(C3t)、石炭系中统本溪组(C2b)、奥陶系中统峰峰组(Q2f)。

其特征见表1-2。

1.2.2 井田地质构造矿区主构造线近南北,以褶曲为主,向斜紧密,背斜开阔,断裂较少,地层走向近南北,倾向西且略有起伏;倾角3~15o。

表 1-2主要褶曲特征表井田内揭露的断层共33条,其中正断层10条,逆断层23条。

落差大于30 m的断层有9条(包括井田南、北边界断层),30~10 m的断层有20条,落差小于10 mm的有4条。

断层特征详见表1-3。

表 1-3断层特征表褶曲以北北东~南北向为主,贯穿全井田的褶曲自西向东依次有坪村向斜、余吾背斜、余吾向斜、苏村背斜及屯留向斜。

其中以西部的坪村向斜和东部的苏村背斜构成井田内煤层起伏的基本形态。

另外,还有东邓向斜和墙则背斜。

井田主要褶曲特征见表1-3。

此外,井田内有陷落柱6个,其主要特征见表1-4。

1.2.3 水文地质(1)含水层及其水文地质特征井田内钻孔揭露的含水层为10层,其中中奥陶统峰峰组石灰岩岩溶裂隙含水层(Ⅰ)、二叠系下统山西组3号煤顶板砂岩裂隙含水层组(Ⅳ~Ⅶ)、基岩风化带裂隙含水层(Ⅸ)对建井和开采3号煤层有一定影响,第四系孔隙含水层(Ⅹ)对立井施工有较大影响。

其它5个含水层属弱含水层,对矿井开采影响甚微。

对矿井施工和开采有影响的5个含水层自下而上分叙如下:1)中奥陶统峰峰组O2f石灰岩岩溶裂隙含水层(Ⅰ)本含水层埋藏深度为512.21m~799.29 m,含水层厚度平均198.8 m,由灰岩、泥岩等组成。

上部60 m岩溶裂隙不发育,下部有串珠状小溶孔;但连通性差。

结合区域和井田资料分析,井田内奥灰岩溶裂隙含水层富水性弱,水循环交替滞缓,地下水滞流或迳流不畅,但因受构造影响,局部有富水的可能。

井田内奥灰延深孔除701号孔因发生孔内事故外,其余见明显含水层的钻孔水位标高均与区域水位标高一致(+600 m)而未见明显含水层的钻孔则水位标高差异较大,详见表1-5。

2)二叠系下统山西组含水层组(Ⅳ~Ⅶ)本含水层组为碎屑岩裂隙含水层组,包括K7(Ⅵ)、3号煤层顶板(Ⅶ)及K8砂岩裂隙含水层,厚4.47~34.31 m,平均22.23 m,岩性以中、细粒砂岩为主,该含水层是3号煤层直接充水含水层。

根据抽水试验及邻矿排水资料,该含水层富水性弱。

表 1-5有关钻孔奥灰水静水位标高表3)基岩风化带裂隙含水层(Ⅸ)由于基岩风化程度受构造、岩性、埋藏深度及气侯等条件的影响,其富水性差异较大,裂隙发育程度也不同,厚度一般为50~70 m,沿绛河两岸可达150 m,由于被第四系覆盖,此含水层局部具承压性,局部地段直接与第四系含水层发生水力联系或出露地表,受大气降水影响明显。

邻近的常村矿井,井筒施工至本含水层时,涌水量达278 m3/h。

4)第四系孔隙含水层(Ⅹ)除井田北部基岩裸露区外广泛分布,由北到南逐渐加厚,最大厚度达139.48 m,平均44.53 m,由粘土、砂质粘土及粗~粉砂及砂砾组成。

富水性由砂、砾层发育程度而定,井田内水位动态变化受大气降水影响明显。

(2)井田内主要隔水层1)石炭系上统太原组底部及中统本溪组隔水层由泥岩、铝质泥岩、铁质泥岩及局部夹砂岩透镜体组成、透水性差,厚度为8.32~44.45 m,平均20.76 m。

不整合于峰峰组灰岩岩溶裂隙含水层之上,阻隔其与上覆含水层的水力联系。

2)二叠系砂岩含水层层间隔水层主要由泥岩、砂质泥岩组成,单层厚度为0.50~17.22 m,透水性差,呈层状分布于各含水层之间,形成平行复合结构。

(3)断层及陷落柱的导水性断层井田内主要断层有北边界文王山南正断层,南边界西魏正断层及其附近东贾、F24、F25正断层,对初期开采无影响。

井田北中部有余吾、前苏村逆断层,断距分别为10~98 m和46 m,经抽水试验,均显现隔水性质,但由于抽水试验位置有局限性,不排除该断层局部导水的可能性。

(4)含水层的补给、迳流、排泄条件井田内除二叠、三叠系有零星出露外,其余均被第四系覆盖。

第四系含水层主要接受大气降水的补给,其次是与下伏基岩风化带的相互补给,在河谷中以泉的形式排泄。

基岩风化带含水层,主要接受第四系及大气降水的补给,在井田中南部第四系覆盖区具有一定承压性,沿绛河两岸可自流。

煤层直接充水含水层为山西组、太原组含水层。

井田内均无出露,补给条件差,且与上覆风化带、第四系含水层,下伏奥陶系中统岩溶裂隙含水层均有一定厚度的隔水层相隔,含水层组中夹数层隔水层形成平行复合结构,若无构造沟通或未遭受破坏,则各含水层相对独立,水力联系微弱。

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