山红煤业补充勘探水文地质报告书--大学毕设论文.doc

山西长治红山煤业有限公司
水文地质补充勘探报告

目 录
第一章 矿井概况 1
一、目的和任务 1
二、煤矿的位置及交通 2
三、自然地理 4
四、以往地质工作情况 6
五、本矿小窑开采历史及矿井生产现状 7
六、周边矿井情况 8
第二章　矿区地质 15
一、地　层 15
二、构　造 18
三、煤层及煤质 21
第三章 水文地质补充勘查 36
一、水文地质补充调查 36
二、水文地质补充勘探 42
第四章　矿井涌水量预算和水害防治 80
一、矿井排水系统简述及涌水量预算 80
二、矿井水害防治措施 83
第五章 结论和建议 88
一、结论 88
二、存在的问题及建议 89

附 图
图号 图名 比例尺
01 山西长治红山煤业有限公司矿井综合水文地质图 1：5000
02 山西长治红山煤业有限公司矿井综合水文地质柱状图 1：500
03 山西长治红山煤业有限公司A-A′矿井水文地质剖面图 1：2000
04 山西长治红山煤业有限公司3号煤层矿井充水性图 1：5000
05 山西长治红山煤业有限公司9号煤层矿井充水性图 1：5000
06 山西长治红山煤业有限公司15号煤层矿井充水性图 1：5000
07 山西长治红山煤业有限公司3号煤层采空区积水探测成果图 1：5000
08 山西长治红山煤业有限公司3号煤层采空区积水探测实际材料图
1：5000

附 件
附件1、山西长治红山煤业有限公司采空区积水、积气及火区情况报告
附件2、采矿许可证复印件
附件3、承诺书

第一章 矿井概况
一、目的和任务
山西长治红山煤业有限公司始建于1978年，1981年投产，原为长治县二轻局办煤矿，后改制为有限责任公司，为单独保留矿井。矿井面积7.2901km2，地理坐标为东经：113°02′07″～113°03′59″，北纬：35°56′17″～35°58′18″。2011年11月取得省国土资源厅换发的采矿许可证，证号为C1400002009111230045871，准采3号-15号煤层，开采深度为1229.97~759.97m，生产规模120万吨/年，有效期2011年11月29日至2012年11月29日。
为贯彻落实长治市煤炭工业局《关于进一步做好煤矿防治水工作的通知》（长煤局行发 [2009] 286号）精神，参照《煤矿防治水规定》要求，2012年8月山西长治红山煤业有限公司，委托山西山地物探技术有限公司对山西长治红山煤业进行水文地质补充勘探，其目的是：
查明兼并重组后的山西长治红山煤业有限公司矿界内及相邻煤矿的水文地质条件，尤其是采空区积水及底板突水情况，为矿井防治水设计与实施提供科学依据确保矿井生产安全。
具体任务及要求为：
1、采用地球物理勘探、实地调查等手段，探查矿井及关闭矿井老空（窑）积水情况。
2、查明矿区内未来2～3年主要开采区顶、底板含水层富水情况。阐明矿井地下水补、径、排关系，评价矿井水文地质条件及充水因素。
3、确定矿井水文地质类型
4、预算矿井涌水量
5、评价矿井排水系统可靠程度
6、明确矿井主要水害，并针对性提出防治水措施和建议
7、编制山西长治红山煤业有限公司水文地质补充勘探报告。
二、煤矿的位置及交通
山西长治红山煤业有限公司矿区位于长治县城南15km处，分布于长治县八义镇青龙山村至南宋乡北宋村一带，行政区划分跨长治县南宋乡、八义镇。
采矿许可证编号C1400002009111230045871，面积7.2901km2，开采3号—15号煤层，由以下10个拐点坐标（1980西安坐标系）圈定。
矿井范围拐点坐标（1980西安坐标系）：
点号
3-15号
6°带
3°带
X
Y
X
Y
1
3983851.26
19684131.75
3982349.42
38413515.74
2
3983851.26
19685431.76
3982309.45
38414814.71
3
3984351.27
19685431.76
3982809.05
38414830.08
4
3984351.27
19686381.76
3982779.85
38415779.31
5
3980651.24
19686381.77
3979082.82
38415665.60
6
3980651.24
19685031.76
3979124.30
38414316.68
7
3980951.24
19685031.76
3979424.06
38414325.90
8
3980951.24
19684231.76
3979448.64
38413526.54
9
3982051.25
19684231.75
3980547.77
38413560.33
10
3982151.25
19684131.75
3980650.76
38413463.48
开采标高：由1229.97米至759.97米。

红山煤矿位于长治县南约15km，距长治市约30km，西距长（治）-晋（城)高速公路、长（治）-晋（城）二级公路约4km，东距长（治）-陵（川）公路、荫（城）-林（州）公路约5km，西距太焦铁路线东田良车站约20km，矿区周围县乡级公路密布，交通便利。详见交通位置图1-1。
三、自然地理
（一）地形地貌
矿区位于太行山块隆的西缘，晋获褶断带中南段东侧，属中山区，矿区内地势中部及北东部较高，东南部较低，最高点为矿区中北部的放马坪山脊，海拔标高1278.2m，最低点位于矿区东南部冲沟中，海拔标高1035.9m，最大相对高差242.3m。矿区内地形复杂，沟谷发育，矿区内及周边无大的地表水体和地表迳流，大气降水沿沟谷自然排泄。（见照片1）。
照片1 红山煤业工业广场西北处地形地貌
（二）水文气象
矿区位于长治县的南部，矿区及周边区域属海河流域漳河水系浊漳河支流，主要河流为陶清河，是浊漳河南源主要支流之一。该河在长治县西池乡河头村入境，流经西池、王坊、东和、北呈、高河等地，在高河西部下郝村汇入浊漳河南源，流入长治市郊区，此外，八义、南宋、师庄等地的山间溪流也汇入陶清河，长治县境内河流总长度105km，大部为季节性河流，流量随季节变化显著，夏秋季流量较大，冬、春季流量较小，基本干涸。
矿区内地表无常年性河流及地表水体，沟谷多为“V”字型黄土冲沟，，大气降水沿沟谷自然排泄，主要沟谷中几十年来的最高洪水位一般高出河床1.0~1.5m。
本区属暖温带大陆性季风气候，四季分明，春季干燥多风、夏季炎热多雨、秋季天高气爽、冬季寒冷少雪。据长治县气象站2000-2010年资料，历年降水量433.2～814.3mm，平均532.3mm，年降水量集中在七、八、九三个月，十月到翌年六月雨少而多晴天，最大日降水量发生在1972年7月7日，为101.5mm，最长连续降水数有8天。十月到翌年六月雨少而多晴天。历年蒸发量1515.0～1914.7mm，平均为1768.1mm，蒸发量大于降水量三倍多；历年最低气温－29.1℃，最高气温38.1℃，年平均气温9.5℃，每年七月份为高温月，十一月到翌年三月气温较低；春、秋季多风，多为西北风，最大风速是18m/s；冻土深度为0.82m。
（三）地　震
据历史记载晋东南范围1719～1969年以来，曾发生过40余次小于4级有感地震，震中分布区包括了长治县，另据长治市地震局资料，在1981年3月9日长治县曾发生过一次地震，震级3.2级。
根据《建筑抗震设计规范》（GB50011—2010），该地区地震动峰值加速度为0.10g，地震设防烈度为Ⅶ度区的第Ⅰ组。
矿区内未发现有滑坡、泥石流现象，但3号煤层开采后，矿区地表部分地带出现有地裂缝和局部沉（塌）沉、变形区，对局部地面的建筑物、耕地、道路或其它设施造成不同程度的影响。
四、以往地质工作情况
以往地质勘查工作多与相邻煤矿一并进行，主要工作如下：
1、1957～1958年省煤管114队在长治市南北430km2的范围内进行了煤普查勘探工作，对煤系地层作了详细测量及划分，利用生产煤窑、轻型山地工程及少量的钻孔，采取了煤层煤样及煤岩煤样，并对煤层层位做了进一步的控制，于1959年12月提交《长治南北煤田地质普查勘探报告》，省煤管局1962年1月第2号文复审决议书批准。本矿区处于其普查范围内西南部的D级储量区；
2、1972年，山西省地矿局区调队进行了1:200000区域地质调查，提交1/20万地质图（陵川幅）及说明书；
3、1984年10月，山西省地矿局212地质队提交了《山西省长治县王庄煤矿详查地质报告》，山西省地矿局1985年2月（85）“晋地字稿第17号”审查意见书批准储量：煤炭表内储量（千吨）A+B 580648；A+B+C 344792；D 52428。本矿区位于详查区的北外缘；
4、1995年由山西省煤炭地质公司地测队编制的《山西省长治县红山联营煤矿矿井地质报告》（说明书）；
5、2004年8月，山西省地质矿产勘查开发局二一二地质队完成《长治县红山煤炭有限公司2003年度资源储量检测报告》，2004年度底经长治市国土资源局验收通过，经检测，求得矿区内3号煤占有资源储量3255.3万吨，现保有资源储量2009.4万吨。15号煤层占有资源储量2076.6万吨，保有资源储量2076.6万吨；
6、2004年8月，山西省地质矿产勘查开发局二一二地质队完成了《长治县红山煤炭有限公司红山二矿2003年度资源储量检测报告》，2004年底经长治市国土资源局验收通过，求得矿区内3号煤层占有资源储量1299.6万吨，保有资源储量802.8万吨。15号煤层占有资源储量1259.5万吨，保有资源储量1259.5万吨；
7、2005年3月，山西华能设计工程有限公司编制了《山西长治红山煤业有限公司采煤方法改革设计》；
8、2007年5月，山西省第四地质工程勘察院曾在矿区内施工水文孔一个，并编制《长治县红山煤炭有限公司水源井竣工报告》，孔深650.16m，奥陶系地下水位埋深为436.78m，水位标高为651.22m；
9、2008年11月，山西煤炭地质114勘察院编制了《山西长治红山煤业有限公司水害调查报告》；
10、2010年2月，山西省地质勘查局二一二地质队编制了《山西长治红山煤业有限公司矿井水文地质补充勘探报告》；
11、2011年8月，山西省地质勘查局二一二地质队编制了《山西长治红山煤业有限公司生产矿井地质报告》。
五、本矿小窑开采历史及矿井生产现状
红山煤矿始建于1978年6月，1981年1月投产，起初生产能力较低，生产能力仅30万吨/a，采用高落式炮采采煤方法，串车提升；2003年矿山进行了生产技术改造，采煤方法采用综采放顶煤采煤工艺，皮带运输，生产能力跃居90万吨/a，随着矿山生产规模的不断扩大，生产技术的进步，至2010年其生产能力达到120万吨/a。
山西省国土资源厅于2011年11月9日为其换发了采矿许可证，证号C1400002009111230045871，准采3-15号煤层，开采深度1229.97~759.97m，生产规模120万吨/a，矿区面积7.2901km2，有效期2011年11月29日-2012年11月29日。
矿区现批采3-15号煤层，采用斜井、立井综合开拓方式，目前共布置有主斜井、副立井，综采工作面采用长壁综采放顶煤采煤方法，按全部垮落法管理顶板，井下皮带运输，液压支架支护，中央分列式抽出式通风，机械式排水，为低瓦斯矿井。现其矿区内3号煤层已大部采空。
六、周边矿井情况
山西长治红山煤业有限公司北部为山西长治县雄山常蒋煤业有限公司煤矿、东北部为长治县西山煤业有限责任公司煤矿、东部为山西长治羊头岭红旗煤业有限公司煤矿、山西长治三元晋永泰煤业有限公司煤矿、南部为山西长治羊头岭东掌煤业有限公司煤矿、西部为山西长治县雄山沟里煤业有限公司煤矿（见四邻位置关系图1-2）。各矿基本情况简述如下：

1、山西长治县雄山常蒋煤业有限公司煤矿
山西长治县雄山常蒋煤业有限公司煤矿位于红山煤矿的北部，批准开采3-15号煤层，矿区面积为3.0201km2，生产规模60万t/a，2009年11月24日由山西省国土资源厅换发采矿许可证，证号为C140000111220044873，开采标高为1099.97至739.97m，矿区内3号煤层即将采完。
该矿现采用一对斜井开采3号煤层，其中主斜井主要担负提升任务，兼作进风，采用矿车串车提升，提升绞车型号为JTP1.6型，电机功率115kw；副斜井为回风井，采用抽出式通风，通风方式为中央并列式，主扇风机型号为FBCZ40-4-N011型，一台工作，一台备用；井下运输采用JD-1型调度绞车牵引矿车运输；井筒采用料石砌碹，巷道采用梯形木棚架支护；配备有三台MD12-25×6型潜水泵备用。
根据山西省长治煤炭工业局长煤局安发【2008】534号文件，《关于2008年度年产30万吨以下矿井瓦斯等级和二氧化碳鉴定结果的批复》文件，常蒋煤矿2008年度矿井瓦斯等级鉴定结果为：瓦斯相对涌出量3.32m3/t，绝对涌出量为0.60m3/min；二氧化碳相对涌出量1.77m3/t，绝对涌出量为0.32m3/min，确定该矿属低瓦斯矿井。
据常蒋煤矿2008年11月施工的钻孔ZK3和2009年1月22日在矿区北侧3km处沟里煤业有限公司采取15号煤层样试验结果：火焰长度分别为15mm和10mm，加岩粉量分别为30%和15%，煤尘具有爆炸性，煤吸氧量为0.92cm3/g和1.09cm3/g，自燃倾向等级分别为Ⅱ级－Ⅰ级，自燃倾向性为自燃—容易自燃。
常蒋煤矿开采的3号煤层，开采初期井下有少量涌水，现井下涌水量较小，该矿井下无火区分布，无越层越界开采。
2．长治县西山煤业有限责任公司煤矿
长治县西山煤业有限责任公司煤矿位于红山煤矿的北部，准采3-15号煤层，生产规模90万t/a，矿区面积3.3928km2，开采深度由999.97m至699.97m，2009年11月29日由山西省国土资源厅为其换发了采矿许可证，证号C1400002009111220044420，有效期2009年11月22日至2011年11月22日。
西山煤矿采用斜井开拓，主斜井主要担负提煤、下料、行人等任务，副斜井为风井，采用90×2kw轴流式主扇风机，中央并列抽出式通风方式，大巷运输采用22kw无极绳绞车运输，单滚筒提升。
西山煤矿西南部的2005年~2010年3号煤层采空区存在部分积水，积水量171964m3，水位标高885m，高于红山3号煤层底板标高。
该矿为低瓦斯矿井，未发生过煤尘爆炸及煤的自燃事故。
3．山西长治羊头岭红旗煤业有限公司煤矿
该矿位于红山煤矿的北东部，批准开采3-15号煤层，现开采15号煤层，生产规模90万t/a，矿区面积3.0868km2，2009年11月29日山西省国土资源厅为其换发采矿许可证，证号： C1400002009111210046049，有效期为2009年11月29日至2011年11月29日。
红旗煤矿采用斜井竖井混合开拓，长壁式采煤方法。现有主、副井筒2个，其中主斜井，方位274°，坡度18°，斜长308.08m，坑口采用石料砌碹，主要担负着提煤、下料、进风和行人等任务；副竖井，深60m，断面为圆形，井径3.5m，采用抽出式通风；大巷运输方法为无极绳绞车双钩串车运输，主井采用双滚筒绞车提升。
红旗煤矿3号煤层瓦斯相对涌出量为9.00m3/t，绝对涌出量为2.24 m3/min；二氧化碳相对涌出量为2.59m3/t，绝对涌出量为0.72 m3/min；
15号煤层瓦斯相对涌出量为9.50m3/t，绝对涌出量为2.34 m3/min；二氧化碳相对涌出量为2.60m3/t，绝对涌出量为0.82 m3/min，属低瓦斯矿井。
3号、15号煤尘爆炸性测定结果，均具有煤尘爆炸性危险，开采时应注意洒水防尘。
3号煤层涌水量20-40m3/d，15号煤层涌水量40-60 m3/d，3号煤层与红山相邻处的采空区存在积水现象，水位标高970m，高于红山3号煤层底板标高。
4. 山西长治三元晋永泰煤业有限公司煤矿
该矿位于红山煤矿的东部，批准开采3-15号煤层，矿区面积2.0483km2，开采标高1009.97m至849.97m，山西省国土资源厅2009年11月29日为该矿换发采矿许可证,证号：C1400002009111220045747，有效期：2009年11月29日至2011年11月29日。
该矿是由长治县内王煤矿和北头煤矿整合而成，设计生产能力15万t/a。
晋永泰矿区内原内王矿区3号煤层瓦斯相对涌出量1.54m3/t，二氧化碳相对涌出量为1.23 m3/t，2004年度矿井瓦斯等级鉴定结果北头煤矿15煤层瓦斯相对涌出量1.33 m3/t，二氧化碳相对涌出量为0.43 m3/t，该矿区为低瓦斯矿井。
晋永泰矿区内原内王煤矿涌水量达480m3/d，周边3号煤层采空区和古空区较多，存在突水危险性。矿区内北头煤矿开采的15号煤层矿坑涌水量10m3/d。
晋永泰矿区内原内王矿区西部与红山煤矿相邻处的3号煤层采空区存在积水现象，水位标高950m，高于红山的3号煤层底板标高。
5．山西长治羊头岭东掌煤业有限公司煤矿
山西长治羊头岭东掌煤业有限公司煤矿位于红山煤矿的南部，准采3-15号煤层，现开采3号煤层，生产规模90万t/a，矿区面积7.7685km2，开采标高1016.97~789.97m，2009年11月29日由山西省国土资源厅为其换发了采矿许可证，证号C1400002009111220045872，有效期为2009年11月29日至2011年11月29日。
山西长治羊头岭东掌煤业有限公司矿区范围是由原开采3号煤层的长治县南宋乡东掌煤矿、长治县南宋鑫通企业经营公司兴隆煤矿、长治县南宋乡北宋煤矿、长治长征煤业有限公司煤矿以及矿区间的资源整合而成，同时新增准采15号煤层，矿区内主要可采煤层为3号、15号煤层。
据山西省煤炭工业厅“晋煤瓦发[2010]746号文关于长治市2009年度30万吨以上（含30万吨）矿井瓦斯等级鉴定结果的批复”，长治县南宋乡东掌煤矿3号煤层瓦斯相对涌出量为1.5m3/t，二氧化碳相对涌出量0.9m3/t，为低瓦斯矿井。
据山西煤矿矿用安全产品检验中心对长治县南宋乡东掌煤矿3号煤层煤样检验结果（报告编号：晋煤检【2009】0501-MB-D0067）,分析测试火焰长度为0mm，3号煤层无爆炸性。
据山西煤矿矿用安全产品检验中心对长治县南宋乡东掌煤矿3号煤层煤样检验结果（报告编号：晋煤检【2009】0501-MR-D0067）,分析测试煤吸氧量为0.8347cm3/g，自燃倾向等级为3级，3号煤层为不易自燃煤层。
3号煤层经过多年开采，矿区内已形成了大面积的采空区，与红山煤矿相邻处采空区存在积水，积水量17480 m3, 水位标高950m，高于红山的3号煤层底板标高。
6．山西长治县雄山沟里煤业有限公司煤矿
山西长治县雄山沟里煤业有限公司煤矿位于红山煤矿的西部，批准开采煤层为9 -15号煤层，生产规模为60万吨/年，矿区面积为6.1516km2，山西省国土资源厅2009年11月31日为其换发采矿许可证，证号为C1400002009111220048753，有效期自2009年11月26日至2011年11月26日。
山西长治县雄山沟里煤业有限公司煤矿由山西长治沟里煤业有限公司、山西长治南山煤业有限公司、长治县八义镇八义新鑫煤业有限公司和部分新增矿区重组整合而成。重组前，矿井设计生产能力为300千吨/年，重组后，矿井生产能力为600千吨/年，批采9、15号煤层。
重组整合后，矿区内没有其它小窑。矿区内已先后关闭整合的矿井有长治县八义镇东山村煤矿、长治县八义镇沟里村煤矿、长治县八义镇八义新鑫煤矿、长治县南山煤矿、山西省长治县赵庄乡北坡煤矿、东沟煤矿。
山西长治县雄山沟里煤业有限公司煤矿采用立井开拓，主井担负提升原煤、设备、行人等任务，兼作进风；副井为回风井，兼作安全出口，主副井均为料石砌碹。采用短壁式采煤方法，自然垮落法管理顶板；工作面采用单体液压支柱支护，大巷运输为皮带运输，双罐笼提升。通风方式为中央并列式，机械抽出式通风。矿井涌水量为50-75m3/d，雨季明显增加。
据晋煤安发【2009】91号文“长治市2008年度30万吨/年及以上煤矿矿井瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定结果的批复”，沟里煤矿矿井瓦斯等级鉴定结果为低瓦斯矿井。
（三）、周边矿井的越界情况
根据本次调查，上述各矿与山西长治红山煤业有限公司矿区间尚未发现有越界开采现象，但各矿在邻近山西长治红山煤业有限公司矿区边界处附近存在积水采空区，故山西长治红山煤业有限公司今后在此附近生产建设中应做好防隔水工作。
第二章　矿区地质
一、地　层
山西长治红山煤业有限公司位于太行山块隆的西缘，晋获褶断带的东侧，区域地层总体走向北东，倾向SE，出露地层主要有奥陶系中统峰峰组、石炭系中统本溪组、石炭系上统太原组、二叠系下统山西组、下石盒子组和二叠系上统上石盒子组地层，第四系黄土沿沟谷和山坡大面积分布，现结合区域资料和矿区内施工的钻孔资料将区内地层由老至新分述如下：
（一）、奥陶系中统峰峰组（O2f）
为一套浅海相深灰—青灰色厚层状泥晶灰岩，白云质泥灰岩组成。为含煤岩系地层的基底。出露于矿区西北角。本组厚120m，出露最大厚度70m左右。
（二）、石炭系中统本溪组（C2b）
岩性主要为灰色、灰黄色铁质泥岩、铝土质泥岩，间夹不稳定的不可采薄煤层，属滨海相沉积地层，底部局部沉积有“山西式”铁矿，其厚度和品位很不稳定。由于中奥陶统古风化壳剥蚀程度不同，该地层厚度变化较大，依据钻孔揭露资料，本组厚度8.25~17.38 m，平均13.22m。与下伏地层呈平行不整合接触。
（三）、石炭系上统太原组（C3t）
主要由中—细粒石英砂岩、长石石英砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩、灰岩和煤层组成，为一套海陆交互相沉积建造地层，层理构造发育，动植物化石丰富。根据岩性组合及沉积特征分为三段。该组厚96.25~136.90m，平均厚118.83m。
1、一段（C3t1）：K1砂岩底－K2灰岩底：主要由砂岩、泥岩、炭质泥岩、粉砂质泥岩组成，上部见15号煤层，厚3.10-5.47 m，平均4.27m，15号煤层厚度、层位稳定，为区域主要可采煤层，15号煤层之上，局部见14号煤层，14号煤层厚0-1.85m，平均1.08m。该岩性段厚7.59~37.09m，平均厚16.16m。
2、二段（C3t2）：K2灰岩底—K4灰岩顶：主要由灰岩、泥岩、粉砂质泥岩、煤层、石灰岩组成，含11、12、13号不可采煤层。该岩性段厚27.42~47.54m，平均厚度37.71m。
3、三段（C3t3）：K4灰岩顶—K7砂岩底：主要由砂岩、泥岩、砂质泥岩、煤层和灰岩组成，含5、7、8、9号不可采或局部可采煤层。该岩性段厚度41.06~73.22m，平均厚度64.96m。
（四）、二叠系下统山西组（P1s）
主要由灰—灰黑色含云母、白云母菱铁矿砂质泥岩及石英细砂岩、粉砂岩、粗粒长石石英砂岩和煤层组成，为一套陆相沉积建造，本区主要含煤地层之一。含1、2号不可采煤层和3号可采煤层。与下伏地层整合接触。该组厚度48.28~67.50m，平均厚度56.74m。
（五）、二叠系下统下石盒子组（P1x）
主要为灰、灰绿色含菱铁矿水云母粉砂质泥岩、中细粒含粘土质长石石英砂岩夹煤线组成，与下伏地层整合接触。该组厚度60.65~79.67m，平均厚度71.49m。
（六）、二叠系上统上石盒子组（P2s）
该组地层按岩性及其组合分为一、二、三段。矿区内仅保留一段、二段下部地层，现叙述如下：
1、一段（P2s1）
自K10砂岩底至K12砂岩底。底部K10砂岩为灰色、灰白色、黄绿色、细粒砂岩，含绿灰色泥岩、粉砂岩包裹体，底部含砂砾岩层。厚1.35-8.20m，其上以灰、绿色、黄绿色、灰黄色的粉砂岩、细粒砂岩互层为主，夹灰绿色、黑灰色泥岩薄层。中部夹数层灰绿色、灰黄色中、细粒长石石英杂砂岩，局部夹似层状、串珠状的铁锰矿层。上部为灰紫色、紫色、灰绿色、黄绿色的细粒砂岩、粉砂岩互层。顶部夹有2-3层灰色、灰绿色中粒长石砂岩。厚120.60-121.40m，平均厚121.00 m。
2、二段（P2s2）
主要为粉砂质、细砂质泥岩、砂岩等组成。下部由一套黄绿色中厚—厚层状含砾长石石英砂岩，厚1.55-2.20m，上部岩性为杏黄色、紫红色粉砂质、细砂质泥岩、粉砂岩夹长石英砂岩组成。最大残留厚度约38m左右。
（七）、第四系中上更新统（Q2+3）
为松散覆盖层，不整合于基岩地层之上，主要为黄色、浅红色亚粘土及亚砂土。厚0~20m。
（八）、第四系全新统（Q4）
主要为砂、砂砾石层及人工堆积物。厚0~5m。
二、构　造
矿区位于太行块隆的西缘，晋获褶断带的东侧，区域地层总体走向北东，倾向北西，矿区内构造总体为一向斜构造，据勘查资料及3号煤层采掘资料，于矿区的中东部见3个规模不大的陷落柱，3条断层构造。
1、褶皱
（1）、北山村向斜
向斜位于矿区中部，轴向总体近南北，呈‘S’形展布，西翼产状较陡，矿区中北部岩层倾角局部可达25°，矿区中南部岩层较缓，岩层倾角3-10°，主要由钻孔ZK 2-1、ZK 4-1、ZK 6-1控制；向斜轴部及东翼产状较缓，岩层倾角为5~15°，由3号煤层采掘巷道和钻孔ZK 4、ZK 4-2、ZK 4-3、ZK 6-2、ZK 8-1、ZK 8-2控制。向斜向北、向南延出矿区外，区内延伸长约4000m。
（2）、沟里背斜
沟里背斜矿区内主要为其东翼，背斜轴走向北北东，由于受西北沟里断层影响，两翼产状较陡，岩层倾角为10~24°左右。矿区内延伸长900m，轴向南北延出区外，受北山向斜及沟里背斜的共同影响，矿区西部含水层中的地下水会集中向北山向斜轴部聚集，在北山村向斜轴部形成了地下水富集区。
2、断层
矿区内目前已探明的断层共有3条，即F1、F2、F3断层。
F1断层：位于矿区西北部，该断层走向近东西，倾向南，倾角75 °左右，北东盘上升，南西盘下降，断距约5 m，延伸长约200m；
F2断层：位于矿区北部，走向北西，倾向南西，倾角70°左右，北东盘上升，南西盘下降，断距5 m，为正断层，延伸长约400m；
F3断层：位于矿区北东部，走向北西，倾向南西，倾角70°左右，北东盘上升，南西盘下降，断距5 m，为正断层，延伸长约400m。
3、陷落柱
在开采3号煤层生产过程中，揭露有3个大小不等的陷落柱，现将陷落柱分述如下：
X1：位于矿区的中东部，呈近圆形，长轴长70 m，短轴长60m；
X2：位于矿区的中东部，呈椭圆形，长轴长70 m，短轴长50m；
X3：位于矿区的中北部，呈椭圆形，长轴长72 m，短轴长48m；
3个陷落柱均是在开采3号煤层时发现，柱内充填物均为大的破碎砾岩、泥岩团块混杂物，陷落柱塌陷角70°左右，具有一定的导水性。
矿区内未发现岩浆岩。
矿区内构造复杂程度总体属简单型。
三、煤层及煤质
（一）含煤性
本区含煤地层主要为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组，含煤地层厚175.57m，煤层自上而下编号为1、2、3、5、7、8、9、11、13、14、15号等11层煤层，煤层总厚为13.51m，含煤系数7.69%，含可采煤层3层，即3、9、15号煤层，总厚11.18m，可采含煤系数6.37%。
山西组含煤地层平均厚度为56.74m，共含煤1~3层，煤层总厚度为6.01m，含煤系数为10.59%， 其中3号煤层为全区位稳定可采煤层，也是本矿的主采煤层，煤层厚4.87~7.63m，平均5.67m，可采含煤系数为9.99%。
太原组含煤地层平均厚度为118.83m，含煤8层，总厚7.66m，含煤系数6.45%，其中15号煤层赋煤区稳定可采，厚度3.10~5.47m，平均厚度4.27m，可采含煤系数3.59%。9号煤层为赋煤区稳定大部可采煤层，厚度0~1.90m，平均厚度1.24m 。
14号煤层属不稳定、零星可采煤层，其他煤层5 、7、8、11、13为不稳定不可采煤层。
（二）、可采煤层
1、3号煤层
位于山西组下部，上距下石盒子组底砂岩（K8）36.52m，下距太原组K6灰岩18.17m。3号煤层厚4.87~7.63m，平均5.67m，煤层层位稳定，结构简单，含0~1层泥岩夹矸，厚0~0.40 m。由采用的11个见煤钻孔资料及1个水井、2个见煤点资料统计，可采性指数1，厚度变异系数26%，直接顶板为灰黑色泥岩或粉砂质泥岩，老顶为砂岩；底板为砂岩或砂质泥岩。为赋煤区稳定可采煤层。
3号煤层为矿区内正在开采的煤层，投产以来该煤层采空区面积为3275322m2，动用资源量为24943kt。未采区面积3046612m2，资源量为23848kt，煤层最大厚度6.00m，最小厚度4.90m。
2、9号煤层
位于太原组中部的K4灰岩之上，上距3号煤层62.85-97.78m，平均73.25m，下距K4灰岩约5.02m。9号煤层厚0~1.90m，平均1.24 m，煤层结构简单，不含夹矸，由采用的11个钻孔资料及一个水井资料统计，可采性指数0.83，厚度变异系数41%，矿区南部煤层尖灭（ZK8-1），9号煤层为赋煤区稳定大部可采煤层。其直接顶板多为泥岩，少数为K4上灰岩，底板多数为砂岩，少数为泥岩，9号煤层现在尚未开采。
3、15号煤层
位于太原组下部的K2灰岩之下，上距9号煤层38.42-52.81m，平均45.03m，15号煤层厚3.10~5.47m，平均4.27 m，含0~3泥岩夹矸，夹矸厚0~0.70m，结构简单-较简单，由采用的11个钻孔资料及一个水井资料统计，可采性指数1，厚度变异系数21%，15号煤层为赋煤区稳定可采煤层，其老顶为K2灰岩，直接顶板多为泥岩，少数为K2灰岩；底板为泥岩。15号煤层现在尚未开采。
3号煤层中部南北向厚度较大，分别向东、西两侧煤层厚度变薄，9号、15号煤层厚度大体也呈中部厚两侧薄的态势。其中3号煤层中南部已大部采空，北部未采区煤层厚度4.90-6.00m左右。
3号煤底距9号煤顶间距62.85~97.78m，3号煤底距15号煤顶间距102.54~147.58m，9号煤底距15号煤顶间距38.42~52.81m，平面上在矿区的中南部间距最大。
可采煤层特征见表2-1。
可采煤层特征 表2－1
含煤
地层
煤
层
号
厚度(m)
最小～最大
平均
煤层间距
（m）
夹石
层数
结构
变异
系数
（%）
可采性系数
稳定性
可采性
备

注
山西组
3
4.87～7.63
5.67
62.85～97.78
73.25
38.42～52.81
45.03
0~1
简单
26
1
稳定
全区
可采

太原组
9
0～1.90
1.24
0
简单
41
0.83
稳定
大部
可采

15
3.10～5.47
4.27
0~3
复杂
21
1
稳定
全区
可采

（三）、煤层对比
矿区内含煤地层沉积稳定，岩性组合特征具有规律性，标志层及煤层特征明显，变化规律清晰，为煤层对比提供了可靠的依据。
本区煤层对比的标志层主要有K2、K3、K4、K5四层灰岩及K7、K8砂岩，K5灰岩为本次对比的基准层。另外3号、9号和15号煤层本身的厚度及其组合关系也是重要的标志特征。
各标志层特征及其在对比中的意义简述如下：
K2灰岩：位于太原组下部，为14号或15号煤层的直接或者老顶，该岩层含燧石条带，富含蜒科化石，厚度大，层位稳定，极易识别。K2灰岩厚6.41~14.58m，平均厚9.14m。下部常夹薄层泥岩，本层是对比15号煤层的重要标志。
K3灰岩：位于太原组中下部，为13号煤层的直接顶板，12号煤层的间接底板；岩石坚硬致密，含燧石团块及蜒科化石，泥质含量少，该岩层下距K2灰岩10.94m左右，K3灰岩厚0.65~6.90m，平均3.43m，是对比12号、13号煤层的主要标志。
K4灰岩：位于太原组中部，岩石致密坚硬，含泥质团块及蜒科化石。下距K3灰岩10.21m左右，是矿区内又一主要标志层，厚度2.68~5.26m，平均厚3.99m 。K4灰岩与K3灰岩之间赋存11号、12号煤层。
K5灰岩：位于太原组中上部，层位较稳定，岩石坚硬，含蜒科化石及其它动物化石，下距K4灰岩平均43.05m，上距3号煤层约30m，其厚度3.02~5.20m，平均厚4.07m，K5与K4灰岩间赋存8号、9号煤层。
K7砂岩：位于山西组底部，为深灰色细粒砂岩，横向上常相变为粉砂岩或中粒砂岩，层厚4.00~23.18m，平均厚7.61m，层位较稳定，是对比3号、5号煤层的重要标志。
K8砂岩：位于下石盒子组底部，下与山西组分界，岩性为灰色中细粒砂岩，厚度1.05~8.52m，平均3.63m。K7与K8之间为山西组地层，赋存1、2、3号煤层。
综上所述，依据标志层、层间距、煤层结构和组合关系及旋回特征等方法，可采煤层3号、9号、15号煤层对比可靠。
（四）、煤质
根据矿区内2007年7月~2008年6月施工的9个钻孔采集的煤芯煤样由河北煤田地质研究所分析的煤质化验分析资料，将矿区内可采的3号、9号、15号煤层煤的物理、化学性质、工艺性能、可选性分述如下。
1、物理性质和煤岩特征
（1）、宏观煤岩特征
3号煤呈黑色，金刚光泽，具阶梯状、贝壳状断口，内生裂隙发育，极脆易碎，块状、层状构造。煤岩组分以亮煤为主，夹有镜煤条带和少量暗煤。亮煤以玻璃光泽呈条带分布，镜煤为金刚光泽，结构均一，内生裂隙发育，呈小块状，多充填方解石或黄铁矿，暗煤光泽暗淡、硬度、比重均较大，具韧性，为光亮型煤。
9号煤为黑色，条痕为灰黑色，具玻璃——似金属光泽，阶梯状、贝壳状断口，条带状结构，层状构造，内生裂隙较发育，多充填石膏、方解石，硬度大。宏观煤岩成分以亮煤为主，夹镜煤条带及少量的暗煤，镜煤结构均一，性脆易碎；暗煤光泽暗淡，比重、硬度均较大，具韧性；亮煤呈条带状分布。宏观煤岩类型为半亮型煤。
15号煤为黑色—灰黑色，似金属光泽，条带状结构，块状构造，粒状、阶梯状断口为主，贝壳状次之，条痕为灰黑色，以半亮型煤为主，裂隙较为发育，常见黄铁矿充填。
（2）、显微煤岩特征
显微煤岩特征：详见表2-2。
有机组分：以镜质组为主，惰质组次之。15号煤镜质组含量76.6~85.1%，15号煤惰质组含量14.9~23.4%；9号煤镜质组含量78.1~89.1%，9号煤惰质组含量10.9~21.9%；（王庄详查资料）3号煤镜质组含量一般在60%以上， 3号煤惰质组含量10~45%。
无机组分：15号煤粘土类含量4.6~14.4%，硫化物类含量1.3~1.6%，碳酸盐类含量0.6~1.6%，氧化硅类0.4%；9号煤粘土类含量9.4~9.8%，硫化物类含量2.4~2.5%，碳酸盐类含量1.2~4.7%，氧化硅类0.9~1.0%；（王庄详查资料）3号煤粘土类含量一般小于10%，硫化物类少见，碳酸盐类含量一般小于5%；显微煤岩