石泉煤业瓦斯地质概况.doc

区域地层概况
（一）区域地层
山西石泉煤业有限责任公司位于夏店详查区西南部，详查区地层自下而上为：古生界(奥陶系、石炭系、二叠系)、中生界(三叠系)、新生界(上第三系、第四系)，分述如下：
1、奥陶系中统（O2）
分为下马家沟组、上马家沟、峰峰组。
下部为黄绿色钙质泥岩，角砾状泥灰岩，中部为中厚层状石灰岩夹泥灰岩，上部为中厚层石灰岩、泥灰岩、白云质灰岩互层。
2、石炭系中统本溪组（C2b）
本组平行不整合于奥陶系中统峰峰组地层之上，为一套滨海--浅海相沉积。底部为山西式铁矿、铝土岩、铁铝岩段。中部为灰白、灰绿色砂质泥岩、泥岩、粉砂岩；上部发育有1-2层生物碎屑灰岩。
3、石炭系上统太原组（C3t）
为一套海陆交互相含煤沉积建造。含石灰岩4～6层，煤层6～10层，其中15-3号煤层为可采煤层，15-2煤层为零星可采煤层。底部为灰白色厚层状石英砂岩（K1），层位不稳定，与下伏本溪组整合接触。
4、二叠系下统山西组（P1s）
为一套河流三角洲相含煤沉积建造，主要为灰白色砂岩、灰黑色泥岩、砂质泥岩为主，含煤层3～6层底,其中3号煤层为主要可采煤层底部K7为灰色细粒砂岩，与下伏太原组整合接触。
5、二叠系下统下石盒子组（P1x）
为一套河漫滩--浅湖泊相沉积。灰绿色砂质泥岩、中粗砂岩、泥岩为主， 底部含煤线，与下伏山西组整合接触。
6、二叠系上统上石盒子组（P2s）
为一套河流--湖泊相沉积。下部为灰绿色、紫色砂质泥岩夹中、细粒长石石英杂砂岩；中部为紫色、绿灰色砂质泥岩、泥岩夹含砾粗粒长石石英杂砂岩、中～细粒长石石英杂砂岩，上部为紫红色、黄绿色、灰绿色之砂质泥岩、泥岩夹薄层状细粒砂岩及粉砂岩。与下伏下石盒子组呈整合接触。
7、二叠系上统石千峰组（P2sh）
为一套河流--湖泊相沉积。一段：为黄白、紫红色长石石英砂岩，紫红色泥岩，含灰岩结核砂质泥岩。底部为含砾粗粒砂岩。与下伏上石盒子组呈整合接触。
8、三叠系下统刘家沟组（T1l）
为一套陆相碎屑岩沉积。由黄绿、紫绿和肉红色长石砂岩夹少量紫红色含灰岩结核、砂质泥岩组成。底部以黄绿、灰白色长石、石英砂岩为底界。
9、三叠系下统和尚沟组（T1h）
为一套陆相碎屑岩沉积。由鲜红、暗紫红色含灰岩结核泥岩夹砂岩组成。底部以一浅红色厚层状中粗粒长石砂岩为界。
10、上第三系上新统（N2）
上部：深枣红、鲜红色粘土，夹钙质结核层，透镜状已固结的洪积砾岩层，中部：棕红色粘土夹薄层泥灰岩、粘土岩以及冲积细砂砾石层。下部：棕红色洪积砂砾夹粗砂层。
11、第四系（Q）
浅红色、红黄色亚粘土，夹钙质结核底部夹砾石层及砂层。
（二）区域构造
山西石泉煤业有限责任公司位于夏店详查区西南部，详查区构造轴向以北北东向为主，详查区总体构造为向北西西倾斜的单斜构造，伴有次级褶曲构造。详查区较大断裂构造有王家沟逆断层。
王家沟逆断层位于详查区西部，为北北东的压扭性断裂，倾向北西西，落差20～50m。
二、井田地层
区内为低山丘陵黄土丘陵地貌，地表大部为第四系黄土覆盖，基岩出露在沟谷山梁处，为半裸露区。出露地层有二叠系上统上石盒子组及石千峰组。现根据钻孔资料及地表露头将井田内的地层由老至新分述如下：
1、奥陶系中统峰峰组（O2f）
下部灰色石灰岩、泥质灰岩夹石膏层，上部青灰色厚层石灰岩夹泥灰岩。仅SQ-6、0703和补3孔揭露该层，该组地层厚度140m左右。
2、石炭系（C）
①中统本溪组（C2b）
主要由浅灰色含铝泥岩、铝质泥岩、深灰色泥岩组成，中、下部夹石英砂岩，底部常具一薄层铁质泥岩或铁质粉砂岩，含黄铁矿，菱铁矿结核或透镜体，即”山西式”铁矿。本组厚4.70-13.00m，平均11.00m。与下伏奥陶系中统平行不整合接触。
②上统太原组（C3t）
为一套具明显沉积旋回的海陆交互相含煤建造，为井田主要含煤地层之一。岩性为黑色炭质泥岩、深灰色～灰黑色砂质泥岩、泥岩、粉砂岩，灰色中细粒砂岩、深灰色石灰岩及14层煤层。含5、6、7、8-1、8-2、9、10、11、12、13、14、15-1、15-2、15-3号煤层，其中15-3号煤层为主要可采煤层，8-2、15-2号煤层为局部可采煤层，其余为不可采煤层。本组厚82.70-123.64m,平均119.90m。该组地层自上而下分为三段：
上段：K7砂岩底至K4石灰岩顶，岩性为黑色炭质泥岩、深灰色～灰黑色砂质泥岩、泥岩、粉砂岩，灰色中细粒砂岩和泥灰岩（K6、K5）组成。含5、6、7、8-1、8-2、9、10煤层，其中8-2煤层局部可采，其余煤层不可采。该段平均厚度约70.22 m。
中段：K4石灰岩顶至K2石灰岩顶，岩性为黑色泥岩、深灰色～灰黑色砂质泥岩、粉砂岩，灰色细粒砂岩和三层石灰岩（K4、K3、K2）组成。含11、12、13煤层，该段平均厚度约27.24m。
下段：K2石灰岩底K1砂岩底，岩性为黑色炭质泥岩、深灰色～灰黑色砂质泥岩、泥岩、粉砂岩，灰色中细粒砂岩，局部泥灰岩发育。含14、15-1、15-2、15-3号煤层，其中15-3号煤层为稳定可采煤层，15-2号煤层为局部可采煤层。
底部为灰色石英中细砂岩，即K1砂岩，与下伏地层本溪组整合接触。
3、二叠系（P）
①下统山西组（P1s）
本组为井田内另一主要的含煤地层，底部以K7砂岩与太原组分界。主要以黑色泥岩、深灰色砂质泥岩～粉砂岩和灰色、灰白色砂岩组成。含1、2、3、4号煤层，其中3号煤层为主要可采煤层，其余为不可采煤层。底部的K7为灰白色中细粒石英砂岩，是山西组与太原组分界的标志层，该砂岩在井田内不稳定，有时相变为泥岩。本组厚48.33-67.89m，平均58.60m，与下伏太原组呈整合接触。
②下统下石盒子组（P1x）
由灰色砂岩，间夹灰、灰黑色泥岩、砂质泥岩及粉砂岩组成，底部为灰白色中细粒长石石英砂岩（K8），该砂岩在区内比较稳定，是与下伏山西组分界的标志层。顶部为一层灰绿、黄绿、紫色的杂色泥岩，其中含有铁锰质结核，俗称”桃花泥岩”，该层比较稳定，是区分上下石盒子组的良好辅助标志层，其上十几米即为上统上石盒子组底砂岩K10，为浅灰、灰白色中、粗粒长石石英杂砂岩。本组厚43.30-85.10m，平均65.10m，与下伏山西组整合接触。
③上统上石盒子组(P2s)
以杂色砂、泥岩组成，属陆相河流和湖泊沉积。依据岩性组合特征可分为上、中、下三段。
下段（P2s1）：上部为灰绿色、紫色砂质泥岩夹中、细粒长石石英杂砂岩；中部为绿灰、浅灰色中粒长石石英杂砂岩夹细粒长石石英杂砂岩。下部为灰色、灰褐色泥岩夹细粒长石石英杂砂岩。具断续水平层理，板状、楔形层理。底界砂岩偶夹薄层砂质泥岩，具韵律层理及大型斜层理。本段厚度一般175.80m。
中段（P2s2）：上部为紫色、绿灰色砂质泥岩、泥岩夹含砾粗粒长石石英杂砂岩、中～细粒长石石英杂砂岩，具板状斜层理及韵律层理；中部常夹锰铁矿层；中下部为浅灰绿色、灰白色、紫红色之粗粒长石石英杂砂岩与泥岩互层，以及灰色、灰绿色、紫色泥岩夹含砾粗粒长石石英杂砂岩，常见斜层理，砂岩中含团块菱铁矿球粒。本段厚度一般140m。
上段（P2s3）：紫红色、黄绿色、灰绿色之砂质泥岩、泥岩夹薄层状细粒砂岩及粉砂岩。顶部常夹有透镜状、微层状硅质层或燧石条带具断续水平层理及韵律层理。底部为灰白色含砾粗粒砂岩，局部为细砾岩，具缓波状层理及水平层理。本段厚度一般200m。
本组自K10砂岩底至K14砂岩底，厚473.74-567.50m，平均515.80m，与下伏下石盒子组呈整合接触。
④上统石千峰组（P2sh）
井田内西北沟谷中有零星出露，上部为浅紫红色、紫红色砂质泥岩夹薄层粉砂岩、或灰色石灰岩结核及薄层状泥晶石灰岩；中下部为黄绿色、灰绿色、浅紫红色中、细粒砂岩与砂质泥岩互层，夹钙质结核与团块中、细粒砂岩一般为长石杂砂岩与泥质细粒长石砂岩互层。具平行层理，层面平整，并附着大量水云母、黑云母碎片。底部砂岩（K15）为中粒长石杂砂岩或含粗粒长石杂砂岩，与下伏石盒子组呈整合接触。本组厚125m左右。
4、三叠系下统刘家沟组（T1l）
为一套陆相碎屑岩沉积。由黄绿、紫绿和肉红色长石砂岩夹少量紫红色含灰岩结核、砂质泥岩组成。底部以黄绿、灰白色长石、石英砂岩为底界（K16）。本组地层分布在井田西北部，未见本组地层顶，最大残留厚度50m左右。
5、第四系
①中更新统(Q2)
主要为淡黄色、棕黄色粉砂土，中间夹有10多层棕红色粘土条带和2－3层钙质结核。厚度0－50m，分布于沟谷附近，与下伏地层呈角度不整合接触。
②上更新统(Q3)
主要为淡黄色、棕黄色粉砂土、砂质粘土，夹有3－5层钙质结核。厚度0－20m，广泛分布于山顶或山坡上，与下伏地层呈角度不整合接触。
③全新统(Q4)
为近代冲积、洪积层，为砾石、卵石、砂及砂土的混合堆积物，分布于井田内中部的浊漳河及大冲沟中，厚0－8m。与下伏地层呈角度不整合接触。
三、含煤地层
区内含煤地层为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组，现分述如下：
1、太原组(C3t)
为区内主要含煤地层之一。由深灰色～灰黑色泥岩、砂质泥岩、砂岩、石灰岩、煤层组成。含煤14层，自上而下编号为5、6、7、8-1、8-2、9、10、11、12、13、14、15-1、15-2、15-3号煤层，其中可采煤层1层（15-3号煤层），发育3～6层石灰岩，平均厚度119.90m。该组地层根据沉积特征及旋回结构从下至上可以分为三段。
下段：自太原组底部K1砂岩至K2灰岩之底的一套地层。该段以灰黑色泥岩、砂质泥岩夹灰白色、灰色中粗粒砂岩夹煤层组成，厚24.50m左右。含14、15-1、15-2、15-3号4层煤，其中15-3号煤层为可采煤层，位于该段的上部，该煤层底板有一层含鲕粒泥岩，有时相变为薄层石灰岩，发育不稳定；15-2号煤层为局部可采煤层，
其余14、15-1号煤层为不可采煤层。
中段：从K2灰岩底至K4灰岩顶，厚30.20m左右，主要由石灰岩、煤、砂质泥岩和泥岩组成。K2、K3、K4灰岩为良好的标志层，厚度大、全区稳定，含11、12、13号煤层，均属不可采煤层。
上段：从K4灰岩顶至K7砂岩底，厚40.5m左右。由灰、黑灰色砂质泥岩、泥岩及浅灰色或灰白色中—粗粒砂岩组成，所夹的K5、K6灰岩厚度薄，时常相变为钙质泥岩，不稳定。含5、6、7、8-1、8-2、9、10号煤层或煤线，其中8-2号为局部可采煤层，其余均为不可采煤层。
2、山西组(P1s)
为井田主要含煤地层之一，平均厚度58.60m。由灰白色～为深灰色砂岩、粉砂岩、黑灰～灰黑色砂质泥岩、泥岩及煤层组成，属滨海三角洲平原和泻湖、湖沼沉积。一般含煤4层，其中3号煤层为可采煤层，其余1、2、4号为不可采煤层。本组以色浅、含砂成分较高、交错层理发育、生物扰动构造多、植物化石丰富为特点。底部以深灰色薄层状细粒砂岩（K7）与下伏太原组呈整合接触。
四、井田构造
石泉煤业井田总体为一单斜构造，地层走向近南北、倾向西、西北，地层倾角2°～14°，发育大小断层7条、陷落柱3个，井田北部次一级褶曲较发育，地层呈波浪起伏，区内没有岩浆岩侵入，地质构造属简单（偏中等）为一类。现分述如下：
（一）褶曲
1、S1向斜
位于井田北东部，走向近南北，两翼基本对称，向北倾伏，地层倾角3°～14°，井田内延伸长度1.15km。
2、S2背斜
位于石泉村东，走向近南北向。两翼基本对称，向北倾伏，地层倾角3～11°，局部14°，井田内延伸长度3.80km。
3、S3向斜
位于井田北西部，走向由北东转南北、东西向，两翼地层倾角2°～13°，井田内延伸约4.65km。
4、S4背斜
位于井田中东部，走向北西向，两翼地层倾角8°～13°，两翼基本对称，向北西倾伏，井田内延伸约0.90km。
5、S5向斜
位于井田北西部，走向北西西向，两翼地层倾角2°～10°，井田内延伸约1.55km。
6、S6向斜
位于井田中部，向斜轴走向北西向，两翼地层倾角4°～8°，井田内延伸约1.50km。
（二）断层
由于区内大部黄土覆盖，煤层埋藏深，断层的控制以三维地震解释和井下揭露为主。目前井田内共发现大小断层7条，其中大于5m的断层4条，小于5m的断层3条，均为逆断层，走向多近南北向、倾向西、西北。其断层控制情况见下表1-1。
（三）、陷落柱
陷落柱的控制也以三维地震解释为主，历次勘探共查明陷落柱3个（X1、X2、X3），长轴直径均大于25m。按控制程度划分，控制程度可靠的陷落柱2个（X1、X2），控制程度较可靠的陷落柱1个（X3）。此外井底车场发现陷落柱1个（X4）。
表1-1 断层控制一览表
断层
名称
断层
性质
断层产状
最大
落差
区内延伸长度
控制程度
备注
走向
倾向
倾角
（m）
（m）
F5
逆
N6°W转N25°E
E
60°
28
1900
可靠
物探
工程
F6
逆
N10°E
W
45°
8
260
较差
F7
逆
N30°E
E
55°
11
285
较可靠
F1
逆
近NS
W
25°
3
240
可靠
井巷
工程
F2
逆
近NS
W
35°
3
110
可靠
F3
逆
近NS
W
35°
4
230
可靠
F4
逆
近NS
W
40°
4
130
可靠
五、水文地质
本井田地表水系较发育，其中流经井田西北部西石村的沟谷为较大沟谷，常年流水，水流由南向北经河口汇入井田中部的浊漳河。其他沟谷平常均无水，雨季少有洪流。浊漳河为流经井田内的最大河流，流量10～50m3/s，最高洪水位+892.30m，属海河流域浊漳河水系。
奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水层单位涌水量为0.0608L/s·m，水位标高+654～649m，属于弱含水层，井田内3号煤层底板标高+170～520m，15-3号煤层底板标高+70～400m，均属带压开采，经计算3号煤层突水系数为0.018MPa/m～0.037MPa/m，开采3号煤层奥灰水突水的可能性不大。15-3号煤层突水系数在0.096—0.256MPa/m，均大于0.06MPa/m，且大部分块段突水系数在0.1MPa/m以上，开采15-3号煤层奥灰水突水的可能性极大。
石炭系上统太原组碎屑岩类夹石灰岩岩溶裂隙含水层单位涌水量为0.0440L/s·m，属弱富水含水层。山西组砂岩裂隙含水层单位涌水量0.0341L/s·m，属弱富水含水层。
该矿井田内及井田周边均未进行开采，不存在采空区和采空破坏区。
重组后矿井生产能力达到120万t/a时，预计开采3号煤层矿井涌水量正常为2122m3/d，最大为3265m3/d。预计开采15-3号煤层矿井涌水量5858m3/d。
综合分析，3号煤层矿井水文地质类型为简单，15-3号煤层矿井水文地质类型待以后进行专项研究再确定。