【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 8分布于霍山麓，上部為厚層狀鮞狀灰?guī)r 夾泥巖條帶及灰黃色竹葉狀灰?guī)r，下部紫紅色砂巖、泥巖。元古界長(zhǎng)城系 霍山組 4764分布于霍山隆起外側(cè)，巖性為肉紅 色、灰白色中厚 層狀中細(xì)粒石英巖狀砂巖，夾不穩(wěn)定的含 礫砂巖、砂礫巖。上太古界太岳山群＞1700分布在霍山隆起的核部地帶，以淺灰紅色、橙 紅色厚層中粗粒角閃質(zhì)眼球狀混合巖及混合巖化角閃黑云母斜長(zhǎng)片麻巖。太古界 中太古界霍縣群 48355567分布在霍山隆起的核部地帶，以混合巖化黑色云母角 閃斜長(zhǎng)片麻巖為主，夾 混合巖化黑云母斜長(zhǎng)片麻巖。22 / 197石炭系上統(tǒng)太原組(C 3t)礦田內(nèi)主要含煤地層之一，厚 —，平均 ，主要由灰黑—黑色泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖、淺灰色巖屑石英砂巖，深灰色生物碎屑泥晶灰?guī)r和煤組成。共含煤 7 層，自上而下依次為 7 下 、8 下 、10+11 號(hào)煤層，其中 10+11 號(hào)煤為全礦田 穩(wěn)定可采煤層， 9 號(hào)煤為較穩(wěn)定的局部可采煤層，其余為不可采煤層。K K3 兩層石灰?guī)r發(fā)育穩(wěn)定，視電阻率曲線呈高峰型，自然伽瑪值明顯，是全礦田對(duì)比的良好標(biāo)志層，K 4 石灰?guī)r大部剝蝕，只有個(gè)別鉆孔發(fā)育較好，可作為全礦田對(duì)比的輔助標(biāo)志層。底部灰白色中—中細(xì)粒石英砂巖 K1 特征明顯，但 發(fā)育不穩(wěn)定，有時(shí)相變?yōu)樯百|(zhì)泥巖或粉砂巖，與下伏地層整合接觸。二疊系下統(tǒng)山西組（P 1s）為礦田主要含煤地層之一，在本區(qū)賦存不全，大部分被剝蝕。分布于礦田南部，地層揭露最大厚度為 (ZK8 號(hào)鉆孔)，主要為灰黑色泥巖、粉砂巖和褐灰色含大量菱鐵質(zhì)鮞粒及碎屑的巖屑石英砂巖及煤層組成，煤層全部剝蝕。底部褐灰色細(xì)粒巖屑石英砂巖(K 7)與下伏地層整合接觸。上第三系上新統(tǒng)（N 2）：棕黃色、黃色及淺紅色砂層、砂礫層與亞粘土、粘土互層，砂礫層有時(shí)呈半膠結(jié)狀。 礫石成份以石灰?guī)r為主，其次為石英砂巖，厚度 ,平均為 ，向南東方向漸厚，向北西方向變 薄，角度不整合覆于基巖之上。第四系中、上更新統(tǒng)（Q 2+3）為淺黃色粉砂土、亞粘土，含大量鈣質(zhì)結(jié)核，厚度 ，平均為。與下伏地層呈角度不整合接觸。第四系全新統(tǒng)（Q 4）現(xiàn)代沖洪積物，為洪積及河流沖積相沉積；由礫石砂礫及次生黃土等組23 / 197成，分布于河床及溝谷底部，厚 05m。第三：含煤地層礦田內(nèi)含煤地層主要為石炭系上統(tǒng)太原組，二疊系下統(tǒng)山西組地層在礦田內(nèi)賦存不全，僅殘留其下部地層?，F(xiàn)將石炭系上統(tǒng)太原組含煤地層敘述如下： 本區(qū)主要含煤地層之一，屬海陸交互相沉積，厚 —，平均 ，主要由灰黑—黑色泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖、淺灰色巖屑石英砂巖，深灰色生物碎屑泥晶灰?guī)r和煤組成。共含煤 7 層，自上而下依次為7 下 、8 下 、10+11 號(hào)煤層，其中 10+11 號(hào)煤為全礦田穩(wěn)定可采煤層， 9 號(hào)煤為 零星可采煤層，其余為不可采煤層。其中 KK2 兩層灰?guī)r層位穩(wěn)定，K K2 分別為 9 煤之直接頂板， K4為 7 號(hào)煤之間接頂板，富含動(dòng)物化石海百合，珊瑚、腕足類(lèi)及大量筳科等，是良好的標(biāo)志層。太原組地層屬海陸交互相沉積，旋回結(jié)構(gòu)明顯且穩(wěn)定，由下至上劃分為五個(gè)旋回。各旋回以充填層序?yàn)橹?，厚度不大，該組據(jù)巖性、化石組合及區(qū)域?qū)Ρ?，自下而上可分三段?下段（K 1 底－K 2 底）C 3t1：厚 ,平均 ，厚度變化不大，主要由灰灰白色中細(xì)粒砂巖、泥巖、鋁土泥巖及 10+11 號(hào)二層 煤組成， 該段中下部含全區(qū)可采 10+11 號(hào)煤 層，頂部含局部可采的 9 號(hào)煤層。（1）K1 砂體與下伏本溪組的分界砂巖，為灰灰白色，中 細(xì)粒砂巖，膠結(jié)較好，厚度不穩(wěn)定，一般 ，平均 ，有時(shí) 相變?yōu)槟鄮r及粉砂巖。（2）K1頂－K 2 底厚 ,平均 ，為黑灰色泥巖，砂質(zhì)泥巖、粉砂巖、細(xì)砂巖及兩層煤組成，兩層煤分別為 10+11 號(hào)煤，下部個(gè)別鉆孔中見(jiàn)有薄煤24 / 197層，為不可采煤層， 9 號(hào)煤層為局部可采煤層，10+11 號(hào)煤層為全區(qū)穩(wěn)定可采煤層。中段（K 2 底－K 4頂）C 3t2厚 ,平均 ,主要由灰－深灰色粉砂巖、黑色泥巖、砂質(zhì)泥巖、薄煤層及三層石灰?guī)r組成。K K3 石灰?guī)r穩(wěn)定，K 4 灰?guī)r大部被剝蝕，在本礦田賦存不全，北部薄南部厚，可劃分為 KK2頂－K 3頂、K 3頂－K 4頂三個(gè)較大旋回，屬碳酸鹽巖臺(tái)地相沉積。(1)K2 石灰?guī)rK2 灰?guī)r為 9 號(hào)煤間接頂板，灰深灰色、含燧石結(jié)核呈條帶、質(zhì)較純、堅(jiān)硬，生物碎屑約 30%35%，層面含大量海百合莖化石及 筳科化石等，厚，平均 。（2）（K2頂－K 3 底）厚約 左右，由黑、灰色泥巖，砂質(zhì)泥巖及薄煤層（8 下 號(hào)煤）組成， 8 下 號(hào)煤層只在 礦田東南部的三個(gè)鉆孔(ZKZK7 、236)中見(jiàn)到， 8 號(hào)煤平均厚 ，僅在 236 號(hào)孔中見(jiàn)到 厚的煤層，其余均不可采。8下 號(hào)煤平均厚 ，不可采。（3）K3 石灰?guī)r厚 ，平均 ，為深灰色石灰?guī)r，含苔癬蟲(chóng)等動(dòng)物化石，屬水動(dòng)力能量較低的碳酸鹽臺(tái)地沉積。（4）K3頂－K 4 底一般厚 左右，由黑色泥巖、粉砂巖及煤層組成，含煤兩層（即7 下 號(hào)煤）， 7 號(hào)煤層只在礦田東南部的五個(gè) 鉆孔(ZK75 、15ZK236)中見(jiàn)到，7 號(hào)煤厚度平均 左右，不可采；7 下 號(hào)煤層只在礦田東南部的七個(gè)鉆孔(ZK715156 、ZKZK236)中見(jiàn)到，7 下號(hào)煤厚度平均 左右，不可采。25 / 197（5）K4 石灰?guī)r上部一般含泥質(zhì)較高，有時(shí)含少量燧石條帶及結(jié)核，質(zhì)不純；厚度 ，平均 。３、上段（K 4頂－K 7 底）C 3t3本礦田賦存不全，北部薄南部厚，一般厚 ，平均 ，由灰黑色泥巖、砂質(zhì)泥巖及煤層組成，夾菱鐵質(zhì)結(jié)核，含一層 6 號(hào)煤，只有ZKZK7 號(hào)鉆孔見(jiàn)到，厚度 ，不可采。本組地層含有以下主要化石：動(dòng)物化石：枕形希瓦格筳 Schwagerjna cervicalis線形希瓦格筳 Schwagerina linoformis復(fù)褶形希瓦格筳 Schwagerina plicafa筒形蘇伯特筳 Schuberella cylindrica長(zhǎng)似紡錘筳等 Quasifusulina longissima植物化石有：輪生楔葉 Spheuophyllum verticillatum科達(dá) Cordaites蘆木、帶半齒等。 Calamites、Taeniopteris（二）構(gòu)造礦田內(nèi)總體上為一波狀起伏的褶曲構(gòu)造，總體傾向?yàn)槟衔?，總體走向北西 南東，地層傾角 7～12176。礦田內(nèi)發(fā)育一背斜構(gòu)造：位于 礦田中部 12勘查線之間， 軸向北東南西，兩翼地層對(duì)稱(chēng)， 傾角 8～11176。礦田內(nèi)未揭露斷層和陷落柱等地質(zhì)構(gòu)造，但在今后生產(chǎn)過(guò)程中必須加強(qiáng)防范，以防構(gòu)造及隱伏構(gòu)造的導(dǎo)水、透氣事故。綜上所述：本礦田構(gòu)造類(lèi)型為簡(jiǎn)單型。（三）巖漿巖區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)巖漿巖侵入。26 / 197二、工程與水文地質(zhì)條件（一）煤層頂?shù)装鍘r石工程地質(zhì)特征周邊礦井采煤方式與煤層頂?shù)装宓姆€(wěn)定性山西能源產(chǎn)業(yè)集團(tuán)鑫建煤業(yè)有限公司：開(kāi)采 11 號(hào)煤層，斜井開(kāi)拓，短壁式炮采，煤層偽頂為黑色泥巖，煤層底板為炭質(zhì)泥巖或粘土巖。山西交口聯(lián)盛梁家溝煤業(yè)有限公司：開(kāi)采 10 號(hào)煤層，主立副斜混合開(kāi)拓，開(kāi)采方式為短壁式炮采，煤層偽頂為黑色泥巖，底板為泥巖。山西孝義泉泰盛煤業(yè)有限公司：開(kāi)采 10+11 號(hào)煤層，主立副斜混合開(kāi)拓，煤層偽頂為泥巖，底板為炭質(zhì)泥巖。山西孝義杜西溝煤業(yè)有限公司：開(kāi)采 10+11 號(hào)煤層，主立副斜混合開(kāi)拓，煤層偽頂為泥巖，底板為炭質(zhì)泥巖。山西省靈石縣小王莊聯(lián)營(yíng)煤礦：開(kāi)采 10+11 號(hào)煤層，斜井開(kāi)拓，煤層偽頂為泥巖，底板為炭質(zhì)泥巖。該報(bào)告共調(diào)查生產(chǎn)礦井 7 個(gè)，開(kāi)采煤層從 10 號(hào)煤層到 11 號(hào)煤層的礦井均有。據(jù)調(diào)查， 礦井 頂?shù)装鍘r層穩(wěn)定性好，易維護(hù)，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)底鼓，冒落現(xiàn)象，各煤 礦均未發(fā)現(xiàn)斷層，工程地質(zhì)條件簡(jiǎn)單。松散層工程地質(zhì)特征本次在 1220205 三個(gè)孔中對(duì)土層取 樣進(jìn)行了化驗(yàn)，從化 驗(yàn)結(jié)果看成分主要由顆粒組成：細(xì)砂（～）占比例的 0. %；粉砂（～）占比例的 %；粉細(xì)粒（～）占比例的 %；粉細(xì)粒（～）占比例的 %；粘粒（＜）占比例的 %。土的物理性質(zhì)顆粒密度在 。界限含水率液限在 %%，塑限在 %%，塑性指數(shù)在 —?？箟簭?qiáng)度在 – 之間 ，平均 。以粘土，粉質(zhì)粘土，粉土為主。煤層頂、底板巖石的工程地質(zhì)特征27 / 197為了了解主采 10+11 號(hào)煤層上覆巖石的物理力學(xué)性質(zhì)，本次勘探在121220205 共四個(gè)鉆孔中采集 14 組工程力學(xué)巖石樣，進(jìn)行了物理性試驗(yàn)、力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)及抗剪斷強(qiáng)度試驗(yàn)（測(cè)試結(jié)果見(jiàn)地質(zhì)報(bào)告附表 13），現(xiàn)將巖石工程地質(zhì)特征分述如下：從鉆孔揭露的地層結(jié)構(gòu)看，10+11 號(hào)煤老頂以 K2 灰?guī)r為主，K 2 灰?guī)r至10+11 號(hào)煤 層以泥巖、砂 質(zhì)泥巖、粉砂巖 為主。 K2 灰?guī)r抗拉強(qiáng)度變異范圍在 — 之間，平均 ；天然抗壓強(qiáng)度變異范圍在 —259Mpa 之 間，平均 ；抗壓強(qiáng)度（濕）變異范圍在 之間，平均 ；抗剪斷強(qiáng)度變異范圍在 之間，平均；含水率在 %之間，平均 %；孔隙率在 %%,平均%；泊松比在 之間；軟化系數(shù) 之間；彈性模量 (104MPa)。K2 至 K3 灰?guī)r之間由泥巖，砂質(zhì)泥巖及薄煤層（8 下 號(hào)煤）組成。K 3 灰?guī)r抗拉強(qiáng)度變異范圍在 — 之間 ，平均 ；天然抗壓強(qiáng)度變異范圍在 — 之間，平均 165Mpa；抗壓強(qiáng)度（濕）變異范圍在 之間，平均 ；抗剪斷 強(qiáng)度 ，含水率 %；孔隙率 %；彈性模量 (104Mpa)。K3 至 K4 灰?guī)r之間由泥巖、粉砂巖及煤層（7 下 號(hào)煤）組成，K 4 灰?guī)r抗拉強(qiáng)度變異范圍在 —66Mpa 之間，平均 ；天然抗壓強(qiáng)度；彈 性模量 (104MPa)。K4 至 K7 砂巖之間由泥巖、砂質(zhì)泥巖及 6 號(hào)煤層組成，K 7 砂巖比重為，容重（干），含水率 %，孔隙率 %，抗拉強(qiáng)度；抗 壓強(qiáng)度（濕）變異范圍在 — 之間，平均 ；抗剪斷強(qiáng)度為 。彈性模量 (104MPa)。綜上所述，10+11 號(hào)煤偽頂為泥巖，直接 頂板為砂質(zhì)泥巖，老頂為 K228 / 197灰?guī)r。 煤層底板巖石的工程地質(zhì)特征10+11 號(hào)煤 層至 K1 砂巖由泥巖、灰?guī)r、砂 質(zhì)泥巖組成，K 1 砂巖至奧灰界面主要由泥巖、粉砂巖、鋁質(zhì)泥巖夾石英砂巖及不穩(wěn)定生物碎屑泥晶灰?guī)r組成。本次勘查僅有兩個(gè)鉆孔打到奧灰?guī)r，未進(jìn)行巖石工程力學(xué)的取樣工作。設(shè)計(jì) 和生產(chǎn)時(shí)應(yīng)及時(shí)補(bǔ)做試樣進(jìn)行化驗(yàn)。綜上所述，礦田內(nèi)各可采煤層的頂?shù)装鍘r石多數(shù)屬于軟弱類(lèi)別、極個(gè)別為半堅(jiān)硬類(lèi)別，巖體各向異性，巖層抗壓強(qiáng)度低、穩(wěn)固性較差，礦山實(shí)際開(kāi)采過(guò)程中常出現(xiàn)頂板掉渣、掉塊現(xiàn)象，依據(jù)“ 工程地質(zhì)勘探規(guī)范（GB1271991）”將礦田工程地質(zhì)勘查類(lèi)型初步確定為第三類(lèi)，即層狀巖類(lèi)，工程地質(zhì)條件中等型的礦床。（二）礦田水文地質(zhì)條件區(qū)域水文地質(zhì)概況本區(qū)位于郭莊泉域水文地質(zhì)單元中西部徑流區(qū)，該單元北界為呂梁山區(qū)的太古界變質(zhì)巖系裸露區(qū)，南止下團(tuán)柏?cái)鄬樱髌饏瘟荷椒炙畮X，東至隔水邊界霍山大斷裂。直接補(bǔ)給區(qū)為西北部呂梁山區(qū)及區(qū)內(nèi)汾河河谷的奧陶系灰?guī)r裸露區(qū)及河流滲漏段，補(bǔ)給區(qū)裸露面積 1150km2，大氣降水垂直入滲補(bǔ)給是本單元地下水的主要補(bǔ)給來(lái)源。地下水流向由北西流向南東再轉(zhuǎn)向南，在霍縣 郭莊附近的下團(tuán)柏?cái)鄬优c郭莊背斜交匯處以泉群的形式集中排泄，泉群由 60 余個(gè)泉水組成，出露標(biāo)高 520m，流量 m3/s～ 3/s，平均 。礦田水文地質(zhì)條件（1）地表水礦田內(nèi)無(wú)地表水體，僅發(fā)育沖溝，全年大部分時(shí)間干枯無(wú)水，在雨季時(shí)作為排洪的渠道，有水時(shí)間不長(zhǎng)，不會(huì)對(duì)煤層開(kāi)采造成威脅。29 / 197礦田內(nèi)先期開(kāi)采地段主要溝谷石家溝溝口最高洪水位標(biāo)高 985m。山西華瑞煤業(yè)有限公司露天采礦場(chǎng)附近溝內(nèi)標(biāo)高約 1100m，10+11 號(hào)煤層底板最低標(biāo)高約 950m。采礦場(chǎng)附近標(biāo)高高于溝口最高洪水位，采礦場(chǎng)距溝口較遠(yuǎn)，所以一般不會(huì)發(fā)生洪水倒灌的問(wèn)題。但在雨季應(yīng)做好防洪、防汛工作。（2）含水層區(qū)內(nèi)根據(jù)含水層的性質(zhì)可分為以下四種：孔隙潛水含水層、孔隙承壓含水層、 層間 裂隙含水層、巖溶裂隙含水層。1）中奧陶系石灰?guī)r巖溶裂隙含水層奧陶系石灰?guī)r是煤系地層的基底，是煤層的間接充水含水層。以下敘述簡(jiǎn)稱(chēng)為“奧灰 ”。根據(jù)鉆孔揭露資料，奧灰裂隙及巖溶現(xiàn)象比較發(fā)育。其中峰峰組上段主要為深灰—青灰色厚層狀灰?guī)r并夾有黃鐵礦層及厚層鈣質(zhì)泥巖，見(jiàn)裂隙與溶洞，以裂隙為主；下段主要為灰—灰黑色角礫狀灰?guī)r夾石膏層互層，裂隙及溶洞發(fā)育，裂隙多為石膏所充填。上馬家溝組主要為黃褐色角礫狀白云質(zhì)灰?guī)r、豹皮狀灰?guī)r，溶洞與裂隙極為發(fā)育。奧灰?guī)r溶裂隙含水層水位埋藏較深，一般均大于 227m。據(jù)區(qū)域資料南部富家灘 2 號(hào)勘探孔抽水結(jié)果單位涌水量為 m，1 號(hào)勘探孔抽水結(jié)果單位涌水量為 m，霍 縣白龍區(qū) 823 號(hào)孔抽水結(jié)果單位涌水量為m，張家莊 2 號(hào)勘探孔抽水結(jié)果單位涌水量為 m，由此可見(jiàn)區(qū)域奧灰?guī)r溶含水層水量極為豐富，本擴(kuò)區(qū)位于區(qū)域奧灰水的徑流區(qū)，推斷其富水性也應(yīng)類(lèi)似上述地區(qū)，屬?gòu)?qiáng)含水層。奧灰裂隙巖溶含水層的補(bǔ)給來(lái)源以大氣降水及山間溝谷潛水經(jīng)由奧灰出露區(qū)的入滲補(bǔ)給，其地下水徑流方向由西北流向東南。水力坡度小于千分之一。峰