中国矿业大学2011届毕业设计 第1页 1 矿区概述及井田地质特征 1.1 矿区概述 1.1.1 矿区地理位置、交通条件及地形特征 郑州煤业集团超化煤矿位于河南省新密市南部超化镇，距集团公司15公里处的超化、申沟一带，东与大隗乡接壤，东南与苟堂乡相邻，北与七里岗乡交界，东北与来集乡毗连，西接平陌乡，西南临禹州市，西北与城关镇为邻。 矿区交通位置见图1-1。 岔口超化煤矿交通位置示意图密县至登封老城王沟矿七星岗裴沟矿郑州矿务局东风矿来集乡刘寨新密铁双路洎超化窄轨铁路超化东站河大卫镇至前堂宋大铁路新郑超化煤矿 图1-1 超化井田交通位置图 矿区内有公路直达新密县城、登封、郑州。北邻汴洛高速公路，距新郑国际机场40公里，宋大、密杞两条铁路横贯东西，穿越6座站台，村镇公路四通八达。新（郑）密（县）铁路终点站位于密县七里岗全长38公里，在新郑与京广线接轨，畅通全国。矿区边缘有窄轨铁路至开封。本矿专用线在超化东站与宋大线接轨后经新密支线和京广线相连，区内交通便利。 本区地表属典型的丘陵地貌，地面多为村庄和乡镇小厂所覆盖。 1.1.2 矿区内煤矿分布、工农业生产情况及电力供应来源 矿区东北部、西北部及二1煤层露头，生产小窑极多。 矿区西北部有县营超化矿，东北部有黄固寺一矿、二矿、三矿，周岗一矿、二矿、三矿、新丰矿（原周岗四矿），大隗矿，超化乡三矿及申沟煤矿。 矿区周围工农业生产以耐火材料和农作物种植为主。耐火材料是该区的新兴工业，生产为水泥、冶金、陶瓷、化工、机械等行业配套的各种耐火材料、高铝耐火砖、粘土耐火砖等。农业以小麦、玉米为主，兼种蔬菜、烟叶。 中国矿业大学2011届毕业设计 第2页
矿区电力供应以平陌变电站经平—申双回路到地面35kv变电站，变电站配有8000kw主变压器两台。
1.1.3 矿区气候条件
本矿区为典型的大陆性半干旱气候区，年降雨量主要受季风影响。最高年降雨量为1002.5mm，最低年降雨量为419.5mm，年平均降雨量为614.6～765.73mm。
区内春、秋、冬季干旱少雨，夏季雨量增大，降雨多集中在每年的第三季度，占平均降雨量的一半以上。
年平均相对湿度67％～70％左右，年蒸发量为908～1976.2mm。
本矿区夏季炎热，冬季寒冷。6～9月气温最高，平均年温20.9℃～30℃；冬季及翌年2、3月份气温最低，最低气温-11.2℃，最大积雪深度23cm，最大冻土深度20cm。 1.1.4 矿区的水文情况
本区水系属淮河流域。矿区水文情况比较简单。区内无水库和常年性河流，仅有一条的季节性河流－麻河在雨季从矿区西南向东北穿过矿区中部流入矿区东北部的淮河二级支流双洎河，在正常年份或干旱季节往往断流而在矿区中部滞留并形成龟山寨泉池洼地，水量较小，其水源来自西南上游3km外的老姜窝小型水库。该水库水多来自元古界变质岩裂隙水和大气降水，补给有限。
1.2井田地质特征
1.2.1 井田勘探程度、井田煤系地层概述及地质综合柱状
1）井田勘探程度
（1）井田地质勘探简史
超化井田曾在1959年由中南煤田地质局125队进行过地质勘探工作，施工钻孔6个，进尺1333.77米1966年施工钻孔33个，进尺9530.44m，提交了《东方红勘探区（超化—平陌勘探区）最终（精查）地质报告》。
1968年该队又专门对超化井田（红旗井田）进行了水文地质勘探，施工钻孔12个，进尺2813.07m，提交了《超化井田专门水文地质勘探报告》。
1982年河南省地质一队施工钻孔10个，进尺2760.45m，提交了《超化井田补钻资料》。1984年至1986年，郑州矿务局地测处又施工钻孔14个，进尺3664.42m，提交了《超化井田基建阶段补充勘探地质总结》。
（2）老窑，现有生产小窑范围及分布情况
沿二1煤层露头，老窑遗迹瞩目皆是，特别是1958年前后，由于受极左路线的影响，胡挖乱采成风，资源遭到破坏，不久停采，只剩矿区西部超化小井继续开采。
近几年，本矿区东北部、西北部及二1煤层露头，生产小窑蓬勃发展。
矿区西北部有县营超化矿，一对主井和一斜井开拓，开采范围东翼500米左右，西翼1000米左右，年产原煤30万吨。
东北部有黄固寺一矿、二矿、三矿，周岗一矿、二矿、三矿、新丰矿（原周岗四矿），大隗矿，超化乡三矿及申沟煤矿。其中仅黄固寺、周岗和超化乡六家的13个井占去矿井储量716.43万吨，直接影响和破坏超化井田储量1225.48万吨，这部分储量于1990年以〈90〉豫煤计资字759号文划给地方小煤窑。
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3）建井期间补充地质工作情况
建井期间为了满足矿井基建阶段开拓设计和施工的需要，郑州矿务局地测处于1984至1986年初施钻孔14个，并将新补充资料进行综合整理，修改二1煤层底板等高线图，提交了《超化井田基建阶段补充勘探地质总结》。
为了了解井巷开拓施工中地质及水文地质情况，防止意外事故发生，预防施工中出现二1煤及瓦斯突出以及地下水溃入，确切掌握二1及L7—8灰岩含水层的赋存规律，河南省矿业建设三公司又先后施工探煤（水）钻孔14个，总工作量442.5米。 1.2.2井田煤系地层概述
本矿区前震旦系、震旦系（Z）、寒武系（ε）、奥陶系（O）、石炭系（C）、二叠系（P）、三叠系（T）、第三系（R）、第四系（Q）地层均有出露。
1）煤系地层 本井田主要的煤系地层为石炭系（C）、二叠系（P），总厚度为100～790.11米。 （1）石炭系太原群（C8）
厚度66.16～106.61米，一般厚度86.4米，由九层灰岩、八层煤及泥岩、砂岩等组成的明显的海陆交互相。
各煤层除一7煤距七层灰岩较远外，余下的都直接在灰岩之下，灰岩内含纺锤、碗足类等海相动物化石，除七、八层灰岩及一、二层灰岩全区稳定可对比外，其它灰岩不太稳定，有的被砂岩砂质泥岩石代替。
一1煤厚0.21～4.06m，一般1.17m，该煤层厚度小，多分为两层，夹矸1—2层，夹矸厚度不稳定，岩性多为炭质泥岩或泥岩。
一1、一2煤只有少数部分钻孔达可采，其余煤层均不可采。 （2）二叠系（P）
厚度683.50米，山西组（P1-1）厚74.6m左右，本组地层为海滨相沉积，其显着特点是砂岩含较多的白云母片，尤其是大占砂岩，其次是香炭砂岩（层面上白云母片较多较大）。它们和铝质鲕状泥岩及煤共同组成P1-2，接近煤层铁质结核极丰富。
组内含煤两组：二2煤层层位稳定，但不可采，二1煤层稳定可采，为本井田主要开采对象。
二1煤厚度1.22～37.79米，一般11.2m，该煤层一般为单一煤层，局部地段含夹矸10层（4405钻孔附近），夹矸多为炭质泥岩，泥岩其厚度变化大，对比困难。
大占砂岩为预见二1煤较好的标志层。中细粒长石石英砂岩层理发育，层有大片白云母，厚薄不一，有时被粉砂岩、砂质泥岩代替成为二2煤直接顶板，厚0～10米，一般4米左右。
（3）石盒子群（P1-2）
厚度0～551.4m，下石盒子组P1-2厚114.90m，该群为纯陆相沉积。 根据沉积旋回共分为六个煤组（三、四、五、六、七、八组煤），每一煤组底部均为中细粒砂岩，作为煤组分界依据。含煤共二十一层，除六5、五1煤局部可采，六1、六4煤偶见可采外，余者不可采，多呈薄煤、煤线出现，或被炭质泥岩代替。
红色泥质砂岩，为四、五煤分解砂岩，田家沟砂岩为五、六煤组分界砂岩，七煤组顶底的硅质层亦为良好的标志层。
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（4）平顶山砂岩（P2-3）
厚0～57.5m，为灰白色石英砂岩。 1.2.3 煤层
本井田出现两个煤层，二1煤层和二2层分述如下： （1）二1煤层
层位稳定，除去构造影响因素外，全区可采，为本井田主要开采对象，煤层分叉和夹矸的分布有一定的规律，从40勘探线向东，煤层常见夹矸，越往东越复杂，44勘探线条带上煤层分叉为两层，井田范围内煤层基本上是NW—SE方向上厚薄相间的条带状，一般厚12～17m，在井巷施工中所见的二1煤厚度点虽不能反映二1煤厚度变化规律，但也证实了这一点。煤层结构个别钻孔含夹矸多达10层（如4005孔），该煤层顶底板岩性多为泥岩、砂质泥岩，个别为砂岩，不稳定，易垮落，厚度一般5～7米底板岩性多为炭质泥岩、砂质泥岩，层面光滑，极易冒落，厚度一般5～6m。
（2）二2煤层
层位稳定，井田共揭露12个点，厚度最小0.13m，最大1.52m，平均0.32m，多为两分层，含夹矸1～2层，夹矸厚度不稳定，岩性为灰质泥岩，较稳定，底板为铝土质泥岩，局部为砂质泥岩，不太稳定。 1.2.4地质综合柱状
地质综合柱状见图1-2地质综合柱状图。 1.2.5 井田地质构造特征及其对煤层的影响
1）构造的总体特征
超化井田位于平陌—超化勘探区的东部，属新密煤田的一部分，在新密向斜南翼，西邻嵩山隆起，南侧为龙坡背斜。
新密煤田位于中朝地台之西南，淮阳地台之北侧，秦岭地轴之东，密（县）荥（阳）大背斜之南翼，为大的单翼构造。主要构造线方向近东南，略偏北东，地层倾角平缓，一般在10o～30o之间，在区域内尚未发现火成岩及新运动构造之迹象。（《精查地质报告》）
本构造以断裂为主，称超化断裂带，其特征以高角度正断层发育为基本特征，伴随有断层及宽缓褶曲。
断层可分为两组：一组北西—南东向，为区内主要构造线，走向长、落差大，多为北降南升，构造阶梯状的断裂组，另一组为北东—西南向，走向短，落差小多为羽毛状断层。
除断裂外，褶曲一般为宽缓起伏，改变着地层的产状。超化断层位于超化镇西，罗义湾河所截的奥陶系灰岩清晰可见其形态，北翼倾向北东，倾角6o，南翼倾向近南，倾角15o，为一不对称背斜，轴向近东西，向东倾伏至超化镇折向北东，被断层所破坏，它控制着超化井田浅部煤层露头及产状。除此，井田内有缓波的起伏。本构造产生的年代以燕山期为主。
中国矿业大学2011届毕业设计 第5页 二下西叠二1煤组37.80-0.510.00山大占砂岩中细粒砂岩砂质泥岩中细粒砂岩 砂质泥岩二1 煤粉细粒砂岩泥 岩太原-9-8-7L9灰岩及煤线L8灰岩及煤线灰色砂泥质胶结,硬度中等,含灰质或白云母片层理不清,含植物化石黑色碎沫状,一般无夹矸,局部发育黑色页岩夹矸,厚0.05-1.8米岩层深灰色层状,硬度中等,含炭质及植物碎片灰色灰岩,坚硬且脆,底部为煤线灰岩厚层状,坚硬其有方鱼韦石脉,含有蜓类化石,下部含虫逐石结核,煤线P1系石炭统上系统群L7灰岩 细砂岩,及煤线 图1-2 综合柱状图 1）开拓范围内的主要构造 （1）断层
樊寨南断层上盘岩层为兰色砂岩，破碎，下盘岩石为砂质泥岩，更为破碎，破碎带宽5米，充填物为断层泥、断层砾。超化断层的存在改变了煤（岩）层的产状，破坏了煤（岩）层之位，造成二1煤缺失。
（2）褶皱
根据12号孔证实，井田东部并非单斜构造，看是一个宽缓的背斜，轴向东南—西北，略向西南突出，西北被超化断层切割，仅东南保存，褶曲的存在改变了地层产状，破坏了煤层稳定性，造成薄厚不均。
1.2.6 井田内地质构造控制的可靠程度
1）勘探阶段揭露的构造 （1）超化正断层的控制依据
①.超化镇西南断层露头，奥灰与铁铝层接触。
②.4003孔在251米处见断层，L8灰岩顶与L5底相接触。 ③.4403孔与20—4孔、4601与21—5孔二1煤明显不连续。
④.补钻中，补10孔于孔深87.80m至112.99m见超化断层，落差45.00m左右，仅将原超化断层在4403孔附近南移近100m。
⑤.郑州矿务局地测处施工1、2两孔分别在孔深278.60m～288.99m和81.09m～93.03m见超化断层角砾岩，落差40m，在该处仅将超化断层北移30m左右。3、4两孔分别在120.17～136.16m和190～208.66m处见超化断层角砾岩，落差约40m。平面图上原超化断层稍南移动。在38勘探线上，38补1孔于二1煤底下孔深255.40m，石炭系L7灰岩与铅土岩接触，落差约30米，平面上超化断层南移约50m。
（2）龟山正断层基本控制依据
①.在王家阀、南张沟等地断层露头点清晰，石千峰组与石盒子群接触。 ②.龟山南至灰徐沟等地露头，石炭系、奥陶系与石盒子群接触。 （3）康沟正断层确认依据尚不充
①.3806孔在186m至250m间有断层通过迹象，四煤与三煤底板接触。