第一节勘探区地质

2024-06-24 23:16| 来源: 网络整理| 查看: 265

铜川区内地层出露较全，由南向北有奥陶系、石炭系上统、二叠系、三叠系、侏罗系、下白垩系、第三系、第四系等地层。由于优越的地质条件，形成了渭北石炭二叠纪煤田和黄陇侏罗纪煤田。据勘探资料，截止1989年底，已查明区内含煤面积达1024平方公里，其中铜川矿区313.5平方公里，焦坪矿区710.5平方公里。累计探明储量38亿吨，其中黄陇侏罗纪煤田焦坪矿区22亿吨，渭北石炭二叠纪煤田铜川矿区16亿吨。一、铜川勘探区地质铜川勘探区位于铜川矿区东区，渭北煤田西部，东邻蒲、白矿区，西达耀县西，南为黄堡、陈炉一带的煤层露头，北为枣庙逆断层与杜康沟逆断层连线。东西长约74.1公里，南北宽10—20公里，面积约1400平方公里，自1953年开始进行了不同程度的勘探。（一）地层本矿区由老到新出露的地层为： 1．奥陶系中下统。广泛分布于矿区南部，为煤系地层的基底，东部为灰黑色薄层石灰岩，西部为灰白色中厚层状石灰岩，间夹白云岩、硅质灰岩等，自下而上可分为马家沟组、桃曲坡组。 2．石炭系上统太原组。零星分布于矿区南部沟谷中，为本区主要含煤地层，为一套灰、灰黑色海陆交互相地层，由石英砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、铝质泥岩、石灰岩、泥质灰岩及1—7层煤组成。其中，铝质泥岩（K1）、石灰岩（K2）、石英砂岩（K3）为三个标志层。 3．二叠系下统山西组。为本区次要含煤地层。由灰黑、灰色砂岩、粉砂岩、泥质泥岩、泥岩及3个煤层组成。底部砂岩层面上白云母片富集（俗名牛毛毡砂岩），为标志层（K4）。一般厚10—50米。 4．二叠系下统下石盒子组。灰白、灰黑色砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩组成，下部夹黑色泥岩或煤线，顶部夹紫杂色泥岩及1—2层层状或豆状菱铁矿结核层，一般厚60—80米。 5．二叠系上统上石盒子组。下段黄绿、紫红、深灰色砂质泥岩、底部粗砂岩。上段以灰白色含砾中粒砂岩为主，夹紫杂色粉砂岩，砂质泥岩，一般厚70米左右。 6．二叠系上统石千峰组。下段灰绿、灰白色巨厚层中、细粒长石石英砂岩、夹泥岩及粉砂岩。上段为紫及紫杂色泥岩夹粉砂岩，砂质泥岩及石膏层，一般厚260米左右。 7．三叠系下统刘家沟组。为棕红、紫红、灰紫色厚层砂岩、夹粉砂岩及泥砾。厚度一般小于180米。 8．三叠系下统和尚沟组。为紫红、棕红色粉砂岩、泥岩夹薄层细砂岩，厚约80米。 9．三叠系中统纸坊组。下段紫褐、紫红色粉砂质泥岩夹中、细粒长石砂岩。上段灰绿色长石砂岩为主，富含灰质、沙质结核，底部有一层厚约30米的砂岩。厚约800米。 10.上第三系。区内零星分布。岩性为砖红色、棕红色粘土含碳酸盐、铁锰质结核、底部为砂岩或砂砾岩，厚0—30米。 11.第四系。以夹砖红色古土壤的黄土为主，顶部多为腐植土及耕植土，底部有石块、沙、砾等。河床、沟谷、山坡上有冲积、洪积、淤积、坡积物。厚0—300米。（二）地质构造为一个向北西缓倾斜的单斜构造，倾角5—15度。其上为规模不等、疏密不一的次一级褶曲构造。构造线方向多呈东西向及北东向。主要断裂构造有陈炉正断层、史家河正断层、枣庙逆断层、杜康沟逆断层、高阳正断层及嵯峨山逆断层等，对含煤地层起改造分割作用。断层走向主为东西向，次为北东向，各矿井内的小断层多为北东向正断层。（三）煤层石炭系太原组为本区主要含煤地层。厚度4—95米，一般为15—25米左右。含煤一般7层（即4.5.6.7.9.10.11号煤），最多16层，最少1层。5号煤（东部）及10号煤（西部）为主要可采煤层。该组有三个标志层，在煤系底部为铝质泥岩（K1）；中下部为灰黑色石灰岩（K2）；中上部为石英砂岩（K3）；其标志层厚度稳定，遍布全区，为煤层对比标志。10号煤主要分布于金华山井田及其以西地区，其余地区仅零星分布，局部可采。厚度由0.1—6.6米，一般为1.5米。煤层底板为铝质泥岩，顶板为粉砂岩，个别地段为石灰岩。5号煤主要分布于王石凹井田及其以东地区，厚度0—6.89米，一般为3米左右。西部厚0—3.33米，一般为1.5米。结构较复杂，含夹矸0—5层，一般两层；东部夹矸增厚，一般分为5—1、5—2两个煤分层，以5—2煤为主采层，一般厚度1.4—4.0米。二叠系下统山西组为本区次要含煤地层，含煤有三层（即：1.2.3号煤），除3号煤局部可采外，余均不可采。主要含煤地层的厚度及含煤性受奥陶系石灰岩基底古地貌控制，一般在凹陷区内煤层厚度大，含煤层数多，煤层也较厚；隆起区煤层少，厚度小或尖灭缺失。而且区内煤层东厚西薄，耀县西原煤层最薄，含煤1层，再西到口镇附近太原组尖灭缺失。（四）煤质 5号及10号煤均为黑色，有玻璃光泽，断口参差不齐，间有眼球状。性较脆，中——宽条带状结构，似层状—层状构造。外生节理发育，易成粉末状，裂隙中有黄铁矿或方解石充填，含黄铁矿结核，煤岩类型为光亮型及半亮型，容重由1.39—1.70，一般为1.5—1.6。铜川市矿区5号、10号煤煤层、煤质一览表

┏━━━━┳━━━━━━━━┳━━━━┳━━━━┳━━━━┳━━━━━━━━━━━━━━━━━┳━━━━━━━┓ ┃ ┃ 厚度（米） ┃ 煤层 ┃ ┃ ┃ 煤质（一般值） ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┣━━━━━┳━━━━━━┳━━━━╋━━━━━━━┫ ┃ 煤层 ┃ ┃ ┃ 稳定性 ┃ 煤类 ┃ ┃ ┃ ┃ 发热量 ┃ ┃ ┃ 最小—最大 ┃ 结构 ┃ ┃ ┃ 灰分％ ┃ 挥发分％ ┃ 全硫％┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ 千焦尔/公斤 ┃ ┣━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━━╋━━━━━━╋━━━━╋━━━━━━━┫ ┃ ┃ 0—6.89 ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ 3.01— ┃ 22. 5— ┃ ┃ ┣━━━━━━━━┫ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ 5 ┃ ┃ 复杂 ┃ 较稳定 ┃ 焦瘦贫 ┃ 26.63 ┃ 20.10 ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ 1.5—3.00 ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ 3.66 ┃ 35.7 ┃ ┣━━━━╋━━━━━━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━━╋━━━━━━╋━━━━╋━━━━━━━┫ ┃ ┃ 0—6.60 ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ 4.0— ┃ 18.0— ┃ ┃ ┣━━━━━━━━┫ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ 10 ┃ ┃ 简单 ┃ 较稳定 ┃ 瘦贫 ┃ 23.57 ┃ 18.87 ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ 1.50 ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ 7.8 ┃ 31.3 ┃ ┗━━━━┻━━━━━━━━┻━━━━┻━━━━┻━━━━┻━━━━━┻━━━━━━┻━━━━┻━━━━━━━┛

（五）水文地质区内含水层主要有三类：（1）第四系松散层孔隙水，主要为底部砂、砾石。它受大气降水补给，顺层向深部流动，被侵蚀切割后，即出露成泉。（2）二叠、三叠系砂岩裂隙水，尤其是纸坊组和石千峰组砂岩，埋藏浅、受水面积大、补给条件好，含水较充沛，局部钻孔涌水量32升/秒。（3）奥陶系石灰岩裂隙岩溶水，为渭北煤田一个区域性含水层，该层裂隙较发育，并有溶洞及溶蚀性裂隙等，对地下水的赋存运移、聚集提供良好的条件。矿区东部水位标高为392.55—389.35米，接近区域性水位标高380米。区内各矿井含水系数均小于1，含水性较弱，除老空区外，一般对矿井威胁不大。铜川矿区部分矿井涌水量及含水系数表

┏━━━━━━━━━━┳━━━━┳━━━━┳━━━━━━┳━━━━━━┳━━━━━━┳━━━━━┳━━━━━━┳━━━━━━┳━━━━━━┓ ┃ 矿井名称 ┃ 东坡 ┃ 鸭口 ┃ 徐家沟 ┃ 金华山 ┃ 王石凹 ┃ 李家塔 ┃ 史家河 ┃ 三里洞 ┃ 桃园 ┃ ┣━━━━━━━━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━┫ ┃ 涌水量（米3/小时） ┃ 46.60 ┃ 40.00 ┃ 20.60 ┃ 20.00 ┃ 36.60 ┃ 25.00 ┃ 13.80 ┃ 61.50 ┃ 25.80 ┃ ┣━━━━━━━━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━╋━━━━━━┫ ┃ 含水系数（米3/吨） ┃ 0.72 ┃ 0.62 ┃ 0.69 ┃ 0.66 ┃ 0.29 ┃ 0.39 ┃ 0.44 ┃ 0.89 ┃ 0.42 ┃ ┗━━━━━━━━━━┻━━━━┻━━━━┻━━━━━━┻━━━━━━┻━━━━━━┻━━━━━┻━━━━━━┻━━━━━━┻━━━━━━┛

（六）开采条件因奥陶系基底起伏影响5号、10号煤层顶底板厚度，稳定性差，起伏变化大，小断层发育，影响机械化采煤。在开采过程中，10号煤存在“黄矸”问题。史家河矿因“黄矸”而采区储量减少1/3；三里洞矿东四采区影响储量60余万吨，报废巷道3000余米。5号煤存在“石鳖”、“滑矸”问题。石鳖为煤层下部所夹石灰岩透镜体，因坚硬影响开采，如王石凹矿等；再次为“滑矸”问题。金华山、徐家沟、鸭口等矿的5号煤中有一层松散破碎的炭质泥岩夹矸，厚约1—2米，遇此顶板维护困难，造成采矸丢煤严重后果。王家河矿相对瓦斯涌出量为19.5立方米/吨煤，属超级瓦斯矿，其余各矿均为1—2级瓦斯矿。但局部也有增高的现象。各矿煤尘均有爆炸性。（七）煤炭储量全矿区自1953年开展地质勘探至1989年底，共勘探18个井田（区），总探明各级储量为16亿吨，其中：精查储量6.35亿吨，详查储量2000万吨，普查储量4.37亿吨，找煤储量5.3亿吨。（八）有益矿产区内有益矿产有六类：（1）铝质泥岩：为11号煤的底板（K1），分布普遍，层位稳定，一般厚2—5米，可作陶瓷、耐火材料等。（2）石灰岩：大面积出露于矿区南缘，为水泥、石灰、石料、道渣等材料。（3）砂岩：二叠、三叠系中厚砂岩、可用于建筑及生活用具等。（4）黄铁矿：10号煤顶底较富集，为提炼硫的原料。（5）黄土：广泛用作建筑材料。（6）锗、镓、铀等稀散、放射性元素，分散于各煤层、夹矸、顶底板。仅个别点达最低工业品位，无开采价值。二、焦坪勘探区地质焦坪勘探区位于铜川矿区北区，黄陇煤田东北，东南起于庙湾—焦坪一带的煤层露头，西到陕甘交界，西南以庙湾、刘家店子连线为暂定边界，面积107.2平方公里（含照金矿区4.1平方公里）。自1963年以来，对龙王—玉华、东背塔、前河露天、崔家沟、下石节等井田进行了系统勘探。（一）地层矿区地层由老到新如下： 1．三叠系上统延长群。灰绿、黄绿色中、细砂岩与灰黑色泥岩互层，夹粉砂岩及煤线或薄煤层。 2．侏罗系下统富县组。以团块状含铝铁质结核的紫杂色泥岩、砂质泥岩为主，局部地段下部有灰白色中、粗砂岩或砾岩。 3．侏罗系中下统延安组。为矿区主要含煤地层，分三段。下段由砂岩、粉砂岩、泥岩和4号煤组成。中段底部为灰白色中、粗粒岩砂（K1），上部为粉、细砂岩、砂质泥岩和2号煤、3号煤组成。上段为砂质泥岩夹砂岩及1号煤。 4．侏罗系中统直罗组。底部为紫灰色粗砂岩或砂砾岩，往上变细为含石英细砾的粉砂岩夹砂质泥岩及少量石膏层。 5．白垩系下统志丹群。区内自下而上为宜君砾岩段；洛河砂岩段，其下部为砖红色巨厚层中细砂岩、夹粉砂岩、泥质泥岩及砾岩透镜体，上部为紫灰色砾岩夹砖红色中细粒砂岩；华池、环河段为浅紫色、灰绿色薄层细砂岩与粉砂岩互层。 6．第四系。为黄土及近代河床冲积物。（二）地质构造为一个波状起伏、倾向北西的单斜构造。一般地层倾角小，构造简单，断层稀少，主要构造线为北东向及北西向两组。北东向构造分布广，将矿区分成若干个较小的煤盆地，各煤盆地边缘的小隆起有（由北东向西南）榆林村、阳沟、土沟梁、七木桥、桦树、庙湾等隆起。隆起区内形成无煤带，两隆起之间为小向斜。（三）煤层区内煤系地层为中下侏罗统延安组，厚度由0—124米，一般厚20—60米。含煤8层分3段，上段有1号煤，中段上部有2号煤组（即2—1煤，2—2煤），中部有3号煤组（即3—1煤，3—2煤，3—3煤），下段有4号煤组（即4—1煤、4—2煤）。4—2煤是区内主要可采煤层，3—2煤局部可采，其余煤层仅个别点可采。（四）煤质 4—2煤为黑色，油脂光泽，粉末为浅黑褐色，中上部为全亮型及半亮型，条带状结构，层状及块状构造，层面上丝炭较多；下部以半暗型为主，夹镜煤条带、条带状结构、层状及块状结构。焦坪矿区4—2煤煤层煤质一览表

┏━━━━━━━━┳━━━━┳━━━━━┳━━━━┳━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┓ ┃ 煤厚（米） ┃ 煤层 ┃ ┃ ┃ 煤质 ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┣━━━━┳━━━━━┳━━━━━┳━━━━━━━┫ ┃ 最小—最大 ┃ 结构 ┃ 稳定性 ┃ 煤类 ┃ 灰分 ┃ 挥发分 ┃ 全硫 ┃ 发热量 ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ％ ┃ ％ ┃ ％ ┃ 千焦尔/公斤 ┃ ┣━━━━━━━━╋━━━━╋━━━━━╋━━━━╋━━━━╋━━━━━╋━━━━━╋━━━━━━━┫ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃12.7— ┃ 35.5— ┃ 0.65— ┃ ┃ ┃ 0—34.00 ┃ ┃ ┃ 不粘 ┃ ┃ ┃ ┃ 26.3 ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ 18.07 ┃ 36.48 ┃ 2.08 ┃ ┃ ┣━━━━━━━━┫ ┃ ┣━━━━╋━━━━╋━━━━━╋━━━━━╋━━━━━━━┫ ┃ ┃ 中等 ┃ 较稳定 ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃17.27— ┃34.06— ┃ 1.18 — ┃ 25.4— ┃ ┃ 8—12 ┃ ┃ ┃ 弱粘 ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ 24.77 ┃ 37.03 ┃ 2.54 ┃ 33.0 ┃ ┗━━━━━━━━┻━━━━┻━━━━━┻━━━━┻━━━━┻━━━━━┻━━━━━┻━━━━━━━┛

（五）水文地质矿区水文地质条件简单，含水层情况如下： 1．第四系潜水层：为本区主要含水层，单位涌水量4.86升/秒，玉华川水源水量为1455吨/日，庙湾水源动储量为3475吨/日。 2．白垩系下统洛河砂岩含水层：分布广，富水性好，据钻孔抽水资料，单位涌水量为0.06公升/秒·米。 3．侏罗系中统直罗组、中、下统延安组砂岩及4—2煤裂隙含水层：据钻孔抽水资料，单位涌水量小于0.00053公升/秒·米，富水性较弱。（六）开采条件 4—2煤层顶板为粉砂岩或砂质泥岩，据露天矿采样试验，风干抗压强度246—712公斤/平方厘米，抗拉强度25.6—47.2公斤/平方厘米，普氏硬度小于6，属中等坚实至极不坚实。底岩为炭质泥岩或粘土岩，风干抗压强度13—36公斤/平方厘米，抗压强度4.5—20.4公斤/平方厘米，为不坚实至极不坚实，且遇水膨胀，易发生巷道底鼓。矿井瓦斯含量高，多为“高沼气矿井”，加之煤层围岩富含石油、天然气，造成通风管理复杂，曾发生数起瓦斯爆炸，煤尘具易爆性。煤易自燃，自燃发火期一般为3—6个月，最短为28天。（七）煤炭储量自1963年以来，对该区9个井田进行精、详勘探，其储量为22亿吨。（八）有益矿产区内有益矿产有石油（仅陈家山、下石节、崔家沟等煤矿中发现）、石灰石砾石、洛河砂岩砂（浇铸砂及建筑用）、三叠系石板、油页岩及黄土。

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