图2-1 赵坡煤矿煤系地层综合柱状图
有十余米,剥蚀面距三灰顶面的最小值区出现在17-1号孔至19-4号孔一带。
太原组共含薄层石灰岩12层,多位于泥岩之下,常构成煤层顶板。其中第三、五、八、九、十上和十下层石灰岩最为稳定,为本井田的主要标志层;第七上、十一层石灰岩较为稳定;第四、六、七下层石灰岩则不稳定。共含煤18层,其中可采或局部可采者6层(煤9、煤12下、煤14、煤15上、煤16、煤17)。
太原组的主要沉积特点是:薄煤层、薄层石灰岩与深灰色泥质岩交替出现,沉积旋回结构较为明显,韵律清楚,标志层显著,各煤层层位较为稳定,易于对比。在垂向上具有较好的四段性。
第一段:第十二层石灰岩顶界面至第十上层石灰岩顶面,平均厚度在34m左右,为主要含煤段,共含煤4层(煤16、煤17、煤18上、、煤18下),主要可采或局部可采者为煤16及煤17。
第二段:第十上层石灰岩顶面至煤12下顶面,平均厚度在45.0m左右。其中砂岩占有较高比例,以浅灰色、灰绿色砂岩为特征,其含煤4层(12下、煤14、煤15上、煤15
下
),主要可采或局部可采者为煤12下、煤14、煤15上。
第三段:煤12下顶面至三灰顶面为第三段,平均厚度在63m左右,是典型的海陆交
替沉积层段,多层不可采薄煤层(煤7、煤9、煤10、煤11、煤12上’、煤12上)、薄层灰岩(三、四、五、六、七上、七下)和潮坪砂泥质沉积交互发育,小旋回结构清晰、易于划分对比。
第四段:第三层石灰岩顶面至太原组顶界面,平均厚度在31m左右,所含煤层大多不稳定、不可采,是石灰岩、碎屑岩和极薄煤层互层段,本段地层在井田内已普遍遭到剥蚀,地层残缺不全,仅在井田西北部的4个钻孔(91、23-13、25、25-3)内保留齐全,由灰黑色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩组成,间夹不可采薄煤层2~3层(煤4、煤5、煤6)。本段地层为泻湖海湾相沉积。在滕北煤田的其它地区内可以见到短暂的海侵现象,即发育有一灰、二灰,而在本井田则未见上述两层灰岩。本段地层的总特征是:颜色较深,以深灰色、灰黑色为主,结构致密均匀,含星散状黄铁矿及菱铁矿结核,有腕足类、海百合茎等生物化石。太原组与下伏本溪组为整合接触。
(2)本溪组(C2B)
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井田内仅有2个钻孔(21-14、25-1)穿透揭露本溪组地层,厚度37.60~45.87m,平均厚度41.74m。由灰色、浅灰色石灰岩两层(十二灰、十四灰)及紫色、杂色、灰绿色铁铝质泥岩组成。顶部之第十二层灰岩常具云朵状、砾状扰动构造,层位稳定但厚度变化较大,厚度1.90(检2)~7.60m(23-8),平均厚度5.36m。中部之第十四层石灰岩呈灰白色,质较纯常夹有灰绿色粘土岩薄层,层位稳定但厚度变化也较大,厚度5.30(27-1)~12.35m(25-1),平均厚度9.73m。底部为暗紫红色,局部紫红色铁质泥岩和灰绿色铝质泥岩。与下伏奥陶系呈假整合接触。
5、奥陶系(O)
井田内仅有4个钻孔(21-14、25-1、27-1、27-2)揭露奥陶系中奥陶统石灰岩,钻孔最大揭露深度116.73m(27-1)。上部为棕色、灰色、深灰色厚层状微晶灰岩夹豹皮状灰岩,下部为灰色、浅灰色白云质石灰岩夹泥灰岩。
二、构造
(一)区域地质构造特征
据槽台构造学说,山东地区为华北地台的组成部分,有两个次级构造单元,郯庐断裂以西为鲁西台背斜,以东为胶辽地盾的一部分。滕县煤田位于鲁西台背斜之鲁西南坳陷的东缘,鲁中凸起的西侧。
滕县煤田的周边均为断裂构造,其北界为凫山断裂,东界为峄山断裂,西界为孙氏店断裂和微山湖断裂。区内以滕县复背斜被断层切割为其总体特征,煤田总体的平面形态为一个不规则的三角形(图2-2)。
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图2-2 滕县煤田区域构造纲要图
煤田内部构造比较复杂,以中生代断裂为主,并伴有较多的次一级褶皱,断裂构造的方向性明显,主要有NEE、NW、EW、SN向四组断裂,绝大部分是正断层。其中NEE和SN向两组断层分布最广,表现最强,常构成地堑、地垒和阶梯状的组合形式,使整个煤田内部在纵横两个方向上构成地堑和地垒相间排列的基本格局。煤田内褶皱虽然比较发育,但多属次一级小型宽缓褶皱,常分布在断层的一侧、两条断层之间或交汇结合部。位于煤田中北部的滕县背斜,轴向NE,核部位于级索~庄里一带,由中奥陶统石灰岩组成,其南北两翼分别发育滕南和北羊庄次级向斜,其中石炭~二迭纪煤系被保存,分别构成现在的滕县煤田(南部)和滕县煤田(北部)勘探区(俗称滕南煤田、滕北煤田),但上述两向斜已分别被程楼断层和张坡断层纵向切割破坏。
(二)井田地质构造特征
赵坡井田位于滕北煤田大刘庄断层与张坡断层组合形成的宽约8km的地堑构造之东南部(图2-2)。井田的南、东边界分别是张坡正断层和武所屯逆断层。井田内部断层不发育,通过钻探控制的断层仅有17-1正断层,生产巷道揭露证实,井田内的小断层数量少,落差小(一般小于5m)。主要褶曲分别是赵坡背斜、黄坡向斜、武所屯背斜。井田构造的另一个突出特点是煤层倾角小(5~12°),波状起伏多,这些次级褶曲虽然没有破坏煤层的连续完整性,严重影响了工作面的合理布置,大大提高了矿井的掘进率、吨煤成本和劳动强度,降低了回采率。井田地质构造复杂程度属中等偏简单类型即“含煤地层产状平缓,沿走向和倾向均发育宽缓褶皱,或伴有一定数量的断层” (图2-3) (表2-1)。
1、张坡正断层
构成本井田的南部自然边界,走向NEE,倾向NNW,倾角在70°左右,落差200~310m,井田位于该断层的下降盘。断层向西延伸至27勘探线附近时,以分叉成二条断层的形式,进入留庄井田;向东经过21勘探线后,其走向急剧变为SEE向;至19勘探线后走向又恢复成NEE向,经武所屯井田一直延伸至峄山断层。断层全长约在13.5km左右,在武所屯井田内有110号钻孔穿过断层面,断点深度59.52m,区域性标志层十二灰被断缺、太原组被断薄。本井田对此断层的控制情况详见表2-1。综上所述,该断层在井田内的控制程度较高,平面位置的摆动范围不大,可定为基本查明,归属滕北煤田
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NEE向断层组。
2、武所屯逆断层
构成井田的东边界,走向NNE,倾向SEE,倾角40~50°,落差0~20m。井田位于该断层的下降盘。断层向北尖灭于18~17-1勘探线之间,向南切错张坡断层以后伸入煤系基底奥灰内,断层走向长约1800m。19勘探线上96号孔穿过断层面,断点深度129.24m,孔内区域性标志层三灰出现重复,地层断距约为10m;武所屯井田内19-11孔与赵坡井田内92号孔对孔控制,两孔相距270m。武所屯生建煤矿的实际生产巷道已到达原断层推断位置,但没有发现断层存在及地质异常变化,断层的控制程度较差,可定为初步查明。归属滕北煤田近SN向断层组。
3、17-1正断层
位于井田的东北角上,走向NNE、倾向NWW、倾角 60~65°、落差0~10m,走向长约900m。17-1号孔穿过其断层面,断点深度235.50~241.54m,煤14被断缺。断层的控制程度较差,可定为初步查明。归属滕北煤田NEE向断层组。
4、赵坡背斜
位于井田西部,轴向近SN,倾伏方向N,倾伏角5~6°,背斜的抑起端被张坡断层截割。已被25-1、25-17、25-3、107、25、赵检1、27-2、109、17、27-7号钻孔及12下、煤14、煤16采动区生产巷道严密控制。
5、黄坡向斜
位于井田中部,轴向近SN,倾伏方向N,倾伏角3~4°,背斜的抑起端被张坡断层截割。已被赵检1、23-13、检3、91、23-8、22-1、22-2、21-14、33、22号钻孔及东翼皮带石门、东翼轨道石门等巷道严密控制。
6、武所屯背斜
位于井田东部,轴向近NW~SE,倾伏方向NW,倾伏角3~4°背斜的抑起端被武所屯逆断层切割。浅部延伸进入武所屯生建煤矿部分,已被其动用区生产巷道所严密控制揭露;井田内已被96、19--4、21-14、92号等孔初步控制。
表2-1 赵坡煤矿主要断层及褶曲控制程度一览表 断层或褶曲 产 状(度) 名 称 走向 倾向 倾角 张坡正断层 武所屯逆断层 17-1正断层 赵坡背斜
落 差 (m) 钻孔或巷道揭露控制 基 本 情 况 控制 程度 基本 查明 NEE NEE NEE SN 105、106、27-1、27-2孔穿越断层面,B13NNW 70 200~310 与23-8、107与32、B12与25-1对孔控制,22至23-1线间水文电法剖面控制 96号孔穿越断层面,19-11与92孔对孔控SEE 40~50 0~20 制 NWW 60~65 N 5~6 0~10 初步 查明 初步 17-1号孔穿过断层面 查明 25-1、25-17、25-3、107、25、赵检1、22-2、查 16
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