五灰上距102煤层13.41~39.53m,平均23.47m;下距奥灰3.75~11.86m,平均6.60m。
(2)山西组(PyS)
本组岩性主要由砂岩、粉砂岩、泥岩组成,含煤层5层,按自上而下顺序编号为:1、2、31、32、4煤层。其中31煤层为大部可采,32、4煤层为局部可采,1、2煤层为不可采。
本组地层平均厚度123m,煤层平均总厚4.62m,含煤系数3.8%。 本组沉积环境以过渡相为主,由海湾泻湖相、水下三角州相、砂州砂坝相、海湾泻湖波浪带相、滨海平原湖沼相等组成。其中滨海远岸的砂州砂坝沉积少见,而近岸的水下三角州相和湖沼相常见,而有别于太原群之过渡相。另外,在上部
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有内陆湖泊相和冲积相。
山西组可划分出5个沉积旋回,每个旋回厚17~32m,最厚可达50余米,旋回厚度变化大,相变剧烈,海退海进持续时间较长,相标志不明显。
2.2 地质构造
本区所处大地构造位置属华北板块(一级构造单元)鲁西隆起区(二级构造单元)、泰山-蒙山断隆(三级构造单元)、东平-肥城单斜断拱(四级构造单元)西缘的隆起边缘地区,肥城煤田位于肥城断陷内。
肥城煤田总体上是受北部边界F1大断层控制的向北倾斜的单斜断块构造。煤田的东部、西部和北部均为断裂所包围。煤田内中生代断裂活动明显,断层十分发育,主要发育北西、北东、北东东、北北东向四组断层。煤田内除F1断层附近发育一延展长度较大、南缓北陡的走向向斜外,另有少量短轴褶皱,多属断块活动派生的牵引褶皱。根据煤田构造特征及发育程度,可将煤田划分成东、中、西三个构造区段,白庄煤矿即位于肥城煤田的西部构造区段(肥城煤田构造特征见图2-2-1)。
图2-2-1 肥城煤田构造简图
白庄煤矿位于肥城煤田西部构造区段的东部,四周受断层包围,受井田北部断裂构造影响,沿F1断层组南侧伴生发育一不对称向斜构造,轴向与F1断层走向基本平行。井田构造总体上以断裂构造为主,并伴有次一级褶曲构造。
白庄煤矿主要构造特征见图2-2-2。 2.2.1褶曲构造
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本矿井褶曲主要受断裂构造控制,在较大的断层附近或大中型断层之间有不规则的褶曲出现,一般表现为宽缓、两翼不对称、短轴、倾伏等特点。
矿井南部褶曲规模较小,其排列方式一般呈平行式或雁列式,轴向北东东,与北东向断层近于平行或呈小角度相交,而被北北东向断层切割。靠近北部边界F1断层附近发育一较大的向斜构造(以往资料无名称或编号,本报告称谓“涧北向斜”)。
图2-2-2 白庄煤矿构造纲要图
(1)涧北向斜:
位于矿井北部F1断层组以南,平面展布整体上与F1-2断层近于平行,并被走向近北东向的F24、F03等多条断层切割。其轴向自西向东由北东东逐渐变化为近东西~南东东,中部略向北弧形凸出,向东、向西均延展出井田边界。其井田内延展长度约4.6km,幅度约100m,跨度约700m。该向斜两翼不对称,南翼地层倾角较缓,一般0~18°,平均7°;向斜北翼地层倾角较大,一般为14°~43°,平均25°,并向北有变陡趋势。
该向斜经3800、3100、3500采区实际揭露,并有66-3、74-2、73-11、66-8、66-11等钻孔控制,对采区正常划分有一定的影响。
(2)在矿井-150m水平四、六采区中部,经7煤层开采证实为一向斜构造,轴向北东,该向斜幅度、宽度均较小,两翼倾角一般3°~8°,根据8、9煤层开采实际资料,向斜轴部发育一组呈雁行式排列的逆断层,该逆断层组发育于四
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灰顶部,向下小角度延深至五灰,断层落差加大至10m~18m。
(3)在矿井东部F24断层以东,发育一穹窿构造,其顶部位于281、320钻孔附近。经生产验证,该穹窿构造受F22、F20、F15等断层控制,其附近小断层特别发育,对生产有一定的影响。
2.2.2断层
矿井内断层十分发育,除极少数小型逆断层外,绝大多数为正断层,根据其展布方向,大体可分为三组,且以北东~北北东向断层最为发育。
NE向断层:如F3、F03、F21、F21-1等,本组断层一般落差较大,切割较深,延伸距离长,其运动方向在F3、F03断层以北为南升北降,呈台阶式断落,在F3、F03断层以南多为北升南降。这些断层是井田内主要的控制性构造。
NNE向断层:如F7、F24、BF13等,本组断层较发育,多具延展长、倾角较大等特点,并伴有扭性特征,该组断层一般切割北东向和北西向断层。
NW向断层:如F1-1等,本组断层主要分布在井田东北边界附近,井田内数量不多。
另外,井田内还发育少量近EW、NEE和NNW向断层。
据以往勘查成果和采掘资料统计:白庄煤矿落差≥5m断层共计100条,其中落差≥1000m断层3条,落差1000~≥100m断层5条,落差100~≥50m的断层6条,落差50~≥30m的断层8条,落差30~≥10m的断层47条,落差10~≥5m的断层31条。另据井下断层台账统计,2012年以来井下揭露<5m的断层254条。白庄煤矿≥5m的断层情况见表2-2-1。
(1)F1-1断层:位于的东北部边界附近。正断层,为F1断层的分支,走向NW,倾向SW,倾角70°,落差大于1000m,在矿井内延伸长度为1900m。断层力学性质复杂,具多期活动性,上盘为含煤地层,下盘为寒武系地层。矿井东北部有多个水井孔控制,张店水井11、张店水井2揭露,整体上为基本查明断层。 (2)F1-2断层:位于矿井东北部边界附近。正断层,为F1断层的分支,走向NEE~NNW,倾向SSE~SSW,倾角为75°,落差大于1000m,在矿井内延伸长度2770m,断层力学性质复杂,表现为北升南降的正断层,具多期活动性,矿井北部由3600采区地质孔控制,断层带内有石膏充填。为基本查明断层。
(3)F1-3断层:位于西北部边界附近,正断层,为F1断层的分支,走向近EW,
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倾向SSW,倾角为75°,落差大于1000m,表现为北升南降的正断层,在矿井附近延伸长度2700 m。3100、3500、3800采区地质孔揭露,总体属基本查明断层。 (4)F3断层:位于矿井的西南部、F24断层以西,走向NE,倾向NW,倾角70~80°,落差0~150m。矿井内延伸长度2450m,有303、西检10等钻孔穿过,井下-230m水仓、3400轨道胶带石门、3800采区等多处揭露,断层带宽30~40m,呈台阶式断层组合形式,并经四、六采区地面地震勘探控制。该断层在303钻孔附近落差最大,向南东逐渐减小,在F24断层附近消失,向北西至六采区中部分叉为两条断层,属查明断层。