发育5~10层石灰岩,一般6~7层,由下而上分别称为K2、K3、K4、K4上、K5、K5下、K6。每层石灰岩之下均有煤层赋存,是良好的对比标志。为井田内主要可采煤层之一。本段主要为泻湖、潮坪、潮道及沼泽沉积。深灰色,致密坚硬,含方解石脉及小斑晶,产丰富的动物化石。层位稳定,为良好的标志层之一。
凤凰山矿为晋城蓝焰煤业有限公司的下属煤矿,属国家二级大型企业。该矿于1965年4月建矿,1970年10月建成投产。经过四十余年的生产建设,矿山规模不断扩大。1987年经原煤炭部批准,凤凰山矿开始进行新的技改扩建,决定将矿井规模由原设计能力150万t/a扩建为400万t/a的特大型现代化矿井,同时配套建设年产量400万t/a的洗煤厂。改扩建工程于1990年完成,至20xx年矿井实际生产能力已达到370万t/a,为国家提供了大量的优质无烟煤,有力地支援了社会主义现代化建设。
一、井田位置与范围
凤凰山矿位于晋城市区北侧5km处,行政区区划属晋城市城区北石店镇管辖。地理坐标为北纬35°33′21″-35°37′28″,东经112°49′11″-112°53′24″。据山西省国土资源厅20xx年10月14日为该矿发放的10000002600211号采矿许可证,井田范围由28个坐标点连线圈定(拐点坐标详见附表14)。井田北以杨庄-北堆村连线为界,南和古书院矿相接,东与王台铺矿为邻,西至白马寺逆断层,井田东西宽约4.3km,南北长约7.5km,面积29.3485km2。
凤凰山矿采用斜井盘区式开拓方式,采煤方法为机械化综采。主斜井装备1.4m强力胶带输送机,是运煤的主要通道,副斜井双钩提升(供生产人员及材料、设备的提升),南、北各建有进风井和回风井,作通风用。根据煤层的赋存情况,矿井设计分二个水平开采,一水平开采3号煤层,二水平开采9号煤层。
第二节含煤地层井田内含煤地层主要为上石炭统太原组(C3t)和下二叠统山西组(P1s)。
一、太原组(C3t):为井田主要含煤地层之一,由深灰色~灰黑色泥岩、砂质泥岩、砂岩、石灰岩、煤层组成。含煤11层,自上而下编号为5、6、7、8-1、8-2、9、10、11、12、13、15号,其中可采2层(9、15号)。发育5~10层石灰岩,一般6~7层,由下而上分别称为K2、K3、K4、K4上、K5、K5下、K6。每层石灰岩之下均有煤层赋存,是良好的对比标志。本组厚54.80~107.72m,平均83.23m。据岩性、岩相组合可分为三段:
(一)一段(K1砂岩底~K2灰岩底):厚度4.50~16.90m,平均8.54m。
1、K1砂岩:厚0~2m,平均0.80m。。灰~深灰色细粒石英砂岩,硅质胶结,坚硬。在本井田不甚发育,有时相变为砂质泥岩、泥岩。
2、K1砂岩顶~15号煤层底:厚0~9.40m,平均4.27m。灰色铝土质泥岩、灰黑色砂质泥岩、泥岩,构成15号煤的直接底。
3、15号煤层:俗称“臭煤”。厚1.60~5.50m,平均2.33m。为井田内主要可采煤层之一。
本段主要为泻湖、潮坪、潮道及沼泽沉积。
(二)二段(K2灰岩底~K4灰岩顶):厚度22.83~42.12m,平均31.90m。
、K2石灰岩:厚1.28~17.85m,平均9.11m。深灰色,致密性脆,夹燧石条带,中部含泥质。裂隙中充填有方解石细脉。含丰富的动物化石。厚度大且稳定,是岩、煤层对比的主要标志层之一。
Pseudoschwagerinahuabeiensis华北假希瓦格蜓
Pseudofusulinafirma坚固假纺锤蜓
Quasifusulinacompacta紧卷似纺锤蜓
Sphaeroschwagerinaquadratiodes近方形球希瓦格蜓
5、K2灰岩~K3灰岩底:厚2.10~17.05m,平均5.18m。上部为灰色细粒砂岩,含石英、云母及黑色矿物;中下部为黑灰色砂质泥岩、泥岩互层夹煤线,有时相变为细粒砂岩或粉砂岩。顶部夹0~0.50m煤线(13号煤),极不稳定。
6、K3石灰岩:厚0~5.50m,平均2.68m。深灰色,致密坚硬,偶夹燧石条带,含黄铁矿。裂隙被方解石充填。产动物化石。有时相变为砂质泥岩。
Triticites***xminuta简单麦蜓微小亚种
Quasifusulinacayeuxi凯佑氏似纺锤蜓
Schwagerinapostcallosa后硬皮希瓦格蜓
7、K3灰岩顶~K4灰岩底:厚4.10~27.28m,平均8.46m。深灰~灰黑色细粒砂岩与砂质泥岩互层。顶部含不稳定的11号煤,厚0~0.46m。中部含不稳定的12号煤,厚0-5.44m。
8、K4石灰岩:厚0~4.99m,平均1.48m。深灰色,坚硬致密,质不纯,具星点状黄铁矿。有时相变为泥岩。含丰富的动物化石。
Schubertellapusilla细小苏伯特蜓
Boultoniacheni陈氏布尔顿蜓
Quasifuslinasp.似纺锤蜓(未定种)
本段主要为下三角洲平原~前缘和碳酸盐台地沉积。
(三)三段(K4灰岩顶~K7砂岩底)
9、K4灰岩顶~9号煤层底:厚0.66~12.33m,平均2.51m。灰黑色砂质泥岩,炭质高岭石粘土岩,遇水易软化膨胀。
10、9号煤层:俗称“半香煤”。厚0.80~6.00m,平均1.70m。黑色,以半亮煤为主。为主要可采煤层之一。
11、K4上石灰岩:厚0~3.65m,平均0.96m。深灰色,为9号煤直接顶,不稳定,有时相变为砂质泥岩。含植物化石。
Schubertellalataelliptica宽松苏伯特蜓椭圆亚种
Quasifusulinaconcave凹似纺锤蜓
12、中粒砂岩:
厚3.77~13.71m,平均6.21m。灰~深灰色,上部夹砂质泥岩。
13、砂质泥岩:厚0.82-2.50M,平均1.12m。深灰~灰黑色。
14、8-2号煤层:厚0~0.50m。
15、砂质泥岩、砂岩:厚1.15~5.20m,平均2.78m。下部为灰色细粒砂岩或中粒砂岩;上部为灰黑色砂质泥岩。底部有时含不稳定的石灰岩或泥质灰岩。
16、8-1号煤层:厚0~0.45m。
17、砂岩、砂质泥岩、泥岩:厚8.73~23.21m,平均12.72m。灰~黑灰色,底部有时含1~2层很不稳定的石灰岩(K5下)。
18、7号煤层:厚0~0.45m。
19、K5石灰岩:厚0.40~10.89m,平均3.58m。深灰色,致密坚硬,含方解石脉及小斑晶,产丰富的动物化石。层位稳定,为良好的标志层之一。
Boultoniawillsi威尔斯氏布尔顿蜓
Quasifusulinapseudocayeuxi假凯佑氏似纺锤蜓
Schwagerinapseudoexilis假弱希瓦格蜓
20、K5灰岩顶~K6灰岩底:厚2.13~13.28m,平均9.57m。以灰黑色砂质泥岩为主,夹薄层泥岩及细粒砂岩。顶部有一薄煤(5号煤),厚0~0.40m。产植物化石。
21、K6石灰岩:厚0~3.02m,平均0.86m。深灰色,夹似层状燧石。不稳定,有时相变为细~中粒砂岩、砂质泥岩或硅质层。
22、K6灰岩顶~K7砂岩底:厚0.49~7.42m,平均4.37m。灰黑色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩,鲍中厚层状,中部夹一层不稳定薄煤层(5号煤层),含植物碎片化石。
本段又可分为三个层段,即K4顶~K5顶、K5顶~K6顶、K6顶~K7底,前两部分为完整的海退~海进层序,后者与山西组构成一个海退型层序。K4顶~K5顶属三角洲平原~前缘及局限台地沉积,煤层发育与三角洲河道的迁移废弃关系密切,9号煤层为发育在三角洲平原上的泥炭沼泽沉积,一般在支流间湾处发育较好,废弃河道上煤层较保K5顶~K6顶属低能的河口湾、潮坪、泻湖沉积。K6顶~K7底前三角洲沉积。
本组总的说来,属三角洲相和碳酸盐台地相沉积。
K1砂岩为分流河道沉积,向上逐渐过渡到泻湖、湖沼环境,最后形成闭流沼泽,发育了15号煤层。由于水流不畅,处于还原环境,利于黄铁矿的形成,所以15号煤含硫量较高。
随着海侵范围逐渐扩大,三角洲停止向前生长,破坏了三角洲平原的发育,形成了碳酸盐台地相沉积。以后海水退却,岸进作用加强,碳酸盐台地逐渐变成以河流搬运为主的三角洲相沉积,其顶部为三角洲泥炭沼泽沉积,形成一些厚度不大、层位稳定的煤层。当海侵开始,又逐渐变为碳酸盐台地的浅海环境。由于当时地壳振荡运动频繁,形成了多个三角洲-碳酸盐台地相的沉积旋回。
二、山西组(P1s)
为井田主要含煤地层之一。由灰白色~深灰色砂岩、灰黑色泥岩、砂质泥岩、煤层组成。含煤4层,自上而下编号为1、2、3、4号,其中3号煤为主要可采煤层。本组厚28.98~91.66m,平均58.25m。
23、K7砂岩:厚1.01~11.08m,平均5.07m。深灰色薄层状细粒砂岩,具波状层理。有时相变为粉砂岩、砂质泥岩、泥岩。
24、K7砂岩顶~4号煤层底:厚6.11~16.08m,平均8.90m。深灰~灰黑色砂质泥岩、泥岩,生物扰动构造发育,含植物碎片化石。
25、4号煤层:厚0~0.23m。极不稳定。
26、4号煤层顶~3号煤层底:厚4.15~9.07m,平均6.75m。顶部为黑灰色泥岩,含炭质及植物化石碎片,厚1~3m;中部为薄层状细粒砂岩、粉砂岩,厚1.50~2.60m。
27、3号煤层:俗称“香煤”。厚4.54~9.63m,平均6.10m。黑色,以亮煤为主,具似金属光泽,贝壳状断口,质硬。属稳定可采煤层,是良好的对比标志。
28、泥岩、砂质泥岩:厚0~33.34m,平均5.49m。灰黑色,有时与粉砂岩、细粒砂岩呈互层状。产植物化石碎片。29、砂岩:厚0~26.78m,平均9.24m。灰~灰白色细~中粒砂岩,成分以石英为主,岩屑次之,含白云母片及炭屑。为3号煤的老顶。
30、砂质泥岩:厚3.38~14.95m,平均8.45m。灰~灰黑色,夹粉砂岩及细粒砂岩。产植物化石碎片。
31、2号煤层:厚0~0.47m,极不稳定。
32、砂质泥岩:厚2.69~5.00m,平均4.07m。灰~灰黑色,夹粉砂岩及细粒砂岩。产植物碎片化石。
33、1号煤:厚0~0.28m,极不稳定。
34、泥岩:厚0~7.90m,平均3.20m。灰黑色,夹砂质泥岩和粉砂岩。产植物碎片化石。
本组属三角洲平原亚相和泻湖、湖沼相沉积。
K7砂岩为分流河道沉积。随着海平面的下降,沉积了一套以泥岩、粉砂岩为主的细粒沉积物。后由于地壳相对稳定,为煤炭沉积提供了良好的条件,发育了稳定性好、厚度大、含硫低的3号煤层。以后,地壳相对上升,被上三角洲平原分流河道、决口扇、溢岸沉积所覆盖。这些溢岸、决口沉积对分流间湾进行充填,沉积物以细~中粒砂岩为主,间夹砂质泥岩和不稳定之煤层,由于泥炭沼泽分布有限,又近碎屑岩沉积体系,故形成薄而不连续的煤层(1、2号煤),不具工业价值。