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摘要：通過对宏鑫煤业矿区地层、构造、煤层和煤质等条件的分析研究，得出了该区地质构造复杂程度属中等，二1煤层的稳定程度属较稳定类型的结论。
关键词:地质构造；煤层稳定性
中图分类号：F407文献标识码： A
1 区域地质背景
郑州嵘昌集团宏鑫煤业有限公司（以下简称宏鑫煤业）位于华北板块南部之嵩箕小区的嵩箕断隆南部颍阳～芦店向斜南翼。区域地层划分属华北地层区嵩箕小区，主要发育地层为前震旦系、震旦系、寒武系、奥陶系中统、石炭系上统、二叠系、三叠系和第四系，其中石炭系和二叠系为主要含煤地层。区域构造形态为一轴向近东西向～北东向的向斜构造（颍阳～芦店向斜），北为嵩山背斜，南为箕山背斜，断裂构造较发育，以正断层为主，主要有东西向、北西向、北东向三组。
区域矿床以煤矿为主，局部发育铝土矿、石灰岩等矿床。区域主要可采煤层为赋存于山西组下部的二1煤层，为层位稳定、全区普遍可采的中厚～厚煤层。
2 矿区地质
2.1 矿区地层
矿区内发育地层为寒武系上统（∈3）、奥陶系中统（O2）、石炭系上统（C2）、二叠系（P）和第四系（Q）。区内基岩大部被第四系黄土覆盖，仅在矿区西部及北部有零星出露和钻孔揭露。矿区地层现由老至新分述如下：
寒武系上统（∈3）：以灰色、浅灰色厚层状白云质灰岩为主，含少量燧石团块，底部夹薄层灰岩，矿区钻孔揭露最大厚度为11.76m。
奥陶系中统马家沟组（O2m）：为煤系地层沉积基底，在区外南北两侧有零星出露。以浅灰色石灰岩为主，隐晶质构造，局部夹泥质灰岩及薄岩泥岩，上部具溶蚀现象及缝合线，下部夹角砾状灰岩。本组厚38.7m。本组与下伏寒武系呈平行不整合接触。
石炭系（C）：分为上统本溪组（C2b）和上统太原组（C2t）。第一，上统本溪组（C2b）在区外南北两侧有零星出露，以浅灰色铝土质泥岩为主，局部为铝土矿，具鲕状和豆状结构，含黄铁矿结核及团块，局部呈层状出现，在HG曲线上呈下低上高的异常反映，主要是该组地层中镓元素含量较高所致。该层铝土质泥岩是对比一1煤层的主要标志层。本组厚度为6.05m，以滨海泻湖相沉积为主。本组与下伏马家沟组为平行不整合接触。第二，上统太原组（C2t）为区内主要含煤地层之一，由灰、深灰色中～厚层状石灰岩、深灰色泥岩、砂质泥岩、砂岩和煤层组成，厚45.75m。共含煤8层，仅下部的一3煤层为大部可采煤层，其它煤层均不可采。依据其岩性组合和沉积特征可分为三段：①下部灰岩段。自太原组底界至L4石灰岩顶界，厚度为13.01m。主要由灰～深灰色石灰岩、黑色泥岩、砂质泥岩和煤层组成，含石灰岩4层（L1-L4），常合并为1～2层，中夹泥岩或砂质泥岩薄层，具燧石团块和黄铁矿结核，含蜓类、介形类、海百合、腕足类等动物化石及其碎屑，其中L1石灰岩特征明显，在DLW曲线上异常挺拔直立，宽大圆滑，为本区一良好标志层，局部与L2石灰岩合并，厚度为3.05m，本段含煤4层（一1、一2、一3、一4），其中一3煤层为大部可采煤层，一1、一2、一4煤层不可采。该段石灰岩与泥岩和煤层DLW曲线呈高低相间，曲线组合形态似“高山峡谷”状，为区内主要物性标志层；②中部碎屑岩段。自L4石灰岩顶界至L7石灰岩底界，厚度21.37m。由深灰色中细粒砂岩（俗称胡石砂岩）、灰黑色砂质泥岩、泥岩组成，夹薄层石灰岩（L5、L6）及薄煤层（一5、一6、一7），煤层均不可采。泥岩中含植物化石碎片和黄铁矿结核，具水平层理和波状层理，砂岩以石英为主，呈正粒序，为区内辅助标志层；③上部灰岩段。自L7石灰岩底至L9石灰岩（局部为菱铁质泥岩）顶界面。厚度为11.37m，以深灰～灰色石灰岩为主，夹深灰色泥岩、砂质泥岩、砂岩和煤层。该段含石灰岩3层（L7、L8、L9），石灰岩具方解石脉和少量黄铁矿结核，含蜓类等动物化石。其中L7石灰岩厚4.94m，发育稳定，特征明显，为本区主要标志之一。L9石灰岩不稳定，常相变为菱铁质泥岩，为太原组与山西组分界标志层。含煤1层（一8），不可采；据太原组岩性组合、沉积特征及生物组合规律，在晚石炭世，本区为海滨地带，上段和下段的碳酸盐建造，标志着开阔的陆表海环境，中段的碎屑岩沉积则为海水动荡退出时形成的海湾潮坪环境，薄煤层则反映短期的泥炭沼泽相，沉积旋回显示海陆交替环境。本组与下伏本溪组为整合接触。
二叠系（P）：本区二叠系保留厚度为112.6m，共含煤2层，其中二1煤层为本区主要可采煤层，其它煤层均不可采。分为下统山西组（P1sh）和下石盒子组（P1x）：其一，下统山西组（P1sh）。自L9石灰岩（局部相变为菱铁质泥岩）顶至砂锅窑砂岩底，厚69.94m。为一套灰～深灰色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩及中细粒砂岩为主组成的含煤地层，即二煤组。与下伏太原组为整合接触。根据其岩性组合特征可分为四段。①二1煤段，自L9石灰岩（局部相变为菱铁质泥岩）顶至大占砂岩（Sd）底，厚度为10.16m。由深灰色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、细中粒砂岩和煤层组成，具水平层理、脉状层理和透镜状层理，含菱铁质结核和黄铁矿散晶，富含植物根部化石及有机质条带。本段上部的二1煤层，为全区普遍可采地层。②大占砂岩段，自大占砂岩（Sd）底至香炭砂岩（Sx）底，厚度为25.89m。由深灰～灰黑色泥岩、砂质泥岩、砂岩组成，含煤1层（二2），不可采。下部为本区标志层之一的大占砂岩（Sd），厚4.3m，为深灰、灰色细中粒砂岩，成分以石英为主，次为长石，层面含丰富的白云母碎片和炭屑，物性特征明显，在DLW曲线上呈中高阻反映，是二1煤层的重要标志层。泥岩和砂质泥岩具水平层理和波状层理，含大量植物化石及碎片。③香炭砂岩段，自香炭砂岩（Sx）底至小紫斑泥岩底，由灰色、深灰色泥岩、砂质泥岩和中细粒砂岩组成。下部为香炭砂岩（Sx）厚11.4m，为中细粒砂岩，局部为粗粒砂岩，成分以石英为主，层面含白云母片和炭质薄膜，可见重矿物包体，为本区主要标志之一。本段厚18.10m。④小紫斑泥岩段，自小紫斑泥岩底至砂锅窑砂岩（Ssh）底，由泥岩、砂质泥岩及粉砂岩、细粒砂岩组成，顶部泥岩含铝质，具紫斑及菱铁质鲕粒，俗称小紫斑泥岩，为本区一辅助标志层。本段厚15.79m。山西组底部为大面积稳定的潮坪沉积，向上演变为泻湖沉积，中、上部则以三角洲沉积为主。本组与下伏太原组整合接触；其二，下统下石盒子组（P1x）。本组在区内仅保留下部三煤组，厚度为7.17～69.8m，平均42.66m，与下伏山西组为整合接触。底部为细中粒砂岩（俗称砂锅窑砂岩Ssh），厚2.67～13.8m，平均7.49m，含黑色泥质包体和泥质条带，局部见石英细砾，硅钙质胶结，交错层理，在DLW曲线上呈高阻反映，HGG、HG曲线上呈高密度、低伽玛值反映，特征明显，为下石盒子组与山西组的分界标志层。下部为浅灰～紫灰色铝土质泥岩（俗称米村泥岩），具鲕状结构，鲕粒成分为菱铁质，易于辩认，为本区辅助标志层。中上部为深灰色泥岩、砂质泥岩与砂岩互层，含少量植物化石碎片及菱铁质鲕粒。三煤组以三角洲平原湖泊相沉积为主。
第四系（Q）：以角度不整合覆盖于各地层之上，上部为黄土，下部为黄土夹砾石，厚度为0～12.8m。
2.2 构造
矿区总体构造为一走向南西倾伏的向斜构造。
朱家沟向斜：该向斜轴部位于矿区南东部，轴向NE-SW，向SW倾伏。向斜NW翼地层走向SWW至SW，倾向SE～SSE，倾角9～16.5°，向斜SE翼地层走向SW～SSW，倾向NW-NWW，倾角8～14°。
F10断层：位于矿区中部，延伸长度大于2km。断层走向50°，倾向140°，倾角70°左右，落差30～70m，为南东盘下降，北西盘上升的正断层。地表有出露，区外有11505、11307钻孔控制。
F9断层：位于井田中部，延伸长度大于1.5km，断层走向27～56°，倾向297～326°，倾角70°左右，落差10～30m。为北盘下降、南盘上升的正断层。该断层由地表露头控制。
F7断层：位于本矿东南部界外，走向58°，倾向328°，倾角70°左右，落差20～80m，该断层由11711钻孔及地表露头控制。
结合箕山勘探区构造发育情况，确定本矿区地质构造复杂程度属中等。
2.3 岩浆岩
井田内未发现有岩浆岩。
2.4 矿体特征
矿区含煤地层为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组、下石盒子组，含煤地层总厚158.35m，共含煤12层，平均煤层总厚约9.61m，含煤系数为6.07%。其中赋存于山西组下部的二1煤层和太原组下部的一3煤层为该区主要可采煤层，其中二1煤层平均煤层厚4.42m，可采含煤系数为2.79%。
二1煤层赋存于山西组下部，上距大占砂岩（Sd）6.17m，距香炭砂岩27.76m，距砂锅窑砂岩（Ssh）61.65m。下距L8灰岩6.18m，距L7灰岩10.3m。煤层埋深19～170m，煤层赋存标高为+283～+156m。区内钻孔和矿井采掘工程揭露该煤层，厚度为1.30～10.33m，平均4.42m，煤层结构简单，一般不含夹矸。煤层顶板为灰黑色砂质泥岩，局部为泥岩，含少量植物化石，底板为灰黑色泥岩及砂质泥岩。
2.5 煤质
二1煤为黑色，以粉状煤为主，偶见块状、鳞片状薄层，玻璃光泽。宏观煤岩成分以亮煤为主，可見镜煤条带，为半亮～光亮型煤，机械强度低，易碎，视密度为1.38t/m3；二1煤浮煤有机元素以碳元素为主，占91.35%，次为氢元素，占4.29%，氮元素占1.36%，氧与硫之和为3.00%；二1煤原煤水分含量为0.52～0.96%，平均0.92%；浮煤水分含量为0.82～1.97%，平均1.19%；原煤灰分为8.50～19.81%，平均14.00%，属低灰煤。浮煤灰分为3.98～11.63%，平均7.43%；原煤全硫含量为0.24%，属特低硫煤，煤中硫分组成以有机硫为主；原煤磷含量为0.015%，属低磷煤；原煤砷含量为1.5×10-4%，属一级含砷煤；原煤氯含量为0.015%，属低氯煤。浮煤挥发分为11.55～16.89％，平均14.38％；原煤恒容高位发热量为26.79～30.01MJ/kg，平均28.22MJ/kg，属高热值煤；浮煤胶质层最大厚度Y为0mm，其焦型为粉状，二1煤无粘结性。
综上所述，本区二1煤为低灰、特低硫、低磷、高热值之贫煤。可做为火力发电用煤和动力用煤，也可做为民用燃料。
3 煤层稳定性评价
3.1 二1煤层稳定性评价
参与二1煤层稳定性评价的钻孔共2个，分别为8-2孔、11706孔，均见二1煤层，其中8-2孔二1煤层厚为2.5m，属可采煤层；11706孔二1煤层厚为7.70m，属可采煤层。矿井掲煤点37个，共计39个。
据二1煤层厚度统计，井田勘查及矿井揭露见煤点39个，其中1个可采0.80～1.30m，占2.6%；11个1.31～3.50m，占28.2%；26个3.51～8.00m，占66.6%；1个8.00m以上，占2.6%。二1煤层厚度分级频率见表1；二1煤层厚度频数见图1。
表1二1煤层厚度分级频率表
煤层等级 频数 频率 累计频率
＜0.80 0 0 0
0.80～1.30m 1 2.6 2.6
1.31～3.50m 11 28.2 30.8
3.51～8.00m 26 66.6 97.4
≥8.00 1 2.6 100
图1二1煤层厚度频数直方图
根据以上统计结果分析，二1煤层属全区可采煤层，以厚煤层为主，结构简单。通过区内39个见煤点的数理统计方法及煤层的可采指数、煤层厚度变异系数等指标对煤层进行稳定性定量综合评价。
煤层的可采性指数：Km=n′/n。其中n′为煤厚大于或等于可采厚度的见煤点，n为矿区内参与煤厚评价的见煤点总数(去除因构造因素形成的煤厚异常点)。将n′=39，n=39代入上式得煤层的可采性指数Km=1，属稳定煤层。
煤层厚度变异系数：γ=×100%。其中S=。式中Mi为每个见煤点的实测厚度，为煤层的平均煤厚(取4.42)，n为参与评价的见煤点数(取39)，S为均方差值。计算得煤层厚度变异系数为39.37%，属较稳定煤层。
评价煤层稳定性的主、辅指标见表2。
表2评价煤层稳定性主、辅指标
分煤层 稳定煤层 较稳定煤层 不稳定煤层 极不稳定煤层
主要指标 辅助指标 主要指标 辅助指标 主要指标 辅助指标 主要指标 辅助指标
薄煤层 Km≥0.95 γ≤25% 0.95≥Km≥0.8 25%＜γ≤35% 0.8＞Km≥0.6 35%＜γ≤55% Km＜0.6 γ＞55%
厚和中
厚煤层 γ≤25% Km≥0.95 25%＜γ≤40% 0.95＞Km≥0.8 40%＜γ
65% 0.8＞Km≥0.65 γ＞60% Km＜0.65
特厚煤层 γ≤30% Km≥0.95 30%＜γ≤50% 0.95＞Km≥0.85 50%＜γ
75% 0.85＞Km≥0.7 γ＞75% Km＜0.70
根据以上统计计算的煤层厚度变异系数、煤层可采性指数及煤层稳定程度指数值，结合煤矿实际开采情况综合考察，将其定为较稳定煤层。
二1煤层厚度变化趋势：走向二1煤层厚度变化见图2。倾向二1煤层厚度变化见图3。
图2走向二1煤层厚度变化图
图3倾向二1煤层厚度变化图
综上所述，区内二1煤层普遍发育，结构简单，全区可采，结合箕山勘探区二1煤层发育情况，确定该煤层属较稳定煤层。
4 结论
通过对矿区地层、构造、煤层和煤质等条件的研究，分析论证了地质构造组合规律、二1煤层厚度变化规律及影响因素，得出本区地质构造复杂程度属中等，二1煤层的稳定程度为较稳定类型的结论。
关键词:地质构造；煤层稳定性
中图分类号：F407文献标识码： A
1 区域地质背景
郑州嵘昌集团宏鑫煤业有限公司（以下简称宏鑫煤业）位于华北板块南部之嵩箕小区的嵩箕断隆南部颍阳～芦店向斜南翼。区域地层划分属华北地层区嵩箕小区，主要发育地层为前震旦系、震旦系、寒武系、奥陶系中统、石炭系上统、二叠系、三叠系和第四系，其中石炭系和二叠系为主要含煤地层。区域构造形态为一轴向近东西向～北东向的向斜构造（颍阳～芦店向斜），北为嵩山背斜，南为箕山背斜，断裂构造较发育，以正断层为主，主要有东西向、北西向、北东向三组。
区域矿床以煤矿为主，局部发育铝土矿、石灰岩等矿床。区域主要可采煤层为赋存于山西组下部的二1煤层，为层位稳定、全区普遍可采的中厚～厚煤层。
2 矿区地质
2.1 矿区地层
矿区内发育地层为寒武系上统（∈3）、奥陶系中统（O2）、石炭系上统（C2）、二叠系（P）和第四系（Q）。区内基岩大部被第四系黄土覆盖，仅在矿区西部及北部有零星出露和钻孔揭露。矿区地层现由老至新分述如下：
寒武系上统（∈3）：以灰色、浅灰色厚层状白云质灰岩为主，含少量燧石团块，底部夹薄层灰岩，矿区钻孔揭露最大厚度为11.76m。
奥陶系中统马家沟组（O2m）：为煤系地层沉积基底，在区外南北两侧有零星出露。以浅灰色石灰岩为主，隐晶质构造，局部夹泥质灰岩及薄岩泥岩，上部具溶蚀现象及缝合线，下部夹角砾状灰岩。本组厚38.7m。本组与下伏寒武系呈平行不整合接触。
石炭系（C）：分为上统本溪组（C2b）和上统太原组（C2t）。第一，上统本溪组（C2b）在区外南北两侧有零星出露，以浅灰色铝土质泥岩为主，局部为铝土矿，具鲕状和豆状结构，含黄铁矿结核及团块，局部呈层状出现，在HG曲线上呈下低上高的异常反映，主要是该组地层中镓元素含量较高所致。该层铝土质泥岩是对比一1煤层的主要标志层。本组厚度为6.05m，以滨海泻湖相沉积为主。本组与下伏马家沟组为平行不整合接触。第二，上统太原组（C2t）为区内主要含煤地层之一，由灰、深灰色中～厚层状石灰岩、深灰色泥岩、砂质泥岩、砂岩和煤层组成，厚45.75m。共含煤8层，仅下部的一3煤层为大部可采煤层，其它煤层均不可采。依据其岩性组合和沉积特征可分为三段：①下部灰岩段。自太原组底界至L4石灰岩顶界，厚度为13.01m。主要由灰～深灰色石灰岩、黑色泥岩、砂质泥岩和煤层组成，含石灰岩4层（L1-L4），常合并为1～2层，中夹泥岩或砂质泥岩薄层，具燧石团块和黄铁矿结核，含蜓类、介形类、海百合、腕足类等动物化石及其碎屑，其中L1石灰岩特征明显，在DLW曲线上异常挺拔直立，宽大圆滑，为本区一良好标志层，局部与L2石灰岩合并，厚度为3.05m，本段含煤4层（一1、一2、一3、一4），其中一3煤层为大部可采煤层，一1、一2、一4煤层不可采。该段石灰岩与泥岩和煤层DLW曲线呈高低相间，曲线组合形态似“高山峡谷”状，为区内主要物性标志层；②中部碎屑岩段。自L4石灰岩顶界至L7石灰岩底界，厚度21.37m。由深灰色中细粒砂岩（俗称胡石砂岩）、灰黑色砂质泥岩、泥岩组成，夹薄层石灰岩（L5、L6）及薄煤层（一5、一6、一7），煤层均不可采。泥岩中含植物化石碎片和黄铁矿结核，具水平层理和波状层理，砂岩以石英为主，呈正粒序，为区内辅助标志层；③上部灰岩段。自L7石灰岩底至L9石灰岩（局部为菱铁质泥岩）顶界面。厚度为11.37m，以深灰～灰色石灰岩为主，夹深灰色泥岩、砂质泥岩、砂岩和煤层。该段含石灰岩3层（L7、L8、L9），石灰岩具方解石脉和少量黄铁矿结核，含蜓类等动物化石。其中L7石灰岩厚4.94m，发育稳定，特征明显，为本区主要标志之一。L9石灰岩不稳定，常相变为菱铁质泥岩，为太原组与山西组分界标志层。含煤1层（一8），不可采；据太原组岩性组合、沉积特征及生物组合规律，在晚石炭世，本区为海滨地带，上段和下段的碳酸盐建造，标志着开阔的陆表海环境，中段的碎屑岩沉积则为海水动荡退出时形成的海湾潮坪环境，薄煤层则反映短期的泥炭沼泽相，沉积旋回显示海陆交替环境。本组与下伏本溪组为整合接触。
二叠系（P）：本区二叠系保留厚度为112.6m，共含煤2层，其中二1煤层为本区主要可采煤层，其它煤层均不可采。分为下统山西组（P1sh）和下石盒子组（P1x）：其一，下统山西组（P1sh）。自L9石灰岩（局部相变为菱铁质泥岩）顶至砂锅窑砂岩底，厚69.94m。为一套灰～深灰色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩及中细粒砂岩为主组成的含煤地层，即二煤组。与下伏太原组为整合接触。根据其岩性组合特征可分为四段。①二1煤段，自L9石灰岩（局部相变为菱铁质泥岩）顶至大占砂岩（Sd）底，厚度为10.16m。由深灰色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、细中粒砂岩和煤层组成，具水平层理、脉状层理和透镜状层理，含菱铁质结核和黄铁矿散晶，富含植物根部化石及有机质条带。本段上部的二1煤层，为全区普遍可采地层。②大占砂岩段，自大占砂岩（Sd）底至香炭砂岩（Sx）底，厚度为25.89m。由深灰～灰黑色泥岩、砂质泥岩、砂岩组成，含煤1层（二2），不可采。下部为本区标志层之一的大占砂岩（Sd），厚4.3m，为深灰、灰色细中粒砂岩，成分以石英为主，次为长石，层面含丰富的白云母碎片和炭屑，物性特征明显，在DLW曲线上呈中高阻反映，是二1煤层的重要标志层。泥岩和砂质泥岩具水平层理和波状层理，含大量植物化石及碎片。③香炭砂岩段，自香炭砂岩（Sx）底至小紫斑泥岩底，由灰色、深灰色泥岩、砂质泥岩和中细粒砂岩组成。下部为香炭砂岩（Sx）厚11.4m，为中细粒砂岩，局部为粗粒砂岩，成分以石英为主，层面含白云母片和炭质薄膜，可见重矿物包体，为本区主要标志之一。本段厚18.10m。④小紫斑泥岩段，自小紫斑泥岩底至砂锅窑砂岩（Ssh）底，由泥岩、砂质泥岩及粉砂岩、细粒砂岩组成，顶部泥岩含铝质，具紫斑及菱铁质鲕粒，俗称小紫斑泥岩，为本区一辅助标志层。本段厚15.79m。山西组底部为大面积稳定的潮坪沉积，向上演变为泻湖沉积，中、上部则以三角洲沉积为主。本组与下伏太原组整合接触；其二，下统下石盒子组（P1x）。本组在区内仅保留下部三煤组，厚度为7.17～69.8m，平均42.66m，与下伏山西组为整合接触。底部为细中粒砂岩（俗称砂锅窑砂岩Ssh），厚2.67～13.8m，平均7.49m，含黑色泥质包体和泥质条带，局部见石英细砾，硅钙质胶结，交错层理，在DLW曲线上呈高阻反映，HGG、HG曲线上呈高密度、低伽玛值反映，特征明显，为下石盒子组与山西组的分界标志层。下部为浅灰～紫灰色铝土质泥岩（俗称米村泥岩），具鲕状结构，鲕粒成分为菱铁质，易于辩认，为本区辅助标志层。中上部为深灰色泥岩、砂质泥岩与砂岩互层，含少量植物化石碎片及菱铁质鲕粒。三煤组以三角洲平原湖泊相沉积为主。
第四系（Q）：以角度不整合覆盖于各地层之上，上部为黄土，下部为黄土夹砾石，厚度为0～12.8m。
2.2 构造
矿区总体构造为一走向南西倾伏的向斜构造。
朱家沟向斜：该向斜轴部位于矿区南东部，轴向NE-SW，向SW倾伏。向斜NW翼地层走向SWW至SW，倾向SE～SSE，倾角9～16.5°，向斜SE翼地层走向SW～SSW，倾向NW-NWW，倾角8～14°。
F10断层：位于矿区中部，延伸长度大于2km。断层走向50°，倾向140°，倾角70°左右，落差30～70m，为南东盘下降，北西盘上升的正断层。地表有出露，区外有11505、11307钻孔控制。
F9断层：位于井田中部，延伸长度大于1.5km，断层走向27～56°，倾向297～326°，倾角70°左右，落差10～30m。为北盘下降、南盘上升的正断层。该断层由地表露头控制。
F7断层：位于本矿东南部界外，走向58°，倾向328°，倾角70°左右，落差20～80m，该断层由11711钻孔及地表露头控制。
结合箕山勘探区构造发育情况，确定本矿区地质构造复杂程度属中等。
2.3 岩浆岩
井田内未发现有岩浆岩。
2.4 矿体特征
矿区含煤地层为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组、下石盒子组，含煤地层总厚158.35m，共含煤12层，平均煤层总厚约9.61m，含煤系数为6.07%。其中赋存于山西组下部的二1煤层和太原组下部的一3煤层为该区主要可采煤层，其中二1煤层平均煤层厚4.42m，可采含煤系数为2.79%。
二1煤层赋存于山西组下部，上距大占砂岩（Sd）6.17m，距香炭砂岩27.76m，距砂锅窑砂岩（Ssh）61.65m。下距L8灰岩6.18m，距L7灰岩10.3m。煤层埋深19～170m，煤层赋存标高为+283～+156m。区内钻孔和矿井采掘工程揭露该煤层，厚度为1.30～10.33m，平均4.42m，煤层结构简单，一般不含夹矸。煤层顶板为灰黑色砂质泥岩，局部为泥岩，含少量植物化石，底板为灰黑色泥岩及砂质泥岩。
2.5 煤质
二1煤为黑色，以粉状煤为主，偶见块状、鳞片状薄层，玻璃光泽。宏观煤岩成分以亮煤为主，可見镜煤条带，为半亮～光亮型煤，机械强度低，易碎，视密度为1.38t/m3；二1煤浮煤有机元素以碳元素为主，占91.35%，次为氢元素，占4.29%，氮元素占1.36%，氧与硫之和为3.00%；二1煤原煤水分含量为0.52～0.96%，平均0.92%；浮煤水分含量为0.82～1.97%，平均1.19%；原煤灰分为8.50～19.81%，平均14.00%，属低灰煤。浮煤灰分为3.98～11.63%，平均7.43%；原煤全硫含量为0.24%，属特低硫煤，煤中硫分组成以有机硫为主；原煤磷含量为0.015%，属低磷煤；原煤砷含量为1.5×10-4%，属一级含砷煤；原煤氯含量为0.015%，属低氯煤。浮煤挥发分为11.55～16.89％，平均14.38％；原煤恒容高位发热量为26.79～30.01MJ/kg，平均28.22MJ/kg，属高热值煤；浮煤胶质层最大厚度Y为0mm，其焦型为粉状，二1煤无粘结性。
综上所述，本区二1煤为低灰、特低硫、低磷、高热值之贫煤。可做为火力发电用煤和动力用煤，也可做为民用燃料。
3 煤层稳定性评价
3.1 二1煤层稳定性评价
参与二1煤层稳定性评价的钻孔共2个，分别为8-2孔、11706孔，均见二1煤层，其中8-2孔二1煤层厚为2.5m，属可采煤层；11706孔二1煤层厚为7.70m，属可采煤层。矿井掲煤点37个，共计39个。
据二1煤层厚度统计，井田勘查及矿井揭露见煤点39个，其中1个可采0.80～1.30m，占2.6%；11个1.31～3.50m，占28.2%；26个3.51～8.00m，占66.6%；1个8.00m以上，占2.6%。二1煤层厚度分级频率见表1；二1煤层厚度频数见图1。
表1二1煤层厚度分级频率表
煤层等级 频数 频率 累计频率
＜0.80 0 0 0
0.80～1.30m 1 2.6 2.6
1.31～3.50m 11 28.2 30.8
3.51～8.00m 26 66.6 97.4
≥8.00 1 2.6 100
图1二1煤层厚度频数直方图
根据以上统计结果分析，二1煤层属全区可采煤层，以厚煤层为主，结构简单。通过区内39个见煤点的数理统计方法及煤层的可采指数、煤层厚度变异系数等指标对煤层进行稳定性定量综合评价。
煤层的可采性指数：Km=n′/n。其中n′为煤厚大于或等于可采厚度的见煤点，n为矿区内参与煤厚评价的见煤点总数(去除因构造因素形成的煤厚异常点)。将n′=39，n=39代入上式得煤层的可采性指数Km=1，属稳定煤层。
煤层厚度变异系数：γ=×100%。其中S=。式中Mi为每个见煤点的实测厚度，为煤层的平均煤厚(取4.42)，n为参与评价的见煤点数(取39)，S为均方差值。计算得煤层厚度变异系数为39.37%，属较稳定煤层。
评价煤层稳定性的主、辅指标见表2。
表2评价煤层稳定性主、辅指标
分煤层 稳定煤层 较稳定煤层 不稳定煤层 极不稳定煤层
主要指标 辅助指标 主要指标 辅助指标 主要指标 辅助指标 主要指标 辅助指标
薄煤层 Km≥0.95 γ≤25% 0.95≥Km≥0.8 25%＜γ≤35% 0.8＞Km≥0.6 35%＜γ≤55% Km＜0.6 γ＞55%
厚和中
厚煤层 γ≤25% Km≥0.95 25%＜γ≤40% 0.95＞Km≥0.8 40%＜γ
65% 0.8＞Km≥0.65 γ＞60% Km＜0.65
特厚煤层 γ≤30% Km≥0.95 30%＜γ≤50% 0.95＞Km≥0.85 50%＜γ
75% 0.85＞Km≥0.7 γ＞75% Km＜0.70
根据以上统计计算的煤层厚度变异系数、煤层可采性指数及煤层稳定程度指数值，结合煤矿实际开采情况综合考察，将其定为较稳定煤层。
二1煤层厚度变化趋势：走向二1煤层厚度变化见图2。倾向二1煤层厚度变化见图3。
图2走向二1煤层厚度变化图
图3倾向二1煤层厚度变化图
综上所述，区内二1煤层普遍发育，结构简单，全区可采，结合箕山勘探区二1煤层发育情况，确定该煤层属较稳定煤层。
4 结论
通过对矿区地层、构造、煤层和煤质等条件的研究，分析论证了地质构造组合规律、二1煤层厚度变化规律及影响因素，得出本区地质构造复杂程度属中等，二1煤层的稳定程度为较稳定类型的结论。