21采区地质说明书

1、嵩阳铭鑫（登封）煤业有限公司21采区地质说明书编 制：审 核：科 长：总工程师：采区地质说明书单位：米、吨一、概况位置及范围水 平 +71m翼东采区21系二叠系煤层二1煤层东 至井田东翼边界保护煤柱南 至井田边界保护煤柱和虎岭断层保护煤柱西 至11采区北 至井田边界保护煤柱上限标高+40m下限标高-120m地面标高227342m走 向230-320倾 向 长500m面 积0.15km2邻区情况1、本矿与2005年和2007年分别发生一起突水事故，均位于11010工作面掘进期间，其主要是掘进期间遇到靠近虎岭断层的小断层引发。其主要特征是先遇到小断层，继续掘进一段距离发生底鼓、涌水，水量逐渐增大、

2、突水，全区最大涌水量200-300m3/h。而在正常掘进过程中未发现有突水事故发生，可见断层是影响本矿井突水的主要因素。2、矿坑涌水的主要来源为地板渗（涌）水根据2008年排水资料分析，矿坑正常涌水量50 m3/h，最大75 m3/h，未见矿坑涌水量随降雨量的增大而增大。因此，大气降水对矿坑涌水影响不大。采掘情况：西部：11采区尚有1-2个工作面未采。自然灾害及其它：矿井为低瓦斯矿井，21采区煤层瓦斯含量较低。地面情况及受生产影响程度地面建筑、设施等：在21采区地面无集中分布的村庄及建筑。地形（地貌、植被、地层出露情况等）：23采区地貌属构造剥蚀带，为低山丘陵地貌、基岩半裸露，地表被第四系黄土

3、覆盖，地形起伏不平，冲沟发育。水系及地面积水范围：属淮河流域颖河水系。在21采区东部有白沙水库。采掘影响及破坏程度：采掘将造成地面塌陷或产生裂隙，影响地面建筑设施。区内地质勘探情况概述：采区内共施工2个钻孔，与相邻采区钻孔资料相结合，基本上控制了本采区的大中型构造，但有些地方钻孔密度不够需要补孔。孔号煤层见煤底板标高煤厚终孔层位封孔质量备注补1二1煤+48.29.85补2二1煤-9.6741.35二、地层及标志层地层一、寒武系：凤山组（E2t）灰岩；二、石炭系：本溪组（C3b）铝土质泥岩；太原组（C3t）含煤地层；三、二叠系：山西组（P1sh）；下石盒子组上段（P1x）；上石盒子组（P2S）四

4、、第四系（Q新近系）黄土覆盖层。主要标志层1、 距二1煤底113.5m凤山组（E2t）灰岩；2、 距二1煤底68.6m本溪组（C2）铝土质泥岩；3、 距二1煤底45.0m L4灰岩；4、 距二1煤底17.5m L7灰岩；5、 二1煤顶板大占砂岩及滑动构造带；三、煤层煤层赋存情况本区主要可采煤层为山西组的二1煤。二1煤厚为1.35-9.85米，平均5.60米。根据本采区内及附近钻孔资料分析，煤层可采指数KK=90%，可采系数Kc=90%，煤层厚度变化大，结构较简单，全区普遍可采，煤层稳定程度属较稳定煤层。全区共有2个钻孔。由煤底板等高线及钻孔资料综合分析可知，煤层整体呈一单斜构造，厚度变化不稳定

5、。煤层倾角结构煤层名称煤厚（m）倾角（度）结构层间距KKKc稳定性二1煤最小值最大值平均值1.35-9.855.6017-2320简单90%90%较稳定四、煤质物理特征煤层颜色光泽硬度容重煤岩类型二1煤黑色强玻璃金刚231.36光亮半光亮工业指标煤层WA%V%FCS%P%QgDTY工业牌号二1煤0.5016.4713.360.320.0196051K/G0贫煤五、煤层顶底板煤层类别岩石名称厚度（m）主要岩性特征（含水性）二1煤顶板老顶大占砂岩 6.60 3.709.80细、中粒砂岩、硅质胶结、致密坚硬，成分以石英为主。直接顶砂质泥岩 6.00 012.0主要是黑色泥岩和砂质泥岩，抗压强度弱中等

6、。底板直接底砂质泥岩 3.70 07.6炭质泥岩和砂质泥岩为主，抗压强度中等。老底L7、L8灰岩 7.00 深灰色隐晶质结构，含方解石脉，发育稳定，为含水层。煤层顶底板区内变化情况1、顶板：本采区二1煤层无伪顶，直接顶板多为黑色泥岩和砂质泥岩，厚度为6m，抗压强度34-67Mpa，强度弱中等，老顶细、中粒砂岩、硅质胶结、致密坚硬，为大占砂岩，抗压强度一般为73-84Mpa，强度属中等。2、底板：本采区二1煤层无伪底，多为炭质泥岩、砂质泥岩直接顶板，抗压强度为38-63Mpa，强度属中等。二1煤层顶底板属二类二型，生产过程中需注意加强顶底板管理和巷道维护。六、地质构造（含陷落柱、岩浆岩及古河床冲

7、刷等）根据本采区内2个钻孔资料、煤层底板等高线形态及相邻采区地质资料综合分析：本采区整体呈一单斜构造，采区内无探明的断层构造。1、虎岭断层（F63）：位于虎岭至旧寨沟一线，走向北东，倾向北西，倾角70°，正断层，断距4080m，且有向北东变大的趋势。虎岭断层位于本采区边界，设计留设20m保护煤柱，实际生产过程中需加强探测。2、褶曲：本采区范围内勘探程度较低，目前为止还没有发现大型褶曲。七、水文地质基本特征根据11采区和矿井水文地质报告及初步设计说明书提供的地质、水文地质资料及本采区的钻孔资料分析认为，对本采区采掘有影响的含水层有：1、L7-8灰岩含水层；2、L1-4灰岩含水层。各含水

8、层可以从相邻采区内的各含水层得以补给，并且受到区内构造影响使得各含水层在不同地段含水性、渗透性也各有所不同。充水因素及威胁程度1、二1煤层顶板砂岩孔隙承压含水层指二1煤层顶板之上60m范围内各种砂岩含水层，岩性为细粗粒砂岩，一般发育25层，厚约20m，以大占砂岩和香炭砂岩为主，岩石完整致密，裂隙较发育，孔隙多被方解脉充填，富水性较弱。单位涌水量0.000430.0162L/S.m，渗透系数为0.0287m/d，该含水层常以顶板淋水向矿井充水，水量较小，为二1煤层顶板直接充水含水层。2、煤层底板水根据邻近矿井调查，附近矿井多处出现地板裂隙涌水。二1煤层底板直接充水含水层，具有水头高、水量大、来势

9、猛等特点。L7-8灰岩含水层岩层稳定，厚度为0.9812.81m，厚度一般在7.00m左右，为底板直接充水含水层，当其与下部强含水层产生水力联系或与煤层之间隔水层较薄时，富水性则会相应增强。掘进过程中因加强含水层管理，严防底板突水事故。L1-4灰岩灰岩含水层为二1煤底板间接充水含水层，含水丰富、水压大。厚度为0.4724.33m，平均13.34m。3、断层水：虎岭断层位于采区南翼边界，该断层导水，富水性较强。需引起重视，留足断层防水煤柱。该采区内还没有发现断层，预计对正常生产影响不大，但不排除掘进过程中会揭露导水断层，在附近施工时一定要采取切实可行的措施，确保安全生产。涌水量预测及依据根据充水

10、因素分析，本采区二1煤层充水水源主要有：顶板砂岩水、底板L7-8灰岩水、断层水。断层水与开采过程中防治水工作有关，水量不定，不易预测；顶板水以局部渗水、淋水为主，水量甚小；故本次只对二1煤层底板太原组L7-8灰岩水进行预测。预测采用“比拟法”。本采区水文地质与原恒瑞煤矿相似，其单位涌水量与开采面积、水压和开采水平有一定关系，预算时采用直观的比拟法，并选用开采面积、降深为函数关系的经验公式： 式中：Q正采区预测涌水量，m3/h；Q0原恒瑞煤矿正常涌水量，50 m3/h；F0原恒瑞煤矿开采面积，9400m2；F 21采区开采面积，117000m2；S 水位最大降深，（207.56+120）=327

11、.56m；S0当前水位降深，（207.56-40）=167.56m；L7-8灰岩静止水位标高取0302孔和0303孔抽水资料（214.14+200.97）/2=207.56m。将上述参数代入公式，计算得该区开采至最深水平（-120m）时正常涌水量Q正=132 m3/h。根据本矿及周边矿井生产情况，矿井最大涌水量一般较正常涌水量增加20%，以此推测21采区最大涌水量为Q大=159m3/h。根据本次计算结果，确定21采区正常涌水量为132m3/h，最大涌水量为159m3/h。防治水建议及措施对不同形式的涌水采取不同形式的预防措施：1、顶板水防治：加强监测，一旦发现顶板涌水量变大要立即分析原因，采取

12、对策。2、底板水防治：对于突水危险区，正常岩段矿压及水压对底板的破坏和突水是个渐变的过程，对巷道可采取底板注浆加固工程，强化隔水底板的强度，避免在矿山压力及水压的影响下产生突水；对于回采过程可采取回填方式管理顶板，回填要及时，减小矿压对底板的破坏，也可采用底板加固工程避免底板突水。3、断层水防治： 采取超前钻探，以确定断层的位置、规模及含水性，当揭露大断层或强导水断层应按有关规范留设相应的保护煤柱，当揭露小型不导水断层时可继续推进，当巷道揭露小断层时应及时进行底板注浆加固。八、影响生产的其他因素瓦斯、煤层、煤层自燃、地温矿井属低瓦斯矿井。从11采区开采情况看，煤层瓦斯含量不高。煤尘较小，具爆炸

13、性，其爆炸指数为12.06%15.38%。开采实践证明，二1煤层发火现象不明显，不易自燃。二1煤层变化程度高，煤中硫含量低，煤层燃点较高，一般不易自燃。地温正常，不存在地温热害问题。九、储量计算范围北至井田北部边界，南邻虎岭断层，西接11采区边界，东临井田东部边界。计算参数及方法1、计算方法：采用地质块段法估算资源储量，估算方式如下：Q=S÷cos×M×D式中：Q储量（wt） S水平面积（m2） M平均煤厚（真厚度）（m） D煤层视密度（t/m3） 煤层倾角（°）2、采用参数煤层厚度：采用块段真厚进行资源储量估算，块段平均煤厚是利用该块段内钻孔及块段附近

14、钻孔煤厚真厚求其平均值。块段面积：在1：2000二1煤层底板等高线上利用AUTOCAD制图软件直接求得。煤层视密度：根据本矿实测二1煤层视密度为1.36t/m33、工业指标动用块段范围内二1煤为贫煤，最低可采厚度为1.35m，原煤灰分16.47%，水分%，发热量6051大卡/公斤。储量计算基础及汇总煤层块段级别编号平面积(m2)倾角斜面积(m2)平均厚度容重储量(万吨)回收率(%)可采储量(万吨)备注二1煤122b-0111364820°1209425.601.3691.17568.3333 -023672320°390805.601.3629.8断层和井田边界保护煤柱合计120.968.3储量分析各类煤柱：虎岭断层及北翼和东翼井田边界保护煤柱总计29.8万吨。三下压煤：无。十、存在问题及建议1、本采区范围内二1煤层直接顶、底板岩性以泥岩、砂质泥岩为主，根据其岩性组合特征，在生产中易于产生冒