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文档简介
山东能源**矿业集团**煤矿有限公司
矿井地质类型划分报告
(2014年)编制单位:**矿业集团**煤矿有限公司编制时间:二o一八年十月山东能源”矿业集团**煤矿有限公司矿井地质类型划分报告业主单位:**矿业集团**煤矿有限公司核定能力:21万t/a报告编制:审核:总工程师:编制单位:导矿业集团**煤矿有限公司编制时间:二0一四年十月TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"第一章续论 4\o"CurrentDocument"第一节目的任务 4\o"CurrentDocument"第二节 矿井位置范围、交通及相邻矿井关系 6\o"CurrentDocument"第三节自然地理 8\o"CurrentDocument"第四节 以往地质工作及质量评述 9\o"CurrentDocument"第五节 矿井现状 11\o"CurrentDocument"第二章地层构造 13第一节地层和含煤地层 13\o"CurrentDocument"第二节地质构造 16\o"CurrentDocument"第三节地质构造复杂程度划分 19\o"CurrentDocument"第三章 煤层、煤质和资源/储量 21\o"CurrentDocument"第一节 煤层赋存特征 21\o"CurrentDocument"第二节煤种及煤质变化 23\o"CurrentDocument"第三节煤炭资源/储量估算 28\o"CurrentDocument"第四节煤层稳定程度划分 28\o"CurrentDocument"第四章瓦斯地质 29\o"CurrentDocument"第一节煤层瓦斯参数和矿井瓦斯等级 29\o"CurrentDocument"第二节矿井瓦斯赋存规律 30\o"CurrentDocument"第三节 瓦斯含量预测 31\o"CurrentDocument"第四节煤与瓦斯区域突出危险性预测 32\o"CurrentDocument"第五节矿井瓦斯类型划分 32\o"CurrentDocument"第五章水文地质 34第一节含水层和隔水层分布规律和特征34\o"CurrentDocument"第二节 充水因素分析,煤矿及周边老空区分布情况 37\o"CurrentDocument"第三节涌水量构成,主要突水点、突水量及处理 39\o"CurrentDocument"第四节煤矿开采受水害影响程度和防治水工作难易程度 40\o"CurrentDocument"第五节煤矿水文地质类型划分 40\o"CurrentDocument"第六章工程地质 42\o"CurrentDocument"第一节岩层软硬程度及其结构特征 42\o"CurrentDocument"第二节 软弱结构岩层的发育程度及分布 43\o"CurrentDocument"第三节 地层的含水性及对边坡稳定型的影响 43\o"CurrentDocument"第四节工程地质条件类型划分 43\o"CurrentDocument"第七章其他开采地质条件 44\o"CurrentDocument"第一节煤层顶底板特征 44\o"CurrentDocument"第二节 地层产状要素 45第三节 陷落柱、冲击地压、地热和天窗等地质灾害危险程度 45\o"CurrentDocument"第四节其他开采地质条件类型划分 45\o"CurrentDocument"第八章煤矿地质类型划分结果 46\o"CurrentDocument"第一节煤矿地质类型划分要素综述 46\o"CurrentDocument"第二节 煤矿地质类型综合评定 47\o"CurrentDocument"第九章煤矿地质工作建议 49
附图目录图号图名比例尺1煤矿地形(或基岩)地质图1:20002煤矿地层综合柱状图1:20003煤矿地质剖面图1:20004煤矿地质构造纲要图1:20005可采煤层厚度等值线图1:10006煤层底板等高线和资源/储量估算图1:10007矿井瓦斯地质图1:10008煤矿综合水文地质图1:20009煤矿水文地质剖面图1:200010工程地质平面图和断面图1:200011采掘工程平面图1:100012井上下对照图1:2000第一章绪论第一节目的任务一、 任务由来根据《煤矿地质工作规定》2013年12月31日**家安全监管总局**家安全监管总局、**家煤矿安监局关于印发《煤矿地质工作规定》的通知(安监总煤调[2013]135号),煤矿企业应完成矿井地质类型划分,编制矿井地质类型划分报告。特编制《山东能源**矿业集团**煤矿有限公司矿井地质类型划分报告》。二、 目的任务本次工作目的是贯彻落实《煤矿地质工作规定》,加强煤矿地质工作,防止和减少地质灾害事故,确保煤矿职工生命安全。本次任务具体如下:1、 收集矿井位置范围、交通及相邻矿井关系、自然地理等资料。矿井以往地质及水文地质工作成果,矿井开拓、采掘等技术资料。2、 根据历年来收集的资料,煤层的特征,煤质的变化,资源储量来分析煤层的稳定程度。3、 调查矿井水文地质条件、含隔水层的分布、矿井及周边老空区分布状况,观测、调查矿井充水方式、涌水量及防治水情况,进行矿井充水因素分析,区分水文地质类型。4、 系统收集、整理建矿以来采、掘工程揭露和测试的全部瓦斯资料和地质资料,查清矿井瓦斯地质规律,进行瓦斯涌出量预测、煤与瓦斯突出危险性预测、瓦斯(煤层气)资源量评价和构造煤的发育特征等基础上划分瓦斯地质类型。5、 从煤矿的顺层及穿层巷道,找出岩层软硬程度、构造及含水性,分析出工程地质条件类型。6、 收集煤层顶底板特征、地层产状,区分陷落柱、冲击地压、地热和天窗等地质灾害危险程度。7、 评价矿井开采受地质影响程度以及地质工作难易程度,按《煤矿地质工作规定》划分矿井地质类型,提出矿井地质工作建议,编制《山东能源**矿业集团**煤矿有限公司矿井地质类型划分报告》。三、编制依据(一) 法律及行政法规1、 《中华人民共和**安全生产法》。2、 《中华人民共和**矿山安全法》。3、 《**务院关于预防煤矿生产安全事故的特别规定》2005年8月31日**务院令第446号。4、 《安全生产事故隐患排查治理暂行规定》2007年12月22日**家安全监管总局令第16号。5、 《煤矿安全规程》2011年1月25日**家安全监管总局令第37号。6、 《煤矿防治水规定》2009年8月17日**家安全监管总局令第28号。7、 《煤矿地质工作规定》2013年12月31日安监总煤调【2013】135号。(二) 行业标准1、 《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》2000年5月修订。2、 《水文地质工作手册》。3、 《煤矿矿井采矿设计手册》。4、 《小煤矿设计规范》。5、 《矿井水文地质工程地质勘探规范》。6、 《GB/T18229-2000CAD制图标准》第二节矿井位置范围、交通及相邻矿井关系一、矿井位置及范围**煤矿位于肥城市石横镇境内,隶属**矿业集团有限责任公司,井田中心地理坐标为东经116°30'00",北纬36°18'00",井田走向长1.2km,倾斜宽0.7km,面积0.84km?。矿井采矿许可证证号为:C3700002009111110043088,由11个拐点圈定,有效期为2013年5月20日〜2015年5月20日(表1-1)。表1-1采矿许可证矿区范围拐点坐标一览表(1980西安坐标系)拐点编号X坐标Y坐标拐点编号X坐标Y坐标14009154.2939458025.3674008287.2839458118.3624008814.2939458711.3784008421.2839458114.3634008814.2939458025.3694008423.2839457973.3644007912.2839458640.37104008522.2939457975.3654008364.2839458208.37114008574.2839457898.3664008292.2839458207.37二、矿井交通矿井东距肥城新城区约22km,西距济南市平阴县县城约15km,泰(安)聊(城)公路从矿井南侧约2km附近通过,可直达济南市、聊城市、泰安市及肥城;泰(安)湖(屯)铁路及肥城矿区铁路专用线沟通各煤矿之间及与外界的联系,经泰安向北可达济南、天津、烟台、青岛等城市,向南可达徐州、南京、上海等城市,矿区交通方便(图1-1)。
因马坊煤矿0 8000m 16公里高庄因马坊煤矿0 8000m 16公里高庄人双泉"4 \\\\图1—1交通位置图三、相邻矿井关系井田北为山东新**矿业有限公司,两矿技术边界为63水22、西检4、241、75水1号钻孔连线,井田东以断层F25断层与山东鑫**煤电有限责任公司为界,以(1980)鲁煤地生挖字第447号文批准。1988年山东省地质矿产局进行采矿登记,以拐1、拐2、拐3、拐4、拐5、拐6、拐7、拐8、拐9、拐10、拐11点连线(闭合)为界圈定**煤矿井田边界。第三节自然地理一、地形地貌**煤矿区内地形平坦,微向西南倾斜,为第四系冲积平原,坡降小于3%。,属冲洪积平原地貌单元,地面标高在+67〜+70m左右。二、 地表水系矿区地表水系不发育。地表仅有水渠、水塘和采空塌陷积水坑分布。一号斜井和一号风井井口标高分别为70.15m和70.17m,高于当地历史最高洪水位69.65m(1906年)。三、 气象水文矿区属北温带半湿润大陆性气候,四季分明,冬春两季干旱少雨,夏秋两季湿热多雨。多年平均气温13.5°C,1月份气温最低,最低气温-20^(1910年1月5日);7月份气温最高,最高气温39.6C(1958年6月27日)。降雨多集中在7月至9月,年平均降水量643mm,年最大降水量1082.7mm(1964年),最小降雨量323.2mm(2002年),月最大降水量474mm(1973年7月),日最大降水量208.1mm(1973年3月16日)。年平均蒸发量1738.25mm,最大蒸发量2381.1mm(1960年),最小蒸发量1196.6mm(2008年)。降雪、降霜一般在每年的11月至来年的3月,最大积雪深度为250mm。矿区多年最大冻土深度48mm。多年平均相对湿度68.2%,最大月平均相对湿度为81%(1960年7月),最小为42%(1962年5月)。矿区地处季风带,全年以东南风为主,其次为北风和南风。春夏秋三季以东南风为主,偶尔转北风;冬季以北风为主,年均风力3级。四、 地震根据**家地震局和建设部震发办[1992]160号文“关于发布《中**地震烈度区划图(1990)》和《中**地震烈度区划图(1990)使用规定》的通知”,山东泰安地区的地震烈度为6度。另据《**家地震标准》(GB18306-2001),本区所属地震动峰值加速度分区为0.05g。该地区历史上未发生过较为明显的地震。第四节以往地质工作及质量评述一、煤田勘察及补充地质勘探工作**煤矿资源勘探阶段作为肥城煤田西四、西五井田的一部分,参与各个阶段的地质勘探工作。1956年原山东省煤田地质局普查队在肥城煤田进行找煤地质工作,由于工作时间短,工作成果较粗,未编报正式找煤地质报告。1957年山东省煤田地质局123队对肥城煤田开展系统的地质测量和找煤工作,施工一定数量的找煤验证孔并编报找煤地质报告。1958年6月山东省煤田地质局122勘探队对肥城煤田进行了普查勘探,并于同年提出了普查地质报告。相继于1959年4月由山东省煤田地质局122勘探队提交了《肥城煤田第一勘探区精查地质报告》。1962年山东省储委对该报告进行了复审,要求于1963年进行补充勘探,山东省煤炭工业管理局地质勘探公司122勘探队和水文队对肥城煤田西四、西五进行补充勘探后,在1963年9月提出了《肥城煤田西四、西五井田最终(精查)补充勘探地质报告》。西四、西五井田最终(精查)补充勘探后,**煤矿范围内的地质钻孔达到29个,平均36个/km2,累计钻探工程量3343.24m。全区基本上形成了300〜400米的勘探线和300〜500米的钻孔距,钻孔网度已超过地质规范要求,在此工程网度下,井田内主要可采煤层的层位对比清楚,煤层结构、厚度变化规律已查明或基本查明,这已被矿井在生产中证实。矿井水文地质方面,该报告共完成专门水文孔16个,总工程量4135.6米,平均每平方公里2.5个,抽水试验24次。本矿区内施工水文孔10个,抽水试验11次,基本上查明了区内含水层和漏水层的水文地质特征,掌握了各含水层的富水性及其与地质构造的联系,基本上了解了断层的导水性、矿床充水、地下补给途径、各含水层之间的水力联系。在各个勘探阶段,各勘探队均以钻探为主要勘探手段,1959年开展了钻探测井综合勘探方法,测井工程量占全部钻探工作量的70%,配合钻探取得了较为可靠的地质资料。1959年下半年123队电法队在肥城煤田做了少量电法勘探工作,提出了若干电测剖面,解释了煤田内和边界断层,但工作质量不高。I960年山东省地质勘探局水文队又施测了部分电法剖面,对区内和边界断层进行控制,并编制了一定数量的电法剖面图,此资料具有一定参考价值。1962年物探队地震分队在肥城煤田第一勘探区进行了试验性地震勘探,但效果不佳。二、 煤矿采掘揭露及井下地质探测工作矿井井田内地面勘探精度较高。矿井实际采掘生产过程中,遵循物探、钻探相结合的原则,进行了地质补充勘探工作。揭露出部分断层构造,揭露断层落差较小,最大落差不超过2m。三、 煤矿地质工作质量评述1、本次地质工作收集矿井位置范围、交通及相邻矿井关系、自然地理等资料。矿井以往地质及水文地质工作成果,矿井开拓、采掘等技术资料。并根据历年来收集的资料,煤层的特征,煤质的变化,资源储量来分析煤层的稳定程度。调查了矿井水文地质条件、含隔水层的分布、矿井及周边老空区分布状况,观测、调查矿井充水方式、涌水量及防治水情况,进行矿井充水因素分析,区分水文地质类型。系统的收集、整理建矿以来采、掘工程揭露和测试的全部瓦斯资料和地质资料,查清矿井瓦斯地质规律,进行瓦斯涌出量预测、煤与瓦斯突出危险性预测、瓦斯(煤层气)资源量评价和构造煤的发育特征等基础上划分瓦斯地质类型。从煤矿的顺层及穿层巷道,找出岩层软硬程度、构造及含水性,分析出工程地质条件类型。收集了煤层顶底板特征、地层产状,区分陷落柱、冲击地压、地热和天窗等地质灾害危险程度。在上述工作的基础上,进行矿井地质条件分析,以矿井受采掘破坏或者影响的各类地质条件,评价矿井开采受地质影响程度以及地质工作难易程度,按《煤矿地质工作规定》划分矿井地质类型,提出矿井地质工作建议,编制《山东能源**矿业集团**煤矿有限公司矿井地质类型划分报告》。2、矿井地质工作评述矿井以往地质对矿井地质条件等有较详细叙述。本次工作补充观测调查了矿井地质工作开展等相关情况。矿井地质工作能满足地质类型划分报告编制要求。第五节矿井开采现状一、矿井四证一照齐全、合法有效矿井1976年由聊城地区行署筹建,名称为聊城地区煤矿,设计年生产能力9万吨,1979年11月投产。1990年4月实施矿井技术改造,1997年山东省煤炭工业局核定年生产能力为18万吨,同年,其隶属关系由聊城地区上划至山东省煤炭工业局并更名为山东省**煤矿。2004年2月16日其隶属关系再次划至**矿务局,2005年度矿井再次实施技术改造,矿井设计生产能力达到30.0万吨/年(临局生字[2006]7号),2006年核定生产能力为21.0万吨/年(鲁煤规发[2007]31号),开采深度为+20m〜-130m。矿井采矿许可证、安全生产许可证、矿长资格证、矿长安全资格证和营业执照均在有效期内,为合法开采矿井。采矿许可证,证号C3700002009111110043088,有效期限2013年5月20日至2015年5月20日;安全生产许可证,证号(鲁)MK安许证字【2005】1-224,有效期限2013年7月22日至2015年5月20日;矿长资格证,证号MK372612628,有效期限2013年2月28日至2015年2月28日;矿长安全资格证,证号12037012610016,有效期限2013年2月28日至2015年2月28日;企业法人营业证照,证号370000000001487,有效期限2013年7月10日至2015年5月20日;二、矿井开采现状矿井为斜井开拓,一对主副斜井和一个回风立井。现有一个生产水平+10m水平,一个生产采区七采区,工作面采用倾向长壁式采煤法,后退式开采,工作面刮板运输机或皮带运输机运输,大巷为电瓶车运输。矿井为抽出式通风,两个斜井进风,一个回风立井回风。根据最新瓦斯等级鉴定和煤质检验报告,**煤矿属低瓦斯矿井,煤尘爆炸危险性指数8层煤37.85%,9层煤44.2%,,煤自燃等级为II类自燃发火煤层。第二章地质构造第一节地层和含煤地层一、区域地层肥城煤田属鲁西地块,是华北地台的一个组成部分。本区地层属鲁西地层系统,位于全**区域地层区划分的第49区,沉积岩层序、厚度、岩性上下接触关系等与鲁西其它地区基本一致。地层自上而下有第四系,古近系,三迭系,石炭二迭系石盒子组、山西组、太原组、本溪组,奥陶系,寒武系,前震旦系。现由老至新分述如下:1、 前震旦系地层该地层出露于煤田北、东、南三面,以斜长石、片麻岩、角闪岩、石英片岩组成,厚度不详。2、 寒武系:厚约600m;出露煤田西部北侧山岭,分上、中、下寒武统;由竹叶、涡卷、鲕状灰岩、砂岩及薄层灰岩组成,该地层不整合于前震旦系地层之上。3、 奥陶系:厚约800m,出露于南部中低山区,分中、下奥陶系,为厚层灰岩,其中含白云质灰岩,结晶灰岩。该地层假整合于寒武系地层之上。4、 石炭系:上统太原群:厚180〜190m,平均185m,灰至深黑色;粉砂岩为主,夹中细砂岩和粘土岩,含薄层灰岩四层,即一灰、二灰、三灰、四灰;含可采和局部可采煤层七层,其中稳定可采煤层为7、8、9、102煤层。中统本溪群:厚35〜40m,平均37.5m;上部粘土岩为主,夹细砂岩和三层灰岩;中部灰岩五灰较厚,为煤系底盘主要含水层之一,底部有6层铝土和山西式残余铁矿。5、 二迭系:上统上石盒子组:厚80〜450m,平均255m,上部为灰白至浅黄色,中、粗、细砂岩与杂色粘土互层;下部为浅灰色铝土岩,结构致密,质较纯。下统下石盒子组:厚70〜150m,平均110m;以中细砂岩为主,夹薄层砂质粘土岩和粉砂岩;上部为灰至灰白色,下部为灰绿至深灰色。下统山西组:厚70〜105m,平均90m;上部灰至灰白色;以细砂岩、粉砂岩为主,有薄层粘土岩和砂质粘土岩;下部灰至灰白色,长石、石英砂岩为主,次之为粉砂岩和粘土岩;含煤4层,其中3层煤全部可采,1、2、4层煤局部可采。6、第四系:厚7.5m〜112m,平均35m,以砂质粘土、粘土质砂砾、粘土砂礓层等为主要成分,具有东厚西薄,北厚南薄的变化规律,不整合于古生界之上。二、井田地层井田范围内全被第四系覆盖,据钻孔及井下生产揭露有石炭系上统太原组、中统本溪组及奥陶系,现由新到老分述如下:1、 第四系(Q)厚9.08〜36.05m,平均18.19m,主要岩性为砂质粘土及粘土夹砂姜层,东厚西薄,北厚南薄的变化趋势。与下伏煤系地层呈角度不整合接触。2、 石炭系(C)厚度220m左右,分上中石炭统。1) 上石炭统太原组(C3):厚160〜180m,本井田只在靠近和**煤矿交界处附近,全组地层保留比较齐全,全部可采煤层均位于本组。主要岩性为深灰、灰黑色粉砂岩泥岩、灰色砂岩、石灰岩和煤层,含薄层生物灰岩四层(一、二、三、四),泥灰岩三层(层位不稳定,易相变为细粉砂岩),含煤14层,其中可采者7层(5、6、7、8、9、10]、102),石灰岩层位稳定,加之和煤层的组合,是进行地层对比的良好标志和依据,本组以下部102煤层底板粘土岩下的薄层细砂岩与本溪组为界,为连续沉积。2) 中石炭统本溪组:厚28.41〜32.10m,平均厚30.53m,以紫色和杂色粉砂岩为主,含石灰岩1~2层,薄煤层1~2层,但均不可采,石灰岩以五灰层位稳定,厚度亦较大,含隧石结核,岩溶发育为特征,底部为杂色铁质泥岩或为铁铝质岩。与下伏奥陶系地层呈假整合接触。3、奥陶系(0)井田内仅63水3号钻孔揭露奥陶系石灰岩16.90m。**煤矿有较多的钻孔揭露奥灰,根据其岩性组合特征,可分为上、下两段。上段主要为灰色厚层状石灰岩,下段为豹皮状石灰岩和薄层石灰岩。三、含煤地层**煤矿的含煤地层为中石炭统本溪组及上石炭统太原组,总厚度在220m左右,可采煤层全部位于太原组。1、太原组太原组属海陆交互相沉积,相旋回结构清晰、规律性明显,易于划分对比,据岩性组合及含煤性一般以四灰底板为界,分为上、下两段。上段:含薄层生物灰岩4层(一、二、三、四灰),层位稳定,多数钻孔均可见到,三灰与四灰相距2〜8m,平均5m左右,其间距小,不含煤层,两层灰岩之间一般为深灰色细粉砂岩或泥岩沉积,四灰较一、二、三灰厚度均大,一般厚3〜7山,平均4.8m,且岩性纯净,含一定数量的蜓化石,厚度大,质地纯净,含蜓化石是其特征,为8煤层的直接顶板。本段地层除一、二灰间距较大,基间沉积有细、中粒砂岩沉积外,其余各层灰岩之间多为粒度较细的泥岩,粉砂岩及少量粉砂岩与细砂岩互层沉积,测井视电阻率曲线特征较为明显,除煤层和石灰岩呈现高值反映外,一般其余岩性段曲线均呈幅值较低的平滑形态。本段发育煤层3层,即5煤、6煤、7煤,其中5煤上距一灰70m左右,下距二灰5.0m左右,6煤上距5煤层6.50m左右,下距7煤层21.40m左右,7煤下距三灰10.50m。下段:厚度不足20m,集中了井田近70%的可采煤层,即8、9、102三个可采煤层,8煤层的直接顶板为四灰,且含一稳定的灰质细砂岩夹石,是8煤层的显著特点。8、9煤层相距5~8m,9煤层顶板一般为粉砂岩,个别情况下也为泥灰岩。9、101、102三个煤层相距较近,9、101相距2m左右,101、102间距不超过2m,小者呈合并趋势,本段地层物性特征也较突出,即高阻的薄〜中厚煤层和低阻的粉砂岩泥岩间密集排列,曲线特征比较典型。太原组主要的层理类型有水平层理、砂泥岩互层层理、单向交错层理、双向交错层理、脉状波状复合层理及透镜状层理。可见生物潜穴、生物扰动构造。太原组可作为有对比意义的主要标志层较多,其中石灰岩层、煤层及石灰岩与煤层的特殊组合关系最有对比意义。二灰、三灰、四灰全井田内稳定分布,具有较大的对比意义。2、本溪组厚28.41〜32.10m,平均厚30.53m,以紫色和杂色粉砂岩为主,含石灰岩1〜2层,薄煤层1〜2层,但均不可采,石灰岩以五灰层位稳定,厚度亦较大,含隧石结核,岩溶发育为特征,底部为杂色铁质泥岩或为铁铝质岩。第二节地质构造一、区域构造肥城煤田位于鲁西地块肥城断陷盆地内。总体呈一向北倾斜的单斜构造,煤田东部、西部和北部为断裂所围限。煤田内中生代断裂十分发育,主要有NW、NE、NEE、NNE向四组。煤田内发育有少量褶皱,具有短轴、宽缓、倾伏的特点。多属断块活动派生的牵引褶皱,据煤田构造在平面上的发育程度,可将煤田划分成东、中、西三个构造区,**煤矿位于肥城煤田的西部构造区(图2-1)。图2-1肥城煤田地质构造图二、井田构造井田范围内未发现岩浆活动,陷落柱等地质现象,采掘活动主要受断层影响,井田主要断层如下:1、 F5-1正断层走向NNE,倾向SEE,倾角70°,落差50m,井田位于其上盘(下降盘)。63水1、63水3对孔控制,控制距离70m,属查明断层。井田内延伸长度800m,向北进入**煤矿后成为F5断层的派生断层,落差增大到50〜280m,控制程度不高,属基本控制断层。2、 F25正断层走向NE,倾向SE,倾角70°,落差50〜90m,井田位于其下盘(上升盘)。井田深部由96水2与西补5,79与西补5孔控制,控制距离分别为120m、380m。井田浅部由63-72与63-04对孔控制,控制距离120m,井田内延伸长度900m,断层落差浅部小而深部大。属基本查明断层。3、 F西1正断层走向NNE,倾向NWW,倾角65°,落差10m。7402轨道巷进入其上盘,控制断层落差,属查明断层。井田内延伸长度600m,向北进入**煤矿后成为小断层组。4、 F25-1正断层走向NNE,倾向SEE,倾角70°,落差16m,位于F25断层下盘,是F25断层的分支支断层。井田内延伸长度约900m,被**煤矿5111机巷和8113切眼所揭露控制,整条断层走向长度约2150m(**段1250m,**段900m),属查明断层。5、 F东1正断层走向NE,倾向NW,倾角60°,落差2〜10m,5、6、7、8、9、102煤层回采工作面已揭露控制本断层,井田内延伸长度约800m,落差深部大,浅部小,未达煤层露头即尖灭消失,向北延伸进入**煤矿后,被更名为CF4,落差5〜12m,被7101出口及8100皮带巷所揭露控制,整条断层走向长度约2450m(**段1650m,**段800m),属查明断层。6、 F40正断层走向NNE,倾向SEE,倾角60°,落差0〜10m,5、6、7、8、9、102煤层回采工作面已揭露控制本断层,井田内延伸长度约200m,落差深部大,浅部小,未达煤层露头即尖灭消失,向北延伸进入**煤矿后,落差增至7〜30m,被5、6、7、8、9、10煤层相关工作面所揭露控制,整条断层走向长度约3800m(**段3600m,**段200m),属查明断层。**煤矿井田主要构造控制程度(表2-1)。
表2-1 **井田主要构造控制程度一览表断层名称产状要素断层控制及对现今生产影响情况控制程度性质走向倾向倾角0落差(m)长度(m)F5-1正NNESEE705080063水1、63水3对孔控制;对矿井开采影响较大。查明F25正NESE7050〜9090096水2与西补5,79与西补5,63-72与63-04三组钻孔对孔控制;对矿井现今生产无影响。基本查明F西1正NNENWW65106005、6、7、8煤层工作面揭露控制;对矿井现今生产较大影响。查明F25-1正NNESEE70169005、6、7、8煤层工作面揭露控制对矿井现今生产基本无影响。查明F东-1正NENW602〜108005、6、7、8、9、102煤层工作面揭露控制;对矿井现今生产影响较小。查明F40正NNESEE600〜102005、6、7、8、9、102煤层工作面揭露控制;对矿井现今生产无影响。查明**煤矿东为F25-1断层,西为F5-1断层,断层落差大,为保证矿井安全,在煤炭开采时,已留设合理断层保护煤柱。对其它井田范围内已查明断层,通过合理布置采区及采面,保证了煤炭回采率。第三节地质构造复杂程度划分井田构造基本形态为一走向南东〜北西,倾向北东的单斜构造,并伴生小幅度的褶曲,地层倾角一般15〜25°。井田东部边界为F25,西部边界为F5-1正断层。生产巷道揭露证实,井田内小断层较发育,井田地质构造复杂程度属中等类型(图2-2)。
图2-2 **煤矿构造纲要图第三章煤层、煤质和资源/储量第一节煤层赋存特征本井田含煤地层为中石炭统本溪组和上石炭统太原组,共含煤14层,其中可采或局部可采煤层7层(5、6、7、8、9、10-1、10-2)。集中分布在上石炭统太原组,累计平均厚度为9.60m,可采含煤系数为5.64%。1、 5煤层:上距一灰70m左右,下距二灰5.0m左右。全层厚度0.30〜1.80m,平均1.25m,煤层采用厚度0.26(63-71)〜1.80m(63水22),平均1.08m,全井田已回采完毕,工作面实测平均采用厚度1.25m。2、 6煤层:上距5煤层6.50m左右,下距7煤层21.40m左右。全层厚度0.50〜1.25m,平均0.78m,煤层采用厚度0.50(241)〜1.25m(63水4),平均0.78m,全井田已回采完毕,工作面实测平均采用厚度0.80m,3、 7煤层:上距6煤层21.40m,下距三灰10.50m。全层厚度0.57〜2.15m,平均1.75m,煤层采用厚度0.50(241)〜1.78m(63水22),平均1.50m,全井田已回采完毕。煤层结构复杂,煤层中部普遍含一层粘土岩夹石,厚度0.15〜0.30m,平均0.20m,煤层下部偶尔可见0.10m左右的灰色粘土岩夹石层。煤层顶板为粉砂岩,富含海百合茎化石及菱铁矿结核,底板多为灰色细砂岩、粉砂岩。4、 8煤层:上距7煤层20.50m,下距9煤层6.90m。全层厚度1.57〜3.10m,平均2.22m,煤层采用厚度1.15(63水1)〜3.15m(63水3),平均2.02m。煤层上部普遍含一层0.30m左右的黑褐色炭质细砂岩或炭质粉砂砂岩,煤层下部偶尔可见0.103m左右的薄层粘土岩夹石。直接顶板为石灰岩(四灰)平均厚度4.50m,岩层比较完整,裂隙不发育,底板为粘土质粉砂岩。5、 9煤层:上距8煤层6.90m,下距10-1煤层2.53m。全层厚度1.26〜2.00m,平均1.6m,煤层采用厚度0.90(79)〜2.00m(补西检4),平均1.53m。煤层结构复杂,煤层中部含1〜2层0.10〜0.50m的粘土岩夹石层,局部可相变为炭质细砂岩,顶板为深灰色细粉砂岩,局部相变为泥灰岩,底板为粉砂岩或粉砂质泥岩。6、10-1煤层:上距9煤层2.53m,下距10-2煤层0.85m。全层厚度与采用厚度变化一致,为0.40〜1.45m,平均0.65m。煤层结构简单,仅个别点可见0.10m左右的泥岩夹石,煤层顶底板均为泥岩或粉砂质泥岩。7.10-2煤层:上距10-1煤层0.85m,下距本溪组五灰22.10m。全层厚度1.10〜3.57m,平均1.95m,煤层采用厚度1.10(63-04)〜3.57m(63-07),平均1.88m。煤层顶板为粉砂岩,底板为泥岩。**煤矿各可采、局部可采煤层特征一览表 表3-1煤层全层厚度(m)采用厚度(m)平均间距煤层结构煤层可米性50.30〜1.801.250.26〜1.801.086.50简单局部可采薄煤层60.50〜1.250.780.50〜1.250.78简单局部可采薄煤层21.4070.57〜2.151.750.50〜1.781.50复杂中厚可米煤层20.5081.57〜3.102.221.15〜3.102.02复杂中厚可米煤层6.9091.26〜2.001.600.90〜2.001.53较复杂中厚可米煤层2.5310-10.42〜1.450.820.42〜1.450.65简单局部可采薄煤层0.8510-21.10〜3.571.951.10〜3.571.88复杂中厚可米煤层第二节煤种及煤质变化一、 煤的物理性质及煤层特征1、 物理性质井田内主要可采或局部可采煤层均为黑色、深褐色或灰褐色,条痕为褐色或灰褐色,硬度2〜3,光泽以丝绢〜玻璃光泽为主,条带状结构清晰,条带宽窄不一,带间组织不尽相同,当暗煤成份增多时,煤层显块状均匀结构,煤层以水平层理为主,裂隙发育,多为垂直层理面的内生裂隙(据统计14〜60条/m)和与层理面约成80°交角的外生裂隙。条带状结构煤层呈参差状断口,暗淡型煤层呈则贝壳状或土状断口。各煤层普遍脆性较大,韧性较小,容重均在1.30左右。2、 宏观煤岩组分及类型各煤层宏观煤岩组分中,暗煤约占60%,亮煤约占40%,含镜煤条带和透镜体,煤岩类型为半暗〜半亮〜光亮型。3、 微观煤岩组分及类型各煤层有机组分中镜质组含量、无机组分中硫化物含量均相对较高,说明这些煤层是在陆表海环境下,覆水相对较深,水动力条件相对较弱,而多数煤层又是在“突发性”海侵发生后,导致泥炭在缺氧的还原条件下,凝胶化作用进行得比较彻底而形成的。二、 煤的化学性质和工艺性能1、灰分(1)灰分产率(A,d)各煤层钻孔煤芯煤样原煤平均灰分13.12〜23.98%。其中5、6、7、8、9煤层为低中灰煤,10-1、10-2煤层为中灰分煤;精煤平均灰分4.37〜6.92%,其中5、6、7、10-1、10-2煤层为低灰分煤,8、9煤层为特低灰煤。生产阶段煤层煤样原煤平均灰分7.92〜19.36%,其中9煤层为低灰分煤,8、10-1、10-2煤层为低中
灰煤,精煤平均灰分3.24〜6.21%,其中,8、9煤层为特低灰煤,10-1、10-2煤层为低灰分煤(表3-2)。**煤矿各煤层灰分产率测试成果一览表 表3-2端试成果 煤56789101102钻孔煤芯煤样原煤最小〜最大平均7.21〜32.3519.319.65〜33.7317.3110.50〜30.985.61〜32.728.73〜30.7910.61〜37.879.72〜39.5823.9818.0213.1216.1921.79等级低中灰煤低中灰煤低中灰煤低中灰煤低中灰煤中灰分煤中灰分煤精煤最小〜最大平均4.79〜8.396.443.38〜7.674.56〜9.082.05〜6.402.75〜8.493.28〜9.760.03〜10.975.186.264.374.736.586.92等级低灰分煤低灰分煤低灰分煤特低灰煤特低灰煤低灰分煤低灰分煤煤层煤样原煤平均10.527.9219.3611.82等级低中灰煤低灰分煤低中灰煤低中灰煤精煤平均4.163.246.096.21等级特低灰煤特低灰煤低灰分煤低灰分煤(2)灰成分及熔融性生产阶段煤层煤样分析成果表明,酸性矿物(SiO2+Al2O3+TiO2)总量56.16〜88.94%,碱性矿物总量(Fe2O3+CaO+MgO)8.68〜31.67%,8、9、10-1、10-2煤层熔渣均显酸性,在垂直地层剖面上,由上而下酸性矿物总量逐渐增加(表3-3)。据煤灰软化温度(T2),8、9煤层为低熔灰分,101、102煤层为高熔灰分(表3-3)。**井田各煤层灰成分、灰熔融温度分析数据一览表 表3-3测试成果(%)89101102SiO240.0736.4048.8947.42Al2°315.2925.7336.0440.72TiO20.800.900.920.80平均酸性矿物总量56.1663.0385.8588.94Fe2°311.3028.409.505.75CaO19.193.272.032.33MgO0.690.500.500.60平均碱性矿物总量31.1831.6712.038.68碱酸比0.560.500.140.10
SO311.162.470.841.70NaO20.120.110.050.06结污指数0.0670.0550.0070.006结污类别低低低低灰熔融温度(°C)T11120107011601230T2116011307140071400T3118012007140071400煤灰熔融等级低熔灰分低熔灰分高熔灰分低熔灰分2、挥发份产率(V,daf)各煤层均为高挥发分煤层(表3-4)。**煤矿各煤层灰发分分析数据一览表 表3-4'测试成果 煤56789101102煤芯煤样原煤最小〜最大平均37.69〜45.0538.78〜50.4540.80〜44.3940.37〜47.2137.34〜49.6536.96〜46.6943.7039.3742.5844.0142.0041.50精煤最小〜最大平均41.56〜46.1937.38〜43.5440.65〜45.6440.84〜44.8340.18〜46.4837.61〜49.6236.68〜46.8344.1041.2041.3042.8043.7045.0039.87煤层煤样原煤平均41.8842.4243.7340.76精煤平均42.6943.3343.8240.60硫据原煤硫分分析成果(表3-4),5、6、101、102煤层为中高硫煤,7、8、9煤层为高硫分煤。硫成份中,硫酸盐含量极少,有机硫1.58〜2.40%,黄铁矿硫0.36〜1.49%(表3-5)。
端试成果 煤56789101102钻孔煤芯煤样原煤最小〜最大平均0.94〜5.962.690.96〜4.481.53〜7.751.87〜6.702.25〜8.011.73〜7.271.46〜5.252.923.723.783.293.842.92等级中高硫分中高硫分高硫分高硫分高硫分高硫分中高硫分精煤最小〜最大平均0.90〜2.151.421.16〜2.541.08〜2.811.68〜3.211.93〜3.282.14〜3.201.17〜3.501.672.012.782.542.702.21等级低中硫分中硫分中高硫分中高硫分中高硫分中高硫分中高硫分煤层煤样原煤平均3.293.652.802.27等级高硫分高硫分中高硫分中高硫分精煤平均3.072.942.532.36等级高硫分中高硫分中高硫分中高硫分硫化铁硫原煤0.771.490.980.36硫酸盐硫0.120.170.240.14有机硫2.401.991.581.77**煤矿各煤层硫含量、硫成份一览表**煤矿各煤层硫含量、硫成份一览表表3-5发热量据煤层煤样原煤发热量分析成果(表3-6),各煤层均为高热值煤。**煤矿煤层煤样发热量测试成果一览表 表3-6发热量、煤189101102Qb,ad(J/g)29723308762630828884Qgr,ad(J/g)29372304902600928631Qgr,d(J/g)30303314532693629768粘结性据钻孔煤芯煤样及生产煤层煤样工艺性能分析成果(表3-7),8、9煤层为高粘结性、高油煤,10-1、10-2煤层为中高粘结性富油煤。尽管焦油产率指标已达到了炼油用煤要求,但各煤层粘结性太强,目前技术经济条件下,尚不宜用低温干馏法炼油,同时由于煤层硫分较高,高硫分在液化过程中会消耗大量的氢而产生硫化氢析出,故亦不宜用氢化法炼油。**煤矿各煤层工艺性能分析数据一览表 表3-7分析项目煤样类型56789101102胶质层最大厚度Ymax(mm)煤芯煤样精煤15—332213〜261715—312217—322719—423216—352313—2619煤层煤样精煤2825.522.511半焦产率CR,ad(%)原煤71.5568.5770.5469.09焦油产率Tar,ad(%)原煤15.1815.9312.4914.71原煤富油高油高油高油高油富油富油粘结性指数GR•I(%)精煤98969290粘结性等级中高粘结性高粘结性中高粘结性煤的可选性据肥城矿业集团公司煤质化验室提供的测定结果(表3-8,7、10-2煤层为易选,8、9煤层为极易选。表3-8煤层理论分选比重粉煤回收率(%)粉煤灰分(A,d%)±0.1含量可选性等级71.581.868.1113.94易选81.580.324.843.26极易选91.576.695.938.01极易选1021.557.999.5714.60易选三、煤的工业牌号、煤质及工业用途评价5煤层为低中灰分、高挥发分、高热值、中高粘结性、中高硫气煤;6煤层为低中灰分、高挥发分、高热值、中高粘结性、中高硫特低磷气煤;7煤层为低中灰分、高挥发分、高热值、高粘结性、高硫分特低磷易选气煤;8煤层为低中灰分、酸性熔渣、低融灰分、高挥发分、高热值、高粘结性、高硫分低磷极易选气肥煤;9煤层为低灰分、酸性熔渣、低融灰分、高挥发分、高热值、高粘结性、高硫分低磷极易选气肥煤;10-1煤层为低中灰分、酸性熔渣、高融灰分、高挥发分、高热值、中高粘结性、中高硫分、中磷气煤;10-2煤层为低中灰分、酸性熔渣、高融灰分、高挥发分、高热值、中高粘结性、中高硫分、低磷易选气煤。各煤层结焦性较好,成焦率高,精煤可作为良好的配焦用煤;各煤层发热量高,对生态环境有害元素含量低,可作为良好的生活、生产用煤;尽管焦油产率指标已达到了炼油用煤要求,但各煤层粘结性太强,目前技术经济条件下,尚不宜用低温干馏法炼油,同时由于煤层硫分较高,高硫分在液化过程中会消耗大量的氢而产生硫化氢析出,故亦不宜用氢化法炼油。第三节煤炭资源/储量估算2012年12月,**煤矿委托山东省煤炭技术服务有限公司,编制了《**煤矿资源储量核实报告》(核实基准日2012年12月31日),山东省**土资源厅以鲁**土资字[20131232号文出具了备案的函。截至2013年12月31日,保有储量213.6万吨,111:35万吨,111b:44万吨,331::123万吨,333:46.6万吨。2013年矿井实际原煤产量8.1万吨。第四节煤层稳定程度划分通过历史勘查,初步查明各可采煤层的层位、厚度、结构及其变化情况,赋存基本规律及可采范围,煤层对比可靠。由《生产矿井地质报告》记录,7、8、9和10-2煤层稳定程度属较稳定煤层。第四章瓦斯地质第一节煤层瓦斯参数和矿井瓦斯等级一、 煤层瓦斯参数矿井绝对瓦斯涌出量为0.00-0.08m3/min,相对瓦斯涌出量为0.00-2.28m3/t。通过各作业点测定,瓦斯主要来源于煤层,2014年各可采煤层绝对瓦斯涌出量和相对瓦斯涌出量进行检测,经测定7层煤绝对瓦斯涌出量0.08m3/min,相对瓦斯涌出量0.54m3/t;8层煤绝对瓦斯涌出量0.00m3/min,相对瓦斯涌出量0.00m3/t;9层煤绝对瓦斯涌出量0.03m3/min,相对瓦斯涌出量2.28m3/t;各煤层瓦斯含量小于4m3/t。二、 矿井瓦斯等级历年来,该矿未出现一起由“煤与瓦斯动力现象”引起的事故,在历年的瓦斯等级鉴定中,鉴定结果均为低瓦斯(瓦斯)矿井矿井,详见**煤矿历年瓦斯等级鉴定结果汇总表。**煤矿2009-2014年瓦斯涌出量鉴定等级结果汇总表年份相对瓦斯涌出量m3/t绝对瓦斯涌出量m3/min等级20091.370.56低瓦斯20101.120.45低瓦斯20110.970.4低瓦斯20120.930.17瓦斯20141.310.23瓦斯第二节矿井瓦斯赋存规律一、 构造对瓦斯赋存的影响地质构造对瓦斯赋存影响较大,一方面造成瓦斯分布不均衡,另一方面形成了瓦斯赋存或排放的有利条件。矿井地质构造较简单,整个矿井单斜构造为主,采区内仅有副井以西150m向斜构造、F东1断层和F5-1断层南北方向贯穿整个采区,便于瓦斯的排放,因此从构造对瓦斯赋存的影响来看,瓦斯本身含量较低。二、 顶、底板岩性对瓦斯赋存的影响煤层直接顶、老顶和直接底板等在内的煤层顶底岩层对瓦斯赋存的影响,取决于它的隔气性和透气性。7层煤和9层煤顶底板均为细粉砂岩,8层煤顶板为石灰岩,裂隙较发育,底板为细粉砂岩,各可采煤层顶底板瓦斯容易逸散,瓦斯含量较小。三、 岩浆岩分布对瓦斯赋存的影响岩浆活动对瓦斯赋存影响比较复杂,岩浆侵入含煤岩系或煤层,在岩浆热变质和接触变质的影响下,煤的变质程度升高,瓦斯的生成量和吸附能力增大。在缺少隔气盖或封闭条件不好时,岩浆的高温作用矿业强化煤层瓦斯排放。使煤层瓦斯含量减小。岩浆岩体有时会使煤层局部被覆盖或封闭,形成隔气盖层。但在某些情况下,由于岩脉蚀变带裂隙增加,造成风化作用加强,可逐渐形成裂隙通道,有利于瓦斯的排放。由此可见,岩浆活动对瓦斯赋存既有生成和保存作用,在某些条件下又会增加瓦斯逸散的可能性。经揭露,井田范围内无岩浆岩侵入,故对井田范围内瓦斯赋存无影响。四、 煤层埋深及上覆基岩厚度对瓦斯赋存的影响岩层厚度、岩层稳定性、岩层结构等,对煤储层含气性和物性有一定影响,特别是岩层厚度对瓦斯保存具有重要影响。瓦斯的逸散以扩散方式为主,岩层厚度越大,达到中值浓度或扩散终止扩散所需的时间越长。如是低渗透性岩性层,扩散的路径就越长,扩散阻力就越大,对瓦斯保存越有利。**煤矿最低开采标高T30m,垂深200m,煤层埋深较前,且南部为煤层露头,有利于瓦斯向第四系地层运移,容易散失,所以煤层含有瓦斯较少。五、 岩溶陷落柱对瓦斯赋存的影响陷落柱构造由于发育的地质时期不同和运动学特征差异,瓦斯保存条件有所不同。沉积陷落柱断裂发育往往导致煤层本身及上覆地层厚度巨大,其特点是以高角度正断层为主体,大都呈现为在断裂基础上发育起来的地垒、和复式断陷落盆地组合形成。其总体上是瓦斯富集区,但煤层的连续性很差,瓦斯赋存具不均一性。单斜断块大都发育在大型盆地边缘或大型隆起区外缘地带,断块之间发育高角度张性正断层。破坏了煤储层连续性,瓦斯沿断层大量逸散或含气性整体变差,或造成含气性区域分布具极大的不均一性。本井田区内没有发现陷落柱。六、 瓦斯含量分布及预测研究根据**煤矿地质构造赋存条件,历年来对各回采、掘进工作面的瓦斯涌出量资料及瓦斯鉴定结果分析,新增已采区位于矿井东翼,已封闭隔离,对生产区影响较小;无新增开拓掘进区;生产区进回风系统于2012年8月完成,释放时间长,据此分析,矿井瓦斯含量分布在西翼生产区。第三节瓦斯涌出量预测根据**煤矿地质构造赋存条件及历年来对各回采、掘进工作面的瓦斯涌出量资料分析来看,矿井下一步回采向浅部施工,地质构造日益简单,顶底板岩性较稳定,煤层埋深逐渐变浅,老采区已基本隔绝,即现开采条件下采区及回采工作面瓦斯涌出量不会增大。第四节煤与瓦斯区域突出危险性预测**煤矿自开采以来没有发生过煤与瓦斯突出现象,根据井田地质构造赋存条件及历年来对各回采、掘进工作面揭露的地质及瓦斯涌出量等资料分析来看,瓦斯赋存条件较差,且绝对瓦斯涌出量小于5m3/min,历年回采、掘进工作面最大绝对涌出量0.97m3/min;所以发生煤与瓦斯突出危险性较小。但在今后的开采过程中,为防止煤与瓦斯突出,当出现一下预兆时,现场作业人员必须停止工作,积极做好防止煤与瓦斯突出工作。一、声响预兆如:煤体发生的闷雷声、爆竹声、机枪声、嗡嗡声等。二、瓦斯预兆如风流逆转瓦斯异常、瓦斯浓度忽大忽小、打钻喷孔及出现哨叫声、蜂鸣声等。三、煤体结构预兆。煤体结构有明显缭乱。煤体干燥、煤体松软、色泽变暗而无光泽、煤层产状急剧变化、煤层波状隆起以及层理逆转等。四、矿压显现预兆。如支架来压、煤壁开裂、掉渣、帮工作面煤墙外鼓、巷道底鼓、钻孔顶、夹钻、钻孔严重变形垮孔以及炮眼装不进炸药等。五、其他预兆。有一些突出事例发生前,有出现工作面温度降低、墙体发凉、特殊气味等预兆。第五节矿井瓦斯类型根据《煤矿瓦斯等级鉴定暂行办法》中“矿井、采区或工作面等测定区域绝对瓦斯涌出量取鉴定月3个测定日中最大的日平均值”和“矿井、采区、采煤工作面的相对瓦斯涌出量为日绝对瓦斯涌出总量与月平均日产煤量的比值”的规定,矿井瓦斯绝对涌出量为0.23m3/min,二氧化碳绝对涌出量为0.47m3/min,瓦斯相对涌出量为1.31m3/t,二氧化碳相对涌出量为2.67m3/t。依据《煤矿瓦斯等级鉴定暂行办法》中第七、八、九、十条的规定,矿井相对瓦斯涌出量小于10m3/t,矿井绝对瓦斯涌出量小于40m3/min,且矿井各掘进工作面绝对瓦斯涌出量均小于3ms/min,矿井采煤工作面绝对瓦斯涌出量均小于5m3/min,故确定为瓦斯矿井。第五章水文地质第一节含水层和隔水层分布规律和特征**煤矿地表仅有水渠、水塘和采动塌陷水洼地分布,无河流发育,平均年降水量643mm,历年最大年降水量1082.7mm、最小年降水量474mm,降水多集中在7、8月份,一号斜井、一号风井的井口标高及工业广场内主要工业设施地坪标高均高于当地历年最高洪水位+69.65m(1906年),满足矿井安全生产需要。大气降水对第四第上段砂姜石含水层潜水有补给作用,但由于第四系中下部粘土层具有良好的塑性和隔水性,基本隔绝了地表水和第四系潜水的下渗,因此,大气降水及地表水与煤系基岩含水层没有直接的补给关系,矿井涌水量变化与大气降水量变化无关。一、含水层第四系砂姜石含水层厚度9.08〜36.05m,平均18.19m,主要由黄褐色〜棕黄色砂质粘土及粘土夹砂姜石层组成,井田内东厚西薄,北厚南薄。粘土夹砂姜石层位于第四系上段,是当地民井的取水层位,供水量不大,水质类型HCO3SO4—CaKNa,该含水接受大气降水渗透补给,由于第四系底部以粘土、砂质粘土为主,具有良好的隔水性和可塑性。可有效地隔绝大气降水、上部砂姜石层水与煤系内各含水层的不力联系。仅以井壁淋水方式渗入井下,一号斜井井壁淋水4m3/h,随季节变化波动在3〜5m3/h之间,方型风井(一号风井)井壁淋水1m3/h。第四系砂姜石含水层潜水位一直保持在+66.2m左右。一、二灰含水层一灰厚度1.00〜1.83m,平均1.43m,含泥质较多,井田内西检4号孔在一灰及其顶部砂岩混合抽水试验,q=0.025L/s.m,富水性弱,水质类型HCO3SO4—KNaCa,矿化度0.844g/L,水循环交替作用较弱,以静水量为主,上与5煤层平均间距在70m左右,矿井生产中未曾揭露该含水层,北邻**煤矿揭露一灰时,最大出水量61.4m3/h,但三天后即被疏干。二灰厚度1.00〜2.57m,平均1.64m,中部较纯,上、下部则富含泥质,西检4号孔二灰及其下部砂岩混合抽水试验,q=0.044L/s.m,富水性弱,水质类型C1HCO3SO4—KNaCa,矿化度1.582g/L,水循环交替作用弱,以静水量为主,二灰为6煤层直接顶板,巷道掘进阶段时有少量淋水。四灰含水层四灰厚度3.00〜7.00m,平均4.80m,灰〜深灰色,质纯,局部含燧石,顶底部含泥质较多,岩溶裂隙发育,抽水试验q=0.005〜1.11L/s.m,原始静止水位标高+60m,富水性中等,水质类型HCO3—CaMg〜HCO3—KNaCa,矿化度0.3〜0.76g/L,四灰为8煤层的直接顶板,开采过程中曾多次发生顶板淋水。1978年,8204运输巷(-30m)四灰顶板淋水,初始淋水量40m,/h,现已干枯。8101轨道巷(-35m)顶板四灰淋水,初始水量40m3/h,现已作封堵处理;8305轨巷道(-83m)顶板四灰裂隙带出水,初始淋水量4.5m3/h,目前该区均已回采完毕;8307轨巷道(-90m)顶板四灰淋水,初始水量8m3/h,淋水持续稳定,目前仍保持8m3/h的淋水量。自1983年11月开始,深部**煤矿疏放四灰水,四灰水位由当时的-32.69m,降至现在的-350m,**煤矿巷围内四灰从此疏干。各淋水类相继干枯断流。**煤矿通过四灰疏水降压后,其7煤层的开采最低标高为-442m,随着开采标高的下降,四灰的富水性逐渐减少,连通性变差,钻孔疏放水量变小,致使局部地段疏降效果不明显,个别7煤层工作面在回采过程中仍发生底板出水。如7102、7800工作面底板四灰出水量为92m3/h、125m3/h,全矿井四灰涌水量保持在150m3/h,占矿井总涌水量的20%左右。五灰含水层:厚度4.15〜12.10m,平均7.75m,灰〜深灰色,局部呈褐色,质较纯,岩溶裂隙发育,63水24抽水试验q=6.12L/s.m,富水性强,矿化度0.2646g/e,水质类型HCOS-Ca,水循条件好,循环快,原始静止水位+62.04m,1987年11月降至+51.05m,1990年12月降至+42.20m(**83水1孔资料),2014年10月10日降至+19m(**煤矿井下实测)。奥陶系石灰岩井田内共有3个钻孔揭露奥灰,最大揭露厚度20.51m(63-74)。一般可根据岩性、化学成分、岩石结构、可溶性及富水性,并结合沉积特征,将奥灰划分为8个含水层段,其中最上一个含水层段含水量最为丰富,直接与矿井充水有失,q=0.017〜16.203L/s.m,与五灰水力联系密切,其地下水动态变化五灰完全一致,2014年10月10日**煤矿井下实测其水位为+35m。由于奥灰广泛出露要直接接受大气降水的渗透补给,其动水量十分丰富,据有关部门预算,可达28000m3/h。二、隔水层第四系底部矿质粘土、粘土隔水层第四系底部黄褐色砂质粘土,粘土厚度稳定,具有良好的隔水性和可塑性,可有效阻隔大气降水,地表水及第四系上段潜水对煤系内各含水层的渗透补给,确保大气降水与矿井涌水量变化无误。10-2煤层底板粘土岩,厚度1.90m〜6.70m,平均2.50m,具有较好的可塑性及隔水性,对防止底板下五灰突水有一定的积极帮助作用。**煤矿在回采受底板水威胁煤层过程中,采用底板注浆改造技术,一方面加固了底板,提高了底板的隔水性能,降低了五灰的富水性,同时随着浆液的扩散,也加固了附近断层带,改变了断层的原始导水性能,提高了断层的隔水能力。第二节充水因素分析,煤矿及周边老空区分布状况一、 大气降水矿区属北温带半湿润大陆性气候,四季分明,冬春两季干旱少雨,夏秋两季湿热多雨。多年平均气温13.5°C,1月份气温最低,最低气温-20^(1910年1月5日);7月份气温最高,最高气温39.6C(1958年6月27日)。降雨多集中在7月至9月,年平均降水量643mm,年最大降水量1082.7mm(1964年),最小降雨量323.2mm(2002年),月最大降水量474mm(1973年7月),日最大降水量208.1mm(1973年3月16日)。年平均蒸发量1738.25mm,最大蒸发量2381.1mm(1960年),最小蒸发量1196.6mm(2008年)。降雪、降霜一般在每年的11月至来年的3月,最大积雪深度为250mm。二、 地表水地表平坦为农田,水系不发育,仅有雨季期间的地面少量降水影响。三、 老空水井田周边无老窑分布,不存在老窑水威胁。井田已有三十多年的开采历史,其深部资源已开采完毕,老空区的出水、涌水依据南高北低的地势自流至马查边界,**煤矿在边界施工放水钻孔,现每天过水量稳定在60m3/h,已无老空积水。四、 地下水1、一、二、三灰含水层一灰矿井生产中未曾揭露该含水层,北邻**煤矿揭露一灰时,最大出水量61.4m3/h,但三天后即被疏干。二灰为6煤层直接顶板,巷道掘进阶段时有少量淋水,现6层煤已回采完毕。三灰在7煤、8煤之间,均已被疏干。2、四灰含水层四灰为8煤层的直接顶板,开采过程中曾多次发生顶板淋水。1983年11月开始,深部**煤矿疏放四灰水,四灰水位由当时的-32.69m,降至现在的-350m,**煤矿范围内四灰从此疏干。3、五灰、奥灰含水层上距7层煤平均层间距59m,8层煤平均层间距36m,9层煤平均层间距26m,10层煤平均层间距22m。结合我矿防治水经验,9层煤距五灰含水层层间距较近,五灰水通过底板裂隙进入工作面,但矿井闭坑前开采的9层煤工作面经计算突水系数小于0.06MPa/m的防治水规定。五、封闭不良钻孔根据《肥城煤田西四、西五井田最终(精查)补充勘探地质报告》及**煤矿修编地质报告钻孔质量评价表,**煤矿封闭不良钻孔有118、63水24、西检4、、矿补1、矿补3,其中118、西检4、矿补1、矿补3终孔层位为10层煤,63水24终孔层位为五灰。118号钻孔位于矿井工业广场内,因终孔位置位于10层煤风氧化带内,因此该孔附近区域煤层赋存条件为不可采,因此对矿井生产无威胁。63水24、西检4、、矿补1、矿补3这四个钻孔位于9100采区和9300采区,钻孔所穿越的煤层已全部开采完毕,开采过程中未发现开采区域钻孔渗漏水现象,说明这四个钻孔与井下采场没有水利联系。六、岩溶陷落柱**井田的煤系基底是巨厚的奥陶系石灰岩,裂隙岩溶均较发育,具备形成岩溶陷落柱的地质条件,但由于矿井揭露奥灰孔少,开采深度较小,目前尚未发现岩溶陷落柱。第三节涌水量构成,主要突水点位置、突水量及处理一、矿井涌(突)水矿井历经三十多年的开采,历史上在开采深部8、9、10煤层过程中也多次发生五灰含水层出水(**煤矿五灰含水层出水情况表见表5-1)。表5-1**煤矿井下五灰突水情况统计表序号时间水源地点出水点标高最大水量最小水量采取措施11987、1五灰水8406工作面-90米70m3/h0m3/h注浆封堵21987、6五灰水8408工作面-105米70m3/h0m3/h注浆封堵31989、7五灰水8305工作面-83米80m3/h0m3/h注浆封堵41992、9五灰水8407工作面-104米845m3/h0m3/h注浆封堵51962、10五灰水±0东大巷掘进工作面±0米40m3/h0m3/h注浆封堵62001、7五灰水10107工作面-108米90m3/h0m3/h注浆封堵72004、9五灰水+10探煤巷+10米40m3/h0m3/h注浆封堵8备注:1、 工作面突水水量变化规律为逐渐增大,水质变化规律不大。2、 各突水点均已被注浆完全封堵二、矿井涌水量及其预计1、矿井总涌水量变化特征**煤矿自1976年6月开始记录矿井涌水量,期间矿井最大涌水量845m3/h(1992年),平均67m3/h。2009~2013年矿井年平均涌水量最大25m3/h(2009年),最小17m,/h(2013年),平均20.6m3/h。矿井近五年涌水量详见表5-2。
表5-2矿井近年涌水量统计表年份20092010201120122013涌水量ms/h平均2523201817最大2825221918不均匀系数1.121.091.101.061.062、近年来随着矿井开采逐渐变浅,水压变小,矿井涌水量成递减趋势,2004年9月10日以来,矿井无突水事故。第四节煤矿开采受水害影响程度和防治水工作难易程度根据各含水层对矿井开采煤层影响程度分析,矿井闭坑前仅剩余8、9层煤部分资源,其矿井防治水工作坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的原则,采取“防、疏、排”治理措施即可,矿井防治水工作易于进行。第五节煤矿水文地质类型划分表5-3矿井水文地质类型划分结果汇总表划分内容划分依据单项类别综合确定受采掘破坏或影响的含水层的富水性及补给条件主要含水层有第四系砂浆石含水层、一灰、二灰、四灰、五灰和奥灰,有一定补给水源,补给条件好,q=0.005〜0.011L/sm中等复杂矿井及周边老空水分布状况矿井存在积水,位置、范围、积水量清楚中等矿井涌水量(正常、最大)(m3/h)Q正常=118,Q最大=176中等突水量(m3/h)矿井偶有突水,但近十年未有突水中等开采受水害影响程度采掘工程受水害影响,但不威胁矿井安全复杂防治水工作难易程度防治水工作易于进行中等综上所述,按《煤矿防治水规定》第十一条矿井水文地质类型划分的依据和原则,**煤矿7、8、9、10层煤矿井水文地质类型为复杂型。第六章工程地质第一节岩层软硬程度及其结构特征井田范围内全被第四系覆盖,据钻孔及井下生产揭露有上石炭统太原组、中石炭统本溪组及中奥陶统。现由新到老分述如下:1、 第四系(Q)厚9.08〜36.05m,平均18.19m,主要岩性为砂质粘土及粘土夹砂姜层,黄色,由砂质粘土及粘土质砂组成,具粘性及可塑性。2、 石炭系(C)厚度220m左右,分上中石炭统。1) 上石炭统太原组(C3):厚160〜180m,本井田只在靠近和**煤矿交界处附近,全组地层保留比较齐全,全部可采煤层均位于本组。主要岩性为深灰、灰黑色粉砂岩泥岩、灰色砂岩、石灰岩和煤层,含薄层生物灰岩四层(一、二、三、四),泥灰岩三层(层位不稳定,易相变为细粉砂岩),石灰岩层位稳定。2) 中石炭统本溪组:厚28.41〜32.10m,平均厚30.53m,以紫色和杂色粉砂岩为主,含石灰岩1〜2层,薄煤层1〜2层,但均不可采,石灰岩以五灰层位稳定,厚度亦较大,含隧石结核,岩溶发育为特征,底部为杂色铁质泥岩或为铁铝质岩。3、 奥陶系(0)井田内仅63水3号钻孔揭露奥陶系石灰岩16.90m。**煤矿有较多的钻孔揭露奥灰,根据其岩性组合特征,可分为上、下两段。上段主要为灰色厚层状石灰岩,下段为豹皮状石灰岩和薄层石灰岩。第二节软弱结构岩层的发育程度及分布软弱结构岩层主要为新生界第四系,古生界石炭系太原组砂质页岩、泥岩、粉砂岩等,软弱岩层在井田范围内分布广泛。第三节地层的含水性及对边坡稳定型的影响第四系厚9.08〜36.05m,平均18.19m,主要岩性为砂质粘土及粘土夹砂姜层,黄色,由砂质粘土及粘土质砂组成,具良好的隔水性及可塑性,土体强度弱,压缩性高,受力后土体沉降量大,边坡容易失稳,不适宜直接作工程建筑用地。第四节工程地质条件类型划分7煤顶底板不稳定,为砂质页岩性脆易碎,底板遇水膨胀,带来安全隐患,工程地质条件为中等。8煤顶板为四灰岩,致密坚硬,稳定;底板为砂质页岩,较为稳定,工程地质条件为简单。9煤顶板为8煤底板;底板为砂质页岩,较为稳定,工程地质条件为中等。10-2煤顶板为砂质页岩,较破碎;底板为泥岩,遇水膨胀,存在安全隐患,工程地质条件为中等。本矿工程地质条件为中等,在回采过程中应加强工作面顶、底、帮的支护管理工作,预防安全事故发生。第七章其它开采地质条件第一节煤层顶底板特征5煤层:顶板为深灰色粉砂岩,厚度3.0m左右,性脆易碎,具滑面,节理裂隙比较发育;底板为灰色粉砂岩或砂质泥岩,厚度1.10〜4.45m,平均2.65m,温水易风化膨胀。6煤层:直接顶板为石灰岩(二灰),厚度0.91〜2.17m,平均1.20m,局部发育0.20〜0.40m的粉砂岩伪顶,底板多为中、细砂岩或细、粉砂岩互层,裂隙不发育。7煤层:直接顶板为深灰色粉砂岩,厚度1.00左右,裂隙发育程度中等,属
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