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x市x矿业有限公司x煤矿地质类型划分报告报告提交单位:x市x矿业有限公司x煤矿报告编制单位:x市x矿业有限公司x煤矿报告提交日期:x市x矿业有限公司x煤矿地质类型划分报告报告提交单位x市x矿业有限公司x煤矿报告提交日期目录TOC\o1-3\h\z\u第一章绪论1第一节目的、任务及要求1第二节煤矿概况1第三节以往地质工作7第二章地质构造12第一节地层和含煤地层12第二节地质构造18第三节地质构造复杂程度划分22第三章煤层、煤质和资源/储量23第一节煤层赋存特征23第二节煤种及煤质变化27第三节煤炭资源/储量估算31第四节煤层稳定程度划分35第四章瓦斯地质37第一节煤层瓦斯参数和矿井瓦斯等级37第二节矿井瓦斯赋存规律37第三节矿井瓦斯涌出量预测38第四节煤与瓦斯区域突出危险性预测43第五节矿井瓦斯类型划分43第五章水文地质44第一节水文地质概况44第二节矿井充水因素分析48第三节矿井涌水量54第四节矿井开采水害防治工作评价56第五节煤矿水文地质类型划分58第六章其它开采地质条件62第一节煤层顶底板特征62第二节地层产状要素63第三节其他开采地质条件类型划分63第七章煤矿地质类型划分结果65第一节煤矿地质类型划分要素综述65第二节煤矿地质类型综合评定66第八章煤矿地质工作建议67附图1.矿井地形地质及水文地质图2.矿井地层综合柱状图3.矿井综合水文地质柱状图4.A-A′地质与水文地质剖面图5.B-B′地质与水文地质剖面图6.二1煤层充水性图7.四2煤层底板等高线及资源储量估算图8.二1煤层底板等高线及资源储量估算图9.一1煤层底板等高线及资源储量估算图
10.井上下对照图
11.二1煤层采掘工程平面图附表
1.煤层资源储量估算明细表附件
1.采矿许可证
2.评审意见表第一章绪论第一节目的、任务及要求编制地质类型划分报告的主要目的和任务是对该矿井地层、煤层、地质构造、煤种及煤质、水文地质、瓦斯地质、煤炭资源/储量估算及其它开采地质条件等方面进行全面系统的分析、研究、归纳和总结,分别对矿井地质构造复杂程度、煤层稳定程度、瓦斯类型、水文地质类型和其他开采地质条件进行综合评定,从而最终客观、准确的确定矿井地质类型,为煤矿生产提供更为准确、全面的地质依据第二节矿井概况
一、矿井位置及交通井田位于x省x煤田x矿区,行政区隶属于x省x市x乡x村工业__位于x市x乡x境内,东北距x市
15.5km、东南距平顶山市区62km,西北距洛阳市73km东距焦枝铁路戎庄站15km、小屯街站19km由该站至洛阳与陇海线接轨,向东经平顶山,在漯河与京广线接轨东西两侧分别有宁洛高速和二广高速通过,东距宁洛高速x南入口12km、小屯入口18km,西距二广高速寄料入口12km、土门入口17km,井田周边有207国道和
241、
242、238省道通过,交通十分便利,见图1-1图1-1矿井交通位置图
二、井田范围依据2014年x省国土资源厅颁发的x市x矿业有限公司x²,批准限采四
2、二1和一1煤层,限采标高275m至-15m表1-1井田范围拐点坐标一览表点号X坐标Y坐标点号X坐标Y坐标
13769400.
0038383418.
00163769100.
0038382855.
0023769400.
0038383525.
00173769338.
0038382796.
0033769140.
0038383400.
00183769420.
0038382585.
0043769020.
0038383660.
00193769484.
0038382510.005376__
88.
0038383768.
00203769400.
0038382800.
0063768874.
0038384071.
00213769540.
0038382780.
0073768700.
0038384071.
00223769544.
0038383000.
0083768480.
0038384275.
00233769720.
0038382880.
0093768344.
0038383915.
00243769614.
0038383115.
00103768410.
0038383360.
00253769730.
0038383235.
00113768340.
0038382965.00263769__
5.
0038383340.
00123768290.
0038382965.
00273769769.
0038383528.
00133768160.
0038382570.
00283769623.
0038383528.
00143768720.
0038382720.
00293769623.
0038383418.
00153769060.
0038382400.00标高从275m至-15m
三、自然地理
1、地形地貌本区属丘陵地貌,总体地势为南、西高,北、东低地面冲沟较发育井田位于x煤田x矿区的中部及西北部x煤田是西、南、北三面环山向东开口的山间构造盆地x呈东西走向,绵延于矿区南缘,海拔最高为
787.34m,向北为逐渐起伏的山前剥蚀台地,倾伏于汝河平原,形成南高北低,西高东低的盆地丘陵地貌井田范围__势较平坦,地势南西高,北东低,标高+295m~+384m,相对高差__m地面坡度一般15°以下主立井、副立井和回风斜井,井口标高分别为+
322.1m、+
316.4m和+
324.5m
2、水文
(1)河流该区属淮河流域汝河水系,井田地表水体主要有牛角河和一条无名河,自南西向北东经井田中部蜿蜒通过,二者均为x河上游支流,平时干枯无水,雨季排泄坡面洪水,现为煤矿排放地下水的通道x河,发源于x北麓,横贯x盆地,主要由山间沟谷及地表径流水所补给,平时干枯,雨季水大,流向北东,注入汝河,历年最高洪水位
316.20m,由于受地形影响,排泄条件良好
(2)水库腾口水库位于位于x市x乡北汝河支流燕子河上,距矿井工业__
3.5km,建于1958年,库是一座以防洪、灌溉为主综合性利用的小型水库控制流域__44km2,总库容
785.06万m
33、气象本区属暖温带大陆性季风气候,冬季寒冷干燥,夏季炎热多雨,四季分明据x市气象资料
(1)降水量与蒸发量年平均降水量为
656.90mm,年最大降水量为
1170.90mm1964年,年最小降水量为
332.80mm1966年大气降水集中在7~9月份年平均蒸发量为1955mm
(2)气温年平均气温
14.2℃,最高气温为
44.6℃1966年6月20日,最低气温-18℃1969年1月30日霜冻期一般为当年11月至次年3月,最大冻土深度18cm
(3)湿度年平均绝对湿度
12.40毫巴,年平均相对湿度
67.20%
(4)风力、风向与气压年风向变化季节性强,冬季多西北风,夏季多东南风,历年最大风速24m/s年平均气压在987毫巴
4、地震依据国家质量技术监督局发布的“中华人民___国家标准《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001)”,本市地震动峰值加速度为
0.05g,对应的基本烈度为Ⅵ度,见表2-1,其地震设防应为Ⅵ度表2-1地震动峰值加速度分区与地震基本烈度对照表地震动峰值加速度分区g<
0.05g
0.05g
0.1g
0.15g
0.2g
0.3g≥
0.4g地震基本烈度值<ⅥⅥⅦⅦⅧⅧ≥Ⅸ
四、相邻煤矿分布及矿井、老窑开采情况井田周边矿井有平顶山市中祥永泰煤业有限公司、x市兴源煤业有限公司、x市战胜煤业有限公司,目前除永泰煤业生产外,其余两个均已关闭,见图1-2图1-2井田四邻关系图1.平顶山市中祥永泰煤业有限公司该公司原为x市x乡鑫达煤矿,目前隶属郑煤集团嵩阳煤业有限公司矿井始建于1996年11月,1997年12月投产,设计生产能力为1万t/a;后经技改扩建,2002年4月核定生产能力6万t/a2005~2008年技改后,生产能力达到15万t/a,核定生产能力15万t/a采用三个立井开拓(主立井坐标x=
3768833.02,y=
38384493.21,z=
316.40/
45.5;副立井坐标x=376__
86.44,y=
38384483.12,z=
316.73/
76.5;立风井坐标x=
3768648.25,y=
38384371.71,z=
322.45/
35.15),__分列式通风,走向长壁后退式采煤法,一次采全高,全部陷落法顶板管理2010年10月12日,x省国土资源厅颁发的采矿许可证,限采五
2、四
2、二1-
2、一6煤层,限采标高+225m至-35m目前,四2煤层已回采结束,主采二1-2煤层,五2与一6煤层尚未开采矿井正常涌水量34m³/h,最大涌水量53m³/h,充水水源主要为煤层底板灰岩岩溶裂隙水,次为顶板砂岩裂隙水和老空水根据《x省工业和信息化厅关于大庄矿井瓦斯等级的批复》(豫工信煤〔2014〕7号),矿井瓦斯绝对涌出量
1.50m3/t,回采工作面最大瓦斯涌出量
0.44m3/min,掘进工作面最大瓦斯涌出量
0.04m3/min,为瓦斯矿井2.x市兴源煤业有限公司2005年11月,矿井由原x市小屯镇小陈村东兴煤矿(以下简称东兴煤矿、建于1995年)、原x市x乡汝胜煤矿(以下简称汝胜煤矿,建于1994年)、原x市x乡富源煤矿(以下简称富源煤矿,建于1995年)整合而成限采二1煤层,限采深度300~180m标高,生产规模15万t/a,矿区__
0.22km2该矿范围原属x市胡沟煤矿一水平保护煤柱及边角部分矿井采用竖井开拓、走向长壁后退式采煤法,一次采全高,全陷落法顶板管理2005年底整合至今一直处于技改或停产状态矿井充水水源主要为顶板裂隙水及老空水,正常涌水量15~20m3/h,雨季显著增大,约为正常涌水量的4倍,最大涌水量80m3/h矿井已于2012年关闭3.x市战胜煤业有限公司战胜煤业有限公司是由战胜煤矿、红旗楼煤矿、昌鸿煤矿及振兴煤矿整合而成井田__
1.0172km2,保有储量
554.6万t,可采储量
215.37万t设计生产能力15万t/a,立、斜混合开拓(主立井坐标x=
3768603.30,y=
38383842.20,z=+
343.40;副立井坐标x=
3768493.30,y=
38383955.50,z=+
353.20;回风斜井坐标x=
3768007.768,y=
38383439.559,z=+
343.296)主采二1煤层,低瓦斯,煤层有自燃发火倾向性,煤尘有__危险性开采标高+170~+310m,开采范围为刘庄断层以南原昌鸿煤矿及振兴煤矿靠近煤层露头部分,矿井正常涌水量30m3/h,最大涌水量60m3/h,矿井已于2012年关闭第三节以往地质工作
一、以往地质勘查工作本区自1954年先后有中南地质局456队、x省地质局朝川地质队、x煤田地质局103队、101队和x省地质局五队等进行过普查和勘探工作,并提交了相应的成果1.1958年3月~1959年1月,x省地质局朝川地质队在x矿区进行了勘探工作,提交了《x普查报告》,该报告未获批准2.1961年2月~1961年6月,中南煤田地质局125队对x矿区进行勘查,并提交了《x省x县x煤矿x矿区地质勘探最终报告》,该报告于1973年由x省地质局以豫地字【1973】第221号文批准为详终报告3.1970年6月~1972年3月,x省地质局五队提交了《xx煤矿x矿区补充地质勘探总结报告》,该报告批准情况不详
二、矿井建设和生产阶段的补充地质勘探工作
(1)1992年12月由豫中地质勘察工程公司第一工程处提交的《x市煤炭局胡沟煤矿深部补勘地质报告》,经省煤炭厅
(94)豫煤便字22号文批准,批准累计查明二1煤层二水平资源储量
929.7万t,其中属于胡沟矿范围内的有
626.7万t
(2)生产以来,先后在东翼和西翼大巷施工了3个水文孔,基本查明了矿井寒武灰岩水文地质条件
三、煤矿采掘揭露及井下地质探测工作1.矿井地质工作
(1)1992年12月由豫中地质勘察工程公司第一工程处提交的《x市煤炭局胡沟煤矿深部补勘地质报告》,经省煤炭厅
(94)豫煤便字22号文批准,批准累计查明二1煤层二水平资源储量
929.7万t,其中属于胡沟矿范围内的有
626.7万t
(2)2007年6月,依据省豫资源__【2007】8号文件通知,由郑州市省煤矿设计院编制《胡沟煤矿储量说明书》,经省组织专家审核,核定该矿四
2、二1和一1煤层保有资源储量
674.92万t
(3)2007年12月,x省煤田地质局二队编制了《x省x市胡沟煤矿矿井地质报告》该报告确定矿井水文地质类型为复杂,主要水害是老空水和底板石炭系太原组与寒武系灰岩岩溶裂隙水
(4)2008年12月,由平顶山市地质矿产科研所完成资源储量动态检测任务当年动用资源储量
8.5万t至2008年底全矿累计查明资源储量为
674.92万t,动用
17.5万t,保有资源储量
657.42万t
(5)2009年12月,平顶山市地质矿产科研所提交了资源储量动态检测报告结果为,本年度动用资源储量
3.76万t至2009年底全矿累计查明资源储量为
674.92万t,其中,动用量
21.26万t,保有储量
653.66万t
(6)2010年12月,平顶山市地质矿产科研所提交了《x省x市胡沟煤矿2010年度资源储量动态检测报告》本年度动用资源储量
4.96万t至2010年底,全矿累计查明资源储量为
674.92万t,其中,动用量
26.22万t,保有储量
648.70万t
(7)2011年12月,平顶山市地质矿产科研所提交了《平顶山市中祥x煤业有限公司2011年度资源储量动态检测报告》本年度未动用资源储量至2011年底,全矿累计查明资源储量为
674.92万t,其中,动用量
26.22万t,保有储量
648.70万t2.矿井水文地质工作
(1)2009年5月,x省煤田地质局二队提交了《x省x市胡沟煤矿水文地质调查报告》,预测矿井正常涌水量290m3/h,最大涌水量377m3/h,最小突水量为7m3/h,最大突水量1000m3/h左右
(2)2012年2月18日~3月9日,泰安顶新地学CT勘探有限公司在
1.745km²的测区范围进行了瞬变电磁勘探工作,编制了《x省煤层气平顶山市中祥x煤业有限公司物探勘查报告》基本查明了测区内断层导水性,查明了地表水补给地下水的通道,对煤层顶、底板及断层带的赋水情况作出了分析和评价,并对采空区,煤层顶、底板的富水异常分布区进行了划分对矿井水害防治提供了参考依据
(3)2015年1月,x理工大学提交了《矿井水文地质类型划分报告》,该报告确定矿井水文地质类型为中等
(4)2015年1月,x理工大学泰科资产经营有限责任公司提交了《矿井水文地质报告》,其通过对矿井充水因素进行了评价,提出了矿井主要水害及水文地质问题,为矿井下一步安全生产提出了实质性建议
(5)由于制约与影响矿井安全生产的灾害主要为煤层底板灰岩承压水,在生产过程中,一是加大排水能力;二是采取了留设断层煤柱,防水墙及探放水技术措施,对避免突水事故的发生起到了积极作用3.采掘揭露情况
(1)经对采掘揭露煤厚点统计,厚
0.20~
9.60m,平均
5.35m,平均煤厚较以往报告增加
1.65m采掘过程中发现局部有煤层突然变薄或增厚现象;
(2)掘进和回采过程中先后揭露落差3m及以上断层17条,最大落差25m;
(3)在掘进东翼大巷过程中,揭露薄煤区1处;在回采22061和22101工作面过程中,发现薄煤区各1处;
(4)在工作面掘进巷道过程中,部分地段由于受底板扰动和承压水共同作用的影响,出现有片帮、底板底鼓变形现象;
(5)依据采掘生产实际揭露,裂隙、断层是构成底板直接含水层突水的主要因素之一,如2008年6月23日,在二水平西翼22081工作面机巷掘进至约170m处,-15m标高接近断层处发生突水,水量600m3/h左右,控制处理后,涌水量在380m3/h左右,目前自然出水量在250~280m3/h之间
(6)采掘生产揭露,掘进巷道,顶板一般以局部滴、淋水为主,水量一般在5m3/h以下,回采工作面冒落产生的导水裂隙则构成煤层顶板砂岩裂隙水大量下泄,其特点,初始水量大,稳定水量小4.地测防治水管理
(1)依据开拓、掘进及实际揭露的地质成果,进行了井巷编录和说明书的编制,先后绘制了东翼、西翼大巷等主要巷道地质素描图;编写了各采掘工作面掘进和回采地质说明书
(2)加强了煤厚测量,在掘进巷道采用钻探实测或钢尺量取,并标注在煤层底板等高线及储量估算图中
(3)加强了井巷工程测量,对开拓、掘进巷道实施了定点测量,并根据实测结果及时对煤层底板等高线、断层等进行修改
(4)建立了地质、水文地质成果台账,绘制矿井地质和水文地质各类图件,实现了地测防治水的标准化、信息化管理
(5)加强了矿井资源储量动态检测工作,建立了矿井资源储量动态变化台账
(6)为防止水害发生,坚持了“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的原则;采取了钻探、物探、化探相结合的方法和手段;
(7)依据矿井充水水源、出水点,在主要大巷建立寒灰水水文观测孔,并定时进行观测记录;
(8)为防止突水事故发生,制定并认真贯彻执行了矿井防治水计划、探放水设计及安全技术措施;对掘进巷道和工作面进行了直流电法物探;
(9)为准确掌握寒武系灰岩水动态特征,先后施工和利用了井下1#、2#、3#水文观测孔
(10)为确保矿井安全生产,避免水害发生,编制了《矿井防治水管理制度》和《防治水质量标准化实施细则》;建立了完善了井巷采掘工程防排水体系
四、煤矿地质工作质量评述1.此前,本区累计施工钻孔10个,总工程量
1401.62m以往所施工的钻孔,因缺乏原始资料,对其质量无法进行评定但依据生产揭露情况,钻探煤厚与揭露煤厚差别不大2.1992年12月,豫中地质勘察工程公司第一工程处提交了《x市煤炭局胡沟煤矿深部补勘地质报告》,批准情况不详此次施工钻孔3个,其中水文孔2个,地质孔1个,完成钻探工程量
1009.99m按照1987年原煤炭部颁发的《煤田勘探钻孔工程质量标准》进行了验收,特级孔2个,甲级孔1个共见二1煤层3层次,煤层总厚
13.04m,煤心采长
12.80m,平均煤心采取率为98%,钻孔见煤点厚度解释及深度均较可靠,可供使用3.2009年5月,x省煤田地质局二队编制的《x省x市胡沟煤矿水文地质调查报告》,对矿井含水层特征及充水条件和充水水源进行了论证,对水文地质类型进行了划分,并预测了矿井正常涌水量342m3/h,最大445m3/h,但对灰岩地下水的补给和径流条件认识欠详第二章地质构造第一节地层和含煤地层
一、地层区内属华北地层大区,晋冀鲁豫地层区,豫西地层分区渑池~确山小区,由于受褶皱与大型断裂构造的影响,地层发育较全,由老至新有太古界登封群与太华群,元古界嵩山群、熊耳群、汝阳群、洛峪群及震旦系,古生界寒武系、石炭系、二叠系、三叠系及古近系和第四系井田属华北地层大区,晋冀鲁豫地层区,豫西地层分区渑池~确山小区,从老至新发育有寒武系上统崮山组、石炭系上统本溪组和太原组、二叠系下统山西组和下石盒子组、古近系x组和第四系,其中太原组、山西组和下石盒子组为主要含煤地层1.寒武系崮山组(∈3g)主要为灰、深灰和灰黄色厚层状白云质灰岩,鲕粒白云质灰岩、间夹薄层白云岩、钙质泥岩和泥灰岩,含燧石团块,钻孔揭露厚度139m,与下伏地层呈整合接触2.石炭系(C)
(1)本溪组(C2b)下起寒武系灰岩顶面,上止于太原组灰岩底面主要由灰白、灰绿和紫红色铝质泥岩和铝质岩组成,具鲕粒和豆状结构,含黄铁矿结核及散晶,局部相变为砂质泥岩或泥岩,底部偶见透镜状黄铁矿层由于受下伏寒武系古风化壳的影响,厚度变化大,0~15m,平均
6.00m,与下伏寒武系上统崮山组呈平行不整合接触
(2)太原组(C2t)下起本溪组铝土质泥岩顶面,上止于太原组上部灰岩顶面主要由灰、深灰色石灰岩、泥岩、砂质泥岩、砂岩和煤层组成,平均厚17m,其中一1煤层局部达到可采厚度灰岩中含丰富的蜓、腕足类等海相动物化石,泥岩中含丰富的植物化石,与下伏本溪组呈整合接触主要化石有Cardaitespricipalis带科达Annularias____ata星轮叶Lepidodendronoculus—felis猫眼鳞木Stig__riafecoides肌根座Schucno____asp.舒克贝Schwagerinasp.希瓦格筳3.二叠系(P)与太原组连续沉积,全区分布,为区内的主要含煤地层下以太原组顶部黑色海相泥岩或菱铁质泥岩为底,总厚约356m发育的地层有山西组、下石盒子组,各组间均为整合接触
(1)山西组(P1sh)下起太原组上部灰岩顶面,上止于砂锅窑砂岩底面主要由浅灰、深灰色细~中粒石英砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩和煤层组成,厚约51m,其中二1煤层为井田主要可采煤层主要化石有Lepidostrobohhyllumsp.鳞孢叶Cardaitessp.科达Lepidophylloidessp.鳞叶Alethopterishenanensisx座延羊齿Lobatannularia–sinenensis中国瓣轮叶Taeniopterissp.带羊齿
(2)下石盒子组(P1x)下起砂锅窑砂岩底面,主要由灰白、浅灰色细、中粒长石石英砂岩和绿灰、灰色含紫斑泥岩和煤层组成井田内保存有
三、
四、
五、__个煤段,厚约305m,其中四2煤层局部达到可采厚度主要化石有Lepidophylloidessp.鳞叶Lepidodendronoculus—felis猫眼鳞木Gigantopterisclathroreliculatus网格大羽羊齿Pecopterisarcuata弯脉栉羊齿Lingulasp.舌形贝Labatannulariaminor较小瓣轮叶Spnenophyllumgongxianense巩县楔叶Cladophlebiessp枝脉蕨Taeniopteristaiyuanensis太原带羊齿Lobatannulariaensifocja剑瓣轮叶Lobatannularialingulata舌剑瓣轮叶Lobatannulariagracilenta纤瓣轮叶Taenjopterisshansiensis山西带羊齿4.古近系x组(Em)主要为紫红、青灰和灰白色砂质泥岩、砂岩夹砾岩,与下伏各基岩地层呈角度不整合接触5.第四系(Q)厚0-13m,顶部为耕植土,以下主要是黄土质砂质粘土、卵石夹粘土,与下伏地层呈角度不整合接触
二、含煤地层区内含煤地层为石炭系上统太原组(C2t)及二叠系下统山西组(P1sh)和下石盒子组(P1x),见图3-1太原组(C2t)为含煤地层第一含煤段,厚10~47m,平均17m依据岩相、岩性特征及沉积旋回分为三段1.下部灰岩段主要由浅灰、深灰色粉砂岩、泥岩、薄层灰岩及1~4层薄煤(一1~一4)组成,其中,一1煤层局部达到可采厚度,厚0~
0.95m,平均
0.82m灰岩局部相变为泥岩2.中部砂泥岩段主要由浅灰色中细粒砂岩(胡石砂岩Sh)、砂质泥岩、泥岩及1~2层薄煤(一
5、一6)组成,一5煤层局部达到可采厚度3.上部灰岩段主要由1~3层浅灰、深灰色中厚层状灰岩、燧石灰岩、薄层菱铁质泥岩及1~2层薄煤组成L7灰岩层位稳定,产丰富的蜓科及腕足类化石,厚0~
6.92m,平均
5.49m一7煤层局部可采,厚0~
1.79m,平均
0.81m图3-1含煤地层综合柱状图山西组(P1s)为含煤地层第二含煤段,下起太原组顶部灰岩顶面,上止于砂锅窑砂岩底面,厚51m,依据岩性与含煤性,自下而上分为三段1.下段主要由浅灰、深灰色砂质泥岩、泥岩、中细粒砂岩及二1煤层组成,其中,二1煤层厚
0.20m~
9.60m,平均
5.35m,是矿井主要可采煤层2.中段主要由灰、深灰色砂质泥岩、粉砂岩、中细粒砂岩及煤层组成底部为大占砂岩,为浅灰、灰色中细粒石英砂岩,层面富含白云母片及炭质,局部富含菱铁矿结核,厚0~
32.04m,平均
7.67m上部为灰、深灰色砂质泥岩、泥岩及灰白色和灰色中细粒砂岩组成顶部偶见极不稳定的二4煤层,其中香炭砂岩,厚
1.17~
21.77m,一般
4.50m,为灰、深灰色厚层状中细粒砂岩,含黄铁矿、泥砾及炭屑3.上段主要为灰、浅灰色砂质泥岩、泥岩,含菱铁矿假鲕,具紫色斑块,俗称“小紫泥岩”,其中夹有薄层细粒砂岩和粉砂岩,局部夹薄煤层或煤线.下石盒子组(P1x)1.三煤段下自砂锅窑砂岩底面,上至四煤底砂岩(S4)底面,厚
41.70~
123.92m,平均84m底部砂锅窑砂岩为灰、浅灰和灰白色中粗粒石英砂岩,含细砾及岩屑,具槽状交错层理,厚
0.83~
29.80,平均
5.00m,是划分山西组和下石盒子组的主要标志;中下部主要为浅灰、灰绿色泥岩、砂质泥岩及紫红色含菱铁质假鲕泥岩、俗称“紫斑泥岩”,该层普遍发育,层位稳定,厚18~38m,平均24m;上部为灰色泥岩、砂质泥岩,局部具紫斑,夹灰、绿灰色粉砂岩和细粒砂岩2.四煤段下自四煤底砂岩(S4)底面,上至五煤段底部砂岩(S5)底面,平均93m底部为浅灰色中粒砂岩,局部相变为细粒砂岩、粗粒砂岩及泥岩;下部为灰、浅灰色砂质泥岩、泥岩及细粒砂岩,泥岩中含菱铁质矿假鲕,具紫斑;中部为灰、深灰色砂质泥岩、泥岩,含煤2~5层(四1~四5),其中四2煤层较发育,厚0~
1.55m,平均
0.80m;上部为灰色砂质泥岩、泥岩,含菱铁质假鲕,具紫斑,夹薄层细粒砂岩3.五煤段下自五煤段底砂岩(S5)底面,上至六煤段底砂岩(S6)底面,厚43~99m,一般64m底部为灰色细粒砂岩,含菱铁矿鲕粒,具缓波状交错层理;中部为灰、深灰色泥岩、砂质泥岩,含薄煤2~5层(五1~五5),其中,五3煤层局部达到可采厚度,五
2、五4煤层偶见可采点;上部为灰、灰绿色砂质泥岩、泥岩及细粒砂岩4.六煤段下自六煤段底砂岩(S6)底面,上至田家沟砂岩(St)底面,厚47~69m,一般64m底部主要为灰、灰白色中粒砂岩,含暗色岩屑及泥质包体,具楔形交错层理;中部主要为灰、灰绿色泥岩和砂质泥岩,具少量紫斑;上部为灰绿色砂质泥岩、泥岩及细粒砂岩第二节地质构造井田位于x煤田南部,秦岭东西向构造带北侧的x矿区,褶皱与断裂构造均发育,见图3-2
一、褶皱井田位于x煤田的中南部的x矿区,主体为一宽缓向斜构造,轴向北东,向北东、南西方向仰起,两翼地层总体走向北东,向斜轴部地层倾角一般5~8°,翼部可达29°向斜轴部二1煤层底板标高-10m左右,北西翼达到150m北部与南部分别被x和刘庄正切割,破坏了向斜的完整性,但依据钻孔及采掘揭露向斜依据充分可靠
二、断层经勘探、补勘及生产揭露,已查明断层24条,其中落差10m及其以上断层9条,最大落差220m(刘庄正断层),断层走向以近东西向为主,次为北北东向,且均为高角度正断层,见表3-1
(1)x正断层(F32)位于井田中部,西起煤层露头,向东延伸至永泰井田,走向近东西,倾向南,倾角70°,落差110~170m,延展长度1400余米,构成矿井
一、二水平的分界该断层由二水平运输大巷直接揭露及两盘煤层底板等高线对比分析,依据充分可靠
(2)胡沟正断层(F19)位于一水平中部,向南西延伸交于x断层总体走向北东,倾向南东,倾角65~70°,落差30~50m,延展长度650余米在一水平采掘过程中揭露,依据充分可靠
(3)刘庄正断层(F33)位于井田南部边界,西起煤层露头,向东延伸至永泰井田,走向近东西,倾向北,倾角75°,落差70~220m,延展长度1800余米,为一南升北降的正断层本矿二水平探巷揭露,依据充分可靠
(4)侯家沟正断层位于井田西南部,西起煤层露头,向南东交于刘庄断层,走向北西,倾向北东,倾角70°,落差约30m,延展长度800m,该断层由501孔直接揭露,依据基本可靠此外,由于受x和刘庄正断层的影响,在其旁侧派生与伴生的小型断层会较发育图3-2井田构造示意图图3-1井田断层发育情况一览表序号断层名称及性质位置产状(°)落差(m)主要依据走向倾向倾角1x正断层井田中部一分界、二水平近EWS70100-170巷道揭露与钻孔控制2刘庄正断层井田南部近EWN7570-220巷道揭露与钻孔控制3胡沟正断层一水平中部NESE7030-50巷道揭露4侯家沟正断层井田西南部NWNE7030钻孔揭露5何庄正断层二水平北东部NWSW6560巷道揭露6SF1二水平北部近NWNE7215巷道揭露7SF222101采区西侧NESE7025巷道揭露8SF3西翼大巷与22081采面NWNE553巷道揭露9SF4西翼轨道南侧NWNE553巷道揭露10SF522061采区北侧近EWN703巷道揭露11SF622101采面北侧EWS605巷道揭露12SF722101采面北侧EWS605巷道揭露13SF
822061、22101采面南侧NWNE70<5巷道揭露14SF921采区下山西侧EWS5210巷道揭露15SF1021071采面西部NEW675巷道揭露16SF1121071采面西部NWNE15巷道揭露17SF1221131采面北侧NENW705巷道揭露18SF1321131采面北侧NENW705巷道揭露19SF1421111采区中部NENW2巷道揭露20SF
1521031、
21091、
2111、21131中部近EWS70<5巷道揭露21SF1621111采面中部近NWNE<5巷道揭露22SF
1721031、
21091、
2111、21131中部NEW70<5巷道揭露23SF18702钻孔东侧NENW653巷道揭露24SF
1921031、
21091、
2111、21131东南侧NENW70<5巷道揭露
三、岩浆岩及陷落柱情况目前为止,井田及邻区尚未发现有岩浆岩体及陷落柱
四、地质构造对煤层开采的影响
1、井田断裂构造发育,不仅破坏了煤层的连续性,影响采区合理划分、工作面正常布置;而且由于存在导水性,给底板承压水的防治增加了工作量和难度;同时,由于破坏了岩层完整性,使煤层顶底板岩石抗压强度和稳定性降低,给巷道支护和工作面回采有一定的影响
2、煤层底板起伏变化,不仅影响了工作面正常布置,而且入渗采空区水无法自流,易于产生积水第三节地质构造复杂程度划分井田总体为一轴向北东,向北东、南西方向仰起的宽缓向斜构造,两翼地层总体走向北东,向斜轴部地层倾角一般5-8°,翼部可达29°断层发育,已查明落差10m及其以上断层9条,最大落差220mx断层、刘庄正断层、侯村断层和侯家沟断层将井田分成4个地质块段,对采区合理划分、工作面布置有一定影响矿井后续生产的二水平,处于由x和刘庄正断层构成的地堑构造,候家沟断层及井田发育的小断层,对采区合理划分影响不大,但对采掘工程有一定影响,地质构造复杂程度综合评定为中等类型第三章煤层、煤质和资源/储量第一节煤层赋存特征
一、可采煤层本区属华北聚煤盆地南带,井田发育与保留的含煤地层为石炭系太原组及二叠系山西组和下石盒子组,共分为六个含煤段煤系地层总厚373m,共含煤10层,总厚
9.77m,含煤系数
2.62%含可采煤层3层,总厚约
6.97m,含煤系数
1.86%其中,下石盒子组四2煤、山西组二1煤、太原组一1煤为区内主要可采煤层各煤层发育特征,见表4-1表4-1各煤层特征一览表煤层厚度(m)可采性煤层结构稳定性两极值平均四20~
1.
550.80局部可采简单不稳定二
10.20~
9.
605.35大部可采简单~中等较稳定一10~
0.
950.82局部可采简单较稳定
(1)四2煤层位于下石盒子组中下部,下距四煤段底砂岩50m左右,依据提供的资料,x断层以南的二水平,穿见该层位钻孔6个,其中3孔见煤,主要分布于东部,__
0.09km2,可采区煤厚
1.45~
1.55m,煤层结构简单,一般不含夹矸,属不稳定局部可采煤层煤层底板标高140~190m,埋藏深度120~210m煤层顶板为泥岩、砂质泥岩或粉砂岩,底板为泥岩或砂质泥岩
(2)二1煤层位于山西组下部,上距四2煤层150~180m,下距太原组顶部灰岩6m左右x断层以南的二水平,穿见该煤层钻孔8个,见煤8层次,除1孔见煤点不可采外,其余全部达到可采厚度,见表4-2煤厚
0.20~
9.60m,平均
5.35m,可采性指数
0.91,煤厚变异系数36%,煤层连续性较好,煤层结构简单至中等,局部含1~2层夹矸,属较稳定大部可采煤层煤层底板标高-15~160m,埋藏深度180~350m煤层顶板为深灰色泥岩或砂质泥岩,局部为富含白云母片的粉砂岩;直接底板为深灰色泥岩或砂质泥岩,间接底板为太原组灰岩表4-2钻孔揭露二1煤层情况一览表钻孔号补1孔412413605水蟒2号606702703煤厚(m)
2.
959.
603.
245.
854.
120.
206.
325.56地面标高m
351.
48322.
36320.
93328.
56323.
61319.
49350.
83328.08底板标高m
153.
56.
7163.32-
9.54-
3.
335.
352.
5071.72埋藏深度m
197.
98315.
65257.
61338.
10326.83___.
14348.
38256.36
(3)一1煤层位于太原组下部,上距二1煤层13~16mx断层以南的二水平,穿见该煤层钻孔7个,其中见煤钻孔5个,主要分布于二水平东部,__
0.43km2,见表4-3可采区煤厚
0.75~
0.95m,平均
0.82m,煤层结构简单,一般无夹矸,属较稳定局部可采煤层煤层底板标高-25~56m,埋藏深度260~360m煤层顶板为薄层泥岩,底板为砂质泥岩表4-3钻孔揭露一1煤层情况一览表钻孔号412413605水蟒2号606702703煤厚(m)
00.
200.
780.
8200.
750.95地面标高m
322.
36320.
93328.
56323.
61319.
49350.
83328.08底板标高m
11.
7047.30-
25.50-
19.10-
11.20-
16.
9658.50埋藏深度m
310.
66273.
63354.
06342.
71330.
69367.
79269.58
二、煤岩层对比煤岩层对比是各项地质工作的基础,依据含煤地层岩性、岩相特征,采用岩性及其组合特征、层间距、标志层、煤质特征、古生物等标志进行对比,使岩煤组、煤层等划分具有可靠性1.岩性、岩相组合特征对比
(1)本溪组主要以灰至灰白色,隐晶和鲕状或豆状结构,致密块状构造的铝土质泥岩为主,与寒武系灰岩风化壳接触面常含黄铁矿结核,局部地段硫铁矿富集成矿该组厚度尽管变化较大,但层位稳定,是划分奥陶与石炭系的主要标志
(2)太原组主要为海陆交替相沉积的生物碎屑灰岩和砂岩、砂质泥岩、泥岩及煤层互层,灰岩中含燧石结核或团块,一般构成煤层顶板
(3)山西组为一套灰至深灰色砂质泥岩、砂岩、泥岩和煤层的沉积组合顶部泥岩多具紫斑结构含煤2~4层,其中二1煤层,厚度大且稳定,结构简单,为本区主要可采煤层本组中上部为富含白云母片及炭质的大占砂岩与泥岩、砂质泥岩组合及含炭屑和云母片的香炭砂岩与泥岩、砂质泥岩组合
(4)下石盒子组主要为灰~灰白色泥岩、砂质泥岩、砂岩及煤层组合底界为砂锅窑砂岩,自下而上分为
三、
四、
五、__个煤段,每段底部皆发育细~粗粒砂岩,其上以深灰色泥岩、砂质泥岩及煤层为主所含煤层,层位稳定,以结构复杂大部可采及局部可采薄煤为主;下部和上部以其紫斑泥岩为特征2.标志层对比依据区内沉积旋回特征,采用包括灰岩、砂岩、煤层及紫斑泥岩等作为组、段对比的主要标志
(1)铝土质泥岩主要以灰至灰白色,隐晶和鲕状或豆状结构,块状构造,底部黄铁矿结核及硫铁矿层发育厚度变化虽较大,但层位稳定,可作为与下伏寒武系及上覆太原组地层的分界标志
(2)生物碎屑灰岩位于太原组地层中,以薄至中厚层为主,含燧石结核和丰富的蜓科、腕足类等动物化石,单层厚度小,但层位稳定,每层灰岩下均发育薄煤层或煤线
(3)大占砂岩位于山西组二1煤层之上,为浅灰至灰白色细~中粒长石石英砂岩,碎屑呈次圆状至次棱角状,分选中等至差主要成分为石英,次为长石,泥质、钙质胶结,层面富含炭质及白云母碎片,是确定山西组及二1煤层的主要标志
(4)香炭砂岩主要为灰、灰白色中厚层状细至粗粒石英砂岩,碎屑颗粒分选磨圆中等,硅质及钙质胶结,粒度向上变细,具大型板状交错层理,为确定山西组的主要辅助标志层
(5)小紫泥岩位于山西组上部,主要由含紫斑泥岩、砂质泥岩及粉砂岩组成,是确定二煤段与三煤段的辅助标志层
(6)砂锅窑砂岩位于下石盒子组底部,主要为灰、灰白色厚层状细至中粒石英砂岩,碎屑分选较好,向上粒级变细,大型板状交错层理发育,为下石盒子组与山西组主要分界标志层
(7)大紫泥岩位于下石盒子组下部,主要为浅灰、紫灰色铝土质泥岩,具明显的鲕状及豆状结构和斑块、团块状构造,鲕粒成分为菱铁质,含大量紫色斑块,是划分下石盒子组的辅助标志层3.主要煤层、煤组物性特征对比
(1)太原组物性反映具明显的三段特征,下段发育石灰岩和煤层,视电阻率曲线对灰岩呈高阻反映,对煤层呈低阻反映;伽玛曲线石灰岩呈平缓低幅反映,而煤层则呈高异常反映煤层底部多为泥岩,自然伽玛曲线呈高异常中段为砂、砂质泥岩和薄煤层组成,视电阻率曲线呈中低和中高阻反映,伽玛曲线变化平缓上段下部为L7灰岩,中上部以泥岩、砂质泥岩为主,视电阻率曲线呈上低下高反映,伽玛曲线呈平缓低幅变化L7灰岩在视电阻率曲线呈上低下高反映,伽玛曲线呈平缓低幅变化L7灰岩在视电阻率曲线上呈明显的高异常反映,是对比二1煤层的主要标志之一
(2)山西组主要为砂岩、砂质泥岩、泥岩和煤层组成,其中二1煤顶板大占和香炭砂岩,视电阻率曲线均呈高阻或中高阻异常反映;二1煤层视电阻率伽玛曲线呈中低阻和低密度反映,明显区别于上、下岩层
(3)下石盒子组本区含
三、
四、
五、__个煤段,视电阻率伽马曲线显示,砂锅窑砂岩呈明显的高阻异常反映,煤层呈中低阻反映第二节煤种及煤质变化
一、物理性质和煤岩特征1.四2煤层煤为黑色,条痕褐黑色,沥青光泽,多呈碎块状,易成为粉末层状构造,节理发育,具阶梯状断口常伴有薄层状、透镜状炭质泥岩和泥岩视密度
1.39t/m³2.二1煤层煤为棕、黑色,半亮型,多为粉状,少见块状块煤以亮煤为主,具有玻璃光泽,断口参差状,柱状节理发育;粉煤结构不清,多为亮黑色,夹有粘土与炭质泥岩视密度
1.39t/m³宏观煤岩特征其原生结构遭到破坏,构造镜面发育,形成粒状、鳞片状的构造煤,宏观煤岩成分遭到破坏,宏观煤岩特征无法观察和描述显微煤岩组分特征显微煤岩组分组均以镜质组为主,少量惰质组镜质组以均质镜质体为主,裂隙发育;基质镜质体和碎屑镜质体次之,基质镜质体呈不规则状胶结其它组分,碎屑镜质体部分颗粒呈糜棱结构;少量结构镜质体,其胞腔大多已变形、矿物质充填其中惰质组以粗粒体和微粒体为主,少量半丝质体、碎屑惰质体,可见结构完好的火焚丝质体无机组分主要为粘土矿物,次为碳酸盐矿物和微量硫化物矿物粘土矿物呈团块状分布、透镜状、不规则状充填在胞腔或有机质裂隙中;方解石呈粒状分布或充填于有机质裂隙中;黄铁矿呈星点状、莓状__体分布或细脉状充填在有机质裂隙中3.一1煤层煤为黑色、玻璃光泽,粉末状和块状,参差状断口,节理发育,含少量黄铁矿结核坚固性系数
0.16~
0.20,属强粘结性煤,视密度平均为
1.39t/m3
二、煤的化学性质依据化验结果,各煤层化学性质,见表4-4表4-4各煤层煤质分析结果统计一览表煤层Ad%Vdaf(%)__d(%)Qbar(MJ/kg)St,d(%)P(%)煤类四
232251.
623.
10.
20.003瘦煤二
116261.
531.
50.
20.007焦煤一
118281.
529.
40.
20.003焦煤1.元素分析二1煤浮煤有机元素以碳元素为主,占
82.39~
90.65%,平均
88.09%;次为氢元素,占
3.52~
5.21%,平均
4.51%;氮元素为
1.04~
2.11%,平均为
1.43%;氧与硫之和为
5.79%2.灰分(Ad)四2煤原煤平均灰分为32%,属高灰煤;二1煤原煤平均灰分为16%,属低灰煤;一1煤原煤平均灰分为18%,属中灰煤3.水分(__d)四2煤、二1煤和一1煤,原煤平均水分含量为
1.5~
1.6%;属特低全水分煤4.挥发分(Vdaf)四2煤浮煤平均挥发分为25%,属中等挥发分煤;二1煤浮煤平均挥发分为26%,属中等挥发分煤;一1煤浮煤平均挥发分为28%,属中等挥发分煤
三、煤的工艺性能
(1)四2煤发热量为
23.1MJ/kg,属中热值煤;二1煤发热量为
31.5MJ/kg,属特高热值煤;一1煤发热量为
29.4MJ/kg,属高热值煤
(2)四
2、二1和一1煤层的粘结指数为90~98,属强粘结性煤
四、煤的可选性
(1)筛分试验二1煤原煤筛分试验结果,3~
0.5mm粒级占
25.05~
34.43%,<
0.5mm粒级占
27.14~
27.71%,见图4-1,该图说明二1煤随着粒级的变小(从50mm~
0.5mm),产率增加,而灰分降低二1煤粉筛分试验结果表明二1煤煤粉粒级以
0.125~
0.075mm为主,占全样的
8.842%,其次为<
0.045mm,占全样的
6.682%,各粒级灰分变化不大
(2)煤的可选性依据《中国煤炭可选性评定标准》(GB/T16417-1996),二1煤层煤样50~
0.5mm级浮沉试验,采用分选密度为
1.
50、
1.60,当理论分选密度为
1.50时,δ±δ±
五、煤类依据《中国煤炭分类》(GB/T5715—2009),以浮煤干燥无灰基挥发分(Vdaf)、胶质层最大厚度(Y)为主要指标,结合原报告划分的煤类,确定各煤层煤类结果四2煤为高灰、特低硫、特低磷、中热值瘦煤;二1煤为低灰、特低硫、特低磷、特高热值焦煤;一1煤为中灰、特低硫、特低磷、高热值焦煤
六、煤的风氧化本矿未专门取样确定煤的风氧化带深度,沿用区内曹川矿测试结果确定的风氧化带深度为埋深40m或基岩以下5m
七、煤质及工业用途评价四2煤为高灰、特低硫、特低磷、中热值瘦煤,一般作为动力、化工用煤;二1煤为低灰、特低硫、特低磷、特高热值焦煤,适用于炼焦和工业动力用煤;一1煤为中灰、特低硫、特低磷、高热值焦煤,适用于炼焦和工业动力用煤第三节煤炭资源/储量估算本次储量估算依照《固体矿产资源/储量分类》国家标准(GD/T17766—1999)、2002年12月国土资源部发布的《煤、泥炭地质勘查规范》DZ/T0215-2002,2007年中国矿业权评估师协会关于固体矿产资源储量类型的确定指导意见(CMV13051-2007),并结合矿井生产与发展实际
一、资源/储量估算范围及工业指标本次资源储量估算煤层为采矿许可证限采的四
2、二1及一1主要工业指标
1、煤层最低可采厚度依据现行的《煤、泥炭地质勘查规范》,区内煤层倾角10~25°,二1煤为无烟煤,属非炼焦用煤,最低可采厚度采用
0.80m
2、灰分原煤最高灰分(Ad)不大于40%
3、硫分最高硫分(Std)不大于3%
4、发热量由于参与估算的煤层,煤类为炼焦用煤或可作为炼焦配煤,按现规范发热量不作限定
二、资源/储量估算方法与参数确定1.估算方法本次资源储量估算对保有资源储量进行了核实煤层倾角一般为5~8º,资源储量估算采用地质块段法,分块段在煤层底板等高线图上进行估算采用计算公式Q=S/cosa×M×D式中Q—块段资源储量(万t)S—块段平__(m2)M—块段平均纯煤真厚(m)D—煤层视密度(t/m3)a—煤层倾角(°)2.参数的确定
(1)__利用AutoCAD软件,在煤层底板等高线图上直接求出块段的平__
(2)煤层厚度见煤点厚度利用资源储量估算利用的见煤点均为纯煤真厚,参与资源储量估算的见煤点为钻探和测井综合质量达合格以上的见煤点,其中孤立特厚见煤点,取井田平均煤厚参与资源储量估算含夹矸煤层厚度的利用
①煤层中单层厚度小于
0.05m的夹矸,与煤分层合并计算采用厚度,但并入夹矸后全层的灰分(或发热量)、硫分符合估算指标规定;
②煤层中夹矸厚度小于煤层最低可采厚度,且煤分层厚度均等于或大于夹矸厚度时,将上下煤分层厚度相加作为采用厚度;
③煤层中夹矸厚度等于或大于煤层最低可采厚度,煤分层分别视为__煤层分别估算(或不估算)资源储量块段平均煤厚块段内所有资源储量估算利用见煤点纯煤真厚的算术平均值若块段内见煤点少,可利用邻近块段见煤点参加本块段平均煤厚的估算特厚煤点的处理特厚煤点参与块段算术平均计算,等于或大于该块段算术平均值3倍以上者,以该块段算术平均值作为特厚煤点煤层厚度参与块段算术平均计算最低可采厚度边界的确定邻可采点与不可采点之间采用内插法直接确定最低可采点,各最低可采点的连线即为最低可采边界线无煤带范围利用内插法先确定煤厚零点,然后将煤厚零点连线确定无煤带界线
(3)煤层倾角在煤层底板等高线图上,用比例尺沿倾向量取任意两条等高线间的水平距离,据等高距与水平间距的比值,利用反三角函数求得煤层倾角
(4)视密度据钻孔煤芯煤样测试资料及煤矿生产取样测试资料,确定四2煤、二1煤和一1煤视密度为
1.39t/m3
三、资源/储量类别划分原则1.资源储量类型划分二1煤层勘查类型为中等构造、较稳定煤层,按《煤、泥炭地质勘查规范》要求,原则上以不大于500m的工程基本线距圈定探明的经济基础储量(111b),以不大于1000m的基本线距圈定控制的经济基础储量(122b),以不大于2000m的工程线距及断层旁侧、最低可采线附近圈定推断的内蕴经济资源量
(333)2.块段划分原则根据本区勘查类型及二1煤层发育特征,确定以下块段划分原则
(1)以达到相应控制程度的勘查线、井巷工程连线、煤层底板等高线、主要构造线及井田边界做为各类型块段的边界
(2)根据本区构造复杂程度和煤层稳定程度,在达到相应密度的勘查工程见煤点连线以内和在连线以外以本类型基本线距(钻孔间距)的1/2的距离范围划定相应类型块段
(3)本区未进行新的地面探矿工程地段,保留并沿用原块段的划分
(4)在落差大于20m断层的两侧,各留30~50m作为保护煤柱
(5)在钻孔揭露的薄煤带周边,内插确定最低可采点厚度边界后外推30m作为推断的内蕴经济资源储量
(333)除遵循以上一般原则外,并依据实际情况遵循以下原则
(1)煤层相对稳定区,同一资源储量类型范围内划分地质块段,原则上以工程点连线、煤层底板等高线、勘探线、煤层最低可采边界线、井田边界、巷道、村庄、工业__等保安煤柱线
(2)边界煤柱、断层煤柱及上、下山煤柱、井巷煤柱、工业__和村庄煤柱等特殊地段,单独划分块段3.块段划分结果四2煤层共划分资源储量块段3个,由于控制程度低,划分为内蕴经济资源量
(333);二1煤层共划分资源储量块段19个,其中,探明的经济基础储量(111b)块段10个,推断的内蕴经济资源量
(333)块段9个;一1煤层共划分资源储量块段5个,其中探明的经济基础储量(111b)块段1个,控制的经济基础资源储量(122b)块段2个,推断的内蕴经济资源量
(333)块段2个
四、资源/储量估算结果经估算,截止2017年10月,矿井二水平共查明资源储量___.22万t,动用量
26.22万t,保有量560万t,见表8-2在保有量中,其中,四2煤层7万t,二1煤层512万t,一1煤层41万t表8-2资源储量估算汇总表煤层查明资源储量(万t)动用储量万t保有资源储量(万t)111b122b333小计111b122b333小计四277077二
1417.
22122538.
2226.22390122512一1142254101422541合计
431.2222134___.
2226.2240422134560第四节煤层稳定程度划分1.定性评价矿井限采的四2煤层,煤厚0~
1.55m,平均
0.8m,结构简单,属不稳定局部可采煤层;二1煤层,煤厚
0.20~
9.60m,平均
5.35m,煤层结构简单至中等,含1~2层夹矸,属较稳定大部可采煤层;一1煤层,煤厚0~
0.95m,平均厚
0.82m,结构简单,属较稳定局部可采煤层2.定量评价依据评价标准,薄煤层以可采性指数为主,煤厚变异系数为辅;中厚及厚煤层以煤厚变异系数为主,可采性指数为辅,见表4-5煤层厚度变异系数计算公式γ=×100%S=表4-5评定煤层稳定性的主、辅指标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≥
0.95γ≤25%
0.95≥Km≥
0.825%<γ≤35%
0.8>Km≥
0.6%35<γ≤55%Km<
0.6γ>55%中厚煤层γ≤25%Km≥
0.9525%<γ≤40%
0.95>Km≥
0.840%<γ65%
0.8>Km≥
0.65γ>60%Km<
0.65厚煤层γ≤30%Km≥
0.9530%<γ≤50%
0.95>Km≥
0.8550%<γ75%
0.85>Km≥
0.7γ>75%Km<
0.70式中Mi—每个见煤点的煤层厚度;—矿井的平均煤厚;n—参与评价的见煤点数;S——均方差值;γ——煤层厚度变异系数煤层厚度可采性指数计算公式Km=×100%式中n—参与煤厚评价的见煤点总数;n′—其中煤厚大于或等于可采厚度的见煤点数;Km—煤层的可采性指数依据钻孔揭露的煤厚(表4-
1、4-
2、4-3),计算二1煤层煤厚变异系数为可采性指数
0.91,煤厚变异系数36%,应为较稳定煤层四2煤层可采性指数
0.5,一1煤层可采性指数
0.4,均为局部可采煤层3.采用结果矿井开采的二1煤层,厚度变化虽较大,但层位稳定,连续性好,大部分可采,结构简单,煤类单一,确定为较稳定煤层四2煤层,厚度变化较大,局部可采,结构简单,属不稳定局部可采煤层一1煤层,厚度变化虽较大,但层位稳定,连续性好,结构简单,属较稳定局部可采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依据x省煤炭工业和信息化厅文件豫工信煤(
[2011]200号)《x省工业和信息化厅关于对省煤层气公司所属煤矿2010年度矿井瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定结果的批复》,本矿井绝对瓦斯涌出量
1.54m³/min,相对瓦斯涌出量
4.0m³/t;绝对二氧化碳涌出量
1.02m³/min,相对二氧化碳涌出量
2.65m³/t,省级批复为低瓦斯矿井依据x省煤炭工业和信息化厅文件豫工信煤(
[2012]153号)《x省工业和信息化厅关于2011年度煤矿瓦斯等级鉴定结果的批复》,矿井绝对瓦斯涌出量
0.83m³/min,绝对二氧化碳涌出量
1.57m³/min,批复为低瓦斯矿井依据x省煤炭工业和信息化厅文件豫工信煤(
[2014]7号)《x省工业和信息化厅关于2013年度煤矿瓦斯等级鉴定结果的批复》,矿井瓦斯绝对涌出量
1.53m3/min;二氧化碳绝对涌出量
1.02m³/min,鉴定等级为瓦斯矿井第二节矿井瓦斯赋存规律矿井开采的二1煤层,厚
0.20~
9.60m,平均
5.35m,为大部分可采煤层煤层标高为-15~280m,埋藏深度为180~350m1.井田二1煤层厚度大,构造软煤发育,且顶底板以砂质泥岩和泥岩为主,易于瓦斯的生成与储集2.依据实测结果,结合区域瓦斯赋存特征,井田二1煤层,在正常地质块段,煤层瓦斯总的变化规律是随着埋藏深度的增大瓦斯含量有逐渐增加趋势,即自二1煤层露头向深部依次出现瓦斯风化带(CO2-N2带、N2带、N2-CH4带)和瓦斯带,由于煤层埋藏较浅,结合历年矿井生产实际,预测井田应处于瓦斯风化带内3.分析研究表明,地质构造和煤层厚度是控制瓦斯赋存不均衡的主导因素,即煤层厚度大,瓦斯含量亦大;断裂构造,由于导水性好,结构面力学性质应以张性或张张扭性为主,属开放性或半开放型,易于瓦斯的逸散,预测断层两侧向断层破碎带瓦斯含量会减小,影响范围主要取决于断层规模及破碎带宽度井田范围区内断裂构造发育,结构面力学性质多为张性,且断层破碎带宽度大,不易于瓦斯富集且较易逸散,造成矿井瓦斯含量和涌出量较低第三节矿井瓦斯涌出量预测依据历年鉴定结果,矿井瓦斯绝对涌出量
0.83~
1.54m3/min,相对涌出量4m3/t左右井田为一宽缓单斜构造,构造软煤连续发育,煤层厚度变化较大,但大部分可采,瓦斯赋存的地质条件基本相似,因此,依据已采区瓦斯涌出规律,采用分源预测法对矿井采煤工作面进行瓦斯涌出量预测分源预测法是以瓦斯含量为基础,其实质是按照矿井生产过程中瓦斯涌出源的多少,各个瓦斯涌出源瓦斯涌出量的大小来预测矿井、采区、回采面和掘进工作面等的瓦斯涌出量各个瓦斯源涌出瓦斯量的大小以煤层瓦斯含量、瓦斯涌出规律和煤层开采技术条件为基础进行计算而确定的矿井瓦斯涌出的源、汇关系见图5-1图5-1矿井瓦斯涌出源、汇关系示意图1.采煤工作面瓦斯涌出量预测根据分源预测法,采煤工作面瓦斯涌出来源主要包括开采层和邻近层,以相对瓦斯涌出量表示,以24h为一个预测圆班,由开采层(包括围岩)、邻近层瓦斯涌出量两部分组成,其计算公式为(5-1)式中——采煤工作面相对瓦斯涌出量,m3/t;——开采层相对瓦斯涌出量,m3/t;——邻近层相对瓦斯涌出量,m3/t;
(1)开采层瓦斯涌出量薄及中厚煤层不分层开采时,开采层瓦斯涌出量可由下式计算(5-2)式中——开采层(包括围岩)相对瓦斯涌出量,m3/t;——围岩瓦斯涌出系数;本矿为全部陷落法管理顶板取
1.3;——工作面丢煤瓦斯涌出系数,用工作面回采率的倒数来计算,工作面回采率为93%,K2取
1.08;——采区内准备巷道预排瓦斯对开采层瓦斯涌出影响系数,采用长壁后退式回采时,按下式计算(5-3)式中——工作面长度,m;——掘进巷道预排等值宽度,m;如无实测值可按表5-1选取;表5-1巷道预排瓦斯带宽度值巷道煤壁暴露时间T/d不同煤种巷道预排瓦斯带宽度h(m)无烟煤瘦煤或焦煤肥煤、气煤及长焰煤
256.
59.
011.
5507.
410.
513.
01009.
012.
416.
016010.
514.
218.
020011.
015.
419.
725012.
016.
921.
530013.
018.
023.0h值亦可采用下式计算低变质煤h=
0.808T
0.55;高变质煤h=
13.85*
0.0183T/1+
0.0183T二1煤层煤质属于中变质焦煤,掘进巷道预排等值宽度取
12.4m——开采层厚度,m;——工作面采高,m;=
5.35m,=
3.0m,L=100m,根据公式(5-3)得到=
0.75——煤层原始瓦斯含量,取
1.531m3/t;——运出矿井后煤的残存瓦斯含量,根据邻近矿井开始数据取
0.5m3/t
(2)邻近层瓦斯涌出量由于二1煤层与其它煤层相距较远,在预测二1煤层瓦斯涌出量时,取q2=0;经计算,回采工作面相对瓦斯涌出量q采=q1+q2=
2.36m3/t回采工作面设计日产量800t,经计算回采工作面绝对瓦斯涌出量为
1.31m3/minq采绝=q采相×A÷T=
1.31m3/min式中q采绝——回采工作面绝对瓦斯涌出量,m3/min;q采相——回采工作面相对瓦斯涌出量,取
2.36m3/t;A——回采工作面平均日产量,取800t;T——1440min2.掘进工作面瓦斯涌出量预测掘进工作面的瓦斯是由巷道煤壁和掘进落煤两部分组成,掘进工作面瓦斯涌出量采用下式计算q掘=q3+q4(5-6)q3=D·V·q0·(5-7)q4=S·V·γ·(W0-Wc)(5-8)式中q掘——掘进工作面绝对瓦斯涌出量,m3/min;q3——掘进工作面巷道煤壁绝对瓦斯涌出量,m3/min;q4——掘进工作面落煤绝对瓦斯涌出量,m3/min;D——巷道断面内暴露煤壁面的周边长度,厚煤层取D=2h+b,巷道断面高h=
3.5m,宽度B=
4.5m,取D=2h+b=
11.5m;V——巷道平均掘进速度,
0.0042m/min(180m/月);L——巷道长度,平均取350m;qo——煤壁瓦斯涌出强度,按下式计算qo=
0.026[
0.0004×V2daf+
0.16]Wo=
0.030m3/m
2.minVdaf——二1煤的挥发分取
17.96%;γ——煤的密度,取
1.39t/m3;S——巷道掘进断__,取
13.5m2;W0——煤层原始瓦斯含量,取
1.531m3/tWC——采落煤炭运出地表时残存瓦斯量,取
0.5m3/t;经计算,每个掘进工作面绝对瓦斯涌出量
0.39m3/min3.生产采区瓦斯涌出量预测(5-9)式中q区——生产采区相对瓦斯涌出量,m3/t;K’——生产采区内采空区瓦斯涌出系数,取
1.15;q采i——第i个回采工作面相对瓦斯涌出量,取
2.36m3/t;Ai——第i个回采工作面的日产量,取800t/d;q掘i——第i个掘进工作面绝对瓦斯涌出量,煤巷掘进面取
0.39m3/min,岩巷掘进面取
0.06m3/min;A0——生产采区平均日产量,取1000t/d生产采区按一个回采工作面,2个掘进工作面,经计算,生产采区瓦斯涌出量为
3.18m3/t4.矿井瓦斯涌出量预测(5-10)式中q井——矿井相对瓦斯涌出量,m3/t;K′′——已采采区瓦斯涌出系数,取
1.25;q区i——第i个生产相对瓦斯涌出量,取
3.18m3/t;A0i——第i个生产采区平均日产量,取1000t/d;经计算,矿井相对瓦斯涌出量为
3.98m3/t,绝对瓦斯涌出量为
2.76m3/min第四节煤与瓦斯区域突出危险性预测依据《x省工业和信息化厅关于2014年度全省煤矿瓦斯分类管理审查结果的批复》(豫工信〔2014〕7号)结果,绝对瓦斯涌出量
1.53m3/min,为瓦斯矿井由于区内煤层厚度变化大,断裂构造发育,致使瓦斯赋存具有不均衡性,虽然煤层含量和涌出量均较小,但在采掘生产过程中应加强对煤层瓦斯含量、压力等基础参数的测试工作及瓦斯动力现象的观测第五节矿井瓦斯类型划分根据《x省工业和信息化厅关于2014年度全省煤矿瓦斯分类管理审查结果的批复》豫工信〔2014〕75号鉴定为瓦斯矿井,预测煤层瓦斯含量小于4m3/t,属简单类型第五章水文地质第一节水文地质概况1.区域水文地质单元特征矿井所处的x煤田,位于北部由箕山背斜,南部由背孜背斜所夹持的拗陷区内,以大张断层为界分为南北两个水文地质亚单元南部水文地质亚单元区,总__550k㎡,寒武系石灰岩广泛分布,岩溶裂隙较发育,为大气降水的入渗补给奠定了良好的基础灰岩地下水的总体流向自南西向北东,排泄途径除以泉水的形式泄出外,大部分通过生产矿井排出,汇入河流和水库等依据主要含水层分布特征及断裂构造控水作用,由西至东分为梨园、x和朝川3个次级水文地质单元,本井田位于水文地质单元中部的x矿区2.地表水体区内属淮河流域汝河水系,地表水体主要为河流及水库主要河流有汝河、梨园河与x河等;水库主要位于矿区南部寒武系及新元古界地层__区汝河为矿区内主要河流之一,呈北西~南东向流经矿区的北部,南距x矿区约
13.5km,河谷两侧主要为震旦系石英砂岩及古近系砂砾岩,河床为全新统砾石和卵石该河发源于伏牛山区嵩县车村附近,流经嵩县、汝阳、x、郏县等地,于襄城县孔门附近汇入沙河,为常年性流水据紫罗山水文站1952年观测资料,最大流量7050m3/s,最小流量
0.22m3/s,年流量
1.239~
13.58亿m³,洪水标高
288.25m~
294.83梨园河该河发源于矿区西部的炉沟村附近,呈南北向流经矿区北部于x市城南汇入汝河,雨季最大流量为1003m3/s,旱季干枯或变为潜流该河流向大致与地层走向直交,河谷两岸出露寒武系地层及含煤地层,河床为全新统卵石x河发源于矿区南部的西齐沟村附近,由南西向北东流经矿区中部,于纸坊村附近汇入汝河,一般流量为
0.24~
1.02m³/s,最大洪水量为5000m³/s,洪水标高
288.6~
320.0m据1916年4月测量,矿区内河床渗透量为
0.45~
0.97m³/s·km该河流流向与含煤地层斜交,河谷两侧出露有寒武系地层腾口水库位于位于x镇北汝河支流燕子河上,距本矿工业__
3.5km,建于1958年,是一座以防洪、灌溉为主综合性利用的小型水库控制流域__44km2,总库容
785.06万m3图5-1x煤田区域水文地质图.3.含水层特征依据岩性及空间赋存特征,自上而下依次为第四系孔隙含水层、古近系孔隙含水层、石千峰组平顶山段砂岩含水层、上石盒子组砂岩含水层、下石盒子组砂岩含水层、山西组砂岩裂隙含水层、石炭系太原组灰岩岩溶裂隙含水层和寒武系灰岩岩溶裂隙含水层
(1)第四系孔隙含水层主要由第四系砂卵石组成,厚5~10m,主要分布于河流阶地及河床附近,水力性质为孔隙潜水以及21号井简易抽水试验资料,单位涌水量
5.11L/s·m,渗透系数
81.9m/d,矿化度
0.284~
0.336g/L,水化学类型以HCO3-Ca为主
(2)古近系孔隙含水层主要由古近系暗紫红色中粗粒砂岩及砾岩组成,在x向斜核部,累计厚度1000m以上据1993年调查资料,该含水层共调查有21个泉水,流量为
0.01~
2.00L/s,水化学类型HCO3-Ca属孔隙弱至中等富水含水层
(3)石千峰组平顶山段砂岩裂隙含水层由灰白色厚层状中粗粒或巨粒长石石英砂岩组成,一般厚96m,裂隙较发育,属砂岩弱至中等富水性
(4)上石盒子组砂岩裂隙含水层主要由
七、
八、九煤段的灰白色薄至厚层状中粗粒长石石英砂岩组成,单层厚0~24m属砂岩裂隙弱富水含水层
(5)下石盒子组砂岩裂隙含水层主要由
三、
四、
五、六煤段底部的中粗粒砂岩组成,总厚24m左右,区内中部有零星出露,属砂岩裂隙弱富水含水层
(6)山西组砂岩裂隙含水层主要由煤层上部大占砂岩和香炭砂岩段的中粗粒砂岩组成,厚度10~50m单位涌水量
0.0258~
0.50L/s·m,渗透系数
0.1151~
1.08m/d,属砂岩裂隙弱至中等富水含水层
(7)石炭系太原组灰岩岩溶裂隙含水层主要由数层石灰岩组成,厚
1.40~
27.0m,单位涌水量
0.000192~
7.419L/s·m,渗透系数
0.00159~
55.07m/d,属灰岩岩溶裂隙弱至强富水含水层
(8)寒武系灰岩岩溶裂隙含水层主要由中~厚层状石灰岩和白云质灰岩组成,厚94~277m受断裂构造及赋存特征的影响,岩溶裂隙发育程度,由浅至深呈逐渐减弱趋势泉水流量
0.02~
70.10L/s,单位涌水量为
0.0024~
2.38L/s·m,渗透系数
0.0129~
14.3m/d目前水位106m,属灰岩岩溶裂隙弱至强富水含水层4.隔水层特征依据空间赋存特征,自上而下依次有二叠系砂质泥岩和泥岩隔水层、二1煤层底板砂质泥岩和泥岩隔水层和本溪组铝土质泥岩隔水层
(1)二叠系砂质泥岩和泥岩隔水层山西组、上、下石盒子组砂岩含水层间,均发育厚度不等的砂质泥岩或泥岩,在自然状态下,可阻隔砂岩裂隙地下水垂向间的水力__
(2)二1煤层底板砂质泥岩和泥岩隔水层主要由二1煤层底到太原组上部第一层石灰岩顶部之间的泥岩、砂质泥岩及硅质泥岩等组成该层分布广泛,层位稳定,厚一般6m左右,在正常情况下,可阻隔二1煤层与太原组上段石灰岩水的水力__
(3)本溪组铝土质泥岩隔水层主要由灰白、灰绿及紫红色铝质岩和铝质泥岩组成,局部相变为泥岩或者砂质泥岩,厚0~
15.00m,平均6m本区分布广泛,层位稳定,在正常情况下,可阻隔寒武与太原组灰岩岩溶裂隙水之间的水力__5.地下水补给、径流及排泄条件
(1)砂岩裂隙地下水的补给、径流及排泄条件井田所处的x矿区,煤系地层砂岩含水层,由于受地形地貌及构造的控制,仅在丘陵及其侵蚀的沟谷中有零星出露,可直接接受大气降水的补给,此外,在煤系地层隐伏露头区,可通过第四系间接接受大气降水和地表水体的补给,由于范围和补给水量有限,加之砂岩含水层,单层厚度小,岩性、岩相变化大,以及受地形和断裂构造的影响,横向连续性差,地下水的径流条件亦较差矿井开采煤层是主要的排泄方式,由于补给与径流条件差,水量小,易于排泄疏干
(2)灰岩岩溶裂隙地下水的补给、径流及排泄条件矿井所处的x矿区,岩溶裂隙含水层主要为石炭系太原组及寒武系灰岩,其中,石炭系太原组灰岩,由于单层厚度小,加之受地形、断裂构造的切割,横向连续性差,其补给与径流条件均较弱矿井生产直接与间接揭露是石炭系灰岩地下水的主要排泄方式寒武系灰岩,由于厚度大,在其西部大__出露,可直接接受大气降水的补给,部分地段尚受地表水的补给由于区内断裂构造发育,且具有导水性,受其影响,径流条件较好径流方向大致自西向东,遇断层径流方向会发生变化,矿井排水是主要的排泄方式第二节矿井充水因素分析1.大气降水大气降水是矿井充水的重要来源之一,入渗矿井的通道,地面塌陷裂隙、废弃井筒及充水含水层露头该区年平均降水量为
656.90mm,最大为
1170.90mm,降水主要集中在7~9月份,由于受地形起伏变化较大影响,地表积水条件较差,排泄条件良好依据上述计算结果,在井田区大气降水通过地面塌陷裂隙对矿井直接充水影响不大,但从底板灰岩承压水出水情况分析,水量、水位稳定,表明在井田__通过下渗补给灰岩含水层间接对矿井充水影响较大2.地表水井田及相邻区内,地表水体主要有牛角河与一条无名河及两座小型水库
(1)牛角河与无名河自南西向北东经井田中部蜿蜒通过,二者皆为x河上游的支流,平时干枯无水,暴雨时有短暂洪流,均属季节性河流河流流经区,地面标高315m,低于工业__与井筒标高322m依据《煤矿防治水规定》垮落带和导水裂隙带高度计算公式式中M——采厚,m;H垮——垮落带高度,m; H导——导水裂隙带高度,m;计算结果见表6-1表6-1垮落带与导水裂隙带高度计算情况一览表钻孔号煤厚(m)垮落带高度(m)导水裂隙带高度(m)地面标高(m)煤层底板标高(m)煤层埋藏深度(m)补1孔
2.
955.
946.
6351.
48153.
50197.
984129.
619.
2140.
3322.
366.
71315.
654133.
246.
4850.
7320.
9363.
2257.
616055.
8511.
787.
5328.56-
9.
54338.10水蟒2号
4.
128.
2463.
1323.61-
3.
3326.
837026.
3212.
6494.
1350.
832.
50348.
387035.
6511.
384.
7328.
0871.
20256.36按二11煤层埋深180-350m,预测河水通过回采冒落裂隙直接对矿井充水影响不大,但可通过地面塌陷裂隙下渗补给煤层顶板砂岩裂隙含水层间接对矿井产生充水影响
(2)枣园水库位于井田__南部,在开采塌陷影响范围以外,预测对矿井充水影响不大
(3)何庄水库位于井田__南部,库底为寒武系上统崮山组灰岩,预测在岩溶裂隙发育地段,可直接成为灰岩地下水的补给水源
2、含水层水
(1)煤层顶板砂岩裂隙水矿井目前主采的二1煤层,顶板直接充水含水层为大占砂岩,间接充水含水层为香炭砂岩,充水通道,一是掘进时直接揭露或遇断层和裂隙,可使大占砂岩裂隙水直接入渗巷道;二是回采工作面放大顶,由冒落裂隙沟通其水力__,依据计算的回采工作面冒落导水裂隙带发育高度(一般为80m,最大140m),大占与香炭砂岩裂隙水,部分地段下石盒子组底部砂锅窑砂岩水可进入工作面或采空区由于砂岩裂隙水,以弱含水为主,矿井生产实际揭露,多以局部滴、淋水方式进入矿井,由于补给与径流条件差,易于排泄疏干,对矿井安全构不成威胁
(2)石炭系太原组灰岩水区内石炭系太原组,平均厚17m,含多层厚度不等的灰岩,与煤层间砂质泥岩隔水层一般6m左右,在采动裂隙和构造裂隙影响范围以内,在水位高于煤层底板时,可直接对矿井充水,矿井生产过程中,曾发生过突水现象,水量50~80m³/h此外,由于断裂构造存在导水性,在构造发育地段,太原组与寒武系灰岩水构成垂向上的水力__,致使一旦出水,不仅水量大,且稳定
(3)寒武系灰岩岩溶裂隙水间接充水含水层寒武系灰岩,是矿井充水的主要水源,可通过断层带对二1煤层顶、底板直接充水含水层进行补给,也可通过断层破碎带直接造成矿井充水或突水依据《煤矿防治水规定》安全水头压力值计算公式,分别计算掘进巷道底板及回采工作面可承受的安全水压值1掘进巷道计算公式式中p——底板隔水层能够承受的安全水压,MPa;t——底板隔水层厚度,m;L——巷道宽度,m;γ——底板隔水层的平均重度,MN/m3;Kp——底板隔水层平均抗拉强度,MPa;当计算的极限水压力(Pj)大于实际水压力(P)时不会发生突水,否则将有突水的可能性计算参数的选取t——底板隔水层厚度,二1煤层底板至寒武系灰岩顶面,平均厚为29mL——巷道宽度,平均取4m;γ——底板隔水层平均重度,取煤层底板砂质泥岩、砂岩与灰岩组合,平均
0.027MN/m3;Kp——底板隔水层平均抗拉强度,依据岩石物理力学性质测试结果,取灰岩、砂质泥岩的平均值
1.5MPa;依据上述公式和参数,计算出二1煤层掘进巷道承受的临界水头压为
10.17Mpa正常地段掘进无突水危险性,重点应防治构造破坏地段由于区内小断层及裂隙发育,且具有良好的导水性.,使得石炭与寒武系灰岩水构成垂向上的__,预测后期掘进巷道可能存在底板突水危险性2回采工作面采用公式依据《煤矿防治水规定》中安全水头压力计算公式P=T__式中Ts——临界突水系数,Mpa/m;P——安全水头压力值,Mpa;M——底板隔水层厚度,m;临界突水系数煤层底板至寒武系灰岩间,主要为砂岩、砂质泥岩、薄层灰岩及煤层组合,正常情况下具有良好的抗压强度与隔水性能,但由于受x和刘庄主干断层的影响,派生与伴生的小型断层或裂隙发育,因此,临界突水系数采用
0.06;隔水层厚度采用二1煤层底板至寒武系灰岩一般厚度29m;水压井田二1煤层最低标高-15m,寒武系灰岩目前水位标高+31m,计算最大水头压力为
0.46Mpa;按照上述计算结果,煤层底板至寒武系灰岩隔水层可承受的安全水头压力为
1.74Mpa,对比煤层底板目前最大水头压力值
0.46Mpa(按煤层底板最低标高-15m),在岩层完整的正常地质区段,可安全掘进,主要应防止断层与裂隙沟通与底板灰岩承压水的__诱发的突水
3、老空水矿井限采四
2、二1和一1煤层,其中,四2和一1煤层尚未开采,二1煤层分为两个水平开采,其中位于x断层以北的一水平于2006年已回采结束报废,x断层以南的二水平,以工业__为界分为东西两个采区,目前东一采区已回采结束后续生产主要集中在西二采区依据煤层赋存特征,结合地面瞬变电磁物探测试结果,见图6-5,井田及其周边老空区具有以下分布特征
(1)东相邻生产矿井永泰矿,由于距西二采区较远,且之间为工业__煤柱南部战胜矿及北西部富生矿和北东部兴源矿虽关闭停止排水,由于与本矿分别有刘庄、x大型断层的阻隔,可排除上述矿井老空水对矿井充水的影响;
(2)x断层以北的一水平采空区,已停采多年,预测有大量的积水,从矿井持续对该区进行排水,水量稳定在60m3/h左右可以说明;
(3)井田西部煤层露头一带,依据提供的资料,曾有老窑进行过开采,物探测试结果该区存在大范围的富水异常区,在相邻区域采掘活动时,一旦有废弃巷道沟通其水力__,将对矿井构成充水危害;
(4)二水平西翼已回采的22101和22061工作面切眼低于运输巷,加之近几年未进行采掘活动及疏放,预测两工作面南部可能存在积水现象,对尚未回采的东侧22051工作面将产生充水影响
4、断层水井田开采的二水平,是由x、刘庄正断层下降盘组成的地堑构造,落差在100m以上,致使井田北部与南部抬升的寒武系灰岩含水层与井田二1煤层对接,见图6-6依据本矿揭露,两断层均存在导富水性受两大型断层的影响,井田区内派生与伴生的小型断层及裂隙发育,目前已查明2~25m的断层19条,不仅破坏了煤层底板隔水层的完整性,而且构成石炭与寒武系灰岩地下水横向与垂向上__的主要通道,致使矿井采掘生产受底板灰岩承压水涌(突)水的威胁,生产过程中曾发生多次由断层及裂隙诱发的涌(突)水现象第三节矿井涌水量
一、依据提供的资料,目前矿井正常涌水量为380m3/h(一水平60m3/h,二水平320m3/h),最大涌水量502m3/h,充水水源主要为煤层底板灰岩岩溶裂隙水,水量为320m3/h;次为一水平排出的老空水,水量在60m3/h左右,少量顶板砂岩裂隙水和井筒淋水;由于近几年未进行生产,依据排水量统计,2012年至今全矿井平均涌水量380m3/h,最大涌水量502m3/h,其中22081出水点水量变化较大,由2012年1月的403m3/h减少至目前的265m3/h左右,其它出水点水量相对较稳定,累计在100m3/h左右;水量变化与大气降水量关系不明显
二、矿井涌水量预测1.预测范围及方法矿井生产已有较长的历史,
一、二水平以x正断层为界,但有巷道相通一水平因资源枯竭已停采报废,后续生产集中于二水平,该水平为一由x和刘庄断层所夹持的地堑断块,在断块区内水文地质条件基本一致,且主要充水水源为煤层底板灰岩岩溶裂隙承压水,因此,采用__比拟法和大井法对涌水量进行预测2.比拟法南部以刘庄断层为界,北以x断层为界,西起二1煤层露头,东部至井田边界,扣除边界和断层煤柱,预开采为__
0.754km²,目前二水平已开采范围主要为21和22采区,累计开采__为
0.248km²采用公式式中——预计矿井涌水量(m³/h);——目前矿井涌水量(m³/h);M——预计开采__(km²);M0——目前已开采__(km²);n——采用经验值4;参数选择矿井目前与后续开采的二水平,目前正常涌水量320m3/h,预计开采__
0.731km²,已开采__
0.270km²计算结果二水平正常涌水量为410m3/h,最大涌水量按正常涌水量的
1.32倍系数(实测最大涌水量与正常涌水量比值)为542m3/h全矿井,加上一水平排水量60m3/h,预计正常涌水量为470m3/h,最大涌水量为602m3/h3.大井法采用公式式中Q预算涌水量(m3/h);K渗透系数(m/d);M含水层厚度(m);H预计水位降深高度(m);R0矿井排水影响半径;R0=R+r0(m);R抽水影响半径(m);r0引用半径(m);参数选择K取石炭系和寒武系灰岩的平均值,
0.37m/d;M灰岩含水层厚度取17m;S取泄水巷涌水点水位标高+31m和预开采标高-15m之高差46m;r0——引用半径,m,r0==482m(F取预开采面
0.731km²)R0=R+r0=10S+r0=762m计算结果将以上参数代入公式,计算得出矿井二水平正常涌水量为165m3/h,最大231m3/h另外,一水平采空区涌水量60m3/h,预计矿井正常涌水量215m3/h,最大涌水量295m3/h4.矿井涌水量的确定依据对矿井充水条件及其影响因素分析,矿井充水水源以底板灰岩承压水为主,随着回采深度的增大,涌水量呈逐渐增加趋势,因此,采用比拟法计算结果,预算生产时全矿井正常涌水量为470m3/h,最大涌水量602m3/h,其中二水平正常涌水量为410m3/h,最大涌水量542m3/h需要说明的是,上述运用结果,不包括底板发生的突水及老空突发性的溃水第四节矿井开采水害防治工作评价1.矿井防治水原则矿井开采的二1煤层,主要受煤层底板灰岩承压水威胁,采动破坏裂隙和小断层是构成底板涌突水的主要通道为避免水害事故的发生,矿井防治水工作坚持了“有掘必探,先治后采”与“防、排、疏、堵、截”相结合的基本原则,实践表明效果良好2.防治水技术措施
(1)大气降水与地表水的防治依据煤层赋存特征及矿井涌水量季节性变化规律分析,大气降水对矿井充水无直接影响,为减少对灰岩地下水入渗量,建议对井田西部灰岩露头区较大的构造与风化裂隙,采用黄土水泥浆填埋夯实处理,以减少矿井疏放水量
(2)煤层顶板砂岩裂隙水的防治由于砂岩裂隙以弱含水性为主,采掘过程中一般以局部滴、淋水的形式向巷道或工作面充水,稳定水量小,但为防止局部相对富水区对矿井正常生产的影响,采掘过程中应配备相应的排水设施
(3)煤层底板灰岩承压水的防治依据水量、水位变化规律及突水因素,采取疏水降压及断层注浆加固措施,即在继续疏放水降低水头压力的同时,在承压区重点对断层及其底板破碎地段进行注浆加固,以提高矿井承压开采的安全性前提是需要采取物探、钻探手段,准确查明巷道与工作面隐伏断层的位置、落差及其导水性应完善地下水水文观测系统并加强观测并进一步探明水量、水压及含水层厚度
(4)老空水的防治依据井田及其周边老空区分布特征及其与矿井生产区关系,老空水,1)本矿回采结束工作面水的防治本矿一水平已全部回采结束,由于与二水平有x断层阻隔,对矿井安全构不成威胁二水平东翼一采区回采结束的
21031、
21091、21111和21131,由于距目前采掘活动的西翼二采区较远,老空水构不成充水威胁二采区已回采结束的
22101、22061工作面,由于切眼处煤层底板标高相对较低,预测可能存在一定的积水,在其相邻区采掘活动时,应采取钻探超前探放水措施,以避免透水的发生2)井田及其周边老窑水的防治依据瞬变电磁物探测试结果,煤层埋藏相对较浅的二水平西部,存在有积水异常区,由于标高高于后续生产区,在相邻区采掘活动时应准确查明采空区和积水范围,以防止沟通其水力__,对矿井充水的影响位于井田东部的永泰矿、南部的占胜矿及北西部的富生矿和北东部的兴源矿,由于距本矿二水平较远或断层阻隔,对矿井充水和安全均无影响
(5)断层水的防治井田断裂构造发育,且存在导水性目前已查明大小断层条,依据规模及对矿井正常生产与安全的影响,对井田范围区内15m以下断层,建议采用注浆加固措施,以确保工作面正常推进;二水平北部x断层和南部刘庄断层,由于规模相对较大,预测在其旁侧小断层亦较发育,且岩层破碎,在采用物探与钻探相结合的方法,准确确定断层位置及其影响范围的基础上,选择留设断层煤柱和采取对断层旁侧破碎带进行注浆加固措施,以便在确保安全开采的同时,最大限度的提高煤炭资源的回收率第五节煤矿水文地质类型划分
一、分类依据依据《煤矿防治水规定》第十一条,以矿井受采掘破坏或者影响的含水层及水体、矿井及周边老空水分布状况、矿井涌水量和突水量分布规律、矿井开采受水害影响程度以及防治水工作难易程度,将矿井水文地质类型划分为4类,主要指标,见表6-9表6-9矿井水文地质类型主要指标一览表类别分类依据简单中等复杂极复杂受采掘破坏或影响的含水层含水层性质及补给条件受采掘破坏或影响的孔裂隙、溶隙含水层补给条件差,补给水源少或极少受采掘破或影响的孔裂隙、溶隙含水层补给条件一般,有一定的补给水源受采掘破坏或影响的主要是岩溶含水层、厚层砂砾石含水层、老空水、地表水、其补给条件好,补给水源充沛受采掘破坏或影响的主要是岩溶含水层、厚层砂砾石含水层、老空水、地表水、其补给条件很好,补给来源极其充沛,地表泄水条件差单位涌qL/__q≤
0.
10.1<q≤
1.
01.0<q≤
5.0q>
5.0矿井及周边老空水分布情况无老空积水存在少量老空积水,位置、范围、积水量清楚存在少量老空积水,位置、范围、积水量不清楚存在大量老空积水,位置、范围、积水量不清楚涌水量(m3/h正常Q1最大Q2Q1≤180Q2≤300180<Q1≤600300<Q2≤1200600<Q1≤21001200<Q2≤3000Q1>2100Q2>3000突水量Q3m3/h无Q3≤600600<Q3≤1800Q3>1800开采受水害影响程度采掘工程不受水害影响矿井偶有突水采掘工程受水害影响,但不威胁矿井安全矿井时有突水,采掘工程、矿井安全受水害威胁矿井突水频繁,采掘工程、矿井安全受水害严重威胁防治水工作难易程度防治水工作简单防治水工作简单或易于进行防治水工程量较大,难度较高防治水工程量大,难度高
二、主要指标类型1.受采掘破坏或影响的含水层及水体
(1)区__形起伏变化较大,大气降水与地表水体排泄条件良好,对目前生产区无直接充水影响;煤层露头线一带是岩溶水的补给区,大气降水与地表水体主要通过寒武系灰岩露头入渗补岩溶裂隙地下水间接对矿井充水,属中等类型
(2)二1煤层顶板大占砂岩、香炭砂岩含水层裂隙水,补给与径流条件均较差,单位涌水量
0.0258L/s·m,属简单类型
(3)二1煤层底板直接充水含水层石炭系太原组灰岩,厚度小,在断层发育区主要受下部寒武系灰岩水的垂向补给,单位涌水量
0.0830L/s·m,属中等类型
(4)二1煤层底板间接充水含水层寒武系灰岩,厚度大,有一定的补给水源,单位涌水量
0.0024~
0.9556L/s·m,为中等类型2.矿井及周边老空水分布状况
(1)矿井回采结束的工作面,预测局部地段有积水现象,位置、范围清楚,为中等类型
(2)依据地面瞬变电磁物探结果,井田西部存在老窑积水现象,位置、范围清楚,为中等类型
(3)相邻生产矿井永泰及停产矿井x市战胜煤矿和兴源煤矿,分析认为均存在老空积水现象,为中等类型3.矿井正常与最大涌水量矿井正常涌水量380m³/h,最大502m³/h,主要为底板灰岩岩溶裂隙水,次为老空水和煤层顶板砂岩裂隙水,属中等类型4.矿井突水量矿井开采的二1煤层,以往生产中曾多次发生底板突水现象,22081采面突水点目前水量在250~280m³/h,属中等类型5.矿井开采受水害影响程度矿井目前开采的二1煤层,由于底板隔水层厚度薄,在断裂构造发育地段存在底板灰岩岩溶裂隙承压水突水危险性,由于持续强排灰岩地下水,目前二16.防治水工作难易程度针对矿井主要水害问题,底板灰岩承压水的防治,采取疏水降压及断层注浆加固措施;老空水的防治需采取物探预测及钻探超前探放水措施,技术可行,易于实施和进行,确定为中等类型
三、水文地质类型划分依据上述各项指标,受采掘破坏或影响的含水层及水体、突水量、受水害影响程度和防治水工作难以程度为复杂类型;矿井涌水量、矿井及周边老空水分布状况为中等类型,按照《煤矿防治水规定》水文地质类型划分标准及原则,确定矿井水文地质类型为中等类型.第六章其它开采地质条件第一节煤层顶底板特征采用《煤矿床水文地质、工程地质及环境地质勘查评价标准》MT/T1091—2008,煤层顶底板及巷道围岩岩体质量评价中的岩体质量指标法,对目前开采的二1煤层顶底板稳定性进行评价评价的依据主要为岩石的抗压强度、岩层的完整性及煤层顶板的平整程度1.四2煤层顶板为砂质泥岩、砂岩;底板为泥岩、砂质泥岩,属中等稳定性顶底板;表7-1主要岩石物理力学性质试验结果一览表项目名称砂岩粉砂岩砂质泥岩灰岩泥岩物理性质容重
2.49~
2.
702.56~
3.
342.51~
3.
092.63~
2.
702.49~
2.63含水量%
0.47~
1.
200.30~
1.
500.30~
2.
770.8~
2.34孔隙率%
1.09~
4.
51.50~
4.
902.20~
11.
71.9~
9.10力学性质抗压强度kb/cm2163~1174294~702160~624111~129___~
585580.
7480.
0402.
2118.
6447.5抗拉强度kg/cm
222.2~
51.
017.8~
38.
012.8~
34.
245.5~
93.
115.0~
26034.
7326.
223.
172.
319.3注抗压强度、抗拉强度均在自然状态下测定;2.一1煤层顶板为石灰岩,底板以砂质泥岩、泥岩为主,顶板平整,无构造破坏的正常地质块段属稳定性顶板和中等稳定性底板,构造破坏地段稳定性会显著降低3.二1煤层伪顶多为炭质泥岩,一般厚
0.30m左右,随煤层跨落,开采时易掉块冒顶,工程地质条件不佳直接顶板为浅灰色泥岩或砂质泥岩,局部相变为砂岩,厚
3.38~
13.28m,平均
7.60m,孔隙率
1.9~
11.7%,吸水率
0.3~
2.77%,抗压强度
40.22~
44.75MPa,属中等稳定性顶板;老顶为大占砂岩(局部为直接顶),以中粒结构为主,厚0~
32.04m,平均
7.67m钻孔及生产揭露煤层顶板较平整,局部有凸凹不平,裂隙不很发育,属中等类型小断层发育和构造破坏地段为不稳定类型二1煤层直接底板主要为砂质泥岩,局部为泥岩和细砂岩,局部有炭质泥岩伪底砂质泥岩和砂岩底板,抗压强度大,为中等稳定性底板;泥岩和炭质泥岩底板,遇水易膨胀使底鼓变形,造成巷道支护困难,为不稳定底板;小断层发育和构造破坏地段为不稳定底板综合评价煤层直接顶底板为中等稳定性,泥岩和构成破坏地段为不稳定性第二节地层产状要素井田总体为主体为一宽缓向斜构造,轴向北东,向北东、南西方向仰起,两翼地层总体走向北东,井田中南部的向斜轴部煤层倾角一般5~8°,煤层埋藏浅的井田西部可达29°,属中等类型第三节其他开采地质条件类型划分
一、煤层__性和煤的自燃倾向根据2008年____生产洛阳矿山机械检测检验中心对矿井二1煤层煤尘__性、自燃倾向性等级鉴定报告,二1煤有煤尘__性,自燃倾向等级为Ⅲ类,属不易自燃煤层
二、地温依据区域资料,本区常温带约在地表下60m处,温度值为17~18℃,平均地温梯度为
2.7℃/100m,低于地壳的平均值3~
3.50℃/100m,煤层最大埋深约350m,最大地温约为
25.6℃,属地温正常区
三、其它依据井田及其相邻矿井勘探与实际揭露,尚未发现有陷落柱、冲击地压和天窗综合上述各因素,矿井工程地质及其他开采地质条件综合评定为中等类型第七章煤矿地质类型划分结果第一节煤矿地质类型划分要素综述1.地质构造复杂程度
(1)断层矿井后续生产的二水平,处于由x和刘庄正断层构成的地堑构造,候家沟断层及井田发育的小断层,对采区合理划分影响不大,但对采掘工程有一定影响,依据分类标准,应属中等类型
(2)褶皱井田总体为一宽缓的向斜构造,翼部倾角较大,对矿井生产布局有一定影响,应属中等类型2.煤层稳定程度矿井可采的二1煤层,厚度变化虽较大,但层位稳定,连续性好,大部分可采,结构简单,煤类单一,确定为较稳定煤层;四2煤层,厚度变化虽较大,局部可采,结构简单,属不稳定局部可采煤层;一1煤层,厚度变化虽较大,但层位稳定,连续性好,结构简单,属较稳定局部可采煤层由于矿井主采的二1煤层,储量占总量的
96.53%,因此确定为较稳定性煤层3.瓦斯类型依据煤层赋存特征及瓦斯涌出量测试结果,推测井田二1煤层瓦斯含量低,应属简单类型4.水文地质类型矿井目前开采的二1煤层,主要受底板灰岩承压水的威胁,但采取相应防治技术措施可避免突水事故的发生,水文地质类型为中等类型5.其他开采地质条件
(1)煤层直接顶底板主要为砂质泥岩、泥岩和砂岩,局部有炭质泥岩伪顶和伪底,顶底板为泥岩和构成破坏地段稳定性相对较差,砂质泥岩和砂岩时稳定性相对较好,综合评定为中等稳定性顶底板
(2)煤层倾角一般5~8°,局部达29°,属中等类型
(3)矿井开采的二1煤层,生产揭露与物探探测,未发现有陷落柱、天窗和冲击地压,不受地温热害影响,属简单类型
(4)根据2008年____生产洛阳矿山机械检测检验中心等级鉴定报告,二1煤层有煤尘__性,自燃倾向等级为Ⅲ类,属不易自燃煤层其它开采地质条件中煤层顶底板、煤层倾角、煤层自燃倾向和__危险性为中等类型,陷落柱、地热、冲击地压和天窗等为简单类型,综合评价其它开采地质条件为中等类型第二节煤矿地质类型综合评定依据各项指标评价结果,构造复杂程度、煤层稳定程度、瓦斯类型、其它开采地质条件属中等类型;矿井地质类型综合评定为中等第八章煤矿地质工作建议1.尽管矿井开采的二1煤层鉴定为瓦斯矿井,建议回采期间加强瓦斯管理,为瓦斯防治提供切实可靠的依据2.井田断层发育,煤层底板隔水层厚度薄,且岩层完整性差,易于诱发突水,在采掘生产中,务必采用物探与钻探相结合的手段与方法,准确查明断层及其破碎带位置、影响范围,以防诱发的突水3.回采报废工作面局部可能产生积水,应加强预测、预报及采取超前探放措施,防止透水事故发生4.建立与完善地下水位动态__观测系统5.矿井采掘生产受底板灰岩承压水的威胁,应配备专门的防治水技术人员、配齐专用的钻探探放水设备,建立专门的探放水作业队伍,以及装备必要的防治水抢险救灾物资6.在开拓、掘进过程中,应做好巷道编录,尤其应对断层特征、产状、落差等进行详细的描述7.邻近永泰矿和战胜矿二1煤层均有自燃倾向性,建议矿井在后期回采过程加强煤层自燃和煤尘__危险性鉴定工作8.应加强地测防治水工作的日常管理及地质、水文地质资料的归纳、存档,切实提高科学化、信息化管理水平汇矿井瓦斯涌出生产采区瓦斯涌出源已采采区采空区瓦斯涌出回采工作面瓦斯涌出出掘进工作面瓦斯涌出源生产采区采空区瓦斯涌出源开采层瓦斯涌出源邻近层瓦斯涌出源煤壁瓦斯涌出源落煤瓦斯涌出。