錢營(yíng)孜煤礦2.4 Mta新井設(shè)計(jì)含6張CAD圖.zip
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錢營(yíng)孜煤礦2.4 Mt/a新井設(shè)計(jì)
摘 要
本設(shè)計(jì)包括三個(gè)部分:一般部分、專題部分和翻譯部分。
一般部分為錢營(yíng)孜煤礦2.4 Mt/a新井設(shè)計(jì)。錢營(yíng)孜煤礦位于安徽省宿州市西南,區(qū)內(nèi)有南坪集至宿州市的公路和四通八達(dá)的支線與任樓、許疃、臨渙、童亭、桃園等礦井相連。青疃~蘆嶺礦區(qū)鐵路支線從勘查區(qū)南部由西向東穿過(guò),向東與京滬線、向西與濉阜線溝通。合徐高速公路從勘查區(qū)東北部穿過(guò),交通十分便利。井田走向長(zhǎng)度約6 km,傾向長(zhǎng)度約3.2 km,面積約35.08 km2。主采煤層為32號(hào)煤層,平均傾角為12°,平均厚度為2.89 m。井田工業(yè)儲(chǔ)量為159.69 Mt,可采儲(chǔ)量為99.32 Mt,礦井服務(wù)年限為51 a。礦井正常涌水量為434 m3/h,最大涌水量為885 m3/h。礦井絕對(duì)瓦斯涌出量為1.72 m3/min,屬于低瓦斯礦井。
根據(jù)井田地質(zhì)條件,提出四個(gè)技術(shù)上可行的開拓方案。方案一:立井單水平開拓上山開采,巖石大巷開拓;方案二:立井單水平開拓上山開采,煤層大巷開拓;方案三:立井兩水平開拓上山開采,巖石大巷開拓;方案四:立井兩水平開拓上山開采,煤層大巷開拓。通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,最終確定方案一為最優(yōu)方案。水平標(biāo)高-720 m。
設(shè)計(jì)首采區(qū)采用采區(qū)準(zhǔn)備方式,工作面長(zhǎng)度200 m,采用綜采一次采全高采煤法,礦井年工作日為330 d,工作制度為“三八制”。
大巷采用底卸式礦車運(yùn)輸,輔助運(yùn)輸采用礦車運(yùn)輸。礦井通風(fēng)方式為分區(qū)對(duì)角式。
專題部分題目是工作面大推進(jìn)度運(yùn)輸保障技術(shù),錨網(wǎng)支護(hù)是這類巷道的主要支護(hù)手段。闡述了沿空巷道上覆巖層結(jié)構(gòu)、圍巖應(yīng)力分布、圍巖變形的一般規(guī)律。并通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的整理分析,總結(jié)了類似條件下巷道的礦壓顯現(xiàn)規(guī)律,以指導(dǎo)沿空巷道的支護(hù)設(shè)計(jì)。
翻譯部分題目是水泥漿性能對(duì)充分注漿錨桿拉拔承載能力的影響。
關(guān)鍵詞:錢營(yíng)孜煤礦;立井;采區(qū)布置;一次采全高采煤法;分區(qū)對(duì)角式;雙巷掘進(jìn)
ABSTRACT
This design can be divided into three sections: general design, monographic study and translation of an academic paper.
The general design is about a 2.40 Mt/a new underground mine design of qianyingzi coal mine. The qianyingzi Coal Mine located in Suzhou City, Anhui Province, southwest, and the district the Nanping set to Suzhou City Highway and ease of extension to any floor, Xutuan Linhuan Tongting, Taoyuan mine connected. Ching Tuan ~ Luling mine railway spur line from the southern part of the exploration area from west to east across the east and Beijing-Shanghai line, west and Sui Fu line. Hefei-Xuzhou Expressway from the exploration area northeast through the traffic is very convenient. Ida is about 6 km strike length, tendency to a length of about 3.2 km, covering an area of approximately 35.08 km2 in Main Coal Seams in the No. 32 coal seam, with an average inclination of 12 °, the average thickness of 2.89 m. The Ida industrial reserves of 159.69 the Mt of recoverable reserves of 99.32 the Mt mines the service life of 51 a. Mine normal inflow of 434 m3 / h, the maximum inflow of 885 m3 / h. Mine the absolute gas emission is 1.72 m3/min, a low-gas mine.
Ida geological conditions, four technically feasible to open up the program. Program: vertical shaft single-level open up the mountain mining, rock roadway development; program: vertical shaft single-level open up the mountain mining, coal seam roadway development; three programs: Shaft two level open up the mountain mining, rock roadway development; program: Shaft level to open up to the mountain mining, coal seam roadway development. Technical and economic comparison to finalize the program for the optimal solution. Level elevation of -720 m.
Mining area to prepare the way for design of the first mining area, face length of 200 m, using fully mechanized coal mining mining method, mine working days for 330 d, the system of work "38" system.
Roadway with a hopper mine car transport, auxiliary transport tramcar transport. Mine ventilation mode partition diagonal.
The thematic part of the topic face big push transportation security technology, bolting with mesh is the main means of support for this type of roadway. Described the general laws of the overburden on the gob structure, stress distribution, the surrounding rock deformation. And collation of field data analysis, summed up the apparent laws of rock pressure tunnel under similar conditions to guide along the empty roadway design.
The translation part of the topic of the slurry properties of fully grouted anchor pull-carrying capacity.
Keywords: qianyingzi coal mines; shaft; mining area layout; mining mining method; partition diagonal; double Roadway Excavation
目 錄
1 井田概述及地質(zhì)特征 1
1.1井田概述 1
1.1.1井田地理位置及范圍 1
1.1.2 礦區(qū)氣候與氣象 1
1.1.3地形與河流 2
1.1.4地震 2
1.1.5礦區(qū)經(jīng)濟(jì)概況 2
1.1.6水源及電源 2
1.2井田地質(zhì)特征 2
1.2.1地層 2
1.2.2構(gòu)造 4
1.2.3水文地質(zhì)特征 5
1.3 煤層特征 9
1.3.1煤層埋藏條件 9
1.3.2可采煤層及其圍巖特征 9
1.3.3煤的特征 11
1.4其它開采技術(shù)條件 12
2 井田境界與儲(chǔ)量 14
2.1井田境界 14
2.1.1井田境界劃分的原則 14
2.1.2 開采界限 14
2.1.3井田尺寸 14
2.2 礦井工業(yè)儲(chǔ)量 14
2.2.1地質(zhì)資源儲(chǔ)量 14
2.2.2工業(yè)資源/儲(chǔ)量 17
2. 3 礦井可采儲(chǔ)量 18
2. 3.1安全煤柱留設(shè)原則 18
2. 3.2礦井永久保護(hù)煤柱損失量 18
3 礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 21
3.1 礦井工作制度 21
3.2 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 21
3.2.1礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力確定依據(jù) 21
3.2.2礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力的確定 21
3.2.3礦井服務(wù)年限 22
3.2.4 井型校核 22
4 井田開拓 24
4.1 礦井開拓的基本問(wèn)題 24
4.1.1 井筒形式,數(shù)目,位置及坐標(biāo)確定 24
4.1.2 階段劃分和開采水平設(shè)置 25
4.1.3 工業(yè)廣場(chǎng)位置、形狀及面積確定 25
4.1.4 主要開拓巷道 26
4.1.5 開拓延伸方案 26
4.1.7 確定開拓方案 26
4.2 礦井基本巷道 32
4.2.1井筒 32
4.2.2井底車場(chǎng)及硐室 35
4.2.3 主要開拓巷道 37
5 準(zhǔn)備方式——帶區(qū)巷道布置 40
5.1煤層地質(zhì)特征 40
5.1.1采區(qū)位置 40
5.1.2采區(qū)煤層特征 40
5.1.3主要可采煤層頂?shù)装鍘r石力學(xué)特征 40
5.1.4水文地質(zhì) 40
5.1.5地質(zhì)構(gòu)造 40
5.1.6瓦斯 41
5.1.7地溫 41
5.1.8地表情況 41
5.2 采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng) 41
5.2.1煤柱尺寸的確定 41
5.2.2采煤方法及工作面長(zhǎng)度的確定 41
5.2.3確定采區(qū)各種巷道的尺寸、支護(hù)方式及通風(fēng)方式 41
5.2.4采區(qū)巷道的聯(lián)絡(luò)方式 42
5.2.5采區(qū)接替順序 42
5.2.6生產(chǎn)系統(tǒng) 42
5.2.7采區(qū)生產(chǎn)能力及采出率 43
5.3采區(qū)車場(chǎng)選型設(shè)計(jì) 44
5.3.2采區(qū)主要硐室布置 46
6 采煤方法 49
6.1 采煤工藝方式 49
6.1.1采區(qū)煤層特征及地質(zhì)條件 49
6.1.2確定采煤工藝方式 49
6.1.3回采工作面參數(shù) 49
6.1.4綜采工作面的設(shè)備選型及配套 51
6.1.5綜采工作面的設(shè)備選型及配套 54
6.1.6回采工藝 56
6.1.7回采工作面支護(hù)方式 57
6.1.8工作面端頭支護(hù)和超前支護(hù) 58
6.1.9各工藝過(guò)程注意事項(xiàng) 59
6.1.10循環(huán)圖表、勞動(dòng)組織、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 60
6.2回采巷道布置 63
6.2.1回采巷道布置方式 63
6.2.2回采巷道參數(shù) 63
7 井下運(yùn)輸 66
7.1概述 66
7.1.1井下運(yùn)輸原始數(shù)據(jù) 66
7.1.2煤層及煤質(zhì) 66
7.1.3運(yùn)輸距離和運(yùn)輸設(shè)計(jì) 66
7.1.4礦井運(yùn)輸系統(tǒng) 67
7.2采區(qū)運(yùn)輸設(shè)備選擇 68
7.2.1設(shè)備選型原則: 68
7.2.2采區(qū)運(yùn)輸設(shè)備選型及能力驗(yàn)算 68
7.3大巷運(yùn)輸設(shè)備選 70
7.3.1運(yùn)輸大巷設(shè)備選擇 70
7.3.2軌道大巷設(shè)備選擇 71
8 礦井提升 74
8.1礦井提升概述 74
8.2主副井提升 74
8.2.1主井提升 74
8.2.2副井提升設(shè)備選型 76
9 礦井通風(fēng)及安全 79
9.1礦井通風(fēng)系統(tǒng)選擇 79
9.1.1礦井基本概況 79
9.1.2礦井通風(fēng)系統(tǒng)的基本要求 79
9.1.3礦井通風(fēng)方式的選擇 79
9.1.4礦井通風(fēng)方法的選擇 80
9.1.5采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的要求 81
9.1.6采區(qū)工作面通風(fēng)方式的確定 81
9.1.7通風(fēng)容易時(shí)期和通風(fēng)困難時(shí)期采煤方案的確定 82
9.2采區(qū)及礦井所需風(fēng)量 86
9.2.1回采工作面風(fēng)量計(jì)算 87
9.2.3硐室需風(fēng)量 89
9.2.4其它巷道風(fēng)量計(jì)算 89
9.2.5礦井總風(fēng)量計(jì)算 89
9.2.6風(fēng)量分配 90
9.2.7 通風(fēng)構(gòu)筑物 90
9.3 全礦通風(fēng)阻力計(jì)算 90
9.3.1礦井通風(fēng)總阻力計(jì)算原則 90
9.3.2確定礦井通風(fēng)容易和困難時(shí)期 91
9.3.3礦井最大阻力路線 91
9.3.4礦井通風(fēng)阻力計(jì)算 91
9.3.5礦井通風(fēng)總阻力 94
9.3.6礦井總風(fēng)阻及總等積孔 94
9.4 礦井通風(fēng)設(shè)備選型 95
9.4.1通風(fēng)機(jī)選擇的基本原則 95
9.4.2通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓的確定 95
9.4.3電動(dòng)機(jī)選型 98
9.4.4礦井主要通風(fēng)設(shè)備的要求 98
9.4.5對(duì)反風(fēng)、風(fēng)硐的要求 99
9.5 防止特殊災(zāi)害的安全措施 99
9.5.1預(yù)防瓦斯和煤塵爆炸的措施 99
9.5.2預(yù)防井下火災(zāi)的措施 99
9.5.3防水措施 99
10 設(shè)計(jì)礦井基本技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 101
參考文獻(xiàn) 103
1 井田概述及地質(zhì)特征
1.1井田概述
1.1.1井田地理位置及范圍
井田位于宿州市西南,其中心位置距宿州市約15km,行政區(qū)劃隸屬宿州市和淮北市濉溪縣。地理坐標(biāo):東徑116°51′00″~117°00′00″;北緯33°27′00″~33°32′30″。井田境界范圍:東起雙堆斷層,西至南坪斷層,南以27勘探線和F22斷層為界,北至32煤層-1200m等高線地面投影線。礦井交通圖見(jiàn)圖1.1,面積為35.08 km2。
圖1-1 交通位置圖
區(qū)內(nèi)有南坪集至宿州市的公路和四通八達(dá)的支線與任樓、許疃、臨渙、童亭、桃園等礦井相連。青疃~蘆嶺礦區(qū)鐵路支線從勘查區(qū)南部由西向東穿過(guò),向東與京滬線、向西與濉阜線溝通。合徐高速公路從勘查區(qū)東北部穿過(guò),
交通十分便利。
1.1.2 礦區(qū)氣候與氣象
本區(qū)屬季風(fēng)暖溫帶半濕潤(rùn)性氣候,年平均降水量850mm左右,年最小降水量為520mm,雨量多集中在七、八兩個(gè)月;年平均氣溫14~15℃,最高氣溫40.2℃,最低-14℃;春秋季多東北風(fēng),夏季多東南風(fēng),冬季多西北風(fēng)。
1.1.3地形與河流
本區(qū)位于淮北平原中部,區(qū)內(nèi)地勢(shì)平坦,地面標(biāo)高+19.68~+24.72m,一般在+23m左右,地勢(shì)大致呈西北高,東南低的趨勢(shì)。
淮河支流—繪河自本區(qū)西部的孫疃向東南流經(jīng)本區(qū),年平均水位:祁縣閘上游水位標(biāo)高17.22m,下游16.07m;年平均流量:上游的臨渙7.85m3/s,下游的固鎮(zhèn)23.2m3/s。此外,區(qū)內(nèi)人工渠道縱橫,水網(wǎng)相對(duì)密集。
1.1.4地震
淮北地區(qū)一千年來(lái)共發(fā)生有感地震40多次,上世紀(jì)60年代以來(lái),發(fā)生4級(jí)以上地震4次(見(jiàn)表1.2)。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50011-2001《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》,本區(qū)抗震設(shè)防烈度為Ⅵ度,設(shè)計(jì)基本地震動(dòng)峰值加速度為0.05g,地震分組為第三組。
表1.2 近期來(lái)安徽北部地區(qū)發(fā)生較大地震統(tǒng)計(jì)表
時(shí) 間
1965.3.15
1971.7.13
1973.9.22
1979.3.2
1981.12.20
1983.11.7
1999.1.12
震中位置
固 鎮(zhèn)
靈 璧
臨 渙
固 鎮(zhèn)
固 鎮(zhèn)
菏 澤
利 辛
地震級(jí)別
4.0
3.3
4.5
5.0
3.0
5.9
4.2
1.1.5礦區(qū)經(jīng)濟(jì)概況
區(qū)內(nèi)以農(nóng)業(yè)為主,盛產(chǎn)小麥、玉米、大豆、山芋、棉花、花生、蔬菜以及蘋果、梨、桃、葡萄、湖桑等??辈閰^(qū)所在地宿州市總?cè)丝?93萬(wàn)人,2003年全市GDP實(shí)現(xiàn)208億元,全年財(cái)政收入11億元,農(nóng)民人均純收入2000元,城鎮(zhèn)人均可支配收入5500元。經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整成效明顯。農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)初步形成畜牧、水果、蔬菜、種子四大主導(dǎo)產(chǎn)業(yè);工業(yè)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步發(fā)展,全市已基本形 成食品、紡織、建材、能源、醫(yī)藥等五大支柱產(chǎn)業(yè);全市規(guī)模以上工業(yè)總產(chǎn)值46.2億元,已逐漸建成為新興工業(yè)城、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)市、皖東北商貿(mào)中心。井田位于淮北煤田中的宿縣礦區(qū),礦區(qū)年生產(chǎn)能力已達(dá)到年產(chǎn)原煤1500萬(wàn)噸。井田東鄰有桃園、祁南、祁東、蘆嶺、朱仙莊等五對(duì)礦井,西有臨渙礦區(qū)的任樓、許疃、界溝等三對(duì)礦井,南部以27勘探線與鄒莊井田搭界。
1.1.6水源及電源
區(qū)內(nèi)地表水系有自西向東流經(jīng)本區(qū)的澮河,新生界松散層含水層(組)水量豐富可作為供水水源。本井田西側(cè)有220KV區(qū)域變電所,建有120MVA主變壓器兩臺(tái),供電電源可靠。
1.2井田地質(zhì)特征
1.2.1地層
井田內(nèi)地層自下而上劃分為奧陶系、石炭系、二疊系、第三系和第四系,簡(jiǎn)述如下:
1)奧陶系(O):分布于本區(qū)雙堆斷層之東,鄰區(qū)鉆孔零星揭露,揭露厚度20.56m,為厚層狀、灰褐色的白云質(zhì)灰?guī)r,溶洞發(fā)育。
2)石炭系(C):自下而上劃分為本溪組和太原組。
(1)中統(tǒng)本溪組(C2b):本區(qū)未揭露,據(jù)區(qū)域資料本組地層厚8~57.4m,為淺灰色夾紫斑含鮞粒鋁質(zhì)泥巖,間夾薄層灰?guī)r.與下伏奧陶系呈假整合接觸。
(2)上統(tǒng)太原組(C3t):本區(qū)未完全揭露,361孔揭露厚度115m,為灰?guī)r、碎屑巖和薄煤層組成。據(jù)鄰區(qū)祁南井田綜合資料,本組厚133m,巖性由灰?guī)r、細(xì)砂巖、粉砂巖、泥巖及薄煤層組成,夾灰?guī)r8~14層,一般11~12層,其中三、四、十二灰三層較厚。五灰~十一灰可合并?;?guī)r多分布于本組上、下部位,各層灰?guī)r具細(xì)晶~粗晶結(jié)構(gòu),局部層段含燧石結(jié)核。與下伏本溪組整合接觸。粉砂巖為灰~深灰色,間夾砂質(zhì)條帶。泥巖為深灰~黑色,質(zhì)細(xì)均一,含黃鐵礦結(jié)核。砂巖為灰~淺灰色,微帶綠色,細(xì)砂巖成分以石英、長(zhǎng)石為主,鈣泥質(zhì)膠結(jié),性疏松,具不清晰緩波狀層理。
3)二疊系(P): 區(qū)內(nèi)揭露厚度1266.80m,為二疊系下統(tǒng)及上統(tǒng)一部分,自下而上劃分為山西組、下石盒子組、上石盒子組。
(1) 下統(tǒng)山西組(P1S):底界為太原組一灰之頂,頂界為駱駝缽砂巖之底,厚度為88.50~145.50m,平均111.20m。巖性組合為砂巖、砂泥巖互層、粉砂巖、泥巖和煤層,含10、11兩個(gè)煤層(組),其中11煤層發(fā)育不好,10煤層發(fā)育稍好,為局部可采煤層。與下伏太原組整合接觸。
(2)下統(tǒng)下石盒子組(P1XS):底界為駱駝缽砂巖之底,頂界為K3砂巖之底,厚224.00~306.50m,平均265.60m。巖性組合為砂巖、粉砂巖、泥巖、鋁質(zhì)泥巖和煤層。含4、5、6、7、8等5個(gè)煤層(組),含煤10~19層,平均厚約13.57m。其中51、52、53、62、72、82為可采煤層。上部砂巖較發(fā)育,中下部煤層發(fā)育,為二疊系主要含煤段。4煤上泥巖具少量紫斑,4、5煤附近泥巖常含菱鐵鮞粒和結(jié)核。7、8煤組間砂巖水平層理發(fā)育,底部鋁質(zhì)泥巖和駱駝缽砂巖為區(qū)域性標(biāo)志層。與下伏山西組整合接觸。
(3)上統(tǒng)上石盒子組(P2SS):底界為K3砂巖之底,頂界為平頂山砂巖之底,厚約900余米,區(qū)內(nèi)揭露厚度890m,上部1煤至平頂山砂巖無(wú)系統(tǒng)揭露。巖性組合為雜色泥巖、粉砂巖、砂巖和煤層。含1、2、3三個(gè)煤組,含煤4~15層,平均厚度約7.83m,其中32煤為可采煤層。1、2煤組偶有可采點(diǎn),但灰份高,煤質(zhì)差。上部(1煤上)巖層色雜,多紫色、灰綠色,由上而下雜色漸少。底部K3砂巖是良好的標(biāo)志層。與下伏下石盒子組整合接觸。
(4)上統(tǒng)石千峰組(P2Sh):區(qū)內(nèi)未揭露,據(jù)鄰區(qū)資料,厚度大于200m,巖性為一套陸相磚紅色、紫紅色砂巖,砂礫巖間夾淺豬肝色、灰綠色花斑狀砂質(zhì)泥巖、粉砂巖。與下伏上石盒子組整合接觸。
4)下第三系(E):主要分布在本區(qū)西部及外圍,揭露厚度300.26m。其巖性以紫紅色砂礫巖和粉砂巖為主。與下伏地層不整合接觸。
5)上第三系:揭露有中新統(tǒng)、上新統(tǒng),兩極厚度52.30~236.80m,平均157.12m。
(1) 中新統(tǒng):與下伏地層呈不整合接觸,厚度在0~109.20m,平均厚60.29m,根據(jù)巖性特征,一般分為上、下兩段。
下段:厚度0~24.55m,平均6.69m,局部缺失,巖性較復(fù)雜,一般由土黃色、灰黃色和雜色含泥質(zhì)中細(xì)砂、砂礫、礫石及粘土礫石組成,局部呈半固結(jié)狀。
上段:厚度0~84.65m,平均厚度為53.60m,在296、806和696三孔缺失,上中部為灰綠色粘土和砂質(zhì)粘土組成,下部為砂質(zhì)粘土、鈣質(zhì)粘土和少量泥灰?guī)r組成。局部夾2~3層粉砂或細(xì)砂、粘土質(zhì)砂,可塑性強(qiáng),具膨脹性,少數(shù)泥灰?guī)r具溶蝕現(xiàn)象。
(2) 上新統(tǒng):厚度在52.30~127.60m,平均厚度為96.83m,可分為上、下兩段。
下段:兩極厚度42.30~98.35m,平均厚78.96m,巖性以淺棕紅、棕褐色及灰綠色中、細(xì)、粉砂為主,夾3~4層粘土或砂質(zhì)粘土,上部砂層一般純含泥質(zhì)少,而下部則含泥質(zhì)多。在頂部夾有1~2層細(xì)砂巖(盤)。
上段:兩極厚度10.00~29.25m,平均17.88m,巖性由灰黃色、棕紅色及灰綠色的粘土或砂質(zhì)粘土為主,間夾1~3層薄層透鏡狀粉砂、細(xì)砂等,粘土可塑性強(qiáng),分布穩(wěn)定,頂部有一層砂質(zhì)粘土,富含鈣質(zhì)和黑色鐵錳質(zhì)結(jié)核,為一沉積間斷的古土壤層,是第三、四系的分界線。
6) 第四系:兩極厚度為49.20~87.35m,平均厚67.46m。
(1)更新統(tǒng):兩極厚度21~49.70m,平均厚34.72m,可分為上、下兩段。
下段:兩極厚度11.50~26.20m,平均厚度19.12m,巖性以灰黃色、棕黃色細(xì)砂、粉砂及粘土質(zhì)砂為主,夾1~2層粘土或砂質(zhì)粘土,含有鐵錳質(zhì)及鈣質(zhì)結(jié)核。
上段:兩極厚度9.50~23.50m,平均厚度15.60m,巖性以灰黃色、褐黃色粘土及砂質(zhì)粘土組成,夾1~2層粉砂或粘土質(zhì)砂,一般含較多鈣質(zhì)及鐵錳質(zhì)結(jié)核。
(2)全新統(tǒng):兩極厚度為28.20~37.65m,平均厚度32.74m,巖性主要為灰黃色、黃褐色的粉砂、粘土質(zhì)砂及砂質(zhì)粘土、粘土組成,一般具二元結(jié)構(gòu),由粉砂與粘土組成2~3個(gè)韻律層,上部0.50m為耕植土,在深度3~5m處富含砂礓結(jié)核,底部普遍發(fā)育有一層1~2m的砂質(zhì)粘土,富含大量有機(jī)質(zhì),并保存有大量蚌、螺化石及碎片,并含有鈣質(zhì)結(jié)核,是全新統(tǒng)與下伏更新統(tǒng)分界的標(biāo)志。
地層綜合柱狀圖見(jiàn)圖1-2。
1.2.2構(gòu)造
井田位于淮北煤田南部中段,處于北東向的南坪斷層、雙堆斷層所夾持的斷塊內(nèi)。區(qū)內(nèi)總體構(gòu)造形態(tài)為一較寬緩向南仰起的向斜,并被一系列北東向斷層切割。斷層較發(fā)育,共查出斷層45條,其中正斷層26條,逆斷層18條,滑覆斷層1條,斷層走向以北東向?yàn)橹?,少?shù)近南北向及北西向。
經(jīng)綜合精查地質(zhì)勘探等勘探手段,區(qū)內(nèi)總體構(gòu)造形態(tài)為一較寬緩的向南部仰起的向斜,地層產(chǎn)狀一般較為平緩,沿走向和傾向有一定的起伏變化,地層傾角一般5~30°左右,次級(jí)褶曲不甚發(fā)育;斷層雖較為發(fā)育,但斷層組合的規(guī)律性較強(qiáng);巖漿巖在本區(qū)中下部煤層侵入,使得可采煤層及煤層結(jié)構(gòu)受到一定影響。本區(qū)小構(gòu)造比較發(fā)育,已發(fā)現(xiàn)≤20m的斷層10條,其展布方向與大斷層一致,主要為NE向。發(fā)育在大斷層附近,對(duì)煤層開采有所影響。在大斷層附近,由于斷層牽引作用,局部地段形成小的褶曲。因此綜合評(píng)價(jià)本區(qū)的構(gòu)造復(fù)雜程度為中等。本設(shè)計(jì)為設(shè)計(jì)方便,將多數(shù)采區(qū)小斷層除去,只留有主要特征斷層及邊界斷層。其中兩條特征斷層其特征見(jiàn)表1-2-1:
表1-2-1 斷層特征表
斷層名稱
性質(zhì)
走向
傾向
傾角/(°)
落差/m
延展長(zhǎng)度/km
控制程度
南坪
正
NE
NW
70
>1000
9.60
基本查明
雙堆
正
NE
NW
70
>1000
11.3
基本查明
1.2.3水文地質(zhì)特征
1)地表水
井田內(nèi)地形平坦,地面標(biāo)高一般在23m左右。井田內(nèi)最大地表水體是澮河,它從本井田中部穿過(guò),自西北流向東南。澮河及其支流和人工溝渠組成了密如蛛網(wǎng)的地表水系。澮河是淮河的支流,河床蜿蜒曲折,寬50~150m,深3~5m,兩岸有人工河堤,每年7~9月為雨季,河水位較高,流量較大,每年10月至次年3月為枯水期,干旱嚴(yán)重時(shí)甚至斷流。澮河屬中小型季節(jié)性河流,五、六十年代曾發(fā)生過(guò)三次較大水災(zāi)(1954年7月17日、1963年6月30日,1965年7月16日),其中1965年7月的水災(zāi)最大,據(jù)上游臨渙澮河水文站觀測(cè),當(dāng)時(shí)最大洪峰流量為865 m3 /s,最高洪水位標(biāo)高28.34m;本地區(qū)普遍積水1m左右,但1968年新汴河開挖以后,增強(qiáng)了區(qū)域內(nèi)泄洪能力,澮河水從未溢出河床,根除了本地區(qū)水患,目前地表水對(duì)煤礦開采和礦區(qū)建設(shè)沒(méi)有危害。
2)主要含水層與隔水層水文地質(zhì)特征
a. 新生界松散層含、隔水層(組)
井田內(nèi)新生界松散層厚124.60~251.30m,平均厚224.58m,其厚度變化受古地形控制,大致是從北向南,從東向西逐漸增厚。根據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)資料與鉆探取芯、測(cè)井資料進(jìn)行分析對(duì)比,按其巖性組合特征,自上而下劃分四個(gè)含水層(組)和三個(gè)隔水層(組)。各含、隔水層(組)水文地質(zhì)特征如下:
a) 第一含水層(組)
底板埋深28.20~37.65m,含水介質(zhì)主要為細(xì)砂、粉砂、粘土質(zhì)砂等,砂層純厚6.00~26.10m,平均15.82m,分布穩(wěn)定,該含水層(組)為一多層結(jié)構(gòu)的復(fù)合含水層,上部為潛水,下部為弱承壓水,上下部水力聯(lián)系密切,地下水位埋深一般在2~3m。上部近地表0.5m左右為淺褐黑色耕植土,其下由淺黃色粉砂和粘土質(zhì)砂組成,夾多層薄層粘土及砂質(zhì)粘土。據(jù)區(qū)域和鄰近祁東礦水1孔抽水試驗(yàn)資料:水位標(biāo)高17.32m,q=0.57~3 l/s·m,K=2.9094m/d,礦化度0.356g/l,全硬度12德國(guó)度,富水性中等,水質(zhì)為重碳酸鈉鎂鈣型,是該區(qū)生活飲用和農(nóng)田灌溉的主要水源。
b) 第一隔水層(組)
底板埋深45.20~53.60m,隔水層厚4.05~21.60m,平均厚度12.28m,由灰黃、暗灰色砂質(zhì)粘土及粘土組成,頂部富含砂礓塊和鐵錳質(zhì)結(jié)核。該層局部夾1~2層薄層粉砂或粘土質(zhì)砂、分布穩(wěn)定,可塑性強(qiáng),隔水性能較好。
c) 第二含水層(組)
底板埋深60.30~74.10m,含水層厚2.95~15.80m,平均厚9.20m,由灰黃色粉細(xì)砂及粘土質(zhì)砂組成,夾粘土1~3層,砂層厚度變化較大,分布不穩(wěn)定,井田內(nèi)不發(fā)育,富水性弱。據(jù)區(qū)域抽水試驗(yàn)資料:q=0.1~3.l/s·m,富水性中等,水質(zhì)為重碳酸鈉或重碳酸、硫酸鈉鎂型。
d) 第二隔水層(組)
底板埋深76.80~95.65m,隔水層厚7.15~24.20m,平均厚13.88m,由棕黃、深黃及棕紅色粘土及砂質(zhì)粘土組成,局部夾1~2層細(xì)砂或粘土質(zhì)砂,可塑性強(qiáng),分布穩(wěn)定,隔水性能好。
e) 第三含水層(組)
底板埋深152.80~177.20m,含水層厚10.50~60.80m,平均厚度36.39m,從北向南含水層有逐漸增厚的趨勢(shì)。在120~140m左右有1~2層10~20m左右的厚粘土把含水層(組)分為上、下兩部分。
上部:由灰黃、灰白色細(xì)砂及中砂組成,砂層中含泥質(zhì)少,夾有2~3層粘土,含水層厚20~30m,分布穩(wěn)定。據(jù)鄰近祁東礦水3和26-2711孔抽水資料:水位標(biāo)高19.40~19.79m,q=0.78~0.87 l/s·m,K=6.414~6.768m/d,礦化度0.662~0.776g/l,全硬度16.42~21.04德國(guó)度,富水性中等,水質(zhì)為重碳酸鈉鎂和重碳酸硫酸鈉鎂水。
下部:由灰黃色、灰綠色細(xì)砂、粉砂及粘土質(zhì)砂組成,砂層中泥質(zhì)較多,含水層厚5~10m,分布較穩(wěn)定。據(jù)鄰近祁東礦水2孔抽水資料:水位標(biāo)高19.22m,q=0.14 l/s·m,K=4.587m/d,礦化度1.113g/l,全硬度31.44德國(guó)度,水質(zhì)為硫酸重碳酸鈉鎂鈣水,富水性較上部弱,水質(zhì)較上部差。
f) 第三隔水層(組)
底板埋深179.60~246.60m,隔水層厚0~81.65m,平均厚度46.65m,上中部由灰綠色粘土和砂質(zhì)粘土組成,下部為砂質(zhì)粘土、鈣質(zhì)粘土和少量泥灰?guī)r組成。只是在井田東部邊界的295、806和696三孔缺失,形成小范圍的“天窗”,而在295孔的底部還有35.10m的粘土,對(duì)下部煤系地層影響不大。該組厚度大,分布穩(wěn)定,隔水性能好,為區(qū)內(nèi)重要隔水層(組)。
g) 第四含水層(組)
該含水層(組)是直接覆蓋在煤系地層之上,兩極厚度0~17.20m,平均厚6.69m,由于受古地形的制約,含水層厚度變化較大,由土黃、深黃和雜色含泥質(zhì)中細(xì)砂、砂礫、礫石、粘土礫石組成,巖性較復(fù)雜,局部呈半固結(jié)狀。據(jù)29-302和261兩孔抽水試驗(yàn)資料:水位標(biāo)高9.88~22.14m,q=0.00093~0.00474 l/s.m,K=0.00694~0.0456m/d,礦化度0.366~0.379g/l,水質(zhì)為重碳酸鈉鎂及重碳酸鈣鈉型水,富水性較弱。
b. 新生界下第三系“紅層”含、隔水層(段)
下第三系“紅層”只在西部邊界南坪斷層以西6718孔揭露有300m左右,多為淺紅色中細(xì)砂巖和礫巖,呈半膠結(jié)或膠結(jié)狀。礫石成分有石英巖、灰?guī)r、砂巖、磨園度較好。該段為下第三系上部含水層(段),可能含水較富,但是分布在井田西部外圍,對(duì)礦床開采影響較小。
c. 二疊紀(jì)煤系地層含、隔水層(段)
二疊紀(jì)煤系地層主要由泥巖、粉砂巖及砂巖夾數(shù)層煤層組成,一般不能明顯地劃分出含、隔水層(段),主要依據(jù)地層巖性的組合特征和可采煤層的賦存位置,結(jié)合區(qū)域水文地質(zhì)資料,劃分為三個(gè)含水層(段)和四個(gè)隔水層(段)。各含、隔水層水文地質(zhì)特征如下:
a) 1~2煤下隔水層(段)
隔水層厚為31.50~95.91m,平均65.56m。巖性以灰色、灰綠色的泥巖及粉砂巖為主,夾1~2層細(xì)砂巖或中砂巖,巖性致密,裂隙不發(fā)育,鉆探揭露時(shí)無(wú)漏水現(xiàn)象,在272孔鉆進(jìn)時(shí)泥漿消耗量稍大,達(dá)0.64~1.92 m3 /h,一般為0~0.16 m3 /h,隔水性能良好。
b) 32煤頂?shù)咨皫r裂隙含水層(段)
含水層總厚為0.78~28.52m,平均10.66m。主要由3~5層的細(xì)砂巖和中砂巖組成,裂隙較發(fā)育,鉆探揭露時(shí)在272、405和291三孔發(fā)生漏水,漏失量達(dá)5~19.2 m3 /h,鉆孔泥漿消耗量一般為0~0.16 m3 /h,最大消耗量0.64~4.8 m3 /h;據(jù)298和402抽水試驗(yàn)資料:水位標(biāo)高-2.82~20.65m,q=0.00571~0.0194 l/s.m,K=0.0616~0.0567m/d,富水性較弱,礦化度為4.212~3.528g/l,水質(zhì)為硫酸鈉型水。
c) 4~6煤隔水層(段)
隔水層厚為67.19~144.78m,平均107.65m,巖性以泥巖及粉砂巖為主,夾4~6層的細(xì)砂巖和中砂巖,巖性致密完整,裂隙不發(fā)育,鉆探揭露未發(fā)生漏水,有271和804兩個(gè)鉆孔在砂巖段泥漿消耗量稍大,可達(dá)0.80~3.2 m3 /h,鉆孔泥漿消耗量一般為0~0.48 m3 /h,隔水性能較好。
d) 7、8煤頂?shù)装迳皫r裂隙含水層(段)
含水層厚為0~56.08m,平均22.91 m,主要由2~3層中細(xì)砂巖組成,巖性致密,裂隙不發(fā)育,鉆探揭露時(shí)無(wú)漏水現(xiàn)象,鉆進(jìn)時(shí)泥漿消耗量一般為0~0.16m3/h。據(jù)353和341兩孔抽水試驗(yàn)資料:水位標(biāo)高12.24~24.282m,q=0.00935~0.00796 l/s.m,K=0.0347~0.0718m/d,礦化度1.55~1.388g/l,水質(zhì)為重碳酸氯化鈉及氯化物重碳酸鈉型水,富水性較弱。
e) 8煤組下隔水層(段)
隔水層厚為8.20~20.00m,平均15.30m,巖性主要為灰白色的鋁質(zhì)泥巖,灰色及深灰色的泥巖及粉砂巖等,并夾有1~3層的中、細(xì)砂巖,巖性較致密,裂隙不發(fā)育,鉆探揭露時(shí)未發(fā)生漏水,鉆孔泥漿消耗量一般為0~0.16 m3 /h,隔水性較好。
f) 10煤頂?shù)装迳皫r裂隙含水層(段)
含水層(段)砂巖厚度為0.98~43.83m,平均12.01m。一般為2~3層的中砂巖、細(xì)砂巖構(gòu)成,巖性較致密,裂隙不發(fā)育,鉆探揭露時(shí)未發(fā)生漏水,鉆孔泥漿消耗量一般為0~0.16 m3 /h,據(jù)區(qū)域抽水試驗(yàn)資料: q=0.003~0.13 l/s.m,水質(zhì)為重碳酸氯化鈉型水,富水性較弱。
g) 10煤下~太原組第一層石灰?guī)r間隔水層(段)
該層段巖性主要為泥巖和粉砂巖,夾1~3層細(xì)砂巖,部分地帶有砂泥巖互層,巖性較致密。隔水層(段)總厚為29.68~92.85m,平均53.26m。主要由深灰色的海相泥巖、粉砂巖組成,巖性致密,鉆孔泥漿消耗量一般為0~0.16 m3 /h,鉆進(jìn)中未發(fā)生漏水現(xiàn)象,在正常情況下能起隔水作用。
統(tǒng)計(jì)揭露10煤至太原組第一層灰?guī)r的鉆孔21個(gè),其正常間距(真厚)為52.78~95.59m,平均69.50m。正常情況下開采10煤,此層段隔水性能較好,但在局部地段,由于受斷層影響,導(dǎo)致間距縮短或“對(duì)口”,有可能造成灰?guī)r突水。
d. 太原組石灰?guī)r巖溶裂隙含水層(段)
井田內(nèi)無(wú)鉆孔完全揭穿太原組,有25個(gè)鉆孔揭露太原組地層,一般見(jiàn)一灰即停鉆,據(jù)鄰區(qū)祁南礦資料,太原組厚度在133m左右,一般由8~14層灰?guī)r夾細(xì)砂巖、粉砂巖、泥巖和煤層組成,其中灰?guī)r總厚約50m左右,淺部1~4層灰?guī)r純厚為24.15~40.37m,平均厚度為34.91m。巖溶裂隙發(fā)育,且隨著埋深的增大巖溶裂隙發(fā)育程度減弱。井田內(nèi)揭露1~4灰時(shí),361孔發(fā)生漏水,漏失量為6.40m3/h;29-305孔泥漿消耗量較大,達(dá)0.64~1.92 m3 /h。泥漿消耗量一般為0~0.16 m3 /h;據(jù)29-305孔抽水試驗(yàn)資料:水位標(biāo)高18.61m,q=0.00338 l/s.m,K=0.00806m/d,礦化度2.597g/l,水質(zhì)為重碳酸硫酸鈉型水,富水性弱。而鄰近桃園煤礦83孔抽水試驗(yàn)資料:水位標(biāo)高22.70m,q=1.508 l/s·m,K=1.423m/d,礦化度2.45g/l,水質(zhì)為硫酸鈣鈉型水,富水性中等。
e. 本溪組鋁質(zhì)泥巖隔水層(段)
井田內(nèi)無(wú)鉆孔揭露資料,據(jù)區(qū)域資料該隔水層厚度在15m左右,巖性主要有鋁質(zhì)泥巖、泥巖夾薄層灰?guī)r組成,正常情況下,能起一定隔水作用。
f. 奧陶系石灰?guī)r巖溶裂隙含水層(段)
井田內(nèi)無(wú)鉆孔揭露,厚度不詳,據(jù)鄰區(qū)鉆孔資料,揭露厚度為20.56m,為厚層狀,巖性以灰褐色白云質(zhì)灰?guī)r,巖溶裂隙發(fā)育。據(jù)區(qū)域資料,總厚500m,巖溶裂隙發(fā)育具不均一性,在淺部風(fēng)化帶和構(gòu)造破碎帶附近較發(fā)育,富水性較強(qiáng),而在深部或遠(yuǎn)離構(gòu)造破碎帶地段則不發(fā)育,富水性弱。據(jù)區(qū)域抽水試驗(yàn)資料:q=0.019~45.56 l/s·m,水質(zhì)為重碳酸鈣鎂或硫酸重碳酸鈣鎂和重碳酸硫酸鈉鈣型,正常情況下距主采煤層較遠(yuǎn),一般奧灰水對(duì)礦坑無(wú)直接充水影響。
斷層的富水性和導(dǎo)水性
井田內(nèi)斷層發(fā)育,共查出斷層45條,其中正斷層26條,逆斷層18條,滑覆斷層1條。斷層破碎帶以煤系泥巖及粉砂巖為主,夾少量砂巖碎屑,所有鉆孔穿過(guò)斷層帶時(shí),均未發(fā)生漏水現(xiàn)象。鉆孔泥漿消耗量一般為0~0.16 m3 /h,296、345兩孔最大消耗量0.60 m3 /h(F17斷層)、1.28 m3 /h(F17-2斷層),據(jù)286孔對(duì)斷層F22抽水試驗(yàn)資料:水位標(biāo)高19.82m,q=0.00507 l/s·m,K=0.00685m/d,富水性弱,礦化度0.344g/l,水質(zhì)為重碳酸鈣鈉型水。從區(qū)域和鄰近生產(chǎn)礦井來(lái)看,斷層一般是富水性弱,導(dǎo)水性差。
據(jù)淮北生產(chǎn)礦井所揭露的斷層水文地質(zhì)特征分析,由于采掘比鉆孔揭露的面積大,破壞程度高,破壞了原來(lái)的地質(zhì)、水文地質(zhì)天然平衡條件,使某些斷層的導(dǎo)水性有所增強(qiáng)(采掘中大部分落差大于2m的斷層有淋水、滴水及滲水現(xiàn)象,少數(shù)具導(dǎo)水現(xiàn)象),若溝通了富水巖層,而隔水層厚度小且較破碎時(shí),就可能產(chǎn)生突水。預(yù)防斷層的突水重點(diǎn)應(yīng)放在與富水層“對(duì)口”部位。
綜上所述,在留設(shè)防水煤柱條件下開采3~10煤層時(shí),新生界第四含水層(組)為間接充水含水層,是開采淺部煤層時(shí)的主要補(bǔ)給水源,礦床直接充水水源為二疊系煤層頂?shù)装迳皫r裂隙水,正常情況下太原組1~4層灰?guī)r巖溶裂隙含水層(段)對(duì)開采10煤層無(wú)直接充水影響。因此,井田水文地質(zhì)條件應(yīng)為中等偏簡(jiǎn)單類型。
2)礦井涌水量預(yù)計(jì)
1、預(yù)算新生界松散層第四含水層(組)孔隙水涌水量為47 m3 /h。
2、利用地下水動(dòng)力學(xué)法預(yù)算礦井正常涌水量為450 m3 /h;比擬法預(yù)算礦井正常涌水量為434 m3 /h,最大涌水量為885 m3 /h。礦井涌水量計(jì)算公式和參數(shù)選擇合理,兩種方法預(yù)算正常涌水量結(jié)果近似,符合本井田水文地質(zhì)條件和實(shí)際水文地質(zhì)資料反映的規(guī)律,建議采用比擬法預(yù)算的礦井正常涌水量434 m3 /h和最大涌水量885 m3 /h,可供礦井選擇排水設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)利用。
3、預(yù)算太原組灰?guī)r巖溶裂隙含水層的可能突水量為1074 m3 /h,不作為礦井正常涌水量,由于太灰的突水水量大,在井巷開拓時(shí)應(yīng)注意構(gòu)造集中帶及可能突水地段,應(yīng)采取有關(guān)措施,預(yù)防突水事故的發(fā)生。
1.3 煤層特征
1.3.1煤層埋藏條件
井田內(nèi)主要含煤地層為二疊系的上、下石盒子組和山西組,區(qū)內(nèi)揭露地層總厚約1266.80m。自上而下含1、2、3、4、5、6、7、8、10和11等十個(gè)煤(層)組,含煤30余層,含煤平均總厚為23.47m,含煤系數(shù)為1.9%。其中可采煤層4層,為32、52、53和82煤層,可采煤層平均總厚13.12m,占煤層總厚的55.9%。其中32為主要可采煤層,51、52、53、62、72、10為次要可采煤層,主要可采煤層平均總厚2.89m,占可采煤層平均總厚的35.6%。32煤全區(qū)可采,51、53、82、10煤為大部煤層可采,52、62、72煤為局部可采。1、2、4、11煤組煤層不穩(wěn)定,變化大,易相變?yōu)樘抠|(zhì)泥巖或尖滅,均不可采。
1.3.2可采煤層及其圍巖特征
1) 本井田煤層穩(wěn)定性如下:
區(qū)內(nèi)二疊系含煤地層含可采煤層8層,即32、51、52、53、62、72、82和10煤層,各可采煤層具體情況見(jiàn)表4.2。現(xiàn)自上而下分述如下。
2) 主要可采煤層特征見(jiàn)表1-3-1:
(1) 32煤層:位于上石盒子組下部,上與2號(hào)煤層平均間距116.5m,煤層厚0.58~8.22m,平均煤厚2.89m。煤層厚度除個(gè)別點(diǎn)較薄或不可采(358孔)外,一般見(jiàn)煤點(diǎn)的厚度均在2~3m以上。煤層含煤面積49.61 km2,可采面積35.08 km2,可采系數(shù)達(dá)99.9%。為全區(qū)可采的較穩(wěn)定的主要可采煤層。煤層結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,具夾矸,116個(gè)可采見(jiàn)煤點(diǎn)中夾矸一層的有49個(gè)點(diǎn),2層的有29個(gè)點(diǎn),3層以上有16個(gè)點(diǎn)。夾矸以泥巖和炭質(zhì)泥巖為主,少數(shù)為含炭泥巖。頂板、底板巖性以泥巖為主,次為粉砂巖和細(xì)砂巖。為全區(qū)可采的較穩(wěn)定的主要可采煤層。
(2) 51煤層:位于下石盒子組中部,上與32煤層平均間距170.16m。煤層厚0~3.43m,平均厚0.93m。98個(gè)鉆孔穿過(guò)點(diǎn)中,不可采和尖滅點(diǎn)為27個(gè),在F22斷層以東的淺部和中、深部形成較大面積的不可采區(qū),且沿F25斷層上下盤形成4~5個(gè)面積較小的不可采區(qū)。該煤層分布面積46.57km2,其中可采面積30.91km2,可采系數(shù)為83.6%,為不穩(wěn)定的大部可采煤層(見(jiàn)圖4.1)。煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,絕大部分無(wú)夾矸。頂板巖性以泥巖為主、次為粉砂巖和細(xì)砂巖,底板巖性為泥巖。
(3) 52煤層:位于下石盒子組中部,上與51煤層平均間距7.59m。煤層厚0~2.27m,平均厚0.72m。99個(gè)鉆孔穿過(guò)點(diǎn)中,可采煤點(diǎn)僅有53個(gè),不可采和尖滅點(diǎn)多達(dá)42個(gè),在井田淺、中、深部形成多處大面積的不可采區(qū),該煤層分布面積45.92km2,其中可采面積僅為17.44km2,可采系數(shù)為38%,為不穩(wěn)定的局部可采煤層(見(jiàn)圖4.2)。煤層結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單,一般為單層結(jié)構(gòu),少數(shù)點(diǎn)具一層夾矸,夾矸多為泥巖,頂板巖性以泥巖為主、次為粉砂巖和細(xì)砂巖,底板巖性為泥巖或粉砂巖。
(4) 53煤層:位于下石盒子組中部,上與52煤層平均間距13.99m。煤層厚0~2.44m,平均厚0.70m。97個(gè)鉆孔穿過(guò)點(diǎn)中,可采煤點(diǎn)56個(gè),不可采和尖滅點(diǎn)多達(dá)38個(gè),在井田淺部、中部F22~F17斷層間、F25下盤36線以南、F17斷層以東深部形成較大面積的不可采區(qū),該煤層分布面積45.22 km2,其中可采面積24.81km2,可采系數(shù)為54.9%,為不穩(wěn)定的大部可采煤層(見(jiàn)圖4.3)。煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,一般為單一結(jié)構(gòu),僅個(gè)別點(diǎn)具一層泥巖夾矸。頂、底巖性以泥巖為主、次為粉砂巖。
(5) 62煤層:位于下石盒子組中下部,上與53煤層平均間距27.37m。煤層厚0~2.01m,平均厚0.89m。96個(gè)鉆孔穿過(guò)點(diǎn)中,可采煤點(diǎn)56個(gè),不可采和尖滅點(diǎn)30個(gè),巖漿侵蝕點(diǎn)8個(gè),其中有6點(diǎn)不可采或被吞蝕,在井田F17斷層以西淺部,F(xiàn)15斷層以西中部及井田深部(-800m以下)形成大面積不可采區(qū),該煤層分布面積44.15 km2,其中可采面積24.11 km2,可采系數(shù)為54.6%,為不穩(wěn)定的大部可采煤層(見(jiàn)圖4.4)。煤層結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單,以單層結(jié)構(gòu)為主,少數(shù)點(diǎn)具一層~二層夾矸,夾矸多為泥巖或炭質(zhì)泥巖。頂板巖性以泥巖、粉砂巖和細(xì)砂巖,底板多為泥巖和粉砂巖。
(6) 72煤層:位于下石盒子組下部,上與6煤層平均間距15.14m。95個(gè)鉆孔穿過(guò)點(diǎn)中,正常見(jiàn)煤點(diǎn)僅有25個(gè),煤層厚0.87~9.19m,平均4.06m,全部可采??刹煞秶植荚?0線以南F25~F22斷層上盤間、東部邊沿及-800以下深部。巖漿侵入對(duì)該煤層破壞嚴(yán)重,巖漿巖侵蝕點(diǎn)多達(dá)68處,占見(jiàn)煤的73%,煤層被部分浸蝕和完全吞蝕或變質(zhì)成天然焦。在除井田內(nèi)F22~F17間淺部及F22~F15間中深部有兩塊較大面積的煤焦混合達(dá)到1m以上的厚度外,其它為大面積的巖漿侵蝕不可采區(qū)。該煤層分布面積43.65km2,可采面積26.96 km2,采系數(shù)為48.7%;其中煤層可采面積21.24 km2,煤焦混合區(qū)可采面積5.72 km2。該煤層由于受巖漿侵入穿插,煤層結(jié)構(gòu)變?yōu)閺?fù)雜,但在煤區(qū),煤層原生結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單,僅個(gè)別點(diǎn)含有一層夾矸,煤層還是較穩(wěn)定的。頂板為泥巖和粉砂巖,底板為泥巖、粉砂巖及細(xì)砂巖。
(7) 82煤層:位于下石盒子組下部,上與72煤層平均間距28.12m。煤層厚0~5.46m,平均厚1.78m。96個(gè)鉆孔穿過(guò)點(diǎn)中,無(wú)巖漿侵入的正常見(jiàn)煤點(diǎn)62個(gè),其中不可采或尖滅點(diǎn)9個(gè),在井田F17斷層以東深部、271、2710、324孔等處形成不可采區(qū)。巖漿侵入點(diǎn)32個(gè),其中不可采點(diǎn)9個(gè),吞蝕點(diǎn)1個(gè),在井田F22斷層以東淺部,F(xiàn)22~F30斷層間中部形成大面積巖漿侵蝕不可采區(qū),另有341、349孔等零星巖漿侵蝕不可采區(qū),該煤層分布面積42.44 km2,其中可采面積24.69km2,可采系數(shù)58.2%,區(qū)內(nèi)煤層大部可采,為較穩(wěn)定煤層 。煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,少數(shù)點(diǎn)有一層夾矸,巖性為炭質(zhì)泥巖,頂板為細(xì)砂巖、粉砂巖及泥巖,底板為泥巖及粉砂巖。
(8) 10煤層:位于山西組中部,上距82煤層平均間距85.91m,下距石炭系太原組一灰頂界面平均間距 69.08m。48個(gè)鉆穿過(guò)點(diǎn)中,可采點(diǎn)僅24個(gè),占50%,不可采和尖滅點(diǎn)11個(gè),巖漿巖侵入點(diǎn)9個(gè),在井田淺部、F22~F17斷層間及F17斷層以西深部形成大面積不可采區(qū)或巖漿巖侵蝕不可采區(qū)。該煤層分布面積32.87 km2,其中可采面積17.81 km2,可采系數(shù)46.6%,區(qū)內(nèi)煤層大部可采,為不穩(wěn)定的大部可采煤層。煤層厚0~3.96 m,平均厚1.15m。煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,個(gè)別點(diǎn)具一層夾矸,夾矸為炭質(zhì)泥巖或粉砂巖。頂?shù)装鍨槟鄮r、粉砂巖及細(xì)砂巖。
1.3.3煤的特征
1)化學(xué)性質(zhì)
(1)水份(Mad)
各可采煤層原煤空氣干燥基水分平均在1.28-1.39%之間,以51煤層較低,53、72煤層較高,但變化不甚明顯。
(2)灰份產(chǎn)率(Ad)
區(qū)內(nèi)各可采煤層原煤干燥基灰分平均值在18.37~28.89%之間,53煤層較高,10煤層較低,均屬中灰煤。
32煤層:原煤灰分實(shí)測(cè)兩極值為16.40~39.86%,平均灰分為27.85%,灰分變化標(biāo)準(zhǔn)差為5.419,屬中灰煤。由直方圖可看出,該煤層總體以中灰煤為主,次為高灰煤。
51煤層:原煤灰分實(shí)測(cè)兩極值為16.86~39.51%,平均灰分為27.31%,灰分變化標(biāo)準(zhǔn)差為5.832,屬中灰煤。由直方圖可看出,該煤層總體以中灰煤為主,次為高灰煤。
52煤層:原煤灰分實(shí)測(cè)兩極值為10.42~39.06%,平均灰分為26.95%,灰分變化標(biāo)準(zhǔn)差為6.416,屬中灰煤。由直方圖可看出,該煤層總體以中灰煤為主,次為高灰煤,少量低灰煤。
53煤層:原煤灰分實(shí)測(cè)兩極值為10.51~39.17%,平均灰分為28.89%,灰分變化標(biāo)準(zhǔn)差為7.092,屬中灰煤。由直方圖可看出,該煤層總體以高灰煤為主,次為中灰煤,少量低灰煤。
62煤層:原煤灰分實(shí)測(cè)兩極值為10.27~38.65%,平均灰分為27.66%,灰分變化標(biāo)準(zhǔn)差為7.177,屬中灰煤。由直方圖可看出,該煤層總體為中灰~高灰煤,僅少量低灰煤。
72煤層:原煤灰分實(shí)測(cè)兩極值為14.78~39.74%,平均灰分為24.95%,灰分變化標(biāo)準(zhǔn)差為6.420,屬中灰煤。由直方圖可看出,該煤層絕大部分為中灰煤,少量高灰煤,極少量低灰煤。
82煤層:原煤灰分實(shí)測(cè)兩極值為14.23~38.63%,平均灰分為23.88%,灰分變化標(biāo)準(zhǔn)差為6.676,屬中灰煤。由直方圖可看出,該煤層總體以中灰煤為主,次為高灰煤,少量低灰煤。
10煤層:原煤灰分實(shí)測(cè)兩極值為7.71~30.81%,平均灰分為18.37%,灰分變化標(biāo)準(zhǔn)差為6.796,屬中灰煤。由直方圖可看出,該煤層基本為低灰~中灰煤,僅少量高灰煤。
綜上所述,本區(qū)各煤層灰分基本為中灰煤,10煤層灰分略有偏低,接近低灰煤,除受巖漿巖侵入而變質(zhì)的煤層外。本區(qū)煤層質(zhì)量均較好。
表1-3-1 可采煤層特征表
煤層
煤層厚度/m
煤層間距/m
含夾矸層數(shù)
煤層
結(jié)構(gòu)
可采范圍
穩(wěn)定性
最小~最大
平均
32
0.52~8.22
2.89
170.16
7.59
13.99
27.37
15.14
28.12
85.91
1~2
較復(fù)雜
全區(qū)可采
較穩(wěn)定
51
0~3.43
0.93
一般不含
簡(jiǎn)單
局部可采
不穩(wěn)定
52
0~2.77
0.72
一般不含
簡(jiǎn)單
局部可采
不穩(wěn)定
53
0~2.44
0.70
一般不含
簡(jiǎn)單
大部可采
不穩(wěn)定
62
0~2.01
0.89
一般不含
較簡(jiǎn)單
大部可采
不穩(wěn)定
72
0.87~9.19
4.06
一般不含
簡(jiǎn)單
全區(qū)基本可采
不穩(wěn)定
82
0~5.46
1.78
一般不含
簡(jiǎn)單
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