四季春煤矿建井地质报告

贵州贵能投资股份有限公司贵州贵能投资股份有限公司 （四季春煤矿）（四季春煤矿） 建建 井井 地地 质质 报报 告告 编编 制：制：四季春煤矿生产技术科四季春煤矿生产技术科 总总 工：工： 矿矿 长：长： 编制单位：编制单位：四季春煤矿四季春煤矿 日日 期：期： 二二 0 0 一一年九月二十日一一年九月二十日 2 参与编制人员名单： 姓 名专 业职 称职 务签 字 徐正友地测助工 王康地测技术员 段树林通风助工 安安采掘技术员 肖大昌机电技术员 陈银雨采掘助工 会审人员名单： 姓 名专 业职 称职 务签 字 陈燕彬通风工程师通风副总工程师 黄佑宏采掘助理工程师总工程师 胡向明采掘工程师技术科科长 任友亮机电助理工程师机电副总工程师 裴连贵通风助理工程师通风科副科长 公司审核； 姓 名专 业职 称职 务签 字 张 龙通风工程师副总经理 孟春林地质工程师总工程师 沈命毕采掘工程师副总工程师 李善旺地质工程师 彭润林测量工程师 目目 录录 第一章第一章 概述概述 .1.1 第二章第二章 井田概况井田概况55 第三章第三章 地质特征地质特征88 第四章第四章 其他开采技术条件其他开采技术条件1515 第五章第五章 井田开拓井田开拓2525 第六章第六章 地质环境评价地质环境评价3434 第七章第七章 结论结论3838 第八章第八章 存在问题以及建议存在问题以及建议3838 - 1 - 第一章第一章 概概 述述 1、矿区以往地质工作概况： 1958 年，西南煤田地质勘探局地质四队进行了 1：10 万煤田地质测 量。 1964 年，省地矿局 108 队进行了 1：20 万区域地质测量。 1971 年，贵州省煤田地勘公司地测大队提交了织金煤田织金地区 普查找煤报告（1：5 万） 。 1984 年，贵州省煤田地质局地测大队在三坝勘探区进行了 1：1 万 地质及 1：2.5 万水文地质测量等工作，完成槽探 60 条，土石方约 85041.13m3，实测地质剖面 7 条，调查老窑 61 个、生产窑 9 个，采煤 样 15 个，采容重样、热稳定样、简选样 19 件。提交了织金煤田三坝 测区 1：1 万煤田地质测量文字总结及有关图件。 1989 年，贵州煤田地质局 174 队进入三坝勘探区西段进行煤炭勘 探地质工作。于 1996 年 10 月提交贵州省织金县三坝勘探区西段普查 地质总结报告 ，1997 年 1 月 34 日，经贵州煤田地质局审查，地质 局于 1997 年 6 月以煤地（1997）地字 17 文件下发审查意见书，建议批 准总资源量 82155 万吨，其中，333 级 13975 万吨，334 级 68180 万吨。 本矿区位于三坝勘探区西部。 2003 年 3 月及 2004 年 6 月期间，贵州省地矿局 115 队在区内对原 四季春、金达、金马及星火煤矿进行资源储量核实工作，提交的资源储 量核实报告均未评审备案。 2006 年 7 月，本单位对本矿区作了勘查设计，共施工钻孔 4 个，野 外施工从 2006 年 7 月开始，至 2007 年 10 月中旬完成，钻孔均进行了 2 测井工作。最终提交了贵州省织金县三塘镇四季春煤矿资源储量核实 报告 ，该报告经贵州省国土资源勘测规划院评审通过，并由贵州省国 土资源厅备案(黔国土资储备字200898 号)，为本次工作的主要依据。 四季春煤矿勘查完成工作量见下表 四季春煤矿勘查完成工作量统计表 项 目单 位完 成 工 作 量 1：1 万地质填图 Km24.00 钻探m/孔1574.30m/4 孔 测井m/孔1541.15m/4 孔 瓦斯样件 8 煤芯样件 22 泥化样件 4 煤层煤样件 2 简易水文观测孔 4 力学样件/组2 件/1 组 简易测温孔 2 水样件 2 2、贵州省煤矿设计研究院受织金县四季春煤矿委托，于 2008 年 3 月完成了织金县三塘镇四季春煤矿（整合）开采方案设计 ，2008 年 11 月完成了织金县三塘镇四季春煤矿（整合）安全专篇的编制工 作。 - 3 - 3、四季春煤矿设计简介 1） 、四季春煤矿整合情况 现四季春煤矿矿区内只有 1 个生产矿井生产，即整合前的原四季春 煤矿。 矿内有金达、金马、星火、原四季春四个矿井，原四个矿井的生产 规模均为 3 万 t/a,为合理开发本区煤炭资源，经过调整后整合为一个 矿井，整合后矿井规模规划为 45 万 t/a。 原四季春、金达煤矿主要开采 7 号煤层，金马煤矿开采 16 号煤层， 星火煤矿没有建井生产。目前除原四季春煤矿之外，金马及金达煤矿均 已关闭。在生产期间原四季春、金达煤矿主井沿煤层露头或在煤层露头 附近掘进，斜井倾角为 1318，向下逐渐变缓。 2） 、四季春煤矿生产规模、开采等情况 四季春煤矿由原四季春煤矿、金达煤矿、金马煤矿及星火煤矿整合 而成，目前还没有新建矿井进行生产，拟建的煤矿生产规模为 45 万吨/ 年，矿井服务年限：22.0a。矿井有 5 层全区稳定可采煤层，属薄中 厚煤层，煤层倾角 1016，属缓倾斜煤层。由于目前尚未掌握煤层 是否有突出危险性资料，根据相关政策，方案按有煤与瓦斯突出危险性 设计，待矿井建设期间进行煤与瓦斯突出鉴定，然后根据鉴定结果另行 修改设计。煤层属容易自燃自燃煤层、煤尘无爆炸危险性。 开采方式为地下开采，矿区面积 3.7841km2，矿区范围由 8 个拐点 圈定，采矿标高为+2000+1000m。 3） 、煤矿建设情况 矿井通风、供电、排水、运输系统工程等已全部配备。 4 矿井监控系统采用瓦斯监控成套设备，目前已投入使用。 4） 、四季春煤矿为整合矿井。矿井设计生产能力为 45 万 t/a，矿井 服务年限 22 年，矿井工程建设工期 31 个月。矿井采用斜井开拓，矿井 划分为三个区段，一个采区开采，开采标高+1903-+1750m。井口布置 在 7 号至 8 号煤层之间，井筒顺层布置，井口标高+1903 m，井底标高 +1750m，全矿井布置一个采区开采。采用区段石门联合呈下行式开采， 走向长壁后退式采煤法，全部跨落法管理顶板。首采工作面布置在一区 段西冀 7 号煤层中（1072 工作面） ，采煤工艺为综采。接替工作面布置 在一区段东冀 7 号煤层中（1071 工作面） 4、四季春煤矿建设项目开发历史 矿井建设性质为整合矿井，根据黔府函2006205 号省人民政府 关于六盘水市六枝特区等四县（区）煤矿整合和调整布局方案的批复 文件，由原四季春煤矿、金达煤矿、金马煤矿及星火煤矿整合整合而成 织金县四季春煤矿（整合） ，整合后矿井建设规模为 45 万吨/年。由贵 州省煤矿设计研究院设计，2008 年 4 月贵州省煤炭管理局以黔煤规字 20081014 号文对织金县四季春煤矿（整合）开采方案设计进行批复， 2008 年 9 月贵州煤矿安全监察局以黔煤安监监察字2008129 号对织金 县四季春煤矿（整合）安全专篇进行批复。 四季春煤矿（整合）建设项目于 2009 年 5 月开工建设，建设单位 为贵州华源瑞丰煤业股份有限公司。 四季春煤矿（整合）建设开拓系统全部为新掘巷道，没有利用原四 - 5 - 季春煤矿、原金达煤矿矿井及生产系统，原四季春煤矿和原金达煤矿矿 井及生产系统全部关闭。 第二章第二章 井田概况井田概况 一、交通位置一、交通位置 四季春煤矿位于织金县西部，距织金县城直线距离约 40km，行政区 划属织金县三塘镇管辖。其地理座标：东经 1052809105 2947，北纬 263700263825。井田由 8 个拐点圈定， 其形状为一近东西向展布的不规则多边形，井田面积 3.7841km2。 井田工业广场有乡村公路 10km 至三塘，经县道至后寨与织金县城 相通，里程 40km。织金县城有省道通贵阳、安顺等地，公路运输尚称 方便。 二、地形地貌二、地形地貌 井田地形属中山地貌，含煤地层出露地段为低凹沟谷，村寨相对密 集；长兴组及飞仙关组一段出露地段为地层反向坡，地形陡峭；飞仙关 组二、三段出露地段多为地层同向坡，相对平缓。总体地形特征为北西 高，南东低。一般高程 18002100m，最高点位于井田北部双羊岩头西 南山头，标高+2262.10m。最低点位于井田西部边缘含煤地层一无名溪 沟中，高程约+1835.5m，相对高差达+426.60m。 三、水系 矿区地处乌江水系，但矿区内无大的河流，仅西部发育有一条小溪 沟，小溪沟常年有水。但地表冲沟较发育，且多呈树技状分布，切割较 深，沟水流量变化较大，雨季常发生山洪，枯季流量小至干涸，动态变 化明显。四季春煤矿区内的第四系和含煤地层，其岩性多为泥岩、粉砂 质泥岩，粉砂岩，有一定的隔水性，大气降水不易渗入地下，地表水系 不甚发育，矿区地表水大多为“V”型冲沟水。冲沟流程短，流量受季 6 节性控制明显，大多在雨季时增大，旱季时减小甚至干涸，但是根据调 查，地表水会沿山体裂缝渗透进入矿井内。 矿区最低侵蚀基准面为西部一落水洞附近，标高为+1823.50m。 图 111 织金县四季春煤矿交通位置图 四、气象及地震情况四、气象及地震情况 本区属中亚热带季风气候区，因受南、北气流和高原地貌的双重制 - 7 - 约，季节更替不明显，气温变化大，冬天霜冻、结冰时间较长，夏天日 照时间短，属湿润气候区。 据织金县 19902000 年气象资料，极端最高气温 34.1，极端最低 气温-9.6，年平均气温 13.6，年平均气温最高 14.4(1998 年)， 年平均气温最低 13(1995 年)，日最高气温 32.6(1994 年 8 月 6 日)， 日最低气温-7.6(1999 年 1 月 12 日)。无霜期 265d 左右。 区内雨量充沛，年平均降雨量 1238.8mm，年最大降雨量 1435.1mm（1996 年） ，年最小降雨量 1067.6mm(1990 年)。年平均蒸发 量 1114.6mm，年平均日照时数 1269.3 小时。每年 5 月中旬10 月中旬 为大雨、暴雨季节，常有冰雹，其降雨量占年降雨量的 75%。 12 月份 多为凌冻期。平均风速 2.3m/s，最大风速 20.0m/s，风向多为东北风。 5 5地震烈度地震烈度 根据中国地震动参数区划图 （GB183062001） ，矿区地震烈度 为度，地震动峰值加速度为 0.05g。 五、矿区工农业生产、建筑材料等概况五、矿区工农业生产、建筑材料等概况 区内居民以从事农业为主，农作物以土豆、玉米为主，养殖业以鸡、 猪、牛占主导。劳动力有富余。 区内工业：企业基础薄弱，矿区内目前没有其它企业，发展煤矿及 相关产业是该区的优势。 矿井建设所需钢材、水泥从水城、织金县城购进，其它建筑材料如 砂、石材、砖瓦、石灰、木材等均可就地取材。 六、煤田开发历史、现有矿井和小井分布及开采情况六、煤田开发历史、现有矿井和小井分布及开采情况 整合后的四季春煤矿由原四季春煤矿、金达煤矿、金马煤矿、星火 8 煤矿整合而成。原 4 对矿井均为合法生产矿井，生产规模 3 万 t/a。原 生产矿井经过多年的开发，均建有各自的生产系统，但矿井由于各自条 件不同，生产时间及生产规模均不相同，其中原四季春煤矿生产年限最 长，井下巷道及采空区范围亦最大，该矿井采用斜井开拓方式，布置有 2 对井筒，采用中央并列抽出式通风系统，主要开采 7 号煤层；原星火 煤矿由于业主资金问题，仅掘有井筒，井下未形成采空区；原金达煤矿 采用斜井开拓，主要开采 7 号煤层，采空区范围较小；原金马煤矿采用 顶板平硐开拓，主要开采下部的 16 号煤层浅部地段，采空区范围亦较 小。目前除原四季春煤矿正常生产外，其余 3 对矿井均已停产，井口已 封闭。 另外根据现场调查，井田内老窑开采历史悠久，多为季节性人工挖 掘开采，大部分沿煤层露头分布，主要开采 6、7 号煤层，井田北部边 界外有老窑开采 16 号煤层，开采方式普遍为斜井开拓，个别为平硐， 沿煤层掘进，多为“独眼井” ，矿灯照明，鼓风机抽风；坑道内少量积 水，一般为顶板滴水或煤层自身出水，水泵抽水或自然排水，开采深度 一般小于 50m，水平距离在 200m 以内。所有小窑瓦斯含量普遍较高， 井田内原调查的 203 号老窑曾发生过瓦斯事故，造成 2 人被烧伤。 矿区内的老窑多因乱挖乱采、非法开采及安全整改不合格被关闭， 个别老窑因年代长久，通风、排水困难或支护、管理不善、巷道跨塌而 停采。 第三章第三章 地质特征地质特征 矿区及周边出露的地层有二叠系中统茅口组、上统峨嵋山玄武岩组、 龙潭组、长兴组、大隆组、三叠系下统飞仙关组及第四系。现由老至新 分述如下： 茅口组（P2m）：出露于井田北部边界外。为灰色、浅灰色， 中厚层状，隐晶细晶结构灰岩，具溶蚀现象和缝合线构造，裂隙发 育，充填方解石，产珊瑚及瓣鳃类动物化石，局部见燧石团块，厚度不 - 9 - 详。 峨嵋山玄武岩组（P3）：出露于井田北部边界外。为浅灰色 绿灰色，块状玄武岩，具气孔及杏仁状构造，含大量杂色斑纹及黄铁矿 结核，厚度不详。其上一般有 220m 紫色、灰绿色凝灰岩与玄武岩过 渡。 龙潭组（P3l）：出露于井田北西部边界附近。主要由浅灰色、 灰色及深灰色，薄至中厚层状细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥 岩、泥岩、炭质泥岩、灰岩、煤层组成。含煤 2035 层，一般 28 层左 右，含可采煤层 10 层，其中全区可采 4 层。厚度在 263m 左右，与下伏 地层呈假整合接触。 龙潭组是典型的海陆交互相沉积，海相动物化石及植物化石都十分 丰富。常见腕足类、瓣鳃类、海百合、螺等动物化石，代表浅海或滨海 沉积；常见大羽羊齿、栉羊齿等植物化石，代表一种温暖潮湿的气候环 境。 长兴大隆组（P3c+d）：出露于井田北西部。主要由黄灰色、深 灰色、紫灰色细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩组成，中夹数 层灰岩及黄绿色蒙脱石泥岩，厚度一般 45m 左右。 飞仙关组(T1f)：飞仙关组地层按岩性组合及颜色变化情况自下 而上分为五段，井田内出露一、二、三段，分别简述如下： a. 飞仙关一段(T1f1)：主要由黄灰灰绿色粉砂岩、粉砂质泥岩及 泥质粉砂岩等岩层组成，薄中厚层状，微波状水平层理，上部夹 12 层灰岩，底部夹 14 层黄绿色蒙脱石泥岩。与下伏二叠系上统长 兴大隆组呈整合接触，厚度一般在 140m 左右。 b. 飞仙关二段(T1f2)：浅灰色、灰色，薄厚层状、块状灰岩、泥 质灰岩，下部含鲕粒灰岩，夹灰紫色及浅灰绿色泥质粉砂岩，隐晶显 晶结构，中厚厚层状，具锯齿状缝合线构造及水溶蚀现象，产腕足、 瓣鳃类动物化石。厚度一般在 140m 左右。 c. 飞仙关三段(T1f3)：灰、灰绿色、灰紫色，薄中厚层状钙质泥 10 岩夹泥灰岩，具水平层理，中下部夹泥质灰岩及灰岩 34 层，底部为 泥灰岩及钙质泥岩，产瓣鳃类动物化石。一般厚度在 90m 左右，地貌上 多呈缓坡。 第四系（Q）：主要为坡积、崩积、残积亚粘土、粘土、冲积砂、 砾石等松散沉积物。 纹及黄铁矿结核，厚度不详。 二、地质构造二、地质构造 1 1褶曲褶曲 织金矿区大地构造单元属扬子准地台（级） 、上扬子台褶带（ 级） 、黔中早古拱断褶束（级） 、纳雍织金凹褶断束（级） 。矿区总 体为一单斜构造，地层走向呈北东南西向，倾向南东，倾角 532， 一般 1016，从浅部到深部，地层倾角逐渐变缓。见少量断层及褶 曲，局部地段地层出现波状起伏现象。 三塘向斜为本区域主要构造，轴向北东 2040，全长约 42km， 宽 15km，核部由三叠系下统永宁镇组及中统关岭组组成，两翼由三叠 系及二叠系地层组成。两翼不对称，西北翼岩层倾角 1030，东南 翼岩层倾角 1050为一北西翼陡、南东翼缓的不对称向斜，接近轴 部两翼倾角变缓，北东端翘起，脊线略有起伏，中段被 SF4 断层错开。 三坝勘探区西段位于三塘向斜北西翼西部，为一单斜构造。总的构 造线方向为北东南西向，岩层倾向南东。含煤地层倾角一般 1530；勘探区东部倾角变陡，煤洞坡以东倾角达 4050；向南 东方向，倾角逐渐变缓至几度，区内构造中等，局部地段构造较复杂， 断层和次一级褶皱较发育。 2 2断层断层 矿区内及边界附近发现断层 2 条，简述如下： 四季春煤矿的矿区范围位于三坝勘探区西段 1 勘查线附近。本报告 的煤层、断层均采用贵州省织金县三坝勘探区西段普查地质总结报告 - 11 - 编号。 F21：位于矿区北西部，走向为北东南西向，走向长度约 1450m， 倾向南东，倾角 43，为正断层，落差约 5m。 SF8：位于矿区西部，走向为南东向，走向长度约 9000m，倾向西， 倾角 70，为正断层，落差约 100m。 以上两断层均发育矿界北部边界外及煤层浅部，对矿井开采、开拓 影响不大。 3 3其它构造其它构造 根据四季春煤矿储量核实报告及生产地质报告，井田范围内尚未发 现诸如陷落柱、剥蚀带发育以及火成岩侵入等构造形态。 综上所述，矿区构造复杂程度类型应属简单。 （1）新井建井期间揭露的地质构造 建井期间揭露的断层落差3 米的断层有 1 条，其中正断层 1 条 （f1=5 米） ，其它尚有 4 条小断层，其落差一般1 米，均为正断层， 断层以斜交正断层为主，走向主要为北西-南东向。 建井期间揭露在副井筒近落平处有一小褶曲，小褶曲处地层倾角变 大，局部地方近直立，延伸方向与井筒方位一致，延伸长度约 30 米。 （二）滑坡 根据地质灾害调查报告 ，矿区内除发现一些小规模的潜在不稳 定斜坡外，未发现崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷及地裂缝等现状地质 灾害。 ，综合各方面因素分析矿井地质构造复杂程度类型应属于中等类 型。断层情况见表一。 表一：断层情况一览表 12 揭露类型：矿井揭露 三、含煤地层及煤层情况三、含煤地层及煤层情况 （一）煤层（一）煤层 1 1煤层特征煤层特征 含煤性：矿区内二叠系上统大隆组不含煤，长兴组含 13 层薄煤， 但均不可采。龙潭组（P3l）为主要含煤地层，岩性主要为灰、浅灰、 灰黑色薄层状粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、炭质泥岩，块状泥岩， 中厚层状细砂岩，夹灰岩及煤。 含煤地层：龙潭组(P3l)，厚度在 263 m 左右，含煤 2035 层，一 般 28 层，含煤总厚平均 23.1m，含煤系数 8.78%，全区可采煤层 4 层， 为 6、7、8、35 号；局部可采煤层 1 层即 16 号煤层；另有 2、6下、 14、30 号零星可采煤层。 井田主要可采煤层特征详见表 131。 2 2煤层露头及风氧化带煤层露头及风氧化带 本矿井矿区范围内各浅部开采煤层一般均有露头。深部的 35 号煤 层矿区范围内未发现露头。 根据储量核实报告结合附近原生产窑、老窑开采情况和本矿资料， 产 状序 号 编号 性 质 位 置采用成果 走 向 ( ) 倾向 ( ) 倾角 ( ) 落差 (m) 延伸 长度 (km) 宽度及 充填物 含水、导 水情况 备注 1f1正 1072 回巷 8 点前 5 米 矿井揭露671574250.3 泥岩、 粉砂岩 导水富水 性弱 对 6、7、8 煤 层开采影 响较大 2f2正 1072 切眼， 补回巷口往 下 7.3 米 矿井揭露40130421.60.2 泥岩、 粉砂岩 导水富水 性弱 对 6、7 煤 层开采影 响较大 - 13 - 本区煤层风氧化带深度为煤层露头往下垂深 30m。 表 131 井田主要可采煤层特征表 煤层厚度 (m) 层间距 (m)煤 层 结 构顶底板岩性 顺 序 煤层 编号 最小最大 平均 最小最大 平均 夹石层数 (层) 夹石总厚 (m) 煤层可 采性 煤层 稳定性 顶 板底 板 16 1.274.73 2.54 0 全区 可采 较稳定 沙质泥岩 或泥岩 泥岩 22.0 27 1.591.66 1.64 10-0.1 全区 可采 较稳定 粉砂岩或 细砂岩 粉砂质泥岩或 泥岩 38 1.081.3 1.16 7.0 010-0.13 全区 可采 较稳定泥岩泥岩 416 0.391.48 0.93 770 局部 可采 不稳定 泥质细砂 岩 粘土质泥岩 535 0.561.97 1.20 80.0010-0.15 全区 可采 较稳定 粉砂岩或 灰岩 泥岩或粉砂质 泥岩 （二）煤质二）煤质 1 1煤类煤类 根据中国煤炭分类国家标准（GB575186） ，矿区内各主要可采煤层 均为无烟煤 WY3。 2 2煤质、物理工艺性能及可选性煤质、物理工艺性能及可选性 （1）工艺性能 机械强度：根据三坝勘探区资料，16 号煤层抗碎强度平均值为 82.50%，属高强度煤。 热稳定性：主要可采煤层的热稳定性均大于 75%，热稳定性好。 二氧化碳转化率：各煤层算术平均值为 33.45%，均较高，但是变 化幅度大。 可磨性指数：算术平均值为 45.90%，6 号煤层最高达 86%，说明 6 号煤层易磨碎。 泥化试验：据该区以前勘查报告资料表明，各煤层顶、底板及夹 矸泥化可采比小，在常温下沉降速度快，矿区内煤层属不易泥化煤。 14 煤层容重 6、7、8、16、35 号煤层的容重值为钻探所取煤芯样化验成果的平 均值。煤层视密度值详见表 132。 表 132 主要可采煤层视密度表 煤层煤层6 781635 视密度视密度 （t/m3） 1.551.551.551.421.50 （2）主要可采煤层煤质指标 主要可采煤层煤质特征表 133。 表 133 主要可采煤层煤质指标表 基本煤质分析煤层 编号 煤样 类别 Ad(%)Vdaf (%) St，d (%)Qnet，d(MJ/kg) 6 原煤 23.377.631.8229.52 7 原煤 21.727.472.0629.15 8 原煤 27.018.061.8929.00 16 原煤 14.016.220.8431.57 （三）顶底板岩性特征（三）顶底板岩性特征 （1）6 号煤层 顶板：直接顶板为砂质泥岩或泥岩，强度低。间接顶板为粉砂岩， 较坚硬，局部地段裂隙较发育，不稳定。厚度一般为 3.00m。 底板：直接底板为厚 1.00m 左右的泥岩。 （2）7 号煤层 顶板：直接顶板为泥岩，厚度 0.20m 左右，强度较低，水稳性差。 间接顶板为粉砂岩。 底板：直接底板为深灰色泥岩，强度较低，厚度 0.202.30m，一 般 1.50m 左右。间接底板为泥质粉砂岩或粉砂岩。 - 15 - （3）8 号煤层 顶板：直接顶板为粉砂岩或细砂岩，较坚硬，一般厚 3.00m，有厚 薄不等的泥岩伪顶。 底板：直接底板为粉砂质泥岩或泥质粉砂岩。 （4）16 号煤层 顶板：为泥质细砂岩；底板：为粘土质泥岩。 （5）35 号煤层 顶板：间接顶板为厚 2.00m 的粉砂岩或灰岩。底板：为厚 1.00m 的 泥岩。 从以上分析可看出，矿区工程地质复杂类型属中等类型。 第四章第四章 其它开采技术条件其它开采技术条件 一、一、 水文地质条件水文地质条件 水文地质条件、类型水文地质条件、类型 1 1地下水类型、含水层、隔水层及其富水性地下水类型、含水层、隔水层及其富水性 矿区面积约 3.7841km2，直接充水含水段是长兴大隆组、龙潭组等 地层组成的复合含水段，其岩性：上部为碳酸岩与碎屑岩互层，下为碎 屑岩夹薄层碳酸岩。煤矿床间接充水含水段是飞仙关组二段及茅口组， 岩性是碳酸岩类。地层富水性（由下至上）简述如下： 茅口组：岩性为厚层状灰岩，地表形成峰丛峰林地形，地下岩溶 管道发育，水量丰富，具有埋藏深，迳流远，集中排泄的特点，垂直循 环带厚，溶洞成层性明显，泉点稀少。流量约 0.51.5l/s，富水性强， 是开采下部煤层的主要充水含水层。水质为：重碳酸、硫酸钙型。但是 本层段的水对井田开采含煤地层上部煤层无影响。 玄武岩组：出露于龙潭组底部，由凝灰岩及杏仁状玄武岩组成， 致密、坚硬，局部风化裂隙发育。该层段具有良好的隔水性能，泉点稀 少，平水期泉水流量 0.5370.569l/s，延沟谷排泄。泉水动态变化剧 烈，暴雨之后流量较大，旱季绝大部分断流。本组富水性弱，为含煤地 16 层与茅口组含水层间的相对隔水层。 龙潭组：分布于矿区西北地区，占矿区面积 30%左右。一般厚度 在 263m 左右。岩性以深灰色粉砂岩、细砂岩、粉砂质泥岩为主，夹煤 层。含水段由细砂岩、粉砂岩及少许碳酸盐岩组成，其分层厚度 0.5010m，上、下由于泥质岩、煤层相隔，使地下水具承压性。一般 泉水流量为 0.011.46L/s。个别点流量较大，季节性泉亦较多。富水 性弱。 大隆、长兴组：岩性为砂泥岩夹灰岩、泥质灰岩，含水岩层主要 为灰岩、细砂岩、粉砂岩，富水性微弱，地表出露多为陡坎、陡坡，地 表水排泄畅通，补给条件差，富水性弱，属裂隙含水层，为开采上部煤 层时的主要充水含水层。水质为：碳酸钾钠型。 飞仙关组一段：分布于矿区的中部，厚约 140m，岩性以黄灰、灰 绿色砂泥岩、粉砂岩为主，泉眼稀少，流量 0.210.822l/s，富水性 弱，属浅层风化裂隙水。可视为上覆地层与煤组的隔水层段。 飞仙关组二、三段：岩性为浅灰色、灰色，薄中厚层状、块状 灰岩、泥质灰岩、钙质泥岩等，下部含鲕粒灰岩，夹灰紫色及浅灰绿色 泥质粉砂岩，地表形成侵蚀地形，三段以层间裂隙泉点出露为主，二段 落水洞、溶斗、干溶洞较发育，地下水补给条件好，泉眼较多，泉水最 大流量 13.048L/s，富水性中等，属裂隙溶洞水。水质为：碳酸、硫酸 钙型。 ）第四系孔隙水：岩性为砂土、碎石土、粘性土等，厚度一般在 10m 左右。出露于冲沟底部和洼地内。由于岩性疏松，孔隙大、透水性 强、含孔隙水、含水性弱，水量直接受大气降水控制，泉水流量随季节 变化大，一般流量 1L/s，水质为：硫酸、碳酸钙型水，富水性弱。 2 2地表水及其对矿床充水的影响地表水及其对矿床充水的影响 矿区地处乌江水系，但矿区内无大的河流，仅西部煤层露头处发育 有一条小溪沟，小溪沟常年有水。但地表冲沟较发育，且多呈树技状分 布，切割较深，沟水流量变化较大，雨季常发生山洪，枯季流量小至干 - 17 - 涸，动态变化明显。四季春煤矿区内的第四系和含煤地层，其岩性多为 泥岩、粉砂质泥岩，粉砂岩，有一定的隔水性，大气降水不易渗入地下， 地表水系不甚发育，矿区地表水大多为“V”型冲沟水。冲沟流程短， 流量受季节性控制明显，大多在雨季时增大，旱季时减小甚至干涸，但 是根据调查，地表水会沿山体裂缝渗透进入矿井内。 3 3构造断裂对矿床充水的影响构造断裂对矿床充水的影响 矿区内有 SF8一条断层经过，位于矿区西部，走向为南东向，走 向长度约 9000m，倾向西，倾角 70，为正断层，落差约 100m。断层 带对矿床充水有一定的影响。 4 4老窑水文地质特征老窑水文地质特征 矿区浅部老窑较多，主要开采 6、7 号煤层，井田北部边界外有老 窑开采 16 号煤层，多斜井开拓，开采深度一般小于 50m，水平距离在 200m 以内。坑道内少量积水，一般为顶板滴水或煤层自身出水，水泵 抽水或自然排水。目前所有小窑均为关闭。但后期积水并不清楚，一般 多有积水形成老窑地下水仓，今后建井开采浅部相应煤层时，均构成矿 坑的直接充水因素。 应加强对老窑的调查工作，将其测绘到井上下对照图上，以利于指 导井下防排水工作。 综上所述，四季春煤矿大部煤层出露于本区侵蚀基准面以上，含煤 地层富水性弱，地下水补给条件差，含煤地层上、下均有隔水层，富水 性及导水性均较差，但老窑采空区积水情况是动态变化的，特别是矿井 在采动影响后，更增加了井田水文地质条件的复杂程度。为主要靠大气 降水补给的裂隙充水矿床，水文地质条件中等。 （二）主要水害威胁状况（二）主要水害威胁状况 大气降水：是主要的充水水源。含煤地层裸露，直接接受大气降 水补给，其充水强度和降水的强度及持续时间有着密切联系。 地表水：区内冲沟较发育，切割较深。有些冲沟常年有水，枯季 流量较小甚至干涸，雨季暴涨。因此，在上述地表水体下采煤应注意地 18 表水溃入。 老窑水：区内老窑和小煤矿分布广泛，且开采历史悠久，大部分 都被关闭。老窑采空区冒落带会造成地表开裂、塌陷，致使地表水及降 雨由裂隙渗入老窑蓄积。因此，老窑大多有积水。开采浅部煤层时，应 预防老窑突水。 第四系孔隙水：岩石破碎，透水性较强，特别在雨季水量猛增， 矿井直接充水含水层：含煤地层与强含水层之间无隔水层阻隔， 且具有一定承压性，开采时应做好探、排水工作。 断层带水：断层破坏了地层的完整性、连续性，降低了岩石的力 学强度。含煤地层主要以塑性岩石为主，受力后发生塑性变形，破坏以 剪断为主，常形成微张开甚至闭合的裂隙，断层带岩石胶结性中等，缺 少对地下水储存和运动的有效空间，含水性和导水性不强，但上覆地层 断层带有一定含水性，导水性较好，可能连通含煤地层上部的中强含水 层或地表水，加之未来矿床开采中，人工采矿裂隙大量出现，改变了断 层带附近应力场和地下水的天然流场，地表水、地下水就有可能沿断裂 带流入矿井。 下伏茅口组强含水层：虽与含煤地层之间有玄武岩相隔，对矿井 充水影响不大，但是开采深部煤层时，还是应进行探防水工作。 （三）正常涌水量及最大涌水量（三）正常涌水量及最大涌水量 根据贵州省织金县四季春煤矿资源储量核实报告 ，报告在对原 四季春煤矿涌水量调查的基础上，运用比拟法预算整合后的四季春煤矿 全矿井未来涌水量。 矿井正常涌水量：4120m3/d（即 171.7m3/h） ； 矿井最大涌水量：12360m3/d（即 515.0m3/h） 。 （四）对矿井地质勘探安全条件资料的评价及存在问题（四）对矿井地质勘探安全条件资料的评价及存在问题 整合后的四季春煤矿，曾作储量核实报告 、 生产地质报告 ， 但总体来说矿井勘探程度一般，对矿井安全条件的描述有一定描述，但 储量核实报告及生产地质报告仍存在着以下问题： - 19 - （1）对矿区范围内的煤层瓦斯基础参数掌握不全，缺少部分煤层 瓦斯含量、所有煤层瓦斯压力及梯度等资料； （2）未对各煤层的煤与瓦斯突出危险性进行评价，缺少煤与瓦斯 突出危险评价的相关参数； （3）未对所有煤层进行煤炭自燃倾向性鉴定，除 6、7 号煤层外， 其它下部煤层需补作煤炭自燃倾向性鉴定； （4）关于水文地质条件，缺少钻孔水文质资料，其矿井涌水量采 用类比法预测，不能真正反映矿井开采实际情况，另外对浅部老窑的调 查需作进一步工作； （5）对顶底板岩性多为定性描述，缺少定量数据，需作进一步地 质工作或在今后在采掘工作中加强地质编录。 二、瓦斯二、瓦斯 （一）根据贵州煤炭设计院初步设计说明书提供资料： 1 1矿矿井井瓦瓦斯斯赋赋存存状状况况、各各煤煤层层 瓦瓦斯斯含含量量及及煤煤层层瓦瓦斯斯含含量量梯梯度度 瓦斯在煤体中存在的状态有二种：一种叫游离状态，一种叫吸附状 态。 在天然条件下，煤体中以吸附状态贮存的瓦斯约占 90%，以游离状 态贮存的占 10%，总体来说，瓦斯绝大部份是以吸附状态存在的。 四季春煤矿生产地质报告结合邻近矿井资料给出了本井田的煤 层瓦斯含量基础数据如下表 4-1-1。 表 4-1-1 预测矿井瓦斯矿井涌出量各煤层参数表 采区煤层 煤层厚 度 （m） 累加层间 距（m） 水分 （） 灰分 （） 挥发分 （） 瓦斯含量 （ml/g.r） 残存瓦斯含 量 （ml/g.r） 备注 20.77 30 2.12 31.566.25 11.06 7零星可采 62.540 0.81 23.377.63 18.88 7首采层、全区可采 6下0.779 1.55 25.518.47 11.85 7零星可采 71.6521 1.31 21.727.47 13.6 7全区可采 81.1628 1.65 27.018.0618.117全区可采 一采 区 141.8278 1.22 16.088.5319.57零星可采 20 160.93118 0.98 14.016.2220.367局部可采 301.05148 1.12 19.856.3522.57零星可采 351.2198 1.38 22.314.1225.357全区可采 合计11.89 注：煤层为矿区内所有统计煤层，包括可采煤层、局部可采煤层及不可采煤层；煤层瓦斯含量统 计标高为井田范围内+1600.0m 标高数据；层间距：为各开采层距首采层（6 号煤层）的累加层间距。 根据贵州省煤层瓦斯赋存的一般规律，煤层瓦斯含量梯度一般是煤 层埋藏深度每增加 100m，煤层原始含量增加 463/。 四季春煤矿开采下限标高为+1000m，矿井百米煤层瓦斯含量梯度可 按 5.03/推算，这可在今后建设开采过程中进一步验证，矿井在开 采+1600.0 以下时，另行根据取得的瓦斯资料进行延伸设计。 2 2瓦瓦斯斯风风化化带带 根据瓦斯风化带的划分，以每克可燃物质含 2ml 可燃气体为基准， 其上为风化带，其下为瓦斯带。本区，瓦斯风化带距地表垂深在 80150m 左右。 3 3煤层瓦斯含量、梯度及变化规律煤层瓦斯含量、梯度及变化规律 从理论上讲，随着开采深度的增加，煤层瓦斯含量、煤层瓦斯压力 以及地压均相应增大，故矿井瓦斯涌出量均相应增加。根据矿井生产地 质报告，在勘查过程中对瓦斯参数的测试表明 CH4及 N2等气体在由浅至 深的地段变化梯度及变化规律随着埋深的增加有一定程度增加，但增加 均不明显。 根据贵州省煤层瓦斯赋存的一般规律，煤层瓦斯含量梯度一般是煤 层埋藏深度每增加 100m，煤层原始含量增加 463/。矿井百米煤 层瓦斯含量梯度按 5.03/推算。 （二）（二） 、矿井瓦斯涌出量、瓦斯等级、矿井瓦斯涌出量、瓦斯等级 依据矿井瓦斯涌出量预测方法 （AQ10182006） ，采用分源预测 法进行矿井瓦斯涌出量预测，在没有进行任何瓦斯抽放的措施前，达产 时矿井绝对瓦斯涌出量（+1600.0m 标高以上）为 20.45m3/min、相对量 23.89m3/t。采用预抽措施（底板瓦斯抽放及顺层钻孔抽放）将开采的 - 21 - 6 号煤层瓦斯含量降至 8m3/t 后，计算达产时矿井瓦斯涌出量：相对量 11.74m3/t，绝对量 10.05m3/min。 （三）（三） 、瓦斯基础资料来源及可靠性评价、瓦斯基础资料来源及可靠性评价 四季春煤矿位于三塘向斜北西翼，该构造单元未开展区域地质勘探 工作，本矿井目前仅达到普查勘探程度，目前仅对部分钻孔的煤层瓦斯 含量进行了测试，并对瓦斯赋存规律进行了一定分析。但由于勘探程度 不高，取样相对较少，所取资料不一定能真正反映全井田实际情况，还 需进一步验证。今后矿井在加强地质工作的前提下，请有资质的单位进 行煤层瓦斯基础参数测试，若取得资料不同，需重新进行修改设计，以 满足矿井实际情况，从而指导矿井安全生产。 三、地温三、地温 区内未发现地温异常区，地温属正常。 四、冲击地压四、冲击地压 根据贵州省织金四季春煤矿资源储量核实报告提供的相关资料， 该矿井周围其它矿井也没 有发生冲击地压的 情形。根据贵州多年 生 产实践，在矿井开采深度不大的情况下， 冲击地压危险可能性较小。 因此 四季春煤矿发生冲击地压危险可能性较小。 五、供水水源五、供水水源 井下消防、洒水为同一管道给水，由各井口入口，敷设至井下各采、 掘工作面，供给各采、掘工作面消防、洒水。 井下消防洒水用水：防尘洒水水量、水压由距工业场地副斜井井口 东南面水平距离约 200m 处 150m3地面生产系统及井下防尘洒水水池 （池底标高 1985.00）保证，常高压供水。 消防用水水量、水压均由工业场地生活、消防给水环网接管 （DN100）供给，水量、水压由距工业场地副斜井井口东南面水平距离 约 180m 处 800m3生活消防、安全调节水池（池底标高 1955.00m）保证， 22 常高压供水。 地面生产系统及井下消防、洒水用水量约 1360m3/d，其中消防用水 量为 200m3/次，防尘洒水用水量约 1160m3/d（地面生产系统、矸石系统 防尘洒水约 40m3/h） 。 井下消防、洒水供水系统、设备布置及管材，详见图 131 矿井 供水系统示意图及井下消防洒水管道及设备布置平面图 52。 注：井下消防水池的容积计算 根据煤矿井下消防、洒水设计规范 （GB503832006） P6，3.1.2 条，井下消火栓消防用水流量为 7.5L/s(为 3 个消火栓用水 流量)，KHJ1 型自动防灭火装置用水流量为 5.5L/ s。消火栓火灾延 续时间为 6h，KHJ1 型自动防灭火装置火灾延续时间为 2h。 V7.53.66h+5.53.62h 162+39.6 200m3。 200m3井下消防用水储存于 800m3生活消防、安全节水池内，800m3 水池内消防用水储量为 540m3200m3，满足井下消防用水量要求。 （3）水源 采用小炉塘溪沟水点（自流） 、老四季春水池（水泵）作为矿井生 活区生活、消防用水备用水源。 九、矿区开采状况及与地面建筑物的关系九、矿区开采状况及与地面建筑物的关系 （一） 、根据对矿区范围内小煤窑调查情况来看，矿区范围内调查 清楚的小煤窑（老窑）有 5 个。这些小煤窑因私营无证开采，已早被当 地政府勒令关闭，大部窑口已自行封闭或人工回填，其开采深度及规模 不是很清楚。小煤窑（老窑）在矿井范围内平面分布情况具体请看井上 下对照图及附表：小煤窑、老窑调查成果台帐。需要强调说明的是由于 老窑开采历史悠久，其数量、位置和开采情况大多已无法查清，因此在 - 23 - 浅部采掘活动时，必须采取措施探明老窑情况后再进行。 根据实地调查所见及当地农民介绍，地方小煤窑（老窑）一般布置 在 7 号、16 号煤层露头发育地段。开拓、开采技术多用手镐挖，少数 用打眼放炮的方法开采。他们多沿煤层走向、倾向、盲目以掘代采。采 用自然通风，并用人力运输，仅在露头风氧化带采用少量木支架支护。 采煤时的支护采用大量留设煤柱的方法，开采无规律。针对上述情况， 势必给我矿井巷工程的正常施工埋下不安全隐患。为此，在施工浅部近 地表巷道时要作好水害分析预报，坚持“有掘必探，先探后掘”探放水 原则，对探放水钻孔的布置和超前距离，以及如何防止瓦斯和其他有害 气体的危害等都要在探放水设计和掘进作业规程或安全技术措施中作出 明确规定，以防止事故发生。 （二）小窑及老空积水（二）小窑及老空积水 1 1小窑边界及积水量小窑边界及积水量 矿井由南至北由原四季春煤矿、金马煤矿、星火煤矿以及原金达煤 矿整合而成。原四季春煤矿、金马煤矿及原金达煤矿均有一定程度的开 采，原星火煤矿未进行回采工作。 根据储量核实报告及生产地质报告，原三个煤矿的边界范围、采空 区范围详见井上下对照图及原有矿井采掘巷道布置图。其采空区范围、 积水量见表 611。 表 611 小窑范围、采空区范围及可能积水范围表 采空区范围 序 号 小窑名称 小窑矿区范 围（km2） 平面积 （m2） 最深开采 深度（m） 可能的积水 量（m3）备 注 1原四季春煤矿0.375749758010037487开采 7 号煤层 2原金马煤矿0.51128025509014000开采 7 号煤层 3原金达煤矿0.38430475509015120开采 16 号煤层 备注：对于未开采仅有巷道可能的积水量：原保有的开采巷道长度，均按 0.5m 高考虑积水。对于 24 正在开采的原煤矿，巷道按无积水考虑。 2 2老空边界和积水量老空边界和积水量 矿区浅部老窑较多，主要开采 6、7 号煤层，井田北部边界外有老 窑开采 16 号煤层，多斜井开拓，开采深度一般小于 50m，水平距离在 200m 以内。坑道内少量积水，一般为顶板滴水或煤层自身出水，水泵 抽水或自然排水。目前所有小窑均为关闭。但后期积水并不清楚，一般 多有积水形成老窑地下水仓，开采浅部相应煤层时，均构成矿坑的直接 充水因素。加强对老窑的调查工作，将其测绘到井上下对照图上，以利 于指导井下防排水工作。 （三）现四季春煤矿矿区内只有 1 个生产矿井生产，即整合前的原 四季春煤矿。 矿内有金达、金马、星火、原四季春四个矿井，原四个矿井的生产 规模均为 3 万 t/a,为合理开发本区煤炭资源，经过调整后整合为一个 矿井，整合后矿井规模规划为 45 万 t/a。 原四季春、金达煤矿主要开采 7 号煤层，金马煤矿开采 16 号煤层， 星火煤矿没有建井生产。目前除原四季春煤矿之外，金马及金达煤矿均 已关闭。在生产期间原四季春、金达煤矿主井沿煤层露头或在煤层露头 附近掘进，斜井倾角为 1318，向下逐渐变缓。 2） 、四季春煤矿生产规模、开采等情况 四季春煤矿由原四季春煤矿、金达煤矿、金马煤矿及星火煤矿整合 而成，目前还没有新建矿井进行生产，拟建的煤矿生产规模为 45 万吨/ 年，矿井服务年限：22.0a。矿井有 5 层全区稳定可采煤层，属薄中 厚煤层，煤层倾角 1016，属缓倾斜煤层。由于目前尚未掌握煤层 是否有突出危险性资料，根据相关政策，方案按有煤与瓦斯突出危险性 - 25 - 设计，待矿井建设期间进行煤与瓦斯突出鉴定，然后根据鉴定结果另行 修改设计。煤层属容易自燃自燃煤层、煤尘无爆炸危险性。 开采方式为地下开采，矿区面积 3.7841km2，矿区范围由 8 个拐点 圈定，采矿标高为+2000+1000m。 3） 、煤矿建设情况 矿井通风、供电、排水、运输系统工程等已全部配备。 矿井监控系统采用瓦斯监控成套设备，目前已投入使用。 4） 、四季春煤矿为整合矿井。矿井设计生产能力为 45 万 t/a，矿井 服务年限 22 年，矿井工程建设工期 31 个月。矿井采用斜井开拓，矿井 划分为三个区段，一个采区开采，开采标高+1903-+1750m。井口布置 在 7 号至 8 号煤层之间，井筒顺层布置，井口标高+1890m，井底标高 +1750m，全矿井布置一个采区开采。采用区段石门联合呈下行式开采， 走向长壁后退式采煤法，全部跨落法管理顶板。首采工作面布置在一区 段西冀 7 号煤层中（1072 工作面） ，采煤工艺为综采。接替工作面布置