一采区地质说明书正文.docVIP

第一章 采区概况第一节 采区的位置、范围、交通等一、位置 一采区位于矿区的北东部，从北东部矿区边界起，至南西19号勘探线和15号勘探线之间。下至+245m水平，上至地表+490m以上。开采三段地层“13”、“20”、“22”、“25”、以及一段地层“35”煤层，采区走向长约1000米。二、交通 吕凤矿区地处福建省龙岩市新罗区白沙镇的吕凤村辖区内，位于新罗区城方向20，直距约50.40km。矿区在主干公路旁边，公路运输非常方便。三、概况 矿区位于玳瑁山脉东南段的中低山地带，属低山丘陵区，沟谷下切，风化侵蚀型地貌明显。山脉方向以北东向为主，山坡东陡西缓，坡角大于30。矿区海拔标高最高为+997.4m（位于矿区北东向），最低为+356m（位于矿区南部河床），相对高差+581.4m，地形较陡峻。区内主要水系有吕凤溪，由北东往西南径流，在矿区南部与下长板溪相汇流入白沙河，地表水流丰富。吕凤溪在矿区内的流程约7公里，流量呈季节性变化为特征。据长期动态观测资料，在矿区南侧河床最低点，最大洪峰流量4460m3/h，最小流量1843.20m3/h，最高洪水位标高358m。矿区属亚热带海洋气候，温暖湿润，适合植物生长。区内水力资源丰富，水电站多达5个以上，年总发电量约500万千瓦左右。根据，本区抗震设防烈度为6度，地震动峰值加速度为0.05g。第二节 与邻近采区的关系相邻的六采区为我矿+245水平以下至50水平；二采区为北与一采相邻，南至11线与7线之间，开采+245水平以上至450m水平的三段煤层，目前正在施工中。第二章 采区地层吕凤矿区位于龙永煤田北东部边缘，属闽西南地层小区，其地层特征与龙永煤田区域地层的特征基本相同。龙永煤田区域地层包括二叠系及其下伏泥盆系，石炭系和上覆三叠系，侏罗系，白垩系和第三系，第四系。本矿区内自西向东依次出露了上侏罗统南园组（J3n）、下二叠统的童子岩组三段（P1t3）、下二叠统的童子岩组二段（P1t2），下二叠统童子岩组一段（P1t1），下侏罗统下村组（J1X），在矿区西南角还出露有上二叠统翠屏山组（P2cp）。本采区巷探揭露的地层主要为童子岩组第三段地层（P1t3），以及童子岩组一段地层。第三章 采区煤层第一节 可采煤层及其顶底板特征现将可采煤层顶底板情况说明如下：1、13煤层直接顶板为砂质泥岩，中部和西北部相变为细砂岩，局部见炭质泥岩，顶板较脆、易碎，不易维护。底板为砂质泥岩或细砂岩，一般较稳定，容易维护。本采区在+490m石门工程揭露中，发现此层煤位于采区东北部的块段已被凝灰岩剥蚀（见490m水平切面图）。至目前，一采区尚未揭露13号煤层。2、20煤层直接顶板为砂质泥岩，局部见炭质泥岩或泥岩；底板为砂质泥岩或中厚层细砂岩，一般较稳定，容易维护。20#煤主要特征：顶板砂质泥岩中少见完整的植物化石，均为植物碎屑及其茎片化石；其下有二分层煤，二层之间的层间距距均在57m左右。其上部19#煤及下部21#煤的顶板砂质泥岩中均含动物化石。至目前，一采区只在+490石门揭露20号煤层。3、22煤层直接顶板为砂质泥岩，底板为砂质泥岩，局部相变为泥质砂岩或细砂岩，受断层及褶皱构造的影响，此煤层的顶底板岩石较破碎，大部分岩层不稳定，不容易维护。22#煤主要特征：顶板砂质泥岩中含丰富的和完整的植物叶片化石，其下有一分层煤，一般煤厚在0.100.30m之间，底板为砂岩，二者的层间距在1.002.00m之间。再往下约5米是23#煤，即为2标志层。在+330、+290石门中，均见23煤，但22煤未能直接揭露，因受F1-1正断层影响，只见到断层与煤层的拖动面，上盘煤层拖至石门底部了（见+290、+330水平切面图）。4、25煤层直接顶板为砂质泥岩或泥质砂岩，局部相变为细砂岩；底板为中厚层细砂岩或泥质砂岩；较稳定，一般容易维护。在采区中，25#煤下部约3米处有一厚约0.100.20m煤层，其较为稳定，二者常以煤组出现，此煤层的底板为细砂岩，厚度较大。再往下810m有一下分层，其厚度变化较大，一般在0.202.00m之间，局部尖灭为一煤线，在走向、倾向上都不稳定，呈串珠状分布，其顶、底板一般为细砂岩。5、35煤层直接顶板为泥岩或砂质泥岩，局部为泥质砂岩或细砂岩，底板为细砂岩或砂质泥岩，较稳定，容易维护。35#煤的顶板为粒度较细腻的砂质泥岩，含较均匀的砂质条带，并可见黄铁矿结核，其下约815米有一层煤，厚度在0.300.50m之间，其底板细砂岩厚度较大，约在2米左右。第二节 煤质本采区可采煤层均属腐植类无烟煤。主要煤层物理性质和宏观煤岩特征如下：外观为深灰色，略带银灰色色彩，具灰黑色或灰色条痕。似金属光泽，贝壳状、阶梯状、参差状、棱角状断口，次生裂隙较发育，局部被粘土、石英充填，细中条带状结构。容重在1.681.85kg/m3，宏观煤岩组分以半亮型煤为主，由亮煤为主夹少量镜煤及暗煤组成。少量为光亮型煤，主要由亮煤和镜煤组成，夹少量暗煤。局部受压扭性构造应力的作用，使煤原生结构遭到了破坏，形成了构造无烟煤。煤中全硫（St,d）含量：三段的13煤层全硫含量最高，但变化大，在0.442.45%之间，平均1.22%；三段20煤层全硫含量较高，平均都在1.08%，其余煤层全硫含量均在1%以下。主要可采煤层的发热量平均值在21.5827.94KJ/g之间，13，20煤层为中等发热量煤，22，25，35煤层为中高发热量煤，其中25煤层发热量最高为27.94KJ/g。各可采煤层原煤固定碳含量均在70%左右，挥发分产率均小于10%，Cdaf含量达90.21%以上，Hdaf含量均均小于2.00%，因此各可采煤层应属腐植类无烟煤，均为一号无烟煤。 表5-4煤层编号灰分（Ad %）全硫（St,d %）磷（P,d %）煤灰熔融性（ST ）发热量（KJ/g）煤类1331.731.220.0191280高熔点灰分29.13一号无烟煤2033.651.080.0301300高熔点灰分28.26一号无烟煤2222.410.800.030小于1250(5)低熔点灰分29.58一号无烟煤2515.970.890.045小于1250低熔点灰分29.40一号无烟煤3519.840.960.011小于1250低熔点灰分29.05一号无烟煤第四章 采区构造本采区从揭露的煤岩层整体走向分析，其构造型态为不规则的倾伏向斜构造，轴向约320度。本采区处于向斜的轴部区域。受构造挤压作用，采区内岩层较破碎，不规则的次级褶绉和断裂构造发育。从巷道工程揭露情况来看，断层的走向以北东南西向为主，倾向北西，大部分断裂的断距不大，一般在35m之间。对煤岩层影响较大的断层主要是F1-1、F1-2、 F1-3和F1-4这四条断层。施工接近这些断层时要做好支护工作。现将其特点祥述如下： F1-1断层：为正断层，断距约30米。断层线以北东-南西向呈弧型展布，主要分布在23线和15线以北之间的三段和一段岩层中，推测其走向长约1公里。断层裂口上部及中部宽，两侧及下部窄。在+370m水平和+490m水平的石门揭露中，断层上见火成岩侵入。断层倾向总体西北，倾角3560（见水平切面图）。F1-2断层：为正断层，发育在一段岩层中，主要对35#煤层造成断失。断层线呈近南北向展布，断距约30米，延伸长度约500m，北部与F1-1断层相交。总体向西倾斜，倾角70左右。（见+490m水平切面图）。F1-3断层：为正断层，发育在三段岩层中，主要对22#煤层造成断失。断层线呈近东西向展布，断距约20米，延伸长度约500m。总体向北北西倾斜，倾角70左右。该断层切割F1-4断层，造成F1-4断层错动，从而加大22#煤层在该地段的断失距离（见+290m水平切面图）。F1-4断层：为正断层，出露在一采区+290m水平和+330m水平的三段岩层中。断层线走向北东南西向，倾向北西，倾角在5070之间，该断层落差约30m。第五章 小窑情况采区内主要分布有4#小窑，8#小窑和9#小窑。其中4#小窑对采区开采影响最大。目前这三个小窑均已停产关闭。现将这三个小窑具体情况简述如下：4#小窑：主要分布在19线与23线之间，处在采区的中部。硐口标高+487.642m，最低开采水平447.999m。开采方式为平硐转二级下山探采。主要开采20#，22#，25#煤层。目前小窑积水约2286m3。4#小窑的积水对本采区+370m水平以上+490m水平以下块段的三段煤层开采构成危害。9#小窑：位于一采区和二采区交界处。其硐口标高+4769.92m，最低开采水平标高456.622m，平硐转一级下山探采。主要开采22#和20#煤层。8#小窑：位于采区东部，处于19线和23线之间。硐口标高+486.642m，为平硐开采，硐内积水从硐口自然流出，无积水隐患。对采区开采不构成危害。第六章 采区水文地质第一节 矿坑充水因素1、 大气降水大气降水是采区内未来矿坑充水的主要因素，降水补给通道主要是第四系残、坡积物和基岩风化带、断裂构造地表破碎带、小煤窑开采产生的地表塌陷、裂隙等。矿坑涌水量受季节性降水影响大，大气降水对地下水的补给强度随深度的增加而减弱。2、 断裂构造带本采区在巷道工程揭露中发现，构造断裂较发育，但其充导水性弱，两侧岩煤层富水性也弱，对煤层开采不存在危害。但在开采掘进及地下水强烈疏干降压的过程中，由于破坏了巷道围岩原来的应力平衡，导致冒裂带的产生并扩展，破坏和产生新的水力联系，这些原来充导水性弱的大小断裂带有可能成为矿坑新的充水通道。3、 老窑积水矿区中的小煤窑主要分布在中北部+450m标高之上，开采浅部煤层，且大多为平硐-暗斜开拓，平硐以上涌水自然排出，平硐以下已成积水，现已全部关闭。小窑的涌水量受大气降水控制，旱季涌水量小，雨季时涌水量变大。其充水形式以渗水，滴水，淋水为主末见较大的涌水点。煤岩层渗水、滴水、淋水多在断裂、褶皱等构造裂隙发育部位。在一采区范围内分布有4#、8#和9#三条小窑。（1）、4#小窑位于一采区中部，距一采区回风平硐硐中约20m，以平峒开掘，两级暗斜，三个水平（阶段）开采，平峒口标高+489.5m。第一开采水平（平峒水平）巷道总长513m，其中石门365m，见五层煤，厚在0.150.5m，石门当头冒落，无法观测其前面情况；运巷148m，石门一侧沿25#煤层、27#煤层和24#煤层开有沿煤运巷。25#煤层厚度约0.5m，局部变化大，采高约10m，当头冒落；27#煤层厚0.2m左右，局部变厚段已回采，采高约5m，当头冒落；24#煤层厚0.10.5m，局部变厚段已采，采高约5m。平峒水平矿坑涌水沿巷道自然排出峒口。第一水平有两条暗斜井，一条沿24#煤层开掘下山，斜长约30m，煤层变厚，约1.5m，向下回采约25m，走向长约15m，顶板冒落严重，观测不详，此下山和空区容积约为3021.8+25151.5=671m3。另一条下山长63m，断面1.81.8，容积为204m3。第二水平巷道标高为+468m，巷道总长211m，其中石门70m，见有三层煤，厚约0.10.9m，运巷141m（有四个头冒落，无法观测其前面情况），平均断面约1.81.8，容积为683m3。沿煤运巷中，煤厚变化大，约0.10.9m，局部变厚段已回采，采高约8m，回采总长约20m，其容积为8200.6=96m3，估算第二水平总容积为779m3。第二开采水平有一暗斜井，斜长40m，断面约2.01.9，容积为152m3。第三水平巷道标高+450m，巷道总长100m，其中石门59m，见有四层煤，厚0.10.5m，沿两层煤开有沿煤运巷，长41m（有三个头冒落，无法观测其前面情况）。沿煤运巷煤厚变化大，未见有完好采空区，都是局部变厚段回采一段，采高不超过10m，估算该段容积为100（巷道长）2.01.9（断面）+20100.5=480m3。经估算，第一水平以下能观测到的巷道、空区容积水为2286m3。（2）、8#小窑位于一采区东南部，距一采回风平硐硐口约280m，峒口标高+479m，能观测到的就一个平硐开采水平，开采煤层为童子岩组第一段煤层，见煤四层。其中一层厚1.1m左右，初定为35#，其他三层厚0.10.5m。巷道总长300m，其中石门95m（石门当头冒落，无法观测），沿煤运巷145m（有两个头冒落，无法观测），平硐水平矿坑涌水经巷道自然排出峒口。35#煤层运巷两头都已冒落，其中一头有沿煤下山回采空区，能观测到空区被水淹没，无法估计采空面积和积水情况。另有两层煤开有运巷，煤厚变化大，在0.10.5m之间，局部变厚快段已回采，采高不超过10m就变薄尖灭。没有发现有暗斜井。（3）、9#小窑位于一采区简易公路的左上端，距一采区回风平硐硐口约190m，峒口标高为+476.99m，以平硐开掘，一级暗斜两个水平开采。第一水平（平峒水平）巷道长约564m，其中石门384m，运巷180m（能观测到的，有12处运巷冒落，无法观测）。石门见有11层煤，厚度0.11.5m，初定为18#煤24#煤。煤层局部变厚段已回采，但采高都不大。第一水平矿坑涌水沿巷道自然流出峒口，不会造成积水。开采的22#煤层较为稳定，厚度1.0m左右，据原硐主反映沿该煤层有一条下山约60m，转平厚往两边拉沿煤巷约100m，此段煤层已采，能观测到采空区被水淹没，其上部的岩层（平峒水平石门处）见煤层采空移动现象。按此推测，此处积水为6001001.1=6000m3。沿20#煤层有一条下山，全长60m，平均断面1.81.8，容积为194m3。第二水平巷道标高+456.6m，巷道总长309m，其中石门166m，运巷153m，平均断面1.81.8，容积为1034m3。石门见有五层煤，18#煤21#煤，厚0.31.0m，煤厚变化大，未见大面积采空区。运巷中有两条上山，一条长15m，断面1.51.5容积为34m3，另一条长约25m，断面2.01.2，容积为60m3，另运巷有三处冒落，无法观测其前面情况。经估算，第一水平以下总积水为：7322m3。小煤窑的开采对井田内地下水的排泄有积极作用，但停采或报废的巷道又为地下水的赋存提供了空间，封存的积水将成为矿坑的充水来源。因而对浅部煤层的开采应注意探防老窑积水，以防止老窑突水事故发生。4、 钻孔矿区内所有施工的钻孔，竣工后均用合格水泥浆进行全孔封闭，封孔时派有专人监督，并取样备查，以确保不形成未来矿坑充导水通道。5、 地表水体井田内较大的地表水体为吕凤溪和下长板溪，流经一采南东部的为吕凤溪，长约4.5km。在一采区，吕凤溪在三段煤层的底部，一段煤层在接近二采区部位则隐伏于吕凤溪底部约100米。该地表水体在一采区对未来矿坑涌水影响不大。6、 采矿活动的影响采矿活动中对岩煤层的开挖掘进和对地下水的疏干降压都会导致冒裂带甚至塌陷的产生和扩展，这些冒裂带或塌陷往往切穿各含水岩组和断裂构造带，或波及地表水体等，产生新的矿坑充水通道，增加矿坑充水来源及其涌水量；在煤系地层浅部小煤窑开挖产生的冒裂带或塌陷区，有利于大气降水的直接渗透补给，因此在今后开采中应注意采取措施，以减少矿坑涌水量，并防止突水危害。总之，未来第一开采水平（+245m标高以上）矿坑主要充水因素是大气降水和老窑积水。第二节 岩层的含水特征第四系及基岩风化带含水岩组，除浅部煤层露头区外，主要是大气降水渗透补给煤系地下水的过道，一般对煤层开采无直接充水危害。翠屏山组主要为风化壳孔隙裂隙和基岩裂隙含水岩组，富水性弱至中等。富水部位在基岩风化带和底部砾岩岩层中，分布在高处的岩层常常透水而不含水。由于该组岩层出露位置一般较高，补给水量有限，对未来矿坑无灾害性充水危害。岩浆岩本身富水性弱，其主要是当煤系中的岩体被充水断裂带或地表水体切割而发生水力联系时，才变成煤层开采时的特殊含水层。在本采区内未发现有与其它含水体发生水力联系的岩浆岩，因此，岩浆岩对本采区的煤层开采影响小。童子岩组第三段、第一段直接含水岩组对未来矿坑充水影响主要是局部有一定补给来源的裂隙承压水，没有灾害性充水危害。而二段岩层岩性主要由厚层泥岩，砂质泥岩，泥质砂岩和薄层砂岩组成，且裂隙不发育，为隔水岩组。栖霞灰岩为不均匀岩溶裂隙承压含水岩组，浅部及裸露区常以岩溶含水为主，富水性强，隐伏区以裂隙含水为主。岩层岩溶发育规律和富水性具有浅强深弱的变化特征。在正常情况下，文笔山组阻隔了其与童子岩组之间的水力联系，一般不会对开采造成威胁。本矿区地表无出露，深部隐伏在Fo断层以下。受Fo断层的影响，在8线东南+290m水平35#煤层与P1q灰岩直接对口，对35#煤层的开采有直接充水危害。本采区35#煤的开采区域距8线有3公里的距离，因此，其不会对一采区开采35#煤层造成危害。第三节 采区涌水量 目前采区主要用浮标法定点定时测量矿井的涌水量。平时每月观测二次，上、下旬各测一次；雨季期间测三次，上、中、下旬各测一次。通过近二年时间的观测，从观测数据可得知，一采区涌水量平均为30mh，雨季为40mh，最大涌水量为70mh。 第四节 防治水对策一、 成立防治水应急救