煤业有限公司302采区设计.doc

此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 第一章 矿井概况 第一节 矿区概况 一 交通位置 煤业有限公司井田位于武乡县洪水镇与蟠龙镇之间的祥良至小西岭一带 西距武 乡县城直线距离约 28km 行政区划隶属洪水镇 蟠龙镇 其地理坐标为东经 113 09 06 113 12 28 北纬 36 47 39 36 51 17 井田南西距长治市 75km 西距武乡县 40km 井田位于武乡县洪水镇与蟠龙镇交接 处 武 乡 墨 镫 铁路从太 原 焦 作 铁路武乡站起轨 途经武乡县古县镇 监漳 镇 蟠龙镇 洪水镇 至于墨镫乡煤炭集运站 为武乡东部煤炭外运的主要铁路枢纽 此外 二 连 广 州 高速公路太 原 长 治 段和长 治 太 原 S102 公路分别从武 乡县城东 西部通过 在武乡县镜内与武 乡 墨 镫 铁路蜿蜒并行的沁 源 武 乡 温 城 S322 公路 向西与武乡县城西部 S102 公路相接 向东与左权县温城镇与南 北向通过的 207 国道相连 向北直通左权县 太原 往南可达长治市黎城县接长 治 邯 郸 高速公路 沁 源 武 乡 温 城 S322 公路从井田内通过 距最近的武 乡 墨 镫 铁路煤炭集运站洪水镇站 6km 煤业有限公司生产的煤炭通过上述铁路 公路通往全国各地 交通较为便利 详见交通位置图 1 1 1 二 地形地貌 该井田位于太行山大背斜的西翼 沁水盆地的东部 地貌形态属中低山区地貌 井田内沟谷发育 总的地势为北高南低 最高点位于中部寨凹村北山峁 海拔 1226 70m 最低点位于西南部的洪水河河谷标高 1009 20m 相对高差 217 50m 三 河流水系 井田位于太行山中段西麓 属海河流域漳河水系 流经井田内的河流主要为由东 北向西南径流的洪水河及其支流柳泉河和祥河 为浊漳河北源支流 属季节性河流 洪水河雨季流量较大 冬季流量甚微 多年平均径流量 3800 万 m3 一般清水流量 0 013m3 s 2015 年 6 月 6 日实测流量 0 0142m3 s 据实地调查其最高洪水位高出旱 季河水面 3 5 4 0m 为 1005 1062m 左右 四 气象及地震情况 该区地处高原山区 属暖温带大陆性气候 四季分明 昼夜温差较大 春季干旱 多风 夏季炎热 秋季多雨 冬季寒冷 据武乡县 2007 2009 年近三年气象观测统计 资料 平均气温 9 1 月份最冷 平均气温 6 4 极端最低气温 26 7 月份最 热 平均气温 23 2 极端最高气温 37 7 年平均降水量为 626 20 最大降水 量 691 00 最小降水量 526 70 且降水量多集中在 7 8 9 三个月 年平均蒸发 量 1711 00 最大蒸发量 1823 70 最小蒸发量 981 10 年平均蒸发量为年平 均降水量的 2 倍 主导风向为西北风和东南风 冬季常见西北风 夏季多为东南风 最大风速 17m s 平均风速 1 90m s 冰冻期为每年 10 月上旬至翌年 4 月中旬 最大 冻土深度 1m 年平均无霜期 155d 根据 建筑抗震设计规范 GB50011 2010 和 中国地震动峰值加速度区划图 GB18306 2001 图 A1 本区抗震设防烈度为 7 度 设计基本地震加速度值为 0 10g 四 矿区供电 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 图 1 1 1 交通位置示意图 比例尺 1 50000 井田位置 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 矿井工业场地建有 35kV 变电所 采用 2 回 35kV 电源供电 1 回引自于蟠龙 110kV 变电站 35kV 母线 478 线路 导线为 LGJ 95 6 6km 另 1 回引自红星 110kV 变 电站 35kV 母线 432 线路 导线为 LGJ 95 7 359km 35kV 变电所内设置 2 台 SRNZ 8000 35 35 10 5kV 8000kVA 1 台工作 1 台备用 负荷率为 82 保证系数为 100 五 四邻关系 煤业有限公司东北部与山西显王煤业有限公司相邻 南部与山西潞安温庄煤业有 限责任公司相接壤 详见四邻关系图 1 1 2 第二节 井田地质特征 一 井田地质勘探程度 山西地宝能源有限公司组织人员进行现场勘探 结合井田内以往钻孔分布情况 按照 煤 泥炭地质勘查规范 有关要求进行了补充勘探 采用手段为钻探 数字测 井 共布置勘探线 12 条 线距 500m 左右 孔距 500 600m 左右 共设计补勘钻孔 38 个 均为煤田地质孔 勘探施工的 38 个煤田勘探钻孔 甲级孔 8 个 乙级孔 22 个 丙级孔 8 个 甲级孔率 21 05 甲乙级孔率 68 95 通过勘探详细查明了井田内的主 要构造 详细查明了 2 号 3 上号 3 号 15 号煤层的埋深及起伏形态 查明了井田 内含煤地层的分布特征 查明井田内各可采煤层层位 层数 厚度和可采范围 基本 查明了井田内含水层的分布特征 查明了主要可采煤层的煤质及变化规律 全井田达 到勘探程度 2010 年 12 月 28 日 山西省煤炭工业厅以晋煤规发 2010 1843 号文对 煤业有 限公司兼并重组整合矿井地质报告 予以批复 全井田达到了勘探阶段工作程度要求 可做为矿井建设的地质依据 二 地层及构造 1 地层 井田位于沁水煤田潞安煤炭国家规划矿区东北部 井田内基岩大部裸露 在山坡 及山梁出露有二叠系上 下石盒子组 沟梁处有黄土覆盖 根据地表出露和钻孔揭露 情况 结合该矿井筒揭露地层资料 对该井田地层从老至新分述如下 1 奥陶系中统峰峰组 02f 为煤系基底 上部岩性为深灰色 兰灰色厚层状石灰岩 致密 坚硬 顶部受山 西式铁矿浸染 局部裂隙发育 间夹有白云岩及角砾状灰 方解石脉贯穿其中 中部 为灰色角砾状石灰岩 泥灰岩和石灰岩 灰色白云岩和泥质白云岩 局部溶洞发育 裂隙内充填有方解石脉 下部灰色石灰岩 浅灰色中厚层状白云岩 含泥石灰岩 局 部有小溶洞 泥灰岩 角砾状灰岩中见变形层理 厚度一般大于 100m 2 石炭系中统本溪组 C2b 主要由浅灰色含铝泥岩 铝质泥岩 深灰色泥岩组成 局部夹粗粒砂岩 薄煤层 线 及石灰岩 底部常具一薄层铁质泥岩 含黄铁矿 菱铁矿结核或透镜体 不稳定 即 山西式 铁矿 厚 10 81 17 64m 平均 14 47m 3 石炭系上统太原组 C3t 井田主要含煤地层之一 厚 88 88 138 31m 平均 122 09m 岩性主要由灰黑色 泥岩 砂质泥岩 深灰 灰黑色粉砂岩 灰白 深灰色砂岩 深灰色石灰岩及煤层组 等成 含煤 6 10 层 自上而下为 5 7 8 上 8 9 11 12 13 14 及 15 号煤层 其中 15 号煤层为主要可采煤层 含石灰岩 3 4 层 其中以 K2 K3 K4 石灰岩发育稳 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 定 具各种层理类型 下部泥岩中富含黄铁矿结核 动植物化石丰富 自下而上可分 三段 分述如下 四邻关系图四邻关系图 1 1 2 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 1 第一段 K1 底 K2 底 厚 22 12 40 96m 平均 31 93m 主要由深灰 灰黑色泥岩 砂质泥岩 煤及 灰 深灰色中粗粒砂岩组成 局部夹薄层石灰岩及铝土泥岩 泥岩中含黄铁矿结核 具水平纹理 该段顶部含局部可采的 14 号煤层 中部含全井田稳定可采的 15 号煤层 K1 砂岩 一般厚 0 4 90m 平均 2 40m 全井田较稳定 由深灰色粗粒砂岩组成 成分以 石英为主 长石次之 致密坚硬 局部相变为粉砂岩 K1 砂岩顶 15 号煤层底 一般厚 16 04m 由灰色粗粒砂岩 深灰 黑灰色泥岩 砂质泥岩 铝土岩及薄层 石灰岩和铝土泥岩组成 15 号煤层 黑色 以亮煤为主 煤层厚度 3 55 7 84m 平均 4 59m 含夹矸 0 5 层 15 号煤层顶 K2 灰岩底 一般厚 8 88m 岩性由深灰色 灰黑色泥岩 砂质泥岩及灰色粗砂岩组成 顶部 为局部可采的 14 号煤层 含黄铁矿结核 见不完整植物化石 砂岩中波状层理发育 2 第二段 K2 底 K4 顶 厚 23 88 37 76m 平均 30 64m 主要由灰 灰白色砂岩 灰黑色砂质泥岩 黑 色泥岩 薄煤层及 3 层石灰岩组成 K2 石灰岩 厚 4 18 7 20m 平均厚 5 57m 全井田稳定 含孔虫 腕足类等动物化石 含 燧石结核 K2 顶 K3 顶 一般厚 10 25m 由深灰色泥岩 砂质泥岩 粗粒砂岩 深灰色石灰岩及 13 号煤 层组成 K3 石灰岩厚 1 09 3 32m 平均厚 2 40m 全井田稳定 为深灰色石灰岩 局部 变相为粗粒砂岩 含苔癣虫等动物化石 K3 顶 K4 底 一般厚 11 88m 由泥岩 砂质泥岩 粗砂岩及煤层组成 11 号 12 号煤均发育 于河口砂坝之上 但由于后期大规模河流的强烈冲刷作用 煤层极不稳定 K4 石灰岩 厚 0 27 5 39m 一般厚 2 94m 受后期河流严重冲刷沉积厚度不大 系潮间带 的碳酸盐岩台地沉积 3 第三段 K4 顶 K7 底 厚 44 10 68 24m 平均 59 52m 本段岩性主要以灰黑色泥岩 砂质泥岩和深灰 色 灰色粗 细粒砂岩及黑色的煤层组成 局部夹薄层石灰岩 含煤 2 4 层 自下而 上编号的有 9 8 8 上 7 5 号煤层 均为不可采煤层 4 二叠系下统山西组 P1s 井田主要含煤地层之一 厚 43 32 67 68m 平均 57 25m 主要由深灰 浅灰色 砂岩 深灰色泥岩 砂质泥岩及煤层组成 本组含 1 2 上 2 3 上 3 4 号煤层 其中 3 号煤层基本全井田可采 2 3 上号煤层为较稳定大部可采煤层 其余为不可采 煤层 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 5 二叠系下统下石盒子组 P1x 厚 52 03 90 21m 平均 77 82m 主要由浅灰 浅灰绿色砂岩 粉砂岩 砂质泥 岩 泥岩组成 顶部为灰绿夹紫红色砂质泥岩 含细粒菱铁矿鲕粒 俗称 桃花泥岩 6 二叠系上统上石盒子组 P2s 井田内有出露 由黄绿色砂岩 灰 黄绿 紫红色泥岩 砂质泥岩组成 本组平 均厚度 395 85m 一般分为三段 下段 P2sl 厚 163 87 195 65m 平均 188 32m 岩性以灰紫红色 灰绿色一 灰黄色泥岩 砂质泥岩为主 夹灰白色 灰黄色粗粒砂岩 泥岩中含团块状菱铁矿 致密 局部含铝质 底部砂岩 K10 为浅灰 灰白色 大型板状交错层理 底部含砾 局部层面含铁质 呈球状风化 中段 P2s2 厚 79 50 117 26m 平均 98 18m 岩性以灰白色 灰黄色 粗粒 砂岩为主 夹灰绿色 灰黄色 紫红色泥岩 泥岩中见均匀层理 砂岩中见大型板状 交错层理 局部层面含铁质 呈球状风化 底部砂岩 K11 含砾 上段 P2s3 井田内出露不全 厚度 0 215 12m 平均 109 35m 以紫红色 黄 绿色泥岩及砂质泥岩为主 夹黄绿色中细粒砂岩 顶部被剥蚀 7 第四系 1 第四系中更新统 Q2 主要为浅红色亚粘土 含钙质结核 下部为半固结的砂层和灰紫色亚粘土 底部 有时夹一层未胶结的砂砾层 厚 0 23m 主要分布在山坡及沟谷中 2 第四系上更新统 Q3 分布于山顶及山坡上 主要为浅黄色粘土 钙质结核及砂砾石透镜体 厚 0 6m 3 第四系全新统 Q4 主要分布在洪水河谷中 组成河漫滩 由砂 砾石等冲洪积物构成 厚 0 13 60m 2 构造 受区域构造影响 井田总体为一走向 NE 倾向 NW 的单斜构造 地层倾角平缓 一般 2 9 北部局部较陡达 14 在此基础上发育有次一级褶曲构造 井田内发 育有 S1 背斜斜 S2 向斜 S3 背斜 S4 向斜 主要分布于井田东北部 共发现 10 条 断层 9 个陷落柱 现将井田内的褶曲 断层和陷落柱分别叙述如下 1 褶曲 1 S1 背斜 位于井田东北部 井田内延伸长度约 2220m 左右 轴向 NW SE 两翼基本对称 地层倾角 8 14 2 S2 向斜 位于井田中偏北部 井田内延伸长度约 770m 左右 轴向 NW 两翼基本对称 地 层倾角 10 左右 3 S3 背斜 位于井田中偏北部 与 2 向斜基本并行展布 井田内延伸长度约 1400m 左右 轴向近 EW 两翼基本对称 地层倾角 10 左右 4 S4 向斜 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 位于井田中部 与 3 背斜并行排列 井田内延伸长度约 1530m 左右 轴向近 EW 两翼基本对称 地层倾角 5 左右 2 断层 井田内共发现 10 条断层 其中 F5 逆断层为 15 号煤层的层间小断层 现分别叙 述如下 1 F1 正断层 位于井田东南部边界外 100m 左右 井田内延伸长度 1000m 左右 断层走向 NE 倾向 NW 倾角 80 断层落差 30m 2 F2 正断层 位于井田东北部 12 3 钻孔东南部 井田内延伸长度 250m 断层走向 NW 倾向 NE 倾角 80 断层落差 8m 3 F3 逆断层 位于井田西南部 武乡 井田内延伸长度 700m 断层走向 SE 倾向 NE 倾角 40 断层落差 15m 4 F4 正断层 位于井田东南部 井下巷道揭露 井田内延伸长度 900m 断层走向 NE NW 倾 向 W 倾角 75 断层落差 32m 5 F5 逆断层 位于井田东南部 断层走向近 SN 倾向 W 倾角 40 断层落差 4m 为 15 号煤 层的层间小断层 6 F6 正断层 位于井田南部 井田内延伸长度 600m 断层走向 NE 倾向 SE 倾角 80 断层 落差 20m 7 F7 正断层 位于井田南部 井田内延伸长度 110m 断层走向 NE 倾向 SE 倾角 75 断层 落差 6m 8 F8 逆断层 位于井田南部 井田内延伸长度 150m 断层走向 NE 倾向 SE 倾角 45 断层 落差 6m 9 F9 正断层 位于井田中南部 井田内延伸长度 120m 断层走向 NE 倾向 SE 倾角 45 断 层落差 8m 10 F10 正断层 位于井田东南部 井下巷道揭露 井田内延伸长度 200m 断层走向近 SN 倾向 E 倾角 75 断层落差 8m 3 陷落柱 井田范围内共发现陷落柱 9 个 但其规模均较小 陷落柱形态基本上都为椭圆型 陷落柱内岩石杂乱无章 但胶结致密 目前未发现导水现象 井田内未发现岩浆岩侵入 综上所述 井田地质构造属简单 三 煤层及煤质三 煤层及煤质 一 煤层 1 含煤性 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 井田内含煤地层为太原组和山西组 太原组含煤 10 层 编号自上而下为 5 7 8 上 8 9 11 12 13 14 及 15 号 其中 15 号煤层为全井田稳定可采煤层 其余煤层均为不稳定 不可采 地层平均总厚 度 122 09m 煤层平均总厚度 9 46m 含煤系数 7 75 其中 15 号可采煤层厚 4 61m 可采系数为 3 78 山西组含煤 5 层 编号自上而下为 1 2 上 2 3 上 3 4 其中 3 号煤层为基 本稳定全井田可采煤层 2 号 3 上号煤层为较稳定大部可采煤层 其余为不稳定 不 可采煤层 地层平均总厚度 57 25m 煤层平均总厚度 4 96m 含煤系数 8 66 其中 2 号 3 上号 3 号可采煤层厚 4 34m 可采系数为 7 58 井田内山西组 太原组含煤地层平均总厚 179 34m 煤层平均总厚 11 57m 含煤 系数 6 45 其中 2 号 3 上号 3 号 15 号可采煤层平均总厚 8 95m 可采系数 4 99 2 可采煤层 可采煤层为山西组的 2 3 上 3 号煤层和太原组的 15 号煤层 现分述如下 1 2 号煤层 位于山西组中部 上距 K8 砂 29 55m 煤层厚 0 2 00m 平均 0 91m 为较稳定 大部可采煤层 一般含 0 2 层泥岩及炭质泥岩夹矸 局部含 3 层夹矸 结构简单 煤 层顶板多为泥岩和砂质泥岩 局部为中 粗砂岩 细砂岩 底板多为泥岩 砂质泥岩 局部为中砂岩 炭质泥岩及粉砂岩 2 3 上号煤层 位于山西组中下部 上距 2 号煤层 4 99 29 35m 平均 18 29m 煤层厚 0 2 03m 平均 1 19m 为全井田大部可采的稳定煤层 一般含 0 1 层泥岩或炭质泥 岩夹矸 局部含 2 层夹矸 结构简单 煤层顶板多为泥岩 砂质泥岩 局部为炭质泥 岩及砂岩 底板多砂质泥岩和泥岩 局部为中砂岩 炭质泥岩及粉砂岩 3 3 号煤层 位于山西组下部 上距 3 上号煤层 0 75 16 84m 平均 4 69m 煤层厚 0 20 5 17m 平均 2 24m 为全井田大部可采的稳定煤层 含 0 3 层泥岩或炭质泥 岩夹矸 结构较简单 煤层顶板多为泥岩 砂质泥岩 局部为炭质泥岩和粗 细砂岩 底板为砂质泥岩 泥岩 4 15 号煤层 位于太原组底部 上距 3 号煤层 94 64 136 50m 平均 116 10m 煤层厚 3 55 7 84m 平均 4 61m 为全井田稳定可采煤层 含 0 5 层泥岩及炭质泥 岩夹矸 结构复杂 煤层顶板多为泥岩和砂质泥岩 局部为炭质泥岩 粗砂岩 底板多 为泥岩 砂质泥岩 局部为粗砂岩 炭质泥岩及粉砂岩 各可采煤层特征见表 2 1 1 表 2 1 1 可采煤层特征表 煤层厚度 m 煤层间距 m 煤层结构 煤 系 煤 层最小 最大 平均 最小 最大 平均 矸石 层数 类 别 顶板 岩性 底板 岩性 稳 定 程 度 可 采 性 山 西 组 P1s 2 0 2 00 0 91 4 99 29 35 18 29 0 75 16 84 4 69 94 6 136 50 116 10 0 3 简单 泥岩 砂质泥岩 中粗砂岩 细砂岩 泥岩 砂质泥岩 中砂岩 粉砂岩 炭质泥岩 较 稳 定 大部 可采 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 煤质 1 物理性质和煤岩特征 各可采煤层均为黑色 条痕为棕色 玻璃 强玻璃光泽 断口呈阶梯状 参差状 裂隙发育 各煤层容重为 1 30 1 42t m3 各可采煤层均以亮煤为主 暗煤次之 少 量镜煤 为光亮型 半亮型煤 细 中条带状结构 层状构造 太原组煤层中见有硫 铁矿 据镜下观察 有机组份镜质组以基质镜质体为主 均质镜质体次之 含少量碎屑 镜质体 惰质组以碎屑惰质体为主 丝质体次之 含少量粗粒体及微粒体 无机组份 粘土类以分散状为主 细胞充填状次之 块状少量 黄铁矿呈微粒状 粒状 大小不 一 分布不均 碳酸盐类以方解石裂隙充填状为主 细胞充填次之 氧化硅呈粒状 微粒状 分布不均 2 煤质 煤类按照 中国煤炭分类国家标准 GB T5751 2009 进行分类 该井田可采煤层 为贫煤 瘦煤 焦煤 分类指标采用浮煤挥发分 Vdaf 浮煤粘结指数 GR I 进行分 类 煤质特征根据中华人民共和国国家标准 GB T15224 2004 关于 煤炭质量分级 标准进行划分 综合勘探钻孔煤芯煤样化学结果 2 号煤层为特低灰 高灰 特低硫 中硫分 特低磷的焦煤 JM 瘦煤 SM 贫 瘦煤 PS 3 上号煤层为特低灰 高灰 特低硫 中低硫 特低磷 中磷的焦煤 JM 瘦煤 SM 贫瘦煤 PS 3 号煤层为特低灰 高灰 特低硫 中低硫 特低磷的焦煤 JM 瘦煤 SM 贫瘦煤 PS 贫煤 PM 15 号煤层为特低灰 高灰 特低硫 中高 硫 低磷 中磷的贫煤 PM 3 煤的工业用途 井田内 2 3 上号煤层为焦煤 瘦煤 贫瘦煤 可作为炼焦配煤 3 号煤层为焦煤 瘦煤 贫瘦煤 局部为贫煤 可作为炼焦配煤 15 号煤层为贫煤 可作为动力用煤或 化工用煤 四 井田水文地质四 井田水文地质 一 地表水 井田位于太行山中段西麓 属海河流域漳河水系 流经井田内的河流有柳泉河和 洪水河 均为浊漳河北源支流 属季节性河流 洪水河雨季流量较大 冬季流量甚微 3上 0 2 03 1 19 0 2 简单 泥岩 砂质泥岩 炭质泥岩 中粗砂岩 细砂岩 泥岩 砂质泥岩 稳 定 3 0 20 5 17 2 24 0 3 较 简 单 泥岩 砂质泥岩 粗 细砂 岩 炭质泥岩 泥岩 砂质泥岩 全井 田可 采 太 原 组 C3t 15 3 55 7 84 4 61 0 5 复杂 泥岩 砂质泥岩 炭质泥岩 粗砂岩 泥岩 砂质泥岩 炭质泥岩 粉砂岩 粗砂岩 全井 田可 采 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 多年平均径流量 3800 万 m3 一般清水流量 0 013m3 s 2007 年 6 月 6 日实测流量 0 0142m3 s 据实地访问调查矿井内最高洪水位高出旱季河水面 3 5 4 0m 井田河流水系不发育 无常年性河流及大的地表水体 井田内沟谷多为 V 字型 黄土冲沟 一般无水 雨季沟谷可有溪水 分别并注入柳泉河和洪水河 其平时流量 较小 旱季干涸 雨季流量较大 可有洪水 属季节性河流 柳泉河由西北流向东南 于井田中部汇入洪水河 洪水河向西南经蟠龙 西营镇南漳村汇入漳河 二 含水层 井田含水层自下而上有奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水层 石炭系上统太原组碎 屑岩类夹石灰岩岩溶裂隙含水层 二叠系下统山西组砂岩裂隙含水层 二叠系上 下 石盒子组碎屑岩裂隙含水层 基岩风化带裂隙含水层 第四系松散岩类孔隙含水层 1 奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水层 井田内无出露 埋藏较深 为溶洞裂隙水 由厚层石灰岩及薄层白云质泥灰岩组 成 据武乡第二勘探区 186 号水文孔资料 中 下部岩溶裂隙较发育 钻进过程中冲 洗液漏失严重 平均流量 9 80L s 单位涌水量 0 0285L s m 渗透系数 0 0339m d 属弱富水性含水层 另外 2006 年 2007 年山西太行矿业工程技术有限公司在原东庄煤矿井田内进行 补充勘探时施工了两个水文孔 即 ZK1 1 和 ZK7 1 均进行了的抽水试验 ZK1 1 和 ZK7 1 分别测得奥陶系水位 953 66 和 891 02m 但因止水效果差 所测得稳定水位实 际是山西组 太原组和奥陶系峰峰组混合水位 为获得准确可靠的奥陶系岩溶水文地质资料 山西太行矿业工程技术有限公司收 集了位于井田北东方向 16 4km 处的墨鐙岩溶深水井 和该矿在井田边界附近洪水河河 漫滩处施工的岩溶深井资料 相关资料叙述如下 1 墨鐙岩溶水井 位于井田北东方向 16 4km 处 于 2007 年 11 月施工完毕 终孔 深度 780m 主要含水层位为奥陶系中统马家沟组 水位埋深 513 40m 水位标高 796 60m 2 该矿洪水河河漫滩岩溶井 2007 年 11 月施工完毕 终孔深度 750m 主要含水 层位为奥陶系中统上 下马家沟组和峰峰组下部 水位埋深 391 00m 水位标高 663m 据此推断奥陶系中统马家沟组石灰岩岩溶裂隙含水层水位于该井田应在 641 692m 之间 奥灰水流向西南 2 石炭系上统太原组碎屑岩类夹石灰岩岩溶裂隙含水层 该含水层包括数层砂岩及 3 6 层石灰岩 K2 K6 含水空间以岩溶裂隙为主 据 山西太行矿业工程技术有限公司 2007 年在原东庄煤矿井田内进行补充勘探时施工的 ZK1 1 号水文孔抽水试验 其承压水位埋深 83 25m 降深 S 82 50m 单位涌水量 q 0 0005L s m 渗透系数 K 0 0015m d 富水性极弱 另据武乡第二勘探区 186 号水文孔资料 单位涌水量为 0 02L s m 渗透系数为 0 211m d 3 二叠系下统山西组砂岩裂隙含水层 为碎屑岩裂隙含水层组 含水层主要由中 细粒砂岩组成 含水空间以构造裂隙 为主 厚度变化较大 钻进过程中钻孔未发现有明显的漏失现象 K7 K8 之间的砂岩 裂隙含水层 包括 K7 K8 砂岩裂隙含水层 构成 2 3 3 上号煤层的直接充水水源 据山西太行矿业工程技术有限公司 2007 年在原东庄煤矿井田内进行补充勘探时施 工的 ZK1 1 号水文孔抽水试验 其承压水头高 220 52m 降深 S 115 50m 单位涌水 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 量 q 0 00016L s m 渗透系数 K 0 00023m d 富水性极弱 水的总硬度 115 94mg L PH 值 7 96 水质类型为 HCO3 SO42 Na K 型 4 二叠系上 下石盒子组碎屑岩裂隙含水层 为砂岩裂隙含水层组 含水层主要由中 粗粒砂岩等组成 含水空间以砂岩裂隙 为主 据 ZK7 1 号水文孔抽水试验 水位埋深 72 33m 降深 S 99 46m 单位涌水量 q 0 00016L s m 渗透系数 K 0 00021m d 水质较好 总硬度 317 07mg L PH 值 7 7 水质类型为 SO42 Ca2 K Na 型 ZK1 1 号水文孔抽水试验 水位埋深 30 86m 单位涌水量 q 0 0007L s m 水化学类型为 SO42 Ca2 K Na 型 故该 含水层富水性极弱 另据武乡第二勘探区 186 号水文孔抽水试验资料 山西组含水层单位涌水量为 0 0017L s m 渗透系数为 0 0076m d 富水性弱 5 基岩风化带裂隙含水层 地表基岩风化裂隙含水 容易接受大气降水的补给 局部形成强富水区 但受季 节控制 雨季补给充分时 富水性强 旱季补给受限时富水性弱 据 ZK7 1 及 ZK1 1 水文孔抽水试验 水位埋深分别为 9 50m 和 4 18m 降深 S 分别为 54 20m 和 67 30m 单位涌水量 q 分别为 0 0017L s m 和 0 0020L s m 渗透系数 K 分别为 0 0076m d 和 0 0106m d 富水性弱 6 第四系松散岩类孔隙含水层 1 全新统含水层 分布于洪水河床及河漫滩 呈条带状分布 含水层岩性为砂层及亚砂土 主要受 大气降水补给 据邻区钻孔抽水试验 单位涌水量 q 2 10 2 94L s m 渗透系数 K 2 51 2 87m d 富水性较好 但其受大气降水影响明显 2 中更新统含水层 分布在冲沟口的低平部位 由砂质粘土 含砂粘土 砂砾石及砂层组成 富水性 和透水性由砂 砂砾石层的发育程度而定 水位埋藏较浅 接受大气降水的补给 受 大气降水影响明显 为当地村民生活用水水源 水量小 水质较好 三 地下水补给 径流 排泄条件 该井田地下水以大气降水及地表径流水补给为主 由于冲沟发育切割较深 地表 水排泄条件较好 各含水层之间又有泥岩组成的隔水层相隔 相互间组成为平行复合 关系 水力联系较差 第四系松散含水层和基岩风化裂隙含水层水位 径流与地形基本一致 石炭系 二叠系含水层沿地层倾向径流 在地表切割处以泉的形式排泄 生产矿井排水是其主 要排泄方式 另外 当地群众生活用水 多取自于表土层孔隙水和二叠系砂岩裂隙水 第四系含水层与基岩风化带含水层可互为补给含水层 井田内碎屑岩含水层及石炭系上统层间岩溶裂隙含水层 其间有厚度不等的泥岩 隔水层相隔 相互水力联系差 主要以相互平行的层间径流为主 仅在构造部位或浅 埋区才可与其它含水层发生直接的水力联系 奥陶系中统岩溶裂隙含水层是区内主要含水层之一 井田内埋藏较深 位于辛安 泉域北部补给区范围内 地下水补给后大致由北向南偏西径流 在构造部可能与其它 含水层发生水力联系 井田奥灰水为辛安泉域径流区 井田内由北向南径流 最终排 向辛安泉域 四 隔水层 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 1 中石炭统本溪组隔水层 井田本溪组铝土泥岩 泥岩 砂泥岩岩性致密 细腻 不透水 平均厚度 14 47m 是区域及井田良好的隔水层 2 石炭系太原组和二叠系山西组及下石盒子组层间隔水层组 本隔水层组由泥岩 砂质泥岩 粘土质泥岩及煤层等组成 分布于各层石灰岩和 各层砂岩含水层之间 起到层间相对隔水的作用 3 第四系松散层隔水层 第四系的粘土层 亚粘土 砂质粘土均为良好的隔水层 五 矿井充水因素分析 1 地表水及含水层水对煤层开采的影响 井田河流水系不发育 无常年性河流及大的地表水体 流经井田的柳泉河和洪水 河为浊漳河北源支流 属季节性河流 据实地调查其最高洪水位高出旱季河水面 3 5 4 0m 为 1005 1062m 左右 井田内各井筒的标高均高于附近的最高洪水位线标 高 一般情况下洪水不会灌入井筒 但主斜井和 1 号副斜井的井口标高仅高于附近的 最高洪水位线 3m 左右 为安全起见建议矿方应提早采取相应的防范措施 防止淹井事 故的发生 井田内第四系广泛分布 第四系松散砂砾层孔隙地下水 含水层主要为砂砾卵石 类 主要分布于其下部 该含水层地下水大气降水关系密切 接受为大气降水补给 雨季含水性强 无雨季节可干涸 井田内 2 3 上 3 15 号煤层埋藏深度的总体趋势为由西北向东南递浅 其中 2 3 上 3 号煤层在井田东南部有出露 受第四系松散砂砾层孔隙地下水影响 基岩风化带地下水 由于风化壳底部多为泥岩及粉砂岩类 起到一定的隔水作用 可构成风化基岩承压水面 接受大气降水及地表水外补给 有利于地下水循环运动 可畅通无阻地排泄于区外 石炭系石灰岩裂隙岩溶和二叠系碎屑岩地下水 其间有厚度不等的泥岩阻隔 相 互间水力联系微弱 主要以相互平行的层间径流为主 主要由太原组 K2 K3 K4 等灰 岩岩溶裂隙各含水层组成 太原组本次钻孔揭露岩芯较完整 水蚀现象不普遍 均进 行了简易水文地质观测 由于以上灰岩岩溶裂隙弱发育 并结合以往勘探成果 该含 水层富水性较弱 但不排除局部 K2 K4 等灰岩岩溶裂隙发育 局部富水性大 可对 15 号煤层开采造成突水影响 总之 井田内地下水以大气降水及地表径流水补给为主 由于冲沟发育切割较深 地表水排泄条件较好 各含水层之间又有泥岩组成的隔水层相隔 相互间组成为平行 复合关系 水力联系较差 2 构造对矿井充水因素的影响 受区域构造影响 井田总体为一走向 NE 倾向 NW 的单斜构造 地层倾角平缓 一般 2 9 北部局部较陡达 14 在此基础上发育有次一级褶曲 即 S1 背斜斜 S2 向斜 S3 背斜 S4 向斜 主要分布于井田东北部 井田内共发现 10 条断层 其 中 F5 逆断层为 15 号煤层的层间小断层 发现 9 个陷落柱 据矿上反映及调查 在井下的实际生产开采过程中 遇到断层及陷落柱时 顶板 有少量淋水且很快淋干 正断层具导水性 陷落柱和逆断层也可能沟通各含水层 为 矿井充水因素之一 3 井田内小窑及以往矿井采空区积水分析 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 整合前各矿内存在较大面积的采空区和小窑及采空破坏区 其采空区中有与之相 连接生产巷道留有排水出口 位置高于采空区的积水可由排水口自巷道导入水仓后集 中排出 但低于排水口凹处存在积水 无法自行排出 本次对现生产矿井及与其连通的采空区 小窑积水的估算依据 煤矿安全手册 第五篇矿井防治水中的采空区积水选用下列公式估算其积水量 选用公式 Q 采 K M F COS m3 式中 Q 采 相互连通的各积水区总积水量 m3 K 充水系数 其中采空区 小窑采空破坏区取 0 1 M 采空区的平均采高或煤厚 m 2 3 15 号煤层分别取 0 91m 2 24m 4 61m F 采空区积水的投影面积 m2 煤层倾角 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 采空区及采空破坏区预测积水量统计表采空区及采空破坏区预测积水量统计表 采空区煤层积水区面积 m2 积水量 m3 原中村村煤矿采 198531865 原中村煤矿采 354753332 小计 2 号 553285197 原东庄煤矿采 548658125481 原东庄煤矿采 229885270 原东庄煤矿采 73271680 原寨垴煤矿采 95002197 原寨垴煤矿采 2821653 原寨垴煤矿采 848197 原寨垴煤矿小窑破坏区 301576951 原中村煤矿采 28081404 原中村煤矿采 238905507 原中村煤矿采 76271753 原中村煤矿采 182604197 原中村煤矿采 262956061 原中村村煤矿采 119222733 原中村村煤矿采 97962241 原中村村煤矿采 110682532 原中村村煤矿越界采空破坏区 335347670 原神南联营煤矿采 177034063 原神南联营煤矿采 134123083 原神南联营煤矿采 3787868 原神南联营煤矿采 90662074 原神南联营煤矿古空区 906820842084 小计 3 号 820535188699 原中村煤矿采 9322543451 原中村煤矿采 94474390 原中村煤矿采 105234921 小计 15 号 11319552762 经估算 2 3 15 号煤层中采空区 古空区及采空破坏区积水面积分别为 55328 m2 820535 m2 113195m2 积水量分别为 5197 m3 188699m3 52762m3 故在未来 的生产建设中必须坚持 预测预报 有掘必 钻 探 先探后掘 先治后采 的原则 4 四邻矿井积水对矿井下部开采的影响分析 兼并重组整合后的煤业有限公司由北向南分别与已关闭或被整合的原肖家岭煤矿 下寨村煤矿 义安义获煤矿 山西潞安温庄煤业有限责任公司 武乡县蟠龙镇温庄村 煤矿相邻 为斜井开拓或斜 立井混合开拓 井下主要充水来源 一为煤层顶板含水 层 二为因采空产生的沟通与上覆含水层间的水力联系 据各矿井的观测资料表明 井下涌水量动态变化因季节性不同而增减 同时随开采面积不断扩大 而涌水量也相 应增加 结合四邻矿井采掘工程平面图 本次对现生产矿井及与其连通的采空区 采破坏 区积水的估算依据 煤矿安全手册 第五篇矿井防治水中的采空区积水选用下列公式 估算其积水量 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 选用公式 Q 采 K M F COS m3 式中 Q 采 相互连通的各积水区总积水量 m3 K 充水系数 其中采空区 小窑采空破坏区取 0 1 M 采空区的平均采高或煤厚 m 3 15 号煤层分别取 2 24m 4 61m F 采空区积水的投影面积 m2 煤层倾角 周边矿井采空区及采空破坏区积水量预测统计表周边矿井采空区及采空破坏区积水量预测统计表 采空区煤层 积水区面积 M2 积水量 M3 肖家岭煤矿采空区 86581835 下寨煤矿采空区 321927399 小计 3 号 408509234 义安义获煤矿采 9385343616 义安义获煤矿古空区 4830222513 温庄村煤矿采 36143343 温庄煤业采 479841672 温庄煤业采 38461783 小计 15 号 19759972927 经估算 周边矿井 3 号 15 号煤层中采空区和古空区积水面积分别为 40850m2 和 197599 m2 积水量分别为 9234m3 和 72927m3 5 深部奥灰水 根据岩溶深井成果图 推测该井田奥灰水标高在 641 692m 之间 而井田内 2 3 上 3 15 号煤层底板最低标高分别为 557m 546 541 431m 井田西部的 2 3 上 3 15 号煤层低于奥灰水水位标高 属带压开采 根据 煤矿防治水规定 突水系 数计算公式计算如下 P T M 其中 T 突水系数 MPa m P 底板隔水层承受的水力 MPa P 9 8 H奥灰水标高 H奥灰岩顶部标高 10 3 其中 H奥灰水标高为 655m H奥灰岩 顶部标高为 407 61m M 底板隔水层有效厚度 m 为本溪组底至煤层顶板之间的厚度 2 号煤层取 179 81m 3 上号煤层取 149 65m 3 号煤层取 135 75m 15 号煤层取 24 90m 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 经计算 2 3 上 3 15 号煤层突水系数最大分别为 0 0135MPa m 0 0162MPa m 0 0179MPa m 0 0974MPa m 2 3 上 3 号煤层突水系 数小于受构造破坏块段临界突水系数 0 06MPa m 正常情况下奥灰突水危险性相对较 小 15 号煤层突水系数大于受构造破坏块段临界突水系数 0 06MPa m 但小于正常块 段临界突水系数 0 10 MPa m 有奥灰突水危险 见 2 3 上 3 15 号煤层带压开采 示意图 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 六六 可采煤层充水因素分析及水文地质类型可采煤层充水因素分析及水文地质类型 根据 三下采煤规程 冒落带 导水裂隙带最大高度计算公式选用如下 2 3 上 3 15 号煤层以上顶板岩性为砂质泥岩 砂岩 粉砂岩和泥岩为主 选 用公式如下 100 2 2 4 719 f M L M 100 5 6 1 63 6 li M H M 式中 Lf 预测冒落带最大高度 Hli 导水裂隙带最大高度 M 累计采厚 2 号煤层取 2 00m 3 上号煤层取 2 03m 3 号煤层取 5 17m 15 号煤层取 7 84m 2 号煤层冒落带最大高度为 9 24m 2 号煤层导水裂隙带最大高度为 35 01m 3 上号煤层冒落带最大高度为 9 31m 3 上号煤层导水裂隙带最大高度为 35 24m 3 号煤层冒落带最大高度为 14 14m 3 号煤层导水裂隙带最大高度为 49 15m 15 号煤层冒落带最大高度为 16 24m 15 号煤层导水裂隙带最大高度为 54 16m 据冒落带最大高度及导水裂隙带最大高度计算 2 3 上 3 号煤层产生的导水裂 隙带可沟通地表水体 故其充水含水层为该煤层之上的二叠系下统山西组砂岩裂隙含 水层 二叠系上 下石盒子组碎屑岩裂隙含水层 基岩风化带裂隙含水层 第四系松 散岩类孔隙含水层 二叠系下统山西组砂岩裂隙含水层为碎屑岩裂隙含水层组 含水层主要由中 细 粒砂岩组成 含水空间以构造裂隙为主 厚度变化较大 钻进过程中钻孔未发现有明 显的漏失现象 据山西太行矿业工程技术有限公司 2007 年在原东庄煤矿井田内进行补 充勘探时施工的 ZK1 1 号水文孔抽水试验 其承压水头高 220 52m 降深 S 115 50m 单位涌水量 q 0 00016L s m 渗透系数 K 0 00023m d 富水性极弱 二叠系上下石盒子组碎屑岩裂隙含水层为砂岩裂隙含水层组 含水层主要由中 粗粒砂岩等组成 含水空间以砂岩裂隙为主 据 ZK7 1 号水文孔抽水试验 水位埋深 72 33m 降深 S 99 46m 涌水量 Q 0 016L s 单位涌水量 q 0 00016L s m 渗 透系数 K 0 00021m d ZK1 1 号水文孔抽水试验 水位埋深 30 86m 单位涌水量 q 0 0007L s m 故该含水层富水性极弱 另据武乡第二勘探区 186 号水文孔抽水试 验资料 山西组含水层单位涌水量为 0 0017L s m 渗透系数为 0 0076m d 富水性弱 基岩风化带裂隙含水层地表基岩风化裂隙含水 容易接受大气降水的补给 局形 成强富水区 但受季节控制 雨季补给充分时 富水性强 旱季补给受限时富水性弱 据 ZK7 1 及 ZK1 1 水文孔抽水试验 水位埋深分别为 9 50m 和 4 18m 降深 S 分别为 54 20m 和 67 30m 单位涌水量 q 分别为 0 0017L s m 和 0 0020L s m 渗透系数 分别为 0 0076m d 和 0 0106m d 富水性弱 第四系全新统含水层含水层岩性为砂层及亚砂土 主要受大气降水补给 据邻区 钻孔抽水试验 单位涌水量 q 2 10 2 94L s m 渗透系数 K 2 51 2 87m d 富 水性较好 但其受大气降水影响明显 此文档收集于网络 如有侵权 请联系网站删除 此文档仅供学习与交流 第四系中更新统含水层由砂质粘土 含砂粘土 砂砾石及砂层组成 富水性和透 水性由砂 砂砾石层的发育程度而定 水位埋藏较浅 接受大气降水的补给 受大气 降水影响明显 为当地村民生活用水水源 水量小 井田内开采 2 3 号煤层的矿井较多 整合后的煤业有限公司井田内 2 号煤层在东 部已形成一定面积的采空区 3 号煤层在东部和南部的采空区 小窑及采空破坏区分 布广泛 其积水位置 范围 积水量较清楚 据估算 2 3 号煤层采空 古空区及采空 破坏区积水量分别达 5197 m3 188699m3 有可能造成矿井突水 此外有已关闭或被 整合的开采过 3 号煤层的原肖家岭煤矿 下寨村煤矿 武乡县蟠龙镇温庄村煤矿与之 相邻 其 3 号煤层采空区中有较大量的积水 且积水区距离煤业有限公司井田较近 其积水对该井田今后的开采可造成威胁 故要高度重视兼并重组整合后井田内 2 3 号 煤层采空 小窑及采空破坏区积水及肖家岭煤矿 下寨村煤矿 武乡县蟠龙镇温庄村 煤矿采空积水 对其今后开采影响 另外 开采 3 号煤层时所产生的最大导水裂隙带可通达上部 2 号煤层采空区 可 导致上部煤层采空积水涌入下部煤层中 对生产 开采造成威胁 并且 2 3 上 3 号 煤层在井田西部为带压开采 但经计算 2 3 上 3 15 号煤层突水系数最大分别为 0 0135MPa m 0 0162MPa m 0 0179MPa m 0 0974MPa m 小于受构造破坏块段临界 突水系数 0 06MPa m 正常情况下奥灰突水危险性相对较小 同时 该地段煤层埋藏 浅 雨季洪水将有可能沿导水裂隙渗入矿井造成水害 应加强防范 2 3 号煤层矿井 防治水工程量相对较大 3 上号煤层矿井防治水工作相对来说易于进行 综上所述 2 3 上 3 号煤层水文地质条件应为中等类型 15 号煤层开采时产生的裂隙带 其裂隙带高度及范围 除影响煤层顶板 K2 含水 层直接向矿井充水外 尚有 K3 K4 等含水层水 15 号煤层受采掘破坏或影响的太原 组石灰岩含水层 据山西太行矿业工程技术有限公司 2007 年在原东庄煤矿井田内进行 补充勘探时施工的 ZK1 1 号水文孔抽水试验 其承压水位埋深 83 25m 降深 S 82 50m 涌水量 Q 0 043L s 单位涌水量 q 0 0005L s m 渗透系数 K 0 0015m d 富水性极弱 另据武乡第二勘探区 186 号水文孔资料 单位涌水量为 0 02L s m 渗透系数为 0 211m d 但不排除局部 K2 K 4 灰岩岩溶裂隙发育 局部富 水性大 对 15 号煤层开采造成突水影响 综上所述 15 号煤层水文地质条件在突水系数小于受构造破坏块段临界突水系数 0 06MPa m 的块段为中等类型 在突水系数大于等于受构造破坏块段临界突水系数 0 06MPa m 的块段为复杂类型 七七 矿井涌水