武乡县聚鑫煤业矿井地质报告正文.doc

第一章第一章 绪绪 论论 第一节第一节 目的和任务目的和任务 一 矿井概况一 矿井概况 武乡县聚鑫煤业有限责任公司煤矿原为武乡县二轻办集体企业 于 1974 年建矿 1975 年正式投产 井田内批准开采 9 号 已关闭 15 号 煤层 现采 15 号煤层 该矿原设计生产能力 15 万 t a 拟扩大使该矿 生产能力到 30 万 t a 原有的地质报告已不能满足现生产建设需要 为了加强煤矿生产管理 合理开发井田内煤炭资源 该矿委托我单位以 山西省煤炭工业局晋煤行发 2003 121 号文所要求的 生产矿井地质报 告编制提纲 及山西省煤炭工程项目咨询评审中心 2007 年 4 月 30 日制 定的 煤炭矿井地质报告编制若干实施细则 依据以往地质资料和该 矿提供的生产资料为基础编制其矿井地质报告 以满足该矿今后 30 万 t a 生产的需要 本次编制报告依据 1 2003 年 1 月山西地质矿产勘查开发局二一二地质队为该矿编制 的 山西省武乡县五一煤矿地质报告 2 2004 年 12 月山西太行矿业工程技术有限公司为该矿编制的 武 乡县聚鑫煤业有限责任公司煤矿矿产资源储量检测报告 3 该矿提供的采掘工程平面图等相关图件 4 相关的规范 规程 如 煤 泥炭地质勘查规范 煤炭质量分 级 煤炭资源地质勘探规范 第二节第二节 井田位置 范围和交通条件井田位置 范围和交通条件 一 位置和范围一 位置和范围 武乡县聚鑫煤业有限责任公司煤矿位于长治市北部武乡县东南蟠龙 镇东部柳沟村 距县城约35km 行政区划属蟠龙镇管辖 其地理坐标为 北纬 36 46 16 36 47 32 东经 113 10 05 113 10 57 根据 2006 年 11 月 13 日山西省国土资源厅为该矿换发的第 1400000632534 号采矿许可证 批准开采 15 号煤层 其井田范围由下 列 11 个拐点坐标依次 6 度带 连线圈定 1 X 4075720 00 Y 19693543 00 2 X 4075225 00 Y 19694300 00 3 X 4074640 00 Y 19693815 00 4 X 4074335 00 Y 19694040 00 5 X 4073750 00 Y 19693590 00 6 X 4073380 00 Y 19693060 00 7 X 4073510 00 Y 19692650 00 8 X 4074290 00 Y 19692570 00 9 X 4074600 00 Y 19692410 00 10 X 4075090 00 Y 19692680 00 11 X 4075110 00 Y 19693350 00 井田呈南北长东西稍窄的不规则形状 面积 2 3861km2 开采标高 从 1032 900m 该矿东为砖大煤矿 西北为温庄联营煤矿 北邻温庄村煤矿 西南 为柳沟村煤矿 见四邻关系图 二 交通条件二 交通条件 该矿位于武乡县东南约 35km 处 矿井工业场区位于柳沟村北约 1600m 处 北距南沁公路 2km 距离武墨铁路蟠龙站 2km 各村有简易 公路与县城相连 交通运输条件优越 详见交通位置图 第三节第三节 自然地理自然地理 井田位于沁水煤田的东翼 太行山脉南段 属中低山丘陵区 井田 地表大面积为黄土覆盖 仅在井田西部基岩零星出露 井田内沟谷发育 切割深度较小 地势总体为东南高西北低 最高点位于井田东南角 标 高 1201 86m 最低点位于井田西北部柳沟河 标高 1045m 地形最大相 对高差 156 86m 一般标高 1100m 左右 井田属海河流域漳河水系 浊漳河的干流浊漳北源在井田西南边 界外约 10km 处流过 井田西北界外约 10km 处有柳泉河 洪水河 区 域上本区属山西省的相对富水区 井田内无常年性河流 雨季降水沿 沟谷自然排泄 井田北部有一条温庄河 西北部有一条柳沟河 均为 季节性河流 旱季干涸 雨季排洪 本区属暖温带大陆性气候 气温变化较大 年平均气温为 9 一 月份气温最低 平均气温为 4 6 七月份气温最高 平均气温 23 3 平均年降水量 519mm 主要集中在七 八 九三个月 年平均无霜期 150 160 天 区域内有史载的最早一次地震为公元 1967 年 6 月 18 日的高平地震 1890 年武乡县曾发生过 5 5 级 烈度 7 度 地震 1981 年 3 月 9 日襄 垣县曾发生 3 2 级地震 本区处于临汾和邢台两大地震之间 为相对稳 定区 属太行山亚弱地震带 据国家 建筑抗震设计规范 GB50011 2001 本地区抗震设防烈度为 6 度 第四节第四节 生产建设概况生产建设概况 武乡县聚鑫煤业有限责任公司煤矿为武乡县二轻办集体企业 1974 年建井 1975 年投产 批准开采太原组 9 15 号煤层 9 号煤层已采空 现开采 15 号煤层 生产能力 15 万 t a 机械化采煤升级改造后生产能 力可达 30 万 t a 该矿采用双立井两翼对角式开拓 主井口位于井田 中西部 副井位于中东部 各井筒特征见下表 各井筒特征表各井筒特征表 井筒井口坐标 X Y 井口标高 m 井筒名称垂深 m 净断面 m2 主井 4074837 94 19692747 32 1099 621立井14516 60 副井 4074580 16 19693731 76 1103 373立井13510 17 主副井均采用粗料石砌碹 主立井采用绞车提升运输 该矿采煤方 法为走向壁式轻型综采放顶煤 一次采全高 工作面采用悬移顶梁液压 支架支护 全部垮落法管理顶板 工作面运输方式为可弯曲刮板输送机 通风方式为两翼对角机械抽出式 该矿井底设有主水仓 700m3 水仓配备水泵 3 台 1 台工作 1 台备用 一台检修 水泵功率为 37kw 扬程 151m 井下渗水进入运输 上山和运输大巷后排入井底主水仓 通过主水泵配合 3 寸钢管将水排出 地面 排水管道沿主井铺设 水仓储水通过该排水系统将水排至地面 绝对瓦斯涌出量为 0 20m3 min 相对涌出量为 0 56m3 t 属低瓦斯 矿井 井下正常涌水量为 60m3 d 第二章第二章 矿井地质工作矿井地质工作 第一节第一节 以往地质工作和生产矿井地质报告简况以往地质工作和生产矿井地质报告简况 井田位于襄垣普查区北东端 武乡一 二勘探区南界外附近 采煤 历史悠久 基础地质工作开展也比较早 井田内曾进行过较为详细的地 质勘探工作 地质研究程度较高 1 1936 年侯德封先生曾在沁水煤田作过地质调查并填有 1 50000 地质图 2 日本侵华期间 日人在本地进行过地质调查 偏重于晋城地区 并著有报告 对含煤地层均有较详细的说明 3 1954 年 5 月原地质部华北地质局 213 普查队 在晋东南潞安 左权 和顺 昔阳间进行了 1 5 万地质填图和煤田普查 提交有 山西 省襄垣 昔阳间煤田地质普查报告 4 1955 年华北煤田地质局 114 队进行武乡矿区温庄 松树坪间普查 勘探 并提交有 山西省沁水煤田武乡普查地质报告 5 1956 年华北煤田地质局 114 队提交有 潞安 武乡煤田总体设计 说明书 6 1957 年华北煤田地质局 114 队对武乡矿区南部进行精查勘探 并提交有 沁水煤田武乡矿区一 二勘探区精查地质报告书 本井田 在此勘探区南界以南附近 7 1958 年山西煤田地质勘探 114 队进行了襄垣矿区普查勘探 夏 店至温庄 施工钻孔 64 个 1959 年 4 月提交了 山西省沁水盆地襄 垣矿区普查勘探地质报告 8 1959 年华北煤田地质局 114 队进行武乡矿区温庄 松树坪间普查 勘探 提交有 山西省沁水盆地武乡矿区温庄 松树坪间普查勘探地质 报告书 本井田位于该勘探区北端 9 1984 年山西煤田地质勘探 114 队在本井田以南夏店进行详查勘 探 并提交有 山西省沁水煤田襄垣矿区夏店勘探区详查地质报告 1985 年 4 月由山西煤田地质勘探公司审批通过 10 2003 年 1 月山西地质矿产勘查开发局二一二地质队为该矿编制 的 山西省武乡县五一煤矿地质报告 11 2004 年 12 月山西太行矿业工程技术有限公司为该矿编制的 武乡县聚鑫煤业有限责任公司煤矿矿产资源储量检测报告 第二节第二节 井田内及周边小煤矿开采情况井田内及周边小煤矿开采情况 该矿井田范围内没有其它生产坑口 该矿东为砖大煤矿 西北为温 庄联营煤矿 北邻温庄煤矿 西南为柳沟煤矿 分述如下 1 砖大煤矿 位于本井田东部边界外 集体企业 采用立井开拓 已关闭 2 温庄联营煤矿 位于井田西北部边界外 集体企业 井田面积 4 5599km2 设计生 产能力 21 万 t a 现开采 15 号煤层 采用一对立井开拓 3 温庄村煤矿 位于本井田北部边界外 集体企业 井田面积 0 8969km2 设计生 产能力 6 万 t a 现开采 9 15 号煤层 采用一对立井开拓 机械抽出 式通风 低瓦斯矿井 4 柳沟村煤矿 位于本井田西南部边界外 集体企业 井田面积 0 3772km2 设计生 产能力 11 万 t a 现开采 8 9 15 号煤层 立井开拓 据调查 以上前 4 个煤矿均未对本井田越界开采 本矿井如果与相 邻煤矿和废弃老窑 采空区贯通时 会引起风流紊乱发生瓦斯爆炸或水 灾等事故 在今后的工作中应随时调查周边煤矿开采情况 以防相互贯 通而引发各类事故的发生 第三节第三节 矿井地质和矿井水文地质工作矿井地质和矿井水文地质工作 该矿矿山工程测量由长治市测绘院完成 该矿在煤层开采过程中 配合生产需要也做了一定的矿井地质和矿井水文地质工作 主要有以下 几项 1 井巷测量 为了随时掌握生产进度和便于开采规划 对井口和井下巷道进行详 细测量 井口和主要巷道采用防爆全站仪进行了实测 其它巷道采用罗 盘 测绳和皮尺测量 并将测量成果绘制成采掘工程平面图和井上下对 照图 为井下开采规划提供了依据 2 对井下涌水情况进行了观测和分析 并根据涌水量情况及时向地 面抽排 保证了井下安全生产 3 认真监测井下瓦斯含量变化 并按照有关要求进行了年度瓦斯等 级鉴定 为防范瓦斯事故 确保井下安全生产提供了保障 4 采取煤层煤样委托有关单位进行了主要煤质指标化验 总之 该矿生产过程中做了一定的矿井地质和矿井水文地质工作 今后还需进一步做好这方面工作 认真进行矿井地质编录 积极为矿井 生产提供更多更有效服务 第四节第四节 对原矿井地质报告的评价对原矿井地质报告的评价 2004 年 12 月山西太行矿业工程技术有限公司为该矿编制的 武乡 县聚鑫煤业有限责任公司煤矿矿产资源储量检测报告 该报告属于储 量检测报告 简单评述如下 文字分六章叙述 重点对井田范围地层 构造发育情况 9 15 号 煤层赋存情况和主要煤质特征 井田水文地质类型和其它开采技术条件 等进行了简单论述 计算了 9 15 号煤层资源储量 文字部分的不足之处是 部分章节的内容略有欠缺 论述不够充分 如对水文地质部分叙述过于简单 其它开采技术条件一章中 对矿井瓦 斯 煤尘爆炸性和煤的自燃趋势评述均无具体测试数据 缺少说服力等 等 第三章第三章 井田地质井田地质 第一节第一节 地地 层层 井田位于沁水煤田东翼襄垣矿区北东端 井田大面积被黄土覆盖 仅西部零星出露有二叠系下统下石盒子组和山西组地层 井田东部边界 外 300 400m 可见 9 15 号煤层露头线 现根据矿井实际揭露资料并结 合周边煤矿及区域地层资料 将井田内地层由老至新叙述如下 一 奥陶系中统峰峰组 一 奥陶系中统峰峰组 O O2 2f f 为煤系地层基底 岩性主要为灰 青灰色厚层石灰岩 夹有泥质灰 岩 角砾状泥灰岩及白云质灰岩 下部岩溶裂隙发育 全组厚度 89 00 125 00m 平均 109 00m 二 石炭系中统本溪组 二 石炭系中统本溪组 C C2 2b b 主要由浅灰色铝土泥岩组成 夹泥岩及砂岩 岩性致密 细腻 有 滑感 具鲕状结构 底部有不稳定之鸡窝状铁矿 即 山西式铁矿 属滨海相沉积 地层厚度 10 86 31 06m 平均 26 09m 与下伏奥陶系 呈平行不整合接触 三 石炭系上统太原组 三 石炭系上统太原组 C C3 3t t 连续沉积于下伏本溪组之上 为一套海陆交互相含煤建造 为井田 主要含煤地层之一 岩性主要由灰 灰黑色泥岩 砂质泥岩和灰色砂岩 3 层深灰色海相石灰岩及 5 7 层煤层组成 灰岩自下而上依次为 K2 K3 K4石灰岩 为井田良好标志层 本组顶部发育一层燧石层 可 做为太原组顶界 所含 15 号煤层为井田主要可采煤层 9 号煤层零星 可采 其余均属不可采煤层 本组厚度 80 94 106 10m 平均 93 20 四 二叠系下统山西组 四 二叠系下统山西组 P P1 1s s 为一套陆相碎屑岩含煤沉积 井田西部局部出露 为含煤地层之一 与下伏太原组呈连续沉积 本组主要由灰 灰黑色泥岩 砂质泥岩和灰 色各粒级砂岩及煤层组成 底部以一层灰 灰白色中粒长石石英砂岩 K7 与太原组分界 本组所含煤层中 9 号煤层沉积稳定 零星可采 其余煤层为不稳定不可采煤层 本组厚度 46 00 76 10m 平均 65 20m 五 二叠系下统下石盒子组 五 二叠系下统下石盒子组 P P1 1x x 与下伏山西组呈连续沉积 井田西部局部出露 岩性由灰绿 黄绿 色砂岩 紫色泥岩 砂质泥岩及铝质泥岩组成 本组底部以一层灰白 黄绿色中粒长石石英砂岩 K8 与山西组分界 本组最大残留厚度约 42m 六 第四系 六 第四系 Q Q 岩性主要为灰黄 浅黄色亚砂土 亚粘土组成 局部含有钙质结核 和砾石 垂直节理发育常形成黄土陡坎 另外 在沟谷中局部分布有少 量全新统冲积 洪积层 岩性多为砂土和砂砾层 与下伏地层呈角度不 整合接触 本组厚度 0 00 30 00m 平均 15 00m 第二节第二节 含煤地层含煤地层 井田内含煤地层主要为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组 分 述如下 一 太原组 一 太原组 C C3 3t t 本组为一套海陆交互相含煤沉积 由 5 个大旋回组成 属半咸水 三角州 碳酸盐岩台地沉积环境 按照岩性岩相组合特征 从下至上可 分为三段 一段 C3t1 K1砂岩底至 K2灰岩底 平均厚度约 18 米 由泥岩 砂质泥岩 细 砂岩及煤层组成 以底部 K1砂岩与本溪组分界 顶部沉积有稳定可采 的 15 号煤层 15 号煤层厚 4 81m 左右 K1砂岩不稳定 有时相变为泥 岩 二段 C3t2 K2灰岩底 K4灰岩顶 平均厚度约 32 12m 由石灰岩 泥岩 砂 质泥岩 细砂岩和 2 3 层煤组成 以色深 粒细 灰岩比例大为特征 该地层由下往上为 K2灰岩 岩性为厚层状深灰色含生物碎屑的微晶灰岩 动物化石 丰富 常见燧石结核和方解石细脉 一般厚 5 6m 深灰色粉砂质泥岩夹薄层细砂岩 顶部为不稳定的 13 号煤 K3灰岩 为深灰色含生物碎屑的泥晶灰岩 厚 2 3m 灰黑色细砂岩及粉砂质泥岩 顶部为 11 号煤层 不可采 中部 夹 12 号煤层 不可采 K4灰岩 深灰色灰岩 含生物化石 质不纯 坚硬 厚 2 3m 三段 C3t3 K4灰岩顶至 K7砂岩底 平均厚度 43 08m 由砂岩 砂质泥岩 泥 岩 煤及灰岩组成 该地层由下而上为 泥岩 粉砂质泥岩 砂岩 含有 8 9 号煤 其中 9 号煤层局部 可采 8 号煤层不稳定 不可采 深灰色中砂岩 砂质泥岩 中夹 5 号煤层 井田内 5 号煤层不稳 定 不可采 灰黑色粉砂质泥岩 顶部为黑色燧石层 4 二 山西组 二 山西组 P P1 1s s 为一套陆相碎屑岩含煤地层 平均厚 65 20m 底部 K7砂岩与下伏 太原组整合接触 主要岩性为砂岩 粉砂质泥岩 泥岩及煤层 含煤 3 层 1 2 3 号 其中 3 号煤层为稳定沉积但零星可采煤层 1 2 号 煤层不可采 见有生物扰动构造 砂岩碎屑多呈棱角状 部分次棱角状 次圆状 分选差 硅质泥质胶结为主 泥岩主要成份为水云母 富含植 物化石 多具水平层理 本组由三个正粒序旋回组成 属上三角洲平原 沉积环境 第三节第三节 构构 造造 一 区域构造特征一 区域构造特征 井田位于太行山隆褶带西侧 沁水煤田东翼 晋获褶断带的东侧 总体构造为一走向北东 倾向北西的单斜构造 地层平缓 倾角一般 10 左右 二 井田构造二 井田构造 井田总体构造为一走向北东 35 48 倾向北西的单斜构造 地层 倾角 5 8 井田内未发现断层 陷落柱和火成岩侵入体 井田构造属简单类型 第四章第四章 煤层 煤质及其它有益矿产煤层 煤质及其它有益矿产 第一节第一节 煤煤 层层 一 含煤性一 含煤性 井田含煤地层主要为上石炭统太原组和下二叠统山西组 含煤地层 总厚 158 40m 含煤 7 10 层 从上而下依次为 1 2 3 5 8 9 11 12 13 15 号煤层 煤层平均总厚 10 85m 含煤系数 6 85 其中太原组地层平均厚度 93 20m 煤层平均总厚 5 95m 含煤系数 6 38 可采的 15 号煤层平均总厚 4 81m 可采含煤 系数 5 16 山西组地层平均厚度 65 20m 煤层平均总厚 1 90m 含煤 系数 2 91 二 可采煤层二 可采煤层 上述煤层中 太原组 15 号为主要可采煤层 全区稳定 太原组 9 号煤层为不稳定零星可采煤层 山西组 3 号煤层不稳定的局部可采煤层 15 号煤层为本矿批采煤层 分述如下 一 3 号煤层 位于山西组下部 上距下石盒子组底砂岩 K8 平均约 65 20m 下 距 K7砂岩约 35m 煤层厚度 0 14 1 20m 平均 0 65m 煤层不稳定 局部可采 顶板多为粉砂岩 页岩 底板多为泥岩 煤层结构中等 一 般含 1 3 层夹矸 二 9 号煤层 位于太原组上部 上距 3 号煤层底平均约 51 85m 煤层厚度 0 1 00m 平均 0 54m 在井田内为不稳定局部可采煤层 结构简单 顶 板为砂质泥岩 底板为砂岩 二 15 号煤层 位于太原组下部 K2灰岩之下 上距 9 号煤层底板平均约 76 03m 煤层厚度 4 40 5 33m 平均 4 81m 厚度变化不大 煤层结构简单 偶夹 1 层夹矸 顶板为砂质泥岩 泥岩 K2灰岩 底板为泥岩或砂质泥 岩 该煤层为稳定的全井田可采煤层 各煤层特征表各煤层特征表 表表 4 1 14 1 1 顶底板岩性 含煤 地层 煤层 号 煤层厚度 m 平均间距 m 煤层结构 夹矸数 稳定性可采性 顶板底板 P1s3 0 14 1 20 0 65 中等 1 3 不稳定 零星 可采 粉砂岩泥岩 51 85 9 0 1 00 0 54 简单 0 不稳定 局部 可采 砂质泥岩砂岩 C3t 15 4 40 5 33 4 81 76 03 简单 0 1 稳定 全井田 可采 砂质泥岩 石灰岩 泥岩 砂质泥岩 三 煤层对比三 煤层对比 本次对煤层进行对比 各可采煤层的层位确定主要沿用原华北煤田 地质局 114 队武乡普查地质报告对比成果 一 手段和方法 煤层对比是在地层对比到组的基础上进行的 采用的手段和方法主 要是利用煤层上 下的岩性 井田内易于对比的物性标志层 旋回特征 煤层本身特征将煤层对比到层 二 煤层对比 15 号煤层顶板为全区稳定发育的 K2灰岩 且该煤层位于太原组下 部 厚度大 全区稳定可采 9 号煤层位于太原组上部 K4灰岩往上约 10m 处 沉积较稳定 但厚度较小 其底板多为灰白色 厚约 4m 的砂 岩 这可作为 9 号煤的重要标志 3 号煤为山西组主要煤层 位于山西 组下部 下距山西组与太原组分界燧石层约 12m 沉积稳定但厚度变化 较大 由于本区含煤地层沉积稳定 旋回结构清晰 各灰岩 砂岩标志 层层位稳定 特征明显 加之可采煤层本身厚度 结构特征及层间距变 化具有一定规律 煤层易于对比 第二节第二节 煤煤 质质 井田内主要可采煤层为 15 号煤层 9 号煤为太原组主要煤层 据 区域 周边煤矿及本矿资料 将各煤层物理性质及煤质特征叙述如下 一 物理性质一 物理性质 9 号煤为黑 灰黑色 玻璃 似金属光泽 条带状结构 块状 层 状构造 贝壳状 阶梯状断口 条痕灰黑色 以亮煤为主夹少量镜煤条 带 硬度 3 4 内生裂隙发育 以光亮型煤为主 少量的半光亮型煤 15 号煤呈黑 灰黑色 似金属光泽 条带 均一状结构 阶梯状 贝壳状断口 条痕灰黑色 内生裂隙发育 富含硫分及黄铁矿结核 燃 烧时恶臭 俗称 臭煤 以亮煤为主 暗煤次之 夹有镜煤条带 煤 岩类型属半亮型煤 二 化学性质二 化学性质 据区域 邻矿资料和 2007 年 10 月 26 日对该矿 15 号煤井下采样送 山西省煤炭工业局综合测试中心化验结果 9 15 号煤层煤质化学性质 如下 1 9 号煤层 水分 Mad 原煤 0 66 0 95 平均 0 84 浮煤 0 74 0 98 平均 0 85 灰分 Ad 原煤 11 08 34 40 平均 29 59 浮煤 7 90 8 80 平均 8 35 全硫 St d 原煤 0 23 0 49 平均 0 41 浮煤 0 28 0 63 平均 0 46 挥发分 Vdaf 原煤 15 86 25 54 平均 20 70 浮煤 12 13 18 51 平均 15 43 发热量 Qgr d 原煤 32 60MJ kg 胶质层厚度 Y 0 25mm 平均 5mm 粘结指数 GR I 56 2 15 号煤层 水分 Mad 原煤 0 29 浮煤 0 51 灰分 Ad 原煤 27 18 浮煤 7 78 全硫 St d 原煤 1 48 浮煤 1 20 挥发分 Vdaf 原煤 20 24 浮煤 16 32 发热量 Qgr d 原煤 25 76MJ kg 浮煤 34 51MJ kg 胶质层指数 Y 4 0mm 粘结指数 GR I 18 三 煤的工艺性能三 煤的工艺性能 本区煤的工艺性能测试资料较少 类比襄垣矿区夏店勘探区资料 本区 15 号煤应属高强度 热稳定性好 可磨性差 中等 二氧化碳反 应性低 中等结渣性 基本不易泥化的煤层 四 煤类的确定及其依据四 煤类的确定及其依据 根据 中国煤炭分类 GB5751 1986 标准 井田内 9 号煤为低灰 特低硫 低硫 特高热值之焦煤 15 号煤为低灰 高硫分 中热值之贫 瘦煤 五 煤的可选性五 煤的可选性 本区无 9 15 号煤层可选性试验资料 参考武乡矿区一 二勘探区 精查地质报告资料 9 号煤可选性属中 难选 15 号煤为中 易选 六 工业用途评价六 工业用途评价 根据其煤类和主要煤质特征 9 号煤可作煤焦用煤 15 号煤可作炼 焦配用煤 第三节第三节 其它有益矿产其它有益矿产 井田其它有益矿产主要有铁矿 石灰岩等 一 铁矿一 铁矿 赋存于奥陶系石灰岩古剥蚀面上 主要为团块状褐铁矿 呈鸡窝状 分布 极不稳定 又称 山西式铁矿 无分析资料 具体品位情况不 详 二 硫铁矿二 硫铁矿 赋存于太原组下部 K2石灰岩以下 由下而上有四层 其中第二层 局部较发育 具有一定开采价值 其上距 15 号煤底板 2 5m 矿体呈似 层状 透镜状 厚度变化大 三 石灰岩三 石灰岩 石炭系上统太原组和奥陶系均有厚层石灰岩赋存 为良好的建筑材 料 可用于烧制白灰或作炼钢助熔剂 但由于埋藏较深 不易开发利用 四 稀散元素四 稀散元素 据武乡普查地质报告 9 15 号煤中均含有一定量的稀有元素镓和 锗 含量约 10 20ppm 第五章第五章 水文地质水文地质 第一节第一节 区域水文地质概况区域水文地质概况 本井田区域上位于襄垣矿区北部 襄垣矿区位于辛安泉域西北部径 流区 属海河流域漳河水系 浊漳河北源支流流经井田外西南折向东南 进入河北省邯郸 注入海河 其范围东部为连绵起伏的太行山脉 向西 到沁县北西漳河的西源 南起张子南的漳河南源 北止于武乡县之漳河 北源 大体上构成一个完整的水文地质单元 南部和东南部大面积出露 的碳酸盐岩 又为岩溶水的发育奠定了基础 按含水介质的不同 区域内地下水可划分为松散岩类 碎屑岩类 碎屑岩夹碳酸盐岩类及碳酸盐岩类四个不同类型的含水岩组 各含水岩 组的水文地质特征参照 沁水煤田武乡矿区一 二勘探区精查地质报告 书 及 山西省沁水盆地襄垣矿区普查勘探地质报告书 简述如下 一 松散岩类含水岩组一 松散岩类含水岩组 主要指第四系松散堆积物 厚度 0 30m 含水层岩性主要为砂砾 石 砂及亚砂土等 含水层水位埋深 富水性及井泉涌水量因地方不同 而异 地下水埋藏类型以孔隙潜水为主 部分地带其下部也可赋存承压 水 该含水岩组主要接受降水与基岩裂隙水补给 也可排泄补给基岩地 下水 地下水动态随季节性变化显著 因冲积层上部为透水性不好的黄 土覆盖 所以含水性不丰富 但在近代河床附近蓄水量较大 钻孔扬水 试验 单位涌水量 1 78 2 935L s m 富水性强 二 基岩风化带含水岩组二 基岩风化带含水岩组 含水层为风化的砂岩 砂质页岩 其含水性决定于基岩风化程度 深度及分布的条件 据西营水库野外渗透试验资料 单位涌水量 0 233L s m 在远离河谷地段的压水试验所得 单位涌水量 0 141 L s m 均为富水性中等 三 碎屑岩类含水岩组三 碎屑岩类含水岩组 指二叠系下石盒子组及山西组砂岩含水岩组 地下水埋藏类型为裂 隙水及承压水 浅部地下含水层水多为潜水 主要接受大气降水补给 富水性取决于砂岩的裂隙发育程度 富水性一般 排泄方式多在地势低 洼处以泉水形式排出地表 也可沿裂隙或煤层采空陷落区等向下渗透 地下水位 水量受地形影响变化较大 且季节性动态变化显著 钻孔揭 露岩芯所见砂岩裂隙普遍发育 单位涌水量 0 00174L s m 富水性弱 四 碎屑岩夹碳酸盐岩类含水岩组四 碎屑岩夹碳酸盐岩类含水岩组 指石炭系太原组砂岩及石灰岩含水岩组 地下水埋藏类型以裂隙岩 溶承压水为主 其富水性决定于砂岩及灰岩的裂隙与岩溶发育程度 钻 孔在钻进至石灰岩时 均有漏水现象 K2 K3灰岩裂隙普遍发育 K4灰 岩裂隙不发育 三层石灰岩混抽 单位涌水量 0 0054L s m 富水性弱 出露于该层位的泉水很少 涌水量差异也较大 砂岩为厚层中 粗石英 砂岩 一般 10m 左右 岩芯所见普遍存在裂隙 钻孔单位涌水量 0 0005L s m 富水性弱 五 碳酸盐岩类含水岩组五 碳酸盐岩类含水岩组 指奥陶系中统灰岩含水岩组 含水层厚度大 承压水头较高 埋藏 深 该层位上部多属透水层 部分地带受局部泥灰岩隔水层的影响而可 能发育有富水性很差含水层 中 下部岩溶裂隙发育程度逐渐提高 富 水性逐渐增强 为区域奥灰岩溶含水层 上部峰峰组注水试验 单位涌 水量 0 0285L s m 富水性弱 下部上马家沟组抽水 单位涌水量可达 3 22L s m 富水性强 因本区水文地质资料均为 20 世纪 50 年代勘探报告 历史久远 可 能与现在实际情况有一定出入 仅能作为参考 第二节第二节 矿井充水条件矿井充水条件 井田位于沁水煤田东部 井田内沟谷发育 切割深度较小 地形起 伏变化较大 地貌类型为构造剥蚀中低山区 区内无常年地表径流 仅 在雨季沟谷中有短暂溪流 一 井田主要含水层一 井田主要含水层 本井田无水文地质资料 依据区域水文地质及井田地层特征 划分 为以下五类主要含水层 一 第四系松散沉积物孔隙潜水含水层 该含水层岩性以全新统砂砾石及砂层为主 在井田内不甚发育 仅 北 西部沟谷中局部发育 一般厚度约在 2 10m 之间 水位埋藏 富 水性在不同部位变化较大 松散层孔隙水接受大气降水补给 向沟谷下 游排泄或垂向渗透补给基岩裂隙水 富水性中等 二 基岩风化带含水层 含水层为风化的砂岩 砂质页岩 其含水性决定于基岩风化程度 深度及分布的条件 一般富水性中等 三 二叠系下石盒子组及山西组砂岩裂隙含水层 砂岩含水层的富水性取决于砂岩的裂隙发育程度 地下水的埋藏条 件和类型 在长期开采 15 号煤疏排矿坑水的影响下 目前一般以潜水 形式赋存 主要接受大气降水补给及含水层之间沿基岩裂隙的垂向渗透 补给 地下水总体流向北西 富水性弱 四 石炭系上统太原组砂岩 灰岩岩溶裂隙承压含水层 太原组含水层为石灰岩和数层中细粒砂岩 以灰岩为主 砂岩次之 砂岩及灰岩含水层被其间泥岩隔水层分隔为层状且近似独立的含水体 相互间水力联系较弱 富水性弱 五 奥陶系中统灰岩岩溶裂隙含水层 奥陶系主要由厚层石灰岩 泥灰岩 白云质灰岩等组成 其中下部 裂隙岩溶发育 富水性强 井田内奥灰岩溶水水位标高在 685m 左右 地下水流向由北西向南东 二 井田内主要隔水层二 井田内主要隔水层 一 本溪组及太原组底部泥岩 铝土质泥岩隔水层 该隔水层位于 15 号煤层之下 平均厚度 33 47m 岩性细腻 隔水 性能好 二 石炭系 二叠系灰岩及砂岩含水层层间泥质岩隔水层 该层间隔水层岩性为泥岩 砂质泥岩及铝土质泥岩等 其单层厚度 相差悬殊 小则 1 2m 最厚可达 30m 左右 分布于各灰岩 砂岩含水 层之间 阻隔或减弱了各含水层相互间的水力联系 埋藏较浅及煤层采 空区顶板之上裂隙发育带内的泥质岩 受不同成因裂隙的影响 在不同 程度上减弱了其隔水作用 三 井田构造对水文地质条件的影响三 井田构造对水文地质条件的影响 井田内主要为一倾向北西的单斜构造 据目前开采情况 断层 陷 落柱均不发育 各含水层水大部沿倾斜方向向北西部运移 一般对井田 水文地质条件没有影响 四 矿井水文地质类型四 矿井水文地质类型 井田内 15 号煤层直接充水含水层为其上部石灰岩 砂岩岩溶裂隙 含水层 一般富水性弱 各含水层的充水补给主要来源于大气降水下渗 补给条件有限 奥灰岩溶水位低于 15 号煤层底板 由此分析 井田内 15 号煤层为水文地质条件简单的裂隙充水矿床 属二类一型 第三节第三节 井田充水因素分析井田充水因素分析 一 邻近矿井充水概况一 邻近矿井充水概况 据调查了解 邻矿开采 15 号煤层 矿井涌水量不大 两矿之间留 有矿界保安煤柱 故邻矿的开采对本矿 15 号煤层的开采影响不大 二 矿坑充水因素分析二 矿坑充水因素分析 一 充水水源及其影响程度 1 大气降水对矿井充水的影响 大气降水是该矿矿井水的主要来源 即降水通过基岩裂隙及松散沉 积物孔隙渗入地下 在岩石裂隙相互勾通的情况下进入坑道 由于降水 量的季节变化 矿井涌水量亦具明显的动态变化特征 2 地表水对矿井充水的影响 井田内无地表水体 仅有小的泉水点和溪流 对地下水的补给不会 太大 雨季降水沿沟谷由高向低自然排泄 3 采空区积水对矿井充水的影响 本矿开采 15 号煤已有多年 该矿及邻近开采 15 号煤的矿山经多年 开采均形成大片的采空区 据矿方资料 积水量甚微 但采空区积水对 煤层开采是主要的威胁 因此在开采至采空区附近时 切不可忽视 必 须坚持 预测预报 有疑必探 先探后掘 先治后采 的原则 以免发 生水患 4 井筒水对矿井水的影响 因井筒穿过下石盒子组及山西组地层并与 15 号煤矿井相通 故上 部含水层水通过井筒对 15 号煤矿井充水存在一定影响 二 矿井充水通道 据邻近生产矿井充水情况与矿区水文地质条件来看 本区 15 号煤 矿井的充水通道 主要应为岩石层的孔隙 裂隙 顶板冒落带 此外 不应忽视井田内未查明的隐伏构造对矿井充水的影响 井田西部 15 号 煤层埋藏较浅 长期开采条件下 顶板冒裂带可与基岩风化带连通或直 接影响到地表 并将与区内或邻近以往 15 号煤采空区产生一定的水力 联系 15 号煤层以上 9 号煤基本采空 开采 15 号煤形成的冒落带可能 沟通 9 号煤 据 矿区水文地质规程 采用以下公式计算 15 号煤导水 裂隙带 包括冒落带最大高度 100M Hf 2 4n 2 1 11 2 式中 Hf 导水裂隙带 包括冒落带最大高度 M 煤层厚度 15 号煤平均厚 4 81m n 开采时煤分层层数 15 号煤为厚煤层 n 为 2 经计算 导水裂隙带 包括冒落带最大高度 为 81m 9 15 号煤 间距平均 76 03m 推断开采 15 号煤形成的导水裂隙带 包括冒落带最 大高度 会沟通 9 号煤的采空区 其中的积水会溃入 15 号煤矿井 因 此 必须做好采空区抽排水工作 防止水害的发生 三 奥灰水对矿坑充水的影响 井田内 15 号煤层底板标高 880 960m 据井田附近岩溶水资料推 测 本井田奥灰岩溶水位标高约为 685m 左右 远低于 15 号煤层底板标 高 故不会发生奥灰突水危险 三 井下水防治措施三 井下水防治措施 1 合理进行采掘布置 采用正确的开采方法 煤层开采顺序和井巷 布置应在水文地质条件简单区开始 井筒及井底车场应布置在地层完整 且不易透水处 2 留防水煤柱 防水煤柱留设原则是在充分考虑 安全可靠与资源 充分利用 开采方法 强度 构造与岩性之关系 开拓 采掘布局与煤 柱的协调关系 煤柱的维护条件及效性 的同时 在不宜采取疏放措施 的突水区域 设置防水煤柱 3 超前探水 矿坑水患 不仅在于水量大 水压高 更重要的是在 于其突发性 超前探水就是在掘进过程中对于可能有水患的地段 提前 进行钻探 以查明采掘工作面 侧帮或顶底板的水情 这是确保安全生 产的一项重要防水措施 另外 目前井田内已经形成较大范围的采空区 采空积水势必给矿 井造成隐患 所以煤矿加强采空区的密闭工作和监测工作 采掘时要坚持 有疑必探 先探后掘 有水必放 的原则 在遇以 下情况时必须采取探放水措施 1 在接近水淹区 采空区 古空区时 2 在接近含水层 导水断层时 3 打开隔离煤柱时 4 在接近水文地质条件复杂地段又情况不明时 第四节第四节 矿井涌水量矿井涌水量及预算及预算 该矿现开采 15 号煤层 生产能力为 15 万 t a 矿井涌水量一般为 60m3 d 最大涌水量 100m3 d 富水系数为 0 146 若生产能力提升为 30 万 t a 则根据富水系数法来计算核定后的矿井涌水量为 Q P P0 Q0 式中 P0 为现矿井生产能力 万 t Q0 为现矿井涌水量 m3 d P 为核定后的生产能力 万 t Q 为核定后的涌水量 m3 d 求得核定后的一般涌水量为 120m3 d 最大涌水量 200m3 d 随着开采范围的扩大 致使塌陷裂隙的增多 上覆基岩风化带含水 层水及大气降水等的影响 矿井涌水量也将发生变化 因此 必须在生 产过程中 加强水文地质工作 及时指导矿井安全生产 第五节第五节 供水水源供水水源 据井田的水文地质条件 地表水源缺乏 且主要限于大气降水 部 分地段的浅部含水层在长期开采条件下将会受到破坏 逐渐失去了作为 矿山供水水源的能力 井下防尘及地面煤堆防尘降温则使用矿井水 井 田内较好的供水水源为奥陶系上马家沟组灰岩水 区内静止水位标高约 685m 水量丰富 水质良好 完全可满足本矿生活 生产用水 第六章第六章 其它开采技术条件其它开采技术条件 第一节第一节 开采方法和顶底板条件开采方法和顶底板条件 一 开采方法一 开采方法 该矿现开采 15 号煤层 煤层厚度 4 81m 左右 采煤方法采用走向 壁式炮采悬移支架放顶煤 一次采全高 主副井筒粗料石砌碹 主要大 巷砌碹锚喷支护 全部垮落法管理顶板 二 顶底板条件二 顶底板条件 该矿区内未进行煤层顶底板岩石物理力学试验工作 据区域及周边 煤矿资料 对各主要可采煤层顶底板情况做初步描述 一 9 号煤层 直接顶板为砂质泥岩 泥岩 厚度 4 00m 左右 随开采过程达一定 范围后开始冒落 属中等坚固的软质岩石 老顶为中 细砂岩 厚度 3 50m 左右 属中等坚固的硬质岩石 裂隙不发育 稳定性好 底板多 为泥岩伪顶 属中等硬度的软质岩石 基本稳定 据周边煤矿调查 在 开采过程中其顶底板均较易管理 二 15 号煤层 老顶岩性为深灰色厚层状石灰岩 厚度为 5 40m 左右 属坚固的硬 质岩石 一般稳定性较好 直接底板岩性多为泥岩 局部为铝质泥岩 稳定性差 质地较软 有底鼓现象 不易管理 第二节第二节 瓦斯 煤尘 煤的自燃及地温瓦斯 煤尘 煤的自燃及地温 一 瓦斯一 瓦斯 据长治市煤炭工业局以长安监煤发 2007 13 号文件 关于武乡县 白和煤矿等 16 座矿井 2006 年度矿井瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定结 果的批复 武乡县聚鑫煤业有限责任公司煤矿 2006 年矿井瓦斯绝对涌 出量 0 23m3 min 相对涌出量 0 56m3 t 二氧化碳绝对涌出量 0 20m3 min 相对涌出量 0 56m3 t 2005 年矿井瓦斯绝对涌出量 0 482m3 min 相对涌出量 2 11m3 t 二氧化碳绝对涌出量 0 562m3 min 相对涌出量 1 82m3 t 属低瓦斯矿井 在今后生产过程 中一定要加强瓦斯监测工作 确保安全生产 二 煤尘二 煤尘 2006 年 3 月 30 日该矿委托山西省煤炭工业局综合测试中心对本矿 15 号煤层煤尘爆炸性进行了测试 见表 6 2 1 结果为 15 号煤层煤 尘有爆炸性 煤尘爆炸性鉴定表煤尘爆炸性鉴定表 表表 6 2 16 2 1 煤层号工业分析 Vdaf 火焰长度 mm 加岩粉量 有无爆炸性 1517 993070有 在煤层开采中 必须完善综合防尘系统 防止煤尘爆炸性事故发生 三 煤的自燃三 煤的自燃 2006 年 3 月 30 日该矿委托山西省煤炭工业局综合测试中心对本矿 15 号煤层自燃倾向性进行了测试 见表 6 2 2 测试结果为 15 号煤 层为容易自燃煤层 自燃等级为 级 煤层自燃倾向性鉴定表煤层自燃倾向性鉴定表 表表 6 2 26 2 2 煤层号 全硫 真密度 g cm2 吸氧量 cm3 g 自燃倾向性性质自燃等级 152 611 401 1260容易自燃 该井田自投产以来 1985 年在原风井西南采空区内有一自燃火区 其周边巷道已密闭 井口 CO1 CO2等有害气体涌出量未超标 据调查 本矿周边各矿也存在火区 如 1997 年北部的温庄村矿发现有一自燃 火区 2006 年 1 月在西北部温庄联营煤矿有一自燃火区 东部已关闭 的砖大煤矿也有一自燃火区 所有发现的自燃火区 其周边巷道已密闭 由于本区煤层极易自燃 在今后的开采过程中应小心防范 做好防火 工作 四 地温 地压四 地温 地压 据生产煤矿调查资料 本区属地温 地压正常区 本矿井自建矿以 来未发现有地温 地压异常现象 地温梯度为每百米 0 6 2 9 恒温 带深度一般在 85m 左右 第三节第三节 特殊开采特殊开采 该矿井田内有村庄和工业广场建筑物 在矿井开采时 要按规 范留有一定的保安煤柱 第四节第四节 环境地质环境地质 一 地质环境条件一 地质环境条件 本井田地貌类型表现为中低山丘陵区 地表大面积为黄土覆盖 基 岩少有出露 煤系地层深埋于地下 煤层中的有害元素对环境的影响甚 小 井田内地形较为简单 岩体相对稳定 大面积滑坡的可能性不大 但坍塌现象可能发生 综上所述 本区地质环境条件简单 二 地质环境现状二 地质环境现状 井田内 15 号煤层经过多年开采 已形成了较大范围的采空区 但 由于以往开采方法落后 煤柱留设较多 大大缓解了地表变形 裂缝 塌陷的现象发生 现地表尚未发现有上述现象 三 矿山进一步开采可能引起的环境地质问题三 矿山进一步开采可能引起的环境地质问题 1 伴随煤层的开采 矿井大量疏排地下水 将使疏干降落漏斗区内 地下水将被疏干 从而造成影响区内地下水资源的破坏 给当地居民的 生产生活用水带来困难 2 大量含硫矿井水的排放 会对其影响范围内的地下水或河水造成 污染 直接影响矿山及当地居民的生活用水质量 3 煤矸石等废弃物的大量堆积 必定占用地表或农田 不仅影响环 境 而且浪费土地资源 矿区因装卸 运输而形成的煤粉尘随风飘散 会对周围空气造成污染 四 环境保护方面应采取的主要措施四 环境保护方面应采取的主要措施 1 对矿山环境应从设计与初期着手 长远考虑 统筹规划 综合 治理 2 生产过程中应尽量利用净化处理后的矿井排水 合理利用矿区水 资源 尽量减轻因疏排矿井水而对矿山周边环境造成的一系列不良影响 3 对矿井排水应先集中采取有效的水质处理措施 确保全部达标 排放 4 对露天堆放矸石场地应采取整平铺土造田或植树造林等综合利 用措施 达到变废为宝 美化环境 保护生态环境之目的 废弃物沿 沟谷堆放时应修建拦碴坝 井下废弃物尚可采用往废弃巷道或采空区 内的回填措施 既可减少往地表运输工作量 又可降低顶板岩石塌陷 破坏的高度 第七章第七章 资源资源 储量估算储量估算 第一节第一节 资源资源 储量估算范围和工业指标确定储量估算范围和工业指标确定 一 资源一 资源 储量估算范围储量估算范围 参与本次资源储量估算的煤层为该矿批准开采的 15 号煤层 资源 储量估算范围为该矿批准开采井田范围减去采空区后所剩余的未回采范 围 估算面积为 1686 87k m2 二 工业指标确定二 工业指标确定 井田 15 号煤层煤类为瘦煤 属炼焦用煤 按照 2002 年 12 月国土 资源部颁发的 煤 泥炭地质勘查规范 中有关规定 确定煤层资源 储量的各项估算指标为 煤层厚度为 0 70m 煤层最高灰分为 40 煤层最高硫分为 3 根据现有资料 15 号煤层各指标均在上述限定范围之内 第二节第二节 资源资源 储量估算方法储量估算方法 井田内 15 号煤层属稳定煤层 产状平缓 倾角 5 8 故本次储 量估算采用地质块段算术平均法 估算公式如下 Q S M D 式中 Q 块段资源储量 kt S 块段面积 k m2 采用水平投影面积 用 MAPJIS 软件直 接在煤层底板等高线图上求得 M 块段平均厚度 m 为块段内及邻近见煤工程点煤层采 用厚度的算术平均值 各见煤点煤层采用厚度为剔除 0 05m 夹 石后的煤分层厚度之和 D 煤层视密度 t m3 15 号煤层视密度采用 1 37t m3 第三节第三节 资源资源 储量类型划分储量类型划分 本井田地质构造简单 参与资源 储量估算的 15 号煤层属稳定煤层 井田地质条件类型为一类一型 根据国土资源部 2002 年 12 月发布的 煤 泥炭地质勘查规范 中一类一型资源 储量基本线距要求 结合 井田见煤工程点分布情况 对煤层资源 储量做如下圈定 1 以不大于 1000m 1000m 网度见煤点连线及外延见煤点实际距离 的 1 2 范围圈定为探明的经济基础储量 111b 2 其余为推断的内蕴资源量 333 第四节第四节 资源资源 储量估算结果储量估算结果 经本次估算 井田范围 15 号煤层累计查明资源 储量 111b 333 共 15739kt 其中保有资源 储量 11124kt 动用储量 4615kt 保有资源 储量中探明的经济基础储量 111b 7056kt 推断的内蕴资源量 333 4071kt 探明的经济基础储量占总保有资源 储量的 63 40 大于 20 达到相关要求 详见附表 2 附表 3 第五节第五节 探采对比探采对比 该井田内未进行过地质勘探工作 井田周边附近亦无钻探工程 根 据该矿目前 15 号煤层开采揭露情况来看 在巷道延及范围内的煤层厚 度 结构及底板起伏变化趋势上 与原地质报告基本一致 本次报告所 采用见煤工程点均为井下实测 资源 储量估算结果较为可靠 可作为 井田煤炭资源开拓规划的依据 经本次估算 井田内尚有 15 号煤资源 储量 11124kt 若以厚煤层 采区回采率 60 剔除永久