矿井防治水专项设计

榆林泰发祥矿业有限公司榆林泰发祥矿业有限公司 麻黄梁煤矿麻黄梁煤矿 矿矿 井井 防防 治治 水水 专专 项项 设设 计计 地测部地测部 张礼军张礼军 二 一八年一月二 一八年一月 榆林泰发祥矿业有限公司麻黄梁煤矿矿井防治水专项设计 目录目录 1 1 概述 概述 1 1 1 1 目的和任务 1 1 2 位置及交通 1 1 3 水文与气象 3 1 4 地形地貌 4 1 5 以往的水文地质工作 4 1 6 矿井现状 6 1 7 编制依据及技术标准 7 2 2 矿井地质条件矿井地质条件 8 8 2 1 矿井构造 8 2 1 1 构造 8 2 2 地层 8 2 3 煤层及煤质 17 2 3 1 含煤性 17 2 3 2 煤层 18 2 3 2 煤质 20 3 3 矿区水文地质条件矿区水文地质条件 2323 3 1 矿区含 隔 水层 23 3 2 矿井充水因素分析 29 4 4 矿井水害防治方案矿井水害防治方案 3434 榆林泰发祥矿业有限公司麻黄梁煤矿矿井防治水专项设计 4 1 水害防治方案的确定 34 4 2 水害防治工程的设置 34 5 5 防水煤 岩 柱留设防水煤 岩 柱留设 3535 5 1 防水煤 岩 柱的种类 35 5 2 防水煤 岩 柱留设 35 5 2 1 防水煤 岩 柱的留设原则 35 5 2 2 防水煤 岩 柱的留设 36 6 6 矿井防治水措施矿井防治水措施 3737 6 1 矿井开拓 开采所采取的安全保证措施 37 6 1 1 矿井开拓工程位置及层位选择 37 6 1 2 采掘工程所采取的防治水措施 38 6 2 水害防治的组织措施 41 6 3 井下探放水措施 41 6 3 1 区域 局部探放水措施 41 6 3 2 探放水设备选择 48 6 4 地表防治水措施 49 6 4 1 地表水防治设计依据 49 6 4 2 地表水防治工程 50 6 5 井下防治水安全设施 52 6 5 1 井下排水 52 6 5 2 防水设施 54 6 6 封闭不良钻孔防治水措施 54 榆林泰发祥矿业有限公司麻黄梁煤矿矿井防治水专项设计 6 7 预防井下突水 54 6 8 其它 54 7 7 结论结论 5555 附图 附图 1 矿井综合水文地质图 2 矿井充水性图 3 矿井水文地质剖面图 4 矿井综合水文地质柱状图 榆林泰发祥矿业有限公司麻黄梁煤矿矿井防治水专项设计1 1 概述 概述 1 1 目的和任务目的和任务 为加强煤矿防治水工作和煤矿水害的治理 防止和减少水害事故 保障煤矿职工生命安全 本着 安全第一 预防为主 的安全生产方针 根据 矿山安全法 煤矿安全规程 安全生产法 煤矿防治水规 定 等相关要求 编制了 榆林泰发祥矿业有限公司麻黄梁煤矿矿井防 治水专项设计 通过对矿井水害基本情况进行调查 建立矿井水害档案 分析矿井水文地质类型及矿井充水特征 对矿井水害和危险程度进行分 类 确定防水安全煤 岩 柱 编制针对性防治水专项设计 从而有效 遏制煤矿水害事故的发生 促进煤矿安全生产 1 2 位置及交通位置及交通 麻黄梁煤矿位于榆林城东北方向直距约 23km 处 图 1 1 行政区 划隶属榆林市榆阳区麻黄梁镇管辖 榆 林 神 木 公路 S204 及神 木 延 安 铁路由煤矿西北约 12km 处通过 金鸡滩火车站位于煤矿西侧约 12km 处 牛家梁火车站位于煤矿西南方向约 22km 处 榆 林 府 谷 旧公路沿煤矿西北部边界通过 榆 林 靖 边 沙漠高速公路 G210 由煤矿西部约 25km 处通过 榆林城与外界不同等级的公路运输 网较为发达 与西安两地间每天有民航班机往来 本区交通便利 煤炭 外运条件良好 图 1 1 榆林泰发祥矿业有限公司麻黄梁煤矿矿井防治水专项设计2 图图 1 11 1 交通位置示意图交通位置示意图 根据陕西省国土资源厅批准的榆林泰发祥矿业有限公司麻黄梁煤矿 采矿许可证 其地理坐标为 东经 109 56 44 109 59 30 北纬 38 25 32 38 27 30 1980 西安坐标系 根据 2010 年 7 月 9 日由陕西省国土资源厅颁发了榆林市榆阳区麻黄 梁煤矿采矿许可证 证号 C 麻黄梁煤矿矿权范围由 7 个拐点圈定 矿 区面积 7 7772m2 开采深度为 1120 m 至 1089 m 标高 榆林泰发祥矿业有限公司麻黄梁煤矿矿井防治水专项设计3 麻黄梁煤矿采矿许可证拐点坐标表麻黄梁煤矿采矿许可证拐点坐标表 19801980 西安坐标系 给定 西安坐标系 给定 拐点好拐点好 X XY Y 1 26 43 2 26 41 3 29 42 4 29 42 5 28 45 6 27 44 7 26 43 1 3 水文与气象水文与气象 麻黄梁煤矿矿区位于陕北侏罗纪煤田的西南部 区域内较大水系有 无定河及其支流榆溪河 海流兔河和硬地梁河 矿区内第四系广布 其 上多被现代风积沙覆盖 大气降水均渗入地下 成为松散岩类孔隙潜水 区内多年平均降水量 410mm 降水多集中在 7 9 月份 占全年降水量的 65 5 历史日最大降水量达 141 7mm 根据以往地表水及地下水动态长期观测资料 对地下水的补给 径 流及排泄进行简单的评述 据头道河水长期观测结果 区内地表水变化特点较明显 每年有两 个丰水期 3 4 月冰融期和 7 8 9 月雨季 两个枯水期 5 6 月和 11 月至次年 2 月 由于该河道水库较多 拦洪调节后的河水流量较雨 期滞后约 5 10 天 据以往区内钻孔地下水位及水泉流量的动态长期观测结果 其动态 变化与大气降水关系较为密切 具有同步变化特征 地下水位动态特征 是雨季大幅上升 枯季持续下降 据省地震局资料记载 榆林地区在 1448 年 9 月 30 日和 1472 年 8 月 发生过两次 5 级地震 此后近 200 年再未发生过较强地震 根据 建筑 榆林泰发祥矿业有限公司麻黄梁煤矿矿井防治水专项设计4 抗震设计规范 GB50011 2001 榆林地区抗震设防烈度为 6 度 设计 地震加速度值为 0 05g 1 4 地形地貌地形地貌 麻黄梁煤矿矿区位于毛乌素沙漠与黄土高原过渡带的东南边缘 地 势总体东部 南部及北部较高 地貌上矿区东 南部和北部以黄土梁岗 地形为主 其余地段以沙漠滩地为主 其上多被现代风积沙覆盖 最高 点位于井田东部的梁峁处 高程 1371 1m 最低点位于井田的东南角冲 沟处 高程 1235 0m 最大相对高差 136 1m 1 5 以往的水文地质工作以往的水文地质工作 1 1978 1980 年 中国人民解放军基建工程兵 00928 部队完成了 1 20 万 榆林幅 水文地质调查 较全面地论证了区域水文地质条件和 地下水的形成及分布状况 是本区水文地质工作的基础资料 报告 1980 年 2 月提交 中国人民解放军 00929 部队组织报告验收委员会于 1980 年 3 月予以批准 2 1981 1985 年 西安地勘院 原第八地质队 在包括本井田在 内的榆林 横山 靖边一带 15000 km2范围内了进行了煤田远景调查 共施工钻孔 45 个 进尺 34023 63 m 提交了 陕北侏罗纪煤田榆林 横山地区远景调查报告 及 D E 级煤炭储量 718 13 亿吨 其中 D 级 537 22 亿吨 该报告于 1985 年 11 月 11 日经原地矿部 陕西省地质矿 产局共同评审 批准文号为陕地地发 86 16 号 该成果工程质量高 资料系统全面 是部署包括本井田在内的大范围煤田勘查工作的地质依 据 但该项工作在井田内未施工钻孔 3 1986 1994 年 西安地勘院 原第八地质队 在包括本井田在 内的榆林 横山地区面积约 1800km2的范围内完成了煤矿普查 提交了 陕北侏罗纪煤田榆林 横山地区普查报告 于 1995 年经陕西省地矿 局以陕地地科发 1995 40 号文件审查批准 及 C D 级煤炭资源储量 榆林泰发祥矿业有限公司麻黄梁煤矿矿井防治水专项设计5 100 44 亿吨 其中 C 级 21 32 亿吨 该项工作在麻黄井田范围内及周边 共施工钻孔 3 个 进尺 1205 32 m 其中井田范围内 1 个 ZK1863 进 尺 401 93 m 周边 2 个 ZK1554 ZK1859 进尺 803 39 m 4 1992 1994 年 西安地勘院 原第八地质队 在包括本井田在 内的榆林市金鸡滩 麻黄梁煤矿区约 730km2的范围内进行了详查 提交 了 陕西省榆林市金鸡滩 麻黄梁煤矿区详查报告 及 B C D 级煤炭资 源储量 41 21 亿吨 其中 B 级 10 45 亿吨 C 级 16 76 亿吨 该报告于 1995 年 3 月 1 日通过了陕西省计划委员会 陕西省地质矿产局组织的评 审 批准文号 陕地发 1995 20 号 该项工作在麻黄梁井田范围内及 周边共施工钻孔 5 个 进尺 1392 92m 其中井田范围内 2 个 ZK1759 ZK1861 进尺 464 66m 周边 3 个 ZK1556 ZK1757 ZK1763 进尺 928 26m 5 2007 年 4 月 西安地勘院对麻黄梁井田进行了井田勘探 提交 了 陕西省陕北侏罗纪煤田榆神矿区麻黄梁井田勘探报告 及 331 332 333 级储量 1 37 亿吨 报告于 2008 年元旦通过了陕西省国土 资源规划与评审中心组织的评审 备案文号为陕国土资储备 2008 103 号 该报告在井田内共实施 14 个钻孔 总进尺 2892 90m 其中水文孔 2 个 进尺 382 70m 分别对第四系全新统冲洪积含水层 延安组第四段 含水层及火烧区含水层进行了抽水试验 6 2011 年 8 月 西安地质矿产勘查开发院在区内进行了水文地质 补充勘探 编写了 榆林市榆阳区麻黄梁煤矿水文地质补充勘探报告 施工水文钻孔 5 个 总进尺 1030 72m 各钻孔均对煤层上覆基岩进行了 一个试段的抽水试验 7 2012 年 2 月 陕西省煤炭科学研究院在区内施工水文钻孔 2 个 总进尺 437 50m 各钻孔均对煤层上覆基岩进行了一个试段的抽水试验 并编写了 陕西省榆林泰发祥矿业有限公司麻黄梁煤矿矿井水文地质类 榆林泰发祥矿业有限公司麻黄梁煤矿矿井防治水专项设计6 型划分报告 该报告经专家组评审通过 1 6 矿井现状矿井现状 1 矿井采矿权和生产许可证取得的情况 采矿许可证 证号为 C 2 矿井开拓 开采方式 生产规模 生产状况 瓦斯等级 矿井设计生产能力为 120 万吨 年 核定生产能力为 240 万吨 年 设计采用斜井开拓方案 布置有主斜井 副斜井和回风立井三条井 筒进行开拓 综采放顶煤工艺开采 中央并列式通风 井筒特征表 西安坐标系统 井口坐标 m 井筒 名称 X m Y m 井口 标高 m 井筒 长度 m 井筒 净宽 净断 面 m2 倾角 方位 角 主斜井 946 896 1286 606 7234 615 716320 副斜井 194 998 1283 800 4975 420 122320 回风立井 935 428 1285 001804 515 990250 注 表中坐标为西安坐标系 黄海高程 主斜井 副斜井和回风立井三条井筒 主斜井 副斜井 回风立井 井口位于工业矿井工业场地中部 井田北部 主斜井担负全矿井的煤炭 运输任务 同时兼作进风及行人 副斜井担负全矿井的辅助运输任务 安装有单钩串车提升 承担矿井的进风 管路缆线敷设 并兼作安全出 口满足人员 材料的提升需要 回风立井担负矿井的回风需要 同时兼 安全出口 在井底段附近施工中央水泵房 水仓 管子道等工程 形成主要的 排水系统 3 矿井现有防治水情况 矿井现排水系统建在 3 煤水平 矿井建成后 矿井水通过排水管路 榆林泰发祥矿业有限公司麻黄梁煤矿矿井防治水专项设计7 系统以及自流方式汇集于 3 煤水平井底水仓后 采用水泵机械抽排至地 面 在施工中采取 有掘必探 的方式掘进 防止误穿积水区 出现水 灾事故 同时坚持 预测预报 有疑必探 先探后掘 先治后采 的原 则 根据矿井水害的实际情况 制定相应的 探 防 堵 疏 排 截 等综合防治措施 有效防治了水的危害 4 相邻矿井关系 矿区西侧分布二墩煤矿及七山煤矿 开采对象均为 3 号煤层 设计 生产能力 9 30 万吨 年 实际生产能力 30 38 万吨 年 开拓方式均为 立井 单水平 分带式采掘 采用电钻打眼放炮跨落的采煤方式 为人 工装载和装载机装煤相结合 矿车运输 罐笼出煤 露天堆放 主巷道 宽 5m 高 2 8 3 2m 锚杆支护 基本不用坑木支护 采煤工作面宽 12m 采高 6 75 6 80m 顶部留有 1 00 1 78m 护顶煤 采空区采用锚 杆永久性支护 煤层直接顶板岩性为粉砂质泥岩及粉砂岩 厚约 0 2m 基本顶板 岩性为延安组第四段细粒长石砂岩 厚度 30 40m 为矿坑直接充水含 水层 含水量贫乏 煤层底板多为泥质粉砂岩 采空区总体以滴水的形 式向矿坑充水 若遇鼻状隆起部位及裂隙边缘以淋水的形式出现 涌水 量稍有增大 总体矿井涌水量较小 1 7 编制依据及技术标准编制依据及技术标准 1 安全生产法 2 矿山安全法 3 煤矿安全规程 2016 年版 4 煤矿防治水规定 榆林泰发祥矿业有限公司麻黄梁煤矿矿井防治水专项设计8 5 地质勘探及实测 6 水文地质图 2 矿井地质条件矿井地质条件 2 1 矿井构造矿井构造 2 1 1 构造构造 一 矿区构造 本区位于鄂尔多斯盆地之次级构造单元陕北斜坡中部 地质构造简 单 区内未发现较大断裂 褶皱及岩浆活动痕迹 局部发育宽缓的波状 起伏 总体构造形态为一向北北西缓倾的单斜层 倾向 345 14 倾 角小于 1 本次地震勘查 在井田内解释和推断有 2 个隐伏断 层 点 落差 10 15m 可靠性评价为较可靠 详见表 2 1 1 3 3 号煤层断层 点 要素表号煤层断层 点 要素表 表表 2 1 12 1 1 坐标 序号 断点 编号 性质位置 CDP 号 XY 倾向 落差 m 断点 级别 可 靠性 1FZ1 01正DZ1 505NW15B较可靠 2FZ4 01逆DZ4 280SE10B较可靠 由于断 层 点落差较小 断 层 点对煤层无大的破坏作用 但 对煤炭资源开发 特别是大型机械化综合采煤会有一定的影响 区内的基岩基本为简单的层状叠置结构 无较大褶皱 仅局部发育 宽缓的波状起伏 构造类型属于简单类型 2 2 地层地层 一 矿区地层 麻黄梁井田地表全部被第四系松散沉积物覆盖 主要有全新统风积 沙 上更新统萨拉乌苏组 中更新统离石组等 钻孔揭露的地层还有 新近系上新统静乐组 侏罗系中统延安组 下统富县组 各基岩地层之 间均为整合接触 现由老至新分述如下 一 侏罗系下统富县组 J1f 榆林泰发祥矿业有限公司麻黄梁煤矿矿井防治水专项设计9 井田内及周边仅在少量钻孔揭露 未见底 厚度大于 30m 岩性为 灰紫色 紫杂色中细粒长石砂岩 灰白色细粒石英砂岩与杂色粉砂质泥 岩互层 局部夹薄煤层 线 二 侏罗系中统延安组 J2y 为一套河流 湖沼相含煤沉积 岩性主要为灰 灰白色细 粗粒长 石砂岩 深灰色粉砂岩 泥岩夹黑色炭质泥岩 煤层 线 组成多个 次级沉积旋回 该地层顶部在井田内普遍遭受后期剥蚀而保留不全 根据岩石组合 含煤特征 旋回结构等 该组可进一步划分为四个 段 现自下而上叙述如下 1 第一段 J2y1 井田内仅有 ZK1863 孔揭穿该段 综合周边钻孔资料可知 本段由 3 4 个下粗上细的次级旋回组成 每个旋回的下部主要为浅灰 灰白色 细 中粒长石砂岩 局部相变为粉砂岩 长石石英砂岩 中部主要为 灰色粉砂岩 深灰色粉砂质泥岩 泥岩 上部主要为泥岩 粉砂质泥岩 炭质泥岩或煤层 线 其中上部两个旋回的顶部分别为 9 8 号煤层产 出部位 该段厚 55 70m 平均 65m 本段底部砂岩具正粒序 发育大型板状交错层理和冲刷充填层理 其分布稳定 厚度 2 12m 相当于区域上 宝塔山砂岩 K1 亦 是本区延安组底界划分的重要标志层 现以 ZK1863 孔为例将该段特征介 绍如下 上覆地层 延安组第二段灰色泥质粉砂岩 整合接触 17 浅灰色厚层状粉砂岩 顶部为 0 08m 煤线 1 77m 16 灰白色厚层状细粒长石砂岩 1 05m 15 半光亮型煤 8 号煤层 结构 0 18 0 30 0 20 0 68m 榆林泰发祥矿业有限公司麻黄梁煤矿矿井防治水专项设计10 14 灰色厚层状泥质粉砂岩 上部夹 0 30m 煤层 8 52m 13 深灰色厚层状泥岩 2 30m 12 浅灰色厚状粉砂岩 2 45m 11 灰色粉砂质泥岩 顶部为 0 20m 煤 9 号煤层 1 95m 10 浅灰色厚状粉砂岩 4 80m 9 灰白色厚层状细粒长石砂岩 4 28m 8 浅灰色厚层状泥质粉砂岩 6 46m 7 灰白色厚层状中粒长石砂岩 2 62m 6 灰色厚层状泥岩 2 34m 5 灰白色厚层状中粒长石石英砂岩 4 60m 4 灰色厚层状泥岩 2 10m 3 浅灰色厚层状粉砂岩 2 20m 2 浅灰色块状粉砂岩 顶部 0 90m 为深灰色泥岩 6 80m 1 灰白色中粒长石砂岩 2 30m 整合接触 下伏地层 富县组浅灰色块状粉砂岩 上列剖面总厚度 57 30m 4 个次级旋回较完整 下粗上细的变化规 律较明显 煤层主要赋存于上部旋回顶部 基本反映了该地层在本区的 沉积特征 本段含有较丰富的化石 常见Neocalamites Carrerei coniopteris hymeno phylloides Sphenobaiera sp 等植物化石 Ferganoconcha Curta Yananocon cha henagshanensis Unio jenissojensis等动物化石 2 第二段 J2y2 本段以湖泊沉积的细碎屑岩为主 由 3 个次级旋回组成 各次级旋 榆林泰发祥矿业有限公司麻黄梁煤矿矿井防治水专项设计11 回主要由深灰色泥岩 粉砂质泥岩 灰色泥质粉砂岩 粉砂岩及浅灰色 细粒长石砂岩不等厚互层 旋回顶 上 部为煤层 7 6 5 号煤层 产出部位 厚度 52 42 77 60m 平均 62 62m 现以 ZK1863 孔为例介绍 如下 上覆地层 延安组第三段灰色粉砂岩 整合接触 16 浅灰色厚层状粉砂岩 顶部为 0 10m 煤层 5 号煤层 1 00m 15 灰色厚层状粉砂质泥岩 2 00m 14 浅灰色块状泥质粉砂岩 10 70m 13 灰色厚层状泥质粉砂岩 2 40m 12 浅灰色块状粉砂岩 5 85m 11 灰色块状泥质粉砂岩 下部夹 0 20m 煤层 6 号煤层 12 95m 10 灰白色块状细粒长石砂岩 8 10m 9 深灰色厚层状泥岩 2 40m 8 灰白色厚层状细粒长石砂岩 1 50m 7 灰色块状粉砂质泥岩 10 00m 6 半光亮型煤 7 号煤层 结构 0 15 0 14 0 51 0 80m 5 深灰色厚层状粉砂质泥岩 3 00m 4 深灰色厚层状泥岩 1 20m 3 浅灰色厚层状粉砂岩 1 80m 2 深灰色厚层状泥岩 1 00m 1 浅灰色块状泥质粉砂岩 12 90m 整合接触 榆林泰发祥矿业有限公司麻黄梁煤矿矿井防治水专项设计12 下伏地层 延安组第一段浅灰色厚状粉砂岩 上列剖面总厚 77 60m 3 个次级旋回结构较清楚 基本反映了该地 层在本区的沉积特征 本段富含Coniopteris hemenophylloides Bringniart C Simplex Lindle yet Huffon Harris Baierd manehurica Yabe et oishi cfenis sp 等植物化石 3 第三段 J2y3 为区内主要含煤段 以三角洲平原相沉积为主 由 2 4 个次级沉积 旋回构成 各次级旋回顶 上 部均为煤层 3 3 1 4 4 1号煤层 产 出部位 各旋回岩性以泥岩 粉砂质泥岩 粉砂岩 细粒长石砂岩为主 具下粗上细特征 本段厚 72 80 95 45m 平均 86 41m 现以 ZK1861 孔 为例介绍如下 上覆地层 延安组第四段灰白色块状中粒长石砂岩 整合接触 22 黑色半光亮型煤 3 号煤层 7 55m 21 灰色厚层状泥岩 1 30m 20 浅灰色块状细粒长石砂岩 2 58m 19 灰色薄层状泥岩 0 74m 18 黑色半光亮型煤 3 1号煤层 1 53m 17 浅灰色厚层状粉砂岩 0 70m 16 灰色块状泥岩 15 80m 15 浅灰色厚层粉砂岩 1 81m 14 灰色块状泥岩 4 39m 13 灰色块状粉砂岩 7 65m 12 黑色半暗淡型煤 4 号煤层 结构 0 70 0 22 0 15 1 07m 榆林泰发祥矿业有限公司麻黄梁煤矿矿井防治水专项设计13 11 浅灰色块状细粒长石砂岩 3 55m 10 浅灰色块状粉砂岩 3 03m 9 黑色半暗淡型煤 4 1号煤层 结构 0 22 0 10 0 15 0 47m 8 深灰色厚层状泥岩 1 73m 7 浅灰色块状粉砂岩 2 73m 6 灰色厚层状泥岩 2 37m 5 浅灰色块状粉砂岩 3 10m 4 灰色块状泥岩 2 80m 3 浅灰色厚层状细粒长石砂岩 1 50m 2 深灰色块状粉砂质泥岩 2 10m 1 浅灰色块状粉砂岩 5 30m 整合接触 下伏地层 延安组第二段浅灰色厚层状粉砂岩 上列剖面总厚 73 80m 由 4 个次级旋回组成 旋回结构明显 各旋 回顶部均为煤层产出部位 基本代表了该地层在本区沉积特征 本段顶部的 3 号煤层在区内分布稳定 厚度大 是本区主采煤层 也是煤 岩层对比的重要标志层 K2 之一 榆林泰发祥矿业有限公司麻黄梁煤矿矿井防治水专项设计14 本段物性特征如图 3 1 探仅揭露其上部旋 回层段 由图可以看出 旋回底部岩石为中细砂 岩 视电阻率在 30 120 M 之间变化 自然伽玛值 90 120API 之间变化 密度值为 2 53g cm3 自然电位为 明显的负异常 旋回上 部为砂质泥岩 泥岩及煤层 砂质泥岩视电阻率在 30 M 左右 自然伽 玛值 140 150AP 之间变化 密度值为 2 50g cm3 自然电位值为零或接 近零 泥岩视电阻率值在 30 M 左右 自然伽玛值大于 160API 密度 自然电位值与砂质泥岩相当 声波时差 260 330 s m 旋回顶部为主要可采煤 3 号及 3 1号煤层 3 号煤视电阻率显示为多 峰特高异常值在 1000 1800 M 且下低上高 自然伽玛与密度为峰箱 形低异常 自然伽玛值很低约 9API 密度值最低 1 3g cm3 声波时差出 现高异常值在 440 s m 左右 自然电位一般为负异常 3 1号煤层煤层较 薄 曲线异常较窄 一般为单峰异常 电阻率异常值在 320 800 M 自然伽玛值约 22API 密度值 1 32g cm3 声波时差出现高异常值在 420 s m 左右 自然电位一般为负异常 图 2 2 12 2 1 延安组第三段物性特征图 M501M501 榆林泰发祥矿业有限公司麻黄梁煤矿矿井防治水专项设计15 本段含丰富的植物 化石 主要有 Sohenobaier nuangi Nillssinia lihearis N Sinensis Baiera manchurica Yabe et oishi等 孢 粉化石Deltoidospora sp Ayafhhidites minor couper Converrusosis porires sp Spnaenopllehite sp Tycopodiumsporites Quadraeculina Perinopollehites Class opollis等 4 第四段 J2y4 本段岩性为粉砂岩 细粒长石砂岩 中粒长石砂岩夹薄层泥岩及粉 砂质泥岩 井田内该段顶部普遍遭受剥蚀保留不完整 且基本上全部处 于基岩风化带内 地层残留厚度 7 60 41 70m 平均 25 86m 现以 M501 孔为例介绍如下 上覆地层 新近系上新统静乐组红土 角度不整合接触 5 杂色块状粉砂岩 4 70m 4 灰黄色薄层状粉砂质泥岩 2 87m 3 杂色中厚层状中粒长石砂岩 14 04m 2 黑灰色中厚层状粉砂质泥岩 2 38m 图 2 2 22 2 2 延安组第四段物性特征图 M105M105 榆林泰发祥矿业有限公司麻黄梁煤矿矿井防治水专项设计16 1 灰色厚层状细粒长石砂岩 14 32m 下伏地层 延安组第三段 3 号煤层 上列剖面总厚 38 31m 由两个较完整的次级旋回组成 旋回结构较 明显 该段上部地层受剥蚀中上部风化强烈 岩石抗压强度小 完整性 较差 颜色以杂色为主 基本上代表了该段地层在本区的沉积和变化特 征 本段物性特征如图 2 2 由图可以看出 本段分为两个较明显的次 级旋回 每个旋回底部到顶部电阻率由高变低 自然伽玛由低变高 岩 石以中细砂岩为主 视电阻率变化在 50 120 M 之间 自然伽玛值变 化在 70 110API 之间 密度值为 2 50g cm3 声波时差 260 330 s m 自然电位异常由低变高 曲线特征典型 在大多数钻孔 中见到 每个旋回上部为砂质泥岩 泥岩 砂质泥岩视电阻率在 40 M 左右 自然伽玛值 135 150API 之间变化 密度值为 2 62g cm3 自然电位值 为零或接近零 泥岩视电阻率值在 30 M 左右 自然伽玛值大于 160API 密度 自然电位值与砂质泥岩相当 声波时差 270 330 s m 本段化石较少 主要有Sphenobaiera Coniopteris hymenophylloides Equ isetites sp Ciadophlebis sp Baiera ahnertii Phoenicopsis speciosa Podozamites lanceolatus等 在井田东南部由于 3 号煤层自燃 或遭受后期剥蚀 局部地段钻 孔中 3 号煤层顶板可见烧变现象 颜色由灰白 浅灰色变为暗紫 紫杂 色 三 新近系上新统静乐组 N2j 全井田均有分布 岩性为紫红或褐红色粉砂质粘土 夹数层薄层古 土壤层 含大量钙质结核 局部成层分布 该地层是本区内最主要的隔 榆林泰发祥矿业有限公司麻黄梁煤矿矿井防治水专项设计17 水层 厚 42 12 104 84m 平均 75 04m 与其它地层均为角度不整合接 触 四 第四系 Q 广布全区 不整合于一切老地层之上 地表多以现代风积沙 萨拉 乌苏组为主 离石组部分出露 1 中更新统离石组 Q2l 全井田分布 主要出露于井田东部 南部和北部 结合钻孔资料可 知 厚度6 59 147 68m 平均厚约66 70m 岩性为灰黄色 浅棕黄色亚 粘土 亚砂土 夹2 5层厚0 30m左右的古土壤层 柱状节理发育 含大 量灰白色不规则状钙质结核 底部偶见灰白 褐黄色砂 砂卵石层 2 上更新统萨拉乌苏组 Q31s 主要出露于井田北部 中部和西南部 结合钻孔资料可知 厚度 0 42 99m 岩性上部为褐黄色 浅灰黄色粉 细沙和沙土 现大部分被 开恳为农田 也是区内第四系潜水主要含水岩组 下部为桔黄色 浅灰 紫色及杂色中 细粒砂与暗棕色亚粘土不等厚互层 3 全新统风积沙 Q42eol 主要分布于井田内黄土梁岗区和沙漠滩地区之间 面积约占井田的 35 厚度 0 11 00m 岩性为浅黄色粉细沙 细沙 分选性中等 磨园 度为次棱角状 受西北向季风的影响 往往形成北北东走向的沙垅 沙 垅由小沙丘 沙梁组成 其西北坡较缓 东南坡较陡 高 1 3m 其空 间展布形态多呈新月形 鱼鳞状 浑园状 长条状 地形较平缓 其上 植被多为沙柳 沙蒿及杂草 覆盖率一般在 20 40 二 煤系统地层 榆林泰发祥矿业有限公司麻黄梁煤矿矿井防治水专项设计18 延安组是井田内的含煤地层 在所施工的钻孔中均见有煤层 除延 安组第四段外 其它各段均含有煤层 其中 第三段含 3 3 1 4 4 1 号煤层 第二段含 5 6 7 号煤层 第一段含 8 9 号煤层 2 3 煤层及煤质煤层及煤质 2 3 1 含煤性含煤性 延安组地层总厚度 260 84 277 48m 平均 267 17m 单孔见煤 11 16 层 具有对比意义的 9 层 自上而下编号依次为 3 3 1 4 4 1 5 6 7 8 9 号煤层 其中可采煤层 2 层 3 3 1号 单工程全 煤层 厚度 0 1m 累加厚度 11 23 14 68m 平均 12 47m 含煤率 全煤层累加平均厚度 地层累加平均厚度 下同 4 3 5 3 平均为 4 7 单工程可采煤层累计厚度 8 40 9 98m 平均 9 21m 含煤系数 可采煤层累加平均厚度 地层累加平均厚度 下同 3 2 3 6 平均 为 3 4 表 2 2 3 延延安安组组含含煤煤特特征征一一览览表表 表 2 2 3 地层厚度 m所有煤层 0 10m 可采煤层 0 80m 累计厚度 m含煤率 累计厚度 m含煤系数 最小 最大 最小 最大最小 最大最小 最大最小 最大 地层 平均 煤层 层数 见 煤 孔 数 平均平均 煤层 层数 见 煤 孔 数 平均平均 7 60 41 70 四段 25 86 00 00 72 80 95 459 15 11 6711 3 12 98 08 10 3510 5 11 3 三段 86 41 3 56 10 4312 1 1 26 9 3810 9 52 42 77 600 96 1 831 2 3 5 二段 62 62 3 54 1 262 2 00 55 00 70 000 70 1 781 1 2 4 一段 65 00 3 73 1 071 6 00 260 84 277 4811 23 14 684 3 5 38 40 9 983 2 3 6 全组 267 17 11 163 12 474 7 1 23 9 213 4 延安组第三段厚度 72 80 95 45m 平均厚度 86 41m 单孔见煤 3 5 层 其中可采煤层 1 2 层 3 3 1号 单工程全煤层累加厚度 9 15 11 67m 平均 10 43m 含煤率 11 3 12 9 平均为 12 1 单 榆林泰发祥矿业有限公司麻黄梁煤矿矿井防治水专项设计19 工程可采煤层累加厚度 8 08 10 35m 平均 9 38m 含煤系数 10 5 11 3 平均为 10 9 延安组第二段厚度 52 42 77 60m 平均厚度 62 62m 单孔见煤 3 5 层 均为不可采煤层 单工程煤层累加厚度 0 96 1 83m 平均 1 26m 含煤率 1 2 3 5 平均为 2 2 延安组第一段厚度 55 00 70 00m 平均厚度 65 00m 单孔见煤 3 7 层 均为不可采煤层 单工程煤层累加厚度 0 70 1 78m 平均 1 07m 含煤率 1 1 2 4 平均为 1 6 2 3 2 煤层煤层 井田内各煤层均呈简单的层状产出 虽受沉积环境的影响 3 号煤 层在井田中南部有分岔复合现象存在 但在剖面上呈趋势性渐变 无明 显的膨缩突变现象 各煤层受后期构造影响较小 层位稳定 较稳定 产状受区域构造和古地形条件的控制 整体为向北西倾斜的单斜层 倾 角小于 1 煤层的厚度按规范中的有关标准划分 3 号煤层为特厚煤层 3 1 号煤层为中厚煤层 3 号煤层局部含夹矸 1 层 3 1号煤层不含夹矸 总体而言 结构简 单 岩性主要为泥岩 炭质泥岩 粉砂质泥岩及泥质粉砂岩 煤层顶 底板岩性主要为泥岩 粉砂质泥岩 粉砂岩 次为泥质粉 砂岩 细 中粒长石砂岩 1 3 号煤层 呈层状产于延安组第三段上旋回的顶部 层位稳定 分布广泛 厚 度大 是区内主要可采煤层和本次工作的主要目的层 该煤层在井田内 除东南部自燃外 基本全区可采 可采面积 7 38km2 约占井田面积的 94 9 煤层厚度变化在 7 55 10 36m 之间 平均 9 06m 煤层厚度由 榆林泰发祥矿业有限公司麻黄梁煤矿矿井防治水专项设计20 南向北增大 变化规律明显 可可采采煤煤层层主主要要特特征征一一览览表表 表 2 3 1 煤 层 编 号 33 1 最小 最大7 55 10 361 38 1 80 平均 9 061 55 见煤点 1510 见煤率 88 255 6 极差 m 2 810 34 标准差 1 080 09 含煤 情况 0 1m 变异系数 11 925 81 最小 最大7 55 10 361 38 1 80 平均 9 061 55 可采点 1510 可采范围 面积 Km2 占全井田面积比例 大部可采 7 38 94 9 大部可采 5 67 72 9 极差 m 2 810 34 标准差 1 080 09 可采 情况 0 80m 变异系数 11 925 81 厚度 m 0 15 29 800 49 3 39 直接 顶板岩性 泥岩 粉砂质泥岩为主 次为泥质 粉砂岩 细 中砂岩 泥岩为主 粉砂质泥岩 中砂 岩次之 少量粉砂岩 层数局部 1 层 0 厚度 m 0 11 0 70夹矸 岩性粉砂质泥岩 泥岩 粉砂岩 细砂岩 厚度 m 0 85 16 020 20 16 39 直接 底板岩性 泥岩 粉砂质泥岩 粉砂岩为主 少量泥质粉砂岩 泥岩 粉砂岩为主 少量泥质 粉砂岩 细砂岩 最小 最大159 74 240 62165 22 199 34埋深 m 一般170 200170 180 底板高程 m 1089 11191095 1117 煤层结构简单简单 厚度变化情况规律明显小 煤层稳定程度稳定稳定 降幅深度 m Km 10 338 54 倾向 330315 倾角 0 590 49 煤 类长焰煤为主 不粘煤少量 长焰煤为主 不粘煤 弱粘煤 少量 2 3 1号煤层 于延安组第三段上旋回上部呈层状产出 为 3 号煤层下分岔煤层 与 3 号煤层间距为 0 80 6 15m 平均 3 75m 主要分布于井田 M701 M501 ZK1759 M105 钻孔连线以南 面积约 5 67km2 占全井田面积的 72 9 煤层厚度变化在 1 38 1 80m 之间 平均 1 55m 煤层总体上由 榆林泰发祥矿业有限公司麻黄梁煤矿矿井防治水专项设计21 南向东北 西北方向厚度增大 变化规律较明显 2 3 2 煤质煤质 1 煤的物理性质 区内各煤层煤的物理性质变化不大 均为黑色 条痕褐黑色 玻璃 或沥青光泽 阶梯状 参差状断口 硬度中等 性脆 内 外生裂隙较 发育 外生裂隙常被方解石和黄铁矿薄膜充填 条带状结构 层状构造 各煤层视密度均为 1 34t m3 各煤层均为半光亮型煤 2 煤的化学性质 1 化学性质 1 煤尘 根据陕西安技煤矿安全装备检测有限公司检验报告 本井田 3 1 号 煤层煤尘火焰长度 400mm 抑制煤尘爆炸最低岩粉量 80 煤的吸氧 量 0 82cm3 g 煤尘有爆炸性危险 煤的自燃等级为 I 类 属容易自燃 煤层 2 水分 3 号煤层原煤水分含量为 4 17 7 45 平均 6 49 属中水分煤 浮煤水分含量为 1 98 5 24 平均 3 55 3 1号煤层原煤水分含量为 2 73 8 47 平均 6 83 属中水分煤 浮煤水分含量为 1 64 6 33 平均 3 62 各煤层原 浮煤水分含量均显示出上部煤层 低于下部煤层的变化特点 3 灰分 煤炭灰分分级采用 GB T 15224 1 2004 标准 榆林泰发祥矿业有限公司麻黄梁煤矿矿井防治水专项设计22 各煤层原煤灰 分产率平均为 7 21 8 15 浮 煤灰分产率平均为 2 36 2 75 3 号煤层原煤 灰分产率为 4 43 10 11 平 均 7 21 属于特 低灰煤 其标准差 为 1 64 变异系 数 0 23 表明该 煤层原煤灰分产率变化小 平面上 除个别点为低灰煤 M103 孔 外 其余地段均属特低灰煤 原煤灰分产率总体上北高南低 浮煤灰分产率 为 1 96 4 12 平均 2 75 3 1号煤层原煤灰分产率为 4 01 23 09 平均 8 15 属于特低灰 煤 其标准差为 6 09 变异系数 0 75 表明该煤层原煤灰分产率变化较 小 平面上 3 1号煤层除井田东部的 M505 及 SM311 附近小范围内属低 中灰煤外 其余地段均属特低灰煤 原煤灰分产率呈中部高 向南 北部降低的变化特点 浮煤灰分产率为 1 90 3 54 平均 2 36 从表 2 3 3 可以看出 经过 1 4 比重液洗选后 各煤层浮煤灰分产 率较原煤均有较大幅度的降低 降幅在 61 9 71 0 由此可见 区内 各煤层煤灰分较易洗选剔除 原 浮灰分产率变化一览表原 浮灰分产率变化一览表 表 2 3 3 煤层编号原煤灰分 Ad 浮煤灰分 Ad 浮选后降幅 37 212 7561 9 3 18 152 3671 0 图 2 3 22 3 2 3 3 号煤层原煤灰分产率 等值线图 榆林泰发祥矿业有限公司麻黄梁煤矿矿井防治水专项设计23 4 挥发分 3 3 1号煤层原煤挥发分产率平均为 38 75 38 81 浮煤挥发分 产率平均为 37 38 37 53 均属于高挥发分煤 各煤层原 浮煤挥发 分产率在垂向上是下部相对高于上部 5 发热量 3 号煤层原煤干燥基高位发热量 Qgr d 为 28 88 32 04MJ kg 平均 30 59 MJ kg 属特高热值煤 在平面上 除 ZK1863 M103 钻孔附 近小范围内为高热值煤外 其余地段属特高热值煤 总体上中部及北部 较低 向西南 东南方向逐渐增大 规律较明显 图 2 3 2 浮煤为 32 48 33 63MJ kg 平均 32 80MJ kg 均属特高热值煤 3 1号煤层原煤干燥基高位发热量 Qgr d 为 24 10 32 49MJ kg 平均 30 42 MJ kg 属特高热值煤 平面上 井田 内除 M309 M505 孔附近较小范围内分布有高热值煤外 其余地段属特高 热值煤 总体上具由东南向西北发热量逐渐增高的变化趋势 浮煤发热 量为 32 23 33 88MJ kg 平均 32 94 MJ kg 均为特高热值煤 2 有害组分及含量 有害组分为硫 磷等 3 号煤层原煤全硫含量为 0 33 0 65 之间 平均 0 49 其标准差 为 0 08 变异系数 0 16 表明该煤层原煤全硫含量变化小 其原煤基准 全硫含量为 0 27 0 54 之间 平均 0 39 属于特低硫煤 3 1号煤层原煤全硫含量变化在 0 26 0 94 平均 0 46 其标准 差为 0 20 变异系数 0 43 表明该煤层原煤全硫含量变化小 其原煤基 准全硫含量为 0 20 0 77 之间 平均 0 37 属于特低硫煤 原煤各种硫含量中 3 号 3 1号煤以硫化物硫为主 平均含量分别 为 0 32 0 30 分别占全硫总量的 65 3 57 7 其次为有机硫 平 均含量分别为 0 13 0 19 硫酸盐硫平均含量分别为 0 04 0 03 榆林泰发祥矿业有限公司麻黄梁煤矿矿井防治水专项设计24 3 3 1号煤层原煤磷含量平均为 0 004 0 007 浮煤磷含量平均 为 0 006 0 002 含量均很低 均属于特低磷煤 经洗选后各煤层煤 中磷含量略有增高或降低 3 矿区水文地质条件矿区水文地质条件 3 1 矿区含 隔 水层矿区含 隔 水层 一 地表水一 地表水 区域内较大水系有无定河及其支流榆溪河 海流兔河和硬地梁河 矿区内矿床充水的主要因素是地表水和大气降水 石炭系 侏罗系与上覆松散层地下水主要接受大气降水入渗补给 河谷区还接受侧向径流补给 比邻风沙滩地的沙盖黄土区 表层风积沙 对降水入渗补给较为有利 接受补给后再进一步入渗补给下伏的黄土层 或基岩风化壳 进入地下水系统 远离风沙滩地 愈向黄河沿线 地形 越破碎 黄土梁峁规模逐渐缩小 不利于大气降水直接入渗 大部分降 水形成地表径流排泄 补给地下水的水量甚微 但基岩裸露面积增大 则直接接受降水补给量而有所增加 河谷区地形平坦 地表岩层结构松 散 地下水易接受大气降水补给 如饽牛川河谷区多年平均降水入渗补 给量约 0 978 104 m3 d 侧向补给量仅 223 145 m3 d 左右 此外 在 洪水季节 河谷区地下水可接受部分河水暂时性补给 二 地下水类型二 地下水类型 矿区内及周围的含水层自上而下有 1 第四系松散岩类孔隙及孔隙裂隙潜水 1 上更新统冲湖积层孔隙潜水 简称萨拉乌素组潜水 分布于矿区中部 宽 1 2Km 长约 3Km 在井田东北部亦有小面积 分布 含水层基本上呈面状连续分布于滩地区 地下水赋存条件严格受 榆林泰发祥矿业有限公司麻黄梁煤矿矿井防治水专项设计25 现代地貌 古地理环境及含水层厚度和岩性的控制 根据区内钻探成果 结合机民井调查 物探测井资料 该区萨拉乌苏组地层厚度厚 10 50m 2 第四系更新统黄土孔隙裂隙潜水 广布全区 为黄土梁岗地形 除矿区东部 南部及北部均有面积 较小的黄土出露外 其余地段均隐伏于萨拉乌苏组及风积沙地层之下 黄土厚 6 59 147 68m 一般为 50 80m 含水层岩性主要为粉土质黄土 厚度一般为 40 60m 2 烧变岩区孔洞裂隙水 矿区东南部以 3 号煤层自燃边界线为界 含水层厚度 5 20 19 86m 水位埋深 73 52 144 54m 富水性弱 3 中生界碎屑岩类裂隙孔承压水 1 3 号煤之上碎屑岩类裂隙承压水 主要为延安组第四岩性段 全区分布 厚 5 20 41 70m 平均厚 26 41m 均隐伏于新近系静乐组红色粘土之下 基岩顶部的风化裂隙带 一般厚 20 30m 基本上多为 3 号煤层的顶板 含水层主要为第四段底 部真武洞砂岩 2 3 号煤之下碎屑岩类孔隙裂隙承压水 分布于 3 号煤层至延安组底界之间层段中 岩性主要为浅灰色粉 细砂岩与深灰色泥岩不等厚互层夹煤层 因埋藏深 岩石较完整 裂隙 不发育 含水层较薄 储水空间小 富水性弱 三 含水岩组及其含水特征三 含水岩组及其含水特征 榆林泰发祥矿业有限公司麻黄梁煤矿矿井防治水专项设计26 一 第四系松散岩类孔隙及孔隙裂隙潜水 一 第四系松散岩类孔隙及孔隙裂隙潜水 1 1 上更新统冲 湖积层孔隙潜水 简称萨拉乌素组潜水 上更新统冲 湖积层孔隙潜水 简称萨拉乌素组潜水 主要分布于矿区中部 宽 1 2 Km 长约 3 Km 其次在矿区东北部 亦有小面积分布 含水层基本上呈面状连续分布于滩地区 地下水赋存 条件严格受现代地貌 古地理环境及含水层厚度和岩性的控制 根据以 往区内钻探成果 结合机民井调查 物探测井资料 该区萨拉乌苏组地 层厚度厚 10 50m 地层主要由松散的粉细沙 粉沙夹粉土组成 地下水赋存条件较好 根据以往本区大量的机井调查及机井 钻孔抽水试验 含水层厚度 12 50 24 12m 水位埋深 3 80 5 50m 降深 3 18 15 23m 涌水量为 187 66 641 78m3 d 单位涌水量 0 1405 0 9206 L s m 渗透系数 0 687 9 386m d 富水性中等 水化学类型为型以 HCO3 Ca 型水为主 其次为 HCO3 Na Ca 型水 矿化度 204 35 212 58mg L 见表 3 1 1 上更新统萨拉乌苏组潜水抽水试验成果表上更新统萨拉乌