(地质报告)压煤.doc

1 前言1.1目的任务新汶矿业集团公司为加快非煤产业的发展，安置下岗职工及富余人员，促进集团公司“五年百亿”奋斗目标的实现，对各有关单位拟投资建设项目进行了认真调研论证。为统筹安排、合理布局，研究决定在新泰市西南部建设轻纺产业基地、新型建筑材料基地和出口加工基地。新泰市小港煤矿30万纱锭纺织项目、新泰市王家寨煤矿万吨精细胶粉项目也拟在该区建设。计划投资总额5.6亿元。为准确了解非煤产业建设基地压覆新汶矿业集团公司下属采矿业孙村、张庄两矿煤炭资源情况，项目法人（新汶矿业集团公司、新泰市小港煤矿、新泰市王家寨煤矿）委托山东省第五地质矿产勘查院编写压煤地质报告，于二三年四月二十四日签订合同，要求二三年四月三十日提交新汶矿业集团非煤产业建设基地(轻纺产业基地、新型建筑材料基地、出口加工基地)及新泰市王家寨煤矿精细胶粉项目、新泰市小港煤矿轻纺建设项目压煤地质报告送审稿。1.2 工作区范围工作区占地面积3.6735平方公里。隶属青云办事处、新汶办事处、东都镇管辖（图1）。分为东西两区：东区由10个拐点圈定，面积2.1777平方公里；西区由8个拐点圈定，面积1.4958平方公里。拐点坐标详见表1。分 区点 号Y坐标X 坐标西区12056333039724452205638203973720320564385397356042056516539754555205656103975195620565310397431572056490539744208205642903972830东区12056403039716302205644153972685320564530397274042056565039724805205658753973215620565670397329072056569039734758205663103973330920565950397215510205647103971210拐 点 坐 标 表 表11.3 矿业权设置、开采情况区内煤矿井田的采矿权属新汶矿业集团有限责任公司，采矿企业为孙村煤矿和张庄煤矿，在两矿北东界以外为预测含煤区。目前孙村矿主采2、4、6、11、13、15 层煤；张庄矿主采6、11、13、15 层煤。近几年来孙村矿在-800标高开采基础上正在向-1100水平延深改造，-1100管子井已经竣工，其他工作也基本到位，改扩建的主体工程即将完成。1.4 编制依据1.4.1 项目法人提供的建设范围图及拐点坐标。1.4.2 新汶矿业集团公司关于进入新矿集团非煤产业基地建设项目的通知、新泰市发展计划局关于小港煤矿新上30万纱锭纺织厂项目批复及关于中德合作建设精细胶粉项目建议书的批复。1.4.3 孙村煤矿提供的孙村矿煤炭资源报告。1.4.4 孙村煤矿提供的岩层移动角参数。走向移动角=60上山移动角=70下山移动角=58 1.4.5新汶矿业集团公司提供的反映孙村矿、张庄矿第 2、4、6、11、13、15层煤开采现状采掘工程平面图（比例尺1:5000）。1.4.6建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程。1.4.7 煤炭资源地质勘探规范全国储委储发(86)147号。2 地质概况2.1地层依据新汶矿务局孙村矿煤系地层综合柱状图资料,井田内地层由老至新有：2.1.1煤系基底：为奥陶纪马家沟组，总厚度800余米。厚度大，分布广由浅灰、灰、青色厚层状质纯致密灰岩、泥质灰岩、白云质灰岩及白云岩组成。大面积暴露于地表。2.1.2含煤岩系：为华北型石炭二迭系海陆交互相含煤沉积，假整合于马家沟组之上。沉积环境由上石炭统的海陆交互相逐渐过渡为二迭系的陆相。2.1.2.1本溪组：厚5-25m，一般为15m左右，与马家沟组呈假整合接触，主要为页岩。底部为紫杂色泥岩及残余铁矿和G层铝土岩。2.1.2.2太原组：本组厚180-270m，一般厚220m，与下伏本溪组呈整合接触。以砂岩、粉砂岩及泥岩为主，为海陆交互相沉积，含一灰、四灰、徐灰、草灰等四层灰岩和含煤11层（17-7），有可采煤11、13、15煤层。石灰岩中富含纺缍虫、海百合茎等化石。煤层顶底板内含轮木、芦木、羊齿类等化石。2.1.2.3山西组：井田东界附近遭受剥蚀，保留厚度77-142m，岩性以砂岩、粉砂岩及泥岩为主，属陆相含煤段，含2、3、4、6可采煤层，有植物碎屑化石。2.1.3煤系上覆：2.1.3.1侏罗纪三台组：与下伏煤系地层呈不整合接触，厚200-300m，以紫红色及浅红色中、细粒砂岩、粉砂岩为主，间夹灰绿色泥岩。砂岩成份以石英、长石为主。钻探资料表明，井田自西向东变厚，无化石。2.1.3.2第三纪官庄组：井田内自西向东加厚，厚为0-1000m，主要为浅红色砂岩、粉砂岩及杂色砾岩、泥岩组成，层理不清，不含化石。2.1.3.3第四系黄土流沙沉积层：厚0-15m，平均厚度约10m。主要为冲坡积砂。砂粒成分以石英为主。2.2构造井田由F10断层分为南北两区，构造形态总体为一简单的单斜构造，有宽缓的褶曲，以断层为主。地层走向300-330，倾向30-60，倾角由浅至深33-12-31之间。南区地层倾角由东到西逐渐变小，北区则变化不大。比较发育的断层有三组：75-80为一组，南区相对发育，延展性长，代表断层有F6、F5、F3、F2-1、F2、F5等；40-50为一组，南北两区F4、F6、F9、F11、F12、F13等；近10-20方向为一组，北区发育，代表断层有F8及北区西翼发育密集的H5的断层。小型（2H10m）27条/km2，延展长度2600m/km2。详见断层情况一览表（表2）。3 煤层、煤质及工业用途3.1 煤系的含煤性孙村、张庄井田含煤地层为石炭-二叠系含煤沉积，煤系地层平均总厚度340m；山西组和太原组为主要含煤地层。煤系地层内共含煤19层，总厚13.9m，含煤系数4.09%；其中可采煤层有77 断 层 情 况 一 览 表 表2序号断层名称产 状落差(m)影响煤层区内延展长度(m)控 制 情 况控制程度走向（）倾向（）倾角（）钻 孔 及 其 它1F265451551357080170270215层47002 号孔与良庄+160.3m四层巷道，3409回风巷与良庄+5.6m四层巷道，-584.7四层平巷与705号孔相距130m对控，76-1，603、705、61-6孔穿过查明2F2-1651556060215层8003415回风巷（-520.1m），3416、3417回采面巷道多处揭露，76-1孔穿过查明3F5809017018065555215层4250+100m四层回风巷，-75m 、-210m、-400m、-600m、-800m水平多处巷道揭露，深部86-5孔穿过查明4F680350701070215层40504煤层张庄-36.5m与孙村-92.3m巷道对控深部61-5孔与1409工作面切眼，100与101孔对控查明5F6-13012060520215层5001412、1413、1414、1415回采工作面多处巷道揭露查明6F7160707573215层1400-800石门及四煤层轨道上山揭露，1218回采面巷道与77-7孔对控基本查明7F8202511011580080215层19002、4层-494.7m回风巷道及六采大巷揭露，深部86-3孔和五采4层轨道巷（-577.4m）对控，距离260m，86-2与630号孔对控基本查明续表2序号断层名称产 状落差(m)影响煤层区内延展长度(m)控 制 情 况控制程度走向（）倾向（）倾角（）钻 孔 及 其 它8F97016070565215层1600-5904层轨道巷及-600m孙良六采大巷揭露，-800西大巷及-800m水平五采轨道上山揭露，509与627号孔控制查明9F1011520580240290215层3300-450、-600m孙良石门，-800m石门、-800m总回石门、-800m前三回风反井揭露。77-3孔穿过，77-2号、-77-3孔对控查明10F10-212013521021540703050215层1400-450、-600m孙良石门，-600孙良改造石门穿过。632与2-层594巷道对控基本查明11F10-310719760030215层750-450回风巷，4采轨道上山，-600m 孙良石门，-800m临时回风上山及管子井揭露查明12F11403070023215层1100-800大巷和4420运输巷揭露，4418和4419工作面揭露，检5和80-4孔对孔控制查明13F124513580830215层13504层轨道巷，五采大巷、-800m水平四采区多处巷道揭露，602号穿过查明14F15NWNE55800130215层2000五采石门揭露及5219探巷揭露，共有68条地震线控制基本查明15F8-2NESE75298211层680由三维地震勘探发现查明层（2、3、4、6、11、13、15层），平均总厚度8.81m，可采含煤系数2.59%；山西组平均厚度105.89m，含煤6层（1-6层），煤层平均总厚度6.04m，含煤系数5.78%；其中可采含煤系数4.62%。太原组平均厚度220m，含煤系数5.0%；其中可采煤层3层（11、13、15层），平均总厚度5.18m，可采系数3.47%。煤系地层内煤层间距比较稳定，易于对比。3.2可采煤层井田主要可采煤层中，4、11层为稳定煤层，2、3、6、13、15层属较稳定型。 可 采 煤 层 特 征 表 表3煤层厚度最小最大m 平均夹石层数厚度m层间距m结构可采性指 数变异系数%稳定性20.76-3.902.142-30.2-0.51较复杂131.16较稳定3-7530.4-1.120.680- 10.5简单0.7521.4较稳定6-281641.03-2.321.790- 10.02简单114.55稳定29-463760-1.070.6800简单0.6821.06较稳定62-9880110.65-2.001.521-20.08-0.31较复杂0.9821.65稳定35-4339130.19-1.440.963-50.19-0.46复杂0.5730.23较稳定12-1513.5150.41-2.321.041-20.22-0.55复杂0.6727.74较稳定现将各煤层特征及可采情况分述如下：（见表1）3.2.1第2层煤煤层赋存不完整。井田东部以一号斜井口划80方向线至矿边界被侵蚀，西部存有冲刷条带，另-600m水平四采发现有冲刷变薄区，除此全井田均开采。有簿、中厚及厚煤层三种，煤层厚度变化较大。煤层最大厚度3.90m，最小煤厚0.7m，平均厚度2.14m。下距第3层煤5.0m，上距第三系红色砂岩310.0m。3.2.2第3层煤该煤层井田东部边界附近被侵蚀，其余范围内局部可采，最大煤厚1.12m，赋存在2与3剖面线左右。煤层结构复杂。因含夹矸较厚，致使大部分地区不可采至煤线，平均厚度0.8m。下距4煤层16m，本次工作不含该层煤。3.2.3第4层煤此煤层结构简单，全井田范围均可采，最大最度2.32m，井田平均煤厚1.79m。下距6煤层37m。3.2.4第6层煤6煤层因受冲刷和侵蚀作用，主皮带斜井以西-400m及以东-300m 以上；61-5、81-2、80-5孔连线以东；再以-400m 车场与705孔连线两侧宽约285m左右的一条带无煤。除此有局部不可采，最大煤厚1.07m，平均厚度0.68m，下距11煤层80m。3.2.5 第11层煤结构复杂，全井田可采。煤层厚度变化在0.75至2.0m，平均煤厚1.52m。煤厚变化总趋势是自东向西变簿，煤层内含两层夹石，其中一层在煤层中部，厚0.25m左右，层位稳定，为高岭岩，是较好的陶瓷原料；另一层位于煤层上部，层厚0.02至0.08m，不稳定。近煤层底板处还有一层不连续的黄铁矿结核层。下距第13层煤40m左右。3.2.6 第13层煤结构复杂，含3至5个夹石层，其夹矸岩性为炭质砂岩，硬度大，层理性差，呈现为不连续的透镜体状，集中在煤层的中上部；煤层下部0.6至0.8m无夹石，煤质较好。煤厚变化在0.72至1.37m，平均煤厚0.96m。井田中由浅至深有变簿的趋势。下距第15层煤13.5m。3.2.7 第15层煤较稳定，结构复杂，内含2至3层夹石，其中煤层中部一层厚0.32-0.5m，局部含高岭石泥岩。上分层煤质较好，下分层灰分43%以上。接近煤层底板还有一层不连续的黄铁矿结核层。最大煤层厚度1.58m，最小0.65m，平均煤厚1.04m。3.3 煤质及工业用途本区煤种牌号较简单，第2、4、6层为气煤；第11、13、15层为肥煤。多数煤层属低硫煤、中灰煤。中灰煤原煤灰分在15-25%之间。原煤发热量20650J/g-31131J/g，一般均大于25000 J/g，为中至高热值煤。各煤层为多用途煤类，既可作配煤炼焦，又可作各种动力及民用燃料用煤。4 压煤量计算4.1 保护煤柱留设4.1.1 受保护对象及其围护边界的确定受保护对象为新汶矿业集团非煤产业建设基地及新泰市小港煤矿轻纺建设项目、王家寨煤矿精细胶粉建设项目占地范围。面积为3.6735平方公里，占压孙村煤矿东南部及张庄煤矿北部的部分地区。项目法人拟建项目的主要建筑物为工业厂房及办公楼，依据规程第15条规定，属级受护对象，围护带宽度选用15米。4.1.2.圈定保护煤柱边界的方法受护对象为两个总体轮廓呈不规则多边形的建筑群,东区和西区既邻近又彼此独立。试用垂线法和垂直剖面法分别进行受护面积圈定,结果基本一致。采用垂线法在两区之间形成大面积重复压煤区，采用垂直剖面法在两区向背外侧压煤略小。据此，采用垂直剖面法。剖面垂直围护带边界布设，间距一般在600-800米间（按煤炭资源地质勘探规范B级储量的基本勘探线距确定）。采空区及无煤区不布设剖面，预测区保证每边界布设一条剖面。4.1.3参数选取4.1.3.1移动角参数选取岩层移动角参数采用孙村煤矿提供的经验数据，即：走向移动角=60上山移动角=70下山移动角=58松散层移动角=45斜交剖面移动角、按下式计算：=式中：、和分别为上山方向、下山方向和走向岩层移动角。为围护带边界与煤层走向线之间所夹的锐角。4.1.3.2第四系厚度(H)第四系（表土岩）厚度采用压矿范围内平均厚度 ,即10米。4.1.3.3各剖面围护带下煤层垂深（H1、H2）各剖面围护带下煤层垂深=该点地表高程-该点煤层底板高程。其中地表高程选用邻近工程高程的近似值或多个工程高程的平均值；煤层底板高程选用相邻煤层底板等高线内插值或最低等高线外推值。4.1.3.4；剖面有效长度（m1、m2）围护边界至保护煤柱边界的距离即剖面有效长度，用计算法求取，采用公式如下：下山方向:m1=下山方向:m2=式中：为松散层移动角 为下山移动角为上山移动角H1为围护带下下山方向煤层垂深H2为围护带下上山方向煤层垂深H为松散层厚度4.1.4保护煤柱边界的确定在储量计算平面图中，把围护带上各相邻剖面保护煤柱边界点用直线连接，转折端以边界线延伸方向的连线进行圈闭即为各煤层保护煤柱的边界。4.2 计算煤层及范围孙村井田有2、4、6、11、13、15煤，共六层。张庄井田有6、11、13、15煤，共四层。分层计算各煤层被圈定为保护煤柱的储量。保护煤柱范围内各煤层采空区及采空区围限的面积很小的残余块段不计算储量。4.3储量级别及块段划分原则4.3.1储量级别划分的原则划分储量级别的主要原则是对构造和煤层的控制和研究程度。本次工作储量级别的划分是依据各可采煤层的稳定程度按探（采）矿工程网度确定，其相应的基本线距根据煤炭资源地质勘探规范确定。见表4。储量型别钻探工程基本线距表 表4煤层构造复杂程度可能满足各级储量对煤层控制要求的基本线距(m)ABC第4、11层煤稳定750-10001500-20003000-4000第2、6、13、15层煤较稳定375-500750-10001500-20004.3.2 储量块段的圈定方法划分各级储量块段，基本上以相应工程（钻探工程、采矿工程）控制程度的勘探线、见煤点连线、煤层底板等高线、断层交煤线圈定。外推部分依据相应级别勘探线基本线距的1/3外推，并降一级处理；当有落差大于30米断层时，以断层交煤线为块段边界。按照煤炭资源储量勘探规范第10.2.1条规定：老矿区储量计算的最大垂深一般不超过-1200米。因此，区内取-1050米（地面高程180-210米）等高线以下为远景储量。4.4计算参数4.4.1.煤层厚度4.4.1.1有见矿工程控制的块段，其煤层厚度用各见矿工程煤层厚度的算术平均值。4.4.1.2无见矿工程控制的块段，其煤层厚度采用矿区内煤层的平均厚度。4.4.2煤的容重各煤层容重采用孙村煤矿历史平均值。见表5。各煤层容重一览表 表5煤层名称煤2煤4煤6煤11煤13煤15容重1.361.351.351.321.321.344.4.3 块段面积块段面积采用几何法和Q811求积仪相结合的方法计算，即规则图形采用几何法分割成若干几何图形求得，并用Q811求积仪验证；不规则图形采用Q811求积仪测量，面积采用至少三次测量数据的平均值，精度要求是每次测量的末位读数差3。块段斜面积=块段水平面积煤层块段倾角的余弦。断层煤柱面积用比例尺量取长宽值计算求得。4.5 压煤量计算及结果4.5.1 计算公式Q=dMS/cos式中Q：块段储量 d：煤层容重 M：块段内煤层平均厚度 S：块段水平面积 ：块段内煤层的倾角注：当煤层倾角不大于15时，采用块段水平面积。4.5.2 计算结果新泰市非煤产业建设基地共压覆煤炭总储量12975万吨。其中包括压覆预测区煤量5920万吨、铁路压覆煤量1548万吨，含205国道压覆煤量1716万吨。全区压覆煤炭总储量中， A+B+C+D级储量5507万吨。表内储量5456万吨，其中A+B+C级3939万吨，D级储量1517万吨；表外储量51万吨。按照新的国家标准分类：111b 3939万吨，111 2757万吨；122b 1517万吨，122 1062万吨；2S22 51万吨。孙村井田内压覆煤量A+B+C+D级4861万吨。其中表内储量4856万吨，A+B+C级3620万吨，D级储量1236万吨；表外储量5万吨。按照新的国家标准分类：111b 3620万吨，111 2534万吨；122b 1236万吨，122 865万吨；2S22 5万吨。张庄井田内压覆煤量A+B+C+D级646万吨。其中表内储量600万吨，A+B+C级319万吨，D级储量281万吨；表外储量46万吨。按照新的国家标准分类：111b 319万吨，111 223吨；122b 281万吨，122 197万吨；2S22 46万吨。按照煤种计算，共压覆气煤2631万吨，肥煤2876万吨。按新的国家标准分类：气煤111b 2521万吨，111 1765吨；122b 105万吨，122 74万吨；2S22 5万吨。肥煤111b 1418万吨，111 993万吨；122b 1412万吨，122 988万吨；2S22 46万吨。压覆预测区煤量5920万吨。按照新的国家标准分类为334？5920万吨。铁路压煤量1548万吨，其中A+B+C级976万吨，D级储量572万吨。按照新的国家标准分类：111b 976万吨，111 683万吨；122b 572万吨，122 400万吨。205国道压覆煤量概算为：1716万吨，其中A+B+C级1239万吨，D级储量477万吨。按照新的国家标准分类：111b 432万吨，111 302万吨；122b 1284万吨，122 900万吨。新泰市非煤产业建设基地压覆煤炭总储量应不包括预测区压覆煤量5920万吨、铁路压覆煤量1548万吨及205国道压覆煤量1716万吨。既新泰市非煤产业建设基地实际压覆煤炭储量为：Q=Q总-Q205-Q铁-Q预测 =12975-1716-1548-5920 =3791（万吨）4.6 压覆煤炭资源的潜在价值4.6.1计算方法潜在价值=储量产品价格式中产品价格为2002年度相邻几个煤矿原煤销售平均价格：193.83元/吨（不含税）。4.6.2计算结果压覆煤炭资源的潜在总价值约73亿元。5 结论、建议与几点说明5.1结论本次工作依据新汶矿业集团有限责任公司所提供的反映孙村矿和张庄矿开采现状的采掘工程平面图，新汶矿业集团提供的相关文件、协议等，按照现行规程、规定进行了压煤量计算。采用参数准确，计算结果经反复验算、检查无误。本报告可做为今后企业规划和矿产资源管理的参考资料。5.2建议孙村井田巷道已开拓标高为-800米，近几年已开始建设-1100米标高巷道，由于深部采空区稳定期长达三年以上，且部分为2001-2002年采空区，地层变形情况将对建筑物造成较大影响，建议在企业建设设计及施工中采取相应措施。5.3几点说明5.3.1 储量计算块段级别及其边界的划分是根据采掘工程平面图上反映的资料信息及相关规范、规定等进行的，能满足本次工作要求。5.3.2 磁莱铁路位于新矿集团非煤产业基地东侧，本着合理分摊压煤量原则，本次工作以基地边界线为界作垂切，其以东压煤量作为铁路压煤。5.3.3 新矿集团非煤产业基地北部埋深在-1050m以下的煤层，地质勘探资料缺乏，大部分开发利用的经济意义不清楚，本次工作只作统计，不算作压煤量。5.3.4 205国道从新泰市非煤产业建设基地内穿过，目前仍为主要的交通干线，确属保护对象。本次工作对205国道压煤量进行了概算。19新汶矿业集团非煤产业建设基地(轻纺产业基地、新型建筑材料基地、出口加工基地)及新泰市王家寨煤矿精细胶粉项目、新泰市小港煤矿轻纺建设项目压 煤 地 质 报 告山东省第五地质矿产勘查院二三年四月三十日新汶矿业集团非煤产业建设基地(轻纺产业基地、新型建筑材料基地、出口加工基地)及新泰市王家寨煤矿精细胶粉项目、新泰市小港煤矿轻纺建设项目压 煤 地 质 报 告2003年4月编写单位：山东省第五地质矿产勘查院地勘处项目负责：杜英泉编 写 人：杜英泉 李宗成 李 强 罗国文 刘洪胜侯庆霖 张 强制 图：李先波 鹿月莲 王 莉 韩铭博 韩翠香王琳琳审 查 人：李泽才总工程师：刘敬杰院 长：王万胜提交单位：新汶矿业集团有限责任公司 新泰市王家寨煤矿新泰市小港煤矿提交时间：二三年四月目