林盛堡年产300吨矿井Word下载.docx
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最大震级为1975年2月4日晚七时中心在海城,波及本区为5.5级,最大震源为30公里。
1.1.2.6电源、水源及建筑材料的来源
电源来自于浑河变电所,水源为地下水,大约在地下70米左右,矿区所需材料组要来自于沈阳市。
1.1.2.7矿区的勘探程度及开发现状
本井田共经历了三次大型的勘探工作,主要有以下几个问题:
a,勘探程度低,储量不分级
b,煤层对比有误
c,对特殊地质构造陷落柱报告未有提及河认识,陷落柱严重影响回采工作面的正常推进,为矿井的安全生产带来严重的隐患
d,对火成岩侵入的认识:
原报告按钻孔所见火成岩划分为24各侵入体,其推定范围是按插入法圈定的椭圆形,而实际火成岩侵入是按煤层倾向呈条带状展布的岩墙或岩床岩脉
1.2井田及其附近的地质特征
1.2.1井田地层
1.2.1.1区域地层
本井田均为第四纪所覆盖,为隐伏性煤田,从钻孔资料和综合分析其地层从老到新分别述如下:
⑴奥陶系中统:
该统为青灰色,杂色厚层壮石灰岩,质地,含海相动物化石,并有大的溶洞与裂隙。
厚度约为400米左右
⑵石炭系中统本溪组:
该组可分为两段,上部为灰岩段,下部为杂色泥岩段。
上部共含灰岩3——5层,靠底部为G层粘土或山西式铁矿,厚度为80——110米,与奥陶系(中统)假整合接触。
⑶石炭系上统太原组:
其整合于本溪组之上,该组可分为四个段:
①上部含煤段②中部砂岩段③下部含煤段④下部砂岩段。
公含七层,编号8——14,为本区主要含煤地层。
底部为灰白色砂岩,其上为黑色泥岩粉砂岩为主,偶夹有薄层砂岩。
8煤顶板的海相泥岩中含有石燕海百合化石,其中10、12煤为不可采煤层
⑷下二迭系山西组:
其整合与太原群之上。
该组可分为两段:
①上部含煤段,由黑色泥岩、粉砂岩及煤组成,计含煤7层,编号1——7。
②下部砂岩段,为灰白色中细粒砂岩,厚层状结构,其中5、7煤最为发育,为全区主要可采煤层。
本组厚约70——110米。
⑸下二迭系石盒子组:
该组上部为紫红色、灰绿色、灰白色等杂色泥岩及粉砂岩,顶部为不稳定的A层粘土。
中下部为稳定的B层粘土。
其间为杂色泥岩。
下部为中粗粒砂岩,厚度为220米左右,与下部的山西系整合接触。
⑹上二迭系上石盒子组:
上部为杂色泥岩,、灰绿色泥岩。
下部为巨厚层状中——巨粒砂岩,具交错层理,泥岩中含植物化石碎片。
该层厚度约为350米左右,与下部的下盒子组整合接触。
⑺上二迭系石千峰组:
上部为厚层紫红色,具交错层理的砂岩,下部为砾石层,凝灰质胶结,砾石多为火山岩,厚度约为400米左右,与下部的上石盒子组系整合接触。
⑻侏罗系中统:
角度不整合与下部的石千峰组之上,上部由紫红色凝灰质粉砂岩及细砂岩组成,底部为砾岩层,砾岩成分主要为石灰岩,该层仅见于井田西北角几西南角,厚度为0——500米。
⑼第四系:
上部为腐植土、亚砂土、亚粘土,中部为流砂层、粘土层,底部西翼为砂砾岩,东翼为粘土层,厚度为70——110米,含水丰富。
1.2.1.2含煤地层
本区含煤地层由下二迭系山西组和上石炭系太原组组成,系一套由海陆交互相逐渐过渡到陆相的含煤地层,共含煤十四层,其中山西组含煤七层,太原组七层。
山西组的5煤、7煤为全区沉积稳定,大面积可采煤层,而其他的则为局部发育的可采煤层及不可采煤层。
从上而下分述如下:
a.山西组
1.粉砂岩:
深黑色,含植物化石,厚约1.5米。
2.粘土岩:
深灰色,厚度约0.9米。
3.粉砂岩:
灰黑色,由细条带状斜层理,含植物化石碎片及黄铁矿结核,厚约2.0米。
4.粘土层:
灰黑色,含粉砂质,并含植物根化石,厚约3.6米。
5.粉砂岩:
黑灰色,含大量的植物叶化石,厚约2.1米。
6.1号煤层:
黑色,亮型煤,易破碎,为不可采煤层,厚度在0.06——0.94米之间,不可采。
7.粘土层:
深灰色,含植物根化石,厚度约0.5米。
8.泥岩:
黑灰色,含植物化石碎片,易破碎,厚约0.6米。
9.粉砂岩:
深灰色,下部含较多的植物叶、茎化石,厚约0.6米。
10.细砂岩:
灰白色,坚硬,厚约0.8米。
11.2号煤层:
黑色半暗型煤,煤质不好,含细泥条带及黄铁矿结核,厚度在0.05——0.92米,为不可采煤层。
12.粘土岩:
灰褐色,含植物根、茎化石碎片,厚度约1.1米。
13.粉砂岩:
灰——灰黑色,含植物化石碎片,细条带状层理,厚度约1.9米。
14.细砂岩:
灰白色,石英质,质密坚硬,具波状层理,厚约3.1米。
15.3号煤层:
黑色,易破碎,粉末状,厚度在0.07——4.13之间,为局部可采煤层。
16.泥岩:
灰黑色,含粘土质,厚约0.4米。
17.细砂岩:
灰黑色,较坚硬,含植物化石碎片,厚约3.4米。
18.粉砂岩:
灰黑色,含植物化石碎片,厚约0.9米。
19.泥岩:
黑色,含海百合茎石燕、珊瑚等化石,贝壳状断层,无层理,厚度约3——5米。
是良好的标志层之一。
20.4号煤层:
黑色,半暗型煤,厚度在0.05——0.25米之间,不可采煤层。
21.粉砂岩:
黑灰色,水平层理,有根茎化石碎片,厚约1.9米。
22.细砂岩:
深灰色,厚层状,含云母,厚度约为1.1米。
23.粉砂岩:
深灰色,含炭质,薄层状,厚约0.5米。
24.5号煤层:
黑灰色,半暗型煤,粉末状,平均厚度13米。
全区可采。
25.粘土层:
深灰色,含植物根化石,厚约1.2米。
26.泥岩:
黑灰色,有黄铁矿结核,含粉砂质,厚度1.5米。
27.粉砂岩:
灰黑色,质密性脆,厚度2.1米。
28.6—1号煤层:
黑色,粉末状,夹泥岩条带,厚度在0.06——0.82米之间。
为不可采煤层。
29.粉砂岩:
黑色,含粘土层,含植物根化石,厚约0.8米。
30.粘土岩:
灰色,致密,质纯,厚约0.2米。
31.细砂岩:
深灰色,含钙质及方解石脉,厚约1.5米。
32.粉砂岩:
黑灰色,结构致密,含植物叶化石碎片,厚约2.1米。
33.6—2号煤:
黑色,粉末状,质不纯,夹泥岩条带,厚约0.15——1.10米之间,为不可采煤层。
34.粘土层:
灰褐色,含大量的植物根化石。
结构致密,遇水易破碎,参差状断层,厚度在0.5——1.0米之间。
该层在井田内不普遍发育,为局部标志层(C层粘土)。
35.粉砂岩:
深灰色,含植物化石碎片,条带状,水平层理,厚约3.5米。
36.中砂岩:
灰白色,坚硬,含植物化石碎片,厚约4.6米。
37.粉砂岩:
灰黑色,厚层条带状,水平层理,厚约4米。
38.7号煤层:
黑色粉末状,全区沉淀稳定,大面积可采煤层,也是本区主要可采煤层之一,可采范围内的平均煤厚为12米。
39.粉砂质泥岩:
灰黑色,含细层理,并有大量的植物化石,厚约3.0米。
40.7—2号煤层:
黑色,易破碎,粉末状,为局部发育的不可采煤层,厚度一般为0.06——0.25米。
41.炭质泥岩:
黑色,含炭质较高,厚约0.4米。
42.粉砂岩:
灰黑色,含大量的植物化石碎片,厚约1.5米。
43.粗砂岩:
灰白色,厚层状,厚度5——20米。
以石英,长石为主,胶结物多为泥岩、粘土质。
其全区发育,为本区的主要标志层之一。
b.太原组
44.泥岩:
黑色,致密,无层理,喊菱铁矿结核,并有腕足、斧足类等海相动物化石。
该层全区发育稳定,厚约4——8米,为该区的主要标志层之一。
45.8号煤层:
黑色,粉末状,易破碎,半亮型煤。
平均厚度0.8米,为不可采煤层。
46.中砂岩:
灰白色,厚层状,致密坚硬,厚约1.48米。
47.细砂岩:
灰白至灰黑色,条带状,质地坚硬,厚约1.3米。
48.泥岩:
灰黑色,结构致密,含动物化石,局部出现泥灰岩,厚约2.10米。
49.9号煤层:
黑色,亮型煤,粉末状,易破碎,厚约0.03——0.78米,为不可采煤层。
50.细砂岩:
灰白色,致密坚硬,含植物根化石,厚约2.4米。
51.泥岩:
灰黑色,结构致密,含植物化石,厚约2.4米。
52.10号煤层:
黑色,易破碎,粉末状,半亮型煤,平均厚度0.1——0.4米之间,为不可采煤层。
53.细砂岩:
灰白色,条带状,夹煤线,质地坚硬,厚度5.5米。
54.泥岩:
黑色,结构致密,含粉砂岩,厚度2.2米。
55.11号煤层:
黑色,半亮型煤,厚度在0.15——0.37米之间,为不可采煤层。
56.粉砂岩:
灰黑色,条带状水平层理,厚度0.7米。
57.中砂岩:
灰白色,以石英、长石为主,致密坚硬,厚度0.8米。
58.粉砂岩:
灰白色,条带状,致密坚硬,厚约3.5米。
59.粉砂岩:
细水平层理,厚约1.7米。
60.泥岩:
黑色,性脆,贝壳状断口,含黄铁矿结核并含海相动物化石,厚约12米左右。
61.12号煤层:
黑色,易破碎,粉末状,平均厚度0.4米,为不可采煤层。
62.泥岩:
黑色,含炭质较高,厚约0.2米。
63.粉砂岩:
灰黑色,含粘土质,并含大量植物化石,易碎,厚度0.6米。
64.中砂岩:
灰白色,厚层理,致密坚硬,厚约3.0米。
65.细砂岩:
灰黑色,含植物化石碎片,厚约2.5米。
66.13号煤层:
亮型煤,黑色,煤质不好,有时相变为炭质泥岩,极易破碎,为不可采煤层,厚约0.03——2.58米。
67.粘土岩:
灰褐色,含大量的植物根化石,极易破碎,厚约0.5——2.0米。
68.粉砂岩:
嘿灰色,性脆,含方解石脉,厚约2.0米。
69.泥岩:
灰黑色,含粉砂质及菱铁矿结核,厚约1.3米。
70.粉砂岩:
灰黑色,块状,厚约1.1米。
71.14号煤层:
亮型煤,黑色,粉末状,厚度在0.09——0.77米之间,为不可采煤层。
72.泥岩:
黑色,含炭质及植物化石随片,厚约0.5米。
73.粉砂岩:
黑灰色,厚约1.7米。
74.中砂岩:
灰色——灰白色,局部含炭线,并含大量的植物化石,致密坚硬。
以石英、长石为主。
厚度在18米左右,是本区较好的标志层。
1.2.1.3岩性特征
本区含煤建造的太原组和山西组岩性特征比较明显,横向分布比较稳定,在地层剖面上呈有规律的变化。
含煤建造有碎屑岩、粘土岩、化学岩三大类岩类组成,其中以碎屑岩为主(占85.23%),粘土岩次之(占9.07%),化学岩最少(5.7%)。
一般太原组较山西组细。
1.2.1.4岩相特征
本区石灰二迭系含煤沉积岩相是一套结构简单,有变化规律的沉积物,下部太原组以海相为主,含有过渡物。
山西组以过渡物为主,含有海相。
根据沉积物的岩性特征,本区曾发生普遍海侵七次,其中太原组内五次,山西组二次。
区内沉积可分为三大类11种:
1)海相大类:
⑴浅海碳酸岩沉积相。
⑵浅海泥相,粉砂质沉积相。
⑶滨海砂质,粉砂质沉积相。
2)过渡相大类:
⑷砂洲、砂嘴、砂坝砂质沉积相。
⑸泻湖、海湾泥质、粉纱质沉积相。
⑹泻湖海湾滨岸,砂质、粉砂质沉积相。
⑺水下三角洲砂质沉积相。
⑻滨海平原,湖泊泥质,粉砂质沉积相。
3)陆相大类:
⑼滨海复水沼泽相。
⑽滨海泥炭沼泽相。
⑾滨海沼泽相。
1.2.2井田构造
1.2.2.1褶曲
本井田在构造上位于辽东台背斜与下辽河凹陷之过渡带内,林盛堡向斜的北端,全井为一不对称的倾伏向斜构造的一翼,倾角为17°
~14°
1.2.2.2断层
井田内大的构造或与区域构造线方向是一致的,由于历次构造运动的影响,主要是受北西和南东两方向的挤压,致使沿其剪切力方向产生两组断裂:
一组为北东向,一组为北西向。
至第三系喜马拉雅运动时,该区构造又行活化,下辽河凹陷大幅度下降,相对辽东台背斜又持续上升,因而导致原生断裂加剧,并伴有辉绿岩侵入,使煤层遭受一定程度的破坏和影响。
1.2.2.3陷落柱
陷落柱构造是石炭二迭系煤系地层特有的构造现象,井田内查明的陷落柱为井田西北的陷落柱。
1.2.3水文地质
1.2.3.1水文地质条件及特征
本井田位于松辽平原南部,下辽河平原东侧。
第四纪地层发育,厚达百余米,形成了含水丰富的冲程平原。
本区东翼由于东部山坡风化堆积了较厚的粘土层,形成了较好的隔水层。
而西翼受到河流冲积作用,堆积了较厚的以砂、砂砾岩为主的松散层,又与煤系地层露头直接接触,不利于隔水。
本区水文地质特征是上覆于煤系地层的第四纪松散,厚度较大,含水丰富,水质较好,可供矿区水源用。
而煤系地层则埋藏较深,煤系上覆岩层很厚,且坚硬致密,不易导水。
其它岩层含水极为微弱,有利于煤层开采。
本区沙河横穿井田中部,注入太子河,属于季节性河流。
冬季细流,宽20——100米,水深1——2米,夏季平均流量204立方米/秒,最大流量为1590立方米/秒,最高洪水位为+37.47米。
区内第四纪地层上部普遍发育有15——30米粘土层、亚粘土层,做地表水向深部渗透差。
1.2.3.2含水层评述
1)第四纪松散孔隙承压强含水层:
70——110米,由粘土、亚粘土、砂、砂砾石组成。
本区普遍发育,为含水丰富透水性强的主要含水层。
单位涌水量为2.09——4.77升/秒米,渗透系数5.627——14.054米/日,静止水位深2.00——6.00米,年变化幅度3.00米。
地下水温9——18°
。
地下水潜流方向由北向西南,即235°
地下水主要靠大气降水补给。
2)煤系上部上下石盒子组砂岩微弱裂隙承压含水层:
全厚393.49米。
含水层厚为113.99米,单位涌水量为0.00028——0.00644升/秒米。
渗透系数为0.00028——0.00178米/日。
属微弱含水层。
3)山西组、太原组煤系极弱裂隙承压含水层:
该层总厚度185米,含水厚度9.51——54.23米,平均41.63米,单位涌水量为0.00000501——0.00087升/秒米。
渗透系数0.00026——0.000615米/日。
属极弱含水层。
4)本溪组灰岩、砂岩裂隙承压含水层:
由砂岩、灰岩、泥岩构成,厚度4.5——127.46米,砂岩含水层平均厚度26.310米。
灰岩在本区发育有3——5层,厚度较薄,一般3——5米,岩质致密,透水性差,单位涌水量为0.00163——0.002升/秒米。
渗透系数0.00074——0.00394米/日。
属弱含水层。
5)奥陶纪灰岩岩溶含水层:
单位涌水量0.000129升/秒米。
渗透系数0.0001126米/日。
本区只在上部裂隙做了抽水试验,水量很小,属弱含水层,但在露头处漏水严重,深部奥陶纪灰岩含水情况不名。
鉴于该井田露头全为第四系所覆盖,未专门采风氧化带煤样,基岩强风化带为10米,弱风化带为25米左右。
因此,由煤层露头向里推15——30米为风氧化带。
1.3矿层质量及矿层特征
1.3.1煤层及可采煤层
本井田含煤地层为下二迭系山西组及上石炭系的太原组,计含煤14层。
1——7煤层赋存于山西组,8——14层于太原组。
5煤、7煤为全区发育稳定,为全区主要可采煤层,平均倾角17.7度,南北走向。
余者皆为沉积不稳定的煤层,虽有局部可采点,但因构不成大块段无法开采,现将主要可采煤层自上而下分别叙述如下:
1)5煤层:
位于山西组顶部,为全区发育的可采煤层,为简单结构煤层,煤厚变化不大,平均厚度为9米,顶底板均为细砂岩。
2)7煤层:
位于山西组底部,为全区发育的可采煤层,其局部发育两层,下分层为不稳定层,可采部分厚8米。
顶板厚层状黑白相间条带状细粉砂岩,局部为海相泥岩。
其底板为厚层状粉砂岩。
7煤距5煤层约45米。
图1-1综合柱状图
Fig.1-1The1diagramofvelocity
1.3.2瓦斯、煤尘、自然发火
1.3.2.1瓦斯及其赋存规律
本矿井属于高瓦斯矿井,随着煤层开采面积和深度的增加,其瓦斯涌出量不断的增大,其规律为:
1)瓦斯含量沿走向方向变化规律是:
由北向南逐渐增大。
2)沿煤层倾斜方向:
由浅至深瓦斯含量略有增大的趋势。
3)地质变化个构造影响区:
一般情况下瓦斯较大。
以上几点规律除煤层形成过程中本身所特有的原因外,最基本的因素还
是地质因素,首先和上赋岩性、厚度有关。
1.3.2.2煤尘
本区煤层均为粉末状,煤层十分干燥,采支后空气中煤尘含量较大,一般在非洒水情况,可达470㎎/m³
,最小为250㎎/m³
,经煤尘爆炸实验有爆炸危险。
1.3.2.3煤的自燃
本区的7煤有自燃发火的倾向,其发火原因如下:
1)层结构以粉末状为特点,氧化面积大。
2)煤中伴有黄铁矿,呈结核状或细脉状,有的呈侵染或鳞片状,加之含微量硫、磷,煤层开采后暴露在空气中,煤和黄铁矿氧化过程中都会产生和积聚一定的热量,如遇水将起化学反应成硫酸根,就在硫酸的生成与分解过程中,热量剧增,给煤的自燃创造了有利的条件。
3)物理化学性质是煤的自燃的先决条件。
本井田煤层虽属烟煤,但挥发分含量高,燃点较低,各层煤最高挥发分含量均在25%以上。
因此,本井田自燃趋向较高,自燃发火期3——6个月。
为防止自燃发火应从以下几方面采取措施:
a.用注水、阻化剂等以延长发火期。
b.回收采空区浮煤,使之减少到最低程度。
c.采空区必须及时封闭。
d.采用均压通风措施,控制采空区进氧。
e.加快开采速度。
f.建立其它放火技术措施。
本井田是高沼气矿井,又有煤尘爆炸危险,因此,防止煤的自燃对矿井安全生产是十分重要的。
1.3.3煤的质量牌号及工业用途
1.3.3.1煤的物理性质及煤岩特性
井田内各种煤层均为深黑色,条痕为棕黑色,玻璃——强玻璃光泽,中——细条带状结构,层状结构,内生裂隙发育,性脆易破碎,大多呈粉末状及细粒状,块状较少。
煤层偶见弱细光泽,木质结构。
12煤近顶板附近常含有团状及侵染状黄铁矿和透明体。
井田内各煤层属高等植物所组成的,太原组各煤层多由半亮型和光亮型组成。
而山西组各煤层多由半亮型和半暗型煤组成。
各煤层凝胶化组分较少,丝炭化组分次之,稳定组分少见。
矿物质主要是呈大小不一的侵染或结核状粘土和黄铁矿,石英次之,方解石更少。
1.3.3.2煤质标号
按中国煤质分类国家标准(GB5751—86)依东煤公司地质局化验室提供的化验结果,本井田煤层可划分出气煤、肥煤、焦煤三个煤种。
其中气煤挥发分含量在32.73%——34.73%之间,一般为34.72%,胶质层最大厚度在17.00——22.66,一般为19.79。
肥煤的挥发分含量在22.74%——38.19%,一般为30.81%,胶质层最大厚度在25.10——48.00之间,一般为33.65。
焦煤挥发分含量在18.85%——29.97%之间,一般为26.01%,胶质层最大厚度在9.00——25.00之间,一般为20.97。
1.3.3.3工业用途
本井田赋存的煤层为良好的炼焦用煤。
2井田境界及储量
2.1井田境界
2.1.1井田境界
1.走向、倾向边界及尺寸
井田以南北为走向,东西为倾向。
井田境界:
东为林盛堡向斜,西为煤层露头,南到红菱煤矿边界,北到F15断层。
煤层倾斜长度增加一倍。
井田走向长5000米,倾向宽3500米,井田面积约1750公顷。
2.边界矿柱的留法及尺寸
⑴井田边界矿柱留30米。
⑵井田浅部防水煤柱斜长50米。
⑶断层煤柱每侧各为20米。
2.1.2临近井田的开发情况以及与本矿的关系
本井田位于林盛堡向斜西边,其临近矿井有:
位于该向斜西翼中段的红菱煤矿,与该井田南部相比邻,设计能力为90万吨/年,改扩建后生产能力可达150万吨/年。
1969年12月15日开始建井,1976年3月20日移交,1978年1月正式生产,截止2004年底该矿井保有储量为6865.4万吨,以焦煤为主,2004年产量为180万吨。
位于红菱煤矿西南部有红阳三矿,1991年12月破土动工,设计能力为150万吨/年,储量为15816.4万吨,煤种以瘦贫煤为主。
位于本矿南辽阳市上岗子向斜西马矿,设计能力为75万吨/年,1978年开始建井,1989年移交,1990年3月正式生产。
截止2004年底保有储量为8859.7万吨。
煤种为无烟煤,2004年产量为23万吨。
2.1.3论述所定边界的合理性
本井田以断层和向斜为边界,充分利用自然条件。
在井田范围内,储量、煤层赋存及开采条件均与矿井生产能力相适应。
井田内有足够的储量和合理的服务年限。
井田走向长度大于倾斜长度,有两层煤,可保证矿井各个开采水平有足够的服务年限。
阶段高度及阶段斜长适当,矿井通风、井下运输较容易。
根据矿井设计规范的规定,采区开采顺序必须遵守先近后远,逐步向边界扩展的原则,并应符合下列规定:
1.首采采区应布置在构造简单,储量可靠,开采条件好的块段,并宜靠近工业广场保护煤柱边界线。
2.开采煤层群时,采区宜集中或分组布置,有煤和瓦斯突出的危险煤层,突然涌水威胁的煤层或煤层间距大的煤层,单独布置采区。
3.开采多种煤类的煤层,应合理搭配开采,一般不得分采分运。
综上所述,林盛堡三矿工业广场左右两侧各划分划分三个采区,其煤层赋存条件好,储量较大,开采条件也好。
2.2井田的储量
2.2.1井田的工业储量及各种煤柱损失
1.矿井的工业储量:
勘探地质报告中提供的能利用储量中的A、B、C三级储量。
2.工业储量的计算
Zg=5000×
3500
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