二一采区地质说明书Word格式.docx
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4、井上下对照关系:
矿井工业广场位于该采区西部,工业广场保安煤柱线为二一采区西边界线,辉县市团相村位于采区东北部,其村庄保安煤柱几乎占压整个采区,团相村养殖场位于采区西北部,二一采区的回采对团相村及养殖场将有较大影响;
此外中州铝厂2号公路横贯全区,其它为乡间公路。
地面耕地属地多为辉县市吴村镇管辖。
5、钻孔情况:
采区范围内及附近钻孔共有16个,钻孔具体参数见表2
表2二一采区钻孔一览表
钻孔
孔深m
煤厚m
煤底
标高m
Q+N
备注
Z
27-7
3913497
451093
100.0
568.01
4.89
-457.97
243
27-4
3913149
451429
95.8
797.52
4.61
-687.87
319
27-9
3912846
451800
94.72
986.49
4.28
-841.53
377
27-10
3912449
452222
92.62
901.27
413
断失
29-8
3914031
451677
99.55
575.15
4.47
-443.38
241
29-10
3913862
451845
101.3
600.24
-487.42
311
29-7
3913672
452034
98.53
793.73
360
29-9
3913247
452480
94.66
977.73
4.11
-870.06
431
29-11
3913677
452316
96.92
900.05
-746.7
366
29-12
3912965
452764
93.91
1067.17
9.13
-941.75
487
30-5
3913864
452970
96.0
992.62
3.84
-801.13
453
30-7
3914134
452651
96.79
648.0
3.52
-536.88
359
32-11
3913801
453799
89.86
991.93
4.97
-848.2
574
26-7
3912423
451127
92.56
892.42
5.37
-797.85
258
界外
26-8
3911921
451600
89.96
828.81
5.01
-717.37
375
2616
3913257
450742
98.8
623.0
3.15
-472.2
186
第二节相邻采区地质及水文地质情况
古汉山矿目前共开拓5个采区,一一、一二、一四采区为生产采区,一三、一六采区为准备采区。
一一采区位于二一采区上部,已回采数年,地质及水文地质情况已基本查明。
二一采区与一一采区地层及构造情况比较类似,水文地质情况因所处水文地质单元不同差别可能会较大,有待在二一采区开拓过程中进一步了解。
下面仅介绍一一采区的地质及水文地质情况:
一、地层
一一采区生产揭露的地层与地质勘探时报告提交所述的地层一致,自老至新有奥陶系、石炭系、二迭系、第四系及新近系,所回采的二1煤层位于二迭系山西组下部,煤层结构简单,厚度稳定,平均厚度5m,未见薄煤带及无煤带,煤层顶底板岩性多为泥岩及砂质泥岩。
二、构造
1、断层规模小,方向性明显
到目前为止,采掘揭露的断层除一条落差为3m外,其余落差均小于3m。
断层的走向倾向均具有明显的方向性,统计表明,断层走向以NEE向和近EW向为主,少量SN向及NW向。
断层倾向以SSE、NNW为主,且SSE向最为发育。
另外,在生产中还发现,走向、倾向相同的断层近似等距成组出现。
2、伪顶及煤层顶部揉皱普遍发育
具有伪顶的地区,煤层顶部往往与伪顶一起发生强烈揉皱变形,而煤层直接顶板正常。
致使煤层顶部及伪顶层理紊乱,十分破碎。
3、地层沿倾向、走向有宽缓的波状褶曲
从巷道剖面及二1煤层底板等高线图可以看出,煤层具有宽缓的波状褶曲。
三、水文地质
1、含水层组特征
根据岩性、水力性质、空隙特征和富水程度,区内含水层(组)自上而下有以下几个层(组)。
第四系及新近系冲洪积孔隙含水层
第四系及新近系沉积厚度一般210.0-359.5m,平均厚度279.25m,由北向南逐渐变厚。
上部垂深50m含有丰富的孔隙潜水,底部砾岩层含有丰富的裂隙水。
二迭系砂岩裂隙含水组
二1煤层上部60m范围内,含水层岩性以细粒砂岩为主,中粒砂岩次之。
含水层厚一般15~30m。
水化学类型为HCO3-Ca•Mg型水。
太原组L8灰岩岩溶裂隙承压含水层
层厚5.07~10.07m,平均8.30m,岩溶裂隙发育不均,具细少裂隙,多被方解石脉充填。
邻近生产矿井及本矿井生产排水引起水位大幅度下降,水位标高与天然水位相比,下降了许多,目前一一采区L8灰岩水位标高为-220m。
L8灰岩距二1煤层底板25.5m~43.3m,平均35.55m,其间由泥岩、砂质泥岩隔水层和坚硬的砂岩组成。
太原组L2灰岩岩溶裂隙承压含水层
平均层厚12m,岩溶裂隙发育不均。
富水性大小不一,在断层附近,该层水与L8灰岩水力联系密切,11071、11091工作面突水均有L2灰岩水参与。
奥陶系灰岩岩溶裂隙承压含水层
奥陶系灰岩含水层厚度大,水量丰富,水头压力高,在断层附近,该层水尚与L2、L8灰岩水发生水力联系,严重危及矿井安全生产。
2、隔水层(组)
根据岩性组合、厚度等,区内隔水层(组)自上而下有下列几个层(组)。
粘土类隔水层
新生界地层中所夹的黄灰色-棕红色粘土柔软、细腻,透水性差,具有良好的隔水作用,可有效阻隔砂砾石含水层之间及孔隙含水层与基岩含水层之间的水力联系。
二叠系泥质岩类隔水层
二1煤层上部二叠系地层中含有大量泥岩、砂质泥岩、粉砂岩等,这些岩层厚度大、层位稳定、透水性差,可有效阻隔冲洪积孔隙含水层对砂岩裂隙含水层的补给,以及砂岩裂隙含水层之间的水力联系。
二1煤层底板隔水层
二1煤层底板至L8灰岩之间有一层泥岩、砂质泥岩局部夹薄层L9灰岩或细粒砂岩,厚度为25.5m(29-6孔)-43.3m(2613孔),平均35m左右,由东向西逐渐变厚,一一采区的突水情况东区比西区多也说明了底板突水与隔水层的厚度变化有一定的关系。
太原组中部砂泥岩段隔水层
L8与L2灰岩间有平均厚49m的泥岩、细粒砂岩、粉砂岩夹薄层灰岩组成的地层,该段地层厚度大、层位稳定,可有效隔绝L8与L2灰岩水之间的联系,特别对防止L2、O2水进入矿坑起着主要作用。
一一采区的突水多数与断层有关,说明在没有构造破坏的地段L2、O2水很难突破该段隔水层的阻隔而造成工作面突水。
本溪组铝土质岩类隔水层
以本溪组铝土质岩为主,太原组底部泥质岩类为辅,厚度7m。
可有效防止O2水与L2水联系。
3、水文地质主要特征
一一采区为一典型的单斜构造,地下水沿着岩层的倾斜方向,由北西向南东方向径流,很显然,北部边界是地下水的重要补给边界。
在采区东下部F1断层为导水断层,使得深部的L2、O2灰岩水与L8灰岩水有沟通。
4、充水因素
根据近几年生产情况,对矿床充水因素可能发生突水的地段分析如下:
1、二1煤层上距第四系底界平均为230m,未发生过冲积层突水事故,一般情况下第四系及新近系孔隙水对矿床影响不大。
2、二1煤层顶板砂岩裂隙水,补给与迳流条件较差,富水性弱,易疏干,未发生过突水事故。
3、L8灰岩含水层是二1煤层底板的直接充水含水层。
与二1煤层的层间距平均35.55m,岩性为良隔水的泥岩、砂质泥岩和坚硬的砂岩,但由于矿压大、水压高在它们的共同作用,加上断层的破坏,煤层底板多次发生L8灰岩突水。
序号
突水时间
突水地点
突水
类型
最大水量m3/min
稳定水量
m3/min
水压MPa
突水因素
2000.4.4
11061工作面
底板
1.5
1.3
2.9
工作面有小断层
2001.6.26
11011工作面
1.2
2.2
2003.8.9
11081工作面
0.7
0.5
2.8
2003.11.24
11071工作面
F1断层附近
2005.5.30
11091工作面
0.4
2.5
F1断层附近,有小断层
2006.8.31
11072工作面
0.9
2007.09.16
11092西工作面
2.1
有小断层
4、根据已有突水情况分析,构造是引起煤层底板突水的主要因素。
11081、11071、11091等工作面突水均与断层有关。
表2一一采区突水点一览表
四、其它地质条件
1、煤层的自燃倾向:
对二1煤层的自燃倾向、煤尘爆炸性测定结果表明(抚顺煤研所2005年),该区二1煤层无煤尘爆炸性和自燃倾向,生产实践也可证明上述结论。
2、地温:
1988年河南省地质三队在古汉山井田补充勘探时,对2504孔、2616孔进行了简易测温,利用2308、2616长观孔进行了稳态测温。
据钻孔测温资料,2504孔和2616孔二1煤底板温度分别为18.3℃和19.2℃,地温梯度分别为0.34℃/百米和0.43℃/百米,属于地温正常区。
一一采区生产过程中未发现地温异常。
第三节地层及构造
古汉山矿二一采区地层自老至新有奥陶系、石炭系、二迭系、第四系及新近系,现简述如下:
1、奥陶系(O2):
上部为深灰色泥质薄层状灰岩,下部为深灰色厚层状隐晶质灰岩,质地纯洁,致密坚硬,裂隙中被次生矿物方解石脉充填,据区域资料,厚度为400—600m。
2、石炭系(C):
平行不整合于奥陶系地层之上,缺失下石炭系。
上石炭系太原群(C3t),厚度81.27-87.58m,平均85m,由石灰岩、砂岩、砂质泥岩、泥岩和煤层组成,一般含石灰岩8-9层,自下而上分别为L2—L9。
3、二迭系(P):
厚度259.47-332.87m,均厚294.32m,其中下二迭统山西组(P1s)为主要含煤建造,由砂岩、砂质泥岩、泥岩和主要可采煤层二1煤组成。
上部以石盒子组底部砂岩底面为界,下以太原群石灰岩L9顶面为界,厚度73-104.9m,一般为89.9m。
4、第四系及新近系(Q+N):
不整合于各系地层之上,两系无明显分界,厚度为186~574m,均厚359.5m,由北向南逐渐增厚,其上部为黄土、黄土夹砾石及砾石组成,部分地段有流沙层,砾石的滚园度较差,且直径大小不一,砾石成份多为石灰岩,石英砂岩次之,。
下部为粘土、粘土夹砾石、砾石组成,成份为石灰岩及石英砂岩。
砾岩为钙质胶结,胶结性能良好。
二、主要地质构造
二一采区构造一般,地层走向N54°
E,其基本构造轮廓为一向SE缓倾的单斜构造,地层产状大致为NE或NEE,倾角为12°
-16°
,平均15°
,构造形式以断裂为主,宽缓的褶曲为辅,局部出现小的挠曲。
主要断层为向NEE向或NE向两组。
主要断层叙述如下:
1、油坊蒋断层:
走向N65°
~75°
E,倾向NW,倾角70°
,落差230~270m。
为二一采区边界(矿井南部边界),断层向西被界碑断层和方庄断层切割,延伸至九里山矿(即马坊泉断层),南升北降,该断层已经查明。
2、油坊蒋支断层:
受油坊蒋断层大断层的影响,在油坊蒋断层的东部发育有一个支断层,斜交于油坊蒋断层。
走向NE-EW,倾向N,倾角70°
,落差30m。
该断层为油坊蒋断层之伴生断层,有可能与之平行呈阶梯状。
3、团相正断层(F62):
位于采区中东部,属油坊蒋断层的分支断层,为采区东部及北部边界。
走向自东向西为NW-EW-NE向,倾向S,倾角70°
,北升南降,延伸至14采区后逐渐尖灭,在二一采区范围内落差150m,该断层已经控制。
4、F62-2断层:
走向NE,倾向N,倾角70°
,落差30m,属团相断层的支断层,位于采区中上部,采区布置稍有影响。
5、DF8断层:
走向NE,倾向S,落差4m,位于采区中上部,对采区布置稍有影响。
6、DF13断层:
走向NE,倾向S,落差8m,位于采区东部,对采区布置稍有影响。
7、DF15断层:
走向NE,倾向S,落差4m,位于采区东部,对采区布置稍有影响。
8、DF2断层:
走向NE,倾向S,落差12-26m,位于采区中上部,对采区布置稍有影响。
9、DF7断层:
走向NE,倾向E,落差7m,位于采区中下部,对采区布置稍有影响。
10、DF1-1断层:
走向NE,倾向N,落差9m,位于采区中下部,对采区布置稍有影响。
11、DF3断层:
走向NE,倾向N,落差6m,位于采区上部,对采区布置影响不大。
12、DF4断层:
走向NE,倾向N,落差6m,位于采区东上部,对采区布置影响不大。
其中DF类断层为地震补勘证明的断层,位置和落差可能和实际情况有差别,需在以后的工作中进一步证实和修改。
断层具体参数见表3。
6、褶皱构造:
采区内二1煤层总体形态为一向东南缓倾的单斜构造,由于受构造影响,靠断层附近可能会有褶曲或揉皱出现。
表4断层参数一览表
断层名称
性质
走向
倾向
落差m
勘探程度
对采区布置的影响
油坊蒋断层
正
NE
N
230
东部补勘
对采区布置有影响
油坊蒋支断层
NE-EW
15
对工作面布置有影响
团相断层
NE-SE
S
150
对采区布置稍有影响
F62-2断层
30
DF8断层
三维地震
对工作面布置稍有影响
DF13断层
DF15断层
DF2断层
12-26
对采区布置影响不大
DF7断层
E
DF1-1断层
DF3断层
二维地震
DF4断层
第四节煤层
从已开采采区所揭露的煤层情况看,二1煤煤层结构简单,厚度稳定,顶板下1-2m见夹矸1—2层,夹矸厚度0.1-0.2m。
二1煤位于山西组下部,厚度3.15—9.13m,平均厚度为4.78m,一般含夹矸1—2层。
为黑色块状、具贝壳状断口,节理劈理发育,一般常在接近底板处有一层0.25—0.6m的粉状煤;
煤层下距L8灰岩37.4-40.6m,平均38.9m。
二1煤为黑色或灰黑色,块状煤呈亚金属光泽,中灰、低硫、高发热量,具有机械强度高、热稳定性好、煤灰熔点高,固定碳含量高等特点的优质无烟煤。
第五节水文地质
一、含水层组特征
对本采区有威胁的含水层自上而下简述如下:
1、第四系及新近系砂、砾石(砾岩)含水层,属裂隙含水层,对本采区影响不大。
2、二迭系砂岩孔隙承压水,含水性弱,对本区充水影响不大。
3、L8灰岩岩溶承压含水层,厚5.25-6.9m,平均6.09m,裂隙溶洞发育,含水性强,为二1煤底板突水的主要威胁。
二一采区和上部一一采区属于不同的水文地质单元,32-11孔L8灰岩水位标高为+67m。
4、L2、O2灰岩岩溶承压水,裂隙溶洞发育,含水性强,在构造破碎带与L8灰岩有水力联系,在二1煤开采时,应防止经L8灰岩突入矿井。
一一采区工作面在回采时不同程度有煤层底板突水,证明该区域水文地质条件复杂,二一采区位于深部,煤层底板承受的水压更高,在回采时须加强防治水工作,避免发生底板突水。
二1煤层底板与L8灰岩间隔水层由泥岩、砂质泥岩和薄层灰岩组成,厚度37.4m-40.6m,平均38.9m。
采区涌水量预计:
21采区用大井法计算正常涌水量27.81m3/min.
计算公式采用:
Q=2.73KMS/(lgR。
-lgr。
)
K=2.98m/d渗透系数(东部补勘报告资料)
M=6.09m含水层厚度
S=1067m水位降深+67m-(-1000m)
r。
=
F=2660000m2r。
=920R=
=18419
R。
=R+r。
=19339m
lgR。
=4.28mlgr。
=2.96m
Q正常=40048m3/d=27.81m3/min
最大涌水量按正常涌水量的1.2倍计算,Q最大=33.37m3/min。
五、开采技术条件
1、瓦斯
根据集团公司科研所在11采区测试瓦斯基础参数如表5:
表511采区瓦斯参数表
地点
标高(m)
埋深(m)
瓦斯含量ml/g.r
瓦斯压力MPa
三车场
-366
462.5
21.1
0.75
四车场
-393.6
490.1
22.94
1.0053
91车场
-450.6
547.1
27.35
1.6875
一一采区在掘进工作面送巷期间,计发生3次突出,其中最大一次突出煤量为497t,发生在二1煤层的顶分层掘进中,中、低分层未发生突出现象。
表6钻孔瓦斯参数表
孔号
每克可燃物中瓦斯含量ml/g.r
CH4
CO2
N2
20.83
0.26
0.55
补勘报告
14.3
0.33
0.71
9.7
0.19
0.16
从表中可以看到,位于深部的29-12、32-11孔中瓦斯含量反而比位于上部的29-10孔中瓦斯含量底,经分析可能是由于29-12、32-11两孔位于断层附近,瓦斯的释放较多造成的。
根据《古汉山矿瓦斯涌出量预测》(煤炭科学研究院抚顺分院)资料,在井田南部,由于受油坊蒋断层的影响,在距断层400m范围内,瓦斯含量为20-25ml/g.r。
因此推断,位于深部的二一采区的瓦斯含量预计在20-25ml/g.r比较合适,在揭露煤层前应及时测定煤层瓦斯含量,掌握准确的瓦斯含量数据,以便确定下一步的瓦斯治理方案。
2、煤尘
一一采区生产过程中经抚顺煤研所检验:
无煤尘爆炸危险,且在历年生产中亦未发生煤尘爆炸事故。
煤层亦未发生自燃发火现象。
建议二一采区揭露煤层后,及时测定煤尘爆炸危险性指数及自燃发火指数。
3、地温
1988年河南省地质三队在古汉山井田补充勘探时,对2504孔、2616孔进行了简易测温,二1煤底板温度分别为18.3℃和19.2℃,地温梯度分别为0.34℃/百米和0.43℃/百米,属于地温正常区。
东部补勘时对32-11孔进行了简易测温,二1煤底板温度为20-20.2℃,地温梯度分别为0.33-0.34℃/百米,地温可能会高于一一采区,但仍属于地温正常区。
六、储量
储量估算采用地质块段法,分块段在煤层底板等高线图上进行。
估算公式为:
Q=S×
secα×
M×
D,式中:
Q——块段资源储量(单位:
万吨)
S——块段平面积(m2)
α——块段平均倾角(度)
M——块段平均纯煤真厚(单位:
m)
D——煤层视密度(单位:
t/m3)
1.煤层厚度
为块段内及附近钻孔煤层真厚的算术平均值。
2.面积
利用《地测管理系统》软件,在煤层底板等高线图上直接求出块段煤层的斜面积。
3.煤层倾角
在煤层底板等高线图上经计算得到煤层倾角。
经计算本区二1煤层资源储量估算块段平均倾角为15°
。
4.视密度:
二1煤层的视密度取1.54t/m3。
5.计算结果:
探明的经济基础储量(121b)1574.7万吨,推断的内蕴经济资源储量(333)466.0万吨,共有资源储量2040.7万吨。
其中121b-1块段位于团相断层的上部,在采区总体设计中很难被涉及,在计算采区可采储量时暂不考虑,内蕴经济资源储量(333)级别不计算可采储量,仅计算121b-2、121b-3两块段共1327.8万吨探明的经济基础储量的可采储量,回采率按75%计算,二一采区可采储量为995.85万吨。
表7储量计算结果明细表
块段编号
面积(m2)
煤厚(m)
容重
储量(万吨)
煤厚采用依据
121b-1
371393
4.17
1.54
246.9
29-8/4.4729-10/4.8127-7/4.892616/3.1530-7/3.52
121b-2
960436
5.35
766.6
27-4/4.6127-9/4.2829-9/4.1129-12/9.1329-11/4.61
121b-3
704047
5.33
561.2
29-9/4.1129-12/9.1329-11/4.6130-5/3.8432-11/4.97
333-4
149673
99.5
333-5
31031
22.8
27-4/4.61
333-6
232396
4.51
167.1
27-4/4.6129-11/4.6130-5/3.8432-11/4.97
333-7
75561
6.62
79.8
29-12/9.1329-9/4.11
333-8
- 配套讲稿:
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- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 采区 地质 说明书
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