舍乌矿井矿区概述及井田地址特征文档格式.docx
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岩性主要由隐晶质灰岩,泥岩组成。
其次为砂质泥岩及砂岩。
含煤6~10层(编号为一1~一10)。
仅一4煤层局部可采。
顶部灰岩稳定,厚2m左右,为K3标志层,底部灰岩厚13—17m,一般为15m,为K2标志层。
2、龙潭组(P2l1-P2l3):
厚110m,由灰至灰黑泥岩,砂质泥岩,砂质泥岩及灰白色细至粗粒砂岩组成,含2~3层煤(编号为二1~二3)其中二2煤层稳定可采。
3、三叠系下统卡以头组(T1k):
厚73—113m,平均108m。
由砂岩,砂质泥岩,泥岩组成,功、含煤7层,(编号为:
三1~三7)。
其中三2煤层比较稳定可采,三3和三5煤层局部可采,底部为鲕状铝质泥岩是K4标志层。
4、飞仙关组(T1f-T1f3):
厚度大于400m,底部K5砂岩标志层与下飞仙关组分界上部紫色斑状泥岩夹厚层砂岩,以K6长石英砂岩较稳定为标志层,含煤但无经济价值。
附地质综合柱状图1-2。
1.2.2勘探程度和地质构造:
1、区域地层在该区出露较完整,主要有下二叠统茅口组海相沉积碳酸盐岩。
上二叠统峨嵋山玄武岩组火山集块岩,火山熔岩、凝灰岩。
龙潭组含煤岩系砂岩、粉砂岩、泥岩及煤层、煤线。
上三叠统卡以头组砂岩、粉砂岩。
飞仙关组泥质粉砂岩、粉砂岩、细砂岩;
永宁镇组灰岩、泥灰岩泥质灰岩、杂色砂、泥岩等。
区域及矿区位于扬子准地台(Ⅰ)、滇东台褶带(Ⅰ3)、曲靖台褶束,即宣威~牛首山拱褶断束(Ⅰ34),富源凹褶(Ⅰ34-3)。
是一个上古生界及三叠系的坳陷带。
燕山运动时形成褶皱断裂。
根据大地构造形态发展特征,黔南煤田之滇东部分,以师宗—弥勒大断裂为界,可分南北两个煤区。
北煤区根据古陆的相对位置及现在的构造形态,可分为圭山、恩洪、富源、宣威等四个亚煤区。
本工作区位于恩洪亚煤区,恩洪复式向斜中段南部。
在漫长地史时期的发展中,特别是三叠纪以后,区域经受多期次的构造变形,造成区内不同方向,不同规模,不同性质,不同时期的构造形迹广泛发育,并控制了区域成煤盆地的空间展布,总体形成一幅由北东向构造,南北向构造,北北东向构造组成的褶皱断裂构造形态和特征。
区域岩浆活动弱,主要由晚二叠世峨嵋山玄武岩、沉凝灰岩、火山集块岩、角砾岩及少量与玄武岩同源异相的辉绿岩侵入岩体组成。
矿区未见岩浆活动与动力变质作用。
该矿井属于滇东煤田恩洪矿区老书桌井田。
在矿区范围内,揭露及地表自然出露的地层,由老至新依次为:
二叠系上统峨嵋山玄武岩组(P2β)、龙潭组P2l1-P2l3,三叠系下统卡以头组(T1k)、飞仙关组(T1f1-T1f3);
第四系(Q)。
2、向斜:
位于矿井范围中偏南部,纵贯老书桌井田南北,轴向大致平行F7-2-1,呈南北向展布,称燕麦山向斜,长度>3000m,宽度1300~1500m,轴部地貌为高山平台,核部残存最新地层为T1f3,向斜宽缓、开阔,东翼地层倾向北南。
倾角2°
~10°
,南翼地层倾向东~北东,倾角2°
~7°
,深部被F12-15切割,对开采有一定影响。
断层:
矿井范围内主要断层有8条(F46、F12-4、F12-15、F48、F7-2-1、f7、f8、F24)。
⑴F46:
位于矿区南部边界,逆断层,长>3.5km,走向0~20°
,倾向90~110°
,倾角16°
~77°
,落差60~200m。
区内共见比较明显的断层三条,近南北者以正断层为主,近东西以逆断层为主,详见断层特征表(表1—1)
表1—1主要断层特征表
断层名称
性质
走向
倾向
倾角
落差(m)
备注
恩洪断层
正
北北东
北西西
70°
180~250
落差南大北小为西部边界
F4断层
逆
北东
北西
40°
15
F25断层
南东
77°
22
1.2.3水文地质
1.含水层
(1)奥陶系灰岩含水层,距二2煤底板180m左右,据区域资料单位涌水量0.112~3.152升/秒米,渗透系数0.169~5.0195m/日,为硫酸型水。
(2)峨眉山群灰炭含水层①:
含灰岩8~10层,平均累厚64m,据301孔混合抽水资料,单位涌水量1.073升/秒米,渗透系数1.98m/日,308孔对上部四层灰岩混合抽水,单位涌水量0.00046升/秒米,渗透系数0.00148米/日,水质类型为硫酸钾钠型水。
309孔对上部四层灰岩混合抽水资料,单位涌水量为3.69升/秒米,渗透系数为9.04m/日,为硫酸钙钾钠型水。
总的看来,该组灰岩以2、3、48层灰岩较厚,尤以2、8层富水性较强,K3岩(顶部灰岩)富水性较弱。
浅部及靠近风氧化带水量较大,深部度小。
(3)二选系砂岩含水组:
(Ⅱ)
飞仙关组砂岩:
1~3层,总厚度2~27m,据403孔抽水资料,单位涌水量0.048升/秒米,渗透系数0.371米/日,为硫酸型水。
下飞仙关组砂岩:
一般含砂岩5~6层,北部最多达18层,南部可见1~2层,厚5~95,88m,平均厚46.69m,据2203孔抽水资料,单位涌水量0.036升/秒米,渗透系数0.064m/日,属硫酸钠型水。
上飞仙关组砂岩:
为4~6层,厚度50m左右,其中以K5、K6两层砂岩厚度较大,一般为14m和33m左右,含水丰富,据付井检查孔抽水资料,K6砂岩单位涌水量为0.672升/秒米,渗透系数2~33米/日,K5砂岩单位涌水量为0.121升/秒米,渗透系数不清0.568米/日,主、付井检查孔均在此层发生严重漏水。
风化带裂隙水:
一般含水性弱,据301孔抽水资料,单位涌水量0.023升/秒米,渗透系数0.118米/日,为硫酸钠镁型水。
(4)新生界砂砾石孔隙含水组(Ⅲ)
下部为粘土,粉细砂和泥质胶结的砂卵砾石含水层,一般埋藏在90m以下,据403孔抽水资料,单位涌水量0.00798升/秒米,渗透系数0.029m/日,为硫酸、重碳酸型水。
中部以褐色黄粉细砂和黄色粉细砂、细中砂为主,埋深在20~90m,含水砂层2~4层,厚7.06~32.8m,平均18.33m,含水丰富,单位涌水量为0.64~0.72升/秒米,渗透系数3.61~4.9米/日。
上部主要为埋藏在20m以内的粉细砂,含砂1~2层,平均厚10m左右,经民井简易抽水,单位涌水量为1.561~6.713升/秒米。
2.断层导水性
西界恩洪断层属张扭性构造落差大,可能含水丰富,开采时应采取有效防水措施,对区内落差大于50m的断层,有可能与太厚灰岩对口,也应引起注意。
3.邻近矿井水文地质情况:
欣欣井田:
1990年8月26日,主井筒掘进170m左右上峨眉山组砂岩地层中造成淹井,当掘到1509m时,涌水量达164t/h,到185m时,涌水量为114t/h,到3月6日止,水量增加到235t/h,付井掘进飞仙关组砂岩时,也曾出现淹井事故,排水量达每小时200多吨。
因此吉克矿井在上飞仙关组地层中掘进井巷时,尤其是K6,K5砂岩厚度大,富水性强,必须采取相应技术措施,予防突水事故发生。
书桌一号井矿井涌水量,先随巷道增长而增大,至一定长度时,又逐渐减小并渐近稳定,即由320m3/h增至401.9m3/h,现达375m3/h左右,书桌矿的矿井涌水量亦有上述相同规律,最大增至499m3/h,现保持120~130m3/h,两井均以消耗静水储量为主,书桌一号井的奥陶系灰岩与复盖层因通风化带,故水位变幅一致。
与大气降水有关。
含水组因连续排水,致使水位持续下降,该井排水可能影响本井田。
4.矿井预计涌水量
在生产过程中,可以会引起矿床充水的主要来源是煤系地层本身的砂岩裂隙水,其它含水组,因受相应的隔水层所阻,一般不易造成矿床充水。
矿井涌水量预计结果如下(1600)水平:
三2煤层顶板砂岩水其正常涌水量为522m3/时,最大涌水量793m3/h,二2煤层顶板砂岩水正常涌水量为403m3/h,最大涌水量为462m3/h。
如同时开采三2煤和二2煤的正常总涌水量为925m3/h,井筒涌水量为731m3/h。
考虑设计中开采顺序的关系,如先采二2煤,后期二2与三组煤配采,则矿井初期带区涌水量选用522m3/h(正常)和793m3/h较为合适。
1.2.4对勘探程度的评价
通过74年精查勘探和83年补勘工作,查明了区内的构造形态。
煤层产状以及可采煤层的层数、层位、厚度、结构及可采范围等。
基本查明了各煤层煤质特征。
对开采技术条件也作了明确论述。
对水文地质条件等方面都作了基本的了解。
总的看来,可以作为设计依据,该报告存在的主要问题是:
1.基础资料内容不够齐全。
2.钻孔虽有测斜资料,但在剖面和平面图上没有进行校正和反映。
3.三3、三5煤层对比的可靠性差,部分钻孔勘探质量较低,不宜圈定高级储量。
4.三组煤没有正式筛分资料
5.水源未有正式资料。
鉴于该报告存在的问题,在今后的工作中应加强对三5煤的煤层对比工作,并对其可采性作进一步的了解和评价。
另一方面,该区对断层的导水性未作专门了解。
边界恩洪断层落差较大,今后在施工时接近断层处应采取边探边掘的方法。
1.3煤层特征
1.3.1煤层埋藏条件
1.煤层
本井田煤系地层总厚760m,含煤27层,其中可采煤层为峨眉山组的二2煤,下飞仙关组的三2、三5、三3煤。
二2煤为主要可采煤层,三2次之,三3、三5煤局部可采。
(详见可采煤层特征表1-2)
表1-2可采煤层特征表
煤组
煤层
两极厚度
一般间距(m)
煤层结构
顶底板岩性
稳定性
可采程度
倾角(°
)
容重
t/m3
一般厚度(m)
飞
仙
关
组
三5
普遍含一层夹石,一般为0.3m厚
泥岩或砂质泥岩
较稳定
局部可采
5°
左右,露头线处变为10°
1.43
18
三3
一般含一层夹石,厚0.3m左右
泥岩
不稳定
同上
1.43
8
三2
无夹石
砂岩
较稳定
可采
根据基岩风化带深度,在基岩界面下垂深10~20m,平均深度15m,同时在接近露关处采集了煤层样品:
分析结果灰分增高。
结合邻区有关资料,煤层风氧化带深度的下限定为基岩界面以下垂深15m。
2.煤质
本井田各煤层均为低磷、低硫,中等灰分的烟煤,(详见煤质特征表1-3-1、表1-3-2),根据矿基建巷道中用放炮的方法采取的二2煤层的筛分大样,筛分结果块煤(大于25mm)占24.22%,见表1-4,1-5。
在筛分大样中采取了半工业试验,试验结果如表1-6,1-7。
1.3.2、瓦斯、煤炭及自燃情况
补充勘探中,共采瓦斯样17个,合格的有3个样,可作为参考的有7个
表1-3原煤分析结果表
变化
情况
原煤分析结果
Wf
(%)
Ag
(%)
Vr
(%)
Sg
发热量
焦渣
特征
Pg
%
容量
QgDT
卡/克
QrDT
二2
最小
0.79
9.44
7.67
0.32
6230
8200
1
0.003
1.37
最大
2.61
25.40
10.84
0.82
7690
8584
3
0.009
1.47
一般
1.27
14.34
9.53
0.43
7000
8400
0.006
1.41
0.73
15.51
8.14
0.38
6420
8250
0.005
3.36
23.97
11.61
0.95
7020
8480
1.45
1.34
18.05
9.84
0.50
6807
8360
2
0.007
1.42
m3/g,二2煤1700m水平以上为N2~CO2带,CH4含量0.14cm3/g,1700m以下多为N2~CH4带,CH4含量为4.90cm3/g,因此,根据煤炭资源地质勘探规范的规定,应属低沼气矿井。
但应注意瓦斯含量由浅部向深部增加的趋势。
能过三层煤的煤炭采样试验,均有爆炸性危险,见表1-8。
根据实验室采用“着火温度降低值测定法”,结果还原与氧化着火温度差一般在3~6℃,不具自燃性,嘎达煤矿投产10余年也未见自燃现象。
见表1-9。
表1-4二2煤原煤筛分结果表
+150~25mm块度的煤进行了手选
筛前煤样重量(Kg)
21008.3
重量(Kg)
677.2
30.9
214.8
922.9
120.1
299.4
1092.6
1466.8
4145
1881.3
2253.2
195.7
2448.9
2844.8
3932.0
628.3
1958.5
3902.0
14265.6
20611.3
实收率%
3.22
0.15
1.02
4.39
0.57
1.43
5.10
6.98
1.97
8.95
10.13
0.93
11.66
13.54
18.72
7.75
9.32
18.57
67.90
67.98
产品名称
煤
夹矸煤
矸石
计小
小计
块度级别(mm)
150
150~100
100~50
50~25
25~13
13~6
6~3
3~1
1~0
250
累计
表1-5二2煤层筛分大样各块度级煤质特征表
+150
150~100
100~50
50~25
25~13
13~6
6~3
3~1
1~0
平均
Wf%
1.01
0.91
1.04
1.10
1.20
1.03
1.33
1.14
1.09
块度单位
mm
Ag%
21.4
14.6
17.3
17.45
18.36
15.4
14.7
14.5
16.7
SgQ%
0.34
0.35
035
Vr%
15.5
11.1
12.2
10.55
9.43
8.88
9.07
9.05
10.6
QgD
6160
7040
6770
6870
6840
7150
7210
7200
6910
表1-6半工业性试验
工业分析
灰熔点
热稳定性
Af%
粘结性1~7
QfDT
SfQ
T1
T2
T3
Kp6
Kp3
Kp1
16.76
6726
0.42
1270
1310
1320
27.77
6.54
2.51
Vr11.04
表1-7半工业性试验
强度m/m%
可磨性
kλOBTN
结渣性>
6m/m%
200
公斤/米2时
强度
400
温度
600
1.039
2.34
1455
7.89
1490
9.79
>
1500
元素分析
固定碳%
Gf
Hf
Nf
14.04
3.06
73.10
表1-8煤尘试验成果表
孔号~样号
煤层号
火焰长(nm)
加岩粉量/%
有无爆炸性
109~M3
无火
508~M3
10
50
有
005~M1
5
109~M2
508~M2
火星长
109~M4
表1-9自燃性成果表
燃点温度(℃)
原样
氧化
还原
409
还原未测
508~M3
388
386
389
△T=3℃
005~M1
384
△T=5℃
401
396
387
393
△T=6℃
109~M4
402
2井田境界和储量
2.1井田境界
根据舍乌井田地质勘探资料,结合构造和边界关系,确定舍乌井田境界如下:
南起二2煤层露头;
北暂以F4断层为界(大致在二2煤1200m等高线处);
东以欣欣与嘎达煤矿二号井相毗连;
西以书桌断层为界与阿行勘探区相邻。
井田东西走向长约2.6公里,倾斜长近5公里,面积约13平方公里。
图2-1井田赋存状况示意图
2.2矿井工业储量
2.2.1储量
根据《煤炭资源地质勘探规范》(试行)的规定,计算储量的煤层最小可采厚度为0.8m,最高可采灰分为40%。
根据计算,本井田的地质储量为9622万吨,工业储量为9622万吨,全井田高级储量占工业储量的84.1%,扣除工业广场,井田境界、断层、防水煤柱及开采损失后,可采储量为6554.2万吨。
深部尚有远景储量。
(详见地质及可采储量汇总表2-1,2-2)。
在计算煤柱时,断层煤柱是根据落差的大小及水文地质条件的复杂程度分别在断层线的两侧留设20m或50m作为断层煤柱,东部边界留40m作为境界煤柱。
水平
工业储量
地质储量A+B+C+D
1950~1600
3554
81.0
C=75%
1600以下
1925
合计
5479
3389
89.0
C=80%
754
88.0
4143
4143
2.3矿井可采储量
2.3.1计算可采储量时,必须要考虑以下储量损失
1工业广场保安煤柱;
2井田境界煤柱损失;
3采煤方法所产生煤柱损失和断层煤柱损失;
4建筑物、河流、铁路等压煤损失;
5其它各种损失。
2.3.2各种煤柱损失计算
1工业广场煤柱损失
本矿井设计年生产能力为90万t/a,按《煤矿设计工业规范》,占地面积应在90×
0.8/10~90×
1.1/10之间,即40~55公顷之间,本设计工业广场取48公顷,长、宽分别为300m、300m,工业广场位置煤层深度约1600m,煤层倾角10°
。
工业广场围护带宽度取15m。
则工业广场压煤为:
图2-2工广煤柱计算图
如上图,φ=40°
,γ=70°
,α=10°
,h=132.3m,δ=70°
则有,h1=q×
tgγ,s=h×
cotφ,h2=(q+s+430/2)×
tgα
且h1+h2+h=412.3,q×
tgγ+(q+h×
cotφ+430/2)×
tgα=412.3-h
带入数据,得,q=76.31
同理,h4=l×
tgγ,则有,h4-h3+h=412.3
带入数据得,l=131.03
图2-3工广煤柱
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