1、1目 录第 一 章 概 况 .第 一 节 概 述 . 第 二 节 地 质 特 征 与 构 造 第 三 节 水 文 地 质 第 二 章 探 放 水 第 一 节 成 立 探 放 水 领 导 组及 专 业 探 放 水 队 伍 第 二 节 钻 孔 布 置 第 三 节 探 水 前 的 准 备 工 作 第 四 节 探 水 钻 的 安 装 与 操 作 第 五 节 放 水 与 排 水 第 三 章 安 全 技 术 措 施 第 一 节 探 放 水 过 程 中 注 意 事 项及 安 全 技 术 措 施 第 二 节 通 风 措 施 和 瓦 斯 检 查 制 度 第 三 节 突 发 情 况 的 安 全 措 施 第 四 节
2、 探 放 水 管 理 制 度 .第 五 节 矿 井 防 治 水 制 度 第 六 节 水 灾 处 理 措 施 2第 四 章 钻 孔 技 术 参 数及 钻 孔 布 置 图 主斜井探放水钻孔技术参数 主斜井探放断面、水平面、剖面钻孔布置图3第 一 章 概 况第 一 节 概 述辰通煤业有限公司位于山西省盂县县城南 12km 处涧沟村东,行政区划属盂县南娄镇管辖。其地理坐标为东经 11321 18 11324 41 , 北 纬 3759 50 3801 54 。 根据 山 西 省 煤 矿 企 业 兼 并 重 组 整 合 工 作 领 导 组 晋 煤 办 发 【 2009】 73 号 文件 和 山 西 省
3、国 土 资 源 厅 2009 年 12 月 为 该 矿 发 放 的C1400002009121220047263 号 采 矿 许 可 证 。井田北距盂县县城 12km 井田西北侧 1km 处有盂(县)-寿(阳)公路通过,其间有简易公路连接,由井田处向东北可到盂县县城,向西南可至寿阳县城与石太铁路和太旧高速公路连结,交通运输较为便利。井田属低山丘陵地貌,井田沟谷发育,地形复杂,总体地势为东南高西北低,井田内地形最高点为东南部的山梁处,标高1227.50m,地形最低点为井田西北边界处大沟内,标高 983.70m,地形高差 243.80m。本区属温带大陆性季风气候,四季分明。冬季寒冷,春季多风,夏季
4、炎热,秋季多雨凉爽。1、气温:年平均气温 9.1,极端最高气温 39.5(1957.7)极端最低气温-17.6(1953.11) 。42、降水量:年平均降水量 570mm 左右,年最大降水量817.6mm(1966.8) ,最小降水量 302.6mm,年降水量多集中在7、8、9 三个月,占全年降水量的 50%以上。3、蒸发量:年平均蒸发量为 1162.2mm,为年降水量的 34 倍。4、湿度:平均相对湿度为 65%,平均绝对湿度为 8.6mb。5、风向:全年风向多为西北风。冬季以西北偏西风最高,夏季多偏东风。冬春季节风大,夏秋风小。最大风速 20m/s,年平均风速 2.8m/s。6、霜冻期:霜
5、期为每年 9 月下旬至次年 4 月,年平均无霜期为105 天左右。冰冻期为 11 月下旬至次年 3 月,最大积雪厚度500mm,最大冻结深度不足 1m。7、地震:据国家建筑抗震设计规范 (GB50011-2001) ,盂县属地震烈度 7 度区,地震动峰值加速度为 0.10g。改 扩 建 采 用 开 拓 方 式 , 有 : 主 斜 井 、 副 斜 井 和 回 风 斜井 三 个 井 筒 , 其 井 口 坐 标 见 表各 井 口 坐 标 数 据X Y Z主 斜 井 4212824 19710480 1034副 斜 井 4212966 19710686 10385回 风 斜 井 4212895 197
6、10674 1038主 斜 井 倾 角 : 1930 , 斜 长 :527m,第二章 矿井地质第一节 区域地质简况一、区域地质(一)区域地层本区位于沁水煤田阳泉矿区西北部,盂县区南部。区域内出露地层由老至新依次有中奥陶统峰峰组;中石炭统本溪组;上石炭统太原组;下二叠统山西组、下石盒子组;上二叠统上石盒子组、石千峰组及不整合于新老地层之上的第四系松散沉积物。(二)区域构造本区位于沁水盆地的东北边缘,地层走向近东西向,总体向南倾斜,地层倾角 6-10左右。次级构造以短轴平缓波状褶曲为主,伴生有少量断裂构造。次级褶曲轴向以近东西向为主,少量轴向为北东一南西向。区域较大断裂构造为清城西侧为 F4正断层
7、和拦掌村南正断层,断层落差分别为 50m 和 25m,走向近东西向,走向延伸长度分别为 5800m 和 3700m,为区域较大断层。另据以往地质报告资料和区内煤层开采情况,本区陷落柱较发育,是本区煤层开采的较大影响因素。6二、区域含煤特征本区位于沁水煤田阳泉矿区北部,含煤地层主要为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组。据盂县上社-涧沟-刘家沟精查地质报告资料,本区石炭系上统太原组含煤层,分别为 8、9 上 、9、11、12、13、15、15 下 号煤层,其中 15 号为全区稳定可采煤层。8、9、12 号为较稳定局部可采煤层。二叠系下统山西组含煤层 6 层,分别为 1、2、3、4、5、6 号煤层,
8、其中 4 号属较稳定局部可采煤层。区域地层表表 2-1地层单位界 系 统 组 岩性特征厚度(m)接触关系新生界KZ第四系 Q灰黄、浅红色晋砂土,亚粘土及砂、砂土层、砂砾层0-200不整合石千峰组 P2sh砖红色中细砂岩和砂质泥岩、泥岩三层50-100上统P2 上石盒子组 P2s黄绿、紫红、杏黄色泥岩、砂质泥岩夹黄绿色砂岩70-350下石盒子组 P1x黄绿色砂岩与灰色、黄绿色泥岩、砂质泥岩80-120二叠系P 下统P1 山西组 P1s深灰色泥岩、砂质泥夹灰色砂岩及煤层50-80 整合上统C3太原组C3t灰色砂岩、深灰色泥岩、砂质泥岩、深灰色石灰岩及煤层80-120石炭系C 中统 C2本溪组C2b
9、灰色砂岩、深灰色泥岩、砂质泥岩、石灰岩及薄煤层,底部含山西式铁矿30-60平行不整合峰峰组O2f上马家沟组 O2s古生界PZ奥陶系O中统O2下马家厚层灰色石灰岩,泥灰岩,角砾状灰岩及白云质灰岩,上部含 1 层石膏层250-4007沟组 O2x亮甲山组 O1L下统O1 冶里组O1y厚层石灰岩,竹叶状灰岩,豹皮状灰岩及泥灰岩200-300整合第二节 矿井地质一、井田地层井田内沉积地层由老至新有:1、奥陶系中新统上马家沟组(O 2s)上部由灰一土黄色薄层泥晶白云岩、灰质白云岩组成,夹石膏层,中部为深灰色中厚层泥晶灰岩,生物碎屑灰岩和薄层白云质灰岩,下部为深灰色中厚层泥晶灰岩与灰质白云岩互层,本组厚度
10、180-275m。2、奥陶系中统峰峰组(O 2f)本组为煤系地层之基底。可分为一、二两段。一段地层厚度90-120m,平均 100m。岩性主要为深灰色厚层生物碎屑灰岩,花斑状灰岩及泥晶灰岩,夹薄层白云及泥质灰岩。二段厚度 60-80m,平均 70m。岩性上部为黄灰色薄层泥晶白云岩,泥质白云岩,白云质灰岩、泥质灰岩、泥灰岩,中部为青灰色花斑状灰岩和生物碎屑灰岩,下部为角砾状泥灰岩,夹条带状石膏层。3、石炭系中统本溪组(C 2b)本组假整合于上马家沟组灰岩之上,为海陆交互相沉积,底部为褐黄色、赤红色“山西式”铁矿层,呈鸡窝状或扁豆状分布。铁8矿层之上为浅灰白色 G 层铝土泥岩,中上部为灰黑色砂质泥
11、岩、细砂岩、石灰岩互层,常夹有 23 层薄煤层。本组厚度 5060m,平均 55.5m。4、石炭系上统太原组(C 3t)本组与下伏本溪组呈连续沉积,为一套海陆交互相含煤建造。岩性主要为黑色泥岩、砂质泥岩、细砂岩、石灰岩及煤层组成,其中石灰岩 34 层,煤层 67 层,底部以一层中细粒砂岩与本溪组分界,本组为井田主要含煤地层,厚度 106117m,平均厚 112m。5、二叠系下统山西组(P 1s)与下伏太原组地层呈连续沉积,以厚层状中粗粒石英砂岩(K 7)为底界,属陆相沉积。岩性主要为砂岩、砂质泥岩、泥岩、煤层交互沉积。本组含煤层 3-5 层,均不可采,地层厚度 42-65m,平均 58.00m
12、。6、二叠系下统下石盒子组(P 1x)为一套陆相碎屑岩地层,全组厚度 110-140m,平均 130m。下部主要由深灰、灰绿色泥岩、砂质泥岩和灰、灰黄色砂岩组成,底部为 K8中粗粒砂岩。中部主要由黄、黄绿色泥岩、砂质泥岩及浅黄色中粗粒砂岩组成,底部为 K9中细粒砂岩。上部主要由灰白色砂岩及黄绿、褐红色泥岩、砂质泥岩组成,顶部为一层灰、黄、紫等杂色铝质泥岩,俗称“桃花泥岩” ,为良好9的地层辅助标志层。7、二叠系下统上石盒子组(P 2s)连续沉积于下石盒子组之上,岩性为灰黄、黄绿、紫红色泥岩、砂质泥岩和灰白、黄绿色砂岩组成,井田内仅残留本组下部层段,最大残留厚度为 100 m 左右。8、第四系中
13、上更新统(Q 2+3)主要分布于井田北部和西部,为浅黄色亚砂土和微红色砂质粘土、亚粘土,厚度 0-30m,平均 10m。9、第四系全新统(Q 4)井田西部大的河床处分布有全新统冲积、洪积层,多为砂土、砂和卵砾石层。全系厚度 015m,平均 5m 左右。二、含煤地层井田含煤地层有上石炭统太原组和下二叠统山西组,分述如下:1、太原组(C 3t)太原组为一海陆交互相沉积建造,煤层稳定,标志层明显,并具有清晰的沉积旋回。根据岩性、岩相特征可划分为三段,叙述如下:下段(C 3t1)由 K1砂岩底至 K2灰岩底,地层厚度 25.5233.00m,平均27.76m,岩性主要为灰色砂岩,深灰灰黑色泥岩、砂质泥
14、岩和 110层煤层组成,其中底部分界砂岩(K 1)为一层浅灰色细粒砂岩,胶结坚硬,顶部 15 号煤层为井田主要可采煤层,煤层层位稳定,厚度大,反映了本段当时优越的古地理聚煤环境。二段(C 3t2)由 K2灰岩底至 K4灰岩顶,地层厚度 35.7153.82m,平均44.67m,本段岩性主要为 3 层灰深灰色海相石灰岩和灰色砂岩,灰深灰色泥岩、砂质泥岩及 3 层薄煤层,三层石灰岩由下而上依次为 K2石灰岩(俗称“四节石”灰岩,常分为 34 个分层) ,K 3石灰岩(俗称钱石灰岩)和 K4石灰岩(俗称猴石灰岩) ,三层石灰岩在井田范围层位稳定,普遍发育,代表了太原期较大规模的三次海侵活动。三段(C
15、 3t3)由 K4灰岩顶至 K7砂岩底,地层厚度 35.1843.96m,平均39.57m,本段岩性由灰色砂岩、灰灰黑色泥岩、砂质泥岩间夹34 层煤层组成,其中 9 号煤层为可采煤层,本段亦为井田主要含煤层段之一。2、山西组(P 1s)本组为一套复合的三角洲沉积体系,是在太原组顶部前三角洲,三角洲前缘沉积基础上发育的三角洲体系的沉积。地层厚度4265m,平均 58m,主要由深灰色泥岩、砂质泥岩、灰白色砂岩及煤层组成,与下伏太原组呈连续沉积,底部为 K7中细砂岩,砂岩厚11度 6.508.70m,平均 7.60m,成分主要为石英、长石和岩屑组成,含少量云母。磨圆中等,分选较好,发育交错层理,波状
16、层理和水平层理,属于三角洲平原上的分流河道沉积,是本组主要标志层。山西组共含煤 5 层,均属不可采煤层。三、构造井田位于沁水煤田东北部边缘,属沁水块坳盂县坳缘翘起带。区域构造以东西向褶皱带并派生有近东西向断裂为基本特征。受区域构造影响,本井田构造以宽缓褶曲为主,发育有 4 条轴向北北东的背向斜构造。井田内地层比较平缓,倾角一般 37,井田西北部局部可达 10。另外,根据地表出露和整合各矿井下巷道揭露,还发现了 8 条正断层和 22 个小陷落柱。现对井田内发育的褶曲、断层和陷落柱叙述如下:一、褶曲1、S 1背斜:位于井田西部,向斜轴向呈北北东一南南西向,井田内延伸长度 2100m。向斜幅度不大,
17、两翼基本对称,两翼地层倾角 3-6。2、S 2向斜:位于井田中西部,背斜轴向北北东一南南西向延展,井田内延伸长度 3500m。向斜两翼基本对称,其中南段比较平缓,地层倾角 3-4,其北段地层较陡,地层倾角可达 8-10。3、S 3背斜:位于井田中部,背斜轴呈北北东一南南西向延展,井田内延伸长度 2700m。背斜两翼基本对称,其北段两翼地层较陡,12倾角 6-7,南段两翼地层平缓,倾角 3-4。4、S 4向斜:位于井田东部,向斜轴呈北北东一南南西向延展,纵穿井田东部,井田内延伸长度 800m。向斜两翼不对称,西翼稍陡,地层倾角 5-7,东翼较缓,地层倾角 4-5。二、断层1、F 1正断层:位于井
18、田西北部,断层走向 N45E,倾向 SE,倾角 70,落差 12m,延伸长度约 1100m,井田内 630m。2、F 2正断层:位于井田西北部,断层走向 N75E,倾向 NW,倾角 80,落差 20m,延伸长度约 1500m,井田内 1020m。3、F 3正断层:位于井田西北部,断层走向 N70W,倾向 NE,倾角 70,落差 10m,延伸长度约 900m,井田内 700m。4、F 4正断层:位于井田东北部,断层走向 S70E 转 N75E,呈弧形延展,倾向 N,倾角 70,落差 10m,延伸长度约 1650m,井田内 1400 m。5、F 5正断层:位于井田东北部,断层走向 S70E 转 N
19、70E,呈弧形延展,倾向 N,倾角 70,落差 7-15m,趱向延伸长度2150m,井田内 1900m。6、F 6正断层:位于井田东北部,断层走向 N80W,倾向 N,倾角 73,落差 5-12m,走向延伸长度 1100m。7、F 7正断层:位于井田西北部,断层走向 N70E,倾向 NW,倾角 75,落差 5-20m,延伸长度约 1550m,井田内 1350m。138、F 8正断层:位于井田东北部,断层走向 N80E,倾向 NW,落差 10m,走向延伸长度 330m。三、陷落柱根据地表露头出露情况和井下开采揭露资料,井田内已发现有陷落柱 22 个,大都分布在井田中东部,陷落柱水平断面大部呈椭圆
20、形或近圆形,陷落柱内岩块杂乱堆积,挤压紧密,与围岩界线清晰。陷落范围长轴一般 25-100m,最大的 X22可达 150m,短轴一般 20-80m,最大的 X20可达 120m。巷道遇陷落柱时大多有少量渗水。经过一段时间后,水量逐渐减小至无水。陷落柱分布地段对煤层开采有一定影响。井田内未发现岩浆岩侵入体。总上所述,本井田构造复杂程度应属简单类。第三节 煤层、煤质及有益矿产第一节 煤 层一、含煤性井田内含煤地层主要为太原组,太原组含煤 8 层,即 8 上 、8、9、9 上 、11、12、13 和 15 号。其中 15 号煤层井田内层位稳定,全区可采, 9 号煤层西北部被剥蚀,其余分布区均可采,其
21、余煤层均不可采。太原组地层平均总厚 112.00m,煤层平均总厚 12.26m,14含煤系数 10.9%,其中 9、15 号煤层平均总厚 10.35m,可采含煤系数 9.2%。二、煤层对比煤层对比沿用上社-涧沟-刘家沟精查报告对比成果,其对比方法主要是利用煤层上下岩性、标志层,沉积旋回,煤层间距以及煤层本身之特点为依据进行的。太原组地层沉积旋回清楚,K 2、K 3、K 4三层石灰岩标志层明显,各煤层层位基本稳定,其中 15 号煤层全区层位稳定,厚度大,煤层对比可靠。三、可采煤层井田内可采煤层共 2 层,分别为 9、15 号煤层(附可采层特征表 3-1) ,分述如下:可 采 煤 层 特 征 表表
22、 3-1含煤地层 煤层编号煤层厚度(m)最小-最大平均煤层间距(m)最小-最大平均含夹矸层数稳定性 可采程度 顶板岩性 底板岩性9 2.20-4.703.15 0-2 稳定赋存区可采泥岩砂质泥岩泥岩砂质泥岩砂岩太原组(C 3t) 15 6.20-8.257.2063.15-80.6072.900-4 稳定 全区可采石灰岩泥岩砂质泥岩泥岩151、9 号煤层:(俗称丈二煤或九尺煤,旧编号为 S1)位于太原组上部,上距 8 号煤层 6.209.50m,平均 7.10m。煤层厚度 2.20-4.70m,平均 3.15 左右。该煤层属稳定可采煤层,井田内赋存地段均可采,该煤层在井田西北部分布剥蚀区。井田
23、内该煤层已大片采空,据钻孔资料和煤矿开采情况,该煤层结构较简单,含夹矸 02 层,顶板为泥岩、砂质泥岩;底板为泥岩、砂质泥岩或砂岩。2、15 号煤层:(俗称丈八煤,旧编号为 T1)位于太原组下部,K2石灰岩之下,下距底界砂岩(K 1)8.6015.30m,平均 11.50m。煤层厚 6.208.25m,平均 7.20m,结构较简单,含夹矸 04 层,一般为 1 层,局部含 4 层夹矸或不含夹矸。属全区稳定可采的厚煤层,直接顶板为石灰岩,局部有泥岩或砂质泥岩伪顶。底板为砂质泥岩或泥岩。重组整合前各煤矿均开采此煤层。第二节 煤 质一、物理性质和煤岩特征从巷道揭露的新鲜煤层来看,15 号煤层物理性质
24、和煤岩特征为:外观呈黑色、灰黑色,金刚光泽,具阶梯状,棱角状断口,内生裂隙不发育。条带状、线理状结构,块状或层状构造。煤岩组份以亮煤为主,夹有镜煤条带和少量暗煤。煤岩类型基本属光亮型煤。二、化学性质和工艺性能本次由矿方在井下采取了三个 15 号煤层煤样,委托山西省煤炭16工业厅综合测试中心进行了主要煤质指标化验,结合以往矿井地质报告 9 号煤层煤质资料,现对井田 9、1 5 号煤层主要煤质特征和工艺性能叙述如下:1、9 号煤层水 分(M ad): 原煤 0.180.85%, 平均 0.52%;浮煤 0.871.01%, 平均 0.94%;灰 分(A d): 原煤 8.5925.69%, 平均
25、10.19%;浮煤 6.446.92%, 平均 6.65%;挥发分(V daf):原煤 14.2415.77%, 平均 14.74%;浮煤 13.7414.37%, 平均 14.13%;全硫(S t.d): 原煤 0.731.05%, 平均 0.87%;浮煤 0.560.66%, 平均 0.61%;固定碳(FC ,d): 原煤 62.59%焦渣特征(CRC): 2发 热 量 ( Qgr.d) : 原 煤 34.91 36.16MJ/kg, 平 均 35.77MJ/kg;粘结指数(G R.I):2-3胶质层厚度(Y):0mm;综上所述,9 号煤层为低灰-中灰,低-中硫,特高热值之贫煤。2、15
26、号煤层水 分(M ad): 原煤 0.120.58%, 平均 0.31%;17浮煤 0.320.40%, 平均 0.36%;灰 分(A d): 原煤 11.3112.33%, 平均 11.74%;浮煤 5.375.42%, 平均 5.40%;挥发分(V daf):原煤 13.4514.05%, 平均 13.73%;浮煤 12.8512.90%, 平均 12.88%;全硫(S t.d): 原煤 0.460.51%, 平均 0.49%;浮煤 0.480.49%, 平均 0.49%;固定碳(FC ,d): 原煤 76.2376.53%, 平均 76.38%;焦渣特征(CRC): 原煤 4,浮煤 4.
27、5;发 热 量 ( Qgr.d) : 原 煤 31.83 31.86MJ/kg, 平 均 31.85MJ/kg; 浮煤 34.51 34.52MJ/kg, 平 均 34.52MJ/kg;粘结指数(G R.I):4;胶质层厚度(Y):0mm;综上所述,15 号煤层为低灰、低硫、特高热值贫煤。具体煤质情况详见表 3-2。三、煤的可选性本次在原辰通煤矿井下采取 15 号煤层简易分选样由山西省煤炭工业局综合测试中心进行了简易筛分试验和简易浮沉试验,试验结果详见表 3-3、表 3-4 和表 3-5。18煤质特征汇总表表 3-2发热量工业分析(%) 全硫(%)粘结指数GR.I胶质层厚度(mm)视密度ARD
28、(t/m3)浮煤回收率(%) 煤类备注煤层号原浮煤Mad Ad Vdaf St,dQgr,d MJ/kg焦渣特征( CRC)固定碳(FC ,d)X Y原煤0.12-0.580.3111.31-12.3311.7413.45-14.0513.730.46-0.510.4931.83-31.8631.854-4476.23-76.5376.38 1.40 PM15浮煤0.32-0.400.364.37-5.425.4012.85-12.9012.880.48-0.490.4934.51-34.5234.524-54.5 414-1615 062.9-64.763.8 PM原煤0.18-0.850.
29、528.59-25.6910.1914.24-15.7714.740.73-1.050.8734.91-36.1635.77 2 62.59 PM9浮煤0.87-1.010.946.44-6.926.6513.74-14.3714.130.56-0.660.61 2-3 0 PM简 易 筛 分 试 验 报 告表 3-3统一编号 2009-1312 送样单位山西阳泉盂县辰通煤业有限公司 井 田 来样编号 钻 孔 号 煤层名称 15#煤 样 重 量 (产率%) 质 量粒度重量 占 13-0.5 占全样 筛上累计 Mad Ad St,d Qgr.v.d(13-0)mm kg 产率 % 产率% % %
30、 % % MJ/kg13-6 3.030 25.21 20.853 20.85 0.63 16.49 0.41 29.656-3 3.920 32.61 26.979 47.83 0.62 11.23 0.44 32.173-0.5 5.070 42.18 34.893 82.73 0.63 10.20 0.46 32.450.5-0 2.510 17.27 17.275 100.00 0.62 10.51 0.49 32.3213-0.5(小计) 12.020 100.00 82.725 0.63 12.12 0.44 31.6613-0(合计) 14.530 100.000 0.63 11
31、.84 0.45 31.77煤 粉 筛 分 试 验 报 告本级占全样产率%: 17.275 表 3-4煤 样 重 量 (产率%) 质 量粒 度 重量 占本级 占全样 筛上累计 Mad Ad St,d Qgr.v.d(0-0.5)mm g 产率 % 产率% % % % % MJ/kg+0.500 0.500-0.250 17.05 17.06 2.947 17.06 0.66 10.13 0.49 32.590.250-0.125 37.7 37.72 6.516 54.78 0.72 10.25 0.49 32.660.125-0.075 11.4 11.41 1.970 66.18 0.80
32、 10.21 0.50 32.580.075-0.045 27.45 27.46 4.744 93.65 0.62 10.95 0.49 32.25-0.045 6.35 6.35 1.097 100.00 0.72 12.35 0.51 31.74合 计 99.95 100.00 17.275 0.69 10.55 备 注 浮沉试验综合报表浮沉试验编号: 2009-1312 13-0.5mm表 3-5产率 灰分 累 计 分选密度级0.1密度级% % 浮 物 沉 物 密度 产率(kg/l) 产率% 灰分 % 产率% 灰分 % kg/l %1 2 3 4 5 6 7 8 9备注2.00 5.58
33、 79.34 100.00 12.26 5.58 79.34 1.90 0.71 合计 100.00 12.64 煤泥 2.09 8.33 总计 100.00 12.54 根据浮沉试验综合报告数据,绘制了 15 号煤层可选性曲线图,(见图 3-1)现采用0.1 含量法对井田 15 号煤层可选性评价如下:(1) 、浮煤灰分为 6%时,理论浮煤产率为 80.76%,分选密度为1.417g/cm3,0.1 含量为 75.82%,属极难选煤。(2) 、浮煤灰分为 8%时,理论浮煤产率为 93.62%,分选密度为1.832g/cm3,0.1 含量为 16.57%,属中等可选煤。(3) 、浮煤灰分为 10
34、%时,理论浮煤产率为 97.24%,分选密度为 2.478g/cm3,0.1 含量为 6.34%,属易选煤。四、煤的风化和氧化井田范围地表大部为第四系黄土覆盖,根据钻孔和矿井开采揭露资料,井田内未发现煤层风氧化现象。五、煤的工业用途井田 15 号煤层为贫煤,硫分、灰分含量均较低、发热量高,可作为动力用煤或化工用煤,亦可作为民用燃料。第 三 节 水 文 地 质 一、地表迳流县境内河流以滹沱河最大,属海河流域滹沱河水系,其支流龙华河、乌河等自南而北注入其中。南部有温河及其支流秀水河、召三河等。据资料统计,滹沱河流量 81070m 3/s,一般流量 18m3/s,龙华河水系面积 400km2,流量
35、0.8180m 3/s,一般流量 1.18m3/s,乌河流域面积 45km2,流量 0.0515m 3/s,一般流量 0.2m3/s。温河发源于盂县南娄乡西南庄附近的方山东麓,全长 85.5 km,流域面积 1175 km2,清水流量 0.16 m3/s,最大洪峰流量 420 m3/s,全年平均径流量 0.1 亿 m3。秀水河为温河上游支流,发源于盂县南娄乡西南庄附近的方山东麓,流域面积 140km2,最大洪峰流量 140m3/s,最小流量 0.01m3/s,全年平均流量 0.47m3/s,水质分析暂时硬度8.95 度,永久硬度 4.45 度,总硬度 11.713.5 度,总碱度 3 度。二、
36、区域含水层1、奥陶系石灰岩裂隙岩溶含水层主要由石灰岩,角砾状灰岩夹数层泥灰岩组成,呈厚层状,浅部裂隙发育。水位标高 500650m,由西北往东南渐低。2、石炭系砂岩、石灰岩岩溶裂隙含水层组石炭系地层含有多层中粗砂岩,特别是其中太原组以K2、K 3、K 4三层石灰岩构成层间裂隙岩溶含水层组,其中尤以 K2灰岩含水性最强,溶洞发育,单位涌水量 0.0121.6L/s.m,渗透系数 5.607.54m/d。3、二叠系砂岩裂隙含水岩层组包括山西组和下石盒子组地层,厚 150180m。经混合抽水试验,单位涌水量 0.0040.028L/s.m,渗透系数 0.015m/d,属砂岩裂隙含水层。4、松散岩类孔
37、隙含水层主要由第四系亚砂土夹中砂或卵砾石组成,厚度 30100m,含水层埋深 50150m,水位 10m 以上,深者达 50m,单位涌水量0.080.56L/s.m,最大可达 6.28L/s.m。三、含水层的补给条件及水力联系区域内地下水的主要补给来源为大气降水和地表河流。奥陶系灰岩含水层的补给主要靠露头区大气降水以及流经河流的直接补给,沿溶洞、裂隙向深部迳流。其上部各含水层的补给则主要靠相互间的裂隙渗透。浅部地层风化裂隙较为发育,渗透能力相对增强,又与第四系潜水联系较密,故含水性较下部略强。第四系松散层含水层主要靠大气降水以及河流的直接补给,受季节性影响明显。第一节 矿井水文地质一、地表迳流
38、井田没有常年性水流,仅在雨季时冲沟内可有间歇性水流流过。二、井田含水层1、奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水层埋藏于井田深部,岩性主要为厚层状石灰岩,普遍有被水侵蚀溶解现象,局部溶洞裂隙发育,钻孔揭穿该灰岩时,冲洗液漏失严重,孔内不返水,水位立即下降,甚至漏到底。根据 119 队盂县坡头南北-秀寨南北精查报告资料,本区奥陶系石灰岩喀斯特发育,水量丰富,但水位较深,根据本矿西南 3km 处东垴煤矿水源井资料,奥灰水位标高 579m。上伏本溪组地层以泥岩为主,形成很好的隔水层,阻止了上部含水层与奥陶系石灰岩的水力联系。本区奥灰地下水由北向南迳流,根据东垴煤矿水源井资料和泉域奥灰等水位线,推测本井田处奥灰水位
39、标高约 570m 左右。2、太原组灰岩、砂岩岩溶裂隙含水层太原组含有三层石灰岩和多层中细粒砂岩,其中 K2、K 3和 K4石灰岩厚度分别为 11.216.3m,1.702.60m 和 1.652.23m,据精查钻孔资料,部分钻孔在揭露 K2灰岩时有发生孔内不返水及水位下降现象。揭穿 K3、K 4灰岩时消耗液变化不大,根据本区精查勘探时钻孔对 K2灰岩做抽水试验,结果为单位涌水量 0.007-2.00L/s.m,渗透系数 0.053-15.8m/d,该含水层在浅埋区局部含水性较强,而K3、K 4一般富水性较弱。本井田太原组灰岩埋藏较深,据重组整合前各煤矿开采情况,顶板 K2灰岩仅有少量渗水,本井
40、田 K2灰岩富水性不强。3、二叠系山西组砂岩裂隙含水层山西组含砂岩层数多,厚度大,但裂隙发育程度差,钻探过程中,冲洗液消耗量为 0.010.60m 3/h。属弱含水层。4、二叠系上、下石盒子组砂岩裂隙含水层上、下石盒子组主要含水层为 K8、K 9、K 12砂岩,为孔隙、裂隙含水层,多出露地表,含水多以泉水形式排泄。由于含水层层位较高,一般对煤层开采影响不大。5、第四系砂砾含水层分布于井田西部的大沟内,主要接受地表降水和季节性河流侧向补给,含水性较强,为当地居民饮用及农田灌溉之主要水源地。单位涌水量可达 5.24-9.24L/s.m.涌水量受季节影响大,旱季水量较小,雨季增大。 三、隔水层1、本
41、溪组地层厚度 53.50m 左右,大部为厚层铝土岩、砂质泥岩等泥质岩,质地致密,细腻,具有良好的隔水性能,为井田主要隔水层组。2、石炭、二叠系各石灰岩砂岩含水层间多分布有厚度不等的泥岩、砂质泥岩,亦可起到层间隔水作用。四、地下水的补、迳、排条件井田地下水主要为石炭系上统太原组砂岩、灰岩岩溶裂隙含水层和奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层。井田处于地下水的迳流区。地下水的补给主要从井田西北外围露头分布地带由大气降水和河流直接补给。井田地下水大多为层间承压水,迳流方式为沿岩层倾向由高处向低处迳流。排泄方式:一是于地形地洼处呈泉水涌出,另一方式由厂矿水源井或农田水井被采出利用,还有一部分由煤矿汇积为矿坑水被抽放
42、地表。关于深部奥灰岩溶水的迳流排泄方式是按照区域水位差由西北向东南迳流至平定娘子关呈群泉排泄。第二节 矿井充水因素分析及水害防治措施一、矿井充水因素分析根据井田水文地质条件和该矿实际开采情况,本矿井充水因素主要有以下两个方面:1、地表水井田地表无常年性河流,沟谷中仅雨季有短暂洪水排泄。由于井田内 15 号煤层大部埋藏较深,仅西北部 B104 号孔以西靠近大沟地段埋藏较浅。经采用公式 Hn=100M(1.2M +2.0)8.9 计算,开采 15 号煤层的顶板导水裂隙高度为 157.20-194.53m,井田西部B104 号孔以西地段开采 15 号煤层的顶板导水裂隙将会通达地表,使雨季洪水沿导水裂
43、隙渗入矿井,应加防范。2、顶板渗水据整合前各矿开采情况,井下涌水主要来自顶板裂隙渗漏,但水量不大,对矿井生产影响不大,只要按时抽排,就可保证矿井正常生产。3、采空区积水井 田 内 9、 15 号 煤 层 已 进 行 了 大 范 围 开 采 , 分 布 多 处 大 小 不 等的 采 空 区 。 据 矿 方 资 料 , 大 多 数 采 空 区 水 均 沿 煤 层 倾 向 流 入 低 处 渗入 巷 道 内 排 出 地 表 , 仅 少 量 采 空 区 在 低 凹 处 因 无 巷 道 沟 通 而 聚 集 成 积水 。 经 本 次 调 查 , 井 田 内 9 号 煤 层 共 分 布 12 处 采 空 区
44、积 水 区 , 15 号煤 层 共 分 布 4 处 积 水 区 , 总 积 水 量 约 235141m3。 该 矿 将 来 邻 近 采 空 区积 水 区 开 采 时 , 应 防 范 穿 透 积 水 区 造 成 水 害 。 另 外 ,还 需 防 范 上 部 9号 煤 层 采 空 区 积 水 , 对 下 部 开 采 15 号 煤 层 形 成 充 水 危 害 , 在 开 采 15号 煤 层 时 应 对 上 部 8、 9 号 煤 层 采 空 区 积 水 进 行 探 测 和 疏 排 , 以 确 保安 全 生 产 。另 外 , 经 本 次 调 查 , 相 邻 煤 矿 中 , 东 部 万 泉 煤 矿 在 本
45、 井 田 边 界附 近 分 布 2 处 9 号 煤 层 采 空 积 水 区 , 积 水 量 约 1644 m3, 北 部 北 娄 煤矿 和 康 家 沟 煤 矿 在 本 井 田 边 界 附 近 分 布 2 处 15 号 煤 层 采 空 积 水 区 ,积 水 量 约 14688 m3。 本 矿 今 后 临 近 东 部 和 北 部 边 界 开 采 9 号 、 15 号煤 层 时 应 防 范 邻 矿 采 空 区 积 水 对 生 产 造 成 危 害 。4、 构 造 导 水井 田 内 开 采 过 程 中 揭 露 了 8 条 断 层 和 19 个 陷 落 柱 构 造 , 据 矿 上资 料 , 刚 揭 露 到
46、 断 层 和 陷 落 柱 时 , 大 多 有 一 定 渗 水 , 但 经 过 一 段 时间 后 , 渗 水 量 逐 渐 减 小 , 直 至 多 数 基 本 不 渗 水 , 个 别 有 少 量 渗 水 。就 目 前 情 况 , 还 未 出 现 断 层 和 陷 落 柱 涌 水 很 大 的 现 象 , 未 对 矿 井 生产 造 成 大 的 影 响 。5、 关 于 深 部 奥 灰 水 , 其 水 位 标 高 为 570 m 左右,而井田内 15号煤层底板标高均在 770m 以上,远高于井田奥灰水位标高,奥灰水对井田 15 号煤层开采无影响。二、矿井水害防治该矿自建井开采以来,尚未发生过水害事故,地下水
47、对生产影响不大,水害隐患主要是井田北部原南娄煤矿和古咀接替井及中南部原振兴煤矿、东星煤矿上部 9 号煤层采空积水和原东方振兴煤矿和东星煤矿 15 号采空区积水,在该地段开采 15 号煤层将存在采空区积水对采空巷道的充水威胁。另外,周边相邻煤矿的采空区积水也对本矿生产存在一定影响。因此,日常生产中不能放松对水害的观察和防治工作,应具体做到:1、每年汛期前必须将井筒周围的导水沟渠挖好疏通,以防洪水涌入坑道。2、必须认真检查井田内地表存在的导水裂隙或导水通道,并将其回填密实。3、必须研究井田内及邻矿的水文地质,随时观察井下各种涌水现象,做好常规矿井水文地质工作。4、详细了解井田内及邻矿的采空区、古空
48、区的开采时间、开采深度、开采范围、分布情况和积水情况。5、井田内分布 12 个钻孔,本次未搜集到钻孔封孔质量评价资料。该矿今后在钻孔处开采时应注意井下水文地质变化情况,防范因钻孔封孔质量不良而发生导水造成水害事故。6、严格坚持“预测预报,有疑必探,先探后掘,先治后采”的原则,在探水前必须先清好退路,并加强支护。7、15 号煤层露头附近应留设防水煤柱,并尽量减少顶板的直接冒落机率,以防地表水及第四系潜水直接进入矿井造成事故。8、井田内分布有 12 个钻孔,本次未搜集到钻孔封孔质量评价资料。在钻孔处开采时应防范因封孔不良出现钻孔导水造成水害事故。三、矿井水文地质类型该矿重组整合后开采 15 号煤层,直接充水含水层为太原组灰岩、砂岩岩溶裂隙含水层,其直接充水含水层 K2灰岩富水性不强,据整合前各矿开采情况,原南娄煤矿井下正常涌水量为 3m3/h,原古咀接替井煤矿矿井正常涌水量 10m3/h,主要为顶板淋水,对矿井生产影响不大。另据资料,井田奥灰水位标高为 536m 左右,低于井田 15号煤层底板标高,对矿井生产无影响,由之综合分析,本矿井水文地质类型属中等型。第三节 矿井涌水量预算整合前各矿现开采 15 号煤层,原南娄煤矿矿井生产能力90kt/a,井下涌水量为 35m 3/