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矿井地质说明书doc
吉林省宇光能源股份有限公司
营城矿业二水平技术改造
矿井地质说明书
编制:
审核:
2012年8月
第一章概况
一、位置
位于吉林省九台市境内,行政区划隶属于九台市九郊乡,北以杨家烧锅为界,东部以九台矿区为界,西部以饮马河为界,南部平行九台精查区南部边界,其南北最大长度7.92km,东西最大宽度8.84km,面积48.04km2。
地理坐标为:
东京125°45′18″~125°51′48″,北纬44°08′22″~44°12′42″。
二、交通
矿区位于九台市320°,距九台市中心直线距离4Km,至九台火车站直距2.50Km。
东部与九台矿区相连,南距长春~图们铁路线0.80Km,南部有省道S101通过,直距约0.3km,九台—德惠、九台—榆树、九台—舒兰、九台—吉林等省级公路贯穿工作区南部,区内有乡道相通,交通极为方便。
三、自然地理
矿区为平原地貌,地势平坦,海拔169.0~177.5m。
属温带大陆性季风气候,夏季炎热,冬季寒冷,夏季最高气温可达36℃,冬季最低气温可达-38℃,年平均气温2.3℃。
夏季雨量充沛,降雨量集中在6、7、8三个月,年降水量573.2mm,最大日降水量为47.4mm。
春夏之交与冬季多风,风向以西南风最多,西北风出现在冬季,平均风速4.1m/s,最大风速可达23m/s,年无霜期139d,年大风日18d,冬季降雪较多,昼夜温差大,约于十一月末开始结冰,次年三月末开始解冻,冻土深度1.20m。
第二章矿区地质勘查及矿山开发简史
一、以往地质工作
营城盆地煤炭勘查开发利用较早,营城矿区已基本开发利用,各个矿井的资源/储量已近枯竭,与勘查区有关的以往地质工作较多,提交过多份各类地质报告。
1959年吉林省煤田物探公司提交四、以往地质工作评述
《营城—榆树地区综合物探报告》,该报告认为九台矿区有侏罗系含煤地层分布。
据电法资料分析,认为侏罗系含煤地层在庆阳一带消失。
1965年吉林省二○三勘探队,在四平-其塔木找矿时,在九台矿区内施工了6个见煤钻孔(勘查区内有4个孔),对九台矿区的煤炭资源作出了初步评价。
提出了九台煤田的希望区。
1972年吉林省煤田地质勘探公司二○三勘探队,在九台矿区进行钻探工作,共施工钻孔96个,工程量74597.88m,其中有5个钻孔施工在勘查区内,由于煤层埋藏深度近1000m,因此考虑当时开采技术条件和勘查设备能力,没做进一步地质勘查工作,仅提交了《营城煤田九台精查地质报告》,提交表内外各级资源量8274万t,该报告经吉林省煤炭工业局审批,批准文号:
吉煤字(75)第366号。
1975年吉林省煤田地质勘探公司二○三勘探队,根据九台地质资料,在九台矿区进行钻探施工,共施工钻孔16个,工程量17344.13m,提交了《吉林省九台县营城煤田饮马河东普查报告》提交推断的和预测的表内外资源量2817.1万t。
该报告经吉林省煤田地质勘探公司革命委员会审批,批准文号:
吉煤地革字(77)第135号。
1975年吉林省煤田地质勘探公司物探队,在九台矿区进行了地面物探工作,使用光点地震仪器接收,仅根据监视记录凭经验确定了T1、T21、T22三个地震反射层位,资料可靠性较低。
1988年东北煤田地质二О三勘探公司,在勘查区南部(区外)施工了13个钻孔,工程量12195.07m,并在1992年提交《营城煤田营城-饮马河勘探区找矿地质报告》推断及预测的资源量2451万t。
该报告经东煤地质局审批,批准文号:
东煤地地字(1992)第234号。
2005年2月至2006年末,吉林省煤田地质物探公司在勘查区内进行了二维地震工作,施工主测线4条,联络线1条,测线总长25.88km,完成物理点707个。
2010年提交了《吉林省九台市西部煤炭资源普查报告》,推断及预测的资源量2528.6万t。
通过对《吉林省九台县营城煤田饮马河东普查报告》资源量的分割对比新增资源量639.3万t,该报告已通过吉林省矿产资源评审中心的评审,评审文号:
吉储审字【2010】16号,并通过吉林省国土资源厅备案,备案文号:
吉国土资储备字【2010】31号。
第三章矿区地质情况及水文情况
第一节、矿井地质特征及构造
矿区地层属于天山-兴安岭区,松辽平原分区。
区内晚古生代、中生代、新生代地层均有不同程度的出露,矿区内分布的地层由老至新,依次为:
二迭系范家屯组、侏罗系上统火石岭子组、侏罗系上统沙河子组、白垩系下统营城子组、白垩系下统泉头组、新生界第四系,沙河子组为营城子盆地的含煤地层。
矿井井筒设计施工至-800水平,所在地层为侏罗系上统沙河子组,属含煤地层,通过二维地质勘探分析,井筒附近处于无煤区范围内。
通过1号煤顶板标志层黑色泥岩和3号煤底板灰带绿色凝灰岩分析,推断-800水平所处层位位于1号煤和3号煤之间,岩性为黑色粉砂质泥岩、灰色凝灰质细砂岩。
第二节构造
本区位于松辽中断陷东南隆起带,九台-长春凸起的东部边缘,营城煤田西部,区内主要构造有向斜构造和断裂构造。
(一)、向斜构造
九台盆地是一个近对称的向斜盆地,该向斜具开阔宽缓特征。
盆地轴部位于勘探区东部,长轴走向57°,延展长度约为7.50km;短轴走向122°,延展长度约7.00km;长短轴比例为1.07,盆地中心位于J-3号钻孔与3-5'号钻孔中间。
长轴东南翼浅部为九台矿区,西北翼为本勘查区。
赋煤区分布在南部,为一宽缓小型背斜,轴向为北西-南东向,并发育有次一级的宽缓褶皱,地层和煤层倾角不大,倾角6°~15°。
(二)、断裂构造
根据以往物探资料和勘查区内主要由两组断裂构造组成,一组为北东向展布的张性正断层,一组为近东西向展布的张性正断层,其中北东向展布的一组断裂为主要断裂构造,近东西向展布的为次一级构造,断裂对煤层的后期破坏较大,各断层性质分述如下:
1、F1断层
位于勘查区的西部,推断为饮马河深大断裂,以往二维地震有控制,张性正断层,勘查区内部分走向10°~25°,倾向270°~335°,落差及延展长度不详,为未查明断层,对煤层没有影响。
2、F2断层
位于本区东部与九台矿区交界处,为张性正断层,走向17°~58°,倾向287°~328°,倾角30°左右,延展长度大于8km,落差0~385m,由西北向东南断距逐渐减小至尖灭,以往多个钻孔控制,为查明断层)。
3、F3断层
位于勘查区西南部,为张性正断层,2-2'剖面控制,由于J-7号钻孔岩性描述中无断层描述,但在Ⅱ剖面中,2-3号孔及2-2号孔都见煤层,J-7号钻孔在这两孔之间且未见煤,所以推断断层通过J-7号钻孔,断层走向约为27°转近南北(有摆动),倾向约为117°,落差80~90m,延展长度大于12.00Km,以往二维地震有所控制,为基本查明断层。
4、F4断层
位于勘查区南部,为隐伏正断层,南部走向25°,北部走向35°,倾向125°,倾角61°,落差约40~80m,向北逐渐尖灭,由2、2-2'剖面、Ⅱ剖面以及以往二维地震所控制,01-2号孔钻遇其断层带,为基本查明断层。
5、F5断层,
位于勘查区南部,为隐伏正断层,走向28°,倾向118°,倾角63°落差约35m,延展长度只有0.6km左右,由2剖面及以往二维地震所控制,03-2号孔钻遇其断层带,为基本查明断层。
6、F6断层
位于勘查区北部九台盆地的中心部位,为张性正断裂,走向约为38°~100°,倾向10°~308°,延展长度4.50km,落差150~250m,为以往二维地震所控制,为未查明断层。
7、F7断层
位于勘查区北部,张性正断裂,走向约为103°,倾向193°,延展长度7.30km,落差约为240m,为以往二维地震所控制,为未查明断层。
第三节岩浆岩
区内岩浆岩活动频繁,以花岗岩规模最大,广泛分布于南部的大黑山——平安堡条垒隆起带上。
本区岩浆岩可分为两大旋回,即华力西晚期旋回和燕山期早期旋回,喜山期火山活动在本区较为微弱。
而华力西期花岗岩作为成煤盆地基底,对本区成煤作用及煤层没有影响。
主要影响本区成煤作用及煤层的为燕期山火山活动,按其侵入喷发序次分述如下:
1、侏罗系上统火石岭子组火山岩
质区内火山岩以安山岩为主,偏基性,灰绿、黑绿色,局部紫红色,隐晶结构,气孔、杏仁、块状构造,致密坚硬。
该段火山碎屑岩构成侏罗系沙河子组含煤岩系的沉积基底。
2、侏罗系上统沙河子组火山岩
区内火山岩以凝灰岩、晶屑凝灰岩、流纹岩为主;
凝灰岩:
灰带绿色、草绿色为主,细腻,局部裂隙发育。
流纹岩:
灰白带红色,具流纹构造,隐晶质结构,致密坚硬。
该段火山岩沉积于沙河子组含煤段地层的底部,对盆地有填平补齐的作用,直接影响含煤岩系的沉积,但对煤层影响不大。
3、白垩系下统营城子组火山岩
区内分三期火山喷发,下部中性火山岩,主要岩性为具气孔、杏仁构造的黑绿色、紫红色安山岩、安山角砾岩;灰白色灰绿色的凝灰岩;
中部酸性火山岩,主要岩性为灰白-灰绿色流纹岩、松脂岩、流纹角砾岩、集块岩、晶屑凝灰岩;
上部中性火山岩,主要岩性为黑绿色,隐晶质安山岩,灰白色凝灰岩;
该段火山岩超覆沉积于沙河子组含煤地层之上,对煤层变质起到一定的作用,而对煤层本身没有破坏作用。
4、辉绿岩
本区没有辉绿岩侵入情况,但东部区外3-5'号钻孔钻遇辉绿岩,侵入到沙河子组,对区内的临近钻孔的煤质可能有一定影响。
第四节水文地质及水文资料
1、本矿井水文地质属简单型.
本矿主井井口、副井井口标高+171.6m,回风井井口标高+172.1m,地形平坦;区内河流主要是饮马河,在矿区西部边缘地带,自南向北弯曲流去,年平均流量6.30m3/s,更无历史流速1.03m/s。
饮马河支流小南河流经本区,属季节性河流,年平均流量0.35~1.28m3/s。
矿井涌水补给主要为东南部山区所接受的大气降水;煤层埋藏较深,盖层较厚,不仅缺乏补给,也无排泄通道。
矿井涌水量约25.18m3/h。
2、含水层
区内含水层自上而下依次可分为:
①、第四系砂砾石孔隙水含水层
本区处于饮马河河谷平原地带,冲积砂砾石含水层普遍分布。
岩性主要为粗粒砂岩、含砾细粒砂岩、含砾粗粒砂岩,平均8.54m,渗透性强,含水丰富。
据井检1号孔抽水资料和吉林省九台市西部煤炭资源普查报告资料,单位涌水量2~9m³/h,渗透系数67.67~97.76m/d,水性属于孔隙水,为潜水,属强富水含水层。
水化学成份为HCO3-CaNa,是区内主要含水层。
②、白垩系风化裂隙水含水层
白垩系风化裂隙普遍发育,形成裂隙含水带,含水性随岩性不同而异,一般砂砾岩含水量较大,砾岩的出现将会导致岩层之间透水性增强,依据九台帷幕灌浆试验得出,该含水层深度一般16.5~200m之间,呈间断排列。
据井检2号孔抽水资料和吉林省九台市西部煤炭资源普查报告资料,钻孔单位涌水量0.1~0.72l/s.m渗透系数4.10m/d,水性为承压水。
属中等富水含水层(带)。
水化学成份为HCO3-MaCa,,该含水层与第四系砂砾石孔隙水含水层具水力联系密切。
③、白垩系泉头组底部砂砾岩孔隙水含水层
泉头组砂砾岩含水层在区内普遍发育,厚度变化较大,一般13.50~164.25m,平均93.46m,岩性为灰绿~灰紫色砂岩及砾岩,砾石成分主要以安山岩、流纹岩、花岗岩等为主,胶结松散但富水性较弱。
井下所见,一般呈滴水。
属弱富水含水层。
④、白垩系营城组砂砾岩孔隙水含水层
营城组下段砂砾岩在区内分布普遍,厚度稳定,一般70~150m,岩性有不同粒度的砂岩、砂砾岩组成,泥质胶结和砂质胶结,松散。
据吉林省九台市西部煤炭资源普查报告资料,钻孔单位涌水量0.0059l/s.m,渗透系数0.00238m/d,水化学成份为Cl-HCO3-Na,矿化度2g/l,属高矿化水,说明该水循环条件极差,属弱富水含水层。
PH值9.1,为弱碱性水。
井下所见,一般呈滴水。
⑤、侏罗系沙河子组砂岩含水层
本层处于1-~3号煤层之间和3煤层之下的砂岩,厚度6.65~35.30m,平均24.20m,钻孔单位涌水量0.0005~0.0007l/s.m,据营城煤矿实际开采资料,井下所见,一般呈滴水。
根据中华人民共和国GB12719-91《矿区水文地质工程地质勘探规范》钻孔单位涌水量小于0.001l/s.m的岩层为隔水层。
3、隔水层
本区隔水层白垩系泉头组紫红色砂砾岩泥岩层,营城组火山岩段,其中主要隔水层为白垩系泉头组紫红色砂砾岩及泥岩层,对于阻隔浅层地下水向深部补给,减少矿井涌水量具有决定作用。
①、白垩系泉头组紫红色砂砾岩泥岩隔水层
紫红色砂砾岩泥岩隔水层介于风化带和煤层之间,厚度可达640.60~829.30m,平均747.97m,泥质胶结,结构致密。
上部为紫红色泥岩、砂质泥岩和砂砾岩,下部为紫红色砾岩,据九台营城煤矿实际开采资料,掘进中井壁干燥,隔水性良好。
②、营城组火山岩
由安山岩、安山质凝灰岩、玄武岩、凝灰岩组成,遍普发育,厚度变化较大,最小厚度19.10m,最大108m,平均45.93m。
是一良好隔水层。
③、1号煤层顶板泥岩、凝灰质粉砂岩
1号煤层直接顶板泥岩、凝灰质粉砂岩,分布比较广泛,平均厚度10.90m,隔水性较好。
4、水害因素分析
(1)断层水
本区根据物探和勘查验证,算量区范围内共有三条正断层,钻孔揭露的断层F4,位于勘查区南部,为隐伏正断层,南部走向25°,北部走向35°,倾向125°,倾角61°,断距约40~80m,向北逐渐尖灭,由2、3剖面、Ⅱ剖面以及以往二维地震所控制,01-2号孔钻遇其断层带,破碎带,充填致密,冲洗液一般无明显变化。
但由于没有进行抽水试验,其导水性富水性不详,因此在生产过程中,开采到三条断层附近应注意。
另据营城煤矿资料次一级断层发育,均为正断层,对煤层具有一定的破坏作用,多数干燥无水或弱含水,对井下开影响不大。
(2)第四系含水层:
该含水层厚度为8.54米,岩性为粗粒砂岩、含砾细粒砂岩、含砾粗粒砂岩。
其中,埋水水位较浅,属于孔隙水,为潜水,其中地表往下11米,水的涌出形式为渗水,涌水量在2~3m³∕h,影响不大。
11米至白垩系泉头组基岩段涌水量较大,大约9m³∕h,受地表水和地下径流直接补给,常伴流沙出现,对矿井井筒开挖造成一定影响,也对施工人员安全产生威胁。
综合上述,我矿井下深层虽然涌水量较小,但是丰雨季节地表水渗漏补给造成,且流量大,稳定。
地表水体在井田深部或井田外界,蓄水能力大,井田内断层为不导水断层,钻孔封孔良好,无强含水层和承压水,矿井水体和水源补给清楚,水文地质类型较复杂。
第四章煤层与煤质特征
第一节煤层特征
沙河子组为营城子盆地的主要含煤地层,含煤1~5个煤层,1~3煤层为可采煤层,4、5煤层全区不可采,2煤层在靠近九台矿区范围内零星可采,可采点不连续。
各可采煤层的主要特征如下:
1号煤层:
厚度0~3.05m,煤层平均厚度1.45m,区内及周边17个见煤点。
层位较稳定,结构复杂,夹石1~4层,夹石多为泥岩和凝灰质砂岩,夹石厚度0.01~0.65m。
顶板为黑色泥岩、炭质泥岩及含炭泥岩,底板为泥岩、粉砂岩局部为灰白色砂岩、凝灰质砂岩。
3号煤层:
煤层厚度0~7.35m,煤层平均厚度2.46m,区内及周边25个见煤点。
层位稳定,结构复杂,夹石0~9层,夹石多为灰黑色粉砂岩和灰绿色凝灰岩,夹石厚度0.10~1.87m。
顶板为泥岩、粉砂岩,局板部为凝灰质泥岩、粉砂岩,底板为泥岩、粉砂岩、凝灰质粉砂岩及灰带绿色凝灰岩,局部为砾岩、粗砂岩
第二节煤质特征
一、煤的物理性质
1号煤为黑色,以亮煤为主,暗煤次之,煤岩类型为亮煤,块状构造,条带及均一结构,沥青光泽,黑褐色条痕,阶梯状、贝壳状、参差断口,局部有暗煤条带,煤层上半部多为亮煤,局部也有暗淡型煤呈条带分布。
3号煤,黒色,块状构造为主,局部粉状,条带结构,沥青光泽,条痕黒褐色,贝壳状、参差断口,由镜煤、亮煤组成,夹暗煤条带,煤质好。
二、煤的化学性质
根据本次详查勘探工作采样分析结果,1、3号煤属中灰份,中硫,低磷、高挥发分,中发热量的长焰煤,适用于发电用煤和民用煤。
东部相邻矿区主要作为发电用煤。
各煤层分析结果见表2。
表2各煤层分析结果表
煤层号
发热量
(大卡/公斤)
灰份
(%)
全硫
(%)
磷
(%)
容重
(t/m3)
1
5895
27.60
1.00
0.0136
1.39
3
5816
26.32
0.94
0.0136
1.42
第五章、瓦斯、煤尘等自然灾害情况
该矿井通过外围勘探,判断为低瓦斯矿井。
煤尘:
抑制煤尘爆炸最低岩粉量为22.8%~41.9%,有煤尘爆炸性;煤的自燃倾向性为Ⅱ类,属易自燃。
因此在开采过程中应加以预防。
地温:
据地质报告提供的数据,恒温带深度为30m,地温率为43m/1℃,地温梯度为2.3℃/100m,属地温正常区。
矿井不存在冲击地压灾害。
掘进和开采的煤、岩无放射、辐射性有害物质。