煤矿地质实例分析谢桥矿工作面地质情况分析Word下载.docx
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地理坐
图1-1
谢桥矿交通位置图
标:
东经116°
19'36″~116°
28'8″,北纬32°
45'53″~32°
48'40″。
东起F209断层与张集矿井相接,西至F5断层与刘庄勘探区为邻,南部以谢桥向斜轴或17_1煤层-1000m水平的地面投影为界,北至1煤层露头或张集勘探区三线,东西走向长,南北倾斜宽,面积约50Km2。
谢桥煤矿位于淮南煤田潘谢矿区西端,潘谢公路直达井口,淮阜铁路从矿区南部通过,西有颖上~陈桥公路通过,向南与颖上~风台公路相接,交通较为方便。
1.1.2
地理概况
1.1.2.1
地形
本区属淮河冲积平原,矿区内地势平坦,区内沟渠纵横,村庄较密,地面标高+24~+25m,济河两岸标高+20~+22m,局部+19m,标高低于+20m地段雨季易发生内涝。
1.1.2.2
水
系
矿区主要水系济河,上接颖河的永安闸,自西至东横贯井田中部,向东汇入西肥河,济河以蓄水抗旱为主,兼排过多降水,在永安闸与谢桥闸之间水位标高保持在,蓄水400~500万m3,夏季为洪水期,历史上最高洪水位为1954年7月,实测标高~。
1.1.2.3
气
候
本区属过渡带气候,季节性明显。
据30年(1954~1984年)资料统计:
气温:
年平均温度℃。
极端最高温度℃,极端最低温度℃。
降雨量:
年平均为,最大1723.5mm,日最大降雨量320.44mm,小时最大降雨量。
六、七、八三个月为雨季,降雨量约占全年40%左右。
最长连续降雨天数为12天,最长连续无雨天数为68天。
相对湿度:
最大88%,最小50%,平均74%。
蒸发量:
年最大,最小,平均。
降雪:
初雪一般在十一月上旬,终雪次年三月中旬,连续降雪最长六天,日最大积雪深度为16CM,一般随降随化,积雪甚少。
风向、风速:
春季多东南风及东风,秋季多东南、东北风,冬季多东北、西北风,年平均风速3m/Sec,最大风速大于20m/Sec.
冻土:
冻结及解冻无定期,一般夜冻日解。
冻结深度4~12CM,最大冻结深度30CM。
1.1.2.4
自然地震
根据历史资料,淮南、颖上地区地震活动强度不大,以轻度破坏和有感地震为主,据颖上县志记载有感地震16次,其中,1931年在明龙山曾发生级地震,震中最大烈度为7度。
其它如1668年郯城级地震,1917年霍山级地震,1937年菏泽7级地震,均波及本区,但无较大破坏。
安徽省地震局皖震发地字(84)020号文将谢桥煤矿地震基本烈度定为7度。
地质、矿业条件
地质条件:
谢桥煤矿位于淮南复向斜中部,陈桥背斜的南翼、谢桥向斜的北翼。
总体上呈一走向近东西、向南倾斜的单斜构造。
地层倾平缓,一般10°
~15°
,断层不发育,虽局部地段发育有小的褶曲,造成地层起伏,但波幅较小,地层产状总体上变化不大,单斜构造特征明显,地质构造简单。
矿业条件:
矿井设计生产能力为400万吨/年,服务年限年,其中第一水平年,-610m以上为年,-610~-720m为年。
开拓方式
立井、主要运输大巷、分区石门和上下山开拓方式。
工业广场内设主井、副井、矸石井三个井筒;
东翼设东风井场地,有东一风井、东二风井;
西翼设西风井场地,有西风井。
副井和矸石井进风,东一、东二和西风井回风。
全矿井共划分为二个水平、上、下山开采,第一水平运输大巷标高为-610m,下山到-720m,东翼回风水平标高-440~-450m,西翼回风水平标高为。
第二水平标高-900m,下山到-1000m。
1.3.2
运输方式
井下煤炭运输采用皮带运输方式,煤流自采区煤仓经皮带石门、皮带大巷至主要皮带石门至井底车场煤仓。
地
层
本矿区为全隐蔽区,根据钻探揭露的地层,自老而新简述如下:
1.4.1
古生界
1.4.1.1
寒武系(∈):
据矿区北部八1孔揭露,为浅灰—浅灰绿色,薄层—厚层状结晶灰岩,夹有泥质灰岩、泥灰岩、紫色页岩和少量粉细砂岩。
灰岩中有时含海绿石,局部具带状结构。
揭露厚度。
1.4.1.2
奥陶系中下统马家沟组(O1+2):
区内有水1、八6、七-八11、补Ⅳ6等孔探至奥灰,最大揭露厚度。
为浅灰、棕灰、浅肉红色灰岩、白云质灰岩,泥晶~细晶结构,浑浊状~块状层理。
顶部夹有数层薄层状紫红色、灰绿色泥岩。
近年来安徽区测队在马家沟组之上分出老虎山组并定为中统。
此次将原马家沟组统称为中下统。
1.4.1.3
石炭系(C):
石炭系中统(C2):
据区内水1、八6、七-八11孔所见,为浅灰,青灰色铝质泥岩,夹紫红、锈黄色铁质及黄铁矿,局部具淋滤现象。
厚~,平均。
与下伏奥陶系马家沟组呈假整合接触,缺失下统。
石炭系上统(C3):
据水1、八6、水217孔揭露,厚~,平均。
由13层灰岩与泥岩、细砂岩相间组成,局部具有燧石、黄铁矿结核,含薄煤或炭质页岩5~6层,均不稳定,不可采。
灰岩中多产海相动物化石:
海百合茎、腕足类、珊瑚及蜒等。
特别是底部厚层灰岩中富产蜓。
1.4.1.4
二迭系(P):
总厚约897m。
分上下两统四个组,即下统山西组、下石盒子组、上统上石盒子组、石千峰组。
以砂岩、粉砂岩和泥岩为主,含煤31层,总厚,含煤系数为5%。
整合于太原组之上。
其中山西组、上、下石盒子组可分为七个含煤段,上部石千峰组,厚约170m,不含煤层。
为一套杂色岩层,以灰色、灰绿色泥岩和粉砂岩为主,含较多紫红色花斑,夹数层灰白色细—中砂岩或石英砂砾岩。
砂岩中常发育交错层理,偶见植物化石碎片。
1.4.2
中生界
三迭系(T):
据区内构1等5个孔所见,最大揭露厚度,为一套红色地层。
由棕红、砖红及紫红色的砂岩、粉砂岩和泥岩组成。
分选性及磨园度都较差。
同下伏地层石千峰组整合接触。
1.4.3
新生界
1.4.3.1
第三系(N)
第三系(N11)“红层”
红层厚0~52.04m,平均。
由紫红色、灰白色大小不等岩块及砂、砾岩混杂组成。
主要为坡积物,偶夹固结粘土薄层。
中新统中下段(N1+21)中部含水层组
厚0~240m,平均。
以灰绿色、灰白色含砾中砂、粗中砂,间多层粘土及砂质粘土,属河漫滩沉积相。
中新统上中段(N2+31)中部隔水层组
厚0~89.20m,平均40m。
以浅灰绿、棕红色固结粘土为主,局部夹砂层透镜体。
上新统上段(N32)上部隔水层组
厚0~10m,平均。
灰绿、杂棕黄色、灰白色粘土、砂质粘土及钙质团块,局部夹细粉砂薄层。
为第三、四系地层分界标志。
1.4.3.2
第四系(Q1~4)上部含水层组
厚~143.40m,以灰色、灰黄色中粗砂、细粉砂为主,次为粘土质砂间夹砂质粘土。
上部30m受大气降水和地表水补给,水量较富,水质较好,是矿区的主要供水水源。
主要构造
地层倾角一般10°
,虽局部地段发育有小的褶曲,造成地层起伏,但波幅较小,地层产状总体上变化不大,单斜构造特征明显。
井田内断层较少,一般规模不大,对煤层的影响、破坏作用较弱,规模较大的主要为井田边界断层或发育在井田深部;
且以北东、北北东向斜切正断层为主,偶见其它走向断层,逆断层发育较少。
井田南部边界F202、F206断层为两条逆冲推覆断层,属阜风推覆构造前缘叠瓦扇的一部分,两断层间夹块一般厚100~200m,有时合二为一,夹块内构造复杂,由其造成井田深部局部地段含煤地层叠置;
发育于井田深部的谢桥向斜的枢纽向东部仰起,向西倾斜,使得井田东段深部近向斜轴部的煤层走向由近东西转向南东。
断层发育特征及控制情况:
㈠
断层的发育特征
按其落差大小划分:
≤
10m的21条
>10~25m的10条
>25~50m的3条
>100m的4条
因此,综合分析区内断层有以下特征:
1.正断层较多,逆断层较少。
2.小断层较多,规模较大断层较少且多为边界断层。
3.以走向北东、北北东向的断层为主。
㈡
断层的控制程度
据井巷实际揭露点资料、钻探及二维地震资料对断层的控制情况,将区内断层的控制程度划分为:
查明、基本查明和查出三级,评级原则一般为:
⑴ 查明:
有井巷实际揭露点资料;
或走向在钻探及地震基本线距的控制下,有一个或多个钻孔穿过,并有两个或两个以上地震控制断点,断层的性质、走向、落差均已查明者。
⑵ 基本查明:
无井巷实际揭露点资料。
走向在钻探及地震基本线距的控制下,有一个钻孔穿过并有地震控制断点的;
或仅有两个或两个以上地震控制断点的,断层的性质、走向、落差已基本查明者。
⑶ 查出:
仅有一个钻孔穿过;
或无钻孔控制,地震控制级别也不高的。
实际确定过程中,除F35断层系推断所致外,对于井田边界如F5、F209、F202、F206等断层虽无地震资料控制,但由于控制其的钻孔个数较多,也将其确定为查明。
故统计全区断层的控制情况:
查明断层14条,基本查明断层16条,查出断层7条,推断断层1条。
地层含煤性
矿区内含煤地层为石炭系上统太原组、二叠系下统山西组、下石盒子组及上统上石盒子组。
石炭系太原组含煤5~6层,薄而不稳定,无开采价值,为非勘探对象。
二迭系山西组及上、下石盒子组,共含定名煤层31层,总厚,含煤系数为4.3%,其中可采煤层11层,自下而上依次为1、4-2、5、6、7-1、7-2、8、11-2、13-1、16-1、17-1煤层,可采煤层总厚,占煤层总厚的73.5%。
13-1、8、4-2、1煤层为主要可采煤层,总厚,占可采煤层总厚度的63.1%。
发育于含煤地层上部的25、23、18三层煤,是被原谢桥井田精补报告列为计算远景储量的可采煤层,平均总厚为。
除此以外的其它煤层,均薄而不稳定,常尖灭或沉积为炭质泥岩,为不可采煤层。
各可采煤层基本情况如下:
1煤层:
为区段稳定~较稳定的全区可采煤层,厚度0~,平均。
上距4-2煤层平均为。
变异系数57%,可采系数95%。
区内煤层厚度大而稳定,七西线以西厚0~,平均,变异系数60%,为较稳定区段;
以东厚度0~,平均,变异系数37%,为稳定区段。
煤层结构较简单,局部含1~2层炭质泥岩或泥岩夹矸。
顶板多为石英砂岩,少量为泥岩、砂质泥岩及砂泥岩互层,底板为细砂岩及砂泥岩互层。
4-2煤层:
上距5煤层平均,与下部发育的4-1煤层系合并、分叉关系。
变异系数41%,可采系数94%。
补Ⅱ线以西煤层发育良好,厚度稳定,厚度~,平均,变异系数26%,为稳定区段;
以东煤层厚度0~,平均,变异系数58%,为较稳定区段。
煤层结构简单,局部含1~2层炭质泥岩或泥岩夹矸。
顶板为泥岩及砂质泥岩,底板以泥岩为主。
5煤层:
为较稳定的大部可采煤层,厚度0~,平均。
上距6煤平均为。
变异系数54%,可采系数73%。
八东线以西煤厚较稳定,零星出现较小面积的不可采区;
以东至七东线之间浅部有一北东向的沉积尖灭带,宽600m左右。
煤层结构简单,偶含炭质泥岩夹矸一层。
顶板为泥岩、砂质泥岩及粉细砂岩;
底板为泥岩、砂质泥岩及砂泥岩互层。
6煤层:
为区段较稳定的大部可采煤层,厚度0~,平均。
上距7-1煤层为。
变异系数62%,可采系数79%。
七西线以西煤层发育良好,厚度大而稳定,两极值为~4.75m,平均,变异系数41%,为较稳定区段;
以东多不可采或尖灭,厚度0~,平均,变异系数163%,为不稳定区段。
煤层结构较简单,一般含夹矸1~2层,局部多达3~4层,岩性为炭质泥岩及泥岩。
顶板以泥岩及砂质泥岩为主,局部为粉砂岩,底板为砂质泥岩及泥岩。
补勘阶段施工的补Ⅶ7孔不可采,增加了一小块不可采区。
7-1煤层:
为不稳定的局部可采煤层,厚度0~,平均,上距7-2煤层平均为。
变异系数79%,可采系数56%。
不可采区主要集中在西部的浅部及东部和中部的深部。
补勘阶段施工的补Ⅶ7、D121、D81、D71、Ⅶ-Ⅷ12孔尖灭,补Ⅷ1、D61孔不可采,使得原不可采区面积增大。
煤层结构简单,八线以东偶含炭质泥岩夹矸一层。
7-2煤层:
上距8煤层平均为。
变异系数46%,可采系数75%。
七-八线以东补Ⅱ1、七西7、七11、七东6等四孔尖灭,出现大面积不可采块段。
补勘阶段施工的补Ⅷ1、补Ⅷ2孔尖灭,D71、D52孔不可采,增大了原不可采区面积。
煤层结构简单;
偶含夹矸。
顶、底板多为泥岩,局部为砂质泥岩或粉砂岩。
8煤层:
为稳定的可采煤层,厚度~,平均。
上距11-2煤层平均为。
变异系数27%,可采系数99%。
煤层结构简单,局部含炭质泥岩夹矸一层。
顶板以泥岩为主,八线以东多为砂岩及石英砂岩;
底板为泥岩及砂质泥岩。
11-2煤层:
上距13-1煤层平均为。
变异系数61%,可采系数80%。
补Ⅳ线至七西线之间煤层发育较差,多不可采乃至尖灭,为大面积不可采区段。
补勘阶段施工的补Ⅷ1孔,厚度,在西部增加了一小块不可采区。
结构较简单,一般含1~3层炭质泥岩或泥岩夹矸,最多见有6层夹矸。
顶板以泥岩或砂质泥岩为主,局部为粉细砂岩;
13-1煤层:
为稳定的全区可采煤层,厚度~,平均。
上距16-1煤层平均为。
变异系数30%,可采系数100%。
九线以西深部煤厚有变薄趋势。
结构较简单,含炭质泥岩或泥岩夹矸1~2层,底部一层夹矸普遍发育,从西向东逐渐变厚,使煤层分叉,最大厚度;
顶底板岩性均为泥岩及砂质泥岩。
16-1煤层:
为不稳定的局部可采煤层,厚度0~,平均。
上距17-1煤层平均为。
变异系数76%,可采系数62%,补Ⅳ线以西发育较好,以东变薄,多不可采乃至尖灭。
煤层结构简单,偶见2~3层炭质泥岩或泥岩夹矸。
顶板以泥岩及砂质泥岩为主,局部为粉砂岩;
补勘阶段施工的D131孔,厚度,在西部增加了一小块不可采区;
D52、Ⅶ-Ⅷ12孔,厚度、,落在东部不可采区内,使得不可采区面积有所减小。
17-1煤层:
为不稳定的局部可采煤层,厚0~2.19m,平均。
上距18煤层平均为。
变异系数61%,可采系数67%,补Ⅰ线以西断续出现不可采区。
煤层结构简单,偶见一层炭质泥岩夹矸。
顶板以泥岩为主,局部为砂质泥岩;
底板为泥岩至粉砂岩。
18煤层:
层位较稳定,厚度0~,平均,上距23煤平均为150m。
煤质差,原煤灰分多超过40%。
煤层结构较复杂,常含3~4层炭质泥岩或泥岩夹矸。
顶板为泥岩至细砂岩,底板多为泥岩。
23煤层:
层位较稳定,厚度0~,平均。
上距25煤平均为35m。
煤质差,原煤灰分多大于40%。
顶板为泥岩及砂质泥岩,底板为泥岩至细砂岩
25煤层:
上距石千峰组底界面平均为39m。
原煤灰分高,煤层结构简单,偶含炭质泥岩夹矸一层。
顶板以泥岩及砂质泥岩为主,偶见中砂岩,底板为泥岩及炭质泥岩。
含煤地层层序划分及沉积环境
本区含煤地层为石炭系上统太原组,二迭系山西组、上、下石盒子组。
1.7.1
石炭系上统太原组(
C3)
由灰岩、砂岩、泥岩和煤层相间组成,厚,含煤5~6层,薄而不稳定,均不可采,无经济价值。
1.7.2
二迭系山西组,上、下石盒子组
二迭系山西组,上、下石盒子组是本区主要含煤地层,总厚约727米,可分七个含煤段,分述如下:
1.7.2.1
山西组(P11)
即第一含煤段,厚约71米。
底部为灰黑色富含腕足类化石的泥岩、砂质泥岩,其上为砂泥岩互层,浑浊层理发育,具虫孔构造,夹菱铁结核。
下部含煤层1层。
中上部以粉砂岩、泥岩为主,夹一至二层灰白色石英砂岩、中细砂岩,局部含煤砾及泥质包体。
1煤层上25米左右有时见一薄煤层。
1.7.2.2
下石盒子组(P21)
即第二含煤段,厚约116米,为本区主要含煤段之一,含煤系数达10%。
含煤8~11层,编号为41~9煤层,其中可采煤层6层。
底部为含砾中粗砂岩,具冲刷现象。
其上发育一套花斑状泥岩、带状泥岩和铝质泥岩。
中部常见薄层状粉细砂岩、砂泥岩互层,具浑浊层理和底栖动物通道,含舌形贝。
8煤层与5煤层顶板常发育石英砂岩、中细砂岩。
上部以灰色、深灰色泥岩为主,夹有细~中砂岩和石英砂岩。
8煤层、5煤层顶板多产植物化石。
1.7.2.3
上石盒子组(P12)
厚约540米,可分为5个含煤段。
(1)第三含煤段:
厚约109m。
底部常发育一层灰白色石英砂岩或中砂岩。
下部以细、中砂岩为主,夹有泥岩。
上部以灰色泥岩、砂质泥岩为主,夹浅灰~灰白色细、中砂岩。
含煤5层,其中11-2煤属于可采煤层,顶部有时有一层花斑状泥岩。
11-2煤底板常有菱铁鲕粒,顶板富含植物化石。
(2)第四含煤段:
厚约82m,是主要含煤段之一,以灰色泥岩、砂质泥岩为主,中下部发育花斑状泥岩,局部含鲕粒。
顶部有时发育花斑状泥岩。
底部为灰白色细、中砂岩或石英砂岩。
中上部含煤5层。
13-1煤为主要可采煤层,其上、下均产植物化石。
(3)第五含煤段:
厚约90m,多青灰色、灰绿色。
以泥岩、砂质泥岩为主,夹粉砂岩、砂泥岩互层和细、中砂岩。
下部发育多层花斑状泥岩,底部常有细、中砂岩或石英砂岩。
含煤4层,其中16-1、17-1煤层局部可采。
其附近常见个体较大的舌形贝,上部产植物化石。
(4)第六含煤段:
厚约118m。
以浅灰、青灰、灰绿色粉砂岩,细、中砂岩为主,夹深灰、灰色泥岩,砂质泥岩。
中部含煤4~5层,其中18煤厚度大部可采。
18~19煤层附近常见1~2层薄层燧石层,富含海绵骨针(海绵岩),18煤底板常见铝质泥岩,鲕状或花斑状泥岩。
(5)第七含煤段:
厚约141m。
上部以灰绿色、浅灰—青灰色粉砂岩,细、中砂岩为主,夹少量泥岩、砂质泥岩。
下部以灰色泥岩、砂质泥岩为主,夹粉砂岩、细、中砂岩,局部发育一层花斑泥岩,底部中砂岩具冲刷现象。
含煤4~5层,其中23、25煤层厚度一般均达到可采。
煤系的沉积环境:
一般认为,从山西组至第七含煤段,依次属于从海湾发展起来的下三角洲平原。
经历了海湾充填体系树枝状、网状河体系,再转入河口湾、海湾环境到上三角洲平原,直至陆相冲积平原沉积环境。
其中以上、下三角洲平原过渡带和网状河道体系对成煤最为有利。
含水层单位涌水量及区域稳定的自然水位
1.8.1
新生界松散层含、隔水层(组)
松散层厚度~,平均厚度;
总体呈南薄北厚的趋势。
南部古地形起伏明显,根据沉积规律和区域对比,以及《谢桥井田煤系上复第三系“红层”隔水性评价补勘验证报告》重新对以往的划分作了适当调整,可大致分为上部含水层(组)、上部隔水层(组)、中部含水层(组)、中部隔水层(组)及底部“红层”等五部分。
1.
上部含水层(组)
上部含水层(组)其底板埋深一般在125m左右,根据岩性及含砂量,又可细分为上段含水层、上段隔水层及下段含水层三段:
上段含水层:
厚~75m,平均厚度,为多层暗色粘土夹细砂及粘土质砂,往下逐渐变粗,以中细砂为主,夹少量砂质粘土透镜体,上部30m受大气降水和地表水补给以垂直循环为主,侧向径流为辅,浅层为潜水型,深部具承压水型,上部富水性弱~中等,往下富水性中等~强。
据水4和水7两孔抽水资料:
水位标高~,~,~,水温~190C,矿化度~0.42g/1,水质HCO3~Na~Ca型。
上段隔水层:
底板埋深在90m左右,厚度~,平均厚度,以砂质粘土及粘土为主,间夹1~3层粉细砂,分布比较稳定,具有隔水作用。
下段含水层:
厚度~,平均厚度,以中细砂为主,据2号水源井抽水试验资料,水位标高~,~,,矿化度,水质HCO3~Na~Ca型。
2.
上部隔水层(组)
底板埋深在130m左右,厚0~0m,平均厚度,以粘土及砂质粘土为主,分布不稳定,局部地段缺失,(全区共有15个孔尖灭,形成“天窗”)造成上部含水层(组)下段与中部含水层(组)上段,具有水力联系。
3.
中部含水层(组)
底板埋深在330m左右,根据岩性和含砂量,本组可分上段含水层和下段含水层。
该段厚~,平均厚度为,以中细砂为主,次为粗砂,夹有多层灰绿色粘土及砂质粘土。
北部砂层较南部发育,属承压自流水,富水性强,据水2-1、水2-3、水6等孔抽水试验资料:
水位标高25.651~,~,~,矿化度~,水温20~230C,水质自上而下由Cl~HCO3~Na到Cl~Na型。
厚0~,平均厚度,由中细砂、粘土相间沉积,岩性组合复杂,砂与土交替变化,属承压自流水,富水性弱~中等,据水5孔抽水试验资料,水位标高,,,矿化度,水温250C,水质为Cl~Na型,在古地形隆起处与下伏基岩含水层存在水力联系。
近年来由于矿井建设开发影响,含水层水位由原始水位,目前下降至~,水位下降近10m左右,据Ⅷ东下含1孔近三年水位观测年平均下降~。
4.
中部隔水层(组)
底板埋深在