设计采区地质说明书.docx
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设计采区地质说明书
文稿归稿存档编号：
[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-MG129]
设计采区地质说明书
嵩阳三旺（登封）煤业有限公司
14采区地质说明书
编制单位：
地测防治水科
编制：
宋伟信
审核：
杨振伟
科长：
付海文
总工程师：
李河涛
接到通知书时间：
2011年1月25日
提交说明书时间：
2011年2月14日
14采区地质说明书
一、概况
位置及范围
水平
-100
翼
双
采区
14
系（组）
五
煤层
3
东至
南至
西至
北至
上限标高
+60
下限标高
-100
地面标高
430~500
走向
3721
倾向长
268
面积
997228㎡
邻区情况
实见地质及水文地质简述：
①构造：
（本区位于颖阳~芦店向斜南翼，区内构造形态为走向近东西，向北倾斜的单斜构造，地层倾角25-31o。
区内发育断层两条，均为正断层。
构造复杂程度属中等构造。
（1）新F6断层位于88勘探线东部，正断层，走向15o，倾向285o，区内延伸长度420m，落差0—50m。
自采区向南西延伸出区外，区内已控制。
（2）新F7断层位于86勘探线东部，正断层，走向155o，倾向65o，延伸长度约350m，落差0-30m，由海眼烟煤矿巷道及采区揭露，该断层已控制。
②水文地质：
区内地层走向近东西，向北倾斜，南部为寒武～奥陶系灰岩，北部为二叠系碎屑岩组成的低山丘陵区，中部为新近系坡、洪积坡地。
区内断裂构造不甚发育，仅在88勘探线以东约200m处发育一倾向正断层新F6，落差0～50m，区内最大落差12m，由浅而深落差逐渐减小，至+350m左右尖灭；在86勘探线以东+250m附近发育新F7断层，落差0～30m。
断层规模均较小，对地下水的运移影响也较小。
地质构造上，本区属嵩箕山间向斜构造水文地质单元，矿区处在向斜蓄水构造南缘西白栗坪—告成水文地质亚单元浅部补给区。
14采区直接充水含水层为顶板砂岩裂隙含水层，岩性为中粒砂岩，一般发育2～5层，累计厚度约0～30m，一般20m左右，岩性完整致密，裂隙不发育，且部分被方解石脉所充填，仅在浅部风化带裂隙较为发育。
在勘探阶段，未对本区含水层段进行抽水试验工作。
据新新勘探区二叠系砂岩层段钻孔抽水试验资料，单位涌水量为0.019L/s·m，渗透系数为0.061m/d，水化学类型为HCO3-Na·Mg·Ca型，矿化度0.442g/L，PH值为6.75～8.10，说明该含水层富水性较弱。
在矿井生产中，该含水层水多以淋水形式，向矿坑充水，周邻矿井涌水量一般小于200m3/d水量小，易于疏排。
采掘情况：
14采区南翼为已回采完的上水平采区，该矿西南部有约0.33km2的老窑采空区，东、北（下）翼为未开采采区，西翼为正在生产的大金店镇新新煤矿。
自然灾害及其它：
登封市三旺煤业有限公司经整合后，范围包括原登封市海眼烟煤矿和登封市桑楼北沟烟煤矿
地面情况及受生产影响程度
地面建筑、设施等：
工作面上部300米范围内无村庄及零星村民居住，不存在搬迁问题。
地形（地貌、植被、地层出露情况等）：
本区区域上处在登封煤田新新勘探区内，总的地势为南北高，中间低，向北倾斜的单斜构造。
区内地层走向近东西，向北倾斜，南部为寒武~奥陶系灰岩组成的箕山低山山区，北部为石炭、二叠系碎屑岩组成的伏牛山低山丘陵区，中部为新近系冲洪积谷地。
水系及地面积水范围：
本区属淮河流域颍河水系，主要地表水体为位于矿区外西北偶的王堂水库，为一小型水库，其库容不详，主要用于拦蓄洪水、农田灌溉和水产养殖等。
矿区内五3煤层主要充水含水层为其顶板砂岩裂隙含水层，在浅部接受大气降水的渗入补给，并沿地层走向及倾向向北东部及深部迳流排泄，为低山丘陵地形，地面坡度较大，冲沟发育，大气降水迳流排泄条件好，因而无常年性地表水体。
采掘影响及破坏程度：
本区五3煤段上、下煤层均进行过采掘活动，煤层赋存较为稳定，顶板为细砂岩，硬度系数中等，根据以往开采情况工作面采动后不会大面积塌陷，对地面不会造成影响。
区内地质勘探情况
概述：
采区内及附近有2条勘探线通过，有钻孔10个，其中其中有个钻孔在采区边界以内，有个在采区边界附近，具有参考价值。
孔号
煤层
煤底标高（m）
煤厚（m）
终孔层位
封孔质量
备注
8021
五3
+296.48
0
8202
五3
-108.26
0.97
8502
五3
+358.63
0.69
8604
五3
-100.88
0.69
8702
五3
+401.51
0.75
8803
五3
+278.08
0.30
8902
五3
+409.17
0.95
9002
五3
+429.82
0.75
9003
五3
+337.59
0.76
9102
五3
+433.43
0.25
二、地层及标志层
地层
五3煤段上、下地层主要为山西组、下石盒子组、上石盒子组
（1）山西组（P1sh）
自L9石灰岩顶至砂锅窑砂岩底，为一套灰~深灰色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩及中细粒砂岩为主组成的含煤地层，即二煤组。
厚74.97~110.57m，平均85.35m，与下伏太原组为整合接触。
（2）下石盒子组（P1x）
上界止于田家沟砂岩（St）底，由泥岩、砂质泥岩、铝土质泥岩和砂岩组成。
厚280.97~314.75m，平均301.95m。
据其沉积旋廻和煤岩组合特征可分为三、四、五、六4个煤组。
其中，五煤组厚50.78~109.28m，平均76.71m，底部为浅灰、灰色厚层状中粗粒岩屑砂岩，称五煤底板砂岩，厚2.39~11.09m，平均5.70m，泥质胶结，局部含泥砾及石英细砾。
含煤3层（五3、五4、五5），其中五3煤层为大部可采薄煤层。
（3）上石盒子组（P2S）
本组可划分为七、八、九3个煤组，含煤6层，厚度229.75~243.93m，平均235.99m。
主要标志层
由泥岩、砂质泥岩和中细粒砂岩组成，下部为香炭砂岩（Sx），厚1.45~9.22m，平均5.23m，为中细粒砂岩，局部为粗粒砂岩，为本区主要标志层之一。
三、煤层
煤层赋存情况
五3煤层位于下石盒子组五煤组中部，走向近东西，向北倾斜的单斜构造，煤层厚度0.25~1.00m，平均0.65m，倾角25~31o，平均28°；结构简单，不含夹矸或局部含一薄层炭质泥岩夹矸，区内大部可采。
煤层直接顶板为灰~灰黑色砂质泥岩及泥岩，厚度0.30~11.85m，其上大部为细粒砂岩，厚0~9.95m，底板为灰黑、黑色泥岩及砂质泥岩，厚0.88~8.27m。
煤层埋深5.00~607.00m，底板标高+520~-150m。
五3煤层下距二1煤层227.00~260.00m，平均254.12m。
上距田家沟砂岩102.00~123.00m，平均115.36m。
综上所述，五3煤层层位稳定，结构简单，厚度较稳定，为大部可采的较稳定型薄煤层。
特征参数
煤层名称
煤厚
（m）
倾角
（°）
结构
层间距
Km
r
稳定性
五3
0.25~1.00
——
平均值
25°~31°
——
平均值
合层
无
较稳定
四、煤质
物理特征
煤层
颜色
光泽
硬度
容重
煤岩类型
五3
黑色
玻璃光泽
1.49t/m3
暗型~半暗型
工业指标
煤层
M
A
V
FC
S
P
Q
Y
工业牌号
五3
0.79
8.66
17.07
固定碳
0.42
0.008
22.14
10.2
焦煤
五、煤层顶底板
煤层
类别
岩石名称
厚度（m）
主要岩性特征（含水性）
五3
顶板
老顶
中粒砂岩
7.39
灰~灰黑色砂质泥岩及泥岩
直接顶
砂质泥岩
5.71
灰~灰黑色砂质泥岩及泥岩，夹细粒砂岩
伪顶
泥岩及砂质泥岩
0~2.27
灰至灰黑色，中间夹约0.2m碳质泥岩
底板
直接底
泥岩
3.35
灰至灰黑色，中间夹薄层碳质泥岩，含少量植物根部化石
老底
砂质泥岩
5.81
灰黑、黑色泥岩及砂质泥岩中粗粒岩屑砂岩泥质胶结，局部含泥砾及石英细砾
煤层顶底板变化情况
（1）煤层顶板砂岩裂隙含水层
系指煤层之上60m范围内所含砂岩裂隙含水层，岩性为中粒砂岩，一般发育2~5层，累计厚度约0~30m，一般20m左右，岩性完整致密，裂隙不发育，且部分被方解石脉所充填，仅在浅部风化带裂隙较为发育。
在勘探阶段，未对本区含水层段进行抽水试验工作。
据新新勘探区二叠系砂岩层段钻孔抽水试验资料，单位涌水量为0.019L/s·m，渗透系数为0.061m/d，水化学类型为HCO3-Na·Mg·Ca型，矿化度0.442g/L，PH值为6.75~8.10，说明该含水层富水性较弱。
在矿井生产中，该含水层水多以淋水形式，向矿坑充水，周邻矿井涌水量一般小于200m3/d水量小，易于疏排。
该层为五3煤层顶板直接充水含水层
（2）煤层底板砂岩裂隙含水层
主要由1~2层中粒岩屑砂岩组成，厚2.39~11.09m，平均5.70m，泥质胶结，局部含泥砾及石英细砾。
砂岩致密坚硬，裂隙不发育，含富水性弱。
为五3煤层底板直接充水含水层
（3）寒武系灰岩岩溶裂隙含水层
六、地质构造（含陷落柱、岩浆岩及古河床冲刷等）
本区位于颖阳~芦店向斜南翼，区内构造形态为走向近东西，向北倾斜的单斜构造，地层倾角25-31o。
区内发育断层两条，均为正断层。
构造复杂程度属中等构造。
（1）新F6断层
位于88勘探线东部，正断层，走向15o，倾向285o，区内延伸长度420m，落差0—50m。
自采区向南西延伸出区外，区内已控制。
（2）新F7断层
位于86勘探线东部，正断层，走向155o，倾向65o，延伸长度约350m，落差0-30m，由海眼烟煤矿巷道及采区揭露，该断层已控制。
采区内无陷落柱、岩浆岩和河床冲刷。
七、水文地质
基本特征
本区区域地层划分属华北地层区嵩箕小区，主要发育地层为寒武系、奥陶系中下统、石炭系中上统、二叠系和新近系，其中石炭系和二叠系为主要含煤地层。
区位于嵩山背斜与箕山背斜之间的颖阳~芦店向斜南翼，登封煤田新新勘探区中部。
区域基本构造形态为轴向近东西向的复式背斜，且断裂构造较发育，主要有近东西向、北西向、北东向三组，以正断层为主，并伴有少量逆断层。
充水因素及威胁程度
本区主要充水水源为大气降水、地下水、老窑水、顶底板砂岩裂隙承压水、钻孔水以及与断层有关的各因素等，矿区的充水因素主要为含水层富水性及采掘活动因素。
充水因素分析①大气降水、地表水及新近系潜水，本区为低山丘陵地形，地面坡度较大，冲沟发育，大气降水迳流排泄条件好，因而无常年性地表水体。
加之上部上石盒子组隔水层较厚，故此大气降水、地表水及新近系潜水对五3煤开采无影响。
仅在井筒揭穿层段有少量淋漓水现象。
②五3煤层顶板砂岩裂隙承压水：
五3煤层顶板砂岩裂隙含水层直接覆盖于五3煤层之上，生产开采过程中该含水层裂隙承压水将首先充入矿坑，是矿坑涌水的主要充水水源之一。
由于该含水层单层厚度较薄，裂隙不甚发育，且补给条件差，裂隙水储存量有限，导、富水性弱，生产中易于疏排。
③五3煤层底板砂岩裂隙承压水：
该含水层厚度较小，裂隙不甚发育，且极不均一。
补给量不足，故而其富水性相对较弱，一般情况下对开采五3煤层影响不大，以往开采生产过程中也未发生过充水现象。
④断裂构造对矿床充水的影响：
本区发育的主要断裂构造位于矿区浅部的新F6和新F7。
⑤老窑老空水：
矿区浅部为五3煤层采空区，推测会积存有老空老塘水，其浅部采空区最低标高约+100m左右，是威胁矿井后期生产的潜在危险因素。
⑥钻孔对矿床充水的影响：
工作面附近无钻孔，掘进时不会受到钻孔水的影响。
涌水量预测及依据
据矿井生产资料，矿井生产中,矿坑正常涌水量5-10m3/h，最大涌水量50m3/h。
矿井充水水源以顶板砂岩裂隙淋水为主，涌水量相对较小，易于疏排，由于本区无地表水体，且含水层间有隔水层相阻隔，断裂构造也不发育，故含水层间无水力联系，本矿矿床水文地质类型应为二类一型，即矿坑充水以顶板裂隙水为主的水文地质条件简单的煤矿床类型。
据上述，区内五3煤层矿坑正常涌水量一般小于10m3/h，最大涌水量一般小于50m3/h，水量较小，生产中易于疏排，矿床水文地质类型相对较简单，当前矿井涌水已反映了矿区水文地质条件特征。
防治水建议及措施
（1）矿井生产水文地质概况：
本矿现开采五3煤层，最低开采水平为-150m以浅，矿井充水水源以顶板裂隙水滴淋水为主，矿坑正常涌水量为5-10m3/h，最大涌水量为50m3/h，未发生过突水现象。
（2）充水因素分析①大气降水、地表水及新近系潜水，本区为低山丘陵地形，地面坡度较大，冲沟发育，大气降水迳流排泄条件好，因而无常年性地表水体。
加之上部上石盒子组隔水层较厚，故此大气降水、地表水及新近系潜水对五3煤开采无影响。
仅在井筒揭穿层段有少量淋漓水现象。
②五3煤层顶板砂岩裂隙承压水：
五3煤层顶板砂岩裂隙含水层直接覆盖于五3煤层之上，生产开采过程中该含水层裂隙承压水将首先充入矿坑，是矿坑涌水的主要充水水源之一。
由于该含水层单层厚度较薄，裂隙不甚发育，且补给条件差，裂隙水储存量有限，导、富水性弱，生产中易于疏排。
③五3煤层底板砂岩裂隙承压水：
该含水层厚度较小，裂隙不甚发育，且极不均一。
补给量不足，故而其富水性相对较弱，一般情况下对开采五3煤层影响不大，以往开采生产过程中也未发生过充水现象。
④断裂构造对矿床充水的影响：
本区发育的主要断裂构造位于矿区浅部的新F6和新F7。
⑤老窑老空水：
矿区浅部为五3煤层采空区，推测会积存有老空老塘水，其浅部采空区最低标高约+100m左右，是威胁矿井后期生产的潜在危险因素。
⑥钻孔对矿床充水的影响：
工作面附近无钻孔，掘进时不会受到钻孔水的影响。
防治措施：
矿井水是影响或威胁矿井生产安全的重要因素之一，因此，作好矿井地下水的预防预报和治理工作，具有不可低估的经济和社会效益，根据以往勘探资料、矿井生产揭露状况和矿井水文地质特征等，提出以下防治水措施：
（1）技术管理：
本矿成立有矿井防治水领导小组和管理制度及相应措施，成立了防治水队伍及相应的探放水设备和与之配套的防排水系统工程。
（2）地面防治水：
本区发育有几条季节性冲沟，枯水期干涸无水，仅在雨季可见短暂水流，水量也较小，一般不会对矿井生产造成影响，但在雨季也应防止洪水从井口倒灌井下，平时还应定期巡查矿区地面有无裂隙和凹陷积水渗漏现象，并加以及时治理；在井下，应留设足够的防水保安煤柱，防止地表积水渗漏和溃入矿坑，危害矿井生产安全。
（3）疏放排水：
疏放排水是保证矿井安全生产的防治水基本手段，对煤层顶底板直接充水含水层进行疏水降压，以保证掘进、回采的安全，实践证明，在配置合理完善的防排水设施的情况下，此法是行之有效的。
（4）断层水的防治：
断层一般都破坏了含、隔水层的完整性和连续性，其导（富）水性的随机性较强，不能一概而论。
在生产中，当井巷开拓接近断层部位前，应进行超前探、放水工作，必要时可采取施工注浆等预加固措施，采区巷道或工作面应按规定预设足够的防水保安煤柱，尤其在矿区边界或断层下盘回采时，更应该如此。
（5）水害调查及建档
对本矿生产存在的主要水患老空水、顶板水及周邻矿井情况已调查清楚，填写了相应的图表和台帐，并进行了及时归档。
八、影响生产的其它地质因素
瓦斯、煤尘、煤层自燃、地温、地压
1.瓦斯：
本采区属于瓦斯风化带范围，一般对煤矿生产影响不大，但在采区生产过程中也应高度重视瓦斯的管理工作，认真执行并做好矿井瓦斯的检测监控和预报工作，加强通风管理，以确保矿井的安全生产。
2.煤尘：
五3煤层煤尘有爆炸危险性，煤层爆炸指数为20%，应加强防尘工作，生产中各转载点采掘工作面应加强降尘措施，降低巷道中煤尘含量。
3.自燃：
区内五3煤层自燃倾向性为三类，不易自燃。
4.地温：
该区地温梯度为1.12-2.62℃/100m,平均为1.65/100m，属地温正常区。
5.地压：
随着开采深度增加，地压随之增大。
九、资源储量
估算范围
1.采区边界以内。
2.东至采区（矿井技术）边界煤柱，西至新新煤矿确定的薄煤带，北为井底保护煤柱、南至采区边界。
估算参数及方法
1.估算方法：
采用块段计算法。
2.计算公式：
Q＝S.h.secαrQ可＝Q.k
其中：
Q—工业储量S—块段面积h—煤层平均厚度
r—容重α—煤层倾角Q可—可采储量K—设计采区回采率
3.参数选取：
h值根据块段范围附近钻孔及实际揭露煤厚内差求得；α根据块段范围煤层底板等高线；容重取1.49t/m3；K根据规程规定取采区设计回采率85%。
资源储量估算基础及
汇总
煤层
块段级别编号
平
面积（m2）
倾角
斜
面积（m2）
平均厚度
（m）
容重（t/m3）
资源
储量
（万吨）
回收率（%）
可采
储量
（万吨）
备注
五3
7-（333）
674871
28
764235
0.77
1.49
87.6923
85
74.5385
8-（333）
675805
28
765394
0.73
1.49
83.2519
85
70.7641
合计
1350676
分资源储量类别合计
333
333
资源储量分析
煤柱资源储量:
三下压煤:
无
厚薄煤层比例：
五3煤层均为薄煤层带。
十、存在的其它问题及建议
（一）存在问题
（1）水文地质资料
以往勘探中未进行水文地质试验工作，生产中因其涌水量较小，对有关水文地质方面参数观测和记录，不够全面或疏漏，水文地质资料的日常记录、收集、归档工作不够及时、完善
（2）技术管理工作
本矿在井筒和巷道施工过程中一般未进行过地质编录工作。
在采掘生产过程中揭露的断层点一般未进行实测和编录，没有配备水文地质专业人员。
（二）建议
（1）、本区位于煤层露头附近，煤层上覆基岩有效厚度较薄，使煤层顶板强度降低，加之本矿为整合技改矿井。
因此，在生产采掘过程中应注意煤层顶板的观察，加强顶板支护工作，以避免产生冒顶、垮塌、掉块等不良工程地质现象。
并加强地面巡查工作，对顶板冒落形成的地裂缝或沉陷凹地进行及时回填，以防大气降水和地表水及第四系潜水导入矿坑。
（2）、配备水文地质专业人员，加强水文地质资料记录、整理、收集、归档工作，完善各类水文记录台帐和保管工作。
（3）、区内完成水文地质工作量及资料较少，也未进行钻孔抽水试验等水文地质工作，建议以后生产中，当采掘工程接近周邻老窑（或生产井）老空、钻孔及断层时，要进行探、放水工作，并注意水文地质资料的收集、积累及管理工作。
（4）本矿边界以外多为采空区，其老空老塘积水情况不清，故其边界要留设足够的安保煤（岩）柱，并在接近前进行探放水工作，以免造成突水事故。
附图
编号
图名
比例尺
1
采区煤层底板等高线预测及资源储量估算图
1：
1000或1：
2000
2
采区走向预想地质剖面图
1：
1000或1：
2000
3
采区倾向预想地质剖面图
1：
1000或1：
2000
4
采区地层综合柱状图
1：
200或1：
500
升级会员 