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白洞盘区设计

第一部分盘区设计说明书

第一章盘区概况及地质说明书

第一节盘区概况

本盘区位于矿井石炭系930水平，开采面积为2.3km2。

该盘区东至煤层露头区，南至矿界与南郊区塔山井田相邻，西至C3#层盘区皮带巷，北至矿界与同忻井田相邻（4430000纬线以北为同忻井田）。

石炭系C5#煤层,距地表330～560M,埋藏较深，周围没有小窑进行开采。

与侏罗系14煤层的层间距大约260M左右，煤层开采以后，能否影响到244M以上的侏罗系煤层（采空区），现在还没有科学的依据，因此侏罗系煤层采空区的积水在石炭系的开采过程中，是否会有影响或造成水害，还需做进一步的调查和研究。

在以往勘探中未发现石炭系地层中有含水层。

地面对应有白洞煤业公司黄家汇、西村、东村、文化街、白洞村等居民区。

第二节地质特征

详细情况见下表；

区

内

地

质

勘

探

情

况

一、钻孔

概述：

矿井至今无《矿井地质报告》，98年集团公司地质处为石炭系白洞试验区提过《白洞矿延深区南部石炭系地质资料》，至目前，全区8.27Km2,共有31个钻孔，钻孔密度已达到3.75个／KM2,同时矿井生产过程中，在井田中、南、西南、东南部施工井下勘探孔56个，东部放顶煤区内有钻孔8个。

孔号

煤层

见煤底板标高

煤厚

终孔层位

封孔质量

备注

472811

886.82

10.97

本溪组

46281

919.4

11.74

本溪组

46289

932.28

13.32

太原组底

462810

926.81

12.37

太原组底

45287

943.02

12.78

本溪组

462811

931.2

11.06

太原组底

45289

936.86

11.93

太原组底

452810

949.89

12.19

本溪组

452913

932.72

0.30

奥陶系

452811

953.61

10.45

太原组底

47272

966.06

12.35

本溪组

46279

984.49

6.40

太原组底

46277

975.55

10.32

太原组底

46278

996.12

10.40

太原组底

202

934.43

4.27

太原组底

46291

916.85

6.64

太原组底

47294

925.37

11.55

本溪组

47295

837.99

16.89

太原组底

452715

994.06

12.65

太原组底

462710

1004.92

12.98

太原组底

47296

905.62

13.97

太原组底

506

938.43

2.86

本溪组

203

936.74

7.80

奥陶系

44297

532.27

3.65

本溪组

452912

942.84

4.47

本溪组

44282

421.86

11.77

本溪组

2008-1

本溪组

47297

868.01

14.54

奥陶系

区

内

地

质

勘

探

情

况

孔号

煤层

见煤底板标高

煤厚

终孔层位

封孔质量

备注

462910

931.25

8.87

本溪组

47298

879.67

10.17

本溪组

2008-5

933.42

9.87

本溪组

2008-7

954.74

0.95

本溪组

二、地层及标志层

地层

石炭系山西组、太原组

标志层

3#层顶板为砾岩或砂砾岩,可作为标志层.3号煤层底部普遍有一层高岭岩，亦可作为标志层。

三、煤层

煤层赋存情况

见后面

煤

层

厚

度

倾

角

结

构

间

距

煤层名称

煤厚

（M）

倾角

（度）

结构

（M）

层间距

（M）

稳定性

平均

最小—最大

3.32

————

0—

5.23

0－15

复杂

244.29

———

232.73—

254.0

0.69

41.29

不稳

定

平均

最小—最大

9.75

————

0—

13.93

0－15

复杂

4.15

———

0－

6.28

0.97

48.76

较稳

定

平均

最小—最大

1.18

————

0－

4.03

0－15

　较简单

7.83

———

1.5－

27.92

0.45

75.35

极不

稳定

平均

最小—最大

1.65

————

0－

3.75

0－15

较简单

10.85

———

2.03－

26.98

0.38

75.49

极不

稳定

倾角

（度）

结构

（M）

层间距

（M）

稳定性

煤

层

厚

度

倾

角

结

构

间

距

煤层名称

煤厚

（M）

平均

最小—最大

2.68

————

0—

5.25

0－15

较简单

9.51

———

3.85—

18.17

0.72

66.75

极不

稳定

近于不稳

定

平均

最小—最大

2.14

————

0—

7.22

0－15

较简单

9.18

———

1.9－

16.87

0.86

65.06

极不

稳定近于不稳

定

平均

最小—最大

————

平均

最小—最大

————

四、煤层的物理特征与工业指标

物理特征

煤层

颜色

光泽

硬度

容重

煤岩类型

沥青_油脂

1.55

半暗_半亮

工业指标

煤层

Ad（%）

Vdaf（%）

St.d（%）

Qgr.daf

（mj／kg）

工业牌号

21.65

37.89

1.05

33.79

气肥气煤

五、煤层顶底板

煤层

类别

岩石名称

厚度

主要岩性特征（含水性）

顶

板

老顶

砾岩

7.31

钙质胶结,分选性差,含水一般

直接顶

泥岩

0.4～4.66

厚度变化大,有时变为粉砂岩

伪顶

泥岩煤

1.70

泥岩性脆,煤层富含水

底

板

直接底

泥岩

4.25

灰黑色致密无层理,含水弱

老底

煤

11．33

5#层煤

顶

板

老顶

砂砾岩

直接顶

泥岩、粉砂质泥岩

2.70

泥岩性脆，易破碎。

其上为3号煤

伪顶

炭质泥岩

0.40－8.12

底

板

直接底

泥岩、粉砂质泥岩

0.80－2.13

老底

煤层

类别

岩石名称

厚度

主要岩性特征（含水性）

顶

板

老顶

直接顶

粉砂岩

伪顶

高岭质泥岩

底

板

直接底

粉砂岩

老底

顶

板

老顶

直接顶

粉砂岩

伪顶

底

板

直接底

粉砂岩

老底

顶

板

老顶

直接顶

砂砾岩

伪顶

底

板

直接底

粉砂岩

老底

顶

板

老顶

直接顶

砂砾岩

伪顶

底

板

直接底

粉砂岩

老底

砂砾岩

顶

板

老顶

直接顶

伪顶

底

板

直接底

老底

区内变化情况

区内中部、南部C5号煤层普遍有一层炭泥岩作伪顶，直接顶岩性为灰色泥岩，老顶为砾岩。

在北部、西北部直接顶和伪顶厚度变化都比较大，有时变无，煤层直接与砾岩接触。

直接底岩性为粉砂质泥岩、粉砂岩。

六、地质构造（含陷落柱、岩浆岩等）及古河床冲刷等

主要特征及影响范围

盘区内发育有一条火成岩侵入体——火成岩墙，岩性为煌斑岩。

C3#煤层301盘区右翼8101、8103、8105、8107工作面的8条顺槽巷道掘进过程中均揭露。

岩墙宽为5.0～9.0m。

由于火成岩墙的出现给盘区的合理设计和工作面的开采带来很大影响。

东部放顶煤区内无陷落柱、火成岩侵入。

有一条逆断层（F3）落差4.94m，对区内布置工作面有一定影响。

编号

构造

性质

产状（褶曲轴面）

实见位置及控制情况

走向

倾向

倾角

落差

正断层

4-10m

基本控制

逆断层

3.70

推测

逆断层

4.94

推测

正断层

100

推测

正断层

150

推测

七、水文地质

基

本

特

征

本区以3、5#煤层富含水为基本特征，K3砂砾岩也有一定程度的含水性，但是根据3号层开采的情况看，煤层本身及K3砾岩的含水并不大，即对煤层开采不会造成威胁。

太原组与奥陶系之间主要隔水层为石炭系中统本溪组，厚度18.48~34.42m，平均24.45m上部多为粉砂岩，砂质泥岩，下部为铁铝质泥岩，夹1~2层石灰岩。

本溪组地层在全区分布稳定，是寒武系—奥陶系灰岩与上部煤系地层之间的良好隔水层。

其次是煤系地层砂岩之间的泥岩，砂质泥岩，层数多，厚度不等。

在横向上曾交替分布，具有隔水、半隔水作用，对含水层之间的水力联系有一定的控制作用。

充

水

因

素

及

威

胁

程

度

本盘区C5#煤层与侏罗系14煤层的层间距大约260M左右，煤层开采以后，能否影响到244M以上的侏罗系煤层（采空区），现在还没有科学的依据，因此侏罗系煤层采空区的积水在石炭系的开采过程中，是否会有影响或造成水害，还需做进一步的调查和研究。

在以往勘探中未发现石炭系地层中有含水层。

目前对开采影响最大的是侏罗系14号煤层采空区积水，共有积水区3个：

东402盘区，东303盘区，402盘区南翼积水区。

疑似积水区一个：

东303辅助盘区，共计积水量约90万m3。

2008年2月已开始排水，首先排东404和西402盘区的积水。

涌

水

量

预

测

及

依

据

最大涌水量（m3/min）

3．0

正常涌水量（m3/min）

1．0

依据98年地质处提交的《白洞矿延伸区南部石炭系地质资料》，白洞试验区实际井巷揭露资料。

防

治

水

建

议

及

措

施

1进一步研究石炭系采动后对侏罗系地层的影响，也就是说掌握采空区顶板冒落高度及规律。

2加强开采过程中的技术研究工作，包括顶板力学性质，水文地质勘探等。

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本区属低瓦斯区,瓦斯绝对涌出量0.03-0.25m3/min，相对涌出量0.16-0.69m3/t（2008年测定）。

2煤层含水，所以煤尘较小

3地温正常

4C5#煤属容易自燃煤层

九、储量

计算

范围

C5煤层赋存范围

井田东北部（放顶煤首采区）共有工业储量1827.6万t，可采储量1302.3万t。

其中有448.9万t工业储量（可采319.9万t）是面窑沟住宅区保护煤柱，但在2008-2009年间居民已搬迁到新的住宅区，可考虑开采。

计算参数及方法

1、面积—利用底板等高线及储量计算图（电子版），直接由计算机直接求面积。

2、各种边界线的确定

（1）可采边界线（0.7m线）用内插法求出；

①当见煤点的煤层厚度低于最低可采厚度时，煤层稳定和较稳定并且有渐变规律的情况下，用插入法求出可采边界。

②对未见煤钻孔，采用相邻钻孔连线的中点作为零点，然后用插入法求出可采边界。

（2）保护煤柱边界线：

即各种地面建筑物、铁路、重要公路、主副井巷道保安煤柱边界

线的确定，主要依据同煤经地字《2003》420号批准的白洞井田内工业广场、河流、铁路保护煤柱范围计算。

矿界保护煤柱：

以矿边界内推20米。

3、煤层平均厚度

煤层平均厚度为块段内各见煤孔和生产点煤层采用厚度的平均值。

煤层采用厚度根据如

下原则确定：

1、煤层中夹矸的单层厚度小于0.05m时，夹矸与煤合并计算，煤层采用厚度为煤层与夹矸厚度之和。

②煤层中夹矸的单层厚度大于0.70m时，被夹矸所分开的煤分层作为独立煤层，分别估算资源储量。

③煤层中夹矸的单层厚度小于0.70m时，煤分层不作为独立煤层。

煤分层厚度等于或大于夹矸厚度时，煤层的采用厚度为上、下煤分层厚度之和。

④夹矸不稳定，无法进行煤分层对比的复杂煤层，当夹矸的总厚度不超过煤分层总厚度的1/2时，以各煤分层的厚度之和作为煤层采用煤厚。

煤层夹矸的单层厚度不受最低可采厚度的限制。

4、容重

煤层的容重依据98年地质处提交的《白洞矿延伸区南部石炭系地质资料》，提供的数据作为资源储量估算的容重，即1.36t/m3、

5、煤层回采率

煤层回采率按国家煤炭《生产矿井储量管理规程》规定取值：

0.70m～小于1.30m为薄煤层，取85％，1.30m～小于3.50m为中厚煤层，取80％，大于3.50m为厚煤层，取75％；

地损系数按地质处规定：

储

量

计

算

基

础

及

汇

总

煤层

块段

级别

编号

平面积

（M2）

倾角

面积

（M2）

平均

厚度

（M）

容重

（T

/M3

储量

（万吨）

回

收

率

可采

储量

（万吨）

A-1

1208696

11.90

1.36

1882.2

A-2

1090545

11.01

1.36

1632.9

1163.4

A-3

1360898

8.36

1.36

1547.3

1102.5

A-4

20500

10.73

1.36

29.9

A-5

2260

8.79

1.36

2.7

B-1

1015537

11.54

1.36

1593.8

B-2

559724

13.11

1.36

998

711.1

B-3

377422

12.30

1.36

631.4

449.8

B-4

649674

10.63

1.36

939.2

669.2

B-5

87845

12.65

1.36

151.1

B-6

526100

7.99

1.36

679.3

484

B-7

26837

7.71

1.36

28.1

B-8

7240

10.07

1.36

9.9

B-9

4300

12.26

1.36

71.7

B-10

23660

11.07

1.36

35.6

B-11

30680

11.98

1.36

50.0

C-1

865049

4.29

1.36

504.7

359.6

C-2

65778

4.47

1.36

合计

A级

B级

A+B

级

A+B+

C级

D级

储

量

分

类

各类煤柱：

三下压煤：

厚薄煤层比例：

储

量

计

算

基

础

及

汇

总

煤层

块段

级别

编号

平面积

（M2）

倾角

面积

（M2）

平均

厚度

（M）

容重

（T

/M3

储量

（万吨）

回

收

率

可采

储量

（万吨）

C-3

14220

2.45

1.36

4.7

C-4

12642

2.18

1.36

3.7

合计

4939.6

合计

A级

5095.0

B级

5188.1

A+B

级

10283.1

A+B+

C级

10836.2

D级

储

量

分

类

各类煤柱：

河床铁路工业广场压煤计3627.1万吨

矿界煤柱:

236.3万吨

火药库煤柱:

40.0万吨

　　　　　合计　　　　　　　　　　　3903.4万吨

三下压煤：

河床铁路工业广场压煤计3627.1万吨

厚薄煤层比例：

厚煤层占99.92%,中厚煤层占0.08%

十、存在问题和建议

石炭系白洞试验区没有正式的精查地质报告,所以很多地质问题无法定论，比如：

矿井地质条件、水文地质条件分类。

本次编制C5号煤层301盘区地质说明书比拟侏罗系井田的条件进行套用。

编号

图名

比例尺

底板等高线及储量计算图

1：

5000

井上下对照图

1：

5000

472811钻孔柱状图

1：

200

47296钻孔柱状图

1：

200

附图资料

煤层结构、产状、夹石等情况

5#层比较稳定,井田的东北、东部、东南、西南部普遍厚度在10米以上，仅在盘区西、西北部被冲刷变薄甚至为无煤区,但全井田应属较稳定,最大煤厚16.89m，平均8.92m,上述Km、r两指数反映了区内煤层稳定情况。

在东部放顶煤区内，煤层厚度为10.17-16.89m，平均11.12m，属稳定煤层。

在4428500纬线以南，煤层基本呈东西走向，倾向北，倾角一般在3～5度，在井田的东南部，倾角最大达到14度。

在4428500纬线以北，煤层走向渐变为北西—南东向，倾向北东，倾角一般在3～7度。

5＃煤层普遍有5～10层夹石，夹石厚度一般不超0.30米，也不稳定，岩性多为炭质泥岩。

断层及特性

井田内揭露的最大断层—F1正断层，已经控制，3号煤层301盘区的南翼共有8条巷道揭露F1,所有的巷道过断时，均无涌水现象，即F1断层不具导水性。

根据侏罗系14煤层实见断层推断，在井田的东北部即47295钻孔东西两侧发育有两条逆断层—F2、F4，在井田的南部即46279钻孔处发育有两条正断层—要素如下

F2落差3.70米，倾角20度，延伸长度大约510米左右。

F4落差4.94米，倾角33度，延伸长度大约520米左右。

F7落差9.00米，倾角67度，延伸长度大约940米左右。

F8落差21.0米，倾角67度，延伸长度大约690米左右。

以上四条断层在C3、Ｃ5煤层中均未有实际揭露点。

其它断层落差多数在1.50米以下。

煤层顶板岩石力学性质（2004年在太原理工大实验室测定）

岩石名称　　　　抗拉强度　　抗压强度　　内聚力　　容重

　　　　　　　　（Mpa）（Mpa）（Mpa）（g/cm3）

砾岩　　16.3～28.792.53～2.773.13～9.582.40～2.44

含砾粗砂石　　32.54～125.74　5.13～12.24　7.66～8.39　　2.41～2.64

粗砂石　　　　34.02～113.0　2.66～10.24　4.06～17.63　　2.35～2.72

细砂岩　　　　72.67～121.5　6.34～10.33　12.46～18.65　2.44～2.63

粉砂岩　　　　80.34

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