xxxx采区地质说明书.docx

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xxxx采区地质说明书

xxxxxxxx有限责任公司

x采区地质说明书

编制：

审核：

科长：

总工程师：

XXXX地测科

XXXX年X月X日

XXXXXX采区地质说明书

根据矿井衔接安排，为满足矿井设计和生产需要，依据《生产矿井地质报告》（2012年9月）、《安徽省皖北煤电集团XX天煜XXXX有限责任公司矿井水文地质类型划分报告》（2014年9月）、矿井勘探钻孔资料及临近矿区揭露资料，编制了XX采区地质说明书。

1.概况

AAAA号煤层XX采区位于井田西北部。

其西部与LJLJL业有限公司相邻，北部与GHJGJGJ煤业有限公司相邻，东部为三采区（未开采区域），南部为二采区，部分地段紧邻9202采空区。

XX采区长1157m，宽560m，面积693590m2，地质储量约613.5万吨。

采区内无钻孔，地质资料相对缺乏。

XX采区地表多为沟陵地带（木炭沟、木炭梁、安家峪），大车路，天然林。

XX采区范围内无地质钻孔，地质勘探程度较低。

2.相邻采区地质、水文情况

根据已知资料，XX采区仅南侧二采区为采掘生产采区，其它三侧均为未开拓区域。

二采区范围主要地质构造为YUYUYUY背斜、A7陷落柱及F3、F4、F7、F8四条断裂构造。

其中YUYUYUYU背斜从二采区北部斜穿整个二采区，轴向北东向，两翼地层对称，倾角均约4—15°，背斜轴部及轴部两侧顶板K2灰岩裂隙发育，裂隙走向与背斜轴向近似平行，部分裂隙充填性较差，岩性较破碎。

A7陷落柱位于9202工作面中部（YUYUYUY背斜轴部），为隐伏陷落柱，干性，长轴66m，短轴58m，近圆形，陷落柱内岩性杂乱，充填物为块状岩石，深灰色K2灰岩，方解石脉充填，灰色泥岩及煤块等，干燥无水。

F3、F4为逆断层，最大落差为3.2m和5.0m，揭露处断层面清晰，无破碎带，干燥无水，井田内走向延伸长度804m和730m，两条断层均未延伸到XX采区，对XX采区采掘无影响。

F7、F8为正断层，最大落差为4.8m和4.3m，走向近似平行YUYUYUY背斜轴，井田内走向延伸长度750m和230m，揭露处F7断层面潮湿，F8断层面清晰，干燥无水，两条断层均未延伸到XX采区，对XX采区采掘无影响。

9202工作面切眼紧靠XX采区边界，该面切眼拐风巷处为该面最低点，掘进过程中该处出现顶板发生涌水现象，最大水量约35m3/h，经化验该水为K2裂隙水，该面回采后9202切眼拐风巷处形成采空区积水，预计积水标高1027.6—1028.8m，积水面积553m2，静态老空水300m3，对XX采区掘进施工具有水患威胁。

3.地质构造

3.1.褶皱

根据我矿区内地质构造分布和钻孔揭露情况，结合周边黑龙关煤业有限公司和昊锦源煤业有限公司的钻孔资料，通过作图法综合分析推测认为，刘家庄向斜从XX采区西北部斜穿整个采区，走向NE-SW，倾向为NW和SE，两翼煤层倾角8～14°，向斜轴区域构造应力集中，掘进施工中可能揭露落差1.5m左右的隐伏断裂构造，对采掘有一定影响。

3.2.断层

采区中部主要受位于F15正断层影响，该断层由JKJKJ勘探区延伸过来，至桦树疙瘩尖灭。

走向N55°E，倾向S55°E，倾角80°，落差5m，延伸长度150m，地面填图及79号钻孔控制；受YUYUYUY背斜和刘家庄向斜的影响，采区内小断层可能较发育。

采区南部根据实际巷道揭露资料，F10260°∠85°H=1.6m、F11146°∠80°H=1.1m两条断层由采区南部向采区北部延伸，揭露处断层面清晰，无破碎带，两盘煤层赋存稳定正常，预计该两条断层向采区内延伸50m左右尖灭，对采掘有一定影响。

4.煤层

XX采区可采煤层为AAAA煤层，局部11号煤层亦可采。

XX采区煤层赋存受YUYUYUY背斜和刘家庄向斜控制，整体呈中间低两端高。

AAAA号煤层厚度5.8～7.4m，平均厚6.1m，自西向东逐渐变薄，含夹矸2～3层，岩性多为泥岩，结构较复杂，煤层一般倾角7～13°局部地段倾角17°，平均11°。

煤层呈黑色，半光亮型，块状，沥青光泽，煤种为特低灰～中灰、中高发热量～特高发热量肥煤（FM）。

根据统计数据计算可知：

可采性指数：

km=1，煤厚变异系数γ=18.34%，为全区稳定可采煤层。

11号煤层1厚度0.53-1.07m，平均厚0.73m，一般不含夹矸，偶含夹矸1层，结构简单。

根据统计数据计算可知：

可采性指数：

km=0.82，煤厚变异系数γ=38%，为不稳定局部可采煤层。

11号煤层顶板为泥岩；底板为泥岩，局部为砂质泥岩。

5.煤层顶、底板

AAAA号煤层位于石炭系上统太原组下部，上距3号煤层83.20～102.80m，平均91.37m，下距11号煤层0.70～3.80m，平均1.75m，

AAAA煤层直接顶/基本顶为K2石灰岩，深灰色～黑灰色钙质胶结，致密坚硬，厚度稳定，厚13.1m左右，裂隙发育，充填物为方解石脉，局部裂隙充填胶结较差，裂隙宽0.2m左右，延伸方向与高家坡—化里介背斜基本一致。

伪顶不发育。

直接底为灰黑色泥岩，质软，含动物及植物化石，局部为砂质泥岩，夹细砂岩，局部有薄煤层，厚0.4～1.1m。

据2009年编制的《矿井地质报告》中资料，本区对AAAA号煤层直接顶板及底板进行了岩石力学测试结果：

AAAA号煤层顶板石灰岩，抗压强度28.0～31.2MPa,平均29.6MPa，抗拉强度1.2～1.4MPa，平均1.3MPa，抗剪内摩擦角35°20′，凝聚力系数3.9，岩石坚硬程度属半坚硬岩。

底板泥岩抗压强度24.0～28.0MPa,平均26.0MPa，抗拉强度0.9～1.1MPa，平均1.0MPa，抗剪内摩擦角35°21′，凝聚力系数4.0，岩石坚硬程度属较软盘岩。

6.其它地质构造

6.1.陷落柱

在2、AAAA号巷道掘进过程中，在井田内南部发现6个陷落柱，XX采区内不排除有隐伏陷落柱的存在。

6.2.岩浆岩、冲刷带

本井田未发现有岩浆岩侵入、冲刷带。

6.3.冲击地压、天窗

该采区未做过冲击地压试验，但井田内煤层埋藏较浅，据矿井生产过程中观测，井下开采至今未发现地压异常现象，故属冲击地压正常区。

另外在井下开采过程中尚未发现有天窗现象。

7.瓦斯、煤尘

井田内AAAA号煤层为肥煤，《煤层气资源/储量规范》规定肥煤煤层气资源/储量估算含气量下限标准为4m3/t。

根据2016年《AAAA号煤层瓦斯地质图》资料，XX采区绝对瓦斯涌出量约1.0m3/min，相对瓦斯涌出量为0.3～0.6m3/t，绝对涌出量和相对涌出量自采区东南向西北逐渐减小，煤层含气量未达到规范标准，对煤层气资源/储量不进行估算。

另外，2016年8月10日，XX市煤炭安全检测检验中心对我矿进行瓦斯等级鉴定，根据《矿井瓦斯等级鉴定报告》可知：

XXXX全矿井最大绝对瓦斯涌出量为2.11m3/min，相对瓦斯涌出量为0.92m3/t；回采工作面最大瓦斯涌出量为0.90m3/min；掘进工作面最大绝对瓦斯涌出量为0.14m3/min。

由上述数据依据晋煤瓦发[2016]415号文规定，确定该矿井2016年度矿井瓦斯等级为低瓦斯矿井，不存在煤与瓦斯突出威胁。

爆炸性试验测定，火焰长度大于400㎜，岩粉含量80%，煤尘具有爆炸危险性。

8.水文地质

8.1.主要含水层

（1）奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水层，该含水层是煤系地层下伏的主要含水层。

①上马家沟组厚层状灰质白云岩-石灰岩岩溶含水层

附近只有1703号（井田外东南1000m处）钻孔揭露，裂隙溶洞发育，钻进中段时消耗量立即出现15m3/h的全漏，观测静止水位标高为828.66m，含水丰富。

②峰峰组下段泥质灰岩夹石膏层

岩性以泥灰岩及灰色白云岩为主，并有石灰岩、白云岩、角砾状泥灰岩及石膏层，致密坚硬，纤维状石膏多以薄片状、脉状、网格状与泥灰岩交织在一起，局部为薄层状石膏，可视为良好的相对隔水层。

③峰峰组上段块状石灰岩岩溶含水层

岩溶裂隙发育程度差异性明显，一般富水性较弱。

为解决供水水源，井田内西南边界处沟口附近施工奥灰深井，井口标高1280m，成井深度741.10m，水位埋深453.8m，涌水量200t/d，奥灰水位标高为826.20m。

手持GPS测量水井坐标为：

X=4017330，Y=19527476。

井田内奥灰水位利用该井与龙子祠泉资料进行推算。

井田距龙子祠泉约24km，据此推算水力坡度为14.5‰，井田内奥灰水位标高为826-840m。

水质类型属HCO3·SO4－Ca·Mg型。

（2）太原组石灰岩裂隙含水层

本含水层组包括K2、K3、K4等石灰岩层，岩溶裂隙发育不均匀，补给条件差异亦较大，故含水层富水性差异明显。

K2石灰岩为9-10号煤层直接顶板，平均厚度13.09m。

乔家湾详查1703号钻孔抽水试验，单位涌水量0.001L/s·m,水位标高1121.25m；3503号孔（井田北部10km处）抽水试验，单位涌水量0.367L/s·m，水位标高1202.84m，属富水性弱－中等的含水层。

水质类型为HCO3·Ca型或SO4·Ca型。

K3石灰岩为8号煤层顶板，厚度2.60－8.55m，平均厚6.21m，裂隙较发育，多被方解石脉充填，钻液消耗量0.30－0.60m3/h，属富水性弱的含水层。

K4石灰岩为7上号煤层顶板，不稳定，厚度0－3.90m，平均厚

1.63m，裂隙较发育，多被方解石脉充填，钻液消耗量0.1－1.0m3/h，

属富水性弱的含水层。

（3）二叠下统山西组砂岩裂隙含水层

山西组碎屑岩含水层主要为2号煤层顶板以上中粒砂岩，厚度变化大，其含水层富水性与裂隙发育程度有关,一般富水性弱。

（4）石盒子组砂岩裂隙含水层

K8砂岩厚度3.75－18.60m，平均8.37m，裂隙稍发育至发育，钻液消耗量一般在0.3－0.5m3/h，3503号孔抽水试验，单位涌水量0.0079L/s·m，水位标高1135.20m水质类型为HCO3·Na型。

为富水性弱的含水层。

K9砂岩厚度5.00－25.60m，平均10.84m，含水特征与相似，钻液消耗量一般0.10－0.60m3/h，富水性弱。

K10砂岩厚度5.00－25.60m，平均10.84m，井田内大面积出露，埋藏浅时风化裂隙发育，由于分布位置较高，多被沟壑所切割，储水条件不好，沟谷中有下降泉出露，流量0.01－0.03L/s，流量变化也较大，雨季增大，枯水季节则干涸或剧减。

属富水性弱的裂隙含水层。

（5）第四系全新统（Q4）砂砾孔隙含水层

含水层主要为全新统冲积层，分布不稳定，主要接受大气降水补给，埋藏厚度较大时,可成为丰富含水层。

富水性受季节性变化影响明显，总体上富水性弱，仅做为居民生活用水。

8.2.主要隔水层

井田区域内地下水的隔水层主要有本溪组和石炭、二叠系含水层之间泥质岩类隔水层。

（1）本溪组

岩性主要为铝土质泥岩、粘土岩及其底部的山西式铁矿，含1层石灰岩。

铝土质泥岩、粘土岩具有良好的隔水性能，故本溪组地层是煤系地层底部与奥灰岩溶地下水之间良好的隔水层。

（2）石炭、二叠系含水层之间隔水层

石炭、二叠系各含水层之间的泥岩、砂质泥岩也具有良好隔水性能，是煤系地层各含水层之间相对重要的隔水层。

8.3.水患分析

（1）奥灰水

AAAA煤层底板的奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水层是煤系地层下覆的主要含水层，岩溶裂隙发育不均一，据山西地宝能源有限公司编制《安徽省皖北煤电集团XX天煜XXXX有限责任公司矿井水文地质类型划分报告》（2014年），井田内奥灰水位标高825～840m，XX采区相对应位置AAAA#煤层底板最低标高1070m，高出面内奥灰最高水位230m，因此不受其影响。

（2）同层水

根据周边相邻矿井采空区调查得知，XX采区西部、北部和东部均为AAAA号煤层未开采区域，对采掘不具水患威胁。

南部部分地段紧靠9202采空区，该采空区北部位于XX采区浅部，该采空区西北角存在一定量的静态老空积水，2013年对该水进行了超前疏放，目前水量衰减到1m3/h（分析认为，该水为动态老空水），预计目前积水面积553m3，积水标高1027.6～1028.8m，静态积水量300m3，对XX采区采掘具有一定的水患威胁，采掘施工前需对该水进行超前疏放。

北翼运输里段施工于2015年，该巷道为下山掘进，具有较大的储水空间，分析认为该老硐内可能存在一定量的老硐积水，对XX采区掘进施工具有一定的水患威胁。

该区域内掘进施工前启封北翼运输巷里段封闭墙，查看北翼运输巷里段老硐积水、积气情况。

（3）构造水

F15正断层从采区西部向采区内延伸，由于该断层落差较大，延伸较远，不排除导通上覆含水层的可能性，采掘过程中加强对其进行超前探查。

（4）顶板水

K2石灰岩为AAAA煤层直接顶板，平均厚度13.1m，裂隙较发育，少数裂隙方解石不完全充填，富水差异性较大，总体属富水性弱－中等的岩溶充水矿床，掘进、回采过程中加强探放水工作。

（5）上覆煤层采空区积水

根据周边相邻矿井采空区调查得知，本采区西部为UU煤业有限公司，该区域该矿2号煤层、AAAA号煤层均为未开采区域；北部为FFF煤业有限公司；东部为KK煤矿采2号煤层。

依据《矿井水文地质类型划分报告》（2014年9月），XX采区东部受上覆煤层疑似采空区威胁，富水异常区集中在该采区东北方，富水范围约RRRm2。

因此该水为该采区重点探查对象。

（6）地表水

XX采区地表无大的河流等地表水体，沟谷平时一般无水流，若遇暴雨，常有洪水发生，但数小时后即减退消失。

井田北部沟谷雨水主要汇集于井田东部边界处的TT沟，并向北注入LL河，张川河向西北流经MM注入昕水河。

张川河位于井田北部，水向西北流经FF在岔上注入昕水河，昕水河经FF至FF汇入黄河。

分析认为，XX采区采掘不受地表水威胁。

（7）钻孔水

采区内无地质及水文地质勘探钻孔，因此不受钻孔水威胁。

8.4.采区水害防治措施

矿井水害是煤矿生产中的主要灾害，我矿成立专门的防治水组织机构，制定相关的规章制度、预防和治理水害的具体措施。

8.4.1.地表水防治措施

（1）定期检查、封堵废弃井口。

为防止地表水灌入以往废弃各井口，故须详细调查老窑口、废弃井口的位置，检查其封闭密实程度，必要时，重新进行封堵工作。

（2）疏通防洪沟渠。

我矿各生产井口标高均高于当地最高洪水位，每年雨季前疏通各井口附近排洪沟渠。

（3）回填塌陷、地裂缝。

雨季设重点监测和防治水工作区。

随着采掘范围的扩大，地表可能会出现大规模的采空区塌陷、地裂缝，须定期检查，一旦发现，立即组织回填密实，以防洪水沿采空区塌陷、地裂缝灌入井下。

（4）钻孔水。

XX采区内无水文和地质钻孔，不受钻孔水威胁。

8.4.2.井下防治水建议

（1）加大临时排水系统能力，具备抽排钻孔出水和正常涌水的能力。

（2）合理开采布局，采用正确的开采方法。

煤层开采顺序和井巷布置应首先布置在水文地质条件相对简单区域。

（3）采区内AAAA号煤层埋藏相对较浅，布置AAAA号煤层巷道时，须防导水裂隙带沟通浅层地下水涌入矿井，为重点防治水区域。

（4）随时掌握矿井涌水量变化情况，对采空区积水跟踪探测。

（5）超前探放水。

矿坑水患，突发性强，危害严重，对煤矿生产有巨大的危险。

超前探放水就是在采掘工作面正前方、侧帮或煤层顶、底板处，通过施工探放水钻孔，查明前方、上方、下方及左右方的水情，这是确保煤矿安全生产的一项重要防治水措施。

（6）留设防水煤柱。

防水煤柱留设原则是在充分考虑“安全可靠与资源充分利用，开采方法和强度及构造与岩性之关系，开拓、采掘布局与煤柱的协调关系，煤柱的维护条件时效性”的同时，在不宜采取疏放措施的突水区域，设置防隔水煤柱。

（7）必须加强对井田内隐伏采（古）空区的探测工作，避免发生重大透水事故。

（8）建议增加强排水设备，并定期检查是否正常，使其在遇到矿井突水时能够及时使用。

（9）加强矿井地质预报工作，严格执行水情水害预测、预报，做到月有月报，年有年报。

（10）定时和相邻矿井进行采掘图纸的交换、沟通，严禁越界开采，避免相邻矿井越界开采造成水害故的发生。

（11）加强全矿职工安全防范意识，牢固树立水害防范意识，严格执行探放水制度，把“预测预报，有掘必探，先探后掘，先治后采”的防治水方针贯彻到各项工作中去。

8.5.采区涌水量预计

（1）公式选择

根据矿井水文地质条件和矿井充水因素分析，开采AAAA#煤组矿井充水水源主要是K2灰岩和K3-K5含水层。

因此对这两部分水量分别予以估算，采用公式为：

单面过水廊道公式

Q为预计矿井涌水量（m3/h）；

S为水位降低值（m）；

K为渗透系数（m/d）；

M为含水层厚度（m）；

h0为含水层底板以上动水位高度，水位降至含水层底板时，h0=0（m）；

R为影响半径（m）；

（2）涌水量估算

①涌水量解析法估算

工作面的涌水量主要由K2、K3、K4，K5顶板的灰岩和砂岩水构成。

进水廊道长度取采区的宽度B=560m。

根据综合地层柱状图，K2灰岩水层厚度M=13m；据亢村煤矿抽水试验，渗透系数K=0.291m/d=0.012m/h。

水位降低至含水层的底板时S=8.8。

廊道的长度取工作面切眼的长度。

计算结果下表所示。

K2灰岩涌水量估算结果表

B（m）

K（m/h）

M（m）

S（m）

R（m）

Q（m3/h）

560

0.012

13

8.8

16.5

12.2

同理，可以计算K3，K4灰岩和K5砂岩的涌水量之和为XXXm3/h。

即：

预计XX采区正常涌水量为XXm3/h，最大涌水量约为正常涌水量的1.7倍，因此Qmax=1.7Q=XXXm3/h。

9.地温、地热及煤自燃情况

9.1.地温、地热

根据XXX详查勘探井温测量，平均地温梯度为1.6°/100m，从开采至今，地温和地热皆处于正常区，尚未发现异常区，但是随着深部煤层的不断开采，地温和地热会有所增高。

从邻矿及本矿目前开采情况看，本矿短时不会出现地温异常区。

但是随着深部煤层的不断开拓，地温会逐渐升高，当到达某一深度时就会出现地温异常区。

综述，井田地温、地热均属正常区。

9.2.煤的自燃倾向性

2015年6月9日XX市煤炭安全安全检测检验中心对我矿AAAA号煤自燃倾向性进行试验，我矿AAAA号煤层为自燃煤层。

煤层

吸氧量

（cm3/g）

自燃等级

自燃倾向性

化验日期

测试单位

AAAA

0.66

Ⅱ级

自燃

2015年

XX市煤炭安全安全检测检验中心

10.采区煤炭资源/储量

10.1.计算范围及工业指标

采区储量计算的煤层是AAAA号煤层。

煤层储量估算边界为采区边界。

工业指标采用一般工业指标，煤层最低可采厚度为：

0.70m，最高可采灰分为40%；全硫不大于3.0%。

10.2.储量计算

采区内XXX号煤层稳定，厚度变化不大，因此采用地质块段法估算储量。

估算公式为：

Q=S×M×D

=XXXX×XX×XXX

=XXX万t

式中：

Q—资源/储量（万t）

S—面积k（m2）

M—估算厚度（m）

D—视密度（t/m3）

10.3.可采储量

据回采经验数据，采区回采率按84%计，预计可采储量XXXX万t。

11.采掘对地表影响

根据我矿已回采一、二采区情况分析，XX采区掘进施工对地表无影响，采区回采将导致地表山体出现大量地裂缝，局部地段可能出现塌陷现象，山间道路出现不均匀沉降，对地表影响较大。

12.存在问题及建议

（1）矿井充水因素分析是工作中最薄弱的环节。

由于井田内各生产小窑已废弃多年，因此生产过程中，井田上部原小煤矿的采空区积水应引起重视，做好采空区积水的探放水工作，做到有疑必探、先探后掘，并采取有效的措施处理后，再进行矿井的正常生产，避免发生矿井水灾事故。

（2）矿井要按规定每年做《矿井瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定报告》，以便作为修改矿井通风参数和完善瓦斯灾害预防措施的依据。

（3）矿井在生产期间应补做水文地质工作，以便准确预测矿井涌水量。

（4）及时掌握井下开采时遇到的地质构造，应借助各种技术力量查明井田内隐伏构造情况，以保证生产的顺利进行。

（5）XX采区范围内无地质钻孔，需补勘一地质孔，查明采区内煤层赋存及结构情况，探查F15正断层的延伸情况。

13.附图

（1）XX采区井上下对照图

（2）XX采区煤层综合柱状图

（3）XX采区瓦斯地质图

（4）XX采区采掘工程平面图

（5）XX采区AAAA煤底板等高线及储量估算图

（6）XX采区AAAA煤煤厚等值线图

（7）9402机巷预想剖面图（采区地质剖面图）