三采区地质说明书.docx
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三采区地质说明书
编号：
2011地质-1
三采区
地质说明书
编制单位：
技术科
编 制 人：
审核：
科长：
总工程师：
编 制 日 期：
2011年2月20日
市xx山煤矿
目录
第一章采区概况3
第一节采区位置、范围3
第二节临近采区关系3
第三节已有勘探钻孔情况4
第二章相邻十一采区实见地质、水文地质情况概述错误！
未定义书签。
第一节相邻采区实见地质概况4
第二节相邻采区水文地质情况概述4
第三章地质构造5
第一节区内煤（岩）层产状变化情况5
第二节断层的特征及给本采区开拓、开采带来的影响5
第四章区内各可采煤层的厚度、结构及其可采范围6
第五章煤层顶、底板及各煤层的层间距6
第一节2煤层顶底板情况8
第二节3煤顶底板情况8
第六章预测区内可能存在的岩浆侵入体、古河床冲刷等情况8
第七章水文地质9
第一节采区的水文地质条件9
第二节有无突水的危险性，对防水煤柱和探放水等的要求10
第三节采区的最大涌水量和正常涌水量预测11
第八章采区储量11
第九章针对存在的地质问题，提出注意事项和建议11
第一章采区概况
第一节采区位置、范围
xx山煤矿三采区位于井田中部，对应的地表位于xx山煤矿工业广场的西北，禹村煤矿二号井工业广场西北部（禹村煤矿于1999年4月关闭停产），地表对应均为农田,此处无水库、河流、堤坝和需要特殊保护的建筑物。
井下大部分为禹村煤矿2煤层和3煤层已采的底煤和相应煤柱。
该区2煤层东至砾岩侵蚀带和F32断层，西到F30断层；北至F24和F31断层，南到-120m等高线。
上限标高-120ｍ，下限标高-200ｍ，地面标高+147.1ｍ～+175.3ｍ。
该区东西平均长740m，南北平均长532m，面积393400㎡。
该区3煤层东起砾岩侵蚀带和F32断层，西至F30断层；北从F24和F31断层，南到-150m等高线。
上限标高-150ｍ，下限标高-220ｍ，地面标高+147.1ｍ～+175.3ｍ，东西平均长715m，南北平均长474m，面积338920㎡。
该区2煤层和3煤层在1969年到1984年期间绝大部分已经被禹村煤矿开采，但由于该区的地质条件和当时的开采技术水平限制，采高较小，有不少地方遗留了大量的煤柱和底煤。
区内F24、F30、F31、F32断层均已探明，属控制断层，在这些大断层附近小断层发育，再加上该区的似“瓢”形地形使该区的地质构造更加复杂。
第二节临近采区关系
三采区为xx山矿开拓的第三个采区，是矿井技术改造移交生产后新开拓的首采区；采区回风上山从-120m运输巷开始施工，下部-200m水平已完成各生产系统的准备工作本区要复采的2煤层和3煤层属于复采的第一个采区，周边无相邻复采采区，在3煤层以下6m～8m处赋存着平均厚度为0.7m的4煤层，目前全区还均未开采。
第三节井上下对照关系
复采范围对应的地表位于xx山煤矿工业广场的西北，禹村煤矿二号井工业广场西北部（禹村煤矿于1999年4月关闭停产），地表对应均为农田,此处无水库、河流、堤坝和需要特殊保护的建筑物
第四节已有勘探钻孔情况
采区内勘探孔五个，均为甲级孔，№85#、№63#、№2#、№11#、№78#揭露二、三煤,封孔质量合格。
第五节设计采区基本情况
此次设计矿井西北部2煤层和3煤层剩余的储量。
整个三采区的工业储量为87.06万吨，可采储量为46.25万吨。
开采2煤层时，采区的生产能力为4.92万吨/年，2煤层的服务年限为3.45年；开采3煤层时，采区的生产能力为6.12万吨/年，3煤层的服务年限为3.52年，采区总服务年限6.97年。
第二节相邻采区水文地质情况概述
矿井±0m以下水平受老空水影响，矿自2007年12月开始排水，至2009年3月16日追排水至-200m水平，采区在施工过程中可受原有老空积水影响，在独头巷道、原有巷道左帮低洼处存有部分老空积水，在施工过程中应严格坚持探放水十六字原则，工作面如过断层、采空区时遇顶板出现淋水应立即汇报调度室，当水量超3m3/h时将人员撤出。
第三章地质构造
第一节区内煤（岩）层产状变化情况
对本区域复采影响较大断层描述如下：
该区西北部有F30断层，落差10m～50m，倾角58°；东北部有F24断层和F31断层，其中F24断层落差500m～800m，倾角65°～80°，F31断层，落差20～70m，倾角50°～60°；东南部有F32断层，落差0～45m，倾角65°。
表1-1区内主要断层产状要素表
断层
编号
性质
产状（度）
落差/m
控制情况
查明
程度
倾向
倾角/°
F24
正
SW
65～80
500～800
据勘探线Ⅱ上的NO127、NO128和NO107号钻孔资料，一号勘探线的钻孔资料和2煤层巷道内的钻探
基
本
查
明
F30
正
NE
58
10～50
巷道多次揭露
查
明
F31
正
SE
50～60
20～70
巷道多次揭露
F32
逆
NE
65
0～45
此处钻孔显示煤层重复，老禹村煤矿开采时得到验证，开采过程中巷道多次揭露
第二节断层的特征及给本采区开拓、开采带来的影响
本区内断裂构造较为发育，除边界的大断层外，还有其它断层，以及原禹村煤矿临近采空区揭露小型断层也有向下延伸的可能。
现对主要断层叙述如下：
该区西北部有F30断层，落差10m～50m，倾角58°；东北部有F24断层和F31断层，其中F24断层落差500m～800m，倾角65°～80°，F31断层，落差20～70m，倾角50°～60°；东南部有F32断层，落差0～45m，倾角65°。
该区东南部砾岩侵蚀带的位置及延展方向基本确定，F24断层附近的奥陶系灰岩水的赋存情况也已初步确定。
第四章区内各可采煤层的厚度、结构及其可采范围
xx山煤矿的2煤层和3煤层的煤系地层属于山西组，总厚度约60m～100m，上部以厚层状粗砂岩为主，含钙质，下部以砂页岩及砂质页岩为主，含薄层及砂质石灰岩，底部为砂岩，共含4层煤（1煤层～4煤层），由于1煤层与2煤层胶结互层，故将它们统称为2煤层，也正是这种原因，xx山煤矿没有1煤层的说法。
如图1-1所示，2煤层位于山西组中上部，为简单结构煤层，煤层厚1.4～3.8m，平均厚2.6m左右，已经被禹村煤矿开采了1.8m左右，直接顶为中粒白砂岩，厚度8～25m，上部为灰白色粗砂岩，以长石石英为主，钙质胶结，较硬，下部为砂质页岩，破碎，松散易冒落。
直接底为中粒白砂岩，厚度21～24m，上部为灰色粘土，松软，中部为灰色细砂岩，软坚硬，下部为砂质页岩，在开采3煤层时易破碎冒落。
3煤层：
位于山西组中上部，煤层厚2.8～4.2m，平均厚3.5m左右，已经被禹村煤矿开采了2.4m左右，直接顶为中粒白砂岩（f=5），厚度21～24m，底板为砂质页岩（f=4），厚度6～8m，为灰黑色粉砂～砂质页岩破碎。
详见附图2、附图3。
煤层产状：
2煤层平均倾角约15°，3煤层平均倾角约17°，在该区域内2煤层和3煤层都较稳定。
由于3煤层已经被禹村煤矿开采了约2.4m，按最大冒落带高度计算得3煤层顶板的最大冒落带高度为19.2m，所以在本区域范围内2煤层底板始终都不在3煤层的冒落带范围内。
再加上该区域内煤层在20多年以前已经回收结束，早已冒实，所以原来3煤层的开采对现在回采2煤层的支护问题影响有限，只要在施工过程中做到支护合理、有效，遇到不稳定地带加强支护，及时发现并处理好支护过程中的隐患，就不会影响正常生产。
图1-1煤层综合柱状图
（1）颜色及条痕：
2煤层和3煤层呈黑色，条痕为褐色。
（2）光泽：
2煤层和3煤层呈弱玻璃光泽至玻璃光泽。
（3）煤的结构、构造：
2煤层和3煤层层多为线理状、细条带状结构，层状构造。
（4）宏观煤岩组分：
2煤层和3煤层均以镜煤、亮煤为主，暗煤、丝炭次之。
第五章煤层顶、底板及各煤层的层间距
第一节2煤层顶底板情况
2煤层位于山西组上部，顶板为灰色粘土页岩，厚度0～4m，厚度较稳定。
底板为灰色粘土页岩，厚度0.1～5.0m，构成第2层煤的伪底。
第二节3煤顶底板情况
3煤层位于山西组上部，顶板为灰色粘土页岩及砂质页岩，厚度0～7m，含LepidodendvonGaudvyi等化石。
底板为灰色粘土页岩，厚度2～5m。
第六章预测区内可能存在的岩浆侵入体、古河床冲刷等情况
全区无岩浆侵入体，全区有两个钻孔穿过煤层，采区没有古河床冲刷现象，预计本采区也不会有古河床冲刷现象。
第七章水文地质
第一节采区的水文地质条件
一、主要含水层
对本采区开采有影响的含水层为太原组第四层石灰岩、本溪组徐灰、草灰层石灰岩及奥陶系石灰岩，各含水层情况如下：
1、太原组第四层石灰岩含水层
四灰构成煤13的直接顶板，四灰顶面上距煤11在13～23m左右，底面下距煤15在6～20m左右。
四灰厚度2～6m，平均3m左右,据抽水试验资料，其渗透性系数K=0.016m/d，影响半径R=195.2m。
原禹村煤矿井下钻孔放水试验表明，在-200m水平，钻孔孔口压力为2.3MPa，钻孔直径50mm，涌水量稳定在42m3/h左右。
原禹村煤矿曾在-200m东大巷沿13层煤掘进巷道长度250m，仅出现淋水。
在回采13层煤东翼工作面时，揭露四灰，基本无水。
2、本溪组徐灰、草灰含水层
徐灰上距太原组煤15在6～31m左右，平均24m左右，徐灰厚度7～16m，平均10m，裂隙发育含水丰富，东区-150m水平24m3/h，水位为-40m。
草灰平均上距徐灰在8m左右，平均下距奥灰在7m左右，草灰厚度4～11m，平均厚度7m。
裂隙发育含水丰富，在东井区-150m水平探水孔未发现涌水。
二、各含水层对开采影响性分析
①四灰对开采的影响
四灰为13煤的直接顶板，根据周边矿井及东部采区揭露的水文地质资料，13煤顶板直接充水含水层四灰只有部分淋水，水量在0.02～0.05m3/h。
。
本采区在开拓过程中不会造成影响。
②徐、草灰对开采的影响
徐灰厚平均24m，含水量较为丰富，在东井区-150m水平运输大巷徐灰水观测孔测得徐灰水头值为110m，涌水量24m3/h，4煤下距徐灰204.26m，不会对工作面生产造成影响。
草灰平均厚度7m，在东区-150m水平运输大巷探水孔时未发现该灰岩含水。
第二节有无突水的危险性，对防水煤柱和探放水等的要求
一、开采4煤层时底板含水层充水条件
①四灰：
上距4煤158.62m，含水性弱，部分地段出现淋水。
对生产无影响。
②徐灰：
上距四煤204.26m。
本井田东区有2处徐灰水探放孔，最大揭露厚度30m。
对生产无影响。
③断层煤柱留设
本井田断层发育，落差50～100m的1条，30～50m的1条。
奥灰上距4煤226.26m，若在与奥灰承压含水层“对口”的一侧开采，如果断层防水煤柱留设不足，就会发生奥灰突水。
应该根据矿井开采设计留设断层煤柱，其原则是：
落差大于或等于50m的断层两侧各留设50m煤柱；落差大于或等于30m而小于50m的断层两侧各留设30m煤柱；落差小于30m的断层两侧应探明导水情况再考虑留设与否。
因此，断层水对矿井有影响。
第三节采区的最大涌水量和正常涌水量预测
开采4煤时，无直接充水含水层。
结合以往开采经验，采区正常涌水量为0.02m3/h，最大涌水量为0.05m3/h。
开采过程中，应加强老孔积水的超前钻探工作。
第八章采区储量
三采区2煤层东起砾岩侵蚀带和F32断层，西至F30断层；北从F24和F31断层，南到-120m等高线。
上限标高-120ｍ，下限标高-200ｍ。
三采区3煤层东起砾岩侵蚀带和F32断层，西至F30断层；北从F24和F31断层，南到-140m等高线。
上限标高-150ｍ，下限标高-220ｍ。
三采区2煤层平均煤厚0.8m，平均倾角15°，东西平均长740m，南北平均长532m，面积393400㎡。
3煤层平均煤厚1.1m，平均倾角17°，东西平均长715m，南北平均长474m，面积338920㎡。
（1）计算参数：
2煤层密度为1.25t/m³，平均倾角15°，平均煤厚0.8ｍ，采区的回采率85％；3煤层密度为1.28t/m³，平均倾角15°，平均煤厚1.1ｍ，采区的回采率85％。
（2）计算结果：
2煤层工业储量39.34万吨，3煤层工业储量47.72万吨。
三采区2煤层边界的断层煤柱及上山护巷煤柱15.36万吨；3煤层边界的断层煤柱及上山护巷煤柱17.28万吨。
可采储量＝（工业储量－煤柱损失）×回采率＝46.25万吨。
目前xx山煤矿煤的综合成本为521元/吨，吨煤效益370元，故预计复采效益为1.57亿元。
详细情况见下表所示。
表1-3复采区2煤层和3煤层储量计算表
煤层
编号
工业储量
（万吨）
煤柱损失（万吨）
回采率（%）
可采储量（万吨）
2煤层
39.34
15.36
85
20.38
3煤层
47.72
17.28
85
25.87
第九章针对存在的地质问题，提出注意事项和建议
①本采区钻孔密度小，只有5个钻孔控制本采区，施工过程中要及时进行地质观测，收集地质资料，及时对设计进行修补。
②本采区煤层厚度控制钻孔少，只有两个钻孔控制本采区，施工过程中及时探测煤厚，掌握煤厚变化情况。
③本区开拓巷道长，致使临时排水路线长，应及时施工临时水仓，确保迎头涌水能够及时排出。
④工作面掘进、回采过程中，应加强老空积水的探放工作。
确保工作面安全。
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