扎赉诺尔矿务局灵泉煤矿井田区
矿 井 地 质 报 告
扎赉诺尔矿务局灵泉煤矿
一九九一年五月二十七日
东北内蒙古煤炭联合公司
扎赉诺尔矿务局灵泉煤矿井田区
矿 井 地 质 报 告
编写单位:扎赉诺尔矿务局灵泉煤矿地质测量科
矿井:刘同旺
总工程师:陶志俭
地测科长:张少华
编写人员:吴明义 王会德 张海林 张少华 宋永祥
司凤梅 朱玉坤 贾淑清 曹 颖 张爱英
任德英 姜瑞会 张丽娟 朱玉梅
审查人:吴明义
提交报告单位:扎赉诺尔矿务局灵泉煤矿
提交报告时间:一九九一年五月二十七日
第一章 概 况
第一节 交通位置和自然地理
一、井田位置与交通
灵泉矿井田区位于扎赉诺尔西翼的西南部,其范围:
北界以24-25勘探线于铁北矿相邻。南部边界的浅部以41勘探线往南300米,深部以40勘探线往南200米,为井田的南部境界。
西部的中南部以Ⅱ3煤层露头以及F36、F9断层为界。北段24-25线至27勘探线的388水平,27线至28-29线勘探线的418水平,做为露天矿相邻的西部边界。
东界以24-25线的77-47号东100米,一直到40勘探线的77-9号孔东400米为本井田的深部境界。
井田区的走向长5.8公里,东西倾斜宽3公里,面积为17.4平方公里。
地理坐标: 东经117°41′23″—117°44′40″
北纬49°22′14″—49°25′55″
行政区属内蒙古自治区呼伦贝尔盟满洲里市扎赉诺尔矿区,西距满洲里29公里,东距海拉尔160公里,至哈尔滨908公里。(附交通位置图1-1)
滨州铁路横贯井田区的北部,矿区内设有专用铁路线与滨州线连接,另外至各旗线、市均有公路和水路相同,交通方便。
二、井田区自然地理概况
该区位于大兴安岭西坡之内蒙古高原,地势虽高,但地形平坦。区内最高绝对高程为583公尺左右,一般为544公尺,相对高差不超过20-30公尺。
煤田四周低山所环,岩性以中生代火山岩为主,部分由变质岩组成,其岩石裸露于地表遭受风化破碎,而山势多为缓坡状15-30°左右。
煤田内地表水系繁多,且交错复杂,在井田区内有木得那亚河和南部达赉湖,木得那亚河和弯曲蜿蜒井田全区,过去与达赉湖相同,58年相继在铁路大桥,沙子山进行堵截及70年末新开河的竣工,达赉湖近年来水量稍减,水位标高在544.0至543.8米左右,基本消除了对矿区的威胁,但旧河床仍有积水,并于地下发生水力联系,可在生产建设中采取措施予以解决。一九六三年沙子山大桥大桥处洪水位标高为545.39米。
本区使出性气候,冬寒夏热,温差变化大结冰期长达7个月之久,夏季仅5各月左右,根据满洲里市扎区气象站资料简述如下:
气温属寒带区,昼夜变化很大,年气温在零下时间长达7个月,10月份开始结冰到次年5月初解冻,自57年以来气温逐年增高。但典型性气候特点仍未改变,一九七零年一月最低气温-42.7℃,一九八零年六月最高气温37.8℃,年平均气温一般在0.2至-2℃,地下冻土层一般在2.5-3.0米。
降雨量多集中在六、七、八月份,其他月份很少,年最大降雨量为一九五八年的448毫米,一般年份降雨量为一九七零年八月三十一日的.6毫米,积雪厚度一般在5-12厘米。
蒸发量以4-9月份最大,年蒸发量一般在1200-1500毫米,年最大蒸发量为一九七五年的1672.5毫米,和降雨量对照大大超过,并为降雨量的4-6倍。
风向以六、七、八月份大多为东北风,全年以西南风最多,其次西北、东南风。风速一般为2-5米/秒,最大风速20米/秒,一般为2-3级,最大8级风,并以一、二、十二月风最小,三、四、五、十一月共四个月风最大。
地震:根据中国科学院出版刊物来看,本区无地震区,近十多年来呼盟地区地震频度由明显增强的趋势,据地震部门记载先后生过十次,最强两次发生于七九年二月六日,震中西旗额尔敦,和八零年二月十日,震中在博克图,震级分别为5.1和6.1级。
第二节 井田概况于目的任务
一、井田概况
灵泉煤矿井田区一九三六年由伪满进行开采,只有五号井,年产量仅五万吨,一九五七先后有十一井、三斜井开采Ⅱ3煤层,年产量45万吨。一九五七年由本局地质队提交《十一井深部精查地质报告》经黑龙江省煤炭工业管理局《第78—022号文》批复。八三年对三斜井进行改扩建,经煤炭部工业《84煤生字第1287号文》批准设计能力为180万吨/年,一九九一年改扩建工程全部竣工投产,九零年生产能力达到140万吨/年,九五年达到设计能力。
开拓方式为片盘斜井双翼开采,三斜井主井使用SQK—Ⅲ型1323米强力皮带提升,井下使用SPJ—800型皮带MD3.3—600轨距型三吨矿车运输,为走向长壁式开采,全冒落式采煤法。
原井田走向长3.63公里,东西倾斜宽3.6公里,面积为13.07平方公里,深部边界到Ⅱ3煤层底板+80米水平,总储量为31410.7万吨。
一九年根据《东煤19第410号文“关于扎赉诺尔局各矿井田境界调整及灵泉露天矿生产系统改革方案的批复” 》。把原灵泉矿井田的深部边界往西上移到现井田的东部境界,把深部4.6平方公里,储量7617.9万吨划归灵东矿。
28—29线以北到24—25勘探线原露天矿的深部的3.1平方公里,储量为18239.0万吨划为灵泉矿井田区内。
全井田分为十个采区,一采区已开采完毕,二采区现在正在开采,三、四、五采区进行开拓准备。
井田的开采水平划分,以Ⅱ3煤层270水平运输巷垂直投影到Ⅱ2-1煤层,南部已F37断层为界,上部是现生产水平,下部为深部水平,现开采煤层为Ⅱ3,Ⅱ2-1煤层,三采区右二路已形成回采条件,但由于通风系统不完善,所以没有进行开采。
1982年8月1日十一井Ⅱ2反斜轨道上山掘进中,在Ⅱ2-1煤层上4米处,岩性为细砂岩,胶结不良,含水比较丰富,突然发生顶板透水,携带大量泥沙把一条219米的巷道全部淤塞,当时死亡两人涌水量为7992立方米/天。
二、本次报告的目的、任务、要求和依据
根据矿井地质规程“第43条,矿井地质报告每8-10年修改一次”,按照上次提交的《十一井深部地质报告》已超出年限,再有井田境界的重新划分,没有一个完整的矿井地质报告,严重影响了矿井的正常生产和安全。
本次地质报告的资料采用了《十一井矿井地质报告》、《十一井深部地质报告》、黑龙江省煤田地质公司提交的《灵泉矿露天精查补充地质报告》、扎局地质队提交的《十一井深部Ⅰ层群地质报告》、《反斜—十二号井最终地质报告》、《露天生产勘探地质报告》的内容,并把上述六个地质报告的资料综合整理成册。本次提交的《灵泉矿井地质报告》为今后的矿井开拓和生产提供了可靠的依据。
第三节 历次地质工作及质量评述
一、本井田区的工程量及适量评述
资料中记载54年开始施工,历经了多次勘探,从普查至精查,以及矿井补充勘探都有,但因各次勘探的工程互相利用,且露天矿又划归本井田一部分,因此对以往勘探工程量仅按年份统计如下:
勘探工程量统计表
项目
| 年份 | II层群勘探工程 | 水文孔 | 合计 | |||||||||
| 全芯孔 | 无芯孔 | 阶段孔 | 计 | |||||||||
| 孔 数 | 工 程 量 | 孔 数 | 工 程 量 | 孔 数 | 工 程 量 | 孔 数 | 工 程 量 | 孔 数 | 工 程 量 | 孔 数 | 工 程 量 | |
| 54-75 | 139 | 25779.3 | 139 | 2577.93 | 4 | 1510.08 | 143 | 272.38 | ||||
| 76-80 | 38 | 17561.0 | 30 | 10182.1 | 36 | 16695.3 | 104 | 44438.4 | 1 | 230.5 | 105 | 44668.9 |
| 合计 | 177 | 43340.3 | 30 | 10182.1 | 36 | 16695.3 | 243 | 70217.7 | 5 | 1740.58 | 248 | 71958.29 |
钻探单项验收甲级孔106个,乙级孔25个,丙级孔6个,丁级孔5个,合格率92.3%;测井单项验收甲级孔94个,乙级孔9个,丙级孔4个,合格率96.3%;综合验收甲级孔167个,乙级孔24个,丙级孔4个,丁级孔5个,合格率95.5%。其中甲级煤层点334个,乙级煤层点61个,丙级煤层点13个,丁级煤层点5个,甲乙级煤层点395个,合格率95.6%。
对于上述工程量的评述可分为一下几种情况:
1、其共同的特点是层位对比可靠,大部分钻孔的煤层厚度可以利用。
2、54-75年钻孔,钻探煤芯采取率较高,但煤层结构与周围新钻孔的煤层结构出入较大,个别钻孔由测井曲线也不合质量要求,多数孔有煤质化验资料,化验项目较全。
二、封孔与孔斜
1、封孔
本井田内的钻孔,凡是煤层顶,底板都进行了封孔。封孔方法:先量钻具、计算封闭段深度、用草把、泥浆土等物,由岩芯管送入堵塞封闭层底部,再用钻具捣实,到拖住钻具为止,然后封闭物质水泥砂浆由泥浆泵注入孔内封闭段。
28-29勘探线以北,77年108地质队施工的钻孔,因原为露天开采,只对II3煤层底板20米以下,封闭一般为20米,封闭材料使用粘泥。
井田区内的钻孔根据井下开采对所见到的钻孔,80年以后的钻孔封闭质量可靠,如三斜井右部倾一面回采工作面所见到的80-25号孔,十一井主井延伸见到的81-矿2号孔,封闭材料为水泥砂浆,完全凝固并与孔壁胶结严密。
81年以前施工的钻孔,封孔质量不佳,也多次造成透水事故发生,如三斜井新火药库在巷道掘进中,所见76-6号孔,至今涌水量11.3立方米/天,相对临露天井田区的78-24号抽查检查结果,封孔情况不佳,望设计生产部门注意,防止钻孔突然涌水造成损失。
为了对矿井开采中,提供可靠细致的钻孔封闭资料,在报告中汇集了钻孔封闭一览表。
2、孔斜
本区内所利用的钻孔,有114个孔进行了测斜,78年后及28-29线以北108地质队77年施工的钻孔进行了测斜,其他全部没有测斜,本井田内对10个测斜超限的钻孔进行了孔斜换算。
三、勘探类型的确定及勘探网度和各种工程布置原则
1、勘探类型于勘探网度
本井田除第四系所覆盖,第四系后10至25米,属全遮盖地区,故采用钻探工程和地球物理测井,以及矿井地质工作相结合。
该区地质构造简单,地层呈单斜,倾角平缓,主要煤层由北向南逐渐变薄,由浅至深逐渐加厚,九全区而论应属构造简单,煤层较稳定。因此。本井田利用原有勘探线并以其为基础,形成基本线距,一般250-550米,最大可达750米,全区公布22条勘探线,勘探线基本上垂直于地层走向,孔距小于线距。
2、布孔原则
在钻孔布置方法上采用新旧钻孔综合研究,统一布孔,哪缺哪补,一孔多用的原则进行布孔。同时,为满足建井,设计和矿井的延伸,高级储量占总储量的50%的要求,A级密度500米,B级密度1000米,C级密度2000米。
第四节 临井与小窑
灵泉矿井田区位于向斜西翼的中南部,开采II2-1 和II3煤层,是一个老矿区,开采历史比较悠久。
一、在井田的西部有六号井,老五号井,新五号井开采Ⅲ1煤层,红旗坑、十号井、老三斜、路斜井开采II3煤层,现已全部报废。28-29勘探线以北的上部有灵泉露天开采II层群,井田的北部与铁北矿相邻,东部为待建的灵东矿。
在F39断层以上,煤层露头和浅部分布着星罗棋布的小窑,有的垂深可达150米左右。
二、小煤窑的开发,都是开采井田的边角煤和大井的残留煤柱,个别小井开采完毕,井口不进行填实封闭。夏季汛期,山洪有可能通过小窑和井下发生水力联系,造成淹井事故的发生。
第二章 井田地质
第一节 地 层
一、区域地层:
自下而上分述如下:
1、前寒武系变质岩组:
分布于嵯岗附近,以绿色片言、花岗片麻岩为主,中夹石灰岩厚度不祥,与上伏地层接触关系不详。(表2-1)
2、上古生代石炭、二迭系变质岩组:
分布于煤田东部阿尔公-双山子-一带,呈孤岛分布,岩石以变质砂岩,石灰岩为主。厚度不详,与上覆地层接触关系不详。
3、侏罗系上侏罗统扎赉诺尔群
分布范围东以阿尔公-双山子一带,西至矿区边缘山地,向南延伸至达赉湖,北至中俄边界,面积约1035平方公里,煤系厚度1100米以上。本区按东北地层划分为依敏组和大磨拐河组,是由一整套砂岩、泥岩、砂质泥岩、砂砾岩及煤层组成,为本区主要含煤地层。兴安岭火山岩组分布于煤田四周,上部以凝灰质砂岩、玄武安山岩为主,下部以流纹岩、粗面岩为主,厚度不详。
第四系:
厚10-25米,最后达60米,以砂、砂砾为主,中夹粘土层,本系曾发现披毛犀、猛犸象等古脊椎动物化石,并做过详细研究。
二、井田区含煤地层
本区含煤地层为上侏罗统扎赉诺尔群依敏组和大磨拐河组,二组之间为整合接触关系,含煤地层全厚为600-950米,属陆相沉积。
(一)依敏组:
本组地层全厚为120-440米,岩性主要由灰-灰白色粉砂岩及砂质泥岩组成,含Ⅰ、II两个煤层群、Ⅰ层群共含五个煤层,即I1、 I2上、 I2 、I3、 I4;II层群共七个煤层,即II2-1上、II2-11、II2-12、II2-13、II2-2下、II2-2、II3、其中 II2-12、II3为区内主要可采煤层。岩相主要是湖泊相、沼泽相和泥炭沼泽相。
产物化石有:
楔羊齿Sphenpteris
枞形枝Etaocdus
裂银杏Baiera
拟金粉蕨Quyohio
依敏组与大磨拐河组为整合接触。由于本井田主要开采II层群,故对下伏岩层大磨拐河组不做详细叙述。(附表2-2)
第二节 构 造
一、区域构造:
扎赉诺尔煤田位于大兴安岭西坡的海拉尔平原,在大地构造单元上,晚侏罗世含煤组沉积在前寒武纪古老花岗片麻岩,花岗岩和上古生代石炭、二迭系变质岩组成的一个构造盆地内,盆地走向呈北东-南西延伸,详见图(2-1)。
扎赉诺尔煤田为一地堑式盆地。其东侧以落差500米的阿尔公-特山断裂(原名嵯岗断层),西侧以落差约300米的扎赉诺尔断裂为界。盆地内煤系地层呈宽缓的向斜构造,向斜轴向为NE17°,但至滨州线南2公里处开始向东偏转,呈现NE47°,两翼倾角一般在5-10°,西翼倾角较东翼陡而形成不对称的向斜构造。向斜东翼由落差200-300米的走向及斜角正断层,而向斜西翼落差60米以
内的正断层为主。由于煤田形成后,受地壳运动影响较小,所以构造比较简单,以断层为主并有小型褶曲,呈缓波状起伏。
二、井田构造
本井田位于向斜盆地西翼,井田区构造简单,为一单斜构造发育着数条以走向及斜交为主的正断层,多分布在井田区的浅部。区内无火成岩侵入。地层走向NE10-20°,倾向SE100-100°。倾角NE3-11°。区内共有19条断层,落差为5-60米。现分述如下:
1、F36断层,走向近南北方向,倾向东,倾角50-60°,落差16-86米,现出于勘探区西部42-34线之间,伸延长2009米。
在41线有56-4号孔,57-4孔控制,孔距150米;39线有54-15孔,54-44孔控制,孔距亦是150米;37线有54-49孔,54-2孔控制,孔距100米,35线有54-8孔,54-51孔控制,孔距50米,并且已为十号主井,三斜副井所实现,故其性质、产状、落差、位置均已查明。
2、F39断层:出现在本区南部41-38线之间,呈弧线延伸,延伸长1750米,该断层走向NW4°倾向西,倾角47-57°,落差4-8米。
在40线有56-8孔,57-7孔控制,孔距300米;39线有54-45孔,-21孔控制孔距250米,并为十号主井井筒,回采巷道实现,故其性质、产状、落差已经查明。
3、FE断层出现在本区南部40线,呈直线延伸,延伸长度500米,该断层走向NW60°,倾向NE30°,倾角73°,落差4-6.5米。
在40线57-7孔和80-28孔间距离100米,并有井下巷道实现,所以位置、产状、性质、落差均已查明。
4、F37断层,该断层位于本区南部41-36线之间,呈弧状延伸,延伸长度2900米,在41-38线,走向NE33°,从38线向E偏转,走向为NE65°,倾向NW,倾角50-60°,落差中间最大米,向两端逐渐减小,直至尖灭。变化范围0-米。
在41线,40线分别在56-2孔,57-3孔通过,II3煤层变薄,39线有65-9孔,57-1孔控制,孔距250米;38线有77-26孔,77-44孔控制,孔距265米;在37线54-34孔通过,II2-1、II2-12煤层缺失,故其位置、产状、性质、落差均已查明。并且在右三路仰采工作面顺槽,回风巷均已实现该断层。
5、F42断层:走向NW5°,倾向E,倾角53°,落差16米,仅出现于40线左右。
该断层控制较差,仅在40线77-8孔通过,II3煤层缺失,往两侧系推断,多以其性质、产状、落差尚待查明。
6、F30断层:走向南北至NW28°,倾向NW,倾角60°落差28米,该断层仅出现在三斜井至六号坑之间,呈弧状延伸,延伸长达1000米。
在35线有54-40孔,54-NO9孔控制,孔距90米,并为三斜、二斜和六号坑井下实现,所以其位置、产状、性质,落差均已查明。
7、F31断层:位于38-33线之间,呈弧状延伸,在37-35走向NE55°,自35线开始向北偏转,走向变为NE38°,断层倾向SE,倾角54-60°,落差中间大,两端变小,变化范围12-40米,延伸长达1800米,该断层为井下实现断层。
8、F38断层:走向NW15-28°,倾向NE,倾角60°,落差4-18米,仅出现在38-36线之间。
该断层在37线有54-5孔,67-3孔控制,孔距220米,在37线以北已经为三斜主井筒及井下巷道实现,37线以南已为右三路提料到,仰三面回采巷道所实现,故其性质、产状、落差已查明。
9、Fs32断层:该断层在本井田区,延伸长度为2050米,走向NW8-33°,倾向SW,倾角45-60度°,落差8-20米。
该断层发育在36-33线间,36线有75-2孔和56-水文1孔,77-22孔控制,孔距分别为150米、90米;35线有54-10孔,54-11孔控制,孔距500米,34线有-11孔,67-11孔控制,孔距120米;33线有-9孔,72-1孔控制,孔距210米,并且已为井下巷道实现,所以其位置、性质、产状、落差已经查明。
10、F9断层:位于34线至29线浅部,呈弧状延伸,在34-32线走向NE10°,从32线起向东偏转,走向变为NE27°,倾向SE,倾角57-77°,落差13-36米,在区内延伸长达1800米。
在33线有54-62孔,54-63孔控制,孔距150米;32线在54-孔通过,II3煤层变薄,30线有68-1孔,68-3孔控制,孔距50米,并且为井下实现,所以其性质、产状、落差、位置已查明。
11、F10断层:该断层位于33线-27线之间,呈弧状延伸,延伸长度2000米,在33-31线之间,走向NE8°,从31线开始向东偏转,走向变为NE20°,在29线变为NE40°。倾向NW,倾角45-65°,落差16-32米。
在32线有54-14孔,54-62孔控制,孔距105米,30线有67-14孔,68-4孔控制,孔距50米,在29线往南已为井下实见,其性质、产状、落差均已查明。
12、F33:走向NE5°左右,倾向W,倾角53-65°,落差8-40米,位于33线-30线之间,延伸长1500米。
在33线有72-1孔,54-13孔控制,孔距87米,32线有井下巷道和54-15孔控制,距离70米,31线亦有井下巷道和63-27孔控制,距离180米,所以其位置、产状、性质、落差已经查明。
13、F34断层:走向NE35°,倾向SE65°,倾角54-60°,落差5-24米。呈直线延伸,延伸长1200米,位于28-29线和27-26线之间。
在28-29线有54-38孔、83-20孔控制,孔距150米,27-28线有77-70孔、63-17孔控制,孔距80吗,27-26线有83-25孔、63-9孔控制,孔距115米,故其位置、产状、性质、落差已基本查明。该断层在26线以南尖灭。
14、该断层从33线开始往北延伸至井田境界外,区内呈弧形延伸,长度3350米,走向NE,倾角56-60°,落差10-26米。
在31线和32线间井下采区已实见,30线有68-6孔、73-5孔控制、孔距175米,27-28线63-17孔、63-13孔控制,孔距125米,27-26线有63-9孔、81-10孔控制,孔距100米,26-25线有62-185孔,82-水2孔控制,孔距145米,25-24线有83-28孔、77-44孔控制。孔距80米,故其位置、产状、性质、落差已经查明。
15、F43断层:该断层走向 NE10-32°,倾向NW,倾角65°,落差10-25米,延伸长约1300米,发育在32线和27-26线之间。
在28-29线有77-76孔控制,27-28线有63-18孔、63-19孔控制,孔距100米,27线有66-7孔控制,故其位置、产状、性质、落差均已查明。
16、F56断层:走向NE35°,倾向SE55°,倾角78°,落差2-15米。
该断层在33线和32线之间,延伸长为600米,在采区内一被巷道实见,所以其位置、产状、性质、落差、已经查明。
17、FA断层:走向NE17°,倾向SE73°,倾角50-68°,落差2-12米,该断层在34线33线之间,呈一直线延伸,延伸长750米。
该断层在暗主、付井、及左右部均已实见,故其位置、产状、性质、落差、均已查明。
18、FC断层:走向NE30°,倾向SW60°,倾角56-65°,落差2-23米,已在37线左右,三斜暗暗主、付井以及左部采区巷道实见,其位置、产状、性质、落差均已查明。
19、FO断层:走向NE70°,倾向SW20°,倾角55°,落差0.7-4.7米,在三斜暗暗主井、右三路提料道及水圈探巷已经实见,其落差、产状、性质已查明。
| 表2-3 | ||||||||
| 序号 | 名称 | 位置 | 倾向 | 倾角° | 落差m | 断层性质 | 力学性质 | 延长长度m |
| 1 | F36 | 勘探区西部 | E | 50°-60° | 16-86 | 正 | 稳定 | 2900 |
| 2 | F39 | 本区南部41-38线 | N | 47°-57° | 4-8 | 正 | 稳定 | 1750 |
| 3 | FE | 本区南部40线 | N | 73° | 4-6.5 | 正 | 稳定 | 500 |
| 4 | F37 | 本区南部41-36线 | NW | 50°-60° | 0- | 正 | 稳定 | 2900 |
| 5 | F42 | 本区南部40线左右 | E | 53° | 16 | 正 | 较差 | 1000 |
| 6 | F30 | 40线77-8孔通过 | NW | 60° | 28 | 正 | 稳定 | 1000 |
| 7 | F31 | 38-33线之间 | SE | 54°-60° | 12-40 | 正 | 稳定 | 1800 |
| 8 | F38 | 37线 | NE | 60° | 4- | 正 | 稳定 | 1350 |
| 9 | F32 | 本井田区 | SW | 45°-60° | 8-20 | 正 | 稳定 | 2050 |
| 10 | F9 | 34线至29线浅部 | SE | 57°-77° | 13-36 | 正 | 稳定 | 1800 |
| 11 | F10 | 33线至27线之间 | NW | 45°-65° | 16-32 | 正 | 稳定 | 2000 |
| 12 | F33 | 33线至30线之间 | W | 53°-65° | 8-40 | 正 | 稳定 | 1500 |
| 13 | F34 | 28-29线-27-26线之间 | SE | 54°-60° | 5-24 | 正 | 较稳定 | 1200 |
| 14 | F35 | 33线往北延伸至井田界外 | NW | 56°-60° | 10-26 | 正 | 稳定 | 3350 |
| 15 | F43 | 32线、27-26线之间 | NW | 65° | 10-25 | 正 | 较稳定 | 1300 |
| 16 | F56 | 33线和32线之间 | SE | 78° | 2-15 | 正 | 稳定 | 600 |
| 17 | FA | 34线至33线之间 | SE | 50°-68° | 2-12 | 正 | 稳定 | 750 |
| 18 | FC | 37线左右、三斜暗主、付井及左部采区 | SW | 56°-65° | 2-23 | 正 | 稳定 | 700 |
| 19 | FD | 三斜暗主井,右三路提料道及水圈探巷 | SW | 55° | 0.7-4.7 | 正 | 稳定 | 550 |
第一节 煤层对比和可采煤层
一、煤层对比:
灵泉井田区内地层岩性和物性标志明显,沉积规律性强,可以进行分层对比,煤层对比方法有:标志层、层间距、层群组合、煤层组合、煤层自身特征及物性特征等综合对比方法,故其对比可靠、线分述余下:
1、标志层:
以Ⅱ3煤层作为标志层,该层煤在灵泉井田内普遍发育很好,为一厚一特厚煤层,而且结构较简单,煤层稳定,变化稳定,变化规律强,自南向北,由浅入深煤层逐渐变厚,所以Ⅱ3煤层做为标志层易于对比。
2、层间距:
本区地层往深部厚度增大,煤层之间距由浅往深也有规律的明显逐渐增大,可以做为对比的参考依据,走向方向层间距由南往北逐渐减小,通过倾向于走向来对比较为可靠。
3、层群组合及煤层自身特征:
本区分为四个煤层群,每个煤层群均有三个以上煤层组成,且煤层都相邻很近,比较集中,但各层群之间相距较远,最近为100米以上;从煤层的自身特性来看,也有比较明显的差异,Ⅰ层群为结构简单的薄—中厚煤层;II层群的II3煤层为单一结构,厚度变化规律较强的厚—特厚煤层;II2煤层为复杂结构中的中厚—厚 煤层。所以在整个地层柱状中用层群组合及煤层自身特征来对比,层次清楚易于对比。
由上所述,可知对比依据可靠,对比准确,层位清楚,其厚度、深度、结构可作为储量计算的依据。
为了使煤层编号统一,对II层群各煤层进行了重新编号。详见(表3-1)。
二、可采煤层:(附图3-1、2、3、4、5)
灵泉井田区的含煤地层为晚侏罗系的扎赉诺尔群,分两个煤组,上部为依敏组,下部为大磨拐河组,两个煤层组共含四个煤层群。依敏组含Ⅰ、II两个煤层群,大磨拐河组含Ⅲ、Ⅳ两个煤层群。依敏组的Ⅰ、II两个煤层群共含十三个煤层,即Ⅰ1、Ⅰ2、Ⅰ2上、Ⅰ3、Ⅰ4、II2、 II2-1上 、II2-11、 II2-12 、II2-13 、II2-1下 、II2-2 、II3其中可采煤层为七层,即Ⅰ1、Ⅰ2、Ⅰ3 、II2-11、 II2-12 、II2-13 、II3可采总厚度29.28米,煤层结构较简单,以中厚—厚煤层为主,薄煤层次之。由于灵泉矿只开采II层群煤层,Ⅰ层群已划归灵东矿,故本次只着重叙述II层群可采煤层特征及其变化规律。(附表3-2)。
1、II2-11煤层:
II2-1煤层为本区大面积可采煤层,煤层厚度4.63-0.05米,平均煤厚1.68米,结构较简单,夹石由无到两层,岩性一般为砂岩或泥岩。该层在38线以南,34-36线中浅部,37线浅部,29-33线浅部变薄不可采。在走向上由南往北变厚,并在27-28线左右与II2-12 合并为一层,延倾向由潜入深,煤层逐渐变厚,该煤层可采面积为5.55平方公里,顶底板岩性均为细砂岩。
2、II2-12 煤层:
II2-12 煤层为本区大面积可采煤层,可采面积为9.86平方公里。煤层厚度14.12—0.15米,平均煤厚5.11米,结构由简单到复杂,最多夹矸有五层,夹矸层岩性一般为泥岩或碳质泥岩。煤层在32-39线中浅部变薄不可采,40线以南不可采,煤层由南向北逐渐增厚,且上与II2-11在27-28线左右合并,下与II2-13在28-29线左右合并,沿倾向由浅到深煤层增厚,顶底板岩性均为细砂岩。
3、II2-13 煤层:
为本区最大面积可采煤层,可采面积3.27平方公里。煤层厚度2.57-0.05米,平均厚度1.19米,结构较简单,有夹石一层,该煤层在37线以南变薄不可采,33-36线中浅部,29-32线浅部不可采。煤层由南向北逐渐增厚,并在28-29线左右与II2-12 合并为一层,沿倾向由浅到深逐渐增厚,煤层顶底板岩性为细砂岩。
4、II3煤层:
为本区的主要可采煤层,可采厚度3.95-24.35米,平均厚度13.09米,为一厚—特厚煤层,煤层结构较简单,夹石最多四层,岩性为泥岩或碳质泥岩。煤层稳定性好,规律性强,由南向北,由浅到深煤层变厚。煤层顶底板岩性为中砂岩。
邻区新旧煤层号对照表 表3-1
| 灵泉露天扩区 | 灵泉露天深部精补区 | 十一井扩区 | 灵泉井田区 | |
| 层号 | 层号 | 层号 | 层号 | |
| Ⅰ1 | Ⅰ1 | Ⅰ1 | Ⅰ1 | |
| 未编号 | Ⅰ2上 | 未编号 | Ⅰ2上 | |
| Ⅰ3 | Ⅰ3 | Ⅰ3 | Ⅰ3 | |
| Ⅰ4 | Ⅰ4 | Ⅰ4 | Ⅰ4 | |
| Ⅰ1c | Ⅰ1 | 没有 | Ⅰ1 | |
| Ⅱ2 | Ⅱ2-1上 | 未编号 | Ⅰ2-1上 | |
| Ⅱ2-1 | Ⅱ2-1a | Ⅱ2-11 | ||
| Ⅱ2-1b | Ⅱ2-12 | |||
| Ⅱ2-1c | Ⅱ2-12 | |||
| Ⅱ2-1下 | 未编号 | Ⅱ2-1下 | ||
| Ⅱ2-2 | Ⅱ2上 | 未编号 | Ⅱ2-2 | |
| Ⅱ2中 | ||||
| Ⅱ2下 | ||||
| Ⅱ3 | Ⅱ3 | Ⅱ3b | Ⅱ3 | |
| 层号 | 纯煤厚(m)最大-最小平均(点数) | 夹石情况 | 可采情况 | 层间距(m)最大-最小平均(点数) | 稳定性 | 发育范围 | 变化规律 | 顶板岩性 | 底板岩性 | |||
| 走向 南—北 | 浅深 西—东 | 伪 | 真 | 伪 | 真 | |||||||
| Ⅰ1 | 2.83-0.5 1.(20) | 0-1 | 全区可采 | 6.29-10.07 | 较稳定 | 全区 | 变厚 | 33-35线变厚37-40线变厚又变厚 | 细砂岩 粉砂岩 | 泥岩 砂岩 | ||
| Ⅰ2上 | 2.50-0.8 1.65(2) | 0 | 不可采 | 8.48(21) 1.05-6.25 | 稳 定 | 在27-28线以南发育 | 粉砂岩 泥岩 | 粉砂岩 泥岩 | ||||
| Ⅰ2 | 4.80-0.8 3.42(34) | 0-2 | 全区可采 | 3.7(4) 15.76-32.6 | 较稳定 | 全区 | 变厚 | 33-35线中部分叉,37线合并变厚 | 泥岩 | 砂岩 泥岩 | ||
| Ⅰ3 | 4.77-0.21 2.90() | 0-4 | 全区可采 | 21.96 18.48-40.15 | 较稳定 | 全区 | 合并变厚 | 36-39线分叉。33-35线合并变厚 | 泥岩 砂岩 | 砂岩 泥岩 | ||
| Ⅰ4 | 1.50-0.20 0.85(2) | 0-1 | 不可采 | 29.53 107.50-137.5 | 不稳定 | 局部 | ||||||
| Ⅱ1 | 炭泥岩及泥岩夹煤互层 | 121.63(3) 9.0-10.0 | ||||||||||
| Ⅱ2-1上 | 0.82-0.5 0.67(5) | 不可采 | 9.50(3) 1.00-5.20 | |||||||||
| Ⅱ2-11 | 4.63-0.05 1.68(47) | 0-2 | 大面积可采 | 3.82(5) 0.18-13.09 | 较稳定 | 在井田区中深部可采 | 在27-28线左右与Ⅱ2-1合并 | 变厚 | 细砂岩 | 细砂岩 | ||
| Ⅱ2-12 | 14.12-0.15 5.11 | 0-5 | 大面积可采 | 6.81 0.10-21.00 | 较稳定 | 在井田区中深部可采 | 上与Ⅱ2-11合并 下与Ⅱ2-13合并 | 变厚 | 细砂岩 | 细砂岩 | ||
| Ⅱ2-13 | 2.57-0.05 1.19(48) | 0-1 | 大面积可采 | 10.12(19) 1.06-21.98 | 较稳定 | 在28-29线以北部发育 | 在28-29线左右与Ⅱ2-12合并 | 变厚 | 细砂岩 | |||
| Ⅱ2-1下 | 2.42—0.40 1.26(39) | 0-2 | 不可采 | 12.51(11) 1.16-15.00 | 较稳定 | 仅在28-29线以北发育 | 变厚 | 变厚 | ||||
| Ⅱ2-2 | 3.93-0.80 2.16(20) | 0-2 | 不可采 | 5.75(11) 4.12-62.42 | 较稳定 | 在28-29线以北部发育 | 变厚 | 变厚 | ||||
| Ⅱ3 | 24.35-3.95 13.09 | 0-4 | 全区可采 | 29.50(1211) | 较稳定 | 全区发育 | 变厚 | 变厚 | 中砂岩 | 中砂岩 | ||
一、煤的物理性质:
本区煤层呈黑褐色,块状或层状构造,含有少量丝炭,暗淡光泽,煤岩类型暗淡型或半暗淡型,断口平整或参差状,贝壳状,较脆,节理发育,风化后风化后多聚裂纹或呈碎块状,平均水分13.25%,比重1.25,硬度2.5。
二、煤的化学性质
没的灰分总的看来中等,II2、II3、总的平均值为18.585%,其中II2-11煤层23.%,II2-12 煤层17.48%,II2-13 煤层20.83%,属中灰分煤。II3煤层12.14%,属低灰分煤。
各煤层挥发分38.50-43.62%,平均40.36%,焦油率的含量在3.15-6.18,平均4.87,属含油煤。分析基发热量28-6782大卡/公斤,平均为5263大卡/公斤。
煤层灰分的变化规律是由浅入深:由南往北逐渐下降。
以煤质化验资料的各主要化验指标成果来看,本区煤种牌号为褐煤,个煤层主要煤质指标见(附表3-3)。
三、煤的有害成分、工艺特征及用途
煤层中硫的含量一般为0.12-1.23,平均0.32.次区煤层不粘结,灰熔点T21010-1357℃。
根据煤质化验资料来看,属特低硫,低磷,特低—中灰分煤,属含油煤层。可做动力、民用煤外,也可作炼油用途。
各个煤层主要化验指标统计表
| 煤层名称 | Wf % | Ag % | Vr % | QfDT 千卡/千克 | Cr % | Hr % | Or % | SrQ % |
| Ⅱ2-11 | 6.94-19.98 | 9.20-38.73 | 23.44-47.73 | 3508-5301 | 47.14-7340 | 1.27-5.15 | -23.22 | 0.14-0.93 |
| 13.54(12) | 23.(11) | 38.50(9) | 4384(8) | 67.96(6) | 3.14(6) | 0.61(5) | ||
| Ⅱ2-12 | 5.58-22.01 | 7.03-37.43 | 34.26-50.19 | 3449-6782 | 62.99-8099 | 2.98-7.45 | 18.15-31.02 | 0.12-0.93 |
| 13.51(44) | 17.48(28) | 43.62(25) | 5422(22) | 72.33(26) | 4.82(26) | 22.44(17) | 0.42(11) | |
| Ⅱ2-13 | 6.54-28.09 | 8.70-40.12 | 19.10-46.41 | 30-5181 | 56.14-73.11 | 0.79-4.87 | 22.03-26.02 | 0.43-0.72 |
| 13.32(14) | 20.83(11) | 38.06(11) | 4662(8) | 67.87(8) | 3.63(8) | 24.33(2) | 0.53(5) | |
| Ⅱ3 | 5.37-22.7 | 5.46-32.76 | 30.17-51.81 | 4396-6900 | 56.00-88.63 | 2.63-6.63 | 17.96-22.32 | 0.09-1.88 |
| 12.43(26) | 12.14(26) | 41.26(25) | 56.13(18) | 73.29(15) | 4.76(10) | 20.76(12) | 0.30(43) |
第一节 井田水文地质条件
一、区域水文地质概况
扎赉诺尔煤田是一个完整的自流盆地,上部被第四系地层所覆盖、基岩水文地质区域上分为两个区:一是上侏罗统扎赉诺尔群煤系地层裂隙孔水文地质区,二是老区基盘裂隙水文地质区。该井田区位于上侏罗统扎赉诺尔群煤系地层裂隙孔隙水文地质区的南部。该区西部与低山丘陵—老基盘裂隙水文地质区毗邻,南有达赉湖,北有海拉尔河,木得那亚河虽小,蛇曲穿过井田区的深部,虽然当春秋汛期、海拉尔和河水位猛涨是,长使铁北成为一片“汪洋”,但自人工河竣工后敏捷本消除了对井田区的威胁。
而区内地下水的补给来源是西部低山丘陵来基盘裂隙水的地下径流,地表水和大气降水。以前区内的地表水主要赋存于木得那亚河的旧河床中,后来由于露天矿的开采,使木得那亚河的旧河床残存无几,特别是露天矿十一井、三斜井的疏干、降低了煤系地层裂隙孔隙水的地下水位,这就使得井田区的水文地质条件变得较为简单。
二、井田区水文地质条件
1、第四纪冲积孔隙含水层
由于木得那亚河旧河道由南向北经过井田的深部,河谷两岸宽广的第四纪冲积孔隙含水层,覆盖在整个井田上部,厚度一般为12-16米,最大21米,最小8-10米。该含水层上部为粉砂岩,水力性质为潜水,一般厚度6.29-8.5米,最大厚度11.34米,由石英等均匀颗粒组成,粒径0.1-0.25毫米,分选性好,动水条件下自然安息角4°31′-7°31′,一般6°31′左右,水下自然安息角10°-13°,一般10°31′左右呈流态。抽水结果单位涌水量0.3-0.5公升/秒米,导水系数57平方米/天,水位标高540.841米,水质类型重碳酸或氯-钠镁或钾型水,呈碱性。
含水层下部为砂砾石,水力性质为承压水,厚度变化较大,一般1.21-4.1米,由分选性差的砂砾石组成,抽水结果据58-6号孔单位涌水量0.35-0.78公升/秒米,导水系数4.m2/天,水位标高542.24米和煤系地层有水力联系。
上部粉细沙和下部砂砾间有厚度3-4米的粘土,它隔绝了两层之间的水力联系。
2、上侏罗统裂隙孔隙含水岩系
该含水岩系由扎赉诺尔群上部依敏组和大磨拐河组组成,现都已由灵泉矿、露天矿和西山矿开采,他们均以煤层裂隙含水为主,含水性是垂直分带的特点,现描述如下:
⑴煤层为主要含水层,上下都有弱含水层所围闭,含水量以风华裂隙带水为最大,随深度的增加逐渐减小。可见下表。
| 孔号 | 抽水深度(m) | 煤厚占抽段百分数 | 导水系数(m2/天) |
| 58-4 | 45.51~134.43 | 30 | 493.65 |
| 56-3 | 95.84~166.17 | 42 | 608.496 |
| -124 | 57.61~113.17 | 52 | 734.934 |
⑶断层带的含水特征,从几个断层带的抽水试验资料证明,含水层中,断层带含水性增大,如63-188号孔F4断层抽水结果导水系数2059.7 m2/天,单位涌水量为1.94.3公升/秒米,63-124和63-215号孔Fb断层抽水结果,导水系数为1361.4-1395.11米/天,单位涌水量为2.6-9.9公升/秒米,比63-159号孔II2、II3煤层抽水结果的导水系数139 m2/天,单位涌水量1.4-2.6公升/秒米要大。而隔水层中的断层带仍是隔水的。
井田内的裂隙水的分布较为普遍,成为煤层及围岩含水层的主要特征。因主要含水层为煤层,为方便起见,将含水层命名及煤层命名统一。故本井田可按不同煤群划分为四个含水层(即J3I、I3、J3II、JIII、J3Ⅳ),和三个隔水层(或若含水层)(即J3I、I3、J3II、JIII、J3Ⅳ)。因灵泉矿主要开采对象为II层群煤层,对与II层群无大关系的含隔水层即JI、、JIII、JⅣ,在此不做叙述。先将与II层群关系比较密切的含隔水层(即JI-II、J3II、JII-III)分述于后:
1、J3I-II隔水层(或若含水层)
该层分布于I3底板砂岩底界和II2顶板砂岩顶界之间,厚度97-163米,由砂质泥岩和砂岩互层组成,当岩层末被破坏时,起着隔水作用。一旦被破坏,将有砂潜入。据56-2和62-2号孔抽水结果风化带的单位涌水量0.3-0.5公升/秒米,导水系数24-34平方米/天,水位标高540-542米(原始)。水质类型为重碳酸-钾钠型水。它隔绝了J3I和J3III的水力联系。
2、J3II隔水层
该层分布于JI-II下,由II2、II3煤层及顶板砂岩组成,厚度58-165米,由北往南,由潜入深变厚,水位标高540-532米(原始),单位涌水量和导水系数自浅小层同一深入垂直分带性,现以II层群煤层及顶板砂岩不同深度的抽水成果表如下:
| 孔号 | 抽水深度(m) | 单位涌水量(公升/秒米) | 导水系数(m2/天) |
| 62-159 | 44~76.51 | 1.596~2.631 | 739.147 |
| 56-2 | 77.79~188.09 | 0.242~0.248 | 22.296 |
| 56-1 | 141.83~227.29 | 0.042~0.049 | 2.595 |
II层群底板砂岩含水层,是由中、细砂岩组成,厚度8-44米,据62-1号孔风化带抽水结果,单位涌水量0.115-0.152公升/秒米,导水系数24.567㎡/天,比II层群煤顶部和中间的砂岩含水性要大,水位标高532米(原始)。
从上述可知主要含水层II群层上下都为弱含水砂岩所围闭,形成一个以II群煤为主的含水岩系。该含水系水质类型为重碳酸-硫酸-钾钠型水。
3、JII-III隔水层
该层分布于JIII含水层下,由泥岩、砂质泥岩组成,局部夹有砂岩的薄层,厚度146-162米,全区普遍发育,其特征遇水膨胀性能好,浅部虽风华煤碎,但并不改变其隔水性能。它隔绝了J3II和J3III的水力联系。
第二节 矿井抽水因素及涌水量预算
一、矿井冲水因素
1、风化带,矿井抽水来源于含水层的静储量消耗和动水量的补给,浅部风化裂隙带由于由于裂隙发育,有较多的静储量,是矿井涌水量最大的抽水来源,也是矿井涌水量的最大地段。矿井涌水量随采掘的增加而减少。(见图Ⅳ-1、Ⅳ-2)
2、未封闭好的钻孔,该区1954-1975年分别由东北煤炭工业管理局蛟河队,内蒙煤炭工业管理局煤田地质勘探公司226队,扎赉诺尔矿物局地测处勘探队进行勘探,76-77年由黑龙江省煤炭工业管理局煤田地质勘探公司108队,扎赉诺尔矿务局地测处勘探队进行勘探,78-90年由扎赉诺尔矿务局地测处勘探队进行勘探。钻孔打的得较多,除75年以后的钻探进行封孔检查以外,其他均未进行封孔检查,但从井下开采的实际情况看,过去的旧孔封孔情况不佳。因此,对于未封闭好的旧孔,可能导致其他含水层的水进入巷道,增大井巷涌水量。
3、断层裂隙水的影响,从抽水资料可知,含水层中的断层带导水系数增大,将是矿井冲水的来源。
4、地表水体,因区内进行平坦,木得那亚河旧河床的残留水体尚存,而煤层均处于侵蚀基准面以下,因而地表水的存在将增大矿井涌水量。
二、直接充水含水层的补给途径和防治水的措施
因水本区的主要含水层是II2—II3煤层,它主要通过煤层露头,未封闭好的钻孔、导水裂隙带进行补给,所以今后防治水的措施是避免未封闭好的钻孔和
导水断层裂隙带将地表水导入井下。
另外由于井田区西部为低山丘陵,且地势高于井田区,受水面积较大,当暴雨之后形成的山洪将直接威胁井田区开采时的安全。(如1958年9月2日十一井因山洪而被淹没,1972年7月14日五号涵洞因山洪被冲毁)。因此如何防止山洪水,也是本区的主要防治水任务。
三、矿井涌水量的计算
因为十一井和三斜井已开采多年,并且积累了丰富的矿井涌水量资料,通过分析整理,找出开采深度与涌水量的相关关系,用相关方程预计将来II煤层的矿井涌水量是可行的。
十一井和三斜井已开采多年,并且积累了丰富的矿井涌水量资料(合并值)详见表Ⅵ和图Ⅵ-1—Ⅳ2,从图中不难看出,Q和S的关系曲线是幂函数。上式两边取对数的egQ=ega+(1/b)*egs,设egQ=1/b=B,则egQ=A+BegS。根据表2的资料代入公式,求幂曲线向关系数和回归系数:
r====
=0.777532791
回归系数
B= r=0.777532791=0.777532791
=0.5997181
A= - B* =3.5-0.5997181*2.331=3.5-1.505819429
=2.083180571
故得幂曲线回归方程
Log=A+B*Log=2.083180571+0.5997181Logs
A=Loga=2.083180571
a=121.28461
或Q=121.28461,S=0.5997181
单位涌水量计算表
表4-1
| 年份 | Qi | Si | G=Q/S |
| 1980 | 2887.4 | 14.5° | 18.749 |
| 1985 | 4261 | 204° | 20.2 |
| 1987 | 48.2 | 244° | 19.050 |
| 1990 | 39.0 | 274° | 14.467 |
幂曲线相关计算表
| 年份 | LogQi | LogSi | LogQi-LogQ | LogSi-LogS | (LogQi-LogQ)2 | (LongSi-LogS)2 | (LogQi-LogQ) (LongSi-LogS) |
| 1980 | 3.460 | 2.188 | -0.12875 | -0.143 | 0.0165766 | 0.020449 | 0.01841125 |
| 1985 | 3.630 | 2.310 | +0.04125 | -0.021 | 0.001702 | 0.00041 | -0.00086625 |
| 1987 | 3.667 | 2.387 | +0.07125 | +0.056 | 0.006123 | 0.003136 | 0.004382 |
| 1990 | 3.598 | 2.438 | +0.00925 | +0.107 | 0.000086 | 0.011449 | 0.000975 |
| 总和 | 14.355 | 9.323 | 0 | -0.001 | 0.0244876 | 0.035475 | 0.02291675 |
| 平均 | LogQ=3.5 | LogSi=2.331 |
井深(米)
| 涌水量 | 154 | 204 | 244 | 274 |
| 计算值 | 3140.06/130.84 | 3765.48/156.9 | 4227.2/176.13 | 4556.02/1.83 |
| 实际值 | 2837.4/120.31 | 4261.9/177.58 | 48.2/193.68 | 39.0/165.17 |
| 误差 | +252.66/+10.53 | -496.42/-20.68 | -421.0/-17.55 | +592.02/+24.66 |
另外从十一井和三斜井的实际涌水量看,最大用水量是年平均涌水量的1.07-1.33倍,故采用1.33倍计算,则最大涌水量为:
1990年:Q=1.33*q=1.33*4556.02=6059.5m³/h
1990年开采最深水平270m,地表标高544m,垂深274米,所以平均涌水量:
Q=121.2846*s*0.5997181=4556.02m³/天=1.83m/h
对于本区II2煤层,因目前尚未开采,以前右对II2煤层,以及II2煤层顶板砂岩抽水较少,现我局正在研究II2煤层的开采和II2煤层顶板砂岩水的疏干问题,待疏干方案拿出后,再预算II2煤层的矿井涌水量,所以本次报告对II2层的矿井涌水量暂时不计。
第五章 开采技术条件
一、矿井开采技术条件简述
在本井田区浅部有红旗坑、十号井、二号井、路斜井、老三斜井、开采II3煤层;有老五号井、六号井和新五号井开采Ⅲ1煤层,已报废,现在本井田区生产矿井有十一井和新三斜井。相邻有露天矿和本井田同开采II层群煤层。这些矿井几十年的生产实践积累了丰富的开采技术资料,现归纳整理成以下几点主要问题:
(一)第四季流沙层
根据生产矿井实际调查看,第四季流沙对矿井井筒开凿带来困难和威胁,甚至影响矿井的正常工作。斜井采用大揭盖过流沙,竖井采用沉井方式过流沙。都争取了成功的效果。
(二)顶板管理
在矿井建设生产过程中,最大的问题是顶板,由于顶板岩性在本井田区II层群均为砂岩,胶结性差、松散。易冒落,顶板管理采用留0.5米的煤层护顶,在水体或建筑物下采用水沙充填管理顶板,是行之有效的顶板管理方法。因此冒顶现象少,生产较安全,但水砂充填和留煤层护顶有成本高、工作程序复杂、丢煤多的弊端。目前采用金属甲顶管理顶板的方法,虽然增大了吨煤成本和工作程序,但提高了煤炭资源的回收率。在区内II层群为厚煤层,采用分层开采,开采方式为走向长壁式。
本区开采II层群,可采煤层共计四层,有II2-11 、II2-12 、II2-13和II3煤层,II3煤层,开采多年,II2-1 煤层已形成开采条件,所以开采条件基本清楚。地表只有小面积积水,第四纪潜水主要由大气降水补给,浅部已由临近的露天矿和本区疏干矿井疏干,对矿井延伸创造了有利条件。
II2煤层平均厚度5.63米,全区可采,煤层较稳定,结构较复杂,从27-28线以南分为三个煤层即:II2-11 、II2-12 、II2-13煤层,往南逐渐变薄,顶底板岩性均为砂岩或砂质泥岩,胶结不良,遇水成粉状或破坏状,透水性较强、
II3煤层平均厚度13.09米,全区内可采,结构较复杂,煤层较稳定,顶板为细砂岩或砂质泥岩组成,煤层顶板胶结松散易碎,垮落成碎块状,砂岩透水性强。底板为粉砂岩或泥质砂岩,胶结不良,易破碎,在地下水作用易发生底鼓。
第一节 瓦斯,煤尘,自然发火
根据多年来生产矿井实测资料,本区矿井沼气含量较低,固定为地沼气矿井,沼气为2.96-4.48立方米/吨,二氧化碳2.9-4.42立方米/吨,煤尘爆炸指数为42.93%(II煤层重庆煤研所测定)。但矿井没发生过瓦斯突出和煤尘爆炸事故,其主要原因:(1)煤层为褐煤,块状,瓦斯含量较低。(2)矿井机械化程度较低,煤尘飞扬,没有尘云。(3)井下湿度大,煤的水分高。详细各项指标如下表:
沼气量煤尘爆炸指数统计表
| 名称 | 沼气绝对涌出量 M³/T | 二氧化碳 M³/T | 沼气相对涌出量 M³/T | 二氧化碳 M³/T | 煤尘爆炸指数% | 煤尘量mg/m³ |
| 一采区 | 3.01 | 2.97 | 4.48 | 4.42 | 42.93 | 10.6-31.0 |
| 二采区 | 4.78 | 4.41 | 2.96 | 2.8 | 42.93 | 9.6-34.5 |
| 全矿 | 2.41 | 2.28 | 3.47 | 3.29 | 42.93 | 9.6-34.5 |
第二节 岩石物理力学试验
根据试验资料,区内做了77-76号孔,77-78号孔和68一采三个孔的岩石物理力学实验,II层群的物理力学性质:单项抗压强度74.3-96.7Kg/c㎡单项抗压强度波动范围52.0-119.0Kg/ c㎡,其他各项工程物理力学性质指标见表:
| 煤层名称 | 项目 指标 层位 | 岩石名称 | 容重 | 孔隙率 % | 抗压强度 Kg/ c㎡ | 抗剪强度Kg/ c㎡ | 凝聚力Kg/ c㎡ | 内摩 擦角 | 普氏系数 |
| Ⅱ2 | 顶板 | 泥岩 | 1.84 | 31-40 | 1.4 | 0.8-1.4 | 30°05′ | 0.5 | |
| 砂岩 | 1.95 | 13.5-43 | 23.1 | 26 | 26°06′ | 0.3 | |||
| Ⅱ3 | 底板 | 泥岩 | 1.84 | 34-40 | 0.5 | ||||
| 砂岩 | 1.95 | 38.8 | 93.9 | 24.2 | 29.1 | 27°07′ | 1.43 |
根据现有资料看,有益矿产铀和锗在本区煤层中普遍存在。
1、铀:
1985年,二机部406队和内蒙古东部第二地质队四分队在本煤田内进行专门的铀矿普查勘探工作,并提出正式的地质报告,报告结果表明,本煤田只有各别零星小矿达到工业要求外,其余含量均稀少是,品味极低(0.0029-0.009%)达不到工业要求,没有工业价值。同时147队和226队于1958年至19年间亦顺便进行了一些普查找矿和岩芯珈玛异常测定工作。其珈玛强度不高,同时化验成果表明铀的含量品位低,未能达到工业要求。
2、锗:
据226队1965年提出的《五一九精查地质报告》中所做的煤芯化验成果来看,本区中的锗,只有零星达到工业要求,无工业价值。所以至今两种有益矿产未开采利用。
第六章 采探对比
第一节 煤 层
通过矿井地质现场描述的资料对比,77年提交的《十一井深部精查地质报告》对地层的划分、厚度,相互接触关系式正确的。几年来为矿井的开拓和回采,提供了可靠的依据。
根据矿井实际描述的地质资料,和勘探中钻孔的资料,对煤质煤层结构,煤层厚度进行对比和分析。
一、煤质
根据多年的矿井生产,对井下和井上的煤质化验,与地质报告所提供的化验报告指数基本相同,所以不做详细的地质分析。
二、煤层结构与煤层厚度
根据矿井生产实际揭露的地质资料,与地质报告所提供的钻孔资料对煤层结构与煤层厚度,对比如下。
1、钻探孔的煤层结构单一,煤层厚度大于实见的厚度,主要原因是煤层采芯率低,顶底板控制不准,所以加大了煤层的厚度(图6-1、图6-2)。
所揭露的煤层夹矸,主要岩性为炭质泥岩,及胶结破碎的砂质泥岩,在钻探取芯时造成岩芯磨损和洗液的冲刷,所以夹矸在取芯时被打丢。
2、电测曲线解释的煤层结构与厚度和矿井实见的地质描述,时比较可靠的。
第二节 构 造 对 比
根据十几年矿井开拓和回采,对原《十一井深部地质报告》所提供的资料来看,对煤层的赋存情况和地质构造,是比较可靠的,只有F32断层和原地质报告有一定的变化。
F32在本井田区的中部,原勘探度延伸长度2900米,走向NM33°,倾向SW,落差8-20米。该断层往南延伸到37勘探线被F37断层所截。
F32矿井生产已全部实见,该断层由北往南,到36线与37线之间是十一井暗井右一路工作面尖灭,并在此形成许多派生的小断层,对工作面的开采带来一定的困难。
FC断层时在三斜井暗井左三段。左四段生产中遇到的新断层,它于37勘探线以南,被三斜井南煤柱所实见的F32是同一条断层,断层延伸长度700米,走向NM30°,倾向SW,落差为2-23米,但矿井的开采影响不大。(图6-3)
第三节 水文地质条件对比
原十一井深部扩区地质报告,将风化带(100米以上)命名为第二含水层,也是区内的主要含水层。分化带以下亚风带命名为第三含水层。但据58-2号孔抽水深度12.82-40.76米,应属强风化带,由于抽水段泥岩27.94米,砂质泥岩0.31米,导水系数仅为13.445公升/秒米,水量很小。矿井生产过程中,虽在风化带内遇到泥岩水量也小。但遇到砂岩水量较大,遇到煤层水量更大。这就说明煤层是主要含水层,所以这次报告将含水层命名和煤层统一起来,时较为合适的。
另外原十一井深部扩区地质报告,对含水层的垂直分带性已基本查清,但煤层是主要含水层,上下都有弱含水层所围闭尚未查清。
第七章 储 量 计 算
第一节 储量计算范围指标和方法
一、储量计算边界:
储量计算边界南部边界以41勘探线南300米,深部以40勘探线南200米,东部边界以24-25线的77-47号孔东100米到40勘探线的77-9号孔东400米垂直投影到各煤层为界,北部边界以24-25勘探线为界,西部各煤层于28-29勘探线往北以Ⅱ3煤层底板标高418米及388米垂直投影为界,往南以Ⅱ3的煤层露头及F36、F9断层为界。
二、储量计算指标:
本次地质报告范围内煤种为褐煤,煤层倾角5-8°,根据矿井地质规范要求:(1)灰分Ag小于40﹪,最低可采厚度1.0米。
三、储量计算方法:
1、以煤层底板等高线、断层、钻探工程和井巷工程来划分块断。先以Ⅱ3煤层+270米运输大巷为基础,垂直投影到各煤层把整个矿井范围划分为现采水平和深部水平,然后分别计算。
每张储量图计算图的编号均是先上后右,先高级后低级的顺序进行编号。
2、基本参数:
(1)容重:用钻孔煤样测定结果,Ⅱ层群各煤层均采用1.25计算储量。
(2)面积:各块段内用求积仪直接求的第二次值进行检查,校对求的。两次求积之差不大于2/1000脉冲数为准,求其平均值单位微米。
(3)煤厚:采用垂直伪厚,取取各块断内或附近见没电厚度相加取其平均值为计算计量厚度。本次共有4个煤层计量。除Ⅱ3煤层外还有Ⅱ2-1煤层,该煤层可分为Ⅱ2-11 、Ⅱ2-22 、Ⅱ2-13三个煤层,以煤层夹石等于1.0米定于Ⅱ2-1煤层分层点由此往北归于Ⅱ2-12煤层以南可分为Ⅱ2-1、Ⅱ2-13单独成图计量。
(4)钻孔煤Ⅱ3-13层厚度利用情况:
此次矿井地质报告中28-29勘探线以北(原露天部分),按长线上的钻孔采用厚度计量,而短线上钻孔基本没有采用。28-29勘探线以南,钻孔见煤点全部利用。
本次对钻孔煤层层号重新进行了对比,按对比后的层号进行修改、编图。大部分煤层点的评级仍采用原有的成果,只有少部分缺少别的钻孔,这次仍按原评级办法进行了评级。
采用钻孔的煤厚,一般无电测的钻采用钻探资料,有电测的钻孔采用综合成果。
第二节 储量计算条件
本矿井范围内,主采煤层厚度较稳定,次Ⅱ2-1煤层Ⅱ2-1的厚度有所变化并有分层尖灭出现,但规律较强,构造简单,根据勘探类型确定的各级储量圈定标准为:
1、A级:
①勘探工程质量全部合格,各类指标要求,达到由开采巷道和钻探工程控制,控制密度500×500。
②断层性质:产状及落差控制清楚。
③煤层对比可靠、层位、厚度、结构及其变化规律已经查明。
2、B级:
①勘探工程质量全部合格,各类指标达到规范要求,工程密度1000×1000米,或由A级外推勘探线距的1/2。
②断层性质:产状及落差控制基本清楚。
③层对比可靠、层位、厚度、结构及其变化规律已经基本查明。
3、C级
①煤层层位、厚度、结构及其变化规律初步查明,工程密度2000×2000或由A,B外推勘探线距的1/2圈定的煤量及断层两侧30米的煤量。
②断层性质、产状及落差初步查明。
第三节 储量计算结果
本报告在其井田内获得地质储量29429.7万吨,A级储量14225.1万吨,B级储量7127.6万吨,C级储量8077.0万吨,A+B级储量21352.7万吨,高级储量占总储量的72.6﹪。
其中,永久煤柱储量5467.3万吨,因Ⅱ3煤层开采,对上分层Ⅱ2煤层破坏的储量408.0万吨,Ⅱ3煤层顶部不能采出的储量2687.9万吨,底板不能采出的储量1075.0万吨。
可以采动的总储量19791.5万吨,A级储量10678.4万吨,B级储量3502.4万吨,C及储量5610.7万吨,A+B级储量14180.8万吨,高级储量占总储量的71.7﹪。
现生产水平可以采动的总储量4673.3万吨,A级储量3802.8万吨,B级储量292.1万吨,C及储量578.4万吨,A+B级储量4094.9万吨,高级储量占A+B+C的87.6﹪。
第四节 储量增减原因分析
本次矿井地质报告储量计算结果比上年储量平衡表少245.9万吨。其中Ⅱ2-1减少335.9万吨,,Ⅱ3增加90.0万吨,其原因为其中Ⅱ2-1三个层是在1977年,灵泉矿十一井深部扩建勘探区地质报告中煤层采用厚度为0.8米记量,此次报告煤层厚度采用1.0米计算,因此有Ⅱ2-1个煤层储量减少之说,Ⅱ3煤层厚度增大而储量增加,详见对比表:
与九零年末平衡表内储量对比增减表
种类
| 煤层 | 煤层厚度 | 计算面积 | 储量递减 | ||||||
| 77年报告 | 本报告 | 增减 | 77年报告 | 本报告 | 增减 | 上年度 | 本报告 | 增减 | |
| Ⅱ2-11 | 1.67 | 1.68 | +0.01 | 7.66 | 5.55 | -2.11 | 8600.2 | 14814 | -7118.8 |
| Ⅱ2-22 | 2.16 | 5.11 | +2.95 | 11.03 | 9.86 | -1.17 | 426.0 | 6604.0 | +6178.0 |
| Ⅱ2-13 | 0.88 | 0.19 | +0.31 | 6.33 | 3.27 | -3.06 | 604.9 | +604.9 | |
| 计 | 9026.2 | 8690.3 | -335.9 | ||||||
| Ⅱ3 | 11.40 | 13.09 | +1.69 | 12.69 | 11.90 | -0.79 | 209.4 | 20739.4 | +90.0 |
| 合计 | 37.71 | 30.60 | -7.11 | 29975.7 | 29429.7 | -245.9 | |||
单位:万吨
级别
储量
| 水 平 | 表 内 储 量 | ||||||||||||||||||
| 煤层 名称 | 可 采 储 量 | 永 久 煤 质 储 量 | 地 质 储 量 | ||||||||||||||||
| A | B | A+B | C | A+B+C | A+B | A | B | A+B | C | A+B+C | A | B | A+B | C | A+B+C | A+B | |||
| A+B+C | A+B+C | ||||||||||||||||||
| 现 生 产 水 平 +270运输巷以上 | 现 采 区 | Ⅱ2-11 | 17.5 | 16.7 | 34.2 | 38.1 | 72.3 | 47.3 | 17.5 | 16.7 | 34.2 | 38.1 | 72.3 | 47.3 | |||||
| Ⅱ2-12 | 117.5 | 51.2 | 168.7 | 40.6 | 209.3 | 80.6 | 117.5 | 51.2 | 168.7 | 40.6 | 209.3 | 80.6 | |||||||
| Ⅱ2-13 | |||||||||||||||||||
| Ⅱ3 | 901.0 | 901.0 | 79.7 | 980.7 | 91.9 | 901.0 | 901.0 | 79.7 | 980.7 | 91.9 | |||||||||
| 计 | 1036.0 | 67.9 | 1103.9 | 158.4 | 1262.3 | 87.5 | 1036.0 | 67.9 | 1103.9 | 158.4 | 1262.3 | 87.5 | |||||||
| 现采区以下 +270运输巷以上 | Ⅱ2-11 | 115.6 | 39.1 | 154.7 | 54.0 | 208.7 | 74.1 | 22.8 | 22.8 | 13.9 | 36.7 | 115.6 | 61.9 | 177.5 | 67.9 | 245.4 | 72.3 | ||
| Ⅱ2-12 | 982.7 | 45.0 | 1027.7 | 100.4 | 1128.1 | 91.1 | 560.3 | 36.6 | 596.9 | 146.8 | 743.7 | 1548.0 | 81.6 | 12.6 | 247.2 | 1871.8 | 86.8 | ||
| Ⅱ2-13 | 73.1 | 73.1 | 60.4 | 133.5 | 54.8 | 73.1 | 73.1 | 60.4 | 133.5 | 54.8 | |||||||||
| Ⅱ3 | 2387.1 | 412.2 | 2799.3 | 437.2 | 3236.5 | 86.5 | 7.8 | 284.3 | 1074.1 | 241.3 | 1315.4 | 3176.9 | 696.5 | 3873.4 | 678.5 | 4551.9 | 85.1 | ||
| 计 | 3558.5 | 496.3 | 4054.8 | 652.0 | 4706.8 | 86.1 | 1350.1 | 343.7 | 1693.8 | 402.0 | 2095.8 | 4908.6 | 840.0 | 5748.6 | 1054.0 | 6802.6 | 84.5 | ||
| 合 计 | Ⅱ2-11 | 133.1 | 55.8 | 188.9 | 92.1 | 281.0 | 67.2 | 22.8 | 22.8 | 13.9 | 36.7 | 133.1 | 78.6 | 211.7 | 106.0 | 317.7 | 66.6 | ||
| Ⅱ2-12 | 1100.2 | 96.2 | 1196.4 | 141.0 | 1337.4 | .5 | 5603 | 36.6 | 596.9 | 146.8 | 743.7 | 1660.5 | 132.8 | 1793.3 | 287.8 | 2081.1 | 84.7 | ||
| Ⅱ2-13 | 73.1 | 73.1 | 60.4 | 133.5 | 54.8 | 73.10 | 73.1 | 60.4 | 133.5 | 54.8 | |||||||||
| Ⅱ3 | 3288.1 | 412.2 | 3700.3 | 516.9 | 4217.2 | 87.7 | 7.8 | 284.3 | 1074.1 | 241.3 | 1315.4 | 4077.9 | 696.5 | 4774.4 | 758.2 | 5532.6 | 86.3 | ||
| 合计 | 4595.5 | 5.2 | 5158.7 | 810.4 | 5969.1 | 86.4 | 1350.1 | 343.7 | 1693.8 | 402.0 | 2095.8 | 5944.6 | 907.9 | 6852.5 | 1212.4 | 80.9 | 85.0 | ||
| +270运输巷以下上 | Ⅱ2-11 | 178.2 | 355.1 | 533.3 | 215.3 | 748.6 | 71.2 | 172.6 | 180.9 | 353.5 | 16.3 | 369.8 | 350.8 | 536.0 | 886.8 | 231.6 | 1118.4 | 79.3 | |
| Ⅱ2-12 | 3099.4 | 177.1 | 3276.5 | 775.5 | 4052.0 | 80.9 | 182.5 | 150.6 | 333.1 | 56.7 | 3.8 | 3281.9 | 327.7 | 3609.6 | 832.2 | 4441.8 | 81.3 | ||
| Ⅱ2-13 | 95.8 | 95.8 | 305.5 | 401.3 | 23.9 | 70.1 | 70.1 | 95.8 | 95.8 | 95.8 | 375.6 | 471.4 | 20.3 | ||||||
| Ⅱ3 | 4442.9 | 3543.9 | 7986.8 | 4678.2 | 12665.0 | 63.1 | 59.5 | 1791.5 | 1851.0 | 690.8 | 2541.8 | 4502.4 | 5335.4 | 9837.8 | 5369.0 | 15206.8 | .7 | ||
| 合计 | 7816.3 | 4076.1 | 112.4 | 4974.5 | 17866.9 | 66.6 | 414.6 | 2123.0 | 2537.6 | 833.9 | 3371.5 | 8230.9 | 6199.1 | 14430.0 | 6808.4 | 21238.4 | 67.9 | ||
| 合计 | 12410.8 | 40.3 | 17051.1 | 6784.9 | 23836.0 | 71.5 | 17.7 | 2466.7 | 4231.4 | 1235.9 | 5467.3 | 14175.5 | 7107.0 | 21282.5 | 8020.8 | 29303.3 | 72.6 | ||
一、对勘探成果的评价
1、本次报告,对井田区煤层赋存发育和变化情况已经查明,对煤质及变化规律已查明。
2、本区的构造已经查明,大部分断层分布在中浅部,走向和斜交的断层边界发育从控制程度上比较严格,28-29勘探线往南的断层在矿井开采中已经实见,北部浅部断层发育较多,但因原属于露天井田,勘探的网度密,已控制清楚。
3、水文地质在充分利用生产井和以往水文地质资料综合分析的基础上,进一步查明水文地质条件。并预计了矿井涌水量。可以作为矿井生产和延伸的设计依据。但第四纪层中,流沙仍为建井中不可忽视的工程地质问题,望生产部门予以注意。
4、开采技术条件基本清楚,顶板岩性松散,矿井沼气等级仍为低沼气矿井。煤层爆炸指数42.93﹪。
5、本报告所采用的成果,全部采用《十一井深部精查地质报告》《十一井Ⅰ层群改扩建地质报告》108地质队提交的《灵泉露天精查补充地质报告》《反斜一十二号井Ⅳ层群最终地质报告》。勘探质量达到国家规范要求,虽然钻孔质量稍低,但测井质量较高,煤层对比可靠。
对于旧钻孔煤层没有级别的见见煤点,按着钻孔施工的时间,用相应年代的勘探规范进行重新评级。
6、在深入细致的综合研究钻探,测井及矿井地质资料的基础上地质报告的资料和图纸编制资料尚可,Ⅱ层群共获地质总储量29496.2万吨,A+B级占A+B+C级的72.9﹪。其中现生产水平A+B+C级储量8191.3万吨,A+B级占A+B+C级储量的84.5﹪,其中保安煤柱储量A+B+C级为5467.3万吨。
二、存在的问题
1、28-29勘以北线,108地质施工的钻孔在77年,因原勘探区位露天开采,为防止底板的承压水,只对Ⅱ层群层底板20米下,封闭一段为20米,封孔材料使用粘泥,Ⅱ层以上全部没有封孔,希望在井工开采时采取措施,防止钻孔突水。
三、对今后工作建议
因在Ⅱ2开拓掘进中,曾多次造成顶板透水事故,因此建议在开采之前,必须对顶板裂隙砂岩层的水提前疏干,方可进行开采。下载本文