矿井建井地质报告

时间:2024.4.24

陕西省府谷县工农联营煤矿

矿井建井地质报告

府谷县工农联营煤矿

二○##年八月

陕西省府谷县工农联营煤矿

矿井建井地质报告

目  录

第一章  概 况    1

第一节  矿井基本概况    1

第二节  目的任务及编制依据    3

第三节  位置交通    5

第四节  矿权设置    8

第五节  自然地理及经济状况    9

第六节  以往工作评述    11

第七节  建井工作    11

第二章 矿井地质特征    15

第一节  地层    15

第二节  构造    17

第三章  煤层及煤质    19

第一节  煤层    19

第二节  煤质    20

第四章  矿井水文地质    27

第一节  矿井水文地质条件    27

第二节  矿井充水因素分析    30

第三节  矿井涌水量预测    32

第四节  矿井防水措施    33

第五章  其它开采技术条件    38

第一节  工程地质    38

第二节  环境地质    46

第三节  瓦斯、煤尘和自燃    53

第六章  矿井资源量估算    55

第一节  资源量估算范围及工业指标    55

第二节  资源量估算方法    56

第三节  资源量估算参数和边界的确定    56

第四节  资源量分类    58

第五节  资源量估算结果    59

第七章  探采对比    62

第一节  构造    62

第二节  煤层、煤质    62

第三节  水文地质条件    63

第四节  核实工作有效性评价    63

第八章  结论及建议    64

表一    5-1号煤层资源量估算一览表    66

表二    5-2号煤层资源量估算一览表    69


附图目录

第一章  概 况

第一节  矿井基本概况

陕西省府谷县工农联营煤矿(以下简称“工农联营煤矿”)位于府谷县城西北方向直距约33Km,行政区划隶属于陕西省府谷县三道沟乡管辖。

陕西省人民政府,为了优化资源配置,更新采煤方法,提高矿山规模和资源利用水平,促使当地经济稳定健康地发展,于20##年11月7日审定了榆林市政府上报的《关于请求审批我市煤炭资源整合实施方案》,并以陕政函[2007]167号《陕西省人民政府关于榆林市煤炭资源整合实施方案的批复》文件下发。陕西省国土资源厅以“陕国土资矿采划﹝2008﹞44号”文《关于划定府谷县工农联营煤矿矿区范围的批复》对府谷县工农联营煤矿整合区范围进行了批复,工农联营煤矿整合区由单井扩大整合而成,矿区范围由8个拐点圈定,面积7.0348km2。20##年3月9号,榆林市工业局以“榆政煤发[2009]16号”文《榆林市煤炭工业局关于同意煤炭资源整合矿井立项建设的批复》,整合后企业名仍为“府谷县工农联营煤矿”,矿山名仍为“府谷县工农联营煤矿”。

20##年,榆林市榆神煤炭建筑设计有限公司编制完成了《府谷县三道沟乡工农联营煤矿资源整合实施方案开采设计》及《府谷县三道沟乡工农联营煤矿煤炭资源整合实施方案安全设施设计》。并于20##年10月21日,陕西省煤炭工业局以《关于府谷县三道沟乡工农联营煤矿煤炭资源整合开采设计的批复》“陕煤局发[2009]246号”文,原则同意矿井开拓方案、水平和盘区划分设计;20##年8月10日,陕西省煤矿安全监察局以《关于府谷县工农联营煤矿煤炭资源整合实施方案安全设施设计的批复》“陕煤安局发[2010]139号”文批复。矿井采用斜井开拓方式,矿井开采煤层为5-1和5-2煤层,设计生产能力0.60Mt/a,服务年限24.21a。20##年11月10日,府谷县煤炭局以“府煤发[2010]95号”文《关于府谷县工农联营煤矿矿建工程开工备案的通知》,原则同意工农联营煤矿矿建工程开工并予备案。

矿井开拓方式采用斜井开拓,目前5-1煤层在煤矿西部大部分已被开采至井田中央处。故从井田范围、开采状况、煤层缓倾斜构造的特点分析,本井田可采煤层为5-1号和5-2号两层煤,全区大部可采煤层;本次设计先采5-1后采5-2号煤,两煤的间距大约17m,因此,设计在5-2号煤布置开拓主水平,5-1号煤布置辅助水平,5-2号煤层水平标高定为+1100m,5-1号煤水平标高为+1120m。设计在工业场地新开三条斜井即主斜井、副斜井、斜风井。主斜井井口标高为+1126.0m,副斜井井口标高为+1126.0m,回风井,其井口标高为+1130.0m。将两层煤均划分为东西两个盘区。其中:5-1号煤一盘区位于首采工作面,盘区采用前进式开采,工作面采用后退式开采。矿井技术改造后达到设计生产能力时,共形成三个井筒,即一条主斜井和一条副斜井,一条回风井。主斜井为新开凿井筒。井口坐标:X=4336853.000,Y=37479134.060。井口混凝土底板标高+1126.0,井筒倾角15°,斜长91.1m,半圆拱形断面,井筒净宽3600mm,净断面积10.09m2,采用料石砌碹支护,支护厚度350mm,井筒内安装一台带宽B=1000mm,长L=100m的胶带输送机,内设置有人行台阶和扶手。主斜井承担井下煤炭上运任务,兼进风和安全出口;副斜井为新开凿井筒,其平行于主斜井布置在井筒的南边,井口位于工业场地内,井口坐标:X= 4336833.170,Y=37479105.150。井口底板标高+1126.0m。井筒倾角5°,斜长234.29m,半圆拱形断面,井筒净宽4500mm,净断面积14.2m2,采用料石砌碹支护,支护厚度400mm,副斜井承担矿井辅助提升任务,兼进风和安全出口;回风井为新开凿井筒。回风井口坐标:X=4336825.000,Y= 37479195.700。井口标高+1130.0m。井筒长度72.26m,半圆拱形断面,井筒净宽3000mm,净断面积7.11m2,采用料石砌碹支护,支护厚度250mm,承担矿井回风任务和安全出口。

第二节  目的任务及编制依据

一、目的任务

根据原煤炭部制定的《矿井地质规程》(1984年)规定:新建矿井或技术改造矿井在移交生产前,建井单位应编制建井地质报告,对建井施工以来所获得的各种地质资料进行全面系统的总结和分析,并对今后矿井地质工作提出建设性的意见和建议。鉴于此,陕西省府谷县工农联营煤矿委托榆林市荣岩地质勘探有限公司编制《陕西省府谷县工农联营煤矿矿井建井地质报告》。本次建井地质报告编制工作主要是在以往各阶段地质工作的基础上,结合建井期间取得的各类地质工作成果,依照相关规范,对矿井范围内截止20##年8月下旬的地质工作进行总结,对20##年7月底保有的煤炭资源量进行估算,并说明资源量变动情况。建井地质报告编制的目的为:对矿井建井全过程的地质工作进行总结,并对今后矿井地质工作提出建设性的意见和建议。根据《矿井地质规程》确定本次工作的具体任务为:

1、介绍井田地质勘探简史、地质报告(及补充勘探报告)提交及审批情况。介绍矿井建设完成各项工程的施工情况,以及采区及工作面的准备情况。

2、综合分析矿井建设各个阶段所获得的地质资料,对矿井地质构造的发育程度、分布范围及其对煤层开采的影响作出评述。

3、进一步详细分析含煤地层含煤特征、可采煤层及其稳定性,评价煤质及工业用途。

4、详细分析矿井水文地质条件,分析矿井充水因素,预算全矿井涌水量,对矿井涌水量大小,变化趋势进行分析,提出矿井防治水措施。

5、详细分析可采煤层顶底板的工程地质特征、煤层瓦斯、煤的自燃趋势、煤尘爆炸危险性及地温变化等开采技术条件,并作出相应的评价。

6、对煤层顶板破坏形式及地面变形移动进行分析,并提出矿井易发生的工程地质问题及防治措施。

7、对资源量进行估算,并说明增减情况及其原因。

二、编制依据

1、相关《规程》、《规范》及《标准》依据

(1)矿井地质规程(煤炭工业部(84)煤生字第607号)

(2)煤矿防治水规定(国家安全生产监督管理总局,20##年09月21日)

(3)煤、泥炭地质勘查规范(DZ/T0215-2002)

(4)固体矿产资源/储量分类(GB/T17766-1999)

(5)中国煤炭分类(GB/T5751-2009)

(6)矿区水文地质工程地质勘探规范(GB12719-1991)

(7)建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程(煤行管字[2000]第81号)

(9)缓倾斜煤层采煤工作面顶板分类(MT554-1996)

(10)煤炭质量分级煤炭灰分分级(GB/T15224.1-2010)

(12)煤炭质量分级煤炭硫分分级(GB/T15224.2-2010)

(13)煤炭质量分级煤炭发热量分级(GB/T15224.3-2010)

(14)煤炭可选性评价方法(GB/T16417-1996)

(15)煤的挥发份产率分级(MT/T849-2000)

(16)煤的热稳定性分级(MT/T560-2007)

(17)烟煤粘结性指数分级(MT/T596-1996)

(18)煤炭工业污染物排放标准(GB20426-2006)

(19)《煤矿安全规程》(国家安全监督总局20##年)

2、编制的资料依据

(1)《陕西省陕北侏罗纪煤田新民矿区府谷县工农联营煤矿整合区勘探报告》,陕西省地矿局西安地质矿产勘查开发院,2008

(2)《陕西省府谷县工农联营煤矿煤炭资源整合实施方案开采设计》,榆林市榆神煤炭建筑设计有限公司,2009

(3)《府谷县工农联营煤矿煤炭资源整合实施方案安全设施设计》,榆林市榆神煤炭建筑设计有限公司,2010

(4)《府谷县工农联营煤矿采矿许可证》,采矿证编号:C69977,陕西省国土资源厅,2010

(5)其它相关资料

第三节  位置交通

一、位置

工农联营煤矿位于陕北侏罗纪煤田神府新民矿区东北部,府谷县城西北方向直距约33Km处,行政区划隶属于陕西省府谷县三道沟乡管辖,地理坐标为:东经110°44′03″~110°46′46″,北纬39°09′05″~39°10′09″(54坐标系)。

二、交通

1、铁路

本区位于我国东西部的结合地带,地处陕西“米”字型公路网内,神(木)~朔(州)、包(头)~神(木)铁路分别从煤矿南部和西部通过,已建成通车的西(安)包(头)、西(安)安(康)、神(木)黄(骅)铁路等形成北与京包线相交,东有大秦、神黄两条西煤东运大通道与京九、京广线相接,向南与陇线相交,沟通了本区与华北、华东、华中、华南及沿海地区(位置及交通情况详见图1-3-1)。

2、公路

煤矿周边交通较为便利,府(谷)~店(塔)一级公路从煤矿南部通过,野大公路、大柳塔-石马川一级公路从煤矿北部通过,煤矿周边还有神府高速,省道204等通过。榆林市距周边主要城市的公路里程如下:

榆林—西安603Km

榆林—包头385Km

榆林—介休340Km

榆林—银川466Km

3、航空

榆林榆阳机场已投入运营,可起降大型客机。现已开通榆林至西安、北京、上海、成都、深圳等航线。目前每天保障航班22架次,依托西安咸阳国际机场丰富的航线网络覆盖资源,榆林通达国内61个主要城市实现当日往返,形成了以榆林为起点, 国内中转虚拟航班最快3个小时可达,4小时辐射国内70%以上的通航城市的空中交通圈。

交通可谓四通八达,公路、铁路和航空运输快捷方便。本区通讯条件好,各县市乡镇已实现了电话程控化,全部进入国际、国内自动传输网,并开通了数字微波线路和GSM移动通讯工程,移动通讯网覆盖全区,达到国内先进水平。

交通位置示意图  图1-3-1


第四节  矿权设置

工农联营煤矿位于陕北侏罗纪煤田神府新民矿区东北部,西部与府谷县三道沟乡老虎沟煤矿和府谷县三道沟乡前进梁煤矿相接、南部与府谷县丈八崖煤矿相接,北部与府谷县华诚煤矿和前阳湾煤矿相望,东部为空白区,除此之外,再无其他采矿权、探矿权设置(详见示意图1-4-1)。

20##年7月9日,陕西省国土资源厅颁发了府谷县工农联营采矿许可证,证号:C9977,采矿权人:府谷县工农联营煤矿,地址:陕西省府谷县,经济类型:私营合作企业,开采方式:地下开采,生产规模:60万吨/年,矿区面积:7.0348km2,限定开采标高为+1127m~+1083m,开采煤层为: 5-1、5-2煤层,由8个拐点圈定(见表1-4-1),有效期限:自20##年7月9日至20##年7月9日。

矿权设置示意图 图1-4-1


 

第五节  自然地理及经济状况

1、地形地貌及水系

工农联营煤矿地处陕北黄土高原,地表多被第四系松散沉积物所覆盖,较大沟谷中出露基岩。区内主要为黄土梁峁地貌,大部分为黄土梁峁区。地势总体中部较高,地形起伏较大,支离破碎,沟壑纵横。海拔标高最高点位于煤矿西南部,高程1271.8m;最低点位于北部阳湾川河道,高程约1080m。最大高差约191.8m。

工农联营煤矿内水系较发育。最大的水系为阳湾川河,自西向东由煤矿北侧流经,水量较大,其支流在煤矿较发育,多属季节性河流,且水流量较小,主要受大气降水的控制。

2、气象

本区为典型的中温带、半干旱大陆性季风气候,冬季严寒,春季多风,夏季酷热,秋季凉爽,昼夜温差悬殊,四季冷热多变。常年干旱少雨,年蒸发量较大。全年无霜期较短,一般10月初上冻,次年4月初解冻。多年平均气温8.4℃(1957~1990年),极端最高气温38.9℃(66年6月21日),极端最低气温-28.4℃(58年1月16日),多年平均降水量435.7mm(1957~1991年),枯水年降水量108.6mm(65年),丰水年降水量819.1mm(67年),多年平均蒸发量1774.1mm,多年平均风速2.2m/s(1957~1989年),极端最大风速25m/s(70年7月18日),年最多风向NW,多年最大冻土深度146cm(68年2月),多年平均气压910毫巴(1974~1989年),全年降水量分配很不均匀,多以暴雨形式集中在7—9月份,约占全年降水量的68%。不同年份降水量变化明显。

3、地震

本区地壳活动相对微弱,基本地震烈度为Ⅵ度区。据记载,公元1448年,榆林地区曾发生过4-5级地震,1621年在神木县孤山地区发生过5级地震,烈度6.7度,此后再未发生过4级以上地震,小震也很少。邻省区虽发生过较大地震,但对本区影响甚微。如1996年5月3日,距本区352km的内蒙古包头发生6.4级地震,而本区内仅有震感而已。举世瞩目的20##年5月12日汶川8级大地震,距本区约1000km,本区也仅有震感。

4、人文

该区位于陕北黄土高原北端,毛乌素沙漠东南缘,因受自然条件限制,工农业基础薄弱。近年来因陕北能源化工基地的开发建设带动了煤矿周边的公路、铁路建设,大型煤矿、电厂也陆续规划建成,经济有所改观,但因农业基础比较薄弱,抗灾抗旱能力很差,农民生活还比较贫穷。农作物以谷子、糜子、大豆、洋芋、玉米为主,牲畜以驴、牛、羊为主,经济作物以葵花、豆类为主。可以预见,随着煤矿煤炭资源的开发,必将出现良好的人文环境。

第六节  以往工作评述

涉及本区可供利用的以往工作成果主要有:

1、20##年7月陕西省地矿局西安地质矿产勘查开发院提交的《陕西省陕北侏罗纪煤田新民矿区府谷县工农联营煤矿整合区勘探报告》,陕西省国土资源厅以“陕国土资储备[2009]22号”文备案。

2、20##年,榆林市榆神煤炭建筑设计有限公司编制完成了《府谷县三道沟乡工农联营煤矿资源整合实施方案开采设计》,陕西省煤炭工业局以“陕煤局发[2009]246号”文批复。

3、20##年榆林市榆神煤炭建筑设计有限公司编制完成了《府谷县三道沟乡工农联营煤矿煤炭资源整合实施方案安全设施设计》,陕西省煤矿安全监察局以“陕煤安局发[2010]139”文批复。

第七节  建井工作

1、矿井建设支持文件

(1)陕西省人民政府于20##年11月7日以“陕政函[2007]167号”文,下发了《陕西省人民政府关于榆林市煤炭资源整合实施方案的批复》;

(2)榆林市煤炭工业局于20##年3月9日以“榆政煤发[2009]16号”文,下发了《关榆林市煤炭工业局关于同意煤炭资源整合矿井立项建设的批复》;

(3)陕西省国土资源厅于20##年以“陕国土资矿采划[2008] 44号”文,下发了《关于划定府谷县工农联营煤矿矿区范围的批复》;

(4)陕西省国土资源资产利用研究中心于20##年3月9日以“陕国土资研报[2009]71号”文,下发了《关于<陕西省府谷县三道沟乡工农联营煤矿(Z32整合区)矿产资源开发利用方案>审查意见的报告》;

(5)榆林市国土资源局于20##年2月2日以“榆政国土资预审字[2010]03号”文,下发了《关于府谷县三道沟乡工农联营煤矿60万吨/年矿井建设项目用地预审的复函》;

(6)陕西省煤炭工业局于20##年10月12日以“陕煤局发[2009]246号”文下发了《关于府谷县三道沟乡工农联营煤矿煤炭资源整合开采设计的批复》;

(7)陕西省煤矿安全监察局于20##年8月10日以“陕煤安局发[2010]139号”文下发了《关于府谷县工农联营煤矿煤炭资源整合实施方案安全设施设计的批复》;

(8)府谷县煤炭局于20##年11月10日以“府煤发[2010]95号”文,下发了《关于府谷县工农联营煤矿矿建工程开工备案的通知》。

2.矿井设计能力和服务年限

根据陕国土资源厅《府谷县工农联营煤矿采矿许可证》文确定井型为0.6Mt/a,根据榆林市榆神煤炭建筑设计有限公司编制的《陕西省府谷县工农联营煤矿煤炭资源整合实施方案开采设计》,设计初步认为矿井按照0.6Mt/a的规模建设,煤矿设计可采储量8.847Mt,矿井服务年限24.21a。

3、矿井开拓

(1)、井田开拓现状

煤矿内原有1个小煤矿(原府谷县工农联营煤矿),该矿建于1987年,始建初期开采对象为5-1煤层,煤厚2.10~2.20m,设计年产原煤约1万吨,主副井均为平硐,煤层底板标高为1120~1112m,房柱式开采,割煤机配合电钻打眼放炮采煤,矿车运输,机械通风、排水,矿灯照明。20##年,煤矿经技术改造后,停止开采5-1煤层,改采5-2煤层,底板标高1102~1095m,井型与开采方式不变,设计生产能力提高至15万吨/年,实际达3~18万吨/年。20##年经整合后,批复开采5-1、5-2煤层,设计生产能力提高至60万吨/年,目前未正式投入生产。

(2)、工业场地位置选择

井田范围内,多以高山和小沟谷为主,工农联营煤矿是由单井扩大整合而成。原工业场地位于新井田的西北部边界,场地面积较小;对井下开拓位置也不合适;经现场勘察,结合选择工业场地的原则和矿方取得一致意见,确定选择了井田北部中央场地作为本工业广场。

(3)、盘区划分及开采顺序

矿井可采煤层两层,其中5-1号、5-2号煤层均为中厚煤层,两个煤层平均间距17m左右,煤层倾角1~3°,为近水平煤层。设计将井田划分两水平,将两层煤均划分为东西两个盘区。其中:5-1号煤一盘区位于首采工作面,盘区采用前进式开采,工作面采用后退式开采。

(4)、巷道布置

本设计5-1号和5-2号煤分别开采,且分水平布置,因此在5-1号和5-2号煤层中分别布置大巷。沿井田中央南北向平行布置三条大巷(运输大巷、辅助运输大巷、回风大巷),大巷间距30m。运输大巷铺设胶带输送机用于矿井煤炭运输,辅助运输大巷无轨胶轮车用于矿井辅助运输,回风大巷仅作回风只用。

5、井筒的用途、布置

矿井技术改造后达到设计生产能力时,共形成三个井筒,即一条主斜井和一条副斜井,一条回风井。

(1)、主斜井

主斜井为新开凿井筒。井口坐标:X=4336853.000,Y=37479134.060。井口混凝土底板标高+1126.0,井筒倾角15°,斜长91.1m,半圆拱形断面,井筒净宽3600mm,净断面积10.09m2,采用料石砌碹支护,支护厚度350mm,井筒内安装一台带宽B=1000mm,长L=100m的胶带输送机,内设置有人行台阶和扶手。主斜井承担井下煤炭上运任务,兼进风和安全出口。

(2)、副斜井

副斜井为新开凿井筒,其平行于主斜井布置在井筒的南边,井口位于工业场地内,井口坐标:X= 4336833.170,Y=37479105.150。井口底板标高+1126.0m。井筒倾角5°,斜长234.29m,半圆拱形断面,井筒净宽4500mm,净断面积14.2m2,采用料石砌碹支护,支护厚度400mm,副斜井承担矿井辅助提升任务,兼进风和安全出口。

(3)、斜风井

回风井为新开凿井筒。回风井口坐标:X=4336825.000,Y= 37479195.700。井口标高+1130.0m。井筒长度72.26m,半圆拱形断面,井筒净宽3000mm,净断面积7.11m2,采用料石砌碹支护,支护厚度250mm,承担矿井回风任务和安全出口。

第二章 矿井地质特征

第一节  地层

工农联营煤矿位于陕北侏罗纪煤田的东北部,神府矿区三道沟井田的东南侧,其地质特征如下:地表大部分被新生界松散沉积物所覆盖,仅在较大沟谷连续出露中侏罗统延安组第一、第二段。结合地质填图及钻探资料,区内地层由老至新依次有:下侏罗统富县组(J1f)、中侏罗统延安组(J2y)、新近系上新统静乐组(N2j)、第四系中更新统离石组(Q2l)、全新统冲积层Q41al+pl、Q42al+pl、风积层Q42eol。现由老而新分述如下:

(一)下侏罗统富县组(J1f)

区内无钻孔揭露,据三道沟井田勘探成果可知,该地层厚度变化较大,平均约42m,为本区含煤建造沉积基底。岩性以紫红、灰紫及灰绿色泥岩为主,夹透镜状灰白色含砾中粒、粗粒砂岩及薄层粉砂岩。

(二)中侏罗统延安组(J2y)

为本区主要含煤地层。煤矿内施工钻孔均未完全揭穿该地层,该组为一套河流—湖泊三角洲—冲积平原环境沉积的灰色细—粗粒长石砂岩、深灰色泥岩、粉砂岩,夹黑色炭质泥岩、煤层(线)的多个沉积旋回组成。与下伏地层富县组为整合接触。在地质填图成果、钻孔资料及区域地层对比的基础上,依据岩性组合、含煤性、旋回结构等特征,将其进一步划分为五个段。

区内延安组上部普遍遭受剥蚀保留不全,仅见及第一、二段及少量第三段,现结合区域地层特征自下而上叙述如下:

1、第一段(J2y1):

连续出露于煤矿较大沟谷底部,全区钻探均未揭穿该地层。该段由两个下粗上细的次级沉积旋回组成,每个次级旋回下部为白色厚层状中—细粒长石砂岩,中部为浅灰色粉砂岩、泥质粉砂岩,上部为粉砂质泥岩夹煤层(5-2、5-1煤层)。钻探揭露厚度26.33~50.36m(未见底)。

该段在煤矿北部沟谷中普遍遭受剥蚀,5-1、5-2号煤层沿沟谷两侧出露,局部地段产生自燃现象,煤层顶板岩石受烘烤呈褐红、暗红色调,形成大量裂隙和空洞,使岩石质量、稳定性变差,力学强度减小,垮塌较严重。

2、第二段(J2y2):

出露于区内较大沟谷底部及两侧,其岩性主要为泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩,夹粉砂岩、细砂岩及薄煤层(线)。该地层在煤矿内普遍遭受不同程度的剥蚀,仅在西部小范围内保留相对较完整,可见厚度20.82~43.17m。依据岩性组合进一步划分为二个次级旋回,每个次级旋回顶部为煤层产出部位(4-4、4-3煤层),该段粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩多发育水平层理,缓波状层理,含大量植物化石。

3、第三段(J2y3):

主要出露于煤矿西南部支沟沟谷中。该段在煤矿内基本被剥蚀殆尽,仅在西南部一带残留其下部层位,残留厚度0~26.67m,岩性主要为细粒长石砂岩、泥质粉砂岩、泥岩不等厚互层。

(三)新近系上新统静乐组(N2j)

基本全区分布,零星出露于较大沟谷支沟沟脑或两侧,厚度相对较小,变化在0~16.46m之间。岩性为浅红色、棕红色粘土、亚粘土,含大量砂及粉砂质、不规则状钙质结核。钙质结核呈层分布。底部局部发育一层厚度1~3m的楔状砾石层,不稳定,砾石成分为砂岩、烧变岩等岩块,砂质充填,泥质胶结。与下伏延安组不整合接触,之上多被中更新统离石组黄土覆盖,两者间呈角度不整合接触关系。

(四)第四系

煤矿内广泛分布,厚度主要受地形地貌的控制变化较大,不整合于一切下伏地层之上,其沉积类型主要有中吏新统风积黄土,全新统冲洪积层及风积沙。

1、中更新统离石组(Q2l)

广布于黄土梁峁之上,是本区第四纪的主体堆积,厚度0~45m。岩性以土黄色、棕黄色亚粘土、亚砂土为主,局部夹数层厚度0.20~0.50m的古土壤层。含大小不一,形态各异的钙质结核,结核呈零散状分布。该组柱状节理发育,是主要耕作层。

2、全新统冲洪积层(Q4al+pl)

根据其形成先后顺序可分为Q41al+pl、Q42al+pl。

Q41al+pl:主要分布于煤矿北侧阳湾川河谷两侧高漫滩及一级阶地,厚度3~10m。岩性上部为灰黄色亚砂土、粉细沙,下部为砂砾石(卵石)层。

Q42al+pl:现代冲洪积层,主要分布于煤矿北侧阳湾川河谷底部,厚度0~8m。岩性主要为粉细沙及砂砾石层。

3、全新统风积沙(Q42eol)

主要分布于梁峁顶部及其阳坡,呈片状,云朵状不连续覆盖于黄土之上,厚度0~12m。岩性为浅黄色、褐黄色细沙、粉砂,含少量细砾石,质地均一,分选较好,磨园度差,与下伏地层不整合接触。

第二节  构造

(一)断层、褶皱及岩浆岩

煤矿位于鄂尔多斯次级构造单元陕北斜坡的东北部,区内地质构造简单,未发现较大断裂、褶皱及岩浆活动痕迹,局部发育宽缓的波状起伏。总体构造形态为一向南南西缓倾的单斜层,倾向约192°,倾角小于1°。

(二)节理及裂隙

区内发育北西西和北东向两组节理,节理倾角平均70°~80°,但节理密度小,在沟谷边坡及陡坎上易诱导基岩崩塌。

此外,煤矿内局部地段发育烧变岩,由于煤层自燃真空垮塌,造成岩石破碎,发育大量节理、裂隙;在基岩顶界面之下,受第四系风化作用,形成20~30m风化裂隙带。上述因素导致区内上部基岩孔隙度加大,结构松散,是地下水的良好通道。

(三)主采煤层底板形态

由5-2煤资源量估算图可以看出,该煤层底板较平直,总体为一向南南西缓倾的单斜层,仅在K2—K4勘查线之间可见同沉积型的轴向近南北向的宽缓波状起伏。该煤层沿倾向平均降深幅度约12.5m/km,平均倾角约0.72°。

第三章  煤层及煤质

第一节  煤层

延安组为本区含煤地层,由于煤矿内延安组遭受后期剥蚀,第四、五段全部缺失,第三段大部分地段缺失,分布范围及残留厚度较小,未见煤,第二段上部普遍遭受剥蚀,仅在煤矿西南部小范围内相对较完整,其中含4-4、4-3煤层、第一段含5-2、5-1煤层。

区内各煤层的稳定性、发育状况、控制及研究程度不同,因此对比的可靠性存在一定的差异,现评述如下:5-1、5-2号煤层分别赋存于延安组第一段上、下旋回顶部,层位稳定,基本全区分布,与其它煤层厚度差异非常明显,煤层结构简单,对比标志明显,控制和研究程度高,对比可靠。区内大部分地段延安组第二段遭受后期剥蚀后,4-3、4-4号煤层缺失,仅在西南部个别钻孔中见及该两层煤,其层位对比主要是在原三道沟井田勘探成果基础上进行的,因此,4-3、4-4号煤层对比结果可靠性较差。且根据陕国土资源厅《府谷县工农联营煤矿采矿许可证》,工农联营煤矿范围内批准开采煤层为5-1、5-2煤层,故工农联营煤矿范围内开采煤层为5-1、5-2煤层。

5-1煤层

呈层状产于延安组第一段上旋回的顶部,层位稳定,分布广泛,是区内主要可采煤层和本次工作的主要目的层之一。该煤层在煤矿内除北部被剥蚀(局部自燃)外,基本全区可采。煤层可采厚度变化在1.11~2.20m之间,平均1.64m,标准差0.36,变异系数22.12%。煤层厚度由煤矿中南部向西北、东北增大,变化规律明显。

煤层埋深29.85~116.68m,一般60~90m,底板标高变化在1100~1127m之间。煤层向南西倾斜,倾向220°,降深幅度平均11.74m/km,平均倾角0.67°。煤层结构简单,一般不含夹矸。煤层的顶板岩性以泥岩、粉砂质泥岩为主,粉砂岩、细-中砂岩、炭质泥岩次之;底板主要为泥岩、粉砂质泥岩、粉砂岩,少量泥质粉砂岩。煤层与其顶底板均为明显接触。

该煤层层位稳定,厚度变化不大且规律明显,煤类单一,煤质变化小,煤层结构简单,属大部分可采的稳定型中厚煤层。

(二)5-2号煤层

呈层状产于延安组第一段下旋回的顶部,层位稳定,分布广泛,是区内主要可采煤层和本次工作的主要目的层之一。该煤层在煤矿内除北部被剥蚀(局部自燃)外,基本全区可采。煤层厚度变化在1.28~2.71m之间,平均2.33m,标准差0.37,变异系数16.02%。煤层厚度总体上由东北向西南增大,变化规律明显。

煤层埋深51.72~134.15m,一般80~110m,底板标高变化在1083~1112m之间。煤层向南南西倾斜,倾向192°,降深幅度平均12.50m/km,平均倾角0.72°。煤层普遍含1层0.12~0.27m的夹矸,夹矸岩性主要为泥岩、炭质泥岩,少量粉砂岩,局部地段不含夹矸,煤层结构简单。煤层的顶板岩性以粉砂岩、细砂岩为主,次为粉砂质泥岩和泥岩;底板主要为泥岩、粉砂岩为主,少量细砂岩。煤层与其顶底板均为明显接触。

该煤层层位稳定,厚度变化不大且规律明显,煤类单一,煤质变化小,煤层结构简单,属大部分可采的稳定型中厚煤层。

第二节  煤质

一、煤的物理性质和宏观煤岩类型

区内各煤层煤的物理性质变化不大,均为黑色,条痕褐黑色,沥青-弱沥青光泽和少量丝绢光泽,阶梯状、参差状、少量棱角状断口,硬度中等,性脆,内生裂隙较发育、外生裂隙不发育,内外生裂隙常被方解石和黄铁矿薄膜充填。条带状结构,层状构造。5-1号煤层视密度为1.33~1.34t/m3,平均1.34t/m3,5-2号煤层视密度为1.35~1.37t/m3,平均1.36t/m3。各煤层以半光亮型煤为主,少量半暗淡煤(表3-2-1)。

各煤层物理性质及宏观煤岩特征一览表          表3-2-1

二、煤的化学性质

(一)工业分析

1、水分(Mad)、全水分(Mt)

5-1号煤层原煤水分含量为1.14~8.61%,平均7.35%,属中水分煤,浮煤水分含量为3.23~7.99%,平均4.35%;5-2号煤层原煤水分含量为7.16~9.10%,平均8.14%,属中水分煤,浮煤水分含量为3.43~6.72%,平均4.63%。各煤层原、浮煤水分含量均显示出下部煤层高于上部煤层的变化特点。

2、灰分(Ad)

煤炭灰分分级采用GB/T 15224.1-2004标准。

各煤层原煤灰分产率平均为9.13~10.57%,浮煤灰分产率平均为3.95~4.23%。

5-1号煤层原煤灰分产率为4.80~17.75%,平均9.13%,属于特低灰煤,其标准差为3.77,变异系数0.21,表明该煤层原煤灰分产率变化小。平面上,Z403钻孔周围小面积为中灰煤区,西部、东北部为低灰煤区,其余大部地段为特低灰煤区,原煤灰分产率总体上是东西部高中部低、北高南低。浮煤灰分产率为3.45~4.88%,平均3.95%。

5-2号煤层原煤灰分产率为6.33~14.84%,平均10.57%,属于低灰煤,其标准差为2.33,变异系数0.22,表明该煤层原煤灰分产率变化较小。平面上,特低灰煤分布在煤矿西部,低灰煤分布在煤矿的东部(图4-2)。浮煤灰分产率为3.58~5.10%,平均4.23%。

经过1.4比重液洗选后,各煤层浮煤灰分产率较原煤均有较大幅度的降低,平均降幅在56.7%~60.0%。由此可见,区内各煤层煤灰分较易洗选剔除。

3、挥发分(Vdaf)

5-1、5-2号煤层原煤挥发分产率平均分别为35.12%、36.80%,浮煤挥发分产率平均分别为35.65%、35.56%,均属于中高挥发分煤。各煤层原煤挥发分产率在垂向上下部煤层相对高于上部煤层;浮煤的则十分接近。

4、固定碳及燃料比

5-1、5-2号煤层原煤固定碳含量平均分别为54.81%、51.94%,浮煤平均分别为61.81%、61.71%,均属于中等固定碳煤。原煤燃料比为1.42~1.62,浮煤1.74~1.74。

(二)有害元素

1、硫分

煤炭硫分分级采用GB/T15224.2-2004标准。

(1)、原煤全硫

5-1号煤层原煤全硫含量为0.26~0.45%,平均0.31%,其标准差为0.06,变异系数0.19,表明该煤层原煤全硫含量变化小。其原煤基准全硫含量为0.21~0.35%,平均0.26%,属于特低硫煤。

5-2号煤层原煤全硫含量为0.21~0.31,平均0.26%,其标准差为0.03,变异系数0.12,表明该煤层原煤全硫含量变化小。其原煤基准全硫含量为0.18~0.26%之间,平均0.22%,属于特低硫煤。

(2)、浮煤全硫

各煤层浮煤基准全硫含量平均为0.19~0.23%,较原煤均有所降低,平均降幅11.5%~13.6%。

2、磷(Pd)

5-1、5-2号煤层原煤磷含量平均为0.051%、0.056%,均属于中磷分煤;浮煤磷含量平均为0.036%、0.029%,均属于低磷分煤。经洗选后各煤层煤中磷含量各降低了29.4%、48.2%,说明各煤层原煤中的磷分易于洗选剔除。

3、砷(As,ad)

砷是剧毒元素,在煤中含量不高,但危害极大。区内5-1、5-2号煤层原煤砷含量平均为2×10-6、1×10-6,浮煤中砷含量均为1×10-6,各煤层原煤和浮煤含量均很低,属一级含砷煤。

4、氟(Fad)和氯(Cl)

氟具有较高的化学活性,当煤中氟含量高时,燃烧后会造成严重环境污染。区内5-1、5-2号煤层氟的平均含量原煤为71×10-6、77×10-6,浮煤为59×10-6、61×10-6,均属于特低氟煤。

区内5-1号煤层原煤中氯含量平均为0.016%,属于特低氯煤,5-2号煤层原煤中氯含量平均为0.017%,属于特低氯煤;浮煤中氯含量平均为0.033、0.039%,较原煤略高。

三、煤的工艺性能

(一)发热量

煤炭发热量分级采用GB/T 15224.3—2004标准。

5-1号煤层原煤干燥基高位发热量(Qgr,d)为26.19~31.25 MJ/kg,平均29.45 MJ/kg,属高热值煤。平面上,西部、东北部为高热值煤分布区,其余地段为特高热值煤分布区,总体上具有东西部低、中部高的特点(图4-3)。浮煤为31.37~31.90 MJ/kg,平均31.61 MJ/kg,均属特高热值煤。

5-2号煤层原煤干燥基高位发热量(Qgr,d)为27.27~30.55 MJ/kg,平均28.85 MJ/kg,属高热值煤。平面上,煤矿东南部为特高热值煤分布区,其余地段均属高热值煤(图4-4)。浮煤发热量为31.54~31.89 MJ/kg,平均31.64 MJ/kg,为特高热值煤。

(二)粘结性和结焦性

1、粘结指数(GR·I)

5-1、5-2号煤层的粘结指数全为0,表明本区煤的粘结性差。

2、挥发分产率测定(900±20℃)的焦渣特征

5-1、5-2号煤层原、浮煤的焦渣特征代号全是2,属极微弱粘结煤,表明本区煤

的粘结性差。

3、结焦性

葛金氏焦型试验结果,原、浮煤焦型全为B,表明区内各煤层煤的结焦性能差,属微结焦煤。一般结焦性好的煤必须具备好的粘结性,本区煤的粘结性差,因此区内煤不具备好的结焦性。

(三)煤灰成分

5-1号煤层煤灰成分以SiO2、Al2O3、CaO为主,其含量分别为47.24%、21.38%、12.04%,其次为Fe2O3、SO3、MgO,含量分别为4.91%、3.28%、1.59%,Na2O、TiO2、K2O含量分别为0.33%、1.00%、0.61%。按赵隆业教授(1986)煤灰成分分类方案(表4-7),将5-1号煤层煤灰划分为硅质灰分。

5-2号煤层煤灰成分主要以SiO2为主,平均含量为50.37%,其次为Fe2O3、Al2O3、CaO、SO3、MgO,含量分别为13.58%、12.80%、11.69%、3.00%、1.70%。5-2号煤层煤灰属于硅质灰分。

(四)煤灰的熔渣指数和结污指数

在粉煤锅炉的燃烧过程中,炉内煤灰沉积分为熔渣和结污两种类型。

煤灰的熔渣指数(SF)=碱酸比×St,d %

经计算,区内5-1号煤层煤灰的熔渣指数为0.34%,5-2号煤层煤灰的熔渣指数为0.29%,均属于低等级熔渣倾向。

煤灰的结污指数(R·F)=碱酸比×Na2O%

经计算,区内5-1号煤层煤灰的结污指数为0.38%,5-2号煤层煤灰的结污指数为0.20%,均属于中等结污程度煤灰。

(五)煤的低温干馏

1、总水分(Water,ad)

5-1号煤层原煤总水分综合平均值为9.0~9.1%,平均为9.1%;浮煤总水分平均为4.7%。5-2号煤层原煤总水分综合平均值为8.2~9.5%,平均为8.9%;浮煤总水分平均为4.7%。

2、焦油产率(Tar,ad)

5-1号煤层原煤焦油产率为9.3~9.6%,平均为9.5%;5-2号煤层原煤焦油产率为8.9~9.5%,平均为9.2%;均属于富油煤。浮煤焦油产率略高于原煤,其平均值为10.4%、10.3%。

3、半焦产率(CR,ad)

各煤层原煤半焦产率综合平均值为71.3~71.8%。各煤层浮煤半焦产率平均为73.7~74.1%。

4、气体产率(Rad)

各煤层原煤气体产率综合平均值为10.2~10.2%。其浮煤气体产率平均为11.3~11.0%。

(六)煤的气化指标及其它特征

1、煤对CO2的反应性(α)

区内各煤层煤均进行了煤对二氧化碳的反应性测试。

其中5-1号煤层煤对二氧化碳反应性α%在1100℃时平均为98.5%;5-2号煤层煤的α%在1100℃时平均为96.5%;表明各煤层煤对二氧化碳的反应性强。

2、热稳定性(TS+6)

区内对各煤层煤均进行了煤的热稳定性测试。其结果TS+6是77.0%、70.7%,说明各煤层煤均属于高热稳定性煤。

3、煤的结渣性(Clin)

煤的结渣性是指在气化过程中结渣的难易程度,是评价气化用煤指标之一。煤的结渣性(根据炉栅强度为400kg/m2 时>6mm级的灰渣结渣率)分为以下几个级别:

<40%弱结渣煤  40~77%中等结渣煤   >77%强结渣煤

煤的结渣性与煤灰熔点有关,即灰熔点越低,结渣率越高,结渣性越强,同时与灰分含量及灰成分也有关,灰分越高,越易结渣。

区内煤的结渣性试验成果见表4-10。由表可看出,在0.3m/s鼓风强度下结渣率平均为0.0~8.7%,说明区内各煤层均属弱结渣煤。

4、可磨性(HGI)

煤的可磨性标志着粉碎煤炭的难易程度。5-1、5-2号煤层煤的可磨性指数综合平均值分别为53%、56%,均属较难磨煤。

四、煤类及工业用途

依据《中国煤炭分类国家标准》,根据浮煤挥发分产率和粘结指数,确定井田内各煤层煤类以不粘煤(BN31)为主,极少量长焰煤(CY41),其工业用途主要为动力用煤及气化、液化等化工工业原料。

 

第四章  矿井水文地质

第一节  矿井水文地质条件

区处于以侵蚀为主的黄土梁峁区,地形破碎,沟壑纵横。海拔标高1100~1250m,最高点在西南部长城峰火台处,标高1271.8m;最低点在北部的阳湾川河道处,标高1080m,相对高差191.8m。全区地势中部较高,以后野猪峁、庙圪塔及山神墕连线为阳湾川沟和黄圈梁沟的分水岭。梁面多以黄土分布为主,局部地段为小面积的风积沙覆盖。梁面以10°~20°向两测沟谷倾斜,沟边缘线以下谷坡较为陡峻,局部地段两岸谷坡形成陡崖,大气降水多沿地表流走,对地下水的形成十分不利。

阳湾川沟溪流年平均流量46.50L/s,最大流量139.0L/s,最小流量0;黄圈梁沟溪流年平均流量12L/s,最大流量56L/s,最小流量0。两沟谷溪流丰、枯水季流量差距悬殊。

一、含(隔)水层

(一)第四系全新统冲—洪积孔隙潜水含水层

分布于阳湾川两岸的漫滩、一级阶地中,含水层厚度变化较大,一般为3~5m。阶地在阳湾川呈串珠状分布在河流两岸,含水层厚度1~3m,岩性多为亚砂土夹砂层,底部为砂砾石层,泥质含量较高,透水性能较差,水位埋深5~8m。据三道沟井田对该区民井简易抽水试验资料,当降深1.72m,单位涌水量0.074L/S·m,渗透系数K=0.478m/d。各大支沟其含水层厚度较薄,宽度较窄,据民井调查属弱富水区。水化学类型以HCO3·SO4—Ca·Mg·Na型水为主,HCO3—Ca·Mg型水次之,矿化度546~728mg/L。

(二)中更新统黄土孔隙裂隙潜水含水层

主要分布于梁峁顶部及沟谷边坡地段,厚度变化较大,厚3.77~45m,平均厚27.53m。岩性为棕黄色、灰黄色砂质黄土,结构中—稍密,具孔隙,发育柱状节理,地下水以孔隙水为主,其下为隔水良好的静乐组紫红色粘土,且多已在沟谷底部出露,故黄土孔隙裂隙潜水多以上层滞水存在。通过地面调查,第四系泉水出露很少,单泉流量0.014~0.054L/s,平均0.028 L/s。这些泉水极不稳定,据访问旱季水量趋减,甚至干枯。水化学类型为HCO3-Na·Ca·Mg型,矿化度355mg/L。

(三)侏罗系中统延安组裂隙含水层

由于该区地表冲沟发育及地层平缓,延安组多广泛出露于沟谷中。揭露延安组总厚度50~90m,岩性主要为细、中粒砂岩、泥岩及煤。各煤层在沟谷两坡均有出露,部分已自燃,由煤自燃引起的烧变岩普遍发育塌陷裂隙及孔洞,为地下水的储存提供了良好的条件,但因其均在当地侵蚀基准面之上,处于临空状态,又因延伸深度浅,连片性小,故地下水多被疏干或水量很小。基岩风化裂隙水亦同此理,所以延安组普遍含水微弱。

由于延安组上部均遭到不同程度的剥蚀,延安组在该区仅堆积有第一段、第二段及第三段下部。

1、延安组第二段

遍布全区,由于沟谷地带受到冲蚀,厚度变化较大,厚度20.82~51.52m,平均厚34.68m。再者该段地层均处于当地侵蚀准面以上,含水层主要为4号煤组顶板砂岩(邻区多为烧变岩)及5-1煤层顶板砂岩含水层。裂隙较发育,钻孔钻进至该段时常出现漏水现象。地表出露泉点甚少,单泉流量0.014~0.054L/S。根据三道沟井田水文孔对该段的抽水资料可知:水位降深20.00m,涌水量12.10m3/d,单位涌水量0.007L/S.m,K=0.0013m/d,富水性弱。水化学类型为HCO3—Ca·Mg型水,矿化度0.323~0.600g/L。

2、延安组第一段:

广布全区。揭露厚度26.33~50.36m,未见底。主要含水层为主采5-2煤层顶板砂岩,岩性为灰白色中细粒砂岩,一般厚10~21m,多处于当地侵蚀基准面以上。据三道沟井田811水文孔抽水试验资料,降深15.80m,涌水量0.015m3/d,单位涌水量0.00001L/s,渗透系数0.00001m/d,为极弱富水含水层。水化学类型为HCO3·SO4—Na型水,矿化度0.743g/L。

3、烧变岩空洞裂隙潜水

主要分布在区内各大沟谷的边坡地段,煤层自燃后顶板塌落及后期风化作用,裂隙孔洞发育的烧变岩带,因其均在侵蚀基准面以上,处于临空状态。有根据磁法圈定成果,一般水平延伸较浅,且连片性小,故地下水多被疏干或水量很小。

(四)新近系上新统静乐组红土隔水层

断续出露于沟脑、分水岭地段,厚度变化大,厚0~16.46m,平均厚为8.75m。岩性为浅红色—褐红色粘土,亚粘土,夹多层白色钙质结核,底部常见一层1~2m厚的砾石层,多已胶结成砾岩。该层红土致密坚硬,孔隙裂隙均不发育,为区内较好的隔水层。

二、地下水的补给、迳流、排泄条件

河谷区潜水:地形低洼平坦。第四系松散层孔隙大,透水性好,降水渗入系数0.43,易于大气降水的渗入补给。其次,还接受河谷两岸地下水的侧向补给。它与河流地表水存在互补关系,一般枯水期地下水补给地表水,洪水期地表水补给地下水。河谷区潜水径流方向主要受微地貌形态的控制,平直地段一般与河床斜交,河曲地带潜流截弯取直。河谷区潜水主要以潜流形式向河床排泄。

河间梁峁区潜水:大气降水是该潜水的唯一补给源,由于含水层受地貌、岩性及本区气象条件等影响,使大气降水在黄土梁峁区不易大量渗入补给该潜水,渗入系数仅为0.10,只在雨季有少量降水连续补给。由于受沟谷水系控制,径流方向很不一致,总趋势是从地势较高的梁峁顶部及斜坡向沟源、谷坡边岸、沟谷中心运动,在谷坡下部和底部以下降泉形式排泄。

承压水:由于区内沟谷沿岸基岩裸露面积较大。基岩风化裂隙发育,局部地段覆盖松散层厚度很薄,这种条件不仅为潜水的补给创造了良好的条件,也为大气降水、地表水和潜水顺层补给承压水创造了有利条件。区内承压水主要以此种方式接受补给。径流方向主要受地形地貌控制。在河谷间,浅层承压水可由地势较高的分水岭部位向沟谷区运移;在河谷区,承压水总趋势由北西向南东顺层径流。其排泄方式与矿区地下水相同,即部分地段承压水顶板被沟谷切穿而混入潜水或形成水泉,其次使承压水有可能沿弱含水层或透水“天窗”顶托补给潜水。

四、水文地质勘探类型

综上所述,本区地质构造简单,无大的起伏。所有可采煤层的直接充水含水层为顶板砂岩含水层,富水性弱到极弱,地下水补给条件差。根据《矿区水文地质工程地质勘探规范》(GB12719-9)及《煤、泥炭地质勘查规范》中有关规定,勘探区水文地质勘探类型应划为二类一型。即以裂隙含水层充水为主的水文地质条件简单的矿床。

第二节  矿井充水因素分析

一、生产矿井充水水文地质特征

据本煤矿内原工农联营煤矿生产煤窑调查,煤层顶板岩性以细砂岩及中粒砂岩具多,裂隙不发育,矿坑涌水量正常为30m3/d,最大涌水量为40m3/d。其含水量较为贫乏,富水性较弱。

二、充水因素分析

依据本区水文地质条件及煤层上覆基岩结构类型,矿井充水方式可分为直接充水和间接充水两种,它们均具有一定的充水水源和充水途径。

(一)充水水源

1、大气降水

大气降水是地下水及地表水的补给来源。因此,矿床充水都直接或间接与大气降水有关。区内多年平均降水447.12mm,且多集中在7~9月份,占全年降水量的55.5%,最大日降水量136.3mm。据小窑调查,矿井涌水量随季节有不同的变化,其一般滞后半天至一天时间,故大气降水为矿井充水的间接水源。

2、地下水

本区地下水极不丰富。煤系地层含水层是煤层的直接充水含水层,5-1、5-2号煤层均在侵蚀基准面以上,煤层顶板砂岩含水层,水量小,富水性弱,平硐开采易于排水。煤层开采后冒落带及导水裂隙带与风化裂隙潜水沟通,使其成为直接充水水源。

(二)充水通道

区内充水通道主要是人为因素引起的,即煤层开采后形成的冒落带和导水裂隙带,它是矿坑充水的人工通道。这里对5-2号煤层开采后形成的导水裂隙带进行分析。

根据煤矿内地质、水文地质条件简单,构造简单及本区煤层顶板为中硬岩层等地质特征,其形成的冒落带及导水裂隙带高度按煤炭工业局颁发的《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》推荐的经验公式计算,即:

H冒=

H裂=

式中:

H冒—冒落带最大高度(m)

H裂—导水裂隙带最大高度(m)

∑M—累计采厚(m)

通过计算,冒落带厚度及导水裂隙带厚度见表4-2-1。

5-2号煤层顶板冒落带及导水裂隙带统计表                  表4-2-1

表4-2-1所计算的导水裂隙带高度为37.40~41.00m,均未穿越煤层上覆基岩,基岩之上分布有3.05~50.36m厚的静乐组红土隔水层,故基岩裂隙水未与第四系黄土潜水沟通。

(三)充水强度分析

从表5-2可以看出,煤矿5-2号煤层底板标高1087.61~1106.17m,均高于当地侵蚀基准面(1080m)以上。该区为黄土梁峁区,沟壑纵横,大气降水多从地表流走,对地下水的补给甚微,煤层顶部基岩裂隙水多被疏干,含水层含水微弱,富水性极差。区内现采矿井采煤时,水量很小。故采煤时,地下水不会对矿坑造成威胁。

第三节  矿井涌水量预测

一、矿井涌水量预算

煤矿区仅有原工农联营煤矿,年产量14万吨/年,平均每天正常涌水量30m3/d,最大涌水量40m3/d。

根据区内煤矿实际情况和现有的水文地质资料,本次矿井涌水量预计选用比拟法。富水系数法是按吨煤的含水量来预计未来生产矿井的涌水量。富水系数:

KP=Q0/P0

KP—富水系数(m3/T)

Q0—矿井年涌水量(m3)

P0—矿井年产量(T)

富水系数的选择:根据区内原工农联营煤矿,年产量14万吨/年,平均每天正常涌水量30m3/d,最大涌水量40m3/d,按300个工作日计算出该矿区富水系数最大为0.086m3/t,正常0.064m3/t。

矿井涌水量计算公式:据公式Q=KP×P可计算出矿井达产后(60万吨)的矿进涌水量为:Q′(最大)=0.086×60×10000÷300=172(m3/d)

Q′(正常)=0.064×60×10000÷300=128(m3/d)

故矿井达产后其涌水量预算最大为172m3/d,正常为128 m3/d。

二、涌水量计算结果评述

根据煤矿水文地质条件,涌水量采用了比拟法。从获取的水文地质参数说明,煤矿内各直接充水含水层富水性差,构成水量较小。涌水量预算最大为172m3/d,正常为128 m3/d。

第四节  矿井防水措施

一、矿井开拓、开采所采取的安全保护措施

根据井田煤层赋存条件和水文地质条件,矿井开拓开采主要采取以下安全保证措施:

1、在矿井建设和生产过程中要认真做好水文地质工作,查明矿井水文地质条件,摸清矿井涌水与地下水、地表水和大气降水的水力联系;定期收集、调查和核对相邻煤矿情况,并在井上、下工程对照图上标出其井田位置、开采范围、积水情况。切实掌握水文情况,保证矿井安全施工和生产。

2、根据地质水文资料,巷道施工要做好超前探水工作,坚持做到“预

测预报,有疑必探、先探后掘,先治后采”的原则。

3、井下设排水泵房、水仓、水沟、排水管路等排水系统,保证足够的排水能力。

4、对巷道开拓及回采所可能遇到的含水层提前进行探放水,查明水文地质要素,据此经技术经济比较采取留设防水煤柱、注浆堵水、疏放等措施。

5、钻孔封闭现状

根据该矿勘探地质报告及调查,井田内钻孔钻探严格按照《钻探操作规程》及钻孔地质设计要求进行施工。钻探工程质量均为甲级钻孔或特级钻孔。

竣工的所有钻孔均按地质设计及钻探“规程”要求封闭。封闭层段:全孔封闭,封闭方法先用清水冲洗孔壁,用425#硅酸盐水泥、砂和清水按1:2:0.8配成水泥砂浆,再用泥浆泵送入,从孔底封至孔口,其浆样均固结良好。所有钻孔封孔质量均达到了设计要求,并均已在孔口埋石造标,注明孔号。

6、封孔不良钻孔的防治水措施

矿井在以后的生产中,对查出封孔不良的钻孔要建立台帐,并根据不同情况,在采掘工作面相遇前采取重新封孔、井下探水等措施,排除险情。

7、对主要含水层建立地下水动态观察系统,进行地下水动态观测、水害预报,并制定相应的“探、防、堵、截、排”综合防治措施。

8、对矿井采掘工程所影响到的各含水层,必须作出水文地质评价,进行提前预报,以便采取相应的防治水措施。

9、可进行群孔抽水试验,掌握各含水层之间、断层与含水层之间的水力联系。

10、对容易积水地段应修沟渠疏水,特别低凹处疏水困难时应填平压实,防止积水渗入井下。

11、矿井必须先完善防排水系统,方可开拓掘进。定期检修水泵及排水管道,保证所有水泵在发生火灾时,都能正常工作。总水泵排水能力必需在20h内排完矿井24h最大涌水量。水仓、水沟中的淤泥应及时处理,每年雨季前必须清理一次。

12、在采空区附近掘进巷道时,矿井必须作好水害分析预报,要做好超前探水工作,坚持做到“预测预报,有疑必探、先探后掘,先治后采”的原则。

13、当掘进巷道探到采空区水源时,其具体防治措施详见本节——(井下探放水措施)。

二、地表水防治措施

1、防洪排捞设计标准

根据《煤炭工业矿井设计规范》要求,井口及工业场地均按一百年一遇洪水位标高设计,三百年一遇洪水位标高校核。

2、防洪排捞

(1)该矿工业场地地处前阳湾沟流的子沟内,常年干旱无水,水流量小,夏季时常断流,为防止工业广场被雨水冲毁,沿场区西侧由南向北修筑一条排水明渠。

工业广场上流最大汇水面积约为19.5公顷;参照该地区丰水年降水量819.1mm,日最大降雨量取120mm;径流系数取0.4;日经流时间取8小时。根据以上参数得出流过排水沟的水量最大取2.0m3/s,水流速度取1.0m/s。

为满足排水要求,确定梯形排洪渠净下底宽2m,上底宽1m,深2m,沟底坡度>3%。排水沟两端的挡水墙,厚0.5m,基础深0.8m,宽0.6m,用50#水泥砂浆砌200#片石。

为了防止场地内涝,在沿场地挖方边坡距坡顶2m处设截洪沟,沿场地周围坡角设排洪明沟将雨水引至场外底洼处排放。

三、井下防治水措施

(一)排水系统

考虑到矿井生产能力扩大,预计正常涌水量5.33m3/h,最大涌水量7.17m3/h。

矿井主要水仓有效容量按照满足8小时正常涌水量,同时满足矿井4小时最大涌水量要求设计,充满系数按0.9计算,布置主、副水仓两个,主仓和副仓为独立且互不相通,间距20m,水仓采用半圆拱形断面,净宽2.6m,净断面6.03m2,混凝土支护厚度250mm,主水仓及副水仓长度共计85m,容量共计512m3。

(二)安全煤柱留设

井田内各类煤柱根据《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》的规定计算:

1、工业场地建(构)筑物保护煤柱

工业场地建(构)筑物保护等级为Ⅰ级,围护带宽度为20m。岩层移动角参考《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》选取,表土松散层移动角取45°,岩层移动角取70°,村庄留设85m保安煤柱。

2、煤层悬空边界线煤柱:

井田西部存在5-1和5-2煤层采空区,下部5-2煤层已采空,上部5-1煤层位于5-2煤层采空区以上时存在安全隐患,因此5-1煤层悬空边界留设保护煤柱30m,确保安全。

3、大巷煤柱

(1)5-2总皮带运输大巷、5-2总辅运大巷、5-2总回风大巷中间及两侧各留设保护煤柱35m;

(2)5-1皮带大巷、5-1辅运大巷、5-1回风大巷和5-2皮带大巷、5-2辅运大巷、5-2回风大巷中间及两侧各留设保护煤柱30m;

4、井田边界线煤柱:留设保护煤柱20m;

5、煤层露头线边界线及火烧边界线煤柱:

该矿各煤层露头线根据地质填图实测所得,其中煤层露头点是以高精度GPS定位确定,煤层火烧边界线根据区内地形特征,结合煤层底板等高线共同推断确定的;留设保护煤柱均为30m。

采掘过程中做到以防为主,探采结合,依靠目前先进的科技进一步提高探测手段。掘进巷道及开采工作面经过地段,接近可能积水的井巷、老空或相邻煤矿时,提前实施矿井地质雷达等物探手段进行探测,详细查明回采工作面或掘进巷道前方隐伏的充水构造。根据预测情况可实施探放水工程,提前疏水降压。如遇采空区涌水,一律不能进行封堵,要充分释放,同时增大井下排水能力,确保井下安全生产。

第五章  其它开采技术条件

第一节  工程地质

一、岩(土)体工程地质分类及特征

根据煤矿1:10000工程地质填图,钻孔工程地质编录及岩土力学样的测试结果,可将井田内岩(土)体分为四大岩类八大岩组(表5-1-1)。现分述如下:

岩土体工程地质分类表            表5-1-1

(一)极软弱岩类

包括松散沙层组及土层组。

1、松散沙层组

分布于煤矿不同地貌部位,在梁峁区的局部地段的梁面及背风坡堆积有风积沙,在河谷阶地区沉积有冲洪积沙,它们厚度变化大,孔隙率大,承载力低,稳定性差。

2、土层组

包括离石黄土和静乐组红土。黄土分布广,厚度大,一般厚20~30m,钻孔揭露厚度45米。富含钙质结核,结核较致密,节理,孔隙相对较发育。岩性一般以亚粘土,亚砂土为主。

区内黄土受水流侵蚀作用,梁峁区冲沟发育,岸高谷深,地形支离破碎,谷坡多见坍塌形成陡坎,沟头可见潜蚀现象。据有关分析资料,塑限14.3~16.7%,液限23.6~27.0%,天然含水量2.3~2.9%,土体处于坚硬或硬塑状态,塑性指数在9.2~10.4之间,塑性较弱。黄土孔隙度大,结构疏松,垂直节理发育,除局部显湿陷性外,一般多不显湿陷性。但易被地表水流冲蚀而引起坍塌,浸水易失稳。

静乐组红土较致密,强度较高,压缩性较低,不具湿陷性。但是红土上,下界面常有地下水活动,附近土体吸水膨胀,塑性增强,结构减弱,力学强度降低,成为软弱面,使之承载力降低,稳定性变差。若分布在边坡地段,则更易发生变形。

(二)软弱岩类

包括烧变岩组、风化岩组、煤岩组及泥岩组。各岩组的物理力学参数见表5-1-2。

1、烧变岩组

包括不同烧变程度的砂岩、粉砂岩、泥岩等,蜿蜒锯齿状断续分布于煤矿各大沟谷两侧,从三道沟井田磁法圈定及钻孔验证,一般自燃深度20~50m。煤层自燃后,引起的破碎带和裂隙密集带厚度一般达10~30m。发育的张性裂隙纵横交错,由片状、块状、渣状等烧变岩块共同组成的烧变岩体。它们岩块之间无粘结力,岩石质量极劣,稳定性很差,但就单块岩体而言,其具有较好的力学强度,当然随烧变程度的不同,岩体的工程地质性质亦有所差异。据三道湾井田资料,岩石烧变后容重减少(2.115~2.230g/cm3),比重增大(2.46~2.49),孔隙率加大(10~15%)。熔融岩的抗压,抗剪强度增大(63.55~12.75Mpa)。烧变较严重的岩石抗压、抗拉、抗剪强度减小(24.60、2.71、7.11Mpa)。

2、风化岩组

风化岩组指基岩顶部10~30m深度范围内具有已风化特点的岩石,其发育厚度系根据野外岩芯鉴定,地球物理测井曲线特征及钻孔岩芯机械力学强度测试成果共同确定的。风化岩层内部由上到下风化程度逐渐减弱,强风化带原岩结构破坏,疏松破碎,孔隙率大,含水率增高,强度减小,多数泥岩遇水短时间内全部崩解或沿裂隙离析。根据三道沟井田岩石物理力学试验结果,风化岩组干燥状态抗压强度52.6~56.8mPa,饱和抗压强度仅为3.8 ~10.4mPa,软化系数为0.07~0.16,充分表现了稳定性差的特点。RQD值平均为37.25%,岩石属劣质的软弱岩石,岩体完整性差(表5-1-3)。据有关资料,一些处于风化带中钙质、硅质胶结的砂岩,结构仍较致密,物理力学性质没有明显变化,仍有较好的工程地质特征。

岩石物理力学性质统计表                    表5-1-2

钻孔RQD值统计表                    表6-3

3、煤岩组

该岩组主要为区内5-1、5-2号主采煤层,属薄~中厚煤层。条带状结构,层状构造。性较脆,硬度中等。外生裂隙较发育,裂隙内充填有钙质及黄铁矿薄膜。煤层干燥状态抗压强度18.3~34.7Mpa,饱和抗压强度13.0~17.3Mpa,软化系数0.50~0.71。其它物理力学性质见表6-2。

4、泥岩组

本岩组是煤系地层的主要岩组,它与煤层开采有直接关系,由泥岩、粉砂质泥质、泥质粉砂岩等组成。多出现于煤层顶底板。岩石含有较高的粘土矿物和有机质,以发育较多的水平层理、小型交错层理、节理裂隙和滑面等结构面为特点。干燥状态下单轴 抗压强度为13.3~70.8Mpa,平均值为69.75Mpa;饱和抗压强度1.4~14.9Mpa,平均值为5.8Mpa,软化系数平均值0.02~0.29。浸水或长时间暴露于空气中岩石多沿层理方向离析成薄片,表现出稳定性较差的特点。RQD值平均为69.62%,说明岩石质量中等(III)。各种物理性质见表6-2。

(三)半坚硬岩类

包括钙质泥岩及砂岩组、砂岩组。

1、钙质泥岩及粉砂岩组

本岩组各地层均有分布,以煤系地层为主,尤以煤层的直接顶板多见。干燥抗压强度39.1~75.7MPa,平均62.87MPa;饱水抗压强度30.2~41.0MPa,平均34.98MPa,软化系数0.46~0.77,平均0.57。RQD值为83.56%。该岩组岩石坚硬,强度大,稳定性好。

2、砂岩岩组

本岩组以中粒砂岩和细粒砂岩为主,局部为粗粒砂岩,多形成煤层的基本顶或老底。原生结构面一般有平行层理,块状层理,大型板状交错层理,单层厚度大,构造结构面不太发育,主要为节理。干燥状态下抗压强度39.4~96.1Mpa,饱和抗压强度12.1~46.4Mpa,平均为22.5Mpa,为抗水抗风化和抗冻性较好的岩石,工程地质性质较好。RQD平均值78.56%,岩石质量属中等至好,岩体质量中等。其它岩石物理力学性质见表5-1-2。

二、岩(土)体结构类型及质量等级

(一)岩(土)体结构类型

根据组成岩体的结构面和岩石性质,从煤矿生产应用的角度出发,把区内岩体划分为散体结构、碎裂结构、层状结构和块状结构四大岩体结构类型。

1、散体结构

主要指土质岩类,亦包括基岩的强烈风化带,其中的节理、裂隙大量发育且呈无序状排列,岩体强度很低,变形明显;沙土体呈松散状或半固结松散状态,无强度或强度极弱,是工程地质特征最差的岩体结构,近似松散介质,易引起较多的工程地质问题发生。

2、碎裂结构

由烧变岩和基岩弱风化带组成,此类岩体结构面间距20~40cm,且互相切割,结构体为大小不一,形状各异的岩块,且呈不规则状,强度较低。作为开采煤层覆岩的一部分,易造成顶板岩石压力增大。在自然斜坡和人工边坡处易引起崩塌,滑坡等工程地质问题。

3、层状结构

层状结构是煤系地层中粉砂岩、(砂质)泥岩组的典型结构,为薄—中厚层状,夹泥岩、煤、炭质泥岩等软弱夹层,局部夹有中厚层砂岩。该岩体结构特点是岩体分层多,软硬相间。受沉积因素影响,剖面上厚度和平面上分布变化大(见工程地质剖面图及各煤层直接顶等厚线图)。受各种结构面的影响,结构体形态以长方体,板状体为主,为相对隔水层,易受地下水对岩石的软化、崩解、离析等。在煤层顶板多以复合结构产出,失去原岩压力平衡状态后,以离层或沿滑面滑脱失稳为主要表现形式。

4、块状结构

主要指砂岩岩组的岩体结构,亦包括层理不甚发育的,以钙质胶结为主的且厚度相对较大的粉砂岩。岩体分层厚度一般大于0.5m,大部分为中厚—厚层状。结构面较层状结构岩体为少,层理特征是不连续的交错层理或波状层理,平行层理。岩石干燥状态下抗压强度59.33Mpa,饱水后24.45Mpa,水稳定性较好,是矿区内各种结构体完整性和稳定性最好的。

(二)岩体质量

依据《矿区水文地质工程地质勘探规范》(GB12719-91)中推荐的几种方法对比评价各种结构岩体和岩体质量。

1、岩石质量等级和岩体完整性评价,即RQD值评价法

2、岩体质量系数法(Z值)

Z=I·f·S    S=Rc/10

3、岩体质量指标法(M值)

M=Rc·RQD/30

I—岩体完整系数(以RQD值计)

f—结构面摩擦系数

s—岩块坚硬系数

Rc—岩石饱和抗压强度(Mpa)

M—岩体质量指标

以上各参数选择除结构面摩擦系数选用经验数值外,其余均采用实测数值。各岩体RQD值、Z值、M值评价列于表5-1-4。

岩体质量等级定量评价表                表5-1-4

从表中可以看出,三种定量方法所得结果基本一致,而且各种结构岩体定性评价和定名与定量评价相吻合,故报告中对岩体结构类型的划分反映了勘探区岩体的工程地质特征。

三、煤层顶底板稳定性初步评价

(一)煤层顶、底板岩石工程地质特征

矿区内共有2层可采煤层,分别为5-1、5-2号煤层。其顶、底板的工程地质特征取决于岩性组合、厚度大小、分布特征及岩石自身的物理力学性质,现将其分述如下:

1、5-1号煤层

该煤层全煤矿分布,埋深29.85(Z304)~116.68(Z202)m,煤层上覆基岩厚度23.04(Z502)~63.26(Z202)m。煤层顶板多以泥岩、粉砂质泥岩为主,全煤矿分布,分布面积广,厚度变化大,厚2.39~18.20m。基本顶板岩性以中细粒砂岩为主,饱水抗压强度2.1~14.9MPa,平均6.7MPa,软化系数0.05~0.29,平均0.15,顶板岩石强度较小。

煤层底板以粉砂岩为主,细砂岩次之。

2、5-2号煤层

该煤层全煤矿分布,埋深51.72(Z304)~134.15(Z202)m,煤层上覆基岩厚度43.61(Z502)~81.12(Z202)m,与5-1号煤层相间15.84~23.84m。煤层基本顶板除Z102孔外,基本全煤矿分布,分布面积广,厚度变化大,厚1.45~10.31m。基本顶板岩性以中、细粒砂岩为主,粉砂岩次之。饱水抗压强度15.3MPa,软化系数0.21,强度较小。除Z304、Z402孔外,其余地段基本顶之下均分布有直接顶,岩性以泥岩为主,厚1.2~2.47m,岩质较软,强度较小。

煤层底板以钙质泥岩类为主,局部地段为粉砂岩。泥岩一般厚0.83~3.57m。

(二)煤层顶、底板稳定性评价

1、煤层顶板

根据本区煤层顶底板的地层结构、岩性特征及岩石的物理力学性质,煤层顶板稳定程度可划分为以下三种类型:

Ⅰ级—易冒落顶板:一般无基本顶,直接顶板为泥岩。

Ⅱ级—中等冒落顶板:有基本顶,岩性为细砂岩、粉砂岩等,

Ⅲ级—难冒落顶板:基本顶直接位于煤层之上,岩性为细砂岩、中粗粒砂岩及坚硬的粉砂岩等。

依据上述标准,结合其岩石物理力学性质,对煤矿内5-1、5-2号煤层顶板稳定性作了定性评价,详见表5-1-5。

煤层顶板稳定程度评价表               表5-1-5

2、煤层底板

5-1号煤层底板岩性为砂岩,饱水抗压强度15.3~18.9MPa,平均为17.1MPa,软化系数0.22,强度虽较小,但不易产生底鼓现象,稳定性较好。

5-2号煤层底板为钙质泥岩、粉砂岩等,饱水抗压强度28.0MPa,软化系数0.39,岩质较硬,强度中等,不易产生底鼓现象,稳定性较好。

四、矿区工程地质类型

矿区地形地貌和地质构造简单,地层岩性较单一,岩体结构多为厚层状,岩体各向异性,饱水抗压强度一般为10~30MPa,属于较软岩为主的层状矿床。主采5-1、5-2号煤层顶板多属易冒落到中等冒落顶板,稳定性较差;底板多以粉砂岩、细砂岩为主,强度中等,不易产生底鼓现象。根据《水文地质、工程地质勘探规范》有关规定,矿区工程地质勘探类型可划分为三类一型,即层状岩类简单型矿床。

第二节  环境地质

一、矿区稳定性

煤矿所在的新民矿区位于鄂尔多斯盆地的东北部,属鄂尔多斯断块的次级构造单元:处于东胜~靖边单斜与准格尔~兴县段的结合部。相对于盆地中心部位属地震多发区。据史载,在1448年位于本区西南方的榆林地区发生过4.7级地震,裂度6°;1621年5月,在矿区东部的孤山一带发生过5级地震,裂度6.7°。近百年来,区内虽有过几次小震,但裂度仅2.5°。根据前述资料该区地震烈度<Ⅵ,属无震害区,地震对矿区的稳定性影响微弱,矿区稳定性较好。

二、地温

本区普查资料表明,区内地温梯度最大2.9℃/100m,最小为0.84℃/100m,平均地温梯度1.53℃/100m。三道沟井田勘探时对S106等6个钻孔进行了简易测温工作,区内最高温度为21.10℃(孔深320.73m)。以上资料表明,区内地温正常,无地热灾害,再者本煤矿煤层埋藏浅,故本次勘探未设计、开展简易测温工作。

三、煤矿环境现状

本整合处于毛乌苏沙漠与陕北黄土高原的接壤地带,属地形破碎、沟壑枞横的黄土梁峁地形,其上局部为风积沙覆盖。环境地质现状主要表现为土壤侵蚀及水土流失、边坡失稳及土地沙漠化等。

(一)土壤侵蚀及水土流失

由于本区黄土裸露,孔隙度较高,透水性强,垂直节理发育,具沉陷性,又缺乏植被保护,夏季雨量集中在7~9月份,且多暴雨,在长期流水侵蚀下地面被分割得较为破碎,形成沟壑交错其间的梁、峁地形。丘陵沟壑区沟谷密度2km/km2左右,地面分割度为25~30%,地势起伏很大,从分水岭顶部到沟谷底部的最大落差有100~150m。地面坡度可达15°~55°。地形起伏较大,水土流失较为严重。据本次野外调查,GHD01淤地坝建于1986年,四年时间淤满,淤积量约31313m3,属水土流失严重区。其危害形式主要表现为冲毁土地,割裂地形,对建筑设施有破坏作用。随着近几年封山禁牧,退耕还林种草政策的推广,地表植被逐渐转好,水土流失现象逐渐减弱,对煤矿生产建设无大的影响。

(二)边坡失稳

本区为丘陵地区,沟谷发育,在区内的各大支沟,基岩多出露至斜坡顶部,由于基岩长期遭受风化剥蚀及煤层自燃形成的顶板跨塌,风化裂隙及自燃煤层顶板跨塌孔洞、裂隙较为发育。在沟谷上游及分水岭地带多出露黄土和红土,谷坡多在45°以上,上游可达50~70°,黄土柱状节理发育。上述各种客观条件成为边坡失稳的主导因素,边坡失稳多以崩塌为主,滑坡次之。

1、崩塌

区内可分为黄土崩塌和基岩崩塌。黄土崩塌一般多发生在沟谷上游和水分岭地带,规模较小且较普遍,常在雨季沿黄土的柱状节理发生,一般几十方到上百方。基岩崩塌多发生在斜坡较陡的地方,岩性多为中细粒砂岩,节理极度发育。由于受层理面及节理面的控制,局部地段又有较为破碎的烧变岩存在,多在暴雨时形成崩塌,一般几十至上百方。

2、滑坡

滑坡多发生在黄土组成的沟谷上游和分水岭地带。滑坡体多为中更新统离石黄土,滑动面为黄土与上新统红土及前第四系泥岩的接触处,规模较小,一般在1000~2000方,常单个发生。

由于崩塌、滑坡多发生在沟谷上游及沟脑部位,对煤矿生产建设及道路交通运输不会造成大的危害。

(三)土地沙漠化

煤矿位于干旱半干旱地区,由于受干燥多风气候的影响,使毛乌素沙漠已影响至该区,在本区梁面之上及梁的背风坡堆积有多处面积不大的现代风积沙,使土地逐渐出现沙漠化问题。在1:10000环境地质调查中,沙丘之上现采取封沙育草,植树造林等方法,使得固沙植被的覆盖面积不断扩大,沙漠化现象已发生逆转。

四、采煤引起的主要环境地质问题及防治对策

煤矿将扩建为年产60万吨的中型煤矿,采煤引起的主要环境地质问题为地面变形、煤矸石堆放,采矿废水的产生等。本报告对其进行分析预测并提出相应的防治对策。

(一)地面变形及防治措施

本煤矿所采煤层埋藏较浅,厚度较大,地下煤层被开采后,原有的地应力失去平衡,使煤层上覆基岩发生移动,必将引起不同程度的地表变形。

本报告根据国内相似煤田矿井开采地表沉陷变形的经验,尤其是根据神北矿区大柳塔煤矿采空区(1203工作面)近多年的地面塌陷观测,确定了本次计算的特定系数,本报告以此为依据,仅对5-2号煤层开采引起的地表移动和地表变形最大值进行预测,供设计部门参考。

1、预测模型:

a、最大下沉值:Wmax=m·q·COSα(mm)

b、最大倾斜值:Imax=

(mm/m)

c、最大曲率值:Kmax=1.52

(10-3/m)

d、最大水平移动值:Vmax=b·Wmax(mm)

e、最大水平变形值:Emax=1.52

(mm/m)

式中:m——采高(取平均值2.28m)

q——下沉系数  取0.59

b——水平移动系数  取0.29

r——主要影响半径(m)  取23.7

α——煤层倾角  取1°

通过计算,各种数据见表5-2-1。

井田地面塌陷预测结果表              表5-2-1

从预算结果可以看出,由区5-2号煤层充分采动后,地面将会出现裂缝及塌陷现象。根据煤层与覆岩结构特征,煤层采深与采厚比介于26~60之间的特征分析,该矿井开采后地表变形将出现地表裂缝和塌陷坑的可能。地表最大下沉1.345m,最大水平移动值390.05mm,最大水平变形值83.26mm/m。

2、防治措施

(1)大面积采煤后所出现的地裂缝,应及时组织人力物力进行充填。对出现的坍坑、洞穴、塌陷台阶及时填平修复,因地制宜的整治草地及其它用地,及时植树种草,恢复植被。

(2)利用井下排水,使用于农田灌溉和人工植草林地灌溉,以弥补由地裂缝潜水渗漏对地表植被生长造成的影响。

(二)煤矸石堆放引起的环境地质问题及防治措施

1、煤矸石堆放引起的环境地质问题

在煤矿生产过程中产出大量的煤矸石。它包括煤矿采掘过程排出的岩石、混入煤中的岩石、采空区跨落的岩石、工作面冒落的岩石及选煤过程中分离出来的炭质岩等。煤矸石的集中堆放,将会引起如下环境地质问题:

(1)压占土地

本煤矿将扩建年产30万吨的煤矿。从以往经验看,一般每采1吨煤原煤排矸0.2吨。由此可见,煤矿生产后大量的矸石排放,将压占大面积土地。

(2)引起矸石山滑塌和矸石流的发生

煤矸石在沟内的大量堆积,其堆积高度逐渐增大。由于堆积时间短,多未经压实,较为松散。在遇到大雨及暴雨的情况下,将会引起矸石山滑塌及矸石流的发生,对煤矿的生产安全和矿区居民的人身安全造成威胁。

(3)对地下水的污染

由三道沟井田对矸石下的土壤取样分析结果可以看出,矸石淋滤后土的Pb、Zn含量高出背景含量的4~6倍,Cu、Cd、As、Cr略高于背景值,Hg含量与背景含量相当。由此可见,矸石的有害元素经长期的迁移、聚集后可形成一定的规模,会对地下水造成污染,应引起注意。

2、防治措施

(1)尽可能放置于地下水水位埋藏较深处,且做好矸石堆放的基底工作,尽可能使基底达到隔水作用。

(2)积极引用高科技,使排出的矸石得到利用和使其资源化。

(3)谨防矸石山自燃对大气环境影响。对固定的矸石山披盖砂土进行植树种草。既可对其矸石山加以固定,又能起到美化环境的效果。

(三)采矿废水与选煤废水的产生及防治措施

1、废水的产生

煤矿开采以后将引起大量的废水排放,一种是矿坑排水,另一种则是选煤废水的排放。矿坑排水较好处理,而选煤废水是一种有毒废水,排放的废水将对土壤、地下水及地表水造成污染。

2、防治措施

(1)对矿坑排水投加混凝剂沉淀或采用系统工艺沉淀池进行沉淀后回用或排放。既做到水资源化,也避免了水循环污染;对于选煤废水则要进行进行一级处理达到排放标准后进行排放或另作它用。

(2)充分利用当地丰富的风积沙,它不仅具有透水能力,且具有吸附性的作用,故可利用它实现对污染水的净化。

(四)大气环境

区内沿主要沟谷分布有众多小煤矿配套炼焦炉,多未严格按环保要求建设,尘、烟回收综合利用很差,致使当地大气环境已受到污染,二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)总悬浮微粒(Tsp)均超标。

五、其它环境地质问题

(一)地震

据地震年监资料,本区及其临近的保德县,历史上先后发生过3次5~5.5级地震(表6-11),但近百余年来未发生过烈度大于2.5度的地震。根据中华人民共和国国家标准,中国地震动态参数区划图(GB18306-2001)本区地震动峰值<0.05g,相当于烈度6°。

地 震 基 本 烈 度 表                表5-2-2

(二)沙尘暴

本区属大陆性气候,冬春两季干燥,且西北季风强烈,最大风速达12~23m/s。根据榆林市气象局1983~1993年资料,年沙尘暴日数近5天,扬沙日数18天,浮尘日数8天。五级以大风30天,8级以上大风10.2天。尤其近几年来,沙尘暴日数与日俱增,常给农业、水利、交通以及矿井建设和人民生活造成困难。其次,沙尘天气中有几十种化学元素,大大增加了大气中固态污染物的浓度,大风使地面表层蒸发强烈,空气湿度降低,沙土及尾矿粉尘遮天蔽日,对空气、水源造成严重污染。

六、煤矿环境地质类型

本区按《中国地震烈度区划图》基本烈度值为Ⅵ度,近百年来未发生较大的地震,区域稳定性好。煤和矸石含有害元素低微,但经长期的迁移聚集后,会对土壤、地表水及地下水造成一定的污染。煤矿内生态环境脆弱,黄土梁峁区偶有小型滑坡、崩塌等地质灾害发生,水土流失严重。采矿会产生地表变形,继而引起潜水位下降。故本井田环境类型应为Ⅱ类,即属地质环境质量中等区。

七、环境地质问题防治建议

根据该区的环境地质现状,结合今后的煤矿开发规划及邻近矿区的经验教训,可以肯定环境地质问题在今后的煤矿开建设中将成为一个无法回避的现实问题。为了合理有效、有序地开采地下资源的同时,最大可能地保护十分珍贵的土地资源、水资源及植被资源等,必须做到以下几点:

(一)对环境地质问题应以防为主,采用防治结合的手段,最大可能地降低环境地质问题的影响范围和程度。工作中应有超前意识,树立“一朝破坏,十年难愈”的观念,提前预测可能发生的环境地质现象的种类、规律,要有一套完整的防治预案,使环境地质保护工作有条不紊地得以顺利实施。

(二)针对煤矿地形支离破碎、沟谷密集、坡陡梁窄的地形条件,大面积的采矿活动易引发崩塌、滑坡等地质现象的可能,在今后的工作中,应及时了解采空位置的地形地貌状况,对坡形较陡、表层岩石松软的地段应及时人工卸载,改造坡形。对易产生裂缝的地段需采取修筑挡土墙和截水渠,减少诱发因素的影响程度。

(三)对采矿中形成的固体废弃物,应选取合理封闭存放,并应造田复垦,即可防止泥石流的产生,又可节约土地资源。同时在封存时应设置粘土垫层,以防降水淋滤对地下水的污染。

(四)在煤矿内要加强植树种草工作等防风固沙措施,建立新的生态平衡。

(五)在开采过程中要做好保水采煤工作,防止因开采而造成地表水体枯竭,另在采煤中要注意监测地面裂缝和塌陷。

(六)加强水资源的管理,选用水质良好,便于防护的水源地做为生活用水。对矿井排出的水应清污分流,未受污染的水可直接排出做为工业用水,也可进行农业灌溉。受污染的水则另行排放,经过处理进行综合利用.这样既节约了水资源又减少了废水排放量。

(七)在矿井建设中应提前编制水土保持预案,加强管理力度,完善管理机构。

第三节  瓦斯、煤尘和自燃

一、瓦斯

(一)瓦斯含量及成分

各煤层瓦斯含量中,沼气(CH4)含量变化在0.29~0.52ml/g之间;二氧化碳(CO2)含量变化在0.11~0.22ml/g之间。各煤层瓦斯含量均很低。

各煤层自然瓦斯成分中,主要为氮气,其次为沼气及二氧化碳。其中,氮气成分占75.30~77.06%;沼气成分占15.64~16.62%;二氧化碳成分占6.56~8.87%。

(二)瓦斯分带

各煤层瓦斯处于氮气—沼气带。

区内各煤层埋藏浅(煤层均在侵蚀基准面之上),地层产状近水平,无贮气构造,煤的变质程度低,虽有少量瓦斯溢出,但大多沿裂隙逸散于大气中,因此测试结果气体总量很小。经对煤矿内及周边小煤矿调查,各矿井瓦斯含量均较低,未发生过瓦斯爆炸事故。故本煤矿属于低瓦斯矿井。

二、煤尘

各煤层煤尘爆炸时,火焰长度大于300mm,抑制性煤尘爆炸岩粉用量65~70%,均有爆炸性危险。

另外,根据工业分析计算出各煤层煤尘爆炸性指数(V/(V+FC))均大于有爆炸性危险的临界值10%,表明各煤层均有爆炸性危险。

综上所述,各煤层的煤具有爆炸性危险,在设计和煤炭开采过程中应引起足够的重视。

三、煤的自燃倾向

区内各煤层煤类均为不粘煤。在煤质分析中,利用还原煤样着火点和氧化样着火点的差值来推测煤的自燃倾向,即ΔT1-3>40℃为很易自燃煤,25℃<ΔT1-3≤40℃为易自燃煤,12℃≤ΔT1-3≤25℃为不易自燃煤,ΔT1-3<12℃为不自燃煤。据此,本煤矿内各煤层均属于易自燃煤。

另外,区内及周边的煤层露头均可见自燃现象,从煤矿调查中得知,以往煤矿堆放的碎煤发生过自燃。这与样品测试结果吻合,表明区内煤层易自燃发火,在生产煤的堆放和运输过程中,应采取相应的措施,以防止煤的自燃。

第六章  矿井资源量估算

第一节  资源量估算范围及工业指标

一、估算范围

1、估算煤层:本次参与资源储量估算的煤层为采矿许可证批准的5-1、5-2煤层。

2、估算范围:本次各煤层资源量估算范围根据20##年7月9日陕西省国土资源厅颁发的府谷县工农联营煤矿《采矿许可证》(证号C6100002010071120069977),边界线、煤层露头线以及《陕西省陕北侏罗纪煤田新民矿区府谷县工农联营煤矿整合区勘探报告》中采空区范围等共同圈定。

3、估算垂深

该煤层最高煤层底板标高为1230m(5-1煤层),最低底板标高为1080m(5-2煤层)

二、估算基准日

本次煤炭资源量估算基准日为20##年7月31日。

三、工业指标确定依据

本矿井内各煤层层位稳定,平均倾角小于1°,煤类为不粘煤。按照《煤、泥炭地质勘查规范》有关规定,确定本次资源量估算的工业指标为:

最低可采煤层厚度:     0.80m

最高灰分Ad(%):      40%

最高硫分St,d(%):     3%

最低发热量(Qgr,d):   17MJ/Kg

各煤层原煤灰分产率4.80~17.75%,全部符合要求;原煤基准全硫含量0.21~0.35%,全部符合要求;原煤发热量平均26.19~30.55 MJ/Kg,全部符合要求。

第二节  资源量估算方法

本矿井煤层倾角平缓,不足1°,构造简单,各煤层厚度变化小,规律性明显,为稳定性煤层,勘探工程布置合理,故采用水平投影面积、地质块段法进行资源储量估算。

估算公式为:Q=S×M×D

式中:Q—煤层的块段资源量(万吨)

S—煤层的块段面积(万米2)

M—煤层的块段平均厚度(米)

D—煤层的平均视密度(吨/米3)

第三节  资源量估算参数和边界的确定

一、参数的确定

1、煤层厚度的确定

根据20##年7月陕西省地矿局西安地质矿产勘查开发院提交的《陕西省陕北侏罗纪煤田新民矿区府谷县工农联营煤矿整合区勘探报告》中显示本区煤层的测井曲线异常显著,解释煤层成果一般准确可靠。因此在测井解释煤层成果与钻孔基本一致、且达到优(甲级)时均采用测井成果。

煤层厚度综合确定之后,其深度及底板标高均采用相应成果。

2、块段划分

在其资源量估算范围内,首先按不同资源量类别对工程网度的要求,以见煤点及钻孔连线为界进行分区,再在同一资源量类别区内,按工程点的密度及煤层厚度变化特点,以钻孔、可采边界线为界划分基本块段。基本块段以大巷煤柱、工业广场、防水煤柱等保护煤柱线划分为子块段。本次采用《陕西省陕北侏罗纪煤田新民矿区府谷县工农联营煤矿整合区勘探报告》中煤层相应块段。

3、块段煤层厚度的确定

(1)由工程点连线圈定的基本块段:由于工程点分布均匀,故采用基本块段范围内及周边所有可采见煤点采用厚度的算术平均值。

(2)以最低可采边界线为界的块段:0.80m煤厚点数的选取以其有效控制面积综合确定。

4、视密度值的确定

采用《陕西省陕北侏罗纪煤田新民矿区府谷县工农联营煤矿整合区勘探报告》中煤层视密度,本区5-1煤的视密度为1.34/m3,5-2煤的视密度为1.36/m3。

5、块段面积的确定

采用水平投影面积,块段面积全部用计算机MAPGIS软件,从矢量化后的煤层底板等高线及资源量估算图上读取。

二、各种估算边界的确定

1、采空区边界:

5-1、5-2煤层采空区边界线根据20##年7月陕西省地矿局西安地质矿产勘查开发院提交的《陕西省陕北侏罗纪煤田新民矿区府谷县工农联营煤矿整合区勘探报告》中所提供的采空区范围确定。

2、根据府谷县三道沟乡工农联营煤矿资源整合实施方案开采设计》及《府谷县三道沟乡工农联营煤矿煤炭资源整合实施方案安全设施设计》

(1)、工业场地建(构)筑物保护煤柱

工业场地建(构)筑物保护等级为Ⅰ级,围护带宽度为20m。岩层移动角参考《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》选取,表土松散层移动角取45°,岩层移动角取70°,村庄留设85m保安煤柱。

(2)、煤层悬空边界线煤柱:

井田西部存在5-1和5-2煤层采空区,下部5-2煤层已采空,上部5-1煤层位于5-2煤层采空区以上时存在安全隐患,因此5-1煤层悬空边界留设保护煤柱30m,确保安全。

(3)、大巷煤柱

①、5-2总皮带运输大巷、5-2总辅运大巷、5-2总回风大巷中间及两侧各留设保护煤柱35m;

②、5-1皮带大巷、5-1辅运大巷、5-1回风大巷和5-2皮带大巷、5-2辅运大巷、5-2回风大巷中间及两侧各留设保护煤柱30m;

(4)、井田边界线煤柱:留设保护煤柱20m;

(5)、煤层露头线边界线及火烧边界线煤柱:

该矿各煤层露头线根据地质填图实测所得,其中煤层露头点是以高精度GPS定位确定,煤层火烧边界线根据区内地形特征,结合煤层底板等高线共同推断确定的;留设保护煤柱均为30m。

第四节  资源量分类

一、地质可靠程度

根据《规范》和本次勘查工程控制程度及勘查的煤层资源量地质可靠程度分为探明的、控制的和推断的三个类别,现将本次勘查的地质可靠程度评述如下:

1、探明的(331)

煤层的厚度、结构已经查明;煤层对比可靠;煤层的可采范围及变化规律已经确定;煤类、煤质特征及煤的工艺性能已经查明;煤层的底板等高线已严密控制;各项勘查工程达到勘探阶段的控制要求。

2、控制的(332)

煤层的厚度、结构通过钻探及测井的相互印证已基本查明;采用多种方法对煤层进行了煤层对比,且对比可靠;煤层的可采范围及变化规律已基本确定;煤类、煤质特征及煤的工艺性能已基本查明;煤层的底板等高线已控制在10.00m以内;各项勘查工程均达到控制资源量对煤层控制的要求。

3、推断的(333)

煤层的厚度、结构通过钻探、测井、采样测试等工作成果的分析、研究,对该范围内煤层的厚度、结构已初步查明;煤层对比基本可靠;煤类和煤质特征已大致确定;煤层底板等高线已大致控制。各项勘查工作程度已满足推断资源量对煤层控制程度的要求。

二、经济意义划分

本区未进行可行性研究,仅作了经济概略研究,因此,根据以往勘查工作控制程度,煤层的技术经济意义为内蕴经济资源量。

三、资源量分类的依据和原则

依据矿井内各煤层的稳定程度、构造复杂程度、以及现行《规范》之规定:对于稳定煤层以750m×750m的工程网度圈定331级资源量,1500m×1500m的工程网度圈定332级资源量;探明的、控制的资源量区块外围,或有不确定因素的推断煤层可采边界、隐伏露头和钻孔工程较少的地段划分为333级资源量。

四、资源量分类

根据《固体矿产资源/储量分类》(GB/T17766-1999),依地质可靠程度及经济意义,可将本次煤矿的煤层资源量划分为:探明的内蕴经济资源量(331)、控制的内蕴经济资源量(332)和推断的内蕴经济资源量(333)三类。

第五节  资源量估算结果

本报告煤炭资源量估算日期截止20##年7月31日。

一、矿井范围内资源量估算结果

本次工农联营煤矿范围内参加资源量估算的5-1、5-2煤层共获得保有资源量2668万吨,各煤层资源量估算结果详见表6-5-1。

1、保有资源量

工农联营煤矿保有资源量为2668万吨。

其中:

探明的内蕴经济资源量(331)849万吨;

控制的内蕴经济资源量(332)760万吨;

推断的内蕴经济资源量(333)1059万吨;

(1) 可利用的资源量为1932万吨

其中:

探明的内蕴经济资源量(331)549万吨;

控制的内蕴经济资源量(332)465万吨;

推断的内蕴经济资源量(333)918万吨;

(2)各类煤柱资源量为456万吨

其中:

探明的内蕴经济资源量(331)142万吨;

控制的内蕴经济资源量(332)209万吨;

推断的内蕴经济资源量(333)105万吨。

(2)悬空资源量为280万吨

其中:

探明的内蕴经济资源量(331)158万吨;

控制的内蕴经济资源量(332)86万吨;

推断的内蕴经济资源量(333)36万吨。

2、采动资源量

采动与20##年7月陕西省地矿局西安地质矿产勘查开发院提交的《陕西省陕北侏罗纪煤田新民矿区府谷县工农联营煤矿整合区勘探报告》中一致。

二、资源量增减情况

本次计算的矿井资源量与20##年7月陕西省地矿局西安地质矿产勘查开发院提交的《陕西省陕北侏罗纪煤田新民矿区府谷县工农联营煤矿整合区勘探报告》所计算资源量变化情况对比详见表。

第七章  探采对比

第一节  构造

(一)断层、褶皱及岩浆岩

煤矿位于鄂尔多斯次级构造单元陕北斜坡的东北部,区内地质构造简单,未发现较大断裂、褶皱及岩浆活动痕迹,局部发育宽缓的波状起伏。总体构造形态为一向南南西缓倾的单斜层,倾向约192°,倾角小于1°。

(二)节理及裂隙

区内发育北西西和北东向两组节理,节理倾角平均70°~80°,但节理密度小,在沟谷边坡及陡坎上易诱导基岩崩塌。

此外,煤矿内局部地段发育烧变岩,由于煤层自燃真空垮塌,造成岩石破碎,发育大量节理、裂隙;在基岩顶界面之下,受第四系风化作用,形成20~30m风化裂隙带。上述因素导致区内上部基岩孔隙度加大,结构松散,是地下水的良好通道。

(三)主采煤层底板形态

由5-2煤资源量估算图可以看出,该煤层底板较平直,总体为一向南南西缓倾的单斜层,仅在K2—K4勘查线之间可见同沉积型的轴向近南北向的宽缓波状起伏。该煤层沿倾向平均降深幅度约12.5m/km,平均倾角约0.72°

第二节  煤层、煤质

(一)、区内5-1、5-2煤层为稳定的中厚煤层,煤层的可采范围,厚度,结构、及变化规律均已查明。

(二)、区内煤质情况已基本查明:属低灰,中高挥发,特低硫,煤的发热量属高热值煤、特高热值煤。可选性属易选煤,抗碎强度高,化学反应性强,热稳定性好。主要煤层煤灰成分中,铝、硅氧化物含量偏低,氧化铁略高且稳定,氧化钙含量变化大。是良好的动力用煤,气化用煤,低温干馏用煤。

第三节  水文地质条件

本矿井在煤炭资源整合勘探报告中将矿井水水文地质勘探类型为二类一型是合理的,即以裂隙含水层充水为主水文地质条件较简单的矿床。并对矿井涌水量进行了预测,预测结果为涌水量预算最大为172m3/d,正常为128 m3/d,矿井涌水主要来自井巷岩壁渗水和穿越含水层地段淋水、滴水以及煤层顶板淋水、滴水,基本与原勘探报告结论相吻合,符合矿井开采中矿井涌水量变化的客观规律。

第四节  核实工作有效性评价

府谷县工农联营矿井现巷道系统已掘进完毕,准备联合运转试生产,从现有井筒以及巷道所揭露的构造、煤层、煤质、水文地质条件的探采对比结果可以看出,原核实报告(《陕西省陕北侏罗纪煤田新民矿区府谷县工农联营煤矿整合区勘探报告》)方法正确,手段得当,类型划分正确,提交的报告满足了矿井设计的要求。

第八章  结论及建议

本次建井地质报告工作由榆林市荣岩地质勘探有限公司于20##年8月中旬接受委托后,充分搜集本矿井以往地质资料,进行分析整理,并前往府谷县工农联营煤矿有限公司进行建井过程实际地质记录资料搜集,同时对本矿井地质、水文地质、构造以及地貌概况进行调查。8月中旬日正式进入《府谷县工农联营煤矿矿井建井地质报告》编制工作中。

本次建井地质报告编制工作主要是在以往各阶段地质工作的基础上,以《陕西省陕北侏罗纪煤田新民矿区府谷县工农联营煤矿整合区勘探报告》为资料依据,同时结合建井期间的各类地质工作成果以及相关实际情况,对获取的资料进行综合分析研究,按现行矿井相关规程、规范及有关技术要求,对本矿井范围内截止20##年7月下旬前的地质工作进行总结。本报告编制过程历时10天,圆满完成了相应的任务。

一、主要地质成果

1、该煤矿位于鄂尔多斯次级构造单元陕北斜坡的东北部,区内地质构造简单,未发现较大断裂、褶皱及岩浆活动痕迹,局部发育宽缓的波状起伏。总体构造形态为一向南南西缓倾的单斜层,倾向约192°,倾角小于1°。

2、区内5-1、5-2煤层为稳定的中厚煤层,煤层的可采范围,厚度,结构、及变化规律均已查明。区内煤质情况已基本查明:属低灰,中高挥发,特低硫,煤的发热量属高热值煤、特高热值煤。可选性属易选煤,抗碎强度高,化学反应性强,热稳定性好。

3、本矿井在煤炭资源整合勘探报告中将矿井水水文地质勘探类型为二类一型是合理的,即以裂隙含水层充水为主水文地质条件较简单的矿床。并对矿井涌水量进行了预测,预测结果为涌水量预算最大为172m3/d,正常为128 m3/d,矿井涌水主要来自井巷岩壁渗水和穿越含水层地段淋水、滴水以及煤层顶板淋水、滴水,基本与原勘探报告结论相吻合,符合矿井开采中矿井涌水量变化的客观规律。

4、本次建井地质报告对府谷县工农联营煤矿范围内可采煤层资源量量进行了重新估算。截止20##年7月31日为止,工农联营煤矿保有资源量为2668万吨。其中:探明的内蕴经济资源量(331)849万吨;控制的内蕴经济资源量(332)760万吨;推断的内蕴经济资源量(333)1059万吨。

二、存在问题及建议

1、本矿井5-1、5-2煤层部分已采空,建议矿井在采掘工程中,进一步详细查清老窑采空区,做到先探后采,以避免防止采空区老窑积水突水及有害气体对矿井安全造成威胁。

2、加强矿井水文地质工作,进一步对矿井水文地质类型进行详细划分,做矿井防治水中长期规划。对井下所见涌(突)水点及出水点部位,进行详细记录,分析其涌(突)水因素,设立长期观测站定期进行观测,建立矿井涌水量与矿井开采量台帐。同时对矿井内及周边地表水系、水体及地面水文观测钻孔进行定期观测,以了解水量、水位变化,分析矿井生产对其的影响程度。

3、该区生态环境十分脆弱,矿产资源的开发和各类工程经济活动对生态环境产生了深刻的影响。主要环境地质问题有:水土流失、土地沙漠化、水环境变化、地面变形及滑坡、崩塌、泥石流、固体废弃物占地等。

表一    5-1号煤层资源量估算一览表

5-1号煤层资源量估算一览表                               续表一

5-1号煤层资源量估算一览表                              续表一

表二   5-2号煤层资源量估算一览表

5-2号煤层资源量估算一览表                              续表二

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