煤矿采区设计

第二章 矿井地质

第一节 地层

一、矿井出露地层

区内出露地层由老至新分别为:二叠系下统茅口组(P2m)、二叠系上统峨眉山玄武岩组(P2β)、宣威组(P2x)、三叠系下统卡以头组(T1k)和飞仙关组(T1f)及第四系(Q),其中宣威组为含煤地层。

二、煤系地层

矿区含煤地层为二叠系上统宣威组(P2x),属陆相含煤沉积,根据岩性及含煤特征,可划分为三段:

1、下段

岩性为灰色粘土夹深灰色中厚层状砂质泥岩、粉砂岩及细砂岩,含0.5m~1.6m厚的菱铁矿层,含大量植物化石碎片及菱铁矿结核,底部见厚约2~7m的灰白色铝土质泥岩,顶部为灰色粘土岩、间夹煤线及薄煤层。该段厚30~100m,平均70m。

2、中段

该段厚30~50m,岩性为深灰色中厚层状粉砂岩、泥质粉砂岩及细砂岩,夹有煤线及薄煤层4层。

3、上段

该段厚30~42.5m,属陆相含煤沉积,岩性为灰色中厚状细砂岩、粉砂岩,夹煤层6层,主要可采煤层为C3煤层, C1、C2、C4、C5、C6均为不可采煤层。

第二节 地质构造

矿区位于兴隆场向斜南东翼。矿区地层总体为一向北西倾斜的单斜构

造,地层倾向345°~355°,倾角20°~35°。根据勘查规范DZ-T0215-2002构造复杂程度标准,本矿井构造复杂程度为简单类型。

本次设计区域内无褶皱,无断层。

第三节 煤层、煤质

一、煤层

宣威组含煤14层,自上而下编号为C1、C2、C3、C4、C5、C6……C14,其中仅上段的C3煤层全区可采。现将C3煤层特征简述如下:

C3煤层(俗称高炭):位于宣威组中上部,层位稳定,煤层厚度本区为1.2m~1.6m,本次设计区域平均厚度为1.4m,煤层结构单一。煤层直接顶为砂质泥岩和灰色厚层状粉砂岩,直接底为粘土岩和中~厚层状细砂岩,属较稳定煤层。(见煤层特征表)。

煤层特征表 表2-3-1

特征 厚度煤层 C3 倾角容重3夹矸复杂 (m) (°) (t/m) (层) 程度 1.4 24 1.50 0 稳定性 顶底板 直接顶为砂质泥岩和粉砂简单 较稳定 岩,直接底为粘土岩和中~厚层状细砂岩 二、煤质

1、煤的物理性质及煤岩特征

上部为暗淡型煤,中部为半暗型煤,下部为亮煤,以块状结构为主。中、上部颜色为灰黑~浅灰色,性脆,光泽较强。上部煤岩成份以镜煤为主,镜煤呈细条带至线理产出,贝壳状断口;中部以暗煤成份为主,丝炭呈不规则状断续产出,光泽暗淡;下部煤岩成份以暗煤和亮煤为主,呈条带状及透镜状结构。煤层平均体重1.50t/m3。

2、煤的化学性质和工艺性能

C3煤层化验指标为:水份(Mad)3.01%,灰份(Ad)26.6%,挥发份(Vdaf)

10.36%,固定炭(Fd)60.30%,发热量(Qb.ad)23.979MJ/kg,全硫(St,d)0.34%,磷(Pd)0.005%。

C3煤层为低水份、中灰、特低挥发份、低硫、低磷、中热值煤;煤类为无烟煤三号,工业牌号WY03,可作工业和民用用煤。

第四节 开采技术条件

一、瓦斯

根据XXXXXX审定结果:最大相对瓦斯涌出量为5.160m3/t,最大绝对瓦斯涌出量为0.436 m3/min;最大相对二氧化碳涌出量为8.230m3/t,最大绝对二氧化碳涌出量为0.695m3/min。根据《煤矿安全规程》第133条,本矿井为低瓦斯矿井。

二、煤尘爆炸危险性、煤自燃倾向性

2007年8月委托XXX煤矿矿用安全产品检验中心对C3煤层进行了煤尘爆炸危险性鉴定及煤层自燃倾向性等级鉴定,鉴定结论为C3煤层无煤尘爆炸危险性,煤层自燃倾向性等级属Ⅲ类,为不易自燃。

三、地温

根据邻近区域调查情况及矿井生产揭示,现开采区域属地温正常区,无热害危及矿井安全生产。

四、工程地质条件

该矿开采煤层赋存于二叠系上统宣威组中上部,C3煤层直接顶为砂质泥岩和灰色厚层状粉砂岩,直接底为粘土岩和中~厚层状细砂岩。

综上所述:矿井工程地质条件属简单类型。 五、矿区水文地质条件

矿区属××支流――××河水系,山势陡峻,沟谷发育。地形坡度在20~35°间,有利于地表水与大气降水的排泄,不利于向下渗透补给,与

地下水的水力联系弱。区内无地表水体和常年性河流,仅有小股季节性支沟,大气降水沿支沟流出矿区,汇入矿区以北的××河。

矿井充水因素为大气降水,通过裂隙渗入井下,小窑积水也是矿井充水的主要因素。随采空区面积增大,充水量亦会增加,特别是小窑采空区积水,必须采取“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的有效措施进行防范,不要误穿采空区积水区造成突水事故。

1、地层含(隔)水性 二叠系下统茅口组(P1m)

为灰色灰黑色块状灰岩夹燧石条带,厚达300m以上,分布于矿区南部,在地表裂隙、溶洞与陷落漏斗等卡斯特地貌发育地段,极易受大气降水补给,补给条件充分,在深部形成较为丰富的含水层,但岩溶地下水位远低于最低开采标高,对煤层开采影响不大。

二叠系上统峨眉山玄武岩组(P2β)

为灰色、浅灰色凝灰岩、致密块状玄武岩,含稀疏团块、星点状黄铁矿,厚约150~200m,是良好的隔水层,对下部的茅口组强岩溶含水层进行阻隔。

二叠系上统宣威组(P2x)

为泥岩弱含水隔水层,厚约122m。虽然砂岩、粉砂岩中裂隙、孔隙含水,出露于斜坡地带,接受大气降水补给,但砂岩的厚度仅为2~3m,并有泥岩、粘土岩阻隔,故矿区仅形成封闭独立水含水体。宣威组为飞仙关组鲕粒灰岩与茅口组灰岩之间的良好的隔水层

三叠系下统卡以头组(T1k)

分布在矿区北部,为岩溶及裂隙含水,水量丰富,属强含水层,但远离矿山开采煤层,对煤层开采无影响。

三叠系下统飞仙关组(T1f)

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