21采區(qū)地質(zhì)說(shuō)明書(shū)

1、嵩陽(yáng)銘鑫（登封）煤業(yè)有限公司21采區(qū)地質(zhì)說(shuō)明書(shū)編 制：審 核：科 長(zhǎng)：總工程師：采區(qū)地質(zhì)說(shuō)明書(shū)單位：米、噸一、概況位置及范圍水 平 +71m翼東采區(qū)21系二疊系煤層二1煤層?xùn)| 至井田東翼邊界保護(hù)煤柱南 至井田邊界保護(hù)煤柱和虎嶺斷層保護(hù)煤柱西 至11采區(qū)北 至井田邊界保護(hù)煤柱上限標(biāo)高+40m下限標(biāo)高-120m地面標(biāo)高227342m走 向230-320傾 向 長(zhǎng)500m面 積0.15km2鄰區(qū)情況1、本礦與2005年和2007年分別發(fā)生一起突水事故，均位于11010工作面掘進(jìn)期間，其主要是掘進(jìn)期間遇到靠近虎嶺斷層的小斷層引發(fā)。其主要特征是先遇到小斷層，繼續(xù)掘進(jìn)一段距離發(fā)生底鼓、涌水，水量逐漸增大、

2、突水，全區(qū)最大涌水量200-300m3/h。而在正常掘進(jìn)過(guò)程中未發(fā)現(xiàn)有突水事故發(fā)生，可見(jiàn)斷層是影響本礦井突水的主要因素。2、礦坑涌水的主要來(lái)源為地板滲（涌）水根據(jù)2008年排水資料分析，礦坑正常涌水量50 m3/h，最大75 m3/h，未見(jiàn)礦坑涌水量隨降雨量的增大而增大。因此，大氣降水對(duì)礦坑涌水影響不大。采掘情況：西部：11采區(qū)尚有1-2個(gè)工作面未采。自然災(zāi)害及其它：礦井為低瓦斯礦井，21采區(qū)煤層瓦斯含量較低。地面情況及受生產(chǎn)影響程度地面建筑、設(shè)施等：在21采區(qū)地面無(wú)集中分布的村莊及建筑。地形（地貌、植被、地層出露情況等）：23采區(qū)地貌屬構(gòu)造剝蝕帶，為低山丘陵地貌、基巖半裸露，地表被第四系黃土

3、覆蓋，地形起伏不平，沖溝發(fā)育。水系及地面積水范圍：屬淮河流域穎河水系。在21采區(qū)東部有白沙水庫(kù)。采掘影響及破壞程度：采掘?qū)⒃斐傻孛嫠莼虍a(chǎn)生裂隙，影響地面建筑設(shè)施。區(qū)內(nèi)地質(zhì)勘探情況概述：采區(qū)內(nèi)共施工2個(gè)鉆孔，與相鄰采區(qū)鉆孔資料相結(jié)合，基本上控制了本采區(qū)的大中型構(gòu)造，但有些地方鉆孔密度不夠需要補(bǔ)孔?？滋?hào)煤層見(jiàn)煤底板標(biāo)高煤厚終孔層位封孔質(zhì)量備注補(bǔ)1二1煤+48.29.85補(bǔ)2二1煤-9.6741.35二、地層及標(biāo)志層地層一、寒武系：鳳山組（E2t）灰?guī)r；二、石炭系：本溪組（C3b）鋁土質(zhì)泥巖；太原組（C3t）含煤地層；三、二疊系：山西組（P1sh）；下石盒子組上段（P1x）；上石盒子組（P2S）四

4、、第四系（Q新近系）黃土覆蓋層。主要標(biāo)志層1、 距二1煤底113.5m鳳山組（E2t）灰?guī)r；2、 距二1煤底68.6m本溪組（C2）鋁土質(zhì)泥巖；3、 距二1煤底45.0m L4灰?guī)r；4、 距二1煤底17.5m L7灰?guī)r；5、 二1煤頂板大占砂巖及滑動(dòng)構(gòu)造帶；三、煤層煤層賦存情況本區(qū)主要可采煤層為山西組的二1煤。二1煤厚為1.35-9.85米，平均5.60米。根據(jù)本采區(qū)內(nèi)及附近鉆孔資料分析，煤層可采指數(shù)KK=90%，可采系數(shù)Kc=90%，煤層厚度變化大，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，全區(qū)普遍可采，煤層穩(wěn)定程度屬較穩(wěn)定煤層。全區(qū)共有2個(gè)鉆孔。由煤底板等高線及鉆孔資料綜合分析可知，煤層整體呈一單斜構(gòu)造，厚度變化不穩(wěn)定

5、。煤層傾角結(jié)構(gòu)煤層名稱煤厚（m）傾角（度）結(jié)構(gòu)層間距KKKc穩(wěn)定性二1煤最小值最大值平均值1.35-9.855.6017-2320簡(jiǎn)單90%90%較穩(wěn)定四、煤質(zhì)物理特征煤層顏色光澤硬度容重煤巖類(lèi)型二1煤黑色強(qiáng)玻璃金剛231.36光亮半光亮工業(yè)指標(biāo)煤層WA%V%FCS%P%QgDTY工業(yè)牌號(hào)二1煤0.5016.4713.360.320.0196051K/G0貧煤五、煤層頂?shù)装迕簩宇?lèi)別巖石名稱厚度（m）主要巖性特征（含水性）二1煤頂板老頂大占砂巖 6.60 3.709.80細(xì)、中粒砂巖、硅質(zhì)膠結(jié)、致密堅(jiān)硬，成分以石英為主。直接頂砂質(zhì)泥巖 6.00 012.0主要是黑色泥巖和砂質(zhì)泥巖，抗壓強(qiáng)度弱中等

6、。底板直接底砂質(zhì)泥巖 3.70 07.6炭質(zhì)泥巖和砂質(zhì)泥巖為主，抗壓強(qiáng)度中等。老底L7、L8灰?guī)r 7.00 深灰色隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，含方解石脈，發(fā)育穩(wěn)定，為含水層。煤層頂?shù)装鍏^(qū)內(nèi)變化情況1、頂板：本采區(qū)二1煤層無(wú)偽頂，直接頂板多為黑色泥巖和砂質(zhì)泥巖，厚度為6m，抗壓強(qiáng)度34-67Mpa，強(qiáng)度弱中等，老頂細(xì)、中粒砂巖、硅質(zhì)膠結(jié)、致密堅(jiān)硬，為大占砂巖，抗壓強(qiáng)度一般為73-84Mpa，強(qiáng)度屬中等。2、底板：本采區(qū)二1煤層無(wú)偽底，多為炭質(zhì)泥巖、砂質(zhì)泥巖直接頂板，抗壓強(qiáng)度為38-63Mpa，強(qiáng)度屬中等。二1煤層頂?shù)装鍖俣?lèi)二型，生產(chǎn)過(guò)程中需注意加強(qiáng)頂?shù)装骞芾砗拖锏谰S護(hù)。六、地質(zhì)構(gòu)造（含陷落柱、巖漿巖及古河床沖

7、刷等）根據(jù)本采區(qū)內(nèi)2個(gè)鉆孔資料、煤層底板等高線形態(tài)及相鄰采區(qū)地質(zhì)資料綜合分析：本采區(qū)整體呈一單斜構(gòu)造，采區(qū)內(nèi)無(wú)探明的斷層構(gòu)造。1、虎嶺斷層（F63）：位于虎嶺至舊寨溝一線，走向北東，傾向北西，傾角70°，正斷層，斷距4080m，且有向北東變大的趨勢(shì)?；X斷層位于本采區(qū)邊界，設(shè)計(jì)留設(shè)20m保護(hù)煤柱，實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中需加強(qiáng)探測(cè)。2、褶曲：本采區(qū)范圍內(nèi)勘探程度較低，目前為止還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)大型褶曲。七、水文地質(zhì)基本特征根據(jù)11采區(qū)和礦井水文地質(zhì)報(bào)告及初步設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)提供的地質(zhì)、水文地質(zhì)資料及本采區(qū)的鉆孔資料分析認(rèn)為，對(duì)本采區(qū)采掘有影響的含水層有：1、L7-8灰?guī)r含水層；2、L1-4灰?guī)r含水層。各含水

8、層可以從相鄰采區(qū)內(nèi)的各含水層得以補(bǔ)給，并且受到區(qū)內(nèi)構(gòu)造影響使得各含水層在不同地段含水性、滲透性也各有所不同。充水因素及威脅程度1、二1煤層頂板砂巖孔隙承壓含水層指二1煤層頂板之上60m范圍內(nèi)各種砂巖含水層，巖性為細(xì)粗粒砂巖，一般發(fā)育25層，厚約20m，以大占砂巖和香炭砂巖為主，巖石完整致密，裂隙較發(fā)育，孔隙多被方解脈充填，富水性較弱。單位涌水量0.000430.0162L/S.m，滲透系數(shù)為0.0287m/d，該含水層常以頂板淋水向礦井充水，水量較小，為二1煤層頂板直接充水含水層。2、煤層底板水根據(jù)鄰近礦井調(diào)查，附近礦井多處出現(xiàn)地板裂隙涌水。二1煤層底板直接充水含水層，具有水頭高、水量大、來(lái)勢(shì)

9、猛等特點(diǎn)。L7-8灰?guī)r含水層巖層穩(wěn)定，厚度為0.9812.81m，厚度一般在7.00m左右，為底板直接充水含水層，當(dāng)其與下部強(qiáng)含水層產(chǎn)生水力聯(lián)系或與煤層之間隔水層較薄時(shí)，富水性則會(huì)相應(yīng)增強(qiáng)。掘進(jìn)過(guò)程中因加強(qiáng)含水層管理，嚴(yán)防底板突水事故。L1-4灰?guī)r灰?guī)r含水層為二1煤底板間接充水含水層，含水豐富、水壓大。厚度為0.4724.33m，平均13.34m。3、斷層水：虎嶺斷層位于采區(qū)南翼邊界，該斷層導(dǎo)水，富水性較強(qiáng)。需引起重視，留足斷層防水煤柱。該采區(qū)內(nèi)還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)斷層，預(yù)計(jì)對(duì)正常生產(chǎn)影響不大，但不排除掘進(jìn)過(guò)程中會(huì)揭露導(dǎo)水?dāng)鄬?，在附近施工時(shí)一定要采取切實(shí)可行的措施，確保安全生產(chǎn)。涌水量預(yù)測(cè)及依據(jù)根據(jù)充水

10、因素分析，本采區(qū)二1煤層充水水源主要有：頂板砂巖水、底板L7-8灰?guī)r水、斷層水。斷層水與開(kāi)采過(guò)程中防治水工作有關(guān)，水量不定，不易預(yù)測(cè)；頂板水以局部滲水、淋水為主，水量甚?。还时敬沃粚?duì)二1煤層底板太原組L7-8灰?guī)r水進(jìn)行預(yù)測(cè)。預(yù)測(cè)采用“比擬法”。本采區(qū)水文地質(zhì)與原恒瑞煤礦相似，其單位涌水量與開(kāi)采面積、水壓和開(kāi)采水平有一定關(guān)系，預(yù)算時(shí)采用直觀的比擬法，并選用開(kāi)采面積、降深為函數(shù)關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)公式： 式中：Q正采區(qū)預(yù)測(cè)涌水量，m3/h；Q0原恒瑞煤礦正常涌水量，50 m3/h；F0原恒瑞煤礦開(kāi)采面積，9400m2；F 21采區(qū)開(kāi)采面積，117000m2；S 水位最大降深，（207.56+120）=327

11、.56m；S0當(dāng)前水位降深，（207.56-40）=167.56m；L7-8灰?guī)r靜止水位標(biāo)高取0302孔和0303孔抽水資料（214.14+200.97）/2=207.56m。將上述參數(shù)代入公式，計(jì)算得該區(qū)開(kāi)采至最深水平（-120m）時(shí)正常涌水量Q正=132 m3/h。根據(jù)本礦及周邊礦井生產(chǎn)情況，礦井最大涌水量一般較正常涌水量增加20%，以此推測(cè)21采區(qū)最大涌水量為Q大=159m3/h。根據(jù)本次計(jì)算結(jié)果，確定21采區(qū)正常涌水量為132m3/h，最大涌水量為159m3/h。防治水建議及措施對(duì)不同形式的涌水采取不同形式的預(yù)防措施：1、頂板水防治：加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)頂板涌水量變大要立即分析原因，采取

12、對(duì)策。2、底板水防治：對(duì)于突水危險(xiǎn)區(qū)，正常巖段礦壓及水壓對(duì)底板的破壞和突水是個(gè)漸變的過(guò)程，對(duì)巷道可采取底板注漿加固工程，強(qiáng)化隔水底板的強(qiáng)度，避免在礦山壓力及水壓的影響下產(chǎn)生突水；對(duì)于回采過(guò)程可采取回填方式管理頂板，回填要及時(shí)，減小礦壓對(duì)底板的破壞，也可采用底板加固工程避免底板突水。3、斷層水防治： 采取超前鉆探，以確定斷層的位置、規(guī)模及含水性，當(dāng)揭露大斷層或強(qiáng)導(dǎo)水?dāng)鄬討?yīng)按有關(guān)規(guī)范留設(shè)相應(yīng)的保護(hù)煤柱，當(dāng)揭露小型不導(dǎo)水?dāng)鄬訒r(shí)可繼續(xù)推進(jìn)，當(dāng)巷道揭露小斷層時(shí)應(yīng)及時(shí)進(jìn)行底板注漿加固。八、影響生產(chǎn)的其他因素瓦斯、煤層、煤層自燃、地溫礦井屬低瓦斯礦井。從11采區(qū)開(kāi)采情況看，煤層瓦斯含量不高。煤塵較小，具爆炸

13、性，其爆炸指數(shù)為12.06%15.38%。開(kāi)采實(shí)踐證明，二1煤層發(fā)火現(xiàn)象不明顯，不易自燃。二1煤層變化程度高，煤中硫含量低，煤層燃點(diǎn)較高，一般不易自燃。地溫正常，不存在地溫?zé)岷?wèn)題。九、儲(chǔ)量計(jì)算范圍北至井田北部邊界，南鄰虎嶺斷層，西接11采區(qū)邊界，東臨井田東部邊界。計(jì)算參數(shù)及方法1、計(jì)算方法：采用地質(zhì)塊段法估算資源儲(chǔ)量，估算方式如下：Q=S÷cos×M×D式中：Q儲(chǔ)量（wt） S水平面積（m2） M平均煤厚（真厚度）（m） D煤層視密度（t/m3） 煤層傾角（°）2、采用參數(shù)煤層厚度：采用塊段真厚進(jìn)行資源儲(chǔ)量估算，塊段平均煤厚是利用該塊段內(nèi)鉆孔及塊段附近

14、鉆孔煤厚真厚求其平均值。塊段面積：在1：2000二1煤層底板等高線上利用AUTOCAD制圖軟件直接求得。煤層視密度：根據(jù)本礦實(shí)測(cè)二1煤層視密度為1.36t/m33、工業(yè)指標(biāo)動(dòng)用塊段范圍內(nèi)二1煤為貧煤，最低可采厚度為1.35m，原煤灰分16.47%，水分%，發(fā)熱量6051大卡/公斤。儲(chǔ)量計(jì)算基礎(chǔ)及匯總煤層塊段級(jí)別編號(hào)平面積(m2)傾角斜面積(m2)平均厚度容重儲(chǔ)量(萬(wàn)噸)回收率(%)可采儲(chǔ)量(萬(wàn)噸)備注二1煤122b-0111364820°1209425.601.3691.17568.3333 -023672320°390805.601.3629.8斷層和井田邊界保護(hù)煤柱合計(jì)120.968.3儲(chǔ)量分析各類(lèi)煤柱：虎嶺斷層及北翼和東翼井田邊界保護(hù)煤柱總計(jì)29.8萬(wàn)噸。三下壓煤：無(wú)。十、存在問(wèn)題及建議1、本采區(qū)范圍內(nèi)二1煤層直接頂、底板巖性以泥巖、砂質(zhì)泥巖為主，根據(jù)其巖性組合特征，在生產(chǎn)中易于產(chǎn)生冒