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1.3煤矿概况2
1.4以往地质工作3
2地层构造4
2.1地层和含煤地层4
2.2地质构造复杂程度8
3煤层、煤质和资源/储量.9
3.1煤层赋存特征9
3.2煤种及煤质9
3.4煤层稳定程度划分10
4瓦斯12
4.1煤层瓦斯参数和矿井瓦斯等级12
4.2矿井瓦斯赋存规律12
4.3矿井瓦斯涌出量预测12
4.4煤与瓦斯区域突出危险性预测12
4.5矿井瓦斯类型划分13
5水文地质14
5.1含水层和隔水层分布规律和特征14
5.2充水因素分析及周边煤矿、老窑采空区分布状况15
5.3矿井涌水量及突水情况20
5.4煤矿受水害影响程度和防治水工作难易程度20
5.5煤矿水文地质类型划分20
6其他开采地质条件.20
6.1煤层顶底板特征20
6.2地层产状要素21
6.3陷落柱、冲击地压、地热、和天窗21
6.4其他开采地质条件类型划分21
7煤矿地质类型划分结果.21
7.1煤矿地质类型划分要素综述21
7.2煤矿地质类型综合评定22
8煤矿地质工作建议23
9附图24
1绪论
1.1目的与任务
为了加强和规范煤矿地质工作,进一步查明矿井隐蔽致灾地质因素,及时处理煤矿地质灾害,有效预防煤矿事故,根据国家安监总局、国家煤监局《关于印发煤矿地质工作规定的通知》(安监总煤调
〔2013〕135号)文件的精神,新胜煤矿对本矿的地质类型进行调查,提交本报告。
本次工作主要任务是:
一、调查研究矿井地层、地质构造,确定地质构造复杂的程度;
二、调查研究煤层赋存情况,确定煤层稳定性;
三、调查测定矿井瓦斯含量,确定矿井瓦斯类型;
四、调查研究矿井水文地质条件,确定矿井地质类型;
五、调查了解矿井煤层顶底板、煤层倾角以及其他特殊地质因素,确定其类型。
六、根据调查及有关资料,综合分析矿井存在的地质条件,对矿井地质类型进行划分并提出矿井防灾措施。
1.2报告编写依据
1.2.1法律、法规、规范和技术标准:
(1)《中华人民共和国安全生产法》(2014年8月31日第十二届全国人大常委会第十次会议通过);
(2)《中华人民共和国矿山安全法》(1992年11月7日第七届全国人大常委会第二十八次会议通过);
(3)《中华人民共和国煤炭法》(1996年8月第八届全国人大常委会第二十一次会议通过);
(4)国家安全监管总局国家煤矿安监局《关于印发煤矿地质工作规定的通知》(安监总煤调〔2013〕135号);
(5)《煤矿地质工作规定》国家安全监管总局国家煤矿安监局;
(6)《煤矿防治水规定》国家安全生产监督管理总局第28号令;
(7)《煤矿安全规程(2016版)》(国家煤矿安全监察局);
1.3.2技术资料
(1)四川弘鑫矿业有限公司荣县新胜煤矿2012年资源储量核实报告;
(2)四川弘鑫矿业有限公司荣县新胜煤矿水患现状调查及矿井水文地质类型划分报告;
(3)四川弘鑫矿业有限公司荣县新胜煤矿2014年瓦斯等级鉴定报告;
1.3煤矿概况
四川弘鑫矿业有限公司荣县新胜煤矿位于荣县县城254°
方向,
直距约21km处的保华镇五皇村12组境内,行政区划属自贡市荣县保华镇管辖。
境内对外联系运输主要依赖于内乐公路,矿井至长山17Km至乐山市68Km至(乐山市)五通桥58Km至荣县城33Km至自贡市78Km交通方便。
矿井开采范围属犍荣煤田金保区井田。
矿区范围由15个拐点坐标圈定,开采深度由+520m至士0m矿区面积约10.1617平方公里。
中心地理坐标:
东经104°
12’40.5〃,北纬29°
23’46.5〃,主井坐标:
X=3253751,Y=35423087Z=+493m副井坐标:
X=3253779Y=35423110,Z=+494.8m;
回风井:
X=3252969,Y=3542021QZ=+375m矿井累计查明保有资源/储量(122b)526.8万吨,矿井可开采煤层为:
C4煤层,煤种类别为1/3JM。
核定生产能力15万吨/年,可开采期约30年。
四川弘鑫矿业有限公司荣县新胜煤矿核定生产能力15万吨/年,属高瓦斯矿井,斜井开拓,主、副斜井布置在矿井井田中央,回风井布置在井田西翼边界,三个井筒均布置于岩层中;
矿井采用中央边界抽出式通风。
主、副井进风,回风井回风。
风井安装有型号为FBCDZM16/2x75kW的轴流对旋式主要通风机两台(一台工作,一台备用)。
矿井采用斜井开拓,采煤方法为走向长壁后退式采煤法,水平划分为+350m+200m+67m三个水平,其中+67m为生产水平,+350m水平、+200m水平已开采结束。
+67m水平分东、西两翼开采。
目前布置有一个采煤工作面:
4314采煤工作面,一个掘进清收点:
4315上回风巷清收点。
矿井实行双回路电源供电,矿井属高瓦斯矿井,煤层自燃倾向性等级为皿类(不易自燃),煤尘无爆炸危险性。
矿井水文地质类型为复杂,水患危险性为很危险(H级)
矿井采用三级排水,排水方式均为机械排水,其水泵排水能力能够满足矿井年产15万吨原煤的需要。
1.4以往地质工作
1、1961年原四川省地质局内江地质队(现川西北地质队)在该区进行了勘探,勘探区域为犍荣煤田金保矿区保华井田,面积48km2。
完成主要实物工作量,1:
1万地质填图60km2。
钻探1052.24m(10孔),槽探777m3采样18件等,1962年12月提交了《四川省犍荣煤田金保区保华井田最终储量报告》。
计算表内B+C1+C2表外C1级储量共计1165.7万吨,其中:
表内B+C1级储量957.9万吨,C2级98.9万吨,表外C1级108.9万吨。
1963年3月四川省储量管理委员会第九十九号意见书批准B+C级储量843.8万吨。
2、2009年12月,四川省地勘局化探队对荣县新胜煤矿开展了2008〜2009年度煤炭资源/储量年度检测工作,编制并提交了《四川省荣县德兴矿业有限公司(新胜煤矿)2008〜2009年度矿山储量年报》。
截止2009年12月31日,荣县新胜煤矿在法定矿区范围内,累计查明资源/储量485.0万吨;
累计查明动用储量190.3万吨;
累计查明保有资源/储量294.7万吨(其中:
(122b)16.2万吨,(333)278.5万吨)。
3、2010年12月,四川省地勘局化探队对荣县新胜煤矿开展了
2010年度煤炭资源/储量年度检测工作,编制并提交了《四川弘鑫矿业有限公司荣县新胜煤矿2010年度矿山储量年报》。
截止2010年12月31日,荣县新胜煤矿在法定矿区范围内,累计查明资源/储量748.4万吨;
累计查明动用储量221.6万吨;
累计查明保有资源/储量(122b)526.8万吨。
4、2011年12月,四川省地勘局化探队对荣县新胜煤矿开展了2011年度煤炭资源/储量年度检测工作,编制并提交了《四川弘鑫矿业有限公司荣县新胜煤矿2011年度矿山储量年报》。
截止2011年12月31日,荣县新胜煤矿在法定矿区范围内,累计查明资源/储量748.4万吨;
5、2016年12月,四川省煤炭设计研究院对矿井进行水害调查,提交了《四川弘鑫矿业有限公司荣县新胜煤矿水患现状调查报告》。
2地层构造
2.1地层和含煤地层
2.1.1地层及含煤性新胜煤矿矿区范围内及周边出露的地层由新至老依次为第四系
(Q4>侏罗系中统上沙溪庙组(J2s)、侏罗系中统下沙溪庙组(J2xs)、侏罗系中统新田沟组(J2x)、侏罗系中下统自流井组(J1-2z)、侏罗系下统珍珠冲组(J1zh)、三叠系上统须家河组(T3xj)。
现将各地层岩性特征分述如下:
1、第四系(Q4)主要分布于矿区西部及地势低洼处,岩性主要为为沙土、粉土、粘土及碎石土等,厚度0~7m不等。
属松散孔隙弱含水层。
与下伏地层呈角度不整合接触。
2、侏罗系中统上沙溪庙组(J2s)
岩性主要为暗紫红色泥岩、长石石英砂岩互层,厚度〉100m。
本段属富水性较弱的相对隔水层。
3、侏罗系中统下沙溪庙组(J2xs)岩性主要以紫红色泥岩、砂质泥岩夹长石石英砂岩、粉砂岩为主,厚度100~150m。
本段属富水性较弱的相对隔水层。
4、侏罗系中统新田沟组(J2x)岩性主要为黄绿、紫红色泥页岩、石英砂岩,厚度50~90m。
本段属富水性较弱的裂隙含水层。
5、侏罗系中下统自流井组(J1-2z)
该组地层厚110〜180m按岩性组合特征划分为以下三段:
(1)大安寨段(J1-2zda):
分布于矿区西北部边界附近的真武山一带。
下部为灰色、灰白色石灰岩,泥质灰岩夹钙质页岩,灰岩中含生物碎屑;
上部为紫红色泥岩夹粉砂岩。
厚30~50m。
(2)马鞍山段(J1-2zm):
矿区大部分地区出露。
主要岩性为紫红色泥岩,上部夹少量泥晶灰岩透镜体;
下部夹灰白色细粒长石石英砂岩及浅黄色粉砂岩。
厚60~100m。
(3)东岳庙段(J1-2zd):
分布于矿区东部,出露面积较小。
下部为灰色中厚层状介屑灰岩,灰黄色含介屑铁质粉砂岩;
上部为紫
色~灰黑色页岩夹粉砂岩。
厚20~30m本段属富水性较弱的相对隔水层。
与下伏地层呈整合接触。
6、侏罗系下统珍珠冲组(J1zh)分布于矿区东部,岩性主要以紫红色、暗紫红色泥岩为主夹砂岩。
上部砂岩为灰白色中至细粒长石石英砂岩,厚10~15m下部为紫红色砂岩,厚5〜10m风化后呈乱石堆状,风化面呈灰黑色,该两层砂岩在本区分布稳定,常形成陡坎地貌,可做区内标志层,本组厚约76〜100m本组属富水性较弱的相对隔水层。
与下伏煤系地层呈平行不整合接触关系。
7、三叠系上统须家河组(T3xj)为矿区的含煤地层,按岩性组合特征及含煤性可划分为六个段,由下至上第一、三、五段为含煤段,第二、四、六段为砂岩段。
区内主要出露第五、六段,现将该两段地层特征简述如下:
(1)须家河组第六段(T3xj6)俗称青杠岭砂岩,分布于矿区南部,岩性主要为灰黄色块状细~中粒长石石英砂岩。
岩质坚硬,抗风化力强,常形成陡坎地貌,厚40〜80m本段属富水性弱〜中等的砂岩裂隙含水层。
(2)须家河组第五段(T3xj5)
总厚约50〜90m,分布于矿区南部,是矿区主要含煤段。
主要岩性为浅黑色页岩夹浅灰色中粒块状长石石英砂岩,上部为灰色薄至中厚层状细砂岩,深灰色砂质页岩,夹有薄煤层,厚15〜20m;
中
部为浅灰色中粒块状长石石英砂岩,厚约10m;
下部为浅黑色砂质
页岩,浅灰色中粒长石石英砂岩,砂质页岩夹薄煤层,厚约35m。
本段所含煤层除矿区可采煤层独层子之外,尚有三二炭、夹壳炭、双层炭、炉桥炭等煤层,其特点是层数多,厚度小,变化大。
本段属复合弱含水层(隔水层与弱含水层相间出现)。
2、构造
新胜煤矿所在的保华井田区域上位于铁山背斜东段南翼,该背斜
呈北东走向。
背斜两翼不对称,南翼缓,北翼陡,背斜轴部发育众多断裂,构造较复杂,发育有F1铁山断层、F2瓜瓢洞断层、F3大山坡断层、F4真武山断层和F5麻石岩断层等。
断层主要特征表
编
号
断层名称
断层结构面及产状要素
规模
位置
走向
倾向
倾角
长
(km)
断距
(m)
主要特征
断层性质
Fi
铁山
断层
铁山至钻天坡一带,金井背斜北西翼
58°
〜
67°
NW
35°
60°
21
300
Jizh与T3xj成断层接触,李家坳见有宽约
14m破碎带。
逆断层具压扭性
F2
瓜瓢洞
杨家山-麻石岩至银旭湾,瓜瓢
洞背斜北西翼
60°
70°
SE
40。
45°
>
12.5
200
T3xj与J1zh成断层接触,被F5切断
F3
大山坡
黑湾至真武山
55°
3.8
100
T3xj与J1Z成断层接触,往南西逐渐消失。
逆断层
F4
真武山
唐家沟至真武
山SW
31°
52°
36°
4.6
T3Xj与J1Zh成断层接触,北东段有宽15m破碎带,有断层泥和砂岩挤压带
F5
麻石岩
北麻石岩老虎顶一带,金井背斜北西翼
80°
N
43°
2.4
70
T3xj与J1zh成断层接触,错开瓜瓢洞断层、
铁山断层等。
平推逆断层
2.2.4地质构造对采区合理划分的影响
新胜煤矿区域上位于铁山背斜东段南翼,该背斜呈北东走向,背
斜两翼不对称,南翼缓,北翼陡,背斜轴部发育众多刺激断裂,有
F1铁山断层、F2瓜瓢洞断层、F3大山坡断层、F4真武山断层和F5麻石岩断层等。
但以上次级断层均位于矿区边界以外(北西、北),
矿区内未见明显褶皱和断层发育。
所以地质构造对采区划分基本无影响。
2.2地质构造复杂程度
根据以上分析断层均位于矿区边界以外(北西、北),矿区内未见明显褶皱和断层发育,所以新胜煤矿矿区地质构造复杂程度属简单类型。
3煤层、煤质和资源/储量
3.1煤层赋存特征
含煤地层位于上三叠纪T3xj5地层中,由灰至浅灰色中一粒泥岩砂岩及深灰色砂质泥岩,泥岩及薄煤层间互组成,总厚约110米左右,煤层顶板岩性为深灰色泥岩夹薄层砂质泥岩,灰白色中粒砂岩。
其组成含煤组底层岩性,主要为内陆潮组-沼泽相砂岩,泥质砂岩,砂质页岩,页岩清煤组成。
现将各带层特征及含煤性由下而上叙述如下:
第一带层汇总夹清煤1-3层,称之三、二炭(C9即K7)赋存比较稳定,本带层厚度变化不大,一般均再6-12米之间,含煤系数0.96-9.49%
第二带层重夹清煤1-2层,炉桥炭(C7)及夹岩炭(C8)前者赋存稳定,本层厚度变化不大,一般18-22米,含煤系数0.1-1.82%
第三带层重清煤4-5层,即夹壳(C2)、娄子炭(C3)、独层子(C4即K10)、夹砂糕(C5)、双层炭(C6),其中稳定煤层独层子为可采煤层,赋存较稳定者1-2层(C2、C5)。
带层厚度变化不大,一般18-23米,含煤系数4.06-1.48%间。
第四带层重夹不稳定清煤层,一层草皮炭(C1),本带层厚度一般14-21米,含煤系数0.00-1.77%。
第五带层薄层灰色砂纸页岩,一般不含煤层,本层厚度11-27米。
3.2煤种及煤质
矿井开采煤层为独层子(K10煤层),煤层厚度0.26-0.62米,K10煤层为1/3JM,原煤灰分为13.15-34.27%,挥发为30.45-36.5%,固定炭为82.69-86.64%,发热量19.228-24.244MJ/kg,容重为1.26-1.48t/立方米,硫分0.65-1.43%,含磷0.003-0.233%,煤层最大埋深316米,倾角14-16度,煤层硬度f=2-4。
3.3煤炭资源/储量
在法定矿区范围内,扣除2012年12月31日前的历年采空区范围,分别按不同块段面积、煤层厚度重算保有资源/储量,再将各块段的保有资源/储量相加,所得之和即为截止2012年12月31日矿山的保有资源/储量。
估算结果:
截止2012年12月31日,四川弘鑫矿业有限公司荣县新胜煤矿共保有资源/储量(122b)526.8万吨。
3.4煤层稳定程度划分
荣县新胜煤矿准采独层子(C4)煤层。
独层子赋存于须家河组第五段(T3xj5)中上部,呈缓倾斜薄层状产出,层位和产状均较稳定,煤层结构、厚度变化不大。
煤层与地层产状一致,呈单斜产出,倾向160°
〜187°
倾角12°
〜14°
,平均13°
。
独层子(C4)煤层赋存于三叠系上统须家河组第五段的中上部,呈缓倾斜薄层状产出,层位稳定,以单一煤层为主,复式煤层少量,厚度0.30-0.55米,平均厚度0.35-0.52米,煤层向西有变薄,往东有增厚的趋势。
复式煤层含夹矸1-2层,夹矸为灰黑色泥质粉砂岩、页岩,厚度0.05-0.28米。
煤层顶底板界面比较清晰,直接顶板为厚度0.30-0.50米的黑灰色砂质页岩(伪顶),老顶为灰色厚层细砂岩,底板为灰黑色炭质页岩。
经本次调查核实,矿井范围内调查独层子煤层层位比较稳定,在矿区范围内煤层厚度变化不大。
根据煤层稳定性定性分析,该层煤评定为稳定煤层。
3.4.5矿井煤层稳定程度划分经综合评定,依据《煤矿地质工作规定》的有关规定,矿井煤层稳定程度划分为简单类型。
4瓦斯
4.1煤层瓦斯参数和矿井瓦斯等级
2014年8月份本矿进行了年度的矿井瓦斯等级鉴定工作,鉴定结果为:
矿井瓦斯绝对涌出量为9.947m3/min,相对涌出量为72.62m3/t;
矿井瓦斯等级为高瓦斯矿井。
4.2矿井瓦斯赋存规律
从矿井瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定结果汇总表看出,三旬中最大的一旬绝对瓦斯涌出量为9.947m3/min,绝对二氧化碳涌出量为2.573m3/min,相对涌出量为72.62m3/t。
根据《矿井涌出量测定报告》(报告编号:
201402)矿井瓦斯来源分析及说明:
根据现场勘察收集及有关地质资料对比分析确认,荣县新胜煤矿近几年开采范围内,煤层层位比较稳定,无褶皱、断裂构造和地质破碎带,没有出现瓦斯(二氧化碳)喷出、突出危险区域。
瓦斯主要来源于井巷煤层开采和岩层的释放,另一部分来源于采空区。
三旬平均值:
采空区瓦斯涌出量占矿井瓦斯涌出量的51.53%,回采区占44.07%,掘进区占4.4%。
从以上分析可以看出,该矿瓦斯来源主要为采空区。
4.3矿井瓦斯涌出量预测
本矿井构造简单,煤层厚度变化较大。
由于回采破坏作用,煤层中瓦斯大部分逸出,因此,预测矿井后期开采,瓦斯涌出量仍不高,
3
瓦斯绝对涌出量预测在9.947m3/min以下。
4.4煤与瓦斯区域突出危险性预测
本矿井未发现煤与瓦斯区域突出的迹象,因此不可能发生煤与瓦斯区域突出的危险。
4.5矿井瓦斯类型划分
根据2014年8月《矿井涌出量测定报告》,本矿井瓦斯等级为高瓦斯矿井,本矿井瓦斯涌出量为9.947m3/min以下,矿井瓦斯类型为简单类型。
5水文地质
5.1含水层和隔水层分布规律和特征
控制井田区域水系发育的主要为岷江,岷江及其主要支流大渡河青衣江组成了区域主要水系。
岷江源出于岷山,于宜宾注入长江,年平均流量603m3/s,年最高流量1730m3/s,年最低流量106m3/s。
与矿区有关的河流,为由威远横切铁山背斜构造而来的越溪河。
越溪河有坡降蛇曲大,下切深,水流湍急,雨季流量激增,水位暴骤落特征。
最高洪水位标高+304.16m,流速2.35m/s,流量1340m3/s(8月);
最低枯水水位标高+293.25m井田南西礼佳桥处最低标高+324.34m为井田最低侵蚀基准面。
除越溪河外,溪沟除雨季有细小水流外,一般均处于干枯无水的间歇性溪流状态。
根据各地层的岩性组合,岩性水理性质,矿井采掘揭露的出水状态等综合分析,划为含、隔水层。
岩性为灰岩和粒度不等的各类砂岩,岩溶裂隙和构造裂隙相对较为发育,各具一定充水空间,为含水岩层;
其余泥岩、粉砂质泥岩等结构十分紧密,裂隙不发育,为相对隔水岩层,根据各地地层的岩性组合,岩性水理性质,矿井采掘揭露的出水状态等综合分析,划为富水性弱~中等的砂岩裂隙含水层有:
T3xj4、T3xj6、J2x;
视为相对隔水层的有J1-2z、J1zh、J2xs、J2s;
并将T3xj5视为复合弱含水层。
在天然状态下,降水、地表水补给地下水,地下水沿岩体裂隙运
移并于斜坡及坡脚、沟谷处出露成泉,形成地下水补、迳、排的天然流场。
矿区地下水的迳流主要受裂隙控制。
砂岩含水层裂隙不甚发育,普遍存在着随埋深增加而减弱的趋势,因而地下水运移缓慢。
煤矿硐室系统是一个良好的集水廊道,它不断地改造着原地下水天然流场,形成在硐室采动条件下的矿井水人工流场。
降水及地表水补给的砂岩裂隙水,在井巷降压作用的驱动下,地下水的运动速度增快并不断向硐室系统汇集,汇集后的矿井水经抽排及平硐水沟自流重新回到地面。
随着采动范围的延伸(深),所形成的地下水疏干范围将逐渐扩大,矿井涌水量会不断增大;
受降水状态、强度及随季节的变化控制,矿井水在同一年份中会出现枯水期〜平水期〜丰水期不同大小的涌水量。
区内气候温暖潮湿,降水量较丰富,植被覆盖率较高、降水补给地下水的调节能力较强,地下水接受降水补给条件较好。
含水层性质及单位涌水量类别本矿井受采掘破坏或影响的含水层补给条件差,富水性弱;
其单位涌水量qv0.1L/S/m,本项属简单类别。
5.2充水因素分析及周边煤矿、老窑采空区分布状况
5.2.1矿井充水因素分析
矿区地下水的补给主要来源于以大气降雨为主,次为砂岩孔隙裂隙水和第四系孔隙含水层。
矿区地形高差较大,沟谷发育,自然排水条件好。
地表冲沟均为季节性沟系,受大气降水控制明显,洪水期和雨季水量较大。
雨后地表水以面流、线流等方式,排泄于四周河沟中向外泄出,从北向南有鸭子凼、关沟头等溪流汇于越溪河,属岷江水系。
其余小部分沿岩石裂隙渗入地下,补给地下水。
地下水含水层主要为须家河组与珍珠冲组砂岩层,砂岩孔隙和裂隙为地下水的良好储水构造和运移通道;
但因其岩性组合为大套的砂岩泥、页岩互层,其中泥质类岩石遇水后容易堵塞裂隙,形成不透水层,上下砂岩含水层彼此间无水力联系通道。
加之本区岩层倾角平缓,隔层发育,导致地下水补给较差,地下水含量不丰富。
矿井现采独层子煤层,其充水来源主要为:
①裂隙含水层水。
②开采产生的塌陷导通上覆含水层。
③独层子煤层的直接充水含水层为砂岩。
富水性弱,一般无水害威胁,但应注意雨季的大气降水,总体而言,本
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