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,跟21煤层顶板施工,总工程量为472m。
周边情况分别为:
掘进前方为Fe6断层及尚未开采区域;
右方为F6断层及尚未开采区域;
左方为尚未开采区域;
后方为东一轨道巷、皮带巷和21115采空区,上方为21煤轨道和皮带运输巷及C煤轨道上山和皮带上山。
21118溜子道地表及附近为季节性农田及零散分布的民房,由于21煤层赋存较深,掘进对其无影响。
四、煤层及顶底板情况(由新地层至老地层)
石灰岩(四):
灰色,厚6.6m,质较纯、致密、坚硬,隐晶质结构具缝合线构造,含较多莛科化石、珊瑚化石,含燧石结核底部含黄铁矿结核。
粉细砂岩互层:
厚1.70m,灰色粉砂岩夹灰白色细砂质薄层。
粉砂岩:
深灰色,厚3.26m,细粉砂结构,贝壳状断口。
石灰岩(无):
浅灰色,厚0.28m,质不纯,含泥质,隐晶质结构。
深灰色,厚1.43m,含细砂及粘土矿物鲕粒,性脆,参差状断口,含较多分散的黄铁矿晶粒及植物根部化石。
泥岩:
浅灰色,厚1.77m,质不纯,含砂质,鲕状结构,较硬。
煤线:
厚0.2m,局部出现,有时分为两层。
亮煤为主,暗煤次之。
深灰色,厚6.45m,细粉砂结构,水平层理,上部含较多黄铁矿晶粒,呈细条带状分布,夹细砂岩、泥岩、菱铁质薄层。
石灰岩(五):
灰色,厚2.4m,质不纯,隐晶质结构,较硬。
煤14:
黑色,厚0.2m,亮煤为主,暗煤次之。
浅灰色,厚0.6m,质不纯,含绿色矿物,鲕状结构。
深灰色,厚1.37m,细粉砂结构,含植物叶茎化石碎片。
细砂岩:
绿灰色,厚0.53m,夹菱铁质及暗色矿物条带,泥质胶结。
灰色,厚4.29m,缓波状层理,含黄铁矿及植物叶茎化石。
灰岩(六):
浅灰色,略带棕色,厚0.3m,质不纯含海相动物化石。
煤15:
深灰色,厚3.84m,含分散黄铁矿晶粒及结核、植物化石碎片。
灰岩(七):
灰色,厚0.6m,质不纯隐晶质结构,含珊瑚、海相动物化石碎屑。
煤16-1:
黑色,厚0.2m,玻璃光泽,以亮煤为主,属光亮型。
泥岩:
灰色,厚1.2m,质纯,致密,具滑面。
深灰色,厚4.4m,致密细粉砂结构,含植物叶茎化石碎片,水平层理。
煤16-2:
黑色,厚0.4m,玻璃光泽,以镜煤、亮煤为主,属光亮型。
深灰色,厚2.6m,质不纯,水平层理,少含菱铁质结核。
灰岩(八):
深灰色,厚1.74m,具方解石脉,含少量动物化石碎片及黄铁矿。
煤17-1:
黑色,厚0.3m,玻璃光泽,以亮煤为主,光亮~半光亮型。
深灰色,厚1.14m,细粉砂结构,含植物叶茎化石碎片。
灰岩(八下):
深灰色,厚0.6m,具方解石脉,含少量动物化石碎片及黄铁矿。
煤17-2:
黑色,厚0.3m,玻璃光泽,以亮煤为主,夹有暗煤,碎块状,呈半光亮型。
浅灰色,厚3.05m,水平层理,含菱铁质鲤状条带及植物化石。
深灰色,厚1.75m,水平层理,含植物化石碎片,底部夹黄铁矿结核。
煤17:
黑色,厚0.76m,弱玻璃光泽,条带状结构,呈半光亮型。
深灰色,厚1.92m,致密性脆,含植物化石碎片,夹菱铁质薄层,水平层理。
煤17下:
黑色,厚0.5m,弱玻璃光泽,块状结构,呈半光亮型。
粘土岩:
浅灰色,厚0.39m,性软,易碎,呈片状有滑感,含植物根茎化石。
九灰:
灰色,厚0.6m,上部有黑色的燧石层,致密、坚硬、块状,隐晶质结构,硅质胶结,下部灰色微有黑色,具方解石脉充填。
煤18:
厚0.28m,黑色,半亮型,坚硬。
粉沙岩:
深灰色,厚11.71m,致密性脆,含植物化石碎片,夹菱铁质薄层,水平层里发育。
灰色,厚5.4m,偶见贝壳化石,有滑面,平坦状断口,节理发育,具钙质薄膜。
十灰:
浅灰色,厚1.8m,质不纯,裂隙发育,方解石充填。
含珊瑚动物化石。
煤19:
黑色,厚0.34m,玻璃光泽,块状构造,呈半光亮型。
厚1.80m,浅灰色水平层理明显,局部富含植物化石碎片。
深灰色,厚19.58m,质纯,性脆,断口较平坦。
十一灰:
浅灰色,厚0.3m,较致密,块状构造,含少量海相动物残体化石。
灰黑色,厚1.0m,质纯,致密,性脆,易碎。
十二灰:
浅灰色,厚4.5m,块状构造,较硬,富含蜓类及海生动物化石,硬度为f=6~8°
。
间夹1~3cm灰黑色粉砂岩条带,裂隙发育,方解石脉充填。
十二为21煤层的直接顶板(难冒落~极难冒落),抗压强度为449~1139kg/cm2,平均797kg/cm2。
煤21:
黑色,玻璃光泽,块状构造,局部为粉末状构造,呈半光亮型,含较多黄铁矿晶体。
硬度为f=2.5~3°
,煤层较稳定,厚度一般1.18~1.58m,平均1.40m。
灰色,厚1.40m,质较松软,易碎,含较多植物根部化石。
十三灰:
棕灰色,厚0.9m,较硬,块状构造,含较多蜓类及海相动物化石。
煤22:
黑色,厚0.6m,玻璃光泽,内生裂隙发育,含有黄铁矿薄膜,呈半光亮型。
浅灰绿色,厚2.55m,含微量绢云母片,致密坚硬,硅铝质基底胶结。
水平层里发育,局部有斜层里及搅动构造,张裂隙发育。
粉砂岩:
灰色,厚2.8m,致密,含少量黄铁矿细晶体,直立的张节里发育,被方解石充填。
深灰~黑色,厚3.7m,致密断面平坦,含黄铁矿细粒。
浅水绿~灰色,厚5.25m,致密性软多滑面,顶部0.2米为铝土岩,中下部含多量植物根茎化石。
灰黑色,厚1.0m,致密,含黄铁矿团粒,底部夹0.06米黄铁矿结核。
灰岩(十四):
浅棕~灰色,厚1.2m,致密,较硬,微结晶有黄铁矿聚晶体,底部含碳质网状方解石脉发育,有钙质或泥质半充填。
暗灰色,厚1.15m,含砂质,局部含针状及粒状黄铁矿,含豆状泥硅质胶结底部0.13米为菱铁矿。
中粗粒铁质石英复矿砂岩:
灰白~浅灰、灰色,厚7.7m,含多量黑色矿物及铁质颗粒,局部为紫灰色,钙质泥质或铁泥质基地胶结。
灰~灰绿色,厚0.5m,致密,光滑,叶状。
灰岩(十五):
浅棕~灰白色,厚6.5m,致密质纯,微结晶,夹灰色或灰绿色粘土岩薄层,局部含黄铁矿团粒及树枝体,底部为砾状,部分含铁质。
张裂隙发育,有溶洞,直径大者达1*1.5厘米。
杂色,上部为紫褐色,中下部以浅灰色为主,夹紫色或黄绿色花斑,厚5.9m,局部含砂质,底部1米为紫褐色残留铁矿,质不纯含泥土质斑块。
石灰岩(奥陶系):
0-7号孔实际揭露160.04m,上部为杂色,肉红色粗结晶灰岩夹灰绿色粘土,灰岩中质纯处见小溶孔。
中部为致密的灰岩灰~灰白色质纯,致密性脆,隐晶结构,裂隙充填方解石脉,偶见黄铁矿和针孔状溶洞。
五、开采技术条件
21煤为肥煤,属低灰、高发热量、高挥发份、高硫煤,是火力发电与民用的好煤种,发热量为6300大卡/公斤。
煤尘具有爆炸性,Ⅰ类自燃发火倾向,瓦斯含量低,矿井绝对瓦斯涌出量为0.32m3/min,相对瓦斯涌出量为0.35m3/t。
六、地质情况
该掘进区域地层倾角相对平缓,倾角5°
~15°
,平均8°
,巷道基本沿煤层走向掘进,走向45°
~65°
,倾向NW,海陆交互相沉积地层,沉积旋回明显,岩、煤层厚度稳定。
巷道掘进前方为正断层Fe6(地面三维地震勘探中命名为F15),该断层在地面三维勘探中阐明:
控制程度可靠,走向为NW,倾向近SW,倾角85°
,控制延伸长度为673m,控制最大落差为30m。
从地震勘探断层统计表中控制目的层位最深为奥灰顶界,控制程度基本可靠。
综合周围实际采掘情况分析,该巷道在掘进过程中可能会揭露一些小的断层,由于21煤层较薄,对施工将产生一定的影响。
矿井在21煤生产中曾揭露多个陷落柱,其中211采区共揭露8个陷落柱,说明该区域存在陷落柱发育的条件。
所揭露的陷落柱均充填密实,充填物有:
粉砂岩、细砂岩、中粗砂岩、灰岩、泥岩、煤块等,部分含少量火成岩,岩性层理杂乱。
经物探证实,均为弱含水性,并按《煤矿防治水规定》留设相应的防水煤柱。
七、水文地质情况
21煤层直接充水含水层为直接顶板十二灰,十二灰裂隙较发育,方解石充填,富水性差,以静储量为主。
在巷道施工过程中遇裂隙发育情况会顺裂隙水,但水量一般较小,不超过10m3/h。
根据临区0-7奥灰水文观测孔资料,21煤层底板距本溪组十四灰间距为18.2m,距十五灰28.75m,与奥灰顶板间距为41.15m。
本溪组厚度22.95m,岩性以泥岩、粘土岩、中厚层灰岩为主,含水层为十四、十五灰,总厚7.7m,灰岩富水不均匀,具有各向异性的特点。
奥陶系灰岩厚度大、水压大、含水量丰富,为本区域内强含水层。
在施工过程中十四、十五灰以及奥陶系灰岩水将是间接充水水源。
巷道掘进前方为正断层Fe6,该断层在地面三维勘探中阐明:
掘进隔水层安全厚度计算参考公式:
式中:
t--安全隔水层厚度,m;
L--巷道底板宽度,取4m(巷道设计宽度);
--底板隔水层的平均重度,取26.5MN/m3(矿井精查报告提供数据);
Kp--底板隔水层的平均抗拉强度,取15Mpa(矿井精查报告提供数据);
p--底板隔水层承受的水头压力,412Mpa(根据矿井地面水文孔观测孔数据-101m)。
代入上式得:
t=9.4(m)
采用保留整数法该掘进区域隔水层安全厚度为t=10m。
21煤至奥灰顶界间距为41.15m,大于该掘进区域隔水层安全厚度计算值10m,故该掘进区域为相对安全区域,一般不会造成底板突水。
防治水重点为防止构造突水。
为此建议掘进期间坚持长探短掘方案,编制探放水设计。
涌水量预计:
依以上资料采用巷道长度结合水文实际情况进行类比分析,预计21118溜子道在掘进过程中,正常涌水量为4m3/h,最大涌水量按正常涌水量的1.5倍计算为6m3/h。
八、存在问题及要求
1、21煤层距下部十四灰只有18.2m,十四、十五灰与奥陶系灰岩有一定水力联系。
巷道掘进必须严格坚持“有掘必探,先探后掘”的原则。
2、21煤顶板十二灰局部节理发育,易掉落,掘进时应加强顶板管理。
3、掘进至Fe6断层处必须按照规定进行超前探放水工作,确保施工安全。
4、掘进期间建立健全排水设施。
5、作业规程中要附专门防治水措施。
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- 21118 溜子 掘进 地质 说明书