怀矿隐蔽治灾普查报告Word文件下载.docx
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第二段(T1f2):
平均厚271m,为紫色、紫红色薄层~中厚层粉砂质泥岩,间夹生物碎屑灰岩及薄层泥灰岩,中上部分三层厚约10~30m的灰深色粉砂岩。
第一段(T1f1):
平均厚88.7m,以灰绿色薄至中厚层状砂质泥岩、泥为主,夹同色粉砂岩,底部含大量网状方解石脉,为全区普遍发育的标志层。
宣威组(P2x):
为一套灰~深灰色泥岩、砂质泥岩、粘土岩夹细砂岩、粉砂岩,全组含煤层4~10层,其中主要可采煤层为B2+3+4、C5煤层,其余煤层为不可采或局部可采煤层,全组厚约130.98~162.91m,平均厚约128m。
根据煤系的含煤情况及沉积旋回,煤系由下至上可分为三段,分别对应三个煤组,现分述如下:
第三段(C煤组,P2x3):
灰色、黑灰色薄~中厚层状粉砂岩、粉砂质泥岩与灰色细砂岩互层,夹粘土岩,炭质泥岩及煤层。
含C1、C2、C5三层煤,C5煤层为可采煤层。
岩段厚一般为33m。
第二段(B煤组,P2x2):
灰色厚层状细至中粒岩屑砂岩、泥岩、粘土岩、高岭石粘土岩,夹B1、B2、B3、B4煤层,含肾状菱铁矿结核,底部为K6砂岩,岩段一般夹B2、B3+4三层可采煤层,厚一般40m。
第一段(A煤组,P2x1):
以浅灰色、深灰色粘土岩、粉砂质泥岩为主,夹中厚层状细粒岩屑砂岩和多层菱铁矿,不含可采煤层,厚度一般为55m。
2、地层产状
⑴褶皱
矿山位于珙长背斜西北缘的次级褶皱腾龙背斜西侧倾伏端南北两翼。
地层走向38~100°
。
宣威组地层因腾龙背斜向西倾伏而大部分已被飞仙关组地层覆盖于地表之下。
腾龙背斜为一北翼倾角45~65°
,南翼倾角45~60°
,轴向40~50°
,向西倾伏的不对称背斜,倾伏角10°
,全长15km,西部倾伏于高县南广河西侧附近。
⑵断裂
区内背斜轴附近断裂较发育,且受褶皱控制,在褶皱转弯处或起伏较急剧处断裂较为发育,在岩层倾角变化较大的地段隐伏断层发育。
在矿井范围内地表共发现断层8条,其中正断层4处,逆断层3条,平移断层1条,其中F2、F6两条断层对煤层破坏较大,尤以F2断层纵贯全区,使煤层造成重复,给该矿井增添了较多的上山储量,其余断层因断距较小,对煤层储量影响不大。
矿井内隐伏小断层较多,给开采工作造成极大困难,但对矿山储量影响不大。
①F2断层:
为走向逆断层,由东至西纵贯全区。
断层走向42~50°
,倾角50~70°
,倾向南东,垂直落差35~400m。
南盘上升,北盘下降,造成地层及煤层重复,其附近小断层发育。
②F6走向正断层:
在2号剖面线上,使腾龙背斜轴线发生破坏。
但向东或西延伸不远即与F2断层相交或消失。
断层走向55°
,倾角66°
,倾向南东,垂直落差约100m,造成煤层缺失。
综上所述:
本矿山范围内地质构造复杂程度属中等偏复杂类型。
3、煤层赋存条件
(1)、含煤岩系
含煤岩系属上二叠统宣威组(P2x):
厚度为130.98~162.91m,平均厚约128m。
属海陆过渡的近海、滨海泥坪相含煤沉积。
主要由灰、深灰色粘土岩、泥岩、粉砂泥岩、粉砂岩及细砂岩组成,含煤4~10余层,为沉积层状矿产。
可采煤层平均总厚5.54m,平均可采含煤系数为4.26%。
矿区可采煤层集中分布于煤系地层中上部约50m范围内,即为泥炭沼泽中心沉积带。
据《四川省芙蓉山矿区高县井田煤炭地质勘探最终报告》,矿区含煤4~10层,呈层状、似层状及透镜状产出,由下至上依次可分为A、B、C三个含煤组,A煤组不含可采煤层,B煤组为本区主要含煤组,B4、B3、B2煤层为主要可采煤层。
南翼B3与B4合并为B3+4煤层,北翼在井田西段分为上、下两层,南翼B2煤层在12线以东可采,本区为不可采或局部可采。
C煤组仅C5煤层可采,位于宣威组顶部,层位稳定。
(2)、可采煤层
本矿区内可采及局部可采煤层3层,即C5、B3+4、B2号煤层。
现对区内批准矿山开采的C5、B3+4、B2煤层特征简述如下:
①、C5煤层
俗称“背影炭”,位于宣威组第三段近顶部,煤厚0.6~2.00m,一般厚0.78~1.20m。
在矿区内的西南端煤层为不可采,其它部位可采。
该煤层厚一般在0.60~1.00m,一般厚0.95m,为复煤层。
夹矸1~3层,局部不含夹矸。
C5煤层直接顶板为深灰~黑灰色砂质泥岩或含炭质泥岩,厚0.03~0.71m,间接顶板为K9标志层;
底板为粘土岩。
②、B3+4煤层
B3俗称“二型炭”,B4俗称“三型炭”。
位于宣威组第二段顶部,由1~2个自然分层组成。
根据矿山在开采过程中实际控制情况来看,在矿区内B3、B4煤层多为分层,其间距一般在1~7m之间。
煤层在矿区以西北部,特别是背斜以北部位,受构造影响严重,局部为不可采或煤层缺失。
顶板为粉砂岩,底板为泥岩、粘土岩。
煤厚1.50~2.50m夹矸0~1层,一般厚0~0.3m。
煤层直接顶板为泥岩,间接顶板为细砂岩或粉砂岩夹薄层含铁质粉砂岩,直接底板泥岩、粘土岩,间接底板为泥岩、粉砂岩,厚度较稳定,属较稳定型煤层。
③、B2煤层
俗称“头型炭”,位于宣威组(P1x)第二段上部,上部距B3+4煤层底板2~9m,煤厚0.10~1.00m,由1~2个自然分层组成,夹矸0~1层,厚0~0.5m不等,一般厚0.3m左右。
煤层受褶皱及断裂构造影响,在矿区西北部及346m标高以上区段变薄或尖灭不可采,其它部位相对较为稳定。
煤层顶板为粉砂岩、泥岩,底板为泥岩、粉砂岩,其中含球粒状菱铁矿团块
四、矿井瓦斯
1、煤层瓦斯基础参数。
2009年4月,中国矿业大学对高县怀远煤矿的B3+4煤层进行了突出危险性鉴定,其鉴定报告显示:
该井田范围内+300m水平煤层瓦斯压力值0.22MPa,瓦斯含量6.81m3/t,瓦斯放散初速度(△P)为8.668,煤的坚固系数(f)为0.999,B3+4煤层破坏类型属于Ⅱ类,煤层透气性系数9×
10-3m2/(MPa2.d),属于较难抽放瓦斯煤层。
2、煤层气地质储量及丰度
2010年7月,四川省煤田地质工程勘探设计研究院编制的高县怀远煤矿瓦斯地质图说明书中显示:
怀远煤矿井田范围内煤层气地质储量共计59.21Mm3,属于小型储量规模;
平均资源量丰度0.85*108m3/km2,为低等储量丰度类别。
3、矿井历年瓦斯涌出量鉴定结果情况
鉴定年份
绝对瓦斯涌出量m3/min
相对瓦斯涌出量m3/吨
鉴定单位
鉴定结果
2004年
3.73
13.43
珙县芙蓉地勘公司
高瓦斯矿井
2005年
3.58
10.74
宜宾市矿山救护队
2006年
3.48
12.70
2007年
2.75
12.38
2008年
3.17
11.63
2009年
4.57
14.04
2010年
3.23
11.79
珙县安顺矿山救护队
2011年
3.94
10.08
2012年
4.924
10.58
2013年
/
停产未鉴定
2014年
3.25
高县欣雅煤业有限公司
鉴定月未生产
2015年
2016年
4.12
13.92
五、区域水文地质、采空区、小窑、含水层、水体普查
1、地表水
本区最大的地表水体~南广河,从矿区南东边界线附近经过,该河发源于塘坝,蜿蜒曲折,该河流从南向北至高县境内径流通过最终在宜宾南广汇入长江,流量一般为2.49~252.462m3/s,南广河最大流量252.46m3/s、较小流量约为2.49m3/s,主要由地表水补给。
在矿区范围该段河谷标高约+330m,洪水位标高约+335m,低于矿山副井口标高约18m,因此对矿山开采上山煤层无不良影响。
矿山西侧煤层下山标高低于河床高程,但因其边界与河床间相距平距约180m,只要矿山在界内开采,并作好对井下涌水量的观测工作,该河流对矿山的影响程度不大。
河水主要接受大气降水和含水层中泉水补给,其动态变化受季节影响十分明显,雨季最大流量与枯季最小流量之比可达数十倍,具有山溪水易涨易落的特点。
2、开采煤层及矿井直接充水、含水层
(1)开采煤层
矿区允许开采煤层为C5、B3+4、B2煤层,
①C5煤层
俗称“背影炭”,位于宣威组(P3x)第三段近顶部,层位相对稳定,经矿山多年开采,井巷控制,煤层受区内构造影响较严重。
在矿区内的西北端局部煤层为不可采,其它部位可采。
该煤层厚一般在0.60~1.00m,一般厚0.95m,为复煤层。
煤层中常有夹矸1~3层(0.02~0.14m),局部不含夹矸。
下距B4煤层32m左右。
直接顶板常为深灰色~黑灰色砂质泥岩或含炭质泥岩,间接底板为K9标志层(石灰岩、泥灰岩),局部与具冲刷接触;
直接底板为粘土岩、泥岩及砂质泥岩,含炭化植物化石碎片,间接底板为灰色细砂岩。
②B3+4煤层
位于宣威组(P2x)第二段顶部,由1~2个自然分层组成。
煤厚1.50~2.50m,夹矸0~1层,一般厚0~0.3m。
属较稳定型煤层。
顶板岩性为灰色~深灰色泥岩、砂质泥岩,间接顶板为深灰色岩屑砂岩、粉砂岩夹薄层状铁质粉砂岩,含腕足类化石,菱铁矿结核作
对比的辅助标志,具泥质结构和层状构造;
直接底板多为浅灰色、深灰色粘土岩,间接底板多为深灰色粉砂岩、砂质泥岩,局部为细砂岩,内含灰黑色肾状、球颗状菱铁矿结核。
③B2煤层
俗称“头型炭”,位于宣威组(P2x)第二段上部,上部距B3+4煤层底板2~9m,煤厚0.10~1.00m,由1~2个自然分层组成,夹矸0~1层,厚0~0.5m不等,一般厚0.3m左右。
煤层受褶皱及断裂构造影响,在矿区西北部及+346m标高以上区段变薄或尖灭不可采,其它部位相对较为稳定。
顶板常为灰色~深灰色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩,有时为粘土岩,普遍发育水平层理,沿层面有黄铁矿晶粒,泥岩、砂质泥岩中富含植物化石印痕及菱铁矿颗粒状结核;
直接底板为灰色粘土岩,含肉黄色球颗状菱铁矿结核;
间接底板为灰色细粒岩屑砂岩,局部为粉砂岩。
C5煤层位于宣威组三段C煤组顶部,三迭系下统飞仙关组第一段底部泥质灰岩(K9标志层)之下约4.0m,下距B3+4煤层层间距平均32m,宣威组(P2x2+3)与上覆飞仙关组一至三段(T1f2+3)岩层为富水性弱~中等的裂隙含水层,是煤层直接充水的顶板含水层。
下伏底板岩层宣威组(P2x1)与峨眉山玄武岩组(P1β)为相对隔水层,厚度大于100.0m,阻隔之下的富水性中等的岩溶裂隙含水层,底板含水层对矿井充水无影响。
开采煤层特征见下表:
开采煤层特征表
煤层
编号
名称
一般厚度
煤层倾角
结构
可采(稳定)性
上距顶板充水含水层距离(m)
相邻煤层间层(m)
下距底板充水含水层距离(m)
顶底板特征
平均厚度(m)
C5
背影炭
0.95
35
含一至三层夹矸
稳定
4.0
202
顶板为矿井充水的主要含水层.
32
B3+4
B3+4煤层
2.50
含一层夹矸
36.0
170
底板为相对隔水层.
5.0
B2
B2煤层
0.80
41.0
165
(2)矿井直接充水含水层
根据本次调查,矿区内无井、泉点出露,无地表水体。
怀远煤矿出露地层由老至新有:
二叠系上统峨眉山组(P2β)、二叠系上统宣威组(P2x)含煤地层生物碎屑灰岩与泥岩、粉砂岩、粉砂质泥岩、粘土岩等互层夹细砂岩,三叠系下统飞仙关组(T1f)泥质石灰岩、砂质泥岩、粉砂岩及第四系全新统(Q4)坡残积层。
各岩层含、隔水特征如下:
①层状碎屑岩类构造裂隙含水层:
分布于怀远煤矿范围内的T1f1~3、P2x2+3等层状碎屑岩就属这类含水岩层,主要以构造裂隙为主,富水性较弱~中等,主要由大气降水的渗入补给,但由于该含水层出露于煤矿区中部的顺向斜坡中上部及分水岭地段,大气降水容易顺坡向形成地表迳流流出区外,故地下水的补给资源量较少。
所以该含水岩层的富水性较弱。
该含水层均位于可采煤层B2、B3+4、C5号的开采疏干范围之内,是断层导通、采空导水裂隙及采掘活动可能影响的上覆直接充水含水层。
故该含水岩组,是煤层开采中矿坑充水的唯一含水岩组。
②风化带网状裂隙含水:
分布于怀远煤矿中部由断层影响出露的P2x1地层及其深部的P2β等就属这类含水岩层,主要以浅部风化带网状类型为主。
风化带厚度受岩性和地形的控制十分明显,所以其富水程度极不均匀。
接受大气降水的渗入补给,但因位于浅表容易蒸发和流失,富水十分微弱。
总体而言为相对隔水岩层。
P2x1中粘土岩占的比重较多,其裂隙经水浸泡后容易膨胀闭合,成为比较稳定的隔水岩层。
③松散岩类孔隙含水层:
主要为第四系全新统坡残积层(Q4del)和洪冲积物(Q4apl),这类岩层零星分布于坡脚和沟谷中,富水性微弱。
综上所述,怀远煤矿为顶板裂隙充水的矿床,水文地质条件为简单类型。
3、矿井涌水状态
(1)坑道涌水现状
该矿现为平硐加暗斜井开拓,分主井系统、副井系统、及安全平硐系统。
其中主井系统中:
在主平硐300~400m地段有顶部滴水现象,巷道较湿润,在暗斜井上车场口之下约80m地段井巷顶部滴水现象,巷道较潮湿,在+300m水平北东翼的B2沿煤层巷密闭处有涌水现象,且涌水量较大(约25.0m3/h),属本矿原探煤巷曾经与先锋煤矿采空区揭穿后退回密闭,可能是先锋煤矿采空区积水因导通涌入本矿井,其于井巷无滴漏水现象,巷道较干燥;
+300m水平南东翼的B2沿煤层上山口处有涌水现象(约1.0m3/h),属本矿+350m水平以上采空区渗透水,3135工作面运输巷采空区密闭处有涌水现象(约5.0m3/h),属本煤层采空区渗透水,其于井巷无滴漏水现象,巷道较干燥;
本次实测主井口涌水量为2.3m3/h(为+350m水平以上涌水量)。
+300m水平涌水量为31m3/h。
副井系统:
主平巷长约420m,后分+310m水平和+365m水平,该系统现只有C5煤层系统,其余煤层系统均已密闭。
该区域内井巷无滴漏水现象,巷道较干燥。
本次实测副井口涌水量为2.50m3/h。
安全平硐系统:
主平巷长约250m,后分+南西C5平巷550m、南东回风平巷800m,该系统现有C5煤层、B3+4系统,其余煤层系统均已密闭。
该区域内局部井巷有滴漏水现象,其它巷道较干燥。
本次实测安全平硐井口无水流出。
东风井:
主要为平硐加暗斜井,形成矿山东侧的总回风系统,风井口无水流出。
西风井:
为斜井,形成矿井西侧的总回风系统,风井口无水流出。
本次普查全矿井在最小涌水量时间段,涌水量为35.8m3/h(见本次普查观测矿井涌水量一览表表)。
矿井一般涌水量预计为50m3/h,洪水期最大涌水量预计为85m3/h。
本次普查观测矿井涌水量一览表
序号
主、副井系统
涌水点位置
涌水量
(m3/h)
占矿井涌水量比例(%)
1
主井系统
井口观测
2.30
6.40%
2
主井+300m系统
水文观测站观测
31
86.6%
3
副井系统
2.5
7.00%
4
安全平硐系统
5
西风井系统
6
东风井系统
合计
35.8
(2)矿井涌水量预算
怀远煤矿总面积为1.2409km2,允许采深500m~+200m,开采B2、B3+4、C5号煤层。
矿井己采空面积为343733m2,矿井为平硐加暗斜井开采,机械抽排矿井水自主井口排出。
老窑与本矿井采空区己联成一片。
本区内煤层+350.0m标高之上开采过半,其顶部含水层的地下水受采空区的疏干影响,其地下水的动力学特征己完全改变,不能继续用地下水动力学法计算现在矿井的涌水量。
现根据本煤矿的实际情况,利用原煤矿的实有资料采用水文地质比拟法预算+200m标高水平矿区范围内的涌水量。
预算公式:
Q=Q0×
√F/F0
式中:
Q:
预算矿井涌水量(m3/h)
Q0:
比拟矿井涌水量:
(m3/h),一般Q0=50m3/h,
最大Qmax=71.5m3/h。
F:
预算新矿井面积(m2),F=1240900m2
F0:
比拟矿井采空面积(m2):
F0=343733m2
通过计算,预算怀远煤矿最终矿井涌水量为:
正常水量Qp=95.0m3/h,雨季最大涌水量Qmax=135.9m3/h。
矿井为水文地质简单类型。
4、矿井排水系统
怀远煤矿为平硐加暗斜井开采,主井为平硐自流排水,暗斜井落平处设有水仓,为机械抽排矿井水自平硐自流排出地表。
怀远煤矿主井口标高(+350.435m)之下的深部煤层采用暗斜井开采,暗斜井落平处(+300m标高)设有水仓,水仓容量约400m3,设三台水泵,水泵功率37kw,水泵型号100D-45×
2,流量85m3/h,扬高90m,二趟管路,管径100mm,管路长150m,一般情况下一台使用,一台检修,一台备用。
能满足矿井排水要求。
5、地下水的补、迳、排条件
怀远煤矿位于分水岭东、西两侧地段,整个矿区内有多条分水岭脊。
主要含水岩组(P2x2+3+T1f1~3)出露于分水岭东侧顺向陡、斜坡中、下部和分水岭地带。
虽然本区降雨量比较丰厚(年降雨量为799.5~1516mm),但受地形条件的制约,大气降水多成地表迳流流出区外,只有少数雨水沿岩层裂隙渗入地下补给地下水,或通过裂隙向地形低处流动,最后在沟谷切割含水层的低洼处呈泉的形式流出地表,有的通过裂隙及导水断裂流入巷道。
地下水动态变化受大气降水的影响比较明显。
煤矿井巷是一个地下水人工流场,矿井井巷系统成为良好的地下水集水廊道。
裂隙水在水压和重力作用下不断汇集于矿井,最后由人工抽排重新补给地表水(河流、溪沟等)。
地下水的这种运移方式使原裂隙水的自然流场被逐渐改造,新的裂隙水人工流场逐步形成,并随着矿井井巷延伸(深)采掘,裂隙水补给矿井水的范围亦将随之扩大,水流通道逐渐畅通,补给作用也将加强。
6、小煤窑和废弃矿井涌水及积水情况
(1)废弃矿井及老窑采空区积水
①、八九五煤厂
井口标高+486m,平硐长约50m,见C5煤层后分东、西向掘进沿煤平巷,东巷长约360m,西巷长约90m,主采C5煤层,采空面积约4000m2。
在平硐西侧约10m处沿C5掘进下山斜巷长约20m,之后遇断层停采关闭,该段斜巷可能有积水,推测积水量约60m3。
积水区域远离现怀远煤矿采掘范围,其影响较小。
②、二坟包老厂
井口标高+492m,据了解1952年由劳教人员掘进了约一年的平硐,采出少量C5煤炭,之后因撤离而关闭,推测无老窑积水。
③、田耳子煤矿
井口标高+465m,平硐长约180m,于70m处见B4煤层后掘进沿煤平巷长约140m,因不正常而报废;
于160m见C5煤层后向西掘进平巷长约100m遇断层后停采关闭,采出少量C5煤炭,因亏本而关闭,推测该老窑无积水。
④、石马门煤厂
井口标高+425m,据了解1958年高县地方国营选点建厂,掘进平硐约160m穿C5煤层后,因构造及其它办矿条件不利而关闭,推测无老窑积水。
⑤、太安煤厂
井口标高+805m,掘进平硐长约30m穿C5煤层后,向东沿C5煤层掘平巷长约90m,主采C5煤层,于1985年前关闭,原因不明,推测无老窑积水。
⑥、兴顺煤厂
井口标高+467m,掘进平硐,长约不详,穿C5煤层后沿煤掘进平巷,平硐之上C5煤层采空面积较大,于1996年前关闭,原因不明,推测无老窑积水。
⑦、金马门厂
井口标高+475m,掘进平硐,长度不详,穿C5煤层后沿煤掘进平巷,主采C5煤层,于1995年前关闭,原因不明,推测无老窑积水。
⑧、佃龙煤矿
井口标高和具体位置不详,据了解该矿井为平硐加暗斜井开采,长度不详,主采C5、B3+4煤层,于1998年前关闭,原因不明,推测暗斜下部有老窑积水,积水量不详,积水区域远离现怀远煤矿采掘范围东侧外,位于现怀远矿井东侧边界外,其影响较小。
根据以上资料及矿井的实际情况分析,老窑主要分布于现矿井南东角一带,多采用平硐开采C5煤层,井口标高为+427~508m范围,与安全平硐+400m标高之上的采空区连成一片,本次调查了解上安全硐井口极少量水排出,推断老窑积水与安全平硐采空区水作为过水通道已向深部采空区渗透,由现主井排水系统抽排出矿井。
采空区常年接受裂隙水的补给,因老空区的坍塌、淤塞,作为过水通道的老空区会形成局部积水区。
根据矿井实际情况,平时矿井涌水,一部分水是来自采空区渗出的水,由于大部分采空区已封闭,局部积水区空间位置不明,所以在今后开采时,一定要留设隔水煤柱,超前探水,避免发生因采空区积水造成
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