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张集煤矿毕业设计资料
XX矿业(集团)XX公司
X集煤矿矿井地质概况
X集煤矿
2013年6月
第一章概况
X集煤矿是XX矿业(集团)XX公司的现代化主力矿井之一,是国家“九五”重点建设项目,原年设计能力400万吨。
矿井于1996年7月1日破土动工,2001年11月8日正式投产。
2004年10月通过高定位技改,X集煤矿中央区年生产能力由年产400万吨提高到700万吨,随着年产300万吨的X集煤矿二期工程的建成,2005年10月28日该矿井成为XX省第一个千万吨级特大型现代化矿井,现形成了一矿两井生产格局模式。
X集煤矿投产以来,产量逐年增加,投产至今已生产原煤约9000万吨,大强度开采,水平延深快。
第一节目的任务及原则和报告编制X围及依据
一、目的与任务
二、勘探工程布置原则
三、编制X围
井田二水平的X围,西至F22断层,东到F221断层,北至各煤层露头,南到矿区边界,面积约为71.088Km2。
四、编制依据
第二节位置和交通
X集煤矿位于凤台县城西20km处,行政区划隶属于凤台县X集乡。
地理座标东经116°27′05″~116°35′38″,北纬32°43′47″~32°49′26″。
区内交通方便,XX~XX铁路从矿井南缘通过,矿井中心距X集车站约5km,该车站东到XX141km,西至XX69km,分别与京沪、徐阜及京九铁路相接。
潘集~谢桥、凤台~X集公路在矿区通过,且与凤台~颍上、凤台~XX、凤台~蒙城、XX~颍上等公路相接,可通往各县市。
西淝河在工业广场以东2km处贯穿全境,常年有水,可通百吨机帆船,凤台港是淮河上较大的河港之一,内运外输极为方便。
第三节自然地理
一、地形与水系
X集煤矿地处淮河中游,XX平原南部,区内地形平坦,地面标高一般在+21m~+26m,西北高,东南低。
西淝河在本区由东北部进入,向东南贯穿全境,于鲁台孜入淮河,是地面水汇集、排泄的渠道,历年最高水位+24.82m,1991年为+24.03m(闸上),2003年为+24.46m,2007年为+24.70m。
两岸有常年积水洼地,XX称花家湖,积水面积约22km2。
两岸筑有大堤,最大堤距3000~3500m,右堤顶高+26.61m,左堤顶高+27.11m。
此外,区内遍布人工开挖的渠道,用以灌溉、防洪、排涝。
二、气象
本区属季风温暖带半湿润气候,季节性明显,夏季炎热,冬季寒冷。
年平均气温15.1℃,极端最高气温41.2℃(1966年8月8日),极端最低气温-22.8℃(1969年1月31日)。
年平均降雨量926.3mm,最大1723.5mm(1954年),最小471.9mm(1966年),日最大降雨量320.44mm,小时最大降雨量75.3mm。
降雨多集中在6、7、8三个月,约占全年的40%。
年平均蒸发量(水面)1610.14mm,最大2008.1mm(1958年)最小1261.2mm(1980年)。
蒸发量大于降雨量,潮湿系数近似0.5。
春夏两季多东南风、东风,秋季多东南、东北风,冬季多东北、西北风。
平均风速3.18m/s,最大风速20m/s。
年初霜期在11月上旬,终霜期为次年4月中旬,无霜期191~238天。
初雪一般在11月上旬,终雪在次年3月中旬,雪期72~127天,最长138天,最短26天,最长连续降雪6天,日最大降雪量16cm。
冻结及解冻无定期,一般夜冻日解。
冻结深度4~12cm,最大冻结深度30cm。
三、地震
根据历史资料,XX、颖上地区地震活动强度不大,以轻度破坏和有感地震为主,颖上县志记载有感地震16次,其中1931年在明龙山曾发生6.25级地震,震中最大烈度7度。
其它地区地震,如1668年郯城8.5级地震,1917年霍山6.25级地震,1937年荷泽7级地震,对本区均有波及,但无较大破坏。
根据XX省地震局皖震发地字(84)020号文,XX地区未来百年内的地震基本烈度为7度。
第四节矿井建设概况
一、矿权设置情况
X集煤矿最新的2011年2月23日取得部颁发的新采矿许可证,证号C07096,面积71.0883km2,开采深度-200~-1000m,为地下开采,有效期自2006年3月31日至2030年4月1日。
新采矿证上矿区X围由20个拐点构成,
图1-3X集煤矿与周边相邻矿区位置关系图
二、矿井设计、建设、生产概况
设计生产能力和核定生产能力
据1997年3月煤炭工业XX设计研究院编制完成的《X集矿井优化修改初步设计》,X集煤矿矿井的设计生产能力为400万吨/年,服务年限122.5年。
2004年10月X集矿中央区通过高定位技改,生产能力提高到700万吨/年(皖经煤炭函[2007]269号)。
X集煤矿二期(X北煤矿井型为300万吨/年的矿井)工程建设项目为X集煤矿续建工程,于2003年7月1日开工建设,2005年10月28日X集北矿并入X集煤矿,X集煤矿成为XX省第一个年产达到一千万吨的特大型现代化矿井。
现形成了一矿两井模式格局。
2010年经上级主管部门核定生产能力为中央区760万吨/年(皖经信煤炭函[2008]881号),北区480万吨/年(皖经信煤炭函[2009]256号)。
2010年实际生产能力1369.7万吨/年(中央区780.4万吨/年,北区589.3万吨/年)。
3、矿井开拓开采现状
(1)矿井开拓方式
X集煤矿目前采用一矿两井管理模式,划分为中央区和北区两对井,设计采用立井、集中大巷和主要石门的开拓方式,采用分区开拓、分区通风、分区(中央区和北区)集中出煤的开采方式。
矿井划分为两个水平,一水平标高为-600m,二水平标高为-820m,目前矿井集中于一水平生产,二水平尚未进行开拓延深。
中央区设计生产能力为4.0Mt/a,3个井筒,均位于中央区工业广场内,分别为主井、副井和中央风井,主井、副井进风,中央风井回风,井底车场水平标高-600m。
2009年省经信委核定生产能力为7.6Mt/a。
目前,矿井东一13-1、11-2采区,西一13-1、11-2采区,西二13-1、11-2上山采区和东一11-2下山采区系统巷道已经形成,为目前的生产采区;正在准备东一13-1下山采区、东二11-2采区、西二11-2下山采区、东一13-1上采区及西二9-1~8下山采区,未来五年中将要打开的采区为北二11-2采区、二水平东一9-1~8煤采区、西一9-1~8煤采区、东二9-1~8煤采区。
北区设计生产能力为3.0Mt/a,3个井筒,均位于北区工业广场内,分别为主井、副井和回风井,主井、副井进风,回风井回风,井底车场水平标高-492m;另外,在西三浅部布置一个进风井和一个回风井。
2009年省经信委核定北区生产能力为4.8Mt/a。
目前,矿井北一8煤采区、西二9-1~8煤上山采区、北一6煤采区系统巷道已经形成,是矿井的生产采区;正在准备北一11-2采区、西二7-1~6煤上山采区、西三8煤上采区、西三13-1煤上采区和西二1煤采区。
未来五年中将要打开的采区为西二7-1~6煤下山采区、西三13-1下山采区、西三11-2上山采区、西三8煤下山采区和西三1煤采区。
(2)矿井开采现状
第二章以往地质勘探及本次补勘工作
第一节历次勘探工作简况及成果
一、钻探
(包括采矿权X围外)共415个,总工程量299788.62m;X集煤矿矿权内共有钻孔395个,其中水文孔83个,工程量267847.1m,抽水55次,见表2-1。
本次报告矿权内历次地质钻探工程量统计表表2-1
施工
时间
勘查
阶段
施工
单位
钻探工程量
提交报告
孔数
(个)
工程量
(m)
其中水文工程量
孔数
(个)
工程量
(m)
抽水
(次)
1960~1961
找煤
323队
1
547.79
1966~1968
普查
一队
11
8408.71
1971~1973
精查
一队
87
57350.80
8
2894.58
9
《谢桥第二勘探区综合勘探精查地质报告》
1976~1979
精查
补充
合计
120
77799.54
5
2733.72
2
《X集、王庄井田精查地质报告》
1979~1980
王庄
补钻
一四七
6
6741.31
《王庄井田补钻资料》
1982
新集
勘探
一四七
1
991.24
《新集井田第一期工程精查地质报告》
1983~1984
20煤
补钻
一队
17
10811.40
3
336.00
3
《X集煤矿东一采区20煤层补钻资料》
1985~1986
水源勘探
水文队
26
2963.28
26
2963.28
6
供水水文地质勘探(未见基岩)
1992
井筒
检查
钻探
合计
5
2500.74
2
435.18
9
《X集煤矿井筒检查钻地质报告》
1994~1995
井筒
检查
钻探
合计
4
1960.14
《X集煤矿北区井筒检查钻地质报告》
2002
北区副井筒检查钻探
XX矿业集团勘探工程处
1
560.16
《X集煤矿北区副井井筒检查钻地质报告》
2004~2005
北区零星补勘
合计
9
7686.5
《X集北区电子版地质报告汇编》
2005~2006
井筒
检查
钻探
水文队
2
1157.5
《X集煤矿西风井井筒检查钻地质报告》
2007
灰岩补充勘探
合计
11
7499.25
11
7499.25
11
《X集煤矿灰岩补充勘探报告》
2001~2007
中央区一水平补充勘探
合计
16
14613.34
《X集煤矿中央区一水平补充勘探报告》
2008.12~2010.10
新生界及浅部煤系地层水文与工程地质补充勘探
合计
28
14341.99
28
14341.99
7
(简易抽水8次)
《X集煤矿新生界及浅部煤系地层水文与工程地质补充勘探报告》
2008~2011
二水平补充勘探及陷落柱探查东翼东构造探查
合计
50
55395.11
总计
395
271328.8
83
31204
55
注:
表中“一队”为XX省煤田地质局第一勘探队。
二、物探
12次地面三维地震勘探
三、水文地质
先后进行过7次水文地质工作
历年水文工作情况表表2-2
施工时间
施工单位
钻孔
(个)
取芯情况
专门水文工程
备注
全取
芯孔
层段
取芯
界面
取芯
无
芯
专门
水文孔
工程量
(m)
抽水
次数
1960~1982年
一队
323队
147队
226
8
17
133
68
13
5628.3
11
其中未见基岩2个孔
1983~1984年
一队
17
3
1
13
3
336
3
钻水源勘探(未见基岩)
1985~1986年
水文队
26
22
2
2
26
2963.28
6
供水文地质勘探(未见基岩)
1992年
矿务局队
一队
5
4
1
2
435.18
9
井筒检查钻(其中未见基岩2个孔)
1993~2007年
一队
43
1
1
18
23
11
7499.25
11
2008~2010年
一队
水文队
28
15
正式抽水7次,简易抽水8次
2008~2010年
一队
XX矿业集团公司
合计
345
38
22
164
93
55
16862.01
55
第三章地质构造
第一节地层
本井田为新生界松散层覆盖的全隐蔽区。
井田地层全系钻探揭露。
经钻探揭露井田内地层有寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系、三叠系、第三系、第四系地层,现分述如下。
一、寒武系(∈)
据本井田补IXLZ4孔揭露,深度为1015.83~1312.80m,控制厚度大于296.97m。
由石灰岩、白云质灰岩、灰质白云岩组成,溶洞发育。
二、奥陶系中下统(O1+2)
据本井西风井O2、六O2、补IXLZ1孔、补IXLZ2孔、补IXLZ3孔、补IXLZ4孔资料,厚69.15~196.91m,平均122.46m。
岩性主要为灰~浅灰色白云质灰岩,次为灰~浅灰绿色泥质灰岩,少见灰岩和钙质泥岩、铝质泥岩,偶见角砾状灰岩。
三、石炭系上统XX组(C3)
据井田内揭露地层总厚108.55~129.40m,平均118.99m;含薄层灰岩12~13层,灰岩总厚29.83~69.35m,平均56.75m。
根据厚度和岩石组合,本井田XX组灰岩亦划分为三组13层。
C3—Ⅰ组灰岩含C31、C32、C33上、C33下C3—Ⅱ组灰岩,含C34、C35、C36、C37、C38、C39灰岩6层。
C3—Ⅲ组灰岩含C310、C311、C312灰岩3层。
XX组假整合于奥陶系之上。
四、二叠系(P)
底部以海相泥岩与XX组分界。
二叠系总厚980m,分上统和下统,上统包括石千峰组、上石盒子组;下统包括下石盒子组、XX组,均为含煤地层,厚720m,含煤32层,总厚36.09m,含煤系数为5.0%,可分7个含煤段。
上部石千峰组为非含煤地层。
㈠、二叠系下统XX组(P1sh)
第一含煤段(图3-1):
厚65m,含可采煤层一层,含煤系数为10.75%。
底部为灰黑色海相泥岩,其上是砂泥岩互层,常见腕足、瓣缌类化石及虫迹,多含菱铁结核,中部以中、粗砂岩为主,局部含砾及泥质包体,时而冲刷煤层,上部为粉砂岩、砂质泥岩。
㈡、二叠系下统下石盒子组(P1x)
第二含煤段(图3-2):
厚128m,含煤8~11层(编号4~9煤),其中可采煤层6层,含煤系数10.22%。
底部为中粗砂岩,具冲刷特征,是与下伏XX组的分界,其上鲕状花斑泥岩或铝质泥岩是全区标志层。
5煤层顶底多薄层状砂泥岩互层,具有浑浊层理和虫迹。
㈢、二叠系上统上石盒子组(P2S)
地层厚527m,分五个含煤段:
1、第三含煤段:
厚103m,含煤系数3.85%。
底部砂岩是上、下石盒子组的分界;下部以砂岩、石英砂岩为主,夹砂质泥岩,少有花斑,局部见炭质泥岩(10煤层位);中部以泥岩、砂质泥岩为主,常见鲕粒结构;中上部含煤三层,其中11-2煤为主采煤层。
2、第四含煤段,厚74m,含煤系数8.22%。
底部以灰白色细中砂岩与第三含煤段分界,其上为紫红~灰绿色含鲕花斑泥岩,通常称“大花斑”,是全区标志层;中上部以泥岩类为主,夹砂岩,含煤6层(12~15煤),其中13-1煤是主要可采煤层。
3、第五含煤段,平均厚度为110m,含煤系数2.12%。
本段多呈青灰色、灰绿色,以泥岩、砂质泥岩为主,夹细砂、砂泥岩互层。
底部以石英砂岩、细中砂岩与第四含煤段分界,其上有1~4层紫红~棕黄色花斑泥岩,称“小花斑”。
中部含煤4~5层(16~17煤)
4、第六含煤段:
平均厚度为110m,含煤系数1.99%。
以灰色、青灰色、灰绿色泥岩类为主,夹细中砂岩。
中下部含煤4层(18~21煤),18煤底部常见铝质泥岩或鲕状花斑泥岩,19~20煤间有1~3层薄层硅质岩,富含海绵骨针。
5、第七含煤层(图3-3):
平均厚度为130m,含煤系数1.12%。
以灰色岩性为主,少见青灰色。
由泥岩、粉砂岩、砂岩组成,含劣质煤5层(22~25煤),而且常相变为炭质泥岩。
㈣、二叠系上统石千峰组(P2sh)
地层厚度260m。
为一套杂色非含煤地层,由灰色、灰绿色,紫红色泥岩、粉砂岩、中细砂岩、含砾石砂岩组成,多紫红色花斑泥岩。
底部为灰白~浅红色含砾中粗砂岩与上石盒子组分界。
二叠系的沉积环境是从陆表海海湾发展而来的下三角洲平原沉积,经历了海湾充填、树枝状、网状河体系,转入河口湾海湾环境,进而发展到上三角洲平原、陆相冲积平原沉积。
五、三叠系(T)
是一套红色碎屑岩,由棕红、紫红色砂岩、粉砂岩、泥岩组成。
厚度不详。
与下伏石千峰组呈整合接触。
六、第三系(R)
1.中新统(N1)
厚0~69.55m,平均37m。
上段由灰绿色棕红色粘土组成,局部夹泥灰岩薄层和薄层砂层透镜体,总体以灰绿、褐黄、赭红等杂色粘土为主,夹多层砂体,与粘土交互成层,砂体因相变而发育不等,分布不均。
底部有0~29.21m碎石层;局部缺失。
2.上新统(N2)
厚95~180m,平均厚度为130m。
以浅灰绿色、灰黄色粗中砂为主,次为细砂、粉砂,夹多层灰绿色粘土,偶尔有细砂岩盘。
七、第四系(Q)
1.更新统(Qp)
平均厚度为97m,以灰黄色、浅灰色细、中砂为主,夹多层粘土、砂质粘土,粘土层厚度变化大,含铁猛结核;上部夹青灰色淤泥;底部砂层为棕色锈黄色,富含铁猛结核,与下伏上新统分界明显。
2.全新统(Qh)
厚11~44m,平均25m。
以土黄色砂质粘土为主,夹不稳定细粉砂薄层。
在15~20m褐灰色砂质粘土中,富含有机质和大量螺蚌贝壳碎片。
第二节构造
X集煤矿位于谢桥向斜北翼,地处陈桥背斜的东南倾伏端,总体形态呈扇形展布的单斜构造,地层走向呈不完整的弧形转折。
西段地层走向在北西75°左右,中段急转东西,北东方向,至北段大致向正北延伸。
地层倾角平缓稳定,中央石门以西为10°左右,以东2~5°,工业场地以南至向斜轴一般为15°,局部30°,并有明显的波状起伏。
二水平总体地层走向形态与全井田基本一致。
一、褶皱
本区次级褶皱不很发育,六线以西原所谓的谢桥向斜形态表现不明显。
谢桥向斜:
向斜的轴部位于本区南部边界的附近,走向由东部的近东西向在四西线附近转为北西向,两翼不对称,北翼倾角5~15°,南翼倾角变化较大,一般为20~50°。
控制较可靠。
二、断层
本矿井的南、北边缘断裂发育,井田内部的断裂数量较大、但规模较小。
截至现有资料,本井田共确定断层701条,其中正断层675条,逆断层26条;落差≥100m的9条,≥50m~<100m的1条,≥20m~<50m的12条,≥5m~<20m的210条,落差<5m的469条。
按可靠程度分:
在701条断层中,查明的有57条;可靠的有243条;可靠的~较可靠的有275条;较可靠的有106条;可靠性差的有20条。
矿井北部边缘及煤矿主体是一组以北西向为主的正断层,北部边缘断层走向大致平行于陈桥背斜轴,呈树枝状发育。
往南,断层走向逐渐向南偏转。
总体上,断层围绕着背斜的转折端,组成了放射状的断裂系统,显示出背斜在褶皱隆起过程中的X裂性质;在变位特征上,该组正断层大多向南倾斜,呈现出由北向南逐渐下降的阶梯式组合。
区内主要断层分述如下:
㈠、北西向断层
1、F109正断层
位于本矿西北端,为矿井边界断层,切割区内第二水平1~8煤层,使其与太灰奥灰对口接触,走向北西,向南西倾斜,倾角68~74°,落差90m~270m,由西向东逐渐变小,本矿X围内长4km。
有十南12、十一9、十一17等3孔穿过,并控制在十19与十16及水218孔之间。
属查明断层。
2、F215正断层
位于矿井西北部,切割一水平1~8煤层,造成1煤与XX组下部灰岩对口。
走向北西,倾向北东,倾角70~78°落差0~110m,由西向东变小,区内长6km。
有257孔穿过,并在十一线、十二线和十二北线上控制在钻孔之间。
属查明断层。
3、F211正断层
为矿井东北边界,穿越煤矿全境,切割全部煤层。
走向北西,向南西倾斜,倾角59~70°,落差5~65m,由浅而深落差加大,长7.1km。
有十南3、十一12、十二北6、十三8、十四2、十五6、十六11、十六4、等7个钻孔穿过断层,通过三维地震查明该断层变向为向南延展至十六线。
属查明断层。
4、F216正断层
紧邻于东北边界,与F211断层相距50~400m,-800m水平以浅的可采煤层被切断。
走向北西,倾向南西,倾角70°,落差0~35m,长2.3km。
有六12、十二南1、十六11、十六4、十三1、十四6、十五6、十六4、四1等10个钻孔穿过,通过三维地震查明该断层变向为向南延展至十六线。
属查明断层。
4、F216-5正断层
与F226和F216断层相交,为三维地震查明断层,走向北西西,倾向南南西,倾角55~65°,最大落差达20m左右,延伸长度1.3Km。
切割1~13-1煤层所有可采煤层。
北一北翼8煤皮带机巷和回风大巷已揭露该断层,实见落差分别为9m和3m,落差变化较快。
5、F217正断层
F217断层,走向北西,并逐渐转向东西,倾向南,倾角50~65°,落差0~17m,长3km。
深部有分枝断层F217-1断层,切割13-1、11-2、8、6、1等主要可采煤层。
F217断层有五4、213、十六1、十六2、十六3等5个钻孔穿过,控制。
目前无巷道工程揭露,根据临近巷道资料推断,该断层在西部走向方向向南偏移,五5孔附近向北偏移。
属查明断层。
6、F220正断层
位于矿井中深部,切割-600m水平以下的煤层。
走向北西,倾向南西,倾角40~65°,落差0~35m,切割13-1、11-2、8、6、1等度要可采煤层,延伸长度达2.6km。
属三维地震资料查明断层,该断层井巷工程揭露有1311(3)底抽巷、以及1117(3)运顺,在1117(3)运顺揭露落差为23m。
并有四四东23孔穿过,属查明断层。
7、F213逆断层
地处矿井中深部,影响-600m水平以下的主要可采煤层。
走向北西,向南倾斜,倾角45~70°,落差0~30m,长约1.4km。
由221孔查出。
属查明断层。
㈡、北东向断层
1、F209正断层
F209断层位于矿井西部,为西二采区和西三采区边界,切割第一水平各可采煤层,走向北北东,倾向西,倾角60~76°,落差20~100m,各煤层中断层的落差由浅部向延展时逐渐变小至尖灭,长5.6km。
南端有F209-1分枝断层,局部切割一水平内11-2~20煤层,落差0~12m,长0.6km。
F209南段有六-七5、247、水209孔穿过,并控制了倾角,北段控制在水217、三7孔之间330m以内,该断层在247孔附近向东偏移。
根据西风井区-483西三轨道大巷、西三回风大巷、西三矸石胶带机巷、西翼6煤胶带机巷、西翼6煤回风大巷等巷道工程揭露资料,该断层落差34~40m。
2、F226正断层
F226是采区的分界断层,切割第一水平全部可采煤层,走向北东。
向东倾斜,倾角55~65°,落差0~30m,长3.2km。
由六6、六7、六8、六9、六15、三12等6个孔穿过,13-1、11-2煤层中该断层的落差向深部延伸的落差逐渐变小并尖灭,中央区一水平现有西一轨道大巷、西一胶带机大巷、西一回风大巷等井巷工程揭露,实见断层落差8~11m。
北一采区巷道已多处揭露,北区8煤、6煤现共有20条井巷工程揭露,在走向向稍有偏移,断层落差大小沿走向也有所变化,在北一采区中部落差27~30m,向南北两侧落差逐渐减少至15m左右,断层面较粗糙,多数有断层泥或断层破碎带(宽0.5~3.0m),且主断面附近多发育有伴生小断层,井巷实际揭露断层时无大的突水现象,局部仅有滴、淋水现象。
实际揭露断层走向摆动变化较大,位置和原勘探稍有偏移,延展长度向北延长。
3、F22正断层
井田边界断层,正断层,走向N35°~43°E,倾向S49°~55°E,倾角60°,落差0~23m,错断层位1~17-1煤层,区内延展长度2400m。
地震控制并有七西3孔穿过,断层已查明。
4、F27正断层
走向N11°~22°E,倾向S69°~82°E,倾角66°,落差15~25m,错断层位1~1
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