河北工程大学毕业设计(论文)
其下部为灰白色,浅肉红色巨厚层不等粒长石石英砂岩即平顶山砂岩,厚120m左右;中部有紫红色砂岩夹紫红色泥岩120—160m,上部为紫红色厚层状中粗粒砂岩具暗红色铁质斑点,厚120余m,无煤层沉积。与下伏地层呈整和接触。
(7) 第四系(Q)
除北部山梁有基岩裸露外,第四系松散沉积物遍布井田,与下伏地层呈不整和接触。厚度0~150余m,北薄南厚。由暗黄色、棕黄色粘土、砂质粘土、含砂质粘土及砾石组成。顶部为耕植土壤。
平煤十矿戊组煤水文地质综合柱状图地层系统界系统煤层名称地层厚度14.37.8柱 状1:1000岩 性 描 述灰白色中至粗粒砂岩灰色泥岩局部具斑块灰色砂质泥岩煤、硬块灰色泥岩夹砂质泥岩煤、硬块灰绿色细砂岩,顶部有砂质泥岩灰及灰绿色泥岩夹薄层砂岩,局部具斑状产:Annularia灰色砂质泥岩夹细砂岩(D19)0~0.353.60(D18)0~0.5520.9517.945.401.85~5.48-25戊9-10(C15-16)灰白色中至粗粒砂岩灰色泥岩,顶部有砂质泥岩煤、较硬深灰色泥岩夹砂质泥岩煤,顶部较硬,中间粉末状,底部有0.5m的硬煤,在西部与戊8煤层合并夹矸仅0.02~0.上二石古叠盒生系子界统戊8(C17)煤厚为戊8-10向北及东北部分叉,戊8及戊9-10煤层,底为灰色泥岩及砂质泥岩戊11煤层质劣,含小夹矸多层,在西部与戊9-10合并,夹矸厚0.1~0.5m,向东部及东北部分叉深灰色泥岩及砂质泥岩夹薄层菱铁矿结核中具鲕状17.050.79(C11)灰白色砂质泥岩产:Gigentopteris灰白色中至粗粒砂岩,含泥岩角砾块节理发育灰色泥岩煤灰色泥岩产:Sphenophllum及Gigentopteris等化石PPSh0~0.585.070~0.60戊12(C13)戊13(C12)15.530~0.37.1318.94煤灰白色细至中夹砂质泥岩,具交错层理煤灰色泥岩及砂质泥岩夹浅灰色细砂岩含菱铁矿结核紫红及灰黄色斑块状泥岩13.375.207.263.105.45灰色细砂岩顶部为砂质泥岩产植物化石灰白色中至粗粒砂岩灰绿及紫红色斑状泥岩灰绿色砂质泥岩及细砂岩灰白色中至粗粒砂岩灰色砂质泥岩产植物化石间加紫红色斑状泥岩17.9121.84灰色细砂岩产:Annularia及Pecopteris等化石
图1-2戊组煤地质综合柱状图
4
河北工程大学毕业设计(论文)
1.2.3井田地质构造及特征
(1)地质构造
十矿井田位于平顶山煤田东段,主体构造为一枢纽向北西倾伏的宽缓向斜构造-李口向斜。十矿矿区的主体构造为一宽缓的复式向斜,即李口向斜,并伴生着一些一级的背斜和向斜。十矿位于李口向斜南翼,处于、二级构造郭庄背斜和牛庄向斜上。
(2)主要断层特征
矿井田位于李口向斜南西翼中东段,主体构造为向北东倾斜的单斜。 ①褶曲
A、郭庄背斜:位于郭庄一线,在地表不显现,轴向与牛庄向斜平行,但收敛与展开方向与牛庄向斜相反,即背斜西北端呈封闭收敛,东南展开;背斜北翼即李口向斜南翼,向西消失于一矿28勘探线附近,东延纵贯十二矿,延伸长度6km以上,该背斜轴北距李口向斜轴3.0km。走向300~310°,与李口向斜基本平行,两翼不对称,南西翼倾角5~8°,北东翼倾角5~27°,在-320m标高附近倾角最大,轴部稍缓。背斜南东端扬起,北西端倾伏,倾伏角4~6°,脊斜轴稍有起伏,呈鼻状构造。丁、戊组煤层同产状,己组煤层波状起伏,在轴部常产生小褶皱。在背斜西北端被郭庄逆断层切断,断层与褶曲轴交角10~20°。由于背斜倾伏端和扬起端相对推移,背斜轴线产生了“S”型弯曲。
B、牛庄向斜:位于牛庄~东工人镇一线,规模与郭庄背斜近似,两轴间距0.5~0.6Km,褶曲轴面平行,两翼对称,北东翼倾角5~8°,南西翼倾角5~10°。轴部宽缓,南东端仰起,北西端倾伏,倾伏角4°,略显起伏,呈箕形构造。牛庄向斜北西段倾伏端在牛庄逆断层南西盘,断层走向与向斜轴交角10~15°。向斜南东扬起端向斜轴可能被F2逆断层切断,断褶交角10~30°。向斜倾伏端和扬起端相对推移,轴线产生“S”型弯曲。
②断层(见表)
F2逆断层:位于井田东部牛庄向斜扬起端南侧,系钻孔所见的推断断层。断层走向270~300°,倾向北东,推断落差30m,所见长度1.5km左右,且具有分支断层。在断层前缘有与断层走向垂直的近南北向若干个小褶曲。断层向西,在相应部位有落差8m左右的正断层存在,这应是其伴生断层。
表1-1 主要断层 名称 构造位置 走向 赵庄逆断层 井田南部风化带附近 305°~330° 产状 倾向 NE 倾角 20° ~70° 落差 3~30 延展长度 2500 控制程度 查明 5
河北工程大学毕业设计(论文)
F2逆断层 井田西南风化带北侧 270°~300° N 2~30 1500 查明 1.2.4矿井水文地质特征
1、井田含水层与隔水层及水质
井田有灰岩岩溶裂隙含水层、砂岩裂隙含水层和松散岩类孔隙含水层。隔水层有泥岩、砂质泥岩、粘土岩和松散岩类粘土。
A、寒武系中上统灰岩岩溶裂隙含水层与隔水层
上统崮山组白云质灰岩,平均厚68m,溶洞裂隙发育程度低,含水性较弱,单位涌水量0.0007~2.27L/s.m。渗透系数0.0009m/d,水质类型HCO3-CaNa、HCO3-CaMg,HCO3-Ca。中统张夏组鲕状灰岩,厚56~124m,裂隙溶洞发育,含水性强,单位涌水量0.00279~48L/s.m。寒武系下统馒头组和中统毛庄组巨厚的泥岩、泥灰岩、砂质泥岩为隔水层,阻隔了与下伏辛集组石英砂岩和震旦系石英岩含水层的水力联系。
B、石炭系太原组灰岩岩溶裂隙含水层组与隔水层
本溪组、太原组平行不整合于寒武系崮山组灰岩古风化壳上,本溪组铝土质泥岩隔水层厚度小而不均,难于阻隔上下含水层水力联系。太原组灰岩七层,总厚41.Om,上部灰岩段含水层厚16.8m,上距已17煤层10m左右。钻孔单位涌水量0.00531~8.0081L/s.m,渗透系数0.0168~63.13m/d,区域资料表明岩溶发育标高一般在-180m以上,局部在-440m深处也有岩溶现象。L2灰岩含水丰富;L4灰岩含水层夹于中部砂泥岩隔水层中,厚度小且不稳定,多为透镜体,岩溶发育程度差,含水性差。中部砂泥岩段厚24m,阻隔上、下灰岩段的水力联系。下部灰岩段含水层包括两层灰岩,厚19.8m,单位涌水量0.000035~12.842L/s.m,渗透系数0.000138~29.761m/d。一矿、二矿、七矿、八矿井下钻孔揭露最大出水量达237.8m3/h。 目前井田范围内水位降至-159m以下。
C、戊组煤层顶板砂岩含水组与隔水层
从下石盒子组戊组顶板到丁组底板,其间主要有戊组老顶砂岩含水层(即D煤底板砂岩)和丁煤底板砂岩含水层,总厚20m左右。各厚10m左右,中间被厚近20m的原D煤段砂泥岩隔水层分开。含水组单位涌水量0.0111~0.0119L/s.m,渗透系数0.052~0.054m/d。由于厚度小,含水性差,属弱含水层。含水层隐伏露头接受第四系底砾石含水层补给。
D、石千峰组砂岩裂隙含水层
位于煤系地层顶部,在井田分水岭一带出露。平顶山砂岩厚120m左右,石千峰红色砂岩厚240~350m,浅部风化裂隙发育,岩石较破碎,直接接受降水补给,含水性较强。李口向斜轴部26-17钻孔成自流井,现作矿泉水。 G、第四系底部砾石含水层
6
河北工程大学毕业设计(论文)
第四系底部砾石层厚0~10m,由北而南变厚,覆盖于基岩上,岩性为砾石夹粘土,属坡积、洪积物,砾石层之上为含钙质结核粘土隔水层。
2、井田水文地质类型 属中等型水文地质条件矿井。 1.2.5矿井涌水量
经精查补充勘探资料计算并参照相邻矿井实际涌水量资料,根据补充地质报告审查意见;本矿井涌水量不大。
1.2煤层特征及媒质
1.3.1可采煤层特征
井田含煤地层有石炭系上统太原组、二迭系下统山西组、下石盒子组和上统上石盒子组。含煤岩系总厚度800m左右,含煤44层,煤层总厚度30.72~42.21m,含煤系数3.4~4.7%。自上而下为甲,乙、丙、丁、戊、己、庚七个煤组。
井田甲、乙、丙煤组无工业开采价值。甲1、乙2、丙3零星达到可采厚度,属高灰高硫劣质煤,由于埋藏浅,只有小窑开采。最下部庚组煤薄,仅庚20局部可采,且为高硫煤。丁、己煤组根据公司规划由相邻的一矿、八矿开采,在这里不再描述。
戊煤组:
属二叠系下石盒子组,上距丁组煤60~80m,下距己煤组160~180m。包括戊8、戊
9、戊10、戊11、戊12、戊13,可采煤层为戊8、戊9-10。可采戊组煤层上距丁6煤层
90m
左右,戊8煤层由东南向西北逐渐变薄,绝大多数厚度在1.85~5.48m之间,仅在西北隅煤厚小于0.8m,为戊8煤层不可采区。戊9-10煤层是主要的开采煤层,煤厚在1.25~4.07m之间,一般煤厚为3.2m左右,与戊8煤相似,由东南向西北逐渐变薄。戊11煤层仅西南角局部可采,煤厚1.3~1.7m,因本煤层富含夹矸,煤质欠佳,沉积不稳定,为非主采煤层。戊8与戊9之间有两层夹矸,厚4~8m,夹矸间有一煤线(0.1~0.2m),戊
9与戊10中间含一层夹矸,夹矸厚度多在11间砂岩沉积不稳定在
0—0.3m左右,仅个别地方达0.5m。戊10与戊
1~7m之间,戊8直接顶为致密泥岩,水平层理发育,厚5.40m,
向上为17.94m的砂质泥岩,再向上为灰绿色细砂岩,厚约20.95m,戊11底板为灰色砂质泥岩偶夹透镜状砂岩,含菱铁矿薄层及结核。
十矿李口向斜轴南翼,煤层倾角变化较大。
表1-2 可采煤层特征表
煤层名称 戊8
煤层厚度 (m) 1.85~5.48 倾角 (°) 0~13 稳定性 稳中硬 7
硬度 夹矸厚(m) 0 容重 (t/m) 1.36 3顶板岩性 底板岩性 泥岩,砂质灰色泥岩,河北工程大学毕业设计(论文)
4.5 1.25~4.07 3.2 定 稳定 泥岩,砂岩 砂质泥岩 泥岩,砂质中硬 0~0.7 1.36 泥岩,细砂岩 灰色粒土泥岩 戊9-10 0~13 1.3.2煤层围岩性质
煤层顶底板岩由为砂岩、粉砂岩、砂质泥岩及泥岩互层组合,煤组煤层直接顶板大多数为砂质泥岩或泥岩,老顶一般为砂岩,少有伪顶,伪顶岩性为炭质泥岩。各煤层均以砂质泥岩及泥岩为直接底板,靠东部个别煤层直接底板有粉砂岩及砂岩。除己15煤层底板遇水膨胀外,其它煤层底板一般不底鼓,易管理。
据钻空岩芯物理力学试验结果表明,其砂岩的抗压强度平均5749.7×104Pa、粉砂岩为4704×104Pa、砂质泥岩为3941.6×104Pa及泥岩为4385.5×104Pa,各类岩石抗压强度平均2940×104Pa,属中等稳定顶板范畴。 1.3.3 煤的特征
(1)煤质
戊组煤各分层特征:戊8为硬质块状半暗—半亮煤,厚1.85~5.48m,平均4.5m,灰份21.72~32.91%,挥发份30.59~35.65%,胶质层厚度为28.9~38mm属肥煤。戊9-10厚1.25~4.07m一般为3.2m,煤层顶底有0.7m左右块状硬煤,中间为软煤,其灰份16.88~29.94%,挥发份26.21~35.01%,胶质厚度21~39mm。戊
(2)煤的类别牌号
本区煤质稳定,根据井田内各煤层挥发份、粘结指数、胶质层最大厚度,结合《中国煤炭分类国家标准(GB5752-86)》,对照中国煤炭分类简表:井田可采煤层煤类为气煤、1/3焦煤、肥煤和焦煤、可供动力用和炼焦用煤。 戊8煤层为富灰、1/3焦煤、肥煤,戊
9-10
11
厚度不稳,本井田
范围内大多不可采,该层复杂含薄层夹矸多。灰份34~38%,挥发份32%,胶质厚20mm。
煤层为中灰、1/3焦煤,其共同为低硫、
磷,具中等发热量、极难选的煤类,宜作动力用煤。
其煤质分析见表1-3。
表1-3 煤质特征表
煤层 名称 戊8 戊9-10 灰分 (%) 27.11 25.06 挥发分 (%) 34.40 33.97 水分 (%) 1.17 1.16 S (%) 0.34 0.34 发热量 (KJ/kg) 24.23 26.86 工 业 牌 号 FM~1/3JM 1/3JM (3)戊组煤(戊8、戊9-10)的物理特征
主要以半暗型煤,其次为半亮型煤。黑色,条痕为棕黑色,弱玻璃光泽,以暗煤、
8