2、二1煤层顶底板岩性特征
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据以往钻孔揭露和生产矿井调查及矿井生产资料,二1煤层顶板局部具炭质泥岩或泥岩伪顶,厚度一般小于0.30m,厚者可达3m,直接顶板岩性矿区中、东部为粉、细粒砂岩,老顶为中细粒砂岩或泥质灰岩。西部为碎裂岩,老顶为细粒砂岩;二1煤层底板具炭质泥岩或泥岩伪底,厚度一般小于0.50m,直接底为粉细粒砂岩。
3、二1煤层底板工程地质条件
区内以往未进行过岩石物理力学性质试验工作,据区域地质资料,在自然状态下,其各类岩石抗压强度见表3-2。
岩石抗压强度一览表 表3-2
泥 岩 (MP抗压强度a)两极值 一般值 从表3-2可以看出,除泥岩外,其它岩石的抗压强度相对都比较大。根据生产水平及顶底板岩性组合特征,其顶板工程地质类型应属II~III类顶板,即属易~难冒落性顶板,对于本区中、东部来说,正常情况下二1煤层其伪顶随采随落,除仅对煤质有所影响外,顶底板岩石工程地质条件较好,易于维护和管理;而西部由于受滑动构造的影响,直接顶板为碎裂岩,其力学强度较差,顶底板岩石工程地质条件相对较差,生产中可出现冒顶、片帮、掉块和底鼓等不良工程地质现象,不易维护和管理,故应采取一定的防范措施,加强煤层顶、底板的监测及维护和管理工作。
(二)、煤质
根据本区以往勘查资料,结合三李详查区资料,对本区二1煤煤质特征叙述如下。
1、煤的物理性质
二1煤为灰黑色,玻璃光泽,呈粉状及鳞片状产出,质地松散,因受后
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砂质泥岩 51~75 63 粉砂岩 38~74 57 细粒砂岩 中粒砂岩 76~123 101 87~133 110 34~31 27
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期构造应力的作用,原生结构及构造被破坏,层理不清,次生裂隙发育。据《河南省荥巩煤田三李勘探区煤矿勘探最终报告》,视密度为1.45t/m。
2、煤岩特征
据镜下鉴定,二1煤有机组分含量为88.40~95.30%,平均90.12%,有机组分中主要为镜质组,多为无结构基质体或均匀镜质体,油浸镜下为灰白色,可胶结粘土矿物等,微裂隙发育,且具较明显的各向异性,镜质组最大反射率为3.93%。无机组分含量为7.67~11.96%,平均9.96%,以粘土矿物为主,呈团块状或浸染状分布,另有微量方解石脉及黄铁矿等。
3、煤类的确定
二1煤浮煤干燥无灰基挥发分(Vdaf)为7.18%,氢元素含量(Hdaf)为3.06%,镜煤最大反射率为3.93%,依据《中国煤炭分类国家标准》(GB5751-86),确定二1煤煤类为无烟煤二号。
4、煤的化学性质 (1)元素组成
二1煤浮煤元素组成以碳元素为主,次为氢元素,详见表2-3
二1煤层元素分析结果统计表
煤层 二1 (2)有害组分 ①灰分(Ad)
二1煤原煤灰分为16.55%,属低中灰煤。 ②硫分(St,d)
二1煤原煤全硫含量为0.34%,属特低硫煤。硫分以无机硫为主。 ③磷和砷
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煤类 C 无烟煤二号 93.25 浮煤(%) H 3.06 N 1.14 O+S 2.63
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二1煤层中磷和砷含量较低,磷含量0.023%,属低磷煤;砷含量为1.03ppm,符合各类工业用煤要求。
5、煤的工艺性能 ①挥发分(Vdaf)
二1煤浮煤干燥无灰基挥发分为7.18%。 ②发热量(Qgr,vd)
区内无二1煤低位发热量资料,原煤发热量为27.82MJ/kg,发热量较高,应符合现行《煤、泥炭地质勘查规范》中资源储量估算对煤矿层发热量的要求。
③煤的融熔性
二1煤的煤灰软化温度(ST)为1400℃,为高熔灰分煤。 6、煤质及煤的工业用途
本区二1煤属低中灰、特低硫、低磷、高熔灰分之粉状、鳞片状无烟煤二号,可做为火力发电、沸腾层发生炉等工业用煤,同时也是良好的民用燃料。
7、风氧化带的确定
根据以往勘查和矿井生产揭露资料,确定二1煤层风化带水平宽度一般30m。
四、瓦斯、煤尘、煤层自燃性及其它开采技术条件 1、煤层瓦斯
据三李煤矿生产资料,在开采过程中,煤层瓦斯相对涌出量为10.5m3/t2d,未发生过煤与瓦斯爆炸事故,现按高瓦斯矿井管理。
据三李勘查区钻孔二1煤层瓦斯取样测试资料,取样深度在198.31~964.66m,瓦期成分:CH4为2.05~97.78%,平均79.65%;CO2煤0~10.56%,平均4.49%;N2为0.16~98.91%。瓦斯含量为0.06~10.56。以CH4
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含量为80%作为瓦斯风化带下限,则本区应属瓦斯风化带范围。但应说明,瓦斯赋存具不均衡性,局部可能形成瓦斯富集区,该矿在开采过程中,瓦
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斯相对涌出量达10.5 m/t2d,建议矿井生产中应加强通风和瓦斯监测工作,
仍按高瓦斯矿井管理为宜。
2、煤尘
煤炭科学研究总院重庆分院2006年7月对本矿煤层鉴定为,煤尘无爆炸性。本区二1煤属无烟煤,据西部计河井田(与本区二1煤层煤质特征基本相同)取样测试资料,煤尘爆炸指数为6.07~8.70%,无煤尘爆炸性。但本区二
1煤层多为粉煤,井下煤尘较大,生产中应加强洒水降尘工作,确保安全生
产。
3、煤的自燃
煤炭科学研究总院重庆分院2006年7月对本矿煤层鉴定为,自燃倾向属三类,为不易自燃煤层。据西部计河井田测试资料,二1煤还原样、氧化样和原煤样燃点分别为403、385、391℃,为不易自燃发火煤。本矿及周围煤矿生产中未发生过煤的自煤现象。因此,区内二1煤属不易自燃煤层。
4、地温