石板河煤矿事故应急救援预案
测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的探放水原则,同时坚持“有疑必停”的原则,防止采空区积水和老窑积水的突然涌出。
5、矿井地质 5.1基本地质形态
矿区位于小河边向斜的北西翼。小河边向斜属黔西山字型构造前弧西翼中段,是黔西山字型构造前弧的组成部分。该矿区范围内地层走向总体为北东向,倾向南东,为一单斜构造,倾角16°~20°,一般18°。区内断层较发育。其中矿区内最为明显的断层为F12,其余范围内均为伴生小断层。
根据《老鹰山煤矿生产矿井地质报告》(属精查),F12为一正断层,位于矿区北中部,断层产状为走向105°,倾向195°,倾角70°,落差20m,对开采影响较大。见主要断层
特征表: 断层名称 F12 走向 105° 倾向 195° 倾角 70° 落差 20m 石板河煤矿地层产状总体变化不大,地质构造复杂程度类型属中等。 5.2水文地质
(一)矿井水文地质特征
矿区位于小河边向斜的西北翼。石板河从南往北流过,贯穿整个矿区西部,该河流在矿区最低侵蚀基准面海拨高约为1790.0米,河水流量在枯水季节为1.2m3/min,丰水季节为178m3/min,平水期为70m3/min。在矿区内河床标高约1790.0米,为当地最低侵蚀基准面海拨标高,而开采煤层最低标高为1640米,低于当地最低侵蚀基准面,煤矿开采,地表水补给地下水,将增加煤矿矿坑涌水量。 (1)主要含(隔)水层类型
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①宣威组
厚度288—321m,砂泥岩夹煤层。占总面积60%以上。含水段由细砂岩、粉砂岩及少许碳酸盐岩组成,其分层厚0.50—30m,上、下为泥质岩、煤层相隔,使地下水具承压性。一般泉流量为0.01—1.50l/s。个别点流量较大,季节性泉亦较多。
②飞仙关组
厚度311—540m,以粉砂岩、细砂岩、泥岩及粘土岩为主,夹数层薄层状灰岩、泥灰岩,富水总性弱,属裂隙含水层。占总面积40%不到。
③第四系孔隙水
矿区内覆盖的第四系,为孔隙水,含水较弱,有一定的厚度,在矿区分布较广,有一定的蓄水量,对煤矿开采有影响。
(2)含水层对矿床开采影响分析
含煤地层位于宣威组下段(P3x1)和中段(P3x),下段(P3x1)自C105e煤层到煤系底界,厚103~155m,一般118~140m。中段(P3x)自C105e煤层顶板K8标志层至C207煤层顶板K6标志层为煤系中段,厚度70~139m,一般厚94~112m。
宣威组及飞仙关组主要由砂泥岩组成,该地层含浅部风化裂隙水,有泉水点出露,愈往深部含水性愈微弱。井下煤层巷道中,顶板常见淋水现象。第四系主要为坡积物、残坡积物,厚度一般0-15米左右,透水性强,含水性中等,主要受大气降水的控制。
断层含水性强,也是地表水下渗的通道。
(3)总之,地表水、地下水受大气降水影响,其流量、水质变化均与降水的季节和强度相对应,雨季流量增大,矿化度减少,枯季则相反。地下水以泉或分散流形式补给溪沟,各含水层无直接的水力联系,且地下水动态变化显著,周期性较明显,并具滞后现象。
根据各含隔水层水文地质特征、断层导水性及动态变化特征,区内地下水补给
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来源主要为大气降水,地表水及地下水排泄条件良好,周期性较明显。
综上所述,本区水文地质类型属裂隙充水矿床,水文地质条件中等。 (二)、充水因素分析 (1)矿区地表水
石板河煤矿位于小河边向斜的北西翼。石板河从南往北流过,贯穿整个矿区西部,该河流在矿区最低侵蚀基准面海拨高约为1790.0米。根据《老鹰山煤矿生产矿井地质报告》(精查),河水流量在枯水季节为1.2m3/min,丰水季节为178m3/min,平水期为70m3/min。区内冲沟较发育,且多呈树技状分布,切割较深,沟水流量变化较大,雨季常发生山洪,枯季流量小至干涸。区内地层为第四系、煤系地层及飞仙关组地层,岩性多为泥岩、粉砂泥岩,泥砂岩,有一定的隔水性,大气降水不易渗入地下,地表水系不甚发育,矿区地表水大多为\型冲沟水。冲沟流程短,流量受季节性控制明显,大多在雨季时增大,旱季时减小甚至干涸,一般小于1m3/s。 (2)大气降水:是主要的充水水源。含煤地层裸露,直接接受大气降水补给,其充水强度和降水的强度及持续时间有着密切联系。
(3)地表水:区内有石板河河流,为一季节性河流,河水流量动态变化较为显著。另有冲沟发育,切割较深。有些冲沟常年有水,枯季流量较小,雨季暴涨。因此,在上述地表水体下采煤应注意地表水溃入。
(4)老窑水:区内老窑和小煤矿分布广泛,且开采历史悠久,大部分被关闭。老窑采空冒落造成地表开裂、塌陷,致使地表水及降雨由裂隙渗入老窑蓄积。因此,老窑大多有积水。开采浅部煤层,应预防老窑水涌入。
(5)第四系孔隙水:岩石破碎,透水性较强,特别在雨季水量猛增, (6)矿井直接充水含水层:含煤地层与隔水段层间互状,虽富水性弱,但具一定的承压性,应做好排水准备。
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(7)断层带水:断层破坏了地层的完整性、连续性,降低了岩石的力学强度。含煤地层主要以塑性岩石为主,受力后发生塑性变形,破坏以剪断为主,常形成微张开甚至闭合的裂隙,断层带岩石胶结性中等,缺少对地下水储存和运动的有效空间,含水性和导水性不强,但上覆地层断层带有一定含水性,导水性较好,可能连通含煤地层上部的中强含水层或地表水,加之未来矿床开采中,人工采矿裂隙大量出现,改变了断层带附近应力场和地下水的天然流场,地表水、地下水就有可能沿断裂带流入矿井。
(8)下伏栖霞—茅口组强含水层:与含煤地层有180余米的玄武岩相隔,对矿井充水影响不大,但当断层切割使其与含煤地层直接接触时,开采煤层应进行探放水。
6、煤层及煤质
6.1煤层
本区内含煤地层主要为二叠系上统宣威组,主要由灰、浅灰色细砂岩、粉砂岩、泥岩、粘土岩及煤层组成。煤系厚度一般288~321m,含煤23~40层。本区内可采及局部可采煤层13层,主要分布在煤系地层中、下段,可采煤层总厚18—31m。
矿区主要可采及局部可采煤层自上而下为C207、C205、C203、C202b、C202a、C105e、C104、C103c、C103b、C103a、C102b、C102a、C101c共十三层煤,其余煤层在矿区内不可采。我矿主采为C207、C205、C203煤层。现将我矿主采煤层由上到下叙述如下:
(1)C207煤层
位于宣威组(P3x)中段顶部。黑色,小块状,暗淡型煤。厚度0.82-1.28m,矿区内及其附近钻孔控制见煤点煤厚的算术平均值为0.95m,一般不含夹矸。上距宣威组上段底界一般5.5m,距飞仙关组底部一般71m。煤层结构简单,对比可靠,
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全区可采,属较稳定煤层。
顶板:上部为0.8—1.2m的灰色泥质灰岩,含腕足类动物化石,下部为深灰色至深灰黑色泥岩或粉砂质泥岩,致密,具贝壳状断口。该层为K6标志层。
底板:灰褐色砂质粘土岩。含植物根部化石与少量菱铁质结核。 (2)C205煤层
位于宣威组(P3x)中段中部。黑色,粉状,沥青光泽,半暗淡型煤。厚度0.20-5.65m,矿区内及其附近各钻孔控制见煤点纯煤厚的算术平均值为3.51m,常分为上下两分层,其中部夹矸较厚,一般0.8m,岩性多为粘土岩。上距C207煤层25.0-40.0m,一般32.5m。煤层结构简单至较复杂,对比可靠,全区可采,属较稳定煤层。本区内大部分已被老窑及该矿采空。
顶板:灰色粉砂岩或泥质粉砂岩,含菱铁矿薄层及结核。顶板全厚一般5~18m。 底板:灰至深灰色砂质粘土岩,局部含植物根部化石及菱铁矿结核。全层后一般0.4~4.3m。
(3)C203煤层
位于宣威组(P3x)中段中部。黑色,多呈鳞片状且滑动面发育,含少量丝碳及镜碳。厚度0.49-5.78m,矿区内及其附近各钻孔控制见煤点纯煤厚的算术平均值为4.03m,常分为上下两分层,上分层较厚,下分层较薄,中部所含夹矸较厚,一般1.1m,岩性为粘土岩。上距C205煤层10.0~20.0m,一般15.0m。煤层结构简单至较复杂,对比可靠,全区可采,属较稳定煤层。
顶板:上部为细砂岩、泥质细砂岩,下部为粉砂岩、泥质粉砂岩,富含菱铁矿结核与透镜体,含植物炭化碎屑。全层厚度一般8.0~15.0m。
底板:浅灰色、褐色粘土岩。全层厚度较大,0.8m至数米不等。 6.2煤质
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