二、 采区布置
太原市王封煤矿于2006年2月委托山西省煤炭地质公司编制完成了《山西省太原市王封煤矿生产矿井地质报告》,山西省煤炭工业局以晋煤行发[2006]500号“关于对山西省清徐县马峪乡石窑煤矿等40座煤矿《生产矿井地质报告》“评审意见书”的批复”进行了批复,批复评价认为9号煤层地质勘查程度达到勘探,可作为矿井建设的地质依据。
1、地层
井田位于西山煤田西山矿区的东北部边缘,井田内地层由老至新依次为奥陶系中统峰峰组、石炭系中统本溪组、上统太原组;二叠系下统山西组、下石盒子组,上统上石盒子组下段下部;第四系中更新统和上更新统。井田绝大部分为暴露区。
太原组和山西组为主要含煤地层。 2、构造
井田褶皱发育,有背斜3个,向斜2个,主要为短轴褶皱,轴向主要为北东向。地层总体由北西向南东倾斜,倾角7°-15°。发现正断层15条,最大落差10m,绝大部分落差小于5m。发现陷落柱4个,长轴在55m内。无岩浆岩影响。井田构造属中等类(偏简单)。分别叙述如下:
(1)褶曲
①S1背斜:位于井田西北部,轴向北东一南西向,轴长约700m左右,呈弧形展布。两翼倾角约14°左右。地表见出露,开采8号煤层时亦揭露。
②S2背斜:位于井田西南部,轴向北东一南西向,井田内轴长约 450m,呈弧形展布,两翼倾角约6°-7°。地表见出露,开采8号煤层时亦揭露。
③S3向斜:位于井田北部,轴向北东东向,轴长约1005m,呈直线展布,两翼倾角约9°左右。地表见出露,开采8号煤层亦揭露。
④S4背斜:位于井田南部,轴向北端为北东向,南端转为南东向,基本呈“S”形展布。轴长约1000m,两翼倾角约6°—7°。地表见出露,井下开采中亦揭露。
⑤S5向斜:位于井田东部,轴向北北西向,基本呈直线展布。井田内轴长约900m左右。两翼倾角约6°左右。地表见出露,开采8号煤层亦揭露。
(2) 断层
①Fl断层:位于井田北部边缘,为本井田边界断层,走向北东东向,倾向南东,倾角65°,落差10m,地表见出露。
②F2断层:位于井田北部F1断层南侧,走向北东东向,倾角北西,倾角65°,落差10m,开采8号煤层时发现。井田内延伸长度260m左右。
③F3-F15断层:这些断层落差均小于5m,对煤层煤质影响较小,对井下开采、采区布置及其它开采技术条件影响甚微。
(3)陷落柱
①X1陷落柱:位于井田北部,椭圆状,轴长25-30m。 ②X2陷落柱:位于井田北部X1南侧,椭圆状,轴长20-45m。 ③X3陷落柱:位于井田西北部,圆状,直径35m。 ④X4陷落柱:位于井田西南部,椭圆状,轴长30-55m。 以上这些陷落柱均在井下开采中发现。 3、煤层
本井田内可采煤层有4层,为山西组2、3号煤层和太原组的8、9号煤层,其中2、3、8号煤层已采空,9号煤层尚在基建阶段。根据本次采煤法变更论述
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的需要,现将8号和9号煤层特征叙述如下:
8号煤层:位于太原组中部,L1灰岩之下,煤层厚度3.80-4.32m,平均4.00m,煤层结构较复杂,中上部夹有一层炭质泥岩夹石,全井田稳定煤层。局部为灰质泥岩伪顶,直接顶板为L1石灰岩,厚度为1.0-3.80m,平均厚度为2.0m,底板为泥岩、砂质泥岩。井田内8号煤层现已采空。
9号煤层:位于太原组中部,上距8号煤层0.71-0.79m,平均0.75m左右,煤层厚3.30-3.57m,平均3.44m,结构简单,普遍含1层炭质泥岩夹矸,为全井田可采的稳定煤层。其顶板泥岩,底板为砂质泥岩。
煤层特征见表3-1-1。
表3-1-1 煤层特征表 含煤 煤层煤层厚度 层间距 煤层结构组号 (m) (m) (夹矸层数) 段 3.80~4.3 较复杂 8 2 太 0.71~0.7(0-1) 4.00 原 9 3.30~3.5组 9 简单 7 0.75 (1-2) 3.44 煤层 煤层 容重 顶板岩性 稳定可采性 倾角 (°(t/ 底板岩性 性 3) m) L1灰岩 稳定 已采空 7-15 1.37 砂质泥岩 砂质泥岩 稳定 全区可采 7-15 1.46 砂质泥岩 4、瓦斯赋存状况、煤尘爆炸危险性、煤的自燃性及发火期、地温情况 (1)瓦斯
根据山西省煤炭工业局晋煤安发[2009]34号“关于太原市2008年度30万吨/年及以上煤矿矿井瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定结果的批复”,2008年度王封煤矿矿井相对瓦斯涌出量为2.37m3/t,矿井绝对瓦斯涌出量为1.02m3/min,矿井相对二氧化碳涌出量为3.04m3/t,矿井绝对二氧化碳涌出量为1.31m3/min;2007年度王封煤矿矿井相对瓦斯涌出量为3.53m3/t,矿井绝对瓦斯涌出量为
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1.14m3/min,矿井相对二氧化碳涌出量为3.99m3/t,矿井绝对二氧化碳涌出量为1.29m3/min;批复本矿为瓦斯矿井。
根据山西省煤炭工业厅晋煤瓦发[2014]49号“关于太原市2013年度矿井瓦斯等级鉴定结果的批复”,太原东山王封煤业有限公司扩建期间本年度绝对瓦斯涌出量0.24m3/min,绝对二氧化碳涌出量1.58m3/min,批复本矿井为瓦斯矿井。
(2)煤尘
根据山西省煤炭工业局综合测试中心对太原王封煤矿8号煤层的煤样检验报告(№:2006-0112):井田内8号煤层煤尘火焰长度45mm,抑制煤尘爆炸最低岩粉用量80%,鉴定结果8号煤层煤尘有爆炸危险性。
根据山西省煤炭工业厅综合测试中心对太原东山王封煤业有限公司9号煤层的煤样检验报告(晋煤检[2013]0603-MB-A0724):井田内9号煤层煤尘火焰长度40mm,抑制煤尘爆炸最低岩粉用量50%,鉴定结果9号煤层煤尘有爆炸危险性。
(3)煤的自燃倾向性
根据山西省煤炭工业局综合测试中心对太原王封煤矿8号煤层的煤样检验报告(№:2006-0112):井田内8号煤层煤的吸氧量1.0197cm3/g,鉴定结果8号煤层自燃倾向性等级为Ⅲ级,属不易自燃煤层。
根据山西省煤炭工业厅综合测试中心对太原东山王封煤业有限公司9号煤层的煤样检验报告(晋煤检[2013]0603-MR-A0724):井田内9号煤层煤的吸氧量0.84cm3/g,挥发分为14.53%,鉴定结果9号煤层自燃倾向性等级为Ⅲ级,属不易自燃煤层。
(4)地温、地压
据调查,王封煤矿开采过程中,地温一直保持在正常值内,一般为16℃~17℃
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之间,且地压也未见异常。
5、井田水文地质
井田内主要含水层为第四系中上更新统冲洪积亚粘土、粘土、砂土类孔隙含水层组,二叠系上、下石盒子组砂岩裂隙含水层组,二叠系下统山西组砂岩裂隙含水层组,石炭系上统太原组砂岩、灰岩裂隙岩溶含水层组,奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水层组。太原组、山西组、下石盒子组富水性弱,对井下采掘影响很小。
9号煤层充水因素分析有四点:一是本区呈褶曲构造,向斜轴部会蓄水;二是断层是补给水的通道,井田北部F1、F2正断层,落差10m,受断层的影响,井田内小断裂较发育,断层会将上部含水层的水及地表水渗入煤层;三是8、9号煤层上部的三层石灰岩,尤其是L1灰岩为8号煤层之直接顶板,溶洞发育,有利于地下水富集;四是8号煤层已采空,其采空积水是9号煤层的主要充水水源。以上这些因素对9号煤层的开采均有很大影响,所以在开采9号煤层时,要引起足够重视。
据山西焦煤集团公司地测勘探中心及山西煤田水文地质勘探229队2001年编制的《西山煤田综合水文地质图说明书及附表》推定本井田奥灰岩溶裂隙水水位标高为+ 836m,低于本井田9号煤层最低批采深度+1050m,对井下采掘影响很小。
综上所述,井田水文地质条件简单,矿井水文地质类型为简单型。 6、采空区积气情况
井田采空区长期处于封闭状态,采空区内残留煤柱和顶底板岩石裂隙中残存的瓦斯和二氧化碳气体不断释放和逸散到采空区内。经长期集聚,采空区内应存
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