赵家寨煤矿新矿井设计(3)

2019-03-21 17:19

中灰岩厚度7.4~34.91m,平均18.79m。L1、L2常合为一层,二者一般厚10~13m。

④石炭系太原组上段(C3tL7-8)灰岩岩溶裂隙承压水含水层

该层主要有L7、L8两层厚层状、隐晶结构灰岩组成,含水层埋深一般250~850m,含水层厚度0~18m,一般厚10m左右。灰岩岩溶裂隙主要发育于滹沱背斜轴部、断裂带及露头带附近,钻孔单位涌水量q=0.019~0.6949L/s·m,80年代天然水位标高+120.85~+126.65m。该层是二1煤层底板直接充水岩溶含水层。

⑤二叠系山西组(P1sh)砂岩孔隙裂隙承压水含水层

该层由大占砂岩和香炭砂岩组成,含水层埋深一般250~850m。大占砂岩厚度0.96~31.90m,平均17.05m,香炭砂岩厚度14.23m,孔隙裂隙一般不发育,且多被方解石脉充填。水位标高+117.02~+128.26m,钻孔单位涌水量q=0.0012~0.085L/s·m。该层为二1和二3煤层顶板直接充水含水层,但富水性较弱,对煤层开采影响不大。

⑥上、下石盒子组及上部砂岩孔隙裂隙承压水含水层

该层段为砂岩、砂泥岩互层段,以砂锅窑砂岩(Ss)、田家沟砂岩(St)、平顶山砂岩(Sp)发育良好,上、下石盒子组中厚度5m以上的中、粗、巨粒砂岩共13层,平均总厚度94.09m,埋深50~700m。平顶山砂岩埋深100~350m,厚度48.49~70.55m,一般厚度55.76m。上、下石盒子组砂岩裂隙较发育,该套砂岩厚度较大,但富水性弱,其间因有数层砂质泥岩及泥岩隔水层而水力联系不佳,故对七4煤层及下伏二3、二1煤层的开采影响不大。

⑦第四系孔隙潜水含水层

中更新统(Q2)含水层主要分布在井田西部贾咀、辛店一带,厚度约30m,水位深度6.1~30m,水位标高+126.4~+171.22m,钻孔单位涌水量q=0.178~3.57L/s·m,岩性上部为亚砂夹亚粘土,下部亚粘土夹砾石,底部常见棱角状分选差的碎石层。上更新统(Q3)含水层主要分布井田东部双洎河两岸的平原区,厚度约50m,水位深度1.84~35m,水位标高+96.93~+150.50m,钻孔单位涌水量q=0.252~2.71L/s·m,岩性上部以亚砂土为主,含钙质胶结,下部为亚粘土夹砾石层,底部为河床粗砂砾层;全新统(Q4)含水层主要分布于双洎河沿岸及新郑市区以东平原区的浅表部,厚度约10m,水位深度1.01~13.32m,水位标高+100.32~+131.67m,钻孔单位涌水量q=0.22~0.776L/s·m,岩性为粉砂土、亚砂土、粉细砂,夹透镜状粘土层,双洎河沿岸河流一级阶地的底部具河床相砂砾石层。

(2)隔水层

①一1煤层底板铝土质隔水层

该层位于奥陶系灰岩顶面至一1煤层底面之间,厚度1.87~33.84m,该层层位较稳定,

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岩性致密,隔水性良好,但因该层在局部地段很薄,尤其在受断裂错动的情况下,奥陶系灰岩高压岩溶水将对一1煤层的开采有直接影响。

②太原组中段砂泥岩隔水层

L4层指石灰岩顶面至L7灰岩、砂质泥岩,底部表面的细砂岩,薄煤层的L5和L6灰不稳定,16.83 ~ 68.33m厚,层是稳定的,良好的抗水性,为c3tl1-4石灰石和c3tl7-8灰之间的隔水层,但在断裂切割和裂谷带背斜轴,将形成,含水层间的水力联系下。

③二1煤层底板砂泥岩隔水层

指L8灰岩顶面到二l煤层底板之间的砂、泥岩段,据本区揭露该层厚度1.61~43.82m,平均厚10.96m,该层有一定的隔水作用。隔水层厚度小于5m以及断裂破碎之处会造成底板突水可能。

④石千峰组上段细粒砂岩、砂质泥岩隔水层

该层在井田西缘有零星出露,大部分被第三、四系掩盖。岩性为砂质泥岩和细粒砂岩,孔隙裂隙不发育,对上覆下伏含水层起隔水作用。

⑤上第三系(N1l)砂质粘土及粘土隔水层

平均厚度为0 ~ 656.85m,255.02m厚砂质粘土和粘土。由于厚度大,层位较稳定,所以是第四系含水层及基岩含水层之间的隔水层。IDA透露一些钻孔在0.23 ~ 22.70m厚底,一般<10m厚的砾石层,20 ~直径100mm,这更是填充粘土,半胶结。

3)矿井充水条件分析

(1)地表水和新生界孔隙含水层至二l煤间距很大(约340~900m),其间有平均厚度275.02m的粘土和砂质粘土隔水层,故不能形成矿床充水水源。

(2)二l煤层顶板砂岩孔隙裂隙含水层,富水性弱,地下水径流迟缓,补给条件差,一般不会对矿井形成较大危害。

(3)水量较丰富,补给强度中等,钻孔单位涌水量q=0.019~0.6949L/s·m。二l煤层底板隔水层,厚度1.61~43.82m,平均10.96m,隔水性不佳,特别是断裂带将成为煤层底板突水通道,同时还可能成为下部C3tL1-4灰岩甚至O2m灰岩岩溶水间接充水的通道。

(4)井田东部灰岩陷伏露头地带,汇集丰富的混合型岩溶裂隙承压水,矿井深疏排水时,将会形成回流,成为二1煤层的重要充水水源。

(5)构造对矿床充水的影响。断层是本区矿床充水的主要因素,北部边界F1和东北部的F3断层,使三个岩溶含水层在垂直方向上发生水力联系,并形成高水位的富水导水带,需留够防水煤柱。

4)井田水文地质勘探类型划分

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根据《河南省新密煤田赵家寨井田勘探报告》研究结论,此井田水文地质勘探类型为第三类第一亚类第二型,即以底板溶蚀裂隙充水为主的水文地质条件中等偏复杂的岩溶充水矿床。

5)矿井涌水量计算

对煤矿涌水量对矿井充水井田地质报告只有两主要是石灰岩喀斯特裂隙含水层底板,顶板含水层是弱的,所以在太原组上部灰岩含水层排水量的计算。

根据水文地质部门,矿区地热勘探,通过大孔抽水试验,用有限元方法600m3/h的矿井正常涌水量估算。矿井涌水量的解析法预测矿井涌水量,是650m3 /小时,两L煤顶板砂岩含水层排水的涌水量由压力潜水裘布依公式计算,顶板含水层139.23m3/h。 本设计根据矿井正常涌水量为600m3/h,最高产量为650m3/h的设计。由于复杂的地质条件适中,盖上厚的新生代,尽管采用多种勘探手段,很难准确地检测液压性能和故障的变化规律。

1.3煤层特征

1.3.1可采煤层赋存特征

井田煤层分为4层,分别为七,3个4,两至1和1。二1煤层是两,3,1大煤层。大多数的七煤层4侵蚀。西部唯一的地方保存,该地区保存在煤层中很大的一部分。IDA在表1-1煤层。

七:4煤发生在七段中,石河子组下部,从平顶山231.39m田家沟砂岩,砂岩从26.82m。煤层厚度平均0.49米~,1.11m,夹矸1 ~ 2层,岩性为泥岩,煤层结构简单。煤层顶板为砂质泥岩和泥岩,泥岩底。七4矿区含煤面积约10% IDA,IDA大面积煤层。煤层厚度薄煤0.80 ~ 1.30M有约3平方公里的地区,煤层厚度大于1.30米厚的煤1.87km2面积约。 二:在山西组下部3煤发生,从22.59 ~ 73.88m 46.35m砂岩窑砂锅,平均距离,L7灰岩25 ~ 3700万,平均31.62m。煤层厚度0米~ 6.98m,平均,几见洞1层煤矸石煤矸石,岩性为泥岩、碳质泥岩和煤层结构简单。3个矿区煤矿区约占71%,其中0.80 ~ 1.30M薄煤层煤厚4,约22.5km2面积1.31 ~ 3.50m,煤层厚度厚煤区3个,面积约灵,一个较小的煤层厚度3.51 ~ 8.00m厚煤层的煤。厚度在背斜轴线两侧中央厚度的总体趋势,煤层厚度和最小厚度的减小,北东部和南部。煤层厚度沿走向区基本变化,沿倾向北东的起伏趋势薄的厚的薄的西南,突然有局部增厚和变薄的现象。煤层厚度的变化,不稳定系数为5.09,属不稳定煤层。

表1-1 可采煤层特征表

两极厚度 煤层名称 平均厚度 (m) 七4 二3

煤层结构 稳定程度 煤层间距 (m) 0.49-2.01 1.11 0-6.98 含夹矸1~2层,较简单 较稳定,局部可采 38.50-98.50 含夹矸1层,较简单 不稳定,大部可采 153.30 8

1.37 二1 一1 0-21.75 3.0 0-4.55 1.46 含夹矸1~2层,较复杂 较稳定,主要可采 含夹矸层,较简单 不稳定,大部可采 5.04-39.50 18.60 54-128.00 80.35 二1煤:赋存于山西组下部,上距砂锅窑砂岩42.59~93.88m,平均64.72m,下距L7灰岩20~25m,平均22.28m。煤厚0~21.75m,平均5.50m。煤层厚度有一定变化,属较稳定的中厚~厚煤层。煤层含夹矸1~2层,夹矸厚度0.10~2.2m,夹矸岩性多为泥岩和炭质泥岩,煤层结构简单。煤层直接顶板为泥岩、炭质泥岩或砂质泥岩,厚度0.13~0.87m,平均0.48m。直接底板为泥岩、炭质泥岩或砂质泥岩,厚度0.13~2.87m,平均厚度1.07m。二1煤可采区域含煤面积约占全井田的98%,其中煤厚0.80~1.30m的薄煤带2个,面积约0.9km2,1.31~3.50m的中厚煤带4个,面积约19.4km2,煤厚3.51~8.00m的厚煤带2个,面积约19.5km2,煤厚大于8m的特厚煤带14个,面积约9.3km2。井田内特厚煤带主要分布于中部,厚煤带展布于中部特厚煤带两侧及北东部,中厚煤带主要分布于南东、南西部,薄煤带、不可采带多零星散布于南部。煤厚变化规律不明显,但尚可发现宏观趋势。整体趋势为中部背斜轴部煤厚最大,向两侧及北东煤厚渐小,南东及西部煤厚最小。另外,煤厚沿走向变化较小,沿倾向变化相对较大。在南部,煤厚有急剧增厚变薄现象。但煤层总体上属较稳定型煤层。

一1煤:俗称炭煤,赋存于太原组底部,上距二1煤层54~128m,平均80.35m,下距奥陶系顶界面平均8.93m。煤厚0~4.55m,平均1.46m,层位稳定,大部可采。煤层含夹矸1~3层,夹矸厚度0.20~1.29m,一般0.30~0.60m,夹矸岩性多为泥岩和炭质泥岩,煤层结构简单。煤层多为L1灰岩直接压煤,偶有直接顶板,岩性以炭质泥岩为主,厚度0.30~0.71m。底板多为铝质泥岩,平均厚度8.93m。一1煤可采区域含煤面积约占全井田的76%,煤层厚度总体变化趋势为中部厚,东西两侧薄。煤层总体上属较稳定~不稳定型煤层。由于一1煤距奥灰较近,受奥灰岩溶裂隙承压水的影响,目前的开采安全技术条件尚不成熟。

1.3.2煤质

1)煤层物理性质和煤岩特征 (1)物理性质

井田内可采煤层物理性质见表1-2。

表1-2 煤层物理性质

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煤层 颜色 七4 二3 二1 一1 黑褐 黑 结构 条带状 构造 断口 坚硬程度 产出状态 视密度 真密度 半坚硬 松软 松软 坚硬 粒、碎块 粉粒状 鳞片 粒、碎块 1.44 1.39 1.41 1.43 1.56 1.46 1.51 1.53 块状 参差状 — 贝壳 参差状 受构造影响轻微 参差状 灰黑 呈现结构煤特征 灰黑 条带状 块状 (2)煤岩特征

二1煤宏观煤岩成分不易分辨,二3煤、一1煤均以亮煤为主,可见镜煤条带,为半亮型。七4煤以亮煤为主,可见暗煤,为半暗~半亮型。

二1、二3和一1煤中矿物含量较少,以粘土矿物为主,次为硫化物和碳酸盐等。一1煤硫化物远远高于二1、二3煤层,七4煤层粘土矿物达18.9%,硫化物、碳酸盐、氧化物则均匀分布。

2)化学性质和工艺性能 (1)化学性质 ①元素组成

井田内可采煤层原煤、浮煤元素分析结果见表1-3。

表1-3 可采煤层元素分析结果表 原煤(%) 煤层 浮煤(%) H/C Cdar Hdar Ndar (O+S)daf Cdar Hdat Ndar (O+S)daf (原子比) 1.32 1.39 1.62 0.91 3.29 3.88 4.47 8.53 90.34 5.29 91.71 4.25 91.47 4.12 88.37 3.87 1.21 1.37 1.60 0.93 3.15 2.67 2.81 6.83 0.702 0.556 0.541 0.526 七4 89.78 5.56 二3 90.49 4.24 二1 89.92 3.99 一1 86.70 3.86 ②有害组分

:七杆4煤灰丰富的灰;二是低灰分煤3煤为主,局部超低灰和丰富的灰;二1煤煤低灰、局部小area of超低灰和丰富的灰;1煤灰in the的地方,有小面积的低灰分煤。7 4,两个3,二1煤有低污染煤,煤的煤1严重的污垢。

7.08 4 %,%,属于高硫煤。在1.4洗液密度在七4两,三硫二1煤变小, 1煤率是4%。

C:七4,两个3防潮,二1煤水是分别为0.93 0.96毫克%,%和0.50%,the waterwas低。

③其他有害元素

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