部 理节理发育,钙质胶结,致密性脆,0.91~8.74米,平均厚度6米,f=3~4。 直接底 粉砂岩 1.1 底板为深灰色粉砂岩或粘土岩,钙质或泥质胶结,缓波状层理,致密性脆,厚4米,f=3。 钙质胶结,中厚层状,不易冒落,缓波状层理,坚硬稳固,厚9米,f=4-5。 基本底 中砂岩 2.4 附图1:110702运输底板抽放巷煤岩层综合柱状图
第 三 节 地 质 构 造
该巷道附近岩层为单斜构造,属德卓向斜北西翼中段,德卓向斜为一北东向的区域性向斜,其间发育的断层亦以北东向为主,其北西翼地层的倾角为5°~60°,地层倾角变化较大。
德卓煤矿区内地层为单斜,总体倾向为SE,中部略呈向SE突出的弧形,倾角为5°~49°,一般13~19°。总体为北西部地层倾角较小,南东部倾角较大。
区内地层总体为一单斜,其走向及倾角有一定变化幅度,断层发育较少,规模不大,构造复杂程度为简单。
第四节 水文地质
一、水文情况: 本区水系属长江流域金沙江水系,在区域上处于大关河支流上游的补给区地带,在矿区北西部有德卓河自东往西流过,德卓河流至云南省后汇入大关河支流上游的洛泽河,其流量枯季较小,雨季流量较大。
区内地下水补给来源主要为大气降水,地表水及地下水排泄条件良好,本区水文地质类型属裂溶含水层充水为主的中等类型。粘土及钙质胶结,裂隙较发育。目前该层进入矿井的总水量在1.0-2.5m3/min,含水性质属脉状裂隙承压水,主要靠大气降水补给;井田内各大断层在煤煤7、煤9中均有巷道揭露,既含水也导水,但水量较小。因此本掘进工作面水文地质条件中等,预计巷道仅有轻微淋水,对掘进影响不大。 区域水文地质概况
1、区域水文地质概况
本区水系属长江流域金沙江水系,在区域上处于大关河支流上游的补给区地带,在矿区北西部有德卓河自东往西流过,德卓河流至云南省后汇入大关河支流上游的洛泽河,其流量枯季较小,雨季流量较大。
矿区主要为侵蚀—剥蚀的高中山地貌,地形较陡,相对高差较大,矿区内最高海拔
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点标高+2250m;矿区内最低海拔标高约+2030m,最大高差约220m左右。矿区内出露地层为下三叠统飞仙关组(T1f)及上二叠统宣威组(P3x)地层;矿区总体地形多为山峦斜坡及陡崖,其间发育一系列规模较小的冲沟,坡度一般6-15°,含煤地层植被发育,矿区内山上大部分都有松树覆盖。
区内地表水系不发育,仅有小的冲沟,枯季流量小或无水,雨季形成溪流,流量受大气降水控制。区内沟谷发育,且基本为季节性冲沟,大多枯季水量较小或干涸,雨季流量暴涨。
矿区地下水主要以大气降水补给为主,补给途经为岩石节理,裂隙岩溶洼地,落水洞等,地下水总体上由东向西迳流,地表水多排泄于德卓河,少量地下水在地势低洼处以泉的形式就地排泄。
2、矿区水文地质条件
德卓煤矿区内地层为单斜,总体倾向为SE,中部略呈向SE突出的弧形,倾角为5°~49°,一般13~19°。总体为北西部地层倾角较小,南东部倾角较大。本区及邻近出露的地层为三叠系下统飞仙关组(T1f )、二叠系上统宣威组(P3x)、峨眉山玄武岩组(P3β)及第四系残坡积物,
A、二叠系上统(P3)
峨嵋山玄武岩组(P3β): 主要岩性为灰绿色、暗灰绿色、深灰色凝灰岩、玄武岩及拉斑玄武岩,中夹薄层状深灰色粉砂质泥岩及泥质粉砂岩,杏仁状结构,具气孔构造,含火山灰成分,顶部为深灰色凝灰岩,偶产极少量动物化石。为含煤地层的沉积基底,具体厚度不详,本组岩石致密,裂隙不发育,含少量基岩裂隙水,富水性弱,为弱含水层。
宣威组(P3x):该区宣威组为一套若干冲积层序叠臵的陆相碎屑岩含煤沉积,出露于井田西北部,盛产植物化石,其岩性为灰、浅灰夹深灰色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩及细砂岩,时夹含砾砂岩或砾岩层,砂岩中均含有较多玄武质岩屑。厚度一般为185m。地表水不发育,据钻孔简易水文地质观测资料,钻进中冲洗液消耗量基本不消耗,钻孔水位随深度增加而增加。
本组岩石致密,裂隙不发育,含少量基岩裂隙水,富水性弱。为弱含水层。 B、三叠系下统飞仙关组(T1f)
呈宽条带状出露于区中及南部,在反向坡多形成陡壁,顺向坡形成30~40度的斜坡。区内飞仙关组地层一般分为上下2段,岩性主要由灰绿色粉砂质泥岩及泥质粉砂岩、粉砂岩、细砂岩组成,薄至中厚层状,水平层理及透镜状层理,底部偶夹泥质灰岩薄层,
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厚度一般大于230m。在区内本层段有2个泉点出露,泉水水量共约1.57l/s,本组岩层裂隙不发育,砂质岩类基岩含裂隙水,但富水性较弱,为弱含水层。
C、第四系(Q)
广泛分布于区北部及西部大部分低洼及相对平缓地段,多为耕地、植被及少量村落,岩性主要为坡积残积亚粘土、砂土,次为冲积砂、砾石和亚砂土及部分基岩风化的岩石碎粒等,厚度一般0~10m,区内调查无泉点出露,本层含孔隙水,为弱含水层。
3、老窑水文地质特征
矿区内及周边老窑较多,以平硐、斜井为主,经调查老窑多有积水,但均未发现有积水外流现象。老窑积水可能是矿井浅部采煤或矿井建设的安全隐患,因此在未来的矿井建设中应引起高度重视。
4、水文地质类型
井田内有较大的地表水体德卓河,树枝状“V”型冲沟发育,切割较深。受大气降水控制,地表水、地下水水位流量随季节变化剧烈,地下水水力联系密切。了直接充水含水层和间接充水含水层,可能变成地下水活动通道,水力联系变得密切,要谨防地下水直接溃入矿井。
主要可采煤层的上覆地层均为弱含水层,地下水在正常情况下,由于受泥质粉砂岩或泥岩相对阻隔,水力联系极弱。
含煤地层下伏地层以砂泥岩类为主,其富水性弱。正常情况下,可采煤层与下部岩层间水力联系弱。
宣威组属弱含水层,区内采动裂隙带导水将是主要因素,从已掌握的简易水文资料及煤窑调查资料分析,各开采煤层除自身的顶、底板和煤层本身渗水、滴水、淋水外,还有局部受构造的影响。
矿区将来煤层开采时矿井充水水源主要有地表水、老窑水和第四系(Q)孔隙水及含煤地层(P3x)本身基岩裂隙水,下面对各充水水源及充水途迳逐一分析如下:
A地表水
主要有大气降雨形成雨水、溪沟水和德卓河等,其充水途迳主要通过导水裂隙带,地面塌陷、地裂缝等进入矿井,特点是受大气降水严格控制,枯季水量小,雨季水量大,有明显的季节性变化,是矿井充水影响最大的因素。
B老窑采空积水
由于本区开采历史悠久,浅部分布有较多的老窑,部分老窑有一定的积水,矿区在进行开采后,易产生采动裂隙,老窑水则可能通过导水裂隙带进入矿井,将是矿井老窑
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附近的浅部煤层充水的主要水源。
C第四系(Q)孔隙水及含煤地层(P3x)基岩裂隙水
由于第四系直接覆盖于含煤地层之上,两者间形成水力联系,故认为是一组含水层,为开采煤层的直接充水含水层,本组地层富水性弱,以大气降水补给为主,补给途迳主要为节理、裂隙,动态呈季节性变化。
井田内有上述充水因素的存在,在自然流场不变的情况下,它们都自成系统运动(上覆和下伏均弱含水岩层),互相间水力联系有不明显的一面。
当煤矿开采后,其煤层的顶底板岩层由于应力发生较大的变化,导致裂隙增大、增多,地下水自然流场改变,将可能产生如下的水文地质问题:德卓河水由裂隙进入矿井,即由地表水转为地下水,导致德卓河下游河水减少,甚至干涸,而矿井范围内的井泉由于地表塌陷开裂而干涸消失。同时则造成矿井涌水量随之增大,甚至出现瞬间突水等灾害,应在预防的基础上做好防水措施。
综上所述,德卓煤矿区煤层属水文地质条件简单的裂隙充水矿床,在靠近德卓河和老窑采空区地段水文地质条件中等。
5、涌水量
该矿区范围内虽有地质钻探资料,但没有专门的水文地质抽水孔。
根据德卓煤矿目前每天抽排水量约152m/d(枯季),雨季时估计矿井涌水量约459m3/d。根据调查,德卓煤矿及周边老窑采空区有积水,老窑及采空区无通风等原因无法进入,未收集到资料,积水量不详。
矿井涌水量预算:本矿及邻近煤矿无相关资料,矿井涌水量预算采用比拟法,其预算公式为:Q = F×KF
Q—矿井涌水量(m3/d), F—预算面积(m2) KF—单位面积含水率(m3/ m2)
本矿7、9号煤层采空区面积约143000m2,由此求得
最小涌水量时:KF为1.06×10-3m3/ m2。 最大涌水量时:KF为3.21×10-3 m3/ m2。
本矿23号煤层预算面积约668000m2,根据预算公式求得
枯水季节时:Q为708m3/d。取30 m3/h。 雨季时:Q为2144m3/d。取90 m3/h。
在今后的开采过程中,根据此公式及结果可对涌水量进行粗略的估算。为了更好准确的估算涌水量,需在今后的工作中做好井下涌水量记录。观察涌水量的变化情况。根
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据涌水量记录情况,修改涌水量的预算参数。
在开采深部或最低侵蚀基准面以下煤层时,加强水文地质工作及边采边探也是本矿必须做好和应高度重视的工作。
第三章 巷道布臵及支护说明
第一节 巷道布臵
110702运输底板抽放巷:该巷道位于+1927水平;对口为首采工作面110701,巷道布臵在M9煤层底板20m处,以336度方位掘进,设计总长124m,巷道净宽2.8m,净高2.6m。采用锚网喷支护。属专用瓦斯抽放巷。
为了调车安全,巷道沿M9煤层开掘进18m平巷后再以18度的坡度掘进斜下山50后掘底板抽放平巷,巷道顶部为粉砂岩,依次穿过粉砂岩、细砂岩、粉沙岩。 附图2:110702运输底板抽放巷平面布臵图(1:2000) 附图3:110702运输底板抽放巷预想剖面图(1:1000) 第二节 支护设计
一、巷道支护形式及支护参数选取:
110702运输底板抽放巷断面为半圆拱形,采用锚网喷支护。巷道净宽2.8m,净高2.6m,拱形高1.3m,墙高1.3m。顶板采用Φ20-2400mm高强扭矩应力锚杆配压金属菱形网进行支护,两帮采用Φ20-2200mm全螺纹钢等强锚杆配压金属菱形网进行支护。锚杆间排、距为900×1000mm。根据附近同煤层巷道支护状况,采用类比法选取734运输巷支护参数,所用锚杆规格:顶板采用Φ20-2400mm高强扭矩应力锚杆,两帮采用Φ20-2200mm全螺纹钢等强锚杆;锚杆间、排距为:900×1000mm;采用二支MSK28/500型树脂锚固剂加长锚固。遇顶部岩石破碎、地质构造加w钢带进行支护。
交岔点采用1×7粘接式钢铰锚索加固,锚索长度为6m,排距为3m,每条锚索采用三支MSK28/500型树脂锚固剂加长锚固。
按悬吊理论计算锚杆参数: 1、锚杆长度计算: L = KH + L1 + L2 式中:L — 锚杆长度,m; H — 冒落拱高度,m; K — 安全系数,一般取K=2;
L1 — 锚杆锚入稳定岩层的深度,一般按经验取0.5m; L2 — 锚杆在巷道中的外露长度,一般取0.1m;
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