3~6 4 C407 1.68 3.46 2.48 39 130~140 C101b 0.95 1.09 1.01 39 135 0.03~0.04m,有分叉现象 复杂、含夹矸1~2层 复杂、含夹矸1~2层,有分叉、变薄及尖灭现象 定 砂质页岩、粉砂岩 较稳定 粘土岩 不稳定 泥岩 粘土岩 四、煤质
1、煤类
根据原煤分析结果,按中华人民共和国国家标准《煤炭质量分级》(GB/T 15224-2004),对灰分、硫分、发热量的规定,矿区内原煤属中低灰、中低硫、高热值烟煤,牌号气煤、气肥煤类。
2、煤的物理性质
C605煤层:黑色,以暗淡型和半暗型为主,夹少量半亮型,条痕黑褐色,光泽暗淡或弱玻璃光泽,岩性较坚硬,内生裂隙发育;阶梯状或绫角状断口、条带状结构,由暗煤、亮煤、少量丝炭及镜煤组成。
C603煤层:黑色,以暗淡型和半暗型为主,夹少量半亮型,条痕黑褐色,光泽暗淡或弱玻璃光泽,岩性较坚硬,裂隙发育;断口参差不齐。条状、片状结构,由暗煤、亮煤、少量丝炭及镜煤组成。。
C601煤层:黑色,以暗淡型和半暗型为主,夹少量半亮型,条痕黑褐色,光泽暗淡或弱玻璃光泽,岩性较坚硬,内生裂隙发育;阶梯状或绫角状断口、条带状结构,由暗煤、亮煤、少量丝炭及镜煤组成。
C504煤层:黑色,以暗淡型和半暗型为主,夹少量半亮型,条痕黑褐色,光泽暗淡或弱玻璃光泽,岩性较坚硬,内生裂隙发育;阶梯状或绫角状断口、条状、片状、层状结构,由暗煤、为主煤主;次为亮煤,少量镜煤,煤层中部含一层厚0.2~0.25m的高灰分劣质,下部为一层厚0.03~0.25m的粘土岩夹矸或软煤,上部普通含有少量黄铁矿小凸镜体及颗粒。
C409煤层:黑色,暗淡型夹部分半量型,少量暗淡型。条痕黑褐色,油脂光泽-弱玻璃光泽,岩性软松~坚硬。内生裂隙不甚发育~较发育,断口不平坦~参差不齐。粒状及条带状、厚层状结构。以暗煤、亮煤为主、少量镜煤,下部含丝炭较多。顶部含有较
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多黄铁矿小凸镜体及颗粒,底部含两层棕色高岑岩夹矸,厚0.03~0.04m。其中第二层粘粘土岩夹矸距煤层顶板1.80~2.40m,往往是煤层分叉位置,分叉后间距可达10~20m,其间岩性由粘土岩变化到细砂岩或中粒砂岩,而且这种变化在100~200m之间发生。
C407煤层:黑色,半暗型,部分暗淡型。条痕黑褐色,光泽暗淡或弱玻璃光泽,岩性坚硬。内生裂隙发育,菱角状断口,条带及片状、薄层状结构。以暗煤、亮煤为主、少量丝炭及镜煤组成。煤层常夹1~2层粘土岩矸。煤层往往有分叉、变薄及尖灭现象。
C101b煤层:黑色,半暗型,部分暗淡型。条痕黑褐色,光泽暗淡或弱玻璃光泽,岩性坚硬。内生裂隙发育,菱角状断口,条带及片状、薄层状结构。以暗煤、亮煤为主、少量丝炭及镜煤组成。煤层常夹1~2层粘土岩矸。煤层往往有分叉、变薄及尖灭现象。3、煤的化学性质
详见表2-1-2可采煤层原煤煤质特征表。
表2-1-2 兴鑫煤矿可采煤层原煤煤质特征表
煤层 编号 煤样 类别 水分 Mad(%) 最小-最大 平均 C605 C603 C601 C504 C409 C407 C101b 原煤 原煤 原煤 原煤 原煤 原煤 原煤 0.57-1.80 0.85 0.51-1.50 0.67 0.58-1.60 0.78 0.45-1.23 0.56 0.52-1.80 0.89 0.46-1.20 0.58 0.51-1.21 0.63 灰分 Ad(%) 最小-最大 平均 16.54-36.37 23.55 21.68-36.94 28.7 16.04-32.50 17.39 20.58-35.26 24.62 7.70-22.25 13.8 11.87-33.06 17.51 10.76-22.46 13.23 挥发分 Vdaf(%) 最小-最大 平均 35.12-42.37 41.92 31.40-39.37 36.93 31.06-41.84 38.22 31.79-39.64 36.26 36.46-43.35 42.66 30.71-39.76 34.99 29.04-38.35 34.53 发热量Qgr,ad (MJ/kg) 最小-最大 平均 24.51-28.05 26.2 22.05-25.86 23.9 22.37-27.85 24.7 22.15-28.17 26.5 28.39-32.19 30.2 27.12-29.83 27.8 25.58-28.32 26.7 全硫 St,d(%) 最小-最大 平均 1.25-2.68 1.3 1.46-2.5 2.14 0.76-2.5 1.23 1.74-3.80 2.15 0.48-2.27 0.78 0.10-0.96 0.16 0.09-0.37 0.16 五、水文地质
1、含(隔)水岩组及富水性 (1)含水岩组
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矿区含水岩组有第四系、飞仙关组、宣威组,茅口组。飞仙关组和宣威组属相对隔水岩组,是矿区主要充水岩层,岩性主要为矿岩、泥岩及含煤砂页岩,粘土岩组成。由于其间泥岩,粘土岩的相对隔水作用,各含水层之间水力联系差,地下水以顺层运动为主,穿层困难。
第四系(Q):为残坡积、冲洪积层,由粘土、粉砂质粘土、砂砾石、碎石土等组成,主要分布于地势较低的河谷两岸、洼地等地,厚度变化较大,含孔隙潜水,富水性较差,动态变化较大,为相对隔水岩组。
飞仙关组(T1f):矿区间接充水岩层,含基岩裂隙水,富水性较差,为相对隔水层,单位涌水量为0.68升/秒·米。
宣威组(P3X):矿区直接充水岩层,含基岩裂隙水,由一套陆相为主的海陆交替相含煤页岩沉积而成,为一相对隔水岩组,单位涌水量为0.0096升/秒·米,浅部含风化裂隙水,深部含水微弱而不均匀。
茅口组(P2m):矿区直接充水岩层,含基岩裂隙水,富水性较强。C401煤层与茅口组灰岩间有200m的峨眉山玄武岩组隔水层。因此,茅口组岩溶水对煤层开采无影响。
(2)相对隔水岩组
峨眉山玄武岩组:灰黑色、灰绿色隐晶或细晶玄武岩,上部具有气孔状或杏仁状结构,间夹凝灰岩及粉砂岩、泥岩,顶部黄白色、紫红色凝灰岩,含菱铁矿或菱铁矿结晶颗粒。本组厚200m,为区内相对隔水岩组。
3、矿井充水因素分析
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。矿井在开采时应预防各种水文地质条件下的充水危害。应作好防水措施,预防废窑积水涌入矿井。
地表水:地表水补给来源为大气降雨,地表水通过岩土体孔隙、裂隙渗透到地下,对矿井开采有一定影响。在上述地表水体下采煤应注意地表水溃入。
第四系空隙水:岩石破碎,透水性较强,特别在雨季水量猛增;第四第崩积物,由于岩性松软,透水性强,稳定性差,区内虽无大面积分布,但矿井如穿过该地层时,要防止崩积物内潜水突然溃入矿井。
民采废硐积水:由于废硐长年不排水,贮有大量地下水,当矿坑遇上或接近它时,易发生突水事故。
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2、老窑及采空区
老窑积水:矿区上部有许多老窑分布,由于老窑垮塌且无泄水通道,贮有大量积水,直接或间接地增大矿井涌水量,另外个别老窑井巷较深,开采年限较长,采空区较乱,老窑积水较多,矿山开采时,对老窑了解不够,探水困难,易引发井下突水事故,因此老窑积水对矿区威胁较大。
首采工作面6051布置在C605煤层+1678m~+1639m之间,但经过掘进探查,+1634m标高以上C605、C603、C601煤层已回采完毕,其采空区范围见采掘工程平面图。
3、矿坑涌水量
根据贵州水城矿业(集团)煤炭勘察设计研究有限公司20111年2月提交的《六盘水市钟山区兴鑫煤矿安全设施设计(变更)说明书》资料预测:本矿井将来的正常涌水量一般为35m3/h,最大涌水量100 m3/h。
4、水文地质类型
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。
六、工程地质
(一) 工程地质岩组的划分
矿区内工程地质岩组可划分为软质岩组和散岩组二类。
软质岩组:二叠系上统龙潭组和三叠系下统飞仙关组粉砂质粘土岩、泥岩及煤层等,遇水易软化,抗风化能力较弱,岩石力学强度较低,工程性质不良。
松散岩组:主要包括第四系残积红粘土,第四系碎屑岩残积、坡积土。厚度不稳定,土层虽具塑性,但其力学强度较低,工程地质性质不良。
(二) 岩土工程地质条件 1、土体工程地质条件
第四系碎屑岩残积、坡积土层,一般具可塑性,厚度薄且零星分散。
主要分布于沟谷及斜坡地段,分布面积不大。由细砂岩、粉砂岩、泥岩等经长期风化、剥蚀后的残积、坡积物,土层厚度不大,土质多为碎石土、砂土,土体呈松散或半固结状,分选性、胶结性差,土体较松散,透水性较好,土体力学强度弱,压缩性高,受力后土体沉降量大,边坡容易失稳。
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2、岩体工程地质条件 (1)上覆地层
含煤地层上覆围岩大部分为碎屑岩,主要为粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质粘土岩,岩石多为薄层状,层理特征多为均匀层理、交错层理或水平层理,以泥质胶结为主,泥质含量较高,靠近地表岩石容易遭受风化、剥蚀而形成残积土,地下深部则岩石较完整。此种岩体结构特点是岩体分层多,受沉积因素影响,平面上和剖面上岩相、厚度分布变化较大。受各种结构面的相互影响,结构体形态以长方体、板状体为主,该类岩体抗压强度中等,饱水后强度降低,当失去原岩应力平衡状态后,以离层或沿滑动面滑脱失稳为主要表现形式。总体上该碎屑岩多为层状结构,少量碎裂结构,属中等坚硬岩,岩体质量中等,工程地质条件中等。在该类岩石中掘进巷道时可能出现缩径、软岩挤出、片帮等不良工程地质现象。
(2)含煤地层
为碎屑岩,以粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质粘土岩、炭质页岩、煤层为主,多为层状,少量碎裂结构,该地层中钙质粉砂岩、泥质粉砂岩、炭质页岩属中等坚硬岩组,力学强度中等,有一定遇水软化性,岩石完整性较好,岩体稳定性中等;粉砂质粘土岩、泥岩、炭质泥岩、煤层属软弱岩组,力学强度很低,遇水时极易软化,塑性强,岩石完整性不好,岩体稳定性很差,巷道掘至该层段时,易产生顶部塌陷及底鼓、片帮等现象。
(3)下伏地层
含煤地层的下伏地层为茅口组,该组岩主要为灰岩、钙质泥岩。属坚硬岩组,岩体致密坚硬,稳定性好。
3、主采煤层顶底板工程地质条件
通过对矿井井下地质编录,井田内各可采煤层顶、底板条件分述如下:
C605煤层:顶板岩性为浅灰色、兰灰色生物碎屑灰岩,致密坚硬,底板多为粘土岩或泥岩。
C603煤层:顶板岩性为灰深灰色泥岩,底板岩性为黑色粘土岩。 C601煤层:顶板岩性为灰黑色泥岩及粉砂岩,底板岩性为黑色粘土岩。 C504煤层:顶板岩性为灰黑色泥岩及粉砂岩,底板岩性为灰色粘土岩。
C409煤层:顶板岩性为深灰色泥岩,含似层状菱铁矿质结核;底板岩性为灰色粘土岩。
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