二、煤层围岩性质
煤层围岩的隔气和透气性能直接影响到瓦斯的保存条件。围岩的透气越大,瓦斯越易释放,煤层瓦斯含量就越小;反之,瓦斯易于保存,煤层的瓦斯含量就高。孔隙与裂隙发育的砂岩、砾岩和灰岩的透气系数非常大,一般比致密而裂隙不发育的页岩、泥岩等岩石透气系数高出千倍以上。
灰岩作为煤储层直接顶低板,只有在构造运动较弱的地区、溶洞、缝合线不发育的致密灰岩才形成一定的封盖能力。含煤地层灰岩普遍含有一定数量的生物碎屑,溶洞和缝合线一般较为发育,普遍含水,对瓦斯保存十分不利。
细砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩和泥岩互层是煤储层常见的顶低板岩石组合类型。按泥岩在互层中所占比例,可分为非均质围岩和较均质围岩两类,前者组合中泥岩所占比例小于50%,后者组合中泥岩所占比例为50%—70%。
泥岩是碎屑海岸相和湖泊相成因煤储层的常见顶底板岩石类型,在区域上往往具有一定的稳定性和连续性,故常可被看作煤储层的区域性盖层。在裂隙不发育的情况下,泥岩是非渗透性盖层,有极好的封盖能力。
根据各可采煤层特征表可以得出6-3号煤层位于龙潭组上部,直接顶板为粉砂岩或粉砂质泥岩,直接底板为砂质泥岩、泥岩,孔隙和裂隙较不发育,有利于瓦斯赋存。其它煤层顶板多以粉砂质泥岩为主,底板多以泥岩火粉砂质泥岩为主,孔隙和裂隙较不发育,有利于瓦斯赋存。
第四节 煤层瓦斯含量、瓦斯压力、煤的瓦斯放散初速度和煤样的破
坏类型等指标
一、煤层瓦斯含量
根据预测计算,矿井最低开采标高C504煤层在+1422m各煤层采煤工作面相对瓦斯涌出量8.56~45.97m3/t,掘进工作面绝对瓦斯涌出量5.54~28.84 m3/min(数据来源于安全专篇)。
二、煤层瓦斯压力
根据预测计算,矿井最低开采标高C504煤层在+1422m各煤层瓦斯含量11.76m3/t~15.00m3/t、瓦斯压力1.45~1.70MPa(数据来源于安全专篇)。
三、煤的瓦斯放散初速度
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煤的瓦斯放散初速度△P也是预测煤与瓦斯突出危险性的指标之一,该指标反应了含瓦斯煤体放散瓦斯快慢的程度。△P的大小与煤的瓦斯含量大小、孔隙结构和孔隙表面性质等有关。在煤与瓦斯突出的发展过程中,瓦斯的运动和破坏力,在很大程度上取决于含瓦斯煤体在破坏时瓦斯的解吸与放散能力。
根据中国矿业大学矿山开采与安全教育部重点实验室2010年5月20日提交的《贵州省六盘水市钟山区兴鑫煤矿C504煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告》:C504煤层瓦斯放散初速度△P为13.4mmHg。
四、煤样的破坏类型
根据中国矿业大学矿山开采与安全教育部重点实验室2010年5月20日提交的《贵州省六盘水市钟山区兴鑫煤矿C504煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告》:C504煤层煤样属于Ⅲ类破坏煤。
第五节 瓦斯地质图
矿井于2011年5月委托贵州兴源煤矿科技有限责任公司编制了《六盘水市钟山区兴鑫煤矿矿井瓦斯地质图说明书》,并分析了矿井瓦斯含量分别规律,预测了矿井瓦斯涌出量,划分了煤与瓦斯突出危险性区域,计算了瓦斯(煤层气)资源量。
第六节 地质构造类型及其特征、火成岩侵入形态及其分布、水文地
质情况
一、地质构造类型及其特征
区域所处构造位置,属扬子准地台黔北台隆六盘水断陷威宁北西向构造变形区。主构造线呈北西—南东向展布,表现为北西向的褶皱断裂构造,主体构造为大河边向斜。
大河边向斜位于水城以北,由于受岩脚断层切割成一不完整的耳状向斜,地层倾角由南向北逐渐减小,由25°变至10°~15°,向斜轴部为侏罗系地层,翼部则以下三叠系和二叠系地层顺次组合而成。
兴鑫煤矿位于大河边向斜西翼,单斜构造,在小区域内构造较为单一,无大的断裂和褶曲。矿区范围地层产状:走向近东西,倾向北,倾角35°~45°,一般为39°左右,构造简单。
二、火成岩侵入形态及其分布
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井田内无火成岩侵入。
三、水文地质情况
(一)井田水文地质条件,主要含(隔)水层类型,矿井水文地质条件、水文地质类型
1、井田水文地质条件
矿区属亚热带季风气候,夏秋温暖、春冬严寒,季节性区分不明显,常年阴雨绵绵,气候变化无常,每年6~9月平均最高温度28.5℃,11月至次年2月为冰雪期、凌冻期,最低温度达-2℃,年降雨量大于1100毫米。据六盘水市钟山区气象资料:年平均气温13.8℃(1990年~2000年),年平均气温最高14.4℃(1998年),年平均气温最低13℃(1995年),日最高气温32.6℃(1994年8月6日),日最低气温-7.6℃(1999年1月12日)。年平均降雨量1238.8mm,最大降雨量1435.1mm,最小降雨量1067.6mm。每年5月中旬—10月中旬为大雨、暴雨季节,间有冰雹,其降雨量占年降雨量的75%。年平均蒸发量1114.6mm,年平均日照时数1269.3小时。平均风速6-10米/秒,最高20米/秒。平均相对湿度82.5%,最小15-24%。总之本区气候温和,无严寒酷暑,夏秋季温和多雨,春冬季则有间歇霜冻。
矿区内发育有小溪沟,流向自南向北、至西向东,为典型的山区雨原型河流。流量随季节性变化幅度大,雨季暴涨,枯季流量较小。溪水主要受大气降水的控制,山洪的洪峰多出现在每年的4~9月。
矿井北部边界有三岔河河流至东向西通过。 2、主要含(隔)水层类型 (1)含水岩组
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,
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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。
4、地下水的补给、径流、排泄条件
本区地下水补给来源为大气降水,大气降水通过漏斗、落水洞渗入底下,在岩溶管道中径流,在低洼处以泉或溶洞的出口处排泄。
地下水的埋藏形式及埋深,矿区范围内断层切割较少,矿区有隔水层分布,因此,矿区内地下水埋藏形式主要为潜水,局部为承压水。地下水水位埋深一般小于20m,
本区地表水、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。地下水动态变化显著,周期性较明显,并具滞后现象。各含水层之间总体上有一定的水力联系,地下水补给以大气降水为主。
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地下水的流向受岩性、构造的控制,其总体流向为北至南向。 5、矿床水文地质类型
综上所述,本区水文地质类型属裂隙充水矿床,水文地质条件简单~中等。 建议矿井在建设生产中注意收集有关水文地质资料,对矿井的充水因素,补给条件、涌水量进行分析和测定,以便为矿井的生产提供指导,达到安全生产的目的。
(二)井田邻近矿井和小(古)窑涌水及积水情况以及地表水体、废弃的矿井、小窑老塘积水情况、地质构造的导水性
1、井田邻近矿井和小(古)窑涌水及积水情况
矿区范围内及其附近小窑和老窑情况无资料,因此矿井一方面在采掘时必须坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原则,采取“防、堵、疏、排、截”的综合防治水措施;另一方面必须尽快调查和探清小窑、老窑及古窑的情况,并且及时在矿井采掘工程平面图和矿井水文地质图内标注,更好的为矿井建设、矿井生产服务。
2、地表水体
矿区内地表水不发育,矿区北部边界为三岔河河流,从东往西流过,河床标高为+1650米。矿界内煤层出露最高标高为+1750米,最低标高为+1704米;最低开采标高为+1410米。但开采最深部(最底标高)位置离河床较远,故地表水对开采影响不大。
3、废弃的矿井、小窑老塘积水情况
矿井的小窑主要分布在煤层露头附近,矿井在采掘之前,必须对全矿区小窑进行全面的调查,对其分布范围、老窑的积水性及积水量做出调查及预测并标注在矿井采掘平面图及井上下对照图上,以指导矿井实际防水工作。
4、地质构造的导水性
在浅部开采中,主要遇到风氧化裂隙潜水,大气降水是其唯一补给水源。 (三)第四系含(隔)水层特征及积水情况
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。
(四)封闭不良钻孔情况
矿区范围内不存在封闭不良钻孔。
(五)矿井主要含水层或积水区与主要开采煤层之间的关系
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