由砂锅窑砂岩顶面至四煤组之间的泥岩、砂质泥岩和粉、细砂岩组成,它们与含水层相间排列,阻隔了碎屑岩组各含水层之间的水力联系,一般隔水性良好。
③、.构造水文地质特征
本区位于区域地下水向东运移的径流带内。由于断裂的切割,破坏了本区岩层和矿层的完整性和连续性,致使原本毫无水力联系的含水层对接而发生水力联系或下部富水的含水层与二对接而对二1煤矿床直接充水。
a、樊寨断层(F7)
为矿区南部边界断层,南升北降,呈北西向延展,落差50~250m,致使南盘的奥陶系强含水层与北盘的二
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煤层
煤顶板砂岩和
C2L7-8灰岩含水层相接触,该断层的导水性很好.是矿区南部补给边界。
b、大隗镇断层(F8)
为矿区北部边界断层,走向北西,倾向北,倾角20~60°,上陡下缓。该断层使二
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煤层顶板砂岩和C2灰岩含水层和P2sh、T1l
紫红色砂质泥岩、泥岩等隔水层直接接触,成为井田北部的隔水边界。
④、地下水的补给、迳流和排泄
矿区南部低山和西部丘陵地区基岩广泛出露,是大气降水补给地下水的良好场所。大隗镇断层使区内∈、O2m、C2t石灰岩与断层上盘P2sh、T1l砂岩、泥岩相对隔水层接触,形成北部隔水边界。双洎河在流经西部基岩裸露区时,对地下水有一定补给。
大气降水在基岩裸露区渗入地下后,便向区域中部运移,由于石灰岩岩溶裂隙发育,地下迳流条件良好,沿途无泉水出露。
主要为生产矿井人工排泄,在超化背斜倾没处,受断层上盘隔水层阻挡,地下水沿断层带裂隙上升,形成超化泉、水河泉、金花泉等局部天然排泄点。
⑤、矿床充水因素分析
生产矿井充水水源主要有地下水、老窑水、地表水和大气降水: a、顶板水:二
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煤层顶板含水层包括山西组,下石盒子组等
砂岩孔隙裂隙含水层。受补给条件及迳流通道不畅限制,富水性弱。一般在放顶后形成的裂隙带内向矿井进水,在大面积开采情况下,顶板水点多呈滴水、淋水状态。顶板水一般补给途径短、循环浅,有些与浅层水发生联系,因此水量季节性变化明显。
王村李堂一带矿井相对集中,疏排强度大,补给不足,顶板已基本无水。
b、底板水:二1煤层底板以下为L7-8石灰岩岩溶裂隙含水层,该层岩溶裂隙发育,含水较丰富,水头高。1990年10月王村煤矿东下山22061采区底板突水,突水量35m3/h,1991年9月22081采区底板又突水,水量35m3/h。
c、构造水:L7-8石灰岩下伏的L1-4和O2m石灰岩含水层含有丰富的岩溶裂隙地下水。它们主要通过构造或裂隙与L7-8石灰岩发生水力联系,形成富水导水带。这些地段一旦突水,水量大且稳定,对煤矿生产影响极大。
d、老窑水:老窑积水一般时间较长,水量大,来水方向复杂,不易控制。
e、地表水、大气降水:
本区为双洎河水系。双洎河横贯矿区,距矿井较近,河西矿采取了使河流局部改道的办法,目前尚无地表水进入矿井的现象。
本区大气降水一方面通过煤层上覆岩层的天然裂隙和人工采动裂隙直接渗入矿井,另一方面是通过补给地表水和地下水间接向矿井充水。
⑥、生产矿井水文地质特征
原地方国有×××××××××:该矿始建于1985年8月,立井开拓,开采二1煤层。矿井设计正常涌水量300m3/h,最大涌水量500m3/h,矿井涌水主要为底板水。
原新密市超化建新煤矿:该矿始建于2000年8月,立井开拓,开采二1煤层。矿井正常涌水量60m3/h,最大涌水量100m3/h。主要为底板水。
⑦、井田水文地质勘查类型
综上所述,本区二1煤矿床主要充水水源为二1煤层底板C3tL7-8
石灰岩岩溶裂隙承压水,次为顶板砂岩裂隙淋水。据本区王4和3921孔二1煤层底板C3tL7-8石灰岩岩溶裂隙含水层抽水资料:静水位标高分别为+171.55m和+173.99m,单位涌水量q分别为0.3077~0.3185L/s.m和0.09563~0.1366 L/s.m,直接充水含水层的单位涌水量0.1<q<1.0。根据本区直接充水含水层的含水空间特征、富水性和补给条件并参考区域水文资料综合分析,确定本区二1煤矿床的水文地质勘查类型为第三类二亚类第二型,即以底板岩溶充水为主的水文地质条件中等的煤矿床类型。
需要说明的是,本矿南部边界樊寨断层,规模大,导水性强,其旁侧派生小断裂发育,并且有良好的导水性,使得井田内各含水层发生水力联系,成为断层富水带,此外,井田内二1煤层底板石灰岩水,其水头压力大,3921孔水头高度达+173.99m。高出地面7.2m。因此,在导水断层附近水文地质条件复杂程度有所增高。
⑧、矿井涌水量预算
二1煤层为本区可采煤层,也是本次核查的主要对象,因此矿井涌水量预算主要针对二1煤层。采用比拟法预算矿井用水量:
正常涌水量215m3/h;矿井最大涌水量430m3/h。
7、其他开采技术条件
⑴、工程地质条件
根据矿井生产资料,二1煤层的直接顶板岩性为深灰色粉砂岩或砂质泥岩,层理发育,层面含少量白云母片。一般沿底送巷,坑木密集支护,正常情况下基本能保证矿井正常生产,偶见冒顶、片帮、掉块及支柱滑沉等不良工程地质现象。二1煤层老顶岩性为灰色长石石英中细粒砂岩,局部夹薄层粉砂岩(俗称大占砂岩),水平或缓波状层理发育,层面上含大量白云母和炭屑,易于维护和管理。
二1煤层底板为泥岩、砂质泥岩,夹薄层细砂岩,厚3~9m,开采过程中易遇水膨胀发生底鼓、引起突水。王村矿、七里岗矿、东店矿都发生过此种现象。
①、二1煤层顶板稳定性评价
二1煤层顶板岩性主要为深灰色粉砂岩和砂质泥岩。岩石物理力学试验结果表明,岩石抗压强度为39.0~63.06MPa,抗拉强度为1.40~1.75MPa,为软弱岩,属不稳定~中等稳定类岩石。开采时可能会有冒顶、掉块和片帮等现象发生,应加强支护管理。
②、二1煤层底板稳定性评价
二1煤层底板岩性主要为深灰色泥岩和砂质泥岩,夹薄层细粒砂岩,局部具伪底炭质泥岩。岩石物理力学性质试验结果表明:岩石抗压强度在51.60~85.60MPa,抗拉强度2.90~3.63MPa,为
软弱岩~半坚硬岩,属中等稳定~稳定类岩石,可能出现底鼓现象。
总之,矿床工程地质条件复杂程度中等。 ⑵、瓦斯
区内煤系地层为一简单背斜,南翼保存完整,倾角10~15°,北翼受滑动构造切割,只残存核部。矿区南部以樊寨断层为界,北部以大隗滑动构造为界,其滑动破碎带厚达50余米,二1煤厚0.10~23.94m,直接顶板一般为砂质泥岩或粉砂岩,有时大钻砂岩直接压煤底板为砂质泥岩夹薄层砂岩。煤层埋藏浅、背斜核部基岩盖层只有60~70m。总之,基岩盖层的剥蚀,构造的切割,均使封闭条件变差,不利于瓦斯的赋存。另据7个钻孔取样测定,瓦斯中甲烷成分为0.14~55.43%,含量为0.002~2.38ml/g·r,平均含量只有0.78 ml/g·r。均说明钻孔处于瓦斯风化带中。
2010年2月,河南省工业和信息化厅对全省煤矿瓦斯等级鉴定结果的批复中,本矿井相对瓦斯涌出量2.95m3/t,绝对涌出量0.95 m3/t,鉴定为低瓦斯矿。
③、煤尘
据2009年2月23日国家安全生产洛阳矿山机械监测检验中心提供的×××××××××二
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煤层煤尘爆炸性鉴定报告:火焰长度为
15mm,抑制煤尘爆炸最低岩粉量为55%,鉴定为有煤尘爆炸性。
根据生产矿井调查,区内各生产矿井由于均采取了洒水降尘措施,大大降低了煤尘的浓度,所以,从未发生过煤尘爆炸事故。为确保矿井安全,故在生产过程中应加强管理,采取有效防尘措施。