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1、三叠系上统潭庄组(T3)
厚0~23.54m,岩性组合物特征为:以灰绿色泥岩为主,次为浅绿灰~浅灰色细砂岩和粉砂岩,偶夹薄煤层,顶部风化带明显。
2、侏罗系中统义马组(J21)
为千秋煤矿含煤地层,煤系保留厚度20.1~99.86m。义马组含煤岩系自下而上划分为四段:底砾岩段,厚0.3~32.81m,平均7.7m;下含煤段,厚5.31~39.34m,平均32.3m,该段为义马组主要含煤段,含二煤组(二1煤、二3煤);泥岩段厚4.4m~42.2m,平均24m;上含煤段(含一2煤),一2煤全矿井零星可采。
3、侏罗系中统马凹组(J22)
厚0~214.7m,一般183m,本组由紫红色泥岩,粉砂岩,灰绿色粉砂岩、细砂岩和杂色砾岩组成。
4、侏罗系上统(J3)
厚0~435.3m,一般厚410m,本统为一套巨厚冲积扇相砾岩层。砾石主要成分为石灰岩,次为石英砾岩,含少量火成岩。
5、白垩系(K)
厚0~269.98m,为一套凝灰质碎屑岩系。 6、上第三系(N)
厚0~23.27m,采区内呈不规则分布,以肉红色、灰白色泥灰岩为主。 7、第四系(Q)
厚0~37.4m,中、上部为砂质粘土和含砾粘土,底部为土黄或砖红色粘土砾层,砾石成分主要为石英岩及石英砂岩。
1.1.4构造
千秋井田位于义马向斜北翼,井田基本构造形态为一简单的单斜构造,地层产状平缓,走向近东西,倾向南,倾角11°~13°,沿走向略有变化。井田内断裂稀少,包括边界断层F16在内,落差大于20m的断层只有3条,即F16、F3-9、F3-3断层。F16断层构成井田深部边界。F3-3断层为千秋、跃进两井田边界,其东侧浅部为陇海铁路及跃进矿风井保安煤柱,西侧浅部煤层已大部回采,该断层对深部采区的划分和回采工作面布置无影响。F3-9断层位于井田西部姚四延
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深下山的西翼,该断层落差较大,延展较长,其两侧同性质的小断裂较发育,直接影响采区的划分和工作面的布置。其他小断层落差较小,基本上不影响采区的合理划分和工作面的布置。
1.1.5煤层
千秋矿井田含煤地层为侏罗系义马组,主要可采煤层为二1煤和二3煤。两层煤在+200~250m标高以下合成一层,统称二3煤。二1煤在井田内大部分可采,煤层倾角3°~13°,煤层厚1.25~4.85m,平均纯厚度3.9m,煤层结构较为复杂,含夹矸1~4层,稳定夹矸两层,其中一层矸厚0.4m,为细粒砂岩,对回采有较大影响。二3煤上距二1煤0.8~6.3m,平均2.5m,煤层赋存稳定,井田内全部可采,煤层厚度0.35~20.67m,其中纯煤厚度0.26~17.16m,平均5.57m,两层煤合并后厚5.59~37.48m,其中,纯煤厚平均13.81m。
1.1.6煤质
煤种牌号为长焰煤,原煤灰分18.52%,属中灰;硫分为0.83%,属特低硫煤;含磷0.061%,属中磷煤,发热量5000大卡左右,挥发分为40.86%,煤的工业利用方向可作为动力煤,悬浮床气化用煤和民用燃料。
1.1.7水文地质条件 1、主要含水层
(1)第四系底部砾卵石层孔隙潜水含水层,厚0~1.67m,井田内局部沉积,岩性由石英砂岩和砾卵石组成。
(2)第三系泥灰岩,砾岩岩溶孔隙~裂隙潜水~承压含水层,厚0~23.27m,平均5.00m,井田内均有不同程度的沉积,泥灰岩质纯,蜂窝状溶洞发育。
(3)侏罗系上统巨厚砾岩孔隙~裂隙潜水~承压含水层,厚96.35~435.5m,平均410.4m,本层位于井田中部山脊及其以南地段,呈半裸露状态分布。
(4)侏罗系中统马凹组砾岩孔隙~裂隙承压含水层,厚4.25~131.1m,平均53.93m,其砾岩含量在井田内向东向西逐渐减少,局部地段以透镜体状态出现。
(5)侏罗系中统义马组底砾岩孔隙~裂隙承压含水层,厚0~32.81m,平均7.7m,分布于井田浅部和东部,且由东向西逐渐变薄。
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2、主要隔水层
(1)第四系隔水层,厚0~36.76m,井田内广泛分布,岩性由黄色粉砂质粘土和粘土组成。
(2)侏罗系中统马凹组粉砂岩,隔水层,厚50.2~186.96m,平均132.19m,由紫红色粉砂岩,泥岩,细砂岩,砂质泥岩组成。
(3)侏罗系中统义马组二煤顶板泥岩隔水层,厚4.4~42.2m,平均24m,岩性由深灰、灰黑色泥岩组成。
(4)三迭系延长群隔水层,厚度大于23.52m,岩性以灰色泥岩为主,粉砂岩、细砂岩次之,具水平层理。
3、水文地质类型
矿井直接充水水源由初期的第四系砾岩水,随着开采面积的扩大,采空区的增多,其直接影响矿井生产的主要充水水源为老空水,间接充水水源为大气降水和地表水。全矿井正常涌水量438 m3/h,其中一水平135 m3/h,二水平303 m3/h。由于采空区塌陷裂隙的影响,随着采空区面积的增加,受采空区积水的影响愈大,矿井涌水量有增加趋势。综合评定,矿井属孔隙-裂隙水顶板间接进水为主的水文地质条件简单矿床。
1.1.8开采技术条件 1、煤层顶底板
2-1煤顶板为泥岩,厚度4.4 m~42.2 m,平均厚度24m。岩性致密、均一、裂隙不发肓,由东向西逐渐加厚,属一级顶板。2-3煤顶板:岩性以中砂岩为主,局部为粉砂岩或泥岩,厚0~27m,属中等稳定二级顶板。2-3煤底板:岩性复杂,由砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩及含砾相土岩组成,厚度0.3m~32.81m。煤层底板为砾岩、砂岩时,巷道底板比较稳定,无底鼓不良现象,若底板为含砾粘土岩泥岩、煤矸互叠层时岩性遇水易膨胀,随开拓、回采推进矿井压力增大,底鼓问题较为严重。
2、瓦斯
根据豫工信煤〔2012〕153号《河南省工业和信息化厅关于2011年度全省煤矿瓦斯等级鉴定结果的批复》,全矿井CH4和CO2绝对涌出量分别为24.13m3/min和7.53m3/min,全矿井CH4和CO2相对涌出量分别为5.05m3/t和1.38m3/t,千秋
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矿为高瓦斯矿井。
3、煤尘
煤尘爆炸指数42.62%,有爆炸危险性。 4、煤层自燃
千秋煤矿煤炭自然发火严重,自然发火期一般1~3个月,最短7天,煤层属易自燃发火煤层。
5、地温
随着矿井开采深度增加,地温逐渐增大,据《千秋煤矿延深勘探地质报告》,地温梯度为1.34~1.98℃/100m,平均1.66℃/100m,-350m水平(开采深度约950m),其地温均小于30.5℃。千秋井田基本无热害区。 1.2 矿井开拓方式
矿井开拓方式为立井、斜井多水平上下山混合式开拓。矿井共有8个井筒:进风井6个(主立井、副立井、三号进风斜井、四号进风斜井、原四号回风斜井、新材料立井),回风井2个(三号回风井、新回风立井)。
主井井筒直径4.5m,深161m,装备2JK-3/20E型提升机,采用双箕斗提升,担负着矿井原煤的提升任务。副井井筒直径6.0m,深129m,装备2JK-3型提升机,采用双罐提升,担负着矿井一水平工作人员及部分物料的提升任务。新材料井井筒直径6.6m,深543m,装备JKMD-3.5×4多绳磨擦轮提升机,采用双罐提升,主要担负矿井大部分人员、大件物料及矸石的提升任务。
矿井分两水平进行开采,其中一水平大巷标高+320m,划分为7个采区,分别为10、11、12、13、14、16和18采区,目前一水平煤层除16区正在开拓中,其他采区基本开采完毕。二水平标高+65m,仅有1个采区,即21采区。矿井现生产水平为二水平。21区下山共布置2个综放工作面(21141、21172工作面)和2个掘进面(21112上下巷)生产。 1.3 采区巷道布置
目前正在生产的二水平21采区下山布置2个综放工作面(21141、21172工作面)和2个掘进面(21112上下巷)生产。设置轨道下山、皮带下山、专用进风下山三条进风巷以及一条专用回风下山,采区巷道布置图详见图2.
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图二 21采区巷道布置图
1.4 采煤方法与回采工艺
21采区下山布置两个综放工作面,采用后退式倾斜长壁综放采煤法,回采工艺流程为:斜切进刀→打三角煤→隔煤→移架→推溜→斜切进刀。西翼工作面一班一刀,东翼工作面一班两刀,每刀进600mm。
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