中国矿业大学毕业设计说明书
勘探中揭露的断层,落差大于10米的主要有5条。如表1-1。
表1—1杨庄煤矿井田断层一览表 名称 F51断层 F52断层 F53断层 F54断层 F55断层 落差(m) 倾角(°) >5 15 20 25 25~50 15~18 45 50 65 70~80 走向 N3°~25°W N10°E~29°W N10°E~15°W N40°E~40°W N40°E~43°W 倾向 EW NW~SW NW~SW NW~SW NW~SW 断层性质 正 正 正 正 正 1.2.4 井田水文地质 1、含水层
(1)第四系孔隙含水组
普遍存在于井田范围内,厚度40~80m,一般60m,井田两翼厚,中间薄,含水段为流砂层,其厚度变化较大,一般6~11m,大部分呈透镜体状分布,分叉合并现象普遍,自上而下共四层:一、二分层较稳定,呈连续分布,厚度较大,而三、四分层不连续,尤其第四层仅个别钻孔见到,上部具潜力性质,中下部具承压性质,水位埋深1.5~3.0m,季节波动较大,水质类型以碳酸盐为主,硫酸盐次之,矿化度4g/l,渗透系数5.19~7.0m/d,赋水性较强。
(2)上石盒子组孔隙~裂隙含水组
厚170~210m,区内为隐付型,分布普遍,以砂岩裂隙水为主,基岩风化带发育有孔隙水,赋水性弱,该组底部中粗粒砂岩稳定,冲洗液消耗量大,赋水性相对较强,是本组含水段,单位涌水量0.0408~0.6831/s.m,渗透系数0.013~1.933m/d,水质类型HCO3—Cl—Na—Ca型。
(3)下石盒子组5煤裂隙含水组
厚50~70m,井田内属埋藏型,以裂隙发育的砂质泥岩、砂岩为含水层,含水层厚1.4~37.1m,平均14.5m,该含水组裂隙不发育,赋水性较弱,单位涌水量0.000875~0.0787l/s.m,渗透系数0.0126~0.326m/d(见抽水成果表5—1),呈承压转无压状态,其水位逐年下降,水质类型HCO3—Na型。
(4)太原组岩溶裂隙含水组
本组自K1灰岩下至本溪组,总厚度171~203m,平均180m,以薄层灰岩和泥岩互层为主,包括本溪组在内共12~14层灰岩,大部分地段13层,灰岩累厚69m,其中三、四、十一、十二灰厚度较大。可将本组分上、中、下三段,各段相对独立,水力联系不畅,仅在构造或沉积变薄处发生补给关系,中、下段因距可采煤层较远,故影响不大,未作详细水文地质工作,仅
页第
中国矿业大学毕业设计说明书
观测其水位动态。勘探时期资料后期资料:该组单位涌水量0.973l/s.m,渗透系数49.36m/d。
上段含水组平均厚40m,灰岩厚25.4 m,含水空间以溶蚀裂隙、蜂窝状溶洞为主,岩溶发育规律无论横向还是垂向上均表现出不均一性,总体而言三、四灰高于一、二灰,横向上存在岩溶发育带,造成赋水性极不均一,表现在灰岩钻孔出水量悬殊较大,水位差别较大,一般井田东南翼高,向西北降低,水位差近30m,表明向斜深部岩溶不发育,导水性差,类似于“隔水墙”,该含水段水位季节变化大,年变幅5~10m,单位涌水量0.016~0.4l/s.m。大部分地区高于1L/s.m,渗透系数0.125~97m/d,水质类型HCO3~Ca~Mg为主。
(5)奥灰岩溶裂隙含水组
该层总厚度500m以上,含水层段以奥陶系中统的老虎山组为主,含水空间为溶蚀裂隙,溶洞次之,赋水性差别较大,单位涌水量0.001~7.0l/s.m,水位峰值在11月份,区域水位标高+20m,枯水期5~6月份,水位标高+15m左右,水质类型HCO3~Ca~Mg型。
含水层在井田内属埋藏型,东部为裸露型,主要赋水层位为奥陶系中统下部和下统上部灰岩,正常情况下对矿井无突水威胁,但由于局部构造发育,导致太灰于奥灰含水层沟通,从而使其成为间接充水水源。在煤系以外的隐伏区含水量大,是工矿企业和城市供水的主要水源。
2、隔水层
(1)第四系隔水层
该层位于第四系底部,厚约15~25m,平均20m,岩性为土黄色粘土夹砾石层,具良好隔水性能,能有效隔绝地表水,第四系孔隙水与煤系含水层之间的水力联系。
(2)太灰中、上段之间隔水层
太灰中、上段之间有一约40m的泥岩隔水层,该层对隔绝中、上段间水力联系起到很大作用,自然条件下中段水位比上段高1.5~2.5m,因此中、下段含水层是矿井突水的间接补给来源。
(3)本溪组隔水层 在太灰与奥灰之间,本溪组底部有一厚约22m的铁铝质泥岩,是太灰与奥灰的良好隔水层。 1.2.5井田涌水量
据矿井地质资料,矿井最大涌水量310m3/t, 正常涌水量190
页第
中国矿业大学毕业设计说明书
图1-2地质综合柱状
岩 性标志层 厚层及代(m)煤层柱 状界系统组号标号地层单位二上下石下38.0024.00.485.000.792.400.455.004.20盒迭古子3.421.791.404.604.003.607.5011.52.952.406.502.002.800.5020.000.800.3423.0020.00 1.902.854.100.426.51煤岩石名称粉砂岩岩 性 描 述备 注31煤32煤33煤泥岩煤泥岩煤泥岩煤泥岩中砂岩泥岩上部以砂岩、粉砂岩为主,夹有泥岩,局部含薄煤线一层。中部主要为杂色、灰色泥岩,有少量粉砂岩和砂岩,局部含一到二层煤线。下部为下石盒子含煤组,含有局部可采3煤层。3煤层1至3个分层,其下为4煤层和主采5煤层,该煤层破坏严重,大部分不可采。5煤层底部有一层铝质泥岩,厚3m左右,为标志层(K2)。局部地段4、5煤层成分叉合并关系。4煤煤泥岩细砂岩泥岩5煤煤泥岩细-中砂岩铝质泥岩砂质泥岩细砂岩泥岩细砂岩泥岩细砂岩泥岩煤细砂岩泥岩灰1砂岩灰2B11灰3组山P21K2系统西组上部灰色泥岩,层灰白色中至粗粒石英砂岩,含细砾。中部以泥岩及砂质泥岩为主,夹有条带状砂岩。下部主要为砂岩、粉砂岩及条带砂岩,泥岩次之。生P117煤K1上太石0.151.7010.530.156.304.002.900.31煤B10砂质粘土灰4顶部为黑色泥岩,厚20m左右,其下为灰岩、泥岩互层,夹有砂岩,灰岩共12层,一般厚2至4m。最上一层灰岩厚2m左右,为标志层(K1),其中灰3,灰4,灰5,灰12较厚,在8m以上,最上一层灰岩厚2m左右,为标志层(K1),其中灰3,本组含煤12层,即A1 B1至B11,为极不稳定,不可采的薄煤层,常以灰岩为直接顶板。煤B9灰5泥岩灰6原界炭煤B8灰75.590.082.161.650.523.280.261.400.361.300.511.200.390.50 0.513.500.5512.000.494.500.103.00煤B7灰8灰9B6灰10B5泥岩B4泥岩B33泥岩B23泥岩1B3灰11B2灰12B1铝质泥岩A1细砂岩煤煤煤煤煤煤煤煤煤系统组C3本中溪统组C2下奥中古生陶界系统老虎山组4.0018.00灰岩铝质泥岩顶部为灰白色隐晶质灰岩,含泥质及鲕子,其余为紫红、灰绿至棕色铁铝质泥岩。蓝灰色灰岩,质纯,少具化石。O234.00灰岩
页第
中国矿业大学毕业设计说明书
1.3 煤层特征
1.3.1煤层埋藏条件
煤的风化带为基岩顶面向下垂深16m,氧化带为基岩顶面向下垂深18m。 1.3.2可采煤层特征 1、含煤性
井田内含煤地层为石炭系太原组、二叠系山西组、下石盒子组和上石盒子组。其中下石盒子组含主要可采煤层5煤层。太原组含煤11层,但因不稳定或不可采而无经济价值。煤系地层总厚997m,含煤19层,平均煤厚14.37m,含煤系数为1.44%,
5煤层,位于下石盒子组下部,为井田内主要可采煤层之一。下距K2标志层约19m,煤厚0.39~7.16m,平均3.6m,分布稳定。该煤层结构较简单,局部含夹矸,夹矸厚0.02 ~0.60m,多为泥岩或炭质泥岩,煤层顶板岩性一般为深灰色泥岩或粉砂岩,底板为泥岩。
4煤层,位于K2标志层之上约29m,与5煤层为分叉合并关系。距5煤层0~16m,平均为10m。煤厚0.36~3.39m,平均厚1.79m,仅局部可采。
3煤层,为不稳定煤层,该煤层实际为一个煤组,3个分层,即31、32、33。下距K2标志层30~60m,平均为48m。20线以西2~3个分层为主,局部有1个或2个分层;20线以东2个分层为主,局部为1个或3个分层。3个分层中以32分层较为稳定,31分层次之。各分层分述如下:
A.31分层,煤厚0.15~1.17m,见煤点平均厚0.48m,井田内钻孔穿过该层位的可采点占见煤点的13%,仅在23~24线间浅处局部可采,其余为不稳定不可采的薄煤层。
B.32分层,煤厚0.19~3.32m,见煤点平均厚0.79m,井田内钻孔穿过该层位的可采点占见煤点的55%,分布普遍,局部可采。有岩浆岩侵入,煤层被吞蚀,多不可采;
C.33分层,煤厚0.24~0.87m,见煤点平均厚0.45m,仅有零星可采点,为不稳定不可采薄煤层。
各煤层的基本情况如表1—2
表1—2可采煤层基本情况一览表 评价 指标 煤层 编号 3 31 32 全井田厚度 平均厚最小~最大度(m) (m) 0.15~1.17 0.19~3.32 0.48 0.79 煤层厚度等级 稳定 程度 结构 薄 煤 层 不稳定 复杂 页第
中国矿业大学毕业设计说明书
33 4 5 薄 煤 层 中厚煤层 0.24~0.87 0.36~3.39 0.39~7.16 0.45 1.79 3.6 不稳定 稳定 复杂 简单 1.3.3 煤层围岩性质
1.可采煤层顶底板岩性 (一)3煤层 1.顶板
(1)直接顶:一般为深灰色,致密块状泥岩,含有大量植物化石,厚度一般20m左右。
(2)老顶:粉砂岩,灰色、块状,泥质胶结。砂岩,灰色、细粒、性硬,局部破碎夹薄层泥岩,含植物化石。粉砂岩与砂岩互层状。
2.底板
底板为中粒砂岩或粉砂岩。中粒砂岩,灰色、性硬,层面常含有炭质薄膜,层状构造,厚0~10.0m。粉砂岩:深灰色、块状,有时含炭质泥岩,实际构成4煤层老顶,厚0~10.0m。
(二)4煤层 1.顶板
(1)直接顶:灰~深灰色,致密块状泥岩,含植物化石,或深灰色、块状粉砂岩,泥质胶结,厚2.0~9.0m。
(2)老顶:灰色块状中粒砂岩,以石英、长石为主,厚0~11.0m。 2.底板
一般为深灰色块状泥岩,偶见粉砂岩或厚层状石英砂岩,砂岩中含暗色矿物较多。
(三)5煤层 1.顶 板
(1)直接顶:一般为深灰色块状泥岩,厚度4m左右,岩石的抗压强度17.55MPa,普氏硬度系数约为1.8,属VIa级岩石,抗压强度为2.12 MPa,抗剪强度为7.75 MPa。
(2)老顶:因4、5煤层间距较小,4煤层受岩浆侵入较严重,岩浆岩厚度2.0m以上,有的甚至达20多米,4煤层实际上已失去开采价值,岩浆岩已构成5煤层顶板的一部分。所以,5煤层顶板由两部分组成。
a.细粒砂岩:浅灰色,块状,少含菱铁质,硅质胶结,性硬,厚度0~0.5m。岩石抗压强度一般为134.21 Mpa,普氏硬度f=13.7,属Ⅱ级岩石。抗拉强度大于7.06 MPa,抗剪强度12.45 MPa。
b.岩浆岩:闪斜煌斑岩或辉绿岩,抗压强度为172.55 Mpa,普氏硬度
页第