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    编号:20180910134553111    类型:共享资源    大小:10.66MB    格式:RAR    上传时间:2018-09-10
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    中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 1 页1 矿区概述及井田地质特征1.1 矿区概述1.1.1 矿区地理位置与交通葛亭煤矿中心距济宁市 14km,105 国道(北京-珠海)从本矿井东 1.97 km 处通过,327 国道(一级公路 )从矿区南部横贯东西,兖州、济宁、邹城的公路已成环形,并与 104 国道相连,公路运输极为便利。连接京沪、京九两大南北铁路干线的新(乡)~菏(泽)~兖(州)~石( 臼港)铁路,从本矿井南部通过,设有济宁、孙氏店及兖州西站。由济宁市东行 30km 至兖州,与京沪铁路相接,向西 109km 至菏泽站与京九铁路相接,菏泽至新乡 190km 与京广铁路相连。济北矿区铁路专用线从本矿井东南部通过,从兖州西站接轨,煤炭铁路外运十分方便。著名的京杭大运河由北向南流经济宁市构成重要的水上运输要道,河宽 60~80m ,平均水深 2m ,全年除一、二月份因水浅不能通航外,其余时间均可通航。根据水利交通部门规划,京杭运河将建成为南北水上运输的主要航道。经疏通后年通过能力为 2500 万 t。矿区交通极为便利,如图 1.1 所示。1.1.2 矿区气候条件本矿区气候温和,属温带季风区海洋~大陆性气候。据济宁气象站 1959 年 1 月到 2010 年12 月的观测资料:气温:历年平均气温 13.5℃,月平均最高气温 34.3℃(1957 年 7 月) ,日最高气温 41.6℃(1960 年 6 月 21 日) ,月平均最低气温-9.8℃( 1963 年 1 月) ,日最低气温-19.4℃ (1964 年2 月 18 日) ,多年来最低平均气温月为 1 月,平均最高气温月为 7 月。降水量:年平均降水量 688.86mm,年最大降水量为 1186.0mm(1964 年),年最小降水量为347.90mm(1988 年),日最大降水量 177.1mm(1965 年 7 月 9 日),降水多集中于每年的 7、8 月份。一般春季雨量少,时有春旱。年平均蒸发量 1751.7mm,年最大蒸发量 2228.2mm(1960 年),年最低蒸发量 1493.0mm(1984 年)。风向、积雪厚度及冻土深度:春夏两季多东及东南风,冬季多西北风,最大风力大于 8 级,平均风速为 2.3m/s。历年最大积雪厚度 0.15m,最大冻土深度 0.31m。1.1.3 矿区的水文情况本井田内为冲积、湖积平原,地形平坦,地势呈东北略高,西南稍低,地面标高为+37.04~+41.28m,平均高程为+38.00m,自然地形坡度为 0.7‰。井田内河流稀少,水系不甚发育,仅有农灌排涝的沟渠。矿井以西有京杭大运河,汛期有记录的最高洪水位标高为+36.67m,最大流量为 626m3/s(1964 年 9 月 6 日) ,枯水季节河水减少甚至断流。京杭大运河在该矿井西南 4km 处向南注入南阳湖。南阳湖有历史最高湖水位标高为+36.86m( 1957 年 7 月 15 日) 。矿井井口标高为 +40m,高于区内地表水体历史最高洪水位。中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 2 页图 1-1 葛亭矿交通位置示意图1.2 井田地质特征1.2.1 矿井地层本矿井地层由老到新发育有中、下奥陶统,中石炭统本溪组、上石炭统太原组、下二叠统山西组、下石盒子组,上二叠统上石盒子组,上侏罗统蒙阴组及第四系。属全隐蔽的华北型石炭二叠纪煤田,煤系以中奥陶统为基底,现将矿区内地层及其特征自下而上分述如下:1、奥陶系中、下统(O 1-2)据邻区钻孔揭露地层总厚 800m 左右,本区最大揭露厚度 155.53m,主要岩性为灰及棕灰色厚层状石灰岩、豹皮灰岩,夹多层白云质灰岩、白云岩及薄层泥岩,岩溶较发育,为本区主要含水层。2、中石炭统本溪组(C 2b)厚 20.00~53.45m,平均 35.01m,主要由紫红色、灰绿色泥岩,粉砂岩和薄层石灰岩组成,偶见 19 煤层。中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 3 页含石灰岩四层(十二、十三、十四、十五灰) 。底部常为一层灰紫、紫红等杂色铝铁质泥岩(山西式铁矿层) ,与下伏中、下奥陶统为假整合接触。3、上石炭统太原组(C 3t)全矿井普遍发育,有剥蚀现象,有闪长岩侵入体。正常厚度 133.25~225.37m ,平均172.43m,为本矿井主要含煤地层之一。由灰~灰黑色粉砂岩、泥岩、浅灰色中、细砂岩、石灰岩及煤层组成。含石灰岩 12 层,其中三、十 下 灰厚度大且稳定;五、七、八灰较稳定,其他石灰岩局部发育,有相变现象。含煤 22 层,其中 16、17 煤层为较稳定煤层,全矿井大部分可采;6、15 上 煤层为部分可采煤层,并有沉缺现象。本组地层为典型的海陆交互相沉积,岩相旋回明显,粒度韵律清楚,主采煤层、标志层层位稳定,易于对比。以十二灰顶界为本组底界并与下伏地层呈整合接触。4、下二叠统山西组(P 1s) 正常厚度 53.79~92.80m,平均 72.20m,是本区主要含煤地层,有剥蚀现象,有闪长岩侵入本组。主要由浅灰、灰白色中、细粒砂岩及黑色粉砂岩、泥岩和煤层组成,砂岩含量较高。上部以泥岩、粉砂岩为主,夹薄层砂岩。中下部以砂岩为主,夹泥岩、粉砂岩薄层及煤层,砂岩含量较高。斜层理发育,含海绿石。底部泥质含量增多,常为细砂岩、粉砂岩、砂质泥岩,且细砂岩中见有粉砂岩泥岩包裹体。波状及浑浊状层理发育,见底栖动物通道,为一良好标志,与下伏太原组顶部的黑色海相泥岩、泥质粉砂岩为连续沉积。本组内含煤 5 层,分别为 1、2(2 上 、2 下 ) 、3 上 、3,其中 3 煤层厚度大,储量丰富,为本区主采煤层。本区为从海陆交互相向陆相发展的过渡相沉积,与下伏太原组为整合接触。5、下二叠统下石盒子组(P 1x)揭露厚度 11.60~85.00m,平均 53.37m,由黄绿、紫灰、灰等杂色泥岩、粉砂岩及灰绿色砂岩组成。属温湿、干热过渡条件下的内陆河湖相沉积,中下部所夹细、中粒砂岩不甚稳定,常相变为粉砂岩、泥岩。与下伏山西组地层呈整合接触。6、上二叠统上石盒子组(P 2s)最大残留厚度 273.70m,平均 122.57m,矿井中部保留较厚。主要由灰、灰绿色中、细砂岩和黄绿、灰紫等杂色泥岩与粉砂岩组成, 近底部发育有一层铝土岩,俗称“B 层铝土岩” ,厚0~5.87m,平均 2.00m,是较好的标志层。其下发育有一层中细粒砂岩,以此砂岩作为上、下石盒子组的分界。本组属干热条件下的河湖相沉积。7、上侏罗统蒙阴组(J 3m)本组地层钻孔揭露最大残厚 594.59m,主要分布在矿井的南部,以 N3-1 号孔为中心,向周围变薄。分上下两个亚组。上亚组主要由灰、深灰至灰绿色粉、细砂岩组成,夹泥岩和泥质条带。下亚组主要为一套紫灰色、暗紫色和砖红色中、细砂岩,夹粉砂岩和泥岩,在 N4-1、N4-5 孔中,地层中,上部有一岩浆岩(辉长岩类)侵入体,呈岩床状,钻孔揭露厚度分别为 0.40m、2.10m 。 本组地层底部多有紫红色砂砾岩,与下伏地层呈角度不整合接触,易于区分。8、第四系(Q)厚 190.70~270.90m,平均 235.95m。中部厚,向四周变薄。由粘土、钙质粘土、砂质粘土、砂及砂砾层组成,分为上、中、下三段。本系属河湖相沉积与下伏地层呈角度不整合接触。中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 4 页上段:厚 79.50~100.00m,由棕黄、灰黄色粘土与黄褐色砂层相间沉积,砂层松散且透水性好。中段:厚 63.00~90.00m,多为灰白色、灰绿色粘土、砂质粘土分隔灰黄色、褐色砂层沉积,上部砂层多而薄,下部砂层少而厚。本段属强富水段。下段:厚 64.50~90.00m,以灰绿、灰白色粘土、钙质粘土为主,次为粉砂、细砂,少量中砂,底部多为粘土或钙质粘土。粘土局部含团块状石膏晶体,砂层多含风化长石及白色粘土。表 1.1 矿井地层表地层系统 主要岩性特征 厚度第四系 (Q)黄褐、棕、灰等杂色粘土,粘土质砂、砂、砂砾层。分布于全区,东北薄、西南厚。 0~350m侏罗系上统蒙阴组(J 3m)上部为灰绿色粉、细砂岩互层夹泥岩。下部为红色砂岩,并有燕山晚期岩浆岩侵入,底部有不稳定的砾岩。 0~1300m上统上 石 盒子 组杂色泥岩、粉砂岩和灰色砂岩,含植物化石,底部含 B 层铝土岩。 0~500m下 石 盒子 组 灰绿色砂岩和杂色泥岩、粉砂岩,富含植物化石。 65m二叠系(P) 下统 山 西 组 浅灰、灰白色中、细粒砂岩及深灰色粉砂岩、泥岩夹煤层。为本区主要含煤地层。 80m上统 太 原 组以深灰、灰黑色粉砂岩、泥岩为主,夹灰色砂岩、石灰岩8~13 层、煤 17~23 层,为本区主要含煤地层,属海陆交互相沉积,厚度稳定。 170m石炭系(C) 中统 本 溪 组 以杂色泥岩为主,夹石灰岩 2~4 层,上部夹不稳定薄煤 1~2层,底部具 G 层铝土岩及山西式铁矿层。 35m八陡组:为浅海相厚层白云岩夹豹皮灰岩、泥灰岩。 65~121m中统阁庄组:为浅海相白云质灰岩、白云岩、豹皮灰岩。 105~127m马 家 沟 组 :为 浅 海 相 中 厚 层 灰 岩 ,豹 皮 灰 岩 夹 泥 灰 岩 ,白 云 质 灰 岩 。 202~ 227m北庵庄组:为浅海相灰岩、豹皮灰岩、泥灰岩、白云质灰岩。 198~282m奥陶系(O) 下统纸坊庄组:为泻湖相白云岩、白云质灰岩,含燧石结核。 86~117m上统 凤 山 组 、 长 山 组 和 崮 山 组 : 青 灰 色 竹 叶 状 白 云 质 灰 岩 夹 鲕 状 灰 岩 、泥 岩 及 粉 砂 岩 。 252~446m寒武系(C-) 中统张 夏 组 和 徐 庄 组 : 厚 层 泥 质 灰 岩 、 鲕 状 灰 岩 及 黄 绿 、 暗 紫 色 云 母泥 岩 、 粉 砂 岩 。 171~327m1.2.2 水文地质特征本矿井共有七个含水层(组) ,自上而下分别为第四系砂及砂砾孔隙含水层、山西组 3 煤中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 5 页顶、底板砂岩裂隙含水层、岩浆岩、太原组三灰、十下灰、本溪组十三灰及奥灰。1、第四系砂及砂砾孔隙含水层第四系厚 190.70~270.90m,平均 235.95m,北部及东北部较薄,6 线、7 线、8 线附近最厚(S8-1 孔,厚 270.90m) 。矿井内先后施工 5 个第四系全取芯孔,根据钻探和测井相结合的解释成果,第四系可分为上、中、下三组,其中上、中组为含水层,下组具有良好的隔水性能,在隔水层中叙述。(1)上组:厚 79.50~100.00m ,由棕黄、灰黄色粘土、砂质粘土和褐黄色砂层多层相间沉积而成。含水层以细砂、中砂为主,含砂多达 8 层,单层厚度最大为 11.30m,且连续性好。(2)中组:厚 63.00~90.00m ,多为灰黄色 、 褐色砂层与灰白色、灰绿色粘土、砂质粘土 相间沉积,夹 6~9 层砂层,砂层以中砂和细砂为主,砂层连续性好。根据抽水试验,单位涌水量 0.000179~0.321952 L/s.m,渗透系数 0.01563~2.26436m/d,本组为中等富水含水层。2、山西组 3 煤顶、底板砂岩裂隙含水层3 煤顶板砂岩厚 3.40~39.85m,平均 18.32m。主要由浅灰至灰色长石、石英砂岩组成,以细砂岩为主,含暗色矿物,局部夹中砂岩、粗砂岩。底板砂岩厚 4.70~21.10m ,平均 11.75m,由灰白色长石、石英砂岩组成,以细砂岩为主,含少量暗色矿物,夹粉砂岩。矿井内有 30 个钻孔穿过 3 煤层顶、底板砂岩,有 2 个钻孔漏水,漏水孔率 6.7%。据建井期间钻孔S7-5、S8-1 和水文地质条件补充勘探报告 G6 钻孔抽水试验资料,水位标高为+32.69m,单位涌水量为 0.0000008~0.00608L/s.m,矿化度为 0.4012~2.4057g/L,水质类型为 HCO3-K+Na~ SO4-K+Na.Mg,渗透系数为 0.00159~0.0174m/d,为弱富水含水层。3 煤层顶底板砂岩含水层为富水性弱含水层,是开采 3 煤层的直接充水含水层3、三灰含水层厚 3.80~7.35m,平均 5.26m,矿井内有 42 个钻孔穿过三灰,有 5 个钻孔漏水,漏水孔率11.9%。漏水点全部分布在-600m 以浅,5 个漏水钻孔中, 4 个漏水孔分布在-300m 水平以浅,说明随深度增加其富水性显著减弱。据矿井内 N7-5、S8-2 和 G3 钻孔抽水试验资料,三灰水位标高为+1.51~+32.27m,单位涌水量为 0.000209~0.005666L/s.m,矿化度为0.5499~0.6731g/L,水质类型为 HCO3-K+Na~HCO3-K+Na.Ca,渗透系数为0.004026~0.1151m/d,为富水性弱含水层。根据其他类似矿井的经验,一般情况下采场的底板破坏深度约 12m 左右,三灰上距 3 煤层34.19~67.30m,平均 50.37m,正常情况下不会发生底鼓突水,三灰是开采 3 煤层的间接充水含水层。4、岩浆岩裂隙含水层矿井内有燕山晚期较大规模的岩浆岩侵入,据钻孔揭露资料,岩浆岩上部、中部、底部裂隙普遍发育,岩芯破碎。矿井内共有 28 个钻孔发现岩浆岩,有 13 个钻孔漏水,漏水孔率46.4%。有 13 个钻孔侵入 3 煤层,成为 3 煤层的直接顶板或底板,其中 7 个钻孔发生漏水,漏水孔率 53.8%。漏水点大部分集中在岩浆岩的顶部和底部。说明由于岩浆岩冷却收缩,在其顶部、中部和底部产生裂隙,因而形成相对富水段。5、十下灰岩溶裂隙含水层十下灰含水层厚 3.45~8.80m,平均 5.15m。浅灰~深灰色,含丰富的海相动物化石。矿井内有 57 个钻孔揭露十下灰,有 11 个钻孔发生漏水,漏水孔率 19.3%,绝大部分位于浅部十下灰及断层附近。漏水点多分布于-570m 以浅,其中 56%的漏水点分布在-250m 以浅。精查阶段中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 6 页十下灰水位+31.51 ~+32.88m,单位涌水量 0.002138~1.6879L/s.m,矿化度0.7027~0.7288g/L,水质类型为 SO4.HCO3-Ca.K+Na.Mg~SO4.HCO3-Ca.Mg,渗透系数0.03144~37.3535m/d,为富水性弱~强含水层,浅部 N7-11 钻孔抽水试验单位涌水量 1.6879 L/s.m,而相距仅 220m 的 N7-10 钻孔抽水试验单位涌水量仅 0.002138 L/s.m,表现出十下灰富水的不均匀性,同时十下灰富水性随埋深增加而减弱。十下灰是 16 煤的直接顶板,是开采 16煤层的直接充水含水层。6、本溪组十三灰十三灰是以灰~灰褐色为主,质纯、坚硬。裂隙发育,被方解石脉充填。区内厚度变化较大,一般在 0.60~4.45m 之间,平均 2.10m,个别地段存在沉积缺失现象,在 N7-11、N7-12 、 N6-1 号孔附近较厚。矿井掘进中揭露过十三灰,厚度 1.26m,基本不含水。7、奥陶系灰岩含水层奥灰是开采 3、16、17 煤层的间接充水含水层。矿井内共有 44 个钻孔揭露奥灰,最大揭露厚度 155.03m(N6-1) ,有 1 个钻孔揭露了奥灰五段 62.59m。据钻孔取芯资料,顶部岩芯破碎、裂隙发育,顶部之下局部裂隙发育但多为方解石充填。有 13 个钻孔漏水,漏水孔率 29.5%,充水空间发育。根据建井报告,单位涌水量为 0.006018~0.622L/s.m,水位标高为+31.59~34.98m ,矿化度为 0.6818~0.7424g/L,水质类型为 SO4.HCO3-Ca.Mg~HCO3.SO4-K+Na.Ca.Mg,富水性弱~中等;奥灰五段群孔抽水试验 1 次,水位标高 32.25m,单位涌水量 0.5708L/s.m,水质类型为 SO4.HCO3-Ca.Mg,渗透系数为 0.01143~6.304m/d,富水性中等。N6-1 号孔揭露奥灰五段 62.59m,为漏水钻孔,以其为主孔,N5-2 和 N5-3 为观测孔观测奥灰六段的群孔抽水试验表明,奥灰六段和五段有一定的水力联系。主孔降深为 18.98m 时,距离分别为 303.13m 和749.88m 的观测孔降深为 0.22m(N5-2)和 0.224m(N5-3) 。据群孔抽水试验降落曲线和恢复曲线计算奥灰六段的渗透系数分别为 6.039~15.925m/d 和 2.59~7.26m/d,导水系数为323.33~852.62m2/d 和 129.00~376.53m2/d。奥灰至 3 煤层平均间距为 215.1m,正常开采情况下距奥灰水较远,但由于大落差断层的切割,可能使对盘的奥灰与 3 煤对接或距 3 煤很近,造成突水危险,故在采区掘进和开采过程中,应加强对断层的钻探,根据钻探成果留足断层煤柱,实现安全开采。奥灰至 17 煤层正常间距为 37.31~67.49m,平均 47.50m;奥灰至 16 煤层正常间距为43.84~82.32m,平均 58.78m;局部由于断层错动而使奥灰与下组煤之间间距缩小或对口接触,对矿井安全生产构成威胁。浅部(奥灰顶板标高为-306.77m )奥灰水位为 34.98m,中部(奥灰顶板标高为-548.30m)奥灰水位为 31.77m。开采水平-386m, 水压 4.2098MP,根据《煤矿防治水规定》中计算突水系数公式 T=P/M,隔水层厚度取平均值,突水系数为0.0716~0.0886MPa/m,奥灰为开采 16、17 煤层的底板间接充水含水层。本矿井共有四个隔水层(组) ,自上而下分别为第四系下组隔水层、上侏罗统隔水层组、石盒子隔水层组、17 煤层与奥灰间的隔水层。1、第四系下组隔水层组厚 64.50~90.00m,以灰绿、灰白色粘土、钙质粘土为主,粘土局部含石膏晶体和石膏团块,一般夹 1~2 层砂层,累厚小于 10m。砂层多含风化长石及白色粘土,以细砂为主,局部为中砂,砂层连续性差,多为透镜体状;粘土连续性好,其厚度占全段厚度的 70~100%,且以纯粘土为主,单层厚度大。本组底部多以粘土为主,极小范围内为细砂或中砂。据第四系下中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 7 页组抽水试验资料,水位标高为+15.7~25.433m,单位涌水量为 0.00004~0.0026361L/s.m,富水性极弱,水质类型为 HCO3-Ca.K+Na.Mg。下组具有良好的隔水性能,使得大气降水、地表水和富水性强的第四系上组、中组水被本组所隔,不能向下补给,为煤系上覆地层重要隔水层组。这是本矿井重要水文地质特征之一。2、上侏罗统隔水层组上侏罗统地层仅分布在矿井南部,范围较小,上部主要由灰、深灰至灰绿色粉、细砂岩组成,夹泥岩和泥质条带;下部主要为一套紫灰色、暗紫色和砖红色中、细砂岩,夹粉砂岩和泥岩。据钻孔揭露资料,残厚 9.10~594.59m,共有 22 个钻孔揭露上侏罗统,未发现有漏水钻孔,充水空间不发育,可以视为煤系地层上覆隔水层组。上侏罗统底部多有紫红色砂砾岩。据唐口井田T10-1 孔流量测井资料,单位涌水量为0.00125L/s.m,富水性极弱。据检 1 和检 2 号孔抽水试验资料,水位标高为 34.86~36.00m,单位涌水量为 0.001106~0.00327L/s.m,富水性极弱,水质类型为 SO4.HCO3-Mg .Ca,矿化度为0.98g/L,渗透系数为 0.004079~0.02093m/d。3、石盒子隔水层组本矿井上石盒子组厚 0.00~273.70m,主要由灰、灰绿色中、细砂岩和杂色泥岩与粉砂岩组成。矿井内有 28 个钻孔穿过,3 个钻孔漏水,漏水孔率 10.71%;下石盒子组厚0.00~85.00m,主要由黄绿、紫灰等杂色泥岩、粉砂岩及砂岩组成,有 37 个钻孔穿过,1 个钻孔漏水,漏水孔率 3.7%。据检 1 和检 2 号孔抽水试验资料,水位标高为+31.00~36.13m,单位涌水量为 0.0100~0.02945L/s.m,富水性极弱,水质类型为 HCO3.SO4-Na.Ca,矿化度为0.487~0.747g/L,渗透系数为 0.07040~0.1242m/d。石盒子组是局部含少量裂隙水的相对隔水层组,可以有效地阻隔上侏罗统底部砂砾岩水和第四系砂层水的下渗补给。4、17 煤层与奥灰间的隔水层17 煤层与奥灰间的隔水层正常间距为 37.31~67.49m ,平均 47.40m。由杂色粘土岩、铁铝质泥岩及石灰岩组成。石灰岩坚硬、致密,岩芯完整,抗张力强,泥岩、粘土岩隔水性能好,它们共同组成一个良好的压盖奥灰水底鼓的隔水层组。全矿井的涌水量为上组煤和下组煤矿井涌水量之和。即:开采突水系数小于 0.1 MPa/m 的区域时,本矿井正常涌水量为 99.19+262.82=362.01m3/h,最大涌水量为248.3+315.38=563.68m3/h;开采突水系数大于 0.1 MPa/m 的区域,本矿井正常涌水量为99.19+792.82=892.01m3/h,最大涌水量为 248.3+792.82=1041.12m3/h。按照《煤矿防治水规定》的分类依据,葛亭上组煤的矿井水文地质类型划分为中等型,下组煤的矿井水文地质类型划分为复杂型,整个矿井水文地质类型划分为复杂型。1.2.3 井田地质构造1、区域构造概况大地构造位置:济宁煤田位于华北板块(Ⅰ)鲁西块(Ⅱ)鲁西南潜隆起区(Ⅲ)菏泽-兖州隆起区(Ⅳ)济宁凹陷(Ⅴ)的东部。从东西向构造带来说,它位于昆仑~秦岭纬向构造带的东延北支部分,并处于新华夏系第二沉积带的复合端。区域构造位置:济宁煤田的北部和南部分别为二个近东西向的地堑构造,北部为汶泗断层与郓城断层所控制的汶上~宁阳地堑构造;南部为菏泽断层、凫山断层与单县断层所控制的成武~鱼台地堑构造。它们呈东西向延展,横贯于济宁煤田的北部和南部。煤田的东部为滋阳背中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 8 页斜、兖州向斜、滕县背斜构成的北东向褶曲;西部为北北东向的巨野向斜。如图 1.2 所示。图 1.2 区域构造示意图2、矿井构造概况矿井整体上由于受断层的切割,形态已不完整。煤层倾角西部较缓,一般为 2~15°;东部较陡,大多在 15°以上,局部地段大于 25°,其中褶曲发育少。 矿井位于济宁煤田(东区)北部,现一共查明断层 3 条,分别为:(1)F25-1 正断层位于矿井南部,N4-1 与 N4-4 钻孔之间,北端尖灭,走向 SN,倾向 W,倾角 74°, 落差0~155m,延展长度 0.70km。属查明断层。(2)F3 正断层位于矿井中西部,在 N5-12、N6-3、N7-1 、N10-1 钻孔一线,区内延展长度 4.50km,走向NE~NNE,倾向 SE~SEE,倾角 50~70°,落差 60~175m 。N7-1 钻孔以北 500m 范围内属查明,北部基本查明。(3)F4 正断层位于矿井中部,N5-6、N10-2、N12-1 钻孔一线延展长度 4.50km,走向 NNE,倾向 SEE,倾角 50~67°,落差 0~155m。南端尖灭,北端延出区外。N6-5 、N7-2、N10-2 钻孔穿过,N5-2、N8-6 、N9-2 钻孔及 20 条地震线控制。N8-6 钻孔以北初步控制,南段为查明。3、岩浆活动全矿井共有 101 个钻孔,所施工中的钻孔中共有 29 个钻孔见岩浆岩,主要分布于矿井东北部,呈一岩床状,单层厚度 0.40~231.37m,平均 107.80m。据江苏省煤田地质勘探研究所对N5-10、N7-8、N8-6、N8-9 等钻孔岩浆岩段的镜下鉴定:属浅成相中性岩类,岩石类型为石英或辉石闪长玢岩。岩浆以岩床形式为主侵入本区,以层状、似层状、透镜状或树枝状形态存在于煤系地层和煤中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 9 页层中。岩浆主要以单层厚层为主,少数为多层薄层形式顺层侵入煤系地层以及 3、16、17 煤层。侵入煤层部位方式主要有沿煤层中间侵入,沿煤层顶板侵入,沿煤层中间、顶板同时侵入,沿煤层顶板、底板同时侵入,沿煤层底板侵入、吞蚀等 6 种。岩浆岩大部分位于煤层附近,岩浆岩在山西组地层中主要位于 3 煤层及其附近,大部分位于其上部;在太原组中主要位于 16 煤上面的十上灰顶。岩浆也有的侵入到非煤层层位。3、16、17 煤层均不同程度受到岩浆岩的影响, 8 线以北大面积的 3 煤层及 F7 以东 16、17煤层局部被吞蚀。在岩浆岩侵入地区,煤的变质程度取决于岩浆岩体的厚度和煤层距岩浆岩体的距离以及岩浆岩体所处的位置。当岩浆顺煤层侵入,与煤层接触时,均出现三种情况:1.常使煤层厚度变薄,甚至将煤层及顶底板岩层全部吞蚀;2.使煤层分层增多,结构变得复杂;3.由于岩浆岩的接触变质、同化混染作用使煤的物理、化学性质发生变化,灰分增高,挥发分降低,有害成份增加,变质程度增高,距离岩体很近的煤层,多变为天然焦,由近至远依次为无烟煤、贫煤、焦煤、气肥煤、气煤。对同一层煤来说,岩浆岩体所处的位置不同对煤层影响程度也不同,当岩浆岩体处在该煤层上部时,对煤层影响程度较小,有时同一钻孔的同一样层不同样点既有天然焦、高变质煤,又有部分正常煤共存的特点(例如 3 煤层 T03-2 号孔),说明岩浆岩携带的热量不足以使全层煤都变为天然焦。当岩浆岩体处在该煤层下部时,由于岩浆热液的烘烤作用,对煤质影响程度较大。总之,岩浆岩对煤层煤质的影响是复杂的,是各种因素综合作用的结果,因而表现也是各种各样的,一般说来,岩浆岩侵入煤层,使煤层稳定性降低,煤质变差,但对本矿井的煤炭储量和后期的采掘影响甚微。1.3 煤层特征1.3.1 煤层在含煤地层中的分布及组合特征本矿井下二叠统山 西 组 含 煤 5 层 , 即 1、 2(2 上 、 2 下 )、 3 上 、 3 煤 层 。 太 原 组 含 煤 22 层 ,即 4、 5、 6、 7、 8 上 、 8 下 、 9、 10 上 、 10 中 、 10 下 、 11、 12 上 、 12 中 、 12 下 、 14、 15 上 、 15下 、 16、 17、 18 上 、 18 中 、 18 下 煤 层 。 其 中 3、 16、 17 煤 层 全 区 大 部 分 可 采 , 按 煤 层 在 含 煤地 层 中 的 位 置 , 可 采 煤 层 分 成 上 、 下 两 组 。 上 组 煤 为 3 煤 层 , 下 组 煤 为 16、 17 煤 层 。 各 煤层 的 厚 度 、 结 构 、 稳 定 性 及 间 距 变 化 情 况 见 可 采 煤 层 控 制 情 况 一 览 表 (表 1.2)及 可 采 煤 层 一览 表 (表 1.3)。 另 外 2、 6、 和 15 上 煤 层 在 区 内 有 部 分 可 采 点 , 但 分 布 面 积 较 小 , 均 不 足 其 赋存 面 积 的 1/3, 故 作 为 不 可 采 煤 层 , 不 参 加 资 源 储 量 估 算 。表 1.2 可采煤层控制情况一览表天然焦煤层名称穿过钻孔个数可采点 不可采点 断缺断薄可采 不可采吞蚀点 断层煤 风化 可采性 指数 参与评价点数3 70 41 8 5 4 5 1 6 0.87 5316 75 55 11 6 1 2 0.90 61中国矿业大学 2012 届本科生毕业设计 第 10 页17 77 54 3 12 3 3 1 1 0.86 63表 1.3 可采煤层特征一览表煤 层 夹 石煤层名称全区厚度(m)最小~最大平均(点数)结构 稳定性煤厚变异系数(%)可采性指数间距(m)最小~最大平均(点数)层数主要岩性30.57~ 9.616.39(51)简单 较稳定 26.04 0.87 0-2泥 岩粉砂岩110.70~189.10156.84(23)16 0.00~3.141.20(61) 简单 较稳定 28.86 0.90 0-2炭质细砂 岩粉砂岩17 0.00~1.510.99(60) 简单 稳定~ 较稳定 14.16 0.866.53~13.3210.29(56) 0-1 泥 岩炭质泥岩1.3.2 可采煤层本 矿 井 含 可 采 煤 层 共 3 层 , 现 分 述 如 下 :1、 3 煤 层为 矿 井 主 要 可 采 煤 层 , 位 于 山 西 组 中 下 部 , 上 距 2 煤 层 9.83~ 40.60m, 平 均 22.18m,下 距 太 原 组 海 相 泥 岩 4.17~ 22.06m, 平 均 11.43m; 下 距 16 煤 层 110.70~ 189.10m, 平 均156.84m; 煤 层 厚 度 0.57~ 9.61m, 平 均 6.39m; 可 采 性 指 数 0.87, 煤 厚 变 异 系 数 26.04%,属 较 稳 定 煤 层 。 煤 层 中 一 般 不 含 夹 石 ,个 别 孔 中 见 1~ 2 层 夹 石 , 岩 性 为 泥 岩 或 粉 砂 岩 , 煤 层结 构 简 单 。 8 线 以 北 因 受 岩 浆 岩 侵 入 , 变 成 天 然 焦 , 变 薄 或 吞 蚀 , 天 然 焦 可 采 面 积1.46km2, 平 均 1.53m。 顶 板 主 要 为 粉 砂 岩 、 泥 岩 , 少 数 为 中 、 细 砂 岩 , 底 板 主 要 为 泥 岩 , 粉砂 岩 , 少 数 为 粉 、 细 砂 岩 互 层 。2、 16 煤 层位 于 太 原 组 下 部 , 十 下 灰 为 其 直 接 顶 板 , 下 距 17 煤 层 6.53~ 13.32m, 平 均 10.29m; 煤层 厚 度 0.00~ 3.14m, 平 均 1.20m, 可 采 性 指 数 0.90, 煤 厚 变 异 系 数 28.86%, 属 较 稳 定 煤 层 。一 般 含 一 层 夹 石 , 少 数 含 2 层 夹 石 , 夹 石 岩 性 多 为 炭 质 砂 岩 , 炭 质 粉 砂 岩 , 少 数 为 泥 岩 , 煤层 结 构 简 单 。 F7 断 层 以 东 被 岩 浆 岩 侵 入 , 变 为 天 然 焦 或 吞 蚀 , 可 采 范 围 内 平 均 厚 度1.24m, 可 采 面 积 约 14.84km2。 顶 板 主 要 为 石 灰 岩 , 偶 有 泥 岩 、 炭 质 泥 岩 伪 顶 , 底 板 主 要 为泥 岩 , 粉 砂 岩 , 少 数 为 细 砂 岩 。3、 17 煤 层位 于 太 原 组 下 部 , 距 太 原 组 底 界 8.63~ 18.20m, 平 均 13.15m。 煤 层 厚 度 0.00~ 1.51m,平 均 0.99m, 可 采 性 指 数 0.86, 煤 厚 变 异 系 数 14.16%, 属 稳 定 ~ 较 稳 定 煤 层 。 部 分 含 一 层 夹石 , 夹 石 多 为 泥 岩 、 炭 质 泥 岩 , 少 数 为 粉 砂 岩 , 煤 层 结 构 简 单 , 可 采 范 围 内 平 均 厚 度1.00m。 顶 板 主 要 为 石 灰 岩 、 泥 岩 、 粉 砂 岩 , 底 板 主 要 为 泥 岩 。
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