【正文】 永華二礦 90萬噸安全通風設計 1 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征 位置與交通 永華能源有限公司二礦（即焦村煤礦）位于偃師市緱氏鄉(xiāng)境內(nèi)，北距偃師市區(qū) 32km，井田屬于偃龍礦區(qū)郭村井田一部分。二礦與偃師市區(qū)之間有柏油公路相連，井田深部工廣位于公路西測 240m。沿該公路向北 10km 可在顧縣與鄭洛公路相交，向北約 5km在侯氏鎮(zhèn)與 207 國道相連，向南 10km 與鄭州至少林寺高速相連，交通便利。 詳見交通位置圖 11： 圖 11 礦區(qū)交通位置圖 地形地貌及水系 礦區(qū)位于嵩山山脈北麓的山前平原區(qū)，全區(qū)多被第四系覆蓋，僅有零星基巖出露，地表南北向沖溝發(fā)育，總體地勢南高北低，最高點位于礦區(qū) 4001 孔南礦區(qū)邊界處，標高 ，最低點位于礦區(qū)石家寨北礦區(qū)邊界處，標高 ，相對高差 。 本區(qū)屬黃河流域伊河水系。 伊河位于礦區(qū)外圍北部，發(fā)源于欒川縣西部的伏牛山區(qū)，經(jīng)嵩縣、伊川、洛陽，向北東至偃師市岳灘境內(nèi)與洛河匯合后稱伊洛河，東流至鞏義市東北的神堤渡口注入黃河。區(qū)內(nèi)無河流，僅有沖溝形成的溪流（鐵窯河等），雨天有水，雨后即干。雨季洪流沿沖溝由南向北排泄，最終注入伊河。 區(qū)內(nèi)無大型水庫，地表水體主要為沖溝筑壩形成的小型水庫以及人工開挖的小水塘，這些水體的儲水來源主要為大氣降水和礦井排水匯集而成。區(qū)外南部有陸渾東一干渠由西向東蜿蜒通過 氣象 礦區(qū)屬暖溫帶大陸性季風氣候，其特征是冬寒夏炎，春秋多風，四季分明。年降水 多集中于 9 三個月，據(jù)洛陽市氣象臺資料，最高氣溫 ℃ （ 1966年 6 月 20 日），最低氣溫 ℃ （ 1969 年 2 月 1 日），年平均氣溫 ℃ ；年平均降雨量 ，年平均蒸發(fā)量 ；最大凍土深度 18cm，無霜期 204d，最大風速 21m/s。 地震 根據(jù)中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖（ GB183062020），本區(qū)地震動峰值加速度為，地震基本烈度為 Ⅵ 度。 礦區(qū)經(jīng)濟概況 本區(qū)工業(yè)發(fā)展相對落后，多以采礦業(yè)為主，輔以石料廠、水泥廠。農(nóng)業(yè)以小麥、玉米等種植業(yè)為主。 井田地層 根據(jù)鉆孔揭露，地層由老到新有：寒武系、中下奧陶系、中上石炭本溪組、太原組、下二疊統(tǒng)山西組、下石盒子組、上二疊統(tǒng)上石盒子組、石千峰組及第四系，如圖 12 所示。除寒武系、奧陶系地層沿礦區(qū)南部山坡邊緣廣泛出露外，其余均為零星出露。 1）寒武系（ ∈ ） :主要為碳酸鹽巖沉積，巖性有灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r及白云巖。 2）中、下奧陶系（ O12）：灰色灰?guī)r，白云巖。 3）中石炭本溪組（ C2b）：鐵鋁層，以鋁土礦、鋁土頁巖組成，一般厚 12m。 4）上石炭太原組（ C3t）：為海陸交互相含煤沉 積地層，根據(jù)其巖性組合特征分為三段，自下而上分為下部灰?guī)r段、中部砂巖段和上灰?guī)r段。下部灰?guī)r段一般厚 24m，由煤層及石灰?guī)r、泥巖、砂質(zhì)泥巖組成，含煤四層（一 1～一 4）；中部砂巖段一般厚 40m，由深灰色中細粒砂巖、砂質(zhì)泥巖組成夾薄層石灰?guī)r，含煤三層（一 5～一 7）；上灰?guī)r段一般厚 18m，由石灰?guī)r、黑色泥巖、砂質(zhì)泥巖、中細粒砂巖組成，含煤二層（一 8～一 9），上部 L9灰?guī)r頂界與二疊系分界。 5）二疊系（ P）：與石炭系整合接觸，總厚 820m。 （ 1）下二疊統(tǒng)山西組（ P1s） :一般厚 60m,為一套過渡相為主的含煤地層，分 四段。二 1煤段：泥砂巖及煤層組成，一般厚 17m，內(nèi)含 1～ 2 層煤，其中二 1煤層為主要可采煤層；大占砂巖段：為長石石英砂巖，一般厚 15m，為標志層之一；香炭砂巖段：長石石英砂巖、泥巖組成，一般厚 31m；小紫斑泥巖段：由灰綠色泥巖、紫斑泥巖、灰色粉砂巖組成，一般厚 13m。 （ 2）下二疊統(tǒng)下石盒子組（ P1x） : 一般厚 81m,下部砂鍋窯砂巖，厚 14m，為石英砂巖，底部含小礫石和泥質(zhì)包體，為標志層；上部為紫色、紫色斑塊狀泥巖、一般厚 18m，含泥土質(zhì)為標志層。 （ 3）上二疊統(tǒng)上石盒子組（ P2s） :本組厚度一般為 568m，與下石盒子組為整合接觸，主要由暗紫色、紫色泥巖、砂質(zhì)泥巖及灰白色、灰綠色 —粗粒砂巖組成。 （ 4）上二疊統(tǒng)石千峰組（ P2?）：厚度 450m，由紫紅色砂巖、泥巖、砂質(zhì)泥巖組成，泥巖和砂質(zhì)泥巖中含鈣質(zhì)及少量鋁土質(zhì)。 6）新生界（ CZ） 第四系（ Q） :與下伏地層呈不整合接觸，厚 0～ 200m,西厚東薄，由黃土、卵石、沙、粘土組成。 地質(zhì)構造 礦區(qū)位于偃龍煤田中段，位居華北板塊南部的嵩箕構造區(qū)西部 , 區(qū)域構造格局受南側的秦嶺～大別板緣帶和東側的郯廬斷裂帶的制約，構造形態(tài)受多期構造運動疊加變形。礦區(qū)位于嵩山背 斜北翼，為一緩傾斜的單斜構造形態(tài)，地層走向近東西向，傾向北，傾角 15～ 25176。區(qū)內(nèi)鉆探、三維地震控制斷層共計 11 條，均屬正斷層，尚未發(fā)現(xiàn)褶曲構造，故區(qū)內(nèi)構造復雜程度屬中等。 1）構造運動 本區(qū)域曾歷經(jīng)嵩陽、呂梁、少林、加里東、印支、燕山、喜山構造運動，各時期的構造運動方向和強弱不一。而對含煤建造、聚煤作用，煤層賦存起著控制作用，主要由 “加里東、印支、燕山、喜山運動 ”。 2）主要構造特征 偃龍煤田位于嵩箕構造區(qū)西部，其構造特征受區(qū)域構造格局制約。本區(qū)域歷經(jīng)多期構造疊加變形，形成當今主要三種構造型式組成其基本構 造格局， 詳見構造綱要圖 13： （ 1）東西向褶曲，本煤田位于嵩山復式背斜北翼。 （ 2）切割東西向褶曲北西、北東向兩組斷裂，如嵩山斷層、五指嶺斷層，礦區(qū)內(nèi)的鐵窯斷層（ F19）、孫家坡斷層（ F22）。 柱狀3 . 64 . 9 41 0 . 7 43 . 9 7厚度( m )4 . 5中粒砂巖砂質(zhì)泥巖煤 層2 . 1細粒砂巖4 . 34 . 0( m )6 . 0深灰色，含有細條狀方解石脈及海百合化石。局部相變?yōu)橹辛Ｉ皫r。3 . 5 5石灰?guī)r砂質(zhì)泥巖砂質(zhì)泥巖細粒砂巖地層年代累計厚度山西組P 1Sh1 0 . 7 41 4 . 7 11 9 . 2 12 1 . 3 12 9 . 6 12 5 . 6 13 3 . 2 14 1 . 2 14 4 . 7 64 9 . 7 0中粒砂巖灰～灰白色，泥質(zhì)膠結，含星點狀云母片黑色粉末狀及鱗片狀，光澤暗淡，下部有時含0 . 2 0 . 5 m 劣質(zhì)煤及碳質(zhì)泥巖灰～灰黑色，薄層狀，含炭質(zhì)、黃鐵礦結核及大量云母片深灰色砂質(zhì)泥巖深灰色砂質(zhì)泥巖灰色，泥質(zhì)膠結，含云母星點，間夾黑色泥巖薄層深灰色砂質(zhì)泥巖, 夾薄層狀砂巖巖層名稱 巖層描述煤 層 黑色塊狀亮煤太原組C 3t地質(zhì)柱狀圖灰～灰白色，泥質(zhì)膠結，含星點狀云母片中粒砂巖灰～灰白色，泥質(zhì)膠結，含星點狀云母片2 . 03 5 . 2 1 圖 12 礦井煤系地層柱狀圖 （ 3）疊加東西向褶曲之上軸向北西，向東南撤開的弧形構造及滑動構造，如東部嵩山井田嵩山滑動構造。 （ 4）地層沉積特征 地層區(qū)劃屬華北地層區(qū)豫西地層分區(qū)嵩箕地層小區(qū)，區(qū)內(nèi)地層由太 古界至新生界。其中古生界奧陶系末期，由于加里東運動，地殼抬升，缺失志留系、泥盆系、石炭系下統(tǒng)和中統(tǒng)；中生界三疊系末期，由印支、燕山運動地殼抬升，缺失侏羅系、白堊系地層，其余均有沉積。 圖 13 構造綱要圖 井田的水文地質(zhì)特征 偃 龍礦區(qū)南緣的嵩山、玉帶山為黃河與淮河的分水嶺，礦區(qū)處于分水嶺北側的斜坡地帶，雨季大氣降水流向北注入伊洛河，屬黃河流域。煤系地層上部被第三、四系松散地層覆蓋，間接接受大氣降水補給，地下水流向西北。 1）主要含、隔水層 （ 1）第三、四系砂礫石含水層 主要由砂、礫石組成，第四系砂礫石含水性強，單位涌水量 ～，滲透系數(shù) O． 185～ ，水位深度 ～ ，是民井取水的主要水源。第三系底部的礫石，含水性較弱。 （ 2）二 1煤頂板砂巖含水層 由山西組的大占砂巖和下石盒子組的 砂鍋窯砂巖組成，大占砂巖厚 10～20m，砂鍋窯砂巖厚 10～ 30m，砂巖均為裂隙承壓水，但含水性弱，是二 1煤頂板直接充水含水層，易于疏排。 （ 3）二 1煤層底板隔水層 介于二 1煤層與太原群上段灰?guī)r之間，巖性由泥巖、砂質(zhì)泥巖組成，厚 5～20m，一般 ，其層位穩(wěn)定，有一定隔水能力。 （ 4）太原群上段灰?guī)r含水層 由 L6～ L8灰?guī)r組成，其中 L7灰?guī)r發(fā)育完整，厚度大，層位穩(wěn)定，一般厚 5～12m，平均 7m左右。全區(qū)（偏橋、郭村、夾溝）共有 134 個鉆孔揭露該含水層，僅 8 個孔漏水，占 %，含水性極不均一。該含水層 含水較弱，單位涌水量O． 004～ ，距二 1 煤層底板 20m 左右，是二 1 煤層底板直接充水含水層。 （ 5）太原群下段灰?guī)r含水層 由 L1～ L4灰?guī)r組成，厚度 10～ 18m，一般 12m，全區(qū) 46 個鉆孔揭露，有 9個孔漏水，占 19． 57%。本井田范圍 4902 孔于孔深 405～ 406m穿見溶洞，其巖溶發(fā)育不均，含水性較上段灰?guī)r強。 （ 6）本溪組鋁土質(zhì)泥巖隔水層 由鋁土巖和鋁土質(zhì)泥巖組成，厚度 4～ ，其層位穩(wěn)定，巖性致密，節(jié)理裂隙不發(fā)育，隔水能力強，正常情況下，可阻隔太原群灰?guī)r和中奧陶系灰?guī)r之間的水力聯(lián)系 。 （ 7）奧陶系灰?guī)r含水層 由隱晶質(zhì)灰?guī)r組成，揭露厚度一般 46m 左右，巖溶裂隙發(fā)育不均，含水性與透水性亦有差異，單位涌水量 O． 00976～ ，滲透系數(shù) O． 012～，礦區(qū)南部廣泛出露，直接受大氣降雨補給。 2）水文地質(zhì)條件和礦井涌水量 井田水文地質(zhì)條件中等，主要充含水層為底板灰?guī)r巖溶裂隙承壓水。 根據(jù)河南省煤田地質(zhì)二隊于 2020 年 7 月提供的《河南永華能源有限公司一、二、三礦涌水量預算情況說明》，河南永華能源有限公司二礦正常涌水量為207m3/h，最大涌水量為 306m3/h。 3）井下地溫特性 根據(jù)《河南永華能源有限公司焦村煤礦西段二 1 煤層資源儲量核查報告》，鉆孔測溫資料中測溫深度 350～ 560m，平均測溫深度 455m，測定結果見表 11。 表 11 地溫梯度值表 6805 孔 6809 孔 深度（ m） 地溫梯度 ℃ /100 深度（ m） 地溫梯度 ℃ /100 560 ℃ /100 350 ℃ /100 地溫梯度值在 ℃ /100～ ℃ /100m，平均地溫梯度為 ℃ /100m。 煤層埋藏條件 偃龍礦區(qū)含煤地層主要有太原群、山西組 、下石盒子組及上石盒子組，屬于多煤組多煤層地區(qū)，共含煤五組 13 層煤，煤層總厚 ，含煤系數(shù) %。郭村內(nèi)僅二 1煤層為主要可采煤層，其它煤層均為不可采或局部可采。從井田鉆探看，構造不發(fā)育，僅在井田東部邊界有一斷層存在，沿該斷層形成了寬大的無煤區(qū)，所以斷層對開采無影響。 煤層圍巖性質(zhì) 如表 12 所示。根據(jù)核查區(qū)內(nèi)的鉆孔資料，二 1煤層位于山西組下部，下距下二疊系石盒子組 12～ 20m，全層 厚 0～ ，平均厚 。 本區(qū)內(nèi)有 2 塊較大無（?。┟簬?，煤層厚度變化較大。煤層結構簡單，含夾矸一層， 局部二層。夾矸厚 ～ ，巖性以炭質(zhì)泥巖、泥巖和砂質(zhì)泥巖。 表 12 二 1煤層特征表 特征名稱 特征 單位 煤層名稱 二 1 煤層厚度 m 穩(wěn)定性 穩(wěn)定 可采性 可采 傾角 18 176。 容重 t/m3 煤層牌號 民用或動力 頂板 老頂 巖性 砂質(zhì)泥巖 直接頂 砂巖 底板 直接底 巖性 炭質(zhì)泥巖 老底 砂質(zhì)泥巖 煤的特征 1）煤的物理性質(zhì) 二 1煤層呈深黑色，條痕黑色，玻璃光澤，具參差狀及土 狀斷口，煤巖成份以亮煤為主，暗煤次之，間夾少量鏡煤線理條帶及微量絲炭，呈鑲嵌狀及條帶狀分布，宏觀煤巖類型多為半亮型。煤層多具粉狀及鱗片狀結構，層狀構造，裂隙發(fā)育，充填物多為高嶺土及碳酸鹽類礦物。 2）煤的化學性質(zhì) 因煤巖有機物質(zhì)較高，故灰分較低。二 1煤平均灰分為 %左右，常見值在 10～ 18%之間，為中灰分煤層。煤灰成分以二氧化硅和三氧化二鋁為主。原煤全硫含量較低，其變化范圍在 %以下，平均為 %左右，屬低硫煤。磷的含量在 ～ %之間，平均 %屬低、中磷煤?；曳帧⒘?分、磷分沿走向、傾向變化不明顯，規(guī)律性不強。 3）煤種及變質(zhì)特點 根據(jù)對原煤可燃基揮發(fā)分和鏡煤平均最大反射率的測試結果，揮發(fā)分為%。鏡煤平均最大反射率（ Rmax）為 %，煤的變質(zhì)程度應屬無煙煤 VII2變質(zhì)階段。 4）煤的可選性 由于本區(qū)煤層比重大，按國際使用 或 比重液洗選，精煤回收率特低，一般洗不出精煤。 5）煤的特征及工業(yè)用途 根據(jù)《 GB5751—86》煤炭分類標準，以浮煤干燥無灰基揮發(fā)分（ Vdaf）值、粘結指數(shù)（ G）值，膠質(zhì)層最大厚度（ Y）值為主要指標，輔以鏡煤最大反射率值、焦渣 特征，結合區(qū)域煤類分布特征以及根據(jù)煤質(zhì)化驗結果綜合，二 1煤層屬低中灰、低硫、低磷、低砷、高熔粉狀無煙煤，以動力和民用煤為主。 6）瓦斯、煤塵、煤的自燃性 根據(jù)永華二礦歷年瓦斯等級鑒定及實際瓦斯涌出情況，井田煤的瓦斯含量高，詳見表