【正文】 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成教院2009屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第102頁(yè)井田地質(zhì)煤礦畢業(yè)設(shè)計(jì)第1章 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征第一節(jié) 礦區(qū)概述一、交通位置 夾河井田位于徐州市西北部的九里區(qū)境內(nèi)，距徐州市約15公里，九里區(qū)區(qū)政府6公里、沛縣65公里南有隴海鐵路，東有三環(huán)路交通十分便利。井田附近已經(jīng)建成投產(chǎn)的有義安礦、龐莊礦的煤炭除由徐礦集團(tuán)的南崗鐵路經(jīng)隴海鐵路外運(yùn)，也可通過(guò)公路、水路外運(yùn)，交通相當(dāng)便利，交通位置如圖11。圖11 礦井交通位置圖公路：井田東有三環(huán)路及徐沛公路干線和西部礦區(qū)公路連接成網(wǎng)，向北可以通過(guò)四環(huán)路與京滬高速公路相連，能夠及時(shí)把生產(chǎn)的煤炭運(yùn)出。鐵路：井田南有西隴海鐵路線，礦可鋪設(shè)鐵路專用線跟夾河寨與西隴海干線接軌。礦區(qū)煤炭主要流向是南、北方向。水路：井田東側(cè)約15km左右有京杭大運(yùn)河，常年可通航50t以上駁船。二、地形、地貌 井田位于故黃河泛濫形成的沖積平原上，地勢(shì)較為平坦，地面標(biāo)高一般為+～+，西南略低，%。該區(qū)東南邊緣沿東北方向分布有九里山、琵琶山、大小孤山，西南有霸王山，其中九里山最高，山頂絕對(duì)標(biāo)高+，地表徑流條件好，大氣降水以蒸發(fā)及地表徑流為主要形式排泄外，余下部分滯緩地滲入地下。三、氣象、氣候 降雨量：,其中8三個(gè)月為主要降水月份，%。；。 蒸發(fā)量：，最高為2279毫m。 氣溫： 0C， 0C, 0C。一年最高氣溫在36～39 0C，最低氣溫在9～13 0C。 風(fēng)力、風(fēng)向：風(fēng)向隨季節(jié)而轉(zhuǎn)變，春季多東南風(fēng)，夏季多東風(fēng)，秋季多東北風(fēng)，冬季多西北風(fēng)。，風(fēng)向?yàn)槲鞅薄Ｋ核谝话阍?0月至次年4月，最大連續(xù)積雪日數(shù)36日，積雪最大深度為247毫m，降雪一般在11月上旬至次年3月下旬；凍結(jié)深度最大達(dá)29cm。相對(duì)濕度：%，7～8月最高約在76%～83%左右，3～6月最低為62%～65%，年平均最高為1952年76%，年平均最低為1988年62%。，故本區(qū)屬半濕潤(rùn)區(qū)。四、礦井人口分布、工農(nóng)業(yè)發(fā)展情況整個(gè)礦區(qū)跨陳莊村和臨黃村，本區(qū)處于故黃河泛濫形成的沖積平原上，地勢(shì)較為平坦，土質(zhì)較土質(zhì)比較肥沃，主要農(nóng)作物有玉米、小麥和大棚農(nóng)作物，由于農(nóng)田水利基本建設(shè)發(fā)展較快，畝產(chǎn)水平逐年提高。工業(yè)水平一般。居民分布比較多，但達(dá)到設(shè)計(jì)能力時(shí)需要遷移的村莊有河頭和解場(chǎng)，其戶數(shù)240戶，面積13200㎡及人數(shù)1484人。除上述村莊外，還有潘場(chǎng)、西趙莊、大程莊對(duì)回采有所影響，根據(jù)采煤接續(xù)及時(shí)遷移受塌陷影響的村莊。礦井的生產(chǎn)對(duì)農(nóng)田破壞大，做好賠償工作。五、電源與水源 夾河井田建一座35/6kV變電所，其35kV雙回路電源架空輸電線路由柳新110kV區(qū)域變電所饋出，一回路為L(zhǎng)GJ95+120，(其中LGJ95，；LGJ120，長(zhǎng)1km)；另一回路LGJ185，該變電所有兩臺(tái)變壓器，型號(hào)為SFL116000/35，35/6kV，16000kVA。本區(qū)地勢(shì)較為平坦，西南略低，地形坡度為千分之一點(diǎn)五，地表逕流條件較好，大氣降水以蒸發(fā)及地表逕流的形式排泄，余下部分滯緩地滲入地下。本區(qū)河流不發(fā)育，天然水系只有故黃河，由北西向南東橫穿井田之中，與煤層及含水層露頭的夾角為55～57176。，因第四系中部有粘土及粘土類沉積物30～40m起到隔水作用，故大氣降水及地表水系對(duì)礦井充水無(wú)直接影響。第二節(jié) 井田地質(zhì)特征一、井田的勘探程度 夾河井田先后由一六九煤田勘探隊(duì)和徐州礦務(wù)局地質(zhì)勘探隊(duì)以及安徽省煤田地質(zhì)物探測(cè)量隊(duì)和江蘇省煤田物探測(cè)量隊(duì)在井田內(nèi)進(jìn)行過(guò)鉆探和地震勘探工作。二、煤系地層特征的綜述夾河井田位于徐州煤田九里山向斜南翼。石炭、二疊系地層是其含煤地層，在井田內(nèi)均被第四系沖積層覆蓋。井田內(nèi)鉆孔和井巷工程揭露的含煤地層主要有石炭系的本溪組（C2）、太原組（C3）、二疊系的山西組（P11）、下石盒子組（P12）、上石盒子組（P21）、石千峰組（P22）地層，各組地層的生成層序，其沉積古地理環(huán)境和巖性特征各有差異，綜合地址柱狀圖見(jiàn)圖121。 中石炭系本溪組（C2）屬淺海相沉積，假整合于奧陶系地層之上。全層厚約25m,下部為紫紅色鐵質(zhì)頁(yè)巖，為古風(fēng)化殼沉積，以次與下伏地層分界，中部為灰綠色鉛土頁(yè)巖，中部以淺灰灰白色薄厚灰?guī)r為主，中夾薄灰綠色頁(yè)巖或鉛土頁(yè)巖，以頂板淺灰色灰?guī)r或鉛土頁(yè)巖與上覆太原組地層分界。 上石炭系太原組（C3）為本區(qū)主要含煤地層之一。屬海相陸交互相沉積，整合于本溪組地層之上。地層沉積旋迥清晰，標(biāo)志層明顯，由石灰?guī)r、頁(yè)巖、砂頁(yè)巖和砂巖組成。夾灰?guī)r13層，含煤410層，總厚約159m。下二疊系山西組（P11）為本區(qū)主要含煤地層之一。屬淺海河湖沼澤相沉積，整合于太原組之上，含煤14層。主要有深灰色頁(yè)巖、砂頁(yè)巖，灰白色中細(xì)砂巖，雜色砂頁(yè)巖組成。全厚116m，沉積旋迥比較明顯。下二疊系下石盒子組（P12）為本區(qū)主要含煤地層之一。屬陸相沉積，整合于陜西組之上，含煤18層，由深灰色、雜色頁(yè)巖，砂頁(yè)巖及灰白色砂巖組成，全厚200m。上二疊系上石盒子組（P21）為陸相沉積，整合于下石盒子組之上，由雜色、灰綠色、灰色頁(yè)巖、砂頁(yè)巖及灰綠色、灰色、灰白色細(xì)中粒砂巖組成。，本區(qū)施工鉆孔未穿全組，所揭露最大厚度530m。第四系（Q）不整合于各時(shí)代地層之上。由礫巖、粘土砂巖、亞粘土、粉砂土組成，由東南向西北逐漸增厚。三、井田地質(zhì)構(gòu)造及分布 夾河井田位于徐州復(fù)背斜九里山向斜南翼中段。井田總體為一走向略有變化的斜構(gòu)造。地層產(chǎn)狀沿走向、傾向變化較大，且F1號(hào)斷層上下兩盤(pán)地層產(chǎn)狀有差異。F1號(hào)斷層下盤(pán)：15～24線地層走向NE60，24線以西漸轉(zhuǎn)至近SN向，地層傾向NW，沿傾向方向地層傾角變化大。以2煤層為例：150m水平以上地層傾角35～85；150m～250m水平25～35，300～350m水平5～10，400～800m水平16～35，800m水平以下至F1號(hào)斷層5～20，因此F1號(hào)斷層下盤(pán)煤層由淺至深在剖面上大致呈臺(tái)階狀，其它煤層具體臺(tái)階所處水平不完全與2煤層一致，但總體形態(tài)相似。F1號(hào)斷層上盤(pán)地層走向18～19線NE400，19～23線的淺部由NE700漸轉(zhuǎn)為NE200，深部為NE600，23～27線NE600，27～29線總體NE200。地層傾向NW，地層傾角15～褶皺井田內(nèi)無(wú)大型褶皺，在F1號(hào)斷層上盤(pán)和下盤(pán)各有一個(gè)不完整的次級(jí)褶皺。其產(chǎn)狀要素簡(jiǎn)述如下：①F1號(hào)斷層下盤(pán)17～18線有極不完整的次級(jí)向斜構(gòu)造，軸向近EW，側(cè)伏角度100～180，E端翹起；②F1號(hào)斷層上盤(pán)21線附近有不完整的次一級(jí)向斜構(gòu)造，軸向?yàn)镹E350左右側(cè)伏角為120～200，ES段翹起；③局部因受斷層的牽引使地層或煤層產(chǎn)狀發(fā)生變化，在斷層附近往往發(fā)育有小型不完整的次級(jí)褶皺。陷落柱本井田內(nèi)陷落柱不發(fā)育，僅在23線山西組、太原組煤層露頭處，有一較小的在水平切面上呈橢圓形的陷落柱。斷層井田內(nèi)斷層比較發(fā)育，落差在20m以上的有8條，而且小斷層比較發(fā)育，是影響礦井生產(chǎn)的主要因素。四、井田水文地質(zhì)情況本區(qū)位于故黃河泛濫形成的沖積平原，與東南、西南部的低山丘陵區(qū)毗鄰。煤系地層上有較厚的第四系沖積層覆蓋。二疊系煤系地層屬湖沼相、陸相沉積，為砂巖裂隙充水礦床，水文地質(zhì)條件中等。下部的上石炭統(tǒng)煤系地層為海陸交互相沉積，灰?guī)r發(fā)育有十三層，為巖溶溶隙充水礦床，水文地質(zhì)條件相對(duì)比較簡(jiǎn)單。區(qū)內(nèi)含水層按充水介質(zhì)可分為：第四系孔隙含水層，二疊系砂巖裂隙含水層，上石炭統(tǒng)太原組灰?guī)r溶隙含水層和奧陶系灰?guī)r巖溶含水層。潛水接受大氣降水和地表水直接補(bǔ)給，因第四系中部有一層較厚的隔水層，一般和下伏的承壓含水層不發(fā)生直接水力聯(lián)系。各基巖含水層在露頭處接收大氣降水和潛水的入滲補(bǔ)給，由于含水層屬平原區(qū)單斜巖層，承壓含水層在淺部水力聯(lián)系較好，地下水交替運(yùn)動(dòng)活躍，隨著深度的增加，接受補(bǔ)給條件差，水力聯(lián)系變?nèi)?，地下水交替運(yùn)動(dòng)遲緩。二疊系砂巖裂隙含水層以靜儲(chǔ)量為主，也有局部垂直滲透、越流及側(cè)向?qū)當(dāng)鄬友a(bǔ)給，但補(bǔ)給量有限。富水帶一般位于淺部及構(gòu)造發(fā)育部位，如向斜軸及斷層裂隙發(fā)育等地段充水條件較好，其它地段相對(duì)較差。從礦井開(kāi)采突水情況看，在淺部突水次數(shù)多，突水量大，深部減弱。在礦區(qū)外圍東南～西南部奧灰出露于地表，可以接受大氣降水及地表水的入滲補(bǔ)給，礦區(qū)生活用水皆取用該含水層水。由于本溪組巖層的阻水作用，正常情況下奧灰水對(duì)開(kāi)采二疊系、石炭系煤層無(wú)直接影響。(一)地表水本區(qū)河流不發(fā)育，天然水系僅有故黃河，由北西向南東橫穿井田，流向由北西向南東流入京杭大運(yùn)河。河堤標(biāo)高+～+，河寬50m左右，為季節(jié)性河流，最高洪水位+(1963年7月1日)，此河流為本礦區(qū)汛期泄洪河。(二)含水層第四系孔隙含隔水層本區(qū)內(nèi)第四系地層不整合覆蓋在各含煤地層之上，厚度60～142m，平均100m?？傮w變化趨勢(shì)為由煤層露頭向深部逐漸變厚，其含水性自上而下分為三段。(1)淺部含水層段該層厚15～20m，為黃河泛濫的沖淤物，該土層松軟，空隙大，含水性及透水性較強(qiáng)，直接接受大氣降水及地表水的補(bǔ)給，水位變化幅度明顯，本區(qū)水位較高，呈潛水狀態(tài)，民用井多取用此含水層的水。鉆孔抽水資料：q=?m K= 礦化度：M=：HCO3—MgK+Na型 ～。(2)隔水層段本段堆積較復(fù)雜。該層厚40～70 m，中上部有10～20m的粉砂巖，遇水流動(dòng)，透水性較好。但下部為深灰，黃～紅褐色的粘土，分布穩(wěn)定，隔水性好。鉆孔抽水資料：q=～?m K=(3)底部礫石含水層段該層厚8～10m ，巖性為粘土及礫石層，其中礫石分選性差，～10cm，底部常有一些10cm以上的棱角狀碎巖塊，該層透水性及含水性均較強(qiáng)，張小樓風(fēng)井穿過(guò)此層時(shí)涌水量57m3/h。該層為第四系中的富含水層，且與基巖直接接觸，為煤系地層中的主要補(bǔ)給水源。二疊系砂巖裂隙含水層(1)上石盒子組砂巖裂隙含水層主要是上石盒子組底部的厚層砂巖(俗稱奎山砂巖)，該層厚度20～30m，與下伏下石盒子組整合接觸。巖性為灰白、灰綠色中～粗粒，底部含礫石，形成蜂窩狀洞穴。含水性和透水性均較強(qiáng)。井筒穿過(guò)該層時(shí)涌水量171～，對(duì)鑿井造成一定影響。因距離2煤層頂板150～160m，故對(duì)煤層開(kāi)采無(wú)直接影響。(2)下石盒子組砂巖裂隙含水層該組地層厚度173～250m，平均206m，其中對(duì)2煤開(kāi)采影響較大的砂巖為頂板三層砂巖，由近到遠(yuǎn)分述如下：第一層砂巖距2煤頂板13m左右，厚度不穩(wěn)定，0～7m，巖性為淺灰色細(xì)～中粒砂巖，泥質(zhì)膠結(jié)。井筒揭露時(shí)涌水量為0～5m3/h，掘進(jìn)過(guò)程中該層砂巖水從頂板淋出，惡化了作業(yè)環(huán)境。 該層砂巖距2煤頂板60m左右，厚度18～38m，平均25m，層位穩(wěn)定，巖性為灰～灰白色細(xì)～中粒砂巖，底部顆粒逐漸變粗，泥質(zhì)、鈣質(zhì)或基底式膠結(jié)。砂巖裂隙較為發(fā)育。2煤回采裂隙帶波及該含水層時(shí)曾多次發(fā)生涌水，如20202602612工作面回采時(shí)涌水30～200m3/h，影響工作面正?；夭伞Ｔ搶由皫r距2煤頂板100m左右，厚度2～18m，穩(wěn)定程度較差，巖性為灰色細(xì)～中粒砂巖，向深部泥質(zhì)增多，相變?yōu)樯百|(zhì)泥巖。因距煤層較遠(yuǎn)，該層砂巖正常情況下對(duì)采掘活動(dòng)影響不大。鉆孔混合抽水試驗(yàn)資料： q=～?m K=～ 礦化度：M=：SO4—K+NaMg型(3)山西組砂巖裂隙含水層本組地層厚88～138m,平均118m。一般7煤頂板賦存兩層砂巖，底板賦存兩層砂巖，由于底板砂巖含水層富水性較弱，對(duì)7煤開(kāi)采影響較小，7煤頂板砂巖含水層分述如下：距7煤頂板7～20m，層位較穩(wěn)定，巖性為灰色細(xì)～中粒砂巖，泥質(zhì)膠結(jié)。 距7煤頂板25～35m，～，層位較穩(wěn)定，巖性為灰色細(xì)粒砂巖，泥質(zhì)膠結(jié)。7煤層頂板砂巖含水性較弱,實(shí)際揭露該組砂巖時(shí),涌水量較小。如80m水平人行石門(mén)及280m水平層間石門(mén)穿過(guò)本組砂巖層時(shí)僅有淋水,，其他面回采僅有少量淋水。鉆孔抽水試驗(yàn)資料：q=～m K=～ 礦化度M=～：Cl—K+NaCa型太原組灰?guī)r 本組地層厚147～167m，平均159m，巖性由灰?guī)r、砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖和煤層組成，其中夾有13層灰?guī)r，%。最厚為四灰，～，最薄為十三灰，～。根據(jù)灰?guī)r含水層特征及與主采煤層開(kāi)采的關(guān)系分為兩個(gè)含水層段，現(xiàn)分述如下：(1)第一含水層段(一～九灰)～?！芟遁^發(fā)育，含水性較強(qiáng)，是太原組地層中含水較豐富的含水層，也是目前井下生產(chǎn)用水的水源。其余各層灰?guī)r厚度較小，含水性也較弱。一、二層灰?guī)r；五、六、七、八層灰?guī)r間距小，水力聯(lián)系好，其余各層灰?guī)r間距較大，水力聯(lián)系較差?！?jiàn)A有砂質(zhì)泥巖、泥巖等相對(duì)隔水層，對(duì)開(kāi)采十灰下的20煤影響不大，故一～九灰不為太原組煤層開(kāi)采的直接充水含水層。鉆孔抽水實(shí)驗(yàn)資料：q=～?m K=～礦化度M=：HCO3—Cak++Na+型該段含水層屬含水中等的含水層段。(2)第二含水層段(十～十三灰)～，其中十一、十三灰厚度小，含水性弱，十、十二灰厚度大，溶隙較發(fā)育，含水性較好。十、多砂泥巖、泥巖組成，隔水性較好，一般不會(huì)發(fā)生水力聯(lián)系。十、十二灰分別為21煤直接頂板，對(duì)21煤開(kāi)采影響較大。鉆孔抽水實(shí)驗(yàn)資料：q=～?m K=～礦化度M=：HCO3Cl—CaMg 型該含水層段屬含水小～中等含水層。總體上看，太原組灰?guī)r各層厚度、裂隙溶洞的發(fā)育程度不同，其含水性也各不相同。就各層灰?guī)r相比較，因四、九、十、十二灰厚度大，質(zhì)較純，有利于巖溶的發(fā)育，為儲(chǔ)存地下水創(chuàng)造了條件，因此含水性較強(qiáng)，但隨著深度的增加，溶隙的發(fā)育減弱，裂隙被方解石脈充填，其含水性減弱。如800m大巷揭露四灰時(shí)無(wú)水。(三)礦井涌水量目前在280m、450m、600m、800m水平建立觀測(cè)站測(cè)水，水量分別為27m3/h、10m3/h、30m3/h