【正文】 采煤方案優(yōu)化及安全性研究報告 第 3 頁 3 2．地質(zhì)概況 地層 因基巖在區(qū)內(nèi)沒有出露，僅據(jù)礦井和鉆孔揭露資料情況，本區(qū)發(fā)育地層有：古生界奧陶系中統(tǒng)馬家溝組 (O2m)，石炭系上統(tǒng)本溪組 (C2b)、太原組(C2t)，二疊系下統(tǒng)山西組 (P1sh)、下石盒子組 (P1x)，上統(tǒng)上石盒子組 (P2s)、石千峰組 (P2sh)，新生界新近系、第四系 (N+Q)。與下伏太原組呈整合接觸。 ① 七煤段 由田家溝砂巖（ St）底至八煤底砂巖（ S8）底，厚 ～ ，平均為 ， 主要由泥巖、砂質(zhì)泥巖及砂巖組成。 主要為 淺灰紅色、灰黃色及灰綠色 礫石、粘土 質(zhì) 礫石、砂質(zhì)粘土、粘土組成，礫石大小不一 ，局部為細(xì)砂；頂部為 黃色 坡積物及表土組成。本段含煤3 層（二 0、二 二 2），二 0煤局部發(fā)育，區(qū)內(nèi)僅 1 孔見及；二 1煤全區(qū)可采，底板泥巖富含植物根化石，頂板泥巖富含植物化石，直接頂?shù)装迮家娀诜蔷€性理論水體下采煤方案優(yōu)化及安全性研究報告 第 10 頁 10 灰黑色炭質(zhì)泥巖。分流河道相的大占砂巖為該旋回的起始，其底部常見泥巖碎塊或泥巖包裹體，具大型交錯層理，對下伏二 1 煤層局部有沖刷現(xiàn)象。 ，總體為具有一定起伏的單斜構(gòu)造?？梢姡媳毕驑?gòu)造的形成晚于東西向構(gòu)造，早于其它構(gòu)造。 ～ 28176。個別溝底有第三、四系泉水出露。這個問題是勘探階段無法查明的，建議生產(chǎn)過程中應(yīng)引起注意。 基于非線性理論水體下采煤方案優(yōu)化及安全性研究報告 第 18 頁 18 表 31 AAAAA 與鄰區(qū)奧陶系灰?guī)r含水層水位資料對比表 井田 孔號 水位標(biāo)高（ m） q（ L/s?m） K（ m/d） 李珍鐵礦 水源孔 ～ ～ ～ 觀臺井田 1202 12080 ～ ～ ～ 紅嶺井田 10~2 抽水資料為廢品 （ 2）石炭系本溪組鋁土質(zhì)泥巖隔水層： 由鋁土巖、鋁土質(zhì)泥巖、泥巖、砂質(zhì)泥巖偶夾薄層煤和薄層灰?guī)r組成。 ② 、太原組中段砂、泥巖隔水層 本段系指 L4～ L7 之間的碎屑巖沉積，其間偶夾中粗粒砂 巖，薄層煤和薄層灰?guī)r（ L5），厚度 左右，本段巖性變化較大，各類巖石相對硅質(zhì)成份較高，厚度穩(wěn)定，透水性差，隔水性能良好，所以對阻隔太原組上下兩段含水層間的水力聯(lián)系有著重要作用。厚度為 ～ ，一般為 200m 左右。 （ 1）大氣降水 本區(qū)屬大陸性半干燥氣候區(qū)，大氣降水多集中于每年的 79 月份，補(bǔ)給時間較短，雖然區(qū)內(nèi)基巖出露條件較好，但因地形高低起伏變化較大，地表逕流、排泄條件好，其滲入補(bǔ)給作用弱，補(bǔ)給量有限，加之二 1煤層頂板有較厚的隔水層的阻隔，故一般情況下，大氣降水對開采二 1煤層影響不大。從以上 四 個生產(chǎn)礦井的生產(chǎn)實(shí)踐看，水文地質(zhì)條件均相對簡單，礦井 受到 突水 的 威脅較小，簡述如下： ① 白蓮坡煤礦：位于井田 南 部，與本井田相鄰的淺部生產(chǎn)礦井?；诜蔷€性理論水體下采煤方案優(yōu)化及安全性研究報告 第 24 頁 24 4 冒落帶、導(dǎo)水裂隙帶高度計(jì)算 計(jì)算理由 在回采過程中，上覆巖層會形成 “ 三帶 ” ，即冒落帶、裂隙帶和彎曲下沉帶，其中，冒落帶和裂隙帶導(dǎo)水。北部為主焦煤礦， 1980 年曾發(fā)生淹井事故，據(jù)該礦技術(shù)人員分析，可能是由于 L5灰?guī)r巖溶水通過 NW 向小斷裂涌入巷道所致。據(jù)民井抽水資料：單位涌水量 L/s大占砂巖多相變?yōu)榧?xì)粒砂巖、薄層粉砂巖或砂質(zhì)泥巖?；?guī)r總厚度 ～ 米，一般 左右，富含裂隙－巖溶水，其中 L L L4 發(fā)育不好，薄且不穩(wěn)定，除 L4 局部可達(dá) 外，其余均在 以內(nèi)； L2 發(fā)育較好，普遍穩(wěn)基于非線性理論水體下采煤方案優(yōu)化及安全性研究報告 第 19 頁 19 定，富水性好。但北部相鄰的觀臺井田 1202 孔，在假整合面下 20m 附近抽水，單位涌水量達(dá) m，及紅嶺斜（風(fēng)）井穿過 FB58，水量不大的實(shí)際資料證實(shí)了這一點(diǎn)。 現(xiàn)將礦區(qū)內(nèi)的主要斷層描述如下： （ 1） F1斷層： 位于礦區(qū)東南部，為 AAAAA 與大眾煤礦的邊界斷層 ，走向 N55176。E ，斷裂在西部較稠密，東部較稀疏。E ～ N10176。當(dāng)泥炭堆積速度與控制海平面的基底沉降速度協(xié)調(diào)時，就形成了較厚的泥炭堆積層；兩者速度不協(xié)調(diào)時，局部泥炭堆積則為沼澤、瀉湖的粘土和砂質(zhì)沉積替代覆蓋，形成泥炭堆積變薄和復(fù)雜結(jié)構(gòu)。 （ 2）山西組巖相古地理特征 ① 沉積旋回特征 據(jù)山西組巖性組合、沉積特征及生物組合規(guī)律，認(rèn)為本組是在太原組碎屑 ~碳酸鹽巖濱岸沉積體系的基礎(chǔ)上形成的以過渡相為主的一套陸源碎屑含煤巖系。石灰?guī)r發(fā)育三層（ L L L9），其中 L8全區(qū)發(fā)育，厚 ～ ，平均厚，為深灰色石灰?guī)r，含燧石結(jié)核，富含動物化石，本段含煤 4 層，即18一 、 28一 、一 19 ，一 29 ，但均為局部發(fā)育的不可采煤層。 ① 平頂山砂巖段：井田內(nèi)僅 9－ 7 孔見及，其揭露厚度為 。下部為五煤底板砂巖，厚 ～ ，平均為 ，為灰白色、淺灰色細(xì)～粗中粒砂巖，含泥質(zhì)條帶及團(tuán)塊，具平行層理及交錯層理，局部夾泥巖、砂質(zhì)泥巖；上部為紫斑泥巖、砂質(zhì)泥巖。巖性主要由灰～深灰色、灰黑色泥巖、砂質(zhì)泥巖、砂巖、石灰?guī)r和煤層交互組成，為一典型的海陸交互相沉積。 E～ N16176。礦井西部、 1501 工作面上山方向鄰接 F19 正斷層，落差 0~20m，走向 N6176。該組地層厚 ～ ，平均厚度為 。 ③ 五煤段 由五煤底砂巖（ S5）底至六煤底砂巖（ S6）底，厚 ～ ，平均為 ，主要由砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖組成。 與下伏地層呈整合接觸。 ③ 上部灰?guī)r段 由 L7 灰?guī)r底至 L9 灰?guī)r頂或以二 1 煤層下的一層厚砂巖底，厚 ～，平均 ，由泥巖、砂質(zhì)泥巖、細(xì)粒砂巖、石灰?guī)r及煤層組成。下部為灰色中～細(xì)粒長石石英砂巖，即馮家溝砂巖，局部相變?yōu)樯百|(zhì)泥巖；上部為深灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖，具水平層理，局部可見鋁質(zhì)泥巖，偶夾薄煤一層（二 6煤）。 隨著海水的后退，瀉湖逐漸淤淺，沉積作用逐漸向深水方向推進(jìn)，形成了瀉湖和潮坪沉積旋回，并在瀉湖、潮坪的淺水地帶出現(xiàn) 了泥炭堆積。 （二） 、 南北向構(gòu)造 南北向構(gòu)造主要分布在安鶴煤田中部，構(gòu)造線方向 N5176。 ～ 30176。根據(jù)查明程度分為查明、基本查明、未查明。據(jù) F1FB58 的抽水資料 q＝ L/s 102 孔 40－ 110m 范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)有三處漏水外，在假整合面下 處巖溶高度達(dá) 。根據(jù)各層灰?guī)r間的組合關(guān)系和對重要可采煤層的影響，本組又分為三段，現(xiàn)分述如下： ① 、太原組下段灰?guī)r裂隙一巖溶承壓含水層 本段平均厚 ，內(nèi)夾二至四層灰?guī)r（ L L L L4），灰?guī)r系薄層－中厚層狀，灰?guī)r被煤或碎屑巖類分隔。其中以香炭砂巖為主。區(qū)內(nèi)在該層有 32 個孔漏水。 （ 5）周鄰礦井對礦床充水的影響 本區(qū)南部為大眾井田，以 F1斷層為界，西部為積善井田，以 FB58為界，上述兩斷 層基本不導(dǎo)水，使本區(qū)不會與上述兩井田發(fā)生水力聯(lián)系。礦井正常涌水量多年來一至保持在 100 m3/h，最大時也僅為 150m3/h，隨開采深度增加，礦井涌水量增加不明顯。于 1995基于非線性理論水體下采煤方案優(yōu)化及安全性研究報告 第 23 頁 23 年投產(chǎn)，已開采面積 1km2，開采最低標(biāo)高 135m，礦井涌水量 2～ 4m3/h，水源主要為主、副井筒新生界松散層滲水，建礦至今尚未發(fā)生頂、底板突水，水文地質(zhì)條件簡單。 （ 2）第四系砂礫石孔隙水 該含水層多由洪、坡積物組成，其 厚度較薄，且連續(xù)性差。對阻隔地表水和第三、四系砂巖裂隙水進(jìn)入礦坑有重要的作用。 ③ 、太原組上段灰?guī)r裂隙－巖溶承壓含水層 本段由 L L L9灰?guī)r及中粗巖組成，其中以 L8灰?guī)r為主，該層普遍發(fā)育，但泥質(zhì)成份稍高，層厚 ～ ，一般 左右，在 15線以南較厚（ 4－ 6m），中部大部分地段較薄，僅 2－ 3m。其中以下部鋁土質(zhì)泥巖最穩(wěn)定，強(qiáng)度最好。 含水層與隔水層 礦區(qū)內(nèi)根據(jù)沉積條件 、巖性、水力特征、含水層、隔水層的組合關(guān)系，結(jié)合對主要可采煤層的影響，按沉積順序，自下而上可歸并為五個含水層和四個隔水層，它們是向礦井直接或間接充水的水源，是確定煤層頂、底板水文地質(zhì)類型的依據(jù)。如李家村和西保障，溝底泉流量僅 ～ ，對礦 井充水無影響，礦區(qū)北東 3km 為截堵漳河的岳城水庫，庫容量為 10 億 m3。 ，區(qū)內(nèi)地層 略 有 波狀起伏 。 由于安鶴煤田位于太行山大背斜東翼，而太行山復(fù)背斜亦呈南北方向延伸，所以，南北方向的構(gòu)造中，褶曲的升降變化對煤礦床的分布起控制作用，褶曲升起煤層剝蝕，褶曲沉降煤層埋藏較 深，只有在過渡地帶才保存著有工業(yè)價值的煤礦床。構(gòu)造以斷裂為主，伴有小型褶曲。該旋回平均厚度。二 1煤層上部巖性較穩(wěn)定，而煤層下部巖性厚度變化較大。 與下伏地層呈不整合接觸 井田內(nèi)含煤地層主要為石炭系上統(tǒng)太原組和二疊系下統(tǒng)山西組。底部為田家溝砂巖，厚 ～ ，平均為 m，為淺灰色、灰白色細(xì)粒～粗粒砂巖，成基于非線性理論水體下采煤方案優(yōu)化及安全性研究報告 第 7 頁 7 分主要為石 英，含少量長石及巖屑，硅質(zhì)膠結(jié)，為該區(qū)較好的標(biāo)志層之一。 本組產(chǎn)植物化石： Sphenopteris sp. 楔羊齒屬 Pecopteris sp. 櫛羊齒屬 Neuropteris sp. 脈羊齒屬 Calamites sp. 蘆木屬 Lepidodendron sp. 鱗木屬 Tingia carbonica(Scheuk) Halle 石炭齒葉 Tingia hamaguchii 菱齒葉 （ 2） 二疊系下統(tǒng)下石盒子組（ P1x） 由砂鍋窯砂巖（ Ss）底至田家溝砂巖（ St）底，厚 ～ ，平均為 ，主要由砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖組成。 現(xiàn)由老到新分述如下： (一） 、 奧陶系中統(tǒng)馬家溝組（ O2m） 在區(qū)外北部奧陶系中統(tǒng)馬家溝組（ O2m）有大面積出露，區(qū)內(nèi)無出露，有 12 個孔揭露，揭露最大厚度 （ 102 孔）?；诜蔷€性理論水體下采煤方案優(yōu)化及安全性研究報告書 基于非線性理論水體下采煤方案優(yōu)化 及安全性研究 報告 基于非線性理論水體下采煤方案優(yōu)化及安全性研究報告書 目錄 立項(xiàng)的背景與意義 ...................................................................................................................................................... 1 立項(xiàng)的背景 ..............................................................................................................................................................1 技術(shù)目標(biāo) ...................................................................................................................................................................1 技術(shù)內(nèi)容 ...................................................................................................................................................................1 技術(shù)方法和路線 .....................................................................................................................................................2 2．地質(zhì)概況 ....................................................................................................................................................................... 3