【文章內(nèi)容簡介】 新密煤田內(nèi)均發(fā)育一層深灰色、灰黑色菱鐵質(zhì)泥巖，厚度一般不超過 ，但特征明顯、層位穩(wěn)定，本區(qū)即以其作為與二疊系的分界標志層。 二疊系下統(tǒng) ⑴ 、山西組 本組下起菱鐵質(zhì)泥巖頂面，上止于砂鍋窯砂巖底面，厚 ～，一般厚度 ，俗稱二煤組。通常將其自下而上分為大占砂巖段、香炭砂巖段、小紫泥巖段。 大占砂巖段：一般厚度 ，由大占砂巖、二 1 煤層及其底板砂質(zhì)泥巖組成。 香炭砂巖段：一般厚度 m，由香炭砂巖和二 3煤層組成。 小紫泥巖段：一般厚度 ，巖性以灰色、深灰色泥巖為主，具暗斑或紫紅色斑塊，含鋁土質(zhì)，具鮞狀結(jié)構(gòu)。夾薄層粉、細粒砂巖。 ⑵ 、二疊系下統(tǒng)下石盒子組（ P1x） 河南理工大學采礦工程專業(yè) 2020屆畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 下起砂鍋窯砂巖底面，上到田家溝砂巖底面，厚 ～，一般厚度 。 煤層 頂?shù)装鍘r性特征 及其他開采條件 1)煤層頂?shù)装鍘r性特征 該煤層位于山西組下部，井田內(nèi)埋藏深度 350～ 800m。上距砂鍋窯砂巖（ Ss） ～ ，平均 。下距 L7 灰?guī)r ～，平均 。井田內(nèi)新老共 15 個鉆孔穿過該煤層位，且 2孔遇逆斷層見煤層重復。煤層厚度 ～ ，平均 。 經(jīng)統(tǒng)計，二 1煤厚度小于可采厚度者有 3 個點，占 %， ～ 有 2 個點，占 ， ～ 者有 2 個點，占 %， － 8m 者有 7 孔，占 ％， 者有 3 個，占 %。通過計算，該煤層不穩(wěn)定系數(shù)為 ，變異系數(shù)為 %，可采系數(shù) %，標準差 ?？傮w衡量二 1煤層屬較穩(wěn)定型、中厚 — 特厚可采煤層。 綜觀 本井田，中、厚煤層分布在地層產(chǎn)狀變化較小的地區(qū)，幾個不可采煤點出現(xiàn)在逆斷層兩側(cè)，薄煤點出現(xiàn)在地層產(chǎn)狀變化較大即褶曲軸部，因此，可以認為，本井田煤厚變化與區(qū)域變化原因基本一致，即主要是受后期褶皺、斷裂等構(gòu)造影響造成的增厚與變薄，沉積環(huán)境次之 二 1 煤層的直接頂板是中 — 細粒結(jié)構(gòu)的大占砂巖，厚度兩極值～ ，平均厚度 。巖石強度中等，是較穩(wěn)定的頂板。局部具炭質(zhì)泥巖或泥巖偽頂。 底板為砂質(zhì)泥巖和泥巖，局部夾砂巖薄層，厚度 ～ ，河南理工大學采礦工程專業(yè) 2020屆畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 一般厚 。巖石強度較低。局部有厚度不大的炭質(zhì) 泥巖偽底。 據(jù)可采與不可采 17 個點資料統(tǒng)計，其中無夾矸的 14 點，占%；含 1 層夾矸的 1 個點，占 %；含 2 層夾矸 1 點，占 %。多層夾矸的 1 個點，占 %。總體看來二 1煤層的結(jié)構(gòu)屬簡單類型。 二 1煤呈黑色，具有似金剛－金剛光澤，多呈粒、粉狀產(chǎn)出，組織疏松。煤中含黃鐵礦結(jié)核，二 1煤視密度 。 2) 地溫 新密煤田地溫狀況總體上由西向東有增高的趨勢。西部米村等井田全孔平均地溫梯度低于 1℃ /100m，二 1 煤垂深 300m 地溫不超過20℃，中部裴溝等井田全孔平均地溫梯度為 ℃ /100m， 二 1煤垂深千米地溫 35℃，東部的新鄭礦區(qū)全孔平均地溫梯度多在 3℃ /100m 以上，二 1煤垂深千米地溫 50℃。 本區(qū)無恒溫帶觀測孔，也未取樣作巖石密度、比熱、熱導率、巖石放射性元素含量測定，現(xiàn)引用東部新鄭礦區(qū)資料。 恒溫帶深度為 ，溫度 ℃。 本區(qū)二 1上溫梯度多為 ～ ，僅遇斷層而未見二 1煤的 5501孔較高，達 以上。 300m 地溫多在 ～ ℃，僅 5501 孔達℃。二 1煤底板溫度多在 ～ ℃， 5501 孔東出現(xiàn)熱害區(qū)。 3） 煤塵爆炸危險性和煤的自燃傾向 ① 煤塵爆炸危險性 七 二 二 1 煤均有煤塵爆炸危險性。一 1煤因缺資料，無法進行評述。詳見表 124。 煤塵爆炸危險性試驗結(jié)果表 河南理工大學采礦工程專業(yè) 2020屆畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 表 124 煤層 火焰長度 (mm) 加巖粉量（ %） 爆炸危險性 七 4 30 50 有 二 3 120 70 有 二 1 20～ 100 50～ 70 有 ② 煤的自燃傾向 各煤層的燃點測定結(jié)果見表 234。 煤層燃點測定結(jié)果表 表 125 煤層 煤的燃點 （℃） △ To （℃） 氧化程度 （ %） 自燃傾向等級 還原樣 氧化樣 原煤樣 七 4 372－ 363 357－ 351 366－ 358 7－ 9 － 40 不易自燃 二 3 404～ 360 394～ 354 401～ 358 4～ 7 30～ 不易自燃 二 1 404～ 375 382～ 356 394～ 368 9～ 12 ～ 不易自燃 七 二 二 1 煤均為不自燃發(fā)火煤。一 1煤因缺資料，暫不評價。 4）、瓦斯地質(zhì) 大致以 5205 孔北緣為界線，其線以北主要為瓦斯風化帶，夾有5002 孔一塊沼氣帶。其線以南為沼氣帶，沼氣帶面積約占該區(qū) 2/5。其余均為瓦斯風化帶。沼氣帶瓦斯成分以烷烴為主 ， 達 80%以上，次為Ｎ CO２ 含量比前者較高。在取樣深度內(nèi)，瓦斯中烷烴含量～ 。一般均在 4ml/。 據(jù)瓦斯吸附試驗資料，瓦斯逸散初速度（△ p）為 及 ，河南理工大學采礦工程專業(yè) 2020屆畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 煤的堅固性系數(shù)為 ，計算煤的突出危險性綜合指數(shù)為 及 ，說明本區(qū)二 1煤層屬于有煤與瓦斯突出危險性煤層。本區(qū)沼氣帶應按煤與瓦斯突出礦井管理。 另外瓦斯風化帶內(nèi)二 1煤層瓦斯中烷烴含量多在 5ml/，接近瓦斯爆炸臨界點。 二 1煤層原煤灰份 ～ ％，平均 ％，屬低 中灰煤，精煤灰分 ％。 原煤全硫含量除 5403 孔為 ％外其它均小于％，屬低硫份煤。原煤磷含量 ％，屬低磷煤。原煤干燥基高位發(fā)熱量 。二 1煤層水分、灰分統(tǒng)計見表 123。 二 1 煤層煤質(zhì)匯總表 表 123 煤層 項目 指標 Ad(%) Std(%) Pd(%) （ MJ/kg） ST(oC) Asd （ %） 煤類 七 4 數(shù)值 1400 1 JM 評價 中高灰 特低硫 特低磷 中高熱值 較高軟化溫 度灰 一級含砷 二 3 數(shù)值 1400 1 SM 評價 低中灰 特低硫 特低磷 特高熱值 較高軟化溫度灰 一級含砷 數(shù)值 1400 0 PS 評價 低灰 特低硫 特低磷 特高熱值 較高軟化溫度灰 一級含砷 二 1 數(shù)值 1395 1 PS 評價 低中灰 特低硫 特低磷 特高熱值 較高軟化溫度灰 一級含砷 數(shù)值 1390 PM 評價 低中灰 特低硫 特低磷 特高熱值 較高軟化溫度灰 一級含砷 一 1 數(shù)值 SM 評價 低中灰 高硫 特低磷 河南理工大學采礦工程專業(yè) 2020屆畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 河南理工大學采礦工程專業(yè) 2020屆畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 水文地質(zhì) 井田水文地質(zhì)邊界條件 井田內(nèi)有兩條河流，一條為源于西部區(qū)外老石板山下的澤河，另一條為發(fā)源于南部區(qū)外鳳后嶺腳下的茍?zhí)煤?。井田?nèi)僅東部及東北部第四系礫石層發(fā)育相對較厚，含豐富的孔隙潛水，是當?shù)鼐用裆a(chǎn)生活的主要水源。 地表水文特征 井田內(nèi) 地表水和第四系孔隙潛水含水層至二 1 煤層的間距較大，平均 ，其間受新近系砂質(zhì)粘土、粘土隔水層和上、下石盒子組巨厚的砂質(zhì)泥巖、泥巖隔水層阻隔，對二 1 煤層開采無影響。 二 1煤層頂板砂巖孔隙裂隙水是礦床充水水源之一，但富水性弱5204 孔，地下水逕流遲緩，補給條件差，充水通道均系微細的孔隙和裂隙，故一般不會對礦井形成較大的充水。 太原組上段灰?guī)r巖溶裂隙承壓水是二 1 煤層底板直接充水水源。據(jù)小口徑抽水試驗資料（ q=， K=0. 0775m/d），富水較弱，表現(xiàn)在灰?guī)r巖溶裂隙發(fā)育程度及富水性的 不均勻性。但據(jù)區(qū)域資料（ q=～ ），該含水層具水量豐富、水頭壓力大的特點。二 1 煤層底板砂質(zhì)泥巖和泥巖隔水層厚度 ～ ，平均，隔水性不佳，特別是斷裂帶將形成煤層底板突水通道，在礦山壓力及高水頭壓力等因素作用下，還可能成為下部 C3tL14 灰?guī)r甚至 O2m 灰?guī)r巖溶承壓水的間接充水通道。 主要含水層和隔水層 1）含水層 河南理工大學采礦工程專業(yè) 2020屆畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 對井田內(nèi)未來礦井充水有重要意義的巖層，根據(jù)其巖性、含水特征以及地下水的儲存，埋藏條件等劃分為六個含水層，自下而上有： 1) 奧陶系馬家溝組 (O2m)灰?guī)r巖溶裂隙承壓水含水層 為灰色至深灰色厚層狀隱晶質(zhì)灰?guī)r，井田內(nèi)有 3 個孔揭露該層，揭露厚度為 ～ 。據(jù)區(qū)域資料，該層普遍發(fā)育且層位穩(wěn)定，由東向西埋藏深度逐漸變深，局部特別是頂面以下 10m 古風化帶內(nèi)溶洞和裂隙較發(fā)育。主要富水地帶在斷裂帶附近。 5103 孔遇溶洞或裂隙漏水，漏水標高 ，最大漏水量為 2t/h。另據(jù)鄰區(qū)資料鉆孔單位涌水量 ～ 、滲透系數(shù) ～ 、水化學類型為 — 、礦 化度 ～ 。 該含水層距 距離二 1煤層 90m 左右，距離 上覆一 1煤層較近，為其底板直接充水巖層。 2) 太原組下段（ c3tL14）灰?guī)r巖溶裂隙承壓水含水層 該含水層由 L14 四層灰?guī)r組成，間夾薄層泥巖、砂質(zhì)泥巖及煤層。井田內(nèi)共有 4 個鉆孔揭穿該層，厚度 ～ ，平均厚度，其中灰?guī)r厚 ～ ，平均厚 。另據(jù)鄰區(qū)資料鉆孔單位涌水量 ～ 、滲透系數(shù) ～ 、水化學類型為 — 、礦化度 ～ 。因其層位穩(wěn)定、厚度大故有較大的水文地質(zhì)意義。 該含水層為一 1煤層頂板直接充水巖層， 距離 二 1煤層 底板 60m，是二 1煤層底板間接充水巖層，據(jù)鄰區(qū)資料，其巖溶裂隙發(fā)育，富水性較 強，正常情況下對一 1煤層開采有較大的影響，對二 1煤層的開采河南理工大學采礦工程專業(yè) 2020屆畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 影響不大。 3) 太原組上段（ c3L78）灰?guī)r巖溶裂隙承壓水含水層 該含水層由 L L8 兩層灰?guī)r組成。井田內(nèi)共有 10 個鉆孔揭穿或揭露該層。厚度 ～ ，平均厚度 。該段 L L8 灰?guī)r厚度 (5205 孔 )～ (5103 孔 )m，平均厚度 。 5003 孔遇溶洞或裂隙漏水，漏水層位 L7 灰?guī)r，漏水標高 ，最大漏水量為 ，近似靜止水位標高 。 該含水層西北部埋藏較淺（ ～ ），南部南東部埋藏較深（ ～ ）。鉆孔單位涌水量 ～ 、滲透系數(shù) ～ 、水化學類型為 、礦化度～ ， 水溫 ～ 22℃。 該含水層層位穩(wěn)定、厚度較大， 上距二 1煤層 20m 左右， 是二 1煤層開采的直接充水含水層，雖然上述小口徑抽水試驗并非富水，因巖溶裂隙發(fā)育及突水性具有一定的不均勻性，在斷裂帶兩側(cè)及其附近，巖溶裂隙相對發(fā)育，富水性好，對開采二 1煤層影響較大。 4) 山西組（ P1sh）砂巖孔隙裂隙承壓水含水層 該含水層主要由大占砂巖和香炭砂巖組成。大占砂巖為灰、深灰色中細粒長石石英砂巖，香炭砂巖為淺灰、灰色細 — 中粒長石石英砂巖，兩層厚 ～ ，平均 ，埋藏深度一般在 341～827m。單位涌水量 ，滲透系數(shù) ，水位標高+。 該含水層為二 1和二 3煤層頂板直接充水含水層，但平均含水性較弱，補給條件較差，對煤層開采影響不大。 河南理工大學采礦工程專業(yè) 2020屆畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 5) 上、下石盒子組砂巖孔隙、裂隙承壓水含水層 該層段為砂巖、砂質(zhì)泥巖互層，以砂鍋窩砂巖（ Ss）、田家溝砂巖（ St）、平頂山砂巖（ Sp）發(fā)育較好。上、下石盒子組中厚度 5m的中、粗粒砂巖總厚度 ～ ，平均總厚度 ，埋藏深度 20～ 183m，為灰、淺灰局部灰綠色長石石英砂巖，風化后呈灰黃色，裂隙較發(fā)育，疏松。平頂山砂巖在井田南部 520 4902 孔中見到 ，埋深 ～ 。東部 540 5404 孔見該層埋深 40～ 45m。巖性為淺灰、灰白色中 — 粗粒長石石英砂巖，厚層狀構(gòu)造，厚度，含水性不詳。 該套砂巖雖厚度較大，但富水性弱，其間因有數(shù)層砂質(zhì)泥巖及泥巖隔水層而水力聯(lián)系不佳，所以對開采七 4煤層及下伏二 1煤層無大影響。 6) 第四系孔隙潛水含水層（ Q） 該層巖性上部為棕黃色粉土、粉質(zhì)粘土，下部為礫石層。礫石多為石英砂巖，次為長石石英砂巖，礫徑 1～ 5cm，次棱角狀，分選差，其中充填粗沙、粉沙及砂質(zhì)粘土。東北部較厚 ～ 40m，其中礫石層厚 ～ ，南東部較薄 ～ ，其中礫石層 0～，而澤河兩側(cè)礫石層相對較厚。 該含水層特別是下部礫石層，孔隙發(fā)育、含豐富的孔隙潛水，是當?shù)鼐用裆a(chǎn)、生活的主要水源，由于離開采煤層較遠，加之下部有較厚的隔水層，一般對礦產(chǎn)開發(fā)影響不大，只是在開挖井筒過程中有一定影響。 潛水流向由西南流向北區(qū)，水位標高 ～ ，水位埋河南理工大學采礦工程專業(yè) 2020屆畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 藏深度 ～ ，最終排泄于澤河。 2）隔水層 1) 一 1煤層底板鋁土質(zhì)泥巖、砂質(zhì)泥巖隔水層 位于奧陶系灰?guī)r頂面至一 1煤層底面之間，平 均厚度 ，巖性以淺灰至褐紅色鋁土質(zhì)泥巖為主，局部夾灰至深灰色砂質(zhì)泥巖或細粒砂巖。層位穩(wěn)定，致密，隔水性良好。局部地段厚度變薄，尤其在受斷裂錯動的情況下，奧陶系灰?guī)r高壓巖溶水有可能突破，發(fā)生底鼓突水，對一 1煤層的開采有直接影響。 2)