【文章內(nèi)容簡介】 )、風(fēng)化帶裂隙、孔隙承壓含水層(Ⅵ)、第四系底部卵石孔隙承壓含水層(Ⅶ)、第四系中上部砂卵礫孔隙承壓和孔隙潛水含水層(Ⅷ)。其中與礦井生產(chǎn)較密切的為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ、Ⅶ。其中礦井直接充水含水層有Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ；礦井間接充水含水層有沖積層含水層、Ⅰ。各含水層分述如下：(1)奧陶系石灰?guī)r巖溶裂隙承壓含水層(Ⅰ)本含水層為含水豐富的含水層，該含水層厚度大于600m。巖性由質(zhì)純的豹皮狀灰?guī)r和白云質(zhì)灰?guī)r組成，據(jù)勘探資料表明，因溶洞或巨大裂隙造成鉆具驟然下陷的有10個(gè)孔25個(gè)段落，沖洗液失去循環(huán)。 ～，～，其水質(zhì)特征為：HCO3一Ca2+型，～，總礦化度為131～216mg/l，PH=～。奧陶系石灰?guī)r至最下可采煤層煤11之間距158m,其間有兩個(gè)含水層,即K2～K6及K6～煤12巖裂隙含水層，其厚度分別為100m、20m。其下為隔水巖層，即G層鋁土～K2，厚40～68m，其巖性從上而下分別為鮞狀粘土巖、粉砂巖、鈣質(zhì)粘土巖，K1石灰?guī)r、石英砂巖、粉砂巖、G層鋁土，這套巖層隔水性能較好。(2)K2～K6砂巖裂隙承壓含水層該含水層位于石炭系中統(tǒng)唐山組的K2灰?guī)r和石炭系上統(tǒng)趙各莊組的K6灰?guī)r之間，厚度100m，巖性以粉砂巖和細(xì)砂巖為主。巖石膠結(jié)物多為鈣泥質(zhì)。本層巖石裂隙非常發(fā)育，且以傾向裂隙為主，寬度較大，多呈直立密集分布。該含水層在垂向上以K6灰?guī)r、煤15底板、煤16底板含水較豐富。本含水層單位涌水量為 ～ m3/，平均為 ，～，屬于含水豐富的含水層。水質(zhì)類型為HCO3―Ca2+–Mg2+型淡水，PH=。(3)K6～煤12砂巖裂隙承壓含水層該含水層位于石炭系上統(tǒng)趙各莊組的K6至煤11底板之間，厚度20m，巖性以砂巖和粉砂巖為主，巖石膠結(jié)物多為硅質(zhì)，垂直層面的構(gòu)造裂隙很發(fā)育，裂隙充填物多為鈣質(zhì)。從水平方向看，含水層厚度由西向東呈遞增趨勢，導(dǎo)水裂隙發(fā)育率東部較西部高。該含水層在垂向上，以煤12底板、煤121/2底板、K6灰?guī)r含水較豐富。～ m3/，～，屬于含水豐富的含水層。水質(zhì)類型為HCO3—Ca2+—Mg2+型淡水，固型物含量為241mg/l，PH=。(4)煤5以上砂巖裂隙承壓含水層該含水層位于二疊系下統(tǒng)的大苗莊組的煤5～唐家莊組上界。巖性以粉砂巖及砂巖為主。砂巖膠結(jié)物多為鈣、硅、泥質(zhì)。本層巖石裂隙非常發(fā)育，且以傾向裂隙為主，寬度較大，多呈直立密集分布。 本含水層可分為下段(ⅤA)、上段(ⅤB)。①下段(ⅤA)：在煤5以上60m厚，為一河床相砂巖，與下伏地層呈沖刷接觸，在井田西部和中部直接沖刷至煤5或煤6，甚至沖刷至煤7或煤8，～ m3/，～，其水質(zhì)特征為：HCO3一Na+一Ca2+型淡水，～，固形物含量234～297mg/l，PH=～。②上段(ⅤB)：位于煤5以上60～100m即厚度40m，本段頂板直接與基巖風(fēng)化帶連接。～， m3/，～，其水質(zhì)與下段同。(5)沖積層含水層該含水層厚100～ m。它本身為一礦井間接充水含水層，補(bǔ)給上述三個(gè)直接充水含水層。其中底部卵礫石孔隙承壓含水層對基巖含水層補(bǔ)給關(guān)系最密切。(6)底部卵礫石孔隙承壓含水層(Ⅶ)位于沖積層下部。含水層由不等粒的砂礫、卵石、粘土顆粒組成，總的方面看，本層是個(gè)比較均質(zhì)的含水層。根據(jù)含水層的厚度和抽水試驗(yàn)的結(jié)果可知，該含水層由北向南逐漸變厚，滲透系數(shù)K由北向南逐漸變小，富水性由西向東逐漸增強(qiáng)?！?L/sm， L/sm，～ m/d， m/d，為含水豐富的含水層。(7)區(qū)域巖溶地下水的補(bǔ)給、徑流和排泄林南倉礦林南倉四礦區(qū)為一平坦的沖積平原，東南面沿陡河?xùn)|岸是由奧陶紀(jì)石灰?guī)r構(gòu)成的東北––西南方向起伏伸展的低山丘陵。礦井的巖溶較發(fā)育，含水層水通過巖溶裂隙進(jìn)入礦井。地下徑流以擴(kuò)散流為主，動態(tài)變化相對穩(wěn)定，年變幅小，常具多年周期性變化，局部發(fā)育溶孔溶隙及小管道共同組成的強(qiáng)含水段或強(qiáng)徑流帶。巖溶地下水的排泄通過地下徑流的的方式流入河流，另外礦上的疏排水使礦井的排泄能力得到很大的提高。(8)礦井涌水量依觀測結(jié)果， m3/ min， m3/ min， m3/ min， m3/ min， m3/ min。 m3/ min， m3/ min、 m3/ min、 m3/ min、 m3/ min主、 m3/ min。 m3/ min。 其他有益礦物井田內(nèi)的有益礦產(chǎn)有耐火粘土、鋁土礦、鐵礦以及賦存于煤中的某些稀有分散元素?，F(xiàn)簡述如下：(1)耐火粘土～ m，灰或深灰色，團(tuán)塊狀結(jié)構(gòu)，含鮞粒及菱鐵礦結(jié)核，有植物細(xì)根。井田西半部被剝蝕。 m，淺灰色團(tuán)塊狀結(jié)構(gòu)，含鮞粒及菱鐵礦結(jié)核，頂部有植物根。 m，淺灰色，組織致密、細(xì)膩、鮞狀及豆?fàn)罱Y(jié)構(gòu)，含黃鐵礦散晶及菱鐵礦結(jié)核。(2)鋁土礦 m，灰或紫灰雜色，鮞狀和豆?fàn)罱Y(jié)構(gòu)，含黃鐵礦及菱鐵礦結(jié)核，底部時(shí)現(xiàn)礫狀結(jié)構(gòu)。(3)鐵礦在G層鋁土礦和中奧陶統(tǒng)馬家溝組石灰?guī)r之間有一巢窩狀鐵礦層，由黃鐵礦、赤鐵礦和褐鐵礦聚合而成。比重甚大，厚度極不穩(wěn)定， m左右。以上的鋁土礦及鐵礦因直接覆蓋于奧陶石灰?guī)r之上，水文地質(zhì)條件復(fù)雜，當(dāng)前不具備開采價(jià)值。(4)稀有分散元素根據(jù)稀有元素測試結(jié)果(表413)，%，鍺的含量在%，%，%，%，說明井田內(nèi)賦存稀有元素，但是品位低，無工業(yè)價(jià)值。 煤層特征 煤層林南倉井田煤系主要由石炭系上統(tǒng)和二疊系下統(tǒng)組成，含煤地層總厚約450 m，共含大小煤層十九層， m，%，其中可采煤層共兩層， 112， m，%，可采煤層集中在趙各莊組和大苗莊組。井田十九層煤中， 112煤為主要可采煤層，其它煤層為不可采或局部可采煤層，現(xiàn)分述主要可采煤層。11煤：為礦井主采煤層，～ m，平均厚度為5 m，煤層傾角為12~17176。，平均為16176。區(qū)內(nèi)煤層厚度變化較大，總的變化趨勢是：東翼、西翼采區(qū)厚度較大，而南翼采區(qū)則較薄，最厚點(diǎn)為灣33孔所見。煤層含1層夾矸，但夾矸分布不穩(wěn)定。12煤：為礦井主采煤層，～ m， m，煤層傾角為11~16176。，176。，區(qū)內(nèi)煤層厚度形態(tài)變化較穩(wěn)定。含夾矸45層，其中下部含一層分布極穩(wěn)定的細(xì)砂巖夾矸，灰白色或淺灰色，條帶狀，致密堅(jiān)硬，～ m， m。各可采煤層特征見表11。表11可采煤層特征煤層煤厚/m平均煤層間距/mmin~max平均煤層結(jié)構(gòu)(夾矸層數(shù))穩(wěn)定情況可采情況頂、底板特征頂板底板11851較穩(wěn)定可采泥巖粉砂巖124~5穩(wěn)定可采粉砂巖細(xì)砂巖 煤層頂、底板 11煤層：直接頂為灰黑色泥巖，塊狀，含海相動物化石，；老頂為淺灰色～灰白色細(xì)砂巖，塊狀，易風(fēng)化，厚度不穩(wěn)定，；直接底為灰～灰白色帶褐色泥巖或粘土質(zhì)粉砂巖,塊狀構(gòu)造。12煤層：偽頂為深灰色或黑色腐泥質(zhì)泥巖，塊狀，厚度不穩(wěn)定，時(shí)有尖滅，老頂?shù)V壓顯現(xiàn)等級為Ⅲ級；直接頂為粉砂巖，水平層理發(fā)育，易脫落，中上穩(wěn)定性。直接底為灰～深灰色粉砂巖或細(xì)砂巖，塊狀，較堅(jiān)硬，底板類別為Ⅴ。可采煤層及其頂?shù)装宓膸r石力學(xué)性質(zhì)見表12。表12可采煤層及其頂?shù)装宓膸r石力學(xué)性質(zhì)表層位密度g/cm3三軸抗剪參數(shù)抗壓強(qiáng)度Mpa抗拉強(qiáng)度Mpa內(nèi)聚力Mpa內(nèi)摩擦角11煤頂板27176。44180。121煤底板30176。39180。11煤頂板～34176。41～36176。57180?！?21煤底板～23176。17180。～35176。54180?！?煤質(zhì)據(jù)《林南倉地質(zhì)報(bào)告》提供的資料，本井田可采煤層的變質(zhì)程度較低，相當(dāng)于氣煤階段。根據(jù)各煤種的分布情況，得出本井田煤的變質(zhì)以區(qū)域變質(zhì)為主。林南倉井田各煤層均屬腐植質(zhì)煤，通過肉眼鑒定，顏色一般為黑色，玻璃光澤。塊狀構(gòu)造，少數(shù)為條帶狀。煤巖組分以亮煤為主，鏡煤及暗煤次之，絲炭少見。煤巖類型一般為光亮型或半光亮型、次為半暗型。各煤層煤質(zhì)特征見表13。表13各煤層煤質(zhì)特征表 項(xiàng)目煤層水分(%)灰分(%)揮發(fā)分(%)全硫(%)發(fā)熱量MJ/Kg煤種磷‰精煉回收率%元素分析C%H%O%N%11氣煤12氣煤 瓦斯由于林南倉礦林南倉四礦生產(chǎn)作業(yè)區(qū)域廣，構(gòu)造形式多，多煤層開采，因而瓦斯涌出量因區(qū)域、構(gòu)造部位及煤層的不同而有差異。因此，礦井對瓦斯進(jìn)行了深入的研究，并且把瓦斯的涌出量的測量工作作為礦井生產(chǎn)的一個(gè)重要內(nèi)容，根據(jù)測定的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，分析計(jì)算得出鑒定結(jié)果(表63)，本礦屬低瓦斯等級。煤礦瓦斯是安全的重要隱患，應(yīng)引起高度重視，要嚴(yán)格執(zhí)行《煤礦安全規(guī)程》之規(guī)定，建立健全各項(xiàng)有關(guān)瓦斯管理制度，采取廣泛的、有效的預(yù)防措施。表14礦井瓦斯等級鑒定結(jié)果總表瓦斯二氧化碳鑒定等級上年度鑒定等級全礦井1211煤全礦井12煤相對量(m3/t)絕對量(m3/min)是否突出最大相對量(m3/t)相對量(m3/t)絕對量 ((m3/min)最大相對量(m3/t)否低低 煤塵及煤的自燃林南倉礦林南倉四礦對可采煤層的煤塵的爆炸性進(jìn)行了鑒定，結(jié)果顯示鑒定煤層有爆炸危險(xiǎn)，因此，加強(qiáng)采掘作業(yè)現(xiàn)場滅塵工作，仍是當(dāng)前安全工作的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。礦井火災(zāi)的發(fā)生與發(fā)展，嚴(yán)重地影響著煤礦的安全生產(chǎn)，火災(zāi)的發(fā)生還極易引發(fā)煤塵瓦斯爆炸，因此礦井火災(zāi)是煤礦的重大自然災(zāi)害之一。針對煤層自然發(fā)火，進(jìn)行煤的自燃傾向性鑒定，尋找比較敏感的標(biāo)志氣體，制定適合本地的防滅火措施是非常必要的。為了探索林南倉礦林南倉四礦煤層的自燃發(fā)生規(guī)律，對11煤、12煤的自燃傾向性進(jìn)行了測定,得出結(jié)論。煤層自然發(fā)火性情況及煤塵爆炸性情況見表15。表15 煤層自然發(fā)火性情況及煤塵爆炸性情況煤層名稱1112煤層自然傾向性等級自燃Ⅱ級自燃Ⅱ級最短自然發(fā)火期(月)812812煤塵爆炸性鑒定結(jié)果有爆炸性有爆炸性煤塵爆炸指數(shù)～～根據(jù)測定結(jié)果有針性地采取防滅火措施，可以減少不必要的浪費(fèi)和因火災(zāi)造成的損失。建立完善的工作制度和嚴(yán)格的檢查管理制度，并采取相應(yīng)的防范措施，煤的自燃發(fā)火是可以預(yù)防的。 煤的工業(yè)用途評價(jià)井田內(nèi)各煤層均屬氣煤，小牌號為氣煤1號和氣煤2號，根據(jù)9煤鐵箱試驗(yàn)結(jié)果，煤的結(jié)焦性能較差，塊度小，抗碎性及抗磨性能較差，不適于單獨(dú)煉焦之用，但可以考慮作配焦用煤；煤的焦油含量較高，屬富油煤～高油煤，可考慮煤的綜合利用?！?，可作為動力用煤。 勘探程度及可靠性 本井田的精查工作量很大，除以往工作量以外，最后一次精查區(qū)內(nèi)又鉆了119個(gè)孔，基本上搞清本井田的煤層賦存情況和主要的地質(zhì)構(gòu)造情況。但由于地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，相當(dāng)一部分?jǐn)嗔讶允峭贫ǖ?。根?jù)本區(qū)斷裂的一般規(guī)律，往往在大斷裂附近還有很多較小的斷裂，再者由于煤層走向變化大，還可能有新的斷裂沒有控制，這些都需要在健井和生產(chǎn)過程中予以注意。礦井瓦斯等級，涌水量是根據(jù)礦井實(shí)際情況推算出來的。所以可靠性不足，待礦井建設(shè)投產(chǎn)后，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況重新確定。 井田境界在煤田劃分為井田時(shí)，要保證各井田有合適的尺寸和境界，使煤田的各部分都能得到合理的開發(fā)。井田的劃分原則是：(1)井田范圍、儲量、煤層賦存及開采條件要與礦井生產(chǎn)能力相適應(yīng)。(2)保證井田有合適的尺寸。(3)充分利用自然等條件劃分井田。(4)合理規(guī)劃礦井開采范圍，處理好相鄰礦井之間的關(guān)系。 井田范圍林南倉井田東部、西部、南部、北部以人為劃分井田邊界線為界。東北部及西南部以沖積層下潛伏露頭以下垂深30m處氧化風(fēng)化帶為界，深部以12煤11盆狀向斜底700950標(biāo)高為最終深度。上述界限內(nèi)的范圍為本礦設(shè)計(jì)范圍，以此計(jì)算設(shè)計(jì)儲量。 開采界限井田內(nèi)含煤地層為井田煤系主要由石炭系上統(tǒng)和二疊系下統(tǒng)組成，煤系總厚度約450 m，共含煤19層，其中可采煤層共二層，即11煤、12煤，可采煤層集中在趙各莊組和大苗莊組， m，%。林南倉礦林南倉四礦井田中11煤為較穩(wěn)定煤層，12煤為穩(wěn)定煤層。其中主采煤層為11，12煤，11，12號煤層由于其厚度較低且含硫分較高，作為后期儲備資源開采。礦井設(shè)計(jì)主要針對11，12煤層。開采上限：11，12號煤層風(fēng)化帶150m。下部邊界：11，12號煤層900m。 井田尺寸，東西約5 km，面積約17km2。,。,。11，12煤層的傾角最大為17176。，最小為12176。，平均為16176。井田賦存狀況示意圖如圖21所示 圖21 井田未來發(fā)展情況林南倉井田東部、南部及西部都有井田開采，在橫向上沒有發(fā)展，而在縱向上隨著技術(shù)的進(jìn)步和勘探水平的全面提高，井田范圍內(nèi)的儲量會越來越精確，可能在更深部發(fā)現(xiàn)可采煤層。 礦井儲量設(shè)計(jì)井田范圍內(nèi)計(jì)算的煤層為11，12煤層。礦井儲量是指礦井內(nèi)所埋藏的數(shù)量，具有工業(yè)價(jià)值的煤炭數(shù)量。它不僅包含著煤礦在地下埋藏的數(shù)量，而且還表示煤炭的質(zhì)量，反映井田的勘探程度及開采技術(shù)條件。礦井儲量可分為礦井地質(zhì)儲量、礦井工業(yè)儲量和礦井可采儲量。礦井工業(yè)儲量是指平衡表內(nèi)A+B+C級儲量的總和。礦井設(shè)計(jì)儲量是礦井工業(yè)儲量減去設(shè)計(jì)計(jì)算的斷層煤柱、井田境界煤柱、防水煤柱和已有的地面構(gòu)筑物、建筑物需要留設(shè)的保護(hù)煤柱等永久煤柱損失量后的儲量。礦井可采儲量是指礦井設(shè)計(jì)儲量減去礦井井下主要巷道及上下山保護(hù)煤柱、工業(yè)場地保護(hù)煤柱后乘以采區(qū)回采率的儲量。 儲量計(jì)算基礎(chǔ)(1)根據(jù)林南倉井田地質(zhì)勘探報(bào)告提供的煤層儲量計(jì)算圖計(jì)算。(2)煤層厚度的確定：計(jì)算煤層采用各煤分層的累計(jì)厚度作為儲量計(jì)算厚度，但不予分層計(jì)算。此外，在煤層頂部，當(dāng)夾矸分層厚大于其上煤分層厚；在煤層底部，當(dāng)夾矸分層厚度大于其下煤分層厚度，則該煤分層不參與儲量計(jì)算。儲量計(jì)算中凡煤層厚度不可靠者均不予采用。(3)井