【文章內(nèi)容簡介】 頂板為灰及深灰色中厚層中粒石英砂巖（俗稱大占砂巖），局部地段大占砂巖與二1煤層之間夾有薄層砂質(zhì)泥巖、泥巖及炭質(zhì)泥巖偽頂，二1煤層底板為深灰色砂質(zhì)泥巖和黑灰色泥巖。 煤層穩(wěn)定程度評價依據(jù)煤炭部1984年《礦井地質(zhì)規(guī)程》有關(guān)煤層穩(wěn)定性評定之要求，本區(qū)二1煤層總體屬中厚煤層，煤層穩(wěn)定性評定以主要指標(biāo)變異系數(shù)（r）及輔助指標(biāo)可采指數(shù)（km）進行評定。經(jīng)估算，本區(qū)二1煤層變異系數(shù)（r）%，應(yīng)屬較穩(wěn)定性煤層（Ⅱd）。綜觀全區(qū)鉆探與井巷揭露，本區(qū)受構(gòu)造等地質(zhì)因素影響，揭露不可采帶達24處，煤層短距離增厚變薄明顯。這一變化規(guī)律與新安煤田二1煤層變化規(guī)律吻合。根據(jù)新安煤田及本區(qū)探采實際情況，經(jīng)綜合評定，確定本區(qū)煤層穩(wěn)定性屬不穩(wěn)定型（Ⅲd類），基本符合本區(qū)變化規(guī)律。（見表32）表32 二1煤層穩(wěn)定性評定結(jié)果表采探類別煤層厚度(m)厚、中厚煤層評價指標(biāo)范圍煤層穩(wěn)定性評價穩(wěn)定煤層較穩(wěn)定煤層不穩(wěn)定煤層變異系數(shù)r(%)可采指數(shù)km變異系數(shù)r(%)可采指數(shù)km變異系數(shù)r(%)可采指數(shù)km≤25≥25～≤40≥～40～≤65≥～鉆孔Ⅲd礦井Ⅱd全區(qū)Ⅱd～Ⅲ 煤巖層對比本區(qū)屬多煤段區(qū)，由于多條構(gòu)造的影響，使含煤地層連續(xù)性遭到一定程度的破壞，給地層對比造成一定困難。但區(qū)內(nèi)標(biāo)志層特征明顯，層位穩(wěn)定，各煤段煤巖特征各具特色，為地層對比工作提供了有利的條件。本次地層對比采用的方法為：標(biāo)志層法、層間距法、煤巖組合特征對比法、煤層特征對比法和測井曲線對比法，同時結(jié)合礦井開拓資料，通過綜合對比分析，確定了地層劃分和煤巖層對比的依據(jù)，重點解決了二1煤層對比。（一）標(biāo)志層及層間距對比法本區(qū)標(biāo)志層特征明顯，層位、層間距較穩(wěn)定，是劃分地層和煤層的主要方法。詳見表3表34。（二）煤層對比二1煤層基本特征為：全區(qū)發(fā)育，全區(qū)大部分可采的中厚煤層，煤質(zhì)為粉狀焦煤，賦存于二煤段下部。其頂板為大占砂巖（Sd），底板為二1煤層底板砂巖（Ser），下有太原組上段L7灰?guī)r控制。由此確定二1煤層對比可靠。 煤質(zhì)二1煤層：深黑色，玻璃光澤，由于受后期構(gòu)造作用的影響，煤的原生結(jié)構(gòu)及構(gòu)造特征已不復(fù)存在，煤的主要粒級在1mm以下，呈粉狀及鱗片狀產(chǎn)出，屬以糜棱煤為主的構(gòu)造煤。煤層中后期構(gòu)造作用所產(chǎn)生的擠壓揉皺鏡面發(fā)育，煤中含5～15mm的黃鐵礦結(jié)核及散晶，煤的強度極低，指壓即碎。據(jù)郁山煤礦抗碎強度測試，%，應(yīng)屬特低強度煤。表33 標(biāo)志層及特征一覽表地層單位標(biāo)志層代號標(biāo)志層特征平均厚度(m)與二1煤層間距(m)穩(wěn)定性對比意義石千峰組Sp平頂山砂巖：灰白+、淺灰厚層狀中粗粒長石石英砂巖。穩(wěn)定尋找煤系，對比煤層的良好標(biāo)志。上石盒子組St田家溝砂巖：淺灰、灰白中粒含礫石英砂巖。穩(wěn)定上、下石盒子組分界下石盒子組Nd大紫泥巖：淺灰色具大量暗紫斑泥巖，豆?fàn)?、鮞狀結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定三煤段的良好標(biāo)志層Ss砂鍋窯砂巖：淺灰、灰色中粗粒石英砂巖，含泥礫。穩(wěn)定下石盒子組與山西組的良好分界。山西組Nx小紫泥巖：灰色泥巖，具暗斑，含菱鐵質(zhì)假鮞。較穩(wěn)定二煤段對比輔助標(biāo)志層Sd大占砂巖：灰、淺灰色中細粒石英砂巖，層面含炭質(zhì)及大量白云母碎片。較穩(wěn)定對比二1煤層良好標(biāo)志層。Ser底板砂巖：灰黑色粉砂巖，砂質(zhì)泥巖，呈條帶狀。含同生黃鐵礦結(jié)核。穩(wěn)定P1sh與C3t的良好分界。太原組L7灰、深灰色，厚層狀泥晶灰?guī)r，含黃鐵礦結(jié)核及燧石結(jié)核。穩(wěn)定對比二1煤層的良好標(biāo)志層。崮山組∈3g灰、灰白色白云質(zhì)灰?guī)r，含燧石條帶及結(jié)核。423穩(wěn)定對比本溪組的良好標(biāo)志層。表34 主要煤層、標(biāo)志層間距表項目∈3gL7Ser二1SsStSpSpStSs二1Ser注：表中橫、豎兩側(cè)不同的交叉格即為兩者間距。同層交叉格即為本層厚度。單位：mL7∈3g423～，（5點）?！?t/m3， t/m3(4點)。%左右。 t/m3。二1煤層煤巖特征：%，主要為鏡質(zhì)組，%，%；次為半鏡質(zhì)組、半惰質(zhì)組，%，%。%，%。%，以粘土類為主，%，%；次為硫酸鹽類，%，%，%，%，%，%。 化學(xué)性質(zhì)灰份：二1煤層：原煤灰分（Ad）～%，%（9點），依據(jù)現(xiàn)行GB/T1522412004《動力煤灰分分級》標(biāo)準(zhǔn)評定，應(yīng)屬中灰煤。，浮煤灰分（Ad）～%，%，%，浮煤回收率平均25%，回收率低。經(jīng)灰分分級標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計，低灰煤（～%）為1點，%；中灰煤（～%）為6點，%，高灰煤（＞）為2點，%，總體屬中灰煤，屬灰分變化小的煤層。硫份：二1煤層：原煤全硫（St，d）～%，%（9點），屬中高硫煤，～%，%（9點），%。原煤全硫的分級依據(jù)GB/T1522422004標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，當(dāng)煤炭實測干燥基高位發(fā)熱量（Qgr，d）不等于基準(zhǔn)發(fā)熱量（Qgr，d）時，要對硫分進行折算，得到折算后的全硫（St，d），按基準(zhǔn)發(fā)熱量（無煙煤和煙煤的硫分分級）標(biāo)準(zhǔn)進行分級統(tǒng)計，經(jīng)統(tǒng)計，本區(qū)二1煤層中中高硫煤（～%）6點，%；高硫煤（%）3點，%，總體屬中高硫煤，屬硫分變化中等的煤層。磷、砷：據(jù)區(qū)域資料，二1煤層原煤磷、砷含量較低，—%，%，屬低磷煤。，對人體無影響。元素組成煤中有機元素主要為：碳、氫、氮、氧和硫。據(jù)浮煤分析結(jié)果，%，%，%，%。煤中有機元素碳含量隨著煤的變質(zhì)程度增高而增加，氫則隨著碳的增加而減少。與原煤相比，%，%，%，%。（氧）化特征據(jù)區(qū)域資料，本區(qū)二1煤層風(fēng)氧化帶深度為基巖垂直深30～40m。 煤質(zhì)綜合評價煤類劃分以《中國煤炭分類國家標(biāo)準(zhǔn)（GB5751—86）》為依據(jù)。二1煤層浮煤干燥無灰基揮分份（Vdaf900℃）—%，%；，指數(shù)（G）73—79。 煤的綜合評價綜上所述，二1煤層屬中灰、富硫、低磷、高熔融性粉狀焦煤。但因其灰份大于10%，含硫超過1%，故其屬非煉焦用煤，適宜動力和民用。4礦床開采技術(shù)條件 區(qū)域水文地質(zhì)概況本區(qū)地形起伏不平，總體是北低南高，西高東低，地面標(biāo)高291～614m，相對高差323m， 地形切割劇烈，溝谷發(fā)育；地表分水嶺方向近于東西，基本與土古洞背斜軸相一致。地貌以低山丘陵地貌為主，局部為以片流沖刷作用為主形成以侵蝕為特征的沖溝斜坡地貌。本區(qū)屬黃河流域洛河水系。本礦井二1煤層的直接充水含水層為裂隙含水層和底板巖溶裂隙含水層。水文地質(zhì)條件屬中等類型的煤礦床。根據(jù)比擬法預(yù)算礦井涌水量，郁山井正常為80 m3/h，最大為120 m3/h，供設(shè)計及生產(chǎn)部門參考。根據(jù)井田內(nèi)的巖性、厚度、富水性、導(dǎo)水性及地層組合關(guān)系，自下而上共分為8個含水層。即：寒武系上統(tǒng)崮山組石灰?guī)r含水層（I）；石炭系上統(tǒng)太原組下段石灰?guī)r含水層（Ⅱ）；石炭系上統(tǒng)太原組上段石灰?guī)r含水層（Ⅲ）；二疊系下統(tǒng)山西組中粗粒砂巖含水層（Ⅳ）；二疊系下統(tǒng)下石盒子組中粗粒砂巖含水層（V）；二疊系上統(tǒng)上石盒子組中粗粒砂巖含水層(Ⅵ)；二疊系上統(tǒng)石千峰組平頂山段中粗粒砂巖含水層（Ⅶ）；第四系細砂、砂礫石含水層（Ⅷ）。根據(jù)巖性、地層組合關(guān)系，自下而上分為4個隔水層。即：本溪組隔水層；太原組中段隔水層；二1煤層底板隔水層；二1煤層頂部隔水層。現(xiàn)將各含、隔水層水文地質(zhì)特征敘述如下：：寒武系上統(tǒng)崮山組石灰?guī)r含水層（I）本礦井北部邊界附近有零星出露，全礦井有分布，但無出露，主要由深灰色、灰色厚層狀白云質(zhì)石灰?guī)r和上部泥質(zhì)灰?guī)r組成，1980年8月26日礦井曾出現(xiàn)過突水事故，也是對郁山煤礦的主要威脅。2002年1月，突水量穩(wěn)定在240m3/h。2002年8月—2003年1月，本礦101孔附近施工疏排水井5眼（現(xiàn)為新安縣電廠水源地），這些疏排井施工后，該突水點的水位降到標(biāo)高+216m以下，近年來觀測，郁山機井群3臺水泵停排1個月后，原突水點處的水位仍低于+216m，對郁山礦井下開采有利。石炭系上統(tǒng)太原組下段石灰?guī)r含水層（Ⅱ）主要由深灰色L1石灰?guī)r組成，局部相變?yōu)橹写至Ｉ皫r，，巖溶裂隙發(fā)育程度不均一，一般以裂隙、溶隙為主，～。石炭系上統(tǒng)太原組上段石灰?guī)r含水層（Ⅲ）主要由L7石灰?guī)r組成，灰色和淺灰色，含燧石結(jié)核，。該層全礦井有埋藏，無天然露頭。生產(chǎn)礦井調(diào)查，近些年來，開拓和回采中多處揭露該層，涌水量4～25m3/h。32031工作面回采時，底板突水，突水量7m3/h，此層礦井涌水量45m3/h，未發(fā)現(xiàn)新的底板突水現(xiàn)象。該層為巖溶裂隙承壓水，富水性弱～中等，導(dǎo)水性不均一，水壓較大，屬二1煤層底板直接充水含水層。二疊系下統(tǒng)山西組中粗粒砂巖含水層（Ⅳ）由大占砂巖、香炭砂巖等組成，巖性以中粗粒長石石英砂巖為主。巖石中裂隙發(fā)育不均一，礦井中以滲水、淋水為主。目前，開采水平為標(biāo)高50m，此層礦井總涌水量35m3/h左右。該層為裂隙承壓水，富水性弱，導(dǎo)水性差。屬二1煤層頂板直接充水含水層。二疊系下統(tǒng)下石盒子組中粗粒砂巖含水層（V）巖性為灰色、淺灰色中厚層狀、厚層狀中粗粒砂巖；成分以石英為主，長石次之。該層無泉水。鉆孔簡易水文地質(zhì)觀測結(jié)果，未發(fā)現(xiàn)涌、漏水現(xiàn)象，屬二1煤層上部間接充水含水層。二疊系上統(tǒng)上石盒子組中粗粒砂巖含水層（Ⅵ）巖性為灰、灰白色厚層狀中粗粒砂巖，成分以長石石英為主。該層無泉水出露。鉆孔簡易水文地質(zhì)觀測，未發(fā)現(xiàn)涌、漏水現(xiàn)象。該層為裂隙承壓水，富水性弱，導(dǎo)水性差，屬二1煤層頂部間接充水含水層。因遠離二1煤層，一般對礦井充水影響不大。二疊系上統(tǒng)平頂山段中粗粒砂巖含水層（Ⅶ）由淺灰、灰白色厚層狀中粗粒長石石英砂巖組成。該層含巖溶裂隙承壓水，富水性中等，導(dǎo)水性較好，屬二1煤層間接充水含水層。因遠離二1煤層，一般對礦井充水影響不大。第四系細砂、礫石含水層（Ⅷ）由該層中的細砂、礫石組成，主要分布于趙峪和仙桃一帶及沖溝中，富水性較弱，為當(dāng)?shù)厝?、畜飲用水和生活用水水源。地下水動態(tài)隨季節(jié)變化。地下水類型為孔隙潛水或孔隙承壓水。石炭系本溪組鋁質(zhì)巖、鋁質(zhì)泥巖隔水層，層位穩(wěn)定，巖性致密，隔水條件良好。正常情況有一定隔水作用，但在破碎地帶，有可能失去隔水作用。石炭系太原組泥巖、砂質(zhì)泥巖隔水層由泥巖、砂質(zhì)泥巖和粉砂巖組成，平均厚10m，該層巖石較為致密，正常情況下可阻止上下灰?guī)r的水力聯(lián)系。二1煤層底板隔水層系指二1煤層底板至L7灰?guī)r之間的砂質(zhì)泥巖、泥巖等。一般厚5m左右，厚度較穩(wěn)定。加之太原組灰?guī)r含水性弱，具有一定的隔水作用，當(dāng)遇斷裂切穿隔水層而勾通含水層時，則地下水就可能進入礦井。二1煤層頂板隔水層系指山西組砂巖之間的泥巖、砂質(zhì)泥巖，結(jié)構(gòu)致密，透水性極差，總厚度一般在30m左右。層位穩(wěn)定，在采煤方法與水體下開采相適應(yīng)的情況下，有一定隔水作用。 礦井充水因素分析礦區(qū)充水條件包括充水水源的類型和大小，充水通道的位置、性質(zhì)、強弱以及其它自然和人為的影響因素。充水水源主要有：大氣降水大氣降水是礦區(qū)充水的主要水源，本區(qū)年降水量在600—700mm，最大降水集中在夏季的9三個月份，占年降水量的60%左右。正常情況下，對井下不會構(gòu)成威脅。地下水郁山井位于郁山礦區(qū)裂隙水和巖溶裂隙水水文地質(zhì)單元的西南部，除東鄰普士山井田及土古洞水庫滲漏對本礦井有補給作用和西鄰地區(qū)對本礦井有排泄作用外，區(qū)域地下水的徑流和排泄對本礦井影響不大。充水通道：滲水性通道：指第四系松散堆積層與基巖風(fēng)氛化帶的節(jié)理裂隙連通時往往具有充水現(xiàn)象。水量一般不大。潰水性通道：主要指斷裂、大裂隙等。本礦靠近普士山斷層，地下水導(dǎo)入礦井的可能性很大，因此應(yīng)該隨時注意。特別應(yīng)當(dāng)指出的是，當(dāng)采至落差很小的斷層時，造成奧灰水淹井，在其它地區(qū)也時有發(fā)生。綜上所述，大氣降水是礦井充水的主要水源，大氣降水首先補給直接充水含水層，然后進入礦床，據(jù)調(diào)查，—2倍，最大4倍。其次為地表水、地下水。隨著礦井開采面積的增大，正常涌水量將有所增加。因此建議礦井在生產(chǎn)過程中應(yīng)采取超前探水的方法。礦井涌水主要來自煤層頂板，依據(jù)《煤、泥炭地質(zhì)勘查規(guī)范》，水文地質(zhì)條件中等。 礦井涌水量預(yù)算據(jù)礦方介紹，正常涌水量60m3/h，預(yù)算涌水量選用下式：Q=Q1 式中，Q、F、S分別為預(yù)計礦井涌水量（m3/h）、開采面積（m2）和水位降深（m）。QFS1分別為原礦井涌水量（m3/h）、開采面積（m2）和水位降深（m）。m、n為根指數(shù)，取經(jīng)驗指數(shù)m=n=2。預(yù)