【文章內(nèi)容簡(jiǎn)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(píng)價(jià)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(píng)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(píng)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(jìn)行評(píng)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(dá)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(shí)際情況，經(jīng)綜合評(píng)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(píng)定結(jié)果表采探類別煤層厚度(m)厚、中厚煤層評(píng)價(jià)指標(biāo)范圍煤層穩(wěn)定性評(píng)價(jià)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(duì)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(duì)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(duì)比工作提供了有利的條件。本次地層對(duì)比采用的方法為：標(biāo)志層法、層間距法、煤巖組合特征對(duì)比法、煤層特征對(duì)比法和測(cè)井曲線對(duì)比法，同時(shí)結(jié)合礦井開拓資料，通過綜合對(duì)比分析，確定了地層劃分和煤巖層對(duì)比的依據(jù)，重點(diǎn)解決了二1煤層對(duì)比。（一）標(biāo)志層及層間距對(duì)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(duì)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(duì)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(jí)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(qiáng)度極低，指壓即碎。據(jù)郁山煤礦抗碎強(qiáng)度測(cè)試，%，應(yīng)屬特低強(qiáng)度煤。表33 標(biāo)志層及特征一覽表地層單位標(biāo)志層代號(hào)標(biāo)志層特征平均厚度(m)與二1煤層間距(m)穩(wěn)定性對(duì)比意義石千峰組Sp平頂山砂巖：灰白+、淺灰厚層狀中粗粒長(zhǎng)石石英砂巖。穩(wěn)定尋找煤系，對(duì)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)睢Ⅴb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(duì)比輔助標(biāo)志層Sd大占砂巖：灰、淺灰色中細(xì)粒石英砂巖，層面含炭質(zhì)及大量白云母碎片。較穩(wěn)定對(duì)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(duì)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(duì)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(xiàng)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(diǎn)）。～ t/m3， t/m3(4點(diǎn))。%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(diǎn)），依據(jù)現(xiàn)行GB/T1522412004《動(dòng)力煤灰分分級(jí)》標(biāo)準(zhǔn)評(píng)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(jí)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)，低灰煤（～%）為1點(diǎn)，%；中灰煤（～%）為6點(diǎn)，%，高灰煤（＞）為2點(diǎn)，%，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(diǎn)），屬中高硫煤，～%，%（9點(diǎn)），%。原煤全硫的分級(jí)依據(jù)GB/T1522422004標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，當(dāng)煤炭實(shí)測(cè)干燥基高位發(fā)熱量（Qgr，d）不等于基準(zhǔn)發(fā)熱量（Qgr，d）時(shí)，要對(duì)硫分進(jìn)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(jí)）標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分級(jí)統(tǒng)計(jì)，經(jīng)統(tǒng)計(jì)，本區(qū)二1煤層中中高硫煤（～%）6點(diǎn)，%；高硫煤（%）3點(diǎn)，%，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(duì)人體無影響。元素組成煤中有機(jī)元素主要為：碳、氫、氮、氧和硫。據(jù)浮煤分析結(jié)果，%，%，%，%。煤中有機(jī)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(píng)價(jià)煤類劃分以《中國(guó)煤炭分類國(guó)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(píng)價(jià)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(dòng)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(duì)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(jì)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(gè)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(xì)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(gè)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(duì)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(diǎn)的水位降到標(biāo)高+216m以下，近年來觀測(cè)，郁山機(jī)井群3臺(tái)水泵停排1個(gè)月后，原突水點(diǎn)處的水位仍低于+216m，對(duì)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(shí)，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(zhǎng)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(zhǎng)石次之。該層無泉水。鉆孔簡(jiǎn)易水文地質(zhì)觀測(cè)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(zhǎng)石石英為主。該層無泉水出露。鉆孔簡(jiǎn)易水文地質(zhì)觀測(cè)，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(yuǎn)離二1煤層，一般對(duì)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(zhǎng)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(yuǎn)離二1煤層，一般對(duì)礦井充水影響不大。第四系細(xì)砂、礫石含水層（Ⅷ）由該層中的細(xì)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?dòng)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(shí)，則地下水就可能進(jìn)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(qiáng)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(gè)月份，占年降水量的60%左右。正常情況下，對(duì)井下不會(huì)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(duì)本礦井有補(bǔ)給作用和西鄰地區(qū)對(duì)本礦井有排泄作用外，區(qū)域地下水的徑流和排泄對(duì)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(shí)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(shí)注意。特別應(yīng)當(dāng)指出的是，當(dāng)采至落差很小的斷層時(shí)，造成奧灰水淹井，在其它地區(qū)也時(shí)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(bǔ)給直接充水含水層，然后進(jìn)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(jì)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(yàn)指數(shù)m=n=2。預(yù)