【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 泥巖、砂質(zhì)泥巖 穩(wěn)定 C3T 15 03 較復(fù)雜 泥巖、砂質(zhì)泥巖 深灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖 穩(wěn)定 陽(yáng)泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 — 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 四、煤質(zhì) 物理性質(zhì) 2號(hào)煤：黑色、玻璃光澤、條帶狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)生裂隙發(fā)育，斷口平坦?fàn)?、參差狀，以亮煤、鏡煤為主，暗煤次之，屬光亮 半亮型煤。 15 號(hào)煤：黑色、玻璃光澤，含黃鐵礦結(jié)核，條帶狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)生裂隙較發(fā)育，斷口平坦?fàn)?、參差?,以亮煤為王，暗煤次之，夾鏡煤條帶，屬半亮型 半暗型煤。 化學(xué)性質(zhì) 根據(jù)區(qū)內(nèi)鉆孔及鄰區(qū)鉆孔煤樣化驗(yàn)測(cè)試結(jié)果，將井田內(nèi) 2 號(hào)、 15 號(hào) 煤層主要煤質(zhì)特征分述如下： (1)2 號(hào)煤層 (舊編號(hào)為 9 號(hào)，采礦證批為 9 號(hào)煤層 )： 原煤：水份 (Mad)%，平均 %；灰份 (Ad)%，平均 %；發(fā)份 (Vdaf)%，平 均 %； 全硫 ()均 %；磷 (Pd)含量為%；干基彈筒發(fā)熱量 ()／ kg。 洗煤：水份 (Mad).%，平均 %；灰份 (Ad)%，平均 %；揮發(fā)份 (Vdaf)%，平均 %；全硫 ()%。 (2)15 號(hào)煤層： 原煤：水份 (Mad)%，平均 %；灰份 (Ad)%，平均 %；揮發(fā)份 (Vdaf)%，平均 %；全硫 ()%，平均 %；磷 (Pd)含量為 %；干基彈筒發(fā)熱量 ()／ kg。 洗煤：水份 (Mad)%，平均 %；灰份 (Ad)～ %，平 均 %；揮發(fā)份 (Vdaf)%，平均 %。 可采煤層煤質(zhì)化驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)附表 133。 煤類 根據(jù)鄰區(qū)資料結(jié)合本井田資料，對(duì)其用途分煤層敘述如下： 2號(hào)煤層 (舊編號(hào)為 9號(hào)，采礦證批為 9號(hào)煤層 )：為低中灰 中高灰，特低硫 低硫，特高熱值之瘦煤，可作動(dòng)力用煤、民用煤和煉焦配煤。 15 號(hào)煤層：為低中灰 中灰，中高硫 高硫，特高熱值之貧瘦煤。由于灰分、硫分高，主要作動(dòng)力用煤。 五、井田內(nèi)其它有益礦產(chǎn)主要有以下幾種 l、本溪組鋁土泥巖 陽(yáng)泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 — 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 位于本溪組中上部，顏色呈淺灰一灰白色致密塊狀 ，具鮞粒結(jié)構(gòu)，含黃鐵礦結(jié)核。據(jù)西山礦區(qū)資料來(lái)看， SiO2含量 %， Al2O3含量為 %，達(dá)不到工業(yè)可采品位要求。 本溪組鐵礦 見(jiàn)于本溪組底部，僅部分鉆孔見(jiàn)此層位，且多為鐵質(zhì)粉砂巖及鐵質(zhì)泥巖或呈結(jié)核狀分布于本溪組粉砂巖、泥巖等巖層中，層位極不穩(wěn)定，僅為局部富集。 稀散元素 本井田未對(duì)煤中的稀散元素做采樣測(cè)試工作，據(jù)西山礦區(qū)普查資料對(duì)煤芯煤樣進(jìn)行的鍺、鎵含量測(cè)定，鍺含量一般在 2g／ t 以下，鎵含量在 25g/t 以下，達(dá)不到工業(yè)可采品位 (鍺 20g／ t，鎵 3050g／ t)要求。 綜上所述，本區(qū)其它有益礦產(chǎn)在其品位方面均達(dá)不到工業(yè)開(kāi)采要求，無(wú)開(kāi)采價(jià)值。 六、井田水文地質(zhì)條件 l、礦井充水條件 井田位于西山盆地的東北部邊緣，為二疊系地層構(gòu)成的剝蝕丘陵、低山區(qū)，海拔10101258m。井田內(nèi)基巖出露較好，溝谷深切，地形相對(duì)高差較大。沿溝谷壁上常出露下降泉，動(dòng)態(tài)變化與大氣降水關(guān)系密切。 井田內(nèi)主要河流為虎峪河，據(jù)礦方介紹為季節(jié)性河流，但五六十年代為長(zhǎng)年性河流。據(jù)虎峪河下游下型塘水文站觀測(cè)資料：河流流速為 ／ s()／ s()；河水流量為 ／ s()／ s()。井田內(nèi)無(wú)其它較大的地表水體。 井田內(nèi)主要含水層 (1)中奧陶統(tǒng)峰峰組石灰?guī)r含水層 井田內(nèi)本含水層埋藏深度 般 300～ 500m。主要由石灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、泥灰?guī)r等組成，厚約 170m，井田內(nèi)僅 130 號(hào)鉆孔揭露界面。據(jù)鄰近井田東緣的 186 號(hào)鉆孔揭露該層 ，鉆進(jìn)中巖芯破碎，沖洗液漏失量達(dá) ／ h，水位為 ，標(biāo)高為 +，說(shuō)明該含水層為中、強(qiáng)含水層。 2 號(hào)煤層最低標(biāo)高約為 600m，低于奧灰水位 ，擴(kuò)區(qū)全位于奧灰水位之下； 15號(hào)煤層最底標(biāo)高為 450m，低于奧灰水位 ，杜兒坪斷層以西均位于奧灰水位之下。 (2)上石炭統(tǒng)太原組含水層組 井田內(nèi)地表無(wú)出露，為碎屑巖夾碳酸鹽巖裂隙巖溶含水層組。主要包括 K K陽(yáng)泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 — 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) K4石灰?guī)r及 K6灰?guī)r下砂巖裂隙含水層，構(gòu)成太原組各煤層的涌水水源。 a、 K2石灰?guī)r含水層：為 14號(hào)煤層的直接頂板，分布范圍廣，層厚穩(wěn)定，一般厚～ ，硬度較大，常見(jiàn)裂隙及溶洞孔等，鄰區(qū)多為個(gè)鉆孔鉆進(jìn)時(shí)有沖洗液漏失現(xiàn)象。 b、 K3石灰?guī)r含水層：為 13號(hào)煤的直接頂板，層厚 ～ ，巖溶裂隙發(fā)育不均一。 c、 K4石灰?guī)r含水層：為 11號(hào)煤的直接頂板，層厚 ,據(jù)鉆孔揭露巖溶裂隙不發(fā)育。 據(jù)井田外 186 號(hào)、 219 號(hào)鉆孔對(duì) K K K4 石灰?guī)r含水層的混合抽水資料：q=／ ， K=／ d，水位埋深為 ～ 。 d、 K6灰?guī)r下砂巖含水層：位于 K6 石灰?guī)r以下，層厚 ，由中、粗粒砂巖等組成。井田外鉆進(jìn)該層位時(shí)沖洗液有漏失現(xiàn)象，另?yè)?jù)井田外 219 號(hào)鉆孔該 層抽水資料， q=／ ， K= 3m／ d。 (3)下二疊統(tǒng)山西組與 Kx 砂巖含水層組 a、山西組含水層組：為碎屑巖裂隙含水層組，主要由中、細(xì)粒砂巖等組成，厚度與巖性變化較大，發(fā)育有砂巖裂隙，但 般富水性較弱。 b、 K8 砂巖含水層：為下石盒組與山西組的分界幫派巖，以中、粗粒砂巖為主，發(fā)育有少量裂隙，一般富水性較弱。 據(jù)井田外 186號(hào)鉆孔抽水資料， q=／ ， K=／ d。 (4)上石盒子組砂巖含水層組 包括上石盒子組底界 K10 砂巖及基層間砂巖，厚度變化較大，富 水性不均一，個(gè)別鉆孔在鉆進(jìn)時(shí)有沖液漏失現(xiàn)象。據(jù)井田外 186 號(hào)鉆孔抽水資料， q=／ ，K=／ d，水位埋深 。 (5)基巖風(fēng)化帶含水層 因風(fēng)化裂隙的發(fā)育程度而異，含水性受基巖巖性和地形地貌的影響。鉆進(jìn)該層位時(shí)，多數(shù)鉆孔沖洗液消耗量增加明顯，一般來(lái)說(shuō)，該含水層富水性差異大，僅局部含水豐富。 (6)第四系松散含水層 主要由黃土、紅土及砂礫石層等組成，厚度變化較大，為 。主要分布于洗水河及其支流等地段，在河床兩岸含水性好，水位埋藏較淺，在山間坡地等處則陽(yáng)泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 — 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 含水性差。 井田內(nèi)主要隔水層 (1)石炭系中統(tǒng)本溪組隔水層 主要由鋁土泥巖、泥巖夾薄層細(xì)砂巖等組成，厚 ，裂隙不發(fā)育，透水性差，平行不整合于峰峰組灰?guī)r含水層之上，阻隔其上、下含水層的水力聯(lián)系。 (2)石炭系上統(tǒng)太原組隔水層 位于 15號(hào)煤層底板至太原組底界之間，由泥巖、砂質(zhì)泥巖等組成，厚約 。 (3)二疊系砂巖含水層層間隔水層 主要由泥巖、砂質(zhì)泥巖、鋁質(zhì)泥巖等組成。單層厚度一般大于 2m，透水性差，呈層狀分布于于各砂巖含水層之間，形成平行復(fù)合結(jié)構(gòu)，起層間隔水作用。 斷裂構(gòu)造 井田內(nèi)主 要斷裂構(gòu)造為杜兒坪正斷層。該斷層位于虎峪河床東部，呈北東方向延伸，傾向北西，傾角約 68o，斷距約 155m。因以往無(wú)鉆孔控制，其導(dǎo)水、富水性不明。 主要含水層的補(bǔ)給、徑流、排泄條件 第四系松散含水層在井田范圍內(nèi)分布廣泛，主要接受大氣降水補(bǔ)給。其下伏基巖風(fēng)化帶含水層在淺埋區(qū)，除可直接受大氣降水補(bǔ)給外，不定期可接受第四系含水層的的補(bǔ)給，在不同地段，不同時(shí)期第四系含水層與基巖風(fēng)化帶含水層可互為補(bǔ)給含水層。 井田內(nèi)碎屑巖含水層及上石炭統(tǒng)巖溶裂隙含水層由于基間有厚度不等的泥巖層阻隔，相互間水力聯(lián)系差，而主要以相互 平行的層間徑流為主，僅在構(gòu)造部位或淺埋區(qū)才可能與其它含水層發(fā)生水力聯(lián)系。 中奧陶灰?guī)r含水層是井田內(nèi)主要含水層之一，井田內(nèi)沒(méi)有出露。其地下水位于辛安泉域北部補(bǔ)給區(qū)范圍內(nèi)，地下水徑流方向大至由北向南偏西。從井田內(nèi)埋藏條件、巖溶發(fā)育情況分析，井田內(nèi)巖溶發(fā)育以溶蝕為主，隨深度增加，水位埋深也不斷增大，在構(gòu)造部位有可能與其它含水層發(fā)生水力聯(lián)系。 礦井充水因素分析 (1) 西山煤電集團(tuán)公司杜兒坪礦現(xiàn)開(kāi)采 2號(hào)、 15 號(hào)煤層，設(shè)計(jì)年產(chǎn) 300 萬(wàn) t，現(xiàn)涌水量約 lOOm3／ d。 (2)2 號(hào)煤層直接充水含水層為其頂板砂巖裂隙含水 層，由于開(kāi)采造成的塌陷裂隙可能溝通其上部含水層，在局部 2號(hào)煤上覆地層厚度較小，或頂板穩(wěn)定性不好的地段，冒裂帶可能溝通基巖風(fēng)化帶含水層或第四系松散含水層。井田范圍內(nèi) 2 號(hào)煤層底陽(yáng)泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 — 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 板標(biāo)高大多位于奧灰水位標(biāo)高之上，一般不會(huì)造成底板突水危險(xiǎn)，水文地質(zhì)條件屬簡(jiǎn)單類型。僅在洪水?dāng)鄬拥葮?gòu)造部位附近，可能會(huì)使水文地質(zhì)條件復(fù)雜化。 礦井涌水量預(yù)計(jì) 井田范圍內(nèi)無(wú)鉆孔抽水及各含水層穩(wěn)定水位標(biāo)高等資料，故無(wú)法對(duì)砂井涌水量進(jìn)行預(yù)算?，F(xiàn)依據(jù)生產(chǎn)礦井資料，采用比擬法進(jìn)行涌水量預(yù)算。 西山煤電集團(tuán)公司杜兒坪礦煤礦，設(shè)計(jì)年產(chǎn) 300 萬(wàn) t，開(kāi)采 面積 ，排水量 500m3/d，平時(shí)礦井正常涌水量 25m3/h；最大涌水量 50m3/h。開(kāi)采過(guò)程中，需要結(jié)合實(shí)際對(duì)上述數(shù)據(jù)加以修正，以確保礦井安全生產(chǎn)。 供水 (1)第四系松散含水層水及基巖風(fēng)化帶水 為當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)及民用水的主要來(lái)源，不作為本礦的主要供水水源。 (2)礦坑排水 擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模后的礦井排水量一般穩(wěn)定在 500m3／ d 左右，如能加以處理，綜合利用，不失為一種好的供水來(lái)源。 (3)中奧陶統(tǒng)石灰?guī)r含水層水 據(jù)區(qū)域奧灰石灰?guī)r含水層資料，該含水層千般富水性較好，水質(zhì)優(yōu)良，開(kāi)采成本相對(duì)較低，一 般可作為本礦供水水源。 礦井主要水害及其防治措施 (1)主要水害 杜兒坪礦主要水害是開(kāi)采 15 號(hào)煤時(shí)，其充水來(lái)源主要為： a、上覆老頂 K2石灰?guī)r巖溶裂隙含水層水； b、開(kāi)采產(chǎn)生的塌陷裂隙等溝通上覆含水層水； c、在 15號(hào)煤層淺埋處，基巖風(fēng)化帶水或第四系含水層水； d、奧灰水通過(guò)洪水?dāng)鄬拥葮?gòu)造帶的導(dǎo)入水。據(jù)礦井目前的水文地質(zhì)資料分析，涌水量較大，屬水文地質(zhì)類型中等 復(fù)雜類型。 (2)防治措施 a、加強(qiáng)井田范圍內(nèi)及相鄰小煤礦因回采塌陷所造成的地面裂隙檢查、充填、疏導(dǎo)積水工作。 b、調(diào)查了解周邊礦井的采掘、充 水情況，防止互相溝通。 c、加強(qiáng)對(duì)突水前兆的識(shí)別，堅(jiān)持 有疑必探，先探后掘 的原則。 陽(yáng)泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 — 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 七、其它開(kāi)采技術(shù)條件 開(kāi)采方法與頂?shù)装鍡l件 杜兒坪煤礦現(xiàn)開(kāi)采山西組 2號(hào)煤層 (舊編號(hào)為 9 號(hào)，采礦證批為 9 號(hào)煤層 )，目前采用房柱式采煤，一次采全高， 2 號(hào)煤層據(jù)鉆孔資料其直接頂板多為 1～ 3m 薄層灰黑色泥巖或砂質(zhì)泥巖，老頂則為厚薄不等之灰白色砂巖，底板多為泥巖，老底為灰白色砂巖。 15 號(hào)煤層頂板一般為泥巖、砂質(zhì)泥巖，巖性較脆，放頂后隨之垮落，老頂為 K2石灰?guī)r，膠結(jié)堅(jiān)硬，強(qiáng)度較大，不易塌落。 15 號(hào)煤層底板多為泥巖、砂質(zhì)泥巖， 強(qiáng)度較小，因本區(qū)地層平緩，位于下部的含水層之上，因此多年生產(chǎn)中沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)底鼓現(xiàn)象。 瓦斯、煤塵與煤的自燃 (1)瓦斯 根據(jù)本礦井對(duì) 2號(hào)煤層瓦斯實(shí)測(cè)資料，礦井在現(xiàn)有開(kāi)采區(qū)開(kāi)采時(shí)，相對(duì)瓦斯涌出量為 ／ t，絕對(duì)涌出量為 ／ min，二氧化碳相對(duì)瓦斯涌出量為 ／ t，絕對(duì)涌出量為 ／ min，屬低瓦斯礦井。據(jù)鄰近鉆孔 21 229 對(duì) 15 號(hào)煤層采樣測(cè)試，甲烷含量為 ～ ／ g，二氧化碳含量為 ／ g。 本井田西北部及 15 號(hào)煤層的埋藏較深 ，今后開(kāi)采應(yīng)加強(qiáng)瓦斯檢測(cè)工作，以確保安全生產(chǎn)。 (2)煤塵與煤的自燃 2021 年 9 月本礦井采集井下工作面煤樣，由山西省煤炭工業(yè)局綜合測(cè)試中心對(duì)煤層爆炸性和煤的自燃發(fā)火性進(jìn)行檢驗(yàn)，火焰長(zhǎng)度 40mm，巖粉用量 65%，煤層有爆炸危險(xiǎn)性。測(cè)試煤層自燃發(fā)火等級(jí)為Ⅰ級(jí)，屬容易自燃煤層。 (3)地溫 精查未做專門地溫工作，根據(jù)該礦多年生產(chǎn)驗(yàn)證，井田范圍內(nèi)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)地溫異?，F(xiàn)象。 環(huán)境地質(zhì) (1)井田環(huán)境地質(zhì)現(xiàn)狀 本井田及周圍為低山地貌，基巖出露良好。洪水河、廣志河均為季節(jié)性河流，向南匯人漳河。大陸性氣候特征明顯，即一 年四季分明，晝夜溫差較大，季風(fēng)較強(qiáng)，冬季寒冷，春季干旱多風(fēng)，蒸發(fā)量大于降水量，降水量集中在七、八、九三個(gè)月。據(jù)近陽(yáng)泉職業(yè)技