【正文】 層頂、底板與地表水無水力聯(lián)系。 工程地質(zhì) 新近 系松散層對(duì)煤層開采的影響 新近 系主要由松散粉、細(xì)、中砂及亞粘土、亞砂土、粘土組成。粘性土致密、高塑性；砂性土具低塑性或非塑性，與水作用成為流體狀態(tài)，致使強(qiáng)度降低、體積膨脹、結(jié)構(gòu)破壞，當(dāng)處于飽水狀態(tài)而產(chǎn)生靜水壓力時(shí) ，可以導(dǎo)致不同程度的涌沙和垮落現(xiàn)象，引起井筒變形，只有在疏干時(shí)，干燥的粘土硬度較大，抗壓強(qiáng)度較高?？傊缮r層工程地質(zhì)條件復(fù)雜，礦井基建 施工時(shí)應(yīng)采取安全措施。 煤層頂?shù)装鍘r石的穩(wěn)固性 本 區(qū)煤層頂?shù)装寰鶠闊o膨脹性的 3～ 5 級(jí)堅(jiān)硬、半堅(jiān)硬巖層，巖石完整，多呈柱狀或塊狀，裂隙不發(fā)育，且裂隙多被方解石脈充填或有泥質(zhì)充填，富水性弱。三煤組含煤層數(shù)多，巖石較為松散破碎，強(qiáng)度較低，但頂?shù)装宸€(wěn)定。斷裂破碎帶附近，煤層頂?shù)装鍘r石僅局部破碎，強(qiáng)度降低。 葛店煤礦運(yùn)輸大巷石砌、鉚噴護(hù)壁，一般巷道用鉚噴及少量木架支護(hù)， 煤層底板沒有發(fā)生底鼓現(xiàn)象，主井底板標(biāo)高 ，下距灰?guī)r ；在東大巷道開拓時(shí)，底板下距灰?guī)r僅 ，均沒有發(fā)生底鼓和涌水。實(shí)踐證明煤層頂?shù)装鍘r石是穩(wěn)固的。礦區(qū)工程地質(zhì)復(fù)雜程度屬簡單 ～ 中等 類 型。 環(huán)境地質(zhì) 地震活動(dòng)史及新構(gòu)造運(yùn)動(dòng) 本區(qū)有歷史記載以來未成發(fā)生過破壞性地震，但東 側(cè)外圍 安徽省肖縣、宿縣一帶自公元 925 年以來曾發(fā)生過 38 次強(qiáng)烈地震，波及該區(qū)的最大地震當(dāng)屬臨沂～莒縣間曾發(fā)生的里氏 級(jí)強(qiáng)烈地震。 勘查 區(qū)位居郯城～廬江斷裂地震活動(dòng)帶以西，頻繁、劇烈的地震活動(dòng)波及和 影響到 本區(qū)。 本區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為 。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 28 礦床開采可能引起的地質(zhì)環(huán)境問題 礦床開采時(shí)需對(duì)礦坑進(jìn)行排水， 可能致 使二疊系含煤地層煤組頂?shù)装甯浇暮畮r層水位下降。 采礦可能引起地面小范圍陷落。葛店煤礦當(dāng)采掘面上拆鐵架放大頂時(shí)，巖石坍落逐漸影響地表（地面陷落速度與煤的埋藏深度有關(guān)）。井北翼開采較深，放大頂后 10個(gè)月方開始發(fā)生地面陷落，塌陷面積為 ；井南翼開采較淺，放大頂后 6 個(gè)月即開始發(fā)生地面陷落，塌陷面積為 。陷落深度 1m左右，地表影響面積一般大于井下采空面積，坡角 60176。 左右。因此， 應(yīng)充分考慮村莊下采煤的有關(guān)問題 。 煤層瓦斯、煤塵及煤的自 燃 1）煤層瓦斯 臨近本區(qū)的城郊礦區(qū)為低瓦斯礦井， 煤層中沼氣含量不高，煤的可燃基瓦斯含量一般在 1cm3/g 以下。瓦斯自然組分以 N CO2為主， CH4大都在 20%以下，屬于以 N2及 CO2－ N2帶為主的瓦斯風(fēng)化帶。隨深度增加而增高之趨勢 ， 一般 600m 以上，屬 CO2－ N2帶； 600m以下，可達(dá) N2－ CH4帶。 2）煤塵 區(qū)內(nèi)無煙煤可燃揮發(fā)份產(chǎn)率低 ，東鄰城郊礦區(qū) 爆炸性試驗(yàn) 結(jié)果 ，除 個(gè)別點(diǎn)的 煤層因風(fēng)化可見火星外，其余均 “ 無火 ” ，應(yīng)屬無 爆炸性煤。 新橋礦區(qū)二 2煤火焰長度有的達(dá) 10mm 以上，所需巖粉量在 50%以上，屬有爆炸性危險(xiǎn)的煤。葛店煤礦對(duì)二 2煤進(jìn)行爆炸性試驗(yàn)，也具微弱爆炸性 。 3）煤的自燃 城郊礦 區(qū)采用 “ 著火溫度降低值測定 法 ” 測得各煤層原樣著火點(diǎn)溫度，一般 390～440℃ 之間，氧化樣為 380～ 420℃ ，還原樣為 400～ 450℃ 。著火溫度降低值 △T 最大為 29℃ ，一般均在 20℃ 以下，屬不自燃發(fā)火煤。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 29 第 6 章 勘查工作 工作方法及工程布置 勘 查 類型 1）構(gòu)造復(fù)雜程度 本區(qū)含煤地層 總體 向西 南 傾斜，產(chǎn)狀平緩 （ 傾角一般 8～ 15176。 ）。由于 發(fā)育次一級(jí)寬緩褶皺 ， 地層 沿走向和傾向 略 有起伏，并伴有 少量脆性 高角度 正 斷層 、平移正斷層和 巖漿巖侵入 ，但 影響不大。本區(qū) 構(gòu)造復(fù)雜程度類型劃分 應(yīng)屬中等構(gòu)造的第 一 種情況 （ 產(chǎn)狀平緩，沿走向傾向均發(fā)育寬緩褶皺 ， 或伴有一定數(shù)量的斷層）。 2）煤層穩(wěn)定程度 二 2煤為全區(qū)主要可采煤層，厚度變化小 ， 結(jié)構(gòu) 較 簡單 ，煤類單一 ， 煤質(zhì)變化很?。辈?區(qū) 北 部 由于 巖漿巖 侵入 使煤層分叉變薄及 蝕 變?yōu)樘烊唤?）， 應(yīng)屬 較 穩(wěn)定型。 三 三 三 4煤層，結(jié)構(gòu)簡單～復(fù)雜 ， 常含一層 、 偶含兩層夾矸。 其中 三 1煤為大部可采煤層， Ⅲ 線以南為可 采區(qū) ，Ⅲ 線以北為不可采區(qū)， 可采區(qū) 煤層厚度變化不大，應(yīng)屬較穩(wěn)定型。三 三 4煤為區(qū)內(nèi)可采煤層，煤層厚度變化不大 ，雖然勘查區(qū)東部 巖漿巖 侵入 對(duì)其有 一定 影響，但被破壞分隔的可采煤層連續(xù)性較強(qiáng)，易于對(duì)比， 亦 屬較穩(wěn)定型。 3）勘查類型的選擇 根據(jù)勘查區(qū) 構(gòu)造復(fù)雜程度和煤層穩(wěn)定程度 ，將 勘 查 類型定為二類二型 ， 與區(qū)域上各礦區(qū)所 選擇 的勘 查 類型 基本一致。 勘 查手段、 方法 的選擇 1）勘查手段 勘查 區(qū)為全掩蓋區(qū)，煤層埋藏較深 。為 加快勘 查進(jìn) 度 、 節(jié)約鉆探工作量 、 保證鉆探工作質(zhì)量 ，本次在前人地面物探（地震、重力、電法）工作基礎(chǔ)上， 選擇“地震先行、 鉆探驗(yàn)證”的 勘 查程序 ， 配合 測井 、采樣測試及其他手段開展 詳 查工作。 2）勘查方法 在充分收集研究前人物探及鄰區(qū)資料的基礎(chǔ)上，開展二維地震勘查，初步確定賦煤層位，反演煤層埋深，預(yù)測隱伏煤層， 編制礦區(qū)基巖地質(zhì)圖 ；然后通過鉆探驗(yàn)證、測井、 采樣測試 ， 確定勘查區(qū)的地層層序 、 詳細(xì)劃分含煤地層 ， 初步查明勘查區(qū)的構(gòu)造形態(tài) ， 可采煤層層位、厚度和主要可采煤層的分布范圍，大致確定可采煤層煤類和煤質(zhì)特征， 估算資源量等。 工程布置原則 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 30 從勘查區(qū)實(shí)際情況出發(fā)，正確合理地選擇勘查技術(shù)手段，注重技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，以合 理的投入和較短的工期，取得最佳的地質(zhì)成果。運(yùn)用現(xiàn)代地質(zhì)理論為指導(dǎo)，采用先進(jìn)的技術(shù)裝備和勘查方法，提高勘查成果精度。堅(jiān)持“以煤為主、綜合勘查、綜合評(píng)價(jià)”的原則，做到充分利用、合理保護(hù)礦產(chǎn)資源，做好與煤共伴生的其他礦產(chǎn)的勘查評(píng)價(jià)工作。 工程間距的確定及依據(jù) 按照確定的勘查類型，本次 詳 查采用 以鉆探工程基本線距 1000m 查明 控制 的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)（ 332）資源量 。 據(jù)含煤地層總的展布方向，并遷就東鄰城郊礦區(qū)的勘探線方位，選擇勘探線方向?yàn)?85176。 左右。 勘查工程 測量工作 1）地形測量 勘查 區(qū) 使用的 1:2 萬地形圖是 1977～ 1980 年由原河南省地質(zhì)局測繪隊(duì)、煤炭部地測隊(duì)、貴州省勘探公司地測隊(duì)聯(lián)合測制的，經(jīng)原煤炭部地測隊(duì)于 1982 年縮編而成的地形圖。坐標(biāo)系為 1954 年北京坐標(biāo)系， 1956 年黃 海高程系，三度帶第 39 帶，中央子午線 117176。 。地形圖按國際分幅，基本等高距為 1m。經(jīng)原煤炭部地測隊(duì)、煤田地質(zhì)局檢查驗(yàn)收，符合規(guī)范要求。 2） 圖根點(diǎn)、交會(huì)點(diǎn)高程測量 圖根點(diǎn)、交會(huì)點(diǎn)高程測量，以等外水準(zhǔn)為主，路線起閉于四等水準(zhǔn)點(diǎn)，組成閉合或符合路線，路線閉合差均未超過 35L1/2mm。圖根三角高程路線起閉于四等水準(zhǔn) 點(diǎn)，沿路線圖根布設(shè)，路線閉合差小于 。 3） 工程測量 鉆孔布設(shè)及定測 2021 年 6月在勘探區(qū)內(nèi)利用國家等級(jí)控制點(diǎn)加密 8個(gè) GPS控制點(diǎn)，精度可達(dá)二級(jí)。可以做為鉆探定位的起算數(shù)據(jù)。 GPS 控制點(diǎn)成果表 表 61 點(diǎn)名稱 X 坐標(biāo) Y 坐標(biāo) H 高程 Mx中誤差 My中誤差 Mh中誤差 徐莊 喬莊 YC5 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 31 YC1 YC2 YC6 YC4 郭莊 YC3 YC7 YC8 GPS 控制 點(diǎn) 精度統(tǒng)計(jì)表 表 72 測區(qū)控制網(wǎng)類型 等級(jí) 點(diǎn)數(shù) 最弱點(diǎn)點(diǎn)位 中誤差 最弱邊邊長 相對(duì)中誤差 最弱點(diǎn)高程 中誤差 GPS混合網(wǎng) 二級(jí) 8 (m) 1/793136 (m) 鉆孔定測 鉆孔定測以 GPS控制點(diǎn)為依據(jù)。采用 GPS 實(shí)時(shí)差分（ RTK）測量方法進(jìn)行定位。使用的儀器為南方公司生產(chǎn)的靈銳 S80 型雙頻 GPS（ RTK）接收機(jī) 2臺(tái) /套（一拖一）。儀器的標(biāo)稱精度：動(dòng)態(tài)測量：水平精度： 2cm＋ 1ppm。垂直精度： 5cm＋ 1ppm。儀器均通過有 關(guān)部門檢測，性能穩(wěn)定良好，能夠滿足定位要求。 鉆孔定位前，對(duì)所使用的控制點(diǎn)進(jìn)行檢查。 地震勘查工程 1）測網(wǎng)布置 地震測線主測線線距采用 1000m 的間距布設(shè)，垂直于主測線布設(shè)聯(lián)絡(luò)測線，以利于反射波的追蹤對(duì)比，聯(lián)絡(luò)測線線距采用 2021m 的間距布設(shè)，最終形成 1000m 2021m 基本正交的地震測網(wǎng)。為便于以后地質(zhì)詳查工作開展，在 D605 線至 D611 線之間，采用 500m 的線距布設(shè)主測線。 勘查區(qū)地層為走向北西、向西南傾斜的單斜構(gòu)造。地震主測線與地層走向垂直，呈南西向布設(shè)。聯(lián)絡(luò)測線與之正交，基本構(gòu)成正交 測網(wǎng)。 2）野外數(shù)據(jù)采集方法 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 32 1．激發(fā)因素 井深 16m，一般選擇在中速的粘土中激發(fā)，藥量通常為 。采用人工鉆機(jī)成孔，鉆頭口徑為 50mm，震源藥柱炸藥的口徑為 45mm，孔中注滿水泥漿封孔，炸藥與孔的耦合較理想。 2．接收因素 主頻為 60Hz 的 3 只檢波器串連扎堆，檢波器壓置在耕土層以下實(shí)地。 儀器因素 法國產(chǎn) SN388HR 數(shù)字地震儀。 觀測系統(tǒng)參數(shù) 覆蓋次數(shù) 24 次，道距 10m，接收道數(shù) 96道，炮間距 20m，偏移距 0m，最大炮檢距 590m。 激發(fā)方式采用中間不對(duì)稱放炮，主測線炮點(diǎn)下傾方向采用 36 道 接收，炮點(diǎn)上傾方向采用 60 道接收的觀測方法；聯(lián)絡(luò)測線也采用中間不對(duì)稱放炮的觀測方法。 3）質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 地震勘查工作執(zhí)行下列規(guī)范： 《煤炭、煤層氣地震勘探規(guī)范》，中華人民共和國煤炭工業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)， 2021 年 12 月8日發(fā)布。 《煤炭資源勘探工程測量規(guī)程》， 1987 年煤炭工業(yè)部頒發(fā)。 《全球定位系統(tǒng)（ GPS）測量規(guī)范》， GB/T 183142021。 4）工程量完成情況 本次工作共 預(yù)計(jì) 完成測線 15 條，其中主測線 13條，聯(lián)絡(luò)測線 2條，測線長度 。共計(jì)完成物理點(diǎn) 3563 個(gè)，其中試驗(yàn)物理點(diǎn)和低速調(diào)查物理點(diǎn) 45 個(gè)，測線生產(chǎn)物理點(diǎn) 3518個(gè)。按照《煤炭、煤層氣地震勘探規(guī)范》的要求，對(duì) 生產(chǎn)記錄進(jìn)行 評(píng)級(jí)。 5）資料處理質(zhì)量評(píng)價(jià) 地震剖面采用新生界和煤系地層兩套反射波的評(píng)價(jià)方法進(jìn)行評(píng)級(jí)。煤層反射波的評(píng)級(jí)是在疊加剖面的基礎(chǔ)上參考偏移剖面， T3波和 T2波相結(jié)合來進(jìn)行的。評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)如下： Ⅰ類剖面：目的層齊全，同相軸連續(xù)性好，信噪比高，構(gòu)造現(xiàn)象清楚，真實(shí)地反映了測線上的地質(zhì)情況。 Ⅱ類剖面：凡達(dá)不到Ⅰ類，又不是Ⅲ類剖面者。 Ⅲ類剖面：剖面信噪比低，主要目的層未顯示出來，構(gòu)造現(xiàn)象不清楚。 對(duì)全區(qū)所獲的地震時(shí)間剖面，按照上述標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià) 。 6）工作成果 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 33 基本查明 勘查區(qū)構(gòu)造形態(tài)，控制了區(qū)內(nèi)斷層。 基本查明 區(qū)內(nèi)主要可采煤層（二 2煤、三 1煤、三 2煤、三 4煤）底板深度及起伏形態(tài)。 基本查明 主要煤層的露頭位置。 基本查明 勘查區(qū)新生界地層的深度。 解釋 區(qū)內(nèi)侵入煤層的巖漿巖體。 對(duì)測區(qū)主要可采煤層二 2煤，依據(jù)地震反射波特征， 劃分 可能的煤層變薄區(qū)域。三1煤、三 2煤、三 4煤主要依據(jù)鉆孔資料和地震反射波特征，圈定 無煤區(qū)或煤層變薄區(qū)域。 鉆探工程 1）鉆探工程 本次工作 預(yù)計(jì) 施工 14 個(gè)鉆孔 ， 總進(jìn)尺 7200m，其中一個(gè)水文孔，進(jìn) 尺 750m，孔口坐標(biāo)見表 62， 并收集 34 個(gè)鉆孔 （區(qū)內(nèi) 18 個(gè)鉆孔 進(jìn)尺 、鄰區(qū) 16 個(gè)孔 進(jìn)尺） ， 報(bào)告編制共計(jì)利用鉆孔 46 個(gè)。除本次施工的 14 個(gè)鉆孔外，其余 34 個(gè)鉆孔按現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)評(píng)級(jí)，甲級(jí) 20 孔、乙級(jí) 14孔。 本次預(yù)計(jì)施工孔口坐標(biāo) 表 62 鉆孔編號(hào) X Y 設(shè)計(jì)孔深 鉆孔編號(hào) X Y 設(shè)計(jì)孔深 ZK1301 3771789 39467215 800m ZK1308 3767215 39438645 750m ZK1302 3771425 39432846 780m ZK1309 3763000 39433505 1200m ZK1303 3770754 39434805 730m ZK1310 3763608 39434352 1100m ZK1304 3768106 39434535 740m ZK1311 3765883 39437506 550m ZK1305 3767832 39435503 650m ZK1312 3766408 39438336 600m ZK1306 3767662 39436505 620m ZK1313 3762453 39435893 1200m ZK1307 3767408 39437845 700m SW01