【正文】 于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單全區(qū)可采的穩(wěn)定煤層 36 煤位于太原組上部厚 0～ 115m 平均 0m 屬薄煤層上距 3煤 40m 左右下距三灰 1m 左右除 301 孔和 132 孔 的泥巖夾矸外其余各孔 無(wú)夾矸頂?shù)装宥酁樯罨疑纳百|(zhì)泥巖 9 線至 14 線間頂板多為中細(xì)砂巖底板往往相變?yōu)榧?xì)砂巖和粉砂巖為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單部可采的穩(wěn)定煤層 圖 13 6 煤層可采范圍分布圖 可采主要分布在 F19 斷層西南 F19 與 F2 斷層間之南部～ 1m 平均 084m 煤厚變異系數(shù)為 89 穩(wěn)定可采塊段賦存深度為 200～ m 4 10下煤位于太原組中部煤厚 0～ m平均厚 067m屬薄煤層煤厚變化較大距五灰和三灰各為 16m 及 34m 左右全區(qū)僅有 5 個(gè)孔發(fā)現(xiàn)夾矸夾矸層厚度在 005～015m 之間頂板多為深灰色的細(xì)砂巖或中砂巖有時(shí)遞變成砂質(zhì)泥巖厚度約為35m10 下煤屬 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單部可采的穩(wěn)定煤層 可采主要分布在 15 勘探線至 F5 斷層之間～ m 平均 079m 煤厚變異系數(shù)為 85穩(wěn)定可采塊段賦存深度為 180～ m 圖 14 10 下煤層可采范圍分布圖 5 15 上煤位于太原組中下部煤厚～ 1m 平均厚 0m 屬薄煤層下距十下灰?guī)r28m 左右全區(qū) 9 個(gè)鉆孔發(fā)現(xiàn)含有泥巖或砂質(zhì)泥巖夾矸層厚 004～ 05m 煤層頂板為一薄層泥灰?guī)r九灰厚 0～ 182m 往往為砂質(zhì)泥巖所代替底板為比較厚的灰厚 10m左右含炭屑和植物化石為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單局部可采的不穩(wěn)定煤層 可采主要分布在 9 線至 14 線間 800m 水平以淺和 4 線以南～ 107m～ m 圖 15 15 上煤層可采范圍分布圖 6 16 上煤位于太原組下部煤厚 0～ 1m 平均 m 薄煤層厚度變化較大含夾石1～ 2層厚 01～ 02m直接頂板為十下灰?guī)r底板多為厚 2m左右的灰黑色含鋁土質(zhì)的泥巖局部變成深灰色的砂質(zhì)泥巖為的穩(wěn)定煤層 全區(qū)大部分可采不可采點(diǎn)主要分布在 15 線以東 26 線以南～ 1m 平均 081m 其煤厚變異系數(shù)為 205 穩(wěn)定可采塊段賦存深度為 140～ m 7 17煤位于太原下部煤厚 0～ 13m平均 09m上距十下灰?guī)r 1m左右含夾矸 1～2層厚 005019m頂板十一灰為薄層灰?guī)r一般厚 1m左右不穩(wěn)定常相變?yōu)榉凵皫r或泥巖底板為淺灰色具鮞狀結(jié)構(gòu)的泥巖結(jié)構(gòu)較部可采的穩(wěn)定 ～ 1m 平均 097m 煤厚變異系數(shù)為 128 穩(wěn)定可采塊段賦存深度為 180～ m 圖 16 16 上 直接頂板為泥巖砂質(zhì)泥巖粉砂巖厚 3～ 5m 根據(jù)星村煤礦資料其抗壓強(qiáng)度為521～ 726MPa 屬穩(wěn)定頂板 直接底板為泥巖和砂質(zhì)泥巖厚 4～ 6m 根據(jù)鄰近礦井資料為不穩(wěn)定～較穩(wěn)定底板 2 3 煤層 老頂為中粒砂巖有時(shí)相變?yōu)榉凵皫r與中－細(xì)紗巖互層厚度 4 米左右直接頂主要由粉砂巖泥巖構(gòu)成厚度 2～ 6 米但巖性變化較大上部常出現(xiàn)細(xì)砂巖或粉砂巖互層下部漸變?yōu)榧?xì)粉砂巖局部存在偽頂以砂質(zhì)泥巖和炭 質(zhì)泥巖為主 3 煤層直接頂砂質(zhì)泥巖及粉砂巖的抗壓強(qiáng)度為 5510～ 9480 MPa 孔隙率 19～ 45 泥巖的抗壓度為 4814MPa 屬較穩(wěn)定穩(wěn)定頂板 3 煤底板巖性以泥巖粉砂巖為主厚度 1m 左右抗壓強(qiáng)度為 4860 MPa 屬較穩(wěn)定底板 3 16 上煤層 直接頂板為十下灰厚度 221～ 1136m平均厚 571m底面呈蛤蟆頂狀屬不完全頂板發(fā)育兩組互相切割的裂隙抗壓強(qiáng)度為 9267～ 15363 MPa 孔隙率 04～ 19 屬穩(wěn)定頂板 16 上煤層底板為泥巖厚 2m 左右其抗壓強(qiáng)度為 1784～ 2353 MPa 根據(jù)鄰近生產(chǎn)礦井資料底板泥巖易吸水膨脹 造成底鼓而影響開(kāi)采和運(yùn)輸 4 17 煤層 頂板巖性不穩(wěn)定十一灰常和粉砂巖呈東西向條帶狀交替分布有時(shí)相變成細(xì)砂巖砂質(zhì)巖和泥巖灰?guī)r的抗壓強(qiáng)度為 9559～ 11657 MPa 空隙率 26～ 37 砂巖砂質(zhì)泥巖的抗壓強(qiáng)度 2127～ 5549 MPa 屬較穩(wěn)定穩(wěn)定頂板 17煤層底板一般為泥巖厚 3m左右其抗壓強(qiáng)度為 2559～ 3412MPa根據(jù)鄰近生產(chǎn)礦井資料底板泥巖易吸水膨脹造成底鼓而影響開(kāi)采和運(yùn)輸 5 其他可采煤層頂?shù)装? 6 煤層頂板一般為泥巖和砂質(zhì)泥巖較脆易碎底板為泥巖 10 下煤層頂板為泥巖和砂質(zhì)泥巖底板為砂質(zhì)泥巖粉砂巖局部 相變?yōu)榧?xì)砂巖 15 上煤層頂板為九灰有時(shí)相變?yōu)榉凵皫r和泥巖底板為泥巖 13 水文地質(zhì)情況 質(zhì)概況 區(qū)域范圍東起嶧山斷層西至嘉祥斷層北起長(zhǎng)溝斷層南至鳧山斷層面積約2500km2 兗州濟(jì)寧煤田位于該單元的東西兩翼中北部和南部奧灰隱伏區(qū)分別為兗西水源地和鄒西水源地區(qū)內(nèi)地勢(shì)平坦地表水系發(fā)育主要有泗河京杭運(yùn)河白馬河等自北向南流入南陽(yáng)湖南部鳧山有寒武系及奧陶系灰?guī)r零星出露北部滋陽(yáng)山有奧陶系灰?guī)r零星出露其他區(qū)域均被第四系覆蓋 1 邊界條件 嶧山斷層落差 2500m 東升西降使區(qū)內(nèi)奧灰與區(qū)外前震旦紀(jì)變質(zhì)巖接觸形成阻水邊界 嘉 祥斷層落差 400～ 200m 西升東降區(qū)內(nèi)奧灰與區(qū)外寒武系和前震旦紀(jì)變質(zhì)巖在深部接觸大部地段為阻水邊界但在北部地段為透水邊界 長(zhǎng)溝斷層落差 500m 南升北降區(qū)內(nèi)奧灰與區(qū)外二疊系接觸為阻水邊界 鳧山斷層落差 2021m 北升南降在孫氏店店斷層以東寒武系及震旦系地層出露在孫氏店斷層以西區(qū)內(nèi)奧灰與區(qū)外上二疊統(tǒng)或侏羅系接觸形成阻水邊界 2 含水層及隔水層 第四系厚 0～ 33876m 可劃分為上中下三組上組下組砂層較發(fā)育為間接充水含水層而中組粘土發(fā)育具有良好的隔水性能 區(qū)域內(nèi)一般都發(fā)育侏羅系三臺(tái)組三臺(tái)組含有遇水膨脹的蒙脫石伊利石 抽水試驗(yàn)其單位涌水量很小原來(lái)普遍認(rèn)為它富水性弱具有隔水性能但近幾年礦井生產(chǎn)表明當(dāng)煤層開(kāi)采冒落裂隙帶到達(dá)侏羅系內(nèi)時(shí)其中的孔隙裂隙水就會(huì)直接進(jìn)入礦井成為直接充水含水層它是開(kāi)采淺部煤層時(shí)礦井充水的主要補(bǔ)給水源之一當(dāng)煤層距侏羅系底界間距大時(shí)在斷層的影響下其中的孔隙裂隙水會(huì)通過(guò)斷層垂向或側(cè)向補(bǔ)給煤系地層 開(kāi)采 3煤層的直接充水含水層有 3煤層頂?shù)装迳皫r和三灰 3煤層頂?shù)装迳皫r厚 40m 左右單位涌水量最大 0504Lsm 一般小于 01 Lsm 富水性較弱對(duì)煤層開(kāi)采威脅不大但在局部地段靜儲(chǔ)量較豐富對(duì)礦井生產(chǎn)有一定的影響三灰厚 5m 左右單 位涌水量最大 0480Lsm 巖溶裂隙發(fā)育不均一富水性弱～中等 煤系隔水層主要有上下石盒子組泥巖粉砂巖山西組底部至三灰頂板之間的泥巖粉砂巖 17 煤至奧灰頂界之間的壓蓋隔水層 3 斷層導(dǎo)水性 區(qū)域內(nèi)煤系斷層導(dǎo)水情況各有不同主要與斷層兩盤接觸部位的巖性有關(guān)隔水層與隔水層對(duì)接時(shí)斷層帶不導(dǎo)水?dāng)鄬邮欠駥?dǎo)水與落差并無(wú)直接關(guān)系有的落差僅幾米的斷層導(dǎo)致礦井突水不導(dǎo)水的斷層在礦井開(kāi)采排水的影響下有可能導(dǎo)水 4 地下水的補(bǔ)涇排條件 地下水主要以三種形式得到補(bǔ)給其一為側(cè)向補(bǔ)給本水文單元東南的鳧山有約 300 平方公里的寒武系灰?guī)r露頭區(qū) 地表溶溝溶槽及節(jié)理較發(fā)育較易得到補(bǔ)給其所含地下水向北逕流側(cè)滲補(bǔ)給奧灰其二為降水補(bǔ)給鳧山北緣及滋陽(yáng)山的灰?guī)r裸露區(qū)直接接受大氣降水的補(bǔ)給其三是上覆第四系水的下滲 地下水的逕流方向基本與地表水逕流方向一致由東北向西南南部鳧山的寒武系灰?guī)r奧灰裸露區(qū)接受的補(bǔ)給水順巖層的傾斜方向向北運(yùn)動(dòng)與向南運(yùn)動(dòng)的水在露頭附近匯合形成強(qiáng)逕流帶而入湖區(qū) 地下水的排泄主要以泉的形式泄出地表或泄入湖區(qū)但隨著奧灰水開(kāi)采量及礦井排水量的增加區(qū)域范圍內(nèi)原有的地下水流場(chǎng)已發(fā)生較大的改變?nèi)斯づ判钩蔀榈叵滤闹饕绞? 5 兗州煤田水文地質(zhì)特征 1 在礦井開(kāi)采初期直接充水含水層是主要水害表現(xiàn)為巷道突水頻繁突水量和礦井涌水量大但礦井達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)量后礦井涌水量呈減少趨勢(shì)各含水層水位呈下降趨勢(shì)表明其補(bǔ)給來(lái)源不暢 2 第四系下組水和侏羅系砂礫巖水是開(kāi)采 3 煤層時(shí)礦井充水的補(bǔ)給來(lái)源經(jīng)礦井排水后水位均明顯下降 3 開(kāi)采 1617 煤層直接充水含水層為十下灰其補(bǔ)給來(lái)源主要為奧陶系石灰?guī)r水奧灰富水性及其對(duì)礦井充水影響程度隨構(gòu)造及埋藏條件的不同而差異很大 水量 礦井于 1996 年開(kāi)工 2021 年 10 月基本完成 505m 運(yùn)輸大巷皮帶及回風(fēng)巷井底車場(chǎng)及工作面的準(zhǔn)備 2021年 1月正式投產(chǎn)自 1997年開(kāi)始觀測(cè)礦井涌水量歷年礦井涌水量情況見(jiàn)表 12 歷年礦井涌水量情況一覽表 表 12 年 度 1997 1998 1999 2021 2021 2021 2021 2021 2021 2021 年平均 m3h 244 5455 272 4310 4598 3814 3331 4028 4823 5188 最大 m3h 2704 10086 5592 5965 5772 3868 3529 4301 8460 6250 產(chǎn)量萬(wàn)噸 無(wú) 09 102 578 776 1199 1868 2045 1981 1969 1997 年礦井水主要來(lái)自井筒及井底車場(chǎng) 505運(yùn)輸大巷 480總回風(fēng)巷 1998年礦井水來(lái)自井底車場(chǎng)上倉(cāng)帶式輸送機(jī)斜巷 1998 年轉(zhuǎn)入平巷施工后隨巷道施工長(zhǎng)度的增加揭露含水層增多或同一個(gè)含水層突水點(diǎn)增多礦井涌水量逐漸增大 1998 年 9 月 4 日在施工井下爆破材料庫(kù)雷管庫(kù)巷道的施工中放炮震開(kāi)裂隙出水水源為下部地層三灰含水層的巖溶水初期來(lái)水 5886m3／ h2021 年 1 月 18 日在 850 水倉(cāng)的施工中斷層導(dǎo)入三灰水水量 360m3／ h2021 年 1 月 29 日 13 采區(qū)皮帶下山揭露三灰初 期水量為 153m3／ h 以后逐漸減少礦井局部 3 煤頂板水在 2021 年 9 月 2105 工作面皮帶順槽出水量為 5m3／ h 三水平上車場(chǎng)出水量為 13m3／ h 以后疏干 1999 年開(kāi)始試生產(chǎn)至今礦井水主要來(lái)自工作面頂板砂巖水三灰水礦井防塵用水 2021 年 2103工作面沿空送巷對(duì) 2105工作面的空區(qū)積水進(jìn)行了排放水量達(dá) 13萬(wàn)立方米對(duì)礦井的總排水量有一定的影響 2 礦井涌水規(guī)律 1 礦井涌水量與巷道長(zhǎng)度的關(guān)系 礦井建設(shè)初期礦井水主要來(lái)自于巷道掘進(jìn)掘進(jìn)長(zhǎng)度與礦井涌水量情況見(jiàn)表13 從表中可以看出掘進(jìn)長(zhǎng)度與礦井涌水量并不完全呈正相關(guān)關(guān)系 這主要是由于揭露含水層的富水性不均一造成的 礦井涌水量與掘進(jìn)進(jìn)尺統(tǒng)計(jì)表 表 13 年度 涌水量 m3h 年進(jìn)尺 m 2021 4598 8737 2021 3814 15839 2021 3331 10585 2021 4028 10553 2021 4823 10399 2021 5188 10923 況 礦井正式投產(chǎn)后經(jīng)觀測(cè)統(tǒng)計(jì)礦井總涌水量中扣除井筒涌水量及生產(chǎn)用水 3煤層頂板砂巖水占涌水量的 753 煤底板砂巖水占 155 三灰水占 95 主要來(lái)自于 3層煤頂板砂巖 14 瓦斯煤塵自燃發(fā) 火等參數(shù) 礦井瓦斯及涌出量煤層發(fā)火自燃周期煤層及爆炸指數(shù) 斯 1 在勘探施工期間曾做過(guò)瓦斯采樣化驗(yàn)化驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表 14 從化驗(yàn)結(jié)果看本礦井瓦斯含量低瓦斯成份以 N2 為主 勘探階段各煤層瓦斯成分及含量 2礦井建設(shè)期間采取 3煤層煤樣進(jìn)行測(cè)試根據(jù)化驗(yàn)結(jié)果臨沂礦務(wù)局以臨局籌字 98第 49號(hào)文予以批復(fù)初步定為低沼氣低二氧化碳礦井在開(kāi)采過(guò)程中如通風(fēng)管理得當(dāng)不會(huì)給生產(chǎn)帶來(lái)很大影響但隨礦井不斷延伸及產(chǎn)量的增加礦井瓦斯含量可能略有增高 3 生產(chǎn)期間古城煤礦于 2021 年 7 月進(jìn)行瓦斯登記鑒定工作鑒定結(jié)果見(jiàn)表 15 表 15 層瓦斯 檢測(cè)結(jié)果一覽表 全 礦 井 采區(qū)工作面 瓦斯 二氧化碳 瓦斯最大相對(duì)涌出量 m3t 相對(duì) 涌出量 m3t 絕對(duì) 涌出量 m3t 總回風(fēng)巷 CH4 最大濃度 相對(duì) 涌出量 m3t 絕對(duì) 涌出量 m3t 總回風(fēng)巷 CH4 最大濃度 052 232 004 061 270 0060 0470 綜上所述古城煤礦現(xiàn)開(kāi)采 3 煤層為低瓦斯礦井但隨著開(kāi)采深度的不斷增大且構(gòu)造發(fā)育不一致有可能造成瓦斯局部富集因此礦井生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)瓦斯檢測(cè)及通風(fēng)工作防止瓦斯聚集發(fā)生事故另外從勘探階段化驗(yàn)資料看出下組煤瓦斯含 量明顯高于上組煤在將來(lái)開(kāi)采時(shí)應(yīng)予注意 煤塵 1 本礦煤種屬氣煤揮發(fā)份較高勘探階段測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表 16 有爆炸危險(xiǎn)性 表 16 勘探階段各煤層煤塵爆炸性試驗(yàn)結(jié)果一覽表 項(xiàng)目 煤層號(hào) 火焰長(zhǎng) mm 巖粉量 爆炸指數(shù) 結(jié)論 2 上 250～ 600477 55～ 9070 050 有爆炸危險(xiǎn) 3 250～ 560478 60～ 9578 045 有爆炸危險(xiǎn) 6 225 ～810531 90～ 9071 056 有爆炸危險(xiǎn) 10 下 540～ 560548 70 ～ 9090 053 有爆炸危險(xiǎn) 15 下 400～ 665535 70～ 9082 054 有爆炸危險(xiǎn) 16 下 520～ 665571 75～ 9588 052 有爆炸危險(xiǎn) 17 650 ～ 725616 65～ 9585 055 有爆炸危險(xiǎn) 2 礦井生產(chǎn)期間分別于 2021 年 12月 2021年 5月采取 3煤層煤樣送煤炭科學(xué)研究總院重慶分院進(jìn)行化驗(yàn)測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表 173煤層煤塵具有爆炸危險(xiǎn)性 表 17 生產(chǎn)期間 3 煤層煤塵爆炸危險(xiǎn)性試驗(yàn)結(jié)果表 時(shí)間