第一节 交通位置和自然地理
一、交通位置 1、位置
大隆井田位于铁法煤田的中西部,地处辽宁省调兵山市晓明镇,其地理坐标为:
东经:123°33′49″~ 123°37′28″ 北纬:42°24′16″~ 42°27′17″ 平面坐标为:
经距:41546387 ~ 41551408 纬距:4696946 ~ 4702525
地面工业广场位于晓明镇兴隆屯村东。 主井坐标为:
经距41548729.5;纬距4700000.0;标高+74.2m。
大隆井田东部以F14、F24号断层为界与小青井田相邻;井田南部以F15、F16'号断层及井田拐点坐标为界与大兴井田接壤;西部以井田拐点坐标为界与施荒地井田相邻;北部以风井工业广场煤柱及F6断层为界与晓明井田相邻。井田走向长(东西)4.43km,倾斜宽(南北)2.58km,面积11.43km2。
2、交通
大隆井田距沈阳市110 km,距铁岭市30km,距法库县15 km。矿区专用铁路线经过井田中部,在大青站与国铁接轨,可通往全国各地。矿区内公路交通十分便利,铁、法、康公路呈东西向横越井田中部,以铁煤集团所在地调兵山市为中心至各矿及辽北各县城均有公路相通。见附图1。
二、自然地理 1、地形
本井田内地势较为平坦,高差变化有一定规律可循;西部地势稍高,向东则逐步降低,娘娘庙一带标高在+77~+81米之间,兴隆屯村附近则在+73~+80米之间,井田东部标高均在+65~+69米之间,仅在小明安碑、娘娘庙与海房屯之间有一高岗,标高最大可达+90.97米。
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2、水系
井田内无大河流,均为季节性小溪,水量很小,其中较大者有两条:其一是由调兵山南岭流经娘娘庙,其二是由施荒地流经兴隆屯村,两者在前小明安碑村西汇合一体,然后向东南经田家窝棚村流出本井田。
3、气候
本区位于松辽平原东侧,属大陆性气候;多风少雨,春、冬两季多西北风,夏、秋季多西南风,大者7~8级,小者2~3级,降雨一般集中在7、8、9月份。年平均气温7℃左右,最高达33.3℃,最低温度为零下32.1℃。
本区结冻期5~6个月,即11月至次年4月,结冻深度1.5米,表土层厚度5~25米。
4、地震
本区地震烈度,根据“辽震烈字(83)4号文”定为六度。
第二节 井田自然概况和报告的目的任务
一、井田自然概况
大隆矿于1966年9月动工建井,于1972年12月25日投产,设计能力为90万吨/年,1990年经上级批准改扩建为180万吨/年。1992~2004年,采出量总计为2483万吨,2004年产量为301万吨。
矿井开拓方式为立井双水平分区式。第一水平标高为-375米,第二水平设计标高为-600米,现生产水平为-375米。
现有采区为西一、北一、东一、南一、西二、东二、东三采区,已采动5个煤层,即4、5、7、8、9层煤。
采煤方法为倾斜加走向长壁式全部冒落及金属网假顶。 历年重大灾害情况:
(1) 1974年3月12日,东一采区材料上山瓦斯爆炸,死亡10人。 (2) 1977年10月27日,北一采区4层北三段工作面冒顶,死亡4人。 (3) 1980年5月6日,西一采区7层南二段回风巷瓦斯超限,聚乙稀管产生静电,引起瓦斯爆炸,死亡2人。
(4) 1991年4月15日,东一采区7层北八段回风巷三角点处,因违章作业
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造成瓦斯燃烧事故。
二、编制报告的目的、任务要求和依据 1、编制报告的目的
大隆矿自1992年修改生产地质报告已经10余年。随着生产的不断发展,井巷工程的不断延伸及生产补勘工作的进行,积累了大量的实见地质资料。实践证明,有必要对这些地质现象进行综合整理分析,以提高我们对大隆井田地质特征及规律的再认识,同时,也是矿井改扩建和机械化生产的新要求。因此,重新编制生产地质报告是非常必要的。
2、编制报告的要求和依据
本次生产地质报告的编制,除原精查地质报告和1992年生产地质报告所提供的资料外,主要根据大量的巷道工程及回采实见资料,按照《规程》的规定,重新进行整理和核实,提高报告编制质量,以满足设计和生产的需求。
本次报告的编制,严格按照《规程》执行,报告中所附图纸的绘制,严格按照原能源部制定的《煤矿地质测量图例》及补充规定执行。
第三节 历次地质工作及质量评述
截止2007年末大隆井田内共施工208个钻孔,总工程量为134236.73米。按勘探阶段可分为6个阶段,即普详查阶段,精查阶段,精查补勘阶段,第一次生产地质报告补勘阶段,第二次生产地质报告补勘阶段和本次报告补勘阶段。各阶段施工的钻孔数量、工程量及利用情况详见(附表1-1)。
一、本次报告新增补勘钻孔情况
本次报告新增补勘钻孔是1992年初至2004年末施工的生产补勘钻孔,共计20个孔,工程量14333.96米,主要布置在井田的西南部,少数钻孔布置在井田东部。
本次报告新增钻孔均由铁煤集团公司钻探队施工,钻孔质量评级由钻探队进行,并经过评审和验收,故不另行评级。评级成果为:甲级孔12个,占60.0%;乙级孔9个,占40.0%。详见附表1-3。
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勘探工程量统计表 附表1-1
施 工 时 间 1958.12.3 ~ 1963.10.21 1963.12.19 ~ 1966.6.11 1968.6.21 ~ 1969.5.19 施 工 单 位 辽煤勘探公司101队 辽煤勘探公司101队 辽煤勘探公司101队 勘 探 阶 段 普 详 查 精 查 地震 槽井深 测线长 资料丢失 资料丢失 无 物理 点数 资料丢失 资料丢失 无 孔数 钻探 利用钻孔 孔数 米 数 米 数 无 30 20129.22 26 17348.70 无 78 53998.48 76 52511.42 精 查 补 充 1976.6 第~ 一1983.12 次 铁法局生勘探队 产补 勘 1984.1.1 第~ 二1991.12.30. 次铁法局生 勘探队 产补勘 1992 本铁煤集~ 次团勘探2004 补队 勘 合 计 无 17 11299.74 16 10801.88 无 无 无 34 27111.66 33 26334.14 无 无 无 29 21199.77 29 21199.77 无 无 无 20 14333.96 20 14333.96 208 134236.73 179 128195.91 5
本次报告共利用实见见煤点36个,全部见煤点参加了储量计算。各煤层利用煤层 层号 实见点 个 数 4-1 4 10 5 7 10 8 7 9-1 3 9-2 9 6 计 36 实见点个数如下表: 附表1-2
本次报告利用界外孔79个,其中晓明井田29个,西部边界孔13个,小青井田22个,大兴井田15个。界外孔工程量为56137.62m。
本次补勘钻孔采用水泥砂浆封孔,封孔长度为煤层顶板封6 m ,煤层底板封5m,第四系由基岩封至孔口。2000年以后补勘钻孔采用全孔封闭的方式。
二、历次勘探工程量、质量评述及本次报告的使用情况
原大隆井田精查地质报告是由辽煤勘探公司101队于1965年12月份提交的,辽宁省煤炭工业管理局以《(65)辽煤基字第769号决议》批准。这个井田又划分为小青、大隆井田。新的大隆井田,该阶段共施工108个钻孔,总工程量为74127.70 m。可分为普详查、精查两个阶段。
普、详查阶段共施工30个钻孔,工程是为20129.22 m。这一时期施工的钻孔质量较低,打丢、打薄煤层现象较多,虽均进行了电测,但由于技术条件限制,电测成果使用价值不高。其间施工的130、131、138和140等四个孔,由于施工质量低劣,煤层对比困难,资料已无法使用,故定为废孔。
精查勘探后,由于井田范围重新划分,为探明井田和采区边界构造,1969年进行了大隆井田精查补充勘探。其间共施工17个钻孔,总工程量为11299.74 m。钻探多采用分段取芯或无芯钻进,资料以电测为准,钻孔质量较差,其中592孔,由于发生故障未达到设计深度,且未能测井,故定为废孔。
大隆矿投产后,逐年进行了生产补勘,截止1983年末首次编制生产地质报告时,共施工34个钻孔,总工程量为27111.66 m。其中早期施工的10个钻孔为分段取芯或无芯钻进,资料以测井为准,钻探质量较差,其中78-405号孔因煤层对比困难,资料无法使用而定为废孔。后期施工的24个孔,钻探、测井资料完整、齐全、质量较好。
各时期施工的钻孔评级如附表1-3
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钻孔质量综合评级成果表 附表1-3
钻孔 本次勘探 级别 个数 占百分比% 甲(优) 12 60.0 乙(合格) 8 40.0 丙(不合格) 0 0 合计 20 100.0 以往历次勘探 个数 占百分比% 42 24 58 34 72 42 172 100 综合情况 个数 占百分比% 54 28 66 34 72 38 192 100 对于可采煤层的综合评级主要采用了四项指标,即煤芯采取率、钻探与测井煤层深度与厚度差、孔斜等。各指标分述如下:
1、煤芯采取率
煤芯采取率按确定的煤层厚度计算,并做到不污染,不燃烧变质,能满足煤质化验的要求。当煤芯采取率大于或等于75%时,评为甲级层;在75~60%(包括60%)时评为乙级层;小于60%时评为丙级层。
2、钻探与测井的厚度误差
对于可采煤层,测井定性、定厚解释全部符合测井质量标准,钻探质量也全部符合钻探质量标准的前提下,可按下述规定进行评定。见附表1-4。
钻探与测井的厚度误差评定表 附表1-4
级 差 煤 厚 值 别 甲 级 乙 级 丙 级 0.7-1.30m 1.31-3.50m 3.5m 不大于0.2m 不大于0.3m 不大于0.4 m 不大于0.3m 不大于0.4m 不大于0.5m 达不到乙级标准又不属于废层 3、钻探与测井的深度误差
煤层深度在500 m以内(含500 m),其差值不大于1 m,深度大于500 m,其差值不大于2 m,可评为甲级层。否则评之为乙级层。
4、孔斜
按终孔层位的深度计算,孔斜度(天顶角)以下列标准评级。
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孔斜标准评级表 附表1-5
级别 终孔 层位深度 孔斜 300米以内 甲 级 不大于5° 不煤层深度在500 m以内(含500 m),其差值不大于1 m,深度大于500 m,其差值不大于2 m,可评为甲级层。400米 否则评之为乙级层。 4、孔斜 按终孔层位的深度计算,孔斜度(天顶角)以下列标准评级。 大于6°30′ 500米 600米 700米 800米 900米 不大于8° 不大于9°30′ 不大10°30′ 不大于11°30′ 不大于12°30′ 不大于13° 不大于15°30′ 不大于17° 不大于18°30′ 不大于20° 不大于10°30′ 乙 级 不大8° 丙 级 达不到乙级标 准又不属于废 孔者 按上述标准对多个孔1429个可采煤层点评级结果为:甲级层554个,占38.78%,乙级层417个,占29.23%,丙级层405个,占28.34%。未评层53个,占3.71%。
三、勘探类型的确定及选择勘探网度和各种工程布置原则
本井田在精查阶段勘探网度按“二类二型”布置,确定24条勘探线,孔线距
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为300-450米,本次报告钻孔密度为17.2个/km2。
本井田地质构造构造及火成岩较复杂,特别是小构造十分发育,对生产影响很大,所以历次生产补勘均在原有勘探线上加密钻孔以探清构造,致使钻孔密度逐年加大。
四、三维地震勘探技术的应用
2004年在大隆井田东三采区采用了三维地震勘探技术,探明了煤层及构造情况,本次勘探的面积为1.36km2,完成了束装观测点7束,物理点1476个,对4、7、15-1煤层进行勘测,完成了4、7、15-1煤层底板等高线图及6条地质剖面图,为本次报告的编制工作提供了可靠的地质依据。
第四节 邻井及小窑
本井田北部为晓明井田,目前4、7煤层部分工作面已采至大隆井田边界,界线清楚,无灾害影响。东邻小青井田,以断层为界,界线清楚,无灾害影响。南部为大兴井田,以大断层或拐点坐标为界,无灾害影响。
井田西部为施荒地井田,尚未开采,对大隆井田无影响。
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第二章 井田地质
第一节 地 层
一、区域地层
铁法煤田生成于中生代中上侏罗系,为陆相沉积,隐蔽式煤田。煤层基底为前震旦系变质岩系,其上沉积了中上侏罗系、白垩系及第四系地层。整个煤田除在西部边缘有局部出露外,几乎全被第四系所覆盖。区域地层层序及生成年代详见井田地层叙述。
二、井田地层
大隆井田位于铁法煤田的中西部,井田煤系地层基底为前震旦系变质岩系,其上形成了侏罗系、白垩系及第四系地层,见地层综合柱状图,现由下而上分述如下:
(一)前震旦系变质岩(AnZ)
该系地层以花岗片麻岩及绿泥片岩为主,其中有各种火成岩侵入体,出露于井田西部边缘兀术街、锁龙沟、调兵山一带。地貌构成低山,井田内无露头。
(二)中上侏罗系(J2- J3)
中上侏罗系分为下部砾岩组、底部砂岩组及上部含煤组与前震旦系地层呈不整合接触。上部含煤组又分为下部含煤段、中部砂岩段及上部含煤段,现分述如下:
1、底部砾岩组:组成以砾岩、砂砾岩为主,并含有砂岩及砂质泥岩,上部呈灰绿色,下部呈暗褐色。砾石以花岗片麻岩、片岩、石英岩为主,火成岩及变质岩次之。砾岩的砾石分选较差,具棱角状,砾径一般为20~25cm,最大达1m左右。胶结物多为泥质,钙质次之。本组厚度为200~350m,一般为300m。
2、下部砂岩组:以深灰色、灰色、灰白色粉砂岩,细砂岩及中砂岩为主,并含有粗砂岩及砂砾岩。砂岩成份以石英为主,长石及其它矿物次之,胶结物多为泥质,钙质次之。层理清晰,多呈缓波状。该组在井田中部沉积较厚,向西部逐渐变薄,颗粒变粗,砂砾岩增多。本层以动水湖泊相为主,无煤层沉积,本组厚度约为500m左右。
3、下含煤段:由灰白色、灰色、灰黑色砂岩、泥岩、炭质泥岩及煤层组成,泥质胶结。本段含11、12、13、14、15-1、15-2、16-1、16-2、17等层煤,其中主
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要可采层有12、13、14、15-1、16-1层,17层煤仅局部可采。该段厚度为210~310m,一般为250m。
地 层统组系组段厚度(米)最大平均最小界段符号Q柱状层号岩 性 特 征 在本井田沉积较为发育,但西部偏薄、在10米以下,按其成因可分为洪积、冲积及坡积等,其组成以亚粘土、砂、砂砾为主。 以赭色细至中砂岩,砂砾岩互层为主,砂岩成份主要为石英、长石、胶结物主要为泥质、局部为钙质,砾岩的砾石主要以花岗片麻岩、片岩为主,花岗岩砾次之,砾径一般5-30厘米,分选差,岩层层理极不发育,胶结松散。化石新生界第四系302516白下垩白系赭色砂砾岩组灰绿色砂砾岩组上部含煤段垩统80283200 灰绿色砂砾岩组。以灰绿色砂岩,砂砾岩为主,夹泥岩。砂岩成分以石英、长石为主,砾岩的砾石以片麻岩、花岗岩为主,粒径3-50厘米,泥质胶结,层理发育。中K1335160120上生侏侏上部含J32-3 以灰白色、灰色砂岩,砂质泥岩,煤层及煤页岩为主,并含砂砾岩1-3层,砂岩成分以石英、长石为主,泥质胶结,钙质及矽质少见。 本段含可采煤层2、4、4-1、5、7、8、9-1、9-2、9、10层,其中4层、7层全井田普遍可采,5、8、9层大部分可采,2、102层仅局部可采,煤层一般在中部发育较好,而向东西侧有变薄、4-1分叉、尖灭等现象。4 第4、7层煤局部有辉绿岩侵入体,对煤层影响不一。5 本段内第2层煤顶部泥岩普遍发育,呈暗紫色,含钙质瘤状7结核及动物化石。坚硬致密,层理发育,风化后呈薄层状,为8223153上含煤段煤、岩层对比的主要依据。21010华丽类海藻叶,假细线古银杏,东北高枝杉,长形似金粉蕨,异羽叶,膜叶锥羊齿。中泥部岩 段J32-2121314 由灰白色粉至粗砂岩组成,夹泥岩,局部含砂砾岩,岩层胶结比较散,层理较为发育,无可采煤层。位于中部泥岩,质致密,灰色条痕,层理不明显,参差状断口,风化后呈不规则的多边碎块。 本层为区分上、下含煤段的主要标志。 由灰白色、灰色砂岩,煤层及煤质页岩等组成,至底部粗砂岩及砾岩增多。本段12、13、14、15-1、16-1等煤层可采,12层局部可采,砂岩成分以石英、长石为主,胶结物多为泥质,钙质少见,岩层层理发育,在12与15-1、16-1、17层底部、局部有辉绿岩入体,对煤层破坏程度不一,煤层至井田边界有变薄、分叉现象。 15-1煤层中的灰白色粘土岩,质细腻,有滑感,遇水呈泥状。位于16-1层煤顶板的杂色砂砾岩,成份以火山岩砾为主,并含少量的花岗片麻岩,胶结较好,此二层为下含煤段煤岩对比的主要樗标志。 灰色、灰绿色、灰白色及紫色砾岩,砂砾岩及薄层粗砂岩,细砂岩。本层顶部为灰绿、灰白、灰色砾岩,夹薄层砂岩,底部为紫色砾岩,砂砾岩,砂岩成份主要为花岗岩、片麻岩类,砾石呈菱角状及次菱角状,分选程度较差,砾径大小不等,大者可达1.0米左右,小者5-10毫米,一般砾石直径3-50毫米,胶结物一般多为泥质,一部分为钙质。 本层与下伏岩层呈不整合接触,本层划分至底部砾岩顶板至粗砂岩。 本组以砾岩、砂砾岩为主,砂岩及砂质泥岩次之,颜色上部以灰绿色为主,下部则为暗褐色,砾石以花岗片麻岩、石英岩为主,变质岩及其它岩浆石次之,砾岩的砾石分选差,砾径一般在20-25厘米,呈次棱角或棱角状,胶结物多为泥质,部分为钙质。下煤部15-115-216-116-217罗罗组含煤耳羽木,藩氏支脉蕨,其它化石同上。界统段J32-1310250210系下部砂砾岩组中侏罗统底砾部岩 组J31500J2300元震古旦界系Anz前 肉红色、浅黄色、灰绿色结晶片麻岩、云母片岩,绿泥片岩等组成。片麻岩具有明显的眼球状构造,其成份为花岗质,片岩成份主要为黑云母、绿泥石、石英等组成,节理、片理极为发育。沿节理裂隙有石英岩脉及长石岩充填。该段地层有各种岩浆侵入体。
4、中部砂泥岩段:本段主要以灰白色、灰色粉砂岩至粗砂岩、深灰色砂质泥
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岩组成,局部夹薄层泥岩及煤层,个别含少许砂砾岩。砂岩成份以长石、石英为主,泥质胶结。本段厚度为41~85m,一般为60 m。
5、上部含煤段:其组成以灰白色、灰色、灰黑色砂岩、砂质泥岩、炭质泥岩及煤层为主,并含砂砾岩1~3层。本段内含2、4-1 4、5、7、8、9-1 9-2 9、10层煤,其中4、5、7、8、9-1、9-2、9为可采层,4、7层为主要可采煤层。本段厚度为95~195m,一般为120m。
(三)白垩系(K1)
白垩系在本井田较发育,井田西北部沉积较薄,向南逐渐增厚。该系以砂岩、砂砾岩及砾岩为主,并含有砂质泥岩。白垩系分为二层,上部为赭色砂砾岩层,下部为灰绿色砂砾岩层与侏罗系地层呈平等不整合接触。现将各层分述如下:
1、下部灰绿色砂砾岩组:本组以灰绿色砂岩、砂砾岩及砾岩为主,并夹有砂质泥岩,底部偶含煤线及植物化石碎片。砂岩及砾岩成份以石英、长石为主,泥质胶结。本组厚度为120~335m,一般为160m。
2、上部赭色砂砾岩组:该层以赭色砂岩、砂砾岩为主。砂岩成份为石英、长石,泥质胶结。砾岩的砾石成份以片麻岩、花岗岩为主,砾径为3~30cm,最大可达1m以上,分选不佳,滚圆度差。本层厚度为80~283m,一般为200m。
(四)第四系(Q)
本井田第四系沉积厚度为16~30m,一般为25m,不整合于白垩系地层之上。其组成以冲积层、洪积层为主,坡积层次之。主要成份由亚粘土、砂及砂砾等组成。
三、井田内地层层段的主要发育特征,古生物组合及地层对比方法 井田内煤层均发育于上部含煤组之中,该组沉积极为发育,沉积厚度一般为430m左右,属陆相沉积。岩相及岩性变化较大,井田西部沉积较薄,中部较厚,其组成以砂岩为主,顶部及底部砂砾岩、中砂岩及粗砂岩增多。岩相为湖泊相及河床相沉积,部分煤层及顶板有冲刷现象。
煤层结构以复合煤层为主,井田中部发育较好,厚度较大,煤层层间距清晰稳定,西部间距变小,煤层出现分叉变薄或尖灭现象。
地层对比主要根据标志层进行,井田内普遍发育以下几层标志层:
1、白垩系底部发育一厚层灰绿色泥岩,可做为划分侏罗系与白垩系的标志。
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2、2层煤顶板黑色泥岩可做为上部含煤段的标志。
3、在中部砂泥岩段中有一层普遍发育的黑褐色泥岩,可做为上下含煤段分界的地层对比标志。
4、下含煤段15-1层煤中的铝质白色粘土普遍发育,可做为井田地层对比标志。
四、井田内含煤地层沉积特征及变化规律
上部含煤组在厚度上变化有一定规律可循。井田中西部沉积厚度大,可采煤层厚度也大;西部边缘沉积厚度偏薄,可采煤层厚度也渐薄;东部小青井田沉积厚度变薄,可采煤层厚度也变薄。
上部含煤组在岩性、岩相上变化较大。从纵方向上看,含煤组上部及下部粗碎屑岩、砂砾岩及中粗砂岩增多;从平面看,井田中西部沉积以细、中碎屑岩为主;而西部、东部粗碎屑岩增多,沉积不稳定。
井田中、西部泥炭沼泽相发育,煤层发育完好,间距清晰稳定。而西部及东部则河床相发育,煤层有受冲刷变薄现象。从古生物发育情况看,本组上下含煤段均有植物化石存在,下含煤段居多,但无标准化石。
上含煤段沉积有一定规律性。从生产实践中发现在井田中西部从888孔起到主、副井及601孔往南至大兴井田第一勘探线,东西宽近1公里,呈北西向一条带分布为煤层富煤带。在此富煤带上,各煤层厚度均较大。此煤层富煤带以西煤层变薄,到西部边缘区出现分叉、变薄、尖灭等现象。在此富煤带以东则河床相发育,粗碎屑岩增多,例如4层煤顶板的砂、砾岩层在走向剖面上,从560孔往东逐渐发育增厚。
中部砂、泥岩段沉积以中、粗砂岩及泥岩互层为主,仅含1~3层薄煤线,无可采煤层。
下部含煤段岩相变化较大,沉积具有一定的旋回性。煤层结构简单,边缘区较复杂,煤层变薄。15-1层煤以下,有粗碎屑岩增厚现象。
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第二节 构 造
一、区域构造
铁法煤田位于辽东台背斜、内蒙古背斜及下辽河凹陷三个不同构造单元的过渡带中,因而铁法煤田具有陆台型煤盆地沉积特征。由于下辽河凹陷的不断下沉,基底岩层不均衡的运动(垂直升降),因此,决定了铁法煤田以正断层发育为主的构造类型。
铁法煤田构造受纬向构造及新华夏构造所控制。煤田北部为赤峰—开原纬向构造带,南部为阴山—天山纬向构造带,西部是新华夏构造(冮屯断裂)。因而煤田内出现了北东东向雁行排列的短轴背、向斜构造。从北至南有:大明背斜、瓢屯向斜、晓明背斜、大兴向斜及蔡牛背斜等,基本上控制了铁法煤田构造。
二、井田构造
大隆井田处于晓明背斜和大兴向斜之间,形成一个北高南低的单斜构造,并有轻微的褶曲。
井田构造以断裂为主,褶曲次之。断层均属高角度正断层,倾角一般在55゜~70゜左右,断层落差最大可达100米以上。详见大隆井田构造纲要图。
井田内的褶曲有几条幅度较小的背向斜,对生产影响不大。
地层走向以北西西为主,也有北东向的。倾向为南西和南东,倾角一般为6゜~10゜。
截止2004年末,全井田共发现较大断层47条,其中落差大于10m的37条。按控制程度分:可靠的34条,较可靠的9条,不可靠的4条。其产状要素详见附表2-1。
巷道实见落差小于3 m的断层频繁出现,数量有50余条。
井田内煤层呈轻微褶曲,大部分是在断层产生之前形成的,局部也有后期构造或火成岩活动形成的。至本次报告为止共发现三个向斜褶曲和二个背斜褶曲。其中北西走向的三条,北东走向的两条,褶曲幅度一般在20~30m左右,长度在0.5~1.6km,两翼煤岩层倾角在5°~12°左右。褶曲一般对生产影响不大。详见附表2-2。
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褶 曲 一 览 表 附表2-2
编 号 褶曲名称 E1-1 W1-1 W1-2 W1-3 E2-1 向斜 向斜 向斜 背斜 背斜 位置 东一采区 530~396孔连线 西一采区 888~82427孔 西一采区 178~585孔连线 主付井附近 890~79410孔 东二采区 89453~86444孔 走向 NW 60~80° NE 25° NE 60° NW 80° NW 70° 长度 km 1~1.6 0.8~0.9 0.5 0.7 1.1 两翼地层倾角 5°~12° 6°~10° 4°~10° 5°~10° 5°~15° 宽度 m 400~700 500~700 400~600 300 400~600 三、井田构造规律及其对开采的影响
井田构造由于受纬向构造及新华夏构造的综合控制,断层展布主要有北西西向及北西、北东向两组。北西西向断层多产生于白垩系地层沉积之后,应属燕山运动第二幕产物。北西、北东向断层形成较晚,有的属喜马拉雅运动的产物,因此,北西西向断层一般被北西、北东向断层所切割。
井田构造受新华夏系及纬向构造控制的结果,张扭性正断层比较发育。由于扭力作用的结果,井田内形成弯曲的**行排列的弧形弯曲断层及S形弯曲状断层。
井田构造分区性较明显:井田西部断层多为北西向展布,并呈弧形弯曲状**行排列,代表性断层有FN1-1,FN1-2,FN1-3,FW1-7,FW1-1,FW1-6号等;同时此地段煤岩层走向亦多为北西向。
井田东部断层多为北东向展布,代表性断层有FE 1—2 、FE 1—4、F13、F13—1号等,煤岩层走向多为北东向。
井田北部断层展布多为北西西向,代表性断层有F6 、F7号断层,由于受扭力作用F7断层呈S形弯曲,煤岩层走向多为北西西向。
井田南部区断层展布亦多为北西西向, 代表性断层有F9 、F15 、F15—1 、F16 、F17号等**行列断层,但这一地区煤岩层走向以北东向为主。
井田构造体系的复合现象十分明显,井田内褶曲形成最早,绝大部分呈北西西向展布,其次形成北西西向断层。而北东及北西向断层形成较晚,它们有的切
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割了北西西向断层,如西部的 FW1—8断层切割了 FW1—2断层,东部区的F13号断层切割了F9号断层,南部区的NE向F41号断层切割了北西西向的F16号断层等等。
东部区的岩墙沿早期断层侵入,如E1—2号岩墙沿 FE1—5号断层侵入等。 这些多次构造运动形成的不同时期的构造体系最终反映到构造形态上来,这就是构造体系的复合现象。另外,也有些断层、褶曲的形成与火成岩的活动有关。
在生产实践中发现某些断层附近有“陷落柱”现象:如F7号断层572孔附近,FE1—13号断层85438孔附近均形成了椭园状陷落体,形成原因待查。
掘进过程中在519孔及570孔附近发现两处同沉积构造现象,但范围都很小。 上述构造不同程度地影响了生产。
井田构造规律对断层予测、设计及开采均有很大影响。适时、准确掌握断层分布规律,就能合理地进行回采,提高回采率。
第三节 岩 浆 活 动
一、 井田内火成岩活动情况
井田内火成岩为基性岩,按岩性可分为两种:喷出者为玄武岩,一般居于白垩系赭色砂砾岩组之中;而侵入者为辉绿岩,以顺层为主,多呈中厚边薄的侵入体,但也有斜穿煤岩层之中者,其岩体主要分布在煤系地层之中,对煤层破坏较大。
火成岩活动可分为两个时期:其一为白垩系沉积中期,以玄武岩喷发为主,属燕山运动第二幕产物;其二为第三系时期,伴随区域构造生成,活动较前期更为剧烈,以浅成侵入至煤系地层之中,白垩系地层中亦有分布,应属喜马拉雅旋回。
火成岩活动通道主要是断层、裂隙及岩层破碎地区。井田共发现8个溢出中心,11个岩体,岩体多呈倒锥形侵入煤系地层及白垩系地层之中。岩体产状为岩床、岩脉及岩墙,其中以岩床为主,对煤层破坏较大。详见所附火成岩分布图及地质剖面图。
现将井田内火成岩体分述如下:
玄武岩一般出露于白垩系地层之中,如597体之152及167孔,530体之566、579及581孔,S2体之187孔等,白垩系地层均有出露。喷出岩呈暗紫色,深灰
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色,结构致密,气孔构造及柱状节理较发育,并伴有方解石脉及褐色矿物充填。
辉绿岩主要分布在侏罗系煤系地层中,其颜色为灰绿色或暗绿色,边缘区为灰白色,灰紫色,辉绿结构明显。主要矿物为辉石及基性斜长石,次要矿物为橄榄石及磁铁矿。次生矿物有绿泥石及方解石等,岩体边缘部份有气孔现象。
截止2004年末共发现 11个大型火成岩体,现分述如下:
(1) 519层间侵入体:分布在井田西一及北一采区之4层煤顶部或顶板,平均长2Km,宽0.7Km,面积1.4Km2。局部吞蚀煤层并侵入5层煤顶板。岩体呈岩床产状,北厚南薄,最厚达47.26m。其溢出中心在519孔至572孔之间之F7号断层附近一带。此岩体由钻孔及巷道控制,较为可靠。
(2) 407层间侵入体:分布在井田东南部,呈长条带状分布,长2.14Km,宽0.5Km,面积1.07Km2。岩体溢出中心在139孔附近,沿F9号断层北部侵入至7层煤顶板及煤层中,F9号断层南侧则侵入至2层煤顶板。岩体最厚达46.63m,此岩体由钻孔及巷道控制,较可靠。
(3) S2侵入体:分布在井田中西部585孔附近,面积0.18Km2。该岩体沿FW1—1断层侵入,并转化成多个岩床侵入至煤层及喷发至白垩系、第四系地层中。
(4) 890侵入体:分布在主付井附近,其溢出中心在890孔附近呈倒锥形侵入至白垩系地层中。该岩体在煤系地层中转化成几个岩床侵入体,比较大的岩床有592体、566体及79410体。
(5) 592层间侵入体:分布于井田西部,呈中厚边薄的椭园状岩体,面积3.1Km2,最厚可达77.16m。该体侵入至12~14煤层之间,局部吞蚀13层煤。该体在596与598孔之间被形成较晚的597体切穿。
(6) 566穿层间侵入体:位于井田东部,侵入至12层以下煤岩层中,面积2.06Km2。岩体自西缘侵入16—1层底板、向东斜穿16—1、15—1层煤至东缘侵入14层煤底板,部分煤层变质或被破坏。
(7) 79410岩床侵入体:分布于井田中部(主付井东侧),面积0.5Km2,侵入10层煤顶板,并转化为若干个小岩床或岩墙侵入7层煤中。
(8) 172层间侵入体:分布在井田西南部,呈鸭蛋园形。或侵入7层煤顶板,或吞蚀煤层。岩体长1.4Km,宽0.6~0.8Km,面积1.01Km2。溢出中心在189孔F15断层附近,最大厚度可达60.89m。其岩体范围由钻孔控制,控制程度不高。
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(9) 132穿层侵入体:分布在井田东南部,其中一小部分延伸至小青井田内。岩体呈蚌形,最大厚度为113.59m。侵入体东高西低,西缘位于15—1层顶板,向东斜穿14、13、12、9、8层煤,个别地段侵入至7层煤。面积3.57Km2,为本井田破坏范围最大,影响最广的岩体。该岩体溢出中心在132号孔附近。
(10) 30倒锥形侵入体:该岩体侵入于白垩系赭色砂、砾岩组中,厚度最大为346.4m,面积达1.78Km2。部分煤层受其影响被破坏或变质。该岩体由钻孔及物探控制,控制程度较高。
(11) 97倒锥形侵入体:该体出现层位产生时代及对煤层破坏程度同530体,故不赘述。该岩体在煤系地层中面积达0.14 Km2 。
二、 火成岩与造构的关系
由于井田两组断层呈“X”型交叉,且断层性质又均为高角度的正断层,因此断裂交叉点成为火成岩活动的主要通道,其岩体的展布也多受断层控制。伴随剧烈的火成岩活动,部分断裂也随之活化,致使断层规模更加扩大,井田构造亦更趋复杂。特别是当岩浆侵入岩层以后,上覆岩层受冲挤抬起,致使煤层间距加大。当岩浆冷凝后,体积收缩并随之下沉,致使岩体附近形成一系列小型正断层,其规模不大。在岩浆侵入柔性和松散的煤岩层时,其煤岩层多被火成岩吞蚀,其顶底板属于柔性者一般被抬起形成隆起构造,如井田东部132孔附近的平台构造。当早期形成的岩床侵入体被后形成的断层断开时,煤层就会与岩体相接触。如井田西部的519体、592体均被断层断开。
总之,由于本井田构造特点决定火成岩活动十分活跃,又由于火成岩的多期频繁活动,致使构造渐趋复杂。因此,本井田火成岩与构造是互因关系。
三、 火成岩分布规律
1、火成岩活动通道,溢出中心及产状
井田内火成岩活动通道主要是断层裂隙带及松散破碎岩层地块,其溢出中心多在断层带附近,岩体产状多呈倒锥形侵入煤系地层中,形成椭园状中厚边薄的岩床以及岩脉、岩墙等。
岩体的转化及分化现象明显:火成岩侵入范围内,某些岩床可转化为岩墙或岩脉,有的岩墙可转化成小岩床。岩体边缘区存在分化现象:大岩床分化成若干个小岩床与煤岩层互层存在。
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2、火成岩与断层之密切关系
火成岩极易沿断层侵入,此时断层特征被掩盖,容易产生错误判断。由于岩体展布受断层控制,当早期形成的岩床被断层断开,煤层与岩体接触时也会误以为是岩体侵入,判断标准是煤层变质与否,无煤层变质则是非岩体侵入。
3、火成岩影响煤层变质情况
构造简单,岩层致密坚硬的地段,岩体沿煤层顶板侵入的小岩床居多。而构造复杂,岩层比较松散的地段,则出现火成岩斜穿或吞蚀煤岩层,或烘烤煤层而变质等现象。
火成岩对煤层影响程度与顶底板岩性、距岩体远近、岩体大小以及侵入部位有关:火成岩出现在煤层顶板时影响轻微,而出现在煤层中或底板时影响范围较大。井田内火成岩以破坏作用为主,对煤质牌号增高影响不大。煤层距岩体较近时变为天然焦,稍远变为贫煤(变质煤)。离火成岩体愈近变质程度愈高,挥发份降低,发热量变小,灰分增高。利用挥发份变化规律可以预测火成岩体距煤层的远近及岩体厚度。
4、火成岩体易于流动的性质
辉绿岩侵入体属基性岩,熔岩温度高,粘结性小,冷却凝固慢,易于流动。本井田构造复杂,尤其高角度的正断层给熔岩活动造成有利条件。岩体流动性大表现为分化、转化、分叉现象明显,岩体延长距离远,如东一采区E1—2号岩墙宽仅0.5—4m,但长度却达600余米。
5、岩体边缘区特征
岩体边缘区表现为厚度薄、硬度小,辉绿结构不明显,有时与沉积岩相似。边缘区岩体分化现象十分明显,分叉变薄乃至与沉积岩互层存在。
6、小岩体的存在与大岩体的关系
生产中所遇到的小岩体都不是孤立存在的,它们都与大岩体有密切的关系。对小岩体细致地观察分析,找出与大岩体的关系,就可有效地控制大岩体的规模、范围。如西一采区S 2 侵入体就是在掘进过程中发现的。
四、 火成岩影响煤层情况
火成岩影响煤层包括吞蚀煤层、使煤层变质、变薄至不可采。现将各主要可
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采煤层影响情况列下表予以说明:
火成岩影响煤层一览表 附表2-2 煤 层 4—1 4 5 7 8 9—1 9—2 9 12 13 14 15—1 16—1 17 合 计 影响面积km2 . 1.06 0.21 0.85 0.04 0.16 0.86 1.24 1.31 0.14 0.22 6.08 可采面积km2 8.9 2.3 10.1 5.4 6.2 9.7 9.0 10.5 12.9 13.1 0.7 88.8 影响面积占可采面积% 11.91 8.91 8.40 0.81 2.52 8.87 13.72 12.50 1.06 1.66 6.84 备 注
第四节 河流冲刷带及陷落柱
一、河流冲刷带
在东二采区及南一采区的4煤层已实见河流冲刷带,通过三维地震勘探得知,东三采区存在河流冲刷带,且与东二采区所实见连成一体,南一采区的河流冲刷带往大兴方向延伸,以上冲刷带对生产有一定影响。
二、陷落柱
在北一采区7煤层实见一陷落柱构造,为后生构造,其成因机理是地质动力所为,对生产有一定影响。以上构造详见底板等高线及储量计算图和所附构造纲要图。
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第三章 煤层、煤质
第一节 煤层对比和可采煤层
一、 煤层对比方法和依据
本井田煤层属陆相沉积。其岩相、煤层厚度、结构、间距、标志层等五种因素可做为煤层对比依据。
对比基线的选择:
本井田7层煤赋存稳定,普遍发育、煤层结构简单、煤厚一般在2.5~5.0米左右;煤层顶板以河床相为主,冲刷面明显,一般1~4个典型旋回;接近煤层顶板沉积则以深灰色粉至细砂岩组成,煤层底板至9层煤顶板全部为湖泊相沉积,与其它煤层顶底板有明显区别。基于以上特点,井田煤层对比选择7层煤做为对比基线。
对比方法: 1、
标志层对比
(1) 黑褐色泥岩:存在于中部砂泥岩段之中,致密、灰褐色条痕,层理不明
显,风化后呈不规则多边形碎块,为区分上、下含煤段的主要标志。 (2) 黑色泥岩:位于2层煤顶板,层理发育、含钙质瘤状结核及动物化石,
风化后呈薄层状,分布较广,是上含煤段煤岩层主要对比标志。 (3) 灰白色砂砾岩:位于4层煤顶板,砾石成分以火山岩为主,沉积岩次之,
砾石成分复杂,胶结松散,多出现在典型旋回的底部。此外4层煤上部有一层0.1~0.4m灰白色细砂岩夹石也较稳定,上述岩层均可做为4层煤对比标志。
(4) 灰白色铝质粘土岩:质细腻、有滑感,遇水呈泥状,厚度为0.05~0.3m,
夹于15—1煤层之中,为15—1层煤主要对比标志。
(5) 杂色砂砾岩:位于16—1层煤顶板,成分以火山岩为主,并含少量花岗
片麻岩,胶结较好,为16—1层煤对比标志。
(6) 杂色砾岩:分布于17层煤顶板,成分类似16—1层煤顶板之杂色砂砾
岩,但砾石无片麻岩成分,砾石分选好,粒度均匀,直径多在1厘米以下,风化后变为土黄色,该层杂色砾岩可做为17层煤对比标志。
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(7) 生产中发现的标志层:西一及北一采区发现8层煤顶部有一层硅质岩,
褐红色,坚硬、遇水不软、厚度为0.05~0.2m,可做为8层煤局部标志。西一及北一采区7层煤中部发现有结核状菱铁矿,呈褐色、坚硬,透镜体分布仅能做局部标志。 2、
煤层间距及厚度对比
由于上含煤段的7、8、9、10煤层及下含煤段12、13、14煤层的层间距、煤厚,在全井田内几乎都保持各自相对的稳定性,因此,有“姊姝层”之称,对比较为可靠。4、5、7层煤在井田西部间距变小。8、9层煤在井田中西部存在一条分叉合并线,往西南合并,往东北分叉,分叉后变为薄煤层,合并后变为中厚煤层。凡此种种均可做为对比依据。
3、沉积旋回对比
7层煤顶板沉积旋回十分明显,一般具1~4个典型旋回,旋回数及韵律变化规律性很强,冲刷面明显,在旋回之下一般为湖泊相沉积。第7与第8层煤之间粗粒碎屑岩绝迹其组成主要为细砂岩与粉砂岩互层,因而沉积旋回和岩相组成就成了第7煤层对比的主要依据。8、9层煤分叉之间的岩性主要是粗砂岩、中砂岩,有时为砂砾岩。当8、9层合并时,顶板以湖泊为主,可以此岩相做为对比依据。
4、煤层结构对比
煤层对比中应充分考虑煤层结构特征。当上、下煤层间距变大,而15—1层中无白泥标志层时,煤层对比困难。但是14煤层的主层之下,均有薄煤数层,另外在15—1煤层之下也有一个0.10 ~0.30m的煤层。根据这一结构特点可以确定该层的对比,同时在其它煤层的对比上,也是一种辅助方法。
5、煤层对比的分区
各煤层厚度、间距及稳定程度分区性较明显。全井田可分为三区。
1区煤层较厚、稳定,煤层结构简单,部分煤层有合并现象。该区位于井田中部。
2区各煤层发育较好,主采层均可采,但较1区薄。煤层间距较大,煤层层位清楚,标志层明显,主要可采层容易对比。该区位于井田东部。
3区各煤层普遍有分叉,变薄现象,层位不够清楚,层间距变小,煤层有合并现象,如4与7层;9与10层;11、12与13层等。各煤层结构复杂,层数繁多,
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标志层不完全发育,煤层对比较困难。该区位于井田西部。
6、剖面法对比
当部分煤层对比困难,特别是标志层不清时,可在剖面上综合考虑煤层结构、标高、煤厚、间距、岩性及构造等,以确保对比的准确性。
二、可采煤层
井田内有工业价值的煤层,均分布于上部含煤组之中。自上而下可编为1~20层,其中1~10层居于上含煤段,11~20层居于下含煤段。有可采价值的煤层有4-1、4、5、7、8、9-1、9-2、9、12、13、14、15—1、16—1、17层煤等计14层。
井田中西部煤层发育最好,呈南北向带状分布,煤层普遍较厚且稳定,层间距清晰易比,但向边缘区者变薄至尖灭,间距变小,不易对比,向东间距加大,煤层较薄。
本井田煤层累计厚度最大可达30.26米,一般为15~20米左右,含煤系数为6.7%。在可采煤层中,4、7、9、12、13、14、15—1、16—1等层发育最好,以中厚煤层为主。煤层复合层厚度最大可达10.03米,一般在3.5米以下。可采煤层间距在井田中东部较稳定,至西部边缘变化较大。
本井田煤层以复合煤层为主,自然分层繁多,最多者达110层,一般为40层左右。煤层结构中东部较简单,西部边缘区较复杂。
主要可采煤层的可采情况详见附图。
第二节 煤 质
一、 煤种、煤岩类型及煤质变化规律
本井田煤质牌号以长焰煤为主,不粘煤次之。14层煤以上各层大部分为长焰煤,而15-1及16-1层煤大部分为不粘煤。不粘煤由上部层位向下部层位面积逐渐增大,而长焰煤则相反。各煤层以区域变质因素为主,随煤层赋存深度增加,变质程度相对增高。由于火成岩活动剧烈,接触变质作用较严重,使各煤层局部变为天然焦。煤层变质后颜色变浅,光泽性强,外生裂隙发育,挥发分和发热量降低,灰分及燃点增高。靠近火成岩体的煤层,部分变成天然焦,工业价值不大。
煤岩特征:各煤层均属高等植物所形成的腐植煤,主要由半亮型和半暗型所组成,光亮型较少。微观看,具木质镜煤状结构,亮煤胶化物占绝对优势,其各
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煤层的显微组分含量变化基本是稳定的。(见下表煤岩特征表)
各煤层煤岩特征表 附表3-1
煤岩类型% 煤 层 4—1 4 7 8 9—1 9—2 9 12 13 14 15—1 16—1 14.9 10 光亮型 64.3 35.2 92.6 45.9 14.9 半亮型 34.9 48.3 7.4 87.3 40.0 51.9 86.8 半暗型 0.8 1.6 4.1 4.1 3.2 13.2 夹 矸 备 注 二、煤的利用程度
煤的可选性:本井田煤的可选性为中等可选,精煤回收率为良等。大隆矿历年做了多次生产大样筛分浮沉试验(见附表3-2、3-3)。
煤的用途:可做动力用煤及炼油用煤。15—1及16—1煤层的不粘煤可做为炼焦配煤。历年原煤质量情况:灰分在20~30%左右,发热量一般为4000~5000千卡/kg。
(历年主采层煤质情况见附表3-4、3-5)
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第四章 水 文 地 质
第一节 区域水文地质条件
一、 区域水文地质特征及井田在区域水文地质分区的位置 (一)区域水文地质特征
地形、地貌:铁法煤田东、西边缘是由火成岩及变质岩构成的低山,相对地势较高;南北面邻辽河流域,中间地区为第四系覆盖的洪积层、冲积层平原。
(1) 低山丘陵地形:煤田西、北部的柏家沟、锁龙沟、调兵山,南部的王千总堡,东部边缘的镇西堡、大台子等地是火成岩及变质岩受构造、剥蚀作用形成的低山地形。低山山脉呈南北走向,海拔110~337米。低山顶部多呈浑园状,山坡较陡,受剥蚀较强,上覆一层0.1~30m厚的残积物。丘陵分布在大冮屯、调兵山、晓明等地,多为隆起的白垩系地层所构成,海拔80~110m,顶部平坦,上覆残积物、坡积层。
(2) 洪积、冲积平原:该平原分布于南北辽河附近地区及王家街、小青堆子、万家房申、大青堆子、蔡牛堡子、大榆树堡子等地带,面积560 Km2 ,海拔65~100m。
(二)井田在区域水文地质分区的位置
本井田位于铁法煤田中西部,其东部是冲积平原,西部是洪积平原。冲积平原较平坦,标高在67~69米之间;洪积平原自西向东微倾,标高在69~90米之间。
发源于调兵山南岭及施荒地的两条小河,流经兴隆屯,汇于腾家窝棚向南注入长沟沿,再入辽河。跃进沟北起万家房申,南至田家窝棚,为地表积水沟。
二、 含水层的分布范围、特征及井田水文地质类型 (一) 含水层的分布及特征 1、
第四系含水层:本含水层分布普遍,西起创业、田家窝棚、刘荒地,
东至皇古洞、孤家子等地,南北均至辽河岸一带。该含水层又可分为洪积砂砾含水层和冲积砂层含水层,中间以粘土和亚粘土相隔。
(1) 洪积砂砾含水层主要分布在西部山麓下,厚度3~10米,渗透系数13.93~37.00米/日。
(2) 冲积砂层含水层分布在广大的平原地带, 厚10~20米, 渗透系数
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2.31~3.29米/日。
2、白垩系砂砾岩含水层:该含水层除大明地区及煤田边缘外,其它地区较为发育,但露头极少,几乎全被第四系地层所覆盖,岩性以紫色砂砾岩、砾岩为主,夹有薄层砂质泥岩。砾石成份以花岗片麻岩及花岗岩为主,并有少量的石英、安山岩及粗面斑岩。分选性不好,砾石直径10~100mm,泥质胶结,厚度125~420m。由三家子、海房屯、兴隆屯等地抽水试验得知:涌水量为0.425~0.71升/秒·米;渗透系数为0.000268~0.071米/日,影响半径39~105米。
3、
侏罗系砂岩含水层:该含水层位于白垩系地层之下,由灰白色砂岩、
砂砾岩组成,中间夹有炭质泥岩、煤及泥岩互层,大部为泥质胶结,层厚148~408m。由大明、三家子、兴隆屯等地抽水试验得知:涌水量为0.0078~0.159升/秒·米;渗透系数为0.00008~0.64米/日,影响半径为25~108m。
(二) 井田水文地质类型
侏罗系含水层为本矿井主要含水层,位于本含水层的各孔单位涌水量均小于0.1升/米·秒。根据《矿井水文地质规程》规定:主要含水层中有代表性的钻孔单位涌水量小于0.1升/米·秒的矿井为水文地质条件简单类型,故本矿井应为水文地质简单矿井。
第二节 充水因素及防治水措施
一、 井田水文地质特征和充水因素分析 (一) 井田水文地质特征 1、第四系含水层
亚粘土孔隙潜水含水层:分布全井田,含水层岩性为黄色亚粘土,是接受降雨直接补给的第一个含水层,厚度在3.9~33m之间,一般为15m。潜水随地形变化而变化,渗透系数由157孔抽水试验得知:K=0.386米/日,q=0.05957升/秒·米。见附表4—1。
洪积砂砾、粗砂含水层:该含水层在亚粘土下,分布于海房屯、小明安碑以西构成含水层,主要岩性为砂砾和粗砂,粒径2~15mm,以石英为主,黄色,分选不好,有棱角,厚度2~6m。从535、460两孔抽试验知:K=25.68~28.36米/日;q=1.024~1.690升/秒·米。见附表4-1抽水试验成果表。
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冲积细、中砂含水层:该含水层在洪积层东侧,上覆亚粘土,厚度4~15m。主要含水层为细、中、粉砂和较少量的粗砂。成份以石英为主,灰白色,层次清楚,分选好。从双树子水源1号井抽水得知:该含水层渗透系数是8.26米/日;单位涌水量1.036升/秒·米。第四系地下水通过水质分析,属于重碳酸钙型水。
2、白垩系含水层与隔水层
白垩系在第四系覆盖之下,厚度一般360m,与第四系接触的风化带约20~30m。赋存由西向东渐深,厚度增大。
主要含水层有砾岩、砂砾岩,其次是粗砂岩和中砂岩,成分以花岗片麻岩、石英碎屑岩为主,泥质胶结。砾径10~30mm,个别也有100mm的。
白垩系地层沉积相变甚剧,很难对比出普遍发育良好的含水层,故其含水层厚度仅能以累积方法获得,其厚度为150~20m之间,一般为250m。
因相变甚剧,隔水层也不稳定,其岩层有粉砂岩、页岩、泥岩等,它们多集中在白垩系下部灰绿色岩层中,与含水层频繁交错出现为其沉积特点,在一定范围内起隔水作用。
白垩系含水性较弱,152孔K=0.005米/日;q =0.024升/秒·米。 535孔K = 0.000193米/日;q = 0.0007升/秒·米。水质属重碳酸型。见附表4—2。
3、侏罗系含水层与隔水层 1) 上含煤段含水层、隔水层
白垩系底板至第10层煤之间,含水层总厚在25~110m之间,一般为67.5m。其含水性较强,对开采有影响,普遍发育的含水层是自第2煤层以下至第7煤层以上的砾质砂岩和粗砂岩。灰白色,以石英、长石为主要成分,胶结疏松、颗粒2~5mm。分布规律是井田东部较厚,40~60米,向西变薄为20~40米或更薄。这些含水岩层在井田东部多为第4和第7煤层的直接或间接顶板。
因构造引起的裂隙会使岩层导水性增强。在断层面中往往因断层泥的充填,反而使其透水性变弱,如584孔断层抽水K =0.00001186米/日;q = 0.000062升/秒·米。而断层的上盘或下盘破碎带的导水性却很强,532孔的简易水文观测,在断层附近的裂隙中钻进时泥浆消耗量达1~8米3/时。从495孔抽水试验得知,裂隙漏水并在有气体影响的情况下,K =0.1253~0.2112米/日,q = 0.0253~0.0566升/
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秒·米。由于辉绿岩侵入破坏围岩造成一些强透水带,如549孔在304米处砂砾岩与辉绿岩接触层面裂隙漏水达7米3/时;辉绿岩本身在垂直解理发育时亦可造成良好透水带,井田东南以132孔为中心,井田西南以227孔为中心的漏水范围均属此种,漏水量达1~8米3/时。
从489孔上含煤段抽水时发生瓦斯涌出,495孔在揭穿第7煤层时发生大量瓦斯涌出,以及535等孔的瓦斯涌水现象说明上含煤段的瓦斯涌水为一单独的水文地质条件。从瓦斯赋存本身可以肯定其岩层的孔隙和裂隙比较发育,而在此种情况下,其含水性也无疑较强。
上含煤段上部第2煤层上下,由粉砂岩、泥岩组成一连续的隔水层带,其规律是东部较厚10~20m,向西变薄至10m以下,其次是与含水层或煤层呈复杂交错沉积的粉砂岩、泥岩,虽然不能构成连续的隔水层带,但能起到一定的隔水作用,它们多分布于7层煤以下。
基于含水层与隔水层的分布特点,裂隙水和瓦斯涌水的富集区域性,经抽水试验证明井田东部含水性较强,往西南变弱。535孔、489孔的上含煤段,K = 0.0023~0.0026米/日;q = 0.006~0.0025升/秒·米。454、460两孔K = 0.00011~0.00055米/日;q = 0.00048~0.0015升/秒·米。152、196两孔K= 0.0000276~0.000078米/日;q = 0.000016~0.000014升/秒·米。(详见抽水试验成果表,表4—3、4—4) 水质属于氯—钾钠型。(见水质分析表,4—5)
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水 质 分 析 表 附表4-5
北一大巷9层顶板 0.763 15.28 0.148 1.79 37.053 37.964 13.669 484.72 2.209 106.03 22.103 1348.74 37.981 1939.49 0.91 2.55 0.91 2.55 -21.19 -59.42 9.0 22.103 7.8 北二材料上山4层顶板 0.704 14.10 0.157 1.91 22.737 23.598 18.253 647.28 0.010 0.49 4.865 296.86 33.128 944.63 0.86 2.41 0.86 2.41 -4.46 西一采区7层煤 0.443 8.87 0.320 3.89 36.576 37.339 13.308 471.91 0.010 0.49 20.202 1232.74 33.52 1705.14 0.76 2.14 0.76 2.14 -23.24 东一采区4层顶板 2.312 46.34 0.384 4.67 21.03 23.726 17.559 622.65 0.596 28.59 5.465 333.48 33.62 984.72 2.70 7.56 2.70 7.56 -2.88 -8.07 0 5.575 8.2 东一7层西二段 0.797 15.97 0.192 2.33 29.136 30.125 13.219 468.76 0 0 15.736 960.19 28.955 1428.95 0.99 2.77 0.99 2.77 -15.94 -44.69 0 16.627 8.2 东一7层北二段顶板 0.836 16.76 0.118 1.44 21.886 22.840 17.036 604.12 0 0 5.818 355.01 22.854 959.13 0.96 2.68 0.96 2.68 -4.86 -13.63 11.5 5.818 7.5 水 质 分 析 结 果 水仓 Ga+2 2阳Mg+ 离子 K+ +Na+ 毫克当量/升 毫克/升 毫克当量/升 毫克/升 毫克当量/升 毫克/升 毫克当量/升 毫克/升 毫克当量/升 毫克/升 毫克当量/升 0.836 16.79 0.443 5.38 13.753 15.032 6.651 235.86 0.417 20.03 7.362 449.21 14.43 705.1 1.28 3.59 1.28 3.59 -6.64 -18.62 0 7.921 8.3 总计- GI SO42 -阴毫克/升 离毫克当量/升 子 HGO3 毫克/升 总计 全硬度 毫克当量/升 毫克/升 毫克当量/升 德国度 暂时 毫克当量/升 硬度 德国度 硬 度 负硬度 游离CO2 固定CO2 侵蚀CO2 碱 度 PH 值 毫克当量/升 德国度 毫克/升 毫克/升 毫克/升 毫克当量/升 -12.51 -65.17 0 5.323 8.3 0 24.004 8.9 2)下含煤段含水层与隔水层
从第10煤层以下至第11煤层之间的中部砂、页岩组将上、下含煤段分开,与开采结合起来看,构成了不同的含水层组。
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下含煤段的主要含水层是中、粗砂岩、砾岩居多。含水层多分布于第13与第15-1煤层之间,其岩性为细、中砂岩,粒度不大于2mm,比上含煤段含水弱,从第7煤层至第15-1煤层之间的含水层总厚为70~80m之间,最厚为130m,最薄为40m。其变化规律是自西向东变厚。
火成岩及构造裂隙水较上含煤段居次。
因为沉积岩相变化大,岩层不稳定,在下含煤段中很难准确划分出明显的含水层与隔水层带,所以作为隔水层的粉砂岩、泥岩均与含水层复杂交错沉积,此亦是含水很弱的因素之一。
(二) 井田充水因素分析 1、充水水源 1)地下水
直接充水水源:目前本矿开采的煤层为侏罗系上含煤段,由于侏罗系上含煤组含水层与隔水层沉积不稳定,部分地区含水层为开采煤层的直接充水岩层。
间接充水水源:根据对本地区的水文地质特征综合分析可得出如下结论:地下水是以垂直方向向下补给的,第四系潜水补给第四系砂层,而白垩系风化带只能是接受第四系地下水的补给。又由于白垩系隔水层不稳定,与含水层频繁交错出现,在一定范围内,侏罗系含水层接受白垩系地下水的补给。因而第四系和白垩系地下水为开采煤层充水的间接水源。
2)大气降水
通过对矿井涌水量与降雨量关系的分析,明显得出涌水量周期性的变化规律:最大涌水量出现在雨季之后。由于补给途径远,涌水量高峰与降雨高峰时间不吻合,有滞后现象。
3)地表水
发源于调兵山、南岭和施荒地的两条小河,流经大隆井田。其水量小,受季节影响较大,对矿井有一定影响,但不显著。
2、充水通道
1) 由围岩性质决定的充水通道
本井田内无发育良好的隔水层,在无隔水层的情况下,含水层中的地下水通过其孔隙及裂隙直接渗入井下。
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2)断裂带通道
本井田内断裂带多数对采煤无影响,只有个别断裂带含水,如北一采区开拓掘进至F7断层时出现涌水,但水量有限,很快疏干。
3) 火成岩侵入破坏围岩造成的裂隙通道
本井田火成岩较发育,由于辉绿岩的侵入破坏围岩造成强透水带。而辉绿岩本身垂直节理发育时亦可造成强透水带,在开采过程中常表现为顶板淋水。
4) 生产造成的裂隙通道
本矿井开采方式为走向长壁和倾斜长壁式,顶板全部冒落的方法开采。在隔水层薄的情况下,井下采煤造成的冒落裂隙就会勾通上覆含水层,导致上覆含水层的水渗入井下。
5) 采空区积水对采煤的影响
本矿井开采三十多年来,形成了大量的采空区,当采矿活动接近上覆采空区时,其中的积水便泄入巷道,甚至造成突水事故。如本矿在开采北一采区7层南二段时,上部4层采空区的积水涌入采场,使生产被迫中断。
二、 防治水措施 1、 地面防排水
1)每年雨季前,建立专门的防排水组织机构,制定防排水计划和渡汛安全措施,储备一定数量的抢险物资和排水设备,设专人负责管理。
2) 由于主、副井口的标高低于历年洪水位标高,在工业广场西侧修筑了一条挡水墙,以阻挡洪水灌入井口。
2、 井下防治水
1) 严格执行“有疑必探,先探后掘”的原则。做到探水前有设计,有安全措施,有审批手续,而后进行探放水工作。
2) 在水大区域内掘进巷道或工作面开采前,必须首先制定安全措施,备足排水设备,经过有关部门批准方可进行工作。
3) 水文地质工作人员定期观测矿井涌水量,并随时观察水情变化情况,发现问题及时处理。
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第三节 矿井涌水量预计
根据大隆井田水文地质条件和开采以来的有关资料,矿井涌水量预计采取两种计算方法:大井法和类比法。
一、 大井法 1、 公式的选择
根据本矿水文地质条件,采用地下水动力学的承压转无压公式: 2HM— M2—h2 Q =1.366K ————————
lgR0 —lgr0
2、 涌水量预计的范围及含水层厚度和水头高度的确定 1) 本井田范围预计—375水平和—600水平涌水量。
2) 首先确定侏罗系上含煤段含水层的平均厚度为预计—375水平涌水量时的含水层厚度。然后确定下含煤段的中、粗砂岩和砾岩的综合厚度为预计延深水平—600涌水量时的含水层厚度。
3) 根据抽水试验成果,确定抽水孔各水平的水头高度的算术平均值分别为:—375水平和—600水平的水头高度。
3、参数的确定及依据
1) 渗透系数为抽水试验成果表中各抽水孔渗透系数的算术平均值。 2)采用r0=
的不规则园形公式计算。
公式计算。
3)采用R0=r0+R、R=2S
4、—375水平涌水量预计采用数据
K = 0.000944(米/日),H = 451.62(米),M =67.5(米) F = 14.83(km2), r0 = 2173.23(m), R0 = 2621.1(m), h = 0(m) 5、—600水平涌水量预计采用数据
K= 0.000944(米/日),H = 676(m), M = 164.7(m), F = 14.83(Km2) r0 = 2173.23(m), R0 = 3253.26(m), h = 0(m) 4.涌水量预计的结果
矿井涌水量结果为59.97m3/h。 二、类比法
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由于大隆矿及相邻的大兴矿、晓明矿和小青矿的上煤组均已开采,其矿井涌水量数据详细,故可参照2004年度涌水量来预测大隆矿的矿井涌水量。其中,实测矿井涌水量包含采空区水,在数据采用方面,应把这部分水量去掉。以下是各矿井2004年矿井涌水量。
1、大兴矿
平均涌水量88.2m3/h,最大涌水量140.4 m3/h,最小涌水量79.6m3/h。 2、小青矿
平均涌水量62.7m3/h,最大涌水量140.4 m3/h,最小涌水量79.6m3/h。 3、晓明矿
平均涌水量55.9m3/h,最大涌水量84.8 m3/h,最小涌水量15.4m3/h。 4、大隆矿
平均涌水量64.9m3/h,最大涌水量73.0 m3/h,最小涌水量55.0m3/h。 以上四矿的矿井涌水量为:
平均涌水量67.9m3/h,最大涌水量99.6m3/h,最小涌水量45.4m3/h。 两次预计结果相近,取平均值为63.9 m3/h,2004年最大涌水量与平均涌水量比值为1.54,我们取安全系数为1.6,最大涌水量为102.2 m3/h。大隆矿排水系统中有3台水泵(其中一台备用),经两条排水管路将矿井水排至地面,核定能力为200 m3/h,故矿井排水能力满足矿井最大涌出量要求。
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第五章 开采技术条件
第一节 瓦斯、煤尘、自燃发火
从历年来瓦斯涌出量测定结果看,本矿井属高瓦斯矿井(见表5—1历年瓦斯涌出量表)。我矿自1979年以来,先后进行了多次瓦斯参数的测试工作。经鉴定,东一采区4层煤瓦斯压力为10kg/cm2,瓦斯含量为17m3/吨。西一采区7层煤瓦斯压力为29.6kg/cm2,瓦斯含量为24m3/吨。以上两煤层透气性均较差,瓦斯赋存方式以吸着状态为主,而游离状态瓦斯仅占3~5%。经过30余年开采实践证明,西一采区瓦斯涌出量较大,北一采区次之,东二采区最小。
按集团公司所测定4、7煤层瓦斯含量,2004年大隆矿4煤层采出量为45.7万吨,4煤层瓦斯含量为9.58m3/T,瓦斯涌出量为0.044亿立方米;7煤层采出量为159.7万吨,7煤层瓦斯含量为10.13 m3/T,瓦斯涌出量为0.162亿立方米。
瓦斯大的原因:一是本区属隐伏煤田,煤层赋存较深,倾角平缓,无露头,煤系上部有泥岩隔气层。因此,瓦斯含量大。二是本区受火成岩侵入影响,煤层变质程度较高,产生大量瓦斯。
大隆井田历年瓦斯涌出量表 附表5-1
年度 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 平均日产量(吨) 2039.00 2133.96 3237.70 4059.13 6308.50 5678.60 4842.03 6048.40 5215.00 6779.50 7160.90 6348.40 7071.67 绝对涌出量m3/分 36.675 30.360 34.572 33.674 45.897 45.128 52.483 36.370 48.052 73.261 59.612 83.180 97.720 相对涌出量m3/T·日 21.723 20.487 15.376 11.946 10.477 11.444 15.608 11.399 13.268 15.560 11.987 18.868 19.900 瓦斯等级 高瓦斯 高瓦斯 高瓦斯 高瓦斯 高瓦斯 高瓦斯 高瓦斯 高瓦斯 高瓦斯 高瓦斯 高瓦斯 高瓦斯 高瓦斯
现主采层4及7层煤,曾多次取样,经抚顺、重庆煤炭研究所鉴定,煤尘具爆炸危险性,其爆炸指数为37.6~39.4%(煤尘爆炸性鉴定表5—2)。多年来测定的
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结果证明,煤尘产生的原因是回采中落煤,打眼放炮,煤炭装运等生产环节造成的。煤尘浓度分别为:综采落煤40~120mg/m3,炮采为100~185mg/m3,打眼20~40mg/m3,煤炭装运40~80mg/m3。
大隆矿煤尘爆炸性鉴定表 附表5-2
煤层号 工业分析 Wf Af Vf Vr 爆炸性试验 火焰长度 (cm) >400 抑止煤尘爆炸最低岩粉量 65 爆炸性结论 有爆炸危险 有爆炸危险 采样地点 东一采区东六段 西一采区北五段 4 10.52 15.16 29.33 39.47 7 7.56 7.67 31.21 36.82 >400 65 根据生产中观测资料证明,本井田煤层容易自燃发火,发火期一般为3~6个月,最短为50天。
我矿历年来曾出现过瓦斯爆炸及燃烧事故。主要原因是生产中瓦斯涌出量大,且没有正确处理,加之有明火产生等条件引起的。煤层揭露过程中也有自燃发火现象,主要因注浆、通风等工作欠妥所致。如果严格按规程施工,瓦斯、煤尘爆炸及自燃发火等问题是可以避免的。
第二节 地温、地压及可采煤层顶、底板岩石强度
矿井地温一般为16o~18o。地压一般为20~30T/m2:4层为20~27T/m2, 7层为20~30T/m2, 通常都在30T/m2以下。
煤层顶底板岩性及顶底板分类情况分述如下:
4层伪顶为灰色泥岩、深灰色炭质泥岩,厚度为0.2~1.2米,一般为0.7米左右。直接顶为灰色粉砂岩、砂质泥岩互层,其厚度为1.2~3米,一般为2米左右。老顶为灰白色粗砂岩及杂色砂砾岩,为典型河床相,是井田主要标志层之一。其厚度为5~20米,一般为10米左右。底板为深灰色粉砂岩及灰白色细砂岩。直接顶板为二类偏下,老顶为二类。
7层伪顶为灰色砂质泥岩夹薄层细砂岩,厚度为0.4~0.8米,一般为0.5米左右。直接顶为深灰色粉砂岩及细砂岩,厚度为4~15m,一般为6~7米,较松软破
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碎,裂隙发育。老顶为灰白色粗砂岩,偶夹薄层砂砾岩,厚度为7~20米,一般为10~15米左右。底板为深灰色粉砂岩及细砂岩。7层煤直接顶为三类偏下,老顶为二类偏下。
8层伪顶为灰色泥岩、粉砂岩夹薄煤层,厚度为0.1~0.5米,一般为0.2~0.4米。直接顶为灰白色粉粉砂岩,矿物成分以石英、长石为主,含少量云母。厚度为3~10米,一般为5~8米。老顶为深灰色细砂岩及灰白色粉砂岩,层理清晰,厚度为6~15米,一般7~10米。底板为黑色泥岩及灰色砂质泥岩,厚度为0.2~1米。顶板未分类。
9层伪顶为深灰色炭质泥岩及泥岩,厚度为0.1~0.3米。直接顶为灰白色粉砂岩及细砂岩,节理裂隙较发育,厚度为2~10米,一般为5~7米。老顶为灰白色细砂岩及粗砂岩,厚度为5~20米,一般为12~15米。底板为灰色粉砂岩、细砂岩,9层煤直接顶板为1类,老顶为1~2级。
为了给生产和设计部门提供可靠的科学依据,我矿有关人员对顶板岩石强度做了很多化验、分析工作。1983年委托黑龙江省煤田地质科学研究所试验室,对井田内不同岩石岩性进行了物理力学性质试验,结果见(表5—3岩石物理力学性质试验成果表)。
岩 石 物 理 力 学 性 质 试 验 成 果 表 附表5-3
岩 样 数 值 项 目 物理性质 比重g/cm3 容重g/cm3 含水率% 孔隙率% 抗压强度kg/cm2 力学性质 抗拉强度kg/cm2 线膨胀系数% 凝聚力系数kg/cm2 内摩擦角δ° 中 砂 岩 2.71 2.49 2.80 133 16.6 102 泥 岩 2.79 2.55 4.70 124 2.0 1.14 19.5 细 砂 岩 2.73 2.53 4.90 312 8.40 83 粗 砂 岩 2.66 2.38 3.20 254 8.60 84 泥砂质粉岩 2.75 2.50 6.90 辉 绿 岩 2.92 2.81 0.90 4 层 煤 1.47 1.37 5.50 7 层 煤 1.41 1.32 9 层 煤 1.42 1.28 12.40 14.60 73.80 2.60 40.2 10.60 12.70 11.70 13.30 15.00 4.60 86.80 1354 3.90 2.31 11.70 16.70 21.30 59.60 109 3.30 37.7 37.60 1.60 54.4 43.60 400 32.30 37.60 36.10 33.60 40.60 29.30 28.50 36.70 30.80 62
备 注 4层顶板 4层顶板 7层顶板 从表5—3可以看出大隆井田各种岩石的抗压和抗拉强度都很低,孔隙率大,节理发育易破碎,这是造成巷道压力大、易变形、失修严重的主要原因,给巷道支护工作带来很大困难。
第三节 有益矿产开采及其它
大隆井田在勘探阶段对锗和铀进行了普查找矿工作。对稀散元素锗进行了335个煤样分析:煤中锗含量为0.17~12.8γ。主要可采层的4、7、15煤层锗分布比较普遍,含量比较低,一般为0.2~6.3γ,平均为3.6γ左右。
对放射性元素铀也进行过检查。放射性测井101个孔,60032米,岩芯检查40个孔,19184.26米。其中有53个异常孔,该类异常孔均由PAKP测井发现,所求得每公分脉冲数值一般大于底数1~2倍左右,故发现异常的强度比较低。放射性异常带富集在井田东部,存在于白垩系灰绿色岩层中,深度一般为150~250米,厚度0.5~0.9米左右,放射性强度较低,一般为1100~1800脉冲/公分(相当于40~80γ左右)。铀含量为0.008%,高者可达0.019%。另外,辉绿岩可做耐磨材料,但尚未被利用。
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第六章 采 探 对 比
第一节 煤 层 对 比
通过生产实践及补勘,煤层厚度及结构有所变化。总体来看,煤层厚度较上次报告变化较小,仅在东三采区4煤层局部煤层变厚。某些钻孔煤层打薄了,其原因是打在断层带上,例如98474孔,实践证明该孔是打在FW2-8号断层带上,仅保留9-1、9-2煤层。
有的煤层是由于火成岩影响而变薄的,如407孔附近受497体影响变薄的。通过巷道实见证实变质带比原报告范围增大很多。
关于8、9层及9-1、9-2、9,4-1、4分叉合并问题,本次报告重新划分并圈定了范围,并对4-1、9-1、9-2煤层单独绘制结构柱状图并计算储量。
第二节 构造对比
通过巷探、生产补勘及三维地震勘探,对某些断层做了修改。
F7号断层较上次报告走向变短,已经东二采区巷探和东三采区三维地震所证实。
F13号断层,经东二采区巷道实见,走向有较大变化。 F9断层通过巷道实见,改动了位置。
本次报告新增加的断层有:FS1405-1、FS1405-2、FE2400-1、FE2400-2、FW2-1、FW2-2、FW2-3、FW2-4、FW2-5、FW2-6、FW2-7、FW2-8、FW1703-1、FW1703-2等。
1992年《矿井生产地质报告》中南一采区北部赋存F17断层,经南一403工作面巷道揭露证实,无此断层,故本次报告从图中删除。
通过实践及补勘,火成岩影响煤层面积有所增加,如497孔附近7煤层火成岩影响面积增加,东二采区597体火成岩影响面积有所变大。
第三节 水文地质条件对比
水文地质条件变化不大,从生产实践看,多年来没发生过因钻孔封闭不良而造成水灾和瓦斯涌出等现象,说明封孔质量较好。
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第七章 储 量 计 算
第一节 储量计算范围、指标和方法
根据《生产矿井储量管理规程》(以下简称《规程》)第二章第四节的规定及集团公司确定的原则,确定了本次报告储量计算的各种指标和计算方法。
一、 储量计算范围
本次储量计算范围与上次报告的范围出入较大:井田西北部与晓明井田交界处,改为井田边界转点座标为界的人为划分边界;井田东部F13断层以西划入小青井田,井田南部与大兴井田为人为边界和天然边界。
储量计算严格限制在井田境界之内。按缺煤地区之规定,最低可采厚度确定为0.80m,各煤层可采边界采用插入法求出。对于未见煤钻孔采用以下处理办法:
1、 因断层断失煤层的钻孔及废孔,不参与可采边界的圈定。
2、 因沉积缺失煤层的钻孔,一般情况下,将该孔与相邻见煤钻孔连线的中点作为零点,用插入法求出可采边界。
3、 对于岩浆岩侵入及古河床冲刷而导致缺失煤层的钻孔,一般采用做剖面图法,根据具体情况综合考虑,圈出可采边界。
4、 对于定为不合格(不能用)的钻孔煤厚不参与储量计算。
由于生产及补勘工作中在煤质化验方面所做工作的局限性,对烧变区边界的圈定仍采用1992年矿井生产报告所圈定的范围。其原则是:以净煤挥发份20%为界,大于20%者参加表内储量计算;小于20%者参加表外量计算。
本井田煤层赋存深度均在270~840m之间,因此,井田境界内符合储量计算标准的各煤层,均进行了储量计算。
二、 工业指标的确定
1、 煤层厚度的确定:本次报告煤厚的确定是根据《生产矿井储量管理规程》第二章第四节第十八条之规定执行,并结合大隆矿具体情况做了如下补充。
本井田内4、5煤层4-1、4煤层8、9煤层及9-1、9-2煤层分别在井田北部、东部和西部合并为一层煤,其储量计算的原则为:以煤层间距0.80m为界,采用插入法圈定出合并、分叉界线,合并后煤层储量与下煤层储量一同计算。
2、 容重的确定
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容重指标的确定,本次储量计算中仍采用上次报告资料,煤的容重为1.32~1.34。
3、 灰份及发热量指标的确定
最低发热量按《规程》规定的缺煤地区不低于3000千卡/千克;最高可采灰份以一般地区储量计算标准,不得超过40%。在上述两项指标中,有一项符合标准即可按表内量计算。
三、 井田中勘探线的确定原则
1、总体遵循1992年《矿井生产地质报告》中所确定的勘探线位置。 2、在原有勘探线的基础上,若钻孔距某勘探线小于20米,则该勘探线变成折线从该钻孔经过。
3、若钻孔有孔斜,则勘探线从孔口位置经过。
4、废孔及界外孔在勘探线上的位置遵循1992年《矿井生产地质报告》中的原位置。
四、 工业广场保护煤柱及风井广场保护煤柱边界变动情况
1、由于构造发生变化,故工业广场保护煤柱及风井广场保护煤柱局部边界按构造相应变动。
2、4、7煤层的工业广场煤柱和风井广场煤柱有局部已采动,其原因是当时该处煤柱所保护的广场内无被保护建筑物。待采动稳定后,该处又增加了被保护建筑物,其下伏各煤层均不能采动。
五、 储量计算方法
由于本井田内煤层赋存较稳定,厚度变化规律性强,煤层属倾角小于15o的缓倾斜煤层。因此,储量计算以比例尺为1/5000的煤层底板等高线图为底图,采用软件系统自动计算储量,以地质块段法进行储量计算。
储量计算块段的划分是在储量级别块段基础上进行的。以钻孔实见点连线、采区边界线、煤柱界线、井田边界、构造线、煤种界线、可采边界线及煤层分叉、合并线为边界,将级别块段划分成若干个储量计算块段。
储量块段内要求厚度基本一致,采用点分布均匀。在实见点分布不均匀的情况下,采用插入法增加一些煤厚点,然后用算术平均法求得平均厚度。然后分水平、分级别、分煤种、分采区进行表内、表外储量计算。
储量计算采用公式为Q = S·h·d,其中: Q—储量(万吨) S—平面积(m2) d—容重(T/m3) h—平均厚度(m) 储量单位为万吨,小数点后保留一位有效数字。
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第二节 储量级别划分原则
1996年对大隆井田地质条件分类进行重新划分,由Ⅱ类Ⅱ型变为Ⅲ类Ⅱ型,批准机关为辽宁省煤炭工业管理局,批准文号为辽煤生字【1997】67号。根据大隆井田地质构造类别和煤层稳定类型——Ⅲ类Ⅱ型偏简单,确定了各级储量级别划分的基本线距,分述如下:
级别 基本线距 B级 250m C级 250--500m
按《规程》规定,地质分类为Ⅲ类Ⅱ型矿井储量中无A级储量,又因井田内钻孔密度较大,为17.2个/km2,因此无D级储量。因此大隆井田中只有B和C级储量。
根据《规程》规定并结合大隆井田实际情况,确定了各级储量的具体划分原则如下:
1、总体原则:
由于大隆井田生产水平(-375水平)除东三采区未完全开拓外,其余采区均已采动,煤层稳定程度及构造复杂程度已确定,煤层对比清晰,构造可靠,且东三采区已完成三维地震勘探工作,该区内煤层和构造已清楚。故根据生产水平(-375水平)所揭露地质实见资料推断下水平(-600水平)中的煤层和构造已基本清楚,可做为划分高级储量的依据。
2、C级储量的划分原则
①、井田范围内构造带两侧留30米为C级量,断层交面线变化大的断层可根据两侧钻孔连线确定C级储量范围。
②、可采边界边缘50米为C级量。
③、烧变带边界及表外量边界外50米内为C级量。 ④、孤立块段内为C级量。
⑤、构造复杂区内可跨构造圈定为C级量。 ⑥、井田边界内推50米为C级量。
⑦、由于7煤层西二采区的构造复杂,煤层不稳定,故定为C级储量。 3、B级储量的划分原则
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除C级储量外,均为B级储量。 4、表外量的划分
① 煤层厚度、质量不能满足当前煤矿开采经济技术条件要求。
② 因水文地质条件及开采技术条件特别复杂等原因,目前开采很困难,暂时不能利用的储量。
第三节 储量计算结果
一、2004年末大隆井田平衡表中储量情况
截止2004年末,大隆井田煤炭总储量为17748.5万吨。
1、 按利用程度划分:能利用储量(表内)为16787.1万吨;暂不能利用储量为961.4万吨。
2、 按级别划分:表内储量中,A级储量3233.2万吨,B级储量5281.3万吨,C级储量8363.6万吨。A+B级占表内量的50.2%,C级储量占表内储量的49.8%。
3、 按开采水平划分:现生产水平(-375)煤炭总储量7932.2万吨;其中表内储量6670.1万吨,表外储量961.4万吨。表内储量中A级储量1235.1万吨,B级储量2113.1万吨,C级储量3321.9万吨,A+B占50.2%,C级占49.8%。
深部水平(-600)煤炭总储量10117.0万吨,其中表内储量10117.0万吨,无表外储量。表内储量中A级储量969.8万吨,B级储量4196.5万吨,C级储量4950.7万吨。A+B级储量占51.1%,C级储量占48.9%。
4、 按煤种牌号划分:
长焰煤表内储量9465.3万吨,占表内量56.4.% 不粘煤表内储量7321.8万吨,占表内量43.6%。 二、本次生产地质报告储量情况
本次生产地质报告储量计算截止日期为2004年12月31日。 本次报告煤炭总储量为16988.1万吨。
1、按利用程度划分:能利用储量(表内)为16427.0万吨;暂不能利用储量为561.1万吨。
2、按级别划分:表内储量中,无A级储量,B级储量9565.7万吨,C级储量6861.3万吨。A+B级占表内量的58.2%,C级储量占表内储量的41.8%。
3、按开采水平划分:现生产水平(-375)煤炭总储量5574.9万吨;其中表
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内储量5096.5万吨,表外储量478.4万吨。表内储量中B级储量2441.5万吨,C级储量2655.0万吨,A+B占47.9%,C级占49.1%。
深部水平(-600)煤炭总储量11413.2万吨,其中表内储量11330.5万吨,表外储量82.7万吨。表内储量中B级储量7124.2万吨,C级储量4206.3万吨。A+B级储量占62.9%,C级储量占37.1%。
4、按煤种牌号划分:
长焰煤表内储量9914.7万吨,占表内量60.4% 不粘煤表内储量6512.3万吨,占表内量39.6%。 以上数据详见附表7-1、7-2、7-3、7-4。 三、按储量分类新标准分为:
111b=14666.0万吨,111=9972.9万吨,2S21=1761万吨,2S22=561.1万吨。
第四节 储量增减原因分析
一、储量增减主要原因
本次生产地质报告与2004年末平衡表相比:
2004年煤炭总储量为17748.5万吨,本次报告煤炭总储量16988.1万吨,储量减少760.4万吨。2004年末平衡表内量为16787.1万吨,本次报告表内量为16427.0万吨,储量减少360.1万吨。2004年末平衡表外量为961.4万吨,本次报告表外量为561.1万吨,表外量减少400.3万吨。
储量增减原因主要有以下几点:
1、位于井田东南部的F13断层西侧与F16断层之间的12#、13#、14#、15-1#、16-1#煤层储量划入小青井田。储量减少242.0万吨。
2、煤层最小可采厚度由0.70米变为0.80米。减少储量723.1万吨。 3、1992-2004年期间生产补勘钻孔的变化引起储量的变化。增加储量262.2万吨。
4、采勘对比引起储量变化。
5、5煤层238.4万吨表外量在本次报告中转为表内量。 6、重新计算储量所产生的误差,减少储量75.0万吨。 二、全井田储量变化概述 1、表内量变化
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表内量减少360.1万吨。
①煤层最低可采厚度由0.70变为0.80米,使全井田储量减少583.5万吨。 ②采勘对比使储量增加17.5万吨。 ③生产补勘引起储量增加262.2万吨。 ④划入小青井田242.0万吨。 ⑤计算误差减少52.7万吨。
⑥5煤层表外量转为表内量为238.4万吨。 2、表外量变化情况 表外量减少400.3万吨。
①煤层最低可采厚度由0.70米变为0.80米使全井田储量减少139.6万吨。 ②由于5煤层的下伏7煤层已采动,故其表外量于本次报告中不计量,储量为238.4万吨。
③计算误差减少22.3万吨。 三、分煤层详述储量增减原因 1、4-1、4煤层
本次报告中将井田东部4煤层分叉成4-1和4煤层,2004年末4煤层表内量为730.8万吨,本次报告中4-1和4 煤层的储量合计为769.8万吨,增加量为39.0万吨。具体原因有三条:
①最低可采厚度由0.70米变为0.80米,减少的面积为130766m2,该面积平均煤厚为0.75米,4煤层容重为1.34,故减少储量为13.1万吨。
②本煤层由于东三采区煤层实见厚度与钻孔厚度有变化,引起储量变化。具体为:增加煤厚0.31米,面积为421796㎡,容重为1.34,储量增加17.5万吨。
③本煤层重算误差为增加34.6万吨。
本煤层2004年末表外量139.8万吨,本次报告中表外量为134.6万吨,减少5.2万吨。具体原因有二条:
①最低可采厚度由0.70米变为0.80米,减少的面积为21016m2,该面积平均煤厚为0.75米,4煤层容重为1.34,故减少储量为2.1万吨。
②本煤层重算误差为减少3.1万吨。 2、5煤层
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该煤层2004年末平衡表中已无表内量,表外量为238.4万吨(该量已经储量监测报告批准),本次报告中把该量转为表内量。
3、7煤层
该煤层2004年末表内量为1909.6万吨,本次报告中表内量为1709.7万吨, 表内量减少199.9万吨。具体原因有以下三条:
①最低可采厚度由0.70米变为0.80米,减少的面积为424183m2,该面积平均煤厚为0.75米,7煤层容重为1.33,故减少储量为42.3万吨。
②由于生产补勘引起7煤层部分块段煤厚变小而减少储量77.5万吨,减少煤厚0.62米,面积为939999㎡,7煤层容重为1.33,减少储量为77.5万吨。
③本煤层重算误差为减少80.1万吨。
该煤层2004年末平衡表中表外量为333.0万吨,本次报告中表外量为267.5万吨。具体原因有二条:
①最低可采厚度由0.70米变为0.80米,减少的面积为534459m2,该面积平均煤厚为0.75米,7煤层容重为1.33,故减少储量为53.3万吨。
②本煤层重算误差为减少12.2万吨。 4、8煤层
该煤层2004年末平衡表中表内量为528.7万吨,本次报告中表内量为546.7万吨,表内量增加18.0万吨,储量增减原因有二条:
①最低可采厚度由0.70米变为0.80米,减少的面积为73195m2,该面积平均煤厚为0.75米,8煤层容重为1.33,故减少储量为7.3万吨。
②本煤层重算误差为增加25.3万吨。
该煤层2004年末平衡表中表外量为67.9万吨,本次报告中表外量为62.7万吨,减少5.2万吨,具体原因有两条:
①最低可采厚度由0.70米变为0.80米,减少的面积为38107m,该面积平均煤厚为0.75米,4煤层容重为1.33,故减少储量为3.8万吨。
②本煤层重算误差为减少1.4万吨。 5、9-1、9-2、9煤层
本次报告中将9煤层分成9-1、9-2和9煤层,2004年末平衡表中9煤层表内量为1660.7万吨,本次报告该3个煤层合计为1831.9万吨,表内量增加171.2
2
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万吨。具体原因有三条:
①最低可采厚度由0.70米变为0.80米,减少的面积为569911m2,该面积平均煤厚为0.75米,煤层容重为1.32,故减少储量为56.4万吨。
②由于生产补勘引起9-1、9-2、9煤层煤厚增加而增加储量177.5万吨。 增加面积为2401761m2,增加煤厚0.56米,容重为1.32,增加储量为177.5万吨。
③本煤层重算误差为增加50.1万吨。
2004年末平衡表中表外量为17.6万吨,本次报告中表外量为13.6万吨,减少4.0万吨。具体原因有二条:
①最低可采厚度由0.70米变为0.80米,减少的面积为35568m2,该面积平均煤厚为0.75米,9-1、9-2、9煤层容重为1.32,故减少储量为3.5万吨。
②本煤层重算误差为减少0.5万吨。 6、12煤层
该煤层2004年末平衡表中表内量为1750.4万吨,本次报告中表内量为1711.8万吨,表内量减少38.6万吨。具体原因有四条:
①最低可采厚度由0.70米变为0.80米,减少的面积为704173m2,该面积平均煤厚为0.75米,12煤层容重为1.33,故减少储量为70.2万吨。
②位于大隆井田东南部的F13断层西侧划入小青井田,面积为179332m2,平均煤厚1.08米,容重1.33,储量为25.8万吨。
③由于生产补勘引起12煤层煤厚增加而增加储量43.0万吨。
增加面积为1701242m2,增加煤厚0.19米,容重为1.33,增加储量为43.0万吨。
④本煤层重算误差为增加14.4万吨。
2004年末表外量为131.2万吨,本次报告中表外量为50.7万吨,表外量减少80.5万吨。具体原因有二条:
①最低可采厚度由0.70米变为0.80米,.减少的面积为755101m2,该面积平均煤厚为0.75米,12煤层容重为1.33,故减少储量为75.3万吨。
②重新计算块段储量引起的误差。 本煤层重算误差为减少5.2万吨。
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7、13煤层
该煤层2004年末平衡表中表内量为1710.8万吨,本次报告中表内量为1586.1万吨,表内量减少124.7万吨。具体原因有四条:
①最低可采厚度由0.70米变为0.80米,减少的面积为895279m2,该面积平均煤厚为0.75米,13煤层容重为1.33,故减少储量为89.3万吨。
②位于大隆井田东南部的F13断层西侧划入小青井田,面积为338523m2,平均煤厚0.98米,容重1.33,储量为44.1万吨。
③由于生产补勘引起13煤层煤厚增加而增加储量3.0万吨。
增加面积为162562m2,增加煤厚0.14米,容重为1.33,增加储量为3.0万吨。
④本煤层重算误差为增加5.7万吨。
2004年末表外量为17.8万吨,本次报告中表外量为18.2万吨,表外量增加0.4万吨。具体原因有二条:
①最低可采厚度由0.70米变为0.80米,减少的面积为4224m2,该面积平均煤厚为0.75米,13煤层容重为1.33,故减少储量为0.4万吨。
②本煤层重算误差为增加0.8万吨。 8、14煤层
该煤层2004年末平衡表中表内量为1758.7万吨,本次报告中表内量为1715.6万吨,表内量减少43.1万吨。具体原因有四条:
①最低可采厚度由0.70米变为0.80米,减少的面积为573257m2,该面积平均煤厚为0.75米,14煤层容重为1.34,故减少储量为57.6万吨。
②位于大隆井田东南部的F13断层西侧划入小青井田,面积为361509m2,平均煤厚1.03米,14煤层容重1.33,储量为49.5万吨。
③由于生产补勘引起14煤层煤厚减少而减少储量0.8万吨。
减少面积为102531m2,减少煤厚0.06米,容重为1.34,减少储量为0.8万吨。
④本煤层重算误差为增加64.8万吨。
2004年末平衡表中表外量为15.7万吨,本次报告中表外量为13.8万吨,表外量减少1.9万吨。具体原因有二条:
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①最低可采厚度由0.70米变为0.80米,减少的面积为12373m2,该面积平均煤厚为0.75米,14煤层容重为1.33,故减少储量为1.2万吨。
②本煤层重算误差为减少0.7万吨。 9、15-1煤层
该煤层2004年末平衡表中表内量为3865.9万吨,本次报告中表内量为3680.1万吨,表内量减少185.8万吨。具体原因有四条:
①最低可采厚度由0.70米变为0.80米,减少的面积为446259m2,该面积平均煤厚为0.75米,15-1煤层容重为1.34,故减少储量为44.8万吨。
②位于大隆井田东南部的F13断层西侧划入小青井田,面积为466576m2,平均煤厚1.82米,容重1.34,储量为113.8万吨。
③由于生产补勘引起15-1煤层煤厚增加而增加储量29.0万吨。
增加面积为1801681m2,增加煤厚0.12米,容重为1.34,增加储量为29.0万吨。
④本煤层重算误差为减少56.2万吨。 本煤层无表外量。 10、16-1煤层
该煤层2004年末平衡表中表内量为2737.9万吨,本次报告中表内量为2394.9万吨,表内量减少343.0万吨。具体原因有四条:
①最低可采厚度由0.70米变为0.80米,减少的面积为1578123m2,该面积平均煤厚为0.75米,16-1煤层容重为1.32,故减少储量为156.2万吨。
②位于大隆井田东南部的F13断层西侧划入小青井田,面积为69118m2,平均煤厚0.96米,容重1.32,储量为8.8万吨。
③由于生产补勘引起16-1煤层煤厚变薄而减少储量61.5万吨。
减少面积为2024253m,减少煤厚0.23米,16-1煤层容重为1.32,减少储量为61.5万吨。
④本煤层重算误差为减少116.5万吨。 本煤层无表外量。 11、17煤层
该煤层2004年末平衡表中表内量为133.6万吨,本次报告中表内量为242.0
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万吨,表内量增加108.4万吨。具体原因有3条:
①最低可采厚度由0.70米变为0.80米,减少的面积为460289m2,该面积平均煤厚为0.75米,17煤层容重为1.34,故减少储量为46.3万吨。
②由于生产补勘引起17煤层煤厚增加而增加储量149.5万吨。
减少面积为1062696m2,增加煤厚1.05米,容重为1.34,增加储量为149.5万吨。
③本煤层重算误差为增加5.2万吨。
以上数据详见储量增减原因分析表(附表7-5 )
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第八章 结 论
一、本次补勘总的评价及报告编制中存在的主要问题
通过生产实践及补勘工作的进行,本次生产地质报告基本上能满足生产发展的需要,但也存在某些不足之外。现将报告中主要部分做如下综述:
1、煤层赋存情况:煤层对比一般均较清楚,仅西部边缘部份区域由于沉积环境变化,部分煤层分叉变薄现象比较显著。因而,有些钻孔煤层对比可靠性较差,个别钻孔由于钻探质量低,准确度不高。
通过资料的汇总、分析发现了厚煤层分布带,厚煤层储量数据比以前准确得多。
2、井田构造特征:本井田构造以断层为主,褶曲次之。断层可分为北西西向,北西向和北东向两组,二者呈“X”型交叉,构造分区性较明显。但北西向断层多被北东向断层切割。
3、火成岩活动规律:火成岩的产状及分布规律已基本查清,岩体具体范围的圈定尚需进一步做工作。
4、水文地质条件:本井田水文地质条件属简单型,但采空区积水对生产的影响日益加大。 二、存在问题
1、井田南部与大兴井田边界构造尚不够清楚,有待以后进一步查清。 2、井田西南部189、172钻孔附近煤层对比虽进行了大量工作,但因火成岩影响,对比结果仍存在问题。 三、对今后工作的几点建议
1、随着综采机械化的发展以及改扩建工程的需要,应采用较先进的探测手段,提高地质预测预报水平。
2、应进一步加强煤质化验工作,搞清煤质水平分布规律。
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