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地质说明书
郑州中兴实业集团翟沟煤矿
地质说明书
2011年1月
翟沟煤矿地质说明书
由于本矿区位于“米村—牛店勘探区”东南部露头附近,埋深相对较浅。
本区水文地质条件比较复杂,主要含水层为第四系冲积层含水层、二叠系砂岩含水层、石炭系灰岩水层。
二1煤上部含水层含水性较弱,下部隐伏灰岩高压岩溶裂隙含水层,由于受断裂构造的影响,该区底板比较破碎,底板水为矿区主要充水水源。
受双洎河及地表降水的影响,第四系冲积含水层富水性也较强,为矿井充水的次要水源。
结合本矿原井田范围内十多年来的开采实际揭露情况。
现将本矿区的主要含水层及隔水层分述如下。
一、含水层
1、奥陶系、上寒武系灰岩岩溶裂隙承压含水层:
奥陶系岩性为厚层状微晶灰岩或泥质灰岩;上寒武系为白云质灰岩、泥质灰岩。
该含水层全区发育,厚度大、含水性强,岩溶发育规模不均衡。
受岩溶裂隙发育状况影响,岩溶水强弱程度不同。
该含水层上距二1煤约80m,为开采二1煤层的间接充水含水层,正常开采期间隔水层足以抵抗其水头压力,故不会补给二1煤生产系统。
2、上石炭统太原组灰岩含水层:
(1)、下段灰岩含水层:
主要由L1、L2、L3、L4灰岩组成,并常合并为一层,平均厚15m,与下部奥陶系灰岩含水层有密切的水力联系,但其距二1煤层较远(50m左右),对二1煤层开采不会造成直接影响。
(2)、上段灰岩含水层:
本含水层距二1煤层10米左右,主要由L7-L8灰岩组成,全区发育,分布稳定,平均厚度10m,是二1煤层矿井充水的主要含水层之一,为二1煤层底板含水层,该含水层对矿井开采可能产生一定影响。
3、二1煤层顶板砂岩裂隙孔隙含水层:
即二1煤顶板含水层,由4~5层灰白色及灰色中细粒、中粗粒砂岩组成,俗称“大占砂岩”、“香炭砂岩”、“砂锅窑砂岩”,该层一般含水性较弱。
径流条件差,水源不丰富,不足以对矿井安全构成危害。
4、第四系冲积层含水层:
主要为第四系砂砾石层组成,平均厚度15.00米,属潜水含水层,主要靠大气降雨补给,虽然砂砾石层含水性较好,水量丰富,但二1煤层开采形成的冒裂带较小,不会通达地表,因而对矿井生产影响较小,往往以井筒淋水的形式出现。
二、隔水层:
在含水层之间广泛分布着隔水岩层或弱透水岩层,它们都具有一定的阻水性能,其阻水能力取决于岩性、岩层结构、厚度及稳定性,在后期构造作用的破坏下,可大大削弱隔水层的阻水性能,甚至使其不到隔水作用,从矿井防治水的角度出发,对本矿区主要隔水岩层叙述如下:
1、第四系粘土层:
区内广泛分布,主要为粘土、黄土组成,这些粘土层对阻止降雨下渗和阻隔第四系孔隙水与下伏基岩水的水力联系均有较大的实际意义。
2、二叠系泥岩及砂质泥岩隔水层:
广泛分布在煤系地层中的泥岩、砂质泥岩及砂泥岩互层,厚度稳定,与二叠系煤系砂岩各含水层相间分布,在正常情况下,可阻隔各砂岩含水层间的水力联系,并可阻隔砂岩含水层向矿坑充水。
(1)二1煤层底板隔水层:
L7-8灰岩至二1煤层底板,平均厚度10.00m左右,主要为砂岩及砂质泥岩组成,在正常情况下,当沿二1煤掘进时下伏含水层水头压力较小时,能起到一定的隔水作用,当下伏含水层水头压力较大时,就起不到隔水作用。
(2)二1煤层顶板隔水层:
为深灰色砂质泥岩、泥岩,间或有细砂岩,为二1煤直接顶板,厚度较小,随着煤层的开采会部分垮落,一般起不到隔水作用。
三、矿井充水因素分析:
1、底板灰岩水:
包括奥灰水和石炭系灰岩水,为底板承压水,由于该矿区煤层底板受大断层影响次生小断层比较发育,二1煤层直接底板隔水层往往不能起到较好的隔水作用,造成局部L7、L8灰岩水补给矿井,导致本矿井涌水量相对较大。
2、顶板砂岩水:
二1煤层顶板砂岩的含水性较弱,但往往造成工作面顶板淋水。
3、第四系冲积层含水层:
本区第四系冲积层含水量较为丰富,往往造成井筒淋水。
4、地表水:
井田的北部和东部为双洎河支流,是雨季的主要排泄通道。
大气降雨通过矿井采动后形成的地表搬缝向下渗透,主要补给第四系冲积含水层,进而补给矿井。
5、老空水:
本矿区已开采多年,北部有大面积采空区,矿区东北部亦有小煤矿进行采掘活动,其开采范围不清,采空区内可能有老空水,开采时会对矿井的安全生产形成威胁,要采取相应措施加以防范。
四、水文地质勘查类型
二1煤生产系统直接充水含水层主要为顶板砂岩及底板灰岩裂隙含水层,由于本矿及其周边矿井长期的开采,对二1煤顶底板直接充水含水层水已有较大的疏放。
参照抽水试验单位涌水量满足:
0.1 五、矿井涌水量预计 二1煤层矿井涌水量的预计: 目前矿井主要是顶板砂岩孔隙水和井筒淋水,随着矿井开采深度的增加,上部砂岩水被疏干。 矿井涌水量采用目前二个矿井生产时的涌水量之和,即正常涌水量为15m3/h,矿井最大涌水量45m3/h。 第一节工程地质 本矿区开采技术条件沿用了《米村—牛店煤矿地质勘探最终报告》(精查)资料,参考利用了邻区井田的资料。 二1煤层工程地质特征: 1、二1煤层伪顶: 仅局部可见,不发育,一般厚0.20m,随采随落,不易维护。 2、、二1煤层直接顶: 一般为深灰色或灰黑色粉砂岩、砂质泥岩和泥岩,有局部为细粒砂岩,平均厚6.00m,岩石级别为4~5级,普氏硬度系数2~3,岩石内磨擦角63°26´~77°33´,垂直抗压强度为202~252Kg/cm2,随工作面推进面自动垮落。 3、、二1煤层老顶: 是灰白色、含云母特多的细至中粒长石石英砂岩,层面含大量白云母片及炭质面,俗称大占砂岩。 平均厚度7m左右,普氏硬度系数8~11,内磨擦角82°53´~84°48´,垂直抗压强度为811~1059Kg/cm2,由于其厚度大,回采后一般不直接垮落,往往滞后一段时间垮落 4、、二1煤层伪底: 区内不发育,一般厚约0.40m,质软。 5、二1煤层直接底板: 为黑色泥岩、砂质泥岩夹细砂岩,平均厚6.00m,层理比较明显,开采时经常遇到基底不平现象。 6、二1煤层老底: 为石炭系太原组的L7-8灰岩,平均总厚为10.0m,质坚性脆。 本区顶、底板抗压、抗拉强度相对较小,属豫西典型“三软”煤层,生产时应加强顶板管理,防止顶板事故发生。 根据《矿山井巷工程施工及验收规范》(GBJ213—90)围岩分类,结合井田工程地质条件,本矿巷道围岩工程地质条件为中等稳定类型。 第三节环境地质 一、瓦斯: 本矿区东部为煤层露头,埋藏较浅,二1煤层的瓦斯受本矿长期开采影响已得到充分释放,瓦斯相对涌出量为2.0m3/d.t,属低瓦斯矿井。 只要生产中加强通风管理,不会对矿井生产构成威胁。 二、煤尘: 由于二1煤层为粉末状,故开采时煤尘较大,根据本矿及附近生产矿井生产资料,二1煤层煤尘不具有爆炸性。 三、煤层的自燃发火: 二1煤层含硫较低,一般不易自燃,但管理不当也会造成自燃。 据以往资料,二1煤层自燃发火期为2~6个月,在以后的矿井生产中要对煤层的自燃加以预防。 四、地温、地压: 区域地温梯度约为1°C/100m,地温、地压均无异常。 五、地震: 本区历史上无大的自然灾害,地震烈度Ⅶ度。 据河南省地震局资料,新密市及邻近地区未发生大的破坏性地震;长葛、许昌、鄢陵、杞县、兰考以及郑州、巩义等地区曾发生过6~7级地震,对矿区产生一定影响。 在明、清时期,登封市、新密市发生过五次地震,烈度不清。 1974~1975年有过两次二级以上地震,烈度5~6度,震级最大2.8级,详见下表。 地震基本情况调查表 发生时间 地点 地震记载 情况 资 料 来 源 公历 旧历 1484年 明成化二十年 登封 大旱及地震 登封县志 1695年5月13日 清康熙三十四年四月 登封 地震 登封县志 1814年1月10日 清嘉庆19年12月19日 新密 地震 嘉庆22年密县志 1815年11月 清嘉庆20年10月 新密 大地震 嘉庆22年密县志 1911年秋 清宣统三年秋 新密 地震 民国12年密县志 1974年5月6日 登封 震级2.2 河南省地震局 1975年11月2日 登封东 震级2.8 河南省地震局 根据国家质量技术监督局发布的“中华人民共和国国家标准GB18306—2001《中国地震动参数区划图》(河南省部分)”,本区地震动峰值加速度为0.1g,相应的基本烈度为Ⅶ度,其地震设防应为Ⅶ,如图4-1所示,表4-3为地震动峰值加速度分区与地震基本烈度对照表。 图4-1中国河南省地震动峰值加速度区划图 地震动峰值加速度分区与地震基本烈度对照表 表4-3 地震动峰值加速度分区g <0.05 0.05 0.1 0.15 0.2 0.3 ≥0.4 地震基本烈度值 <Ⅵ Ⅵ Ⅶ Ⅶ Ⅷ Ⅷ ≥Ⅸ 六、煤矿开采过程对环境的影响及地质灾害: 1、该矿在生产过程中产生的矿井水由各巷道水沟排入井底水仓,经一次沉淀后,由井下中央泵房泵入平地沉淀池进行二次沉淀处理,处理后的矿井水一部分自用作煤场防尘用水,一部分作为附近农村的灌溉用水,剩余部分经明渠排入矿区东部的双洎河。 2、生产原煤堆存于工业广场内固定专用场地,煤场配有洒水防尘设施,可有效控制煤尘飞扬。 3、开采对地面影响主要表现为引起地面塌陷,应加强地面搬缝的充填,并在回采结束后尽快复耕,保护本区紧缺的耕地资源。 本矿区东南部有下庄村,开采时要留足够保护煤柱。 4、开采对地面影响主要表现为塌陷,目前塌陷区尚未稳定,待稳定后要进行治理和土地复垦。 5、滑坡、泥石流发生在连续降雨量大,相对海拔落差较大的丘陵山区且岩层较松散的地区,本矿区不具备上述条件。 6、岩石崩落: 坚硬的岩石在重力作用下住住产生岩石崩落,本矿区不具备上述条件。
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