柴家溝煤礦礦井地質(zhì)及水文地質(zhì)類型劃分報告

1、柴家溝煤礦生產(chǎn)礦井地質(zhì)及水文地質(zhì)條件分類報告陜西集華柴家溝礦業(yè)有限公司二O一一年五月8 / 9文檔可自由編輯打印第一章 礦井地質(zhì)條件分類一、構(gòu) 造柴家溝煤礦區(qū)總的構(gòu)造特征主要為一寬緩向斜，是龍王玉華向斜的東端，向斜軸為北東向延伸，地層傾角一般為310°，向斜東南翼陡，地層傾角一般為510°，西北翼緩，地層傾角一般為35°。未見斷層及巖漿巖，構(gòu)造簡單。地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度為類。二、煤 層4-2號煤層是區(qū)內(nèi)唯一有工業(yè)價值的可采煤層。1、層位、厚度及可采范圍4-2號煤層位于延安組第一段的中下部，K2標(biāo)志層以下，層位穩(wěn)定，全區(qū)分布。厚度08.43m（Yn2），一般厚57m，可

2、采厚度0.808.43 m。 可采面積3.7365km2，占煤礦區(qū)面積的76.8%，全區(qū)大部可采。2、厚度變化規(guī)律4-2號煤層厚度在向斜軸部增厚，向兩翼變薄尖滅，呈規(guī)律性變化。僅在CB1號鉆孔處突然變?。?.10 m）。3、結(jié)構(gòu)及變化規(guī)律4-2號煤層為一結(jié)構(gòu)簡單的中厚煤層，含夾矸0-3層。區(qū)內(nèi)見煤鉆孔中不含夾矸或含一層夾矸的有5個點，占全部見煤點的41.7%，分布在向斜軸部，含夾矸2-3層的7個點，占全部見煤點的58.3%。夾矸巖性多為炭質(zhì)泥巖，泥巖及粉砂巖，厚度為0.100.35m。總之，4-2號煤層全區(qū)范圍內(nèi)基本達(dá)可采厚度以上，層位穩(wěn)定，厚度雖有一定變化，但變化規(guī)律明顯，結(jié)構(gòu)簡單，含03夾

3、矸。確定為穩(wěn)定型的中厚煤層。依據(jù)礦井地質(zhì)規(guī)程規(guī)定，本礦煤層的穩(wěn)定程度綜合評定為類。三、煤層傾角本礦為一寬緩向斜，軸向東北，煤層傾角一般為310°，向斜東南翼陡，傾角一般為510°，西北翼緩，傾角一般為35°。依據(jù)礦井地質(zhì)規(guī)程規(guī)定，本礦煤層傾角類型綜合評定為類。四、開采技術(shù)條件1、煤層頂、底板頂板：多為粉、細(xì)砂巖，局部為泥巖及砂質(zhì)泥巖。而粉細(xì)砂巖互層分布在向斜兩翼邊部，厚度較大，一般厚度在3.00m左右，最大厚度15.08m。CB3、CB4及K24號孔鉆孔見有炭質(zhì)泥巖偽頂，厚0.10-0.50m。煤礦區(qū)頂板穩(wěn)定，一般均不需要留護(hù)頂煤。底板：4-2煤層直接底板多為炭質(zhì)

4、泥巖及泥巖，少量鉆孔為粉砂質(zhì)根土巖。厚度為0.53.3m，最大厚度6.9m。而根土巖較厚者遇水膨脹較為嚴(yán)重。其下為富縣組花斑泥巖鋁質(zhì)雜色泥巖，含鮞狀團(tuán)塊結(jié)構(gòu)，厚度115m，一般厚約10m，個別最大厚為27.87m，(如CB1號孔)分布普遍，遇水膨脹，可發(fā)生嚴(yán)重地鼓，其膨脹率為5.834.9%，屬極為不堅實之底板。煤礦區(qū)最大鼓起0.8m/年，一般回采后加劇。依據(jù)規(guī)程規(guī)定，本礦煤層的頂、底板復(fù)雜程度綜合評定為類。2、其它采技術(shù)條件（1）瓦 斯根據(jù)2010年7月銅川市煤礦安全技術(shù)服務(wù)中心對柴家溝煤礦進(jìn)行瓦斯等級鑒定，柴家溝煤礦礦井總回風(fēng)巷最大瓦斯絕對涌出量7.88m3/min，相對涌出量3.34m3

5、/t，CO2最大絕對涌出量1.90m3/min，相對涌出量0.81 m3/t，2010年度礦井瓦斯等級鑒定結(jié)果為低瓦斯礦井。（2）煤 塵據(jù)4-2號煤層煤塵爆炸性試驗測試結(jié)果：火焰長度300mm，抑制煤塵爆炸最低巖粉量55%，煤塵具爆炸危險性。（3）煤的自燃據(jù)4-2號煤層自燃傾向試驗樣測試結(jié)果：氧化樣300，還原樣336，原煤樣312，氧化程度22，T13在12，屬易自燃煤層。據(jù)礦井資料，4-2號煤層堆放有自燃現(xiàn)象發(fā)生，發(fā)火期36個月。綜上所述，瓦斯、煤塵、煤層自燃等均對煤礦影響不大，因此，其它開采技術(shù)條件復(fù)雜程度擬定為類。五、結(jié) 論根據(jù)本礦地質(zhì)構(gòu)造、煤層的穩(wěn)定性、煤層傾角和其它開采技術(shù)條件等級

6、分類，柴家溝煤礦礦井地質(zhì)條件定為一類礦井。本次礦井地質(zhì)條件分類是在本次礦井地質(zhì)報告的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，所采用的資料齊全，各種數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，整個工作嚴(yán)格按照礦井地質(zhì)規(guī)程規(guī)定及補(bǔ)充說明的有關(guān)要求進(jìn)行，最終評定的礦井地質(zhì)條件類型恰當(dāng)，符合煤礦實際。第二章 水文地質(zhì)條件分類一、礦井充水條件（一）含水層性質(zhì)及補(bǔ)給、徑流及排泄條件1.第四系孔隙潛水含水層：該層主要分布于河谷地段，與地表水水力聯(lián)系密切，豐水期主要接受河水的側(cè)向補(bǔ)給，同時接受大氣降水的入滲補(bǔ)給，由地勢高處向地勢低凹處徑流，在適宜位置排出地表，補(bǔ)給地表水或下滲補(bǔ)給基巖含水層；枯水期其水位相對較高，主要補(bǔ)給地表水，對地表水水量、水質(zhì)起到一定的調(diào)節(jié)作用。2

7、.洛河組砂巖含水層：柴家溝煤礦總體位于陜北承壓水盆地東部排泄區(qū)，含水地層為白堊系下統(tǒng)洛河組，區(qū)內(nèi)該層遭受溝谷強(qiáng)烈的侵蝕切割，多以泉的形式排出地表，補(bǔ)給地表水。3.侏羅系、三疊系承壓水：柴家溝煤礦礦區(qū)位于陜北斜坡南部，是東部承壓水單斜之組成部分。含水地層以中侏羅統(tǒng)直羅組砂巖富水性最好，鉆孔最大涌水量每日10100噸，其余富水性弱或為相對隔水層，地下水主要在露頭區(qū)接受大氣降水補(bǔ)給，順層向深部流動，水質(zhì)交替緩慢，礦化度升高。（二）充水水源及充水通道1充水水源大氣降水本區(qū)屬大陸性半干旱氣候，年降雨量平均值為597.9mm，多集中在7-9月份，年蒸發(fā)量為1659.3mm，由于地表植被發(fā)育，有利于大氣降水

8、的蓄積，且地形起伏較大，溝谷切割嚴(yán)重，地表泄水相對遲滯，故有利于大氣降水在地表的滯留，因此，大氣降水是地下含水層的主要補(bǔ)給來源。地下水第四系沖、洪積潛水含水層是煤礦區(qū)主要含水層之一，富水性較好，與地表水及大氣降水有密切水力聯(lián)系，補(bǔ)排條件良好，川道地勢低平，地下水埋藏較淺，上面又無不透水層覆蓋，從而給大氣降水滲入補(bǔ)給創(chuàng)造了有利條件，該層在很多地段不整合于洛河砂巖之上，該層為下部砂巖層提供了比較好的充水條件。洛河組砂巖裂隙含水層，層厚大，分布普遍，富水條件較好，據(jù)鉆孔抽水試驗資料，水位埋深52.02m，單位涌水量0.0636L/s·m，滲透系數(shù)0.0477m/d，為礦井間接充水的主要水源

9、。直羅組及延安組砂巖裂隙含水層富水性弱，鉆孔單位涌水量小于0.1L/s·m，雖屬直接充水含水層，在井下開拓及生產(chǎn)中，表現(xiàn)為煤層及頂板的局部淋水、滴水現(xiàn)象，但一般礦井涌水量甚微，對煤層開采影響不大，井下觀測出水量也不足為患。三疊系上統(tǒng)永坪組砂巖裂隙水層一般富水性較弱，與煤層間有厚度比較穩(wěn)定的富縣組泥巖相隔，故此層對煤層開采影響不大。煤礦區(qū)外圍有個別三疊系出水點，多數(shù)水量不大。其它地層富水性均較弱，對礦井開采無較大影響。地表水區(qū)內(nèi)支溝均發(fā)源于財神梁，主要為柴家溝及廟溝，皆為季節(jié)性水流，流量較小，一般為4.8215.84 m3/h，于馬坊溝口匯入玉華川，馬坊溝口匯流處流量為145.6m3/

10、h，水質(zhì)良好，屬HCO3-Ca·Mg型淡水。柴家溝煤礦煤層位于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面以下，上覆基巖厚度遠(yuǎn)大于采煤后形成的導(dǎo)水裂隙帶高度，不會導(dǎo)通地表水體，故其為礦井充水的間接水源。2充水通道天然裂隙區(qū)內(nèi)基巖以細(xì)粒砂巖、粉砂巖、泥巖為主，次為中粒砂巖和粗粒砂巖，含水層與隔水層呈互層結(jié)構(gòu)，相互間隔，加之本區(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡單，未發(fā)現(xiàn)斷層及巖漿活動，天然狀態(tài)下地層裂隙不發(fā)育，垂向補(bǔ)給極差，側(cè)向補(bǔ)給由于其滲透性差而微弱，故其為弱的充水通道。導(dǎo)水裂隙帶經(jīng)過兩種公式的預(yù)測，本區(qū)煤層導(dǎo)水裂隙帶均導(dǎo)通了直羅組下段含水層，但導(dǎo)水裂隙帶最大高度未能達(dá)到洛河組底界，導(dǎo)水裂隙帶均位于延安組和直羅組地層內(nèi)，裂隙帶成為煤礦的

11、主要充水通道。井筒及采空區(qū)據(jù)歷年礦井涌水量觀測記錄，井筒及采空區(qū)已成為礦井充水的主要充水通道，來至于此的涌水量已達(dá)總涌水量的80%以上。建議礦井在采煤過程中，應(yīng)防止采空區(qū)成為充水通道，使積水進(jìn)入礦井。3充水強(qiáng)度不同充水方式表現(xiàn)為不同的充水強(qiáng)度：以延安組直接充水含水層為充水水源，以地層天然及煤層導(dǎo)水裂隙為導(dǎo)水通道，其充水強(qiáng)度最低，水量小，補(bǔ)給條件差，延安組砂巖裂隙水為礦井水的經(jīng)常性補(bǔ)給因素。以直羅組下段砂巖含水層為充水水源，以煤層導(dǎo)水裂隙為導(dǎo)水通道，其充水強(qiáng)度表現(xiàn)為水量較大，持續(xù)時間長等特點，具體取決于直羅組含水層的補(bǔ)給條件。地表水、大氣降水在自然狀態(tài)下對礦井生產(chǎn)無大的影響，但是區(qū)內(nèi)地表水及白堊

12、系洛河組砂巖含水層（K1l）富水性相對較強(qiáng)，應(yīng)重點防治人類工程因素導(dǎo)致地表水或白堊系洛河組砂巖裂隙水潰入礦井。二、礦井涌水量1 生產(chǎn)礦井涌水量該礦自2006年開始對井下涌水量進(jìn)行了系統(tǒng)的觀測，根據(jù)觀測資料，全礦涌水量24.341.32m3/h，多年平均涌水量29.52m3/h，主要來源于洛河組（井筒穿越）及延安組砂巖裂隙地下水。近年來，隨著礦井開采的擴(kuò)大，礦井涌水量有增大的趨勢。2 礦井涌水量預(yù)算由于本區(qū)或鄰區(qū)無延安組含水層和直羅組含水層水文地質(zhì)參數(shù)，無法進(jìn)行大井法涌水量預(yù)算。原地質(zhì)勘探報告依據(jù)鄰近的焦坪永紅斜井水文地質(zhì)資料，采用比擬法進(jìn)行了礦井涌水量計算，計算結(jié)果正常涌水量為29.16m3/

13、h，最大涌水量為53.41m3/h。根據(jù)礦井歷年井下涌水量觀測資料，該礦直接充水含水層為煤層頂板砂巖裂隙含水層，以滴水為主，目前全礦正常涌水量為45m3/h左右，與預(yù)測涌水量基本接近。故本次采用原勘探報告預(yù)測結(jié)果。三、鉆孔單位涌水量1、第四系河谷砂礫石孔隙潛水含水層（Q4）據(jù)抽水試驗資料，單位涌水量：2.8L/s·m。2、白堊系下統(tǒng)洛河組砂巖裂隙含水層（K1l）據(jù)抽水試驗資料，鉆孔單位涌水量0.0636L/s·m。3、侏羅系下統(tǒng)直羅組、延安組砂巖裂隙含水層(J2zJ2y)據(jù)直羅組及延安組上段抽水試驗資料，鉆孔單位涌水量0.0017L/s·m4、三疊系永坪組砂巖裂隙含水層（T3y）據(jù)以往鉆孔抽水試驗資料，單位涌水量0.0235L/s·m。四、開采受水害的影響程度礦井至建井以來，未發(fā)生過水害事故，但隨著開采強(qiáng)度的加大，應(yīng)密切注意上部含水層通過導(dǎo)水裂隙或其他途徑進(jìn)入礦井，繼而威脅著礦井安全。五、防治水工作難易程度目前防治水措施：進(jìn)一步完善礦井排水系統(tǒng)。礦井設(shè)立的主排水泵和配電系統(tǒng)要保證其正常運轉(zhuǎn)，水倉要常清淤，擴(kuò)大水倉的有效容量，水泵要常檢修，并做好記錄工作。調(diào)查研