瓦斯綜合治理示范礦井總體概況

瓦斯綜合治理示范礦井總體概況第一節(jié)井田概況一、交通位置新星煤礦位于廣元市市區(qū)90°方向，直線距離21km的利州區(qū)榮山鎮(zhèn)高坑村八組所轄。礦山中心點地理座標：東經(jīng)：106°00′15″，北緯：32°23′06″，有簡易公路10km通至礦山、外接榮山鎮(zhèn)，經(jīng)公路、鐵路可通往廣元、成都等地。交通運輸方便,（圖1-1-1）。圖1-1-1交通位置圖二、氣象三、地震根據(jù)國家地震局1990年出版的《中國地震烈度區(qū)劃圖》，圈定該區(qū)地震基本烈度為Ⅵ度。第二節(jié)地質(zhì)特征一、地層礦區(qū)地層系統(tǒng)屬四川東部地層區(qū)，該地層區(qū)包含兩個地層分區(qū)，以侏羅系底部超覆面為界，北西側(cè)屬龍門山分區(qū)北段小區(qū)，南東側(cè)歸四川盆地分區(qū)盆地邊緣小區(qū)，下面以時代為序由老至新簡述如下：1）龍門山分區(qū)北段小區(qū)（1）三疊系上統(tǒng)須家河組（T3xj）：灰、深灰色泥巖、鈣質(zhì)砂巖、巖屑砂巖、礫巖及煤組成。此套地層為區(qū)內(nèi)含煤巖系，屬河流～湖沼含煤沉積。巖性特征明顯，旋迴結(jié)構(gòu)清楚，與下伏巖層為假整合接觸。根據(jù)巖性、含煤性、旋迴結(jié)構(gòu)特征。本組分為五段，現(xiàn)分述如下：①第一段（T3xj1）深灰色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖為主，中部夾薄層細粒砂巖及粉砂巖。泥巖水平層理發(fā)育。厚38～54m，一般46m。②第二段（T3xj2）灰色中～巨厚層狀中～粗粒長石巖屑砂巖，頂部為細粒長石巖屑石英砂巖，夾薄層粉砂質(zhì)泥巖和泥質(zhì)粉砂巖，局部地段上部夾石英巖屑和燧石巖屑中礫巖。屬河道沉積。厚336～420m，一般厚375m。③第三段（T3xj3）為主要含煤段。以灰、深灰色炭質(zhì)水云母泥巖、鈣質(zhì)水云母泥巖、粉砂質(zhì)泥巖為主，夾粉晶灰?guī)r，含泥巖屑粉砂巖、鈣質(zhì)細粒巖屑砂巖，細粒巖屑石英砂巖及煤層。含煤3～12層，僅Y5煤層全區(qū)可采，其它Y1、Y2、Y7均局部可采。Y2煤層分布于南部、東西長160m、南北寬約70m，煤厚0.30m，Y7煤層分布于北東部，東西長約140m、南北約180m，煤厚0.30m。本段地層受上覆巖層的沖刷，厚度由北向南逐漸減小，厚38～53m，一般厚49m。④第四段（T3xj4）灰色中～巨厚層狀中～粗粒巖屑石英砂巖，偶見透鏡狀粉砂質(zhì)泥巖，中下部夾數(shù)層燧石巖屑細～中礫巖夾巖屑～燧石巖屑細礫巖。砂巖中局部見煤包體及泥質(zhì)包體，具楔形交錯層理，板狀交錯層理及變形層理，礫巖單層厚一般1～3米，層位及厚度不穩(wěn)定，呈透鏡狀產(chǎn)出。本段厚度由北向南逐漸增厚，厚52～99m，一般85m。與下伏巖層沖刷接觸。⑤第五段（T3xj5）灰、褐灰色含泥巖屑粉砂巖、中粒鈣質(zhì)巖屑砂巖為主，夾深灰色薄層狀泥巖及粉晶灰?guī)r，偶夾炭質(zhì)泥巖及煤線。該段地層受上覆巖層沖刷，厚度變化較大，厚21～59m，一般35 m。2）四川盆地分區(qū)盆地邊緣小區(qū)（1）侏羅系下統(tǒng)白田壩組（J1b）：為濱湖及河流相沉積。上部為紫紅色粉砂質(zhì)泥巖夾砂巖；下部為綠灰、深灰色泥巖與砂巖互層，底部為礫巖，與下伏地層為假整合接觸。地層厚度由北向南逐漸增厚，厚149～246m。按巖性特征分為三段：①第一段（J1b1）灰、深灰色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖為主，夾粉砂巖、細粒巖屑石英砂巖、煤線及炭質(zhì)泥巖，底部為石英巖屑中粒巖。厚15～68m，一般44m。②第二段（J1b2）灰、灰綠色粉砂質(zhì)泥巖為主，次為泥質(zhì)粉砂巖及細粒巖屑石英砂巖，下部夾紫紅色粉砂質(zhì)泥巖，底部為淺灰、灰色中厚層狀粉砂巖和細粒巖屑雜砂巖，含少量煤包體及泥質(zhì)包體。層理較發(fā)育，常見水平層理，沙紋層理，緩波狀層理。本段厚51～81m，一般68m。③第三段（J1b3）紫紅色厚層狀泥巖、粉砂質(zhì)泥巖為主，夾綠灰色粉砂巖和細粒巖屑砂巖，底部為灰色中厚層狀細～中粒巖屑砂巖，含煤包體及泥質(zhì)包體。厚92～120m，一般104m。（2）侏羅系中統(tǒng)千佛巖組（J2q）為灰綠、灰色砂、泥質(zhì)巖互層夾介屑灰?guī)r組成的濱湖相沉積，厚174～217m，與下伏白田壩組地層呈整合接觸。根據(jù)巖性及生物組合特征分為兩段。①第一段（J2q1）灰色粉砂質(zhì)泥巖與中厚層狀粉砂巖、細粒砂巖互層，夾薄層狀介屑灰?guī)r，底部為細粒巖屑石英砂巖，含菱鐵質(zhì)結(jié)核、泥質(zhì)包體及植物莖部化石。本段厚77～105m，一般95m。②第二段（J2q2）綠灰、灰色粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖夾薄層紫色泥巖及細粒長石巖屑石英砂巖，底部為細粒巖屑石英砂巖。厚77～112m，一般87m。（3）第四系（Q）主要分布于河谷、山坡地帶，多為殘坡積層、洪沖積層堆積，一般厚0.3～10m，成分以粘土、粉土、碎石、砂礫石為主。二、地質(zhì)構(gòu)造礦區(qū)位于揚子準地臺、松潘甘孜褶皺系和秦嶺褶皺系三個Ⅰ級構(gòu)造單元的結(jié)合部；龍門山～大巴山臺緣坳陷的南側(cè)。處曾家河～大兩會構(gòu)造區(qū)南部，屬漢王山復式向斜及大兩背斜西端傾沒部份，屬于印支～燕山單斜構(gòu)造區(qū)，構(gòu)造形跡較簡單。用，有一定擠壓褶皺現(xiàn)象，因此產(chǎn)狀變化較大，地層走向近南北傾向W，地三、煤層及煤質(zhì)1、煤層特征及穩(wěn)定性評價本區(qū)含煤地層主要為須家河組第五段和第三段，第五段含煤多為沖蝕薄化，在新星煤礦礦區(qū)范圍內(nèi)含煤地層為須家河組第三段，含可采煤層3～12層，平均厚3.14，含煤系數(shù)6.54％。全區(qū)可采煤層僅Y5煤層，Y1、Y2、Y7均為局部可采，厚度變化大。含煤地層對比表見表3。表1-2-1含煤地層及煤層對比表須家河井田榮山井田含煤層位煤層含煤層位煤層T3xj5-2四連子T3xj3Y1厚炭Y2三連子Y5廣炭Y7恩歌綠Y5煤層全區(qū)分布，賦存于（T3xj3）中部，上距（T3xj4）底界的間距為0～30.93m，下距（T3xj2）頂界一般在20m左右，煤層總厚0.89～3.35m，采用厚度0.52～0.68m。煤層厚度變化的總趨勢是從北向南由薄變厚。其南端受古河流沖蝕影響出現(xiàn)無煤帶，煤層結(jié)構(gòu)復雜，含夾矸1～5層，一般4層。夾矸單層厚0.01～1.82m，一般小于0.20m。煤層上部夾矸巖性主要為粉砂質(zhì)泥巖、鈣質(zhì)粉砂巖，厚度變化大，時有分岔、增厚現(xiàn)象，單層厚度最大者達1.82m，致使煤層上部煤分層厚度變薄不可采。煤層下部夾矸巖性主要是泥巖、炭質(zhì)泥巖、炭質(zhì)高嶺石泥巖、炭質(zhì)高嶺石泥巖單層厚0.05m左右，可作為煤層對比的直接標志。煤層頂、底板一般為泥巖和粉砂質(zhì)泥巖。總體Y5煤層屬較穩(wěn)定煤層。Y7煤層距離Y5煤層約7m左右，礦區(qū)范圍內(nèi)僅在鉆孔1303、1302一線局部可采，煤層厚度變化較大。部分地段有薄化、殲滅現(xiàn)象。含夾矸1～3層，厚度0.01～0.10m左右。巖性主要為泥巖、頁巖為主，而在可采范圍內(nèi)，煤層總厚為0.29～0.63m，純煤平均厚度為0.48m。而Y2煤層距離Y5煤層約17m左右，礦區(qū)范圍內(nèi)僅在鉆孔1103、1104鉆孔附近局部可采。煤層總厚度為0.46～0.98m，平均厚約0.72m，純煤厚度在0.36～0.65之間，平均厚度0.50m，煤層厚度變化大，含夾矸1～3層，多為炭質(zhì)頁巖、泥巖，單層夾矸厚度0.02～0.13m左右。Y1煤層距離Y2煤層約2～3m，礦區(qū)范圍內(nèi)僅在350m水平以上局部可采。在可采范圍內(nèi)煤層總厚0.49～1.24m，平均厚度約0.80m左右。而純煤總厚度一般在0.32～0.42m之間，平均厚度為0.37m左右。煤層厚度從淺入深逐漸變薄較差，至350m水平以下變?yōu)闆_刷剝蝕帶至不可采。含夾矸數(shù)層，單層夾矸厚0.05～0.20m左右，其中巖性主要為炭質(zhì)頁巖、泥巖為主。2、煤質(zhì)1）煤的物理性質(zhì)及煤巖特征Y1、Y2、Y7、Y5煤層顏色均以黑色為主，條痕多呈褐黑色，具弱玻璃光澤或玻璃光澤，條帶狀結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造。斷口為階梯狀或參差狀，局部可見貝殼狀斷口，內(nèi)外呈裂隙均較發(fā)育，裂隙面常被脈狀方解石及星點狀、薄膜狀黃鐵礦充填，局部見黃鐵礦結(jié)核。其平均體重為1.45t/m3。2）煤中有益有害組份及工藝性能根據(jù)粉煤光片鑒定成果，Y5煤層有機組份以鏡質(zhì)組為主，一般含量為79.9～85.1%，次為絲質(zhì)組+半絲質(zhì)組，一般含量在10.8～16.6%，最高可達23%，半鏡質(zhì)組含量多在2.4～4%之間，穩(wěn)定組含量甚微，一般0.5～1%。無機組份總量多在9.6～14.5%（以有機組份+無機組份為100%）之間，最高含量可達21.7%，以粘土礦物為主，含量為16.6～5.3%，次為氧化物類，平均含量為1.5%，硫化物類和碳酸鹽類礦物含量最低，其平均值分別為1.3%和1.2%。煤巖種類為中煤化（Ⅳ階段）煙煤，即肥煤階段，局部為中煤化（Ⅴ階段）煙煤，即焦煤階段。根據(jù)原榮山井田勘探資料，各煤層煤質(zhì)分析結(jié)果如下：Y1煤層：原煤水份（Mad）0.89%，灰分（Ad）24.12%，揮發(fā)份（Vd）32.14%，全硫（St.d）1.23%，固定碳(FCd)52.69%，發(fā)熱量（Qgr.v.d）27.70MJ/kg。屬于中灰中硫中高熱值肥煤。Y2煤層：原煤水份（Mad）0.87%，灰分（Ad）30.95%，揮發(fā)份（Vd）33.64%，全硫（St.d）2.13%，固定碳(FCd)45.96%，發(fā)熱量（Qgr.v.d）24.67MJ/kg。屬于中灰中硫中高熱值肥煤。Y5煤層：原煤灰分（Ad）16.07～35.99%，揮發(fā)份（Vd）26.92～34.03%，全硫（St.d）0.93～3.32%，固定碳(FCd)56.60%，精煤發(fā)熱量（Qgr.v.d）21.19～29.40MJ/kg。屬中灰中硫中高發(fā)熱值肥煤。Y7煤層：原煤水份（Mad）0.93%，灰分（Ad）25.58%，揮發(fā)份（Vd）33.70%，全硫（St.d）1.62%，固定碳(FCd)49.21%，發(fā)熱量（Qgr.v.d）26.96MJ/kg。屬于中灰中硫中高熱值肥煤四、開采技術(shù)條件1、水文地質(zhì)條件區(qū)內(nèi)屬構(gòu)造剝蝕為主的中低山及丘嶺兼河谷地貌。橫向溪溝較發(fā)育，相對高差較大，達582.7米，因此地表徑流條件好。主要河水從南到北分布有小河、寺溝河和魚洞河，均穿過煤系地層和直接充水含水層。大氣降水和地表水絕大部分以地表徑流形式排出區(qū)外，僅少量滲入地下補給含水層。由于降水期集中（5～9月），直接充水含水層均出露在陡坡上，故不利于地下水的補給。區(qū)內(nèi)地下水以承壓的形式賦存于各含水層中，受大氣降水垂直滲透補給，自東向西運移，在礦山附近由于受礦山開拓影響，地下水天然流場發(fā)生變化，則向礦坑排水方向流動，礦區(qū)即為本區(qū)地下水的主要排泄點。區(qū)內(nèi)砂巖和礫巖裂隙相對較發(fā)育，利于地下水的補給、儲存和運移，劃為含水層；泥質(zhì)巖類除淺部含弱風化裂隙之外，一般結(jié)構(gòu)致密，裂隙不發(fā)育，劃為隔水層。區(qū)內(nèi)主要含水層有：沙溪廟組（J2s）砂巖含水層，須家河組第四段（T3xj4）～Y5煤層頂板砂巖、礫巖含水層，須家河組第二段（T3xj2）砂巖含水層，雷口坡組（T2l）巖溶含水層。其中須家河組第四段（T3xj4）～Y5煤層頂板的砂巖、礫巖含水層和須家河組第二段（T3xj2）砂巖含水層對礦井有直接充水影響，為直接充水含水層。隔水層有：千佛崖組（J2q）～須家河組第五段（T3xj5）、須家河組第一段（T3xj1）泥質(zhì)巖類隔水層。由于各含水層間均有隔水層存在，且隔水層厚度＞20m，厚度穩(wěn)定，隔水性能良好，故各含水層在天然條件下，一般不發(fā)生水力聯(lián)系。裂隙的發(fā)育程度對于含水層富水性有決定性意義。張性裂隙多見于砂、礫巖含水層中，裂隙一般寬0.5～2.5mm，極少數(shù)達5～10mm，常被方解石或泥質(zhì)半～全充填。本區(qū)裂隙發(fā)育程度普遍隨深度增加而減弱，含水層富水性亦相應減弱。區(qū)內(nèi)雖溝谷較發(fā)育。但在常年性河流附近留有保安煤柱，在礦井淺部開采過程中目前尚未發(fā)現(xiàn)地表水直接滲入礦井情況，開采深部，地表水對礦井直接充水影響不大。綜上所述，礦山開采煤層部分位于當?shù)刈畹颓治g基準面之上，部分位于當?shù)刈畹颓治g基準面之下，含水層富水性弱，礦井充水主要是大氣降水和地下水。按《礦區(qū)水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘探規(guī)范》（GB12719—91），礦區(qū)水文地質(zhì)條件中等。2、瓦斯、煤塵、煤的自燃傾向性和地溫1）礦井瓦斯根據(jù)《廣元市煤炭工業(yè)管理局關(guān)于發(fā)布2009年度瓦斯等級鑒定結(jié)果（第一批）的通知》（廣煤發(fā)[2009]153號），礦井絕對瓦斯涌出量為1.403m3/min，相對瓦斯涌出量為7.51m3/t。經(jīng)廣元市煤炭工業(yè)管理局審批為低瓦斯礦井。2）煤塵爆炸性根據(jù)2009年4月15日四川省煤炭產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗站提供的檢驗報告，煤塵無爆炸性。3）煤層自燃傾向性根據(jù)2009年4月15日四川省煤炭產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗站提供的檢驗報告，煤的自然發(fā)火傾向性為：不易自燃。第三節(jié)井田范圍與儲量一、井田范圍礦井井田面積4.6533km2，可采煤層4層，編號為：Y1、Y2、Y5、Y7，由13個拐點坐標圈定，礦區(qū)范圍拐點坐標見表1-1。井田地質(zhì)構(gòu)造簡單，煤層傾角8°~12°，煤層平均厚度1.2m。表1-3-1新星煤礦礦區(qū)范圍拐點坐標點號XY點號XY13586335355952608358419535595161235864073559480093584590355951163358632435594250103584629355953744358591335593280113585024355953475358400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