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矿井瓦斯地质图编制说明书

淄博光正实业有限责任公司

矿井瓦斯地质图编制说明书

光正公司 二 00 九年七月二十日

矿井瓦斯地质图编制说明书
1 矿井概况 1.1 交通位置及隶属关系 淄博光正实业有限责任公司位于淄博市淄川区城南镇南石村东 首,以矿井工业广场为起点,北距淄博市政府驻地张店城区 24km, 距淄川城区 4km;南距淄博市博山城区 20km,距昆仑 3km。张博铁路 和 205 国道由矿区西部穿过,矿区专用公路与 205 国道相连,矿专用 铁路与张博铁路昆仑火车站相接,有城南公路直通淄川,交通十分便 利。企业性质为有限责任公司,隶属于淄川区煤炭工业局管理。 1.2 井型、开拓方式及生产能力 淄博光正实业有限责任公司,前身石谷煤矿,为 1920 年所建, 1924 年开始生产, 因涌水量大,1942 年停产。1958 年 5 月恢复建设, 济南煤矿设计院设计, (58)煤济基字第 164 号文批准,1958 年 5 月 1 日开工建设,1960 年 9 月 29 日投产,设计能力 45 万 t/a,服务年 限 50 年。1972 年达到设计能力。因煤层薄,构造复杂,提升能力不 足等原因,1963 年核定生产能力 30 万 t/a。2003 年核定生产能力 30 万 t/a(鲁煤规发[2003]193 号文批准) 。1998 年企业实行股份制改 造,对矿井开拓布局和采场进行了调整,对提升设备进行了改造,加 强了企业管理,实际年产量达到了 45 万 t 以上,2001 年最高年产量 达到 50.2 万 t。 矿井为中型矿井,采用立井多水平分区式开拓方式,主副立井进 风,斜井回风。2006 年矿井核定生产能力 36 万 t/a, 矿井剩余服务 年限 6.3 年。 1.3 瓦斯 1.4 煤层 本井田含煤地层为二迭系山西组(淄川组)和石炭系太原组,总 厚度 225m。山西组(淄川组)含煤 10 余层,分别为为 1 煤层上、1 煤层、2 煤层、3-1 煤层及若干煤线,其中 1、2、3-1 煤层局部可采, 其余均不可采。太原组含煤 12 层,分别为4、5、6、7-1、7-2、8、9-1、9-
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、10-1、10-2、10-3、10-4煤层。其中4、7、9-1、10-1 煤层为主要可采煤层,
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其它煤层均不可采。煤层总厚度 8.24m,可采和局部可采煤层 7 层, 平均可采总厚度 4.59m,含煤系数 3.65%,可采煤层含煤系数 1.3%。 各可采煤层特征如下: 1 煤层:位于二迭系中部,上距 1 煤层上 3.6m,距黑山组 S 层砂 岩 28.30m,煤厚 0.09~1.2m,平均厚度 0.56m,局部可采。主要分 布在-245 m 水平以上,其可采区分布在 2-4 线-245m 以上及 4-5 线井田中部。煤层一般不含夹石,属结构简单煤层。可采性指数 10%, 煤厚变异系数 52.1%, 为不稳定性煤层。 煤层顶板为深灰色砂质页岩, 强度低,厚度一般 3m 左右,底板灰色中粒石英砂岩,坚硬,平均厚 4m。 2 煤层:位于山西组(淄川组)下部,上距 1 煤层 8m。煤层厚 0.24~0.94m,平均厚 0.61m,为结构简单煤层,局部可采。其可采 区分布在 2-5 线上部,倾斜长 1000m,井田中部亦有零星小块可采。 可采性指数 12%,煤厚变异系数 25.9%,属较稳定煤层。有 0.1~0.3m 的炭质页岩伪顶,直接顶板为灰色致密的砂质页岩,平均厚 4m 左右, 底板是土灰色坚硬的砂岩,厚 4~5m。 3-1 煤层: 位于淄川组下部, 上距 2 煤层 18m 左右, 煤层厚 0.05~ 0.76m,平均厚 0.44m,局部小块段可采。主要分布在 2-3 勘探线, 15 号钻孔与 42 号钻孔连线以上。 煤层含有 0.02~0.35m 的页岩夹石, 平均 0.2m, 为结构复杂煤层。 可采性指数为 9%, 煤厚变异系数 64.1%, 属极不稳定型煤层。 煤层顶板为灰黑色砂质页岩及页岩, 平均厚 8.4m。 底板为灰色粘土页岩下部为中粒砂岩,平均厚 8m。 4 煤层:位于太原组上部,上距 3-1 煤层 21.64~32.24m,平均 28.27m,下距 5 煤层 12.12~18.27m,平均 14.94m,距二层石灰岩 45m 左右。煤厚 0.4~1m,平均厚度 0.6m。属局部可采煤层。其可采 区分布在 2-3 线中部,4-6 线的深部和 7 线的浅部,可采区段内厚 度 0.7~0.96m,平均 0.79m。煤层含一层夹石,厚度 0.03~0.34m, 平均 0.14m,夹石成份为页岩或炭质页岩,含夹石孔数率为 19.39%, 为结构复杂煤层。 煤层可采性指数为 22.07%, 煤厚变异系数为 38.5%,
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为不稳定型煤层。煤层顶板为一层石灰岩,厚度为 0.5~1.2m,平均 厚度 0.9m。底板以中~细砂岩为主,局部相变为砂质页岩或砂页岩, 厚 5.8m。 7 煤层:位于太原组中上部,上距二层石灰岩 3.96~13.08m,平 均 8.05m; 上距 4 煤层平均 50 m 左右; 下距三层石灰岩 3.45~14.7 m, 平均 8.66m。煤厚 0.3~2m,平均厚 1.1m。煤层一般不含夹石,仅有 85 号孔和 12 号孔两个点见一层夹石,厚度 0.18~0.12m,平均厚 0.19m,成分为页岩,含夹石孔率为 4.08%,为结构简单煤层。煤层 可采性指数为 47.3%,煤厚变异系数为 46%,为不稳定~较稳定型煤 层。煤层顶、底板均为较厚、强度低的砂质页岩,厚度分别为 4m、 7m。顶板层理明显,棕色条痕。底板含泥质较多,层理不明显,灰白 色条痕,含植物根茎化石多。 9-1 煤层:位于太原组下部,五层石灰岩之下,上距四层石灰岩 15m 左右, 7 煤层 36m 左右, 距 下距 10-1 煤层 21 m, 煤厚 0.2~1.26m, 平均厚 0.8m。煤层含夹石一层,夹石成分为炭质页岩或砂质页岩, 其厚度 0.05~0.22m,平均 0.11m,含夹石孔数率为 11.25%,为结构 简单煤层。煤层可采性指数为 60.4%,煤厚变异系数为 36%,为较稳 定型煤层。煤层顶板为五层石灰岩,平均厚 1.74m,个别地点相变为 砂质页岩或砂页岩,底板是微具韧性的砂质页岩,厚 3m 左右。 10-1 煤层:位于太原组下部,上距 9-1 煤层 21m 左右,下距石英 砂岩含水层 12m 左右,距徐灰 35m 左右,煤厚 0.15~0.87m,平均 0.62m。煤层局部含夹石一层,为页岩,厚 0.02~0.5m,平均 0.21m, 含夹石孔率为 15.25%,属结构简单煤层。煤层可采性指数为 39.8%, 煤厚变异系数为 34.9%,为不稳定型煤层。煤层顶板为砂质页岩,厚 0~9.09m,平均 6.33m,底板为砂质页岩或粘土页岩,局部为细砂岩, 厚 2.07m。 井田内 2、4、7、9-1 煤层为不稳定~较稳定煤层;1、3-1、10-1 煤层为不稳定煤层,局部可采。在延深区域,4、7、9-1 煤层较厚,为 主采煤层;1、2、3-1 煤层较薄,为配采煤层。根据剩余储量分析,不
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稳定煤层储量占矿井总储量的 60%以上,煤层稳定性定为Ⅳd。 1.5 煤质特征 1、物理性质 1 煤层:黑色,丝绢光泽,条带状、粒状结构,以亮煤为主,变 质程度高,灰分低,为半亮型煤。 2 煤层:黑色,玻璃光泽,条带状结构,镜煤与丝炭互层,为半 暗型煤,局部与伪顶有粘接。 3-1 煤层:黑色,丝绢光泽,呈条带结构,以镜煤为主,少量暗 煤,为半亮型煤。 4 煤层:黑色,沥青光泽,上部多为条带状结构,下部常呈线理 状结构,以亮煤为主,暗煤次之,夹镜煤条带,为半暗型煤,含页岩 夹石。 7 煤层:黑色,弱玻璃~玻璃光泽,上部以条带状、粒状结构为 主,下部多为粒状,线理状结构,以亮煤为主,次为镜煤,夹暗煤条 带,为半亮型煤。 9-1 煤层:黑色,沥青~玻璃光泽,呈条带状、粒状结构,以亮 煤为主,少量暗煤、镜煤,为半亮型煤。 10-1 煤层:黑色,沥青~玻璃光泽,条带状~线理状结构,层状 结构。夹薄层状黄铁矿或黄铁矿透镜体,以亮煤为主,次为镜煤,暗 煤,为半亮型煤。 上述可采煤层,在岩浆岩附近,常变质为天然焦,呈钢灰色,粒 状、块状或柱状结构,硬度较大。 2、煤质特征及变化规律 区内可采煤层的煤质情况,延深勘探时对主采煤层 4、7、9-1、10-1 煤层煤芯采样化验,其主要指标化验情况如下: 4 煤层: 灰分 d) 原煤 14.59~34.43%, (A : 平均 24.14%, 精煤 4.19~10.74%, 平均 7.10%。 挥发分(Vdaf) :原煤 8.79~17.07%,平均 14.39%,精煤 9.79~
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16.55%,平均 12.84%。 全硫(St,d) :原煤 0.86~2.87%,平均 1.87%,精煤 0.96~1.55%, 平均 1.16%。 高 位 发 热 量 ( Qgr.d ) 原 煤 24.646 ~ 29.334MJ/kg , 平 均 : 27.017MJ/kg,精煤 32.085~33.695MJ/kg,平均 32.813MJ/kg。 磷(Pd) :原煤 0.0085%,精煤 0.0085%。 粘结指数(GR.I) :原煤 1~4,平均 1.67,精煤 1~5,平均 2.60。 胶质层最大厚度(Y) (精煤) :0~8mm,平均 2.5mm。 7 煤层: 灰分 d) 原煤 11.63~34.6%, (A : 平均 16.14%, 精煤 3.94~8.41%, 平均 5.83%。 挥发分(Vdaf) :原煤 9.86~15.33%,平均 12.54%,精煤 9.03~ 14.00%,平均 11.80%。 全硫(St,d) :原煤 1.28~4.39%,平均 2.32%,精煤 1.14~1.43%, 平均 1.25%。 高 位 发 热 量 ( Qgr.d ) 原 煤 30.057 ~ 31.199MJ/kg , 平 均 : 30.630MJ/kg。 磷(Pd) :原煤 0.034~0.1272%,精煤 0.0081%。 粘结指数(GR.I) :原煤 1~4,平均 1.77,精煤 1~5,平均 2.70。 胶质层最大厚度(Y) (精煤) :0~7mm,平均 0.70mm。 9-1 煤层: 灰分 d) 原煤 9.98~34.89%, (A : 平均 17.87%, 精煤 2.47~8.21%, 平均 4.36%。 挥发分(Vdaf) :原煤 6.54~17.21%,平均 12.67%,精煤 7.63~ 14.20%,平均 11.07%。 全硫(St,d) :原煤 1.70~5.78%,平均 2.9%,精煤 1.16~1.99%, 平均 1.44%。 高 位 发 热 量 ( Qgr.d ) 原 煤 29.480MJ/kg , 精 煤 33.917 ~ : 34.306MJ/kg,平均 34.113MJ/kg。
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磷(Pd) :原煤 0.00243~0.0091%,精煤 0.0058%。 粘结指数(GR.I) :原煤 1~3,平均 1.45,精煤 1~4,平均 2.33。 胶质层最大厚度(Y) (精煤) :0。 10-1 煤层: 灰分 d) 原煤 7.61~38.40%, (A : 平均 16.52%, 精煤 3.74~6.37%, 平均 5.39%。 挥发分(Vdaf) :原煤 8.50~16.86%,平均 10.37%,精煤 7.05~ 14.31%,平均 10.81%。 全硫(St.d) :原煤 1.41~5.40%,平均 3.45%,精煤 2.86%。 高 位 发 热 量 ( Qgr.d ) 原 煤 29.505 ~ 32.127MJ/kg , 平 均 : 30.981MJ/kg,精煤 33.348~34.757MJ/kg,平均 34.118MJ/kg。 粘结指数(GR.I) :原煤 1~2,平均 1.27,精煤 1~3,平均 1.83。 胶质层最大厚度(Y) (精煤) :0 多次化验情况分析, 各可采煤层灰分在本井田范围内变化不大。 1、 2、4、7 煤层属中灰、中硫、特低磷、无粘结性煤,9-1、10-1 煤层属 中灰、富硫、特低磷、无粘结性煤。可采煤层只有挥发分随采深增加 而稍微降低,粘结性、Y 值自下而上有上升趋势,硫分自下而上有降 低的规律,发热量与灰分之间存在着负相关系。 3、煤种及其用途 井田内开采煤种工业牌号为贫煤,因其粘结性差,挥发分低,只 用作火力发电用煤和少量民用煤。 4、有害成份 井田内煤层主要有害成份为硫化铁(黄铁矿) 。硫化铁在煤层中 分为片状或块状存在,现采煤层中含量较大的有 4 煤层和 9-1 煤层。 煤层中部分硫化铁可用人工拣选的方法选出。 5、变质规律及变质作用类型 变质规律:煤的变质与岩浆岩的侵入息息相关,煤层中只要有岩 浆岩侵入就伴有天然焦现象,由于岩浆岩的侵入而使 7、9-1、10-1 煤层大面积失去了开采价值。 三个可采煤层自下而上其变质程度有降
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低的趋势。 变质作用类型:从本区的煤质分布情况及煤的变质规律来看,其 变质类型主要有:接触变质、深成变质和区域岩浆热力变质。 岩浆岩与天然焦的分布关系正是接触变质的特征标志。 纵向上自 下而上的变质程度的降低,显示了深成变质的作用踪迹,根据列文斯 汀煤深成变质的理论,本区煤的最高变质阶段达不到气化阶段,而本 区煤的最低牌号为瘦煤, 其原因是深成变质和区域岩浆热力变质相迭 加的结果。 从上述煤变质的规律和变质作用类型来看, 影响本区煤变质的主 要因素是岩浆活动。 1.6 岩浆岩 石谷井田的岩浆活动比较强烈,对煤层的破坏也较严重,从岩浆 岩的侵入方式上来看,主要有岩墙和岩床两种。互相平行或者呈雁行 式排列的许多岩墙是本区岩浆岩空间分布的一种主要形态, 其次是较 大片分布的岩床和沿断层向两盘伸出的舌状岩床。 岩性主要是基性辉 绿岩和中基浅成辉长斑岩。从岩浆活动的时代来讲,为北北东向挤压 和北西向挤压构造以后燕山期活动中~晚期侵入。 从岩浆活动的部位 看北部较剧烈,南部次之,中部较差,井田深部比浅部剧烈;从岩性 上看, 基性浅成侵入岩 (辉绿岩) 比中基性的浅成侵入岩 (辉长斑岩) 发育。沿断层上升的基性岩浆粘度小,易于造成大片岩床,而中基岩 浆粘度较大,有时形成舌状岩床,因而辉绿岩较辉长斑岩危害大。从 岩浆岩的相互穿插关系看辉绿岩侵入较早,辉长斑岩后期侵入。 按岩浆岩的侵入方式及对煤层的破坏情况叙述如下: ㈠岩墙 本井田岩墙较发育,分布较均匀,已开采煤层均有揭露,颜色多 为灰绿色, 其延展方向在 310~330? 之间,一般 320? , 倾角在 65~ 85? 之间, 一般 75? 。 岩墙的宽度 4~12m, 一般 8m, 相互间隔 250~ 750m 不等。岩墙两侧均有规模不同的舌状岩床侵入煤层,对煤层造 成一定破坏。7、9-1、10 煤层侵入较宽,有的地段达 50m 以上。1、2、
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3-1、4 煤层侵入较窄,一般 10 余米。区内较发育的岩墙有 10 条。其 具体情况详见表 3.4 “井田内岩浆岩墙情况表” 。 火 1: 位于井田南部边界浅处, 其延展方向为 316°左右。 在-245m 水平二号上山 380 采区南部顺槽 1 煤层及-320m 水平 910 上山 7 煤层 南三~南六顺槽、 -1 煤层南二、 9 南三顺槽均有揭露, 控制长度 1800m, 墙宽一般 8~10m,在第二勘探线两侧 2 煤层被其侵蚀。 火 2: 位于立井井筒南部与第三勘探线斜交, 其延展方向为 330° 左右,在-245m 水平 560 采区小四行下山北一、 北二顺槽 3-1 煤层, -245m 水平 560 下山一节主副巷,南三~南六顺槽 4 煤层,-430m 水平 760 上山主副巷及南四、南五、北三顺槽 7 煤层及 9 号钻孔揭露,控制长 度 400m。 火 3:位于第二、三勘探线之间,延展方向为 315°,-245m 水 平二号片盘下山南部顺槽 1、2 煤层,-245m 水平 560 小四行下山南 六、南七顺槽 3-1 煤层,-430m 水平 760 下山南四~南九各顺槽 7 煤 层揭露,控制长度 800m,墙宽 4~20m。 火 4:位于井田中部,与第 4、5 勘探线斜交,延展方向 330°左 右,-245m 水平三四行一号上山南一~南七顺槽 1、2 煤层,-160m 水 平三号上山北部 2 煤层,-245m 水平 520 上山南四、南五顺槽,530 下山南一~南三顺槽 4 煤层,-320m 水平 730 上山南一~南六,720 下山南六、南七顺槽 7 煤层,-320m 水平 930 上山主副巷及南一~南 四顺槽 9-1 煤层, -430m 水平水仓揭露, 控制长度 2370m, 墙宽 5~25 m。 火 5:位于井田中部,与第 5、6 勘探线斜交,其延展方向为 320 ? ~330? 。-160 水平二号上山南部顺槽 2 煤层;-245m 水平一号片 盘下山北三~北七顺槽 1 煤层; -245m 水平 520 上山北七~北十顺槽、 550 下山南三~南五顺槽、-430m 水平 590 上山北一~北六顺槽 4 煤 层;-320m 水平 740 上山北一~北九顺槽 7 煤层;-320m 水平 940 上 山北部顺槽、-430m 水平 980 辅助上山南部顺槽 9-1 煤层揭露,控制长 度 3200m,墙宽 7~9m。 火 6:位于井田中部,与第 6 勘探线相交,其延展方向为 325?
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左右,-160m 水平二号上山主副巷,-245m 水平三号上山北一、北三 顺槽,-245m 水平 410 下山南一、南二,北一~北五顺槽 1、2 煤层; -245m 水平 550 上山主副巷、北一~北四顺槽,550 下山北二~北六 顺槽,-430m 水平 590 上山北二~北四顺槽 4 煤层;-320m 水平 950 上山南一~南四,970 下山主副巷,-430m 水平 980 下山二节主副巷、 南二~南八顺槽 9-1 煤层揭露;7 煤层被岩浆大面积侵蚀,控制长度 3150m,墙宽 5~10m。 火 7:位于井田中北部,与第 6、7 勘探线斜交,其延展方向为 325? 左右,-160m 水平三四行二号上山北一~北六,-245m 水平 410 上山南一、南二顺槽 1、2 煤层,-245m 水平 550 上山北二~北七顺 槽,570 上山南一、南二顺槽 4 煤层;-320m 水平 750 上山主副巷; -320m 水平 950 上山南部顺槽 970 下山北部顺槽;-430m 水平 980 下 山北二~北五、南四~南八顺槽 9-1 煤层揭露,控制长度 3150m,墙宽 5~12m。 火 8: 位于井田中北部, 与第 6、 勘探线斜交, 7 延展方向为 320~ 330°。-160m 水平 490 上山底车场 1、2 煤层;-160m 水平 540 辅助 下山南一~南三, -245m 水平 570 上山北一~北六顺槽 4 煤层;-320m , 水平 950 上山北六~北十顺槽,-430m 水平 980 上山南五~南七、北 一~北三顺槽,980 下山北五~北十顺槽 9-1 煤层均有揭露,7 煤层 位臵被岩浆侵蚀,控制长度 2500m。 火 9:位于井田北部,延展方向为 320? 左右,-160m 水平 540 上 山北二~北七顺槽,-245m 水平 580 上山北部顺槽 4 煤层,-320m 水 平 950 辅助上山北二、北三顺槽 9-1 煤层揭露,控制长度 1900m,墙宽 10~25m。 火 10:位于井田北部,与第 7 勘探线斜交,延展方向 320~335 ? 。 -160m 水平 540 上山北五、 北六顺槽; -245m 水平 580 上山北七~ 北十三顺槽 4 煤层; -320m 水平 950 辅助上山北二、 北三顺槽 9-1 煤层 揭露。7 煤层被岩浆侵蚀,北 23、北 117、北 132、北 133 号孔揭露, 控制长度 1500m。
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火 11:位于井田北部,沿 F28 号断层侵入,北 132、北 133 号孔及 北大井二一 00 上山、三五 0 集中下山底车场揭露,延展方向为 320 ? 左右,控制长度 1500m。 火 12:位于井田北部,沿 F22 号断层侵入,北 83、北 105 号孔揭 露,延展方向为 325? 左右,控制长度 1500m。 ㈡岩床: 本井田内岩床较发育,颜色为灰~浅灰色。主要侵入井田北部的 7、10-1 煤层,井田南部沿 F10 号断层侵入 2、10-1 煤层,深部侵入各 煤层中,破坏面积较大,在井田中部 7、9-1 煤层侵入范围不大。各主 要可采煤层的岩床分布及对煤层的破坏情况如下: 2 煤层:1-3 勘探线之间的中下部全部被岩床侵蚀,失去开采价 值。 4 煤层:无岩床分布,煤层基本不受破坏。 7 煤层:岩床分布范围最广,第 4 勘探线以北全部被岩床侵入, 失去开采价值,对煤层的破坏性最大。 9-1 煤层:岩床分布较零散,且范围较小主要在北部和中部岩浆 岩墙附近,对煤层破坏较轻。 10-1 煤层:岩床分布范围较广,对煤层的破坏程度较大,其分布 范围主要在 1-4 勘探线的中部和 5-7 勘探线的浅部。 本区岩浆活动的主要特点是: ⒈岩浆活动有穿层侵入和顺层侵入两种形式,穿层侵入形成岩 墙,顺层侵入形成岩床。 ⒉岩墙发育是其一大特点, 岩床分布面积大是影响煤层开采的一 大因素。 ⒊岩性以基性岩为主,而岩床的岩性则以中基性岩为主。 ⒋岩浆活动对煤层破坏程度是: 4 煤层最轻,2、9-1 煤层较轻, 10-1 煤层较严重,7 煤层最为严重。 综上所述,井田内岩浆活动比较剧烈。井田北部比南部剧烈, 深部比浅部剧烈,对下组煤的侵蚀破坏比上组煤剧烈。沿井田走向共
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查明岩墙 12 条,延展方向 310~330°,岩墙宽 4~12m,相互间隔 250~750m,岩墙两侧往往有不同规模的舌状侵入,对煤层造成严重 破坏。其中对 7 煤层侵蚀破坏最大,第 4 勘探线以北全部失去开采价 值;对 10-1 煤层破坏次之,主要分布在 1-4 勘探线中部和 5-7 勘探线 浅部;对 9-1 煤层侵蚀范围小,仅零星分布。岩浆侵入范围大,对煤 层破坏较严重,岩浆侵入对煤层的影响定为Ⅲc。 1.7 水文地质特征 主要充水因素有:含水层水,采空区积水,相邻矿井和小煤矿涌 积水。 (1)含水层水 a.二迭系石盒子组厚层砂岩水 该含水层组覆盖于煤系地层之上,主要有三个层段,自下而上分 别是: 下石盒子组砂岩(S 层砂岩) 。万山段砂岩。奎山段砂岩。 该含水层组以石英砂岩为主,坚硬,性脆,裂隙发育。大面积出 露于井田中浅部的丘陵,成为盘阳河与孝妇河两水系的分水岭,直接 接受大气降水的补给,含水比较丰富。 b.太原组薄层灰岩水 共有五层灰岩,总厚度平均 7.75m,一灰和五灰为 4、9-1 煤层的 直接顶板,二灰位于 7 煤层上 8m,三、四灰位于 7、9-1 煤层之间。上 述薄层灰岩局部裂隙发育,在开采 4、7、9-1 煤层时,有时以淋水的 形式进入工作面,但对采掘威胁不大。 c. 本溪组徐上砂岩水 该含水层位于徐家庄灰岩之上,上距 9-1 煤层一般 25.0~35.0m, 平均 30.0m。徐上砂岩含水层是开采 9-1 煤层是底板突水的重要水源, 又在一定程度上成为下伏徐、奥灰承压水的中转层。 d. 本溪组徐家庄石灰岩水 井田内徐灰普遍发育两层,为青灰色含燧石结核灰岩。上距 9-1 煤层 67.55m~73.39m;下距奥灰 20.0~24.6m。徐灰除露头区接受大
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气降水补给外,井田内还接受奥灰水越流补给。徐灰水是 9-1 煤层底 板突水的一个补给水源。 e.奥陶系灰岩水 位于煤系地层底部,厚度约 800m,上距 9-1 煤层 85~113m,在上 部岩溶裂隙发育,富水较好,是开采 9-1 煤层是底板突水的主要水源, 也是矿井涌水的主要水源。 (2)水闸墙堵截积水 1998 年, 本矿井实施了井下堵截水工程, 共施工了 11 道水闸墙, 蓄积起来的水量 161.3 万 m3 ,积水上限标高-203.0m,下限标高 -385.0m,积水后动水量正常从-245 水平流出。 (3)相邻矿井和小煤矿涌积水 北大井大片连片积水区,位于井田北部边界上部,总积水量约 1500 万 m3。井田浅部边界上部广通公司龙泉煤矿 F6 断层以北及其井 田范围内废弃的多数小煤矿涌水已进入光正公司-320 辅助水平,然 后从-245 水平流出。 井田南部废弃的小煤矿积水区积水量达 20 万 m3。 2008 年矿井平均涌水量 1605.6m3/h,最大涌水量 1775m3/h。矿 井水文地质类型为复杂型。 2 地质构造及控制特征研究 2.1 矿区地质构造演化及分布特征 淄博(章丘)矿区地质构造受华北地台鲁西台背斜鲁中隆起的控 制,是鲁中隆起的北缘部分。矿区总体构造轮廓是地层走向 EW,向 N 倾斜。 由于西部断距 600m 的文祖正断层(东升西降),东部断距 600 至 100Om 的禹王山正断层(西升东降)的切割,淄博(章丘)煤田分为三 个地质单元:东为淄博向斜,西为埠村向斜,中间为岭子明水斜地。 淄博向斜:轴向 NE5? ~8? 。东翼宽缓,地层走向 NE40? ~50 ? ,倾向 NW,倾角 8? ~15? ;西翼狭窄,走向近 SN,倾向 E,倾角大于 30? ;南端封闭翘起,向北倾伏展开,封闭部位走向呈缓弧形,倾角 20 ? ~25? 。向斜轴心部位为侏罗系地层,两翼为石炭、二迭系地层, 含煤地层面积约 418km2。外围为广阔的奥陶、寒武系灰岩山地。
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埠村向斜:在一号井与王黑向斜复合,主轴向 NE20? ~25? 。西 翼平缓,地层走向 NW25? ,倾向 NE,倾角 10? ~15? ,最大可达 40? ; 东翼窄,走向 NE50? ,倾向 NW,倾角 15? ~20? ,最大可达 30? ~40 ? ;南缘封闭,向北倾伏展开。含煤地层面积约 70km2,外围为奥陶 (15Okm2)、寒武(120km2)系灰岩山地。 岭子明水斜地:走向 NW70? ~80? ,倾向 NE,倾角 10? ~20? , 含煤地层面积 19Okm2,南为奥陶(29Okm2)、寒武(16Okm2)系灰岩山地。 控制矿区的构造有四组: ㈠ SN 向构造组:一般为断距较大的正断层,对地貌及水文地质 条件有较大的控制作用。由东而西有: ⒈临淄正断层:走向近 SN,西升东降,落差大于 100Om。东侧为 40m~8Om 的第四系,之下为第三系(400 余 m)和白垩系(500m~600m), 西侧为石炭、二迭纪煤系。 ⒉金岭正断层:走向近 SN,西升东降,落差由南而北 0~41Om。东 侧为石炭二迭纪煤系,西侧为金岭穹窿闪长岩体及奥灰露头。 ⒊张店正断层:走向近 SN,南段北西 20? ~30? ,倾向W,东升 西降,落差 150m~350m,向北加大到 100Om 左右。东为金岭穹窿,西为 上二迭及侏罗系地层。 ⒋王母山正断层:走向近 SN,东升西降,落差 60m~600m,南小北 大。东为石炭、二迭纪煤系,西为上二迭及侏罗系。 ⒌禹王山正断层:走向近 SN,西升东降,落差 600m~1000m,南小 北大。南段东部为石炭、二迭系煤系,与西部奥陶系对接,北段东部 侏罗系与西部石炭二迭系对接。 ⒍朱家庄正断层:走向近 SN,东升西降,落差 20~370m,南小北 大。使岭子明水斜地划分为东、西两片。 ⒎明水正断层:走向 NW5? ~10? ,西升东降,落差大于 l00m。向 南延伸到甘泉庄一带,沿断层有明水泉群出露。 ⒏文祖正断层:走向 NW10? ~15? ,东升西降,落差 600m。 东侧奥 灰与西侧上二迭系对口,由于西侧的相对南移,形成了埠村向斜盆地。
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⒐亭山正断层:走向近 SN,东升西降,落差 20m~10Om。 是淄博 (章 丘)矿区的西边界,使埠村向斜盆地与曹范地堑相分界。 初步分析认为该组断层是强大的南北向挤压力形成东西向基底 褶曲(纬向构造)时的横张断裂面,后期受其他作用力的影响,又有不 同形式的挤压和扭动,从力学性质上看是先张后压扭或张扭。 ㈡NNE 向构造组:由向、背斜和逆断层组成。由东而西有: ⒈五井断裂带:走向 NE20? ~30? ,呈现右旋扭动, 东侧向南西 侧向北,水平移动近 1000m,断距近 1000m。 ⒉淄河断裂带:总的走向 NE25°左右,主断裂在黑旺铁矿实见,局部走向 NE0? ~34? ,倾向 SE,倾角 78? ~85? ,东升西降(逆冲)。断层带宽 5m~1Om。 有胶结良好砾岩带,有左旋、 右旋、 张裂、 挤压等多次活动。 左行位移(逆时针)900m 以上,落差 100m~150m。 主断层东侧亦有两条平行断层,同时有以 5? ~10? 锐角与主断 裂相交 NNE 的断层三条,主断层西侧间距 30m~4Om,还发育有三条平 行断层。因此,淄河断裂带实际上是由 10 余条基本平行的断层群组 成。断裂带宽度大于 200m。 ⒊金岭穹窿:长轴走向 NE 20? ~30? ,长轴 20km,短轴 9km,总 面积 15Okm2。轴心为闪长岩体,周围为奥陶系和石炭、二迭系。其中 奥灰出露面积约 10 km2。 ⒋洪山向斜:走向 NE5? ~20? ,轴向延长达 20km。向斜东翼宽 缓,西翼窄而陡。与之紧密毗连的西侧就是华坞背斜。 ⒌西河龙泉逆断层:走向 NE20? ~25? E,倾向 NW,西升东降,落 差 22m~3Om,走向延长 6km 以上。明显被 NW 向断层切割。 ⒍白虎山逆断层:走向 NE 20? ~25? ,倾向 NW,倾角 34? ,西升 东降,落差 30~5Om,走向延长 25km 以上。 ⒎淄博大向斜:轴向 NE 5? ~8? ,延长 25km 以上,东翼宽缓,西 翼窄而陡。 ⒏埠村向斜:主要轴向 NE20? ~25? ,延长近 5km。东翼地层走 向 NE50? ,倾向 NW;西翼地层走向 NE25? ,倾向 NE。倾角 10? ~15
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? ,轴部大于 40? 。 这一组构造显示了 NW70? 左右压应力场的存在。 ㈢近 EW 向构造组:绝大多数属北升南降的正断层。由北而南有: ⒈辛店地堑正断层:由两条平行的倾向相对的正断层组成, 走 向 NE 77°,北条倾向 SE ,南条倾向 NW,间距 800m,落差均为 400m~ 450m。向西逐渐消失。 ⒉漫泗河弧形断层:走向由 NW70? 转为EW向而后折转为 NE70 ? 左右,倾向 S,倾角 75? ,台阶断落,第一台阶落差 70m~8Om,第二台 阶 65m~10Om,总落差 13Om~180m。 ⒊夏禹河(佛村)正断层:走向 NE80? 渐转为近 EW 向,倾向 S。 有左行扭动现象,断距不一,走向延长 13km。 ⒋东笠山正断层:走向近 EW,倾向 S,北升南降,落差 2Om~35m。 ⒌辛庄正断层: 走向 NE70? ~80? ,倾向 N,南升北降,倾角 75? , 落差 48m。 ⒍夏庄东顶山正断层:走向近 EW,倾向 N,南升北降,落差 22m。 ⒎神头西河正断层:走向 NE70? ~80? ,倾向 S,北升南降,落差 300m。 ⒏黑山岳阴正断层:走向 EW,后折转为 NE70? ,倾向 S,北升南降, 落差 6Om~300m。 ⒐石马正断层:走向近 EW,倾向 S,北升南降,落差 300m。 ⒑大冶正断层:位于埠村向斜盆地内,走向 EW,倾向 N,南升北降, 落差 5Om。 从力学成因上看, 这一组断层是淄博地块发生左行或右行扭动时 沿老应力场形成的 EW 向张裂和 NW、NE 向剪切面牵就而成,因而在某 些部位便形成了弧形断层。 ㈣NW 向构造组:表现为一套雁行排列的岩脉和正断层。由北而南 有: ⒈雁行岩墙群:主要分布在淄博向斜轴部,间距大体 l00m~200m 出现一条,有 100 条以上,延长到向斜东翼而进入奥陶系灰岩露头区
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的有 20 余条以上。 ⒉高留地堑正断层:走向 NW40? ,倾向相对,西边一条,倾向 NE, 南升北降,落差 15Om;东边一条倾向 SW,北升南降,落差 150m~310m。 ⒊炒米庄正断层:走向 NW43? ,倾向 SW,北升南降,落差 l00m。 ⒋凤凰岭白沙庄正断层:走向 NW50? ,倾向 NE,落差 34m~4Om。 ⒌南旺正断层:走向 NW38? ,倾向 NE,落差 60m。 ⒍龙泉石谷边界正断层:走向 NW48? ,倾向 NE,南升北降,落差 15m~25m。 ⒎夏家山正断层:走向 NW52? ,倾向 SW,落差 25m。 从力学成因看,这是一组早期南北向,二期近东西向两个应力场 的剪切面,后期受左旋或右旋而张裂,有的形成正断层,有的伴有岩浆 岩侵入形成岩墙。 上述四组构造的特征及力学性质表明,淄博(章丘)地区至少有 三个应力场的作用。 一是近 SN 向压应力场,形成了地层产状 EW 走向, 倾向 N,并伴有规模不大的逆掩断层。这是较早发生的应力场,它同时 形成了 EW 向的纵张、SN 向横张和 NE、NW 向剪切破裂面。二是 NW70 ? 左右的近 EW 向的压应力场,形成了一系列 NNE 向的褶皱和逆掩断层 或挤压破碎带。 第一次应力场的纵张,这时牵就复合为横张,并发展形 成了近 EW 向的张性正断层; 第一次的横张这时成为纵张或近 SN 向的 挤压破碎带;剪切面基本复合了第一次应力场所形成的破裂面,在这 一应力场的作用下都发生过左行或右行的扭动。 随着倾向和扭动方向 的不同,有的成为压扭,有的成为张扭。从构造发生的应力场及其序 次、规模可以大致判定:NW 向构造属张性或张扭性,EW 向构造一般先 压、次张、后张扭。 2.2 井田地质构造及分布特征 受区域地质构造的控制,本井田地层整体上呈单斜构造,走向 NNE~NE,倾向 NWW~NW,地层倾角 5? ~28? ,一般 10? ~14? 。 井田内有一组轴向与地层走向一致的褶曲及波状起伏。 其褶曲的轴向 与地层倾向一致。井田局部块段的地层走向与倾角变化较大,并受纵
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横交错的断层构造与岩浆的侵蚀破坏, 使该井田显现出复杂的构造形 态。 根据本井田的褶曲、断层的展布规律、岩浆岩墙的延展方向及相 互切割关系等,形成以下三个序次。 第一是 NNE 向挤压构造及伴生构造。 该组构造决定了本井田的构 造格局。显现出该区经受了近东西向或北西西向的压应力作用,形成 了一套宽缓的褶曲和伴生的小型逆、正断层。属于这一系统的包括: 石谷背斜、石谷向斜、F18 逆断层、F7 正断层及北西雁行排列的张性裂 隙,并伴有岩浆岩侵入形成岩墙(床) 。这一组的特点是:褶曲轴向 与地层走向一致,并随地层走向的变化而变化,该组构造往往被以后 的断裂切割。 第二是 NW 向挤压构造及其伴生构造。这一组的构造不如第一组 的构造发育,但局部还是比较明显的,如查王背斜及地层沿走向的波 状起伏。 另外从 F1 号断层两侧岩层产状观察, 也见到一个被破坏了的 背斜。伴生断层有 F14、F17。显现出本区有来自北东向或近南北向压 应力场的作用。 第三是北西向剪切断裂及伴生构造。 1 号断层带是这一系统的集 F 中表现,附近岩层极度破碎,局部砂岩石英化,倾角 55? ~88? , 水平擦痕明显。显现有一北西方向左旋的剪应力场作用。 现将井田内主要褶曲、断层构造分别叙述如下: (附井田构造纲 要与井巷开拓示意图) ㈠褶曲 ⒈2~5 勘探线浅部有一组宽缓的向斜、背斜,又称石谷向斜、 石谷背斜,轴向 N37? E。分别在上组煤-245m 水平以上的 380 上山, 一号上山、北翼三号上山、下组煤-320m 水平 910 上山、930 上山、 960 下山、970 下山区揭露。 ⒉在井田中上部有一组轴向沿地层走向的波状起伏。 其波峰与波 谷轴向与地层倾向基本一致。该组波状起伏在井田南部的 910、930 区又与石谷向斜复合作用形成了椭圆形构造盆地。 而在井田北部形成
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了查王背斜,其轴向与地层倾向基本一致。在-245m 水平北翼四号 上山、-430m 水平北翼 980 上山均有揭露。 ㈡断层 ⒈大构造发育情况 本区的断层构造以高角度正断层为主,断层倾角一般在 65? ~ 70? 之间,根据井巷开拓揭露和钻孔资料分析,该区共查出落差 10m 以上延展较长的断层 26 条。 按断层的延展方向大体可分为四组: ①近东西向:包括东西向和北西西~南东东向的断层。该方向的 断层较为发育,延展长度较长。共有 7 条,分别是 F2、F5、F7、F9、 F13、F14、F21。 ②近南北向:包括南北向和北北东南南西及北北西~南南东向。 该方向的断层在深部较发育,一般延展较短,但对煤层破坏严重。共 有 8 条,分别是 F3、F4、F8、F10、F19、F24、F27、F29。 ③北东-南西向:该方向的断层数量较少,延展长度较长,对煤 层破坏不甚严重。共有 3 条,分别是 F18、F25、F26。 ④北西-南东向:该方向断层比较发育,延展较长,并伴有岩浆 侵入,形成岩浆岩墙。共有 8 条,分别是 F6、F1、F11、F12、F17、F22、 F23、F28。 按断层落差大小分为: ①落差小于 20m 的断层有 10 条,分别是 F2、F3、F4、F5、F7、F9、 F12、F18、F21、F24。 ②落差 20~30m 的断层有 8 条分别是 F1、F10、F13、F17、F22、F23、 F27、F28。 ③落差 30m 以上的断层有 8 条,分别是 F6、F8、F11、F14、F19、F25、 F26、F29。 按断层控制程度分为: ①查明的: 有两个及两个以上钻孔穿过或在地面及井下巷道多处 实见,其延展方向、落差已得到比较准确的控制。共有 11 条,分别
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是 F3、F4、F5、F7、F9、F10、F12、F14、F18、F21、F25。 ②基本查明的:有一个以上钻孔穿过或井下一个以上点揭露,其 延展方向、落差系分析推定,有 5 条,分别是 F1、F8、F17、F19、F28。 ③初步控制的:只有一个钻孔或一个点控制,有 10 条,F2、F6、 F11、F13、F22、F23、F24、F26、F27、F29。 各主要断层构造特征及控制情况详见表 3.3“井田内主要断层情 况表” 。 ⒉中小构造发育情况及对开采技术的影响 区内落差在 3~10m 的断层比较发育,根据井下开采资料,一般 落差在 3~10m 之间的断层分布密度为 15~20 条/km2, 平均 17 条/km2。 落差在 3m 以下的小断层极为发育,根据井下开采资料,一般落差在 0.5~3m 之间的断层分布密度达 345~795 条/km2,平均 594 条/km2。 这些中小断层的走向不仅与区域应力有关, 而且还受附近大断层的影 响,往往在大断层附近,中小断层的分布密度也加大,其走向与大断 层基本平行,有的呈“入”字型与大断层斜交。另外,有些小断层发 育无规律,走向、延展长度变化大。 对开采的影响:由于断层的切割,使煤层失去了完整性,造成煤 层断失、压梁、底鼓、破碎等现象,给薄煤层的开采带来了极大的困 难,也严重影响了安全生产,主要表现在如下几个方面: ①对顶板管理的影响:受断层切割,顶板的强度降低,给顶板管 理和巷道支护带来了不利因素。 ②对煤质的影响: 中小构造发育, 使采煤工作面局部形成破碎带, 或在开采中起底放上过断层,使回采煤的含矸率、灰分上升,煤炭质 量降低。 ③对水文条件的影响:断层的纵横切割,使受水威胁煤层底板的 完整性被破坏,为底板突水提供了突破口。 ④对采掘的影响: 造成采煤工作面撤安频繁, 增加了掘进工作量。 钻探资料和本矿多年开采实践均未发现陷落柱。 综上所述,本井田地层整体上呈单斜构造,走向 NNE~NE,倾向
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NW,地层倾角 5~28°,一般 10~14°。实际开采表明,地层整体单 斜的产状中,有一组轴向与地层走向一致的起伏不大的向、背斜和轴 向与地层倾向一致的波状起伏及两者复合作用形成的 910 上山、930 上山北翼两个向斜盆地,使局部地段开采技术条件复杂化。同时查明 落差 10.0m 以上的大中型断层 26 条, 分近东西向、 近南北向、 北东~ 南西向、 北西~南东向四组。 落差小于 3m 的小断层分布密度达 345~ 795 条/km2。可与矿区地质构造应力场及作用序次进行对比认识。因 大、中型断层相当发育,断层相互切割比较严重,断层构造定为Ⅳa; 地层产状变化不大,有少量褶皱,褶皱构造定为Ⅱb。 2.3 构造煤发育及分布特征 2.4 地质构造对瓦斯赋存的控制 3 矿井瓦斯地质规律研究 3.1 断层、褶皱构造对瓦斯赋存的影响 3.2 顶底板岩性对瓦斯赋存的影响 3.3 岩浆岩分布对瓦斯赋存的影响 3.4 煤层埋深及上覆基岩厚度对瓦斯赋存的影响 3.5 岩溶陷落柱对瓦斯赋存的影响 3.6 瓦斯含量分布及预测研究 4 矿井瓦斯涌出量预测 4.1 矿井瓦斯涌出资料统计及分析 4.2 矿井瓦斯抽采资料统计及分析 4.3 矿井回采工作面瓦斯涌出量预测 4.3.1 分源预测法预测瓦斯涌出量 4.3.2 瓦斯地质统计法预测瓦斯涌出量 5 煤与瓦斯区域突出危险性预测 5.1 煤与瓦斯突出危险性参数测定及统计 5.2 煤与瓦斯突出危险性影响因素分析 5.3 煤与瓦斯区域突出危险性预测 6 煤层气资源量计算 6.1 资源量计算方法 6.2 资源量计算及参数的确定 6.3 资源量计算结果及评价 7 矿井瓦斯地质图编制 7.1 编图资料 7.2 编图内容和表示方法
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8 结论和建议 参考文献 附图 附表(矿井瓦斯地质图统计表)

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瓦斯地质图编制 8 瓦斯地质图编制 3.瓦斯地质平面图 (1)矿井瓦斯地质图 底图...地质资料 (1)矿井地质勘探精查或详查报告、矿井生产修编地质报告 (地质说明书)...
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中国煤矿瓦斯地质图编制 - 张子敏教授毕生的心血,值得一看。... 题目:中国煤矿瓦斯地质图编制张子敏、吴吟 单位:河南理工大学、国家能源局 引言 1、中国煤矿瓦斯赋存...
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7 瓦斯地质图 7.1 瓦斯地质图的种类和内容 7.2 瓦斯地质图编制方法 7.3 瓦斯地质图作用 7.4 矿井瓦斯地质图编制 7.5 采掘工作面瓦斯地质图编制 7.6 矿区...
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矿井瓦斯地质图编制 - 第 33 卷第 8 期 煤炭科学技术 2005 年 8 月 试验研究 矿井瓦斯地质图编制 张子敏1,2 ,张玉贵1,2 (1. 河南理工大学 瓦斯地质研究...