资源描述
青海省能源发展(集团)有限责任公司
鱼卡矿区尕秀区段90万吨/年矿井
建 井 地 质 报 告
编制单位:青海省能源发展(集团)有限责任公司
提交日期:二○一四年七月
目录
第1章 概 况 1
1.1 交通位置、范围及四邻关系 1
1.1.1交通位置 1
1.1.2井田范围 2
1.1.3 周边矿井 3
1.2 自然地理 4
1.2.1地形地貌 4
1.2.2 水文情况 4
1.2.3 气象 4
1.2.4地震 5
1.2.5 经济概况 5
1.3 井田地质勘探史 6
1.3.1 地质填图 6
1.3.2 青海省大柴旦镇鱼卡煤田尕秀区段地质勘探精查 6
1.3.3 鱼卡煤田尕秀背斜西段煤炭地质普查 7
1.3.4青海省鱼卡煤田尕秀西段煤炭详查 8
1.3.5 勘探区及外围以往地质工作还有: 10
1.4 老窑范围及分布情况 11
1.5 建井期间的补充地质工作 12
1.6 矿井设计及建设情况 12
1.6.1矿井设计情况 12
1.6.2矿井建设情况 13
第2章 井田地质构造特征 15
2.1 地层 15
2.1.1区域地层 15
2.1.2井田地层 19
2.2井田主要地质构造 20
2.2.1矿井构造特征 20
2.2.2 开拓区内构造特征 21
2.2.3主要断层 22
2.3 中小型构造特征及其对煤层开采的影响 22
2.4 岩浆侵入体 23
2.5 岩溶陷落柱 23
第3章 煤层及煤质 23
3.1 煤层 23
3.1.1含煤性 23
3.1.2可采煤层 24
3.2 煤质 25
3.2.1物理性质和煤岩特征 25
3.2.2煤的工业分析与可选性 26
第4章 井田水文地质特征 32
4.1 区域水文地质概况 32
4.2 井田水文地质条件 33
4.3 井巷涌(突)水情况 34
4.4 地下水补给、径流和排泄条件 35
4.5 矿井涌水特征及矿井涌水量预算 35
4.5.1 矿井涌水量特征 35
4.5.2 矿井涌水量计算 36
4.5.3预算结果分析 39
4.6防治水措施 40
4.7 井田水文地质类型 41
第5章 矿井工程地质及其它开采技术条件 45
5.1 矿井工程地质特征 45
5.1.1顶底板岩性特征 45
5.2 瓦斯地质 46
5.3防治措施 46
5.4 其它开采技术条件 47
5.4.1 煤尘爆炸性测试 47
5.4.2 煤尘自燃倾向测试 47
5.5地温 53
5.6 地质灾害及防治 53
第6章 储量及三量计算 54
6.1 储量计算范围及工业指标 54
6.1.1储量计算范围 54
6.1.2 各项工业指标 54
6.2 储量计算方法及结果 55
6.2.1储量估算方法 55
6.2.2 主要参数 56
6.2.3储量计算结果 57
6.3 矿井三量计算 57
6.3.1开拓煤量 58
6.3.2 准备煤量 58
6.3.3 回采煤量 59
第7章 结论 60
7.1 结论 60
7.1.1矿建地质的评价 60
7.1.2 建井过程中的地质问题: 60
7.2 建议 61
第1章 概 况
根据原煤炭工业部颁发的《矿井地质规程》规定,新建矿井移交生产时,应编制建井地质报告,并移交全部地质资料。为此编制青海省能源发展(集团)有限责任公司鱼卡煤田尕秀区段建井地质报告。主要任务是:
1、对鱼卡煤田尕秀区段各勘探阶段的地质资料进行全面的综合分析、研究,查明影响矿井生产的各种地质因素;
2、对矿区地质资料进行编录,为矿井建设提供可靠的地质资料;
3、按照现行《煤、泥炭地质勘查规范》和《固体矿产资源储量分类要求》重新估算煤层地质资源储量、设计资源储量和可采储量,为矿井生产提供必要的地质资料。
1.1 交通位置、范围及四邻关系
1.1.1交通位置
青海省能源发展(集团)有限责任公司鱼卡煤田尕秀区段矿井位于青海省海西州大柴旦行委境内,地处柴达木盆地东北缘绿梁山北麓,行政区划属青海省海西州大柴旦镇管辖,地理坐标:东经94°52′40″~94°55′28″;北纬38°00′36″~38°02′24″。东南距大柴旦镇直距40km,运距约53km;沿315国道东到德令哈市240km,向西距冷湖镇220km;东南方向距青藏铁路锡铁山火车站125km。青(海)~新(疆)公路(315线)和敦(煌)~格(尔木)公路(215线)在鱼卡乡旧址处交汇,形成三叉路口。315国道从鱼卡煤矿北部通过,煤矿到315国道有砂石路与之相连,可通行各种车辆,交通便利(图1-1)。
图1-1 鱼卡煤矿交通位置图
1.1.2井田范围
本井田东部以F2与F4断层下盘与煤层交界为界,南部以煤7层3150m底板等高线为界,西部以7-7地质勘探线为界,北部以煤7层2600m底板等高线为界。井田走向长约3km,面积约4.5km2。井田具体范围由13个拐点圈定,各拐点坐标见表1-2。
表1-2 井田境界拐点坐标表
拐点编号
坐标
X
Y
1
4209940.00
32402690.77
2
4209935.00
32403465.78
3
4209965.00
32403445.78
4
4210395.00
32403845.78
5
4210190.00
32403970.78
6
4210460.00
32404565.78
7
4210345.00
32405250.79
8
4210540.01
32405605.79
9
4210240.01
32405265.79
10
4210865.01
32404850.79
11
4210750.00
32403900.78
12
4210150.00
32403175.78
13
4210325.00
32402555.77
矿区面积:1.2748平方公里 开采标高:+3220m-+2950m
1.1.3 周边矿井
井田内的煤炭资源在90年代中期曾由地方煤矿(大头羊露天矿及大头羊煤矿鱼卡分矿)于井田南部边缘煤7煤层露头处实施开采。露天矿由于开采范围小,深度浅,采掘的煤层已风化,煤质较差,销售不畅,时间不长,即已完全停产。井田内现有生产矿井是青海能源发展(集团)有限责任公司鱼卡煤田尕秀区段煤矿。
周边矿井有旺尕秀露天煤矿、鱼卡煤矿及在建矿井。其中旺尕秀露天煤矿距青海能源发展(集团)有限责任公司鱼卡煤田尕秀区段煤矿井田边界1Km,鱼卡煤矿距青海能源发展(集团)有限责任公司鱼卡煤田尕秀区段煤矿井田边界2Km。
1.2 自然地理
1.2.1地形地貌
青海省能源发展(集团)有限责任公司鱼卡煤田尕秀区段地处柴达木盆地东北缘绿梁山北麓,地形总体南高北低,东部地形较平坦,以戈壁和沙漠为主,西部有低山丘陵,区内大面积被黄土覆盖,土层较厚。区内最高海拔3250m,位于最南部绿梁山高山地貌部位,最低海拔3112.3m,位于井田西部青新公路南侧,最大高差137m,平均海拔在3150-3210m。井田内植被稀少,仅有少量耐旱植物骆驼草,中部广为第四系表土和砂砾石层所覆盖。
1.2.2 水文情况
勘查区内无地表水系,仅于南部古老变质岩绿梁山之间及西侧有两条自北而南流向的干枯洪水河沟,勘查区外围有三条地表水系,一条为距鱼卡煤矿南部5km的鱼卡河,据以往资料,多年平均流量为2.9m3/s,七、八月份洪峰流量最大达131 m3/s,枯水期最小流量0.23 m3/s。另两条为距鱼卡煤矿西部11km的脑儿河和嗷唠河,年内流量变化不大,六月份野外实测流量嗷唠河为0.324 m3/s,脑儿河为0.032 m3/s。
1.2.3 气象
本区地处高寒地带,缺氧量为35.2%,但根据在大头羊煤矿的调查,对矿井的生产、生活基本无太大的影响。
区内全年干旱少雨,降雨多集中在6~8月,年均降雨量仅为500mm左右,而蒸发量却高达2288mm,年均湿度为25.4%。区内10月至翌年的3月为冰冻季节,最大冻土深度为112~119cm。年平均气温只有1.3℃,最高平均气温在7月,为15.3℃,最低平均气温在1月,为-15.6℃,昼夜温差大,最大达34.7℃,风向多为西北风,最大风速达20m/S,强风季节一般在11月至来年3月。该地区属于典型的内陆盆地气候
1.2.4地震
根据青海省地震局的观测资料,自1957年以来先后发生地震17次之多,1917年9月5日当金山口地区发生了6级地震,1952年10月16日塔尔丁地区发生了6级地震。1958年鱼卡曾发生过5.6级地震。本区抗震设防烈度为Ⅶ度区,建筑物及地下采矿按地震基本烈度Ⅶ度区设防。
1.3 井田地质勘探史
自上世纪50年代以来在不同区段做过煤田地质普查、精查、找煤、航空地质填图、电法测量、石油地震、石油钻探、区域地质调查、水文地质调查和专项水文地质普查等。鱼卡地区系统的煤田地质工作起始于1984年,对本次勘探工作有影响的主要有以下三次,现分别叙述。
1.3.1 地质填图
青海省柴达木盆地东北缘马海-大柴旦湖1/5万煤田航空地质填图
1984年-1993年,青海煤田地质勘探公司一0五勘探队陆续完成了马海-大柴旦湖1/5万煤田航空地质测量工作,建立了区域性的含煤地层层序,了解了煤层层数、层位及煤质特征,为以后的找煤普查工作奠定了基础,1994年提交了填图报告。但该次工作仅对古老地层边缘部分的含煤岩系进行了了解,受半仪器测量定点误差的影响,在地形特征不太明显的鱼卡煤田核部,地质构造形态畸变,未能真实填绘出地质构造形态。
1.3.2 青海省大柴旦镇鱼卡煤田尕秀区段地质勘探精查
1994年8月—1996年12月,青海煤炭地质105勘探队在本勘查区的东侧尕秀向斜翘起端部位完成钻探4713 m(21个钻孔),测井4429 m,探槽4805 m3,探井730 m,1/10000地形地质测量38km2,地面电法物理点1444个,小极距测深点9个,1997年5月提交了精查报告。此次工作的主要成果有:
①基本查明了精查区内的构造形态,特别是对边界断层F1(也是本次勘探工作区的边界断层)控制程度较好。查明了精查区内煤层的层数、厚度、结构,对煤层底板形态进行了控制。
②确定了煤类,查明了可采煤层的煤质特征及其变化情况。
③确定了主要可采煤层煤七的风氧化带界线和深度。
④查明了精查区内水文地质特征,对瓦斯、煤的自燃倾向、主要可采煤层顶底板的工程地质特征进行了详查。
⑤提交A+B+C+D级资源/储量13230万t。
但是这次工作对煤五、煤七上未采集瓦斯样,煤七深部未取得合格的瓦斯煤样。同时区内只施工了一个水文孔,未能对F1断层带的含水性进行了解。煤层风氧化带的划分依据不够充分,槽井探工程施工效果不理想。报告论述偏于简单。
1.3.3 鱼卡煤田尕秀背斜西段煤炭地质普查
1995年—1997年,青海煤炭地质105勘探队在包括本勘查区在内的尕秀背斜西段开展了普查地质工作,完成1/2.5万地质填图60km2,槽井探25000m3,电剖面物理点274个,电测深物理点51个,钻探5121 m(10个钻孔),测井4590 m。获得主要成果为:
①基本查明了普查区的地层层序和含煤地层时代,划分了区内侏罗纪含煤地层。初步查明了鱼卡煤田尕秀精查区以西至F2断层以东的构造形态。
②了解了区内可采煤层层数、厚度、结构,初步确定了主要可采煤层煤质特征及煤类。
③对区内的自然地理条件、水文地质条件及其它开采技术条件进行了了解和概略评价。
④全区共获C+D级资源/储量30254万t,其中C级9600万t,占C+D级的32%。
该普查工作时断时续,所用地形图系用1/5万地形图放大而成,精度偏低。Y32钻孔只揭露了煤五底板以上地层,未能对鱼卡主背斜煤七煤层的远景进行评价,工作中对水文地质条件及其它开采技术条件的了解欠缺,投入的工程量不足。
1.3.4青海省鱼卡煤田尕秀西段煤炭详查
2003年5月-2004年12月,青海煤炭地质勘查院在本次勘查区完成详查工作,2005年5月提交了报告。此次工作完成的主要工程量为:1/1万地形测量30 km2、1/1万地质及水文地质填图30km2、机械岩芯钻探4212.9m、浅钻350.20m、地球物理测井4311.0m、探槽3193.83m3、浅井60.60m,采集煤样163个、瓦斯样8个、岩石力学样15组。此次工作取得的主要成果:
①提高了对区内煤层的控制和研究程度。充分利用前人资料,以1000 m线距(孔距小于线距)对尕秀背斜北翼煤层进行了控制,基本查明了该区可采煤层的层数、厚度、结构和分布范围及煤质特征,确定煤七下煤层为不粘煤,煤七上煤层、煤五煤层为长焰煤,并圈定了分布范围。
②提高了对区内地层、构造的控制和研究程度。基本查明了详查区的构造形态,进一步认定尕秀背斜、尕秀向斜、鱼卡背斜及F1、F2等主要构造的具体位置、形态特征及其对地层、煤层的控制作用。重新建立了工作区的地层系统,厘定了大煤沟组的涵义,首次将本区含煤地层划分为四个岩性段,在工作区中部发现了上第三系干柴沟组。
③通过地面水文地质测量、ZK8-1水文孔、ZK0-1不定期水文观测及其它钻孔的详细编录、采样测试,基本查明了矿区的水文地质特征,了解了煤七、煤五等主要可采煤层顶底板的工程地质特征和煤层瓦斯、地温等环境地质特征。
④估算提交了800 m以浅122b+333+334煤炭资源54256万吨,其中122b:26095万吨;333:2597万吨;(334)?25564万吨。
此次详查工作存在一些不足之处:
F1 断层只有Y14号孔对其深部进行了控制,以西3-4km内无工程控制,仅靠地表地层、地貌大致推测,对其走向、产状、断距及简易水文均未控制,该断层以南至ZK3-2、ZK0-1、ZK4-2连线广大区域内无深孔控制,其深部含煤性、向斜形态等均为推断。第0勘查线煤层露头无工程控制,其以西煤层露头、地层界线、断层等工程控制不足。水文孔只有一个(ZK8-1),而且位置偏东。煤岩煤样偏少、代表性差。
但是,此次工作为本次勘探工作奠定了很好的基础。
1.3.5 勘探区及外围以往地质工作
①1955年,原西北地质局623队及青海省工业厅探矿队在鱼卡地区进行了概略调查。
②1958年,原地质部青海办事处在绿梁山北坡开展煤田地质勘查工作,在鱼卡一井田提交A+B+C+D级储量2069.8万吨,鱼卡二井田提交C+D级储量1128.8万吨。
③1960年,青海煤田地质132勘探队在西部井田找煤,提交D级储量409.5万吨。
④1976年—1982年,青海省地质局第一区域地质调查队在鱼卡地区进行了1/20万区域地质调查工作,对本区地层进行了较详细的划分,但对煤系地层的划分及对比存在明显的错误。
⑤1978年—1979年,中国人民解放军OO九二九部队在青海省马海盆地进行了1/20万区域水文地质普查工作,查明了区域各类地下水的分布及赋存特征。
⑥1983年—1998年,青海石油管理局在鱼卡地区进行了多次地震详查工作,用1km×1km或2km×2km的地震网度覆盖了鱼卡煤田东径95°以西地区,较科学地揭示了鱼卡煤田的地层厚度及基底起伏状态。
⑦1991年-1992年,青海煤炭地质一0五勘探队在鱼卡煤田东部进行了综合找煤工作,在区内施工的Y14、Y15、Y16三个钻孔均见到了特厚煤层,为以后的工作奠定了基础。
⑧2004-2005年,青海省水文地质工程地质勘察院在鱼卡三叉南东部位进行了供水水文地质详查,提交了中间性报告,目前正在进行供水水文地质精查。
上述地质工作,对本区的地层、构造、煤层、煤质、水文地质、瓦斯地质及其它开采技术条件均有较详细的论述,为本次建井地质报告编写提供了较为可靠的地质资料。
1.4 老窑范围及分布情况
井田内分布老窑有大羊头露天煤矿、大羊头斜井矿、大羊头西山煤矿以及锡铁山煤矿,另在尕秀西段勘探区东南边缘分布一盗采而形成的采空区。
大头羊露天煤矿:大头羊露天煤矿1992年开始建设,无矿井设计,位于第GX2-13勘探线与第GX2-14勘探线之间的M7煤层露头处进行露天开采,主要开采M7煤层,露天坑东西长约230m,南北宽约70m,深度约15m。后来在露天坑内开拓了4个小斜井,向北开拓的斜井长约70m,向北偏西开拓的斜井长约120m。开采深度约25~40m,采出的是氧化带内的煤,易风化,煤的质量差,销路不畅,于1995年内停产。
大头羊煤矿斜井矿:1994年由青海煤矿设计研究院设计了大头羊生产斜井,设计年生产能力60Kt/a,于1995年初开始建设。斜井位于露天坑的东侧,浅4号钻孔南约60m处,开拓一对斜井,1号主与1号副井相距40m,沿M7煤层开拓,先期开拓的副井长180m,方位326°;主斜井长195m,方位314°。沿3150m水平开拓的水平巷道东起3号小斜井,长445m,1996年底巷道贯通,该阶段采用自然通风,长壁工作面冒落式采煤法,到1997年底将3150m水平以上至风化带底界,东起3号小斜井,西到1号副井开采范围内的M7煤层采出,采出量不详。
另外在井田内还有两处生产矿井,即F1断层以北的大头羊西山煤矿和锡铁山煤矿。
大头羊西山煤矿:沿M7露头开拓了三个小斜井,开采斜深50m左右,只开采M7,开采深度未超过风华带,由于煤质较差,采出量不详。
锡铁山煤矿:沿露头开拓有多个小斜井,斜井最长可达150m,开采深度一般为60m,最深可达80m。开采M7及M5。通风采用机械压风。井下涌水量不大,采用分级抽出排放。采煤方法较为原始落后,以销定产。由于矿井通风、煤质、顶板破碎及提升能力所限等因素,井口停产关闭,采出量不详。
另外在井田东南边缘有一盗采而形成采空区(采掘浅部的M7煤层+2950)。
1.6 矿井设计及建设情况
1.6.1矿井设计情况
2003年2月由兰州煤矿设计研究院完成矿井初步设计,9月矿井开工。2007年5月完成90万t/a的生产系统并投产。设计服务年限60年。开拓方式为斜井开拓方式,全井田共划分两个水平,即2900和2750水平。第一水平(2900)为上山开采,垂高250m。第二水平(2750)为上、下山开采,上山垂高为150m,下山垂高为150m。采煤方法采用走向长壁倾斜综采放顶煤,推进方式为后退式。
1.6.2矿井建设情况
青海煤业集团有限责任公司按设计分别在第GX2-13勘探线西侧沿M7煤层建设了一对主副井,第GX2-11勘探线西侧建设西风井,第GX2-16勘探线东侧建设了东风井。2005年5月青海煤矿设计研究院根据以上实际情况编制完成了《青海煤业集团有限责任公司鱼卡煤矿改扩建初步设计说明书》,确定鱼卡煤矿开发规模0.9Mt/a,矿井服务年限60a。鱼卡煤矿井田特征表见表1.1-3。
表1.1-3 鱼卡煤矿井筒坐标表
斜筒名称
X坐标
Y坐标
高程H(m)
主斜井
4209586.00
32403569.00
3236.50
副斜井
4209573.60
32403530.90
3236.50
西风井
4209355.00
32402458.00
3209.00
东风井
4210190.00
32404272.90
3214.80
鱼卡煤矿地面工业场地位于煤层露头线以外的开阔地带,标高为+3236.5m,设置有完善的防洪排涝系统,布置有主井驱动机房、副井绞车房、风井风硐和风机房、变电所、锅炉房、压风机房、水池、地面车场、选煤厂、高位翻车机房、机修间、综采库、材料库、油脂库等;设行政福利区,布置有综合办公楼及灯房浴室、单身宿舍楼等。
开拓方式采取斜井开拓,采煤方法采用走向长壁倾斜分层综采放顶煤采煤方法、后退式回采。
采煤设备:选用6MG200-W型双滚筒采煤机进行采煤。
煤的运输:工作面刮板输送机——转载机——顺槽可伸缩胶带机——区段运输石门——区段运输中巷——区段溜煤眼——主井胶带机——地面生产系统。
矿井通风:矿井通风方式为机械抽出式,通风系统为对角式。通风设备选用FBCDZ系列对旋轴流式风机作为矿井的主要通风设备。
提升方式:该矿井主井、副井均为斜井,主井倾角为25°,主井采用大倾角皮带,担负全矿井煤炭提升任务。副井采用斜井串车提升,担负井下掘进采煤及全矿井辅助提升任务。
排水:矿井主排水设备布置在井底车场中央水泵房内,泵房底板标高+2900m,井下水经由管道、副井井筒铺设的主排水管路排至地面工业广场内的矿井水处理站。
1.6.2.1 矿井基建施工单位及井巷工程量:
矿井基建施工单位由甘肃省煤炭第一工程公司和青海锐升井建工程公司共同承担,开工日期为:2003年9月,截止2007年5月22日矿井试生产。实际完成各类井巷工程量7063米(包括探巷工程881米),不含各类峒室工程。
1.6.2.2采区和工作面的准备情况:
(1)全矿井划分为两个采区,一采区东部边界为井田边界,西部边界以主、副井井筒为界。二采区东部以主、副井筒为界,西部以西风井井筒为界。
(2)首采工作面布置在二采区,截止2007年5月首采工作面形成回采系统。首采工作面上顺槽标高3150m,下顺槽标高3095m,走向长度752m,开切眼长度120米,倾角平均33度。
1.6.2.3井筒布置情况
主副井布置在5勘探线附近,井筒距7煤层底板法线平均法线距离为25米的底板岩石中,倾角均为25°,方位角均为342°,主井井口标高3236.5m,副井井口标高3236.5m。东风井布置在3勘探线与4勘探线之间,距3勘探线70米处,东风井井筒在距7煤层底板平均法线距离为25米的底板岩层中布置,倾角均为25°,方位均为330°,井口标高3214.8m。西风井布置在7勘探线以西420米处地势平坦地带,倾角均为24°,方位均为342°,井口标高3209m。
1.6.2.4 东、西回风大巷
主井筒以东为东回风大巷布置3070水平煤层中,全长为1010m,与东风井贯通,服务于一采区。主井筒以西为西回风大巷(3070运输大巷),全长1250m,与西风井贯通,服务于二采区。
第2章 井田地质构造特征
2.1 地层
2.1.1区域地层
尕秀区段位于鱼卡煤田的东南部,区域上出露的地层有第四系、第三系、侏罗系、石炭系、奥陶系及远古界地层。含煤地层主要为侏罗系中统的大煤沟组。
区 域 地 层 简 表2-1
地层单位
岩性特征
厚度(m)
界
系
统
组
新生界
第四系
全新统
坡积、洪积、冲积松散层。
>20m
更新统
七 个泉 组
灰色砂砾岩、粉砂岩、泥岩。
>30m
第三系
上新统
狮 子
沟 组
顶部为黄色灰色厚层砾层,夹灰白色细粒砂岩,或土黄色中厚砾岩与细粒砂岩互层。
200-815
油 砂
山 组
顶部为黄色灰色厚层泥岩,中部为灰色层状细粒砂岩,下部为灰色、灰绿色厚层状泥岩与灰色砾岩互层。
320-1120
中新统
上干柴
沟 组
顶部为一套灰绿色中厚层泥岩,中部为浅灰绿、浅黄色泥岩,下部为浅黄色-浅灰绿色泥岩及粉砂岩。
290-900
渐新统
下干柴
沟 组
浅红色、暗紫色,厚层状泥岩,含硫酸钙晶体。
120-600
始-古新统
路 乐
河 组
浅红色、桔红色巨厚层砾层,中部夹薄-中厚层状粉砂岩;底部为桔红色巨厚层状砾岩夹粉砂质泥岩。
115-800
中生界
侏罗系
上统
红 水
沟 组
紫红色厚层状泥岩,中部为一厌泥岩粉岩互层,底部为紫红色。粗粒砂岩-中粒砂岩。
80-135
采 石
岭 组
上部以紫红色泥岩杂色粉砂质泥岩为主,中部浅红色、浅黄色与紫褐色泥岩互层为主,下部以灰色厚层状砾岩为主。
75-130
中统
石 门
沟 组
上部为灰褐色油页岩及浅灰色-灰褐色泥岩,中部为灰色泥岩,夹灰白色含砾粗粒砂岩及两导薄煤,下部为含砾砂岩夹泥岩,含区内可采煤层5及局部可采煤层煤3、煤4。
70-190
大 煤
沟 组
为区内主要含煤层,上部为黄灰-深灰色细砂岩、泥岩,中部含区内主要可采煤层7及局部可采煤层6,底部为砂岩,含砾砂岩。
70-250
石炭系
中吾农
山群
为深灰色中厚层状灰岩,石英砂岩粉砂质页岩互层。
>130
古生界
奥陶系
滩间
山群
上火山岩组
灰绿色片理化蚀变安山岩,凝灰岩夹大理岩,绿泥片岩,角闪片岩,与下伏地层呈断接触。
>2700
元古界
达肯大坂群
灰白-灰绿色黑云母片麻岩,斜长石角闪片岩夹层状大理岩组成,厚度巨大。
>2600
鱼卡煤田位于柴达木盆地北缘,介于南侧的绿梁山与北侧的达肯大坂之间,为一呈北西向展布的狭长盆地。属柴达木准地台柴北缘残山断褶带之一部分。盆地东西长约65km,南北平均宽约8km,总面积约520km2。鱼卡煤田属于陆相山前拗陷型煤田,以煤层厚度巨大、可采储量集中且煤质较好为其主要特点。
鱼卡煤田基底由下元古界长城-蓟县系中-深变质岩系;奥陶系复理石建造;石炭系海陆交互相碎屑岩、灰岩及加里东期基性、超基性、中酸性侵入岩、火山岩组成。含煤地层为中侏罗统,上覆地层以第三系红层为主,第四系分布较广,将区内大部基岩覆盖。
2.1.2井田地层
尕秀区段位于鱼卡煤田的东南部,区域上出露的地层有第四系、第三系、侏罗系、石炭系、奥陶系及元古界地层。区内未见岩浆活动。区内所见地层与区域地层略同。中侏罗统为井田内含煤层。奥陶系滩间山群(O3m)及元古界达肯大坂群(P1)地表出露于井田的东北侧及南侧的绿梁山,均为变质岩。现将井田内侏罗系及其上覆地层简述如下:
1、侏罗系(J)
勘查区内只发育中侏罗统(大煤沟组、石门沟组)和上侏罗统(采石岭组)。
大煤沟组(J2d):为区内主含煤段。上部为浅灰、褐色厚层粗砂岩,含砾粗砂岩及细砂岩。中部为泥岩、粉砂岩夹区内主要可采煤层煤7、煤6,煤层底板为泥岩或粉砂岩。底部为深灰~灰黑色粗砂岩,含砾粗砂岩及细砂岩,胶结好,含炭质。与下伏元古界或奥陶系地层呈角度不整合接触。厚70~130m。
石门沟组(J2S):为区内次含煤段。上部为棕黄、褐灰色油页岩,夹薄层泥岩。中部为灰白色、灰色、灰黑色粉砂岩、细砂岩、粗砂岩及泥岩。泥岩中夹不可采煤1、煤2两层薄煤。下部为灰~灰黑色细砂岩、粗砂岩、泥岩互层,含炭质条带,夹煤3、煤4及区段内大部可采煤层煤5。底部为灰白色粗砂岩、细砂岩。厚>1300m。
上侏罗统(J3):区内仅出露采石岭组(J3C) :以黄色、黄绿色细砂岩及紫褐色、紫色、杂色泥岩、粉砂质泥岩为主,底部为细砾岩或含砾粗砂岩。含轮藻化石。厚0~130m。
2、下第三系(E)
始新统~古新统路乐河组(E1-2L):为紫红色砾岩、浅红色砂岩,浅灰~灰绿色含砾粗砂岩互层与紫红色、褐黄色及杂色泥岩(含砾)组成。与下伏侏罗系地层呈角度不整合接触。厚0~200m。
3、第四系(Q)
由砂、角砾及变质岩块组成,不整合于下伏各时代地层之上。厚0~18m。
2.2井田主要地质构造
2.2.1矿井构造特征
鱼卡煤田在区域上处于大地构造单元的接触部位,构造表现错综复杂。井田位于绿梁山背斜褶皱带的北翼,处于两条构造带的交接部位。区域构造为北西西向,北倾逆冲断层将褶皱切割,形成一系列不完整的向背斜构造。
该井田位于尕秀向斜的东段浅部,向斜轴靠近F2断层,向斜北翼被F2逆断层切割,区段内未发现明显的褶皱,基本为北倾的单斜构造,倾角约20~30º。深部地层倾角变缓,煤7底部受基底影响有舒缓的波状起伏。
2.2.2 开拓区内构造特征
由于现开拓水平为3070m,矿建所控制的构造程度,只能以3070为下限。
开拓所揭露的区域为,走向上东部边缘为勘2线以东300m。西部边缘以西风井井筒为边缘(由于山体的影响无法实施井建工程,西风井井筒向西位移)倾向方向以3070水平为下限。开拓区内,主要构造形式为,在走向上呈平缓的褶曲,倾斜方向也呈波状形分布。勘5线上的向斜轴心两翼,伴生有较多的小型逆断层及节理面,由于褶曲形态的存在煤层走向在小范围内变化较大,在整体趋势走向上变化不大。勘5线以东煤层走向为NE,勘5线以西煤层走向为NW。煤层倾角变化较为舒缓(25°—33°),开拓区内揭露的较大的断层有两个,FE1逆断层FE2正断层。FE1位于勘5线以西230m处。揭露位置,首采工作面开切眼及3150回风顺槽,其产状为走向300°,倾角35°,落差20m,延展长度100余m。FE2位于勘2线以西130m处,揭露位置,东风井3070东探巷。其产状为:走向40°,倾向S倾,倾角60°水平断距6m。已揭露断层破坏了煤岩层的完整性,使回采工作面的回采难度加大,原煤灰分提高。影响回采的构造主要是褶曲构造。褶曲构造使回采工作面的巷道布置难度增加,综合机械化采煤适应难度增加。
2.2.3主要断层
井田内只发育了两条逆断层,即井田北部的F2断层及井田东部的F4断层。
F2逆断层:位于1线Y14号钻孔附近,该断层走向NW,倾向NE,倾角约65º,断距为320m。断层上盘煤系直接出露于地表,下盘为较厚的第四系,还有第三系和侏罗系地层。
F4逆断层:该断层地表未出露,由电法工程控制,位置摆动不超过100m,上盘为元古界地层,下盘为第三系及侏罗系地层。断层走向北偏西,倾向北东,倾角>75º,断距>60m,做为井田的东部边界。
断层一览表 2—2
断层
编号
断层
性质
延伸
长度
走
向
倾向
倾角
落
差
控制程度
备
注
F2
逆断层
5000
m
NW
NE
>65
290
m
较
高
出露地表,深部由Y14号控制
F4
逆断层
1450
m
NW
NE
>75
58
m
良
好
虽未出露地表,已证实该断层存在
2.3 中小型构造特征及其对煤层开采的影响
开拓区内揭露的较大的断层有两个,FE1逆断层、FE2正断层。FE1位于勘5线以西230m处。揭露位置,首采工作面开切眼及3150回风顺槽,其产状为走向300°,倾角35°,落差5m,延展长度100余米。FE2位于勘2线以西130m处,揭露位置,东风井3070东探巷。其产状为:走向40°,倾向S倾,倾角60°水平断距6m。已揭露断层破坏了煤岩层的完整性,使回采工作面的回采难度加大,原煤灰分提高。影响回采的构造主要是褶曲构造。褶曲构造使回采工作面的巷道布置难度增加,综合机械化采煤适应难度增加。
2.4 岩浆侵入体
在以往地质勘察工作过程中与建井期间暂未发现岩浆侵入体。
2.5 岩溶陷落柱
在以往地质勘察工作过程中与建井期间暂未发现岩溶陷落柱。
第3章 煤层及煤质
3.1 煤层
3.1.1含煤性
鱼卡煤田尕秀区段为陆相山前拗陷盆地型,以煤层厚度巨大,可采储量集中为特点。含煤地层为侏罗系中统大煤沟组及石门沟组的中下部。共含煤7层。
矿建开拓区域内为了探明煤层赋存情况,实施了数个探巷工程。经开拓巷道,探巷工程揭露的地质资料,结合勘探工程报告。最终结论为开拓区域内赋存的煤层只有煤7,剖面上位于大煤沟组底部,有时与煤系地层的基底直接接触。区内煤层最大厚度为20m位于第五勘探线两侧100m左右,最小厚度为3.5m,位于第七勘探线附近。煤层结构复,杂夹矸巨厚,夹矸为炭质泥岩,粉沙岩。煤七厚度变化较大属较稳定煤层,可采厚度3.5m—20m,煤7在全开拓区域内全区可采。区内煤层风化氧化带分布于岩层露头及浅部,其垂深22m,次氧化带垂深40m,风化煤结构疏松呈黑褐色加灰白色条带,土状光泽孔隙率高密度小。煤7顶板多为粉沙岩。胶结成程度好,伪顶多为炭质泥岩,或泥岩。煤7底板与下伏的变质岩系接触关系为,不整合接触,直接底为灰黑色沙岩,厚度0.5m—4m。有时煤层也直接沉积于白云母沙岩之上,顶板属中硬,坚硬岩类,较稳定,底板胶结差,疏松状,节理发育。
3.1.2可采煤层
石门沟组(J2S)中下段:含煤5层,自上而下分别为煤1、煤2、煤3、煤4、煤5。其中煤5为区内局部可采煤层,其余煤层均为不可采的薄煤或煤线,局部相变为炭质泥岩或泥岩。煤1、煤2在区段东部发育较好,煤3、煤4在区段西部较为稳定。
大煤沟组(J2d):含煤2层,即煤6、煤7。其中煤7为区内主要可采煤层,煤6为局部可采煤层。
现将煤6、煤7煤层分述如下:
(1)煤6煤层:位于大煤沟组上部,可采厚度1.31~9.10m,平均6.27m,为局部可采煤层。结构复杂,夹矸1~6层,夹矸大部为炭质泥岩,偶为泥岩。与煤7间距为10.60~47.31m,平均29.05m。该煤层在井田的东部发育,在3线Y17号钻孔以西可能与煤7煤层合并成一层煤,顶板为含砾粗砂岩,底板为细砂岩。经施工3070探巷,本水平煤6厚度为0.2米。
(2)煤7煤层:位于大煤沟组底部,有时与煤系基底直接接触。可采厚度4.80~105.83m,平均19.34m,全区可采。结构复杂,夹矸0~≥4层,最多达24层。煤层分层不易对比,具有多向分岔的特点。该煤层属稳定煤层,但厚度变化较大,在2~3线及7线处煤层变薄,其余地段煤层厚度较大,变为特厚煤层。如5线Y21号孔可采煤厚达105.83m。煤层顶板为细砂岩、粗砂岩,底板为含砾砂岩。
3.2 煤质
3.2.1物理性质和煤岩特征
在建井阶段的煤质工作取得的各种参数齐全,根据中国煤炭分类国家标准(GB5751-86),井田内煤5及煤6属长焰煤(CY-41),煤7在浅部为长焰煤(CY-41),深部为不粘煤BN-31)。由此可见,区内煤类变化小。
1、煤5:黑色、条痕褐黑色、块状、沥青光泽、参差状断口。半暗型,以暗煤及丝炭为主,丝炭含量比煤6、煤7高。节理发育。
2、煤6:黑色、条痕褐黑色、以亮煤为主、弱沥青光泽、半亮型,节理发育。
3、煤7:黑色,条痕黑褐色,沥青光泽,参差状阶梯状断口,以亮煤为主,半亮型,节理发育。
煤岩鉴定成果汇总表3-2
煤层
凝胶
化组(%)
半凝
胶化组(%)
丝炭
化组(%)
稳定组
(%)
矿物
杂质(%)
反射率
(%)
煤5
55.36-66.1
61.23(3)
3.4-7.64
5.30(3)
24.85-35.6
28.47(3)
4.17-26.77
16.17(3)
11.88-17.56
14.68(3)
0.47-0.63
0.544(2)
煤6
60.70(1)
2.77(1)
19.37(1)
9.26(1)
23.41(1)
0.585(1)
煤7
66.59-73.27
69.84(3)
2.07-4.37
3.59(3)
13.59-22.71
17.74(3)
6.33-11.07
8.82(3)
21.71-35.8
30.64(3)
0.571-0.61
0.584(3)
根据上表煤岩分析成果表显示:胶凝化组分:煤5、煤6、煤7较接近,差别不大,都在65%左右;半凝胶化组分:煤7(3.59%)高于煤6(2.77%)而低于煤5(5.3%);丝炭化组以煤5(28.4%)最高,其次为煤6(9.26%)高于煤7(8.82%)而低于煤5(16.17%);矿物杂质煤5、煤6、煤7依次增高;镜煤最大反射率:煤6(0.585%)略高于煤7(0.584%)高于煤5(0.544%)。
3.2.2煤的工业分析与可选性
井田内各煤层均属低水分、高挥发分、低硫(煤5为中硫)、富油(煤5为含油)煤。煤5属富灰分没,煤6、煤
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