双鸭山矿业集团东荣三矿.docx

第1章 井田概况及地质特征
1.1　井田概况
1.1.1　交通位置
双鸭山矿业集团东荣三矿位于黑龙江省集贤煤田东南端，西南距福利镇48km,经福利镇到矿业集团所在地——双鸭山市为56km。如下图1-1交通位置图。

图1-1　交通位置图
1.1.2　矿区经济概况
本区为农业区，工业基础较薄弱。但是，双鸭山矿业集团距本区较近，可以借助老区力量建设新区，人力来源及材料供应条件都是良好的。
双鸭山地区现有大型火力发电厂三座。在矿区总体设计阶段。供电电源方案已达成协议，所以，供电电源已经解决。
1.1.3　本矿区邻矿区煤炭生产建设及规划情况
东荣矿区东西宽8～11km,南北长16～29km。面积为230km2,《东荣矿区总体设计》规划用三对井进行开发。总规模这6.40Mt/a。
本矿井内没有生产、在建及停闭矿，也没有小煤窑。
本矿区第三季地层广泛分布，地下含水量较丰富，供水水源较充足。
1.1.4　气象 地震
本地区属寒温带大陆性气候。冬季寒冷。夏季气温较高，年平均最高气温为20.1°～23.7°C；年降水量325.7～692.3㎜；年蒸发量1095.5～1460.6㎜，年平均风速4.1～4.7m/s，风向多偏西风。年平均最低气温为－17.4°～－23.9°C，最低气温可达－35°C。每年十月至次年五月为冻结期，最大冻结深度为1.55～2.08m。
根据国家地震局资料，东荣及其邻区地震裂度在5°以下，过去无强烈地震记载。
1.1.5　地形 地势
本井田处于三江平原的西南部，属高沙漫滩，地势低平，地面标高为＋55～＋78m，井田东部有双山子，标高＋164.7m, 南临完达山北，西依索利岗山，标高为＋107.9m， 北面广阔平坦。
本井田内没有大的河流，只有沙流河等季节性河流，从东，西两个方向流入本区。雨季沙流河流量为2.9m3/s.近年来随着农业生产的发展，在井田外侧修筑了一些排水渠道，致使湿地面积有所减少。

1.2 地质特征
1.2.1　矿区范围内的地层情况
本井田的可采煤层均赋存在上侏罗系鸡西群城子河组。其上为鸡西群穆棱组。在穆棱组上覆有巨厚的第三、第四纪地层。晚侏罗第煤系地层不完全整合于元古界～古生界基底之上，基底由元生界麻山群泥盆系青龙山组及侵入的花岗岩组成。
上侏罗系上统鸡西群城子河组，这本井的主要含煤地层，该层主要由灰白色长石、石英、砂岩、灰色粉砂岩及少量的泥岩、凝灰岩、砾岩和砂质泥岩等组成。(附煤层综合柱状图1-2)
第四系地层在田内广泛分布。主要由砾砂和粗砂组成。中间夹有不连续的亚粘土。在砂层上，伏有粘土及层厚8～10m的黑腐植土。区内四纪层厚度为东西薄、中间厚、南部薄、北部厚。
第四系地层，除在井田内14～16层勘探线上部有三块缺失，形成“三窗”外，其余各处均广泛分布。该地层由粉砂岩、泥岩组成。岩石胶结松散。以灰绿色为主，厚度变化不大。
本井田内的断层多为正断层，褶曲较少，部分煤层有地表露头，但都有风化的痕迹，经过双鸭山测绘公司的多次勘测，对大部分的地质构造已经基本掌握清楚。
1.2.2　构造
本井田位于三江盆地的西部，三江盆地是中生代以来的一个断陷——凹陷地，区域构造属新华夏系第二隆起带北段由一些北北东向展开的次一级隆起带和凹陷带组成，这便导致本矿区形成压扭性断裂和断层，并且其断层多为倾向性断层。
由于本井田处于区域性三种构造应力场的复合部位，应力集中构造较为复杂，特别是北部背向斜处构造对煤层的破坏较大，煤的变质程度有所提高，而且部分煤层有露头。
井田主要构造分述如下：
1.断层　如下表1-1所示：

图1-2 煤层综合柱状图
表1-1　断层特征表
序号
名称
性质
产状
落差
倾角
断层可靠性
1
F48
逆
NE20°
170～340
60°
可靠
2
F9
正
NE35°
0～130
73°
可靠
3
F29
正
NE31°
0～46
71°
可靠
4
F45
逆
EW70°
0～4
70°
可靠
5
F84
正
NE45°
0～67
37°
可靠
6
F72
正
NE67°
10～20
30°
可靠
7
F10
逆
NS146°
0～60
73°
可靠
2.岩浆活动：
本井田内的岩浆岩以侵入为主，大多呈岩脉及岩床侵入于侏罗纪煤系地层中，为燕山后期产物，以酸性石英闪长岩，中性辉绿岩玄武岩为主，岩浆岩主要分布在F9断层与精查线17之间，或岩床侵入煤层中，使煤层局部变质。
1.2.3　煤层赋存状况及可采煤层特征
本井田开采之煤层主要位于侏罗系鸡西群城子河含煤组，含煤性好，主要可采厚度19.8m，平均厚度为4.8m，地层总厚度700m，含煤系数5.27%，本区煤层发育较稳定，标志层清晰，物性特征明显，煤岩层相对可靠。
可采煤层特征如下：
16#煤层：全区发育且较稳定，煤层结构单一，厚度较大，煤质稳定，肉眼鉴定为半亮～半暗型，块状。由南向北，由东向西增厚，煤层厚度为4.9～5.7m,平均厚度为5.1m，煤层顶部和底部局部出现了1～2层夹石，厚度为0.05～0.10m，岩性多为炭质泥岩，煤层顶板为粉砂岩，底板为炭质细砂岩及含炭质泥岩。煤层有露头，在±0标高之上局部不可采。
17#煤层： 该煤层基本上全区发育，仅在井田南部的浅部局部不可采，煤层的开采厚度在4.2～4.7m之间，平均厚度为4.5m，赋存较稳定，结构属复煤层，有1～2层夹矸，厚0.1～0.25m，岩性多为页岩，煤层顶板多为中砂岩，底板多为细砂岩。煤层有露头，在－10m标高之上发育不稳定，煤变质程度较高，且有风化现象。
18#煤层：大部可采煤层，可采厚度4.5～5.0m，平均厚度4.7m。可采范围内煤层厚度稳定，南西薄，向北、东增厚，结构属单一煤层，局部有薄层炭质泥岩或粉砂岩夹层石，顶板为粉砂岩，细砂岩及中砂岩，底板为细砂岩，砂岩。
20#煤层：该层在全井田大部分区域发育，煤层在断层F9之后，逐渐变薄，结构单一，煤层厚度在4.3～5.3m，平均厚度为5.0m，煤层顶板为粉砂岩，底板为细砂岩。煤层有露头，露头煤质不稳定，且在±0标高之上局部不可采。
22＃煤层：全井田发育，只在井田南部浅部变薄，煤层结构较单一，厚度为4.0～4.9m，平均厚度为4.7m，在井田深部，煤层倾角有变大的倾向，煤层顶板为中细砂岩，底板为中砂岩。煤层在井田中部，有煤层露头，且煤质也有风化的倾向，在－10m标高之上发育不稳定，且局部不可采。
具体各煤层厚度、结构和顶底板情况分层如下表1-2所示：
表1-2　煤层特征表
煤层
煤厚
层间距
稳定性
结构
发育程度
顶板
底板
露头情况
范围
平均
16#
4.9～5.7m
5.1m
20m
较稳定
单一
全区发育
粉砂岩
细砂岩
有
17#
4.3～4.7m
4.5m
较稳定
复杂
全区发育
细砂岩
粉砂岩
有
12m
18#
4.5—5.0m
4.7m
较稳定
单一
大部发育
粉砂岩中砂岩
细砂岩
无
28m
20#
4.3～5.3m
5.0m
较稳定
单一
大部发育
粉砂岩
细砂岩
有
16m
22#
4.0～4.9m
4.7m
较稳定
单一
全区发育
细砂岩
中砂岩
有
1.2.4 岩石性质、厚度特征
煤层顶底板的厚度一般都大于8m,多为砂岩。详见下表1-3。
表1-3 岩石力学强度指标表
名 称
抗压强度/σc(MPa)
抗拉强度/σt(MPa)
摩擦角/φ(°)
内聚力/C(MPa)
细砂岩
20～200
4～25
35～50
8～40
粉砂岩
10～100
2～20
30～40
4～30

1.2.5　井田内水文地质情况
1、井田内各地段的水文地质特征各有不同，现分述如下：
第三系孔隙含水层：在井田内广泛分布。其厚度发育规律为由东南往西北逐渐增厚，向东变薄。涌水量为0.001～0.83 L/S·m。
第三系裂隙透水层：本井田广泛发育，除山坡地区较薄外，其余均很厚。发育规律为：由南往北逐渐增厚。水的主要补给来源是大气降水及山区地下水。涌水量为0.705～7L/S·m。
基底岩层裂隙水：分布于低山和丘陵地带。由白玉岩、安同山岩及火成岩等组成。对煤系裂隙含水带补给量甚微，而且对矿床充水无影响。
煤系裂隙含水带：本含水带是直接充水含水层。它与第三系有水力联系，但很微弱。
2、地面水及各含水层之间的水力联系
本井田煤系裂隙含水带补给条件不好，隔水性较弱。开采初期，矿井涌水量最大。随着开采的不断进行，水的静储量逐渐消耗，矿井的涌水量将会逐渐减少，并趋于相对稳定状态。
矿井在开采过程中，排水将以疏干煤系风化裂隙带的储水量为主。本井田最大涌水量为279m3/h，正常涌水量为237 m3/h。
3、井田内的主要隔水层有第四系顶部粘土、亚粘土；中部粘土。亚粘土层和第三系泥岩、砂岩层。
1.2.6　瓦斯、煤的自燃、地温及顶板情况
本矿井属于低瓦斯矿井，相对涌出量1.43m3/t，绝对涌出量为3.95 m3/min，煤尘无爆炸危险，且煤层无自燃倾向性。随着开采深度的延伸，瓦斯涌出量大会给矿井的安全生产带来一定的困难。
本矿井瓦斯取样的控制深度为２40.5～733.2m，在737.5m深以上，甲烷成分为0.75～36.75％；在400.4～633.2m深度为28.18～45.26％；平均为34.31～37.05％。二氧化碳一般为6.44～8.95％，瓦斯成份及含量均很低。由于地质报告没有明确提出矿井的瓦斯等级，所以，本设计只能根据上述数据进行分析，同时参考东荣二矿的煤尘及瓦斯情况，初步确定本矿井初期的瓦斯等级为低沼气矿井，并没有煤尘爆炸危险和自燃发火倾向。
本矿井的恒温带温度为＋5.6°C，深度为30m。－400m水平的平均地温为20.5°C；－700m水平的平均地温度为28.3°C。
煤层顶底板岩石主要为粉砂岩和中细砂岩。抗压强度一般在600～1100kg/cm2左右。预计本矿井各煤层顶底板类别均在一级以上。
1.2.7　煤质、牌号及工业用途
1、煤种及其变化
本矿井煤的挥发份一般大于30％，属低变质煤。各煤层y值平均为5～9m/m，粘结性较低。煤种主要为气煤、肥煤次之，煤种在垂直方向上无明显变化。
2、发热量
各煤层煤的平均发热量(QfD)为6306～6849大卡/kg。
3、元素分析
各煤层碳(Cr)的平均含量为80.84～82.66％；(Or)的平均含量为10.61～12.62％；(Hr)的平均含量为5.32～5.86％。说明煤的元素组成稳定，属低腐质煤。
4、煤的有害成分
灰分：本井田煤的灰分含量(Ag)为10.96～24.45％，多属中低灰分煤层。
硫：各煤层硫的含量均很低，原煤全硫(SgQ)为0.1～0.41％，属特低硫煤。
磷：各煤层原煤磷的平均含量为0.003～0.061％，属特低～低磷煤。
5、工业用途评价
本井田原煤按现行煤炭实用分类法，属于Ⅰ～Ⅱ气煤，由于本区气煤低灰、低磷、低硫，具有一定的胶质层厚度，所以，本矿井原煤经洗选加工后可作为优良的配焦和化工精煤。副产品可供动力及民用。
6、可选性
所有煤层的煤均属于易选～中等可选。
1.3　勘探程度及可靠性
矿井总体设计确定，本井田包括精查区，东南部的一块详查区两个区域，其井田的边界范围为北起 F48断层，南至井田边界，西起F9断层断层，东至煤层露头线。在井田范围内，由于地质构造简单，煤层赋存稳定，其勘探程度较精确。
对地质勘探程度的评价：井田储量以外，最后一次精查区内又钻了238个孔，13.6万余米，基本上搞清本井田的煤层赋存情况和主要的地质构造情况。但由于设备较落后，因此相当一部分断裂仍是推定的，控制程度还有较大摆动。根据本区断裂的一规律，往往在大断裂附近还有很多较小的断裂，再者由于煤层走向变化大，还可能有新的断裂没有控制，这些都需要在建井和生产过程中给予以注意。有的钻孔孔斜较大，对构造的推定也有一定的影响。