学元煤矿学元井开发利用方案报告.doc

宣威市龙场镇学元煤矿学元井

矿产资源开发利用方案说明书
（送审）

中矿国际工程设计研究院有限公司
二OO九年八月

宣威市龙场镇学元煤矿学元井

矿产资源开发利用方案说明书

工程编号：KF1135
设计能力：9万t/a

院 长：李光文
总工程师：薛其加
项目负责：吴学文

中矿国际工程设计研究院有限公司
二OO九年八月

参 加 设 计 人 员
专　业
姓　名
职　称
职　务
采　矿
李光文
高级工程师
院长
薛其加
高级工程师
总工程师
吴学文
高级工程师
项目负责人
赵杰兵
工程师

机　电
孔保平
高级工程师，注册供配电工程师

冯仰珍
工程师

总　图
陈复辉
高级工程师

王玉清
高级工程师

图　文
吴　烨
助理工程师

57

目 录
1　矿区概述 28
1.1　地理交通及矿区现状 28
1.1.1　地理交通 28
1.1.2　矿区现状 30
1.2　编制依据及设计原则 31
1.2.1　编制依据 31
1.2.2　设计原则 32
2　产品需求及市场预测 33
2.1　产品性质及用途 33
2.2　市场预测 33
2.3 产品价格分析 34
3　矿区地质及矿产资源概况 34
3.1　矿区总体概况 34
3.2 矿区地质特征 35
3.2.1 地层 35
3.2.2 主要构造 37
3.2.3 水文地质 38
3.2.4 工程地质 41
3.2.5 环境地质 44
3.3 煤层与煤质 45
3.3.1　煤层 45
3.3.2 煤质及工艺性能 49
3.4　煤层开采技术条件 52
3.3.1　瓦斯 52
3.3.2　煤尘爆炸性及自燃发火 52
3.3.3　矿井涌水量 52
3.3.4　顶底板 52
3.3.5　其它 53
3.5 矿产资源储量 53
3.6 资源可靠性 55
4　建设规模及产品方案 56
4.1　开采范围及可采储量 56
4.1.1　开采范围 56
4.1.2　工业储量 57
4.1.3　设计及可采储量 57
4.2　建设规模及服务年限 58
4.3　产品方案 58
5　井田开拓及开采方法 59
5.1　井田开拓 59
5.1.1开采现状 59
5.1.2　矿井开拓方式 59
5.1.3　井筒及装备 60
5.1.4 片盘划分及主要巷道布置 60
5.1.5 投产片盘生产系统 61
5.2　地面工业场地选址及运输 62
5.2.1 工业场地平面布置 62
5.2.2　运输 63
5.3　开采方法 63
5.3.1　采煤方法 63
5.3.2　生产能力及验证 65
5.5　矿井主要生产系统设备选择 65
5.5.1　主斜井运输设备 66
5.5.2 风井通风设备 66
5.5.3　供电及通讯 66
6　煤炭洗选加工方案 66
6.1 煤质 66
6.1.1 概况 66
6.1.2 可选性 67
6.1.3 炼焦性能 67
6.2 煤的加工 67
7　灾害预防及安全措施 67
7.1　预防瓦斯爆炸的措施 67
7.2　预防煤尘爆炸的措施 69
7.3 预防火灾的措施 69
7.4 预防水灾的措施 70
7.5　其它措施 70
8 环境保护 71
8.1 矿山环境地质 71
8.2 主要污染源及主要污染物 72
8.2.1 污染水 72
8.2.2 大气污染源及废渣 72
8.2.3 工业噪声 72
8.3 矿井开发引起的生态变化 73
8.3.1 地表形态的变化及影响 73
8.3.2 废渣排放及其影响 74
8.4 设计采用的环境保护标准 74
8.4.1 质量标准 74
8.4.2 排放标准 74
8.5 控制污染的初步方案 75
8.5.1 大气污染防治 75
8.5.2 污废水处理 75
8.5.3 废渣处理 75
8.5.4 噪声控制措施 75
8.5.5 绿化 76
8.6 水土保持及土地复垦 76
8.6.1 水土保持现状 77
8.6.2 水土流失防治措施 78
9　开发方案简要评述 80
9.1 开发利用方案简要结论 80
9.2 存在的主要问题及建议 81
10 主要经济技术指标表 82

附件：
1、 矿产资源开发利用方案设计委托书
2、 宣威市龙场镇学元煤矿学元井采矿许可证
3、 宣威市龙场镇学元煤矿学元井瓦斯等级鉴定证书
4、《云南省发展和改革委员会关于宣威市龙场镇学元煤矿学元井扩建项目核准的批复》（云发改能源[2008]674号）
5、 《云南省宣威市龙场镇学元煤矿学元井资源储量核实报告》矿产资源储量评审备案证明 曲国土资储备字[2009]380号
6、 《云南省宣威市龙场镇学元煤矿学元井资源储量核实报告》矿产资源储量评审意见书 曲市矿评储字[2009]380号
附图：见图纸目录。
图纸目录
序号
图名
图号
图
幅
比例
1
龙场镇学元煤矿学元井地形地质及井田范围图
KF1135-103-1
A2
1:2000
2
龙场镇学元煤矿学元井矿井开发总平面图
KF1135-490-1
A2
1:2000
3
龙场镇学元煤矿学元井矿井开拓方式（Y4煤）平面图
KF1135-109-1/2
A1
1:1000
4
龙场镇学元煤矿学元井矿井开拓方式剖面图（I-I’）
KF1135-109-2/2
A2
1:1000
5
龙场镇学元煤矿学元井采煤方法标准图
KF1135-157-1
A2

宣威市龙场镇学元煤矿学院井 矿产资源开发利用方案

1　矿区概述
1.1　地理交通及矿区现状
1.1.1　地理交通
“宣威市龙场镇学元煤矿学元井”行政区划隶属云南省宣威市龙场镇管辖，地理坐标：
东经104°18′52″—104°19′11″，
北纬26°20′48″— 26°21′08″。
矿区往南有5km的简易公路与宣威—文兴柏油公路相连，往南西至宣威约35km，至曲靖市约140km，交通较为方便。（见图1）。
矿区范围拐点坐标（见表1－1）。
矿区拐点坐标表 表1－1
拐点编号
X坐标
Y坐标
1
2916050.00
35431960.00
2
2916007.00
35432082.00
3
2915446.00
35431922.00
4
2915431.00
35431586.00
5
2915850.00
35431600.00
6
2915930.00
35431632.00
7
2915935.00
35431910.00
开采标高
2098-2000m
学元煤矿学元井

图1

该区属暖温带高原季风气候，年平均气温13.3℃，最高气温为32℃，最低气温为-6℃。年平均降雨量为1249.26mm，雨量多集中在5-9月份，占全年降雨量的80%，每年二月至四月为风季，风向以西南劲风为主。
根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001），宣威市抗震设防烈度7度，设计基本地震加速度值0.10g，所属设计地震分组为第三组，地震动反应谱特征周期为0.45s。未来建筑物应按7度设防。
区内居民以汉族为主，杂居苗族等少数民族，从事农业生产、耕地面积少，富余劳动力充足。农业结构较为简单，主要以玉米、水稻为主，次为小麦、土豆、荞麦等。经济作物有烤烟、畜牧业、工业基础极为薄弱、乡镇企业有小煤窑。
区内高压电网纵横交错，宣威市及乡、镇村委会均开通程控电话，同时也是中国移动和中国联通网络覆盖区，电信通讯极为方便。
1.1.2　矿区现状
1、“云南省宣威市龙场镇学元煤矿学元井”始建于1999年,2000年投产，平硐暗斜井开采，主采Y1-2、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7、Y8煤层，年产原煤数千吨，由于近年煤炭价格上涨，矿区资源短缺，矿区中部分0.5-0.6m薄煤也一并采出,自2000—2005年9月共产煤约95.0kt，现Y1-2、Y2 煤层已采空，Y3、煤层大部分采空，Y4少部分采空， Y5、Y6、Y7、Y8煤层未开采。
2、开拓系统
煤矿采用平硐暗斜井开拓，中央并列式通风，集中大巷运输，设主井和风井两个井筒，暗斜井掘至2000m水平后掘石门穿过Y1-2、Y2、Y3、Y4、Y6、Y7、Y8煤层，再设各煤层运输巷、回风巷与运输大巷用上山联通，构成通风及生产系统，按由上而下、由远而近的回采方式进行采掘。
3、采煤方法
煤矿采用巷采\短壁式回采并用的采煤方法，工作面采用打眼放炮或镐刨。
宣威市龙场镇学元煤矿学元井采矿许可证号：5300000630459
矿 权 人：宣威市龙场镇学元煤矿
地 址：云南省宣威市
矿山名称：宣威市龙场镇学元煤矿学元井
经济类型：私营企业
开采矿种：煤
开采方式：地下开采
生产规模：6万t/年
矿区面积：0.2082Km2
有效期限：二OO六年七月—二OO九年七月
开采深度：2098m—2000m标高
发证单位：云南省国土资源厅
宣威市龙场镇学元煤矿学元井矿权范围内属无重叠、无争议的矿区。
1.2　编制依据及设计原则
1.2.1　编制依据
(1)采矿许可证：5300000630459，云南省国土资源厅，二OO六年七月—二OO九年七月。
(2) 《云南省发展和改革委员会关于宣威市龙场镇学元煤矿学元井扩建项目核准的批复》（云发改能源[2008]674号）
(3) 《云南省宣威市龙场镇学元煤矿学元井资源储量核实报告》矿产资源储量评审备案证明 曲国土资储备字[2009]380号
(4) 《云南省宣威市龙场镇学元煤矿学元井资源储量核实报告》，云南省地质工程勘查总公司，2009年7月。
(5) 《云南省宣威市龙场镇学元煤矿学元井资源储量核实报告》矿产资源储量评审意见书 曲市矿评储字[2009]380号
(6) 矿产资源开发利用方案委托书，学元煤矿学元井，2009年7月。
(7)《矿产资源开发利用方案编写内容及要求》，云南省矿业协会。
(8)《煤矿安全规程》，国家煤矿安全监察局，2006年。
(8)《煤炭工业小型煤矿设计规定》，煤炭工业出版社，2006年。
(9)《煤炭工业矿井设计规范》，煤炭工业出版社，2006年12月。
1.2.2　设计原则
⑴充分利用原有井筒、井巷及地面设施。
⑵1矿1井1个采煤工作面达到设计生产能力，集中生产，利于管理。这样，既减少了初期巷道工程量，又缩短建井工期。
⑶充分考虑地方技术实力，走“经济效益好，环境污染少，能源消耗低，人力资源得到最大发挥”的新型煤炭工业发展道路。
⑷充分体现“技术可行，经济合理，安全可靠”的理念。
⑸提高回采率，减小压煤损失。

2　产品需求及市场预测
2.1　产品性质及用途
该矿开采煤层均属中灰－高灰、低硫、低磷焦煤，目前根据市场需要，主要作为动力用煤，销往附近电厂，但以1.5比重率进行浮沉，各煤层精煤回收率有显著提高，达到40.33-76.8%；洗选后效果较好，可作为炼焦用煤。
2.2　市场预测
云南省对煤炭的需求正以每年25%的速度增长，到2010年，全省的煤炭需求量将达到1.2亿吨。为给“工业强省”提供可靠的能源保障，云南省政府最近做出规划，到2010年，全省原煤产量要力争达到1亿吨。
据了解，据了解，去年云南省原煤产量已达到6462万吨，洗精煤达到488万吨，焦炭1214万吨。根据预测分析，2010年前，云南省电力新增装机容量将主要以火电项目为主，电煤需求将从2003年的13800kt增加到2010年的41000kt。以合成氨、煤气化和煤液化为主要方向的煤化工项目将在2010年前相继投产，对煤炭的需求量将从2003年的4700kt增加到17000kt。冶金工业对焦炭和无烟煤的需求量将从2003年的3700kt增加到13000kt。焦化项目对煤炭的需求也将从2003年的8000kt增加到31000kt左右。建材工业对煤炭的需求也将从2003年的3800kt增加到8000kt。
为给“工业强省”计划提供可靠能源保障，云南省政府提出：到2010年，全省的原煤产量要力争达到1亿吨，选煤产量力争达到30000kt，焦炭产量力争达到12000kt。
煤被称为“工业的粮食”。煤在冶金工业中是一种重要原料，有煤才能炼铁。煤也是主要的动力燃料，它是我国主要能源之一。宣威市是云南的主产煤区。随着西部大开发的全面启动，能源的需求量将会更大，煤炭市场需求缺口较大。
2.3 产品价格分析
该矿目前直接销售原煤，市场销售价格为200元/吨以上。随着我国能源需求的不断增长，在没有新的能源替代之前，煤炭在今后一段时期内还将继续保持能源的主导地位，市场前景看好。

3　矿区地质及矿产资源概况
3.1　矿区总体概况
矿区是《云南省宣威煤田阿直矿区储量报告》中III井田中部附近浅部地段的小块段，该区先后开展地质工作的有：
解放前王竹泉、路兆治等在矿区内进行过地质调查工作，但无地质资料。
1956年云南省地质厅榕峰地质队（后改为云南省地矿局第七地质队）卢瑞甫等在区内进行地质普查，填有1：50000地质图及槽探煤层对比图，但对矿区大断层及煤质研究不够。
1958年云南省地质厅榕峰地质队（后改为云南省地矿局第七地质队）在区内对宣威阿直煤矿进行地质勘探，于1960年提交详细勘探地质报告，因勘探工程控制和地质工程质量达不到详勘报告要求，1962年曾对报告进行核实，主要核对整理煤质和钻探资料，重新编制煤层对比图及有关表格，按核实标准重新编制储量计算平面图，重算储量，修改原有结论，1965年编写提交了核实说明书。1978年10月云南省地质局以云地审（1978）2号文下达审查《宣威煤田阿直矿区储量报告》意见书（附件四）。批准宣威煤田阿直矿区核实后的全矿区动力用煤总储量共12097万吨，其中B级：296万吨，占2%；C1级：2639万吨；占22%，矿区工作程度大致相当于详查—初勘阶段。水文地质条件为中等—简单类型。
2005年9月西南有色昆明勘测设计（院）股份有限公司对宣威市龙场镇学元煤矿学元井进行了资源储量核实工作。于2005年11月提交了《云南省宣威市龙场镇学元煤矿学元井资源储量核实报告》。曲靖市国土资源局2006年3月6日以[曲国土资储备字(2006)043号]文予以评审备案。评审通过煤炭保有资源储量(122b)62.27万吨。
二OO九年七月“业主”为了办理“学元煤矿学元井”换采矿证的需求，特委托“云南省地质工程勘察总公司”开展该区的储量核实工作，由云南省地质工程勘察总公司提交了《云南省宣威市龙场镇学元煤矿学元井资源储量核实报告》。核实并评审通过学元煤矿学元井保有控制的经济基础储量（122b）56.97万t。矿权外（2000m以下）尚有资源（332）4.36万t，资源储量核实计算基准日为2009年5月31日。
3.2 矿区地质特征
据1：20万宣威幅区域地质调查报告资料，矿区大地构造位置处于杨子准地台（I）之滇东台褶带（I3）曲靖台褶束（I34） 内，宣威煤田阿直矿区III井田中部，构造线整体呈北东—南西展布，区域地质构造中等--复杂。
矿区位于阿直矿区Ⅲ井田南部，总体为一北东--南西向单斜构造，出露地层时代为第四系（Q）、三叠系下统（T1）、二叠系上统（P2）。
3.2.1 地层
区域出露地层为第四系（Q），三叠系下统飞仙关组（T1f）、卡以头组（T1k），二叠系上统宣威组（P2x）、峨嵋山玄武岩组（P2β）。原《宣威煤田阿直矿区储量报告》中将地层系统划分为三叠系下统飞仙关统（Tf），下分为Tf2、Tf1二个段，Tf2分Tf23、Tf22、Tf21；Tf1又分Tf13、Tf12、Tf11三层：
1、第四系（Q）
为残坡积层：由砂、粘性土、砾石等组成厚0-8m。
2、三叠系下统卡以头组（T1k）
为灰绿色、灰色中厚～厚层状粉砂岩、细砂岩、泥质粉砂岩为主，上部粒度较细，下部粒度变粗、上部偶见紫色泥岩或粉砂岩。含海豆芽动物化石，出露地层厚度大于49.80m，与下伏地层宣威组呈整合接触。
3、二叠系上统宣威组（P2x）
宣威组（P2x）：为一套海陆交互相煤系地层，主要由碎屑岩和煤组成，其中上部含植物化石及少量动物化石，煤系地层总厚为233.54m，含煤多层，煤层总厚12.62m,含煤系数5.40%。核实区可采煤层有Y1-2、Y2、Y4、Y6共四层，煤层总厚2.75m，以焦煤、动力用煤为主。本层呈北西向带状分布于矿区中部。根据其岩性组合可分为三个岩性段。
(1)宣威组第三段（P2x3）
由Y4煤层顶板至煤系顶界，主要由浅灰、暗灰色砂岩间夹页岩、砂质页岩和煤线。含Y1-2、Y2、Y3煤层三层，其中Y1-2在区内较稳定，为可采或局部可采煤层。本段平均厚47.37m。
(2)宣威组第二段（P2x2）
由Y4煤层顶界至Y10煤层下部砂岩为止，岩性多为砂岩、砂质页岩及不稳定煤层、煤线组成，本段含核实区内主要可采煤层Y4、Y5、Y6、Y7、Y8煤层五层，含较多植物化石碎片、水平层理发育,本段厚75.14m。
（3）宣威组第一段（P2x1）
由Y10煤层下部砂岩到峨嵋山玄武岩顶界，主要由灰色页岩、砂质页岩相间组成，中夹稳定砂岩四层，底部为铁铝质沉积物。含不稳定煤层、煤线，厚大于109.98m。
3.2.2 主要构造
本区地质构造是一个走向北东，向北西部倾斜，北西部被F51正断层切割的单斜构造，由于F51正断层破坏煤层，致使断层两盘可采煤层垂直落差达0-30m。原《宣威煤田阿直矿区储量报告》，确定本矿区地质构造为中等偏简单矿区。
1、褶皱：
核实区是个走向北东30°，向南东倾斜单斜构造。整个单斜构造自北西向南东，由三叠系下统卡以头组（T1k）、二叠系上统宣威组(P2x)地层组成。地层倾角19-39，一般在24-26左右、差异不大，局部地层略显波状起伏。
2、断层
核实区的主要断层有F51正断层一条，断层主要特征如下：
F51正断层：自核实区南西部进入矿区，核实区内断层长320米，断层倾向为285°、倾角65°。地表切割三叠系下统卡以头组（T1k）地层，错断卡以头组（T1k）地层，断层上盘上升0—30米，断层带内有不少断层角砾、泥质胶结、断带宽约0.2-0.5米，南东盘上升，北西盘下降，为正断层。
综上所述，本区地质构造是一个走向北东，向北西部倾斜，北西部被F51正断层切割的单斜构造，由于F51正断层破坏煤层，致使断层两盘可采煤层垂直落差达0-30米。原《宣威煤田阿直矿区储量报告》，确定本矿区地质构造为中等偏简单矿区。
3、煤的变质作用
矿区内煤的变质作用主要为区域变质作用，原生沉积的有机物经过变质作用形成矿区内主要矿产—焦煤。
3.2.3 水文地质
1、地形地貌及地表水
矿区山脉走向为北东方向，与区域构造线一致，煤系地层及其相邻地层组成构成剥蚀成因高原低山地形，总体地势西部高，东部低，煤系地层出露于中东部，地层大多逆坡倾斜，地形坡度15 —42°。
该区无大的地表水体，区内南北向冲沟发育，除东部一条小溪常年有水外，多为季节性小沟，流量为0. 2—1.40米3/秒。水量受大气降水控制，旱季无水，雨季雨水依地势沿冲沟向东部小流泄。地表水为季节性山间小溪，流量小，排泄条件好、流量变化快，地表水对煤层地下开采影响不大。
2、含水层与隔水层
矿区出露地层有第四系（Q），三叠系下统卡以头组（T1k） 二叠系上统宣威组（P2x）。现根据《宣威煤田阿直矿区储量报告》将含、隔水层情况分述如下：
（1）第四系孔隙含水层（Q）：
为残坡积，冲洪积，崩积物，零星分布于山坡，山麓及河床地带，为残坡积和冲洪积形成，厚度0—8米，结构松散、透水性强，含泉，流量0.11-0.45L/S。
（2）三叠系下统卡以头组（T1k）含水层：
为灰绿色、灰色中厚～厚层状粉砂岩、细砂岩、泥质粉砂岩为主，上部粒度较细，下部粒度变粗，上部偶见紫色泥岩或粉砂岩。矿区内大范围出露，地层厚度平均为49.8米，含水量大，对矿坑充水有间接影响，水质类型为HCo3—Ca·Mg型。
（3）二叠系上统宣威组（P2x）上部含水层：
宣威组第三段顶界至宣威组第二段Y6煤层的底板间的含水层（Y1-2—Y6），其岩性为细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩及薄煤层，厚平均58.89米。富水性中等-好,是Y1-2、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7、Y8煤层开采中矿坑直接充水水源。水质类型为HCo3—Ca·Mg型。
（4）二叠系上统宣威组中部相对隔水层：
宣威组第二段Y8煤层底界至Y10煤层底板间含隔水层相间的弱含水层（Y8—Y10），为相对隔水层。其岩性为粉砂质泥岩、泥岩、粉砂岩夹泥质砂岩及炭质泥岩、薄煤条带组成，组成含隔水层相间的弱含水层，为相对隔水层,厚度平均44.04米；除其所夹粉砂岩节理裂隙发育，富水性较好，是矿坑充水直接水源，其它岩性富水差，地表无泉水出露，水质类型为HCo3—Ca·Mg型。
（5）二叠系上统宣威组（P2x）中下部弱含水层：
自宣威组第二段Y10煤层底板至峨嵋山玄武岩（P2β）顶界，厚129.87米，其岩性为粉砂质泥岩、泥岩、泥质粉砂岩、细砂岩及薄层菱铁矿条带及炭质泥岩，钻进中无特殊水文地质现象。含水微弱，邻区泉水流量0.0142-0.755L/s 为弱含水层。水质类型为HCo3—Ca·Mg型。
3、地下水的补给、迳流与排泄
核实区的地形南东高，北西低，地层向中部倾斜，矿区大部为逆层坡，含隔水层相间组合，无地表水体，地表水与地下水一般不发生水力联系。故各含水层除在露头区接受大气降雨补给外，不受其他水体补给。
深部地下水具承压性，根据邻区CK28孔资料：在揭穿Y4煤层附近后有地下水汇聚涌出,表明地下水具承压性。只是由于CK28位置偏高，涌水较小，核实区最低点位于北部，总体地势西高、东低，地下水位整体由西向东运动，地下水应为顺层运移，水力坡度为2.14-4.37%。
4、断层含水性及老硐积水对矿床充水的的影响
据报告资料,核实区内断层及老硐不发育，地表又无大的水体存在，断层对煤矿的开采影响不会太大。
通过调查访问，矿区内积水老硐为数不多，积水量不大，对矿坑充水影响不大。
5、生产矿井水文地质情况
(1)生产矿井水文地质简况
煤矿矿井为斜井开采，采矿证标高多数在河床标高和最低浸蚀基准面以下，煤系地层多为弱含水层和含水层，故矿坑内涌水、渗水较大：矿坑浅部、断层破碎带和含水层内涌水、渗水较大；弱含水层渗水、滴水较小；其他部位局部少量滴水。矿井浅部直接受大气降水控制，雨季渗水量大，干季渗水量小，特别是浅部开采，在雨季生产时应加强防洪，排水设施，对老窑积水予以足够重视，今后生产过程中应加强矿井水的观测与研究工作。以便进一步补充和修改资料，做到确保安全生产。
(2)矿井涌水量
矿井开采已有多年，现在井下垂深达50米，旱季最大涌水量3m3/h，雨季最大涌水10m3/h。水质类型为HCO3—Ca·Mg型，对人体健康无影响。
(3)断层透水性，矿井内构造复杂程度属中等偏简单，断层不发育，据邻区钻孔的简易水文及抽水资料，说明断层透水性不强。
6、矿区充水条件
(1)矿井的主要充水来源，一为浅部风化裂隙带潜水，二是老窑积水，三是含水层等。
(2)地下水补给来源：大气降水是地下水的主要补给来源，与风化带尤为密切，据学元煤矿学元井主井浅部排水资料，雨季排水量相当于枯季的3—5倍。
(3)老窑积水，矿井周围有少量小窑，开采深度一般40m，个别达80m，因所采煤层多为浅部，无规律，日久坍塌，裂隙增多，给大气降水渗入井内创造了有利的条件，今后开采浅部的，应先作好标测工作，以防老窑突然涌水。
(4)含水层，含煤地层本身含水，P2x3 、P2x2中Y1-2—Y8煤层段本身含水，是矿坑直接充水水源。
综上所述：矿区地形南东高，北西低，相对高差87.80米，区内沟谷发育，地形有利于地表水、地下水排泄，地层岩性为碎屑岩，含孔隙、裂隙水，其富水性中等，含水层主要靠大气降水渗透补给，地下水迳流至沟谷排泄，断层富水性及导水性均差,因此水文地质条件属于裂隙含水为主的中等--简单类型。
3.2.4 工程地质
1、工程地质岩组
根据《宣威煤田阿直矿区储量报告》资料，对矿坑开采有影响的工程地质岩组特征如下：
（1）松散岩类松散工程地质岩组（Q）：
为第四系残坡积，冲洪积堆积物，厚0-8m，由碎石、砂土及粘土组成，呈散体结构，力学强度低。
(2)三叠系下统卡以头组层状岩类坚硬、半坚硬工程地质岩组（T1k）：
其岩性为灰绿色、灰色中厚～厚层状粉砂岩、细砂岩、泥质粉砂岩为主，上部粒度较细,下部粒度变粗。
（3）二叠系上统宣威组上部（Y1-2-Y8）层状岩类坚硬、半坚硬--软弱相间工程地质岩组：
其岩性为粉砂岩、细砂岩、泥质粉砂岩和薄煤组成，力学强度强一较弱，单轴饱和抗压强度41.35-8.2MPa，软化系数0.8-0.53。RQD＞67%，不易软化、崩解，局部软弱夹层易产生不良地质作用。
（4）二叠系上统宣威组中部（Y8-Y10）层状岩类软弱、半坚硬--坚硬相间工程地质岩组（Y8-Y10）：
为泥岩、泥质粉砂岩夹砂岩及煤线组合，其中砂岩及泥质粉砂岩呈半坚硬状。煤层顶板及底板为泥岩，泥岩强度低，为软弱岩层，单轴饱和抗压强度1.35-8.2-20.8MPa，软化系数0.53-0.67。部分地段粉砂岩、单轴抗压强度80-120Mpa，该地层具软弱相间工程地质特征，坑道易产生“膨胀或底鼓”等不良工程地质问题。
（5）二叠系上统宣威组中下部层状岩类半坚硬—软弱工程地质岩组：
为粉砂岩夹泥质粉砂岩、泥岩、薄煤组合。粉砂岩、泥质粉砂岩单轴饱和抗压强度26—70Mpa，软化系数0.71，岩层强度较高，泥岩强度低，单轴干抗压强度1.30—15.70MPa，软化系数0.55，岩层强度较低。
综合上述，矿区内工程地质条件属层状岩类为主的较复杂类型。
2、断层破碎带及节理裂隙工程地质特征
核实区的主要断层有一条，对开采有影响的为F51正断层，该断层自南西向北东进入核实区，垂直断距0—30m，它切割卡以头组（T1k）等地层、断层带宽一般0.2-0.5m，充填断层泥、断层角砾岩，力学强度较低。
煤系地层宣威组（P2x）由于受北西—南东主压应力而产生的二组X节理，主要走向55°与325°，两组近于直交，倾角60—80°不等，地表裂隙率5—6%，隙面平直，部份为泥质物及方解石充填。因裂隙发育，兼岩石具薄层构造、岩石呈碎块状，碎裂状，故开采过程中易发生冒顶、垮塌等不良地质作用。
核实区内断层发育一般，但由于褶皱影响，节理裂隙发育，特别是褶皱轴线附近，岩石较为破碎，力学强度较低。岩石呈碎块状，碎裂状，故开采过程中易发生冒顶，垮塌不良地质作用。
3、断裂构造带工程地质特征对开采的影响
核实区内断层发育一般，但由于褶皱影响，节理裂隙发育，特别是褶皱轴线附近，岩石较为破碎，力学强度较低;加之深部可能有隐伏断层存在，隐伏断层对煤层顶、底板附近岩石性具有一定范围的破坏作用。引起断层附近煤层顶、底板工程地质条件降低，最易发生冒顶现象，同时瓦斯沿断层逸出，影响矿床开采。 据以往开采经验，断层破碎带要在其两侧5—10m的间距内密集支护，并经常更换，可见井下断层发育使巷道维护较为困难。若未来井巷垂深加大，压力也随之增大，所以，在开采过程中，必须加强井巷维护工作，视掘进中所遇具体条件，分别采取不同类型的维护加固措施。在破碎地带宜采用钢筋砌碹支护；采区巷道可以用木架支护，并注意检查，及时更换坑木，对地表可能出现的由于开采产生的塌陷坑，裂缝等，应挖沟防止山坡雨水大量渗入，以免影响正常开采。经加强支护可以防止可能发生的冒顶、片帮事故。
综上所述，矿区除以上查明的断层规模较大，破碎带较宽，对各煤层顶、底岩性具有一定范围破坏处，其余末查清小断层均影响较小。
4、煤层顶、底板岩层物理性质特征
(1)煤层顶、底板岩性，以泥质粉砂岩为主、粉砂质泥岩，粉砂岩次之。各煤层的直接顶板常有一层厚度小于0.30m的炭质泥岩、泥页岩伪顶，紧贴煤层极易破裂，在回采过程中，将随采随落。
(2)顶板多为不坚硬岩性，较破碎。常见冒顶现象，多发生在巷道转弯、交叉处。一般冒顶高度1.5-3m之间。
(3)顶板压力较大，侧压力较小，虽采用直径17-20cm圆木支柱、仍发生弯曲折断，要常替换箱木。
5、井巷围岩稳固性评价及可能出现的工程地质问题
井巷开采过程中，井巷围岩为软弱—较软弱、坚硬相间的层状工程地质岩组，地层为薄—中厚层状，因受断层的影响，其地层节理，裂隙较发育，岩体完整性相对较差，同时存在软弱岩层—泥页岩，如巷道遇此，顶板会很快掉块，底板会遇水膨胀，产生底鼓现象；在半坚硬岩石泥质粉砂岩粉砂质泥岩地段将会伴随冒顶、片帮现象；在坚硬岩体细砂岩，粉砂岩地段巷道将产生岩块失重掉落现象。地表将产生开裂，沉陷以及山体失稳现象，巷道支护困难，因此遇软弱泥岩段及破碎带时需加强支护。
3.2.5 环境地质
1、地震
根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001），宣威市抗震设防烈度7度，设计基本地震加速度值0.10g，所属设计地震分组为第三组，地震动反应谱特征周期为0.45s。未来建筑物应按7度设防。
2、矿山地质灾害
区内煤矿资源丰富，多年来的矿产资源开采活动，对岩层的原始结构均有不同程度的破坏，加之作业中的粗放行为，形成地下采空区，虽然开采深度不大，但可能会诱发该区滑坡、塌陷，地裂缝等地质灾害发生。
3、 瓦斯
根据该矿2008年由云南省煤炭工业协会颁发的瓦斯鉴定证书，最大相对瓦斯涌出量5.64m3/t，最大绝对瓦斯涌出量0.33m3/min。属低瓦斯矿井，但在生产中仍应注意通风，防止瓦斯富集，引发事故，并建立瓦斯监测监控系统。
4、煤尘爆炸性
据煤炭科学总院重庆分院2005年9月6日提供的“煤尘爆炸性鉴定报告”，该矿所采煤层有煤尘爆炸危险性。
5、煤的自燃
据煤炭科学总院重庆分院2005年8月25日提供的“煤自燃倾向性等级鉴定报告”，该矿所采煤层所不易自燃煤层。
6、地温
据调查，本区属地温正常无热害地区。
3.3 煤层与煤质
3.3.1　煤层
1、煤层
（1）含煤性
区内含煤地层为二叠系上统宣威组（P2x），煤系地层总厚为225.98m，全区厚度较稳定，无明显变化规律，含大小煤层（线）20—28层，总计煤层约12.62m，含煤系数5.40%。含可采及局部可采层八层，自上而下为Y1-2、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7、Y8，煤层总厚6.78m,核实区可采煤层有Y1-2、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7、Y8八层，均以焦煤为主 ，赋存于宣威组第三岩段（P2x3）及第二岩段（P2x2）中。煤层为薄煤层，现将各煤层特征叙述如下：
① Y1-2煤层：赋存于宣威组第三岩性段（P2x3）之上部，据地质报告资料，Y1-2煤层属全区稳定—较稳定煤层，煤质好、厚度变化不大，核实区所在块段有2个钻孔、1个坑道、煤层厚度0.61—1.44m, 平均1.23m, 煤中局部含有一层厚度为0.03-0.07m白色高岭土夹矸，下距Y2煤层 平均6.30m；煤层结构简单, 其顶板为泥质砂岩、粉砂岩夹页岩,底板为细粒砂岩,其白色高岭土夹矸可作为对比标志，属对比可靠较稳定之薄煤层。核实区范围内是T1k与P2x3分界线。
② Y2煤层：赋存于宣威组第三段（P2x3）之上部，区域上该煤层较为稳定，核实区所在块段有3个钻孔控制,煤层厚度0.59—0.83m,平均0.67m,属局部可采较稳定煤层,上距Y1-2煤层平均6.30m。下距Y4煤层平均39.84m。煤层结构简单,中部有一层灰色泥岩夹矸，风化后呈白色圆形斑点，为对比标志层，顶、底板均为砂岩，是对比可靠较稳定煤层。核实区范围内已采空。
③ Y3煤层：上距Y2煤层底板22.00m，下距Y4煤层顶板16.60m。区域上属局部可采煤层，但在学元煤矿矿权范围内属较稳定可采煤层，煤层结构单一，煤层厚度1.00-1.10m，平均1.05m，为块状半暗型煤。煤层顶、底板均为灰色细粒砂岩。
④ Y4煤层：赋存于宣威组第二段（P2x2）之顶部，区域上该煤层较为稳定，核实区所在块段有2个钻孔、1个老洞若控制，煤层厚度0.76—1.42m,块段平均厚1.00m, 为 矿区大部可采的较稳定煤层,上距Y3煤层平均16.60m；下距Y5煤层3.10m。煤层结构简单,多为单一结构,顶部常含有稳定夹矸一层，厚0.08m,夹矸为不规则白色高岭石矿物，其上部为稳定砂岩,易于寻找和对比,为对比可靠稳定薄煤层，是矿区主采煤层。煤层顶、底板均为灰色细粒砂岩。
⑤Y5煤层：上距Y4煤层底板3.10m，下距Y6煤层顶板7.30m。区域上属局部可采煤层，在该矿权范围内属较稳定煤层，煤层结构单一，煤层厚度0.90—1.40m，平均1.30m，为粉状、块状半暗型煤。顶板为灰色细粒砂岩、底板均为灰色粉砂质泥岩。
⑥ Y6煤层：赋存于宣威组第二段（P2x2）之上部，区域上该煤层不太稳定，核实区所在块段有2个钻孔、2个坑道控制,煤层厚度0.84-1.06m,平均厚0.92m, 核实区全部可采，上距Y5煤层7.30m左右，下距Y7煤层一般在3.12m左右。煤层结构简单,含有夹矸一层,厚0.01-0.04m，夹矸岩性为粘土岩，夹矸中含一层白色透明磷片状矿物。核实区内无大的工业价值。顶、底板均为灰色粉砂质泥岩
⑦ Y7煤层：上距Y6煤层底板3.12m，下距Y8煤层顶板13.20m。区域上属不可采煤层，在该矿权范围内属较稳定可采煤层，煤层厚度0.70—0.80m，平均0.75m，结构单一，为块状、粉状半暗型煤。煤层顶板为灰色粉砂质泥岩，底板为灰色泥岩。
⑧ Y8煤层：上距Y7煤层底板13.20m，下距Y9煤层顶板4.40m。区域上属局部可采煤层，在该矿权范围内属较稳定可采煤层，煤层煤层厚度0.80-0.85m,平均厚0.83m,，为块状、粉状半暗型煤，含一层夹矸，夹矸为灰色泥岩，厚0.03m。煤层顶板为泥岩，底板为灰色粉砂质泥岩。
综上所述，矿区可采煤层Y1-2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7、Y8属较稳定之薄煤层，是矿区主采煤层。局部可采煤层Y2属较稳定之薄煤层。见可采煤层特征表3-1。
可采煤层特征表 表3-1
煤层号
层间距(M)
煤厚(M)
结 构
顶底板岩性
稳定性
两极值
平均值
Y1-2
6.30
0.61-1.44
1.23
单一结构，偶含夹矸一层
高岭土夹矸
顶板为泥质砂岩、粉砂岩夹页岩,底板为细粒砂岩
稳定-较稳定
Y2
0.59-0.83
0.67
一般为夹矸一层
灰色泥岩夹矸
顶、底板均为砂岩
较稳定
39.84
Y3
1.00-1.10
1.05
单一结构
顶、底板均为灰色细粒砂岩
较稳定
16.60
Y4
0.76-1.42
1.00
单一结构, 一般为夹矸一层，高岭土夹矸
顶、底板均为灰色细粒砂岩
较稳定
3.10
Y5
0.90 -1.40
1.30
单一结构
顶板为灰色细粒砂岩、底板为灰色粉砂质泥岩
较稳定
7.30
Y6
0.84-1.06
0.92
一般为夹矸一层，
粘土岩夹矸
顶、底板均为灰色粉砂质泥岩
不太稳