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1、资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。 目 录 第一章 概况.‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 3 第一节、 工程概述‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 3 第二节、 编写依据‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 4 第二章 地面相对位置及地质情况 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 4 第一节、 井田概况‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥…………………………‥‥ 4 第二节、 井田地质特征‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥……‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥
2、‥‥‥ 6 第三节 水文地质 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥11 第三章 巷道布置及支护说明 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 25 第一节 巷道布置 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥25 第二节 支护工艺‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥27 第三节 轨道及道床·························································35 第四节 巷道排水沟及梯步设置·····································
3、··········36 第五节 巷道管线布置·······················································36 第四章 施工工艺 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 37 第一节 施工方法 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥37 第二节 凿岩方式····························································38 第三节 爆破作业 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥38 第五章 生产系统 ‥‥‥‥‥‥
4、‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 41 第一节 通风 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥41 第二节 掘进压风‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 43 第三节 瓦斯防治 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥44 第四节 综合防尘 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥45 第五节 防灭火‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥46 第六节 安全监控········‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 47 第七节 供电 ‥
5、‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥47 第八节 排水‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥47 第九节 运输‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 47 第十节 照明、 通讯和信号‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 48 第六章 劳动组织和循环图表‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 49 第一节 劳动组织‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥49 第二节 循环作业‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥49 第三节 主要技术经
6、济指标‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥51 第七章 安全技术措施‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 52 第一节 施工准备‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥52 第二节 一通三防‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥52 第三节 顶板‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥63 第四节 爆破‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥68 第五节 防治水‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥72 第六节 机电‥‥‥‥‥‥‥‥
7、‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥74 第七节 运输‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥80 第八节 喷浆安全技术‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥87 第九节 一般规定‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥···‥‥‥‥89 第八章 避灾路线 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥104 第一节 灾害预防....................................................... 104 第二节 避灾路.......................
8、109 第九章 现场应急情况处理预案.......................................... 110 第一章 概 况 本《作业规程》根据哈密矿务局勘察设计院的木垒县阿吾孜苏煤矿0.9Mt/a新建工程项目《初步设计》《地质勘探报告》《煤矿安全规程》编制而成。 第一节 工程概述 1、 巷道名称 本巷道为木垒县阿吾孜苏煤矿0.9Mt/a主斜井井筒延伸及井底车场掘进工程。 2、 矿井建设工期 该项工程施工配备三个工程队伍, 分别
9、从主斜井、 副斜井、 回风斜井进行施工。矿井建井工期为32个月, 其中包括准备期为2个月、 设备试运行时间为2个月。 3、 工程量、 用途 ( 1) 井巷一期工程总量: 井巷工程总长度为632m, 其中基岩巷斜长561m, 表土段斜长48.6m; 风化基岩段预计20m。 ( 2) 井筒主要担负煤矿矿井主皮带运输、 架空乘人猴车及兼作矿井其中一个进风井和一个安全出口。 矿井移交生产时共建有三个井筒, 即主斜井、 副斜井和一号斜风井。 主斜井: 受井田边界的影响及与工业区系统连接的制约, 井筒坡度井筒坡度18°, 一水平井底标高+600m, 井筒斜长632m, 二水平( 最终水平) 井底
10、标高+400m, 井筒斜长1277m。井筒内采用带式输送机运输, 装备一部DTC100/40/400型固定式钢绳芯带式输送机, 担负煤炭提升; 配备RJY75/18/1376型架空人车, 担负邻散运输人员任务; 井筒内敷设消防洒水管路、 通讯、 监控电缆, 并设置行人台阶及扶手, 作矿井一个进风井, 并兼作矿井一个安全出口。 第二节 编制依据 一、 初步设计。 二、 的《煤矿安全规程》。 三、 国家关于矿井建设的标准及规范。 四、 生产矿井质量标准化的标准。 第二章 地面位置及地质情况 第一节 井田概况 一、 交通位置 井田位于木垒哈萨克自治县城北, 直线距离
11、82km。公路运距约88km, 其中县城至木垒—鸣沙山旅游线路的76km处为简易公路( 砂石路) , 由此往北转至12km的简易路面, 汽车四季能够通行。( 详见交通位置图) 。 二、 地形地貌 井田位于准噶尔盆地东南缘。 区内地势较为平坦, 海拔773m～821m, 以戈壁、 残丘地貌为主, 残丘在井田中部沿北东—南西方向延伸, 高度约25m。 三、 地表水系 区内没有常年地表径流, 大气降水为本区地下水的主要补给来源, 由于大气降水少, 地势又平坦, 基岩渗透性较差, 地下水的排泄方式主要为蒸发。局部地段夏季降雨形成的暂时性水流向区外南部低地汇集蒸发, 形成平坦的淤积泥板地或盐渍
12、化砂土。 四、 气象特征 井田属大陆型北温带干旱气候, 年温差和昼夜温差变化很大, 夏季高温炎热, 年平均气温5.3℃, 最高气温43℃, 夏季月平均气温25℃。冬季气候严寒, 最低气温-30℃, 冬季月平均气温-20℃。年平均降水量326.4mm, 年蒸发量2204.7mm, 5～8月偶有雷阵雨, 冬季积雪稀少, 每年11月封冻, 次年3月解冻, 冻土深1～1.5m, 年均无霜期142天。区内常年多风, 风力一般4～5级, 经常有7～8级大风, 风向以西、 北为主。 五、 地震情况 井田新构造运动不发育, 地震活动微弱。根据《中国地震动参数区划图》( GB 18306- ) ,
13、勘探区位于地震动峰值加速度0.05g分区内, 地震设防基本烈度Ⅵ度。 六、 矿区经济概况 木垒哈萨克自治县属半农半牧县, 畜牧业是主导产业, 全县总人口8.55人( 底) 。有汉、 哈萨克、 维吾尔、 乌孜别克等民族。 井田属无人区, 向南2km处即为木垒县老君庙煤矿区, 原有五个生产能力3万t/a的小型煤矿均已关闭。 七、 矿区开发简史 经现场老窑调查, 井田内没有生产矿井, 矿区内东侧急倾斜煤层露头处存在两处小范围露天采坑, 走向长100～150m, 深10～15m, 范围较小, 深度有限, 现场调查坑内无积水。此采坑对矿井开采无影响。 总体上煤炭资源没有开采, 现仍为天然
14、状态。 八、 井田周边矿井设置情况 1、 生产矿井及老窑 矿区范围内无生产井及老窑。 在距井田南界约2km处, 有五个煤矿, 自西而东依次为一、 二、 三、 四、 五号井, 其中一号井为木垒县老君庙煤矿, 二号井为木垒县老君庙矿业公司, 三号井为木垒县胡兰哈孜干煤矿, 四号井为木垒县孙家沟煤矿, 五号井为木垒县雀仁乡正格勒得煤矿, 各井的年生产规模均为3万t/a。根据调查当前五个矿井均已停产进行整合, 并补做相应的地质勘查工作。 此五个小煤矿与本项目不存在煤层联系。 第二节 井田地质特征 一、 地层 勘探区内自南而北分布的地层有古生界石炭系上统孔雀屏组上段( C3k2) 、
15、二叠系下统下芨芨槽群下亚群( P1jja) , 中生界侏罗系下统三工河组( J1s) 、 中侏罗统西山窑组( J2x) 和新生界第三系中—上新统独山子组( N1-2d) 、 第四系全新统( Q4) 。 二、 构造 勘探区所在的大地构造位置位于准噶尔拗陷区( Ⅱ级) 、 将军戈壁拗陷( Ⅲ级) 、 北山煤矿凹陷( Ⅳ级) 构造中的老君庙向斜中, 是准噶尔中新生代拗陷盆地东南边缘地带。 勘探区位于老君庙向斜的东北角, 区内断裂构造不发育, 褶皱构造活动较弱, 一般为次一级的向斜、 背斜构造, 现分述如下: 老君庙向斜: 其构造形态为箱状构造, 由于地表被第四系所覆盖, 核部特征不明显,
16、从深部钻探工程0-ZK1、 1-ZK2、 2-ZK1、 3-ZK1四个钻孔对该向斜核部范围进行的控制看, 轴向北西向, 核部开阔, 产状平缓10～20°, 两翼产状变化较大, 北东翼陡, 倾角60～75°, 南西翼平缓, 倾角5～25°。均由中—下侏罗系地层构成。 W1向斜: 分布在勘探区的中部, 长度大于500m, 轴向近南北向, 东翼较陡, 倾角60～80°, 西翼较缓, 倾角50～65°。 M1背斜: 分布在W1向斜的西侧, 轴向北东向, 长度大于500m, 两翼产状变化不大, 东翼倾角50～65°, 西翼倾角45～60°。 M2背斜: 分布在勘探区的1号勘探线南端附近, 轴向北北
17、东向, 长度大于500m, 东翼倾角40～55°, 西翼倾角40～45°。 在位于1勘探线南段的1-ZK4孔中, 见有一落差小于20米的断层点( 落差9.75m) , 对4、 5号煤层有轻微破坏。 综上所述: 勘探区为一箱状向斜, 并发育有次一级的向斜、 背斜构造, 含煤地层沿走向、 倾向的产状有一定变化, 断层不发育, 也未发现岩浆岩的分布。故整个勘探区构造复杂程度属中等类型。 三、 煤层 1、 含煤地层 ( 1) 下含煤段( J2x1) 该段从本组地层的底砾岩底板开始, 往上至4号煤层之上的细砾岩或砾岩底板止, 为本次勘探控制的西山窑组最主要含煤段。由河流—湖泊—沼泽相砾岩、
18、 细砂岩、 粉砂岩、 泥岩、 炭质泥岩及煤层、 煤线组成。该段含可采的4号和5号煤层, 宏观煤岩特征均以亮煤为主, 光亮型。 区内有9个钻孔控制全了该段地层, 厚46.45～69.28m, 平均56.23m。厚度变异系数为14%, 说明该段地层较稳定, 沿走向、 倾向变化不大。 该段以稳定的底砾岩与其下的三工河组地层分开。 ( 2) 上含煤段( J2x3) 为勘探区内的次含煤段, 位于西山窑组上部, 该段地层以3号煤层底板为底部界线, 往上未见顶。由河流—湖泊—沼泽相细砂岩、 粉砂岩、 泥岩、 炭质泥岩及煤层、 煤线互层组成。该段含可采的1号、 2号、 3号三层煤, 宏观煤岩特征均以
19、暗煤为主, 丝炭较多, 亮暗—暗煤型。 该段地层的顶部界线在勘探区以外, 区内地层厚度出露不全, 钻探工程控制的地层厚度大于251.75m。 2、 可采煤层 区内控制可采煤层五层, 从上至下编号为1号、 2号、 3号、 4号、 5号, 其基本特征见表1-3-1, 现将各煤层的控制情况、 变化特征由上至下分述如下: ( 1) 1号煤层 为西山窑组上含煤段的上部( 顶部) 可采煤层, 区内7孔控制到了该煤层层位, 其中火烧点5个, 控煤2点、 2点见煤并可采, 可采性指数为1, 控制最大深度210.94m, 最低水平569.80m。 该煤层为厚煤层, 全层厚6.83～7.76m, 平
20、均7.30m, 全层厚度标准差0.66m, 变异系数9％, 纯煤( 可采) 厚6.04～6.38m, 平均6.21m, 全区可采, 可采厚度标准差0.24m、 变异系数4％, 煤类单一, 为稳定煤层。 煤层结构简单, 含1层夹矸, 顶板岩性为砾岩、 含砾中砂岩, 底板为泥岩、 粉砂岩, 夹矸为泥岩。与2号煤层平均间距1.99m。 ( 2) 2号煤层 该煤层位于1号煤层之下, 为西山窑组上含煤段的中部煤层, 区内9孔控制到了该煤层层位, 其中火烧点6个, 控煤3点、 3点见煤并可采, 可采性指数为1, 控制最大深度232.07m, 最低水平548.70m。 该煤层为特厚煤层, 全层厚15
21、28～20.10m, 平均18.04m, 全层厚度标准差2.49m, 变异系数14％, 纯煤( 可采) 厚14.76～20.10m, 平均17.25m, 全区可采, 可采厚度标准差2.69m、 变异系数16％, 煤类单一, 为稳定煤层。 煤层结构简单—复杂, 含0～4层夹矸, 顶、 底板岩性均为泥岩、 粉砂岩, 夹矸为泥岩。与3号煤层平均间距27.99m。 ( 3) 3号煤层 该煤层位于2号煤层之下, 为西山窑组上含煤段的下部( 底部) 煤层, 区内12孔控制到了该煤层层位, 其中火烧点6个, 控煤6点、 6点见煤并可采, 可采性指数为1, 控制最大深度269.32m, 最低水平+51
22、1.54m。 该煤层亦为特厚煤层, 全层厚9.23～12.74m, 平均11.12m, 全层厚度标准差1.36m, 变异系数12％, 纯煤( 可采) 厚9.23～12.49m, 平均10.95m, 全区可采, 可采厚度标准差1.31m、 变异系数12％, 煤类单一, 为稳定煤层。 煤层结构简单, 含0～1层夹矸, 顶板岩性为粉砂岩、 炭质泥岩, 底板为粉砂岩、 含炭质泥岩、 炭质泥岩, 夹矸为泥岩、 含炭质泥岩。与4号煤层平均间距148.58m。 ( 4) 4号煤层 该煤层位于3号煤层之下, 为西山窑组下含煤段的上部( 顶部) 煤层。区内15孔钻探工程控制到了该煤层层位, 其中无火烧点
23、 控煤15点、 15点见煤并可采, 可采性指数为1, 控制最大深度427.89m, 最低水平353.53m。 该煤层为厚—特厚煤层, 全层( 可采) 厚6.82～10.38m, 平均8.22m, 全层( 可采) 厚度标准差0.99m, 变异系数12％, 煤类单一, 为稳定煤层。 煤层结构简单, 无夹矸, 顶板岩性以含炭质泥岩、 炭质泥岩、 粉砂岩为主, 局部为含砾中砂岩、 泥岩等, 底板为泥岩、 粉砂岩。与5号煤层平均间距6.13m。 ( 5) 5号煤层 该煤层位于4号煤层之下, 为西山窑组下含煤段的中部煤层, 其下再无可采煤层。区内15孔钻探工程控制到了该煤层层位, 其中无火烧点,
24、 控煤15点、 15点见煤并可采, 可采性指数为1, 控制最大深度435.25m, 最低水平346.20m。 该煤层为薄—中厚煤层, 全层( 可采) 厚0.89～2.19m, 平均1.52m, 全层( 可采) 厚度标准差0.35m, 变异系数23％, 煤类单一, 为稳定煤层。 煤层结构简单, 无夹矸, 顶板岩性以细砂岩、 粉砂岩为主, 局部为炭质泥岩、 含炭质泥岩、 泥岩等, 底板以粉砂岩为主,局部为炭质泥岩、 含炭质泥岩。 可采煤层特征表 表1-3-1 煤层 编号 全层厚 ( m) 可采厚 ( m) 层间距 ( m) 夹矸 层数 煤层 结构 稳定性
25、可采性 可采 范围 顶、 底板及夹矸岩性 两极值 平均值( 控制点) 两极值 平均值 ( 可采点) 两极值 平均值( 点数) 顶板 夹矸 底板 1号 6.83-7.76 7.30(2) 6.04-6.38 6.21(2) 2点含1层 简单 稳定 可采 全区 砾岩、 含砾中 砂岩 泥岩 泥岩、 粉砂岩 1.88-2.10 1.99(2) 2号 15.28-20.10 18.04(3) 14.76-20.10 17.25(3) 1点无, 1点含1层,1点含4层 简单-复杂 稳定 可采 全区 泥岩、 粉砂岩
26、泥岩 泥岩、 粉砂岩 24.63-30.86 27.99(3) 3号 9.23-12.74 11.12(6) 9.23-12.49 10.95(6) 3点无, 3点含1层 简单 稳定 可采 全区 粉砂岩、 炭质 泥岩 泥岩、 含炭质泥岩 粉砂岩、 含炭质泥岩、 炭质泥岩 143.45-151.43 148.58(6) 4号 6.82-10.38 8.22(15) 6.82-10.38 8.22(15) 无 简单 稳定 可采 全区 以含炭质泥岩、 炭质泥岩、 粉砂岩为主, 局部为含砾中砂岩、 泥岩等 粉砂岩、 泥岩 4.08
27、7.73 6.13(15) 5号 0.89-2.19 1.52(15) 0.89-2.19 1.52(15) 无 简单 稳定 可采 全区 以细砂岩、 粉砂岩为主, 局部为炭质泥岩、 含炭质泥岩、 泥岩等 以粉砂岩为主,局部为炭质泥岩、 含炭质泥岩 四、 煤质 (一)煤的物理性质 1号、 2号、 3号煤层的物理性质基本相同, 多为土状光泽, 黑色, 易染手, 条痕黑褐色, 节理不太发育, 断口以参差状为主; 4号、 5号煤层物理性质基本相同, 为沥青光泽, 黑色, 不易染手, 条痕黑褐色。节理不太发育, 断口以贝壳状为主, 局部可见参差状。 上含煤段的1
28、号、 2号、 3号煤层煤岩组份以暗煤为主, 丝炭较多, 条带状结构, 层状构造, 煤岩类型为亮暗—暗煤型; 下含煤段的4号、 5号煤层煤岩组份以亮煤为主, 均一结构, 层状构造, 煤岩类型主要为光亮型煤。 ( 二) 煤类及工业用途 综上所述, 勘探区内各煤层主要为低灰～特低灰、 低硫～特低硫分、 特低磷分、 高热值、 富油～高油的煤, 由此可见, 勘探区内各煤层均可作为良好的工业动力及民用煤, 其中4号、 5号长焰煤的焦油产出率分别为5.9%～13.4%, 平均11.1%和1.4%～12.8%, 平均9.2%, 可作为炼油用煤。 第三节 水文地质 ( 一) 区域水文地质特征 1、 概
29、况 区域位于北塔山的依孜恩得阿德尔山山前丘陵平原、 准葛尔盆地的东北缘, 地势北东高, 南西低, 最高海拔+943m, 最低位于老君庙西, 海拔+721m, 相对高差+222m, 属低山丘陵浅切割区。 区域内地表水系不发育, 降水季节, 各沟谷中有暂时性流水。气候属温带大陆性干旱气候, 年平均气候5.3℃, 最高气温43℃, 最低气温-30℃, 年平均降水量110.3～138.4mm。 区内出露的上古生界地层, 其岩性为一套碎屑岩夹生物灰岩, 岩石坚硬性脆, 成岩裂隙、 构造裂隙和风化裂隙发育, 为大气降水入渗创造了有利条件, 形成区域地下水储存场所和运移通道。在区域中南部, 发育着一套
30、中新生界碎屑岩类和第四系松散岩类。 中生界碎屑岩类是以砂岩和砾岩为主, 间夹泥岩、 泥质粉砂岩的多层结构地层, 砂砾岩类孔隙—裂隙较发育, 从而形成了多层结构的碎屑岩类层间孔隙—裂隙水。在第四系松散岩类分布区, 形成地下水的主要岩层是砂砾石和卵砾石层, 为第四系地下水赋存地带。局部地段松散岩类位地下水位以上时, 属透水不含水层。 区域褶皱和断裂发育, 特别是控制构造单元的NWW-SEE向深大断裂对区域水文地质条件起着控制作用。本区位于准噶尔拗陷区( Ⅱ级) 、 将军戈壁拗陷( Ⅲ级) 、 北山煤矿凹陷( Ⅳ级) 构造中的老君庙向斜的东北翼, 其内发育一系列近北西向和北东向的褶皱和断裂, 包
31、括博塔莫云背斜、 老君庙西向斜、 老君庙背斜。 区域内走向北西西向的压性阻水断裂, 起着阻水和抬高地下水的作用, 断裂带上往往有带状泉水出露, 例如: 阿吾孜苏泉, 流量0.2L/S。区内东北部发育的近北东走向的张性平推充水断裂, 有利于地下水的形成与富集, 往往有泉水出露。 2、 地下水类型及含隔水介质 依据地下水的赋存条件、 水理性质、 水动力特征, 区域地下水分为: 第四系松散岩类孔隙水、 第三系与中生界碎屑岩类层间孔隙—裂隙水、 上古生界基岩裂隙水三种类型。 3、 地下水补给、 径流、 排泄条件 区域地下水补给源主要为大气降水入滲补给, 次为侧向迳流补给; 地下水在移动过程中
32、 受构造影响, 地下水迳流迟缓, 径流强度较弱; 地下水流向基本上由东向西偏南。第四系地下水由于地势变化、 厚度变化, 径流方向各异, 由于岩层透水性好, 地下水径流条件较好。 该区地下水以泉水出露及煤矿开采中人工抽排为主, 次为地下侧向流出方式排泄。 ( 二) 矿区水文地质条件 1、 含( 隔) 水层( 段) 的划分依据及其说明 井田共划分了三个含水层、 三个隔水层和一个透水不含水层见表1-3-3。 含( 隔) 水层( 段) 划分一览表 表1-3-3 地层代号 含(隔)水层(段)编号 名 称 Q4pl H0 第四系全新
33、统-上更新统洪积砂砾石透水不含水层 N1-2d 第三系中—上新统独山子组砂砾岩透水不含水层 J2x H1(G1) 侏罗系中统西山窑组碎屑岩孔隙一裂隙层间承压水含( 隔) 水组 J1s G2 侏罗系下统三工河组细碎屑岩相对隔水层 P1jj H2(G3) 基岩裂隙水含水组 H3 火烧层孔隙一裂隙水含水层 侏罗系中统西山窑组碎屑岩, 据岩石性质及其水力性质, 划分出三个含( 隔) 水段六个含( 隔) 水亚段见表1-3-4, 其特征见表1-3-5。 含( 隔) 水段( 亚段) 划分一览表(一) 表1-3-4 含(隔)水段 含(隔)水亚段
34、含( 隔) 水亚段名称 J2x3 H1-1(G1-1) 中侏罗统西山窑组上段一含( 隔) 水亚段 H1-2(G1-2) 中侏罗统西山窑组上段二含( 隔) 水亚段 H1-3(G1-3) 中侏罗统西山窑组上段三含( 隔) 水亚段 J2x2 H1-4(G1-4) 中侏罗统西山窑组中段四含( 隔) 水亚段 J2x1 H1-5(G1-5) 中侏罗统西山窑组下段五含( 隔) 水亚段 H1-6(G1-6) 中侏罗统西山窑组下段六含( 隔) 水亚段 含( 隔) 水亚段特征一览表( 二) 表1-3-5 含( 隔) 水层 段 亚段 厚度( m) 垂向分布
35、位置 含( 隔) 水介质特征 最小值 最大值 平均值 J2x J2x3 H1-1 12.80 52.51 24.46 1号煤层底板以上 细砂岩、 中砂岩、 砾岩、 煤层 G1-1 27.64 139.71 64.14 泥岩、 粉砂岩 H1-2 1.07 22.45 14.73 1号煤层底板至2号煤层底板 煤层 G1-2 3.44 8.30 3.99 泥岩、 粉砂岩、 单层厚度1.88-6.20m H1-3 13.90 22.91 18.66 2号煤层底板至3号煤层底板 细砂岩、 砾岩、 煤层 G1-3 11.11 21.
36、10 19.81 粉砂岩、 泥岩 J2x2 H1-4 6.64 56.00 33.05 3号煤层底板至4号煤层顶板 细砂岩、 中砂岩、 砾岩 G1-4 95.27 120.77 89.69 粉砂岩为主( 单层最大厚度50m) 、 泥岩 J2x1 H1-5 8.42 15.83 11.26 4号煤层顶板至5号煤层顶板 细砂岩、 煤层 G1-5 2.30 7.23 4.87 粉砂岩、 泥岩、 炭质泥岩 H1-6 1.80 46.55 23.86 5号煤层顶板至三工河组顶界 细砂岩、 中砂岩、 含砾中砂岩、 砾岩、 煤层 G1-6
37、2.28 19.44 9.79 粉砂岩、 泥岩 2、 透水不含水层(H0) ①第四系全新统-上更新统洪积砂砾石透水不含水层 分布于井田中北部大部地区, 含煤地层上部覆盖层, 厚度一般10～15m, 最大厚度25～30m( 三线) , 最小厚度3.20m( 1-ZK3) ,岩石以砂砾石为主, 位地下水位以上, 为透水不含水层。 ②第三系中—上新统独山子组砂砾岩透水不含水层 分布于井田中西部, 含煤地层上部覆盖层, 厚度一般0～15m, 上部为红色泥岩, 下部为一层灰白色钙质砾岩, 位地下水位以上, 为透水不含水层。 3、 侏罗系中统西山窑组碎屑岩含( 隔) 水组( H1)
38、 ①西山窑组碎屑岩孔隙一裂隙层间层压水含水组( 段、 亚段) 井田内仅出露于中南部部分地区, 中北部覆盖于第四系砂砾石之下。含水介质主要为细砂岩、 中砂岩、 含砾中砂岩、 砂砾岩、 煤层等, 与泥岩、 粉砂岩相间, 呈互层状产出。总厚度一般60～100m, 最大厚度165.24m( 1-SK2) ,最小厚度55.87m( 1-ZK3) ,由南向北厚度增大。含水层产状北东倾向, 倾角6～10度, 北东部较陡, 倾向南西。地下水水位埋深23～35m, 水位标高742.63～756.91m, 地下水流向西, 北西西向。1线( 1-SK2) 、 2线( 2-SK1) 抽水试验, 当水位下降20m、
39、 27.44m时, Q=0.195L/s, q=0.01～0.0071L/s·m, K=0.004～0.04m/d, 抽水延续15～21h, 水位恢复17h。属弱富水性含水层。地下水矿化度10.3～14.8g/L, 水化学类型属Cl·SO4-Na和Cl·SO4-Na·Ca型, 地下水水温11℃。 该含水层依据煤层相对位置, 划分3个含水段( J2x3 、 J2x2 、 J2x1 ) 六个含水亚段, 其各亚段含水层厚度变化及岩石组成。 ②西山窑组细粒碎屑岩相对隔水组( 段、 亚段) 该隔水组分布与①相同, 垂向上对应于各含水亚段。总厚度一般150m至250m, 最大厚度306.99m(
40、1-SK2) ,最小厚度144.38m( 2-ZK3) 。隔水介质为泥岩、 粉砂岩。单层最大厚度47～52m( 分布于西山窑组不含煤段J2x2 ) , 各隔水亚段分布及特征见表1-3-5。 上述含水层、 隔水层组的岩层相间, 呈互层状产出, 其中1号与2号煤层间为泥岩隔水, 单层厚度1.88～4.20m, 含水亚段仅西山窑组上含煤段中含水段( H1-2) 为煤层, 其它含水亚段含水层均为互层状。 4、 侏罗系下统三工河组相对隔水层( G2) 主要分布于井田南部, 据钻孔资料及简易水文, 地层岩性主要以泥沙、 粉砂岩夹少量细砂岩, 一般厚度20～35m( 钻孔揭露深度内) , 最大厚度6
41、2.83m, 最小厚度小于3m, 呈单层或互层状产出。单层厚度一般3～10m, 最厚为25.42m。该组岩石为泥质胶结, 层理发育, 裂隙不发育, 具较好的隔水作用, 为相对隔水层。由于此层位于西山窑组含煤地层之下, 在一定程度上阻隔了北东部运移而来的地下水。 5、 基岩裂隙水含水组( H2) 分布于井田南部地区, 含水介质主要有砂岩、 砾岩、 凝灰砂岩、 细砂岩、 中砂岩等组成, 呈厚—巨厚层状, 孔隙—裂隙较发育, 单泉流量0.8升/秒,地下水味咸, 矿化度7.618g/L,为咸水, 水化学类型属Cl·HCO3-Na型水。 6、 火烧层孔隙—裂隙水含水层( H3) 分布于井田东
42、部、 中西部地区呈零星分布, 垂向上分布于西山窑组含煤地层浅埋区。火烧层地表呈褐、 褐红色、 灰黑色、 块状、 碎裂状, 呈巨厚层状, 一般厚度47～90m, 最厚123m( 3-ZK2) ,最小厚度14m。岩石孔洞发育, 一般呈蜂窝状, 透水导水性强, 是地下水储存的良好空间。地下水埋藏深度30～35m, 水位标高+748～+750m, 水化学类型属Cl·SO4-Na·Ca型。 7、 含水层之间的水力联系 井田无地表水, 含煤地层之上为砂砾石透水不含水层覆盖。含水层H1与H2之间有隔水层(G2)阻隔, 之间水力联系微弱。火烧层孔隙-裂隙水含水丰富, 它与H1含水层直接接触, 为直接水力联
43、系, 为坑道充水创造了良好的水文地质条件。西山窑组( J2x) 含水段( 亚段) 一般与隔水层( 泥岩、 粉砂岩) 相间, 各层间地下水水力联系甚微。当开采阶段的巷道穿透含( 隔) 水段( 亚段) 时, 可发生一定的水力联系。 8、 地下水补给、 径流、 排泄条件 井田地下水补给源主要为大气降水入渗补给含煤地层地下水, 另一种是区域地下水侧向径流补给。井田南部基岩裸露, 大气降水入渗直接补给地下水, 北部含煤地层, 大气降水经上覆砂砾石透水不含水层间接入渗补给西山窑组( J2x) 含水层( H1) 。部分降水形成暂时性地表洪流流出, 由于降水量小, 大气降水对地下水补给量微, 而区域地下
44、水侧向径流补给为主要补给源。 ( 三) 矿床充水条件分析 根据区域水文地质条件, 井田水文地质条件及矿床所在区内的分布, 形态, 分析影响矿床充水的主要因素有地层岩性、 构造、 大气降水、 火烧层等。现分述如下: 1、 地层岩性 井田内的赋煤地层为中侏罗统西山窑组地层, 其岩性主要以泥岩, 粉砂岩, 炭质泥岩等粉粒状的岩性为主, 往往与细砂岩、 中砂岩、 砾岩相间, 并呈互层状产出。据钻孔简易水文资料, 钻孔发生漏水地段, 岩性多为中砂岩、 含砾中砂岩、 砾岩及火烧层, 说明粗颗粒岩石透水性较好, 而在细颗粒的岩性段, 孔内不漏水, 泥浆消耗正常, 说明细颗粒的地层岩性透水性差。因此
45、 井田漏水地段的赋煤地层, 其粗颗粒的岩性( 含含煤段) 有利于矿床充水。而细颗粒为主的地层岩性段不利于矿床充水, 其岩性具有相对隔水的作用。位于井田南部的三工河组地层, 其岩性主要为细颗粒的泥岩、 粉砂岩为主, 据其地层岩性组合, 可知三工河组地层不利于井田赋煤地层地下水的形成, 它对井田矿床充水起到了一定的阻隔作用。 2、 构造 井田构造为—简单的箱形向斜构造, 向斜的北东翼陡倾, 倾向南西, 倾角45～75°, 其南西翼微向北东倾斜, 倾角5°～25°东部分布的下侏罗统三工河组相对隔水层( G2) , 对北东侧向径流流入的地下水有阻水作用。井田无断裂构造, 地面测绘中统计节理裂隙结
46、果, 节理裂隙的主导走向为北东向, 次为北西向, 说明这两组主导走向裂隙对大气降水入渗, 矿床充水具有一定的影响, 而与区域上的断裂构造线的走向相一致。 3、 大气降水 中侏罗统西山窑组地层岩性为一套以湖沼相为主, 夹有河流相—沼泽相的含煤碎屑沉积岩。泥岩、 粉砂岩等细颗粒岩石渗透水性弱, 经差异性风化剥蚀后, 地表坡度较陡地段, 砂岩坚硬且厚度大, 地表常以陡坎状出露, 接受大气降水补给的面积甚微, 且大气降水易形成地表水流, 向地势较低处汇流, 因此大气降水入渗对含煤矿床充水不是主要因素。 4、 矿床充水途径 ( 1) 经过上述矿床充水因素的综合分析, 已查明井田内矿床主要接受火烧
47、层孔隙裂隙水的直接补给而使矿床充水。 ( 2) 井田可采煤层与单层含水层接触, 是矿床充水直接途径。 ( 3) 冒落带、 导水裂隙带是矿床充水的直接途径 未来矿井在井田开采过程中, 将会形成大面积采空区, 开采至一定深度时, 地面变形, 形成地面塌陷; 暂时性地表洪流, 直接灌入塌陷坑, 洪水沿导水裂隙带对矿床直接充水, 是未来矿床充水的重要途径。 ( 四) 涌水量预算 预测范围及标高: 首采区设在4号煤层中, 确定第一水平标高+400米, 其平面范围东、 西为井田境界范围, 南以煤层露头为界, 北以向斜轴为界。首采区面积为2.74km2。 利用大井法进行的矿井涌水量预算, 结
48、果分别为3190 m3/d、 3670 m3/d, 此结果是利用地层的渗透性综合预算井田矿井涌水量的结果。设计采用修约后的大井法计算结果3670 m3/d作为依据。 ( 五) 地质报告井田水文地质类型及其复杂程度 井田矿床充水含水层是以裂隙含水层充水为主的矿床, 第二类; 主要煤层位地下水位以下, 但附近无地表水体, 矿床主要充水含水层富水性弱, 地下水补给条件差, 水文地质边界简单, 属于第一型: 水文地质条件简单的矿床。 井田水文地质勘探类型属二类一型。 ( 六) 设计分析确定水文地质类型 1、 结合地质报告, 分析影响矿床充水的主要因素有地层岩性、 构造、 大气降水、 火烧层四
49、个重要因素。 ( 1) 地层岩性 从勘探工作取得的地层岩性及钻孔数据能够看出, 井田内上下含煤段中三工河组地层不利于井田赋煤地层地下水的形成, 它对井田矿床充水起到了一定的阻隔作用。 ( 2) 构造 矿井构造形态主要为向斜构造, 无断裂构造, 因此对于上下含煤段的导水作用微弱, 地质工作统计了节理裂隙结果证明, 矿井接受大气降水渗入为一主要因素, 但由于降水稀少且地表水排水途径通畅, 因此大气降水不是矿井充水的主要因素。 ( 3) 大气降水 井田内降水稀少, 上覆砂岩坚硬且厚度大, 地表常以陡坎状出露, 接受大气降水补给的面积甚微, 且大气降水易形成地表水流, 向地势较低处汇流,
50、因此大气降水不是矿井充水的主要因素。 ( 4) 火烧层 勘查区火烧层地表分布于东部、 中西部地区, 垂向上分布于西山窑组合煤地层浅埋区。火烧岩石破碎, 孔隙裂隙发育, 透水性强。火烧层地下水直接补给含煤地层, 是矿床充水的重要因素。 2、 矿井充水的主要因素确定 从以上分析能够看出, 矿床充水含水层是以火烧区及裂隙含水层充水为主。但其补给条件较差。 3、 结合磁法勘探对上部火烧区对矿井充水影响因素分析 地质勘探利用地面高精度磁法测量工作, 已初步确定井田煤层火烧区的延伸范围, 井田内主要采空区为三个大区。共5个小区。 ( 1) M1火烧区 位于勘查区中—西北部地区, 面积0.8
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