??第一章:金二采區(qū)概況
第一節(jié)??? 概況
一、采區(qū)位置
金二采區(qū)位于金竹坪井田中部,井口位置在盤(pán)縣紅果填與水塘鎮(zhèn)交界處的沿塘。金二采區(qū)走向長(zhǎng)2.8km,傾斜長(zhǎng)0.72km。礦井風(fēng)井公路已修至金二風(fēng)井場(chǎng)地,輸電線路也已架至風(fēng)井場(chǎng)地。
二、地形地貌
金二采區(qū)范圍地形起伏較大,最低處為金二井口附近之溝谷,標(biāo)高為+1960m,最高峰標(biāo)高為+2353m,相對(duì)高差達(dá)393m。該區(qū)內(nèi)地形呈單面山,含煤地層為一單斜谷地,按山地高度分類,應(yīng)為中等切割的中山地形。
三、河流
金二采區(qū)范圍內(nèi)無(wú)較大的地表水,主要是溝谷小溪及其由溝谷小溪匯成的山間小河。地表水流以大氣降雨為主。雨季、旱季徑流量相差甚大。據(jù)2001年6月觀測(cè)和詢問(wèn)當(dāng)?shù)乩相l(xiāng):沿塘小河流量為13~190.5m3/h,滑石板小河流量為20~294.2m3/h。
四、井田內(nèi)鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦概況
由于金二采區(qū)煤層埋藏較淺,煤層出露地表,開(kāi)采比較方便,因此,在金二采區(qū)內(nèi)沿煤層露頭小煤窯的開(kāi)采歷史較長(zhǎng),多為平硐或斜井開(kāi)拓,一般平硐沿走向長(zhǎng)200m左右,斜井開(kāi)采深度30m左右,現(xiàn)大多數(shù)井口已封停。
五、電源、水源
(一)電源:金二采區(qū)供電電源取自已建成的小關(guān)35kv變電所,利用兩回已架設(shè)的10kv等級(jí)輸電線路供電,供電可靠。
(二)水源:金二采區(qū)水資源貧乏,地面水量變化極大,雨季、旱季流徑量相差甚遠(yuǎn)。金二風(fēng)井場(chǎng)地前側(cè)小河流量為20m3/h(旱季)~300 m3/h(雨季),河水可以作為金二采區(qū)補(bǔ)充供水水源。根據(jù)金一采區(qū)生產(chǎn)期間實(shí)測(cè)涌出量預(yù)計(jì),金二采區(qū)投產(chǎn)后涌出量在60~300 m3/h,經(jīng)適當(dāng)處理,也可作為生產(chǎn)用補(bǔ)充供水水源。金二采區(qū)供水水源主要為礦井工業(yè)廣場(chǎng)羊毛洞暗河水以及主平硐900m處溶洞涌水,均經(jīng)過(guò)礦井工業(yè)廣場(chǎng)水處理廠處理后向金二以及金一采區(qū)供水。
第二節(jié)??? 地質(zhì)特征
一、地質(zhì)構(gòu)造
(一)地層
井田地層由老至新為:二疊系上統(tǒng)峨嵋山玄武巖、龍?zhí)督M,三疊系下統(tǒng)飛仙關(guān)組、永寧鎮(zhèn)組,第四系全新統(tǒng)。由老至新分述如下:
1、二疊系上統(tǒng)峨嵋山玄武巖(P2β)
本組厚171m(由上至下是:上部—灰綠、深灰色玄武質(zhì)凝灰?guī)r,厚12m;灰綠、藍(lán)灰色火山角礫巖,厚39m。中部—深灰綠色伊丁玄武巖,深灰、黃及黃綠色粘土巖及薄煤一層,厚55m。下部—灰綠色、藍(lán)灰色玄武巖、拉斑玄武巖及伊丁玄武巖,厚65m),上與龍?zhí)督M呈假整合接觸。
2、二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M(P2L)
為采區(qū)含煤地層,厚220~310m,屬海陸交替相沉積。含煤27~44層,可采煤層15層??煞譃樯?、中、下三個(gè)煤組。上與三疊系下統(tǒng)飛仙關(guān)組呈整合接觸。
(1)上煤組
1號(hào)煤層至12號(hào)煤層頂板。厚度93~107m,一般97m。以灰色細(xì)砂巖、粉砂巖為主,夾薄層粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、泥巖及炭質(zhì)泥巖。含煤9~15層,其中可采煤層有1、3、5、7、9、10等煤層,多為薄煤層和中厚煤層。
(2)中煤組
12號(hào)煤層至24號(hào)煤層頂板。厚度90~104m,一般92m。巖性以細(xì)砂巖、粉砂巖為主、間夾泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥巖、炭質(zhì)泥巖及菱鐵礦薄層。本組含煤10~15層,其中可采煤層有12、13、17、18--1、18等煤層,一般為中厚至厚煤層,煤層層數(shù)、厚度、間距變化較大,煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單至復(fù)雜,有的煤層有分叉合并及尖滅現(xiàn)象。
(3)下煤組
24號(hào)煤層至凝灰?guī)r頂界。厚度37~49m,一般42m。巖性由粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥巖及炭質(zhì)泥巖組成,底部為一層鋁土層。含大量姜塊狀、蠕蟲(chóng)狀黃鐵礦結(jié)核,亦含菱鐵礦結(jié)核。含煤8~14層,其中僅24號(hào)煤層局部可采。
3、三疊系下統(tǒng)飛仙關(guān)組(T1f)
井田內(nèi)分布較廣,發(fā)育良好,厚529~762m,一般624m。上與永寧鎮(zhèn)組呈整合接觸。
4、三疊系下統(tǒng)永寧鎮(zhèn)組(T1-Yn)
井田內(nèi)僅見(jiàn)下段。厚120~159m,上與第四系呈不整合接觸。
5、第四系(Q)
僅見(jiàn)全新統(tǒng),在井田內(nèi)零星分布,以殘積和坡積的粘土、粉砂、沖積層卵石、砂及亞粘土等為主。坡積和殘積物分布在坡麓附近及低凹槽谷中,沖積層分布在段家莊和麻峰巖河床一帶。厚度0~30m。地層厚度及巖性特征見(jiàn)表1-2-1。
(二)煤系地層特征
井田具有工業(yè)價(jià)值的含煤地層為二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M。根據(jù)巖性、古生物特征和沉積特征,龍?zhí)督M為海陸交替過(guò)渡相沉積,以陸相為主。沉積變化從不穩(wěn)定到日趨穩(wěn)定,即下煤組的沉積環(huán)境最不穩(wěn)定,含煤性差。至中、上煤組沉積環(huán)境趨于穩(wěn)定,煤組厚度、煤、巖層厚度、煤層間距等也趨于穩(wěn)定。地層走向北30o~50o,傾向北西,地層傾角18o~25o,一般22o。
(三)地質(zhì)構(gòu)造
盤(pán)縣煤田大地構(gòu)造位于滇黔桂臺(tái)向斜黔西南臺(tái)凹。煤田內(nèi)的構(gòu)造大致有北西向和北東向兩大組,其中盤(pán)關(guān)向斜為北東向,而金二采區(qū)位于盤(pán)關(guān)向斜東翼中南段的金竹坪井田中部,為單斜構(gòu)造,地層走向北30o~50o東,傾向北西,地層傾角18o~25o,一般22o,伴有一定數(shù)量的斷層。
采區(qū)內(nèi)斷層,以走向斷層及斜向斷層為主,已探明的有22條,出露地表的10條,隱伏12條。落差大于20m一條(F90),小于20m大于10m的二條(F97、F834-2)。地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度屬中等。影響開(kāi)采的主要斷層有:
F90逆斷層:位于6~7線一帶,延伸長(zhǎng)1400m,走向近南北,傾向西,傾角70o~80o,兩端稍緩,中部較陡;落差20m左右,三疊系中稍大,隨煤系的延伸縮小。標(biāo)高在+1500m~+1750m。對(duì)煤系的破壞不超過(guò)18號(hào)煤層,在斷層附近可見(jiàn)有牽引現(xiàn)象。
F97正斷層:位于5~15線一帶,延伸長(zhǎng)870m,走向308~310。,傾向218o~301o,傾角52o~71o,落差5~15m。
F372-1隱伏逆斷層:372號(hào)鉆孔控制,斷點(diǎn)孔深366m,標(biāo)高+1829m,落差8m,造成3~7號(hào)煤層的巖煤層重復(fù)。
F834-2隱伏正斷層:B834孔控制,斷點(diǎn)標(biāo)高+1603m,落差10~17m,延伸長(zhǎng)度700m,走向北西50o,傾向230o,傾角60o,破壞煤系1~18號(hào)煤層。金二采區(qū)斷層特征見(jiàn)表1-2-2。
二、煤層及煤質(zhì)
(一)煤層
采區(qū)內(nèi)含煤地層為二疊系上統(tǒng)龍譚組,總厚度220~310m,含煤層27~44層,其中可采煤層15層,可采煤層平均總厚21.86m。全區(qū)可采煤層有3、7、9、10、17五層煤,均為較穩(wěn)定煤層;大部分可采煤層有12、18-1、18三層,現(xiàn)將主要可采煤層簡(jiǎn)述如下:
3號(hào)煤層:為全區(qū)可采之較穩(wěn)定煤層。煤層厚度0.99~2.83m,平均1.74m。煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,夾矸0~1層,少數(shù)2~3層,夾矸平均總厚0.1~0.16m,夾矸巖性為高嶺質(zhì)泥巖和泥巖。
7號(hào)煤層:為全區(qū)基本可采之較穩(wěn)定煤層。煤層厚度0.24~5.41m,平均2.02m。部分地段分叉為兩層,煤層夾矸0~1層,少數(shù)2~3層,厚0.1~0.19m左右,夾矸巖性為泥巖和黑褐色高嶺質(zhì)泥巖。
9號(hào)煤層:為全區(qū)基本可采之中厚煤層,煤層厚度0.72~6.52m,平均厚度2.33m;煤層含夾矸0~3層,一般一層厚0.22m。
10號(hào)煤層:為局部可采煤層,厚度0.48~2.37m,平均1.06m,一般無(wú)夾矸。
12號(hào)煤層:為全區(qū)不穩(wěn)定煤層,厚度變化大,局部可采,煤層厚度為0~3.06m ,平均0.96m,一般無(wú)夾矸,有時(shí)含一層0.17m厚的泥巖夾矸。
17號(hào)煤層:為全區(qū)可采之較穩(wěn)定中厚煤層,煤層厚度0.25~7.66m,平均厚度3.23m;煤層含夾矸0~3層,一般厚0.17m,夾矸巖性為泥巖。
18號(hào)煤層:為全區(qū)不穩(wěn)定煤層,大部分可采,部分與18-1號(hào)煤層合并。煤層厚度0.32~6.24m,平均厚度1.91m;煤層夾矸為泥巖,一般0~3層,厚0.2m。
除上述可采煤層外,該區(qū)有13號(hào)和18-1號(hào)煤層大部可采,13號(hào)煤層厚0~5.67m,平均可采厚度1.43m,18-1號(hào)煤層厚0~9.52m,平均2.54m。金二采區(qū)可采煤層特征、頂?shù)装鍘r性、層間距詳見(jiàn)表1-2-3。
(二)煤層物理性質(zhì)和煤巖特征
1、煤層物理性質(zhì)和煤巖特征
(1)煤層物理性質(zhì)
金二采區(qū)內(nèi)煤層多為灰黑色、玻璃光澤~金剛光澤,含有結(jié)核狀、星點(diǎn)狀黃鐵礦,沿煤的列隙有方解石薄脈充填。煤多呈粉狀和碎塊狀,其次為塊狀和鱗片狀。
(2)煤巖特征
宏觀煤巖特征:以條帶狀半暗型為主,煤巖成份由暗煤和亮煤組成,夾有線理狀鏡煤,并含絲炭境體。
微觀煤巖特征:有機(jī)組分以鏡質(zhì)組為主,絲質(zhì)組次之,半鏡質(zhì)組少量;無(wú)機(jī)組分以粘土類和氧化硅類為主,硫化物類較少,碳酸鹽少見(jiàn)。
2、風(fēng)氧化帶
煤層在風(fēng)氧化帶的顏色變淺,光澤減弱,呈土狀光澤,在煤層表面有淋漓鐵銹。
(三)煤質(zhì)
煤質(zhì)牌號(hào)以貧煤為主,其次為瘦煤、無(wú)煙煤。原煤灰分以中灰為主,一般在15~25%之間。硫分以特低硫?yàn)橹?,一般?.19%以下。磷以特低磷為主,其含量一般在0.018%以下。原煤發(fā)熱量QbT在34.54~35.17MJ/kg之間,灰融點(diǎn)T2(軟化點(diǎn))均大于1250。C,是較好的民用煤和動(dòng)力用煤。
三、瓦斯、煤塵爆炸性、煤的自燃
(一)瓦斯
根據(jù)地質(zhì)報(bào)告,瓦斯風(fēng)化帶標(biāo)高一般在+1870m以上,瓦斯風(fēng)化帶以下,瓦斯含量?jī)蓸O值為0.1~22.7mL/g,以3、7、9、12、17、18號(hào)煤層的含量最大,且瓦斯含量隨著埋藏深度增加而增加,采用撫順煤科分院提出的瓦斯涌出量預(yù)測(cè)方法,+1721m水平預(yù)計(jì)相對(duì)瓦斯涌出量為13.7m3/t ,屬高瓦斯礦井。在金一采區(qū)的實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,3號(hào)煤層絕對(duì)瓦斯涌出量高達(dá)35m3/min。另外,7號(hào)煤層在掘進(jìn)過(guò)程中曾發(fā)生過(guò)3次突出,經(jīng)鑒定,7號(hào)煤層為突出煤層,金佳礦井為突出礦井。
(二)煤塵爆炸性、煤的自燃
根據(jù)勘探中采樣試驗(yàn)結(jié)果,主要可采煤層均屬有爆炸危險(xiǎn)性煤層。
各煤層自然發(fā)火性根據(jù)地質(zhì)報(bào)告提供的鑒定資料,金竹坪井田可采煤層屬可能自燃和自燃煤層,其中9號(hào)煤層經(jīng)鑒定,最短自燃發(fā)火期僅為32天,并且金一采區(qū)在生產(chǎn)過(guò)程中,9號(hào)煤層曾于2002年6月17日發(fā)生自燃。
四、水文地質(zhì)
金二采區(qū)地勢(shì)較高,地形高差甚大,溪流切割強(qiáng)烈,尤以向源侵蝕和向下切割表現(xiàn)突出。區(qū)內(nèi)無(wú)大的河流。
(一)含水層概況
金二采區(qū)出露地層有:第四系(Q)、三疊系下統(tǒng)永寧鎮(zhèn)組(T1yn)、二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M(P2L)、峨嵋山玄武巖(P2β)。其含水性與隔水性分述如下:
1、二疊系上統(tǒng)峨嵋山玄武巖組(P2β)
玄武巖組在采區(qū)內(nèi)東側(cè)呈單面山構(gòu)造坡,淺部風(fēng)化裂隙發(fā)育,地下水以裂隙下降泉方式出露于斜坡中上部或溝谷邊緣,泉水出露標(biāo)+1827m~+1878m,流量0.08L/s。隨深度增加裂隙遞增,含水性弱,是礦床底板直接充水的弱含水層。
2、二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M(P2L)
龍?zhí)督M是礦井直接充水的微弱含水層。地下水補(bǔ)給以大氣降雨為源,以風(fēng)化裂隙為途徑,因而季節(jié)性變化明顯,并隨裂隙發(fā)育程度而存在差異。在淺部裂隙多以下降泉出露于坡底,或從坡積、殘積層滲出,流量1.0L/s~3.92L/s,每到枯水季節(jié),多數(shù)泉水干枯斷流。經(jīng)鉆孔抽水試驗(yàn),單位涌水量0.00126~0.0178L/s.m,滲透系數(shù)0.0106~0.241m/d。
3、三疊系下統(tǒng)飛仙關(guān)組(T1f及T/P)
該組分綠色和紫色層兩大段,下部綠色層(T/P)以細(xì)砂巖為主,夾粉砂巖,含基巖裂隙水,是礦井直接充水的弱含水層,上部紫色層(T1f)以細(xì)砂巖、粉砂巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥巖相間分布,從其含水性及巖性特征來(lái)看,是隔水層或弱含水層,對(duì)礦井充水無(wú)大的作用??傊摻M地下水是受氣候影響的風(fēng)化裂隙水,其補(bǔ)給來(lái)源是大氣降水。
4、三疊系下統(tǒng)永寧鎮(zhèn)組(T1yn)
該組分布于采區(qū)西部邊緣,為灰?guī)r層,富含裂隙溶洞水,是區(qū)內(nèi)主要含水層之一,由于其下伏地層為透水性不良的、平均厚度在480m的飛仙關(guān)組紫色層砂質(zhì)泥巖、粉砂質(zhì)泥巖層相阻隔,因而在自然條件下永寧鎮(zhèn)組的巖溶水與煤礦的充水無(wú)關(guān)。
5、第四系(Q)
采區(qū)內(nèi)僅見(jiàn)全新統(tǒng),以殘積和坡積的粘土、粉砂及亞砂土等為主。面積小,厚度有限,單位涌水量0.0653L/s.m,滲透系數(shù)0.0634m/d,對(duì)礦井水無(wú)甚影響。地下水源為大氣降雨。
綜上所述,峨嵋山玄武巖組是弱含水層,透水性不良,可視為茅口組灰?guī)r與龍?zhí)督M之間的相對(duì)隔水層。飛仙關(guān)組的綠色層(T/P)上覆于龍?zhí)督M,由于含水性弱,與其上部透水性不良而厚度較大的紫色層(T1f)可視為永寧組與龍?zhí)督M之間的相對(duì)隔水層。第四系沖積層,由于分布零星,富水性不強(qiáng),對(duì)煤礦床充水影響不大。
(二)斷層導(dǎo)水性
從地面觀察,較大斷層的斷層帶一般已膠結(jié),擠壓緊密,在斷層淺部處于風(fēng)化裂隙之中,有利于地上水活動(dòng),可吸收大氣降水,而在斷層深部,據(jù)鉆孔水文觀測(cè),水位及耗水量無(wú)異常反映,在自然條件下多為含水性弱、導(dǎo)水性不良的斷層,對(duì)煤礦床的充水僅居次要地位。
(三)老窯積水
采區(qū)內(nèi)小窯多以平硐為主,斜井次之,淺部地段已采空,多數(shù)老窯有積水。礦井開(kāi)采淺部煤層時(shí),對(duì)老窯積水應(yīng)加注意。
(四)滑坡水
采區(qū)內(nèi)有滑坡一個(gè)(
H10),位于6勘探線,飛仙關(guān)綠色層(T/?P)向龍?zhí)督M(P2L)滑動(dòng),滑坡體掩蓋于煤系地層之上;滑坡一般含水性和透水性較強(qiáng),主要受大氣降水補(bǔ)給,季節(jié)性變化明顯,其水量以貯存量為主,對(duì)淺部煤層的開(kāi)采有一定的影響,開(kāi)采中應(yīng)予經(jīng)注意。