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PAGEPAGE13川南煤業(yè)有限責(zé)任公司魯班山南礦建井地質(zhì)報(bào)告編制單位:生產(chǎn)部編制:劉學(xué)兵審核:總工程師: 川南煤業(yè)有限責(zé)任公司魯班山南礦 二OO七年十月三十日目錄第一章概述················································02第一節(jié)礦井簡(jiǎn)介·············································02第二節(jié)礦井地理位置及交通···································02第三節(jié)礦井自然地理·········································03第四節(jié)礦井范圍·············································04第五節(jié)礦區(qū)開(kāi)發(fā)情況及小窯開(kāi)采情況···························05第二章礦井地質(zhì)·············································06第一節(jié)區(qū)域及井田地質(zhì)·······································06第二節(jié)含煤地層·············································09第三節(jié)地質(zhì)構(gòu)造············································09第四節(jié)煤層及煤質(zhì)···········································14第三章水文地質(zhì)············································21第一節(jié)區(qū)域水文地質(zhì)········································21第二節(jié)井田水文地質(zhì)·········································24第三節(jié)礦井充水···········································28第四章建井地質(zhì)·············································32第一節(jié)地質(zhì)概述·········································32第二節(jié)開(kāi)拓方案·············································35第三節(jié)建井地質(zhì)···········································38第五章建井水文地質(zhì)·········································44第一節(jié)礦井水文安全條件分析·································44第二節(jié)礦井防治水措施······································42第一章概述第一節(jié)礦井簡(jiǎn)介魯班山南礦是直屬四川煤炭產(chǎn)業(yè)集團(tuán)川南煤業(yè)有限責(zé)任公司的二級(jí)核算單位,由重慶煤礦設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)。該礦于2003年7月進(jìn)場(chǎng)籌建,2003年12月正式開(kāi)工建設(shè),設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力為75萬(wàn)噸。井田劃分為兩個(gè)水平開(kāi)采:+475m以上(即主平硐以上)劃分為一、二、三采區(qū),+475m~+250m劃分為四、五、六、七采區(qū),煤層傾角較緩,均在25°以下,預(yù)計(jì)+475m以上可開(kāi)采10年。2006年7月,一、二采區(qū)主體工程已基本結(jié)束并布置出1242、1211工作面后進(jìn)行試生產(chǎn),至2007年6月底形成二區(qū)四面的生產(chǎn)局面后實(shí)現(xiàn)聯(lián)合試運(yùn)轉(zhuǎn),現(xiàn)安全生產(chǎn)正常有序。礦井開(kāi)拓方式:平硐開(kāi)拓。井筒個(gè)數(shù):四個(gè)(龍?zhí)吝M(jìn)風(fēng)斜井、龍?zhí)粱仫L(fēng)斜井、排矸斜井及主平硐)。主平硐:位于李家灣附近,井口標(biāo)高+468m;龍?zhí)吝M(jìn)(回)風(fēng)斜井:位于風(fēng)井工業(yè)廣場(chǎng)龍?zhí)粮浇?,井口?biāo)高+675m;排矸斜井:位于劃柴灣,井口標(biāo)高+555m;各井口及地面建筑物均高于歷史洪水位。開(kāi)采順序:采區(qū)由近及遠(yuǎn)前進(jìn)式開(kāi)采,區(qū)內(nèi)采用走向長(zhǎng)壁后退式開(kāi)采;煤層間的開(kāi)采順序是自上而下逐層進(jìn)行回采。我礦按照現(xiàn)代管理模式,安全、高效礦井組織生產(chǎn)管理。礦內(nèi)實(shí)行礦、隊(duì)二級(jí)管理,下轄機(jī)電隊(duì)、運(yùn)輸隊(duì)、通風(fēng)隊(duì)、瓦斯隊(duì)、救護(hù)隊(duì)、機(jī)修廠、四個(gè)采煤隊(duì)和十一個(gè)掘進(jìn)隊(duì),以及生產(chǎn)、安質(zhì)、財(cái)務(wù)、供應(yīng)、煤銷、人力資源、行辦等八個(gè)部室。全礦現(xiàn)有職工1790人,其中工程技術(shù)人員60人,采煤工280人,掘進(jìn)工360人。第二節(jié)礦井地理位置與交通魯班山南礦是筠連礦區(qū)首期開(kāi)發(fā)的兩處礦井之一,是四川省建設(shè)西部能源基地的重要礦井,行政區(qū)劃屬四川省筠連縣巡司鎮(zhèn)。井田位于筠連礦區(qū)沐愛(ài)勘探區(qū)西北部,魯班山勘探井田范圍內(nèi)巡司背斜軸以南,礦井井口及工業(yè)場(chǎng)地設(shè)在井田南部的李家灣,距巡司鎮(zhèn)約1.5km;地面生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)在文昌宮;井田走向長(zhǎng)5.9公里,傾斜寬2.5公里,面積約13.2平方公里;地理坐標(biāo)為:東經(jīng):104°32′10″~104°40′50″,北緯:28°5′20″~28°10′10″。巡司鎮(zhèn)有公路通往筠連、高縣、平寨、宜賓、巡場(chǎng)、沐愛(ài)、禮義、廟坪以及云南的鹽津、牛街、昭通等地。由宜珙支線金沙灣站接軌至巡司鎮(zhèn)的金筠鐵路筠連站位于礦井生產(chǎn)系統(tǒng)的西側(cè)約500m,礦井接軌甚為方便;由金筠鐵路經(jīng)宜賓至內(nèi)昆線和成渝線可通往成都、重慶等城市,交通較為方便。礦井西南緣的巡司河段,水急灘多,無(wú)舟楫之利。巡司鎮(zhèn)至主要城鎮(zhèn)交通里程見(jiàn)下表。名稱終到站里程(km)名稱終到站里程(km)鐵路金沙灣74公路沐愛(ài)15宜賓119平寨36內(nèi)江240牛街50成都559鹽津58重慶525宜賓113公路筠連17內(nèi)江265金沙灣76成都482廟坪11重慶435第三節(jié)礦井自然地理地形地勢(shì):井田內(nèi)地形總的趨勢(shì)南高北低,因受放射狀溝谷的切割,致使地形較為復(fù)雜,井田南緣的魯班山,海拔標(biāo)高+1143.10m,是井田最高點(diǎn),最低處為巡司河與南廣河交匯處,標(biāo)高+380m,相對(duì)高差700余米,屬中山區(qū)。煤層出露標(biāo)高為+470~+840m。在巡司鎮(zhèn)附近,茅口組石灰?guī)r廣泛出露,大型坡立谷、溶洞、石林均十分發(fā)育,形成開(kāi)闊的溶蝕平地.同時(shí)巡司鎮(zhèn)又為沐愛(ài)自流向斜茅口組地下水的總排泄區(qū),有著名的大魚(yú)洞、冒水井、涼風(fēng)洞及溫泉等泉群出露,水源充沛。河流:井田內(nèi)河流不甚發(fā)育,較大者為巡司河,發(fā)源于大雪山,由南向北流經(jīng)本區(qū),環(huán)繞井田的西、北兩側(cè)邊緣,上游河谷狹窄,下游兩岸稍開(kāi)闊,較大流量為176.579m3/s(1980年8月25日測(cè)定),較小流量為0.376m3/s(1979年4月22日測(cè)定)。區(qū)內(nèi)小溪呈放射狀向道溪小河及巡司河排泄,道溪河由東往西流經(jīng)井田南緣,在鐵索橋注入巡司河,入口標(biāo)高+氣象:本區(qū)屬亞熱帶氣候。氣候溫和,濕潤(rùn),雨量充沛,冬末偶有霜凍及小雪,無(wú)霜期340天左右。歷年最高氣溫39.5℃,最低氣溫-2.5℃,年平均氣溫17.5℃左右。每年5~9月為雨季,一年內(nèi)有數(shù)次暴雨,多集中分布在7、8月,年最大降雨量為1597.9mm,年最小降雨量為883.4mm巡司河的最高洪水位標(biāo)高為+439.7m。工業(yè)廣場(chǎng)標(biāo)高在+475.0m~+453.0m之間,主平硐井口標(biāo)高在+468.0m,均超過(guò)巡司河的最高洪水位10m以上。第四節(jié)礦區(qū)范圍魯班山南礦于2005年6月由四川省國(guó)土資源廳頒發(fā)了采礦生產(chǎn)許可證,證號(hào)為5100000510333,有效期限貳拾年,2005年6月至2025年6月,允許開(kāi)采2#、3#、7#、8#煤層(2S11、2S22資源量范圍部分不得開(kāi)采);其開(kāi)采深度由+475m~+800m,最低標(biāo)高475m,最高標(biāo)高以煤層露頭線及小煤窯邊界為界。本次所報(bào)資料是根據(jù)1984年一四一地質(zhì)隊(duì)編纂的《四川省筠連縣川南煤田筠連礦區(qū)魯班山井田精查地質(zhì)勘探報(bào)告》,并結(jié)合礦井巷道實(shí)際布置情況綜合而得。礦區(qū)范圍在魯班山南礦井上、下對(duì)照?qǐng)D上由1~14號(hào)拐點(diǎn)予以圈閉(詳見(jiàn)下表),各拐點(diǎn)現(xiàn)未在地面埋設(shè)樁點(diǎn),僅從圖上標(biāo)定,其坐標(biāo)系從圖上量取,平面坐標(biāo)系采用1954年北京坐標(biāo)系,高程為1956年黃海高程系。備注:礦區(qū)開(kāi)采有效期限和范圍暫定為一水平(即+475m以上水平)。礦區(qū)范圍拐點(diǎn)坐標(biāo)一覽表拐點(diǎn)號(hào)XY13111475.0035460150.0023113750.0035462860.0033113590.0035462900.0043113470.0035462890.0053113265.0035462840.0063111910.0035462310.0073111590.0035462185.0083111250.0035461935.0093110250.0035461030.00103110100.0035460850.00113110565.0035460105.00123110925.0035460195.00133110150.0035460350.00143110390.0035460185.00第五節(jié)礦區(qū)開(kāi)發(fā)情況及小窯開(kāi)采情況一、礦區(qū)煤炭規(guī)劃概況 筠連礦區(qū)為四川省尚未規(guī)模開(kāi)發(fā)的新礦區(qū),魯班山南礦為礦區(qū)內(nèi)前期開(kāi)發(fā)的礦井之一。根據(jù)已批準(zhǔn)的筠連礦區(qū)總體設(shè)計(jì),全區(qū)共劃分為魯班山、武樂(lè)、新場(chǎng)、維新、景陽(yáng)等10個(gè)井田,建設(shè)規(guī)模8.1Mt/a(不包括青山礦井),前期開(kāi)發(fā)魯班山、武樂(lè)、新場(chǎng)和維新四個(gè)井田,規(guī)模為4.8Mt/a;加上后來(lái)納入礦區(qū)煤電路集團(tuán)項(xiàng)目的青山礦井,則前期規(guī)模為5.4Mt/a。后期建設(shè)園壩子、沐愛(ài)及船頭山三對(duì)礦井,規(guī)模為3.3Mt/a;金鑾、金珠、景陽(yáng)作為接替井。二、國(guó)有礦井概況作為區(qū)內(nèi)第一個(gè)開(kāi)發(fā)的魯班山北礦已正式投入生產(chǎn),它位于本礦北部,與本礦同屬一個(gè)井田,設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力750kt/a,平硐開(kāi)拓,工業(yè)廣場(chǎng)設(shè)在平橋,井口標(biāo)高+447m,井下采用10t架線式機(jī)車牽引1t礦車運(yùn)輸,大巷布置在煤系底部的玄武巖中,通風(fēng)方式為抽出式,通風(fēng)系統(tǒng)為中央分列式。預(yù)計(jì)2005年初建成投產(chǎn)。三、井田內(nèi)鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦概況魯班山南礦開(kāi)采范圍內(nèi)屬地方開(kāi)采的小井,在批準(zhǔn)的礦區(qū)總體設(shè)計(jì)中是沒(méi)有的,但近年來(lái)隨著筠連經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和市場(chǎng)對(duì)煤炭的需求以及國(guó)家對(duì)筠連礦區(qū)開(kāi)發(fā)的滯后,在井田的F1斷層至309#勘探線間,已建有巡司鎮(zhèn)小河聯(lián)辦煤礦。該礦現(xiàn)生產(chǎn)能力為90kt/a,采用平硐開(kāi)拓,機(jī)械通風(fēng),放炮落煤,人力運(yùn)輸,井口標(biāo)高+520m。按芙蓉集團(tuán)實(shí)業(yè)有限責(zé)任公司與筠連縣巡司鎮(zhèn)小河聯(lián)辦煤礦達(dá)成的協(xié)議和該礦已辦的開(kāi)采許可證中劃定的開(kāi)采范圍,其井田邊界為:南以F1斷層為界,北以309勘探線以西25m為界,淺部至煤層露頭,深部到+350m標(biāo)高。第二章礦井地質(zhì)第一節(jié)區(qū)域及井田地層一、區(qū)域地層魯班山南礦位于魯班山井田內(nèi)巡司背斜以南,其地層產(chǎn)狀平緩,傾角多在5°~25°,以緩傾斜為主。井田內(nèi)出露的最新地層為三疊系上統(tǒng)須家河組,最老地層為二疊系下統(tǒng)茅口組,河谷凹地尚有零星第四系分布。地層特征及層序見(jiàn)表2—1。本區(qū)成煤時(shí)期屬晚二疊系,根據(jù)巖性、巖相及古生物組合特征,其沉積環(huán)境可能是一個(gè)廣闊的沖積平原,其中可采煤層均賦存于二疊系宣威組上段,屬濱海平原型含煤建造。二、井田地層井田內(nèi)出露最新地層為三迭系上統(tǒng)須家河組,最老地層為二迭系下統(tǒng)茅口組,河谷凹地尚有零星第四系分布。出露的地層由新至老為:第四系(Q)、三迭系(T)、二迭系(P),簡(jiǎn)要敘述如下:(一)、第四系(Q)零星分布于巡司河兩岸及煤系露頭附近的平壩地區(qū),由一套松散的砂質(zhì)粘土、亞砂土、砂礫等堆積而成。一般未經(jīng)固結(jié),與下伏地層成不整合接觸。(二)、三迭系(T)出露于井田北部中南部,為一套陸相沉積和濱海碳酸鹽類沉積相為主的灰?guī)r、白云巖、砂巖、泥巖夾薄煤地層。各段巖性、巖相穩(wěn)定,與下伏宣威組為連續(xù)沉積。(三)、二迭系(P)區(qū)內(nèi)二迭系比較發(fā)育,廣泛出露于井田南部。分上、下兩統(tǒng),上統(tǒng)包括宣威組、峨眉山組;下統(tǒng)含茅口組、棲霞組和梁山組。宣威組為海陸交替相的含煤、鐵沉積,上段以含具有工業(yè)價(jià)值的無(wú)煙煤為特征,下段含不可采煤表2—1魯班山南礦地層特征及層序表地層單位厚度(m)最小~最大/平均地層特征接觸關(guān)系第四系Q0~61.42/2.01由松散的砂質(zhì)粘土、亞粘土、礫礫等堆積而成,零星分布。不整合假整合連續(xù)沉積假整合三疊系上統(tǒng)須家河組T3Xj平均厚度大于50m砂巖、泥巖夾苴煤,出露于井田北部邊緣及新街向斜軸部。中統(tǒng)雷口坡組二段T2L平均厚度79m淺灰色白云巖、夾薄層灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r等,產(chǎn)少量海相動(dòng)物化石。一段T2L平均厚度132.84m淺灰色中厚層狀~厚層狀白云巖,夾薄層白云質(zhì)灰?guī)r及鈣質(zhì)粉砂巖,泥巖,底部有綠色水云母粘土巖。下統(tǒng)嘉陵江組三段T1j3平均厚度114.73m淺灰色、灰色薄~中厚層狀白云巖,夾薄灰?guī)r及膏溶角礫巖。二段T1j2平均厚度160.08m灰色厚層狀石灰?guī)r,中部夾竹葉狀灰?guī)r多層,含動(dòng)物化石。一段T1j145.96~56.69/51.13前濱~近濱帶環(huán)境的石灰?guī)r,夾少量薄層粉砂巖,見(jiàn)水平層理及波狀層理。銅街子組二段T1t212.26~21.29/15.09紫紅色、黃褐色泥質(zhì)巖及粉砂巖、細(xì)粒砂巖。產(chǎn)少量雙殼類化石。一段T1t199.07~151.02/126.01淺灰色、紫灰色薄~中厚層狀石灰?guī)r,泥灰?guī)r夾薄層鈣質(zhì)粉砂巖。飛仙關(guān)組四段T1f70.63~144.77/120.01暗紫色薄~中厚層狀鈣質(zhì)粉砂巖,夾薄層細(xì)粒砂巖及生物碎屑灰?guī)r。三段T1f60.40~106.67/85.16灰紫色薄~中厚層狀鈣質(zhì)粉砂巖,夾多層生物碎屑灰?guī)r。二段T1f151.84~242.33/197.46暗紫色中厚層狀~厚層狀粗粉砂巖及細(xì)粒砂巖為主。中上部夾多層生物碎屑灰?guī)r。一段T1f55.04~114.76/81.83上部為灰綠色中厚層狀粗及細(xì)粉砂狀綠泥石巖,下部為淺綠色綠泥石質(zhì)泥巖。二疊系上統(tǒng)宣威組上段P2X232.14~59/42.72以陸源碎屑為主,夾可采煤層及數(shù)層生物碎屑灰?guī)r,稱為“含煤段”。下段P2X187.97~101.82/96.72以泥、砂巖為主,夾多層透鏡狀菱鐵礦或菱鐵礦綠泥石巖,稱為“含礦段”。峨嵋山組P2β109.17~160.80/118.27頂部為淺灰色凝灰?guī)r或角礫狀凝灰?guī)r,中部為凝灰質(zhì)泥巖,底部為高嶺石粘土巖。下統(tǒng)茅口組P1平均厚度357m灰色厚層~巨厚層狀微晶~粉晶石灰?guī)r,含燧石結(jié)核。層,以泥、砂巖為主,夾多層透鏡狀菱鐵礦或菱鐵礦綠泥石巖為特征。第二節(jié)含煤地層井田成煤時(shí)期屬晚二迭系,可采煤層均賦存于二迭系宣威組上段,平均總厚139.44m。含煤地層為二迭系上統(tǒng)宣威組,含煤10余層,煤層總厚一般為7.79m,含可采和局部可采煤層為四層(即2#、3#、7#、8#煤層),系無(wú)煙煤,傾角5~25°,煤層平均可采厚度0.95m~2.31m,煤層平均間距3.7m~22.5m,屬緩傾斜薄及中厚近距離煤層群開(kāi)采。一、上段(P2x2)由砂巖(粉砂巖,細(xì)粒砂巖)、泥質(zhì)巖、煤層及少量生物碎屑灰?guī)r組成,據(jù)鉆孔資料統(tǒng)計(jì):砂巖類平均含量55%,泥質(zhì)巖平均含量27%,煤平均含量為17%,石灰?guī)r平均含量為1%,含煤7~9層,具有工業(yè)價(jià)值者四層(2#、3#、7#、8#煤)。二、下段(P2x1)巖性以淺灰色泥質(zhì)巖為主,次為砂巖類,含十余層透鏡狀,鮞狀菱鐵礦,上部含煤線。據(jù)統(tǒng)計(jì),泥質(zhì)巖類占62%,砂巖類占35%,菱鐵礦占2%,煤占1%。第三節(jié)地質(zhì)構(gòu)造一、區(qū)域構(gòu)造筠連礦區(qū)位于川南煤田西段。東西兩側(cè)分別與川黔、川滇南北構(gòu)造帶相鄰,北接新華夏系第三沉降帶——四川盆地南緣,為鹽津——威信東西構(gòu)造帶的組成部分。上述構(gòu)造體系對(duì)本區(qū)有直接影響,構(gòu)成東西向、南北向、北東向及北西向構(gòu)造成分均有較復(fù)雜的構(gòu)造形態(tài)。二、井田構(gòu)造魯班山井田位于沐愛(ài)勘探區(qū)筠連煤田中段、落木柔背斜北翼,區(qū)內(nèi)構(gòu)造形態(tài)主要表現(xiàn)為一系列北東至北北東向?qū)捑忨耷?,伴生有同方向的斷裂?gòu)造。魯班山井田位于沐愛(ài)勘探區(qū)的西北隅及F1斷層北側(cè),東接新街向斜,西隔水茨壩向斜與筠連鼻狀背斜相望,巡司背斜斜貫井田中部。本礦井位于魯班山井田內(nèi)巡司背斜以南,其地層產(chǎn)狀平緩,傾角多在5°~25°,以緩傾斜為主,煤層中無(wú)火成巖侵入,井田表現(xiàn)為一單斜構(gòu)造,規(guī)模較大的斷層多發(fā)育在井田邊緣一帶。因此,本井田屬中等構(gòu)造類型。(一)褶曲南礦井田內(nèi)共有褶曲8條,其中巡司背斜(B33)是井田的主干構(gòu)造,新街向斜(S40)是井田的東部邊界構(gòu)造,其余次級(jí)小褶曲多分布在井田邊緣一帶,規(guī)模小,對(duì)煤層無(wú)影響。1、巡司背斜(B33)背斜軸斜貫魯班山勘探井田中部。該背斜南自巡司附近,經(jīng)魯班山南麓的高塝、廟坪至朱家溝北側(cè)消失,全長(zhǎng)約13km。軸向由N70°E向北轉(zhuǎn)至N30°E(井田內(nèi)多為N40°E左右),軸面略向北西傾斜,傾角85°~90°。樞紐向北樂(lè)傾狀,傾伏角
5°~10°,核部出露最老地層為二迭系茅口組,兩翼主要為中、下三疊統(tǒng)及上二疊統(tǒng),北西翼傾角稍大,為20°~25°,南東翼稍緩,為10°~20°。在井田外圍,背斜軸部及兩翼的三疊系雷口坡組、嘉陵江組及銅街子組中,發(fā)育有一些小規(guī)模的層間褶皺,這些褶皺只影響淺部地層,對(duì)煤層無(wú)影響。巡司背斜是本井田的主干構(gòu)造,它對(duì)地層產(chǎn)狀,煤層底板等高線及次一級(jí)構(gòu)造的組合方向均起控制作用,成為井田內(nèi)的構(gòu)造骨架。2、新街向斜(S40)為本井田東部與新場(chǎng)井田的分界線。分布于道溪、新街、正合山至南廣河畔的仰天窩,長(zhǎng)10.5km。軸向N30°~40°E,大致與巡司背斜平行展布,軸面傾向南東,傾角85°~90°,樞紐向北東傾伏,傾伏角5°~8°,核部出露最新地層為上三疊統(tǒng)須家河組,兩翼地層為中、下三疊統(tǒng)。向斜的南西端的道溪附近相接于F1斷層,且軸線向西拖曳,巖層比較破碎。其北西翼地層平緩,一般傾角為10°~20°,南東翼較陡,一般傾角為25°~45°,局部達(dá)50°以上。向斜轉(zhuǎn)折處地層平緩,傾角一般小于10°,且次組波狀起伏明顯,軸部時(shí)有斷層伴生。(二)斷層井田內(nèi)有斷層10條,大部分分布在邊緣地帶。其中落差大于30m者1條(F1),落差在20~30m者4條(F70、F68、F69、F112),落差小于20m者5條。按斷層性質(zhì)分:正斷層4條,逆斷層6條。10條斷層中,切割煤層的斷層僅有2條(F1、F86),其它斷層對(duì)煤層均無(wú)影響。在切割煤層的斷層中,F(xiàn)1斷層為井田南部邊界構(gòu)造,F(xiàn)86發(fā)育在煤層露頭附近,對(duì)今后煤層的開(kāi)采影響不大。根據(jù)地質(zhì)報(bào)告提供的資料,礦井井田內(nèi)尚有隱伏斷層17條,其中缺失達(dá)20m以上的3條(f538、f539、f503),10m~20m的4條,其余的均小于10m。按斷層性質(zhì)分:屬正斷層的15條,逆斷層2條。現(xiàn)將切割煤層的斷層及稍具規(guī)模的不切割煤層的斷層分述如下:1、F1斷層此斷層屬區(qū)域性東西向斷裂構(gòu)造。自區(qū)外筠連縣雙河場(chǎng)經(jīng)本井田南端至道溪向東在葉家壩南西側(cè)交合于區(qū)域性的天臺(tái)寺斷層(F2),全長(zhǎng)約12km,本井田出露約3.7km,具有規(guī)模大、傾角陡(60°~85°),傾向多變,破碎帶寬(10~50m),切割深等特點(diǎn)。斷層走向N83°E,斷層在鐵索橋附近扭轉(zhuǎn),以西向北傾斜,顯示正斷層;以東南向傾斜,顯示逆斷層,傾角75°以上,落差100m左右。在付家灣一帶直接切割煤層露頭線,從付家灣至道溪一段(本井田南部邊界),下盤的飛仙關(guān)組直接與上盤的宣威組或峨眉山組接觸,落差>100m。但因該斷層處于井田邊界,故對(duì)今后開(kāi)采影響甚微。該斷層地表跡象清楚,破碎帶寬,帶內(nèi)斷層角礫巖、糜棱巖普遍發(fā)育,巖石的動(dòng)力變質(zhì)退色現(xiàn)象極為明顯,破裂面成組出現(xiàn)。在地貌上常表現(xiàn)為斷層谷。2、F86斷層出露在井田南端付家灣一帶的煤層露頭附近,呈N23°E方向延伸,走向長(zhǎng)650m左右。傾向南東,傾角60°~70°,落差小于10m,北西盤相對(duì)上升,南東盤相對(duì)下降,為正斷層。因其發(fā)育在煤層露頭線附近,規(guī)模小,對(duì)淺部煤層有少量影響。3、F88斷層位于井田中部214——3與214——22號(hào)孔連線之間,全長(zhǎng)1.2km左右。西端露頭不清楚,系推斷位置,斷層走向N80°W,傾向南西,傾角50°~60°,為逆斷層,落差20~30m。此斷層是井田較大的切煤斷層,它造成了各煤層的重復(fù),對(duì)煤層開(kāi)采有較大程度的影響。4、新街?jǐn)鄬樱‵70、F112)分布于本礦井田東部邊緣的新街向斜軸附近,大致沿軸向延伸,長(zhǎng)約3.2km,兩端以褶皺形式消失。斷層在新街以南由F70、F112組成,以北合并為F70。F70斷層面傾向南東,傾角45°~
70°,落差小于30m,為逆斷層。由新街往北東方向斷層逐漸偏離S40向斜軸,走向變?yōu)镹30°E。該斷層在深部消失于飛仙關(guān)組,對(duì)煤層無(wú)影響。5、f539隱伏斷層于礦井南端的307—1孔中發(fā)現(xiàn),造成宣威組下段缺失65m,并切割F1斷層下盤各煤層。其走向大體與F1斷層一致或略有斜交,該斷層雖切割煤層,因位于礦井邊界,對(duì)開(kāi)采無(wú)甚影響。(三)、滑坡井田內(nèi)發(fā)育有五個(gè)滑坡:生基坪滑坡(H40)、付家灣滑坡(H41)、爛田口滑坡(H42)、柏香樹(shù)滑坡(H43)和石堰溝滑坡(H44)。其中付家灣滑坡、柏香樹(shù)滑坡、爛田口滑坡對(duì)煤層有一定的影響。1、爛田口滑坡分布在巡司背斜軸部的爛田口、楠竹林、太山碑、桃子坪及生基坪一帶,滑體幾度掩蓋煤層露頭線。西端被第四系掩蓋,面積約0.90km2,滑床地層為飛仙關(guān)組一段和宣威組上段,滑體地層為飛仙關(guān)組一、二段和宣威組上段?;w最大厚度達(dá)160m。由于滑坡規(guī)模較大,滑床切割較深,因而對(duì)煤層開(kāi)采有一定影響。,局部地段直接破壞了煤層,對(duì)滑坡的形態(tài)及對(duì)煤層的影響程度均已初步查明。2、柏香樹(shù)滑坡分布在巡司河邊煤層露頭附近,面積約0.11km2,滑體最大厚度約60m,滑體和滑床地層為飛仙關(guān)組一段與宣威組上段。此滑坡在201#勘探線附近破壞了2、3#煤層的露頭線,但因規(guī)模較小,滑床切割不深,對(duì)煤的開(kāi)采無(wú)大的影響。3、付家灣滑坡分布在井田西南端付家灣附近,滑體最大厚度30m左右,面積0.03km2?;w地層為飛仙關(guān)組一段,滑床地層為宣威組上段。此滑坡掩蓋煤層露頭線100m左右,但因分布在煤層露頭附近,規(guī)模小,對(duì)煤層開(kāi)采無(wú)多大影響。第四節(jié)煤層及煤質(zhì)一、煤層本礦井含煤地層為二疊系上統(tǒng)宣威組,平均總厚139.44m。含煤10余層,煤層總厚一般為7.79m,含煤系數(shù)為5.6%??刹苫蚓植靠刹擅簩?層,自上而下分別為2號(hào)、3號(hào)、7號(hào)、8號(hào),可采煤層總厚度一般為5.54m,煤層走向?yàn)楸睎|、南西向,傾角7°~21°。現(xiàn)將4層可采和局部可采煤層簡(jiǎn)述如下:1、2號(hào)煤層:可采范圍主要集中在212#~222#勘探線區(qū)域內(nèi),可采面積約8km2,屬大部可采煤層。該煤層厚度變化較大,可采范圍內(nèi)且有少數(shù)不可采點(diǎn)及灰份超限點(diǎn),可采邊界不規(guī)則,屬不穩(wěn)定煤層。煤層頂板在平硐以上主要為泥質(zhì)巖類,平硐以下砂巖比例大;煤層底板主要為砂巖類組成,局部地方有0.05m~0.10m的偽底,該偽底具強(qiáng)烈的滑感,遇水呈泥糊狀可塑性好。煤層多為單一結(jié)構(gòu),個(gè)別呈雙層結(jié)構(gòu)時(shí),上分層不可采。除個(gè)別地方含夾矸外,其它可采范圍內(nèi)煤層不含夾矸。2、3號(hào)煤層:除222#勘探線以東的深部區(qū)域不可采外,其余均可采,可采面積約11km2,屬基本全區(qū)可采煤層。該煤層在可采區(qū)內(nèi)厚度變化不大,屬較穩(wěn)定煤層。其頂板主要為砂巖,局部有少量泥質(zhì)巖出現(xiàn);底板主要為砂巖類,但在平硐以上又以泥質(zhì)巖類為主。煤層結(jié)構(gòu)單一,局部為雙層結(jié)構(gòu),含矸0~1層。3、7號(hào)煤層:俗稱“黃廣炭”,該煤的硫份較高,除220#~222#勘探線間部分地方不可采外,其余均可采,但可采厚度變化較大,屬不穩(wěn)定煤層。煤層頂板主要為砂巖類或泥巖、砂巖的組合類,其強(qiáng)度較好,但有一層0.05~0.15m的炭質(zhì)泥巖和泥巖組成的偽頂;底板在平硐水平以上主要為泥質(zhì)巖類,平硐水平以下主要為砂巖類,有一薄層狀的、由炭質(zhì)泥巖或灰黑色泥巖組成的偽底。煤層以單層和雙層結(jié)構(gòu)為主,少有多層結(jié)構(gòu),含夾矸0~4層,一般0~1層。4、8號(hào)煤層:為本礦主要可采煤層,全區(qū)可采。煤層在井田的南部分岔,分岔面積約5km2,分岔區(qū)各煤分層從上到下分別為8號(hào)煤之一,8號(hào)煤之二和8號(hào)煤之三。在南部由于煤層分岔其厚度在1.0m~1.3m之間,厚度高值區(qū)主要在井田中部,屬較穩(wěn)定煤層。煤層頂板主要以砂巖類或砂巖、泥質(zhì)巖類組合類型,有一層0.02~0.2m的偽頂;底板除個(gè)別地方為砂巖外,基本上由泥質(zhì)巖組成。煤層多為雙層結(jié)構(gòu),含夾矸1~5層,一般2層,夾矸巖性多為泥巖和高嶺石粘土巖??刹擅簩犹卣饕?jiàn)表2—2。二、煤層物理性質(zhì)與風(fēng)、氧化帶1、煤層物理性質(zhì)和煤巖特征(1)煤層物理性質(zhì)井田內(nèi)各煤層多為灰黑~黑色,金剛光澤,多屬半暗和半亮型,暗淡型,光亮型煤甚少。在外力打擊后一般為參差狀斷口,含有結(jié)核狀、星點(diǎn)狀黃鐵礦。煤的堅(jiān)固性系數(shù)為0.8~1.9,脆度小。主要煤層物理性質(zhì)鑒定見(jiàn)表2—3。(2)煤巖特性宏觀煤巖特征:以亮煤及暗煤為主,絲炭和鏡煤含量較少,且多呈條帶狀、線理狀及透鏡狀?yuàn)A于亮、暗煤中,故常顯條帶狀及線理狀結(jié)構(gòu),層狀和塊狀構(gòu)造。微觀煤巖特征:有機(jī)組分以鏡質(zhì)組為主,無(wú)機(jī)組分以氧化物類為主。綜表2—2可采煤層特征表煤層編號(hào)煤層厚度(m)煤層間距(m)夾矸層數(shù)頂?shù)装遄钚∽畲笃骄钚∽畲笃骄钌僮疃嘁话沩敯宓装?0.702.090.95020在+450m以上主要為泥質(zhì)巖,+450m以下砂巖比例大,泥質(zhì)巖比例小。主要以砂巖為主,僅小范圍內(nèi)為泥質(zhì)巖,局部地方有0.05~0.1m的偽底。2.0311.235.8330.702.261.08010主要為砂巖,局部有少量泥質(zhì)巖。有一半地方為砂巖類巖石,但在+450m以上的東部以泥質(zhì)巖類為主。11.1526.6318.4370.702.791.20040~1主要為砂巖或泥質(zhì)巖、砂巖組合類型,個(gè)別地方為泥巖,強(qiáng)度較好。+450m以上以泥質(zhì)巖類為主,+450m以下為砂巖類。0.0813.823.7080.734.242.31152主要為砂巖或泥質(zhì)巖、砂巖類組合,有一層0.02~0.20m的偽頂。個(gè)別地方為砂巖,其它以泥質(zhì)巖組成。表2—3主要煤層物理性質(zhì)鑒定表物理性質(zhì)煤層名稱宏觀煤巖類型物理性質(zhì)描述顏色光澤斷口硬度結(jié)構(gòu)構(gòu)造其它2號(hào)煤暗淡型為主黑灰金剛多為參差狀條帶狀層狀暗煤為主,夾亮煤條帶。含絲炭與少量黃鐵礦。3號(hào)煤上部多為半暗型灰黑色金剛參差狀全層普氏硬度4.07,堅(jiān)固性系數(shù):1.9條帶狀似層狀暗煤、絲炭為主,亮煤、鏡煤次之。中部多為半亮型黑灰金剛不平坦寬條帶狀層狀亮煤為主,暗煤、絲炭次之。內(nèi)生裂隙發(fā)育。下部暗淡型灰黑金剛不平坦多為條帶狀塊狀多為暗煤,夾少量線理狀亮煤、鏡煤及透鏡狀絲炭。7號(hào)煤上部半暗型灰黑色金剛參差狀條帶狀似層狀多暗煤,夾微量線理狀亮煤,含黃鐵礦。中部半亮型黑灰色金剛不平坦全層普氏硬度4.28,堅(jiān)固性系數(shù)1.5、1.3。多為寬條帶狀層狀亮煤為主,其次為暗煤,含黃鐵礦。下部暗淡型灰黑不顯參差狀均一塊狀暗煤為主,多含黃鐵礦結(jié)核。8號(hào)煤8之號(hào)煤一暗淡型灰黑色金剛參差狀全層普氏硬度1.81,堅(jiān)固性系數(shù)1.4;8號(hào)煤之三,普氏硬度3.85;8號(hào)煤之一、之二堅(jiān)固性系數(shù)1.9。均一致密多呈塊狀暗煤為主,夾少量絲狀亮煤及少量扁環(huán)狀絲炭。8之號(hào)煤一半亮型黑灰色金剛參差狀細(xì)至中條帶狀層狀主要為亮煤,其次是暗煤、鏡煤及絲炭。含線理狀與粒狀黃鐵礦。8之號(hào)煤一光亮型為主鋼灰色金剛階梯狀中至寬條帶狀層狀亮煤為主,鏡煤、暗煤、絲炭次之。脆度大,易碎成煤末。合顯微煤巖類型為礦化絲質(zhì)亮暗煤。2、風(fēng)、氧化帶全井田煤層在風(fēng)、氧化帶的顏色變淺,光澤減弱,呈土狀光澤,煤質(zhì)疏松,變?yōu)橥翣罨蚍勰?,在煤層表面有淋漓的鐵銹?;瘜W(xué)工藝性能是水份、灰分、揮發(fā)分含量都增加,碳、氫含量減少,發(fā)熱量降低,粘結(jié)性變差。經(jīng)對(duì)煤層的采樣化驗(yàn)結(jié)果和生產(chǎn)小窯的煤質(zhì)資料,井田內(nèi)煤層的風(fēng)、氧化帶較淺,一般垂深不超過(guò)20m。井田在精查地質(zhì)勘探時(shí),考慮到本區(qū)小窯開(kāi)采歷史悠久,將煤層沿傾斜方向100m內(nèi)圈定為風(fēng)、氧化帶。三、煤質(zhì)本礦井田煤層屬低變質(zhì)~中變質(zhì)無(wú)煙煤過(guò)渡型煤種。原煤灰分為富灰,其中除8號(hào)煤層為26.79%外,其余煤層在33~36%之間;硫分除2號(hào)煤為0.48%屬特低硫外,3號(hào)煤為2.48%屬中硫,7號(hào)、8號(hào)煤均較高,屬高硫煤。但在216勘探線以南5.0km2的范圍內(nèi),8號(hào)煤層分岔為8號(hào)煤之一、8號(hào)煤之二和8號(hào)煤之三,而作為礦井能開(kāi)采的8號(hào)煤之三,其平均硫分為1.8%,屬中硫煤,見(jiàn)表2—4。原煤磷含量均小于0.01%,屬特低磷煤。原煤發(fā)熱量Q在21.7MJ/kg~25.3MJ/kg之間,灰熔融點(diǎn)T2平均為1167℃~1232℃,是較好的民用煤和動(dòng)力用煤。表2—48號(hào)煤分岔區(qū)硫分含量表煤層名稱8號(hào)煤之一8號(hào)煤之二8號(hào)煤之三硫含量(%)SgQSgLySgLTSgyiSgQSgLySgLTSgyiSgQSgLySgLTSgyi極大10.910.2910.390.949.100.438.651.024.400.265.100.39極小2.240.033.990.003.210.012.830.240.310.010.910.04平均6.350.116.020.535.470.105.380.441.800.052.440.18點(diǎn)數(shù)151010102415151528888四、瓦斯、煤塵及煤的自燃和地溫(一)瓦斯魯班山勘探井田在勘探時(shí),取了52件煤樣分析瓦斯含量和成份,分析結(jié)果認(rèn)為+475m標(biāo)高以上的瓦斯含量為10.03~15.21m3/t,以2號(hào)煤為最高,3號(hào)煤最低;+475m標(biāo)高以下的瓦斯含量為7.16~25.55m3/t,以8號(hào)煤的合并區(qū)為最高,8號(hào)煤之二為最小,見(jiàn)表2—5。本礦位于魯班山勘探井田內(nèi),在參照鄰近的芙蓉礦區(qū)瓦斯涌出情況,并結(jié)合川煤計(jì)(1988)498號(hào)文,確定本礦井為高瓦斯礦井,平硐標(biāo)高以上的相對(duì)瓦斯涌出量按20m3/t考慮。(二)煤塵根據(jù)批準(zhǔn)的魯班山勘探井田精查地質(zhì)報(bào)告,本礦井田內(nèi)各煤層均無(wú)煤塵爆炸危險(xiǎn)。(三)煤的自燃發(fā)火傾向筠連縣辦的青山煤礦于1978年采8號(hào)煤時(shí),因采空區(qū)頂板下塌,距頂約1m的7號(hào)煤下垮至采空區(qū)內(nèi),半年后發(fā)火自燃造成該礦停閉,此外,未發(fā)生自燃現(xiàn)象??碧街恤敯嗌娇碧骄锕膊蓸?8件,試驗(yàn)結(jié)果表明,各主要可采煤層均有自燃發(fā)火傾向。所以礦井在生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)加防范。(四)地溫本區(qū)無(wú)高溫?zé)岷^(qū),平硐以上地溫小于26℃。在巡司背斜的傾伏端和本礦深部,地溫較高,將超過(guò)31℃,為一級(jí)高溫區(qū),其余絕大部份為正常地溫區(qū)。深部地區(qū)地溫較高,是因煤層埋深增加所致,不受地?zé)岙惓S绊?。茅口組地層表現(xiàn)為局部熱異常,其原因主要是受地下深循環(huán)熱水影響。但遠(yuǎn)離煤層(距8號(hào)煤200余米),只要今后采掘工程不揭露茅口組地層,對(duì)礦井開(kāi)采毫無(wú)影響。表2—5各煤層瓦斯含量表瓦斯含瓦斯含量2號(hào)(m3/t)3號(hào)(m3/t)7號(hào)(m3/t)8號(hào)(m3/t)8號(hào)煤(合層區(qū))8號(hào)煤之一8號(hào)煤之二8號(hào)煤之三+475m以上+475m以下15.31第三章水文地質(zhì)第一節(jié)區(qū)域水文地質(zhì)一、概況:本區(qū)位于四川盆地南緣,南靠云貴高原,北向長(zhǎng)江傾斜。其南大雪山標(biāo)高1777m。西北高縣附近南廣河標(biāo)高320m,屬侵蝕構(gòu)造高中山區(qū)。區(qū)內(nèi)河流屬南廣河水系,支流洛亥河、冷水河、熱水河、鎮(zhèn)州河、巡司河、定水河皆發(fā)育于大雪山,向北分別注入南廣河。燕山運(yùn)動(dòng)后,本區(qū)地殼曾受多次遭受強(qiáng)烈剝蝕。地形、地貌呈溶融洼地和侵蝕階地輪廓,并明顯可見(jiàn)三級(jí)夷平面。二、含水層及地下水動(dòng)力單元:本區(qū)出露最老地層為志留系中統(tǒng)韓家組,最新地層為上三迭統(tǒng)須家河組,第四系僅在河谷兩岸有零星分布,含煤地層為上二迭統(tǒng)宣威組。主要含水層為二、三迭系石灰?guī)r。區(qū)內(nèi)地層傾角平緩,含水層經(jīng)落亥河、冷水河、熱水河、鎮(zhèn)州河、巡司河、定水河等南北向河流切割,形成了向盆地內(nèi)傾斜的多層地貌,既控制地形水系形態(tài),也制約巖溶發(fā)育的基本輪廓,并出現(xiàn)了多個(gè)支離破碎的河間地塊形的地下水動(dòng)力單元。鈞連礦區(qū)呈一完整的自流水向斜即沐愛(ài)自流水向斜。三、沐愛(ài)自流水向斜的特征1、基本輪廓:位于洛木柔背斜北翼,西側(cè)有南北向的雙河背斜與向北沿伸的鈞連鼻狀背斜,東側(cè)有順河背斜。東南邊的落亥壩、南邊的樂(lè)義壩,景陽(yáng)壩、牛欄壩,西南的巡司黃金壩、古樓壩、龍懷壩等地陽(yáng)新石灰?guī)r大面積的裸露,巖溶發(fā)育,落水洞多見(jiàn),形成廣闊的匯水補(bǔ)給區(qū)。逕流區(qū)內(nèi),地下水循環(huán)條件較好,水量豐富,水質(zhì)較佳,是礦區(qū)供水的良好水源。以東南何腳墳與北西古樓壩北山脊為此向斜的兩個(gè)地下分水嶺。地下水通過(guò)向斜縱向與橫向徑流,向低凹地段及河谷排泄,形成六個(gè)水系(大漁洞水系、溫泉水系、涼風(fēng)洞水系、小漁洞水系、玉壺井水系、九股水水系)和三個(gè)集中泄水區(qū)(落亥河九股水泄水區(qū)、巡司泄水區(qū)、鈞連泄水區(qū))。2、陽(yáng)新石灰?guī)r地下水的逕流特征:陽(yáng)新石灰?guī)r巖溶發(fā)育和地下逕流的分帶現(xiàn)象明顯,主逕流帶流向在維新南大體與鎮(zhèn)州河流向一致。地下水由東南及南緣補(bǔ)給,向北穿越F1、F2斷層流動(dòng),在維新南轉(zhuǎn)向西流動(dòng)。巡司為地下水的集中排泄區(qū)。第二節(jié)井田水文地質(zhì)一、概況魯班山井田位于鈞連礦區(qū)北部,鎮(zhèn)州河~巡司河河間地塊的西段,最高點(diǎn)魯班山,標(biāo)高1143.1m,最底處南廣河平寨附近標(biāo)高380m,地形似一“開(kāi)花的饅頭”。區(qū)內(nèi)小溪呈放射狀向道溪小河巡司河排泄。溪流較大者為羅家溝,發(fā)源于魯班山北坡飛仙關(guān)二段。一般流量5~10m3/s,為季節(jié)性溪溝。地質(zhì)構(gòu)造呈一寬緩的背斜(即巡司背斜),伴生有與軸向一致的次級(jí)褶曲及斷裂,地層傾角一般5°~25°。井田內(nèi)出露地層,最新為上三迭系須家河組及少量的第四系河床堆積層,最老為下二迭系茅口組。三迭系雷口坡組、嘉陵江組、銅街子組為石灰?guī)r巖溶含水層,之下為飛仙關(guān)組裂隙含水層,厚約500m,直接覆蓋于煤組之上。飛仙關(guān)組一段為弱含水層,二段為含水性弱~中等。宣威組下段、峨眉山組為裂隙弱含水層,茅口組石灰?guī)r巖溶強(qiáng)含水層居于其下。二、各含水層和隔水層特征根據(jù)含水層特點(diǎn)分孔隙含水層、裂隙含水層和巖溶含水層三種類型主要現(xiàn)將含水層水位標(biāo)高和單位涌水量等參數(shù)特征及主要隔水層分布介紹如下:1、第四系孔隙含水帶多為亞砂土、亞粘土、砂礫組成。一般厚5~8m,零星分布在深溝、河谷兩岸階地及低凹地區(qū),透水性好,含水不豐富,旱季水量微小或干枯,屬局部季節(jié)性含水帶。2、三疊系裂隙、巖溶及溶隙含水層(1)須家河組(T3xj)裂隙含水層:以碎屑巖為主,分布在巡司河兩岸,出露標(biāo)高+385m~+861.2m,調(diào)查泉11個(gè),流量0.1~1.38l/s,含水性中等。(2)雷口坡組(T2L)溶隙、裂隙含水層:為中厚~厚層狀白云巖類石灰?guī)r,厚211.84m,分布在礦井井田的北部,面積達(dá)8.45km2,出露標(biāo)高+403m~+821.2m,調(diào)查泉22個(gè),流量0.101~4.0l/s,透水性較強(qiáng)。(3)嘉陵江組(T1j)巖溶含水層:為塊狀石灰?guī)r、白云巖及白云質(zhì)石灰?guī)r,厚325.94m,分布在礦井井田北部,面積15.75km2,出露標(biāo)高+405m~+832.8m。巖溶發(fā)育,受水條件好,透水性強(qiáng),大氣降雨補(bǔ)給。補(bǔ)排區(qū)距離近,流程短,水量變化大。調(diào)查巖深點(diǎn)46個(gè),泉53個(gè),流量0.1~5.0l/s,含水不豐富。(4)銅街子組(T1t)巖溶、裂隙含水層:上部為紫色及黃褐色薄層巖及泥巖,厚15.09m。下部為灰色及淺灰色薄至中厚層狀石灰?guī)r,厚126.01m。分布在礦井井田東偏北,巖深較發(fā)育,為含水性較強(qiáng)的巖溶、裂隙含水層。面積5.24km2,標(biāo)高+410~+841.2m,調(diào)查泉8個(gè),流量0.1~3.508l/s。水位標(biāo)高+410~+685.68m,據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)資料,若有巖溶塌陷與斷裂破壞時(shí),與嘉陵江組含水層有水力聯(lián)系。上述雷口坡組溶隙、裂隙,嘉陵江組巖溶,銅街子組巖溶、裂隙含水層雖受水條件好,透水性較強(qiáng),但與煤層間有500m厚的飛仙關(guān)組地層托墊,開(kāi)采后含水層之水不會(huì)進(jìn)入礦井。(5)飛仙關(guān)組(T1f)裂隙含水層:該組裂隙含水層,廣泛分布于井田的中部及南部,厚484.46m。出露面積21.34km2,標(biāo)高+415~+1143.1m。根據(jù)含水性分為三個(gè)含水段:a、飛仙關(guān)組三、四段(T1f3+4四段以中厚層狀粉砂巖為主,間夾薄層細(xì)粒砂巖及生物碎屑灰?guī)r,厚120.01m。三段為中厚層狀鈣質(zhì)粗、細(xì)粉砂巖夾多層生物碎屑灰?guī)r,厚85.16m。出露面積13.31km2,標(biāo)高+415~+1143.1m。調(diào)查泉8個(gè),流量0.1~0.2l/s。水位標(biāo)高+415~+962.89m。經(jīng)鉆孔簡(jiǎn)易抽、放水試驗(yàn),單位涌水量為0.2829~0.869l/s·m,水質(zhì)為HCO3′—ca″質(zhì)水。屬富水性中等的層間裂隙含水層。b、飛仙關(guān)組二段(T1f2以中厚層狀~厚層狀粗粉砂巖及細(xì)粒砂巖為主,中上部夾多層生物碎屑灰?guī)r,頂部為暗紫色細(xì)粉砂巖,厚20~30m,視為隔水層。底部10余米為泥巖及細(xì)粉砂巖。全層厚197.46m。出露面積7.64km2,標(biāo)高+415~+1100m。泄水條件較好。大氣降雨是補(bǔ)給水源。調(diào)查泉2個(gè),流量0.1~0.473l/s。抽水試驗(yàn)兩層次,單位涌水量0.00109~0.1737l/s·m。計(jì)算滲透系數(shù)0.00059~0.124m/d。水位標(biāo)高+416.13~+799.07m,簡(jiǎn)易放水試驗(yàn)5層次,Q:0.125~11.643l/s,q:0.063~0.8455l/s·m。該層除巡司河谷及新街向斜軸部富水性較強(qiáng)外,一般富水性弱~中等。因計(jì)算的冒落裂隙帶高度接近此層底部,故本層有可能由間接充水含水層轉(zhuǎn)變?yōu)橹苯映渌畬?。c、飛仙關(guān)組一段(T1f1該層上部為中厚層狀粗粉砂至細(xì)粉砂狀綠泥石巖,下部為淺綠色綠泥石質(zhì)泥巖,厚81.83m。分布面積1.17km2,出露標(biāo)高+415~+925m。調(diào)查泉4個(gè),流量0.534~1.451l/s。水量受大氣降雨的控制。抽水試驗(yàn)兩層次,單位涌水量:0.0144~0.1294l/s·m。計(jì)算滲透系數(shù):0.01672~0.19713m/d。水位標(biāo)高+421.14~+760.77m,簡(jiǎn)易放水試驗(yàn)5層次,Q:0.014~0.7067/s,q:0.01049~0.5048l/s·m,水位標(biāo)高:+477.94~+701.54m。含水性受地形地質(zhì)構(gòu)造及水文地質(zhì)條件的影響,屬層面裂隙弱含水層。本層處于礦井頂板冒落帶及裂隙帶范圍,是直接充水含水層。3、二疊系裂隙、巖溶含水層分布于巡司河北岸,形成反向坡巖壁之下的坡麓,呈緩丘及巖溶洼地。(1)宣威組(P2X)裂隙含水層:上段(含煤段)為灰色、深灰色泥巖及粗、細(xì)粉砂巖組成,厚42.72m,含可采煤層。下段(含礦段)為灰、淺灰色粘土巖及粗、細(xì)粉砂巖互層夾中厚層狀細(xì)粒砂巖、菱鐵礦透鏡體,厚96.72m。出露標(biāo)高+425~+840m,沿煤層露頭小窯開(kāi)采悠久,并掘有斜巷,垂深20m左右。小窯充水以頂板淋水為主。調(diào)查泉、井、廢棄小窯28處,流量:0.008~1.743l/s。水量受大氣降雨控制。抽水試驗(yàn)2層次,單位涌水量:0.01372~0.05581l/s·m,滲透系數(shù)0.00796~0.04306m/d。水位標(biāo)高+429.06~+730.51m。放水試驗(yàn)8層次,Q:0.022~4.092l/s。q:0.0087~0.58l/s·m。從全區(qū)看,除淺部風(fēng)化裂隙帶和塌陷裂隙帶含水性較強(qiáng)外,該層含水性普遍較弱,為礦井直接充水含水層。(2)峨嵋山組(P2β)裂隙弱含水層:為淺灰、深灰、鐵青色致密塊狀玄武巖,厚109.67~160.8m,出露在井田的南端,面積2.24km2,標(biāo)高+429~+730m。調(diào)查泉5個(gè),流量0.01~0.372l/s。水量受大氣降雨控制,旱季干枯。含水性除構(gòu)造裂隙帶及風(fēng)化裂隙帶較強(qiáng)外,一般含水性較弱,是良好的隔水層。抽水試驗(yàn)3層次,單位涌水量:0.003157~0.5075l/s·m,滲透系數(shù):0.00197~0.4556m/d,水位標(biāo)高+432.31~+524.5m。(3)茅口組(P1m)巖溶強(qiáng)含水層:為淺灰色厚層~巨厚層狀石灰?guī)r,厚357.23m,出露面積3.52km2,標(biāo)高+429~+683.9m。該含水層地表巖溶發(fā)育,泉水豐富,并有代表深層地下水的鹽泉、溫泉出露。調(diào)查泉8個(gè),流量0.02~241l/s,泉水露頭最低標(biāo)高+428.44m(溫泉),抽、放水試驗(yàn)2層次,單位涌水量0.92648~6.388l/s·m,滲透系數(shù)0.3697~2.1311m/d。該含水層上距可采煤層甚遠(yuǎn),又有玄武巖及宣威組下段相隔,其巖溶水對(duì)礦井充水無(wú)關(guān)。三、斷層導(dǎo)水性本礦井田地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單,發(fā)育在井田內(nèi)部的斷層規(guī)模小,富水性弱,不是造成礦井充水的主要因素。鉆孔中發(fā)現(xiàn)的切煤斷點(diǎn),但其規(guī)模小,破碎帶窄,簡(jiǎn)單水文一般也無(wú)異常。井田邊界的F1斷層,具有規(guī)模大,傾角陡,破碎帶寬,切割深、落差大等特點(diǎn),斷層兩盤對(duì)口部位是茅口組,顯示導(dǎo)水性質(zhì)。所以,F(xiàn)1斷層及井田東南角的道溪小河需設(shè)置防水煤柱,以防止礦井充水。四、老窯積水井田小窯多為平硐開(kāi)拓,淺部地段已采空,停采小窯較多,開(kāi)采時(shí)間較長(zhǎng),且多有積水,今后開(kāi)采淺部時(shí)應(yīng)予注意,以防止出現(xiàn)突發(fā)性的充水。五、滑坡水井田內(nèi)有滑坡體三處,除爛田口滑坡對(duì)煤層有一定影響外,其它二處滑坡對(duì)礦井開(kāi)采無(wú)甚影響。爛田口滑坡的滑床地層為飛仙關(guān)組一段和宣威組上段,滑體地層為飛仙關(guān)組一、二段和宣威組上段?;w最大厚度達(dá)160m,滑床切割較深,如在321、322號(hào)孔中,宣威組上段所有可采煤層均被刨蝕。而本礦的直接充水層為飛仙關(guān)組和宣威組,礦井在開(kāi)采該區(qū)域淺部時(shí),地面水有可能通過(guò)滑坡經(jīng)開(kāi)采裂隙滲入井下,開(kāi)采中應(yīng)予以注意。六、地表水和地下水的動(dòng)態(tài)變化及水力聯(lián)系1、巡司河:通過(guò)觀測(cè)得出,巡司河水量隨降雨和季節(jié)性變化大。巡司河流經(jīng)本井田的河段,除巡司東大橋至七星壩茅口組,河床漏失外,其余均為地下水補(bǔ)給河水。2、飛仙關(guān)組一、二段地下水:接受大氣降雨的滲入補(bǔ)給,地下水以靜儲(chǔ)量為主,裂隙導(dǎo)水是有限的。通過(guò)觀測(cè)得出,降雨對(duì)地下水的影響不太明顯。3、小煤窯充水:通過(guò)對(duì)現(xiàn)開(kāi)采煤礦觀測(cè)得出,淺部水量變化較大,受降雨的控制,巷道受地表水的影響較大。七、鉆孔封孔情況1、封閉井段凡鉆孔探至宣威組以下各層段時(shí),均從井底封至煤系頂界以上60米(即飛仙關(guān)組一段下部封閉60米)。銅街子組與飛仙關(guān)組分界面上下各封15米??卓诜?米,同時(shí)在鉆孔中心埋設(shè)統(tǒng)一標(biāo)志。對(duì)于斷層、破碎帶確實(shí)對(duì)煤層開(kāi)采有危害時(shí),上、下各封15米。2、封孔方法封孔砂漿用攪拌槽按規(guī)定攪拌后通過(guò)鉆桿灌入孔內(nèi),灌漿結(jié)束后取樣檢查。井田內(nèi)除留作長(zhǎng)期水文觀測(cè)孔(201—1、212—2、305—1)及217—24號(hào)廢孔未進(jìn)行封閉外,其余鉆孔均按規(guī)定進(jìn)行了封閉。3、封孔質(zhì)量魯班山勘探井田在封閉的136個(gè)鉆孔中,達(dá)到甲級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的125個(gè),占91.9%,乙級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的10個(gè),占7.3%,丙級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的1個(gè)。先后對(duì)6個(gè)鉆孔進(jìn)行了啟封檢查。在檢查的鉆孔中兩孔全孔沙漿凝固良好,其余4孔的砂漿分段凝固良好,一般在宣威組上部和飛仙關(guān)組一段均凝固良好。揭露茅口組石灰?guī)r的有7個(gè)鉆孔,封閉情況:201—1、305—1兩孔在煤系以外開(kāi)孔,留作長(zhǎng)期水文觀測(cè)用;306—1號(hào)孔在宣威組下段開(kāi)孔,位于井田邊界,并全孔已封閉,以上三個(gè)孔對(duì)礦井充水無(wú)影響。324號(hào)孔亦位于煤層露頭附近,除了3號(hào)煤外,其他煤層遇斷層而缺失或變薄不可采,全孔進(jìn)行封閉。209—1、211—13、214—21三孔系在井田內(nèi)部,并按設(shè)計(jì)要求已嚴(yán)密封閉,對(duì)將來(lái)礦井不會(huì)形成潰水之患。此外,宜賓地質(zhì)隊(duì)一九五九年在本井田西南部施工鉆孔14個(gè),終孔層位均在宣威組下段或峨嵋山組。已封閉的鉆孔9個(gè),未封閉的鉆孔5個(gè)(CK2、CK3、CK4、CK6、CK7)。封閉井段按礦層部位采用砂漿封閉,其間使用黃泥球填充,砂漿與黃泥間下有木塞阻隔,水灰比大都視砂漿的濃度而隨意加入。砂漿使用水泵通過(guò)鉆桿灌入孔內(nèi),個(gè)別孔(CK44)則使用鐵桶從孔口倒入。該隊(duì)曾對(duì)CK11號(hào)孔進(jìn)行啟封檢查(封閉一星期后進(jìn)行檢查的)發(fā)現(xiàn)水泥砂漿均未凝固??紤]到所施工的14個(gè)鉆孔均未揭露強(qiáng)含水層,所以它們都不會(huì)對(duì)煤層開(kāi)采造成潰水之患。第三節(jié)礦井充水一、礦井充水因素根據(jù)精查地質(zhì)報(bào)告并借鑒芙蓉礦區(qū)礦井充水因素,大氣降雨是井田地下水的主要補(bǔ)給水源,水文地質(zhì)單元屬河間地塊型,與礦井開(kāi)采有關(guān)的煤系地層、斷層及其上覆飛仙關(guān)組,均富水性弱,導(dǎo)水性差,對(duì)礦井開(kāi)采無(wú)甚影響;本井田水文地質(zhì)條件屬簡(jiǎn)單類型。礦井正常涌水主要是采煤冒落裂隙帶的飛仙關(guān)組含水層裂隙水,在洪水季節(jié)暴雨時(shí)地表洪水沿地表裂隙直接涌入礦井,降雨后幾個(gè)小時(shí)礦井涌水量劇增,在一天內(nèi)可達(dá)高峰,雨后3~5天則恢復(fù)正常涌水量,并且距地表越近礦井涌水量隨降雨量變化愈明顯,礦井涌水量與降雨量呈線性相關(guān)關(guān)系。(一)充水水源:1、大氣降雨:本區(qū)雨量充沛,且多集中在7、8、9三個(gè)月。月最大降雨量可達(dá)505mm。在開(kāi)采淺部煤層時(shí),降雨對(duì)礦井充水影響較大,故開(kāi)采時(shí)應(yīng)做好煤層露頭區(qū)的排洪防滲工作。2、地表水:現(xiàn)開(kāi)采水平地表無(wú)大的水體,局部有少量耕田。3、地下巖層含水:飛仙關(guān)組一、二段,宣威組裂隙含水層是礦坑充水的直、間接充水含水層,飛仙關(guān)二段含水層富水性為弱~中等,其余兩層均為弱含水層,對(duì)礦井的充水能力不大。4、底板承壓水:茅口組系巖溶強(qiáng)含水層,為淺灰色厚層~巨厚層狀石灰?guī)r,厚357.23m,在地表巖溶發(fā)育,泉水豐富。礦井巷道及工作面均布置在玄武巖及宣威組地層中,且該含水層上距可采煤層甚遠(yuǎn),又有玄武巖及宣威組下段相隔,因此該強(qiáng)巖溶底板承壓水對(duì)礦井無(wú)突水威脅。5、廢棄老窯及生產(chǎn)小窯水:①、廢棄老窯:區(qū)內(nèi)開(kāi)采煤炭歷史悠久,開(kāi)采歷史達(dá)百年以上,在巡司河畔煤層出露的桃子坪~竹林坎~付家灣一帶煤炭開(kāi)發(fā)較盛,煤矸石到處可見(jiàn),淺部煤層大部分被采空,絕大多數(shù)老窯開(kāi)采深度在百米之內(nèi),多因通風(fēng)不良、排水困難而停閉,且多有積水。井口及巷道已垮塌,現(xiàn)難以查清楚,開(kāi)采主要對(duì)象為2#、3#、7+8#煤層,在龍?zhí)溜L(fēng)井周邊及竹林坎一帶依稀可見(jiàn)垮塌井口。老窯對(duì)礦井開(kāi)采沒(méi)有直接影響,但地表水源通過(guò)斷層或大的裂隙滲入老窯,從而造成地表水源的流失。②生產(chǎn)小窯:巡司鎮(zhèn)小河聯(lián)辦(銀豐)煤礦位于井田西翼309#勘探線以西,以309#勘探線為界,該礦主采2#、3#、7+8#煤層,運(yùn)輸大巷標(biāo)高為+490.3m;目前開(kāi)采最低標(biāo)高為+458.2m;存在越界開(kāi)采現(xiàn)象,后經(jīng)政府出面得以制止。該礦采空區(qū)部分積水將滲入本礦+475m運(yùn)輸大巷,導(dǎo)致礦井涌水量略有增加。(二)充水通道:1、地表開(kāi)采裂隙:在煤層回采項(xiàng)板冒落后,易發(fā)生礦震,會(huì)引起地表開(kāi)裂塌陷,還會(huì)引起飛仙關(guān)組陡崖崩塌和老滑坡的復(fù)活,并且開(kāi)采裂隙走向與采區(qū)方向一致。礦井正常涌水主要為冒落裂隙帶的飛仙關(guān)組含水層裂隙水,當(dāng)暴雨時(shí)地表洪水將沿地表裂隙直接涌入礦井,致使礦井達(dá)到最大涌水量。2、構(gòu)造斷裂:通常是各種水源涌入礦井的天然通道;井田范圍內(nèi)除F1、F86、F88三條斷層外,無(wú)大、中型斷層切割地表。根據(jù)礦井一、二采區(qū)各條材料回風(fēng)上山、1242、1254、1211、1223工作面及近鄰生產(chǎn)小窯揭露情況看出,中、小型斷層分布較廣,多為受張應(yīng)力形成的正斷層,系導(dǎo)水?dāng)鄬樱衣稌r(shí)一般有較大涌水,隨時(shí)間推移涌水逐漸減小乃至消失。3、鉆孔導(dǎo)水:地表鉆孔是勾通各含水層及地表水體的人工渠道,若勾通了茅口組地下水時(shí),則會(huì)造成礦井突水和淹井。井田范圍內(nèi)無(wú)揭露茅口組石灰?guī)r的鉆孔,其它鉆孔按設(shè)計(jì)要求已嚴(yán)密封閉,對(duì)礦井不會(huì)形成潰水之患。井下各探煤鉆孔及探放水鉆孔均在煤系地層中施工,無(wú)水患影響。4、滑坡水:本礦井范圍內(nèi)發(fā)育有三個(gè)滑坡,即付家灣滑坡、柏香樹(shù)滑坡、爛田口滑坡。由于本礦的直接充水層為飛仙關(guān)組和宣威組,礦井在開(kāi)采該區(qū)域淺部時(shí),地面水可能通過(guò)滑坡沿開(kāi)采裂隙滲入井下。二、礦井涌水量預(yù)算:根據(jù)礦井充充水因素、地下水動(dòng)力特征和鄰近芙蓉礦區(qū)的實(shí)際:礦井涌水量與礦區(qū)降雨量、含水層水位降和采空面積密切相關(guān)。建設(shè)期間礦井涌水主要為含水層裂隙水,涌水變化量不大,涌水量100m3/h;在2007年形成二區(qū)四面的生產(chǎn)布局后,礦井最大涌水量(Qmax)200m3/h、最小涌水量(Qmin)120m3/h、正常涌水量(Q平均)150m隨著礦井投產(chǎn)后開(kāi)采面積的增大、地表開(kāi)采裂隙地增加和靜止水位降低,將形成以65°塌陷角(疏干影響角)的降落漏斗,礦井涌水量也將隨之逐漸增大;礦井一、二采區(qū)充分開(kāi)采后,靜止水位降至+475m標(biāo)高,礦井涌水量:最大涌水量(Qmax)400m3/h、最小涌水量(Qmin)210m3/h、常見(jiàn)涌水量(Q平均)320m3第四章建井地質(zhì)第一節(jié)地質(zhì)條件影響本井田開(kāi)拓的主要因素1、礦井及各水平服務(wù)年限礦井及水平服務(wù)年限按下式計(jì)算:式中:T—礦井或水平服務(wù)年限(a);Z可—礦井或水平可采儲(chǔ)量(kt);1.4—儲(chǔ)量備用系數(shù),取1.4;A—礦井設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力(kt/a)。經(jīng)計(jì)算,礦井服務(wù)年限為104.3a,上井田(平硐水平)服務(wù)年限為39.1a,詳見(jiàn)表4—1。表4—1礦井及各水平服務(wù)年限表礦井或水平可采儲(chǔ)量(kt)儲(chǔ)量備用系數(shù)服務(wù)年限(a)上井田(+475m水平)平硐即+475m以上107151.410.1平硐至+250m138981.413.2小計(jì)246131.423.3下井田(±0m水平)+250m~±0m208321.419.8±0m~-200m202401.419.3小計(jì)410721.439.1全礦井656851.462.42、井田開(kāi)采條件①、地質(zhì)構(gòu)造本井田為一單斜構(gòu)造,較大的斷層稀少,且主要分布在井田邊界,對(duì)煤層開(kāi)采影響不大。②、地方鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦及老窯對(duì)開(kāi)采的影響由于本井田煤層埋藏較淺,各煤層均出露地表,開(kāi)采比較方便。因此沿煤層露頭小煤窯的開(kāi)采較為普遍,開(kāi)采方式多以平硐為主,開(kāi)采深度沿煤層走向均不到150m,按筠連縣政府與芙蓉集團(tuán)實(shí)業(yè)有限責(zé)任公司簽訂的協(xié)議,除小河聯(lián)辦煤礦外,沿煤層露頭的小煤窯不得再開(kāi)采。位于井田內(nèi)的小河聯(lián)辦煤礦,與川南煤業(yè)有限責(zé)任公司簽訂有邊界協(xié)議,其開(kāi)采范圍已經(jīng)劃定。3、煤層條件本井田有可采和局部可采煤層三層(不包含7號(hào)煤層),煤層傾角7°~21°,煤層平均可采厚度0.95m~2.31m,煤層平均間距3.7m~18.43m,屬緩傾斜薄及中厚近距離煤層,煤層頂板多為泥質(zhì)巖、砂巖類組合,底板為泥質(zhì)巖、砂巖。這樣的煤層條件,對(duì)礦井采煤方法的選擇、采區(qū)巷道的布置形式、開(kāi)采順序、機(jī)械化程度都起一定的影響作用。4、水文地質(zhì)條件本井田水文地質(zhì)類型屬水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單的裂隙充水類型。與礦井開(kāi)采有關(guān)的煤系地層及其上覆飛仙關(guān)組,均系裂隙含水層,其富水性弱,對(duì)礦井開(kāi)采無(wú)甚影響6、其它因素①、魯班山井田處于山區(qū),地貌復(fù)雜,地形高差懸殊且溝谷發(fā)育,山勢(shì)陡峻,井口及工業(yè)場(chǎng)地選擇較困難。②、煤層露頭標(biāo)高一般都在+470m~+840m左右,煤層出露較高,上山煤儲(chǔ)量較多,在上井田(平硐水平)有工業(yè)儲(chǔ)量29902kt,這對(duì)礦井開(kāi)拓方式的選擇起了重要的決定性的作用。③、金筠鐵路在巡司設(shè)有筠連編組站,到武樂(lè)礦井的線路在該站出線后從本井田南部通過(guò),這也是選擇井口位置必須考慮的因素。二、井口及工業(yè)場(chǎng)地位置的選擇根據(jù)煤層賦存條件、工業(yè)場(chǎng)地要求和可能采取的開(kāi)拓方式,設(shè)計(jì)在可研階段對(duì)井口及工業(yè)場(chǎng)地位置進(jìn)行了楊家灣和沖口上二個(gè)方案的比較,推薦沖口上方案。四川省計(jì)委在川計(jì)能源[2002]221號(hào)“四川省計(jì)委關(guān)于筠連礦區(qū)魯班山南礦建設(shè)項(xiàng)目可行性研究報(bào)告(代立項(xiàng))的批復(fù)”中,“原則同意可研報(bào)告推薦的平硐開(kāi)拓方案。井口及工業(yè)廣場(chǎng)位置,應(yīng)綜合考慮武樂(lè)礦井開(kāi)發(fā)的地面運(yùn)輸方式、民房搬遷、良田占用數(shù)量等因素,進(jìn)一步優(yōu)化比選,初設(shè)時(shí)再定?!北敬卧O(shè)計(jì)按照審批意見(jiàn)的要求,并結(jié)合金筠鐵路筠連車站的布置和筠連車站至武樂(lè)的布線情況,匯同各方面人員再次赴現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地考察,經(jīng)綜合分析,可供選擇井口和工業(yè)場(chǎng)地的位置有李家灣、石龍廟和可研推薦位置沖口上。在這三個(gè)位置中,石龍廟與可研推薦的沖口上相比,不但工業(yè)廣場(chǎng)全部占用良田好土,而且還要拆遷民房和多修1500m鐵路裝車線,相對(duì)而言失去了選擇井口和工業(yè)廣場(chǎng)的意義,故本次設(shè)計(jì)結(jié)合開(kāi)拓方式只進(jìn)行李家灣方案和沖口上方案的比較。李家灣方案:在李家灣東側(cè)的山坡下設(shè)礦井主平硐,沿李家灣西側(cè)往文昌宮方向的坡地、荒山設(shè)礦井井口工業(yè)廣場(chǎng),從金筠鐵路的筠連車站末端接軌往東800m,在文昌宮設(shè)礦井地面生產(chǎn)系統(tǒng)。井口廣場(chǎng)與地面生產(chǎn)系統(tǒng)間用窄軌相連。沖口上方案:該方案為礦井可研推薦方案。井口選在金筠鐵路筠連車站以東600m左右的沖口上,礦井工業(yè)場(chǎng)地分成兩塊,由楊家灣鐵路篩分裝車系統(tǒng)和沖口上井口工業(yè)場(chǎng)地組成,中間用窄軌鐵路相連。上述兩個(gè)方案各有優(yōu)缺點(diǎn),設(shè)計(jì)針對(duì)兩個(gè)井口位置和工業(yè)場(chǎng)地結(jié)合井下開(kāi)拓開(kāi)采,進(jìn)行了地面、井下綜合分析比較,得出李家灣方案比較合理。第二節(jié)開(kāi)拓方案一、根據(jù)地形、外部運(yùn)輸條件和煤層賦存條件,結(jié)合井口和工業(yè)場(chǎng)地位置選擇,設(shè)計(jì)考慮了二個(gè)方案。1、方案一:沖口上方案初期:在沖口上附近距金筠鐵路筠連車站600m左右,從煤系底部作一長(zhǎng)2685m的垂直平硐,平硐標(biāo)高+446m,擔(dān)負(fù)煤、材料、設(shè)備、人員運(yùn)輸和進(jìn)風(fēng)、排水等任務(wù),由于平硐較長(zhǎng),為實(shí)現(xiàn)多頭施工,縮短貫通時(shí)間,減少主平硐運(yùn)量,減小矸石井下運(yùn)輸距離,在212號(hào)勘探線附近龍?zhí)猎O(shè)排矸、進(jìn)風(fēng)平硐和龍?zhí)粱仫L(fēng)平硐。礦井達(dá)產(chǎn)時(shí)沿+450m水平運(yùn)輸大巷在212勘探線附近和214、215勘探線間布置兩個(gè)上山采區(qū),兩采區(qū)之間設(shè)總回風(fēng)巷。采用中央分列式通風(fēng)系統(tǒng)和機(jī)械抽出式通風(fēng)方式。后期:礦井下井田的開(kāi)發(fā)采用暗斜井開(kāi)拓方式。即在井下適當(dāng)位置作軌道暗斜井和膠帶機(jī)暗斜井,軌道暗斜井分兩級(jí)提升,擔(dān)負(fù)運(yùn)送材料、設(shè)備、人員和進(jìn)風(fēng)、排水、鋪設(shè)管線等任務(wù)。膠帶機(jī)暗斜井負(fù)責(zé)煤的輸送和部份進(jìn)風(fēng),另外為解決礦井下井田的進(jìn)回風(fēng)問(wèn)題,與魯班山北礦在小溪壩合建一排矸、進(jìn)風(fēng)立井,在李子灣設(shè)回風(fēng)立井回風(fēng)。2、方案二:李家灣方案初期:在井田西南部的李家灣東側(cè)的山坡下,從煤系底部作一長(zhǎng)2205m的垂直平硐,平硐標(biāo)高+468m,擔(dān)負(fù)煤、材料、設(shè)備、人員、矸石的運(yùn)輸和排水、進(jìn)風(fēng)任務(wù)。由于平硐較長(zhǎng),為實(shí)現(xiàn)多頭施工,縮短建井工期和有利于礦井的進(jìn)風(fēng)和排矸,在平硐口的北面長(zhǎng)灣附近+685m標(biāo)高設(shè)有排矸、進(jìn)風(fēng)斜井,井筒長(zhǎng)565m,傾角22°;在212#勘探線附近的龍?zhí)猎O(shè)有進(jìn)風(fēng)平硐和回風(fēng)平硐。礦井達(dá)產(chǎn)時(shí)沿+475m水平運(yùn)輸大巷分別在212#勘探線附近和214#、215#勘探線間布置兩個(gè)上山采區(qū),兩采區(qū)之間設(shè)有總回風(fēng)巷。采用中央分列式通風(fēng)系統(tǒng)和機(jī)械抽出式通風(fēng)方式。后期:礦井下井田的開(kāi)發(fā)采用暗斜井開(kāi)拓方式,其布置形式與方案一基本相同。3、開(kāi)拓方案比較從上述二個(gè)方案可以看出,兩個(gè)方案的大的開(kāi)拓系統(tǒng)和采區(qū)布置是基本相同的,不同的主要是礦井的排矸方式、井口及工業(yè)場(chǎng)地位置、平硐長(zhǎng)短、貫通距離和建井工期。從表中分析可以看出:方案二雖然開(kāi)拓工程量較方案一多220m,多掘了一個(gè)排矸、進(jìn)風(fēng)斜井,但總的井巷工程量少220m,同時(shí)解決了方案一矸石從地面用窄軌運(yùn)1500m至排矸場(chǎng)芭蕉灣所帶來(lái)的管理、征地和干擾等問(wèn)題,避免了方案一中民房拆遷量多的問(wèn)題。整個(gè)工業(yè)廣場(chǎng)的場(chǎng)區(qū)工程量少,主要建構(gòu)筑物布置在挖方區(qū)、基礎(chǔ)好;地面生產(chǎn)系統(tǒng)及儲(chǔ)煤場(chǎng)可充分利用地形和緊靠鐵路線布置,工程量省,井下貫通時(shí)間短、出煤快。因此,礦井的井口位置、工業(yè)場(chǎng)地選擇和開(kāi)拓方式,設(shè)計(jì)推薦方案二。二、井筒數(shù)目和位置按推薦的井田開(kāi)拓方式,礦井初期開(kāi)發(fā)上井田時(shí)共有四個(gè)井筒,它們是:1、主平硐:位于李家灣附近,井口標(biāo)高+468m(軌面)。2、排矸、進(jìn)風(fēng)斜井:位于主平硐北面的長(zhǎng)灣附近,井口標(biāo)高+685m(軌面),傾角22°。3、龍?zhí)吝M(jìn)風(fēng)平硐:位于龍?zhí)粮浇跇?biāo)高+675m。4、龍?zhí)粱仫L(fēng)平硐:位于龍?zhí)粮浇?,井口?biāo)高+675m。另外礦井后期為開(kāi)發(fā)下井田在李子灣設(shè)有回風(fēng)立井,在小溪壩與魯班山北礦一起設(shè)有排矸、進(jìn)風(fēng)立井。三、水平劃分本井田深部勘探邊界為-200m,煤層露頭標(biāo)高在+470m~+840m之間,相對(duì)高差達(dá)600m~1000m,煤層傾角較緩,均在21°以下,水平劃分設(shè)計(jì)考慮了以下兩個(gè)方案:方案一:由于本井田初期開(kāi)發(fā)上井田時(shí)采用平硐開(kāi)拓方式,為充分發(fā)揮平硐開(kāi)拓的優(yōu)越性,結(jié)合煤層的賦存情況和上、下井田的劃分,全井田劃分為兩個(gè)水平開(kāi)拓,即上、下井田各設(shè)一個(gè)水平。上井田設(shè)平硐水平(第一水平),標(biāo)高+475m,開(kāi)采+475m以上的淺部上山煤層,并利用平硐和+475m大巷開(kāi)采一段下山至+250m標(biāo)高,水平垂高上山部分225m~275m,下山部分225m。下井田的水平標(biāo)高設(shè)在±0m(第二水平),同樣采用上、下山開(kāi)拓方式,上山開(kāi)采±0m~+250m的煤層,下山開(kāi)采±0m~-200m的煤層。這樣劃分水平的優(yōu)點(diǎn)是利用水平運(yùn)輸大巷上下山開(kāi)采,減少了兩個(gè)水平的集中運(yùn)輸大巷、井底車場(chǎng)和石門工程量,延長(zhǎng)了水平的服務(wù)年限。缺點(diǎn)是下山開(kāi)采涌水量大、瓦斯涌出量增大時(shí),將給生產(chǎn)管理帶來(lái)一定困難。方案二:根據(jù)井田內(nèi)煤層的瓦斯和涌水情況,全井田共劃分為四個(gè)水平:上井田劃分為二個(gè)水平:第一水平標(biāo)高+475m,垂高225m~275m;第二水平標(biāo)高為+225m,垂高250m;下井田劃分為二個(gè)水平,第一個(gè)水平標(biāo)高±0m,垂高225m;第二個(gè)水平標(biāo)高-200m,垂高200m。這樣劃分的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)井下涌水、瓦斯涌出相對(duì)容易解決,管理較方便,缺點(diǎn)是相應(yīng)增加了水平集中運(yùn)輸大巷、井底車場(chǎng)及石門工程量。且上井田中所劃兩個(gè)水平的服務(wù)年限均不能滿足煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50215—94)規(guī)定的25a的要求。由上述分析可以看,方案一采用下山開(kāi)采時(shí),雖然水給開(kāi)采帶來(lái)一定的影響,但可以采用設(shè)集中排水巷的方式解決;至于瓦斯問(wèn)題,則可以通過(guò)抽放及綜合防治措施加以解決。經(jīng)綜合考慮,為節(jié)省工程量,盡量延長(zhǎng)平硐水平的服務(wù)年限,設(shè)計(jì)推薦井田水平劃分按方案一進(jìn)行,即上、下山開(kāi)采,全井田按上、下井田共劃分為兩個(gè)水平。將水平運(yùn)輸大巷、采區(qū)上山均布置在巖性較好的巖層中,并加強(qiáng)維護(hù),將來(lái)開(kāi)采下山采區(qū)時(shí)可利用上山采區(qū)的回風(fēng)上山進(jìn)行回風(fēng),皮帶下山可直接將煤上運(yùn)至+475m水平運(yùn)輸大巷裝車。另一方面,在下山開(kāi)采中為了避免多煤層開(kāi)采形成采區(qū)集中應(yīng)力壓壞煤柱,以致相鄰采空區(qū)的積水涌入生產(chǎn)采區(qū),使生產(chǎn)采區(qū)的排水量增大,影響采區(qū)的正常生產(chǎn),設(shè)計(jì)考慮分別在+250m、-200m標(biāo)高設(shè)集中排水巷,統(tǒng)一設(shè)水倉(cāng)和泵房,集中排水,這樣也便于深部開(kāi)發(fā)的瓦斯抽放。四川省計(jì)委在川計(jì)能源[2002]221號(hào)文中,同意“全井田劃分為兩個(gè)水平,實(shí)施上、下山開(kāi)采”。需要說(shuō)明的是:將來(lái)礦井在生產(chǎn)中是否利用平硐和水平運(yùn)輸大巷開(kāi)采一段下山,須根據(jù)平硐以上煤層開(kāi)采過(guò)程中瓦斯涌出量、涌水量綜合分析確定。第三節(jié)建井地質(zhì)一、主要運(yùn)輸大巷及總回風(fēng)巷道的布置1、主要運(yùn)輸大巷的布置由于本井田煤層賦存為近距離煤層,且煤系地層的巖性較差,有些巖層還有膨脹性,分層布置將帶來(lái)井巷工程量大。維護(hù)困難、費(fèi)用高、運(yùn)輸條件差、效率低等后果,故水平運(yùn)輸大巷宜集中布置。根據(jù)魯班山北礦的施工經(jīng)驗(yàn),將主要運(yùn)輸大巷布置在煤系底部的玄武巖中,上井田平硐水平的大巷標(biāo)高按主平硐口+468m(軌面)以3‰的坡度計(jì)算。2、總回風(fēng)道的布置本井田煤層出露較高,地形條件較為復(fù)雜,可供選擇風(fēng)井場(chǎng)地的位置稀少,且進(jìn)場(chǎng)公路工程量大。在上井田的+475m標(biāo)高以上,煤層走向長(zhǎng)約3.0km,為減少工程量和投資,同時(shí)也為了便于管理,除一采區(qū)的回風(fēng)直接進(jìn)入回風(fēng)平硐外,二采區(qū)在8號(hào)煤層底板法線間距50m處的砂巖中設(shè)有+630m總回風(fēng)巷,通過(guò)一采區(qū)回風(fēng)上山上部與回風(fēng)平硐相聯(lián);下山采區(qū)則通過(guò)上山采區(qū)的回風(fēng)上山與回風(fēng)平硐或總回風(fēng)巷聯(lián)系。礦井后期開(kāi)采下井田時(shí),利用+250m排水巷作為總回風(fēng)巷或利用上井田的水平運(yùn)輸大巷作為總回風(fēng)巷。二、采區(qū)劃分及開(kāi)采順序1、采區(qū)劃分本井田沿走向的采區(qū)劃分主要依據(jù)如下原則:(1)根據(jù)煤層賦存情況,全井田統(tǒng)籌考慮,合理劃分,保證全井田均能合理開(kāi)采。(2)以較大的斷層、河流作為采區(qū)邊界。(3)盡量將采區(qū)劃分為雙翼采區(qū)。(4)保證采區(qū)有足夠的儲(chǔ)量和合理的服務(wù)年限。(5)采區(qū)走向長(zhǎng)度有利于機(jī)械化開(kāi)采,盡量結(jié)合芙蓉礦區(qū)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。根據(jù)以上原則,全井田共劃分雙翼采區(qū)12個(gè),其中上井田5個(gè),下井田7個(gè),采區(qū)走向長(zhǎng)1000m左右。采區(qū)按從上到下、從左到右的順序進(jìn)行編號(hào)。上井田的上山有采區(qū)二個(gè),編號(hào)為一采區(qū)和二采區(qū)。下山有采區(qū)三個(gè),編號(hào)為三采區(qū)、四采區(qū)和五采區(qū)。2、采區(qū)儲(chǔ)量礦井上井田有工業(yè)儲(chǔ)量29902kt,扣除各種煤柱和開(kāi)采損失后,有可采儲(chǔ)量24613kt。按劃定的采區(qū)邊界,各采區(qū)的工業(yè)儲(chǔ)量和可采儲(chǔ)量見(jiàn)表4—2和表4—3。3、上井田采區(qū)接替礦井上井田有采區(qū)五個(gè),其中上山采區(qū)二個(gè),下山采區(qū)三個(gè)。礦井投產(chǎn)時(shí)開(kāi)采上山一采區(qū)和二采區(qū)。按各采區(qū)所處的位置、儲(chǔ)量和服務(wù)年限,經(jīng)綜合比較其開(kāi)采接替順序見(jiàn)表4—4。4、開(kāi)采順序本井田煤層為緩傾斜煤層,平硐以上共劃分了二個(gè)采區(qū),開(kāi)采順序?yàn)橛山斑h(yuǎn),前進(jìn)式開(kāi)采,采區(qū)內(nèi)采用后退式,煤層間的開(kāi)采順序是先采上層后采下層。沿傾斜方向是采用先采上區(qū)段、后采下區(qū)段的下行式開(kāi)采順序。為避免上下煤層采掘干擾和礦壓對(duì)開(kāi)采的影響,同一采區(qū)內(nèi),上下煤層工作面間采用“扒皮”進(jìn)行回采。三、開(kāi)采對(duì)地面村莊、河流、鐵路的影響和防護(hù)措施本井田地處山區(qū),區(qū)內(nèi)除金筠鐵路和巡司河分別從井田南側(cè)通過(guò)外,無(wú)大的建筑物和水利設(shè)施,沿煤層露頭帶雖有不少村莊,但均位于煤系底部,礦井開(kāi)采對(duì)其無(wú)影響。金筠鐵路雖從井田南側(cè)經(jīng)過(guò),但均在井田開(kāi)采范圍以外。對(duì)井田南側(cè)的道溪河,因其較小,又處于井田深部和小河聯(lián)辦煤礦區(qū)內(nèi),表4—3上井田各采區(qū)工業(yè)儲(chǔ)量統(tǒng)計(jì)表采區(qū)煤層+475m以上(kt)+475m~+250m(kt)一采區(qū)二采區(qū)三采區(qū)四采區(qū)五采區(qū)21486213877213101608320322759164322291999818182728192832022250小計(jì)53367625434367415857合計(jì)1296116941表4—4上井田各采區(qū)可采儲(chǔ)量統(tǒng)計(jì)表采區(qū)工業(yè)儲(chǔ)量永久煤柱損失(kt)開(kāi)采損失(kt)可采儲(chǔ)量(kt)備注斷層煤柱邊界煤柱小計(jì)一采區(qū)5336103521558324349二采區(qū)76251406020010596366三采區(qū)4343/51518973395四采區(qū)6741/50509865705五采區(qū)5857/60609994798合計(jì)29902243273516477324613故本次未考慮留設(shè)煤柱;巡司河位于井田以外,對(duì)開(kāi)采無(wú)影響。對(duì)礦井后期的李子灣回風(fēng)井及其場(chǎng)地,在開(kāi)采下井田時(shí),設(shè)計(jì)按原煤炭部制定的《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開(kāi)采規(guī)程》的規(guī)定,留設(shè)了保安煤柱。四、井筒用途、布置及裝備根據(jù)礦井開(kāi)拓方式、建井及生產(chǎn)需要,礦井達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力時(shí),共有四個(gè)井筒,即主平硐、回風(fēng)平硐、進(jìn)風(fēng)平硐和排矸、進(jìn)風(fēng)平硐。1、主平硐:凈寬4.4m,凈面積13.6m2,直墻園弧拱斷面,用于運(yùn)煤、進(jìn)風(fēng)、行人、材料運(yùn)輸及排水。鋪設(shè)雙軌,軌中心線間距1600mm,600mm軌距,鋼筋混凝土軌枕,30kg/m鋼軌。采用ZK10—6/550—4C型架線電機(jī)車牽引3.0t礦車和RC12—2、排矸、進(jìn)風(fēng)斜井:凈寬2.5m,凈面積6.2m2,直墻半園拱斷面,傾角22°,用于提升矸石和進(jìn)風(fēng)。鋪設(shè)單軌,600mm軌距,22kg3、龍?zhí)粱仫L(fēng)平硐:凈寬4.0m,凈面積11.5m24、龍?zhí)吝M(jìn)風(fēng)平硐:凈寬3.5m,凈面積10.1m2五、井壁結(jié)構(gòu)1、井筒穿過(guò)的表土層為砂質(zhì)粘土,基巖為玄武巖、砂巖和砂質(zhì)泥巖、泥巖、粉砂巖,均屬穩(wěn)定巖層,故井筒采用普通鑿井法施工。井筒支護(hù):主平硐穿過(guò)的巖層主要為峨嵋山組玄武巖和宣威組下段砂巖、砂質(zhì)泥巖和泥巖,一般采用噴漿或錨噴支護(hù);當(dāng)遇斷層破碎帶或軟巖時(shí),采用砌支護(hù)。排矸、進(jìn)風(fēng)斜井在玄武巖開(kāi)口,穿過(guò)的巖層主要為玄武巖,一般采取噴漿或錨噴支護(hù)?;仫L(fēng)平硐、進(jìn)風(fēng)平硐在宣威組下段開(kāi)口,穿過(guò)的巖層主要為砂巖、泥巖和粉砂巖互層,一般采用錨噴支護(hù),當(dāng)遇斷層破碎帶或軟巖時(shí),采用砌支護(hù)。2、巷道坡度及鋼軌型號(hào)運(yùn)輸大巷內(nèi)采用機(jī)車運(yùn)輸,巷道坡度為3‰上坡。軌道采用30kg/m鋼軌,600mm軌距,鋼筋砼軌枕。六、存在問(wèn)題1、煤層風(fēng)、氧化帶深度無(wú)法掌握,要求在淺部煤層風(fēng)、氧化帶布置工作面,必須加強(qiáng)探掘工作。2、對(duì)隱伏小構(gòu)造和煤層分叉合并分析不詳細(xì),地質(zhì)構(gòu)造和回采損失比預(yù)期嚴(yán)重,導(dǎo)致礦井生產(chǎn)布局和服務(wù)年限改變。第五章建井防治水文地質(zhì)第一節(jié)礦井水文安全條件分析一、礦井水文地質(zhì)情況(一)水文地質(zhì)資料1、礦井水文地質(zhì)類型及變化規(guī)律根據(jù)精查地質(zhì)報(bào)告,大氣降雨是井田地下水的主要補(bǔ)給水源,水文地質(zhì)單元屬河間地塊型,直、間接充水巖層為裂隙弱含水層,斷層富水性弱,導(dǎo)水性差。故本礦井田水文地質(zhì)條件屬簡(jiǎn)單類型。2、斷層、裂隙、陷落柱等構(gòu)造的導(dǎo)水性本礦井田地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單,發(fā)育在井田內(nèi)部的斷
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