赵坡煤矿核实文字

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第一章 绪 论

第一节 目的和任务

山东丰源煤电股份有限公司赵坡煤矿的前身为枣庄市峄城区赵坡煤矿,由枣庄市峄城区投资兴建,枣庄市煤炭规划设计院设计,矿井设计年生产能力30万吨。矿井于1984年10月6日开始建设,1991年10月转入试生产阶段,1994年12月28日正式投入生产。

山东丰源煤电股份有限公司赵坡煤矿自开工建设,尤其是从1994年矿井正式投产以来。积累了大量的矿井开拓开采揭露的地质资料,为满足矿井生产发展,切实掌握矿产资源储量利用及变化情况,为矿产资源管理部门打好矿产资源储量评审工作基础,根据国务院颁布的《矿产资源开采管理办法》及鲁国土资发(2004)55号“关于全面加强矿产资源储量管理工作的通知”的有关规定,需对山东丰源煤电股份有限公司赵坡煤矿的资源储量进行检测。为此,山东丰源煤电股份有限公司赵坡煤矿委托山东科技大学编制《山东省滕州市赵坡煤矿资源储量检测报告(2003年度)》。

一、编制报告的主要依据 1、规程及标准

(1)《矿产资源开采管理办法》

(2)《矿井水文地质规程》(试行)(1984)

(3)DZ/T0215-2002中华人民共和国地质矿产行业标准《煤、泥炭地质勘查规范》 (4)GB/T17766-1999《固体矿产资源/储量分类》标准 (5) 矿产资源储量评定认定办法 (6)《煤炭工业技术政策》(试行)(1987)

(7)《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》(2000)

(8)《中华人民共和国矿产资源法》(1996) 2、资料依据

(1)山东省煤田地质勘探公司第一勘探队于1982年6月提交的《山东省滕县煤田滕北勘探区普查地质报告》

(2)山东省煤田地质勘探公司第一勘探队于1983年6月提交的《山东省枣庄市滕县煤田(北部)赵坡井田地质资料》

(3) 山东省煤田地质勘探公司第一勘探队于1984年12月提交的《山东省枣庄市滕

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县煤田(北部)赵坡井田补充地质资料》

(4) 中国煤田地质总局水文物测队于1992年1月提交的《山东省枣庄市峄城区赵坡煤矿水文电法勘探报告》(未报批)

(5)原山东矿业学院于1999年3月提交的《赵坡煤矿16、17煤联合开采安全分析报告》

(6)山东科技大学于1999年10月提交的《山东省滕县煤田(北部)山东丰源煤炭股份有限公司赵坡煤矿生产矿井地质报告》。

(7)截止2003年12月31日,山东丰源煤电股份有限公司赵坡煤矿采掘工程揭露所获得的全部地质资料。

(8)山东丰源煤电股份有限公司赵坡煤矿资源储量统计表(1999~2003年)。

二、编制报告目的、任务

为满足矿井生产发展,掌握矿产资源储量利用及变化情况,依据以往生产积累的地质资料,对井田地层、构造、煤层、煤质、开采技术条件等方面进行系统分析、研究、归纳和总结。按DZ/T0215-2002中华人民共和国地质矿产行业标准《煤、泥炭地质勘查规范》及GB/T17766-1999《固体矿产资源/储量分类》标准,估算并检测矿井现有资源储量、可采储量。分析、掌握资源储量动态变化规律,提出开采和利用煤炭资源的合理化建议。特提交《山东省滕县煤田(北部)山东丰源煤电股份有限公司赵坡煤矿资源储量检测报告》。编制本报告所使用的开拓开采资料的截止日期是2003年12月31日,资源储量估算截止基准日期为2003年12月31日。报告的编制时间为2004年7月至2004年8月。

第二节 矿井位置、范围、交通与自然地理

一、交通位置

山东丰源煤电股份有限公司赵坡煤矿位于山东省滕州市级索镇境内,处于滕州市的正西方,矿井距滕州市市区约15Km。矿井东临京沪铁路(距滕州火车站约14Km);公路四通八达,可直达滕州市、邹城市、济宁市、微山县城;西南方向距留庄港约8Km,可全年通航百吨船只,经京杭运河向北可达济宁、嘉祥及河北省南部一些县市,向南可达江浙沪一带(图1-1)。 二、井田位置及范围

赵坡井田位于滕北煤田的东南部。主、副井井口的地理坐标为X=3881950,

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Y=20500048。井田东部以武所屯逆断层为界,与山东省武所屯生建煤矿为邻;西部以第27勘探线为界,与留庄煤矿为邻;北部以17-1、19-4、22、23-2、25-3、7号钻孔连线垂直下切为界,与滕州金达煤炭有限责任公司(原休城煤矿)为邻;南部以张坡正断层为界。井田南北宽约1.4km,东西长约4.4km,面积约为6.1014km2。

山东省国土资源厅2003年12月换发的采矿许可证(证号:3700000320268)核定其矿井范围由拐1、拐2、拐3、拐4、拐5、拐6、拐7、拐8、拐9、拐10、拐11、拐12共12个边界拐点闭合垂切圈定,开采太原组煤9、煤12下、煤14、煤15上、煤16、煤17,开采上限标高-150m,下限标高-390m。矿井地面拐点座标详见表1-1,图1-2。

图1-1 矿井地理及交通位置图

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表1-1 井田边界拐点坐标一览表

拐点编号 纬 距(X) 经 距(Y) 1 3882089.60 20497820.40 2 3882331.40 20498824.51 3 3882744.83 20499725.40 4 3883070.20 20500743.20 5 3883679.76 20501667.74 6 3884000.00 20502581.00 开采煤层:9、12下、14、15上、16、17 拐点编号 纬 距(X) 经 距(Y) 7 3881835.00 20502035.00 8 3882055.00 20501275.00 9 3881874.00 20500552.00 10 3881650.00 20500100.00 11 3881188.00 20499512.00 12 3880496.90 20498804.70 开采标高:由-150m至-390m

图1-2 赵坡煤矿采矿许可证范围及与周边矿井位置关系图

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三、自然地理 1、地形

滕北煤田的北部为中低山区,东部为丘陵区,西部则与独山湖相连。煤田内地形平坦,地势由东北向西南逐渐降低,地面标高+33~+62m,坡度为1.6?,属山前冲击、洪积及湖积平原区。

赵坡煤矿区内地形平坦,为第四系湖积平原。地面标高+44.2~+48.02,地形变化的总趋势是东北部较高而西南部则较低。主、副井井口标高为+46.30m。 2、湖泊及河流

小黑河:由东向西流经井田中部,于赵坡村附近汇入北沙河。属季节性河流,1991年7月14日因夜降大雨,曾一度出现过出洪水,河水水面宽度3.20m(1991年7月15日),自1978年以来由于上游修建玉林水库,致使小黑河一直干涸无水,目前河道被农户开荒。

北沙河:发源于邹城市东群山,由东北向西南流入独山湖,每年枯水期4~6个月,断流无水,洪水则一般发生在每年的7~8月。

独山湖:北与南阳湖、西与昭阳湖、南与微山湖连成一体,统称南四湖。1960年二级坝建成后,将南四湖分为上、下二级湖。1960~1974年二级坝(闸上)站湖水水位观测资料:年最高水位+33.93~+35.36m,年最低水位32.00~33.59m,年平均水位+32.23~34.21m。独山湖东岸堤坝坝顶高程为+37.19~+39.89m,堤顶宽度 2.0~5.0m,一般在4.0m左右。1958~1963年在二级坝下游,微山湖的“湖腰”部位修筑了东股闸下引河,提高了泄洪能力。当微山湖水位达到+34.00m时,韩庄闸、伊家河闸和蔺家坝可同时开放,每昼夜泄水量可以达到1.245亿立方米。综上所述,湖水经防、蓄、疏、排的综合治理后,滕北煤田可免受其害。赵坡煤矿则远离湖区,而且地势相对较高,不受湖水的危害。

3、气象

本区为季风型大陆性气候,四季分明,春季雨水较少,夏季炎热多雨,秋季多晴日丽,冬季干燥寒冷。1956~1984年平均气温13.5℃ ,一般7月份气温最高,平均为27.2℃。最高气温40.4℃(1966年7月中旬);元月份气温最低,平均-7.0℃,最低气温-21.8℃(1957年1月中旬)。1989~1996年年平均降水量在454.32mm(1989年)至989.16mm(1993年))之间,平均735.00mm,历年平均雨季从6月下旬开始至9月中旬结束,历时70-80天,是大雨、暴雨集中季节,致使本区往往形成春冬两季干旱、夏季易涝的局面。

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第二章 矿井地质简况

第一节 地层、构造及岩浆岩

一、地层

井田地层系统自上而下分别为:第四系(Q)、侏罗系(J)、石炭系(C)和奥陶系(O)(图2-1)。现由新到老分述如下:

1、第四系(Q)

厚度为42.48(17-1)~82.33m(17),平均厚度63.69m,由粘土、砂质粘土、粘土质砂和砂层组成。中上部砂层较发育,以中细砂岩为主,粘土含量较低,砂层连续性较好,中下部以粘土、砂质粘土为主,局部发育粉砂、细砂透镜体;底部多为粘土和砂质粘土,井田东南部则相变为细砂层。井田内第四系由东而西逐渐增厚,与下伏侏罗系呈角度不整合接触。

2、侏罗系(J)

侏罗系上统(J3)蒙阴组,最小残留厚度68.09m,最大残留厚度193.86m,平均残留厚度129.31m,井田内残留地层由东南部向西北部逐渐增厚。由紫红色粉砂岩、细砂岩、砾岩和砂质泥岩等组成,砾岩分为上、下二层。第一层砾岩位于本组底部,砾岩成分以石英岩、石灰岩为主,含有大量砂及粉砂,园化度低,一般钙质胶结,砾径一般在2~5cm;第二层砾岩位于第一层砾岩之上,两者间隔一层平均厚度在10m左右的紫红色细砂岩,砾石成分以石英岩、石灰岩为主,夹有紫红色粉、细砂岩,泥质胶结,砾径一般在5~8cm,分选性差,磨圆度低;第二层砾岩之上为紫红色、红色粉砂岩;在井田西 北部残留厚度较大的钻孔中,可见其顶部灰色、灰绿色粉砂岩及中、细粒砂岩互层。蒙阴组与上覆第四系、下伏二叠系均呈角度不整合接触。

3、二叠系(P)

二叠系下统山西组(P1)仅在井田西北部的4个钻孔(91、23-13、25、25-3)内尚有残留,最大残留厚度15.54m(25-3),由厚层状砂岩、粉砂岩组成。砂岩中常含有大量粉砂质泥岩包体,具混蚀状、波状层理及斜层理。

4、石炭统(C)

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包括中石统(C2)本溪组和上石炭统(C3)太原组。 (1)太原组(C3)

受后期剥蚀影响,井田内的本组地层仅在个别钻孔内保留齐全,厚度163.73(25-3)~179.56(23-13),平均厚度169.44m。上侏罗统剥蚀面一般距三灰顶面尚

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图2-1 赵坡煤矿煤系地层综合柱状图

有十余米,剥蚀面距三灰顶面的最小值区出现在17-1号孔至19-4号孔一带。

太原组共含薄层石灰岩12层,多位于泥岩之下,常构成煤层顶板。其中第三、五、八、九、十上和十下层石灰岩最为稳定,为本井田的主要标志层;第七上、十一层石灰岩较为稳定;第四、六、七下层石灰岩则不稳定。共含煤18层,其中可采或局部可采者6层(煤9、煤12下、煤14、煤15上、煤16、煤17)。

太原组的主要沉积特点是:薄煤层、薄层石灰岩与深灰色泥质岩交替出现,沉积旋回结构较为明显,韵律清楚,标志层显著,各煤层层位较为稳定,易于对比。在垂向上具有较好的四段性。

第一段:第十二层石灰岩顶界面至第十上层石灰岩顶面,平均厚度在34m左右,为主要含煤段,共含煤4层(煤16、煤17、煤18上、、煤18下),主要可采或局部可采者为煤16及煤17。

第二段:第十上层石灰岩顶面至煤12下顶面,平均厚度在45.0m左右。其中砂岩占有较高比例,以浅灰色、灰绿色砂岩为特征,其含煤4层(12下、煤14、煤15上、煤15

),主要可采或局部可采者为煤12下、煤14、煤15上。

第三段:煤12下顶面至三灰顶面为第三段,平均厚度在63m左右,是典型的海陆交

替沉积层段,多层不可采薄煤层(煤7、煤9、煤10、煤11、煤12上’、煤12上)、薄层灰岩(三、四、五、六、七上、七下)和潮坪砂泥质沉积交互发育,小旋回结构清晰、易于划分对比。

第四段:第三层石灰岩顶面至太原组顶界面,平均厚度在31m左右,所含煤层大多不稳定、不可采,是石灰岩、碎屑岩和极薄煤层互层段,本段地层在井田内已普遍遭到剥蚀,地层残缺不全,仅在井田西北部的4个钻孔(91、23-13、25、25-3)内保留齐全,由灰黑色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩组成,间夹不可采薄煤层2~3层(煤4、煤5、煤6)。本段地层为泻湖海湾相沉积。在滕北煤田的其它地区内可以见到短暂的海侵现象,即发育有一灰、二灰,而在本井田则未见上述两层灰岩。本段地层的总特征是:颜色较深,以深灰色、灰黑色为主,结构致密均匀,含星散状黄铁矿及菱铁矿结核,有腕足类、海百合茎等生物化石。太原组与下伏本溪组为整合接触。

(2)本溪组(C2B)

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井田内仅有2个钻孔(21-14、25-1)穿透揭露本溪组地层,厚度37.60~45.87m,平均厚度41.74m。由灰色、浅灰色石灰岩两层(十二灰、十四灰)及紫色、杂色、灰绿色铁铝质泥岩组成。顶部之第十二层灰岩常具云朵状、砾状扰动构造,层位稳定但厚度变化较大,厚度1.90(检2)~7.60m(23-8),平均厚度5.36m。中部之第十四层石灰岩呈灰白色,质较纯常夹有灰绿色粘土岩薄层,层位稳定但厚度变化也较大,厚度5.30(27-1)~12.35m(25-1),平均厚度9.73m。底部为暗紫红色,局部紫红色铁质泥岩和灰绿色铝质泥岩。与下伏奥陶系呈假整合接触。

5、奥陶系(O)

井田内仅有4个钻孔(21-14、25-1、27-1、27-2)揭露奥陶系中奥陶统石灰岩,钻孔最大揭露深度116.73m(27-1)。上部为棕色、灰色、深灰色厚层状微晶灰岩夹豹皮状灰岩,下部为灰色、浅灰色白云质石灰岩夹泥灰岩。

二、构造

(一)区域地质构造特征

据槽台构造学说,山东地区为华北地台的组成部分,有两个次级构造单元,郯庐断裂以西为鲁西台背斜,以东为胶辽地盾的一部分。滕县煤田位于鲁西台背斜之鲁西南坳陷的东缘,鲁中凸起的西侧。

滕县煤田的周边均为断裂构造,其北界为凫山断裂,东界为峄山断裂,西界为孙氏店断裂和微山湖断裂。区内以滕县复背斜被断层切割为其总体特征,煤田总体的平面形态为一个不规则的三角形(图2-2)。

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图2-2 滕县煤田区域构造纲要图

煤田内部构造比较复杂,以中生代断裂为主,并伴有较多的次一级褶皱,断裂构造的方向性明显,主要有NEE、NW、EW、SN向四组断裂,绝大部分是正断层。其中NEE和SN向两组断层分布最广,表现最强,常构成地堑、地垒和阶梯状的组合形式,使整个煤田内部在纵横两个方向上构成地堑和地垒相间排列的基本格局。煤田内褶皱虽然比较发育,但多属次一级小型宽缓褶皱,常分布在断层的一侧、两条断层之间或交汇结合部。位于煤田中北部的滕县背斜,轴向NE,核部位于级索~庄里一带,由中奥陶统石灰岩组成,其南北两翼分别发育滕南和北羊庄次级向斜,其中石炭~二迭纪煤系被保存,分别构成现在的滕县煤田(南部)和滕县煤田(北部)勘探区(俗称滕南煤田、滕北煤田),但上述两向斜已分别被程楼断层和张坡断层纵向切割破坏。

(二)井田地质构造特征

赵坡井田位于滕北煤田大刘庄断层与张坡断层组合形成的宽约8km的地堑构造之东南部(图2-2)。井田的南、东边界分别是张坡正断层和武所屯逆断层。井田内部断层不发育,通过钻探控制的断层仅有17-1正断层,生产巷道揭露证实,井田内的小断层数量少,落差小(一般小于5m)。主要褶曲分别是赵坡背斜、黄坡向斜、武所屯背斜。井田构造的另一个突出特点是煤层倾角小(5~12°),波状起伏多,这些次级褶曲虽然没有破坏煤层的连续完整性,严重影响了工作面的合理布置,大大提高了矿井的掘进率、吨煤成本和劳动强度,降低了回采率。井田地质构造复杂程度属中等偏简单类型即“含煤地层产状平缓,沿走向和倾向均发育宽缓褶皱,或伴有一定数量的断层” (图2-3) (表2-1)。

1、张坡正断层

构成本井田的南部自然边界,走向NEE,倾向NNW,倾角在70°左右,落差200~310m,井田位于该断层的下降盘。断层向西延伸至27勘探线附近时,以分叉成二条断层的形式,进入留庄井田;向东经过21勘探线后,其走向急剧变为SEE向;至19勘探线后走向又恢复成NEE向,经武所屯井田一直延伸至峄山断层。断层全长约在13.5km左右,在武所屯井田内有110号钻孔穿过断层面,断点深度59.52m,区域性标志层十二灰被断缺、太原组被断薄。本井田对此断层的控制情况详见表2-1。综上所述,该断层在井田内的控制程度较高,平面位置的摆动范围不大,可定为基本查明,归属滕北煤田

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NEE向断层组。

2、武所屯逆断层

构成井田的东边界,走向NNE,倾向SEE,倾角40~50°,落差0~20m。井田位于该断层的下降盘。断层向北尖灭于18~17-1勘探线之间,向南切错张坡断层以后伸入煤系基底奥灰内,断层走向长约1800m。19勘探线上96号孔穿过断层面,断点深度129.24m,孔内区域性标志层三灰出现重复,地层断距约为10m;武所屯井田内19-11孔与赵坡井田内92号孔对孔控制,两孔相距270m。武所屯生建煤矿的实际生产巷道已到达原断层推断位置,但没有发现断层存在及地质异常变化,断层的控制程度较差,可定为初步查明。归属滕北煤田近SN向断层组。

3、17-1正断层

位于井田的东北角上,走向NNE、倾向NWW、倾角 60~65°、落差0~10m,走向长约900m。17-1号孔穿过其断层面,断点深度235.50~241.54m,煤14被断缺。断层的控制程度较差,可定为初步查明。归属滕北煤田NEE向断层组。

4、赵坡背斜

位于井田西部,轴向近SN,倾伏方向N,倾伏角5~6°,背斜的抑起端被张坡断层截割。已被25-1、25-17、25-3、107、25、赵检1、27-2、109、17、27-7号钻孔及12下、煤14、煤16采动区生产巷道严密控制。

5、黄坡向斜

位于井田中部,轴向近SN,倾伏方向N,倾伏角3~4°,背斜的抑起端被张坡断层截割。已被赵检1、23-13、检3、91、23-8、22-1、22-2、21-14、33、22号钻孔及东翼皮带石门、东翼轨道石门等巷道严密控制。

6、武所屯背斜

位于井田东部,轴向近NW~SE,倾伏方向NW,倾伏角3~4°背斜的抑起端被武所屯逆断层切割。浅部延伸进入武所屯生建煤矿部分,已被其动用区生产巷道所严密控制揭露;井田内已被96、19--4、21-14、92号等孔初步控制。

表2-1 赵坡煤矿主要断层及褶曲控制程度一览表 断层或褶曲 产 状(度) 名 称 走向 倾向 倾角 张坡正断层 武所屯逆断层 17-1正断层 赵坡背斜

落 差 (m) 钻孔或巷道揭露控制 基 本 情 况 控制 程度 基本 查明 NEE NEE NEE SN 105、106、27-1、27-2孔穿越断层面,B13NNW 70 200~310 与23-8、107与32、B12与25-1对孔控制,22至23-1线间水文电法剖面控制 96号孔穿越断层面,19-11与92孔对孔控SEE 40~50 0~20 制 NWW 60~65 N 5~6 0~10 初步 查明 初步 17-1号孔穿过断层面 查明 25-1、25-17、25-3、107、25、赵检1、22-2、查 16

黄坡向斜 武所屯背斜 SN N 3~4 3~4 NW~SE NW 21-14、33、22号钻孔 煤12下、煤14、煤16、巷道严密控制 赵检1、23-13、检3、91、23-8、22-1、22-2、21-14、33、22号钻孔,东翼皮带石门、轨道石门严密控制 井田内96、19-4、21-14、92号孔初步控制;浅部被武所屯生建煤矿生产巷道揭露 明 基本 查明 初步 查明 三、岩浆岩

本井田范围内未见岩浆侵入活动。 四、岩溶陷落柱

本井田范围内尚未见岩溶陷落柱,但东邻武所屯生建煤矿已揭露陷落柱9个,西邻留庄煤矿已揭露陷落柱7个,生产中应当加强对岩溶陷落柱的探测工作。

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图2-3 赵坡煤矿构造纲要图(以煤12下为例)

第二节 含煤地层及标志层

一、含煤地层

太原组是本井田内被保留下来的含煤层组,厚度163.73~179.56m,平均169.44m。自建井、投产以来,本矿一直开采太原组煤12下、煤14及煤16。

一、沉积特征 1、主要岩性

太原组主要由深灰色泥岩、粉砂质泥岩、粉砂岩、细砂岩、石灰岩和煤层组成,在垂向上具有较好的四段性。组内各层砂岩的主要区别是颗粒的大小差异,它们的共同特征是成份成熟度都较低,以长石砂岩为主,石英和硅质岩岩屑的含量一般在60~70%,长石和侵入体岩屑 的含量一般为20~30%,云母及其他岩屑在5%左右。粉砂岩的主要岩石类型为石英粉砂岩和长石石英粉砂岩,成份成熟度一般较高。组内发育碳酸盐岩达12层,主要矿物成分为方解石,主要岩石类型为含生物碎屑泥晶灰岩、生物碎屑泥晶灰岩及泥晶生物碎屑灰岩。

2、沉积构造

太原组主要的层理类型有水平层理、砂泥岩互层层理、单向交错层理、双向交错层理、脉状波状复合层理及透镜状层理。可见生物潜穴、生物扰动构造。

3、生物群

太原组含灰岩多达12层,含有比较丰富的蜓类化石(可见7属15种)及腕足、珊瑚、牙形刺(可见1属3种)、海百合茎等生物化石,在煤层底板灰色~灰黑色泥岩、砂质泥岩,尤其是在粉砂岩和中细粒度砂岩中含较丰富的植物化石碎片。

二、成煤环境

晚石炭世,泥炭沼泽往往是在潮坪环境或障壁~泻湖环境基础上发育而成的。由于晚石炭世陆表海海平面的高频率变化和海侵的突发性,使得晚石炭世形成了多层海侵层(海相石灰岩)直接覆盖在多层薄煤层之上。在海平面相对下降期间潮坪带逐渐沼泽化或泻湖逐渐淤浅潮坪沼泽化,从而使沼泽发育,植物茁出,形成泥炭沼泽环境,泥炭的不断堆积,最终形成煤层。但潮坪沼泽往往由于下一次海侵开始而使聚煤盆地处于较深水环境,导致沼泽发育停止。海侵表现出“突发性”的特点,早期发育的泥炭沼泽被突

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发性侵入的海水淹没,已堆积泥炭被保存下来,致使海相碳酸盐沉积覆于泥炭层之上,如八灰与煤14、九灰与煤15上、十下灰与煤16、十一灰与煤17。

三、主要标志层

井田内含煤地层中可作为有对比意义的标志层较多,其中石灰岩层、煤层及石灰岩与煤层的特殊组合关系最有对比意义。

1、石灰岩

井田内太原组三灰、五灰、八灰、九灰及十下灰,全区稳定分布,具有较大的对比意义。

2、煤层

煤层既是开采目的层,又可作为地层对比的标志层。如煤层厚度、结构、顶底板岩性特征、煤层所含结核及夹矸等,都有区别于其他煤层的不同点,是地层对比的良好标志。

3、石灰岩与煤层的组合关系

石灰岩与煤层的特殊组合关系可作为地层对比的重要标志。井田内八灰与煤14、九灰与煤15上、十下灰与煤16、十一灰与煤17等为石灰岩与煤层直接接触,石灰岩构成煤层的直接顶板,这种特殊的煤岩层组合关系可以成为地层对比的重要标志。井田内可采煤层、标志层厚度及底面间距详见图2-4。

三灰 22.81 23.43 56.18 58.65 59.34 71.43 72.01 105.6 106.7 113.1 113.9 五灰 0.62 33.37 35.84 36.53 48.62 49.20 82.76 83.93 90.32 91.07 煤9 32.75 35.22 35.91 48.00 48.58 82.14 83.31 89.70 90.45 煤12下 2.47 3.16 15.25 15.83 49.39 50.56 56.95 57.70 八灰 0.69 12.78 13.36 46.92 48.09 54.48 55.23 煤14 12.09 12.67 46.23 47.40 53.79 54.54 九灰 0.58 34.14 35.31 41.70 42.45 煤15上 33.56 34.73 41.12 41.87 十下灰 1.17 7.56 8.31 煤16 6.39 7.14 十一灰 0.75 24.91 42.62 煤17 24.16 41.87 十二灰 17.71 十四灰

138.0 155.8 115.2 132.9 114.6 132.3 81.86 99.57 79.39 97.10 78.70 96.41 66.61 84.32 66.03 83.74 32.47 50.18 31.30 49.01 19

173.0 150.2 149.6 116.9 114.4 113.7 101.6 101.0 67.47 66.30 59.91 59.16 35.00 17.29 奥灰

第三节 煤层、煤质及其它有益矿产

一、煤层

本井田的含煤地层为上石炭统太原组,平均厚度169.44m,共含煤18层,由上而下依次为煤4、煤5、煤6 、煤7 、煤8、煤9、煤10、煤11、煤12上、煤12下、煤14、煤15上、煤15下、煤16、煤17、煤8上、煤18下。其中可采或局部可采者6层,即煤9,煤12下、煤14 、煤15 上、煤16 、煤17、,平均总厚度5.11m,可采煤层含煤系数3.02%。其它煤层均不可采或偶达可采。各可采或局部可采煤层的厚度、层间距及煤层结构等情况详见表2-2,煤层稳定性平价参数详见表2-3。

1、煤9

煤9 位于太原组中上部五灰之下,煤层厚度0.34(22-1、23-3号孔)~1.45m(17号孔),平均厚度0.62m。下距煤12下28.64(25-3号孔)~37m(33号孔),平均间距32.75m;上距三灰20.60(21-14号孔)~25.91m(25-1号孔),平均间距23.43m。井田内除40号孔未达,105、27-1号孔断缺外,其余各钻孔均见煤层。可采性指数km=0.29,煤层变异系数r=35.30%,根据《矿井地质规程》第7条款,本煤层为极不稳定型局部可采薄煤层。可采区呈岛屿状分布于井田西部边界处和进田中部赵检1~91号孔一线。煤层结构简单,仅在22-1号孔内见厚度0.07m的泥岩夹石一层。老顶为五灰,仅在检2号孔内有一层厚度0.15m的泥岩伪顶,五灰厚度1.10(25-3号孔)~2.80m(23-8、检2号孔),平均厚度2.18m。底板一般为泥 岩、沙质泥岩,局部为粉砂岩。

2、煤12下

煤12下位于太原组中上部八灰之上,井田内除40、93、96号孔未达,105号孔断缺外,其余各钻孔均见煤层。《山东省枣庄市滕县煤田(北部)赵坡井田地质补充资料》综合确定27-7号孔12下煤层厚度为0.47m、见煤点综合质量为甲等,回采工作面实际已推至距离该孔20m左右,工作面采高仍保持在1.32m左右。由此可见,本钻孔的煤厚参数不可靠,不能参与有关统计计算工作。据本报告统计:煤层厚度0.75(92号孔)~2.08m(17-1号孔),平均厚度1.30m。上与煤9 间距28.64(25-3号孔)~37.00m(33号孔),平均32.75m;下与煤14间隔一层平均厚度在2.47m左右的八灰。可采性指数km=0.96,煤厚变异系数r=21.71%,根据《矿井地质规程》第7 条款,本煤层为稳

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定型全区可采煤层。含0~2层夹石,厚度0.05~0.3m,岩性为泥岩或炭质泥岩,煤层结构简单偏复杂。煤层顶板多为砂质泥岩、粉砂岩、偶尔为泥岩。底板为八灰,厚度1.20(22号孔)~5.21m(7号孔),平均厚度2.47m。煤层与八灰之间,常具一层泥岩,厚度0.10~0.80m。

3、煤14

煤14位于太原组八灰之下,煤层厚度0.45(23-2号孔)~0.95m(92、22号孔),平均厚度0.69m。上与煤12下间隔一层平均厚度在2.47m左右的八灰,下距15上10.30(109号孔)~15.14m(25-3号孔),平均间距12.67m。井田内除40、93、96号孔未达,105、17-1号孔断缺外,其余各孔均见煤层。可采性指数km=0.46,煤厚变异系数r=16.94%,根据《矿井地质规程》第7 条款,本煤层为极不稳定型局部可采煤层。可采区分四部分零星分布在井田的西北角、西南角、东北角和东南角。煤层结构简单,仅在23-8号孔内见厚度0.06m的泥岩夹石 一层。老顶为八灰,厚度1.20(22号孔)~5.21m(7号孔),平均厚度2.47m。井田内常见有岩性多为泥岩,偶尔为粉砂岩的伪顶分布。底板多为泥岩、细砂岩。

4、煤15上

煤15上位于太原组九灰之下,煤层厚度0.28(27-1号孔)~1.05(22、33号孔),平均厚度0.58m。下与煤16间距30.05(91号孔)~38.59m(27-2号孔),平均间距34.73m。上与煤14间距10.30(109号孔)~15.14m(25-3号孔 ),平均间距12.67m。井田内除40、93、96号孔未达,105、106号孔断缺外,其余各钻孔均见煤层。可采性指数km=0.22,煤厚变异系数r=32.13%,根据《矿井地质规程》第7 条款,本煤层为极不稳定型局部可采煤层。可采区分五小块零星分布在27-2、107、91、33、22号孔四周。煤层结构简单,仅在19-11号孔内见厚度为 0.05m的泥岩夹石一层。老顶为九灰,厚度0.80(103、109号孔)~2.35(27-1号孔),平均厚度0.70m。井田西部(S17-4~19-11号孔一带及井田中部检2 号孔附近有泥岩伪顶分布,泥岩伪顶厚度0.06~0.10m。底板多为泥岩,砂质泥岩和细砂岩。

5、煤16

煤16位于太原组十下灰之下,煤层厚度0.75(91号孔)~1.67m(27-1号孔)平均厚度1.17m。下与煤17间距5.55(27-2号孔)~9.28m(7号孔),上与煤15上间距30.05(91号孔)~38.59m(27-2号孔),平均间距34.73m,井田内除40、93、96号孔未达,105号孔断缺外,其余各钻孔均见煤层。右采性指数km=1.00,煤厚变异系数r=18.18%,根据《矿井地质规程》第7 条款,本煤层为稳定型全区可采煤层。煤层结构简单偏复杂,

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井田内有7 个见煤点含一层夹石、1个见煤点含二层夹石,夹石层厚0.05~0.08m,多为泥岩,偶尔为炭质 泥岩和黄铁矿层。老顶为十下灰,厚度3.10(107号孔0~7.78m(17-1号孔),平均厚度4.84m。在数十个见煤点中可见伪顶,岩性多为泥岩,局部为炭质粉砂岩,厚度0.05~0.10m。底板多为泥岩和砂质泥岩。

6、煤17

煤17位于太原组十一灰之下,煤层厚度0.38(27-2号孔)~1.00m(17号孔),平均厚度0.75m。上与煤16间距5.55(27-2号孔)~9.28m(7号孔),平均间距7.14m。,下距本溪组十二灰21.57(检2号孔)~30.98m(23-13号孔)平均间距24.16m。井田内除40、93、96号孔未达,105号孔断缺外,其余各钻孔均见煤层。可采性指数km=0.71,煤层变异系数r=18.63%,根据《矿井地质规程》第7 条款,本煤层为不稳定型 局部可采煤层。不可采区分布于井田中部之25-3、25-17、25、赵检1、23-8号孔一片及井田东部之96、103号孔一带。煤层结构简单,仅在22-1、检2 、91号孔内可见一层,在23-8号孔内可见两层泥岩石夹石层,夹石层厚度0.06~0.15m。直接顶板为十一灰,厚度0.00~1.46m,(17-1号孔),平均厚度0.63m。在直接顶板十一灰分布区,偶尔有一层厚度0.03~0.25m的粉砂岩或泥岩伪顶。局部地段十一灰已相变为泥岩(检2、102号孔)或砂质泥岩(103号孔)。底板多为泥岩、细砂岩和中砂岩。

表2-2 赵坡煤矿各可采、局部可采煤层特征一览表

煤 层 9 12下 14 15上 16 17 厚度(m) 最小~最大 平 均 0.34~1.45 0.62 0.74~2.08 1.30 0.45~0.95 0.69 0.28~1.05 0.58 0.75~1.67 1.17 0.38~1.00 0.75 间距(m) 最小~最大 平 均 28.64~37.00 32.75 2.47 10.30~15.14 12.67 30.05~38.59 34.73 5.55~9.28 7.14 结 构 简 单 简单 偏复杂 简 单 简 单 简单 偏复杂 简 单 夹石 层 层数 1 1 2 1 1 1 2 1 2 见夹 石层 点数 1 13 8 1 1 7 1 3 1 煤层 可采 性 局部可采 可采 局部可采 局部可采 可采 局部可采 表2-3 赵坡煤矿各煤层稳定性评价结论一览表

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煤层编号 可采性指数(Km) 变异系数(r%) 平均厚度(m) 煤层稳定性 9 0.29 35.30 0.62 极不稳定 12下 0.96 21.71 1.30 稳定 14 0.46 16.94 0.69 极不稳定 15上 0.22 32.13 0.58 极不稳定 16 1.00 18.18 1.17 稳定 17 0.71 18.63 0.75 不稳定 二、煤岩及煤质

1、物理性质

井田内主要煤层均为黑色、条痕为褐黑色~棕黑色,视密度1.27~1.34,沥青~玻璃光泽,参差状或阶梯状断口。内生裂隙发育,含黄铁矿薄膜。外生裂隙发育,裂隙内多充填方解石细脉,裂隙壁上多附生有黄铁矿薄膜,煤层中黄铁矿多呈侵染状,少数为扁豆状、透镜状。

2、煤岩类型

各煤层宏观煤岩组分以暗煤为主,亮煤和丝炭次之,镜煤则较少,一般呈细条带状和透镜状分布。煤层多为线理状、细条带装结构,层状构造。煤9、煤12下、煤14、煤15上为半暗~半亮型煤层,煤16、煤17为半亮~光亮型煤层。

3、煤岩组分及特征

各煤层有机组分中镜质组含量,无机组分中硫化物含量均相对较高,说明这些煤层是在陆表海环境下,覆水相对较深,水动力条件相对较弱,而多数煤层又是在“突发性”海侵发生后,导致泥炭在缺氧的还原条件下,凝胶化作用进行得比较彻底而形成的。

(1)有机组分

各煤层镜质组平均含量69.35(煤15上)~82.27%(煤17),主要是无结构镜煤及一些凝胶化基质,油侵反射光下呈灰色。测得煤9的镜质组最大反射率为0.61%,与滕北煤田其它井田的太原组煤层相一致,属低变质阶段的气煤和气肥煤。

各煤层丝质组平均含量10.68(煤12下)—17.96%(煤15上),主要是丝炭和半丝炭化基质及丝炭化碎片,偶尔可见完整的丝炭化的木栓组织,油侵反射光下呈白色,镜下突起较高。

各煤层稳定组平均含量0.37(煤17)~5.22%(煤14),主要是树皮、小孢子、大孢子及一些稳定组成的碎片,油侵反射光下呈深灰色,镜下突起较高。

各煤层有机组分平均含量在90.37(煤15上)~95.73%(煤16)之间, (2)无机组分

在各煤层的矿物质中,粘土类的平均含量在3.63(煤16)~8.17%(煤15上)左右;

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碳酸盐类的平均含量在0.18(煤17)~1.31%(煤15上)左右;硫化物的平均含量在0.16(煤15上)~0.45%(煤12下)左右。各煤层矿物杂质平均总含量在4.27(煤16)~9.64%(煤15上)左右,主要是些呈块状和条带状的泥质,其次是黄铁矿。黄铁矿多充填在煤的裂隙中或呈星散状分布在有机质的周围。在宏观上,可以见到这些矿物杂质有一定的定向分布规律且与暗煤或丝炭相交互,从而导致为煤层易沿这些交互分界面裂开,呈片状或板状。

4、煤质特征及主要煤质指标变化规律 (1)灰分产率(A,d%)

各煤层原煤平均灰分8.40(煤16)~16.52%(煤15上)。其中:煤9低灰分~中灰分,平均为低中灰煤层;煤12下低中灰~中灰分,平均为低中灰煤层;煤14特低灰~低中灰,平均为低灰分煤层;煤15上低灰分~中灰分,平均为低中灰煤层;煤16特低灰~低中灰,平均为低灰分煤层;煤17特低灰~中灰,平均为低中灰煤层(表2-4)。

各煤层精煤平均灰分2.54(煤16)~7.16%(煤12下)。各煤层灰分在平面、剖面上的变化多较大,规律性不明显。经1.4比重液洗选后,精煤灰分一般不超过10%,仅偶尔有个别点的测试值超时10%。各煤层均可成为特低灰分煤(表2-4)。

(2)煤灰成分及灰性质

各煤层灰成分平均酸性矿物总量43.19(煤14)~73.89%(煤9),平均碱性矿物总量22.08(煤9)~46.72%(煤14),平均酸碱比0.92~3.35。煤9 、煤12下、煤16、煤17的熔碴为酸性;煤14、煤15上的熔碴为碱性。

煤灰成分中SiO2+Al2O3的含量直接影响到煤灰熔融温度,煤灰熔融温度与灰成分中SiO2含量成正比,而与Al2O3含量成反比。煤9、煤16为高熔煤灰,煤12下、煤14及煤15上、煤17为低熔煤灰。

(3)挥发分(V,daf)

各煤层原煤平均挥发分产率40.53%(煤12下)~45.40%(煤14),精煤平均挥发分产率40.49%(煤12下)~45.83%(煤15上),均为高挥发分煤层(表2-4)。

(4)硫分

原煤平均全硫1.62%(煤12下)~3.64%(煤14)。煤9 为中硫分~高硫分,平均高硫分;煤12下为低中硫~中高硫,平均中硫分;煤14、煤15上、煤16、煤17为中高硫~高硫分,平均高硫分。硫成分中硫酸盐硫含量极少,平均值变化在0.02~0.07%之间,主要为硫化铁硫和有机硫。硫化铁硫平均值变化在0.89~2.68%之间;有机硫平均值变化在0.66~2.20%之间。精煤平均全硫1.06%(煤12下)~2.60%(煤16),脱硫

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系数变化在23.53(煤16)~38.74%(煤9)。各种形式的硫在煤中呈分散状、浸染状或以交代有机质的形式而存在,脱硫较难(表2-4)。

(5)磷(P,d)

各煤层原煤平均含磷量0.0039(煤15上)~0.0154%(煤12下)。除煤12下为低磷分煤以外,其余各煤层均为特低磷煤。

(6)发热量(Qb,ad)

各煤层原煤平均分析基发热量27.93(煤12下)~31.35Kj/g(煤16)。其中煤9、煤12下、煤15上为中高热值煤;煤14、煤16、煤17为高热值煤(表2-4)。

(7)元素分析

煤主要由碳、氢、氧、氮、硫等元素组成。其中:碳是煤中有机质的主要成分,平均含量81.84~82.89%。氢与煤中丝质组含量有关,平均变化在5.55~5.85%。氮的含量及其变化均较小,一般仅占1.36~1.63%。

5、煤的工艺性能 (1)粘结性

胶质层最大厚度(Ymax)变化在13.9~24.53mm之间,粘结性指数(GR.I)变化在77.7~96.53之间,均为强粘结性煤,由上而下,从煤9 到煤17粘结性有依次递增之势(表2-4)。

(2)结焦性

低温干镏半焦产率(CR,ad)变化在67.97%~73.69%,焦块最终收缩度(X)变化在32.36~43.95mm,结合焦碴特征可以结论各煤层的结焦性均较好。

(3)炼油性

各煤层干基焦油产率(Tar,d)变化在12.45~17.22%之间,属高油煤。但同时由于各煤层的粘结性较强,丝质组及硫含量较高,故不宜使用低温干镏法或氢化法炼油。

(4)气化性

井田内各煤层均未做有关气化用煤测试分析项目(如煤对CO2的反应性、热稳定性)。 6、煤的可选性

可选性试验资料来自东邻武所屯生建煤矿。

煤样采自井底车场和煤仓,其中煤12下二件,煤14一件。 (1)筛分试验

粒煤筛分结果:粒级6~13mm者产率较高;粉煤筛分结果:粉主要产于40~60、60~80和大于120目。灰分随粒度减小增加。

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(2)浮沉试验

粒煤经浮选后,~1.5比重级精煤灰分:煤12下为7.8~8.2%,煤14为4.1%。粉煤经浮选后,~1.5比重级精煤灰分:煤12下为8.29~12.90%,为优质动力及民用燃料。

(3)可选性

按±0.1含量法,煤12下采用1.7或1.8分选比重级为易选或极易选煤,煤14采用1.8分选比重级为极易选煤。按中煤含量法,煤12下、煤14均为易选煤。

三、煤的成因、变质作用类型及工业分类

根据钻孔煤芯煤样测试成果,结合区域性煤质特征,本井田煤的成因类型属腐植煤。以区域热变质作用为主。

表2-4 赵坡煤矿资源勘探阶段各煤层主要煤质指标一览表 平均测试成果(%) 灰份 (%) 挥发分 (%) 全硫 (%) 热值 (Mj/kg) Ymax(mm) 原煤 精煤 原煤 精煤 原煤 精煤 原煤 精煤 精煤 煤9 12.99 5.72 40.98 42.87 3.02 1.85 28.48 18.15 气煤 煤12下 16.24 7.16 40.53 40.49 1.62 1.06 27.93 13.90 气煤 煤14 9.98 3.49 45.40 45.32 3.64 2.39 30.75 20.23 气煤 煤15上 16.52 5.06 45.12 45.83 3.44 2.31 28.95 20.11 气煤 煤16 8.40 2.54 44.96 44.86 3.40 2.60 31.35 23.31 气肥煤 煤17 10.20 2.60 44.82 45.47 3.23 2.13 31.04 24.53 气肥煤 工业牌号 据《中国煤炭分类国家标准》(GB5751~86),结合现有资料情况,按精煤可燃基挥发分(V,daf)和胶质层最大厚度(Ymax)二项指标,确定煤9、煤12下煤14和煤15

为气煤,煤16、煤17为气肥煤(表2-4)。 四、煤质及工业用途综合评价

(1)原煤平均灰分8.40~16.52%,各煤层经1.4比重液洗选后,精煤灰分一般不

超过10.0%,为良好的动力用煤。

(2)原煤平均全硫1.62~3.64%。除煤12下平均为中硫分以外,其余各煤层平均为高硫分。硫酸盐硫含量甚少。脱硫系数23.53~38.74%。煤层中的黄铁矿呈分散状、薄膜状及浸染状。

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(3)除煤12下为低磷煤层以外,其余各煤层均为特低磷煤层。 (4)各煤层均为高挥发分、强粘结性煤层。

(5)煤9、煤12下和煤15上为中高热值煤,而煤14、煤16和煤17则为高热值煤。 (6)各煤层结焦性较好,成焦率高。洗精煤可作为良好的配焦或炼焦用煤。 (7)尽管各煤层均为高油煤,但同时由于粘结性强、丝质组及硫含量较高,故不宜使用低温干馏法或氢化法炼油。

(8)煤12下及煤14为易选煤层 四、其它有益矿产

稀散元素锗、镓、铀、钍、砷在各煤层、煤层夹矸和顶底板岩石中的含量均较低。据《矿产工业参考手册》(1972),都达不到各自在煤矿中的最低可采品位,尚无开采利用价值。

第四节 开采技术条件

一、水文地质 1、地表水系

小黑河由东向西流经井田中部,于赵坡村附近汇入北沙河。属季节性河流。1991年7月14日因夜降大雨,曾一度出现过洪水,河水水面宽度3.20m(1991年7月15日),自1978年以来,由于上游修建玉林水库,致使小黑河一直无水,河道被农户开荒。河床沉积物以细砂、粉砂为主,河水对第四系上含水层段潜水有补给作用,由于第四系中下部隔水层段的阻隔,与基岩没有直接的补给关系。

2、含水层

(1)第四系含水砂层

第四系厚度42.48~82.33m,平均63.69m,由东南向西北厚度逐渐增加。含水砂层与隔水粘土层相互交替出现,砂层透镜体较发育,岩性变化较大。按砂层数量、砂层连续程度、粘土含量高低等因素可将第四系划分为上、中、下三段,其中上段和下段为含水层段。

上含水层段平均厚度在40.00m,左右,由粘土、砂质粘土、粘土质砂和砂层组成,共含砂层2~7层,砂层累计厚度5~25m,一般厚度15~18m,砂层约占本段地层厚度的一半,粒度以中、细砂为主,成分则以石英、长石为主,粘土含量较低。砂层连续性较好,结构松散,含水丰富,透水性强,接受地表水和大气降水垂向渗入补给,补给、

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排泄条件良好,属孔隙型潜水~承压水,是当地主要的生活和农业用水水源,井田内民井,机井广泛分布。井田内共实施抽水试验三次,最大单位涌水量3.082l/s.m。60年代测得水位(检3、32号孔)在+42m左右,84年为+32m(检2),88年为+36m(武所屯村水井1988年12月10日资料),水质类型HCO3-Ca.结合水位由北东而南西逐渐变低的区域性变化规律,目前赵坡井田内的第四系水位更低。

第四系下含水层段仅发育于井田东南部92、96、19-11、33号孔一带,平均厚度在5m左右,补给条件差,富水性较弱。

(2)上侏罗统砂砾岩含水层

平均残厚129.31m,残厚由东南而西北逐渐增加。由紫红色粉砂岩、细砂岩和砾岩组成。砾岩一般分为两层,平均累计厚度在35m左右,砾石成分以石英为主,石灰岩次之,砾径一般3~5cm,大者可达10cm,分选性较差,以泥质胶结为主。钙质胶结次之。井田内共人6个钻孔漏水,漏水量1.12~6.86m3/h。共实施抽水试验三次,最大单位涌水量0.733l/s.m。60年代测得恢复水位(检3、33号孔)在+43~+45m左右,84年则为26.34(检2)。水质类型HCO3-NaCa。

预计井筒穿越此层砂砾岩时,涌水量可达250m3/h。井筒掘进时虽先采用了地面注浆技术,但掘进通过此层砾岩时,涌水量仍高达50m3/h,通过后仍有38m3/h的稳定涌水。随后又实施井壁注浆,才使井筒涌水量降至17m3/h,恢复掘进。

由于在赵坡~武所屯井田内,三灰、五灰与上侏罗统砾岩可构成一个统一的含水岩组,受矿井排水影响(赵坡矿1989年3月2日9101面,武所屯矿1989年10月11日12309面三灰突水),上侏罗统砾岩含水层 静止水位已大幅度急剧下降,目前水位已降至-40.89m(武所屯矿90-3号孔1998年3月24日观测数据)

(3)太原组三灰含水层

厚度6.10(27-7号孔)~9.18m(17号孔),平均7.94m,裂隙不发育,4个钻孔出现过漏水,最大漏水量7.2m/h。实施抽水试验4次,最大单位涌水量0.037l/s.m,水质类型为HCO3-NaCa型。60年代测得恢复水位+4.68m(检3号孔)~+45.25m(33号孔),84年则为+28.90m(检2号孔)。

1989年3月2日18时,9101面推进至30m处,顶板初次来压。20时,面后顶板三灰突水,并逐步加大,至22时突水量增至270m3/h。3月5日5时淹没大巷,15日淹至井筒-10.59m。根据有关专家“只能排疏、不能堵的”意见,自3月17日开始组织强排,至4月12日恢复生产。从此对该突水点的长期观测工作也同时展开,实测数据详见表2-5。

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表2-5 赵坡煤矿9101 面三灰突水点长期观测资料表

年 月 1989 1990 1991 1992 1 2 3 4 300 303 279 5 6 7 292 8 9 10 11 312 278 7.1 12 314.5 278 255 止测 301 302 304.5 306 307 309 300 295 286 279 277 315 311 306 280 282 284 275 272 268.5 265 260 262 263.5 69.7 45.2 57.3 36.9 225 180 140 100.8 95.9 103 受矿井排水影响,三灰静止水位已大幅度下降,武所屯生建煤矿90-1号长期观测孔1993年2 月10 测得其三灰的静止水位为-87.21m,且自同年3月份至今,此观测孔内一直无水。由此可见,三灰富水性不强,下距煤12下平均56.18m,正常情况下对开采煤12下无甚影响,但局部地段可能因次级构造的作用,特别是小断层破碎带会给三灰水涌入工作面提供良好的通道,矿井应适当加大排水能力,确保安全生产。

(4)太原组五灰含水层

太原组五灰厚度1.10(25-3号孔)~2.80m(23-8号孔),平均2.18m。裂隙不发育,未出现过钻孔漏水。五灰的隐伏露头区位于东邻武所屯生建煤矿,与上侏罗统砾岩水力联系密切,因此,可将上侏罗统砾岩、三灰和五灰视为统一的含水岩组。1960年于106号孔实施抽水试验,测得单位涌水量0.02881/s.m,恢复水位标高+44.01m,1990年8月30日武所屯煤矿于90-1号长期观测得静止水位-101.24m。目前其静止水位则更低。五灰水在本井田的涌水形式为沿裂隙出水,先大后小,出水点基本上能跟着下山迎头一起走。正常情况下对开采煤9、煤12下无甚影响。

(5)太原组八、九灰含水层

八灰厚度1.20(22号孔)~5.21m(7号孔),平均2.47m,九灰厚度0.80(103号孔)~2.35m(27-1号孔),平均1.70m,两者平均间距在11m左右,分别构成煤14、煤15上的顶板。裂隙不发育,且往往被方解石所充填,未出现过钻孔露水。107号孔八、九灰混合抽水试验,单位涌水量0.00681/s.m。经武所屯生建煤矿统计,八灰基本无水,仅偶尔在断裂带出水,水量2~3m/h;全矿井九灰总涌水量为5~20 m/h。综上所述八灰、九灰厚度小,裂隙不发育,为弱含水层,局部地段可通过构造裂隙进入采场,单点最大出水量在20 m3/h左右,且逐渐减小,对矿井充水影响不大。

(6)太原组十灰含水层

十灰为上下两层即十上灰和十下灰,两者间隔一层薄泥岩。十下灰厚度3.10~7.78m,平均4.84m,构成煤16的直接顶板。局部裂隙较发育,有溶蚀现象,多为泥质及方解石充填。曾有2个钻孔发生漏水,最大漏失量7.2 m3/h。共实施四次抽水试验,最大单位涌水量0.3471/s.m,水质类型为SO4-NaCa~Cl-NaCa。井田内十灰埋藏较深,无隐伏露

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头,补给条件差,SO4含量及矿化度较高,说明径流不畅,以静储量为主。目前全矿井总涌水量在240 m3/h左右,其中十灰涌水量150 m3/h,占总涌水量的60%。

(7)本缓组十二、十四灰含水层

十二灰厚度1.90(检2)~7.60m(23-8),平均5.36m;十四灰厚度5.30(27-1)~12.35m(25-1),平均9.73m,两者平均间距在8m左右。十四灰与奥灰的间距变化在13.85(25-1)~20.72m(21-14),平均17.29m,而在断层及裂隙发育地段,间距更小甚至出现对接,从而使两者水力联系密切或成为统一的含水层组。井田内无抽水试验资料,仅在25-1号孔测得十二灰静止水位为+25.58m(1980年11月11日)。1998年3月24日,武所屯生建煤矿延深皮带下山发生十二灰突水,流量急剧增至150 m3/h,数日后稳定在60m3/h。由此可见,不能轻视十二灰水对矿井生产的影响。

十二灰平均上距煤16为25.94m,煤17为18.8m。临界突水系数值取1.5、底板采动破坏深度取7m(与本矿煤12下底板采动破坏深度相同),十二灰静止水位按+25.58m计算求得:开采煤16、煤17的安全水头分别为284.1m和177m。因此正常情况下,在回采标高-260m以下的煤16时,将会受到十二灰水的威胁;而回采煤17则在全井田内均将受到十二灰水的威胁。建议对十二、十四灰进行水文地质补充勘探,填补其水文地质资料的空白,确保生产安全。

(8)中奥陶统石灰岩含水层

井田内最大揭露厚度116.73m,揭露段上部为棕色、灰色、深灰色厚层状微晶灰岩夹豹皮状灰岩,岩溶裂隙不发育,下部(指距顶界面30m以下)为灰色、浅灰色白云质石灰岩夹泥灰岩,岩溶裂隙发育,发育较多的小溶洞及半闭合状裂隙,裂隙最大宽度可达3cm,部分被方解石充填,2个钻孔在此层位出现漏水。实施抽水试验3次,最大单位涌水量2.7171/s.m.水质类型为SO4-NaCa。区域资料表明,奥灰上段的富水性与其埋藏深度有关,由浅至深富水性明显减弱。赵坡井田之奥灰上段在滕县背斜二级储水构造水动力系统中位于径流~补给区,水交替迟缓,早期地下水被缓慢更新、淋滤作用缓慢进行,为半封闭区段。1980年10月14日留庄井田29-1号孔测得其静止水位+25.33m。

奥灰与煤17平均间距59.16m,埋藏较浅,水头压力较小,上段裂隙不发育,富水性较差。因此在正常区段奥灰水不会以底鼓形式直接进入采场,但由于断层错动,可形成侧向补给条件或奥灰水垂向上升通道,使奥灰与十四灰产生水力联系而成为统一的含水岩组。因此,为确保煤16、煤17的安全开采,今后应加强煤系底部岩层岩性与厚度的探测分析,查明断层与裂隙向深部延深发育情况及其导水特征,预防断层附近及裂隙密集带或隔水层较薄区发生奥灰突水,具有非常重要的实际意义。

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标准》后,用于农灌或排放。

3、噪声污染及防治

噪声污染主要来源于通风系统及筛分设备等。为保证有效控制噪声,在矿井规划、改扩建过程中应注意按功能组团分区,将产生高噪声设备与人员密集建筑物远离,以减少噪声的影响,同时对产生高噪声的设备采取消音措施。

4、固体废物污染及防治

矿井生产产生的固体废物有矸石、锅炉房炉渣及少量生活垃圾,处理不当,将会污染环境。矸石应集中堆放在指定的场地,及时平整,表面喷酒石灰乳后覆土,然后绿化。锅炉房炉渣应及时运到矸石场与矸石一并处理,或进行其他综合利用。矿井生产、生活垃圾应以全封闭形式运往指定垃圾填埋场作填埋处理,最终覆土绿化。赵坡煤矿以煤巷掘进为主,年产矸量在5万吨左右,90%左右已用作铺路填沟,仅积存10%左右,对环境影响极小。

5、地表塌陷及防治

一般矿井开采要大量抽排地下水,采煤后产生大量采空区,所引起的地表塌陷,将会对工业场地、道路、河流、土地、桥梁等工农业基础设施造成不同程度的影响。为防止地表塌陷,应对采空区进行回填,对井田内的工业场地、道路、河流、土地、桥梁等工农业基础设施应根据相应的保护等级,合理留设保护煤柱。对已产生的地表裂缝、局部塌方应及时进行填充平整,恢复原貌。尽管赵坡煤矿开采煤层厚度小,年产量较低,采矿所引起的地表下沉量很小,对环境影响较小,但今后仍应加强对采煤工艺的研究,进一步减小地表下沉量,对地表进行必要的平整、压实,减少大气降水对矿井水的补给作用。

在采取以上措施的同时,还要大力开展植树造林绿化工作,以起到改善气候、调节气温、净化空气、减弱噪声、防风固沙、美化环境的作用,同时也可增加经济收入,造福子生后代。

四、瓦斯、煤尘及煤的自燃 1、瓦斯

根据《煤矿安全规程》第140条的规定和要求,于2002年9月进行了矿井瓦斯等级鉴定工作,结论认为本矿为低级瓦斯矿井。矿井瓦斯相对涌出量为1.626m3/t绝对涌出量为1.468m3/min;二氧化碳相对涌出量为2.992m3/t、绝对涌出量为2.705m3/min。 2、煤尘爆炸性

2002年5月12日委托煤炭科学研究总院抚顺分院通风防灭火实验室测定主采煤12

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、煤14、煤16、煤17的煤尘爆炸性参数,其火焰长度均大于40mm,抑制煤尘爆炸最

低岩粉用量均为50%,属有煤尘爆炸危险性煤层。 3、煤的自燃发火倾向性

2002年5月20日委托煤炭科学研究总院抚顺分院通风防灭火实验室测定矿井主采煤12下、煤14、煤16、煤17的煤炭自燃倾向性,均为二类自燃煤层。

五、矿井地温

目前井下平均气温在21~22℃左右。本矿井未开展系统的地温测量工作,区域性地热梯度每百米2.73℃。无高温地段,矿井不受地热危害。

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第三章 探采情况综述

第一节 建矿前的地质勘查工作

建矿前的地质勘查工作过程详见第一章第三节,经过多次资源地质勘查工作,井田内已有地质钻孔43个,累计钻探工程量12948.67m,完成抽水试验23层次。作为建井依据的《山东省枣庄市滕县煤田(北部)赵坡井田地质资料》由山东省煤炭工业局以鲁煤基字(1983)第575号文批准。全井田探明地质资源储量3604.7万吨(均为工业储量)。

第二节 矿山地质

一、基本建设及生产现状

枣庄市煤炭规划设计院依据《山东省枣庄滕县煤田(北部)赵坡井田地质资料》和《山东省枣庄市滕县煤田(北部)赵坡井田补充地质资料》进行矿井设计。设计年生产能力30万吨,服务年限 64.7年,采用立井多水平开拓方式,中央并列式通风,全部垮落法管理顶板。

1984年10月6日开始组织建井。井底车场标高-230m。1991年10月转入试生产阶段,1994年12月28日矿井正式投入生产。1998年6月改制更名为山东丰源煤炭有限责任公司。2001年12月改制更名为山东丰源煤电股份有限公司。

截止2003年12月31日,矿井累计采出量623.1万吨,累计损失量81.6万吨,累计动用量704.7万吨,累计重算减少110.2万吨,期末保有资源储量2789.8万吨, 累计探明资源储量3494.5万吨。矿井历年采出量、损失量及重算增减量基础数据详见表3-1。 表3-1 山东丰源煤电股份有限公司赵坡煤矿历年采出量、损失量动态变化一览表

年 份 ~1998 1999 采出量(万吨) 当年 43.9 累计 306.7 350.6 损失量(万吨) 当年 3.8 累计 46.9 50.7 重算增减量(万吨) 当年 +13.3 累计 -139.0 -125.7 期末保有量 (万吨) 3112.1 3077.7 38

2000 2001 2002 2003 52.3 73.0 75.0 72.2 402.9 475.9 550.9 623.1 9.6 4.3 9.9 7.1 60.3 64.6 74.5 81.6 +21.3 -8.6 -2.0 +4.8 -104.4 -113.0 -115.0 -110.2 3037.1 2951.2 2864.3 2789.8 二、生产勘探及生产矿井地质工作

赵坡煤矿自投产以来,为进一步查明矿井地质及矿井水文地质条件,为矿井开拓设计、生产提供准确可靠的地质资料,保证矿井生产的正常进行和煤炭资源的合理开发、利用,地质工程师们做了大量的基础性工作。随着采掘生产的进行,及时开展了矿井地质及矿井水文地质观测、编录、资料整理和综合分析。加强了矿井储量管理及动态分析。针对一些急需要解决的地质问题,进行了地面、井下水文电法勘探、煤层顶板岩石力学参数的测量等专项地质工作。现将矿井生产阶段所开展的矿井地质、矿井水文地质及储量管理工作情况分述如下。

(1)1989年3月2日9101工作面顶板突水以后,委托中国煤田地质总局水文物探队进行水文电法勘探,完成电测深144个物理点;联合剖面4.8km,512个物理点;自然电位2.6km,588个物理点;五极纵轴测深5个物理点;有效控制面积1.65km2,基本上确定了突水点来水的主要补给方式、方向,确定了测区内张坡断层的位置,取得了较明显的地质成果,于1992年1月提交《山东省枣庄市峄城区赵坡煤矿水文电法勘探报告》。

(2)2003年3月委托山东科技大学对东大巷底板隐伏断层及石灰岩岩溶水进行高密度电阻率层析成像探测,提交《山东丰源煤电股份有限公司赵坡煤矿东大巷底板层析成像勘探报告》。

(3)2002~2003年8月委托山东科技大学对太原组16、17煤层底板石灰岩(十二、十四灰及奥灰)进行水文地质补充勘探工作,其施工完成井下水文地质钻孔7个,累计钻探工程量606.30m,放水试验10层次,水质分析5层次,提交《山东丰源煤电股份有限公司赵坡煤矿16、17煤层底板灰岩水文地质补充勘探报告》。

(4)对采掘工程揭露的煤岩层厚度、结构、构造,尤其是构造进行了全面观测。对于煤巷,观测点间距一般在10~25m左右,主要观测煤层厚度、产状要素、顶底板特征、结构和裂隙发育情况。遇地质构造时作了必要的加密观测。对于断层主要观测断层面特征、两盘煤岩层产状及厚度变化、派生地质现象、断层面产状及落差,控制断层位置。对于小褶曲,主要测定了两翼煤岩层产状、倾伏方向及倾伏角。

(5)编录煤巷时,通过布置平行巷顶(底)的测量基线,控制煤层及其顶底板岩层的空间位置。部分岩巷做了一帮素描或局部素描图,一部分工作面的回采巷道做了靠工

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作面一侧的素描图。及时将井下收集的各种地质资料填绘在有关地质图件上,进行了矿井地质条件分类,服务于矿井生产建设,但许多资料没有得到及时整理,分析。资料的系统化,规范化程度较低,建议按照《矿井地质规程》和《生产矿井地质测量质量标准化标准》等要求,逐步建立和完善各种地质档案、台帐、卡片、报表,并实行专人保管制度,逐步建立矿井地质信息管理系统。

(6)矿井储量管理

地质工程师们严格按照煤炭工业部1983年9月颁布的《生产矿井储量管理规程》(试行)和1982年2月颁布的《关于合理开采煤炭资源提高回采率的若干规定》(试行),以及《国有重点煤矿生产矿井质量标准化标准》(1984)中有关储量管理标准化的内容,积极有效地进行矿井储量管理及时掌握矿井储量动态和分析煤炭损失。在做好日常矿井储量管理工作和编制、填报各种台帐的同时,及时进行了矿井储量增减重算、上报注销,修改,编制了煤12下、煤14及煤16底板等高线及储量计算图。但由于人员配备较少,日常工作繁忙,储量管理工作的深度较低,尚未建立矿井储量、损失分析数据库和储量管理图库。

(7)按照《矿井水文地质规程》的要求,进行了矿井水文地质工作。初步建立了井下涌水量长期观测站,坚持每月定期观测2次,掌握了矿井涌水动态。对采动作用下矿井充水水源、充水通道及补给途径、各含水层之间的水力联系及疏降现状等作了初步分析。在涌水量较大的地段配合有关部门安装了排水设备及时排除了水害威胁,确保了矿井安全生产。及时采集了有关含水层井下出(突)水点的水样,作了针对性的水质分析,丰富了矿井水文地质资料。当9101工作面出现突水事故后,配合矿领导及时组织专家进行诊断、开展水文电法勘探,及时实施有效的疏、堵措施,总结出了适应本矿井的治水经验,对矿井水文地质条件有了新的认识,进一步明确了矿井防治水的整体思路。

第三节 探采对比

本井田所使用的基础地质资料是山东省煤田地质勘探公司第一勘探队于1983年6月5日提交,山东省煤炭工业管理局以(1983)鲁煤基字第575号文批准的《山东省枣庄市滕县煤田(北部)赵坡井田地质资料》。

本井田共施工地面钻孔43个,井下钻孔7个,通过以上工作,查明了井田内构造、煤层、煤质、水文地质及其他开采技术条件。经过多年的开采,对井田的地质情况有了进一步的认识。1999年10月,委托山东科技大学编制《山东丰源煤炭有限公司赵坡煤

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本文来源:https://www.bwwdw.com/article/ugu7.html

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