泉店煤矿西翼14辅助采区设计说明书汇总000Word下载.docx
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（1）石炭系（C）
由石炭系上统本溪组（C3b）和太原组（C3t）组成，与下伏寒武系地层平行不整合接触。
厚55.06～120.40m，平均106.0m。
1）上统本溪组（C3b）：
主要为浅灰色铝土岩，上部呈致密块状，部分为层状，具波状及混浊层理。
中部大部分为豆状、鲕状结构，部分含较多黄铁矿散晶。
下部大部分为紫红色含黄铁矿，局部夹砂质泥岩。
该组为本区主要标志层（ML），厚1.82～29.70m，平均10.00m。
2）上统太原组（C3t）：
该组由下到上分为下部灰岩段、中部砂泥岩段和上部灰岩段。
该组厚83～106m，平均96.0m。
①下部灰岩段：
本组顶至L4灰岩顶。
由L1～L4四层深灰色隐晶质灰岩和砂质泥岩、细砂岩及一3、一4煤组成。
L1～L3灰岩厚度大，层位稳定，L4局部相变为致密泥岩。
上部局部具细粒石英砂岩，一3、一4煤较稳定，均不可采。
本段厚22.00m。
②中部砂泥岩段：
L4灰岩顶至L7灰岩底。
由灰色～深灰色砂质泥岩、细～中粒砂岩、L5、L6两层不稳定灰岩及一5～一7六层不稳定且不可采薄煤层组成。
其中砂岩常含较多白云母，砂质泥岩常具鲕状结构。
胡石砂岩位于上部，以局部含多量大白云母片为特征。
本段厚39.00m。
③上部灰岩段：
L7灰岩底至L9灰岩顶。
由L7～L9三层深灰色隐晶质灰岩、砂质泥岩、中～细粒石英砂岩及不稳定且不可采一8煤层组成。
L7、L8、L9三层灰岩厚度大，较稳定，L8、L9灰岩常合并。
本段灰岩含较多海相动物化石，L7灰岩含团块状和透镜状燧石。
顶部常有一层灰黑色致密状海相泥岩，含灰黑色生物碎屑铁质岩。
本段厚25.00m。
（2）二叠系（P）
1）下统山西组（P1sh）：
顶界止于砂锅窑砂岩（Ss）底界面。
与下覆地层太原组整合接触。
厚63.28～97.84m，平均84.00m。
主要以浅灰色～深灰色的砂质泥岩、细～中粒长石岩屑石英砂岩、粉砂岩和煤组成，含煤六层，其中二1煤层为本区主要可采煤层，二3煤局部可采。
顶部泥岩具紫斑和鲕状结构，俗称“小紫”。
二1煤顶板大占砂岩（Sd）的层面含多量大白云母片、炭屑和较多磷灰石，标志明显，层位稳定，是良好的标志层。
二3煤顶板香炭砂岩（Sx）棕灰色，含较多白云母，较稳定，为辅助标志层。
2）下统下石盒子组（P1x）：
顶界止于田家沟砂岩（St）底面，分为三、四、五、六煤段，与下伏山西组地层整合接触，大部遭受不同程度剥蚀，厚0～388.04m，平均338.00m。
①三煤段：
顶界止于四煤底砂岩（S4）。
由浅灰色细～粗粒长石岩屑石英砂岩和深灰色砂质泥岩、泥岩组成，含煤7层（三1～三7）。
三7煤层偶可采，余均不可采。
底部砂锅窑砂岩（Ss）为灰白色中、粗粒石英砂岩，底部常含燧石细砾和泥质包体，区内稳定，是良好的标志层。
其上大紫泥岩（Md）紫红色、暗紫色，具豆状、鲕状结构，区内稳定。
本段平均厚78m。
②四煤段：
顶界止于四、五煤分界砂岩（S5）。
由灰白色、浅灰色细～粗粒长石岩屑石英砂岩和灰色砂质泥岩、泥岩组成，含煤7层，其中四6煤局部可采。
底部砂岩（S4）为灰色中粒长石岩屑石英砂岩，含较多的菱铁质团粒，并组成斜层理和交错层理，层位基本稳定。
本段平均厚93.00m。
③五煤段：
顶界止于五、六煤分界砂岩（S6）。
由灰色、深灰色砂质泥岩、粉砂岩和灰白色、浅灰色的中～粗粒石英砂岩、长石岩屑石英砂岩及煤组成。
含煤9层，其中五7煤偶见可采点，煤段顶、底部部分具紫斑，普遍含鲕粒。
本段平均厚82.00m。
④六煤段：
顶界止于田家沟砂岩（St）。
由灰色、深灰色砂质泥岩和浅灰色粗～中粒长石岩屑石英砂岩、岩屑石英砂岩及煤组成。
含煤4层，其中六2煤偶见可采。
煤段上部和下部泥岩紫斑发育。
本段平均厚85m。
3）上统上石盒子组（P2s）：
区内仅保留其底部地层，由浅灰色、灰白色中、粗粒石英砂岩和灰色砂质泥岩组成。
底部田家沟砂岩（St）以浅灰色、灰白色中、粗粒石英砂岩为主，含棕色石英细砾和钾长石，泥质、硅质胶结，具斜层理，标志明显，区内稳定，是较好的标志层。
与下伏下石盒子组整合接触，区内残存厚度28m左右。
3、煤系上覆地层
（1）新生界（Kz）
本井田新生界地层为新近系和第四系（R+Q）地层，与下伏上石盒子组地层呈角度不整合接触。
平均厚度470m。
1）新近系（R）：
下部以紫红色、黄褐色砾岩为主，间夹多层紫红色砂岩、粉砂岩和砂质泥岩；
中部为砖红色砂质泥岩、泥岩，夹砂岩或砾岩；
上部为砖红色细～粗粒砂岩、紫红色泥岩、砂质泥岩，含钙质结核。
平均厚度250m。
2）第四系（Q）：
下部为黄褐色、浅红色间夹灰绿色的粘土，粘土夹多层薄层褐黄色的细砂和粉砂，底部具薄层的砾石，夹多层钙质结核；
中部为黄褐色砂质粘土、粘土，间夹粘土质砂，上部和下部分别夹3～4层厚层砾石，含钙质结核；
下部由三层砾石和黄褐色砂质粘土、粘土及粘土质砂组成，含钙质结核；
顶部为黄土，局部为冲积和坡积砾石堆积。
平均厚度220m。
二、煤层
1、二1煤层：
赋存于山西组下部，上距砂锅窑砂岩（Ss）49.18～67.90m，平均58.80m。
下距太原组L9石灰岩24.0～34.0m，平均28.5m。
本采区主采二1煤层，煤层走向294°
，倾向204°
，煤层倾角东部大于西部，东部煤层倾角27～30°
，西部煤层倾角20～25°
；
二1煤层厚度1.45～8.93m，平均4.60m，厚度自西向东分布不均匀，西部相对东部煤层较厚见图所示；
9个见煤点，其中大于6m的煤厚点1个占11.1%，3.5～6.0m的煤厚点6个占66.7%，1.30～3.5m的煤厚点2个占22.2%，小于1.30的煤厚点0个占0%；
可采性指数（K）为1，14采区可采煤层厚度变异系数（γ）为46.1%，属较稳定型全区可采厚煤层；
二3煤层局部可采，二1煤层和二3煤层间距1.5～4.0m。
二1煤层局部地段含一层夹矸，属简单煤层结构。
二1煤层8002孔分岔为二11和二21煤层，二21煤层厚度3.77m，二11煤层厚度0.46m，二11与二21煤层间距1.68m。
二1煤层在表现为西部厚，东部较薄，以厚煤层为主，初步分析引起二1煤层厚度变化的原因以成煤期后构造挤压作用为主，原始沉积环境对煤厚变化也有一定影响。
见14采区二1煤厚变化频率图。
14采区二1煤层距太灰上段含水层距离钻孔统计表
序号
钻孔
距离（m）
煤层真厚（m）
1
4-1
26.6
5
7-2
24.0
2
6-1
26.0
6
8001
30.0
3
6-7
27.0
7
8002
4
7001
34.0
8
9001
图2-414采区二1煤层见煤钻孔统计表
8.93
GS2
4.77
4.05
1.45
5.63
3.77
3.98
9
5.99
2.89
10
表2-414采区二1煤层见煤钻孔煤厚分布情况一览表
厚度范围
钻孔个数
比例（%）
大于6m
11.1
3.5～6.0
66.7
1.3～3.5
22.2
小于1.3
共计
100
图2-514采区二1煤厚各厚度范围柱状图
图2-614采区二1煤厚各厚度所占比例图
2、二3煤层：
赋存于山西组中下部，上距砂锅窑砂岩47.83～59.23m，平均53.82m，下距二1煤层0.7～4.0m。
煤层顶板以细中粒砂岩为主，次为泥岩、砂质泥岩，底板以泥岩、砂质泥岩、粉砂岩为主，局部为细中粒砂岩，偶具炭质泥岩伪底。
在14采区局部开采，煤层厚度0～1.73m，平均1.42m，煤层不含夹矸，结构简单。
二3煤层在14采区主要分布在采区东部，7勘探线以东。
14采区二3煤层厚度及层间距钻孔统计表
二1和二3间距（m）
1.52
1.50
1.02
3.6
7002
0.62
0.7
1.73
3.7
0.64
4.0
三）、煤质
二1和二3煤层均为黑～灰黑色，条痕为黑～灰黑色；
由于后期构造作用的影响，煤的原生结构遭到破坏，构造镜面发育。
以粉粒状为主，次为粉状、鳞片状；
煤层受压固结成块状，手指轻压易碎，具挤压和揉搓现象，煤质情况见下表。
二1煤层煤质情况一栏表
水分
Mad（%）
灰分
Ad（%）
挥发分
Vdaf（%）
全硫
St,d（%）
发热量
Qnet,v,d（MJ/kg）
煤类
0.34
16.15
14.59
0.60
25.40
瘦煤
二3煤层煤质情况一栏表
平均水分
平均灰分
0.82
7.92
0.40
28.00
四）、二1煤层顶、底板
（1）顶板：
直接顶板以砂质泥岩，粉砂岩为主，厚度一般1.5～5m，RQD值在0～85.2%；
泥岩顶板次之，厚度一般1～3m；
砂岩顶板主要分部DF04断层两侧，面积很小。
老顶以细粒、中粒大占砂岩为主，厚度0～12.33m，一般在2m以上，抗压强度34.7～58.0MPa，RQD值在50～91.4%。
（2）底板：
直接底板主要为泥岩、砂质泥岩、粉砂岩，局部为细粒砂岩或中粒砂岩，厚度26～33m，一般30m左右，岩石致密，抗拉强度0.67～2.80MPa，RQD值在26～94.4%。
五）、构造
根据勘探资料分析，14采区地质构造较为简单，主要断层有6条，14采区内部除DF10和DF03断层落差大于10m外，其余落差均小于5m，均为正断层，由于受井田中部DF04断层影响，14采区内断层走向均为北东向。
在巷道掘进时提前对落差大于10m的DF29断层进行探测。
开拓区内小断层对煤层开采影响较大。
断层使工作面煤层突然断失，使其运输条件复杂化。
在巷道掘进遇断层时，由于断层处岩石破碎，易塌落，给巷道顶板支护带来很大困难，在今后的生产过程中也存在不安全隐患；
同时对煤层厚度也有影响，断层发育处煤层厚度变薄，使将来工作面回采推进速度变慢，产量下降，工作面回收以及出次放顶次数增加，顶板管理难度加大。
另外断层处岩石破碎，裂隙发育，使其含水层富水性增强，使煤层顶底板产生淋水、突水现象，影响了煤矿的正常生产。
前石固断层（F82）：
为本区西部边界断层，位于泉店以西，北起前石固镇，向南经刘运庄至化庄村北与F3相交，长约10km。
走向近SN，倾向W，倾角60°
，落差大于400m。
DF03断层：
位于14采区东部，走向NE，倾向NW，倾角58～70º
，落差0～15m，为一南东盘上升北西盘下降的正断层，控制延展长度1100m。
经西翼轨道大巷实际揭露，DF03断层落差在30m，断层带在10m左右，不含水。
14采区勘探断层情况一览表
断层名称
走向
倾角（°
）
落差（m）
断层性质
前石固断层
SN
60
>
400
正断层
DF10
45
55
18
DF26
90-110
70
正断层
DF29
80
66
DF08
90
DF03
10-15
六）、水文地质
1、含水层
14采区主要受二1煤层下部灰岩含水层和顶板砂岩裂隙含水层影响。
①顶板砂岩裂隙含水层：
14采区煤层顶板岩性较为简单，主要由砂质泥岩、细粒砂岩组成，该含水层距离煤层0～5m，厚度15m左右，q=0.0110～0.0119L/s·
m,K=0.038～0.0828m/d,原始水位标高：
+112.63～+115.56m,水化学类型：
HCO3·
SO4～K+Na及HCO3·
SO4～Ca·
Mg,矿化度：
0.618～0.663g/L,永久硬度：
0～117.58mg/L,PH值：
7.72～8.27，由于直接顶为砂质泥岩，富水性弱，对工作面的安全开采没有影响不大。
②太原组上段灰岩岩溶含水层：
距二1煤层28.5m左右，为二1煤层底板直接充水含水层，主要由厚度12.5～13.5m（平均13.0m）、多为三层，局部合并为一层或分成5层的L7～L9灰岩组成，分布较稳定。
灰岩化学成分CaO占30.36～52.61%，平均45.38%。
L8、L9灰岩局部相变为泥灰岩。
灰岩一般致密完整，裂隙不发育，且常被方解石脉充填，但在井田浅部或构造带附近，岩溶裂隙较发育，并有水蚀痕迹。
该含水层单位涌水量0.0187～0.28L/s•m，渗透系数0.09214～0.7988m/d，原始水位标高+113.80～+122.12m，经近两年多的疏水降压目前在12采区现水位标高-280m左右；
水化学类型为HCO3•SO4–Ca和HCO3–Ca•Mg型，矿化度0.530～0.640g/L；
永久硬度110.45～180.08mg/L，PH值7.44～8.15，属富水性中等的岩溶裂隙承压水，具有较高的水头压力，在断层带附近或煤层底板隔水层薄弱处进行回采时，应注意防范突水事故。
因此，防治太原组上段灰岩水是防治水工作的重点。
图214采区区主要煤层与主要充水含水层上下关系示意图
③石炭系太原组下段灰岩岩溶裂隙水含水层：
距二1煤层75m左右，为二1煤层底板间接充水含水层，由厚度3.79～26.88m、多为三层局部合并为一层的L1～L4灰岩组成。
灰岩化学成分CaO占45.10～51.92%，平均48.90%。
灰岩致密，且裂隙常被方解石脉充填，局部岩溶发育。
该含水层，单位涌水量0.0362L/s•m，渗透系数0.857m/d；
水化学类型为HCO3–Ca•Mg型，矿化度0.232～0.389g/L，PH值7.0～7.3。
该含水层初始水压在+50m左右，目前水位在-70m左右，属富水性弱、且不均匀的岩溶-裂隙承压水，该含水层局部地段水压较高，在隔水层薄弱地段，可能引发突水事故，应加强防范。
该含水层经12采区实际揭露，水压高、水量大，水温38℃。
④寒武系白云质灰岩岩溶孔隙水含水层：
距二1煤层120m左右，为二1煤层底板间接充水含水层，岩性为白云质灰岩。
化学成分CaO占19.94～29.45%，平均24.70%；
MgO占12.33～20.01%，平均16.17%；
SiO2占1.84～34.12%。
据该段与DF04断层带混合抽水试验，单位涌水量为0.048L/s•m,渗透系数0.1025m/d；
水化学类型为HCO3•SO4–Ca型，矿化度0.641g/L，PH值8.19。
该含水层水位初始标高+41.81m，目前水位标高在-70m左右，属富水性弱的岩溶-孔隙承压水。
因该含水层的水具有较高的水头压力，考虑其区域富水特征，在断层带附近或煤层底板隔水层薄弱处进行煤层开采时，应注意防范突水事故。
2、涌水量预测
根据相邻的12采区掘进时部分地段出现顶板淋水现象，预计14采区巷道掘进时时，顶板会出现涌水或淋水情况，预计最大涌水量30m3／h左右。
①14采区水文地质条件与12类似，故参照12采区实际涌水量条件，采用比拟法，对本矿井14辅助采区进行涌水量预测。
Q=Q1
式中：
Q－预算涌水量（m3/h）
Q1－现涌水量（m3/h）
F1－已开采面积（m2）
F－预开采面积（m2）
到目前为止12采区已开采面积0.035km2，实际涌水量3-5m3/h，14辅助采区预采面积0.64km2。
经计算正常涌水量8.0m3/h，最大涌水量取正常涌水量的1.3倍，推算最大涌水量为10.4m3/h。
14辅助采区预计正常涌水量在8.0m3/h，最大涌水量为40.4m3/h。
②梁北煤矿目前开采-550m水平水文地质条件与本矿井比较类似，故参照梁北煤矿11采区实际涌水量条件，采用比拟法，对本矿井12采区进行涌水量预测。
梁北煤矿11采区开采面积0.22km2，实际涌水量400m3/h，本矿井14辅助采区预采面积0.64km2。
经计算正常涌水量520m3/h，最大涌水量取正常涌水量的1.3倍，推算最大涌水量为676m3/h。
综述，矿井14辅助采区预计正常涌水量640m3/h，最大涌水量为676m3/h。
根据泉店矿区域水文地质条件和相邻12采区实际揭露的水文地质情况，综合物探结果，在综合分析研究的基础上，坚持“以疏为主，疏堵结合”的原则，决定在14采区胶带大巷继续进行疏水降压工作，在疏水降压的基础上对14采区所有工作面进行底板注浆加固工作，对加固后并对已完成的低阻异常区进行打钻验证，确保水压在安全水头值范围以内。
按照“有疑必探”的防治水方针在采掘巷道接近落差大于10m的断层，提前20m进行探放水工作，编制专门探放水设计和安全技术措施；
在工作面上下顺槽掘进期间，利用瞬变电磁超前探测。
按照“有掘必探”的防治水方针在西翼-540胶带大巷继续进行超前钻探探测。
以确保安全顺利进行掘进。
七）、环境地质
1、瓦斯地质
西翼14采区，标高在－560m～－320m之间。
煤层埋藏靠近浅部煤层风化带和露头线，煤层上部透气性较好,瓦斯含量不大。
根据瓦斯地质预测图资料来看，瓦斯含量小于4ml/g。
由于受区域构造的影响，煤系地层在长期遭受剥蚀风化等多种地质作用的影响下，煤的原始结构破坏，坚固性系数值f=0.15。
2、煤尘爆炸性
二1煤层多为粉状煤，开采时易产生大量的煤尘，按<
<
煤矿安全规程>
规定：
煤尘爆炸性指数超过10%者即有爆炸性。
依据中国矿业大学2008年12月10日对二1煤取样进行的煤尘爆炸性试验，鉴定二1煤层煤尘具有爆炸性。
见附表
试验数据表
工业分析
爆炸性试验
Mad（%）
Vad（%）
干燥无灰基挥发分Vadf（%）
固定碳
（%）
火焰长度（mm）
抑制煤尘爆炸最低岩粉量（%）
1.76
17.77
67.5
35
3、煤的自燃倾向性
依据勘探和煤样化验鉴定结果，按同一煤层的还原样着火点温度与氧化样着火点温度之差（△T）进行煤的自燃倾向等级分类判断。
二1煤层自燃倾向性等级均为Ⅲ级，属不易自燃煤层，见附表。
煤炭自燃倾向性鉴定结果
项目
煤的吸氧量（cm3/g干煤）
全硫（%）
自燃倾向性等级
自燃倾向性
参数
0.4775
0.236
Ⅲ
不易自燃
4、地温
依据二1煤层底板温度等值线图，14采区属于正常地温区和Ⅰ级高温区，地温在27～33℃。
八）、储量
1、资源储量计算方法、参数、采用的工业指标
采用地质块段法在各煤层底板等高线平面图上求取有关储量计算参数（面积、煤厚、倾角）。
利用下列公式计算储量。
Q=S/cosα*M*D
式中：
Q：
工作面储量（吨）
S：
工作面平面积（m2）
α：
平均煤层倾角（度）
M：
利用纯煤真厚度（m）
D：
视密度（t/m3）
参数确定
（1）平面积的确定：
各煤层底板等高线平面图经井下测图后，利用AUTOCAD绘图系统软件对图纸进行编辑，由计算机求取各地质块段的平面积。
（2）视密度的确定：
根据钻孔煤芯煤样的取样测试结果，生产区二1煤层和二3煤层视密度分为1.42吨/米3和1.43吨/米。
（3）煤层倾角的确定：
用图解法在14采区内不同地段求取煤层倾角，然后取其平均值作为该块段煤层倾角。
（4）煤层采用厚度的确定：
采用14采区勘探钻孔资料为准。
（5）最低可采边界线的确定：
不可采见煤点与可采见煤点之间的最低可采边界线采用内插法求取。
在可采见煤点与沉积无煤点间1/2处确定零边界点，再在零边界与可采点间用内插法求出最低可采点。
有采掘工作面的采用其巷道揭露的实际值。
2、根据勘探报告，14辅助采区二1煤层面积约为623974m2，煤层厚度为1.45～8.39m，平均4.60m，视密度1.42t/m³
，保有储量407万吨煤层倾角东部大于西部，东部煤层倾角27～30°
二3煤层厚度为0.7～1.73m，平均煤厚1.42m，视密度1.43t/m³
，面积约为530256m2，保有储量125.4万吨。
九）、建议：
1、14采区构造比较简单，采区内除DF10和DF03断层落差大于10m外，其余落差均小于5m，且均为正断层，区内6条较大的断层对掘进和回采有一定影响；
同时由于受井田中部DF04和DF03断层影响，在靠近的DF03断层的采区东部工作面局部地段
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