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山脚树矿生产地质报告

作者:煤矿安全网 2012-11-22 14:10 来源:煤矿安全网

第一章 绪 论
    第一节 修改地质报告的依据、目的和任务
   按照《矿井地质规程》要求,生产矿井从基建时移交的或从上一次修改的生产地质报告被批准时起,必须每八至十年修改一次。
   为了更好地指导今后的矿井生产建设,给有关部门提供有利于矿井改扩建,提高生产效益的可靠地质依据,我们于2007年12月完成山脚树矿生产地质报告的编制工作。本次生产地质报告的编制依据是:原地质勘探公司提交的地质报告;生产补充勘探报告;1983年及1992年生产地质报告;2003年及2006年三维地震勘探报告及1993年至2007年生产巷道实见资料。编制报告的任务是:较合理的评价本井田煤层赋存状态及地质构造的发育情况,为矿井技术改造提供地质依据,达到合理地开采和利用煤炭资源的目的。
   编制报告中完成以下任务:
  1、各类基础资料统计表15种
  2、矿井地形地质图二张 比例:1:5000。
  3、地层柱状图一张 比例:1:500
  4、煤系地层综台柱状图一张 比例:1:200
  5、煤岩层对比图三张 比例:1:500
  6、钻孔柱状图44张 比例:1:200
  7、矿井地质剖面图16张 比例:1:2000
  8、生产水平主要巷道地质剖面图6张
   南井F081370前石门地质剖面图 比例:1:200
   北井1370石门地质剖面图 比例:1:100
   南井1370前石门地质剖面图 比例:1:100
  9、井井筒剖面图2张 比例:1:2000
  10、矿井综合水文地质剖面图1张 比例:1:5000
  11、矿井水文地质剖面图1张 比例:1:500
  12、矿井综合水文地质柱状图一张 比例:1:500
  13、矿井涌水量与各种相关因素曲线图二张
  14、矿井可采煤层底板等高线及储量计量图18张 比例:1:5000
  15、矿井可采煤层损失量计算图10张 比例:1:2000
  16、井上下对照图4张 比例:1:2000
   其他图件:
  1、矿区地质构造纲要图1张 比例:1:5000
  2、老窖和小煤矿分布及防治水工程布置图1张 比例:1:5000
   报告文字说明书一册,共计118页。本报告于2006年5月脱稿,总计图纸105张,附表10册共287页。
   
    第二节 井田位置、范围及交通条件
   山脚树煤矿行政区隶属于贵州省六盘水市管辖,位于盘县以北约30公里的断江镇境内,界于老屋基矿和月亮田矿之间。
   地理坐标:东经104°29′45″-104°32′43″
          北纬25°51′33″-25°54′25″
   井田范围:南起拖长江煤柱和七号勘探线(山脚树矿零号勘探线),北至F15-1断层,西起煤层露头,东至+1100米标高,走向长5.3公里,倾斜宽3.5公里,井田面积18.3平方公里,矿区面积22.771平方公里,由9个平面坐标点控制(详见下表)'

   在井田范围内,北部已划出F15-1与F20断层之间块段中+1500水平以上的4号、9号、10号、l2号、15号、18号、18-1号等7个煤层的323.10万吨储量由地方小煤矿封家营煤矿开采。中部划出3号、4号、10号、12号、15号、17号、18号、18-1号、19号、20号划归地方小煤矿聚宝煤矿、胜金山煤矿开采。各小煤矿控制点坐标及准采标高详见下表。
               

    矿区内铁路有盘西铁路支线(曲靖到小云尚),并与小柏铁路(水城—柏果)在柏果相连接。公路有盘水公路通过,与320国道于两河贯通,距盘关火车站0.5-1.0公里(见交通位置图)。

   
第三节 自然地理
   井田内地形高差悬殊,峰峦延绵。由于岩石性质的差异,多形成与地层走向基本一致的山梁及沟谷。井田东部的永宁镇灰岩抗风化力强,与煤系地层相比,形成一天然屏障。井田东南边的白马梁子最高,其标高为+2117.72米,盘关火车站西侧的拖长江河床最低,其标高为+1537米,相对高差为580余米。
   拖长江为本区纵惯南北的唯一河流,为北盘江上游南部之支流,发源于南部的石家庄附近的哮天龙,经老屋基矿流入本区,往北流经土城等地,汇入北盘江。历史最高洪水位为1548.23m(1991年7月11日),最低洪水位为1543.6m。最大流量为294.08m3/s,最小流量为0.809m3/s,正常流量为17~27m3/s。
   由于上升运动激烈,属构造侵蚀、剥蚀地貌类型,多形成横切地层走向的三角形沟谷及尖状山峰,而煤系地层受风化剥蚀后形成顺向长谷,耕地及居民点多集中于这一带。
   气候特点是冬无严寒,夏无酷暑,长年最高温度27℃至32℃,最低温度-1℃。区内雨量充沛,分旱季和雨季,旱季多集中于十一月至次年四月,雨季集中于六月至九月,有时年五月、十月也出现多雨现象。从1983年至今的气象资料得知,年降雨量为1029至1700毫米。日最大降雨量为221.4毫米(1985年6月)。
   
    第四节 生产建设概况
   山脚树矿井原设计能力为45万吨/年,以F18号断层为界线分为南北两个生产井。
   开拓方式:为分区式斜井开拓。
   采煤方法;长壁后退跨落式采煤。
   井区范围:
   南井:南起拖长江煤柱和七号勘探线,北至F18断层,西起煤层露头,东至+1100米标高,走向长度2.8公里,倾斜宽3.5公里,面积9.8平方公里。设计能力30万吨 /年。
   北井:南起F18断层,北至F15-1断层,西起煤层露头,东至+1100米标高,走向长度2.5公里,倾斜宽3.5公里,面积8.8平方公里。设计能力15万吨/年,1970年6月建井,1973年7月投产。
   山脚树矿原为“西南煤矿建设指挥部”编制内的三个小井开发处之一,建处地点在山脚树,1966年6月改编为“中国人民解放军41支队”下属生产部,67年1月改编为“ 龙山农场生产筹备处”,68年4月经“西南煤矿建设指挥部”批准同意建立“山脚树矿,由老屋基井田范围内北四井供山脚树矿开采,即现在的南井,范围为:南起拖长江煤柱和七号勘探线,北至F18断层,西起煤层露头,东至+1100米标高,划归储量为4418.3万吨,储量未分级别。
   1968年8月六盘水地革委以1015号任务交六盘水煤矿设计院编制了《矿井方案设计》,68年9月开始设计,69年1月设计院提交了《山脚树矿井方案设计说明书》,设计能力为30万吨/年,69年3月建井,74年9月投产。
   F18断层以北至F15-1断层之间由于地质结构复杂,煤层稳定性差,未列入国家建井项目。1970年山脚树矿编制了《山脚树矿三号井方案设计(即北井的中翼片区F18断层至F20断层之间)》,经六盘水市地革委批准同意建井,设计能力为15万吨/年。至此,山脚树矿形成年设计为45万吨的生产能力。
   北井共分为三个片区,即北翼片区(F15-1至F20断层之间)、中翼片区(F20至F19断层之间)、南翼片区(F19至F18断层之间)。中翼片区始建 于1970年6月,73年7月转向南翼片区开拓,1980年2月投产,主采10号、12号煤层。截止1980年,两个生产井的生产水平均在+1450米标高,其动用煤层的储量已为数不多,为保证矿井生产的正常接续,1980年4月开始矿井延伸水平(+1370米水平)设计,1981年3月两个南、北井同时开工,1985年12月掘通连接两个生产井的1370主运巷,从而山脚树矿结束了片盘斜井开拓的历史,1987年该套系统正式投入使用,1989年矿井达到并超过矿井设计生产能力,产量达50万吨。
   山脚树矿原深部边界是+1350米标高,+1370米标高至+1350标高之间动用了煤层储量不多,为了延长山脚树矿井的使用寿命,保证山脚树矿长期稳定的发展和充分利用、发挥现有设施、装备的作用,盘江矿务局决定把老屋基矿北四井+1350米标高至+1100米标高的块段划分山脚村矿开采,并以局生字(1992)7号文向省煤炭厅提出《关于老屋基矿与山脚树矿井界重新划定的请示》,贵州公司以黔煤发(92)生字第308号文件批复。决定将老屋基矿井田范围内的第七勘探线至F18断层之间,+1350米标高至十1100米标高之间的范围划归山脚树矿开采,共计16个煤层,储量11328.4万吨。
   1992年,在修编山脚树矿井生产地质报告时,贵州公司同意将北井深部边界划为+1100水平,并以黔煤生字(1993)332号文批复,但新增块段未对储量进行核算。
   1991年山脚树矿又开始在南、北井各沿12号煤层布置巷道从+1370水平向+1200水平延深,1994年末构成生产系统,但因巷道失修严重而报废。1999年开始,山脚树矿对开拓延深工程重新设计,决定南北、井各在18号煤层中从+1370水平向1200水平延深,到2006年6月低已形成如下生产系统:
   南井:21运输下山、21轨道下山、21回风下山延至+1250水平,并在1250水平施工水仓(215水仓),借助南轨道斜井、南回风斜井、1370主运巷和区段石门构成2水平生产系统。生产能力达到80万吨/年。
   北井:22运输下山、22轨道下山、22回风下山延至+1250水平,并在1250水平施工水仓(223水仓),借助北轨道斜井、北回风斜井、1370主运巷和区段石门构成2水平生产系统。生产能力达到70万吨/年。
   至此,山脚树矿实际生产能力达150万吨/年左右,但因部分巷道失修、新老系统不匹配、部分设备老化等因素,矿井生产能力不均衡、不稳定。2005年山脚树矿实际生产原煤125.9万吨,矿井累计生产能力1516.1万吨,累计动用储量3120.4万吨。2007年核定生产能力为115万吨/年。
   

 

 

 

 

 

第二章 矿井地质工作
第一节 以往勘探工作简介
   山脚树井田F18号断层以南,原为老屋基井田的北四井。该井田1959年至1960年由贵州省煤田地质勘探公司地测大队和159地质队做过五千分之一的地质测量工作及其它相应的地质勘探工作。1965年至1966年,以地勘公司198队为主进行了精查地质勘探工作,并提交了《老屋基井田精查地质勘探报告》,在地质勘探会战期间,煤炭科学院西安地质研究所、北京矿业学院和西安矿业学院、中国科学院南京古生物研究所等单位的部分同志和师生参与了本井田的煤田地质及古生物研究工作。本区+1350米水平以上施工了勘探钻孔八个和水文钻孔一个在1350米水平至十1100米水平之间施工勘探钻孔一个(7804),总进尺3201.11米,钻孔工程量控制不足,储量计算未分级别,1974年借助地勘公司159队在F18断层以北补勘的机会,在本区施工了五个钻孔、其中滑坡体浅孔三个(7802、7806、7807),总进尺为1230.51米,查明了古滑坡体。
   F18号断层以北,1965年地质队作了包括本区在内的盘西矿区万分之一地质测量。由112队在本区施工三个普查孔(1001、1002、901),因构造复杂未列入国家建井项目,也未作进一步的地质勘探工作。1967年山脚树矿在此区建小井,又由地勘公司112队于1967年至1968年间施工七个钻孔(902、903、904、905、1004、1005、1006),总进尺2833.45米。但因当初正处于文革内乱时期,施工质量低劣,未编地质报告,只交钻孔原始资料使用,且钻孔布置密度不够,不能满足建井需要。1970年山脚村矿在北井中翼建井,证实地质构造复杂,由地勘公司159地质队补充勘探。于1973年至1974年两年间施工了十七个钻孔,总进尺5180.10米,并修测、完善了五千分之一的地质测量工作。提交了《山脚村矿北井补充勘探详查报告》该区构造复杂,几乎每个钻孔都有断层通过,给煤层对比的可靠性带来困难,故工业储量少,也无高级储量。
   总之,山脚树井田区域内共施工钻孔四十二个,工程量为13200米,其中包括三个滑坡孔,一个水文孔。
第二节 矿井中小井的开采情况
   本井田小窑开采历史悠久,广布于各主要煤层的风氧化带部位,以开采10号、12号、15号、17号、18号、18-1号煤层为多,因受开采条件限制,开采的范围不大,一般沿煤层倾斜掘进30至40米后,再沿煤层走向掘进出煤,多为季节性开采。小井往往由于巷道缺乏支护或支护质量低劣而坍塌,排水困难、通风不良或受地质构造影响、煤层变化等原因停采。但近些年来,由于交通运输方便,加之改革开放,政策搞活。当地居民借鉴煤矿企业的少部分生产方式和简单管理技能,使用局部扇风或布置简单入风井、回风井解决通风问题,采用小型矿车从铁轨运输,用小型水泵排水、掘进上山或下山过断层等手段开采面积和开采深度随之加大。开采面积最大已达6000至30000左右平方米,开采深度最大已达30至40米,而且大多数属无证开采,甚至危及大井生产和居民住宅,对于此种情况,按照有关法令,我们与当地政府主管部门配合,对那些无证开采的影响大井生产和工矿设施小井令其停止开采,对在指定范围内持证开采的小井,随时掌握其开采情况,予以监督。如果越界开采,则采用书面报告形式,上报政府有关部门,请求政府有关主管部门一起配合,对其强行停封,至今无私挖乱采小井存在(区内老窑见小煤窑分布图)。


第三节 矿井地质及水文地质工作
一、矿井地质工作
  (一) 严格按照有关规程的规定认真执行,结合山脚树矿钻孔控制和充分利用巷道能揭露的一切地质现象进行原始地质资料的收集和整理。主要进行以下方面的工作:
    1、对穿层巷道(平巷、斜巷、煤仓溜等)进行地质编录。
    2、对沿煤巷道(平巷、沿煤上下山等)进行地质编录。
    3、对每一构造地质点进行地质摘录、叙述。
    4、对回采工作面进行地质编录。
    5、把收集到的原始地质资料清绘、整理、装订成册、归档保存。
  (二)在原生产地质报告的基础上,利用所收集的第一手资对进行科学地总结、推断,客观地反映地质规律,按照新图例规定,清晰、明确、全面系统地编制了以下图件:
    1、井田地质图 1:5000
    2、井上下对照图 1:2000
    3、煤岩层对比图 1:500
    4、地质剖面图 1:2000
    5、1370水平切面图 1:5000
    6、煤层底板等高线及储量计算图 (及构造地质平面图) 1:5000
    7、矿井涌水量与相关因素图 1:100
    8、综合水文地质图 1:5000
    9、水文地质剖面图 1:2000
    10、矿井充水性图 1:5000
    11、煤系地层综合柱状图 1:200
    12、地层柱状图 1:500
    13、防治水工程布置及小煤窑分布图 1:2000
    14、构造纲要图 1:5000
  (三)为正确指导矿井生产、地质工作与生产实际紧密配合,及时提供可靠的地质资料,达到合理开发,充分利用煤炭资源的目的。因而地质部门按有关部门所提的要求,遵照有关规程的规定给上级部门、设计部门、生产单位提交如下地质说说明书及预报书。
    1、井区(或片区)地质说明书。
    2、掘进地质说明书。
    3、回采地质说明书
    4、采后总结文字说明书
    5、掘进地质预报(揭煤预报、断层预报、其它地质情况预报)。
    6、回采工作地质预报
    7、水情水害预报
    8、其他有关矿井、生产的地质预报。
  (四)贯彻和执行国家矿产资源法和煤炭工业技术政策,加强生产矿井煤炭资源的监督和管理,主要进行了以下几项工作:
   1、查清生产矿井煤炭资源情况,并建有如下基础台帐;
   矿井储量动态数字台帐
   矿井储量计算基础和汇总数字台帐
   矿井储量增减、转入、转出注销台帐
   各种永久性煤柱台帐
   地质及水文地质损失台帐
   报损煤量台帐
   分工作面、分月的各种损失分析及损失率计算基础台帐
   分井、分煤层、分季度的各种损失分析及损失率计算基础台帐
   全矿井分水平、分煤层的各种损失分析及损失率计算基础台帐
   “三量”计算成果台帐
   逐年逐月采出量台帐
   开采期末的工作面、井、全矿井损失率台帐及开采结束后重新核算的损失率台帐。
   定期测算矿井储量的开采、损失情况,以报表形式按月、按季度、按年月等汇总上报。
    2、根据煤炭技术政策的要求,对煤炭资源的合理开采实行业务监督,对违反技术政策、破坏和丢失煤炭资源的行为及时提出意见和建议,向有关部门和领导反映。按规程要求编制停采、停掘通知书由主管领导签字后送达生产单位及有关部门。
    3、积极寻找煤炭资源,扩大开采范围,增加可采储量,为保证矿井正常持续生产;扩大生产能力和延长矿井服务年限提供可靠的物质基础,山脚树矿+1350米水平以下控制程度极为不够,故采用了巷道掘送探测的方式为下延工程提供一定依据。
    4、按照《矿井地质规程》《生产矿井储量管理规程》的规定,及时进行储量报损。注销、地质及水文地质损失、转入、转出的呈报审批工作。
    5、参与制定和检查、分析各种回采率设计及其执行情况,为合理开采和利用煤炭资源提供建设性意见,把资源回收率的完成情况纳入矿经营考核指标的一项内容。
  (五)矿井地质条件分类和矿井水文地质条件分类
   《矿井地质规程》中规定,矿井地质条件的类别应在新井投产8—10年内提出,以后每隔8至10年或在修改矿井地质报告时评定一次。山脚树矿于1989年进行矿井地质条件分类工作,对井田区域内的地质构造复杂程度、煤层的稳定性、煤层的变化趋势及其它开采技术条件进行了综合评定,并报有关部批准为三类二型。
   在进行矿井地质条件分类的同时按照《矿井水文地质规程》的有关规定,对山脚树矿矿井水文地质类型进行划分,主要评价了受采掘破坏或影响的含水层性质、富水性、补给条件、单井平均涌水量和最大涌水量、开采受水害影响程度和矿井防治水工作的难易程度,通过综合评定山脚树矿矿井水文地质类型为简单型。
  (六)生产地质勘探
   生产地质勘探是矿井设计、建设和开采过程中的地质勘探工作,也是矿井地质工作中获得可靠地质资料的重要手段。
   山脚树矿+1350米水平以下只有4个钻孔初步控制,随着矿井生产能力的扩大和延深工程的需求,于1990年7月提交了山脚树矿生产补充勘探设计报告,设计布置补勘钻孔39个,总进尺32582米,补勘后高级储量比可达至51.5%。
   2003年,山西煤田地质综合普查队在山脚树矿南、北井中部+1300~+1200标高之间完成了2.3平方公里的三维地震勘探,证实深部区域的煤层、断层赋存情况。2006年3月至2007年4月贵州西能物探公司又在此区进行3.7平方公里的三维地震勘探和施工3个钻孔,钻孔进尺2810米,提交《山脚树矿三维地震勘探报告》。
  (七)矿井地质测量工作质量标准化建
   地质测量标准化是矿井质量标准化的一个组成部分,地测工作又是煤矿生产建设的一项重要基础工作,地测工作质量标准化建设的好坏与煤矿生产有着较密切的关系,我们于1986年着手地测工作质量标准化的建设,按照规定标准要求进行工作,接受了上级有关部的多次考核评定。其中1988年为省级;1989年考核评定为部二级;1990年和1991年考核评定为部一级。此项工作将在今后的工作中继续进行,向高标准迈进。
二、矿井水文地质工作
   在原勘探地质报告和生产地质报告水文地质资料的基础上,按照《矿井水文地质规程》《矿井地质规程》、《煤矿防治水工作条例》、《煤矿安全规程》中的有关规定进一步了解矿区(井)的水文地质条件,查明影响正常生产和建设的水文地质因素,主要进行如下几项工作:
  (一)在勘探阶段提供的水文地质资料基础上,结合矿井生产实际进行分析、对比、验证矿井或井的充水条件作出结论,指出矿井充水的水源、通道和水量。提出矿井防治水措施和方法对供水水源作出评价
  (二)勘探阶段所获得的水文地质资料,由于地质体的复杂性,以及在调查和勘探地段所做工作的局限性,不能完全满足水文地质工作方面的要求,在矿井生产的同时,进行水文地质补充调查和勘探,其主要工作有:
    1、井、泉的调查,建立了“钻孔水位及井泉动态观测台帐”。
    2、地表水体的调查,建立了“地表水观测成果台帐”。
    3、第四纪地质及物理地质现象的调查。
    4、基岩含水层和地质构造调查。
    5、小窑、老窑积水的调查。建立了“井田内小窑调查登记台帐”。
    6、收集和整理历年的水文气象资料。建立了“气象资料台帐”。
    7、进行井下、地面防排水调查。井下防排水主要调查;水仓容积、水仓的清理完善情况、运转性能良好情况及故障处理措施、水沟排泄、水闸的正常使用等。地面主要调查泄顺洞、泄洪明沟的清理畅通情况和所有防洪设施的完好和使用情况,查出隐患及时处理。
    8、地面滑坡。采空区塌陷范围、裂隙带宽度、条带数、波击范围及分布于滑坡体上面的工业、民用设施等的调查。
  (三)为了及时掌握地下水的动态,保证矿井安全。经常了解水文地质条件的变化情况,加强矿井水文地质的观测。主要进行如下两方面的工作;
   1、地面水文地质观测:水文(地表水)观测;
   (1)主要观测河流、溪流。大塌陷坑积水等的流量、水位,通过矿区(井)地表塌陷区含水层露头及构造断裂带等地段的流失量。河流泛滥时洪水区的范围和时间,定期观测。
   (2)地下水观测;在矿区内选择一些具有代表性的泉、井、钻孔被淹矿井以及勘探坑道等作为观测点。
   (3)冒落带、导水裂隙带发育高度的观测;主要观测煤层采空后,其上覆层失去支撑而发生形变,移动以致冒落、开裂所形成的冒落带和导水裂隙带的高度。
   2、 井下水文地质观测;随着矿井巷道掘进及回采工作同时进行,主要进行如下几方面的工作;
   (1)巷道充水性观测。包括含水层的观测,岩层裂隙发育调查观测,断隙构造观测、出水点观测、出水征兆的观测,并建立了“井下突水点观测成果台帐”。
   (2)选择有代表性的地点设立观测站,用浮标法、堰测法等进行矿井涌水量的观测,一般一月观测两次,雨季增加观测次数,特殊情况下随时进行观测调查。
   3、 对水文地质观测资料科学的、系统的进行整理,除建有前面所叙的有关方面台帐外,还编制有关方面的水文地质图件,它们是:
   (1)矿井充水性图;
   (2)矿井综合水文地图;
   (3)矿井综合水文地质柱状图;
   (4)水文地质剖面图;
   (5)矿井涌水量与相关因素关系曲线图;
   (6)小窑分布图;
  (四)在充分掌握矿井地质资料的情况下,较有效地开展矿井防治水工作。
    1、地面防排水。在山脚树矿区内由于地形、地貌所决定,遇上降暴雨时,洪水夹石直泻而威胁部份工矿设施和井正常生产,因而一般采用砌设泄水涵洞、泄洪明沟、修筑拦洪大坝、安装防风闸等手段进行。其中修筑拦洪大坝三座,让水涵洞1500余米,泄水涵洞、泄洪明沟2000米,两道防水闸。
    2、井下防排水;采用集中排放方式,在1370水平建立了中心水仓,其中中心水仓容积2426.36立方米,副水仓容积为1670.49立方米,水仓总容积为4096.85立方米,南北两个井的矿井水经井水仓排至1370主运巷主排水沟全部汇入1370中心水仓,采用3台200D-43×7和一台200D-43×6水泵交替排水,经一趟直径200毫米水管(皮带主管)和一趟直径250毫米管路副井排至地面,排水能力921.6立方米/小时,完全能够满足正常排水。山脚树矿由于水文地质类型为中等型,小窑多分布于煤层露头部位,煤系地层为极弱含水层,除对地表水体拖长江河流采用留设保安煤柱的方式防治外,在生产井内没有大的采空区积水、小窑积水、封闭不良的钻孔积水和断层构造带蓄水等,故只进行了部分探放水工作,发现异常情况和预计掘进前方及回采工作面内有水情时;采用先发水情、水害预报通知书抵达各有关领导和部门,采取有关措施进行探放水。
    3、编审灾害预防计划,成立“三防”领导小组,进行防治水安全检查。“三防”小组由矿主管领导,有关科室负责人,生产单位直接领导组成。在雨季到来以前进行一次防治水安全大检查,查出隐患及时处理,达到理想的效果。
第四节 对原地质报告的评价
   l966年8月煤田地质勘探公司198队提交了《贵州省盘县煤田盘西矿区老屋基井田精查地质勘探报告》,1967年7月由西南煤矿建设指挥部以西南建地批字第(67)号文批准,审批结论为:“……可供建井设计依据的精查报告”,总储量42317.9万吨,拖长江铁路保安煤柱至F18号断层上盘之间的4418.3万吨划归山脚树矿开采,储量计算未分等级。F18断层以北先由地勘公司112地质队施工过钻孔,但未编制勘探地质报告,后于1974年10月由159队进行补充勘探提交了“山脚树矿北井补充勘探详查报告”。1981年贵州省煤田地质勘探公司以(81)煤勘发41号文批复:“关于山脚树矿祥查地质报告审批情况的报告”同意批准地质报告,总储量5053.1万吨,其中A十B级:16.7万吨,C级:4277.9万吨,D级;758.5万吨。1979年3月山脚树矿技术科地质组在原地质勘探报告资料的基础上,结合矿十多年生产建设中的实践资料,进行了矿井生产地质报告的编制工作,改正了钻孔煤层串层错误233个,编制各种图件116张,各种基础资资料统计表,7本文字说明书一册。关于1983年12月提交贵州省盘县盘江矿务局山脚树矿井生产地质报告”,贵州省煤炭厅于1983年12月31日以黔煤发(83)生字1104号文批复;“你局提交的山脚树矿井生产地质报告,经审查,同意修改的山脚村矿井生产地质报告可作为生产延深设计的依据,予以批复”。总储量6838.0万吨,其中A一B级2324万吨,A十B十C级4867万吨,D级1971.0万吨。
   山脚树矿主要以煤田地质勘探公司198队提交的《老屋基井田精查地质勘探报告》和159队提交的《山脚树矿北井补充勘探详查报告》作为建井依据;1983年1104号文批复《山脚树矿井生产地质报告》后,以此为指导矿井生产和矿井开拓延深设计的依据。
   1992年山脚树矿在1983年生产地质报告的基础上为10年来生产实践中揭露的原始地质资料加以系统收集、整理、编录,报告达到文字详实、图表齐全,为今后矿井生产建设提供了较为可靠的地质资料。

 

 

 

 

 

第三章 区域地质
   盘县煤田大地构造位置,位于滇、黔、桂台向斜的黔西南台凹。出露上古生代及中生代地层,断裂、褶皱构造均较发育。
第一节 区域地层
   区域内出露地层有古生界二叠系下统茅口组、古生界二叠系上统峨眉山玄武岩组、龙潭组、中生界三叠系下统飞仙关组、永宁镇组、中生界三叠系中统关岭组、法郎组。(见区域地层简表)

  1、古生界二叠系下统茅口组(P1m)

  由一套浅海相富含的白云质、燧石团块的灰岩组成。下部为灰至浅灰色厚层状含白云质条带和团块灰岩;上部为灰至深灰色中至厚层状含燧石团块及白云质团块灰岩。厚337~760米。

  2、古生界二叠系上统峨眉山玄武岩组(P2β)

  为一套基性火山喷发岩系。由集块岩、火山角砾岩、凝灰岩、玄武岩、砂页岩凝灰岩、玄武岩、砂页岩组成四个韵律。总厚65~597米。

  3、古生界二叠系上统龙潭组(P2l)

  主要由灰、灰黑色砂质泥岩、粉砂岩及褐灰色砂岩、灰色泥页岩、菱铁矿和煤组成,一般含煤7~49层,可采者3~22层,单煤厚0~12.4米,多数厚0.5~2.5米,总厚103~323米。

  4、中生界三叠系下统飞仙关组(T1f)

  主要岩性为黄绿、灰绿、紫、紫红色岩屑砂岩、岩屑粉砂岩及泥岩,上部夹灰色灰岩及泥灰岩,厚286~864米。

  5、中生界三叠系下统永宁镇组(T1y)

  下部为灰岩、白云质灰岩,中夹黄、紫色粘土质砂岩、粉砂岩。上部为白云岩,中夹少量泥岩,厚350~875米。

  6、中生界三叠系中统关岭组(T2g)

  下部为杂色砂、泥岩与白云岩、泥灰岩互层,中部为灰岩、蠕虫状瘤状灰岩与泥质灰岩、泥灰岩互层;上部为白云岩夹少量假向砾状白云岩,厚452~1264米。

  7、中生界三叠系中统法郎组(T2f)

  灰白色中厚层至块状微~细晶纯灰岩。下部含少量燧石结核,顶部具同生砾状生物碎屑灰岩,厚15~300米。

  第二节 区域构造

  盘县煤田大地构造位于滇、黔、桂、台向斜的黔西南台凹。煤田内的构造大致有北西向、北东向两组,现按褶皱和断裂分述如下:

  一、褶 皱

  (一)、北西向:北西向褶皱呈线状或带状展布,褶皱紧密强烈,并伴随有较大的走向断裂,地层倾角一般较陡,集中分布于区域北东部。

  1、土城向斜

  轴向从西向东由北西55度转为东西向。轴线为向南突出的弧型,长50公里,宽2至8公里,轴部出露地层为中三叠统关岭组,向斜南西翼被一条走向断层切断割,局部见含煤地层。南西翼地层倾角27至68度,北东翼地层倾角平缓,一般为10度至35度,西端及东南部断裂比较发育。

  2、照子河向斜

  轴向从西向东,由北西55度转为近东西向,长约50公里。宽1至5公里,轴部出露地层为中三叠关岭组,向斜紧密。北翼地层倾角35至78度,局部倒转。南西翼地层倾角38度至65度。走向、横向断层比较发育,以逆断层为主,呈迭瓦状,一般规模较大。

  3、白央坪背斜

  位于上述二皱皱之间,轴从西向东由北西50度转为东西,长约30公里,宽l至2公里,核部地层为上二叠龙潭组,北东翼地层倾角:西部为50至80度,东部直立或倒转。南西翼地层倾角30至60度,背科两翼及西端被断层切割,成为不完整的背斜构造。

  4、西龙背斜

  轴向东西,长约3 0公里,宽1至3公里,核部地层为上二叠统龙潭组,北翼地层倾角20至40度,南翼地层倾角15至30度。

  (二)、北东向褶皱,分布于区域西南部。

  1、 盘关向斜

  轴向从南向北由南北到北东3 0度、北东4 5度,长约4 5公里,宽5至2 0公里,向斜轴向北倾伏,轴部地层为中三叠统关岭组,向斜两翼地层倾角变化很大,北西翼地层倾角5至75度,多数接近20度左右,局部边缘有倒转。东南翼地层倾角20至60度,向斜横向及斜向断层较多。本井田位于该向斜西翼北段。

  2、 水塘向斜

  轴向北东25度,长约25公里,宽2至5公里,轴部地层为下三叠永宁镇组,北四翼地层倾角15至20度,南东翼地层倾角25至60度,向斜内走向及倾向断裂发育。

  3、 盘南背斜

  轴向北东55度,长约60公里,宽10至30公里,核部地层为中泥盆统及下石炭统地层,被断层斜切成数段。北西翼地层倾角10至4 0度,南东翼地层倾角15至20度。

  4、旧普安向斜

  轴向从西向东由北东70度转东西向,长约35公里,宽3至7公里,轴部地层为中三叠统关岭组,北西翼地层倾角 30至70度,南东翼地层倾角20至35度。

  5、大坪地向斜

  轴向北东55度,区内长约30公里,宽约10至20公里,轴部地层为中三叠统。北西翼地层倾角15至20度,南东翼地层倾角20至35度。

  (三)、南北向

  格所河背斜;轴向北东15度,区内长约20公里,宽10公里,核部地层为泥盆系,北西翼地层倾角20至65度,南东翼地层倾角30至70度,局部有直立或倒转,断裂发育,破坏了背斜的完整。

  二、断裂带

  盘县煤田断裂按方向可划分为北西、北东、东西、南北等四组。断裂组合成东展布,现简述其中较大的断裂带如下:

  1、鸡场坪一鲁那断裂带

  位于土城向斜中部,呈北东一北东东向展布,倾向南东或北西,倾角 30至 80度,落差50至500米,由数条断层组成,以逆断层为主,对含煤地层破坏性大。

  2、照子河断裂带

  位于照子河向斜南西翼,呈北西一南东向展布,倾向北东,倾角60至85度,由一系列逆断层组成,长25公里。上二迭统部分地层逆掩于中、下二迭统地层之上,断距为200至 600米,致使向斜南西翼含煤地层受到剧烈破坏。

  3、盘县断裂带

  分布于盘县城东至东民所,呈北东一南西向延伸。倾向北西,倾角50至85度,断裂带长40公里,宽约l公里,断层上盘由北西往南东推逆,切断了旧普安向斜及水塘向斜,并破坏了他们的完整性。这一断层规模较大,落差500至2000米,对地层的破坏十分显著。

  另外,次一级的断裂带还有松河断裂带,土城一洒基断裂带,卢家寨断裂带和雨格忠义断裂带等。

  第四章 矿井地质

  第一节 地 层

  井田内主要地层有:古生界二迭系下统的茅口灰岩、二迭系上统的峨嵋山玄武岩、和龙潭煤组、中生界三迭系下统的飞仙关组和永宁镇组、三迭系中统的关岭组下段、新生界第四系的残积、坡积、冲积和淤积物。现从老至新分述如下:

  一、古生界二叠系下统(P1)茅口组(P1m):

  为深灰色厚层状石灰岩,富产蜒类化石厚约800米,同上覆、下伏岩层呈整合接触,分布于井田西部。

  二、古生界二叠系上统(P2)

  (一)峨嵋山玄武岩(P2β)

  下部厚120米左右,为暗色致密坚硬具气孔、杏仁状构造的玄武岩,风化为黄褐色,具球状风化。距茅口灰岩百余米处有一套10米左右的煤系,含薄煤层3至4层,由此推断玄武岩至少有三次喷发旋迥,煤系之下有10米左右的暗紫色玄武质火山角砾岩。

  中部为170米厚的灰绿色致密、坚硬之玄武岩,风化后呈黄褐色,并具球状风化。

  上部为40余米的暗紫灰色玄武质火山块集岩,中夹0.10至0.3 0米大小黄褐色透镜状碎块,风化后呈黄色。

  顶部有6米左右紫红色具白色斑点、含铝土质致密、细腻之凝灰岩。

  峨嵋山玄武岩组总厚度340米左右,与上覆地层呈整合接触。

  (二)龙潭煤组(P2L)

  为井田内地层中的含煤地层,厚220米至260米,平均240米左右,除煤层占15.1%外,主要由不同粒度的细碎屑岩层组成。其间以粉砂岩为主,占37%;泥岩次之,占33.5%;细砂岩较少,占13.9%;细砂岩中大都含有泥质条带及包体。中粒砂岩少见,占0.05‰与上覆地层呈整合接触。详见“含煤地层”。

  三、中生界三叠系下统(T1)

  (一)飞仙关组(T1f)

  1、绿色层(T1f1):平均厚150米左右,下部为绿色、灰绿色粉砂质泥岩、质脆且硬。一号煤层顶板含1至3公分宽的菱铁矿条带及扁豆状钙质结核,有丰富的海豆芽、小螺等化石,多富集成l至2公分宽的白色条带。中部为暗绿色粉砂岩,夹厚层状介质细砂岩具球状风化。上部为绿色粉砂岩、间夹紫色泥岩薄层及条带,并还有少量薄层细砂岩,往上紫色条带增多,呈层状,且逐步向紫色层过渡。

  2、紫色层(T1f2):平均厚度为385米。

  (1)T1f2-1:紫色泥岩为主,夹少量粉砂岩,薄层状,含蠕虫状方解石结核或白色充填物,风化后充填物脱落形成弯曲孔洞,厚75至107 米,平均90米。

  (2)T1f2-2主要为紫色砂岩,上部砂岩中富集动物化石,克氏蛤 ;其上有3至4层桔黄色的泥岩。顶部有一层2米左右桔红色泥岩,地貌上呈山坡地带,厚度为90米至115米平均100米 。

  (3)T1f2-3主要为紫色砂岩,夹钙质砂岩或透镜状灰岩,地貌上呈一陡崖,厚99至168米,平均125米。

  (4)T1f2-4:为紫色砂质泥岩和粉砂岩互层,地貌上为一平台,厚70米左右。

  (二)永宁镇组(T1yn)

  下部为灰色、浅黄色钙质砂岩,中部为深灰或紫灰色薄层蠕虫状泥灰岩,中厚层状褐灰、青灰色石灰岩。上部为纯灰岩,含克氏蛤化石。

  与上覆地层呈整合接触。

  四、中生界三叠系中统(T2)

  关岭组下段(T2g1)灰色灰白色石灰岩(原地质勘探报告中没有关于该层位的厚度记载),据区域地层资料中得知,该段厚度为118至182米,整合覆于下伏地层之上。

  五、新生界第四系

  为残积。坡积、冲积及淤积物,厚0至20米。

  不整合覆于老地层之上。

  第二节 含煤地层

  井田内煤系中含煤40至60余层,多为煤线及薄煤层,少数中厚煤层、岩层具水平层理、波状层理、小的斜层理和浑浊状层理。含炭化植物碎屑及大羽牙齿、栉羊齿、带羊齿、芦木、苛达、鳞木、轮木等植物化石数层,但发育不普遍。其中有海相腕足类焦叶贝、乾贝、舒克贝等,也有淡水介壳类炭蚌、叶肢介及介形虫等,而每个动物化石层都存在某些作为不正常海之特有化石共生,如舌形贝、角贝等。

  整个煤系含有较多各种类型的菱铁矿及结核。中下含煤段还含有较多的黄铁矿结核。根据沉积环境在垂直方向上差异,可大致将煤系分为三个含煤段。

  1、下含煤段:24号煤层顶板至煤系底界,厚37至57米,含煤线、薄煤层6至18层,煤层间距小,结构复杂;煤层薄且极不稳定;煤层含硫高,仅24号煤层为局部可采煤层。

  本段岩性以粉砂岩为主,泥岩和细砂岩次之,细沙岩较少,含较多有机质,故岩石颜色较中,上含煤段深,呈深灰色、黑灰色乃至黑色,并含有三层铝土质泥岩,以煤系底界一层灰白色铝土质泥岩较纯,厚0.70米。本段岩性变化大,分选不好,层理类型复杂,具较多星散状,结核状黄铁矿及团块状菱铁矿和结核,不含动物化石。

  2、中含煤段:12号煤层顶板至24号煤层顶板,厚90至l25米,一般为100米,含煤为15至23层,其中可采和局部可采煤层9层,结构复杂,煤层厚度、煤层层间距变化较大,煤层有分叉合并现象。煤系中的所有中厚煤层皆集中于本段。

  本段岩性以粉砂岩为主,泥岩和细砂岩次之,粉砂岩和泥岩呈互层状,两层间夹有较多似层状,透镜状及条带状菱铁矿和各种类型的菱铁矿结核,深部一些层位富含有黄铁矿结核。

  本段含有炭化植物碎屑及大羽羊齿等植物化石,并含有动物化石两层,以腕足类、瓣鳃类、掘足类为常见,但发育不普遍。

  3、上含煤段:1号煤层顶板至12号煤层顶板,厚87至101米,平均为93米,含煤13至23层,其中可采和局部可采煤层三层,结构简单,煤层薄,层间距稳定。

  本段岩性以粉砂岩为主,泥岩次之。岩层间夹薄层及透镜状菱铁矿,富含植物化石,还含动物化石五层, 瓣鳃类、腹足类为主,腕足类、掘足类次之。

  从三个含煤段的特点可以看出当时沉积环境之转化和控制这种转化的主要因素是地壳升降的幅度由开始小的脉动起主要作用,在煤系沉积过程中,升降幅度由开始小的脉动到幅度渐渐增大,而升降速度随着煤系的沉积相应趋于减慢,又因沉积基底不平,故开始沉积时多为一些闭塞的小盆地。随之煤系沉积盆地逐渐开阔起来,所以下含煤段的煤层薄、结核复杂且不稳定、硫分高、岩性变化大,常见各种结核和包体,偶见淡水瓣鳃类化石或不含动物化石,为陆相沉积。而中含煤段厚度大、结构复杂、硫分低,可采煤层集中于本段。上含煤段煤层薄,结构简单,煤层间距大而稳定,标志层较稳定。再则中、上煤段均具在海相动物化石和淡水介壳类化石共生,并伴有某些不正常的海湾特有化石海豆芽、角贝等。由此看来,中、上含煤段为泻湖海湾之过渡相沉积。

  综上所述,龙潭煤组属陆相、过渡沉积,滨海三角洲亚型。

  第三节 井田构造

  山脚树井田位于盘关向斜西翼北段,为一倾向30至130度的单一构造,地层倾角比较平缓,一般7至15度,区内发育有南西、北东向的大中型断层数条,并有小型褶曲和断层分布,分述如下:

  一、褶 曲

  井田内发育的背斜构造,位于北井中部,主要因F18 、F19、F20等断层形成时的牵引力所致,原地质勘探公司未予以查明,矿井生产中证实,轴向由北东65度转为南东98度,轴线长约4000米,宽700至2000米,翼宽由西向东逐渐加大,南翼倾角8至13度,北翼倾角9至15度,两翼发育有不同规则的小断层。

  此褶曲为本区唯一一条舒缓型背斜,使区内煤层走向发生变化,给回采工作巷道布置带来一定的影响,见各煤层底板等高线图。另外,在部分大断层附近由于受力牵引而出现一些小型曲褶构造,一般不影响回采工作面的布置,见“断层附近的小褶曲示意图”。

  

二、断 层

 

  (一)、断层概况

  根据勘探资料提供和实际生产证实,有大小断层三十九条。其中落差大于30米的有:F18、F19、F20、F15-1、F19-1五条。

  落差小于30米大于10 米的有F101、F108 、F7803 、F19-2 、F19-4 、F19-5 、F21 、F22 、F23 、F25 、F20-1、F402等十一条。

  落差小于10米的有F102 、F103 、F104 、F105 、F106 、F107 、F109 、F110 、F111、F112 、F113 、F115 、F909 、F114 、F909-1 、F909-2 、F909-3 、F909-4 、F19-5 、F908 、F903 、F903-1 、F301等二十三条。

  根据多年矿井生产实际得出,断层的发育有如下特征及变化规律:

  1、以横切和斜交地层走向之高角度正断层为主,并且一个大断层往往由断层群组成阶梯状构造形成断层带。

  如南井3号煤层左一探巷揭露的F18号断层,其断层带宽73米,见图3-2。

  

2、逆断层少见,只有小的逆断层,且与构造受力有关,如北井中翼12号层右0巷发育的叠瓦状行逆掩断层,倾角一般25至30度,落差又不大于5.0米,发育于煤层中延展不远即消失。

 

  3、按其走向和生成时间,大致可分为两组的为多。第一组:北东——南西向,近于南北向,为走向断层和近走向断层,生成时间早,如F101 、F103 、F107 、F109 、F111 、F909-4 、F20-1、F108-1 、F108-3 、F108-4 和F23等。它们多被倾向断层切割,倾角多为45至55度之间, 第二组:北西——南东向,倾向和近倾向断层,生成于走向断层之后,多切割走向断层。如:F19 、F18 、F15-1 、F102 、F104 、F108 、F909 、F19-1 、F19-2等,一般倾角较走向断层大,有部分为高角度断层。见图3一3。

  断层的延展长度和落差随深度而变化,上部层位断层的延展长度较下部层位长,上部层的断层落差较下部层位大,浅部水平的断层落差较深部水平的落差大。总之,在一定范围内和深度自然消失。

  (二)、主要断层简介

  1、F18:为“S”形正断层,该断层位于井田中部(+1370水平以上矿井以之划分井边界),走向近于东西,倾向南,倾角60至80度,落差35至110米,地表控制长度3400米,但从生产实践中得知断层带宽73米,该断层于909号钻孔附近消失(+1520米标高)。

  西段由大地头北缘绿色层之滑坡体南缘切穿拖长江,沿冲沟插入玄武岩中,东段由菜子地经文笔山滑坡体北缘插入永宁镇灰岩中,地表出露有16个勘探控制点。

  

图3-3

 

  山脚树矿主要断层走向、倾向玫瑰花图(58个实见点)

  1、走向玫瑰花图;2、倾向玫瑰花图

  南井3号层左一探巷揭露该断层,由断层群组成阶梯状构造,断层带宽73米,遇见断层11个,断层群倾角45至80度,平均约为70度,落差42米。见图3-2。

  2、F19:倾向正断层,地表出露呈一弓型,走向由南西转北东,倾向北西,倾角60至65度,落差35至170米,断层带宽7.0米,地表控制长度3500米,有三个勘测点控制。西南段于807 号钻孔附近被F18号断层切开,沿山脚树滑坡北缘切穿拖长江,往南延伸至杨家山附近.北段经上岩脚插入永宁镇灰岩,倾角和落差往北东均有增大。其中:

  807号钻孔于孔深57米左右处见该断层,缺5号至9号之间的煤岩层位,落差35米。

  913号钻孔于孔深177.84米见该断层,断失24号煤层上段层位,提前进入玄武质凝灰岩中,落差40余米。

  911号钻孔于孔深102至108米见该断层,岩蕊破碎,倾角60度,10号煤层受力牵引变薄为0.30米,10号煤底下的菱铁质砂岩与17号煤层顶板重合,钻孔中缺12号至17号煤间的层位,落差为60余米。

  904号钻孔于孔深381米处见该断层,22号煤层及其底板与玄武质凝灰岩接触,落差为50米。

  910号钻孔于孔深255.8米处见该断层,缺T1f1绿色层。

  903号钻孔于孔深50米处见该断层,缺失T1f2-2紫色层。

  北井五路主运巷见该断层,断层带宽8米,走向50度,倾向北西,倾角650,17一l号煤层与24号煤层接触。

  北井南翼12号层右二巷见该断层,断层带宽7.0米,走向30度,倾角60度,12号煤层与7号煤层接触,落差40余米。

  北井22122回风巷中探断层斜下和采面切眼分别见该断层,走向60度,倾角70至80度,落差40余米。

  该断层由南向北逐渐向深部延伸,在北井+1350米标高将有可能被F20号断层所截,受它的影响,断层附近煤层产状异常,并派生较多小断层。

  3、F20:倾向正断层。为井田内最大的一条断层,地表出露清楚,有4个勘测控制点控制,浅部西段由煤系切穿拖长江,经小断江、坡上寨,沿龙潭河插入茅口灰岩中,深部东段1012、1001、1002、1004、号钻孔附近过东瓜山插入永宁镇灰岩中,走向85至90度,倾向南东至南,倾角40至50度,落差140至150米,断层带宽90至250米延展长度 5000余米。其中:

  1011号钻孔于孔深154米处见该断层,6号煤层与22号煤层接触,落差130米。

  1012号钻孔于孔深158余米处见该断层,标志层三与24号煤层接触,落差140米。

  1001号钻孔于孔深51.7至78米之间该断层通过,T1f2绿色层与15号煤层接触,煤岩层倾角40度左右。

  1009号钻孔于孔深332米处见该断层,断层倾角50度,15号煤层与玄武质疑灰岩接触,落差150米。

  1002号孔于孔深328.8米处见该断层,断层倾角50度,15号煤层与一玄武质凝灰岩接触,落差150米。

  北井中翼主井井底(1450标高)见该断层,结构面清晰,层位清楚,走向85度,倾向南东,倾角50度,12号煤层直接顶板与紫红色凝灰岩接触,落差140米。

  受该断层影响,北井北翼煤层挤压变薄,多数不可采(1006、1008、1004等钻孔证实)。

  4、F15-1:倾向正断层,走向由北东转西,倾角50度,落差70米,地表控制长度2500米,地表由两个勘测控制点控制和两探槽出露点控制。东段交F15号断层,由东往西经高家台子、沙子河、小王家铺子、丰家营等村寨至盘关遂道南口处交F20号断层。其中:桅杆田35号探槽见该断层,3号煤层与12号煤层接触,落差70米。

  34号探槽见该断层,上盘岩层倾角13度,下盘岩层倾角变陡50度,缺中、下含煤部分层位,预计落差70米。

  1007号钻孔于孔深114.53米处见该断层,缺少9号至17号之间的层位,落差为70米左右。

  该断层与F20煤层共同影响,F20至该断层之间块段破坏严重,多数不可采。

  5、F19-1:近“s”型正断层,西段交F19号断层,经906、913、911、钻孔附近交于F19-4断层,走向北东55度转50度,倾向北西倾角50至80度,落差10米至40米,地表控制长度1200米,地表有一勘测控制点控制。其中:

  806号钻孔于孔深 40余米处见该断层,缺 8至12号煤层之间的层位,落差40米。

  913号钻孔于孔深88米处见该断层,缺10至12号煤层,落差26米。

  地表于904号钻孔附近T1f1顶部绿色层与T1f1紫色层接触,判断落差20米。

  北井中翼五路主运巷见该断层,走向60度,倾角 80 度,倾向北西,落差10米,该断层在+1550米标高尖灭。

  6、F101;近走向正断层,位于南井浅部,走向10至45度,倾向北西倾角40至45度,落差15至28米延展长度1500余米,一般被倾向断层切割,在井田中部被F18断层切割后尖灭。其中:

  701号钻孔深204米处见该断层,断失16号煤层,落差13米。

  7807号钻孔于孔深94米处见该断层,断失12号至14号煤层之间的层位,落差25米。

  南井12号煤层右一巷见该断层,走向10度,倾向北西,倾角43度断层带宽5米,落差25米。

  7、F108:隐伏倾向正断层,位于井田中部(+1370水平以下矿井以之前南北井边界)。走向50至90度,倾向南东至南, 倾角20至45度,落差 8至 15米,断层两盘结构面附近煤岩层受力牵引成小的褶曲,并伴有相同产状要素,落差不等的小断层,该断层延展长度1400余米。

  南井12号层左一巷见该断层,走向70度,倾角30度.落差9.5米。

  南井12号层左二巷见该断层,走向60度,倾角35度,落差9米。

  南井左三底板岩石巷见该断层,走向85度,倾角35度,落差8米。

  南井 10号左三探巷见该断层,走向 85度,倾角30度,落差 12米。

  南井10号层左四巷见该断层,走向80度,倾角35度,落差15米。

  南井21124运输巷见该断层,走向90度,倾角20度,落差10米。

  南井21152回风巷见该断层,走向60度,倾角35度,落差8米。

  从北井121215、22211掘进巷道及2003年三维地震勘探证实,该断层在+1350水平往下伴生有一落差5~7米,走向85度,倾角45度的正断层,伴生断层预计在+1300米标高尖灭(北井1230瓦斯预抽巷已证实,落差为4米。)

  8、F7803:斜交正断层,7803号钻 孔于孔深250米处见到,缺失4号煤层,推断落差13米,实见落差5米,根据上一片盘的生产实践的断层发育规律,该断层走向为65至75度,倾角55至60度,倾向南东,延展长度500至800米。

  9、F704:近走向断层,位于南井南部边界,推断落差12米,通过南井21105工作面掘基证实,落差3米,延伸长度200米。

  10、F19-2:倾向正断层,位于北井中翼,由北井独身宿舍大楼西侧经913、904孔附近与F19-4断层相交,走向20至70度,倾向北西,倾角65至70度,落差5至15.0米,断带宽3.0米,延展长度1200米。其中:

  901号钻孔于孔深26米处见该断层,缺失17号煤层,落差5米。

  北井五路主运巷中见该断层,走向70度,倾角65度,倾向北西落差5米。

  北采中翼原小井12号层右部巷道于+1559米标高见该断层,走向20度,倾角75度,落差11米。

  北井中翼12号层右三探巷中见该断层,走向70度,倾高北西,倾角70度,落差8至10米。

  11、F19-4:倾向正断层,位于北井中翼906号钻孔南侧附近,走向85至90度,倾向北至北西,倾角70度,落差10米至20米。延展长度700米,断带宽5米,地表有5个勘测控制点控制。其中:

  北井中翼12号层右五探两处见该断层,落差分别为5米。推测此段F19-4断层被F23号断层切割而产生两断层结构面,造成无煤带较宽。

  地表勘测点112号附近断层产状紊乱,111、110、109、108等观测点均见F19-4号断层。

  906号钻孔于孔深50米处见该层,T1f2-1紫色层缺失20米。

  12、F19-5倾向正断层,位于井南翼905号钻孔近,走向70至80度,倾向北东,倾角50至80度,一般为70度,落差0至15米,断带宽0.50至2.00米,延展长度1700米,地面控制长度1100米。

  北井南翼10号层左四巷见该断层,落差2.5米。

  北井南翼10号层左六巷见该断层,落差4.50米。

  北井南翼10号层左六下巷见该断层,落差8米。

  22104上巷,见该断层,落差10.5米。

  北井南翼12号层左六下巷见该断层,落差1.6米。

  22122回见巷见该断层,落差8米。

  22122运输巷见该断层,落差10米。

  22124运输巷见该断层,落差10.5米。

  22126运输巷见该断层,落差6米。

  此断层于908号钻孔区段以下开始发育,延伸达1500米,+1300~+1350标高之间落差最大,落差达15米,往深部逐步减小,在+1250水平落差为5米(北井22186运输巷在+1250标高揭露证实),预计在+1200标高尖灭。

  13、F21 :倾向正断层,在盘关火车站附近被东西向的F24号断层切开,经大断江村南侧拖长江石拱桥西头插入凝灰岩中,走向50至75度,倾向南东,倾角55度,落差10至25米,延展长度2250米,地表有2个勘测控制点控制。其中:

  盘关火车站在施工东侧挡墙过程中,揭开基岩层位时暴露该断层结构面,走向147度,倾角55度。

  北井中翼多处巷道中见该断层,产状分别为 50°<65°、69°<50°、75°<45°,落差10至25米。

  1009号钻孔于孔深170米处见该断层,缺失3号煤层,落差13米。

  1002号钻孔于孔深252米处见该断层,缺失4至8号煤之间的层位,预计落差16米

  该断层在+1300米标高处被F20断层截断尖灭。

  14、F22:倾向正断层,西段位于小断江北侧约100米处,东段经1011、1001个孔附近交F20号大断层,走向85度,倾向南东,倾角50度,落差10至15米,延展长度1300米。

  北井中翼五路主运巷见该断层,走向85度,倾向175度,倾角50度,落差12米。北井中翼12号层左三巷见该断层,产状及结构面显得比较紊乱。

  1009号钻孔于孔深235米处见该断层,断失标7至14号煤层之间的层位,落差约为10米。

  15、F23:斜交正断层,近于南北走向,位于1003钻孔上方附近,南段交于F19-2断层,北段交于F21号断层,走向175度,倾向北东,倾角60度,落差15米,延展长度700米。

  906号钻孔于孔深259米处见该断层,12号煤层顶板缺13米左右。

  1010号钻孔于孔深376米处见该断层,下含煤段上部缺失10米,落差12米。

  北井中翼有小五路见该断层,走向175度,倾向北东,倾角50度,落差15米。

  北井中翼右五配风巷及右五探巷见该断层,走向170度,倾向北东,倾角50度,落差15米。

  16、F305:近走向正断层,位于于901号钻孔的正西北侧,发育于北井中翼的浅部,走向125度,倾向北东,倾角50度,落差约20米,延展长度400米,断带宽20米。

  北井中翼12号层右三后石门见该断层,走向125度,倾向北东,倾角50度,以一组的形式出现,推测落差约20米。

  17、F25:倾向正断层,位于北井北翼深部,为F20的伴生构造,走向70度,倾向北西,倾角60度,落差大于20米,延展长度约2000米。

  1004号钻孔于孔深260米处见该断层,缺失6至8号煤之间的层位又于孔深277米处,12号煤层之顶板缺失5米左右,孔深290米处缺失标志层七,故推测皆为该断层之构造带,为一组正断层,总落差20余米。

  该断层对北井F20至F15-1之间块段切割严重。

  18、F402:推测正断层,位于北井北翼浅部,走向110度,倾向南西,倾角45度,落差20余米,延展长度500米。

  该断层乃是推测断层,由于井田地貌多山梁和沟谷,地形坡度角30至40度,而此断层的上部有一滑坡体,其原因预计其下部有断层存在。再根据剖面分析,该处应该有断层通过,煤层的走向及倾角才能吻合。

  19、F24:捩断层,发育于煤层露头部位,东段由北井中翼主副井筒北侧经原食品站前山梁跨过拖长江插入断江北侧的凝灰岩中,走向65至73度,倾向北西,倾角60至70度,落差5米,延展长度700至900米,北井中翼主副井筒中局部控制。

  20、F20-1:弧型斜交断层,走向135度,倾角60~70度,倾向南西,落差15~23米,为F20断层断生断层,延展长度1300米,往南在+1210米标高处尖灭。其中:

  北井1370回风斜井及1370回风斜井探巷见该断层,落差23米,倾角70度;北井223石门见该断层,落差25米,倾角60度。

  21、F103:近走向正断层,位于南井井筒中部,走向10至35度,倾角50至65度,倾向向北西,落差3至7米,延展长度1400余米。其中:

  南井3号层左二切眼见该断层,落差2.5米。

  南井3号层左二下巷见该断层,落差3米。

  南井3号层左三上山见该断层,落差2.5米。

  南井4号层右三切眼见该断层,落差3米。

  南井4号层采面改造上山见该断层,落差3米。

  南井10号层左二巷见该断层,落差5米。

  南井10号层右二斜下见该断层,落差3米。

  南井10号层右四探巷上山见该断层,落差3米。

  南井10号右四上顺槽,右四风道、右四切眼、左三底板联络上山、F08外块分切眼、左三中间切眼等巷皆见该断层,落差5米。

  南井12号层有四斜顺槽见该断层,落差3米

  南井12号层改造联络巷见该断层,落差3.5米。

  该断层被F108、F102、F104等倾向断层切割,落差浅部大,深部小。

  22、F104:高角度倾向捩断层,位于南井南侧,距南井井筒约200至350米,走向为110至120度,倾向南西,倾角55至89度,落差0至6米,延展长度400至700米,个别层位为1000余米。其中:

  南井3号层右二巷见该断层,落差6米。

  南井3号层右三顺槽见该断层,落差0.70米。

  南井3号层右四巷见该断层,落差0.10米(趋于消失之势)。

  南井4号层右三巷见该断层,落差1.5米。

  南井4号层右四下巷见该断层,落差0.50米。

  南井2141探巷中见该断层,落差0.20至0 50米,趋于消失。

  南井10号层右二巷见该断层,落差5米。

  南井10号层右四改造上顺巷见该断层,落差1.2米。

  南井10号层右六巷见该断层,落差0.50米(趋于消失之势)

  南井12层右六巷见该断层,落差4.0米。

  南井12号层右三巷见该断层,落差0米。

  南井12号层改造顺槽见该断层,落差0.50米(趋于消失之势)。

  该断层延展长度上部层位较下部层位长,落差上部层位较下部层位大。

  23、F105:近走向正断层,位于南井井筒北侧,F108断层南侧附近,发育于4号煤层以上的层位之中,走向20度,倾向南东,倾角30度至35度,落差5至10米。

  南井3号层左一探巷见该断层,走向20度,倾角35度,判断落差l0米。

  24、F106:倾向正断层,位于南井井筒北侧浅部,走向90度,渐转为50度,倾向南至南东,倾角45度至55度,落差0至11米,延展长度500米。其中:

  南井4号层左一巷见该断层,落差4米。

  南井10号层左0巷见该断层,落差11米。

  南采12号层左0巷见该断层,落差11米。

  南采12号层左一巷见该断层,落差7米。

  南井12号层左二斜上见该断层,落差3米,同一巷道又见到该断层,已减少1.5米,该断层于+1500米水平消失。

  25、F107:走向正断层,位于南井北筒北侧,由井筒附近南侧往北开始发育,交于F108号断层,走向35度,倾向北西,倾角2.5至3米,延展长度约600米,其中:

  南井3号层左二巷见该断层,落差2.5米。

  南井4号层左二探断层上山见该断层,落差2.5米。

  南井10号层左三切眼见该断层,落差2.5米。

  南井12号层左三改造切眼中见该断层,落差3米。

  该断层将于12号层底板以下15米深处消失。

  26、F109:近走向正断层,位于南井井筒北侧,走向0至20度,倾角30至50度,一般为50度,落差0至2米,延展长度350至400米。其中:

  南井3号层左四回风上山见该断层,落差2米。

  南井3号层大四2号和3号顺槽联络眼分别见此断层。落差l.2米。

  南井4号层立四切眼见该断层,落差l米。

  南井4号层左四顺联络上山、中间切眼分别见此断层,落差为0.9米。南井10号层左四风道见该断层,落差l.20米。

  南井10号层左四探巷中见该断层,落差已减少到0.3米。该断层于10号煤层底板下10米左右深处消失。

  27、F110:倾向正断层,位于南井井筒南部,距3号勘探线200米左右,生产实见该断层,走向120至130度,倾向南西,倾角50至60度,落差5米,延展长度700至1000米。其中:

  南井3号层右三巷见该断层,落差5米。

  南井4号层右三巷见该断层,落差5米。

  南井4号层右五巷见该断层,落差4米。

  南井10号层右四、右六巷分别见该断层,落差4米。

  该断层发育于12号煤以上的层位之中。

  28、F111:近走向正断层,基本上发育于南井井筒北侧,走向0至35度,倾向北西。倾角35至60度,落差l.5至5米,延展长度约600米。其中:

  南井3号层左五回风上山,3号层后左顺槽联络巷,上组1448石门回风石门等分见该断层,落差皆为2.5米。

  南井4号层左五回风上山,上组轨下等巷道中见该断层,落差2.5米。

  南井21102切眼中见该断层,落差5米,21102左部风道,采面改造巷中多次见到该断层,落差1.5米。

  南井12号层21124采面切眼,采面回采中,左部回风上山等处巷道中见到该断层,落差为1.5至3.5米。

  该断层虽然不大,但延展长度比较发育,被F108号倾向断层切割,与F108-4为同一断层。

  29、F112:倾向正断层,位于南井井筒南侧,距3号勘探线200余米,生产实见,与F110断层只相距20余米,走向120至130度,倾向南西,倾角50至60度,落差4米,延展长度700至1000米。其中:

  南井3号层右三巷见该断层,落差4米。

  南井3号层右五巷见该断层,落差4米。

  南井4号层右三巷,右五巷分别见此断层,落差4米。

  该断层发育于9号层以上的层位之中。

  30、F113:走向正断层,位于南井井筒北侧,由井筒以北百余米处开始往北发育于9号层以上的层位之中,走向35度,倾向北西,倾角55度,落差由0.10米发育至13米,延展长度280余米,被F909断层所截,只3号层中少部分巷道实见,其中3号层左五探断层一号上山中见其落差为5米,二号上山见其落差为13米。

  该断层落差从南往北逐步加大,预计于10号层顶板上10米左右消失。

  31、F114:斜交正断层,生产中实见位于南井井筒附近,十1450水平以下,走向80至100度,倾向南东至南西,倾角45度,延展长度预计700米,其中:

  南井3号层右五巷和3号层左七巷中分别见该断层,落差2米。

  南井4号层右上组轨道一下山和原上组水仓巷中分别见该断层,落差2.5米。

  该断层深部层位和下水平的发育情况如何还有待今后生产实际证实。

  32、F115:近走向正断层,生产中实见,只一个控制点控制于南井3号层沿煤大巷中揭露,无煤带0.8至l米,走向50度,倾向北西,倾角36度,落差4.5米,延展长度不清。

  33、F909:斜交正断层,生产中实见穿越两个井,倾角稍陡,在北井原地质报告中定为F204号断层。

  西北段发育于902号钻孔附近,东南段发育于7804号钻孔附近北侧,走向130至140度,倾向北东,倾角45度至80度,一般60至70度,结构面紊乱,局部地断层带宽l米左右,落差l至8米,该断层落差在接近F108断层附近时受其它断层的剪切作用而减至0.70米至l米,但跨过 F108断层后变为4至8米,其中:

  北井南翼主、副井巷道中分别见该断层,走向130度,倾角80度,落差8米。

  北井南翼0路后石门见该断层,落差6.0米。

  北井南翼10号层右二巷见该断层,落差4米。

  北井南翼10号层右二下巷见该断层,落差3米。

  北井南冀12号层右四巷见该断层,落差4米。

  北井南翼12号层右六巷见该断层,落差4米。

  南井23122回风巷和23122采面中见该断层,落差为1米和0.7米。

  南井21102运输巷探断层下山见该断层,落差4米。

  南井21102皮带巷中见该断层,落差8米。

  34、F909-1:斜交正断层,位于北井南翼,纬线450800附近,生产中实见,走向近于南北,倾向西倾角40至50度,落差0.7米至2.50米,延展长度500余米。

  北井南翼10号层右二巷见该断层,落差l.5米。

  北井南翼10号右二斜下巷见该断层,落差2.5米。

  北井南翼12号层右三巷中见该断层,落差0.70米。

  北井12号层左一巷、左一盲巷、左一采面切眼分别见该断层,落差2.5米。

  35、F909-2:近倾向正断层,生产中实际揭露,位于北井南翼井筒附近南部,走向85度,倾向南东,倾角50度,落差3至5米,延展长度330余米,发育于15号煤以上的层位之中,两个实际控制点控制。

  北井南翼10号层左三巷见该断层,落差5米。

  北井南翼12号层右四巷见该断层,落差3米。

  该断层被F18-1所截。

  36、F909-3:走向断层,位于北井南翼l2129采面之中,走向10至40度,倾角30至50度,落差l.5至2.5米,平均2米,延展长度500米,采面中有多数点控制,其中12129运输巷中见该断层,落差2.50米,采面中实见多数点控制其落差为至2.5米。

  37、F19-4走向正断层,生产中实际揭露,跨越两个井,走向15至30度、倾向北面的倾角45至50度,落差4至5米,延展长度900余米,其中:

  23122断层顺槽联络巷、23122运输巷、23122探断层上山等巷道皆见到该断层,落差5米。

  12129三角之切眼中,12129皮带运输斜下巷也分别见此断层,落差4米。

  12129运轨巷中,12129多轨直巷(原盲巷)也分别见此断层,落差4至5.5米。

  38、F18-1:近走向正断层,位于北井南翼,上段交F18断层,下段于12129皮带斜巷附近消失,走向45度,倾向南东,倾角55至65度,落差0至5米,延展长度1200米,被 F909号断层切割,其中:

  北井南翼10号层右四巷、右六巷中分别见该断层,落差5米。

  北井南翼12号右四巷探断层下山,右六巷中分别见该断层,落差4米。

  北井12号层有六下巷见该断层,落差4.4米。

  北井12129改造回风斜下中见该断层,落差3米。

  此断层预计发育于15号层(包括15号层)以上的层位之中。

  39、F19-5:倾向正断层,生产实际揭露得知,北井南翼左侧,发育于1460水平以下,西南段交于F19-5号断层后延至出200余米,走向20至40度,倾向北西,倾角40至60度,落差4米。由2至3个结构而组成,断层带宽0.5至1米,延展长度约950米,其中:

  北井南翼12号层左八巷、12号层右八巷、12号左十巷皆见该断层,落差4米。

  南翼22124运输巷见到该断层,落差3米。

  40、F301:近走向该断层,生产实际揭露,位于北采中翼井筒东南侧,走向140度,倾向北东,倾角70度,落差0至10米,延展长度400米,主要由北井中翼4号、12号层的巷道对其有所控制。

  上述各断层赋存见各煤层底板等高线图。

  (三)、据生产井巷实见资料,前述断层多数发育于1350水平以上,故矿井1350米以上水平地质构造属Ⅲ类即复杂构造类型;但延至1350米水平以下多数尖灭、消失,1350米以下水平为构造中等至简单类型。

  第五章 煤层、煤质及其它有益矿产

  第一节 煤层对比

  上二叠统龙潭含煤组属陆相、过渡相沉积,以碎屑岩为主,未见灰岩,含煤层数较多,煤层有分叉、合并、尖灭现象。煤层间距小,岩性变化又不大,标志不明显,加之构造的影响,给煤层对比带来一定困难,从钻孔获得的资料又不连续,各钻孔之间,各煤层的连接往往是人为的,连接是否准确,直接关系到对地质构造的正确判断和储量计算的可靠程度,进而关系到矿井的建设和生产。为此,在进行煤层对比的过程中,运用以下几种方法综合考虑对煤层进行对比。

  1、对原地质勘探报告和生产矿井地质报告进行综合分析和研究,以巷道实际资料为主要依据进行煤层对比。

  2、煤层顶底板的岩性。

  3、找出动物、植物化石层。

  4、用煤层自身的特征(即厚度、结构、夹石成份、煤宏观特征等)和煤岩类型等进行对比分析。

  5、采用煤层层间距的普遍赋存情况进行对比。

  按照上述几种主要方法,采用1:500的煤层对比图找出了下列主要标志层段。

  标志层一:1号煤层直接顶板,为灰绿色泥岩、粉砂质泥岩、粉砂岩、水平层理。由颜色深浅不同和物质成份差异而显示条带状特征,含舌形贝、瓣鳃、小螺等。距1号煤层顶板4至8米处,含有2至3层动物化石层,动物化石富集成l至2公分厚的白色钙质条带,本标志层全井内发育稳定。

  标志层二:位于3号至4号煤层之间,含有煤2至3层,最上一层小煤有时与3号煤层靠近或合并,下面两层煤有时与4号煤层靠近或合并,中间的一层煤的顶板为深灰色泥岩或黑色泥岩,含体大薄壳之瓣鳃、角贝、少量舌贝及介形虫等。3号煤层的中上部含一薄层黑褐色高岭石夹矸,煤层的直接顶板为灰色粉砂岩和菱铁质砂岩互层,水平层理,一般为刀片状断口。4号煤层靠中上部有一薄层(0.03米)黑褐色高岭质粉砂岩夹矸,煤层直接顶板为泥岩和粉砂质泥岩,含较多植物化石。

  标志层三:5号煤层以下第一层小煤的直接顶板为黑色炭质泥岩,质地坚硬,具贝壳状断口,指甲刻划具油脂光泽,有黄铁矿结核,含较多的角贝、个体大的瓣鳃、小螺和腕足类舒克贝等,并还夹一层0.005至0.02米左右的白褐色铝土质泥岩,本标志层在区内普遍发育,层位稳定。而5号煤层为上下分层结构,中间夹矸多为泥岩,煤层富含黄铁矿,下分层高于上分层,直接顶板为灰色细砂岩,中厚层状、发育稳定。

  标志层四:8号煤层直接顶板为黑色炭质泥岩,厚0.2.至0.30米,并含有菱铁矿结核及薄层油页岩夹层,炭质泥岩中有瓣鳃类、叶肢介、角贝等动物化石,但分布不普遍,8号和9号之间普遍发育一层薄煤。

  标志层五:9号和10号煤之间有一层0.40米厚的薄煤,在井田南部与10号煤层合并,9号煤层顶板为灰色粉砂岩和粉砂质泥岩,含似层状菱铁质粉砂岩条带。9号煤层直接底板为泥煤混合状,可塑性强,其下的粉砂质泥岩中有较多菱铁质结核。10号煤层顶板为灰色粉砂岩和3至5公分宽的菱铁质粉砂岩条带互层,水平层理,含植物化石大羽羊齿、带羊齿、苛达获、芦木等。此段岩层发育稳定,列为标层段。煤较可靠的标志层。

  标志层六:12号煤层及其顶底板:煤层顶板为灰色粉砂岩或泥质粉砂岩薄层与1至3公分厚的菱铁质粉砂岩条带互层,互层厚度均匀,水平层理,厚2至3米,整个区域内发育稳定,是对此段煤岩层位的较好标志。距煤层顶板0.50米左右发育一层0.03至0,05米厚的褐色鳞片状高岭质泥岩,普遍发育。煤层厚度稳定,煤质好,半亮型。煤层的底板为灰色鳞片状的软质泥岩。为较好的标志层。

  标志层七:12号煤层之下5米左右有一层小煤,顶板为黑色炭质泥岩,细腻致密;指甲该划油脂光泽,夹透镜状不连续的薄煤,含瓣鳃类、舌形贝及其它腕足类角贝、介形虫等动物化石,分布不普遍,此层位在井田范围内普遍发育。为较好的标志层。

  标七至14号煤层之间有一层0.40左右厚的13号煤层,其直接顶板为砂岩。14号至13号煤层之间,为泥质粉砂岩和粉砂岩,富含植物化石大羽羊齿、带羊齿苛达荻、栉羊齿、芦木等。

  15号煤层为复杂结构煤层,由2至3层煤组成,分叉合并变化大,15号煤有时与15号上煤层合并,有时又与15号下合并,一旦三层煤合并在一起时其厚度显得较大。煤为半暗型煤,块状及粉粒状,煤层顶板为灰色粉砂岩和菱铁质粉砂岩条带互层,含丰富的植物化石,为较好的标志层。

  16号煤层中距煤层顶板约0.10米处夹一层 0.04至 0.06米的黑褐色高岭质泥岩,全区域内发育,比较稳定。

  17号煤层以鳞片状,粉粒状为其特征。煤层有伪顶(黑色片状泥岩夹煤线)煤层为复杂结构,其中较厚的分煤层中含有高岭石泥岩。

  标志层八:18号煤层顶板为0.40米左右的黑色致密的粉砂质泥岩,含角贝为主的动物化石,但含量稀少,分布不普遍。18号、18—1号、19号三煤层为一组,18-1号煤层有时与18号煤层靠近或合并,有时又与19号煤层靠近或合并,三层煤中,局部范围内含有薄层高岭质泥岩,为较好的标志层。

  20号煤层为复杂结构煤层,底分层煤含硫较高,一般黄铁矿呈极薄层分布。中间分层中夹一层高岭石粉砂岩条带.厚0.04至0.05米发育稳定,煤层为菱块状,底板为灰褐色粘土岩。其中主要以高岭石条带和煤层菱块状断口为其主要特征。

  标志层九:21号、22号、23号等煤层中,主要以富含块状、星点状、层状、分散状黄铁矿为其特征。其中21号煤层之顶板为黑色炭质泥岩或含炭泥岩有时含炭量增大近如劣质煤。顶板岩石中含黄铁矿。22号煤层顶板为炭质泥岩及及砖灰色或深灰色的砂质泥岩,致密质纯,不显示层理,它和煤层本身都富含黄铁矿。煤层底板为褐灰色渐变灰色之泥岩,致密不显示层理,含植物化石。而23号煤层之顶板为黑色含炭泥岩,含黄铁矿,偶含动物化石,底板的泥岩中富含聚块状黄铁矿,并有一暗硬煤线。

  标志层十:23号煤层至24号煤层之间为深灰色细砂岩、粉砂岩,夹黑色薄层炭屑,显示炭化层面之条带状或水平细线理状构造,而24号煤层本身为富硫煤,其顶底板为黑色含炭泥岩,也富含黄铁矿。

  标志层十一:主要指煤系底界灰白色铝土质泥岩,厚0.39至0.90米。一般厚度0.70米,具菱铁质鲕粒,并汇集成块状。其下一般为3.5米厚的灰绿色铝土质泥岩,致密、细腻而坚硬,含凝灰质斑点,为龙潭煤系至凝灰岩过渡类型的岩石。

  煤层对比可靠程度的评价:

  矿井在生产过程中非常重视矿井地质工作,对所有巷道都进行了现场跟踪收集和编录,通过认真分析和整理,归纳出的标五、标六、标七、标八均为较好的标志层,在生产中有很好的实用价值,所以本报告煤层对比可靠。

  第二节 煤 层

  本井田煤系地层含煤40至60余层,其中可采和局部可采煤层共12层,总厚度2.88至30.15米,平均总厚度16.48米,可采含煤系数6.87%,煤层自上而下编号为3号、4号、10号、12号、15号、17号、18号、18一l号、19号、20号、22号、24号。其中可采煤层有10号、12号、15号、18号、18-l号、19号、20号等层,局部可采煤层有3号、4号、17号、22号、24号等层。

  两个生产井中:南井可采和局部可采煤层共12层,它们是:3号、4号、10号、12号、15号、17号、18号、18一l号、19号、20号、22号、24号等层,总厚度8.92至28.48米,平均17.98米,可采含煤系数7.49%,其中可采煤层有10号、12号、15号、18号、18一l号、19号、20号等7层,局部可采煤层有3号、4号、17号、22号、24号五层。

  北井可采和局部可采煤层共7层,它们是:10号、12号、15号、18号、18一l号、19号、20号,总厚度5.37至25.25米,平均12.8l米,可采含煤系数5.34%,其中可采煤层有:10号、12号、15号、18号、18-1号、19号等6层,20号煤层为局部可采煤层。

  现将各可采和局部可采煤层赋存情况叙述如下:

  1、3号煤层:为复杂结构煤层,距1号煤层17.42至30.05米,平均23米。煤层厚度0.10至l.30米,平均l.01米。有较多钻孔和巷道实见对其控制,煤层对比可靠。煤层中含夹石一层,厚0.03至0.04米,为褐色高岭质泥岩。南井局部可采,北井极少部分可采,属不稳定煤层。由于相应煤组断裂发育,开采技术条件复杂,故开采起来经济效益差。

  煤层无伪顶,直接顶为水平层理的粉砂岩和菱铁质粉砂岩,老顶为细砂岩和菱铁质细砂岩,不易垮落。直接底为泥岩和砂质泥岩,老底为粉砂岩和细砂岩。

  2、4号煤层:为复杂结构煤层,距3号煤层7.95至15.52米,平均13米。煤层厚度0.35至2.14米,平均厚度1.00米。有较多钻孔和巷道实见对其控制,煤层对比可靠。煤层中含夹石两层,上层夹石为泥岩和泥质粉砂岩,厚度不等。南井井筒附近厚度为0.10至0.60米。井筒以南以北各百余米外夹矸石开始逐渐增厚,往南由0.10米逐渐增厚至3.50米,往北逐渐增厚至1.00米,致使煤层分叉。南井掘送2141和2142工作面巷道证实此煤层夹石厚度0.30至0.60米,下层夹石为黑褐色高岭质粉砂岩,厚为0.03至0.05米,比较稳定。该煤层南井局部可采,北井少数钻孔控制极少部分可采,属不稳定煤层。该煤层灰分在37.36%至41.58%之间,平均41.58%,超过工业指标的灰分标准。

  煤层无伪顶,直接顶为粉砂质尼岩夹菱铁矿层,老顶为细砂岩分直接底为根土岩,老底为粉砂岩和细砂岩。

  3、10号煤层:为复杂结构煤层,距4号煤层26.55米至48.88米,平均为39米,煤层的厚度0.30至2.58米,平均1.28米,含夹矸1层,厚度0.10至3.50米,煤层对比可靠。该煤层在+1450米标高以上有分叉现象,夹矸0.1至3.5米不等,赋存不稳定。而+1450米标高至目前开采的+1250米标高范围内,煤层夹矸维持在0.1米,赋存稳定,煤层厚度一般1.3~1.7米,少数地方2.0米,平均厚度1.5米,南、北井均可采,由此分析深部趋于稳定,为目前南、北井的主采煤层之一。图5-2-1

  煤层无伪顶,直接顶板为灰色粉砂岩和菱铁质粉砂岩互层,水平层理,老顶为菱铁质细砂岩,底板为粉砂岩和泥质粉砂岩,老底为菱铁质细砂岩,坚硬。

  4、 12号煤层为复杂结构煤层,也是井田内可采煤层中煤质最好的一层,距10号煤层14.17至26.08米,平均l9米,煤层厚度0.27至4.89米,平均 3.1米,含夹石l至2层,上层夹矸为高岭质片状泥岩,下层夹矸为高岭质粉砂岩,厚0.03至0.05米,煤层对比可靠,全区有30余个钻孔和较多巷道见煤控制,属稳定煤层,为南北井主采煤层之一。图5-2-2

  煤层无伪顶,直接顶为泥质粉砂岩和粉砂岩与菱铁质粉砂岩互层,水平层理,老顶为菱铁质细砂岩,直接底为软质片状泥岩和砂质泥岩。

  5、15号煤层为复杂结构煤层,距12号煤层14.49至32.24米,平均间距 22米,煤层厚度0.28至3.91米,平均厚度1.7米,含夹矸l至4层,总厚度在0.60至l.00米,多为泥岩和粉砂质泥岩,就15号煤层而言,属稳定煤层,但有时与15下号煤层合并,有时与16号煤层合并,与15下号煤层合并时,厚度2.0~2.3米,15号煤、15下号煤层、16号煤层三层合并时,厚度达2.9米。北井南翼地区三层煤基本合并,北翼地区15号、15下号基本合并,南井北翼地区15号、15下号基本合并,全区30余个钻孔及数条石门控制,煤层对比可靠,为南、北井主采煤层之一。图5-2-3

  煤层有伪顶,为0.40米的泥岩夹煤线,直接顶为粉砂岩和菱铁质粉砂岩,老顶为细砂岩,直接底为泥质粉砂岩,老底为砂岩。

  6、17号煤层:为复杂结构煤层,距15号煤层4.98至12.27米,平均12米,煤层厚度为0.17至3.55米,平均厚度l.24米,含夹石1至4层,总厚度0.30至0.7米之间,为片状泥岩和高岭质粉砂岩,全区有较多钻孔和部分石门巷道控制,煤层对比基本可靠,但厚度变化大,不稳定,仅南井+1350水平以上北部区域局部可采,其余均不可采。图5-2-4

  煤层有伪顶,为0.20米的泥岩夹煤线,直接顶为粉砂岩,老顶为粉砂岩和细砂岩,直接底为粉砂质泥岩,老底为粉砂岩。

  7、18号煤层:为复杂结构煤层,距17号煤层6.12至21.74米,平均14米,煤层厚度为0.30至2.66米,平均厚度l.43米,局部地区煤层中含有薄层夹矸,厚度为0.02至0.04米,煤层厚度南井较北井较厚,全区有30余个钻孔及部分石门巷道有所控制,煤层对比可靠,稳定煤层。局部地区与18-l、19号煤层合并,全区都可采,为南、北井主采煤层之一。图5-2-5

  煤层有伪顶,为0.30米左右厚的黑色炭质泥岩,直接顶为粉砂岩和菱铁质粉砂岩,老顶为砂岩,直接底为泥岩,老底为泥质粉砂岩。

  8、18一1号煤层:为简单结构煤层,距18号煤层1.26至12.5米,平均4米,煤层的厚度为0.15至1.78米,平均1.41米,全区有较多钻孔控制,两井主要石门有揭露,煤层对比可靠,局部地区与18号、19号煤层合并,稳定煤层,为南北井主采煤层之一。图5-2-6

  全区可采,煤层有伪顶,为0.30米的泥岩,直接顶为泥质粉砂岩和粉砂岩,底板为泥质粉砂岩。

  9、19号煤层:为简单结构煤层,距18-l号煤层1.53至10.80米,平均4米,煤层厚度为0.15至l.80米,平均厚度l.23米,全区有较多钻孔及部分石门巷道进行控制,煤层对比基本可靠,局部地区与18号、18-l号煤层合并,赋存较稳定。南井全区可采,北井基本全区可采。图5-2-7

  煤层有伪顶为0.30米的泥岩夹炭屑,直接顶为泥质粉砂岩,直接底为软质泥岩及粉砂岩,老底为粉砂岩和菱铁质粉砂岩。

  10、20号煤层:为复杂结构煤层,距19号煤层2.12至12.l米,平均7米,煤层厚度为0.15至2.00米,平均厚度为l.43米,煤层中含夹矸l至3层,为片状泥岩和粘土岩,全区有31个钻孔和部分巷道(包括石门巷道)对该煤层有所控制,局部地区有分叉、合并现象,主要是煤层上分层与下分层分开,分开后夹石增厚至3至4米,煤层可靠,较稳定煤层,南井全区可采,北井局部可采。图5-2-8

  煤层无伪顶,直接顶为粉砂岩和菱铁质粉砂岩,老顶为粉砂岩,直接底为泥质,厚度0.40米,老底为粉砂岩。

  11、22号煤层:为复杂结构煤层,距20号煤层11.96至28.58米,平均间距为21米,煤层厚度为0.24至1.51米,平均厚度为1.08米,该煤层的煤层层间距变化频繁,该煤层虽然有较多的钻孔和部分巷道控制其层位,但是标志层不明显,不易对比,煤层的对比可靠性较差,据现有资料初步认为该煤层在井田区域内属不稳定煤层,煤层可采性较差,基本上大部分地区不可采,其中南井部分地区可采和临近可采,基本上不可采。

  煤层有伪顶,为0.2 0米至0.50米的黑色泥岩,老项为2至3米的粉砂岩,老顶为细砂岩。直接底为0.70米的泥岩,老底为细砂岩。

  12、24号煤层:为复杂结构煤层,煤层含有1至3层夹石,该煤层距22层11.7 9至37.42米,平均间距16米,煤层厚度为0.19至2.07米,平均厚度为1.06米,煤层本身又是一个标志层,故对比基本可靠,大多数控制点不可采和临近可采,从整个区域内的见煤情况看,纯属不稳定煤层,只南井的少部分地区可采,可采面只点总面积的11%。煤层有伪顶,为炭质泥岩,直接顶为2至3米的粉砂岩,老顶为6至8米的细砂岩,直接底为1米左右的泥岩夹煤,老底为煤层和粉砂岩。

  综上所述,在可采和局部可采煤层当中,12号、15号、18号、20号等煤层属中厚煤层,10号、18-1号、19号等煤层属局部中厚煤层,其余的3号、4号、17号、22号、24号为薄煤层。

  可采和局部可采煤层中,以较稳定煤层为主,因此,从煤层稳定程度看,矿井地质条件为Ⅱ类。

  各煤层的简要情况见“可采煤层情况一览表”,(表5-1-1)

  各煤层变异指数及可采指数计算结果见表5-2-2。

第三节 煤 质
一、煤岩特征
  (一)宏观煤岩特征:煤岩成分为暗煤、亮煤、镜煤和丝炭,以暗煤为主,亮煤次之,含少量镜煤和丝炭,丝炭多呈线理状。煤岩类型为半亮型,半暗型和暗淡型,以暗淡型煤为主,半暗型煤次之,半亮型煤很少,煤的粒度是粉粒状多于碎块状,鳞片状较少。黄铁矿在煤层中呈结核状、透镜状及断续之线理状产出。
   各主要煤层的宏观特征如下;
   3号煤层:碎块状为主,质较硬,夹少量镜煤线理,暗淡型。
   4号煤层:碎块状为主,质较硬,夹少量镜煤线理及少量丝炭,暗淡型。
   10号煤层:粉粒状为主,少量碎块,夹有少量亮煤线理及少量丝炭,半暗型。
   12号煤层:粉粒状为主,鳞片状及碎块次之,质较软,半亮型。
   15号煤层;粉粒状,部分碎块,夹少量亮煤线理及少量丝炭,半暗型。
   17号煤层:粉粒状和鳞片状为主,少量碎块,夹部分镜煤及亮煤线理,质较软,半暗型
   18号煤层:粉及粉粒状,夹少量亮煤线理,含少量丝炭及黄铁矿,质较软,半亮型。
   18-l号煤层;粉粒状多于碎块状,含丝炭,半暗型。
   19号煤层:粉粒状,少量碎块,夹部分亮煤线理,质较硬,含较多丝炭及少量黄铁矿,暗淡型
   20号煤层:粉粒状多于碎块状,夹部分亮煤线理,含少量黄铁矿,质坚硬而脆,暗淡型。
   22号煤层:粉层状为主,部分碎块,夹少量亮煤线理及少量丝炭,含较多黄铁矿,并有部分网络状方解石薄模充填,质较硬,暗淡型。
24号煤层:碎块状,夹少量亮煤线理,质较硬,含有较多的丝炭和黄铁矿,

  (一)煤的工业牌号

  《盘江矿务局煤质资料汇编》(以下简称《资料汇编》)里提供了山脚树煤矿1982年至1990年间的部分煤层化验资料,结合原生产地质报告中提供的煤层煤质资料,按照《中国煤炭分类(GB5751—86)》中规定的分类标准,对3号、4号、10号、12号、15号等煤层的工业牌号进行了重新划分,17号、18号、18-1号、19号、20号、22号、24号等煤层由于缺乏新的煤质化验资料,仍沿用《中国煤炭分类(以炼焦用煤为主)方案中的有关规定进行分类,结果如下:

  3号煤层挥发分为37.33%,胶质层厚度为18.0毫米,缺乏粘结指数化验数据,为气煤。

  4号煤层挥发分为37.14%,胶质层厚度为24.5毫米,粘结指数为83至92已为气煤。

  10号煤层挥发分为33.58%,胶质层厚度为23.0毫米粘结指数为80至93,为1/3焦煤。

  12号煤层挥发分为35.43%,胶质层厚度为25毫米,粘结指数为92,为1/3焦煤和肥煤穿插层,结合原报告中的煤质化验成果和该煤层粘结指数大于85的特点,及其煤种分区段进行划分,除3至8勘探线之间为肥煤外,其余区段均为l/3焦煤。

  15号煤层挥发分为35.01%,胶质层厚度为22.5毫米,粘结指数为85,为1/3焦煤。

  17号、18号、18一l号、19号、20号、22号、24号等煤层按照《中国煤炭分类(以炼焦用煤为主)方案》中的规定,分类指标以挥发分和胶质层Y值为主进行划分,除22号、4号煤层为肥煤外,其余煤层为气肥煤,上述煤层若通过今后生产实践获得新的煤质化验成果,再按《中国煤炭分类(GB5751-86)》重新进行评价。

  煤层的工业牌号分类见“煤质特征表(1)”。表5-3-3(1)

  (二)煤的挥发分

  可采煤层除3号、4号煤层的挥发分大于37%为高挥发分烟煤外,其余煤层的挥发分皆在31.97%至35.43%之间,属大于28%,而小于37%之列,为中高挥发分烟煤,见“煤质特征表(1)”表5-3-3(1)

  (三)煤的粘结性

  可采煤层中3号、17号、18号、18-1号、19号、20号、22号、24号煤层缺乏粘结指数值,不能对其粘结性进行评价。4号、10号、12号、15号煤层煤样粘结指数均大于65,其中4号煤层胶质层最大厚度在16.5至29mm,为强粘结和特强粘结煤;10号煤层胶质最大厚度在18.5至27.0mm之间,为强粘结和特强粘结煤;12号煤层胶质最大厚度为21.5mm至27.0mm之间,为强粘结煤和特强粉结煤;15号煤层胶的厚度为22.5mm,见“煤质特征表(1)”。表5-3-3(1)。

  (四)煤的发热量

  各可采煤层中,原煤高位发热量在23.09至29.04Mj/kg之间,精煤高度发热量在31.40至32.98MJ/kg之间。“见煤质特征表(1)”表5-3-3(1)。

  (五)煤的元素含量

  可采煤层中,煤的炭含量在85%至89%之间;氢含量在5.2%至5.8%之间;氮含量在1.4%至2.0%之间,氧的含量在5%至10%之间。见“煤质特征表(2)”。表5-3-3(2)

  (六)煤灰成份

  煤炭成份以二氧化硅、氧化铝和氧化铁为主,氧化钙次之,以二氧化硅含量最高,皆在48%以上。

  (七)煤中的有害成分

  1、灰 分:

  原煤灰分与煤层的稳定性有关,如12号煤层厚度稳定,其原煤灰分最低,为9%至25%之间,平均值为15%,为低灰煤。而其余煤层灰分平均值在25%左右,为中灰煤(15%至25%)及富灰煤(25%至40%),精煤灰分也以12号煤层最低,平均值为8%左右,其余煤层都在10%至12%左右,变化不大。见“煤质特征表(1)”。表5-3-3(1)。图5-3-1~图5-3-8

  煤层合并的区段,原煤灰分相应增高,如4号煤层2141、2142工作面合并后,原煤灰分在37.36%至46.80%之间,平均值为41.58%,总体来说4号、17号煤层属高灰煤层。见“山脚树矿煤层原煤样试验结果表”,表5-3-4。

  2、硫 分

  本区内22号和24号煤层的原煤硫分在3%左右,出现超标数据为高硫煤(2.5%至4%),20号煤层硫分为1.99%,为中硫煤(1.5%至2.5%),4号、10号、12号、18号等煤层的原煤硫分在0.58%至1.01%之间,为低硫煤(1%至1.5%),3号、15号、17号、18-1号、19号等煤层的原煤硫分均低于0.5%,为特低硫煤,原煤硫分以无机硫(黄铁矿硫)为主,其次是有机硫,低硫煤层以有机硫为主,各煤层的有机硫含量较稳定,一般在0.10%至2.86%之间,原煤硫分经洗选后黄铁矿硫大部分可以除去,精煤硫分除22号、24号煤层各为1.1%外,其余煤层的精煤硫分均在1%以下。见“煤质特征表(1)”,表5-3-3(1)。图5-3-9~图5-3-16

  3、磷 分

  原煤和精煤的磷分含量较低,一般在0.062%至0.023%之间,属低磷煤(0.01%至0.05%)。

  4、砷、氟、氯含量

  原煤和精煤的砷(As)含量0.9(10)-6,氟(F)含量103(10)-6,氯(Cl)含量0.012%。属Ⅱ级含砷煤、低氟煤、特低氯煤。

  三、煤的可选性

  1、筛分试验

  本矿南井的筛分试验结果,4号、12号、18号、20号、22号等煤层的各层之特大及大块粒度之和,均低于20%,19号、24号煤层的各层之特大块及大块粒度之和为20%至30%。粉煤一般都在25%和40%之间,而12号煤层和20号煤层为最高,分别为44.22%至41.01%。其中22号煤层灰分最高,12号煤层灰分最低,同时灰分随粒度变小而增大。除22号、24号煤层,各粒度级硫分为高 硫煤外,其余各煤层均小于0.50%,属低硫煤。详见“筛分试验成果表”表5-3-5及“筛分试验统计表”表5-3-6。

  2、浮沉试验

  本矿煤的可选性试验结果:12号煤层精煤回收率89.4%,精煤灰分6.74%,精煤硫分为0.25%,中煤含量6.72%,属易选煤。此外除18号煤为难选煤层外,其它煤层均为很难选煤,中煤含量均大于30%以上。总之,中灰分和高灰分的煤层,可选性普遍较差,经1.4比重液洗选之后,12号、18号、20号、24号煤层,其精煤灰分小于10%,而其它主要可采煤层精煤灰分均大于10%,详见“山脚树矿部分煤层煤的可选性试验结果表”。表5-3-7

  3、粉煤浮选试验

  根据本矿南井筛分试验结果获知,区内各主要煤层小于0.5mm原生煤泥为数不多,占2.55%至7.62%,多属难选煤,仅4号煤层为中等浮选性煤,但在洗选破碎过程中,会增加一定数量的次生煤泥,为了充分扩大炼焦用煤资源,对主要煤层的原生煤泥作了浮选性药剂及其选择试验和鉴定试验。经单元浮选试验结果,获得最大回收率,精煤灰分在10%左右的有3号、4号、12号、18号、19号、20号等煤层,而22号、24号煤层的精煤灰分分别达到13.15%至18.75%,今后应参与浮游洗选,可与其它煤层之中掺合作为动力用煤,详见“单元浮选试验统计表”表5-3-8及“煤泥浮选性统计表”,表5-3-9。

  4、山脚树矿主采煤层可选性分析

  根据煤层数据统计资料以及原煤中的煤含量和精煤的灰分指标要求等进行综合评价,所有主采煤层多为易选和中等可选,极少数为难选煤。通过矿井煤层配采配煤入洗后硫分均低于0.5%。

  矿井煤种为气煤、肥煤、气肥煤及1/3焦煤。以肥煤为主,煤质优良,为低硫,中低灰分的煤焦配煤,原煤运往老屋基洗煤厂入洗,入洗后的精煤硫分一般为0.5%,洗后主要产品:1号精煤灰分9%,作为冶金配煤;2号精煤灰分12.5%,供化工及其它行业;混煤灰分32%供电厂发电。

  目前即将扩建的老屋基洗煤厂每年入洗能力3000kt/a,采用无压三产品重介旋流器工艺,对煤种的变化有很强的适应性。所以山脚树矿井的原煤基本上全部供给老屋基洗煤厂。

   
四、煤的利用方向
   根据煤的低温干溜试验,含油率均达到工业指标,焦油产率7.18~12.27,见表5-3-10。但由于煤的粘结性较强,一般不宜作炼焦用,由于煤层的煤质牌号为气煤、气肥煤、肥煤及1/3焦煤,除22号、24号煤层的原煤经洗选脱硫后精煤硫份为1.10%,不能直接作为炼焦用煤外,其余可采煤层的原煤经洗选后,精煤硫分均在1%以下,为良好的炼焦用煤的配煤,其中10号、12号煤层的精煤为炼焦用煤的基础煤。
   原煤除作为燃料外,还可作为动力用煤,经洗选后的中煤,灰分在30%以下,也可作为动力用煤。

   以上的稀有元素和放射性元素的含量,均低于工业指标,没有经济价值,邻区井田内的资料提供的数据也表明,其含量低于工业指标,没有经济价值。
   二、铝土质泥岩:位于煤系地层底部,其厚度不太稳定,0.39至0.90米,平均0.70米,经取样化验分析得出:Al2O3含26.11%,Ti2O含4.5%,Fe2O3含24.89%,CaO含量为1.06%,MgO含0.44%,烧失量为15.65%,耐火度1260℃至1400℃。三氧化二铝加二氧化钛的含量虽然合乎软质耐火粘土三级品位要求,但因三氧化二铁,氧化钙和氧化镁含量偏高,致使耐火度偏低,无工业价值。
   三、在井田的西部和东部边缘地带广布中厚层状下二叠系茅口灰岩和下三叠系永宁镇灰岩,为良好的天然建筑材料,当地用烧制石灰用,是否能做为水泥原料,有待今后进一步做可行性研究。
第六章 开采技术条件
第一节 水文地质
一、区域水文地质概况
  (一)地形地貌
   本区地处黔西高原,地势西高东低,属中高山山地地貌,西部老黑山岭标高+2734.00米,八大山牛棚梁子标高+2785.50米,东部格所河标高+760米为区域最低侵蚀基准面。盘县梓木戛、归顺、普安县莲花山一线为南、北盘江水系的分水岭,分水岭以北的拖长江,淤泥河、格所河(半河)属北盘江水系;分水岭以南的新桥河属南盘江水系。南北盘江均为珠江支流。区内地形切割较强烈,切割最深约达2千余米,形成峰峦起伏的地形或中高山地形,地貌按塑形营力的性质分为岩溶地形、溶蚀——侵蚀构造地形、侵蚀构造地形三类。
   岩溶地形:峰丛洼地多分布在深沟河谷两岸,溶丘洼地见于两条河等地灰岩分布区;峰丛谷地往往出现在坡立谷地周围。各种岩溶地貌千姿百态,如旧普安、珠东、莲花山等地石林;宽阔而平坦的归顺坡立谷;高耸的峰丛以及星罗棋布的漏斗和洼地、形态奇异的溶洞等。
   溶蚀——侵蚀构造地形:本区北部和中部紧密褶皱区,可溶性岩及非可溶性岩相间分布、地形发育受岩性和构造的控制,在区内形成条带状展布的岩溶地形和侵蚀构造地形。
   侵蚀构造地形:在玄武岩组、龙潭组及飞仙关组分布区,山岭、谷地延伸方向与构造线基础趋于一致,形成脊状山、单面山等。玄武岩组多形成单面山构造坡,飞仙关组形成单面山剥蚀坡,龙潭组往往形成侵蚀谷地,侵蚀谷地又发育有横 向冲沟,冲沟成为地表水的排泄通道。
  (二)区域地层含水性
   现将与煤矿床有关的区域地层的含水性,由老至新概述如下:
   1、二叠系下统栖霞组(P1q)、茅口组(P1m)
   栖霞组:中厚层灰岩,厚70至237米。茅口组:厚层状灰岩,底部逐石灰岩、白云岩和白云质灰岩,厚344至885米。
   茅口组和栖霞组,是区域内主要岩溶含水层之一,地下水以管道流为主,含水性极不均一,在无隔水层的条件下,地下水以岩大泉或暗河出口的形式从河谷地带流出地表,如3831号泉(土城矿北)流量12.4至200升/秒;在有隔水层阻挡时,则以接触式岩溶泉出露地表,如2039号泉(上沙陀),流量46.63至4982.72升/秒,钻孔单孔涌水量4.15至979.8立方米/日。水质为重碳酸盐钙型淡水,PH值7.5至8.1,固型物120.65至207.00毫克/升。
   栖霞组和茅口组赋存碳酸岩溶水,富水性强,含水丰富,很多岩溶大泉可直接利用,如原盘江矿务局、山脚树矿、月亮田矿等就把2161、216、2164号泉作为供水水源,一般在有玄武岩赋存的正常地质构造条件下,该裂隙溶洞水对煤矿床开发无影响。
   2、二叠系上统峨嵋山玄武岩组(P2β)
   峨嵋山玄武岩组,由玄武岩、火山角砾和凝灰岩组成,厚度200至730米,覆盖于茅口组之上,呈单面山构造坡地形,该组对茅口组岩溶水起阻隔作用。
   地下水出露点较多,据122个泉点调查资料总流量119. 94升/秒,枯季流量41.76升/秒,枯季迳流模数0.04升/秒·平方公里。一般泉点流量0.018至2.78升/秒,钻孔单位涌水量0.000148至0.00439升/秒·米,水质为重碳酸盐钠型淡水,PH值9.3—10.1,固形物83至386毫克/升,在单面山构造附近,构造裂隙水常常具高水头,小流量的承压水性质,最高者达+34.27米,标高为+1791.01米(B1221)钻孔。盘西支线平关逐道穿过该组全层,垂深150米,干燥无水,就区域性的玄武岩气孔、裂隙发育情况看,玄武岩组赋存孔洞裂隙水,富水性弱,该组上部岩层是煤矿床的直接充水极弱含水层。
   3、二叠系上统龙潭煤组(P2L)
   岩性为粉砂岩,粉砂质泥岩、细砂岩、泥岩和煤组成。底部有一层厚2至5米的铝土质泥岩,全组厚度185至465米。
   龙潭组上、中、下段抽放水试验:
   下段(P211),单位涌水量0.000303至0.0788升/秒米。
   中段(P212),单位涌水量0.00002至0.243升/秒米。
   上段(P213)单位涌水量0.000877至0.102升/秒米。
   龙潭组含裂隙水,含水性极弱,泉水流量一般小于0. 5升/秒米,个别长期观测点雨季流量较大,接近露头赋存风化带裂隙水,区内各井田抽水资料如“表6-1-1”。
         (q·升/秒米) 盘县煤田各井田煤系地层含水性 表6-1-1

  4、三叠系下统飞仙关组下段(T1fl)

  本段岩性为粉砂岩、细砂岩、粉砂质泥岩组成,厚度97至190米,呈单面山剥蚀坡地形,泉点稀少,出水形态主要为渗流,流量随季节性变化。泉水流量一般小于1.00升/秒。局部地段裂隙发育,见有风化裂隙泉。钻孔单位涌水量0.00109至0.025升/秒米,水质为重碳酸盐钙(钠)型淡水,PH值7.4,固形物61.06至482.44毫克/升。本段赋存裂隙水,富水性弱,是煤矿直接充水的弱含水层。

  5、三叠系下统飞仙关组上段(Tlf2)

  本段由中、薄层粉砂岩夹砂岩及粉砂质泥岩组成,上部夹泥质灰岩及泥岩,厚354至590米。含裂隙水,泉水流量0.01至1.68升/秒,富水性与地形标高有关系,高地段的有的钻孔漏水,低地段有的钻孔则涌水。钻孔单位涌水量0.0256升/秒,局部地段承压,水质为重碳酸盐钙(钠)水,富水性弱。本段下部是煤矿床间接充水的弱含水层段。

  6、三叠系下统永宁镇组(T1yn)

  第一段(T1yn1):上部中、薄层灰岩及含白云质灰岩;中部泥岩及泥质粉砂岩,夹细砂岩及泥质粉砂岩,雨谷附近夹一层白云质粉砂岩;下部中厚层灰岩,夹白云质灰岩及泥质岩,夹粉砂岩薄层,厚度324至696米。

  第二段(Tlyn2):中厚层角砾状白云岩及泥质白云岩,局部夹薄层泥岩,厚度57至203米。

  据303个泉点调查资料,调查时总流量31116升/秒,枯季流量5090升/秒,枯季迳流模数4.2升/秒·平方公里。暗河长45.05公里,发育密度38米/平方公里。钻孔单位涌水量574.6至2780吨/日。水质为重碳酸钙(钙镁)水,固形物121.55至420.75毫克/升。由于上覆关岭组(T2g1 ) ,下伏飞仙关组(T1f )和本组第一段砂、泥岩的隔水作用,迫使地下水多沿层面运动和排泄。该组赋存溶洞裂隙水,泉点多,流量大,富水性强,含水较均一,是开发地下水的有利层位,盘县煤田水文地质图上(Tlyn2)分别是盘县煤田地质图上的Tlyn1+2+3Tlyn4 ),一般成井率高,水量丰富,为永宁镇组裂隙溶洞水,一般情况下对煤矿床开发无影响。

  7、三叠系中统关岭组下段(T2g1)

  薄层泥岩及粉砂质泥岩,夹粉砂岩及白云岩,厚118至182米。泉点62个,总流量为104.3升/秒,枯季流量19.2升/秒,枯季迳流模数0.0 6升/秒平方公里。该段富水性弱,对上覆下伏岩溶水起相对阻隔作用。

  8、三叠系中统关岭组中、上段(T2g2-3)及法郎组(T2f)

  关岭组中段:上部厚层、中厚层泥质灰岩,夹泥岩、粉砂质泥岩;中下部厚层状泥质灰岩,夹厚层状灰岩及蠕虫状灰岩,中段厚192至352米。上段:中厚层至块状角砾白云岩及白云岩,分布较广,多未见顶,厚度大于100米。法郎组:中厚层状微晶至细晶石灰岩,下部含少量燧石结核,厚299米,区内出露很少,仅见于盘县英武寨。

  171个泉点总流量为20866升/秒,枯季流量为1465升/秒,地下水迳流模数2.3升/秒·平方公里,暗河长度23. 7公里,发育密度37米/平方公里。钻孔涌水量153.8至1363. 4立方米/日,水质为重碳酸钙(钙镁)水,固形物189.9至547.68毫克/升。含裂隙溶洞水,地下水位埋藏浅,含水较均一,富水性强,是开发地下水较有利的层位,多分布在宽缓向斜轴部,如盘关向斜、土城向斜等地。

  9、第四系(Q)

  本区第四系不甚发育,呈零星分布,在河谷及坡麓地段有坡积、残积、洪积、冲积的粘土、亚砂土。其剖面厚约40米。

  据21个泉点调查资料,总流量20.924升/秒,平均流量0.996升/秒,该层含孔隙水,富水性弱,无供水意义,局部地段对矿井充水有影响。

  滑坡:多分布在飞仙关组、龙潭组和玄武岩组出露区。滑坡裂隙水在有些地段对煤矿床充水有影响。

  (三)地下水的补给,径流与排泄

  地下水的补给,来源于大气降水。非可溶岩地层中的沟溪水进入可溶岩地层,往往潜入地下,补给地下水。而在河谷地段或含、隔水层接触处,地下水以泉或暗河出口排出地表,补给地表水。地下水、地表水的这互补关系区内为常见。

  地下水的径流与排泄受岩性组合、构造特征及地貌形态的控制。其径流形式:在可溶性岩地层,以管道流为主;在可溶性岩地层与非可溶岩地层相间地段,以面流形式为主;在非可溶性地层(象与煤矿床开发有关的碎屑岩类)为隙流。其排泄类型可分几种:盘关向斜轴部亦资孔、沙陀等地,地下水由向斜两翼向轴部集中的向斜谷地汇流排水;盘南背斜、西龙背斜和白央坪背斜等,地下水由轴部向背斜两翼或沿背斜轴分散排泄的背斜山分流排水;盘关向斜西翼和旧普安向斜东翼,茅口组与玄武岩组接触带,即为可溶性岩与非可溶性接触带排水;含隔水层相间分布的永宁镇组和关岭组,地下水沿层面运动,排泄由缓倾斜岩层面排水;河谷深切溶蚀地段,象拖长江、淤泥河、格所河、新桥河、楼下河,是地下水的岩溶峡谷排水。此外,还有溶丘洼地、峰丛洼地等排水类型。

  地下水动态变化受大气降水影响显著,按流量变幅分为两类:岩溶发育成管洞型、管脉型,地下水流量呈巨变流,变幅在100倍以上;碎屑岩裂隙,一般为隙流,地下水流量呈急变流、缓变流,变幅在100倍以下。

  二、井田水文地质

  (一)井田地形地貌

  井田地处黔西高层,属中高山构造侵蚀地貌。地形高差悬殊,井田中部的文笔山白马梁子最高标高2117.72米,矿界西缘的拖长江河谷最低标高1551-1535.66米,矿界东缘地形标高1920-2006米,地形坡度25°-40°,相对高差566.72米。沟谷发育,泄洪条件好,利于大气降水排泄,井田总体以单面山剥蚀地形为主。煤层出露标高1581-1625米,呈向东倾斜的单斜层产出,倾角8-15度。井田内的含水层三叠系下统永宁镇组分布于井田地形高处,出露标高1950-1975米以上,煤层出露标高距含水层三叠系下统永宁镇组出露标高相对高差325米,其间为弱含水层三叠系下统飞仙关组。煤层最低开采标高1100米,高于区域最低侵蚀基准面标高760米之上。

  (二)井田范围内主要地表水体

  井田内主要地表水体为拖长江,发源于井田南端的石家庄附近的哮天龙,贯穿井田煤系地层低部,为北盘江上游南部支流,经老屋基井田流入本区,向北经月亮田土城等地汇入北盘江,北盘江为珠江上游一支流。

  拖长江最大流量为294.08立方米/秒,最小流量0.809立方米/秒(据《老屋基井田精查地质勘探报告》)。

  经在井田南部拖长江公路桥设站(BM4)观测,拖长江最高水位为1548.23(1991年7月11日观测)。

  另外,井田内溪流较多,雨后水量增加多数自东向西汇入拖长江。

  (三)井田地层含水性

  1、茅口组(P1m )和栖霞组(P1q)含水层

  出露于井田西部,矿界以西为深灰色厚层状灰岩,富含蜒类化石,厚约800米,受水溶蚀强烈,多溶洞、石崖、溶沟、含水丰富。地下水以暗河出口形式流出地表,据《老屋基井田精查地质勘探报告》记载泉水流量为1.19至39.19升/秒,其中断江二号泉水位标高+1550米,水质为重碳酸钙型,总矿化度500毫克/升以下,总硬度70左右。

  2、峨嵋山玄武岩组(P2β)隔水层

  出露于F20号断层以北,下部厚度120米左右,为暗绿色坚硬具气孔的玄武岩,风化后为黄褐色,具球状风化,距茅口灰岩百余米处有一套10余米厚的煤系,含薄煤线3至4层,由此推断玄武岩至少有三次喷发旋迥。煤系之下有10余米的暗紫色玄武质火山砾岩。中部厚170米,为灰色致密坚硬的玄武岩,风化后呈黄褐色,具球状风化,上部约40米为暗紫色玄武质火山块集岩,中夹0.1至0.3米的黄褐色透镜状碎块,上有15米左右灰绿、深灰色玄武质凝灰岩,含浅色斑点及碎块,风化后呈黄褐色,顶部有6米左右紫红色具白色斑点、含铝土质的凝灰岩。

  峨嵋山玄武岩组总厚度340米左右,浅部含裂隙水呈条带状分布,地表泉水沿裂隙渗出,据《老屋基井田精查地质勘探报告》记载,平均流量为0.779升/秒,水质为重碳酸钠型淡水。矿井开拓延伸过程中,1370主运巷及北井1370前石门穿过该组全层,巷道干燥无水,说明玄武岩组深部水平含水性极弱。

  峨嵋山玄武岩组覆盖于茅口灰岩组之上,一般情况下导水性弱,为龙潭煤组与茅口灰岩组之间的隔水层。

  3、龙潭煤组(P21)弱含水层

  主要由不同粒度的细碎屑岩互层组成,以粉砂岩为主,约占37%;泥岩次之,占33.5%;细砂岩较少,占13.9%;细砂岩中大部分含有泥质条带及包体;中粒砂岩少见,占0.5%。煤系含煤40至60余层,大多为煤线及薄煤层,少数中厚煤层,整个煤系含有较多的黄铁矿结核。龙潭煤组厚220至260米,平均厚度240米左右,按沉积环境在垂直方向上的差异,分为三个含煤段:

  (1)下含煤段(P211):由细砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩及煤层组成,泥质胶结,含水性极弱,地表部分泉水平均流量0.17升/秒,北井1370前石门穿过全段,巷道干燥无水,说明下含煤段在深部水平含水性极弱。

  (2)中含煤段(P2l2):由中粒、细粒砂岩、粉砂岩及泥岩和煤组成。多为泥质胶结,富水性弱,据《老屋基井田精查地质勘探报告》,钻孔单位涌水量为0.000256升/秒,渗透系数K = 0.00036米/日,水位标高+1601.49米,含水层厚度46.40米,水质为重碳酸钾钠型,PH值8.7。底部为黑灰色、灰色泥岩及泥质粉砂岩组成,厚8至17米,岩石致密,为较好隔水层。

  (3)上含煤段(P2L3):由中细粒砂岩、粉砂岩、泥岩及煤层组成,其中2至3号煤层间为细粒砂岩,裂隙发育,钻孔单位涌水量0.00952升/秒·米,渗透系数0.09米/日,水位标高+1594.18米,含水层厚度14.0米,水质为重碳酸钾钠型,PH值为7. 8 。

  底部为12号煤层顶板,厚约6至8米的灰色菱铁质细砂岩、粉砂质泥岩及粉砂岩,胶结紧密,为一隔水层。

  据《老屋基井田精查地质勘探报告》,龙潭煤组风化裂隙带一般在65米以上区段,风化裂隙发育程度和含水性随岩性和地形而异,充水来源于大气降水,据井田南部拖长江北侧7805钻孔抽水试验资料,钻孔单位涌水量q=0.042升/秒·米,渗透系数k=0.114米/日,水位+1545.44米,含水层厚度31.13米,水质为重碳酸钠钾型,PH值为7.8。

  4、飞仙关组下段绿色层(T1f1)裂隙弱含水层

  由绿色细砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩薄层组成,厚135至172米,平均152米,粒度均匀,钙质胶结,含裂隙水。据《老屋基井田精查地质勘探报告》5602号孔抽水试验:钻孔单位涌水量q=0.00109升/秒·米,渗透系数k=0.085米/日,水位+1571. 35米,水柱高度51. 95米,绿色层出露面积广,局部裂隙发育。据拖长江边的504孔抽水资料,由于504孔所在位置发育垂直节理。因此,钻孔单位涌水量及岩层渗透系数较正常情况有所增大,涌水量q=0.0109升/秒·米,渗透系数k=0.546米/日,水位+1625.57米,水柱高度366.56,水质为重碳酸钾钠型,PH值为8.1。

  本段为矿井直接充水含水层,底部一号煤层顶有厚约20米左右灰绿色泥质粉砂岩及泥岩,泥岩钙质胶结,岩石致密,为较好隔水层。

  5、飞仙关组上段紫色层(T1f2)弱含水层

  出露于井田东部。厚度385米,地貌上呈单面山地形,本段按岩性分四层:第一层(T1f2-1)厚70至107米,平均厚度90米,以紫色泥岩为主,夹少量蠕虫状方解石结核或少量白色钙质充填物,含水极弱,为良好隔水层。第二层(T1f2一2)厚90至115米,平均100米。主要为紫色砂岩和粉砂岩,地貌上呈单面山剥蚀坡地形,含水性弱。第三层(Tlf2-3),厚度99至168米,平均125米,以紫色砂岩为主,夹钙质砂岩或透境状砂岩,地貌上呈陡崖,含水极弱。第四层(T1f2-4),厚70米左右,主要为紫色砂质泥岩及粉砂质泥岩互层,地貌上呈一平台,含水性极弱。

  6、永宁镇组(T1yn)及关岭组下段(T1gl)含水层

  出露于井田东部,永宁镇组上部以紫色、黄绿色砂质泥岩为主;中部为浅灰、灰色薄、中厚层状灰岩;底部为灰色、浅灰色钙质砂岩,厚226至445米,平均341米,富水性强,井田东部东爪山出露2号泉,流量达14.85升/秒。关岭组下段为灰、灰白色、灰岩,富水性弱。

  7、第四系(Q)

  为残积、坡积、冲积及淤积物,厚O至20米,富水性弱。

  8、滑坡构造裂隙富水性

  井田内共有大小滑坡8个,含滑坡构造裂隙水,富水性弱,但由于滑坡往往成为一个独立的水文地质单元,接受大气降水补给,静水量较大。因此,对矿井开采及地面工程建筑带来一定影响。其中以井田南部边缘的清水塘滑坡(8号滑坡)、井田中部的山脚树矿滑坡(7号滑坡)及喻家坟附近的5号滑坡影响最大,现分述如下:

  清水塘滑坡:该滑坡为大型厚层切层古滑坡。南北长550米,东西宽480米,深约100米,面积约0.25平方公里,2208支线铁路从滑坡西南部的剪出口上方通过。地貌上以侵蚀构造地形为主,滑坡体最高标高+1666. 66米,拖长江在滑坡舌段,水面标高+1542米(正常水位),相对高差125米。滑坡东部和北部有明显的滑坡壁,地形陡峻,滑坡南部铁路沿线地形呈陡崖,有破碎煤层露头;西北部地形平坦,东南部有较深冲沟;顶部较平坦,有一小水塘,面积约2200平方米,蓄水量5000立方米,水塘底部用石灰砸底,基本不渗水。

  滑坡体含上煤组,但主要为绿色层,其岩层倾角较正常倾角大,滑坡构造裂隙和风化裂隙发育,钻孔漏水严重,岩芯破碎。

  滑坡体之底,发育两条正断层:F101断层落差15至28米; F104断层落差0至6米,据生产实际证实,两断层隔水性较强。

  滑坡滑动中心在7802,7805钻孔和9号煤层右零巷之间,滑坡深度随地形高低而变化,最深达100米,各工程点控制滑坡深度如“表6-1-2。”

   根据各工程点控制滑动面标高和从剖面图上看,滑坡是由北东向南西35至40度方向滑动,其根据之一:滑动地段拖长江上下游发育有对称的河漫滩一、二级阶地,而滑坡临拖长江段没有河漫滩阶地,7808钻孔在该段深16米曾见流砂,卵砾石层,是河漫滩相沉积物,推测被滑坡坡体掩盖。根据之二:滑坡地下水运动方向基本与本滑动方向一致,向南西方向运动,滑坡一、二号泉即是滑坡水排泄口,东部和北东部有明显滑坡壁存在,滑坡面为上陡底平的平滑曲面。
   依据钻孔所得资料,滑坡积水水位较深,凡在该滑坡体内施工的钻孔穿过滑坡体时.均见严重漏水,见“表6-1-3”。

   
   7805钻孔抽水,单位涌水量0.0353升/秒·米至0.0420升/秒·米,渗透系数0.131至0.0944米/日,抽水资料表明:Q曲线呈抛物线型,单位涌水量随深增大有减少趋势,说明地下水资源补给量不足,抽水水质为重碳酸钾钠型淡水。固形物1267毫克/升,详见“表6-1-4抽(放)水试验成果台帐”。
   1971年8月22日9号层右零巷掘到滑坡底部,由于巷道冒顶发生突水,当时突水量为每小时120m3,冒落物为极碎破岩石和偶见滚圆度很好的绿色砂岩,机械装岩量不及自动流入巷道的岩石多,被迫停止巷道掘进。12号层右一巷掘进到滑坡底部穿过F101及F104断层,后因巷道失修冒顶,于1973年7月23日突水。当时水量每小时为936.4m ,上述两个突水点经过几天排泄后,水量大大减少,到1974年5月18日观测,两突水点流量合计为1. 46m3/小时,同年9月13日观测,两突水点流量合计为14.6立方米/小时,说明滑坡水以大气降水补给为主,枯雨季变幅在10倍左右。
   经井下取样化验,滑坡水水质属重碳酸钾钠型淡水(9号层右零巷道头)或重碳酸钙型淡水(南井12号层右一巷),固形物168至275毫克/升。
   滑坡体南端有泉群,以一、二号泉为主,总流量2.47至5.85升/秒,滑坡西段有3号泉,以前终年有水,后因建井,泉干枯。
   泉水水质属重碳酸钙型淡水,固形物123毫克/升。
   滑坡水力特征:滑坡地下水运动方向与滑坡滑动方向基本一致,即由北东向南西潜流,随矿井建设和地下水疏干过程,形成以3号泉、7802孔、806孔为边界的地下水分水岭。分水岭以南的地下水向南及南西运动,水力坡度较大,2号泉是分水岭以南的滑坡水排泄区;分水岭以北向北及北东,北西方向运动水力坡度较缓,由巷道补给矿井水。9号层右零巷、12号层右一巷是分水岭以北的滑坡水排泄区。
   拖长江流经滑坡南部边缘,滑坡体附近河床宽18至38米不等,河床有部分基岩出露。
   滑坡区段拖长江最高洪水位为+1548.23米(1991年7月11日观测),正常水位一般在+1544.58至1547.73米之间。
   从“表6-1-4中”可以看出,钻孔水位标高均高于拖长江水位。拖长江水质属重碳酸钙型淡水,固型物120毫克/升。
   由于滑坡水枯雨季变化较大,说明其主要接受大气降水补给,与拖长江水力联系极弱。
   山脚树滑坡:该滑坡最长处约600米,最宽处约400米,面积约0.13平方公里,滑坡体位于山脚树矿中心区,地表建筑设施繁多。
   滑坡西边临近拖长江,为滑坡构造裂隙和风化裂隙集中发育的地段,边缘地段有泉群出露,泉总流量3.88m3/小时。
   从邮电综合楼地基开挖防滑桩坑资料可以看出,该滑坡的滑坡面距相对地表垂深6.0至18米,水位在+1540.0米至+1580.0米之间。滑坡裂隙水自东向西排泄,小线路下滑坡边缘部分为滑坡水排泄区。
   该滑坡有滑动迹象,地表不断产生新裂缝,关于该滑坡的治理工作,山脚树矿已从1996年开始采取观测,施工排水沟,抗滑桩的措施,从观测情况来看,2004年以来滑坡活动已基本得到控制。
  (四)断层含水性及导水性
   井田内共发现大小断层39条,其中地表出露18条,其余为隐伏断层,较大的为F18,F19、F20:断层均穿过拖长江,据地表观测及井巷工程揭露,断层破碎带一般已胶结,无水。“表6-1-5”列出了钻孔见F18、F19、F20的简易水文观测成果。

   从简易水文观测看,消耗量均未发现大的变化,说明断层导水性弱。
   井下巷道揭露断层处,除1400水平以上可见个别小断层出现滴水、淋水现象外,一般干燥无水,说明井田范围内发育的断层大多为不导水的封闭型断层。
  (五)井田内老窑及小煤矿水文地质特征
   井田内小窑开采历史悠久,主要分布在煤层露头附近,以斜井开拓、掘进出煤为主,各主要煤层均有开采,以开采10号、12号、15号、17号、18号、18-1号等煤层为主,倾斜最大长度200至360米,一般10至200米之间。
   由于小窑多分布在浅部。因此,大多出现滴水、淋水现象。自1996年国家加大关井压产,打击私挖滥采力度,多数小煤窑已被炸毁封填,目前井田范围内仅剩3个证照齐全的地方小煤矿(详见第二章第二节)在生产,其生产范围对山脚树矿的矿井涌水不会产生影响,且三个小煤矿均与山脚树矿签定有安全协议,要求其不得越层越界开采,并向山脚树矿定期提交工程图,同时山脚树矿相关人员宝藏到小煤矿调查。
  (六)井巷水文地质特征
    井田内1400米水平以上井巷可见滴水,淋水现象。在矿井开拓延伸过程中,1370米主运巷及北井1370米前石门,穿过二叠系上统峨嵋山玄武岩,巷道干燥无水;北井前石门穿过二叠系上统龙潭组下含煤段(P2l1)巷道干燥无水,煤系地层为弱含水层。
  (七)地下水的补给、径流、排泄
    井田内煤系地层二叠系上统龙潭组(P2l)含裂隙水,含水性极弱,泉水流量一般小于0.5升/秒米,从井田邻区各井田抽水资料看,涌水量一般为0.00002-0.00877升/秒米。最邻近的月亮田、老屋基井田,为0.00256-0.0952升/秒米,故井田煤系地层基本无地下水流。
   煤系地层上覆地层三叠系下统飞仙关组(T1f)是弱裂隙含水层,隔水层,无地下水流。
   井田内含水层为三叠系下统永宁镇组(T1yn),出露于井田东部,富水性强,井田东部东瓜山出露2号泉,流量达14.85升/秒,由于下伏飞仙关组(T1f)的隔水作用,迫使该层地下水多沿层面运动向东排泄,故该层地下水对矿井涌水无影响。
  (八)矿井涌水量的观测
    1、矿井涌水量的观测地点、方法、水量及构成
   (1)五路水仓观测点:位于五路水仓口,一般采用梯形堰观测法,涌水量一般在7至30立方米/小时之间,其水量主要来源于五路及三路上部采空区及中翼绞车道、中翼风道。
   (2)1370主运巷北段观测点:位于1370主运巷南北汇流点北段,一般采用梯形堰测法,涌水量一般在5.7至25.1立方米/小时之间,其水量主要来源于北井1370前石门及1457轨道石门、八路石门及南翼斜井、北风井、北副井及皮带主井。
   (3)1370水仓观测点:位于1370水仓口,一般采用浮标法观测,涌水量一般在80至300立方米/小时之间,主要由南井1370主运巷排水沟及北井1370主运巷排水沟的水量构成,其中,南井1370主运巷排水沟的水量主要来源于南井采空裂隙水、南井开拓主副井、中组风道、中组绞车道、上组风道、上组绞车道(其实也是采空区裂隙水及风化裂隙水)。
   2、矿井涌水量的构成
   从矿井涌水量构成看,南井主要井筒上段(+1400米水平以上),水量较大,而+1370米水平,涌水量主要来源于上水平涌水及部分生产用水,北井涌水量主要来源于1457米水平以上采空区裂隙水及各主要井筒和部分生产用水。显然,矿井涌水量主要来源于1400米水平以上大气降水的浅层裂隙水。
   3、矿井涌水量的变化规律与开采面积、深度、产量和降雨量的关系
   从矿井涌水量观测,矿井涌水量枯雨两季变化比较大,一般枯季在100立方米/小时左右,雨季一般在200至260立方米/小时左右,从矿井涌水量与降雨量关系曲线图上可以看出,涌水量变化一般出现滞后现象,一般在降雨时集中的日期往后约一至二周.涌水量明显增大,矿井涌水量与降雨量成比例关系,参看“矿井涌水量与降水量相关曲线图”。
   另外,随开采面积的扩大,地面塌陷面积增加,导水裂隙带增多,矿井涌水量也应有一定增大。但从矿井涌水量观测看,矿井延至+1370米水平后,由于距地表垂深较大,开采面积的扩大,对矿井涌水量影响已不大。
   矿井涌水量随开采深度增加变化不大,主要由于开采深度的增加,所揭露煤岩层含水性减弱,从+1370米水平看,矿井涌水量主要来自上部裂隙水的补给。
   产量对矿井涌水量有一定影响,主要由于产量的增加,矿井动用储量增加,导致开采面积增加,导水裂隙带增多,涌水量相应增大,另外产量增加,生产用水增大,生产用水废弃部分补给了矿井水,但对矿井涌水量的影响不大。
  (九)矿井充水因素分析
    井田内的煤系地层(P2l)属裂隙弱含水层,断层破碎带大多为不导水的封闭型断层。在井田的巷道中,除1400米水平以上井巷揭露的断层可见小断层出现滴水、淋水现象外,一般干燥无水。煤系地层上覆地层三叠系下统飞仙关组(T1f)为裂隙弱含水层、隔水层。而井田内的含水层三叠系下统永宁镇组(T1yn)覆于飞仙关组(T1f)隔水层之上,该层地下水沿层面运动,向东排泄,不进入矿井。
   山脚树矿井涌水量的观测结果表明,南井1400米水平以上井筒水量大,主要为浅层裂隙水,1370米水平涌水量主要来源于上水平涌水及部分生产用水;北井涌水量主要来源于1457米水平以上采空区裂隙水及各主要井筒和部分生产用水。矿井涌水量与开采面积的增加、开采深度的加大无相关关系,只与大气降水量呈正相关关系,降水量增加,则涌水量增加,降水量减少则涌水量减少。
   综上所述,山脚树矿井的主要充水来源于大气降水、浅层风化裂隙含水层中的潜水及三叠系飞仙关组底部绿色层裂隙水,滑坡裂隙水。它们通过采空冒落带、导水裂隙及风化裂隙补给矿井涌水,部分生产用水也是矿井水补给来源之一。矿井涌水主要来自1400米水平以上浅部大气降水,而1400米水平以下无大气降水补给,自1993年至2006年14年间的涌水量观测成果说明矿井涌水量稳定在57.2-471.60m3/小时之间。
   2004年3月(干季)涌水量观测最小值为57.20(m3/小时),1998年8月(雨季)为涌水量观测最大值小于471.60m3/小时(注:此数据为实测数据,但由于工作疏忽大意,对当时实际情况未记录,其时正值对21128采空区探放水、造成涌水量增大,代表不了矿井涌水量)。从每年平均涌水量来看,基本稳定在119.52-250.13(m3/小时)之间。(表6-1-6)
   

 

    2、防治水措施
   (1)矿井涌水的排放
   由于矿井涌水主要受大气降水影响,所以矿井主要采用以排为主的原则。
   为防止井下水对生产带来影响,在主要井筒及巷道修筑了高质量的排水沟,并时常保证水沟的畅通无阻。矿井采用集中排水,两个井的矿井水流入井水仓(南井215水仓,北井223水仓),经井水仓抽排至1370中心水仓排至地面。1370中心水仓,由主水仓和副水仓组成,其中主水仓容积2426.36M3 ,副水仓容积1670. 49M3。在1370中心泵房设了200D-43×6水泵一台及200D-43×7水泵三台,总排水能力为913.6m3/小时,完全能够正常排水。矿井水经北副井一趟25Omm排水管及皮带主井一趟200mm管排至地面。
   另外在+1457米水平,还设有一个五路水仓,水仓容积为450立方米,泵房设5DA8×9水泵一台和DA1150×7水泵一台,总排水能力为203.0立方米/小时。矿井水经北井中翼绞车道排至地面。
   (2)地表洪水的防治
   为防治地表水对矿井生产带来影响,在南井修筑了一座防洪大坝及两个防洪截流小坝,设了三条泄洪涵管。其中,两小坝至大坝段管径1.2米,其中南侧涵管长1.00米,大坝至工业广场明沟段管径为1.5米,长100米,基本挡住洪水对工业广场及中组绞车道的威胁,在北井修筑了研石山涵洞、火药库涵洞及一些泄洪明沟,正常排放上部群山的洪水、溪水及工业用水的废水。另外,在各主要建筑物旁,都修筑了明沟或暗沟,在排水沟畅通时完全能正常排水。
   (3)采空区积水的防治
   由于山脚树煤层有起伏现象,采空区往往能形成积水区,对采空区积水都采取先探后掘(采)的措施,确保安全生产。
   3、防治水工作的难易程度
   山脚树矿井防治水工作的重点是雨季防洪,雨季来临前,矿抽调专门人员对防治水工程进行全面检查,对存在间题及时处理。
   由于雨季时,有时降雨量较为集中,给防治水工作带来一定困难,主要是南井防洪小坝由于一些原因不能正常清理,造成上部洪水携带大量泥砂流入大坝拦截范围之内,淤积大坝,减少大坝拦洪使用年限,同时大量泥砂顺泄洪涵管流入南井工业广场水沟,又因工业广场水沟地段较为平缓,以致水沟被淤平后,泥砂泛滥至工业广场,造成工业广场淤塞,影响工业广场的正常使用。为此,矿只能耗费一定人力物力对工二业广场进行及时清理,并在中组绞车道设一防水闸门,以防止洪水倒灌而影响矿井正常生产。
  (十二)供 水
   山脚树矿采用断江泉水为供水水源,断江泉出露于井田西部茅口灰岩中,出露标高+1550米。泉流量1.19至39.19升/秒。
   断江泉水为HCO3一Ca型水,总硬度(德国度)6.79至7.27,PH值7.5至7.6。矿化度158.58至165-88毫克/升。有害元素未测出,大雨后水浑浊,雨后取样浑浊度180毫克/升,细菌含量较高,细菌总数4950个/毫克,大肠杆菌指数小于900个/升,大肠杆值1.11。
   取水点为断江二号泉,安装15oD一30210水泵两台,D155一30×3水泵两台,经一趟150mm管输至净化水池,经处理后供全矿生活用水。
   另外,于北井工业广场范围内建有矿井污水处理系统,专对井下排出的污水净化后供给全矿工业用水,效果良好,达到充分利用资源,减少环境污染的目的。
  (十三)井田水文地质类型
    根据矿床主要充水含水层的容水空间特征,井田属以裂隙含水层充水为主和部分采空区积水充水矿床。
   矿床主要充水含水层位于冒落带之上,煤层与主要充水含水层之间有隔水层,大气降水和地下水通过弱水层进入矿井,属顶板间接充水的矿床。
   煤层位于当地侵蚀基准面以上,煤层直接充水含水层单位涌水量0.000256-0.00952升/秒米,构造破碎带富水性弱,属水文地质条件简单的矿床。
   
第二节 工程地质
一、开采方法与顶底板工程地质特征
  (一)开采方法:本矿采用斜井分水平分区式开拓,走向长壁后退式采煤,全部垮落式顶板管理,由上而下的开采方法。
  (二)顶底板工程地质特征:井田内各可采煤层的顶底板工程地质特征如下:
   3号煤层无伪顶,直接顶为水平层理的粉砂岩和菱铁质粉砂岩,老顶为细砂岩和粉砂岩,坚硬,很少有节理和裂隙,不易垮落,底板为泥岩和泥质粉砂岩。
   3号煤层顶板放顶困难,给矿井开采带来一定影响,底板遇水膨胀。在巷道掘进和回采过程中常因顶底板原因给掘进和开采带来困难。
   4号煤层无伪顶,直接顶板为4.0米左右的粉砂质泥岩和菱铁矿层,老顶为细砂岩和菱铁质砂岩,坚硬,有少量节理和裂隙发育。容易垮落。底板为0.60米的粘土岩,老底为砂岩。
   10号煤层无伪顶,直接顶为1.0至2.0米粉砂岩和菱铁质粉砂岩,水平层理,老顶为3.0至5.0米的细砂岩和菱铁质砂岩,有少量节理和裂隙发育,容易垮落。直接底为0.50米的泥岩和粉砂质泥岩,老底为菱铁质细砂岩。
   12号煤层无伪顶,直接顶板为2.5米左右厚的粉砂岩和菱铁质粉砂岩,水平层理,老顶为8.0至10.0米左右厚的菱铁质细砂岩,直接顶容易垮落。直接底为0.6米的粘土质泥岩和粉砂质泥岩,老底为菱铁质细砂岩。
   15号煤层有伪顶:0.40米左右的泥岩夹煤,直接顶为2.0至5.0米的粉砂岩和菱铁质粉砂岩,老顶为3.0至6米的菱铁质细砂岩,直接顶容易垮落。直接底为0.5米至1米的粉砂质泥岩,老底为粉砂岩。
   17号煤层有伪顶,为0.20米的泥岩夹煤线,直接顶为2.0米的粉砂岩,老顶为4.0米厚的粉砂岩和细砂岩,波状层理,节理发育,容易垮落。直接底为0.90米左右厚的粉砂质泥岩,老底为粉砂岩。
   18号煤层有伪顶,为0.30米左右厚的黑色泥岩,直接顶为3.0至8.0米的粉砂岩和菱铁质粉砂岩,水平层理,老顶为3.0米粉砂岩,直接顶发育少量节理,容易垮落:直接底板为0.50米的泥岩,老底为泥质粉砂岩和粉砂岩,2.0米左右厚度。
   18-1号煤层有伪顶,为0.30米的泥岩,直接顶为1.0至3.0米的泥质粉砂岩和粉砂岩,胶结不太紧密,最容易垮落。直接底为0.50米的泥岩,老底为泥质粉砂岩。
   19号煤层有伪顶,为0.30米的泥岩夹炭屑,松软,直接顶为泥质粉砂岩,厚1.0至2.0米,胶结不好,容易垮落,直接底为0.3 0至1.0米的软质泥岩和粉砂质泥岩老底为2.0至4.0米的粉砂岩和菱铁质粉砂岩。
   20号煤层无伪顶,直接顶为2.5至3.0米的粉砂岩和菱铁质粉砂岩,老顶为粉砂岩,直接顶容易垮落,老顶不易垮落。直接底板为0.40米泥岩,老底为粉砂岩。
   22号煤层有伪顶,为0.20至0.50米黑色泥岩,直接顶为2至3米的粉砂岩,老顶为3至4米的细砂岩,水平层理,坚硬,不易垮落。直接底板为0.70米的泥岩,老底为6至8米左右厚的细砂岩。
   24号煤层有伪顶,为0.40米的炭质泥岩,直接顶为2至3米的粉砂岩,老顶为6至8米的细砂岩,坚硬,水平层理,不易垮落,直接底为1. 0米左右厚的泥岩夹煤,老底为煤层及粉砂岩,详见“表6-2-1”。
   (三)顶板类型及物理力学性质
   根据山脚树矿地质条件分类的最后评定结论,山脚树矿煤层顶板属Ⅲ类顶板。煤层顶底板的物理力学性质由江西煤研所于1992年进行过取样试验,详细情况见“山脚树矿煤层顶底板物理力学项目测试成果汇总表”,见表6-2-2。
二、工程地质岩组
根据岩性、岩石组合及其工程地质特征,井田内岩石可以分为以下工程地质岩组:
  (一)坚硬的块状玄武岩组(P2β)
   出露于井田西部,伏于煤系地层之下。矿井1370主运巷及北井前石门穿过该岩组。岩石块状坚硬,力学强度高。岩性为深灰色、墨绿色块状、杏仁状玄武岩。
  (二)层状碎屑岩、半坚硬岩类夹软弱夹层岩组
   井田二叠系上统龙潭组(P2l)、三叠系下统飞仙关组(T1f)属本岩组。龙潭组(P2l)岩性为粉砂岩(占37%)、泥岩(占33.5%)、细砂岩(占13.9%),含煤40层至60层,厚220至260米;飞仙关组(T1f),下段为细砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩组成,厚152米,底部有厚20米的泥质粉砂岩及泥岩;上段为紫红色泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩组成,厚385米。岩石呈层状、半坚硬、力学强度中等。
  (三)层状可溶盐岩坚硬岩组
    三叠系下统永宁镇组(T1yn)属本岩组,岩性底部为钙质砂岩,中部为中厚层状灰岩,上部为砂质泥岩,厚341米。其中部的灰岩厚度大,岩石呈层状、坚硬,力学强度较高。

三、断层带工程地质特征
   本矿井1350米以上水平地质构造复杂,除几条大中型断层影响井划分外,小断层比较发育,纵横切割,煤层受其破坏严重,成为大小不一的不规则块段,给回采工作面的布置带来很大影响,在回采工作面的准备过程中,往往因前方遇断层被迫停止掘送。
   煤层直接顶板多为粉砂岩和泥质粉砂岩,断层节理发育的地段往往应力较为集中,影响巷道支护。多数煤层直接底板多为泥岩和粉砂质泥岩,可塑性强.两方面的地质因素使巷道片帮、冒落、底鼓严重,围岩压力很大,支架变形,严重损坏,一方面增加巷道的维修率,另一方面给正常通风等诸多安全生产的管理带来不少的麻烦。
四、其它工程地质问题
  (一)少数煤层直接顶板或老顶多为粉砂岩和细砂岩,胶结紧密,以致于回采中不易放顶,给顶板管理带来不少困难,对安全生产造成一定威协。
  (二)煤层的分叉合并给正常布置回采造成困难,如 15号和18号、18-l号等煤层。
  (三)复杂结构煤层当中的夹矸多为泥岩,在回采过程中人为排矸难度加大,增加运输过程中的负荷和原煤分洗选的困难,如15号、20号等煤层。
五、工程地质评价
井田煤系地层为层状碎屑岩半坚硬类夹软弱夹层岩组,煤系地层的底板为块状坚硬的玄武岩,煤系地层上覆地层为层状半坚硬岩类夹软弱层岩组。地层岩性较复杂,1350米以上水平地质构造发育,切割煤层,造成复杂的工程地质问题。井田工程地质属层状碎屑岩为主,块状坚硬玄武岩为次,断裂发育的中等类型。

 

第三节 瓦斯、煤尘及煤的自燃
一、瓦 斯
  (一)矿井瓦斯概况
   本矿井属高瓦斯矿井,垂深160米内为氮气带,160至220米为氮气沼气带,220米以下为沼气带。
   12号煤层于临近老屋基矿、月亮田矿发生过煤与瓦斯突出,故按照公司有关文件规定,12号煤层均按煤与瓦斯突出煤层管理。1990年3月8日,北井22122工作面回采过程中曾因瓦斯积聚,发生一起瓦斯爆炸事故。本矿煤层按有煤与瓦斯突出危险性,矿井按煤与瓦斯突出矿井进行管理。
  针对山脚树矿高瓦斯的实际,山脚树矿自1984年至2006年,每年坚持作瓦斯等级鉴定,其结果详见“山脚树矿井历年瓦斯等级鉴定结果表”,见表6-3-1。从表中看出,随时间的推移,矿井开采深度的加大,瓦斯绝对量有增大趋势。1984~1990年绝对量为25.89~45.29(m3/min),平均37.27(m3/min);1991~2002年绝对量为38.17~84.73(m3/min),平均61.24(m3/min);2003~2006年绝对量70.61~132.08(m3/min),平均102.24(m3/min)。
  2006年的矿井瓦斯和二氧化碳鉴定报告指出,全矿在月产煤100500吨的状态下,瓦斯的风排量37.29(m3/min),抽放量50.82(m3/min),总量达88.11(m3/min),属高瓦斯矿井。二氧化碳风排量1.87(m3/min),抽放量0.00(m3/min),总量1.87(m3/min)属低二氧化碳矿井,见表6―3―2。
  (二)非常规瓦斯煤样
  1、BK03号孔,由浅至深共采非常夫瓦斯煤样7件:4、10、12、15、17、18、19等7层煤各采1件样名。样品送煤科院抚顺分院(甲级)作孔隙率(η)、瓦斯放散初速度(△P)、坚固性系数(f)等项目测试及破坏类型鉴定。
  2、4号煤瓦斯放散初速度为5.20、坚固性系数0.73、综合指数(K)7.12、破坏类型Ⅲ类。按《防治煤与瓦斯突出细则》的通知,煤安字[1995]第30号(以下均按此文初步确定煤层突出性结论),本煤层虽然测试数据不全,但凭现有资料暂定为不突出煤层。
  3、10号煤层瓦斯散初速度为9.14、坚固性系数0.17、突出综合指标14.32、破坏类型Ⅲ类。本煤层虽然测试项目不全,但瓦斯放散初速度、综合指数(K)、破坏类型等3项指标均未超标,暂定为无煤与瓦斯突出危险煤层。但在设计和建井生产过程中,在揭煤前应作好抽放准备工作,并严格煤矿安全规程规定,先抽气,后采煤。
  4、12、15、17、18、19等5层煤各项煤层突出指标,均未超过突出临界值,现暂定为无突出危险性煤层;但随着开采年限的增加,采空区面积扩大。如遇粉、粒状煤增多,松软易碎,手捻即成粉时,应加强监测和井下采样。瓦斯放散初速度与煤体破坏程度成正比,仍然存在煤层瓦斯突出改变的可能性。
   山脚树矿BK03孔非常规瓦斯样测定结果表

  (三)瓦斯的治理
  针对矿井高瓦斯的实际情况,本矿对瓦斯的治理采取“排放”和“利用”两手抓:
  1、瓦斯抽排
   为确保安全生产,山脚树矿目前采用4台主扇供风,供风系统为混合式,供风量为8150(m3/min)。瓦斯绝对涌出理88.11(m3/min),相对涌出量39.14(m3/min),抽放量50.82(m3/min),确保矿井安全生产。
  2、瓦斯的利用
  这是山脚树矿近几年一直在从事攻关、实施的课题。瓦斯作为重要的气体能源,怎样才能变“害”为“利”,山脚树矿正在加大力度,攻克相关技术难题,扩大瓦斯的利用范围。目前山脚树矿只能在一定范围内用其作民用燃料和小规模的瓦斯发电。
二、煤尘爆炸性试验
   根据煤炭科学院重庆研究所1987年12月7日对山脚树矿井10号、12号煤层的煤尘爆炸性鉴定结果,10号、12号煤尘为有煤尘爆炸危险煤层,表6-3-3。2001年8月13日,对山脚树矿井15号、18号、17号、19号、18-1号煤层的煤尘爆炸性鉴定结果,15号、18号、17号、19号、18-1号煤层为有煤层爆炸危险煤层,表6-3-4。其余可采和局部可采煤层的煤尘爆炸性鉴定有待今后进行。前述鉴定结果表明矿井主要可采煤层均有煤尘爆炸危险,在矿井生产中应引起特别重视。
三、煤的自燃
   1987年12月,根据煤炭科学院重庆研究所对山脚树矿井10号、12号煤层自燃倾向性试验结果,10号煤层为有可能自燃发生发火煤层,其自燃倾向性为三类;12号煤层为不易自燃发火煤层,其自燃倾向性为四类,见“山脚树矿煤炭自燃倾向等级鉴定报告”表6-3-5。
   2001年8月17日煤炭科学院重庆分院对山脚树矿井15号、18号、17号、19号、18-1号煤层自燃倾向等级的鉴定结果,前述五煤层皆属四类,为不易自燃煤层,见表6-3-6。
   截止目前的鉴定结果,除10号煤层为有可能自燃的三类煤层外,其余12、15、17、18、18-1、19号煤层均属不易自燃的四类煤层。
   上述煤的自燃鉴定分类结果是按照国家2005煤层自燃倾向性标准进行鉴定的,按现行鉴定标准,上述各煤层自燃倾向性均属第三类,即不易自燃煤层。
   
   
   
    第四节 环境地质
一、地 震
   区内新构造运动相对较弱,主要表现为区域性缓慢抬升,河谷下切,据历史地震资料,区内未发生过震级≥5级,地震烈度为6级。
二、水质及污染
1、水 质
   井田范围内的泉水及钻孔水样水质为重碳酸钾钠型。山脚树矿现生活用水取断江泉水,为重碳酸钾钠型水,总硬度(德国度)6.79至7.27,PH值7.5至7.6,矿化度158.58-165.88毫米/升,有害元素未测出。大雨后水浑浊,取样化验浑浊度180毫克/升,细菌含量较高,细菌总数4950个/毫克,大肠杆菌指数小于900个/升,经水池净化后作生活用水,未发现其它污染问题。
  2、污 染
   矿井排放水北井工业广场建有沉淀池,净化后循环作北井工业用水,既充分利用资源又减少对环境的污染。
   井田内煤层,煤样化验分析结果,尚无可导致环境污染的元素,但应注意对采煤及矿渣的有序堆放,防止对环境的污染。
三、滑 坡
井田内共有大小滑坡8个,含滑坡构造裂隙水,虽含水性弱,但由于是一个独立的水文地质单元,按受大气降水补给,静水量较大,对矿井开采及地面建筑造成一定的影响,为此在水文地质部分已作详尽表述。
作为环境地质工作,对滑坡应作长期观测和必要防治,以防再度复活,尤其在雨季、暴雨、山洪会导致滑坡体的再度滑动甚致形成泥石流造成对建筑及人员的重大伤害。
四、采煤沉陷
因地下采煤导致地表发生沉陷,其波及范围及规律如下:
(一)采动地表岩移表现形式
山脚树矿自开采以来,开采面积达325万平方米,受采动影响的区域面积达425万平方米。按影响程度来分,采动影响区可分为非塌陷区和塌陷区两类。非塌陷区地表岩移较轻微,仅出现细小的裂纹和沉陷,耕地、房屋等基本上不受损害。塌陷区地表岩移则尤为剧烈,主要表现为以下几种方式:
①房屋受损:房屋多数出现墙体开裂、门窗歪斜、地基下沉、成为危房;②山体崩塌:③土地剧烈沉陷;④地表开裂,往往沿回采工作面走向产生大量的裂缝,裂缝一般宽2~4米,深度5~50米,长100~400米,同时沿回采工作面伴有大量直径2~6米,深2~10米的呈串珠状分布的陷坑;⑤陡岩活动,引发潜在危害村庄的岩体活动。
(二)采动地表岩移相关参数
2003年山脚树矿在北采区121515采面相应地表进行地表岩移观测,经观测整理分析,该区域采动地表岩移参数如下:上山塌陷角(r)63°~ 68°,一般65°;下山塌陷角(r)65°~70°,一般68°,走向塌陷角70°~ 79°,一般73°;表土层、塌陷角一般45°。
(三)采动地表岩移与开采时间的关系
   1996年山脚树矿开始着手采动地表岩移活动的跟踪调查,对以下几个工作面的开采沉陷时间关系统计如下表:

从表中可以看出,在时间关系上,从开始回采1~2个月后,地表发生沉陷,采面停采1~3个月后,沉陷达到最大,以后逐渐稳定。空间上,当采面推进100~150米后,地表开始沉陷。在重复采动的情况下,地表岩移紧随采面的回采发生,甚为紧密。
(四)影响采动地表岩移的相关因素
  1、采煤方法、采高及开采规模
1983年以前,受开采技术限制,山脚树矿生产采面规模较小(90米左右),采高一般都在1.5米至2.0米之间,开采充分度不高,地表的下沉量及变形较轻微。表土层较厚地区采动波及范围内基本无大的活动迹象。随着采面的下延和采煤方法的改进、开采的范围和开采规模增大,特别是对采空区下部煤层的重复开采引发的地表活动更为剧烈,地表产生大量的裂缝陷坑,个别地方则产生崩塌等现象。
  2、采矿地质条件
按照最大裂隙带计算公式Hf=100M/(3.3n+3.8)±5.1米(式中Hf:最大裂隙高度、M:累计采厚,n:煤分层数)计算。山脚树矿开采范围内最大裂隙带最大值63米,最小值47米,而开采范围内距地表垂深最小为100米、平均650米,从最大裂隙带的计算值及开采深度关系看,开采对地表的破坏应该不大,至少裂隙带达不了地面(沉陷盆地除外),但是由于区内断层发育,且多数出露地表,地形高低不平,地表岩移差异大,造成了采空区范围断层发育地带地表均遭受不同程度的损害、岩移变得剧烈复杂,规律受到破坏。
五、地温和地压
   原报告没有地温,地压方面的测试资料,根据山脚树矿历年生产情况,矿井地温在18℃—22℃,无地温及地热带,但在今后生产过程中,应开展地热增温率测试工作。在历年生产实践中,未发生过冲击地压现象,但随采掘深度的加大,应重视地压的测试和防范。
六、环境地质评价
   矿井现已进入深层开采,井下开拓至1200米水平,还将拓展至1100米水平,由于矿区地表地形复杂,高差悬殊,深层开采应注意地面塌陷,物别应对现有的8个滑坡应作重点防治,以免造成对环境及人员的危害。
   井田地处地震烈度6度区,区域稳定性较好,井田的8个滑坡是地质灾害隐患;井田内无重大污染物;矿井属超级瓦斯矿井,煤尘有爆炸危险,个别煤层有不易自燃倾向。井田地质环境质量中等。
   
第五节 开采技术条件小结
一、水文地质
   井田范围属中高山地形地貌,溪沟发育,有利于地表水排泄,不利于大气降水的渗入补给。煤炭资源/储量埋藏于侵蚀基准面以上。煤系地层及煤层顶底板岩层富水性弱,井田水文地质条件属简单类型。
二、工程地质
井田煤系地层为半坚硬层状碎屑岩类夹软弱夹层岩组;煤系地层底板为块状坚硬的玄武岩组,顶板为半坚硬层状碎屑岩类夹软弱夹层岩组。地质构造发育,断裂切割煤层。井田工程地质条件属中等类型。
三、环境地质
   矿井已进入深部开采,对地表地质环境破坏不大,但滑坡发育;矿井排水循环使用,区内无重大污染。煤层瓦斯含量大,属高瓦斯矿井,煤尘有爆炸危险,煤层不易自燃;矿井地处地震烈度6度区,井田地质环境属中等类型。
   综合评价,井田开采技术条件属中等类型。
   
   

 


第七章 资源/储量估算
第一节 资源/储量估算范围和工业指标
一、资源/储量估算范围
南以拖长江铁路保安煤柱南侧线为界,此至F20断层上盘,浅部起风氧化带下界或工业建筑煤柱线下界,深部至+1100米水平。
   南、北井分界:地表与F18断层为界划分。因F18断层深部延伸至909号钻孔附近消失,深部为F108断层为南、北井分界。
   F20断层至F15-1煤层间块段,发育有F25、F15-2、F15-4、F402等断层,其中F20断层落差150米,F15-1落差70米,F25落差20米,六条断裂的挤压作用,至使该块段煤层厚度较薄,多为不可采,故F20断层至F15-1断层块段,在作资源/储量估算时,一律视为预测资源量334(?),对+1100米水平以下至矿界块段,作预测资源量334(?)估算。
二、工业指标:
   执行《煤、泥炭地质勘查规范》DZ/T0215-2002规范,煤焦用煤工业指标如下:
   最低可采厚度:≥0.7m
   最高灰分Ad:40%
   最高硫分St,d:3%
   最低发热量Qnet,d:12.5MJ/kg
   


第二节 资源/储量分类
一、原储量级别与现行资源/储量类别的套改
   本矿历年来按照《矿井地质规程》第三十二条指出的,“参照表5中规定的数据执行”和《生产矿井储量管理规程》第十三条的“一般地区储量计算标准”中规定的条款执行,进行煤层储量级别的划分,煤层储量级别划分为A、B、C、D四级。本报告按《煤、泥炭地质勘查规范》DZ/T0215-2002、《固体矿产资源/储量分类》GB/T 17766-1999,进行储量类别套改,原A+B级储量套改为探明的(可研)经济基础储量111b;原C级储量套改为控制的经济基础储量(122b);原D级储量套改为推断的内蕴经济资源量。详见表7-2-1

二、矿井勘探类型的确定
   从矿井构造特征看,1350米水平以上断层发育,属Ⅲ类即为复杂构造类型;矿井断层多数延至1350米水平以下,即尖灭和消失,因此1350米水平以下断层不发育,为中等至简单构造的单斜层,属Ⅱ-Ⅰ类,即中等至简单构造类型。
   从可采煤层稳定程度看,10号、12号、18号、18-1号煤层为稳定煤层;15号、19号、20号为较稳定煤层。矿井地质条件定为Ⅱ类,即较稳定煤层类型。
   综合评定:矿井1350米水平以上勘探类型为Ⅲ-2类,即复杂构造、煤层较稳定类型,按规范其探明的(可研)经济基础储量(111b)的基本线距小于250米;控制的经济基础储量(122b)基本线距为250~500米。
   矿井1350米水平以下勘探类型为Ⅱ-2类型,即构造中等至简单的较稳定煤层类型。按规范其探明的(可研)经济基础储量(111b)的基本线距为250~500米;控制的经济基础储量(122b)的基本线距为500~1000米。

第三节 储量计算的方法、有关参数的确定和块段划分的原则
一、储量计算的方法
   本矿煤层为倾向30度至130度的单斜层,倾角比较平缓一般8至15度,选择在煤层底板等高线平面投影图上估算资源/储量。
   储量计算公式为:Q=S×secα×M×D
   式中:Q——块段储量(万吨)
    S——块段水平投影面积(万米2)
    secα——块段倾角割函数
    α——块段煤层真倾角,取其平均值(度)
    M——块段储量计算煤层厚度(米)
    D——煤层容重(吨/米2)
二、储量计算参数的确定
   1、保安煤柱的确定:根据规程规定,铁路、河流、井筒、工业广场、地面主要建筑物等,应列入开采保护对象,按有关规定参数留设保安煤柱。保安煤柱已于1992年修编生产矿井地质报告时予以留设,此次不再重新进行此项工作。煤柱留设范围参看各可采煤层储量计算图。
   2、煤层厚度的采用:除个别点的煤层厚度采用钻探厚度外,绝大部分采用电测厚度,有巷道实际控制煤层厚度的地方选点与其进行综合评定,煤层可采边界用插入法圈定,复杂结构煤层的储量计算厚度按照《煤、泥炭地质勘查规范》中8、4条款规定计算其煤层真厚度。
   3、容重的确定:各可采煤层容重的确定,采用原盘江矿务局生产技术处编印的“盘江矿务局各煤田可采煤层容重统计表”中提供的数据使用,见“表7-3-l”。

   4、块段平面积的确定
   块段平面积采用求积仪测定,三次测出结果误差小于2‰,取其平均值。
   5、煤层倾角
   见煤点实测倾角,取平均值,或在煤层底板等高线图上量取等高线间平距与相应的高差值经计算而得。
三、块段划分的原则
根据煤层的厚度、断层切割的自然块段,结合煤质牌号等分水平含量计算块段。

第四节 参与资源/储量估算的煤层
92年生产地质报告,经过综合评定,参与资源/储量估算的煤层有3号、4号、10号、12号、15号、17号、18号、18-1号、19号、20号、22号、24号等12个煤层。其中3号煤层由于开采技术条件复杂,经济效益差等原因将其储量转为暂不能利用储量;4号煤层由于原煤样灰分在37.86%至46.80%之间,平均灰分达到41.58%,超过工业指标的灰分标准,将其储量转为暂不能利用储量;10号煤层由于地质构造复杂,煤层往往被断层切割成零星块段,且煤层有分叉现象,开采技术条件差、经济效益低,所以将F909断层以北+1350米以上部分不予计算储量,把F20断层下盘至F15-1断层上盘之间的储量转为暂不能利用储量。
本次生产地质报告,对不可采煤进行综合评定如下:
3号煤层:为局部可采煤层,煤层厚度0.30至1.30米,北井极少部分可采,大部不可采 ;南井局部可采,但断裂极为发育,开采技术条件复杂,经济效益差,本次不予估算资源/储量。
4号煤层:为复杂结构煤层,煤层厚度0.35至2.14米,厚度变化较大;含夹石两层,厚0.1至3.50米,该煤层南采区局部可采,北采区少数钻孔控制极少部分可采。可采块段零星不成片属极稳定煤层。灰分在37.86%至46.80%之间,平均41.58%,超过工业指标的灰分标准,本报告不予估算其资源/储量。
17号煤层:为复杂结构煤层,含夹矸1至4层。煤层厚0.17至3.55米,但厚度变化大,不稳定,多数见煤点厚度不可采,局部地区可采。本报告予估算其资源/储量。
22号煤层:为复杂结构煤层,煤层厚度0.24至1.51米,该煤层的层间距变化大,标志层不明显,不易对比,煤层厚度不稳定,大部分地区不可采。该煤层原煤硫分2.27~5.22%,属高硫煤,超标数据占多数,本报告不予估算其资源/储量。
   24号煤层:为复杂结构煤层,含有1至3层夹石,煤层厚0.19至2.07米,厚度不稳定,只南井少部分地区可采。该煤层含硫分较高2.86~4.96%,为高硫煤,超标数据占多数。本报告不予估算资源/储量。
   经过上述综合评定,本地质报告参与资源/储量估算的煤层有10号、12号、15号、17号、18号、18-1号、19号、20号等8个煤层。
   
   第五节 资源/储量估算
一、资源/储量估算结果(见表7-5-1)
(一)全矿井资源/储量
   经计算,井田资源/储量总量为22563万吨,含预测资源量(334?)9363万吨,探明的、控制的及推测的地质资源/储量13200万吨,其中探明的(可研)经济基础储量(111b)1918万吨,占总量的15%;控制的经济基础储量(122b)3608万吨,占总量的27%;推断的内蕴经济资源量(333)7674万吨,占总量的58%。探明的及控制的经济基础储量(111b+122b)5525万吨,占总量的42%。
(二)南井资源/储量
   南井资源/储量总量为8941万吨,含预测资源量(334?)3400万吨,探明的、控制的及推测的地质资源/储量5541万吨,其中探明的(可研)经济基础储量(111b)734万吨,占13%;探明的经济基础储量(122b)1516万吨,占27%;推断的内蕴经济资源量(333)3291万吨,占60%。探明的及控制的经济基础储量(111b+122b)2250万吨,占40%。
(三)北井资源/储量
北井资源/储量总量为13622万吨,含预测资源量(334?)5963万吨,探明的、控制的及推测的地质资源量7569万吨,其中探明的(可研)经济基础储量(111b)1184万吨,占16%;控制的经济基础储量(122b)2092万吨,占27%;推断的内蕴经济资源量(333)4383万吨,占57%。探明的及控制的经济基础储量(111b+122b)3276万吨,占43%。
二、分水平资源/储量
   从山脚树矿井分水平煤层资源/储量计算表可以看出各水平的资源/储量分配:
1、1350米水平以上:资源/储量3011万吨,占全矿井资源/储量的13%。其中探明的(可研)经济基础储量(111b)613万吨,占全矿同类别储量的32%;控制的经济基础储量(122b)898万吨,占全矿同类别储量的25%;探明的及控制的经济基础储量(111b+122b)1511万吨,占全矿同类别储量的57%;推断的内蕴经济资源量(333)789万吨,占全矿同类别资源量的10%。
2、1350~1200米水平:资源/储量6304万吨,占全矿资源/储量的28%。其中探明的(可研)经济基础储量(111b)1305万吨,占全矿同类别储量的68%;控制的经济基础储量(122b)2599万吨,占全矿同类别储量的72%;推断的内蕴经济资源量(333)2096万吨,占全矿同类别储量的27%。
3、1200米~1100米水平:资源/储量4900万吨,占全矿资源/储量的22%。控制的经济基础储量(122b)111万吨,占3%。推断的内蕴经济资源量(333)4789万吨,占全矿同类别资源量的62%。
  4、1100米以下至矿界:预测资源量334?8348万吨。
三、分煤厚、分倾角、分煤种资源/储量
   从表6-7-2看出:全矿资源/储量22563万吨,其中工业资源/储量11665万吨,占总量的52%。
1、按煤层厚度分:
煤层厚度小于1.3米的可采资源/储量2296万吨,占10%;煤层厚度1.3~3.5米的可采资源/储量20267万吨,占可采总量的90%。
2、按煤层倾角分:
全矿煤层倾角均小于25度。
3、按煤种分:
肥煤(FM)706万吨,占可采总量的3%;气肥煤(QF)9826万吨,占可采总量的44%;1/3焦煤(1/3JM)12031万吨,占53%。
第六节 资源/储量估算中需要说明的问题
一、本次资源/储量估算执行的规范是:
1、《煤、泥炭地质勘查规范》(DZ/T 0215-2002)
2、《固体矿产资源/储量分类》(GB/T 17766-1999)
3、《煤炭工业矿井设计规范》(GB/T 50215-2005)
二、关于储量级别与资源/储量类别的套改
   矿井历年执行的规范是《矿井地质规程》(试行)煤炭工业部(84)煤生字第670号;《生产矿井储量管理规程》(试行)(83)煤生字第1257号储量级别为A、B、C、D及表内、表外矿。
   本次生产地质报告执行新规范,储量类别进行套改,原A+B级储量套改为探明的(可研)经济基础储量(111b);原C级储量套改为控制的经济基础储量(122b);原D级储量套改为推断的内蕴经济资源量(333)。
三、关于工业资源/储量的计算
   按《煤炭工业矿井设计规范》,矿井工业资源/储量,包括探明的储量全部,控制的资源/储量全部,及推断的资源量大部。而《生产矿井储量管理规程》规定的工业储量是指A、B、C各级储量之和。因此本报告计算的矿井工业资源/储量,包括了原D级储量(套改为333)的80%,(可信度系数取0.8)。
   
第七节 资源/储量的探采对比与利用情况
   据矿山台帐,截止2007年12月,山脚树矿累计探明资源/储量为13262万吨,期未保有资源/储量9933万吨,动用资源/储量3329万吨,矿井累计采煤量为1645万吨,占动用量的49%。实际损失量为1684万吨,占动用量的51%。
   截止2007年12月,山脚树矿期末保有资源/储量9933万吨,其中探明的(可研)经济基础储量(111b)1619万吨,占总量的16%;控制的经济基础储量(122b)2811万吨,占总量的28%;探明的及控制的经济基础储量(111b+122b)4430万吨,占总量的45%;推断的内蕴经济资源量(333)5503万吨,占总量的56%。工业资源/储量8832万吨,可采资源/储量为:6315万吨。若矿井设计生产能力为年产180万吨,储量备用系数取1.4,矿井服务年限为25年。
   山脚树矿的资源/储量探采对比及利用情况详见“山脚树矿井历年资源/储量利用情况统计表”。见(表7-7-1)。矿井分煤厚、分倾角、分煤种资源/储量,见表7-7-2。

 

 

 

 

第八章 矿床开发经济意义概略研究
第一节 煤炭资源市场简况
随着全球经济的发展,能源需求日益增加。目前世界石油价格居高不下,已实破100美元/桶大关,导致能源类资源价格上涨。我国经济几年来保持着8%左右的增长速度,煤炭需求量日益增加,占我国能源消费70%左右的煤炭资源产业利润不断攀升,为确保我国煤炭生产和供应安全、稳定地发展,2007年国家出台了《煤炭产业政策》,提高煤炭行业准入门槛,规定了新建、改扩建矿井生产规模。云贵两省是我国13个大型煤炭基地之一,提高煤炭的持续,稳定供给能力是《政策》的要求。因此,本矿拟扩建提高生产规模,顺应了《政策》要求和市场的需要。
第二节 矿井资源/储量可选性及矿床开采技术条件
一、矿井资源/储量
   经本次估算,矿井煤炭地质资源量13200万吨,其中探明的经济基础储量(111b)1918万吨,占15%;控制的经济基础储量(122b)3608万吨,占27%;推断的内蕴经济资源量(333)7674万吨,占58%;探明的和控制的经济基础储量(111b+122b)5525万吨,占42%。
   矿井资源/储量为矿井提高生产能力的改扩建提供资源/储量保证。
二、矿井煤的可选性
   矿井主采煤层多与易选和中等可选,通过矿井煤层配采配煤入洗后硫分均低于0.5%,洗后主要产品:12号精煤灰分9%,作冶金配煤;15号精煤灰分12.5%,供化工及其它行业;混煤灰分32%,供电厂发电。
三、矿井开采技术条件
   矿井水文地质条件简单,工程地质条件中等,环境地质条件中等,矿井有高瓦斯,煤层按有煤与瓦斯突出危险性,矿井按煤与瓦斯突出矿井进行管理,开采技术条件中等。
第三节 矿井供水、供电、交通运输等外部条件概况
矿井自1966年开发、开采至今达41年,矿井的供水、供电及交通运输等外部条件已能满足矿井年产180万吨生产能力的需求。
第四节 矿井改扩建规模及服务年限
一、矿井改扩建规模
   矿井设计45万吨/年,1980年生产能力达产;1989年具50万吨/年生产能力,经1999~2006年的建设,矿井具备150万吨/年生产能力,目前,计划改扩建达180万吨/年生产能力。内外部条件已具备。
二、矿井服务年限
(一)矿井地质资源/储量
经估算,矿井地质资源/储量13200万吨。其中探明经济基础储量(111b)1918万吨,控制的经济基础储量(122b)3608万吨,推断的内蕴经济资源量(333)7674万吨。
(二)矿井工业资源/储量
按《煤炭工业矿井设计规范》,矿井工业资源/储量计算公式如下:
矿井工业资源/储量=111b+122b+333K
注:K为可信度系数,取0.7~0.9。地质构造简单,煤层赋存稳定的矿井,K值取0.9;地质构造复杂、煤层赋存不稳定的矿井,K值取0.7。本矿井地质构造复杂程度中等偏简单,煤层赋存稳定~较稳定,K值取0.8。
将矿井相关类别地质资源/储量数据代入上式:
   矿井工业资源/储量=1918+3608+7674×0.8=11665万吨
(三)矿井设计资源/储量
   按《煤炭工业矿井设计规范》,矿井工业资源/储量减去设计计算的断层煤柱,防水煤柱,井田境界煤柱、地面建(构)筑物煤柱等水文煤柱损失量后的资源/储量,称为矿井设计资源/储量。
   本矿井的永久煤柱已于92年矿井地质报告中留设,故本次修编报告永久煤柱损失量未作重复计算。
   矿井设计资源/储量=矿井工业资源/储量-永久煤柱=11665万吨
(四)矿井设计可采储量
   按《煤炭工业矿井设计规范》,“矿井设计资源/储量减去工业场地和主要井巷煤柱的煤量后乘以采区回采率,为矿井设计可采储量。
   前述保护煤柱的煤量,本报告采用《山脚树矿井历年储量利用情况统计表》中的损失量数据:704万吨。
   矿井设计回采率,中厚煤层为80%。
   矿井设计可采储量=(矿井设计资源/储量-704万吨)×0.8
    =(11665-704)×0.8=8769万吨
(五)矿井服务年限

   注:本矿井地质构造复杂程度中等,储量备用系数取1.4。

第五节 矿井经济效益估算
   矿井的产品为原煤,根据矿井目前生产成本实际情况,采矿全成本200元/吨,原煤销售价为400元/吨,税率15%。
一、矿井潜在经济价值以下式计算:
Q=X·S·F
式中:Q——潜在价值
X——销售价400元/吨
S——矿井年生产能力180万吨/年
F——矿井服务年限35年
Q=400×180×35=72000×35=252亿元
矿井潜在经济价值252亿元。
二、税后年利润
   税后年利润=(销售价-全成本-税费)×年生产能力
   据山脚树矿数据,煤炭销售价400元/吨,全成本200元/吨,税率15%,原煤销售税费60元/吨,数据代入公式:
   税后年利润=(400-200-60)×180万吨
    =140元×180万吨
          =25200万元
    =2.52亿元
   年创税:10800万元,即1.08亿元。
 三、税后总利润:
税后总利润=税后年利润×服务年限
=2.52亿元×35
=88.2亿元
税后总利润:88.2亿元
总创税:37.8亿元

 

 

第九章 结 论
   一、本次生产地质报告的依据是:矿井范围内的地质勘探报告,83年矿井生产地质报告,92年矿井生产地质报告,2003年、2006年矿井三维地震勘探报告、矿井历年井巷实见资料。原始资料可靠,内容丰富,完备程度高,质量符合规范要求,为本报告的编制提供坚实基础。
   二、矿井1350米以上水平断裂构造发育,1350米以下断裂多数尖灭或消失,故深部构造简单,为总体东倾的单斜层,1100米以下至矿界煤层仍稳定延伸,其预测资源量,即为矿井范围内的远景资源量,一但提高控制程度,就是可利用资源/储量。
   三、矿井开采技术条件中等,煤层瓦斯的开发利用变废为宝已初见成效,但开发力度仍需加强。因开采而引起的地表沉陷,应采取必要措施回填,绿化还林。
   四、矿井技改设计年生产能力180万吨,技改内外部条件具备服务年限,达产后将具180亿元的潜在经济价值;税后年利润2.52亿元,年纳税额1.08亿元,具较好的经济效益。
   五、存在问题及建议
   由于煤层气资源的相关资料较少,本次生产地质报告,未对矿井煤层气资源作必要的研究和论述,也未作矿井煤层气地质资源量的估算。
   建议矿井下一步应加强此项工作,为煤层气的开发利用提供较为充分的地质依据。

 


 

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