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塔山煤矿综合物探施工设计

目录第一章概况 (1)第一节目的任务 (1)第二节10217工作面概况 (2)第二章矿井地质 (4)第一节地层 (4)第二节构造 (4)第三节 10217胶带顺槽区域地质 (6)第三章煤层 (7)第一节含煤性 (7)第二节可采煤层 (7)第四章水文地质 (10)第一节区域水文地质 (10)第二节10217胶带顺槽区域水文地质 (12)第五章瞬变电磁基本原理及仪器参数 (13)第一节基本原理 (13)第二节仪器参数 (15)第三节矿井震波勘探的基本原理 (16)第四节矿井震波勘探的仪器参数 (17)第六章现场施工布置及现场条件 (18)第一节现场施工布置 (18)第二节瞬变电磁现场施工条件 (19)第三节矿井震波现场施工条件 (19)第七章施工工程量预算 (20)第八章提交成果资料 (21)第九章安全技术措施 (22)第一节瞬变电磁施工 (22)第二节矿井震波施工 (22)第三节施工组织 (23)第一章概况第一节目的任务大同市南郊区塔山煤矿,前身为南郊区西万庄乡上窝寨小桦岭煤矿与鸦儿崖乡官窑新井,经同煤技字(92)第123号与同地发(92)第51号文上报省煤资委申批联营,经审查以晋煤资字(1992)第140号文批准联营而组建,成为大同市南郊区塔山联营煤矿,颁发采矿许可证号为D1135号,井田面积1.32km2,批采太原组2、3、5(3-5)、8、9号煤层,生产规模150kt/a,隶属南郊区经营管理。

井田面积和生产规模几经变动,1996年晋煤资字第281号文批准该矿井面积改为3.79km2,矿井设计能力为300kt/a。

2011年4月26日国土资源部换发采矿许可证,证号C1000002009121120050132,批采石炭系煤层,生产规模为2400kt/a,井田面积8.146km2,采矿许可证有效期限30年,自2011年3月31日至2041年3月31日。

本次综合物探技术探测位置位于2号煤层,2号煤层为太原组最上一层煤,分布于井田全部区域,大部可采。

煤层厚度0.10-4.38m,平均3.00m,煤层结构复杂,含夹矸1-5层。

煤层顶板为砂岩或泥岩,底板为粉砂岩或高岭质泥岩。

为了保证10217工作面回采过程中的安全,利用综合物探技术对10217工作面10217胶带顺槽煤层底板3-5号煤层采空区富水性及空间展布情况进行预测预报。

任务如下:1、通过瞬变电磁勘探方法调查10217胶带顺槽22号测点至22号测点前640m范围,煤层底板下方3-5号煤层采空区富水情况;2、通过矿井震波勘探方法调查10217胶带顺槽22号测点至22号测点前640m范围,煤层底板下方3-5号煤层采空区空间展布情况。

图1-1 10217胶带顺槽探测范围示意图第二节10217工作面概况1、地面位置10217工作面对应地面为井沟、珍珠窑沟之间的山坡和沟谷地段,对应地表为低山丘陵、沟谷、冲沟及黄土台地,山脊基岩裸露,植被稀少,地面标高为1425~1675m,平均1550.0m,地面无建筑物。

巷道中部对应地势相对较高,北部、南部对应地势相对较低,煤层埋藏深度419~627m。

2、层间关系2号煤层之上315~340m为四老沟矿开采的侏罗系大同组14号煤层空区,再向上25~35m为侏罗系大同组11号煤层采空区(1949年前旧采空区);2号煤层之下4.41~4.81m为石炭系太原组3-5号煤层采空区。

3、四邻关系工作面北侧隔矿界煤柱与同煤集团白洞煤矿相邻;巷道南侧为1075回风、皮带和辅运三条大巷;西侧隔18m煤柱为10215工作面(现正在回采);东侧为2号倾斜煤层实煤区。

4、煤层根据10215工作面2#煤层回风大巷实际揭露的地质资料分析推断10217工作面煤层为复杂结构,煤层中普遍含有两层夹矸,夹矸单层厚度分别为0.05~0.10m,岩性为褐色高岭质泥岩及炭质泥岩。

2号煤层为太原组最上一层煤,煤层厚度0.10-4.38m,平均3.00m,煤层结构复杂,含夹矸1-5层。

煤层顶板为砂岩或泥岩,底板为粉砂岩或高岭质泥岩。

5、地质构造10217工作面位于井田东部边缘,巷道所在区域呈一单斜构造赋存,煤层有波状起伏,因2号煤层整体趋势为北西部较低,南东部较高,故巷道趋势也为北部较低,南部较高,其巷道底板标高为970.0~1055m,平均1013m。

由于工作面东侧受构造挤压影响,会波及10217胶带顺槽,造成煤层倾角局部增大。

根据10215工作面实际揭露的地质资料分析、推断在10217两顺槽巷的相应位置分别将揭露12条正断层,即F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7、F8、F9、F10、F11、F12断层。

由于东部煤层受构造应力的影响向上卷起为一构造发育区域,预测巷道内可能出现新的断层,且裂隙较发育。

6、主要水文地质地质问题1)奥灰岩溶水主要为灰岩承压水。

灰岩承压水含水层为寒武系—奥陶系石灰岩含水层组。

2)顶板砂岩裂隙水3)同层10215工作面采空区积水。

4)底板3-5号煤层小煤窑采空积水。

第二章矿井地质第一节地层井田内西部多为黄土掩盖,东部地层出露较多,井田内发育地层由老到新为:太古界集宁群、寒武系、奥陶系下统亮甲山组、石炭系中统本溪组、上统太原组、二叠系下统山西组、下石盒子组、上统上石盒子组、侏罗系下统永定庄组、中统大同组、云岗组、第四系中、上更新统和全新统。

现自下而上叙述如下:一、上太古界集宁群(Arjn)二、寒武系(∈)三、石炭系(C)1、中统本溪组(C2b)2、上统太原组(C3t)四、二叠系(P)1、下统山西组(P1s)2、下统下石盒子组(P1x)3、上统上石盒子组(P2s)五、侏罗系(J)1、下统永定庄组(J1y)2、中统大同组(J2d)3、中统云冈组(J2y)六、第四系(Q)1、中上更新统(Q2+3)2、全新统(Q4)第二节构造一、区域构造大同煤田位于天山~阴山纬向构造带的南侧,新华夏系第三隆起带上。

东与大同盆地接壤,以口泉山脉为界,西邻经向构造带的西石山脉,南以洪涛山背斜为界,与宁武煤田隔山相望,在构造形态上为一开阔向北东倾伏的向斜构造,南东翼倾角较陡,边部煤层露头地段倾角一般大于60度,局部直立倒转,北西翼倾角较小,中部、西部倾角较平缓,大多在10度以下,由于受构造的影响,向斜轴总体走向为北东30-50度,见图2-1。

2-1 大同煤田构造形态示意图二、井田构造塔山煤矿位于大同煤田中东边缘地段,属大同向斜中东翼,井田内为一走向北东N30º-45ºE,倾向北西的单斜构造,东部煤层露头一带地层倾角大,由30º-80º,局部有倒转现象,向西部逐渐转向平缓,倾角在2º左右。

井田构造见图2-2。

2-2 井田构造纲要图第三节 10217胶带顺槽区域地质本次探测位置为2号煤层1021胶带顺槽22号测点至22号测点前640m处,2号煤层为太原组最上一层煤,煤层厚度0.10-4.38m,平均3.00m,煤层结构复杂,含夹矸1-5层。

煤层顶板为砂岩或泥岩,底板为粉砂岩或高岭质泥岩。

煤层底板距离3-5号煤层顶板2-5m。

第三章煤层第一节含煤性井田内赋存侏罗系煤层和石炭二叠系煤层,侏罗系大同组煤层多已采空关闭,二叠系山西组主要为极不稳定的山4号煤层,该煤层局部被煌斑岩破坏,现井田内零星分布。

该矿批准开采煤层与实际开采煤层一致。

井田内主要可采煤层为石炭系太原组煤层,井田内太原组地层厚73.50-97.60m,一般厚为87.48m,主要可采煤层分布稳定,该组在本井田内共含煤8层,煤层平均总厚为29.70m,含煤系数34%,其中可采煤层为2、5(3-5)、6、7、8、9号六层,其它为薄而不稳定,仅零星赋存,工业价值不大。

第二节可采煤层现将井田内可采煤层自上而下分述如下:2号煤层:为太原组最上一层煤,上距山西组底部(K3)砂岩0-9.00m,平均8.28m,分布于井田全部区域,大部可采,见图4-1。

煤层变异系数为0.06%,属稳定型,煤层厚度0.10-4.38m,平均3.00m,煤层结构复杂,含夹矸1-5层,现为该矿主采煤层,煤层顶板有伪顶、直接顶、老顶。

伪顶区内零星分布,岩性为炭质泥岩、泥岩,厚0.1-0.3m;直接顶岩性为粉砂岩、砂质泥岩,厚一般在2-5m;老顶以砂砾岩、粗砂岩为主,局部为中细砂岩,厚2-18m。

底板岩性为粉砂岩,高岭质泥岩,厚1-4m。

5(3-5)号煤层:上距2号煤层1.55-6.67m,平均4.35m,全井田均有赋存,井田内与3号合并,变异系数为0.16%,属稳定煤层,煤层厚度15.72-26.77m,平均17.93m,西厚东薄见图4-2,结构极复杂,夹矸一般为5-11层以上,岩性多为高岭质泥岩或炭质泥岩,煤层顶板有伪顶、直接顶、老顶。

伪顶区内零星分布,岩性为泥岩、砂质泥岩,厚0.2-0.5m;直接顶岩性为高岭质泥岩、炭质泥岩,厚3-5m;老顶岩性为中粗砂岩,厚6-15m。

底板岩性为砂质泥岩、泥岩,厚0.8-3.20m。

6号煤层:上距5(3-5)号煤层0.60-8.84m,平均3.35m,在井田中部赋存,仅在井田北部可采,煤层厚0-2.57m,平均1.11m,见图4-3,可采性指数0.71,为不稳定局部可采煤层,煤层结构简单,局部含夹矸一层,煤层顶板为直接顶。

直接顶岩性为砂质泥岩和高岭质泥岩,厚1.2-3.5m。

底板岩性为泥岩、细粒砂岩,厚1.5-3.65m。

7号煤层:上距6号煤层1.70-9.59m,平均4.66m,赋存于井田中部,煤层厚0-3.92m,平均1.72m,见图4-4,变异系数0.66%为不稳定局部可采煤层,煤层结构较简单,含夹石1-3层,煤层顶板有直接顶、老顶。

直接顶岩性为泥岩,厚0.8-2.7m;老顶岩性为细粒砂岩,厚2.3-3.74m。

底板岩性为砂质泥岩、高岭质泥岩,厚1.1-3.15m。

8号煤层:上距7号煤层16.18-28.29m,平均20.96m,8号分布于全井田,为主要可采煤层,煤层厚度 1.47-7.45m,平均 3.91m,由南向北厚度变薄,见图4-5,煤层结构较简单,含夹矸1-2层,变异系数为0.43%,可采性指数1,属稳定型煤层,煤层顶板有直接顶、老顶。

直接顶岩性为砂质泥岩、泥岩及粉砂岩,厚3-10m;老顶以中粗砂岩为主,局部为砂砾岩,分布稳定,厚3.5-10.8m。

底板为粉砂岩或泥岩,厚0.53-3.45m。

9号煤层:上距8号煤层1.50-13.50m,平均7.59m,部分地区中夹8下煤层,一般厚度较薄,9号煤厚为0-5.84m,平均1.80m,广泛赋存于全井田,厚度变化大,东部含夹矸,往西南变薄为零,西部边缘为高灰份煤,变异系数为0.77%,可采性指数0.84属较稳定型煤层,顶板为粉砂岩或粗砂岩,一般厚1.70m,底板为炭质泥岩或高岭质泥岩,厚度1.5m左右。

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