第一章井田概况及地质特征第一节井田概况一、交通位置梁宝寺井田位于山东省西南部,行政区划归嘉祥县,东南距嘉祥县城约20km。
地理座标为东经116°10′~116°17′,北纬35°32′~35°38′。
井田南北长约8km,东西宽约9km,面积约66km2。
本区交通方便,兖(州)新(乡)铁路经井田南部从嘉祥县城通过。
该铁路从嘉祥县城向东56km至兖州,与京沪线相连;向西259km经菏泽至新乡与京广线接轨。
京九铁路从井田西南部的菏泽经过。
南部济宁机场已开航,可直达北京、广州等地。
区内有公路直达梁山、郓城、巨野、嘉祥、济宁等城市。
另有京杭运河从井田东侧通过,交通位置见图1-1-1。
图1-1-1 交通位置图二、地貌水系本区属黄河冲积平原,地势平坦,地势略呈西南高东北低,地面标高一般为+37~+40m。
水系比较发育,河流沟渠纵横成网,主要河流有红旗河、靳庄沟、赵王河,并与区内各沟渠相贯通,且多系人工开掘的季节性河流,旱季可引水灌溉,雨季可防洪排涝。
三、气象本区属温带半湿润季风区海洋~大陆性气候,气候温和,四季分明。
年平均气温13.9℃,日最高气温42.4℃,最低气温-18.7℃。
最早冻结期为12月,最迟解冻期为翌年3月,最大冻土深度为0.31m,最大积雪0.15m。
年平均降雨量650mm,年最大降雨量1088mm(1964年),日最大降雨量156.2mm,雨季集中在7~8月份。
该区春夏多南风及东南风,冬季多北及西北风。
四、地震根据《中国地震动参数区划图》(GB 18306-2001)确定:本区地震动反应谱特征周期为0.40s,地震动峰值加速度为0.10g。
五、矿区内工农业生产、建筑材料等情况本区地处冲积平原,沟渠纵横,土地肥沃,村庄稠密,农、副、林业生产发达。
在工业方面,除乡镇企业外,其井田东南部的济东矿区、济北矿区、兖州矿区均已建成投产,并取得了良好的效益。
唐口矿区正在建设当中,这些矿区的生产建设经验,为本矿井的建设和生产提供了宝贵经验。
本区主要农作物有小麦、棉花、玉米、红薯、大豆等由于土地肥沃,本区)煤层赋存区内大小小麦单产一般为300~500kg/亩。
井田内村庄稠密,3(3上村庄80个,其中首采区内13个村庄。
因此矿井生产期间应根据国家政策,有计划的妥善处理占地和迁村事宜。
建材来源:矿井建设中钢材、木材等材料主要由外地供应,水泥、砖、瓦、砂、石等材料均可由当地或附近解决。
六、区域电源和水源梁宝寺矿井附近已建有菏泽发电厂及济宁发电厂。
菏泽发电厂已投入二台12.5万KW机组,第二期工程为二台35万KW机组。
济宁发电厂目前装机容量为30万KW。
距本矿井22km的巨野县建有三里庙220KV变电所。
距本矿井20km 的嘉祥县建有110KV萌山变电所和110KV城南变电所。
设计自嘉祥萌山变电所和城南变电所以110KV向本矿井供电,电源可靠。
根据现有水文地质资料,奥灰水含水层富水性强,水质较好,可作为本矿井供水水源,并且解决了与农民争水的矛盾。
矿井水经处理后,可满足矿井及选煤厂生产用水。
矿井水源充足。
第二节地质特征一、地质构造1、地层本井田地层属华北型沉积,含煤地层为石炭二迭系。
地层特征见表1-2-1。
梁宝寺井田位于巨野向斜东翼,为一东界F1断层、西界F13断层组成的地堑构造。
区内地层呈南浅北深的趋势,因受区域断层的控制,形成以梁宝寺向斜为骨干向北倾伏收敛的“裙边状”褶曲构造,并伴生北东向及北西向断层组,构造复杂程度中等。
(1) 地层产状及主要褶曲全区呈宽缓褶曲构造,次一级褶曲发育,翼部倾角较缓,为5°~10°,受F1、F13断层的影响,东、西地段地层倾角较大,一般为20°左右,局部达30°。
纵观全区,地层倾角呈南部缓、西部陡的趋势。
浅部地层大致走向为东西向。
深部因梁宝寺向斜影响,地层走向呈现向北开口的“V”字形。
(2) 断层本区共发现断层75条,除F26为逆断层外,其余均为正断层。
按方向分为:东西向断层8条;南北向断层14条;北东向断层25条;北西向断层28条。
按落差大小分为:落差≥100m的断层10条;落差≥50~<100m的断层14条;落差≥30~<50m的断层26条;落差<30m的断层25条。
主要断层特征及控制程度见表1-2-2。
根据岩浆岩侵入情况分析,岩浆是在煤系沉积之后的构造运动中,沿构造裂隙带上升,遇到煤层及其它软弱岩层时顺层侵入;从侵入体的厚度看岩浆可能从本区东部侵入。
本区岩浆岩侵入层位在三灰到十二灰之间,并以顺16煤层侵入为主,因而对16、17煤层的影响较大,使煤层部分被吞蚀或变成天然焦。
因山西组3煤层距岩浆岩间距较大,煤层厚度未受影响,仅在本区中西部煤层变质程度略高。
(4) 冲刷本井田西南部3煤由于受冲刷影响,形成长约6000m,宽约1800~3000m 的冲刷带,面积约16km2。
此冲刷带内煤层被冲刷变薄,形成不可采区,影响井田的采区划分和巷道布置。
二、煤层与煤质1、煤层本井田主要含煤地层是下二迭统山西组和上石炭统太原组,平均地层总厚264.40m。
共含煤27层,其中山西组含煤3层,太原组含煤24层,平均总厚8.70m,含煤系数3.3%。
大部可采或局部可采的有山西组的3(3上)煤、太原组的16、17煤,稳定性较好,平均总厚4.74m,占煤层总厚54%。
其中3(3上)煤层平均厚度3.36m,占可采煤层总厚的71%,是本井田的主采煤层。
(1) 3煤层位于山西组的中、下部,上距石盒子组A层铝土岩平均184.66m,下距太原组三灰平均62.45m。
该煤层为3上、3下合并后的厚煤层,主要分布于本井田的东北部,合并区内煤层厚5.88m~10.23m,平均7.08m,可采系数100%。
该煤层属较稳定煤层,结构较简单,一般含夹石0~4层,夹石岩性多为炭质泥岩及泥岩。
煤层顶、底板主要为泥岩和粉砂岩,顶板个别点为细砂岩及中砂岩。
(2) 3上煤层该煤层为3煤层分叉后的上分层,位于山西组中、上部,下距3下煤层0~37.24m,距三灰平均86.69m,属较稳定煤层。
煤厚0~5.02m,平均2.47m,不可采区分布于勘探区西南部的冲刷带。
该煤层结构较简单,含0~3层夹石。
夹石岩性为泥岩或粉砂岩。
煤层顶板多为泥岩、粉砂岩,个别点为中、细砂岩。
底板多为泥岩、粉砂岩,少数为炭质泥岩。
(3) 3下煤层主要分布于本区的中南部,距三灰平均间距63.54m。
煤层厚度0~4.68m,平均0.42m。
个别点可采,但因分布弧立,未计算储量,该煤层结构简单,一般不含夹石,顶底板多为粉砂岩、砂岩。
(4) 16煤层位于太原组下部,十下灰为直接顶板,下距17煤层0.34~8.07m,平均2.68m。
煤层厚度0~2.09m,平均0.72m,该煤层由于受岩浆岩侵蚀,使东部吞蚀无煤或变为天然焦。
可采点主要分布于本井田的南部及西部,可采区内煤层厚度为0.81~2.09m,平均1.53m。
就全区而言,该煤层属较稳定煤层,结构简单,一般不含夹层。
个别点含1~2层夹石,夹石岩性为炭质泥岩或炭质粉砂岩。
煤层顶板为石灰岩,底板为泥岩或粉砂岩。
(5) 17煤层位于太原组下部,下距太原组底界22.61~35.54m,平均25.85m,该煤层属较稳定煤层,煤厚0~1.55m,平均0.66m。
可采范围主要分布在井田的南部,可采区内煤厚0.70~1.55m,平均0.95m。
该煤层结构简单,一般不含夹石,只有个别点含1~2层夹石,夹石岩性为炭质泥岩。
煤层顶、底板多为泥岩或粉砂岩。
可采煤层特征见表1-2-3。
3(3上)煤层属低灰~中灰、特低硫、特低~低磷、高挥发分、高发热量气煤,可选性良好。
由于受岩浆岩影响,3(3上)煤出现弱粘煤、1/2中粘煤、1/3焦煤,对煤质有一定的影响,煤化程度高。
3(3上)煤是良好的动力用煤及炼焦配煤。
16煤和17煤为特低~中灰、富硫~高硫、特低~低磷、高挥发分、高发热量气煤。
受岩浆岩影响,出现弱粘煤、1/3焦煤、贫煤、无烟煤、天然焦。
16、17煤层可用作炼焦配煤,但此两层煤因硫分较高经过洗选后仍要控制配煤比,或应用“缚硫焦”工艺,则能使各煤层硫分均符合炼焦配煤的要求。
各煤层煤质特征见表1-2-4。
瓦斯含量与岩浆岩对煤层影响及煤层厚度和煤层埋藏深度有关,煤层厚度大,埋藏深及受岩浆岩影响的地段,瓦斯含量相对较高。
根据钻孔测得的瓦斯含量资料,本区瓦斯含量较低,但由于区内各煤层埋藏较深,在开采过程中应做好通风工作,以防瓦斯聚集,发生瓦斯爆炸。
各煤层煤尘爆炸性试验结果表明火焰长度变化于0~700mm之间,扑灭火焰的岩粉量为0~80%,所以各煤层均有煤尘爆炸危险性。
各煤层原样着火温度变化于322~403℃之间,还原样与氧化样着火点之差(△T)变化于4~26℃之间,所以各煤层属不自燃~易自燃煤。
四、水文地质1、充水含水层本区从上至下共划分有6个主要含水层:第四系砂砾层、上第三系砂层、石盒子组砂岩、3煤顶底板砂岩、太原组三灰、十下灰及中奥陶统石灰岩。
其中3煤顶、底板砂岩和太原组三灰为开采上组煤的直接充水含水层;十下灰及中奥陶统石灰岩为开采下组煤的直接充水含水层。
现分述如下:第四系砂砾层含水层:第四系地层广布全区,与下伏上第三系地层呈不整合接触,厚度94.90~146.30m,平均116.85m。
含水的砂、砾层与隔水的粘土、砂质粘土层相间分布,地下水呈多层赋存状态。
含水砂层以中、细砂为主,局部有粉砂和粗砂,砂层比较松散,透水性好,据L6-1号孔抽水试验资料,单位涌水量0.6396L/S.m,富水性中等,水质类型为SO4-Ca.Mg.K+Na型,矿化度1.522g/L。
上第三系砂层含水层:上第三系地层厚195.23~368.73m,平均280.84m。
由粘土类隔水层和砂砾层含水层相间沉积而成,据其岩性组合、物性特征分为上、下两段。
上段:厚61.20~185.90m,平均133.33m,含水层主要为中、细砂层,砂层厚度较大,与杂色粘土、砂质粘土互层,砂层较松散,富含孔隙水。
下段:厚70.10~196.80m,平均147.51m。
本段以厚层粘土为主,粘土呈杂色,比重大,常见白色高岭土层或石膏团块。
砂层以灰白、棕黄色的中、细砂为主,砂质不纯,多含粘土成份。
据L16-3号孔抽水试验资料,单位涌水量0.3831L/S.m,富水性中等,水质类型为SO4-Ca.Mg型,矿化度3.556g/L,水质较差。
二迭系石盒子组砂岩含水层:该含水层岩性主要为中、细砂岩,局部有粗砂岩和含砾砂岩,砂岩中的裂隙比较发育,区内有52个钻孔穿过该层位,10个孔漏水,漏水孔率19.2%。
据L7-3号孔抽水试验资料,单位涌水量0.0141L/S.m,富水性弱,水质类型为SO2-K+Na型,矿化度4.097g/L。