第一章矿井概况第一节矿区概况一、地理位置、交通新源井田位于山东省滕州市西部昭阳湖区。
行政区划归滕州市和微山县共同管辖。
地理位置:新源井口地理坐标为东经116°54′31″,北纬35°01′35″。
井田东西长约8-9km,南北宽约7-9.5km,面积约54km2,其中湖区面积约占井田面积的87%。
交通情况:本区东有京沪铁路,区内辛安港距滕州火车站25km;井田东侧有济(宁)微(山)公路和两条县级公路;井田内有京杭大运河,北达济宁,南通苏、沪、杭,湖滨筑有留庄港、辛安港两个航运码头,经昭阳湖与大运河相连,交通方便。
见交通位置图1-1-1。
二、地形地貌本区北面为丘陵和凫山中低山区,区内大部分为湖区,地面标高+30.14~36.35m,湖底标高约32m。
地势为东高西低。
井田东侧中部有一条北沙河,河水自东北流向西南至昭阳湖,属季节性河流。
井田大部分面积位于湖水区,湖面辽阔,常年积水,最高洪水位+36.48m,沿湖筑有堤坝,湖堤顶标高+37.19~39.89m,堤坝宽2~5m。
近十年水位偏低,丰水期水位标高+34.04~35.25m。
三、气象及地震1、气象本区为温带半湿润季风区,属海洋与大陆间过渡性气候,四季分明。
年平均气温约为13.5℃。
降雨多集中7、8月份,年平均降水量768.3mm。
本区四季风向变化较大,春、夏、秋三季以东南风为主,冬季北风、西北风较多。
4月份和夏季大风较多,历年最大风速29m/s(1969年7月22日)。
2、自然地震根据中华人民共和国国家标准GB50011-2001《建筑抗震设计规范》。
本井田抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.10g (山东省第一组)。
四、周围其它煤矿开发情况新源井附近已建矿井有武所屯、休城、徐庄、赵坡、留庄、级索、王晁、北徐楼、滨湖和锦丘等10对地方、国有煤矿(详见图1—2 周边矿井分布示意图)。
东邻枣庄市台儿庄区王晁煤矿、北邻枣庄矿业(集团)有限责任公司滨湖煤矿,西和南为新安煤矿南井。
新源井与四邻间边界皆为人为划定。
其中王晁煤矿为年产量0.3Mt/a滨湖煤矿为年产量1.20Mt/a,新安煤矿为年产量3.00 Mt/a。
这些矿井的建设和生产为本井田的建设提供了丰富的经验。
五、矿井建设条件1、水源本区水源可靠,水量丰富,可供矿井选择的有第四系的冲击层的砂岩水和奥灰水。
2、电源本矿井的电源可引自井田东部和北部的十里泉、大邬、杜庙变电所几新建成的留庄变电所,矿井电源落实可靠。
3、建设材料矿井建设所需要的主要建筑材料除钢材、木材及部分水泥需外地采购外,其余砖、瓦、土、石等均可由当地解决。
第二节井田地质特征一、井田境界、尺寸及面积本井田东起37和41勘探线,西至57勘探线与湖西矿井为界,北起大刘庄断层,南至F45-14断层及45-14、47-8、50-5、51-11钻孔连线和f54-9断层与新安煤矿为界。
新源井口地理坐标为东经116°54′31″,北纬35°01′35″。
井田东西长约8-9km,南北宽约7-9.5km,面积约54km2,其中湖区面积约占井田面积的87%。
二、地层及主要特点本区为全隐蔽的华山型石炭、二迭系煤田。
地层自上而下为第四系、上侏罗统蒙阴组、下二迭统石盒子组和山西组、上石炭统太原组、中石炭统本溪组、中、下奥陶统地层。
含煤地层为上石炭统太原组和下二迭统山西组。
其中第四系遍布全区,厚度86.70~156.55m,平均122.23m,该层由东向西逐渐增厚,于下伏地层不整合接触。
上侏罗统蒙阴组最大残厚863.37m,平均256.15m,与下伏地层呈角度不整合接触,下二迭统石盒子组最大残厚86.10m,平均35.29m,与下伏地层山西组呈整合接触。
下二迭山西组正常厚51.85~81.10m,平均65.98m,含煤3层(2、3(3上)、3下),3煤层厚度大,储量丰富,为本区主要煤层。
本组整合于太原组之上。
上石炭统太原组厚33.45m~193.50m,平均170.34m,含煤20层,大部分可采2层(1216煤层),局部可采1层(14煤层)。
含灰岩14层,其中三、五、下、八、九、十灰厚度稳定,分布普通,可做本组主要标志层,该层整合于本溪组之上,本溪组厚度51.35~19.85m,平均30.77m。
与下伏奥陶系石炭岩呈假整合接触,奥陶系中、下统最大残厚204.7m,总厚可达741m。
奥陶系灰岩为区内强岩溶裂隙含水层。
三、可采煤层特征及可采储量1、可采煤层特征本区含煤地层为二迭系下统山西组和石炭系上统太原组,共含煤23层,其中大部面积可采3(3上)、3下、12下、16共十层,平均总厚17.96m。
3(3上)煤层最厚,最大最度10.54m,平均厚8.42m。
全区分布12煤,大部可采,平均厚度1.33m;局部可采煤层为14煤层。
可采煤层特征见表1-2-2。
可采煤层特征表表1-2-12、储量计算1、本区煤层以气煤为主,兼有气肥煤,属于炼焦配煤,煤层倾角一般小于15度,依据规范规定,煤层的最低可采厚度伪0.7m。
灰份不大于40%。
2、采用地质块段法和煤层伪厚及水平面积直接在煤层底板等高线图上计算煤层储量。
煤层块段平均厚度,采用块段内和邻近控制点的见煤点煤厚,以算术平均数求得。
储量计算厚度:夹石厚度不大于0.05m时,与煤分层合并计算,复杂结构煤层的夹石总厚度不超过每分层厚度的50%时,以各煤分层总厚度作为储量计算厚度。
按照断层落差大小,两侧各留设一定水平宽度的安全煤柱,落差不小于100m的断层两侧各留设100m的断层煤柱;落差在≥50~<100m 的断层两侧各留设50m的断层煤柱;落差在≥30~<50m的断层两侧各留设30m的断层煤柱;落差小于30m的断层上组煤不留设煤柱;落差≥10~<30m的断层下组煤留设20m的断层煤柱;落差<10m的断层不留设断层煤柱。
煤的视密度为3上煤1.36,3下煤1.35,12下煤1.33,14煤1.32,16煤1.30。
3上煤地质储量为8909万t, 3下煤地质储量为1829万t, 12下煤地质储量为5395万t, 14煤地质储量为1005万t, 16煤地质储量为8072万t。
3、设计储量(1)井田南部及东部留50m井田煤柱。
(2)本井田大部分位于湖区,进有马口庄台一个村庄在井田开采初期压煤。
(3)防水煤柱问题根据地质报告,本井田开采3煤时,上侏罗统含水层为3煤层直接充水含水层之一。
矿井设计储量计算表1-2-24、可采储量(1)工业场地、井筒留设保护煤柱,对较大的村庄留设保护煤柱,对零星分布的村庄不留设保护煤柱;(2)各类保护煤柱按垂直断面法或垂线法确定。
用岩层移动角确定工业场地、村庄煤柱。
岩层移动角为β63°、γ70°、δ70°,表土层移动角为45°;(3)大巷煤柱宽度3上60m,3下50m。
(4)开采损失3上按照25%,3下按照20%计算损失量。
矿井可采储量计算表1-2-3四、地质构造本井田位于滕县背斜中西部,为向北西倾斜的单斜构造,并伴有宽缓的短轴褶曲。
由于受凫山、孙氏店、峄山等区域性断层的控制,区内次级构造以北东向为主,次为近南北向和西北向断层,早期褶曲为北东向,并伴有北东向逆断层,后受燕山晚期构造运动影响,后期南北向断裂对前期北东向构造进行改造,将其复合、错断、同时产生了少量北西断层,全区属构造中等井田。
见井田构造视意图1-2-1。
1、主要褶皱有47-6向斜和49-9向斜。
2、断层本区内有45条断层,其中落差≥100m的2条,≥50m的4条,≥30~50m的7条,≥10m~<30m的14条,<10m的18条。
详见区内断层一览表(表1-2-1)。
断层分布详见井田构造示意图1-2-1。
3、岩浆岩井田内有8个钻孔见岩浆岩,入侵太原组及蒙阴组之中,对16煤层及煤质有轻微的影响。
主要分布于井田的东北部(37~39勘察线间)及西南部(57~3孔处),呈脉状侵入在大刘庄断层的上盘附近。
除37-15、67-5孔16煤层、38-11孔14煤层,因受其影响变质为天然焦和38-10孔9煤被吞蚀外,其余均未受影响。
本井田只有57-3孔在侏罗系中也发现岩浆岩,厚27.2m,但其在3煤层露头以外,对3煤没有影响。
岩浆岩呈灰黑色、致密块状、坚硬、具气孔、杏仁状构造。
基质矿物主要由白色辉石组成,辉石呈柱状次为橄榄石,橄榄石具蛇纹石化及绿泥石化。
岩浆岩的入侵年代大致相当于燕山晚期。
主要断层特征表表1-2-4五、水文地质1、含水层根据本井田含水层的水文地质条件,3煤层开采的直接充水含水层为浅部第四系下组砂砾层,上侏罗统一段砂砾岩,3煤层顶底板砂岩,12下煤层开采的直接充水含水层为五~九灰间的薄层灰岩及砂岩;16煤层直接充水含水层为十下灰岩,深部构造和奥灰水影响。
因些,本井田水文地质类型山西组3煤层为裂隙岩溶类中等型;12下煤层为裂隙岩溶类简单型;16煤层为裂隙岩溶中等型。
区内主要含水层自上而下为第四系上、下段砂砾岩;侏罗系第一、第二段砂砾岩层;二迭系山西组3(3上、3下)煤层顶底板砂岩层;石炭系太原组第三、五、八、九、十层石灰岩;本溪组十四灰;奥陶系石灰岩。
2、隔水层(1)第四系中部隔水层段厚度19.0~54.5m,平均36.7m。
主要由粘土、砂质粘土、粘土砂质砂组成,夹薄层砂层。
粘土含量高,可塑性强,且广布全区,一般含粘土1~7层,累厚0~38.65m,平均8.70m,是稳定的隔水层段。
经42-16钻孔(上组)与42-12钻孔(下组)抽水试验证实,第四系上下组水无水力联系,静水位差8.62m,43-21钻孔位于湖滨,地面高出湖面不足1m,而第四系水位埋深达25.47m。
因而中组有效地阻止了大气降水、地表土、上组潜水与下部含水层水力联系。
由于中组隔水层的存在,下组砂层不连续,湖水与下部基岩含水层无直接联系,因而对煤层开采无影响,沿湖的徐庄(大屯)、崔庄矿的开采亦证明湖水对煤层开采无直接影响。
(2)、上侏罗统三段粉灰岩相对隔水层揭露最大残厚863.37m。
该段含水极弱,可视为相对隔水层段。
抽水试验时常在粉砂岩中止水,据管内外水位观测,止水效果良好,水位差较大,也证明了其隔水性。
(3)、16煤层至奥灰层段隔水层由于太原组下部和本溪组组成,16煤层至奥灰正常间距41.97~73.30m,平均53.94m,由泥岩、粘土岩、石灰岩及煤组成,实验证明粘土岩和泥岩隔水司长较好,据计算该层抗压强度加权平均值为51.01~108.94Mpa,整体强度较高,因此在正常情况下,因厚度较大,强度较高,可以阻止奥灰底鼓突水。
但在深部水压增大或受构造影响强度减弱、间距变小处,要加强防范奥灰水。
3、断层的导水富水性根据65个揭露断点的钻孔统计,泥浆消耗量为0.02~0.27m3/h,与上、下盘正常层位相比,消耗量略有增加,这从一个侧面反映了断层带不富水的特征。