本井田位于該單斜構造之西部,井田呈一寬緩的山斜構造,軸向東西,向東緩緩傾伏,兩翼基本對稱,南翼傾角4°7°,北翼稍陡傾角8°°度,井田斷裂構造不發育,目前尚未發現有斷層存在,構造簡單為一類。地層平均總厚130.12米。
三、水文地質
(一)區域水文地質概況
根據區域資料本區所處位置屬口泉河流域補給徑流帶,區域內主要河流為甘河,其發源于山陰縣北綿山東泉嶺,向南流經口泉、南郊、甘河等到河南入黃河,全長300多公里,流域面積省境內890 m2。
1、奧陶系中統上馬家溝組碳酸鹽巖裂隙巖溶含水層 下莊普查共施工奧灰延深孔3個,其延深深度分別為6號孔161.46米,9號孔64.48米,10號孔15.02米,其中6號孔揭穿上馬家溝組全部,其巖性主要為石灰巖、泥灰巖、白云質灰巖,具裂隙,但大都被方解石脈或石膏充填,含水層不大。鉆孔消耗量最大為1.00 m3/小時,一般為0.500.8 m3/小時。此外,9號、10號鉆孔為涌水孔,9號孔從35.30米開始涌水,10號孔從122.32米開始涌水,兩孔直至孔底,一直涌水。因未對奧灰巖巖溶水進行抽水試驗,故難對奧陶系灰巖巖溶裂隙含水層含水性做出準確評價。井田內6 號孔奧灰巖進尺161.46米,通過巖芯鑒定,此段巖溶裂隙不發育,含水較弱。因此要準確判定該井田奧灰巖巖溶裂隙含水層含水性須對奧灰地層進一步揭露,并進行抽水試驗。
2、石炭系中統本溪組隔水巖層
本組以灰色、深灰色鋁土質泥巖、泥巖及砂質巖為主,致密塊狀,局部有不穩定定的石灰巖、細砂巖,裂隙不發育。層厚13.225.3米,平均20.41米,屬于柔性巖石,水滲透能力很差,為良好的隔水層。
3、石炭系上統太原組K2、K3、K4石灰巖裂隙巖溶含
水層:三層灰巖在區內廣泛分布,K2灰巖層厚6.5713.07米,平均厚度9.62 米,為9號煤的直接頂板,裂隙較發育,消耗量為0.050.20 m3/時。
K3灰巖層厚4.106.85米,平均厚度5.88 米,巖性為深灰色石灰巖,裂隙較發育,消耗量為0.050.10 m3/時。
K4灰巖層厚2.304.57米,平均厚度3.64米,巖性為深灰色石灰巖,裂隙發育,消耗量為0.100.50 m3/時。
4、二迭系下統山西組及下石盒于組K8砂巖裂隙含水層,該組砂巖區內分布廣泛,山西組砂巖層厚4.5810.74米,平均厚度7.04米,裂隙不發育,消耗量為0.010.10/時。
K8砂巖層厚l11.4米,平均厚度為5.66米,巖性為中細砂巖,為下石盒于組與山西組的分界標志層,局部有裂隙發育,消耗量為0.020.10 m3/時。
5、二迭系下統下石盒子組上段K9及中部砂巖裂隙含水層組
該組砂巖裂隙不發育,消耗量為:0.01 m3/時。中部中砂巖,層厚5.98米,裂隙較發育,消耗量為0.01 m3/時。
6、二迭系上統上石盒子組K10砂巖裂隙含水層組,K10砂巖厚315.33米,平均9.28米,巖性為中粗砂巖,裂隙不發育,消耗量為0.01 m3/時。
7、二迭系上統上石盒子組K10以上砂巖裂隙含水層組,K10砂巖以上共有4層中粗砂巖,厚度由下而上分別為
8.44 米、2.43米、6.50米、2.65米,裂隙不發育,消耗量為0.010.02 m3/時。
8、第四系沖洪積孔隙含水層
局部分布,以砂礫石為主,層厚010米,一般5米,含水性較差,并隨季節和降水的變化而變化。
(二)礦井涌水量預算
我礦現開采1號層,頂板巖性變化不大,含水層基本穩定,井下涌水量為288360m/d。正常涌水量為320m/d,最大涌水量為400m/d。
第三節 煤層特征
(一)煤層
本井田設計的為采1號和2號兩層煤:
1號煤層位于山西組上部,上距K8砂巖0.4017.20米,平均6米,下距2號煤層0.2516.63米,平均11.62米左右,煤層厚度3.62.8米,平均3.2米,結構簡單,
不含夾矸。
14號煤層位于山西組中部,上距1號煤層0.2516.63米,平均11.62米,下距K2灰巖25米左右,煤層厚1.83.2米,平均3.0米,結構簡單,含0-1炭質泥巖夾矸。
(二)煤質
1、物理性質
根據普查勘探資料:區內各可采煤層為黑色、玻璃瀝青光澤、粉末狀、塊狀,1號煤層容重為1.36t/m3;2號煤層容重為1.30t/m3。各煤層簡述如下:
1號煤層:黑色、半光亮型光亮型、粉末狀、粒狀、玻璃瀝青光澤,內生裂隙發育,性脆易碎。
2號煤層:黑色、半光亮型光亮型、粉末狀、粒狀、玻璃瀝青光澤,內生裂隙發育,性脆易碎。
2、煤的化學性質工藝性及煤類
1號煤層 : 水份[Mad]:原煤0.460.69%,平均0.57%,變化不明顯;洗煤0.50.56%,平均0.53%,基本穩定。 灰分[Ad]:原煤9.8213.73%,平均11.77%;洗 6.906.97%,平均6.93%,穩定。屬低灰煤。揮發份
[Vdaf]:原煤20.8521.87%,平均21.36%,穩定;洗煤19.8620.49%,平均20.17%,穩定。全硫[Std]:原
煤0.390.5%,平均0.45%,基本穩定;洗煤0.420.5%,平均0.46%,穩定,特低硫?諝飧稍锘呶话l熱量[Qgrdaf]:原煤31.74533.232MJ/kg,平均32.488MJ/kg;洗煤33.89634.390MJ/kg,平均34.143MJ/kg,為高發熱量煤;曳莩煞莘治觯阂远趸(Si02)和三氧化二鋁(Al203)為主。其中二氧化硅(Si02)含量42.65%,三氧化二鋁(Al203)含量41.41%,另外還有三氧化二鐵(Fe203)為8.72%,氧化鈣(CaO)為1.32%,氧化鎂(MgO)1.74%等。灰熔融性(DT):>1500°C,變形溫度較高,屬難熔灰份。
2號煤層:水份[Mad]:原煤0.480.76%,平均0.63%,變化不明顯;洗煤0.290.58%,平均0.48%,基本穩定。灰分[Ad]:原煤5.5228.60%,平均16.87%;洗 4.697.19%,平均5.94%,基本穩定。揮發份[Vdaf]:原煤20.2822.22%,平均21.37%;洗煤18.6521.49%,平均19.87%,穩定。全硫[Std]:原煤0.34
2.67%,平均1.17%,變化較大;洗煤0.40.6%,平均0.49%。空氣干燥基高位發熱量[Qgrdaf]:原煤25.03634.144MJ/kg,平均30.254MJ/kg;洗煤33.55735.429MJ/kg,平均34.629MJ/kg,為高發熱量煤;曳莩煞莘治觯
以二氧化硅(Si02)和三氧化二鋁(Al203)為主。其中二氧化硅(Si02)含量52.77%,三氧化二鋁(Al203)含量35.46%,另外還有三氧化二鐵(Fe203)為5.13%,氧化鈣(CaO)為
1.11%,氧化鎂(MgO)1.3%等。灰熔融性(DT):>1500°C,變形溫度較高,屬難熔灰份。
3、煤類的確定及其依據
1號煤層:洗煤揮發份20.30%,粘結指數91,膠質層厚度Y(mm)8。該煤為焦煤,牌號25,即JM25。
2號煤層:洗煤揮發份18.6521.49%,平均19.87%,粘結指數75--94,平均84,膠質層厚度Y(mm)9.520,平均14.0。該煤為焦煤,牌號15,即JM15。
4、 煤的可選性
井田內可采煤層12號、14號煤為焦煤,F在依據下莊井田普查時煤芯煤樣化驗精煤回收率作理論分析如下:
1號煤層凈煤回收率68.169.2%,平均68.6%,理論凈煤回收率級別為良,屬易選。
2號煤層凈煤回收率44.258.5%,平均50.6%,理論凈煤回收率級別為中等,屬較易洗選。
5、煤的工業用途評價
1號煤層:原煤灰份9.8213.73%,平均11.77%, - 22 -
原煤全硫0.390.5%,平均0.45%,發熱量31.74533.232MJ/kg,平均32.488 MJ/kg。1號煤為特低灰低灰、特低硫高發熱量焦煤,可作為煉焦用煤,通過洗選,可以降低灰份,達到特低灰。
2號煤層:原煤灰份5.5228.60%,平均16.87%,原煤全硫0.342.67%,平均1.7%,發熱量25.58335.144MJ/kg,平均30.254 MJ/kg。2號煤為特低灰富灰、特低硫富硫高發熱量焦煤,通過洗選,可以降低灰份,達到特低灰、特低硫,可作為煉焦用煤。
(三)礦井主要水害及預防措施
礦井充水因素主要為頂板以上砂巖裂隙水及采空區積水向巷道滲漏。由于山西組砂巖含水層在井田范圍含水性不強,水量有限,只要正常進行抽排,一般不會發生水害事故。礦井另一個充水因素為鄰近生產礦井廢棄巷道和采空區積水。今后若靠近邊界附近開采時,應詳細調查相鄰煤礦開采情況和廢棄巷道和采空區積水情況,以防巷道相互貫通引發水害影響。
(四)供水水源
井田內水量有限,礦井生產、生活用水均需從附近杏 - 23 -
家莊引入地下水。
四、其他開采技術條件
1、頂底板條件
1號煤其頂板以泥巖為主,局部為砂質泥巖,底板為粉砂巖、砂質泥巖、泥巖,該煤層井田內全部發育、全區可采穩定為一型。
2號煤其頂板為泥巖、砂質泥巖、中砂巖,底板為砂質泥巖,局部為細砂巖,該煤層井田內全部發育、全部可采,穩定為一型。
2、瓦斯、煤塵和煤的自燃
(1)瓦斯
1997年普查勘探時,于9號鉆孔采用密封罐取樣器采取了2號煤層瓦斯樣,并進行了現場解吸和實驗室瓦斯含量試驗,從現場解吸及分析成果看,井田2號煤層瓦斯含量較高,現場解吸(CH4 + CO2)為3ml/g,實驗室瓦斯含量CH4為10.16ml/g,CO2為0.46ml/g。另距本區東北約25公里處云崗煤礦資料,1號煤層瓦斯相對涌出量為4.2 m3/t。