本井田位于该单斜构造之西部,井田呈一宽缓的山斜构造,轴向东西,向东缓缓倾伏,两翼基本对称,南翼倾角4°7°,北翼稍陡倾角8°°度,井田断裂构造不发育,目前尚未发现有断层存在,构造简单为一类。地层平均总厚130.12米。
三、水文地质
(一)区域水文地质概况
根据区域资料本区所处位置属口泉河流域补给径流带,区域内主要河流为甘河,其发源于山阴县北绵山东泉岭,向南流经口泉、南郊、甘河等到河南入黄河,全长300多公里,流域面积省境内890 m2。
1、奥陶系中统上马家沟组碳酸盐岩裂隙岩溶含水层 下庄普查共施工奥灰延深孔3个,其延深深度分别为6号孔161.46米,9号孔64.48米,10号孔15.02米,其中6号孔揭穿上马家沟组全部,其岩性主要为石灰岩、泥灰岩、白云质灰岩,具裂隙,但大都被方解石脉或石膏充填,含水层不大。钻孔消耗量最大为1.00 m3/小时,一般为0.500.8 m3/小时。此外,9号、10号钻孔为涌水孔,9号孔从35.30米开始涌水,10号孔从122.32米开始涌水,两孔直至孔底,一直涌水。因未对奥灰岩岩溶水进行抽水试验,故难对奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层含水性做出准确评价。井田内6 号孔奥灰岩进尺161.46米,通过岩芯鉴定,此段岩溶裂隙不发育,含水较弱。因此要准确判定该井田奥灰岩岩溶裂隙含水层含水性须对奥灰地层进一步揭露,并进行抽水试验。
2、石炭系中统本溪组隔水岩层
本组以灰色、深灰色铝土质泥岩、泥岩及砂质岩为主,致密块状,局部有不稳定定的石灰岩、细砂岩,裂隙不发育。层厚13.225.3米,平均20.41米,属于柔性岩石,水渗透能力很差,为良好的隔水层。
3、石炭系上统太原组K2、K3、K4石灰岩裂隙岩溶含
水层:三层灰岩在区内广泛分布,K2灰岩层厚6.5713.07米,平均厚度9.62 米,为9号煤的直接顶板,裂隙较发育,消耗量为0.050.20 m3/时。
K3灰岩层厚4.106.85米,平均厚度5.88 米,岩性为深灰色石灰岩,裂隙较发育,消耗量为0.050.10 m3/时。
K4灰岩层厚2.304.57米,平均厚度3.64米,岩性为深灰色石灰岩,裂隙发育,消耗量为0.100.50 m3/时。
4、二迭系下统山西组及下石盒于组K8砂岩裂隙含水层,该组砂岩区内分布广泛,山西组砂岩层厚4.5810.74米,平均厚度7.04米,裂隙不发育,消耗量为0.010.10/时。
K8砂岩层厚l11.4米,平均厚度为5.66米,岩性为中细砂岩,为下石盒于组与山西组的分界标志层,局部有裂隙发育,消耗量为0.020.10 m3/时。
5、二迭系下统下石盒子组上段K9及中部砂岩裂隙含水层组
该组砂岩裂隙不发育,消耗量为:0.01 m3/时。中部中砂岩,层厚5.98米,裂隙较发育,消耗量为0.01 m3/时。
6、二迭系上统上石盒子组K10砂岩裂隙含水层组,K10砂岩厚315.33米,平均9.28米,岩性为中粗砂岩,裂隙不发育,消耗量为0.01 m3/时。
7、二迭系上统上石盒子组K10以上砂岩裂隙含水层组,K10砂岩以上共有4层中粗砂岩,厚度由下而上分别为
8.44 米、2.43米、6.50米、2.65米,裂隙不发育,消耗量为0.010.02 m3/时。
8、第四系冲洪积孔隙含水层
局部分布,以砂砾石为主,层厚010米,一般5米,含水性较差,并随季节和降水的变化而变化。
(二)矿井涌水量预算
我矿现开采1号层,顶板岩性变化不大,含水层基本稳定,井下涌水量为288360m/d。正常涌水量为320m/d,最大涌水量为400m/d。
第三节 煤层特征
(一)煤层
本井田设计的为采1号和2号两层煤:
1号煤层位于山西组上部,上距K8砂岩0.4017.20米,平均6米,下距2号煤层0.2516.63米,平均11.62米左右,煤层厚度3.62.8米,平均3.2米,结构简单,
不含夹矸。
14号煤层位于山西组中部,上距1号煤层0.2516.63米,平均11.62米,下距K2灰岩25米左右,煤层厚1.83.2米,平均3.0米,结构简单,含0-1炭质泥岩夹矸。
(二)煤质
1、物理性质
根据普查勘探资料:区内各可采煤层为黑色、玻璃沥青光泽、粉末状、块状,1号煤层容重为1.36t/m3;2号煤层容重为1.30t/m3。各煤层简述如下:
1号煤层:黑色、半光亮型光亮型、粉末状、粒状、玻璃沥青光泽,内生裂隙发育,性脆易碎。
2号煤层:黑色、半光亮型光亮型、粉末状、粒状、玻璃沥青光泽,内生裂隙发育,性脆易碎。
2、煤的化学性质工艺性及煤类
1号煤层 : 水份[Mad]:原煤0.460.69%,平均0.57%,变化不明显;洗煤0.50.56%,平均0.53%,基本稳定。 灰分[Ad]:原煤9.8213.73%,平均11.77%;洗 6.906.97%,平均6.93%,稳定。属低灰煤。挥发份
[Vdaf]:原煤20.8521.87%,平均21.36%,稳定;洗煤19.8620.49%,平均20.17%,稳定。全硫[Std]:原
煤0.390.5%,平均0.45%,基本稳定;洗煤0.420.5%,平均0.46%,稳定,特低硫。空气干燥基高位发热量[Qgrdaf]:原煤31.74533.232MJ/kg,平均32.488MJ/kg;洗煤33.89634.390MJ/kg,平均34.143MJ/kg,为高发热量煤。灰份成份分析:以二氧化硅(Si02)和三氧化二铝(Al203)为主。其中二氧化硅(Si02)含量42.65%,三氧化二铝(Al203)含量41.41%,另外还有三氧化二铁(Fe203)为8.72%,氧化钙(CaO)为1.32%,氧化镁(MgO)1.74%等。灰熔融性(DT):>1500°C,变形温度较高,属难熔灰份。
2号煤层:水份[Mad]:原煤0.480.76%,平均0.63%,变化不明显;洗煤0.290.58%,平均0.48%,基本稳定。灰分[Ad]:原煤5.5228.60%,平均16.87%;洗 4.697.19%,平均5.94%,基本稳定。挥发份[Vdaf]:原煤20.2822.22%,平均21.37%;洗煤18.6521.49%,平均19.87%,稳定。全硫[Std]:原煤0.34
2.67%,平均1.17%,变化较大;洗煤0.40.6%,平均0.49%。空气干燥基高位发热量[Qgrdaf]:原煤25.03634.144MJ/kg,平均30.254MJ/kg;洗煤33.55735.429MJ/kg,平均34.629MJ/kg,为高发热量煤。灰份成份分析:
以二氧化硅(Si02)和三氧化二铝(Al203)为主。其中二氧化硅(Si02)含量52.77%,三氧化二铝(Al203)含量35.46%,另外还有三氧化二铁(Fe203)为5.13%,氧化钙(CaO)为
1.11%,氧化镁(MgO)1.3%等。灰熔融性(DT):>1500°C,变形温度较高,属难熔灰份。
3、煤类的确定及其依据
1号煤层:洗煤挥发份20.30%,粘结指数91,胶质层厚度Y(mm)8。该煤为焦煤,牌号25,即JM25。
2号煤层:洗煤挥发份18.6521.49%,平均19.87%,粘结指数75--94,平均84,胶质层厚度Y(mm)9.520,平均14.0。该煤为焦煤,牌号15,即JM15。
4、 煤的可选性
井田内可采煤层12号、14号煤为焦煤。现在依据下庄井田普查时煤芯煤样化验精煤回收率作理论分析如下:
1号煤层净煤回收率68.169.2%,平均68.6%,理论净煤回收率级别为良,属易选。
2号煤层净煤回收率44.258.5%,平均50.6%,理论净煤回收率级别为中等,属较易洗选。
5、煤的工业用途评价
1号煤层:原煤灰份9.8213.73%,平均11.77%, - 22 -
原煤全硫0.390.5%,平均0.45%,发热量31.74533.232MJ/kg,平均32.488 MJ/kg。1号煤为特低灰低灰、特低硫高发热量焦煤,可作为炼焦用煤,通过洗选,可以降低灰份,达到特低灰。
2号煤层:原煤灰份5.5228.60%,平均16.87%,原煤全硫0.342.67%,平均1.7%,发热量25.58335.144MJ/kg,平均30.254 MJ/kg。2号煤为特低灰富灰、特低硫富硫高发热量焦煤,通过洗选,可以降低灰份,达到特低灰、特低硫,可作为炼焦用煤。
(三)矿井主要水害及预防措施
矿井充水因素主要为顶板以上砂岩裂隙水及采空区积水向巷道渗漏。由于山西组砂岩含水层在井田范围含水性不强,水量有限,只要正常进行抽排,一般不会发生水害事故。矿井另一个充水因素为邻近生产矿井废弃巷道和采空区积水。今后若靠近边界附近开采时,应详细调查相邻煤矿开采情况和废弃巷道和采空区积水情况,以防巷道相互贯通引发水害影响。
(四)供水水源
井田内水量有限,矿井生产、生活用水均需从附近杏 - 23 -
家庄引入地下水。
四、其他开采技术条件
1、顶底板条件
1号煤其顶板以泥岩为主,局部为砂质泥岩,底板为粉砂岩、砂质泥岩、泥岩,该煤层井田内全部发育、全区可采稳定为一型。
2号煤其顶板为泥岩、砂质泥岩、中砂岩,底板为砂质泥岩,局部为细砂岩,该煤层井田内全部发育、全部可采,稳定为一型。
2、瓦斯、煤尘和煤的自燃
(1)瓦斯
1997年普查勘探时,于9号钻孔采用密封罐取样器采取了2号煤层瓦斯样,并进行了现场解吸和实验室瓦斯含量试验,从现场解吸及分析成果看,井田2号煤层瓦斯含量较高,现场解吸(CH4 + CO2)为3ml/g,实验室瓦斯含量CH4为10.16ml/g,CO2为0.46ml/g。另距本区东北约25公里处云岗煤矿资料,1号煤层瓦斯相对涌出量为4.2 m3/t。