艾友矿矿井概述及井田地质特征.doc

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1、1 矿井概述及井田地质特征1.1矿井概述1.1.1 交通地理位置 1、艾友煤矿立井井田位于阜新煤田南部，处于阜新矿务局东梁矿和清河门矿之间，距阜新市区30公里，行政隶属于清河门区及伊吗图镇管辖。2、井田地理坐标：东经 1212512130北伟4145 4150井田边界，东界：北自山嘴子，向南经二道河子、八家子至清河门二井住宅一线，西界：北起原艾友矿三井向南沿阜新义县公路经高家瓦房，与清河门立井600水平线相交，北界：西起192号钻孔，东到132号钻孔，南界：止于纬距25000一线。阜新矿区交通颇为方便，新义线铁路从井田中部通过，阜新至锦州公路经由艾友矿的吕家店，艾友煤矿矿山专用铁路线在艾友乘降

2、所铁路大桥车头与国铁接轨。1.1.2 地形地貌 按地形形态可分为平原区及丘陵区，井田内以路为界以北丘陵起伏，海拔在泉水130180之间，铁路以南地形平缓， 海拔在110130之间为平原区。井田上覆区内有五个报废矿井（即一、二、三、四井及东露天）。三个生产矿井（即伊马矿、乌龙矿、汤头河小露天）。上述斜井及露天均开采阜新组煤层，井田中部和东部还有阜新县伊马图镇艾友村、七家子村、清河门区吴家窑村小井多处，均开采阜新组煤层。1.1.3 河流、湖泊、地表水系 井田内有汤头河自西北向东南流经井中部，井田北部有伊马图河自西流向东南，上述两条河流均季节性河流，河流浅平，与两岸相差0.5.米，在洪水期流量突增，

3、有时溢出河床，汤头河与本井田地下水无明显水力联系。1.1.4 气象及地震情况阜新地区气候主要受西伯利亚蒙古气流控制，属典型大陆性气候。特点是温差显著，夏沙较大，东、春季多西南风。历年平均风速1.93.7米/秒。最高可达11.3米/秒。据1980年及1981年气象资料，无霜期分别为146天和143天，冻土层深度1.18米。历年最大冻土层深度为1.4米。据阜新地区8083年气象台观测，年最低温度在1、2、11、12月为11.9度。年降水量最大在6、7月为74.5139.7mm，降水量最小为1、2、11、12月为0.211.0mm，最小蒸发量为1、12月为17.424.2mm。根据阜新市地震局提供资

4、料，阜新市境内自1976年有记录以来共发生2级地震16次，从平面图所显示的规律，在井田外围地区以国华公社白长门、福星地、大五家子、红帽子形成新月形1级左右的地震带。季白天与夜间温差1012度，一年中冷得早，暖得晚。全年降水量小，蒸发量大风。1.1.5 设计开发历史 艾友煤矿立井由长春煤矿设计院设计，初步设计于1988年7月提交，经东煤计字（1988）第884号文批准。设计依据为1983年107队提交的艾友立井精查（最终）地质报告，最终优化设计于1997年10月完成，经煤基字1997第501号文批准。矿井设计生产能力90万吨/年，服务年限51.7年。2009年核定生产能力220万吨/年。矿井开拓

5、方式为立井单一水平上、下山开采，设计主、副、风三个竖井，生产水平为600米标高，回风水平为350米标高，设计划分为七个采区，即101107区，投产首采区为101区。1.1.6 矿井电力供应矿井地面设变电所，主接线采用全桥形接线，一次进线电源为双回路，分别取自东梁一次变电所为LGJ1504.1km和T接于梁清线为LGJ1201.7km。矿变电所一次电压等级66KV。引入井下中央变电所的入井电缆选用四回ZQD4-3120mm、额定电压6KV电力电缆。沿副井井筒引至中央变电所不同母线段上，当一条电缆出现故障时，其余电缆能够承担井下全部用电负荷。中央变电所的电源进线设在隔爆型高压真空配电装置，控制高压

6、母线，采用单母线分段，并设分段联络开关。艾友矿井下供电能力为12678.81KVA，正常电负荷量为9816.14KVA，最大电负荷量为11213.84KVA。 1.2 井田地质构造1.2.1 区域地质特征 本井田位于新华夏系构造，清河门艾友背斜的北段，井田内总体构造形态为一短轴背斜。背斜轴走向为N58E，向北东倾伏，呈舒缓状。由于被北东向三条大断层（F18、F15、F11）的切割改造，形成中间下陷，东西两侧抬起的地堑构造。下陷地带为背斜轴部，故轴向不显。F18断层以东为单斜，自北向南煤层走向由N20W变为南北走向，局部达到S65W，倾向东，倾角一般在10-15。F11号断层以西为单斜，煤层呈北

7、东走向，向北西倾斜，倾角一般为58。断层： 井田有断层14条断层，以近东北走向的F18、F15、F11和其派生的F18、F15、 F11断层为主，还有FA、FB1、FB2、FB3、F26、FC1、FC2、FC3号断层，断层产状及控制情况见表断层产状及控制情况一览表断层编号产 状落 差（米）断 层性 质控制长 度（米）控 制程 度走向 （方位角）倾向倾角F181624NW5964220300正7000可靠F11NNESEE4060100240正2100可靠F15NESE6070030正820可靠F18NENW45650110正3110可靠F1120SE4060100正1200较可靠F1523SE

8、487040正1100较可靠FA5E5008正440可靠FB180SW4856021.5正900可靠FB2110NE4508正250可靠FB390110SW56024正700可靠F2680NE45014正900可靠FC18095SW4708正500可靠FC22040SE424709正250可靠FC330NW45010正200可靠岩浆岩：本井田内通过钻探工程控制，确定内共有12条岩墙，均为近东西向高角度辉绿岩墙，岩墙两侧有一定程度的变焦，对煤层开采有一定的影响，产状及控制情况见表矿井火成岩墙产状一览表岩墙名称走向（方位角）倾向倾角厚度（米）控制程度082901.1可靠195SW80880.82.

9、0可靠188SW906.0可靠275SE75880.88可靠275SE75880.52可靠4110SW8005米可靠595SE800.91.9可靠67693S800.41.1可靠68091SE883.0米可靠860SE8508.0较可靠985SE852-10较可靠10104SE852-10较可靠岩墙名称走向（方位角）倾向倾角厚度（米）控制程度082901.1可靠195SW80880.82.0可靠188SW906.0可靠275SE75880.88可靠275SE75880.52可靠4110SW8005米可靠595SE800.91.9可靠67693S800.41.1可靠68091SE883.0米可靠

10、860SE8508.0较可靠985SE852-10较可靠10104SE852-10较可靠1.2.2 地层特征井田内地层层序由老至新分为：上侏罗统沙海组（J3S）、阜新组（J3F）及下白垩统孙家湾组（K1S）。沙海组本组地层在井田内由老至新分为四段一段：红色砂砾岩段（J3S1）本段由红色、赤红色及灰绿等杂色厚层状砂砾岩、砾岩及泥岩组成。上部砾岩比例小，中下部以砾岩为主，砾岩磨圆中等，成分复杂，有石英岩、安山岩、粗面岩、伟晶岩、斑岩、灰绿岩、片麻岩等，多具反韵律结构二段：砂砾岩段（J3S2） 本段以灰白色、黄色中砾岩、粗砂岩为主，夹薄层泥岩、粉砂岩、碳泥岩和不可采煤层，砾岩成分以石英岩为主，其次有

11、安山岩、粗面岩等，在细性岩层中常见斜层理及侵蚀面。砾岩胶结致密、坚硬，分布均匀，磨圆度好。三段：含煤段（J3S）本段是沙海组的主要含煤段，岩性为灰色、灰黑色的泥岩、炭泥岩、煤层和灰白色的粉砂岩、砂岩，局部夹薄层砾岩。本段以塔子沟河为界，向南渐变薄至80-100米，向北渐变厚至160-260米本段含煤层20余层，可采层15层，主要可采层4、5、6、7、10、11层，可采层总厚20余米，以第五勘探线为界，其南北各为一个沉积中心而煤层亦各形成一个聚煤较厚区。从剖面分析本井田在成煤明显可分为四期，12-13煤层沉积为一期，11-8煤层沉积为二期，73、71煤层沉积为三期，6-4煤层沉积为四期，3-1煤

12、层为后期局部沉积煤层，其各成煤期间均沉积有粗砂体（包括薄层砂砾岩层）。在井田东北局部其8-11煤层和12-13煤层间砂体尤为明显，以此分析沙海组的含煤地层形成于湖盆稳定扩张时期，此期的聚煤作用是受冲积扇、扇三角洲和湖泊联合控制下所形成的湖滨平原沼泽进行，聚煤区顺盆地长轴呈带状展布。四段：泥岩段（J3S4）本段在井田内据岩性可分为上、中、下三部分：上部：中厚层、薄层灰色泥质粉沙岩、细纱岩互层夹粗砂岩、含泥砾岩。在顶部粒度垂向变化呈反韵律，逐渐过度为阜新组底部砾岩。岩层富含软体动物化石，有植物碎片和炭屑，具波状和缓斜层理及水平纹理。中部：深灰色砂质泥岩、深灰色泥岩为主，偶夹粉砂岩和细砂岩互层，灰白

13、色钙质中砂岩和细砂岩，含动物化石介形虫和少量瓣鳃类、鱼鳞化石，含有菱铁矿结核和泥灰岩薄层和炭屑，具水平纹理。下部：深灰色泥岩，自上而下夹中厚-薄层粉砂岩、细砂岩和中砂岩多层。底为粗砂岩与砂岩互层和三段煤层呈过度关系。在泥岩层中含有钙质和菱铁矿薄层；含软体动物和鱼鳞化石；-介形虫化石在中间部位普遍存在。粉沙岩、细砂岩中具有水平状和波状层理。（二）阜新组。在井田内阜新组可分为三段，其总厚度在300700米左右1、下含煤段本段岩性以砂岩为主，夹泥岩、粉砂岩和砾岩，砂岩成分为石英，长石碎屑及岩屑，分选差，胶结物为钙质。颗粒均为半棱角状或棱角状。泥岩中夹植物炭屑。含煤14层，其中可采层4个层（12）（2

14、2）（23）（3）下含煤段厚度200250米。2、中含煤段：本段岩性为各种粒级的砂岩，具斜层理和波状层理，且河床相底砾岩，层位稳定，砾岩以花岗岩片麻岩、砾石为主，粒度大小不一，磨园度不好，均为半棱角状或棱角状。胶结物为钙质含薄煤层5层、煤质差，含煤段厚度150170米。3、上含煤段本段岩性主要由粗碎屑组成。碎屑成分复杂，多以石英，长石为主，砂岩中常含云母碎片。分选和滚圆度均差、胶结疏松，粉砂岩常具有微波壮层理，层理面有炭化植物碎片。泥岩富含植物化石碎片含煤10层，往深部逐渐变薄尖灭，含煤段厚度130180米。（三）、孙家湾组岩性以黄色、黄白色砾岩为主，下部为紫色，灰绿色的粉砂岩及细砂岩，砾岩胶

15、结疏松。砾石以花岗岩为主，其次有石英岩等，砾石滚圆差，分选不好。地层走向NE倾向SE，倾角1015，主要分布井田以北的娘娘庙、二道河子、干沟子一带。该组地层在井田区仅零星出露。厚度在50米左右。井田内沙海组地层与邻近清河门立井从连续勘探剖面以岩层、煤层厚度、间距、化石面貌组合、岩性特征对比完全相当，浅部阜新组的煤层与清河门1、2井煤层也完全相当，含煤层组对比可靠。1.2.3 地质构造 本区位于阜新盆地西南部。地形北高南低，北部为低缓丘陵，南部为堆积平原。堆积平原区地势低平。第四系堆积物较厚，地形坡度1-2，由河床、漫滩及两侧阶地组成。丘陵区标高在120米以上，由馒头状、长梁状低缓丘陵及谷地组成

16、。其形态波状起伏，高差10-30米。由东北向西南倾斜，植土较薄，多冲沟。另外，本区内有多年开采小煤窑若干。1.2.4 综合柱状图图1-1综合柱状图1.2.5 水文地质 本区内水系主要为汤头河，在井田南3KM处入细河。河床弯曲，河水受大气降水控制。一九三0年最高洪水位标高在115.59-136.5m，水位超过河床宽达800m。在吕家店桥以北上游段，有阜新市截河水源两处（市1号、2号水源）。下游常年有水，并有艾友矿井水汇入，水质渐变污染。2、含、隔水层赋存特征井田水文地质条件受地形、岩性、含水层部位，深度等及地表水、大气降水控制。各含隔水层（段）含水性及赋存特征如下：（1）、第四系砂砾石含水层该层

17、遍布冲积平原区表部，埋藏深度2.24.8米，最深6.05米，砂砾石含水层厚度0.3-2.35米，最厚2.7米。是本井田松散岩层主要含水层，直接覆于侏罗系煤层之上。（2）阜新组顶部风化裂隙含水层（段）在该区全区发育，深度不等，强风化带深度一般在20米上部。岩芯破碎，砂岩孔隙明显，富水性强，往下风化程度逐渐减弱，富水性变弱。（3）阜新组上部砂砾岩孔隙裂隙含水层（段）该层为艾友斜井直接充水层，厚12.023.0m，据67-40号孔、67-61号孔抽水试验，单位涌水量q=0.00107-0.00172l/sm，渗透系数K=0.00522m/d透水性弱。（4）阜新组下部砂砾岩含水层该层在沙海组四段之上，

18、主要岩石为白色砂岩、沙砾岩。胶结松散，厚层状，厚约2229米。该层由于构造作用，裂隙发育。钻探中易于漏水。建井过程中该层揭露时发生出水，主井井筒、风井井筒揭露该层时发生突水，水量达50.88 m3/h。(5)沙海组沙砾岩含水层（段）该层为沙海组煤层直接充水含水层，该层顶部为砂岩、沙砾岩含水层。主要岩性为灰白色砂岩、砂砾岩。部分胶结松散，局部有裂隙，一般厚度1020m，最大厚29m，主要分布于井田东部。(6)断层裂隙含水带本井田位于清河门短轴背斜的北东向延展部位，存在北东一南西断层，落差250-350米。伴随断层产生构造裂隙带，这些裂隙带是地下水良好通路，经勘探资料，裂隙宽达1-4.5米。在阜新

19、组尤为发育。建井过程中-350大巷揭露F18时见出水点及淋水区。由于沙海组四段为厚层泥岩层，故裂隙发育程度较阜新组弱，导水性也较弱。局部地段和部分的裂隙发育程度、导水性能不同。（7）火成岩裂隙含水带本区火成岩为辉绿岩墙产出，方向近东西倾向南东，长度3000-4000m,宽度5-7m。部分岩墙裂隙发育，在浅部裂隙充填较差。主井-600大巷遇火成岩均有出水现象。且发生过突水现象，突水初期水量大75 m3/h。据勘探和井下所见，火成岩裂隙均沟通阜新组含水层，第四系水和地表水。3、隔水层发育特征 第四系含水层直接覆于阜新组风化带之上无明显隔水层。阜新组隔水层由灰绿色泥岩、粉砂岩组成。薄层状，沉积不稳定

20、。由于构造作用，隔水条件不好。沙海组隔水层主要为沙海组泥岩段。一般厚度200-300米，岩性多为黑色泥岩、粉砂岩。局部夹粗砂岩、沙砾岩。泥岩段基本起到隔水作用，但局部由于砂砾岩影响或与构造裂隙带接触，沟通上部裂隙水，导致局部有涌水现象。1.2.6 地质勘探 艾友井田在普查、详查阶段共施工了100个钻孔，其工程量为55344.86m。截止2004年末，生产补充勘探阶段共施工了64个钻孔，其工程量为40152.7m。勘探工程总量为95497.56m。 艾友井田自1957年开始勘探，经过普查、详查、精查到生产补充勘探，持续的时间较长。在此期间，由于设备的更新、技术的发展，资料的研究工作也在逐步深入。

21、因此，各勘探阶段所施工的钻孔质量也有所不同。 总的看来精查阶段好于普、详查阶段；生产补充勘探阶段好于精查阶段。但在精查阶段没有达到规定的标准，只能相当于同种勘探类型的详查阶段或稍高些。 本次报告未重新进行钻孔综合质量评级工作， 可采煤层质量综合评级结果沿用了1994年艾友矿生产地质报告的成果，对于精查阶段以前施工的钻孔只对可采煤层进行了综合评级，而补充勘探阶段的64个钻孔，不但对可采煤层进行了综合评级，而且进行了全孔评级。 随着采掘生产实践及生产补充勘探工作的不断进行，生产实见及钻孔所揭露的地质资料不断增多；尤其是三维地震勘探工作的进行，使矿井南部区域的构造有了很大变化。截止2004年末，艾友

22、井田范围内共施工地质钻孔164个，总工程量为95497.56m，井下实掘巷道为m。在井下实掘巷道中， 除硐室及小型联络道没作地质素描外，绝大多数的巷道均进行了素描工作，素描率在95以上，由此获得了大量的地质资料。和1994年矿井地质报告相比，部分地质情况出入较大。集中表现在以下几个方面：1、断裂构造的形态在井田南部和北部区域都有很大变化；2、对井田南部的火成岩缺乏足够的认识；3、对小断层的分析认识不足；4、对煤层的同沉积现象缺乏深入的了解；5、在实践中发现有的构造需重新核实；6、随着综采技术的提高,对储量块段的划分需重新进行。1.2.7 煤层特征已15煤为低灰、低硫、低磷，可选性及结焦性均好的

23、高发热量焦煤，属优质主焦煤（JM）。全井田范围普遍可采,主要以粉末状及碎块状为主，煤层较硬。煤层中镜煤条带、亮煤条带较多，煤岩类型为半光亮型。详见已15煤质工业分析表。表1.2 煤层煤质工业分析结果表煤层名称已15水份mad%0.49-1.24%，平均0.82%。灰份ad%10.32-14.45%，平均12.42%。硫份st%0.28-0.46%，平均0.38%。磷份pd%0.004-0.031%，平均值为0.018%。挥发份v%25.38-26.45%，平均25.92%。发热量mj/kg%27.21-30.14MJ/Kg，平均27.63MJ/Kg。粘结性和结性己组煤层结焦指数6-7，粘结指数

24、大于85。图1.1.3 煤的围岩性质1.煤的含瓦斯性瓦斯：矿井瓦斯绝对涌出量为60m/min，相对涌出量为15.1 m/t,根据瓦斯的储集特点、瓦斯含量、瓦斯涌出量，鉴定该矿井为高瓦斯矿井。1.2.8 瓦斯、煤尘、煤的自燃 1.瓦斯：矿井瓦斯绝对涌出量为60m/min，相对涌出量为15.1 m/t,根据瓦斯的储集特点、瓦斯含量、瓦斯涌出量，鉴定该矿井为高瓦斯矿井。2.煤尘的爆炸性 影响煤尘爆炸的主要因素是煤中的挥发分产率，煤的挥发分愈高，煤尘爆炸的危险性愈大，煤尘爆炸指数为24.19-29.92%，属有煤尘爆炸危险矿井。3.煤的自然发火倾向自燃：艾友矿开采煤层属于自燃发火煤层，各煤层均具有自燃发火危险性，而且自燃发火期为4-6个月。