矿井瓦斯抽采设计与瓦斯利用方案整编 下载本文

地理位置构造位置资中县公民区大井公社大田湾井位座标井口海拨X:3282044.271 Y:18483189.218H:441.728开钻日期完钻日期72.6.11日72.7.17日设计井深完钻井深487.500米482.800米4设计目的层J 煤系地层底部1荣资威穹窿背斜东侧完钻目的层J14煤系地层中部矮炭底板钻 井目 的勘探6J14J1下部硬炭及 顶部高炭煤层地质时代自中侏流井统真厚度(米)假厚度(米)剖面图代纪统层累 计分 层累 计分 层井矿称深层及名岩岩取石芯率级采(%)别75.9%岩 性 描 述 0~2.540米 顶部1.00米为暗紫色风化第四纪泥表土。其下1.20米为黄绿色薄层块状细粒石英砂岩,致密硬,含少量云母细碎片和长石、以硅质作接触式和孔隙式胶结。底部为褐黄色泥质粉砂岩、偶具少量小型泥质充填之裂隙。封孔及孔口标记备 注JJ52 2.540~15.590米15.53013.00015.59013.05064!.960 6.43022.0406.45090.4% 黑灰~灰黑色粉砂质坭岩,为微薄层状坭岩含粉砂和浅灰色硬质细、中砂岩:粉砂质坭岩含云母微细碎片,浅灰白色微细砂质,水平条带较均匀,水平层理较发育,偶具小型纵向及层间裂隙、局部含粉砂较重。下部局部岩芯较破碎。 15.590~22.040米 浅灰色中厚层块状细粒石英砂岩,致密、坚硬、含微量黑色矿物、云母微细碎片,长石和鲜红色细质点,斜层理及微细交错层理较发育,局部含灰、灰录色坭砾,顶部0.53米为中粒长石石英砂岩,较松散、含较多灰黑色坭质、细砾和条带细砾,沿层面为灰黑色坭质充填。上部为硅质胶结,局部微含Ca,下部含Ca,局部为Ca砂岩,多为Ca硅胶结。底部岩芯呈破砾、块状。 22.040~33.880米 上部为灰绿色细砂岩,破碎角砾状和坭质及少量Ca质结核砾石状充填物,下部为灰绿、灰黑色坭岩,为断层坭,可清楚看见岩层陡立,棱角形及破片状,并有砂岩、破碎角砾状及少量Ca质结核砾石状沿断层裂隙充填,并具角胶结孔象。在井深31.00米为断层面。该段漏水、半 小时可漏水238kg。533.76011.80033.88011.8405.25087#8.9905.23039.13040.2@.3001.31040.4401.31065.6%自54.10013.80054.29013.85077.5`.0505.9501.4001.3603.9101.2502.3402.21060.26061.67063.04066.96068.21070.56072.7805.9701.4101.3703.9201.2502.3502.220807094.100?.50?.9?.5% 浅灰白色中厚层状细粒石英砂岩、致密、坚硬、含微量黑色矿物及长石,微细斜及水平层理较发育,局部具少量小型纵、斜向及层间等裂隙。上部为硅质胶结、下部含 Ca,为Ca硅胶结,夹薄层Ca砂岩。顶部0.10米为中粒长石石英砂岩,具断续波状层理,含灰色坭砾,底部岩芯较破碎,并夹0.20米Ca质,次为坭质细砾岩。 39.130~40.440米 灰绿色坭硅质粉砂岩,含少量绿色细坭砾,上部夹有交错状小型裂隙,下部岩芯呈破碎砾石状,底部为Ca质细砾岩。 40.440~54.290米 33.880~39.130米J流561.45062.810266.72067.97070.31072.520 黑灰-灰黑色粉砂质坭岩,含云母微细碎片,多发育砂,坭构成微细水平层理,中夹薄层状坭岩含粉砂,局部含粉砂较重,局部偶含植物叶迹碎片和炭屑,顶部岩芯破碎呈砾石状。 54.290~60.260米 浅灰-浅灰白色中厚层中粒长石石英砂岩,较松散,含黑色矿物和少量云母薄片、具块状,为长石胶结,岩性较均、分选较好,局部具斜层理和少量灰黑色坭质条带细砾、坭砾,尤以底部较富集,以水平间分布居多,夹有少量坭砾团块。 60.260~61.670米 灰绿色坭质粉砂岩,含云母微细碎片,致密、脆。 J4902100.67028.150101.04028.26094.60110 灰绿、紫红色坭岩含粉砂,较硬,普遍含Ca质结核状细砾和少量方解石薄片,Ca质细砾分布不均,局部富集为Ca质细砾岩。 63.040~66.960米 灰绿坭硅质粉砂岩,较硬,含少量黑色矿物和云母细碎片,具微细水平、交错层理,局部偶含少量绿色坭砾和Ca质砾块。 61.670~63.040米120 浅灰白色块状、细砾状Ca质石英中粒砂岩,致密,坚硬,含少量黑色矿物和长石、砾石.以坭质细砾为主,次为Ca质,局部为薄层状细砾岩,并偶含微量分散状细小六方晶体黄化矿。130 66.960~68.210米 68.210~70.560米 灰绿色坭硅质粉砂岩,较硬,含少量黑色矿物和云母薄片,含Ca 、微含Ca,局部为Ca硅质粉砂岩,局部含Ca质细砾和Ca砾块. 70.560米~72.780米 顶部0.20米为浅灰色块状Ca质石英中粒砂岩,其下为浅灰色Ca质石英砂质坭,Ca质细砾岩,间夹角砾岩,局部为细砾状、角砾状Ca质石英中粒砂岩,并含少量黑色矿物。在砾岩之石英砂中,可见微量长石,局部含少量分散状及微块状黄铁矿。下部含Ca成份较高,并夹一薄层灰岩,底部为灰绿、紫红色Ca坭质角砾岩,为坭质和接触式胶结。 72.780米~101.040米 顶部1.68米为紫红、灰绿色坭岩,较纯,质脆易碎,含方解石薄片局部含Ca质结核和小蚌壳化石及介壳碎片、蚌壳化石较完整。 其下为灰、褐灰、深灰色薄层状细、隐晶质石灰岩,中夹灰、灰绿、深灰色坭灰岩和灰绿、紫灰色坭岩,石灰岩质细坚硬,较纯、具纵、横向缝合线构造和裂隙,均以横向分布居多,在裂隙中由绿坭充填、层间为绿坭和细砾充填、局部夹灰质细砾及角砾岩,局部含方解石碎薄片,在中下部局部具少量纵向裂开面。坭灰岩硬 较坚硬,局部含坭质较重,中夹薄层石灰岩,接近底部坭灰岩中含灰质角砾,并夹细砾岩,坭岩较硬、脆,含方解石细脉及薄片,局部含Ca微含Ca,坭岩多分布该段中上部。底部1.270米为灰绿色Ca,坭质细砾岩,含坭质140井157.560161.27056.8903.710158.150161.87057.110. . .. . .. . .. . .1503. . .. . .. . .3.72016064100%很重,为坭质胶结,含Ca微含Ca,越是接近底部含坭质越重,细砾减少。石灰岩,坭灰岩170中局部含少量燧石。 101.040~158.150米 紫红色夹薄层灰绿色坭岩,松软,有剧烈煮沸式涌水现象,一般冒出井口5-10公分,其涌水井深在106米左右。 158.150~161.870米 浅灰白色薄层块状Ca硅质粉砂岩,致密,坚硬,含微细黑色矿物长石和云母微细碎片,具微细水平,交错,褶皱等层理,含少量绿坭细砾,一般细砾被溶蚀呈小孔穴。3180J3186.290189.33023.5203.0403.660186.990190.040193.71023.6103.0503.670190490.5?.3!92.990 161.870~163.380米 上部为坭质粉砂岩,下部为粉砂质坭岩,二者渐变,含Ca微含Ca均为灰绿色,较硬。上部具微细水平层理,含微细黑色矿物和云母细碎片,下部夹坭岩。 163.380~186.990米 暗紫一紫红色坭岩,质松软、中夹薄层状灰绿色粉砂质坭岩及坭质粉砂岩。 186.990~190.040米 暗灰绿、深灰色粉砂质坭岩夹坭质粉砂岩渐变层,含云母微细碎片,较硬、脆,局部微含Ca,局部含粉砂较重,并渐变为坭质粉砂岩、顶部为Ca坭硅质粉砂岩。200210 190.040~193.710米 浅灰色薄层状硅质,Ca硅质粉砂岩互夹层,中夹薄层状,深灰色粉砂质坭岩、均致密、硬、坚硬,含少量微细黑色矿物、长石和云母碎片,二者持发育断续波状,斜向,交错,羽状,褶皱状等层理。沿层面多含云母细碎片和黑色物。在井深190.74米 涌水量有新增大。统JJ2219.45026.460220.27026.560220399%2 193.710~220.270米 暗紫-紫红色坭岩、质松软,中夹灰绿色粉砂质坭及坭质粉砂岩。 220.270~224.110米 顶部为褐灰色石灰岩、含粉砂,越是向下所含粉砂质增多,渐变为Ca硅质粉砂岩,均为块状,致密、坚硬。上部暗绿灰色粉砂质坭岩,含粉砂重,致密硬,接近中部夹一层浅紫色坭岩,质纯,含褐黄、灰绿色斑点和团块。中部为角砾岩,成份以褐灰色灰质为主。次为灰绿色粉砂岩,分布不规则,二者呈混合胶结体,多为次圆状及砾块状,但大小不均(3--0.5公分),其角砾岩底部为褐灰、深灰色石灰岩及坭灰岩。下部灰绿色坭硅质块状粉砂岩,硬,含少量灰质细砾及砾块,但局部较松散。该段石灰岩亦不显著。 224.110~249.180米 暗紫-紫红色坭岩,质较松软,中夹薄层状粉砂质坭岩及灰绿色坭质粉砂岩。 249.180~257.530米 灰绿、绿灯灰色中层状石英细砂岩,夹粉砂岩,至底部为中砂岩渐变为粗砂岩,均致密、硬、较坚硬,含少量黑色矿物和微量长石,上部含较多绿坭砾,为条带状和砾块状,多沿层间和水平向分布,局部集为坭砾岩。中部具不显著斜层理夹斜交层理,并夹粉砂岩。下部渐变为中、粗砂岩,岩性不均,为棱角和次棱角状,含灰色条带状和棱角状坭砾,其长石含量增多。 257.530~269.600米 灰绿夹褐紫色粉砂质坭岩,坭质粉砂岩渐变、致密、较硬、硬、局部夹坭岩含粉砂,中部为坭质粉砂岩,具块状,并夹一薄层浅灰色细粒石英砂岩底部为褐紫色和灰绿色粉砂质坭岩,含砂较重。23012402248.25024.970249.18025.0702503-4256.5708.320257.5308.350260572.20%生罗268.00011.430269.00011.47097.7'0香277.3809.380278.4209.420280395.9%J6287.7801293.270293.520294.820304.560307.2705.4900.2501.3009.7402.710294.370294.620295.930305.710308.4305.5100.2501.3109.7802.72031030010.400288.86010.44029042-33-45496.7??.5?.9?.9Q00% 269.600~278.420米 黑灰-灰黑色坭岩和粉砂质坭岩,上部以坭岩为主夹粉砂质坭岩,坭岩较软,多含粉砂,含植物叶迹和根部化石,并以碎片居多.局部含少量零星炭屑和亮煤屑,顶部局部为黑色坭岩含炭质及较多炭化植物碎片,下部以粉砂质坭岩为主夹坭岩,局部偶含菱化质团块和结核,底部含粉砂很重。 278.420~288.860米 上部为浅绿、灰色含坭质块状石英细砂岩,致密硬,微含黑色矿物和长石,至中部渐变为浅灰色石英中砂岩,较松散,其含坭质和黑色矿物略有增多,二者岩性不均,多为坭硅质胶结。下部为灰色中至粗粒长石石英砂岩,含坭质重,松散、脆、岩性仍不均,含黑色矿物和微量云母细碎片,以坭质胶结为主,次为长石胶结,孔渗性较好,岩芯微具咸味,其灰黑色坭砾多为长条状和砾块状,但分布不规则,并含较多微斜向和水平向脉状煤屑,多呈断续微波式和褶皱式分布,其层间多为薄煤块和矽化木,中夹0.20-0.30米两层灰黑色坭岩和一层砂,坭质和少量煤屑混合物,底部砂岩质纯。 288.860~294.370米 灰黑-黑色粉砂质坭岩,坭岩夹一薄层深灰色坭质粉砂岩,含植物叶迹碎片和少量根部化石,偶含较完整杼羊应叶迹化石,局部含少量零星状亮煤屑和炭屑。坭岩多含粉砂,底部黑色坭岩含菱化植物碎片和微量炭质,较具有滑动构造,粉砂质坭岩含云母微细碎片,局部偶含少量菱化质。 294.370~294.620米 为硬炭岩煤层,附小柱状。 (1)顶板为上述底部黑色坭岩,与煤直接接触。(2)煤0.25米,为半暗--半亮煤,含镜煤可达30%左右,质轻,不染手,上部脆,含炭化植物叶迹碎片,偶含少量黄铁矿结核,断口较平整,质佳,下部致密,较硬、断口平整,质较次。(3)底板为褐灰黑色坭岩,质较纯,较软,含较多炭化植物叶迹碎片和炭化根部化石,含星状亮煤屑。50KG水坭球3米40KG河沙2米0.5米谷草笆架桥井深288米为50KG水泥球3米井深291米为40KG河沙2米井深293米为0.5米谷草坝架桥。320330338.230389.23030.9601.000339.510340.51031.0801.0003405594.9% 9550360溪370380J 294.620~295.930米 上部为上述煤层直接底板之褐灰黑色坭岩,含有矽化炭木,下部为灰黑色粉砂质坭岩,含粉矿较重,较硬,并含云母微细碎片及植物根部化石和少量零星状亮煤屑,与下伏砂岩为突交接触。在井深295.270米采为0.006米泡炭,为半暗煤夹含镜煤,质轻较佳。 295.930~305.710米 灰-浅灰色厚层状含坭质石英细砂岩夹粉砂岩,较致密、硬,含少量黑色矿物,长石和微细云母碎片,为坭质胶结,次为硅质胶结。岩性较均,多为次圆状,含少量炭化植物叶碎片,炭屑多沿层面分布,其下部由炭质条带构成微细斜层理和断续微波式斜层理,底部含较多不规则的断续脉带状亮煤条带。 305.710~308.430米 顶部0.40米为黑色坭岩,含较多炭化植物碎片,局部微含炭质,偶含少量零星亮煤屑,灰黑色粉砂质坭岩,脆,含云母微细碎片和少量炭化植物碎片,偶含亮煤屑和菱铁质,在粉砂质坭岩夹黑色坭岩含粉砂,底部含粉砂较重,较硬,渐变坭质粉砂岩。与下伏地层为小型渐变接触。 308.430~339.510米 浅灰白色厚层状夹中层状,具块状长石质石英中砂岩,中至粗砂岩夹细砂岩,顶部4.50米为细砂岩夹粉砂岩、细砂岩致密硬,中,中至粗砂岩脆,含黑色矿物,微含黑、白云母碎片,多为硅质胶结,孔渗性较好,分选中等,间断具斜层理夹水平层理,局部为水平 薄饼状 ,中下部含不规则亮煤条带及薄煤块,底部含坭砾,岩芯具微咸味,有汽体涌水现象。 339.510~340.510米 褐灰色Ca质粉砂质坭岩,硬,含少量黄Fe质,具有17-20条裂隙,其宽度为0.1-0.4毫米,以横向分布居多,为泥质充填, 340.510~398.650米 浅灰白色中砂岩夹细砂岩,岩性基本同前,细砂岩为Ca质胶结,局部中等发育斜层理及斜交层理,局部含少量泥砾,局部特别发育水平薄饼状,并含不规则亮煤条带及薄煤状,有不大汽体涌水现象,岩芯具微咸味,在井深394米为1.24米灰黑色粉砂、质坭岩。 398.650~410.140米 中上部为深灰、黑灰色粉砂、质坭岩夹灰黑色坭岩及浅灰色粉砂岩,粉砂质坭岩硬,含较多条块状及薄层状粉砂岩,具褶皱、羽毛及斜层理,层理大小不均,局部含植物叶迹碎片极根部化石和少量矽化木枝杆及亮煤条块。下部为粉砂质坭岩及坭岩渐变层,局部含菱Fe质及微含炭质,底部为灰色粉砂质坭岩渐变为绿灰色坭质粉砂岩。 410.140~473.240米53901397.15057.920398.65058.140400588.5@8.60011.450410.14011.490410486.1B0430440450460纪代统471.460472.46062.8601.000470473.240474.24063.1001.0004804-52-384.6% 89H0.9908.530482.800J8.5603-4 93D90100KG水坭球7米井深446.24米为100KG水泥球封顶板7米1500岩芯9.56米井深473.24米岩芯垫底9.56米井深482.8米510图1-2 xxxx煤矿煤ck14实际钻进剖面图

1、xxxx逆断层(F1):

此断层起于矿区南侧黎子沟,断层总体走向为北东10°。向北经暗洞坡、xxxx,至瓦窑坝后走向转为北东80°左右,通过金竹湾至三块石与三块石断层(F2)交合后,沿正北方向延出区外。断层全长6400m,倾向南东,倾角17°左右,断距2~45m。其中xxxx~水竹坡之间断距最大(±45m),上盘大安寨灰岩与下盘凉高山砂岩直接接触;水竹坡~三块石一段,断距一般25m左右;水竹坡附近大安寨灰岩出现倒转现象。

该断层具一定程度的导水性,矿井在II~V勘探线间采煤活动中,发现离断层越近,矿坑涌水量越大,证实该断层在该段导水作用较强。

2、三块石逆掩断层(F2):

断层起于矿区南侧外围吊脚楼附近,走向北西5°,向北经大竹山、乌龟山、桂花水库、巴巴店、水口庙至三块石与Fl断层交合。矿区断层走向长5400m,倾向北东,倾角25~30°,断距10~30m。在三块石断层交会处断距达62m,断层倾角36°。

3、天星桥逆掩断层(F3):

断层起源于矿区南侧双汇塘附近,走向为南东175o,向南经熊家坳、大田湾、糖房、天星桥东侧,直至付家大院延伸出矿区之外,井田长度约4500m。断层倾向北东,倾角35o,断距5~35m,由北向南断距逐渐增大。

区断层均位于矿区东侧边缘附近,对矿山整体布局、开采无直接影响,区主要由近水平的单斜地层组成。

故本区地质构造属较简单~中等复杂程度。 三、煤层特征

矿井开采煤层为中煤组的高炭煤层,高炭煤层位于中煤组项部,距T3xj5底界0~5m,在矿区围,煤层厚0.40~1.30m。区高炭煤层均为复合煤层,一般由三层煤和两层矸石组成。

按煤层本身结构特征,将三个煤分层从上至下命名为天炭、么炭、底炭,根据全区钻孔资料,高炭煤层的基本结构如下:

天炭:为高炭顶部煤层,厚0.07~0.49m,变化较大,但多数为0.2m左右,局部含有薄夹矸。煤质差,灰份重,多为黑色及深黑色,半金属光泽,块状,断口平整,硬度、韧性、比重均较大。

矸石:黑色、褐黑色炭质泥岩、泥岩,含铝土,性硬脆,具贝壳状断口,厚0.06~0.36m,一般厚0.2m左右,分布比较广泛。

幺碳:高炭中部煤层,厚0.11~0.57m,一般厚0.4m左右,为黑色暗煤至半暗型煤,结构较致密,煤质较差,比天炭煤质稍好。

矸石:灰色薄层状泥岩或灰黑色炭质泥岩。夹一至二层灰褐色或黑褐色铝土

质砂岩,沿层理呈线理状分布,结构较致密,性硬,断口粗糙,厚0.01~0.03m。全区围均有分布,比较稳定,是对比高炭煤层的重要依据之一。

底炭:为高炭底部煤层,厚0.01~0.03m,一般0.15m左右,比较稳定,全区均有分布,属半暗及半亮型煤,夹亮煤及镜煤条带,煤质较好,灰份含量低于天炭及么炭。

综上所述,本区高炭煤层具有以下特点:

①虽为复合煤层,但结构稳定,煤层和矸石厚度变化不大,厚度都在1.3m以,均能一次性同时开采。

②煤质从上至下逐渐变优。

③么炭、底炭煤层夹矸均为铝土质砂岩,岩性特殊,薄而稳定,是高炭煤层对比的重要标志。

④高炭煤层位于T3xj4项部,为四段和五段分界的重要标志。

根据矿区详查资料,本区高炭煤层为一个面积仅20多平方公里的透镜体,矿区北西、西面高炭煤层薄化变质,南西面存在一大片无煤或薄化区,矿区东面也存在逐渐变薄的趋势。矿山在历年的开采过程中和地质队的现场调查证实,矿区中部CK3、CK25、CKl0、威22号钻孔一线,存在一个从东西向北东偏转的无煤冲刷带,平面形态呈月牙形,对矿区的资源储量及生产布局产生了极大影响。

第六节 矿井开采技术条件

一、水文地质条件

xxxx煤矿位于盆地中部,地面标高多在+445~+510m之间,地形起伏不大,属浅丘地貌,相对高差一般30~50m。地表无明显的分水岭。

1、矿区围无大型河流,仅在矿区南侧有一条小河存在。该河发育于老鹰岩沟上游,由西向东经双河场、葫芦寺流出区外,河流两侧斜坡为大气降水汇水和径流区,其流速流量均受大气降水影响。

区堰塘、水库较多,比较大型的水库就有5座(回龙水库、友谊水库、桂花水库、泉水沟水库、二郎水库),库容量总计约380万m3。其中回龙水库位于矿区中心,库容量160万m3;桂花水库容量110万m3。其余水库容量均较小。 泉水沟水库和回龙水库位于xxxx逆断层(F1)正上方,桂花水库离xxxx断层平距160m,其余水库都远离断层。

根据CKl6、CK21号钻孔资料,该断层为导水断层。从井下生产实际揭露情况可知,该断层西部于Ⅳ号勘探线西侧400m处尖灭。

2、含水层

本矿区的主要含水层位于须家河组第五段(T3xj5)和自流井组第四段(T1—2Z4):

自流井组第四段(T1—2Z4):又称为大安寨石灰岩段,上部为紫红色、灰绿色至灰色泥岩,局部含钙质及钙质角砾。下部为褐灰、灰至深灰色薄层状泥灰岩,灰岩中部含介壳化石,具缝合线构造。全段厚24~28m。该段为矿山开采煤层上覆地层,地表分布于青山庙、仰天窝、白龙湾一带,岩层中溶洞、暗河较发育,但与煤层间距较大,对煤层开采影响不大。

须家河组第五段(T3xj5):上部为灰~灰白色厚层状细粒石英砂岩,具大型板状交错层理;中部20m为深灰色泥岩、砂质泥岩、泥质粉砂岩互层,含植物化石及菱铁矿结核,顶部含一层煤线(俗称二夹炭);下部为灰白色粗粒长石石英砂岩。本段岩层埋深较大,矿区未出露地表。

3、隔水层

从详查资料和钻孔柱状图可知,矿山高炭煤层之上存在两层隔水层: 第一层:位于须家河组第5段(T3xj5)中下部,主要由泥岩、砂质泥岩及泥质粉砂岩组成,厚20~28m,与高炭煤层间距100m左右,具较强的隔水作用。 第二层:位于须家河组第6段(T3xj6)中部,岩性以灰色、灰黑色砂质泥岩、泥岩为主,夹浅灰色砂岩薄层,厚13~15m,与高炭煤层相隔约160m左右,隔水性中等。

位于浅部的侏罗系珍珠冲段、马段及大安寨段主要由红色泥质岩组成,具有更强的隔水能力。

4、矿井涌水量

矿井正常涌水量为850m3/d,最大涌水量1050 m3/d,枯水期最小涌水量700 m3/d。

矿山采用两级排水,即在+100m和+50m水平各设一套排水系统进行排水。 +100m水泵房位于立井井底车场附近,水仓有效容量467 m3,设有200kw主水泵2台,115kw检修泵1台。直径108mm的排水管敷设至井口约150m处的地面水池。

+50m水泵房位于暗斜井井底车场附近,水仓容量为413m3,设有75kW水泵2台,75kw检修泵1台。沿暗斜井和+50m水平人行道各敷设1趟Φ108mm的排水管道(一趟备用),水泵出水口位于+100m水平水沟,汇入+100m水仓。

二、煤层顶底板工程地质特征

煤层老顶为灰~灰白色后层状细粒石英砂岩,具大型板状交错层理;直接顶20米为深灰色泥岩、砂质泥岩、泥质粉砂岩五层,含植物化石及菱铁矿结核,伪顶为炭质页岩、炭质泥岩并含一层煤线;

煤层底板为灰白色粗粒长石石英砂岩。