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中又以风化裂隙含水层为主,风化发育深度有限。矿床充水直接和间接含水层没有在地面出露。各含水层均各自相对独立。断裂带的富水性、导水性较弱。综上所述矿床水文地质勘探类型属于裂隙含水层充水为主的简单类型。。
(七)矿坑涌水量预测
根据矿区水文地质条件和业主对矿区开发的初步方案,拟对矿床首采区和先期开采水平(1500m标高)进行矿井涌水量估算。本次计算采用两种方法计算(见表2—3—7),计算结果相近,所以正基煤矿矿坑涌水量建议选择大值,即首采区为:1038m3/d,先期开采地段为:1584m3/d。随着矿井开采深度的增加以及雨季因素的影响涌水量有一定的变化,为确保矿井排水系统的合理选择,建议煤矿今后生产中进行进一步的工作核定矿井涌水量。
表2—3—7 正基煤矿矿坑涌水量计算表
计算块段 计算方法 大井法 比拟法 大井法 比拟法 正常涌水量 m3/d 741.27 762.74 m3/h 30.89 31.78 最大涌水量 m3/d 1037.77 1067.84 1583.94 1791.27 m3/h 43.24 44.49 66.00 74.64 13.1 1583.94 相对建议采 误差 用 值 (%) (m3/d) 2.90 1037.77 首采区 先期开采水 平(1500m) 1131.39 47.14 1279.48 53.31
二、工程地质条件 (一)工程地质岩组
与矿床开采有关的地层是从上二叠统长兴组龙潭组煤系地层至下三叠统永宁镇组地层,除永宁镇组灰岩外,其它地层为长石类粉砂岩、砂质泥岩、泥岩及含煤地层。按其建造、改造特征、组合关系及岩石物理力学性质进行工程地质岩组划分,可分为六个工程地质岩组。按地层层序分述如下。
1、下三叠统永宁镇组(T1y)可溶盐岩类坚硬工程地质岩组。矿区内南北两端局部出露,对开采影响不大。
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2、下三叠统飞仙关组第四段(T1f4)砂泥岩软弱工程岩组:岩性为紫色、
紫红色、紫灰色及灰绿色泥岩、粉砂岩,地表出露面积较小,一般厚度为70.00m左右,上部为粉砂岩,下部为泥岩,含钙质及方解石薄膜,软弱岩层,层理发育,抗风化能力弱,遇水变软为泥,存在大量软弱结构面,且岩层易沿软弱面产生层间滑动,属层状岩类软弱工程地质岩组。
3、下三叠统飞仙关组第二、三段(T1f2+3)砂岩坚硬-半坚硬岩组:岩性为紫色、紫灰色及灰绿色中厚层状细砂岩、粉砂岩,一般厚度为192.63m,在矿区内大面积出露,岩体较坚硬,抗风化能力强,抗压、抗张剪能力强,节理裂隙不发育,在地表常形成峻峭的山峰峭壁地貌,属层状岩类坚硬的工程地质岩组。平均自然抗压强度为56.6MPa,岩层密度2.66g/cm3,平均饱和抗压强度为47.20MPa,平均抗张强度为7.5MPa,钻探统计RQD值为32.5%。见表5-3-2。岩体稳定性较好,对矿床开采无直接影响。斜井掘进到此段岩体较稳定。
4、下三叠统飞仙关组一段(T1f1)砂泥岩软弱~半坚硬岩组:岩性为紫色、紫灰色及灰绿色薄层至中厚层状泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩,含大量钙质结核,一般厚度为57.18m,软弱岩层,层理发育,抗风化能力弱,在地表风化失水后变成碎片状泥土。存在软弱结构面,易沿软弱面产生层间滑动,属层状岩类半坚硬--软弱的工程地质岩组。本岩组稳定性较差,但对开采无大影响。
5、下三叠统卡以头组(T1k)砂岩坚硬~半坚硬岩组:岩性为灰绿色、黄绿色中厚层状粉砂岩,矿区内没有出露,一般厚度为102.20m,层理较发育,节理裂隙较发育,钻孔揭露该组地层原生节理、裂隙发育,裂隙率为0.22%~1.8%,欣欣煤矿开拓巷道揭露该层时统计裂隙率为0.2%~1.54%,平均裂隙率为0.21%~1.6%,岩石的完整性较好,属半坚硬-坚硬的工程地质岩组。本次所采力学样分析自然抗压强度为80.3~57.1MPa,平均自然抗压强度为67.13MPa。饱和抗压强度为58.9~46.4MPa,平均饱和抗压强度为52.9MPa,自然抗张强度为6.25~2.76MPa,平均饱和抗张强度为4.36MPa,软化系数为0.73~0.78,变形试验μ50为0.27~0.59。钻探统计RQD值为28.2%。岩石质量相对较差,围岩
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稳固性较好,对矿床开采影响不大。
6、上二叠统长兴(P2c)和龙潭煤组(P2l)砂泥岩软弱至坚硬岩组:岩性由浅灰色、灰色薄至中厚层状细砂岩、粉砂岩、菱铁质粉砂岩、砂质泥岩、泥岩及煤层呈不等厚互层组合而成,矿区内没有出露,平均厚度216.36m,岩组由砂岩、泥岩与煤层呈不等厚互层组合而成,其中砂岩为坚硬岩石,平均抗压强度65.1MPa,抗剪强度(t)6.74MPa;据相邻斯派尔矿区资料,泥岩为软弱岩石,抗压强度为22.0~44.3MPa,抗剪强度(t)0.76 MPa,多属软弱岩石。形成一套软硬相间的工程地质岩组。该岩组存在软弱夹层,使岩体的力学性质变差。对开采有直接影响。巷道易产生变形、片邦或出现底鼓等工程地质问题。
7、上二叠统峨眉山组(P2β)玄武岩坚硬-半坚硬岩组:
属块状岩类坚硬-半坚硬工程地质岩组,岩性为深绿-墨绿色块状玄武岩及杂色凝灰岩,仅在矿区外围出露,厚度在50m以上。对本矿区开采没有直接影响。
(二)主要可采煤层顶底板特征
1、C7煤层:伪顶厚0.1~0.15m,岩性为浅灰色薄层状粉砂质泥岩,易掉落,稳定性差,直接顶厚3~5 m,岩性为浅灰色薄层状粉砂岩、菱铁质粉砂岩互层,稳定性较好。底板以泥质粉砂岩为主。强度低,不稳定。
2、C8煤层:伪顶0.10~0.15m粉砂质泥岩及高岭石泥岩,易塌落,稳定性差。直接顶板为深灰色薄层粉砂质泥岩,厚3~4m,开采时较易塌落,支护较困难。易发生工程地质问题。底板以粉砂岩及泥质粉砂岩为主。稳定性较好,不易产生底鼓。
3、C9煤层:伪顶厚0.1~0.2m,岩性为浅灰色薄层状粉砂质泥岩,易掉落,稳定性差,直接顶为4~4.5 m厚的浅灰色薄层状粉砂岩、菱铁质粉砂岩互层,稳定性差,岩石抗压强度22MPa(干)~41.2MPa(饱)。老顶为浅灰色薄层状粉砂岩、菱铁质粉砂岩互层,工作面开采易切顶脱层,不易形成应力集中,较易支护。底板为泥岩含菱铁质粉砂岩结核,遇水软化易发生底鼓或巷道变形,易发生工程地质问题。
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4、C11煤层:煤层顶板为泥岩,开采时极易脱落、掉块、支护较困难,底板为泥质粉砂岩,较稳定,易发生工程地质问题。
5、C15煤层:伪顶板为一套泥岩及粉砂质泥岩0.1~0.2m,开采时极易脱落,支护困难,易发生掉块。直接顶为0.2~4 m厚的浅灰色薄层状粉砂岩,支护困难,易发生掉块,较易发生工程地质问题。底板为泥质粉砂岩,较稳定,不易发生工程地质问题。
6、C16煤层:伪顶为泥岩,开采时极易脱落,煤层直接顶为浅灰色中厚层状粉砂岩、菱铁质粉砂岩,支护较容易,老顶为粉砂质泥岩,但稳定性一般,抗压性较好,初次来压时即垮落,不会形成应力集中;老底为细砂岩稳固性好。不易发生工程地质问题。
综上所述,矿区工程地质条件为层状岩类为主软硬岩相间,局部地段有可溶岩类影响,工程地质条件为以层状岩类为主的中等类型。
三、其它开采技术条件
(一)瓦斯:本次勘探9个钻孔,对所有钻孔揭露的可采、局部可采煤层均采集了瓦斯样,并经现场解析后送化验室化验;共采集了90件瓦斯样进行现场解析,按规范经现场解析V0大于300ml的30件瓦斯样送化验室测试,V0小于300ml的60件瓦斯样没有达到规范要求的送样测试,现场解析瓦斯含量低的原因是由于瓦斯样在钻进及提取岩芯过程中暴露时间较长,瓦斯散逸损失量较大。经过化验,矿区主要可采煤层的瓦斯含量为2.16~14.28ml/g,在实际过程中瓦斯含量应比测试的瓦斯含量要高,估计钻孔揭露的各煤层的瓦斯含量约在10ml/g以上,矿井开采综合瓦斯涌出量将大于14ml/g。
综合上述瓦斯含量情况,按瓦斯划分等级,正基煤矿属高瓦斯矿井。 (二)煤尘:本次工作采取一组(9个样)煤尘样做煤尘爆炸试验,煤尘爆炸指数和火焰长度在送检的9个样品中,其中有二个样火焰长度大于400mm,有一个样火焰长度为130mm,有二个样大于50mm,均已大于煤尘爆
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炸无危险值的上限,根据样品测试评价其爆炸性:9个样品中有7个样有煤尘有爆炸危险,说明本矿区内煤层有煤尘爆炸危险。
(三)煤的自燃:根据邻近矿区的勘探资料、煤层露头和周围小煤窑生产和露天堆储情况,从未发现过煤层自燃现象,说明该区煤层属于不易自燃的煤层,但对主要巷道应采取封闭措施,防止煤层的氧化自燃。建议煤矿在投产揭煤时委托资质的单位进行采样检测鉴定。
(四)地温:本次勘探施工9个钻孔,对其中7个孔进行了地温测量,地温在17.7℃~31.6℃之间,属正常地温;地温梯度0.3~2.4℃/100m之间在正常梯度1.5~3.0℃/100m的范围内,只有ZK211孔在300~400m一段地温出现一定异常,地温梯度为3.2℃/100m。
四、环境地质
(一)区域稳定性及地震
矿区处于滇东新华夏构造带南部,夹持于富源-弥勒断裂、平关-阿岗断裂两条区域断裂带之间,为一轴向近南北,整体呈北北东展布的复式向斜构造。次级褶皱构造及羽状断裂发育,形成岛状山地地貌,岩体连续性差,但附近尚无活动性断裂,区域稳定性较好。
矿区从有地震记载以来从未发生过大于6级的地震,小地震较为频繁,但多发生在距矿区较远的25°30′以北的宣威、曲靖交界地段,矿区内很少发生地震。据国家标准〈GB50011—2001〉抗震设计规范,抗震设防烈度为 7 度,设计基本地震加速度值为 0.10g。所属的设计地震分组为第三组。
(二)矿区环境地质现状
矿区内滑坡现象较少,在山顶和山坡上多为飞仙关砂岩和永宁镇组灰岩盖层,山坡平缓地带及沟谷地带有大量第四系风化剥蚀物,在地质填图中没有发
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