一采区地质说明书

一采区地质说明书

根据矿井衔接安排，为满足矿井设计和生产需要，依据《新疆维吾尔自治区***县镇西煤矿精查地质报告》、《矿井初步设计》、矿井勘探钻孔资料及临近地质揭露资料，编制了一采区地质说明书。

第一章概况

根据井田的走向长度和煤层赋存条件，+450m水平以上+550m 水平以下，井筒以东至东7勘探线东平均280m，以井筒为中心划分一个双翼采区。煤层倾向为西北，煤层呈南高北低趋势，煤层倾角为21°～30°。

井田位于吐鲁番盆地西北边缘，北天山中的山间盆地内，一采区地处井田以东，地面主要地形为构造剥蚀丘陵地形，露头出露良好，被切割的洪积台地表现为现代洪积扇组成构造剥蚀低山，地势西高东低，北高南低，地面标高+696.2～+738.0m。

一采区地表无水系，由北高南低之地势形成的南北向冲沟仅在洪水期间有短暂流水，不等积水很快渗入地下或蒸发，地表多呈干涸状态。

采区走向长走向长2420m，倾向长430m，面积1.04km2；采区内布置3条勘探线，共3个钻孔，分别为东1勘探线1-2号钻孔，东5勘探线东5-1钻孔，东6勘探线东6-3钻孔。

第二章地质构造

一、地层

井田内出露和钻探控制的地层有：三叠系中上统小泉沟群（T2+3xq）、侏罗系下统八道湾组（J1b）、侏罗系下统三工河组（J1s）、侏罗系中统西山窑组（J2x）、侏罗系中统头屯河组（J2t）及第四系全新——中更新统(Q2、Q3、Q4)。

1、三叠系中上统小泉沟群（T2+3xq）

为一套以湖相沉积为主的灰绿色及黄绿色泥岩、粉砂岩、夹薄层状白色砂岩、粗砂岩、杂色泥岩，局部含泥岩透镜体，顶部则见薄煤层，富含植物化石。地表无出露，地层厚度不详。

2、侏罗系下统八道湾组（J1b）

岩性由灰黄色砾岩、砂砾岩、粗砂岩、细—粉砂岩及灰黑色泥岩、炭质泥岩、煤层组成。本组西部厚，东部薄，平均地层厚度154.25m，与下伏地层呈角度不整合接触，井田内地表无出露。

3、侏罗系下统三工河组（J1s）

出露于井田南部，为一套湖相沉积的灰绿、黄褐色薄层状粉砂岩与泥岩互层。底部含薄煤层或炭质泥岩，上部为粉砂岩、细砂岩互层，夹砂岩透镜体，地表风化呈虎皮色。平均地层厚度约118m。

4、侏罗系中统西山窑组（J2x）

为一套河流相、湖沼相沉积的含煤建造，地层厚度249.89～311.13m，平均厚度271.04m。分两段：

①西山窑组下段（J2x1）

出露于井田南部，以河流相沉积为主，湖沼相次之，岩性为灰白色及绿色粉砂岩、中砂岩，夹粉砂岩、细砂岩及薄层黑色泥岩。地层厚度130～159.5m，平均地层厚度138.17m。与下伏地层整合接触。

②西山窑组上段（J2x2）

全区出露良好，为河流相、湖泊—泥炭沼泽相沉积。岩性以灰色及灰绿色粉砂岩、细砂岩、灰白色中—粗砂岩、砂砾岩为主，夹灰黑色泥岩、炭质泥岩与煤层。

本段地层含煤5～10层，主要可采煤层为5-2号和5-3号煤层。

本段地层厚度119.89～151.63m，平均地层厚度132.87m。与下伏地层整合接触。

5、侏罗系中统头屯河组（J2t）

出露于井田北部，以河流、湖相沉积为主，间夹沼泽相沉积。岩性为肉红色砂砾岩、砾岩、中—粗砂岩，呈不等互层，夹薄层状细砂岩、粉砂岩及泥岩。地层厚度不详，与下伏地层整合接触。

6、第四系(Q)

①中更新统乌苏群(Q2ws)

为灰色砾石层及砂土组成，具半胶结。厚度一般5m左右。

②上更新统新疆群(Q3ws)

由卵石层、砂石层及砂质粘土组成。地层厚度0～6m，平均4.04m。

③全新统(Q4)

由风积、沙丘、盐碱、沼泽地和近代冲积、洪积、砂砾石组成。地层厚度约0～2m，平均地层厚度1.5m。

二、构造

一采区位于***向斜南翼，呈单斜构造，地层走向基本近东西，倾角一般为20°～30°。一般表现为浅部略陡，深部较平缓，东部较缓，西部较陡，倾向略有变化。影响井田构造的断层如下：

1、f16平移正断层

位于井田中偏东，为平移正断层，走向近南北，走向长约300多m，倾向85°～90°，倾角69°～84°，平推断距12.5m，切割5号煤层，但影响不大。

2、f17平移正断层

位于井田中偏东，f16以东约100m处，为平移正断层，走向近南北，走向长约300m～400m，倾向265°，倾角71°，平推断距16m，垂直断距1m左右，切割5号煤层，但影响不大。

3、f19平移逆断层

位于井田东部，走向北偏西，走向长约500 m,倾向70°～72°，倾角79°，平移断距9.2m，切割5－2号至5－4号煤层。

综上所述，对井田内煤层有影响的断层有f16、f17、f19 3条小平移断层，且只影响浅部煤层。对一采区回采无影响。

第三章煤层与煤质

第一节煤层

采区内可采煤层有2层，自上而下编号为5-3号和5-2号，可采煤层平均总厚度12.65m,可采煤层平均厚度6.325m，各煤层特点分述如下：

5-3号：全区可采，煤层厚度3.85m～8.82m，平均厚度5.39m。顶板一般为粉砂岩、细砂岩，偶见中砂岩，底板多为粉砂岩、细砂岩，局部为中砂岩。夹矸0～4层，岩性多为泥岩、粉砂岩，煤层结构简单～较复杂，属稳定煤层。

5-2号：全区可采，煤层厚度6.81m～7.79m，平均厚度7.26 m。顶、底板多为粉砂岩、泥岩，局部为中砂岩。夹矸0～3层，岩性多为泥岩、粉砂岩，偶见中砂岩。煤层结构简单～较简单，属稳定煤层。与上部5-3号煤层间距4.02m～5.69m，平均4.72m。

煤层特征表

第二节煤质

一、物理性质

一采区的煤，颜色未黑略带褐色，沥青光泽，条痕为深褐色，贝壳状断口，条带状结构，煤易燃且烟浓。

二、宏观煤烟特征

一采区的煤宏观煤岩成分，以亮煤为主，镜煤、丝炭较少，偶尔可见暗煤，宏观煤岩类型属半亮型～光亮型煤。

三、各煤层煤质特征为：原煤水分(M ad) 一般5.48%～6.81%；灰分(A d) 一般9.25%～11.58%；挥发份43.37%～44.59%；发热量(Q b.daf)31.36～31.61MJ/kg；全硫含量(S t.d)2.03%～2.2%；磷含量(P d)0.0204%～0.0311%。

四、采区内的煤变质程度较低，煤类为长焰煤（41CY），煤的质量为高水、特低至低灰、中至高发热量、中硫、低磷、富油、高挥

发分、低熔灰分至高熔灰分的长焰煤。可做气化用煤和低温干馏炼油用煤，是较好的动力用煤，也是良好的工业锅炉和民用之燃料。

第三节煤层顶底板

一、5－3号煤层直接顶为细砂岩，厚度1.12m，细砂岩饱和抗压强度586 kg/cm2, 属半坚硬——坚硬岩石；老顶以粉砂岩、细砂岩互层为主，含菱铁矿层，层理发育，厚度约26.86m；砂岩天然状态下单向抗压强度114.8～117.9MPa，饱和状态下单向抗压强度79.9～91.1 MPa，饱和状态下单向抗压强度123.4～130.5MPa，属坚硬岩石（2007年8月实验数据）。

5-3号煤层直接底为粉砂岩夹细砂岩互层，层厚5.01m，细砂岩饱和抗压强度551～988㎏/㎝2, 属半坚硬——坚硬岩石；老底为粉砂岩，节理发育，厚度1.22m，无试验成果。

二、5-2号煤层直接顶、老顶为5-3号煤层直接底、老底；5-2号煤层直接底为细砂岩、中砂岩互层，厚度2.23m，中砂岩单向抗压强度843～1206kg/cm2，属坚硬岩石；老底为粉砂岩、粗砂岩、中砂岩、细砂岩互层，粗、中砂岩以石英为主，泥质胶结，厚度10.51m，细砂岩饱和抗压强度369～700kg/cm2, 单向抗压强度782～1093 kg/cm2，属半坚硬—坚硬岩石。

综上所述，5-2号和5-3号煤层顶、底板岩石属半坚硬—坚硬岩石。

第四章水文地质

第一节采区水文地质条件

一采区位于***矿区东部，总体处于大向斜的南翼，划分含水层与隔水层(由下往上)如下：

1、三工河组泥岩、粉砂岩(虎皮层)隔水层。

2、西山窑组煤及其底部含水层：5组煤较厚，其底部为一套粗砂岩或砂砾岩，厚度30m左右，构成5－2号、5－3号煤的直接充水含水层。抽水试验表明，其水位埋深5.41m，涌水量为0.42l/s，单位涌水量为0.0273l/s·m，渗透系数0.523m/d，此含水层富水性弱。

3、5－6号煤层以上多层弱含水组，上界到小虎皮层，为一套粗、中、细、粉砂岩互层的地层，可视为一套弱含水组。

4、第四系为透水不含水地层，且厚度较小。

井田内无地表水体，因该矿区属大陆性干旱气候，以酷热、少雨雪、多风沙为其特征，夏季最高气温达45℃以上，地表气温可达60℃以上。年降水量为0.8mm，年蒸发量5826.2mm，大气降水微乎其微，煤系地层各含水层的补给主要为层间补给，因有较厚的煤层、粘土层和粉砂岩的阻隔，各相邻含水层间的联系很弱，煤系含水层地下水在正常情况下垂直补给也很微弱，以层间流动为主。冲积层透水不含水，基岩含水性微弱，补给条件差，水文地质条件为简单型。

5、矿井涌水量预计

根据矿井充水因素分析，经计算，预计矿井正常涌水量：

42.8m3/h；矿井最大涌水量：72.6m3/h。

第二节采区充水因素分析及水害防止措施

一、采区充水因素分析

采区内水文地质条件简单，矿井地下水的补给主要来自含水层之间的互补及废弃生产矿井、老窑积水的垂向补给。构成矿井资源开采的主要威胁来自老窑积水。

井田内有7个已废弃的小窑，小窑井型小、深度、范围有限，且废弃年久，均已封闭。根据对小窑知情人的调查，小窑开采5—2号浅部煤层，水量均不大，排水量在0～30m3/d之间。现废弃小窑积水严重并且由于水位、水压的作用，开采较深的矿井袭夺开采较浅的矿井水，同层位袭夺现象也存在。县二号井及河东一号井下严重积水大当属此种类型。在特定的条件下，袭夺现象主要是由于裂隙的不均匀所产生的拦截作用。

所以，矿井在今后掘进或回采过程中采取积极的防水阻水措施，坚持“有疑必探、先探后掘、先治后采”的防治水原则，在相关地质图件中标明老窑区的“三线”,到达警戒线后必须全矿高度重视，保证矿井安全生产。以防老窑积水突然溃入，引起淹井事故。

二、水害防治措施

（一）地表水防治措施

1、工业场地布置在井田中部，基本处在山前坡地上，地形较平缓。地表自然坡度局部最大48％，一般为3％左右。工业场地北侧上游区域的汇水面积根据矿区地质地形图统计计算约0.96km2 。防洪对象是工业场地内布置主斜井、斜风井、副斜井及绞车房、风机房、地面变电所、综合修理间、调度楼等建筑。

2、在工业场地西—北—东侧距工业场地约50m处修建截洪沟，把上游汇集的雨水沿工业场地东西两侧导向工业场地南侧的沟谷。

3、在工业场地东侧（调度楼、综合修理间外围）南北向修建挡水墙，将洪水引入南侧的沟谷。

4、为了防止地表水聚集在塌陷坑及裂隙灌入井下，在井田范围内采空区上方的塌陷坑及裂隙带周围应设防洪沟渠。在已有采空区对应的地面，必须设立安全警戒线。每次暴雨过后，必须派专人检查矿区及附近地面有无裂缝、老窑陷落和塌陷等现象。发现漏水情况，必须及时处理。排到地面的矿井水，必须经处理后，引致井田境界外，避免再渗入井下。

5、雨季前彻底疏通矿区内所有排水沟,保证水大时能及时排出。

6、雨季来临前,备足防洪抢险专用物资和器械,并妥善保管,不得挪用。

（二）井下水灾的防治措施

1、在雨季前，对矿井排水系统进行全面的检查、检修。其水泵

安装、水仓设置、水仓容量、管路铺设以及供电设备、供电线路等设备设施必须符合规定；对老化的电器设备、供电线路和管路要提前更换。

2、矿地测部门应做好采区井田范围内的水文地质预报工作，以便及时采取措施。

3、由于井田范围内+580m水平以上5－2号、5—3号煤层已采完，采空区积水情况不明，为防止采空区内积水对矿井生产造成危害，当回采5－2号、5－3号煤层下部时，为避免上部采空区积水随煤层顶板的垮落涌入井下，造成透水事故，为此应先探明采空区积水情况，对其采空区积水进行排放后，方可在投产设计采煤工作面进行正常开采。严格执行“有疑必探，先探后掘，先治后采”的原则。

4、在井筒及运输、回风巷道内设排水沟，在巷道低洼处安设排水设备（如潜水泵等设备），及时将水排入+450m水平的水仓后，经水泵、排水管排至地面沉淀池；

5、及时密闭废弃的巷道，在有积水巷道的密闭墙上留设反流水孔，以便排出采空区内积水，避免采空区及废弃的巷道中的积水给矿井生产造成安全隐患。

6、井下水泵房配备3台D85—45×8型离心泵，其中1台工作，1台备用，1台检修。水泵房通道设防水密闭门硐室，水泵应及时维修，备用泵保持良好使用状态，以便随时投入运行。

7、井田范围内的采空区上部的塌陷坑必须回填好，防止雨水及洪水进入井下采空区；排到地面的矿井水，必须妥善处理，避免再次

渗入井下。

8、每次降大到暴雨时和降雨后，及时观测井下水文条件变化情况，并及时向矿主管安全的领导报告。

9、为防止上部采空区积水影响下部煤层的开采，应在每个水平与上部采空区之间留设斜长20m的水平隔离煤柱，留设的煤柱不得回采。

10、井下水泵房通道设防水密闭门，水仓定期清理，水泵随时维修，备用泵保持良好状态，以便随时投入使用。

11、要制定矿井水灾专项应急救援预案，并组织演练。

（三）井下探放水措施

1、采掘工作面要有探放水设计和安全技术措施。

2、开采下部煤层时应对上部采空区积水进行探放，采煤、掘进工作面应采取有疑必探，先探后采、先探后掘的措施，选用1台TXU—150型煤矿安全钻机，最大钻进深度为100m，可以满足井下探放水要求。

3、根据设计要求合理布置巷道，及时测量和标定巷道的施工方向和位置，回风顺槽与采空区之间的防水煤柱不得少于设计要求。

4、根据已探明的煤层的赋存状况，沿煤层走向采用伪倾斜（正坡度）布置巷道，掘进时沿底板掘进，排水沟设在巷道的左帮，使工作面的水能顺水沟自行流下。

5、当掘进工作面发现挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气水叫、顶板淋水加大、顶板来压、底板鼓起或产生裂隙出现渗水、水色发浑、

有臭味等透水预兆时，都必须停止作业，采取措施，立即报告矿调度室，发出警报，撤出所有受水威胁地点的人员。要坚持做到“有疑必探，先探后掘”的探放水原则。

6、回采下部煤层时先对上部采空区进行探放水。探水工作面的支护质量及支护材料和规格必须符合作业规程的规定和要求，同时要加强探水地点附近的巷道支护，并在工作面迎头打好坚固的立柱和挡板，防止高压水冲垮煤壁及支架。

7、在探水地点应准备一定数量的坑木、麻袋、木塞、木板、黄泥、棉线、水管和潜水泵等堵、排水材料以及锯、斧等工具，以便出水或来压时及时处理。

8、在中央变电所通道及中央水泵房通道内安设防水闸门，定期对防水闸门进行检查和维修，附近不得有石块、木料、矿车等堵塞物，保证铁门能随时关闭，以便出水时不致淹没水泵房和变电所，使矿井能尽快恢复生产。

9、探水前，检查并维护好排水设备，清挖水沟和水仓，以便在探出水时使水仓有相当大容积的缓冲余地。

10、探水前，在探水地点附近应预先开掘安全躲避硐，躲避硐应开在巷道的右帮，规格：长×宽×深（净）=2m×2m×2m，矩形断面，用锚杆支护。

11、在探水地点，工作人员要及时清理巷道内杂物并运走，材料靠巷道的一侧牢固堆放，必须保证有不少于0.8米宽的行人通道，确保退路畅通。

12、井下巷道或硐室的入口处以及巷道的交叉点处应设置明显的标志牌，标清巷道的名称和避灾撤人路线。每个井下作业人员都应熟知避灾撤人线路和联络信号。

13、在探水工作地点安设专用电话，遇有水情要立即通知探水工作面以下可能被水淹区域的工作人员，并及时向矿井调度室汇报。

14、探水工作面要放专职瓦斯检查员，经常检查瓦斯和其它有害气体浓度，发现沼气浓度超过1.0%，二氧化碳浓度超过1.5% 时，要立即停止打钻，切断电源，撤出人员，然后加强通风吹散有害气体。

15、探水工作面应有专人负责，按设计要求打设钻孔，并及时调整探水钻孔的方位和角度，记录钻探的详细情况和钻孔深度，并在每次探水后作专门的标记（如在巷道一帮或顶板涂标记或打入木楔和铁钉等），以防实际掘进距离超过允许的掘进距离。

16、在掘进过程中如遇到断层，必须慎重对待，向断层另一盘打钻探水，探清另一盘的含水层位置，水量大小，不可冒险掘过断层。

17、探水时，先按设计要求安设孔口管，并进行耐压试验，在孔口管外部安设控制闸阀和压力表，以便出水时控制水的流量，避免采空区及废弃的巷道中的积水给下部煤层的开采造成安全隐患。

当工作面回采结束时，应在封闭采空区的密闭上设U型管进行排水，防止采空区积水。当水压过大时，应采用反压和防喷装置。

第三节采区涌水量预算

采区内和邻区无专门水文地质钻孔，水文地质参数难以掌握。采区涌水量估算，故采用富水系数比拟法。利用产能在30万t的矿

井涌水量，预算了矿井年生产量达到60万t时的矿井涌水量。

公式：Q=Kp×P=Q0×P/P0（K P=Q0/P0）

上式中：

Q——设计矿坑涌水量（m3/d）

Q0——煤矿现采矿井实际排水量（m3/d）

P0——煤矿实际开采量（万t/a）

P——设计矿井生产能力（万t/a）

5—3和5—2号煤层采区涌水量计算

根据调查机实际观察资料，开采5—3号煤层，生产能力达30万t/a时，采区正常涌水量为280 m3/d，最大涌水量430 m3/d。采用富水系数比拟法估算。当生产能力达60万t/a，其采区正常涌水量480 m3/d，最大涌水量为720 m3/d。

第五章开采条件

一、瓦斯

根据地质报告提供资料，井田内瓦斯（CH4）成分为0～5.27%，属CO2～N2带，即瓦斯风化带，瓦斯含量为0～0.13ml/g可燃质；2008年度矿井瓦斯及二氧化碳等级鉴定报告书反映，矿井瓦斯最大

绝对涌出量为0.65m3/min，二氧化碳最大绝对涌出量为0.58m3/min，矿井瓦斯最大相对涌出量为0.85m3/t，二氧化碳最大相对涌出量为

0.80m3/t。属低瓦斯矿井2. 煤尘

二、爆炸性试验测定，火焰长度为500㎜，岩粉含量50～60%，煤尘具有爆炸危险性。

三、煤的自燃倾向性

据地质报告提供，井田内煤层属易自燃煤，原生产矿井煤炭在地面自燃发火期为30～35d；在井下，一般自燃发火期为2～3个月。

四、地温

参考邻近克尔碱四井田地温检测资料，井田内地表+600m以下，温度平均递增值2.5℃/100m，地温无异常，属地温正常区。

第六章储量

第一节计算范围及工业指标

采区储量计算的煤层是5—3和5—2号煤层。煤层储量估算边界为采区边界。工业指标采用一般工业指标，煤层最低可采厚度为：2m，最高可采灰分为40%；全硫不大于3.0%。

第二节储量计算方法与参数确定

一、资源/储量估算方法

采区内主要可采煤层稳定，厚度变化不大，因此采用地质块段法估算储量。

估算公式为：

Q=S×M×D/10

式中：Q—资源/储量（万吨）

S—面积k（m2）

M—估算厚度（m）

D—视密度（t/m3）

采区内地层产状一般20°～30°较陡，倾角大于15°的地段，根据规范要求，采用煤层真厚度和斜面积估算资源/储量，真厚度及斜面积公式为：

S斜=S水/cosa，其中a为块段平均倾角，S斜为块段斜面积，S 水为块段水平投影面积；

M真= M伪×cosa，其中a为煤厚测点处的煤层倾角，M真为块段煤层的平均真厚，M伪为块段煤层的平均伪厚。

二、资源/储量参数的确定

（一）煤层厚度

估算厚度为煤层测量点煤厚按有关规范剔除≥0.05m夹矸后所剩煤分层厚度之和的算术平均值。

5—3号和5—2号煤层的厚度利用钻孔煤层厚度、见煤点资料，煤层厚度可靠。5—3号和5—2号煤块段资源/储量估算厚度为块段内各见煤点煤层资源/储量估算厚度的平均值。

（三）视密度

资源/储量估算所采用的视密度为煤层煤化验资料，5—3号为1.32t/m3，5—2号煤为1.31t/m3。

第三节资源/储量估算结果

5－2号和5－3号煤层矿井工业资源储量(A+B+C)总计为3265.23万t，扣除井筒煤柱、采区边界煤柱和井田边界煤柱和开采损失后，矿井设计可采储量为2303.08万t，详见表2-1-2。

地质资源量汇总表

可采储量汇总表

单位：万吨

第四节安全煤柱的留设

矿井煤柱主要为井田边界煤柱、井筒保护煤柱等。

1、井田边界煤柱：东部边界留设20m宽的边界煤柱；

2、井筒保护煤柱：按《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留

设与压煤开采规程》的要求，斜井井筒一侧保护煤柱宽度按S1=√H(2.5＋0.6M)/f公式计算，主斜井西侧留设40m宽的保护煤柱，副斜井东侧留设40m宽的保护煤柱。

3、采空区隔离煤柱：批准的地质勘探报告未能对浅部原生产矿井进行详细调查及编录，采空区范围的圈定仅依据调查访问资料，地质报告最终确定+580m～+550m～水平之间5-3、5-2号煤层作为采空区隔离煤柱。

4、采区内区段煤柱：矿井开采过程中采区内各区段之间留设斜长10m的隔离煤柱。

第七章存在问题及建议

1、矿井充水因素分析等仍然是工作中最薄弱的环节。由于井田内各生产小窑已废弃多年，地质报告未将井田内生产小窑的开采范围和积水情况调查清楚，因此，在生产过程中，对井田上部原小煤矿的采空区积水应引起重视，生产过程中做好采空区积水的探放水工作，做到有疑必探、先探后掘，并采取有效的措施处理后，再进行矿井的正常生产，避免发生矿井安全生产事故。

2、矿井要按规定每年做《矿井瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定报告》，以便作为修改矿井通风参数和完善瓦斯灾害预防措施的依据。

3、矿井在生产期间应补做水文地质工作，以便准确预测矿井涌水量。