塔山煤矿综合物探施工设计.doc
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1、目录第一章概况1第一节目的任务1第二节 10217工作面概况2第二章矿井地质4第一节地层4第二节构造4第三节 10217胶带顺槽区域地质6第三章煤 层7第一节含煤性7第二节可采煤层7第四章水文地质10第一节区域水文地质10第二节10217胶带顺槽区域水文地质12第五章 瞬变电磁基本原理与仪器参数13第一节 基本原理13第二节 仪器参数15第三节 矿井震波勘探的基本原理16第四节 矿井震波勘探的仪器参数17第六章现场施工布置与现场条件18第一节 现场施工布置18第二节 瞬变电磁现场施工条件19第三节 矿井震波现场施工条件19第七章 施工工程量预算20第八章提交成果资料21第九章安全技术措施22第
2、一节 瞬变电磁施工22第二节 矿井震波施工22第三节 施工组织23第一章概况第一节目的任务大同市南郊区塔山煤矿,前身为南郊区西万庄乡上窝寨小桦岭煤矿与鸦儿崖乡官窑新井,经同煤技字92第123号与同地发92第51号文上报省煤资委申批联营,经审查以晋煤资字1992第140号文批准联营而组建,成为大同市南郊区塔山联营煤矿,颁发采矿许可证号为D1135号,井田面积1.32km2,批采太原组2、3、53-5、8、9号煤层,生产规模150kt/a,隶属南郊区经营管理.井田面积和生产规模几经变动,1996年晋煤资字第281号文批准该矿井面积改为3.79km2,矿井设计能力为300kt/a.2011年4月26
3、日8.146km2,采矿许可证有效期限30年,自2011年3月31日至2041年3月31日.本次综合物探技术探测位置位于2号煤层,2号煤层为太原组最上一层煤,分布于井田全部区域,大部可采.煤层厚度0.10-4.38m,平均3.00m,煤层结构复杂,含夹矸1-5层.煤层顶板为砂岩或泥岩,底板为粉砂岩或高岭质泥岩.为了保证10217工作面回采过程中的安全,利用综合物探技术对10217工作面10217胶带顺槽煤层底板3-5号煤层采空区富水性与空间展布情况进行预测预报.任务如下:1、 通过瞬变电磁勘探方法调查10217胶带顺槽22号测点至22号测点前640m范围,煤层底板下方3-5号煤层采空区富水情况
4、;2、 通过矿井震波勘探方法调查10217胶带顺槽22号测点至22号测点前640m范围,煤层底板下方3-5号煤层采空区空间展布情况.图1-1 10217胶带顺槽探测范围示意图第二节 10217工作面概况1、地面位置10217工作面对应地面为井沟、珍珠窑沟之间的山坡和沟谷地段,对应地表为低山丘陵、沟谷、冲沟与黄土台地,山脊基岩裸露,植被稀少,地面标高为14251675m,平均1550.0m,地面无建筑物.巷道中部对应地势相对较高,北部、南部对应地势相对较低,煤层埋藏深度419627m.2、层间关系2号煤层之上315340m为四老沟矿开采的侏罗系大同组14号煤层空区,再向上2535m为侏罗系大同组
5、11号煤层采空区1949年前旧采空区;2号煤层之下4.414.81m为石炭系太原组3-5号煤层采空区.3、四邻关系工作面北侧隔矿界煤柱与同煤集团白洞煤矿相邻;巷道南侧为1075回风、皮带和辅运三条大巷;西侧隔18m煤柱为10215工作面现正在回采;东侧为2号倾斜煤层实煤区.4、煤层根据10215工作面2#煤层回风大巷实际揭露的地质资料分析推断10217工作面煤层为复杂结构,煤层中普遍含有两层夹矸,夹矸单层厚度分别为0.050.10m,岩性为褐色高岭质泥岩与炭质泥岩.2号煤层为太原组最上一层煤,煤层厚度0.10-4.38m,平均3.00m,煤层结构复杂,含夹矸1-5层.煤层顶板为砂岩或泥岩,底板
6、为粉砂岩或高岭质泥岩.5、地质构造10217工作面位于井田东部边缘,巷道所在区域呈一单斜构造赋存,煤层有波状起伏,因2号煤层整体趋势为北西部较低,南东部较高,故巷道趋势也为北部较低,南部较高,其巷道底板标高为970.01055m,平均1013m.由于工作面东侧受构造挤压影响,会波与10217胶带顺槽,造成煤层倾角局部增大.根据10215工作面实际揭露的地质资料分析、推断在10217两顺槽巷的相应位置分别将揭露12条正断层,即F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7、F8、F9、F10、F11、F12断层.由于东部煤层受构造应力的影响向上卷起为一构造发育区域,预测巷道内可能出现新的断层,且裂隙较
7、发育.6、主要水文地质地质问题1) 奥灰岩溶水主要为灰岩承压水.灰岩承压水含水层为寒武系奥陶系石灰岩含水层组.2顶板砂岩裂隙水3同层10215工作面采空区积水.4底板3-5号煤层小煤窑采空积水.第二章矿井地质第一节地层井田内西部多为黄土掩盖,东部地层出露较多,井田内发育地层由老到新为:太古界集宁群、寒武系、奥陶系下统亮甲山组、石炭系中统本溪组、上统太原组、二叠系下统#组、下石盒子组、上统上石盒子组、侏罗系下统永定庄组、中统大同组、云岗组、第四系中、上更新统和全新统.现自下而上叙述如下:一、上太古界集宁群Arjn二、寒武系三、石炭系1、中统本溪组2、上统太原组四、二叠系1、下统#组P1s2、下统
8、下石盒子组P1x3、上统上石盒子组五、侏罗系J1、下统永定庄组J1y2、中统大同组J2d3、中统云冈组J2y六、第四系Q1、中上更新统Q2+32、全新统Q4第二节构造一、区域构造大同煤田位于天山阴山纬向构造带的南侧,新华夏系第三隆起带上.东与大同盆地接壤,以口泉山脉为界,西邻经向构造带的西石山脉,南以洪涛山背斜为界,与宁武煤田隔山相望,在构造形态上为一开阔向北东倾伏的向斜构造,南东翼倾角较陡,边部煤层露头地段倾角一般大于60度,局部直立倒转,北西翼倾角较小,中部、西部倾角较平缓,大多在10度以下,由于受构造的影响,向斜轴总体走向为北东30-50度,见图2-1.2-1 大同煤田构造形态示意图二、
9、 井田构造塔山煤矿位于大同煤田中东边缘地段,属大同向斜中东翼,井田内为一走向北东N30-45E,倾向北西的单斜构造,东部煤层露头一带地层倾角大,由30-80,局部有倒转现象,向西部逐渐转向平缓,倾角在2左右.井田构造见图2-2.2-2 井田构造纲要图第三节 10217胶带顺槽区域地质本次探测位置为2号煤层1021胶带顺槽22号测点至22号测点前640m处,2号煤层为太原组最上一层煤,煤层厚度0.10-4.38m,平均3.00m,煤层结构复杂,含夹矸1-5层.煤层顶板为砂岩或泥岩,底板为粉砂岩或高岭质泥岩.煤层底板距离3-5号煤层顶板2-5m.第三章煤 层第一节含煤性井田内赋存侏罗系煤层和石炭二
10、叠系煤层,侏罗系大同组煤层多已采空关闭,二叠系#组主要为极不稳定的山4号煤层,该煤层局部被煌斑岩破坏,现井田内零星分布.该矿批准开采煤层与实际开采煤层一致.井田内主要可采煤层为石炭系太原组煤层,井田内太原组地层厚73.50-97.60m,一般厚为87.48m,主要可采煤层分布稳定,该组在本井田内共含煤8层,煤层平均总厚为29.70m,含煤系数34%,其中可采煤层为2、5、6、7、8、9号六层,其它为薄而不稳定,仅零星赋存,工业价值不大.第二节可采煤层现将井田内可采煤层自上而下分述如下:2号煤层:为太原组最上一层煤,上距#组底部K3砂岩0-9.00m,平均8.28m,分布于井田全部区域,大部可采
11、,见图4-1.煤层变异系数为0.06%,属稳定型,煤层厚度0.10-4.38m,平均3.00m,煤层结构复杂,含夹矸1-5层,现为该矿主采煤层,煤层顶板有伪顶、直接顶、老顶.伪顶区内零星分布,岩性为炭质泥岩、泥岩,厚0.1-0.3m;直接顶岩性为粉砂岩、砂质泥岩,厚一般在2-5m;老顶以砂砾岩、粗砂岩为主,局部为中细砂岩,厚2-18m.底板岩性为粉砂岩,高岭质泥岩,厚1-4m.5号煤层:上距2号煤层1.55-6.67m,平均4.35m,全井田均有赋存,井田内与3号合并,变异系数为0.16%,属稳定煤层,煤层厚度15.72-26.77m,平均17.93m,西厚东薄见图4-2,结构极复杂,夹矸一般
12、为5-11层以上,岩性多为高岭质泥岩或炭质泥岩,煤层顶板有伪顶、直接顶、老顶.伪顶区内零星分布,岩性为泥岩、砂质泥岩,厚0.2-0.5m;直接顶岩性为高岭质泥岩、炭质泥岩,厚3-5m;老顶岩性为中粗砂岩,厚6-15m.底板岩性为砂质泥岩、泥岩,厚0.8-3.20m.6号煤层:上距53-5号煤层0.60-8.84m,平均3.35m,在井田中部赋存,仅在井田北部可采,煤层厚0-2.57m,平均1.11m,见图4-3,可采性指数0.71,为不稳定局部可采煤层,煤层结构简单,局部含夹矸一层,煤层顶板为直接顶.直接顶岩性为砂质泥岩和高岭质泥岩,厚1.2-3.5m.底板岩性为泥岩、细粒砂岩,厚1.5-3.
13、65m.7号煤层:上距6号煤层1.70-9.59m,平均4.66m,赋存于井田中部,煤层厚0-3.92m,平均1.72m,见图4-4,变异系数0.66%为不稳定局部可采煤层,煤层结构较简单,含夹石1-3层,煤层顶板有直接顶、老顶.直接顶岩性为泥岩,厚0.8-2.7m;老顶岩性为细粒砂岩,厚2.3-3.74m.底板岩性为砂质泥岩、高岭质泥岩,厚1.1-3.15m.8号煤层:上距7号煤层16.18-28.29m,平均20.96m,8号分布于全井田,为主要可采煤层,煤层厚度1.47-7.45m,平均3.91m,由南向北厚度变薄,见图4-5,煤层结构较简单,含夹矸1-2层,变异系数为0.43%,可采性
14、指数1,属稳定型煤层,煤层顶板有直接顶、老顶.直接顶岩性为砂质泥岩、泥岩与粉砂岩,厚3-10m;老顶以中粗砂岩为主,局部为砂砾岩,分布稳定,厚3.5-10.8m.底板为粉砂岩或泥岩,厚0.53-3.45m.9号煤层:上距8号煤层1.50-13.50m,平均7.59m,部分地区中夹8下煤层,一般厚度较薄,9号煤厚为0-5.84m,平均1.80m,广泛赋存于全井田,厚度变化大,东部含夹矸,往西南变薄为零,西部边缘为高灰份煤,变异系数为0.77%,可采性指数0.84属较稳定型煤层,顶板为粉砂岩或粗砂岩,一般厚1.70m,底板为炭质泥岩或高岭质泥岩,厚度1.5m左右.可采煤层特征一览表见表3-1.表3
15、-1可采煤层特征一览表煤层号煤层厚度最小-最大平均层间距最小-最大平均可采性指数km变异系数%厚度分级稳定性与可采性煤层结构夹石层数顶板岩性底板岩性20.10-4.383.000.896中厚稳定,大部可采复杂1-5层砂岩或泥岩粉砂岩、高岭质泥岩53-515.72-26.7717.934.35116特厚稳定,全区可采极复杂5-11层以上炭质泥岩、高岭质泥岩砂质泥岩、泥岩60-2.571.113.350.7161薄不稳定,局部可采简单1层砂质泥岩、高岭质泥岩泥岩、细粒砂岩70-3.921.724.660.7366中厚不稳定,局部可采较简单1-3层泥岩、细粒砂岩砂质泥岩、高岭质泥岩83.9120.9
16、6143厚稳定,全区可采较简单1-2层粉砂岩粉砂岩、泥岩90-5.841.807.590.8477中厚较稳定,大部可采较简单1-3层粉砂岩、粗粒砂岩炭质泥岩、高岭质泥岩第四章水文地质第一节区域水文地质大同煤田位于#省北部,介于口泉山脉与牛心山脉之间,四周为强烈上升的中高山地形,煤田内部地势变缓,为低山丘陵地貌.大同煤田为一北东南西向向斜构造,东南翼窄,地层倾角陡,构造较复杂,西北翼宽广,构造简单.区域内出露地层有太古界、寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系、侏罗系、白垩系与第三系、第四系.区域内河流由北至南以次为十里河、口泉河、鹅毛口河、小峪河、大峪河,均属桑干河水系,国投塔山矿位于口泉河支系.区域
17、地下水以大气降水为主要补给来源,其次为河流的渗漏补给,由于侏罗系、石炭二叠系煤层均已开采,矿坑排水已成本区碎屑岩裂隙水的主要排泄方式,岩溶水由于矿坑排水和人工取水而使岩溶水的流场产生了变化,岩溶水仅有少部分排向了神头泉,大部分岩溶水则通过矿坑排水,人工取水排泄或由口泉沟、鹅毛口沟、小峪口、大峪口等沟口潜流排向了大同平原.图4-1 区域水文地质图二、区域含水层根据地下水赋存空间的性质,结合岩性组合特征划分为变质岩裂隙含水层,岩浆岩裂隙含水层,碳酸盐岩岩溶裂隙含水层,碎屑岩裂隙含水层和松散岩孔隙含水层.三、区域隔水层煤田内的主要隔水层为本溪组地层,一般厚20-50m,岩性主要为泥岩,铝质泥岩,是煤
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