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潘三煤矿井田地质特征


1 矿区概述及井田地质特征
1.1 矿区概述
1.1.1 矿区地理位置 潘三矿位于淮南市西北部,距洞山约 34 公里,地处淮南凤台县城北约 15 公里,地理坐标为东经 116°41′45″~116°48′45′,北纬 32°47′30″~ 32°52′30″,本井田交通方便,合阜铁路在矿区南缘通过,南行 10km 可接淮 河水运,每天定点班车凤台、合肥、蚌埠、南京、六安等地,市内有 11、12、 13、112 路公交车出租车与各井田及市区相连。(见图 1-1)。

图 1-1 交通位置图

1.1.2 地形、地貌 本区为淮河流域的泥、黑河支流域,属淮河冲积平原,地形平坦,标高 +19.50~+23.50 左右。淮河在淮南段,一般水位标高十 15m;历史最高洪水位为 十 25.63m。堤面标高+27.07m。泥河系淮河左岸的支流,发源于凤台县朱集,自 西北向东南方向穿过丁集、潘三、潘一、潘二四个井田,由淮南市尹家沟入淮, 全长 60km,流域面积原为 710 km2,茨淮新河开挖以后减为 606km2。流域内一 般地面高程为+19~+24m,下游为开阔洼地,高程为 16m。雨季淮河水位上涨易 成内涝。黑河位于井田北缘,由西北向东南流入淮河,河床宽 2-10m,系人工挖 掘浇灌农田季节性水渠。

1.1.3 矿区气候条件 本区为过渡型气候,以东南风为多,年降雨量最大为 1423.3mm,最小为 649.9mm, 年均 910.6mm, 多集中在 7、 8 月份; 最高气温 41.4℃, 最低气温-21.7℃, 平均气温+15℃;最大冻土深度 0.30m,最大降雪量 0.39m。 1.1.4 地震 据有关资料记载, 淮南地区地震活动强度不大, 以轻度破坏和有感地震为主, 1917、1931、1937、1954、1976 年均有地震波及,震级在 3~6 级之间;据建筑 抗震设计规程(GB50011-2001) ,本区地震设防烈度为 7 度,设计基本地震加速 度值为 0.10g。 1.1.5 矿区的水文情况 本区为淮河冲积平原,地势平坦,地面标高+19.5~+23.5m,西北高,东南 低,平均坡降 l:10000。淮河为流经本区的主要河流,在淮南段一般水位标高为 +15m, 最高水位可达+25.93m(1954 年 7 月 21 日鲁台洪水水位), 堤面标高 27.07m, 3 可以防洪患。 淮河平均流量正阳关以下 2000m /s。 矿区内有泥河自西北向东南流 入淮河,近平行地层走向横贯本矿区,河床形态上游窄,下游宽,枯水期水位为 +18m,最高水位可达+22.40m。 本矿区新生界沉积物厚度大,矿区地表水系对矿井充水无直接影响。只与新 生界松散层上部含水层组有一定的水力联系。当雨季汛期时,淮河水位高于泥河 水位时,尹家沟闸关闭,泥、黑河流域内洪水无法排出,形成关门淹,可能威胁 矿井安全(如 1991 年的大汛期)。一般丰水年内涝时间 30~45 天,较大洪水年漫 滩时间长达 140 天左右。

1.2 井田地质特征
本矿井东起九线与潘一矿毗邻,西至十五线与丁集勘探区相接,西段为潘四 井田南边界,南部以 13-1 煤-900m 等高线地面投影为界,东西走向长 10.3km, 南北倾向宽 6.1km,面积 61.3km2。 井田内发育一组向西倾伏的次一级褶曲,即董岗郢次级向斜及叶集次级背 斜,两者轴向大致平行,近东西向,贯穿全井田与潘集背斜轴呈 15~20°夹角 相交。向西倾伏,倾伏角 3~5°。 a. 董岗郢向斜 董岗郢次级向斜为一不对称向斜,十一线以东轴面倾向北,该线以西两翼地 层逐渐对称,轴面大致垂直,北翼地层走向 NWW-NW,南翼地层走向 NE-SW, 地层倾角一般为 10~20°北翼东段受构造影响,地层倾角达 30~50°,甚至直 立。 b. 叶集背斜 叶集次级背斜位于董岗郢向斜南侧,向斜的南翼过度为背斜的北翼,两翼地 层基本对称, 轴面大致垂直, 北翼地层走向 NE~SW, 南翼地层走向 NW~NWW, 两翼地层平缓,倾角一般小于 10°。井田内岩浆岩侵入层位 C3~8 煤(主要为 1、

3 煤层层位),集中在井田北部靠近背斜轴附近,从东向西侵入层位逐渐升高,表 现为冲开或吞蚀煤层,使煤变质程度增高,直至变为天然焦。 1.2.1 煤系地层 本井田为新生界松散层覆盖的全隐蔽区, 井田内发育一组向西倾伏的次一级 褶曲,即董岗郢次级向斜及叶集次级背斜,两者轴向大致平行,近东西向,贯穿 全井田与潘集背斜轴呈 15~20°夹角相交。向西倾伏,倾伏角 3~5°。 经钻探揭露井田内地层有奥陶系、石炭系、二叠系、第三、四系地层,现分 述如下: (1)奥陶系中下统(01+2) 钻探揭露厚度 108.88m, 仅见顶部岩层, 岩性为灰色、 致密厚层状硅质灰岩、 局部夹泥质条带。 (2)石炭系上统太原组(C3) 厚度 123m,假整合于奥陶系地层之上。由灰~深灰色灰岩,泥岩及细~中 砂岩组成,其中含 12~13 层灰岩,夹 5~10 层不稳定薄煤层及炭质泥岩,该组 地层化石丰富,产腕足类、珊瑚、海百合茎及蜓蝌化石。 (3)二叠系(P) 厚度 1074.37m,整合于石炭系太原组之上。自下而上分为山西组、上石盒 子组、下石盒子组和石千峰组。现叙述如下: a. 山西组 厚度约 79m。由灰黑色泥岩、灰色粉砂岩组成,下部含煤 1~3 层。井田内 局部煤层受岩浆岩影响变为天然焦。产植物化石,如科达、芦木、斜羽叶、丽羊 齿、蕉羊齿等。 b. 下石盒+子组 厚度 131.5m 左右,以灰、深灰色泥岩及细砂岩为主,夹灰白色细~中粒砂 岩,含煤 10~11 层,其中 8 煤较稳定,为主要可采煤层之一;4-1 煤下的铝土质 泥岩发育良好,分布较稳定,为主要标志层之一,该煤层组局部受岩浆岩侵入使 部分煤层变成了天然焦,含丰富植物化石。 c. 上石盒子组: 厚度 544.5m 左右,以灰~深灰色泥岩、砂质泥岩为主,次为浅灰~灰白、 灰绿色砂岩。含煤 17~27 层,其中可采及局部可采煤层 5 层,富含植物化石。 d. 石千峰组: 井田内已揭露的最大厚度为 319.37m。主要由紫红、褐红、褐黄、浅灰~深 灰、灰绿等杂色砂质泥岩,花斑状砂质泥岩、含砾中粗砂岩、泥质砂岩等组成, 分选及磨圆度均较差, 中上部有较单一的石英砂岩薄层, 层理不清, 该组不含煤, 下部偶见炭质泥岩。 (4)新生界(KZ) 该区新生界地层与下伏古生界地层呈不整合接触, 厚度为 186.54~483.55m, 平均厚度为 378.93m 可分为上第三系和第四系两部分。

上第三系(N) a.上第三系中新统下段(N 1 1 ) 厚 0~99.05m,平均 57.65m,岩性以含泥砂砾层为主,砾石为石英岩、石英 砂岩、岩浆岩、偶见灰岩砾,局部夹有少量砂质粘土。结构疏松。属残坡积相沉 积,与下伏地层呈不整合接触。 b.上第三系中新统上段(N 2 1 ) 厚 0~101.05m,平均厚 66.75 m,以浅灰绿夹棕黄色粘土为主,间夹粉、细 砂 1~3 层,局部砂层较厚,但其砂层含泥质较高。属河湖相沉积全区分布稳定, 只在南部十二线以南部分钻孔缺失。 c.上第三系上新统(N2) 厚 67.68~190.40 m,平均 133.04 m,岩性以浅灰绿色中砂为主。其次为细 砂及粗砂,局部夹由钙质胶结成砂岩盘,质坚硬。结构疏松~松散。夹砂质粘土 或粘土 3~5 层,局部粘土层较厚。属河湖相沉积全区分布稳定。 1.2.2 水文地质特征 矿内主要含水层为新生界松散层孔隙含水层组、 煤系砂岩裂隙含水层组及石 灰岩岩溶裂隙含水层组三部分组成。现由新至老分述如下: 新生界第四、第三系松散层沉积厚度为 186.54[水(三)3 孔]~483.55m (十 四~十五 5 孔),平均厚度为 378.93m。总体由东南向西北增厚,工广附近古地 形隆起处最薄。按地层对比和岩相组合特征分为四个含水层组和三个隔水层组, 其主要特征如下: (1)第四系含、隔水层(组) a. 上部含水层(组) (原上部含水组上段) 底板埋深 19.85~34.98m,含水砂层厚 1.45~30.05 m,平均厚 11.64m。自地 表 5~10m 以下,以灰黄色、褐色,粉、细砂及粘土质砂为主,夹薄层砂质粘土。 砂层颗粒较细, 呈疏松状, 属潜水~弱承压水, 受大气降水及地表水体渗入补给, 富水性较弱,水质属 HC03-Ca·Mg 型。 b. 中部隔水层(组) (原上部含水组的夹层) 底板埋深 47.17~65.51m,隔水层厚 2.32~40.90m,平均厚度 19.14m,以棕 黄、灰黄夹灰绿色砂质粘土为主夹 0~4 层砂,顶部富含砂礓块和铁锰质结核, 粘土分布稳定,可塑性强,隔水性较好。 c. 下部含水层(组) (原上部含水组的下段) 底板埋深 101.35~132.45m,含水层厚度 25.85~71.20m,平均厚度 51.41m, 以下以浅灰及灰黄色中、细砂为主,局部为含砾中粗砂,砂层占该段厚的 84%。 成份以石英为主,多含白云母片及黑色矿物,呈松散状。据水(三)2 和十上含-2 两孔抽水试验资料: 水位标高为 16.40~20.18m, q=0.476~1.588 l/s· m, k=3.656~ 3.896m/d, 水质为 HCO3-Ca· Mg· Na 和 HCO3· Cl-Na 型, 矿化度 0.370~1.023g/l, 水温 16~19.5℃,水量充沛,水质良好,为生活饮用水主要水源。 (2)上第三系含、隔水层(组)

a. 中部(上新统)含水层(组) (原中部含水组) 底板埋深 207.95~310.75m, 含水层厚度 23.50~158.40m, 平均厚度 104.56m, 砂层占组厚 74%,以浅灰绿色中砂为主,次为细砂及粗砂,局部夹由钙质胶结 成岩的坚硬“砂岩盘”数层,其间夹粘土及砂质粘土 0~17 层,厚度 0~61.06m。 据水(三)3 孔混合抽水试验资料:水位标高为 20.51m,q=0.269 l/s·m,由于未完 全揭露该含水层组,故水量较小,此水量不能代表该含水层的水量,仅供参考, 估计可能水量较大,水温 18℃,矿化度 1.76g/l,水质属 Cl-Na 类型。本组在十 二线南部附近隆起部位变薄,并直接覆盖在基岩上。 b. 中部(中新统上部)隔水层(组) (原中部隔水组) 底板埋深 289.30~392.65m,隔水层厚度 O~91.95m,平均厚度 52.28m,本 组全区分布稳定, 仅在古地形隆起处变薄或缺失,岩性以浅灰绿夹棕黄色粘土及 砂质粘土为主,致密、粘韧、具膨胀性。其间夹分布不稳定的砂,砂砾层 0~8 层,累厚 O~39.50m,占组厚 24%左右,据邻近矿井水 34 孔抽水试验资料:水 位标高为 22.47m,q=0.00181 l/s·m,富水性弱,水温 24℃,矿化度 2.476g/l, 水质属 Cl-Na 类型,该组隔水性较好。 c.下部(中新统下部)含水层(组) (原下部含水组) 该含水层组厚 0~99.05m,平均厚 57.65m,其中砂和砂砾层厚 0~85.80m, 平均厚 37.93m。直接覆盖于煤系地层之上,由东南往西北,沿基岩低凹面分布。 向南北两侧延展变薄,且在古地形隆起处尖灭。岩性以含泥砂砾层为主,其次粉 细砂,砾石为石英岩、石英砂岩及岩浆岩,偶见灰岩砾石,砾径在 5~20mm 左 右,结构疏松。据检水 43 及十下 1+2-2 等 5 孔抽水试验资料:水位标高-9.49~ 25.18m,q=0.414~1.0123 l/s·m,k=1.180~3.288 m/d,矿化度 2.386~2.605g/l, 水温 26~28.5℃,水质均为 Cl-Na 类型,说明补给水源贫泛,以储存量为主。由 于受开采影响, 现已在矿井内形成降落漏斗,目前水位邻近潘一矿的东四采区已 下降到标高为-10m 左右,十一线以西也下降到标高为-7m。 (3) 二叠系砂岩裂隙含水(组) 正常砂岩分布于煤层与泥岩、砂质泥岩之间,砂岩裂隙不甚发育,全区共有 189 个孔揭露, 其中有 8 个钻孔漏水,漏水孔率 4.2%,主要漏水层位为 11 煤顶、 底板砂岩及 18 煤以上部分层段砂岩。 据十三~十四 3 孔 11 煤顶底板砂岩漏水段抽水试验资料:水位标高为 23.39m,q=0.0133 l/s·m,k=0.0389m/d,矿化度 2.36g/l,水温 29℃,水质属 HCO3·Cl-Na 类型。流量呈衰减变化趋势,停止抽水后水位恢复三天,还比原 水位低 32.50m。 中央风井检查孔和主井检查孔对 23 煤及 24 煤顶板砂岩抽水试验资料: 水位 标高 24.06~24.20m,q=0.0206~0.0303 l/s·m,k=0.074m~0.0937m/d,矿化度 2.005~2.034g/l,水温 24℃,水质均属 Cl-Na 类型,抽水后两孔恢复水位时间分 别为 78h 和 73.5h,其水位比抽水前静止水位分别低 1.79m 和 1.26m。 综上所述二叠系煤系地层砂岩裂隙含水层富水性较弱,补给水源贫乏,以储

存量为主,且导水性差。 (4)石炭系太原组灰岩岩溶裂隙含水(组) 太原组上部 1 ~ 4 层灰岩为 l 煤层底板直接充水含水层,灰岩纯厚度为 17.01~19.03m,平均厚 18.20m,单向抗拉强度 2.94~8.23MPa, 平均抗拉强度 4.17MPa, 自然状态下抗压强度为 37.7~97.0MPa, 平均抗压强度 69.08MPa; CaO 含量 47.68~52.43%。揭露 1 灰或 1~4 灰的钻孔 42 个,一般岩溶裂隙不发育, 大多数钻孔未发现漏水, 仅在轴部附近的十 C311 和十 01 两孔漏水, 据十 01 孔钻 3 进 3 灰时最大漏失量 3.6m /h。据水(三)4 孔抽水试验资料:水位标高 19.06m, q=0.0747 l/s·m,k=0.307m/d,矿化度 2.086g/l,水温 33.5℃,水质属 Cl·SO4-Na 型。各层灰岩物理力学性质和化学成份均有差异。详见表 6-2-2。 揭露下部 C311~C312 层灰岩有 6 个钻孔, 岩溶裂隙较发育, 局部见有小溶洞, 有 5 个钻孔漏水,漏水孔率占 83%(详见表 6-2-1) ,据构 8 孔抽水试验资料: 水位标高为 26.69m, q=0.0187 l/s· m, k=0.0761m/d, 矿化度 2.606g/l, 水温 32℃, 水质属 Cl-Na 类型。资料表明:本组灰岩岩溶裂隙发育不均,富水性差异较大, 水位恢复缓慢,且低于抽水前静止水位,故补给迳流不畅,以储存量为主。 (5) 奥陶系灰岩岩溶裂隙含水(组) 区内有 4 个钻孔揭露该层,揭露厚度为 28.18~109.18m 不等,岩性以厚层 状白云质灰岩为主,次为角砾状灰岩,夹薄层泥质灰岩,浅灰色微带肉红色,块 状构造,局部岩溶裂隙发育,见小溶洞。 由上述资料表明,奥灰含水层富水性差异较大,由弱~强不等。 (6)岩浆岩裂隙含水层 见有岩浆岩钻孔 51 个,厚度为 4.07~77.79m 不等,岩性为细晶岩、正长斑 岩及正长煌斑岩等,侵入层位从 C3~8 煤,由东向西侵入层位逐渐升高,主要分 布在 4 煤以下。 钻进岩浆岩段简易水文观测均无明显漏失现象,说明裂隙不甚发 育。 据潘四井田十四~十五 22 和水四 12 孔抽水试验资料:水位标高为 19.952~ 19.668m ,水位降深 53.26 ~ 55.21m , q=0.0112 ~ 0.00476 l/s · m , k=0.0494 ~ 0.0274m/d,矿化度 1.826~2.504g/l,水质 Cl·SO4-Na 型。资料表明富水性弱。 (7)矿井涌水量:本次矿井涌水量预计水量为 4~13-1 煤层间煤系砂岩裂 隙水,1 煤底板水不考虑在内。由于砂岩含水层富水性弱,水源补给贫泛,易于 疏干, 但新生界下含水通过砂岩露头缓慢补给, 故砂岩含水层具有一定的补给量, 补给量的多少, 取决于砂岩露头与下部含水层的接触面积及砂岩裂隙含水层的导 水性。从淮南各生产矿井排水资料分析;矿井投产初期量较大,当开拓面积达到 一定数值后,水量趋于稳定状态,矿井涌水量不再增加。再随开采面积增大和开 采水平延深而增加或增加很少。 潘集矿区各矿井出水特征亦如此,所以潘三矿预 计在开采 4~13-l 煤-730m 水平时矿井正常涌水量为 380m3/h,最大涌水量为 641m3/h;开采 4~13-l 煤-900m 水平时矿井正常涌水量为 400m3/h;最大涌水量 为 688m3/h(本次预算未考虑灰岩水水量) 。综合评价本矿井水文地质条件为复 杂类型。

1.3 煤层特征
1.3.1 可采煤层 本区含煤地层中石炭系上统太原组薄煤层不稳定,不具备可采济价值,历次 勘探均不作为勘探对象,本次报告也不作为研究对象。 二迭系山西组、上、下石盒子组含煤地层总厚 755m,含定名煤层 32 层,煤 层平均总厚度 33.74m,含煤系数 4.5%。分七个含煤段,含煤性见表 1-1。
表 1-1 各煤层段含煤情况表 系 统 组 含煤段 七 六 上 二 迭 系 下 统 合 下石盒子组 山西组 计 统 上石盒 子组 五 四 三 二 一 煤段厚 度(m) 155.00 102 71.5 106 110 131.5 79 755
含煤层数 名称
4 22?25

煤层平均 总厚(m) 1.44 1.55 2.67 5.45 2.48 15.53 4.53 33.74

含煤系数 (%) 1.00 1.50 3.70 5.10 2.30 11.80 5.70 4.50

4 18?21 4 16?17

5 12?15 3 11
10 4 ?9 2 1?3 32 1? 25

各可采煤层分述如下: 13-1 煤层:位于第四含煤段中下部,为全区可采的稳定煤层。厚度 1.38~ 4.83m,平均 3.00m,为全区可采煤层。结构较简单,一般有 1~2 层夹矸,个别 有 3 层夹矸,位于煤层顶部或底部,其岩性为炭质泥岩及泥岩。煤层顶板为粉细 砂岩及泥岩,底板为砂质泥岩与泥岩。 11-2 煤层: 位于第三含煤段中上部, 冲刷区以外为全区基本可采的较稳定煤 层。厚度 O~10.55m,平均 1.89m。在十东线至十一~十二线有一片呈 NE~SW 方向展布的冲刷区,该冲刷区范围集中,分布有规律。以冲刷区为界,东部为较 稳定煤层,西部为稳定煤层。结构简单,偶含 1~3 层夹矸,岩性为炭质泥岩。 煤层顶板为砂质泥岩及细中砂岩,底板为砂质泥岩与泥岩。 8 煤层: 位于第二含煤段上部, 为局部可采的较稳定煤层。 厚度 1.10~12.07m, 平均 3.25m。仅在十五 9 孔见岩浆岩侵入,煤层吞薄,变质为天然焦,为局部可 采煤层。结构较简单,一般具一层夹矸,个别点为 2~3 层夹矸,岩性为炭质泥 岩及泥岩。煤层顶板为砂质泥岩及细中砂岩,底板为泥岩及砂质泥岩。 5-2 煤层:位于第二含煤段中部,为全区可采的较稳定煤层。厚度 0.00~ 5.09m, 平均 2.55m, 九线-650m 以下有小范围不可采区。 十四~十五线以西-800m 附近,小范围受岩浆岩影响。结构较简单,部分点含 1 层夹矸,少数点含 2~3 层夹矸,岩性为炭质泥岩。煤层顶板为砂质泥岩及粉细砂岩,少量细中砂岩,底 板为砂质泥岩及泥岩。

表 1-2 煤层稳定性评价指标表 稳定煤层 分 煤 层 主要 指标 薄煤层(< 1.3m) 厚和中厚煤层 (1.3m~8.0m) 特厚煤层 (>8.0m) Km≥ 0.95 辅助 指标 r≤ 25% Km≥ 0.95 Km≥ 0.95 较稳定煤层 主要 指标 0.95≥ Km≥ 0.8 25%<r ≤40% 30%<r ≤50% 辅助 指标 25%<r ≤35% 0.95>km ≥0.8 0.95>km ≥0.85 不稳定煤层 主要 指标 0.8>km ≥0.6 40%<r ≤65% 50%<r ≤75% 辅助 指标 35%<r ≤55% 0.8>km ≥0.65 0.8>km ≥0.7 极不稳定煤层 主要 指标 Km< 0.6 辅助 指标 r>55%

r≤25%

r>65%

Km< 0.65 km< 0.7

r≤30%

r>75%

1.3.2 煤层顶、底板 13-1 号煤层:直接顶板裂隙较发育,岩层分层厚度小且变化大,强度指数一 般约 25~40,拟属Ⅰ类不稳定顶板或Ⅱ类中等稳定顶板。老顶砂岩有两种:一 种直覆于 13-1 煤层之上,另一种则与直接顶呈冲刷接触。直覆老顶岩性为细中 粒石英砂岩。伪底一般为炭质泥岩或泥岩。 11-2 号煤层: 伪顶岩性为炭质泥岩和泥岩, 局部为粉砂岩, 直接顶结构复杂, 主要构成有二种: 直接顶板由单一泥岩,砂质泥岩或薄层粉砂岩及少量薄层细砂 岩组成,直接底为泥岩、砂质泥岩或粉砂岩。 8 号煤层:伪顶为炭质泥岩或泥岩,直接顶为泥岩或砂质泥岩,老顶为中细 粒长石石英砂岩,伪底仅局部地段发育,岩性为泥岩。直接底泥岩或砂质泥岩, 局部粉砂岩。 5-2 号煤层:伪顶岩性为炭质泥岩或泥岩,直接顶由炭质泥岩、薄煤层、泥 岩、砂质泥岩或粉砂岩、薄层细砂岩组合成复合顶板,老顶岩性为粉砂岩、细砂 岩、少量中粒砂岩。 1.3.3 煤质 本区各可采煤层以中低变质的 1/3 焦煤为主,气煤次之,少量瘦煤、焦煤及 天然焦。各煤层均为中灰、中高~高挥发分、特低~低硫、特低~低磷、特低氯、 一级含砷煤;较高软化温度灰、结渣、结污指数均为低等;高热值为主 (16-1、 7-1 煤层为中热值煤)、强粘结性(1 煤为层中强粘结性)、中等结焦性的富油~高 油煤;可选性以极难选为主(1 煤层易选)。其浮煤是较为理想的炼焦配煤,洗中 煤或原煤可作为动力用煤,亦可用于炼油使用。1 煤层天然焦可作为动力、民用 燃料,亦可作为化工、电器工业原料。 本区各主要可采煤层为黑色,沥青~弱玻璃~玻璃光泽,条带状结构,内生 裂隙比较发育,断口一般为不平整状,局部为贝壳状,裂隙中充填黄铁矿及方解 石等物质。其宏观煤岩成分为:11-2 煤层及其以上各煤层以暗煤为主,夹少量亮 煤和镜煤条带;11-2 煤层以下各煤层以亮煤和暗煤为主,夹镜质条带。其宏观煤

岩类型为暗淡型,暗淡~半亮型和半暗~半亮型三种,详见表 1-3。密度详见表 1-4.
表 1-3 各煤层物理性质表 煤层 17-1 16-2 16-1 13-1 11-2 8 7-1 6-1 5-2 4-2 4-1 1 颜色 黑色 黑色 黑色 黑色 黑色 黑色 黑色 黑色 黑色 黑色 黑色 黑色 钢灰色 构 造 光 泽 煤岩组分 煤岩类型

粉末状和鳞片状 粉末状 粉末状和鳞片状

暗淡光泽,少量玻璃光泽 以暗煤为主,少量亮煤 暗淡型 暗淡光泽 暗淡光泽 以暗煤为主,少量亮煤 暗淡型 以暗煤为主,少量亮煤 暗淡型

粉末状和块状为主, 玻璃光泽为主,部分暗淡 以暗煤为主,夹亮煤和 暗淡~半 部分鳞片状 光泽 镜煤条带 亮型 粉末状和块状为主, 沥青光泽、油脂光泽、丝 以暗煤为主,夹亮煤和 暗淡~半 部分鳞片状 绢光泽 镜煤条带 亮型 粉末状和块状 粉末状为主,块状和 粒状次之 粉末状和块状为主 粉末状和块状为主, 少量粒状 粉末状为主,少量块 状 粉末状为主,少量块 状 粉末状和块状 玻璃光泽为主,部分暗淡 以亮煤和暗煤为主,夹 半暗~半 光泽 镜煤条带 亮型 油脂光泽,沥青光泽 油脂光泽,土状光泽 油脂光泽,玻璃光泽 油脂光泽,沥青光泽 油脂光泽,暗淡光泽 以亮煤和暗煤为主,夹 半暗~半 镜煤条带 亮型 以亮煤和暗煤为主,夹 半暗~半 镜煤条带 亮型 以亮煤和暗煤为主,夹 半暗~半 镜煤条带 亮型 以暗煤为主,亮煤次之 以暗煤为主,亮煤次之 半暗~半 亮型 半暗~半 亮型

油脂光泽,丝绢光泽,金 以亮煤和暗煤为主,夹 半暗~半 刚光泽 镜煤条带 亮型 表 1-4 煤层视密度一览表

煤层号名称 容重 煤层名称 容重

17-1 1.39 6-1 1.35

16-2 1.40 5-2 1.36

16-1 1.46 4-2 1.37

13-1 1.38 4-1 1.37

11-2 1.38 1 1.39

8 1.39 1 天然焦 1.55

7-1 1.39

1.3.4 瓦斯 本次利用各可采煤层合格瓦斯样点 212 个,瓦斯含量小于 5 的点有 153 个, 大于 5 的点 59 个,高点与低点相间分布,规律性不强,但董岗郢向斜轴附近瓦 斯含量一般较高, 在向斜轴南翼也有分布有少量高点。这是因为煤层瓦斯含量的 分布主要受地质构造、煤层埋藏深度 (即距基岩面深度 )以及煤层顶板盖层所控 制。 向斜轴部围岩压力大, 瓦斯不易散出, 向斜轴南翼煤层埋藏较深, 地层平缓,

上覆基岩厚度大,无大断层发育,瓦斯缺少运移通道,因此瓦斯含量也较高。
表 1-5 《97 报告》中主要可采煤层瓦斯平均含量表 煤 平 均 值 最 大 值 层 13-1 5.29 -615.59 十五东 9 -781.68 362.70 12.78 92.20 11-2 4.21 -694.25 十四西 5 -672.71 244.83 10.75 88.70 8 5.83 -708.14 十二东 7 -856.82 489.00 12.76 90.11 4-1 1.38 -714.12 十~十一 3 -885.83 539.98 9.03 82.16

瓦斯含量(m3/t·燃) 标高(m) 孔 号

标高(m) 距基岩界面深度(m) 瓦斯含量(m3/t·燃) 瓦斯成分(%)

表 1-6 主要可采煤层瓦斯平均含量表 基岩盖层平均 厚度(m) 28.03-540.82 13-1 282.54(52) 104.17-520.32 11-2 335.55(39) 34.60-710.87 8 400.39(37) 113.95-759.70 4-1 450.03(32) 211.78-802.52 1 499.97(10) 32.36(10) 11.69(10) 55.90(10) 1.78(10) 0.40(10) 37.57(32) 0.00-75.10 13.34(32) 50.72(31) 2.47(32) 0.00-4.07 0.61(30) 0.09-0.99 56.80(37) 0.99-96.48 8.08(37) 0.83-51.48 34.82(37) 2.41-95.53 4.59(37) 0.04-9.03 0.46(37) 0.04-2.83 60.02(39) 0-96.48 6.15(39) 0.55-29.57 34.57(38) 0.52-90.26 3.71(39) 0-15.07 0.31(39) 0.08-1.40 58.52(52) 0.00-97.25 6.69(52) 0.00-31.94 34.45(52) 2.96-97.88 4.31(52) 0.00-10.75 0.48(52) 0.00-1.03 CH4+C2H6 0-94.52 瓦斯成分(%) CO2 0.00-27.71 N2 1.19-95.16 瓦斯含量(m3/t) CH4 0-13.40 CO2 0.02-1.66

煤层

4.15-20.90 14.97-95.85

从表中可以看出,13-1、11-2、8 号煤均为高瓦斯煤层。 1.3.5 其它有益矿产 (1)微量元素 煤中微量元素种类繁多,含量见表 1-7,从表中可看出,各煤层中微量元素 镓平均含量为 10.63~14.14ppm,锗平均含量为 1.34~2.13ppm,铀平均含量为 0.33~4.00ppm,钍平均含量为 0.657~2.00ppm,钒平均含量为 5.50~10.80ppm。

上述各微量元素含量均未达到相应矿产的工业品位要求。
表 1-7 煤中微量元素含量表 煤层 Ca.d(ppm) 5.00-20.00 13-1 12.55(11) 10.00-20.00 11-2 12.65(11) 8.00-28.00 8 13.51(14) 8.00-20.00 7-1 15.88(8) 10.00-20.00 6-1 12.50(4) 5.00-18.00 5-2 10.73(11) 9.00-15.00 4-2 11.83(6) 8.00-18.00 4-1 10.63(16) 5.00-20.00 1 14.14(7) 1.57(7) 0.40(5) 0.60(5) 7.20(5) 1.40(16) 1.00-2.00 0.50(8) 0.00-1.00 0.63(8) 0.00-1.00 9.38(8) 4.00-9.00 1.88(6) 0.00-3.00 0.33(3) 0.00-3.00 0.67(7) 0.00-2.00 8.00(3) 3.00-15.00 1.62(11) 1.00-3.00 0.71(7) 0.00-1.00 1.43(7) 0.00-1.00 8.71(7) 6.00-10.00 1.50(4) 0.86-3.00 4.00(2) 0.00-1.00 2.00(2) 0.00-5.00 5.50(2) 4.00-15.00 2.13(8) 0.00-3.00 0.50(6) 1.00-7.00 1.00(6) 1.00-3.00 9.17(6) 3.00-8.00 1.56(14) 1.00-5.00 0.83(6) 0.00-1.00 0.83(6) 0.00-3.00 7.33(6) 3.00-13.00 1.94(11) 0.46-3.00 0.80(5) 0.00-1.00 1.60(5) 0.00-2.00 10.80(5) 4.00-11.00 1.34(12) 0.00-6.00 1.29(7) 0.00-2.00 0.57(7) 0.00-4.00 8.57(7) 3.00-17.00 Ge.d(ppm) 0.00-2.03 U(ppm) 1.00-3.00 Th(ppm) 0.00-2.00 V(ppm) 2.00-18.00

(2)铝质泥岩 区内 4 煤层(组)下 10~15m 发育 1~2 层铝质泥岩,肉眼鉴定为乳白色~银 灰色,性软细腻,具滑感,品质较好的厚度约 3~5m,根据十一东 3 和十四东 3 钻孔所取 6 个样品的测试成果, 其 SiO2 含量为 42.75~59.04%, 平均值为 49.83%, Al2O3 含量为 29.54~37.29%,平均值为 32.36%,铝硅比为 65,达不到铝土矿的

一般工业指标,见表 1-8。
表 1-8 铝质泥岩化学成分分析表 采样深度 (m) 化 采样厚度(m) SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 TiO2 K2O Na2O 0.10 0.10 0.20 0.09 0.10 0.25 52.22 31.24 1.24 0.11 0.25 0.09 0.83 0.44 0.12 59.04 29.54 1.42 1.20 0.33 0.17 0.84 0.48 0.11 52.66 31.23 1.50 0.11 0.33 0.16 0.85 0.54 0.12 45.88 37.29 0.65 0.11 0.29 0.14 0.76 0.10 0.11 42.75 35.01 6.04 0.11 0.29 0.09 0.74 0.01 0.11 46.45 29.83 6.74 0.22 0.32 0.10 0.86 0.35 0.17 学 成 份 分 析 (%)

孔号

十一东 3 十一东 3 十一东 3 十一东 3 十一东 3 十四东 3

508.72 509.00 509.30 509.79 510.20 761.00

综上所述,各元素含量均未达到国家规定的最低工业品位要求,在目前经济 技术条件下尚无回收利用价值。 1.3.6 煤尘及煤的自燃 本区各可采煤层均具有爆炸危险性,着火温度法鉴定各煤层自燃倾向性为: 13-1 煤层为不自燃~易自燃,11-2、8、7-1、6-1、1 煤为不自燃~不易自燃,4-1 煤层不自燃~很易自燃, 5-2、4-2 煤层为不自燃。 1.3.7 开采技术条件 (1)井田内各煤层顶底板条件差异大,相变亦大。13-1 煤、11-2 煤、8 煤顶板 岩性组合复杂,有复合顶板、老顶砂岩直覆顶板等情况。13-1 煤老顶砂岩直覆区 呈条带状分布,为分流河道沉积环境;复合顶板一般分布于河漫滩地带。有零星 钻孔见 11--2 煤、8 煤砂岩老顶直覆于煤层之上。 (2)潘三井田为含水流砂层下开采。开采设计时,留设 60m 防水煤岩柱,通 过对两个冒落孔导裂高度的观测, 潘三矿提高回采上限采矿实践以及实际条件分 析,认为不能轻以提高上限,需进一步加强研究和试采。 (3)潘三矿主采的 13-1、11-2、8、4-1 煤层瓦斯含量总体偏高,除董岗郢向 斜北翼浅部瓦斯含量较低外, 其余区域瓦斯含量均有高点分布,尤其是向斜轴部 附近瓦斯含量一般较大,南翼瓦斯含量高于北翼。从目前资料看,矿井东部采区 瓦斯含量高于西部采区,13-1 煤层在东翼已发生 11 次煤和瓦斯突出,始突深度 在-510m 以上。 潘三矿各可采煤层均具有煤尘爆炸危险性。 煤层自燃倾向根据新的鉴定方法 (色谱吸氧鉴定法)测试结果,13-1、11-2、6-1、4-1、1 煤层为容易自燃~自燃, 7-1、5-2、5-1、4-2 煤层为自然。

潘三矿属地温异常区,-650m 水平已达到一级高温,局部已达到二级高温。 随着深部煤层的开采,地温、地压、瓦斯亦将增大。开采技术条件将更加复杂。


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