贵州省黔西县龙场矿区 沟头井田煤矿详查地质报告
(审后修改稿)
贵州麒麟矿业开发有限公司
2005年07月
贵州省黔西县龙场矿区 沟头井田煤矿详查地质报告
(审后修改稿)
报告编制单位:贵州省地矿局一编 制 人:陈项 目 经 理:王劲松技 术 负 责:王劲松审 核 人:总 工 程 师:大 队 长:勘查资质等级:甲勘查证书编号:
提交报告单位:贵州麒麟矿业开发有限公司提交报告时间:
O二地质大队 芳 何天元 何开寿 杨德智张应文 胡成伟 彭虎航 金学勤 级 5220051110011 2005年7月20日 I
正 文 目 录
第一章 绪论 ............................................................................................... 1
第一节 勘查目的和任务 ............................................................................1 第二节 井田位置、交通 ............................................................................1
一、井田位臵和范围 ...........................................................................1 二、井田交通条件 ...............................................................................2 第三节 井田自然地理、气象、社会经济状况 ........................................2 第四节 老窑开采情况 ................................................................................4 第五节 以往工作评述 ................................................................................4 第六节 本次工作情况 ................................................................................5
第二章 区域地质 ....................................................................................... 7
第一节 地层 ................................................................................................7 第二节 构造 ................................................................................................8 第三节 矿产 ................................................................................................8
第三章 井田地质 ....................................................................................... 8
第一节 地层 ................................................................................................8
一、二叠系上统龙潭组(P2l) ...........................................................9 二、二叠系上统长兴组(P2c) ..........................................................9 三、三叠系下统夜郎组(T1y) ..........................................................9 四、三叠系下统茅草铺组(T1m) ................................................. 10 五、第四系(Q).............................................................................. 10 第二节 构造 ............................................................................................. 10 第三节 矿产 .............................................................................................. 11
第四章 含煤地层 ..................................................................................... 12
第一节 地层特征 ..................................................................................... 12
一、岩性特征 .................................................................................... 12 二、地层层序特征 ............................................................................ 12 三、地层厚度 .................................................................................... 13 第二节 含煤性 ......................................................................................... 13 第三节 可采煤层 ..................................................................................... 13 第四节 共(伴)生矿产综合评价 .............................................................. 13
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第五章 煤层 ............................................................................................. 13
一、煤层结构及顶底板 .................................................................... 13 二、煤层厚度及其变化 .................................................................... 14 第二节 煤层对比 ..................................................................................... 15
一、煤层对比方法 ............................................................................ 15 二、煤层对比依据 ............................................................................ 17 三、对比可靠程度 ............................................................................ 18
第六章 煤质 ............................................................................................. 18
第一节 煤的物理性质特征 ..................................................................... 18
一、M16煤 ........................................................................................ 18 二、M18煤 ........................................................................................ 18 第二节 煤的化学性质特征 ..................................................................... 18
一、主要煤质指标 ............................................................................ 18 二、元素组成 .................................................................................... 20 三、煤灰成分及煤灰熔融性 ............................................................ 20 四、有害成分 .................................................................................... 21 五、有益元素 .................................................................................... 21 第三节 煤的种类 ..................................................................................... 21 第四节 主要可采煤层煤质评价及用途方向 ......................................... 21
一、煤质评价 .................................................................................... 21 二、煤的用途方向 ............................................................................ 22 第五节 煤的风化和氧化 ......................................................................... 22
第七章 煤矿开采技术条件 ..................................................................... 22
第一节 区域水文地质概况 ..................................................................... 22 第二节 井田水文地质 ............................................................................. 24
一、地形地貌、气象及地表水 ........................................................ 24 二、含水层、隔水层水文地质特征 ................................................ 24 三、地表水特征 ................................................................................ 27 四、构造断裂水文地质特征 ............................................................ 27 五、生产坑道水文地质 .................................................................... 28 六、充水因素分析 ............................................................................ 28
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六、供水水源方向 ............................................................................ 29 七、矿床水文地质勘查类型的初步划分 ........................................ 29 第三节 工程地质 ..................................................................................... 29
一、工程地质岩组的划分 ................................................................ 29 二、可采煤层顶、底板岩石的工程地质特征及稳定性 ................ 31 三、未来矿山开采过程中可能引起的工程地质问题 .................... 31 第四节 环境地质 ..................................................................................... 32
一、区域稳定性 ................................................................................ 32 二、采矿活动对地质环境的影响 .................................................... 32 四、地表水及煤系水的污染评价 .................................................... 32 五、放射性评价 ................................................................................ 32 六、煤层瓦斯 .................................................................................... 32 七、煤尘爆炸及煤层的自燃性 ........................................................ 34 第五节 几点意见 ..................................................................................... 34
第八章 勘查工作及其质量评述 ............................................................. 35
第一节 勘查方法及工程布置 ................................................................. 35
一、勘查类型的划分 ........................................................................ 35 二、勘查手段、方法的选择 ............................................................ 35 三、工程布臵原则 ............................................................................ 35 四、工程间距的确定及依据 ............................................................ 35 五、工程间距的合理性 .................................................................... 36 第二节 测量工作及其质量评述 ............................................................. 36
一、控制测量及其质量评述 ............................................................ 36 二、工程测量及其质量评述 ............................................................ 36 第三节 地质填图工作及其质量评述 ..................................................... 36
一、地质填图方法及其精度 ............................................................ 36 二、勘探线地质剖面测制方法及其精度 ........................................ 37 第四节 水文地质工作质量评述 ............................................................. 37 第五节 探矿工程质量评述 ..................................................................... 37
一、钻探工程及其质量评述 ............................................................ 37 二、槽探工程及其质量评述 ............................................................ 39
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第六节 测井工作及其质量评述 ............................................................. 39
一、设备 ............................................................................................ 39 三、资料整理 .................................................................................... 41 四、测井资料解释 ............................................................................ 41 五、综合质量评述 ............................................................................ 43 第七节 采样、测试鉴定工作及其质量评述 ......................................... 44
一、采样工作及其质量评述 ............................................................ 44 二、测试工作及其质量评述 ............................................................ 44
第十章 资源量估算 ................................................................................. 45
第一节 资源量估算的范围及工业指标 ................................................. 45
一、资源量估算的范围 .................................................................... 45 二、资源量估算采用的工业指标 .................................................... 45 第二节 资源量估算方法的选择及其依据 ............................................. 45 第三节 储量计算主要参数的确定 ......................................................... 46
一、煤层厚度 .................................................................................... 46 二、块段平均倾角 ............................................................................ 47 三、煤层平均体重(视密度) ........................................................ 47 四、块段平面积 ................................................................................ 47 第四节 可采边界的确定 ......................................................................... 47
一、厚度可采边界 ............................................................................ 47 二、硫分可采边界 ............................................................................ 47 第五节 资源量划分依据 ......................................................................... 47
一、(332)资源量的划分依据 ............................................................ 47 二、(333)资源量划分依据 ................................................................ 47 三、(334)?资源量划分依据 ............................................................ 48 四、断层隔离煤柱的圈定 ................................................................ 48 五、降级规定 .................................................................................... 48 第六节 块段划分原则 ............................................................................. 48 第七节 关于此次资源量估算的说明 ..................................................... 48 第八节 资源量估算结果 ......................................................................... 48 第九节 资源量估算的可靠性 ................................................................. 49
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第十一章 煤矿开发经济意义概略性研究............................................. 49
第一节 资源形势分析 ............................................................................. 49 第二节 矿床地质评价 ............................................................................. 50 第三节 矿床开发外部建设条件分析 ..................................................... 50 第四节 矿床开采及矿石加工技术分析 ................................................. 51
第十二章 结论 ......................................................................................... 52
第一节 勘查质量评述 ............................................................................. 52
一、对井田的控制程度 .................................................................... 52 二、地质报告资料完备程度 ............................................................ 53 第二节 远景评价 ..................................................................................... 53 第三节 地质工作中的经验教训及存在问题 ......................................... 53
一、地质工作中的经验 .................................................................... 53 二、存在的问题 ................................................................................ 53 第四节 下一阶段工作建议 ..................................................................... 54
附 图 目 录
图号 顺序号 图 名 比 例 尺 1 1 贵州省黔西县龙场矿区沟头井田煤矿
区域地质图 1:100000
2 2 贵州省黔西县龙场矿区沟头井田煤矿
地形地质图 1:5000
3 3 贵州省黔西县龙场矿区沟头井田煤矿
实际材料图 1:5000
4 4 贵州省黔西县龙场矿区沟头井田煤矿
采样平面图 1:10000
5 5 贵州省黔西县龙场矿区沟头井田煤矿
测量控制点分布图 1:10000
6 6 龙场矿区沟头井田煤矿含煤地层及煤层柱状对比图 1:200
V
7 7 贵州省黔西县龙场矿区沟头井田煤矿
M16煤层底板等高线及资源量估算图 1:5000
7 8 贵州省黔西县龙场矿区沟头井田煤矿
M18-1煤层底板等高线及资源量估算图 1:50000
7 9 贵州省黔西县龙场矿区沟头井田煤矿
8 10 8 11 8 12 8 13 8 14 9 15 19 16 19 17 19 18 19 19 19 20 19 21 M18-2煤层底板等高线及资源量估算图 1龙场矿区沟头井田煤矿W3勘探线地质剖面图 1龙场矿区沟头井田煤矿W5勘探线地质剖面图 1龙场矿区沟头井田煤矿W7勘探线地质剖面图 1龙场矿区沟头井田煤矿W9勘探线地质剖面图 1龙场矿区沟头井田煤矿W11勘探线地质剖面图 1龙场矿区沟头井田煤矿ZK501钻孔地质柱状图 1龙场矿区沟头井田煤矿ZK503钻孔地质柱状图 1龙场矿区沟头井田煤矿ZK601钻孔地质柱状图 1龙场矿区沟头井田煤矿ZK701钻孔地质柱状图 1龙场矿区沟头井田煤矿ZK703钻孔地质柱状图 1龙场矿区沟头井田煤矿ZK801钻孔地质柱状图 1龙场矿区沟头井田煤矿ZK901钻孔地质柱状图 1:5000
:5000 :5000 :5000 :5000 :5000 :200 :500 :200 :500 :200 :500 :200 :500 :200 :500 :200 :500 :200
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1:500 9 22 龙场矿区沟头井田煤矿ZK903钻孔地质柱状图 1:200 1:500 10 23 龙场矿区沟头井田煤矿TC05探槽素描图 1:100 10 24 龙场矿区沟头井田煤矿TC06探槽素描图 1:100 10 25 龙场矿区沟头井田煤矿TC07探槽素描图 1:100 11 26 贵州省黔西县龙场矿区沟头井田煤矿综合
水文地质图 1:5000
12 27 龙场矿区沟头井田煤矿ZK501钻孔水文地质柱状图 1:500 12 28 龙场矿区沟头井田煤矿ZK701钻孔水文地质柱状图 1:500 12 29 龙场矿区沟头井田煤矿ZK801钻孔水文地质柱状图 1:500 12 30 龙场矿区沟头井田煤矿ZK901钻孔水文地质柱状图 1:500 12 31 龙场矿区沟头井田煤矿ZK903钻孔水文地质柱状图 1:500 13 32 龙场矿区沟头井田煤矿ZK703钻孔T1y2+P2c层
抽水试验曲线图
13 33 龙场矿区沟头井田煤矿ZK801钻孔P2l层抽水试验曲线图 14 34 龙场矿区沟头井田煤矿ZK501钻孔测井综合成果图 1:200 14 35 龙场矿区沟头井田煤矿ZK701钻孔测井综合成果图 1:200 14 36 龙场矿区沟头井田煤矿ZK801钻孔测井综合成果图 1:200 14 37 龙场矿区沟头井田煤矿ZK901钻孔测井综合成果图 1:200 14 38 龙场矿区沟头井田煤矿ZK903钻孔测井综合成果图 1:200
1:500
附 表 目 录
第一册 测量成果汇总表
VII
第二册 钻探工程质量一览表 第三册 煤层综合成果汇总表 第四册 煤质化验成果汇总表 第五册 资源量估算底表
第六册 水文地质、工程地质及环境地质成果汇总表
一、泉水调查成果汇总表 二、岩溶调查成果汇总表 三、生产坑道调查成果汇总表 四、钻孔简易水文地质观测成果汇总表 五、钻孔静止水位观测成果汇总表 六、钻孔岩溶(裂隙)汇总表 七、水质分析成果汇总表
附 件 目 录
附件一:勘查许可证(附于文字报告之后)
附件二:关于资料真实性的承诺(附于文字报告之后) 附件三:资质证书(附于文字报告之后) 附件四:委托书(附于文字报告之后)
附件五:《贵州省黔西县龙场矿区沟头井田煤矿详查测量技术总结》(单独成册)
附件六:《黔西县龙场矿区沟头井田煤矿详查测井报告》(单独成册)
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第一章 绪论
第一节 勘查目的和任务
贵州麒麟矿业开发有限公司(以下简称“麒麟公司”)应黔西县煤电工业之需,拟于黔西县龙场矿区南西部之沟头井田建一供煤矿山。为此,探矿权人麒麟公司委托我贵州省地矿局一O二地质大队(以下简称“我队”)对龙场矿区沟头井田(原龙场煤矿区W5勘探线以东、F1断层以北、矿权北西界以南)作煤矿地质详查工作,并明确本次详查的目的和任务如下:
本次详查的目的和任务是:
1、基本查明井田的构造形态,评价井田的构造复杂程度。
2、基本查明井田内可采煤层层位、层数、厚度及可采范围,基本确定可采煤层的连续性,控制可采煤层的露头位臵,评价可采煤层的稳定程度和可采性。
3、基本查明可采煤层煤质特征。
4、基本查明井田水文地质条件,基本查明可采煤层顶、底板工程地质特征、煤层瓦斯、地温等开采技术条件,对可能影响井田开发建设的水文地质条件和其他开采技术条件做出评价,初步评价井田的环境地质条件。
5、估算可采煤层以(332)类别为主的各类资源量。 第二节 井田位臵、交通 一、井田位臵和范围
井田位于黔西县城以南直距约16km,属黔西县金碧镇。北东起于大麻窝,南西止于下苗寨一带。呈北东东—南西西展布,长约4.5km,宽约1.8km,面积为6.68km2(见表1-1)。地理坐标:东经105°58′45″~106°01′15″,北纬
1
26°53′00″~26°54′00″。
龙场矿区沟头井田煤矿探矿权范围拐点坐标表 表1-1
拐点编号 1 2 3 4 5 6 7 8 经 纬 度 北 纬 26°54′00″ 26°54′00″ 26°53′15″ 26°53′15″ 26°53′00″ 26°53′00″ 26°53′45″ 26°53′45″ 东 经 105°59′15″ 106°01′15″ 106°01′15″ 105°59′45″ 105°59′45″ 105°58′45″ 105°58′45″ 105°59′15″ 平面坐标 X(m) 2976985.52 2977011.78 2975626.60 2975606.83 2975145.11 2975132.20 2976514.17 2976523.79 Y(m) 35598105.30 35601471.07 35601428.24 35598944.13 35598947.76 35597291.63 35596866.94 35598108.89 备 注 二、井田交通条件
贵阳--毕节高等级公路于井田北部黔西县城通过,321国道从井田东绿化通过。井田距绿化13km,距黔西县城30km。距黔西火电厂直距约25km,公路里程为34km。井田内含煤地层露头地带有简易公路相通。交通甚为方便(详见交通位臵图)。
第三节 井田自然地理、气象、社会经济状况
井田内地貌为高原丘陵、低山,地形起伏不大,最高海拔标高为1555.5m(井田南部六勒岩脚),最低海拔标高为1307.5m(井田北部的侯家寨以北),最大相对高差为248.00m;一般标高为1400~1500m,一般高差为150~310m。山体走向大体为北北东—南南西向,主要受区域地质构造、地层结构及地表河流等控制。地势总体西南较高,北东部较低。地表迳流主要为泉水、溪沟,水系为长江水系。
井田内属亚热带温湿气候,据黔西县气象局提供的1957~2000年气象资料统计显示,最高月平均气温22.9‴(7月份),最低月平均气温38‴(1
2
3
月份),年平均气温14.0‴,极端最高气温为35.4‴(1958年7月23日),极端最低气温为-10.4‴(1977年2月9日);降水量多集中于夏季,冬季降水量较小,最大月平均降水量为169.2mm(6月份),最小月平均降水量为20.2mm(2月份),全年平均降水量973.3mm;多年平均相对湿度为82%。总的气候特点是:春迟夏短,秋早冬长,水热同季,干湿异期,四季分明。
井田内居民主要为汉族,杂居少量的苗族、彝族、仡佬族及佈依族等。 井田内经济比较落后,工业不发达,以农业为主,且结构较简单;农作物以玉米、小麦为主,其次为薯类,经济作物有大豆、油菜、烤烟等。农村劳动力富余。
第四节 老窑开采情况
根据调查,井田范围有煤层露头的地段曾存在一些小煤窑,大部分因生产技术落后,无法向深部开采而关闭,少数小煤窑因不符合国家煤炭资源管理政策而关闭。目前距本井田最近的有证开采井为大水沟煤矿。
第五节 以往工作评述
本井田所处的龙场矿区先后有多个地勘单位在此开展过地质工作,现将主要地质工作简述如下:
㈠1955~1972年贵州省煤田地勘公司地测大队等单位开展过黔西煤田找煤工作,但未见对龙场矿区地质情况进行论述的报告。
㈡1977~1981年,贵州省地矿局区调队开展过1/20万息烽幅区域地质调查及矿产调查工作,对区域内的地层,构造和矿产等均有论述,并提交有《息烽幅区域地质调查报告》(分地质及矿产各一册)。
4
㈢20世纪80~90年代贵州省煤田地勘公司174队、142队、113队及贵州省地矿局117队、113队、102队等单位先后对黔西县开展过煤田地质调查工作。
㈣1999~2000年贵州省地矿局一一七地质大队对黔西县煤矿矿山进行地质简测时,对井田内煤矿作过较简单的综合评价。
㈤2003年12月我队对龙场煤矿区开展煤炭资源预查工作。
㈥2004年03月至09月我队在龙场煤井田作煤炭资源普查工作并提交了普查地质报告(《贵州省黔西县龙场煤矿区普查地质告》),分别于沟头井田南西约300m处施工了ZK302钻孔和北东约1200m处施工了ZK1105钻孔。
第六节 本次工作情况
2004年11月,《贵州省黔西县龙场矿区沟头井田煤矿地质详查设计书》经业主—麒麟公司及其委托之专家组审查通过。12月初,我队按合同和详查设计上有关要求展开各项工作。随着工作的进展,查明了井田中东部W19勘探线东侧300~500m处发育一规模较大的倾向断层F12,该断层水平断距最大达120m。根据该情况,业主为了保证足够的资源量,不影响未来的建井规模,决定将详查工作范围向西延展至W13勘探线附近,位于W9勘探线以东的勘探工程不再施工,于W5勘探线上增加ZK503孔,在W5线与W7线间增加ZK601孔,在W3线和W5线间增加ZK401孔,同时在西段适当增加地表工程。详查工作后期,业主作了矿界调整,ZK401孔不在矿权范围内,业主通知我队不再施工;根据我队的建议,业主决定在W9勘探线上增加1钻孔,以控制F1逆断层上盘煤层,但因工期所限,业主决定对该孔暂不施工,
5
待下一阶段工作开展时施工。根据对井田周边含煤地层含煤性的调查了解,M18煤以下虽发育多层可采煤层,但其稳定性均较差。鉴于该种情况,业主为了较合理使用勘探工作量,决定M18煤以下地段在此次详查中暂不作钻探控制,在下一阶段工作中再作。
施工期前期正处于隆冬季节,井田内气候较恶劣,生产管路常被冻坏,致使工程施工进度缓慢,为此,我队与麒麟公司协商定延长工期,即将合同工期延至7月30日。
本次详查共组织5台套各种型号的钻探机械、1套物理测井设备、2套测量设备以及相关的设备器具投入该项目。于2004年12月06日启动项目工作,至2005年04月20日完成野外作业,转入室内资料整理、分析研究及编制报告。经统计,本次勘查完成的实物工作量如下表:
龙场矿区沟头井田煤矿详查完成地质工作量统计表 1-1
序号 1 2 3 4 5 工作项目 1:5000地形地质填图 1:5000勘探线地质剖面测绘 1:10000水文地质测绘 钻探地质编录 钻孔简易水文地质观测、工程地质编录 控制测量 6 测量 勘探线剖面测量 工程点及地质点 7 8 9 10
完成工作量 9.88km2 7.50km/4条 15km2 2540.02m/8孔 2540.02m/8孔 8.00km2/50点 7.50km/4条 50点 2540.02m/8孔 150m3/3条 2540.02m/8孔 480m/1个 备注 6
钻 探 槽 探 测 井 常规测井 生产坑道水文、工程地质观测及编录
煤化学样 煤芯瓦斯样 11 采样及试验 容重煤样 水 样 岩石力学样 抽水试验 28件 4件 16件 5件 22件 2层2孔 通过工作,已确定了井田的地层层序,基本查明了地质构造;基本划分了含煤地层;基本查明了主要煤层的层位、厚度、煤层结构及分布范围;基本查明了含煤地层上部特征及其含煤性,确定了主要煤层的煤类和煤质;基本查明水文地质条件和其他开采技术条件。井田内获得了煤炭资源量(332)+(333)+(334)?共3145万吨,其中332资源量1082万吨,333资源量1073万吨,334?资源量991万吨;同时估算了断层隔离煤柱资源量共302万吨。
已基本查明稳定可采煤层2层,煤类均为无烟煤。煤层以中灰为主,个别工程点为高灰;为中硫煤;多数煤层为高热值煤~特高热值煤,个别煤层为中热值煤。
第二章 区域地质
第一节 地层
该井田位于原西南三省煤炭资源远景调查区划的金沙煤田南部。区域内岩石主要为沉积岩,其次该区域西部及西南部有少量玄武岩分布。除奥陶系、志留系缺失外,其余从震旦系至侏罗系均有分布。其中寒武系、二叠系、三叠系及侏罗系下统发育较好,尤其是二叠系和三叠系占据区域内的大部分。泥盆系、石炭系发育欠佳(详见附图《贵州省黔西县龙场矿区
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沟头井田煤矿区域地质图》)。
第二节 构造
区域构造位臵属于扬子准地台黔北台隆遵义断拱毕节北东向构造变形区和贵阳复杂变形区的交接部位。两个四级构造单元之间为黔中东西向断裂带。井田构造形迹形成于燕山期,南北向挤压产生的东西向构造和与它伴生的共轭北西向和北东向构造,控制了现今的构造形态。
构造形迹为一系列北东或北北东向、向北转南东东向的宽缓近乎对称的背、向斜。在各背、向斜核部大多发育走向与褶皱轴向平行或**行的走向逆断层,部分切穿褶皱一翼。其断距一般较大,断面倾角为45~65度。另外,在各褶皱翼部,时有走向与地层走向垂直或斜交的横向正断层发育,断距不大,断面倾角一般为60~80度,在平面上常表现为水平错动。
第三节 矿产
井田内矿产主要为煤,其次为硫铁矿、石灰石。此外局部地区还产褐铁矿、高岭土、坡缕石、油页岩、可燃气体、稀土等矿产,但规模均较有限,尚不具备大规模开采价值。
第三章 井田地质
第一节 地层
本井田出露地层自老至新有:二叠系上统龙潭组(P2l)、长兴组(P2c),三叠系下统夜郎组(T1y)、茅草铺组(T1m),第四系(Q)。见附图2(《贵州省黔西县龙场矿区沟头井田煤矿地形地质图》)。现分别叙述各地层特征:
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一、二叠系上统龙潭组(P2l)
浅灰色、灰色、黑灰色、黑色细粒至泥粒碎屑岩、煤及碳酸岩类,薄层状至中厚层状构造为主。该组为本区含煤地层。厚度为149.43~187.07m。与下伏峨嵋山玄武岩组地层呈假整合接触关系。
二、二叠系上统长兴组(P2c)
灰色、深灰色中厚层状至厚层状细晶至中晶石灰岩,块状构造。含硅质,呈燧石结核、团块及条带。产较丰富的较大个体海相生物化石。厚度稳定,为22.02~28.11m左右,一般为22m左右。与下伏P2l地层为整合接触关系。
三、三叠系下统夜郎组(T1y)
该层可划分为3个岩性段:沙堡湾段(T1y1)、玉龙山段(T1y2)和九级滩段(T1y3)。
㈠沙堡湾段(T1y1)
为浅灰色、浅灰绿色泥岩、钙质泥岩、泥灰岩夹薄层~中厚层状灰岩,泥晶结构为主。普遍发育水平纹理构造。顶部以泥岩的出现为开始,底部为厚约0.2m黄绿色蒙脱石粘土岩。厚度为27.30~57.47m,一般为40m左右。与下伏P2c地层为整合接触关系。
㈡玉龙山段(T1y2)
为浅灰色、灰色及浅灰绿色中厚层状至厚层状泥灰岩、灰岩及泥质灰岩;泥晶结构、泥质结构为主,顶部发育鲕粒状结构;以块状构造为主,部分地段发育水平纹理及脉状层理构造。厚202.79~316.65m,一般为280m左右。
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㈢九级滩段(T1y3)
为暗紫色、紫褐色薄层状粉砂质泥岩、泥质粉砂岩,夹浅灰色中厚层状、厚层状泥质灰岩;发育水平纹理、透镜状层理及脉状层理构造。该段厚度一般为45~65m左右。
四、三叠系下统茅草铺组(T1m)
为灰色、浅灰色中厚层状至块状灰岩、白云岩。厚约440m左右。 五、第四系(Q)
褐黄色、褐色坡积块石和碎石土,结构松散,表层为厚小于1m的耕植土。该层厚度变化大,为0.00~10.00m。与下伏各地层为不整合接触关系。
第二节 构造
井田位于黔中东西向构造带边沿,总体而言,地质构造复杂程度中等,断裂构造发育。
㈠断层
井田南部边界有F1断层,东部发育F12断层,中部发育F13断层,西部发育F14断层,东南部发育F16断层和F2断层。现将各断层特征叙述如下:
F1:逆断层,北东东-南西西走向,走向延长约2.8km,西南端起于祁家垭口,向北东经箐沟、大水沟、田坎上、于平寨北东300m交汇于F12。其断层要素为:倾向345°~10°,倾角56°~75°,地层断距10~50m。断层迹象明显:断层南东盘岩层受挤压变形,产状紊乱;ZK901孔中含煤地层上部出现两次叠瓦状重复,造成地层厚度增大;ZK901钻孔岩芯中发育受挤压滑动面,岩芯轴夹角变化大。
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F2:正断层,断层走向为北东--南西向,井田内长约0.8km,自北东向南西,经过白果箐、平寨。断面产状陡,倾角在72°~85°之间,断层北东段倾向南东;水平断距为200~1000m,铅直断距为100~400m。
F12:逆断层,发育于W9勘探线以东300~400m处,断层要素为:走向355°--175°,断层面倾向为268°,倾角为67°;断层西盘上升,东盘下降,为一高角度逆断层;井田内水平断距为30~120m,铅直断距为15~64m,断距有由北向南逐渐变小的特点。
F13:正断层,发育于W7勘探线附近的侯家寨至吉家湾一带,为高角度正断层。断层要素为:走向360°--180°,断层面倾向为90°,倾角为80°,水平断距为50m,铅直断距为15m左右,向北延伸出井田范围,向南为F1断层所切。
F14:逆断层,发育于井田西部。北西西——南东东走向,井田内长约1.2Km,自北西向南东经过荀家寨、下苗寨,于祁家垭口与F1断层交汇。其断层要素分别为:走向320°--140°,倾向230°,倾角74°,水平断距大于30m。
F16:逆断层,发育于W9与W11之间,营盘脚至枯井一带。断层要素为:走向345°--165°,倾向255°,倾角74°,水平断距25m,铅直断距8m左右。F16向南西延伸与F12断层相切,向南东与F2交汇于营盘脚。
F1、F2和F16等断层构成井田的南东和东边界。 综上所述,本井田地质构造复杂程度为中等。 第三节 矿产
井田内产煤、硫铁矿、褐铁矿、石灰石等矿产。煤是本井田的主要矿
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产,蕴藏量丰富,稳定性较好。硫铁矿产于含煤地层底界面上,矿石品位及厚度变化大,稳定性差,蕴藏量小,不具备大规模开采价值。褐铁矿为含煤地层底部硫铁矿及中下部菱铁矿的风化产物,矿石品位、厚度等均不稳定,蕴藏量极有限,不具规模开采价值。石灰石产于二叠系上统长兴组(P2c)、三叠系下统夜郎组玉龙山段(T1y2)及三叠系下统茅草铺组(T1m)等地层中,蕴藏量丰富。
第四章 含煤地层
第一节 地层特征 一、岩性特征
本井田含煤地层岩性以微细粒沉积岩(泥岩类、粉砂岩类)为主,其次为碳酸盐岩(铁质白云岩、泥质生物碎屑灰岩),其他岩性(碳质泥岩、粘土岩、煤)所占比例较小。各岩性在含煤地层中的厚度比例如下表:
表4-1
岩石名称 泥 岩 类 粉砂岩 铁质白云岩 生物碎屑灰岩 所占厚度比例 30~35% 25~30% 10~15% 10%左右 岩石名称 碳质泥岩 粘土岩 煤 其他岩石 所占厚度比例 5%左右 5%左右 5~16% 1% 二、地层层序特征
本井田含煤地层中各种岩石的垂向分布具明显的规律性。中上部以泥岩、粉砂岩类、碳酸盐岩类等为主,富产煤;该段厚约70m左右。下部以细砂岩、粉砂岩类等较强水动力沉积岩类为主,且以广泛夹铁质灰岩及铁质砂岩为其标志特征,煤的发育程度低。总体上,含煤地层沉积物具自下向上变细的趋势,同时伴随煤层(线)增多、煤层厚度增大的趋势。
本次主要工作对象M16煤和M18煤发育于含煤地层上部,M16上距含煤
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地层顶界—P2c/P2l20m左右,下距M18煤50m左右。M16煤以上发育多层含生物碎屑泥质灰岩及泥质白云岩,M16煤和M18煤之间则以细粒碎屑岩—粉砂岩类和泥岩类为主,仅于靠近M18煤段发育一层含动物碎屑化石灰岩。
本次详查工程控制范围仅为含煤地层中、上部,即M18煤之下约15m。 三、地层厚度
据调查,井田邻近区含煤地层厚149.43~187.07m,一般厚度为170m左右。厚度变化无明显规律性。井田内钻探工程揭露段厚度为75.79~104.26m,平均为93.23m。
第二节 含煤性
经统计,揭露段单工程见煤3~5层,其中可采煤层2层。煤总厚4.27~12.59m,平均总厚8.52m;可采煤层总厚3.61~9.26m,平均总厚7.67m;揭露段含煤率为9.65~21.59%,平均为14.29%。
第三节 可采煤层
本井田详查揭露段自上向下发育M16、M17、M18等3个煤层,其中M16、M18煤为可采煤层,M17煤为零星可采煤层(M17煤仅ZK901见煤点可采)。
第四节 共(伴)生矿产综合评价
本井田含煤地层及煤层中缺乏具有一定开采价值的共(伴)生矿产,仅在含煤地层底部发育极不稳定的硫铁矿,含煤地层下部浅表风化带内产极不稳定的褐铁矿,仅可供个体零星开采。
第五章 煤层
第一节 煤层特征 一、煤层结构及顶底板
1、M16煤:结构简单。顶板为灰岩、碳质泥岩、泥质粉砂岩及泥岩;
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底板为粉砂质泥岩、粉砂岩、碳质泥岩。厚0.76~3.71m,平均2.24m。(见附表第三册--《煤层综合成果汇总表》及附图10号《钻孔地质柱状图》)。
2、M18煤:在井田范围内该煤层为复煤层,由2分层构成(即M18-1煤和M18-2煤),分层间距为0.36~1.40m,平均1.10m。现分述如下:
⑴ M18-1煤:煤层结构简单,仅有1个见煤点发育1层夹矸,夹矸为碳质泥岩,煤层顶、底板主要为碳质泥岩。(见附表第三册--《煤层综合成果汇总表》、附图5号“钻孔地质柱状图”)。
⑵ M18-2煤:煤层结构简单,仅有1个见煤点发育1层夹矸,夹矸为碳质泥岩,煤层顶板为碳质泥岩、底板为粉砂岩、碳质泥岩、粉砂质泥岩、粘土岩。(见附表第三册--《煤层综合成果汇总表》、附图5号“钻孔地质柱状图”)。
二、煤层厚度及其变化
1、M16煤:煤层厚0.76~3.71m,平均厚度2.24m。总体西面较厚,东边较薄。厚度变化系数为45.54%(见表5-2)。
2、M18煤
⑴ M18-1煤:煤层厚0.64~3.35m。平均厚度1.88m。厚度变化系数为38.83%(见表5-2)。
⑵ M18-2煤:煤层厚0.89~1.83m。平均厚度1.42m。厚度变化系数为21.82%(见表5-2)。
工程中煤层厚度统计表 5-2
工程编号 ZK501 ZK503 ZK601 M16煤 2.85 3.06 2.33 M18-1煤 1.72 1.80 1.82 M18-2煤 1.32 1.59 1.83 14
ZK701 ZK703 ZK801 ZK901 ZK903 平均值 标准差 变化系数 2.55 3.71 1.53 0.76 1.10 2.24 1.02 45.54% 1.80 2.14 3.35 0.64 1.78 1.88 0.54 38.83% 0.89 1.41 1.50 1.11 1.71 1.42 0.3098 21.82% 第二节 煤层对比 一、煤层对比方法
本次详查的煤层对比采用“标志层对比法”、 “煤层结构特征对比法”、 “煤层层位及层间距对比法”、“煤层物理特征对比法”、“测井曲线特征对比法”等多种方法。对比过程中,用各种方法互相验证和补充,使煤层对比结果更可靠。
㈠标志层对比法
采用井田范围或更大范围内稳定存在,岩性特征、生物特征及厚度等均较稳定,易于与其他岩矿层区别和较特殊岩矿层作为标志层,进行煤层及含煤地层层序对比是煤层对比工作中最常用的可靠方法之一。
本井田含煤地层中上部(M18煤之上),可靠的标志层共有3个即BZ1、BZ2、BZ3现分述如下:
1、BZ1:位于P2l上部。深灰色海相生物碎屑灰岩,含铁质,井田内分布稳定。厚约3m,上距长兴组(P2c/P2l)一般12~20m,平均14m。下距M16一般0~5m,平均2m。BZ1与BZ2相距6~8m,平均7m。以之作为标志层进行煤层对比是判别M16煤的可靠标志层,也是指导钻探工程采取M16煤的可靠标志层。
2、BZ2:位于P2l中部靠上,主要由一套海相沉积的深灰色中厚层中晶
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灰岩或泥灰岩组成,夹黄铁矿团块。厚约2~5m,平均3m。距长兴组(P2c/P2l)一般25~37m,平均32m。上距M16煤一般4~16m,平均12m。下距BZ3一般22~38m,平均28m。是判别M16煤的可靠标志层。
3、BZ2:位于P2l中部,主要由一套海相沉积的深灰色~灰色中厚层细晶灰岩或泥灰岩组成,产生物化石。厚约3m。井田内分布稳定,距长兴组(P2c/P2l)一般46~80m,平均70m。上距BZ2一般22~38m,平均28m。下距M18煤一般8~17m,平均14m。是判别M18煤的可靠标志层,也是指导钻探工程采取M18煤的可靠标志层。
㈡煤层结构及其顶底板岩性组合特征对比法
煤层结构特征及其顶底板岩性组合特征反映一定的成煤环境特征,同一成煤环境下沉积的煤源物质体-泥炭层及其顶底板沉积物应具有相同的或相似的沉积构造和物质组合特征。因此,同一层煤的煤层结构及其顶底板岩石特征应相同或相似。该方法是对比M18煤较有效的宏观对比方法。
㈢煤层层位及层间距对比法
在一定范围内,泥炭沉积期之间的环境一般是较均衡或一致的,形成沉积物的量应无大的差异,因此反映于成岩(成煤)后的煤层层间距应无过大的差异,特别是间距较大的主要煤层间的间距,即主要可采煤层层位一般是较稳定的。(见表5-3)故可将主要可采煤层的层间距作为较直接和直观的对比依据。
工程中煤层及标志层层间距统计表 5-3 层间距(m) 层间段 最小~最大值 平均值 P2l顶—BZ1 12~20 14
备 注 8个孔 16
M16—BZ1 BZ1—BZ2 BZ2—BZ3 BZ3—M18 0~5 6~8 22~38 8~17 2 7 28 14 8个孔 8个孔 8个孔 8个孔 ㈣煤层自身物理特征对比法
同一成煤期内一定范围的成煤物质和成煤环境一般是相同或相近的,所形成煤的物理特征也基本相同。利用该原理可将煤物理特征具明显差异的煤层区别开,同时将物理特征相同或相近的煤层进行对比。物理特征对比法较为简单、直接的对比方法。
㈤煤层的测井曲线特征对比法
煤层的测井曲线是煤层的物质组成在垂向上的变化特征的反映,同一层煤的物质组成及其变化应是相同或相似的,因此其测井曲线特征应该相同或相似。据此原理,以测井曲线及其变化特征区别不同煤层及识别同一煤层,是一种较可靠的煤层对比方法。
二、煤层对比依据
各主要煤层的对比依据如下:
1、M16煤:为本井田含煤地层最上一层煤层,上距井田内稳定可靠的标志层BZ1(海相生物碎屑灰岩)0~5m,下距BZ2标志层(深灰色灰岩)2~5m,距长兴组(P2c/P2l)灰岩12~20m,平均14m。(见表5-3)煤层结构一般为简单;机械强度较高,钻孔煤芯为柱状;煤层发育水平纹理构造;煤岩类型为半暗~半亮型煤;直接顶板一般为碳质泥岩;自然放射性和人工放射性测井曲线分别呈较单一的负异常峰和正异常峰。
2、M18煤:为本井田BZ3标志层向下第一层煤,该煤层上距BZ3标志层8~17m,平均14m;上距M16煤50~60m。(见表5-3)该煤层由二分层
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构成(即M18-1煤和M18-2煤),分层间距为0.36~1.40m,平均1.10m。分层煤层结构均简单(仅1个见煤点有夹矸,夹矸为碳质泥岩),M18煤顶、底板主要为碳质泥岩。机械强度较低,钻孔煤芯为砂状和粉状,煤层发育水平纹理,半金属光泽,内生裂隙普遍发育,煤岩类型为半亮型;测井天然放射曲线及人工放射性曲线分别成较宽缓的正、负锯齿峰形,夹矸显示明显。
三、对比可靠程度
井田内煤层对比标志较明显,对比依据较充分,对比可靠。
第六章 煤质
第一节 煤的物理性质特征 一、M16煤
颜色为黑色,粉色为褐色、黑褐色;以半金属光泽、金刚光泽为主,极少量为丝绢光泽;阶梯状断口为主,其次为参差状断口;内生裂隙普遍发育,且多为无机矿物充填,以脉状为主;机械强度低,一般不易碎。煤岩类型为半暗~半亮型煤。
二、M18煤
颜色为黑色,粉色为褐色、黑褐色;以半金属光泽、金刚光泽为主,少部分为金属光泽及沥青光泽,极少量为丝绢光泽;阶梯状断口为主,其次为贝壳状断口及参差状断口,极少见沙状断口;内生裂隙普遍发育,且多为无机矿物充填,以脉状为主;机械强度较低,一般易碎。煤岩类型为半亮型煤。
第二节 煤的化学性质特征 一、主要煤质指标 ㈠M16煤
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原煤与浮煤水分(M.ad)一般为0.61~2.88%。灰分(A.d)、挥发分(V.daf)、固定碳(FC.ad)、发热量(Qb.d)、全硫(St.d)及各种硫(Ss.d、Sp.d、So.d)等(指标见表6-1.1~6-1.4)。
M16煤原煤主要煤指标统计表 表6-1.1
统计项 区间值 平均值 标准差 变化系数(%) A.d(%) 16.21~26.54 18.91 3.09 16 V.daf(%) 8.56~11.41 9.58 0.81 8 FC.ad(%) 65.08~79.27 73.27 6.00 8 Qb.d(MJ/kg) 21.908~29.98 26.119 3.33 13 M16煤原煤主要煤指标统计表 表6-1.2
统计项 区间值 平均值 标准差 变化系数(%) St.d(%) 1.05~4.05 2.25 0.90 40 Ss.d(%) 0~0.16 0.035 0.05 146 Sp.d(%) 1.03~3.75 1.94 0.80 41 So.d(%) 0.10~0.59 0.39 0.18 46 M16煤浮煤主要煤指标统计表 表6-1.3
统计项 区间值 平均值 标准差 变化系数(%) A.d(%) 8.79~11.91 10.04 1.05 10 V.daf(%) 7.48~8.88 8.11 1.83 19 FC.ad(%) 81.02~85.20 83.27 Qb.d(MJ/kg) 27.917~32.542 29.629 M16煤浮煤主要煤指标统计表 表6-1.4
统计项 区间值 平均值 标准差 变化系数(%) St.d(%) 0.76~1.14 0.93 0.133 14 Ss.d(%) 0~0.01 0 Sp.d(%) 0.21~0.65 0.45 So.d(%) 0.42~0.60 0.53 ㈡M18煤
水分(M.ad)一般为0.84~3.04。灰分(A.d)、挥发分(V.daf)、固定碳(FC.ad)、发热量(Qb.d)、全硫(St.d)及各种硫(Ss.d、Sp.d、So.d)
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等(重要指标见表6-2.1~6-2.4和6-3.1~6-3.4)。
M18煤原煤主要煤指标统计表 表6-2.1
统计项 区间值 平均值 标准差 变化系数(%) A.d(%) 9.35~25.21 14.73 4.08 28 V.daf(%) 7.33~9.88 8.05 0.72 9 FC.ad(%) 77.94~85.31 80.76 2.78 3 Qb.d(MJ/kg) 26.239~29.976 28.883 1.07 4 M18煤原煤主要煤指标统计表 表6-2.2
统计项 区间值 平均值 标准差 变化系数(%) St.d(%) 1.19~4.21 2.24 0.85 38 Sp.d(%) 0.68~3.69 1.76 0.85 48 Ss.d(%) 0.003~0.13 0.0358 0.03 94 So.d(%) 0.31~0.57 0.456 0.07 16 M18煤浮煤主要煤指标统计表 表6-2.3
统计项 区间值 平均值 标准差 变化系数(%) A.d(%) 5.82~10.65 8.23 1.56 19 V.daf(%) 6.79~8.58 7.53 0.62 8 FC.ad(%) 82.29~87.62 85.01 1.86 2 Qb.d(MJ/kg) 29.794~32.688 31.091 M18煤浮煤主要煤指标统计表 表6-2.4
统计项 区间值 平均值 标准差 变化系数(%) St.d(%) 0.95~1.45 1.19 0.185 16 Sp.d(%) 0.37~0.086 0.58 0.169 29 Ss.d(%) 1.00~0.02 0.00 0.0064 213 So.d(%) 0.45~0.63 0.55 0.053 10 二、元素组成
根据煤样的元素分析,各煤层元素组成基本相同,以碳(C.daf)为主,占92%左右,氢(H.daf)占3.4%左右,氧和硫(S+O)约占3~4%,氮(N.daf)占1%左右。
三、煤灰成分及煤灰熔融性 ㈠煤灰成分
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各层煤的煤灰成分大至相同,即:以二氧化硅(SiO2)为主,占50%左右,其次为三氧化二铝(Al2O3),含量为20%左右,第三为三氧化二铁(Fe2O3),含量为15%左右,氧化镁、氧化钙、氧化硫及二氧化钛等合计一般不超过10%。
㈡煤灰熔融性
煤灰熔融性指标ST(软化温度)为1200‴~>1450‴以上,为高熔性及难熔性。
四、有害成分
1、磷:本井田煤中含磷量都极低。原煤含磷0.002~0.031%。 2、砷、氟:参考相邻井田,煤的砷、氟含量甚微,均小于10-6。 五、有益元素
煤中所含有益元素为锗(Ge)、镓(Ga)、钒(V)等稀有元素。经统计,煤层中稀有元素的含量如下:
1、锗(Ge)元素含量一般为2×10-6。
2、镓(Ga)元素含量为12×10-6~18×10-6,平均值为15×10-6。 3、五氧化二钒(V2O5)为80×10-6~160×10-6,平均值为120×10-6。 第三节 煤的种类
各层煤的浮煤挥发分一般为7~9%,平均值在8%左右,结合邻近井田煤岩鉴定结果,确定本井田煤种类为无烟煤三号(WY3)。
第四节 主要可采煤层煤质评价及用途方向 一、煤质评价
根据以上述煤的化学特征,对本井田内可采煤层的煤质作出以下评价: 1、M16煤为中硫~中高硫(个别见煤点为高硫)、中灰~中灰、中热值~特高热值无烟煤。
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2、M18煤为中硫~中高硫(仅1个见煤点为高硫)、中灰、高热值~特高热值无烟煤。
二、煤的用途方向
根据井田内煤炭的煤质特征:低灰~中高灰、中硫~中高硫、高热质~特高热质无烟煤。建议用途如下:
1、发电用煤; 2、高炉用煤。
第五节 煤的风化和氧化
本井田含煤地层浅表部分大部为第四系土层覆盖,不便施工坑道工程,故采用对废弃老窑进行调查的方式了解煤的风、氧化情况。经调查,井田可采煤层的风氧化深度为沿煤层露头线斜深30~50m。风氧化带内,煤的光泽暗淡,机械强度降低,节理、裂隙发育,且多为方解石及褐铁矿等充填,发热量明显低于原生煤,水分增大,挥发分升高。
第七章 煤矿开采技术条件
第一节 区域水文地质概况
据1:20万区域水文地质资料,区域构造以褶皱为主,其间发育大量断裂构造,主断裂呈北东南西向延伸,局部伴生一些与之斜交的断裂构造。碳酸盐岩岩层与碎屑岩岩层相间展布。
碳酸盐岩主要发育在三叠系、二叠系,其中尤以茅草铺组和茅口栖霞组灰岩出露厚度大,分布面积广。碎屑岩主要发育在二叠系。见插图7-1。
碳酸盐岩含丰富的岩溶裂隙水,碎屑岩层含裂隙水,第四系松散层零星分布,含孔隙水。见插表7-1。
区域地层水文地质概况 表7-1
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地层单位 厚度(m) 水文地质特征 下部灰岩,中部灰质白云岩,上部白云岩。溶洞暗河强烈发T2sh 500 育,含裂隙溶洞水,暗河一般流量100~300升/秒,泉一般流量10~50升/秒,地下径流模数5~7升/秒〃平方公里。地下水化学类型HCO3-Ca,矿化度为0.12-0.43克/升。 T2s 三叠系 180~370 灰质白云岩、泥质白云岩夹页岩。溶洞暗河不太发育,含裂隙溶洞水,泉一般流量0.1-1升秒,地下径流模数1-2升/秒〃平方公里。 上部白云岩,中部灰质白云岩,下部灰岩。溶洞暗河强烈发T1m 220~541 育,含裂隙溶洞水,暗河一般流量10-100升/秒,泉一般流量10-100升/秒。地下径流模数5-7升/秒〃平方公里。地下水化学类型为HCO3-Ca,矿化度为0.16-0.45克/升。 T1y 250~517 夜郎组上部为页岩,中部为灰岩,下部为页岩;上二迭统为燧石灰岩、页岩互层。溶洞暗河发育,含裂隙溶洞水,暗河一般流量10-100升/秒,泉一般流量10-80升秒,地下径流模数4-5升/秒〃平方公里,地下水化学类型为HCO3-Ca,局部为SO4-Ca,矿化度为0.1-0.16克/升。 P2 二叠系 P1 106~767 以灰岩、燧石灰岩为主,底部梢见页岩。溶洞暗河强烈发育,187~330 含裂隙溶洞水,暗河一般流量100-450升/秒,泉一般流量为10-60升/秒,地下径流模数5-7升/秒〃平方公里。地下水化学类型为HCO3-Ca,矿化度为0.14-0.37克/升。 井田位于乌江干流皮甲河与乌江支流驮煤河之间,距皮甲河7km,距驮煤河13km,皮甲河与驮煤河为区域侵蚀基准面,标高分别为850、1150m。从区域上分析,两河间的含水层接受大气降水补给后,分别向北东和南西方向径流,排泄于河岸或切割较强烈的沟谷中。
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第二节 井田水文地质 一、地形地貌、气象及地表水
区内地形总体上南、南西高,北、北东低,属低、中山侵蚀、剥蚀高原山地地貌,最高点为南面一带大水沟东部约200m的一座山头,标高1602.0m,最低点为测区北东部雨朵以南谷地区域,其内发育了一条季节性溪沟,区内山峦呈北西南东向展布,其间发育了南北向和北西南东向的季节性冲沟和一些封闭或半封闭的岩溶洼地,其内见落水洞及漏斗等岩溶形态。地形高差约为为367.0m。
根据黔西气象局1957~2000年观测资料,多年平均降雨量为973.3mm。日最大降雨量为165.5mm,出现在1984年6月28日;连续7日最大降雨量为347.2mm,出现在1964年6月24日至30日。极端最高气温为35.4‴,出现在1958年4月23日;极端最低气温为-10.4‴,出现在1977年2月9日。
区内地表水体主要为一些雨源性和泉源性补给而形成的季节性溪沟,由于二者严重受区内大气降水的制约,其内径流量往往在枯季时节断流,丰水季节则流量骤增骤减,季节变化比较明显。区内地表水体总体由南向北径流。属乌江流域长江水系。井田内顶板含水层向西延伸并被皮甲河横切,可作为最低侵蚀基准面,标高为850m。
二、含水层、隔水层水文地质特征 ㈠第四系(Q)孔隙含水层
分布于井田内的斜坡及各冲沟内,岩性主要为黄色、褐黄色粘土,局部混有碎石。结构疏松,厚度0~10.00m。本次调查中未见泉水点出露。
㈡三叠系下统茅草铺组(T1m)岩溶裂隙含水层
大面积分布于图区的北西部,岩性主要为浅灰、灰色薄至中厚层状灰
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岩,白云质灰岩,厚度约440m。在本次调查泉水点1个,涌水量为87.50l/s,泉口标高为1245m,水化学类型为HCO3-SO42—Ca2+,矿化度为0.269g/l,PH值为7.3(龙场勘查区煤矿普查资料);调查岩溶现象点6个,出露标高为1307~1414m。井田内布臵的钻孔均未揭露该层。
根据区域水文地质普查及地表调查资料,该层地表岩溶较发育,地下水以岩溶管道水的形式存在,因此富水性较强,但极不均一。
㈢三叠系下统夜郎组九级滩段(T1y3)隔水层
该层分布于井田北西,呈北东南西向展布,主要为浅紫红色、紫红色粉砂质泥岩、钙质泥岩、泥质粉砂岩,夹浅灰、深灰色泥质灰岩,厚45.00~65.00m。出露泉水点3个,标高为1385~1415m,涌水量为0.114~0.140l/s。该类型泉由上层滞水当地补给当地排泄而形成,受季节变化的影响特别明显。井田内的钻孔均未揭露该层。
总体上讲,该层地表露头为斜坡,有利于自然排水,富水性弱,相对而言,应是测区内的一良好隔水层。
㈣三叠系下统夜郎组玉龙山段(T1y2)岩溶裂隙含水层
大面积出露于图区之北西一带,主要为灰色薄~中厚层状灰岩、泥质灰岩及泥灰岩,厚度为202.79~316.65m。地表调查未见泉水点出露,调查岩溶点11个,出露标高为1360~1440m。井田内有3个钻孔中揭露了该层,钻进中均见溶蚀裂隙,冲洗液消耗量较大。全层溶蚀现象岩溶率为1.3%。据ZK703孔T1y2+P2c混合抽水试验,单位涌水量为0.0812l/s〃m,水化学类型为HCO3-SO4-Ca型,矿化度为0.252g/l,PH值为7.3。
㈤三叠系下统夜郎组沙堡湾段(T1y1)隔水层
井田内大面积出露,主要为浅黄色、黄褐色、灰黄色薄层泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩,局部夹薄层泥灰岩,底部为绿色粘土岩。厚度为
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27.30~57.47m。地表调查未见泉水点。井田内有5个钻孔均揭露了该层,夹层泥灰岩、灰岩中偶见溶蚀现象,钻进回次水位未显异常,冲洗液消耗量小。
综上所述可知,该层以碎屑岩为主,地表出露于斜坡地段,富水性弱,隔水性能尚好,可视为隔水层。
㈥二叠系上统长兴组(P2c)岩溶裂隙含水层
出露于井田的南西,露头条件较差。主要为深灰色灰岩、含燧石结核灰岩,厚度为22.02~28.11m。地表调查未见泉水点及岩溶现象。钻孔中有4孔见溶蚀裂隙,其中ZK901中还见溶洞,全层溶蚀现象岩溶率为4.01%,全层有效岩溶率为2.7%。据ZK703孔中与玉龙山段的混合抽水试验,单位涌水量为0.0812l/s〃m,基本反映了抽水区域的弱富水性特征。水化学类型为HCO3-SO42--Ca2+型,矿化度为0.252g/l,PH值为7.3。
㈦二叠系上统龙潭组(P2l)裂隙含水层
出露于井田南、南西斜坡地段,主要为灰、深灰、灰黑色泥岩、粉(细)砂岩、炭质泥岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、粘土岩,夹菱铁质岩、薄层灰岩、多层煤层及煤线,平均厚度为149.43~187.07m。本次地表共调查了5个泉水点,泉口出露标高1430~1490m,涌水量为0.054~0.0.755l/s。钻孔。井田内的钻孔均揭露至C18煤层底板后数米后终孔,钻进过程中,冲洗液消耗量小,回次水位不显异常。钻孔中测得该层地下水位埋深标高1416.04~1457.29m。据ZK801孔抽水试验,单位涌水量为0.0031 l/s.m ,显示了富水性弱的特征;水化学类型为SO42-HCO3--Na2+、SO42-Ca2+Al3+、型,矿化度为0.526~2.424g/l,PH值为7.3~2.9。
㈧二叠系上统峨眉山玄武岩组(P2β)裂隙含水层
出露于图区外围南、南西部,岩性主要为深灰、灰黑色块状细粒玄武
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岩,局部顶部见灰岩。厚度为50~60m。本次地表调查未见泉水出露,钻孔中均未揭露该层。
根据区域水文普查资料,该层中局部节理裂隙发育,具有弱富水特征。该层下伏于含煤岩系之下,其顶界至全区可采煤层C18之间有较厚的煤系地层,两者均具有相对隔水作用,其本身对矿床的充水无影响。(见插图7-1)
㈨二叠系下统茅口组(P1m)岩溶裂隙含水层
出露于图区外围南、南西部,岩性主要为深灰色细晶灰岩,见方解石浸染,厚度>100m。本次地表调查中,未见有泉水点出露,钻孔中均未揭露该层。
根据1∶20万息烽幅区域水文地质资料,该层中岩溶裂隙较强发育,地下水通常以岩溶管道水的形式赋存,分布极不均匀,富水性强至极强。
三、地表水特征
井田内地表水体主要为一些季节性溪沟,主要地表径流区分布于方向各异的冲沟中,整体上由南向北径流,最终经由地表的岩溶通道进入地下,补给玉龙山段或茅草铺组。
四、构造断裂水文地质特征
井田内发育的断层有F1、F2、F12、F13、F14、F8,据地表调查,断裂带附近未见泉水点出露。从勘探线剖面图上看,F1断层发育于煤系露头线一带,只是对浅部煤层有一定破坏,深部则无影响,分析认为其与矿床充水关系不大;F2、F14、F8这三条断层中,F8大部分在井田以外,与矿床充水关系不大,F14发育于井田南西角,地表破碎带不显富水性,分析认为与矿床充水关系不大;F2出露于井田露头线一带,对浅表煤层有一定破坏,据调查,地表破碎带仍不显富水性,初步分析认为,与矿床充水关系不大。 F12、F13破碎带区域,有沟通矿床以上三个岩溶含水层的可能,成为沟通
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含煤地层上、下岩溶含水层地下水向矿井充水的通道。
五、生产坑道水文地质
井田内见1个生产坑道。该坑道采用平巷开拓,开采方式为炮采、镐采,坑道水自然排水,洞口采用石块支护,其余部分多采用木支架支护。据调查坑道涌水量为2.369l/s,单位长度涌水量为0.0049l/s.m。过去的开采中曾出现过冒顶、小范围塌方及底鼓等不良工程地质现象。
六、充水因素分析 ㈠地下水
将来矿山的开采过程中,P2l虽然富水性弱,但其内的地下水将直接进入矿井,而成为矿床充水的直接因素;根据计算,最大冒落高度为22.16m,即部分地段冒落到P2c,P2c层地下水将成为矿床充水的直接因素;因冒落产生的导水裂隙带高度为58.37m,仅进入T1y1隔水层底部,故其上之T1y2、 T1m岩溶含水层对矿床充水的可能性小;P1m岩溶含水层顶界与主要可采煤层之间有厚达140余米的煤系和P2β弱含水层相阻,除非有断裂切穿煤系、煤层、P2β、P1m之含水通道,且断裂带破碎导水,该层之地下水方可能沿断裂带进如矿井,正常情况下则与矿床充水无关。
㈡老窑积水
煤系露头线一带见一些老窑零星分布,开采垂深不大,井巷一般为平坑,自然排水,据调查,坑道内局部倾斜地段可能存在一定的积水,有一些老窑无法具体的了解积水情况。将来矿山开采过程中,可能遇老窑,并产生突水。
㈢大气降水
大气降水是井田内各含水层地下水的主要补给源,雨季降水量增大,
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地下水接受补给后,与矿床有关的各含水层地下水会通过采空冒落、导水裂隙带、地面塌陷等进入矿井,使矿井涌水量增大,降雨季节,大气降水就构成矿井间接充水因素。
㈣地表水
如前所述,井田内的溪沟一般处于无水状态,雨季可形成地表径流,当采空塌陷影响到此区段时,雨季溪沟水将构成间接充水因素之一。
六、供水水源方向
矿区及附近无比较理想的供水水源。建议以矿区外围距北东约1.3KM处的09号泉作为生产生活供水水源,该泉流量87.50l/s,据黔西龙场勘查区普查水质分析资料,水质较好。
七、矿床水文地质勘查类型的初步划分
矿床大部分均位于井田当地最低侵蚀基准面以下;主要可采煤层以上的煤系地层和“P2c”岩溶含水层构成顶板直接充水含水层,富水性弱~中等;地表水体不会构成矿床的主要充水因素;部分构造断裂可能对矿床的充水有一定影响。根据现行的《煤、泥炭地质勘查规范》中水文地质勘查类型的划分标准及专家意见,本井田暂划分为两个勘查类型,一是M16煤层水文地质勘查类型为第三类第一亚类第三型,即以岩溶含水层为主、顶板直接进水、水文地质条件复杂的岩溶充水矿床;二是M18煤层水文地质勘查类型为第二类第二型,即以裂隙含水层为主、顶板直接进水、水文地质条件中等的裂隙充水矿床。
第三节 工程地质 一、工程地质岩组的划分
依据井田内各岩组的工程地质特性、物质成份及其组合关系,可将井
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田内的工程地质岩组划分为三类。利用岩芯质量RQD值评价各岩组的岩石质量及岩体完整性,RQD见插表7-2。
钻孔岩芯质量(RQD)值统计表 插表7-2
RQD 层 位 钻 T1y2 T1y1 P2c P2l 孔 ZK501 ZK701 ZK801 ZK901 ZK903 76% 53% 85% 49% 11% 21% 18% 89% 27% 20% 41% 35% 55% ㈠坚硬岩组
包括T1m 、T1y2、P2c、P1β、P1m。T1m分布于测区的北西,P1m主要分布于测区外围以南、南西,T1y2、P2c分布于井田中部及东侧。主要为灰岩、白云质灰岩、玄武岩、白云岩。该类岩组新鲜岩石坚硬,性脆,暴露于空气中不易风化,强度比较均一,根据上述层位的岩土勘察资料,饱和单轴抗压强度多大于60Mpa。钻孔中未揭露T1m、P1β、P1m,其余层位均有揭露,岩芯RQD统计值多为76%~89%(ZK501、ZK701节理裂隙发育,RQD值较低),岩石质量为好的,岩体完整性属较完整,岩石质量等级为Ⅱ级。
㈡软质岩组
包括T1y3、T1y1、P2l,主要为泥岩类,夹薄层灰岩及泥灰岩,含多层煤层及煤线。泥岩力学强度低,暴露于空气中易风化;夹层碳酸盐岩的新鲜岩石,力学强度较高,不易风化。据岩芯RQD统计值,T1y1、P2l的岩石质量和岩体完整性评价情况见插表7-3。
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岩石质量及岩体完整性评价表 插表7-3
层位 T1y1 P2l RQD值 53~85% 20~55% 岩石质量描述 中等的~好的 极劣的~中等的 岩体完整性评价 中等完整~较完整 破碎~中等完整 岩石质量等级 Ⅱ~Ⅲ Ⅲ~Ⅴ ㈢松散岩组
为第四系粘土及粉质粘土,局部混块石及碎石。分布于井田的季节性冲沟、山间洼地及各个斜坡地段。该类岩组结构松散,一般呈可塑状态,具中~高压缩性。
二、可采煤层顶、底板岩石的工程地质特征及稳定性
根据试验结果及岩石完整情况可知,灰岩抗压强度为39.0~82.8Mpa,岩石较完整;泥岩、粘土岩抗压强度普遍为5.5~12.3Mpa,岩石较破碎。
统计和评价如下:
M16顶板:5孔为泥岩,3孔为灰岩。大部分地段稳定性差,少部分地段稳定性较好。
M16底板:为泥岩粘土岩,稳定性差。
M18顶板:7孔为泥岩,1孔为细砂岩。稳定性差。 M18底板:为泥岩及粘土岩,稳定性差。
三、未来矿山开采过程中可能引起的工程地质问题
井田内的全区稳定可采煤层为M16和M18,M16平均厚度为2.24m,M18平均厚度为3.30m。根据计算,最大冒落高度为22.16m,未来采掘过程中,巷道内将可能产生冒落、垮塌、片帮、底鼓等。
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第四节 环境地质 一、区域稳定性
根据中国地震动参数区划图(GB198306—2001),井田所属区域地震基本烈度小于Ⅵ度。据调查,区内无新构造活动。综合分析认为井田属较稳定区域。
二、采矿活动对地质环境的影响
井田内见崩塌(BT1)1处,危岩体上见一条裂缝,延伸方向340°,长约12m,宽0.8m,可视深度约2m。崩塌岩体为长兴组灰岩,崩塌首现时间为1992年,目前处于停止活动状态,发展趋势为不稳定,成因为老窑开采和不利的地形条件。
地下开采形成一定规模的采空区后,受采空塌陷及抽排矿坑水的影响,地面可能产生地裂缝、地面塌陷,在陡坡、陡崖地段,还可能产生滑坡、崩塌。
四、地表水及煤系水的污染评价
井田内无严重污染源,一般情况下,地表地下水质较好。据水质分析资料,煤系中泉水及坑道老硐水硫酸根离子、矿化度、总硬度等较高,PH值2.9,对周边农作物具有一定危害,建议未来矿山建设中,加强矿坑水的综合利用及其污染防治。
五、放射性评价
井田内煤系岩石天然放射性强度一般5.93~179.91×10-2Pa/kg,ZK901孔中M18煤层之顶板及夹矸天然放射性强度很高达593.10×10-2Pa/kg。在将来开采中对人身体健康存在影响。
六、煤层瓦斯
根据煤芯瓦斯测试资料,井田中煤层瓦斯成份主要以甲烷(CH4)为主,其次为氮气(N2),二氧化碳(CO2),再其次为氧气(O2)见插表7-4、7-5。
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根据测试结果,井田中煤层瓦斯含量为中偏高,其值为5.49~11.49ml/gr见插表7-6。
常温脱气煤芯瓦斯组份表 插表7-4
试验编号 2005-W 瓦106 2005-W 瓦035 2005-W 瓦105 2005-W 瓦104 工程编号 ZK503 ZK901 ZK701 ZK801 煤层编号 M16 M18-1 M18 M18 瓦斯主要成份量(%) CH4 N2 CO2 O2 60.95 65.44 88.14 89.95 95.61 96.05 85.05 87.12 35.88 32.77 10.7 9.32 3.6 3.26 13.5 11.93 1.57 1.69 1.5 基 准 分析组份 无空气基组份 分析组份 无空气基组份 分析组份 无空气基组份 分析组份 无空气基组份 0.65 0.44 0.66 0.34 0.1 0.34 0.76 0.52 0.78
加热脱气煤芯瓦斯组份表 插表7-5
试验编号 2005-W 瓦106 2005-W 瓦035 2005-W 瓦105 2005-W 瓦104 工程编号 ZK503 ZK901 ZK701 ZK801 煤层编号 M16 M18-1 M18 M18 瓦斯主要成份量(%) CH4 N2 CO2 O2 24.81 34.88 38.77 1.37 26.47 92.43 92.73 94.2 94.46 92.21 93.15 31.99 41.36 1.98 1.74 1.76 1.55 4.94 4.20 4.92 0.07 4.94 2.88 0.06 2.89 1.90 0.22 1.92 基 准 分析组份 无空气基组份 分析组份 无空气基组份 分析组份 无空气基组份 分析组份 无空气基组份
煤芯瓦斯含量计算表 插表7-6
试验编号 2005-W 瓦106 2005-W 瓦035 2005-W 瓦105 工程 编号 ZK503 煤层 编号 M16 可燃值重解析r量(g) 量 300 各试验阶段的气体体积(ml) 损失粉碎粉碎合计 量 前 后 41 106 899 601 1647 230 1576 854 2988 1846 33
瓦斯含量r(ml/g) 5.49 ZK901 M18-1 260 328 11.49 ZK701 M18 210 331 69 1088 758 8.79
2005-W 瓦104 ZK801 M18 335 77 12 1344 1738 3171 9.47 根据M18煤层工程取样深度标高及不同深度的测试结果,计算出瓦斯梯度为2.11(ml/gr)/100m;据M16煤层瓦斯采样工程的测试结果看,其煤层瓦斯含量偏小,分析出现这样的情况可能与采样工程偏少,个别样品不具代表性有关。井田范围内可采煤层均属高瓦斯高变质煤,同一煤层瓦斯含量向深部略有增高的趋势,今后在采掘过程中,随着开采深度增加或通风不畅时,瓦斯将会增加或聚集,从而易产生爆炸。因此,建议在未来开采时,要规范安全生产制度,加强生产管理,加强井下瓦斯的监测,防止井下安全事故的发生。
七、煤尘爆炸及煤层的自燃性
通过对井田外围生产矿井取煤尘爆炸样,据测试结果,火焰长度为10mm,结论为煤尘具爆炸性危险;据同一工程中所采取的煤层自燃样测试结果,煤层氧化、原样及还原着火点温度分别为347‴、370‴、396‴,结论为煤层自燃倾向分类为一类,即煤层容易自燃。
第五节 几点意见
遵照现行规范,建议作进一步勘探工作,相应增加专门水文地质工作量,为矿山开采设计提供依据。
㈠增加抽水试验工作量,取得主要含水层水文地质参数。
㈡进一步了解断层充水、导水特征,可采煤层与顶、底板岩溶含水层的关系等。
㈢继续开展地下水动态观测,为预测矿井涌水量提供资料。 ㈣进一步研究水文地质边界。 ㈤加强含水层水质研究。
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第八章 勘查工作及其质量评述
第一节 勘查方法及工程布臵 一、勘查类型的划分
根据普查资料,本井田地层产状较稳定,褶皱、断裂构造不太复杂,构造复杂程度为中等类型;煤层结构及厚度在横向上有一定变化,稳定程度为较稳定类型。因此,勘查工程基本线距确定为1000m。
二、勘查手段、方法的选择
煤层产于二叠系上统龙潭组(P2l),层位较稳定,出露较广,属暴露式煤田。含煤地层分布广泛,倾角12°~48°,勘探深度达800m标高左右。根据井田地质条件,地面以地形地质填图为基础,采用勘探线地质面测量,控制含煤地层、煤层露头及浅部煤层变化;深部采用钻探与测井相配合,控制煤藏形态、煤层厚度、煤层结构及其变化。在探矿工程中采取各种样品作分析、试验,以评价煤质特征。
三、工程布臵原则
工程布臵遵循由浅而深,由稀到密,由已知到未知的原则。在井田内布臵W3、W5、W7、W9等4条勘探线及9个钻孔,(ZK302钻孔在普查阶段已施工)对井田进行控制和研究。施工中,根据地质条件的变化,有针对性地对设计布臵工程作了适当调整。
四、工程间距的确定及依据
根据井田勘探类型(构造复杂程度为中等,煤层稳定),勘探线间距采用1000m,工程间距不大于勘探线间距;为了更好地控制浅部煤层形态,于勘探线间加密布臵。
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五、工程间距的合理性
所使用的探矿工程达到了初基本查明井田构造形态;基本查明可采煤层层位、层数、厚度和可采范围,基本确定可采煤层的连续性;基本查明了可采煤层煤质特征,确定了可采煤层煤类,控制了可采煤层露头线,初步查明可采风化带界线;基本查明了井田水文地质条件及环境地质现状,故工程间距是合理的。
第二节 测量工作及其质量评述 一、控制测量及其质量评述
本井田控制测量以黔西县谢家坝新建火电厂提供的两个四等点为基点,作两条导线延伸进入井田进行控制。主要控制点均为10″点,控制精度为1/100000;控制网角、边闭合差均小于测量规范要求的限差,符合规范要求。
二、工程测量及其质量评述 ㈠勘探线地质剖面测量
勘探线地质剖面测量采用1/5000比例尺精度,用同等比例尺展绘成图。经检查验证,成果质量符合规范要求。
㈡工程点及地质点测量
工程点及地质点均采用前方交会或侧方交会测定坐标及高程。经检查,平面误差和高程误差均在规范允许范围内。
第三节 地质填图工作及其质量评述 一、地质填图方法及其精度
地质填图以1/5000地形图作底图,采用穿越法和追索法相结合,填绘地质点,控制精度按1/5000填图要求进行。非含煤地层地质界线点间距为100~200m,控制点间距一般不大于200m。含煤地层地质点间距为50~100m,
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根据井田构造复杂程度为中等类型,则每平方公里点数为120个。
二、勘探线地质剖面测制方法及其精度
勘探线地质面测制方法为:采用1/5000比例尺精度对剖面地形进行测量及绘制,并同时沿勘探线编录填绘地质内容。经检查验证,勘探线地质剖面的测制成果精度符合要求。
第四节 水文地质工作质量评述 水文地质测绘符合规范有关要求。
钻孔水位回次观测率为70~82%,合格率为85%;钻进冲洗液消耗量测量率为25~82%,合格率为38%。
第五节 探矿工程质量评述 一、钻探工程及其质量评述
㈠钻孔结构及岩(煤)芯直径的合理性
钻探均采用普通钻具取芯及绳索取芯工艺,钻孔开孔口径为ф75~ф160mm,终孔孔径为φ75~ф91mm,岩(煤)芯直径为φ48~ф70mm。孔径能满足测井及水文地质工作要求,岩(煤)芯结构清晰,能满足地质工作及取样要求,取得的地质效果良好,故钻孔结构及岩(煤)芯直径是合理的。
㈡孔斜
钻孔均为直孔。施工中,每钻进100m测量一次孔斜度。使用测量工具为CQ-1型磁球测斜仪。经统计,共作60次测斜,合格率为95%。钻孔施工结束后,在作物理测井的同时,按50间距作孔斜测量,测量结果与钻探中所测基本相符。故孔斜符合规范要求。
㈢孔深校正
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每钻进100m、主要可采煤层顶板或底板5m范围内及终孔后,均使用钢尺作孔深校正。校正允许误差为1.5‰。误差不超限时,直接修正孔深;误差超限时,重新校正,直至两次差值不大于允许范围为止,并合理平差。经检查,各次校正结果均未超限。
㈣岩(煤)芯采取质量 1、非煤岩芯采取率质量
非含煤地层岩芯采取率均大于85%,岩芯较完整、清洁;含煤地层岩芯采取率均大于75%(回次岩芯采取率绝大多数大于75%,极少数小于75%),合格率为91%;岩芯较完整、清洁。
2、煤芯及煤层顶底板采取质量
长度采取率绝大多数不小于75%,少数小于75%;长度采取率合格率为72%,重量采取率为25~60%,合格率为50%。除个别煤芯外,绝大多数煤芯结构清楚,未受污染。
㈤钻孔封闭
钻孔通过全孔质量验收后,采用425水泥按要求配制水泥浆,按照钻孔封闭设计要求对钻孔进行全孔封闭。封孔结束后,于孔口埋设永久性预制水泥标志桩。经检查,合格率为100%。
㈥岩矿芯管理
施工中,钻孔岩(煤)芯均经洗净后装箱,对岩(煤)芯逐一进行编号,填写回次岩芯票,岩芯箱作编号,并标明每箱岩芯所处孔深。钻孔完工后,将装箱的岩(煤)芯移入岩芯房进行妥善保管。
㈦简易水文观测
钻孔均作了简易水文观测,回次观测率为30~81%。对观测结果作了
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详细记录,并绘制了钻孔水文地质柱状图。
㈧钻探班报表
基本按要求填写。经统计,钻探班报表合格率为82%。 ㈨钻探工程总体质量评述
经综合评定,井田施工8个钻探工程,6个钻孔为甲级质量,2个钻孔为乙级质量。
二、槽探工程及其质量评述
因植被及农作物覆盖大,本井田槽探工程仅有三个(TC05、TC06、TC07)。探槽均揭露至基岩以下0.5m以上,地质现象明显,满足地质技术要求,达到施工目的。工程完工后,均按规范和作业规程要求作了测量和编录,并作了素描图。
第六节 测井工作及其质量评述 一、设备
本次使用设备TYSC-QB型轻便数字测井仪,为陕西省渭南煤田地质仪器厂在引进和消化美国Mount soprs(M.T)公司系列Ⅲ型数字测井系统的基础上,逐步改型、设计、生产的,该型号测井仪为上世纪九十年代初国产数字测井仪以来的第四代产品,属国内较先进的煤田测井设备之一,其性能稳定、可靠。设备详细情况见表:
1.电阻率法
该方法是根据各岩性层的电阻率差异来划定不同岩性层段界线及确定煤层顶、底板界线,是煤田测井常用的主要方法之一,同时也是定性、定量解释煤层的主要方法之一。该方法在煤层、石灰岩与上、下围岩的界面上反映清楚,相对异常幅度较大,分辩率较高。
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技术条件:使用天然三侧向探管,电极排列为Ap0.85mA00.10mAp0.85m,电极系数0.15。
2.天然放射性法
根据各岩性层放射性元素含量的差异划分地层界线及岩矿层界线,是定性解释煤层的主要方法之一。
技术条件:使用天然三侧向探管,测量范围0~1000API。 3.人工放射性法
根据不同岩矿层的密度差异(即对放射线的吸收、反射性差异)划分各岩矿层的界线,测量采集的是从目的层反射回来的二次玛伽射线信号,是定性、定量解释煤层的主要方法之一。
技术条件:使用密度探管,最长源距350mm,放射源(Cs137)强度70.6mc。放射源借助探管推腿的张力推向井壁、定向发射、贴壁测量,将孔径的影响减少到最低限度。
4.声波时差法
根据各岩石的弹性差异划分地层,该方法在煤层上有较好的反映,可作定性解释的方法之一。
技术条件:使用声波时差探管,测量时须用柔性材料在探管上做衬环,减小探管与井壁摩擦产生的干扰噪声,目的层不能被套管屏敝,发电机等干扰源须远离井口。
上述四种方法中电阻率法、天然放射性法、人工放射性法为煤田勘查测井的必测方法,声波时差法为根据本地区的物性条件选用的方法。同时,在上述四种方法测量中,提升测量速度小于600m/h。
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5.工程测井
4个钻孔均作井斜测量,使用KXP-1测斜仪,测量方式为点测,测点距离10~50m。
根据要求对ZK901作了井温测量,使用TYSC-QB之系列井温、井液探管、测量方式为点测,点距20m。
三、资料整理
本井田原始资料的评价按《煤田地球物理测井规范》(DZ/T0080-93)的相关标准执行,从原始数据、测井速度、丢错码率、深度误差(回程差)、采样间隔、回放曲线、仪器刻度、仪器井场检查误差等八个方面分别对天然放射性、电阻率、人工放射性、声波时差四种参数曲线进行质量评价。用上述8项指标对本井田的原始资料进行了质量验收,并把1~8项中单项最低等级确定为综合等级,验收评价结果为:21个钻孔中有3个评为乙级,18个评为甲级。
原始资料经过验收合格后,建立数据库,将原始数据转入测井解释系统(CLGIS)中,使用测井解释系统(CLCIS)中的各种功能对原始资料进行处理。
井斜、井温测量,室内标定误差、井场刻度误差、测量误差均不超过允许误差,资料不作校正,直接使用。
四、测井资料解释 ㈠煤层定性解释 1.煤层定性解释
根据井田内煤层及上、下围岩的地球物理特征,采用四种参数曲线进行综合解释,即在同一深度段视电阻率曲线为高峰正异常、自然放射性曲
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线为相对负异常、人工放射性曲线为高峰正异常,则定性为煤层。为排除似煤层异常反映干扰,只有三参数全部符合定性标准的煤异常反映才能定为煤层,声波时差曲线作定性解释。
2.岩层定性解释:根据各岩石的物理特征,参考钻探柱状图使用二种以上参数综合研究对钻孔剖面进行解释。
㈡煤层定厚解释
煤层的定厚解释采用视电阻率、人工放射性两种参数曲线,深度比例采用1:50;全区采用统一参数比例。当遇到煤质变劣、孔径扩大等原因致使曲线幅度小4cm时,则作辅助比例使其达到4cm以上,一般情况下使用下列参数比例。
视电阻率 0~1000Ωm/22cm 人工放射性 0~5000cps/22cm 定厚解释原则:
1.电阻率曲线一般取异常顶、底板急剧变化的根部点处的深度作煤层的顶、底板的深度。
2.人工放射性曲线(煤层厚度大于0.60m)用相对异常的半幅值的深度作煤层顶、底板的深度。
当出现干扰时,集合多种参数、钻探等进行综合研究,以虚拟半幅值的深度作煤层顶、底板的深度。
3.厚度小于0.60m薄煤层解释点的确定
⑴电阻率曲线取异常顶、底板急剧变化的根部点处的深度作煤层的顶、底板的深度。
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⑵人工放射性取异常相对幅值的半幅至2/3处的深度作煤层的顶、底板的深度。
4.夹矸的解释
对于比较薄的夹矸,视电阻率曲线反映最明显,其它参数曲线反映不十分明显,故其解释精度相对较低。一般以视电阻率曲线低谷异常的相对幅值较小一翼的1/3处作一垂线,垂线与视电阻率曲线异常的两个交点作解释点;对于人工放射性曲线有反映的夹矸,以相对幅值的半幅点作解释点。
㈢测井解释的地质效果
1.可采煤层定性、定厚解释准确、可靠。 2.煤系与上覆地层的地质界线解释准确。
3.其它岩性解释结果与钻探、地质编录(钻探采取率大于75%的)基本一致,钻探采取率小于75%的稍有出入。
五、综合质量评述
综合质量包括原始资料质量和可采煤层定厚质量评定结果,各钻孔质量评定见下表:
综 合 质 量 评 定 表
序号 1 2 3 4 5 钻孔号 ZK501 ZK701 ZK801 ZK901 ZK903 原始资料 质量等级 乙 甲 乙 甲 乙 可采煤层定厚质量 甲 甲 甲 甲 甲 井斜测量质 量 甲 甲 甲 甲 甲 井温测量质量 综合质量 乙 甲 乙 甲 乙 43
第七节 采样、测试鉴定工作及其质量评述 一、采样工作及其质量评述 1、煤芯煤样
钻探取出煤芯后,对达可采厚度的煤层均及时进行全芯取样。取样前,检查了煤芯受污染的程度,均确定了煤层厚度及煤层结构,并填写了打煤报告,作了详细的地质编录。采样时,剃除受污染的煤芯和厚度大于5cm的夹矸,采取符合样品质量要求的煤芯,及时密封包装,称重、填写样品标签、送样单及采样登记表。
2、煤芯瓦斯样
主要可采煤层,都尽量采取瓦斯样。煤芯取出后,及时将较洁净的煤芯装入瓦斯缶内进行密封,并用排水吸气法作2小时的现场解吸,同时填写解吸记录。现场解吸结束后,重新密封瓦斯缶,于缶上粘贴样品标签,填写采样登记表及送样单,并及将煤芯瓦斯样送试单位。
3、水质分析样
在代表性较强的泉水点、抽水试验钻孔及龙场河中分别采取水质分析样,取样后及时用蜡密封,并于24小时内送达试验单位。
总之,采样工作严格按规范和地质勘查设计要求进行,样品重量满足试验项目要求,样品数量满足详查地质工作的要求,代表性较好。
二、测试工作及其质量评述
样品加工严格按有关标准进行,缩分系数视不同矿种及特质组分的均一性,分别采用0.1或0.2;样品加工损失率小于5%,缩分差小于3%。经对作检验,试验结果偶然误差甚微,合格率大于95%,符合规要求。
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第十章 资源量估算
第一节 资源量估算的范围及工业指标 一、资源量估算的范围
根据井田的地质构造特征和煤层的埋藏条件,结合业主的要求,本产次详查的资源量估算范围为:煤层露头线以下100m以外,至煤层800m标高垂直投影线,探矿权边界以内,断层两侧50~60m以外。资源量估算截止日期为二OO五年七月三十日。
本次资源量估算对象为M16煤层、M18-1煤层及M18-2煤层。 二、资源量估算采用的工业指标
资源量估算的工业指标按《煤、泥炭地质勘探规范》规定执行,结合本井田煤藏特征,采用如下工业指标:
最低厚度:0.70m; 最高灰分:40%; 最高硫分:3%;
最低发热量:22.1MJ/kg。
第二节 资源量估算方法的选择及其依据
根据煤层赋存状态特征,本次资源量估算采用平面投影煤层底板等高线地质块段法,计算公式如下:
Q=(S÷Cosα)×l×d 式中:
Q--块段储量(t); S--平面积(m2);
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α--平均倾角(°); l--平均厚度(m); d--平均体重(t/m3)。
第三节 储量计算主要参数的确定 一、煤层厚度 ㈠工程煤层厚度
1、厚度满足工业指标要求的工程煤层厚度,均参与计算。钻探煤层(包括夹矸)厚度及测井煤层(包括夹矸)厚度为钻探或测井煤层视厚度与该煤层所处孔段岩芯轴夹角的余弦值的乘积。
2、因时间紧迫,本次资源量估算ZK601、703、503采用钻探煤层厚度,其余采用测井煤层厚度。
3、煤层中存在夹矸时:
⑴夹矸厚度不大于0.05m的,将夹矸厚度合并入煤层厚度。 ⑵夹矸厚度大于0.05m且小于最低可采的,剃除夹矸厚度,合并计算煤分层厚。
⑶夹矸厚度小于最低可采厚度且各煤分层厚度均大于夹矸厚度时,采用压缩法合并计算煤层厚度。
⑷夹矸厚度等于或大于最低可采厚度时,煤分层厚度达到可采厚度且横向上对比清楚的,煤分层单独估算资源量;煤分层厚度虽达到可采厚度但横向对比不清楚的,及煤分层厚度小于可采厚度的,不估算资源量。
㈡块段平均厚度
块段中各工程煤层厚度及可采点厚度的算术平均值即为块段平均煤层厚度。
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二、块段平均倾角
根据块段中煤层底板等高线的分布情况,选取具代表性地段三至五处,度量计算后取其平均值作为块段平均倾角。
三、煤层平均体重(视密度)
根据井田各工程煤层容重测试结果算术平均求得。M16煤层体重为1.47t/m3,M18-1煤层和M18-2煤层平均体重均为1.46t/m3。
四、块段平面积 采用微机计算求取。 第四节 可采边界的确定 一、厚度可采边界
可采厚度点与不可采厚度点间,采用内插法求取可采边界点。 可采厚度点与工程落空点间,先以两工程间中点为零厚度点,再采用内插法在零厚度点与可采厚度点间求取可采边界点。
二、硫分可采边界
在参与资源量估算的工程点间采用内插法求取硫分可采边界点。 第五节 资源量划分依据 一、(332)资源量的划分依据 1、工程间距原则上不大于1000m。 2、构造形态已基本查明。
3、可采煤层层位、层数、厚度、结构和可采范围已基本查明,可采煤层的连续性已基本确定,煤层对比可靠。
4、由可采见煤工程点连线圈定。 二、(333)资源量划分依据
由(332)资源量边界有限外推500m及无限外推250m作为(333)资源
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量边界圈定。
三、(334)?资源量划分依据
资源量估算范围内不满足(332)、(333)资源量条件,但距划定地段一定距离内有见煤工程的划为(334)?资源量。
四、断层隔离煤柱的圈定
断层带上,由断层与煤层交线向中央地段平推50~60m圈定为断层隔离煤柱,并估算其资源量。
五、降级规定
断层隔离煤柱与(332)类别资源量之间划定50m宽的地带降低为(333)类别资源量;可采内插点间距虽达到(332)类别要求的控制密度,但由内插点连线圈定的资源量仍为(333)类别。
第六节 块段划分原则
本资源量估算中块段划分的原则为:同一块段中,资源量类别相同,煤层产状相同或相近,无构造线穿过;块段边界为资源量类别界线、构造线、工程点连线、可采边界线、勘探线、资源量估算边界线等。
第七节 关于此次资源量估算的说明
此次资源量估算中,个别工程点全硫(St.d)指标超出资源量估算工业指标要求,但参与整个煤层全硫(St.d)指标平均后,仍符合工业指标要求,故作资源量估算时将之忽略,不计暂不能利用资源。
第八节 资源量估算结果
经估算,龙场矿区沟头井田煤碳资源总量为3145万t。其中M16煤1258万t,M18-1煤1081万t,M18-2煤806万t。(332)资源量1082万t,占总资源量比例为34%;(333)资源量1073万t,占总资源量比例为34%;
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(334)?资源量991万t,占总资源量比例为32%(见表10-1)。断层隔离煤柱总资源量为302万t。
应业主要求,单独作F12以西部分的资源量统计,结果为:(332)类别资源量1082万t,(333)类别资源量1073万t,(334)?类别资源量398万t;(332)资源量比例为42%,[(332)+(333)]资源量比例为84%。
资 源 量 估 算 结 果 汇 总 表 表10-1
煤层 各类别资源量(万t) (334)? 297 367 327 991 合计资源量 (万t) 1258 1081 806 3145 断层隔离煤柱 M16 M18-1 M18-2 98万t 103万t 101万t 合 计 302万t 各类别资源量比例(%) (332)/总量 36 35 31 34 [(332)+(333)]/总量 76 66 59 68 编号 (332) (333) M16 M18-1 M18-2 合 计 451 380 250 1081 510 334 229 1073 第九节 资源量估算的可靠性
本次资源量估算边界是用全仪器法或半仪器法定位,精度符合要求;块段面积是用微机计算求取,误差甚微;参与资源量估算的探矿工程见煤点厚度准确,可采边界点的确定方法稳健、合理;其他各种参数统计计算方法合理、结果正确;资源量估算方法符合规范要求。故资源量估算结果可靠。
第十一章 煤矿开发经济意义概略性研究
第一节 资源形势分析
我国煤炭资源丰富,也是消耗大国,国家“西部大开发”工程,促使
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贵州无烟煤采掘大发展。我省无烟煤资源在全国为第二位(仅次于山西省),毕节地区煤炭资源又为全省之冠。井田位于金沙煤田聚煤区域,煤层多,煤质较好,黔西县正在加快燃煤电厂建设,因此,开发龙场矿区沟头井田煤矿具有理想的资源优势。
第二节 矿床地质评价
详查资料显示,在井田6.68平方公里内,煤炭资源达到3145万吨,可采煤层有3层(分层),资源分布集中,煤层厚度较大,结构稳定,煤质较稳定。
第三节 矿床开发外部建设条件分析 1.交通、运输
井田至黔西县城仅30km,距在建的黔西火电厂运距约34km,距在建的大方火电厂、金沙火电厂、清镇占街铁路支线的运距均在100km以内,交通十分方便。
2.供电、供水
井田内有110kv电网经过,矿山用电较方便。井田内有较大流量溪沟和泉水,可满足矿山生产和生活用水。
3.通讯
井田内已建成中国电信有线光缆、中国移动两大网络,覆盖了井田绝大部分地域,通讯方便。
4.区域经济、社会环境
黔西县以农业为主,工业企业有在建的水电站两座、火电厂一个,其他小型企业有水泥厂、煤矿山、化肥厂、小化工厂、砖瓦砂石厂等。当地农民经济收入较低,城镇及农村富余劳动力较多,用工价格为20~30元/
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人〃天。
当地动力,民用煤坑口价为180~200元/吨,吨煤税、费合计在25元以内,用电价格为0.45元/度。
第四节 矿床开采及矿石加工技术分析 1.开拓方式
龙场矿区沟头井田煤层为缓倾~倾斜的中厚煤层,地形切割不大,仅有少部分为山坡矿体。为减少基建工程量,使矿山生产费用低、投产快和管理方便,采用斜井开拓方式。
2.采煤方式:为分水平房柱法采煤。 3.生产规模
根据采矿方案和煤炭资源/储量,建议该井田建井规模为年产原煤30~45万吨。
4.产品流向
根据井田粉、块煤均有,业主将产品流向定为大部份块煤售出作化工用煤。粉煤及碎块煤就近售给发电厂或民用。
5.矿床经济利用价值估算分析
由于井田内地质勘查程度较低、技术经济指标的不确定因素较多,故采用总利润法以估算矿床的利用价值。主要指标确定如下:
(1)采煤回收率(可采系数):类比相近矿山,采用60%。 (2)采煤成本:类比选定为80元/吨原煤。 (3)原煤矿山价格:按当地价格采用200元/吨。
(4)生产规模;按建议的2个30万吨/年井型,则年产量为60万吨。
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(5)地质勘查费用:500万元(按完成勘探时计划)。 2.经济效果估算 根据静态总利润公式: V总=Q〃k(P-C)
式Q——地质勘查资源/储量(万吨); k——采煤回收率(可采系数),%; P——产品价格,元/吨; C——采煤综合成本。
故:V总=3145×60%×(200-80) =226440(万元)
减去地质勘查费用后,仍有226440万元的总利润。 6.综合分析评价
沟头井田开采条件较简单,外部建设条件好,产品有对口单位,开发效益显著的煤炭产地。其地质勘查工作经济效果好,因此,井田详查结束后可转入勘探。
第十二章 结论
第一节 勘查质量评述 一、对井田的控制程度
本井田地质构造复杂程度为中等类型,煤层稳定程度为较稳定类型,故勘探类型为二类二型。对于该勘探类型井田,采用500~1000m工程间距,探求推断资源量,控制程度符合规范要求。
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二、地质报告资料完备程度
本次详查报告包含井田测量控制图、井田地形地质图、井田水文地质图、含煤地层(上部)及煤层柱状对比图、勘探线地质剖面图、钻孔地质柱状图、钻孔水文地质柱状图、资源量估算图、各种附表等多种资料,较系统地反映了本次详查已取得的成果。
第二节 远景评价
据对周边地区含煤地层的调查了解,含煤地层中、下部(C18煤以下)尚发育2~3层可采煤层,具有较好的勘查和开发远景。在下一阶段的工作中,应加强井田内含煤地层中、下部的地质勘查研究工作。
第三节 地质工作中的经验教训及存在问题 一、地质工作中的经验
经过本次工作取得了一定的经验:
龙场矿区为地质构造应力较集中地区,地质构造较发育。断层构造对煤层赋存条件影响较大。因此,在作勘查设计时应采用稳健的方案,勘查工作中应加强对断层构造的控制和研究。
二、存在的问题
1、井田内第四系土层分布广而厚,植被掩盖严重,地表工程的使用量较少,且效果不甚理想。
2、井田内发育F12、F13及F14三条较大断层。由于断层均为高角度断层,投入的勘探工程量有限(无专门的构造控制钻孔),对断层的深部形态控制不够。
3、井田内居民点较多,但分散,考虑到资源的合理利用开发,在本次详查的资源量估算中未对居民点进行统计,未扣除村落保安煤柱。
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第四节 下一阶段工作建议
1、井田东段即F12以东地段地层产状较缓,尚未发现破坏该地段的构造,资源赋存条件较好,但大部隐伏,尚无工程控制。因此,在该地段进入开发前,业主应投入一定的工作量作地质勘查,进一步控制煤层埋藏情况。
2、在下一阶段工作中,应布臵2~3个钻孔揭穿井田内的整个含煤地层,大致查明整个含煤地层的层序特征及含煤性。
3、在F12、F13及F14断层上分别布臵1~2钻孔控制断层深部形态。 4、井田内居民点较多,且分布较分散,在今后的煤矿建设规划和设计中,应考虑井田内居民点的处理措施问题,根据具体情况决定进行搬迁或保留村落保安煤柱。
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