外文翻译-煤层赋存规律.doc

1、附录A1 煤层赋存规律1.1地质构造对煤层的影晌区内以近东西走向正断层和北西南东向断层为主，北东一南西向断层不太发育.褶曲一般规模不大，多为中、小型褶曲.断层对二煤层的赋存和后期开采都有很大影响，它们破坏了煤层的连续性和完整性，限制了矿井建设规模和生产能力，增加了矿井煤柱报失，增多了矿井生产不安全因素等等.由于断层影响，区内除东西两端断层稀疏且落差不大的地段之外，不易建设大型矿井.但从另一方面分析，断层对本区二:煤层开采也造就了一些有利条件，如魏碧断层与牛店断层之间，断层组合形成地垒，在此条带内煤层埋探变浅，利于中小型矿井开发由于井筒浅无疑对节省建井投资，提高生产效益都是极其有利的。1.2煤层

2、的厚度及其变化规律区内二:煤层最小厚度为0.5厚度20余米，一般厚度为7m.其厚度变化总配规律是以超化一三李一线北西一侧增厚，如米村井田煤层平均厚度达11.27m，该线南东- 4m,沿该线向煤层厚度由6m到8.5m, -般7m左右.由北西向南东方向煤层由厚变薄规律十分明显.这一方向恰与原始沉积坳笔轴向垂直，苟堂井田位于原始沉积坳陷的南东边缘，而米村井田则位于坳陷的斜坡地带故而，由北西向南东煤层变薄.可见本区煤厚变化主要是受沉积环境所控制。此外，后斯构造变动对煤厚变化亦有一定影响，现今的密县向斜，总的看来是西窄东宽，相对之下西端较为紧闭，东端更为宽缓，反映出向斜西端两翼盛力比东端较为剧烈，煤层受

3、挤压应为作用产生塑性流动，由两翼向轴部运移，造成煤层增厚，而向斜东端由于两翼受力较小所以两翼与轴部煤厚变化不大，次一级的褶曲和发育在向斜背景上的断层，对煤厚的种现象在超化煤矿西采区、白碧煤矿、苟堂煤矿等处表现十分明显.断层对煤厚的影响，仅限于断层带的两侧，滑动构造对煤厚的影响，与滑体的滑动方向、构造面的陡缓以及煤层倾角大小有关，一般情况下与滑动方向相对的一侧煤层增厚，而另一侧变薄，滑体中央煤层往往被切割破坏不复存在一般都是局部的，多呈带状分布，背斜的鞍部，向斜的槽部为厚煤带，两翼为薄煤带. 1.3煤层的埋藏深度由于本区地处篙箕台隆区东部，受篙山、箕山上升隆起的牵动，地势西高东低东西高差300余

4、米，风化剥蚀作用十分强烈，含煤组段上覆地层，均遭严重剥蚀除向斜中央尚有部分出露外，其余各处残存甚少.再者如上述断层的抬升，滑构造的影响等，煤层埋藏深度普遍变浅;如超化以南目前生产矿井证实，二，煤层埋深不超过150m，现在生产矿井井筒一般多为50-v 80rn.超化以北最大井筒深度也不超过200m.，就:a1=:7煤层开采创造了有利条件，然而，本区东部与新郑县交界处，因向斜向东倾伏，加之地势低平，第三、第四系沉积尽度加大，而使二;煤层埋深急剧增大，最大埋深达400m以上 1.4煤层变质及煤种分布规律据所得资料，煤挥发分产率(V)说明二:煤的变质程度.笔者收集了矿区各井的原煤挥发分产率的数据，择其

5、要者介绍如下:矿区南部平陌井田为14.71，苟堂并田为15.51;中部龙台井田为14.10%，裴沟井田为14.25%，王庄井田为11.90%梁沟井日为11.38%，任岗井田为11.29%;北部芦沟井田为9.27，三李井田为7.48% .上述数据不难看出，本区由南而北二;煤原煤挥发分产率逐渐减少，最南部的苟堂井田叱最北部的三李井田原煤挥发分产率高两倍以上，并由此证明本区二、煤的变质程度由南北逐渐曾高，与成拐寸应本区煤种变化由南而北由贫煤变为无烟煤.笔者调查研究了矿区内所有井田，截止目前未发现有岩浆活动及其他引起煤层变质因素和证据，为本区二:煤层的变质作用类型当属深成变质作用.2 煤层的主要开采技

6、术条件2.1煤层结构和原煤灰分 本区二:煤层中，魏奢断层以南一般无稳定研石层存在，多属简单结构煤层.魏碧断层以北煤层中研石层逐渐增多，如芦沟井田二:煤层中研石多达6层，其中最厚的一层达1.55m,研石岩性为粉砂质泥岩及泥岩.三李井田二:煤中歼石岩层多达8 10层，可见越往北煤层结构越复杂.究其原因与当时沉积环境直接有关，由于越往北越靠近当时沉积坳陷中心，泥炭层堆积速度不能与沉降速度经常保持一致所致.2.2煤层顶底板岩性及厚度2.2.1顶板伪顶岩性为炭质泥岩，其厚度大多为3-8m，很少超过10m，回采过程中随煤层垮落而垮落直接顶岩性为粉砂质泥岩及粉砂岩，厚度为0.7 - 2m，个别井田直接顶厚度

7、可达4-6m放顶时即自行垮落;二:煤的老顶为中厚层状中一细粒长石石英砂岩，层面上富含炭屑及白云母片，其厚度4-20m，一般多为8 -15m，放顶时不易垮落，多半在周期性来压时才垮落，个别需用放炮切顶放落.2.2.2底板煤底板几乎全为粉砂质泥岩，北部个别矿井煤层底板中夹有粉砂岩，底板岩石中富含植物化石碎片，菱铁矿结核亦较多，该区底板粉砂质泥岩厚度，矿区南部一般为3.84一 6m，中部7- 9m，北部粉砂质泥岩夹粉砂岩厚度10-20m(三李井田厚达24.9m),底板岩石多具遇水变软、膨胀之特性，易使巷道变形、底鼓.2.3水文地质条件密县矿区地形特征，总的看来为三面环山向东开阔和倾斜的箕形盆地，南、

8、北西三面寒武系、奥陶系、石炭系碳酸盐岩大面积分布出露、裂隙、溶洞发育，易于接受大气降水，形成良好补给条件.区内地质构造为一复式向斜，其南北两侧分别为荟萃山一风后岭和五指岭一碧背斜.向斜轴迹一线即为本区的集水线，因地形特征与构造形态基本一致，所地表的集水线与地下的汇水线也基本上是一致的，此线呈近东西向由超化一大魏继续向东进人新郑县境内，地表逞流及地下逞流受地形条件和地质构造、岩层产状控制，在本区表现十分明显.煤系地层下伏的寒武、奥陶、石炭三个系碳酸盐岩裂隙、溶洞中，由于上述良好的补给、逞流条件而储水，成为本区三大强含水层.由于受地形和地质构造控制，本区地下水总体流向是由西向东，各个块段因受具体条

9、件影响，流向有所偏转，如向斜北翼地下水流向偏向南东，南翼则稍向北东偏转，但汇流向斜中央后依然向东，荡然而去.综观全区，据地形、构造差异，补给、逞流、埋藏条件不同，本区水文地质特征可划分为三大块段，简介如下:(见附图)2.4 瓦斯煤尘与自燃煤层瓦斯含量随深度增加而增加，据目前生产矿井揭露、实测，矿井相对瓦斯涌出量，一般情况下，埋深小于100m的矿井为2.68-6.81m/t,埋深在150m左右的矿井为一15m，埋深大于200m的矿井相对瓦斯涌出量大于15m/t.煤的煤尘具有爆炸性，爆炸指数为0.77-22.94%.二:煤层煤质松软，井下采掘和运输程中极易破碎产生煤尘，必须加强扑尘工作，以防止爆炸

10、事故发生.具有自燃性，1957年天仙庙煤矿、1958年火石岗煤矿、1972年超化煤矿、1981年刘碧煤矿、1990年王村煤矿等都发生过井下煤层自燃，今后开采过程中对此必须严加防范.3特殊煤层采煤方法可行性分析不稳定煤层的开采，历来是采矿工作者的棘手问题。迄今为止，国内外尚没有一种采煤方法能适应各种不稳定煤层的开采。究其原因，是因为不稳定煤层的地质条件复杂，煤层赋存不规则、无规律，煤层厚度和倾角变化难以预测。受地质构造影响的不同，造成了不稳定煤层赋存状况的多样性，有的煤层厚度变化大，有的是倾角变化大，有的则二者兼有之。就形成这些变化的原因而论，有的为原始沉积而成，有的则是后期火成岩侵入或地质构造

11、影响造成的。因此很难找到一种采煤方法能解决几种不同特征的不稳定煤层的开采问题。因此，针对矿井的具体情况，试验研究合适的采煤方法对提高不稳定煤层资源采出率具有普遍意义。3.1 不稳定煤层特征不稳定煤层又称不规则复杂煤层或难采复杂煤层。其不稳定和复杂有二方面:一是赋存状况不稳定，表现为厚度、倾角、煤质以及煤层结构等要素的变化;二是煤层的地质构造复杂，表现为煤层受褶曲、断层、岩浆岩入侵等影响。一般情况下，不稳定煤层主要是指厚度变化大的煤层。因为煤层厚度变化对开采的影响最大，而且最为常见。其煤层不稳定的成因主要有以下几种:(1)由于煤层形成时地壳不均衡沉降造成的;(2)泥炭沉积基底不平造成的;(3)河

12、流或海流冲蚀造成的;(4)地质构造挤压造成的;(5)由于石灰岩地层岩溶塌陷或火成岩侵入造成的。但是，煤层厚度的变化往往不是单一地由某一种原因造成，而是由两种或几种原因综合作用的结果。在同一矿井的不同煤层或同一煤层的不同部位，引起厚度变化的原因也可能不同，有些地方可能是原生沉积造成的厚度变化，而另一些地方则可能是后期地质构造形成的厚度变化。根据济宁二号煤矿井田地质报告可知，“特殊煤层”的形成是河流冲蚀和地质构造挤压综合作用的结果，属于煤层厚度的后生变化。3.2 不稳定煤层开采技术难题 主要是煤层在厚度方面的不稳定，给矿井生产带来严重影响主要有三个方面:(l)影响采区巷道布置当人们根据己知地质资料

13、在采区内布置好巷道后，却由于煤层厚度变化较大，给巷道布置带来困难。如原为分层开采的厚煤层，一旦煤层变薄只能单一煤层开采;或原为单一煤层开采的，由于煤层变厚而被迫改为分层开采，都需要重新调整巷道布置。(2)影响计划产量在存在不稳定煤层的矿区，如果工作面的回采巷道己经掘好，因为煤层变薄造成可采煤量减少，这不仅使原来的生产计划不能完成，还使许多已开掘进巷道发挥不了作用。影响工作面回采率不稳定煤层厚度变化造成工作面回采率下降是对矿井最严重的影响。在正常开采过程中，由于遇到煤层厚度变薄造成局部不可采的面积损失，和局部变厚造成丢顶煤或底煤的厚度损失。因此，对于不稳定煤层，为了减少资源损失，应根据煤层厚度变

14、化采取对策，在采区回采前应对煤厚进行探测，力求掌握厚度变化规律，以减少它对生产的不利影响。所以，不稳定煤层开采的主要技术问题，是如何根据煤层厚度变化选择合理的采煤方法，提高工作面回采率。3.3 不稳定煤层采煤现状对于缓倾斜、倾斜不稳定厚煤层的开采，国内外主要采用的方法有以下三种方法:(l)分层下行开采分层下行开采是开采不稳定厚煤层应用最为广泛的方法。在煤层较厚的局部地区，对煤层进行分层，布置走向或倾斜长壁工作面，用综采、普采或炮采工艺自上而下顺序开采。但由于煤层厚度的变化大，分层厚度及工作面大小常受影响，导致工作面的产量、效率和回收率普遍偏低，同时也不适应综合机械化开采的要求，难以达到高产高效

15、。(2)恒底分层开采恒底分层开采方法将回采工作面沿底板布置，先沿底板回采第一分层，上方顶煤和顶板自然垮落。顶煤和顶板经过一段时间活动稳定后再沿底板布置，回采第二分层;并用同样的方法顺序采完各个分层。但恒底分层开采的条件是上部煤层垮落后能够胶结为再生煤层，对煤层条件要求高，且最后分层工作面由于垮落顶板影响，煤质灰分高。(3)一次采全厚放顶煤开采一次采全厚放顶煤采煤法，能够很好地解决缓倾斜不稳定厚煤层的开采问题该法是沿厚煤层的底板布置回采巷道，在采用走向长壁采煤方法回采底层煤的同时放顶煤，一次采全厚。它具有巷道布置简单、效率高、产量大、生产安全、回采率高等优点。我国在开采厚煤层中先后有炮采放顶煤采

16、煤法、普通机采放顶煤采煤法和综采放顶煤采煤法等。一次采全厚放顶煤采煤法的工作面始终沿底板推进，这样煤层厚度变化不会影响工作面的正常生产，只影响煤层生产能力，并不影响煤的损失量，即不存在丢顶煤和丢底煤的问题。在煤层厚度变化较大的厚煤层中采用放顶煤采煤法比分层开采可以取得较高的采出率。所以，此方法被认为是解决缓倾斜不稳定厚煤层开采的最好方法。对于急倾斜不稳定厚煤层的开采，由于其具有特殊性，如果采用倾斜分层开采会因厚度变化而丢失煤炭;如果采用水平分层开采，工作面长度将随煤厚变化而变化，不利于工作面管理;当采用机械化开采时，要使工作面成为等长必然造成走向方向上的煤炭损失。因此，开采急倾斜不稳定厚煤层一般采用仓储式放顶煤采煤法。对于较薄不稳定厚煤层开采，目前国内有少数矿井采用轻型放顶煤支架进行综采放顶煤开采，工作面年产量一般为70一100万t。