刘庄煤矿1.5Mta新井设计.docx

1、一般部分1 矿区概述及井田地质特征1.1 矿区概述1.1.1 交通位置刘庄井田位于安徽省阜阳市颍上县北部，南距颍上县城20 km左右，西至阜阳市约40 km。地理坐标介于东经11607301162040与北纬324500325115之间。淮阜铁路从本井田南部经过。矿井铁路专用线接自颍上车站，西经阜阳站与京九线相接，东经水家湖站可通京沪线；井田内有多条公路可达阜阳、淮南等地，井田东部有颍（上）利（辛）公路经过，并与潘谢公路相接；流经井田西南外缘的颍河，可常年通航，并可转接淮河水运。因此，刘庄矿井对外交通运输十分方便。（见图1-1）。图1-1 交通位置图1.1.2 地形地貌及水系本井田地处淮河冲积

2、平原，地形平坦，地面高程一般在+24.00+26.00 m左右。济河自西北向东南流经井田的东北部，至井田外的西淝河后汇入淮河。该河河道宽约20 m，水深1 m左右，属排洪、灌溉的季节性河流。济河最高洪水位标高为+25.90 m，河堤标高为+27.40 m，本井田所在地区无内涝现象。图1-2 煤层综合柱状图1.1.3 气象及地震烈度本井田所在地区属过渡带气候，季节性明显。全年一般春季多东南风及东风，秋季多东南风及东北风，冬季多东北风及西北风，风速一般为2.83.6 m/s，平均3 m/s；年均气温15.1，两极气温分别为41.4 和-21.7 ；年均降雨926.33 mm，最大1723.5 mm

3、，雨期多集中在6、7、8三个月；雪期一般在每年11月上旬至次年3月中旬，最大降雪量16 cm；土壤的最大冻结深度为30 cm。1.1.4 地震烈度根据现行建筑抗震设计规范的有关规定，本井田所在地区的抗震设防烈度为6度。1.1.5 水源及电源一、供电电源可靠本区附近有淮南电厂（490 MW）、洛河电厂（4300 MW）及平圩电厂（4600 MW）等3座电厂，总装机容量为4090 MW。其中洛河、平圩电厂与区域电网相联，并以500 kV超高压线路经繁昌与江南电网相联。区内建有芦集和张集2座220 kV的大型区域变电所，2座变电所设计均装设2台120 MVA主变压器。其中芦集变电所2回220 kV线

4、路中1回经南坪220 kV变电所与淮北电厂相联，1回经蔡家岗220 kV变电所与淮南电厂相联；张集变电所2回220 kV线路中1回来自芦集变电所，1回经阜阳变电所与淮北电厂相联。综上所述，本矿井供电电源充足可靠。二、供水水源充足本矿井总用水量为5493 m3/d，其中饮用水量为1417 m3/d，其它生活、生产用水为4076 m3/d。本矿井西南外缘的颍河常年有水，但距工业场地较远，不宜采用。本矿井地下水丰富，其中第四系上更新统砂层孔隙含水层水质符合饮用水标准，水位标高23.835 m，单位涌水量为0.279 L/sm，用作饮用水水源，可满足矿井饮用水需求。本矿井正常涌水量为550 m3/h，

5、涌水量较大，经深度净化处理后，可满足矿井其它生活、生产用水要求。1.2 井田地质特征1.2.1 井田地质构造刘庄井田属全隐蔽含煤区，钻探所及地层由老到新依次有寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系、三叠系和第四系。本井田位于淮南复向斜中陈桥背斜的南翼，受淮南推覆构造阜凤逆冲断层的影响，基岩由原地系统（阜凤逆冲断层的下盘）和推覆体（阜凤逆冲断层的上盘）两部分组成。原地系统的总体构造形态为一轴向北西西的不对称向斜之西部转折端，其北翼地层走向近东西，倾角浅陡（1020）深缓（35）；南翼地层比较平缓，大部分为推覆构造所切割，形态保存不完整；转折端部分则呈窄小的马鞍平台，两侧地层的走向呈相向凸出的弧形，分别向

6、北西和南东两个方向倾斜。按照构造形态与断层的分布特点，可将本井田的原地系统自西向东分为F12F14、F14F19和F19F5三部分。推覆体主要由寒武系、石炭系和二叠系组成，该部分地层走向混乱，倾向多变，规律性不明显。地质勘探和三维地震资料综合表明：本井田共发现断层207条，其中正断层199条，逆断层8条。若按断层的最大落差大小划分，分别有大于等于100 m的12条，小于100 m而大于等于50 m的11条，小于50 m而大于等于30 m的21条，小于30m而大于等于20m的32条，小于20 m而大于等于10 m的57条，小于10 m的74条。断层的展布方向以北东向为主，北西西向次之，北西向甚少

7、。主要断层特征见表1-2-1。本井田原地系统内次一级褶曲不甚发育，但推覆体中二叠纪煤系却发育有两向两背的不对称紧密褶皱。井田内未发现岩浆岩和陷落柱分布。总体来看，本井田的构造复杂程度为中等。第168页主要断层特征表 表1-2-1名称性质走向倾向倾角（）落差（m）走向长度（km）查明程度备 注*F5正NENW63733006007.0查明井 田 东 界*F19正NENW388901707.4查明井 田 中 部 大 断 层*F25正NESE498301606.4查明井 田 西 界*F31正NESE557801204.5查明 注：1.本表系据刘庄勘探区精查地质报告、刘庄矿井三维高分辨率地震勘探报告和

8、刘庄煤矿首采区东段高分辨率三维地震勘探报告的有关资料综合而成。2.表中断层落差均30m。3.表中带*的均位于原地系统的F14-F5块段内。1.2.2 水文地质特征（一）主要水文地质条件1第四系本井田第四系松散层厚度介于60550 m之间，总体变化趋势为北厚南薄。按照沉积物的组合特征和含、隔水情况，可将第四系松散层自上而下大致分为全新统弱含水组、上更新统含水组、中更新统隔水组、中更新统含水组、下更新统隔水组和底部碎石层计3个孔隙含水组、2个隔水组和1个碎石层；其中中更新统含水组的上部以中、细砂为主，含粗砂及粉、细砂，局部夹薄层粘土；下部为中、细砂与固结粘土互层。该含水组在井田中部古地形隆起处与基

9、岩直接接触，砂层平均厚度约235 m，富水性中等，系基岩含水层的主要补给水源。下更新统隔水组由固结含钙粘土组成，致密质硬，局部钙质富集，呈块状，半岩化，具良好的隔水作用，除在古地形隆起处缺失以外，大部分地段分布稳定，平均厚度40 m左右，系其上、下含水层（组）间的良好隔水层。底部碎石层由以石英砂岩为主的碎块组成，偶见灰岩块，泥质充填固结，分布不受古地形控制，呈片状位于基岩顶部，因其厚度小，富水性很弱，即使局部与上覆中更新统含水组直接相连，也不致对矿井开采构成大的威胁。2二叠系二叠纪煤系砂岩裂隙含水层是矿井开采的直接充水水源，多位于可采煤层与泥岩之间，一般砂岩裂隙发育不均，富水性弱，以储存量为主

10、，补给水源贫乏，正常情况下，各含水层间无密切的水力联系。但是，若被断层切割或受采动影响而致地下水水力均衡遭到破坏，上、下含水层即可能互相沟通，导致局部砂岩裂隙水突溃现象发生。3石炭系石炭系太灰岩溶裂隙含水组平均厚度约120 m，主要由灰岩、泥岩和砂岩相间组成，共含灰岩1113层，总厚55 m左右，其中上部的14灰为1煤层底板直接充水含水层。一般灰岩岩溶裂隙发育不均，富水性弱，地下水具补给水源贫乏的储存量消耗型特征，但因其水压较高，上距1煤层11.9521.02 m，平均15.43 m，如果直接开采1煤层，很可能引发底板突水事故。4断层带本井田断层带多以泥质岩屑为主，含砂岩碎块，钻探过程中未见含

11、水和泥浆漏失现象，正常情况下有一定的阻水作用。但是，若受采动影响而致断层活化，断层带很可能成为矿井突水的重要途径，尤其是在灰岩与煤层对口部位，极易引发重大突水事故。综上所述，本井田的第四系中更新统孔隙含水组、二叠纪煤系砂岩裂隙含水组和石炭系太灰岩溶裂隙含水组对井下开采影响较大。但是，只要在可采煤层的浅部留设适当高度的防水煤柱，第四系中更新统孔隙水一般不致溃入矿坑而对煤层的开采构成大的威胁。这样，二叠纪煤系砂岩裂隙含水组和石炭系太灰岩溶裂隙含水组便成为矿井开采的主要充水因素。主要水文地质特征见表1-2-4。本矿井在留设必要的防水煤柱前提下，开采17-14煤层时的主要充水因素为二叠纪煤系砂岩裂隙水

12、，水文地质条件简单；后期开采1煤层时的主要充水因素为石炭系太灰岩溶裂隙水，因其水压大，很可能以底板突水的方式进入矿坑，故水文地质条件中等。主要水文地质特征表 表1-2-4地 层含、隔水层（组）平均厚度（m）主 要 特 征水位高程（m）单位涌水量（L/sm）渗透系数（m/d）矿化度（g/L）水温（）水质类型界系统组新生界第四系全新统孔隙弱含水组32.40以灰黄色砂质粘土为主、含粉、细砂，受大气降水及地表水补给，富水性较强上更新统孔隙含水组33.65由灰黄杂锈黄色中、细砂和砂质粘土相间组成，受上部含水组越流补给，富水性中等23.8350.2794.0390.4718.5HCO3K+-Na+中更新统

13、隔水组12.90以浅灰绿色固结粘土为主，局部夹薄层砂土，结构致密，具隔水作用孔隙含水组295.75上部以灰绿色中、细砂为主，含粗砂及粉、细砂，局部夹薄层粘土；下部由灰绿色杂浅棕色中、细砂与固结粘土互层。在古地形隆起处，与基岩直接接触24.50224.5881.0281.03212.50915.9772.242.3427.0C1-K+-Na+下更新统隔水组38.38由紫红杂灰绿、灰白色固结含钙粘土组成，致密质硬，局部钙质富集，呈块状，半岩化，具良好的隔水作用，仅在古地形隆起处有缺失孔隙含水组10.52由以紫红、灰白色石英砂岩为主的碎块组成，偶见灰岩块，泥质充填固结，部分岩芯呈短柱状，分布不受古地

14、形控制，呈片状位于基岩顶部邻区抽水试验结果表明：涌水量7L/h，富水性很弱古生界二叠系上、下统上石盒子组山西组砂岩裂隙含水组460.00主要位于主采煤层及粘土岩之间，除1煤层顶板砂岩较稳定外，其余均不稳定，砂岩以中、细粒为主，硅质胶结，少量为铁、钙质胶结，裂隙发育不均，主要在构造比较复杂地段。QS曲线呈对数型，水位恢复缓慢，表明以储存量为主，补给水源贫乏21.57529.5520.0002640.0180.0005470.1981.481.7727.027.5C1-K+-Na+石炭系上统太原组灰岩岩溶裂隙含水组120.00主要由灰岩、泥岩和砂岩相间组成，其中灰岩1113层，总厚55m左右。上部14层灰岩为1煤层底板直接充水含水层，岩溶裂隙发育不均。QS曲线呈对数型，水位恢复缓慢，表明具补给水源贫乏的储存量消耗型特征。24.89525.6530.009290.0970.06710.4361.761.9827.033.0C1-K+-Na+（二）矿井涌水量根据安徽省淮南煤田刘庄勘探区精查地质报告（1987.11.）提供的资料，本矿井一水平（-700 m）以浅开采17-14煤层（面积为8 km2）时的正常涌水量为550 m3/h