涡北煤矿1.8Mta新井设计.docx

1、 1 矿区概述及井田地质特征1.1矿区概述1.1.1地理位置与交通矿井位置：涡北煤矿位于淮北平原西部，行政区划属安徽省涡阳县管辖。其中心南距涡阳县城4.0 km。地理坐标：东径11609581161245，北纬333053333448。矿井范围：南起F5断层，北至刘楼断层；东起太原组灰岩顶界面的隐伏露头线，西止于32煤层-1000 m水平等高线的地面投影线。平面上近似为一矩形，南北长5.626.53 km，东西宽2.333.71 km，面积19 km2。矿井交通条件：濉阜铁路从矿井东南约3 km处通过，涡阳火车站距矿井中心约5 km；在矿井的西部（直线距离）约40 km处有京九铁路；涡阳至河南

2、省永城，涡阳至阜阳、蚌埠、亳州、淮北及邻县已形成四通八达的公路网。涡河可长年通航小型机动船，上游可达亳州，下游直通淮河。矿区交通位置如图1.1.1。 图1.1.1 交通位置示意图1.1.2地形地貌矿内地势平坦，地面标高29.4932.5 m，地势西北高东南低。矿内河渠纵横，村庄密布，河渠两岸及道路两侧绿树成荫。1.1.3河流及水体本区属淮河水系。涡河及其支流武家河为长年性河流，由西北向东南流经矿井西南部。夏季洪水期，涡阳城关节制闸上游最高洪水位（1963年8月7日）标高为30.45 m，秋冬季枯水期，河水水位一般较低。人工开挖的灌溉沟渠中，较大的有涡新河。本区地下水较丰富，一般能满足居民生活及

3、工业用水。1.1.4气候本区气候温和，属季风暖温带，半湿润气候，春秋温和少雨，夏季炎热多雨，冬季寒冷多风。19561990年年平均气温14.6 ，最高气温（1964年7月9日）41.2 ，最低气温（1969年2月5日）-24 。春秋季多东北风，夏季多东东南风，冬季多北西北风，平均风速为3.2 m/s。年平均降水量为811.8 mm，雨量多集中在七、八两个月。全年蒸发量1890.6 mm，全年无霜期215 d，冻结期最早为11月10日（1968年），最晚可至次年3月16日（1959年）。冻土最深可达19 cm（1977年1月6日）。1.1.5自然地震本区处于东西向和南北向大断裂的交汇带，曾有小地

4、震发生，但没有灾害性的大震。根据安徽省地震局1996年编制出版的地震烈度区划图查得，本区地震基本烈度值为，地震动峰值加速度为0.10 g。1.1.6矿区内工农业生产、建筑材料等概况井田位于淮北平原西部，以农业为主、工业欠发达。农作物主要有小麦、大豆、玉米、红薯等。井田8号煤层赋存区内共有大小村庄22个，矿井建设和生产期间应根据国家政策，有计划的妥善处理征地和迁村事宜。矿井建设中的钢材、木材、水泥等材料主要由外地供应，砖、瓦、砂、石等土产材料均可由当地解决。井田中心距涡阳县城仅4 km，为本矿井的建设和生产、居民生活等依托城市提供了便利条件。1.1.7区域电源本区电源充沛可靠。涡阳县城南现在设有

5、220/110/35 kV的区域变电所，其变压器容量为1120 MVA+190 MVA，为双回路供电方式。设计矿井供电电源引自涡阳县城南220/110/35 kV区域变电所，采用35 kV向矿井供电，每回线路长约14 km。1.2井田地质特征1.2.1地层本井田勘探程度属于精查。1997年6月安徽省煤田地质局第三勘探队完成了对井田的精查工作并提交了安徽省涡阳县涡北井田勘探（精查）地质报告。根据该报告矿井为全掩盖区，第三、四系厚度变化不大，一般在400420 m左右，古地形东高西低。区内地势平坦，潜水面较浅。本矿井内古生界岩层均隐伏于新生界松散层之下，经钻孔揭露，自下而上分别为奥陶系考虎山组、石

6、炭系本溪组、太原组，二叠系山西组、下石盒子组、上石盒子组、石千峰组，第三系、第四系。本矿为石炭二叠纪含煤地层。石炭系煤层薄、不稳定、煤质差，并且顶板多为石灰岩，水文、工程地质条件复杂。二叠纪含煤地层，总厚约990 m，含煤2030层，煤层总厚2026 m。上石盒子组下部含1、2、3三个煤组，多为薄煤层。下石盒子组含4、5、6、8等四个煤组，为矿井主要含煤段。山西组下部含10、11两个煤组，煤层薄，煤分层少。各组岩性特征由老到新简述如下：如图1.2.1。图1.2.1 地层综合柱状图1） 奥陶系（O2t）老虎山组：揭露厚度10.76 m,为深灰色略带肉红色块状微晶白云质含泥质灰岩，含燧石结核，裂隙

7、尤为发育。2） 石炭系（C）（1） 中统本溪组（C2b） 与下伏老虎山组假整合接触。厚43.73 m，为深灰色钙质泥岩、暗紫色杂色铝质泥岩、铁铝质泥岩为主，上部夹浅灰白色生物碎屑泥晶灰岩两层。（2） 上统太原组（C3t）与下伏本溪组整合接触，厚127.70 m。根据岩性特征分段叙述如下：下段：为深灰色生物碎屑泥晶灰岩，有孔虫、瓣鳃类等动物化石；中段：浅灰色灰色细中粒石英砂岩、泥岩夹薄煤三层及生物碎屑灰岩一层；上段：灰深灰色泥晶生物碎屑灰岩5层夹深灰色泥岩及薄层细砂岩。灰岩中含较多蜓类、腕足类、珊瑚、海百合茎等动物化石。3） 二叠系（P）（1） 下统山西组（P1S）与下伏太原组整合接触。底界以太

8、原组灰岩之顶为界，上界至铝质泥岩下骆驼钵砂岩之底，厚66.85108.11 m，平均厚87.76 m。由砂岩、粉砂岩、泥岩和煤层组成，含10、11两煤层（组）；（2） 下统下石盒子组（P1X）与下伏山西组整合接触。下界从骆驼钵砂岩之底，上界至3煤组下K3砂岩之底，地层厚246.73255.31 m，平均厚250.04 m，岩性由砂岩、粉砂岩、泥岩和煤层组成。本组为本矿主要含煤段，含4、5、6、8等四个煤组，其中8为本矿主要可采煤层；（3） 上统上石盒子组（P2S）与下伏下石盒子组整合接触。下界从K3砂岩之底，上界至平顶山砂岩之底，厚约642 m。由砂岩、粉砂岩、泥岩和煤层组成。泥岩、粉砂岩颜色

9、变杂，紫色和绿色增多。（4） 上统石千峰组（P2h）与下伏上石盒子组整合接触，揭露厚度 310 m。下段：厚约80 m。为灰白色粗粒石英砂岩夹砖红色细砂岩、粉砂岩薄层，石英含量可达8590%，含长石及重矿物，接触式、基底式胶结，填隙物主要为硅质、少量泥、钙质，局部可见泥岩角砾，厚层状，层理不发育。上段：砖红色粉砂岩为主，夹细砂岩薄层，镜下鉴定石英含量可达7585%，长石含量10%左右，含有重矿物，基底式、接触式胶结，填隙物主要为钙质，少量泥质，常见钙质结核，平行层理发育，层面含白云母片。4） 上第三系（1） 中新统本统与下伏二叠系呈不整合接触。厚度111.20147.80 m，平均为133.5

10、0 m，一般可分为三段：下段：为残坡积相沉积，岩性较杂，其厚度变化大，为011.35 m，一般厚度34 m，为深黄、灰白、灰绿及棕红色砂砾、砾石、粘土砾石、粘土质砂及钙质粘土组成，多呈半固结状；中段：为湖相沉积，岩性为灰绿色粘土和半固结及固结状灰白色泥灰岩及钙质粘土。泥灰岩坚硬有溶蚀现象，具溶孔或小溶洞。一般厚度10 m左右；上段：为湖相沉积，岩性由灰绿、灰白、灰黄色厚层粘土及砂质粘土间夹58层细砂或粘土质砂组成。粘土单层厚度大，分布稳定，质纯致密，具静压滑面。一般厚度110 m左右。（2） 上新统与下伏中新统呈整合接触，为河湖相沉积物，分为上中下三段：下段：棕黄、灰绿、灰白色中细砂及粉砂、粘

11、土质砂间夹36层砂质粘土及粘土组成。一般厚度55 m左右；中段：棕黄及浅黄色中细砂和粉砂间夹35层粘土或砂质粘土，砂层单层厚度大，结构松散。局部夹13层薄层呈透镜状分布的砂岩（盘），钙泥质胶结，岩性坚硬。本段厚度95 m左右；上段：灰绿、浅黄、棕黄色粘土及砂质粘土夹23层细砂及粘土质砂。顶部富含钙质及铁锰质结核组成古土壤层，相当于沉积间断古剥蚀面，是第三系与第四系地层的分界线。厚度32 m左右。5） 第四系该地层假整合于上第三系之上，厚度8399 m，一般为91 m左右。1.2.2井田地质构造涡北煤矿位于淮北煤田涡阳矿区的东北部，地处宿北断裂、光武固镇断裂及夏邑固始断裂和丰涡断裂所围成的菱形地

12、块内。主体构造表现为一遭受断层（块）切割了的西倾单斜。矿井构造明显受到区域构造的制约。涡北煤矿井田构造中等，局部中等偏复杂。总体上为一走向近南北，向西倾斜的单斜构造，地层倾角一般在1525。其南、北自然边界分别为F4断层和刘楼断层。区内的F1（横向）、F2（纵向）两条相交的正断层将矿井分割成三个小区。1） 褶皱构造本矿褶曲不甚发育，仅存在一些宽缓的波状起伏。F1断层以东地层倾角变化不大，一般在16左右；F1断层以西地层倾角则相对较为平缓，但沿走向也有一定的变化，北部宽缓，地层倾角在1417之间，一般在15左右。自第8勘查线向南-700 m水平以深的地段，地层倾角变陡，由14逐渐变为18，致使南

13、部水平宽度减小，地层走向也逐步拐向西南方向。2） 断层根据涡北井田勘探（精查）地质报告，全区共发现断层6条，分别为刘楼断层、F1、F2、F3、F4、F5。其中刘楼断层为北部井田边界，F5为南部井田边界。F1、F2、F3、F4为井田内断层。（1） 刘楼断层：为矿井北部边界。正断层，走向近EW，倾向N，走向长度3 k m，落差1000 m，倾角3050。断层控制严密，属查明断层；（2） F5断层：为矿井南部边界。正断层，走向总体为NE方向，在矿井浅部逐渐转向近EW方向。倾向SE，走向长度2.3 km，落差280 m，倾角70。属查明断层；（3） F4断层：为分区断层。正断层，走向总体为NE方向，倾

14、向SE，走向长度900 m，落差在040 m之间，倾角50。为查明断层；（4） F1断层：为分区断层。正断层，走向SN，倾向E，走向长度2.0 km。落差550 m不等。属查明断层；（5） F2断层：为分区断层。正断层，走向NEE，倾向NNW，走向长度2.3 km，切割整个矿井。落差在2040 m之间，倾角为4070。属查明断层；（6） F3断层：为分区断层。走向总体近SN。落差在010 m之间，倾角为015。属查明断层。3） 岩浆岩区内岩浆活动不甚强烈，仅在矿井边缘有两个钻孔见到。其中一孔：斑状花岗岩，厚度7.80 m，侵入层位位于本溪组顶部；另一孔：闪斜煌斑岩，厚度1 m，侵入层位在上石盒

15、子组上部，下距3煤组约270 m左右。根据已有资料分析，岩浆岩对矿井内煤层、煤质影响的可能性较小。从区域岩浆岩资料及本矿井的侵入层位可以推断，区内岩浆岩的侵入时代应属于燕山期。4） 岩溶塌陷通过三维地震勘探在勘探区内没有发现直径大于30 m的陷落柱。1.2.3水文地质条件1） 主要充水含水层（1） 新生界第四含水层本含水层（组）直接覆盖在煤系地层之上，其厚度变化主要受古地形控制，含水层厚度011.35 m，平均厚3.43 m。其岩性较复杂，多为半固结及固结状砾石及粘土质砂组成。分布极不稳定。与煤系砂岩裂隙水有一定的水力联系，是浅部煤层开采的主要补给水源；（2） 煤系砂岩裂隙含水层（段）煤系砂岩裂隙水是矿井的直接充水水源，由于砂岩裂隙发育不均一，一般富水性较弱，以静储量为主，补给量不足；（3） 灰岩岩溶裂隙含水层（段）太灰和奥灰岩溶裂隙发育不均，富水程度不一，但总体上讲，是富水含水层，正常情况下对煤层开采无直接充水影响，但当遇断层使煤层与灰岩对口接触或其间距缩短或是遇封闭不良钻孔等情况，灰岩水有可能突入矿井。随着采掘的延深，加之灰岩水压高的影响，灰岩的可能突水性大大增加。太灰和奥灰水的防治是本矿防治水工作的重点和难点；（4） 断层本矿构造