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1、宣威市倘塘镇大岩脚煤矿大岩脚井扩建工程初步设计 第一章 井田概况及地质特征大岩脚煤矿基本情况参考资料第一章 井田概况及地质特征第一节 井田概况一、交通位置大岩脚煤矿位于宣威县城北东方向，公路里程37 km。地理坐标：东径1041437-1041544；北纬：262614-262726。隶属宣威市倘塘镇管辖。矿区有简易公路至倘塘镇6km，倘塘至宣威为40 km的柏油公路，至贵昆铁路邓家村火车站35 km，至曲靖市145 km，交通尚属方便。（见图111）。二、地形地貌矿区位于云南高原东部，矿区内最高峰海拔+2215m，最低点为沟底，标高+1885m，相对高差330 m，属高原剥蚀中山地形。矿区地
2、势总体因启龙沟的切割而形成中间低，南北高，地貌形态简单，为两坡夹一沟，纵坡坡度2030，切割强烈。区内地表水体主要为启龙沟及矿区南边山间小溪。地表水体较为丰富。三、气象及地震 气象区内属暖温带高原季风立体气候，气候特点是夏无酷署，冬无严寒，四季不明显，年温差较小，月、日温差较大。年平均气温13.5，七月气温最高29，一月气温最低-5，极低气温-11.6（1983年12月27日和1983年12月29日），极高气温33.9（1991年6月1日），晚冬初交通位置示意图 图1-1-1春有雪冰凌或降霜，最厚的积雪为1999年1月达40cm以上，创宣威有气象记载以来的记录。年平均降雨量997.7mm，雨季
3、为5-10月，约占全年降雨量的89%。一日最大降雨量141.5mm，最大降雨日数17d。 区域上主导风向是西南风，最高风级为春风，最大风速:25m/s。可达六级，多数风级为二四级。天气变寒冷常以北风为主，寒气袭人 。 地震据1999年全国地震区划图，宣威属六级地震区。又据建筑抗震设计规范GB500112001，附录A.0.22，宣威地区抗震设防烈度为七度，特殊要求的设防烈度为八度。宣威境内1563年1998年的435年间，发生有感和有破坏性地震达77次，最高震级为5.4级，多系构造性地震。据国家标准GB50011-2001抗震设计规范，区内抗震设防基本烈度为七度，设计基本加速度值为0.10g，
4、设计地震分组为第三组。目前未发现活动滑坡及泥石流等地质灾害。四、矿区经济概况区内居住人口主要为汉族，除极少数壮劳力参加有证煤矿采煤外，均从事农业生产，主产玉米（苞谷）、马铃薯（洋芋）、水稻，经济作物主要是烤烟。矿山已通万伏高压输电线，大岩脚煤矿已实现了双回路供电系统。并进行了煤矿安全评估，为安全合格矿井。劳动力资源丰富，属劳动密集型，勤劳致富奔小康的山区之一。而山区经济贫困，持续、稳定、高效、安全地开发煤炭资源，既缓解电厂的供煤不足,也是解决山区贫困局面的有效途径。五、水源和电源、通信水源：矿区处在分水邻地带，地表水系不发育，地层富水性极弱，未来矿山开采所需生产，生活用水，仅靠冲沟渗水及坑道内
5、风化带裂隙水储存过滤，沉淀处理后综合利用，坑道水的化学类型属重碳酸，硫酸钙镁钠型水，硬度204.16mg/L，PH值8，可作生产用水。生活用水取启龙沟上游水，本次取水样化验，F 0.1mg/c(标准0.05)超标，应处理后再用。电源：矿井现有一回来自宣威市电力开发有限公司倘塘供电所35/10 kv变电站，输电电压等级为10kv，导线型号为LGJ-370，线路长度约6.5 km。另一回来自宣威市电力开发有限公司乐丰供电所35/10Kv变电站，输电电压等级为10 kv，导线型号为LGJ-350，长度约7.7 km，煤矿供电可靠。通讯：该矿已开通程控电话，移动通讯网络覆盖整个矿区，具备语言通讯和数据
6、传输条件。六、井田内小煤窑情况矿区老硐开采主要分在北西角煤层露头区。多数硐口已垮塌，据调查访问矿区老硐不多。坑道长度30-100m不等，主要开采K5煤层，坑道一般不出水，只有硐口附近硐顶滴水。老硐开掘比较复杂，平硐及斜井均有，相互也有连通，巷道垮塌后不同程度积水，对矿床开采充水有一定威胁，并影响矿坑的工程地质问题。在设计生产坑道时，必须先查明老硐的分布，保证采煤安全。第二节 地质特征一、地层大岩脚煤矿大岩脚井主要位于启龙沟傍,出露地层主要为宣威组含煤地层,下三叠统卡以头组和飞仙关组地层及第四系耕植土与少量坡积、冲洪积物，由老至新分述如下：1、宣威组（P2x）：根据野外实测，参考原启龙煤矿工作资
7、料，将宣威组划分为四个岩性段。（1）宣威组第一段（P2x1）：出露于采区南西部，岩性为灰、灰黄、深灰色泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩、细砂岩，上部产丰富植物化石，夹25层煤线，无可采煤层，厚49.45m。与下伏玄武岩呈平行不整合接触。（2）宣威组第二段（P2x 2）：岩性为灰、深灰色泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩、细砂岩，夹数层煤线，无可采煤层，厚63.94m。（3）宣威组第三段（P2x3）：为灰绿色砂岩夹细砂岩段,上部夹少量泥岩,厚31.00m。（4）宣威组第四段（P2x4）：为矿区主要含煤岩性段，厚76.0m。岩性为灰色、深灰色、黄灰色块状细砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩及煤层
8、、煤线。产丰富的植物化石。底部为矿山主要开采K2煤层，煤层厚度非常稳定,厚0.700.82m，平均厚0.70m，中部偶夹一层厚度0.020.03m深灰色炭质泥岩。K2煤层之上为K3、K4不可采薄煤层，厚各为0.350.45m、0.400.50m。近顶部为可开采的K5薄煤层。纯煤厚0.700.78m，平均厚0.75m,中下部夹一层0.050.06m,厚度稳定深灰色隐晶高岭石泥岩。顶板为灰色厚层状细砂岩。其上6.08.0m为一不可采薄煤层,厚0.250.45m。据岩性组合、化石及含煤性，矿区含煤岩系为一套浅海陆源沼泽相含煤建造。2、卡以头组（T1k）：广泛出露于半山腰，厚度及岩性变化不大。岩性为黄
9、绿、灰绿色泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩、中厚层状细砂岩，近顶部局部砂岩地段见铜矿化，产瓣鳃类动物化石，属浅海相碎屑沉积，与下伏地层P2x4呈整合接触，平均厚67.14m。3、飞仙关组（T1f ）：主要分布于矿区山顶及半山腰平台，底部以紫红色细砂岩与下伏卡以头组灰绿色泥质粉砂岩相区别。依据岩性组合及前人地质资料将该组分为三个岩性段。(1)、第一段（T1f 1）：出露于采区北部及、东南山顶及半山腰,岩性主要为紫红、浅紫色中厚层状泥质粉砂岩、粉砂质泥岩呈不等厚互层。底部为厚层状细砂岩，偶见弱铜矿化，铜矿化以硅孔雀石为主，产瓣鳃类动物化石，厚52.88m。(2)、第二段（T1 f 2）：紫红、
10、灰紫、浅灰色薄层状粉砂岩与泥岩呈不等厚互层，易风化，地表多形成坡积物， 厚65.0m。(2)、第三段（T1 f 3）：岩性中下部主要为紫红灰紫色薄层状粉砂岩与泥质粉砂岩呈不等厚互层。中部为紫红泥质粉砂岩夹细砂岩，水平层理发育，易剥分为板状， 厚160.0m。4、第四系（Q）：出露于矿区西侧山间平台和沟谷，山间平台以紫色砂质粘土、亚粘土、耕植土和灰黄、浅黄色耕植土为主，沟谷以冲洪积砂、砾、卵石组成，厚020m。二、地质构造（一）褶皱：矿区位于近北东走向的田坝向斜南西转折端附近，区域上处于倘塘复背斜东南,采区地层总体呈一单斜，倾向南东东（90110），倾角410，出露地层为上二叠统宣威组煤系与下三
11、叠统卡以头组, 飞仙关组。（二）断层断裂构造采区只有一条南北向的F1断层。F1断层，位于大岩脚井老矿区东部，走向近南北，倾向275,倾角70，属正断层，断层走向长800m,区内断距1520m, 断距北部大于南部。破碎带宽28 m。地表有3个地质点控制,深部有主斜井和通风巷道揭控，该断层规模产状基本查明。对区内煤层开采有一定影响。矿区处于构造简单区。三、煤层和煤质(一)煤层全区可采煤层主要为K2、K5两层可采薄煤层。1、K5煤层：位于P2x4顶部之下12.513.6m，煤厚0.700.78m，平均厚0.75m，为厚度稳定的可采薄煤层（俗称腰箍煤），煤层区内稳定，煤层结构简单，中下部夹一层深灰、灰
12、黑色隐细晶高岭石泥岩夹矸（俗称黑腰箍）厚56cm，多数为5cm。厚度及层位稳定，特征明显，是测区B3标志层。顶板为浅灰、灰色薄层厚层状细砂岩，局部地段为粉砂质泥岩，近煤层顶界沿层见较多植物叶茎化石。底板为浅灰、灰色铝土质泥岩。2、K2煤层：位于P2x4底界，纯煤厚0.700.86m，平均厚约0.76m，下部偶夹一层深灰、灰黑色炭质泥岩，厚0.010.05m，夹矸厚度变化大，一般开采不用剔除,采区内属稳定可采薄煤层,也是矿山主要开采煤层。沿煤层露头可见多个古人及前人开采老硐。顶板为粉砂质泥岩、粉砂岩、部分地段为细砂岩。底板为铝土质泥岩,粉砂质泥岩。遇水后底板易鼓底。3、次要煤层：矿区除K2、K5
13、两煤层外,其它煤层采区内均不可采,据原报告本次工作情况,可编号而不可采的煤层有K1、K3、K4和K6等四个煤层，而k3煤层是一个很好的标志性煤层。各煤层特征见表1-2-1表12 1 矿井可采煤层特征表煤层编号煤层厚度（m）层间距（m）倾角（）容重（t/m3）煤层结构夹矸性质顶板岩性底板岩性稳定性两极值平均值平均值K50.700.78m0.7545281.45含1层夹矸中下部夹一层深灰、灰黑色隐细晶高岭石泥岩夹矸（俗称黑腰箍）厚0.050.06m，多数为5cm。厚度及层位稳定，特征明显，是测区B3标志层。顶板为浅灰、灰色薄层厚层状细砂岩，局部地段为粉砂质泥岩,近煤层顶界沿层见较多植物叶茎化石。底
14、板为浅灰、灰色铝土质泥岩。稳定K20.70-0.860.76281.50含1层夹矸下部偶夹一层深灰、灰黑色炭质泥岩，厚0.020.03m ，夹矸厚度变化大，一般开采不用剔除,顶板为粉砂质泥岩、粉砂岩、部分地段为细砂岩。底板为铝土质泥岩,粉砂质泥岩。遇水后底板,易鼓底。较稳定（二）、煤层对比井田内K2主要可采煤层及K5次要可采煤层，经对比标志清楚，煤层厚度稳定，厚度变化不大，K5煤层上距T1k黄绿色岩层界线厚度基本稳定。全矿区乃至全宣威煤田均稳定、特征明显、易识别，K2煤层位于P2x4底界,采区煤质优于K5煤层，厚度非常稳定,亮煤多。其它煤层除K3具双夹矸,且显示上夹矸细,下夹矸粗,并具独特的鳞
15、片状结构,主要依据层间距和煤层先后顺序及煤层特征来判别。a、煤层对比依据（1）K5煤层本身就是标志层，煤层全区厚度稳定，煤岩组分，夹矸之上煤以半亮为主夹镜煤、类亮煤条带及丝炭透镜体、质坚性脆、色亮,具玻璃光泽、比重稍K2、内生裂隙较发育、块状构造；夹矸之下煤以半暗煤为主,伴有暗淡煤条带、粒状结构、块状构造、质坚硬、色黑、光泽暗淡、韧性强、块煤多、比重大、内生裂隙发育。（2）K5煤层的夹矸，当地采煤者俗称“腰箍”，位于煤层中下部，全区稳定，夹矸厚0.050.06m，岩性为深灰、灰黑色隐细晶高岭石泥岩，易识别。且煤灰呈灰红色。（3）K5煤层的直接顶板为薄厚层状细砂岩、粉砂岩，全区稳定、岩石坚硬。仅
16、局部地段有一层粉砂质泥岩与煤层直接接触，厚0.20.8m。（4）K5煤层距P2x3顶界11.013.6m，平均12.0m，全矿区内较稳定，变化小也是判别K5煤层的间接依据。（5）K2为区内重要可采的煤层，亮煤多,厚度相对较大且很稳定,硬度大、块煤多、煤质上下部变化不大,煤灰呈灰白色。（6）K3煤层是一个很好的标志煤层，位于K2煤层之上911m，具双夹矸，上夹矸细,下夹矸粗,并具独特的鳞片状结构。b、煤层对比可靠程度评价K2煤层的厚度，采区内深部有新开运输平巷及采掘工程控制、K5煤层虽薄采区已基本采空，根据上述矿区可采煤层的对比依据及标志特征，矿区内K2、K5煤层的标志清楚对比可靠。（三）、煤层
17、的风氧化带矿区西北角有少量露头,风氧化带的确定,原勘查报告主要依据部分民采深度和参考开采矿井资料来进行综合确定。风氧化带深度一般在2035m之间,而区内煤炭资源虽属焦煤类,但灰分高,回收率低,而主要是民用和供电厂做动力用煤,故风氧带是以采掘坑道、老硐采深情况综合圈定风氧化带和采空区,无采空区的地段大致按2030m圈定。本报告的风氧化带采用原报告资料。 (二) 煤质本矿井开采的K2、K5煤层属煤质为特低水分、低固定炭、中灰中高灰、中挥发份、特低硫、低磷、中高热值高热值较难选的焦煤，煤质牌号属焦煤类JM25，无需洗选其煤质也各项指标均符合电厂煤粉锅炉用煤的质量标准，可直接供宣威电厂作动力用煤。第三
18、节 开采技术条件一、水文地质(一)地形、地貌大岩脚煤矿属处于云南高原东部乌蒙山区。区域地形形态呈侵蚀剥蚀中山地形，最高点为矿区南西海拔高+2215m，最低为倘塘河海拔标高为+1885m，相对高差330m，区内地形切割强烈，利于地表水和地下水排泄。区内属亚热带高原季风立体气候，年均气温为13.5，气温最高33.9，最低气温-5；多年年平均降水量997.7mm，5-10月为雨季约占全年降水量的89%；一日最大降雨量141.5mm，最大降雨日数17d，最大风速:25m/s。11月至次年4月为旱季。风向以西南风为主，最大风力可达6级以上，冬季较寒冷，以北风为主，寒风凛冽。区内溪沟发育，主要有倘塘河和启
19、龙沟，倘塘河位于矿区北西，距矿区2km外，为北盘江上游可渡河支流，分布标高+1760-+1670m，常年有小水流，但具山区溪水特征，暴雨骤涨，雨过速落，是区内排泄地表水和地下水的主要河道。启龙沟流经矿区西北面，发源于老花岩，流经板壁崖切割煤系地层，工作期间测得流量为2.40L/s，最干月份可出现断流。（见插图5-1）。矿区位于启龙沟与小箐梁子，山脉走向为东西及南北向，地层倾向南东南南东，倾角一般小于10，为一个平缓的单斜，区内南北向冲沟发育，多呈“V”字形沟谷，地形起伏较大，有利于区内地表水、地下水的排泄，本区启龙河床标高+1869.0m。是矿区最低侵蚀基准面。 (二)含水层与隔水层矿区内分布
20、三叠系下统飞仙关组第三段、第二段弱裂隙含水层（T1f3、T1f2）；第一段隔水层（T1f1）；卡以头组弱裂隙含水层（T1k）；二叠系上统宣威组第四段第三段弱裂隙含水层（P2x4-3）;P2x2-1和峨眉山玄武岩组隔水层。现将与矿床开采有关的地层分述如下：1、第四系含（透）水层（Q）岩性以冲积、洪积、坡积的砂砾、砂及含角砾亚粘土为主，分布于山坡及冲沟地带，主要分布在矿区东部，厚0-20m，对矿床开采无直接影响。2、三叠系下统卡以头组弱裂隙含水层（T1k）岩性为灰绿、浅黄色厚层状细砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩，分布矿区北部启龙沟岸边，厚度67.14 m，地形常呈陡崖，本组强风化作用和构造破坏是造成含水
21、的因素，为采动裂隙带高度达到牵动的间接。 (三) 构造破碎带水文地质特征矿区内构造相对简单，主要有F1正断层。F1断层倾向西、倾角67，最大断距15m，为正断层。位于矿区中部，南北延伸大于3.5km，断层两侧节理裂隙发育。断层破碎带大于3.0m，可见断层泥宽3.0m，断层泥中含较多大小角砾，为透水断层,沿断层带地表无泉水出露。F1断层切割K5、K2两个可采煤层，对矿床开采影响较大，断层带附近要留足保安煤柱。 (四) 老硐对矿床开采的影响矿区老硐开采主要分在在北西角煤层露头区。多数硐口已垮塌，据调查访问矿区老硐不多。坑道长度30-100m不等，主要开采K5煤层，坑道一般不出水，只有硐口附近硐顶滴
22、水。老硐开掘比较复杂，平硐及斜井均有，相互也有连通，巷道垮塌后不同程度积水，对矿床开采充水有一定威胁，并影响矿坑的工程地质问题。在设计生产坑道时，必须先查明老硐的分布，保证采煤安全。（五）地表水对矿床开采的影响启龙沟起源于矿区北部老尖山和老花岩，往南流经板壁岩，在大屯汇入倘塘河，流经板壁崖附近切割K5采煤层，切割标高分别为+1869和+1895m，在工作期间测得流量为2.4L/s，最干月份还出现断流，在自然条件下，河床排泄区内的地表水和地下水，当采煤深度低于河床时，沟水对矿床开采有影响。在河床上、下游观测，下游流量有所减小， 有待进一时随矿山开采查明原因。（六）生产坑道及探硐水文地质特征斜井浅
23、部T1K地层段，坑顶零星零水；煤系地层砂岩地层，裂隙发育处渗水，在F1断层破碎带水成小股状流出。工程地质特征：坑口附近用砌石支护，T1K地层段坑稳固性较好，一般不用支护坑道，进入煤系地层段一般支护，断层带全支护。矿山观测资料，4月份平均抽水量为120m3/d，采空区面积70563m2，最低开采标高1820m，实际水位降深51.2m。经计算采空区单位面积，单位降深涌水量为3.3910-5m3/dm2m，涌水量很小。(七) 矿井涌水量预测1、开采方案已开采煤层主要是K5煤层，在采空区以东设计坑道开采K5煤层。因F1断层影响，在断层东、西煤层被错开。两面高差15m左右。在矿区西面新建副斜井，准备开采
24、西区煤层。2、开采情况（1）主斜井开掘至F1断层，向北东沿脉采煤，矿床内的K5煤层已采完，形成一个70563m2的采空区，旱季4月平均涌水量120m3/d，雨季增大2倍左右。设计延长主斜井，再开采东边扩界后的K5煤层。（2）副斜井副斜井井口标高1885m，向南东140方向在煤系地层开掘，坡度-20斜长60m处初见水位，水位标高1864m。斜井内砂岩地层局部渗水，泥岩地层一般潮湿。斜井长395m落平，坑道标高1750m， 2007年4月平均涌水量65m3/d。3、矿坑充水因素分析矿区可采煤层K5和K2煤层产于宣威组第四段弱裂隙含水层中，故含煤层含水层地下水直接流入矿坑，为矿坑直接充水来源。顶板卡
25、以头组间接充水含水层，为矿坑水的主要补给来源，在中后期，产生顶板塌陷裂隙时补给矿井，为间接充水因素；区内无强含水层，无区域地下水补给，但在煤层露头区，采空区塌陷裂隙易沟通地表水渗入矿坑，反映在沟下游水量小于上游水量，该部分水量无长观资料。据邻区和主斜井排水资料，本矿区矿坑涌水量雨季，干季动态变化系数取2为宜。4、计算水平、范围及边界条件已开采区为K5煤层，本次工作计算开采为K5煤层+1774m水平；计算范围为矿区扩界后K5煤层分布区，以矿界拐点坐标所圈定的开采面积为界；矿区中部的F1断层富水性和导水性服从于围岩，不构成计算边界，本区可视为无限补给边界条件。5、计算方法、公式及参数选择矿区北面主
26、斜井开采已形成一个采空区，探制面积。70563m2，降深50.2m，斜井有排水资料。深部开采是浅部开采的延深，可采用水文地质比拟法预测相邻的矿坑涌水量。矿坑的涌水量一般同开采的面积和降深关系密切，选择公式根据本矿区特征；主斜井探制面积70563m2，标高+1820m，涌水量120m3/d;韩家沟井探制面积75000m2，标高+1829m，涌水量50m3/d，两井探制面积相近，探制标高不一样，坑道涌水量有明显差别。说明涌水量与降深关系密切，Q与S近似直线关系，故取邻区资料1.16。涌水量与开采面积呈曲线关系，开方指数m取2。选择的计算公式为：1、水文地质比拟法据本区主斜井采区水文地质条件与预采区
27、水文地质条件相近，矿坑涌水量计算公式 （1）Q-预测矿坑涌水量（m3/d）Q0-旱季观侧的采空区涌水量（m3/d）F0-采空区面积（m2）S0-采空区水位降深，S0=1871.5-1920=51.2(m)s-预采区K5煤层最低开采标高（m）与矿区平均水位之差。矿区平均水位取新建副斜井，主斜井和ZK1001钻孔含水层T1k+P2x的平均水位，即H=，水位降深取开采最低标高K5煤层最低标高1714m。即S=1870.2-1710=160.2(m)。n:m-流态指数,n=1.16(邻区资料),m=2。-矿坑涌水量动态变化系数，=2。计算结果见表1-3-1。水文地质比拟法计算成果表 表1-3-1预测水
28、平（m）QF0S0FSnmQ m3/dm2m2m2mm3/d一般最大17101207056351.22117472160.221.162134926984计算公式： 6、矿坑涌水量计算评述及说明矿井涌水量计算采用本矿区资料数据可靠，引用的流态指数合符矿区实际。矿区采空区的水文地质条件同预采区类同，深部水平是延伸勘探，上部水平揭露充分，坑道排水资料类比较多，本次选择的比拟法计算的矿井正常涌水量1349 m3/d（56.2 m3/h），雨季最大涌水量2698m3/d（112.4 m3/h），较符合矿区实际。考虑到矿井防尘水等的影响，本次设计取正常涌水量60 m3/h，雨季最大涌水量120m3/h，
29、 (五)结论矿区处于分水岭斜坡地带，冲沟发育；地形有利于地表、地下水的排泄；地下水的补给来源于大气降水，补给条件不良；煤层大部分位于地下水位以下，但煤层顶、底板均为富水性较弱的含水岩层；构造不发育，矿坑涌水量较小，按煤田水文地质分类原则，矿床水文地质条件属以弱裂隙含水层直接充水为主的简单类型。二、工程地质(一)工程地质岩组岩石按其建造、改造特征、组合关系及岩石物理力学性质进行工程地质岩组划分，将矿区内岩层划分为：1、第四系（Q）残坡积层松软、松散岩类，松散岩组（）岩性砂质粘土、碎石土、厚度0-20m，主要分布于矿区中东部，对矿床开采有一定影响。矿坑浅部易冒顶、垮塌、渗水。2、三叠系飞仙关组（T
30、1f）薄至中厚层状岩类，半坚硬至坚硬岩组（）岩性为紫红色，紫灰色细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩互层，交错、水平层理。岩体稳定，抗风力强，节理、裂隙发痛。飞仙关组下段（T1f1）以粉砂质泥岩为主，为半坚硬岩组。存在软弱结构面，易产生层间滑动。3、卡以头组（T1k）中厚层状岩类，半坚硬坚硬岩组（）岩性为灰绿色，线黄色细砂岩、粉砂岩夹粉砂质泥岩，厚度67.14m。岩石节理、裂隙发育，岩石较完整。为煤层顶板，稳固性较好。4、二叠系宣威组（P2x）薄层状中厚层状岩类，硬相间岩组（）岩性为深灰色，黑色泥岩、粉砂岩夹细砂岩及煤层、煤线。砂岩、泥岩与煤层呈不等厚互层，并夹多层高岭石泥岩软弱岩石，主煤层K5、K2位
31、于该层上部（P2x4）。岩性主要为泥岩、铝土质泥岩、粉砂质泥岩夹细砂岩、粉砂岩及K5、K2可采煤层。形成软硬相间的岩组，以层状结构为主，岩层厚并稳定，倾角一般小于10。K5可采煤层直接顶板为细砂岩，局部为粉砂质泥岩，砂岩类邻区抗压强度20.4-44.6Mpa，矿区主斜K5顶板岩石抗压强度22.9Mpa，抗裂强度5.28Mpa。(见表1-3-2)。其力学强度较低，遇水易软化粉砂岩、细砂岩为中硬岩类约占6.9%，节理裂隙发育，节理裂隙以倾向26085和34080二组较发育，倾角较陡，开张度较大，延伸也较长，裂面光滑平直，部分为泥质充填，深部裂隙开张度较差。由于不同倾向的节理裂隙切割，形成不同形状的
32、几何楔形体，在地下水和山岩压力下，采空区仍易产生冒顶，垮塌现象。故可采煤层顶板岩石稳固性较差，易产生不良工程地质问题。K5底板灰色铝土质泥岩，岩石邻区抗压强5.9-11.1Mpa，矿区主斜井K5底板岩石抗压强度1.22Mpa，抗剪强度0.15Mpa。岩石力学强度低，遇水易软化，易发生底鼓现象。5、二叠系峨眉山玄武岩，顶部为凝砂岩，厚度大于50m，为含煤地层底部地层。稳固性好，对矿床开采无不良影响。 (二)断层破碎带及节理裂隙工程地质特征岩石物理力学性质试验成果表 表1-3-2实验室编 号送样编号取样深度（m）自然块体密度Pg/cm3自然抗压强度（RMpa）饱和抗压强度（RMpa）自然软化系数K
33、自然抗剪断强度（0Mpa）野外定名单块值平均值单块值平均值2007岩土729K5顶200.00-230.002.6634.134.122.922.90.675.28粉砂岩2007岩土730K5底230.00-250.002.472.072.071.221.220.590.15泥岩矿区处于构造简单区，中部出露正断层F1，走向南北，倾向西、倾角60-70，断距15m左右，断层破碎带宽3.0m，透水性好，断层两侧裂隙发育，易发生垮塌，渗水，工程地质条件差。 (三) 矿床开采工程地质评价影响矿床开采条件的主要因素有四个方面：风化裂隙的发育；老窿的分布；直接顶板的软岩夹层；F1断层带。1、在坑道水文地质
34、工程地质调查了解，坑道涌水主要来自采空区，补给来源为大气降雨，矿坑浅部大气降雨通过风化裂隙带进入矿坑。2、矿区沿煤层露头一带老窿较多，老窿分布带有一个不同程度的垮塌带，拓宽了坑道的进水条件。3、坑道中顶板垮塌，在浅部风化裂隙的发育，岩石破碎，渗水后顶板压力较大，需要支护；而深部局部的垮塌，有浸水现象，浸水地段多因小构造错动所造成，需要支护外，绝大部分的坑道及工作面干燥无水，一般支护少，回采后易产生冒顶垮塌。4、F1断层为透水断层，富水性服从于西侧地层，断层破碎带工程地质条件差，防断层带冒顶，应设计足够宽的保安煤柱。(四)结论矿区地形、地貌条件简单；无滑坡体；断裂构造不发育；岩体以层状结构为主，
35、厚度稳定，矿层顶底板存在软弱夹层，岩石软硬相间，力学强度不均；煤系地层富水性为弱裂隙含水层，地下水静水压力小；区内不良地质现象不发育；不属地震多发区，矿区工程地质条件属以层状半坚硬至坚硬夹软弱岩组中等偏简单类型。三、环境地质（一）瓦斯根据2007年1月云南省煤炭工业局颁发给该矿的瓦斯等级鉴定证书(YM06-3072号)：矿井绝对瓦斯涌出量为1.03 m3/min,相对瓦斯涌出量为0.05m3/t，矿井绝对二氧化碳涌出量为2.05 m3/min,相对二氧化碳涌出量为0.1m3/t。矿井瓦斯等级为低瓦斯矿井。但是随着采煤深度加大，瓦斯含量相应增加，故应足够重视。 (二)煤尘爆炸危险性根据煤炭科学研
36、究总院重庆分院2005年8月对该矿井K5煤层所作的煤尘爆炸性鉴定报告：K5煤层水分（Mda）0.29%，灰分(Ag)39.93%，挥发分(Vd)19.44%、(Vadf)32.37%，焦渣特征为4，火焰长度20mm，抑制煤尘爆炸最低岩粉量40%，煤尘具有爆炸性。K2煤层未测试。建议在矿井建成生产前补作其它煤层的煤尘爆炸性鉴定，取得可靠数据，以确保矿井安全生产。 (三)煤的自燃倾向根据煤炭科学研究总院重庆分院2005年8月对该矿井K5煤层所作的煤层自燃倾向性鉴定报告： T氧=349C，T原=352 C，T还=365 C，T=16，自燃发火等级为三类，属不自燃的煤层。其余煤层未测试。建议在矿井建成
37、生产前补作其它煤层的自然倾向性鉴定，取得可靠数据，以确保矿井安全生产。 (四)地震据1999年全国地震区划图，宣威属六级地震区。又据建筑抗震设计规范GB500112001，附录A.0.22，宣威地区抗震设防烈度为七度，特殊要求的设防烈度为八度。宣威境内1563年1998年的435年间，发生有感和有破坏性地震达77次，最高震级为5.4级，多系构造性地震。据国家标准GB50011-2001抗震设计规范，区内抗震设防基本烈度为七度，设计基本加速度值为0.10g，设计地震分组为第三组。目前未发现活动滑坡及泥石流等地质灾害。 (五)有害元素对人体的影响据各可采煤层煤质分析资料，煤中含有害元素：硫、磷、氯
38、、砷等，即原煤全硫0.0130.36%，磷为0.0110.023%，氯为0.0300.034%，砷为（0.0-4.0）10-6，有害元素没有超标，对人体健康影响很小。(六)开采对生态环境的影响矿区煤层露头区，地形坡度较平缓，煤层埋深浅，覆盖层薄，地层为逆层坡，有利于边坡稳定。浅部采空区未发现地表下沉、开裂现象。在矿山开采中、后期大面积回采后，可能发生地面下沉和塌陷，产生地下水位下降，加速降雨的渗透径流能力，影响农业生产。矸石排放和堆存不当时，会造成环境污染，水土流失。(七)环境地质评价矿区内由于开采因素导致生产井水质变化，地表局部变形塌裂，但无大的污染源，无热害，地表、地下水水质较好，煤层为低
39、瓦斯矿，临区煤尘有爆炸性危险；煤有自燃现象。无其它环境地质隐患，矿区地质环境质量属中等。第四节 地质勘探程度和资源/储量一、勘探程度1993年云南省地质矿产局第一地质大队在该地区作了启龙煤矿地质勘查工作，于同年十月提交了云南省宣威县倘塘镇启龙煤矿地质勘查报告，云南省矿产储量委员会以（云储决字199340号）审查批准，根据云南省宣威市倘塘镇大岩脚煤矿大岩脚井变更矿区范围详查报告评审意见书（云国土资储备字2007153号）和矿产资源储量评审备案证明（云国土资储备字2007166号）：“矿区变更范围+1650m标高以上对煤层控制程度和地质勘探程度基本符合煤、泥炭矿产地质勘查规范详查阶段和甲方要求”。
40、二、资源/储量1、储量计算范围（1）大岩脚煤矿大岩脚井原矿区范围加变更矿区增加的范围为本次资源量估算的范围，面积为2.154km2。（2）资源储量估算煤层：K2、K5煤层。（3）开采水平：地表+1850m为第一水平，+1850+1750m为第二水平。+1750m以下为第三水平。2、工业指标煤层厚度：0.7m，最高灰分Ad(%)：40；最高硫分St，d（%）：3。3、计算方法区内煤层平均倾角为4，故采用煤层底板等高线法估算资源量。估算公式如下：Q=DS/cosdQ：块段资源量D：块段煤层采用厚度 S：块段水平投影面积d：体重（容重） :煤层平均倾角4、估算参数确定（1）煤层厚度（m）单工程平均厚
41、度单工程厚度的确定：区内岩层倾角为2-6，以见煤工程煤层伪厚度计算。K2、K5煤层结构简单，按煤、泥炭地质勘查规范（DZT0215-2002）中关于简单煤层处理原则执行。凡煤层中夹矸厚度大于5cm者，均予剔除，即采用有益厚度估算资源量。坑道及民窿煤层厚度的采用原则：煤层层位、厚度可靠者采用，否则不用。块段平均厚度K2、K5煤层厚度稳定，均为0.75-0.85m，采用算术平均法求得。(2)面积（S）面积测定在1：5000资源量估算平面图上，以数字化测量结果作为块段资源量估算的水平面积。(3)体重（D）K2、k5煤层分别在生产坑道中采取大体重样，K2煤层体重的算术平均值为1.50t/m3 ；K5煤
42、层的体重平均值为1.45t/m3。(4)氧化带深度根据生产坑道中K2、K5煤层样的化验结果，氧化带深度小于30m，以煤层露头线下推20-30m圈定。5、资源/储量云南省地质工程勘察总公司提交的详查报告已评审通过保有资源储量4902.6kt。其中：原采矿许可证范围合计2613.0kt，新扩矿界范围2289.6kt；村庄压覆资源量（331+332+333）429.6kt，断层带煤柱资源量（333）100.7kt；可利用资源储量4372.3kt。储量计算详见表132。大岩脚煤矿大岩脚井地质资源储量估算汇总表 表132煤层编号资源类别1925-1650m标高资源量（kt）备注所在水平非断层带资源量断层
43、带煤柱资源量村庄压覆资源量合计资源量K2122b1750-18501000.31000.3原采矿证范围：1418.7kt，新扩矿界范围1219.2kt。1750以下147.4147.43321750-1850262.9101.2364.11750以下334.6334.63331750-1850285.916.9112.5415.31750以下341.434.8376.2小计2372.551.7213.72637.9K5111b1850以上406.4406.4原采矿证范围：1194.3kt，新扩矿界范围1070.4kt。122b1750-1850568.4568.43311850以上46.446
44、.43321750-1850502.640.9543.53331850以上110.832.8143.61750-1850411.649.095.8556.4小计1999.849.0215.92264.7合计111b1850以上406.4406.4原采矿证范围：2613.0kt，新扩矿界范围2289.6kt。122b1750-18501568.71568.71750以下147.4147.43311850以上46.446.43321750-1850765.5765.51750以下334.6142.1476.73331850以上110.832.8143.61750-1850697.565.920.8
45、3971.71750以下341.434.8376.2总计4372.3100.7492.64902.6 第五节 煤炭资源综合评价一、地质构造对开采影响的分析矿区处于构造简单区，中部出露正断层F1，走向南北，倾向西、倾角60-70，断距15m左右，断层破碎带宽3.0m，透水性好，断层两侧裂隙发育，易发生垮塌，渗水，工程地质条件差。F1正断层地表有地质编录，并通过开采和主斜井、回风斜井揭露证实，控制程度高，断层可靠。由于断层透水性好，断层两侧裂隙发育，易发生垮塌，渗水，工程地质条件差,开采时需要留设防水煤柱，设计取30m。二、煤层可靠性和稳定性分析从储量计算图和矿井采掘工程平面图上看，矿区煤层走向为50左右，倾角26，变化不大，从煤层特征表分析，各煤层厚度变化也不大，煤层对比可靠，矿区地质构造为中等偏简单类型。因此矿区各可采煤层K5、K2属稳定至较稳定之薄煤层，是矿区主采煤层。三、煤质资料精确程度，煤的经济意义收集矿区范围及相邻矿山原有K2、K5煤层样成果各3件,在主斜井及ZK1001钻孔采取煤层样