[冶金矿山地质]20xx年度顶板管理工作计划

[冶金矿山地质]20xx年度顶板管理工作计划内容摘要：

上统上石盒子组（ P2s） 井田内大面积出露，井田内最大残留厚度 ，岩性主要由砂岩和粉砂泥岩组成。 泥岩所占比例远大于砂岩，下部砂岩以灰绿 色为主，上部则以灰白色为主，泥岩以杏黄色、黄绿色为主，夹紫红色斑团或条带，且层位愈高，紫红色比例越大。 上石盒子组地层沉积环境主要为大陆河流～湖泊环境。 底部以 K10 砂岩整合于下石盒子组地层之上。 K10 砂岩为灰～灰绿色中粗粒长石岩屑砂岩，厚 ～ ，平均 m， K10以上为厚层状杏黄色、黄绿色泥岩、粉砂质泥岩夹薄层状细粒砂岩、粉砂岩。 中部岩石组合以砂岩与泥岩互层为特征，砂岩多为灰白色厚层状中粗粒长石岩屑砂岩，泥岩以杏黄色为主，偶带紫色斑团或少量紫红色条带，泥岩中夹 1～ 2 层褐黑色铁锰质结合层 ，极不稳定，且泥质成分高，达不到铁锰矿品味要求。 上部地层中砂岩以灰白色中厚层长石石英砂岩和岩屑长石砂岩为主，泥岩则以黄绿色和紫红色为主，杏黄色次之。 顶部紫红色或灰黄色泥岩中常夹数层薄层状、条带状、透镜状燧石层，燧石层厚度不均匀，但延伸稳定，分布广泛，是良好的对比标志层。 第四系中上更新统（ Q2＋ 3） 该地层广泛分布于井田内，厚 0～ 20m，平均厚 岩性为浅红色亚粘土、浅黄色亚粘土、浅黄、灰绿色亚砂及砾石等。 （二）含煤地层 山西组（ P1s） 该组为一套陆相碎屑岩含煤沉积，主要可采煤层 3 号煤 发育于其中的下部。 3 号煤 6 层上部以灰色中细粒砂岩及灰黑色粉砂岩、泥岩组成， 3 号煤层下部至太原组顶界主要为黑色泥岩、灰黑色粉砂岩及灰色细粒砂岩组成。 3 号煤层厚 ～ ，平均厚，一般含 1～ 3层夹矸，夹矸厚度 ～ ，煤层结构较简单。 井田内稳定可采。 太原组（ C3t） 本组根据其岩性组合特征可分为三段： 下段（ C3t1） 自 K1石英砂岩底至 K2石灰岩底，厚 ～ ，平均。 由 K1石英砂岩、泥岩、铝土质泥岩和 15号煤层组成，局部发育一层石灰岩，不稳定。 15 号煤层平均厚，一般含 0～ 3层夹矸，煤层结构较简单，为安全稳定可采煤层之一。 中断（ C3t2） 自 K2石灰岩至 K4石灰岩顶，厚 ～ ，平均。 本段主要由 K KK4石灰岩与泥岩、粉砂岩、中细粒砂岩及 11 号、 13 号煤层组成。 K2 石灰岩厚 ～，平均 ，为全区最稳定之石灰岩，含方解石条带及隧石结核。 K3石灰岩厚0～ ，平均 ， K2～ K3石灰岩之间一般夹有 13 号煤层， 13号煤层层位不稳定，为不可采煤层。 K4石灰岩厚 ～ ，平均 ，为 11号煤层直接顶板，该石灰岩层位稳定。 K3～ K4石灰岩之间以中细粒砂岩、粉砂岩、泥岩及 11 号煤层组成。 11 号煤层为不稳定的不可采煤层。 上段（ C3t3） 自 K4石灰岩顶至 K7砂岩底，厚 ～ ，平均。 由中细粒砂岩、粉砂岩、泥岩、 K5石灰岩及 7号、 8 号、 9号、煤层组成。 常以方解石条带充填。 K4～ K5石灰岩之间主要由粉砂岩和 7号、 8 号、 9号煤层组成。 7号煤层厚 0～ ，平均 ；8号煤层厚 0～ ，平均 ； 9号煤层厚 ～ ,平均 ；均为不可采煤层。 K5～ K7 砂岩之间主要以泥岩、粉砂岩、细粒砂岩组成，顶部厚层状泥岩中含菱铁矿结核。 （三）构 造 区域构造 矿 区位于沁水煤田东南部，太行山复背斜西翼，属阳城山字型构造体系脊柱部分的南端及马蹄形盾地北侧，主题构造为轴向近南北的压扭构造，一系列开阔的背向斜南北 7 向贯穿井田。 井田构造 井田范围内地质构造以褶曲为主，即由南部义城井田延入本井田的 Z2，背斜为主体构造，该背斜由义城井田延入本井田后，轴向发生变化，即由 N15176。 W变为 N45176。 E 穿入井田，延伸数公里，该 背斜两翼基本对称，倾角一般在 5176。 ～ 8176。 之间，井田未发现断层、陷落柱，无岩浆岩侵入现象，井田地质构造总体属简单类型。 四、矿井水文地质 （ 一）区域水文地质概况 矿 区位于太行山山西麓沁水盆地东南部边缘，地表山峦起伏，沟谷相间，呈现为中低山 —— 丘陵地貌。 区域地表河流主要有沁河及其支流芦苇河和获泽河。 岩溶水水文地质单元为延河泉域。 属黄河流域沁河水系。 沁河于区域东部由北向南流过，为常年水流。 据润城水文站资料，其最大流域为 1790m3/s（ 1971 年 8 月），最小流域为 （ 1974年 7—— 10 月）。 芦苇河于区 域中部，本井田东北 3 ㎞处流过，向东南于八甲口汇入沁河。 据义城断面观测资料，迳流量 — ，（ 1974 年 710月），干旱季节流经蒿峪村奥陶系灰岩地段常因渗漏而有时干涸。 获泽河位于区域南部，由西向东流经阳城县于坪头庄东汇入沁河。 据阳城城关断面 1965 年观测资料，迳流量为 m3/s。 该河流经奥陶系灰岩地段时大量向下渗漏而干涸的现象经常出现。 井田 区域内主要地下水（按含水介质分）由：松散岩类含水岩组、碎屑岩类含水岩组、碎屑岩夹碳酸盐类含水岩组、碳酸盐类含水岩组。 松散岩类含水岩组 指第 四系松散沉积物含水岩组。 地下水埋藏类型为潜水，含水层厚度不大，水位埋深一般较浅，富水性差异较大。 水质类型为 HCO3178。 SOCa 型水，水质较差。 该含水岩组地下水主要接受大气降水及煤矿排水补给，向河谷下游排泄或下渗补给其下基岩裂隙含水层。 碎屑岩类含水岩组 指二叠系砂岩含水组，地下水埋藏类型以潜水为主。 主要接受大气降水补给，其富水性取决于裂隙发育程度，一般富水性较差。 地下水位受地形影响因地而异。 排泄方式主要为向下补给碎屑岩类碳酸盐类含水岩组或在地表有利部位以下降泉的形式排泄。 碎屑岩夹碳酸盐类含水岩组 8 指石炭系太原组砂岩及灰岩含水岩组。 该含水岩组主要接受上部碎屑岩类裂隙水的补给，局部接受松散岩类孔隙水或大气降水的补给，其富水性取决于砂岩及灰岩的裂隙与岩溶发育程度。 碳酸盐类含水岩组 碳酸盐岩类含水岩组指中陶系统石灰岩岩溶裂隙含水岩组，为区内最重要的汗水类型，其特点是厚度大、埋藏深，岩溶裂隙较发育，富水性一般较好。 主要靠东部及西部大片岩溶山区接受大气降水补给，地表水及上部含水层中地下水通过断裂带向深部渗漏亦为重要补给来源，集中向东南部延河泉排泄，延河泉是我省少数的几个岩溶大泉之一。 据 1982— 1989 年 监测资料，多年平均流量为 m3/s，最大流量 m3/s（ ）最小流量 m3/s（ ），泉水出露高程为 米。 （二）矿井充水条件 井田位于沁水盆地的东南部，区内总体地势南高北低，最高点位于井田南部山梁，标高为 ，最低点位于井田东北部芦苇河西岸，标高为 ，相对高差 左右，地貌划属为侵蚀山地，以低山丘陵为主。 井田属黄河流域沁河水系，井田内无大的地表水体和地表径流，雨季降水沿沟谷自然排泄。 矿区内主要含水层 （ 1）第 四系松散沉积物孔隙潜水含水层： 该水层主要为第四系松散沉积物，岩性为砂质粘土夹细沙，据水文地质调查：其含水层埋藏较浅，富水性较差，受季节变化影响较大。 （ 2）二叠系碎屑岩类裂隙含水层： 该含水层组主要指下石子盒组及山西组，含水层主要为 K K8等砂岩，其中除 K9砂岩含水层因距煤层较远，与煤层之间又有厚层的泥岩及砂质岩隔水层，对煤层的开采影响较小外，其余两层砂岩含水层均对 3号煤的开采有不同程度的影响。 （ 3）石炭系上统太原组灰岩及砂岩岩溶裂隙含水层： 区内 K K K2三层灰岩连续性较好， K4灰岩厚 ， K3灰岩厚 ， K2灰岩厚。 据调查 K2 灰岩全流量 ，为弱含水层。 据邻区抽水资料表明，三层灰岩透水性差，富水性较弱且不均匀，由于受煤系地层影响，水质较差，水中 SO4总硬度等组份含量明显偏高，水质类型属 HCO3178。 SO4或 SO4178。 HCO3Ca178。 Mg 型水。 （ 4）奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水层： 9 埋藏于井田深部，据钻孔资料，井田范围奥灰埋深在 172— 302m，井田一带为奥灰地下水的径流区，根据区域资料，奥灰含水层主要为上、下马家沟组部分层段，岩溶裂隙发育，富水性好，峰峰组含水性较 弱。 经 YS— 15 号钻孔抽水试验，上马家沟组灰岩含水段降深 ，涌水量为 ，水质类型为重碳酸 — 钠型水，矿化度。 下马家沟组灰岩含水段降深 ，涌水量为 ，水质类型为硫酸－钙镁型水，矿化度 g/L。 另据井田东侧 3km 处的 YS－ 18 号钻孔观测资料，奥灰水位标高为。 根据奥灰岩溶水等值线图推断，本井田奥灰水水位标高约 左右，向东南径流。 井田主要隔水层 （ 1）本溪组及太原组底部泥岩、铝土质泥岩隔水层组 由 15 号煤底至奥陶系灰岩顶面 ，为一套以泥质岩为主的细碎屑岩地层，平均厚，岩性致密，不透水，特别是本溪组的铝土泥岩，质地细腻，具有极好的隔水性能，为井田主要隔水层组，对下伏奥灰水起到了重要的阻隔作用。 （ 2）石炭、二叠系灰岩、砂岩及水层之间的层间隔水层 石炭、二叠系灰岩、砂岩及水层之间，均分布有厚度不等的泥岩、砂质泥岩等泥质岩层，其岩性比较致密，不透水，阻隔了各含水层之间的水力联系，起到了层间隔水作用。 但在近地表段，由于受风化作用影响，裂隙发育，不同程度地破坏了其隔水性能。 五、 其它开采技术条件 （一） 开采方法 现开采 3号煤 层，综合机械化采煤，工作面采用 ZF2600/16/24F 液压支架支护，大巷采用料石砌碹，回采工作面顺槽木棚支护，端头支护采用π型钢梁单体液压支柱，超前支护均采用铰接顶梁配合单体液压支柱，全部垮落法管理顶板。 （二） 3 号煤层 顶底板条件 伪顶一般为黑色炭质泥岩，水平层理十分发育，富含植物化石，厚度 0～ ，极不稳定，随着煤层开采而向下冒落。 直接顶：为灰、灰白色中厚层之泥岩或粉砂岩，钙质胶结，分选一般，含有泥岩包裹体，斜层理明显，裂隙不太发育，厚 ～ ，平均厚。 岩石见水易膨胀垮落。 老顶：为深灰色粉砂岩，质较坚硬，较为完善，不易垮落，厚 ～ ，平 10 均。 底板：为泥质或粉砂岩，厚度 ～ ，一般为 左右，含有植物根、茎化石及炭质碎屑。 六 、掘进工作面顶板管理 2020 年计划掘进： 13108 下分层掘进工作面、 13107 上分层掘进工作面、 13110 下分层掘进工作面、 13105 上分层掘进工作面。 （ 一） 掘进的位置及用途 13108 下分层掘进工作面 位于轨道运输大巷南侧，沿原 13108 上分层回采工作面进风顺槽底板掘进，重叠布置，掘进长度 690 米，掘 进方位 181176。 ，掘进完成后将做为 13108下分层回采工作面进风顺槽 ； 13107 上分层掘进工作面位于轨道运输大巷北侧，距 13109上分层掘进工作面正巷 125m 处向北开掘正巷，掘进长度 670 米，掘进方位 00，做为 13107上分层掘进工作面的正巷；距正巷东侧 15 米处，向北开掘付巷（付巷有 300m 已掘旧巷），掘进长度 590 米（维护长度 300m），掘进方位 00，做为 13107 上分层掘进工作面的付巷。 从而形成 13107 上分层掘进工作面； 13110 下分层掘进工作面位于东运输大巷南侧，13108 下分层回采工作面东部，距 13108 上分层回采工作面顺槽平巷 115 米开掘正巷，掘进长度 690 米，掘进方位 1800，做为 13110 上分层掘进工作面的进风顺槽；距 13108上分层回采工作面顺槽平巷 20 米开掘正巷，掘进长度 690 米，掘进方位 1800，做为 13110上分层掘进工作面的回风顺槽北为东运输大巷； 13105 上分层掘进工作面位于轨道运输大巷北侧，距 13107 上分层掘进工作面正巷 125m 处向北开掘正巷，掘进长度 670 米，掘进方位 00，做为 13105 上分层掘进工作面的正巷；距正巷东侧 17 米处，向北开掘付巷，掘进长度 670 米，掘进方位 00，做 为 13105 上分层掘进工作面的付巷。 从而形成 13105上分层掘进工作面。 （二） 煤层顶底板岩石性质 上分层 掘进 工作面 伪顶为黑色炭质泥岩，水平层理十分发育，富含植物化石，厚度 0～ ，极不稳定，随着煤层开采而向下冒落。 直接顶：为灰、灰白色中厚层之泥岩，钙质胶结，分选一般，含有泥岩包裹体，斜层理明显，裂隙不太发育，平均厚。 岩石见水易膨胀垮落。 老顶：为深灰色粉砂岩，质较坚硬，较为完善，不易垮落，平均厚。 11 底板：为粉砂岩，平均厚度。 下分层 掘进 工作面 顶板：为一层煤皮 假顶，假顶厚度约为 ～ ，假顶上部为上分层采空区矸石。 底板：为粉砂岩，平均厚度。 (三 )水文地质情况 上分层开采块段 直接充水为顶部 砂岩裂隙水 ，含水层的富水性较弱。 涌水量不大，约 m3/h；下分层开采块段直接充水为顶部采空区积水，涌水量很小，约 m3/h；。 （四） 地质构造 整个工作面范围内煤层稳定，产状均匀，局部节理发育，倾角 2176。 ～ 4176。 ，呈单斜构造。 无断层、陷落柱等。 对工作面掘进不会造成太大影响。 （五） 巷道断面 上分层掘进工作面 采用矩形断面， 巷道正付巷及贯眼毛断面尺 寸为宽179。 高＝ 179。 米 ,净断面尺寸为 179。 米。 下分层掘进工作面 工作面断面为梯形断面，掘进毛断面 [（ +）247。 2179。 ]m2，净断面[（ +）247。 2179。 ]m2，最大控顶距。 （六） 支护方法 上。