艾友礦礦井概述及井田地質(zhì)特征

1、1 礦井概述及井田地質(zhì)特征1.1礦井概述 交通地理位置 1、艾友煤礦立井井田位于阜新煤田南部，處于阜新礦務(wù)局東梁礦和清河門礦之間，距阜新市區(qū)30公里，行政隸屬于清河門區(qū)及伊嗎圖鎮(zhèn)管轄。2、井田地理坐標：東經(jīng) 1212512130北偉4145 4150井田邊界，東界：北自山嘴子，向南經(jīng)二道河子、八家子至清河門二井住宅一線，西界：北起原艾友礦三井向南沿阜新義縣公路經(jīng)高家瓦房，與清河門立井600水平線相交，北界：西起192號鉆孔，東到132號鉆孔，南界：止于緯距25000一線。阜新礦區(qū)交通頗為方便，新義線鐵路從井田中部通過，阜新至錦州公路經(jīng)由艾友礦的呂家店，艾友煤礦礦山專用鐵路線在艾友乘降所鐵路大橋

2、車頭與國鐵接軌。1.1.2 地形地貌 按地形形態(tài)可分為平原區(qū)及丘陵區(qū)，井田內(nèi)以路為界以北丘陵起伏，海拔在泉水130180之間，鐵路以南地形平緩， 海拔在110130之間為平原區(qū)。井田上覆區(qū)內(nèi)有五個報廢礦井（即一、二、三、四井及東露天）。三個生產(chǎn)礦井（即伊馬礦、烏龍礦、湯頭河小露天）。上述斜井及露天均開采阜新組煤層，井田中部和東部還有阜新縣伊馬圖鎮(zhèn)艾友村、七家子村、清河門區(qū)吳家窯村小井多處，均開采阜新組煤層。 河流、湖泊、地表水系 井田內(nèi)有湯頭河自西北向東南流經(jīng)井中部，井田北部有伊馬圖河自西流向東南，上述兩條河流均季節(jié)性河流，河流淺平，與兩岸相差0.5.米，在洪水期流量突增，有時溢出河床，湯頭河

3、與本井田地下水無明顯水力聯(lián)系。 氣象及地震情況阜新地區(qū)氣候主要受西伯利亞蒙古氣流控制，屬典型大陸性氣候。特點是溫差顯著，夏沙較大，東、春季多西南風。歷年平均風速1.93.7米/秒。最高可達11.3米/秒。據(jù)1980年及1981年氣象資料，無霜期分別為146天和143天，凍土層深度1.18米。歷年最大凍土層深度為1.4米。據(jù)阜新地區(qū)8083年氣象臺觀測，年最低溫度在1、2、11、12月為11.9度。年降水量最大在6、7月為74.5139.7mm，降水量最小為1、2、11、12月為0.211.0mm，最小蒸發(fā)量為1、12月為17.424.2mm。根據(jù)阜新市地震局提供資料，阜新市境內(nèi)自1976年有記

4、錄以來共發(fā)生2級地震16次，從平面圖所顯示的規(guī)律，在井田外圍地區(qū)以國華公社白長門、福星地、大五家子、紅帽子形成新月形1級左右的地震帶。季白天與夜間溫差1012度，一年中冷得早，暖得晚。全年降水量小，蒸發(fā)量大風。 設(shè)計開發(fā)歷史 艾友煤礦立井由長春煤礦設(shè)計院設(shè)計，初步設(shè)計于1988年7月提交，經(jīng)東煤計字（1988）第884號文批準。設(shè)計依據(jù)為1983年107隊提交的艾友立井精查（最終）地質(zhì)報告，最終優(yōu)化設(shè)計于1997年10月完成，經(jīng)煤基字1997第501號文批準。礦井設(shè)計生產(chǎn)能力90萬噸/年，服務(wù)年限51.7年。2009年核定生產(chǎn)能力220萬噸/年。礦井開拓方式為立井單一水平上、下山開采，設(shè)計主、

5、副、風三個豎井，生產(chǎn)水平為600米標高，回風水平為350米標高，設(shè)計劃分為七個采區(qū)，即101107區(qū)，投產(chǎn)首采區(qū)為101區(qū)。 礦井電力供應(yīng)礦井地面設(shè)變電所，主接線采用全橋形接線，一次進線電源為雙回路，分別取自東梁一次變電所為LGJ1504.1km和T接于梁清線為LGJ1201.7km。礦變電所一次電壓等級66KV。引入井下中央變電所的入井電纜選用四回ZQD4-3120mm、額定電壓6KV電力電纜。沿副井井筒引至中央變電所不同母線段上，當一條電纜出現(xiàn)故障時，其余電纜能夠承擔井下全部用電負荷。中央變電所的電源進線設(shè)在隔爆型高壓真空配電裝置，控制高壓母線，采用單母線分段，并設(shè)分段聯(lián)絡(luò)開關(guān)。艾友礦井下

6、供電能力為12678.81KVA，正常電負荷量為9816.14KVA，最大電負荷量為11213.84KVA。 1.2 井田地質(zhì)構(gòu)造 區(qū)域地質(zhì)特征 本井田位于新華夏系構(gòu)造，清河門艾友背斜的北段，井田內(nèi)總體構(gòu)造形態(tài)為一短軸背斜。背斜軸走向為N58E，向北東傾伏，呈舒緩狀。由于被北東向三條大斷層（F18、F15、F11）的切割改造，形成中間下陷，東西兩側(cè)抬起的地塹構(gòu)造。下陷地帶為背斜軸部，故軸向不顯。F18斷層以東為單斜，自北向南煤層走向由N20W變?yōu)槟媳弊呦?，局部達到S65W，傾向東，傾角一般在10-15。F11號斷層以西為單斜，煤層呈北東走向，向北西傾斜，傾角一般為58。斷層： 井田有斷層14條

7、斷層，以近東北走向的F18、F15、F11和其派生的F18、F15、 F11斷層為主，還有FA、FB1、FB2、FB3、F26、FC1、FC2、FC3號斷層，斷層產(chǎn)狀及控制情況見表斷層產(chǎn)狀及控制情況一覽表斷層編號產(chǎn) 狀落 差（米）斷 層性 質(zhì)控制長 度（米）控 制程 度走向 （方位角）傾向傾角F181624NW5964220300正7000可靠F11NNESEE4060100240正2100可靠F15NESE6070030正820可靠F18NENW45650110正3110可靠F1120SE4060100正1200較可靠F1523SE487040正1100較可靠FA5E5008正440可靠FB

8、180SW4856021.5正900可靠FB2110NE4508正250可靠FB390110SW56024正700可靠F2680NE45014正900可靠FC18095SW4708正500可靠FC22040SE424709正250可靠FC330NW45010正200可靠巖漿巖：本井田內(nèi)通過鉆探工程控制，確定內(nèi)共有12條巖墻，均為近東西向高角度輝綠巖墻，巖墻兩側(cè)有一定程度的變焦，對煤層開采有一定的影響，產(chǎn)狀及控制情況見表礦井火成巖墻產(chǎn)狀一覽表巖墻名稱走向（方位角）傾向傾角厚度（米）控制程度082901.1可靠195SW80880.82.0可靠188SW906.0可靠275SE75880.88可靠

9、275SE75880.52可靠4110SW8005米可靠595SE800.91.9可靠67693S800.41.1可靠68091SE883.0米可靠860SE8508.0較可靠985SE852-10較可靠10104SE852-10較可靠巖墻名稱走向（方位角）傾向傾角厚度（米）控制程度082901.1可靠195SW80880.82.0可靠188SW906.0可靠275SE75880.88可靠275SE75880.52可靠4110SW8005米可靠595SE800.91.9可靠67693S800.41.1可靠68091SE883.0米可靠860SE8508.0較可靠985SE852-10較可靠10

10、104SE852-10較可靠 地層特征井田內(nèi)地層層序由老至新分為：上侏羅統(tǒng)沙海組（J3S）、阜新組（J3F）及下白堊統(tǒng)孫家灣組（K1S）。沙海組本組地層在井田內(nèi)由老至新分為四段一段：紅色砂礫巖段（J3S1）本段由紅色、赤紅色及灰綠等雜色厚層狀砂礫巖、礫巖及泥巖組成。上部礫巖比例小，中下部以礫巖為主，礫巖磨圓中等，成分復(fù)雜，有石英巖、安山巖、粗面巖、偉晶巖、斑巖、灰綠巖、片麻巖等，多具反韻律結(jié)構(gòu)二段：砂礫巖段（J3S2） 本段以灰白色、黃色中礫巖、粗砂巖為主，夾薄層泥巖、粉砂巖、碳泥巖和不可采煤層，礫巖成分以石英巖為主，其次有安山巖、粗面巖等，在細性巖層中常見斜層理及侵蝕面。礫巖膠結(jié)致密、堅硬，

11、分布均勻，磨圓度好。三段：含煤段（J3S）本段是沙海組的主要含煤段，巖性為灰色、灰黑色的泥巖、炭泥巖、煤層和灰白色的粉砂巖、砂巖，局部夾薄層礫巖。本段以塔子溝河為界，向南漸變薄至80-100米，向北漸變厚至160-260米本段含煤層20余層，可采層15層，主要可采層4、5、6、7、10、11層，可采層總厚20余米，以第五勘探線為界，其南北各為一個沉積中心而煤層亦各形成一個聚煤較厚區(qū)。從剖面分析本井田在成煤明顯可分為四期，12-13煤層沉積為一期，11-8煤層沉積為二期，73、71煤層沉積為三期，6-4煤層沉積為四期，3-1煤層為后期局部沉積煤層，其各成煤期間均沉積有粗砂體（包括薄層砂礫巖層）。

12、在井田東北局部其8-11煤層和12-13煤層間砂體尤為明顯，以此分析沙海組的含煤地層形成于湖盆穩(wěn)定擴張時期，此期的聚煤作用是受沖積扇、扇三角洲和湖泊聯(lián)合控制下所形成的湖濱平原沼澤進行，聚煤區(qū)順盆地長軸呈帶狀展布。四段：泥巖段（J3S4）本段在井田內(nèi)據(jù)巖性可分為上、中、下三部分：上部：中厚層、薄層灰色泥質(zhì)粉沙巖、細紗巖互層夾粗砂巖、含泥礫巖。在頂部粒度垂向變化呈反韻律，逐漸過度為阜新組底部礫巖。巖層富含軟體動物化石，有植物碎片和炭屑，具波狀和緩斜層理及水平紋理。中部：深灰色砂質(zhì)泥巖、深灰色泥巖為主，偶夾粉砂巖和細砂巖互層，灰白色鈣質(zhì)中砂巖和細砂巖，含動物化石介形蟲和少量瓣鰓類、魚鱗化石，含有菱鐵

13、礦結(jié)核和泥灰?guī)r薄層和炭屑，具水平紋理。下部：深灰色泥巖，自上而下夾中厚-薄層粉砂巖、細砂巖和中砂巖多層。底為粗砂巖與砂巖互層和三段煤層呈過度關(guān)系。在泥巖層中含有鈣質(zhì)和菱鐵礦薄層；含軟體動物和魚鱗化石；-介形蟲化石在中間部位普遍存在。粉沙巖、細砂巖中具有水平狀和波狀層理。（二）阜新組。在井田內(nèi)阜新組可分為三段，其總厚度在300700米左右1、下含煤段本段巖性以砂巖為主，夾泥巖、粉砂巖和礫巖，砂巖成分為石英，長石碎屑及巖屑，分選差，膠結(jié)物為鈣質(zhì)。顆粒均為半棱角狀或棱角狀。泥巖中夾植物炭屑。含煤14層，其中可采層4個層（12）（22）（23）（3）下含煤段厚度200250米。2、中含煤段：本段巖性為

14、各種粒級的砂巖，具斜層理和波狀層理，且河床相底礫巖，層位穩(wěn)定，礫巖以花崗巖片麻巖、礫石為主，粒度大小不一，磨園度不好，均為半棱角狀或棱角狀。膠結(jié)物為鈣質(zhì)含薄煤層5層、煤質(zhì)差，含煤段厚度150170米。3、上含煤段本段巖性主要由粗碎屑組成。碎屑成分復(fù)雜，多以石英，長石為主，砂巖中常含云母碎片。分選和滾圓度均差、膠結(jié)疏松，粉砂巖常具有微波壯層理，層理面有炭化植物碎片。泥巖富含植物化石碎片含煤10層，往深部逐漸變薄尖滅，含煤段厚度130180米。（三）、孫家灣組巖性以黃色、黃白色礫巖為主，下部為紫色，灰綠色的粉砂巖及細砂巖，礫巖膠結(jié)疏松。礫石以花崗巖為主，其次有石英巖等，礫石滾圓差，分選不好。地層走

15、向NE傾向SE，傾角1015，主要分布井田以北的娘娘廟、二道河子、干溝子一帶。該組地層在井田區(qū)僅零星出露。厚度在50米左右。井田內(nèi)沙海組地層與鄰近清河門立井從連續(xù)勘探剖面以巖層、煤層厚度、間距、化石面貌組合、巖性特征對比完全相當，淺部阜新組的煤層與清河門1、2井煤層也完全相當，含煤層組對比可靠。 地質(zhì)構(gòu)造 本區(qū)位于阜新盆地西南部。地形北高南低，北部為低緩丘陵，南部為堆積平原。堆積平原區(qū)地勢低平。第四系堆積物較厚，地形坡度1-2，由河床、漫灘及兩側(cè)階地組成。丘陵區(qū)標高在120米以上，由饅頭狀、長梁狀低緩丘陵及谷地組成。其形態(tài)波狀起伏，高差10-30米。由東北向西南傾斜，植土較薄，多沖溝。另外，本

16、區(qū)內(nèi)有多年開采小煤窯若干。 綜合柱狀圖圖1-1綜合柱狀圖 水文地質(zhì) 本區(qū)內(nèi)水系主要為湯頭河，在井田南3KM處入細河。河床彎曲，河水受大氣降水控制。一九三0年最高洪水位標高在115.59-136.5m，水位超過河床寬達800m。在呂家店橋以北上游段，有阜新市截河水源兩處（市1號、2號水源）。下游常年有水，并有艾友礦井水匯入，水質(zhì)漸變污染。2、含、隔水層賦存特征井田水文地質(zhì)條件受地形、巖性、含水層部位，深度等及地表水、大氣降水控制。各含隔水層（段）含水性及賦存特征如下：（1）、第四系砂礫石含水層該層遍布沖積平原區(qū)表部，埋藏深度2.24.8米，最深6.05米，砂礫石含水層厚度0.3-2.35米，最厚

17、2.7米。是本井田松散巖層主要含水層，直接覆于侏羅系煤層之上。（2）阜新組頂部風化裂隙含水層（段）在該區(qū)全區(qū)發(fā)育，深度不等，強風化帶深度一般在20米上部。巖芯破碎，砂巖孔隙明顯，富水性強，往下風化程度逐漸減弱，富水性變?nèi)?。?）阜新組上部砂礫巖孔隙裂隙含水層（段）該層為艾友斜井直接充水層，厚12.023.0m，據(jù)67-40號孔、67-61號孔抽水試驗，單位涌水量q=0.00107-0.00172l/sm，滲透系數(shù)K=0.00522m/d透水性弱。（4）阜新組下部砂礫巖含水層該層在沙海組四段之上，主要巖石為白色砂巖、沙礫巖。膠結(jié)松散，厚層狀，厚約2229米。該層由于構(gòu)造作用，裂隙發(fā)育。鉆探中易于

18、漏水。建井過程中該層揭露時發(fā)生出水，主井井筒、風井井筒揭露該層時發(fā)生突水，水量達50.88 m3/h。(5)沙海組沙礫巖含水層（段）該層為沙海組煤層直接充水含水層，該層頂部為砂巖、沙礫巖含水層。主要巖性為灰白色砂巖、砂礫巖。部分膠結(jié)松散，局部有裂隙，一般厚度1020m，最大厚29m，主要分布于井田東部。(6)斷層裂隙含水帶本井田位于清河門短軸背斜的北東向延展部位，存在北東一南西斷層，落差250-350米。伴隨斷層產(chǎn)生構(gòu)造裂隙帶，這些裂隙帶是地下水良好通路，經(jīng)勘探資料，裂隙寬達1-4.5米。在阜新組尤為發(fā)育。建井過程中-350大巷揭露F18時見出水點及淋水區(qū)。由于沙海組四段為厚層泥巖層，故裂隙發(fā)

19、育程度較阜新組弱，導水性也較弱。局部地段和部分的裂隙發(fā)育程度、導水性能不同。（7）火成巖裂隙含水帶本區(qū)火成巖為輝綠巖墻產(chǎn)出，方向近東西傾向南東，長度3000-4000m,寬度5-7m。部分巖墻裂隙發(fā)育，在淺部裂隙充填較差。主井-600大巷遇火成巖均有出水現(xiàn)象。且發(fā)生過突水現(xiàn)象，突水初期水量大75 m3/h。據(jù)勘探和井下所見，火成巖裂隙均溝通阜新組含水層，第四系水和地表水。3、隔水層發(fā)育特征 第四系含水層直接覆于阜新組風化帶之上無明顯隔水層。阜新組隔水層由灰綠色泥巖、粉砂巖組成。薄層狀，沉積不穩(wěn)定。由于構(gòu)造作用，隔水條件不好。沙海組隔水層主要為沙海組泥巖段。一般厚度200-300米，巖性多為黑色

20、泥巖、粉砂巖。局部夾粗砂巖、沙礫巖。泥巖段基本起到隔水作用，但局部由于砂礫巖影響或與構(gòu)造裂隙帶接觸，溝通上部裂隙水，導致局部有涌水現(xiàn)象。 地質(zhì)勘探 艾友井田在普查、詳查階段共施工了100個鉆孔，其工程量為55344.86m。截止2004年末，生產(chǎn)補充勘探階段共施工了64個鉆孔，其工程量為40152.7m?？碧焦こ炭偭繛?5497.56m。 艾友井田自1957年開始勘探，經(jīng)過普查、詳查、精查到生產(chǎn)補充勘探，持續(xù)的時間較長。在此期間，由于設(shè)備的更新、技術(shù)的發(fā)展，資料的研究工作也在逐步深入。因此，各勘探階段所施工的鉆孔質(zhì)量也有所不同。 總的看來精查階段好于普、詳查階段；生產(chǎn)補充勘探階段好于精查階段。

21、但在精查階段沒有達到規(guī)定的標準，只能相當于同種勘探類型的詳查階段或稍高些。 本次報告未重新進行鉆孔綜合質(zhì)量評級工作， 可采煤層質(zhì)量綜合評級結(jié)果沿用了1994年艾友礦生產(chǎn)地質(zhì)報告的成果，對于精查階段以前施工的鉆孔只對可采煤層進行了綜合評級，而補充勘探階段的64個鉆孔，不但對可采煤層進行了綜合評級，而且進行了全孔評級。 隨著采掘生產(chǎn)實踐及生產(chǎn)補充勘探工作的不斷進行，生產(chǎn)實見及鉆孔所揭露的地質(zhì)資料不斷增多；尤其是三維地震勘探工作的進行，使礦井南部區(qū)域的構(gòu)造有了很大變化。截止2004年末，艾友井田范圍內(nèi)共施工地質(zhì)鉆孔164個，總工程量為95497.56m，井下實掘巷道為301085m。在井下實掘巷道中， 除硐室及小型聯(lián)絡(luò)道沒作地質(zhì)素描外，絕大多數(shù)的巷道均進行了素描工作，素描率在95以上，由此獲得了大量的地質(zhì)資料。和1994年礦井地質(zhì)報告相比，部分地質(zhì)情況出入較大。集中表現(xiàn)在以下幾個方面：1、斷裂構(gòu)造的形態(tài)在井田南部和北部區(qū)域都有很大變化；2、對井田南部的火成巖