歐陽剛

摘要： 貴州省畢節(jié)市黔北煤礦區(qū)草堤井田歷史悠久。歷史上有大量小煤窯分布于可采煤層的露頭線附近.為了使草堤井田斷層發(fā)育規(guī)律、煤層特征得以理清，本文在普查地質(zhì)工作的基礎(chǔ)上，選擇條件較好的露朗背斜南東翼作為首采地段，詳細(xì)查明首采地段的構(gòu)造發(fā)育程度、可采煤層特征、水文地質(zhì)條件、主要可采煤層工程地質(zhì)特征、煤層瓦斯等開采技術(shù)條件。本文評(píng)估了礦區(qū)煤的儲(chǔ)量，并對(duì)礦區(qū)開發(fā)做了前瞻判斷。

Abstract:It is a long history of gross embankment mine field mining area in Qianbei, Bijie city, Guizhou province. There are a large number of small mines near the line in minable seam outcrop. In order to sort out the discipline of faults and the feature of coal seam of grass embankment mining field, recently, based on geological survey work, this paper researches the degree of developments of the faults, mining coal seam characteristics, hydrogeology conditions, geological characteristics of the main engineering coal seam, coal seam gas and other mining conditions in its first mining lots, witch is located in the southeast wing of Lulang anticline. This paper makes the assessment of coal reserves and do the preview of exploitation of mining area.

關(guān)鍵詞： 煤礦；斷層；水文；儲(chǔ)量；開發(fā)

Key words: coal seam；fault；hydrogeology；reserve；exploitation

中圖分類號(hào)：TD82文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-4311（2014）23-0058-02

0引言

貴州省畢節(jié)市黔北煤礦區(qū)草堤井田位于畢節(jié)市南面，隸屬畢節(jié)鴨池鎮(zhèn)管轄。由于所處地理位置的特殊性，礦產(chǎn)較為豐富。具有工業(yè)價(jià)置的礦種主要為煤、黃鐵礦和石灰石，且前兩者均賦存在二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M。區(qū)內(nèi)煤礦開采歷史悠久，開采的煤層有6煤組煤層、7煤層、10煤層、16煤層以及33煤層等，但絕大多數(shù)開采較淺，一般開采最大垂深在20~30m。所以，對(duì)草堤井田斷層發(fā)育規(guī)律、煤層特征的理清是十分必要的，基于勘探做出前瞻判斷對(duì)礦區(qū)的開發(fā)也是具有很強(qiáng)的生產(chǎn)指導(dǎo)意義的。

1區(qū)域地質(zhì)背景

黔北煤礦區(qū)草堤井田位于東經(jīng)105°15′15″～105°21′00″，北緯27°13′30″～27°17′00″。區(qū)內(nèi)北東自金家灣～斷橋溝起，南西自麻魚塘～劉家屋基止，走向長(zhǎng)約8.50km；北西～南東平均寬約4.00km，面積44.29km2。

1.1 地層草堤井田內(nèi)出露地層從老至新有二疊系中統(tǒng)茅口組（P2m），二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M（P3l）、長(zhǎng)興組（P3c），三疊系下統(tǒng)飛仙關(guān)組（T1f）、永寧鎮(zhèn)組（T1yn）。茅口組（P2m）大量分布于礦區(qū)中部地勢(shì)低洼地帶，以淺灰至深灰色厚層塊狀灰?guī)r為主。龍?zhí)督M（P3l）呈倒歪“V”型分布于井田內(nèi)。為區(qū)內(nèi)煤系地層。其巖性一般為深灰色粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖煤等組成。中、上部有10、16號(hào)可采煤層，底部有33可采煤層，含煤10-24層，一般22層。平均厚194.72m。與下伏地層呈假整合接觸。長(zhǎng)興組（P3c）為區(qū)內(nèi)重要標(biāo)志層。長(zhǎng)興組下部為灰色中厚層狀含燧石結(jié)核粉晶灰?guī)r，上部為淺灰中厚層狀泥質(zhì)灰?guī)r。飛仙關(guān)組（T1f）：大量分布于井田南西及北東兩側(cè)。永寧鎮(zhèn)組（T1yn）主要分布于區(qū)內(nèi)最東部。

1.2 區(qū)域構(gòu)造該區(qū)大地構(gòu)造地處揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)黔北臺(tái)隆畢節(jié)北東向構(gòu)造帶露朗背斜北西段。露朗背斜其西端呈東西向，中段為北東向，東至畢節(jié)塘房又漸轉(zhuǎn)為近東西向。草堤井田位于露朗背斜北東段，呈北東向展布。南東翼地層傾角地表或靠近背斜軸部較緩，一般在20°~35°，地層傾向一般在112°~150°。北西翼地層傾向北西，變化較小，一般在320°左右，傾角地表在30~40°，深部平均在48°左右。

1.3 礦區(qū)構(gòu)造①斷層構(gòu)造。井田內(nèi)斷層構(gòu)造在背斜轉(zhuǎn)折段和傾伏段較發(fā)育，主要斷層分別有走向正斷層F1、F2及F5北東向斷層。F1走向斷層位于露朗背斜核部靠南東翼，為正斷層，延長(zhǎng)6km以上，斷層產(chǎn)狀140°∠86°，斷距50m以上。F2斷層分布于露郎背斜北東翼，平移斷層，走向?yàn)?6°，平移距離約80~100米。F5斷層分布于露郎背斜北東部?jī)A伏段，為正斷層，斷層產(chǎn)狀傾向北，傾角為60°~70°，在斷層北東端斷距較大，超過100米。井田內(nèi)隱伏斷層發(fā)育。通過鉆孔揭露的隱伏斷層有12條，斷距18~74m。井田南東翼存在一條較大的走向正斷層（F7），推測(cè)斷層產(chǎn)狀為315°∠60°~70°，層間垂直斷距為36~74m。②節(jié)理裂隙構(gòu)造。井田內(nèi)主要發(fā)育四組剪節(jié)理，其中一、二組為一對(duì)共扼剪節(jié)理，第一組節(jié)理產(chǎn)狀216°～252°∠45°～75°，第二組節(jié)理產(chǎn)狀為126°～235°∠71°～78°，二者夾角在60°～80°。第三組節(jié)理形成期稍晚，產(chǎn)狀為283°～350°∠30°～86°。第四組發(fā)育最差，節(jié)理產(chǎn)狀為6°～30°∠68°～75°。

綜上，區(qū)內(nèi)規(guī)模較大的地表斷層有F1、F2、F3共3條，斷距50~100m，其中F5斷層對(duì)區(qū)內(nèi)可采煤層有較大的錯(cuò)動(dòng)；區(qū)內(nèi)存在較多隱伏斷層。因此，勘探區(qū)構(gòu)造復(fù)雜程度為中等偏復(fù)雜。

2煤層特征

2.1 含煤性二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M為區(qū)內(nèi)含煤巖系，龍?zhí)督M系海陸交互相含煤建造，主要由碎屑巖及煤等組成。本區(qū)含煤地層平均厚194.72米，含煤10-24層，一般為18層。上段含煤大約13層；下段含煤大約9層。上部含煤地層平均厚92.44m，平均含煤系數(shù)9.5%；下部含煤地層平均厚102.28m，平均含煤系數(shù)3.6%。

2.2 可采煤層區(qū)內(nèi)可采煤層確定為四層，即6-2、10、16、33號(hào)煤層，其中10、16、33煤層均為大部可采煤層；10、33煤層為較穩(wěn)定煤層，16煤層為穩(wěn)定煤層。6-2煤層在背斜北西翼為大部可采煤層；背斜南東翼為局部可采煤層；該煤層穩(wěn)定程度在北西翼屬較穩(wěn)定型，南東翼屬不穩(wěn)定類型。33煤層在北西翼不可采，在南東翼為大部分可采的較穩(wěn)定煤層。

3水文地質(zhì)

3.1 水文地質(zhì)特征①區(qū)域水文地質(zhì)特征。本區(qū)位于揚(yáng)子板塊川滇黔盆地，屬黔中隆起之一，部分受區(qū)域構(gòu)造的影響，區(qū)域地勢(shì)西高東低。發(fā)育侵蝕地貌和巖溶地貌，地形呈SW-NE向，屬白布河匯水型水文地質(zhì)單元。茅口組、長(zhǎng)興組、飛仙關(guān)組二段，永寧鎮(zhèn)組一段，三段等巖性主要為灰?guī)r，為含水層，其他為相對(duì)隔水層。②斷層水文地質(zhì)特征。區(qū)內(nèi)共發(fā)現(xiàn)斷層12條，多為正斷層，斷層多發(fā)育在礦區(qū)，切割含煤地層。礦區(qū)絕大多數(shù)斷層帶具導(dǎo)水性和富水性。區(qū)內(nèi)泉水、老窯的動(dòng)態(tài)成因及流量變化與地表水類同，即隨大氣降水量變化而變化，受大氣降水影響明顯，與地表水的變化相比較，一般滯后1~3天。

endprint

3.2 礦床充水因素分析礦區(qū)內(nèi)煤層傾角較大，頂、底板節(jié)理裂隙發(fā)育。因此，直接充水水源主要來自龍?zhí)督M（P3l）含煤地層的裂隙水及淺部老窯積水。間接充水水源主要來自長(zhǎng)興組、茅口組中的巖溶地下水、大氣降水和地表水。

3.3 礦井涌水量預(yù)測(cè)主要針對(duì)礦區(qū)內(nèi)上覆巖溶含水層對(duì)礦井的充水量計(jì)算。礦井疏干排水后，地下水逐漸變成紊流狀態(tài)，呈承壓—無壓的運(yùn)動(dòng)類型向礦井集中排泄，故采用公式，即“大井法”，對(duì)本區(qū)礦井涌水量進(jìn)行預(yù)測(cè)：

Q（涌水量）=

影響半徑計(jì)算公式：R=10S。先期開采地段大至呈長(zhǎng)方形（3.50×1.20=4.20km2）。涌水量計(jì)算公式中各參數(shù)為：h=0.645，h=90.20m，M=18.20m，H=284.90m，R=135.72m，r0忽略不計(jì)。根據(jù)各參數(shù)，計(jì)算出礦井的一般涌水量（Q正常）為4105.07m3/d。最大涌水量（Q最大）10673.182m3/d（畢節(jié)老橋煤礦最大涌水量與一般涌水量比值2.60）。

3.4 底板突水預(yù)測(cè)根據(jù)《畢節(jié)市東郊水源地供水水文普查》（二勘院1997年），茅口組底板突水的涌水量計(jì)算結(jié)果為：礦井最小涌水量：Q最小=721.93 m3/d；礦井最大涌水量：Q最大=10558.9m3/d；礦井一般涌水量：Q平均=4026.24m3/d。

以上測(cè)量數(shù)據(jù)可作為生產(chǎn)作業(yè)中的預(yù)防險(xiǎn)情和排水的依據(jù)。

4工程地質(zhì)特征

4.1 巖石物理力學(xué)特征可采煤層頂板巖性為粉砂質(zhì)泥巖、泥灰?guī)r、灰?guī)r、細(xì)砂巖等?？刹擅簩禹?shù)装逶跈M向上其巖性、厚度及其組合關(guān)系復(fù)雜，各處受斷層影響程度不同，節(jié)理發(fā)育程度、層理膠結(jié)強(qiáng)度各異，其穩(wěn)定性具有復(fù)雜多變性。

4.2 節(jié)理裂隙特征從鉆孔巖芯和地表看井田內(nèi)節(jié)理密度不均勻性，主要發(fā)育四組剪節(jié)理，其中一、二組為一對(duì)共扼剪節(jié)理，發(fā)育最好，第一組節(jié)理產(chǎn)狀216°～252°∠45°～75°，第二組節(jié)理產(chǎn)狀為126°～235°∠71°～78°，二者銳夾角在60°～80°；第三組節(jié)理產(chǎn)狀為283°～350°∠30°～86°。第四組發(fā)育最差，節(jié)理產(chǎn)狀為6°～30°∠68°～75°。井田內(nèi)節(jié)理面均光滑平直，大多呈閉合狀態(tài)。

4.3 瓦斯含量及其變化規(guī)律區(qū)內(nèi)可采煤層瓦斯含量為6.61-18.94ml/g.r，平均11.86ml/g.r；重?zé)N含量為0.03-0.12 ml/g.r，平均0.06 ml/g.r；二氧化碳含量為0.03-0.27 ml/g.r，平均0.18 ml/g.r，故本區(qū)瓦斯含量為中至高瓦斯含量，瓦斯等級(jí)為中至高沼氣瓦斯等級(jí)。

綜上，本區(qū)工程地質(zhì)問題復(fù)雜程度為中等。

5資源量估算結(jié)果

首采地段獲得原煤資源量為1261萬噸，其中探明的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量（331）411萬噸，控制的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量（332）85萬噸，推斷的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量（333）593萬噸，保安煤柱（333）172萬噸。礦區(qū)首采區(qū)先期開采地段探明的資源量占本地段資源量總和的比例，即331/（331+332）為83%，先期開采地段探明的和控制的資源量占本地段資源量總和的比例，即（331+332）/（331+332+333）為46%。另有預(yù)測(cè)的遠(yuǎn)景資源量為261萬噸。井田內(nèi)共生礦產(chǎn)有硫鐵礦。

6開發(fā)前瞻和討論

對(duì)隱伏斷層作了統(tǒng)計(jì)和對(duì)比研究后，區(qū)內(nèi)斷層多為北東向斷層，斷距較大，多為正斷層。開采時(shí)應(yīng)留足斷層煤柱以防破碎帶裂隙水向礦井突水。采用“大井法”所計(jì)算的結(jié)果作為礦床的上部涌水量，即Q正常=4105.07m3/d，Q最大=10673.182m3/d，作為煤礦建設(shè)中充分排水的依據(jù)。建議在未來開采時(shí)，在對(duì)龍?zhí)督M（P3l）含煤地層的裂隙水予以充分重視的同時(shí)，在采空區(qū)附近開采時(shí)應(yīng)預(yù)防老窯水向未來礦井突水。本區(qū)瓦斯含量為中至高瓦斯含量，瓦斯等級(jí)為中至高沼氣瓦斯等級(jí)。因此，瓦斯是危害未來的生產(chǎn)礦井存在和煤炭開采的重大因素。本礦井地質(zhì)及開采條件中等偏復(fù)雜。331/（331+332）為83%，（331+332）/（331+332+333）為46%。資源量比例滿足中型井要求。估算的331+332+333資源量1089萬噸（扣除保安煤柱預(yù)留部分）。按75z回采率計(jì)算，年產(chǎn)30萬噸規(guī)模時(shí)，首采區(qū)（331+332+333）資源量的可服務(wù)年限為27年。因此，本礦井設(shè)計(jì)年產(chǎn)規(guī)?？纱_定為30萬噸/年礦。

7結(jié)論

通過上述對(duì)畢節(jié)煤礦區(qū)草堤井田的調(diào)查研究，結(jié)論和開發(fā)建議如下：①井田內(nèi)確定10、16、33煤層均為大部可采煤層；10、33煤層為較穩(wěn)定煤層，16煤層為穩(wěn)定煤層，6-2煤層穩(wěn)定程度在北西翼可能屬穩(wěn)定型，南東翼屬不穩(wěn)定類型。②露朗背斜是主要的控礦構(gòu)造，草堤井田位于其北東段核部，總體構(gòu)造線展布以北東向?yàn)橹?。礦區(qū)內(nèi)分布較多隱伏斷層。③礦區(qū)充水因素復(fù)雜，在今后開采中要注意險(xiǎn)情預(yù)防和排水。采煤層頂?shù)装宓墓こ痰刭|(zhì)特征比較復(fù)雜，瓦斯等級(jí)為中至高沼氣瓦斯等級(jí)，應(yīng)當(dāng)在生產(chǎn)過程中注重瓦斯的排查。④估算資源量的煤層有10、16和33煤層。通過估算共求得草堤首采區(qū)331+332+333資源量1261萬噸。另有預(yù)測(cè)的遠(yuǎn)景資源量為261萬噸。

參考文獻(xiàn)：

[1]貴州省水文地質(zhì)志[M].地震出版社，1996.

[2]王硯耕.貴州主要地質(zhì)事件與區(qū)域地質(zhì)特征[J].貴州地質(zhì), 1996,13(2):99-104.

[3]貴州省區(qū)域礦床成礦系列與成礦規(guī)律[M].地質(zhì)出版社,2004.

[4]貴州煤田地質(zhì)[M].中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社,2003.

endprint

3.2 礦床充水因素分析礦區(qū)內(nèi)煤層傾角較大，頂、底板節(jié)理裂隙發(fā)育。因此，直接充水水源主要來自龍?zhí)督M（P3l）含煤地層的裂隙水及淺部老窯積水。間接充水水源主要來自長(zhǎng)興組、茅口組中的巖溶地下水、大氣降水和地表水。

3.3 礦井涌水量預(yù)測(cè)主要針對(duì)礦區(qū)內(nèi)上覆巖溶含水層對(duì)礦井的充水量計(jì)算。礦井疏干排水后，地下水逐漸變成紊流狀態(tài)，呈承壓—無壓的運(yùn)動(dòng)類型向礦井集中排泄，故采用公式，即“大井法”，對(duì)本區(qū)礦井涌水量進(jìn)行預(yù)測(cè)：

Q（涌水量）=

影響半徑計(jì)算公式：R=10S。先期開采地段大至呈長(zhǎng)方形（3.50×1.20=4.20km2）。涌水量計(jì)算公式中各參數(shù)為：h=0.645，h=90.20m，M=18.20m，H=284.90m，R=135.72m，r0忽略不計(jì)。根據(jù)各參數(shù)，計(jì)算出礦井的一般涌水量（Q正常）為4105.07m3/d。最大涌水量（Q最大）10673.182m3/d（畢節(jié)老橋煤礦最大涌水量與一般涌水量比值2.60）。

3.4 底板突水預(yù)測(cè)根據(jù)《畢節(jié)市東郊水源地供水水文普查》（二勘院1997年），茅口組底板突水的涌水量計(jì)算結(jié)果為：礦井最小涌水量：Q最小=721.93 m3/d；礦井最大涌水量：Q最大=10558.9m3/d；礦井一般涌水量：Q平均=4026.24m3/d。

以上測(cè)量數(shù)據(jù)可作為生產(chǎn)作業(yè)中的預(yù)防險(xiǎn)情和排水的依據(jù)。

4工程地質(zhì)特征

4.1 巖石物理力學(xué)特征可采煤層頂板巖性為粉砂質(zhì)泥巖、泥灰?guī)r、灰?guī)r、細(xì)砂巖等?？刹擅簩禹?shù)装逶跈M向上其巖性、厚度及其組合關(guān)系復(fù)雜，各處受斷層影響程度不同，節(jié)理發(fā)育程度、層理膠結(jié)強(qiáng)度各異，其穩(wěn)定性具有復(fù)雜多變性。

4.2 節(jié)理裂隙特征從鉆孔巖芯和地表看井田內(nèi)節(jié)理密度不均勻性，主要發(fā)育四組剪節(jié)理，其中一、二組為一對(duì)共扼剪節(jié)理，發(fā)育最好，第一組節(jié)理產(chǎn)狀216°～252°∠45°～75°，第二組節(jié)理產(chǎn)狀為126°～235°∠71°～78°，二者銳夾角在60°～80°；第三組節(jié)理產(chǎn)狀為283°～350°∠30°～86°。第四組發(fā)育最差，節(jié)理產(chǎn)狀為6°～30°∠68°～75°。井田內(nèi)節(jié)理面均光滑平直，大多呈閉合狀態(tài)。

4.3 瓦斯含量及其變化規(guī)律區(qū)內(nèi)可采煤層瓦斯含量為6.61-18.94ml/g.r，平均11.86ml/g.r；重?zé)N含量為0.03-0.12 ml/g.r，平均0.06 ml/g.r；二氧化碳含量為0.03-0.27 ml/g.r，平均0.18 ml/g.r，故本區(qū)瓦斯含量為中至高瓦斯含量，瓦斯等級(jí)為中至高沼氣瓦斯等級(jí)。

綜上，本區(qū)工程地質(zhì)問題復(fù)雜程度為中等。

5資源量估算結(jié)果

首采地段獲得原煤資源量為1261萬噸，其中探明的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量（331）411萬噸，控制的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量（332）85萬噸，推斷的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量（333）593萬噸，保安煤柱（333）172萬噸。礦區(qū)首采區(qū)先期開采地段探明的資源量占本地段資源量總和的比例，即331/（331+332）為83%，先期開采地段探明的和控制的資源量占本地段資源量總和的比例，即（331+332）/（331+332+333）為46%。另有預(yù)測(cè)的遠(yuǎn)景資源量為261萬噸。井田內(nèi)共生礦產(chǎn)有硫鐵礦。

6開發(fā)前瞻和討論

對(duì)隱伏斷層作了統(tǒng)計(jì)和對(duì)比研究后，區(qū)內(nèi)斷層多為北東向斷層，斷距較大，多為正斷層。開采時(shí)應(yīng)留足斷層煤柱以防破碎帶裂隙水向礦井突水。采用“大井法”所計(jì)算的結(jié)果作為礦床的上部涌水量，即Q正常=4105.07m3/d，Q最大=10673.182m3/d，作為煤礦建設(shè)中充分排水的依據(jù)。建議在未來開采時(shí)，在對(duì)龍?zhí)督M（P3l）含煤地層的裂隙水予以充分重視的同時(shí)，在采空區(qū)附近開采時(shí)應(yīng)預(yù)防老窯水向未來礦井突水。本區(qū)瓦斯含量為中至高瓦斯含量，瓦斯等級(jí)為中至高沼氣瓦斯等級(jí)。因此，瓦斯是危害未來的生產(chǎn)礦井存在和煤炭開采的重大因素。本礦井地質(zhì)及開采條件中等偏復(fù)雜。331/（331+332）為83%，（331+332）/（331+332+333）為46%。資源量比例滿足中型井要求。估算的331+332+333資源量1089萬噸（扣除保安煤柱預(yù)留部分）。按75z回采率計(jì)算，年產(chǎn)30萬噸規(guī)模時(shí)，首采區(qū)（331+332+333）資源量的可服務(wù)年限為27年。因此，本礦井設(shè)計(jì)年產(chǎn)規(guī)?？纱_定為30萬噸/年礦。

7結(jié)論

通過上述對(duì)畢節(jié)煤礦區(qū)草堤井田的調(diào)查研究，結(jié)論和開發(fā)建議如下：①井田內(nèi)確定10、16、33煤層均為大部可采煤層；10、33煤層為較穩(wěn)定煤層，16煤層為穩(wěn)定煤層，6-2煤層穩(wěn)定程度在北西翼可能屬穩(wěn)定型，南東翼屬不穩(wěn)定類型。②露朗背斜是主要的控礦構(gòu)造，草堤井田位于其北東段核部，總體構(gòu)造線展布以北東向?yàn)橹鳌５V區(qū)內(nèi)分布較多隱伏斷層。③礦區(qū)充水因素復(fù)雜，在今后開采中要注意險(xiǎn)情預(yù)防和排水。采煤層頂?shù)装宓墓こ痰刭|(zhì)特征比較復(fù)雜，瓦斯等級(jí)為中至高沼氣瓦斯等級(jí)，應(yīng)當(dāng)在生產(chǎn)過程中注重瓦斯的排查。④估算資源量的煤層有10、16和33煤層。通過估算共求得草堤首采區(qū)331+332+333資源量1261萬噸。另有預(yù)測(cè)的遠(yuǎn)景資源量為261萬噸。

參考文獻(xiàn)：

[1]貴州省水文地質(zhì)志[M].地震出版社，1996.

[2]王硯耕.貴州主要地質(zhì)事件與區(qū)域地質(zhì)特征[J].貴州地質(zhì), 1996,13(2):99-104.

[3]貴州省區(qū)域礦床成礦系列與成礦規(guī)律[M].地質(zhì)出版社,2004.

[4]貴州煤田地質(zhì)[M].中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社,2003.

endprint

3.2 礦床充水因素分析礦區(qū)內(nèi)煤層傾角較大，頂、底板節(jié)理裂隙發(fā)育。因此，直接充水水源主要來自龍?zhí)督M（P3l）含煤地層的裂隙水及淺部老窯積水。間接充水水源主要來自長(zhǎng)興組、茅口組中的巖溶地下水、大氣降水和地表水。

3.3 礦井涌水量預(yù)測(cè)主要針對(duì)礦區(qū)內(nèi)上覆巖溶含水層對(duì)礦井的充水量計(jì)算。礦井疏干排水后，地下水逐漸變成紊流狀態(tài)，呈承壓—無壓的運(yùn)動(dòng)類型向礦井集中排泄，故采用公式，即“大井法”，對(duì)本區(qū)礦井涌水量進(jìn)行預(yù)測(cè)：

Q（涌水量）=

影響半徑計(jì)算公式：R=10S。先期開采地段大至呈長(zhǎng)方形（3.50×1.20=4.20km2）。涌水量計(jì)算公式中各參數(shù)為：h=0.645，h=90.20m，M=18.20m，H=284.90m，R=135.72m，r0忽略不計(jì)。根據(jù)各參數(shù)，計(jì)算出礦井的一般涌水量（Q正常）為4105.07m3/d。最大涌水量（Q最大）10673.182m3/d（畢節(jié)老橋煤礦最大涌水量與一般涌水量比值2.60）。

3.4 底板突水預(yù)測(cè)根據(jù)《畢節(jié)市東郊水源地供水水文普查》（二勘院1997年），茅口組底板突水的涌水量計(jì)算結(jié)果為：礦井最小涌水量：Q最小=721.93 m3/d；礦井最大涌水量：Q最大=10558.9m3/d；礦井一般涌水量：Q平均=4026.24m3/d。

以上測(cè)量數(shù)據(jù)可作為生產(chǎn)作業(yè)中的預(yù)防險(xiǎn)情和排水的依據(jù)。

4工程地質(zhì)特征

4.1 巖石物理力學(xué)特征可采煤層頂板巖性為粉砂質(zhì)泥巖、泥灰?guī)r、灰?guī)r、細(xì)砂巖等?？刹擅簩禹?shù)装逶跈M向上其巖性、厚度及其組合關(guān)系復(fù)雜，各處受斷層影響程度不同，節(jié)理發(fā)育程度、層理膠結(jié)強(qiáng)度各異，其穩(wěn)定性具有復(fù)雜多變性。

4.2 節(jié)理裂隙特征從鉆孔巖芯和地表看井田內(nèi)節(jié)理密度不均勻性，主要發(fā)育四組剪節(jié)理，其中一、二組為一對(duì)共扼剪節(jié)理，發(fā)育最好，第一組節(jié)理產(chǎn)狀216°～252°∠45°～75°，第二組節(jié)理產(chǎn)狀為126°～235°∠71°～78°，二者銳夾角在60°～80°；第三組節(jié)理產(chǎn)狀為283°～350°∠30°～86°。第四組發(fā)育最差，節(jié)理產(chǎn)狀為6°～30°∠68°～75°。井田內(nèi)節(jié)理面均光滑平直，大多呈閉合狀態(tài)。

4.3 瓦斯含量及其變化規(guī)律區(qū)內(nèi)可采煤層瓦斯含量為6.61-18.94ml/g.r，平均11.86ml/g.r；重?zé)N含量為0.03-0.12 ml/g.r，平均0.06 ml/g.r；二氧化碳含量為0.03-0.27 ml/g.r，平均0.18 ml/g.r，故本區(qū)瓦斯含量為中至高瓦斯含量，瓦斯等級(jí)為中至高沼氣瓦斯等級(jí)。

綜上，本區(qū)工程地質(zhì)問題復(fù)雜程度為中等。

5資源量估算結(jié)果

首采地段獲得原煤資源量為1261萬噸，其中探明的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量（331）411萬噸，控制的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量（332）85萬噸，推斷的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量（333）593萬噸，保安煤柱（333）172萬噸。礦區(qū)首采區(qū)先期開采地段探明的資源量占本地段資源量總和的比例，即331/（331+332）為83%，先期開采地段探明的和控制的資源量占本地段資源量總和的比例，即（331+332）/（331+332+333）為46%。另有預(yù)測(cè)的遠(yuǎn)景資源量為261萬噸。井田內(nèi)共生礦產(chǎn)有硫鐵礦。

6開發(fā)前瞻和討論

對(duì)隱伏斷層作了統(tǒng)計(jì)和對(duì)比研究后，區(qū)內(nèi)斷層多為北東向斷層，斷距較大，多為正斷層。開采時(shí)應(yīng)留足斷層煤柱以防破碎帶裂隙水向礦井突水。采用“大井法”所計(jì)算的結(jié)果作為礦床的上部涌水量，即Q正常=4105.07m3/d，Q最大=10673.182m3/d，作為煤礦建設(shè)中充分排水的依據(jù)。建議在未來開采時(shí)，在對(duì)龍?zhí)督M（P3l）含煤地層的裂隙水予以充分重視的同時(shí)，在采空區(qū)附近開采時(shí)應(yīng)預(yù)防老窯水向未來礦井突水。本區(qū)瓦斯含量為中至高瓦斯含量，瓦斯等級(jí)為中至高沼氣瓦斯等級(jí)。因此，瓦斯是危害未來的生產(chǎn)礦井存在和煤炭開采的重大因素。本礦井地質(zhì)及開采條件中等偏復(fù)雜。331/（331+332）為83%，（331+332）/（331+332+333）為46%。資源量比例滿足中型井要求。估算的331+332+333資源量1089萬噸（扣除保安煤柱預(yù)留部分）。按75z回采率計(jì)算，年產(chǎn)30萬噸規(guī)模時(shí)，首采區(qū)（331+332+333）資源量的可服務(wù)年限為27年。因此，本礦井設(shè)計(jì)年產(chǎn)規(guī)模可確定為30萬噸/年礦。

7結(jié)論

通過上述對(duì)畢節(jié)煤礦區(qū)草堤井田的調(diào)查研究，結(jié)論和開發(fā)建議如下：①井田內(nèi)確定10、16、33煤層均為大部可采煤層；10、33煤層為較穩(wěn)定煤層，16煤層為穩(wěn)定煤層，6-2煤層穩(wěn)定程度在北西翼可能屬穩(wěn)定型，南東翼屬不穩(wěn)定類型。②露朗背斜是主要的控礦構(gòu)造，草堤井田位于其北東段核部，總體構(gòu)造線展布以北東向?yàn)橹?。礦區(qū)內(nèi)分布較多隱伏斷層。③礦區(qū)充水因素復(fù)雜，在今后開采中要注意險(xiǎn)情預(yù)防和排水。采煤層頂?shù)装宓墓こ痰刭|(zhì)特征比較復(fù)雜，瓦斯等級(jí)為中至高沼氣瓦斯等級(jí)，應(yīng)當(dāng)在生產(chǎn)過程中注重瓦斯的排查。④估算資源量的煤層有10、16和33煤層。通過估算共求得草堤首采區(qū)331+332+333資源量1261萬噸。另有預(yù)測(cè)的遠(yuǎn)景資源量為261萬噸。

參考文獻(xiàn)：

[1]貴州省水文地質(zhì)志[M].地震出版社，1996.

[2]王硯耕.貴州主要地質(zhì)事件與區(qū)域地質(zhì)特征[J].貴州地質(zhì), 1996,13(2):99-104.

[3]貴州省區(qū)域礦床成礦系列與成礦規(guī)律[M].地質(zhì)出版社,2004.

[4]貴州煤田地質(zhì)[M].中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社,2003.

endprint