煤矿开采矸石充填技术与应用毕业论文

山东科技大学继续教育学院2010级采矿工程专业论文

地层系统带系统组上统组厚度标志图煤层赋存岩性柱状岩组柱状岩性描述及水文特征岩性有粘土，砂质粘土及沙硕层等组成，东薄西厚。以黄灰黄色粘土，砂质粘土及细、中砂为主，厚度为55.02∽90.04m,q=0.4895∽6.26881m,水平标高为+32.48∽+33.40m;（0中+0下）：有灰绿，灰白色沙硕，粘土，砂质粘土组成，厚度为72.68∽147.61m,q=0.045∽3.3891m新第生四组中组代纪下组16.67∽255.90/184.54中侏蒙生罗阴界纪组上65.08485.45石二古叠盒子组0∽684.7/272.82又上而下有紫红色砂岩，暗绿色组粉沙岩，紫红色硕岩，灰紫，灰褐，灰绿的细砂岩等组成。第一段：厚0∽218m第二段：厚0∽173.71m第三段：厚0∽266.30m第四段：厚0∽435.70m第五段：厚0∽256m上石盒子组：杂色铝质泽岩，粉沙岩以及灰绿色砂岩组成，厚度为0∽185.80m下石盒子组：以灰绿色砂岩，杂色铝质泥岩为主，厚度为66.08∽95.64m上3 煤系西组17.92∽59.50山中砂粉砂0-9.697.8本井田主要含煤岩层，以浅色、灰白色以及浅灰绿色砂岩为主，由深灰、灰黑色粉沙岩、泥岩以及煤层组成，其含煤4层(1、2、3上、3下)，1、2、层煤不稳定，3上、3下煤层较稳定，为井田内主要可采煤层。生0.0-0.2太200.00二灰三灰五灰七灰八灰12上九灰十灰16上十一17十二十三40.00石原界炭群本系溪群由深灰色泥质岩、粉沙岩、灰色粘土、灰绿色砂岩组成，其中夹有灰岩9层和薄煤层20层，第16号、17号煤层位居下部，为全区可采薄煤层第6号、15号和18号等层为局部可采煤层。水位标高+34.16～+40.20m。十四十五由灰白色岩，杂色粘土岩，铝铁质泥质岩，铝土岩等组成。水位标高+36.12～+40.00m。 图1.2 井田地质综合柱状图

1.2.3井田地质构造

本井田位于南北向的济宁地堑构造内，属济宁煤田(东区)的中部。东西二侧分别为南

第6页

山东科技大学继续教育学院2010级采矿工程专业论文

北向的区域性断裂孙氏店断层和济宁断层，井田内断层则以受此区域性断裂控制的南北向断层为主。井田的褶曲形态北部以宽缓褶皱为特点，往南逐渐转成北东向、向北西倾伏的单斜构造，构造中等偏简单。

(1)地层产状及主要褶曲

本井田煤系地层东及东南浅，西部深。由北至南为一近南北走向、向西倾伏逐渐转成北东走向向北西倾伏的单斜构造。浅部具宽缓褶皱的特点,形成次一级的向背、斜构造。地层倾角平缓，一般在5°～8°左右，唯东部孙氏店支一断层西侧，因受断层牵引影响，倾角局部变陡可达18°以上。井田内褶曲构造因地层倾角平缓，褶曲幅度又不大，所以形态不甚明显。

资源勘探(精查)阶段控制的主要褶曲有北北西向一组，发育于井田的东部。为李二庄向斜、南王背斜。它们的产状、特征如下：

①李二庄向斜

位于井田东部，向斜轴分布在朱庄东、李二庄、北王庄、程堂、麦店一线。北北西走向，与孙氏店支一断层相平行，延展长在10 km以上。该向斜东南浅、西北深，为一倾伏向斜。向斜幅度30～190 m，跨度1～2 km。以井田东南角的麦店庄处表现最明显,形成下组煤在井田东南角的凸出缘。二翼倾角5°～18°，东翼稍陡，西翼缓，一般在5°～8°左右。

②南王背斜

位于李二庄向斜西侧，为与之相伴的一背斜构造。北起黑土店，经宋庄，邬庄、黄庄、南王庄至仲浅一线。东南浅，西北深，为一倾伏背斜。北北西走向，延展长在10 km以上。背斜幅度0～80 m，跨度0.8～2 km。以东南仲浅庄处表现明显，在井田中部5、6线处表现不清楚。二翼倾角6°～9°，较为平缓。

(2)断层

井田内断层具有明显的规律性，其中为主的南北向断层组，多为东升西降的正断层，因而使井田地层自东向西呈台阶下降。另一组北东至东西向的

正断层，分布不甚规律。主要断层特征具体见表1.1。 (3)岩浆岩

井田内普遍有燕山期的岩浆活动，呈层状侵入于上侏罗统红砂岩内。侵入层位较为稳定，主要在上侏罗统下亚组第三段的中下部，厚0～150 m,平均91.36 m。东部薄，西部厚。

第7页

山东科技大学继续教育学院2010级采矿工程专业论文

全区普遍发育，缺失厚度系受侵蚀所致。岩性以橄榄辉长岩为主，也有角闪辉长岩等。灰绿色，等粒状晶质结构，岩层中部颗粒较粗，结晶及自形程度好。据薄片鉴定资料：主要矿物为基性斜长石(拉长石)、辉石、橄榄石及角闪石，付矿物有少量磷灰岩、磁铁矿及黑云母等。岩石因次生蚀变，橄榄石有蛇纹石化，辉石、角闪石发生绿泥石化。岩浆岩下距上侏罗统红砂岩底界99.30～259 m，平均151.31 m。距3上煤层最小距离也在127 m以上，对煤层与煤质均无影响。

表1.1 主要断层特征表

断层 名称 孙氏店断层 八里铺断层 董庄断层 断层 性质 正 正 正 走向 NNW SN SN 断层产状 倾向 W W E 倾角 70° 70° 70° 落差 m 450 0～30 35～325 延展长度km 全长：46 区内：6 7.4 4.5 1.2.4水文地质

济宁三号井田上覆地层第四系平均厚184.57 m，上侏罗统(包括岩浆岩)平均厚272.82m，3上煤层顶板砂岩之上有平均厚70.87 m的二迭系隔水层。因此，大气降水、南阳湖以及泗河等地表水很难下渗补给煤系各含水层，与矿井涌水量无直接关系。最下一层可采煤层与奥灰之间沉积有比较厚的压盖隔水层，平均厚61.76 m，在正常情况下，能够阻止奥灰水底鼓。

上组煤直接充水含水层3上煤层顶底板砂岩富水性较弱，补给条件不好，水文地质条件属简单类型；3下煤层冒裂带高度达到上侏罗统底砾岩的块段，由于底砾岩水的影响，水文地质条件为中等类型。

下组煤直接充水含水层十下灰埋藏深，富水性弱～中等；正常情况下，奥灰不会发生底鼓突水；断层导水性弱。因而，下组煤水文地质条件属简单～中等类型。

(1)含水层

井田内含水层自上而下主要有第四系砂砾孔隙含水层、上侏罗统砂砾岩裂隙含水层、3煤层顶底板砂岩裂隙含水层、太原组第三、十下层石灰岩溶裂隙含水层、奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层。

含水层由上向下简述如下：

第8页

山东科技大学继续教育学院2010级采矿工程专业论文

①第四系分上、下两段。上段厚55.02～90.04 m，一般70 m左右，由粘土、砂质粘土及砂层组成，砂层纯且松散，透水性好，单位涌水量0.4895～6.2688 L/s2m；下段由砂砾、粘土质砂砾、粘土及砂质粘土等组成。砂层以粗砂为主，含细砾，多长石颗粒，单位涌水量3.398 L/s2m。两段之间水力联系不密切。

②上侏罗统含水段由上而下分三段。第一段是岩浆岩顶部及邻近砂岩。第二段是岩浆岩底部及其邻近砂岩。在正常情况下与采煤无关，单位涌水量0.0709～0.0999L/s2m。第三含水段是上侏罗统下部砾岩。该层距上侏罗统底界30 m左右，一般厚10～20 m，其成分以石英岩为主，灰岩次之。下距3下煤层的最小间距为30.53 m。单位涌水量0.1291 L/s2m。北王断层以东的大部分面积和C11-4号孔周围的3层煤，其回采后的裂隙带高度可达到该层砾岩，成为矿井涌水含水层。

③山西组3层煤顶底板砂岩。3上层煤顶板为细至中粒砂岩，厚度一般3～45.9 m，平均19.20m，3下煤层顶板为中到粗粒砂岩，一般厚6～60 m，平均厚27.96 m。单位涌水量0.0075L/s2m。其底板砂岩为细砂岩或粉、细砂岩互层，一般厚2.5～20 m，平均11.53 m。3层煤顶底板砂岩含水性弱，补给条件差，主要含静储量水，为直接充水含水层。

④太原组第三层灰岩厚3.10～8.54 m，平均5.71 m。质较纯，有含水裂隙，浅部有小溶洞，其露头基本在上侏罗统地层之下，不与第四系地层直接接触。单位涌水量0.0000031～0.00306 L/s2m。属补给条件差的弱含水层。

⑤太原组十下层灰岩厚2.62~8.15 m，平均4.8 m。质较纯。其露头均在第四系地层之下，但第四系底部普遍沉积粘土层，故十下灰来自露头的补给条件差。单位涌水量0.00101～0.1818 L/s2m。该层-500 m水平以上为具有一定水头补给边界的弱至中等富水性含水层。-500 m水平以下则含水性明显减弱。

⑥奥陶系石灰岩总厚742～-500 m水平以上,单位涌水量0.01706～1.8142 L/s2m，属中到强含水层。-500～-700 m区段，单位涌水量0.00245 L/s2m，属弱含水区。-700 m水平以下则含水性更弱。

(2)隔水层

本井田隔水层组较多，重要的有以下两组： ①煤系上覆隔水层组

3煤层顶板砂岩以上的上石盒子组，厚0～185.8 m，下石盒子组厚0～50 m，以隔水岩层为主，夹有薄层细、中、粗粒砂岩。抽水试验水质资料表明该组上下含水层的水化学特

第9页