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摘要:文章通过对白音华露天煤矿矿床特征分析,提出对于矿体构造复杂和岩层不稳定矿体,必须加强矿山地质工作,发挥矿山地质工作在矿山生产过程中的作用,这对于加强矿山管理,延长矿山寿命,加大矿山资源利用及矿山生产监督有着重要的意义。
关键词:露天煤矿;工程地质条件;水文地质条件;地质工作
正文:
白音华露天煤矿所处的白音华煤田是内蒙古自治区十大煤田之一,于2006年开始剥离,设计年生产能力为1500万吨,随着剥离深度的增加,南帮附近排土场的压力增大,而矿山岩层工程地质条件复杂,稳定性较差,直接影响到矿坑的正常生产,并且在煤矿开采过程中出露断层断距较大,很可能会影响到半连续系统工艺安装及运行,迫切需要在矿山生产过程中,加强矿山地质工作研究,保证矿山生产顺利进行。
一、地质条件分析
(一)工程地质条件
本矿岩石抗压强度在6~15 MPa之间的中硬岩占岩石的比例为31%,平均厚度为46.67m。大多数岩层为软岩,其岩体类型属于松散—半坚硬岩体。
第四系上部为细砂,下部为亚粘土,厚度0.45~48.68m,一般13.40m厚,稳定性较差。第三系为棕红色粘土,厚度0~52.67m,一般厚度为24m左右,遇水易软化。煤系风化带:泥岩软,透水性弱,煤层破碎,透水性强,渗透系数为1.683~3.753m/d,单位涌水量为0.357~0.990l/s·m。抗压强度1.56 MPa,抗拉强度0.39 MPa,沿风化带层面形成广泛的软弱层,影响岩体的稳定。
煤系风化带以下为层状块裂结构岩段,由泥岩、砂岩及煤层组成,其中泥岩占70%,抗压强度1.56~9.60MPa,煤层12.6%,抗压强度8.5~13.2 MPa。砂岩为凝灰质胶结,质地较松散,岩层对比较稳定,抗压强度4.8 MPa,三组煤层均为承压含水层,影响岩体的稳定性。
露天矿非工作帮边坡岩体构成主要有第四系松散层、第三系粘土层、煤系地层,岩层呈近水平状,存在不利边坡稳定的顺倾,第三系、第三系与煤系地层之间及煤系地层内存在有不连续泥岩或炭质泥岩弱层,对边坡稳定性影响较大。
(二)水文地质条件
本区属白音华盆地水文地质单元的一部分,高力罕河河床标高1003m,即为本区最低侵蚀基准面,露天矿最低排泄面为3煤组含水岩组底板,标高731m。
第四系为一类一型,即以孔隙含水层为主的水文地质条件简单;基岩为二类一~二型,即以裂隙含水层为主的水文地质条件简单~中等。
四、煤层赋存构造
白音华煤田为山间断陷盆地,北东—北北东向长条状分布,含煤带展布方向与盆地长轴方向一致,呈向斜盆状。在勘探过程中主要发现两条正断层,位于矿田西侧的F2-1和F2-2断层。而随着采矿工程的不断推进和降深,出现了多处伴生小型断层,其中在首采区中南部发育一条南北走向正断层,断距为2.5~10.0m,沿地层倾向延伸,断距逐渐增大。该断层将对采煤半连续系统的布置和运行产生影响。
二、 加强煤矿地质工作在矿山生产过程中的作用的几个方面
(一)加强煤矿地质队伍建设
1、煤矿总工程师(技术负责人)具体负责煤矿地质工作的组织实施和技术管理。由于煤矿地质类型为复杂,应配备地质副总工程师。
2、煤矿应当设立地测部门,配备经验丰富的地质及相关专业技术人员和仪器设备,建立建全煤矿地质工作各項规章制度。
3、地测部门负责人、地质副总工程师应由经验丰富具有一定领导能力的地质专业技术人员担任。
4、煤矿应定期对地质技术人员进行继续教育和业务培训,不断提高煤矿地质工作质量。
5、煤矿应积极采用新理论、新技术、新方法和新设备,认真开展煤矿地质研究,不断提高煤矿地质工作的技术水平。
(二)全面推进煤矿地质工作
(一)研究煤矿地层、地质构造、煤层、煤质、水文地质、煤层顶底板、陷落柱、地温、地应力和边坡稳定性等地质特征及其变化规律,预先查明影响煤矿安全生产的各种地质因素,并做好相应的预测预报工作。
(二)进行地质补充调查与勘探、地质观测、资料编录和综合分析,提供煤矿生产和建设各个阶段所需要的地质资料,解决煤矿安全生产中的各种地质问题。
(三)计算和核实煤矿煤炭资源/储量,掌握资源/储量动态状况,为合理安排生产提供可靠依据。
(四)调查、研究煤矿含煤地层中共(伴)生矿产的赋存情况和开采利用价值。
(五)煤矿地质工作应坚持“综合勘查、预测预报、保障安全”的原则。
(三)实际工作中遇见的问题及解决方法
1、由于矿山岩层工程地质条件复杂,稳定性较差,直接影响到矿坑的正常生产,建议全面开展边坡稳定性分析和防治技术研究工作,制定边坡监测方案和设计,以便于对边坡稳定状态做出更准确的预判。
2、根据工程地质条件特点和实际生产建设情况,控制采场的边坡角度,对边帮出煤及不稳定部位及时回填压脚,对第四系地表水及时疏导,防止浸泡边坡。
3对边坡应确定合理边坡各要素参数,以及能够指导现场施工的工程技术措施。以保证端帮胶带机能够顺利安装,并确保投入生产后能够安全稳定地运行。
6必须及时投入非工作帮的第四系含水层做排水或挡水工程,由于沙层较厚,水量较大,再加上煤岩层存在不利边坡稳定的顺倾,边坡岩土工程条件差等等,预防第四系水对内排土场稳定造成破坏工程就显的尤为重要和紧迫。建议组织专业机构开展此项防治措施研究,确定实施方案。
7加大边坡监测力度。建立边坡监测网,实施定期观测,及时掌握边坡动态情况,为生产提供安全技术依据。必要时应运用钻孔、探井、探槽、物探等勘探手段加以综合利用。建议把勘察过程中形成的工程地质勘探孔,改造成岩移监测孔,以更及时地判断边坡稳定状况,更准确地掌握边坡滑动位置。
8由于随着采矿工程的不断推进和降深,出现了多处中、小型断层,并可能对采煤半连续系统的布置、运行和推进产生影响。对此类与原始资料不符的地质构造,应及时进行地质素描及资源/储量的重新核算。
希望这些建议可以对白音华煤矿地质工作起到一定的作用。煤矿刚步入生产期,与地质工作推进缓慢有一定关系,但是基于对本矿地质构造瞬息万变,很多地质问题需要一个强劲专业队伍进行研究解决!
参考文献:
1内蒙古自治区煤田地质局472勘探队 白音华煤矿露天矿勘探报告,2004年
2内蒙古龙旺地质勘探有限责任公司 白音华露天煤矿生产地质补充勘探报告,2012年
作者简介:
范红艳,(1984.03-)女,山西人,本科学历,内蒙古锡林郭勒白音华煤电有限责任公司助理工程师,主要研究地质。
关键词:露天煤矿;工程地质条件;水文地质条件;地质工作
正文:
白音华露天煤矿所处的白音华煤田是内蒙古自治区十大煤田之一,于2006年开始剥离,设计年生产能力为1500万吨,随着剥离深度的增加,南帮附近排土场的压力增大,而矿山岩层工程地质条件复杂,稳定性较差,直接影响到矿坑的正常生产,并且在煤矿开采过程中出露断层断距较大,很可能会影响到半连续系统工艺安装及运行,迫切需要在矿山生产过程中,加强矿山地质工作研究,保证矿山生产顺利进行。
一、地质条件分析
(一)工程地质条件
本矿岩石抗压强度在6~15 MPa之间的中硬岩占岩石的比例为31%,平均厚度为46.67m。大多数岩层为软岩,其岩体类型属于松散—半坚硬岩体。
第四系上部为细砂,下部为亚粘土,厚度0.45~48.68m,一般13.40m厚,稳定性较差。第三系为棕红色粘土,厚度0~52.67m,一般厚度为24m左右,遇水易软化。煤系风化带:泥岩软,透水性弱,煤层破碎,透水性强,渗透系数为1.683~3.753m/d,单位涌水量为0.357~0.990l/s·m。抗压强度1.56 MPa,抗拉强度0.39 MPa,沿风化带层面形成广泛的软弱层,影响岩体的稳定。
煤系风化带以下为层状块裂结构岩段,由泥岩、砂岩及煤层组成,其中泥岩占70%,抗压强度1.56~9.60MPa,煤层12.6%,抗压强度8.5~13.2 MPa。砂岩为凝灰质胶结,质地较松散,岩层对比较稳定,抗压强度4.8 MPa,三组煤层均为承压含水层,影响岩体的稳定性。
露天矿非工作帮边坡岩体构成主要有第四系松散层、第三系粘土层、煤系地层,岩层呈近水平状,存在不利边坡稳定的顺倾,第三系、第三系与煤系地层之间及煤系地层内存在有不连续泥岩或炭质泥岩弱层,对边坡稳定性影响较大。
(二)水文地质条件
本区属白音华盆地水文地质单元的一部分,高力罕河河床标高1003m,即为本区最低侵蚀基准面,露天矿最低排泄面为3煤组含水岩组底板,标高731m。
第四系为一类一型,即以孔隙含水层为主的水文地质条件简单;基岩为二类一~二型,即以裂隙含水层为主的水文地质条件简单~中等。
四、煤层赋存构造
白音华煤田为山间断陷盆地,北东—北北东向长条状分布,含煤带展布方向与盆地长轴方向一致,呈向斜盆状。在勘探过程中主要发现两条正断层,位于矿田西侧的F2-1和F2-2断层。而随着采矿工程的不断推进和降深,出现了多处伴生小型断层,其中在首采区中南部发育一条南北走向正断层,断距为2.5~10.0m,沿地层倾向延伸,断距逐渐增大。该断层将对采煤半连续系统的布置和运行产生影响。
二、 加强煤矿地质工作在矿山生产过程中的作用的几个方面
(一)加强煤矿地质队伍建设
1、煤矿总工程师(技术负责人)具体负责煤矿地质工作的组织实施和技术管理。由于煤矿地质类型为复杂,应配备地质副总工程师。
2、煤矿应当设立地测部门,配备经验丰富的地质及相关专业技术人员和仪器设备,建立建全煤矿地质工作各項规章制度。
3、地测部门负责人、地质副总工程师应由经验丰富具有一定领导能力的地质专业技术人员担任。
4、煤矿应定期对地质技术人员进行继续教育和业务培训,不断提高煤矿地质工作质量。
5、煤矿应积极采用新理论、新技术、新方法和新设备,认真开展煤矿地质研究,不断提高煤矿地质工作的技术水平。
(二)全面推进煤矿地质工作
(一)研究煤矿地层、地质构造、煤层、煤质、水文地质、煤层顶底板、陷落柱、地温、地应力和边坡稳定性等地质特征及其变化规律,预先查明影响煤矿安全生产的各种地质因素,并做好相应的预测预报工作。
(二)进行地质补充调查与勘探、地质观测、资料编录和综合分析,提供煤矿生产和建设各个阶段所需要的地质资料,解决煤矿安全生产中的各种地质问题。
(三)计算和核实煤矿煤炭资源/储量,掌握资源/储量动态状况,为合理安排生产提供可靠依据。
(四)调查、研究煤矿含煤地层中共(伴)生矿产的赋存情况和开采利用价值。
(五)煤矿地质工作应坚持“综合勘查、预测预报、保障安全”的原则。
(三)实际工作中遇见的问题及解决方法
1、由于矿山岩层工程地质条件复杂,稳定性较差,直接影响到矿坑的正常生产,建议全面开展边坡稳定性分析和防治技术研究工作,制定边坡监测方案和设计,以便于对边坡稳定状态做出更准确的预判。
2、根据工程地质条件特点和实际生产建设情况,控制采场的边坡角度,对边帮出煤及不稳定部位及时回填压脚,对第四系地表水及时疏导,防止浸泡边坡。
3对边坡应确定合理边坡各要素参数,以及能够指导现场施工的工程技术措施。以保证端帮胶带机能够顺利安装,并确保投入生产后能够安全稳定地运行。
6必须及时投入非工作帮的第四系含水层做排水或挡水工程,由于沙层较厚,水量较大,再加上煤岩层存在不利边坡稳定的顺倾,边坡岩土工程条件差等等,预防第四系水对内排土场稳定造成破坏工程就显的尤为重要和紧迫。建议组织专业机构开展此项防治措施研究,确定实施方案。
7加大边坡监测力度。建立边坡监测网,实施定期观测,及时掌握边坡动态情况,为生产提供安全技术依据。必要时应运用钻孔、探井、探槽、物探等勘探手段加以综合利用。建议把勘察过程中形成的工程地质勘探孔,改造成岩移监测孔,以更及时地判断边坡稳定状况,更准确地掌握边坡滑动位置。
8由于随着采矿工程的不断推进和降深,出现了多处中、小型断层,并可能对采煤半连续系统的布置、运行和推进产生影响。对此类与原始资料不符的地质构造,应及时进行地质素描及资源/储量的重新核算。
希望这些建议可以对白音华煤矿地质工作起到一定的作用。煤矿刚步入生产期,与地质工作推进缓慢有一定关系,但是基于对本矿地质构造瞬息万变,很多地质问题需要一个强劲专业队伍进行研究解决!
参考文献:
1内蒙古自治区煤田地质局472勘探队 白音华煤矿露天矿勘探报告,2004年
2内蒙古龙旺地质勘探有限责任公司 白音华露天煤矿生产地质补充勘探报告,2012年
作者简介:
范红艳,(1984.03-)女,山西人,本科学历,内蒙古锡林郭勒白音华煤电有限责任公司助理工程师,主要研究地质。