孙村煤矿采空塌陷的危险性预测评估与防治措施.pdf

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1、2013第8卷第2期地灾治理V01．8No．2孙村煤矿采空塌陷的危险性预测评估与防治措施高庆，高兵艳，王峰，孙鹏，范龙刚(山东省第一地质矿产勘查院，济南250014)摘要：煤矿塌陷是煤矿地质灾害危险性评估的核心内容。本文以孙村煤矿为例，进行了采空塌陷的危险性预测，并提出了防治措施。关键词：煤矿开采；采空塌陷；危险性预测；防治措施中图分类号：x45文献标识码：A文章编号：1007—1903(2013)02—0028—031矿区概况孙村煤矿位于山东省新泰市境内的新汶煤田中部，东部为张庄矿井田，西部为良庄矿井田

2、。矿井总资源量18814．7万t，其中基础储量10183．57Yt，资源量为8631．2万t。孙村矿井年产量为140万t，属于大型矿山。2矿区地层2．1区域地层评估区地层属华北地层大区晋鲁豫地层区泰安小区，由老到新为太古界泰山群、古生界寒武系、奥陶系、石炭系和二叠系，中生界侏罗系、白垩系和新生界古近系和第四系地层。2．2评估区地层(1)煤系下伏地层奥陶系马家沟组(O，．2m)：为煤系地层基底，总厚度约800m。下统以灰至灰白色白云岩及白云质灰岩为主，夹泥岩、泥灰岩、竹叶状灰岩、豹皮状灰岩；中统以厚层状灰岩

3、、豹皮状灰岩及白云质灰岩为主，夹泥灰岩及泥岩，含珠角石、盘角石等化石。(2)含煤地层本区含煤地层为华北型石炭二叠系海陆交互相含煤沉积，厚度253．08～380．95m。沉积环境由中石炭统的海陆交互相逐渐过度为二叠系的陆相。其含煤地层由老至新依次为：①石炭系本溪组(Cyb)：厚度58．15～66．95m。岩性为杂色粘土岩、灰岩、深灰色粉砂岩夹灰至灰绿色或杂色砂岩。徐家庄灰岩底部发育一层不稳定薄煤。底部以G层铝土岩或山西式铁矿与中奥陶假整合接触。②石炭系太原组(C：-P∥)：厚168．65～186．55m。岩

4、性为深灰色粘土岩、粉砂岩及浅灰色砂岩，夹灰岩两层(一灰和四灰)。本组共含煤12层(第5至17层)，其中可采者3层(11、13、15层煤)，为本区主要的含煤地层。其中一灰、四灰岩性、厚度稳定，与山西组整合接触。③二叠系山西组(Py§)：厚45．25～167．65m，平均95．00m。岩性以灰白至灰色中细砂岩、深灰至灰黑粉砂岩及浅灰色粘土岩为主，含煤4层，其中可采者3层(第2、3、4层)，为本区主要含煤地层，与石盒子组整合接触。④二叠系石盒子组(Pj)：厚6．80～116．00m，平均44．88m。岩性以杂色

5、粘土岩，灰～灰绿或黄褐色砂岩为主，底部夹深灰色粉砂岩或灰色粘土岩。本组底部的厚层状中细粒长石石英砂岩发育较稳定，是煤层对比的可靠辅助标志层。与二叠系山西组作者简介：高庆(1976一)，男，山东泰安人，工程师，主要从事水工环地质勘查工作。2013V01．8No．2高庆等：孙村煤矿采空塌陷的危险性预测评估与防治措施第8卷第2期整合接触，上部与古近系或侏罗系不整合接触。(3)煤系上覆地层①侏罗系蒙阴组(J，)：厚7．40～298．35m，平均79．36m，自西向东逐渐变厚。岩性以褐红色粉砂岩及泥质、钙质胶结的细

6、砂岩为主，夹数层砾岩，交错层理发育。为陆相沉积，不含煤，以角度不整合覆于煤系地层之上。②古近系官庄组(Eg)：自西向东厚834．80～1355．00m以角度不整合覆于侏罗系蒙阴组之上。岩性以砖红色粘土质粉砂岩为主，中下部呈深灰色，夹数层砾岩，胶结较松散，砾石成分简单，主要为石灰岩，其次为长石石英砂岩及片麻岩。③第四系(Q)：厚0．30～9．32m，平均4．65m，以角度不整合覆于古近系官庄组之上。3可采煤层及其特征矿区内可采煤层共6层(2、3、4、11、13、15)。根据钻孔揭露情况，并参考邻近矿井揭露资

7、料，确定第2、4、11层煤为稳定煤层，第3、13、15层煤为较稳定煤层。第2层煤：为孙村煤矿主采煤层。有薄、中厚及厚煤层3种。煤层最大厚度4．35m，最小0．70m，平均厚度2．28m。下距第3层煤5～6m，上距古近系红砂岩310m，为全区可采的稳定煤层。第3层煤层：厚度0．8～1．2m，上距第2层煤4,～9m；下距第4层煤6～1lm。该层煤结构简单，除检一孔含一层0．19m厚的夹矸外，其它孔均未见夹矸。第4层煤：为孙村煤矿主采层。厚度1．07～2．32m，下距第6层煤37m。属全区可采的稳定煤层，该层煤

8、结构简单，除少数孔含0．17～0．21m的夹矸外，其它见煤点均不含夹矸。第11层煤：为孙村煤矿主采煤层之一。煤厚0．75～2．0m，平均0．93m，煤厚由东向西变薄。下距第13层煤40m左右。属全区可采稳定煤层，该层煤结构简单，3,／U见煤孔见1层夹矸。第13层煤：煤厚变化0．72～1．37m，平均煤厚0．77m，井田中由浅至深有变薄趋势。该层煤结构较简单，4孔见0．19～0_3lm厚的夹矸。第15层煤：厚度一般0．68m左右