采礦畢業(yè)設(shè)計

1、第一章 礦井概況第一節(jié) 礦區(qū)概況一、地理位置、交通新源井田位于山東省滕州市西部昭陽湖區(qū)。行政區(qū)劃歸滕州市和微山縣共同管轄。地理位置：新源井口地理坐標(biāo)為東經(jīng)1165431，北緯350135。井田東西長約8-9km，南北寬約7-9.5km，面積約54km2，其中湖區(qū)面積約占井田面積的87%。交通情況：本區(qū)東有京滬鐵路，區(qū)內(nèi)辛安港距滕州火車站25km；井田東側(cè)有濟（寧）微（山）公路和兩條縣級公路；井田內(nèi)有京杭大運河，北達濟寧，南通蘇、滬、杭，湖濱筑有留莊港、辛安港兩個航運碼頭，經(jīng)昭陽湖與大運河相連，交通方便。見交通位置圖1-1-1。二、地形地貌本區(qū)北面為丘陵和鳧山中低山區(qū)，區(qū)內(nèi)大部分為湖區(qū)，地面標(biāo)高

2、+30.1436.35m，湖底標(biāo)高約32m。地勢為東高西低。井田東側(cè)中部有一條北沙河，河水自東北流向西南至昭陽湖，屬季節(jié)性河流。井田大部分面積位于湖水區(qū)，湖面遼闊，常年積水，最高洪水位+36.48m，沿湖筑有堤壩，湖堤頂標(biāo)高+37.1939.89m，堤壩寬25m。近十年水位偏低，豐水期水位標(biāo)高+34.0435.25m。三、氣象及地震1、氣象本區(qū)為溫帶半濕潤季風(fēng)區(qū)，屬海洋與大陸間過渡性氣候，四季分明。年平均氣溫約為13.5。降雨多集中7、8月份，年平均降水量768.3mm。本區(qū)四季風(fēng)向變化較大，春、夏、秋三季以東南風(fēng)為主，冬季北風(fēng)、西北風(fēng)較多。4月份和夏季大風(fēng)較多，歷年最大風(fēng)速29m/s（196

3、9年7月22日）。2、自然地震根據(jù)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)gb50011-2001建筑抗震設(shè)計規(guī)范。本井田抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計基本地震加速度值為0.10g（山東省第一組）。四、周圍其它煤礦開發(fā)情況新源井附近已建礦井有武所屯、休城、徐莊、趙坡、留莊、級索、王晁、北徐樓、濱湖和錦丘等10對地方、國有煤礦（詳見圖12 周邊礦井分布示意圖）。東鄰棗莊市臺兒莊區(qū)王晁煤礦、北鄰棗莊礦業(yè)（集團）有限責(zé)任公司濱湖煤礦，西和南為新安煤礦南井。新源井與四鄰間邊界皆為人為劃定。其中王晁煤礦為年產(chǎn)量0.3mt/a濱湖煤礦為年產(chǎn)量1.20mt/a，新安煤礦為年產(chǎn)量3.00 mt/a。這些礦井的建設(shè)和生產(chǎn)為本井田的建設(shè)

4、提供了豐富的經(jīng)驗。五、礦井建設(shè)條件1、水源本區(qū)水源可靠，水量豐富，可供礦井選擇的有第四系的沖擊層的砂巖水和奧灰水。2、電源本礦井的電源可引自井田東部和北部的十里泉、大鄔、杜廟變電所幾新建成的留莊變電所，礦井電源落實可靠。3、建設(shè)材料礦井建設(shè)所需要的主要建筑材料除鋼材、木材及部分水泥需外地采購?fù)?，其余磚、瓦、土、石等均可由當(dāng)?shù)亟鉀Q。第二節(jié) 井田地質(zhì)特征一、井田境界、尺寸及面積本井田東起37和41勘探線，西至57勘探線與湖西礦井為界，北起大劉莊斷層，南至f45-14斷層及45-14、47-8、50-5、51-11鉆孔連線和f54-9斷層與新安煤礦為界。新源井口地理坐標(biāo)為東經(jīng)1165431，北緯35

5、0135。井田東西長約8-9km，南北寬約7-9.5km，面積約54km2，其中湖區(qū)面積約占井田面積的87%。二、地層及主要特點本區(qū)為全隱蔽的華山型石炭、二迭系煤田。地層自上而下為第四系、上侏羅統(tǒng)蒙陰組、下二迭統(tǒng)石盒子組和山西組、上石炭統(tǒng)太原組、中石炭統(tǒng)本溪組、中、下奧陶統(tǒng)地層。含煤地層為上石炭統(tǒng)太原組和下二迭統(tǒng)山西組。其中第四系遍布全區(qū)，厚度86.70156.55m，平均122.23m，該層由東向西逐漸增厚，于下伏地層不整合接觸。上侏羅統(tǒng)蒙陰組最大殘厚863.37m，平均256.15m，與下伏地層呈角度不整合接觸，下二迭統(tǒng)石盒子組最大殘厚86.10m，平均35.29m，與下伏地層山西組呈整合

6、接觸。下二迭山西組正常厚51.8581.10m，平均65.98m，含煤3層（2、3（3上）、3下），3煤層厚度大，儲量豐富，為本區(qū)主要煤層。本組整合于太原組之上。上石炭統(tǒng)太原組厚33.45m193.50m，平均170.34m，含煤20層，大部分可采2層（12下、16煤層），局部可采1層（14煤層）。含灰?guī)r14層，其中三、五、八、九、十灰厚度穩(wěn)定，分布普通，可做本組主要標(biāo)志層，該層整合于本溪組之上，本溪組厚度51.3519.85m，平均30.77m。與下伏奧陶系石炭巖呈假整合接觸，奧陶系中、下統(tǒng)最大殘厚204.7m，總厚可達741m。奧陶系灰?guī)r為區(qū)內(nèi)強巖溶裂隙含水層。三、可采煤層特征及可采儲量1

7、、可采煤層特征本區(qū)含煤地層為二迭系下統(tǒng)山西組和石炭系上統(tǒng)太原組，共含煤23層，其中大部面積可采3（3上）、3下、12下、16共十層，平均總厚17.96m。3（3上）煤層最厚，最大最度10.54m，平均厚8.42m。全區(qū)分布12煤，大部可采，平均厚度1.33m；局部可采煤層為14煤層?？刹擅簩犹卣饕姳?-2-2。可采煤層特征表 表1-2-1 煤層名稱全區(qū)厚度（m）最小最大煤層間距（m）最小最大結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性可采性夾石頂?shù)装鍘r性平均平均層數(shù)主要巖性頂板底板36.8010.54039.30簡單穩(wěn)定全區(qū)可采12砂質(zhì)泥巖泥巖泥巖砂質(zhì)泥巖9.283上08.18簡單較穩(wěn)定大部可采01砂質(zhì)泥巖泥巖中砂巖砂質(zhì)泥巖粉

8、砂巖4.063下04.8024.6172.74116.68簡單有穩(wěn)定至較穩(wěn)定局部可采1泥巖砂質(zhì)泥巖細砂巖砂質(zhì)泥巖細砂巖2.0312下02.7190.0236.3693.25簡單較穩(wěn)定大部可采12泥巖砂質(zhì)泥巖泥巖石灰?guī)r1.33160.302.6351.51簡單較穩(wěn)定至穩(wěn)定大部可采1泥巖砂質(zhì)泥巖石灰?guī)r泥巖1.332、儲量計算1、本區(qū)煤層以氣煤為主，兼有氣肥煤， 屬于煉焦配煤，煤層傾角一般小于15度，依據(jù)規(guī)范規(guī)定，煤層的最低可采厚度偽0.7m?；曳莶淮笥?0%。2、采用地質(zhì)塊段法和煤層偽厚及水平面積直接在煤層底板等高線圖上計算煤層儲量。煤層塊段平均厚度，采用塊段內(nèi)和鄰近控制點的見煤點煤厚，以算術(shù)平均

9、數(shù)求得。儲量計算厚度：夾石厚度不大于0.05m時，與煤分層合并計算，復(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層的夾石總厚度不超過每分層厚度的50%時，以各煤分層總厚度作為儲量計算厚度。按照斷層落差大小，兩側(cè)各留設(shè)一定水平寬度的安全煤柱，落差不小于100m的斷層兩側(cè)各留設(shè)100m的斷層煤柱；落差在50100m的斷層兩側(cè)各留設(shè)50m的斷層煤柱；落差在3050m的斷層兩側(cè)各留設(shè)30m的斷層煤柱；落差小于30m的斷層上組煤不留設(shè)煤柱；落差1030m的斷層下組煤留設(shè)20m的斷層煤柱；落差10m的斷層不留設(shè)斷層煤柱。煤的視密度為3上煤1.36，3下煤1.35，12下煤1.33，14煤1.32，16煤1.30。3上煤地質(zhì)儲量為8909萬

10、t, 3下煤地質(zhì)儲量為1829萬t, 12下煤地質(zhì)儲量為5395萬t, 14煤地質(zhì)儲量為1005萬t, 16煤地質(zhì)儲量為8072萬t。3、設(shè)計儲量（1）井田南部及東部留50m井田煤柱。（2）本井田大部分位于湖區(qū)，進有馬口莊臺一個村莊在井田開采初期壓煤。（3）防水煤柱問題根據(jù)地質(zhì)報告，本井田開采3煤時，上侏羅統(tǒng)含水層為3煤層直接充水含水層之一。 礦井設(shè)計儲量計算表 1-2-2煤層工業(yè)儲量煤柱設(shè)計儲量斷層煤柱村莊煤柱邊界煤柱小計3上89096359210483180873下1829531111641665合計1073868820310499597434、可采儲量（1）工業(yè)場地、井筒留設(shè)保護煤柱，對

11、較大的村莊留設(shè)保護煤柱，對零星分布的村莊不留設(shè)保護煤柱；（2）各類保護煤柱按垂直斷面法或垂線法確定。用巖層移動角確定工業(yè)場地、村莊煤柱。巖層移動角為63、70、70，表土層移動角為45；（3）大巷煤柱寬度3上60m,3下50m。（4）開采損失3上按照25%，3下按照20%計算損失量。 礦井可采儲量計算表 1-2-3煤層可采儲量煤柱及開采損失可采儲量大巷煤柱上下山煤柱深部構(gòu)造復(fù)雜煤柱開采損失小計3上808735434214701478364444343下166516337279241716949合計97435173791749171943605383四、地質(zhì)構(gòu)造本井田位于滕縣背斜中西部，為向北西

12、傾斜的單斜構(gòu)造，并伴有寬緩的短軸褶曲。由于受鳧山、孫氏店、嶧山等區(qū)域性斷層的控制，區(qū)內(nèi)次級構(gòu)造以北東向為主，次為近南北向和西北向斷層，早期褶曲為北東向，并伴有北東向逆斷層，后受燕山晚期構(gòu)造運動影響，后期南北向斷裂對前期北東向構(gòu)造進行改造，將其復(fù)合、錯斷、同時產(chǎn)生了少量北西斷層，全區(qū)屬構(gòu)造中等井田。見井田構(gòu)造視意圖1-2-1。1、主要褶皺有47-6向斜和49-9向斜。2、斷層本區(qū)內(nèi)有45條斷層，其中落差100m的2條，50m的4條，3050m的7條，10m30m的14條，10m的18條。詳見區(qū)內(nèi)斷層一覽表（表1-2-1）。斷層分布詳見井田構(gòu)造示意圖1-2-1。3、巖漿巖井田內(nèi)有8個鉆孔見巖漿巖，

13、入侵太原組及蒙陰組之中，對16煤層及煤質(zhì)有輕微的影響。主要分布于井田的東北部（3739勘察線間）及西南部（573孔處），呈脈狀侵入在大劉莊斷層的上盤附近。除37-15、67-5孔16煤層、38-11孔14煤層，因受其影響變質(zhì)為天然焦和38-10孔9煤被吞蝕外，其余均未受影響。本井田只有57-3孔在侏羅系中也發(fā)現(xiàn)巖漿巖，厚27.2m，但其在3煤層露頭以外，對3煤沒有影響。巖漿巖呈灰黑色、致密塊狀、堅硬、具氣孔、杏仁狀構(gòu)造?；|(zhì)礦物主要由白色輝石組成，輝石呈柱狀次為橄欖石，橄欖石具蛇紋石化及綠泥石化。巖漿巖的入侵年代大致相當(dāng)于燕山晚期。主要斷層特征表 表1-2-4斷層名稱性質(zhì)產(chǎn) 狀落 差（m）查明

14、程度走向傾向傾角（）f45-14斷層正neesse70065查明基本查明張莊斷層正dnesee70060查明控制差f13斷層正dnesee70015基本查明f14斷層正dnesww70010初步控制f15斷層正dnesee7008查明f16斷層正nenw70012初步控制f38-11斷層正see45050基本查明f25-10斷層逆nenw70035基本查明初步控制胡樓斷層正nnesee70040查明f18斷層正nnwsww70010查明f20斷層正nese70012查明（三維區(qū)）f21斷層正nenw70015查明（三維區(qū)）f22斷層正nwsw70015查明（三維區(qū)）f23斷層正nwsw7003

15、5查明（三維區(qū)）f24斷層正nnesee70025查明（三維區(qū)）f25斷層正nnesee70010初步控制f26斷層正nnesee7009查明f27斷層正nnwsww70018初步控制f28斷層正nwne70030初步控制f29斷層正nwne70030初步控制f30斷層逆nenw45022初步控制f31斷層正nnesee70012基本查明f32斷層正nnwsww70018查明f33斷層正nwsw7006查明f34斷層正nnesee70015查明孟口斷層正nnenww70090查明初步控制石口斷層正nnenww703090初步控制f54-9斷層正nwne7020120初步控制控制差f35斷層正s

16、ne70020控制差f39-6斷層正nenw70023初步控制大劉莊斷層正nese7050270基本查明初步控制西馬村斷層正sne701035初步控制大劉莊支三斷層正nese701035初步控制49-5孔西正nese700950-5孔北正nese7006過45-14孔正nese7005過46-9孔正nese7006過41-25孔正nese700445-4孔西北正nenw7009過54-9孔正nwwssw7008查明過48-8孔正nenw7008查明（三維區(qū)）48-8孔西正nenw7008查明（三維區(qū)）過47-12孔正nenw7006查明（三維區(qū)）47-12孔北正nese7009查明（三維區(qū)）4

17、7-13孔西北正nenw7009查明（三維區(qū)）五、水文地質(zhì)1、含水層根據(jù)本井田含水層的水文地質(zhì)條件，3煤層開采的直接充水含水層為淺部第四系下組砂礫層，上侏羅統(tǒng)一段砂礫巖，3煤層頂?shù)装迳皫r，12下煤層開采的直接充水含水層為五九灰間的薄層灰?guī)r及砂巖；16煤層直接充水含水層為十下灰?guī)r，深部構(gòu)造和奧灰水影響。因些，本井田水文地質(zhì)類型山西組3煤層為裂隙巖溶類中等型；12下煤層為裂隙巖溶類簡單型；16煤層為裂隙巖溶中等型。區(qū)內(nèi)主要含水層自上而下為第四系上、下段砂礫巖；侏羅系第一、第二段砂礫巖層；二迭系山西組3（3上、3下）煤層頂?shù)装迳皫r層；石炭系太原組第三、五、八、九、十層石灰?guī)r；本溪組十四灰；奧陶系石灰

18、巖。2、隔水層（1）第四系中部隔水層段厚度19.054.5m，平均36.7m。主要由粘土、砂質(zhì)粘土、粘土砂質(zhì)砂組成，夾薄層砂層。粘土含量高，可塑性強，且廣布全區(qū)，一般含粘土17層，累厚038.65m，平均8.70m，是穩(wěn)定的隔水層段。經(jīng)42-16鉆孔（上組）與42-12鉆孔（下組）抽水試驗證實，第四系上下組水無水力聯(lián)系，靜水位差8.62m，43-21鉆孔位于湖濱，地面高出湖面不足1m，而第四系水位埋深達25.47m。因而中組有效地阻止了大氣降水、地表土、上組潛水與下部含水層水力聯(lián)系。由于中組隔水層的存在，下組砂層不連續(xù)，湖水與下部基巖含水層無直接聯(lián)系，因而對煤層開采無影響，沿湖的徐莊（大屯）、

19、崔莊礦的開采亦證明湖水對煤層開采無直接影響。（2）、上侏羅統(tǒng)三段粉灰?guī)r相對隔水層揭露最大殘厚863.37m。該段含水極弱，可視為相對隔水層段。抽水試驗時常在粉砂巖中止水，據(jù)管內(nèi)外水位觀測，止水效果良好，水位差較大，也證明了其隔水性。（3）、16煤層至奧灰層段隔水層由于太原組下部和本溪組組成，16煤層至奧灰正常間距41.9773.30m，平均53.94m，由泥巖、粘土巖、石灰?guī)r及煤組成，實驗證明粘土巖和泥巖隔水司長較好，據(jù)計算該層抗壓強度加權(quán)平均值為51.01108.94mpa，整體強度較高，因此在正常情況下，因厚度較大，強度較高，可以阻止奧灰底鼓突水。但在深部水壓增大或受構(gòu)造影響強度減弱、間距

20、變小處，要加強防范奧灰水。3、斷層的導(dǎo)水富水性根據(jù)65個揭露斷點的鉆孔統(tǒng)計，泥漿消耗量為0.020.27m3/h，與上、下盤正常層位相比，消耗量略有增加，這從一個側(cè)面反映了斷層帶不富水的特征。但從基巖的含水層泥沙漏水分布特點看，一般漏水點均位于含水層隱伏露頭及斷層附近的事實說明，在大斷層的附近，巖石較破碎，裂隙發(fā)育，常伴生一些次級小斷層，而充填程度又較差，因此，大斷層兩側(cè)及交匯部位常形成相對富水區(qū)。關(guān)于斷層導(dǎo)水性，對某一斷層的不同部位以及不同含水層不可簡單論之。結(jié)合構(gòu)造因素分析，滕北礦區(qū)基巖含水層（奧灰例外）均與南部礦區(qū)無直接相聯(lián)處，同一時間含水層水位以奧灰最低（包括q下砂層水），因此奧灰水是

21、聯(lián)系各含水層的橋梁，其聯(lián)系方式一為斷層帶縱向?qū)?，二為橫向上含水層對接觸導(dǎo)水。井田內(nèi)斷層對上組煤為阻水的，對下組煤有導(dǎo)水傾向，斷層是否有縱向?qū)陨袩o確切資料，現(xiàn)認為有導(dǎo)水可能。總之，該井田各含水層補給不良，地下水以靜儲量為主，含水層間水力聯(lián)系較差，基巖含水層中的地下水主要通過礦井排水而排泄。4、水文地質(zhì)條件類型根據(jù)本井田含水層的水文地質(zhì)條件，3煤層開采的直接充水含水層為淺部第四系下組砂礫巖，上侏羅統(tǒng)一段砂礫巖，3煤層頂?shù)装迳皫r，井巷工程開拓還受到三灰水威脅；12下煤層開采的直接充水含水層為五九灰間的薄層灰?guī)r及砂巖；16煤層直接充水含水層為十下灰?guī)r，深部構(gòu)造和奧灰水影響。因此，本井田水文地質(zhì)類

22、型山西組3煤層為裂隙巖溶類中等型；12下煤層為裂隙巖溶類簡單型；16煤層為裂隙巖溶類中等型。5、礦井充水因素分析（1）3煤層充水因素本井田3煤層主要賦存在第41勘探線以西的湖區(qū)，賦存區(qū)內(nèi)，山西組殘留厚度較薄，致使上侏羅統(tǒng)一段含水層成為3煤層直接充水含水層之一。據(jù)統(tǒng)計3（3上）煤層上距侏羅系0143.06m，3煤層厚6.0810.54m，3上煤層厚度2.918.18m。參照兗州、滕南、大屯煤田第四系覆蓋下中硬巖石頂板的實測，本井田的裂高計算采用16倍裂采比法計算值，即以45.6168.4m為評價充水依據(jù)。在南部侏羅系變薄處，可穿過侏羅系進入第四系底部；侏羅系露頭之外直接影響至第四系底部。初期采區(qū)

23、范圍內(nèi)3上煤層正常厚度3.536.70m，煤層開采冒裂帶高度在一次采全高條件下為56.46107.2m，侏羅系距3上煤層間距為8.5549.52m，裂隙帶可進入侏羅系高度為23.5264.42m，故3上煤層開采均受到侏羅系一段砂、礫巖水影響，因此3上煤層開采的直接充水含水層為山西組砂巖和侏羅系一段砂、礫巖水。（2）12下煤層充水因素12下煤層上覆較強含水層為三灰，三灰距12下煤層正常間距41.5270.65m，一般50m左右，12下煤層厚02.29m，平均1.30m。據(jù)本礦區(qū)武所屯礦實測裂隙帶高度為采厚的20倍，冒裂高度多在30m以下，故三灰水正常情況下對12下煤層開采無充水影響。在12下煤層開采動范圍內(nèi)主要含水層為八灰、九灰、局部影響至五灰，但因各灰?guī)r富水性不強，故正常情況下，無重要充水危害。(3)地表