兗州煤田東灘煤礦240萬ta新井設(shè)計

1、第一章 礦區(qū)概況及井田地質(zhì)特征第一節(jié) 礦區(qū)概述一、地理位置及交通條件東灘井田位于山東省鄒城、兗州、曲阜三市接壤地區(qū)，礦井地理位置為東經(jīng)1165345,北緯352616如圖11。井田東以嶧山斷層為界；東北以FS18斷層和FS68斷層為界；南至F60斷層與南屯井田相鄰；西與鮑店礦井相鄰；北接興隆莊礦井。井田東西長約6.77km，南北寬約km，面積km2。開采深度標高為-400 -1000m。圖11 東灘煤礦地理位置圖區(qū)內(nèi)交通極為便利。京滬鐵路大動脈縱貫井田中部，從東灘店車站起，南去鄒城6km，徐州162km，上海818km；北去兗州14km，濟南156km，青島549km。另有兗新鐵路支線，西去濟

2、寧至魯西南菏澤和河南新鄉(xiāng)，與京九鐵路和京廣鐵路聯(lián)網(wǎng)；東去有兗石鐵路專線至石臼港308km。公路四通八達，有104國道、京福高速公路、鄒兗公路、濟兗公路和濟鄒公路分別從井田東部、中部、南部和西部通過。京杭大運河由濟寧市西流過，一般能通航85t小輪，一、二月份水位變淺，不能通航。二、地形特點及居民點分布+54.58m，地勢由東北向西南逐漸降低，坡度極為平緩。礦區(qū)范圍內(nèi)分布有大小村莊15個，大局部分布在井田邊界。另外，在礦區(qū)南部有大片職工住宅區(qū)。三、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和原料及電力供給礦區(qū)內(nèi)工業(yè)以煤炭為主，農(nóng)業(yè)主要種植小麥、玉米、棉花，間雜有果園、桑園、菜園和苗圃等。本礦井建設(shè)期間，所需要建設(shè)材料，除鋼材、木

3、材和局部水泥需由國家方案供給外，其它磚、石、砂等土產(chǎn)材料，均由當?shù)毓┙o，滿足建設(shè)需要。礦區(qū)已建有110Kv羅廣區(qū)域變電所，向本礦井供電的兩回35Kv輸電線路已建成送電。四、礦區(qū)氣候條件本區(qū)屬溫帶季風區(qū)的海洋大陸性氣候。根據(jù)鄒城市氣象局1959。歷年平均降水量為708.14mm，年最大降水量為1263.8mm。區(qū)內(nèi)冬季多北風，夏季多南風，最大風速16m/s。冰凍期為十二月至次年三月，最大凍土深度0.27m。五、礦區(qū)水文及工農(nóng)業(yè)供水區(qū)內(nèi)主要河流有白馬河及其支流泥河，縱貫全區(qū)，向南流入南陽湖，皆屬季節(jié)性河流。白馬河全長76km，河床寬10420m，曾測得最大流量為568m3/s，流量隨季節(jié)變化，由枯

4、槁斷流至洪水泛濫，與第四系有水力聯(lián)系。在東灘井田范圍內(nèi)，白馬河長7km，并有支流泥河和友誼河。井田內(nèi)白馬河河床寬2090m，河堤經(jīng)加固后實測標高為+45.50+52.91m，歷年最高洪水位為+39.62m+60.87m。本礦區(qū)工業(yè)及生活用水的主要供水水源為第四系上組砂巖層水和礦井凈化水。水質(zhì)類型為HCO3CaNa，礦化度0.37g/L。供水水源的取水方式采用管狀井分散取水。礦井每日排水量約為4500 m3，全部進入污水凈化站進行處理，凈化水主要用于井下防水注漿、灑塵、電廠冷卻、洗煤廠補充用水。第二節(jié) 井田地質(zhì)特征一、井田地形及勘探程度兗州煤田構(gòu)造形態(tài)為一寬緩的不對稱傾伏向斜，軸向北東東，向東傾

5、伏。向斜內(nèi)次一級寬緩褶皺發(fā)育，伴有為數(shù)不多的斷裂構(gòu)造。東灘井田為于兗州向斜的軸部和深部，傾角平緩，一般39，平均7，最大18，最小近水平狀態(tài)。井田的勘探程度：全區(qū)經(jīng)過普查、詳查、精查勘探及使用綜合勘探的精查補充勘探后，完成鉆孔145個，地震物理點3466個，平均每平方公里有2.13個，地震物理點23.9個，共計工程量為10621.27m，其中水文鉆孔3個，為1865.61m。二、井田煤系地層兗州煤田含煤地層為中石炭統(tǒng)本溪組、上石炭統(tǒng)太原組和下二疊統(tǒng)下部山西組。1、中石炭統(tǒng)本溪組C2b本組與下伏中奧陶統(tǒng)馬家溝組呈假整合接觸，頂界至十二灰頂面為界，全厚29.638.36m，平均厚34m左右。巖性主

6、要由灰色至乳白色石灰?guī)r、淺灰至灰色鋁質(zhì)泥巖、粉砂巖和雜色鋁質(zhì)泥巖組成，屬小幅度震蕩頻繁的濱海淺海沉積環(huán)境；在短暫海退時，沉積了兩層薄煤層，均無工業(yè)價值。2、上石炭統(tǒng)太原組C3t本組與下伏中石炭統(tǒng)本溪組呈假整合接觸，頂面至山西組分界砂眼底面為界，全厚174218m,平均厚184.74m，一般厚度180190m。區(qū)內(nèi)保存完整，未受侵蝕，為海陸交互相沉積，巖相旋回和粒度韻律清晰、穩(wěn)定。巖性主要為深灰至灰黑色粉砂巖、泥質(zhì)巖、灰色鋁質(zhì)泥巖、灰綠至灰白色中、細砂巖，含薄層石灰?guī)r10層，煤層24層。其中主要可采煤層有第16上、17煤層，局部可采煤層有第6、15上、18上2煤層。石灰?guī)r中三灰和十下灰兩層較厚，

7、層位厚度穩(wěn)定，為全區(qū)煤層比照的主要標志層。據(jù)巖性、巖相及其沉積特征分為上、中、下三段。1上段第三層灰?guī)r以上至山西組分界砂巖底界為上段，厚3545m，一般40m左右。沉積環(huán)境為寧靜的濱海平原沉積，巖性、巖相穩(wěn)定，以深灰色、灰黑色粉砂巖、泥質(zhì)巖為主，含煤三層，即4、5、6煤層，第6煤層局部可采。2中段第三層灰?guī)r至第十下灰?guī)r以上為中段，厚100120m。沉積環(huán)境為小幅度震蕩頻繁的濱海平原沉積，巖性、巖相有一定變化，相律不明顯，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，灰?guī)r、煤層多而薄，中下部含可采煤層一層，即15上煤層。3下段第十下灰?guī)r以至本溪組十二灰頂界為下段，厚3540m，為寧靜的濱海平原沉積，巖性、巖相穩(wěn)定，以深灰色、灰黑色

8、粉砂巖、泥質(zhì)巖、鋁質(zhì)泥巖為主，富集第16上、17、18上2等三層煤層，其中第16上、17煤層全區(qū)可采，第18上2煤局部可采。3、下二疊統(tǒng)下部山西組P11s本組與上石炭統(tǒng)太原組呈整合接觸，頂面至下石盒子組分界的粗砂巖底面為界，全厚105.92152.63m，平均厚度133.98m，厚度有一定變化，西北厚，東南薄，遭受不同程度的侵蝕，在侵蝕教嚴重的地段，蒙陰組紅層下出現(xiàn)第2、3煤層侵蝕露頭，根據(jù)巖性、巖相及含煤特征，本組可分為上、下兩段。1上段由雜色鋁質(zhì)泥巖下石盒子分界粗粒砂巖為界，厚2350m，一般厚35m左右，由北向南逐漸變薄，為純陸相地層，巖性由雜色鋁質(zhì)泥巖、灰至灰綠色細中粒砂巖、灰至深灰色

9、粉砂巖等組成，不含煤。底部雜色粘土巖距下段第2煤層一般3050m，其間距由北向南逐漸增大。2下段由山西組底界砂巖至雜色鋁質(zhì)泥巖底界，厚100m左右，為本區(qū)主要含煤段，由陸相和過渡相組成。巖性主要由灰灰白色中粒砂巖、細砂巖、深灰色粉砂巖、細砂巖與粉砂巖互層及煤層組成。中下部含可采煤層23層，即第2、33上、3下煤層，其中第2煤層為局部可采煤層，第33上、3下煤層厚度大，有5.1610.54m，平均8.53m，為本區(qū)主要煤層。本段砂巖比擬發(fā)育，其中第2煤之上約20m處的河床相中、粗砂巖和第3煤層底板具渾濁狀層理和底棲動物通道的濱海相中粒砂巖，為良好的標志層。另外，在第2煤層之上約10m處的灰至淺灰

10、色鮞狀鋁質(zhì)泥巖，亦可作為比照的輔助標志。二、井田地質(zhì)構(gòu)造兗州煤田的大地構(gòu)造位于華北地臺魯西臺背斜的西緣，魯西南斷塊坳陷濟寧地塹的東部。兗州煤田北部和南局部別為兩個近東西向的地塹構(gòu)造。北部為汶泗斷層與鄆城斷層所控制的汶上寧陽地塹構(gòu)造；南部為荷澤斷層、鳧山斷層與單縣斷層所控制的成武魚臺地塹構(gòu)造。嶧山斷層兩側(cè)，由北至南，分布著一系列北東走向的寬緩褶曲，背斜、向斜相鄰相間。東灘井田位于兗州向斜的核部和深部，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度屬較簡單，以寬緩的褶皺為主，伴有一定數(shù)量的斷裂構(gòu)造。1褶皺構(gòu)造東灘井田受區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造的制約，井田內(nèi)地層產(chǎn)狀平緩，次一級褶皺普遍發(fā)育，致使地層產(chǎn)狀不管其走向、傾向和傾角均有較大變化。地

11、層走向大致以北3060東為主，傾向北西或南東，傾角一般39，平均7，最大可達18斷層帶除外，最小接近水平狀態(tài)。次級褶皺大部屬寬緩的、短軸的、波狀褶皺，背斜、向斜相鄰相間、定向排列，軸向總的以北東至北東東向為主，井田南端因受嶧山斷層影響，褶皺軸向轉(zhuǎn)為東西至北西向。褶皺軸不僅在平面上有彎曲，而且在剖面上有起伏見表11。表11 井田主要褶曲一覽表褶曲名稱性質(zhì)褶曲軸向褶曲長度(m)褶曲寬度(m)褶曲指數(shù)褶曲幅度(m)褶曲位置C1背斜N78近EW向2850100065井田南部第12勘探線C2向斜NEEEWNWW286062012井田東南第46勘探線C3背斜N5570E呈S形彎曲420090055井田中南

12、第27勘探線C4向斜N3565E呈反S形彎曲2800100045井田中南第26勘探線C5背斜N75W近EW向160070015井田中部第56勘探線C6向斜N75W EWNE6080 E5400120045井田中部第711勘探線C7背斜N35E N7555EEWN80W7000110050井田中部第45線至1112線C8向斜EWN45EN70EN55W5500100050井田中部第913勘探線C9背斜N55EEWN60E340090055井田東北第1417勘探線(2)斷裂構(gòu)造本井田經(jīng)勘探發(fā)現(xiàn)和證實的主要斷層有7條見表12。落差較大的斷層大局部都分布在井田的東部和北部邊緣，構(gòu)成井田和煤田的自然邊界

13、。斷層以高角度的正斷層為主，影響生產(chǎn)的大斷層兩條。所有的正斷層都切割上侏羅系的紅色砂層，且斷層不管間距大小，都切割次級褶皺。 井田內(nèi)未發(fā)現(xiàn)巖漿巖侵入活動。表12 井田主要斷層一覽表斷層名稱性質(zhì)走 向傾向傾角()垂直斷距(m)控制情況斷層位置嶧山斷層正N35EN18WW802000根本控制邊界一號井東斷層正N25EN10WE70060控制清楚南東翼F11斷層正N50E近EWS70015控制清楚東翼F6斷層正N1525WE70080初步控制南翼FS18斷層正N1530WS70020根本控制邊界FS68斷層正N15W 10ES70020根本控制邊界F60斷層逆N4060ENW50045根本控制邊界三

14、、井田水文地質(zhì)兗州煤田東面被嶧山斷層切割，對盤為太古界片麻巖和寒武系地層，南北西三面以煤層露頭為界，分別由水量豐富的鄒西、兗西及曲阜奧灰水源所圍。由于煤田東部嶧山斷層的下盤為隔水層，其余三面煤系含水層與奧灰水不對接，第四系全區(qū)發(fā)育，故兗州煤田為一相對獨立的水文地質(zhì)單元。煤田內(nèi)地下水的補給、排泄條件均不良，水文地質(zhì)條件屬簡單中等類型。1、 含水層根據(jù)巖性、含水介質(zhì)特征及地下水類型，井田內(nèi)含水層自上而下可分為：第四系砂層、砂礫層孔隙承壓含水層，侏羅系上統(tǒng)蒙陰組砂巖孔隙裂隙承壓含水層，二迭系山西組第3層煤頂、底板砂巖裂隙承壓含水層，石炭系太原組第三層灰?guī)r，第十下層灰?guī)r巖溶裂隙承壓含水層，本溪組第十四

15、層灰?guī)r巖溶裂隙承壓含水層及奧陶系灰?guī)r巖溶裂隙承壓含水層見表13。2、 隔水層1第四系中組隔水層組中組厚28.30163.70m，平均61.59m。巖性以灰綠色粘土、砂巖粘土為主，夾粘土質(zhì)砂礫層，含少量砂漿及鐵質(zhì)結(jié)核。粘土類厚度占本組厚度的75.1%，較穩(wěn)定的粘土層有45層，厚23.675.5m，平均42.4m，且單層粘土厚度較大，可塑性較高，因而本隔水層性能良好，能有效地阻隔第四系上組水和大氣的入滲補給。2下石盒子組隔水層組厚度0181.88m，分布于井田的北部及西部，巖性為紫紅、灰綠色的花斑狀雜色粘土巖為主，間夾粉砂巖及灰白、灰綠色砂巖，底部普遍發(fā)育厚5m的底礫巖。本組隔水性能良好。3太原組

16、泥巖、鋁質(zhì)泥巖隔水層組太原組三灰至十下灰平均間距110m。主要由灰深灰色粉砂巖，棕深灰色鋁質(zhì)泥巖、泥巖和灰深灰色中細砂巖組成，中夾薄層不穩(wěn)定灰?guī)r6層和薄層不可采煤層11層。其中泥巖、鋁質(zhì)泥巖為良好的隔水層組，可有效地阻隔三灰與十下灰含水層之間的水力聯(lián)系。417煤到十四灰泥巖、鋁質(zhì)泥巖隔水層組17煤到十四灰平均間距29.5m。主要由灰深灰色鋁質(zhì)泥巖、細砂巖、粉砂巖組成，中夾薄層不穩(wěn)定灰?guī)r2層和薄層不可采煤層4層。其中鋁質(zhì)泥巖為良好的隔水層組，可有效地阻隔十下灰與十四灰含水層之間的水力聯(lián)系。5十四灰至奧灰鋁質(zhì)泥巖、泥巖隔水層組十四灰到奧灰間距2.516.89m，平均6.50m。主要由鋁土巖和鐵質(zhì)泥

17、巖組成，為良好的隔水層組。正常地段，可以有效地阻隔奧灰與十四灰的水力聯(lián)系，但在隔水層組較薄處或斷裂構(gòu)造發(fā)育部位需引起重視。3、 邊界斷層的導(dǎo)水性1東部邊界嶧山斷層走向NW30NE30，傾向W，傾角70，落差2000m。井田內(nèi)煤系地層與對盤太古界片麻巖接觸，裂隙不發(fā)育，屬于弱透水隔水邊界，據(jù)南屯礦礦井地質(zhì)報告，嶧山斷層在南屯井田范圍內(nèi)為導(dǎo)水斷層。2北部邊界滋陽斷層走向NW30NW65，傾向NE，傾角70，落差400m，中段被宣村斷層及北宮村斷層切割。井田范圍內(nèi)煤系地層與曲阜井田的侏羅系上統(tǒng)蒙陰組對接。據(jù)水文資料，屬于不均一透水邊界。3南部邊界皇甫斷層走向NW83NE60，傾向N，傾角50，落差0

18、100m。據(jù)水文資料，屬于弱透水邊界。4西北部、西部、西南部邊界作為人為邊界，東灘礦分別與興隆莊、鮑店、南屯礦相鄰。由于這三個淺部礦井先行開采，東灘礦受淺部礦井排水影響，局部地區(qū)已形成侏羅系紅層水位降落漏斗。4、 井田涌水量據(jù)礦井地質(zhì)資料，井田最大涌水量為713 m3/h，正常涌水量為249 m3/h。表13 含水層水文地質(zhì)特征表備 注來源于精補、基建期間水源井資料來源于精補、基建期間主井筒、西風井兩檢查孔資料精補報告東6號孔資料建井時北回風上山化驗資料精補期間東49號孔抽水實驗資料含水類型孔隙承壓水孔隙承壓水孔隙承壓水孔隙、裂隙承壓水孔隙、裂隙承壓水裂隙承壓水裂隙承壓水巖溶裂隙承壓水巖溶裂隙

19、承壓水巖溶裂隙承壓水巖溶裂隙承壓水井下最大涌水量m3/h570礦化度(g/L)水質(zhì)類型HCO3Ca2+Na+SO42HCO3Na+SO42HCO3Na+HCO3Na+Ca2+HCO3Na+HCO3Na+單位涌水量L/S.m靜水位標高m+29.8厚度m 最小最大 平均153720450730含水層名稱上組中組下組上段下段3煤頂板砂巖3煤底板砂巖第三層石灰?guī)r第十下層石灰?guī)r第十四層石灰?guī)r奧陶系灰?guī)r第 四 系侏羅系上統(tǒng)蒙陰組二迭系下統(tǒng)山西組石炭系上統(tǒng)太原組石炭系本溪組奧陶系第三節(jié) 煤層特征一、煤層埋藏條件兗州煤田為石炭二疊系全隱蔽式煤田，其構(gòu)造形態(tài)為一寬緩的不對稱傾伏向斜，軸向北東東，向東傾伏。東灘井

20、田傾角平緩，一般39，平均7，最大18，最小近水平狀態(tài)。煤系和煤層沉積穩(wěn)定，標志層明顯。m m。二、可采煤層特征1、 含煤性 本井田含煤地層為山西組和太原組，平均厚度319m，含煤27層，煤層平均總厚18.77m，含煤系數(shù)5.88。全區(qū)可采煤層計有3、16上、17等三層煤。2、 可采煤層13煤層位于山西組下部，下距第三層石灰?guī)r4550m左右，比擬穩(wěn)定。該煤層有分岔合并，該煤層大致在第13勘探線以北和靠近興隆莊、鮑店井田的西部邊緣一帶為單一煤層，厚度5.1610.54m，平均8.53m，含夾矸23層，屬穩(wěn)定煤層。216上煤層位于太原組下部，煤層厚度0.601.25m，平均0.93，一般無夾石，偶

21、見一層0.10m以內(nèi)的夾石，結(jié)構(gòu)簡單，屬穩(wěn)定煤層。317煤層位于太原組下段富集煤層群的中部，煤層厚度0.622.36m，平均0.98m。無夾石或偶有一層夾石，厚度多在0.2m以內(nèi)，結(jié)構(gòu)簡單，屬穩(wěn)定煤層。表14 可采煤層根本情況一覽表 評價 指標煤層編號煤層厚度等級全井田 厚度最小最大平均厚度m穩(wěn)定程度結(jié)構(gòu)夾石層數(shù)厚度m間距m最小最大平均3特 厚 煤 層穩(wěn)定復(fù)雜2316上薄煤層0.93穩(wěn)定簡單0117薄煤層穩(wěn)定簡單01三、煤層圍巖性質(zhì) 1、3煤層直接頂板以粉砂巖64.2為主，厚1.0012.88m，平均3.14m。次為泥巖29.7和細砂巖6.1，節(jié)理發(fā)育，破碎易冒落，局部區(qū)域發(fā)育一層炭質(zhì)泥巖偽頂

22、，厚0.3m，老頂厚1020m，為中細砂巖，厚層狀，硅質(zhì)膠結(jié)，屬最鞏固至鞏固巖石，抗壓強度9001300kg/cm2。煤層直接底板一般為深灰色粉砂巖，次為灰色細砂巖，局部區(qū)域發(fā)育一層深灰色泥巖偽底。2、16上煤層直接頂板為十下石灰?guī)r，一般無偽頂，穩(wěn)定較好?；?guī)r厚2.567.53m，平均5.38m，屬于鞏固至很鞏固巖石，抗壓強度16002400kg/cm2，灰?guī)r下部有時含泥質(zhì)后灰質(zhì)條帶，那么力學(xué)強度有較大降低，底板一般為中、細砂巖，有時有鋁質(zhì)泥巖或泥巖偽底。3、17煤層直接頂板以第十一層石灰?guī)r59.8為主，厚0.584.05m，平均1.33m，十一灰?guī)r沉積不穩(wěn)定，厚度變化較大，經(jīng)常相變?yōu)榉凵皫r1

23、6.9，泥巖11.7和細砂巖11.6，無明顯規(guī)律。十一灰?guī)r抗壓強度為23503200kg/cm2，而粉砂巖為435662kg/cm2，相差懸殊，給頂板管理造成一定困難。底板普遍為鋁質(zhì)泥巖，厚1m左右，再下一般為粉砂巖。圖12 煤層綜合柱狀圖四、煤的特征1、煤質(zhì)1灰分3煤層原煤灰分平均為14左右，屬于低中灰煤；16上、17煤層原煤平均為12左右，屬于低灰煤。見表15。2硫分山西組煤層均為特低硫煤，太原組煤層硫分含量較高，屬中高硫煤，一般為富硫煤，詳見表15。3磷分3煤層為低磷煤，16上、17煤層為特低磷煤，詳見表15。表15 煤質(zhì)主要特征表工程煤層灰分硫分磷分揮發(fā)分%發(fā)熱量MJ/kg容重t/m3

24、牌號3煤QM16上煤QM17煤4QM2、煤的牌號根據(jù)資源勘探階段煤質(zhì)化驗結(jié)果，各煤層的工業(yè)牌號均為低變質(zhì)的氣煤QM，太原組煤層較山西組煤層略偏肥。主采煤層3#煤為氣肥煤QM44。3、煤的硬度可采煤層的單向抗壓強度為200300Mpa。五、煤的工業(yè)用途1、山西組各煤層經(jīng)洗選后各項指標均能到達煉焦用煤要求，宜作配焦用煤，太原組煤層硫分含量較高，假設(shè)與低硫煤混合降低硫分后，亦可作配焦用煤。2、山西組煤層均為氣煤，低灰低硫低磷，高發(fā)熱量高灰熔點，系良好的動力用煤。太原組煤層因含硫分較高，僅適合熱電用煤。3、本礦井各煤層煤的焦油產(chǎn)率較高，一般為富油煤和高油煤，均符合低溫干餾用煤要求，經(jīng)進一步半工業(yè)性煉油

25、試驗后，亦可考慮用作煉油用煤。六、煤的含瓦斯性根據(jù)勘探階段取樣器采區(qū)主要煤層3、16上、17煤層的19個瓦斯煤樣化驗結(jié)果，瓦斯都不大。從瓦斯含量看，CH4平均含量小于1cm338 m3/t；礦井CO2333/t，礦井瓦斯等級可以定級為低瓦斯礦井。七、煤塵的爆炸性影響煤塵爆炸的主要因素是煤中的揮發(fā)分產(chǎn)率，煤的揮發(fā)分愈高，煤塵爆炸的危險性愈大。本礦井煤的可燃基揮發(fā)分產(chǎn)率Vdaf均在35以上，又據(jù)礦井資料分析，煤塵的爆炸性指數(shù)均在38以上，煤塵有爆炸性危險。八、煤的自然發(fā)火傾向各煤層均有自然發(fā)火的傾向，屬二類自燃，發(fā)火期一般為36個月，最短發(fā)火期為18天，本礦井煤的自燃發(fā)火等級為12級，即容易自燃發(fā)

26、火至自燃發(fā)火。第二章 井田境界和儲量第一節(jié) 井田境界一、井田劃分的依據(jù)在煤田劃分為井田時，要保證各井田有合理的尺寸和境界，使煤田各局部都能得到合理的開發(fā)。煤田范圍劃分為井田的原那么有：1、井田范圍內(nèi)的儲量，煤層賦存情況及開采條件要與礦井生產(chǎn)能力相適應(yīng)；2、保證井田有合理尺寸；3、充分利用自然條件進行劃分，如地質(zhì)構(gòu)造斷層等；4、合理規(guī)劃礦井開采范圍，處理號相鄰礦井間的關(guān)系。二、井田范圍圖21 井田境界示意圖東灘井田位于山東省鄒城、兗州、曲阜三市接壤地區(qū)。井田境界為：東北以FS18斷層和FS68斷層為界；東以嶧山斷層為界；西南以鮑61號孔和204號孔的連線垂直下切與鮑店煤礦為界；西北以35號孔及5

27、4號孔連線為界；西以54號孔與218號孔的連線垂直下切與興隆莊煤礦相臨；南至F60斷層與南屯井田相鄰如圖21。井田東西長約6.77km，南北寬約km，面積km2。開采深度標高為-400-1000m。地層走向以3060東為主，傾向北西或南東。第二節(jié) 礦井工業(yè)儲量一、勘探類型及儲量等級的圈定5、 井田勘探類型根據(jù)礦井勘探情況，其勘探類型為類型。6、 鉆孔及勘探線分布全區(qū)經(jīng)過普查、詳查、精查勘探及使用綜合勘探的精查補充勘探后，使完成鉆孔145個，地震物理點3466個，平均每平方公里有2.13個，地震物理點23.9個，共計工程量為10621.27m，其中水文鉆孔3個，為1865.61m。京滬鐵路以西塊

28、段，3、16上、17煤層勘探工程間距和見煤點控制密度為：A級750 m；B級1500 m；C級3000 m。京滬鐵路以東塊段，3、16上、17煤層勘探工程間距和見煤點控制密度為：A級500m；B級1000 m；C級2000 m。二、儲量等級的圈定根據(jù)對煤礦床的勘探，研究程度和煤炭工業(yè)建設(shè)的需要，將煤炭儲量劃分為A、B、C、D四級。由于本礦井煤質(zhì)穩(wěn)定，煤類單一，水文地質(zhì)條件中等，煤系中無巖漿巖破壞活動，因此儲量級別的劃分主要依據(jù)對地質(zhì)構(gòu)造和煤層的控制、研究程度?？偟膩砜?，京滬鐵路以西地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度總體上偏簡單，以東偏中等，一號井東斷層以西，第14勘探線以南，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度較簡單；一號井東斷層

29、以東，第14勘探線以北，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度偏復(fù)雜。鄰近不可采邊界的塊段均不圈定高級儲量；斷層煤柱不圈定高級儲量，一律降為C級儲量；對難以開采的小而孤立的塊段，不圈定儲量，不進行單獨計算。三、煤層最小可采厚度該井田煤層傾角小于25，各煤層經(jīng)洗選后均能到達煉焦用煤要求，根據(jù)?生產(chǎn)礦井儲量管理規(guī)程?的規(guī)定，確定煤層的最小可采厚度為0.70 m。四、礦井工業(yè)儲量的計算礦井工業(yè)儲量是指在井田范圍內(nèi)，經(jīng)過地質(zhì)勘探，煤層厚度與質(zhì)量均符合開采要求，地質(zhì)構(gòu)造比擬清楚，目前可供利用的可列入平衡表內(nèi)的儲量。礦井工業(yè)儲量一般即A+B+C級儲量。井田范圍內(nèi)全區(qū)可采煤層為3煤、16上m， 16上mmm。礦井的工業(yè)儲量根據(jù)經(jīng)

30、緯網(wǎng)網(wǎng)格法來計算。經(jīng)過計算，得出井田范圍內(nèi)有123個經(jīng)緯網(wǎng)格，根據(jù)煤層傾角分為兩局部：第一局部煤層平均傾角平均7，完整方格個數(shù)為90個，不完整局部拼合方格13個；第二局部煤層平均傾角為18，完整方格個數(shù)為12個，不完整局部拼合方格8個。每個經(jīng)緯網(wǎng)方格的面積為S=500500=250000m2，煤的容重取1.35 t/m3。礦井工業(yè)儲量的計算公式如下： Zg = N1SM/cos1+ N2SM/cos2 21 式中 Zg礦井工業(yè)儲量，萬t；S 每個經(jīng)緯網(wǎng)方格的面積，m2；N1第一局部煤層傾角較小局部面積，m2；N2第二局部煤層傾角較大局部面積，m2； M煤層平均厚度；煤的平均容重，t/m3；1第

31、一局部煤層平均傾角，；2第二局部煤層平均傾角，。那么礦井的工業(yè)儲量為：Zg = N1SM/cos1+ N2SM/cos2=25000010325000020 t根據(jù)東灘礦地質(zhì)勘探資料，礦井各級儲量具體情況見表21。表21 礦井工業(yè)儲量表 單位：萬t 儲量級別工程A+B+C級儲量A級B級儲量C級儲量A+B級儲量百分比儲量百分比全礦井20381.93910第一水平第二水平53其中，百分比為該級儲量與其對應(yīng)工業(yè)儲量的比率。由表中數(shù)據(jù)可以看出：井田范圍內(nèi)A+B級儲量占工業(yè)儲量的75.7%，大于40%；第一水平內(nèi)A+B級儲量占水平工業(yè)儲量的78.8%，大于70%；第一水平內(nèi)A級儲量占水平工業(yè)儲量的48.

32、6%，大于40%。根據(jù)?礦井設(shè)計指南?中關(guān)于礦井井型與礦井設(shè)計的高級儲量比例之規(guī)定，本礦井的儲量符合煤炭設(shè)計標準的要求。第三節(jié) 礦井可采儲量一、各類永久煤柱的計算1、各類永久煤柱留設(shè)寬度及其依據(jù)各類永久煤柱包括京滬鐵路煤柱、兗石鐵路煤柱、工業(yè)廣場煤柱、西風井煤柱、礦井邊界煤柱、斷層煤柱。具體留設(shè)如下： 1鐵路煤柱京滬鐵路煤柱按照原煤炭工業(yè)部79煤半字第270號文批復(fù)“關(guān)于印發(fā)山東省東灘礦井初步設(shè)計審查意見的通知 ，確定京滬鐵路煤柱保護等級為級，保護煤柱圍護帶寬度為20m。設(shè)計留設(shè)巖層移動角為：第四系35，上侏羅紅層55，煤系地層75。由于京滬鐵路根本上垂直煤層走向方向，所以鐵路兩側(cè)巖層走向移動

33、角可認為近似相等。根據(jù)垂直剖面法作圖，如圖22所示。圖22 京滬鐵路保護煤柱剖面圖由此算得的鐵路一側(cè)煤柱寬度為： b=/tan55+ = =484.4049m根據(jù)東灘礦現(xiàn)場生產(chǎn)經(jīng)驗，取b=500m，以保證京滬鐵路大動脈的平安。那么京滬鐵路煤柱總寬度為：B=5002+60=1060m兗石鐵路煤柱按照山東省煤炭工業(yè)局2000魯煤生字第73號文“關(guān)于東灘煤礦偃石鐵路和北風井保護煤柱留設(shè)的批復(fù) ，確定兗石鐵路保護等級為級，保護煤柱衛(wèi)圍護帶寬度為15m。保護煤柱巖層移動角擬采用85魯煤生字第355號文的數(shù)據(jù)：第四系45，紅層65，煤系地層75。由于兗石鐵路根本上垂直煤層走向方向，所以鐵路兩側(cè)巖層走向移動

34、角可認為近似相等。根據(jù)垂直剖面法作圖，如圖23所示。圖23 兗石鐵路保護煤柱剖面圖由此算得的鐵路一側(cè)煤柱寬度為： b=/tan65+ = =361.561m取b=370m。那么兗石鐵路煤柱總寬度為：B=3702+65=805m2工業(yè)廣場保護煤柱根據(jù)?關(guān)于煤礦設(shè)計標準中假設(shè)干條文修改的決定試行?之規(guī)定：井型在240萬t/a及以上，占地面積指標為1.0公頃/10萬t。據(jù)此，確定工業(yè)廣場占地面積為24公頃，工業(yè)廣場的形狀為長方形，長600m,寬400m。又根據(jù)?煤炭工業(yè)礦井設(shè)計標準?之規(guī)定，工業(yè)廣場屬二級保護，其圍護帶寬度為15m。因此，加上圍護帶，工業(yè)廣場需要保護的尺寸為：長寬=630430=27

35、0900m2。根據(jù)垂直剖面法作圖，如圖24所示。圖24 工業(yè)廣場保護煤柱剖面圖由作圖法可得工業(yè)廣場保護煤柱尺寸為： AD=1370.5922m；BC=1424.1821m；hk=1197.3872m。3西風井保護煤柱根據(jù)垂直剖面法作圖，如圖25所示。圖25 西風井保護煤柱剖面圖由作圖法可得保護西風井煤柱尺寸為： AD=720.9039m；BC=731.6219m；hk=726.2629m。4礦井邊界煤柱礦井邊界煤柱人為邊界者留設(shè)如下：西部與鮑店礦井邊界，按95兗礦局生字第678號文，本礦一側(cè)留設(shè)25m保護煤柱；西北部與興隆莊礦井邊界煤柱，按魯煤生1999第145號文，本礦一側(cè)留設(shè)40m保護煤柱

36、。5斷層煤柱根據(jù)東灘礦井現(xiàn)場生產(chǎn)經(jīng)驗，斷層按性質(zhì)、落差大小及其對煤層破壞程度，斷層煤柱留設(shè)如下：一號井東斷層兩側(cè)各留50m煤柱，其他斷層按其落差大小不同，落差50m的斷層，兩側(cè)各留50m的煤柱；落差20m 50m的斷層，兩側(cè)各留30m煤柱；落差10m 20m的斷層，兩側(cè)各留20m煤柱；落差10m的斷層不留設(shè)斷層煤柱。2、各類永久煤柱損失的計算方法各類永久煤柱損失的計算公式如下：P=SM/cos 22式中 P永久煤柱損失煤量，萬t；S煤柱的面積，m2； M煤層平均厚度；煤的平均容重，t/m3；煤層平均傾角，。7、 各類永久煤柱損失的計算結(jié)果各類煤柱不可防止會有重疊，當各類煤柱相互重疊時，應(yīng)根據(jù)優(yōu)

37、先級不同，其儲量應(yīng)算入優(yōu)先級較高的煤柱之中。例如，京滬鐵路煤柱與兗石鐵路煤柱相重疊局部，其儲量應(yīng)算入京滬鐵路煤柱；鐵路煤柱與工業(yè)廣場煤柱相重疊局部，其儲量應(yīng)算入鐵路煤柱；礦井邊界煤柱與斷層煤柱重疊局部，其儲量應(yīng)算入礦井邊界煤柱，其余類推。計算結(jié)果見表22。表22 各類永久煤柱損失煤量計算結(jié)果表 (單位：萬t)煤柱類別水平鐵路煤柱工廣煤柱邊界煤柱斷層煤柱風井煤柱總計京滬鐵路兗石鐵路第一水平824.92500第二水平9861合計0二、礦井可采儲量的計算礦井可采儲量的計算公式如下：ZK =ZgPC 23 式中 ZK礦井可采儲量，萬t； Zg礦井工業(yè)儲量，萬t；P永久煤柱損失煤量，萬t；C采區(qū)采出率。

38、根據(jù)?煤炭工業(yè)礦井設(shè)計標準?的規(guī)定，3煤采出率取0.75，16上煤和17煤采出率取0.85。計算結(jié)果見表23。表23 礦井可采儲量匯總表 (單位：萬t) 類別水平工業(yè)儲量煤柱損失有效儲量可采儲量全礦井164第一水平第二水平第三章 礦井工作制度、設(shè)計生產(chǎn)能力及效勞年限第一節(jié) 礦井工作制度一、礦井年工作日數(shù)確實定按照?煤炭工業(yè)礦井設(shè)計標準?規(guī)定：礦井設(shè)計生產(chǎn)能力按年工作日300天計算。所以，本礦井設(shè)計年工作日數(shù)為300天。二、礦井工作制度確實定礦井工作制度設(shè)計采用“四六工作制，即三班采煤，一班準備，每班凈工作時間為6個小時。三、礦井每晝夜凈提升小時數(shù)確實定按照?煤炭工業(yè)礦井設(shè)計標準?規(guī)定：礦井每晝

39、夜凈提升時間14小時。這樣充分考慮了礦井的富裕系數(shù)，防止礦井因提升能力缺乏而影響礦井的增產(chǎn)或改擴建。因此本礦設(shè)計每晝夜凈提升時間為14小時。第二節(jié) 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力及效勞年限一、礦井生產(chǎn)能力確實定由于東灘礦井田范圍大，煤炭儲量豐富，地質(zhì)構(gòu)造較簡單，煤層生產(chǎn)能力大，開采技術(shù)條件好，應(yīng)建設(shè)大型礦井，初步確定礦井生產(chǎn)能力為240萬t/年。二、礦井及第一水平效勞年限的核算礦井效勞年限的計算公式為： T= 31式中 T礦井的效勞年限，a；Zk礦井的可采儲量，萬t；K礦井儲量備用系數(shù)，取K=1.4；A礦井設(shè)計生產(chǎn)能力，萬t/a。由第二章計算結(jié)果可知：礦井可采儲量為萬t，那么礦井效勞年限為 T= 1a 60

40、a以上結(jié)果符合?煤炭工業(yè)礦井設(shè)計標準?的規(guī)定。第一水平效勞年限的計算公式為： T1= 32式中 T1第一水平的效勞年限，a；Zk1第一水平的可采儲量，萬t；K礦井儲量備用系數(shù)，取K=1.4；A礦井設(shè)計生產(chǎn)能力，萬t/a。由第二章計算結(jié)果可知：第一水平可采儲量為萬t，那么第一水平效勞年限為 T1= a 30a以上結(jié)果符合?煤炭工業(yè)礦井設(shè)計標準?的規(guī)定。經(jīng)過礦井及第一水平效勞年限的核算，二者均符合?煤炭工業(yè)礦井設(shè)計標準?之規(guī)定，因此最終確定礦井的生產(chǎn)能力為240萬t/a。第四章 井田開拓第一節(jié) 井田開拓的根本問題一、井筒形式及數(shù)目確實定一般情況下，井筒的形式有立井、斜井和平峒三種。斜井適用于井田內(nèi)

41、煤層埋藏不深，表土層不厚，水文地質(zhì)情況簡單，井筒不需要特殊法施工的緩斜和傾斜煤層。平峒適用于地形條件適宜，煤層賦存較高的山嶺、丘陵或溝谷地區(qū)，且便于布置工業(yè)場地和引進鐵路，上山局部的儲量大致能滿足同類井型水平效勞年限要求。綜合東灘煤礦的實際情況：1表土層較厚，平均為95.57m，且風化嚴重；2地處平原，地勢平坦，地面標高平均為+50m左右，煤層埋藏較深，距地面垂深在5001100m之間。因此，斜井及平峒均不適用于東灘礦。由于立井開拓的適應(yīng)性較強，一般不受煤層傾角、厚度、瓦斯、水文等自然條件的限制；在采深相同的條件下，立井的井筒短，提升速度快，提升能力大，對輔助提升特別有利；井筒的斷面大，可滿足

42、高瓦斯礦井、煤與瓦斯突出礦井需風量的的要求，且阻力小，對深井更為有利；當表土層為富含水的沖積層或流沙層時，立井井筒比斜井容易施工；對地質(zhì)構(gòu)造和煤層產(chǎn)狀均特別復(fù)雜的井田，能兼顧井田淺部和深部不同產(chǎn)狀的煤層。因此，綜合以上因素并結(jié)合東灘礦的實際情況，確定井筒的形式為立井。 本礦井采用一對立井開拓：主立井采用箕斗提煤；副立井采用罐籠提升矸石，升降人員、設(shè)備、材料，且兼作進風井。副井安裝梯子間，作為一個平安出口?？紤]到東灘井田范圍較大，礦井通風方式經(jīng)過比擬后確定為兩翼對角式通風具體比擬情況見第九章，在井田西翼和東翼各掘一個風井，即西風井和東風井，每個風井均安裝梯子間，作為回風井并兼作平安出口。二、井筒

43、位置確實定井筒是井下與地面出入的咽喉，是全礦井的樞紐。井筒位置的選擇對于建井期限、根本建設(shè)投資、礦井勞動生產(chǎn)率以及噸煤生產(chǎn)本錢都有重要影響，因此，井筒位置一定要合理選擇。選擇井筒位置時要考慮以下主要原那么：1、有利于井下合理開采1井筒沿井田走向的有利位置當井田形狀比擬規(guī)那么而儲量分布均勻時，井筒沿井田走向的有利位置應(yīng)在井田的中央；當井田儲量分布不均勻時，井筒應(yīng)布置在井田儲量的中央，以形成兩翼儲量比擬均衡的雙翼井田，可使沿井田走向的井下運輸工作量最小，通風網(wǎng)絡(luò)較短，通風阻力小。應(yīng)盡量防止井筒偏于一側(cè)，造成單翼開采的不利局面。2井筒沿煤層傾向的有利位置在傾向上井筒宜布置在中偏上的位置，同時考慮到減

44、少煤損，盡量讓工業(yè)廣場保護煤柱圈住一些影響生產(chǎn)的地質(zhì)構(gòu)造和斷層。2、有利于礦井初期開采選擇井筒位置要與選擇初期開采區(qū)密切結(jié)合起來，盡可能使井筒靠近淺部初期開采塊段，以減少初期井下開拓巷道工程量，節(jié)省投資和縮短建井期。3、盡量不壓煤或少壓煤確定井筒位置，要充分考慮少留井筒和工業(yè)廣場保護煤柱，做到不壓煤或少壓煤。為了保證礦井投產(chǎn)后的可靠性，在確定井筒位置時，要使地面工業(yè)場地盡量不壓首采區(qū)煤層。4、有利于掘進與維護1為使井筒的開掘和使用平安可靠，減少其掘進的困難及便于維護，應(yīng)使井筒通過的巖層及表土層具有較好的水文、圍巖和地質(zhì)條件。2為加快掘進的速度，減少掘進費用，井筒應(yīng)盡可能不通過或少通過流沙層、較

45、厚的沖積層及較大的含水層。3為便于井筒的掘進和維護，井筒不應(yīng)設(shè)在受地質(zhì)破壞比擬劇烈的地帶及受采動影響的地區(qū)。4井筒位置還應(yīng)使井底車場有較好的圍巖條件，便于大容積硐室的掘進和維護。5、便于布置地面工業(yè)場地井口附近要布置主、副生產(chǎn)系統(tǒng)的建筑物及引進鐵路專用線。為了便于地面系統(tǒng)之間互相聯(lián)接，以及修筑鐵路專用線與國家鐵路接軌，要求地面平坦，高差不能太大，專用線短，工程量小及有良好的技術(shù)條件，應(yīng)盡量防止穿過村鎮(zhèn)居民區(qū)、文物古跡保護區(qū)、陷落區(qū)或采空冒落區(qū)、洪水侵入?yún)^(qū)；要盡量少占農(nóng)田、果園經(jīng)濟作物區(qū)，盡量防止橋涵工程，尤其是大型橋涵隧道工程。為考慮長期運輸?shù)男熊嚻桨埠凸芾?，要盡量防止與公路或其他農(nóng)用道路相交

46、，力求使接軌點位于編組站配線一側(cè)。另外，井口標高應(yīng)高于歷年的最高洪水位；還要考慮風向的影響，防止污染?？傊x擇井筒位置要統(tǒng)籌井田全局，兼顧前期和后期、地下與地面等各方面因素。不僅要考慮有利于第一水平，還應(yīng)兼顧其他水平，適當考慮井筒延伸的影響。通過以上分析，考慮到東灘礦實際情況：京滬鐵路大動脈和兗石鐵路穿過井田中部，且鐵路煤柱壓煤較多；井田東翼有一大塊風化帶。為了減少煤柱損失，縮短煤炭外運距離，減少運輸費用，平衡井田西前期、東后期兩翼的運輸和通風系統(tǒng)，主副井布置在京滬鐵路附近即井田儲量的中央，以形成兩翼儲量比擬均衡的雙翼井田。礦井通風方式為兩翼對角式，在井田兩翼各布置一個風井。為了使通風路線最

47、短并減少初期建井工程量，西風井布置在井田西翼中部?？紤]到減少壓煤量并兼顧礦井東翼通風系統(tǒng)，東風井布置在風化帶中。為此，確定主井坐標為20490925，3925265，+47.71，副井坐標為20491005，3925230，+47.71，西風井坐標為20488620，3924575，+44.85，東風井坐標為20492560，3927450，+48.56。具體位置見東灘煤礦開拓平面圖。三、 工業(yè)廣場位置、形狀和面積確實定工業(yè)場地的選擇主要考慮以下因素：（1） 盡量位于井田儲量中心，使井下有合理的布局；（2） 占地要少，盡量做到不搬遷村莊；（3） 盡量布置在地質(zhì)條件較好的區(qū)域，同時工業(yè)場地的標高

48、要高于最高洪水位；（4） 盡量減少工業(yè)廣場的壓煤損失。根據(jù)以上原那么并結(jié)合本礦井的實際情況，工業(yè)廣場與主副井筒位置相同，靠近鐵路布置。依據(jù)?關(guān)于煤礦設(shè)計標準中假設(shè)干條文修改的決定試行?之規(guī)定：井型在240萬t/a及以上，占地面積標準為1.0公頃/10萬t。由此確定工業(yè)廣場占地面積為24公頃。工業(yè)廣場形狀為矩形，其尺寸為：長寬=600m400m=240000m2。四、開采水平數(shù)目、位置和標高確實定東灘井田范圍內(nèi)煤層傾角39，平均7，為近水平煤層。全區(qū)范圍內(nèi)可采煤層為3煤、16上煤和17煤，其中16上煤和17煤間距10.46m，可集中布置；而3煤與這兩層煤相距168.48m，假設(shè)采用斜井延伸，由于

49、煤層傾角太小，需要開鑿的斜井太長，在技術(shù)經(jīng)濟上均不合理，因此決定采用立井兩水平開拓。其中，第一水平標高為670m，主采3煤；第二水平標高為845m，開采16上和17煤。五、開拓方案確實定根據(jù)第三章所核算礦井及第一水平效勞年限，全礦井效勞年限為1a ，第一水平效勞年限為a，而第二水平效勞年限僅為15.14a。第一水平3煤儲量豐富，效勞年限長，為礦井主采煤層；第二水平的兩層煤均為厚度缺乏1m的薄煤層，儲量有限，效勞年限短，并且16上、17煤層埋藏較深，故只作為備用儲量。綜合以上因素，本設(shè)計開拓方案主要考慮第一水平，第二水平暫不考慮。1、方案的提出由于本井田地形平坦，表土層較厚，所以采用立井開拓主井設(shè)箕斗，并按井下運輸量最小的原那么確定了井筒位于井田儲量的中央。為防止采用箕斗井回風時封閉井塔等困難和減少開鑿風井的數(shù)目，決定采用兩翼對角式通風具體見第九章，風井位置見礦井開拓平面圖。因本井田瓦斯和涌水都不大，水平內(nèi)采用下山開采在技術(shù)上是可行的?？紤]到主采煤層3#煤層為厚度8.53m的特厚煤層，布置煤層大巷及煤層上下山，巷道維護困難，維護費用高。并且煤層褶曲較多，假設(shè)大巷沿煤層布置，巷道坡度及方向