新汶赵官矿井建设.doc

1 井田概况及井田地质特征1.1 矿 区 概 况1.1.1 位置及交通赵官井田位于山东省西北部，以区内的赵官镇为中心。其地理座标为：东径11630001163630，北纬362800至363330，本井田属黄河北煤田的一部分，探矿权登记范围见赵官井田范围直角坐标点表1-1-1。本井田位于京沪铁路西侧，距京沪线晏城东站30km，北部有309国道，井田内有324省道与其连通，工业场地距324省道仅300m。自本矿井到济南不足50km。黄河流经本井田东南部，可航行500t级船只。水陆交通均较方便，本矿井交通非常便利。其东与长清井田分界，西与邱集煤矿毗邻，南到13层煤露头，北以探矿权边界。走向长约9km，倾向宽约7km，勘探面积约为59.2079km2。行政区划属德州市齐河县管辖。详见交通位置图(图1-1-1)。表1-1-1 赵官井田范围直角坐标点点号经距（y）纬距（x）点号经距（y）纬距（x）120461204.24094047656.9426152042657.45834038402.9050220464935.49104047640.94121620456681.78184038430.8063320464922.31574044403.699617204566773484420464550.39534044405.22091820455184.58924037512.9611520464542.79214042556.18771920455194.19094039363.5045620464914.79254042554.66652020455940.92034039359.6621720464912.91544042093.07502120455955.07864042134.1576820464166.43184042096.14332220456700.34274042130.3849920464160.66734040707.95062320456714.26724044903.75231020463412.83694040711.08832420458207.98454044896.38031120463410.87694040248.73732520458212.47634045821.85001220463038.77574040250.32252620459704.81044045814.74201320463034.82314039326.38022720459709.12994046739.83171420462661.46124039327.98662820461200.08104046732.9871 赵官矿图1-1-1 赵官矿井交通图示意1.1.2 地形地貌本井田地处华北大平原南部，为黄河冲积平原。井田内地势平坦，地面标高一般为+27+32m，西北略低，东南略高，坡度为0.51。我国最大的水系之一黄河自西南向东北方向流经本井田东部。据济南洛口水文站观测记录，1958年7月23日特大洪峰时水位达到+32.08m，流量为11800m3/s。区内有引黄灌渠与之相通。井田内水系较发育，沟渠纵横，主要为引黄灌溉渠系。区内主要河、渠为黄河及老巴公河。1、黄河：本井田东部自西南向东北方向径流，区内沟渠与黄河贯通。2、老巴公河：井田西部近南北向通过，是齐河重要排灌河道，承担着赵官、仁里集、潘店等乡镇农田灌溉蓄水功能，在赵官镇设有节制闸，蓄水量为21万m3，拟建工程排水量21361.1m3/d，由于老巴公河蓄水量较小，部分排水量通过老巴公河进入赵牛新河，赵牛新河祁庄、务头设节制闸，总蓄水量362万m3。1.1.3 气象及地震1、气象本区为温带季风大陆性气候。年平均气温13.4，年平均最高气温19.0，月均最高气温33.9（1959年7月），日最高气温41.2（1960年6月21日）。年平均最低气温8.7，月最低气温-10.4（1963年1月），日最低气温-22.0（1959年12月21日），多年最低气温月为1月（-6.7），常年1月平均气温为-2.5。最大冻土深度47cm(1977年2月)。年平均降雨量为619.4mm，降雨量多集中在7、8月份，春季偏少，多有夏涝、春旱，有时晚秋也出现旱象。年平均风速2.9m/s，最大风速20.0m/s。冬春季多东北风，夏秋季多为南风偏西。本地区年平均相对湿度为66%，最小相对湿度（1月）为2%，最大相对湿度（8月）为81%。2、地震根据现行中国地震动参数区划图（2001）使用规定和现行建筑抗震设计规范（gb50011-2001），本矿井工业场地地震设防烈度为6度（设计基本地震加速度值为0.05g）。1.1.4人文社科赵官矿井所在地赵官镇位于齐河县城西南部，北距齐河县城约25km，下辖52个自然村，面积61.2km2，总人口30110人。根据齐河县城市发展规划，赵官镇将建成工矿型乡镇，因此，工程选址符合当地发展规划。齐河县重点保护文物龙山文化遗址尹屯遗址在晏城西南3.5km处，不在井田范围内，本井田周围无重要文物保护目标。1.1.5 电源及水源条件1、电源条件赵官镇井田位于济南、聊城两市中间，矿井电源充足可靠，在赵官镇以北16km处有一座运行中的110kv焦庙变电站，站内设备先进，主变压器容量能够满足矿井的供电要求。在赵官矿井以南2.5km处有赵官35kv变电站，该站设35kv进线一路。赵官井田位于济南、聊城两市中间，距两市50km左右有济南、聊城电厂，济南、聊城电厂可做为今后矿井电源。故矿井电源落实可靠，而且靠近电厂，供电质量也有保证。矿井电源落实可靠。2、水源条件井田内第四系、上第三系砂砾层富水性较强，水质较好。井田内对第四系及上第三系均进行过抽水试验，矿化度0.65081.428g/l，水质符合生活饮用水标准。矿层水埋藏浅，分布广泛，适合分散或集中供水。可作为本井田的供水水源。矿井水经处理后，能满足矿井生产用水。1.1.6 区内经济概况井田内经济以农业为主，盛产小麦、玉米、棉花、豆类等；该地区矿产资源、水资源丰富，工业以造纸、建材、化工、医药、纺织、家具、机械、电子、食品、工艺美术等十大类为主，工业只有地方小工业，建井所需砂石等材料需要从黄河南岸平阴一带运来，区内多为农业人口、劳动力充足。1.1.7邻近矿区开发情况赵官井田属山东省黄河北煤田的一部分，位于该煤田的中西部。该井田作为独立的新建井开发，黄河北煤田无总体开发规划井田西邻的邱集煤矿于1990年开工建设，1998年产煤，设计生产能力为0.45 mt /a，目前正在改扩建，扩建后的生产能力为0.90 mt /a。济西煤矿由省司法局开发，现正在建设中。济阳煤矿也正在建设中，这将为本矿井的开发建设提供借鉴经验。此外，本煤田东北部的济东矿区和东部的济（宁）北矿区都早已建井开采，也可做为本井田建井开发的参考。1.1.8 矿井建设外部条件综评 综上所述，本矿井具有交通方便、电源可靠、通讯发达、水源充足，土产材料易于解决等有利条件，同时有邻近矿井建设的经验可供借鉴，建设单位有丰富的生产和管理经验，充足的资金保证。因此，本矿井建设的外部条件是优越的。1.2 井田地质特征1.2.1 区域地层黄河北煤田地层区划属华北地层区鲁西地层分区的一部分。石炭-二叠系假整合于奥陶系石灰岩之上。煤系基地奥陶系和寒武系出露于黄河南岸的长清至平阴一带，组成中低山、丘陵区。石炭二叠系含煤地层则被相当厚的第四系、新近系所覆盖，成为隐蔽煤田。石炭二叠系含煤地层发育较好，煤炭资源较为丰富。表1-2-1 区域地层简地层系统主要岩性特征第四系（q）新近系（n）古近系（e）二叠系 （p）由土黄、棕黄、灰绿色粘土夹黄白色松散砂砾组成，局部砂砾层可胶结成岩。 0500m上部棕黄、棕红、灰绿、紫色粘土、泥岩夹土黄、浅棕色粉砂-细砂岩、含砾砂岩。下部紫红、棕红、灰绿色泥岩夹粉-中砂岩、底部灰白色含砂砾岩。1635m上部为浅灰色粉砂岩、泥岩及灰-灰绿色砂岩，其次为杂色泥岩、泥灰岩。下部为紫红、红色粉砂岩，泥质细砂岩等。 1700m石盒子统（p2）上石盒子组上部为紫红、灰绿色粘土岩，夹灰白色中砂岩；中部为致密坚硬的厚层状石英砂岩夹杂色泥岩；下部为灰、紫色等杂色粘土岩，泥岩和灰绿色砂岩。底部为a层铝土岩。 425m下石盒子组以灰白色长石砂岩和灰色泥岩为主，上部有紫色粘土岩出现，偶夹紫色石英质砂-砂砾岩。 120m月门沟统（p1）山西组灰色、灰白色中细粒长石砾岩、粉砂岩夹泥岩，含煤56层，可采及局部可采煤层24层。为区内重要含煤地层。 87m太原组灰色-深灰色泥岩、粘土岩与砂岩互层。砂岩多为粉、细粒状，为粘土质胶结的长石砂岩。夹薄层海相石灰岩5层，含煤层1014层，可采及局部可采煤层7层左右，为本区主要含煤地层142235m石炭系（c）奥陶系（o12）上统（c2）本溪组紫色、灰色泥岩、粉砂岩、砂岩。含石灰岩2层，底部具山西式铁矿层位和g层铝土岩的发育。2068m上部为青灰色厚层石灰岩，豹皮状石灰岩夹泥灰岩和角砾状石灰岩。下部为白云质石灰岩和白云岩，含燧石结核和条带。 800m1.2.2 井田地层本井田为全隐蔽的华北型石炭、二迭系煤田。煤系以中、下奥陶地层为基底，沉积了中石炭统本溪组、上石炭统太原组、下二迭统山西组、下石盒子组，上二迭系上石盒子组，其上覆盖是第三系和第四系。详见图1-2-1本区地层自上而下分述如下：1、第四系(q)厚71.30106.00m，平均89.7m。上部为黄沙近代淤积的粉砂土和黄土，中下部以砂质粘土和粘土为主，粘土呈半固结状，可塑性强，隔水性好，夹砂数层。底部有一不稳定的灰、褐黄色砂砾层与上第三系分界，砾石成份以石灰岩为主，岩浆岩、石英岩次之，混杂大量粗砂及粘土。与上第三系呈角度不整合接触。2、新近系(n)厚125.90252.10m，平均191.60m，由东南向西北逐渐增厚。以粘土为主，上部多为紫红、灰绿等杂色，中下部多为绿至灰白色。上部夹砂数层，下部夹钙质粘土、泥灰岩及钙质细砂岩，溶蚀现象发育。角度不整合于古生界之上。3、上二迭统上石盒子组（p21）上石盒子在本井田钻孔最大揭露残厚281.60m。属干旱条件下的内陆河床相及湖泊相沉积。主要由紫红、灰绿、灰黄、浅灰色等杂色粘土岩，粉砂岩及灰白、灰绿色砂岩组成。以底部灰绿色鲕状铝土岩（b层）下的粗砂岩底界与下石盒子组分界。4、下二迭统下石盒子组（p12）厚29.8869.87m，平均47.93m。以陆相沉积为主，主要分布在井田的北部，主要由灰绿色砂岩，杂色粘土岩组成，局部夹灰色至深灰色粘土岩及粉砂岩。底部常以一层灰白色中粗砂岩与山西组分界，二者为连续沉积。5、下二迭统山西组（p11）厚66.20113.90m，平均97.62m。为陆相及海陆过渡相沉积，为本井田含煤地层之一，主要分布在本区的中及西北部。由灰、灰绿色、灰白色中、细砂岩，灰、深灰色粉砂岩，粉砂质泥岩、泥岩及煤层组成。煤层集中于中下部，井田内仅见3、4煤层，4煤层局部可采。以4、5煤层之间最下一层砂岩底界与太原组分界，二者为连续沉积。6、上石炭统太原组（c3）厚142.80174.65m，平均163.23m。本组属典型的海陆交互沉积，是本井田主要含煤地层。由深灰、灰黑色泥岩、粉砂岩以及中、细砂岩、薄层石灰岩及煤层组成。夹石灰岩五层，由上而下依次为一、二、三、四、五灰。其中一灰和四灰全区发育，厚度比较稳定，特征明显，是煤层对比的重要标志。本组含煤9层，由上而下为5、6、7、8、9、10、11、13、14层煤，主要可采煤层11、13煤层赋存在五灰以下。14层煤底板以一层石英细砂岩与本溪组分界。为连续沉积。7、中石炭统本溪组（c2）厚20.6656.05m，平均32.42m。井田中部较厚，两翼渐薄。本组为一套海陆交互相沉积。由灰黑色泥岩、粉砂岩，灰色粘土岩、石灰岩、砂岩、铁铝质泥岩、杂色粘土岩等组成。顶部六灰为一层不稳定的石灰岩；中部徐家庄灰岩常含遂石结核及海相动物化石，厚度大且稳定（7.7012.40m，平均10.03m），是本区良好的标志层；下部见铁铝质鲕状泥岩及杂色粘土岩。偶夹薄煤层（15、16层煤），一般不可采，无经济价值。与下伏奥陶统呈假整合接触。8、奥陶系中下统（o1+2）井田内钻孔最大揭露厚度63.91m。主要以浅灰、灰、灰褐色中厚层状石灰岩为主。具豹皮状，产珠角石化石。间夹多层黄灰色泥质灰岩、灰绿色泥岩及深灰色粉砂岩。多见溶洞及溶蚀现象，裂隙较发育，多数被方解石充填。为煤系地层的主要充水含水层。根据井田外围出露情况，全厚可达800m左右。图121：1.2.1 地质构造本井田位于黄河北煤田中西部，为一走向北东，倾向北西的单斜构造，倾角一般58，部分地层（13层煤露头部位及深部）大于10。次一级褶曲不甚发育，有三层岩浆岩侵入，构造复杂程度中等。区内发育有两组正断层，一组为北东向，一组为北东东向，根据钻探和地震资料解释成果，区内褶曲和断层发育情况描述如下：1、褶曲 李全庄向斜： 位于井田的中东部，在2432勘探线之间。走向北转为北北西，延伸长度3km。南起f20中部，北至28-7号孔附近消失，为轴向北西的倾伏向斜，有近11条地震测线及9个钻孔控制，形态基本查明。 32-6号孔背斜： 位于井田的东部，走向北西，南起32-5号孔，北至井田深部边界。延伸长度2km，为轴向北北西的倾伏背斜。有5条地震测线及4个钻孔控制，形态基本查明。 744号孔向斜： 位于井田东部，走向以135号孔与744号孔连线北北西向至井田边界，延伸长度2km，为轴向北西向的倾伏向斜。2、断层井田内共有40条断层，其中逆断层3条，正断层37条，落差20m以上（含20m）断层14条，20m以下26条。现将主要断层分述如下：f11正断层：为本井田深部边界断层。走向n55e，过28线转为n35e，倾向nw，倾角70。在井田延展达6km。有12、20、28测线控制，a级断点2个，b级断点1个，邱集井田11-6号孔穿过，落差120m。属基本控制断层。f11-1正断层： 井田深部推断为f11断层的分支断层。走向n65e，倾向nw，倾角70，落差5090m，在井田内延展达6km。有28、32、l1、34、39五条测线控制，控制长度5.6km。a级断点1个，b级断点4个，该断层2834线之间较可靠，28线以西及34线以东部分可靠性较差，属基本查明断层。f8正断层：为本井田西部与邱集井田的分界断层。走向n25e，倾向nw，倾角6370，落差1040m，在井田延展长度为6.4km，浅部分别有地震1、2、wl1，wl3线上4个断点（2个b级，2个a级）所控制，且有邱集井田12-1与125；旦12-1与165两组孔控制；中部有旦9-4与旦9-1孔所控制，深部有地震6线（b级）所控制，属基本查明断层。f14正断层：东部与长清井田的分界断层，走向n10e，倾向nw，倾角70，落差065m，向深部尖灭。浅部有167与161；738与132两组钻孔所控制，属初步控制断层。f14-1正断层：在井田东部，走向n10e，倾向nww，倾角65，落差030m。有g4、g1、l5线控制，控制长度3.7km。a级断点1个，b级断点2个，该断层是井田东部与长清井田分界断层f14的分支断层。为基本查明断层。f17正断层： 走向n11e，倾向see，倾角60，落差050m，有14、16、18、19、l10、20、g5、21、l9、22、23、l8、25、l7、26、s1、27地震测线及20-2与22-3，24-4与24-5两组钻孔控制，控制长度4.8km，a级断点4个，b级断点11个，c级断点2个，是一查明断层。f20逆断层：由近nee走向转向nne，倾向nw，倾角2030。落差小于10m。有19、20、21、22、23、24、25、s1、26、l6、28、29、g3地震测线控制，控制长度3.2km，a级断点1个，b级断点6个，c级断点6个，26勘探线以西可靠，以东可靠性较差，为基本查明断层。表1-2-2 主要断层控制程度表 断层名称性质产状落差（m）延伸长度（km）地震测线及钻孔控制情况控制程度走向倾向倾角（）f8正n25enw637010406.41.2、wl1、wl34地震线、125、旦12-1、165、旦9-4、旦9-1 5个钻孔基本查明f9正sne600202.4wl1、wl2基本查明f11正n55enw70120612 20 28基本查明f11-1正n65ennw705090628、32、l1、34、39 查明f12正n65ennw700352.324、28基本查明f13正n42enw700303.016、20、24基本查明f15正n50enw700203.012、14、l3、16、20查明f16正n20enww700403.030、32、l3、34、36-1钻孔穿过基本查明f17正n11esee600504.814、16、18、19、l10、20、g5、21、l9、22、23、l8、25、l7、26、s1、27、20-2、22-3、24-4、24-5查明f18正n35ese600251.612、16基本查明f19正n35enw560251.0g7、10、11、12、12-1钻孔查明f20逆ew-snsn-ew2030103.219、20、21、22、23、24、25、s1、26、l6、28、29、g3查明f21逆n60ennw25101.810、11、12、13、14、15查明f22逆n34enww4014001377(3)124014001293(23)113014001228(22)114013901201(12)112011901163(5)117314001286(21)焦油产率tar(%)0.571.711.07(6)0.6411.202.88(25)0.2621.525.72(24)0.3914.577.68(16)0.4614.586.34(29)粘结指数gr-10(7)0837.6(29)09726.4(30)0.09970.3(16)0.0(2)09837.99(41)胶质层厚度ymm0(7)0192.5(29)0.024.57.0(29)0.031.015.0(19)0.0(5)028.9010.81(41)1.3.3 其它开采技术条件1、煤层顶底板7煤层直接顶板绝大多数为泥岩、粉砂岩岩组，零星分布有中砂岩和细砂岩。抗压强度平均值为20.8mpa，属不稳定至较稳定顶板。10煤层的直接顶板主要为泥岩、粉砂岩岩组，抗压强度平均值为14.7mpa，属不稳定顶板。11煤层直接顶板一般为第五层石灰岩，平均厚度1.66m。抗压强度平均值为104.2mpa，局部地段岩浆岩侵入11煤层上部，岩浆岩厚度4.5495.37m，平均62.25m，岩石完整程度较高。所以11煤层的顶板属稳定顶板。13煤层直接顶板主要为泥岩、粉砂岩岩组，岩石的完整程度较差，平均抗压强度值19.9mpa，少量钻孔见有泥岩伪顶，属不稳定顶板。本井田主要可采煤层的底板均以泥岩、粉砂岩和粘土岩为主，岩石完整程度较差，仅有局部块段为细、中砂岩等岩组，抗压强度值普遍较低，故多为较稳定至不稳定底板。2、瓦斯、煤尘和煤的自燃瓦斯各煤层瓦斯相对涌出量为1.337.13m3/t，小于10m3/t，为低瓦斯矿井。但该区由于岩浆岩侵入煤系地层，使煤的变质程度增高，产生了部分瓦斯，且岩浆岩本身透气性差，不利于瓦斯排放，特别是北区深部瓦斯含量非常大，因此，在今后开采过程中一定要做好通风排放等措施，以防瓦斯聚集，避免发生瓦斯爆炸。本井田各煤层瓦斯含量、成分最高分别为19.334cm3/g燃和96.45%，二氧化碳(co2)最高含量为0.557cm3/gr，最高成分为16.66%。煤尘和煤的自燃各煤层均具有煤尘爆炸危险性。各煤层的还原样着火温度在348438之间，还原样和氧化样的着火点