330采区设计说明书毕业设计(DOC毕业设计论文).doc

前前 言言 淄博矿业集团有限责任公司许厂煤矿是淄矿集团在济宁地区建成 投产的第一对现代化大型矿井 设计生产能力 150 万 t a 矿井于 1996 年 6 月开工建设 1998 年 10 月建成试生产 1999 年 10 月正式 投入生产 1999 年产煤 80 万 t 2000 年产煤 224 万 t 2001 年产煤 289 5 万 t 2002 年实现了产量翻番 产煤 320 5 万 t 2003 年产煤 354 5 万 t 井田位于济宁市东北部 距济宁市中心 8km 属济宁市高新区所 辖 地理坐标为东经 116 36 116 43 北纬 35 24 35 31 井田南 北长 10km 东西宽 6km 井田面积 60km2 可采煤层为 3上 3下 15 上 16上 17 层煤 全矿井地质总储量为 3 0 亿吨 工业储量 9222 3 万吨 可采储量为 5950 4 万吨 服务年限为 30 5 年 矿井采用立井开拓 现生产水平标高为 255m 所采煤层为二迭 统山西组 3下煤 现生产的采区为 130 采区 工作面采用走向长壁综 采放顶煤一次采全高采煤法 全部陷落法管理顶板 由于济宁市高新 区规划压覆 3下煤层地质储量 3264 6 万 t 压能利用储量 2843 2 万 t 压可采煤量 1345 万 t 截止 2003 年底 130 采区剩余储量 1516 万 t 仅布置二个长壁工作面 其余为村庄 水体下压煤布置 12 个条带工 作面 采出率不足 50 现接续采区 430 采区主要生产系统已全部形 成 430 采区预计 2009 年 1 月结束 接续 530 采区 因 530 采区储量 少 生产能力低 服务年限短 不能满足矿井保持高产高效的需要 故矿方决定尽快组织 330 采区的开拓 为了经济 合理地开采 330 采 区的煤炭资源 我院对 330 采区方案设计 进行了多次优化 并报 集团公司进行了审批 在充分考虑集团公司批复意见的基础上 现编 制 330 采区设计 本采区设计的依据有 1 许厂煤矿精查地质报告 山东省煤田地质勘探公司 2 许厂煤矿建井地质报告 山东省煤炭地质工程勘探研究 院 3 许厂煤矿 330 采区三维物探报告 中国物探总局物测队 4 许厂煤矿矿井初步设计 煤炭工业部兖州煤炭设计研究 院 5 330 采区地质说明书 许厂煤矿 6 许厂煤矿长远规划 许厂煤矿 7 130 采区 3下煤层的矿压观测资料 许厂煤矿 8 建筑物 水体 铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程 煤炭工业局 9 淄矿集团公司对 330 采区方案设计 的批复意见 本采区设计遵循了以下原则 1 严格贯彻执行国家有关安全技术政策 2 积极采用国 内外先进技术经验 3 保证安全上可靠 经济上合理 技术上可行 4 充分利用矿井现有的采掘机电设备 减少设备投资 5 采用矿井现有的合理巷道断面和支护形式 节约支护费用 6 依据矿井现有开拓布局 巷道布置 合理简化生产系统 7 充分考虑提高回采率 减少煤炭损失 合理确定采区主要 巷道布置 提高煤炭资源回采率 设计充分考虑采区正常生产接续 本设计为采区施工图设计的依 据 采区施工应做施工图设计 第一章第一章 采区采区地质情况地质情况 第一节第一节 采区位置及范围采区位置及范围 330 采区是 530 采区的接续采区 开采下二迭统山西组 3下煤层 1 采区位置 330 采区位于主井以北 1650m 3500m 区域 井下南以陈厂断层 为界 西以孙氏店支2断层为界 采区北部和东部以 3下煤露头区域 的 60m 防水煤柱线为界 紧临矿井边界 2 采区面积 采区南北长 3 249km 3 418km 平均 3 384km 东西宽 1 709km 2 357km 平均 2 033km 面积 6 88km2 3 地面建筑物及地表水系 本采区范围内大部分为平坦农田 只有在采区南部边界内有矿自 建的发电厂 地面无其他建筑物 地表水系 洸府河支流 杨家河从采区中部由北向南流过 河宽 约 190m 左右 为季节性人工河流 4 采区四邻关系 采区南部为矿井现正开采的 130 采区 西南部为 130 采区的接续 采区 430 采区 430 采区三条下山已到底并已贯通 现正在施工采 区泵房 变电所 煤仓等硐室及采区有关巷道 采区西北孙氏店支2 断层以西为煤层变薄区和冲刷 5 采区内地质勘探情况 在勘探阶段 钻孔基本网度达到 500m 500m 并进行二维 三维 地震勘探 从总体上看 采区内地质构造的查明程度较高 6 开采对地表的影响 根据 130 采区 1315 工作面岩移观测成果资料 下沉系数 0 849 移动角 70 45 该工作面埋深按 480 5 594 1m 平均埋深 520m 根据工作面煤层平均厚度 2 6m 回采率按 80 预计回采后地表下沉 2 05m 左右 影响地表最大范围 227m 影响较大的将是从采区上方通 过的杨家河 建议开采期间加强地面岩移观测 取得实际观测资料 并采取相应治理加固加高河堤措施 保证河流畅通 第二节第二节 井上下标高井上下标高 本采区地面标高在 39 33 40 71m 平均 39 80m 井下煤层 底板标高 455 00m 149 43m 煤层埋深 494 33 190 14m 平均 320m 全区均被第四系冲积层覆盖 第四系厚度平均 157 37m 第三节第三节 采区地质条件采区地质条件 1 地层 区内地层包括中下奥陶统 中下石炭统本溪组 上石碳统太原组 下二迭统山西组 下石盒子组 上二迭统上石盒子组及第四系 现自 上而下简要介绍如下 1 第四系 Q 平均厚 245 00m 主要由粘土 砂质粘土 粘土质砂 砂及砂砾 层组成 属河 湖相沉积 按岩性分上 中 下三组 下组以褐色粘 土及灰白色中砂 粗砂为主 局部含砂砾层 2 上二迭统上石盒子组 P2 孙氏店支 2 断层以西在本采区均有 主要由灰绿色砂岩及灰绿 紫红粘土岩组成 为干旱条件下的河流 湖泊相沉积 本组以 B 层铝 土岩之下的中粗砂岩与下石盒子组呈整合接触 3 下二迭统下石盒子组 P12 平均厚 44 72m 主要由黄绿灰等 杂色粘土岩 粉砂岩 灰绿色 砂岩组成 属温湿 干热条件下的河流 湖泊相沉积 以本组底部一 层不稳定的中粗粒砂岩与下伏山西组地层呈整合接触 4 下二迭统山西组 P1 平均厚 72 94m 主要由浅灰 灰白及灰绿色砂岩 深灰 灰黑色 粉砂岩 粘土岩及煤层组成 岩性变化较大 砂岩比率较高 以过渡 相沉积为主 本组共含煤三层 2 3上 3下 3上为局部可采 3下煤 层为本采区可采煤层 厚度大埋藏浅 储量丰富 底部普遍发育一层 粉细砂岩互层或细砂岩 与下伏太原组分界 5 上石炭统太原组 C3 平均厚 162 66m 由深灰 灰黑色粉砂岩 泥岩 灰色砂岩 薄 层石灰岩及煤层组成 含灰岩 11 层 二 三 四 五 六 七 八 九 十上 十下 十一 以三灰 十下灰厚度大 质纯 稳定 是 标志层 本组可采或局部开采煤层 3 层 15上 16上 17 是区内重要 含煤层段 为一套典型海陆交互相沉积 且具有多次交替的特点 6 中石炭统本溪组 C2 均厚 30 88m 由杂色粘土岩 粉砂岩 铝铁质泥岩及石灰岩组成 顶部偶夹薄煤一层 含灰岩 2 3 层 十二 十三 十四灰 十二灰厚 度较小 不稳定 十三灰厚度大且较稳定 是本区良好标志层 十四 灰厚度变化较大 有时与十三灰合并为一层 本组底部常为一层灰紫 杂色铝铁质泥岩 与下伏中下奥陶统石灰岩呈假整合接触 7 奥陶系中 下统 O1 2 下统以白云质灰岩为主 中统主要为灰及棕灰色厚层状石灰岩 豹皮灰岩 夹泥灰岩及钙质泥岩等 岩溶裂隙发育 极富水 含腕 足类化石 2 主要标志层 所采 3下煤层上下对比可靠 层位稳定的标志层有 3下煤和三灰 3下煤厚 0 7 4 15m 平均 2 60m 较稳定 全采区发育 煤岩类 型以半亮型为主 半暗型次之 黑色玻璃 沥青光泽 块状至粉末状 条带状结构 属气煤 三灰 厚 5 80 6 82m 平均 6 07m 全区稳定 岩溶裂隙发育 是 3下煤层的间接充水含水层 属富水性中等的岩溶裂隙含水层 浅 灰 棕灰色 下部呈灰白色 粉粒状结晶构造 含大量的海百合茎化 石 可见少量的串珠状方解石晶体 采区内钻孔揭露 3下煤与三灰间距关系见下表 钻孔情况一览表钻孔情况一览表 序序 号号 孔孔 号号 第四系第四系 厚厚 煤煤 层层 见煤底见煤底 板标高板标高 m 煤厚煤厚 m 终终 孔孔 层层 位位 封封 孔孔 质质 量量 三三 灰灰 厚厚 度度 m 与与 三三 煤煤 间距间距 m 1 X0 2 132 1 3下 煤 1701 64 十四 灰 合 格 5 8549 68 2 X0 3 130 5 3下 煤 149 431 36O2 合 格 5 449 83 3 X0 4 152 69风化 十二 灰 合 格 6 8 4X 2176 5 3下 煤 332 946 73O2 合 格 7 162 73 5X 5135 11 3下 煤 177 917 25O2 合 格 6 8573 92 6X 6156 6 3下 煤 248 740 85O2 合 格 5 548 1 7X 7151 85断缺 十三 灰 合 格 5 1548 1 8A 3164 22 3下 煤 237 447 08O2 合 格 6 6562 97 9 A1 1 131 42 3下 煤 129 054 2O2 合 格 1 063 88 10 A1 3 180 3下 煤 385 444 76 十二 灰 合 格 6 454 69 11 A1 7 155 9 3下 煤 190 661 84O2 合 格 5 252 96 12 A2 3 137 25 3下 煤 231 48 3 91 断薄 十四 灰 合 格 5 442 24 13 X1 2 167 26 3下 煤 277 376 54 十三 灰 合 格 6 769 72 14 X1 4 133 40 3下 煤 254 983 84O2 合 格 4 750 12 15 X1 5 151 10 3下 煤 257 521 10 十三 灰 合 格 5 945 58 16 X1 13 155 40 3下 煤 226 130 64 十三 灰 合 格 10 044 35 1716163 59 3下 煤 214 391 1018下 不 合 格 6 249 1 18102172 10 3下 煤 261 844 89O2 合 格 3 745 1 1940172 40 3下 煤 381 05 2 17 断薄 8下 合 格 4 0540 07 20 X2 1 138 09 3下 煤 208 774 33O2 合 格 0 5531 5 21 X2 2 141 26 3下 煤 260 296 68 十二 灰 合 格 5 8558 22 X2 4 172 85 3下 煤 285 113 70O2 合 格 5 941 54 23 X2 5 174 75 3下 煤 262 965 56 十三 灰 合 格 5 8544 95 24 X2 6 164 50 3下 煤 235 653 13 十三 灰 合 格 5 650 84 25 X2 13 172 40 3下 煤 339 37 0 92 断薄 O2 合 格 4 631 18 26 X3 4 182 45 3下 煤 415 178 048下 合 格 5 848 32 平 均 157 375 6547 19 三灰厚度为 4 6 10m 24 孔平均 5 65m A1 1和 X2 1未参与计算 三 灰与 3下煤层间距 31 18 73 92m 25 孔平均 47 19m X0 4没有该参数 3 采区地质构造 采区内地质构造比较复杂 区内分支断层比较多 煤层走向变化 比较大 即北东 南北 北西向 煤层倾角变化也比较大 孙氏店支 1 1断层和 330 向斜轴以西煤层倾角较小 一般 3 8 孙氏店支 1 1 断层和 330 向斜轴以东与孙氏店断层之间煤层倾角较大 可达 24 30 全区褶曲构造三条 断层 89 条 其中落差大于等于 5m 以 上断层 63 条 1 褶曲 1 卢营北向斜 位于采区南边界附近 轴线沿 X3 12 X3 3 和 X3 4钻孔以及 DF28断层北穿过 东段和中段轴向为 N35 W 西段 轴向则由 NW 逐渐传为近东西向 区内延展长度 1800m 在 X3 12至 X3 3孔一带该向斜轴基本与 DF27正断层重合 西端延伸至区外 该 向斜东段两翼不对称 北翼地层倾向在 22 左右 南翼地层倾角为 11 西段较为宽缓 两翼地层倾角在 10 左右 2 330 向斜 位于采区东部 轴线位于 X 2至 A1 3孔一线 轴向近南北 延展长度 1500m 东翼倾角较大约 24 30 西翼在轴部 附近倾角为 20 向翼部倾角变小为 12 该向斜为两翼不对称的短轴 向斜 也称为小型构造盆地 3 330 背斜 位于采区南部 黄桥东断层的东侧 轴线位于 X2 2孔 X2 5孔和 102 孔一线 轴向 N30 W 压内延展长度 2900m 该背斜由东向西横贯全区 东西两端伸出区外 东端南翼与 卢营北向斜相连 北翼与 330 向斜相连 东段西翼地层倾角较为接近 一般为 10 18 西段两翼倾角相差较大 西段南翼地层倾角为 13 北翼则非常平缓 地层倾角 3 左右 2 断层 对区内主要断层描述如下 1 孙氏店断层 是矿井也是本采区的东及东北部边界断层 在本采区断层走向北西 倾向西南 倾角 70 落差大于 200m 东升 西降 基本查明 2 孙氏店支1断层 位于采区东部 是井田边界断层 采区内 走向 NW 变为 NE 倾向则由 SW 变为 NW 倾角 68 落差 25 52m 为正断层 区内延展长度 1250m 属可靠断层 3 孙氏店支1 1断层 是孙氏店支1断层在 X2 1和 X3 11号孔处 的一个分支断层 北端在 X 5号孔附近 南端在 X3 11南并入孙氏店支 1 断层 延展长度近 1 6km 断层走向呈北西 北西 倾向西 为一 东升西降正断层 倾角 70 落差 25 47m 4 孙氏店支1 1支断层 位于采区北部边界附近 走向 N23 W 倾向 SW 倾角 73 落差 0 50m 延展长度 980m 属可靠 断层 5 孙氏店支2断层 位于采区西部边界 断层由南向北走向由 N20 E 转向 N50 W 然后由变为正 SN 向 倾向由 NW 变为 SW 再到 W 倾角 75 区内落差 60 165m 延展长度 2670m 属可靠断层 6 黄桥断层 位于采区西南部 走向 N45 W 倾向 SW 倾 角 75 区内落差 0 165m 延展长度 2450m 属可靠断层 7 黄桥东断层 位于黄桥断层东侧 与黄桥断层平行展布 走向 N45 W 倾向 SW 倾角约 70 落差 0 22m 延展长度 2050m 属可靠断层 8 陈厂断层 位于采区西南边界处 走向 NW 倾向 NE 倾 角 80 落差 40 60m 延展长度 1100m 属基本查明断层 9 F3正断层 位于采区西北边界附近 走向北 26 E 倾向 SE 倾角 68 落差 20 30m 延展长度 970m 控制较差断层 10 F5正断层 位于采区西部 走向 N40 E 倾向 SE 倾角 72 落差 0 13m 延展长度 680m 属可靠断层 11 DF45正断层 位于黄桥断层和黄桥东断层之间 走向 N50 W N70 W 倾向 SW 倾角 75 落差 0 38m 延展长度 1070m 属可靠断层 该断层向西交于孙氏店支2断层和黄桥断层的 重合段 向东落差逐渐变小并尖灭 12 DF53正断层 位于采区东南部 走向 N50 W N80 W N30 W 倾向 SW 倾角 70 落差 0 25m 延展长 度 580m 属可靠断层 该断层呈 S 形 向东交于孙氏店支1断层 向西北落差变小并尖灭 13 DF70正断层 位于勘探区东北部边界附近 走向 N25 E 倾向 NW 倾角 75 落差 0 35m 延展长度 390m 属较可靠断层 该断层向北延伸出区外 向南落差变小并消失 14 DF90正断层 位于勘探区东部 330 向斜的东翼 走向近 SN 倾向 W 倾角 71 落差 0 90m 延展长度 960m 属可靠断层 由于该断层位于 330 向斜的东翼 断层倾向又与地层倾向一致 造成 该断层落差变化快 在断层中部接近向斜盆地中心的位置 最大落差 达 90 米 向两端落差很快变小并尖灭 15 DF91正断层 位于勘探区东部 走向 SN 倾向 W 倾角 74 落差 0 35m 延展长度 480m 属可靠断层 16 DF93正断层 位于勘探区东部 走向 N45 E 倾向 SE 倾 角 70 落差 5 15m 延展长度 860m 属可靠断层 该断层向东北 延伸出区外 向西南交于 DF91正断层 17 DF98正断层 位于勘探区东部 走向 N40 W SN 倾向 SW W 倾角 68 落差 0 20m 延展长度 680m 属可靠断层 18 DF30正断层 位于勘探区南部 走向 N30 W N10 W 倾 向 SW 倾角 75 落差 0 13m 延展长度 370m 属可靠断层 19 DF50正断层 位于勘探区东南部 走向 N50 W 倾向 NE 倾角 65 落差 0 9m 延展长度 110m 属可靠断层 20 DF49正断层 位于勘探区南部 走向 N60 W 倾向 SW 倾角 66 落差 0 5m 延展长度 210m 属可靠断层 21 DF96正断层 位于勘探区东部 走向 N10 E 倾向 NW 倾角 68 落差 0 5m 延展长度 150m 属可靠断层 22 DF35正断层 位于勘探区东南部 走向近 SN 倾向 W 倾角 65 落差 0 3m 延展长度 90m 由 4 个 A 级断点控制 23 DF54正断层 位于勘探区东南部 走向 N40 W 倾向 SW 倾角 70 落差 0 3m 延展长度 180m 由 3 个 A 级断点和 1 个 C 级断点控制 本区断层控制程度及特征见下表 本区断层控制程度及特征一览表本区断层控制程度及特征一览表 产产 状状 序序 号号 断断 层层 名名 称称 性性 质质 控控 制制 程程 度度走向走向倾角倾角倾向倾向 落差落差 m 区内延区内延 展展 长度长度 m 1孙氏店断层正X0 6NE SN N70 W 20900 以北 基本 查明 W0 2 孙氏店支1 断层 正可靠 N20 W N3 0 E 68 SW N W 25 5 2 1250 3 孙氏店支1 1 断层 正可靠NW N70 SW 25 4 7 1600 4 孙氏店支1 1 支断层 正可靠N23 W73 SW 0 50980 5 孙氏店支2 断层 正可靠 N20 E N50 W SN 75 NW S W W 60 1 00 2670 6黄桥断层正可靠N47 W 75 SW 0 16 5 2450 7黄桥东断层正可靠N45 W70 SW0 222050 8陈厂断层正 控制 差 N40 W65 NE 40 6 0 1060 9F3正 控制 较差 N26 E68 SE 20 3 0 970 1 0 F5正可靠N40 E72 SE0 13680 1 1 DF25正 较可 靠 N40 W77 SW0 9270 1 2 DF26正N40 E56 SE0 424 1 3 DF28正可靠N50 W63 NE0 12340 1 4 DF29正可靠N70 W66 SW0 9140 1 5 DF30正可靠 N30 W N1 0 W 75 SW0 13370 1 6 DF31正可靠N30 W68 SW0 6160 1 7 DF32正N36 W65 NE0 3110 1 8 DF33正可靠N40 W70 SW 0 1 2 170 1 9 DF34正N23 E65 NW0 3120 2 0 DF35正 N8 E SN 65 NW W 0 390 2 1 DF36正N28 W70 SW 0 334 2 2 DF37正可靠N70 W65 SW0 8140 2 3 DF38正 较可 靠 N70 W70 SW3 15290 2 4 DF39正N63 W65 NE0 3120 2 5 DF40正N45 W70 SW0 3110 2 6 DF41正N15 W70 NE0 3160 2 7 DF42正SN65 W0 3210 2 8 DF43正 较可 靠 N10 W70 SW0 5140 2 9 DF44正 较可 靠 N75 E65 NW0 5150 3 0 DF45正可靠 N50 W N7 0 W 75 SW0 381070 3 1 DF46正可靠N73 W70 SW0 7190 3 2 DF47正可靠N35 W70 SW0 8270 3 3 DF48正可靠N50 W68 SW0 11290 3 4 DF49正可靠N60 W66 SW0 5210 3 5 DF50正 可靠N50 W65 NE0 9110 3 6 DF51正可靠N67 W68 SW0 7150 3 7 DF52正N48 W75 SW0 368 3 8 DF53正可靠 N50 W N80 W N30 W 70 SW0 25580 3 9 DF54正N40 W70 SW 0 3180 4 0 DF55正可靠N45 W72 NE0 12550 4 1 DF56正可靠N45 W65 SW0 7300 4 2 DF57正 较可 靠 SN N25 W65 E NE0 7560 4 3 DF58正 控制 较差 N20 W70 SW0 5270 4 4 DF59正 较可 靠 N10 W N3 8 W 68 SW0 11450 4 5 DF60正 控制 较差 N25 W70 NE0 5280 4 6 DF61正 控制 较差 N10 W65 SW0 10520 4 7 DF62正 控制 较差 N45 E70 NW9150 4 8 DF63正EW70 S0 380 4 9 DF64正 较可 靠 N45 E70 SE0 10350 5 0 DF65正可靠N60 W65 SW0 5280 5 1 DF66正 较可 靠 N20 W65 SW0 5230 5 2 DF67正EW68 S0 4150 5 3 DF68正N15 W70 NE0 4260 5 4 DF69正 较可 靠 N10 E N63 E 65 SE0 8330 5 5 DF70正 较可 靠 N25 E75 NW0 35390 5 6 DF71正N50 E70 SE0 470 5 7 DF72正可靠N50 E75 SE0 15640 5 8 DF73正N40 E65 SE0 4290 5 9 DF74正N30 E65 SE0 4290 6 0 DF75正可靠N50 E70 SE0 15540 6 1 DF76正可靠N10 E75 SE0 7160 6 2 DF77正N40 E70 SE0 3110 6 3 DF78正 N8 E SN 70 SE E 0 3140 6 4 DF79正可靠N35 W75 SW0 11160 6 5 DF80正N50 W70 SW0 356 6 6 DF81正 控制 较差 N25 E70 NE0 10290 6 7 DF82正可靠N38 E65 SE0 9360 6 8 DF83正可靠N37 E SN65 SE E0 7280 6 9 DF84正可靠N40 E65 SE0 7130 7 0 DF85正可靠SN70 E0 9360 7 1 DF86正可靠N22 E70 SE0 8140 7 2 DF87正N28 E72 NW0 3130 7DF88正可靠N28 W70 NE0 5150 3 7 4 DF89正可靠N15 W65 SW0 7220 7 5 DF90正可靠SN71 W 0 90960 7 6 DF91正可靠SN74 W0 35480 7 7 DF92正可靠 N50 E N20 E 70 NW0 13330 7 8 DF93正可靠N45 E70 SE5 15860 7 9 DF94正N15 W65 SW0 3140 8 0 DF95正可靠SN70 W0 9320 8 1 DF96正可靠N10 E68 NW0 5150 8 2 DF97正可靠N20 E75 NW0 25470 8 3 DF98正可靠N40 W SN68 SW W0 20680 8 4 DF99正可靠N20 E70 SE0 5140 8 5 DF100正可靠N28 E70 NW0 10630 8 6 DF101正N45 E65 NW0 3100 8 7 DF102正N50 E68 NW0 4130 8 8 DF103正可靠N60 E70 SE0 5230 8 9 DF104正 较可 靠 N30 E70 SE0 5300 4 采区地质构造对采区开拓开采的影响 1 由于本采区被陈厂 黄桥 黄桥东 孙氏店支1 1 DF90等 落差较大的断层切割 使采区被分割成相对独立的二个回采块段 2 采区大小断层近 90 余条 给工作面的布置带来很大影响 大于 5m 以上的断层工作面难以通过 工作面布置时 上下顺槽应避 开 5m 以上的断层布置 3 由于受 330 向斜构造和孙氏店断层的影响 煤层厚度变化 较大 局部煤层倾角变大 对巷道的开拓 采煤方法的选择及回采工 作面的顶底板管理带来一定的难度 4 巷道穿过大于 25m 的断层 使三灰与 3下煤间距变小 三 灰易突水 5 采区煤柱 1 断层煤柱的留设 断层煤柱的留设原则 根据建井地质报告的断层煤柱的留设原则 按断层落差大小留设 落差大于等于 100m 留 100m 断层煤柱 落差大于等于 50m 小于 100m 留 50m 断层煤柱 落差大于等于 20m 小于 50m 的断层留 30m 断层煤柱 落差小于 20m 断层不留煤柱 导水断层煤柱的留设 陈厂断层落差 40 60m 可采范围内最大落差 55m 靠近电 厂保护煤柱 该断层的上盘 3下煤层与下盘三灰含水层局部区域对接 上盘按导水断层留设煤柱 按水文地质规程中公式计算断层煤柱 取 60mmKpPMAl 8 580 1 45 4 3204 8 3 式中 M 煤层厚度及采高 8 04m x3 4孔 P 隔水层所承受水压 Mpa 采深 420m 静水位 35m Kp 煤的抗压强度取 1 0Mpa A 安全系数取 2 陈厂断层上盘煤柱为 60m 孙氏店支1 1断层落差 0 50m 在靠近采区边界第四系防水 煤柱处落差 40m 该处断层上盘 3下煤层与下盘三灰含水层净间距 9 76m 正常间距 49 76m 该处 3下煤层开采深度 190m 三灰水压 力较小 按导水断层计算孙氏店支1 1断层煤柱为 7m 按 30m 煤柱 留设 黄桥东断层落差 0 45m 靠近孙氏店支2断层处落差最大 40m 该处断层下盘远离三灰 煤柱不再计算 根据断层落差留 50m 煤柱 断层上盘 3下煤距下盘三灰较近 4 95m 正常段间距 44 95m x2 5孔 该处 3下煤层埋深 300m 按煤层与三灰对接计算 断层下盘煤柱 m 5 400 1 28 33245 6 3 KpPMAl 式中 M 煤厚取 6 45m A 安全系数取 2 P 隔水层承受水压 32 83Mpa 开采深度 300m 三灰静水位 35m 由于黄桥东断层与孙氏店支2断层相交处黄桥东断层落差较大 其煤柱取 50m 黄桥断层落差 0 60m 在黄桥断层与孙氏店支2断层交会处 断层上盘 3下煤与下盘三灰对接 上盘煤柱计算 m 7 370 1 89 2 3241 6 3 KpPMAl 式中 M 煤厚取 6 41m A 安全系数取 2 P 隔水层承受水压 1 05Mpa 开采深度 260m 三 灰静水位 35m 由于黄桥断层与孙氏店支2断层相交处断层落差较大 断层上盘 煤柱取 50m 黄桥断层下盘煤柱由于此处断层落差较大亦按 50m 留设 F4和 F8之间靠近孙氏店断层处防水煤柱计算 上盘 3下煤标 高 130m 下盘奥灰顶界 110m 落差 180m mK T P H S 62 1110 0 1 62 1 安 m H L 4 12 70sin 62 11 sin 安 由于该处 3下煤接近煤层露头 按 60m 岩柱留设煤柱 采区边界 矿井边界 按 100m 留设 按导水裂缝带高度计算孙氏店断层防水煤柱 煤厚 1 3m m M M iH 5 286 5 6 33 16 1 3 1100 6 5 6 36 1 100 1 Hb 3A 3 1 3 3 9m HS H1i Hb 28 5 3 9 32 4 故孙氏店断层按 100m 煤柱留设 煤层露头处按 60m 垂高留第四 系防水煤柱 满足孙氏店断层防水煤柱要求 2 巷道保护煤柱 根据 130 采区巷道煤柱留设经验 决定一般轨道大巷及皮带大巷 间距中 中间距按 30m 留设 工作面停采线距大巷留保护煤柱 煤层 厚度 2m 以上留 80m 2m 以下留 40m 轨道上山及皮带上山间距中 中间距按 30m 留设 工作面停采线距上山留保护煤柱 煤层厚度 2m 以上留 60m 2m 以下留 30m 由于 330 采区采用沿空掘巷的方式布置回采巷道 根据 130 采区 的区段煤柱留设经验 充分考虑到防水 防火等因素 决定区段煤柱 暂按 5 8m 留设 区段平巷间距中 中为 10m 3 电厂煤柱的留设 根据鲁国土资建审 2002 1 号文批复矿自备电厂所压煤柱 按围 护带 15m 第四系松散移动角按 45 基岩段移动角按 75 下切圈定保 护煤柱 4 边界煤柱的留设 采区东北部边界是 3下煤的露头 也是以孙氏店断层为界划分的 矿井边界 边界煤柱按 100m 留设 5 第四系防水煤岩柱的留设 煤层露头处的防水安全煤岩柱按垂高 60m 留设 第四节第四节 采区水文地质情况采区水文地质情况 1 地表水情况 采区范围内除矿自建电厂外均为平坦农田 有一季节性河流杨家 河由北向南于采区中部通过 在雨季起防涝泄洪作用 对第四系浅层 水有一定补给作用 2 含水层 1 第四系孔隙含水层和粘土隔水层 第四系主要由粘土类隔水层和砂砾类含水层组成 属冲积湖积相 沉积 本区范围内厚度 130 5m 182 45m 平均 157 37m 厚度变化 是东薄西厚 北薄南厚 按岩性组合含水层可分为上 中 下三组 上组是第四系主要含水段 单位涌水量 6 221 10 433L sm 为强富水 含水层 是现在矿井的饮用水源 中组以褐色粘土及粘土质砂为主 单位涌水量 0 203L sm 砂层富水性差 中组粘土隔水性能好 与上 组无水力联系 中组是第四系隔水层 下组含水层单位涌水量 0 8482L sm 含水性比较弱 是第四系第二个含水层 由于第四系间 隔沉积了砂层及粘土层 粘土层隔水性能好 使砂层之间不发生水力 联系 第四系底部沉积了一层厚且隔水性好的粘土层 使第四系砂层 水对底部基岩垂向补给差 但在孙氏店支 1 断层附近及靠近煤层露头 区域 3下煤距第四系底界基岩厚度较小 对 3下煤的开采存在一定影响 开采时 必须在露头区域留足防水安全岩柱 2 3下煤顶底板砂岩含水层 顶板砂岩含水层 是 3下煤层开采的直接充水含水层 3下煤层顶 板岩性为中 粗粒砂岩 单层厚度最大 36 2m 高角度裂缝发育 区 域内有 2 个顶板漏水孔 X1 2 X3 3 X1 2孔的漏水程度大于 1 28m3 h X3 3岩芯破碎 全漏 本矿建井期间 3下煤层顶板砂岩发生 突水 9 次 最大一次发生在相邻的 130 采区的 1301 上仓道 最大突 水量 140m3 h 突水通道为裂隙 从目前开采情况看 该砂岩含水层 初期涌水量较大 经过一段时间的疏放 水量逐渐减少 直至被疏干 这表明 3下煤层顶板砂岩水以静储量水为主 补给条件差 属富水性 中等的裂隙承压含水层 开采初期涌水量较大 3下煤底板砂岩含水层 为粉砂 细砂岩互层及中粒细砂岩 平 均厚度 15 37m 充水空间发育不良 区域内 1 个底板漏水孔 X2 6 全 漏 且很多地段有泥岩 粘土岩隔水 垂直侧向补给不良 属补给 条件差 富水较弱的含水层 从揭露情况看无突水现象 3 三灰含水层 全区稳定 属岩溶裂隙含水层 裂隙较发育 厚 3 7m 10m 平 均 5 65m 上距 3下煤 31 18m 73 92m 平均 47 19m 是上组煤间接 含水层 本区范围内有 5 个钻孔漏水 主要分布在孙氏店支1断层附 近 本区无三灰钻孔抽水实验 建井期间 主井底三灰突水 最大涌 水量 150m3 h 7 天后稳定在 75m3 h 说明三灰一般情况下无侧向补 给 但在靠近孙氏店断层处三灰与断层下盘的奥灰水对接 易形成侧 向补给 本区部分巷道穿过三灰 会直接受三灰水的影响 施工时应 采取注浆封堵措施 3 采区受水危险程度分析 1 第四系孔隙含水层水 导水裂隙带发育情况 3 煤层顶板以上岩层主要是以泥钙质胶结 下 的中砂岩为主 属中等硬度岩石 由集团公司 防治水实施细则 计算 冒落带与导水裂隙带高度的经验公式 53 30m6 5 6 36 1 100 M M Hli6 5 6 325 7 6 1 25 7 100 式中 导水裂隙带高度 m li H 累计采厚 7 25m 按 x 5孔 M 采区北部和东部为煤层露头 浅部基岩厚度小于 53 3m 因而按 省局批复留设 60m 防水煤岩柱 2 3 煤顶底板砂岩含水层 下 从含水层富水情况及相邻 130 采区揭露情况分析 预计 3下煤顶 板含水层局部含水丰富 初次揭露时水量较大 根据富水情况 采取 疏放措施 3 三灰含水层 三灰上距 3下煤层厚 31 18m 73 92m 平均 47 19m 根据精查地质 报告提供资料 三灰静水位 35m 开采深度 440m 煤层开采时相对三灰突水系数 P CM P Ts 2 10 51 1 100 1219 47 19 4735440 2 10 式中 P 隔水层承受水压 三灰水静水位 35m 根据精查 地质报告实测资料 开采最深标高 440m M 底板隔水层厚度 平均 47 19m CP 采矿对底板隔水层的扰动破坏深度 取 12m 计算突水系数 1 51 1 说明 3下煤在 316 9m 以浅突水系数为 1 开采是安全的 在 316 9m 水平以深开采时 存在突水危险 巷道掘进时 其底板隔水层厚度 24 8M 安 Kp rlKpHlrl 4 8 22 74 5 42475785 42 5 4 22 m 式中 M 底板隔水层厚度 安 巷道宽度 取 4 5m l r 隔水岩石容重 取 2t m 3 H 作用于隔水层底板水柱高度 m 三灰水静 水位 35m 430 新打孔实测 煤层底板最深标高 440m Kp 抗压强度取 7 三灰含水层上距 3 煤层平均 47 19m 大于底板安全隔水层厚度 下 24 8m 所以三灰含水层掘进期间是安全的 4 采区涌水量 本采区周围边界为孙氏店断层 孙氏店支1断层 孙氏店支2断 层 陈厂断层 孙氏店支1断层经抽水实验证明是三灰的阻水边界 孙氏店支2和陈厂断层通过井下钻探 证实是 3下煤的阻水断层 孙 氏店断层定为导水断层 但本采区留设防水保护煤柱 因而确定本采 区是相对封闭的水文地质单元 周围断层为 3下煤顶底板砂岩的隔水 边界 采用大井法按双隔水边界公式计算本采区涌水量 R0 o rkh 10 b R r b R O o A 2 ln A R mhmK Q 2 2 式中 K 0 1906L d 渗透系数 参照 X3 3钻孔 抽水实验 m 49 5m 330 采区 3下煤顶底板砂岩平均厚度 h 475 3m 开采水平最大采深 400m 水位标高 35 3m r0 42 95m 引用大井半径 b 800m 采区中心至陈厂断层距离 代入公式有 R0 o rkh 10m211895 421906 0 3 47510 94 5 8002 2118 95 42 800 ln 2 ln b R r b R O o A hmdm R mhmK Q A 3 187 4 4496 94 5 5 49 5 49 3 47521906 0 2 33 22 考虑在不利条件下可能会导致第四系下组砂层水下泄和三灰出水 本采区采用相邻 130 采区第四系下组砂层抽水实验数据和建井期间三 灰实际突水量作为本采区计算最大涌水量的依据 第四系下组砂层涌水量 利用 130 采区 1302 工作面补打 C2钻孔 抽水实验 采用达西公式大井法计算 hmdm rR kMS Q 5 49 88 1187 43lg 8 840lg 63 140 5 123196 0 73 2 lglg 73 2 33 式中 k 抽水实验值 0 319613m d M 抽水实验砂层厚度 12 5m S 水头压力 141 12m 砂层底板标高 130m 水位标高 10 63m r 43m 抽水实验值 R 抽水影响半径 840 8m rkSR 10 经计算涌水量为 49 7m3 h 三灰涌水量利用建井期间主井底水仓 三灰突水最大突水量 150m3 h 采区最大涌水量为 Q 187 3 49 5 150 386 8 m3 h 由上述计算确定采区正常涌水量为 187 3m3 h 最大涌水量为 386 8m3 h 第五节第五节 煤层赋存状况及储量情况煤层赋存状况及储量情况 1 煤层赋存状况 1 煤层赋存条件 根据 330 采区内的 3下煤钻孔资料 3下煤厚度在 0 85 8 04m 平均厚度在 4 50m 赋存较稳定 煤层南厚北薄 西厚东薄 采区西 北部为冲刷区 煤层完全冲刷或局部变薄不可采 煤层倾角大部分较 缓 倾角 3 8 在孙氏店支1 1断层和 330 向斜轴以东及孙氏店断层 附近 煤层倾角在 16 30 之间 给煤层开采带来一定困难 采区内 煤层结构简单 一般不含夹石 个别点含 1 3 层夹石 夹石多为炭 质泥岩或砂岩 2 煤质情况 该采区所采煤层为下二迭统山西组 3下煤层 煤岩类型以半亮型 煤为主 半暗型煤次之 黑色玻璃沥青 油脂光泽线理状 宽条带状 结构 是低灰 低硫 特低磷煤 发热量平均在 29 01MJ Kg 属气煤 是优良的炼焦配煤和动力用煤 煤质各项化验指标如下表 煤质工业指标煤质工业指标 煤层牌号 MJ kg mm 3 下 气 最 大 最小 1 19 3 37 9 07 24 55 32 14 40 96 0 36 0 96 0 004 0 038 24 18 30 638 5 16 煤平均2 3613 7836 530 530 01628 4112 4 3 煤层顶底板情况 顶板情况 本区顶板较为稳定 直接顶为中粒砂岩 灰 灰白色 厚层状 粘土质 硅质胶结 较坚硬 发育直线斜层理和水平层理 高角度裂 隙发育 厚 2 0 17 65m 一般厚度 10 62m 抗压强度大于 47 4Mpa 属于 II 类直接顶 老顶为粉砂岩和中粒砂岩 主要为中粒砂岩 次为粉砂岩 厚层 状结构 层面含灰质 成分以石英石为主 长石次之 含暗色矿物 分选中等 下部含黑灰色砂质和泥质包裹体 厚 7 7 58 3m 平均厚 20 8m 抗压强度大于 47 4Mpa 属于 II 类老顶 底板情况 底板直接底以粘土岩和粉砂岩为主 粘土岩厚 0 2 8m 一般厚 0 52m 遇水膨胀 较软 粉砂岩厚 0 2 75m 平均厚 1 54m 老底 为粉细砂岩互层 呈灰 灰黑色 含植物化石 较坚硬 抗压强度 35Mpa 左右 与顶板相比粒度细 充水空间不发育 厚 3 45 27 08m 平均厚度 15 37m 左右 属于 IV 类底板 煤层顶底板情况见下表 煤层顶底板情况一览表煤层顶底板情况一览表 煤煤 层层 类类 别别 岩石名岩石名 称称 厚厚 度度主主 要要 岩岩 石石 特特 性性 备备 注注 直 接 顶 中粒砂岩 62 10 65 170 2 灰 灰白色 厚层状 粘土质 硅质胶结 较坚 硬 发育直线斜层理和水 平层理 高角度裂隙发育 顶 板 老 顶 中 粉砂 岩 8 20 3 587 7 灰白色 中至粗粒 厚层状 高角度裂隙发育 富含水性 伪 底 泥岩 52 0 8 20 灰 棕褐色块状 有 滑感 断口不平整 含大 量植物根茎化石 偶含黄 铁矿结核 直 接 底 粉砂岩 54 1 75 2 0 灰黑色 块状 薄层 状 含植物根茎化石 遇 水膨胀 3下 煤 层 底 板 老 底 粉 细砂 岩 37 15 08 2745 3 灰黑色 粉砂岩与灰 白色细砂岩互层 浑浊状 层理 富水性一般 2 储量 1 计算范围 计算参数 方法 计算范围 本次计算范围为采区圈定范围 面积约 6 88km2 包 括采区西部三维物探薄煤区 0 85m 内插法求得 以上区域 计算参数 方法 储量计算采用分区 分块段计算法 因煤层倾 角变化较大 对于煤层倾角小于 15 的块段 直接在 3下煤层储量计算 图上计算 对于煤层倾角大于 15 的块段 在 3下煤层储量计算图上计 算出煤层斜面积 每一块段的平均煤厚采用本块段各见煤点伪厚并结 合相邻块段的见煤点伪厚情况 采用算术平均值法求得 容重按 1 35g cm3计算 每一块段的平均煤厚采用本块段各钻孔见煤点伪厚并结合相邻块 段的见煤点伪厚情况 用算术平均值法求得 对于夹石的处理 厚度大于 0 05m 者予以剔除 小于 0 05m 者煤 和夹石合并计算煤厚 根据采区钻孔密度 构造发育情况和煤层稳定程度 储量划分为 B C 级 全部为能利用储量 煤厚小于 0 85m 不计算储量 采区回采率 根据矿井设计 采区正常块段厚煤层回采率按 75 中厚煤层回采率按 80 薄煤层回采率按 85 计算 煤层容重 按 1 35g cm3计算 2 储量计算结果 电厂压煤 279 万 t 防水煤柱 电厂煤柱 断层煤柱不计算可采 储量 采区储量块段计算统计见下表 330 采区储量块段统计表采区储量块段统计表 级级 别别 煤厚煤厚 m 面积面积 m2 容重容重 t m 3 地质储量地质储量 万 t 可采储量可采储量 万 t 备注备注 B 14 71341281 3521 7电厂煤柱 B 24 719236461 35587 3440 5 B 32 643180831 3587 670 B 41 09951411 351411 9 C 16 12196081 3516 260m 防水煤柱 C 25 52497851 3537 1断层煤柱 C 36 414502221 35389 6331 2 C 45 06597281 3540 8断层煤柱 C 55 06374761 3525 660m 防水煤柱 C 65 632184071 35166124 5 C 75 92709461 3556 742 5 C 85 72435121 3533 6断层煤柱 C 95 63135521 3510 3断层煤柱 C 105 781312321 35102 476 8 C 115 924504536电厂煤柱 C 125 6310578380 4电厂煤柱 C 135 636302247 9电厂煤柱 C 145 785664544 2电厂煤柱 C 155 632052515 6电厂煤柱 C 166 416032252 2电厂煤柱 C 176 453847333 5断层煤柱 C 186