康城煤矿北风井封堵施工方案创新

1、康城煤矿北风井封堵施工方案康城煤矿北风井封堵施工方案邯郸矿务局康鑫工贸总公司二一五年十月11第一章第一章 东城井地质、水文、储量情况东城井地质、水文、储量情况一、自然情况一、自然情况1、地形、地貌、地形、地貌东城井田为古黄河泛滥形成的冲积平原，平均厚度 56.0m 。区内地势较平坦，地表标高+36m+40m，由于几十年的煤炭开采活动，使地表形成大面积塌陷并积水成塘，塌陷区水深可达 5m6m。矿区东南有寒武、奥陶纪石灰岩构成的为数不多的低山丘陵，大致呈 NE60方向延展。自西向东有大、小孤山、霸王山、九里山、琵琶山。其中以九里山最高，山顶绝对标高为+173.2m。2、水文、水文井田内地表水体主要

2、为塌陷区积水。积水区常年水位+34.3m；雨季最高水位+36.25m（1982 年 7 月 22 日） 。3 3、气象、气象根据徐州气象资料，本区属南温带鲁南气候区，具有长江流域和黄河流域气候过渡的性质，日照充足，年降水量充沛，冬寒干燥，夏热多雨，春、秋季短，并有寒潮、霜冻、冰雹、旱风等自然灾害。(1)降水量由于本区地处中纬度副热带和暖温带的过渡区，因此，降水有集中性高、年变化大的特点，平均年降水量 841.9mm，最大1297.0mm (1958 年)；最小 500.6mm (1988 年)。夏季平均雨量(68 月)466.03mm，约占全年降水量的 55，其中以 7、8 月份雨量最多，形成

3、了冬干、春秋旱频繁、盛夏常发生旱涝急转，易涝、易旱的气候特点。(2)蒸发量 1440mm年。2(3)风向、风速全年多偏东风，平均风速 3.2ms，最大风速 24.3ms (1959年 6 月)。(4)气温年平均气温 14.13。1 月份最低，平均气温-0.6;7 月份最高，平均气温 27.4。(5)冻土 冻土深度平均为 29cm。(6)霜期 历年平均初霜期为 10 月下旬，终霜期 4 月上旬。4、地震、地震徐州地区地震烈度为 7 度，根据 1956 年科学出版社资料，徐州地区地震记录始于公元 522 年，讫于 1937 年，即 1415 年间发生地震 21 次。其中破坏性地震占了 37 次。影

4、响较大的有 1502 年 10月 17 日地震，坏城垣民舍；1668 年 7 月 25 日山东莒县郯城 8.5 级地震，1937 年 8 月 1 日山东渮泽 7 级地震等。本区属华北地震区，距郯庐断裂约 100km，该断裂带为一长期活动的强地震带。二、矿井基本概况二、矿井基本概况东城井为庞庄煤矿的一个生产井口，位于徐州市西北郊铜山县拾屯乡境内，距市区约 15 公里，井田面积 4.7 平方公里，地理坐标：东经 1170619”,北纬 3420 24” 。 东城井田是徐州煤田九里山矿区拾屯勘探区的井田之一，是1959 年前由华东煤田地质勘探局 124 煤田地质队发现，后由前煤炭工业部徐州基本建设局

5、地质勘探管理处 169 队勘探，并于 1958 年 7 月提出“拾屯矿区精查地质报告” （包括王庄、东城、庞庄、桃园、拾屯和邓庄六个井田） 。196O 年 7 月 25 日经江苏省储委会储字第7 号决议书批准。l959 年又提出“拾屯矿区深部补充勘探报告”并于 1959 年 11 月以苏煤技委字第 4 号决议书批准。3东城井 1960 年 2 月 24 日开工兴建，1964 年 6 月 30 移交生产，设计能力 21 万吨/年。1974 年经过改扩建工程，设计生产能力为 45万吨/年，矿井改扩建后，随着机械化程度逐步提高，实际生产能力逐年上升，1980 年煤炭部核定生产能力 80 万吨/年。由

6、于高强度的开采，资源已近枯竭造成运输距离远，通风系统复杂，井口范围内的产量逐年下降。由于东城井资源枯竭，1991 年经苏煤司生(91)367 号文件批准“核销东城井 45 万吨年的原矿井生产能力，实行庞庄井和东城井合并” 。该井有140m、220m、270m 三个生产水平，开采下石盒子组 1、2 煤和山西组 7、8、9 煤。三、矿井范围和相邻矿井关系三、矿井范围和相邻矿井关系东城井田北以 F1 断层为界与张小楼井相邻，南到 F3 断层为界与王庄井田相邻，西以 F46 断层和庞庄井田相邻，东到山西组煤层露头。四、水文地质四、水文地质矿井水文地质特征：矿区总体趋势向西北倾斜，本井田北部和南部各有

7、F1、F3、F47、 F46 断层切断各含水层的连续性，西部为泄水区，只有东部为补给区，山西组砂岩露头与冲积层底部粘土砾层直接接触，地层倾角较缓，补给范围较广。水文地质类型为中等，防治水工作易于进行。 1、地表水、地表水井田内地表水体主要为塌陷区积水，积水区常年水位+34.3m，雨季最高水位+36.25m；区内另有零星的鱼塘和纵横交错的排水沟渠分布。因此，地表水系较为发育。2、矿井主要含水层组划分及特征、矿井主要含水层组划分及特征根据含水层岩性特征、空隙性质及地下水埋藏条件，矿井主要4含水层组可划分为三种类型：(1)孔隙潜水承压含水层组孔隙潜水承压含水层组主要由第四系松散沉积物组成，不整合于各

8、煤系地层之上，其厚度为 52.7124.0m，平均 76.0m。分布趋势东南薄、西北厚，自上而下划分为 3 个含水层(组)。上、中部粉砂层富水性相对较好，下部砂礓粘土层富水性极弱，底部粘土砾石层富水性一般。第四系上部松散砂层孔隙潜水含水层组第四系上部松散砂层孔隙潜水含水层组主要是第四系上部的粉砂土层。为黄泛区的冲、淤积物，厚度016.40m，平均 8.20m。该层松软、空隙大、富水性中等，水位埋深一般在 3m 左右，为区内民用主要水源。钻孔抽水资料： q=0.275s.m K=3.58md水质类型：HCO3-Mg2+(k+Na+)矿化度：M=0.94g属富水性中等的含水层组。第四系中部砂层孔隙

9、承压含水层组第四系中部砂层孔隙承压含水层组由灰灰黄黄色粉、细砂及粘土、砂质粘土、砂礓粘土层组成，厚度 58m 左右，其中砂层厚度 10m 左右，富水性较好，井简涌水量 20115m3/h。该含水层组上部为深灰深黄色粘土层，厚约 8m，透水性差，富水性弱，分布稳定，可视为相对隔水层。下部是红褐色粘土及砂礓粘土层，厚 20m 左右，局部夹有砂层透镜体，富水性弱，透水性差，为一相对隔水层。第四系底部粘土砾石孔隙承压含水层第四系底部粘土砾石孔隙承压含水层厚度 042.3m，平均 5.1m，分布不稳定，为黄褐色、灰白色粘土夹砾石或砂礓层。砾石以灰岩残块为主，呈次棱角浑圆状。砂礓粒径不均，多小于 6mm，

10、富水性及透水性均较弱。该层抽水试验资料：5=0.01720.0571s.m ，K=0.176 0.374md ，M=0.4694.38g属富水性弱的含水层，是区内各基岩含水层的主要补给水源。(2)裂隙承压含水层组裂隙承压含水层组上石盒子组底部奎山砂岩裂隙承压含水层上石盒子组底部奎山砂岩裂隙承压含水层奎山砂岩厚 4.641.7m，平均 13.9m，为灰灰白色中粗粒含砾砂岩，整合接触于下伏地层，分布稳定，富水性中等，透水性较强，井筒涌水量 30120m3h,抽水试验资料：q=1.12sm，k=5.195md 矿化度；M=1.90g 水质类型：SO42-(K+Na+ ) Ca2+ 属富水性中等的含水

11、层下石盒子组砂岩裂隙承压含水层组下石盒子组砂岩裂隙承压含水层组该含水层组砂岩总厚度平均为 63.10m，单层砂岩最厚为35.04m，多为泥质胶结的中细粒砂岩，是开采 1、2 煤层的直接充水含水层。砂岩富水性弱中等，渗透性较差且不均一，地下水赋存受构造控制且以静储量为主，已采工作面涌水量一般为510m3h,最大 165m3h。抽水试验资料：q=0.0020.33sm K=0.0732.45md 矿化度：M=1.092.069g 水质类型：C1-SO42-(K+Na+)Mg2+属富水性弱中等的含水层组。下石盒子组底部分界砂岩裂隙承压含水层下石盒子组底部分界砂岩裂隙承压含水层分界砂岩厚 13m 左右

12、，为浅绿、浅灰色中粗粒含砾砂岩，巷道开拓涌水量为 510m3h。属富水性弱中等的含水层。山西组砂岩裂隙承压含水层组山西组砂岩裂隙承压含水层组6该含水层组有砂岩 16 层，砂岩总厚度平均为 35.64m，单层砂岩最小仅 0.79m。多为灰色细中粒砂岩，是开采 7、9 煤层的直接充水含水层，本组砂岩富水性弱，渗透性差，砂岩裂隙水以静储量为主，易于疏干。已采工作面涌水量一般为 510m3h，最大为66m3h，抽水试验资料：q=0.0010.056sm K=0.0030.688md 矿化度：M=1.1232.56g 水质类型： C1-SO42-(K+Na+)Ca2+属富水性弱的含水层。(3)岩溶裂隙承

13、压含水层组岩溶裂隙承压含水层组太原组灰岩岩溶裂隙承压含水层组太原组灰岩岩溶裂隙承压含水层组该含水层组由 13 层灰岩组成，灰岩总厚 41.71m，占本组地层厚度的 27，其中以四灰最厚，平均 10.7m，分布稳定，岩溶裂隙较为发育，富水性好。该含水层组按其赋水特征与煤层开采关系，分为一六灰、七十灰、十一十三灰 3 个含水层组。(1)一六灰含水层组 q=0.67683.9333 sm 平均 2.846 sm K=2.74118.401md 平均 12.486md 矿化度：M=0.791.85g 水质类型：HCO3-(K+Na+)Ca2+ C1-SO42-(K+Na+)Ca2+ 属富水性中等强的含

14、水层组。 (2)七十灰含水层组 q=0.01351.508 sm 平均 0.6932 smK=0.21123.208md 平均 10.505md 矿化度：M=0.611.04g 7水质类型：HCO3-(K+Na+)Ca2+ C1-SO42-(K+Na+)Ca2+ 属富水性弱中等的含水层组。(3)十一十三灰含水层组 q=0.0330.395sm 平均 0.2137 sm K=0.0397.919md 平均 3.979md 矿化度：M=0.420.71g 水质类型；HCO3-(K+Na+)Ca2+ 属富水性弱中等的含水层组。奥陶系灰岩岩溶裂隙承压含水层奥陶系灰岩岩溶裂隙承压含水层本区奥陶系地层总厚

15、 450530m，与上覆石炭系中统底部的铁质页岩呈假整合接触关系，主要分布在煤系地层底部及外围。在井田北部，因 F1 逆断层的推覆作用，使上盘的部分奥陶系灰岩溶隙含水层直接超覆于煤系地层之上，造成水体下压煤。井田内共有 41 个钻孔揭露奥陶系灰岩，揭露厚度 0.6215.2m不等，其中 F1 逆断层上盘 26 个钻孔 27 次对奥灰含水层进行了抽水试验： q=0.000001086.5sm 平均 1.9273sm k=0.00000045392.25md 矿化度：M=0.3240.688g 水质类型：HCO3-(K+Na+)Ca2+在 F1 逆断层下盘及其它地段，有 6 个钻孔对奥灰含水层进行

16、了抽水试验： q=0.00250.207sm 平均 0.086m K=0.0391.153md 平均 0.253md 矿化度：M=0.4110.78g 水质类型；HCO3-(K+Na+)Ca2+8五、矿井充水因素五、矿井充水因素本井多年的开采实践证明：大气降水及地表水对煤层的开采及矿井涌水无直接影响，冲积层水对风氧化带以下浅部水平的工作面回采略有影响，出水量略有增加，断层水及开采煤层顶板砂岩裂隙水也是矿井充水主要因素之一。本井主要的充水因素为顶板砂岩水和老塘老洞水，在主采煤层7 煤顶板有数层薄至中厚层砂岩裂隙含水层，加之断层和褶皱的影响，经常在构造部位的工作面出现淋水和涌水，一般不超过 20m

17、3/h ，现所剩储量均为构造部位的边角残煤，防治老塘老洞水占 90%以上。六六 、矿井涌水、矿井涌水东城井正常涌水量 55m3/h ，历史上最大涌水量 290 m3/h(1990年 10 月)。本井涌水量与巷道开拓长度，工作面回采面积及大气降雨无明显的相关关系1 、井下涌水与构造的关系：在较大断层的尖灭收敛段，由于断层的地应力释放，往往形成小面积的裂隙发育带，便于储存积水。如 721 工作面位于东 2 断层消失端，回采时三次出水，水量在 310m3/h。 在多余断层交汇地带，由于地应力相应集中，7 煤顶板砂岩富水性好，裂隙发育，如 726 工作面在掘进时，迎头出水量较大，造成无法掘进。至今 F

18、46 与 F47 交汇三角地带因此未能回采。奥陶系灰岩央本区是一个主要的含水层处在太原组的下面和煤盆边缘，从太原组的下部的 12 灰到中奥陶系含水最丰富的马家沟组共 l59 米，且太原组底部有一层海相页岩、致密，厚 10m，隔水性能较好，故而一般情况下，奥灰水对太原组的开采没有影响。但由于 F1 断层的存在，使奥陶系岩含水层超覆于我井所采煤层之上，对山西组的开采有极大的威胁。特别是 4 线以东，由于 F1 将奥陶马9家沟组的中下部及寨山组的上部地层抬高，而中段正是岩溶裂隙发育，含水极丰富的层段。2 、东城井自 1964 年开采以来，没有发生重大的突水事故。影响头面的水害事故有四次，分述如下：

19、1977 年 9 月 2 日，掘进七在 804 跳面切眼横管透 7 煤皮带机道突水约 2600m3，淹没部分切眼及溜子道，工人被堵，经追水后人员得到脱险。 1989 年 12 月 9 日，736 放水道外口密闭墙，由于墙内老塘水及注浆水位增高，被压垮出水，最大涌水量 150 m3/h，导致-270 泵房被淹。 1990 年 1 月 18 日，237 放水道透 135 老塘出水 120 m3，淹巷道 15m，淹没 72 小时。 1990 年 3 月 5 日，742 面采后导致裂隙带连通上方隐伏张性裂隙，沟通 F1 上盘奥灰水，最大涌水量 80 m3/h , 工作面被淹，迫使停采封闭。七、矿井排水

20、七、矿井排水矿井排水是煤矿安全生产的重要环节之一，防排水系统的设计依据是矿井预计涌水量，其技术要求应满足煤矿防治水工作条例第 21 条之规定，以保证矿井常规排水的需要。东城井主要泵房及排水设施表。东城井原为二级排水，220泵房排入140泵房，由140泵房再排向地面，-220 泵房撤销后，改为一级排水，-140以上水平涌水由-140 泵房排向地面，其余矿井涌水通过庞庄井与东城井之间的过水通道涌入庞庄井，由庞庄井排出。 东城井主要泵房及排水设施表东城井主要泵房及排水设施表泵房名称设计涌水量(m3/h实际涌水量(m3/h排 水 能 力输水能力水仓容积 （3）10)水 泵型 号功率台数总能力(m3/h

21、)管径(mm)趟数总能力(m3/h)主仓副仓-140447.4127.8200D436360386424528642044930-220506.0189.0200D4363603864245286418001408八、东城井采空区积水预测及防治八、东城井采空区积水预测及防治东城井现 3 处老空积水区为北翼积水区、南一采区积水、南二采区积水区。 1、 北翼积水区北翼积水区（1）北翼积水区工作面分布及生产状况北翼积水区位于东城井-220 水平北翼采区，靠近 F1 断层浅部，717、719 工作面附近，标高-165m-265m。北翼积水区含 717、719及 717 小面等采空区（2）北翼积水区积水

22、量预测据测算，北翼积水区的积水上限约为-165m，积水下限约为-265m，积水面积约 136640m2,积水量约 94281 m3。动水补给 810 m3/h。补给水源为第四系冲积层水，与露头奥灰水有联系。（3）北翼积水区补径排条件分析北翼积水区恰好位于北翼向斜的核部，故容易积水，其补给水源为第四系冲积层水和露头奥灰水，动水补给约 10 m3/h，年补给量约 87600 m3。在-186 水仓未报废之前，北翼积水区所含工作面的涌水通过-186 水仓向外排水。根据庞庄井多年观测，东城井向庞庄井的老空水补给趋于稳定，充分说明东城井的各老空积水的补径排条件已处于动态平衡中。目前，当北翼采空区积水水位

23、超过-165m时，积水渗出且通过-186 水仓向南一积水区排泄，最后进入 8237临时水仓。预测北翼积水区向南一积水区的补给流量约为 10 m3/h。112、南一积水区、南一积水区（1）南一积水区工作面分布及生产状况南一积水区位于东城井-240 水平南一采区，靠近 F1 断层深部，742、930、932 工作面附近，标高-240m-330m。南一积水区含738、736、734、734 下、832、932、834、930、730、721、721 下、723、7243、8243、742 等采空区。该积水区涵盖工作面最多，且上下煤层的采空区大多经垮落形成一体，采空区高度向上发展，因此该积水区潜在积水

24、能力相当可观。（2）南一积水区积水量预测南一积水区的积水上限约为-220m，积水下限约为-330m，积水面积达 762450m2,积水量约为 457500m3。接受 F1 断层上盘奥灰水和上游北翼积水区的补给。（3）南一积水区补径排条件分析南一积水区位于 F1 断层和庞庄背斜之间，F1 断层落差180500m，断层切割了上、下石盒子组、山西组、太原组、本溪组及奥陶系地层，部分地段奥陶系灰岩直接覆盖在煤系地层之上，该积水区主要接受上盘奥陶系灰岩含水层的补给。南一积水区原有-270 水仓（现已报废） ，根据以往观测：当-270 水仓正常工作时，断层另一侧的庞庄井并未受到东城井老空水直接影响，说明东

25、 2 断层和 F46 断层隔水性良好。当积水标高达到-240m 水平以后，向-240水仓汇集，最后与南翼外排水聚集。而 728 和 928 两个工作面位于东 2 断层和 F46 断层之间及庞庄背斜的西北侧，该处断层因采掘破坏而已经完全失去了隔水性能，当积水标高达到-220m 水平后，南一积水区水受庞庄背斜分水岭和巷道工作面布置的控制经两个工作面分两条通道进入庞庄井。 南一积水采空区导水通道 1南一积水区水经 728 和 928 两个采空区向西越过 F46 断层，依12次逐渐向庞庄井 762 与 962、764 与 964、701 与 901、703 与903、7501 与 9501、7503

26、与 9503 采空区渗流汇水。7503 与 9503 老空水从 9 煤底板砂岩裂隙流出，据实际观测，该老空水出水点有两处，出水点处砂岩呈乳白色，而周围岩石有“挂红”现象，合计流量为 22 m3/h。该导水通道主要为采空区渗流通道，南一积水区采空区导水通道。 南一积水区轨道巷导水通道 2导水通道主要为南四采区轨道巷。南四采区轨道巷北端受工作面开采影响已被破坏，南一积水区水从南四采区轨道巷北端渗流进入轨道巷，以自由水流的方式经轨道巷排出并流入-370 主副水仓。据观测，该出水点流量约 15 m3/h。 3、 南二采区积水区南二采区积水区（1）南二采区积水区工作面分布及生产状况南二采区积水区位于东城

27、井-240m 南二水平，靠近 F46 断层中部，752、970 工作面附近，标高-240 m-270 m。含 970 和 752 两个工作面。该积水区积水面积较小。（2）采空积水区积水量预测南二积水区的积水上限约为-260m，积水下限约为-270m，,积水面积约为 35412m2,积水量约 24434 m3。2001 年在 F46 放水道进行探放，目前预计有部分积水，水源为顶板砂岩水和部分采空区积水。（3）南二采区积水区补径排条件分析南二采区积水区位于拾屯向斜核部，主要接受周围老空水和顶板砂岩水补给。受向斜地形控制，出水通道若至上限后，老空水通过 918 放水道和 515 放水道流入庞庄井-5

28、20 小湖系水仓。据观测，该导水通道出水流量为 10m3/h。 134、 老空水对庞庄井影响分析老空水对庞庄井影响分析由于东城井所设主动排水设施报废，其三个主要采空积水区老空水受地形、巷道布置情况、工作面布置情况以及部分岩石裂隙发育情况等的影响分三条导水通道流入庞庄井。目前，在南一积水采空区导水通道出水点处，庞庄井正在或将要布置 9507 和 9509 两个工作面，庞庄井目前所观测到的老空水总体流量约为 47 m3/h，南一积水采空区导水通道出水量约占总体的50%；南一积水轨道巷导水通道为大巷排水，且-370 水仓有足够的排水能力，水害威胁相对较小；南二采区积水区老空导水通道经两条放水道排入-

29、520 小湖系水仓，该水仓附近目前未安排生产工作面。 故，庞庄矿东城井老空水向庞庄井排泄的三条通道中，老空水对矿井安全生产构成威胁的通道主要是南一积水采空区导水通道。据观测，随着东城井关井-140 泵房报废，该出水点水量呈上升趋势。预计老空水总流量将会在达到一个峰值 50-55 m3/h 后稳定下来。东城井老空水给庞庄井的排水造成了一定的压力，且对部分工作面安全生产有直接的威胁。若导水通道被堵塞后老空水位上升，当水压达到一定极限时，老空水极有可能突破隔水煤柱突然涌出，给矿井安全生产造成不良影响。5、老空水防治方案、老空水防治方案庞庄矿在老空水防治方面做了大量的工作，包括钻孔疏放、巷道疏水。（1

30、）钻孔疏放为探查 9501 采空区积水线的高度，庞庄井在 9503 材料道共施工 4 个放水孔，每孔进尺 7.5m，共计 30m。4 个探查孔均未出水，也未测出水头压力，说明老空水水位在探查孔之下，该处老空水经底板砂岩裂隙流入 9503 材料道。（2）巷道疏水14为保证 9503 采空区老空水正常排放，在 9503 溜子道出口处的密闭墙底部埋设 2 个 4 寸放水管；南四采区轨道巷原建有密闭墙，为降低老空水压力，将密闭墙打开疏通；东城井南二采区老空水通过 918 和 515 两条放水道进入庞庄井-520 小湖系水仓，保证 918 和515 两条放水道畅通。九、九、 储量计算储量计算1、储量计算

31、范围、储量计算范围井田内各可采煤层储量计算边界：上限为-50m，下限至270m。东自煤层露头，西至 F46 断层、南至 F3 断层、北至 F1 断层下盘交面线。2、储量计算水平、储量计算水平储量计算水平分别为140m、220m 和270m。 3、工业指标、工业指标 （1）煤层最低可采厚度为 0.7m。（2）煤层可采灰分不大于 40%。（3）煤的发热量不低于 14.54MJkg。4、储量计算级别及块段的划分、储量计算级别及块段的划分（1）各级储量的基本线距井田的勘探类型为类，各级储量的基本线距见表 各级储量基本线距表各级储量基本线距表 单位：m 勘探类型煤 层A 级B 级C 级二类一型75001

32、0002000二类二型250010002000二类三型1、8、92505001000（2）储量计算块段的划分原则1) 具体块段按储量级别分水平、分永久煤柱、 “三下”压煤划15分，原则上不跨越 3 条勘探线，凡生产采区或已被批准的采区设计，按采区划分块段。2） 对于因构造影响使煤层变薄或增厚的钻孔及工程质量低劣打丢、打薄的个别钻孔，在计算时不采用其厚度。3） A、B 级储量由实测巷道或勘探工程点圈定，C 级储量可由工程点圈定，也可高级储量外推求得，以不超过基本线距 1/2 的距离外推 C 级储量。4） 断层煤柱的留设：井田内可跨越已查明落差不大于 50m 的单个断层圈定高级储量，其断层两侧各留

33、 3050m 的地段降为 C 级储量。若断层密集，则不能跨越断层划分高级储量。工广煤柱内不留设断层煤柱。5） 见煤点的煤层厚度低于 0.7m 时，用插入法求出可采边界；对未见煤钻孔，用相邻钻孔连线的中点为零点，再用插入法求出其可采边界。5、储量计算方法及参数的确定、储量计算方法及参数的确定（1）储量计算方法：储量计算采用的是等高线法及地质块段法，即在 1：5000 煤层底板等高线图上圈定各可采煤层储量级别块段，分别计算其地质储量。计算公式为： Q=SMD sec 式中：Q：计算块段储量(t) S：计算块段平面积(m2) M：计算块段平均厚度(m) D：煤层容重(tm3)：计算块段平均倾角()1

34、6（2）储量计算参数的确定 1) 平面积在计算机的 CAD 图中量出平面积2) 平均倾角根据块段内等高线之间的平均水平距离及高差，用反三角函数求得。3) 煤层平均厚度各煤层见煤点厚度均采用煤层真厚。4) 容重：1 煤 1.35；2 煤 1.31；7 煤 1.34；8 煤 1.32；9 煤1.31；（3）可采储量计算 计算公式Q采=Q工(1-n)k 式中：Q采：可采储量(t)； Q工：工业储量(t)； n：地质及水文地质损失系数()； K：采区回采率()。6、储量计算结果、储量计算结果截止东城井关闭井田内剩余资源储量 434.2 万吨，可采储量 27.1 万吨。（l）分煤层统计与分析：（单位：万

35、吨）煤层工广煤柱F1 断层煤柱及村庄压煤小计备注说明及分析276.776.7739.3177.6216.9814.460.975.3965.365.3F1 断层煤柱是永久煤柱，因历年采出没有摊销，挂在表中。2、7、8、9 煤有一部份是东固城村庄压煤，且在-17合计53.7380.5434.2270m 南一积水区下，积水量大，水体下不易开采，故没有可采量（2）工广煤柱储量情况东城井主副井保护范围总面积 83832 平方米，其中有两个 5 米断层，对回采有较大影响。位于两个 H=5 米断层内的面积 17816 平方米，剩余 66016 平方米。储量如下：煤层面积（m2）煤厚（m）采高（m）容重储量

36、（万 t）7 煤838323.52.61.3439.38 煤838321.31.31.3214.4小计53.7对主副井保护范围部分进行设计工作面，设计工作面见附图，储量计算如下表工作面面积（m2）容重采高（m）采出量（万 t）723115761.342.64.072471711.342.62.572552361.342.61.8727206861.342.67.2726106581.342.63.7823101931.321.41.982460671.321.41.1826114771.321.42.1827175081.321.22.8合计27.118第二章、东城井井筒煤柱回收经济效益分析第

37、二章、东城井井筒煤柱回收经济效益分析一、东城井主副井储量情况一、东城井主副井储量情况东城井主副井保护范围总面积 83832 m2，其中有两个 5 米断层，对回采有较大影响。位于两个 H=5 米断层内的面积 17816 m2，剩余66016 m2。储量如下为 53.7 万吨，其中七煤 39.3 万吨，8 煤 14.4万吨，对主副井保护范围部分进行设计工作面见附图，可安排工作面储量为 27.1 万吨，具体数据见东城井剩余储量计算，炮采工作面采出率按 97%计算，共可回收资源 27.1*97%=26.3 万吨。二、运输系统说明二、运输系统说明庞庄井与东城井的通道为-370 南四采区皮带机道、南四采区

38、轨道、南四采区回风道，此三条通道部分（位于东城井一侧）已被南四 7 煤煤柱和南四 9 煤柱回采破坏，已无法使用，并且该区为老火区，周边也全部为老塘区，根据以上地质条件，选用如下掘进巷道，采取机轨合一巷道布置。设计路线见附图三、通风系统三、通风系统以庞庄井向东城井为进风，东城井风井为出风，形成一套进回风系统。四、工程量计算四、工程量计算根据现有的地质条件共设计了三个方案1、方案一、方案一方案一掘进线路在图上标识为 1233AABCCDD ，方案一工程量见下表方案 1 工程量统计表19工程名称修复岩巷煤巷小计进尺工期（米）（米）(米)（米）（米）（天）112 段299299650 223 段323

39、323654 333段9494331 43A 段379379663 5AA段2042046.531 6AB段6536533218 7BC 段234234639 8CC段134134345 9CD 段1961966.530 10DD段3623626.556 合计12358817622878617 修复巷道共计 1235 米，岩巷 881 米，煤巷 762 米，合计 2878米，需要 617 天即 21 个月（1 年 9 个月）完成。需要皮带部数为 7 部。2、方案二、方案二方案二掘进线路在图上标识为 1233AABC D 。方案二与方案一的不同点在 C 至 D间，原方案一为 CCDD ，掘进大部

40、分在 8 煤内掘进，但线路远并且需要过水区；方案二为 C D取直线，但其掘进为岩巷，方案二工程量见下表方案 2 工程量统计表20工程名称修复岩巷煤巷小计进尺工期（米）（米）(米)（米）（米）（天）112 段299299650 223 段323323654 333段9494331 43A 段379379663 5AA段2042046.531 6AB段6536533218 7BC 段234234639 8CD段5635633188 合计123513102042749674 修复巷道共计 1235 米，岩巷 1310 米，煤巷 204 米，合计 2749米，需要 674 天即 23 个月（1 年 1

41、1 个月）完成。需要皮带部数为 4 部。3、方案三、方案三方案三掘进线路在图上标识为 1233A D 。方案三与其他两个方案的不同点在 A 至 D间，为 AD取直线，但其掘进为岩巷，方案三工程量见下图方案三方案三工程量统计表工程量统计表工程名称修复岩巷煤巷小计进尺工期21（米）（米）(米)（米）（米）（天）112 段299299650 223 段323323654 333段9494331 43A 段379379663 5AD段155815583519 合计1001165202653718 修复巷道共计 1001 米，岩巷 1652 米，煤巷 0 米，合计 2653 米，需要 718 天即 24

42、 个月（2 年）完成。需要皮带部数为 3 部五、经济效益测算五、经济效益测算由于方案一巷道掘进量最小，原则上选用方案一，进行效益测算如下：因为巷道沿老区掘进，顶板不完整，掘进及修护难度较大，另外考虑到轨道与皮带、行人联合布置，巷道断面较大，巷道按净宽5.0 米计算，如下：1、掘修费用、掘修费用岩巷掘进 881 米，单价 1.6 万元/米，费用为 1410 万元；巷道修护 1235 米，原巷道为 3.0 米，需扩宽至 5.0 米，且巷道年久失修，巷道状不明，单价按 1.4 万元/米，费用为 1729 万元；煤巷掘进 762 米，沿 8 煤薄煤层掘进，平均煤厚 1.1 米，破底量较大，单价按 1.

43、2 万元/米，费用为 914.4 万元；井巷费用总计 4053 万元，折合吨煤成本为 154.11 元。2、安装费用、安装费用需要安装皮带 7 部，共计 266 万元；22H 架 950 架，共计 18.7 万元；胶带 6000 米，共计 187.2 万元；三联辊 2000 个，共计 44 万；底托辊 950 个，合计 11.5 万元；轨道 6000 米，共计 72 万元；道板 4800 块，合计 45.6 万元；电绞及斜巷安全设施投入 500 万元；通防及压风管路费用约 100 万元；总费用为 1245 万元，以上设备材料按 1.5 备用系数，总费用为1867.5 万元，吨煤成本为 71 元

44、。3、回采费用、回采费用设备运行费：东城井剩余可采出量为 26.3 万吨，预计回采时间为 451 天，5 部皮带每天运行 18 小时计算，预计电费为 500 万元。电绞运行费用约为 50 万元。折合吨煤费用为 20.9 元/吨。4、效益计算、效益计算东城井原煤完全成本为 400 元/吨，合计吨煤成本为 646 元/吨。其他不可预见支出按 10%计算，吨煤完全成本为 710 元/吨。东城井原煤平均发热量为 5600 大卡，市场价为 895 元/吨，吨煤效益为 895-710=185 元，全部经济效益预计为 4865.5 万元。六、结论六、结论1、东城井剩余采出量为 26.3 万吨，经济效益为 4

45、865.5 万元，但由于只设计一条通道，掘进过程中要通过老火区、及采空区导致掘进过程中不可预料的因素太多，安全上不能保证。2、外围开发时间长，掘进、修复巷道加上各种设施、设备的安装，正式进入工作面掘进预计需要 2 年时间。3、见效慢，由于外围的掘进都在岩巷中，前期投入较大，只有开始方工作面后才有效益。234、井筒煤柱的回收会直接影响道主副井，井壁下沉坍塌，会直接造成地表水或第四季含水层的水溃入井下，影响庞庄井的安全生产。因此对于东城井剩余主副井保护煤柱的不建议开采。24第三章第三章东城井井筒概况东城井井筒概况一、东城井概况一、东城井概况由于东城井资源枯竭，1991 年经苏煤司生(91)367

46、号文件批准“核销东城井 45 万吨年的原矿井生产能力，实行庞庄井和东城井合并” 。1992 年，集团公司徐煤党发(92)37 号文件批准撤销张小楼矿级建制，于 1992 年 8 月 1 日将原张小楼煤矿合并至庞庄煤矿管理，即为庞庄煤矿张小楼井。现三对矿井各自有独立的生产系统，开采下石盒子组和山西组煤层。太原组煤层由于煤层较薄，水文地质条件复杂以及村庄压煤等问题，尚未列入开采计划。东城井由上海煤炭工业设计院设计，华东煤炭工业公司第十二建井工程处承建施工。1960 年 2 月破土动工，于 1964 年 1 月 2 日开始试生产；同年 5 月 1 日正式投入生产，原设计能力为 21 万吨年，1974

47、 年改扩建箕斗井，生产能力提高到 45 万吨年；1980 年煤炭部核定生产能力为 80 万吨年。1984 年产量创历史最高纪录，生产原煤 121.0 万吨。由于 80 年代开采强度大，造成资源枯竭，为此，苏煤司生(91)367 号文件批准“核销东城井 45 万吨年的原矿井生产能力，实行庞庄井和东城井合并” 。目前矿井已结束回采，正在进行设备回收，即将进入关井闭坑。二、东城井主要生产系统二、东城井主要生产系统1、提升系统、提升系统运煤方式皮带为主，辅以溜子KJ22.51.2D主提绞车2EM3000/1530JRQ148-8电动机JRQ148-8副提设备1t 单层单车罐笼箕斗J-4 箕斗副提能力6

48、6 万吨/年主提能力98.2 万吨/年运人方式运料方式矿车系统评价可 靠252、排水系统、排水系统东城井原有 2 个中央泵房 6 台水泵，-140 水平安装 200D436水泵 3 台，-220 水平安装 200D434 水泵 3 台，均为双回路供电，两趟排水管路，目前-220 泵房已撤销，设备已回收。3、供电系统、供电系统庞庄三井电源均来自徐州茅村电厂，以柳新区域变电所 35kv 双回路供庞庄三井地面变电所。东城井：柳新区变配出的三条 6KV 线路分别代东城井口电板的三段母线上的全部负荷。东城井口电板段母线与段母线,段母线与段母线,段母线与段母线之间均设有联络开关,构成环母线供电。下属的风井

49、电板,洗选厂电板，压风机房电板及井下-140中央泵房均为双回路供电。各自母线上均设有联络开关,正常情况下,各段母线分别代各自母线上的负荷,所有联络开关均处于分闸状态。井下高压供电系统根据采区布置和生产需要设置区域变电所和配电点，全部采用双回路供电。4、压风系统、压风系统东城井地面安装 2 台 4L-20/8 型空压机，供矿井生产过程中使用。5、通信系统、通信系统井上下、矿内外调度通讯：我矿三井井上、下分别使用数字程控调度机，全部直通到主要要害岗位，各采掘头面，部分主要场所还按装了可视监控，达到了可视对讲，使调度畅通。6、通风系统、通风系统东城风井井筒直径 3.5m，装配 70B2-21NO24

50、 轴流式风机 2 台，电机型号 JSQ1512-8、 转数 740r/min、功率 570kw，一台运转，一台备用。267、主井、副井、风井井筒煤柱留设及变形情况、主井、副井、风井井筒煤柱留设及变形情况（1）主井、副井、风井井筒煤柱留设在工广煤柱开采前，对主井、副井、风井三个井筒分别留设了保护煤柱，井筒按级保护，围护带宽度为 20m，井筒标高+37m，冲积层厚度为 84.35m，采用：=45，=70 ，=70-0.7。主井、副井、风井保护煤柱平均宽度分别为：140m、134m、120m。（2）主井、副井、风井井筒变形情况由于受工广煤柱的采动影响，东城井主副井均出现不同程度变形，我矿组织人员每

51、10 天对东城井副井和主井井筒竖直情况进行一次全面测量。每周对主井、副井、风井井口标高水准测量一次。主、副井筒测量采用在井筒内投放细钢丝，钢丝下方悬挂重锤拉直钢丝。量取钢丝与罐道和横梁的距离，从井筒下口向上每隔一个横梁量取一组数据。2011 年 8 月 5 日测量结果：主井上口向东偏 71mm，向南偏58mm。副井上口向北偏 39mm，向西偏 59mm。预计主井、副井最大偏斜不超过 100mm。主井、副井、风井井口标高未受采动影响而下沉，井壁目前无开裂现象，井下采动对主井、副井、风井影响为级以下。主、副井及风井剖面见下图27 东城井主井筒岩层剖面图 （1）座标X=3803000,Y=20511

52、270 （2）标高 实际h=+37.000m 地平=36m （3）开工日期 1960年2月24日 （4）竣工日期 1961年5月3日层次走向倾角真厚累计层厚井筒剖面岩性描述硬度标本编号涌水量（吨/时）备注00.0000.0000.000井口盖板010.9300.9300.930粉砂，含有60%的粉砂，含有植物的根茎渗性性强。17.020-11.36031.280-26.00016.92020.2001.1300.200粘土，含有少量的细砂，粘土为主，具有可塑，不透水。232.4773.6072.477粉砂，含有80%的石英质细砂和少数的云母片透水性强。340.7004.3070.700砂质粘土

53、，具有松散性，纲状细小裂隙，水量很大。450.4004.7070.400流砂，石英为主，含少量的泥，流动性强，摇动出水。560.4005.1070.400砂岩粘土，粘性强，易流动，含水性大。672.6797.7862.679流砂，含矿佔90%，含少量的白云母片，含水强，易流动。783.32011.4063.620砂质粘土，含少量的细砂，胶结良好，上部流动，下部变硬。894.49415.9004.494粘土夹砂江，上部含砂块较多，下部较少，有贝壳遗体。9104.13020.0304.130粘土，组织细密，含水性弱，粘性强，有少量贝壳残体。10110.90020.9300.900流砂，颗粒较粗，含

54、水性强，易流动。11124.11025.0404.110粘土，组织细密，有大量的贝壳。12131.95026.9901.950粘土夹砂江，粘佔绝大部分内含贝壳。13141.20028.1901.200流砂，含水较大，流动性强。14152.16030.3502.130粘土，夹砂江质硬含水性强。15160.60030.9500.600粘土，含水性强粘性强可塑。16177.49838.4487.498粘土砂江，粘土佔大部分，上部较软，下部较硬，粘性强。17181.50439.9521.504粘土，粘性强可塑。181916.05256.004 16.052粘土夹砂江，质硬含水性强，在40.00m50.

55、30m处有灰白色的石灰岩，组织细密，含有植物的残体。1941.40015.500-59.20035.200-72.00028.200-85.15038.524-90.50023.916-110.12025.200-123.33029.411-139.06040.000-154.4541.580201.00057.0041.000粘土，质硬组织细密，粘性强。20217.78964.7927.788粘土夹砂江，质较硬，上部含砂江块较多，含水性弱。21220.35065.1420.350流砂，颗粒较粗，似黄砂，具有流动性。22230.55065.6920.530粘土夹砂江，有小的空隙。23240.3

56、5066.0420.350流砂，见水后特别易流动。24251.50067.5421.500粘土夹砂江，以粘土为主，含水性弱。2526 N8E144.99972.6925.150泥质页岩，下部为黄色，层理不显著。26272.18074.9422.250砂质页岩，风化后质软，中部有粗砂岩黑色。27282.86077.8922.950泥质页岩，性质脆有滑石，组织细密，下部质软。28291.74679.6921.800砂质页岩，有方解石脉充填结构细密，质较软。29303.76083.5723.880页岩，组织细密有白色的条纹。30310.38883.9720.400砂岩，风化后质软，似粉砂含黑色煤纹。

57、31320.79684.7920.820页岩，组织细密，有白色的条纹。32330.72785.5420.750砂岩，风化后呈粉砂，局部有煤残。33342.66788.2922.750页岩，质脆，有滑石，组织细密，层理显著。343518.049 106.900 18.608砂岩，风化后呈黄色，中等颗粒，易松散，以石英为主。23353619.167 126.660 19.760砂质页岩，层理显著，节理发达，含有云母碎片。3436371.940 128.6602.000页岩，泥质胶结，性脆组织细密，含白云母碎片。23373811.407 140.420 11.760砂质页岩，层理显著，节理发育，内含

58、不规则的斜石。3438395.791 146.3905.970页岩，泥质胶结，组织细密，节理发育，含白云母碎片。34394012.690 159.480 13.090砂页岩互层，层理显著，节理发育，断面清晰，泥质胶结。454041 N8E140.190 159.6800.200煤，性脆，呈块状，树脂光泽，含黄铁矿。2341420.290 159.9800.300页岩，节理发育，易碎，有不规则的滑石含白云母碎片。2342430.630 160.6300.650砂质页岩，节理发育易碎呈片状，有煤纹，性脆。3543442.760 163.4702.840砂岩，上部为黑色，下部为灰白色，成份以石英组成

59、。5644451.410 164.9301.460砂质页岩，性脆，组织细密，节理发育，含有植物化石。4545460.485 165.4300.500页岩，节理发育，易破碎，呈块状，含白云母碎片。3446 167.98036.400-176.6238.05-182.12474.120 169.6804.250煤，为小湖系B层煤，树脂光泽质较硬呈块状。3447483.360 173.1403.460砂质页岩，层理显著有方解石脉充填局部含砂量较大。464849 N8E142.430 175.6402.500煤，为小湖系C层煤，质硬呈块状，有光泽，含黄铁矿。3449505.820 176.2400.6

60、00砂质页岩，节理发育，层理显著，有滑石，含植物化石。3450516.053 182.4806.240砂质页岩，节理发育，层理显著，有滑石及方解石脉充填。4651521.474 184.0001.520砂岩，有方解石脉充填及白云母碎片。575228 东城井付井筒岩层剖面图 （1）座标X=3802998.043,Y=20511270.626 （2）标高 实际h=+37.000m 地平=36m （3）开工日期 1960年2月 （4）竣工日期 1961年4月 （5）砌碹层次走向倾角真厚累计层厚井筒剖面岩性描述硬度标本编号涌水量（吨/时）备注00.0000.0000.000井口盖板010.9300.9