【正文】 3 EF15 正 N55176。W NE 70 0～ 18 基本控制 24 EF16 逆 N50176。W NE 40 0— 12 基本控制 25 EF17 逆 N60176。W NE 40 0～ 12 控制清楚 26 EF18 逆 EW SE 40 0～ 22 控制清楚 27 EF19 正 N40176。W SW 70 0～ 10 控制清楚 9 水文地質(zhì) 1） 含水層特征 ： 含水層自上而下為第四系上組砂層、砂 礫層，侏羅系紅層，二迭系山西組3層煤頂、底板砂巖，石炭系太原組三灰、十 下 灰?guī)r，本溪群十四灰，奧陶系石灰?guī)r。簡述如下： 第四系： 分上、中兩組。上組砂層、砂礫層含水豐富，補給條件良好，為孔隙 承壓含水層。根據(jù)鄰區(qū)水源井資料，單位涌水量為 ～ 178。m 。中組富水性弱，基本屬隔水層。因采煤后，裂隙帶高度遠(yuǎn)達不到第四系底界，故第四系水對開采基本無威脅。 侏羅系紅層： 屬孔隙裂隙承壓含水層，富水性不均一，整體富水性較弱，局部富水性較強，補給條件不好。西風(fēng)井井筒檢查孔抽水試驗，單位涌水量為～ 178。m 。西風(fēng)井井筒揭露時最大涌水量為 54m3/h。本區(qū)東南部山西組遭到不同程度的剝蝕，局部剝蝕嚴(yán)重的地帶出現(xiàn)了 3 層煤的隱伏露頭，造成了煤層頂板至侏羅系紅層間距較小，最薄處僅 4m，故該層有向礦井充水的危險。 1983 年 4 月 2日南屯煤礦七采區(qū)開采冒裂帶深入紅層突發(fā)涌水，最大涌水量為 418m3/h。 3 層煤頂、底板砂巖： 屬孔隙裂隙承壓含水層。該層補給條件差，以靜儲量為主，富水性不均一，構(gòu)造裂隙發(fā)育的地段，富水性較強，是直接向礦井充水的含水層。因受北、西翼開采的影響，目前該層水正處于被疏干的過程。 第三層石 灰?guī)r： 厚 ～ ，平均 ，層位穩(wěn)定，屬裂隙承壓含水層。 在東 49 號孔抽水試驗時，單位涌水量為 178。m ，十四采區(qū)揭露該層時最大涌水量為 。但多處揭露無水。該層水以靜儲量為主，可以疏干。 另外，太原組十 下 灰，本溪群十四灰及奧陶系灰?guī)r，在開采上組煤時不會揭露。 2） 斷層的導(dǎo)水性 ： 10 本區(qū)斷 層導(dǎo)水性較弱，煤系含水層補給來源較差。 3） 東翼開采時礦井涌水量的確定 ： 東翼開采時礦井涌水量確定有以下幾組參考數(shù)據(jù)： (1)礦井基建時期最大涌水量為 ，以后呈逐年遞減趨 勢并基本穩(wěn)定在 160～ 180m3/h。 (2)1991 年集團公司對東灘煤礦排水能力校核時，確定礦井正常涌水量為270m3/h，最大涌水量為 390m3/h。 (3)鐵路東采區(qū)補充地質(zhì)說明書中，根據(jù)東翼與北、西翼水文地質(zhì)條件相似的特點，類比東翼開采時礦井正常涌水量為 250m3/h，最大涌水量為 427m3/h。 綜合分析上述情況，并考慮侏羅系紅層水的 影響 ，確定礦井正常涌水量為270m3/h，最大涌水量為 690m3/h。 瓦斯、煤塵及煤的自燃 根據(jù)礦井瓦斯鑒定結(jié)果， 東灘煤礦屬于低 瓦斯 礦井 。 根據(jù)各煤 層取樣試驗結(jié)果， 爆炸指數(shù)均在 35%以上， 煤塵均有爆炸危險 。各煤層都有自然發(fā)火傾向。 3 煤層 (包括 3 上 、 3 下 煤層 )屬 容 易 自然 發(fā)火煤層，發(fā)火期 3～ 6 個月。 井田開拓方式 礦井采用一對立井、兩個水平、石門貫穿的開拓方式；通風(fēng)方式為副井進風(fēng)、北風(fēng)井和西風(fēng)井回風(fēng)的對角抽出式。 主井井筒直徑為 7m，深 ，裝備兩對 18t 箕斗，采用法國進口的兩套 4m179。 4 繩塔式磨擦輪提升機，電機功率 2935kW。 副井井筒直徑為 8m，深 ，裝備兩套提升容器：一套為一對 礦車雙層四車多繩罐籠；另一套為 寬型雙層四車罐籠帶平衡錘，采用兩套瑞典179。 6塔式磨擦輪提升機，主電機功率 1700kW。 11 風(fēng)井井筒直徑為 6m，北風(fēng)井深 ，西風(fēng)井深 ，通風(fēng)機引進法國 HDR280— 6 型風(fēng)機四套，電機功率 1300kW。 各井筒位置見 表 1— 5 。 各井筒斷面見圖 1— 1 水平劃分：本井田煤層傾角小，寬緩褶皺發(fā)育，上煤組 (包括山西組的 3煤和太原組的 6 煤 )和下組煤 (包括太原組的 15 上 煤、 16 上 煤、 17 煤和 18 上 2)間距較大，劃分為兩個水平上、下山開采。第一水平標(biāo)高為 660m，開采上組煤；第二水平標(biāo)高為 745m，開采下組煤。煤層開采順序采取下行開采。 表 1— 5 主、副、風(fēng)井一覽表 660 水平井底車場采用環(huán)形車場，利用石門布置空重車線及通過線。 1989 年礦井移交生產(chǎn)時，共移交 4個采區(qū)，北翼移交十二、十四兩個采區(qū)，西翼移交四、六兩個采區(qū)，共布置六個綜采工作面。投產(chǎn)后，隨著煤炭行業(yè)高產(chǎn)高效現(xiàn)代化礦井建設(shè)的發(fā)展需要，將上述四個采區(qū)合并為兩個采區(qū)，北翼為十四采區(qū)，西翼為四采區(qū)。采煤方法也由走向長壁傾斜分層金屬網(wǎng)假頂下行采煤法改為走向長壁綜合機械化放頂煤采煤法，實現(xiàn)了特大型礦井高強度集約化生產(chǎn)。 井筒名稱 縱座標(biāo) X 橫座標(biāo) Y 標(biāo)高 Z 直徑 (m) 深度 (m) 主 井 + 7 副 井 + 8 西風(fēng)井 + 6 北風(fēng)井 + 6 12 開 拓 東翼 區(qū)域 的必要性 東灘 煤 礦于 1979年 12 月 1日破土動工， 1989 年 12月 23日正式移交生產(chǎn)，礦井設(shè)計能力為 。投產(chǎn)后，礦井一直開采 660 水平西翼四采區(qū)、北翼十四采區(qū)的 3 煤。 隨著煤炭行業(yè)高產(chǎn)高效現(xiàn)代化礦井的建設(shè)， 礦井產(chǎn)量迅猛增高， 20xx 年全礦原煤 年 產(chǎn)量突破 。經(jīng)過十多年的開采，西翼的主采煤層 3 上 煤已基本開采完畢，即將進入 3 下 煤開采，可采儲量只有 1800 萬 t，因此，必須盡快開發(fā)礦井東翼采區(qū)，確保礦井的生產(chǎn)接續(xù)。 本設(shè)計的主要依據(jù) （ 1）東灘煤礦 1995 年 4 月編制的《東灘煤礦東翼采區(qū)地質(zhì)報告》； （ 2）山東省煤田地質(zhì)局第二勘探隊 1998 年編制的《兗礦（集團）公司東灘煤礦鐵路東采區(qū)補充地質(zhì)報告》； （ 3）東灘煤礦 20xx 年 5 月編制的《東灘煤礦礦井地質(zhì)報告》； （ 4）《煤礦工業(yè)設(shè)計規(guī)范》； （ 5）《煤礦安全規(guī)程》 20xx 年版。 本設(shè)計主要特點 （ 1）煤流運輸系統(tǒng)全部采用大運量、高強度的膠帶運輸機，以適應(yīng)提高工作面開采強度和集約化生產(chǎn)的需要。 （ 2）設(shè)計中各系統(tǒng)能力均留有較大的富裕系統(tǒng)，為礦井今后增產(chǎn)創(chuàng)造有利條件。 （ 3）建設(shè)東風(fēng)井，解決了東翼邊界采區(qū)安全出口和通風(fēng)困難等問題。 （ 4）為建 設(shè)具有國際先進水平的高產(chǎn)高效礦井，工作面裝備了先進的大功率電牽引采煤機、大運量刮板輸送機及高強度的綜采放頂煤液壓支架。 （ 5）工作面綜采設(shè)備的供電電壓為 ，大大縮小了供電電纜的截面，對回采工作較為有利。 13 需要說明的問題 （ 1）關(guān)于東翼儲量 在《兗礦（集團）公司東灘煤礦鐵路東采區(qū)補充地質(zhì)報告》中，將一號井東斷層以東， 12— 13— 215 號鉆孔連線交于北宮村斷層以東塊段劃為暫不能利用儲量，按有關(guān)規(guī)定，目前不具備設(shè)計條件，為兼顧下山采區(qū)，設(shè)計暫根據(jù)目前的地質(zhì)資料進行宏觀規(guī)劃。 （ 2）關(guān)于 6 層煤的開采 設(shè)計 6 層煤利用 660m 水平開采。由于 6 層煤位于 3 層煤以下 ～，平均 ，故 3 層煤的開采不會對 6層煤造成破壞，為此設(shè)計未考慮 6層煤的開采問題，待 3層煤開采結(jié)束后，可利用 3 層煤巷道開采 6層煤。 （ 3）礦井東翼面積約 24km2，共施工各類鉆孔 31 個，平均每平方公里 個鉆孔。經(jīng)過鉆探和物探，基本查清了地震勘探范圍內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造形態(tài)和特征，煤層煤質(zhì)特征基本清楚。但從東翼整體分析，鉆孔數(shù)量少，勘探程度較低，高級儲量比例達不到要求；特別是一號井東斷層以東， 12— 13— 215 號鉆孔連線交于北宮村斷層以東塊段鉆孔數(shù)量少、勘探程度低，為暫不能利用儲量。故在今后還需及時利用巷探、鉆探、物探等綜合手段進行大量補充地質(zhì)工作，以滿足礦井生產(chǎn)的需要。 14 第二章 開采范圍及生產(chǎn)能力 開采范圍 及儲量 開采范圍 及 儲量 東翼區(qū)域 南起京滬鐵路煤柱線，北至滋陽斷層，東至嶧山斷層，西至 與興隆莊煤礦的井田邊界和 小廠斷層，長約 6km，寬約 4km，面積約 24km2；第一水平開采上組煤，包括山西組的 3煤（ 3 上 煤、 3 下 煤）和太原組的 6 煤。 地質(zhì)儲量 礦井地質(zhì)儲量包括能利 用儲量和暫不能利用儲量兩部分。采區(qū)補充地質(zhì)說明書中將一號井東斷層以西， 12— 13— 215 號孔連線交于北宮村斷層以西塊段內(nèi) 6煤可采范圍內(nèi)的儲量及 3 上 、 3 下 煤的儲量為能利用儲量；將東部塊段內(nèi) 6煤可采范圍內(nèi)的儲量、 6 煤 ～ 間的儲量及 3 上 、 3 下 煤的儲量為暫不能利用儲量。礦井東翼地質(zhì)儲量 萬 t，其中能利用儲量 萬 t，暫不能利用儲量 萬 t。 可采 儲量 永久煤柱： 包括斷層煤柱、井田邊界煤柱。其中嶧山及滋陽斷層一側(cè)留 100m煤柱 ； 一號井東斷層兩側(cè)各留 50m 煤柱；北宮村斷層、宣村斷層兩側(cè)各留 80m煤柱；落差在 20～ 30m 范圍內(nèi)的斷層兩側(cè)各留 30m 煤柱；落差在 10～ 20m 范圍內(nèi)的斷層兩側(cè)各留 20m 煤柱；小廠斷層及人為井田邊界一側(cè)留 25m 煤柱。東翼永久煤柱計 萬 t。 設(shè)計儲量： 礦井東翼工業(yè)儲量為 萬 t，扣除永久煤柱 萬t，故東翼設(shè)計儲量為 萬 t。 可采儲量： 厚煤層、中厚煤層及薄煤層的開采損失分別按 25%、 20%及 15%計算，東翼可采儲量為 萬 t，其中 3 上 、 3 下 層煤 的可采儲量為 萬 t。 15 2..2 生產(chǎn)能力和服務(wù)年限 礦井工作制度 設(shè)計年工作日為 350 天，“四、六”制作業(yè)，三班生產(chǎn)，一班檢修。 生產(chǎn)能力 及 服務(wù)年限 根據(jù)目前國內(nèi)先進綜采 設(shè)備和東灘煤礦的實際情況 分析，東灘煤礦在地質(zhì)條件較好的塊段開采 3 上 層煤時， 可以 實現(xiàn) “ 一礦一面 ” 。但從生產(chǎn)的靈活性 和礦區(qū)內(nèi)各煤層的合理配采以及礦井的穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)方面 考慮，東灘煤礦保持兩翼生產(chǎn)的格局比較合理。即東翼投產(chǎn)后，礦井由北、東兩翼生產(chǎn)來保證礦井的生產(chǎn)能力 ，各 布置一個 綜采工作面 。故東翼在 3層煤 (含 3 上 、 3 下 層煤 )開采期間， 設(shè)計 生產(chǎn)能力確定為 。 考慮礦井生產(chǎn)存在著不均勻性，東翼的系統(tǒng)設(shè)計能力為 。 服務(wù)年限 按儲量備用系數(shù) 考慮，東翼 3 上 、 3 下 層煤的服務(wù)年限為： T = 可采儲量247。生產(chǎn)能力247。備用系數(shù) =247。400247。 ＝ (年 ) 16 第三章 礦井 開拓 開拓方案 東翼區(qū)域走向 長 度 約 6km， 傾斜 寬約 4km，一號井東斷層從中部穿過，將東翼區(qū)域分為上下兩部分；礦井 上組煤采用單一水平開采，水平標(biāo)高為 660m，根據(jù)礦井已有開拓系統(tǒng)的實際情況，設(shè)計沿一號井東斷層布置 一組水平石門，采用上下山開采。 采區(qū)劃分及接續(xù) 近年來隨著新型大功率綜采設(shè)備的使用和綜采技術(shù)水平的提高，綜采工作面的產(chǎn)量大幅度提高，工作面的長度也越來越大。為適應(yīng)這種變化，在規(guī)劃采區(qū)時就必須加大采區(qū)的走向和傾斜長度，增加采區(qū)儲量，盡可能地以較大的地質(zhì)構(gòu)造作為采區(qū)邊界。為此，設(shè)計以一號井東斷層將東翼劃分為兩部分。一號井東斷層以西的地質(zhì)塊段劃分為一、三兩個采區(qū)，兩采區(qū)以 EF13 斷層作為自然邊界。一號井東斷層以東地質(zhì)塊段，勘探程度較低，構(gòu)造較復(fù)雜，煤層埋藏深，暫以小趙莊 斷層和北宮村斷層為分界線，將 其劃分為三個采區(qū)，即五采區(qū)、七采區(qū)和 九采區(qū)。 采區(qū)參數(shù)見表 3— 1 表 3— 1 東翼采區(qū)參數(shù)特征表 序號 采區(qū)名稱 面積（ km2） 可采儲量（萬噸） 生產(chǎn)能力（ Mt/a） 服務(wù)年限（ a） 備 注 1 一采區(qū) 儲量備用系數(shù)取 2 三采區(qū) 儲量備用系數(shù)取 3 五采區(qū) 表外儲量 4 七采區(qū) 表外儲量 5 九 采區(qū) 表外儲量 17 東翼投產(chǎn)后，礦井北、東兩翼 各有一個采區(qū)生產(chǎn)。其中東翼首采區(qū)為一采區(qū)。 東翼采區(qū)接續(xù)順序為：一采區(qū)→三采區(qū)→五采區(qū)→七采區(qū)→ 九 采區(qū) 開拓方案選擇 由于東翼三采區(qū)和下山采區(qū)勘探程度偏低，特別是下山采區(qū)，不僅煤層傾角大，且儲量均為暫不能利用儲量，故東翼開拓的重點應(yīng)在一采區(qū)，其次是三采區(qū)。 根據(jù) 以上特點，結(jié)合東風(fēng)井建設(shè)問題，提出以下兩 個 比較可行的 方案。 方案一： 東翼大巷 采用 水平石門穿層布置， 膠帶運輸大巷比軌道運輸大巷高 5m，方位為 N19176。 E； 東翼大巷穿過京滬鐵路煤柱后，平行于一號井東斷層布置，并延伸到三采區(qū)。兩大巷之 間保持不小于 20m 的巖柱，為便于膠帶運輸機的檢修，每隔 500m 布置一個聯(lián)絡(luò)巷。 在京滬鐵路煤柱內(nèi)沿 3 煤布置 回風(fēng)上山 和 總回風(fēng)巷 ， 與北風(fēng)井相連 ，解決東翼火藥庫、一采區(qū)和三采區(qū)回風(fēng)問題。 在北宮村南側(cè)建設(shè) 東風(fēng)井； 沿中宮村斷層布置 一條全煤巷道，與東風(fēng)井相聯(lián)，負(fù)責(zé)