【正文】 1 前 言 肥城白莊煤礦有限公司 （以下簡稱白莊煤礦）位于肥城煤田西 部 ，山東省泰安市肥城市境內(nèi)。 白莊煤礦 隸屬肥城礦業(yè)集團公司， 距離湖屯 鎮(zhèn) ，距離肥城市 20km，距離泰安 市 50km，距離濟南市 102km。 白莊煤礦于 2020 年 4 月 1 日取得由國土資源部頒發(fā)的白莊煤礦采礦許可證（證號： C1000002020041120202000），礦區(qū)平面邊界由 24個拐點順序圈定， 井田走向長約 ，傾斜寬約 ，面積為 ，開采標(biāo)高為 71m~700m，礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為 90 萬 t/a。采礦許可證有效 期限自 2020 年 4 月 1日至 2031 年 4 月 1 日 。 白莊井田由肥城 煤田西十井田（部分）和西七、八、九井田（部分）組成。自 1960年開始勘探， 1971 年 5 月開始動工建礦，設(shè)計生產(chǎn)能力為 30 萬 t/a， 1978 年 12 月 31日建成并移交生產(chǎn)。 1992 年進行了礦井改擴建， 1997 年下半年達到了設(shè)計生產(chǎn)能力 90萬 t/a。經(jīng)過礦井改擴建和技術(shù)改造，礦井生產(chǎn)能力逐年提高，由 1979 年的年產(chǎn)量 13萬 t、 1983 年的年產(chǎn)量 萬 t、 1988 年的年產(chǎn)量 萬 t、 1994 年的年產(chǎn)量 萬 t、1999 年的年產(chǎn)量 萬 t 到 2020 年的年產(chǎn)量 萬 t。白莊煤礦上繳利稅逐年增加，是肥城礦業(yè)集團有限責(zé)任公司效益最好的礦井之一。 白莊煤礦礦井開拓方式為立井階 段石門上下開拓，分 150m、 250m、 430m 等三個水平進行煤炭開采。 礦井共有主井、副井和風(fēng)共井計 6 個井筒。主井 1 個，井底水平標(biāo)高為 250m，主井井筒設(shè)計凈直徑 ，裝備 輕型箕斗，擔(dān)負(fù)全礦井的煤炭提升任務(wù)。副井 2 個，老副井井口直徑 ，裝備 單層單車罐籠，服務(wù)于 150m 水平輔助提升及人員上下井；新副井井口直徑 ，裝備 雙層四車罐籠 ，服務(wù)于 250m水平及 430m 水平輔助提升及人員上下井。 2 個副井裝備有梯子間，作為礦井安全出口。風(fēng)井 3 個，井底標(biāo)高 ，裝備有梯子間作為礦井的安全出口。 目前白莊煤礦主采煤層 為 3 煤。 2020 年 10 月 ~2020 年 3 月，白莊煤礦對李家寨村下壓煤進行了搬遷開采。 2020 年 12 月，由山東科技大學(xué)和白莊煤礦共同協(xié)作，完成了小店、山陽鋪、沙莊、古莊和榮莊等村莊下所壓 3 煤保護煤柱的開采方案設(shè)計，并于2020 年 2 月 25 日通過了山東省人民政府壓煤村莊搬遷辦公室組織的專家論證，山東省人民政府壓煤村莊搬遷辦公室以魯政 搬 [2020]11 號文下達了關(guān)于對肥城礦業(yè)集團公司白莊煤礦村莊下壓煤開采方案設(shè)計的批復(fù)，提出了具體的批復(fù)意見，肥城礦業(yè)集團有限責(zé)任公司也以肥礦集團地字 [2020]275 號文下達了關(guān)于轉(zhuǎn)發(fā)《關(guān)于對 肥城礦業(yè)集團白莊煤礦村下壓煤開采方案設(shè)計的批復(fù)》的通知，提出了回采建議。依據(jù)上述批文 ，于 2020年 4 月至 2020 年 7 月間， 白莊煤礦 先后采用了高檔普采和綜采方式回采了 3100231010 2 條帶工作面以及 3101 3101 31018 和 31020 條帶工作面。 白莊煤礦在 3305 工作面也進行了條帶開采，采出率為 50%，實 際開采煤炭 萬 t。 2020 年白莊煤礦委托山東科技大學(xué)編制了《肥城白莊煤礦有限公司 3900 采區(qū) 31煤層張店村下壓煤開采方案設(shè)計》，山東省煤炭工業(yè)局魯煤規(guī)發(fā)字 [2020]68 號文予以批復(fù)，批準(zhǔn)張店村下壓煤條帶開采 390 3910 工作面，采出率為 33%。 2020 年，山東省煤炭工業(yè)局魯煤搬遷字 [2020]40號文批準(zhǔn)了白莊煤礦 3900 采區(qū)的條帶開采，批準(zhǔn)董莊村下壓煤條帶開采 3914 工作面。因此 ，白莊煤礦完全掌握了村莊下采煤技術(shù)，獲得了良好的地表巖移參數(shù)，積累了豐富的村莊下條帶采煤實踐經(jīng)驗。 隨著礦井的多年 連續(xù)生產(chǎn) ， 白莊煤礦 可采煤炭資源逐漸 減少 ，而 3700 采區(qū) 澗北堤壩下所壓 31煤儲量達到了 147 萬 t。為了礦井生產(chǎn)接續(xù)，既要合理科學(xué)開采寶貴的煤炭資源，又要處理好工農(nóng)、地企以及水利部門 等 之間的關(guān)系，保持企業(yè)的 可持續(xù) 發(fā)展和社會穩(wěn)定 ，保護生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn) 和諧 發(fā)展 ，白莊煤礦提出了 3700 采區(qū)澗北堤壩 下 壓煤開采可行性論證與方案設(shè)計課題，并與山東科技大學(xué)合作 ，在以往村莊下條帶開采成功的基礎(chǔ)上，對研究區(qū)域地質(zhì)采礦條件下的上覆巖層與地表移動的分布規(guī)律進行研究，探討白莊煤礦在 3700 采區(qū)澗北堤壩下進行煤炭特殊開采的可行性和開采方案 。 接受委托后，山東科技大學(xué)專門成立了的澗北堤壩下壓煤開采設(shè)計課題組，以現(xiàn)有煤礦開采技術(shù)為基礎(chǔ)，收集了必要的地質(zhì)采礦技術(shù)資料。通過對地質(zhì)采礦條件的分析，依據(jù)煤礦開采地表移動變形規(guī)律，對井下煤層開采引起的地表沉陷影響和上覆巖層導(dǎo)水裂隙帶高度進行了預(yù)測，對澗北堤壩下壓煤開采可能產(chǎn)生的不利影響和危害程度進行了分析，在保證澗北堤壩損壞在《 建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程》 中規(guī)定的工業(yè)構(gòu)筑物變形允許范圍內(nèi)，確定了合理的開采方法和技術(shù)參數(shù)，在確保安全生產(chǎn)基礎(chǔ)上，經(jīng)濟、合理、科學(xué)地開采寶貴的煤炭資源。根 據(jù)《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程》、《煤礦安全規(guī)程》、《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》等有關(guān)規(guī)程和規(guī)范，以及山東省煤炭工業(yè)局《關(guān)于加強建筑物下壓煤開采管理工作的意見》（魯煤搬遷 [2020]148 號）和《關(guān)于印發(fā) 建筑物下壓煤開采方案設(shè)計 編制提綱及編制要求的通知》（魯煤搬遷 [2020]165 號）等有關(guān)規(guī)定，編制了《肥城礦業(yè)集團公司肥城白莊煤礦有限公司 3700 采區(qū)澗北堤壩 下 壓煤開采可行性論證與方案設(shè)計 》，報請山東省煤炭工業(yè)局審批。 白莊煤礦 3700 采區(qū)澗北堤壩 下 壓煤開采可行性論證與方案設(shè)計 編制的 主要基礎(chǔ)資料如下： （ 1） 白莊煤礦礦井及 3700 采區(qū)概況； 3 （ 2） 白莊煤礦地質(zhì)報告； （ 3） 3700 采區(qū)采掘工程平面圖； （ 4） 3700 采區(qū)井上下對照圖； （ 5） 3700 采區(qū)綜合柱狀圖； （ 6）有關(guān)鉆孔柱狀圖； （ 7）澗北水庫和大壩概況； （ 8）白莊煤礦地表巖移觀測分析資料。 1 第一章 白莊礦井概況 第一節(jié) 交通位置及井田范圍 一、交通位置 白莊井田位于肥城煤田西部，處在泰山山脈西翼，古今聞名的陶山南麓，行政區(qū)劃處于山東省泰安市肥城市湖屯鎮(zhèn)境內(nèi)。地理坐標(biāo)為：東經(jīng) 116176。3439。54~116176。3839。36，北緯36176。1339。23~36176。1639。02。 白莊煤礦 距離湖屯 鎮(zhèn) ，距離肥城市 20km，距離泰安 市 50km，距離濟南市 102km。 白莊煤礦交通便利。在 鐵路 交通 方面 ， 白莊煤礦有鐵路專線與泰（安） — 湖（屯）支線和京滬干線相接 ， 西有京九鐵路干線 ， 白莊煤礦距湖屯火車站 。 在 公路 交通 方面 ，白莊煤礦 工廣 南門口即為泰（安） — 平（陰）公路，向南 5km為泰（安） — 聊（城）公路，東有濟（南） — 兗（州）公路通過， 可直達泰安、平陰、聊城、濟南、兗州等地，交通十分便利。 圖 。 圖 白莊井田交通位置示意圖 二、井田范圍 白莊井田位于 肥城煤田西 部，由肥城煤田西十井田（部分）和西七、八、九井田（部分）組成。 井田范圍為：西以 F7斷層為界，與查莊煤礦和國莊煤礦相鄰；北以 F1 F12斷層為界 （ 屬煤田邊界 ） ；東以 F21 斷層為界，與陶陽煤礦相鄰；南以原勘探報告 F31斷層 2 位置作為技術(shù)邊界與平陰煤礦緊鄰，以 BF5斷層與興隆煤礦相鄰。井田走向長約 ，傾斜寬約 ，面積 為 （見 圖 ） 。 圖 肥城煤田白莊井田位置圖 于 2020 年 4 月 1 日 ， 白莊煤礦取得 了 由國土資源部頒發(fā)的白莊煤礦采礦許可證（證號： C1000002020041120202000），礦區(qū)平面邊界由 24 個拐點順序圈定 （各拐點坐標(biāo)見表） ，井田走向長約 ，傾斜寬約 ，面積為 。采礦許可證有效期限自2020 年 4 月 1 日至 2031 年 4 月 1 日。主采煤層為 3 煤，開采標(biāo)高為 +71m~700m， 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為 90 萬 t/a。 3 表 白莊煤礦拐點坐標(biāo)一覽表 拐點編號 北京 54 坐標(biāo)系 西安 80 坐標(biāo)系 X 坐標(biāo) /m Y 坐標(biāo) /m X 坐標(biāo) /m Y 坐標(biāo) /m B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B11 B12 B13 B14 B15 B16 B17 B18 B18A B19 J7 J6 J5 J4 J3 J2 J1 面積 開采深度 +71m~700m 4 第二節(jié) 自然地理 一、地形、地貌 肥城煤田的地形為四面環(huán)山，北高南低， 東高西低， 是一個 向西南開闊的盆地，盆地內(nèi)地形較平坦。 白莊井田內(nèi)地形東北較高，西南偏低，地面標(biāo)高為 +71m~+125m，平均坡度為 50′。主井井口標(biāo)高為 +，工業(yè)廣場標(biāo)高為 +~+。 二、地表水系 白莊井田內(nèi)有澗北河、山陽鋪河兩條季節(jié)性小河，都發(fā)源于北部山區(qū)，由山區(qū)裂隙水及雨水補給，雨季有少量存水，由北向西南匯流入?yún)R河。另有兩條南北向沖溝，也發(fā)源于北部 山區(qū)，雨后才有水，數(shù)天后即干涸 。 白莊煤礦 工業(yè)廣場三百年一遇的最高洪水位為 +。澗北水庫位于井田范圍內(nèi)，庫區(qū)平均 標(biāo)高為 +，最高潛水位標(biāo)高為 +。 三、氣象 白莊井田地處 魯西，屬大陸性與海洋性氣候過渡型，四季 分明 ，年平均氣溫為 ℃ ，最高氣溫 為 ℃ （ 1958 年 6 月 27 日），最低氣溫 為 ℃ （ 1953 年 1 月 16 日），凍土深度 為 。 年平均降雨量 為 ，最高年降水量 為 （ 1964 年），最低 年 降水量 為（ 1989 年）。歷年雨 季多集中于 9 三個月份，最大月降水量為 474mm（ 1973年 7 月），最大日降水量 為 （ 1973 年 7 月），下雪 和 降霜一般 發(fā)生 在每年的 11 月至次年的 3 月，最大積雪深度為 250mm。 年平均蒸發(fā)量為 1830mm。 本區(qū)多季節(jié)風(fēng)，一般冬季多北風(fēng)，春、秋季多東南風(fēng)，夏季多南風(fēng)，年平均風(fēng)力為 級，陣風(fēng)最大可達 16m/s。 四、地震 根據(jù) 中國 地震局和建設(shè)部震發(fā)辦 [1992]160號文 “關(guān)于發(fā)布《中國地震烈度區(qū)劃圖（ 1990） 》和《中國地震烈度區(qū)劃圖 （ 1990） 使用規(guī)定》的通知 ”，山東 省 泰安地區(qū)的地震烈 度為 6度。 根據(jù) 《國家地震標(biāo)準(zhǔn)》（ GB183062020）， 白莊礦區(qū) 所屬地震動峰值加速度分區(qū)為 。 5 第三節(jié) 礦井生產(chǎn)建設(shè)情況 白莊煤礦于 1971 年 5 月破土興建，于 1978 年 12 月 31 日 建成并 移交生產(chǎn)，當(dāng)時礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為 30 萬 t/a，服務(wù)年限為 71 年。 1980 年 ， 上級批準(zhǔn)將 F41至 F26所夾面積劃歸肥城市隆源煤礦（原肥城縣興隆煤礦）開采，儲量減少 萬 t。 1986 年 6 月，山東省煤炭局 （ 86） 魯煤字第 22 號文《對白莊礦井改擴建工程方案設(shè)計的批復(fù)》中，確定礦井?dāng)U建規(guī)模為 90 萬 t/a，濟南 煤礦設(shè)計院于 1987 年 4 月提交《白莊礦井改擴建初步設(shè)計》，煤炭部以 （ 88） 煤生字第 418 號文批準(zhǔn)。 白莊 礦井改擴建于 1992 年動工， 1997 年 7 月改擴建試生產(chǎn)并達到設(shè)計生產(chǎn)能力， 2020 年礦井實際產(chǎn)量達到 萬 t。為了適應(yīng)礦井發(fā)展的需要，白莊煤礦于 1997 年編制了《 450m 水平延深地質(zhì)報告》，并由山東省煤炭管理局以 “ 魯煤管生 （ 1999） 372 號文件 ” 進行批復(fù)，并經(jīng)肥城礦業(yè)集團公司設(shè)計院進行延深設(shè)計，最后選定 437m～ 438m 標(biāo)高作為開采水平的井底車場標(biāo)高 （ 統(tǒng)稱為 430m 延深水平 ） 。 2020 年核定 生產(chǎn)能力為 140 萬 t/a， 2020 年 實際生產(chǎn)原煤 為 萬 t。 白莊井田開拓方式為立井 多水平 上下山開拓 ， 采用 走向長壁后退式全冒落采煤方法，分 150m、 250m、 430m 等三個水平開采。 井田內(nèi)主要開采 上組煤（山西組） 31煤層 及下組煤（太原組） 7 煤層、 8 煤層、 9 煤層、 102煤層。 下組煤開采受煤層底板五灰及奧灰承壓水威脅較大，在開采中，雖對五灰含水層采取了注漿加固等措施，但回采過程中仍存在底板突水的可能。 150m 水平主要開采 F F03以南， F24以東的上組煤，以及 F24以西的上組煤和下組煤； 250m 水平主要開采 F03以南、 F24以東的下組煤，以及 F3以北、 F24以西的上組煤； 430m 水平為深部延深水平，主要開采 F24與 F03之間的上組煤及 F3以北及F24斷層以東區(qū)域的所有下組煤，并于 2