【正文】 壓煤開采搬遷可行性研究報告壓煤開采搬遷可行性研究報告目錄第一節(jié) 井田概況…………………………………………………(4)第二節(jié) 壓煤村莊煤柱地質(zhì)采礦條件……………………………(5)第三節(jié) 壓煤村莊村下煤柱開采方案提出………………………(8)第四節(jié) 壓煤村莊村房屋概況………………………………… (10)第五節(jié) 國內(nèi)外采煤現(xiàn)狀與某礦建下采煤方法選擇 ………(11)第六節(jié) 地表巖移參數(shù)的選擇………………………………… (18)第七節(jié) 條帶開采基本問題……………………………………...(21)第八節(jié) 壓煤村莊村下煤柱開采可行性研究…………….…….(25)第九節(jié) 地表移動計算分析…………………………………… (31)第十節(jié) 建筑物變形與地表變形關(guān)系………………………… (35)第十一節(jié) 煤2與煤3條帶開采時煤柱布置方式…………………(38)第十二節(jié) 非正常采動影響分析…………………………………..(39)第十三節(jié) 經(jīng)濟效益分析…………………………………………..(41)第十四節(jié) 村莊搬遷方案合理性分析……………………………..(45)第十五節(jié) 新村址選擇方案………………………………………..(47)第十六節(jié) 結(jié)束語…………………………………………………..(48)前 言某礦業(yè)有限責(zé)任公司于2000年1月礦井破土動工，2003年3月礦井首采面2201工作面試生產(chǎn)，地質(zhì)儲量1800萬噸。在某礦業(yè)有限責(zé)任公司中部有一福興村莊，村下壓煤2與煤3兩層煤，平均埋深580m，壓煤儲量為182萬噸。考慮到礦井開拓部署和接續(xù)安排，研究確定某礦業(yè)有限責(zé)任公司福興村下壓煤合理開采技術(shù)方法，是某礦業(yè)有限責(zé)任公司近期經(jīng)營決策的重大問題，也是不容回避的重大技術(shù)問題。某礦業(yè)有限責(zé)任公司自2002年試生產(chǎn)以來，為了掌握煤2開采引起的地表沉陷規(guī)律，探求村莊下煤柱安全開采措施，開展了2201工作面地表巖移觀測工作。由于地質(zhì)構(gòu)造的影響，2201工作面分成了兩個塊段，形成條采面，該面地表巖移觀測數(shù)據(jù)為某礦業(yè)有限責(zé)任公司村下開采設(shè)計提供了寶貴數(shù)據(jù)。設(shè)計目標(biāo)為：在優(yōu)先考慮節(jié)省煤炭資源，提高礦井資源回收率的前提下，并綜合技術(shù)和經(jīng)濟效益等因素，進(jìn)行多種可行的開采設(shè)計方案計算分析，最終提出一種效益明顯、技術(shù)上可行、企業(yè)可操作、安全可靠的壓煤村莊村下開采方案。，故單純條帶開采煤2（回收率50％）是可行的。，在條帶開采煤2后再安全開采煤3（限厚），對資源浪費是非常嚴(yán)重的，特別是壓煤村莊村下壓煤占某礦業(yè)有限責(zé)任公司可采儲量的1/10，本著節(jié)省煤炭資源的設(shè)計目標(biāo)，對“單獨條帶開采煤2”及“煤2與煤3（限厚）聯(lián)合條帶開采”與“搬遷后全采”三種開采方案進(jìn)行了計算分析，并綜合技術(shù)和經(jīng)濟效益等因素，最終提出某礦優(yōu)先考慮采用“搬遷后全采”的開采方案，徹底解放壓煤村莊村下182萬噸壓煤儲量。對“搬遷后全采”開采方案，用可靠的隨機介質(zhì)理論，進(jìn)行了地表移動與變形值預(yù)計，并用surfer軟件繪制了各種移動與變形值圖件，并進(jìn)行了經(jīng)濟效益分析，計算表明：壓煤村莊搬遷后村下煤柱全采方案經(jīng)濟效益十分明顯，可實現(xiàn)利潤是條帶開采煤2的6倍，另搬遷后全采比條帶開采煤2可延長6年礦井服務(wù)年限，并進(jìn)行了新村址選擇與村莊搬遷方案合理性分析。經(jīng)某礦業(yè)有限責(zé)任公司和山東科技大學(xué)地科學(xué)院的共同工作，依據(jù)原煤炭工業(yè)部頒布的《建筑物、鐵路、水體及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程》，完成了壓煤村莊村下壓煤開采煤可行性研究工作。在項目進(jìn)行過程中，泉興礦業(yè)集團公司與某礦業(yè)有限責(zé)任公司各級領(lǐng)導(dǎo)給予了大力的支持與幫助，并多次與研究單位商討開采方案，提供了各種研究資料，山東科技大學(xué)科研處及地科學(xué)院的領(lǐng)導(dǎo)提供了很多的方便，在此表示感謝。 第一節(jié) 井田概況一、地理位置與交通條件某礦業(yè)有限責(zé)任公司位于某市嶧城區(qū)曹莊鄉(xiāng)境內(nèi)，是韓臺煤田曹莊勘探區(qū)的一部分。礦井地處魯、蘇、皖三省交界，西距微山湖約10km，距京滬線韓莊火車站8km。10206國道及京福高速公路和京滬高速鐵路從井田內(nèi)穿境而過，形成了鐵路、公路和水運四通八達(dá)的交通運輸網(wǎng)絡(luò)。優(yōu)越的地理位置和交通運輸網(wǎng)的廣布，為礦井基本建設(shè)和原煤外運提供了得天獨厚的便利條件。二、地貌水系本區(qū)地形較為平坦，地勢南低北高、東低西高，地面標(biāo)高+~ +，屬沖積平原區(qū)。地表水系發(fā)育，井田西部最大的的地表水體是微山湖，它直接補給本區(qū)南部韓莊運河和北部的勝利渠。韓莊運河經(jīng)改造后河寬200m，勝利渠為人工挖掘，寬60m；東部有周營大沙河，西部有一支溝。除韓莊運河常年有水外，勝利渠、周營大沙河及一支溝均為季節(jié)性河流。歷年最高水位為+。三、毗鄰礦井概況礦區(qū)內(nèi)現(xiàn)有生產(chǎn)礦井三對，即西南部的張子山煤礦、利國煤礦以及福興煤礦。第二節(jié) 壓煤村莊煤柱地質(zhì)采礦條件一、地層本井田為隱蔽式煤田，含煤地層為石炭、二迭系，煤系地層總體傾向北西，傾角11 ~38，平均傾角25左右，為一南緩北陡、西緩東陡的緩傾斜~傾斜煤系地層。自上而下地層特征如下：第四系：由黃色耕植土，棕黃色砂質(zhì)粘土、姜結(jié)石及底部砂礫或灰色粘土組成。其中姜結(jié)石局部厚度達(dá)7m左右，并有粘土充填其中。該地層總體呈中南部最厚、象四周變薄的分布趨勢。第三系：有鐵銹紅色厚土礫巖、砂泥巖和砂巖組成，呈角度不整合覆蓋于二迭系地層之上。隨煤層深部加厚，由井田中部尖滅，預(yù)計在井田以北大面積存在，最大厚度達(dá)300m以上。二迭系：上二迭系石盒子組上段主要由綠灰色粉砂巖、細(xì)砂巖、灰白色中砂巖及少量粗砂巖組成；下段多由雜色泥巖、砂巖及柴煤組成，上下兩段最大殘厚約為530m。下二迭山西組有深灰色泥巖、灰白色中細(xì)粒砂巖、砂泥巖和煤煤3受火成巖侵入影響，局部變成天然焦。石炭系：分上石炭太原組和中石炭本溪組。太原組有灰色泥質(zhì)巖、細(xì)砂巖、中砂巖和石灰?guī)r組成，含薄煤8層，局部可采有1117三煤層；該組厚度為170m。本溪組主要有泥巖、砂巖、粘土巖、Ｇ層鋁土及石灰?guī)r組成，厚約45m，與下伏奧陶系呈假整合接觸。奧陶系：以石灰?guī)r為主，厚約800m，假整合與寒武系之上。二、煤層， km2。在主采區(qū)內(nèi)煤煤3開采深度350～800m，平均采深600m，東南部淺處煤層傾角較緩，在19～230；北部深處煤層傾角變陡，為27～380，井底車場所在處煤層傾角200左右。~，~，；煤~ m，屬結(jié)構(gòu)簡單和比較穩(wěn)定的中厚～厚煤層。三、結(jié)構(gòu)某井田為一走向北東，傾向北西的單斜構(gòu)造，主要構(gòu)造形式有褶曲、斷層和巖漿巖侵入。褶曲：區(qū)內(nèi)褶曲較為平緩，僅主采區(qū)中部的煤層底板略有起伏，次級褶區(qū)只在淺部有所展布。斷層：本井田大小斷層共有12條，物探資料解釋斷點27個。其中正斷層11條、逆斷層1條；屬查明斷層3條，基本查明斷層7條，推斷斷層2條。巖漿巖：從井田西南部侵入本區(qū)的巖漿巖，通過鉆探和兩次物探，共圈定了三片煤層變焦區(qū)或煤焦混合體塊。其中井田西南侵入?yún)^(qū)控制程度較為嚴(yán)密，北部煤2兩個區(qū)段相對較差。本井田構(gòu)造復(fù)雜程度為二類二型。四、煤質(zhì)井田內(nèi)3層煤均為低灰、高發(fā)熱量、低硫、特低磷。煤2為煤氣、1/2中粘煤和弱粘煤，煤3為1/3焦煤、1/2中粘煤和弱粘煤。 五、水文地質(zhì)根據(jù)精查地質(zhì)報告、井筒檢查孔資料和毗鄰礦井生產(chǎn)的實際情況，對礦井正常涌水量和最大涌水量重新進(jìn)行了計算。開采煤煤3有直接影響的主要含水為上覆二迭系三個主要砂巖含水層段；間接影響的主要含水層為下距3煤約40m左右的第五石灰?guī)r含水層和井田東邊界與煤系含水地層對口接觸的巨厚奧陶系石灰?guī)r含水層。六、煤層頂、底板條件煤2：頂板為青灰色或灰白色中細(xì)粒砂巖，一般厚10余米，堅固穩(wěn)定，抗壓強度較大，易于控制，如受到風(fēng)化，抗壓強度會降低。底板為細(xì)砂巖或中砂巖，一般厚度為6~16m。煤3：頂板為煤2底板，底板為黑褐色泥巖或砂巖，厚10m左右。局部有火成巖侵入現(xiàn)象。 第三節(jié) 壓煤村莊村下煤柱開采方案提出某礦業(yè)有限責(zé)任公司井田中部有壓煤村莊村，約有536戶，村莊面積為54000m2，位于某市嶧城區(qū)曹莊鎮(zhèn)正南約2km處。經(jīng)計算，該村莊煤柱煤2地質(zhì)儲量為58萬t，煤3地質(zhì)儲量為124萬t，煤2與煤3累計為182萬t。經(jīng)2202203等工作面開采表明，該塊段煤柱地質(zhì)構(gòu)造簡單。礦井由于壓煤村莊煤柱的影響，井下開采布局比較緊張，解放村下壓煤已迫在眉捷。因此，某礦業(yè)有限責(zé)任公司論證福興村壓煤開采可行的方案。一、壓煤村莊村下壓煤區(qū)域概況壓煤村莊村下壓煤區(qū)域東西長440m，南北長430m，壓煤面積為189200m2，煤2上山采深524m，下山采深624m，平均采深574m，煤層傾角落100，村下壓煤2與煤3兩層煤，，煤2與煤3層間距離15m。壓煤村莊村下煤柱開采井上下對照如圖（2）所示。二、村莊下采煤論證與方案設(shè)計編制的依據(jù)和基礎(chǔ)資料1. 《建筑物、鐵路、水體及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程》(2000年版)2. 《煤礦安全規(guī)程》及《煤礦安全規(guī)程》1992年版執(zhí)行說明3. 山東省人民政府文件，魯政發(fā)(1989)135號,《山東省搬遷壓煤建筑物暫行規(guī)定》4. 山東省人民政府文件，魯政發(fā)(1999)24號,關(guān)于調(diào)整《山東省搬遷壓煤建筑物暫行規(guī)定》中補償標(biāo)準(zhǔn)通知5. 某礦業(yè)有限責(zé)任公司地質(zhì)報告6. 某礦業(yè)有限責(zé)任公司采掘工程平面圖及井上下對照圖7. 部分相關(guān)的地質(zhì)剖面圖三、方案設(shè)計的指導(dǎo)思想方案設(shè)計中，本著少投入多產(chǎn)出的原則，充分考慮到市場經(jīng)濟條件下煤炭企業(yè)的經(jīng)營特點，依靠科技進(jìn)步,提高礦井經(jīng)濟效益，并在確保礦井安全生產(chǎn)的前提下，充分估計到礦井近期和長遠(yuǎn)發(fā)展的需要，優(yōu)化采礦方法，合理、經(jīng)濟、安全、高效地開采村莊壓煤,充分保護礦井資源，保持礦井生產(chǎn)的長期穩(wěn)定，最大限度地提高礦井的綜合經(jīng)濟效益。四、壓煤村莊村下條帶開采方案的設(shè)計目標(biāo)壓煤村莊村下開采方案的設(shè)計目標(biāo)為：在優(yōu)先考慮節(jié)省煤炭資源，提高礦井資源回收率的前提下，并綜合技術(shù)和經(jīng)濟效益等因素，進(jìn)行多種可行的開采方案計算分析，最終提出一種效益明顯、技術(shù)上可行、企業(yè)可操作、安全可靠的壓煤村莊村下開采方案。五、壓煤村莊村下開采可行性研究根據(jù)壓煤村莊村下壓煤的地質(zhì)采礦條件，重點探討如下開采方案： 煤2單獨條帶開采方案； 煤2與煤3聯(lián)合條帶開采方案與限厚條帶開采方案， 地面村莊搬遷開采方案，分析地面村莊搬遷開采方案的可行性。按照上述前提，編制了壓煤村莊村下煤柱開采可行性論證報告。第四節(jié) 壓煤村莊村房屋概況壓煤村莊村內(nèi)的房屋建造年代各異，房屋結(jié)構(gòu)差異較大，有近幾年新建的新房，也有是十幾年前建的舊房，更有幾十年前建成至今仍在使用的破舊房屋。從結(jié)構(gòu)上看，有磚木結(jié)構(gòu)、片石基礎(chǔ)、磚墻瓦頂?shù)模挥衅A(chǔ)土墻木屋架、瓦頂?shù)模挥衅A(chǔ)土墻夾磚垛、木屋架瓦頂?shù)摹＝鼛啄杲ㄔ斓姆课菸蓓敹酁殇摻罨炷令A(yù)制樓板。從抵抗地表變形角度分析，房屋建造結(jié)構(gòu)的不利因素有：（1） 無基礎(chǔ)圈梁，地表的移動與變形很容易傳到房屋的上部。（2） 以沙為主的灰沙漿膠結(jié)片石基礎(chǔ)拉伸能力極弱；（3） 房屋的局部（或在中間或在一端）為兩層，荷重不均，在高低交界處產(chǎn)生破壞；（4） 有的房屋前探檐用木柱或磚柱支撐，受地表水平變形作用易發(fā)生損壞；（5） 房屋為鋼筋混凝土預(yù)制板，當(dāng)?shù)乇碜冃屋^大時，搭放部位可能出現(xiàn)縫隙，嚴(yán)重時會下落，造成事故；（6） 有的北房山墻之間無空隙，相當(dāng)于排房，一棟房屋的變形會影響相鄰的房屋。噸從開采引起的5種地表變形分析，對民房有影響的地表移動變形有傾斜、曲率和水平變形三種。因農(nóng)村房屋平面相對較小，一般37之間，故傾斜和曲