【正文】 －300m水平十采區(qū)13和15煤層上山采區(qū)設(shè)計說明書第一章 采區(qū)范圍及地質(zhì)特征第一節(jié) 采區(qū)概況一、采區(qū)位置及范圍十采區(qū)115煤層上山采區(qū)位于礦井第二水平（－300m水平）第一勘探線和第二勘探線之間，其北至礦井北部邊界，東至采區(qū)上山保護煤柱，西至已開采的九采區(qū)采區(qū)邊界，南至十采區(qū)－300m水平運輸大巷。東西走向平均長度500m，南北斜向平均長度470m，開采上限150m，開采下限340m。　　十采區(qū)115煤層上山采區(qū)采用單翼聯(lián)合開采方式，整個采區(qū)呈矩形狀。本采區(qū)設(shè)計開采兩個煤層，即13煤層、15煤層。115煤層產(chǎn)狀：傾向165176。，傾角8～14176。，平均12176。， ，埋藏深度330～520m。該采區(qū)所對應(yīng)地面標高為+178～＋183m，地勢較平坦，采區(qū)中部上方有邁來河穿過，河床寬度60m，地面東翼上部有陳上旺村莊壓覆，本采區(qū)開采受地面建筑物影響，需進行特殊開采。二、與鄰近巷道、采區(qū)及地面關(guān)系十采115煤層上山采區(qū)的13煤層上、下山采區(qū)已批復(fù)，現(xiàn)生產(chǎn)中。該采區(qū)2101301工作面已于2011年6月回采結(jié)束，根據(jù)接續(xù)安排，現(xiàn)正開采2101303工作面。礦井北部邊界保護煤柱，與紅旗煤礦相鄰；采區(qū)東部邊界為采區(qū)上山保護煤柱；采區(qū)西部邊界為九采區(qū)13煤層人為采區(qū)邊界；南部邊界為Ｆ20斷層保護煤柱。采區(qū)附近無小煤窯開采。15煤層上距13煤層平均10m。該采區(qū)所對應(yīng)地面標高為+178～＋183m，地勢較平坦，地面北翼有邁萊河流過，采區(qū)上部有李上旺村莊壓覆，本采區(qū)開采受地面建筑物影響，需進行特殊開采，根據(jù)特殊開采設(shè)計預(yù)計變形計算，破壞程度控制在Ⅰ級范圍之內(nèi)。附圖1：采區(qū)位置、范圍及相鄰關(guān)系示意圖3 5第二節(jié) 采區(qū)地質(zhì)構(gòu)造及水文地質(zhì)一、地質(zhì)構(gòu)造十采115煤層上山采區(qū)揭露的斷層有：（1）FH1：該斷層位于采區(qū)上部，走向正斷層，落差0～15m，走向345176。，傾向75176。，傾角65176。，由東向西逐漸殲滅，該斷層在施工已多次揭露，屬查明斷層。（2）FH2：該斷層位于采區(qū)中上部，走向正斷層，落差0～15m，走向270176。，傾向0176。，傾角30176。，由東向西逐漸殲滅，該斷層在施工已多次揭露，屬查明斷層。（3）F231：走向北北西，傾向北東，正斷層，落差40～90m，為F23之分支斷層，穿過斷層的鉆孔1個（156號孔），在我礦三采區(qū)多處揭露，南部西移，已基本查明。 （4）FA：位于采區(qū)中部，傾向斷層，落差30～50m，走向157176。，傾向67176。，傾角55176。該斷層自然將該采區(qū)分為東西兩翼，該斷層在施工已多次揭露，屬查明斷層。表1 斷層產(chǎn)狀情況表斷層名稱走向（176。)傾角（176。)性質(zhì)落差（m)對回采影響程度FH1345176。65176。正0～15受兩條斷層影響，該采區(qū)中上部不可采，影響嚴重。FH2270176。30176。正0～15F231NE60正40～90該斷層為該采區(qū)東部邊界，已留足煤柱，對回采影響不大。FA15755正30～50受該斷層影響，自然將該采區(qū)劃分為東西兩翼，對回采影響不大。斷層對開采的影響表現(xiàn)在：使煤層變薄。使頂、底板整體性、連續(xù)性差，工作面礦山壓力顯現(xiàn)明顯。使工作面、采區(qū)回采率降低、生產(chǎn)效率降低，采掘接續(xù)緊張，成本提高。使原煤灰份增加，矸石增多，煤質(zhì)變差。從以上掌握斷層情況看，十采區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜。該采區(qū)無褶曲構(gòu)造、礫巖層、陷落柱、風(fēng)氧化帶、火成巖侵蝕、侏羅系及第三系紅層侵蝕等情況。附圖2：采區(qū)地質(zhì)剖面圖 8 8 二、勘探鉆孔情況十采115煤上山采區(qū)范圍內(nèi)控制鉆孔2個，即154號孔，，穿過層位為1116 煤層，鉆孔的質(zhì)量確定為乙級。K1號孔，，終孔層位為13煤層底板，鉆孔的封孔質(zhì)量良好。三、水文地質(zhì)地表水系該采區(qū)區(qū)域內(nèi)地形平坦，地面標高+170～+185m，西北地勢高，東南地勢低，地表水主要是6～7月份大氣降水，但由于第三系巨厚紅土層覆蓋，與煤系地層無水力聯(lián)系。第四系含水砂層第四系全區(qū)分布，～，一般厚6～7m，含水砂層多分布在邁來河以西之古河床范圍內(nèi)（古河床分布范圍見地形地質(zhì)圖），沉積成份以石英中粗砂為主。屬滲透性好、富水性強的孔隙潛水，流向南西，補給來源是大氣降水。第四系含水砂層因有下覆第三系紅色地層阻隔，與煤系地層無水力聯(lián)系。 煤系內(nèi)部石灰?guī)r含水層～，井巷工程多次揭露，結(jié)構(gòu)致密，裂隙溶洞多被泥質(zhì)充填，井巷揭露時一般無水或僅有少量淋水，對礦井充水影響不大。四灰為13煤層直接頂板，～。黑灰色，頂部質(zhì)不純，含較多泥質(zhì)，底部有燧石結(jié)核，具裂隙和小溶洞，但多被方解石脈充填，本采區(qū)井巷工程多次揭露，裂隙不發(fā)育，一般無水，僅在斷層帶附近淋水較大，流淌數(shù)日即干，對開采影響不大。但是，由于斷層錯動，四灰裂隙帶易與徐草灰發(fā)生水力聯(lián)系。防治四灰水害，主要是防止斷層破碎帶導(dǎo)水。本溪組徐灰、草灰含水層2013年9月在十采區(qū)下山采區(qū)軌道下山底部對徐草灰進行鉆探，實測徐草灰鉆孔涌水量12m3/h，突水系數(shù)T=，為滲透性強、富水性中等的巖溶裂隙承壓含水層。，徐灰、草灰相距很近，在該采區(qū)間距在4m左右，可視為一個含水層。，略有斷層錯動就可出現(xiàn)煤層與灰?guī)r對口接觸。因此，徐、草灰對115煤層的開采構(gòu)成威脅。奧灰含水層2013年9月在十采區(qū)下山采區(qū)軌道下山底部對奧灰進行鉆探，實測奧灰鉆孔涌水量18m3/h，突水系數(shù)T = MPa/m，為滲透性強、富水性強的巖溶裂隙承壓含水層。奧灰在該采區(qū)厚度800m左右，與草灰相距很近，間距在25m左右，受斷層錯動就可出現(xiàn)煤層與灰?guī)r對口接觸。三者的水位標高都基本相近。因此，奧灰水是開采115煤層的主要安全隱患。本礦徐、草、奧灰水情況我礦對徐草奧灰?guī)r水共實施5個鉆探孔，八采區(qū)在2002年9月在300水平下組煤對徐、草灰?guī)r水進行鉆探疏放， m3/h，；九采區(qū)在2005年11月在300水平下組煤對徐、草、奧灰?guī)r水進行鉆探疏放， m3/h，；十采11煤層下山區(qū)在2010年5月在366水平下組煤對奧灰進行鉆探疏放，，；十采13煤層下山采區(qū)2013年9月在軌道下山底部對徐草、奧灰進行鉆探疏放，，鉆孔涌水量12 m3/h， MPa，鉆孔涌水量18 m3/h；二采區(qū)2013年10月在二采進風(fēng)石門對奧灰進行鉆探疏放，鉆孔標高323m，鉆孔涌水量13 m3/h。根據(jù)周圍礦井情況看，小港礦奧灰水位降至230m，紅旗煤礦奧灰水位降至250m。通過近幾年疏水降壓，我礦現(xiàn)徐、草灰水位在270m；奧灰水位在250m。通過本礦及周邊礦井實際鉆探揭露徐、草、奧灰水位情況看，屬于高水頭壓力，徐草、奧灰底板承壓水給安全施工帶來威脅，施工前必須進行鉆探探明。隔水層古近系紅色砂質(zhì)泥巖及石盒子組雜色泥巖、粉砂巖為良好的隔水層，它切斷了大氣降水、地表水、第四系潛水及古近系礫巖含水層水與煤系地層內(nèi)各含水層之間的水力聯(lián)系。分布在煤系各含水層之間的泥巖、炭質(zhì)泥巖、粉砂巖及煤層等均具有較好的隔水性能，可有效地阻隔煤系中下部薄層灰?guī)r含水層與煤系上部砂巖含水層之間的水力聯(lián)系。斷層導(dǎo)水性該采區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，共發(fā)育落差大于10m的斷層5條，其中正斷層4條、逆斷層1條，斷層帶寬度較大，與斷層落差呈正比關(guān)系。大斷層寬度大，小斷層寬度小，斷層帶多為兩盤巖石破碎物，巖塊大小參差不齊，有的已被揉擦為粘土，比兩側(cè)巖石松軟。在自然狀態(tài)下斷層導(dǎo)水不良，斷層帶也不含水。巷道揭露斷層時，若斷層帶不靠近含水層則干燥無水。若斷層兩側(cè)為弱含水層(中、粗砂巖，薄層石灰?guī)r)則有少量淋水現(xiàn)象。開采15煤層時應(yīng)加強水文地質(zhì)工作，查明斷層確切位置、分支支斷的發(fā)育情況及斷層對盤巖層的富水性，留足斷層防水煤柱。水文地質(zhì)類型（1）按照受采掘破壞或影響的含水層及水體劃分 礦井各含水層補給條件有限，多以靜水為主，斷裂構(gòu)造及裂隙發(fā)育處富水性較好。15層煤開采時受采掘破壞或影響時孔隙、裂隙、巖溶含水層補給條件一般，有一定的補給水源，屬中等類型。（2）按照受采掘破壞或影響的含水層及水體單位涌水量劃分第三系砂礫巖干燥無水。太原組一灰含水層單位涌水量無資料，斷層帶有淋水。太原組四灰含水層單位涌水量q=～。本溪組徐、草灰含水層單位涌水量q=～。奧陶系灰?guī)r含水層原始單位涌水量q=～。～。因此，15煤層開采受采掘破壞或影響的含水層及水體單位涌水量劃分，屬中等類型。(3)按照礦井及周邊老空水分布狀況劃分礦井所有開采煤層中低洼處均有少量老空積水或預(yù)計有老空積水，位置、范圍、積水量及老空水對今后生產(chǎn)的影響清楚。崖頭煤礦北部與紅旗礦為界，北界西部與新泰市翟鎮(zhèn)煤礦為界，西部為各煤層侵蝕帶自然邊界，東部與蓮花山和王家寨為界。北部二、四層受剝蝕，無采空區(qū)，6煤層紅旗礦進入崖頭礦400m撤出后，沒有建立永久水閘墻，但崖頭留了煤柱。其他各礦都有少量采空區(qū)，但位置、范圍、集水量清楚，并留有不少50m的煤柱。老空區(qū)積水位置、范圍、積水量均清楚，為中等類型。(4)按照礦井涌水量劃分，＜180m3/h，最大涌水量Q2為179m3/h＜300m3/h，為簡單類型。(5)按照礦井突水量劃分礦井未發(fā)生過突水事故，礦井突水量為簡單類。(6)按照開采受水害影響程度劃分開采15煤層時，在450m水平開采及開拓受水威脅，采用井下物探技術(shù)查明徐灰的富水區(qū)，施工探放水鉆孔，對徐灰實施疏水降壓工作，就不會威脅礦井安全，為中等類型。(7)按照防治水工作難易程度劃分礦井現(xiàn)在及今后3年主要開采地點為300m水平，10采區(qū)1115煤層。后組煤開采及450m水平開拓掘進雖受到徐奧灰水威脅，但本礦奧灰水位已降至250m水平，小港煤礦奧灰水位已降至230m水平，而該礦對后組煤層開采已實行疏水降壓方法，先疏后采，所以后組煤雖有突水危險，但只要嚴格執(zhí)行“預(yù)測預(yù)報、有疑必探、先探后掘、先治后采”的原則，不會威脅礦井安全。按照防治水工作難易程度劃分，水文地質(zhì)條件為中等。2013年我礦委托山東信力安全技術(shù)有限公司對水文地質(zhì)類型進行了鑒定分析，崖頭礦除礦井突水量及礦井涌水量為簡單類型外，其余5項，都為中等類型。根據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》第11條表21注第4款，按分類依據(jù)就高不就低的原則確定礦井水文地質(zhì)類型規(guī)定，崖頭煤礦水文地質(zhì)類型的規(guī)定崖頭煤礦水文地質(zhì)條件定為中等類型。涌水量預(yù)測我礦實測十采上、下山采區(qū)涌水量22m3/h，預(yù)測十采15煤層上山采區(qū)正常涌水量為3m3/h，最大20m3/h。1臨近老空積水、小煤窯開采情況及鉆孔封孔情況十采115煤層上山采區(qū)上部為11煤層采空區(qū)，采空區(qū)內(nèi)低洼處局部有少量積水，但因15煤層上距11煤層54m，又加上中間有隔水層阻隔，所以11煤層老空積水對15煤層的開采無威脅。根據(jù)導(dǎo)水裂隙帶最大高度計算公式：Hf=[100M/+]+＝〔100247。（2+）〕+=。 式中：Hf導(dǎo)水裂隙帶最大高度，m； M煤層采厚，； n煤分層層數(shù)，2。 但是，15煤層上距13煤層10m，15煤層開采時，上部13煤層老空積水對其構(gòu)成威脅，15煤層開采時，必須對上部13煤層老空積水進行探放。該采區(qū)周圍無小煤窯開采情況。十采115煤層上山采區(qū)范圍內(nèi)控制鉆孔2個，其中154號孔，坐標：x：，y：，，終孔層位為16 煤層底板，鉆孔的封孔質(zhì)量良好。K1號孔，坐標：x：20559307，y：3982080，，終孔層位為13煤層底板，鉆孔的封孔質(zhì)量良好。1今后水文地質(zhì)工作重點?十采區(qū)15煤層開采前對徐、草、奧灰承壓水進行打鉆孔疏水降壓，徐、草、奧灰水位降至安全值，再進行開采。?對十采區(qū)隨著采區(qū)巷道的掘進，要對FHFHFA、F181四條斷層實施超前鉆探，進一步摸清每一條斷層的產(chǎn)狀和導(dǎo)水情況。?在巷道掘進中要嚴格堅持“預(yù)測預(yù)報、有疑必探、先探后掘、先治后采” 的探放水原則，采取防、堵、疏、排、截的綜合治理措施。防止突水事故的發(fā)生,保證安全生產(chǎn)。④施工中要勤觀察、多分析，對出現(xiàn)的滴水、淋水觀測要做好記錄，掌握第一手資料。四、保安煤柱留設(shè)采區(qū)邊界煤柱：該采區(qū)西部邊界為九采區(qū)邊界，留設(shè)20m的邊界保護煤柱。北部為礦井邊界線，F(xiàn)19斷層，留設(shè)40m的斷層保護及防水煤柱。采區(qū)南部為十采大巷，留設(shè)45m保護煤柱。采區(qū)東部為采區(qū)兩條上山，兩側(cè)各留設(shè)26m的上山保護煤柱。第三節(jié)　煤層賦存條件及開采技術(shù)條件 煤系地層情況該采區(qū)主要含煤地層太原組。太原組含煤12層（5～16層），可采4層（11116煤層），其中1,煤層賦存穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單，局部較復(fù)雜。煤層產(chǎn)狀：傾向165176。，傾角8～14176。，平均12176。，無大的變化。 煤層特征 15煤層屬結(jié)構(gòu)簡單的不穩(wěn)定煤層，含有一層泥巖夾矸，～。產(chǎn)狀傾向1650，傾角8～14176。，平均12176。，硬度4。煤層頂?shù)装搴穸取r性、強度及頂?shù)装宸诸惽闆r，煤巖沖擊傾向等15煤層直接頂板以泥灰?guī)r為主，～1m，致密堅硬，有時變?yōu)槟噘|(zhì)砂巖。底板為泥巖、粉砂巖，厚度1～2m。根據(jù)我礦多年開采情況看，15煤層無沖擊傾向。各煤層層間距及其變化規(guī)律15煤層上與13煤層平均間距10m，～。在該采區(qū)內(nèi)各煤層層間距無大的變化。附圖3：采區(qū)煤巖層綜合柱狀圖 16