【正文】 濟陽礦井一采 區(qū)設(shè)計 說明書 新汶礦業(yè)集團公司設(shè)計研究院 二 ○○ 六年十一月 濟陽礦井一采區(qū)設(shè)計說明書 工程編號： JYS0669 建設(shè)規(guī)模： Mt/a 院 長 范振忠 總工程師 程可明 院 審 查 郭智勇 項目負責(zé)人 汪軼平 參加設(shè)計人員名單 專業(yè) 姓 名 職 稱 礦 建 汪軼平 工程師 陳瑞峰 高級工程師 機 電 曹風(fēng)云 工程師 魏少杰 高級工程師 機 制 張樹軍 高級工程師 董峪生 高級工程師 打 字 秦秀英 助理經(jīng)濟師 院審查 郭智勇 高級工程師 焦玉新 高級工程師 程可明 高級工程師 范振忠 高級工程師 目 錄 第一章 采區(qū)概況 ..................................................................................1 第二章 地質(zhì)特征及水文地質(zhì) .............................................................2 第三章 煤層賦存條件及開采技術(shù)條件 ......................................... 11 第四章 儲量計算 .............................................................................. 13 第五章 采區(qū)巷道布置 ....................................................................... 14 第六章 采煤方法及回采工作面 ....................................................... 19 第七章 采區(qū)生產(chǎn) 系統(tǒng) ....................................................................... 24 第八章 供電系統(tǒng) .............................................................................. 35 第九章 安全技術(shù)措施 ....................................................................... 61 第十章 技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)及工程量和設(shè)備 ........................................... 68 1 第一章 采區(qū)概況 一采區(qū)位于井田東部，東至 F3 斷層，西至工廣安全煤柱，南至李家斷層，北至井田勘探邊界，東西走向 1500～ 1600m，南北寬 600～700m，面積約 ，為單翼采區(qū)。采區(qū)內(nèi)有可采煤層 2 層，分別為煤 5 和煤 7。 一采區(qū)煤層傾斜長度 600～ 700m，按 150m 面長平行李家斷層布置三個綜采工作面，采區(qū)開采邊界與李家斷層和 F3斷層均留有 100m的斷層防水煤柱。 采區(qū)對應(yīng)地表為農(nóng)田和村莊，地面標(biāo)高 +22～ +27m，地勢平坦，局 部地勢低洼，雨季易積水。地面有前街和解家營兩村莊位于采區(qū)的東部和南部， 煤層埋深 452～ 565m，平均埋深 509m。區(qū)內(nèi)共有 4 個鉆孔，分別為 8A 9 9 102 號。鉆孔資料為部分取芯與測井相結(jié)合，資料可靠。區(qū)內(nèi)鉆孔均封孔合格。 2 第二章 地質(zhì)特征及水文地質(zhì) 地層 濟陽井田為全隱蔽的華北型石炭二迭系海陸交互相煤田。 采區(qū)內(nèi)地層自下而上為奧陶系石灰?guī)r、石炭系本溪組和太原組，二疊系山西組和石盒子組，第三系明化鎮(zhèn)組，第四系平原組。主要含煤地層為太原組和山西組。現(xiàn)分述如下： 、煤系地層基底 奧陶系中下統(tǒng)（ Q1+2）：以厚層狀石灰?guī)r為主，夾白云質(zhì)灰?guī)r、泥灰?guī)r、豹皮灰?guī)r、竹葉狀灰?guī)r及泥巖，厚約 800m。 、煤系地層 、 上石炭統(tǒng)太原組（ C3）：為本采區(qū)主要含煤地層，可采煤層為煤 7，巖性以粉砂巖為主，次為砂巖、泥質(zhì)巖，夾一灰和 8 層煤，組成一煤組。其中一灰頂板灰黑色海相泥巖厚 5～ 10m，發(fā)育穩(wěn)定，可做為輔助標(biāo)志層。 、二迭系下統(tǒng)山西組（ P 1 1）：為本采區(qū)主要含煤地層，厚～ ，平均 。為陸相含煤沉積，巖性主要以中細粒砂巖為主，次為粉砂巖、粘土巖。本組共含煤 5 層（第 1～ 5 層），其中可采或局部可采者 3 層（第 5 層）。本組地層中燕山期巖漿活動較強烈，一般侵入第 3 層煤附近，局部侵入第 41 層煤層附近，對煤層穩(wěn)定性及煤質(zhì)有一定影響。本組底部以第五層煤底板灰白色中細砂巖底板為界與太原組整合接觸。 、二迭系石盒子組（ P 2 1＋ P 1 2）：為干燥陸相沉積， 不含可采 3 煤層；殘厚 0～ ，平均 。井田內(nèi)南部遭受后期剝蝕，向北部厚度增大。中上部巖性以紫紅、灰綠、灰黃及花斑狀雜色粘土巖為主，底部漸變?yōu)榛抑辽罨疑鄮r、粉砂巖、夾灰白、灰黃色中、粗粒砂巖。本組底部以一層中厚層狀白色中細砂巖底部與山西組整合接觸。本層砂巖厚 ～ ，平均 ；下距第一層煤 ～，平均 ，發(fā)育較穩(wěn)定，可作為輔助標(biāo)志層。 、煤系上覆地層 、新第三系上統(tǒng)明化鎮(zhèn)組（ N2）：全區(qū)穩(wěn)定發(fā)育，厚 ～，平均 ，厚度變化較大；除 6— 4孔附近偏薄外，區(qū)內(nèi)一般南部煤層露頭附近厚度薄，北部厚。巖性以雜色粘土巖為主，夾薄層粉細砂層，半固結(jié)，較松散。底部一般發(fā)育灰白色鈣質(zhì)粘土和半膠結(jié)砂巖，硬度稍大，與下伏煤系地層呈不整合接觸。 、第四系全新統(tǒng)平原組（ Q）：厚 ～ 170m，平均 ，厚度較穩(wěn)定。上部為黃河近代淤積粉砂土、黃土及砂質(zhì)粘土；中下部以砂質(zhì)粘土和粘土為主，夾砂層數(shù)層；顏色以棕褐、黃褐、灰黃色為主。底部有時發(fā)育砂礫層，松散未固結(jié)，與下伏地層呈不整合接觸。 地質(zhì)構(gòu)造 、褶曲構(gòu)造 本采區(qū)在單斜基礎(chǔ)上發(fā)育了次級褶曲或波狀起伏，使局部地層走向發(fā)生變化。褶曲軸走向一般為 NEE～近 EW 向，與主要斷層走向基本一致。 、斷裂構(gòu)造 本采區(qū)斷裂構(gòu)造較發(fā)育，均屬高角度正斷層，共有 6 條斷層，現(xiàn) 4 分述如下： 、 FL 李家斷層 為采區(qū)的南邊界，走向為北東東向，傾向南，傾角 70176。，區(qū)內(nèi)延展長度約 1500m。落差約為 160～ 30m。本斷層有 17 條地震測線控制，并有 4 5 8A 9 102鉆孔控制北擺， 6 6A7 82鉆孔控制南擺 ，屬查明斷層。 、 DF21 斷層 為采區(qū)的北邊界，走向為北東東向，傾向南南西，傾角 70176。，區(qū)內(nèi)延展長度約 450m。落差約為 42～ 60m。有 83鉆孔控制北擺，屬初步控制斷層。 、 F3 斷層 為采區(qū)的東邊界，走向近南北，傾向東，傾角 70176。，區(qū)內(nèi)延展長度約 450m。落差大于 500m。區(qū)內(nèi)有 5 條地震測線控制， 2 盤層位清楚，并有 102鉆孔控制內(nèi)擺， 112鉆孔控制外擺，屬基本查明斷層。 、 FS7 斷層 位于采區(qū)西部，正斷層，走向東，傾向南，傾角 70176。，區(qū)內(nèi)延展長度約 100m。落差 0～ 10m。 、 SF14 斷層 位于采區(qū)中部，正斷層，走向東，傾向南，傾角 63176。，區(qū)內(nèi)延展長度約 200m。落差 0～ 4m。 、 SF11 斷層 位于采區(qū)東部，正斷層，走向北東，傾向南南西，傾角 63176。，區(qū)內(nèi)延展長度約 360m。落差 0～ 15m。 5 水文地質(zhì)特征 采區(qū)位于黃河以北的沖積平原內(nèi)，地勢較低平，局部地勢低洼，易積水。黃河從采區(qū)東南約 1000m 處流過，為本區(qū)第四系含水層的重要補充水源。 、含水層 、 第四系砂礫層 本井田第四系松散層為黃河古河床及河灘沖積、淤積所形成，總厚 ～ ，平均 。上部以近代淤積的黃土、粉砂土、砂質(zhì)粘土為主，中下部以古代淤積的粘土、砂質(zhì)粘土為主，夾砂層和砂礫層，總體透水性良好。其中砂層和砂礫層為良好的含水層，接受地表水和大氣降水補給，單層厚度一般 ～ 2m，總厚 20～ 60m。據(jù)水文地質(zhì)調(diào)查和動態(tài)觀測資料，第四系潛水位埋深 2～ 4m，季節(jié)性變化 1～ 2m；潛水含量豐富，補給循環(huán)條件較好，單井涌水量一般不小于 90m3/h。根據(jù) 41鉆孔抽水試驗資料，單位涌水量（ q） ，滲透系數(shù) (K)，影響半徑 ，水質(zhì)類型為 SO4CI— (K＋ Na).Mg 型水，礦化度 。屬富水性中等的孔隙潛水～承壓水含水層，上部徑流補給循環(huán)條件較好，下部較差。 本井田第四系下距第 1 煤層 ～ ，平均 (30)，中間隔有第三系和石盒子組粘土巖隔水層，屬間接充水含水層，對煤層開采無直接影響。 、 第三系砂礫巖 本井田第三系總厚 ～ ，平均 。以半膠結(jié)粘土巖為主，夾半膠結(jié)粉細砂巖或砂礫薄層。含水砂礫巖層單層厚度一 6 般 ～ 3m，總厚 10～ 30m。本區(qū)僅 65鉆孔在第三系砂礫巖中鉆進時（孔深 )發(fā)生 1 次泥漿全泵量漏失現(xiàn)象，最大漏水量大于，穩(wěn)定水位 。根據(jù) 41鉆孔抽水試驗資料，水位標(biāo)高，單位涌水量 (q)，滲透系數(shù) (K)，影響半徑 ，水質(zhì)類型為 SO4CI— (K＋ Na). 型水，礦化度。屬富水性弱的裂隙承壓含水層，徑流補給循環(huán)條件不良。 本井田第三系下距第 1 層煤 ～ ，平均 (30)，中間一般隔 有石盒子組和山西組粘土巖、粉砂巖等隔水層，煤層開采冒裂帶影響不到該層，屬間接充水含水層，對煤層開采無直接影響。但在井田淺部第三系與煤系地層以及徐、奧灰呈不整合接觸，在剝蝕面附近與煤系各含水層有一定的水力聯(lián)系，成為礦井的直接充水含水層，可能對煤層開采產(chǎn)生直接影響，生產(chǎn)中必須留足防水煤巖柱。根據(jù)精查勘探資料，第三系半膠結(jié)粘土巖吸水性強，鉆孔鉆進中易縮徑，隔水套管下入后很快即無法提出，說明第三系地層總體為良好隔水層，富水性差。 、 石盒子組砂巖 本井田石盒子組殘留厚度 0～ ，平均 ，巖性以雜色粘土巖為主，夾粉砂巖、砂巖。其中砂巖約占 30%左右，單層厚度一般 2～ 5m，巖性一般以細砂巖夾粉砂巖為主，局部為中粗砂巖。本井田石盒子組南區(qū)大部遭受剝蝕，但在保存地段，鉆孔鉆進中卻時有漏水現(xiàn)象。 根據(jù) 72孔煤系含水層（包括石盒子組砂巖漏水點）抽水試驗資料，單位涌水量（ q）為 ，滲透系數(shù) (K)為 ，影 7 響半徑 ，礦化度 ，故本含水層應(yīng)屬富水性弱的裂隙承壓水含水層，徑流補給循環(huán)條件較差。石盒子組下距山西組第 1 層煤～ ，平 均 ，中間隔有多層粘土巖、粉砂巖隔水層，為煤層開采的間接含水層，對礦井充水影響較小。但根據(jù)鉆孔漏水情況分析，在砂巖發(fā)育地段，特別是在構(gòu)造破碎、裂隙發(fā)育處仍具有一定的含水性，井巷工程揭露時應(yīng)采取必要的防治水措施，確保安全生產(chǎn)。 、 山西組砂巖 本區(qū)山西組總厚 ～ ，平均 。其中砂巖約占40%左右，單層厚度一般 2～ 15m，總厚 30～ 40m；主要有第 4 層煤老頂厚度較大。但大部分粉細砂巖粘土礦物含量較高，裂隙不發(fā)育，含水性差；僅部分中粗砂巖節(jié)理、裂隙發(fā)育，具有一 定含水性。據(jù)袁莊井田抽水試驗資料，單位涌水量（ q） O ～ ，滲透系數(shù) (K)為 ～ 。根據(jù)本井田 4 4 6 72鉆孔煤系含水層（包括石盒子組砂巖）抽水試驗資料，單位涌水量（ q）～ ，滲透系數(shù) (K)～ ，影響半徑～ ，水質(zhì)類型為 SO4CI— (K＋ Na).Ca 型水，礦化度 ～。因此本含水層應(yīng)屬富水性弱的裂隙承壓水含水層，徑流補經(jīng)循環(huán)條件較差 。 本含水層為第 5 層煤開采的直接充水含水層，但由于含水性較弱，徑流補給循環(huán)條件不良，一般僅以頂板淋水形式出現(xiàn)，對煤層開采影響不大。 、 太原組薄層灰?guī)r 8 本井田太原組總厚 ～ ，平均 。其中夾薄層灰?guī)r 5 層（一至五灰），單層厚度平均 (三灰 )～ (五灰 )m，總厚 。據(jù)勘探鉆孔取芯及簡易水文觀測資料，各層灰?guī)r一般厚度薄、質(zhì)不純、巖溶裂隙不發(fā)育，含水性較弱。 根據(jù)本井田 4 4 6 72鉆孔煤系含水層（包括太原組灰?guī)r、砂巖） 抽水試驗資料，單位涌水（ q） ～ ，滲透系數(shù) (K)～ ，影響半徑 ～ ，水質(zhì)類型為 SO4CI— (K＋ Na).Ca 型水，礦化度 ～ 。因此綜合分析，本含水層應(yīng)屬富水性