【正文】 件進行劃分，如地質(zhì)構(gòu)造（斷層）等；合理規(guī)劃礦井開采范圍，處理號相鄰礦井間的關(guān)系。礦井工業(yè)用水為井下排水，鍋爐及生活用水為在工業(yè)廣場用深水泵取奧灰地下水。小汶河自東向西流經(jīng)本礦井淺部，至大汶口匯入大汶河。本礦井建設期間，所需要建設材料，除鋼材、木材和部分水泥需由國家計劃供應外，其它磚、石、砂等土產(chǎn)材料，均由當?shù)毓?，滿足建設需要。二、礦井建設基本情況地形特點及居民點分布本區(qū)位于小汶河兩岸，為蓮花山與蒙山間的山間凹地半緩階地形丘陵，呈東西向分布，地面標高+150~+200m，南北高中間低，由山間河谷向南北兩側(cè)山坡可分為三個明顯的階地型地貌單元：（1）小汶河兩岸沖積型河谷平原；（2）第三系、侏羅系及古生界地層組成的極平緩階地型丘陵地帶；（3）太古界花崗片麻巖及寒武系灰?guī)r構(gòu)造的高山區(qū)。1至3月為冰霜干冷期，7至9月份氣候較熱，6至10月第9頁山東科技大學成人教育學生畢業(yè)設計用紙為雨季。全年主要風向為東風，()。（2）、河流小汶河是區(qū)內(nèi)主要地表水系，自東而西流經(jīng)本區(qū)淺部，至大汶口匯入大汶河，其支流有光明河、崖頭河、劉官莊河等多條小河流，均為季節(jié)性河流，多呈正交型由南北兩側(cè)匯入小汶河。行政區(qū)劃歸新泰市管轄。31′03″～117176。礦區(qū)東連小協(xié)村、陳家莊；南鄰小李莊；北至唐立溝村、劉官莊、玥莊；西毗大協(xié)村、碗窯頭村、高佐村。協(xié)莊礦通風設計畢業(yè)設計畢 業(yè) 設 計 說 明 書第一章 礦區(qū)概況及井田地質(zhì)特征第一節(jié) 礦區(qū)概述一、礦區(qū)的地理概況地理位置及交通圖11 協(xié)莊煤礦交通位置示意圖協(xié)莊井田地處山東省新泰市小協(xié)鎮(zhèn)境內(nèi)，位于新汶煤田南翼西端，因礦井工業(yè)廣場和職工生活區(qū)域地處小協(xié)村和大協(xié)村之間而得名。東距新汶礦業(yè)集團所在地8 km，距新泰市13km。41′15″，北緯35176。礦井有鐵路專用線與磁萊鐵路接軌，西接京滬鐵路；蒙館公路橫貫東西，京滬高速公路自礦井西部經(jīng)過，交通條件十分便利。最大流量1830m3/s()。㎜，㎜(1964)，㎜(1968)。全年主要風向為東風，（）。礦區(qū)范圍內(nèi)分布有大小村莊9個，大部分分布在井田邊界。供電電源有兩路：一路來自華東電網(wǎng)泉溝區(qū)域配電所；一路來自本礦區(qū)內(nèi)矸石熱電廠。歷年來洪水期的洪水位標高為+158～，第10頁山東科技大學成人教育學生畢業(yè)設計用紙根據(jù)小汶河觀測站1958～1984年的觀測資料，最大流量為1830m3/s（1964年7月17日），由于近年來上游筑壩蓄水灌溉農(nóng)田，使小汶河流量受到很大控制，現(xiàn)已成為季節(jié)性河流。另外，工業(yè)用水還利用井下排出的水，較好地實現(xiàn)了礦井水的綜合利用，基本上滿足了工業(yè)和生活用水的需要。（二）、井田范圍 第11頁山東科技大學成人教育學生畢業(yè)設計用紙圖21 礦井相對位置示意圖協(xié)莊井田位于新汶煤田南翼西端，東距新泰市13km。井田東西長9～12km,～,。41′15″，北緯35176?！?0176。二、 地層情況（1）、區(qū)域地層區(qū)域內(nèi)地層自上而下主要為第四系、下第三系、白堊系、侏羅系、二迭系、石炭系及奧陶系。巖性主要為灰白色中細砂巖、淺灰色粉砂巖、灰色及深灰色泥巖和煤層組成，含煤4層(4煤)，可采2層(4煤)。三、井田內(nèi)可采煤層特征(一)、概況井田屬華北型石炭、二迭系含煤地層，其中本溪組含1層不穩(wěn)定薄煤層，無工業(yè)價值。二、四、十一層煤為中厚煤層；六、十三、十五層煤為薄煤層?？刹擅簩又饕刹擅簩佑?115層煤，主要特征見表14。F13斷層與協(xié)F15斷層之間煤層較厚，一般為3m左右，含2層夾矸，～，東部231號孔附近具一北西向的沖刷變薄帶，長約350m，寬約50m，～。2層煤屬結(jié)構(gòu)較簡單、全區(qū)可采的穩(wěn)定煤層。可采性系數(shù)km為100%，%?！?，可作為對比標志。屬結(jié)構(gòu)簡單，大部可采的較穩(wěn)定薄煤層。含夾矸0～3層，～，巖性為泥巖或炭質(zhì)泥巖，夾矸一般位于煤層的中、上部。含0～3層夾矸，～，巖性一般為粉砂巖。含1層夾矸,～，第15頁山東科技大學成人教育學生畢業(yè)設計用紙%，%。屬結(jié)構(gòu)較簡單、局部可采的不穩(wěn)定煤層。見表15152各煤層主要煤質(zhì)指標一覽表。顯然山西組煤層全硫脫硫系數(shù)小于太原組煤層。山西組煤層略有增高，太原組煤層磷分均有所降低，均為特低磷分煤。在擴大區(qū)平面上，11煤層西部及南部大面積為氣煤區(qū)，東北角為氣肥煤區(qū)；13煤層僅在北中部小面積為氣煤區(qū)，15煤層零星出現(xiàn)氣煤區(qū)，115煤層大面積為氣肥煤區(qū)。 動力燃料用煤各煤層的揮發(fā)分、發(fā)熱量、灰分、硫分等指標均符合火力發(fā)電廠固態(tài)除渣煤粉鍋爐用煤要求，但115煤層的灰熔融性(ST)1350℃，必須和灰熔融性高的煤摻混或和低發(fā)熱量煤摻混(使Qnet,v,ar≥)，才能使之符合煤粉鍋爐用煤要求。分析結(jié)果表明：其甲烷(CH4)%燃(142孔13煤層)；二氧化碳(CO2)%(73孔11煤層)燃(73孔15煤層)；氮氣(N2)%燃，可見該區(qū)自燃瓦斯成份以氮氣為主，次為甲烷、二氧化碳氣體，瓦斯含量低，應屬瓦斯風化帶范疇。因此，生產(chǎn)過程中應加強瓦斯管理，以防瓦斯聚集發(fā)生瓦斯爆炸事故。據(jù)協(xié)莊煤礦煤炭自燃傾向鑒定報告(MT/T7071997)，113煤層均為Ⅱ類自燃，煤的自燃發(fā)火期均為6個月，再者鄰區(qū)華豐煤礦曾發(fā)生過煤的自燃，因此在開采過程中應對回風巷、開采線、停采線、老塘等地方采取嚴密防火措施，以防煤的自燃。北至蓮花山斷裂，南至蒙山背斜北坡奧陶系地層出露處，東西長約30km，南北寬約8～10km，面積約305km2，地層走向呈北西向。共組合斷層85條，其中落差大于100m的斷層10條，落差50～100m的斷層16條，落差10～50m的斷層39條，落差小于10m的斷層20條，另有大量孤立斷點。斷層兩盤出露地層有差異明顯，上盤地層為石炭、二迭系，下盤為奧陶系。傾向南西，傾角70176。屬查明斷層。落差70～90m，羊25號孔揭露該斷層，屬查明斷層。局部＞25176。其南面有地勢較高而巖溶裂隙發(fā)育的奧陶系、寒武系石灰?guī)r；北面為地勢較高的第三系礫巖及太古界花崗片麻巖，均為丘陵山地。巖性主要由砂土、亞砂土及砂礫層組成，為河流相沉積。該層主要靠大氣降水補給，與小汶河等地表河流水力聯(lián)系密切。礫石成分主要為石灰?guī)r，其次為砂巖、變質(zhì)巖，礫徑2～10cm不等，磨圓較好，分選較差。由于下距煤層間距較大，加之下部的粘土質(zhì)粉砂巖及石河子組雜色泥巖的隔水作用，該層礫巖對煤層開采無直接影響，但在F15斷層以西局部地段，由于底礫巖與煤層的間距較小，處于導水裂隙帶影響范圍內(nèi)，底礫巖水有可能通過導水裂隙帶進入礦井。據(jù)礦井實際揭露資料，該層水多以裂隙淋水形式進入礦井，淺部地下水循環(huán)條件較好、富水性較強，礦井涌水量較大；深部由于埋藏較深，其上又有數(shù)百米厚的第三系紅層覆蓋，地下水循環(huán)條件差，以構(gòu)造裂隙水為主，富水性變?nèi)?，礦井涌水量明顯減小，對礦井開采影響不大。據(jù)抽水試驗資料，～，～，～。50m水平因一灰溝通地表水曾發(fā)生突水。(5)四灰為13煤層頂板直接充水含水層。據(jù)抽水試驗資料，～第30頁山東科技大學成人教育學生畢業(yè)設計用紙，～，～，+Na型。四灰露頭直接位于小汶河現(xiàn)代及古河床砂礫層下，300m以淺地下水逕流循環(huán)條件較好，其巖溶發(fā)育及富水性具有明顯的垂直分帶與平面分區(qū)特征。協(xié)莊礦深部開采11煤時，1984年10月26日31108W工作面底板四灰突水，穩(wěn)定水量30m3/h，突水點標高230m，四灰頂板標高265m。目前礦井東翼四灰水位約300m，西翼水位約177。 (6)徐灰第31頁山東科技大學成人教育學生畢業(yè)設計用紙～，全區(qū)發(fā)育，層位穩(wěn)定，由1～3層石灰?guī)r組成，中間夾鋁土質(zhì)泥巖、泥巖。據(jù)鉆孔揭露資料，～%，～。徐灰水平方向分區(qū)性與四灰相同，也可分為四個區(qū)。因此，上述安全標高以下開采15煤層時，必須對徐灰疏水降壓，在遇落差較大斷層及陷落柱前需超前探水，并留足防水煤巖柱。0m以淺穿過草灰時漏水嚴重，與徐灰混合抽水。(8)奧灰奧灰厚達800m，是整個煤系地層的基底含水層，也是開采下組煤時的底板間接充水含水層。從巖性上分析，裂隙較發(fā)育，但多被方解石充填或半第33頁山東科技大學成人教育學生畢業(yè)設計用紙充填。據(jù)本礦井實際揭露資料，在177。據(jù)相鄰良莊礦開采資料，2000年6月27日在開采11煤層51101W工作面時曾發(fā)生底板徐、奧灰突水事故。突水后，在580m水平總回風巷(標高347m)施工2個徐灰探水孔、1個奧灰探水孔，動水位標高163m，動水位標高147m。該隔水層隔斷了大氣降水、地表水、第四系潛水及第三系中、上部礫巖水與整個煤系地層含水層之間的水力聯(lián)系。全區(qū)共有26個鉆孔穿過斷層帶，計32次。從本礦井及鄰近礦井開采資料分析，斷層導水性具有以下規(guī)律：（1）井下揭露斷層部位遠離強含水層時，斷層的富水性、導水性較微弱，此時，斷層帶多為封閉的，具有一定的隔水性能，對礦井開采一般無威脅。如良莊礦1971年6月19日6煤層1602運輸機上山于+60m標高遇落差3m的小斷層，接近一灰發(fā)生突水，涌水量為90m3/h；1962年4月110m第35頁山東科技大學成人教育學生畢業(yè)設計用紙水平11層煤西大巷掘至F3斷層(對盤與徐灰接觸)時發(fā)生突水，涌水量為120m3/h。落差80～170m，區(qū)內(nèi)煤系地層與對盤的石盒子組地層對接，構(gòu)成東南部隔水邊界；東及東北部邊界為F10斷層，東升西降，傾角70176。斷層的導水性斷層對礦井充水的影響，取決于斷層的性質(zhì)、規(guī)模、密度、斷層兩盤巖性以及水文地質(zhì)特征等因素。～22m，一般15m，多為兩側(cè)巖層破碎物，呈角礫狀，有的已被揉擦成粘土(斷層泥)，比兩側(cè)巖層松軟破碎。如良莊礦三條石門穿過F10斷層(上盤2煤層，下盤4煤層)皆不含水；韓莊礦F1F15斷層不導水；泉溝礦F1FF4(落差20～200m)，亦未發(fā)生涌水現(xiàn)象。協(xié)莊礦1971年11月29日，31104東上工作面24m標高遇落差3m的小斷層導致四灰發(fā)生突水，；1975年3月29日31102工作面在巷道三叉口遇一落差8m左右的斷層發(fā)生突水，最大涌水量1680m3/h；，發(fā)生突水，突水量900m3/h；張莊礦+35m水平四灰東大巷三次過F8斷層(落差50m)，由于揭露部位距一灰距離不同，其斷層帶突水量有明顯差異：第一次距一灰5m，涌水量達120m3/h，第二次距一灰30m，涌水量120m3/h，第三次距一灰45m，僅有淋水現(xiàn)象，表明一灰富水極不均一，也說明斷層導水性與距離含水層的遠近具有一定的關(guān)系。落差100～520m，區(qū)內(nèi)煤系地層與對盤徐灰、草灰及奧灰含水層相接觸，構(gòu)成東及東北部補給邊界。自1963年1月至2002年5月，(1993年4月)～(1990年9月)m3/h。（二）、水平分布情況綜上礦井前期采用斜井與主要石門分區(qū)式開拓，分東西兩翼開采。二、井筒（一）、井筒位置主皮帶、運輸斜井布置在礦區(qū)工業(yè)廣場內(nèi)，立井布置在唐立溝村西的工業(yè)廣場內(nèi)。安裝L83P型鋼繩膠帶輸送機1臺，電動機容量400千瓦x2，安裝總長度905米，皮帶機安裝傾角17030’，每小時運輸能力500噸。（斷面圖11）②皮帶暗斜井：主要擔負第三水平原煤提升任務，并輔設排水管路。（斷面圖13）②2付井:該系統(tǒng)為雙軌混合提升，軌道線路總長度為2726米，軌型22 kg/m，軌距600mm，坡度為1921度，采用630KW雙滾筒提升機串車提升，提升車數(shù)為5輛，裝備有9組安全設施，裝備有2列4節(jié)斜巷人行車,配有正常信號、緊急信號及漏泄通訊三套信號系統(tǒng)，提升能力為50噸/小時。其承壓性能雖然比半圓稍差，但是比三心拱為好?；仫L大巷位于13煤中，為半煤巖巷。其裝運工作采用扒斗裝巖機（掘進機）→礦車→電機車（絞車）作業(yè)線。四、井底車場（一）、車場形式及調(diào)車方式 大巷采用5T底卸式礦車運煤，且生產(chǎn)能力大，采用折返式車場并設兩個卸載坑。如果某一煤倉（卸載坑）出現(xiàn)問題，列車可以到另一卸載坑卸載，其調(diào)車方式為：大巷來車（重車）通過調(diào)車線和渡線道岔進入重車線，停車，反向頂推列車過卸載坑卸載，停在空車線上，電機車摘鉤，通過渡線道岔、調(diào)車線和單開道岔，到車尾掛鉤，返回采區(qū)。其劃分如礦井開拓平面圖所示。雖然大巷壓一些煤，但是以后要回收大巷煤柱。550水平十一層有四個采區(qū)，采用綜采工藝分別為 3444及35采區(qū)，始終保持兩個生產(chǎn)采區(qū)交替開采，結(jié)束后接續(xù)方向為550水平十三層。采區(qū)車場一般布置在運輸上、下山的靠近采面的運輸巷或回風巷位置，一個采區(qū)原則上設置一水倉（上山采區(qū)除外）一煤倉，離水平煤倉較近的采區(qū)直接進水平煤倉；采區(qū)變電所布置在距離各采面最近的采區(qū)車場中。（3）保護煤柱為提高煤炭資源的回收率，在充分考慮礦壓控制的原理的基礎(chǔ)上，采面之間的保護煤柱在8~10米，采區(qū)煤柱之間若沒有斷層保護煤柱的距離為30米，深部大斷層的安全煤柱為50米，防水煤柱長度按下列公式計算：一般按下列公式計算L= 3P/Kp其中：K=安全系數(shù) M=煤層厚度 P=水頭壓力 KP=抗壓強度（4）回采工藝根據(jù)礦井煤層埋藏實際情況，提高資源和裝備機械化、自動化、現(xiàn)代化的要求，已淘汰高檔普采，現(xiàn)采煤工藝主要有炮采和綜采。第43頁山東科技大學成人教育學生畢業(yè)設計用紙第四節(jié) 礦井延深的必要性一、 延深的必要性截止到目前，由于近年來礦井產(chǎn)量呈逐年上升，基本維持在200萬噸左右，且主要開采中厚煤層，二、四層的產(chǎn)量占總產(chǎn)量的60％左右，生產(chǎn)接續(xù)較緊張，目前550米水平已下山開采，急需進行第四水平的延深。iii. 首采運輸系統(tǒng)直接利用井底煤倉，其余采區(qū)采用底卸式礦車運輸，運輸系統(tǒng)靈活便利。東西長約10公里，南北傾斜寬約3公里。二、延深水平井田儲量礦井現(xiàn)有工業(yè)儲量截止目前從F21斷層以上，包括550米水平下山采區(qū)共有地質(zhì)儲量5431萬噸，工業(yè)儲量4727萬噸，可采儲量為2599萬噸。（2）、礦井工作制度的確定礦井工作制度設計采用“三八”工作制，即二班采煤，一班準備，每班凈工作時第45頁山東科技大學