【正文】 砂質(zhì)泥巖，偶爾為細砂巖。%，%。（4）11煤層位于太原組中部，屬中厚煤層，～，；～。直接頂板為4～8m的深灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖，老頂為厚約18m綠灰色中細粒長石、石英砂巖；底板為泥巖、泥灰?guī)r或石灰?guī)r(三)。頂板為石灰?guī)r(四)，底板為灰色細砂巖或粉砂巖，局部為泥巖。巖性為泥巖，夾矸向西厚度增大，煤層下分層較薄，有時相變成炭質(zhì)泥巖，一般小于夾矸厚度。見圖1—3所示煤層綜合柱狀圖。第16頁山東科技大學成人教育學生畢業(yè)設(shè)計用紙表151 各煤層主要煤質(zhì)指標一覽表煤層項目246水 分Mad(%)原煤～(11)～(11)～(15)精煤～(11)～(12)～(15)灰 分Ad(%)原煤～(11)～(12)～(15)精煤～(11)～(11)～1. 73(15)揮發(fā)分Vdaf(%)原煤～(11)～(11)～(15)精煤～(11)～(12)～(15)全 硫St,d(%)原煤～(11)～(10)～(14)精煤～(8)～(7)～(13)磷Pd(%)原煤～(8)～(2)～(9)精煤～(2)～(2)(1)發(fā)熱量Qb,ad(MJ/kg)原煤～(10)～(8)～(12)精煤～(5)～(4)～(7)煤 類QM45(11)QM45(12)QM45(14)QM44(1)第17頁山東科技大學成人教育學生畢業(yè)設(shè)計用紙表152 各煤層主要煤質(zhì)指標一覽表煤層項目111315水 分Mad(%)原煤～(16)～(13)～(12)精煤～(16)～(12)～(13)灰 分Ad(%)原煤～(16)～(13)～(12)精煤～(15)～(12)～(12)揮發(fā)分Vdaf(%)原煤～(16)～(13)～(12)精煤～(16)～(12)～(12)全 硫St,d(%)原煤～(15)～(13)～(13)精煤～(15)～(10)～(10)磷Pd(%)原煤～(11)～(5)～(8)精煤～(3)～(2)(1)發(fā)熱量Qb,ad(MJ/kg)原煤～(13)～(9)～(8)精煤～(10)～(7)～(5)第18頁山東科技大學成人教育學生畢業(yè)設(shè)計用紙（2）硫分①全硫：據(jù)表4210原煤全硫含量分析，2煤層屬低硫；4煤層屬特低硫，山西組煤層各采樣點含量變化較均勻、穩(wěn)定，差值甚小。②各種形態(tài)硫：115煤層均以硫化物硫為主，有機硫次之； 4煤層以有機硫為主，次為硫化物硫；13煤層硫化物硫與有機硫相差不大，各煤層硫酸鹽硫均較少。從脫磷系數(shù)分析，115煤層較易脫除，其它煤層較難脫除。（四）、煤的工業(yè)用途本區(qū)各煤層經(jīng)過洗選加工后均可用作煉焦配煤、動力燃料、氣化、液化等工業(yè)用煤，現(xiàn)評述如下：第19頁山東科技大學成人教育學生畢業(yè)設(shè)計用紙煉焦用煤2煤層精煤灰分為低灰，1115煤層均為特低灰，%；山西組煤層為低磷分，太原組煤層為特低磷分；山西組煤層為特低～低硫分的氣煤，太原組煤層為低～中高硫分的氣煤、氣肥煤；各煤層粘結(jié)性能好，成焦率較高。氣化、液化用煤粉煤懸浮床氣化爐對煤質(zhì)要求不嚴，特別是太原組中高硫、低熔點、中等粘結(jié)氣煤，均可適用于KT爐氣化用煤的要求。第20頁山東科技大學成人教育學生畢業(yè)設(shè)計用紙／t日，2002年采區(qū)、 m3／t日； m3／t， m3／t， m3／t， m3／t。（六）、煤塵的爆炸性各煤層煤塵爆炸性試驗結(jié)果(表632)表明，火焰長度在400～650mm之間，撲滅火焰的巖粉量變化在60～90%之間，可燃基揮發(fā)分一般均大于37%，根據(jù)揮發(fā)分和固定碳計算煤塵爆炸指數(shù)變化在41～49%間，故各煤層均有煤塵爆炸危險性。見表16煤塵、煤的自燃試驗成果表。第22頁山東科技大學成人教育學生畢業(yè)設(shè)計用紙新汶煤田受多期構(gòu)造運動控制，北翼大部分被蓮花山斷層切割，良F3斷層以東僅存南翼，呈單斜形態(tài)，而翟鎮(zhèn)煤礦被FF2F11與良F3斷層圍限的范圍內(nèi)發(fā)育一個有次級褶曲的菱形斷塊，僅在西部泉溝與協(xié)莊之間表現(xiàn)斷塊型向斜形態(tài)，向斜南翼地層保存完整，是煤田開發(fā)的重要地段。根據(jù)《礦井地質(zhì)規(guī)程》和煤炭部1987年10月“關(guān)于礦井地質(zhì)分類工作有關(guān)問題的補充說明”，該區(qū)斷層發(fā)育程度定為Ⅲa類。（2）F10斷層：正斷層，位于礦井東北部，為協(xié)莊煤礦與翟鎮(zhèn)煤礦的分界斷層。落差100520m。（3）F101斷層：正斷層，位于礦井東北，走向NW，傾向北，傾角70176。見表112所示礦井主要斷層特征表。該區(qū)褶曲構(gòu)造發(fā)育程度定為Ⅱb類。自東南向西北分別分布有汶南、張莊、孫村、良莊、協(xié)莊、泉溝等礦井和數(shù)量眾多的地方小煤窯。其中砂礫層為小汶河古河床及現(xiàn)代河漫第28頁山東科技大學成人教育學生畢業(yè)設(shè)計用紙灘相沉積，厚0～12m，主要分布于小汶河兩岸及崖頭河兩側(cè)，河床中心厚，向兩邊緣逐漸變薄。由于埋藏淺、易受到污染，只能作為農(nóng)田灌溉用水和臨時生活用水。主要接受大氣降水及第四系砂層水滲透補給。 (3)山西組砂巖由3～4層長石石英砂巖組成，為煤煤4頂板直接充水含水層，～， m，～ m。(4)一灰～，層位穩(wěn)定，～，為6煤底板直接充水含水層。巖溶裂隙具有明顯的垂直分帶性，177。據(jù)鄰近礦井水文地質(zhì)資料，良莊礦一灰水多通過突水點進入礦井，占礦井涌水量的30％；孫村礦于+，最大涌水量1860m3/h，+66m遇斷層，；210～600m水平一灰基本無水，僅斷層構(gòu)造帶附近有淋水。～。巖溶裂隙及富水性具有明顯的垂直分帶性，+100m以淺巖溶裂隙率平均43%，+100m～177。淺部開采時，四灰曾發(fā)生兩次突水，突水時間分別為1971年11月29日和1975年3月29日，突水點標高分別為+19m和+24m，穩(wěn)定水量分別為966m3/h和660m3/h，后通過進行疏放及淺截注漿工作，現(xiàn)已基本無水。300m東大巷四灰探水，最大涌水量30m3/h，；，最大突水量180m3/h，穩(wěn)定水量102m3/h，水位約+50m左右。0m?！?，屬開采下組煤時底板直接進水含水層。據(jù)抽水試驗資料。上述資料表明，在淺部徐灰多出露于第四系含水層砂礫層之下，接受大氣降水、地表水及第四系潛水補給強烈，300m以淺地下水補給循環(huán)條件較好，富水性中等～強，100m以淺徐灰可視為強含水層，100～300m水平富水性中等，300m水平以深富水性較弱。(7)草灰～，巖性較純，易于溶蝕，因埋藏較深，巖溶發(fā)育不良。據(jù)鄰區(qū)良莊煤礦12號孔450水平抽水試驗資料，；～，基本無水。～，～。巖溶在頂部較發(fā)育，但多被泥質(zhì)及鋁土質(zhì)充填，～%，～%，從化學成分上分析有利于巖溶形成，但從鉆孔揭露巖層觀測巖溶發(fā)育不良，這說明地下水循環(huán)條件不良。0m水平以淺巖溶化強烈，巖溶率達58%。突水點標高459m。，目前奧灰水位標高+134～+142m，按底板突水系數(shù)(Ts)：、奧灰?guī)洪_采安全標高為：13煤層350m、15煤層260m，上述安全標高以下開采下組煤時必須對奧灰疏水降壓，在遇較大落差斷層及陷落柱前超前探水并留足防水煤巖柱。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?！?2m，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。本礦井地質(zhì)構(gòu)造中等，斷裂構(gòu)造發(fā)育。據(jù)鉆孔簡易水文觀測資料，皆未發(fā)現(xiàn)斷層帶漏水或明顯消耗現(xiàn)象。（2）在井下揭露斷層離強含水層較近時，能否突水取決于對盤強含水層的富水性、水頭壓力及斷層帶附近含水層的力學強度，突水量的大小取決于含水層的富水性。第37頁山東科技大學成人教育學生畢業(yè)設(shè)計用紙本礦井淺部邊界為各煤層露頭，煤系地層各含水層露頭伏于第四系砂礫層及小汶河古河床和現(xiàn)代河床之下，構(gòu)成各含水層的補給邊界，由于目前主要以開采深部為主，因而淺部第四系砂礫層及地表水對礦井開采的影響不大；西部邊界為羊流斷層，西升東降，傾角70176。礦井內(nèi)北東向斷層比較發(fā)育，落差比較大的斷層有F2F21等，如F22斷層，西升東降，落差100～200m，這些斷層使煤系地層各含水層的連續(xù)性和完整性受到一定的破壞，使不同地段的水文地質(zhì)條件復雜化或簡單化。見表13所示。改擴建后開拓方式為主斜副井多水平混合式集中大巷開拓 ，設(shè)計分四個開采水平，分別為50水平，300水平、550水平和850水平，第一水平以采上山為主，第二水平采上山，第三水平采上下山，第四水平設(shè)計開采上下山。（二）、井筒具體情況運輸主井：① 主皮帶井，安裝TD62—1000型固定皮帶機7臺。負300米水平井底煤倉與負50米水平各安裝1臺轉(zhuǎn)載皮帶機。其掘進坡度為17度，斜長1060米，安裝帶寬1米的DX型鋼絲繩夾芯皮帶機—臺，運輸能力小時500噸。（附斷面圖14）③550暗斜井：該系統(tǒng)為雙軌混合提升，軌道線路總長度為1660米，軌型22 kg/m，軌距600mm，坡度為15度，采用260KW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(shè)施，裝備有2列5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72噸/小時。而且，其拱部成型比較容易，斷面利用率比半圓拱形要高，施工方便。其斷面及特征見斷面圖（17）。采用壓入式通風，制定綜合防塵措施。在兩卸載坑之間設(shè)一翻罐籠。附車場平面圖55。（2）、煤層群分組與采區(qū)劃分 6層于11層煤間距78m，石門長度一般為260m左右，且采區(qū)數(shù)目較少，采用全部集中大巷布置比分組集中布置可節(jié)省5000m的大巷，因此采用集中大巷布置。因此6劃分為前組煤，采區(qū)聯(lián)合布置，上山布置在四煤底板巖石中。（3）、開采順序 煤層開采順序按現(xiàn)上層后下層的順序（區(qū)段內(nèi)） 采區(qū)為由近及遠的前進式開采。具體見平面圖（2）工作面的斜長因二、四、十一層煤層賦存穩(wěn)定，無大的地質(zhì)構(gòu)造，頂板中等穩(wěn)定，適應于機械化開采。均采用單一走向長壁后退式采煤法，全部垮落法管理頂板。二、 勘探地質(zhì)資料根據(jù)《協(xié)莊煤礦擴大區(qū)勘探地質(zhì)報告》、《協(xié)莊煤礦延深補充綜合勘探地質(zhì)報告》、《三維地震勘探報告》及礦井實際揭露資料，確定礦井構(gòu)造復雜程度屬中等，局部偏復雜；11煤層為全區(qū)可采的穩(wěn)定煤層，13煤層為大部可采的較穩(wěn)定煤層，15煤層為局部可采的不穩(wěn)定煤層。iv. 西風井采用立井形式，減少壓煤，降低井巷工程費用。（2）、延深水平境界第四水平延深區(qū)井田境界位于F21號斷層西北，改擴建期間為礦井后備區(qū)。其中850水平以上地質(zhì)儲量為1796萬噸，工業(yè)儲量1472萬噸，可采儲量808萬噸；850水平以下地質(zhì)儲量為3635萬噸，工業(yè)儲量3255萬噸，可采儲量1791萬噸。（3）、礦井每晝夜凈提升小時數(shù)的確定按照《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：礦井每晝夜凈提升時間14小時。延深區(qū)構(gòu)造復雜,斷層發(fā)育,僅探明落差在30m以上的斷層就達15條之多,且在大斷層附近還會有小的伴生斷層,開采條件較差,給延深開拓及采區(qū)生產(chǎn)影響較大。由第二章計算結(jié)果可知：礦井可采儲量為21769萬t，則礦井服務(wù)年限為 T== 65a 60a以上結(jié)果符合《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定。目前，協(xié)莊礦井采區(qū)接續(xù)緊張，根據(jù)礦井接續(xù)安排，第四水平延深過度期間，延深區(qū)550水平也將不可避免進行下山開采，因此，第四水平階段垂高可適當加大至300米左右。在“協(xié)莊礦第四水平延深方案設(shè)計”中，依據(jù)當時中間資料，對暗斜井布置共提出三個方案，并進行了技術(shù)經(jīng)濟比較，經(jīng)審查比較后同意采用第一方案。第48頁山東科技大學成人教育學生畢業(yè)設(shè)計用紙方案三：上部車場位于249號鉆孔以西700米處，井底車場位于F15號斷層以北850水平十一層煤頂板砂巖中。3. 井筒偽傾斜布置對施工支護不利。另一條皮帶集中巷已掘進至暗斜井上部車場。四、采區(qū)劃分及開采順序（1）.采區(qū)劃分：延深水平自東向西，基本上以斷層為界，沿走向共劃分兩個上山采區(qū)，四個下山采區(qū)。 三采下山區(qū)位于F16～F13號斷層之間，區(qū)內(nèi)由F23和F24斷層穿過。（3）.采區(qū)接續(xù)：協(xié)莊礦井長期以來超強度開采，且主要二、四、十一中厚煤層，－550水平以