【正文】 煤 4老頂為細(xì)砂巖，厚度 ～ ，平均 ，灰白色，成分以石英為主，含水，鈣質(zhì)膠結(jié)，厚層狀，巖石硬度 f=6。 老底為中細(xì)砂巖，厚度 4～ ，平均 ，灰白色，巖石成分以石英為主，鈣質(zhì)膠結(jié)，層理發(fā)育，含水，巖石硬度 f=4～ 5。 老頂為粉砂巖，厚度 0～ 12m，平均 6m，灰黑色，膠結(jié)致密，富含植物葉部化石，巖石硬度 f=3～ 4。當(dāng)煤 2直接頂為中～細(xì)砂巖時(shí)，易引起煤層厚度變化。 本區(qū)可采煤層為煤 煤 4，煤層層間距為 25～ 34m，平均 。 煤層 結(jié)構(gòu) 傾角（度） 厚度（ M） 容重t/m3 硬度 煤種 灰分（ Ad%） 硫分（ St%） 發(fā)熱量（ i/g） 2 簡(jiǎn)單 3～ 7 QM 27567 4 簡(jiǎn)單 3～ 7 QM 27960 煤 2全區(qū)較穩(wěn)定，通過鄰近區(qū)域開采情況分析，在鄰近 F6斷層處煤 2局部沖刷變薄，靠近良莊井田三采區(qū)附近煤 2局部有風(fēng)氧化變薄區(qū)域。煤 4為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的穩(wěn)定煤層。煤 2為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的較穩(wěn)定煤層。 相鄰七采上部采區(qū)開拓揭露煤 煤 4頂?shù)装迳轿鹘M砂巖賦水性較差，在掘進(jìn)七采上部軌道上山和回風(fēng)巷時(shí)未揭露出水點(diǎn)大于 水點(diǎn)。 2022年 7月 15日， 3204E運(yùn)輸巷揭露一條落差 12m斷層，迎頭巖性為灰白色細(xì)砂巖，在打頂板錨桿過程中出水，經(jīng)實(shí)測(cè)三個(gè)孔合計(jì)最大涌水 量 25m3/h， 3 天后涌水量減少到 ，系由錨桿眼導(dǎo)通頂板砂巖裂隙水所致。 相鄰三采區(qū)直接充水含水層為煤 煤 4頂?shù)装迳轿鹘M砂巖含水層，山西組砂巖含水層為富水程度不均一的帶狀裂 隙含水層，以靜水儲(chǔ)量為主，在煤層開采過程中，受采掘施工因素影響，導(dǎo)通砂巖裂隙，一般以淋水狀態(tài)通過裂隙進(jìn)入采掘工作面，三采區(qū)西翼山西組砂巖含水性較差，東翼山西組砂巖賦水性較強(qiáng)。采區(qū)南部鄰近 F16 斷層處煤 2有風(fēng)氧化現(xiàn)象。煤厚變薄，煤質(zhì)變差，在 F10 斷層 150m范圍內(nèi)，實(shí)際揭露地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、傾角大，無法進(jìn)行開采。 三采擴(kuò)大區(qū)在靠近 F10斷層地帶內(nèi)，多發(fā)育羽狀斷裂， F10斷層北西走向，附次生小斷層為近南北，近東西向，以近南北向居多，近南北向斷層延展較長(zhǎng)，對(duì) 采掘工作影響較大。由于斷層的影響，工作面重新開切眼 11 個(gè)，補(bǔ)充巷道 4390m，每個(gè)工作面因地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜無法通過，造成平均搬家 2 次，嚴(yán)重影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行。 、水文地質(zhì)情況概述 根據(jù)相鄰三采區(qū)實(shí)際揭露，中小斷層較多，多為正斷層，地層傾角變化較大。 對(duì)應(yīng)地表為風(fēng)井以南和高家店以西的農(nóng)田，地表整體為丘陵地形，南高北低，最大高差 15m，均被第四系地層覆蓋。東以 F7斷層為界與良莊礦四采區(qū)相鄰，二、四層煤已山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 18 回采完畢。 六采區(qū)西 鄰三采區(qū)及三采擴(kuò)大區(qū)，以 F F f6 斷層為自然邊界，其中 3204E、 3205E、 3206E、 3207E、 3406E、 3407E 、 3408E 工作面已回采完畢， 3405E工作面正在回采。 。煤系地層產(chǎn)狀平緩，傾角一般 3～ 7176。三維地震中間資料主要解釋對(duì)象為對(duì)采區(qū)布設(shè)影響比較大的斷層及褶曲。采區(qū)東西走向長(zhǎng) 1040～ 1060m，南北傾斜寬 720～ 2260m，開采上限標(biāo)高 190m，下限標(biāo)高 360m。恰當(dāng)?shù)倪x型能夠更好的發(fā)揮設(shè)備的運(yùn)行能力，提高煤礦的產(chǎn)量。煤的運(yùn)輸采用 3 噸底卸式礦車，矸石和半煤巖的運(yùn)輸選用 1噸固定式礦車，主要設(shè)備和材料的運(yùn)輸選用 1 噸平板車和 1 噸材料車，人員運(yùn)輸選用 PRC－ 12型人車。由于煤流運(yùn)輸比較分散，大巷或石門運(yùn)輸距離較長(zhǎng)，礦井生產(chǎn)能力較大，同時(shí)礦井生產(chǎn)前期 30年通風(fēng)方式為邊界式，水平大巷單巷布置，不適宜膠帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸，為了充分利用大巷斷面和煤流與全部輔助運(yùn)輸統(tǒng)一山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 16 解決，礦井主要開拓水平的煤流運(yùn)輸選用 3噸底卸式礦車運(yùn)輸，掘進(jìn)煤及矸石 、材料設(shè)備等輔助運(yùn)輸采用 1噸礦車。 （ 三）、排水設(shè)備電控；水泵電源引自井下中央變電所，水泵電機(jī)采用電抗器降壓起動(dòng)，水泵閘閥采用電動(dòng)閘閥控制，泵房與井下中央變電所間設(shè)信號(hào)聯(lián)系。 （二）、主井水窩排水設(shè)備 設(shè)計(jì)以新汶礦物局編制的翟鎮(zhèn)礦井初步設(shè)計(jì)說明書（ 1986 年 9 月版）中原始資料為依據(jù)。前后期正常涌水時(shí)，二臺(tái)泵工作分別在 24 小時(shí)的正常涌水量全部排完。 /時(shí) （后期） 最大排水能力： Q＝ 500＝ 600 米179。 /時(shí) （ 2）設(shè)備選型： 正常排水能力： Q＝ 380＝ 456 米179。 /時(shí) 后期 500 米179。 排水系統(tǒng) （一）、主排水設(shè)備 主排水泵及排水管路根據(jù)新汶礦物局編制的翟鎮(zhèn)礦井初步設(shè)計(jì)說明書（ 1986 年 9 月版）中原始資料為依據(jù)，目前 已安裝完畢，經(jīng)復(fù)核，仍按原設(shè)計(jì)選型。 壓風(fēng)機(jī)站設(shè)冷卻水泵： 4B15型，配 Y132S1－ 2， 千瓦電動(dòng)機(jī)三臺(tái)。/ 分 式中： －為沿管路全長(zhǎng)漏風(fēng)系數(shù) －為機(jī)械磨損耗風(fēng)量增加系數(shù) ， －為同時(shí)系數(shù) －海拔高度修正系數(shù) （三）、設(shè)備選型 選用四臺(tái) 5L－ 40/8 型壓風(fēng)機(jī)，配 TK250－ 14/118， 250 千瓦， 6000 伏同步電動(dòng)機(jī)，供給井下風(fēng)動(dòng)工具、主副井井口、井底氣動(dòng)設(shè)備及機(jī)修廠用風(fēng)，其中三臺(tái)工作，一臺(tái)備用。 壓風(fēng)系統(tǒng) 根 據(jù)礦井開拓方式及采區(qū)風(fēng)動(dòng)工具的配置和用風(fēng)量，設(shè)計(jì)對(duì)已訂貨的壓縮空氣設(shè)備的能力進(jìn)行核算，并仍按原初步設(shè)計(jì)確定的原則，在工業(yè)場(chǎng)地副井口附近設(shè)置集中壓風(fēng)機(jī)站。 表 1 煤層 瓦斯、二氧化碳含量（ cm3/g） CH4 CO2 4 1 1 11 表 2 鄰近生產(chǎn)礦井歷年瓦斯涌出量 礦井名稱 平均 CH4（ m3/t） 1966 1967 1970 1971 1972 1973 1975 孫村礦 張莊礦 良莊礦 協(xié)莊礦 平均 通風(fēng)及排水要求 通風(fēng) 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 13 礦井前期，西翼及南部通風(fēng)方式為中央邊界抽出式，即副井進(jìn)風(fēng)，風(fēng)流經(jīng)井底車場(chǎng)、－ 400 運(yùn)輸大巷（或南石門）、軌道上山、軌道順槽、清洗工作面后，乏風(fēng)流經(jīng)運(yùn)輸順槽、回風(fēng)上山（或皮帶上山）、總回風(fēng)巷、回風(fēng)石門匯集南風(fēng)井排出。井田各煤層均有自燃發(fā)火傾向和煤塵爆炸危險(xiǎn)。本井田位于新汶煤田深部。/時(shí)，本設(shè)計(jì)考慮翟鎮(zhèn)礦井施工等實(shí)際情況，仍維持原設(shè)計(jì)礦井涌水量數(shù)據(jù)。 原設(shè)計(jì)－ 400水平礦井正常涌水量 500米179。 /時(shí)，最大涌水量179。但遇到張力帶時(shí)，應(yīng)注意預(yù)防礦井突水。從這些資料看出，本區(qū)斷層導(dǎo)水性不強(qiáng)。 斷層導(dǎo)水性 據(jù)勘探簡(jiǎn)易水文資料，有 55個(gè)鉆孔穿過斷層，其中 54個(gè)孔均未發(fā)現(xiàn)漏水現(xiàn)象。 （ 6）奧陶系石灰?guī)r 全區(qū)有 32個(gè)鉆孔揭露此層，有 29個(gè)孔未發(fā)現(xiàn)漏水，唯 9號(hào)孔延深至 米和 350號(hào)孔延深至奧灰 。單位涌水量 /秒、米，基本無水。 （ 4）四層石灰?guī)r 埋藏在－ 250米水平以下巖性致密。經(jīng)抽水試驗(yàn)，單位涌水量 ～ /秒、米，水質(zhì)為氯化納型，富水性弱，是礦井充水的主要含水層。 （ 3）山西組 2層煤及 4層煤頂板砂巖含水層 全區(qū)有 7個(gè)鉆孔發(fā)現(xiàn)漏水，均位于斷層附近。南部 F8斷層以南，單位涌水量?jī)H 公升 /秒、米，水質(zhì)為氯化納型，富水性弱，循環(huán)條件較差。 （ 2）第三系紅層 本層厚 ～ ，以紅色粘土質(zhì)粉砂巖隔水層為主，上部夾礫巖多層，含裂隙水。由于其下有第三系和二迭系地層所隔，從地層沉積和構(gòu)造上看，對(duì)煤層 開采沒有威協(xié)。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 10 本層分布面積約 10平方公里，厚度最大達(dá) ，一般 2～ 3米。故本區(qū)水文地質(zhì)條件屬于中等至簡(jiǎn)單類型。 水文地質(zhì)情況 邊界條件 本區(qū)通過地面水文地質(zhì)調(diào)查及專門抽水試驗(yàn)，基本查明了水文地質(zhì)條件。厚度一般為－ ，平均為 ，頂板為泥灰?guī)r，較堅(jiān)硬，厚 米左右，有時(shí)變?yōu)槟噘|(zhì)巖，常以偽頂出現(xiàn)；底版為粉砂巖或粘土巖，厚 。 13 層煤頂板為四灰，厚度一般 7米左右，其底板為粉砂巖，有時(shí)出現(xiàn)粘土巖或泥巖，厚達(dá) 4米，下距 15層煤為 － ，中夾不穩(wěn)定不可采的 14 層煤。厚度一般為 － 米，平均厚 米。其上則為穩(wěn)定的海綠石砂巖，厚達(dá) 16米，底板以粉砂巖為主，在礦區(qū)西部其直接底板為薄層泥灰?guī)r。 11 層煤：全區(qū)穩(wěn)定可采，煤層厚 度一般為 － 米，平均 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 9 米。局部含有夾矸一層（厚 － 米），該層煤在不同區(qū)段有變化，如羊村次背斜較穩(wěn)定，但往東南有變薄趨勢(shì)。 6 層煤；一般厚度為 0－ 米，平均 米。煤層多保持在 米左右。 4層煤：全區(qū)可采，為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的穩(wěn)定煤層?？偤穸?1－ ，平均?，F(xiàn)將可采煤層敘述如下，其特征見表 1－ 2。共含煤 20層，可采煤層七層（ 1 1 1 16層煤），平均可采總厚 米。 煤 層賦存情況 煤層 本井田含煤地層為二迭系山西組和石炭系太原群。已劃分為一采、二采、三采、四采、五采、六采、七采上部、七采下部、后組一采、后組一采下部延伸、后組三采、后組五采等共計(jì) 10個(gè)采區(qū)，其山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 8 中，一采、二采、四采、五采、后組一采、后組三采已回采完畢，三采、七采下部、后組五采為生產(chǎn)采區(qū)，六采、七采上部、后組一采下部延伸為準(zhǔn)備采區(qū)。全井田劃分為一個(gè)主要水平、兩個(gè)輔助水平開采。 井田開拓方式及采區(qū)劃分 礦井采用立、斜井混合開拓方式，分組水平集中大巷、采區(qū)石門運(yùn)輸，400m單水平開采。 準(zhǔn)備煤量 萬噸，可采期 年。井巷掘進(jìn)率為 /萬噸，煤巷約占井巷總工程量的 ％。 （ 2） 、井巷工程及三個(gè)煤量 ① 、井巷工 程量 全礦井設(shè)計(jì)的井巷工程總長(zhǎng)度 22645 米。 本井田煤層的最小可采厚度為 米，因此 ～ 米厚塊段的儲(chǔ)量損失約 萬噸，則設(shè)計(jì)儲(chǔ)量為 萬噸，扣除各種煤柱及開采損失，則可采儲(chǔ)量應(yīng)為 。 （ 2）、井田工業(yè)儲(chǔ)量 井田各煤層容重： 煤層名稱 2 4 6 11 13 15 16 容重（ t/m179。總地質(zhì)儲(chǔ)量 萬噸。 西南：以 F10斷層與協(xié)莊礦井為界。 井田煤質(zhì)山西組為低硫氣煤，太原組為高硫肥煤，上部 6 層煤為氣煤； 11層煤為氣、肥煤； 1 15 層煤為肥煤。 /時(shí)。－ 400水平正常涌水量為 ～ 498 米179。煤系上部由厚達(dá) 117～ 958 米紅色粘土質(zhì)粉砂巖、紅色砂巖及礫巖覆蓋，因而地面水補(bǔ)給條件不良；煤系本身所含一灰及四灰含水性微弱；本溪群徐灰、草灰雖然具有一定的含水性，但埋藏較深，地下水 排泄流通不暢，基本是一個(gè)裂隙巖溶凈水區(qū)域。全井田共有主要斷層 16 條（均為高角度正斷層），其中落差大于100米的 3條；落差大于 50米的 8條；小于 50米的 5條。 井田地質(zhì)資料 翟鎮(zhèn)井田含煤地層屬石炭二迭系，煤系地層平均總厚約 260m，井田內(nèi)地層特征由上而下分別為第四系、第三系、下二迭系下石盒子組、下二迭系山西組、上石炭系太原群、中石炭系本溪群、奧陶系。井田煤層有煤塵爆炸危險(xiǎn)和自燃發(fā)火傾向。 （ 4）、其它 地震烈度：根據(jù)地質(zhì)資料，地震烈度為 7 級(jí)。 井田內(nèi)無巨大水源，河流分布，中間分布有太古片麻巖及第三系地層形成的中型沖溝，沖溝寬為 30m～ 50m，向南匯入小汶河，為季節(jié)性河流。礦區(qū)有 一條鐵路線――磁萊鐵路，磁萊鐵路西通磁窯與津浦線銜接，交通便利 附圖1 1 ：交通位置示意圖良莊光明水庫(kù)王家寨小港泉溝楊村協(xié)莊新汶新泰翟鎮(zhèn)谷里磁窯蓮花山斷層蓮花山斷層蓮花山斷層新泰二級(jí)公路泰安泰山斷層山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 5 （ 2）、翟鎮(zhèn)井田的地形及水文情況 翟鎮(zhèn)井田對(duì)應(yīng)地面地形為山東較為普遍的丘陵。面對(duì) 21世紀(jì)我國(guó)能源面臨 的巨大挑戰(zhàn)，煤炭科技工作者承擔(dān)者重大的歷史使命，只有依靠科技進(jìn)步，才能進(jìn)一步加快我國(guó)煤礦現(xiàn)代化的步伐。排水設(shè)備對(duì)礦井正常生產(chǎn)起著重要作用，因此必須保證它可靠運(yùn)行。 采礦過程中，隨時(shí)有礦水涌入礦井。通風(fēng)機(jī)設(shè)備必須晝夜不停地連續(xù)運(yùn)行，要求它能十分可靠地工作。這項(xiàng)任務(wù)是由稱之為“礦井肺臟 ”的通風(fēng)機(jī)設(shè)備完成的。我國(guó)《煤礦安全規(guī)程》對(duì)井下空氣的成分（包括各種有害氣體的濃度）、溫度、風(fēng)速和按人員計(jì)算的風(fēng)量都做了嚴(yán)格的規(guī)定。為實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離無轉(zhuǎn)載連續(xù)運(yùn)輸，在發(fā)展長(zhǎng)運(yùn)輸線的同時(shí)，單機(jī)長(zhǎng)度也在不斷提高。運(yùn)行。 我國(guó)緩傾斜煤層工作面較多，刮板輸送機(jī)應(yīng)用極廣，種類很多，達(dá) 30余種。因此，合理選擇與維護(hù)、使用這些設(shè)備，使之安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、高效地運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)保證礦井安全高效地生產(chǎn)，對(duì)提高煤炭 企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，都具有重要的現(xiàn)實(shí)意義?？梢哉f，礦井運(yùn)送與提升是礦井生產(chǎn)的“動(dòng)脈”與“咽喉”，其設(shè)備在工作中一旦發(fā)生故障，將直接影響生產(chǎn)，甚至造成人身傷亡。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 2 礦山運(yùn)輸與提升是煤炭生產(chǎn)過程中必不可少的重要生產(chǎn)環(huán)節(jié)。今后的發(fā)展方向除進(jìn)行采煤方法、采煤工藝的研究與創(chuàng)