【正文】 村村下壓煤開采方案設(shè)計》，山東省煤炭工業(yè)局魯煤搬遷字[2010]40號予以批復(fù)，批準(zhǔn)董莊村下壓煤條帶開采3914工作面，開采設(shè)計方案為采70m，留120m，選取的參數(shù)為q=，b=，tanβ=，S1=，S0=18m，θ=85176。（三）3900條帶開采2007年，白莊煤礦委托山東科技大學(xué)編制了《肥城白莊煤礦有限公司3900采區(qū)31煤層張店村下壓煤開采方案設(shè)計》，山東省煤炭工業(yè)局魯煤規(guī)發(fā)字[2008]68號予以批復(fù)，批準(zhǔn)張店村下壓條帶開采3903903910工作面，采過的工作面對村莊影響較小，開采設(shè)計方案為采60m，留120m，選取的參數(shù)為q=，b=，tgβ=，k=，采出率為33％。求得的巖移參數(shù)為：q=，b=，tanβ=，S1=，S0=18m，θ=85176。3305條 ，實際采出率為50%，有效地保護了村莊民房，取得了較好的經(jīng)濟和社會效益。為監(jiān)測村莊民房破壞程度，在曹莊村設(shè)置25個建筑物觀測點，小唐莊設(shè)置54個觀測點，大部分觀測點設(shè)置在建筑物基礎(chǔ)上。在煤層上部1~~，均不可采，~，~。~。（二）白莊煤礦3305工作面條帶開采3305工作面地面地形平坦，地面標(biāo)高為+~+，分上下兩個工作面，長臂交替開采，采寬為27~，~23m。實測得到的最大下沉量為1106mm。左右的斜交觀測線，并在村莊內(nèi)的學(xué)校、民房墻角上選定了10個觀測點，以觀測地表下沉量及建筑物下沉損壞情況。~，采用傾斜長臂采煤法，全部垮落法管理頂板，工作面長為110~153m，平均為144m，開采時間為2000年10月至2001年3月。（一）李家寨村下煤層開采3602工作面位于李家寨村的東半部，白莊村以西，地面標(biāo)高為+~+，~，煤層傾角為0~9176。根據(jù)現(xiàn)有煤炭儲量情況，為了包括礦井生產(chǎn)能力和接續(xù)，白莊煤礦計劃開采澗北堤壩下31層壓煤。 本采區(qū)儲量計算及“三下”壓煤儲量計算結(jié)果塊段號斜面積(m2)煤厚（不含夾石）容重(t/m3)工業(yè)儲量(萬t)地損系數(shù)回采率(%)可采儲量(萬t)BCI79298580II25326080III7518980IV7885580合計1200289工業(yè)儲量村莊壓煤保護煤柱白莊煤柱（萬t)張店煤柱（萬t)澗北大壩煤柱（萬t)工業(yè)儲量147第二節(jié) 澗北堤壩下壓煤開采的必要性煤炭資源是不可再生的，進行“三下”壓煤開采，是在充分利用煤礦原有生產(chǎn)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進行的，既大力開發(fā)了煤炭資源，又延長了礦井壽命；既有較高的經(jīng)濟價值，又有十分顯著的社會效益，特別是在白莊煤礦生產(chǎn)接續(xù)出現(xiàn)困難條件下。經(jīng)過多年的開采，白莊煤礦可采儲量越來越少，生產(chǎn)接續(xù)逐漸發(fā)生困難。為了保護澗北水庫和大壩，白莊煤礦留設(shè)了保護煤柱。其中塊段劃分為：250m水平東翼皮帶大巷煤柱、416孔和63234孔連線、F24斷層煤柱、F03斷層煤柱間為I塊段；煤田邊界保護煤柱、416孔和63234孔連線、F24斷層煤柱、F03斷層煤柱間為II塊段；F24斷層煤柱為Ⅲ塊段；F03斷層煤柱為Ⅳ塊段。大壩內(nèi)已多年無水，即使雨季也處于無水狀態(tài)，已經(jīng)被當(dāng)?shù)卮迕癞?dāng)作耕地用于種植農(nóng)作物。 澗北水庫及大壩平面位置2012年4月10日，肥城礦業(yè)集團公司李彬主任、白莊煤礦馮總、袁明旺部長和山東科技大學(xué)郭金運教授一起現(xiàn)場考察了澗北水庫和大壩，并向周邊居民調(diào)查了澗北水庫情況。表層已開墾為耕地，大多種植經(jīng)濟林以及小麥、玉米等農(nóng)作物。該水庫溢洪道進水段開闊，高程為110m，土基，無進水障礙。進水段八字墻已斷裂，裂縫達10cm以上，洞口有雜物淤積現(xiàn)象，洞頂多年老化。放水洞在主壩西側(cè)，型式為無壓砌石拱涵洞，洞長60m。迎水坡為干砌石護坡，石塊小且不規(guī)則，縫隙大，存在多處位移、掏空、松動、塌陷現(xiàn)象。根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB500112001），該場區(qū)地基土屬中軟場地土，建筑場地類別屬Ⅱ類，處于建筑抗震一般地段。肥城地區(qū)抗震設(shè)防烈度為6度。放水洞位于水庫大壩的中間偏右，為壩內(nèi)式無壓砌石拱涵洞，洞長為60m。大壩上游坡為砌石護坡，坡比為1:，大壩下游坡均為草皮護坡，無排水溝。澗北水庫樞紐工程包括大壩、溢洪道、放水洞三大部分。澗北水庫庫區(qū)植被較好，水土流失較輕。壩址位于砂石山與青石山的交界處，土層厚度為8~10m，風(fēng)化土層厚度為1~。澗北水庫流域面積為11km2。2008年開始肥城市水利局進行了澗北堤壩除險加固工程設(shè)計和施工。2004年6月14日，發(fā)現(xiàn)大壩端至放水洞附近沿壩坡出現(xiàn)多處裂縫，縫寬為1~3cm，總長為246m。壩基底部有一層厚度1~2m的膠結(jié)礫石鏈。第三章 澗北堤壩下壓煤開采的必要性和可行性第一節(jié) 澗北堤壩概況及壓煤量一、澗北水庫澗北水庫于1965年10月動工興建，1966年6月完工。隨開采深度的增加，地壓明顯增大，臨近采空區(qū)地壓顯現(xiàn)明顯，軟巖層較堅硬巖層地壓顯現(xiàn)明顯，斷層及其交叉處、向斜的軸部地壓顯現(xiàn)均較顯著。三、地溫與地壓（一）地溫本井田恒溫帶為40m左右，地溫梯度為2℃/100m，井下工作區(qū)溫度為18～20℃，隨開采深度的增加，地溫也會上升。（三）煤的自然發(fā)火傾向經(jīng)其它礦井開采資料證實，3層煤多次發(fā)生過自燃發(fā)火，但是白莊煤礦至今還未發(fā)生過煤層自燃現(xiàn)象。（二）煤塵白莊礦井煤塵爆炸指數(shù)均在35～45%，火焰長為650～700m，止爆巖粉用量為75～80%。~，～。 31煤層頂?shù)装孱悇e巖石名稱厚度/m主要巖性特征（含水性）老頂中砂巖~灰白色，中粗石英砂巖，裂隙富水直接頂粉砂巖0~深灰，泥質(zhì)膠結(jié)，含煤線，不含水直接底粘土巖0~淺灰色，團塊狀結(jié)構(gòu)，植物化石多二、瓦斯、煤塵和煤的自燃（一）瓦斯～，～，屬低沼氣礦井。煤層底板一般為粘土巖，變化不大。區(qū)內(nèi)31煤頂板變化較大，采區(qū)大部分直接頂為粉砂巖，～，416孔、384孔附近粉砂巖消失，中砂巖直接覆蓋在煤層之上。煤層在采區(qū)中部最厚，向四周變薄?！?，為較穩(wěn)定的厚煤層。本區(qū)31煤層全部可采。采區(qū)最大涌水量為頂板砂巖裂隙水量（正常涌水量）及生產(chǎn)用水之和，因此最大涌水量為30＋30＝60m3/h。砂巖裂隙水量即正常涌水量30m3/h：據(jù)250m水平實際開采資料，31煤頂板中砂巖涌水量最大為20m3/h（3500巷探、3302工作面)，3300采區(qū)軌道、皮帶掘進時頂板砂巖水量為10m3/h。根據(jù)3302工作面、3500采區(qū)掘進資料表明，其富水性較弱，一般在頂板破碎處、裂隙發(fā)育處和斷層帶附近淋水較大，但短時間內(nèi)即可疏干，對掘進有一定的影響，初始水量最大約為30m3/h。據(jù)地質(zhì)報告資料及生產(chǎn)實際揭露資料分析，本采區(qū)主要的充水來源是31煤老頂中砂巖裂隙水和部分生產(chǎn)用水。采區(qū)東部982孔附近上覆寒武系和奧陶系灰?guī)r，賦存標(biāo)高為+35m，鉆孔施工時該層位漏水，距31煤層329m左右，對本采區(qū)的掘進和回采影響不大。主要含水層是第四系砂及砂礓層、石盒子砂巖、31煤層頂板砂巖。落差/mF24正401307070～160323鉆孔、3302工作面實見，西段控制程度較高，東段控制一般F243正561467015控制程度較低F03正34～56304～3266520~130250東大巷、東皮帶實見，控制程度較高F11正119209701000磁偶源勘探控制四、水文地質(zhì)本區(qū)位于F2F0F243斷層間形成的獨立水文塊段。傾向/176。采區(qū)受三條斷層F2F24F03影響較大，且斷層延展距離較長，對采區(qū)布局和工作面布置影響嚴(yán)重，三條落差較大的斷層其附生斷層也較多，采區(qū)內(nèi)尚有隱伏的斷層，它們的存在也對采區(qū)工作面布置產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。E，傾角為3~11176。平均為5176。~357176。煤巖層走向整體約在87~110176。西部煤巖層呈單斜構(gòu)造，中部為一褶皺構(gòu)造，東部為向斜構(gòu)造，向斜軸走向約為109176。經(jīng)生產(chǎn)驗證，該穹窿構(gòu)造受F2F20和F15等斷層控制，其附近小斷層特別發(fā)育，對生產(chǎn)有一定的影響（）。對劃分采區(qū)影響不大。該向斜經(jīng)3800、3100和3500采區(qū)實際揭露，并有6674731666611等鉆孔控制，對采區(qū)正常劃分有一定的影響。向斜北翼地層傾角較大，為14~43176。井田北部有一不對稱向斜構(gòu)造，軸向NE~SW，平行邊界F12斷層，南翼緩北陡，被F24和F03等多條斷層切割。褶皺軸向NEE，與NE向斷裂近于平行或呈小角度相交，被NNE向斷層切割。造成垂向上構(gòu)造分層性的原因除了煤層厚度、埋藏深度以及圍巖（尤其是頂?shù)装澹r性等構(gòu)造環(huán)境存在差異之外，煤系中發(fā)育的滑動構(gòu)造是重要原因之一。生產(chǎn)揭露表明，井田內(nèi)同一構(gòu)造塊段在不同深度上構(gòu)造發(fā)育情況有較大的差異。216。被控制的次級斷層與控制性斷層存在伴生或者派生的關(guān)系，常與控制性斷層平行或以小角度相交，其發(fā)育數(shù)量隨距離控制性斷層而遞減。 斷層的分級控制性明顯，其控制關(guān)系既表現(xiàn)在斷層的規(guī)模級別上，也表現(xiàn)在斷層的發(fā)育數(shù)量及展布方位上。 井田內(nèi)的大中型斷層，雖然多以正斷層形式出現(xiàn)，但具有多期活動的特點，并且活動方式有所變化，因此斷層的力學(xué)性質(zhì)特別復(fù)雜，張、壓、扭性均有，先張后扭的特征較為普遍，這與區(qū)域的構(gòu)造應(yīng)力場的幾經(jīng)更迭有關(guān)。全井田被規(guī)模較大的斷層分割成三個大的塊段，在F7與F24之間形成地壘，F(xiàn)24與F03之間形成地塹，F(xiàn)03與F21之間又形成地壘。落差為80~160m。216。落差為140~360m。216。落差25~70m。216。落差25~120m。216。在井田內(nèi)部延伸長度為3800m，有380、西補16等鉆孔穿過，井下3201工作面、3203運中、250m軌道石門、150m西大巷等多出實際揭露。 F03斷層：位于井田中東部，走向NE，傾向NW，傾角50~80176。該斷層為查明斷層。該斷層在井田內(nèi)延伸長度為3000m，有30西檢10等鉆孔穿過，井下230m水倉、3400軌道皮帶石門、3800采區(qū)等多處揭露，斷層帶寬30~40m，呈臺階式斷層組合形式，并經(jīng)四、六采區(qū)地面地震勘探控制。走向NE，傾向NW，傾角為70~80176。216。落差大于1000m。 F12斷層：為F1斷層的分支，井田東北部邊界。表現(xiàn)為北升南降的正斷層，斷層力學(xué)性質(zhì)復(fù)雜，上盤為煤系地層，下盤為寒武紀(jì)地層。落差大于1000m。 F11斷層：為F1斷層的分支，井田東北部邊界。另外，井田內(nèi)還發(fā)育少量近EW向的斷層。井田內(nèi)中新生代斷層十分發(fā)育，除極少數(shù)小型斷層之外，絕對多數(shù)為正斷層。并向北有變陡的趨勢。；向斜北翼地層傾角較大，一般為14~43176。向斜南翼地層傾角較緩，一般為0~18176。煤田鄰F1邊界斷層局部發(fā)育南緩北陡的走向向斜，另有少量褶皺，具有短軸、寬緩、傾伏的特點，多屬斷塊活動派生的牽引褶皺，煤田內(nèi)部構(gòu)造在平面上的發(fā)育程度，展布方向等具有明顯的差異性，可將煤田劃分成東、中、西三個構(gòu)造區(qū)，白莊井田即位于肥城煤田的西部構(gòu)造區(qū)。肥城煤田總體上呈一向北傾斜的單斜構(gòu)造，煤田的東部、西部和北部為斷裂所包圍。在斷塊凸起的山體上古生界遭受強烈剝蝕，在斷塊凹陷的盆地內(nèi)使石炭二疊紀(jì)煤系得以保存，并接收晚侏羅世以來的沉積。尤其是中新生代以來，在太平洋板塊俯沖的影響下，在魯西首先形成了NW、NEE向兩組斷裂，它們各自平行等距排列，彼此交切，將魯西切割成許多大小不等的菱形塊體。沂沭斷裂帶以西，齊河廣饒斷裂以南的廣大魯西地區(qū)，其基底為太古界泰山群變質(zhì)巖系，蓋層為下古生界寒武、奧陶系?！?，全區(qū)可對比，富含動物化石，位于太原群上部。結(jié)構(gòu)Kmr穩(wěn)定性31平均9簡單～復(fù)雜1穩(wěn)定最小～最大～3～11 31煤層煤質(zhì)物理特征煤層顏色光澤硬度容重煤巖類型31黑灰色玻璃1~2亮煤質(zhì)暗煤型工業(yè)指標(biāo)煤層MAVFCSPQY工業(yè)指標(biāo)3112QM本采區(qū)4煤局部可采，～，全區(qū)可對比，～，～。富含植物化石。山西組由煤層、粉砂巖、泥巖、粘土巖、互層及細、中粒砂巖組成，為過渡相沉積。2001年進行過北部電磁勘探，初步控制井田邊界F11斷層。該采區(qū)相鄰采區(qū)為3500和3900采區(qū)。該采區(qū)東至F03斷層，南至F03斷層與BF2斷層交匯區(qū)域，西至F24斷層與BF67斷層，北至煤田邊界煤柱。經(jīng)鉆孔揭露，3煤直接頂為中砂巖，老頂為粉砂巖或互層，直接底為粉砂巖或粘土巖，老底為粉砂巖或中砂巖。%。太原組共含煤13層。其中31煤為主要可采煤層，；32煤層、4煤為局部可采煤層，；%。主要含煤層地段為山西組和太原組。 太古界泰山群（Art）：為黑云母斜長石片麻巖、角閃巖、黑云母石英片石、綠泥片巖、偉晶巖等，主要分布于井田北部山區(qū)。主要分布于井田北部山區(qū)，主要產(chǎn)三葉蟲等化石。 寒武系：厚約600多米。產(chǎn)珠角石等化石。 奧陶系（O）：厚約800m，巖性為青~青灰色厚層狀灰?guī)r，間夾泥灰?guī)r，下部為白云質(zhì)灰?guī)r。石灰?guī)r中主要產(chǎn)腕足類、腹足類、海百合、珊瑚、長身貝和蜓科等化石。巖性以灰~灰黑色粉砂巖為主，淺灰~深灰色泥巖、灰~灰綠色中、細粉砂巖、粉砂巖與細砂巖互層等相間出現(xiàn)，含石灰?guī)r5層，其中一、二、四灰為標(biāo)志層。216。其中31煤為主要可采煤層，32煤、4煤為局部可采煤層。上部以粉砂巖、泥巖為主，砂巖較少；中部和下部以砂巖為主。山西組（PIS）厚約103~135m，平均為123m。巖性主要為灰~灰白色中、細砂巖、粉砂巖以及泥巖等，不含煤。巖性主要為淺黃色、灰白色中粒砂巖與雜色泥質(zhì)巖互層，底部為紫色、青灰色的鋁土巖（B層）。 二迭系（P）：井田F24斷層以西，F(xiàn)3斷層以南區(qū)域被剝蝕。厚度約28~120m，一般為35~65m，呈南薄北厚趨勢。其地層