【正文】 裂帶深入紅層突發(fā)涌水，最大涌水量為 418m3/h。西風(fēng)井井筒揭露時最大涌水量為 54m3/h。西風(fēng)井井筒檢查孔抽水試驗，單位涌水量為 ～ 178。因采煤后，裂隙帶高度遠(yuǎn)達(dá)不到第四系底界，故第四系水對開采基本無威脅。m 。上組砂層、砂礫層含水豐富，補給條件良好，為孔隙 承壓含水層。 水文地質(zhì) 特征 含水層特征 ： 25 含水層自上而下為第四系上組砂層、砂礫層，侏羅系紅層，二迭系山西組3層煤頂、底板砂巖，石炭系太原組三灰、十 下 灰?guī)r，本溪群十 四灰，奧陶系石灰?guī)r。各煤層都有自然發(fā)火傾向。 可采煤層煤質(zhì)特征 見表 1— 3 表 1— 3 可采煤層煤質(zhì)特征表 煤層 灰分 煤灰熔融性 揮發(fā)分 硫分 磷分 發(fā)熱量 3 上 低灰 高熔性 高揮發(fā)分 特低硫 低磷 中高發(fā)熱量 3 低灰 高熔性 高揮發(fā)分 特低硫 低磷 中高發(fā)熱量 3 下 低灰 高熔性 高揮發(fā)分 特低硫 特低磷 中高發(fā)熱量 6 低灰 高熔性 高揮發(fā)分 富硫 特低磷 高發(fā)熱量 瓦斯、煤塵及煤的自燃 根據(jù)礦井瓦斯鑒定結(jié)果， 東灘煤礦屬于低 瓦斯 礦井 。W NE 70 0～ 18 基本控制 24 質(zhì)、瓦斯、煤塵 煤 質(zhì) 本區(qū)煤質(zhì)穩(wěn)定，各煤層均為中等變質(zhì)程度的氣煤。W～ EW N 70 0～ 25 控制清楚 14 EF14 正 N12176。W NE 70 0～ 13 基本控制 12 EFl2 正 N60176。W NE 70 0～ 10 控制清楚 10 EF10 正 N25176。W NE 70 0～ 17 控制清楚 8 EF8 正 N10176。E～ SN E 70 0～ 20 控制清楚 6 EF6 正 N50176。W E 70 O～ 20 基本控制 3 EF3 正 N15176。W SW 70 0～ 15 控制清楚 2 EF2 正 N15176。 采區(qū)內(nèi)斷層 特征 見表 1— 2 表 1－ 2 一采區(qū) 斷層 特征 表 序號 斷層名稱 性 質(zhì) 走 向 傾 向 傾角 (176。 斷 層： 采區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育。 ～ 80176。 C7背斜： 軸長 7000m，幅度 50m，褶皺指數(shù)為 ，位于采區(qū)的西南部，本采區(qū)內(nèi)軸向為近東西向，區(qū)內(nèi)延展長度約 1500m，兩 翼煤層傾角較大，對采區(qū)回采影響較大。 ～ 80176。 ，西北部傾角較平緩，東南部傾角較大。 ，局部可達(dá) 20176。地層傾角一般為 2176。 可采煤層特征見表 1— 1。 6 煤： 位于太原組上部，煤厚 ～ ，平均 ，結(jié)構(gòu)簡單，可采指數(shù)為 1，變異系數(shù)為 ％，屬穩(wěn)定薄煤層。 直接頂板以粉砂巖為主，老頂為中細(xì) 砂巖，厚層狀，硅質(zhì)膠結(jié)，屬最堅固至堅固巖石，抗壓強度為 900～ 1300kg／ cm2。 3 上 煤層位穩(wěn)定， 3 下 煤層位不穩(wěn)定，局部分叉為 3下 3 下 2煤。 3 煤： 位于山西組下部，下距 6煤 ～ ，平均 ，煤厚 ～，平均 ，煤層厚度變化較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，含兩層夾矸，一層距底板之上 ～ ，為厚 ～ 的粉砂質(zhì)泥巖夾矸，當(dāng)厚度大于 時，3煤分叉為 3 上 、 3 下 煤。大致呈“梯形”，南北長 ～ ，平均 ，東西寬 ～ ，平均 ，面積為 。地面相對應(yīng)的村莊有：后屯莊、東程家莊、西程家莊及大中疃莊 ，對開采有較大影響，無其他重大建筑物。 主水泵房主變電所外水倉候罐室調(diào)度室主井內(nèi)水倉儲煤儲煤儲煤東翼人車場北翼人車場變電所水處理車間東翼軌道大巷東翼皮帶巷北翼皮帶巷北翼軌道巷西翼皮帶巷西翼軌道巷西翼人車場副井 21 第 四 章 采區(qū)設(shè)計 采區(qū)地質(zhì)特征 采區(qū)概況 東翼首采區(qū)為一采區(qū) ， 位于東灘井田的東北部，地處鄒城市、兗州市、曲阜市交界處?？扇菁{炸藥 1800kg，雷管 萬發(fā)。 20 井筒及井筒車場 車 場 在軌道大巷內(nèi)，每隔 400～ 500m 設(shè)一 個 大巷式 車場 ，以 便于 電機車的運行或車輛的存放； 在井底車場和采區(qū)車場附近設(shè)人 行 車場 ，用電機車牽引平巷人行車的方式運送人員 。 需掘東翼回風(fēng)大巷 5000m 。 三、七、九采區(qū)開采時沒有邊界安全出口。 東翼不建東風(fēng)井，不用再增添主要扇風(fēng)機及配套設(shè)施，投資 較少。 軌道運輸大巷、膠帶運輸大巷穿層布置，巖巷易于維護，便于利用現(xiàn)有的電機車進行輔助運輸，有利于確保大型膠帶運輸機的安全運行。 在北宮村南側(cè)建設(shè)東風(fēng)井，在開采三采區(qū)和七、九采區(qū)時礦井可實現(xiàn)分區(qū)通風(fēng)；解決了東翼邊界的安全出口問題。 東風(fēng)井 建設(shè)東風(fēng)井 不建設(shè)東風(fēng)井 優(yōu) 點 軌道運輸大巷、膠帶運輸大巷穿層布置，巖巷易于維護，便于利用現(xiàn)有的電機車進行輔助運輸，有利于確保大型膠帶運輸機的安全運行。 東翼 660m水平大巷穿過京滬鐵路煤柱后，平行于一號井東斷層布置。 在京滬鐵 路煤柱內(nèi)沿 3 煤布置回風(fēng)上山和總回風(fēng)巷，與北風(fēng)井相連。 經(jīng)過以上分析，確定 方案一為主導(dǎo)方案。 19 方案一 在北宮村南側(cè)建設(shè) 東 風(fēng)井， 在開采 三 采區(qū) 和七、九采區(qū) 時礦井可實現(xiàn)分區(qū)通風(fēng)；比方案二少掘 5000m 巖巷，東翼邊界 的安全出口問題 得到解決。 方案二中沒有設(shè)計東風(fēng)井，在 三采區(qū)和七、九采區(qū)開采時， 通過東翼 回風(fēng)大巷，利用北風(fēng)井回風(fēng)，不用再開掘風(fēng)井、增添主要扇風(fēng)機及配套設(shè)施； 經(jīng)計算， 現(xiàn)有主要扇風(fēng)機的 通風(fēng)量和負(fù)壓 能滿足要求。 方案比較如下： 以上 方案的共同點是東翼大巷穿過京滬鐵路煤柱后，均平行于一號井東斷層布置。 東翼不建設(shè)東風(fēng)井，投資較少。 特點： 軌道運輸大巷、膠帶運輸大巷穿層布置，巖巷易于維護，便于利用現(xiàn)有的電機車進行輔助運輸，有利于確保大型膠帶運輸機的安全運行。 在京滬鐵路煤柱內(nèi)沿 3 煤布置回風(fēng)上山 和 總回風(fēng)巷 ， 與北風(fēng)井相連，作為東翼總回風(fēng)巷。 E； 東翼大巷穿過京滬鐵路煤柱后，平行于一號井東斷層布置，并延伸到三采區(qū)。 可在東風(fēng)井工業(yè)廣場建立注漿站，解決 三采區(qū) 防火注 漿問題； 東翼開拓方案一平面布置見圖 31。 回風(fēng)上山和總回風(fēng)巷布置在 鐵路煤柱內(nèi)，為全煤巷 道，有足夠的護巷煤柱，受采動 壓力影響 小， 便于與采區(qū) 內(nèi)巷道的聯(lián)絡(luò)。 在北宮村南側(cè)建設(shè) 東風(fēng)井； 沿中宮村斷層布置 一條全煤巷道，與東風(fēng)井相聯(lián)，負(fù)責(zé) 三采區(qū)、七采區(qū)和九采區(qū) 的回風(fēng)。兩大巷之 間保持不小于 20m 的巖柱，為便于膠帶運輸機的檢修，每隔 500m 布置一個聯(lián)絡(luò)巷。 方案一： 東翼大巷 采用 水平石門穿層布置， 膠帶運輸大巷比軌道運輸大巷高 5m，方位為 N19176。 東翼采區(qū)接續(xù)順序為：一采區(qū)→三采區(qū)→五采區(qū)→七采區(qū)→ 九 采區(qū) 開拓方案選擇 由于東翼三采區(qū)和下山采區(qū)勘探程度偏低，特別是下山采區(qū)，不僅煤層傾角大，且儲量均為暫不能利用儲量，故東翼開拓的重點應(yīng)在一采區(qū)，其次是三采區(qū)。 采區(qū)參數(shù)見表 3— 1 表 3— 1 東翼采區(qū)參數(shù)特征表 序號 采區(qū)名稱 面積（ km2） 可采儲量（萬噸） 生產(chǎn)能力（ Mt/a） 服務(wù)年限（ a） 備 注 1 一采區(qū) 儲量備用系數(shù)取 2 三采區(qū) 儲量備用系數(shù)取 3 五采區(qū) 表外儲量 4 七采區(qū) 表外儲量 5 九 采區(qū) 表外儲量 17 東翼投產(chǎn)后，礦井北、東兩翼 各有一個采區(qū)生產(chǎn)。一號井東斷層以西的地質(zhì)塊段劃分為一、三兩個采區(qū)，兩采區(qū)以 EF13 斷層作為自然邊界。為適應(yīng)這種變化，在規(guī)劃采區(qū)時就必須加大采區(qū)的走向和傾斜長度，增加采區(qū)儲量，盡可能地以較大的地質(zhì)構(gòu)造作為采區(qū)邊界。 ＝ (年 ) 16 第三章 礦井 開拓 開拓方案 東翼區(qū)域走向 長 度 約 6km， 傾斜 寬約 4km，一號井東斷層從中部穿過，將東翼區(qū)域分為上下兩部分；礦井 上組煤采用單一水平開采，水平標(biāo)高為 660m，根據(jù)礦井已有開拓系統(tǒng)的實際情況，設(shè)計沿一號井東斷層布置 一組水平石門，采用上下山開采。備用系數(shù) =247。 服務(wù)年限 按儲量備用系數(shù) 考慮，東翼 3 上 、 3 下 層煤的服務(wù)年限為： T = 可采儲量247。故東翼在 3層煤 (含 3 上 、 3 下 層煤 )開采期間， 設(shè)計 生產(chǎn)能力確定為 。但從生產(chǎn)的靈活性 和礦區(qū)內(nèi)各煤層的合理配采以及礦井的穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)方面 考慮，東灘煤礦保持兩翼生產(chǎn)的格局比較合理。 15 2..2 生產(chǎn)能力和服務(wù)年限 礦井工作制度 設(shè)計年工作日為 350 天，“四、六”制作業(yè)，三班生產(chǎn)，一班檢修。 設(shè)計儲量： 礦井東翼工業(yè)儲量為 萬 t，扣除永久煤柱 萬t，故東翼設(shè)計儲量為 萬 t。其中嶧山及滋陽斷層一側(cè)留 100m煤柱 ； 一號井東斷層兩側(cè)各留 50m 煤柱；北宮村斷層、宣村斷層兩側(cè)各留 80m煤柱；落差在 20～ 30m 范圍內(nèi)的斷層兩側(cè)各留 30m 煤柱；落差在 10～ 20m 范圍內(nèi)的斷層兩側(cè)各留 20m 煤柱；小廠斷層及人為井田邊界一側(cè)留 25m 煤柱。礦井東翼地質(zhì)儲量 萬 t，其中能利用儲量 萬 t，暫不能利用儲量 萬 t。 地質(zhì)儲量 礦井地質(zhì)儲量包括能利 用儲量和暫不能利用儲量兩部分。故在今后還需及時利用巷探、鉆探、物探等綜合手段進行大量補充地質(zhì)工作，以滿足礦井生產(chǎn)的需要。經(jīng)過鉆探和物探，基本查清了地震勘探范圍內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造形態(tài)和特征，煤層煤質(zhì)特征基本清楚。由于 6 層煤位于 3 層煤以下 ～，平均 ，故 3 層煤的開采不會對 6層煤造成破壞，為此設(shè)計未考慮 6層煤的開采問題，待 3層煤開采結(jié)束后，可利用 3 層煤巷道開采 6層煤。 13 需要說明的問題 （ 1）關(guān)于東翼儲量 在《兗礦（集團）公司東灘煤礦鐵路東采區(qū)補充地質(zhì)報告》中，將一號井東斷層以東， 12— 13— 215 號鉆孔連線交于北宮村斷層以東塊段劃為暫不能利用儲量，按有關(guān)規(guī)定，目前不具備設(shè)計條件，為兼顧下山采區(qū)，設(shè)計暫根據(jù)目前的地質(zhì)資料進行宏觀規(guī)劃。 （ 4）為建 設(shè)具有國際先進水平的高產(chǎn)高效礦井，工作面裝備了先進的大功率電牽引采煤機、大運量刮板輸送機及高強度的綜采放頂煤液壓支架。 （ 2）設(shè)計中各系統(tǒng)能力均留有較大的富裕系統(tǒng)，為礦井今后增產(chǎn)創(chuàng)造有利條件。 本設(shè)計的主要依據(jù) （ 1）東灘煤礦 1995 年 4 月編制的《東灘煤礦東翼采區(qū)地質(zhì)報告》； （ 2）山東省煤田地質(zhì)局第二勘探隊 1998 年編制的《兗礦（集團）公司東灘煤礦鐵路東采區(qū)補充地質(zhì)報告》； （ 3）東灘煤礦 20xx 年 5 月編制的《東灘煤礦礦井地質(zhì)報告》； （ 4）《煤礦工業(yè)設(shè)計規(guī)范》； （ 5）《煤礦安全規(guī)程》 20xx 年版。 隨著煤炭行業(yè)高產(chǎn)高效現(xiàn)代化礦井的建設(shè)， 礦井產(chǎn)量迅猛增高， 20xx 年全礦原煤 年 產(chǎn)量突破 。 井筒名稱 縱座標(biāo) X 橫座標(biāo) Y 標(biāo)高 Z 直徑 (m) 深度 (m) 主 井 + 7 副 井 + 8 西風(fēng)井 + 6 北風(fēng)井 + 6 12 開 拓 東翼 區(qū)域 的必要性 東灘 煤 礦于 1979年 12 月 1日破土動工， 1989 年 12月 23日正式移交生產(chǎn)，礦井設(shè)計能力為 。投產(chǎn)后，隨著煤炭行業(yè)高產(chǎn)高效現(xiàn)代化礦井建設(shè)的發(fā)展需要，將上述四個采區(qū)合并為兩個采區(qū)，北翼為十四采區(qū)，西翼為四采區(qū)。 表 1— 5 主、副、風(fēng)井一覽表 660 水平井底車場采用環(huán)形車場，利用石門布置空重車線及通過線。第一水平標(biāo)高為 660m，開采上組煤；第二水平標(biāo)高為 745m，開采下組煤。 各井筒位置見 表 1— 5 。 6塔式磨擦輪提升機，主電機功率 1700kW。 4 繩塔式磨擦輪提升機，電機功率 2935kW。 井田開拓方式 礦井采用一對立井、兩個水平、石門貫穿的開拓方式；通風(fēng)方式為副井進風(fēng)、北風(fēng)井和西風(fēng)井回風(fēng)的對角抽出式。各煤層都有自然發(fā)火傾向。 瓦斯、煤塵及煤的自燃 根據(jù)礦井瓦斯鑒定結(jié)果， 東灘煤礦屬于低 瓦斯 礦井 。 (3)鐵路東采區(qū)補充地質(zhì)說明書中，根據(jù)東翼與北、西翼水文地質(zhì)條件相似的特點，類比東翼開采時礦井正常涌水量為 250m3/h，最大涌水量為 427m3/h。 3） 東翼開采時礦井涌水量的確定 ： 東翼開采時礦井涌水量確定有以下幾組參考數(shù)據(jù)： (1)礦井基建時期最大涌水量為 ，以后呈逐年遞減趨 勢并基本穩(wěn)定在 160～ 180m3/h。 另外，太原組十 下 灰，本溪群十四灰及奧陶系灰?guī)r，在開采上組煤時不會揭露。但多處揭露無水。 在東 49 號孔抽水試驗時，單位涌水量為 178。因受北、西翼開采的影響，目前該層水正處于被疏干的過程。 3 層煤頂、底板砂巖： 屬孔隙裂隙承壓含