【正文】 砂巖裂隙承壓含水層：以粉砂巖為主，泥硅質(zhì)膠結(jié)，裂隙較發(fā)育，含水性弱。⑷12～14煤層頂板砂巖裂隙承壓含水層：以中、粉砂巖為主，巖性致密堅(jiān)硬，裂隙較發(fā)育，含水性不均勻。12煤層底板砂巖含少量裂隙水，在裂隙發(fā)育或破碎帶較常見出水，涌水量變化較大。⑶7～12煤層底板砂巖裂隙承壓含水層：以中、粗砂巖為主，巖性致密堅(jiān)硬，裂隙較發(fā)育，含水性不均勻，一般含水性較弱，但滲透性較好。⑵5～7煤層頂板砂巖裂隙承壓含水層：以中、粉砂巖為主，裂隙發(fā)育，屬含水性中等或含水性較強(qiáng)的含水層。表124 煤質(zhì)情況表煤層Wf（％）Ag（％）Vr（％）粘結(jié)性Sqg（％）Qrdt（卡 /克）Y（mm）煤質(zhì)牌號(hào)778230肥煤978453肥煤12178522肥煤1227828938肥煤六、水文地質(zhì)㈠水文地質(zhì)特征⒈主要含水層⑴5煤層頂板砂巖裂隙承壓含水層：以中、粉砂巖為主，夾粗砂巖，堅(jiān)硬，裂隙發(fā)育。㈤12煤層合區(qū)為簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)煤層，～，該煤層為穩(wěn)定煤層。直接頂：深灰色細(xì)砂巖，泥質(zhì)膠結(jié)，含黃鐵礦。老頂：灰色中砂巖，硅質(zhì)膠結(jié)，厚層狀，含云母及黃鐵礦。厚度0～。直接頂：黑色腐泥質(zhì)粘土巖，貝殼狀斷口，質(zhì)均一，性脆，受力易碎。㈢121煤層為簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)煤層，～，為較穩(wěn)定煤層。（局部缺失）。老頂：灰白色中、粗砂巖，分選差，高嶺石膠結(jié)，厚層狀，含礫。直接底：褐灰色粉砂巖，泥質(zhì)，平坦斷口，含褐色植物根化石。老頂：灰色中砂巖，硅質(zhì)膠結(jié)，含云母。煤層特征詳見表122，各可采煤層間距詳見表123。但受到底板高壓奧灰水的威脅，其地質(zhì)儲(chǔ)量也已作為防水煤柱轉(zhuǎn)到表外。11煤層厚度較薄，接近最低可采厚度，僅局部可采，且難以選擇合適的采煤方法，其地質(zhì)儲(chǔ)量已轉(zhuǎn)到表外?？刹擅合档貙訛?煤層頂板至12煤層底板，厚度為90～140m，平均113m。1972年3月礦井9132工作面奧灰突水就是發(fā)生在位于12煤層底板中的東Ⅲ斷層帶上。在以上這些大中型斷層中，又以東Ⅲ斷層影響最大，該斷層往往表現(xiàn)為5～7個(gè)平行小斷層構(gòu)成的斷層組，破壞和影響帶達(dá)百米以上，斷層附近煤巖層破碎、松動(dòng)，容易抽冒，對(duì)采掘及開拓施工影響較大。從上巷實(shí)際揭露資料看，這些斷層使各可采煤層受到嚴(yán)重切割，并導(dǎo)致在斷層兩側(cè)發(fā)育一定寬度的構(gòu)造影響帶和薄煤帶，同時(shí)造成煤巖層產(chǎn)狀發(fā)生較大變化?！?0176?！?05176?！?0176?！?55176?！?0176。12十三東1石門、98300983009830098300983005孔西Ⅱ斷層壓扭性正斷層330176?！?00176。∠47176。15～30十三西鉆孔 東Ⅶ斷層張扭性正斷層180176?！?5176。表121 十四水平延深區(qū)域主要斷層情況表斷層名稱斷層性質(zhì)斷層產(chǎn)狀落差（m）本區(qū)域?qū)嵰娍刂魄闆r東Ⅲ斷層張扭性正斷層180176。但從上巷實(shí)見資料分析，斷層產(chǎn)狀、發(fā)展規(guī)模比較穩(wěn)定，展布規(guī)律明顯，不影響十四水平的延深設(shè)計(jì)和總體布置。地質(zhì)構(gòu)造較復(fù)雜，發(fā)育西Ⅱ斷層、西III斷層和F2斷層三條大中型斷層，造成煤層局部重復(fù)。傾角45176。夾角），呈羽狀排列，使可采煤層受到嚴(yán)重切割；③西翼急傾斜區(qū)，煤層走向110176。），呈迭瓦狀；在平面上，這些斷層的走向與煤層走向斜交（呈10176。在剖面上，這些斷層表現(xiàn)為與煤層同傾，但傾角比煤層傾角大（37176?！?5176。左右，在井口保護(hù)煤柱西側(cè)形成寬緩向斜。～180176?！?0176。整個(gè)水平煤巖層產(chǎn)狀變化很大，分為三個(gè)塊段，即①東翼傾斜區(qū)，煤層走向120176。二、地質(zhì)構(gòu)造㈠地質(zhì)構(gòu)造總體特征該礦井地質(zhì)構(gòu)造比較復(fù)雜，構(gòu)造形式以斷裂為主，其次為褶皺。其下伏地層和上覆地層分別為奧陶系石灰?guī)r和二疊系上統(tǒng)紫雜色碎屑巖及泥質(zhì)巖沉積。㈢地震簡(jiǎn)況自十五世紀(jì)有地震記載以來，唐山、灤縣一帶共發(fā)生有感地震100余次，震級(jí)大于4級(jí)的有10次，其中6級(jí)以上的有2次，極震烈度為10～11度，（1976年7月28日，唐山—豐南地震），根據(jù)國(guó)家地震局（78）震發(fā)科字第111號(hào)頒發(fā)的《中國(guó)地震烈度區(qū)劃圖》，屬于8烈度地震區(qū)。本區(qū)為丘陵山地，歷史上未遭受過洪水影響，參考臨近低洼地區(qū)情況，可視最高洪水位為+。夏季炎熱多雨，冬季寒冷多風(fēng)。井田范圍地面標(biāo)高在+67～+83m之間。圖111 趙各莊礦井田位置示意圖該礦井處于開平主向斜的東北邊緣,井田東翼淺部與原開灤唐家莊礦相鄰，深部與開灤林西礦為界，西翼與巍山以37號(hào)剖面線為界，深部技術(shù)邊界暫定為1200m，東西走向?yàn)?050m，,井口地面標(biāo)高為+。第一章 井田概況及地質(zhì)特征第一節(jié) 井田概況一、交通位置唐山開灤趙各莊礦業(yè)有限公司（以下簡(jiǎn)稱趙各莊礦）是由開灤（集團(tuán)）趙各莊礦業(yè)有限公司改制而來，由開灤（集團(tuán)）控股，業(yè)務(wù)上受開灤（集團(tuán)）有限責(zé)任公司煤業(yè)分公司領(lǐng)導(dǎo)?！庇捎谠摰V井為百年老礦，已不能找出原始的礦井初步設(shè)計(jì)，煤監(jiān)部門認(rèn)定該項(xiàng)目為“延深技術(shù)改造項(xiàng)目”?！啊秶?guó)家煤礦安全監(jiān)察局關(guān)于加強(qiáng)煤礦建設(shè)項(xiàng)目安全設(shè)施設(shè)計(jì)審查與竣工驗(yàn)收工作的通知》（煤安監(jiān)監(jiān)察[2007]44號(hào)）文”僅規(guī)定了“新建項(xiàng)目、擴(kuò)建項(xiàng)目、改建項(xiàng)目需上報(bào)安全設(shè)施設(shè)計(jì)，并須經(jīng)煤礦安監(jiān)部門審查設(shè)計(jì)與竣工驗(yàn)收”，當(dāng)時(shí)開灤集團(tuán)及趙各莊礦界定該項(xiàng)目為水平延深，屬于正常的水平接替，因此《趙各莊礦業(yè)公司延深工程初步設(shè)計(jì)安全專篇》未報(bào)煤監(jiān)部門審查，而只作為完善該礦井安全設(shè)施的要求?！卑创艘?，趙各莊礦對(duì)我公司提出了“趙各莊礦業(yè)公司延深工程初步設(shè)計(jì)安全專篇的設(shè)計(jì)委托”，據(jù)此，我公司于2008年5月完成了經(jīng)過開灤集團(tuán)審查后修改的最后一版《開灤（集團(tuán)）趙各莊礦業(yè)有限公司十四水平延深工程初步設(shè)計(jì)安全專篇》。唐山開灤趙各莊礦業(yè)有限公司十四水平延深技術(shù)改造初步設(shè)計(jì)說明書唐山開灤勘察設(shè)計(jì)有限公司編制二○一○年十月138 / 144唐山開灤趙各莊礦業(yè)有限公司十四水平延深技術(shù)改造初步設(shè)計(jì)說明書項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：竇國(guó)輝副總工程師：蔣昭利副 經(jīng) 理：趙純發(fā)總 工 程 師：趙純發(fā)經(jīng) 理：邊繼敏唐山開灤勘察設(shè)計(jì)有限公司編制二○一○年十月參加設(shè)計(jì)人員名單專業(yè)姓 名職務(wù)或職稱采礦韓六和采礦副總、高工竇國(guó)輝采礦室主任、高工仝永兵高級(jí)工程師耿永豐工程師機(jī)械張建軍機(jī)械室主任、高工李百營(yíng)高級(jí)工程師電氣蔣昭利副總工程師、高工趙國(guó)忠電氣室主任、高工夏小永工程師經(jīng)濟(jì)孫寶華經(jīng)濟(jì)室主任韓淑芬助理工程師高志軍工程師目 錄前 言 1第一章 井田概況及地質(zhì)特征 2第一節(jié) 井田概況 2第二節(jié) 地質(zhì)特征 4第二章 水平延深范圍及儲(chǔ)量 13第一節(jié) 水平延深范圍 13第二節(jié) 延深區(qū)域儲(chǔ)量 14第三章 礦井開拓及現(xiàn)有系統(tǒng)裝備 14第一節(jié) 礦井開拓方式 15第二節(jié) 礦井提升系統(tǒng) 15第三節(jié) 礦井排水系統(tǒng) 18第四節(jié) 礦井通風(fēng)系統(tǒng) 19第五節(jié) 礦井供電系統(tǒng) 20第六節(jié) 礦井井下壓風(fēng)系統(tǒng) 21第四章 延深水平開拓 22第一節(jié) 延深水平設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 22第二節(jié) 水平延深方案 23第三節(jié) 井巷工程量及建設(shè)工期 26第五章 采區(qū)準(zhǔn)備 30第一節(jié) 首采區(qū)位置的選擇 30第二節(jié) 首采區(qū)巷道布置及采煤方法 31第六章 礦井通風(fēng)與安全 35第一節(jié) 礦井通風(fēng) 35第二節(jié) 瓦斯抽放 61第三節(jié) 防塵灑水 63第四節(jié) 災(zāi)害預(yù)防 64第五節(jié) 安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 70第七章 防滅火灌漿系統(tǒng) 72第一節(jié) 自燃原因 72第二節(jié) 防止煤層自燃的預(yù)防性措施 73第三節(jié) 預(yù)防性灌漿 75第四節(jié) 灌漿參數(shù)計(jì)算及選擇 76第八章 主要機(jī)械設(shè)備 81第一節(jié) 軌道斜井提升設(shè)備選型 81第二節(jié) 主皮帶提升設(shè)備 89第三節(jié) 排水設(shè)備 101第四節(jié) 架空乘人裝置設(shè)計(jì) 112第五節(jié) 壓風(fēng)設(shè)備選型計(jì)算 117第九章 供電系統(tǒng) 120第一節(jié) 供電電源 120第二節(jié) 電力負(fù)荷 121第三節(jié) 井下供配電 126第四節(jié) 短路電流計(jì)算 128第五節(jié) 信號(hào) 129第六節(jié) 通訊 130第七節(jié) 安全監(jiān)測(cè) 131第十章 經(jīng)濟(jì) 133第一節(jié) 投資概算 133第二節(jié) 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 134第十一章 附圖、附件 135前 言為了保證礦井正常的水平接替及采掘銜接，原開灤（集團(tuán)）趙各莊礦業(yè)有限公司（現(xiàn)改制后更名為“唐山開灤趙各莊礦業(yè)有限公司”，下簡(jiǎn)稱趙各莊礦）于2006年11月曾委托我公司編制了《開灤（集團(tuán)）趙各莊礦業(yè)有限公司十四水平延深工程初步設(shè)計(jì)》，并于2007年8月10日由開灤(集團(tuán))有限責(zé)任公司煤業(yè)分公司審查通過了該設(shè)計(jì)。在此次設(shè)計(jì)審查的會(huì)議紀(jì)要中明確提出“為確保十四水平開發(fā)安全，由趙各莊礦業(yè)公司委托唐山開灤勘察設(shè)計(jì)有限公司編制《趙各莊礦業(yè)公司延深工程初步設(shè)計(jì)安全專篇》。隨后該礦井的十四水平延深工程開始施工，直到2010年9月初暫停。然而在2010年9月煤監(jiān)部門組織的安全大檢查中，煤監(jiān)部門依據(jù)“煤安監(jiān)監(jiān)察[2007]44號(hào)文”第二條界定項(xiàng)目類型中“改建項(xiàng)目……主要包括：……礦井延深水平開拓方式與原設(shè)計(jì)不一致的項(xiàng)目。根據(jù)煤監(jiān)部門的意見，同時(shí)結(jié)合現(xiàn)行的煤炭行業(yè)政策法規(guī)，受礦方委托，我公司重新編制了《唐山開灤趙各莊礦業(yè)有限公司十四水平延深技術(shù)改造初步設(shè)計(jì)》，進(jìn)而編制《唐山開灤趙各莊礦業(yè)有限公司十四水平延深技術(shù)改造安全設(shè)施設(shè)計(jì)》。井田位于開平向斜的東北邊緣，位于河北省唐山市古冶區(qū)，西距唐山市區(qū)約28km，京山鐵路古冶站以北4km,京沈高速公路在礦井附近，交通便利（詳見圖111）。二、自然地理㈠地形、地貌特征該區(qū)域地形一般北高南低，西高東低，北部為燕山山脈高山南麓形成的丘陵，南部因受開采影響，形成了低洼不平、大小不一的塌陷坑。㈡水文、氣象特征該區(qū)位于華北沖積平原的東北部，北依燕山，南臨渤海，受海洋性季風(fēng)氣候的控制，屬半大陸性氣候。年平均氣溫11～12℃，最高近40℃，最低至21℃，平均濕度63%。冰凍期限由每年12月份至第二年3月份，～。第二節(jié) 地質(zhì)特征一、地層該礦井煤系地層由石炭系中、上統(tǒng)及二疊系組成，煤系地層的起始與終止分別為G層鋁土巖和A層鋁土巖。煤系內(nèi)標(biāo)志層共有11層，自上而下依次為：G層鋁土巖、K2泥質(zhì)灰?guī)r、唐山石灰?guī)r（K3）、14煤層頂板石英中砂巖、趙各莊石灰?guī)r（位于13煤層頂板，城K6）、12煤層頂板腐泥質(zhì)粘土巖、11煤層頂板粉砂巖、9煤層頂板粗砂巖、7煤層頂板中砂巖、5煤層頂板粉砂巖及A層鋁土巖。十四水平地質(zhì)構(gòu)造總體特征仍沿襲上巷格局，并受礦井總體構(gòu)造格架的控制。左右，傾角25176。地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，無大中型地質(zhì)構(gòu)造，但各可采煤層原生沉積變化較大，且東邊界附近受開平向斜的影響；②井口及西翼緩傾斜～傾斜區(qū)，煤層走向120176。～100176。煤層傾角20176。地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，主要發(fā)育有東Ⅲ斷層、東Ⅶ斷層和東Ⅷ斷層等大中型斷層?！?0176?！?0176?！?0176。～70176。㈡斷層產(chǎn)狀及控制情況十四水平大中型斷層共有6條，詳見表121（十四水平延深區(qū)域主要斷層情況表）：這些斷層中東Ⅲ斷層、東Ⅷ斷層在十三水平有所控制，其余斷層在十三水平以下尚未得到控制。由于大中型斷層具體位置及對(duì)可采煤層的影響范圍、程度關(guān)系到采區(qū)的開采邊界，對(duì)采區(qū)地質(zhì)條件和生產(chǎn)有一定影響，所以有必要在今后的開拓和生產(chǎn)過程中加強(qiáng)勘探，增加對(duì)大中型斷層的控制?！?20176?！?0176?！?15176。10無控制，根據(jù)上巷推測(cè)東Ⅷ斷層張扭性正斷層170176?！?0176?！?50176。10～30無控制，根據(jù)上巷推測(cè)F2斷層壓扭性正斷層325176?！?5176。5～20無控制，根據(jù)上巷推測(cè)西Ⅲ斷層壓扭性正斷層170176?！?0176。10～60無控制，根據(jù)上巷推測(cè)㈢地質(zhì)構(gòu)造影響分析以上斷層均為礦井大中型斷層，落差較大，延展范圍較長(zhǎng)。在構(gòu)造影響帶內(nèi)，還發(fā)育次一級(jí)伴生小斷層，進(jìn)一步加劇了對(duì)煤層的切割和破壞，給開采帶來了一定困難，如東Ⅶ斷層、東Ⅷ斷層，上巷多未采至斷層。另外，東Ⅲ斷層由煤系地層一直切穿到奧灰，破壞了12煤層底板至奧灰間巖柱的完整性，縮小了巖柱厚度，增加了奧灰突水的危險(xiǎn)性。三、煤層十四水平煤系地層沉積穩(wěn)定，地質(zhì)層位齊全，總厚度為401～510m，平均460m，共含煤17層，編號(hào)自上而下依次為1～17（詳見地層綜合柱狀圖）。可采及局部可采煤層共6層，分別為112122煤層，其中121煤層為可采煤層。122煤層沉積不穩(wěn)定，厚度變化巨大，部分可采。12122煤層在東翼為分區(qū)沉積，在井口區(qū)域及西翼合區(qū)沉積為一層，即12煤層，全部可采。進(jìn)行區(qū)域劃分的采煤方法研究表122 煤層特征表煤 層厚度（m）最小～最大平均容重（t/m3）結(jié)構(gòu)Km值γ值穩(wěn)定性7～復(fù)雜%不穩(wěn)定9～復(fù)雜%較穩(wěn)定121～簡(jiǎn)單%較穩(wěn)定1220～復(fù)雜%極不穩(wěn)定12（合區(qū)）～簡(jiǎn)單%穩(wěn)定表123 可采煤層間距表區(qū)域煤層間距（m）最大～最小平均區(qū)域煤層間距（m）最大～最小平均東翼5～719～3428西翼5～726～45367