【正文】 洪水位＋30m，這是建礦以來沙河的最高洪水位。地面徑流不發(fā)育，降水大部分滲入地下補給潛水，只有大雨或暴雨才形成地表徑流，流入附近的塌陷坑、沙河、幸福河或低洼地帶。左右，近露頭處變陡，為10176。左右，近露頭處變陡，為10176。左右，近露頭處變陡，為10176。左右，近露頭處變陡，為10176。 表1－3煤組煤層一般厚度（m）煤層結(jié)構(gòu)頂?shù)装鍘r性穩(wěn)定性可采程度傾角（176。厚度變化0－，－，在1線－2線300m水平以上有增厚之勢（－），結(jié)構(gòu)簡單。該煤層下距三1煤層7m左右，距K4標志層34m左右，上距三3煤層8m左右。有個別地段相變?yōu)樯百|(zhì)夾薄層泥巖，但其條帶狀層理仍然顯而易見。井田構(gòu)造簡單，煤層間距及厚度穩(wěn)定，標志層明顯。余者偶見可采點，多屬不可采煤層。共劃六個煤組：一煤組位于太原群，含煤多達10層，一般5－7層；二煤組位于山西組中部，含煤最多4層，一般2層；三煤組位于下石盒子組，最多7層，一般2－5層；四煤組位于上石盒子組下部，含煤最多3層，一般2層；五、六煤組均位于上石盒子組中部，五煤組含煤最多3層，六煤組含煤1層。其中可采煤層為山西組二2煤、下石盒子組的三三三5煤，共計四層。東南翼斷層的發(fā)育程度相對西北翼較低，且斷層常分布在軸部附近，方向常斜交地層走向或平行褶曲的軸向，正斷層為主，逆斷層較少，落差一般小于30米。東南翼巖層傾角相對平緩，向斜邊緣出現(xiàn)兩組短軸邊幕狀褶皺，軸向與開平向斜軸直交或斜交，并沿傾伏方向逐漸消失。北部受青龍山背斜等北西－南東向構(gòu)造的影響，自古冶至唐家莊逐漸變?yōu)闁|西向，形成一弧形構(gòu)造。開平向斜是一賦煤向斜構(gòu)造，煤系地層為石炭二迭系。─────KKKG奧陶系中統(tǒng)馬家溝組400177。─────4A大苗莊組煤5頂板頂界面至煤11頂板腐－泥巖頂面─────5577煤6頂板石炭系上統(tǒng)趙各莊組煤11頂板腐－泥巖頂面至K6石灰?guī)r頂界面─────1121212下KK7開平組K6灰?guī)r頂界面至K3(唐山灰?guī)r)頂界面。表1－2地層劃分明細表地層層組起止層位地層厚度m所 含系統(tǒng)組煤層（編號）標志層第四系由地表至基巖頂面─────二迭系上統(tǒng)洼里組下界為紅色砂巖層底礫巖。呂家坨礦煤系地層屬于典型的華北區(qū)石炭二疊紀含煤巖系，其上界為唐家莊組A層鐵鋁質(zhì)粘土巖頂面，下界為唐山組G層鐵鋁質(zhì)粘土巖底面。呂范公路東坑，林西發(fā)電廠以粉煤灰造地還田；呂范公路以西至工業(yè)廣場之間的塌陷區(qū)域已成為古冶區(qū)國家級農(nóng)副漁業(yè)開發(fā)區(qū)；礦醫(yī)院南塌陷波及區(qū)采用抗變形技術(shù)，興建職工住宅樓23棟；井田西翼塌陷坑現(xiàn)作排矸場，為村莊搬遷準備場地。最大積水深度3m，積水量121萬m3。主要農(nóng)作物有小麥、玉米和水稻。沙河屬季節(jié)性河流，旱季有時斷流，雨季流量較大，最高洪水位+30m。表1—1 目前礦正使用中的供水孔有關(guān)參數(shù)一覽表供水孔名稱孔口坐標成井時間原始靜水位m單位涌水量l/取水層位井管直徑mm井管深度m井深m供水能力m3/hXYZ呂水07O2230100230呂水06O2325230更新1號O2377230備用2號O2377230呂觀01O224580鍋爐房井Q27350營運科井Q27350南小區(qū)5號Q27350磚廠1號Q27350礦區(qū)地表為第四紀沖積平原，地面標高介于+22～+31m之間。礦區(qū)位于華東大平原上的人口稠密區(qū)，勞動力資源比較豐富。二是南小區(qū)獨立供水系統(tǒng)，最大供水能力100m3/h，供小區(qū)內(nèi)居民生活用水。、電源、勞動力及建材來源我礦采用自備水源井供水，目前正在使用的供水井共有9眼，其中黑鴨子4眼，工業(yè)廣場3眼，南小區(qū)2眼。呂家坨莊礦附近地主要廠礦企業(yè)有：呂家坨礦北接林西礦，南、東分別與錢家營礦和范各莊礦相鄰。年平均降雨量630mm，最熱月份平均濕度79%。 m。古呂錢公路南接唐港公路，北通205國道，津唐、唐港、京沈高速公路正在修建；礦區(qū)鐵路專線呂古鐵路和呂陡鐵路與京山線接軌；水路運輸東有秦皇島港，西有天津新港，南有新近建成的京唐港；水、陸交通發(fā)達，煤炭外銷十分方便(見圖1－1) 井田內(nèi)地勢平坦，略向南傾斜，地形呈東北高西南低。4039。2439。2 / 112 礦區(qū)概況及井田地質(zhì)特征開灤礦務(wù)局呂家坨礦位于河北省唐山市古冶區(qū)境內(nèi)，西距唐山18km，北距古冶9km。地理坐標為東經(jīng)118176。北緯39176。礦區(qū)交通便利。沙河從采區(qū)地表流過,廠區(qū)排水溝均由廠房向四周道路降坡5‰，雨水溝多南北向，東西向水溝與礦井雨水溝相接。本區(qū)氣候?qū)儆诖箨懶詺夂?，℃，風(fēng)向多為東風(fēng)，冬季為偏北風(fēng)，年最大風(fēng)速20m/s，冰凍期由每年12月初至翌年3月初。按國家地震局地震地質(zhì)大隊提供資料，本區(qū)處于強烈地震活動地帶，地震基本烈度為8級。礦井所在地為第四紀沖積平原，地勢平坦，農(nóng)業(yè)比較發(fā)達，主要農(nóng)作物為：主要農(nóng)作物有小麥、玉米和水稻。各井參數(shù)見表1—1這些井形成兩套供水系統(tǒng)，一是黑鴨子至礦區(qū)的集中管路供水系統(tǒng)，包括黑鴨子及工業(yè)廣場的水井，最大供水能力1100m3/h，供礦生產(chǎn)和東工房、小樓生活區(qū)及黑鴨子、北安各莊、南安各莊、大安各莊、呂家坨村生活用水（見圖81）。礦井采用雙回路供電，一路來自唐山電廠，另一路來自古冶變電站。土產(chǎn)建筑材料磚、瓦、石子和料石均可就地供應(yīng)，鋼材、木材和水泥等物資可經(jīng)公路及鐵路直接運至礦井工業(yè)廣場。地形總趨勢北高南低，沙河由井田東部自東北流向西南。境內(nèi)有村莊18個。采礦活動引起地表沉陷，使礦井周圍形成塌陷坑。積水范圍主要分布在井田東翼。所有這些工作，使塌陷坑治理初見成效。根據(jù)兩個鉆孔實際控制，按分組段厚度累計，煤系地層厚度為489m。古冶組由紅砂巖底礫巖底面至A層鋁土巖頂界面─────A0下統(tǒng)唐家莊組A層鋁土巖頂面至煤5頂板頂界面。─────111117KKK4中統(tǒng)唐山組K3頂界面至奧陶系馬家溝組灰?guī)r頂界面。呂家坨井田位于開平向斜東南翼中段，其主體構(gòu)造是呂家坨背斜。向斜軸的總體方向約NE40176。向斜的兩翼不對稱：西北翼巖層傾角陡，甚至局部倒轉(zhuǎn)，并伴隨出現(xiàn)了一組與向斜軸大致平行的斷層和短軸褶皺構(gòu)造。其中一組由杜軍莊背斜、黑鴨子向斜、呂家坨背斜、范各莊向斜、畢各莊向斜及南陽莊－嶺上背斜組成；另外一組在宋家營以南，規(guī)模不如前一組。本井田煤系地層總厚760m，含煤27層。％，％。普遍可采者二2煤及三2煤層局部可采者一4煤，三三5煤層局部不可采。其中三2煤層為本設(shè)計的主采煤層。三2煤層：頂部為灰白色細砂巖，在1線－－12m左右，4線－－18m左右，中央薄層深灰色泥巖，形成明顯的沉積韻律和條帶狀層理，沿走向及傾向?qū)游环€(wěn)定，易于辨認，是控制該煤層的良好輔助標志。有的地段厚度變薄多為三煤組沉積發(fā)育所致。偶有尖滅和變薄。主要煤層特征表見表1－2－3。）容重（t/m3）夾石層數(shù)夾石厚度頂板底板下石盒子組三50－普遍含一層夾石泥巖或砂質(zhì)泥巖泥巖較穩(wěn)定局部不可采5176。左右三30－一般含一層夾石泥巖泥巖不穩(wěn)定局部可采5176。左右三20－無夾石砂巖泥巖和砂質(zhì)泥巖較穩(wěn)定可采5176。左右3．6山西組二2－無夾石泥巖、砂質(zhì)泥巖有時為砂巖泥巖和砂質(zhì)泥巖不穩(wěn)定可采5176。左右(1)地表水特征井田內(nèi)地形平坦，地面標高介于＋22～+31m之間。沙河為季節(jié)性河流，當(dāng)上游普降暴雨時，第二天洪峰到達礦區(qū)。為防止洪水泛濫，1986年加固了沙河大壩。受礦井開采活動的影響，造成地面塌陷，使井田兩翼形成塌陷積水坑。其中，東翼塌陷坑積水面積2429000m2，積水量1725000m3，西翼塌陷坑積水面積71000m2，積水量56000m3。十年來塌陷坑積水面積及積水量變化情況見表14。所以，塌陷坑積水面積和積水體積與井下涌水量關(guān)系不密切。沖積層與基巖呈不整合接觸，基巖風(fēng)化帶平均厚20m左右，風(fēng)化帶巖石松軟，裂隙彌合，透水性較弱，對上下含水層水的溝通起到了一定的阻滯作用。深部采空冒落裂隙帶高度達不到地表，沒有良好的導(dǎo)水通道。其中，Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ含水層對礦井涌水量影響較大，為直接充水含水層，其它為間接充水含水層。以往曾采用林西礦瓦斯風(fēng)化帶深度（449m）和梯度(33m)，屬高沼氣礦井。／，但800水平各采區(qū)瓦斯含量不均衡，在掘進或回采時遇到地質(zhì)構(gòu)造異常時常出現(xiàn)瓦斯涌出量增高現(xiàn)象。呂家坨礦各可采煤層均有自燃傾向性，但自68年投產(chǎn)至96年11月均未發(fā)生煤層自燃災(zāi)害。根據(jù)“開局風(fēng)[1997]681號”文，呂家坨礦12煤層按自燃發(fā)火煤層管理，礦井自燃危險程度定為Ⅳ級。在背斜軸部巖漿巖床和東翼巖漿巖墻附近，煤的揮發(fā)份降低，粘結(jié)性變差，煤質(zhì)多屬焦煤類，局部變?yōu)槭菝夯驘o煙煤。7煤層：高灰（25—40）、特低硫（≤）、中磷（—）。9煤層：中灰（15—25）、低硫（—）、中磷（—）。12煤層：中灰（15—25）、高硫（）、中磷（—）開采煤層灰分成分及煤灰熔融性12煤層的SiO2的含量在45%左右，5煤層略高，%，11煤層略低，%；12煤層的Al2O3的含量在36%左右，只是11煤層較低，%；8煤層的Fe2O3的含量都在5%以下，112煤層的Fe2O3的含量較高；各煤層CaO的含量均在5%以下。微量元素煤層中含有鍺、釩、鈦、鎵等微量元素，但均達不到可采品位。一般以下列情況為界：1．以大斷層、褶曲和煤層露頭、老窯采空區(qū)為界；2．以山谷、河流、鐵路、較大的城鎮(zhèn)或建筑物的保護煤柱為界；3．以相鄰的礦井井田境界煤柱為界；4．人為劃分井田境界。面積41km2 井田儲量礦井儲量是指礦井井田邊界范圍內(nèi)，通過地質(zhì)手段查明的符合國家煤炭儲量計算標準的全部儲量，又稱礦井總儲量。本井田采用塊段法計算的各級儲量，塊段法是我國目前廣泛使用的儲量計算方法之一。根據(jù)此塊段的面積，煤的容重，平均煤厚計算此塊段的煤的儲量，再把各個經(jīng)過計算的塊段儲量取和即為全礦井的井田儲量。由煤層底板等高線及儲量計算圖上提供的資料可計算出來設(shè)計礦井工業(yè)儲量匯總表見2－2。而在該井田范圍內(nèi)只有煤田境界煤柱和斷層煤柱。各種主要巷道的保護煤柱及可采儲量見表2－3；礦井工業(yè)廣場地保護煤柱留設(shè)見圖2－1；工業(yè)廣場保護煤柱設(shè)計計算參數(shù)見表2－4。）煤厚（m）Φ（176。）β（176。）埋深（m）1245756975600圖2－1 工業(yè)廣場保護煤柱計算圖 礦井年儲量及服務(wù)年限根據(jù)設(shè)計大綱規(guī)定以及結(jié)合礦井實際情況。，根據(jù)公式：式中：T——礦井服務(wù)年限，年； Z——礦井可采儲量，萬噸；　 A——礦井生產(chǎn)能力，萬噸/年；　　　K——儲量備用系數(shù)，K=～。3 井田開拓原礦井采用的是立井開拓方式，暗斜井延伸。立井開拓的適應(yīng)性很強，一般不受煤層傾角、厚度、瓦斯、水文等自然條件的限制。對于煤層賦存較深、表土層厚、水文情況比較復(fù)雜、井筒需要特殊法施工或多水平開采急斜煤層的礦井，一般都應(yīng)該采用立井開拓。其中以煤層賦存深淺和沖積層的水文地質(zhì)條件對開拓方式的影響最大。為了避免采用箕斗井通風(fēng)時封閉井塔困難和減少穿越流沙層，決定開鑿一個風(fēng)井。風(fēng)井就不需要留設(shè)保護煤柱，減少了煤柱的損失。根據(jù)呂家坨井田71煤層賦存條件和設(shè)計規(guī)范的有關(guān)規(guī)定，本井田可以劃分為2－3個水平（即3－4個階段）；階段內(nèi)采用帶區(qū)式或采區(qū)式準備。.井硐形式、數(shù)目及其配置⑴.井硐形式選擇由于呂家坨礦區(qū)地勢平坦，表土層較厚，流沙層較多井筒需要特殊鑿巖法施工，從而確定采用立井開拓方式。⑵井筒數(shù)目因為新莊井田走向長度不大，且為低瓦斯礦井，前面已經(jīng)確定采用立井開拓方式，故只需開鑿一對提升井筒和一個風(fēng)井即可。⑶井筒位置選擇根據(jù)井田地形和地質(zhì)條件，從首先滿足第一水平的開采，縮短貫通距離，減少井巷工程量考慮，將主、副井筒設(shè)置在井田走向的中央處。根據(jù)前述各項決定，本井田在技術(shù)上可行的開拓方案有下列三種：⑴立井三水平，見圖3－2－1；圖3－1 立井三水平立井延伸開拓⑵立井兩水平暗斜井延伸，見圖3－2－2； 圖3－2 立井兩水平暗斜井延伸⑶立井一水平加暗斜井二水平延伸，見圖3－2－3。余下的Ⅰ、Ⅱ兩個方案均屬技術(shù)上可行的方案，水平服務(wù)年限也均符合要求（大型礦井第一水平服務(wù)年限應(yīng)大于25年）。Ⅰ 由于方案Ⅰ和方案Ⅱ在第一水平內(nèi)的準備方式和采煤方法都完全相同，方案比較法在對不同的開拓方案進行比較時，一些相同的部分可以不進行比較，于是我們在對方案Ⅰ和方案Ⅲ兩個方案進行比較時，可以只將兩個方案中有差表31 基建工程量方案項目方案Ⅰ方案Ⅱ工程量 /m工程量 /m初期主井井筒8708