【正文】 采安全標(biāo)高為：13煤層350m、15煤層260m，上述安全標(biāo)高以下開采下組煤時(shí)必須對(duì)奧灰疏水降壓，在遇較大落差斷層及陷落柱前超前探水并留足防水煤巖柱。其中隔水性能較好的是第三系下部砂質(zhì)泥巖，～，有隨傾向增厚的趨勢(shì)，在本區(qū)發(fā)育穩(wěn)定，具有一定的隔水性能，巖性較為致密，局部夾1～3層礫巖，在西部大多數(shù)鉆孔中底部發(fā)育一層底礫巖。斷層對(duì)礦井充水的影響，取決于斷層的性質(zhì)、規(guī)模、密度、斷層兩盤巖性以及水文地質(zhì)特征等因素。目前大于50m斷層共有26條，均為高角度正斷層。～22m，一般15m，多為兩側(cè)巖層破碎物，呈角礫狀，有的已被揉擦成粘土(斷層泥)，比兩側(cè)巖層松軟破碎。淺部揭露斷層帶多為兩側(cè)巖層破碎物及斷層泥，結(jié)構(gòu)較致密，除因斷層揭露部位與對(duì)盤強(qiáng)含水層直接接觸或距離較近而發(fā)生突水外，其余皆干燥無水或僅有少量淋水、滴水及破碎帶物質(zhì)冒落。如良莊礦三條石門穿過F10斷層(上盤2煤層，下盤4煤層)皆不含水；韓莊礦F1F15斷層不導(dǎo)水；泉溝礦F1FF4(落差20～200m)，亦未發(fā)生涌水現(xiàn)象。（3）伴生小斷層應(yīng)引起重視。協(xié)莊礦1971年11月29日，31104東上工作面24m標(biāo)高遇落差3m的小斷層導(dǎo)致四灰發(fā)生突水，；1975年3月29日31102工作面在巷道三叉口遇一落差8m左右的斷層發(fā)生突水，最大涌水量1680m3/h；，發(fā)生突水，突水量900m3/h；張莊礦+35m水平四灰東大巷三次過F8斷層(落差50m)，由于揭露部位距一灰距離不同，其斷層帶突水量有明顯差異：第一次距一灰5m，涌水量達(dá)120m3/h，第二次距一灰30m，涌水量120m3/h，第三次距一灰45m，僅有淋水現(xiàn)象，表明一灰富水極不均一，也說明斷層導(dǎo)水性與距離含水層的遠(yuǎn)近具有一定的關(guān)系。落差1000m，區(qū)內(nèi)煤系地層與對(duì)盤的寒武、奧陶系石灰?guī)r相接觸，構(gòu)成西部補(bǔ)給邊界；東南部邊界為良F3斷層，西升東降，傾角70176。落差100～520m，區(qū)內(nèi)煤系地層與對(duì)盤徐灰、草灰及奧灰含水層相接觸，構(gòu)成東及東北部補(bǔ)給邊界。根據(jù)淺部礦井生產(chǎn)資料，在井下揭露斷層離強(qiáng)含水層較近時(shí)，往往造成突水，故在采掘生產(chǎn)中對(duì)各斷層，特別是靠近徐灰、奧灰等含水層時(shí)，斷層兩側(cè)應(yīng)留設(shè)足夠的防水煤柱，以避免突水事故的發(fā)生。本礦井地質(zhì)構(gòu)造中等，斷裂構(gòu)造發(fā)育。全區(qū)共有26個(gè)鉆孔穿過斷層帶，計(jì)32次。據(jù)鉆孔簡易水文觀測(cè)資料，皆未發(fā)現(xiàn)斷層帶漏水或明顯消耗現(xiàn)象。從本礦井及鄰近礦井開采資料分析，斷層導(dǎo)水性具有以下規(guī)律：（1）井下揭露斷層部位遠(yuǎn)離強(qiáng)含水層時(shí)，斷層的富水性、導(dǎo)水性較微弱，此時(shí)，斷層帶多為封閉的，具有一定的隔水性能，對(duì)礦井開采一般無威脅。（2）在井下揭露斷層離強(qiáng)含水層較近時(shí)，能否突水取決于對(duì)盤強(qiáng)含水層的富水性、水頭壓力及斷層帶附近含水層的力學(xué)強(qiáng)度，突水量的大小取決于含水層的富水性。如良莊礦1971年6月19日6煤層1602運(yùn)輸機(jī)上山于+60m標(biāo)高遇落差3m的小斷層，接近一灰發(fā)生突水，涌水量為90m3/h；1962年4月110m水平11層煤西大巷掘至F3斷層(對(duì)盤與徐灰接觸)時(shí)發(fā)生突水，涌水量為120m3/h。第37頁山東科技大學(xué)成人教育學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙本礦井淺部邊界為各煤層露頭，煤系地層各含水層露頭伏于第四系砂礫層及小汶河古河床和現(xiàn)代河床之下，構(gòu)成各含水層的補(bǔ)給邊界，由于目前主要以開采深部為主，因而淺部第四系砂礫層及地表水對(duì)礦井開采的影響不大；西部邊界為羊流斷層，西升東降，傾角70176。落差80～170m，區(qū)內(nèi)煤系地層與對(duì)盤的石盒子組地層對(duì)接，構(gòu)成東南隔水邊界；東及東北部邊界為F10斷層，東升西降，傾角70176。礦井內(nèi)北東向斷層比較發(fā)育，落差比較大的斷層有F2F21等，如F22斷層，西升東降，落差100～200m，這些斷層使煤系地層各含水層的連續(xù)性和完整性受到一定的破壞，使不同地段的水文地質(zhì)條件復(fù)雜化或簡單化。礦井涌水量全礦井分50m、300m、550m水平共設(shè)涌水量觀測(cè)站12個(gè)。見表13所示。表13 礦井用水量計(jì)算水平(m)正常涌水量(m3/h)最大涌水量(m3/h)300～550550～850850～1050第38頁山東科技大學(xué)成人教育學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙第三節(jié) 井田開拓一、井田開拓方式（一）、開拓方式開拓方式：綜合協(xié)莊煤礦的實(shí)際情況：（1）表土沖積層較薄，僅0～18m，每層露頭淺（十?dāng)?shù)米），大部分為100～220的緩傾斜煤層，且礦井生產(chǎn)能力大，上下水平兩翼出量分布不均衡，宜采用膠帶機(jī)連續(xù)運(yùn)輸?shù)男本_拓，以實(shí)現(xiàn)上下同采，平衡兩翼生產(chǎn)，避免單翼開采，以利于運(yùn)輸和通風(fēng)。改擴(kuò)建后開拓方式為主斜副井多水平混合式集中大巷開拓 ，設(shè)計(jì)分四個(gè)開采水平，分別為50水平，300水平、550水平和850水平，第一水平以采上山為主，第二水平采上山，第三水平采上下山，第四水平設(shè)計(jì)開采上下山。目前50水平已開采完畢，300水平、550水平為生產(chǎn)水平。（二）、井筒具體情況運(yùn)輸主井：① 主皮帶井，安裝TD62—1000型固定皮帶機(jī)7臺(tái)。礦井延深至負(fù)300米水平后，于1979年12月，負(fù)50米水平至負(fù)300米水平皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)建成投產(chǎn)。負(fù)300米水平井底煤倉與負(fù)50米水平各安裝1臺(tái)轉(zhuǎn)載皮帶機(jī)。井口以上安裝4臺(tái)裝倉皮帶輸送機(jī)，安裝倉及反第39頁山東科技大學(xué)成人教育學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙煤輸送機(jī)各1臺(tái)。其掘進(jìn)坡度為17度，斜長1060米，安裝帶寬1米的DX型鋼絲繩夾芯皮帶機(jī)—臺(tái)，運(yùn)輸能力小時(shí)500噸。（斷面圖12）運(yùn)輸副井有： ①1副井：該系統(tǒng)為雙軌混合提升，軌道線路總長度為2656米，軌型24 kg/m，軌距600mm，坡度為1921度，采用630KW雙滾筒提升機(jī)串車提升，提升車數(shù)為5輛，裝備有9組安全設(shè)施，裝備有2列6節(jié)斜巷人行車,配有正常信號(hào)、緊急信號(hào)及漏泄通訊三套信號(hào)系統(tǒng)，提升能力為50噸/小時(shí)。（附斷面圖14）③550暗斜井：該系統(tǒng)為雙軌混合提升，軌道線路總長度為1660米，軌型22 kg/m，軌距600mm，坡度為15度，采用260KW雙滾筒提升機(jī)串車提升，提升車數(shù)為5輛，裝備有9組安全設(shè)施，裝備有2列5節(jié)斜巷人行車,配有正常信號(hào)、緊急信號(hào)及漏泄通訊三套信號(hào)系統(tǒng)，提升能力為72噸/小時(shí)。（斷面圖15）一、 平巷運(yùn)輸與采區(qū)運(yùn)輸（一）、布置形式由于是分組開采，前組煤與后組煤間距較大，因此前組煤集中運(yùn)輸大巷位于4煤第40頁山東科技大學(xué)成人教育學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙底板穩(wěn)定砂巖層中，后組煤集中運(yùn)輸大巷位于13層煤層中，便于了解煤層的走向與變化，斷面采用圓弧拱形，光面爆破，錨噴支護(hù)。而且，其拱部成型比較容易，斷面利用率比半圓拱形要高，施工方便。 采區(qū)石門和回風(fēng)大巷也采用圓弧拱形斷面，光面錨噴支護(hù)。其斷面及特征見斷面圖（17）。（二）、施工工藝所有巖石巷道均采用鉆研爆破法掘進(jìn)工藝，煤巷和半煤巖巷采用煤巷掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)。采用壓入式通風(fēng)，制定綜合防塵措施。其斷面及特征見斷面圖（18）。在兩卸載坑之間設(shè)一翻罐籠。其調(diào)車方式為：大巷來車（重車）通過卸載坑卸載，停在空車線上，電機(jī)車摘鉤，通過單開道岔、調(diào)車線和渡線道岔，到車尾掛鉤，返回采區(qū)。附車場(chǎng)平面圖55。五、井田開采順序與回采方法（一）、采區(qū)劃分（1）原則 由于本井田煤層多味傾向斷層切割，且落差大于采高較多，不容易直接推過，采區(qū)劃分盡量以自然大斷層為界，減少煤柱損失。（2）、煤層群分組與采區(qū)劃分 6層于11層煤間距78m，石門長度一般為260m左右，且采區(qū)數(shù)目較少，采用全部集中大巷布置比分組集中布置可節(jié)省5000m的大巷，因此采用集中大巷布置。為了減少煤的折返運(yùn)輸，兩水平大巷均布置在四煤底板砂巖中。因此6劃分為前組煤，采區(qū)聯(lián)合布置，上山布置在四煤底板巖石中。 現(xiàn)550水平二、四層保持兩個(gè)采區(qū)，采用綜采工藝，550二、四層43采區(qū)結(jié)束后接續(xù)850水平。（3）、開采順序 煤層開采順序按現(xiàn)上層后下層的順序（區(qū)段內(nèi)） 采區(qū)為由近及遠(yuǎn)的前進(jìn)式開采。（二）、回采方法（1）采煤系統(tǒng)采區(qū)巷道通過采區(qū)上下山集中運(yùn)輸聯(lián)合布置，采面布置原則一般為先上后下，開第42頁山東科技大學(xué)成人教育學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙采原則為先上分層后下分層。具體見平面圖（2）工作面的斜長因二、四、十一層煤層賦存穩(wěn)定，無大的地質(zhì)構(gòu)造，頂板中等穩(wěn)定，適應(yīng)于機(jī)械化開采。十三層由于頂板為Ⅱ類圍巖，煤厚1米以下，采用炮采加單體支柱進(jìn)行開采，工作面長度度一般在150~170m，斜長在600左右。均采用單一走向長壁后退式采煤法，全部垮落法管理頂板。爆破工藝：全礦只有后組13層煤采用炮采。二、 勘探地質(zhì)資料根據(jù)《協(xié)莊煤礦擴(kuò)大區(qū)勘探地質(zhì)報(bào)告》、《協(xié)莊煤礦延深補(bǔ)充綜合勘探地質(zhì)報(bào)告》、《三維地震勘探報(bào)告》及礦井實(shí)際揭露資料，確定礦井構(gòu)造復(fù)雜程度屬中等，局部偏復(fù)雜；11煤層為全區(qū)可采的穩(wěn)定煤層，13煤層為大部可采的較穩(wěn)定煤層，15煤層為局部可采的不穩(wěn)定煤層。ii. 針對(duì)儲(chǔ)量分布，采用上下山相結(jié)合的開采方式，加大水平開采階段垂高，有利于深部儲(chǔ)量開采。iv. 西風(fēng)井采用立井形式，減少壓煤，降低井巷工程費(fèi)用。 第44頁山東科技大學(xué)成人教育學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙第二章 開采范圍與生產(chǎn)能力第一節(jié) 開采范圍及儲(chǔ)量一、延深水平的境界、尺寸和開采面積（1）、礦井現(xiàn)有井田境界根據(jù)山東煤管局（87）便煤管生字1091號(hào)文，協(xié)莊礦井改擴(kuò)建井田境界為：東北以F10斷層與翟鎮(zhèn)礦為界，東部以良F3斷層與良莊礦為界；南部以煤層露頭及地方小煤井為界；西至各煤層侵蝕面。（2）、延深水平境界第四水平延深區(qū)井田境界位于F21號(hào)斷層西北，改擴(kuò)建期間為礦井后備區(qū)。平均走向長3800米，平均傾斜長1580米，井田面積約6平方公里。其中850水平以上地質(zhì)儲(chǔ)量為1796萬噸，工業(yè)儲(chǔ)量1472萬噸，可采儲(chǔ)量808萬噸；850水平以下地質(zhì)儲(chǔ)量為3635萬噸，工業(yè)儲(chǔ)量3255萬噸，可采儲(chǔ)量1791萬噸。所以，本礦井設(shè)計(jì)年工作日數(shù)為300天。（3）、礦井每晝夜凈提升小時(shí)數(shù)的確定按照《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：礦井每晝夜凈提升時(shí)間14小時(shí)。因此本礦設(shè)計(jì)每晝夜凈提升時(shí)間為14小時(shí)。延深區(qū)構(gòu)造復(fù)雜,斷層發(fā)育,僅探明落差在30m以上的斷層就達(dá)15條之多,且在大斷層附近還會(huì)有小的伴生斷層,開采條件較差,給延深開拓及采區(qū)生產(chǎn)影響較大。延深區(qū)由于受構(gòu)造影響,采區(qū)布置分散,運(yùn)輸、通風(fēng)線路長,西部受剝蝕面及高速公路影響,并且其勘探精度不足,構(gòu)造、儲(chǔ)量不祥,給集中生產(chǎn)、高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)帶來較大影響,所以延深井型不宜過大，初步確定為每年100萬噸。由第二章計(jì)算結(jié)果可知：礦井可采儲(chǔ)量為21769萬t，則礦井服務(wù)年限為 T== 65a 60a以上結(jié)果符合《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定。由第二章計(jì)算結(jié)果可知：延深水平工業(yè)儲(chǔ)量為4727萬t，則服務(wù)年限為 T1==33a 第三章 礦井開拓第一節(jié) 水平延深方案的選擇一、階段及水平標(biāo)高的確立 根據(jù)《煤炭工業(yè)技術(shù)政策》第5條規(guī)定，儲(chǔ)量計(jì)算最大垂深部超過1200米，因此，延深水平深部邊界定為1050米。目前，協(xié)莊礦井采區(qū)接續(xù)緊張，根據(jù)礦井接續(xù)安排，第四水平延深過度期間，延深區(qū)550水平也將不可避免進(jìn)行下山開采，因此，第四水平階段垂高可適當(dāng)加大至300米左右。 二、 延深開拓方式由于協(xié)莊礦在改建中主付井提升運(yùn)輸 均按180萬噸/年能力考慮，第四水平延深后原有主、付井能力均能滿足生產(chǎn)能力要求，為充分利用現(xiàn)有生產(chǎn)能力，第四水平延深方式采用暗斜井延深。在“協(xié)莊礦第四水平延深方案設(shè)計(jì)”中，依據(jù)當(dāng)時(shí)中間資料，對(duì)暗斜井布置共提出三個(gè)方案，并進(jìn)行了技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，經(jīng)審查比較后同意采用第一方案。方案二：暗斜井上部車場(chǎng)布置在249號(hào)鉆孔附近，井底車場(chǎng)布置在由F15，F(xiàn)17及F21號(hào)三條斷層所夾的三角塊段之間。第48頁山東科技大學(xué)成人教育學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙方案三：上部車場(chǎng)位于249號(hào)鉆孔以西700米處，井底車場(chǎng)位于F15號(hào)斷層以北850水平十一層煤頂板砂巖中。2. 井底車場(chǎng)巖層層位好，布置可靠。缺點(diǎn)，且井底車場(chǎng)壓前組煤。3. 井筒偽傾斜布置對(duì)施工支護(hù)不利。2. 井筒過大斷層較多施工支護(hù)不利。另一條皮帶集中巷已掘進(jìn)至暗斜井上部車場(chǎng)。（3）、－850水平大巷布置：由于延深區(qū)煤層傾角比淺部大，前后組石門較淺部短，為減少開拓工程量并有利于巷道維護(hù)，－850水平大巷采用集中運(yùn)輸大巷，采區(qū)石門第50頁山東科技大學(xué)成人教育學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙布置方式，集中大巷布置在十一層煤頂板砂巖中。四、采區(qū)劃分及開采順序（1）.采區(qū)劃分：延深水平自東向西，基本上以斷層為界，沿走向共劃分兩個(gè)上山采區(qū)，四個(gè)下山采區(qū)。 一采區(qū)位于F21 ~F22號(hào)斷層之間，只有前組煤可開采，一采上山區(qū)為單翼開采，儲(chǔ)量較少，下山區(qū)平均走向?yàn)?800米左右，可布置成雙翼采區(qū)。 三采下山區(qū)位于F16～F13號(hào)斷層之間，區(qū)內(nèi)由F23和F24斷層穿過。(2).開采順序：采區(qū)采用前進(jìn)式。（3）.采區(qū)接續(xù)：協(xié)莊礦井長期以來超強(qiáng)度開采，且主要二、四、十一中厚煤層，－550水平以