運(yùn)河煤礦180萬ta新井設(shè)計

摘 要本設(shè)計包括三個部分：一般部分，專題部分和翻譯部分。一般部分：運(yùn)河煤礦的新井設(shè)計，共分十個章，礦區(qū)概況和井田地質(zhì)特征，井田境界及儲量，礦井工作制度和設(shè)計生產(chǎn)能力，井田開拓，準(zhǔn)備方式帶區(qū)道布置，采煤方法，礦井提升，井下運(yùn)輸，礦井通風(fēng)，礦井基本技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。 本井田總面積14km2，南北寬3.5km，東西平均4km，井田內(nèi)可采煤層為3#煤層，平均厚度為8.64m。煤層賦存穩(wěn)定，為緩傾斜煤層。屬于低瓦斯礦井，煤塵有爆炸危險，有自然發(fā)火傾向。設(shè)計生產(chǎn)能力為180萬t/a，服務(wù)年限為76.1a。工作制度為“四六制”。礦井為兩水平直接延伸開拓，第一水平布置在-490m。礦井采用大巷直接布置帶區(qū)生產(chǎn)，布置一個工作面，工作面年生產(chǎn)能力約180萬噸，工作面長180m，采煤方法為傾斜長壁放頂煤。礦井主運(yùn)輸系統(tǒng)采用3t底卸式礦車運(yùn)輸，輔助運(yùn)輸系統(tǒng)采用無軌膠輪車，通風(fēng)方式為中央并列式。專題部分：三軟煤層巷道錨桿支護(hù)翻譯部分：印度煤礦未來技術(shù)與設(shè)備選型展望關(guān)鍵詞：運(yùn)河礦；立井開拓；帶區(qū)；傾斜長壁；綜采放頂煤；底卸式輪車；三軟；錨桿支護(hù)ABSTRACTThis design consists of three parts, the general part, the special part and the translation partThe general part is a new design of Yunhe Mine of coal departmentIt has ten chapters:an outline of the mine and mine field eology, boundary and resgrves, productive capacity and service life and working area, mine field development, preparation road, coal mining method, transportation of underground, mine lifting, mine ventilation and safety, the economic and technologic index of the mineThis Minefield lies in the special area of Jining cityThe total area of the mine is 14 km2The boundary of the mine field runs 3.5 km on north south and 4 km on westeast on averageThere only is one exploring layer:No.3#, and the average thickness of the seam is 8.64 mIt is stable and flat seam. Its dip angle is from 10 to 20 degree, and is 15 degree on averageit is a low gassy mineThe coal dust has explosion in hazard. the seam has self-combustion tendencyThe productive capacity of Yunhe Mine is 1.8 million tons per year, and its service life is 76.1 years, two working face is used sametime in the mineThe mine only has two levelsIt gets third vertical shafts: the main shaft, the subsidiary and return airflowThe first designed development level should be located at the level of -490mThe coal mining method is fully mechanized minmg to the trend with sublevel caving in roofcoalThere is only one working face , It is used comprehensive mechanized coal face and each productive capacity is 1.8 million tons per yearThe length of the longwall face is 180mThe coal is transported by The coal is transported by the single-track drop-bottom car of 3 tons and the rubber tyre car is used in the ancillary transportThe method of mine ventilation is centralized paratactie ventilationThe special subject of the paper is about bolt support Technology in 3 soft coal lane The translation part is about the Technology for Tomorrow and Equipment Selection for India Coal Mines.Keywords：Yunhe Mine; vertical shaft development; Belt zone ; longwall mining to the dip or to the rise; the rubber tyre car;3soft; bolt support.目 錄一般設(shè)計部分1礦區(qū)概況及井田地質(zhì)特征 1 1.1礦區(qū)概述1 1.2井田地質(zhì)特征32井田境界及儲量19 2.1井田境界19 2.2礦井工業(yè)儲量19 2.3礦井的可采儲量193礦井工作制度和設(shè)計生產(chǎn)能力23 3.1礦井工作制度23 3.2礦井設(shè)計生產(chǎn)能力234井田開拓24 4.1井田開拓的基本問題24 4.2礦井基本巷道315準(zhǔn)備方式帶區(qū)巷道布置 37 5.1煤層的地質(zhì)特征37 5.2帶區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)386采煤方法43 6.1采煤工藝方式43 6.2回采巷道布置627井下運(yùn)輸64 7.1概述64 7.2帶區(qū)運(yùn)輸設(shè)備的選擇64 7.3大巷運(yùn)輸設(shè)備的選擇658礦井提升69 8.1概述69 8.2主副井提升699礦井通風(fēng)及安全 72 9.1礦井概述72 9.2帶區(qū)及全礦所需風(fēng)量76 9.3全礦井巷通風(fēng)阻力81 9.4選擇礦井通風(fēng)設(shè)備84 9.5礦井災(zāi)害的防治措施87 10礦井基本技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)95專題設(shè)計部分題目：三軟煤層巷道錨桿支護(hù) 1概述97 2煤層巷道圍巖變形破壞機(jī)理分析97 3三軟煤層巷道支護(hù)原理98 4錨桿支護(hù)、注漿加固技術(shù)100 5工程實(shí)例100翻譯部分英文原文114中文譯文126參考文獻(xiàn)135一般部分1 礦區(qū)概況與井田地質(zhì)特征濟(jì)北煤田是我國重要的煤炭基地，礦井地質(zhì)構(gòu)造簡單，煤層穩(wěn)定，儲量豐富，地勢平坦，交通方便，生產(chǎn)的煤炭可供華東工業(yè)區(qū)，運(yùn)銷海外，進(jìn)行國際貿(mào)易。1.1 礦井概況1.1.1 井田位置井田位于山東省濟(jì)北煤田、唐口勘探區(qū)的北部露頭區(qū)域。根據(jù)山東省計委（93）魯計工字第1149號關(guān)于將濟(jì)（寧）北礦區(qū)唐口井田北部塊段（運(yùn)河煤礦）劃歸濟(jì)寧地方開采的批復(fù)，運(yùn)河煤礦井田范圍為：東起3煤層露頭和濟(jì)寧斷層，西至3層煤露頭，北起F11斷層，南至BF7斷層和T59與A2416孔連線垂切與唐口井田分界。井田東西長約4km，南北寬約3.5km，面積約14km2。1.1.2 交通運(yùn)河井田位于山東省濟(jì)寧市西北郊的南張鄉(xiāng)境內(nèi)，屬唐口勘探區(qū)。距濟(jì)寧市約10km。本區(qū)水、陸交通方便。兗新鐵路從濟(jì)寧經(jīng)過，西經(jīng)菏澤與京九鐵路相接，至新鄉(xiāng)與京廣鐵路相接，東至兗州與津浦鐵路接軌，再往東經(jīng)臨沂可至石臼所。井田東部有105國道（北京珠海），南部有327國道和濟(jì)寧梁山公路。縱貫?zāi)媳钡木┖即筮\(yùn)河從井田西側(cè)流過，大型運(yùn)輸船隊直達(dá)長江，錢塘江各口岸，運(yùn)河支流躍進(jìn)溝從井田中央流過，河寬水深，稍加修建將是一個天然的貨運(yùn)碼頭，船隊可直接在井田內(nèi)裝貨，經(jīng)運(yùn)河直接流向江浙、上海。井田距濟(jì)寧機(jī)場30km，該機(jī)場已開通濟(jì)寧至廣州、上海、北京等航線。水路、陸路、鐵路、航空、交通運(yùn)輸四通八達(dá)。礦井交通位置如圖111.1.3 地形與河流區(qū)內(nèi)地形平坦，地面標(biāo)高+35+38m，地勢東北部略高，東南部略低，地形坡度萬分之二左右。井田中部有南躍進(jìn)溝，其與西北流向的天寶寺溝在井田西部邊界匯合并連接京杭運(yùn)河1.1.4氣象圖1-1 礦井交通位置圖本區(qū)為溫帶半濕潤季風(fēng)區(qū)，屬海洋與大陸間過渡性氣候，四季分明。年平均氣溫為13.6，日最高氣溫達(dá)41.6，最低氣溫為19.4，一月份最冷，平均氣溫2。年平均降水量667.17mm，最小347.90mm，最大1186.00mm，降雨多集中在78月份，日最大降水量177.10mm。年平均蒸發(fā)量1728.28mm。春夏兩季多東及東南風(fēng)，冬季多北及西北風(fēng)，平均風(fēng)速2.3m/s，最大風(fēng)力8級。歷年最大積雪厚度0.15m,最大凍土深度0.31m。百年一遇的最高洪水位37.7m。1.1.5自然地震據(jù)地震歷史資料記載，濟(jì)寧地區(qū)自公元前618年至公元1937年8月1日，共發(fā)生地震128次，其中破壞地震11次，1977年，山東省地震局將該地區(qū)劃為7度地震烈度帶1.1.6礦區(qū)經(jīng)濟(jì)概況本井田位于濟(jì)北礦區(qū)的西北部，礦井建設(shè)所需的主要建筑材料，除鋼材、木材及部分水泥需外地供應(yīng)外 ，其余的磚、瓦、砂石等土產(chǎn)材料，均可以由當(dāng)?shù)毓?yīng)。本區(qū)地處沖積平原，土地肥沃，農(nóng)作物主要以水稻、小麥、玉米為主。井田內(nèi)由4個村莊，其中梁家營莊位于井田東北邊界附近，霍家莊等三個村莊位于井田南部邊界附近，村莊對礦井初期的開采影響部大。1.1.7水源及電源本地區(qū)主供電源為濟(jì)寧電廠，裝機(jī)容量300MW，礦井東約4km有二十里鋪農(nóng)用35KV變電所一座，南約8km有北郊35KV變電所一座，另有擬建設(shè)的代莊110KV變電所荷濟(jì)寧西北郊220KV變電所各一座，因此，可供選擇的電源余地較大。 本區(qū)供水水源可靠?？晒┑V井選擇的水源有第四系砂層水和奧灰?guī)r溶裂隙水。第四系砂層上端含水豐富，水質(zhì)較好，是較理想的 供水資源。本井田奧灰水為中等富水區(qū)，但埋藏較深，補(bǔ)給條件較差。1.2井田地質(zhì)特征1.2.1地質(zhì)特征濟(jì)寧煤田唐口勘探區(qū)位于濟(jì)寧地塹構(gòu)造。因受孫氏店、濟(jì)寧及嘉祥等南北向區(qū)域性斷層的控制，區(qū)內(nèi)次級構(gòu)造以南北向，北東向斷層為主，局部因受南北二側(cè)東西向構(gòu)造帶控制，也存有少量東西向斷層。本區(qū)早期褶曲為北東向，后來到南北向斷裂的改造，呈現(xiàn)南北向褶曲。運(yùn)河井田位于濟(jì)寧煤田唐口勘探區(qū)的北邊緣，東起3煤層露頭和濟(jì)寧斷層，西至3層煤露頭，北起F11斷層，南至BF7斷層和T59與A2416孔邊線垂切與唐口井田分界。井田地層綜合柱狀圖如圖1-2圖1-2 地層綜合柱狀圖第四系厚度在132.4235.29m之間，平均厚度184.08m，分上中下三組，以粘土、砂質(zhì)粘土，含粘土的砂（礫），或砂（礫）等相間組成，不整合于侏羅系之上。侏羅系的上侏羅統(tǒng)，最大殘厚330.46m，僅保留于本區(qū)東南部的邊緣地段，由紫紅色細(xì)砂巖或中細(xì)粒砂巖，間夾細(xì)砂巖與泥巖互層所組成，底部偶見礫巖，與二疊系成不整合接觸。二疊系之石盒子組最大殘厚181.88m，一般厚度60m左右，以粘土巖為主，間夾細(xì)砂巖，其底部全區(qū)普遍發(fā)育著一層粗砂巖或含礫砂巖，孔隙度大，硅質(zhì)接觸式膠結(jié)，巖性穩(wěn)定，整合于主要含煤地層山西組之上。二疊系山西組厚84.82152.91m，一般厚為129.62m，為本煤田的主要含煤地層， 含有局部可采的2層煤和穩(wěn)定可采的3層煤，其中3層煤是井田的主采煤層，煤層底部多為細(xì)砂巖、粉砂巖互層，有時相變?yōu)橹猩皫r，整合于石炭系之上。上石炭系的太原群厚148.53185.13m，一般厚度173.42m，以粉砂巖和泥質(zhì)巖為主，間加中砂巖、粘土巖、薄層灰?guī)r及煤層組成，共含煤23層。 其中16層、17層煤是全井田可采的薄煤層，主要標(biāo)志層為第三層灰?guī)r和第十層灰?guī)r，地層多為粉砂巖和深灰色泥巖為主，間夾以中砂巖、粘土巖和薄層灰?guī)r，整合于本系的本溪群之上。中石炭系本溪群厚21.4936.00m，一般厚度28.75m，以灰?guī)r為主，假整合于奧陶系之上。奧陶系馬家溝統(tǒng)總厚725.20m，以石灰?guī)r為主，有裂隙和洞穴，與下伏寒武系呈整合接觸。1.2.2構(gòu)造特征全井田為一寬緩褶曲構(gòu)造，并發(fā)育著次一級小型褶曲及斷裂構(gòu)造。早期主要北東北東東向褶曲，后期受南北向斷裂控制，使其發(fā)生扭曲和改造，形成了南北向褶曲，井田內(nèi)地層傾角一般在612，局部高達(dá)25。區(qū)內(nèi)深部產(chǎn)狀較穩(wěn)定，傾角較小一般在5左右，而淺部地區(qū)，特別是靠近邊界斷層附近，因受牽引影響，地層產(chǎn)狀有較大變化，地層傾角一般在15以上，最大可達(dá)25左右。在BF7斷層附近，因受逆斷層牽引影響，地層傾角一般也在20以上，局部可達(dá)60。斷裂是井田的主要構(gòu)造。主要發(fā)育兩組斷層，一組為近南北向的正斷層（濟(jì)寧斷層、濟(jì)寧支二斷層、嘉祥支四斷層）。另一組為走向近東西，按其性質(zhì)又可分為兩類，一類為正斷層如井田北部的F11、F31、F32等斷層，一類為逆斷層如中部的BF7、F10 和BF1等斷層。1.2.3井田重要構(gòu)造特征及控制研究程度（1）南張向斜位于井田中央，軸向北北東，向南傾伏。在井田內(nèi)延展長度2.8km，為本井田的骨架構(gòu)造。幅度100400m，跨度23km，西翼傾角南部510，北部1018，北部及中部被F11、F31、F32、F10、BF7等斷層所切，形態(tài)不完整。井田內(nèi)共有15條地震測線通過，鉆探有8個鉆孔控制，已經(jīng)查明。（2）L8向斜：井田內(nèi)次一級褶曲較發(fā)育，但幅度小，延展短，地震測網(wǎng)已經(jīng)嚴(yán)密控制，僅對其中較大L8向斜進(jìn)行命名，軸向北北東，區(qū)內(nèi)長1.5km，起伏幅度200m，兩翼傾角1530。（3）嘉祥支四斷層（正）：位于本區(qū)西北部，延展長度3.7km，區(qū)內(nèi)延伸長0.35km。走向北北東，傾向南東東，傾角70，落差200m，西升東降，上下盤均有煤系保存，但北段下盤3煤已剝蝕。有8條地震線穿過，8個斷點(diǎn)控制（A：3、B：5），有T71、T51孔穿過，屬基本查明斷層。（4）濟(jì)寧支二斷層（正）：為區(qū)域性斷層濟(jì)寧斷層的支斷層，區(qū)內(nèi)延伸長1.6km，是本區(qū)的東界斷層，走向近南北，傾向西，傾角70度，落差1580m，有T13和A2416號孔穿過，5條地震測線控制，其中A級斷點(diǎn)3個，B級斷點(diǎn)2個，屬已查明斷層。（5）濟(jì)寧斷層（正）：為區(qū)域性斷層，北起汶上，南至魚臺。區(qū)內(nèi)延伸長1.8km, 走向近南北, 傾向西，傾角70度，落差2090m，有A2219號孔和A238號孔穿過，3條地震線控制，其中A級斷點(diǎn)3個，B級斷點(diǎn)1個，屬查明斷層。（6）F11斷層（正）：為本區(qū)北部邊界斷層，區(qū)內(nèi)長度3km。走向近東西，傾向北，傾角70度，落差50750m。南升北降，中段上下盤均有3煤層保存，東西段均被剝蝕。時間剖面上該斷層中段分支為5條斷層，地層傾角陡，落差變小，西段上盤有一較深（-850m）的地塹，故落差變大，有4條地震線穿過，5個斷點(diǎn)控制（A：2、B：3），并有T31孔穿過，N31與N32孔控制，已查明基本查明。（7）F31斷層（正）：位于本區(qū)北部，區(qū)內(nèi)延伸長2.3km。走向近東西，傾向北，傾角70，落差20100m，3條地震線控制，其中A級斷點(diǎn)3個，B級斷點(diǎn)1個，屬查明斷層。（8）F32斷層（正）：位于本區(qū)N11孔北部附近，區(qū)內(nèi)延伸長度2.1km。走向近東西，傾向南，傾角70，落差070m，3條地震線控制，B級斷點(diǎn)2個，C級斷點(diǎn)1個，屬基本查明斷層。（9）F10斷層（逆）：位于本區(qū)躍進(jìn)溝以北，區(qū)內(nèi)延伸長2.3km。走向近東西，傾向北，傾角45，落差65330m。有T12號孔穿過，20條地震線控制，其中A級斷點(diǎn)11個，B級斷點(diǎn)9個，屬查明斷層。（10）BF7斷層（逆）：位于本區(qū)中部躍進(jìn)溝附近，區(qū)內(nèi)延伸長度3.8km，走向近東西，傾向北，傾角45，落差0100m，有T11、T14、T15及T59，副檢孔穿過，21條地震線控制，其中A級斷點(diǎn)6個，B能斷點(diǎn)14個，C級斷點(diǎn)1個，屬查明斷層。（11）BF1斷層（逆）：位于本區(qū)北部，區(qū)內(nèi)延伸長0.4km。走向北東東，傾向南南東，傾角45，落差032m，3條地震線控制，其中A級斷點(diǎn)1個，B級斷點(diǎn)2個屬查明斷層。（12）BF4斷層（逆）：位于T14號和T11號之間。區(qū)內(nèi)延伸0.5km。走向北北西，傾向北東東，傾角45度，落差030m，3條地震線控制，其中A級斷點(diǎn)2個，B級斷點(diǎn)1個，屬查明斷層。No-2、F33、BF8斷層以及BF3斷層、BF5斷層、BF6斷層、BF2斷層及孤立斷點(diǎn)詳見表1-1表1-1 運(yùn)河煤礦主要斷層特征表組別斷層名稱斷層位置斷層性質(zhì)斷層產(chǎn)狀落差（m）長度Km斷點(diǎn)及級別查明程度走向傾向傾角地震線鉆孔條ABC孔號級別南北正斷層濟(jì)寧斷層?xùn)|部邊界正SNW7020-901.833122-1923-8AB查明濟(jì)寧支二斷層?xùn)|部邊界正NNENWW7015-801.6532A24-16T1-3AA查明嘉祥支四西部邊界正SNE702000.3511T5-1C基本查明東西向正斷層F11北部邊界正EWN7050-7503423TO3-1N3-1N1-2CCC查明基本查明F31北部正ENN7020-1002.3331查明F32N1-1附近正ENS700-702.1321查明東西向逆斷層F10躍進(jìn)溝北逆EWN4565-3302.3119T1-2C查明BF7躍進(jìn)溝逆EWN450-1003.8216141T1-1T1-4T1-5A查明BF1北部逆NEESSE450-300.4312查明BF2北部逆EWN450-300.45312查明BF4T1-4與T1-1中部逆NNWNEE450-300.5321查明其它斷層BF5東部逆ENSE450-100.433查明BF6北部正ENNW700-90.1412基本查明BF3北部正NWSW700-300.45211T1-4T1-5AA基本查明BF8T2-1孔東正NWSW700-500.86222查明F33北部正NWSE700-651.122查明另外還有八個孤立斷點(diǎn)1、2、3、4、5、6、7、8、1.2.4煤層特征本區(qū)山西組含煤4層，即1、2、3（3上）、3下煤層，太原組含煤23層，即4、5、6、7、8上、8中、8下、9、10上、10中、10下、11、12上、12中、12下、14、15上、15下、16、17、18上、18中18煤層。其中3（3上）、16、17煤層全區(qū)可采，3下、6、10下、15上四層煤為局部可采煤層。按煤層在含煤地層中位置可將煤層可分成上、下兩個可采組，上組煤包括3（3上）、3下和6煤層，下組煤包括10下、15上、16和17煤層。而第三層煤全區(qū)穩(wěn)定，平均厚度為8.64m，占可采煤層總厚的63%，是礦井的主采煤層。設(shè)計時只考慮3煤。各煤層的厚度、穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)及間距變化情況見表1-2。表1-2 各煤層特征表煤層名稱煤層厚度（m）最小-最大平均煤層間距（m）穩(wěn)定性頂?shù)装鍘r性頂板底板3 6.8910.248.6412.03穩(wěn)定中、細(xì)粒砂巖泥巖、粉砂巖均以泥巖粉砂巖為主3上2.405.754.16較穩(wěn)定穩(wěn)定中、細(xì)粒砂巖泥巖、粉砂巖20.513下03.521.22不穩(wěn)定中、細(xì)粒砂巖泥巖、粉砂巖3660.211.471.15不穩(wěn)定較穩(wěn)定泥巖、粉砂巖48.2010下0.271.050.50不穩(wěn)定泥巖、粉砂巖35.4515上00.920.50不穩(wěn)定九灰32.12160.781.391.08穩(wěn)定十下灰?guī)r11.65170.641.391.00穩(wěn)定十一灰、粉砂巖可采煤層有：（1）、3及3上煤層3煤層：位于山西組中下部，上距石盒子組B層鋁土巖平均97.31m，下距太原組6煤層40余米，在L4線及延長線以北。煤層趨于合并，煤層最厚可達(dá)10.24m，平均厚度8.64m，稱3煤層（即3上、3下煤合并區(qū)），其余地段均分叉為3上、3下兩層煤。總的來看，3煤厚度變化小，且有一定規(guī)律，結(jié)構(gòu)簡單，一般不含夾石，有時含12層夾石，屬穩(wěn)定煤層，頂板主要為粉砂巖，少部分中、細(xì)砂巖，底板為泥巖或粉砂巖。3上煤層：該煤層為3煤的上分層，位于山西組中部。下距3下煤層046.24m，平均20.51m。全區(qū)除合并區(qū)外，均有分布，全部可采。結(jié)構(gòu)較簡單，一般不含夾石，有時含12層夾石，厚度變化由2.405.75m，平均4.16m。屬較穩(wěn)定穩(wěn)定煤層。頂板主要為粉砂巖，少部分為中、細(xì)砂巖，底板為泥巖。由于3上煤層全部可采，煤厚較穩(wěn)定穩(wěn)定，與3煤層又連在一起，故將二者合在一起編制煤層底板等高線和儲量計算圖以及煤層等厚線圖，有關(guān)章節(jié)在敘述時也將二者合在一起敘述，稱之為3（3上）煤層。3下煤層：該煤層為3煤的下分層，位于山西組下部，下距6煤層平均36m，由于受沖刷等影響，有較大范圍無煤區(qū)。煤層厚度03.57m，平均1.22m?？刹煞秶鷥?nèi)煤厚0.703.56m，平均1.78m。厚度變化大，且規(guī)律性不強(qiáng)，可采邊界不規(guī)則，含夾石13層，為不穩(wěn)定煤層。頂板為粉砂巖和中、細(xì)砂巖，底板為泥巖或粉砂巖。（2）、6煤層：位于太原組上部，下距三灰平均10.93m，距10下煤層平均48.20m。煤層厚度0.450.86m，平均0.73。頂板為泥巖和粉砂巖，底板為泥巖。不含夾石，結(jié)構(gòu)單一。區(qū)內(nèi)煤厚大部分可采，煤厚比較穩(wěn)定。為穩(wěn)定煤層。（3）、10下煤層：位于太原組中部，下距15上煤層平均35.45m，煤層厚度00.94m，平均0.75m?？刹煞秶饕诒緟^(qū)的北部，頂板為泥巖、粉砂巖，底板為泥巖，少數(shù)為細(xì)砂巖。不含夾石，結(jié)構(gòu)單一，為不穩(wěn)定煤層。（4）、15上煤層：位于太原組中部，下距16煤平均30.12m,煤厚00.92m，平均0.72m。僅在本區(qū)局部可采。頂板為九灰，底板為泥巖，不含夾石，結(jié)構(gòu)單一，為不穩(wěn)定煤層。（5）、16煤層：位于太原組下部，下距17煤層平均11.65m，煤層厚度0.781.39m，平均1.08m。頂板為十下層灰?guī)r，底板為泥巖或粉砂巖。多含12層夾石，為炭質(zhì)砂巖和泥巖。該層煤全區(qū)可采，而且厚度相當(dāng)穩(wěn)定，為穩(wěn)定煤層。（6）、17煤層：位于太原組下部, 下距太原組底界平均15.83m, 距奧灰33.1258.90m，平均45.12m。煤厚0.641.30m，平均1.00m。全區(qū)僅有一個孔A2220號孔，煤厚為0.64m，不可采，由于其緊靠斷層，可能受構(gòu)造影響所致。其余地段見煤均在1米左右?？偟膩砜?，全區(qū)可采煤厚變化不大，為穩(wěn)定煤層。頂板為十一灰，有時相變?yōu)槟鄮r或粉砂巖，底板為泥巖。一般含一層夾石，巖性為泥巖。1.2.5煤質(zhì)特征本區(qū)煤質(zhì)穩(wěn)定，各層煤的主要指標(biāo)變化很小，均為中變質(zhì)程度的氣煤。山西組煤層（第2、3層煤）屬低硫中灰中等可選至易選煤，是良好的煉焦配煤或動力用煤；太原群煤層（第616、17層煤）屬中灰富硫至高硫的易選煤，不宜單獨(dú)作煉焦配煤，為動力用煤。1.2.6水文地質(zhì)本井田共有七個含水層（組），即第四系砂層，上侏羅統(tǒng)砂巖，下石盒子組砂巖，山西組砂巖，太原組三灰，十下灰以及奧陶系石灰?guī)r。由于區(qū)內(nèi)煤系地層埋藏很深，水文地質(zhì)條件有三個重要特征。煤系上覆地層含水層與隔水層煤系之上，含水層和隔水層相間沉積，而隔水性能最好最厚者在下部，是本井田的重要特征之一。它使得雨水、地表水、第四系砂層水、侏羅系砂巖裂隙水受到多個隔水層的重重阻隔，不能給礦井充分補(bǔ)給。（1）第四系含水層組與隔水層組上段厚42.566m。由綜黃、灰黃色粘土、砂質(zhì)粘土與褐黃色砂多層相間沉積而成。含水層以細(xì)砂、中砂為主，頂界埋深812m，含砂層多至8層，厚度最大為19.94m，且連續(xù)性好。水位埋藏59m，另據(jù)濟(jì)寧市集中紙漿廠水源孔取芯資料，上段含有較厚的砂質(zhì)粘土與細(xì)砂互層，水源勘查對此段20個農(nóng)業(yè)機(jī)井作試驗(yàn)，單井出水量為3090m3/h,水質(zhì)較好，被廣泛用于工農(nóng)業(yè)水源。、中段厚55.2398.35m。多為灰黃色、褐色砂層與灰白色、灰綠色粘土，砂質(zhì)粘土相間沉積。據(jù)水源ZG3號孔對中段抽水實(shí)驗(yàn)，該段砂層單井出水量1192.32m3/d，單位涌水量1.0271.378L/s.m，屬強(qiáng)富水段，為重碳酸硫酸鉀鈉鈣水, 總硬度為257.55(mg/L)CaCO3，礦化度為0.631g/L, 水位距地表6.04m,可以作為供水水源。、下段厚60.2596.33m，以灰綠、灰白色粘土、鈣質(zhì)粘土為主，粘土局部含石膏晶體和石膏團(tuán)，一般還有12層，砂層累厚小于10m。砂層多含風(fēng)化長石及白色粘土，以粉砂細(xì)砂為主，局部為中粗砂。砂層連續(xù)性差，多為透鏡體狀，粘土連續(xù)性好，其厚度占全段厚度72.73%100%，且以純粘土為主，單層厚度大。本段底部多為粘土層，所以本段隔水性能良好，覆蓋于煤層露頭及侏羅系之上，使得雨水、地表水、第四系上段和中段水被本段所隔，不能向下補(bǔ)給。（2）、上侏羅統(tǒng)含水層段本區(qū)受不同程度的剝蝕，最大殘留厚度244m，平均厚度168.74m。主副井筒揭露深度分別為207.4287.3m；260295.5m。系由紅色中砂巖細(xì)砂巖組成,巖石完整性好，成分以石英為主，長石次之，泥質(zhì)膠結(jié)，僅底部鐵質(zhì)膠結(jié)，堅硬。局部裂隙較發(fā)育，以高角度張裂隙為主，呈充填半充填狀態(tài)。主井檢查孔強(qiáng)風(fēng)化帶深度206.50m, 厚2m。副井檢查孔強(qiáng)風(fēng)化帶深度211.32m, 厚1.96m, 其強(qiáng)風(fēng)化帶巖性松軟，手捻即碎。副井檢查孔對其做了抽水實(shí)驗(yàn)，單位涌水量0.00185 L/s.m，滲透系數(shù)K=0.0254m/d，含水微弱。井筒實(shí)際揭露涌水量最大為3m3/h，基本無水。（3）、二迭系下石盒子組（P2）主副井實(shí)際揭露深度分別418.4463.2m，418.8462.8m。巖層由砂巖、細(xì)砂巖、粉砂層及粘土巖組成。其中有三層含水層皆為中粒砂巖，裂隙十分發(fā)育，且以高角度張裂隙為主，含水量大，最大單孔涌水量為52m3/h。直接充水含水層埋藏深，充水空間不發(fā)育，富水性不強(qiáng)，是本井田的重要水文特征之二?，F(xiàn)將井田煤系中直接充水含水層的富水性分述如下：（1）山西組、3煤頂板砂巖含水層。主副井筒實(shí)際揭露厚度分別為5.8m和9.4m，巖性為灰白色中粒砂巖，裂隙較發(fā)育，主井檢查孔對其作了抽水實(shí)驗(yàn)，其單位涌水量q=0.025 L/s.m，滲透系數(shù)為0.02m/d，富水性弱。主副井筒施工中揭露該含水層時，單孔最大涌水量小于15m3/h。、3煤底板砂巖含水層。主副井筒實(shí)際揭露厚度分別為9.3m和10.5m。巖性為灰灰白色中細(xì)砂巖，裂隙相當(dāng)發(fā)育。主檢孔對其做了三次降深抽水實(shí)驗(yàn),最大單位涌水量0.0085 L/s.m，滲透系數(shù)為0.074m/d，富水性較弱。主副井筒施工揭露及西大巷開拓放水情況，單孔最大涌水量60m3/h。、本井田在精查勘探時，對3煤頂板砂巖、底板砂巖進(jìn)行了兩次混合抽水實(shí)驗(yàn)，其單位涌水量0.023L/s.m。水質(zhì)類型為重碳酸鉀鈉型，富水性較弱。（2）太原組、三灰：厚3.657.40m，平均5.20m。由于本井田煤層有褶曲起伏，巷道開拓時要穿過三灰，所以三灰也是3煤開采的直接充水含水層。主檢孔三灰做了抽水實(shí)驗(yàn)，其單位涌水量為0.00446 L/s.m，滲透系數(shù)K=0.0756m/d。、十下灰：厚3.408.10m，平均5.17m，淺灰至深灰色，含有豐富的動物化石。精查抽水試驗(yàn)單位涌水量0.006126L/s.m，富水性弱。十下灰是16煤的直接頂板，是采下組煤的直接充水含水層。（3）、本溪組本井田本溪組厚8.6040.05m，平均24.36m。主要由紫灰、灰綠色泥巖、砂巖及灰?guī)r組成，含灰?guī)r3層，通過鉆孔簡易水文觀測，鉆探取芯描述及T14孔流量測井等資料的分析，本溪組的灰?guī)r無泥漿消耗，巖芯完整，流量測井反映均不出水，且埋藏深，說明本井田本溪組灰?guī)r基本不含水，為相對隔水層。（4）、中奧陶統(tǒng)石灰?guī)r本井田有8個鉆孔揭露奧灰，據(jù)取芯資料，奧灰?guī)r芯較致密，見裂隙和溶隙，但多被充填。又據(jù)簡易水文資料與抽水試驗(yàn)成果分析，區(qū)內(nèi)奧灰富水性可分為中等富水區(qū)（級）和弱富水區(qū)（級）。其中BF7至F11之間，鉆孔漏水率33.33%，抽水單位涌水量為0.15750.1726L/s.m，為級富水區(qū)。BF7斷層以南，濟(jì)寧斷層以西大片范圍內(nèi)，鉆孔漏水孔率為9.09%，抽水單位涌水量0.00170.0056L/s.m，為級富水區(qū)。奧灰中等富水區(qū)（級）該級區(qū)雖然富水性中等，但補(bǔ)給條件都很差。這是由于加祥斷層對該分區(qū)沒有補(bǔ)給；而加嘉祥支三、支二斷層使該區(qū)內(nèi)奧灰與斷層?xùn)|側(cè)煤系相接觸，對該分區(qū)無補(bǔ)給；F10和F11之間的奧灰處在上升盤，與南北兩側(cè)下降盤的煤系接觸對該區(qū)無補(bǔ)給，所以水量在疏放時不能持久，會迅速減少。奧灰弱富水區(qū)（級）該區(qū)補(bǔ)給來源雖相對較好，但其本身富水性太弱，據(jù)T81號抽水試驗(yàn)，抽水量0.114L/s，這樣小的水量使相距543.54m的T97觀測水位下降0.80m，單位涌水量僅0.0017L/s.m。所形成的降落漏斗達(dá)1km2以上，可見富水性很弱。通過5年的涌水量和礦井涌水相關(guān)因素分析，礦井涌水的來源及構(gòu)成主要是：3煤頂板砂巖水、3煤頂板分界砂巖水、三灰水、老塘水、和礦井生產(chǎn)用水。根據(jù)地質(zhì)報告預(yù)測，開采前期礦井正常涌水量為400m3/h，最大涌水量為500m3/h；開采后期正常涌水量為550m3/h，最大涌水量為650m3/h。（5）斷層的導(dǎo)水性井田內(nèi)屬導(dǎo)水性較強(qiáng)、落差較大的正斷層有鋪?zhàn)?、鋪?zhàn)又б?、孫家莊、巨王林、巨王林支一及大崗頭等斷層。表1-3 歷年礦井涌水量情況表年度19992000200120022003最大(m3/h）84.286.875.582.5105.9最小(m3/h)5763.361.0564.273.3平均(m3/h)67.478.167.870.489.71.2.7開采技術(shù)條件（1）地溫?fù)?jù)鉆孔測定：非煤系地層地溫梯度較小，一般為每百米1.6；煤系地層地溫梯度相應(yīng)增高，一般為每百米2.7；綜合平均梯度每百米為2.44。通常-650m以上層段的地溫不超過31；-650-750m層段的地溫為3137。（2）瓦斯、煤塵及自然發(fā)火根據(jù)地質(zhì)資料，本礦井第3、16、17層煤都屬于氮?dú)鈳?，沼氣和二氧化碳含量很底，均小?0m3/t，屬低瓦斯礦井?？刹擅簩泳忻簤m爆炸危險，煤塵爆炸指數(shù)一般為37%42%。各煤層都有自燃發(fā)火傾向，自燃發(fā)火期為個月。2 井田境界與儲量2.1 井田境界井田境界東起17煤層露頭和濟(jì)寧斷層，西至17煤層露頭，北起F1斷層。井田為不規(guī)則形狀，東西走向約為4km，南北長3.5km，面積14km2。2.2 礦井工業(yè)儲量2.2.1全礦井工業(yè)儲量的具體計算（1） 井田的水平投影面積為：S=0.25100=25（Km2）由于煤層的平均傾角為6度，所以井田中3煤層的實(shí)際面積為： S=25/cos6=25.138（Km2）（2） 工業(yè)儲量為：Zg=Sh =8.291.3 =2.709(t)其中：S表示3煤層的面積，m2；h表示煤層厚度，m2； 表示煤的容重，取1.3 t/m.符合煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范的要求。2.3 礦井可采儲量2.3.1永久煤柱損失量P包括工業(yè)廣場煤柱損失量Pg、鐵路煤柱損失量Pt、斷層煤柱損失量Pd、井田邊界煤柱損失量Pj。（1）工業(yè)廣場煤柱損失量Pg的計算。工業(yè)廣場保護(hù)煤柱見圖2-1所示。 工業(yè)廣場占地面積S=180101.210000 =0.216 k m2選取長為600m, 寬為 360m.另外根據(jù)規(guī)定留設(shè)15m的圍護(hù)帶寬度。所以，實(shí)際的工業(yè)廣場面積為：S = 630390 =245700 m2 根據(jù)垂直刨面法設(shè)計保護(hù)煤柱的尺寸為：pq= = =186m保護(hù)煤柱為一斷面為梯形的四棱體梯形短邊長：q1k1=2(340-186)tan15 + 2186tan45 +630 =1084.53m梯形長邊長：q2k2=2(360-180) tan15 + 2186tan45 +630 =1095.25m 煤柱體積為： V=（1084.53+1095.25）860.428.29所以，煤柱損失量為：Pg=V=（1084.53+1095.25）860.428.291.3=1.0110 (噸) 圖2-1 工業(yè)廣場保護(hù)煤柱 斷層煤柱損失量Pd的計算。斷層煤柱損失量Pd為：Pd=BLh =354623.38.291.3 =1.7410(噸)其中，B表示斷層邊界煤柱寬度，m; L表示斷層邊界長度，m. 井田邊界煤柱損失量Pb的計算。井田邊界煤柱損失量Pb為： Pb= BLh =2015342.58.291.3 =3.3110 (噸)其中，B表示井田邊界煤柱寬度，m; L表示井田邊界長度，m.所以，永久煤柱損失量: P = Pg + Pd + Pb + Pt =1.0110+1.7410+3.3110=1.52 10 (噸)2.3.2 礦井可采儲量： Zk=(Zg-P)C =(2.709-1.52 10)0.75 =19.18 10 (噸)其中，C表示帶區(qū)采出率，厚煤層不小于0.75；中厚煤層不小于0.80；薄煤層不小于0.85。3 礦井工作制度、設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限3.1 礦井工作制度礦井的年工作天數(shù)為300天，采煤實(shí)行“四六制”，三班出煤一班檢修。每晝夜凈提升小時數(shù)為14小時。3.2 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為180萬噸，根據(jù)可采儲量、井型與服務(wù)年限之間的想適應(yīng)關(guān)系得：礦井服務(wù)年限為：T=Zk/(AK) = 1.92 10/(1.8101.4) = 76.1 (年)其中，K表示礦井儲量備用系數(shù)，一般取 1.31.5。這里取1.4。經(jīng)核算，礦井及第一水平的服務(wù)年限符合煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范的規(guī)定。4 井田開拓井田開拓是在總體設(shè)計已經(jīng)劃定的井田范圍內(nèi)，根據(jù)精查地址報告和其它補(bǔ)充資料，具體體現(xiàn)在總體設(shè)計合理原則，將主要巷道由地表進(jìn)入煤層，為開采水平服務(wù)所進(jìn)行的井巷布置和開掘工程。合理的確定井田開拓方式是礦井設(shè)計的一個重要環(huán)節(jié)，因?yàn)殚_拓方式一經(jīng)確定，并按設(shè)計施工后，就難以再改變，如果確定的開拓方式不合理，不僅影響基本建設(shè)費(fèi)用和建井速度，更重要的是在整個服務(wù)年限期間會使礦井的正常生產(chǎn)和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)受到影響。因此，確定礦井開拓方式時必須慎重考慮礦井開拓設(shè)計，包括確定主、副井和風(fēng)井的井筒形式、深度、數(shù)量、位置、階段高度、大巷位置、采（帶）區(qū)劃分以及開采順序與通風(fēng)運(yùn)輸系統(tǒng)。4.1 井田開拓的基本問題本井田開拓主要考慮以下幾個因素：（1） 煤層賦存穩(wěn)定，傾角為10到20度，平均為15度，沖擊層為186m,煤層厚度平均為8.64m.（2）礦區(qū)地勢平坦，地面標(biāo)高變化于+35m+38m之間，其多為農(nóng)田，沒有大的地表水系和水體，有津浦鐵路穿過。4.1.1 井筒形式、數(shù)目的確定 （1）井筒形式的確定 由于本地區(qū)的地勢條件所限制，故不能用平硐開拓。 斜井開拓與立井開拓的優(yōu)缺點(diǎn)比較斜井開拓與立井開拓相比：井筒施工工藝、施工設(shè)備與工序比較簡單，掘進(jìn)速度快，井筒施工單價低、初期投資少；地面工業(yè)建筑井筒裝備、井底車場及垌室都比立井簡單；井筒延伸施工方便，對生產(chǎn)的干擾少，不易受地板含水的威脅；主提升能力大可滿足特大型礦井主提升的需要；斜井井筒可作為安全出口，井下一旦發(fā)生透水事故等，人員可迅速從井筒撤離。與立井開拓相比，斜井井筒長、輔助提升能力小、提升深度有限