s第一章 開(kāi)采技術(shù)條件

1、第一章 孫村煤礦開(kāi)采技術(shù)條件及目前生產(chǎn)狀況第一節(jié) 井田位置、地形、交通及氣候條件一、井田位置孫村煤礦位于山東省泰山東側(cè)的新泰市新汶辦事處境內(nèi)，地處新汶煤田東部，位居山東省新汶礦業(yè)集團(tuán)公司腹地，東與張莊煤礦，西與良莊煤礦相鄰，南依蒙山山系，北與蓮花山相望，柴汶河自東向西流經(jīng)井田之上。主井井口地理坐標(biāo)：東徑117°4057，北緯35°5216，東北距新泰市9km，西距磁窯68km，西北距濟(jì)南168km。孫村煤礦在新汶煤田中的地理位置如圖11所示。圖11 孫村煤礦地理位置二、地形孫村井田位于蓮花山和蒙山山脈兩大分水嶺之間，地面為平緩的丘陵地帶，地面標(biāo)高在+165+210m之間。井

2、田西部地形較平坦，東部起伏較大?？偟内厔?shì)是西北部地形較低，東南部較高。煤系地層大部為沖積層所掩蓋，只有溪溝中略有出露。奧陶系石灰?guī)r廣泛出露于井田南部區(qū)域。井田中南部有柴汶河縱貫東西。工業(yè)場(chǎng)地建在柴汶河南岸的小平原之上，該工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)主斜井井口標(biāo)高為+175.5m。20世紀(jì)90年代圍繞千米北立井建設(shè)的北立井工業(yè)場(chǎng)地位于柴汶河北岸，井口標(biāo)高為199.5m。三、交通如圖12所示，孫村煤礦交通方便，磁（磁窯）萊（萊蕪）鐵路穿過(guò)礦井生產(chǎn)區(qū)與生活區(qū)，與京滬鐵路接軌，鐵路運(yùn)輸可暢通全國(guó)各地。礦井駐地公路四通八達(dá)，井田南部有京滬高速公路和蒙館公路；井田北部有直通泰安市的一級(jí)公路和博徐公路，并與京滬高速公路交匯。

3、圖12 孫村煤礦交通圖第二節(jié) 開(kāi)采歷史一、民間小煤礦開(kāi)采孫村煤礦駐地是整個(gè)新汶礦區(qū)最早發(fā)現(xiàn)和利用煤炭的地方之一，其開(kāi)采歷史可追溯到唐代，其間主要開(kāi)采埋藏淺的煤層露頭。宋元時(shí)期產(chǎn)煤已用于冶鐵，明代已大量煉焦。清代中期孫村煤礦駐地采煤的小煤窯劇增，隨著淺部露頭煤層變少，到清末采煤業(yè)轉(zhuǎn)入蕭條。孫村煤礦井田范圍內(nèi)（也包括一部分張莊和良莊煤礦的井田范圍）的古小煤窯均位于井田南部的煤層露頭地段，因開(kāi)采年代過(guò)久，井口均被黃土掩埋，目前僅能了解井口的大概位置，井下情況多為歷代傳述，能基本確定位置的清末明初古小煤窯井口有70處，如圖13所示。圖13 孫村煤礦古小煤窯井口位置這些古小煤窯主要開(kāi)采孫村煤礦井田內(nèi)的后

4、組煤層，也就是9#、11#、15#煤層及少量的13#煤層，每個(gè)古小煤窯開(kāi)采范圍沿走向長(zhǎng)約50400m，沿傾斜約50150m。至于明、元及以前的古小煤窯開(kāi)發(fā)情況皆不得而知。在近代采煤業(yè)中，孫村煤礦駐地附近開(kāi)采過(guò)一些小煤礦，習(xí)稱之為窯，資料較為準(zhǔn)確的民間小煤礦如表1-1所列。表1-1 孫村煤礦駐地近代開(kāi)采過(guò)的小煤礦時(shí)間(年)190419091910191519161918191819361937194519461948煤礦官子號(hào)窯楊樹(shù)底窯裕興公司保太公司德勝煤礦復(fù)興煤礦*日本投降后，部分漢奸股份被地方政府沒(méi)收后更名(公私合營(yíng))這些小煤礦均為民間集資，土法開(kāi)采。井下采用片盤開(kāi)拓方式，房柱式采煤方法，

5、工作面采用手鎬落煤，預(yù)留煤柱支撐頂板，個(gè)別地方打點(diǎn)柱或用木棚支護(hù)。井下運(yùn)輸采用人力拉筐，立井中用木制絞車提升，井下排水為臺(tái)階式人工提水，容器為手提竹斗，井口采用牛皮包提水，工作地點(diǎn)采用油燈照明，自然通風(fēng)。各小煤礦因煤種質(zhì)量、規(guī)模及盈虧不同，用人多少亦不同，少則幾十人，多則數(shù)百人。1924年，“保太公司”裝備了蒸汽機(jī)拖動(dòng)的絞車和水泵，用于提升煤炭和排水，這大大地提高了生產(chǎn)能力。在開(kāi)采過(guò)程中由于受自然通風(fēng)、運(yùn)輸、管理、資金和技術(shù)等方面的限制，只能在沿地下20150m斜深，東西走向50300m的范圍內(nèi)挖取井田內(nèi)后組9#、11#、13#和15#煤層的露頭煤，日產(chǎn)量以幾噸、幾十噸到上百噸不等。孫村煤礦的

6、前身是德勝煤礦，于1937年底創(chuàng)辦，1938年開(kāi)鑿兩立井，井深分別為19m和15m。井下采用自然通風(fēng)，日產(chǎn)20t。因東距日本“三菱”公司經(jīng)營(yíng)的現(xiàn)張莊煤礦僅1400m，屢受敵寇威脅，生產(chǎn)發(fā)展緩慢，經(jīng)營(yíng)較差。日本帝國(guó)主義投降后，1946年月10月，山東魯中區(qū)二礦部派人接管德勝煤礦，將其更名為復(fù)興煤礦，整理過(guò)程中，沒(méi)收漢奸股份，承認(rèn)原有的其他民股，并由人民政府投資，公私合國(guó)繼續(xù)經(jīng)營(yíng)。1947年始，國(guó)民黨向山東解放區(qū)進(jìn)攻，我軍政人員奉命往北轉(zhuǎn)移，因民股占絕大多數(shù)，設(shè)備和生產(chǎn)規(guī)模較小，撤離時(shí)沒(méi)有對(duì)其毀壞，撤離后復(fù)興煤礦由國(guó)民黨政權(quán)經(jīng)營(yíng)管理。二、孫村煤礦開(kāi)發(fā)1948年5月，新汶礦區(qū)解放后，人民政府收買了全

7、部私人股份，并招收工人和技術(shù)人員，一邊恢復(fù)生產(chǎn)，一邊為礦井改擴(kuò)建作準(zhǔn)備。1948年末，“復(fù)興煤礦”更名為孫村煤礦，其間，孫村煤礦成為解放初期泰安地區(qū)最早和最大的國(guó)營(yíng)企業(yè)，成為新汶礦區(qū)建設(shè)和發(fā)展的奠基煤礦。從1948年建礦，到2005年，孫村煤礦已走過(guò)57個(gè)春秋。在建設(shè)和生產(chǎn)過(guò)程中，隨著生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大和機(jī)械化水平提高，依靠技術(shù)進(jìn)步，不斷向深部開(kāi)拓延深，目前已成為我國(guó)煤礦采深最大的深礦井之一。按照向深部發(fā)展過(guò)程中開(kāi)采水平設(shè)置，孫村煤礦已有-75m、-210m、-400m、-600m、-800m和-1100m 6個(gè)開(kāi)采水平，這些開(kāi)采水平的設(shè)置和埋深如表1-2所列。表1-2 孫村煤礦開(kāi)采水平設(shè)置開(kāi)采水平

8、水平標(biāo)高（m）埋深（m）動(dòng)工時(shí)間投產(chǎn)時(shí)間結(jié)束時(shí)間生產(chǎn)能力（萬(wàn)t/a）一-752501948.121952196645二-21038519561962197645三-4005751960.71965.12198760四-6007751974.31978.760 (90)*五-8009751992.31999.660(120)*六-110012752003備注*延深設(shè)計(jì)能力，*綜合能力第三節(jié) 井田地質(zhì)特征一、井田境界隨著向深部發(fā)展，根據(jù)孫村煤礦自身的生產(chǎn)需要和集團(tuán)公司內(nèi)有關(guān)各礦的發(fā)展?fàn)顩r，孫村煤礦與相鄰礦井的井田境界經(jīng)多次調(diào)整，以致呈現(xiàn)在的不規(guī)則形狀。孫村煤礦現(xiàn)在的井田境界如圖1-4所示，橫貫井田

9、中部的F10斷層將井田劃分為南北兩區(qū)。1井田南區(qū)南區(qū)東以F6斷層為界，與張莊煤礦相鄰。西以F2斷層與良莊煤礦和汶河煤礦為界，南邊界線為自各煤層露頭，北邊界深至-1100m水平，為人為邊界。2井田北區(qū)北區(qū)以千米立井為中心分東西兩翼，北起F10斷層，西至F8斷層，南以-450m水平技術(shù)邊界與良莊煤礦毗鄰，北至-1100m水平煤層底板等高線，東至F6和F10斷層以北侏羅系沖刷帶與張莊煤礦為界。井田走向在-450m水平以上為2 km，-450-600m水平為5 km，-600-800m水平為6 km，-800-1100m水平為7.2 km。井田南北寬約3.6km，面積為21.2km2。3井田周邊煤礦如

10、圖1-5所示，孫村煤礦西以F2和F8號(hào)斷層為界與新汶礦業(yè)集團(tuán)公司的良莊煤礦相鄰，該礦生產(chǎn)系統(tǒng)完善，產(chǎn)量120150萬(wàn)t/a，分4個(gè)開(kāi)采水平，一水平（±0m）和二水平（-195m）已開(kāi)采結(jié)束，三水平（-350m）和四水平（-580m）正在生產(chǎn)。孫村煤礦東以F6號(hào)斷層為界，在F10號(hào)斷層以南，與集團(tuán)公司的張莊煤礦相鄰，該礦資源已趨于枯竭，產(chǎn)量大幅降低，目前已改制成股份制公司，其生產(chǎn)系統(tǒng)仍保持完善，并能維持正常生產(chǎn)。在F10斷層以北，擴(kuò)大區(qū)東邊界與汶南煤礦為界。目前，兩煤礦在邊界附近沒(méi)有采掘工程。孫村煤礦西側(cè)還有汶河煤礦，該礦生產(chǎn)系統(tǒng)完善，年產(chǎn)量在30萬(wàn)t/a左右，屬地方煤礦，與孫村煤礦以

11、F2號(hào)斷層相隔。二、井田儲(chǔ)量孫村煤礦井田儲(chǔ)量變化如圖1-5所示。至2003年末，孫村煤礦累計(jì)探明的資源儲(chǔ)量為17024.0萬(wàn)t，累計(jì)動(dòng)用資源儲(chǔ)量6259.6萬(wàn)t，總采出量為3887.8萬(wàn)t，總損失量為2030.7萬(wàn)t，注銷341.1萬(wàn)t，年末保有資源儲(chǔ)量為10764.4萬(wàn)t。三、地層新汶煤田屬華北石炭二疊系近海型煤田，下覆奧陶系石灰?guī)r，上覆侏羅系、第三系紅層、第四系黃土和流砂層。孫村煤礦井田內(nèi)地層綜合柱狀圖如圖1-6所示。24圖1-5 孫村煤礦井田境界及儲(chǔ)量變化圖1-6-1 孫村井田地層綜合柱狀圖圖1-6-2 續(xù)孫村井田地層綜合柱狀圖圖1-6-3 續(xù)孫村井田地層綜合柱狀圖四、地質(zhì)構(gòu)造F10斷層

12、將孫村井田分為南北兩區(qū)，兩區(qū)基本上屬簡(jiǎn)單的單斜構(gòu)造形態(tài)，并有寬緩的褶曲存在，井田內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造以斷層為主。地層走向變化在300°330°之間，傾角由淺至深在33°12°31°間變化。南區(qū)地層傾角由東到西逐漸變小，北區(qū)則變化較大。孫村煤礦井田內(nèi)的斷層多以高角度正斷層為主，逆斷層少見(jiàn)。井田內(nèi)影響開(kāi)拓、采區(qū)劃分及巷道布置的大中型斷層共計(jì)16條，其分布見(jiàn)圖1-4。這些斷層的特征如表1-3所列。沿孫良石門附近反映地層被切割的剖面如圖1-7所示。圖1-7 沿孫良石門附近地層剖面表1-3 孫村井田主要斷層特征斷層位置走向（°）傾向（°）傾角（

13、°）落差（m）延展長(zhǎng)度（m）F2井田淺部西邊界(與良莊礦)456513515570801702704700F21F2的分支651556060800F5井田中部，與F6大致平行8090170180655554250F6井田東邊界(與張莊礦)803507010704050F61F6的分叉3012060520500F7靠近井田東北1607075731400F8孫良六采區(qū)大巷2025110115800802310F9孫良六采區(qū)大巷70160705651600F10井田中部115205802402903300F102井田中部120135210225407030501400F103井田中部107

14、19760030750F11靠近井田東北40130700231100F12平行-800m水平主暗斜井45135801350良F12井田深部東邊界1405070130150510F13曾為井田西邊界(與良莊礦) 557070F15孫良五采區(qū)石門NWNE558001302000孫村井田內(nèi)的大中型斷層以近傾向斷層較多，這些近傾向斷層將煤層沿走向分割成多個(gè)塊段，多成為采區(qū)走向邊界，造成采區(qū)走向長(zhǎng)度較短，準(zhǔn)備工程量大，工作面搬家頻繁，采掘接替緊張。開(kāi)拓煤量、準(zhǔn)備煤量和回采煤量減少，巷道掘進(jìn)率增高。孫村井田內(nèi)斷層分布較密，除大中型斷層以外，井田還發(fā)育較多的小斷層。隨著采深增加，斷層條數(shù)增加，落差增大，斷層

15、的分布密度如表1-4所示。表1-4 孫村井田斷層分布密度斷層類型密度（條/km2）延展長(zhǎng)度（m/km2）大、中型（H10m）2.72600小型（2mH5m）259829井田內(nèi)小斷層隨采深增加而增加，直接導(dǎo)致回采煤量減少，回采巷道增多，采出率降低，設(shè)備增多，機(jī)械化裝備不易充分發(fā)揮，技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益下降。據(jù)對(duì)采區(qū)內(nèi)的小斷層統(tǒng)計(jì)，傾角在70°90°的小斷層最為發(fā)育，占到56.3%，傾角在50°70°的小斷層次之，占到31.7%。五、水文地質(zhì)1地表水系柴汶河及其支流經(jīng)孫村井田之上長(zhǎng)約2700m，構(gòu)成主要地表水系，該河為季節(jié)性河流，雨季有水，枯季近于干涸，因其覆于煤系

16、地層露頭之上，淺部開(kāi)采時(shí)為礦井充水主要補(bǔ)給水源。孫村礦現(xiàn)已進(jìn)入深部開(kāi)采，其補(bǔ)給水源及通道有限，對(duì)礦井影響較小，已構(gòu)不成危害。2含水層孫村井田地層內(nèi)主要含水層及對(duì)開(kāi)采的影響分述如下：（1）第四系含水層該層平均厚8m，靠大氣降水補(bǔ)給，雨季有孔隙水，村季干燥無(wú)水，對(duì)深部采掘基本無(wú)影響。（2）第三系礫巖該層平均厚438.72m，屬非均質(zhì)巖溶裂隙潛水含水層或承壓含水層，主要靠大氣降水補(bǔ)給。由于受第三系中下部和侏羅系中下部巨厚的粘土質(zhì)粉砂巖及石盒子組雜色粘土巖的屏閉作用，該層對(duì)煤層開(kāi)采無(wú)影響。（3）侏羅系厚砂巖該層平均厚253.3m，以紅色中細(xì)砂巖為主，內(nèi)夾粉砂巖。該含水層露頭位于柴汶河河床之下，接受第四

17、系潛水補(bǔ)給，富水性較強(qiáng)，因漏水點(diǎn)距首采煤層法線距離較大，為211.0329.0m，故該層對(duì)開(kāi)采無(wú)影響。（4）山西組砂巖該層平均厚32.5m，為2#和4#煤層頂板，由34層中粒砂巖組成，隨采深增加，含水性變?nèi)?，?duì)開(kāi)采無(wú)影響。（5）太原群一層石灰?guī)r該層平均厚3.2m，-75m水平以上補(bǔ)給循環(huán)條件較好，富水性中等或較強(qiáng)。隨采深增加，裂隙及含水性明顯減弱，至-210m水平及以下，僅有淋水出現(xiàn)，對(duì)開(kāi)采無(wú)影響。（6）太原組第四層石灰?guī)r該層平均厚6.0m，位于13#煤層之上，在-75m水平為富水性較強(qiáng)的巖溶裂隙承壓含水層，在-300m水平已成為弱含水層，在-600m水平已干枯無(wú)水，在深部對(duì)開(kāi)采無(wú)影響。（7）

18、本溪組徐家莊石灰?guī)r和草埠溝石灰?guī)r徐家莊石灰?guī)r平均厚12m，上距15#煤層25.570m，下距奧陶系石灰?guī)r29.061m。該巖層裂隙發(fā)育程度隨采深增大而明顯減弱。草埠溝石灰?guī)r平均厚12.0m，下距奧陶系石灰?guī)r525m，露頭位于古河床之外，大面積裸露于地表，主要接受大氣降水補(bǔ)給，淺部巖溶裂隙發(fā)育，富水性較強(qiáng)，隨采深增加，富水性明顯減弱，在-400m水平以下已基本不含水，因距奧陶系石灰?guī)r較近，稍有斷層錯(cuò)動(dòng)，都會(huì)使其與奧陶系石灰?guī)r接近或?qū)诮佑|，從而影響15#煤層開(kāi)采。（8)奧陶系石灰?guī)r該層厚800m，在淺部巖溶裂隙發(fā)育，富水性強(qiáng)，連通性好，可直接接受大氣降水補(bǔ)給，交替循環(huán)條件優(yōu)越。-210m水平以上

19、屬富水性強(qiáng)的巖溶裂隙承壓含水層，按斷層附近巖溶裂隙尢為發(fā)育，是地下水活動(dòng)的主要徑流部位。隨采深加大，該層石灰?guī)r富水性逐漸減弱。奧陶系石灰?guī)r上距15#煤層54.5155.0m，正常地段對(duì)煤層開(kāi)采威脅較小。因大斷層附近既是地質(zhì)構(gòu)造薄弱點(diǎn)，也是地下水的匯集點(diǎn)，生產(chǎn)過(guò)程中必須超前探查，留足安全防水煤柱。目前，新汶礦業(yè)集團(tuán)公司除北翼泉溝煤礦對(duì)奧灰水進(jìn)行疏降開(kāi)采外，其余各礦均采用射避策略。第四節(jié) 煤層特征一、煤層1煤系地層見(jiàn)圖1-6，孫村井田含煤地層為石炭二疊系煤系地層，總厚度246489m，平均厚度340m左右；其中石盒子組不含煤層，山西組和太原組為主要含煤地層，本溪組中偶含不可采或不穩(wěn)定薄煤層。煤系地

20、層共含煤層19層，總厚13.9m，含煤系數(shù)為4.09%，其中可采煤層7層，分別為2#、3#、4#、6#、11#、13#和15#煤層，平均總厚度8.81m，可采煤層的含煤系數(shù)為2.59%。（1）山西組含煤地層山西組平均厚9.8m，含1#4#煤層4層，煤層平均總厚度5.08m，含煤系數(shù)5.18%，其中含可采煤層3層，分別為2#、3#和4#煤層，可采煤層平均總厚度4.06m，可采煤層的含煤系數(shù)為4.14%。（2）太原組含煤地層太原組平均厚168.65m，含6#16#煤層11層，煤層平均總厚度為8.43m，含煤系數(shù)5.0%；其中含可采煤層4層，分別為6#、11#、13#和15#煤層，平均總厚度5.86

21、m，可采煤層的含煤系數(shù)為3.47%。孫村井田內(nèi)煤層間距比較穩(wěn)定，易于對(duì)比。2可采煤層在井田內(nèi)可采煤層中，4#和11#煤層為穩(wěn)定煤層，2#、3#、6#、13#和15#煤層為較穩(wěn)定煤層。（1）2#煤層2#煤層平均厚度為2.14m，是井田內(nèi)的首采煤層和主采煤層該煤層賦存不完整，井田東部依一號(hào)斜井井口劃80°方向線至礦邊界被侵蝕，西部存有沖刷帶。-600m水平四采區(qū)也發(fā)現(xiàn)沖刷變薄區(qū)，除此全井田可采。2#煤層的厚度在薄、中厚和厚煤層之間變化，井田范圍內(nèi)自東向西有變薄的趨勢(shì)。在-300m標(biāo)高至F10斷層以南屬厚煤層。最大厚度為4.35m，最小厚度為0.7m。.2#煤層下距3#煤層5.0m，上距第

22、三系紅色砂巖310.0m。（2）3#煤層3#煤層平均厚度為0.68m，屬局部可采煤層，最大厚度1.12m。該煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因含夾矸較厚，致使大部分區(qū)域不可采。3#煤層下距4#煤層16m。（3）4#煤層4#煤層是主采煤層，平均厚度1.79m。最大厚度2.32m，最小厚度1.07m.。該煤層賦存穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，全井田范圍內(nèi)均可采，下距6#煤層37m。（4）6#煤層6#煤層屬局部可采煤層，平均厚度為0.68m，最大厚度1.07m，最小厚度0.65m，在井田的一部分區(qū)域內(nèi)因受沖刷和侵蝕，存在無(wú)煤帶。6#煤層下距11#煤層80m。（5）11#煤層11#煤層是主采煤層。該煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，全井田可采，平均厚度

23、為1.52m，厚度在0.752.0m間變化，自東向西呈變薄趨勢(shì)。11#煤層下距13#煤層40m左右。（6）13#煤層13#煤層平均厚度為0.96m，厚度在0.721.37m之間變化，由淺至深有變薄的趨勢(shì)。13#煤層在井田內(nèi)賦存較穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，含夾矸35層，其巖性為炭質(zhì)砂巖，較硬，層理性差。13#煤層下距15#煤層13.5m。（7）15#煤層15#煤層平均厚度為1.04m，最大厚度1.52m，最小厚度0.65m，屬賦存穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)復(fù)雜煤層。該煤層頂部煤質(zhì)較好，下部灰分含量達(dá)43%以上。孫村煤礦可采煤層特征如表1-5所列。隨采深加大，可采煤層厚度有變薄的趨勢(shì)。表1-5 可采煤層特征煤層厚度（m）煤

24、層間距（m）結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性2#較復(fù)雜較穩(wěn)定3#簡(jiǎn)單較穩(wěn)定4#簡(jiǎn)單穩(wěn)定6#簡(jiǎn)單不穩(wěn)定11#復(fù)雜穩(wěn)定13#復(fù)雜穩(wěn)定15#復(fù)雜較穩(wěn)定二、煤質(zhì)及工業(yè)用途孫村煤礦井田內(nèi)可采的2#、4#和6#煤層屬氣煤，11#、13#和15#煤層屬氣肥煤，兩種均屬于中變質(zhì)程度的煙煤，具有較強(qiáng)的粘結(jié)性和一定的結(jié)焦性，工業(yè)用途為煉焦配煤。煤質(zhì)指標(biāo)如表1-6所列。表1-6 可采煤層煤質(zhì)指標(biāo)煤層水分(%)灰分(%)揮發(fā)份(%)發(fā)熱量（kj/g）全硫(%)磷(%)膠質(zhì)層厚度（mm）煤種2#1.023.94 2.5810.9837.82 25.8935.2545.17 38.4730.6933.89 33.200.591.09 0.79

25、0.0040.022 0.01317.33氣煤3#1.702.36 2.0523.2940.36 26.8938.7048.64 36.2834.5635.10 35.000.620.93 0.860.0160.022 0.02016.10氣煤4#2.093.08 2.6114.2823.68 18.2633.5840.65 36.6730.5734.11 33.540.451.01 0.660.0120.016 0.01317.56氣煤6#1.993.35 2.495.5818.39 13.9239.1439.47 39.2833.9934.88 34.200.592.45 1.410.01

26、10.013 0.01219.17氣煤11#2.343.14 2.6918.9427.31 26.8940.9844.93 42.5132.0033.77 33.290.805.30 2.300.0110.013 0.01229.12氣肥煤13#1.072.76 1.6129.3042.98 34.9839.0147.64 44.6832.1134.42 33.271.765.00 3.010.0160.019 0.01739.86氣肥煤15#1.322.15 1.6039.4745.50 42.2247.9149.19 48.2631.3632.77 31.893.605.14 2.560.

27、0060.008 0.00733.81氣肥煤2#、3#、4#和6#煤層的揮發(fā)分平均值在3643%之間，平均膠質(zhì)層厚度1620mm之間，11#、13#和15#煤層的揮發(fā)分均大于42%，平均膠質(zhì)層厚度2940mm之間。各可采煤層的發(fā)熱量均較高，原煤可燃基彈筒低位發(fā)熱量均在22.0030.90MJ/kg之間，精煤均大于30MJ/kg，為中高特高熱值煤，達(dá)到動(dòng)力用煤的標(biāo)準(zhǔn)要求，是良好的動(dòng)力和民用燃料用煤。各可采煤層的原煤灰分在1343%之間，為富灰煤。各煤層經(jīng)1.4比重液洗選后，精煤灰分均小于8%，為低灰煤。各可采煤層中的全硫分主要為黃鐵礦和有機(jī)硫，少量為硫酸鹽硫。前兩者自上而下有明顯增高的規(guī)律。2#

28、、3#和4#煤層全硫分均小于1%，為低硫煤。6#煤層全硫分小于2.5%，為中硫煤，13#和15#煤層為高硫煤。各煤層經(jīng)洗選后，全硫分均有不同程度的降低，大部分黃鐵礦硫脫出，而有機(jī)硫和硫酸鹽硫脫出率很小。在各煤層合理配采的情況下，經(jīng)洗選后，含硫在0.8%以下，達(dá)到煉焦配煤要求。各可采煤層中的原煤磷分含量均沒(méi)有超過(guò)0.06%，經(jīng)洗選后皆小于0.01%，為低磷煤。各可采煤層均屬?gòu)?qiáng)粘性煤，并均具有較好的結(jié)焦性。三、可采煤層頂?shù)装鍘r性12#煤層頂?shù)装鍘r性2#煤層的直接頂板為粉砂巖，局部存在泥巖偽頂，深灰色，易碎且厚度變化較大。直接頂板之上的基本頂是灰白色中粒砂巖，鈣質(zhì)膠結(jié)，致密堅(jiān)硬，厚49m，層間含植物

29、化石，侵蝕面附近為紅色砂巖，性脆，易冒落，不穩(wěn)固，強(qiáng)度明顯降低。2#煤層底板為砂巖，厚24m，含深灰色植物碎屑化石。23#煤層頂?shù)装鍘r性3#煤層之上存在炭質(zhì)頁(yè)巖偽頂，厚0.20.3m，深灰色，性脆，易碎，其上直接頂板是泥巖，厚13m，平均2m。3#煤層底板為粉砂巖，厚24m。34#煤層頂?shù)装鍘r性4#煤層直接頂板為砂巖或細(xì)砂巖，厚424m，平均13m左右，灰白色或淺灰色，沿井田走向自西向東變?yōu)樯绊?yè)巖互層、細(xì)砂巖和粉砂巖，致密堅(jiān)固，單向抗壓強(qiáng)度多大于40MPa。4#煤層底板為粉砂巖，厚23m，平均2m，層理發(fā)育，含植物化石。46#煤層頂?shù)装鍘r性6#煤層直接頂板為粉砂巖，厚34m，平均3.5m，灰色

30、層理，發(fā)育成互層，性脆，含泥質(zhì)與植物碎屑化石和黃鐵礦散粒。6#煤層底板為灰白色砂巖，厚24m，漸變?yōu)榉凵皫r。511#煤層頂?shù)装鍘r性11#煤層直接頂板為深灰色粉砂巖，厚610m，平均8m，層理發(fā)育，含植物化石和褐色結(jié)核黃鐵礦散粒，性脆，易于冒落。11#煤層底板是由細(xì)砂巖變到粉砂巖的巖層，厚910m，平均8m，層理發(fā)育，夾一層薄煤層，距11#煤層2m左右?？拷?1#煤層底板處有一層粘土巖，遇水呈泥狀，厚0.2m左右。613#煤層頂?shù)装鍘r性13#煤層的直接頂板是第四層石灰?guī)r，厚57m，有5個(gè)分層，含方解石脈及蜓科類化石，下部含黑色隧石條帶。第四層石灰?guī)r堅(jiān)硬，單向抗壓強(qiáng)度大于70MPa，由于受海蝕作用

31、，呈高低不平，因分層多易形成復(fù)合頂板，在生產(chǎn)中需引起重視。13#煤層底板為砂巖，局部為泥巖，泥質(zhì)膠結(jié)，灰白色至黑色，厚67m。715#煤層頂?shù)装鍘r性15#煤層直接頂板為泥灰?guī)r，厚0.50.8m，灰色，泥質(zhì)膠結(jié)。其上為泥巖，含褐色結(jié)核和黃鐵礦散粒，性脆，易碎，易冒落。15#煤層底板是粉砂巖，厚23m。孫村煤礦井田內(nèi)可采煤層的頂?shù)装鍘r性特征如表1-7所列。表1-7 煤層頂?shù)装鍘r性特征煤層直 接 頂基 本 頂?shù)?板巖性厚度（m）巖性厚度（m）備注巖性厚度（m）備注2#粉砂巖4.09.07.0中粒砂巖31.0局部有泥巖偽頂砂巖2.04.03.03#泥巖1.03.02.0砂巖7.0炭質(zhì)頁(yè)巖偽頂0.20.

32、3m粉砂巖2.04.03.04#砂巖細(xì)砂巖4.024.013.0砂巖局部泥巖偽頂粉砂巖2.03.02.06#粉砂巖3.04.03.5中砂巖4.0砂巖2.04.03.011#粉砂巖6.010.78.0中砂巖19.0粉砂巖9.010.08.0直接底為粘土巖厚0.20.3m13#石灰?guī)r5.07.06.0泥巖4.06.05.0砂巖6.5漸變?yōu)槟鄮r15#泥灰?guī)r0.50.80.7泥巖67.06.5漸變?yōu)樯皫r粉砂巖2.03.02.0四、瓦斯、煤塵、自燃傾向性及地溫1瓦斯通過(guò)歷年瓦斯鑒定，孫村煤礦一直為一級(jí)瓦斯礦井或低瓦斯礦井，也是低二氧化碳礦井。瓦斯涌出量隨開(kāi)采深度增加呈增加趨勢(shì)，但沒(méi)有明顯增加，而是隨開(kāi)采

33、強(qiáng)度的大小而增減，相對(duì)涌出量隨采煤工作面產(chǎn)量增大而減小。平均相對(duì)瓦斯涌出量變化趨勢(shì)如圖1-8所示。圖1-8 平均相對(duì)瓦斯涌出量變化趨勢(shì)2煤塵根據(jù)撫順煤科分院和新汶礦業(yè)集團(tuán)公司通風(fēng)實(shí)驗(yàn)室完成的煤塵爆炸性測(cè)試結(jié)果，孫村煤礦開(kāi)采的各煤層均有煤塵爆炸危險(xiǎn)，煤塵爆炸(可燃揮發(fā)分)指數(shù)都超過(guò)了28%，屬煤塵爆炸性很強(qiáng)的煤層。孫村煤礦各開(kāi)采煤層在實(shí)驗(yàn)室測(cè)定的煤塵爆炸性結(jié)果如表1-8所列。表1-8 各開(kāi)采煤層實(shí)驗(yàn)室煤塵爆炸性測(cè)定煤層煤的工業(yè)分析煤塵爆炸性實(shí)驗(yàn)水分Wf（%）灰分Ag（%）爆炸(揮發(fā)分)指數(shù)Vr(%)火焰長(zhǎng)度(mm)巖粉用量(%)2#1.0812.3234.59600753#1.0033.2637

34、.61125654#1.409.6435.356008011#1.2010.0742.746508513#0.8611.5545.376508515#1.2018.3542.42700803煤層的自燃傾向性孫村煤礦開(kāi)采的各煤層均具有自燃發(fā)火傾向，發(fā)火期為612個(gè)月，2#、4#、11#、和13#煤層為類不易自燃煤層，3#、6#和15#煤層為類自燃煤層。各開(kāi)采煤層自燃傾向性測(cè)定結(jié)果如表1-9所列。表1-9 煤層自燃傾向性測(cè)定 煤層工作面全硫（%）密度（g/cm3）吸氧量(cm3/g)自燃等級(jí)及傾向性2#22181.071.540.28、不易自燃52131.041.730.27、不易自燃1217下0

35、.641.480.39、不易自燃3#13170.991.450.43、自燃4#24170.881.500.39、不易自燃6#16133.171.460.47、自燃11#111141.771.480.34、不易自燃13#113142.951.360.32、不易自燃15#315141.290.41、自燃4地溫經(jīng)測(cè)定，孫村煤礦井田內(nèi)恒溫帶深37m，平均溫度為16.1。隨采深增加，井下地溫增高，成為深部開(kāi)采的熱害。地層中的地溫梯度在水平和垂直方向上有明顯差別，表現(xiàn)在沿井田走向方向東低西高，沿傾向方向隨深度增加而增大，平均2.20/100m。孫村煤礦井田地溫梯度和地溫分布如表1-10所列。表1-10 井

36、田地溫梯度和地溫分布 區(qū)域地溫梯度（/100m）深部各開(kāi)采水平平均地溫（）-600m-800m-1100mE-1100mW東1.8129.633.337.938.7中2.1932.536.942.443.5西2.6035.540.747.448.7平均2.2032.536.942.643.6第五節(jié) 目前生產(chǎn)狀況一、生產(chǎn)能力孫村煤礦解放前由小煤窯開(kāi)采，1948年由人民政府接管，恢復(fù)生產(chǎn)后并進(jìn)行改擴(kuò)建。1962年-400m水平延深設(shè)計(jì)時(shí)確定礦井生產(chǎn)能力為60萬(wàn)t/a，1980年礦井生產(chǎn)能力核定為75萬(wàn)t/a，1991年礦井生產(chǎn)能力核定為70萬(wàn)t/a，1997年核定生產(chǎn)能力為90萬(wàn)t/a。2004年

37、對(duì)礦井主要生產(chǎn)系統(tǒng)重新核定，核定結(jié)果如表1-11所列。表1-11 2004年主要生產(chǎn)系統(tǒng)能力核定生產(chǎn)系統(tǒng)能力（萬(wàn)t/a）生產(chǎn)系統(tǒng)能力（萬(wàn)t/a）主井提升144.74排水147.3副井提升181.8采掘*131.84井下運(yùn)輸215.5地面150.8通風(fēng)195.5供電333.38備注*指2003年礦井產(chǎn)量礦井采掘生產(chǎn)能力為礦井生產(chǎn)系統(tǒng)最小能力,依此礦井生產(chǎn)能力核定為130萬(wàn)t/a。2001年、2002年、2003年、2004和2005年孫村煤礦分別生產(chǎn)煤炭117.6萬(wàn)t、123.7萬(wàn)t、131.84萬(wàn)t、131.72萬(wàn)t和141.36萬(wàn)t。二、開(kāi)拓方式如圖1-9和圖1-10所示，孫村煤礦采用多水平

38、、主斜井、副立井綜合開(kāi)拓方式。井田已劃分為-75 m、-210 m、-400 m、-600 m、-800 m和-1100 m六個(gè)開(kāi)采水平，并且還有向深部發(fā)展的可能。目前，-600 m水平及以上的各開(kāi)采水平已基本結(jié)束開(kāi)采，-1100 m水平為開(kāi)拓延深水平，-800 m開(kāi)采水平為主要生產(chǎn)水平，正利用-800 m開(kāi)采水平對(duì)-1100 m水平進(jìn)行下山開(kāi)采。孫村煤礦全井田內(nèi)現(xiàn)有6個(gè)由地面直接開(kāi)鑿的井筒進(jìn)入井下，分布在井田南北兩區(qū)，南區(qū)有主斜井、東斜井、西斜井和-400 m水平回風(fēng)立井，北區(qū)有千米副立井和千米回風(fēng)井。各井筒的技術(shù)參數(shù)如表112所列。表1-12 井筒技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目井口標(biāo)高（m）井底標(biāo)高（m）井

39、筒傾角(°)井筒直徑（m）井筒長(zhǎng)度（m） 凈斷面（m2）寬度（m）支護(hù)斜井主斜井175.5-21017.51276103.6砌碹東斜井173-21025997103.3砌碹西斜井171.7-21025106010.43.6砌碹立井洛溝風(fēng)井173.73-398.66905.5572.3423.68混凝土碹千米副立井201.54-855.35906.5110033.18砌碹千米風(fēng)井197.5-776.00906.098028.26錨網(wǎng)噴由淺部開(kāi)采進(jìn)入深部開(kāi)采,孫村煤礦各開(kāi)采水平大巷逐步由分層大巷布置方式、分組集中大巷置方式發(fā)展到集中大巷置方式。圖1-9 井田開(kāi)拓平面圖圖1-10 井田開(kāi)拓

40、剖面圖三、采區(qū)劃分及準(zhǔn)備方式孫村煤礦井田內(nèi)可采煤層分2#、3#、4#、6#、11#、13#、15#煤層7層，其中2#、3#、4#和6#煤層劃分為前組煤，11#、13#和15#煤層劃分為后組煤，進(jìn)入深部開(kāi)采后各組煤層采區(qū)聯(lián)合布置，集中開(kāi)采。在F10斷層以南，-210m開(kāi)采水平以下至-600m水平上山階段，孫村井田各開(kāi)采水平的前組煤層由東向西劃分為一采區(qū)（東區(qū)）、二采區(qū)（中區(qū)）和三采區(qū)（西區(qū)），-600m水平下山階段只有一采區(qū)（東區(qū)）和二采區(qū)（中區(qū)）。在F10斷層以北，孫村井田-600m水平前組煤層劃分為孫良四采區(qū)、五采區(qū)和六采區(qū)。-800m水平前組煤層劃分為三采區(qū)、四采區(qū)和五采區(qū)。在-800m水

41、平以下，孫村井田北區(qū)工業(yè)場(chǎng)地及保護(hù)煤柱將深部劃分為東西兩翼，西翼前組煤層由西向東劃分為四采區(qū)和三采區(qū)，東翼前組煤層劃分為二采區(qū)和一采區(qū)。孫村煤礦前組煤層上下山多布置在4#煤層中，后組煤層上下山多布置在13#煤層中。四、采掘現(xiàn)狀孫村煤礦目前生產(chǎn)主要集中在-800m水平，利用該水平生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行一部分下山開(kāi)采。-800 m水平采用集中運(yùn)輸大巷、采區(qū)石門布置方式，各采區(qū)生產(chǎn)的煤炭通過(guò)3t底卸式礦車運(yùn)輸，全巖排矸通過(guò)1t礦車運(yùn)輸?，F(xiàn)生產(chǎn)采區(qū)為-800m水平后組煤層一采區(qū)、-1100m水平前組煤層二采區(qū)和四采區(qū)（-800m水平下山階段）?，F(xiàn)準(zhǔn)備采區(qū)為-800m水平后組煤層四采區(qū)。孫村煤礦采用走向長(zhǎng)壁采煤法

42、開(kāi)采，全部垮落法處理采空區(qū)。到2005年底有三個(gè)采煤隊(duì)，分別裝備三套綜采設(shè)備，礦井全部由綜合機(jī)械化采煤工藝保證產(chǎn)量。到2005年，孫村煤礦采煤工作面最大埋深為1089.74m，掘進(jìn)工作面最大埋深已超過(guò)1300m。圍繞生產(chǎn)掘進(jìn)、-1100m水平開(kāi)拓延深和生產(chǎn)系統(tǒng)改造工程，孫村煤礦井下有17個(gè)掘進(jìn)隊(duì)，年掘進(jìn)總進(jìn)尺在21000m左右；其中10個(gè)隊(duì)為生產(chǎn)掘進(jìn)服務(wù)，2個(gè)隊(duì)作為開(kāi)拓延深，5個(gè)隊(duì)用于生產(chǎn)系統(tǒng)改造。2005年底孫村煤礦井下有11處全巖巷掘進(jìn)工作面，其中生產(chǎn)掘進(jìn)4處，開(kāi)拓延深2處、生產(chǎn)系統(tǒng)改造5處。全巖巷掘進(jìn)工作面采用錨網(wǎng)噴支護(hù)，2處采用CMJ17鑿巖臺(tái)車鉆眼、ZC-型側(cè)卸式裝巖機(jī)裝矸的機(jī)械化鉆

43、眼爆破法作業(yè)線，其余9處采用鑿巖機(jī)鉆眼、扒斗裝巖機(jī)裝巖的鉆眼爆破法作業(yè)線。在煤巷和半煤巖巷掘進(jìn)工作面，有4處采用綜掘機(jī)掘進(jìn)，錨網(wǎng)帶支護(hù)，其余2處采用鉆眼爆破法破巖和錨網(wǎng)帶支護(hù)。五、主要生產(chǎn)系統(tǒng)1主運(yùn)系統(tǒng)孫村煤礦目前生產(chǎn)集中在-800m開(kāi)采水平，運(yùn)煤的主運(yùn)系統(tǒng)分為五段，以膠帶輸送機(jī)接力運(yùn)輸為主，其中斜井提升四段，石門運(yùn)輸一段。第一段：地面+177.5m至井下-210m，采用帶寬1070mm的鋼絲繩牽引膠帶輸送機(jī)，也稱鋼纜膠帶輸送機(jī)，主斜井井筒傾角17.5º，運(yùn)輸距離1276m。第二段：-210m水平至-600m水平，采用帶寬1070mm的鋼絲繩牽引膠帶輸送機(jī)，主暗斜井傾角17º

44、;30，運(yùn)輸距離1500m。第一段和第二段膠帶輸送機(jī)之間設(shè)有折返轉(zhuǎn)載膠帶輸送機(jī)1部，帶寬1000mm，傾角18º，運(yùn)輸距離140m。第三段：-600m水平孫良膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸石門，該石門內(nèi)鋪設(shè)3部SD-150P膠帶輸送機(jī)，帶寬1000mm，石門運(yùn)輸距離1030m。第四段：-600m水平至-800m水平，采用帶寬為1000mm的鋼繩芯膠帶輸送機(jī)，主暗斜井傾角23º24º，也稱大傾角膠帶輸送機(jī)主暗斜井，運(yùn)輸距離788m。第五段：-800m水平至-1100m水平，采用大傾角膠帶輸送機(jī)，傾角0º13º，13º22º，22º2

45、6º，前期運(yùn)輸距離420 m，后期將延長(zhǎng)到920 m。目前，由-800 m水平下山開(kāi)采的原煤由-800 m水平運(yùn)輸大巷內(nèi)的3t底卸式礦車卸入-800 m水平井底煤倉(cāng)后，進(jìn)入-600m-800m的鋼繩芯膠帶輸送機(jī)。主運(yùn)系統(tǒng)運(yùn)輸距離4758m，裝機(jī)總功率3070kW。2副井提升系統(tǒng)孫村煤礦副井提升系統(tǒng)由副斜井、副立井和副暗斜井組成，分南區(qū)西副斜井、北區(qū)千米副立井、-210 m-600m副暗斜井、-600m-800m人車管子道副暗斜井、-800m-1100m人車管子道副暗斜井和-800m-1100m 矸石副暗斜井。南區(qū)西副斜井裝備23000/1530-2A絞車，-210 m-600m副暗斜

46、井裝備XKT2×3×1.5B絞車，兩者主要擔(dān)負(fù)礦內(nèi)人員和物料的提運(yùn)。北區(qū)千米副立井裝備JKD3.5m 6繩摩擦提升絞車，采用雙層4車罐籠雙鉤提升，主要擔(dān)負(fù)-800m水平及-1100m水平人員、物料和矸石的提運(yùn)。-600m-800m人車管子道副暗斜井裝備JK2/30X絞車，主要用于-800水平與礦內(nèi)輔助運(yùn)輸之間的溝通提升，提運(yùn)部分物料和應(yīng)急提升-800m水平人員。-800m-1100m人車管子道副暗斜井裝備JK-2.5/20E絞車，-800m-1100m 矸石副暗斜井裝備2JK3/30E絞車，兩者目前主要用于-1100m水平開(kāi)拓延深時(shí)人員、矸石和物料的提運(yùn)。3通風(fēng)系統(tǒng)北區(qū)千米北風(fēng)井投入使用前，孫村煤礦井下采用中央分列式通風(fēng)方式，東副井、西副井、主斜井和千米北立井進(jìn)風(fēng)，南區(qū)洛溝風(fēng)井（-400m水平回風(fēng)立井）回風(fēng)，該風(fēng)井裝備G4-73-11-28D型離心式主要通風(fēng)機(jī)，抽出式通風(fēng)，最大額定排風(fēng)能力為11300 m3/min。2002年11月，孫村煤