济阳矿井一采区设计.doc

济阳矿井一采 区设计说明书新汶矿业集团公司设计研究院二○○六年十一月济阳矿井一采区设计说明书 工程编号： JYS0669建设规模： 0.45 Mt/a 院 长 范振忠 总工程师 程可明 院 审 查 郭智勇 项目负责人 汪轶平参加设计人员名单专业姓 名职 称矿 建汪轶平工程师陈瑞峰高级工程师机 电曹风云工程师魏少杰高级工程师机 制张树军高级工程师董峪生高级工程师打 字秦秀英助理经济师院审查郭智勇高级工程师焦玉新高级工程师程可明高级工程师范振忠高级工程师 目 录 第一章 采区概况 1第二章 地质特征及水文地质 2第三章 煤层赋存条件及开采技术条件 11第四章 储量计算 13第五章 采区巷道布置 14第六章 采煤方法及回采工作面 19第七章 采区生产系统 24第八章 供电系统 35第九章 安全技术措施 61第十章 技术经济指标及工程量和设备 68第一章 采区概况一采区位于井田东部，东至F3断层，西至工广安全煤柱，南至李家断层，北至井田勘探边界，东西走向1500～1600m，南北宽600～700m，面积约20.986km2，为单翼采区。

采区内有可采煤层2层，分别为煤5和煤7一采区煤层倾斜长度600～700m，按150m面长平行李家断层布置三个综采工作面，采区开采边界与李家断层和F3断层均留有100m的断层防水煤柱采区对应地表为农田和村庄，地面标高+22～+27m，地势平坦，局部地势低洼，雨季易积水地面有前街和解家营两村庄位于采区的东部和南部，煤层埋深452～565m，平均埋深509m区内共有4个钻孔，分别为8A-1、9-2、9-3、10-2号钻孔资料为部分取芯与测井相结合，资料可靠区内钻孔均封孔合格第二章 地质特征及水文地质1、地层济阳井田为全隐蔽的华北型石炭二迭系海陆交互相煤田采区内地层自下而上为奥陶系石灰岩、石炭系本溪组和太原组，二叠系山西组和石盒子组，第三系明化镇组，第四系平原组主要含煤地层为太原组和山西组现分述如下：1.1、煤系地层基底奥陶系中下统（Q1+2）：以厚层状石灰岩为主，夹白云质灰岩、泥灰岩、豹皮灰岩、竹叶状灰岩及泥岩，厚约800m1.2、煤系地层1.2.1、 上石炭统太原组（C3）：为本采区主要含煤地层，可采煤层为煤7，岩性以粉砂岩为主，次为砂岩、泥质岩，夹一灰和6、7、8层煤，组成一煤组其中一灰顶板灰黑色海相泥岩厚5～10m，发育稳定，可做为辅助标志层。

1.2.2 、二迭系下统山西组（P）：为本采区主要含煤地层，厚88.00～113.70m，平均95.53m为陆相含煤沉积，岩性主要以中细粒砂岩为主，次为粉砂岩、粘土岩本组共含煤5层（第1～5层），其中可采或局部可采者3层（第1、4、5层）本组地层中燕山期岩浆活动较强烈，一般侵入第3层煤附近，局部侵入第4、4-1层煤层附近，对煤层稳定性及煤质有一定影响本组底部以第五层煤底板灰白色中细砂岩底板为界与太原组整合接触1.2.3、二迭系石盒子组（P＋P）：为干燥陆相沉积，不含可采煤层；残厚0～209.57m，平均74.18m井田内南部遭受后期剥蚀，向北部厚度增大中上部岩性以紫红、灰绿、灰黄及花斑状杂色粘土岩为主，底部渐变为灰至深灰色泥岩、粉砂岩、夹灰白、灰黄色中、粗粒砂岩本组底部以一层中厚层状白色中细砂岩底部与山西组整合接触本层砂岩厚2.35～29.95m，平均10.41m；下距第一层煤16.95～44.61m，平均29.36m，发育较稳定，可作为辅助标志层1.3、煤系上覆地层1.3.1、新第三系上统明化镇组（N2）：全区稳定发育，厚97.05～278.90m，平均202.44m，厚度变化较大；除6—4#孔附近偏薄外，区内一般南部煤层露头附近厚度薄，北部厚。

岩性以杂色粘土岩为主，夹薄层粉细砂层，半固结，较松散底部一般发育灰白色钙质粘土和半胶结砂岩，硬度稍大，与下伏煤系地层呈不整合接触1.3.2、第四系全新统平原组（Q）：厚98.60～170m，平均124.50m，厚度较稳定上部为黄河近代淤积粉砂土、黄土及砂质粘土；中下部以砂质粘土和粘土为主，夹砂层数层；颜色以棕褐、黄褐、灰黄色为主底部有时发育砂砾层，松散未固结，与下伏地层呈不整合接触2、地质构造2.1、褶曲构造本采区在单斜基础上发育了次级褶曲或波状起伏，使局部地层走向发生变化褶曲轴走向一般为NEE～近EW向，与主要断层走向基本一致2.2、断裂构造本采区断裂构造较发育，均属高角度正断层，共有6条断层，现分述如下：2.2.1、FL李家断层为采区的南边界，走向为北东东向，倾向南，倾角 70°，区内延展长度约1500m落差约为160～30m本断层有17条地震测线控制，并有4-2#、5-1#、8A-1#、9-2#、10-2#钻孔控制北摆，6-2#、6A-1#、7-2#、8-2#钻孔控制南摆，属查明断层2.2.2、DF21断层为采区的北边界，走向为北东东向，倾向南南西，倾角 70°，区内延展长度约450m。

落差约为42～60m有8-3#钻孔控制北摆，属初步控制断层2.2.3、F3断层为采区的东边界，走向近南北，倾向东，倾角70°，区内延展长度约450m落差大于500m区内有5条地震测线控制，2盘层位清楚，并有10-2#钻孔控制内摆，11-2#钻孔控制外摆，属基本查明断层2.2.4、FS7断层位于采区西部，正断层，走向东，倾向南，倾角70°，区内延展长度约100m落差0～10m2.2.5、SF14断层位于采区中部，正断层，走向东，倾向南，倾角63°，区内延展长度约200m落差0～4m2.2.6、SF11断层位于采区东部，正断层，走向北东，倾向南南西，倾角63°，区内延展长度约360m落差0～15m3、水文地质特征采区位于黄河以北的冲积平原内，地势较低平，局部地势低洼，易积水黄河从采区东南约1000m处流过，为本区第四系含水层的重要补充水源3.1、含水层3.1.1、 第四系砂砾层本井田第四系松散层为黄河古河床及河滩冲积、淤积所形成，总厚98.60～170.00m，平均123.47m上部以近代淤积的黄土、粉砂土、砂质粘土为主，中下部以古代淤积的粘土、砂质粘土为主，夹砂层和砂砾层，总体透水性良好。

其中砂层和砂砾层为良好的含水层，接受地表水和大气降水补给，单层厚度一般0.5～2m，总厚20～60m据水文地质调查和动态观测资料，第四系潜水位埋深2～4m，季节性变化1～2m；潜水含量丰富，补给循环条件较好，单井涌水量一般不小于90m3/h根据4-1#钻孔抽水试验资料，单位涌水量（q）0.715L/s.m，渗透系数(K)0.4207m/d，影响半径181.47m，水质类型为SO4CI—(K＋Na).Mg型水，矿化度5.20g/m3属富水性中等的孔隙潜水～承压水含水层，上部径流补给循环条件较好，下部较差本井田第四系下距第1煤层236.55～466.98m，平均320.57m(30)，中间隔有第三系和石盒子组粘土岩隔水层，属间接充水含水层，对煤层开采无直接影响3.1.2、 第三系砂砾岩本井田第三系总厚97.05～278.90m，平均202.44m以半胶结粘土岩为主，夹半胶结粉细砂岩或砂砾薄层含水砂砾岩层单层厚度一般0.5～3m，总厚10～30m本区仅6-5#钻孔在第三系砂砾岩中钻进时（孔深310.58m)发生1次泥浆全泵量漏失现象，最大漏水量大于4.17Ls，稳定水位1.50m根据4-1#钻孔抽水试验资料，水位标高20.30m，单位涌水量(q)0.0593L/s.m，渗透系数(K)0.1566m/d，影响半径116.29m，水质类型为SO4CI—(K＋Na).Mg.Ca型水，矿化度3.40g/m3。

属富水性弱的裂隙承压含水层，径流补给循环条件不良本井田第三系下距第1层煤20.22～238.09m，平均123.19m(30)，中间一般隔有石盒子组和山西组粘土岩、粉砂岩等隔水层，煤层开采冒裂带影响不到该层，属间接充水含水层，对煤层开采无直接影响但在井田浅部第三系与煤系地层以及徐、奥灰呈不整合接触，在剥蚀面附近与煤系各含水层有一定的水力联系，成为矿井的直接充水含水层，可能对煤层开采产生直接影响，生产中必须留足防水煤岩柱根据精查勘探资料，第三系半胶结粘土岩吸水性强，钻孔钻进中易缩径，隔水套管下入后很快即无法提出，说明第三系地层总体为良好隔水层，富水性差3.1.3、 石盒子组砂岩本井田石盒子组残留厚度0～209.57m，平均74.13m，岩性以杂色粘土岩为主，夹粉砂岩、砂岩其中砂岩约占30%左右，单层厚度一般2～5m，岩性一般以细砂岩夹粉砂岩为主，局部为中粗砂岩本井田石盒子组南区大部遭受剥蚀，但在保存地段，钻孔钻进中却时有漏水现象根据7-2#孔煤系含水层（包括石盒子组砂岩漏水点）抽水试验资料，单位涌水量（q）为0.0427L/s.m，渗透系数(K)为0.0596m/d，影响半径75.24m，矿化度3.40g/m3，故本含水层应属富水性弱的裂隙承压水含水层，径流补给循环条件较差。

石盒子组下距山西组第1层煤17.50～44.61m，平均29.36m，中间隔有多层粘土岩、粉砂岩隔水层，为煤层开采的间接含水层，对矿井充水影响较小但根据钻孔漏水情况分析，在砂岩发育地段，特别是在构造破碎、裂隙发育处仍具有一定的含水性，井巷工程揭露时应采取必要的防治水措施，确保安全生产3.1.4、 山西组砂岩本区山西组总厚88.00～102.30m，平均94.92m其中砂岩约占40%左右，单层厚度一般2～15m，总厚30～40m；主要有第1、4层煤老顶厚度较大但大部分粉细砂岩粘土矿物含量较高，裂隙不发育，含水性差；仅部分中粗砂岩节理、裂隙发育，具有一定含水性据袁庄井田抽水试验资料，单位涌水量（q）O 0.016～0.041L/s.m，渗透系数(K)为0.028～0.133m/d根据本井田4-2#、4-3#、6-1#、7-2#钻孔煤系含水层（包括石盒子组砂岩）抽水试验资料，单位涌水量（q）0.00091～0.0427L/s.m，渗透系数(K)0.0018～0.0596m/d，影响半径22.32～76.86m，水质类型为SO4CI—(K＋Na).Ca型水，矿化度1.92～3.40g/m3因此本含水层应属富水性弱的裂隙承压水含水层，径流补经循环条件较差。

本含水层为第1、4、5层煤开采的直接充水含水层，但由于含水性较弱，径流补给循环条件不良，一般仅以顶板淋水形式出现，对煤层开采影响不大3.1.5、 太原组薄层灰岩本井田太原组总厚154.90～182.90m，平均168.82m其中夹薄层灰岩5层（一至五灰），单层厚度平均1.04(三灰)～2.65(五灰)m，总厚8.60m据勘探钻孔取芯及简易水文观测资料，各层灰岩一般厚度薄、质不纯、岩溶裂隙不发育，含水性较弱根据本井田4-2#、4-3#、6-1#、7-2#钻孔煤系含水层（包括太原组灰岩、砂岩）抽水试验资料，单位涌水（。