康城煤礦北風井封堵施工方案

1、康城煤礦北風井封堵施工方案康城煤礦北風井封堵施工方案邯鄲礦務局康鑫工貿總公司二一五年十月11第一章第一章 東城井地質、水文、儲量情況東城井地質、水文、儲量情況一、自然情況一、自然情況1、地形、地貌、地形、地貌東城井田為古黃河泛濫形成的沖積平原，平均厚度 56.0m 。區(qū)內地勢較平坦，地表標高+36m+40m，由于幾十年的煤炭開采活動，使地表形成大面積塌陷并積水成塘，塌陷區(qū)水深可達 5m6m。礦區(qū)東南有寒武、奧陶紀石灰?guī)r構成的為數不多的低山丘陵，大致呈 NE60方向延展。自西向東有大、小孤山、霸王山、九里山、琵琶山。其中以九里山最高，山頂絕對標高為+173.2m。2、水文、水文井田內地表水體主要

2、為塌陷區(qū)積水。積水區(qū)常年水位+34.3m；雨季最高水位+36.25m（1982 年 7 月 22 日） 。3 3、氣象、氣象根據徐州氣象資料，本區(qū)屬南溫帶魯南氣候區(qū)，具有長江流域和黃河流域氣候過渡的性質，日照充足，年降水量充沛，冬寒干燥，夏熱多雨，春、秋季短，并有寒潮、霜凍、冰雹、旱風等自然災害。(1)降水量由于本區(qū)地處中緯度副熱帶和暖溫帶的過渡區(qū)，因此，降水有集中性高、年變化大的特點，平均年降水量 841.9mm，最大1297.0mm (1958 年)；最小 500.6mm (1988 年)。夏季平均雨量(68 月)466.03mm，約占全年降水量的 55，其中以 7、8 月份雨量最多，形成

3、了冬干、春秋旱頻繁、盛夏常發(fā)生旱澇急轉，易澇、易旱的氣候特點。(2)蒸發(fā)量 1440mm年。2(3)風向、風速全年多偏東風，平均風速 3.2ms，最大風速 24.3ms (1959年 6 月)。(4)氣溫年平均氣溫 14.13。1 月份最低，平均氣溫-0.6;7 月份最高，平均氣溫 27.4。(5)凍土 凍土深度平均為 29cm。(6)霜期 歷年平均初霜期為 10 月下旬，終霜期 4 月上旬。4、地震、地震徐州地區(qū)地震烈度為 7 度，根據 1956 年科學出版社資料，徐州地區(qū)地震記錄始于公元 522 年，訖于 1937 年，即 1415 年間發(fā)生地震 21 次。其中破壞性地震占了 37 次。影

4、響較大的有 1502 年 10月 17 日地震，壞城垣民舍；1668 年 7 月 25 日山東莒縣郯城 8.5 級地震，1937 年 8 月 1 日山東渮澤 7 級地震等。本區(qū)屬華北地震區(qū)，距郯廬斷裂約 100km，該斷裂帶為一長期活動的強地震帶。二、礦井基本概況二、礦井基本概況東城井為龐莊煤礦的一個生產井口，位于徐州市西北郊銅山縣拾屯鄉(xiāng)境內，距市區(qū)約 15 公里，井田面積 4.7 平方公里，地理坐標：東經 1170619”,北緯 3420 24” 。 東城井田是徐州煤田九里山礦區(qū)拾屯勘探區(qū)的井田之一，是1959 年前由華東煤田地質勘探局 124 煤田地質隊發(fā)現，后由前煤炭工業(yè)部徐州基本建設局

5、地質勘探管理處 169 隊勘探，并于 1958 年 7 月提出“拾屯礦區(qū)精查地質報告” （包括王莊、東城、龐莊、桃園、拾屯和鄧莊六個井田） 。196O 年 7 月 25 日經江蘇省儲委會儲字第7 號決議書批準。l959 年又提出“拾屯礦區(qū)深部補充勘探報告”并于 1959 年 11 月以蘇煤技委字第 4 號決議書批準。3東城井 1960 年 2 月 24 日開工興建，1964 年 6 月 30 移交生產，設計能力 21 萬噸/年。1974 年經過改擴建工程，設計生產能力為 45萬噸/年，礦井改擴建后，隨著機械化程度逐步提高，實際生產能力逐年上升，1980 年煤炭部核定生產能力 80 萬噸/年。由

6、于高強度的開采，資源已近枯竭造成運輸距離遠，通風系統復雜，井口范圍內的產量逐年下降。由于東城井資源枯竭，1991 年經蘇煤司生(91)367 號文件批準“核銷東城井 45 萬噸年的原礦井生產能力，實行龐莊井和東城井合并” 。該井有140m、220m、270m 三個生產水平，開采下石盒子組 1、2 煤和山西組 7、8、9 煤。三、礦井范圍和相鄰礦井關系三、礦井范圍和相鄰礦井關系東城井田北以 F1 斷層為界與張小樓井相鄰，南到 F3 斷層為界與王莊井田相鄰，西以 F46 斷層和龐莊井田相鄰，東到山西組煤層露頭。四、水文地質四、水文地質礦井水文地質特征：礦區(qū)總體趨勢向西北傾斜，本井田北部和南部各有

7、F1、F3、F47、 F46 斷層切斷各含水層的連續(xù)性，西部為泄水區(qū)，只有東部為補給區(qū)，山西組砂巖露頭與沖積層底部粘土礫層直接接觸，地層傾角較緩，補給范圍較廣。水文地質類型為中等，防治水工作易于進行。 1、地表水、地表水井田內地表水體主要為塌陷區(qū)積水，積水區(qū)常年水位+34.3m，雨季最高水位+36.25m；區(qū)內另有零星的魚塘和縱橫交錯的排水溝渠分布。因此，地表水系較為發(fā)育。2、礦井主要含水層組劃分及特征、礦井主要含水層組劃分及特征根據含水層巖性特征、空隙性質及地下水埋藏條件，礦井主要4含水層組可劃分為三種類型：(1)孔隙潛水承壓含水層組孔隙潛水承壓含水層組主要由第四系松散沉積物組成，不整合于各

8、煤系地層之上，其厚度為 52.7124.0m，平均 76.0m。分布趨勢東南薄、西北厚，自上而下劃分為 3 個含水層(組)。上、中部粉砂層富水性相對較好，下部砂礓粘土層富水性極弱，底部粘土礫石層富水性一般。第四系上部松散砂層孔隙潛水含水層組第四系上部松散砂層孔隙潛水含水層組主要是第四系上部的粉砂土層。為黃泛區(qū)的沖、淤積物，厚度016.40m，平均 8.20m。該層松軟、空隙大、富水性中等，水位埋深一般在 3m 左右，為區(qū)內民用主要水源。鉆孔抽水資料： q=0.275s.m K=3.58md水質類型：HCO3-Mg2+(k+Na+)礦化度：M=0.94g屬富水性中等的含水層組。第四系中部砂層孔隙

9、承壓含水層組第四系中部砂層孔隙承壓含水層組由灰灰黃黃色粉、細砂及粘土、砂質粘土、砂礓粘土層組成，厚度 58m 左右，其中砂層厚度 10m 左右，富水性較好，井簡涌水量 20115m3/h。該含水層組上部為深灰深黃色粘土層，厚約 8m，透水性差，富水性弱，分布穩(wěn)定，可視為相對隔水層。下部是紅褐色粘土及砂礓粘土層，厚 20m 左右，局部夾有砂層透鏡體，富水性弱，透水性差，為一相對隔水層。第四系底部粘土礫石孔隙承壓含水層第四系底部粘土礫石孔隙承壓含水層厚度 042.3m，平均 5.1m，分布不穩(wěn)定，為黃褐色、灰白色粘土夾礫石或砂礓層。礫石以灰?guī)r殘塊為主，呈次棱角渾圓狀。砂礓粒徑不均，多小于 6mm，

10、富水性及透水性均較弱。該層抽水試驗資料：5=0.01720.0571s.m ，K=0.176 0.374md ，M=0.4694.38g屬富水性弱的含水層，是區(qū)內各基巖含水層的主要補給水源。(2)裂隙承壓含水層組裂隙承壓含水層組上石盒子組底部奎山砂巖裂隙承壓含水層上石盒子組底部奎山砂巖裂隙承壓含水層奎山砂巖厚 4.641.7m，平均 13.9m，為灰灰白色中粗粒含礫砂巖，整合接觸于下伏地層，分布穩(wěn)定，富水性中等，透水性較強，井筒涌水量 30120m3h,抽水試驗資料：q=1.12sm，k=5.195md 礦化度；M=1.90g 水質類型：SO42-(K+Na+ ) Ca2+ 屬富水性中等的含水

11、層下石盒子組砂巖裂隙承壓含水層組下石盒子組砂巖裂隙承壓含水層組該含水層組砂巖總厚度平均為 63.10m，單層砂巖最厚為35.04m，多為泥質膠結的中細粒砂巖，是開采 1、2 煤層的直接充水含水層。砂巖富水性弱中等，滲透性較差且不均一，地下水賦存受構造控制且以靜儲量為主，已采工作面涌水量一般為510m3h,最大 165m3h。抽水試驗資料：q=0.0020.33sm K=0.0732.45md 礦化度：M=1.092.069g 水質類型：C1-SO42-(K+Na+)Mg2+屬富水性弱中等的含水層組。下石盒子組底部分界砂巖裂隙承壓含水層下石盒子組底部分界砂巖裂隙承壓含水層分界砂巖厚 13m 左右

12、，為淺綠、淺灰色中粗粒含礫砂巖，巷道開拓涌水量為 510m3h。屬富水性弱中等的含水層。山西組砂巖裂隙承壓含水層組山西組砂巖裂隙承壓含水層組6該含水層組有砂巖 16 層，砂巖總厚度平均為 35.64m，單層砂巖最小僅 0.79m。多為灰色細中粒砂巖，是開采 7、9 煤層的直接充水含水層，本組砂巖富水性弱，滲透性差，砂巖裂隙水以靜儲量為主，易于疏干。已采工作面涌水量一般為 510m3h，最大為66m3h，抽水試驗資料：q=0.0010.056sm K=0.0030.688md 礦化度：M=1.1232.56g 水質類型： C1-SO42-(K+Na+)Ca2+屬富水性弱的含水層。(3)巖溶裂隙承

13、壓含水層組巖溶裂隙承壓含水層組太原組灰?guī)r巖溶裂隙承壓含水層組太原組灰?guī)r巖溶裂隙承壓含水層組該含水層組由 13 層灰?guī)r組成，灰?guī)r總厚 41.71m，占本組地層厚度的 27，其中以四灰最厚，平均 10.7m，分布穩(wěn)定，巖溶裂隙較為發(fā)育，富水性好。該含水層組按其賦水特征與煤層開采關系，分為一六灰、七十灰、十一十三灰 3 個含水層組。(1)一六灰含水層組 q=0.67683.9333 sm 平均 2.846 sm K=2.74118.401md 平均 12.486md 礦化度：M=0.791.85g 水質類型：HCO3-(K+Na+)Ca2+ C1-SO42-(K+Na+)Ca2+ 屬富水性中等強的含

14、水層組。 (2)七十灰含水層組 q=0.01351.508 sm 平均 0.6932 smK=0.21123.208md 平均 10.505md 礦化度：M=0.611.04g 7水質類型：HCO3-(K+Na+)Ca2+ C1-SO42-(K+Na+)Ca2+ 屬富水性弱中等的含水層組。(3)十一十三灰含水層組 q=0.0330.395sm 平均 0.2137 sm K=0.0397.919md 平均 3.979md 礦化度：M=0.420.71g 水質類型；HCO3-(K+Na+)Ca2+ 屬富水性弱中等的含水層組。奧陶系灰?guī)r巖溶裂隙承壓含水層奧陶系灰?guī)r巖溶裂隙承壓含水層本區(qū)奧陶系地層總厚

15、 450530m，與上覆石炭系中統底部的鐵質頁巖呈假整合接觸關系，主要分布在煤系地層底部及外圍。在井田北部，因 F1 逆斷層的推覆作用，使上盤的部分奧陶系灰?guī)r溶隙含水層直接超覆于煤系地層之上，造成水體下壓煤。井田內共有 41 個鉆孔揭露奧陶系灰?guī)r，揭露厚度 0.6215.2m不等，其中 F1 逆斷層上盤 26 個鉆孔 27 次對奧灰含水層進行了抽水試驗： q=0.000001086.5sm 平均 1.9273sm k=0.00000045392.25md 礦化度：M=0.3240.688g 水質類型：HCO3-(K+Na+)Ca2+在 F1 逆斷層下盤及其它地段，有 6 個鉆孔對奧灰含水層進行

16、了抽水試驗： q=0.00250.207sm 平均 0.086m K=0.0391.153md 平均 0.253md 礦化度：M=0.4110.78g 水質類型；HCO3-(K+Na+)Ca2+8五、礦井充水因素五、礦井充水因素本井多年的開采實踐證明：大氣降水及地表水對煤層的開采及礦井涌水無直接影響，沖積層水對風氧化帶以下淺部水平的工作面回采略有影響，出水量略有增加，斷層水及開采煤層頂板砂巖裂隙水也是礦井充水主要因素之一。本井主要的充水因素為頂板砂巖水和老塘老洞水，在主采煤層7 煤頂板有數層薄至中厚層砂巖裂隙含水層，加之斷層和褶皺的影響，經常在構造部位的工作面出現淋水和涌水，一般不超過 20m

17、3/h ，現所剩儲量均為構造部位的邊角殘煤，防治老塘老洞水占 90%以上。六六 、礦井涌水、礦井涌水東城井正常涌水量 55m3/h ，歷史上最大涌水量 290 m3/h(1990年 10 月)。本井涌水量與巷道開拓長度，工作面回采面積及大氣降雨無明顯的相關關系1 、井下涌水與構造的關系：在較大斷層的尖滅收斂段，由于斷層的地應力釋放，往往形成小面積的裂隙發(fā)育帶，便于儲存積水。如 721 工作面位于東 2 斷層消失端，回采時三次出水，水量在 310m3/h。 在多余斷層交匯地帶，由于地應力相應集中，7 煤頂板砂巖富水性好，裂隙發(fā)育，如 726 工作面在掘進時，迎頭出水量較大，造成無法掘進。至今 F

18、46 與 F47 交匯三角地帶因此未能回采。奧陶系灰?guī)r央本區(qū)是一個主要的含水層處在太原組的下面和煤盆邊緣，從太原組的下部的 12 灰到中奧陶系含水最豐富的馬家溝組共 l59 米，且太原組底部有一層海相頁巖、致密，厚 10m，隔水性能較好，故而一般情況下，奧灰水對太原組的開采沒有影響。但由于 F1 斷層的存在，使奧陶系巖含水層超覆于我井所采煤層之上，對山西組的開采有極大的威脅。特別是 4 線以東，由于 F1 將奧陶馬9家溝組的中下部及寨山組的上部地層抬高，而中段正是巖溶裂隙發(fā)育，含水極豐富的層段。2 、東城井自 1964 年開采以來，沒有發(fā)生重大的突水事故。影響頭面的水害事故有四次，分述如下：

19、1977 年 9 月 2 日，掘進七在 804 跳面切眼橫管透 7 煤皮帶機道突水約 2600m3，淹沒部分切眼及溜子道，工人被堵，經追水后人員得到脫險。 1989 年 12 月 9 日，736 放水道外口密閉墻，由于墻內老塘水及注漿水位增高，被壓垮出水，最大涌水量 150 m3/h，導致-270 泵房被淹。 1990 年 1 月 18 日，237 放水道透 135 老塘出水 120 m3，淹巷道 15m，淹沒 72 小時。 1990 年 3 月 5 日，742 面采后導致裂隙帶連通上方隱伏張性裂隙，溝通 F1 上盤奧灰水，最大涌水量 80 m3/h , 工作面被淹，迫使停采封閉。七、礦井排水

20、七、礦井排水礦井排水是煤礦安全生產的重要環(huán)節(jié)之一，防排水系統的設計依據是礦井預計涌水量，其技術要求應滿足煤礦防治水工作條例第 21 條之規(guī)定，以保證礦井常規(guī)排水的需要。東城井主要泵房及排水設施表。東城井原為二級排水，220泵房排入140泵房，由140泵房再排向地面，-220 泵房撤銷后，改為一級排水，-140以上水平涌水由-140 泵房排向地面，其余礦井涌水通過龐莊井與東城井之間的過水通道涌入龐莊井，由龐莊井排出。 東城井主要泵房及排水設施表東城井主要泵房及排水設施表泵房名稱設計涌水量(m3/h實際涌水量(m3/h排 水 能 力輸水能力水倉容積 （3）10)水 泵型 號功率臺數總能力(m3/h

21、)管徑(mm)趟數總能力(m3/h)主倉副倉-140447.4127.8200D436360386424528642044930-220506.0189.0200D4363603864245286418001408八、東城井采空區(qū)積水預測及防治八、東城井采空區(qū)積水預測及防治東城井現 3 處老空積水區(qū)為北翼積水區(qū)、南一采區(qū)積水、南二采區(qū)積水區(qū)。 1、 北翼積水區(qū)北翼積水區(qū)（1）北翼積水區(qū)工作面分布及生產狀況北翼積水區(qū)位于東城井-220 水平北翼采區(qū)，靠近 F1 斷層淺部，717、719 工作面附近，標高-165m-265m。北翼積水區(qū)含 717、719及 717 小面等采空區(qū)（2）北翼積水區(qū)積水

22、量預測據測算，北翼積水區(qū)的積水上限約為-165m，積水下限約為-265m，積水面積約 136640m2,積水量約 94281 m3。動水補給 810 m3/h。補給水源為第四系沖積層水，與露頭奧灰水有聯系。（3）北翼積水區(qū)補徑排條件分析北翼積水區(qū)恰好位于北翼向斜的核部，故容易積水，其補給水源為第四系沖積層水和露頭奧灰水，動水補給約 10 m3/h，年補給量約 87600 m3。在-186 水倉未報廢之前，北翼積水區(qū)所含工作面的涌水通過-186 水倉向外排水。根據龐莊井多年觀測，東城井向龐莊井的老空水補給趨于穩(wěn)定，充分說明東城井的各老空積水的補徑排條件已處于動態(tài)平衡中。目前，當北翼采空區(qū)積水水位

23、超過-165m時，積水滲出且通過-186 水倉向南一積水區(qū)排泄，最后進入 8237臨時水倉。預測北翼積水區(qū)向南一積水區(qū)的補給流量約為 10 m3/h。112、南一積水區(qū)、南一積水區(qū)（1）南一積水區(qū)工作面分布及生產狀況南一積水區(qū)位于東城井-240 水平南一采區(qū)，靠近 F1 斷層深部，742、930、932 工作面附近，標高-240m-330m。南一積水區(qū)含738、736、734、734 下、832、932、834、930、730、721、721 下、723、7243、8243、742 等采空區(qū)。該積水區(qū)涵蓋工作面最多，且上下煤層的采空區(qū)大多經垮落形成一體，采空區(qū)高度向上發(fā)展，因此該積水區(qū)潛在積水

24、能力相當可觀。（2）南一積水區(qū)積水量預測南一積水區(qū)的積水上限約為-220m，積水下限約為-330m，積水面積達 762450m2,積水量約為 457500m3。接受 F1 斷層上盤奧灰水和上游北翼積水區(qū)的補給。（3）南一積水區(qū)補徑排條件分析南一積水區(qū)位于 F1 斷層和龐莊背斜之間，F1 斷層落差180500m，斷層切割了上、下石盒子組、山西組、太原組、本溪組及奧陶系地層，部分地段奧陶系灰?guī)r直接覆蓋在煤系地層之上，該積水區(qū)主要接受上盤奧陶系灰?guī)r含水層的補給。南一積水區(qū)原有-270 水倉（現已報廢） ，根據以往觀測：當-270 水倉正常工作時，斷層另一側的龐莊井并未受到東城井老空水直接影響，說明東

25、 2 斷層和 F46 斷層隔水性良好。當積水標高達到-240m 水平以后，向-240水倉匯集，最后與南翼外排水聚集。而 728 和 928 兩個工作面位于東 2 斷層和 F46 斷層之間及龐莊背斜的西北側，該處斷層因采掘破壞而已經完全失去了隔水性能，當積水標高達到-220m 水平后，南一積水區(qū)水受龐莊背斜分水嶺和巷道工作面布置的控制經兩個工作面分兩條通道進入龐莊井。 南一積水采空區(qū)導水通道 1南一積水區(qū)水經 728 和 928 兩個采空區(qū)向西越過 F46 斷層，依12次逐漸向龐莊井 762 與 962、764 與 964、701 與 901、703 與903、7501 與 9501、7503

26、與 9503 采空區(qū)滲流匯水。7503 與 9503 老空水從 9 煤底板砂巖裂隙流出，據實際觀測，該老空水出水點有兩處，出水點處砂巖呈乳白色，而周圍巖石有“掛紅”現象，合計流量為 22 m3/h。該導水通道主要為采空區(qū)滲流通道，南一積水區(qū)采空區(qū)導水通道。 南一積水區(qū)軌道巷導水通道 2導水通道主要為南四采區(qū)軌道巷。南四采區(qū)軌道巷北端受工作面開采影響已被破壞，南一積水區(qū)水從南四采區(qū)軌道巷北端滲流進入軌道巷，以自由水流的方式經軌道巷排出并流入-370 主副水倉。據觀測，該出水點流量約 15 m3/h。 3、 南二采區(qū)積水區(qū)南二采區(qū)積水區(qū)（1）南二采區(qū)積水區(qū)工作面分布及生產狀況南二采區(qū)積水區(qū)位于東城

27、井-240m 南二水平，靠近 F46 斷層中部，752、970 工作面附近，標高-240 m-270 m。含 970 和 752 兩個工作面。該積水區(qū)積水面積較小。（2）采空積水區(qū)積水量預測南二積水區(qū)的積水上限約為-260m，積水下限約為-270m，,積水面積約為 35412m2,積水量約 24434 m3。2001 年在 F46 放水道進行探放，目前預計有部分積水，水源為頂板砂巖水和部分采空區(qū)積水。（3）南二采區(qū)積水區(qū)補徑排條件分析南二采區(qū)積水區(qū)位于拾屯向斜核部，主要接受周圍老空水和頂板砂巖水補給。受向斜地形控制，出水通道若至上限后，老空水通過 918 放水道和 515 放水道流入龐莊井-5

28、20 小湖系水倉。據觀測，該導水通道出水流量為 10m3/h。 134、 老空水對龐莊井影響分析老空水對龐莊井影響分析由于東城井所設主動排水設施報廢，其三個主要采空積水區(qū)老空水受地形、巷道布置情況、工作面布置情況以及部分巖石裂隙發(fā)育情況等的影響分三條導水通道流入龐莊井。目前，在南一積水采空區(qū)導水通道出水點處，龐莊井正在或將要布置 9507 和 9509 兩個工作面，龐莊井目前所觀測到的老空水總體流量約為 47 m3/h，南一積水采空區(qū)導水通道出水量約占總體的50%；南一積水軌道巷導水通道為大巷排水，且-370 水倉有足夠的排水能力，水害威脅相對較?。荒隙蓞^(qū)積水區(qū)老空導水通道經兩條放水道排入-

29、520 小湖系水倉，該水倉附近目前未安排生產工作面。 故，龐莊礦東城井老空水向龐莊井排泄的三條通道中，老空水對礦井安全生產構成威脅的通道主要是南一積水采空區(qū)導水通道。據觀測，隨著東城井關井-140 泵房報廢，該出水點水量呈上升趨勢。預計老空水總流量將會在達到一個峰值 50-55 m3/h 后穩(wěn)定下來。東城井老空水給龐莊井的排水造成了一定的壓力，且對部分工作面安全生產有直接的威脅。若導水通道被堵塞后老空水位上升，當水壓達到一定極限時，老空水極有可能突破隔水煤柱突然涌出，給礦井安全生產造成不良影響。5、老空水防治方案、老空水防治方案龐莊礦在老空水防治方面做了大量的工作，包括鉆孔疏放、巷道疏水。（1

30、）鉆孔疏放為探查 9501 采空區(qū)積水線的高度，龐莊井在 9503 材料道共施工 4 個放水孔，每孔進尺 7.5m，共計 30m。4 個探查孔均未出水，也未測出水頭壓力，說明老空水水位在探查孔之下，該處老空水經底板砂巖裂隙流入 9503 材料道。（2）巷道疏水14為保證 9503 采空區(qū)老空水正常排放，在 9503 溜子道出口處的密閉墻底部埋設 2 個 4 寸放水管；南四采區(qū)軌道巷原建有密閉墻，為降低老空水壓力，將密閉墻打開疏通；東城井南二采區(qū)老空水通過 918 和 515 兩條放水道進入龐莊井-520 小湖系水倉，保證 918 和515 兩條放水道暢通。九、九、 儲量計算儲量計算1、儲量計算

31、范圍、儲量計算范圍井田內各可采煤層儲量計算邊界：上限為-50m，下限至270m。東自煤層露頭，西至 F46 斷層、南至 F3 斷層、北至 F1 斷層下盤交面線。2、儲量計算水平、儲量計算水平儲量計算水平分別為140m、220m 和270m。 3、工業(yè)指標、工業(yè)指標 （1）煤層最低可采厚度為 0.7m。（2）煤層可采灰分不大于 40%。（3）煤的發(fā)熱量不低于 14.54MJkg。4、儲量計算級別及塊段的劃分、儲量計算級別及塊段的劃分（1）各級儲量的基本線距井田的勘探類型為類，各級儲量的基本線距見表 各級儲量基本線距表各級儲量基本線距表 單位：m 勘探類型煤 層A 級B 級C 級二類一型75001

32、0002000二類二型250010002000二類三型1、8、92505001000（2）儲量計算塊段的劃分原則1) 具體塊段按儲量級別分水平、分永久煤柱、 “三下”壓煤劃15分，原則上不跨越 3 條勘探線，凡生產采區(qū)或已被批準的采區(qū)設計，按采區(qū)劃分塊段。2） 對于因構造影響使煤層變薄或增厚的鉆孔及工程質量低劣打丟、打薄的個別鉆孔，在計算時不采用其厚度。3） A、B 級儲量由實測巷道或勘探工程點圈定，C 級儲量可由工程點圈定，也可高級儲量外推求得，以不超過基本線距 1/2 的距離外推 C 級儲量。4） 斷層煤柱的留設：井田內可跨越已查明落差不大于 50m 的單個斷層圈定高級儲量，其斷層兩側各留

33、 3050m 的地段降為 C 級儲量。若斷層密集，則不能跨越斷層劃分高級儲量。工廣煤柱內不留設斷層煤柱。5） 見煤點的煤層厚度低于 0.7m 時，用插入法求出可采邊界；對未見煤鉆孔，用相鄰鉆孔連線的中點為零點，再用插入法求出其可采邊界。5、儲量計算方法及參數的確定、儲量計算方法及參數的確定（1）儲量計算方法：儲量計算采用的是等高線法及地質塊段法，即在 1：5000 煤層底板等高線圖上圈定各可采煤層儲量級別塊段，分別計算其地質儲量。計算公式為： Q=SMD sec 式中：Q：計算塊段儲量(t) S：計算塊段平面積(m2) M：計算塊段平均厚度(m) D：煤層容重(tm3)：計算塊段平均傾角()1

34、6（2）儲量計算參數的確定 1) 平面積在計算機的 CAD 圖中量出平面積2) 平均傾角根據塊段內等高線之間的平均水平距離及高差，用反三角函數求得。3) 煤層平均厚度各煤層見煤點厚度均采用煤層真厚。4) 容重：1 煤 1.35；2 煤 1.31；7 煤 1.34；8 煤 1.32；9 煤1.31；（3）可采儲量計算 計算公式Q采=Q工(1-n)k 式中：Q采：可采儲量(t)； Q工：工業(yè)儲量(t)； n：地質及水文地質損失系數()； K：采區(qū)回采率()。6、儲量計算結果、儲量計算結果截止東城井關閉井田內剩余資源儲量 434.2 萬噸，可采儲量 27.1 萬噸。（l）分煤層統計與分析：（單位：萬

35、噸）煤層工廣煤柱F1 斷層煤柱及村莊壓煤小計備注說明及分析276.776.7739.3177.6216.9814.460.975.3965.365.3F1 斷層煤柱是永久煤柱，因歷年采出沒有攤銷，掛在表中。2、7、8、9 煤有一部份是東固城村莊壓煤，且在-17合計53.7380.5434.2270m 南一積水區(qū)下，積水量大，水體下不易開采，故沒有可采量（2）工廣煤柱儲量情況東城井主副井保護范圍總面積 83832 平方米，其中有兩個 5 米斷層，對回采有較大影響。位于兩個 H=5 米斷層內的面積 17816 平方米，剩余 66016 平方米。儲量如下：煤層面積（m2）煤厚（m）采高（m）容重儲量

36、（萬 t）7 煤838323.52.61.3439.38 煤838321.31.31.3214.4小計53.7對主副井保護范圍部分進行設計工作面，設計工作面見附圖，儲量計算如下表工作面面積（m2）容重采高（m）采出量（萬 t）723115761.342.64.072471711.342.62.572552361.342.61.8727206861.342.67.2726106581.342.63.7823101931.321.41.982460671.321.41.1826114771.321.42.1827175081.321.22.8合計27.118第二章、東城井井筒煤柱回收經濟效益分析第

37、二章、東城井井筒煤柱回收經濟效益分析一、東城井主副井儲量情況一、東城井主副井儲量情況東城井主副井保護范圍總面積 83832 m2，其中有兩個 5 米斷層，對回采有較大影響。位于兩個 H=5 米斷層內的面積 17816 m2，剩余66016 m2。儲量如下為 53.7 萬噸，其中七煤 39.3 萬噸，8 煤 14.4萬噸，對主副井保護范圍部分進行設計工作面見附圖，可安排工作面儲量為 27.1 萬噸，具體數據見東城井剩余儲量計算，炮采工作面采出率按 97%計算，共可回收資源 27.1*97%=26.3 萬噸。二、運輸系統說明二、運輸系統說明龐莊井與東城井的通道為-370 南四采區(qū)皮帶機道、南四采區(qū)

38、軌道、南四采區(qū)回風道，此三條通道部分（位于東城井一側）已被南四 7 煤煤柱和南四 9 煤柱回采破壞，已無法使用，并且該區(qū)為老火區(qū)，周邊也全部為老塘區(qū)，根據以上地質條件，選用如下掘進巷道，采取機軌合一巷道布置。設計路線見附圖三、通風系統三、通風系統以龐莊井向東城井為進風，東城井風井為出風，形成一套進回風系統。四、工程量計算四、工程量計算根據現有的地質條件共設計了三個方案1、方案一、方案一方案一掘進線路在圖上標識為 1233AABCCDD ，方案一工程量見下表方案 1 工程量統計表19工程名稱修復巖巷煤巷小計進尺工期（米）（米）(米)（米）（米）（天）112 段299299650 223 段323

39、323654 333段9494331 43A 段379379663 5AA段2042046.531 6AB段6536533218 7BC 段234234639 8CC段134134345 9CD 段1961966.530 10DD段3623626.556 合計12358817622878617 修復巷道共計 1235 米，巖巷 881 米，煤巷 762 米，合計 2878米，需要 617 天即 21 個月（1 年 9 個月）完成。需要皮帶部數為 7 部。2、方案二、方案二方案二掘進線路在圖上標識為 1233AABC D 。方案二與方案一的不同點在 C 至 D間，原方案一為 CCDD ，掘進大部

40、分在 8 煤內掘進，但線路遠并且需要過水區(qū)；方案二為 C D取直線，但其掘進為巖巷，方案二工程量見下表方案 2 工程量統計表20工程名稱修復巖巷煤巷小計進尺工期（米）（米）(米)（米）（米）（天）112 段299299650 223 段323323654 333段9494331 43A 段379379663 5AA段2042046.531 6AB段6536533218 7BC 段234234639 8CD段5635633188 合計123513102042749674 修復巷道共計 1235 米，巖巷 1310 米，煤巷 204 米，合計 2749米，需要 674 天即 23 個月（1 年 1

41、1 個月）完成。需要皮帶部數為 4 部。3、方案三、方案三方案三掘進線路在圖上標識為 1233A D 。方案三與其他兩個方案的不同點在 A 至 D間，為 AD取直線，但其掘進為巖巷，方案三工程量見下圖方案三方案三工程量統計表工程量統計表工程名稱修復巖巷煤巷小計進尺工期21（米）（米）(米)（米）（米）（天）112 段299299650 223 段323323654 333段9494331 43A 段379379663 5AD段155815583519 合計1001165202653718 修復巷道共計 1001 米，巖巷 1652 米，煤巷 0 米，合計 2653 米，需要 718 天即 24

42、 個月（2 年）完成。需要皮帶部數為 3 部五、經濟效益測算五、經濟效益測算由于方案一巷道掘進量最小，原則上選用方案一，進行效益測算如下：因為巷道沿老區(qū)掘進，頂板不完整，掘進及修護難度較大，另外考慮到軌道與皮帶、行人聯合布置，巷道斷面較大，巷道按凈寬5.0 米計算，如下：1、掘修費用、掘修費用巖巷掘進 881 米，單價 1.6 萬元/米，費用為 1410 萬元；巷道修護 1235 米，原巷道為 3.0 米，需擴寬至 5.0 米，且巷道年久失修，巷道狀不明，單價按 1.4 萬元/米，費用為 1729 萬元；煤巷掘進 762 米，沿 8 煤薄煤層掘進，平均煤厚 1.1 米，破底量較大，單價按 1.

43、2 萬元/米，費用為 914.4 萬元；井巷費用總計 4053 萬元，折合噸煤成本為 154.11 元。2、安裝費用、安裝費用需要安裝皮帶 7 部，共計 266 萬元；22H 架 950 架，共計 18.7 萬元；膠帶 6000 米，共計 187.2 萬元；三聯輥 2000 個，共計 44 萬；底托輥 950 個，合計 11.5 萬元；軌道 6000 米，共計 72 萬元；道板 4800 塊，合計 45.6 萬元；電絞及斜巷安全設施投入 500 萬元；通防及壓風管路費用約 100 萬元；總費用為 1245 萬元，以上設備材料按 1.5 備用系數，總費用為1867.5 萬元，噸煤成本為 71 元

44、。3、回采費用、回采費用設備運行費：東城井剩余可采出量為 26.3 萬噸，預計回采時間為 451 天，5 部皮帶每天運行 18 小時計算，預計電費為 500 萬元。電絞運行費用約為 50 萬元。折合噸煤費用為 20.9 元/噸。4、效益計算、效益計算東城井原煤完全成本為 400 元/噸，合計噸煤成本為 646 元/噸。其他不可預見支出按 10%計算，噸煤完全成本為 710 元/噸。東城井原煤平均發(fā)熱量為 5600 大卡，市場價為 895 元/噸，噸煤效益為 895-710=185 元，全部經濟效益預計為 4865.5 萬元。六、結論六、結論1、東城井剩余采出量為 26.3 萬噸，經濟效益為 4

45、865.5 萬元，但由于只設計一條通道，掘進過程中要通過老火區(qū)、及采空區(qū)導致掘進過程中不可預料的因素太多，安全上不能保證。2、外圍開發(fā)時間長，掘進、修復巷道加上各種設施、設備的安裝，正式進入工作面掘進預計需要 2 年時間。3、見效慢，由于外圍的掘進都在巖巷中，前期投入較大，只有開始方工作面后才有效益。234、井筒煤柱的回收會直接影響道主副井，井壁下沉坍塌，會直接造成地表水或第四季含水層的水潰入井下，影響龐莊井的安全生產。因此對于東城井剩余主副井保護煤柱的不建議開采。24第三章第三章東城井井筒概況東城井井筒概況一、東城井概況一、東城井概況由于東城井資源枯竭，1991 年經蘇煤司生(91)367

46、號文件批準“核銷東城井 45 萬噸年的原礦井生產能力，實行龐莊井和東城井合并” 。1992 年，集團公司徐煤黨發(fā)(92)37 號文件批準撤銷張小樓礦級建制，于 1992 年 8 月 1 日將原張小樓煤礦合并至龐莊煤礦管理，即為龐莊煤礦張小樓井?，F三對礦井各自有獨立的生產系統，開采下石盒子組和山西組煤層。太原組煤層由于煤層較薄，水文地質條件復雜以及村莊壓煤等問題，尚未列入開采計劃。東城井由上海煤炭工業(yè)設計院設計，華東煤炭工業(yè)公司第十二建井工程處承建施工。1960 年 2 月破土動工，于 1964 年 1 月 2 日開始試生產；同年 5 月 1 日正式投入生產，原設計能力為 21 萬噸年，1974

47、 年改擴建箕斗井，生產能力提高到 45 萬噸年；1980 年煤炭部核定生產能力為 80 萬噸年。1984 年產量創(chuàng)歷史最高紀錄，生產原煤 121.0 萬噸。由于 80 年代開采強度大，造成資源枯竭，為此，蘇煤司生(91)367 號文件批準“核銷東城井 45 萬噸年的原礦井生產能力，實行龐莊井和東城井合并” 。目前礦井已結束回采，正在進行設備回收，即將進入關井閉坑。二、東城井主要生產系統二、東城井主要生產系統1、提升系統、提升系統運煤方式皮帶為主，輔以溜子KJ22.51.2D主提絞車2EM3000/1530JRQ148-8電動機JRQ148-8副提設備1t 單層單車罐籠箕斗J-4 箕斗副提能力6

48、6 萬噸/年主提能力98.2 萬噸/年運人方式運料方式礦車系統評價可 靠252、排水系統、排水系統東城井原有 2 個中央泵房 6 臺水泵，-140 水平安裝 200D436水泵 3 臺，-220 水平安裝 200D434 水泵 3 臺，均為雙回路供電，兩趟排水管路，目前-220 泵房已撤銷，設備已回收。3、供電系統、供電系統龐莊三井電源均來自徐州茅村電廠，以柳新區(qū)域變電所 35kv 雙回路供龐莊三井地面變電所。東城井：柳新區(qū)變配出的三條 6KV 線路分別代東城井口電板的三段母線上的全部負荷。東城井口電板段母線與段母線,段母線與段母線,段母線與段母線之間均設有聯絡開關,構成環(huán)母線供電。下屬的風井

49、電板,洗選廠電板，壓風機房電板及井下-140中央泵房均為雙回路供電。各自母線上均設有聯絡開關,正常情況下,各段母線分別代各自母線上的負荷,所有聯絡開關均處于分閘狀態(tài)。井下高壓供電系統根據采區(qū)布置和生產需要設置區(qū)域變電所和配電點，全部采用雙回路供電。4、壓風系統、壓風系統東城井地面安裝 2 臺 4L-20/8 型空壓機，供礦井生產過程中使用。5、通信系統、通信系統井上下、礦內外調度通訊：我礦三井井上、下分別使用數字程控調度機，全部直通到主要要害崗位，各采掘頭面，部分主要場所還按裝了可視監(jiān)控，達到了可視對講，使調度暢通。6、通風系統、通風系統東城風井井筒直徑 3.5m，裝配 70B2-21NO24

50、 軸流式風機 2 臺，電機型號 JSQ1512-8、 轉數 740r/min、功率 570kw，一臺運轉，一臺備用。267、主井、副井、風井井筒煤柱留設及變形情況、主井、副井、風井井筒煤柱留設及變形情況（1）主井、副井、風井井筒煤柱留設在工廣煤柱開采前，對主井、副井、風井三個井筒分別留設了保護煤柱，井筒按級保護，圍護帶寬度為 20m，井筒標高+37m，沖積層厚度為 84.35m，采用：=45，=70 ，=70-0.7。主井、副井、風井保護煤柱平均寬度分別為：140m、134m、120m。（2）主井、副井、風井井筒變形情況由于受工廣煤柱的采動影響，東城井主副井均出現不同程度變形，我礦組織人員每

51、10 天對東城井副井和主井井筒豎直情況進行一次全面測量。每周對主井、副井、風井井口標高水準測量一次。主、副井筒測量采用在井筒內投放細鋼絲，鋼絲下方懸掛重錘拉直鋼絲。量取鋼絲與罐道和橫梁的距離，從井筒下口向上每隔一個橫梁量取一組數據。2011 年 8 月 5 日測量結果：主井上口向東偏 71mm，向南偏58mm。副井上口向北偏 39mm，向西偏 59mm。預計主井、副井最大偏斜不超過 100mm。主井、副井、風井井口標高未受采動影響而下沉，井壁目前無開裂現象，井下采動對主井、副井、風井影響為級以下。主、副井及風井剖面見下圖27 東城井主井筒巖層剖面圖 （1）座標X=3803000,Y=20511

52、270 （2）標高 實際h=+37.000m 地平=36m （3）開工日期 1960年2月24日 （4）竣工日期 1961年5月3日層次走向傾角真厚累計層厚井筒剖面巖性描述硬度標本編號涌水量（噸/時）備注00.0000.0000.000井口蓋板010.9300.9300.930粉砂，含有60%的粉砂，含有植物的根莖滲性性強。17.020-11.36031.280-26.00016.92020.2001.1300.200粘土，含有少量的細砂，粘土為主，具有可塑，不透水。232.4773.6072.477粉砂，含有80%的石英質細砂和少數的云母片透水性強。340.7004.3070.700砂質粘土

53、，具有松散性，綱狀細小裂隙，水量很大。450.4004.7070.400流砂，石英為主，含少量的泥，流動性強，搖動出水。560.4005.1070.400砂巖粘土，粘性強，易流動，含水性大。672.6797.7862.679流砂，含礦佔90%，含少量的白云母片，含水強，易流動。783.32011.4063.620砂質粘土，含少量的細砂，膠結良好，上部流動，下部變硬。894.49415.9004.494粘土夾砂江，上部含砂塊較多，下部較少，有貝殼遺體。9104.13020.0304.130粘土，組織細密，含水性弱，粘性強，有少量貝殼殘體。10110.90020.9300.900流砂，顆粒較粗，含

54、水性強，易流動。11124.11025.0404.110粘土，組織細密，有大量的貝殼。12131.95026.9901.950粘土夾砂江，粘佔絕大部分內含貝殼。13141.20028.1901.200流砂，含水較大，流動性強。14152.16030.3502.130粘土，夾砂江質硬含水性強。15160.60030.9500.600粘土，含水性強粘性強可塑。16177.49838.4487.498粘土砂江，粘土佔大部分，上部較軟，下部較硬，粘性強。17181.50439.9521.504粘土，粘性強可塑。181916.05256.004 16.052粘土夾砂江，質硬含水性強，在40.00m50.

55、30m處有灰白色的石灰?guī)r，組織細密，含有植物的殘體。1941.40015.500-59.20035.200-72.00028.200-85.15038.524-90.50023.916-110.12025.200-123.33029.411-139.06040.000-154.4541.580201.00057.0041.000粘土，質硬組織細密，粘性強。20217.78964.7927.788粘土夾砂江，質較硬，上部含砂江塊較多，含水性弱。21220.35065.1420.350流砂，顆粒較粗，似黃砂，具有流動性。22230.55065.6920.530粘土夾砂江，有小的空隙。23240.3

56、5066.0420.350流砂，見水后特別易流動。24251.50067.5421.500粘土夾砂江，以粘土為主，含水性弱。2526 N8E144.99972.6925.150泥質頁巖，下部為黃色，層理不顯著。26272.18074.9422.250砂質頁巖，風化后質軟，中部有粗砂巖黑色。27282.86077.8922.950泥質頁巖，性質脆有滑石，組織細密，下部質軟。28291.74679.6921.800砂質頁巖，有方解石脈充填結構細密，質較軟。29303.76083.5723.880頁巖，組織細密有白色的條紋。30310.38883.9720.400砂巖，風化后質軟，似粉砂含黑色煤紋。

57、31320.79684.7920.820頁巖，組織細密，有白色的條紋。32330.72785.5420.750砂巖，風化后呈粉砂，局部有煤殘。33342.66788.2922.750頁巖，質脆，有滑石，組織細密，層理顯著。343518.049 106.900 18.608砂巖，風化后呈黃色，中等顆粒，易松散，以石英為主。23353619.167 126.660 19.760砂質頁巖，層理顯著，節(jié)理發(fā)達，含有云母碎片。3436371.940 128.6602.000頁巖，泥質膠結，性脆組織細密，含白云母碎片。23373811.407 140.420 11.760砂質頁巖，層理顯著，節(jié)理發(fā)育，內含

58、不規(guī)則的斜石。3438395.791 146.3905.970頁巖，泥質膠結，組織細密，節(jié)理發(fā)育，含白云母碎片。34394012.690 159.480 13.090砂頁巖互層，層理顯著，節(jié)理發(fā)育，斷面清晰，泥質膠結。454041 N8E140.190 159.6800.200煤，性脆，呈塊狀，樹脂光澤，含黃鐵礦。2341420.290 159.9800.300頁巖，節(jié)理發(fā)育，易碎，有不規(guī)則的滑石含白云母碎片。2342430.630 160.6300.650砂質頁巖，節(jié)理發(fā)育易碎呈片狀，有煤紋，性脆。3543442.760 163.4702.840砂巖，上部為黑色，下部為灰白色，成份以石英組成

59、。5644451.410 164.9301.460砂質頁巖，性脆，組織細密，節(jié)理發(fā)育，含有植物化石。4545460.485 165.4300.500頁巖，節(jié)理發(fā)育，易破碎，呈塊狀，含白云母碎片。3446 167.98036.400-176.6238.05-182.12474.120 169.6804.250煤，為小湖系B層煤，樹脂光澤質較硬呈塊狀。3447483.360 173.1403.460砂質頁巖，層理顯著有方解石脈充填局部含砂量較大。464849 N8E142.430 175.6402.500煤，為小湖系C層煤，質硬呈塊狀，有光澤，含黃鐵礦。3449505.820 176.2400.6

60、00砂質頁巖，節(jié)理發(fā)育，層理顯著，有滑石，含植物化石。3450516.053 182.4806.240砂質頁巖，節(jié)理發(fā)育，層理顯著，有滑石及方解石脈充填。4651521.474 184.0001.520砂巖，有方解石脈充填及白云母碎片。575228 東城井付井筒巖層剖面圖 （1）座標X=3802998.043,Y=20511270.626 （2）標高 實際h=+37.000m 地平=36m （3）開工日期 1960年2月 （4）竣工日期 1961年4月 （5）砌碹層次走向傾角真厚累計層厚井筒剖面巖性描述硬度標本編號涌水量（噸/時）備注00.0000.0000.000井口蓋板010.9300.9