曹莊礦設計說明

1、 1 礦井概述及井田地質特征1礦區(qū)概況1.1礦區(qū)地理交通位置惶莊煤礦位于裹安市以西，肥城市(原肥城縣)境內。 曹莊煤礦距肥城市(原肥城縣新址約8.5km，泰湖鐵路橫貫礦區(qū)南部，肥城車站東距京滬線泰山車站32 km；北距省城濟南103 km；南距兗州117km，均有鐵路、公路相通；西由泰平公路及泰臨公路經(jīng)黃河大橋可直通京九線聊城站及河南省，交通十分便利。1.1.2 地形、地貌曹莊井田位于肥城礦區(qū)中部，東鄰楊莊井田，向西依次為大封、陶陽、白莊、查莊、國莊井田。區(qū)域為一四面中低山環(huán)繞, 向西南開口的盆地地形，四周出露的中低山，高為+300+522m，為盆地的自然分水嶺。盆地中部為第四系覆蓋的平原地貌

2、，絕對高程為+70+120 m，地勢由東向西南方向傾斜。曹莊井田處在北部山麓與平原過渡帶，地勢北高南低，絕對高程+102一+142m。1.1.3河流及水系 煤田南部康王河由東流向西南匯入汶河，境內主要有四條季節(jié)性河流，即月莊河、儀仙河、馬莊河、尚古莊河由北而南流入康王河。1.1.4 氣象及地震 本區(qū)地處暖溫帶半濕潤季風性氣候區(qū)，四季明顯，春夏兩季多東南風；秋冬兩季多北風，歷年最大風速19ls。歷年(19581990)平均降水量為62.46 Um；19912001)平均)平均降水量673.9 m，年平均蒸發(fā)量0 年前為1846 mm，190 年一200年)為1673 nun。全年52%的降水都集

3、中在78 月份，統(tǒng)計資料表明1978 年降雨量最大，為972.7um，7 月份最大降雨量達567.0 mm。為近百年未遇特大洪水，水位高于河床2，9 m(東二鐵路橋下河床) 。歷年極端氣溫。20+39.6 “ C，歷年平均氣溫(19862001)為14.3 'C ，年平均最高氣溫為14.6 C。區(qū)內氣溫呈歷年增高變化趨勢，由1986 年平均氣溫12.53 C增至2001年的14.04 C，春秋兩季晝夜溫差變化較大。 根據(jù)國家地震局和建設部震發(fā)辦C19921160 號文 “關于發(fā)布 中國地震烈度區(qū)劃圖(1990)和 中國地震烈度區(qū)劃圖(1990)使用規(guī)定 的通知”，山東泰安地區(qū)的地震烈度

4、為6度。1.1.5 本區(qū)經(jīng)濟狀況 本礦區(qū)內有村辦窯廠等小型企業(yè)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)較為發(fā)達。勞動力充足，可通過招募合同制工人或臨時工解決。礦區(qū)附近20m 范圍內有水泥廠、磚瓦廠、沙廠、料石加工廠；木木材可在泰安大量采購。1.1.6 水源及電源 本礦的工業(yè)和生活用水水源均為奧灰水。以第四系潛水作為供水水源。 (1)宿舍區(qū)生活供水 宿舍區(qū)供水水源是奧灰水(1#水井和3#水井)。原始水位標高在+62+63 m 左右。 在井下施工水源井一眼，供水管路由井下經(jīng)副井井筒到地面，一部分供工業(yè)廣場用水，一部分反壓井下供井下防塵用水。 (2)供水水源水質 礦井生產(chǎn)及生活區(qū)用水均為奧灰水，水質符合國家飲用水衛(wèi)生標準。 (3

5、)供電系統(tǒng) 本礦井工業(yè)廣場內現(xiàn)有新35Kv 變電所一座，6Kv 老變電所一座。新35Kv 變電所電源一路來自肥城110Kv變電站，線路長度3.1 m，導線型號為GJ-95，簡稱肥曹線；另；另一回路由楊莊礦3SKV 變電所轉供，簡稱曹楊線，導線型號為LGJ-95，線路長度1.9km，該變電站留有備用進線位置一個。老變電所現(xiàn)為6Kv 變電站，供電電源引自新變電所6Kv母線 1.2 井田地質特征 1.2.1井田地質構造曹莊井田位于山東省泰安市肥城煤田東部，為一以斷層為主的單斜構造。地層大致傾向北，傾角0。一40°，一般5°一15°。 地層： 本井田地層由老到新分別敘述如

6、下（1) 二迭系（P） 厚444.04 m，下二迭統(tǒng)下部山西組為主要含煤地層。 下二迭統(tǒng)山西組 厚93.98 m，為主要含煤地層，含煤四層，主要巖性以過渡性砂巖、粉砂巖為主，有牛量粘土巖，含蘆木、輪葉、鱗木、翅羊齒、苛達木、線銀杏、萑羽葉、楔卜等植物化石。頂部以老1 煤層之上砂巖與下石盒子組接觸，底部以4 煤層乙下砂巖與太原組接觸，可采煤層有1、3 層。3 煤層為厚煤層，在井田內賦存穩(wěn)定，厚忐變化不大，與丘它層對比忐易，本身即具標志意義，可作為標志層。 下二迭統(tǒng)下石盒子組 厚62.06m，主要巖性為紫灰、灰、灰綠色的粉砂巖為主，中下部夾有灰白色中厚層、中粗粒砂巖一一三層，不穩(wěn)定，以石英長石為主

7、，下部夾有一層賦存不穩(wěn)定的薄層煤線或炭質頁巖。 上二迭統(tǒng)上石盒子組(P2 ) 厚288 m，上部受到剝蝕，主要巖性為雜色粉砂巖、泥巖等，夾有不穩(wěn)定的不純的鋁質巖以及中厚至厚層中粗粒石英長石砂巖，底部以一層厚度變化較大的砂礫巖(有時為含礫粗砂巖)與下石盒子組分界。 二迭紀后經(jīng)受印支、燕山運動，使二迭系地層與上覆第四系呈不整合接觸。 (2) 第四系(Q) 平均厚度為62.4 m，兩極厚度22.2127.Om，南薄北厚，在靠近井田北部邊界處厚度在84 5一127 Om 之問，巖性主要為砂質粘土和粘土砂礫層。上部有一一 層含水砂層與砂砰蟬豐層交竺砰層，不穩(wěn)定，含水砂層單層厚度為0.911.8m。底部以

8、不透水或微忐透水的砂質粘土層為主，有時為粘土砂礫層，厚度為4.192.7m，平均為27.2 m。 本井田內地層對比根據(jù)標志層及地層接觸關系確定，地層劃分對比正確。本井田內含芊地層產(chǎn)石炭干芒系二下二產(chǎn)統(tǒng)的山西組與上石炭統(tǒng)的太原組為上、下兩個含煤組，總厚度248.70m, 為近海型煤系。含煤十六層，可采煤層有 、3、6、7、8、9、102、人等八等八個煤層，其中3 煤層為厚煤層，其它各層煤為薄至中厚煤層。 構造： 地層走向近東西，至井田西深部向北彎轉，傾向亦由北變東，形成傾伏向斜構造。井1田東部以F23 斷層為邊界與楊莊礦分界。北部以F2 號斷層構成井田的控制邊界。中部有IcF1 斷層。 褶曲：

9、由于北部邊界斷層F2 牽引所致，井田西深部地層走向彎轉約90 “ ，形成一個不對稱J 的傾伏向斜。其樞紐方向與F2 斷層走向大致平行。軸部地層傾角較小，一般為5°一10 °；靠近F2 斷層一翼的地層傾角逐漸增大至40° 。據(jù)揭露資料： 裙曲軸部小斷層及裂隙發(fā)育，1 且走向與裙曲軸跡線大致平行或成小角度斜交，地應力較大。 斷層 本井田構造復雜程度屬較簡單。東部斷層縱橫切割，構造較復雜；西部構造相對較簡 單。井田內落差大于5m 的斷層有3 條，對采區(qū)的正常劃分有一定影響。井田內主要斷層1 按其走向的延展方向，大體可分為三組： 一組為北東8°一40°

10、 ，另一組為北西10°一40°； 其次是近走向斷層。傾向斷層及斜交斷層較為發(fā)育，走向斷層稀疏。從斷層的形態(tài)上1 看，傾向斷層及與地層走向夾角較大的斜交斷層，一般走向平直，延伸距離長，切割較深；1 走向斷層走向多呈弧線狀，傾角較小，延伸距離短，切割較淺。斷層兩盤的相對位移規(guī)律1 走向斷層多為南升北降，傾向斷層及與地層走向夾角較大的斜交斷層多為東升西降。大部1 分斷層的斷層面特征表現(xiàn)為水平擦痕，只有北東方向的低角度逆斷層表現(xiàn)為垂直擦痕。 F2 號斷層： 為井田北部的邊界斷層，正斷層。落差200700 m，北升南降。走向北1 東50“左右，傾角71°90°，局

11、部為逆斷層。該斷層北盤為奧陶系石灰?guī)r，與井田煤1 系地層對口。由曹26鉆孔在7 煤層以下穿過，由曹52 鉆孔控制，并在上組煤巷道中多處打鉆穿過。據(jù)現(xiàn)有資料綜合分析： 曹26 以西對F2 斷層的控制精度較局；以東的位置及產(chǎn)1 狀等還需進一步證實。 F23 斷層：為本井田東部邊界斷層，正斷層。落差20120 m，由淺向深增大。走向北西10°一40°，傾角75°一81°。為一東升西降的傾向斷層。經(jīng)楊莊井田上組煤巷道多處揭露。受礦13、楊71-1、礦12 等鉆孔控制。屬已查明斷層。 CF1 號斷層： 正斷層，落差0一52m。走向近東西，傾角47°83&

12、#176; 。斷層帶寬0.51.1 m，為斷層角礫巖及糜棱巖。是一南升北降的壓性走向斷層。該斷層僅展布在上組煤中。 水文地質： 肥城煤田位于“肥城斷陷單斜自流水盆地”的北側，四周為泰山系花崗片麻巖及寒武、奧陶系石灰?guī)r構成的中低山，山脊為盆地的天然分水嶺。大氣降水一部分滲入第四系潛水含水層，一部分匯入康王河，由東向西南逞流；另一部分由煤田東、南、西部山區(qū)出露的奧陶系石灰?guī)r溶隙中進入自流水盆地內，地下水與地表水逞流方向基本一致，從西南口泄出。其補給、迢流、排泄為一完整獨立的地下水系統(tǒng)，豐水期為79 月，地下水高水位期在8一2 月；枯水期在26 月，地下水低水位期在37 月，正常情況下，五灰水位隨奧

13、灰同步同幅升降。曹莊井田位于煤田東部上游逵流區(qū)及滯水區(qū)中，井田內有四條季節(jié)性小河，由北向南流，注入康王河，最高洪水位同于河床底2，9 m，水流方向均與煤層及各含水層露頭走向垂直；除此之外，還有因回采塌陷造成的地面積水。因受第四系底部粘土層的阻隔，所有地表水與煤系各含水層均無水力聯(lián)系，對礦井的開采無影響。 含水層：第四系含水層 第四系厚22.2127m，平均62.4米，南薄北厚，上部為12層含水砂層與粘土層交互成層，單層總厚度0.911.78米，透鏡狀，不連續(xù)，q=0.5L/S.m，含水性中等，水位標高為+100+120m，水質為重碳酸.氯-鈉.鈣型，礦化度0.71g/L；第四系下部普遍發(fā)育一層

14、隔水性良好的砂質粘土層、粘土砂礫層，總厚度4 192. 7m. 平均27.2 m，使第四系潛水與基巖含水層隔離. 山西組3 煤層頂板砂巖 以中砂巖為主，厚度S.8324.55 m，平均13.87 m，含孔隙裂隙水，日弱含水層，q-0.凹一J0：161/s.m，K-0.77一1.23m/d，水 水位標高為+103.3m，c.質大型俎碳酸：上。鈉。鈣型，礦礦1化度0 5 g/L 左右該含水層易于疏干，開采過程中，僅有少量的頂板淋水，不彤響礦井生產(chǎn) 上石炭統(tǒng)太原組第一層石灰?guī)r(一灰) 厚1.652.64 m，平均2.06 m，淺部裂隙尚發(fā)育，深部不發(fā)育，口弱含水層q-0.011It-S.m，K-0.

15、69 m/d，水位標高為+104.6 m，重碳酸一鈣原型，礦化戾0.4 /1 左右。厚皮較較薄，靜儲量有限，且與深部強含水層無水力聯(lián)系，現(xiàn)已疏千。 上石炭統(tǒng)太原組第二層石灰?guī)r(二灰) 為e 煤層頂板，厚度1.1一3.05 m. 平均2.27m. 淺部裂隙溶洞較發(fā)詩，含水性深邰較淺部弱。屬弱含水層，q=0.00270.131/S.m，K-0.144448.8nud： 水位標高為+99.3m，重碳酸-鈉。鈣型，礦化度0.4嘰左右。因厚反較油，腫儲口有限，且與深邰各含水層無水力聯(lián)系，現(xiàn)已疏干，對礦井生產(chǎn)無影響 上石炭統(tǒng)太原組第四層石灰?guī)r(四灰) 為8 煤層直接頂板，厚度3.628.6 m，平均S.3

16、7m. 口中等含水層，q=0.0006.00060.817/S.m，仄：0一15.896 m/d. 水位標高為+98.27 m. 水質為重碳酸-鈉。鈣型，礦化度.28一28一 0 36 g/1,o 四灰?guī)r溶發(fā)育規(guī)律淺部較強深部較弱。大體上可分三個水平帶：.50 m 以上為裂隙溶洞帶，q=0.790.813 L/S.m，K=3.715.896 m/d：.50.300 m 水平為裂隙帶，0.00060.002 t/S.m，父叫。010.03 at/d：-30 水平以下為微裂隙帶，大部分鉆孔沖洗液無漏失現(xiàn)現(xiàn)象。因四灰與強含水層無水力聯(lián)系，故以靜儲量為主，而四灰本身厚度較薄，靜儲量不大，易于疏干。 上

17、石炭統(tǒng)太原組9 煤層頂板泥灰?guī)r 9 煤層頂板泥灰?guī)r，沉積極不穩(wěn)定，井田內僅局部賦存，含裂隙水，厄弱含水層。泥灰本身厚度較薄且分布范圍小，故靜水儲量小，但因局部地段通過構造與五灰導舊，補給?；?guī)r。 太原組11煤層頂板無名灰?guī)r 厚0一1A7 m，平均0.95 m，上距102 煤層平均？。91 m。經(jīng)井下打鉆拇露。無名矢水巳較小， 一般為010 m³/h，水質為重碳酸.鈣。鎂。鉀鈉型。 中石炭統(tǒng)本溪組第五層灰?guī)r(五灰，又名徐家莊石灰?guī)r)五灰厚度6.0512.68m，平均10.7m，沉積穩(wěn)定，含承壓溶隙水，富水性強，且通過構造與下伏奧陶系石灰?guī)r水力聯(lián)系密切，補給水源充沛，屬強含水層，水位標高

18、為61.361.6m，水質為重碳碳酸-鈣.鎂型，礦化度0.280.36g/L，五灰單位涌水量為q=0.002747.78L/（s.m），k=0.03336.97m/d。 奧灰 奧灰厚800 m，為強含水層，上距五灰平均15.25 m，單位涌水量q：0.076一101.01 L/S.m：0.20640.28 山山 水位為+62.35 m，水質屬重碳酸-鈣。鎂型，礦化度0.27 叭。按巖石性質及巖溶特征， 奧灰由下而上劃分為11 個含水段。奧灰頂部溶洞發(fā)育，多被黃泥充填，在奧灰頂部以下65 m 及275 m 左右為兩個富水層段。奧灰在煤田以外山區(qū)有大面積出露，面積約260 m2，廣泛接受大氣降水的

19、補給。補給量充沛，在構造裂隙發(fā)育地段，發(fā)育垂向裂隙補給通道，斷層落差較大時可使五、奧灰間距減小，甚至對口接觸，奧灰與五灰水力聯(lián)系密切，為五灰補給水源。 井田主要含水層有： 第四系含水砂層及砂礫層，山西組3 煤層頂板砂巖，太原組第一、二、四層灰?guī)r，9 煤層頂板泥灰?guī)r及11 煤層頂板無名灰，本溪組徐家莊灰?guī)r(五灰)，奧陶1 系石灰?guī)r(奧灰)。 井田隔水邊界及隔水層 (1)井田隔水邊界： 北部以F2 斷層煤柱線為界，西部以F2-1 斷層為界，東部以F23 斷層為界，南部至五1 灰隱伏露頭為界，四周無側向補給。 (2)隔水層：曹莊井田煤地層屬于華北石炭二迭系含煤建造，為相對獨立的水文地質單元，位于“肥

20、1 城斷陷單斜自流盆地”東部上游徑流區(qū)及滯水區(qū)中，基巖頂部為第四系覆蓋的表土層，平1 均厚62.4m，該層下部普遍發(fā)育一層隔水性能良好的砂質粘土層和粘土砂礫層，平均厚度I 27.2m，為礦井第四系潛水與基巖主要的隔水層。 井田內含煤地層中各含水層之間多為粘土巖、粉砂巖組成的隔水層，正常塊段內在不受構造影響、鉆孔聯(lián)通及采動破壞底板隔水層厚度時，在垂向上水力聯(lián)系不密切，在構造1 破壞地段，形成奧灰補給五灰的通道，水力聯(lián)系密切。1.2.2 其他有益礦物 鋁土礦： B 層鋁土，一般厚45 m，但其質不純，含砂量太高，埋藏太深，距煤層太遠，故無1 經(jīng)濟價值。G層鋁土含泥質或鐵質太多，亦無經(jīng)濟價值。 粘土

21、， 102煤層底板有一層泥巖，通常厚24 m，較穩(wěn)定，距煤層近，但含砂質，是否可作耐火材料，需進一步化驗。 本井田內煤中伴生元素有镲、鍺、釩。稼含量0.0017一0.0098%，太原組的7、8、9、102、11煤層的平均镲含量為0.003一0.005%，一般都能達到工業(yè)品位30 g/t(0.003%)的要求，1 但由于采點少，不能圈定礦體和計算儲量。鍺含量除個別煤層、個別點達到10 PP1g 以上上1 外，絕大部分含量都很低；釩的含量為0.0004一0.043%，平均含量在0們0.029%之間的1 煤層有7、9、1o、11層，其它煤層在0.0005%以下。1.3 煤層特征1.3.1煤層 本井田

22、含煤地層為 迭系山西組及石炭系太原組，總厚24870m。含煤十五層，總118 04 m，含煤系數(shù)7 25%?？刹擅簩佑邪藢?，總厚13 89 m。山西組厚93 98 m，含煤4 層，1可采(含局部可采)煤層有1 層，即3 層，厚5 4m· 太原組厚154 72 m，含煤12 層，可采（含1局部可采)煤層有4層，即8、9、102、11層，厚6.53m。 根據(jù)不同的含煤地層，將可采煤層分為兩組，山西組(1、3 層)為上組煤，太原組(6、仁18、9、102、11層) 為下組煤。山西組的1、3煤層間距為1922m，位于煤系最上部；3 1層至太原組的6 煤層間距為129.38 m；太原組的6、7

23、、8、9、102、11煤層各層間距在2.48132 56 m 之間。 列入到能利用儲量內的煤層有3、7、8、9、102等五層。由于1和6 煤層局部可采，111煤層距強含水層第五層石灰?guī)r僅9.02 m，嚴重受水威脅，且局部可采，因而這三層煤列1 入暫不能利用儲量。(1)、可采煤層3 煤層：厚4.59一6.40m，平均S.4m，屬穩(wěn)定厚煤層，結構較復雜，含夾石一一四層 煤層上部含一層0，02m 的黃鐵礦化粉砂巖夾石，賦存穩(wěn)定，可作為標志層進行對比, 下嚴1普遍有一層0.072，61m 的粘土巖或粉砂巖夾石，局部夾石厚度超過0.7m 時，可將3 煤層1 夾石以下作為一個獨立分層，即32 層。32 層

24、厚0.49一1.26m，僅井田西部有一小范圍局部1 忐到可采厚度，形不成回采塊段。直接頂為粉砂巖，節(jié)理發(fā)育。局部受古河流沖刷，粉砂1 巖變薄尖滅，致使老頂中砂巖或細砂巖、互層與煤層直接接觸。底板為粉砂巖，上部為薄1 層粘土巖。3 煤層下距6 煤層129.38m。· 厚1 03244m，平均1 78m，屬穩(wěn)定中厚煤層。結構簡單，在煤層上部含一1 層炭質細砂巖或粉砂巖夾石，夾石一般厚0，050.44m，個別孔達到0.62m(東補97 號孔)，1 賦存較穩(wěn)定。直接頂為第四層石灰?guī)r(簡稱四灰)，堅硬，裂隙發(fā)育。四灰底部層理呈透鏡1 狀，層理面夾有煤線及泥巖，構成復合頂板(即=合頂)，大面積懸

25、露易冒落。底板為細砂1 巖或中砂巖，其頂部為薄層粘土巖；局部底板為粉砂巖。8 煤層下距9 煤層13.57m。 9煤層： 厚0.88一2.24m，平均1.36m，屬穩(wěn)定中厚煤層。結構簡單，局部地段煤層中1 部含有一層不連續(xù)的炭質粉砂巖夾石，厚0，050.34m。直接頂為深灰色粉砂巖，質細、1 性脆，節(jié)理發(fā)育，強度較低。局部煤層頂板為泥質灰?guī)r。底板為粉砂巖，強度較低。9 煤1 層下距10.2 煤層2.48m。 10-2 煤層： 厚0.90一2.50m，平均1.96m，屬穩(wěn)定中厚煤層，結構簡單，局部煤層含1一I 2 層粘土巖夾石，夾石分布無規(guī)律，夾石一般厚0.030.68 m，局部達到1.141.3

26、m (曹I 58、東補83)，使夾石以下煤層形成自然分層(煤10-3)。直接頂為薄層煤(即10-1 煤層，1 厚00.83m)、巖構成的復合頂，層理、節(jié)理發(fā)育，易破碎，強度低。底板為灰白色粘土1 巖，塑性強，遇水易軟化膨脹，強度低。10-2煤層下距11煤層8.86m。 11 煤層· 厚0 35114 m，平均 0 74m，屬極不穩(wěn)定薄煤層，結構簡單，一般不含夾1 石頂板為石灰?guī)r或泥灰?guī)r(簡稱無名灰)，局部為粘土巖或粉砂巖。底板為粉砂巖或粘土巖 經(jīng)過原勘探及生產(chǎn)補勘，各可采煤層已基本控制。3、7、8、9、102 等5 個煤層為穩(wěn)定煤層，全區(qū)可采。1 煤層為較穩(wěn)定煤層，經(jīng)鉆孔及巷道揭露，

27、局部范圍煤厚小于早產(chǎn)尸度T7m，局部可采。6 煤層為極不穩(wěn)定煤層，只有個別鉆孔達到最低可采厚度，局部可采。1.3.2 可采煤層頂?shù)装?1)第1煤層 上覆淺灰色粉砂巖老頂，兩極厚0一10.22m，平均5.7m, 下理發(fā)亨-, 字寸，局部受古河流沖刷，粉砂巖變薄尖滅，被中砂巖或細砂巖、互層取代，致使老頂中砂巖或細砂巖、互層與煤層直接接觸。上部老頂中砂巖或細砂巖、互層厚07，66 m： 較堅硬，冬咱。底板為泥質膠結粉砂巖，平均厚4.62 m，f=4，上部為灰白色粘土巖，厚0，81一2，72 m，f=3其下是中砂巖、粉砂巖。 (2)第3 煤層 煤層上覆巖層無直接頂，直接與煤層連接的為粉砂巖老頂，厚01

28、8.17m，平均4.46 m節(jié)理發(fā)育，六峋。局部受古河流沖刷，粉砂巖變薄尖滅，被中砂巖或細砂巖、互層所取L 代。上部老頂中砂巖或細砂巖、互層厚0一19.52 m，沉積不穩(wěn)定。其中中砂巖平均10.41 m，細砂巖平均4.62 m。中砂巖與細砂巖較堅硬，f=6；互層f=56。底板為粉砂巖，平均厚4.32m，f=3一4，上部含薄層粘土巖，厚0.6一2.56m，f=3，以下為中砂巖、粉砂巖或互層 (3)第6 煤層 頂板為第二層石灰?guī)r(簡稱二灰)，厚1.103，05 m，平均厚2.27 m，f=8。底板為砂粉1 互層，局部為細砂巖或中砂巖，平均厚2.11 m，乒一6，以下為深灰色粉砂巖，即7煤層1 的頂

29、板，平均厚8，29m，f=3一4。(4)第7 煤層偽頂為炭質頁巖，厚0，10.2m，易垮落，強度低，卜乙 直接頂為深灰色粉砂巖，厚I 4.07一17.55m，平均厚S.29m，質細、性脆，節(jié)理發(fā)育，強度較低，1：3一4。底板為互層1 或細砂巖，厚0.808.55m，平均5m，強度較低，f=34 其下是粉砂巖。局部粉砂巖1 與煤層直接接觸，粉砂巖厚1，2927.08 m，f=34。(5)第8 煤層 直接頂為第四層石灰?guī)r(簡稱四灰)，厚3.628.62 m，平均厚5.37m，四灰堅硬，裂隙1 發(fā)育，f=8。四灰底部層理呈透鏡狀，層理面夾有煤線及泥巖，構成復合頂板(即二合頂)，1厚約02m，大面積懸

30、露易冒落。底板為細砂巖或中砂巖，其頂部為薄層粘土巖，底部過1 渡為砂粉互層。細砂巖或中砂巖厚1.28.89m，平均6.39m，較堅硬，f=56；局部底板1 為粉砂巖，厚0.77一15.75m，=3一4。 (6)第9 煤層 上覆深灰色粉砂巖老頂，厚1.2715.75m，平均7.18m，質細、性脆，節(jié)理發(fā)育，強1 度較低，f=34。局部煤層頂板賦存一層厚02.69 m 的泥質灰?guī)r，裂隙發(fā)育，強度隨厚1 度有變化，一般小于0.6 m 的含泥質較多，f=3一4, 大于0.6 m 的含泥質較少，f=6一8。底底1 板為粉砂巖，厚0.101，79m，平均0.91 m，強度較低，f=3一4。 (7)第102

31、 煤層 直接頂為薄層煤(即101煤層，厚0一0.83 m)、巖構成的復合頂，厚2.48 m，層理、節(jié)1理發(fā)育，易破碎，強度低，f=3。底板為灰白色粘土巖，厚0.989.07m，平均2.85m，塑1性大，遇水易軟化膨脹，強度低，f=3。(8)第11煤層 頂板為賦存不穩(wěn)定的石灰?guī)r或泥灰?guī)r(簡稱無名灰)，厚01.47 m，平均0.95 m，卜8t1 局部為粘土巖或粉砂巖，厚0一3.07 m，卜34。底板為粉砂巖或粘土巖，厚1.878.53 m，1平均6.39m，f=3一4。I 1.3.3 煤質 (1)煤質特征 本井田煤多為中灰分煤和低灰分煤。 煤的焦油產(chǎn)率頗高，按其等級屬富油和高油，但煤的粘結性較強

32、，對低溫干餾不利。1 煤的結焦性尚佳，能獲得較多的大粒度焦塊，唯機械強度較差是其缺點。 太原組煤層有很高的硫分，且脫硫困難，嚴重影響煤的利用。1、3 及11煤層可作煉1 焦配煤，太原組其它煤層可以其少量與多量的低硫煤配合煉焦。各煤層也可以在外熱式忐1 中進行低溫干餾。各煤層均可作動力用煤。發(fā)熱量(Q b.ad)及粘結指數(shù)(G)為生產(chǎn)時期煤層煤質分析化驗結果，其它煤質分析化驗結果和6、11 煤層的煤質分析化驗結果無新資料，仍采用精查地質報告煤芯煤樣分析化驗結果)田水分1、7、8、9、102煤層的水分(Mt)平均為2 9%(8 層)一4 4%(7 層)，3 煤層水分(Mad)灰分產(chǎn)率在5 05一3

33、8 46%之間，以7 煤層最高，其次為8 煤層?；曳之a(chǎn)率與煤巖組分及煤層結構的復雜程度有關，以太原組煤層結構為例，7 煤層的絲質組物質含量較高，灰分也高，6 煤層與7 煤層絲質組物質含量相似，6 煤層結構簡單不含夾石，7 煤層結構復雜含一層夾石，因而7 煤層灰分比6 煤層高。煤的灰分等級多為中灰分和低灰分。主要煤層各級灰分所占比例見表1 .3。 表1.3 主要煤層各級灰分所占比例級別 1 層 3層 7層 9層煤層低灰分煤（%） 42 51 48中灰分煤（%） 48 43 72 44高灰分煤（%） 10 6 28 8灰分化學成分，以S102為主，A1203次之，二者占灰分總量的60%以上，山西組

34、煤層高達80%以上。Fe203 的含量情況 山西組煤層一般含量在5%以下，穩(wěn)定少變，太原組煤層含量較高，不穩(wěn)定，變化大，由1 754228%，平均含量以9煤層最高。Fe203 的含量與煤中硫分含量基本一致，在同一層煤中此規(guī)律尤為明顯，以9 煤層和102煤層為例。C a O 的含量較高但不穩(wěn)定，高者達15%，低者小于0.5%，各煤層中以6 層為最高。C a O 的含量似于煤層頂板有關，6 煤層和8 煤層頂板為石灰?guī)r，C a O 的含量高于其它煤層。M g O 的含量不高，一般小于1%，SO3只在個別地點有較高的含量?；曳值目扇坌?山西組煤灰熔點(ST)為12851500 'C，均為高熔點

35、灰分 太原組煤灰熔點(ST)為1195一1380 C，其中7 煤層與8 煤層為中熔點灰分至高熔點灰分，6、9、102、11煤層為高熔點灰分?？扇埸c與A1203 和Fe203 的含量密切相關， 一般隨A1203 含量增大，灰熔點相應增高，隨Fe203的含量增大，灰熔點相應降低。圇兀素成分元素含量介于氣煤和肥煤之間。碳化程度，自上而下略有增高，在增高的過程中稍有波動。以基準物元素組成為準，分述如下CO 含量 在83 4588 76%之間，9 煤層、102煤層、11煤層平均含量較高在864%左右，7 煤層和8 煤層平均含量接近86%，3 層和6 層在85%左右。HO 含量 太原組煤層等于或接近6%

36、山西組煤層和太原組的11煤層在5 5%左右。氫含量與焦油產(chǎn)車(Tar.ad)基本上是相適應的。NO 含量 平均在1181 62%乙間，1煤層至7 煤層呈遞增趨勢，7 煤層往下大致呈下降趨勢。 0 含量： 為3.65一9.48%，各層煤平均含量在6.26%(9 層)一8.05%(3 層)之間。 碳氫比，在13一162-間，通常為15。 發(fā)熱量: 發(fā)熱量(Q b.ad)由19.4830.68 MJ瓜9。平均發(fā)熱量以6 煤層為最高，11煤層次之 71煤層和8 煤層最低。煤的發(fā)熱量與灰分有關，7 煤層的灰分最高，發(fā)熱量最低。 揮發(fā)分、粘結性和工業(yè)牌號: 深成變質作用在本井田內無顯著表現(xiàn)。從揮發(fā)分來看，

37、各煤層不是自上而下有規(guī)律1的遞減，而是上、下低，中間高。山西組煤層平均39%；最低部太原組11煤層平均37%；1太原組其它煤層平均在4143%之間，以6 煤層為最高。從煤的粘結性方面看，粘結指數(shù)1(GXI、3、6、11煤層無粘結指數(shù)資料) 太原組煤層平均為91(102層)一99%(8 層)。膠質層1厚度(刀以8 煤層為最厚，平均32 m，以 煤層為界，往上和往下 值依次遞減。遞減。 煤的揮發(fā)分高低和粘結性強弱主要取決于煤巖組分。山西組煤層鏡質組物質較少，揮1發(fā)分低，粘結性也差；太原組煤層鏡質組物質多，揮發(fā)分高，粘結性強i 在太原組中， 61層、7層和102煤層絲質組物質較多，粘結性較弱，揮發(fā)分

38、通常也較低；102煤層下部絲質1組物質比上部多，揮發(fā)分低于上部，粘結性弱于上部。上述規(guī)律也有例外，如11 煤層，煤1巖組分與太原組其它煤層無甚差異，但揮發(fā)分卻較低，煤種屬于氣煤。 工業(yè)牌號： 山西組的1、3 煤層和太原組的6、7、11 煤層屬于氣煤，太原組的8、9、1102 煤層力肥煤。低溫干餾佳油產(chǎn):本井田煤的低溫干餾焦油產(chǎn)率(Tar.ad)很高，1 層、3層、7層、102層及11煤層平均在111%左右，為富油煤；8 層、9 層平均在15%左右，6 煤層最高，平均達16.52%，上述三層1為高油煤。煤的焦油產(chǎn)率氣煤低些，肥煤高些。焦油產(chǎn)率與元素組分的關系不明顯，與煤1巖組分的關系較密切。如太

39、原組煤層氫含量大致相等，8 煤層與9 煤層鏡質組物質較多， 71煤層與102煤層絲質組物質較多，因此8 煤層、9 煤層焦油產(chǎn)率高于7 煤層與102煤層； 61煤層絲質組物質雖較多，但因穩(wěn)定組物質高于其它煤層，焦油產(chǎn)率相應最高。 (2)煤的成因和煤巖特征 下二迭統(tǒng)山西組為內陸型煤田，煤的成因類型以腐植煤為主，泥炭聚積環(huán)境以氧化較1強烈的“干”沼澤相為主，含有大量的不透明和半透明基質及絲炭，形成了以半暗型煤為r主的煤層。3 煤層泥炭沼澤有的積水較深，還原情況較好，出現(xiàn)了一至二層厚達數(shù)分米的1半亮型煤。山西組煤在本井田內無煤巖資料，可參閱肥城煤田各有關地質報告。 上石炭統(tǒng)太原組為近海型煤田，特點是煤

40、層層數(shù)多，厚度較薄，結構復雜。煤的成因1類型以腐植煤為主，聚煤環(huán)境以還原環(huán)境為主，即在氣流不暢的覆水沼澤內聚集而成，形1成了以半亮型煤為主要類型的煤層，有的聚煤泥炭沼澤或泥炭沼澤的個別地點，較長時間1漫出水面，接受較強烈的氧化，使絲炭化組物質增加到相當多的數(shù)量，形成了半暗型的煤。1在本組內并可見到混合型的煤呈薄層狀或透鏡體來于腐植煤煤層中。 茲將煤巖鑒定結果綜述如下 組成物質 A、鏡質組：在透射光下呈橙黃紅色，顏色較鮮艷，導向光性較明顯。主要是透明基質體，表面較均勻，呈線理狀和條帶狀分布。其次是較多的木煤、結構鏡煤和團塊狀木質鏡煤等，均呈透鏡狀分布。 B、絲質組：反射光下為白色一亮黃白色，有突

41、起。多數(shù)是不透明基質體，呈線理狀分布。其次是較多的絲炭、木質鏡煤絲炭等，呈透鏡狀分布。 C、穩(wěn)定組：透射光下以琥珀黃色為主，反射光下呈黑灰色，表面粗糙有突起。見到有小孢子、角質層、大孢子、樹脂體等，并在7 煤層和102煤層中見到樹皮。 結構 較規(guī)則的線理狀和條帶狀。 礦物質 以同生礦物質為主，有粘土、黃鐵礦、碎屑礦物的碳酸鹽等。(3)煤的有害成分及煤的可選性田煤的有害成分A、 硫山西組煤層全硫量平均為0.6%，以低硫煤為主，次為特低硫煤，太原組煤層全硫量平均為2.2%3.3%，主要為高硫煤，次為特高硫煤，再次為中硫煤。精煤全硫量，山西組煤平均為0.6%，太原組煤層平均為1.5%2。7%， 一般

42、情沉下，原煤全硫量高，精煤硫含量亦高。 脫硫系數(shù)· 山西組煤層最大，脫硫困難；太原組煤層由0 49(11層)至0 79(9 層)，6 層I 7層及11 層脫硫較易，其它煤層脫硫困難。 硫的組分： 山西組(3 煤層) 以有機硫(So d)為主，含量平均為0 37%，占含硫量的60%；次為硫化1 蘆嚴(Sp.d)，平均含量為 0 23%，占全硫量的37%。硫酸鹽硫(Ss d)含量最少，平均含量為I 0015%，占全硫量的3%。 太平產(chǎn)蘆受孕產(chǎn)、7 和11 煤層中以硫化物硫(Sp.d)為主，占全硫量的60%以上，有機1 嚴(So d)在8 煤層中占全硫量的70%，在9 層和102煤層中與硫

43、化物硫相近，占全硫量的l 4嚴卜產(chǎn)區(qū)甲煤層硫含量高，有機硫的比例大，是本井田煤質的特征之-，也是致命的弱1點。由此產(chǎn)生的是：脫硫困難，精煤含硫量高，影響煤的利用，降低了煤的經(jīng)濟價值。 B、磷 原煤磷（Pd) 含量，3 煤層平均含量0.019%，個別點超過0，03%；6 層、7 層、8 煤層含1 量較低，平均在0 007%以下： 9 煤層和102煤層含量較同，平均在0 02%左右，個別占達1巳巴吁土產(chǎn)唧唧戶主較原煤有很大降低，7層和8煤層含量在0，002%以下，9層忐i。21煤層言量在0.005%以下。從總的方面看，磷含量對煤的利用影響不大； 煤的可選性 云氣胃煲呷可苧畔等罕原精查報告結論為中等

44、至很難選。礦井生產(chǎn)后，根據(jù)井田內廳譬弓弩攔資料，采用中煤含量法、+0 . 鄰近比重物含量法、指數(shù)法和輕中比值法，本1 井田煤的可選性等級綜合評定為中等可選。1.3.4 瓦斯瓦斯含量和礦井瓦斯等級本井田屬低瓦斯、高二氧化碳礦井。瓦斯含量為0.10.4%，瓦斯相對涌出量為0.18個千丫m認，二氧化碳相對涌出量為0 522 44 m認。瓦斯涌出特征是均勻緩慢地涌出，1普通涌出式。至今，尚未發(fā)生瓦斯及煤的突出。1.3.5煤的自燃、煤塵爆炸的可能性井田內3、7、8、9、10-2各煤層塵均有爆炸危險，煤塵爆炸性指數(shù)見表： 煤塵爆炸性指數(shù)表 煤層 3層 7層 8層 9層 10-2層 煤層爆炸性指數(shù) 39.7

45、2% 41.92% 43.62% 41.72% 41.59%煤的自燃：井田內7、8 煤層無自燃發(fā)火傾向。3、9、10-2自燃發(fā)火期為6一12 個月。 2 井田境界和儲量2 1井田境界2.1.1井田范圍 東部邊界，以F23 斷層與楊莊井田分界； 西部邊界：西面以20475000 坐標縱線為界與大封井田相鄰： 南部邊界：南到11 煤層露頭： 北部邊界。北至F2 斷層。2.1.2 開采界限 本井田含煤地層為二迭系山西組及石炭系太原組，總厚248.70 m。含煤十六層，總厚18 04 m?？刹擅簩佑邪藢?，總厚13 89 m。山西組厚93 98 m，含煤4 層，可采煤層有2 層，即1、3兩層，厚6.26

46、m；太原組厚154.72m，含煤12層，可采煤層有6層，即6、7、8、9、102、11 層，厚7 53mo 其中主采煤層為3 號煤層，平均厚5.4 m，其余煤層作為后期儲備資源開采。故本礦井設計只針對3 號煤層。 開采上限：3 號煤層。開采下限：3號煤層以下有6、7、8、9、102、11煤層為較穩(wěn)定開采煤層，作為后期儲備資源開采。213井田尺寸井田的賦存狀況示意圖見圖2，1 。井田走向長度最大6.3 km，最小3.5 km，平均4.7km； 井田傾斜寬最大4.9km，最小1.5 km，平均3.2 km； 煤層的傾角最大為15“，最小為5“，平均為10“； 由于井田煤層賦存形狀不規(guī)則，無法直接計

47、算井田面積，但根據(jù)Auto CAD查詢工具，經(jīng)過三次測量結果平均后得井田的水平面積約為S=15.18 m。2。2.2 礦井工業(yè)儲量2.2.1儲量計算基礎 (1)根據(jù)曹莊井田地質勘探報告提供的煤層儲量計算圖計算。 (2)依據(jù)煤炭資源地質勘探規(guī)范關于化工、動力用煤的標準： 計算能利用儲量的煤層最低可采厚度為0.8 m，原煤灰分不大于40%。計算暫不能利用儲量的煤層厚度為0.7 0 8 mo (3)儲量計算厚度· 夾石厚度不大于0 05 m 時，與煤分層合并計算，復雜結構的夾石總厚度不超過每分層厚度的50% 時，以各煤分層總厚度作為儲量計算厚度。 (4)依據(jù)國務院過函(1998) 5 號文

48、件 關于酸雨控制區(qū)及二氧化硫污染控制區(qū)有關問題的批復 內容要求： 禁止新建煤層含硫份大于3%的礦井硫份大于3%的煤層儲量列入平衡表外的儲量： （5-)井田內主要煤層穩(wěn)定，厚度變化不大，煤層產(chǎn)狀平緩，勘探工程分布比較均勻，采用地質塊段的算術平均法： (6)煤層容重： 3 號煤層容重為1.35 t/m3。2.2.2 儲量計算方法及有關參數(shù)的確定 礦井主采煤層3 號煤層，采用地質塊段法。 根據(jù)地質勘探情況，將礦體劃分力111b-1、111b-2、122b =個塊段，在各塊段范圍空1用算術平均法得每個塊計算各塊段面積分別為： S1=5.67K : 32a4.75 K: 53a4.77 K井田范圍內的煤

49、炭儲量是礦井設計的基本依據(jù)，煤炭工業(yè)儲量是由煤層面積、容重及f叵相乘所得式中。 Z g= S/cos .h.Z g礦井的工業(yè)儲量，萬t；S一井田的水平面積，m2：h煤層平均厚度，m：y一煤層視密度，t/ma：a一煤層傾角，°。(式2 1)各煤層的視密度，在生產(chǎn)中未重新測定仍采用原地質報告(精查)資料。(見表2.1)煤 煤層 3層 備注 視密度 t/m³ 1.35 原精查 地質報告111b l 塊段儲巳：2185.67/cos7，4“x5.4x1.35：4168.15 (萬t)111b 2 塊段儲巳： 犯叫。75/00512“x5.4x1.35：3540.11 (萬t)122

50、b 塊段儲量, 23-4.77/cos9”x5.4x1.35=3520.68 (萬t)則礦井煤層工業(yè)儲t： Z g=ZI+Z2+2284168.15+3540.11+3520,68：11228.94 （萬t)煤層總儲2.3 礦井可采儲量2.3.1安全煤柱留設原則 (1)安全煤柱留設原則 工業(yè)場地、井筒留保護煤柱，對較大的村莊留設保護煤柱，對零星分布的村莊不留設保護煤栓。 各類保護煤柱按垂直斷面法或垂直法確定。用巖層移動角確定工業(yè)場地、村莊煤柱。 維護帶寬度，風井場地20m，村莊10m，其他1Smo 斷層保護煤柱留設的原則：落差>50 m 的斷層 兩知三各留50m 的煤柱；落差>20

51、 m一1 茳呷的嚴層，兩側各留30m煤柱；落差>10m上士上二沾斷層 忐血吉留20m煤柱。落1 差<10m 的斷層不留設斷層煤柱。 井田境界煤柱寬度為20 m。工業(yè)場地占地面積，根據(jù)煤礦設計規(guī)范中若干條文件修改決定的說明中第十五1 條，工業(yè)場地占地面積見表2.2。 工業(yè)場地占地面積指標 井型（萬t） 占地面積指標（公頃/10萬t) 240及以上 1.0 120-180 1.2 45-90 1.5 9-30 1.8 2.3.2 保護煤柱損失量幻邊界煤柱損失量Z1邊界煤柱損失量可按 (式2.2) 計算 Z1=L*B*M* y其中。L一一邊界保護煤柱寬度，取50 m： B 邊界長度，16

52、.05x103m：(式22)M 煤層厚度，m： Y 煤的容重，t/m3。則：21=50x16.05XI03 X5.4X1.35=585.02 (萬t)斷層保護煤柱損失量Z2斷層保護煤柱損失量可按 (式2.3) 計算 Z2=LXGXMXY其中：L 斷層保護煤柱寬度取50m； B 斷層長度，1041.8m；則 Z2 = 50X2X1041.8X5.4X1.35 =75 95 75 t(式23) 工業(yè)廣場煤柱損失量Z3干業(yè)場地按11級保護留維護帶寬度15 m，工業(yè)場地面積由表2.2 確定，取10.8 公頃。工業(yè)場地的布置應結合地形、地物、工程地質條件及工藝要求，做到有利生產(chǎn)，方便生活，節(jié)約用電。根據(jù)

53、上述規(guī)定，本井田工業(yè)場地占地面積5 取值如下 5：I.2 x90/10=10.8 公頃=108000 m2 所以取工業(yè)廣場的尺寸為270 mx400 m 的長方形。在計算礦井可采儲量時，工業(yè)廣場保護煤柱可按井田工業(yè)儲量的5%留置，因此工業(yè)廣場的煤柱量為： 23=5%-2g=5%X 15736.6：786.83(J5 t) 工業(yè)廣場保護煤柱又可按垂直剖面法設計： 煤層傾角a=10°，煤礦工業(yè)廣場地面標局+122.5 m，松散層厚度為72.5 m，移動角町=45“，上覆巖層的邊界角6=75°，下山移動角P：70°，上山移動角y=75°Si=梯形面積寸上寬+下

54、寬)X 高/ (2x cosl0“ ) =( 684.26+745.03） X 605.23/(2 X COSIO) ：439196 98()則23=4439196.98 x 5.4 x1.35=320.17 (萬t) 保護煤柱損失量表 煤柱類型 儲量（萬t） 3號煤層 合計 井田邊界保護煤柱 585.02 585.02 工業(yè)廣場保護煤柱 320.17 320.17 斷層保護煤柱 75.95 75.95 井筒保護煤柱 0 0 合 計 981.14 981.142.3.3 井田可采儲量 綜合以上計算，則礦井的可采儲量按 (式2.4) 計算其中 Z k=(Z g-P)*CZ k 礦井的可采儲量：Z g礦井的工業(yè)儲量； C 采區(qū)采出率，取0.75P保護工業(yè)場地、井筒、井田境界、河流、湖泊、建筑物等留設的永久煤桂損失