葛亭煤礦1.5Mta新井設(shè)計(jì)含5張CAD圖-采礦工程.zip,煤礦,1.5,Mta,設(shè)計(jì),CAD,采礦工程 題目： 葛亭煤礦1.5Mt/a新井設(shè)計(jì) 大采高綜采技術(shù)研究 目 錄 一般部分 1 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征 1 1.1礦區(qū)概述 1 1.1.1地理位置、交通情況 1 1.1.2地形氣候 2 1.1.3周邊礦井開采情況 3 1.1.4礦區(qū)水文情況 4 1.2井田地質(zhì)特征 4 1.2.1井田地形 4 1.2.2井田地層 4 1.2.3井田地質(zhì)構(gòu)造 6 1.2.4井田水文地質(zhì) 7 1.3煤層特征 8 1.3.1煤層在含煤地層中的分布 9 1.3.2可采煤層 9 1.3.3煤的特征 10 2 井田境界和儲量 14 2.1井田境界 14 2.2礦井工業(yè)儲量 14 2.3礦井可采儲量 16 2.3.1安全煤柱留設(shè)原則 16 2.3.2礦井保護(hù)煤柱煤損量 17 2.3.3礦井設(shè)計(jì)儲量 18 3 礦井工作制度、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 19 3.1礦井工作制度 19 3.2礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 19 3.2.1確定依據(jù) 19 3.2.2礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 19 3.2.3礦井服務(wù)年限 19 3.2.4核算礦井第一水平服務(wù)年限 19 4 井田開拓 21 4.1井田開拓的基本問題 21 4.1.1確定井筒形式、數(shù)目、位置及坐標(biāo) 21 4.1.2工業(yè)場地的位置 24 4.1.3開采水平的確定及帶區(qū)劃分 24 4.1.4開拓巷道 24 4.1.5開采順序 24 4.1.6開拓方案比較 25 4.2礦井基本巷道 31 4.2.1井筒 31 4.2.2 井底車場及硐室 34 4.2.3開拓巷道 38 5 準(zhǔn)備方式—帶區(qū)準(zhǔn)備方式 40 5.1煤層地質(zhì)特征 40 5.1.1采區(qū)位置 40 5.1.2采區(qū)煤層特征 40 5.1.3煤層頂?shù)装鍘r石構(gòu)造情況 40 5.1.4水文地質(zhì) 40 5.1.5主要地質(zhì)構(gòu)造 41 5.2采區(qū)巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng) 41 5.2.1帶區(qū)準(zhǔn)備方式的確定 41 5.2.2帶區(qū)巷道布置 41 5.2.3帶區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng) 41 5.2.4帶區(qū)內(nèi)巷道掘進(jìn)方法 42 5.2.5帶區(qū)生產(chǎn)能力及采出率 42 5.2.6帶區(qū)車場的形式 44 5.2.7帶區(qū)車場的調(diào)車方式 44 5.2.8帶區(qū)主要硐室布置 44 6 采煤方法 46 6.1采煤工藝方式 46 6.1.1帶區(qū)煤層特征及地質(zhì)條件 46 6.1.2確定采煤工藝方式 46 6.1.3回采工作面參數(shù) 47 6.1.4回采工作面破煤、裝煤方式 47 6.1.5回采工作面支護(hù)方式 50 6.1.6端頭支護(hù)及超前支護(hù)方式 52 6.1.7各工藝過程注意事項(xiàng) 53 6.1.8回采工作面正規(guī)循環(huán)作業(yè) 55 6.2回采巷道布置 58 6.2.1回采巷道布置方式 58 6.2.2回采巷道參數(shù) 58 7 井下運(yùn)輸 61 7.1概述 61 7.1.1礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及工作制度 61 7.1.2煤層及煤質(zhì) 61 7.1.3運(yùn)輸距離和輔助運(yùn)輸設(shè)計(jì) 61 7.1.4礦井運(yùn)輸系統(tǒng) 61 7.2帶區(qū)運(yùn)輸設(shè)備選擇 62 7.2.1設(shè)備選型原則： 62 7.2.2帶區(qū)運(yùn)輸設(shè)備選型及能力驗(yàn)算 62 7.3大巷運(yùn)輸設(shè)備選 64 7.3.1運(yùn)輸大巷設(shè)備選擇 64 7.3.2輔助運(yùn)輸大巷設(shè)備選擇 64 8 礦井提升 66 8.1礦井提升概述 66 8.2主井提升 66 8.2.1箕斗 66 8.2.2提升機(jī) 66 8.2.3鋼絲繩技術(shù)特征 67 8.2.4提升能力驗(yàn)算 67 8.3副井提升 68 9 礦井通風(fēng)及安全 70 9.1礦井地質(zhì)、開拓、開采概況 70 9.1.1礦井地質(zhì)概況 70 9.1.2開拓方式 70 9.1.3開采方法 70 9.1.4變電所、充電硐室、火藥庫` 70 9.1.5工作制、人數(shù) 71 9.2礦井通風(fēng)系統(tǒng)的確定 71 9.2.1礦井通風(fēng)系統(tǒng)的基本要求 71 9.2.2礦井通風(fēng)方式的選擇 71 9.2.3礦井通風(fēng)方法的選擇 72 9.2.4帶區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的要求 73 9.2.5帶區(qū)通風(fēng)方式的確定 73 9.3礦井風(fēng)量計(jì)算 74 9.3.1通風(fēng)容易時(shí)期和通風(fēng)困難時(shí)期采煤方案的確定 74 9.3.2各用風(fēng)地點(diǎn)的用風(fēng)量和礦井總用風(fēng)量 74 9.3.3風(fēng)量分配 79 9.4礦井阻力計(jì)算 80 9.4.1計(jì)算原則 80 9.4.2礦井最大阻力路線 80 9.4.3礦井通風(fēng)阻力計(jì)算 81 9.4.4礦井通風(fēng)總阻力 83 9.4.5總等積孔 83 9.5選擇礦井通風(fēng)設(shè)備 84 9.5.1選擇主要通風(fēng)機(jī) 84 9.5.2電動機(jī)選型 87 9.6安全災(zāi)害的預(yù)防措施 87 9.6.1預(yù)防瓦斯和煤塵爆炸的措施 87 9.6.2預(yù)防井下火災(zāi)的措施 88 9.6.3防水措施 88 10設(shè)計(jì)礦井基本技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 89 參考文獻(xiàn) 90 專題部分 大采高綜采技術(shù)研究 92 引言 92 1國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 93 1.1國外現(xiàn)狀 93 1.2國內(nèi)現(xiàn)狀 93 1.3大采高綜采技術(shù)發(fā)展趨勢 94 2大采高支架穩(wěn)定性問題提出 94 2. 1大采高穩(wěn)定性事故分類 95 2.2影響大采離支架穩(wěn)定性的主要因素及研究方法 95 3大采高支架橫向穩(wěn)定性力學(xué)模型及控制條件 96 3.1支架翻到力學(xué)模型 96 3.2單架自由狀態(tài)翻到特征 97 3.3多架翻到特征 103 3.4支架受側(cè)向力與單架支架情況下支架翻倒特征比較 105 4 結(jié)論 105 參考文獻(xiàn) 107 翻譯部分 INVESTIGATIONS OF WATER INRUSHES FROM AQUIFERS UNDER COAL SEAMS（JINCAI ZHANG） 109 1 Introduction 109 2 Determination of the water-conducting failure zone in the seam floor 111 3Empirical prediction of the depth of the water-conducting failure zone 115 4Conclusions 116 References 117 煤層下含水層突水機(jī)理研究 118 1 引言 118 2 煤層底板下水承壓失效區(qū)的測定 119 3 結(jié)論 123 致 謝 126 一 般 部 分 1 礦區(qū)概述及井田地質(zhì)特征 1.1礦區(qū)概述 1.1.1地理位置、交通情況 淄博礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司葛亭煤礦位于濟(jì)寧煤田西北部，行政區(qū)劃屬濟(jì)寧市任城區(qū)二十里鋪鎮(zhèn)及長溝鎮(zhèn)管轄?！蹲筒┑V業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司葛亭煤礦采礦許可證》(證號為3700000420299)批準(zhǔn)的礦井范圍，共由14個拐點(diǎn)圈定（見表1.1），極值地理坐標(biāo)為東經(jīng)116°28′30"～116°32′30"，北緯35°29′30"～35°32′30"，南北長4～4.5km，東西寬4～6km，面積為20.8863k㎡，開采上、下限標(biāo)高-200～-900m。 表1.1 礦區(qū)拐點(diǎn)坐標(biāo)一覽表 點(diǎn) 號 坐 標(biāo)（54c坐標(biāo)系） 坐 標(biāo)（80坐標(biāo)系） X Y X Y 1 3930240 20455600 3930194.00 39455545.33 2 3930555 20454605 3930509.00 39454550.33 3 3931250 20453250 3931203.99 39453195.33 4 3932350 20452500 3932303.98 39452445.33 5 3933300 20453000 3933253.98 39452945.32 6 3934625 20455475 3934578.99 39455420.31 7 3935225 20455450 3945178.99 39455395.30 8 3935375 20457740 3935329.00 39457685.30 9 3933240 20457875 3933194.01 39457820.31 10 3932850 20458425 3932804.01 39458370.31 11 3932000 20458423 3931954.01 39458368.31 12 3932000 20459056 3931954.02 39459001.31 13 3931500 20459125 3931454.02 39459070.31 14 3930645 20456812 3930599.01 39456757.32 葛亭煤礦中心距濟(jì)寧市14km，105國道(北京-珠海)從本礦井東1.97 km處通過，327國道(一級公路)從礦區(qū)南部橫貫東西，兗州、濟(jì)寧、鄒城的公路已成環(huán)形，并與104國道相連，公路運(yùn)輸極為便利(見圖1.1)。連接京滬、京九兩大南北鐵路干線的新(鄉(xiāng))～菏(澤)～兗(州)～石(臼港)鐵路，從本礦井南部通過，設(shè)有濟(jì)寧、孫氏店及兗州西站。由濟(jì)寧市東行30km至兗州，與京滬鐵路相接，向西109km至菏澤站與京九鐵路相接，菏澤至新鄉(xiāng)190km與京廣鐵路相連。濟(jì)北礦區(qū)鐵路專用線從本礦井東南部通過，從兗州西站接軌，煤炭鐵路外運(yùn)十分方便。著名的京杭大運(yùn)河由北向南流經(jīng)濟(jì)寧市構(gòu)成重要的水上運(yùn)輸要道，河寬60～80m，平均水深2m ,全年除一、二月份因水淺不能通航外，其余時(shí)間均可通航。根據(jù)水利交通部門規(guī)劃，京杭運(yùn)河將建成為南北水上運(yùn)輸?shù)闹饕降?。?jīng)疏通后年通過能力為2500萬t。 圖1-1 交通位置圖 1.1.2地形氣候 本井田內(nèi)為沖積、湖積平原，地形平坦，地勢呈東北略高，西南稍低，地面標(biāo)高為+37.04～+41.28m，平均高程為+38.00m，自然地形坡度為0.7‰。 本礦區(qū)氣候溫和，屬溫帶季風(fēng)區(qū)海洋～大陸性氣候。據(jù)濟(jì)寧氣象站1959年1月到2010年12月的觀測資料： 氣溫：歷年平均氣溫13.5℃，月平均最高氣溫34.3℃（1957年7月），日最高氣溫41.6℃（1960年6月21日），月平均最低氣溫－9.8℃（1963年1月），日最低氣溫－19.4℃(1964年2月18日)，多年來最低平均氣溫月為1月，平均最高氣溫月為7月。 降水量：年平均降水量688.86mm，年最大降水量為1186.0mm(1964年)，年最小降水量為347.90mm(1988年)，日最大降水量177.1mm(1965年7月9日)，降水多集中于每年的7、8月份。一般春季雨量少，時(shí)有春旱。年平均蒸發(fā)量1751.7mm，年最大蒸發(fā)量2228.2mm(1960年)，年最低蒸發(fā)量1493.0mm(1984年)。由于有第四系粘土阻隔，大氣降水對礦井開采基本無影響。 風(fēng)向、積雪厚度及凍土深度：春夏兩季多東及東南風(fēng)，冬季多西北風(fēng)，最大風(fēng)力大于8級，平均風(fēng)速為2.3m／s。歷年最大積雪厚度0.15m，最大凍土深度0.31m。 1.1.3周邊礦井開采情況 本礦南為濟(jì)寧礦業(yè)集團(tuán)運(yùn)河煤礦，東鄰魯西煤礦。具體位置見下圖。 1、運(yùn)河煤礦位于山東省濟(jì)寧市西北郊的南張鎮(zhèn)境內(nèi)，其行政區(qū)劃屬山東省濟(jì)寧市任城區(qū)，距濟(jì)寧市約7.5km；主井井口坐標(biāo)經(jīng)距3928684，緯距39455705，副井井口坐標(biāo)經(jīng)距3928619，緯距39455838，開采上下限：-200m至-1000m標(biāo)高，面積為12.4018k㎡；設(shè)計(jì)能力60萬t/a，2006年核定生產(chǎn)能力140萬t/a，設(shè)計(jì)服務(wù)年限56.8a；采用立井開拓方式，主采煤層為3煤層，目前已形成開采3煤層的兩個水平，即-490m水平和-725m水平，-490m水平已布置兩個采區(qū)，即首采區(qū)和9采區(qū)，-725m水平已布置三個采區(qū)，分別為8采區(qū)、6采區(qū)和5采區(qū)；礦井正常涌水量為91m3/h，礦井最大涌水量為173m3/h；礦井歷年瓦斯等級鑒定結(jié)果為低瓦斯礦井；3層煤煤塵爆炸指數(shù)為34%，有強(qiáng)爆炸性；3煤層有自燃發(fā)火傾向，發(fā)火期一般為3-6個月。運(yùn)河煤礦與葛亭煤礦以F11斷層（落差65～400m，）相隔，在邊界線的兩側(cè)各留設(shè)了20m的保護(hù)煤柱，對本礦安全生產(chǎn)無威脅。 圖1-2 鄰區(qū)礦井圖 1.1.4礦區(qū)水文情況 井田內(nèi)河流稀少，水系不甚發(fā)育，僅有農(nóng)灌排澇的溝渠。礦井以西有京杭大運(yùn)河，汛期有記錄的最高洪水位標(biāo)高為+36.67m，最大流量為626m3／s（1964年9月6日），枯水季節(jié)河水減少甚至斷流。京杭大運(yùn)河在該礦井西南4km處向南注入南陽湖。南陽湖有歷史最高湖水位標(biāo)高為+36.86m（1957年7月15日）。礦井井口標(biāo)高為+40m，高于區(qū)內(nèi)地表水體歷史最高洪水位。 1.2井田地質(zhì)特征 1.2.1井田地形 本區(qū)地層區(qū)劃屬華北地層區(qū)魯西地層分區(qū)濟(jì)寧地層小區(qū)。本區(qū)除東北部有寒武系和奧陶系出露外，其余均被第四系覆蓋。第四系之下發(fā)育侏羅系、二疊系和石炭系。缺失志留系、泥盆系和三疊系等。 1.2.2井田地層 本礦井地層由老到新發(fā)育有中、下奧陶統(tǒng)，中石炭統(tǒng)本溪組、上石炭統(tǒng)太原組、下二疊統(tǒng)山西組、下石盒子組，上二疊統(tǒng)上石盒子組，上侏羅統(tǒng)蒙陰組及第四系。屬全隱蔽的華北型石炭二疊紀(jì)煤田，煤系以中奧陶統(tǒng)為基底，現(xiàn)將礦區(qū)內(nèi)地層及其特征自下而上分述如下： 1、奧陶系中、下統(tǒng)(O1-2) 據(jù)鄰區(qū)鉆孔揭露地層總厚800m左右，本區(qū)最大揭露厚度155.53m，主要巖性為灰及棕灰色厚層狀石灰?guī)r、豹皮灰?guī)r，夾多層白云質(zhì)灰?guī)r、白云巖及薄層泥巖，巖溶較發(fā)育，為本區(qū)主要含水層。 2、中石炭統(tǒng)本溪組(C2b) 厚20.00～53.45m，平均35.01m，主要由紫紅色、灰綠色泥巖，粉砂巖和薄層石灰?guī)r組成，偶見19煤層。 含石灰?guī)r四層（十二、十三、十四、十五灰）。底部常為一層灰紫、紫紅等雜色鋁鐵質(zhì)泥巖（山西式鐵礦層），與下伏中、下奧陶統(tǒng)為假整合接觸。 3、上石炭統(tǒng)太原組(C3t) 全礦井普遍發(fā)育，有剝蝕現(xiàn)象，有閃長巖侵入體。正常厚度133.25～225.37m，平均172.43m，為本礦井主要含煤地層之一。由灰～灰黑色粉砂巖、泥巖、淺灰色中、細(xì)砂巖、石灰?guī)r及煤層組成。含石灰?guī)r12層，其中三、十下灰厚度大且穩(wěn)定；五、七、八灰較穩(wěn)定，其他石灰?guī)r局部發(fā)育，有相變現(xiàn)象。含煤22層，其中16、17煤層為較穩(wěn)定煤層，全礦井大部分可采；6、15上煤層為部分可采煤層，并有沉缺現(xiàn)象。本組地層為典型的海陸交互相沉積，巖相旋回明顯，粒度韻律清楚，主采煤層、標(biāo)志層層位穩(wěn)定，易于對比。以十二灰頂界為本組底界并與下伏地層呈整合接觸。 4、下二疊統(tǒng)山西組(P1s) 正常厚度53.79～92.80m，平均72.20m，是本區(qū)主要含煤地層，有剝蝕現(xiàn)象，有閃長巖侵入本組。主要由淺灰、灰白色中、細(xì)粒砂巖及黑色粉砂巖、泥巖和煤層組成，砂巖含量較高。 上部以泥巖、粉砂巖為主,夾薄層砂巖。中下部以砂巖為主,夾泥巖、粉砂巖薄層及煤層，砂巖含量較高。斜層理發(fā)育，含海綠石。 底部泥質(zhì)含量增多，常為細(xì)砂巖、粉砂巖、砂質(zhì)泥巖，且細(xì)砂巖中見有粉砂巖泥巖包裹體。波狀及渾濁狀層理發(fā)育，見底棲動物通道，為一良好標(biāo)志，與下伏太原組頂部的黑色海相泥巖、泥質(zhì)粉砂巖為連續(xù)沉積。 本組內(nèi)含煤5層,分別為1、2（2上、2下）、3上、3，其中3煤層厚度大，儲量豐富，為本區(qū)主采煤層。 本區(qū)為從海陸交互相向陸相發(fā)展的過渡相沉積，與下伏太原組為整合接觸。 5、下二疊統(tǒng)下石盒子組(P1x) 揭露厚度11.60～85.00m，平均53.37m，由黃綠、紫灰、灰等雜色泥巖、粉砂巖及灰綠色砂巖組成。屬溫濕、干熱過渡條件下的內(nèi)陸河湖相沉積，中下部所夾細(xì)、中粒砂巖不甚穩(wěn)定，常相變?yōu)榉凵皫r、泥巖。與下伏山西組地層呈整合接觸。 6、上二疊統(tǒng)上石盒子組(P2s) 最大殘留厚度273.70m，平均122.57m，礦井中部保留較厚。主要由灰、灰綠色中、細(xì)砂巖和黃綠、灰紫等雜色泥巖與粉砂巖組成， 近底部發(fā)育有一層鋁土巖，俗稱“B層鋁土巖”，厚0～5.87m，平均2.00m，是較好的標(biāo)志層。其下發(fā)育有一層中細(xì)粒砂巖，以此砂巖作為上、下石盒子組的分界。本組屬干熱條件下的河湖相沉積。 7、上侏羅統(tǒng)蒙陰組(J3m) 本組地層鉆孔揭露最大殘厚594.59m，主要分布在礦井的南部，以N3-1號孔為中心，向周圍變薄。分上下兩個亞組。 上亞組主要由灰、深灰至灰綠色粉、細(xì)砂巖組成，夾泥巖和泥質(zhì)條帶。下亞組主要為一套紫灰色、暗紫色和磚紅色中、細(xì)砂巖，夾粉砂巖和泥巖，在N4-1、N4-5孔中，地層中，上部有一巖漿巖（輝長巖類）侵入體，呈巖床狀，鉆孔揭露厚度分別為0.40m、2.10m。 本組地層底部多有紫紅色砂礫巖，與下伏地層呈角度不整合接觸，易于區(qū)分。 8、第四系(Q) 厚19.70～129.90m,平均88.35m。中部厚,向四周變薄。由粘土、鈣質(zhì)粘土、砂質(zhì)粘土、砂及砂礫層組成，分為上、中、下三段。本系屬河湖相沉積與下伏地層呈角度不整合接觸。 1.2.3井田地質(zhì)構(gòu)造 本礦井位于濟(jì)寧煤田(東區(qū))北部。構(gòu)造發(fā)育受東西向及南北向區(qū)域構(gòu)造控制。早期主要為北東～北東東向褶曲，因受南北向斷層影響，發(fā)生扭曲，被改造為北東東～東西向褶曲,形態(tài)已不完整。晚期主要表現(xiàn)為南北向褶曲。全礦井明顯表現(xiàn)為一近南北向的向斜褶曲，褶曲翼部傾角較陡,軸部較緩,因受南北向、近東西向及北東向三組斷層的切割，被分解為幾個地塊,形態(tài)不完整。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造主要發(fā)育近南北向斷層，北西向斷層數(shù)量較少，落差小，延展短。(圖3.2 礦井構(gòu)造示意圖)。 （一）褶曲 礦井整體上為一構(gòu)造盆地 ，四周高、中間低，由于斷層切割，形態(tài)已不完整。地層傾角西部較緩，一般為4～15°；東部較陡，大多10°以上，局部地段大于30°。該區(qū)由于受多期構(gòu)造運(yùn)動的影響，形成了一系列的不同級別、不同方向的褶曲。主要褶曲為南張向斜、東部的N6-9向斜及西部的S8-1向斜、黨莊向斜、崔莊向斜；其次有錢海向斜、錢海西向斜及魏堂東南背斜、錢海西背斜?，F(xiàn)分述如下: 1、南張向斜：位于本區(qū)中部，貫穿本礦井。軸部位于N4-1、N5-11、N6-5、N8-5、N10-1孔一線，軸向近南北，大體與F3斷層平行。向南傾伏，延伸長約5km。西翼傾角較緩，一般為6～15°，東翼較陡，一般為10～32°。因受多次構(gòu)造運(yùn)動影響及斷層切割，褶曲形態(tài)不完整。該褶曲由礦井多條巷道、地震測線及鉆孔控制，已經(jīng)查明。 2、N6-9向斜：位于礦井東南部，軸向北東65°～北西70°。軸部位于N6-9孔、N6-7、N6-6號孔一線，向西傾伏，延伸長約3km，兩翼基本呈單斜形態(tài)。軸部及北翼地層傾角較緩，一般為6～15°；西部較陡，局部>30°；南翼15～25°。西部為F4及F5斷層切割，中部為F27、F29等斷層切割，東部則主要受F7斷層切割，形態(tài)已不完整。該褶曲由125×125地震測線和鉆孔控制及井下多條巷道揭露，已經(jīng)查明。 3、S8-1向斜：位于礦井西部，軸向北西65～70m。軸部位于N8-1、N8-2、S8-1號孔一線，向東傾伏，延伸長約2km。北翼地層傾角5～15°，南翼較緩一般3～10°。東部為F2斷層切割。該褶曲由地震測線和鉆孔控制，已經(jīng)查明。 4、黨莊向斜：位于井田西部黨莊村東南側(cè)，作為該區(qū)的構(gòu)造主體，和崔莊向斜構(gòu)成了全區(qū)完整的向斜構(gòu)造。軸部位于N8-1、N8-2、S8-1號孔一線，其軸線基本呈近東西轉(zhuǎn)北西方向，軸長950m，向斜兩翼基本對稱，傾角4°～22°，向斜軸線中部傾角較陡，幅度70 m左右，最大寬度為350m，為一向東傾伏的向斜，該向斜向西北方向消失于SF20斷層的北部附近。東部為F2斷層切割。已經(jīng)查明。 5、崔莊向斜：位于井田西部，軸線基本呈北西方向，軸長為800m左右。向斜兩翼基本對稱，一般傾角為6°，幅度50 m左右，最大寬度為400m，為一向東南傾伏的向斜。該向斜向東南方向消失于SF20斷層附近。三維地震控制，基本查明。 6、錢海向斜：位于井田西南部，軸線呈北西方向，軸長為500 m左右，幅度45m左右，最大寬度為250m左右，傾角為3°～9°，為一向東南傾伏的不對稱向斜。三維地震控制，基本查明。 7、錢海西向斜：位于井田西南部邊緣，軸線大體上呈北西西方向延伸，長度約320m，幅度約15 m左右，向斜東北翼傾角較陡為20°，屬于對稱向斜。三維地震控制，基本查明。 8、錢海西背斜：位于井田西南部，軸線大體上呈北西轉(zhuǎn)西方向，長度約600m，幅度約60 m左右，背斜以SF10為界，以西傾角較陡為17°，以東傾角較緩為6°，為一向東南傾伏背斜。三維地震控制，基本查明。 9、魏堂東南背斜：位于魏堂東南處。F8斷層從其翼部穿過，背斜走向?yàn)楸蔽飨?，區(qū)內(nèi)軸長約625m。兩翼傾角不對稱，南西翼緩傾角5°左右，北東翼陡傾角21°左右。軸部傾角小于5°。三維地震控制，基本查明。 （二）斷層 （1）F3正斷層 位于礦井中西部，在N5-12、N6-3、N7-1、N10-1鉆孔一線，區(qū)內(nèi)延展長度4.50km，走向NE～NNE，傾向SE～SEE，傾角50～70°，落差0~60m。有16條二維地震線控制。崔村以南屬查明斷層；崔村以北至3煤層露頭線屬基本查明斷層；3煤層露頭線以北為初步控制斷層。 （2）F3支正斷層 位于礦井中西部，N7-1、N9-5鉆孔東側(cè)，走向NE～NNE，傾向SE～SEE，傾角70～73°，最大落差0～73m，區(qū)內(nèi)延展長度1.50km，130軌道上山揭露1次，3條線二維地震線控制，三維地震控制。N7-1鉆孔以北500m范圍內(nèi)屬查明，北部基本查明。 本礦井褶曲構(gòu)造、斷層構(gòu)造，對采煤和采區(qū)布置的影響均較小，綜合確定本礦井地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度為中等復(fù)雜。 1.2.4井田水文地質(zhì) 礦井所在區(qū)域：東起嶧山斷層，西至嘉祥斷層，南起鳧山斷層，北至鄆城斷層。東西寬42～58km，南北長47～55km，面積約2500k㎡。嶧山斷層為正斷層，東升西降，落差1500～2500m，區(qū)域內(nèi)奧陶系灰?guī)r與區(qū)域外前震旦系變質(zhì)巖對接；鳧山斷層為正斷層,北升南降，落差>2000m，區(qū)域內(nèi)奧灰與區(qū)域外上侏羅系地層在深部接觸；嘉祥斷層為正斷層，西升東降，落差700m～1000m。區(qū)域內(nèi)奧陶系灰?guī)r與區(qū)域外寒武系及其下部變質(zhì)巖系對接；其東部的濟(jì)寧斷層為東升西降的正斷層，落差>100 m，與嘉祥斷層組成唐口隔水地塹，在地塹較深處的T1-4號孔奧灰群孔抽水，水質(zhì)屬SO4·Ca型，礦化度2.972g/L，高于濟(jì)寧斷層以東相應(yīng)部位的指標(biāo)，證明濟(jì)寧斷層兩側(cè)的奧灰水水力聯(lián)系不密切；鄆城斷層為正斷層，南升北降，落差300～500m，區(qū)域內(nèi)奧陶系與區(qū)外二迭系地層接觸，側(cè)向補(bǔ)給不良。 孫氏店斷層將本區(qū)域分割為東西兩部分，其西為濟(jì)寧地塹，地塹內(nèi)為濟(jì)寧煤田。其東又分為三部分：中部為兗州煤田；南部為鄒西水源地，奧灰的單位涌水量>10L/s.m，屬Ⅳ級富水區(qū)；北部為兗西水源地，奧灰的單位涌水量為1～10L/s.m。屬Ⅲ級富水區(qū)。鄒西水源地南部有寒武系及奧陶系灰?guī)r出露，面積約200k㎡。兗西水源地內(nèi)，在磁陽山有奧陶系灰?guī)r出露，面積僅約0.5k㎡，露頭區(qū)接受大氣降水補(bǔ)給。除此以外，全部被第四系覆蓋。 由上可以看出，區(qū)域內(nèi)奧灰受斷層控制，以斷層與周圍不透水地層相接觸，側(cè)向補(bǔ)給、排泄不良。但在石灰?guī)r中的斷層帶和構(gòu)造裂隙，易受水溶蝕而形成含水帶，因而還不能排除邊界斷層具有垂向補(bǔ)給的可能性。 區(qū)域內(nèi)地表水系發(fā)育，南四湖大部分在區(qū)內(nèi)，泗河、白馬河自東北向西南流入南陽湖。第四系屬沖積、洪積地層，全區(qū)第四系厚度變化較大，從0～338.76m，大范圍內(nèi)東北薄、西南厚。第四系按其富水性、沉積物特征的不同可分為上、中、下三組。第四系特征：一是厚度大，含水層和隔水層大多相間沉積；二是第四系沉積所處的沖積、洪積扇部位不同而富水性有差異。濟(jì)寧煤田處于泗河沖積、洪積扇前沿，第四系總厚度加厚，但砂層粒度較細(xì)，含水層變少而隔水層增多，第四系下組砂礫層富水性中等，砂礫層下有較穩(wěn)定的厚層粘土及石膏粘土，隔離了砂礫層與基巖接觸，使之與基巖含水層水力聯(lián)系不密切。兗州煤田處于泗河沖積扇軸部，粒度較粗，含水層相對增多，第四系下組砂礫層為強(qiáng)富水層并與基巖大面積接觸，有條件補(bǔ)給基巖地下水，使第四系下組水與基巖水有較好的水力聯(lián)系。 區(qū)域范圍內(nèi)奧陶系石灰?guī)r具有裸露型、覆蓋型、埋藏型，形成了不同的補(bǔ)給、逕流、排泄區(qū)。 奧灰水補(bǔ)給區(qū)可分裸露補(bǔ)給區(qū)及第四系覆蓋補(bǔ)給區(qū)兩部分。裸露補(bǔ)給區(qū)主要分布在鳧山寒武系、奧陶系灰?guī)r及北部磁陽山奧陶系灰?guī)r出露區(qū)，在此范圍內(nèi)接受大氣降水補(bǔ)給。鳧山裸露區(qū)面積廣，補(bǔ)給水順巖層傾斜方向向北運(yùn)動形成強(qiáng)富水區(qū)。 覆蓋補(bǔ)給區(qū)主要在鄒西水源地、兗西水源地。奧陶系石灰?guī)r大面積直接被第四系覆蓋，接受第四系孔隙水下滲補(bǔ)給。奧灰地下水由東北流向西南，于濟(jì)寧二號煤礦以東4-1號孔以南，裸露補(bǔ)給區(qū)和覆蓋補(bǔ)給區(qū)奧灰?guī)r溶地下水南北合流，形成強(qiáng)逕流帶，泄向湖區(qū)。濟(jì)寧煤田處于奧灰地下水逕流帶，濟(jì)寧三號煤礦奧灰?guī)r溶地下水位曾高出地面并有自噴孔，南陽湖附近奧灰露頭邊緣為泄水區(qū)，而且在兩城附近出現(xiàn)泉群。 奧灰埋藏區(qū)分布于兗州煤田、濟(jì)寧煤田，其特點(diǎn)是深埋于石炭二迭系之下，不具備接受大氣降水、地表水、第四系孔隙水補(bǔ)給條件。兗州煤田之下絕大部分屬Ⅱ級（單位涌水量0.1～1.0L/s.m）富水性含水層區(qū)，局部為Ⅲ級（單位涌水量1.0～10.0L/s.m）強(qiáng)～極強(qiáng)富水性含水層區(qū)。濟(jì)寧煤田之下大部分是Ⅰ級（單位涌水量<0.1L/s.m）弱富水性含水層區(qū)，濟(jì)寧三號煤礦南部、許廠煤礦為Ⅱ級中等富水性含水層區(qū)，岱莊煤礦北部為Ⅲ級強(qiáng)富水性含水層區(qū)。 葛亭煤礦位于區(qū)域水文地質(zhì)單元的西北部，奧灰屬Ⅱ級中等富水性含水層區(qū)。 全礦井的涌水量為上組煤和下組煤礦井涌水量之和。即：本礦井正常涌水量為99.19+262.82=362.01m3/h，最大涌水量為118.3+305.38=423.68m3/h。 1.3煤層特征 本礦井含煤地層為下二疊統(tǒng)山西組、石炭系上統(tǒng)太原組和中統(tǒng)本溪組。其中本溪組僅局部賦存薄煤層，無經(jīng)濟(jì)可采價(jià)值，故不詳述。山西組和太原組為主要含煤地層，平均總厚244.63m。共含煤層27層,平均總厚12.95m，含煤系數(shù)為5.6％，可采煤層3、16、17，平均總厚9.50m；其中以3煤層最厚，最大厚度9.61m，全區(qū)平均5.10m，占可采煤層總厚的55％，是本礦井的主采煤層。 1.3.1煤層在含煤地層中的分布 本礦井下二疊統(tǒng)山西組含煤5層，即1、2(2上、2下)、3上、3煤層。太原組含煤22層,即4、5、6、7、8上、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下煤層。其中3、16、17煤層全區(qū)大部分可采，按煤層在含煤地層中的位置，可采煤層分成上、下兩組。上組煤為3煤層，下組煤為16、17煤層。各煤層的厚度、結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定性及間距變化情況見可采煤層控制情況一覽表(表4.1)及可采煤層一覽表(表4.2)。另外2、6、和15上煤層在區(qū)內(nèi)有部分可采點(diǎn)，但分布面積較小，均不足其賦存面積的1/3，故作為不可采煤層，不參加資源儲量估算。 表1.2 可采煤層控制情況一覽表 煤層 名稱 穿過鉆孔個數(shù) 可采點(diǎn) 不可 采點(diǎn) 斷缺 斷薄 天然焦 吞蝕點(diǎn) 斷層煤 風(fēng)化 可采性 指數(shù) 可采 不可采 3 70 41 8 5 4 5 1 6 0.87 16 75 55 11 6 1 2 0.90 17 77 54 3 12 3 3 1 1 0.86 1.3.2可采煤層 本礦井含可采煤層共3層，現(xiàn)分述如下： （1）3煤層 為礦井主要可采煤層，位于山西組中下部，上距2煤層9.83～40.60m,平均22.18m，下距太原組海相泥巖4.17～22.06m,平均11.43m；下距16煤層110.70～189.10m,平均156.84m；煤層厚度0.57～7.61m,平均5.10m；可采性指數(shù)0.87, 煤厚變異系數(shù)26.04%，屬較穩(wěn)定煤層。煤層中一般不含夾石,個別孔中見1～2層夾石, 巖性為泥巖或粉砂巖,煤層結(jié)構(gòu)簡單。頂板主要為粉砂巖、泥巖,少數(shù)為中、細(xì)砂巖,底板主要為泥巖,粉砂巖,少數(shù)為粉、細(xì)砂巖互層。 （2）16煤層 位于太原組下部，十下灰為其直接頂板,下距17煤層6.53～13.32m,平均10.29m；煤層厚度0.00～4.14m，平均3.10m，可采性指數(shù)0.90, 煤厚變異系數(shù)28.86%，屬較穩(wěn)定煤層。一般含一層夾石，少數(shù)含2層夾石，夾石巖性多為炭質(zhì)砂巖，炭質(zhì)粉砂巖，少數(shù)為泥巖，煤層結(jié)構(gòu)簡單頂板主要為石灰?guī)r，偶有泥巖、炭質(zhì)泥巖偽頂，底板主要為泥巖，粉砂巖，少數(shù)為細(xì)砂巖。 （3）17煤層 位于太原組下部，距太原組底界8.63～18.20m，平均13.15m。煤層厚度0.00～3.51m，平均2.99m，可采性指數(shù)0.86, 煤厚變異系數(shù)14.16%，屬穩(wěn)定～較穩(wěn)定煤層。部分含一層夾石，夾石多為泥巖、炭質(zhì)泥巖，少數(shù)為粉砂巖，煤層結(jié)構(gòu)簡單。礦井北部N10-1、N10-2、N9-6三孔受斷層影響，造成局部不可采，可采面積約13.91k㎡，可采范圍內(nèi)平均厚度1.00m。頂板主要為石灰?guī)r、泥巖、粉砂巖，底板主要為泥巖。 表1.3 可采煤層特征一覽表 煤層 名稱 煤 層 夾 石 全區(qū)厚度(m) 最小～最大 平均(點(diǎn)數(shù)) 結(jié)構(gòu) 穩(wěn)定性 煤厚變異系數(shù)（%） 可采性指數(shù) 間距(m) 最小～最大 平均(點(diǎn)數(shù)) 層數(shù) 主要 巖性 3 0．57～7.61 5.10(51) 簡單 較穩(wěn)定 26.04 0.87 110.70～189.10 156.84(23) 0-2 泥 巖 粉砂巖 16 0.00～4.14 3.10(61) 簡單 較穩(wěn)定 28.86 0.90 0-2 炭質(zhì)細(xì) 砂 巖 粉砂巖 6.53～13.32 10.29(56) 17 0.00～3.51 2.99(60) 簡單 穩(wěn)定～ 較穩(wěn)定 14.16 0.86 0-1 泥 巖 炭質(zhì)泥巖 1.3.3煤的特征 1、煤的物理性質(zhì) 本礦井各可采煤層均為黑色、黑褐、褐黑條痕色的軟～中等堅(jiān)硬煤層。煤的硬度(堅(jiān)固性系數(shù))平均0.87，山西組煤層硬于太原組煤層，煤的最大硬度達(dá)1.40(3煤層)，天然焦硬度1.53。 3、16煤層宏觀煤巖組分多以亮煤、暗煤為主，夾少量鏡煤條帶及絲炭；17煤層以亮煤為主,次為暗煤,夾少量鏡煤、絲炭條帶。山西組煤絲炭含量比太原組煤多，以線理狀分布于煤層中。煤巖類型以半亮型煤為主, 次為半暗型煤。中～寬條帶狀結(jié)構(gòu)。各煤層顯微煤巖組分及鏡煤反射率見表4.4。在有機(jī)顯微煤巖組分中，凝膠化組分平均占69%,山西組煤層凝膠化組分含量低于太原組煤層；絲炭化組分則相反；穩(wěn)定組分山西組煤層略高于太原組煤層，各煤層都不同程度地含有少量腐泥基質(zhì)條帶。無機(jī)組分以粘土礦物為主，粘土類山西組煤層高于太原組煤層，占總量的51～85%，其次為碳酸鹽、氧化物和硫化物。本礦井鏡煤最大反射率變化在0.615～3.775％區(qū)間,各煤層變質(zhì)程度屬Ⅱ～Ⅸ階段的低～高變質(zhì)煤,但均以Ⅱ階段的氣煤、氣肥煤為主。由于巖漿的侵入,使局部煤層煤由低變質(zhì)階段煙煤變質(zhì)為中、高變質(zhì)階段的焦煤、貧煤、無煙煤,甚至天然焦。 表1.4 各煤層主要物性特征表 項(xiàng)目 煤層 光澤 硬 度 真密度 視密度 斷口 裂隙 3 玻璃 油脂 0.81～1.40 1.01(9) 1.42～1.66 1.47(17) 1.30～1.53 1.38（23) 階梯狀 參差狀 較發(fā)育 16 玻璃 瀝青 0.28～0.83 0.66(4) 1.38～1.49 1.43(8) 1.28～1.42 1.36（14) 階梯狀 參差狀 發(fā) 育 17 玻璃 油脂 0.48～0.86 0.67(2) 1.37～1.54 1.44(8) 1.26～1.43 1.34（16) 階梯狀 參差狀 發(fā) 育 2、煤的工業(yè)分析指標(biāo)及其變化規(guī)律 （1）灰分：各煤層原煤灰分平均值均屬低中灰，3煤層變化于低中灰～中灰之間；16、17煤層變化于低灰～中灰之間，原煤灰分的變化范圍7.13～27.84%。3、16、17煤層均以低中灰為主，3煤層北部天然焦區(qū)為中灰、中高灰；16煤層在北部及西北部有中灰零星分布；17煤層?xùn)|北部及N5-3、N6-1孔周圍為中灰；16、17煤層有特低灰零星分布。-1.4密度級浮煤灰分3煤層為低灰，16、17煤層為特低灰，變化范圍2.14～14.90%，浮煤回收率變化在50～77%之間。用洗選的方法脫除煤中礦物雜質(zhì)，以降低灰分的效果較明顯。 （2）揮發(fā)分：各煤層浮煤揮發(fā)分產(chǎn)率(Vdaf)平均值均大于35%,為高揮發(fā)分煤。山西組煤層的浮煤揮發(fā)分產(chǎn)率比太原組煤層相對低4.86%。太原組煤層煤化程度相對山西組煤層略高。 （3）發(fā)熱量：山西組煤層原煤分析基彈筒發(fā)熱量平均為27.71MJ/kg,變化于22.26～29.64MJ/kg之間,太原組煤層平均值均大于28.18MJ/kg；恒容干基低位發(fā)熱量為22.46～30.76MJ/kg，各煤層均屬中高熱值～特高熱值煤，發(fā)熱量高低與灰分值呈反比關(guān)系。 （4）硫分：3煤層原煤硫分均小于1.0％,為特低～低硫煤，且以硫化物硫?yàn)橹?次為有機(jī)硫。西北部硫分偏低，為特低硫，東南部、南部大面積為低硫。16、17煤層硫分變化于中高硫～高硫之間，平均為高硫煤。太原組煤層原煤硫分以硫化物硫?yàn)橹?，次為有機(jī)硫；而浮煤硫分則以有機(jī)硫?yàn)橹?，次為硫化物硫。本區(qū)太原組煤層有機(jī)硫含量相對較高，由于有機(jī)硫的增大，給煤的洗選帶來較大困難。硫化物硫在洗選過程中有較好的脫硫效果。各煤層的全硫、硫化物硫，有機(jī)硫脫硫系數(shù)。 3、煤的灰成分及其特征 3號煤的灰成分主要以酸性的二氧化硅、三氧化二鋁為主，這兩種成分占煤灰的76％以上，16煤層的灰成分也以酸性的二氧化硅、三氧化二鋁為主，其次為堿性的三氧化二鐵、氧化鈣、氧化鎂等成分。17煤層酸性、堿性成分相差不大。山西組煤層的灰熔融性(ST)均大于1250℃,為高熔～難熔灰分；太原組煤層灰熔融性(ST)平均值小于1250℃,為以低熔為主的低～高熔灰分。根據(jù)煤灰成分計(jì)算，結(jié)污指數(shù)各煤層均低，結(jié)渣指數(shù)山西組煤層低，太原組煤層嚴(yán)重。 4、煤的結(jié)焦性： 山西組煤層粘結(jié)指數(shù)(GR.I)為47～82，膠質(zhì)層厚度(Ymm)為12.5～15.5mm，奧亞膨脹度(b%)為－23～24%，自由膨脹序數(shù)(CSN)為3～5.2，羅加指數(shù)為65～74。太原組的氣肥煤、氣煤的上述指標(biāo)均比山西組煤層高。從上述各煤層的粘結(jié)性指標(biāo)和成焦率、葛金干餾的半焦產(chǎn)率、焦渣特征等指標(biāo)都顯示出各煤層具有良好的結(jié)焦性能。 根據(jù)鄰區(qū)岱莊煤礦利用煤芯煤樣進(jìn)行的煉焦試驗(yàn)，結(jié)果表明所得焦塊外觀均為銀灰色，結(jié)焦良好，3上、3煤層的焦塊較致密，裂紋較少，16、17煤層的焦塊上部有蜂焦。3上、3煤層煉得的焦炭質(zhì)量比16、17煤層煉得的焦炭質(zhì)量好，原因是16、17煤層的焦炭有少量的蜂焦，在轉(zhuǎn)鼓中易成焦屑， 16、17煤層的焦炭有部分蜂焦是由于惰性成分含量不足所致。另外3上、3煤層穩(wěn)定組分較高也是焦炭好的一個原因。 5、煤的分類： 煤的工業(yè)分類：按中國煤炭分類國家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T5751－2009)劃分,以浮煤揮發(fā)分產(chǎn)率(900℃Vdaf%)和粘結(jié)指數(shù)(GR.I)為主要分類指標(biāo),膠質(zhì)層厚度(Ymm)、奧亞膨脹度(b%)為輔助指標(biāo),本區(qū)煤類劃分結(jié)果為:3煤層主要為氣煤,個別點(diǎn)為1/3焦煤、弱粘煤、無煙煤、天然焦;太原組煤層主要為氣肥煤和氣煤。個別點(diǎn)為1/3焦煤、弱粘煤、貧煤、無煙煤、天然焦。3煤層除8線以北被巖漿巖吞蝕,出現(xiàn)小片天然焦區(qū)，依次為無煙煤、焦煤、1/3焦煤區(qū),南部大面積為氣煤。16煤層受F7斷層以東巖漿巖影響，使其東部出現(xiàn)天然焦區(qū),依次為無煙煤、貧煤、1/3焦煤區(qū),17煤層使其東南部同樣出現(xiàn)天然焦區(qū)及小面積無煙煤區(qū)，16、17煤層除北部及南部小面積為氣煤外,其余大面積均為氣肥煤。根據(jù)煤類、灰分和硫分標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行衡量,各煤層均屬煤質(zhì)變化大的煤層。 表1.5 煤質(zhì)變化程度一覽表 煤層 項(xiàng) 目 3 16 17 煤 類 QM、1/3JM、RN、WY QM、QF、1/3JM、RN、PM、WY QM、QF、WY 標(biāo)準(zhǔn)差 Ad (%) 1.93 5.05 5.71 St,d (%) 0.16 1.19 0.81 變化程度 大 大 大 6、煤的工業(yè)用途評價(jià)： 根據(jù)本礦井上述煤質(zhì)特征，對煤的工業(yè)用途做如下評述。 （1）煉焦用煤 山西組煤層以氣煤(QM45)為主，灰、硫、磷等有害組分低，結(jié)焦性能好，成焦率較高，通過洗選可以生產(chǎn)多種級別的冶煉用煉焦浮煤，配以其它煤類煉焦效果更好。 太原組煤層為氣肥煤(QF46)、氣煤(QM45)，特低灰，特低磷，唯硫含量高，但結(jié)焦性能比山西組煤強(qiáng)。礦井生產(chǎn)開采時(shí)，若上、下組煤按比例配采，混合(洗選)使用，不僅可以降低煤的硫分，而且還可以降低煤的灰分，增強(qiáng)粘結(jié)性，使之符合煉(冶金)焦用煤要求。另外，采用“縛硫焦”工藝，太原組煤層浮煤也可以煉制冶金焦的要求。 （2）動力燃料用煤 各煤層的揮發(fā)分、發(fā)熱量、灰分、硫分等指標(biāo)均符合火力發(fā)電廠固態(tài)除渣煤粉鍋爐用煤要求，太原組煤層由于煤的灰熔融性(ST)<1350℃，結(jié)渣性較強(qiáng)，灰粘度較大，必須和灰熔融性高的煤摻混或和低發(fā)熱量煤摻混(使Qnet,v,ar≥12.54MJ/kg)，才能使之符合煤粉鍋爐用煤要求。 （3）氣化、液化用煤 3煤層對二氧化碳反應(yīng)性試驗(yàn)溫度在900～950℃時(shí)二氧化碳分解率均小于60％。為中等結(jié)渣、中等粘結(jié)性煤；太原組煤層為強(qiáng)結(jié)渣、強(qiáng)粘結(jié)性煤，因此，不宜于固定層和沸騰層煤氣發(fā)生爐用煤。粉煤懸浮床氣化爐對煤質(zhì)要求不嚴(yán)，特別是太原組高硫、低熔點(diǎn)、強(qiáng)粘結(jié)氣煤、氣肥煤，均可適用于K-T爐氣化用煤的要求。 各煤層焦油產(chǎn)率雖然大于7％，但由于粘結(jié)性強(qiáng)(Y值>9mm)，熱穩(wěn)定性差(濟(jì)寧煤田三號煤礦資料)，因此不符合干餾法煉油的要求。但太原組煤層碳?xì)浔?16，Vdaf>35％，Ad<5％，浮煤可考慮用氫化法提煉焦油。太原組煤層具有較高的有機(jī)硫，有利于液化反應(yīng)，從煤巖組分看，氣煤、氣肥煤多含有最易液化的樹皮類穩(wěn)定組分，可大大提高液化效果，因此各煤層大都符合液化用煤工業(yè)要求。 2 井田境界和儲量 2.1井田境界 井田東西走向平均長4.1km，南北寬3km，面積約為12km2，開采上、下限標(biāo)高-230～-720m。井田內(nèi)煤層傾角為3°~21°。傾斜長度最大3125m最小3016m 平均3066m。 2.2礦井工業(yè)儲量 井田主采煤層為3#、16#、17#煤。由于3#、16#、17#煤的煤層產(chǎn)狀大致相同，對于地質(zhì)資源儲量的計(jì)算，3#、16#、17#煤均采用地質(zhì)塊段法進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算地質(zhì)資源儲量時(shí)，主要是根據(jù)煤層傾角大體一致的原則將整個井田劃分為4個儲量塊，并分別加以標(biāo)號、計(jì)算。煤層儲量塊段的劃分如圖 22所示 圖 2-1 煤層儲量塊段劃分 各塊段的儲量可按下式計(jì)算： 式中 Zi——各塊段儲量，萬t； Si——各塊段的煤層面積，m2； Mi——各塊段煤層的厚度，m； γi ——各塊段煤的容重，3#煤層取值1.47 t/m3，16#煤層取值 1.43 t/ m3，17#煤層取值1.44 t/ m3。 下表列出兩煤層個儲量塊段的具體計(jì)算數(shù)值： 表 2.1 井田塊段儲量計(jì)算表 塊號 傾角α (°) 平面面積（㎡） 煤層面積（㎡） A 5 2713829 2724195.39 B 18 3276093 3362267.70 C 9 1530764 1549845.17 D 8 3482040 3516260.00 合計(jì) - 11002726 11152568.26 其中3#煤層厚度取值為5.10m，16#煤層厚度為3.1m,17#煤層厚度為2.99m。 由公式2-1計(jì)算得出，3#煤層的地質(zhì)資源儲量為4422.89萬t；16#煤層的地質(zhì)資源儲量為5458.84萬t17#煤層的地址資源儲量為2516.27萬t，合計(jì)地質(zhì)資源儲量為18106.86萬t。 以勘探地質(zhì)報(bào)告為基礎(chǔ)，礦井工業(yè)資源儲量計(jì)算公式為： Zg＝Z111b＋Z112b+Z2M11+Z2㎡2+ Z333k （2-2） 式中：Zg——礦井工業(yè)資源儲量； Z111b——探明的資源量中的基礎(chǔ)儲量； Z112b——控制的資源量中經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲量； Z2M11——探明的資源量中邊際經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲量； Z2㎡2——控制的資源量中邊際經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲量； Z333k——推斷的資源量； 根據(jù)井田內(nèi)的鉆孔布置，在礦井地質(zhì)資源儲量中，60%是探明的（331），30%是控制的（332），10%是推斷的（333）。 根據(jù)煤層厚度、煤質(zhì)以及其它煤層賦存情況，在探明的和控制的資源量中，85%是經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲量(111b和112b)，10%是邊際經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)儲量(2M11和2㎡2)，5%是次邊際經(jīng)濟(jì)的資源量(2S11和2S22)。 則3#煤層工業(yè)資源/儲量Zg計(jì)算如下： Z111b=4422.89×60%×85%＝4264.15 Z112b=4422.89×30%×85%＝2132.08 Z2M11=4422.89×60%×10%＝501.66 Z2㎡2=4422.89×30%×10%＝250.83 由于地質(zhì)條件簡單，煤層賦存穩(wěn)定，故可信度系數(shù)k取為0.87。 Z333k=4422.89×10%×0.85＝727.41 故工業(yè)儲量為： Zg3#＝Z111b＋Z112b+Z2M11+Z2㎡2＋Z333k ＝7876.14（萬t） 16#煤層工業(yè)資源/儲量Zg計(jì)算如下： Z111b=5458.84×60%×85%＝2521.41 Z112b=5458.84×30%×85%＝1260.70 Z2M11=5458.84×60%×10%＝296.64 Z2㎡2=5458.84×30%×10%＝148.32 由于地質(zhì)條件簡單，煤層賦存穩(wěn)定，故可信度系數(shù)k取為0.90。 Z333k=5458.84×10%×0.85＝444.95 故工業(yè)儲量為： Zg16#＝Z111b＋Z112b+Z2M11+Z2㎡2+ Z333k ＝4672.02（萬t） 17#煤層工業(yè)資源/儲量Zg計(jì)算如下： Z111b=2516.27×60%×85%＝2448.96 Z112b=2516.27×30%×85%＝1224.48 Z2M11=2516.27×60%×10%＝288.12 Z2㎡2=2516.27×30%×10%＝144.06 由于地質(zhì)條件簡單，煤層賦存穩(wěn)定，故可信度系數(shù)k取為0.90。 Z333k=2516.27×10%×0.85＝412.96 故工業(yè)儲量為： Zg17#＝Z111b＋Z112b+Z2M11+Z2㎡2+ Z333k ＝4518.54（萬t） 即礦井總的工業(yè)資源儲量為 Zg ＝Zg3#＋Zg16#＋Zg17# ＝7876.14＋4672.02+4518.54 ＝17066.70（萬t） 2.3礦井可采儲量 2.3.1安全煤柱留設(shè)原則 （1）工業(yè)場地、井筒留設(shè)保護(hù)煤柱，對較大的村莊留設(shè)保護(hù)煤柱，對零星分布的村莊不留設(shè)保護(hù)煤柱。 （2）各類保護(hù)煤柱按垂直斷面法或垂線法確定。用巖層移動角確定工業(yè)場地煤柱。由于煤層為近水平煤層，故走向與上下山巖層移動角大致相等，取值：走向巖層移動角δ=75°，上山移動角γ=70°，下山移動角β=75°，表土層移動角φ=45°。 （3）圍護(hù)帶寬度是根據(jù)礦區(qū)建筑物的保護(hù)等級劃定的。風(fēng)井、工業(yè)廣場屬Ⅰ級保護(hù)建筑物，故留設(shè)20 m寬的圍護(hù)帶。 （4）井田邊界煤柱寬度為20 m。 （5）工業(yè)廣場占地面積，根據(jù)《煤礦設(shè)計(jì)規(guī)范中若干條文件修改決定的說明》中第十五條，工業(yè)廣場占地面積指標(biāo)見表 21。 表 2.2 工業(yè)廣場占地面積指標(biāo) 井型（萬t/a） 占地面積指標(biāo)（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礦井保護(hù)煤柱煤損量 1）井田邊界保護(hù)煤柱 井田邊界保護(hù)煤柱留設(shè)20 m寬，則井田邊界保護(hù)煤柱損失量為458.31萬t。 2）工業(yè)廣場保護(hù)煤柱 本礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為1.5Mt/a，取工業(yè)廣場尺寸為450 m×400 m的長方形。工業(yè)廣場中心點(diǎn)煤層標(biāo)高 -550m，中心處所在位置煤層傾角為6°，該處表土層厚度為17m，主井、副井及地表建筑物均布置在工業(yè)廣場內(nèi)。工業(yè)廣場按Ⅰ級保護(hù)留維護(hù)帶，寬度為20 m。本礦井的地質(zhì)條件及沖積層和基巖層移動角見表 22。 表 2.3 巖層移動角 煤層傾角/(°) 沖積層厚度/(m) φ/(°) δ/(°) γ/(°) β/(°) 10 17 45 75 70 75 工業(yè)廣場保護(hù)煤柱作法示意見圖 22。 圖 2-2 工業(yè)廣場保護(hù)煤柱示意圖 由此計(jì)算得出：壓煤面積為686645m2，煤層在中心處的傾角為9°，所以實(shí)際壓煤量為： P＝812720/cos9°× 11.19×1.47=1344.23萬t 3）大巷保護(hù)煤柱 本礦井各生產(chǎn)期間計(jì)劃設(shè)計(jì)兩條大巷，分別是運(yùn)輸大巷、軌道大巷。各大巷保護(hù)煤柱一側(cè)寬度為20m，長度總計(jì)為2250m，則總壓煤量為： P＝20× 2× 2250×11.19×1.47＝289.51萬t。 表 2.4 各類保護(hù)煤柱壓煤量計(jì)算結(jié)果 邊界保護(hù)煤柱 工業(yè)廣場保護(hù)煤柱 大巷保護(hù)煤柱 總計(jì) 458.31 1344.23 289.51 1360.12 2.3.3礦井設(shè)計(jì)儲量 礦井設(shè)計(jì)儲量是從礦井工業(yè)儲量中去除礦井永久煤柱損失量計(jì)算得來的。計(jì)算公式如下： 式中Zs——礦井設(shè)計(jì)可采儲量，萬t； P1——保護(hù)井田境界、河流、湖泊、建筑物、大斷層等留設(shè)的永久保護(hù)煤柱損失量，萬t。 礦井設(shè)計(jì)可采儲量 礦井設(shè)計(jì)可采儲量計(jì)算公式如下： （2-4） 式中 Zk——礦井可采儲量，萬t； P2——工業(yè)場地和主要井巷煤柱損失量之和，萬t； C——采區(qū)采出率，厚煤層不小于0.75；中厚煤層不小于0.8；薄煤層不小于0.85。 表 2.5 礦井儲量匯總表 煤層 工業(yè)儲量(Mt) 永久煤柱損失(Mt) 設(shè)計(jì)開采損失(Mt) 礦井設(shè)計(jì)儲量(Mt) 設(shè)計(jì)可采儲量(Mt) 111b 112b 2M11 2㎡2 333k 3 42.64 21.3 5.02 2.51 7.27 2.11 7.41 76.65 51.93 16 25.21 12.6 2.97 1.48 4.45 1.25 4.38 45.47 30.82 17 24.49 12.2 2.88 1.44 4.13 1.21 4.26 43.98 29.78 合計(jì) 92.35 46.2 10.86 5.43 15.85 4.57 16.05 16