自协庄煤矿设计开采详细情况.docx
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自协庄煤矿设计开采详细情况
第一章矿区概述及井田地质特征
第一节矿区概述
第二节井田地质特征
第三节煤层特征
第二章井田境界及储量
第一节 井田境界
第二节井田工业储量
第三节 井田可采储量
第三章矿井工作制度及设计生产能力、服务年限
第一节矿井工作制度
第二节设计生产能力及服务年限
第四章井田开拓
第一节井峒形式及位置
第二节水平划分
第三节大巷布置及运输方式
第四节采区划分及开采顺序
第五节通风方式及风井布置
第六节水平过渡及其它
第五章矿井基本巷道
第一节井筒
第二节井底车场
第三节主要开拓巷道
第六章 采煤方法和采区巷道布置
第一节煤层地质特征
第二节采煤方法和回采工艺
第三节采区巷道布置及生产系统
第四节采区车场设计
第七章井下运输及矿井提升
第一节概述
第二节采区运办理设备的选择
第三节 大巷运输
第四节主副井提升设备的选择
第八章 矿井通风及安全
第一节矿井通风系统的选择
第二节采区及全矿所需风量
第三节全矿通风阻力计算
第四节扇风机选型
第五节防治灾害的安全技术措施
第九章基本技术经济指标
第一章 矿区概况及井田地质特征
第一节矿区概述
一、地理位置及交通条件
协庄井田地处山东省新泰市小协镇境内,位于新汶煤田南翼西端,因矿井工业广场和职工生活区域地处小协村和大协村之间而得名。
地面占地总面积为平方米（１99１）。
１958年建矿，1962年投产，设计生产能力1８0万吨/年，井田面积35.6平方公里。
矿区东连小协村、陈家庄;南邻小李庄;北至唐立沟村、刘官庄、玥庄;西毗大协村、碗窑头村、高佐村。
东距新汶矿业集团所在地8 ｋm,距新泰市1３kｍ。
开采深度+110m~-１05０ｍ,东西长９～１2kｍ，南北宽1.1～4.2km,面积约35．6６2km２。
地理坐标:
东经１17°31′０3″～117°４1′15″，北纬3５°5３′4５″~35°５6′58″。
行政区划归新泰市管辖。
矿井有铁路专用线与磁莱铁路接轨，西接京沪铁路;蒙馆公路横贯东西，京沪高速公路自矿井西部经过,交通条件十分便利。
见图1－1示。
二、地形特点及居民点分布
本区位于小汶河两岸,为莲花山与蒙山间的山间凹地半缓阶地形丘陵，呈东西向分布,地面标高+１50~+200m，南北高中间低，由山间河谷向南北两侧山坡可分为三个明显的阶地型地貌单元:
（1）小汶河两岸冲积型河谷平原;
（2）第三系、侏罗系及古生界地层组成的极平缓阶地型丘陵地带；（3）太古界花岗片麻岩及寒武系灰岩构造的高山区。
矿区范围内分布有大小村庄9个，大部分分布在井田边界。
另外，在矿区南部有大片职工住宅区。
三、工农业生产和原料及电力供应
矿区内工业以煤炭为主,农业主要种植小麦、玉米、棉花,间杂有果园、桑园、菜园和苗圃等。
本矿井建设期间,所需要建设材料,除钢材、木材和部分水泥需由国家计划供应外，其它砖、石、砂等土产材料，均由当地供应，满足建设需要。
供电电源有两路:
一路来自华东电网泉沟区域配电所;一路来自本矿区内矸石热电厂。
电力资源比较充足。
四、矿区气候条件
本区为季风型大陆性气候，年平均气温15.２℃,一月最低,平均气温为-３.3℃,七月最高,平均为26.0℃。
１至3月为冰霜干冷期,７至9月份气候较热,6至10月为雨季。
全年主要风向为东风，年平均风速2．４m/s，最大风速14．3m/ｓ（1954.04．０9）。
历年平均降水量7７9.4㎜,最大年降水量1395.4㎜（1９６4）,年最小为４5０.9㎜（196８）。
一般初始结冰日期为每年十月下旬,最早为１０月１5日（１96２）,最晚为11月1７日（1998），结冰期为四个月。
五、矿区水文及工农业供水
小汶河是流经本矿井主要的地表水系，其支流有光明河、崖头河、刘官庄河等多支小河流，均为季节性河流,多呈正交型由南北两侧汇入小汶河。
小汶河自东向西流经本矿井浅部，至大汶口汇入大汶河。
历年来洪水期的洪水位标高为＋158～１62.9m，根据小汶河观测站１95８～1984年的观测资料，最大流量为18３0m3/s（1９64年7月１7日），由于近年来上游筑坝蓄水灌溉农田,使小汶河流量受到很大控制,现已成为季节性河流。
在浅部煤系地层露头直接伏于古河床及现代小汶河河床之下,接受第四系潜水和小汶河水渗入补给,据观测,由协庄矿大桥至韩庄段，小汶河入渗量达0.1６ｍ3/s。
目前有地面供水井数眼，开采奥灰水，而且由集团公司水源地统一供水。
矿井工业用水为井下排水,锅炉及生活用水为在工业广场用深水泵取奥灰地下水。
另外，工业用水还利用井下排出的水,较好地实现了矿井水的综合利用,基本上满足了工业和生活用水的需要。
19６3年1月至２0０2年５月的矿井多年涌水量平均为８8０.48ｍ3/ｈ。
鉴于目前矿井涌水量较大，水资源较丰富,建议建设一座600m3/h处理能力的矿井水处理厂,处理后的矿井水应分别达到生产和生活饮用水标准，分别向矿区生产、生活分质供水,以使宝贵的地下水资源进一步得到综合利用。
第二节 井田地质特征
一、井田地形及勘探程度
井田位于新蒙向斜南翼的西端，其基本构造形态为走向近东西，倾向北的简单的单斜构造,无明显的次级褶皱;地层倾角变化较大,东部缓,倾角180,西部陡,局部倾角大于２50。
整个区域内的构造特征以断裂构造为主,断层比较发育，多为高角度正断层。
主要断层按走向分为NＥ向、NＥE向和NW向3组,其中绝大多数断层为NE向。
井田的勘探程度:
分为协庄、窑沟两个勘探协庄区。
全区经过普查、详查、精查勘探及使用综合勘探的精查补充勘探后，完成钻孔413个，工程量８８735.35m,其中施工徐灰水文孔１1个、奥灰观测孔2个。
施工地震测线7８.035km,物理点4499个。
基本控制了断层在深部的摆动方向，满足了采区设计需要。
二、井田煤系地层
矿井含煤地层主要为二迭系下统山西组与石炭系上统太原组。
1、山西组
厚65.３１~91.80m,平均７7.５9m。
以4煤层底板下约10m的细砂岩与太原组分界。
岩性主要为灰白色中细砂岩、浅灰色粉砂岩、灰色及深灰色泥岩和煤层组成,含煤４层（１、２、３、4煤），可采2层（２、4煤）。
地层中砂岩粒度及比例明显大于下伏地层,粉砂岩中植物化石种类与数量多于太原组。
本组为一套三角洲体系的沉积,主要沉积相有河口砂坝、分流间湾、分流河道、泛滥平原、沼泽和分流间湖泊微相。
河口砂坝沉积于山西组底部，为楔状交错层理和缓波状层理的逆粒序细粒岩屑石英砂岩。
分流间湾相为一套具菱铁质结核的致密均匀的灰黑色泥岩，分布于中、下部。
中部发育一套厚层状中细粒长石石英砂岩,为分流河道相沉积，交错层理发育,底部含泥砾，对下伏地层有轻微的片流冲刷。
泛滥平原沉积为灰色、浅灰色、富含植物根化石的泥岩、粉砂岩，常为煤层底板。
远离分流河道的低洼区形成厚层浅灰色均匀致密的分流间湖泊沉积。
本组可分为三个旋回,其沉积序列为分流间湾—泛滥平原—沼泽—分流间湾。
4、２煤分别形成于Ⅰ旋回与Ⅱ旋回，Ⅲ旋回成煤条件差,形成的１上、1下煤薄而不可采。
2、太原组
为本区主要含煤地层,厚162.00～192.８0m，平均177．61ｍ。
主要由灰色、深灰色、灰黑色泥岩、粉砂岩、灰色粘土岩及浅灰、灰色砂岩、灰岩及煤层组成,含煤10～11层（５、6、7、8、9、１0、1１、1２、13、１4、15、16煤）,其中可采、局部可采煤层4层（６、11、１3、15煤）,含灰岩4～5层，其中一、四灰全区稳定，是煤岩层对比的可靠标志。
太原组连续沉积于本溪组之上,以１6煤底板厚约6ｍ的细砂岩底与本溪组分界。
太原组主要沉积相有：
泻湖相、潮坪相、碳酸盐台地相及障壁岛相。
泻湖相为一套深灰色、灰黑色均质含黄铁矿、菱铁矿结核的泥岩沉积物;砂坪相与混合坪相为一套灰色、浅灰色、具有潮汐层理和生物扰动构造、含植物碎片化石的砂质沉积物，泥坪相为浅灰色薄层富含根化石的粘土质泥岩，多为煤层的顶板。
一、二、四灰为碳酸盐台地沉积。
11煤层顶板砂岩厚度大,颗粒成熟度高，为障壁岛沉积。
本组可分三个旋回,Ⅰ旋回自本溪组顶部泥岩至四灰,为一套泻湖－潮坪-台地体系的沉积，以潮坪、泻湖交替频繁、台地相发育、煤层层数多而薄为特征。
Ⅱ旋回自四灰顶至11煤层顶板砂岩，为泻湖-潮坪－障壁岛体系沉积,以泥炭坪延续时间长、具障壁岛相沉积为特征。
Ⅲ旋回自１1煤层顶板砂岩至一灰,为潮坪相、泻湖相和碳酸盐台地相,以泻湖相、潮坪相交替更为频繁、碳酸盐台地持续时间短、煤层层数、厚度小、变化大为特征。
Ⅳ旋回自一灰顶至山西组底分界砂岩，为一缺失海侵部分的不完整旋回，为泻湖-潮坪相沉积,６煤层形成于该旋回。
三、井田地质构造
新汶向斜位于鲁西断块鲁中块隆内，北翼由于受莲花山断裂破坏,向斜形态表现不明显,南自蒙山背斜古生界,北至莲花山断裂，地层走向自西而东由近东西向转为北西向，地层向北倾斜。
新汶煤田东起涝坡、员外哨,西至南杨家庄、大霞雾，东、西均以煤系地层露头为界。
北至莲花山断裂，南至蒙山背斜北坡奥陶系地层出露处，东西长约30km,南北宽约８～1０kｍ，面积约305ｋm2，地层走向呈北西向。
新汶煤田受多期构造运动控制,北翼大部分被莲花山断层切割，良Ｆ3断层以东仅存南翼,呈单斜形态,而翟镇煤矿被F10、F2２、F11与良F３断层围限的范围内发育一个有次级褶曲的菱形断块,仅在西部泉沟与协庄之间表现断块型向斜形态，向斜南翼地层保存完整,是煤田开发的重要地段。
煤田内断裂构造发育，方向性明显,大致可分为北西向、北东东向、北东向三组。
１、断层（a）
区内断裂构造发育，具有明显的多期性，多为高角度正断层，其中以北东向最为发育，同时伴生少量北西向断层。
共组合断层８5条,其中落差大于100m的断层1０条,落差50~１00m的断层16条，落差10～50ｍ的断层3９条,落差小于１0m的断层20条，另有大量孤立断点,平均约3.６条／ｋｍ２。
根据《矿井地质规程》和煤炭部1９８7年１０月“关于矿井地质分类工作有关问题的补充说明”,该区断层发育程度定为Ⅲａ类。
１、NW向断层组：
（1）羊流断层:
区域性正断层,为协庄煤矿西边界,走向NNW,倾向东,倾角70°,落差大于1000m,区内延展长度约1.5ｋm,。
断层两盘出露地层有差异明显，上盘地层为石炭、二迭系,下盘为奥陶系。
（2）F1０断层:
正断层,位于矿井东北部，为协庄煤矿与翟镇煤矿的分界断层。
走向北西45°，向西北延入泉沟煤矿西部边缘，向东南延入良庄煤矿。
矿区内延展长度约５.6kｍ，倾向南西,倾角70°,落差１00-5２０ｍ。
断层两盘地层赋存差异明显，下降盘存
有较多的石盒子组和蒙阴组地层,而在上升盘地层则无蒙阴组，仅存部分下石盒子组~太原组地层。
第三系地层均遭受切割， ３条地震测线穿过，补1、１4－4、1７３孔控制，17３号孔控制南摆，补２号孔控制其北摆。
属查明断层。
（３）Ｆ10-1断层:
正断层,位于矿井东北,走向NW，倾向北,倾角７0°，落差70~１0０m，区内延展长度约1．9km,属查明断层。
（4）F２８断层:
正断层，位于矿井东北，走向NＷ，倾向北,倾角70°,落差70～90ｍ,区内延展长度约1．３ｋm，羊２5号孔揭露该断层,属查明断层。
见表1-１、１－2所示矿井主要断层特征表。
表1-1矿井主要断层特征表
序号
断层
名称
性
质
断 层产状
落差（m）
区内延展长度（ｍ）
断层控制情况
查明
程度
走向
倾向
倾角
1
F1０
正
20０～２30
SW
70
100~52０
56０0
控制
查明
2
F2２
正
15~35
SE
７0
4０~210
5000
控制
基本查明
3
F22-1
正
15~40
NW
65~75
2６～９5
2000
协庄矿–850西大巷揭露
查明
4
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