白庄煤矿村下压煤开采方案设计Word文档格式.docx
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编制提纲及编制要求的通知》（鲁煤搬迁[2011]165号）等有关规定，编制了《肥城矿业集团公司肥城白庄煤矿有限公司3700采区涧北堤坝下压煤开采可行性论证与方案设计》，报请山东省煤炭工业局审批。
白庄煤矿3700采区涧北堤坝下压煤开采可行性论证与方案设计编制的主要基础资料如下：
（1）白庄煤矿矿井及3700采区概况；
（2）白庄煤矿地质报告；
（3）3700采区采掘工程平面图；
（4）3700采区井上下对照图；
（5）3700采区综合柱状图；
（6）有关钻孔柱状图；
（7）涧北水库和大坝概况；
（8）白庄煤矿地表岩移观测分析资料。
第一章白庄矿井概况
第一节交通位置及井田范围
一、交通位置
白庄井田位于肥城煤田西部，处在泰山山脉西翼，古今闻名的陶山南麓，行政区划处于山东省泰安市肥城市湖屯镇境内。
地理坐标为：
东经116°
34'
54"
~116°
38'
36"
，北纬36°
13'
23"
~36°
16'
02"
。
白庄煤矿距离湖屯镇5.5km，距离肥城市20km，距离泰安市50km，距离济南市102km。
白庄煤矿交通便利。
在铁路交通方面，白庄煤矿有铁路专线与泰（安）—湖（屯）支线和京沪干线相接，西有京九铁路干线，白庄煤矿距湖屯火车站5.5km。
在公路交通方面，白庄煤矿工广南门口即为泰（安）—平（阴）公路，向南5km为泰（安）—聊（城）公路，东有济（南）—兖（州）公路通过，可直达泰安、平阴、聊城、济南、兖州等地，交通十分便利。
图1.1给出了白庄井田交通位置示意图。
图1.1白庄井田交通位置示意图
二、井田范围
白庄井田位于肥城煤田西部，由肥城煤田西十井田（部分）和西七、八、九井田（部分）组成。
井田范围为：
西以F7断层为界，与查庄煤矿和国庄煤矿相邻；
北以F1-1、F1-2断层为界（属煤田边界）；
东以F21断层为界，与陶阳煤矿相邻；
南以原勘探报告F3-1断层位置作为技术边界与平阴煤矿紧邻，以BF5断层与兴隆煤矿相邻。
井田走向长约4.0km，倾斜宽约3.9km，面积为15.8Km2（见图1.2）。
图1.2肥城煤田白庄井田位置图
于2011年4月1日，白庄煤矿取得了由国土资源部颁发的白庄煤矿采矿许可证（证号：
C1000002009041120010700），矿区平面边界由24个拐点顺序圈定（各拐点坐标见表1.1），井田走向长约4.0km，倾斜宽约3.9km，面积为15.8km2。
主采煤层为3煤，开采标高为+71m~-700m，矿井设计生产能力为90万t/a。
表1.1白庄煤矿拐点坐标一览表
拐点编号
北京54坐标系
西安80坐标系
X坐标/m
Y坐标/m
B4
4010468.00
20463714.00
4010422.475
39463658.358
B5
4010769.00
20464231.00
4010723.484
39464175.363
B6
4011180.00
20464470.00
4011134.491
39464414.361
B7
4011200.00
20464555.00
4011154.492
39464499.364
B8
4011447.00
20464775.00
4011401.497
39464719.365
B9
4011775.00
20465310.00
4011729.506
39465254.370
B10
4012190.00
20465827.00
4012144.515
39465771.374
B11
4012695.00
20466330.00
4012649.526
39466274.377
B12
4013719.00
20467000.00
4013673.545
39466944.378
B13
4014570.00
20467600.00
4014524.561
39467544.379
B14
4015390.00
20466430.00
4015344.405
39466374.399
B15
4015600.00
20464850.00
4015554.397
39464794.382
B16
4015315.00
20463390.00
4015269.364
39463334.365
B17
4014123.00
20463047.00
4014077.371
39462991.374
B18
4013260.00
20462485.00
4013214.359
39462429.374
B18A
4012000.00
20462500.00
4011954.347
39462444.383
B19
4011276.00
20462360.00
4011230.339
39462304.386
J7
4010510.00
20462232.25
4010464.331
39462176.640
J6
4011090.00
20462730.00
4011044.340
39462674.391
J5
4011162.50
20463130.00
4011116.843
39463074.394
J4
4011500.00
20463525.00
4011454.349
39463469.396
J3
4011660.00
20463780.00
4011614.352
39463724.397
J2
4011687.50
20464000.00
4011641.854
39463944.399
J1
4011615.00
20464425.50
4011569.356
39464369.904
面积
15.8km2
开采深度
+71m~-700m
第二节自然地理
一、地形、地貌
肥城煤田的地形为四面环山，北高南低，东高西低，是一个向西南开阔的盆地，盆地内地形较平坦。
白庄井田内地形东北较高，西南偏低，地面标高为+71m~+125m，平均坡度为50′。
主井井口标高为+84.67m，工业广场标高为+83.5~+89.0m。
二、地表水系
白庄井田内有涧北河、山阳铺河两条季节性小河，都发源于北部山区，由山区裂隙水及雨水补给，雨季有少量存水，由北向西南汇流入汇河。
另有两条南北向冲沟，也发源于北部山区，雨后才有水，数天后即干涸。
白庄煤矿工业广场三百年一遇的最高洪水位为+82.90m。
涧北水库位于井田范围内，库区平均标高为+105.0m，最高潜水位标高为+92.5m。
三、气象
白庄井田地处鲁西，属大陆性与海洋性气候过渡型，四季分明，年平均气温为12.95℃，最高气温为39.6℃（1958年6月27日），最低气温为-18.5℃（1953年1月16日），冻土深度为4.8cm。
年平均降雨量为662.5mm，最高年降水量为1082.7mm（1964年），最低年降水量为336.1mm（1989年）。
历年雨季多集中于7、8、9三个月份，最大月降水量为474mm（1973年7月），最大日降水量为208.1mm（1973年7月），下雪和降霜一般发生在每年的11月至次年的3月，最大积雪深度为250mm。
年平均蒸发量为1830mm。
本区多季节风，一般冬季多北风，春、秋季多东南风，夏季多南风，年平均风力为2.8级，阵风最大可达16m/s。
四、地震
根据中国地震局和建设部震发办[1992]160号文“关于发布《中国地震烈度区划图（1990）》和《中国地震烈度区划图（1990）使用规定》的通知”，山东省泰安地区的地震烈度为6度。
根据《国家地震标准》（GB18306-2001），白庄矿区所属地震动峰值加速度分区为0.05g。
第三节矿井生产建设情况
白庄煤矿于1971年5月破土兴建，于1978年12月31日建成并移交生产，当时矿井设计生产能力为30万t/a，服务年限为71年。
1980年，上级批准将F4-1至F26所夹面积划归肥城市隆源煤矿（原肥城县兴隆煤矿）开采，储量减少618.6万t。
1986年6月，山东省煤炭局（86）鲁煤字第22号文《对白庄矿井改扩建工程方案设计的批复》中，确定矿井扩建规模为90万t/a，济南煤矿设计院于1987年4月提交《白庄矿井改扩建初步设计》，煤炭部以（88）煤生字第418号文批准。
白庄矿井改扩建于1992年动工，1997年7月改扩建试生产并达到设计生产能力，2005年矿井实际产量达到126.3万t。
为了适应矿井发展的需要，白庄煤矿于1997年编制了《-450m水平延深地质报告》，并由山东省煤炭管理局以“鲁煤管生（1999）372号文件”进行批复，并经肥城矿业集团公司设计院进行延深设计，最后选定-437m～-438m标高作为开采水平的井底车场标高（统称为-430m延深水平）。
2009年核定生产能力为140万t/a，2009年实际生产原煤为139.7万t。
白庄井田开拓方式为立井多水平上下山开拓，采用走向长壁后退式全冒落采煤方法，分-150m、-250m、-430m等三个水平开采。
井田内主要开采上组煤（山西组）31煤层及下组煤（太原组）7煤层、8煤层、9煤层、102煤层。
下组煤开采受煤层底板五灰及奥灰承压水威胁较大，在开采中，虽对五灰含水层采取了注浆加固等措施，但回采过程中仍存在底板突水的可能。
-150m水平主要开采F3、F03以南，F24以东的上组煤，以及F24以西的上组煤和下组煤；
-250m水平主要开采F03以南、F24以东的下组煤，以及F3以北、F24以西的上组煤；
-430m水平为深部延深水平，主要开采F24与F03之间的上组煤及F3以北及F24断层以东区域的所有下组煤，并于2001年12月动工。
目前已完成三条暗斜井及井底车场水仓泵房工程，2006年底形成通风、供电、排水、提升等主系统，2007年一季度首采面7层煤7105工作面投产。
白庄矿井-150m水平有8个采区，-250m水平有9个采区，-430m水平有9个采区。
-150m水平已经回采结束，-250m水平开采原荣庄井田3煤层，-430m水平开采原荣庄井田7、8、9、10煤层。
开采顺序自上而下开采，先开采山西组煤3煤层，然后开采下组煤7、8、9、10煤层。
现主要生产煤层为：
31、7、8三个煤层。
主要采区为：
-250m水平3900采区、-250m水平3700采区、3500采区，-430m水平7800采区。
现正在回采工作面有3701工作面、3905工作面、32500煤柱工作面、7808工作面等四个工作面。
白庄煤矿共有主井1个，副井2个，风井3个。
主井井口直径为6.0m，井底到达-250m水平，服务于全矿煤炭提升。
老副井井口直径为5.0m，服务于-150m水平辅助提升及人员上下井；
新副井井口直径为6.0m，服务于-250m水平及-430m水平辅助提升及人员上下井。
白庄煤矿井下原煤采用箕斗提升，人员上下、矸石提升和材料下放由新副井、老副井两套提升设备承担，井下-430m水平到-250m水平辅助提升采用绞车和架空乘人装置提升矸石、下放材料以及运送人员。
主井装备1台2JK-3.5/15.5E-FB型单绳缠绕式双滚筒提升机，提升容器为6.5t轻型箕斗，担负井下原煤的提升任务。
老副井装备1台2JK-2.5×
1.2E-11.23型单绳缠绕式双滚筒提升机，提升容器为1t矿车单层单车罐笼，担负井下-150m水平到地面的辅助提升任务。
新副井装备1台JKM-2.8×
4（I）E-FC型摩擦式塔式提升机，提升容器为双层四车1t罐笼，担负井下-250m水平到地面的辅助提升任务。
-430m轨道下山安装1台2JK-2/20X型单绳缠绕式双滚筒提升机，提升容器为MG1.1-6B型矿车（单钩5辆），担负井下-250m水平到井下-430m水平矸石提升、材料下放等辅助提升任务。
井下-430m人行下山安装1部KS12/55型架空乘人装置（输送量为400人/h），担负井下-250m水平到井下-430m水平人员辅助提升任务。
副井和风井装备有梯子间，作为矿井的安全出口。
白庄煤矿从建井至2006年6月未，共生产出原煤1598.4万t，损失量为576.5万t。
经储量重新核实后，截止2006年6月，全矿井保有储量16315.6万t，探明的可研经济基础储量（111b）6153.2万t，可采储量（111）3895.6万t，控制的经济基础储量（122b）646.4万t，预可采储量（122）454.3万t，探明的（可研）边际经济基础储量（2M11）1020.6万t，控制的边际经济基础储量（2M22）974.4万t。
探明的（可研）次边际经济资源量（2S11）743.9万t，控制的次边际经济资源量（2S22）6777.1万t。
白庄煤矿目前主采煤层为3煤。
白庄煤矿依据上述批文，于2005年4月至2007年7月间，先后采用了高档普采和综采方式回采了31002-31010条带工作面以及31014、31016、31018和31020条带工作面。
第二章3700采区开采地质条件
第一节设计区域概况
涧北堤坝下压煤属于3700采区。
3700采区位于-250m水平，属于二迭系山西组，可采煤层为31煤。
该采区东至F03断层，南至F03断层与BF2断层交汇区域，西至F24断层与BF67断层，北至煤田边界煤柱。
该采区上限标高为-309m，下限标高为-425m，地面标高为+85.9~+112.6m，走向长为2500~2612m，倾向长为152~536m，倾向平均长为344m，面积为792985m2。
该采区相邻采区为3500和3900采区。
为了保护涧北大坝，白庄煤矿留设了保护煤柱，如图2.1所示。
涧北大坝保护煤柱面积约457053m2，压煤较多，31煤层储量为147万t，可采储量97万t。
图2.1涧北堤坝区域概况
第二节地质特征
一、地层
白庄井田地层划分属于华北地层区鲁西地层分区，地层沉积稳定，岩层厚度、岩性变化、地层接触关系等均与鲁西地层分区一致。
图2.2给出了综合地层柱状图，其地层自上而下分别为：
Ø
第四系（Q）：
黄色，以砂质粘土、粘土质砂砾、粘土砂岩层为主，上部为表土，下部为含砂砾粘土和粘土层。
厚度约28~120m，一般为35~65m，平均为55.06m，呈南薄北厚趋势。
二迭系（P）：
井田F24断层以西，F3断层以南区域被剥蚀。
其中，上石盒子组（P）厚约0~100m。
岩性主要为浅黄色、灰白色中粒砂岩与杂色泥质岩互层，底部为紫色、青灰色的铝土岩（B层）。
下石盒子组（P）厚约55m。
岩性主要为灰~灰白色中、细砂岩、粉砂岩以及泥岩等，不含煤。
底部为灰绿色中、粗粒砂岩，含砾石，为与山西组的分界层。
山西组（PIS）厚约103~135m，平均为123m。
岩性主要为灰~灰白色中粒砂岩和砂泥岩互层。
上部以粉砂岩、泥岩为主，砂岩较少；
中部和下部以砂岩为主。
为主要含煤地层，含煤5层，都集中在中部。
其中31煤为主要可采煤层，32煤、4煤为局部可采煤层。
在煤层及顶底板岩层中主要产苛达木、楔叶木、轮木、细羊齿和芦木等化石。
石炭系（C）：
太原组（C3t）厚约143-165m，平均为155m。
岩性以灰~灰黑色粉砂岩为主，浅灰~深灰色泥岩、灰~灰绿色中、细粉砂岩、粉砂岩与细砂岩互层等相间出现，含石灰岩5层，其中一、二、四灰为标志层。
含煤13层，其中7、8、9、10-2为主要可采煤层，5上、6、10-1为局部可采煤层。
石灰岩中主要产腕足类、腹足类、海百合、珊瑚、长身贝和蜓科等化石。
奥陶系（O）：
厚约800m，岩性为青~青灰色厚层状灰岩，间夹泥灰岩，下部为白云质灰岩。
主要分布于井田北部中低山区。
产珠角石等化石。
寒武系：
厚约600多米。
上部主要为青色厚层竹叶状灰岩及鲕状灰岩，下部主要为紫色页岩及薄层灰岩。
主要分布于井田北部山区，主要产三叶虫等化石。
太古界泰山群（Art）：
为黑云母斜长石片麻岩、角闪岩、黑云母石英片石、绿泥片岩、伟晶岩等，主要分布于井田北部山区。
图2.2综合地层柱状图
二、可采煤层特征
井田含煤地层属于典型的华北型石炭~二叠纪沉积地层。
主要含煤层地段为山西组和太原组。
山西组共含煤5层，总厚度为4.62m。
其中31煤为主要可采煤层，平均厚度为2.19m；
32煤层、4煤为局部可采煤层，全厚为1.27m；
山西组含煤系数3.7%。
1煤与31煤间距为13.36~31.45m，平均为21.00m；
31煤与32煤间距为0~12.95m，平均为5.36m，该两层煤在井田的东北部合并；
32煤与4煤间距为27.85~52.78m，平均为39.71m。
太原组共含煤13层，总厚度为9.93m。
其中可采煤层4层（分别为7、8、9、10-2煤），厚度为6.24m；
局部可采煤层3层（分别为5上、6、10-1煤），全厚为2.01m。
太原组含煤系数6.4%。
5煤与6煤间距为4.20~31.37m，平均17.44m；
6煤与7煤间距为10.06~29.26m，平均为17.32m；
7煤与8煤间距为15.73m~32.05m，平均为25.70m；
8煤与9煤间距为5.04~11.71m，
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